JP6699906B2 - 渦電流制動を組み込んだ伝達機構及び渦電流抗力を伝達する方法 - Google Patents

Description

本明細書では、渦電流抵抗素子を組み込むことで、部材間で制御または調整運動を行う伝達機構および使用方法を記載する。

渦電流関連装置の分野における本出願人の同時係属中および付与された特許には、米国特許第８，８５１，２３５号明細書、米国特許第８，４９０，７５１号明細書、ニュージーランド特許第６１９０３４号明細書、ニュージーランド特許第６２７６１７号明細書、ニュージーランド特許第６２７６１９号明細書、ニュージーランド特許第６２７６３３号明細書、ニュージーランド特許第６２７６３０号明細書、および他の同等物が含まれ、すべて参照により本明細書に組み込まれる。これらの特許／出願に記載された装置は、例えば、摩擦なしに運動を制御する方法を提供するために有用であり得る。しかしながら、渦電流の相互作用を変更し、渦電流の相互作用を伝達する他の方法も実現することができ、少なくとも公衆に選択肢を提供することができる。

伝達機構およびその使用方法のさらなる態様および利点は、単なる例として与えられる次の説明から明らかとされよう。

本明細書には、部材間の相対運動を制動するための伝達機構および使用方法が記載されており、部材の運動および制動は１つまたは複数の伝達要素を介して行われる。伝達機構および使用方法は、制動／減速性能の向上を可能にし、それにより、渦電流素子が外部の動力源に直接結合される場合に観察される性能よりも高い性能を提供する。

第１の態様では、伝達機構であって、
少なくとも１つの駆動部材（動力源）と、
少なくとも１つの被駆動部材であって、少なくとも１つの被駆動部材の運動が、少なくとも１つの駆動部材からの運動の伝達により付勢される、少なくとも１つの被駆動部材と、
異なる相対速度で運動する複数の抗力誘導要素であって、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石とを含み、複数の要素のそれぞれは、複数の要素が運動において相互作用し渦電流抗力を発生できる態様で伝達機構と結合され、それによって複数の要素は駆動部材と被駆動部材との間の運動の速度を制御するように作用する、抗力誘導要素と
を備える伝達機構が提供される。

第２の態様では、部材間で渦電流抗力を伝達する方法であって、
（ａ）実質的に本明細書に記載の伝達機構を選択するステップと、
（ｂ）少なくとも１つの駆動部材に原動力を加え、次に少なくとも１つの被駆動部材に原動力を加えるステップと、
（ｃ）少なくとも１つの被駆動部材の動作を引き起こすことによって、少なくとも１つの駆動部材または少なくとも１つの被駆動部材のいずれかに渦電流抗力を誘導し、それにより伝達機構を介して１つまたは複数の部材の運動を直接的または間接的に遅らせるステップと、
を含む方法が提供される。

上述の伝達機構および使用方法の利点は、渦電流抗力を直接的または間接的に方向づけて伝達する能力を含む。渦電流誘導力の伝達はまた、ブレーキ効果を増倍する能力を可能にし、それにより、直接結合された渦電流ブレーキ機構と比較して機構の効率を高める。

伝達機構およびその使用方法のさらなる態様は、単なる例として与えられる以下の説明からおよび添付の図面を参照して、明らかとされよう。

ベベルギヤ伝達機構の一例を示す図である。 渦電流抵抗素子を組み込んだベベルギヤ伝達機構の一例を示す図である。 スプールおよびギヤ伝達機構の実施形態のイメージである。 ウォーム駆動装置およびスプールの実施形態の斜視図および正面図である。 プランジャ要素が係合した状態でウォーム駆動装置を使用したプランジャ装置のイメージの正面図である。 プランジャ要素をはずした状態でウォーム駆動装置を使用したプランジャ装置のイメージの正面図である。

上述したように、部材間の相対運動を制動するための伝達機構および使用方法であって、部材の運動および制動は１つまたは複数の伝達要素を介して行われるものが本明細書に記載されている。伝達機構および使用方法は、制動／減速性能の向上を可能にし、それにより、渦電流素子が外部の動力源に直接結合される場合に観察される性能よりも高い性能を提供する。

本明細書の目的のために、「約（ａｂｏｕｔ）」または「おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語やその文法上の変形は、基準の数量、レベル、程度、値、数、頻度、比率、寸法、サイズ、量、重量、または長さに対し、３０，２５，２０，１５，１０，９，８，７，６，５，４，３，２，または１％だけ異なる、数量、レベル、程度、値、数、頻度、比率、寸法、サイズ、量、重量、または長さを意味する。

「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語またはその文法上の変形は、少なくとも約５０％、例えば、７５％、８５％、９５％、または９８％を参照する。

「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語やその文法上の変形は、その包括的な意味を有するべきであり、すなわち、列挙されている直接参照する構成要素だけでなく、他の特定されていない構成要素または要素を含むことを意味すると解釈される。

第１の態様では、伝達機構であって、
少なくとも１つの駆動部材（動力源）と、
少なくとも１つの被駆動部材であって、少なくとも１つの被駆動部材の運動が、少なくとも１つの駆動部材からの運動の伝達により付勢される、少なくとも１つの被駆動部材と、
異なる相対速度で運動する複数の渦電流抗力誘導要素であって、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石とを含み、複数の要素のそれぞれは、複数の要素が運動において相互作用し渦電流抗力を発生できる態様で伝達機構と結合され、それによって複数の要素は駆動部材と被駆動部材との間の運動の速度を制御するように作用する、渦電流抗力誘導要素と
を備える伝達機構が提供される。

