JPS59231229A - 電気アクチユエ−タ - 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】 この発明は電気アクチュエータに、そして特にばね装置
を制御して出力部材に出力を発生させるように作動でき
る電動機を備えた電気アクチュエータに関するものであ
る。

このようなアクチュエータの種々の問題点の一つには、
出力部材と出口部付が出力を加える部分との間に通常あ
る間隙がある場合（例えば鉄道車両のブレーキ装置の場
合）に、出力部材を動かして出力の加えられることにな
る部分と係合させるばね装置の伸長によって利用できる
ばね力が損なわれることにある。従って任意の所望の最
大出力を達成するためには、ばね装置はこの伸長を行な
うのに必要なものより大きくなければならない。

この欠点を除去するために、この発明は、力作用位置へ
および力作用位置から離れて動くことのできる出力部材
と、出力部材を力作用位置へおよび力作用位置から動か
しそして出力部材がその位置にあるとき出力部材に要求
された出力を発生するばね装置を制御するように作動で
きる電動機装置と、出力部付が力作用位置にあるものと
して決められるまでばね装置が出力部材に力を発生する
のを抑制する装置とを有することを特徴とする電気アク
チュエータを提供する。

出力部材が力作用位置にあるものとして決められるまで
出力部材にばね装置を非作動状態にしかも収容して保持
するハウジングが設けられ得る。

出力部材は収縮可能なばねである第コの出力部材との間
に最終出力部材を構成し得、収縮可能なばねの収縮によ
って最終出力部材が力作用位置にあることを表示する。

この場合二つの出力部材間のばねの収縮により電動機を
始動させて、ばね装置が最終出力部材に伝達する出力を
第２の出力部材上に発生させ得る。ばねと最終出力部材
との間に第２の出力部材とねじ係合する制御部材が設け
られ得、二つの出力部材間のばねが収縮する際に第２の
出力部材が最終出力部付に対して動くとき、上記ねじ係
合により制御部材と第２の出力部材との相対回転が生じ
、この結果としての相対回転によって電動機を始動させ
てばね装置が第２の出力部材に出力を発生するようにさ
れる。ばね装置は動力ばねと制御ばねとを備えることが
でき、制御ばねは動力ばねによって作用する力から減じ
られる力を作用し、また電動機は制御ばねによって作用
する力を制御し、それにより残りの力が動力ばねによっ
て出力として出力部材に作用し得るようにされる。上述
のようにハウジングが設けられる場合には、第２の出力
部材はハウジングから分離し得、また第２の出力部材は
、弾性的に負荷される部分をハウジングに係合させてば
ね装置で発生した出力をハウジングから上記部分を通っ
て第２の出力部材へ伝達させる工うな方向において上記
部分とねじ係合され得る。このような構造においては、
第２の出力部付と収縮可能なばねとを介して最終出力部
材をそれの力作用位置に向って強制する第２のばねが設
けられ、このばねは比較的強力である。第２の出力部材
とねじ係合する部分はそれｆ：第２の出力部材に対して
回転できるように支持する装置を備えたナツトであり、
このナツトが通常そのような回転に抗して保持されるが
、回転できるように自由になったとき第２のばねに工っ
て回転され、それによって最終出力部材をそれの力作用
位置に向って動体す。ナツトは、第２のばねによって回
転される方向と逆の方向に第２の電動機によって駆動さ
れるようにされ得、この第コの電動機は通常ナツトを回
転に抗して保持する動作に対して係合きれるが、解放さ
れて第２の出力部材と共に最終出力部オを力作用位置か
ら離れて動かす方向に第２の出力部材を駆動しそれ［ｊ
り第２のばねを再圧縮するように作動できる。

代りに、ばね装置は、単一動力ばねＶｒ−よって構成さ
れ得、また電動機は動力はねの長さを変えて相応して変
化する出力を作用させるようにされ得る。ハウジングが
設けられる場合には、ハウジングは第２の出力部付を構
成し得る。

次に、この発明の実施例を単に例として図面につきさら
に詳細に説明する。

この発明の以下の実施例は、全て鉄道のブレーキアクチ
ュエータに関して記載されている。しかし、以下に記載
の実施例に含まれる考えは他の形状の車両のブレーキア
クチュエータに同様に用いることができる。実際上、以
下に記載の実施例に示すこの発明は他の形状の回転機械
のためのブレーキアクチュエータに、または、制御用以
外の目的の力を発生するためのアクチュエータにも応用
することができる。

第１図を参照すると、力作用アクチュエータは動力ばね
ｌをアクチュエータのハウジング３の中間壁２と出力部
ｉｊの端部に設けられた７ランジｑとの間に延長して設
けている。７ランジクから円筒形延長部６が軸線方向に
延長して動力ばねｌと同軸的に設けられ、フランジｑか
ら遠い側の延長部端に半径方向内方に突出する第２フラ
ン・り７が設けられている。

第２フランジ７とナツトＰ上の半径方向外方に突出する
フランジざとの間に制御ばねｌＯが介挿されている。ナ
ットタはボール−スクリューＩＩに螺合され、このゼー
ルースクリューはハウジング８の中間壁２に貫通するス
リーブで構成されている。中間壁コをはさんでナツトＩ
Ｏとは反対側でボール−スクリュースリーブｌｌの端に
歯車ｌコが設けられ、この歯車と噛合するピニオン１３
が電気ステッピングモータ／４ｔに１って駆動されるよ
う構成されてｂる。

