JPS62200002A - 機械的入力量を変換する装置 - 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】 ［発明の背景］ 本発明は流体伝達器、より詳しくは、流体を含む可撓性
の管の両端に接続した変換器を使用して、力あるいは供
給の動きのような機械的入力量を変換する装置に係るも
のである。

［従来の技術］ 従来の装置は、小径の穴を持つ駆動シリンダを有する水
力学的プレスと大径の穴を持つスレーブシリンダを含む
。このため、水力学的媒体で満たされた接続管により、
駆動シリンダが手動または流体圧モータにより操作され
て、液体がスレーブシリンダへ供給される。そのスレー
ブシリンダは、駆動シリンダのピストンに作用する力の
何倍もの力を働かせる。この様なシステムは電気回路と
同様に信号を伝達することには適していない。スレーブ
シリンダはゆっくり動くとともに、そのサイズが大きい
からである。

さらに、電磁気作動装置の動きを伝達するためボーデン
ケーブルを用いたリモートコントロールが確立されてい
るが、このシステムにおいては、運動するマルチストラ
ンド（多数のより線）や固体ワイヤ核によって信号が伝
達される。一方、このような配置では、応力の伝達には
好適ではあるが、信頼性に欠ける。特に伝達路が長いと
きは鎧装内の核のたるみによって伝達の正確性が損われ
る。

［発明の要約］ したがって、本発明の１つの目的は、電気あるいは流体
伝達手段を使用して、正確なリモートコン１へロールを
可能とする装置を提供することにある。

特に、本発明は電子−機械的あるいは流体動力伝達を使
用する新たなシステムを提供することにある。

ざらに他の態様として、本発明の目的は、わずかなスペ
ースでも適用しうるシステムを提供することにある。

本発明の他の目的は、スラスト力のみならずテンション
力の伝達に使用が可能なシステムを供給することにある
。

これらの目的を達成するため、以下の明細書および特許
請求の範囲に示す如く、本発明の要旨は、２つの端部を
有するとともに、流体を含む可撓管と、該管の一端部に
設けられた機械−流体変換器と、該管の他端部に設けら
れた流体−機械変換器と、上記機械−流体変換器に作用
する伝達部と、操作のため上記伝達部と上記機械−流体
変換器とを接続する中間運動部とを含むことを特徴とす
る入力手段による機械的入力量を変換する装置にある。

さらに、従来技術の上述の欠点を避けるため、本発明は
、弁、ポンプ、流体の圧力受部なしに済ますことが可能
であるため、システムは低価格であり、サイズが小さい
ことに特徴がある。たとえ伝達経過が長い場合で必って
、特に流体が水力学的流体であるときは、運動の伝達が
正確になされることは確実である。

本発明の好ましい実施態様によれば、電気伝達器は電気
モータとして具体化され、このモータの駆動軸は、作動
部として作用する親ねじの形状である。このねじは、変
換器の１つの機械的運動部の雌ねじと係合する。このた
めに小サイズ化が達成され、特に、小断面で不可逆作動
しないこと、すなわち、スレーブ変換器が、マスタ変換
器を駆動する可能性がない。

そして、伝達器が電磁石のときの設計においては、非常
にコンパクトな設計が可能となる。もし、変換器がピス
トン−シリンダ型であって、シリンダ変換器のピストン
ロッドヤピストンが、伝達器と接続され、磁気アーマチ
ュアの形状であるときは、顕著な効果が得られる。した
がって、この配置は、非常に経済的であるとともに、結
果としてコンパクトなものとなる。

また、変換器が可撓性の壁のベローズ要素の形状である
場合は、密閉する必要がなく、また、摩擦も最小となる
。このように密封された変換器は、特に優れた制御の正
確性を達成するとともに、周期的でない要求に応するこ
とが可能となる。このために発明のメリットがもたらさ
れる。この配置は、例えば、手動操作あるいはある種の
７クチユエータによる操作に好適である。

なお、装置に適合させるため、わずかのスペースしかな
いときは、変換器が、それと接続する管の外径より、わ
ずかに大きい外径にされる。そのため、リモートコント
ロール装置は、実質的に均一な形状である。使用される
ベローズユニットやシリンダが同一の内径を有するとき
は、力の伝達あるいは供給運動は単一な比となる。一方
、単一以外の一定の伝達比が必要とされるときは、変換
器の断面積は、変更する必要がある。

