JP2003535288A - スクリューとナットとスクリューに対して取り付けられたケーブルとからなる伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ケーブルまたは他の任意の長尺直線状部材（４）と、スクリューおよびナットからなる移動変換アセンブリに属するスクリューの軸方向キャビティ（２）の中央に配置された取付手段（３）と、に関するものである。そのような構成において、長尺直線状部材（４）の固定ポイントとナットとの間においてスクリュー上にもたらされる曲げ力が小さく、そのため、スクリュー（１）を、曲げ応力や固着から保護することができるとともに、伝達機構をなすアセンブリ全体を、過度の摩擦応力から保護することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、スクリューと、ナットと、スクリューに対して取り付けられた例え
ばケーブルといったような長尺直線状部材と、を備えてなる伝達機構（トランス
ミッション）に関するものである。長尺直線状部材の動きは、ナットの回転運動
とスクリューの並進運動との間の変換によって、スクリューを使用して制御され
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】

ループ状に巻回されているかどうかは別として、運動伝達ケーブルの駆動方法
には、多くのものが存在する。しかしながら、ほとんどの場合、モータ速度をギ
ヤによって減速させて、ケーブルによって伝達される力を増大させる。あるシス
テムにおいては、異なる直径の２つのプーリが設けられ、これらプーリ間にケー
ブルが巻回される。可能であれば、直径が小さい方のプーリの周囲に数回巻き付
けることによって、グリップ力を増大させる。小径プーリは、ドライバであって
、回転は小さいものの、大径プーリに対して、実質的に大きなトルクを伝達する
。このシステムの欠点は、両プーリがかなり小さな直径のプーリであっても大き
なスペースが必要なこと、スリップを完全に防止するのが困難なこと、および、
小径プーリ上に位置したケーブル部分がかなり大きな角速度を受けそのため疲労
が増大ししたがって比較的早く摩耗してしまうこと、である。

【０００３】 他のシステムにおいては、ギヤ減速手段が設けられる。しかしながら、この機
械的手段は、実質的に遊びを有しており、このため、不正確さが避けられない。
また、この場合にも、大きなスペースが必要とされる。他の構成においては、ケ
ーブルの動きは、駆動ケーブルと従動ケーブルとの間の移動をブロック型ギヤに
よって減速することにより制御される。しかしながら、ブロックは、複数の複雑
な部材からなる装置であって、全体としての信頼性に問題がある。

【０００４】 本発明に対して関連性を有しているような、最後のグループをなすケーブル伝
達機構の移動方式は、スクリューとナットとからなるシステムである。スクリュ
ーとナットとの一方の部材が、モータによって駆動され、他方が、ケーブルに対
して取り付けられる。このようなシステムにおいては、優秀な減速性能と良好な
公称抵抗とが得られる。しかしながら、両部材が案内される必要があるという深
刻な問題と、起こり得る軸合わせ欠陥を、スクリューとナットとケーブルとの間
において考慮しておかなければならないという深刻な問題と、が発生する。

【０００５】 後者の現象は、スクリューとナットとの間においてかなりの摩擦を引き起こす
とともに、スクリュー上においてかなりの曲げモーメントを引き起こす。これに
より、効率と、予想寿命と、が妥協されることとなる。スクリューとナットとを
軸合わせ状態に維持しつつスクリューとナットとを案内することができ上記欠点
を解消し得るような機構は、かなり面倒なものであって、さらに摩擦を増大させ
てしまう。この理由のために、スクリューの傾斜移動に対しての追従を可能とす
るとともにケーブルや他の連結部材が取り付けられるカルダン式自在継手を使用
して、フレーム上にナットを取り付けるという提案がなされた（仏国特許出願公
開明細書第２ ７８２ ４６７号）。カルダン式自在継手は、カルダン式自在継手
の回転軸がナットの回転中心に向けて収束するようにして、ナットを包囲しなけ
ればならない。これでは、多くの用途において、アセンブリがかさばってしまう
こととなる。さらに、他のカルダン式自在継手が、スクリューと、スクリューに
対して取り付けられる連結部材との間に、配置される。

【０００６】 したがって、例えばケーブルといったような伝達部材と、この伝達部材が取り
付けられるスクリューと、ナットと、の間の軸合わせを改良するために、あるい
は、軸合わせ欠陥の影響を少なくとも低減するために、他の手段が使用される。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

