JP2007506913A - 機械式または磁気式動力伝達方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、バネ−および／または磁石相互作用を利用する動力伝達のための方法および装置に関する。１つまたは複数のバネ、緩衝装置等々を収容または配設するための多数の支持体が設けられ、かつ各支持体が軸受手段に配設される。各支持体は１つまたは複数のフリーホイール手段、たとえばフリーホイール軸受と連結されており、その結果、各支持体が回転軸周りまたは直線または湾曲した並進運動軸に沿ってただ１方向にのみ回転あるいは可動式に案内される。さらに、各支持体はそれぞれ１つまたは複数の個々のバネ、緩衝装置等々を所定の配列で装着している。このような多数の支持体は、第１の支持体へ伝達される衝撃がこの第１の支持体からバネ相互作用を利用して隣接する第２の支持体へ、この第２の支持体から前記第２の支持体に隣接する第３の支持体へ等々伝達されるように互いに相対的な間隔をあけて配設されている。ここで本質的なことは、使用したフリーホイール手段によって不可能になった運動をさせられる支持体の逆回転によって、実質的に完全な衝撃伝達がそれぞれ次の支持体に生ぜしめられ、その結果、外部の衝撃発生器から一旦磁気式動力伝達装置へ伝達されるスタート衝撃が１つのシャフトと類似に実質的にロスなしに大きい区間にわたって伝達可能である。前記区間が、たとえば円のようなそれ自体で閉じられている場合、衝撃は僅かな摩擦抵抗のみで長時間にわたって維持した状態に留めることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、可動式のかつ互いに相互作用に入るバネ、緩衝装置、磁石等々を利用する機械式および／または磁気式の動力伝達装置に関する。

すでに以前から、回転可能に軸支された第１の物体から回転可能に軸支された第２の物体へ駆動力が伝達される機械式または磁気式の動力伝達装置が知られている。このような動力伝達は剛性のクラッチまたはいわゆる軸平衡式継手に使用される。これらは世界的に多数の構造形式および原理で入手することができる。

本発明の課題は、特にトルク伝達能力を改善できる機械式または磁気式の動力伝達、特に衝撃伝達のための改善された方法ならびに装置を提供することである。もう１つの目的は、衝撃が広い経路区間にわたって伝達可動である機械式動力伝達のための方法ならびに装置を提供することである。また目的は衝撃エネルギーの一部を切離しできる装置を提案することである。

上記課題は、本発明により、支持体がそれぞれ固有の独立の軸上に回転可能に配設されたことを特徴とする請求項１のプリアンブル記載の装置によって解決される。この本発明に係る装置は任意の長さの伝達装置を構成することができる長所を有する。さらに本発明に係る装置は同一のユニットまたは要素から構成することができる。

衝撃伝達要素の形成のためにそれぞれ２つの支持体が好ましくは互いに間隔をあけて１つの共通の軸上に回転不能に配設されている。さらに１つの要素のバネ、緩衝装置または磁石が隣接する要素のそれらと共働できるように同軸に互いに間隔をあけて１つの共通の回転軸に沿って配設されている多数の前記のような衝撃伝達要素を設けることができる。相互作用の方式によって回転衝撃を実質的にロスなしに伝達することが可能である。目的に応じて支持体または要素の軸がそれぞれ固定フレームに回転可能に配設され、かつフリーホイール手段（バックストップ）が前記フレームと固定連結されており、その結果、支持体または要素がただ１つの回転方向にのみ回転可能である。

上述したように、支持体は可動スライドとして形成され、かつ多数のスライドが直列にかつ互いに間隔をあけて１本のレールに一定の方向にのみ可動式に配設することができ、その結果、外部の衝撃発生器から第１のスライドへ伝達されるスタート衝撃が最後の前記レール上にあるスライドへ伝達される。択一的に支持体としてディスクまたはリングを設けてもよく、かつ多数のディスクまたはリングを１つの共通かつ複数の回転軸上にかつ互いに間隔をあけてディスクまたはリング横列体として配設することができる。前記形状は実際上容易に実現され、かつ特に好適であることが実証されている。

支持体として利用されるディスク、リング、部分リング等々は、好ましくは支持体が軸支されており、かつただ１つの回転方向にのみ回転可能であることを生ぜしめる１つの中央または分散式フリーホイール軸受によって保持されている。フリーホイール軸受は従来の軸受とフリーホイール軸受との間の組合せ体とすることができる。フリーホイール軸受の負荷を低く抑えるために、リング、ディスク、スライド等は目的に応じて好適な独立の軸受上に載置し、あるいは前記軸受によって少なくとも１つの方向へ可動式に保持され、かつたとえば対応する噛合機構とリングまたはディスクで共働する歯車と組み合わせて回転−または運動方向をコントロールする独立のフリーホイール軸受が使用される。当業者は、複数の軸受を使用する場合、これらの軸受をリングの内周および／または外周に当接できることを認識している。

