JP2014501894A5

JP2014501894A5 -

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Publication number: JP2014501894A5
Application number: JP2013546213A
Authority: JP
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-01-15

Description

さらに別の側面においては、本発明は、中心軸線回りに回転可能な従動部材にトルクを伝達するロック機能付きドライブ・アセンブリである。このドライブ・アセンブリは、回転可能な入力部材と、静止状態にあるクラッチ部材であってストップ面を有するものと、出力部材とを有する。その出力部材は、前記軸線に沿って前記従動部材に対して相対的に直線変位可能であるように前記従動部材に摺動可能に連結されている。その出力部材は、前記クラッチ部材のストップ面に係合可能なリテンション面を有し、その係合は、前記出力部材の角度的変位と、周方向および軸方向に延びる少なくとも１つのドライブ面の角度的変位を実質的に阻止するように行われる。さらに、前記入力部材は、前記出力部材のドライブ面に作動的に係合させられることが可能であり、その係合は、前記入力部材が角度的に変位すると、前記出力部材が、前記ストップ面との係合が解除されるように軸方向に変位させられた後に、前記中心軸線回りに角度的に変位させられ、それにより、前記出力部材が前記従動部材を回転させるように行われる。

ここで、いくつかの図面を詳細に参照するに、それら図面においては、本明細書の全体を通じて、同様な符号が同様な要素を示すために使用され、図１から図１３までの複数の図面には、ロック機能付き(lockable、ロック可能な、固着可能な、逆転防止型、ロッカブル）ドライブ・アセンブリ１０が図示されており、そのドライブ・アセンブリ１０は、中心軸線Ａ_Ｃ回りに回転可能である従動部材(driven member、被駆動部材、被動部材）１にトルクを伝達するためのものであり、その従動部材１は、ある望ましい実施形態においては、後述のようにゲート・バルブを作動させるためのボール・スクリュー式アクチュエータ６のうちのコネクタ４である。このドライブ・アセンブリ１０は、基本的に、軸線Ａ_Ｃ回りに回転可能な入力部材１２と、軸線Ａ_Ｃに関して固定されたクラッチ部材１４と、従動部材１に連結されるとともに入力部材１０との係合が可能である出力部材１６とを備えている。入力部材１２は、内側軸方向端部１２ａと、外側軸方向端部１２ｂとをそれぞれ有し、内側軸方向端部１２ａは、後述のように、出力部材１６との係合が可能であり、外側軸方向端部１２ｂは、入力部材１２を回転させ、それにより、軸線Ａ_Ｃ回りに出力部材１２および従動部材１を回転させることを目的として、手動でまたは「自動的に」操作されるように構成されている。クラッチ部材１４は、概してチューブ状を成すハウジング４０の一部として一体的に提供されることが望ましく、そのハウジング４０は、後述のように、入力部材１２および出力部材１６を少なくとも部分的に収容するサイズを有する。さらに、出力部材１６は、内側軸方向端部１６ａと外側軸方向端部１６ｂとをそれぞれ有し、その出力部材１６は、従動部材１に摺動可能に連結されており、その連結は、出力部材１６が軸線Ａ_Ｃに沿って従動部材１に対して相対的に直線変位可能であるとともに出力部材１６の角度的変位によって従動部材１が角度的に変位させられるように行われている。出力部材１６は、その出力部材１６の角度的変位を実質的に阻止するようにクラッチ部材１４に離脱可能に係合させられることが可能である。

