(57)【要約】本発明は、２つの自由度を持つ伝動装置の切り替え方法、及び該発明性のある切り替え方法を実施するための切り替え配列に関する。該伝動装置は、通常は、エネルギー的にも機能的にも大き過ぎるユニットにより切り替えられている。本発明にて開示される新しい解決方法は、省エネルギーで、しかも信頼性のある切り替えを可能にするものである。本発明による解決のために、パッシブな切り替えユニットが使用される。該切り替えユニットがリリース状態又はブロック状態を取ることによって、伝動装置の出力パーツの作動曲線（少なくとも２つの作動曲線）や位置が切り替えられる。該パッシブな切り替えユニットは、純粋な切り替え工程のための切り替え作業の軽減を可能にし、切り替えユニットの余分な移動を抑制し、それによって、信頼性があって省エネルギーの切り替え作業を可能にする。本発明は、あらゆる種類の伝動装置において、案内機能、力の伝動機能、及びクラッチ機能を使用することができる。
2006502354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの自由度をもつ伝動装置の切り替え方法において、
パッシブ切り替えユニットが切り替え可能な出力パーツに空間的に近いところに配置され、少なくとも２つの伝動部材が動力パーツ及び／又は動力の場を介して連結され、
この連結によって伝動装置が強制作動し、その際、切り替え可能な出力パーツによって前記パッシブ切り替えユニットに負荷がかかっていないという基本状態を呈し、
そしてその基本状態では、入力パーツが作動した結果、切り替え可能な出力パーツが前記パッシブ切り替えユニットに負荷をかけ、
その際、切り替え可能な出力パーツ及び／又はそのほかの出力パーツは、前記切り替えユニットがアンロック状態にあると作動曲線Aを辿り、前記切り替えユニットがロック状態にあると作動曲線Bの上を導かれるか、あるいは作動を妨げられる、
ことを特徴とする切り替え方法。
【請求項２】
２つの自由度をもつ伝動装置の切り替え配列において、
パッシブ切り替えユニットは切り替え可能な出力パーツに空間的に近いところに配置され、少なくとも2つの伝動部材が、動力パーツ及び／又は動力の場を介して連結され、
この連結によって伝動装置が強制作動し、その際、切り替え可能な出力パーツによって前記パッシブ切り替えユニットに負荷がかかっていないという基本状態を呈し、
そしてその基本状態では、切り替え可能な出力パーツ及び／又はそのほかの出力パーツは、前記切り替えユニットがアンロック状態にあると位置Aに、前記切り替えユニットがロック状態にあると位置Bにある、
ことを特徴とする切り替え配列。
【請求項３】
前記切り替えユニットが電動式で切り替えられる、ことを特徴とする請求項１に記載の切り替え方法。
【請求項４】
前記作動曲線及び／又は前記伝動部材の位置が、センサーで追跡または確認される、ことを特徴とする請求項１に記載の切り替え方法。
【請求項５】
前記伝動装置がマニュアルで作動される、ことを特徴とする請求項１に記載の切り替え方法。
【請求項６】
前記伝動装置が錠の中に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の切り替え配列。
【請求項７】
切り替え可能な出力パーツあるいはそのほかの出力パーツがラッチボルトあるいは閂として形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の切り替え配列。
【請求項８】
入力パーツが閂として形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の切り替え配列。
【請求項９】
前記切り替えユニットが錠側に、そして閂は扉側に配置されている、ことを特徴とする請求項６に記載の切り替え配列。
【請求項１０】
前記切り替えユニットの切り替え状態あるいは入力パーツのポジションと関係なく、施錠できる、ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の切り替え配列。
【請求項１１】
前記伝動装置によって物が移動される、ことを特徴とする請求項１、３、４，又は５に記載の切り替え方法。
【請求項１２】
前記切り替えユニットの切り替え状態と関連した伝動装置の伝達機能が、クラッチ機能を実行するために使われる、ことを特徴とする請求項１、３、４，又は５に記載の切り替え方法。