次に、上述したアクチュエータの動作を説明する。

第１図において、アクチュエータを「解放」位置で示し
ている。この位置においては、制御ばねｉｏが十分に圧
縮されていて動力ばね／によって加えられる力に全体と
して釣合うに十分な力をフラン・シフに加えている。こ
れがため、動力ばねｌによって出力部材ｊｌｃ力が発生
されるのを防止している。この位置から、ステラぎング
モータ／９を作動してビニオン１３を回転することがで
き、これにより歯車ｌコを介してゼールースクリュース
リーブ／／を回転してナツト９を左方（第１図において
）に移動する。このナットワの移動に工って制御ばね１
０は伸張され、これ［、ｃす、制御ばねが動力ばね／Ｖ
Ｃ加える力を減少する。この減盃によって、動力ばねｌ
の力を削減する制御ばねｉｏの作用が減少し、これがた
め動力ばねｌが加え得る合計力と制御ばね１０が動力ば
ねｌに対して反対方向に加える削減力との差の力を動力
ばねｌが出力部材１１ｃ加える。これから明らかなよう
に、ステッピングモータｌｑの作動全制御することによ
って、制御ばね１０ＶＣ工って加えられる力を制御する
ようナットタを位置させることができ、これにエリ動力
ばね／Ｉｃよって光力部材ｊに加えられる力を制御する
ことができる。

鉄道用ブレーキ装置においては、ステッピングモータ１
ｌｌ−を制御して作用させるべき所要の制動力の程度全
決定し、この決定した制動力の程度はブレーキ装置の制
動部付に作用を加えるよう構成されている出力部ｔｚｈ
によって影響される。

鉄道用ブレーキ装置において時々要求される一つの％性
は、加え得る最大制御力が鉄道車両の積載荷重によって
左右されることである。かかる要求を容易に満たし得る
ようにするため、第１図に示すアクチュエータには以下
説べろような部品が設けられている。

すなわち、ボール−スクリュースリーブ／ｌに軸、２０
を貫通し、この軸の第１図において左端にコツプ形状の
７ランジ２１が設けられ、右端にねじ何部２．２が設け
られ′ている。ねじ何部２２には第２ナツト２３が螺合
され、このナツトと一体に設けられた歯車、２弘にビニ
オンコｊが噛合され、このビニオンは第２の電気的ステ
ッピングモータコｔＫよって駆動されるよう構成されて
いる。ステッピングモータ２６は適当な電気回路に接続
されてアクチュエータが使用される車両の荷重に応じて
作動されるよう構成されている。ステッピングモータ２
６は荷重に応じて種々に作動されてビニオン、２よ、歯
車、２ｑおよび第２ナツト２３を介して７ランジＪ／の
位置を軸線方向に変化させる。

７ランジコｌがナットタの軸線方向移動通路内に位置さ
れると、フランジ２ノは調整可能の可変ストッパーとし
て作用してナツト？の最大移動量を制限し、したがって
制御ばね１０が動力ばね／によって加えられる力から削
減し得る余小値を制御する。か工うにして、動力ばねｌ
が出力部１１ｉｊ−に加え得る最大力（したがって加え
得る最大制動力）が車両の荷重１１？−よって制御され
る。

出力部Ｈｓの左端面にクラッチ面３０が形成されていて
、ナツト３２上の補足形状のクラッチ面３１と掛合し得
るよう構成されている。ナツト３コの外周には歯車３３
が設けられ、これと噛合するビニオン３ｑが第３の電動
機３ｊによって駆動されるよう構成されている。歯車３
３が設けられている外周部分で、ナツト３２上に軸受３
６が設けられ、この軸受によってナツト３．２はハウジ
ング３の半径方向内方に突出する壁３７に対して回転自
在に接触することができる。

ナツト３コはハウジング３止のスラスト軸受、？りとの
間に介挿されたばね３１によって右方に押圧されている
。

ナツト、？Ｊは管状部Ｈ４ｔｏの外周ねじ部と可逆ねじ
で螺合され、管状部Ｂａｏの内側にはばねａｉが同軸的
に延長して軸２０上のコツプ状フラｙ？）ｘ／の左端面
タコと管状部材ａＯの半径方向内方に突出するフランジ
グ３との間に介挿されている。管状部Ｗ４ｔＯ上にはピ
ンクｑが突設され、このピンは管状の最終出力部灯り乙
に軸線方向に延長して設けられている溝孔ａＳ内に突出
掛合している。

最終出力部材ｑ乙の左端は端壁グアで閉止され、この端
壁ｑ７の内面には他のスラスト軸受Ｑ−ｇが取付けられ
、このスラスト軸受にフランジＱ５”ＱばねｊＯＫｌつ
て弾性的に掛合させるようフランジ／７９と管状部材＜
１０のフランジグ３との間にばね３０が介挿されている
。フランジ９Ｆはアクチュエータ、特に、管状軸コＯに
貫通する軸Ｊ／の軸端に形成されている。軸Ｊ／の左端
部にはねじ何部３２が設けられ、このねじ何部は、管状
部材。

