(57)【要約】駆動手段（１）の運動エネルギーが、ローター（４）を回転運動させることによって、更には、遠心力により、ガイド（５）によって規定される軌道に沿って移動する重りがその軸に対して追加的な回転運動を行うことによって、可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーに変換される。本ローター装置は、運動エネルギーを少なくとも１つのガイド（５）を備える可変慣性モーメントを有するローター（４）に伝達する駆動手段（１）を含み、このガイドに沿って、慣性モーメントを増大させる重りがローター（４）の回転に関する遠心力によって移動し、ローター（４）のガイド（５）は歯付きの駆動面（６）を有し、この駆動面に回転重りである歯車（７）が噛み合う。【選択図】図１Ａ
2013540959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動エネルギーを蓄積するための方法であって、ローターを回転運動させることによって、駆動手段の運動エネルギーが可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換され、前記ローター装置の前記可変慣性モーメントは、遠心力により少なくとも１つの重りが前記ローターに組み込まれたガイドによって規定される軌道に沿って移動することによって得られ、前記ガイドによって規定される前記軌道に沿って移動する前記重りは、遠心力により自身の軸に対する追加的な回転運動を行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ローター装置の前記可変慣性モーメントが、遠心力によって複数の回転重りが移動することによって得られることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ローター装置の前記可変慣性モーメントが、遠心力によって複数の回転重りが移動することによって得られ、少なくとも２つの回転重りが、その軸に対する異なる回転速度を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのローター装置であって、ローターの回転に関する遠心力によって、それに沿って慣性モーメントを増大させる重りが移動する少なくとも１つのガイドを備える可変慣性モーメントを有する前記ローターへと運動エネルギーを伝達する駆動手段を備え、前記ローター（４）の前記ガイド（５、１９、２１）が、回転重りである歯車（７）と噛み合う歯付き駆動面（６、２２）を有することを特徴とする、ローター装置。
【請求項５】
前記歯車（７）が、カバー（１５）内に構成されたガイド用凹部（１４）内に摺動可能に取り付けられた駆動軸（１７）を介して、追加的回転重り（１６）と軸方向に連結されることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項６】
前記歯車（７）と接触する歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（１９）が前記ローター（４）の一表面に設置され、追加的回転重り（１６）が前記ローター（４）の反対側の表面に設置され、前記歯車（７）を前記追加的回転重り（１６）と連結する駆動軸（１７）が、前記ローター（４）に形成されたガイド用凹部（２０）に摺動可能に取り付けられ、前記ガイド用凹部（２０）の経路が、前記歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（１９）の経路と平行であることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項７】
前記歯車（７）が、駆動軸（１７）を介して、前記ローター（４）の両表面に設置された追加的回転重り（１６）と軸方向に連結され、前記歯車（７）を前記追加的回転重り（１６）と連結する前記駆動軸（１７）が、カバー（１５）に設けられたガイド用凹部（１４）内に摺動可能に取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項８】
前記追加的回転重り（１６）が、一方向継手（１８）を介して、前記歯車（７）と軸方向に連結されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項９】
前記歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（５、１９）が、前記ローターの軸に対してほぼ放射状に延在することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１０】
前記ローター（４）が、前記ローター（４）の前記軸（８）に対してほぼ放射状に配置された前記歯付き駆動面（６）を備える多数のガイド（５、１９）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１１】
前記ローター（４）が、前記ローター（４）の前記軸（８）に対してほぼ放射状に配置された、異なる長さの前記歯付き駆動面（６、２２）を備える多数のガイド（５、２１）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１２】
前記ローター（４）が、前記歯付き駆動面（６）を備える複数のガイド（５）を有し、少なくとも２つの追加的回転重り（１６、２３）が異なる慣性モーメントを有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１３】
前記ローター（４）が、前記歯付き駆動面（６）を備える複数のガイド（５）を有し、少なくとも２つの追加的回転重り（１６、２３）が、異なる直径を有する前記歯車（７、２４）によって駆動されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１４】
前記ローター（４）が歯車の形態を有し、その歯（３）が歯付き棒として構成された前記駆動手段（１）と噛み合うことを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１５】
前記駆動手段（１）がショック・アブソーバ（２）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的の一つは、運動エネルギーの蓄積方法、並びに、制動にも適用可能な、運動する物体の運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのローター装置を提供することである。具体的には、この手法は、自動車車両、及び予期せぬ衝突の影響に対して脆弱な他の物体のエネルギーの蓄積及び散逸に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