図１ないし図３を参照するに、ドライブ・アセンブリ１０は、さらに、付勢部材３０を有することが望ましく、その付勢部材３０は、出力部材１６を軸方向に、概してクラッチ部材１４および入力部材１２に向かって付勢し、その付勢は、出力部材１６がクラッチ部材１４に係合し、さらに、出力部材１６が、入力部材１２と出力部材１６の１または複数のドライブ面１８との係合を維持するように行われる。付勢部材３０は、複数のスプリング・ワッシャまたはベルビル・スプリング(Belleville spring、皿ばね）３２の「スタック(stack、積層体）」３１であることが望ましく、それら複数のスプリング３２は、スプリング・スタック３１の両端にそれぞれ位置する一対のワッシャ３４の間に配置される。複数のスプリング３２および一対のワッシャ３４は、それぞれ、従動部材１のうちのカプラ部２の回りに概して配置され、一方のワッシャ３４は、出力部材１６の外側軸方向端部１６ｂに概してもたれる（against、下方または背後から支持される）ように配置され、他方のワッシャ３４は、従動部材１のうちの本体部３の、半径方向に延びる肩部３ａに概してもたれる（against、下方または背後から支持される）ように配置され、従動部材１は、後述のように、軸方向に「静止している(fixed、軸方向変位を阻止されている)」。しかし、これに代えて、付勢部材３０は、図１１および図１２に示すように、１以上のコイル・スプリング３３によって実現したり、圧縮性の筒状部材（例えば、エラストマー製チューブ）、または、種類の如何を問わず、他の適切なデバイス（図示しない）であって出力部材１６を概して軸方向に付勢することが可能であるものにより、実現してもよい。

次に、図１ないし図４、図１２および図１３を参照するに、このドライブ・アセンブリ１０は、少なくとも１つの伝達部材５０を有することが望ましく、その伝達部材５０は、概して、入力部材１２と出力部材１６との間に、少なくとも１つのドライブ面１８にもたれる（against、下方または背後から支持される）ように配置される。最も望ましい態様においては、出力部材１６が、中心軸線Ａ_Ｃの回りに周方向に互いに離隔された複数のドライブ面１８を有するとともに、ドライブ・アセンブリ１０が、複数の伝達部材５０を有し、各伝達部材５０は、複数のドライブ面１８のうち、対応するものにもたれる（against、下方または背後から支持される）ように配置される。各伝達部材５０は、入力部材１２が角度的に変位すると、伝達部材５０が出力部材１６のドライブ面１８に押し付けられ、それにより、出力部材１６がクラッチ部材１４から離脱するのに十分な距離ｄ_Ａで出力部材１６が軸方向に変位するまで、伝達部材５０がドライブ面１８に沿って周方向距離ｄ_Ｃ（図４Ｃ参照）で変位させられるように構成されている。その後、入力部材１２がさらに角度的に変位すると、出力部材１６は、１または複数の伝達部材５０を介して、中心軸線Ａ_Ｃの回りに角度的に変位するように押される。望ましくは、各伝達部材５０は、概してボールを成すように、球状体５２を有するとともに、対応するドライブ面１８に沿って転動可能および／または摺動可能であるが、他の任意の適当な方法（例えば、円板(circular disc)、矩形断面の突起(square lug)など）で形成してもよい。

さらに、各ドライブ面１８は、出力部材１６の内側軸方向端部１６ａと概して同じ位置に位置する両側の端部５４と、出力部材１６の内側軸方向端部１６ａから軸方向に隔たる中央部５６とを有する。望ましくは、各ドライブ面１８は、図４Ａに示すように、概して連続する連続面として形成され、さらに、互いに対向する２つの曲がり部５８を有し、各曲がり部５８は、中央部５６と、前記連続面の両端部５４（両側の端部）のうち、対応するものとの間を延びている。これに代えて、図１３Ａに示すように、各ドライブ面１８は、アングル部を成すように連結された２つの部分であって各々概して平面を成すもの（two generally flat, angled sections）５７を有してもよく、それら２つの部分５７の各々は、前記連続面の両端部５４（両側の端部）のうち、対応するものから延びるとともに、前記連続面の中央部５６において概して集結している。いずれの場合にも、後に詳述するように、少なくとも１つの伝達部材５０が、概して、ドライブ面１８の中央部５６から、ドライブ面１８の両端部５４のうちのいずれかに向かって変位するように入力部材１２が伝達部材５０を押すと、出力部材１６が軸方向に変位する。

