JPH05504817A - 作動器の変換装置 - Google Patents

作動器の変換装置

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JPH05504817A
JPH05504817A JP3501905A JP50190591A JPH05504817A JP H05504817 A JPH05504817 A JP H05504817A JP 3501905 A JP3501905 A JP 3501905A JP 50190591 A JP50190591 A JP 50190591A JP H05504817 A JPH05504817 A JP H05504817A
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アルビドソーン,トーマス
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サーブ ワブコ ホルデイングス ベー.フアー.
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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) 本発明は軸方向の振動動作を行う力発生部材と、ある一方向の動作により力を、 力の加わる方向に加える力伝達装置と、振動動作をある一方向へ力を加わえる運 動に変換する変換装置とを備える作動器構成に関する。
(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 ル材料のロッド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。
(発明の開示) この変換装置により所定の機能が行われ、振動動作からある一方向の動作を発生 するため、本発明の構成は力発生部材の振動周波数が力伝達装置の固有周波数よ り高くされ、力の加わる方向への各振動ストローク中にのみ変換装置が動作を伝 達可能に設けられてなることを特徴とする。
このように、ディスクブレーキ構成の場合変換装置により印加方向と反対の方向 の各振動ストローク中力発生部材(ターフエノルのロッド)からカリパスを含む 力伝達装置が分断され、極めて小さな力の段印加動作が行われる。ディスクブレ ーキ構成の実際の実施例ではターフエノルのロッドは1000Hzの振動周波数 を有し、ディスクブレーキのカリパスの固有周波数は130Hzである。
(図面の簡単な説明) 第1図は本発明による作動器を備えた実施例のディスクブレーキの簡単図、第2 図は本発明による構成の作動器の他の実施例のはり全体を切開いて示す側面図、 第3図および第4図は夫々第2図の作動器に使用される他の実施例の変換装置の 部分断面および側面図、第5図は本発明による作動器の更に別の実施例のはV全 体を断面図で示す側面図である。
(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パッド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ト2と対向するカリパスレバー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が消勢されてロッド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。
本発明の構成に使用される第2図に示す作動器のハウジング10にはりット11 が付設されている。リット11には固定耳部12が設けられ、一方ハウシングl O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I6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17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σラド1フ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10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13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18および押しaラド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にピニオン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ータ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ド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ド17を備えたこの種の作 動器は印加ストロークが約3〜4膳■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。
上述の如くターフェ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100mmテ直系20■のロッド17ニ圧縮バネ2oニより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に八/■の 磁界と円筒状コイル16から±130KA/m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/鎖の間でパルス状に変化する) ID 0OHz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22+nm、外径が40mm、長 さが110mm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5Aで電圧が625vにされる。
ブレーキリギンブレバーの質量が15Kgで力1000ON、そしてこの力に達 する時間が0.25 Eす秒のとき、最終速度は83+no+/sであり移動は 0.007mmになる。
ターフエノルのロッド17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 ロッド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ェノル 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分だけ、駆動スリーブ18と押しロッド 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 スパイラルバネ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(、ネジピッチ (反対方向での)が高いことにある。外径が30団鰯、内径が20rrmおよび ピッチが1回転当たり71謄の場合、スパイラルバネ23から4Nm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 進されロッド31に連結され、これにより押しロッド31に連結リング32の対 応する溝と係合するヘッド部31“が具備される。
第4図の実施例の場合駆動部材40および押しロット41に連結ロット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。
第5図は第2図の作動器と同様に第1図の同一の一般的な種類のディスクブレー キ構成に適用され得る僅かに異なる作動器が示されている。一方作動器は他の力 作動構成にも全く良好に使用可能である。
この作動器の力発生部は第2図の作動器と同一の構造であるのでここでは簡単に 説明する。
第5図の作動器のハウシング50には第1のリット51が具備され、第1のリッ ト51には固定耳部52が形成される。可動耳部53がハウジング50の固定耳 部52と反対側から外部へ延設される。
円筒状の永久磁石54がハウジング50内の仕切壁55を介して支承され、円筒 状のコイル56は永久磁石内に配設される。且つロット57がコイル56内に配 設される。
駆動部材58はロッド57と直線上において同軸に配設される。
両端部に端部フランツを形成した引張りバ一部材59は駆動部材58、ロッド5 7およびリット51の夫々の穴を貫通して延びる。
圧縮バネ60により引張りバ一部材59に引き力が与えられ、これによりターフ エノルのロッド57に所望の予荷重が付与される。
第5図の運動変換装置は以下の構成を有している。
駆動部材58と可動耳部53との間の力伝達は連結部において鈍角をなす2個の 脚部61.62でなるいわゆるトグルジヨイントにより行われる。第1の脚部6 1は駆動部材58に対し枢着され、第2の脚部62は可動耳部53に対し枢着さ れる。連結部では制御ロッド63が枢着される。
制御ロッド63はブロック部材64を貫通し、ブロック部材64は第2のリット 65の内側でハウジング50に枢着される。制御ロッド63とブロック部材64 との間に一方向クラッチが配設され、一方向クラッチはバネ変位のポール66が ブロック部材の内側のロッドおよび傾斜部と連係動作しブロック部材64とロッ トフランジ63° との間に配設されたバネ67の作用により制御ロッド63の 第5図の右側へのみ移動できるよう構成される。
ターフエノルのロッド57、延いては駆動部材58の第5図の下方への振動スト ローク中、運動が制御ロッド63を介して固定された脚部61.62により直接 変換される。力は可動耳部53へ、更に次段へ伝達される。
第5図の上方の振動ストローク中、すなわちターフエノルのロッド57、延いて は駆動部材58の戻りストローク中、可動耳部53が戻りストロークに追従しな いよう設けることにより生じる隙間は、脚部61.62がバネ67により第5図 の右側へ自在に移動する制御ロット63によって直線状にされ、除去され得る。
上述の機能はターフエノルのコツどの振動周波数が可動耳部53の力伝達装置の 固有周波数より高いことに依存して定まる。
戻りストロークを実行するためには、図示しないが制御口ット63を例えば磁石 (図示せず)の作用により第5図の左側へ自在に移動させる装置を設ける必要が ある。
要 約 書 作動器の変換装置は、好ましくは磁気歪み性材料で形成されたロッドの如き振動 動作を行う力発生部材と、(カリバス(4,5)が配設されたディスクブレーキ 内の)力伝達装置と、振動動作を一方向への力を加える運動に変換する変換装置 !(8,9)とを備える力発生部材の振動周波数は力伝達装置の固有周波数より 高く、力を加える方向への各振動ストローク中にのみ変換装置が動作を伝達可能 に構成される。
国際調査報告 、m5m5+1.slA、ieJ+io++Na PCT/SE 901008 46国際調査報告 PCT/SE 90100B46