バネ、緩衝装置等のための支持体として円形ディスクを設け、かつ複数の前記ディスクを１つの共通の平面にかつ互いに間隔をあけて一定の回転方向にのみ回転可能に配設し（共通の平面に対して垂直の回転軸）、その結果、外部の衝撃発生器から第１のディスクへ伝達されるスタート回転衝撃がディスク配列の最後のディスクまで伝達されることを考えることができる。その際にディスクが前後にではなく並設されている場合に、全てのディスクが等回転方向へまたはそれぞれ交番式に反対回転方向へ回転するように前記ディスクを配設する可能性もある。またディスクを積層体としてかつ円形に配設することも考えることができる。

互いに共働する支持体の線状の配列で最後の支持体の衝撃を再び第１の支持体へ伝達または供給するための手段を設けることも考えることができる。このような手段は、たとえば最後の支持体を第１の支持体と連結する軸とすることができる。支持体用の軸受手段として、あらゆる形式の軸受、球軸受、すべり軸受、回転軸受等々を使用することができる。重要であることは単に、可能な限りロスの少ない支持体の搬送または運動が保証されることであり、それによって衝撃の形態で外部から供給されるエネルギーが多量に摩擦損失として失われることがない。

特に好ましくは、実施形態に従って個々の衝撃伝達要素の形成のためにそれぞれ２つの支持体が互いに間隔をあけて１つの共通の軸上に回転不能に配設されている。これは、動力伝達装置の長さを任意の長さに形成できる長所を有する。このような多数の要素を設けることができる。これらは同軸に互いに間隔をあけて１つの共通の回転軸に沿って、１つの要素のバネ手段が少なくとも隣接する要素と共働できるように配設することができる。

目的に応じて支持体は複数の外部の周縁に当接する軸受を利用して自由に回転可能に軸支されており、かつリング内側にフリーホイール軸受によって保持される歯車が噛合う噛合機構を設けている。支持体の共通の回転軸は直線または湾曲した軌道上、好ましくは円形軌道上におくことができる。

好ましくは１つまたは複数の、支持体を担持する軸上に１つまたは複数の第１の歯車が回転不能に配設されており、かつ前記軸の回転軸と間隔をあけて少なくとも１つの別の第２の軸が第２の歯車群に直接または鎖またはベルトを用いて第１の歯車と噛み合わせることができるバックストップを有する前記第２の軸上に配設される第２の歯車群を設けている。第２の歯車群を利用して、衝撃エネルギーの一部を外部の衝撃エネルギー収集器に伝達しまたは切離すことができる。

好ましくは少なくとも１つの要素を一定の回転位置でブロックまたはロックする手段を設けている。このロック−またはブロック手段はストライカ、歯車、クラッチ等々によって形成することができ、かつ少なくとも１つの要素、好ましくは装置の第２の要素と好ましくは形状嵌合式に共働することができる。ロック手段を利用して、たとえば対応する装置の第２の衝撃伝達要素を規定することができ、その結果、第１の駆動要素を所望のバネ応力で付勢することができる。基本的に各支持体はただ１つのバネだけを装着することができるが、好ましい一実施形態に従って各支持体は互いに間隔をあけて配設した少なくとも２つのバネを装着している。

好ましくは支持体、ピニオン、歯車、バックストップまたは軸に付加的な質量部品、たとえば、装置によって貯蔵可能の衝撃エネルギーを増大させるためのフライホイールが配設されている。それによって装置内に貯蔵可能の運動エネルギーを制御することができる。好ましい一実施形態に従って、バネの最大の圧縮および／または弛緩を調節するための装置を設けている。これは隣接する支持体のバネの間の残留応力を維持することを可能にする。この目的のために調節装置は、バネの最大の圧縮および／または弛緩を制限するために、前記バネに配設されたフレームまたはナットを有するネジ付ピンとすることができる。

目的に応じて個々の支持体上での磁石の位置および形状は、隣接する支持体上に配設される磁石間の残留応力が常にゼロ以上に調節されるように選択されている。同様にバネまたは緩衝装置の場合は、それらの形状または性状ならびに個々の支持体上のそれらの位置は、隣接する支持体上に配設されたバネまたは緩衝装置の間の残留応力が常にゼロ以上に調節されるように選択されている。互いに共働する歯車、ピニオン等々は、好ましくは運動エネルギーが個々の要素から外部へ導出でき、かつピニオンまたは歯車がフライホイール有りまたは無しで後追いできるように配設されている。これを実現できるようにするため、内部の第１の歯車に付加的なバックストップを設けることができる。

好ましい一実施形態は、１つまたは複数の軸上にバックストップを有する１つまたは複数の第１の歯車を配設し、前記軸の回転軸と間隔をあけて前記軸上に回転不能に配設された第２の歯車群または前記軸上に配設された、バックストップを有する第２の歯車群を有する少なくとも１つの第２の軸を設け、前記軸が第２の歯車群に駆動チェーン、ベルト、歯付ベルト等々を利用して、あるいは直接的に第１の歯車群と噛み合わせることができることを考慮する。さらに各々第２の要素からのみ、または各々第３の要素からのみ、または各々第４の要素からのみ等々に運動エネルギーが外部へ導出されることによって、種々の動的衝撃特性を達成するための制御装置を設けることができる。たとえばエネルギーは第２、第４、第６、第８の要素等々から、または第３、第６、第９、第１２の要素等々から外部へ導出することができる。

