JP2015507460A - 歯を備える可動要素のパッシブインデックス処理 - Google Patents

Abstract

【課題】カウンタのロックを確実に行う。【解決手段】駆動フェーズの際、駆動要素（２）は可動要素（１）の一つの歯（１１、１１i、１１i+1、１１i+2、１１i+3、１１i+4）と係合し、復帰フェーズの際、駆動要素（２）は可動要素（１）に対してずれるように構成されている。第一のインデックス要素（４）は、可動要素（１）の二つの歯（１１、１１i、１１i+1、１１i+2、１１i+3、１１i+4）によって位置決めされることを目的とした第一のインデックスフィンガ（４１）を含む。第一のインデックス要素（４）はアクチュエータ要素（３）に接続されており、その結果、アクチュエータ要素（３）は駆動要素（２）および第一のインデックスフィンガ（４１）を同時に移動させることで、可動要素（１）のパッシブロックを実現する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機械式マイクロシステム（ＭＥＭＳ）の分野、および特に、時計用途および科学機器専用のマイクロ歯（可動要素）付きロータを備えるＭＥＭＳマイクロモータのロックならびに歯（可動要素）付きロータ（カウンタ）の噛み合わせを使用した構造変形の検出およびパッシブな機械的記憶化専用のＭＥＭＳマイクロセンサのロックに関するものである。

ＭＥＭＳマイクロテクノロジによって従来の製造技術と比較すると極めて小さいサイズの機械的モチーフを構造化することが可能である。それによって、特に高角度分解能を有するステッピングＭＥＭＳマイクロモータの分野、ならびに構造体の健全度管理専用のＭＥＭＳセンサの分野において、各々本来の用途があるマイクロ歯付きロータおよび／またはカウンタを構造化することができる。

高角度（または線形）分解能を有するＭＥＭＳマイクロモータは、クォーツ時計ならびに高精度の位置決めを必要とする用途のための科学機器に用途がある。この技術は物質のマイクロ構造化（すなわちマイクロメートル歯）の可能性を利用する。

さらに、これらのマイクロモータは、駆動機関としてＬＡＶＥＴモータを使用する従来技術の装置よりも極めて優れた応力モータを開発するという利点を示す。ＭＥＭＳマイクロモータの負荷特性によって、スピードの減速によりトルクモータを増幅させる役目の歯車装置を使用する必要がなく、機械的負荷（針．．．）の直接駆動を確実にすることができる。

スピード減速を行う歯車の放棄は、運動学的連鎖の効率の改善を、そして、続いて、エネルギー自給の改善を誘発する。しかしながら、ロータ（可動要素）に直接達する機械的負荷の直接あるいはほぼ直接の駆動は、時計が衝撃および／または余計な加速をこうむるときロータの不都合なロック解除の危険性を引き起こす。スピード減速装置に組み合わされたＬＡＶＥＴモータの場合、歯車の不可逆性は衝撃または余計な加速の場合の負荷（針．．．）の安定性を保証しているので、この危険の可能性は存在しない。

構造体の健全度管理専用のパッシブＭＥＭＳマイクロセンサは、また、マイクロ歯付きロータの形態をとる、余計な機械的または熱的事象（衝撃、変形、膨張．．．）のパッシブカウンタを使用する。作動原理は、機械的または熱的外力をこうむる構造体の表面にパッシブセンサを導入し（エネルギー供給無し）、次に歯列の噛み合いによって、監視下の構造体がこうむる構造的変形を記録することからなる。

したがって、変形に関する予め決められた閾値を超えるとき、監視下の構造体は、マイクロ歯付きカウンタの歯の噛み合いによって機械的に読み取られて記憶された変形を、センサに転送する。構造体がこうむる変形のタイプ（引張、圧縮、屈曲．．．）にかかわらず、当然、作動原理は有効なままである。

しかし、ＭＥＭＳマイクロモータの場合と同様に、前記カウンタは、記録すべき変形と、いかなる場合でもカウンタの歯を越えることの原因になるべきではない衝撃または余計な加速とを区別するために、不都合な加速の際に、ロータ（カウンタ）のロックを保証する必要がある。