ダＯの７ランクｑ３の内周に螺合している。軸−ｔ／の
右端部には方形断面部Ｊ、？が設けられて補足形状の方
形断面管ｊ４（と摺動自在に掛合している。管Ｚａの右
端に操作アーム３ｊが取付けられ、この操作アームによ
って電気的ステラぎングモータＩｌｌの機械的クラッチ
−ｔ４の作動を制御するよう構成されている。一対の電
気的接点ｊ７は操作アームｊＪに工って掛合されるよう
設けられている。

第１図に示すアクチュエータの動作を次に説明する。

上述のアクチュエータは、第１図において、「ブレーキ
解放」状態で示されている。この状態においては、クラ
ッチｊ６けステッピングモータ／４の回転を阻止してお
り、従って制御ばねｉ。

は動力ばねｌを圧縮状態に保持するよう等しく圧縮され
次状態に保持されている。したがって、これらのばねの
組合せにＬつて、上述し友と同様に、出力部ぽ３には出
力が何等加わら々い。また、電動機３ｊにおける一体の
クラッチは付勢され、これによりナツト３コ、管状部Ｈ
ａ　ｏ、最終出力部材ｑ６および軸Ｊ／の全てを第１図
に示すそれぞれの位置に保持している。

ブレーキをかけるためには、電動機、３ＪＶＣおける一
体のクラッチを消勢し、これにエリ解放する。

このクラッチの解放によってばね４ｔｌが伸張し、これ
とともに管状部材μσ（管状部材ｐｏとナツト３．２と
の螺合金倉して軸受３を上にナツト３−２を回転して）
、最終出力部材ｐ＋（ばねｊＯ１フランジｌりおよびス
ラスト軸受ａｔを介して）および軸ｊｌ（ばねｒｏとス
ラスト軸受≠ざとの間に介挿されている７ランジグタに
よって）を移動する。これらの全ての部分の移動はブレ
ーキが掛合されるまで引続き生じる。ブレーキが掛合す
る際、最終出力部材≠６はさらに移動することができな
い。最終出力部材μｔがさらに移動できなくと、より強
力なばね≠ｌがはねｊＯｆ圧縮する。

このため、軸Ｊ／のねじ付部分ｊ２にフランジ≠３が螺
合していることによって軸！ｌはスラスト軸受μり上に
回転される。かかるばねｊＯの圧縮に際し、管状部材ｐ
ｏはピンおよびスロット（≠≠、≠よ）によって最終出
力部材＆＆に対して軸線方向に移動するととができる。

かようにして生ずる軸！ｌの回転によって方形管！ダも
同様に回転される。この方形管よグの回転によって、先
づ、クラッチｊ乙を解放し、これ第２に、接点ｊ７が閉
成されることにより電動機全付勢する。第１図の実施例
につき上述した方法で、電動機ｉａを作動して制御ばね
１０ＶＣ工って加えられている力を減少し、これにより
動力ばねｌによって加えられる力からばね１０が削減す
る力を減少する。かようにして動力ばねｌによる力と制
御ばね１０による削減力との差の力が出力部ＩＫ３に加
わり、この出力部材は先づ移動してクラッチ３０．．３
１を掛合し、次に、出力部材ｊに加わる力はナツト３．
２、管状部Ｈｕｏ、その７ランジ弘３、軸ｊ／のねじ付
部分！、２、軸ｊ／の７ランジｑりおよびスラスト軸受
９Ｆを介して最終出力部材４ｔ６の端壁＜Ｉ７に伝達さ
れる。かようにして、ステツビ／グモータ／＆の作動の
変合によって決定される制動力が最終出力部ＭＱＪおＬ
び前に掛合したブレーキに加えられる。

続いて、ブレーキを解放するには、先づ、制御ばね１０
を再圧縮するようステラぎングモータバを作動する。こ
の再圧縮によって、第１図につき前述したように、出力
部Ｈｚに加えられている制によシミ動機ｌμは自由に作
動できる状態となシ。

／に 動力を除去し、クラッチ、３０　、　、？／を外ずす。

この際、ナツト３．２はスラスト軸受３６とハウジング
３の壁３７とが再び掛合する位置に戻り、これとともに
、前に加えられていた制動力の弛みによってプレーΦ部
打に以前の緊張状態が回復する際、管状部Ｈａｏおよび
最終出力部材ｑ６を戻す。制動力の全てが上述した作用
によって最終的に除去される際、ばね弘３は自由に再伸
張し得る状態になる。このばねグ３の再伸張によって軸
ｊｌはブレーキをかける際に回転した方向とは反対方向
に回転され、方形断面管ｊｆお工び操作アームｊｊを介
して接点−ｔ７を開成し、クラッチｊ６を再び掛合する
。したがって、電動機／ｑがさらに作動するのが阻止さ
れ、電動機／９によって制御されるアクチュエータの部
分はブレーキ解放状態にそれぞれ鎖錠される。接点ｊ７
が開成することＶＣよってもまた電動機３−ｔを予定量
作動する。この作動によりナツト３．２を回転し、これ
にニジ管状部材ａＯを右方に軸線方向に予定距離移動す
る。この管状部材グＯの移動とともに、ピンおよびスロ
ット（４乙ｇ、＜ｚ＆）を介して最終出力部材ｑ６を移
動して予定のブレーキクリアランスを生ぜしめる。ブレ
ーキクリアランスのかかる設定に際しての部材ＵＯおよ
びグーの軸線方向に動き［ｆりばねＱ／を再び圧縮する
。