次に、図３、図４、図６および図９を参照するに、連続面を有する望ましい複数のドライブ面１８の各々は、望ましくは、概して楕円状を成す空洞６０によって実現され、その空洞６０は、後述のように、出力部材１６の、半径方向に延びる（放射状に広がる）端面８２から軸方向に延びるとともに、中心軸線Ａ_Ｃの回りを周方向に、全周より短い長さで延びている。入力部材１２は、望ましくは、半径方向に延びる（放射状に広がる）端面７４を有し、その端面７４は、出力部材１４の端面８２に対向するとともに、その端面８２から軸方向にすきま距離ｄ_Ｓ（図３Ｂおよび図４Ａ参照）だけ隔たっており、さらに、空洞６２を少なくとも１つ、望ましくは複数有しており、各空洞６２は、端面７４から軸方向に延びるとともに、中心軸線Ａ_Ｃの回りを周方向に、全周より短い長さで延びている。入力部材１２の複数の空洞６２は、中心軸線Ａ_Ｃの回りに互いに離隔させられており、さらに、各空洞６２は、出力部材１６の複数の空洞６０のうち、対応するものと概して位置合わせされている。さらに、複数の伝達部材５０のそれぞれは、各伝達部材５０が、対応するドライブ面１８に沿って変位可能であるように、出力部材１６の複数の空洞６０のうち、対応するものの内部に部分的に配置され、同時に、入力部材１２の複数の空洞６２のうち（その空洞６０に対して）位置合わせされたものの内部に部分的に配置される。

図１２および図１３を参照するに、ドライブ・アセンブリ１０の別の構成態様においては、前述の、各々、アングル部を有するように２つの部分によって構成された複数のドライブ面１８の各々が、望ましくは、概してＶ字状を成すノッチ（切り欠き、溝）６４によって実現され、そのノッチ６４は、望ましい筒状の本体部（後述）の、半径方向に延びる（放射状に広がる））端面から軸方向に延びるとともに、前記本体部を完全に通過するように半径方向に延びており、それにより、複数のノッチ６４は「開口部」である。入力部材１２は、望ましくは、（ドライブ面１８に）向かい合う端面(facing end surface)７４であって、各々、開口している複数のＶ字状ノッチ６６を有するものを備えており、入力部材１２の各ノッチ６６は、出力部材１６の複数のノッチ６４のうち、対応するものに対して概して位置合わせされている。さらに、複数の伝達部材５０のそれぞれは、各伝達部材５０が、対応するドライブ面１８に沿って変位可能であるように、出力部材１６の複数のノッチ６４のうち、対応するものの内部に部分的に配置され、同時に、入力部材１２の複数のノッチ６６のうち位置合わせされたものの内部に部分的に配置される。さらに、互いに位置合わせされるノッチ６４とノッチ６６との組合せは開口部であるため、ドライブ・アセンブリ１０のこの別の構成態様は、望ましくは、ディスク状のケージ６８であって複数の穴６９を有するものを備えている。ケージ６８は、入力部材１２と出力部材１６との間に配置され、各伝達部材５０は、ケージ６８の複数の穴６９のうち、対応するものの内部に配置され、それにより、複数の伝達部材５０を、互いに対を成すノッチ６４とノッチ６６との組合せの内部に保持する。