伝達機構は、駆動部材の運動を少なくとも１つの第２の被駆動部材の運動に変換することができる。例えば、駆動部材シャフトの回転を被駆動部材シャフトの回転に伝達する。伝達は、ギヤボックス継手継手や、１つまたは複数の歯車を介して行われてもよい。伝達は、駆動部材および／または被駆動部材が解放可能に互いに連結され得るように、留め具を使用しない継手を介するものであってもよい。

上述したように、渦電流抗力誘導要素を機構に組み込むことができる。渦電流抗力は、導電性要素が磁場中を運動するときに誘導され（逆もまた同様）、渦電流抗力は導電性要素と磁場との間の遅い相対運動を誘発する。

少なくとも１つの導電体は、少なくとも１つの駆動部材（動力源）に直接結合されてもよく、少なくとも１つの磁石は、伝達機構を介して少なくとも１つの駆動部材（動力源）に間接的に結合され、
（ａ）伝達機構は、両方の要素を回転運動させ、
（ｂ）要素によって誘導された抗力トルク（渦電流抗力効果）が伝達機構の駆動部材に伝達される。

あるいは、少なくとも１つの磁石は、少なくとも１つの駆動部材（動力源）に直接結合されてもよく、少なくとも１つの導電体は、伝達機構を介して少なくとも１つの駆動部材（動力源）に間接的に結合され、
（ａ）伝達機構は、両方の要素を回転運動させ、
（ｂ）要素によって誘導された抗力トルク（渦電流抗力効果）が伝達機構の駆動部材に伝達される。

少なくとも１つの導電体および少なくとも１つの磁石は、互いに独立していてもよく、伝達機構によって少なくとも１つの駆動部材に間接的に結合されていてもよい。この構成を使用する１つのタイプの伝達機構は、ベベル駆動であってもよい。また、理解され得るように、この構成は、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石の両方にさまざまな伝達比を有することも可能にする。

少なくとも１つの駆動部材は、回転するシャフトまたは継手であってもよい。回転駆動トルクは、力によって加えられてもよい。例えば、駆動部材に連結された物体によって力を発生させてもよいが、これに限定されるものではなく、例えばスプールに線状体ないしはラインを介して連結されたホイールや物体を含み、オートビレイまたは落下安全装置の場合のように、対象物がラインをスプールから繰り出すときスプールが回転する。これらの装置については、以下でより詳細に説明する。

少なくとも１つの第２の被駆動部材は、回転するシャフトまたは継手であってもよい。

上記実施形態では、少なくとも１つの駆動部材の回転運動は、少なくとも２つの被駆動部材を互いに反対方向に回転させるように付勢する。一実施形態では、回転駆動の実施形態における駆動部材と少なくとも１つの被駆動部材は、互いに対して傾斜していてもよく、運動は、異なる（反対の）方向に伝達機構を介して伝達される。移動の角度は、少なくとも１、または５、または１０、または１５、または２０、または２５、または３０、または３５、または４０、または４５、または５０、または５５、または６０、または６５、または７０、または７５、または８０、または８５、または９０度からの範囲であってもよい。そのような実施形態では、ベベルギヤボックスを使用して角度の変化を推進することができる。本質的ではないが、渦電流相互作用を介して一緒に作動する被駆動部材のこの構成は、上述した実施形態において特に強いブレーキ作用を提供することができ、磁場と導電体との間の対向する相対運動に起因して渦電流抗力を効果的に増幅する（２倍にする）被駆動部材間で逆回転が生じる。

上記のような回転運動のみが制限されていると見なされるべきではなく、例えば１つまたは複数の被駆動部材が代わりに線形および／または軸線方向の移動を受けることも可能であり、その一例を以下にさらに説明する。

伝達機構は、両方の部材を固定軸線の周りに回転運動させることができる。一実施形態では、固定軸線は要素間の共通軸線であってもよいが、オフセット軸線が使用されてもよい。

駆動部材と被駆動部材との間の運動の比は、予め決定されていてもよいし、予め設定されていてもよい。これは、例えば歯および歯車（ｔｏｏｔｈ ａｎｄ ｃｏｇ）のギヤ装置を介して達成され得る。一実施形態では、駆動部材と被駆動部材との間の運動の比は、おおよそ１：０．００１〜１：１０００の範囲であってもよい。駆動部材と被駆動部材との比は、おおよそ１：０．００１、または１：０．００５、または１：０．０１、または１：０．０５、または１：０．１、または１：０．５、または１：１、または１：５、または１：１０、または１：５０、または１：１００、または１：５００、または１：１０００であってもよいが、機構の最終用途に応じて他の比が有用であり得る。一実施形態では、駆動部材と被駆動部材との間の運動の比は、おおよそ１：１であってもよいが、機構の最終用途に応じて他の比が有用であり得る。

一例では、伝達機構は、
（ａ）少なくとも１つの導電体が、伝達比と駆動部材（動力源）の速度によって支配される回転速度で回転し、
（ｂ）少なくとも１つの磁石が、伝達比と駆動部材の速度によって支配される回転速度で、導電体の回転方向とは反対の回転方向に回転する、
ように構成され得る。

渦電流抗力が誘導されると、駆動部材および被駆動部材の運動速度は変化し、臨界速度に達するまで変化し続けることができ、臨界速度では、少なくとも１つの駆動部材に作用する回転速度の増加と共に渦電流抗力が増加しない。