このような状況の中で、本発明は、ステッピングＭＥＭＳマイクロモータのロータのロックおよび／またはマイクロ歯付き歯車の不都合な脱インデックス処理を誘発する余計な運動をこうむることがあるカウンタ（すなわち、センサ）のロックを保証するメカニズムの使用に関する。

本発明は、
‐歯を有し、動かされることを目的とした可動要素と、
‐可動要素を移動の向きへ動かすために、可動要素の歯と係合することを目的とした駆動要素と、
‐少なくとも二つのフェーズ、駆動フェーズおよび復帰フェーズに応じて駆動要素を移動させるために、交互運動を生むのに適したアクチュエータ要素と、
を備える装置を提案するものである。

駆動フェーズの際、可動要素を押すか、または、引っ張るために、駆動要素は可動要素の少なくとも一つの歯と係合する。

駆動無しの復帰フェーズの際、可動要素の少なくとも一つの別の歯と係合するために、駆動要素は可動要素に対してずれる。

装置は、また、第一のインデックス要素を含む。第一のインデックス要素は、可動要素の移動の向きおよび反対向きで、駆動要素によって制御されずに移動することを防止するために、可動要素の二つの歯の間にある空間内に断続的に位置決めさることを目的とした第一のインデックスフィンガを含む。

第一のインデックス要素はアクチュエータ要素に接続されており、その結果、アクチュエータ要素は駆動要素および第一のインデックスフィンガを同時に移動させる。

したがって、可動要素のパッシブロックが実現される。

駆動フェーズの際、第一のインデックスフィンガはアクチュエータ要素によって可動要素の二つの歯の間の空間の外に移動されることがあるが、復帰フェーズの際、第一のインデックスフィンガはアクチュエータ要素によって可動要素の別の二つの歯の間の別の空間内に位置決めされる。

ある特定の一実施態様では、アクチュエータ要素は固定部分および固定部分に対する可動部分を含むことがあり、駆動要素およびインデックス要素は可動部分に接続される。

第一のインデックス要素は、
‐自由端である第一の端部およびアクチュエータ要素に接続された第二の端部を含む第一の梁、および、
‐自由端である第一の端部および装置の固定フレームに接続された端部を含む第二の梁、
を含むことがある。

第一の梁および第二の梁は各々の自由端部によって二つの梁の間が接続され、その結果、アクチュエータ要素によって駆動される第一の梁の移動は第二の梁の屈曲を引き起こし、それにより、第一のインデックスフィンガが可動要素に対して移動する。

したがって、駆動要素が作動するとすぐに、その駆動要素は、モータがこうむる不都合な衝撃の際に、ロータをパッシブにロックする役目のインデックスフィンガの同時引込みを引き起こす。

また別の実施態様では、アクチュエータ要素は縦方向に沿って延びるプレートを含むことがある。プレートは二つの薄板を含み、支持部材に固定された少なくとも二つの可撓性横材によって二つの薄板の間が接続されており、その結果、支持部材の圧縮または引張による変形は、プレートの縦方向に平行な移動方向において、他方の薄板に対する一方の薄板の移動を生む。

薄板各々は近位端部および遠位端部を含むことがあり、その近位端部には支持部材への固定のための固定要素を含む。可撓性横材は、一方の薄板の遠位端部を他方の薄板の近位端部に接続する。

装置は、薄板の一つに固定された作動基部をさらに含むことがあり、可動要素はプレートの他方の薄板に回転自在に固定されている。作動基部は、そのとき、基部、作動要素およびインデックス要素を含む。

作動要素は梁を含むことがあり、梁は薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部に駆動歯を配する。そのとき、インデックス要素は第一の梁を含み、第一の梁は薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部にインデックスフィンガを配するものであり、そして、インデックス要素は第二の梁を含み、第二の梁は、第一の梁の自由端部からおよび反対向きに、薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部に接触面を持つ。そのとき、第二の薄板は、第一のインデックスフィンガを可動要素から離すために、薄板が互いに対して動かされる際、接触面によって接触されることを目的としたストッパを含む。