よって、最も一般的な態様において、本発明は、長尺直線状部材と、モータと
、スクリューおよびナットからなるアセンブリと、を具備するとともに、ナット
がスクリューをスライドさせることができるとともに、ナットがモータによって
駆動され、長尺直線状部材がスクリューに対して取り付けられているような、伝
達機構であって、スクリューには、軸方向キャビティが形成され、長尺直線状部
材は、スクリューに対して、キャビティ内に収容された取付手段によって取り付
けられ、長尺直線状部材と取付手段との組合せが、スクリューに対しての角度位
置に関してフレキシブルであることを特徴としている。

【０００８】 取付手段は、好ましくは、スクリュー上においてナットの中央位置に位置して
いる。この構成により、ナットと長尺直線状部材の取付ポイントとの間において
スクリュー上にもたらされる曲げモーメントが、レバーアームの短さに応じたも
のとなり、すなわち小さなものとなる。

【０００９】 特に長尺直線状部材がループ状に巻回されている場合には、キャビティと長尺
直線状部材とが、スクリューの一端または両端から突出することができる。長尺
直線状部材は、フレキシブルなケーブルとすることも、剛直ロッドとすることも
、あるいは、フレキシブルなラッシュとすることも、できる。取付手段は、長尺
直線状部材に応じたものとされる。長尺直線状部材がフレキシブルな部材である
場合には、取付手段は、スクリュー内に配置されたセッティンとするだけで十分
である。剛直ロッドとスクリューとの間の角度変化を可能とするためには、取付
手段は、一重または二重関節結合機能を有したものや、ボール・ソケット型ジョ
イントとする必要がある。

【００１０】 長尺直線状部材が捻りに関して剛直でない場合には、スクリューには、フレー
ムまたは他の固定部分に対しての回転阻止手段を、通常は設けるべきである。こ
の回転阻止手段は、スクリューの延在方向に移動可能とされたランナとすること
ができ、あるいは、より一般的には、例えばOldhamカップリングや同様の特性を
有した他の任意のカップリングといったような横方向２自由度カップリングとす
ることができる。

【００１１】 長尺直線状部材の取付手段は、キャビティ内に係合したスペーサであって取付
手段を係止するスペーサによって、スクリュー内に保持することができる。スク
リュー上には、スペーサを係止しているとともに長尺直線状部材を貫通させてい
る中空キャップを取り付けることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

以下、本発明の様々な実施形態を示している図１〜図１０を参照しつつ、本発
明についてさらに詳細に説明する。

【００１３】 図１は、無端スクリュー（１）を示しており、この無端スクリューには、軸方
向キャビティ（２）が貫通形成されている。軸方向キャビティ（２）の中央には
、伝達ケーブル（４）を備えたセッティング（台座）（３）が、貫通配置されて
いる。伝達ケーブルには、図示しない駆動部材が固定されている。ケーブル（４
）は、無端ループを形成することができ、特にこの構成においては、セグメント
を形成することができる。セッティング（３）は、キャビティ（２）の両側部に
おいて、セッティング（３）とキャビティ（２）の開口のうちの一方との間にわ
たって延在するブッシュの形態とされたスペーサ（５）によって、保持されてい
る。キャビティ（２）の開口は、キャップ（６）によって保持されている。キャ
ップ（６）は、スクリュー（１）の端部ネジ山上に係合したナット部（７）と、
ケーブル（４）を挿通させるための中央開口（８）と、スペーサ（５）をキャッ
プ（２）内における所定位置に保持するための係止部（９）と、を有している。

【００１４】 図２は、同様の構成を示している。しかしながら、図２の構成においては、キ
ャビティ（１０）が、ブラインド（閉塞タイプ）とされているとともに、セッテ
ィング（３）が、このキャビティのボトムに対して当接することによって支持さ
れている。この場合には、一端が有限長さとされたケーブル（１１）がセットさ
れている。

【００１５】 本発明は、フレキシブルなケーブルに代えて剛直ロッド（１２）を使用した場
合にも、実施することができる（図３）。この場合、セッティング（３）は、剛
直ロッド（１２）の一端を保持するための関節結合によって代替されている。特
に、剛直ロッド（１２）の一端を保持するための、二重型関節結合またはボール
・ソケット型ジョイントによって代替されている。図１および図２における構成
の他の見地は、残すことができる。さらに、スペーサ（５）として機能するブッ
シュと係止体として機能するキャップ（６）とを有した構成が、この場合には、
残されている。

