JP2012522951A - 閾値を持つ力を伝達する機械装置 - Google Patents

Abstract

閾値を持つ力を伝達する機械的伝達装置であり、回転軸Ｘの周りで相互に対して回転できるように取り付けられた第一要素と第二要素とを備え、要素間にトランスミッタ部材が配置され、一方にトルクが与えられたとき閾値トルクまで２つの要素を共に回転するよう拘束して他方にトルクを伝達し、閾値トルクを超えると、２つの要素が閾値トルクに等しい対向トルクに対して回転移動可能となる、装置に関する。トランスミッタ部材が、第一要素と共に回転するように拘束された少なくとも１つの第一摩擦ディスク及び第二ディスクと、プレッサ部材から駆動を受けて第一要素の支持ターンテーブルに対してディスクを押し付けるように軸方向に移動可能なベアリング部材を備え、第二ディスクがベアリング部材と共に回転するよう直接拘束され、回転駆動手段が、ベアリング部材と第二要素の相対的回転時にばね部材に対してベアリング部材を軸方向に移動させるように配列される。

Description

本発明は、閾値を持つ力を伝達する機械装置に関する。

閾値トルクを伝達する機械装置が開示されている（例えば、特許文献１）。この装置は、第一要素と、第一要素に対して回転するように取り付けられた第二要素とを備え、第二要素は、第二要素によって加えられた力が所定の閾値を超えるまで第一要素に対して保持される。閾値を超えると、第二要素は解除されて、第一要素に対して相対的に移動できる。

仏国特許第２９０５９９７号 欧州特許第０５５０２６１号

特に前記書類の図５及び６に示される装置は、右ネジ部及び左ネジ部を有するロッドの形の第一要素を含み、第一ナット及び第二ナットがロッドに係合され、それぞれ左及び右ネジ接続（helical connection）を介してロッドに接続される。それぞれのナットと一緒に回転するように拘束された交互の摩擦ディスクは、ベアリング部材（明確に言うとディスクを一緒に圧迫する力をスリーブに加えるばね部材）によって相互に圧迫される。スリーブは装置の第二要素を構成する。

スリーブに対して相対的にロッドを移動するためにロッドに力が加えられると、ディスクに加えられた圧力はナットが回転するのを防止し、それによって、加えられた力が閾値を超えるまでロッドを保持する効果を有する。閾値に達すると、ディスクは相互に対してスライドし始め、それによってナットが回転できるようにし、ロッドが貫入できるようにする。

上述の装置は、ロッドとナットとの間の可逆的ネジ接続を実現するために充分に大きなピッチで右ネジを作る必要があるので、製造が複雑である。

請求項１の特徴部の前の節に従った閾値力を伝達する機械装置が開示されている（例えば、特許文献２）。この装置において、環状要素（２１）が第二系列のディスクに固定され、前記環状要素と第二要素との間に回転伝達手段が配置されて、環状要素と第二要素との間の相対的回転時に環状要素が環状要素とベアリング部材との間のクリアランスを吸収してベアリング部材に当接してベアリング部材を持ち上げるまで、環状要素を軸に沿って移動させる。従って、環状要素が第二要素に対して相対的に回転し始める時点とベアリング部材が持ち上げられる時点との間には遅延時間及びこれに関連する環状行程がある。

本発明の目的の１つは、より迅速に反応できるように上記の装置を改造することである。

本発明は、閾値力を伝達する機械的伝達装置に関する。装置は、回転軸の周りで相互に対して回転できるように取り付けられた第一要素及び第二要素を備える。２つの要素の間にトランスミッタ部材が配置されて、要素の一方にトルクが加えられたとき閾値トルクまで一緒に回転するように拘束して他方の要素にトルクを伝達する。閾値を超えると、２つの要素は閾値トルクに等しい対向トルクに対抗して回転移動可能になる。トランスミッタ部材は、
第一要素と一緒に回転するよう拘束された少なくとも１つの第一摩擦ディスク及び第一ディスクに面する第二摩擦ディスクと、
プレッサ部材からの駆動を受けて第一要素の支持ターンテーブルに対してディスクを一緒に圧迫するように軸方向に移動可能なベアリング部材と、
を備え、
第二ディスクはベアリング部材と一緒に回転するよう直接拘束され、回転駆動手段はベアリング部材と第二要素との間に配置され、ベアリング部材と第二要素の相対的回転時にプレッサ部材に対抗してベアリング部材を軸方向に移動させるように配列される。