本発明は、以下、図を引用してより詳しく詳細に説明する。この場合、各図は同じ部品に対して同じ符号を使用している。

図１ないし３に、バネ手段１５のための互いに対向する保持具１３を設けた円形の支持体１１を示している（図１および２）。保持具１３は、ネジまたはリベット１７を用いて支持体１１に固設された平面図でほぼ台形状の部分からなる。保持具１３は支持体１１の縁部１９に、台形状の保持具１３の長い基礎角部２１が外部にあり、あるいは支持体縁部１９と一列に並べることができるように配設されている。

台形状の保持具１３は、支持体１１上に載る基礎面２３と、前記基礎面２３から間隔をあけて配設した前面２５とを有する。基礎面２３および前面２５は中央部分２７によって互いに固定連結されている。中央部分２７は基礎面２３および前面２５の側面角部２９、２９’と共に側方へ向けられたバネ手段１５用のＵ字形座部３１を形成する。基礎面２３および前面２５の中にピン３５を収容するための円形凹所３３を設けている。

図２および３でバネ手段１５は保持具１３に配設されている。バネ手段１５は、脚部３７上に配設され、かつボルトまたはネジ３９を利用して中央部分２７に固定または取外し可能に配設したバネ１５を含む。バネ１５は脚部３７とネジ頭４１との間に締め付けられている。ネジ頭４１にストッパとして利用できる半径方向に突出するピン４３を設けている。

図３に、バネ手段１５を装着した支持体１１が軸４５上に固設されている。軸４５はフレーム４９の取付板５０に配設されている詳しく図示しない軸受４７の中に収容されている。取付板５０に配設され、かつ軸４５と共働する「バックストップ」（逆転止め）５１は、軸４５がただ１つの回転方向５３（＝衝撃伝達方向）にのみ回転できることを生ぜしめる。基本的にバックストップ５１は支持体１１または軸と回転不能に連結されることを考えることができる。たとえば軸４５は回転不能に配設し、かつバックストップ５１は支持体１１と固定連結されていることが考えられる。この装置の機能に対して重要なことは、単に、バックストップ５１が軸４５と支持体１１との間で作用し、かつ支持体１１の回転が一回転方向５３にのみ可能になることである。軸４５と回転不能に連結されるピニオン５５を介してエネルギーをそれぞれの衝撃から外部へ導出することができる。

図４に、２つの支持体１１ａ、１１ｂからなる衝撃伝達要素１２を示している。この支持体１１ａ、１１ｂは互いに間隔をあけて図４に示していない軸４５上に回転不能に配設されている。支持体１１ａ、１１ｂの間に直角にフレーム４９から突出する、軸４５用の円形の凹所を有する取付板５０が延在する。取付板５０に、軸４５の回転を単に一回転方向５３にのみ可能にする少なくとも１つの円形のバックストップ５１が固設されている。保持具１３およびバネ手段１５はそれぞれ外方へ向けられた支持体１１ａ、１１ｂの側に配設されている。

図４のような要素１２が個々の衝撃伝達ユニットを形成する。このような多数の要素１２は互いに間隔をあけて１つの共通の回転軸５２上に配設することができ、その結果、第１の要素１２へ伝達される衝撃が第１の要素１２に隣接する要素１２ａ上で前記要素から次の要素１２ｂへ等々に伝達することができる。

回転軸５２上に配設された多数の要素１２からなる装置において、装置の始端と終端に設けた図３または図５記載の要素１２は単に１つの支持体１１を有していてよい。終端位置にある要素の間に設けた要素は、次に図４に従ってそれぞれ２つの支持体１１ａ、１１ｂと共に形成することができる。このような装置は、衝撃を要素列の第１の要素１２から最後の要素まで伝達することを可能にする。

図５の実施例は、ピニオン５５の代わりに歯車５７が軸４５上に配設されることによって、図３の実施例から区別される。歯車５７と共働する駆動歯車５９は、支持体１１を運動させることを可能にする。またこの実施例においてバックストップ５１は、軸４５と、前記軸４５上に回転不能に配設された支持体１１とが一方向５３にのみ回転できることを生ぜしめる。

図６は、本発明に係る装置の駆動側を示した一実施例である。駆動側の第１の要素１２は、隣接する第２の軸４５ａ上に配設された要素１２ａと共働することができるバネ手段１５を有する単に１つの支持体１１を有する。要素１２、１２ａは、要素１２、１２ａの互いに方向づけた側に配設したバネ手段１５が要素１２、１２ａの相対運動時に支持体１２ａの保持具１３、１３ａに衝突するように互いに間隔をあけて配設されている。駆動歯車５９を介した運転中に回転衝撃が要素１２へ伝達されるとき、要素１２は回転方向５３（矢印）へ回転し、かつバネ手段１５は要素１２ａの保持具１３ａに衝突する。慣性モーメントに制約されて、バネ手段１５は初めに要素１２が運動させられるまで圧縮される。第１の要素１２はバックストップ５１によって回転方向５３と反対方向への戻り運動で阻止されるので、全エネルギーが要素１２から要素１２ａへ伝達される。図６に、図示したバネ１５が緊張されたモーメントで装置を示している。