［好適な実施例の詳細な説明］ 以下に、本発明を、実施例を挙げて図面とともに説明す
る。

まず、第１図に示す第１実施例において、伝達器として
作動する、ケース１０を持つ電動モータＭは、支持装置
１１上に配設される。この支持装置は、第１のアクチュ
エータユニット１２を運ぶものである。このユニット１
２は、節で折り曲げられた壁のベローズタイプ−アクチ
ュエータ１３の形状である。電動モータに隣接するアク
チユエータの一端部１４は、偏平かつ円形であり、他端
部１５も、また同様である。区分の付いた折り重ねのベ
ローズ形の領域１６は、例えば、−緒に溶接された丸い
皿状の板から構成される。このベローズは、長さ方向に
伸縮自在である。このようなベローズ型のアクチュエー
タは、例えば、米国特許出願番号筒７９１，３５１に開
示されている。

その他端部１５は、支持装置１１にしっかりと固定され
ると共に、内部に雌ねじ１７が入った軸状の円筒接続部
１８が、一端部１４に設けられる。

この雌ねじは、電気モータの駆動軸１９を受は入れる。

この軸は、親ねじとして作動する。

この他端部１５は、変換器１３の中央開口を有しており
、可撓性流体管２０と接続している。この管２０は、第
２のベローズ型ユニット２２へその他端の開口が接続し
ているとともに変換器として作動するべく配置される。

すなわち、流体の供給や圧力を機械的な運動や機械力に
変換するものである。この２つの変換器１３．２１は、
構造は同一である。流体管２０から遠い方の、変換器２
１の端部２３へ、接続ユニット２４が結合する。

伝達量、すなわら、直接的な運動あるいは力が、接続ユ
ニット２４に加えられる。第１図に示すように、実施例
の作動中、螺刻された軸１９は、モータＭの回転方向に
従って、接続部１８にねじられつつ出入りする。このた
め電動モータＭの回転が、変換器１３の端部１４に伝達
され、直線的な軸運動に変換される。２つの変換器１３
．２１および流体管２０は、流体液により満たされると
ともに外部から完全に密閉される。接続部１８が直線的
に運動するため、変換器１３は、軸方向に伸縮される。

このため、流体管２０によって、それと逆の変化（縮伸
）が変換器２１に発生する。このように、接続部１８の
直線運動が接続ユニット２４に伝達される。

また、変換器１３．２１は流体管２０と同様に、実質的
な等断面である。すなわち、それらは非常に小さなサイ
ズであって、結果として、狭小なスペースであっても、
流体管２０を介して実際にどのような環境においてでも
、伝達されるべき猷は、伝達されるのである。もちろん
、接続部１８．螺刻された軸１９．ｌｌＱねじは、回転
運動を直線運動に変換するものならば、他のシステムで
あってもよい。例えば、駆動速度を大きく減少させるた
め、電動モータＭはギヤと接続されており、ギヤの出力
がリンク機構を介して端部１４を操作してもよい。ラッ
クとピニオンを使用して、回転運動を変換しても良い。

さらに、流体物すなわち液のかわりに、ガスを使用して
もよい。ガスの圧縮性により、システムの応用は、特化
された分野に限定される。

次に、本発明の第２実施例を第２図に基づいて説明する
。図において、２つの変換器１２．２２は、精密なシリ
ンダ２５．２６の形状である。軸に沿って作動させるた
め、ピストンロッド２７゜２８にそれぞれ接続されるピ
ストン２９．３０が設けられる。可撓性の管２０が、２
つのシリンダユニット、あるいは、変換器１２．２２と
を接続する。第１のシリンダのピストンロッド２７は、
電磁駆動素子として作動するソレノイド３１のアーマチ
ュア（電機子）として作動する。中央の軸穴中のスプリ
ング３２の力に抗して、ピストンロッド２７は、ソレノ
イド３１の電磁吸引力により引きつけられ、このためピ
ストン２９は移動する。

この移動量は、マグネットの力またはソレノイド３１を
励磁する電流に依存する。他のシリンダ２６のピストン
ロッド２８は、この口が伝達されるべく接続される。

なお、２つの電気的線形駆動素子Ｍ、１８．１９、他の
場合は２７．３１の替わりに、他の型の線形駆動素子を
用いることも可能である。特に、密閉されたシステム１
３，２０．２１は、力や運動の伝達のため、様々な方法
で使用されるが、もつとも簡単なケースは手動操作であ
ろう。

次に、第１図と第２図に示す電気線形駆動素子の間を交
換するときは、ピストンロッド２７に内部あるいは外部
にねじが切られることが必要である。軸１９に設けられ
る対応する外部あるいは内部のねじと係合することにな
る。接続部１８は、ソレノイド３１のアーマチュアとし
て設計される必要がある。