したがって、この装置によって、構造体がこうむる変形の監視において利用されるＭＥＭＳマイクロセンサのカウンタをパッシブにロックすることができる。

その他の特徴、目的および利点は、非限定的な例として示した添付図面を参照して行う下記の説明から明らかになるであろう。

図１は単一のインデックス要素を有する装置のその初期位置での第一の実施態様を概略的に図示している 図２乃至図５は、図１の装置の動作の際の様々な位置において、該装置を概略的に図示している。 図６乃至図１０は、単一のインデックス要素を有する装置の第二の実施態様を概略的に図示している。 図１１は二つのインデックス要素を有する装置のその初期位置での第三の実施態様を概略的に図示している。 図１２乃至図１５は、図１１の装置の動作の際の様々な位置において、該装置を概略的に図示している。

単一のインデックス要素を有する装置
単一のインデックス要素を有する装置を図１〜１０を参照して下記に説明する。

装置は、歯１１を有する、動かされることを目的とした可動要素１、および、可動要素１を移動の向きへ動かすために、可動要素１の歯１１と係合することを目的とした駆動要素２を含む。

装置は、また、駆動要素２を移動させるために、交互運動を生むのに適したアクチュエータ要素３を含む。

装置は、また、アクチュエータ要素が静止状態のときの可動要素１のあらゆる余計な（すなわち望ましくない）移動を防ぐために、可動要素１の二つの歯１１間に含まれる空間内に断続的に位置決めされることを目的としたインデックスフィンガ４１を配するインデックス要素４を含む。

インデックス要素４はアクチュエータ要素３に接続され、その結果、アクチュエータ要素３は駆動要素２およびインデックスフィンガ４１を同時に移動させる。

交互運動の発生は少なくとも二つのフェーズ、すなわち、駆動フェーズおよび復帰フェーズを含む。

駆動フェーズの際、可動要素１を押すまたは引っ張るために、駆動要素２は可動要素の少なくとも一つの歯１１と係合する。

例えば、インデックスフィンガ４１はアクチュエータ要素３によって可動要素１の二つの歯１１の間の空間の外に移動される。

駆動無しの復帰フェーズの際、可動要素１の少なくとも一つの別の歯１１と係合するために、駆動要素２は可動要素１に対してずれる。

例えば、インデックスフィンガ４１はアクチュエータ要素３によって可動要素１の別の二つの歯１１の間の別の空間内に位置決めされる。

装置は、また、駆動要素２による可動要素１の移動の向きと反対向きへの可動要素１の移動を防ぐために、逆止要素６を含むことがある。

この逆止要素６はブレーキであることがあり、ブレーキは、駆動歯による可動要素１の移動の向きにおける移動が可能であるように調整された摩擦力を及ぼすのに対し、可動要素１の反対向きへの移動は防止される。ブレーキは例えば可動要素を構成するロータの軸上に配置される。

逆止要素はまた逆止フィンガ付き要素であることもある。この場合、逆止要素６は逆止歯６１を備える梁６３を含むことがある。逆止歯６１は二つの歯の間に配され、また二つの歯が可動要素１の移動の向きに移動するとき歯１１上をスライドするのに、かつ可動要素１の移動の向きと反対向きに移動するとき歯１１をブロックするのに適合している。

逆止要素６のそのような概念は当業者には周知であり、ここでは詳細に説明しない。

櫛形構造体を備える装置
図１を参照して、第一の実施例を以下に記載する。

この装置の例は、仏国特許第２８７４９０７号明細書に記載のタイプのアクチュエータ要素を含む。

アクチュエータ要素３は固定部分および可動部分を含む。固定部分および可動部分は櫛形（英語の呼称「ｃｏｍｂ ｄｒｉｖｅ」で公知）構造体を共に形成する。

櫛形構造体は、典型的に、歯がそれらの厚みを上回るただひとつの距離で離れている二つのコームを含む。第一のコームの歯は第二のコームの歯の間に配される。

二つのコームの間に電圧が印加されるとき、静電力が生まれ、コームの歯が他方のコームの歯の間に相互侵入することによってコームの歯を他方のコームの歯に近づけようとし、これによって二つのコームの歯の重なりの増加を引き起こす。コームの一つが固定されているとき、他方のコームが動かされる。