【請求項１３】
作動曲線B及び／又は伝動部材のポジションがセンサーで追跡または確認される、ことを特徴とする請求項１又は３に記載の切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つの自由度をもつ伝動装置の切り替え方法とその配列に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝動装置は、動きと動力を伝達するための、あるいは定められた軌道に沿って物体を移動させるための機械装置である。これらの仕事は適切な伝達機能によって明確にされ、さらに伝達の仕事と案内の仕事に分類される。これらの仕事は連続あるいは平行して行うことが可能である。ところが、これらの仕事は選択される場合もある。そのために、たとえば、ある物を、第１地点から第２地点或いは第３地点に移動させるかどうかの選択が可能である。同じことは、たとえば、停止あるいは作動のいずれかが選択される伝達の機能にも該当する。このような不連続な状態の調整は、機械製造のそれぞれ異なる分野、たとえば操作、開閉、精密装置の技術の分野で必要不可欠である。実現は、多くの自由度をもつメカニズムによってなされ、その際にそれぞれの自由度に１つの駆動装置が割り当てられる。伝動装置の調整は、サーボ駆動、たとえばエンジン、電磁石、水・油圧装置、空気圧、圧電駆動、静電サーボ駆動のようなサーボ駆動によって、あるいはマニュアルとサーボ駆動の組み合わせによって直接行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この方法にはしばしば多数のサーボ駆動が必要で、それに付随して、適切なセンサーを伴った大がかりな制御と調整の技術も必要である。その上、サーボ駆動のサイズを決定する際に、汚れや消耗、そしてそこから生じる伝動装置のロックという状態が考慮されねばならない。そのため、必然的にサーボ駆動は巨大化する。それに応じてエネルギー消費量が総じて上がるため、ほかに述べた点とあいまって、しばしば非常に不経済な方法となる。このような欠点ゆえに、既存の方法の欠点が認められない新しい方法が求められる。
【０００４】
この発明の目的は、伝動装置の作動において、少なくとも２つの、省エネルギーで信頼性が高い状態に調整できるようにすることである。
【０００５】
この発明の目的は、請求項1に記載の切り替え方法と請求項2に記載の切り替え配列によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係る切り替え方法や切り替え配列の、機械的切り替えでは、例えばモータで駆動されるような、連続的な調整とは異なり、例えば双安定の電磁石のような、不連続の状態での調整が行われる。電磁石の切り替え部材、例えばアンカーは、切り替えのために、伝動部材の方の一定の位置へアクティブに動かされるため、電磁石はアクティブな切り替えユニットである。これに対して、切り替えユニットには、伝動部材の動きの２つの不連続な状態、たとえば、１つはアンロック、もう１つはロックという状態を呈する特性がある。切り替え部材は切り替えユニットの一部であり、作動中のそのほかの伝動部材と直接に接触し、この伝動部材から動きと動力を奪い去る。切り替えユニットがアンロック状態であると、その伝動部材は作動においても、一定の限界においては妨げられることがない。あるいは、妨げられてもごくわずかである。これに対して、切り替えユニットがロックすると、伝動部材の動きは強く制限される、あるいは完全に妨げられる。このような切り替えユニットは、独国特許出願公開第１０２１７８２３号明細書に記載されている。もっとも書面にはパッシブサーボユニットと記されている。切り替えユニットは、ここに設定した目的を遂行するための理想的な方法である。というのも、この切り替えユニットのエネルギー消費量は非常に少なく、その機能は不連続な状態での調整を唯一の目的としているからである。
【０００７】
