JP4080921B2 - 一方向制動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向制動装置(one-way braking device)に関する。より詳細には、本発明は回転式減衰器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転式減衰器は通常、ハウジング内に回転可能に支持された制動用ロータを有する。上記ハウジング内には、たとえばシリコーン油などの粘性流体が在る。上記ロータが回転する場合には対応する抵抗が生成され、これ自体が制動トルクとして感じられる。制動されるべき構成要素に取付けられた歯付きロッドもしくは歯付きセグメントに対する相互作用は、上記ハウジングから引き出されたシャフトを介して可能とされる。該シャフト上にはピニオンが着座するのが通常である。斯かる回転式減衰器は、多くの変更実施形態で存在する。それらは特に、自動車、電子デバイスなどで採用される。それらは小さな寸法を有する。
【０００３】
特別の工夫が為されなければ、斯かる回転式制動器の制動作用は対称的である。また、各回転方向で得られる制動トルクはほぼ同一である。しかし一定の用途では、逆方向に作動する自由回動(freewheeling)が企図されるように一方向だけの制動効果が望ましい。公知の自由回動システムは、ラップ・スプリング(wrap spring)、共用アクスル(bipartite axle)、ならびに、力を伝達すべく潤滑注油される特別な金属ブッシュを必要とする。上記ラップ・スプリングは自動機械によっては取付けられ得ないことから、この形式の一方向回転式減衰器の取付けに掛かるコストは比較的に大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、取付けコストが低く且つ小寸の構造を実現し得る如き様式で上記形式の制動装置を改良するに在る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の制動装置においては、回転式制動装置のハウジングと該第1ハウジングを受容する別のハウジングとの間にフリーホィールが形成される。上記第1ハウジングは上記第2ハウジングのチャンバ内に浮動的に受容されると共に、上記第1ハウジングの周縁部および上記第2チャンバの壁部の一部は、これらの部分間に作用する線形の力成分によりこれらの部分が相互に向けて移動されたならばこれらの部分間には確定的相互係合(positive interengagement)が生ずる如く形成される。斯かる場合、上記制動装置のピニオンに作用する力は上記制動用ロータにより制動される。逆に、上記第1力成分と逆の力を受ける如き様式で上記第1および第2ハウジングが作用されるなら、上記第1ハウジングは上記第2ハウジングの上記第2チャンバ内で自由回転し得る。この場合に対しては自由回動が確立される。上記第1および第2ハウジング間における確定的相互係合によれば、大きなトルクが伝達され得る。逆に、自由回動方向においてトルクはほぼゼロである。
【０００７】
本発明のひとつの見地に依れば、上記第1ハウジングの周縁部は歯部を有すると共に上記第2チャンバは歯付きセグメントを有し、これらの歯部および歯付きセグメントは制動操作においては相互に係合し且つ自由回動操作においては係合を解除する。
【０００８】
本発明の別の見地に依れば係止部分は、上記第1ハウジングの円形周縁部における好適にはカップ状もしくは溝状の凹所と協働する離間された各係止縁部により画成される。
【０００９】
本発明の更なる見地によれば、上記第1ハウジングの周縁部は断面が多角形であると共に上記係止部分は相補的な多角形部分として形状化される。ここでも、上記第1ハウジングが上記第2ハウジングの上記係止部分に係合する如き様式で上記第1および第2ハウジングが相互に向けて引張られたときには確定的相互係合が得られる。
【００１０】
本発明の減衰器は対称的であることから、異なる取付け状況において、自由回動はいずれか一方向で実現され得る。故に、制動トルクもしくは自由回動が生成されるべき方向に依存しない制動装置が提供される。故に好適にはプラスチック材料で作成される本発明の制動装置の各部品を作製する上で製造が必要なのは、ひとつの系列の成形型(tool)のみである。
【００１１】
別の利点は、上記制動装置の組立てが完全に自動化され得ることである。これにより、従来の一方向回転式制動器では必要とされた手動による事前組立ては不要となる。
【００１２】
本発明の制動装置の構成のサイズは任意であり、特に非常に小寸とされ得る。
【００１３】
上記制動用ロータおよびハウジングに対する材料は同一とされ得ると共に、好適にはプラスチックである。これにより、本発明の制動装置のコストも削減される。
【００１４】
次に本発明は、実施形態を参照して更に詳細に記述される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は、基体に固定されるべく径方向に対置されたフランジ12、14を備えたハウジング10a、10b、10cを夫々有する３つの回転式減衰器を概略的に示している。ハウジング10a乃至10cは夫々、内部チャンバ16a、16b、16cを有する。該チャンバ内には夫々、ハウジング（もしくはケーシング）18a、18b、18cが配設される。
【００１６】