駆動要素２は梁２３を含み、その一方の端部は櫛形構造体の可動部分３に接続されており、他方の端部は駆動歯２１に接続されている。駆動フェーズの際、駆動歯２１は可動要素１の二つの歯１１間に配される。櫛形構造体の可動部分３が移動するとき、この構造体はまた可動要素１の移動の方向および向きに沿って駆動歯２１を移動させる。そのとき、駆動歯２１は、駆動歯２１がその間に配置される歯１１の一つを介して可動要素１を押すまたは引っ張る。

駆動要素２はアクチュエータ要素３の可動部分に接続されることがある。したがって、可動部分が動かされるとき、駆動要素２もまた動かされる。

インデックス要素４は二つの梁４３、４５を含むことがある。第一の梁４３は自由端である第一の端部および、例えば可動部分によってアクチュエータ要素３に接続された第二の端部を含む。

第二の梁４５は自由端である第一の端部および装置の固定フレーム９に接続された第二の端部を含む。

第一および第二の梁４３、４５はその自由端部によって二つの梁の間が接続される。

したがって、アクチュエータ要素３によって駆動される第一の梁４３の移動は第二の梁４５の屈曲を引き起こし、それにより、インデックスフィンガ４１が可動要素１に対して移動する。

駆動フェーズの開始時、インデックス要素４のインデックスフィンガ４１は可動要素１の二つの歯１１の間の空間に配されている。駆動フェーズの際、可動要素１が動かされることができるように、インデックス要素４のインデックスフィンガ４１はアクチュエータ要素３によって可動要素１の二つの歯１１の間の空間の外に移動する。

次に復帰フェーズが続き、その間インデックスフィンガ４１はアクチュエータ要素３によって可動要素１の別の二つの歯の間の別の空間に位置決めされる。

一般的に、可動要素１の歯１１に１１₁、１１₂、・・・１１_i、１１_i+1、１１_i+2・・・と番号を付し、駆動フェーズの開始時に、インデックスフィンガ４１が歯１１_i+1および１１_i+2の間の空間に配されると、そのときこのインデックスフィンガはこれらの歯の外に移動して、次に復帰フェーズの際には歯１１_i+2および１１_i+3の間の空間に配される。

櫛形構造体を備える単一のインデックス要素を有する装置の動作
櫛形構造を備える単一のインデックス要素を有する装置の動作を下記に図１〜５を参照して説明する。

装置の動作は、ここでは可動要素１として歯車を含む装置で明示される。初期位置は、アクチュエータ要素３の櫛形間に印加される電圧が存在しない位置とされる。可動要素１の移動の向きは、矢印Ｆによって示される。

図１に明示された初期位置では、アクチュエータ要素３の櫛形間にいかなる電圧も印加されていないので、アクチュエータ要素３の可動部分は静止状態である。

この静止状態では、駆動要素２の駆動歯２１は可動要素１の二つの歯１１_iおよび１１_i+1の間に配置された空間内に位置決めされる。

インデックス要素４のインデックスフィンガ４１は二つの歯１１_i+1および１１_i+2の間に配置された空間内に位置決めされる。インデックスフィンガ４１は、アクチュエータ要素３が静止状態のとき、例えば、装置が衝撃を受けた際、可動要素１が制御されずに矢印Ｆの向きおよび反対向きに移動することを防止する。