このようにして、第一要素に加えられたトルクは、ディスクを介してベアリング部材へ伝達され、ベアリング部材は、回転駆動手段を介してトルクを第二要素へ伝達する。ただし、ベアリング部材は、プレッサ部材の力に対抗して伝達されたトルクが大きくなると持ち上がる傾向があり、トルクが閾値に達したら、ベアリング部材は持ち上げられて、ディスクは相互に対してスライドし、それによって２つの要素が解除されて対向摩擦トルクに対抗して回転する。

ベアリング部材は、このように、クリアランスが吸収されるのを待つ必要なく、第二要素に対してベアリング部材が回転すると直ちに持ち上げられる。

本発明は、添付図面を参照して示される特定の実施形態の以下の説明を考慮すればよりよく理解できる。

本発明の第一実施形態の閾値力伝達装置の断面図である。 図１の矢印IIに沿って見た部分図であり、ベアリング部材と第二要素との間の回転駆動部材を示し、図１に示されるカバーは取り除かれている。 図１及び２の装置のベアリング部材を下から見た斜視図である。 本発明の第二実施形態の閾値力伝達装置の断面図である。

図１及び２を参照すると、本発明の第一実施形態によれば、図示される装置は、回転運動を伝達する役割を果たし、まず、全体として軸Ｘの周りの回転体の形を持つ第一スリーブ１の形の第一要素を備える。第一スリーブ１は中空であり、駆動要素例えばモータースリーブ（図示せず）の端部の回転とスリーブを関連付ける内部縦溝（internal fluting）２を含む。装置は、第二スリーブ３の形の第二要素を含む。第二スリーブは、ベアリング４によってＸ軸の周りを回転できるように第一スリーブ１に取り付けられる。第二スリーブ３は、歯車（図示せず）と協働するのに適する歯５を外側に備える。

スリーブ１及び３は、トランスミッタ部材１０によって一緒に回転するように接続される。トランスミッタ部材は、
第一のスリーブ１と一緒に回転するように拘束された第一系列の摩擦ディスクと、
第一系列のディスクと交互に配置され、ベアリング部材１３の円筒形スカート（この場合には、全体的にディスクのスタックを被覆しながらスタックの最上部のディスクに重みを掛けるベルの形を有する。この例においてベアリング部材は軸方向に自由に移動する）と一緒に回転するように拘束された、第二系列の摩擦ディスク１２と、
ベアリング部材１３に圧迫力を加えてディスクを相互に圧迫するプレッサ部材、明確に言うとこの例においてはばね座金１４と（ディスクのスタックは第一スリーブ１のターンテーブル１５に重みを掛ける）、
第一スリーブ１にネジで接続されかつばね座金１４の重みを掛けるリム１７を備える調節ブッシュ１６であり、保持ネジを締めたり緩めたりすることによって軸方向に移動してばね座金１４によってベアリング部材１３に対して加えられる圧迫力を調節できる調節ブッシュ１６と、
を備える。

最後に、ベアリング部材１３は、図２に特に示す回転駆動手段によって第二スリーブ３と一緒に回転するように接続される。回転駆動手段は、軸Ｘに対して半径方向に伸びる回転軸を有しかつ面２１を有するキャビティの中に配置された一連のローラー２０を備える。面は、対面する部品の各々に形成され各々２つのスロープを有するハーフキャビティに形成される。図３はベアリング部材１３を示す。第二系列のディスク１２の円周切欠きと協働して、前記ディスクとベアリング部材１３との間の回転接続を形成する内部縦溝２２が図示される。また、ローラー２０を受け入れるハーフキャビティを形成するスロープ２１（２つのスロープのみに参照番号を付ける）が図示される。