ケーシング18aの外側周縁部は多角形として構成される。ケーシング18bの外側周縁部は円形であると共に、該周縁部には溝形状凹み(groove-shaped indentations)20が形成される。ケーシング18cの周縁部は円形であると共に、歯部22を備えている。チャンバ16aの壁部には、ケーシング18aと相補的な多角形が一定領域24に亙り形成されることが理解され得る。図２の上側フランジ12の領域においてチャンバ16bは拡張部26を有し、該拡張部によれば、円周方向で見た場合に該拡張部26の両端部には夫々係止縁部28および30が画成される。図３の実施形態においてチャンバ16cの壁部は、歯付き部分32を有している。
【００１７】
図１乃至図３に示された各回転式減衰器の内部構造は、図４から明らかである。図４は図３の表示内容の断面であることが企図されるが、図１および図２の断面も表し得る。
【００１８】
フランジ部分12、14は、ハウジング10cの構成要素34であって下側プレート36および環状部分38を有する構成要素34の一部を形成する。プレート36および環状部分38はチャンバ16cを画成する。環状部分38上にはキャップ40が嵌装されるが、該キャップ40は、42にて視認され得る上記環状部分の外側部と協働して弾性係止接続(snapping connection)を形成する。キャップ40の頂壁は、中央開孔44を有する。
【００１９】
ハウジング18cは第1部分46および第2部分48を有するが、これらの部分は相互に対して導入され且つ相互に対して適切に接続される。ハウジング18c内には、ハウジング部分46においてシャフト大径端部(a shaft butt)52により回転可能にシールされて支持される制動用ロータ50を収容するチャンバ45が形成される。上記シャフト大径端部は開口44を介してハウジング10cの外側へと延在すると共に、シャフト大径端部52の外側部分上にはピニオン54が着座する。もしチャンバ45にシリコーン油などの粘性液体が充填されれば、制動用ロータ50がチャンバ45内でハウジング18cに対して回転する間に制動作用が生ずる。回転式減衰器に対する該作用は、この点まではほぼ公知である。
【００２０】
図１乃至図３からは、たとえば図１におけるハウジング10aおよび18a間には、ハウジング18aが部分24に向けて移動されたときに確定的相互係合(positive interengagement)が確立され得ると共に各ハウジング間の相対回転が防止されることが明らかである。この場合、ピニオン54に付与されたトルクは公知様式で制動される。逆に、ハウジング18aが逆方向に移動されるならばハウジング10aおよび18a間には自由回転が生じ得、これによりピニオン54にトルクが付与されたとしても自由回動に帰着する。
【００２１】
図２の回転式減衰器は同様に作用する。この場合に確定的相互係合は、凹み20と共に係止縁部28および30により確立される。図３の実施形態において確定的相互係合は、ハウジング18cの歯部22とハウジング10cの歯付き部分32との間で確立される。
【００２２】
記述された効果は、上記ピニオンに付与されるトルクは別として、上述の確定的相互係合を確立しまたは排除すべくハウジング18a乃至18cに対して線形の力成分が作用することを前提としている。これはたとえば、図５乃至図８に関して記述される如くピニオン54に対して歯付きロッドが係合すると当てはまる。更に、ハウジング18a、18bおよび18cはハウジング10a、10b、10cのチャンバ16a、16bおよび16c内に夫々浮動的に受容されることが前提である。
【００２３】
図５乃至図８は、図２とほぼ同様の様式であるが異なる配置とされた回転式制動器30dを示している。図５において歯付きロッド22dはピニオン40dの下側に配設されると共に、歯付きロッド22dが右方向に移動する場合には制動効果が生じ且つ該ロッドが左方に移動する場合には自由回動効果が生ずる。図６のハウジングは図５と同様に配設されるが、歯付きロッド22dはピニオン40dの上側に配設される。ここでも、歯付きロッド22dの右方向移動により制動が生じ且つ左方向移動により自由回動が生ずる。
【００２４】
図７および図８の実施形態において、ハウジング32dは180°回転されている。上側に配設された図７の歯付きロッド22dが右方向移動すると自由回動が生じ、左方向移動により制動が生ずる。下側に配設された図８の歯付きロッド22dは、右方向に移動すると自由回動を引き起こし、左方に移動されると制動を引き起こす。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る制動装置の第１実施形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る制動装置の第２実施形態の概略図である。
【図３】図３は、本発明に係る制動装置の第３実施形態の概略図である。
【図４】図４は、図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】図５は、組立てのある段階における図４の制動装置を示す図である。
【図６】図６は、組立ての他の段階における図４の制動装置を示す図である。
【図７】図７は、組立ての更に他の段階における図４の制動装置を示す図である。
【図８】図８は、組立ての更に他の段階における図４の制動装置を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…ハウジング（第2ハウジング）
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…チャンバ（第2チャンバ）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…ハウジング（第1ハウジング）