【００１６】 伝達機構の全体が、図４に示されている。フレーム（１４）は、中空シャフト
モータ（１５）を収容している。このモータ（１５）は、ハブ（１６）を駆動す
る。ハブ（１６）は、モータ（１５）から延出されており図１におけるスクリュ
ー（１）等といったような上述したようなスクリューを駆動するナット（１８）
を収容するためのものである。スクリュー（１）は、ナット（１８）内において
係合しており、ナットに印加される動きに依存して、ハブ（１６）内へと侵入す
ることができる。ハブ（１６）内へは、常に、ケーブル（４）の一ブランチが貫
通している。スクリュー（１）の他端には、ピン（１９）が設けられている。ピ
ン（１９）は、フレーム（１４）に属するスリーブ（２２）のワイド開口グルー
ブ（２１）内を転動するローラ（２０）を支持している。スクリュー（１）と一
体的とされたこの移動ランナシステムは、スクリュー（１）の回転移動と対抗す
る。したがって、ナット（１８）は、移動ランナシステムを、グルーブ（２１）
に沿ってスクリュー（１８）と平行にスライドさせることができるとともに、な
おかつ、グルーブ（２１）のトラック幅および開口幅のおかげで、ケーブル（４
）に課された牽引力の関数として、固定スリーブ（２２）内においてスクリュー
（１）をわずかに横方向傾斜させる。最後に、ハブ（１６）は、一対のベアリン
グ（２３）によって、フレーム（１４）内に保持される。

【００１７】 この場合にはスリーブ（２２）であるような、スクリュー（１）とスクリュー
（１）の案内部材との間の機械的連結部材は、Oldhamカップリングとほぼ同等の
ものでなければならない。そのようなカップリングは、連結している各部材の横
方向移動を吸収し得るという特性を有している。先の実施形態においては、ロー
ラ（２０）は、一方側に対しては、グルーブ（２１）のトラックを離れることな
く変位することができ、他方側に対しては、トラックから浮き上がる。ローラ（
２０）が、スクリュー（１）の回転移動に対抗するものとして使用されているこ
とにより、ローラ（２０）は、グルーブ（２１）内において密着して案内される
必要はない。

【００１８】 しかしながら、ローラ（２０）が、開口が狭すぎてスクリュー（１）の十分な
移動を許容し得ないようなグルーブ（２１）内に設置されている場合には、グル
ーブ（２１）の開口方向を向いて配置されかつスクリュー（１）の端部部材（３
２）をスライドさせるための中央スライダ（３１）が付設されているフレーム（
３０）上にローラ（２０）を取り付けることによって（図７）、あるいは、同一
方向においてフレキシブルであるようなリーフ形状支持体（３３）を使用してラ
ンナ（３４）の端部部材（３２）とローラ（２０）とを連結することによって（
図８）、必要なフレキシブルさを確保することができる。リーフ形状スプリング
（３３）に代えて、ベローズを使用することができる。その場合には、アセンブ
リは、グルーブ（２１）の幅方向にフレキシブルとなる。これにより、グルーブ
として、スクリュー（１）に対して平行なスライダ（３５）の形態をなす厳密な
ガイドブッシュを使用することができる。スライダ（３５）上にわたっては、ラ
ンナ（３７）に対して連結されたリング（３６）がスライドすることとなる。ラ
ンナ（３７）には、ベローズ（３９）を使用して（図９）あるいは Oldham カッ
プリング（４０）を使用して（図１０）、スクリュー（１）の端部部材（３８）
を連結することができる。

【００１９】 スクリュー（１）の長さ方向略中央部に配置されておりそのため中央位置付近
に位置しているセッティング（３）が、スクリュー（１）が極端な位置に位置し
ている場合であっても、ナット（１８）に近い位置に留まっていることがわかる
。ケーブル（４）によってセッティング（３）に対して鉛直方向の曲げがもたら
された場合でも、セッティング（３）とナット（１８）との間にもたらされる力
は、それほど大きくなることがなく、スクリューの固着や曲がりというリスクが
実質的に低減され、また、セッティング（３）とナット（１８）との間に摩擦が
発生するというリスクが実質的に低減され、恒久的な損傷の発生が防止される。
実験室内における実験によって、このことが検証された。特に、摩擦力が、スク
リュー・ナットシステムの理論値に近い値となっていることが測定された。本発
明による効果の１つは、したがって、このシステムを効果的なものとすることで
ある。

【００２０】 図５は、同様の構成を示しており、図５においては、中空シャフトモータ（１
５）が、フレーム（１４）に対して外付けされた（外部に設置された）モータ（
２４）によって代替されている。モータ（２４）は、プーリといったようなもの
どうしの間に張られた駆動ベルト（２５）を使用して、ハブ（１６）の一端を駆
動する。