図１、図８および図９を参照するに、上述のように、出力部材１６は、望ましくは、概して長くて円筒状を成す本体部８０を有し、その円筒状の本体部８０は、内側軸方向端部８０ａおよび外側軸方向端部８０ｂとを有するとともに、上述のように、テーパ化された外周面１７を形成する。本体部８０は、半径方向に延びる端面８２と、上述のように、その端面８２から内向きに延びる、伝達部材５０用の複数の空洞６０と、本体部８０の内側軸方向端部８０ａと外側軸方向端部８０ｂとの間を延びる中央ボア８４とを有する。そのボア８４は、上述のように、従動部材１のカプラ部２を収容するように構成され、それにより、円筒状の本体部８０は、従動部材１のカプラ部２に沿って軸方向に変位可能となっている。具体的には、ボア８４およびカプラ部２は、それぞれ、軸方向に延びるスロット８６，８７であって互いに位置合わせされたものを有し、また、図２に示すように、キー８８が、スロット８６，８７より成る各組のスロット対の内部に、従動部材１のカプラ部２上において本体部８０が軸方向に変位することが可能であるように、配置されている。図１１および図１２に示す別の構成態様においては、出力部材１６が、概して円形断面を有して円筒状を成す本体部９０を有し、その本体部９０は、内側端部９０ａに位置し、かつ、半径方向に延びる環状の表面９２と、外側端部９０ｂに位置し、かつ、半径方向に延びる壁９２とを有する。