アクチュエータの全ての部分は「ブレーキ解放」状態に
復帰され、予定量のブレーキクリアランスが設けられる
。したがって、アクチュエータの左側部分は、ブレーキ
の使用によるブレーキの摩耗量にかかわらず、ブレーキ
解放作動中にブレーキクリアランスを予定値に常に調整
し得る弛み調整器としても有効に作用する。

電力系統が故障した場合には、ブレーキが自動的にかか
るよう構成されている。すなわち、電動機３ｊと一体の
クラッチが消勢されることによってばね≠／がブレーキ
をかける。次に、ばねＳＯｌ　が圧縮されることによっ
てクラッチｓｔが解放されるとともにクラッチ３θ、３
／が掛合され（共に前述した方法で）、これによりばね
ｌおよびｉ。

の組合せ作用の出力が最終出力部材≠６に伝達され、制
動力をかける。

留意されるように、電動機−２Ａ、ピニオン２ｊ。

歯車−２≠、管状軸−２０およびフランジ２１は、上述
の方法で、許容最大制動力の荷重制限を容易にする。

第２図を参照すると、アクチュエータは電動機１０／を
有し、その出力軸１０２は、これに固定されたピニオン
１０３を通って、電気作動クラッチｌＯ≠に達する。ピ
ニオンｌθ３は、ボールねじ管１０１．のｌ端に固定さ
れた歯車ｉｏｒと係合し、このボールねじ管ｌＯ６は、
アクチュエータのハウジング１０りの中間壁１ｏｒＯ中
の軸受１０７内に回転できるように取付けられる。

ボールねじ管１０６とねじ係合するナラ）　ｉｉ。

は、左方向に延長する管状延長部ｌｌｌを有し、これの
左手端には、半径方向内向きに突出する７ランジ／／、
２が設けられる６７ランジ／／２の内周からは、ぎ−ル
ねじ管ｉｏｔと同軸に位置する管ｉｉｚが右方へ延長す
る。

管状延長部／／／から離れたナツトｌｌＯの端部からは
、第λの７ランジ／／≠が半径方向外向きに突出する。

フランジ／Ｉ弘はばねｔｉｓのｌ端と接触し、これの他
端は、アクチュエータの出力部材を構成するばねノ＼ウ
ジング／／７の端壁ｉｉｔに接触する。ハウジングｉｉ
’ｙは、端壁／／１から離れているその端部に、内向き
突出のフランクｉｉｒを有する。第１図から判るように
、ばねｌｌｊはナツト／／θのフランジｉｉｐによって
ハウジング／／７の中に捕えられ、フランジｉｉ弘はば
ねｉｉｒとばねハウジング／／７の７ランジｉｉ♂との
間に捕えられる。ナツト１１０の７ランジ／／、２から
延長する軸／／りは、はねハウジング／／７の端壁ｉｉ
ｔに設けられた開孔／２０を通って、端壁／／１に取付
けられた変換器／、２／に達する。変換器／２／は、後
述するように、ばねｉｉｓの圧縮度の測定によって、と
のばねによって加えられる力を測定する。

ばねハウジング／／７の端壁ｉｉｔは、軸線方向突出の
管状延長部／２２を備える。

管状延長部７．２−２はピン／２３を支持し、これは、
最終出力部材１．２乙の管状延長部／、２ｊに設けられ
たスロット７．２≠の中に延長する。従って、ピン／２
３およびスロツ）／、２！は、管状延長部１２−２と１
２３−の間のピン・スロット連結ｌλ３／１．２≠を構
成し、この連結は、これら管状延長部の間の相対回転を
阻止するが、軸線方向運動を可能にする。

最終出力部材／２１ｚを包囲する摩擦リング／２７は、
部材／２ｔに摩擦係合するが、充分な力を受けたときに
最終出力部材ｌλ乙の軸線方向に摺動できる。摩擦リン
グ／２７は、アクチュエータハウジング１０りの端壁／
、２７Ａと、アクチュエータハウジング１０りから内向
きに突出する管状突出部１２りの端部の７ランー）ｉ２
ｇとの間に収容される。従って、摩擦リング／２７の運
動の程度は、端壁／、２７Ａと７ランジ／２１の間に限
定される。

最終出力部材／２６がこの限定された運動より大きな距
離を動かされるとすると、これによって摩擦リング／２
７は、端壁／２７Ａまたは７ランジ／Ｊｇに係合させら
れ、場合によっては最終出力部材／２４に沿って摺動さ
せられる。７ランジ／、２１にはｌ対の電気接点／３０
が取付けられ、これは、摩擦リング／２７が７ランジ１
２１に接触したときにこれによって「入」れられるよう
に配置される。