衝突の影響から車両を保護する方法の一つが、国際特許出願第２００４０２８８６４号によって知られており、そこでは衝突の間に生じた運動エネルギーは回転する重りのエネルギーへと変換される。この公知の方法によれば、駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによって、可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換される。ローター装置の慣性モーメントの可変性は、遠心力の影響下で、ガイドに沿って重りがその位置を変えるという事実の結果として得られる。
【０００３】
また、国際特許出願第２００４０２８８６４号の発明の詳細な説明から、衝突の影響に対して車両を保護するための装置も知られており、その中では、衝突の結果として生じた運動エネルギーは回転する重りのエネルギーへと変換される。この公知の手法においては２つの歯付き棒を有する叩打手段が提供され、これが歯車によって、摺動可能に取り付けられた移動可能な重りを有するロッドとして構成されたローターを駆動する。この公知の手法において、エネルギー伝達の初期段階において協働する構成要素に影響を与える衝撃負荷の最小化は、この初期段階のローターの慣性モーメントが最小となるように、ロッドローターの回転軸に可能な限り近接して配置された可動重りを用いることによって得られる。運動の更なる段階において、ローターが回転を始めると、この重りは、遠心力によってロッドの軸に沿った回転軸から離れてその端部の止め具まで移動し、この位置で最も大きなローターの慣性モーメントが得られ、増大した運動エネルギーが実質的に引き継がれる。
【０００４】
この公知の手法の欠点は、エネルギーの受け取りの間に慣性モーメントの特性を適切に選択できる可能性の欠如である。
【０００５】
また、国際特許出願第２００５１２１５９３号の発明の詳細な説明から、衝突の結果として生じる並進運動の運動エネルギーを回転運動の運動エネルギーへと変換するために、回転重りを回転運動させる歯付き棒として構成されたエネルギー散逸アセンブリと協働する叩打手段を備えた運動エネルギー変換装置も知られている。この公知の手法の一実施形態において、歯付き棒は歯車を介してローターを駆動し、このローターは摺動可能に搭載された可動重りを有するロッドである。この手法において、このロッドは、確定された定慣性モーメントを有し、追加的に可動重りのガイドとして作用する。ローターの慣性モーメントの漸次調整を確保するために、ロッドの端部止め具と可動重りの間にバネが設置され、これが、可動重りが回転軸からローターの回転速度に応じた適切な距離を維持することを確保する。かかる手法は、ローターの回転の初期段階のうちに可動重りが端部位置へと即座に到達してしまうことをバネが防ぐことにより、ローターの回転速度の上昇に合わせたローター慣性モーメントの円滑な増大を確かなものとする。
【０００６】
しかしながら、この公知の手法で用いられるバネが、可動重りの回転に起因する遠心力が圧縮されたバネの反動力と等しい場合にエネルギーを受け取るシステム全体の慣性モーメントの増大の可能性を制限する。それ故、この公知の構造は、エネルギーを受け取る間のローター慣性モーメントの特性の適切な選択を阻害する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明による手法の目的の一つは、エネルギー蓄積ローターの慣性モーメントの調節可能性を改善し、それによってエネルギーの様々な部分の引き継ぎ及び散逸の有効性を改善することである。
【０００８】
本発明による手法のもう一つの目的は、その小さな総重量により、開始時点における小さな慣性モーメントを確保し、また、運動エネルギーが更に引き継がれる場合にこのモーメントが大きく増大することを確保するローター装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によって提供される方法によれば、駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによる可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換され、一方で、ローター装置の可変慣性モーメントは、遠心力により、ローターに組み込まれたガイドによって設定される軌道に沿って動かされる少なくとも１つの重りによって得られる。この手法は、ガイドによって設定された軌道に沿って移動する重りが、遠心力によってその軸に対して回転運動をさせられ、それ故にローター装置全体の慣性モーメントが円滑に増大し、したがってより大きな運動エネルギーを引き継ぐ能力も増大することを特徴とする。
【００１０】
ローター装置の可変慣性モーメントは、遠心力によって得られる多数の回転重りの運動によって有利に得られる。別の有利な手法において、様々な回転速度が、少なくとも２つの回転重りに、その軸に対して付与される。
【００１１】
本発明による、運動エネルギーを蓄積及び散逸させるローター装置は、可変慣性モーメントを有し、ローターの回転に関する遠心力により、それに沿って慣性モーメントを増大させる重りが動かされる少なくとも１つのガイドを備えるローターにその運動エネルギーを受け渡す駆動手段を含む。この手法は、ローターガイドが、歯車が噛み合う歯付きの駆動面を有し、この歯車が回転重りであることを特徴とする。
【００１２】
この歯車は、カバーのガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられた駆動軸によって、追加的回転重りと軸方向に有利に連結される。
【００１３】
歯付きの駆動面を有するガイドはローターの一表面に設置された歯車と有利に接触し、追加的回転重りはローターの反対側の表面に設置され、一方、歯車を追加的回転重りと連結する駆動軸はローター内に形成されたガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられ、ガイド用凹部の経路は歯付き駆動面を備えるガイドの経路と平行にされている。
【００１４】
歯車は、駆動軸を介して、ローターの両方の表面に設置された追加的回転重りと軸方向に有利に連結され、一方、追加的回転重りと共に歯車と連結する駆動軸は、カバーに設けられたガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられる。
【００１５】
また、追加的回転重りは、ワンウェイクラッチによって、歯車と軸方向に有利に連結される。
【００１６】
有利な一実施形態において、歯付きの駆動面を有するガイドは、ローター軸に対してほぼ放射状に延在する。別の有利な一実施形態において、ローターは歯付きの駆動面を有する多数のガイドを有し、このガイドはローター軸に対してほぼ放射状に配置される。ガイドが異なる長さの歯付き駆動面を有することもまた効果的である。