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.軸方向の振動動作を行う力発生部材(7;17;57)と、一方向の動作に より力をその印加方向に加える力伝達装置(3,4;13;53)と、振動動作 を一方向への力を加える運動に変換する変換装置(8,9;21〜24;61〜 64,66)とを備え、力発生部材(7;17;57)の振動周波数は力伝達装 置(3,4;13;53)の固有周波数より高く、力を加える方向への各振動ス トローク中にのみ変換装置(8,9;21〜24;61〜64,66)が動作を 伝達可能でなることを特徴とする力作動器構成。
  2. 2.力発生部材がパルス磁界を受ける例えばターフエノルの磁気歪み性材料のロ ツド(7;17;57)でなることを特徴とする請求の範囲1記載の力作動器構 成。
JP3501905A 1989-12-21 1990-12-18 作動器の変換装置 Pending JPH05504817A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8904310A SE464933B (sv) 1989-12-21 1989-12-21 Kraftaktuatorarrangemang
SE8904310-3 1989-12-21

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JPH05504817A true JPH05504817A (ja) 1993-07-22

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ID=20377831

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JP3501905A Pending JPH05504817A (ja) 1989-12-21 1990-12-18 作動器の変換装置

Country Status (8)

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US (1) US5267479A (ja)
EP (1) EP0506781B1 (ja)
JP (1) JPH05504817A (ja)
AU (1) AU7031391A (ja)
CA (1) CA2071990A1 (ja)
DE (1) DE69013359T2 (ja)
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WO (1) WO1991010083A1 (ja)

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