JPH05504816A - 作動器の変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 作動器の変換装置 （技術分野） 本発明は駆動部材の軸方向の振動移動を、駆動部材と同軸の押しロッドの運動方 向である軸方向の移動力に変換する作動器の変換装置に関する。

（背景技術） 振動移動あるいは振動力を受容するに各種の方法が可能であるが、ある一方向に おいて振動移動あるいは振動力を得ることが望ましい。比較的最近開発された方 法は磁気歪み性を有した材料を利用する。磁気歪み性とは材料の寸法が磁界を受 けることにより変化することを意味する。

この特性を有する材料としては通常賞土類金属を有するアロイ、ターフエノルの 名称で入手できるテルビウムと鉄を有するアロイが挙げられる。ターフエノル材 料は強度約３０００エルステツドの磁界で最大０．２％の極めて高い磁気歪およ び極めて早い応答性を示す。

磁気歪性のためパルス磁界を受け、予荷重が与えられ元の形状に戻るターフエノ ル材料のロットは所定の振動長さを持ち、延いては振動力を与える。

実際の作動器内の振動移動あるいは振動力を利用するため、この移動を作動器内 において押しロッド等のある一方向の移動に変換する必要がある。

上述した種類の作動器に関し本発明によれば、駆動部材および押しロフトが連結 部材を介して連結され、連結部材は振動移動のアイドルストローク中駆動部材な いしは押しロッドと自己ロックするネジと係合させ、回転トルクを受けて押しロ ッドを力の加わる方向に押進することにより達成される。

本発明の第１の実施例によれば、連結リングは駆動部材の雄ネジと螺合し予荷重 が与えられたバネによるトルクを受ける。好ましい実施例によれば、連結リング が駆動部材および押しロッドの対向するネジとネジ係合する。

第２の実施例によれば、連結ロットが駆動部材および押しロッドに対応する雌ネ ジとネジ係合し、予荷重が与えられたバネからのトルクを受ける。

これら実施例の場合、クロックバネあるいはスパイラルバネが連結部材と外部リ ングとの間に配設され、好ましくは外部リングが電気モータにより回転されてバ ネに予荷重を付与することが可能である。

（図面の簡単な説明） 第１図は本発明の原理を示す作動器を備えたディスクブレーキの実施態様の簡略 図、第２図は本発明による移動変換装置を含む作動器の好適な実施例のはゾ全体 を切開いて示す側面図、第３図および第４図は夫々本発明による他の実施例の変 換装置の部分断面図および側面図である。

（発明を実施するための最良の形態） 第１図には実際の具体例ではなく原理を説明するためディスクブレーキの構成が 簡略に示される。

図示の構成によれば枢支部５において相互に枢着された２個のカリパスレバー３ ．４の端部に配設されるブレーキバット２により回転ディスク１が制動される。

この制動作用はブレーキパッド２と対向する力＋Ｊパスレバー３．４の端部を相 互に押進することにより得られる。第１図の簡潔な構成の場合、これはターフエ ノルと呼ばれ、所定の磁界（電気コイル６からの）を受けたとき、長さが最大０ ，２％伸びる特性の材料で形成されたロッド７を囲繞する電気コイル６により遂 行される。ロッド７は第１図の左側のカリパスレバー３に連結され、またくさび 部材８を介し右側のカリパスレバー４と連係動作する。くさび部材８は圧縮バネ ９により上方に変位され、カリパスレバー４のくさび面と連係する。

電気コイル６はパルス電流により電気的に付勢される。カリパスレバー３．４の 質量に伴う慣性はくさび部材８と圧縮バネ９とにより構成される自己ロック機構 及びロッド７の質量に伴う慣性より相当に大きい。電気コイル６が付勢される都 度、ロッド７が僅かに延び、この結果カリパスレバー３．４は相当に離間するよ う押進される。電気コイル６が消勢されてロット７が元の長さに復元するとき、 くさび部材８は短時間の間自在になり圧縮バネ９によって第１図の上方へ押進さ れ保持される。電気コイル６に供給されるパルス電流の周波数および本構成によ り、ブレーキパッド２は回転ディスク１に対し所定の力および速度をもって押圧 される。

制動力を解放するためパルス電流により再びコイルが付勢されるが、この場合く さび部材８は例えばソレノイド（図示せず）により（圧縮バネ９のバネ力に抗し て）押し戻されるように設けられ得る。