渦電流抗力の発生開始時に、少なくとも１つの駆動部材に適用される臨界速度まで、渦電流素子間の制動トルクは、伝達比の２倍増加する。

渦電流抗力の発生開始時に、少なくとも１つの駆動部材に適用される臨界速度まで、渦電流素子間の制動トルクは、少なくとも１つの被駆動部材および少なくとも１つの駆動部材の両方に伝達機構を介して作用し得る。

あるいは、渦電流抗力の発生開始時に、少なくとも１つの駆動部材に適用される臨界速度まで、渦電流素子間の制動トルクは、伝達機構および少なくとも１つの被駆動部材を介して少なくとも１つの駆動部材に作用し得る。この実施形態では、渦電流素子は、少なくとも１つの駆動部材に直接的に結合されていなくてもよい。この実施形態を、ただ１つの渦電流素子（少なくとも１つの導電体または少なくとも１つの磁石）に結合された少なくとも１つの駆動部材で、渦電流ブレーキ効果により達成されるトルクのさらなる増倍が望ましい場合に使用することができる。

臨界速度を超えると、抗力トルクは直接結合されたシステムに対して増倍されたままであり得、抗力トルクは臨界速度を上回って速度が変化しても略一定のままである。

上記から理解され得るように、記載された機構は、直接結合された渦電流抵抗機構よりも著しく増加した抗力効果を可能にする。言い換えれば、渦電流抗力効果の臨界速度およびトルクまで、本明細書に記載された機構は以下を可能にする：
伝達部材に対する渦電流抗力作用の臨界速度まで、回転速度における制動トルクを約２倍にする；
渦電流素子の約２倍にされたトルクを２箇所の駆動部材（動力源）に作用させ、これにより、トルクをさらに２倍にする；
駆動部材に直接結合された同じ渦電流素子のもの（原動力）よりも原動力に対して約４倍の抗力トルクを提供することが分かる。さらに、原動力入力で見られる臨界速度は直接結合されたシステムの臨界速度の半分である。

上述したように、臨界速度では、回転速度が増加するにつれて渦電流抗力が増加せず、抗力トルクは、直接結合されたシステムに対して増倍され、略一定のおよび／または制御されたままである。すなわち、臨界速度を超えると、駆動部材に入力される余分な力が同じ渦電流抗力の出力につながる。

伝達機構は、ウォーム駆動装置であってもよい。「ウォーム駆動装置」という用語は、ウォーム（ねじの形態のギヤ）が噛み合いギヤと噛み合うギヤ装置を指す。角度を付けてオフセットされた軸線を有するはすば歯車、および／または回転軸線が互いに角度を付けて回転されるはすば平歯車を含む同様の機構を有する他のタイプの駆動装置もまたこの用語に包含される。この実施形態では、伝達機構は、駆動部材の回転速度から渦電流誘導要素の回転速度まで速度を上げて、駆動部材の回転速度に抵抗力を与えるモードで動作することができる。

ギヤインタフェースにおける伝達比および／または摩擦係数を、伝達機構が規定レベルの機械的効率で動作するように選択することができる。規定レベルの機械的効率は、誘導された渦電流抗力および数値ギヤ比のみによって与えられるものに対して補助的な減速トルクを提供するのに十分に低くてもよい。実際には、機構が低い機械的効率を有する可能性が想定され、すなわち、伝達機構に著しい機械的損失が生じる可能性がある。規定レベルの機械的効率（低い場合）は、渦電流抗力および数値ギヤ比のみによって与えられるものを超えて原動力に対する抗力トルクの増加をもたらす。これの利点は、ウォームシステムの機械的損失が、摩擦の法則によって支配されるような渦電流抗力に比例した補足的な減速トルクとして使用されることができ、それによって非常に高効率の伝達システムに連結された渦電流ブレーキシステムに対して渦電流抗力に必要とされるトルク要求を減少させることである。

上記のウォーム駆動装置の実施形態では、渦電流素子誘導制動トルクに略比例して摩擦トルクを保持することができる。理解され得るように、この構成は、渦電流誘導制動トルクを増幅するように作用し得る。

伝達機構は、軸線方向に固定された渦電流素子保持ウォームを使用したウォーム駆動装置を含むように構成されてもよい。理解され得るように、これは非常に簡単な構成であるが、これにより、運動に対する渦電流誘導の制動効果を有する伝達駆動要素および被駆動要素の所望の目的を達成する。

伝達機構は、
壁および内部に形成された空隙を含むチューブと、
チューブの空隙に嵌合するシリンダであって、シリンダは、入力トルクを提供する駆動部材に連結された被駆動部材であり、シリンダは、チューブに対するシリンダの軸方向の移動によりチューブに対する駆動部材の入力トルクに応じて運動し、このために、シリンダは、少なくとも部分的にチューブの空隙に出入りし、チューブの前記空隙を通過する長手方向軸線の周りでチューブに対してシリンダが回転することができるようになっている、シリンダと、
を含むように構成されることができ、
チューブおよびシリンダに結合され、使用時には、シリンダとチューブとは互いに相対回転速度が異なり、シリンダが少なくとも部分的にチューブの空隙に入るように、チューブおよび／またはシリンダが、被駆動部材によって引き起こされる軸線方向の移動により動かされるとき、誘導された渦電流抗力の発生により被駆動部材の回転に制動力が発生して、駆動部材の回転速度が遅くなる。