図６の実施例において、第２の要素１２ａの円周に別の歯車６５の噛合機構６３に噛み合う噛合機構６１を設けている。歯車６５は電磁式または機械式ブレーキ６７と連結される。電磁式または機械式ブレーキ６７は、回転衝撃エネルギーが完全にバネエネルギーに移行するまで長く要素１２ａを回転で阻止することを可能にする。従って歯車５９および５７を利用してバネ応力が１２および１２ａの間に発生するとき、前記バネ応力をブレーキまたはクラッチ６７の解離によって瞬間的に解放することができる。このような装置は、大きいスタート衝撃を発生できるようにするため、目的に応じて第１および第２の要素１２、１２ａの間、または第１および第３の間または第１および第４の要素１２、１２ａの間等々に設けている。基本的にこのような複数のブレーキまたはクラッチを設けることができる。

図７は、複数の要素１２ａ、１２ｂ等々が互いに共働する一実施形態を示す。要素１２ａは第１の軸４５ａ上に、要素１２ｂは第１の要素から独立した第２の軸４５ｂ上に、かつ要素１２ｃは第３の独立の軸４５ｃ上に（図７に示していない）に固定して配設されている。見易くする理由から、バックストップ５１および取付板５０を有するフレーム４９のようなシャフト４５ｂを固定するための特定の部品は図面から省いている（これについては図８参照）。駆動軸５８によって駆動可能の駆動歯車５９および歯車５７を介して衝撃が軸４５ａと共に要素１２ａに伝達されるとき、この衝撃はバネ１５ａから実質的に完全に要素１２ｂへ、かつ前記要素から要素１２ｃへ伝達される（要素１２ｃの支持体１１ａ’’のみを図示する）。このような方法で一旦装置へ伝達される衝撃は一貫して１つの要素から次の要素へ、その衝撃が複数または多数の前後に配設された要素１２ａ、１２ｂ等々の終端に到達するまでの間転送される。基本的に衝撃が次に再び逆に戻り、かつ衝撃が装置に付与された箇所で逆戻りすることも考えられる。この目的のために隣接する要素１２ａ、１２ｂ等の保持具１３ａ、１３ｂ等にそれぞれ要素１５ａ、１５ｂ等を設けることができる。このような装置は基本的に、運動エネルギーを一定時間蓄積するために使用できる。

図８は、３を付した前後に配設された要素１２ａないし１２ｃの機械式衝撃伝達装置を示す。要素１２ｂは支持体１１ｂおよび１１ｂ’の間に軸４５ｂ上に歯車６７を回転不能に配設している。歯車６７は歯車６９と共働できる。歯車６９は回転軸５２と平行に延在するシャフト７１上にバックストップ５１と共に配設されている。歯車６９を利用してエネルギーが衝撃伝達装置からシャフト７１へ伝達することができる。この目的のためにピニオン６７および６９はチェーン、歯付ベルト等と、または直接的に２つの互いに噛み合う歯車の形態で可動式に互いに連結することができる。支持体１１ａが回転すると、支持体１１ｂと共に軸４５ｂも回転させられる。ピニオン６７、６９を介してエネルギーをシャフト７１に伝達できる。基本的にエネルギー切離しのためにバックストップをピニオン６９またはピニオン６７に設けることができる。歯車６９を有するシャフト７１は衝撃エネルギー収集器の部分とすることができる。

図９および１０は、前後に配設された要素１２の４を付した衝撃伝達装置を様々な運転位置に示している。図９に一定の時点ｔまでバネ１５ａが緊張されており、かつバネ１５ｂおよび１５ｃが弛緩している。次の時点ｔ＋ｘで衝撃が要素１２ａから要素１２ｂおよび１２ｃへ伝達され、かつバネ１５ｂが緊張されている。

好ましくは残留応力調節を固定することを可能にするバネ要素が選択される。これは緩衝装置に使用されるような機械式装置によって達成することができる。バネは、好ましくは完全な弛緩時に係合モーメント（弛緩点の直前）がまだ比較的最大応力点の付近にあるように構成することもできる。好ましくは残留応力を調節できるようなバネ要素が使用される。

エネルギー損失は、この損失が個々のバネの、たとえば１０００ｋｇあるバネ残留応力のトルクを８０％（８００ｋｇ）以下にするように選択される。それによって衝撃が比較的速くかつ均一にシステム（＝多数の要素の配列）によって設定されることが達成される。磁石を使用する場合は、その都度１つの磁石残留応力（ＭＲＳ）が得られた状態にとどまることに注意する必要がある。