ターフエノルに基づく作動器の原理について図示したが、次に第２図に示す実用 的に好ましい実施例に沿って説明する。

この作動器のハウジングｌＯにはリッド１１か付設されている。

リッド１１には固定耳部１２が設けられ、一方ハウジングＩＯの固定耳部１２と 反対側から外部へ可動耳部１３が延設されている。

これらの固定、可動耳部は第１図に沿って説明したものと同一の一般的な種類の ディスクブレーキ構成に連結される。

円筒状永久磁石１４が仕切壁１５により支承されてハウジング１０内に配設され 、円筒状コイル１６が永久磁石１４内に配設される。ターフエノルのロッド１７ は円筒状コイル１６内に配設される。

ロッドエフと直線上で同軸に駆動スリーブ１８としての駆動部材が設けられる。

両端部に端部フランジを形成した引張りバ一部材１９が駆動スリーブ１８、ロッ ド１７およびリッド１１の夫々の穴を貫通して延びる。引張りバ一部材１９に押 進力を与え、これに伴いターフエノル製のロッド１７に予荷重を与えるため（こ れは所望の機能を得るために重要であるが）、（多数のヘレビレバネで構成され た）圧縮バネ２０がリッド１１と引張りバ一部材１９の端部フランジとの間に配 設される。

この作動器のモーメント変換装置は上述の如く構成される。

ハウジングｌＯから外側へ延びる押しロッド２１が駆動スリーブ１８と直線上で 同軸に設けられ、押しロッド２１の端部には可動耳部１３が具備されている。可 動耳部Ｉ３がブレーキリギング（図示せず）と連結されることにより、押しロッ ド２１が非回転にされる。駆動スリーブ１Ｂおよび押しロッド２１には雄ネジが 形成され、これらのネジは相互に螺合方向が逆方向になるよう設けられ、連結リ ング２２としての連結部材の、対応する雌ネジに螺合される。ネジの夫々は自己 ロックするが、そのピッチは必要な電力を最小にするためできる限り大にされる 。

連結リング２２を移動自在にするため、その質量に伴う慣性を最小にする。

連結リング２２は通常時にはクロックバネあるいはスパイラルバネ２３により（ 駆動スリーブ１８および押しロッド２１を押圧する方向に）トルクを受ける。こ のときスパイラルバネ２３の内端部は連結リング２２に、スパイラルバネ２３の 外端部は外部リング２４に夫々付設される。外部リング２４は外部リング２４の 外周部のギアリング２７にビニオン２６を介し電気モータ２５を連係することに よりいずれか一方向に回転可能である。電気モータ２５の主目的は常時スパイラ ルバネ２３にテンションを与えることにあり、またその征目的はバネにテンショ ンを与えるため反対方向に回転することにより連結リング２２を巻き戻すことに ある。作動されていないとき電気モ〜り２５は非駆動時にロックされる。

第２図に開示した作動器の基本動作はターフエノルで予荷重を与えるロット１７ がパルス状の磁界によって振動されることにある。更に動作が小さな外部力のみ で済む連結リング２２としての自己ロック装置が採用される。このときロッド１ ７の振動周波数は作動器と連結されるブレーキリギングの固有振動数より大にす る必要がある。

更に説明するに力発生装置としてターフエノルのロット１７を備えたこの種の作 動器は印加ストロークが約３〜４１Ｉｌｌになり、印加時間が０．１秒で、且つ 印加力が１００ＯＯＮであることを前提にしている。

上述の如くターフエノル材料の特性は磁界を受けたときその長さが増加するいわ ゆる磁歪性を有することにある。高い磁歪性、即ち最大０．２％で極めて応答性 の高い材料が選択される。この材料は磁界を受けないとき元の寸法に回復するた め予荷重を加える必要がある。

次の条件下において計算したところ望ましい結果が得られた。

長さ１００ｍ＋ａで直系２０ｍｍのロット１７に圧縮バネ２０により３７０ＯＮ の機械的に予荷重を与える。このロッドは円筒状永久磁石１４から１３０にＡ／ ｍの磁界と円筒状コイル１６から±１３０にＡ／ｇｏのパルス磁界との組合の磁 界を受け（この結果圧の磁界が零〜２６０ＫＡ／閣の間でパルス状に変化する） 　１０００Ｈｚの振動数で振動する。

この磁界を得るため円筒状コイル１６は内径が２２ｍｍ、外径が４０ｍｍ、長さ が１１ｈ＋ｏである。クライミング時間が０．２５　ミリ秒で電力８０６１の所 望の磁界を得るため電流は５人で電圧が６２５ｖにされる。

ブレーキリギンブレバーの質量が１５にｇで力１０００ＯＮ、そしてこの力に達 する時間が０．２５　ミリ秒のとき、最終速度は８３ｍｍ／ｓであり移動は０． ００７ｍＷ＋になる。