【００１７】
別の有利な実施形態において、このローターは歯付きの駆動面を有する複数のガイドを有し、少なくとも２つの追加的回転重りは異なる慣性モーメントを有する。
【００１８】
別の有利な実施形態において、このローターは歯付きの駆動面を有する多数のガイドを有し、少なくとも２つの追加的回転重りは異なる直径の歯車によって駆動される。
【００１９】
別の有利な実施形態において、このローターは、歯付き棒の形態で構成された駆動手段と歯が噛み合った歯車として構成され、また、この駆動手段はショック・アブソーバに取り付けられる。
【００２０】
本発明による方法において、増大した運動エネルギーを蓄積するための能力の上昇は、ローターの回転に関する遠心力によって、重りを自身の軸に対して追加的に回転運動させることによって得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるローター装置において、遠心力によって動かされる重りの追加的な回転運動は、ローターガイド上の歯付き駆動面を用い、その歯付きの駆動面と連結された歯車という形態で重りを構成することによって得られ、それにより、エネルギー吸収能力が上昇する。追加的回転重りの数量、それらの慣性モーメント、及び歯付きの駆動面を有するガイドの長さ又は歯車の直径を選択することによって、本発明によるローター装置の動作の順応性の調節可能性が得られる。本発明によるローター装置の動作の順応性の適切な調節は、適切に小さな初期慣性モーメントを得て、エネルギー蓄積の初期段階における装置の構成要素に対する小さな衝撃負荷をもたらし、それによりエネルギー蓄積の後の段階における慣性モーメントを増大させることを目的としている。本発明によるローター装置の構造は、運動する部品の相対的に小さな重量と共に、装置全体の相対的に大きな慣性モーメントを得ることも確実なものとする。
【００２２】
本発明の目的は、図面中の実施形態において概略的に表される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ローター装置の第１の実施形態の側面図である。
【図１Ａ】ガイドカバーが取り外され、個々の装置構成要素の回転方向及び動きが示された、図１のローター装置の側面図である。
【図２】図１に示す手法のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】追加的回転重りを有するローター装置の第２の実施形態の側面図である。
【図４】図３に示す手法のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４Ａ】追加的回転重りに搭載されるワンウェイクラッチの概略図である。
【図５】ローターの一表面に設置された歯付きの駆動面を有するガイドを有するローター装置の第３の実施形態の側面図である。
【図６】図５に示す手法のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】図５に示す手法のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】異なる長さの歯付き駆動面を有するガイドを有するローター装置を示す図である。
【図９】図８に示す手法のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１０】異なる慣性モーメントを有する追加的回転重りを有するローター装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明による方法によれば、駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによって、可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換される。ローターの回転運動による遠心力は、ガイドによって規定される軌道に沿って重りを動かし、これがローターの回転軸から離れる重りの動きをもたらし、それによりローター装置全体の慣性モーメントが増大する。慣性モーメントを追加的に増大させるために、ガイドによって規定される軌道に沿って移動する重りは、遠心力によって、その軸に対して追加的に回転運動する。慣性モーメントの特性の更なる変更は、その軸に対する回転重りに異なる回転速度を与えることによって得られ、これは、例えば、異なるピッチ円直径を有する歯車を用いて、回転重りを駆動することによって実現される。
【００２５】
図１、図１Ａ、及び図２に示される実施形態において、本発明による、運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのこのローター装置は、弾力性のショック・アブソーバを有する歯付き棒として構成された駆動手段１を有する。この駆動手段は、可変の慣性モーメントを有するローター４の歯３と噛み合う。ローター４は、回転重りである歯車７と噛み合う歯付きの駆動面６を有するガイド５を有する。初期位置において、歯車７は、ローター４の回転軸に最も近い位置で、ガイド５の歯付き駆動面６と噛み合う。ローター４の軸８は、車両の耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０はこの構造体に繋止される。したがって、この装置の作動中、ガイド１０はこの耐荷重構造体９に対して不動であり、一方で、駆動手段１である可動の歯付き棒がローター４を回転運動させる。エネルギー伝達の初期段階における、駆動手段１の歯１１及びローター４の歯３の衝撃負荷を減少させるため、ローター４に衝撃軽減用開口部１２が設けられることによって、ローター４の重量が減らされる。図１及び図２に示されるように、回転重りである歯車７は、軸１３で回転可能に繋止され、カバー１５に設けられたガイド用凹部１４に摺動可能に取り付けられ、カバー１５は、ガイド用凹部５の両側面でローター４の表面に繋止される。
【００２６】
本実施形態による手法の動作原理をよりわかりやすく示すため、図１Ａにおいて、カバー１５のない状態のローター装置の側面図が示される。この図において、矢印線により、装置の個々の構成要素の平面運動及び回転運動が示される。
【００２７】