個々の要素もしくは個々の支持体の遠心力は、各要素の軸に大きいピニオンと、外部の「衝撃エネルギー収集器」に同様に小さいピニオンが選択されるが、大きいフライホイールと組み合わせることによって、機械式に増大させることもできる。それによって機械式に要素の重量が上方へあげられる。フライホイールおよびバックストップは、たとえばただ１つのユニットとして形成することができる。さらに、内部ピニオンがバックストップを装着することも考えられる。さらに − 図８に示したように − 外部および内部の歯車６９あるいは６７にバックストップを設けることができる。

図１１および１２は支持体側に配設された２つの磁石７３を有する支持体１１の別の一実施形態を示す。磁石７３はハウジング７５を利用して支持体１１と固定連結されている。円形の支持体１１の中心に軸４５を収容するための丸穴７７を有するフランジ７６がある。溝７９は、支持体１１を軸４５上に回転不能に配設できるピンまたは割ピンの収容に利用される。磁石７３はその際に、磁場ベクトルが運動方向へ配向され、かつ軸線方向力が発生しないように配向されている。図１２に示したユニットは、いわゆる衝撃伝達要素１２を形成する。

図１３に、２つの前後に配設され、かつ互いに１つの変速装置を形成する衝撃伝達要素１２、１２’を示している。互いに共働する磁石７３の磁極は反対方向に配向されており、その結果、磁石の近接時に磁石間に反発力が発生する。その結果として磁石が衝撃を隣接する要素１２に転送し、前記磁石が接触することはない。

図１４は、概略的に軸４５上に配設されたバックストップ５１およびピニオン５５を有する衝撃伝達要素１２を示す。

図１５は、２つの要素１２、１２’とエネルギー収集器８１とからなる変速装置を示す。エネルギー収集器８１は、バックストップを有するピニオン８５が配設された軸８３を有する。ピニオン８５の間隔はピニオン５５の間隔と等しい大きさである。ピニオン５および８５は、チェーン、ベルト等々を利用して、または歯車群の形態で直接噛み合わせると共にエネルギー収集器８１を駆動することができる。

図１６に要素１２がフレーム４９の取付板５０に配設されている。

図１７ないし１９は、変速装置と平行に配設されるエネルギー収集器８１を備える複数の要素１２からなる変速装置を示す。

エネルギー収集器で大きい歯車と組み合わされる要素で小さい歯車、ピニオンは、衝撃エネルギー収集器軸にトルク上昇を生ぜしめる（図１７）。

エネルギー収集器で小さい歯車と組み合わされる要素での大きい歯車、ピニオンは、衝撃エネルギー収集器軸に速度上昇を生ぜしめる（図１８）。

好ましくは支持体の直径と比較して中程度の大きさの２つの、それぞれ１つは要素で、もう１つは衝撃コレクタで歯車が使用される。フライホイール８９を有する「衝撃エネルギー収集器」にバックストップを有するピニオン／歯車の付加的な組み合わせによってエネルギー収量の最適化を図ることができる（図１３）。

図２０を利用して以下例によりエネルギー伝達を説明する（Ｍ１ｂ＋Ｍ１ａは第１の要素である。Ｍ２ｂ＋Ｍ２ａは第２の要素である）：静止位置で磁石Ｍ１ａ＋Ｍ２ａの間に、たとえば５００Ｎｍの残留応力（矢印７４）が支配する。すなわち全ての磁石はバランス位置にある。この場合、残留応力＞０Ｎｍであることが重要である。それによって衝撃伝達時にトルクが決して各々の残留応力を下回らないことが達成される。これは同様に磁石またはバネを有する実施例にも当てはまる。磁石Ｍ１ｂおよびＭ２ｂあるいはＭ１ａおよびＭ１ｂ（矢印７８）の間の間隔（ギャップ）は発生した応力で表されたものに相当する。

エネルギー切離しについて
図２１は、概略的にピニオン１が回転不能に軸１または支持体／ディスクに配設された原理的な配列を示す。バックストップ１は、衝撃方向へのみ軸１の回転を可能にする。ピニオン２はバックストップ２と固定連結されている。バックストップ２はピニオン１からピニオン２を介して得られる衝撃を軸２へ伝達することを可能にする。衝撃が完全に伝達され、かつピニオン２が静止するとき、一列に軸２上に配設されたピニオン２ｂがバックストップ２ｂおよびピニオン２ｂおよびバックストップ２ｂ等々と共に前記配列によって進行する衝撃を軸２へ伝達することができ、それぞれのバックストップ２は通り抜けを可能にするので、静止状態にある別のピニオンが同時に引きずられることがない。ピニオンはチェーンまたはベルトによって互いに接続することができる。しかしまたピニオンの代わりに、図２２に示したような歯車等々も使用することができる。両方の例（図２１および２２）では、全衝撃エネルギーが軸２で引き取ることができ、軸２は分割することもできる（長い衝撃連鎖の場合の複数の個々の発生器）。基本的に軸はクラッチを利用して分割することもできる。

図２３記載の実施例において、ピニオン１はバックストップ３に固定されており、かつピニオン２は回転不能に軸２に配設されている。この実施例においてバックストップ３は第１の実施例のバックストップの役割を満たす。