上記の構成において、チューブとシリンダとの間の重なり度は、渦電流誘導抗力の程度を決定することができる。

シリンダに加えられる軸線方向の力は、被駆動部材によって加えられてもよく、軸線方向の力の程度は駆動部材に作用するトルクに比例する。力は、被駆動部材に作用する抗力を介して被駆動部材を運動させるように加えられてもよく、例えば、被駆動部材であるシャフトのラインに沿ったウォームの延長が被駆動部材を回転させる。この例は、制限されたものとして見なされるべきではなく、加えられた軸線方向の力が最終用途に適するように多くの異なる態様で加えられ得ることを理解すべきである。

上記チューブおよびシリンダの実施形態で使用される伝達機構は、ウォーム駆動装置であってもよく、この場合には、ウォーム駆動装置がチューブおよびシリンダ装置に組み込まれている点を除いて、上述のものと同様に「ウォーム駆動装置」という用語が定義される。

渦電流素子は、被駆動部材（または使用される場合はウォーム要素）に選択的に結合されてもよく、被駆動部材に加えられる軸線方向の力は、被駆動部材を渦電流素子に接続する継手を係合および係合解除するために使用され得る。係合は、力閾値の達成に応じて生じる。係合解除は、力閾値の達成に応じて生じる。係合による効果は、機構が使用される装置に対してある範囲の「通常の」シナリオでの運動を可能にするのに有用であり得るが、所定の力を加えると、係合および制動が生じる（また、係合後に所定の力に達すると、係合解除される）。係合または係合解除のための一緒のまたは離れての渦電流素子（磁石および導電体）の運動は、付勢機構などの機構を介して付勢されてもよい。

第２の態様では、部材間で渦電流抗力を伝達する方法であって、
（ａ）実質的に本明細書に記載の伝達機構を選択するステップと、
（ｂ）少なくとも１つの駆動部材に原動力を加え、次に少なくとも１つの被駆動部材に原動力を加えるステップと、
（ｃ）少なくとも１つの被駆動部材の動作を引き起こすことによって、少なくとも１つの駆動部材または少なくとも１つの被駆動部材のいずれかに渦電流抗力を誘導し、それにより伝達機構を介して１つまたは複数の部材の運動を直接的または間接的に遅らせるステップと、
を含む方法が提供される。

本明細書に記載の伝達機構の最終的な実施形態を、変更することができる。例えば、オートビレイまたはセルフリトラクティングライフライン（ＳＲＬ）の実施形態は、説明した伝達機構および使用方法を使用することができる。ＳＲＬの実施形態では、ラインはＳＲＬ装置からの伸長および引込みが可能であり、ラインがＳＲＬ装置から所定の閾値を超える速度で延びるとき、伝達機構は係合して、ラインの伸長速度に減速力を加える。記載された伝達機構を他の多種多様な用途に使用することができるので、ＳＲＬおよびオートビレイの用途は限定的であると見なされるべきではなく、非限定的な例には以下の速度制御および負荷制御が挙げられる：
ロータリタービンのロータ；
運動器具、例えば、ローイングマシン、エピサイクリックトレーナ、ウェイトトレーニング機器；
ローラコースタおよび他の娯楽用乗り物；
エレベータおよびエスカレータシステム；
避難降下装置と火災避難装置；
コンベヤシステム；
工場の生産施設におけるロータリドライブ；
コンベヤベルトやシュート内の制動装置などのマテリアルハンドリング装置；
路側安全システム、例えば、エネルギー吸収器が、エネルギー吸収器を介したエネルギーの散逸を通して衝突減衰を提供するシステムに接続されてもよい；
車両のシートベルト；
ジップライン；
トロリおよびキャリッジの制動機構；
輸送用途におけるバンプストップ；
クレーン用途におけるバンプストップ；
機械式ドライブトレインのトルクまたは力制限装置；
風力タービンの構造過負荷保護；
構造物、建物および橋梁における荷重制限およびエネルギー散逸。

上述の伝達機構および使用方法の利点は、渦電流抗力を直接的または間接的に方向づけて伝達する能力を含む。渦電流誘導力の伝達はまた、ブレーキ効果を増倍する能力を可能にし、それにより、直接結合された渦電流ブレーキ機構と比較して機構の効率を高める。

上述の実施形態は、本出願の明細書において個別にまたは集合的に参照されるかまたは示される部品、要素および特徴、ならびに任意の２つ以上の前記部品、要素または特徴の任意のまたはすべての組み合わせからなると広く言及されてもよい。

また、特定の完全体が、本発明が関連する技術で均等物と知られているものとして本明細書に記載されている場合には、このような公知の均等物は、個別に記載のように本明細書に組み込まれると見なされる。

ここでは、上述の伝達機構および使用方法を、具体例を参照して説明する。

例１
図１は、ベベルギヤ伝達機構１を示している。駆動部材２は、歯車装置５を介して被駆動部材３，４の運動を駆動する。駆動部材２の回転運動は、被駆動部材３，４の矢印ＡおよびＢによって示される逆回転運動を駆動する。ギヤ装置を歯車に使用して被駆動部材の相対的な逆回転を増減させることができる。