図３及び図４において、歯車７によって駆動される追加的回転重り１６を有する、本発明の第２の実施形態が示される。歯車７に連結された歯付き駆動面６を有する４つの放射状ガイド５が、ローター４に設けられる。ガイド５内の歯車７の位置をよりわかりやすく示すため、図３においてカバー１５は図示されていない。先の実施形態と同様に、ローター４の軸８は車両の耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０も同様にこの構造体に繋止される。図４に示されるように、歯車７は、駆動軸１７を介して、ローター４の表面に配置された追加的回転重り１６と軸方向に連結される。各々の歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、カバー１５内に設けられたガイド用凹部１４内で動作し、ガイド用凹部１４の経路は、対応する歯付き駆動面６を有するガイド経路５と平行である。運動エネルギーの散逸を可能とするために、追加的回転重り１６の各々は、図４Ａに概略的に示される一方向継手１８に取り付けられる。一方向継手１８は、駆動軸１７からのトルクを追加的回転重り１６へと伝達する役割を課され、また、エネルギーを受け取るとき、駆動軸１７の角速度ω１が追加的回転重り１６の角速度ω２よりも低くなると、一方向継手１８の連結が断たれて、駆動軸１７上で追加的回転重り１６が自由回転することを可能とする。
【００２８】
図５、図６、及び図７は、歯車７によって駆動される追加的回転重り１６を有する、本発明の第３の実施形態を示す。この実施形態において、歯車７と接触する歯付き駆動面６を有する４つのガイド１９はローター４の一表面に設置され、回転重り１６はローター４の反対側の表面に設置される。図６に示されるように、歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、ガイド１９の歯付き駆動面６と平行にローター４に設けられたガイド用凹部２０内で動作する。先に説明された実施形態と同じく、ローター４の軸８は耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０も同様に、この構造体に繋止される。図７は、ローター装置を車両の耐荷重構造プレート９に繋止する方法を示す。この図に示されるように、ローター４の軸８、及び、摺動可能に繋止された歯付き棒として設けられた駆動手段１を伴うガイド１０が、車両の耐荷重構造プレート９に繋止される。
【００２９】
図８及び図９は、異なる長さの歯付き駆動面６、２２を有する８つのガイド５、２１を有するローター装置を示す。図８に示されるように、この実施形態によるローター装置は、ローター４において、４つの長ガイド５及び４つの短ガイド２１を有し、これらのガイドは放射状に伸びている。可視性を高めるため、図８に示されるこの実施形態によるローター装置にはカバー１５は図示されていない。ガイド５、２１の歯付き駆動面６、２２は歯車７と連結され、歯車７は、図９に示されるように、駆動軸１７を介して、ローター４の両表面に設置された追加的回転重り１６と軸方向に連結される。図９に示されるように、各々の歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、カバー１５内に設けられたガイド用凹部１４内で動作する。異なる長さの歯付き駆動面６、２２を有するガイド５、２１は、ローター装置の慣性モーメントの特性をより良く調整し、装置の多用途性と、様々な値の運動エネルギーの蓄積及び散逸への適用可能性を向上させるために設けられる。
【００３０】
図１０における別の実施形態において、本発明による別のローター装置構造の側面図が示され、この中で、慣性モーメント特性は、異なる大きさの追加的回転重り１６、２３及び異なる直径の歯車７、２４を用いることによって定められる。図示される実施形態において、より大きな直径を有する歯車７は、より大きな慣性モーメントを有する回転重り２３と連結され、より小さな慣性モーメントを有する回転重り１６は、より小さな直径を有する歯車２４と連結される。歯車７、２４の直径の選択と、それに起因する回転重り２３、１６の回転モーメントの選択は、本発明による装置の動作の求められる特性次第である。同じ直径の歯車と異なる慣性モーメントを有する回転重りが用いられる装置構成、異なる直径の歯車と同じ慣性モーメントを有する回転重りが用いられる装置構成、又は任意の組み合わされた構成が可能である。
【００３１】
本発明による手法の動作は、図１Ａに最も良く示されている。伝達された運動エネルギーは、最初に弾力性のショック・アブソーバで弱められ、ローター４の歯３と噛み合う歯付き棒の形態として構成された駆動手段１へと伝達される。したがって、歯付き棒の移動はローター４の回転をもたらし、歯車７に作用する遠心力が、歯付き駆動面６上での歯車７の移動及び回転をもたらす。平面上の移動と回転運動の間、歯車７はローター装置全体の慣性モーメントを増大させる。
【００３２】
エネルギー伝達の初期段階において、歯車７は未だ平面運動及び回転運動を開始しておらず、それに加えて歯車はローターの回転軸の最も近くに位置しているため、ローター装置の慣性モーメントは最も低い。衝突の次の段階において、歯車７の回転運動及び移動により、慣性モーメントは有利に増大する。場合により、本発明によるローター装置内に蓄積されたエネルギーは、耐荷重構造体９に対して移動するローター装置の全ての部品の平面運動の運動エネルギー及び回転運動の運動エネルギーと等しい。
【００３３】
歯車７と歯付き駆動面との連結は、外側に向かう歯車の運動に大きな減速をもたらし、これが確実に慣性モーメントの特性に影響を与え、したがってエネルギー受け取りの初期段階において衝撃力を減少させ、後続の段階でエネルギー受け取りが最適化されることを保障する。
【００３４】
図３及び図４に示される第２の実施形態によるローター装置は、より大きな運動エネルギーの蓄積及び散逸を意図したものである。慣性モーメントの適切な増大は、この実施形態において、特にエネルギー受け取りの後の段階において、歯車４とともに一方向継手１８を備える追加的回転重り１６を用いることによって得られる。
【００３５】
同様の慣性モーメントの増大は、図５、図６、及び図７に示される実施形態によっても保証される。更に、この手法は、作動中のインターロックから装置を保護するために、力が確実に均等に分散されるようにする。
【００３６】
図８及び図９に示される最も有利な実施形態において、ローター４の両側において追加的回転重り１６を用いることによって、最良の力の分配が達成され、同時に慣性モーメントの増大が達成される。
【図１】
2013540959.tif 000003
【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
2013540959.tif 000009
【図６】
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【図７】
2013540959.tif 000011
【図８】
2013540959.tif 000012
【図９】
2013540959.tif 000013
【図１０】