４５…チャンバ
５０…制動用ロータ

Claims (14)

1. 第１ハウジングであって、粘性流体が充填された第１シールチャンバと上記第１ハウジングの周縁部上の第１係止部分とを有する第１ハウジングと、
   上記第１チャンバ内に回転可能に支持された制動用ロータと、
   上記制動用ロータに取り付けられると共にギヤとかみ合うようにされたピニオンと、
   第２チャンバを有し、該第２チャンバの壁部上には第２係止部分を有している第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
   上記第１ハウジングは上記第２チャンバ内で浮動状態にあり、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向に移動された時に係合され、上記第１及び第２係止部分が係合される時に、上記制動用ロータの回転軸の周りにおける上記第２ハウジングに対する上記第１ハウジングの回転が両回転方向において制限され、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向とは反対の第２の方向に移動された時に係合解除されて上記第１及び第２ハウジングの間の自由運動が可能とされ、上記第１及び第２係止部分が係合解除される時に、上記第１ハウジングは上記制動用ロータの回転軸の周りにおいて上記第２ハウジングに対し両回転方向において回転可能である、一方向制動装置であって、
   上記第２係止部分が二つの離間した係止縁部を有し、該係止縁部が上記第１ハウジングの周縁部上の離間した突起を含む上記第１係止部分と協働する、一方向制動装置。
2. 第１ハウジングであって、粘性流体が充填された第１シールチャンバと上記第１ハウジングの周縁部上の第１係止部分とを有する第１ハウジングと、
   上記第１チャンバ内に回転可能に支持された制動用ロータと、
   上記制動用ロータに取り付けられると共にギヤとかみ合うようにされたピニオンと、
   第２チャンバを有し、該第２チャンバの壁部上には第２係止部分を有している第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
   上記第１ハウジングは上記第２チャンバ内で浮動状態にあり、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向に移動された時に係合され、上記第１及び第２係止部分が係合される時に、上記制動用ロータの回転軸の周りにおける上記第２ハウジングに対する上記第１ハウジングの回転が両回転方向において制限され、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向とは反対の第２の方向に移動された時に係合解除されて上記第１及び第２ハウジングの間の自由運動が可能とされ、上記第１及び第２係止部分が係合解除される時に、上記第１ハウジングは上記制動用ロータの回転軸の周りにおいて上記第２ハウジングに対し両回転方向において回転可能である、一方向制動装置であって、
   上記第１ハウジングの周縁部上の第１係止部分が横断面で多角形であり、上記第２係止部分が相補的な多角形部分として形状化される、一方向制動装置。
3. 第１ハウジングであって、粘性流体が充填された第１シールチャンバと上記第１ハウジングの周縁部上の第１係止部分とを有する第１ハウジングと、
   上記第１チャンバ内に回転可能に支持された制動用ロータと、
   上記制動用ロータに取り付けられると共にギヤとかみ合うようにされたピニオンと、
   第２チャンバを有し、該第２チャンバの壁部上には第２係止部分を有している第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
   上記第１ハウジングは上記第２チャンバ内で浮動状態にあり、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向に移動された時に係合され、上記第１及び第２係止部分が係合される時に、上記制動用ロータの回転軸の周りにおける上記第２ハウジングに対する上記第１ハウジングの回転が両回転方向において制限され、
   上記第１及び第２係止部分は上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して第１の方向とは反対の第２の方向に移動された時に係合解除されて上記第１及び第２ハウジング の間の自由運動が可能とされ、上記第１及び第２係止部分が係合解除される時に、上記第１ハウジングは上記制動用ロータの回転軸の周りにおいて上記第２ハウジングに対し両回転方向において回転可能である、一方向制動装置であって、
   上記第２係止部分が第１及び第２の停止要素を含んでいて、該第１及び第２の停止要素は、上記第１及び第２の係止部分が係合される時に上記第１ハウジングの回転に関し両回転方向のそれぞれについて限界を画定する、一方向制動装置。
4. 上記第２ハウジングの前記第２チャンバは環状部分内に画成され、該環状部分の開放側は該環状部分を外側から把持するキャップにより覆われる、請求項１から３の何れか一項に記載の制動装置。
5. 上記キャップは上記環状部分と弾性係止接続を形成する、請求項４に記載の制動装置。
6. 上記装置全てがプラスチック材料により成形される、請求項１から５の何れか一項に記載の制動装置。