図２は、図１に示すベベルギヤ伝達機構１にどのように渦電流抵抗誘導要素を組み込むことができるかを示している。図２は、被駆動部材３，４に回転運動を与えるために回転する駆動部材２を示している。運動は、伝達機構の約９０度のベンド部５を介して伝達される。この力伝達により、被駆動部材３，４は互いに対向し、互いに相対的に逆回転する。渦電流抵抗素子は、第１の被駆動部材３の軸線の周りに配置された磁石６と、第２の被駆動部材４の軸線から延在し、第１の被駆動部材３上の磁石６によって形成された磁場と相互作用する導電体７として作用するシャフト７とを用いて伝達機構に組み込まれてもよい。被駆動部材３，４が互いに対向して配置されるので、共通の回転軸線が渦電流抵抗素子を組み込むことができる。上述したように、ベベルギヤ伝達機構５は、被駆動部材３，４の逆回転運動を与える。これは、被駆動部材３，４の間の相対運動が潜在的に等しい逆の回転となるため、渦電流誘導力を効果的に２倍にするという利点を有する。磁石６が第２の被駆動部材シャフト４上に配置され、導電体７が第１の被駆動部材３の周りに配置された状態で、磁石６および導電体７が逆にされてもよいことを理解されたい。

例２
図３は、駆動部材が線状体ないしはライン１１のスプール１０に連結されている潜在的な製品の実施形態を示しており、ライン１１は人（図示せず）のような物体に取り付けられる。ライン１１がスプール１０から引き出される場合には、スプール１０の回転が生じ、これにより被駆動部材１２，１３が回転する。被駆動部材１２，１３には渦電流抵抗素子１４が組み込まれており、回転が生じると、伝達機構１５を介してスプール１０に抗力が与えられる。図３において、渦電流抵抗素子は、第１の被駆動部材１２から延びる軸線方向のシャフト１６と、シャフト１６と共に回転し、付勢力（図示せず）に基づいて軸線方向に運動することができるシャフト１６上の導電部材１７とを含む。第２の被駆動部材１３は、第２の被駆動部材１３（および第１の被駆動部材１２）と共通の回転軸線Ｘを有する中空シリンダ延伸部１８を含む。中空シリンダ１８の内部は、中空シリンダ１８の内部に磁場を生成するために磁石１９で裏打ちされていてもよい。駆動部材１０の運動は、伝達機構１５を介して被駆動部材１２，１３の逆回転運動を引き起こす。第１の被駆動部材１２上での導電部材１７の軸線方向運動は、導電部材１７を中空シリンダ１８内に運動させることによって渦電流抵抗の相互作用を引き起こすことができる。これにより、被駆動部材１２，１３間の相対運動を制動し、伝達機構１５を介して駆動部材１０の運動を制動する。

例３
図４ａは、被駆動部材としてウォーム駆動装置３０を使用し、駆動部材として作動するライン３２を有するスプール３１を使用する代替の実施形態を示している。ウォーム駆動装置３０は、スプール３１の回転運動をウォーム駆動装置３０の回転運動および軸線方向運動に伝達する伝達機構として作動する。ウォーム駆動装置３０は、渦電流抵抗素子３５を含むことができる。

図４ｂにおいて、渦電流抵抗素子は、磁石３３Ａによって生成された磁場を有する中空シリンダ３３と、磁場内外に回転可能に、随意によっては軸線方向に移動する導電部材（プランジャ）３４とを備える。プランジャ３４が磁場中にあるとき、渦電流抗力が誘導され、それによって、ウォーム駆動装置３０の回転および／または軸線方向の移動が減速する。これにより、スプール３１または駆動部材の運動を遅くする。プランジャ３４は、ウォーム駆動装置３０によって提供される軸線方向の推力に応じて軸線方向に移動することができる。図４ｃは、プランジャ３４とシリンダ３３とが共通の回転軸線に沿って軸線方向に並進することによってどのように分離できるかを示している。ひとたび分離されると、部品には電流が流れ得ず、渦電流による制動効果は生じ得ないが、所定の力閾値に達すると係合することができる。