図２４記載の実施例は、実施例１および３の組合せに相当する。

第５の実施例（図２５）は、フライホイールを有する配列を示す。フライホイールとの組合せによって、まだ完全な衝撃伝達を行うことが達成される。また遠心力の上昇も達成される。さらにフライホイール群の使用は、フライホイールが外部でピニオンまたはバックストップに取り付けられるとき、内部のディスクの所望の自重を低減できる長所を有する（重量削減）。

本発明に係る装置において本質的であることは、衝撃またはトルクがバネ、緩衝装置、磁石等々を利用して１つの支持体から一定の方向へ可動式に軸支された第２の支持体で隣接する同じ方向へ可動式に軸支された第３の支持体へ等々に伝達されることである。ここで重要なことは、各支持体が好適な手段たとえばフリーホイール軸受のようなフリーホイール手段と連結され、その結果、前記支持体が一定の方向にのみ回転または前進運動できることである。使用したフリーホイール手段によって不可能になった運動をさせられる支持体の逆回転によって、それぞれ次の支持体への実質的に完全に衝撃伝達が生ぜしめられ、その結果、外部の衝撃発生器から一旦磁気式動力伝達装置へ伝達されるスタート衝撃が１つのシャフトと類似に実質的にロスなしに大きい距離にわたって伝達可能である。この導入によって当業界の読者には、本発明の枠内で様々な配列および実施態様を本発明の思想から逸脱せずに考えかつ実現可能であることは明確である。

完全な自己補償式対称性は、１つの配列の１つまたは複数の要素が前記要素／前記要素群の基本設定において変化されることによって、１つの配列の各要素が自動的に（すなわち次から次へ）新しいポジションに設定される場合である。全ての要素の運動方向が同一の回転方向に制限されている場合に長所である。この場合、要素の数は以下に該当する限り何の役割も果たさない。

ａ）内部応力は個々の要素相互の平衡時に機械式システム内の全摩擦よりも高くなる。

ｂ）少なくとも１つの、好ましくは全ての要素（力に作用する）が同一の回転方向に制限されている。

１． 動的な自己補償式の機械式および／または磁気式システムの基本原理：
非対称的に非静止状態にある動的な自己補償式対称性（要素群の一配列）は、自体再び対称的に、相互に作用する力／トルク弛緩がそれぞれ内部に作用する要素の間で全システム内の摩擦の合計よりも高い場合に、個々の要素のその内部の力／トルク応力によって自体再び対称的に確立される。あるいはより簡単には：
非対称的に非静止状態にある動的な自己補償式対称性は、個々の要素の間で平衡時に互いに作用するトルク応力が全システム内の摩擦の合計よりも大きい場合に、その固有の内部の力から再び確立される。

２． 動的な自己補償式の機械式および／または磁気式対称性の基本原理：
１つまたは複数の全部（全要素）の「再構築」（脈動する要素または脈動する要素群が非対称性→対称性の応答を生ぜしめる）によって発生されるエネルギー量（１つまたは複数の収集器軸で引き取りできる）は、非対称性を生じる初期エネルギー（衝撃による１つまたは複数の要素のポジションの変化）よりも高くすることができる（対応する要素数で）、あるいはより簡単には：
動的な自己補償式の機械式および／または磁気式対称性の対称的な再構築で自由になるエネルギー量は、要素数の増加時にシステム内で衝撃状の対称性を生じるまたは惹起するエネルギー量よりも大きくすることができる。

要素（図１４参照）での歯車は、各々の非対称性のステップ（押し進められる衝撃）を配列の外部へ移動させ、歯車戻り止めユニット（図１５の符号８５）が力（エネルギー）を個別に、しかし流動的（オーバーランクラッチ効果）にジェネレータと結合されている軸に転送する。この導入された「外乱」（第１の要素での衝撃）はシステムの運転中に永続的に連続（反復式）して脈動されて（等速回転を達成するために、第２、第３のシーケンスは第１、第２の衝撃が配列の他方の終端に達する直前に開始されている）タイムラグを生じるが、流動的に蓄積された付加的な運動が「エネルギー」に変換されている。

５０要素による計算例：

説明：
衝撃のトルクは、本例において１０００Ｎｍ（＝最大応力）と５００Ｎｍ（＝残留応力）との間⇒７５０Ｎｍで変動する。

懐疑論者は申し立てるであろう：摩擦は遊びにあるので、このような対称性の配列はどこかで平均にとどまるであろう。

これは、たとえば５０要素が前後に５０Ｎｍトルク損失の集中軸を含む全体的分布を有するので間違いである（５００Ｎｍ−５０Ｎｍ＝４５０Ｎｍ、１０００Ｎｍ−５０Ｎｍ＝９５０Ｎｍ）。