管状延長部１２−２およびｌ−２！の内に同軸に軸／Ｊ
／の／端が突出する。軸／Ｊ／はこのｌ端の終点に７ラ
ンジ／Ｊ、２を有し、これと最終出力部材／２６の内面
／３３との間には、スラスト軸受／３１１が設けられる
。さらに、軸受／Ｅｌｌの反対側でフランジ／３２から
ばね１３！が延長し、これのｌ端は７ランジ／３２に接
触し、他端は、はねハウジング／／７の端壁／／１の内
端面／３ｔに接触する。とのばね１３ｊによって、軸／
３／は左へ押されて、そのフランジ１３−２でスラスト
軸受１３弘に係合する。

軸／３／は、ばねハウジング／／７の端壁ｉｉｔを貫通
し、ここで軸／３／のねじ何部分／３７によって端壁／
／ｌ、にねじ係合する。

軸／３／は、ナツト／１０の管ｉｉ３を同軸に通過し、
フランジ／Ｊ、２から離れているその端部分ｔ３ｒで、
四角の横断面を有する。軸ｉ３ｉの端部分１３１ｒは、
クラッチ作動部分ｉａｏに設けられた同様の横断面の開
孔１３りの中に収容される。この部分ｌ≠Ｏは四角断面
の線ばね／４４２の尾部／’ｌ／を受け、これは、アク
チュエータハウジングｉｏりの端壁ｌ≠ｊから内向きに
延長する管状デス／４’≠に設けられた陶スロットｌ≠
３を貫通する。ばねｌ≠２はクラッチ部分ｌ≠６のまわ
りに巻かれて、ばね／４１２と部分ｌグ６が１方向回転
クラッチｌ≠２７ｉａｔを構成し、とれによれば、クラ
ッチ作動部分ｌ参〇は、！方向にクラッチ部分ｌ≠６と
共に回転するようにクラッチ作動されるが、反対方向に
はクラッチ部分ｉｐ。

に対して自由に回転できる。

クラッチ部分ｌ弘ｔは内方スプラインスリーブの形状を
なし、そのスプラインは第２ナツトｌ≠ｔのハブｌ≠７
に設けられた対応のスプラインと係合する。従って、ク
ラッチ部分／４Ｚｊは、ナツトｉａｒに対して軸線方向
に移動できるが、これに対して非回転式に係合する。

ナツトｌ弘ｇは、管ｌ１３のねじ付端部分ｌ弘りとねじ
係合する。ナラ）／≠ｒは、ナツトｌ≠ｒの７ランジ／
ｊλとアクチュエータハウジング１０りのＭ２中間壁１
ｓｏＯ７側との間に配置された第１スラスト軸受１ｊ／
によって、並びにナツト１ｔｔｒの第２フランジ１ｊ４
ＬＡとばねｉｓａとの間に配置された第１スラスト軸受
１ｊ／によって、中間壁／ｊｔＯＯ中で回転するように
支持され、ばね１ｓ４Ａのｌ端は第コ軸受１３３に接触
し、他端はハウジング１０りの中間壁／！０’の他側に
接触する。

ばねｉｒａはねじ付デス／ｊｔｊによって包囲され、こ
れは、中間壁／ｊＯから突出しかつ調節可能の止めｉｚ
ｔにねじ係合する。止めｉｓｔの外壁面は、歯付きであ
って、第２電動機／　ｊｌＶｃよって駆動されるように
配置されたビニオン／ｊ７に係合する。電動機／６１を
作動することによって止め／、ｔ６がデス／Ｊ’Ｊ’に
沿って軸線方向に調節されることは、明らかである。止
めｉｓｔは、ナツトｌ≠♂の７ランジ／　ｊ＋Ａの径路
内に位置すべきであり、従ってこのフランジ／ｊ≠人に
接触できる。

鉄道ブレーキアクチュエータとして使用される第２図に
示されたアクチュエータを制御するための電気回路を示
す第３図を参照すると、アクチュエータの最終出力部材
／−６は、リンク機構／ｌＯを介して、鉄道車両の車輪
１６コと係合できるブレーキシュー／１／に結合される
。

ブレーキブロック（ブレーキシュー）ｉｔｉの制御のた
め、ブレーキ制御器／／、３が配備され、そのハンドル
ｌｔ弘は、必要な制動の程度を示す信号を、ライン／ｚ
ｊを介して発生する。この信号は電動機１０／へ供給さ
れる。変換器／、２／からブレーキ制御器ｔｔ３の中の
比較器／Ａｔヘライン／６７を介して帰還される信号は
、ばね／／ｊ（第２図）によって加えられる力を示す。