伝達機構の態様および使用方法は、単なる一例として記載されており、修正や追加が、本明細書の特許請求の範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。
［発明の項目］
［項目１］
伝達機構であって、
少なくとも１つの駆動部材と、
少なくとも１つの被駆動部材であって、前記少なくとも１つの被駆動部材の運動が、前記少なくとも１つの駆動部材からの運動の伝達により付勢される、少なくとも１つの被駆動部材と、
異なる相対速度で運動する複数の抗力誘導要素であって、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石とを含み、前記複数の要素のそれぞれは、前記複数の要素が運動において相互作用し渦電流抗力を発生できる態様で前記伝達機構と結合され、それによって前記複数の要素は前記駆動部材と前記被駆動部材との間の前記運動の速度を制御するように作用する、抗力誘導要素と
を備える伝達機構。
［項目２］
前記少なくとも１つの導電体が、前記少なくとも１つの駆動部材（動力源）に直接結合され、前記少なくとも１つの磁石が、前記伝達機構を介して前記少なくとも１つの駆動部材（動力源）に間接的に結合され、
（ａ）前記伝達機構は、両方の要素を回転運動させ、
（ｂ）前記要素によって誘導された抗力トルク（渦電流抗力効果）が前記伝達機構の前記駆動部材に伝達される、
項目１に記載の伝達機構。
［項目３］
前記少なくとも１つの磁石が、前記少なくとも１つの駆動部材（動力源）に直接結合され、前記少なくとも１つの導電体が、前記伝達機構を介して前記少なくとも１つの駆動部材（動力源）に間接的に結合され、
（ａ）前記伝達機構は、両方の要素を回転運動させ、
（ｂ）前記要素によって誘導された抗力トルク（渦電流抗力効果）が前記伝達機構の前記駆動部材に伝達される、
項目１に記載の伝達機構。
［項目４］
前記少なくとも１つの導電体および前記少なくとも１つの磁石が、互いに独立し得、前記伝達機構によって前記少なくとも１つの駆動部材に間接的に結合され得る、項目１〜３のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目５］
前記少なくとも１つの駆動部材の回転運動が、少なくとも２つの被駆動部材を反対方向に回転させるように付勢する、項目２〜４のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目６］
前記伝達機構が、両方の部材を固定軸線の周りに回転運動させる、項目２〜５のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目７］
前記固定軸線が、前記要素間の共通軸線である、項目６に記載の伝達機構。
［項目８］
前記駆動部材と前記被駆動部材との間の運動の比が予め決定されている、項目１〜７のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目９］
前記駆動部材と前記被駆動部材との間の運動の比が、約１：０．００１〜１：１０００の範囲である、項目７に記載の伝達機構。
［項目１０］
（ａ）前記少なくとも１つの導電体が、伝達比と前記駆動部材（動力源）の速度によって支配される回転速度で回転し、
（ｂ）前記少なくとも１つの磁石が、前記伝達比と前記駆動部材の速度によって支配される回転速度で、前記導電体の回転方向とは反対の回転方向に回転する、
項目９に記載の伝達機構。
［項目１１］
渦電流抗力が誘導されると、前記駆動部材および前記被駆動部材の運動速度が変化し、臨界速度に達するまで変化し続け、前記臨界速度では、前記少なくとも１つの駆動部材に作用する回転速度の増加と共に前記渦電流抗力が増加しない、項目１〜１０のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目１２］
渦電流抗力の発生開始時に、前記駆動部材に適用される臨界速度まで、前記渦電流素子間の制動トルクが、前記伝達比の約２倍増加する、項目１〜１０のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目１３］
渦電流抗力の発生開始時に、前記少なくとも１つの駆動部材に適用される臨界速度まで、前記渦電流素子間の制動トルクが、前記少なくとも１つの被駆動部材および前記少なくとも１つの駆動部材の両方に前記伝達機構を介して作用する、項目１〜１２のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目１４］
渦電流抗力の発生開始時に、前記少なくとも１つの駆動部材に適用される臨界速度まで、前記渦電流素子間の制動トルクが、前記伝達機構および前記少なくとも１つの被駆動部材を介して前記少なくとも１つの駆動部材に作用する、項目１〜１２のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目１５］
前記臨界速度を超えると、抗力トルクが直接結合されたシステムに対して増倍されたままであり、前記抗力トルクは前記臨界速度を上回って速度が変化しても略一定のままである、項目１１〜１４のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目１６］
前記伝達機構がウォーム駆動装置である、項目１に記載の伝達機構。
［項目１７］
前記伝達機構が、前記駆動部材の回転速度から１つまたは複数の前記渦電流誘導要素の前記回転速度まで速度を上げて、前記駆動部材の前記回転速度に抵抗力を与えるモードで動作する、項目１６に記載の伝達機構。
［項目１８］
伝達比および／または摩擦係数が、前記伝達機構が規定レベルの機械的効率で動作するように選択される、項目１６または１７に記載の伝達機構。
［項目１９］
前記規定レベルの機械的効率が、誘導された前記渦電流抗力および数値ギヤ比のみによって与えられるものに対して補助的な減速トルクを提供するのに十分に低い、項目１８に記載の伝達機構。
［項目２０］
摩擦トルクが、渦電流素子誘導制動トルクに略比例して保持される、項目１６〜１９のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目２１］
前記伝達機構が、
壁および内部に形成された空隙を含むチューブと、
前記チューブの前記空隙に嵌合するシリンダであって、前記シリンダは、入力トルクを提供する駆動部材に連結された被駆動部材であり、前記シリンダは、前記チューブに対する前記シリンダの軸方向の移動により前記チューブに対する前記駆動部材の入力トルクに応じて運動し、このために、前記シリンダは、少なくとも部分的に前記チューブの前記空隙に出入りし、前記チューブの前記空隙を通過する長手方向軸線の周りで前記チューブに対して前記シリンダが回転することができるようになっている、シリンダと、
を含むように構成され、
前記チューブおよび前記シリンダには、１つまたは複数の渦電流誘導要素が結合され、および／または１つまたは複数の磁気吸引効果が作用し、
使用時には、前記シリンダと前記チューブとは互いに相対回転速度が異なり、前記シリンダが少なくとも部分的に前記チューブの前記空隙に入るように、前記チューブおよび／または前記シリンダが、前記被駆動部材によって引き起こされる軸線方向の移動により動かされるとき、誘導された渦電流抗力の発生により前記被駆動部材の回転に制動力が発生して、前記駆動部材の前記回転速度が遅くなる、
項目１に記載の伝達機構。
［項目２２］
前記チューブと前記シリンダとの間の重なりの程度が、前記渦電流誘導抗力および／または前記磁気吸引効果の程度を決定する、項目２１に記載の伝達機構。
［項目２３］
前記シリンダに加えられる前記軸線方向の力が、前記被駆動部材によって加えられ、加えられた前記軸線方向の力の程度は前記駆動部材に作用する前記トルクに比例する、項目２１または２２に記載の伝達機構。
［項目２４］
前記伝達機構がウォーム駆動装置である、項目２１〜２３のいずれか一項に記載の伝達機構。
［項目２５］
前記渦電流素子がウォーム要素に選択的に結合され、それによりウォームギヤに加えられる前記軸線方向の力が、前記ウォーム駆動装置を前記渦電流素子に接続する継手を係合および係合解除するために使用される、項目２４に記載の伝達機構。
［項目２６］
前記係合が、力閾値の達成に応じて生じる、項目２５に記載の伝達機構。
［項目２７］
前記係合解除が、力閾値の達成に応じて生じる、項目２６に記載の伝達機構。
［項目２８］
部材間で渦電流抗力を伝達する方法であって、
（ａ）項目１〜２７のいずれか一項に記載の伝達機構を選択するステップと、
（ｂ）前記少なくとも１つの駆動部材に原動力を加え、次に、前記少なくとも１つの被駆動部材に原動力を加えるステップと、
（ｃ）前記少なくとも１つの被駆動部材の動作を引き起こすことによって、前記少なくとも１つの駆動部材または前記少なくとも１つの被駆動部材のいずれかに渦電流抗力を誘導し、それにより前記伝達機構を介して１つまたは複数の前記部材の運動を直接的または間接的に遅らせるステップと、
を含む方法。
［項目２９］
項目１〜２７のいずれか一項に記載の伝達機構を組み込んだオートビレイ。
［項目３０］
項目１〜２７のいずれか一項に記載の伝達機構を組み込んだセルフリトラクティングライフライン（ＳＲＬ）。