→最小４５０Ｎｍ、最大９５０Ｎｍ
→衝撃は永続的に反復されるので、平均値７００Ｎｍは永続的に提供される。

衝撃の迅速な順序を得るために、実際上、平均トルクの５０％（たとえば３５０Ｎｍ）がジェネレータで運び去られる。

各々１つのバネまたは１つの緩衝装置を取り付けるための２つの互いに対向する保持具を有するディスク状の支持体の透視図である。 台に配設されたバネを有する図１の支持体である。 軸上に配設された図２の支持体である。 １つの共通の軸上にかつ互いに間隔をあけて回転可能に配設した２つの支持体（＝個々の衝撃伝達要素）の透視図である。 支持体の駆動あるいは衝撃付与のための駆動装置を有する軸上に回転可能に配設された支持体である（駆動要素）。 一定の回転位置で回転する支持体の固定のための付加的な１つの装置を有する図５の支持体である。 駆動要素（図３参照）および衝撃伝達要素を有する本発明に係る装置の部分正面図である。 衝撃エネルギーを切離しするための外部のシャフトを有する図７の装置である。 回転軸に沿って互いに間隔をあけて配設した多数の支持体を有する本発明に係る装置の別の一実施例の透視図である。 支持体の第２の運転位置での図１０の装置である。 ２つの互いに対向して配設した磁石を有する支持体の別の一実施形態である。 図１１記載の２つの支持体からなる衝撃伝達要素である。 図１２記載の２つの衝撃伝達要素からなる変速装置である。 バックストップと歯車とを有する図１２の衝撃伝達要素である。 図１４記載の２つの衝撃伝達要素と、変速装置から間隔をあけて配設した抽出変速装置とからなる変速装置である。 フレームに配設された図１４の衝撃伝達要素である。 互いに噛み合う複数の前後に配設された衝撃伝達要素と、切離し変速装置とからなる変速装置である。 別の変速比を有する図１７の変速装置である。 付加的に切離し変速装置に配設されたフライホイールを有する図１８の装置である。 ２つの隣接する要素の磁石の磁化の概略図である。 図２０ａの両要素間の静止ポジションである。 取り込まれた応力（圧縮）における２つの隣接する要素の磁石の状態である。 ピニオンを有するエネルギー切離しのための原理的配列の第１の実施形態である。 互いに噛み合う歯車を有するエネルギー切離しのための配列の第２の実施形態である。 エネルギー切離しのための配列の第３の実施形態である。 エネルギー切離しのための配列の第４の実施形態である。 フライホイールを有するエネルギー切離しのための配列の第５の実施形態である。

符号の説明

１１ 支持体
１３ 保持具
１５ バネ手段
１７ ネジ又はリベット
１９ 支持体周辺（周囲）
２１ 台形状保持具の基台
２３ 基台面
２５ 前面
２７ 中央部
２９,２９’ 側面角部
３１ Ｕ字型座部
３３ 円形凹所
３５ ピン
３７ 脚部
３９ バネ１５を固定するためのボルト又はネジ
４１ ネジ頭
４３ ピン
４５ 軸
４７ 軸受
４９ フレーム
５０ 軸４５の受け入れ凹部を有するフレームの取付板
５１ バックストップ（逆転止め）
５２ 軸４５の回転軸
５３ 回転方向
５５ ピニオン
５７ 歯車
５９ 駆動歯車
６１ 支持体周囲の歯部
６３ 磁気的又は機械的ブレーキの歯部
６５ 磁気的又は機械的ブレーキの歯車
６７ 支持体間の歯車
６９ 軸７１上の歯車
７１ エネルギー収集器の軸
７３ 磁石
７４ 残留応力の方向
７５ ハウジング
７６ フランジ
７７ 丸穴
７９ 溝
８１ エネルギー収集器
８３ 軸
８５ ピニオン
８９ フライホイール

Claims (22)