請求項1に記載の切り替え方法、そして請求項2に記載の切り替え配列は2つの自由度をもつ伝動装置を対象としている。その伝動装置は、１つの入力パーツと、１つあるいは多くの出力パーツと、フレームとからなる。そのフレームは、同時に、堅固なカバー部材を形成している。これは伝動装置に対して移動することがなく、入力パーツと少なくとも１つの出力パーツが配置されている。フレームと入力パーツの後部に配置されている伝動部材はそれぞれ、作動するか否かは関係なく、出力パーツと呼ばれる。伝動装置は、出力パーツが入力パーツと関係なく作動するように設計されている。請求項1と請求項2に記載の伝動部材２つが、動力パーツあるいは動力の場を介して連結することによって、伝動装置は強制作動する。動力パーツは、弾力性のある素材でできたスプリング、水・油圧式、空気圧式のスプリング、そして磁気、電気、流体動力の動力の場、あるいは重力の場、かも知れない。動力の連結を適切に選択することによって、伝動装置は限定された方法で強制作動する。つまり、入力パーツのそれぞれのポジションには、それぞれに相応する出力パーツのポジションがあり、この出力パーツは切り替え可能な出力パーツ及び／又は請求項1と請求項2に記載されたように、そのほかの出力パーツでもあるので、結果として伝動装置全体のポジションが存在する。これらの出力あるいは入力のポジションのすべては、それぞれの作動曲線によって表すことが可能である。請求項1と請求項2に記載されたように、切り替え可能な出力パーツに空間的に近いところに、切り替えユニットが配置されている。ここで空間的に近いということは、切り替え可能な出力パーツと切り替えユニットが、効果的なユニットを構成できるということである。２つの伝動部材の間に動力の連結を伴う伝動装置は、初期荷重を与えたこの状態で、切り替え可能な出力パーツの作動曲線に沿って少なくともある状態、つまり基本状態にあるように設計されている。それは切り替えユニット、とくに切り替え部材に、切り替え可能な出力パーツによる負荷がかかっていない状態である。伝動装置の作動開始のポジションあるいは停止のポジションは、この基本状態に有利である。ところがそれは、入力パーツまたは伝動装置作動中の動きの中間状態でもありえる。この中間状態では、上述の作動曲線が一定の間隔において基本状態を呈する。こういう場合には必ず、基本状態において切り替えユニットが自動的に切り替わる。その際、請求項1と請求項2に記載されたように、切り替えユニットに負荷がかからないからである。切り替えユニットは、アンロックとロックのいずれかの状態を取り得る。アンロック状態のときには、切り替えユニットは伝動装置に影響を及ぼさない。そのため、切り替え可能な出力パーツ及び／又はそのほかの出力パーツは作動曲線Aを辿ることが可能である。この作動曲線Aはもっとも単純なケースでは、この作動曲線Aは、伝動装置に初期荷重を与えた結果として必然的に生じた上述の作動曲線と一致している。切り替えユニットがロックすると、ロックしていない状態とくらべて、そのときどきの出力パーツにほかのポジションが生じる。そのため、そのときどきの出力パーツにもほかの作動曲線が生じる。この作動曲線Bは作動曲線Aとは異なっている。類似しているところは、請求項2に記載されたように、切り替えユニットの状態次第で、切り替え可能な出力パーツ及び／又はそのほかの出力パーツのためにAとBの2つの位置を調整できることである。どちらの場合も、伝動装置にとってごく低いエネルギー消費量で、少なくとも2つの異なった切り替え状態を確実に実現することができる。
【０００８】
請求項3に記載されたように切り替えユニットを電動式にし、そして請求項4に記載されたように作動曲線及び／又は伝動部材の位置を、または請求項13に記載されたように作動曲線及び／又は伝動部材のポジションをセンサーで追跡できるか、または確認できるならば、切り替えの機能と伝動装置の設計の実行に、そして切り替え可能な伝動装置の信頼性に、大きなメリットが生じる。センサーは、たとえば音式のものでも、ただの１つの電気スイッチでも、あるいは切り替え部材や伝動部材との関係で作動される電気スイッチとしても良い。そのため、適切な伝動装置を、伝動装置の切り替えの電子制御と容易に組み合わせることが可能である。
【０００９】