Claims (27)

1. 伝達機構であって、
   少なくとも１つの駆動部材と、
   少なくとも１つの被駆動部材であって、前記少なくとも１つの被駆動部材の運動が、前記少なくとも１つの駆動部材からの運動の伝達により付勢される、少なくとも１つの被駆動部材と、
   異なる相対速度で運動する複数の抗力誘導要素であって、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石とを含み、前記抗力誘導要素のそれぞれは、前記抗力誘導要素が該抗力誘導要素の運動において相互作用し渦電流抗力を発生できる態様で前記少なくとも１つの被駆動部材と結合される、抗力誘導要素と、
   を備えるており、
   第１の原動力が前記少なくとも１つの駆動部材に加えられるときに、第２の原動力が前記少なくとも１つの被駆動部材に伝達され、前記少なくとも１つの被駆動部材に結合される前記少なくとも１つの磁石と前記少なくとも１つの導電体との間の相互作用により前記少なくとも１つの被駆動部材に渦電流抗力が誘導され、前記渦電流抗力が前記少なくとも１つの駆動部材の運動を減速させ、
   前記駆動部材と前記被駆動部材との間の伝達比が予め決定され且つ１：０．００１〜１：１０００の範囲であり、
   前記少なくとも１つの導電体が、前記伝達比と前記駆動部材の速度によって支配される第１の回転速度で回転し、
   前記少なくとも１つの磁石が、前記伝達比と前記駆動部材の速度によって支配される第２の回転速度で、前記少なくとも１つの導電体の回転方向とは反対の回転方向に回転する、
   伝達機構。
2. 前記少なくとも１つの導電体が、前記少なくとも１つの駆動部材に直接結合され、
   前記少なくとも１つの磁石が、前記伝達機構により前記少なくとも１つの駆動部材に間接的に結合され、
   前記伝達機構は、両方の前記少なくとも１つの導電体及び前記少なくとも１つの磁石を回転運動させ、
   前記少なくとも１つの導電体及び前記少なくとも１つの磁石によって誘導された抗力トルクが前記駆動部材に伝達される、
   請求項１に記載の伝達機構。
3. 前記少なくとも１つの磁石が、前記少なくとも１つの駆動部材に直接結合され、
   前記少なくとも１つの導電体が、前記伝達機構により前記少なくとも１つの駆動部材に間接的に結合され、
   前記伝達機構は、両方の前記少なくとも１つの導電体及び前記少なくとも１つの磁石を回転運動させ、
   前記少なくとも１つの導電体及び前記少なくとも１つの磁石によって誘導された抗力トルクが前記駆動部材に伝達される、
   請求項１に記載の伝達機構。
4. 前記少なくとも１つの導電体および前記少なくとも１つの磁石が、互いに独立であり、前記少なくとも１つの被駆動部材に結合される、請求項１に記載の伝達機構。
5. 前記少なくとも１つの駆動部材の回転運動が、少なくとも２つの被駆動部材を反対方向に回転させるように付勢する、請求項１に記載の伝達機構。
6. 前記伝達機構が、前記少なくとも１つの駆動部材を固定軸線の周りに回転運動させ、前記少なくとも１つの被駆動部材を前記固定軸線の周りに回転させる、請求項１に記載の伝達機構。
7. 前記固定軸線が、前記少なくとも１つの導電体と前記少なくとも１つの磁石との間の共通軸線である、請求項６に記載の伝達機構。
8. 渦電流抗力が誘導されると、前記駆動部材および前記被駆動部材の運動速度が変化し、臨界速度に達するまで変化し続け、前記臨界速度は、前記少なくとも１つの駆動部材の回転速度の増加と共に前記渦電流抗力が増加しない速度である、請求項１に記載の伝達機構。
9. 渦電流抗力の発生開始時に、前記駆動部材の臨界速度まで、前記抗力誘導要素間の制動トルクが、前記伝達比の約２倍増加する、請求項１に記載の伝達機構。
10. 渦電流抗力の発生開始時に、前記少なくとも１つの駆動部材の臨界速度まで、前記抗力誘導要素間の制動トルクが、前記少なくとも１つの被駆動部材および前記少なくとも１つの駆動部材の両方に作用する、請求項１に記載の伝達機構。
11. 渦電流抗力の発生開始時に、前記少なくとも１つの駆動部材の臨界速度まで、前記抗力誘導要素間の制動トルクが、前記少なくとも１つの被駆動部材および前記少なくとも１つの駆動部材に作用する、請求項１に記載の伝達機構。
12. 前記臨界速度を超えると、前記制動トルクは前記駆動部材の速度が変化しても略一定のままである、請求項９に記載の伝達機構。
13. 前記伝達機構がウォーム駆動装置を含む、請求項１に記載の伝達機構。
14. 前記伝達機構が、前記少なくとも１つの駆動部材の回転速度から前記抗力誘導要素の回転速度まで速度を上げて、前記少なくとも１つの駆動部材の回転に抵抗する力を与えるように構成されている、請求項１３に記載の伝達機構。