【００２１】 図６は、複合型伝達機構を示している。スクリュー（１）の内部には、単一ケ
ーブルとしての単一部分（２６）が配置されている。単一部分（２６）に対して
は、長尺直線状部材の付加的部分（２７）が連結されている。付加的部分（２７
）は、連結部分において複数のケーブルストランド（２８）へと分割されており
、拡径器（２９）を介して単一部分（２６）へと連結されている。この構成は、
必要であれば、スクリュー（１）の両サイドにおいて実施することができる。長
尺直線状部材は、先の実施形態のようにループの形態とすることも、また、他の
形態とすることも、できる。

【００２２】 本発明を他の態様で実施し得ることは明らかである。長尺直線状部材が捻りに
関して剛直であり回転不可能であって捻りに関して剛直であるような連結によっ
てスクリューに対して連結されている場合には、回転阻止手段は不要となる。こ
のような構成においては、スクリュー（８０）の回転の阻止は、長尺直線状部材
自体の主要構成要素によってもたらされる。図３の場合には、バー（１２）が捻
りに関して剛直であり、そのため、回転しないボディに対して取り付けられかつ
ボール・ソケット型ジョイント（１３）に代えて二重関節結合が使用されている
場合には、スクリューを保持する。

【００２３】 本発明に対しては、多数の応用を提案することができる。伝達機構は、ボディ
を回転させることができ、ボディを駆動することができ、あるいは場合によって
は、ボディを、回転駆動したりまたは並進移動させたりすることさえできる。ガ
イドホイールの操縦の制御に本発明を使用することは、既に予定されている。ま
た、従来的緩衝手段の補完のために、本発明によって回転可能とされているレバ
ーに懸架されたホイールに対してのアクティブサスペンションとして機能させる
ことは、既に予定されている。

【００２４】 伝達機構がフレキシブルであって張力を必要とする場合には、張力は、スプリ
ングや釣合錘や伝達機構がなすループ構成によって、得ることができる。

【００２５】 上記の説明が、本発明のすべての可能な形態や特にすべての可能な構成モード
に言及し尽くしていないことは、明らかである。説明したものは、様々な態様で
組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図２】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図３】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図４】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図５】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図６】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図７】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図８】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図９】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【図１０】 本発明の様々な実施形態を示す図である。

【符号の説明】 １ スクリュー ２ 軸方向キャビティ ３ セッティング（取付手段） ４ ケーブル（長尺直線状部材） ５ スペーサ ６ キャップ（中空キャップ） １１ ケーブル（長尺直線状部材） １２ 剛直ロッド（長尺直線状部材） １３ ボール・ソケット型ジョイント（取付手段） １４ フレーム １５ モータ １８ ナット １９ ピン（回転阻止手段） ２０ ローラ（回転阻止手段） ２１ ワイド開口グルーブ ２２ スリーブ（フレーム） ２４ モータ ２６ 単一部分 ２７ 分割部分 ２９ 拡径器 ３１ 中央スライダ ３３ リーフ型スプリング ３５ スライダ ３７ ランナ ３９ ベローズ（カップリング） ４０ Oldhamカップリング（カップリング）