逆止要素６の逆止歯６１は、可動要素１の歯１１_i+2および１１_i+3の間に配置された空間に位置決めされる。

駆動フェーズの際、アクチュエータ要素３の可動部分は矢印Ｆの向きに移動する。駆動要素２はアクチュエータ要素３の可動部分に直接接続されているので、同様に矢印Ｆの向きに移動し、図２に示すように可動要素１の歯１１_iと接触する。この期間、インデックス要素４の第二の梁４５は湾曲し始め、したがって、インデックスフィンガ４１を持ち上げる。

図３では、アクチュエータ要素３の可動部分は矢印Ｆの向きにさらに移動し、インデックス要素４のインデックスフィンガ４１の可動要素１の歯１１_i+1および１１_i+2の外への移動を引き起こし、それによって、可動要素１が動かされることができる。実際、アクチュエータ要素３の可動部分がさらに移動するとき、そのアクチュエータ要素はインデックス要素４の第二の梁４５に固定して接続されているインデックス要素４の第一の梁４３を引っ張り、そのとき、可動要素１の歯１１から遠い第二の梁４５の湾曲を生じさせる。

また、アクチュエータ要素３の可動部分の移動は、押されることまたは可動要素１の歯１１_iが駆動要素２の駆動歯２１によって引っ張られることにより、可動要素１の駆動も引き起こす。その間に可動要素１の歯１１_i+3は逆止要素６の逆止歯６１の下方をスライドする。

復帰フェーズの際（図４）、アクチュエータ要素３の櫛形の間に印加される電圧はもはや存在しなくなり、アクチュエータ要素３の可動部分はそのスタート位置に戻る。

アクチュエータ要素３の可動部分がそのスタート位置に戻るとき、インデックス要素４のインデックスフィンガ４１は可動要素１の歯１１_i+2および１１_i+3の間に配置される空間に位置決めされるようになる。同時に、駆動要素２の駆動歯２１は歯１１_i+1の上をスライドし、一方逆止フィンガ６１は歯１１_i+3とストッパによって矢印Ｆの向きと反対向きへの可動要素１の運動を防止する。

復帰フェーズの終点（図５）で、装置のすべての要素は可動要素１の歯を１増分した初期位置（図１）と同じ位置に戻る。

変形可能な支持部材に固定されたプレートを備える単一のインデックス要素を有する装置
第二の実施例を図６〜１０を参照して下記に説明する。

この実施例では、アクチュエータ要素３は変形可能な支持部材８に固定されたプレート３２である。プレート３２は、変形可能な支持部材８が加えかつこうむる変形と同様に変形する。プレート３２は対称中心を有する。プレート３２は縦方向に延びた二つの薄板３２１、３２２を含み、その薄板はプレート３２の対称中心の両側に配列された少なくとも二つの可撓性横材３２３、３２４（図６〜１０では四つ）によって二つの薄板の間が接続されている。さらに、二つの薄板３２１、３２２の各々は、その端部の一つに配列された固定要素３２１３、３２２３によって変形可能な支持部材８上に固定されている。

説明の便宜上、固定要素の最も近接した端部（さらに隣接領域）は、以下、近位端部３２１１、３２２１と名づける。同様に、固定要素の最も離れた端部（さらに隣接領域）は、以下、遠位端部３２１２、３２２２と名づける。

二つの薄板３２１、３２２は四つの可撓性横材３２３、３２４によって、横材３２３の対が第一の薄板３２１の近位端部３２１１を第二の薄板３２２の遠位端部３２２２に接続し、他方の横材３２４の対が第一の薄板３２１の遠位端部３２１２を第二の薄板３２２の近位端部３２２１に接続するようにして、二つの薄板の間が接続される。そのとき、プレート３２は、支持部材８の圧縮、引張または屈曲による変形に反応する機械的な発振装置を形成する。

プレート３２の伸長と同時進行して圧縮または引張による変形が変形可能な支持部材８に加えられるとき、プレート３２は同様に圧縮または引張による変形をこうむり、二つの薄板３２１、３２２はそれらの縦方向の伸長に平行な移動方向に沿って互いに並進移動される。加えられた変形が圧縮であるとき、二つの薄板３２１、３２２は、それらの遠位端部３２１２、３２２２が互いに離れるように移動する。逆に、加えられた変形が引張であるとき、二つの薄板３２１、３２２は、それらの遠位端部３２１２、３２２２が互いに近づくように移動する。