Claims

中心軸線回りに回転可能な従動部材にトルクを伝達するロック機能付きドライブ・アセンブリであって、
前記軸線回りに回転可能であるとともに、内側軸方向端部および外側軸方向端部を有する入力部材と、
前記軸線に関して固定されたクラッチ部材と、
内側軸方向端部および外側軸方向端部を有する出力部材と
を含み、
その出力部材は、前記従動部材に摺動可能に連結されており、その連結は、前記出力部材が前記軸線に沿って前記従動部材に対して相対的に変位可能であるとともにその出力部材が角度的に変位すると前記従動部材が角度的に変位させられるように行われ、
その出力部材は、その出力部材の角度的変位を実質的に阻止するように前記クラッチ部材に離脱可能に係合させられることが可能であり、その出力部材は、少なくとも一つのドライブ面を有しており、そのドライブ面は、前記内側軸方向端部に近接するとともに、前記中心軸線に関して周方向および軸方向に延びており、
前記入力部材の内側軸方向端部は、前記出力部材のドライブ面に作動的に係合させられることが可能であり、その係合は、前記入力部材が角度的に変位すると、前記出力部材が、前記クラッチ部材との係合が解除されるように軸方向に変位させられた後に、前記中心軸線回りに角度的に変位させられ、それにより、前記出力部材が前記従動部材を回転させるように行われるドライブ・アセンブリ。
前記出力部材が前記クラッチ部材に係合することにより、前記従動部材の角度的変位が阻止される請求項１に記載のドライブ・アセンブリ。
さらに、前記出力部材を前記入力部材に向かって付勢し、それにより、前記出力部材が前記クラッチ部材に係合するように構成された付勢部材を含む請求項１に記載のドライブ・アセンブリ。
前記クラッチ部材は、摩擦面を含み、
前記出力部材は、相手側摩擦面を含み、その相手側摩擦面は、前記出力部材の角度的変位を阻止するように前記クラッチ部材の摩擦面に摩擦係合することが可能である請求項１に記載のドライブ・アセンブリ。
第１の特徴と第２の特徴とのうちのいずれかを有し、
前記第１の特徴は、前記クラッチ部材が、概して円錐状を成すように軸方向にテーパ化している内周面であって前記摩擦面を提供するものを有し、かつ、前記出力部材が、概して円錐状を成すように軸方向にテーパ化している外周面であって前記相手側摩擦面を提供するものを有し、その出力部材は、その出力部材の外周面が前記クラッチ部材の内周面に係合するように、前記クラッチ部材内に少なくとも部分的に配置されることが可能であるというものであり、
前記第２の特徴は、前記クラッチ部材が、半径方向に延びる放射状面であって前記摩擦面を提供するものを有し、前記出力部材が、半径方向に延びる放射状面であって前記相手側摩擦面を提供するとともに前記クラッチ部材の放射状面に軸方向に係合可能であるものを有するというものである請求項４に記載のドライブ・アセンブリ。
さらに、少なくとも一つの伝達部材を含み、その伝達部材は、前記入力部材と前記出力部材との間に配置されるとともに、前記入力部材が角度的に変位すると、前記伝達部材が前記出力部材のドライブ面に押し付けられるように構成されており、その押付けは、前記相手側摩擦面が前記摩擦面から離脱するまでの間、前記伝達部材が前記ドライブ面に沿ってある長さで変位した後、前記入力部材が前記出力部材を押し、それにより、その出力部材が、前記伝達部材を介して前記中心軸線回りに角度的に変位させられる請求項４に記載のドライブ・アセンブリ。
前記少なくとも一つ伝達部材は、球状体を含む請求項６に記載のドライブ・アセンブリ。
前記出力部材は、複数のドライブ面であって前記中心軸線の周方向において互いに隙間を隔てているものを含み、前記少なくとも一つの伝達部材は、複数の伝達部材であって、各々、前記複数のドライブ面のうち、対応するものに対向するように配置されている請求項６に記載のドライブ・アセンブリ。
前記出力部材は、概して円筒状を成す本体部を有し、その本体部は、前記軸線に沿って隙間を隔てた第１端部および第２端部であって互いに対向するものを有し、前記第１端部は、前記入力部材に少なくとも概して隣接しており、
前記ドライブ面は、前記本体部の第１端部に位置する、互いに対向する両端部と、前記本体部の第１端部から軸方向に外れた位置に位置する中央部とを有し、
前記出力部材は、前記入力部材が前記伝達部材を押し付け、それにより、その伝達部材が概して前記ドライブ面の中央部から離れる向きであって、前記ドライブ面の第１端部および第２端部のうちのいずれかに接近する向きに変位すると、軸方向に変位する請求項６に記載のドライブ・アセンブリ。
第１の特徴と第２の特徴とのうちのいずれかを有し、
前記第１の特徴は、前記ドライブ面が、概して連続する連続面として形成され、その連続面は、互いに対向する２つの曲がり部をさらに有し、各曲がり部は、前記中央部と、前記ドライブ面の第１端部および第２端部のうち、対応するものとの間を延びているというものであり、
前記第２の特徴は、前記ドライブ面が、アングル部を成すように連結された２つの部分であって各々概して平面を成すものを有し、それら２つの部分の各々は、前記ドライブ面の第１端部および第２端部のうち、対応するものから延びるとともに、前記ドライブ面の中央部において概して集結するというものである請求項９に記載のドライブ・アセンブリ。