2013540959.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月17日(2013.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動エネルギーの蓄積方法、並びに、制動にも適用可能な、運動する物体の衝突による運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのローター装置に関する。具体的には、この手法は、自動車車両、及び予期せぬ衝突の影響に対して脆弱な他の物体のエネルギーの蓄積及び散逸に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
衝突の影響から車両を保護する方法の一つが、国際特許出願第２００４０２８８６４号によって知られており、そこでは衝突の間に生じた運動エネルギーは回転する重りのエネルギーへと変換される。この公知の方法によれば、駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによって、可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換される。ローター装置の慣性モーメントの可変性は、遠心力の影響下で、ガイドに沿って重りがその位置を変えるという事実の結果として得られる。
【０００３】
また、国際特許出願第２００４０２８８６４号の発明の詳細な説明から、衝突の影響に対して車両を保護するための装置も知られており、その中では、衝突の結果として生じた運動エネルギーは回転する重りのエネルギーへと変換される。この公知の手法においては２つの歯付き棒を有する叩打手段が提供され、これが歯車によって、摺動可能に取り付けられた移動可能な重りを有するロッドとして構成されたローターを駆動する。この公知の手法において、エネルギー伝達の初期段階において協働する構成要素に影響を与える衝撃負荷の最小化は、この初期段階のローターの慣性モーメントが最小となるように、ロッドローターの回転軸に可能な限り近接して配置された可動重りを用いることによって得られる。運動の更なる段階において、ローターが回転を始めると、この重りは、遠心力によってロッドの軸に沿った回転軸から離れてその端部の止め具まで移動し、この位置で最も大きなローターの慣性モーメントが得られ、増大した運動エネルギーが実質的に引き継がれる。
【０００４】
この公知の手法の欠点は、エネルギーの受け取りの間に慣性モーメントの特性を適切に選択できる可能性の欠如である。
【０００５】
独国特許第３９１６７０３号明細書は、運動エネルギーをローターに伝達する駆動手段を含む機械的ショック・アブソーバを開示する。このローターは、ローター速度の上昇中に慣性モーメントを増大させる重りが設置されるガイドを有する。この重りはガイドの中に摺動可能に取り付けられ、伸縮バネによって内輪に連結され、その結果、ローター速度が低いときの慣性モーメントはローターの回転速度が高いときの慣性モーメントよりも小さくなる。
【０００６】
また、国際特許出願第２００５１２１５９３号の発明の詳細な説明から、衝突の結果として生じる並進運動の運動エネルギーを回転運動の運動エネルギーへと変換するために、回転重りを回転運動させる歯付き棒として構成されたエネルギー散逸アセンブリと協働する叩打手段を備えた運動エネルギー変換装置も知られている。この公知の手法の一実施形態において、歯付き棒は歯車を介してローターを駆動し、このローターは摺動可能に搭載された可動重りを有するロッドである。この手法において、このロッドは、確定された定慣性モーメントを有し、追加的に可動重りのガイドとして作用する。ローターの慣性モーメントの漸次調整を確保するために、ロッドの端部止め具と可動重りの間にバネが設置され、これが、可動重りが回転軸からローターの回転速度に応じた適切な距離を維持することを確保する。かかる手法は、ローターの回転の初期段階のうちに可動重りが端部位置へと即座に到達してしまうことをバネが防ぐことにより、ローターの回転速度の上昇に合わせたローター慣性モーメントの円滑な増大を確かなものとする。
【０００７】
しかしながら、この公知の手法で用いられるバネが、可動重りの回転に起因する遠心力が圧縮されたバネの反動力と等しい場合にエネルギーを受け取るシステム全体の慣性モーメントの増大の可能性を制限する。それ故、この公知の構造は、エネルギーを受け取る間のローター慣性モーメントの特性の適切な選択を阻害する。
【０００８】
米国特許出願公開第２００４／００１１９２４号明細書は、回転する電機子に配置された２つの重りを備えるプラットフォームを浮上させるための揚力発生ユニットを開示する。この重りは回転する電機子の反対側の端部に配置され、所望の方向に向けられた揚力を生み出すために、追加的制御装置によって制御される。特定の一実施形態において、この公知のユニットは、歯車の形態で構成される２つの重りを２対有し、これらは上部歯車重り止め具と下部歯車重り止め具の間で動かされる。揚力を生み出すために、歯車重りモーターセットにより、歯車重りの回転及び移動が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明による手法の目的の一つは、エネルギー蓄積ローターの慣性モーメントの調節可能性を改善し、それによってエネルギーの様々な部分の引き継ぎ及び散逸の有効性を改善することである。
【００１０】
本発明による手法のもう一つの目的は、その小さな総重量により、開始時点における小さな慣性モーメントを確保し、また、運動エネルギーが更に引き継がれる場合にこのモーメントが大きく増大することを確保するローター装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によって提供される方法によれば、歯付き棒として構成された駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによる可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換され、一方で、ローター装置の可変慣性モーメントは、遠心力により、ローターに組み込まれたガイドによって設定される軌道に沿って動かされる少なくとも１つの重りによって得られる。この手法は、ガイドによって設定された軌道に沿って動き、歯付き駆動面と噛み合う重りが、遠心力によってその軸に対して回転運動をさせられ、それ故にローター装置全体の慣性モーメントが円滑に増大し、したがってより大きな運動エネルギーを引き継ぐ能力も増大することを特徴とする。
【００１２】
ローター装置の可変慣性モーメントは、遠心力によって得られる多数の回転重りの運動によって有利に得られる。別の有利な手法において、様々な回転速度が、少なくとも２つの回転重りに、その軸に対して付与される。