ターフエノルのσラド１フは磁界を受けて振動し所望の力を供給することが判明 している。駆動スリーブ１８の振動は自己ロックする連結リング２２により押し ロツｌ”２１の一方向への印加移動に変換される。この簡単な原理はターフエノ ルのロット１７の印加方向への各々の小さな振動移動中は非回転であり、後退方 向への各々の小さな振動移動中小さな回転外だけ、駆動スリーブ１８と押しロッ ト２１との間の距離が増大されることにある。連結リング２２のこの小さな回転 はスパイラルハネ２３により達成される。

ここで重要なことは連結リング２２が質量に伴う慣性が極めて低く、ネジピッチ （反対方向での）が高いことにある。外径が３０■、内径が２０ｍおよびピッチ が１回転当たり７■の場合、スパイラルバネ２３から４Ｎ＋＋以下のトルクが必 要になる。

既に説明したように、スパイラルバネ２３は電気モータ２５または同様の他の手 段によりテンションがかけられる。（連結リング２２を反対方向に回転すること による）戻りストロークも電気モータ２５によって得られる。スパイラルバネ２ ３によるよりも直接的にこの回転移動を伝達することは連結リング２２と外部リ ング２４との間に１方向クラツチを設けることによって実現できる。

移動変換装置の２つの実施例が夫々第３図および第４図に示される。

第３図の実施例の場合駆動部材としての駆動スリーブ３０と、押しロッド３１と 、連結リング３２と、クロックバネとしてのスパイラルバネ３３等と、外部リン グ３４とが設けられる。振動する駆動スリーブ３０は同様に第２図の場合と同様 に連結リング３２と螺合され、一方連結リングは回転自在になるが、軸方向に押 進されロット３１に連結され、これにより押しロット３１に連結リング３２の対 応する溝と係合するヘット部３１’　が具備される。

第４図の実施例の場合駆動部材４０および押しロッド４１に連結ロッド４２とし ての連結部材の雄ネジと自己ロックして連係動作可能な雌ネジが具備される。ク ロックバネとしてのスパイラルバネ４３により連結ロット４２が外部リング４４ に接合されることになる。

要　約　書 作動器の駆動部材（］８）の軸方向の振動移動か、パルス状磁界内に配設されタ ーフエノル材料で形成され予荷重が与られるロッド（１７）により生ぜしめられ る。この振動移動は。

軸の押しロッド（２１）の力の加わる方向の軸方向移動に変換れる。駆動部材と 押しロッドとは連続部材（２２）を介して自ロックすべく螺合され、且つ振動移 動のアイドルストロ−中押しロッドを力の加わる方向に押進するようスパラルバ からのトルクを受ける。

国際調査報告 の え 司 さ 已 ク ネ 国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００Ｂ４５

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動部材（１８；３０；４０）および押しロツド（２１；３１；４１）は連 結部材（２２；３２；４２）を介して連結され、連結部材（２２；３２；４２） は振動移動のアイドルストローク中駆動部材、押しロツドと自己ロツクすべく螺 合し回転トルクを受けて押しロツドを力の加わる方向に押進ずることを特徴とす る、駆動部材（１８；３０；４０）の軸方向の振動移動を駆動部材と同軸の押し ロツド（２１；３１；４１）の力の加わる方向の軸方向移動に変換する作動器の 変換装置。
2. ２．連結リング（２２；３２）は駆動部材（１８；３０）の雄ネジと螺合し予荷 重が与えられたバネ（２３；３３）によるトルクを受けることを特徴とする請求 の範囲１記載の変換装置（第２図および第３図参照）。
3. ３．連結リング（２２）が駆動部材（１８）および押しロツド（２１）の対向す るネジと螺合することを特徴とする請求の範囲２記載の変換装置（第２図参照） 。
4. ４．連結ロツド（４２）が駆動部材（４０）および押しロツド（４１）の対向す る雌ネジと螺合し予荷重が与えられたバネ（４３）からのトルクを受けることを 特徴とする請求の範囲１記載の変換装置（第４図参照）。
5. ５．クロツクバネあるいはスパイラルバネ（２３；３３；４３）が連結部材（２ ２；３２；４２）と外部リング（２４；３４；４４）との間に配設され、外部リ ング（２４；３４；４４）が回転してバネに予荷重を与えることが可能であるこ とを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれか一記載の変換装置。
6. ６．外部リング（２４；３４；４４）が電気モータ（２５）により回転可能であ ることを特徴とする請求の範囲５記載の変換装置。
7. ７．振動移動がコイル（１６）からのパルス磁界を受ける磁気歪み性材料の予荷 重が付与されたロツド（１７）により達成可能に設けられてなることを特徴とす る請求の範囲１記載の変換装置。