薄板３２１の他方の薄板３２２に対する相対的な移動幅は固定要素３２１３および３２２３を互いに隔てる距離Ｄによって決定される。

この応用例では、作動基部７は第一の薄板３２１に可動式に載置され、可動要素１は第二の薄板３２２に回転式に載置されている。

作動基部７は、基部７１、作動要素２およびインデックス要素４によって構成される。

作動要素２は梁２３を含み、梁２３は薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部に駆動歯２１を配する。

インデックス要素４は第一の梁４３を含み、第一の梁４３は薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部にインデックスフィンガ４１を配する。第二の梁４５は第一の梁４３の自由端部からおよび反対向きに、薄板の移動方向に平行に延び、その自由端部に接触面４７を持つ。

第二の薄板３２２は、二つの薄板３２１、３２２が互いに対して動かされるとき、接触面４７が接触するストッパ３２２５を含む。装置の静止状態で接触面４７およびストッパ３２２５を隔てる距離は、可動要素１の歯１１間の空間、インデックスフィンガ４１の幅、および、駆動歯２１と可動要素１の駆動すべき歯との間の初期の遊びに対して、可動要素１の二つの歯１１を隔てる空間の外でのインデックスフィンガ４１の移動が、駆動歯２１が可動要素１を完全に一ピッチ移動させる前に実施されるように選択される。

さらに、装置は逆止要素（図示せず）を含むことがある。

この装置は、有利には圧縮、引張および／または屈曲応力をこうむる構造体の監視用に使用される。

例えば、この装置は橋の支柱に固定されることができ、そのとき、支柱は支持部材８を形成する。可動要素１の歯１１のピッチは、振幅が与えられた支柱（したがって橋）がこうむる圧縮変形の監視を可能にするように選択される。例えば、可動要素１の歯１１のピッチが１０μｍのとき、検出可能な最小の変形は１０μｍの振幅である。橋に負荷が加わるとき（車両の通行）、支柱は圧縮変形をこうむる。この負荷が、支柱を少なくとも１０μｍ圧縮変形するように大きいとき、そのとき、可動要素１を１０μｍのピッチで移動するために、アクチュエータ要素３が作動要素２を介して可動要素１に影響を及ぼす。

別の例では、この装置は引張の作用を受けるケーブルクレーンに固定されることができ、ケーブルが支持部材８を形成する。可動要素１の歯１１のピッチは、振幅が与えられたケーブルがこうむる引張変形の監視を可能にするように選択される。例えば、可動要素１の歯１１のピッチが３０μｍのとき、検出可能な最小の変形は３０μｍの振幅である。ケーブルクレーンの端に負荷がかけられるとき、ケーブルは引張変形をこうむる。この負荷が、ケーブルを少なくとも３０μｍ引張変形するように大きいとき、そのとき、可動要素１を３０μｍのピッチで移動するために、アクチュエータ要素３が作動要素２を介して可動要素１に影響を及ぼす。

変形可能な支持部材に固定されたプレートを備える単一のインデックス要素を有する装置の動作
変形可能な支持部材に固定されたプレートを備える単一のインデックス要素を有する装置の動作を下記に図６〜１０を参照して説明する。

第一の応用例では、装置は支持部材８の引張変形を監視するようにセットアップされる（図８、９および１０を参照）。

装置の動作は、ここでは可動要素１として歯車を含む装置で明示される。初期位置は、変形可能な支持部材に生じる変形が存在しない位置とされる。可動要素１の移動の向きは、矢印Ｆによって示される。