【００１３】
本発明による、運動する物体の衝突による運動エネルギーを蓄積及び散逸させるローター装置は、可変慣性モーメントを有し、ローターの回転に関する遠心力により、それに沿って慣性モーメントを増大させる重りが動かされる少なくとも１つのガイドを備えるローターにその運動エネルギーを受け渡す、歯付き棒として構成された駆動手段を含む。この手法は、ローターガイドが、歯車が噛み合う歯付きの駆動面を有し、この歯車が回転重りであることを特徴とする。
【００１４】
この歯車は、カバーのガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられた駆動軸によって、追加的回転重りと軸方向に有利に連結される。
【００１５】
歯付きの駆動面を有するガイドはローターの一表面に設置された歯車と有利に接触し、追加的回転重りはローターの反対側の表面に設置され、一方、歯車を追加的回転重りと連結する駆動軸はローター内に形成されたガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられ、ガイド用凹部の経路は歯付き駆動面を備えるガイドの経路と平行にされている。
【００１６】
歯車は、駆動軸を介して、ローターの両方の表面に設置された追加的回転重りと軸方向に有利に連結され、一方、追加的回転重りと共に歯車と連結する駆動軸は、カバーに設けられたガイド用凹部内に摺動可能に取り付けられる。
【００１７】
また、追加的回転重りは、ワンウェイクラッチによって、歯車と軸方向に有利に連結される。
【００１８】
有利な一実施形態において、歯付きの駆動面を有するガイドは、ローター軸に対してほぼ放射状に延在する。別の有利な一実施形態において、ローターは歯付きの駆動面を有する多数のガイドを有し、このガイドはローター軸に対してほぼ放射状に配置される。ガイドが異なる長さの歯付き駆動面を有することもまた効果的である。
【００１９】
別の有利な実施形態において、このローターは歯付きの駆動面を有する複数のガイドを有し、少なくとも２つの追加的回転重りは異なる慣性モーメントを有する。
【００２０】
別の有利な実施形態において、このローターは歯付きの駆動面を有する多数のガイドを有し、少なくとも２つの追加的回転重りは異なる直径の歯車によって駆動される。
【００２１】
別の有利な実施形態において、このローターは、歯付き棒の形態で構成された駆動手段と歯が噛み合った歯車として構成され、また、この駆動手段はショック・アブソーバに取り付けられる。
【００２２】
本発明による方法において、増大した運動エネルギーを蓄積するための能力の上昇は、ローターの回転に関する遠心力によって、重りを自身の軸に対して追加的に回転運動させることによって得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるローター装置において、遠心力によって動かされる重りの追加的な回転運動は、ローターガイド上の歯付き駆動面を用い、その歯付きの駆動面と連結された歯車という形態で重りを構成することによって得られ、それにより、エネルギー吸収能力が上昇する。追加的回転重りの数量、それらの慣性モーメント、及び歯付きの駆動面を有するガイドの長さ又は歯車の直径を選択することによって、本発明によるローター装置の動作の順応性の調節可能性が得られる。本発明によるローター装置の動作の順応性の適切な調節は、適切に小さな初期慣性モーメントを得て、エネルギー蓄積の初期段階における装置の構成要素に対する小さな衝撃負荷をもたらし、それによりエネルギー蓄積の後の段階における慣性モーメントを増大させることを目的としている。本発明によるローター装置の構造は、運動する部品の相対的に小さな重量と共に、装置全体の相対的に大きな慣性モーメントを得ることも確実なものとする。
【００２４】
本発明の目的は、図面中の実施形態において概略的に表される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ローター装置の第１の実施形態の側面図である。
【図１Ａ】ガイドカバーが取り外され、個々の装置構成要素の回転方向及び動きが示された、図１のローター装置の側面図である。
【図２】図１に示す手法のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】追加的回転重りを有するローター装置の第２の実施形態の側面図である。
【図４】図３に示す手法のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４Ａ】追加的回転重りに搭載されるワンウェイクラッチの概略図である。
【図５】ローターの一表面に設置された歯付きの駆動面を有するガイドを有するローター装置の第３の実施形態の側面図である。
【図６】図５に示す手法のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】図５に示す手法のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】異なる長さの歯付き駆動面を有するガイドを有するローター装置を示す図である。
【図９】図８に示す手法のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１０】異なる慣性モーメントを有する追加的回転重りを有するローター装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明による方法によれば、歯付き棒として構成された駆動手段の運動エネルギーは、ローターを回転運動させることによって、可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換される。ローターの回転運動による遠心力は、ガイドによって規定される軌道に沿って重りを動かし、これがローターの回転軸から離れる重りの動きをもたらし、それによりローター装置全体の慣性モーメントが増大する。慣性モーメントを追加的に増大させるために、ガイドによって規定される軌道に沿って移動する重りは、遠心力によって、その軸に対して追加的に回転運動する。慣性モーメントの特性の更なる変更は、その軸に対する回転重りに異なる回転速度を与えることによって得られ、これは、例えば、異なるピッチ円直径を有する歯車を用いて、回転重りを駆動することによって実現される。
【００２７】