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年４月８日（２００２．４．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】 よって、最も一般的な態様において、本発明は、長尺直線状部材と、モータと
、スクリューおよびナットからなるアセンブリと、を具備するとともに、ナット
がスクリューをスライドさせることができるとともに、ナットがモータによって
駆動され、長尺直線状部材が、スクリューに対して、ナットの回転移動とスクリ ューの並進移動との間の移動変換を通してスクリューによって長尺直線状部材の 移動を制御し得るようにして、 取り付けられ、長尺直線状部材と、スクリューに 対してアームを有した長尺直線状部材を取り付けるための取付手段と、の組合せ が、スクリューに対しての角度位置に関してフレキシブルである ような、伝達機
構であって、この伝達機構は、スクリューには、軸方向キャビティが形成され、 取付手段が、キャビティ内に収容されている ことを特徴としている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１６】 伝達機構の全体が、図４に示されている。フレーム（１４）は、中空シャフト
モータ（１５）を収容している。このモータ（１５）は、ハブ（１６）を駆動す
る。ハブ（１６）は、モータ（１５）から延出されており図１におけるスクリュ
ー（１）等といったような上述したようなスクリューを駆動するナット（１８）
を収容するためのものである。スクリュー（１）は、ナット（１８）内において
係合しており、ナットに印加される動きに依存して、ハブ（１６）内へと侵入す
ることができる。ハブ（１６）内へは、常に、ケーブル（４）の一ブランチが貫
通している。スクリュー（１）の他端には、ピン（１９）が設けられている。ピ
ン（１９）は、フレーム（１４）に属するスリーブ（２２）のワイド開口グルー
ブ（２１）内を転動するローラ（２０）を支持している。スクリュー（１）と一
体的とされたこの移動ランナシステムは、スクリュー（１）の回転移動と対抗す
る。したがって、ナット（１８）は、移動ランナシステムを、グルーブ（２１）
に沿ってスクリュー（１）と平行にスライドさせることができるとともに、なお
かつ、グルーブ（２１）のトラック幅および開口幅のおかげで、ケーブル（４）
に課された牽引力の関数として、固定スリーブ（２２）内においてスクリュー（
１）をわずかに横方向傾斜させる。最後に、ハブ（１６）は、一対のベアリング
（２３）によって、フレーム（１４）内に保持される。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺直線状部材（４，１１，１２）と、モータ（１５，２４
   ）と、スクリュー（１）およびナット（１８）からなるアセンブリと、を具備す
   るとともに、前記ナットが前記スクリューをスライドさせることができるととも
   に、前記ナットが前記モータによって駆動され、前記長尺直線状部材が前記スク
   リューに対して取り付けられているような、伝達機構であって、 前記スクリューには、軸方向キャビティ（２）が形成され、 前記長尺直線状部材は、前記スクリューに対して、前記キャビティ内に収容さ
   れた取付手段（３，１３）によって取り付けられ、 前記長尺直線状部材と前記取付手段との組合せが、前記スクリューに対しての
   角度位置に関してフレキシブルであることを特徴とする伝達機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の伝達機構において、 前記取付手段（３，１３）が、前記スクリュー上において前記ナットの中央位
   置に位置していることを特徴とする伝達機構。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の伝達機構において、 前記キャビティと前記長尺直線状部材とが、前記スクリューを完全に貫通して
   いることを特徴とする伝達機構。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝達機構において、 前記長尺直線状部材が、フレキシブルなケーブル（４）であり、 前記取付手段（３）が、セッティングであることを特徴とする伝達機構。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝達機構において、 前記長尺直線状部材が、剛直ロッド（１２）であり、 前記取付手段が、二重関節結合機能を有したものであることを特徴とする伝達
   機構。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝達機構において、 前記長尺直線状部材が、捻りに関して剛直であり、 前記スクリューが、回転自由であることを特徴とする伝達機構。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝達機構において、 前記スクリューには、フレーム（１４，２２）に対しての回転阻止手段（１９
   ，２０）が設けられていることを特徴とする伝達機構。
8. 【請求項８】 請求項７記載の伝達機構において、 前記回転阻止手段が、前記スクリューの延在方向に移動可能とされたランナを
   備えていることを特徴とする伝達機構。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の伝達機構において、 前記回転阻止手段が、前記スクリューと前記フレームとの間における前記スク
   リューの横方向傾斜移動に関しての２自由度カップリングを備えていることを特
   徴とする伝達機構。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の伝達機構において、 前記カップリングが、ワイド開口グルーブ（２１）を備え、 該ワイド開口グルーブ（２１）内を、前記ランナのローラ（２０）が、前記ス
    クリューの側面上において２次元的に移動可能とされ、 前記ランナ（１９）が、前記スクリューに対して連結されていることを特徴と
    する伝達機構。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の伝達機構において、 前記カップリングが、ワイド開口グルーブを備え、 該ワイド開口グルーブ（２１）内を、前記ランナのローラ（２０）が、前記ス
    クリューの側面上において１次元的に移動可能とされ、 前記ランナ（１９）が、前記スクリューに対して、前記グルーブの１つの開放
    方向におけるフレキシブルさをもたらす手段（３１，３３）を介して、連結され
    ていることを特徴とする伝達機構。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の伝達機構において、 前記手段が、リーフ型スプリング（３３）であることを特徴とする伝達機構。
13. 【請求項１３】 請求項７記載の伝達機構において、 前記回転阻止手段が、スライダ（３５）を備え、 該スライダ上を、前記スクリュー（１）の側面上において２次元的にフレーム
    であるようなカップリング（３９，４０）を介して前記スクリューに対して連結
    されたランナ（３７）がスライドすることを特徴とする伝達機構。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の伝達機構において
    、 前記キャビティ（２）内に係合したスペーサ（５）であって、前記取付手段（
    ３，１３）を係止する、スペーサ（５）と、 前記スクリュー（１）上に配置され、前記スペーサを係止しているとともに、
    前記長尺直線状部材を貫通させている、中空キャップ（６）と、 を具備していることを特徴とする伝達機構。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の伝達機構において
    、 前記長尺直線状部材が、前記スクリュー（１）内に配置された単一部分（２６
    ）と、前記スクリューの外部に配置されかつ拡径器（２９）を介して前記単一部
    分に対して連結された分割部分（２７）と、を備えていることを特徴とする伝達
    機構。