7. 上記第１及び第２の係止部分が係合解除される時、上記第１ハウジングは上記回転軸の周りにおいて、両回転方向について３６０°総てに亘り自由に回転可能である、請求項１から６の何れか一項に記載の制動装置。
8. 上記第１及び第２係止部分が係合される制動位置と上記第１及び第２係止部分が係合解除される自由運動位置との間において、上記第１ハウジングが上記第２ハウジングに対して直線的に移動可能である、請求項１から７の何れか一項に記載の制動装置。
9. 粘性流体を含む第１チャンバを画成する第１ハウジングであって、第１係止部分を有する第１ハウジングと、
   上記第１チャンバに回転可能に受容される制動用ロータと、
   第２チャンバを画成する第２ハウジングであって、上記第２チャンバは上記第１係止部分と係合可能な第２係止部分を有し、上記第１ハウジングは、上記制動用ロータの回転シャフトに対し垂直な平面内に位置する少なくとも二つの異なる直線的な軸において上記第２ハウジングに対し移動可能であるように上記第２ハウジング内に保持される、第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
   上記第１ハウジングは、制動位置と自由運動位置との間において、上記第２ハウジング内で移動可能であり、
   上記制動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合され、これにより上記ロータの回転が上記粘性流体によって制動され、
   上記自由運動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合解除され、これにより上記ロータの回転によって上記第１ハウジングと第２ハウジングとの間における自由運動が生じる、一方向制動装置であって、
   上記第１ハウジングの外壁は、横断面において、上記第１係止部分としての凸多角形部分を有し、
   上記第２チャンバの内壁は、横断面において、上記第２係止部分としての相補的な凸多角形部分と、円形部分とを有して成る、一方向制動装置。
10. 上記第１ハウジングの外壁全体が、横断面において、凸多角形である、請求項９に記載の制動装置。
11. 粘性流体を含む第１チャンバを画成する第１ハウジングであって、第１係止部分を有する第１ハウジングと、
    上記第１チャンバに回転可能に受容される制動用ロータと、
    第２チャンバを画成する第２ハウジングであって、上記第２チャンバは上記第１係止部分と係合可能な第２係止部分を有し、上記第１ハウジングは、上記制動用ロータの回転シャフトに対し垂直な平面内に位置する少なくとも二つの異なる直線的な軸において上記第２ハウジングに対し移動可能であるように上記第２ハウジング内に保持される、第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
    上記第１ハウジングは、制動位置と自由運動位置との間において、上記第２ハウジング 内で移動可能であり、
    上記制動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合され、これにより上記ロータの回転が上記粘性流体によって制動され、
    上記自由運動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合解除され、これにより上記ロータの回転によって上記第１ハウジングと第２ハウジングとの間における自由運動が生じる、一方向制動装置であって、
    上記第１ハウジングの外壁全体が、横断面において、凸多角形であり、上記第２チャンバが、横断面において、少なくとも部分的に多角形状であって上記第１ハウジングの上記凸多角形に対し相補的である内壁を有する、一方向制動装置。
12. 粘性流体を含む第１チャンバを画成する第１ハウジングであって、第１係止部分を有する第１ハウジングと、
    上記第１チャンバに回転可能に受容される制動用ロータと、
    第２チャンバを画成する第２ハウジングであって、上記第２チャンバは上記第１係止部分と係合可能な第２係止部分を有し、上記第１ハウジングは、上記制動用ロータの回転シャフトに対し垂直な平面内に位置する少なくとも二つの異なる直線的な軸において上記第２ハウジングに対し移動可能であるように上記第２ハウジング内に保持される、第２ハウジングと、を備える一方向制動装置であり、
    上記第１ハウジングは、制動位置と自由運動位置との間において、上記第２ハウジング内で移動可能であり、
    上記制動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合され、これにより上記ロータの回転が上記粘性流体によって制動され、
    上記自由運動位置においては、上記第１及び第２係止部分が係合解除され、これにより上記ロータの回転によって上記第１ハウジングと第２ハウジングとの間における自由運動が生じる、一方向制動装置であって、
    上記第２係止部分が上記第２チャンバの内壁の凹部であり、
    上記第１係止部分が上記第１ハウジングの外壁上の複数の凸部を含んでいて、
    上記制動位置においては、上記複数の凸部が上記凹部に受容される、一方向制動装置。
13. 外部からの回転力を上記制動用ロータに伝達するために、上記制動用ロータの回転シャフトに取り付けられるピニオンを更に備える、請求項９から１２の何れか一項に記載の制動装置。
14. 上記ピニオンとかみ合う歯付きロッドを更に備える、請求項１３に記載の制動装置。

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