装置は下記のように作動する。第一スリーブ１にトルクが加えられると、スリーブはトルクを第一系列のディスク１１へ伝達し、ばね座金１４によって加えられベアリング部材１３によって伝達された圧迫力の結果、ディスク１１は第二系列のディスク１２を引きずって回転させる。第二系列のディスクはトルクをベアリング部材１３へ伝達し、ベアリング部材は、ローラー２０を介してトルクを第二スリーブ３へ伝達する。ただし、伝達されるトルクが増大すればするほど、ベアリング部材１３は第二スリーブ３に対して相対的に回転する傾向を高めるので、ローラー２０が回転して、ばね座金１４によって加えられた圧迫力に対抗してベアリング部材１３を持ち上げ始める。トルクが特定の閾値（ばね座金１４によって加えられる力によって決定される）に達すると、ベアリング部材１３は、ディスクが相互に対してスライドできるようにするのに充分持ち上げられるので、ディスクはそれ以降閾値トルクより大きいトルクを伝達できない。従って、第一スリーブ１は解除されて第二スリーブ３に対して相対的に回転し、閾値トルクに等しい対向摩擦トルクの下で第二スリーブに対して相対的に回転する。

本発明の装置は当然可逆的であり、第二スリーブ２から第一スリーブ１へ同じトルク制限効果をもって伝達することができ、またどちらの方向にでも作動可能である。当然、キャビティを形成する面の角度を変えることによって、装置を非対称形にすることができる。

図４は、本発明の第二実施形態の力伝達装置を示す。上述の実施形態と共通の要素の参照番号には１００が加えられる。従って、第一スリーブ１０１、第二スリーブ１０３、ディスク１１１及び１１２を持つトランスミッタ部材（２つのディスクにのみ参照番号を付ける）、ベアリング部材１１３、及びベアリング部材１１３及び第一スリーブ１０１に当接して配置されたプレッサ部材１１４（この場合、２つのばね座金）が図示される。上述のように、第一系列のディスク１１１は第一スリーブ１０１と一緒に回転するように拘束され、第二系列のディスク１１２はベアリング部材１１３と一緒に回転するように拘束される。

同様に、ベアリング部材１１３と第二スリーブ１０３との間にローラー１２０が配置される。上述のように、ローラー１２０は、それぞれベアリング部材１１３及び第二スリーブ１０３に切り込まれたスロープを有する２つのハーフキャビティによって形成されたキャビティの中に入れられる。

この装置は、閾値摩擦を持つテレスコピックダンパ（telescopic damper）を形成するために使用される。このために、第一スリーブ１０１は、相補的ネジ部を備えるロッド１３０と協働する雌ネジ部を含み、可逆的ネジ接続を与えるので、ロッド１３０を並進させると、第一スリーブ１０１が回転する。このように、ロッドは装置の第一要素を形成する。第二スリーブ１０３はダンパのシリンダ１３３のボトムベアリングを形成し、回転する第一スリーブ１０１を案内するボールベアリング１３１を備える。第一スリーブ自体は、ロッド１３０がシリンダ１３３に貫入するときロッドを案内するベアリングを形成する。シリンダは装置の第二要素を形成する。２つの要素は、軸Ｘと一致するスライド方向に相互に対して移動可能である。

ダンパは下記のように作動する。ダンパのシリンダの中へロッドを貫入させる傾向を持つ力がロッドに加えられると、この力は第一スリーブを回転させる傾向を持つ。しかし、ディスク１１１と１１２との間の摩擦効果によって第一スリーブは回転を防止され、ロッド１３０はシリンダの中へ貫入しない。しかし、力が特定の閾値に近づくと、第一スリーブの回転はベアリング部材１１３の回転を引き起こし、この回転は、プレッサ部材１１４に対抗してローラー１２０を持ち上げる傾向を持つ。特定の閾値のとき、ベアリング部材１１３は持ち上げられて、ディスクに対する圧迫力はそれ以降ディスク１１１及び１１２が相互に対してスライドするのを防止できない。従って、第一スリーブ１０１は、貫入力閾値に一致する一定のトルクを受けて回転し始める。その後、ロッド１３０はこのようにして決定された閾値力に等しいほぼ一定の力に対抗して自由に貫入する。

貫入閾値力は、第一スリーブ１０１とディスク１１１、１１２が重みを掛けるターンテーブル１１５との間に厚みスペーサ１１７を配置することによって簡単に調節できる。ターンテーブルはナット１１６によって第一スリーブに保持され、スペーサの厚みが、プレッサ部材１１４によって加えられる圧迫力の値を従って貫入閾値力の値を決定する。

ロッド１３０の貫入時の第一スリーブ１０１の回転を容易にするために、第一スリーブ１０１にローラー１３３との間の軸方向当接点１３２を設置して、プレッサ部材１１４用の当接点を形成する。これは、第一スリーブ１０１がロッド１３０の貫入の影響を受けて回転しているとき回転しない。