ｌ対の接点／３０は電気クラッチｔｏ４ｔの回路ｉｔｒ
の中に存する。

ライン１６りを介して第２電動機ｔｓｒに加えられる信
号は、鉄道車両の負荷を示す。

第３図に示されるような電気回路によって制御される第
２図に示すアクチュエータは、次のように作動する。

アクチュエータは、その「ブレーキ解放」状態で第２図
に示される。

この状態において、電動機１０／は消勢され、そのクラ
ッチｉｏ弘は、摩擦リング／２７との保合によってｌ対
の接点／３０を「入」れることによって付勢される。

第２電動機ｔｓｒは、鉄道車両の負荷を示す程度寸で、
ライン１６りを介して付勢されている。

電動機ｉｓｒのかかる付勢によって、ナラ）　／！１は
、車両の負荷に従うように位置するまで、ねじ付デスｉ
ｓｓに沿って軸線方向に回転させられている。

アクチュエータのこの状態において、ブレーキブロック
／１／は、必要な量の正規の間隙だけ車輪／Ａ２から離
れている。

ブレーキ印加 ブレーキをかけるため、ブレーキ制御器のハンドル／４
≠が、必要々制動の程度を示す程度まで作動される。か
かる動作はラインｉｔｓに電気信号を発生し、これは、
第１にライン／７０を介してクラッチ１０≠を消勢させ
、第２に電動機１０／を付勢させる。

クラッチｌＯ≠の消勢によって、電動機１０／はその付
勢の際に自由に回転し、かかる回転によってピニオン１
０３を介してゼールねじ管ｔｏｔが回転する。ゼールね
じ管ｔｏｔの回転によって、ナツト／１０はばねハウジ
ング（すなわち出力部材）／／７を同伴しながらく第２
図で見て）左へ送られ、この際に、ハウジングの運動に
対して小さな抵抗が存るけれども、ばねｔｉよの力によ
ってハウジング／／７はナツト１１０と共に軸線方向に
動かされる。最終出力部材／２ｔおよび軸／３／がばね
／３１によってばねハウジング／／７と結合されている
ので、ハウジング／／７はさらにこれらを同伴する。最
終出力部材／２ｔの運動によって、リンク機構１１０を
介して、ブレーキブロック／１／が車輪１６−２に係合
するまで動かされる。

ハウジング／／７のこの運動の際に、管／／Ｊのねじ何
部分ｌ≠りがナツトｉｔｉ、ｒを通って引張られるので
、ナツトｉａｒはその軸受ｌｊｌおよび／！３（これは
、ばね／！≠によって、第１図に示されるようなその軸
線方向位置に保持される）上で回転させられる。

ブレーキブロックｉｔｉが車輪１６−２に係合すると、
それ以後は、この保合が最終出力部材／２ｔのその後の
運動に抵抗するので、すでに包含されたすべての部分に
よるその後の運動に対する抵抗が急激に増大する。最終
出力部材／ｊＪが停止しようとするときに、ラインｔｔ
ｚを介して送られる信号の作用による電動機ｉｏｉの連
続作動によって、ナツト／１０が運動を続ける。最終出
力部材１−２６がその運動の際に一時的に止められるの
で、ばねハウジング／／７の当然の連続運動によってば
ね／３ｊが潰れ、その際に、ハウジング／／７の管状延
長部／−２，２と部材７２乙の管状延長部／２３とのビ
ン・スロット連結／２３／／　２　’Ａによって、ハウ
ジング／／７は最終出力部材／−２ｔに対するその運動
を続けることができる。

ばね１３ｊが潰れるときに、軸／Ｊ／はさらに軸線方向
に運動しないように最終出力部材７．２Ｊの拘束によっ
て押えられ、軸／３／のねじ何部分／３７に沿ってハウ
ジング／／７がねじ係合しているので、軸／３／が強制
的に回転させられる。

軸！、３／が回転すると、クラッチ作動部分ｉａ。

の開孔／３りに係合している軸／３／の四角断面部分／
３１　（これは、以前には、単にクラッチ作動部分ｔｐ
ｏに対して軸線方向に移動していた）を介して、クラッ
チ作動部分ｔａＯが回転する。

かかる回転によって、クラッチ／　ＩＩＩ／／　ｌＩ２
／／ｌｉｔはナツト／’Ｉｆの回転を押さえる。

ブレーキブロック／１／によって車輪／１３に加えられ
る始める制動力は、電動機１０／が作動され続けるとき
に増大する。電動機１０／の連続回転によって、ナツト
ｌｌＯが左方へ「ねじ回し」され続けてはねｔｔＳを圧
縮し、これが増大する出力をばねハウジング／／７に加
え、かっばねｔ３Ｓを介して最終出力部材１−２６に加
える。この増大する出力でばね／３３がさらに圧縮され
るときに、ナツトｔｔｉｒ（これは、この際には、回転
しないようにクラッチ／　！　／／Ｉ　４４２／／≠乙
によって押さえられている）は管／／３によって軸線方
向に左へ動かされ、これは、クラッチ部分／μ乙がナツ
トｌ弘どのハブｌ弘７に対してスプライン連結されてい
るので、自由に達成できる。ナツト／ＩＩＩのかかる運
動によって、そのフランジｉｓＢは止めｌｊｔへ向って
動かされる。

変換器／、２／は、この増大する出力を記録し、かつ、
この力の値を示す信号をブレーキ制御器／１３の比較器
／６６へ帰還させる。変換器からのこの帰還信号が、ブ
レーキ制御器のハンドル／７≠の作動の程度によって示
されるような所要の制動力を示すとして比較器で認めら
れたときには、比較器は、ライン／６ｊｆを介して以前
に加えられた信号を終結させる。この終結によって、第
１には、加えられる制動力を「閉じ込める」ためにクラ
ッチｉｏａが付勢され、第２には、制動力がさらに増大
しないようにするだめに電動機１０／が消勢される。