1. １つまたは複数のバネ、緩衝装置または磁石を収容または配設するための多数の支持体（１１）と、
   前記支持体が軸受手段を利用して回転可能に配設された少なくとも１つの軸と、
   個々の支持体（１１）と少なくとも１つの軸との間で作用し、その結果、バネ、緩衝装置または磁石（１５）を担持する支持体（１１）がただ１つの運動方向（２０）にのみ回転軸（１５）周りに回転可能である１つまたは複数のフリーホイール手段（１９）、特にフリーホイール軸受と、
   それぞれ支持体の運動方向へ向けたバネ、緩衝装置または磁石と、
   支持体上に配設されたバネ、緩衝装置または磁石が互いに衝撃伝達のために互いに共働できるような隣接する支持体の配設と、を有する機械式相互作用を利用する動力伝達装置であって、
   支持体がそれぞれ固有の独立の軸上に回転可能に配設されることを特徴とする装置。
2. 衝撃伝達要素の形成のためにそれぞれ２つの支持体（１１）が互いに間隔をあけて１つの共通の軸上に回転不能に配設されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. １つの伝達要素のバネ、緩衝装置または磁石が少なくとも隣接する伝達要素のそれらと共働できるように、同軸に互いに間隔をあけて１つの共通の回転軸に沿って配設された多数の前記のような衝撃伝達伝達要素を設けたことを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
4. 支持体（１１）または伝達要素（１２）の軸がそれぞれ固定フレーム（４９、５０）に回転可能に配設され、かつフリーホイール手段（１９）が前記フレーム（４９、５０）と固定連結されており、その結果、支持体（１１）または伝達要素（１２）がただ１つの回転方向にのみ回転可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項記載の装置。
5. 支持体（１１）として少なくとも１つのリングまたは１つのディスクが設けられ、かつ複数のそのような支持体（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ等）が１つの共通の回転軸（１５）上にかつ互いに間隔をあけて積層体または横列体として配設されており、その結果、外部の衝撃発生器から積層体の第１の支持体（１１_１）へ伝達されるスタート衝撃が積層体の最後の支持体（１１_ｎ）へ伝達されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項記載の装置。
6. 支持体（１１）が複数の外部の周縁に当接する軸受（１７）により自由に回転可能に軸支されており、かつリング内側にフリーホイール軸受（１９）によって保持される歯車（２３）に噛合う噛合機構（２７）を設けたことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項記載の装置。
7. 支持体の共通の回転軸が直線（１５）または湾曲した軌道、好ましくは円形軌道（４９）に相当することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項記載の装置。
8. バネ手段（１５）の支持体（１１）として円形ディスク、リング、部分リング等々が設けられ、かつ複数のそのようなディスクが１つの共通の平面にかつ互いに間隔をあけて１つまたは複数の対応する軸受を利用してただ１つの回転方向（５３）にのみ回転可能に配設されており、その結果、外部の衝撃発生器から第１のディスクへ伝達されるスタート回転衝撃がディスク配列の最後のディスクまで伝達されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項記載の装置。
9. １つまたは複数の軸（４５）上に１つまたは複数の第１の歯車（６７）が回転不能に配設されており、前記軸（４５）の回転軸（５２）と間隔をあけて少なくとも１つの第２の軸（７１）が設けられ、前記第２の軸上バックストップ（５１）を有する第２の歯車群（６９）がに配設され、該第２の歯車群（６９）が、駆動チェーン、ベルト、歯付ベルト等々を利用してあるいは直接第１の歯車群（６７）と噛み合わせることができることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項記載の装置。
10. 少なくとも１つの伝達要素を一定の回転位置でブロックまたはロックするための手段を設けていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項記載の装置。
11. ロックまたはブロック手段がストライカ、歯車、クラッチ等々によって形成され、かつ該手段の少なくとも１つの伝達要素、好ましくは装置の第２または第３または第４等々の伝達要素と、好ましくは形状嵌合式に共働できることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項記載の装置。
12. 各支持体（１１）が少なくとも１つのバネ（１５）、好ましくは互いに間隔をあけて配設した２つのバネ（１５）を装着していることを特徴とする、請求項１１記載の装置。
13. 軸受手段が球軸受、フリーホイール軸受、すべり軸受、空気軸受またはフリーホイール−および球軸受の間の組合せ体等々であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項記載の装置。
14. 装置によって貯蔵可能の衝撃エネルギーの増大のために、支持体、ピニオン、歯車、バックストップまたは軸に、付加的な質量部品たとえばフライホイールが配設されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項記載の装置。
15. バネの最大の圧縮および／または弛緩を調節するための装置を設けたことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項記載の装置。
16. 調節装置がバネの最大の圧縮および／または弛緩を制限するためにバネに配設されたフレームまたはナットを有するネジ付ピンであることを特徴とする、請求項１５記載の装置。
17. 個々の支持体上での磁石の位置および形状が、隣接する支持体上に配設された磁石間の残留応力が常にゼロ以上に調節されるように選択されていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項記載の装置。
18. 個々の支持体上のバネまたは緩衝装置の位置および形状または性状が、隣接する支持体上に配設されたバネまたは緩衝装置の間の残留応力が常にゼロ以上に調節されるように選択されていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項記載の装置。
19. 運動エネルギーが個々の伝達要素から外部へ導出でき、かつピニオンまたは歯車がフライホイール有りまたは無しで後追いできるように、互いに共働する歯車、ピニオン等々が配設されていることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項記載の装置。
20. 内部の第１の歯車に付加的なバックストップを設けたことを特徴とする、請求項１９記載の装置。
21. １つまたは複数の軸（４５）上にバックストップを有する１つまたは複数の第１の歯車（６７）を配設し、前記軸（４５）の回転軸（５２）と間隔をあけて前記軸上に回転不能に配設した第２の歯車群（６９）または前記軸上に配設された、バックストップ（５１）を有する第２の歯車群（６９）とを有する少なくとも１つの第２の軸（７１）が設けられ、前記第２の歯車群（６９）が駆動チェーン、ベルト、歯付ベルト等々を利用して、あるいは直接的に第１の歯車群（６７）と噛み合わせることができることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項記載の装置。
22. 各々第２の伝達要素からのみ、または各々第３の伝達要素からのみ、または各々第４の伝達要素からのみ等々に運動エネルギーが外部へ導出されることによって、種々の動的衝撃特性を到達させるための制御装置を設けたことを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項記載の装置。

Images