実際は電動式の切り替え機構があとまわしに記載されることが多いが、請求項5に記載のマニュアルで作動される伝動装置ではとくにメリットが生じる。ここでは、アクティブな切り替えユニットと比べると、パッシブな切り替えユニットの方がごく低いエネルギー消費であるため、燃費計算では、つねに有利である。このことは、本来純粋に機械的な構造であった錠の使用範囲全体にも大幅に該当する。したがって、錠の機能と錠の解除およびロックなどのための電動式切り替えのため、請求項6に記載の、錠の中での適切な伝動装置の配置はとくに有利である。この場合、錠特有の伝動部材は、たとえば請求項7に記載されたように切り替え可能な出力パーツあるいはそのほかの出力パーツをラッチボルトあるいは閂として、あるいは請求項8に記載されたように入力パーツを閂として形成することによって、切り替え可能な伝動装置に直接組み込むことが可能である。その際、たとえば、パッシブな切り替えユニットを扉枠に、または請求項9に記載されたように、パッシブな切り替えユニットを錠側に、そして閂は扉側に配置することによって、切り替え可能な伝動装置とは分離して配置することが可能である。扉が施錠されているならば、伝動部材全部とパッシブな切り替えユニットとは切り替えの仕事を遂行するために、相互にしっかりと固定されている。
【００１０】
施錠のプロセスは開錠のプロセスと別々に見るべきである。請求項１０に記載されたように、切り替えユニットの切り替え状態と関係なく、また、扉の取っ手、扉の握りあるいは扉の閂のような入力パーツのポジションとも関係なく施錠できるなら、それは一定の錠と錠の機能にとってメリットである。
【００１１】
そのほかの使用範囲として、請求項11に記載の伝動装置がある。これらには、物の移動（例えば、分類したり、保持したりするための移動）、あるいはそれぞれの指令にしたがってさまざまな軌道曲線の上を移動させる目的がある。最後に、請求項12に記載されたように、本発明に係る切り替え方法をクラッチ機能の実行に利用することも可能である。ここで、切り替えユニットによって、それぞれ異なる伝達機能をクラッチのそれぞれ異なる機能を遂行するために調整することが可能である。
【実施例】
【００１２】
図１は５部分からなる伝動装置の図解である。ここでは２つの案内の仕事が上述の軌道曲線A（符号1参照）と軌道曲線B（符号2参照）を経て実行される。入力パーツ3であるクランクはフレーム4に配置され、連結された出力パーツ5を駆動する。出力パーツ5はカプラー6、スイングアーム7、スライディングブロック8で構成されている。強制作動は請求項2に記載されたように、出力パーツ5のスイングアーム7、スライディングブロック8の間に配置された2つの動力パーツ9を介して達せられる。動力パーツ9は、初期荷重を与えられた2つのスプリングという形である。切り替えユニット10は出力パーツ5のスイングアーム7の隣に配置され、この図では負荷が解消された状態にある。そのため、図１で示した状態は同時に伝動装置の基本状態を表している。切り替えユニット10がロックする状態にあり、そしてロックされた切り替え部材24によって出力パーツ5のスイングアーム7の作動が妨げられると、連結点11は請求項1に記載されたように作動曲線B（符号2参照）を辿る。出力パーツ5のスイングアーム7の作動が請求項1に記載されたように切り替えユニット10に妨げられることがなければ、連結点11は作動曲線A（符号1参照）を辿る。作動曲線A（符号1参照）と作動曲線B（符号2参照）の間の切り替えは、請求項11に記載されたように、たとえば連結点11に沿って物を移動させ、あるいは分類するのに適切である。
【００１３】
図2は、請求項6に記載されたように錠の中の閂駆動として使用するための、3部分からなる伝動装置の図解である。入力パーツ3としての閂のフレーム12、取っ手13、そして出力パーツ5としての閂１４から構成されている。取っ手13と閂１４の間にスプリング15、そして閂のフレーム12と取っ手13の間にそのほかのスプリング16がある。伝動装置は閂のフレーム12で扉17にしっかり固定されている。扉17を閉める際に、閂１４のフックとして形成されたパーツである閂フック18は、錠19で戸当たりに対してスプリングをつけて設けられたラッチボルト20の後ろにカチッと音を立てて掛かる。閂フック18のすぐ下に、切り替えユニット10の切り替え部材24がある。開閉のプロセスを解説するために、図2が示す配置が、図3では入力パーツ3の取っ手13の異なった位置で示されている。基本ポジションは、図3aに示されるものであって、請求項1と請求項2に記載されたように、動力パーツ9のスプリング15を介して実現される。出力パーツ5の閂１４への強制作動は、入力パーツ3の取っ手13、そして出力パーツ5の閂１４の間でスプリングの初期荷重を介して行われる。この初期荷重によって伝動装置の調整が入力方向と関係無く行われる。切り替えユニット10がロックすると、出力側の角度22よりも大きい入力側の角度21（図3b参照）によって、出力パーツ5の閂１４で切り欠きが生じる。これに対して、切り替えユニット10の切り替え状態がアンロック状態であると、出力パーツ5の閂１４は、入力パーツ3の取っ手13と共に、入力側の角度21が出力側の最大角度の23に達するまで移動する（図3 c参照）。その際に出力パーツ5の閂１４に切り欠きが生じることはない。したがって、請求項1に記載されたように切り替え可能な動力伝達機能を利用している間は、出力パーツ5の閂１４の解除、伝動装置の解除に切り替えることが可能である。