明らかに、加えられた制動力は、作動装置のとの「ブレ
ーキを加えた」状態から、ブレーキ制御器のハンドル１
６４ｔの適当な以後の作動によって増大または減小でき
る。制動力を増大させるためのかかる以後の作動では、
新しい高い制動力が加えられるまでクラッチｉｏｐが消
勢され電動機ｉｏｔが再付勢される。制動力を減小させ
るだめの前述した以後の作動では、（変換器ｌコｌによ
って検出されるような）制動力が新しい低い値になるま
でクラッチｉｏμが単に消勢されかつ″ばねｌｌｊを再
膨張できるようにするために電動機１０／が逆方向に付
勢され、そこでクラッチ１０≠が再付勢される。

上述した作動においては、制御器の作動によって要求さ
れる制動力が車両の負荷に適したものを越えないと仮定
された。そうではない場合には、要求された程度の制動
が達成される以前に、第２ナツ）７４４ｇの７ランジ／
　３１７人が止めｌｊｔに係合してしまうであろう。か
かる保合によって、ナツトｌグざは制動力の許された最
大水準で拘束され、管／／３を介してナツトｌｌＯのそ
の後の運動従ってばね／／ｊｆのその後の圧縮が全く阻
止される。従って、ばねｌｌｊによって最終出力部材／
２ｔに加えることのできる最大出力は限定される。

ブレーキ解放 アクチュエータの「ブレーキ印加」状態から、ブレーキ
は、ブレーキ制御器／１，３のハンドルｌｔμの適当な
作動によって解放される。かかる作動によって、第１に
は、クラッチｉｏａが再び消勢され、第２には、この時
に、ブレーキを加えたときに作動された方向と逆の方向
に作動されるように電動機１０／が付勢される。電動機
ｉｏｉのかかる逆作動によって、ナラ）／１０は右へ「
巻き戻し」され、かくして最初には、ばねｉｉｓは、す
でに加えられたブレーキ力が完全に取戻されたときにば
ねハウジング／／７によって再び収容される壕で、回復
できる。かかる回復の過程において、さらにばねｌｌｊ
によって、軸／３／が以前の回転と逆の方向に回転して
完全にもとに戻され、それによってフラン・ジ１ｚ４Ｌ
が止めｉｓｔから最初に離れた位置に復帰する。

ブレーキ力が完全に除去されたときに、てこ系（リンク
機構＞ｔｔｏに通常組込まれているリギングばねが、車
輪／１２からの正規な間隙へのブレーキブロック／１／
の戻りを援ける。このことが起るのは、電動機１０／に
よってゼールねじ管１０ｔが回転を続けるときのナツト
ｌｌＯの連続右向き運動によって、現在収容されている
ばねｌｌ！の作用でハウジング／１７が右へ戻るように
動かされる際に、ビン・スロット連結／−２３／／、２
４Ｚによって最終出力部材／２１．がその元の位置へ戻
る時である。これに続けて行なわれる運動の際に、軸／
３／も右へ戻る。しかしながら、ブレーキ力が完全に除
去されてばね／３３が完全に回復すれば、その後は、は
ねハウジング／／７と軸／Ｊ／の間に相対運動が存しな
くなるので、軸／Ｊ／の上述の運動は純粋に軸線方向の
運動になる。軸／Ｊ／のかかる純粋の軸線方向運動によ
って、軸／、３／の四角断面の端部分／３１は、クラッ
チ作動部分１ｌＩ−Ｏに設けられた開孔１３りの中を摺
動する。従って、回復のこの段階でクラッチ作動部分／
１１０のその後の回転は生ぜす、従って第コナツ）／≠
どのその後の軸線方向運動も生じない。第２ナツ）／弘
♂に対するナツトｌｌＯの軸線方向運動によって、ナツ
トｌｌＯの管／／Ｊが第２ナツト／≠♂を強制的に通る
ときに、第２ナツトｉｐｒがその軸受／ｊ／およびｌｊ
３上で回転する。

上述した「ブレーキ解放」運動のすべては、摩擦リング
／２７が最終出力部材／２１．の運動によって戻り運動
して接点ｉ３ｏの対を「再び入れる」まで続く。このこ
とが起ると、クラッチ１０≠がアクチュエータを「ブレ
ーキ解放」状態に「ロックコするために再付勢され、電
動機１０／がその作動を中止するために消勢される。

弛緩調節 上述した作動において、前述したように、ブレーキブロ
ック／１／と車輪／６２の間の元来の間隙が所要のもの
であると仮定した。

実際上、この間隙が所要のものを越えると、次のことが
起る。

「ブレーキ印加」の際に、間隙が所要のものより大きい
ので、摩擦リング１２７は、ブレーキが完全に加わる以
前にハウジング１０りの端壁／、２７Ａに係合するであ
ろう。その場合に、摩擦リング／２７がこの保合によっ
てその後には左へ運動しないように拘束されると、それ
以後には、最終出力部材／２ｔの連続する運動によって
、この部材／２ｔは間隙がどれだけ過剰であるかを示す
程度だけリング１−２７を通過する。従って、「ブレー
キ解放」作動の際に、「ブレーキ解放」作動の終りにお
いて摩擦リング／２７との係合によって接点の対ｉ３ｏ
が「再び入れられる」ことによってこの作動が終結する
ので、ブレーキブロック／ｌ、／と車両／ｊ、２の間隙
は所要のものに回復する。