さらに、付勢部材を含み、その付勢部材は、前記出力部材を概して前記クラッチ部材に向かって付勢するように構成されており、その付勢は、前記伝達部材が概して前記ドライブ面の中央部に向かって変位している間、前記出力部材の相手側摩擦面が、前記クラッチ部材の摩擦面に係合するように行われる請求項９に記載のドライブ・アセンブリ。
前記出力部材は、前記第１端部の位置に、半径方向に延びる放射状の端面と、その端面から軸方向に延びるとともに前記中心軸線の周方向に部分的に延びている、長さを有する少なくとも１つのキャビティとを有し、そのキャビティは、前記少なくとも１つのドライブ面によって少なくとも部分的に画定される請求項９に記載のドライブ・アセンブリ。
前記入力部材は、半径方向に延びる放射状の端面を有し、その端面は、前記出力部材の端面に概して対向するとともにその出力部材の端面から軸方向に隙間を隔てており、前記入力部材は、さらに、それの端面から軸方向に延びるとともに前記中心軸線の周方向に部分的に延びている少なくとも１つのキャビティを有し、その入力部材の少なくとも１つのキャビティは、前記出力部材の少なくとも１つのキャビティと概して位置合わせされており、前記少なくとも１つの伝達部材は、前記入力部材のキャビティおよび前記出力部材のキャビティであって互いに位置合わせされているものの内部に部分的に配置されている請求項１２に記載のドライブ・アセンブリ。
前記クラッチ部材は、概して円筒状を成すハウジングによって形成されており、そのハウジングは、両端部と、それら両端部の間を延びる中央ボアとを有しており、前記入力部材および前記出力部材は、前記ボア内に少なくとも部分的に配置されており、ストップ面が、前記ハウジングのボアを少なくとも部分的に画定する内周面によって形成されている請求項１に記載のドライブ・アセンブリ。
前記出力部材は、概して円筒状を成す本体部を有し、その本体部は、両側の軸方向端部と、それら軸方向端部の間を延びる中央ボアとを有しており、前記ドライブ面は、前記両側の軸方向端部のうちのいずれかの位置と概して同じ位置に形成されており、前記ボアは、前記従動部材の一部を収容するように構成されており、その収容は、前記円筒状の本体部が前記一部の従動部材に沿って軸方向に変位することが可能であるように行われる請求項１に記載のドライブ・アセンブリ。
回転式アクチュエータであって、
ボール・スクリュー・アセンブリであって、スクリューとナットとを有し、そのナットは、中心軸線回りに回転可能であり、前記スクリューは、前記軸線に沿って直線変位可能であるものと、
前記ナットにトルクを伝達するように構成されたロック機能付きドライブ・アセンブリと
を含み、
そのロック機能付きドライブ・アセンブリは、
前記軸線回りに回転可能であるとともに、内側軸方向端部および外側軸方向端部を有する入力部材と、
前記軸線に関して固定されたクラッチ部材と、
内側軸方向端部および外側軸方向端部を有する出力部材と
を含み、
その出力部材は、前記ナットに摺動可能に連結されており、その連結は、前記出力部材が前記軸線に沿って前記ナットに対して相対的に変位可能であるとともにその出力部材が角度的に変位すると前記ナットが角度的に変位させられるように行われ、
その出力部材は、その出力部材の角度的変位を実質的に阻止するように前記クラッチ部材に離脱可能に係合させられることが可能であり、その出力部材は、少なくとも一つのドライブ面を有しており、そのドライブ面は、前記内側軸方向端部に近接するとともに、前記中心軸線に関して周方向および軸方向に延びており、
前記入力部材の内側軸方向端部は、前記出力部材のドライブ面に作動的に係合させられることが可能であり、その係合は、前記入力部材が角度的に変位すると、前記出力部材が、前記クラッチ部材との係合が解除されるように軸方向に変位させられた後に、前記中心軸線回りに角度的に変位させられ、それにより、前記出力部材が前記ナットを回転させるように行われる回転式アクチュエータ。
さらに、概して円筒状を成すコネクタを含み、そのコネクタは、前記ナットに連結された第１端部と、カプラ部を有する第２端部とを有し、
前記出力部材は、その出力部材を前記ナットに摺動可能に連結するように、前記コネクタのうちのカプラ部上に摺動可能に配置される請求項１６に記載の回転式アクチュエータ。
中心軸線回りに回転可能な従動部材にトルクを伝達するロック機能付きドライブ・アセンブリであって、
回転可能な入力部材と、
静止状態にあるクラッチ部材であってストップ面を有するものと、
前記軸線に沿って前記従動部材に対して相対的に直線変位可能であるように前記従動部材に摺動可能に連結された出力部材と
を含み、
その出力部材は、前記クラッチ部材のストップ面に係合可能なリテンション面を有し、その係合は、前記出力部材の角度的変位と、周方向および軸方向に延びる少なくとも１つのドライブ面の角度的変位を実質的に阻止するように行われ、
前記入力部材は、前記出力部材のドライブ面に作動的に係合させられることが可能であり、その係合は、前記入力部材が角度的に変位すると、前記出力部材が、前記ストップ面との係合が解除されるように軸方向に変位させられた後に、前記中心軸線回りに角度的に変位させられ、それにより、前記出力部材が前記従動部材を回転させるように行われるドライブ・アセンブリ。