【００１４】
閂１４は請求項9に記載されたように扉側に配置されていて、扉が閉じている場合、ラッチボルト20が閂フック18へ確実に連動することによって、錠19の中で支えられる。この確実な連動状態の基本ポジションは図3aと図4aの通りであり、パッシブ切り替えユニット10がロックした状態では図3bと図4bの通りである。
【００１５】
切り替えユニット10がアンロック状態である場合、図4cで示すように、閂１４、とくに閂フック18とラッチボルト20の間の確実な連動状態は解消され、閂１４は錠側でリリースされる。その上、閂１４で斜角面にすることとスプリング16を回転方向と関係なく連結することによって、請求項10に記載の錠側の施錠は入力パーツ3の回転角と関係なく実現される。
【００１６】
図5は差し込み錠の捻心部分での伝動装置の配置を示していて、請求項1から3、5、6、12に記載されたように、新開発の伝動装置で切り替えユニット10が作動した際のクラッチの使用について図解している。入力パーツ3と出力パーツ5は同じ点25で支持されている。回転の中心点25はフレーム4の中にしっかり固定されている。そのほかの出力パーツ5のレバー26は、切り替え可能な出力パーツ5である。それは入力パーツ3の中に配置されていて、スプリング15と突出部27を介して出力パーツ5に対して初期荷重を与えている。図5aは伝動装置の基本状態を示している。入力パーツ3が入力側の角度21だけ回転されると（図5b参照）、レバー26は回転の中心点28のまわりを回転し、スプリング１５は緩む。フレーム4の中にしっかり配置された切り替えユニット10がレバー26の作動をロックすると、出力パーツ５を一緒に回転させることなく、図５ｃに示すように角度２９まで入力パーツ３だけを回転させることが可能となる。切り替えユニット10がアンロック状態であると、図５ｄに示すように、レバー26は（切り替えユニット10によって）妨げられることなく、角度30だけ、出力パーツ5のノッチへと回転する。一定の入力側の角度31以上から、出力パーツ5は連結される（クラッチをつないでいる）。そのため、その後は、図5eに示すように、出力パーツ5は入力パーツ3と共に移動する。該連結されるまで、つまり入力側の角度31に達するまで、出力パーツ5（図5d参照）は静止している。入力側の角度31以上から、入力パーツ3は出力パーツ5と共に、入力側の角度32と出力側の角度22のコンスタントな角度差、つまり入力側の角度3を保ちながら回転する（図5e参照）。
【００１７】
このクラッチは扉側にもフレーム側にも取り付けることができ、閂あるいはラッチボルトの取り付け部として利用することも可能である。あるいは、請求項12に記載されたように、別の使用における構成要素となることが見込まれる。
【００１８】
図6は請求項1と請求項2に記載されたように、３部分からなる伝動装置を図解している。ここには請求項8と請求項9に記載されたように、閂１４、切り替えユニット10ならびに伝動装置が錠側に配置されている。錠19の中には、停止機能のある入力パーツ3として２つの方向に移動するように設計されたシリンダー形閂33がある。閂１４が錠19の側へ移動すると、閂１４はシリンダー形閂33を軸方向に移動させ、閂フック18によってこの方向で停止するため、錠19が施錠される。シリンダー形閂33の回転によってのみ、錠19を開錠することが可能である。開錠と施錠の際の作動の連結によって、請求項10のとおりに、切り替えユニット10の切り替えの状態とは関係なく、錠19の施錠が可能である。シリンダー形閂33は動力パーツ9のスプリング15を介して、フレーム4の錠19に連結している。スプリング15は戸当たり34に向かって回転する形で、錠19に向かって軸方向に初期荷重を与えられる。これによって、請求項1に記載されたように、入力パーツ3のシリンダー形閂33の基本状態が設けられている。