従って明らかに、摩擦リング／２７とハウジング１０り
の端壁／２７Ａとの間隙は、アクチュエータの所要全行
程の尺度になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアクチュエータの一型式を示す長手方向部分断
面図、第２図は別の型式のアクチュエータを示す同様々
図、第１図は鉄道ブレーキ装置に結合した第２図のアク
チュエータの電気制御回路を示す図である。 図中、ｌ：動力ばね、３：ハウジング、μ：７ランジ、
よ：出力部材、７：第２フランジ、り：ナット、１０：
制御ばね、ｌ≠二電電動機手続補正書（方式） 昭和５９年　６月１２日 特許庁長官殿 ■、事件の表示 昭和５９年　特許願　第　９３９１８号２、発明の名称 電気アクチュエータ ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　　　　クエステイングへウス・ブレイク・アンド
・シグナル・カムバニー会リミテッド ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４　力作用位置へおよび力作用位置から離れて動くこと
   のできる出力部材と、出力部Ｕｔ−力作用位置へおよび
   力作用位置から動かしそして出力部材がその位置にある
   とき出力部材に要求された出力を発生するはね装置を制
   御するように作動できる電動機装置と、出力部ばが力作
   用位置にあるものとして決められるまではね装置が出力
   部Ｖに力を発生するのを抑制する装置とを有することを
   特徴とする電気アクチュエータ。 ユ　出力部材が力作用位置にあるものとして決められる
   まで出力部材にはね装置を非作動状態にしかも収容して
   保持するハウジングが設けられる特許請求の範囲ｇｇ１
   項に記載の電気アクチュエータ。 ３、　出力部材が収縮可能なばねである第λの出力部材
   との間に最終出力部材を構成し、収縮可能なばねの収縮
   によって最終出力部付が力作用位置にあることを表示す
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の電気アク
   チュエータ。 弘　二つの出力部材間のばねの収縮により電動機を始動
   させて、ばね装置が最終出力部材に伝達する出力を第２
   の出力部材上に発生させる特許請求の範囲第３項に記載
   の電気アクチュエータ。 ！　ばねと最終出力部付との間に第２の出力部材とねじ
   係合する制御部材が設けられ、二つの出力部Ｖ間のばね
   が収縮する際に第２の出力部材が最終出力部材に対して
   動くとき、上記ねじ係合により制御部材と第２の出力部
   材との相対回転が生じ、この結果としての相対回転によ
   って電動機を始動させてばね装置が第２の出力部材に出
   力を発生するようにした特許請求の範囲第を項に記載の
   電気アクチュエータ。 ６、　ばね装置が動力ばねと制御ばねとを備え、制御ば
   ねが動力ばねに工って作用する力から減じられる力を作
   用し、また電動機が制御ばねによって作用する力を制御
   し、それにより残りの力が動力ばねによって出力として
   出力部材に作用し得るようにした特許請求の範囲第＆、
   ｊ項のいずれか７項に記載の電気アクチュエータ。 Ｚ　第２の出力部材がハウジングから分離し、そして第
   ２の出力部材が、弾性的に負荷される部分をハウジング
   に係合させてばね装置で発生した出力をハウジングから
   上記部分を通って第２の出力部付へ伝達させるような方
   向において上記部分とねじ係合される特許請求の範囲第
   ２項と関連して特許請求の範囲第り〜４項のいずれか１
   項に記載の電気アクチュエータ。 と　第２の出力部材と収縮可能なばねとを介して最終出
   力部材をそれの力作用位置に向って強制する第２のばね
   が設けられ、このばねが比較的強力である特許請求の範
   囲第７項に記載の電気アクチュエータ。 ２　第２の出力部材とねじ係合する部分がそれを第２の
   出力部材に対して回転できるように支持する装置を備え
   たナツトであり、このナツトが通常そのような回転に抗
   して保持されるが、回転できるように自由になったとき
   第２のばねによって回転され、それによって最終出力部
   材をそれの力作用位置に向って動かす特許請求の範囲第
   ２項に記載の電気アクチュエータ。 ７０　ナツトが、第２のばねによって回転される方向と
   逆の方向に第２の電動機によって駆動される工うにされ
   、この第２の電動機が通常ナツトを回転に抗して保持す
   る動作に対して係合されるが、解放されて第２の出力部
   材と共に最終出力部材を力作用位置から離れて動かす方
   向に第２の出力部材を駆動しそれにエフ第２のばねを再
   圧縮する工うに作動できる特許請求の範囲第９項に記載
   の電気アクチュエータ。 １４　ばね装置が単一動力ばねによって構成され、また
   電動機が動力ばねの長さを変えて相応して変化する出力
   を作用させるようにされる特許請求の範囲第１〜３項の
   いずれか１項に記載の電気アクチュエータ。 ｌλハウジングが第２の出力部材を構成する特許請求の
   範囲第２項に関連した特許請求の範囲第７項に記載の電
   気アクチュエータ。