さらに、他のことなる実施例の重要な態様としては、実
際にどのような２点間の窮屈な状態に対しても、電気的
入力信号や入力量が、力や供給運動として伝達可能であ
ることである。この目的のため、流体管２０はどのよう
な望ましい長さにもし得る。変換器１２．２２はそれぞ
れ機械的信号を流体信号に変換可能、流体による伝達信
号あるいは伝達量を機械的信号に戻すことが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マスタ変換器とスレーブ変換器としての非ピ
ストン型ユニット及び伝達器としての電気モータを含む
本発明の第１実施例の全体構成図、第２図は、ピストン
−シリンダ型アクチュエータの形の２つの変換器あるい
は伝達器としてのソレノイドを含む本発明の第２実施例
の全体構成図を示す。 １０・・・電動モータ １１・・・支持装置 １２・・・第１のアクチュエータユニット１９・・・軸 ２０・・・流体管 ２２・・・第２のアクチュエータユニット２７．２８・
・・ピストンロッド ２９．３０・・・ピストン ３１・・・ソレノイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２つの端部を有するとともに、流体を含む可撓管と
   、該管の一端部に設けられた機械−流体変換器と、該管
   の他端部に設けられた流体−機械変換器と、上記機械−
   流体変換器に作用する伝達部と、操作のため上記伝達部
   と上記機械−流体変換器とを接続する中間運動部とを含
   むことを特徴とする入力手段による機械的入力量を変換
   する装置。 ２　上記伝達部が、電気モータを含む特許請求の範囲第
   １項に記載の入力手段による機械的入力量を変換する装
   置。 ３　上記中間運動部が、螺刻された軸と接続部とを含み
   、該接続部は、上記軸と結合するため内部が螺刻され、
   さらに、操作のため上記機械−流体変換器と結合してな
   る特許請求の範囲第１項に記載の入力手段による機械的
   入力量を変換する装置。 ４　上記伝達部は、螺刻された出力軸を有する電気モー
   タを含み、ここにおいて、上記中間運動部は、螺刻され
   た軸と接続部とを含み、該接続部は、上記軸と結合する
   ため内部が螺刻され、さらに、操作のため上記機械−流
   体変換器と結合してなる特許請求の範囲第１項に記載の
   入力手段による機械的入力量を変換する装置。 ５　上記伝達部がソレノイドを含んでなる特許請求の範
   囲第１項に記載の入力手段による機械的入力量を変換す
   る装置。 ６　上記変換器がピストン−シリンダ型のアクチュエー
   タであり、さらに、上記伝達部が機械的に上記機械−流
   体変換器と接続してなり、ピストンとシリンダ間の相互
   運動を引き起こしてなる特許請求の範囲第１項に記載の
   入力手段による機械的入力量を変換する装置。 ７　上記変換器がピストン−シリンダ型のアクチュエー
   タであり、上記伝達部がソレノイドであって上記機械−
   流体変換器と接続してピストンとシリンダ間の相互運動
   を引き起こしてなる特許請求の範囲第１項に記載の入力
   手段による機械的入力量を変換する装置。 ８　２つの端部を有すると共に流体を含有する可撓管と
   、該管の一端部に設けられたマスタ機械−流体変換器と
   、該管の他端部に設けられたスレーブ流体−機械変換器
   とを含み、上記変換器が、流体外包の形で、拡張及び収
   縮可能で、節で折れ重なり、所定の軸に沿った機械変位
   と上記管中の流体の動きとの間の変換を起こさせてなる
   入力手段による機械的入力量を変換する装置。 ９　上記装置は、さらに、機械−流体変換器に作用する
   伝達部と、操作のため上記機械−流体変換器と上記伝達
   部とを接続する中間部材と、上記流体−機械変換器と接
   続する機械的出力部とを含み、上記中間部材と機械的出
   力部とが上記変換器の一部を形成してなる特許請求の範
   囲第８項に記載の入力手段による機械的入力量を変換す
   る装置。 １０　上記変換器が実質的に円筒形であり、上記管の外
   径よりもわずかに大きい外径を有してなる特許請求の範
   囲第９項に記載の入力手段による機械的入力量を変換す
   る装置。 １１　上記変換器は等断面である特許請求の範囲第９項
   に記載の入力手段による機械的入力量を変換する装置。 １２　上記管は液体が満たされる特許請求の範囲第９項
   に記載の入力手段による機械的入力量を変換する装置。