図１、図１Ａ、及び図２に示される実施形態において、本発明による、運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのこのローター装置は、弾力性のショック・アブソーバを有する歯付き棒として構成された駆動手段１を有する。この駆動手段は、可変の慣性モーメントを有するローター４の歯３と噛み合う。ローター４は、回転重りである歯車７と噛み合う歯付きの駆動面６を有するガイド５を有する。初期位置において、歯車７は、ローター４の回転軸に最も近い位置で、ガイド５の歯付き駆動面６と噛み合う。ローター４の軸８は、車両の耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０はこの構造体に繋止される。したがって、この装置の作動中、ガイド１０はこの耐荷重構造体９に対して不動であり、一方で、駆動手段１である可動の歯付き棒がローター４を回転運動させる。エネルギー伝達の初期段階における、駆動手段１の歯１１及びローター４の歯３の衝撃負荷を減少させるため、ローター４に衝撃軽減用開口部１２が設けられることによって、ローター４の重量が減らされる。図１及び図２に示されるように、回転重りである歯車７は、軸１３で回転可能に繋止され、カバー１５に設けられたガイド用凹部１４に摺動可能に取り付けられ、カバー１５は、ガイド用凹部５の両側面でローター４の表面に繋止される。
【００２８】
本実施形態による手法の動作原理をよりわかりやすく示すため、図１Ａにおいて、カバー１５のない状態のローター装置の側面図が示される。この図において、矢印線により、装置の個々の構成要素の平面運動及び回転運動が示される。
【００２９】
図３及び図４において、歯車７によって駆動される追加的回転重り１６を有する、本発明の第２の実施形態が示される。歯車７に連結された歯付き駆動面６を有する４つの放射状ガイド５が、ローター４に設けられる。ガイド５内の歯車７の位置をよりわかりやすく示すため、図３においてカバー１５は図示されていない。先の実施形態と同様に、ローター４の軸８は車両の耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０も同様にこの構造体に繋止される。図４に示されるように、歯車７は、駆動軸１７を介して、ローター４の表面に配置された追加的回転重り１６と軸方向に連結される。各々の歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、カバー１５内に設けられたガイド用凹部１４内で動作し、ガイド用凹部１４の経路は、対応する歯付き駆動面６を有するガイド経路５と平行である。運動エネルギーの散逸を可能とするために、追加的回転重り１６の各々は、図４Ａに概略的に示される一方向継手１８に取り付けられる。一方向継手１８は、駆動軸１７からのトルクを追加的回転重り１６へと伝達する役割を課され、また、エネルギーを受け取るとき、駆動軸１７の角速度ω１が追加的回転重り１６の角速度ω２よりも低くなると、一方向継手１８の連結が断たれて、駆動軸１７上で追加的回転重り１６が自由回転することを可能とする。
【００３０】
図５、図６、及び図７は、歯車７によって駆動される追加的回転重り１６を有する、本発明の第３の実施形態を示す。この実施形態において、歯車７と接触する歯付き駆動面６を有する４つのガイド１９はローター４の一表面に設置され、回転重り１６はローター４の反対側の表面に設置される。図６に示されるように、歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、ガイド１９の歯付き駆動面６と平行にローター４に設けられたガイド用凹部２０内で動作する。先に説明された実施形態と同じく、ローター４の軸８は耐荷重構造体９に繋止され、駆動手段１のガイド１０も同様に、この構造体に繋止される。図７は、ローター装置を車両の耐荷重構造プレート９に繋止する方法を示す。この図に示されるように、ローター４の軸８、及び、摺動可能に繋止された歯付き棒として設けられた駆動手段１を伴うガイド１０が、車両の耐荷重構造プレート９に繋止される。
【００３１】
図８及び図９は、異なる長さの歯付き駆動面６、２２を有する８つのガイド５、２１を有するローター装置を示す。図８に示されるように、この実施形態によるローター装置は、ローター４において、４つの長ガイド５及び４つの短ガイド２１を有し、これらのガイドは放射状に伸びている。可視性を高めるため、図８に示されるこの実施形態によるローター装置にはカバー１５は図示されていない。ガイド５、２１の歯付き駆動面６、２２は歯車７と連結され、歯車７は、図９に示されるように、駆動軸１７を介して、ローター４の両表面に設置された追加的回転重り１６と軸方向に連結される。図９に示されるように、各々の歯車７を追加的回転重り１６と連結する駆動軸１７は、カバー１５内に設けられたガイド用凹部１４内で動作する。異なる長さの歯付き駆動面６、２２を有するガイド５、２１は、ローター装置の慣性モーメントの特性をより良く調整し、装置の多用途性と、様々な値の運動エネルギーの蓄積及び散逸への適用可能性を向上させるために設けられる。
【００３２】
図１０における別の実施形態において、本発明による別のローター装置構造の側面図が示され、この中で、慣性モーメント特性は、異なる大きさの追加的回転重り１６、２３及び異なる直径の歯車７、２４を用いることによって定められる。図示される実施形態において、より大きな直径を有する歯車７は、より大きな慣性モーメントを有する回転重り２３と連結され、より小さな慣性モーメントを有する回転重り１６は、より小さな直径を有する歯車２４と連結される。歯車７、２４の直径の選択と、それに起因する回転重り２３、１６の回転モーメントの選択は、本発明による装置の動作の求められる特性次第である。同じ直径の歯車と異なる慣性モーメントを有する回転重りが用いられる装置構成、異なる直径の歯車と同じ慣性モーメントを有する回転重りが用いられる装置構成、又は任意の組み合わされた構成が可能である。
【００３３】
本発明による手法の動作は、図１Ａに最も良く示されている。伝達された運動エネルギーは、最初に弾力性のショック・アブソーバで弱められ、ローター４の歯３と噛み合う歯付き棒の形態として構成された駆動手段１へと伝達される。したがって、歯付き棒の移動はローター４の回転をもたらし、歯車７に作用する遠心力が、歯付き駆動面６上での歯車７の移動及び回転をもたらす。平面上の移動と回転運動の間、歯車７はローター装置全体の慣性モーメントを増大させる。
【００３４】
エネルギー伝達の初期段階において、歯車７は未だ平面運動及び回転運動を開始しておらず、それに加えて歯車はローターの回転軸の最も近くに位置しているため、ローター装置の慣性モーメントは最も低い。衝突の次の段階において、歯車７の回転運動及び移動により、慣性モーメントは有利に増大する。場合により、本発明によるローター装置内に蓄積されたエネルギーは、耐荷重構造体９に対して移動するローター装置の全ての部品の平面運動の運動エネルギー及び回転運動の運動エネルギーと等しい。
【００３５】