【００１９】
閂33の中の回転の中心点25には、切り替え可能な出力パーツ5としてのストップレバー35が支持されている。図7aで明らかなように、ストップレバー35の強制作動は請求項1に記載されたように、スプリング36、シリンダー形閂33の幾何学的な配置とストップレバー35によって行われる。そのため、スプリング15とスプリング36は、錠19の中の戸当たり34と連繋して、伝動装置全体の基本状態を呈している。この基本状態では請求項1に記載されたように、切り替えユニット10は無負荷である。閂１４が錠１９から出る方向に距離37だけ移動すると（図７b参照）、シリンダー形閂33は入力側の角度21だけ回転し、それに伴い、切り替えユニット10には負荷がかかる。切り替えユニット10がロック状態にあると、ストップレバー35が回転の中心点25のまわりを回転し始める。切り替えユニット10がロックして、閂１４が距離38だけ移動するやいなや（図7c）、シリンダー形閂33は角度31だけ回転する。それに応じて、ストップレバー35も回転の中心点25のまわりを反対方向へ、角度22だけ回転する。図7cで示したポジションに達すると、ストップレバー35は錠19の中の確実な連動によってシリンダー形閂33をロックする。切り替えユニット10がアンロック状態であると、ストップレバー35はシリンダー形閂に比例して基本状態に留まる。そのため、シリンダー形閂33は入力側の角度31以上を移動することができる。閂１４は距離39を移動し、シリンダー形閂33は角度32だけ回転し、閂１４はリリースされる（図7d参照）。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係る方法を本発明に係る配列で実行するための5部分からなる伝動装置を示す図である。
【図２】図２は、閂側の３部分からなる伝動装置を有する、錠の側面図である。
【図３】図３は、錠側の切り替えユニットを有する伝動装置であって、図２の部分図であり、閂の位置が異なるものである。
【図４】図４は、錠側のラッチボルトを有する伝動装置であって、図２及び図３の部分図であり、閂の位置が異なるものである。
【図５】図５は、扉の差し込み錠の捻心部分における伝動装置の配列を示す図である。
【図６】図６は、３部分からなる伝動装置を有する錠、を示す図である。
【図７】図７は、図６の錠の側面図であって、閂の位置が異なるものである。
【符号の説明】
【００２１】
1    軌道曲線A
2    軌道曲線B
3    入力パーツ
4    フレーム
5    出力パーツ
6    カプラー
7    スイングアーム
8    スライディングブロック
9    動力パーツ
10    切り替えユニット
11    連結点
12    閂のフレーム
13    取っ手
14    閂
15    スプリング
16    スプリング
17    扉
18    閂フック
19    錠
20    ラッチボルト
21    入力側の角度
22    出力側の角度
23    出力側の角度
24    切り替え部材
25    回転の中心点
26    レバー
27    突出部
28    回転の中心点
29    入力側の角度
30    レバーの角度
31    入力側の角度
32    入力側の角度
33    シリンダー形の閂
34    戸当たり
35    ストップレバー
36    スプリング
37    距離
38    距離
39    距離
【図１】
2006502354.tif 000003
【図２】
2006502354.tif 000004
【図３】
2006502354.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006502354.tif 000007
【図６】
2006502354.tif 000008
【図７】
2006502354.tif 000009
【国際調査報告】
2006502354.tif 000010
2006502354.tif 000011
2006502354.tif 000012
2006502354.tif 000013
2006502354.tif 000014
2006502354.tif 000015