本発明は、上記の説明に限定されず、特許請求範囲によって定義される範囲に属する変形例を包括する。特に、ベアリング部材と第二スリーブとの間に配置される回転駆動手段を形成するローラーを受け入れるキャビティの形状は、スロープを備える形状として示されるが、当然、ハーフキャビティの少なくとも一方に、ベアリング部材と第二スリーブとの間の相対的回転時にプレッサ部材に対抗してベアリング部材を持ち上げるのに適する任意の形状を与えることができる。もっと概略的に言うと、プレッサ部材に対抗して第二スリーブからベアリング部材を遠ざけるのに適する任意の回転駆動手段例えば対面カム（facing cams）を使用できる。

さらに、例においてベアリング部材は単一ブロックの形をとるが、ディスクに重みを掛けるベアリングプレート、トルクを受けて第二系列のディスクによって伝達されたトルクを受けるスカートを形成し、駆動手段を介して第二スリーブと協働する回転駆動リングに固定されるチューブとして物理的にこれを細分することができる。

当然、関与する摩擦面積を増大するにはディスクの数を増大すると有利である。しかし、第一スリーブと一緒に回転するように拘束された単一のディスクがあれば充分かもしれない。ディスクを第一スリーブとベアリング部材との間で直接圧迫することができ、ベアリング部材は第二ディスクとして作用する。

ロッド１３０の貫入時の第一スリーブ１０１の回転を容易にするために、第一スリーブ１０１にローラーとの間の軸方向当接点１３２を設置して、プレッサ部材１１４用の当接点を形成する。これは、第一スリーブ１０１がロッド１３０の貫入の影響を受けて回転しているとき回転しない。

Claims (5)

1. 閾値力を伝達する機械的伝達装置であり、該装置が、回転軸（Ｘ）の周りで相互に対して回転できるように取り付けられた第一要素（１；１０１）と第二要素（２；１０２）とを備え、前記２つの要素の間にトランスミッタ部材（１０；１１０）が配置されて、前記要素の一方にトルクが与えられたとき閾値トルクまで前記２つの要素を一緒に回転するよう拘束して前記要素の他方に前記トルクを伝達し、前記閾値トルクを超えると、前記２つの要素が前記閾値トルクに等しい対向トルクに対抗して回転移動可能となり、前記トランスミッタ部材が、
   前記第一要素と一緒に回転するように拘束された少なくとも１つの第一摩擦ディスク（１１；１１１）及び前記第一ディスクに面する第二ディスク（１２；１１２）と、
   プレッサ部材からの駆動を受けて前記第一要素の支持ターンテーブル（１５；１１５）に対して前記ディスクを一緒に押し付けるように軸方向に移動可能なベアリング部材（１３；１１３）と、を備え、
   前記装置が、
   前記第二ディスクが前記ベアリング部材と一緒に回転するよう直接拘束され、前記回転駆動手段（２０、２１；１２０、１２１）が、前記ベアリング部材と前記第二要素との間に配置され、前記ベアリング部材と前記第二要素の相対的回転時に前記ばね部材に対抗して前記ベアリング部材を軸方向に移動させるように配列される、ことを特徴とする伝達装置。
2. 前記回転駆動手段が、前記ベアリング部材と前記第二要素に切り込まれた対面するハーフキャビティによって形成されたキャビティ（２１；１２１）の中に配置されるローラー（２０；１２０）を備え、前記対面するハーフキャビティの少なくとも一方が、前記ベアリング部材と前記第二スリーブの相対的回転時に前記ベアリング部材と前記第二要素を離間させるのに適する輪郭を有することを特徴とする、請求項１に記載の伝達装置。
3. 前記ベアリング部材が単一部品として製造されることを特徴とする、請求項１に記載の伝達装置。
4. 前記第一要素が前記圧迫力を調節する調節手段（１６；１１６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の伝達装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の力伝達装置を含む摩擦ダンパであり、該ダンパが、可逆的ネジ接続を介して前記第一要素（１０１）と協働するロッドと、前記第二要素（１０３）に固定され前記ダンパが収縮するとき前記ロッドが貫入されるシリンダ（１３３）とを備える、ダンパ。

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