歯車７と歯付き駆動面との連結は、外側に向かう歯車の運動に大きな減速をもたらし、これが確実に慣性モーメントの特性に影響を与え、したがってエネルギー受け取りの初期段階において衝撃力を減少させ、後続の段階でエネルギー受け取りが最適化されることを保障する。
【００３６】
図３及び図４に示される第２の実施形態によるローター装置は、より大きな運動エネルギーの蓄積及び散逸を意図したものである。慣性モーメントの適切な増大は、この実施形態において、特にエネルギー受け取りの後の段階において、歯車４とともに一方向継手１８を備える追加的回転重り１６を用いることによって得られる。
【００３７】
同様の慣性モーメントの増大は、図５、図６、及び図７に示される実施形態によっても保証される。更に、この手法は、作動中のインターロックから装置を保護するために、力が確実に均等に分散されるようにする。
【００３８】
図８及び図９に示される最も有利な実施形態において、ローター４の両側において追加的回転重り１６を用いることによって、最良の力の分配が達成され、同時に慣性モーメントの増大が達成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動する物体の衝突による運動エネルギーを蓄積するための方法であって、ローター（４）を回転運動させることによって、歯付き棒として構成された駆動手段（１）の運動エネルギーが可変慣性モーメントを有するローター装置の運動エネルギーへと変換され、前記ローター装置の前記可変慣性モーメントは、遠心力により少なくとも１つの重り（７、１６、２３、２４）が前記ローター（４）に組み込まれたガイド（５、１９、２１）によって規定される軌道に沿って移動することによって得られ、前記ガイド（５、１９、２１）によって規定される前記軌道に沿って移動し、歯付きの駆動面（６、２２）と噛み合う前記重り（７、１６、２３、２４）は、遠心力により自身の軸に対する追加的な回転運動を行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ローター装置の前記可変慣性モーメントが、遠心力によって複数の回転重りが移動することによって得られることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも２つの回転重り（７、２４）が、その軸に対する異なる回転速度を有することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
運動する物体の衝突による運動エネルギーの蓄積及び散逸のためのローター装置であって、ローター（４）の回転に関する遠心力によって、それに沿って慣性モーメントを増大させる重りが移動する少なくとも１つのガイド（５、１９、２１）を備える可変慣性モーメントを有する前記ローター（４）へと運動エネルギーを伝達する、歯付き棒として構成された駆動手段（１）を備え、前記ローター（４）の前記ガイド（５、１９、２１）が、回転重りである歯車（７）と噛み合う歯付き駆動面（６、２２）を有することを特徴とする、ローター装置。
【請求項５】
前記歯車（７）が、カバー（１５）内に構成されたガイド用凹部（１４）内に摺動可能に取り付けられた駆動軸（１７）を介して、追加的回転重り（１６）と軸方向に連結されることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項６】
前記歯車（７）と接触する歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（１９）が前記ローター（４）の一表面に設置され、追加的回転重り（１６）が前記ローター（４）の反対側の表面に設置され、前記歯車（７）を前記追加的回転重り（１６）と連結する駆動軸（１７）が、前記ローター（４）に形成されたガイド用凹部（２０）に摺動可能に取り付けられ、前記ガイド用凹部（２０）の経路が、前記歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（１９）の経路と平行であることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項７】
前記歯車（７）が、駆動軸（１７）を介して、前記ローター（４）の両表面に設置された追加的回転重り（１６）と軸方向に連結され、前記歯車（７）を前記追加的回転重り（１６）と連結する前記駆動軸（１７）が、カバー（１５）に設けられたガイド用凹部（１４）内に摺動可能に取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載のローター装置。
【請求項８】
前記追加的回転重り（１６）が、一方向継手（１８）を介して、前記歯車（７）と軸方向に連結されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項９】
前記歯付き駆動面（６）を有する前記ガイド（５、１９）が、前記ローターの軸に対してほぼ放射状に延在することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１０】
前記ローター（４）が、前記ローター（４）の前記軸（８）に対してほぼ放射状に配置された前記歯付き駆動面（６）を備える多数のガイド（５、１９）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１１】
前記ローター（４）が、前記ローター（４）の前記軸（８）に対してほぼ放射状に配置された、異なる長さの前記歯付き駆動面（６、２２）を備える多数のガイド（５、２１）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１２】
前記ローター（４）が、前記歯付き駆動面（６）を備える複数のガイド（５）を有し、少なくとも２つの追加的回転重り（１６、２３）が異なる慣性モーメントを有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１３】
前記ローター（４）が、前記歯付き駆動面（６）を備える複数のガイド（５）を有し、少なくとも２つの追加的回転重り（１６、２３）が、異なる直径を有する前記歯車（７、２４）によって駆動されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１４】
前記ローター（４）が歯車の形態を有し、その歯（３）が歯付き棒として構成された前記駆動手段（１）と噛み合うことを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【請求項１５】
前記駆動手段（１）がショック・アブソーバ（２）を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のローター装置。
【国際調査報告】
2013540959.tif 000015
2013540959.tif 000016