15. 伝達比および／または摩擦係数が、前記伝達機構が規定レベルの機械的効率で動作するように選択される、請求項１３に記載の伝達機構。
16. 前記規定レベルの機械的効率が、誘導された前記渦電流抗力および数値ギヤ比のみによって与えられるものに対して補助的な減速トルクを提供するのに十分に低い、請求項１５に記載の伝達機構。
17. 摩擦トルクが、渦電流抗力に略比例して保持される、請求項１３に記載の伝達機構。
18. 前記伝達機構が、
    壁および内部に形成されたチューブ空隙を含むチューブと、
    前記チューブ空隙に嵌合するシリンダであって、前記シリンダは、前記少なくとも１つの駆動部材に連結されており、前記シリンダは、前記シリンダが少なくとも部分的に前記チューブ空隙に出入りできるようにする前記チューブに対する前記シリンダの軸方向の移動と、前記チューブ空隙を通過する長手方向軸線の周りの前記チューブに対する前記シリンダの回転とにより、前記チューブに対する前記少なくとも１つの駆動部材の入力トルクに応じた運動をする、シリンダと、
    をさらに含み、
    使用時には、前記シリンダと前記チューブとは互いに対して回転速度が異なり、前記シリンダが少なくとも部分的に前記チューブ空隙に入るように、前記チューブおよび／または前記シリンダが、軸線方向の移動により動かされるとき、誘導された渦電流抗力の発生により前記シリンダの回転に制動力が発生して、前記少なくとも１つの駆動部材の前記回転速度が遅くなる、
    請求項１に記載の伝達機構。
19. 前記チューブと前記シリンダとの間の重なりの程度が、誘導される渦電流抗力および／または磁気吸引の程度を決定する、請求項１８に記載の伝達機構。
20. 前記少なくとも１つの駆動部材が前記シリンダに軸線方向の力を加え、加えられた前記軸線方向の力の程度は前記駆動部材に作用する前記入力トルクに比例する、請求項１８に記載の伝達機構。
21. 前記伝達機構がウォーム駆動装置を含む、請求項１８に記載の伝達機構。
22. 前記抗力誘導要素が前記ウォーム駆動装置に選択的に結合され、それによりウォームギヤに加えられる軸線方向の力が、前記ウォーム駆動装置を前記抗力誘導要素に接続する継手を係合および係合解除するために使用される、請求項２１に記載の伝達機構。
23. 前記係合が、力閾値の達成に応じて生じる、請求項２２に記載の伝達機構。
24. 前記係合解除が、力閾値の達成に応じて生じる、請求項２３に記載の伝達機構。
25. 伝達機構の部材間で渦電流抗力を伝達する方法であって、
    前記伝達機構は、
    少なくとも１つの駆動部材と、
    少なくとも１つの被駆動部材であって、前記少なくとも１つの被駆動部材の運動が、前記少なくとも１つの駆動部材からの運動の伝達により付勢される、少なくとも１つの被駆動部材と、
    異なる相対速度で運動する複数の抗力誘導要素であって、少なくとも１つの導電体と少なくとも１つの磁石とを含み、前記抗力誘導要素のそれぞれは、前記抗力誘導要素が該抗力誘導要素の運動において相互作用し渦電流抗力を発生できる態様で前記少なくとも１つの被駆動部材と結合される、抗力誘導要素と、
    を備えるており、
    第１の原動力が前記少なくとも１つの駆動部材に加えられるときに、第２の原動力が前記少なくとも１つの被駆動部材に伝達され、前記少なくとも１つの被駆動部材に結合される前記少なくとも１つの磁石と前記少なくとも１つの導電体との間の相互作用により前記少なくとも１つの被駆動部材に渦電流抗力が誘導され、前記渦電流抗力が前記少なくとも１つの駆動部材の運動を減速させ、
    前記駆動部材と前記被駆動部材との間の伝達比が予め決定され且つ１：０．００１〜１：１０００の範囲であり、
    前記少なくとも１つの導電体が、前記伝達比と前記駆動部材の速度によって支配される第１の回転速度で回転し、
    前記少なくとも１つの磁石が、前記伝達比と前記駆動部材の速度によって支配される第２の回転速度で、前記少なくとも１つの導電体の回転方向とは反対の回転方向に回転し、
    前記方法は、
    前記少なくとも１つの駆動部材に原動力を加え、次に、前記少なくとも１つの被駆動部材に原動力を加えるステップと、
    前記少なくとも１つの被駆動部材の動作を引き起こすステップであって、それによって、前記少なくとも１つの駆動部材または前記少なくとも１つの被駆動部材のいずれかに渦電流抗力を誘導し、それにより前記少なくとも１つの駆動部材又は前記少なくとも１つの被駆動部材の運動を遅らせるステップと、
    を含む方法。
26. オートビレイシステムに組み込まれている、請求項１に記載の伝達機構。
27. セルフリトラクティングライフライン（ＳＲＬ）に組み込まれている、請求項１に記載の伝達機構。

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