初期位置では、変形可能な支持部材にいかなる変形も生じていないので、アクチュエータ要素３の可撓性横材３２３、３２４は静止状態である。

この静止状態では、駆動要素２の駆動歯２１は可動要素１の二つの歯１１_iおよび１１_i+1の間に配置される空間に位置決めされる。

インデックス要素４のインデックスフィンガ４１は二つの歯１１_i+1および１１_i+2の間に配置される空間に位置決めされる。インデックスフィンガ４１は、例えば装置が衝撃を受けた際、可動要素１が制御されずに矢印Ｆの向きおよび反対向きに移動することを防止する。

逆止要素の逆止歯（図面に示さず）は、可動要素１の二つの歯の間に配置される別の空間に位置決めされる。

駆動フェーズの際、引張力が変形可能な支持部材８に加えられる。引張力の方向は薄板の移動方向に沿っている。二つの薄板３２１、３２２は、それらの遠位端部３２１２、３２２２が互いに接近するように互いに対して移動する。

この相対的な運動の結果は、矢印Ｆの向きへの基部７１の移動である。駆動要素２は基部７１に直接接続されているので、同様に矢印Ｆの向きに移動し、可動要素１の歯１１_iと接触するに至る。次に、駆動要素２の移動は、押されることまたは可動要素１の歯１１_iが駆動要素２の駆動歯２１によって引っ張られることにより、可動要素１の駆動を次に引き起こす。基部７１および可動要素１の移動幅は支持部材８の変形と、二つの固定要素３２１３、３２２３を隔てる距離Ｄとの両方によって変化する。

この期間、インデックス要素４の接触面４７はストッパ３２２５の方向に、そこに接触するまで移動する。そのとき、ストッパ３２２５は接触面４７、すなわち、インデックス要素４の第二の梁４５の自由端部の移動を制限する。そのとき、インデックス要素４の第一および第二の梁４３、４５は湾曲しながら変形し、したがって、インデックスフィンガ４１を可動要素１の歯１１_i+1および１１_i+2の間の空間の外へ持ち上げる。

同時に、逆止要素が逆止歯を含むとき、可動要素１の歯は逆止要素の逆止歯の下方をスライドする。復帰フェーズの際、変形可能な支持部材８への引張力は取り除かれる。そのとき、二つの薄板３２１、３２２は互いに対して移動し、静止位置に戻るように、それらの遠位端部３２１２、３２２２が互いに離れる。

この相対的な運動の結果は、矢印Ｆの向きとは反対向きにおける基部７１の移動である。駆動要素２は基部７１に直接接続されているので、同様に矢印Ｆの向きと反対向きに移動し、可動要素１の歯１１_i+1と接触するに至り、歯１１_i+1および１１_i+2の間に位置決めされるために、歯１１_i+1の上をスライドする。

この期間、インデックス要素４の第一および第二の梁４３、４５は、それらの湾曲を減じながら静止位置に戻り、それによって、インデックスフィンガ４１を低下させ、可動要素１の新たな二つの歯の間に挿入させる。それらの直線状の形状への復帰は、接触面４７がストッパ３２２５と接触しなくなることと同時に起こる。インデックス要素４の梁４３、４５がそれらの静止位置に戻るとき、インデックスフィンガ４１は可動要素１の二つの新たな歯の間に配列される。インデックス要素４は、その復帰フェーズの終点で装置の静止状態に到達するまで、薄板の移動方向に平行にその行程を続行する。

逆止要素は、可動要素１の歯と共にストッパによって矢印Ｆの向きと反対向きへの可動要素１の運動を防止する。復帰フェーズの終点で、装置のすべての要素は可動要素１の歯を１増分した初期位置と同じ位置に戻る。

支持部材８の圧縮変形を監視するための第二の応用例が可能である（図６および７を参照）。そのとき、当業者は上記の記載、特に可動要素１を駆動するための様々な要素とそれらの形状、特に作動歯の形状を適合することができる。

本発明は、その上、上記の記載のこれらの二つの応用例に限定されるものではない。実際、当業者は、その記載を適合して、支持部材８の屈曲変形が可動要素１の移動を生むようにして、支持部材８の屈曲変形を監視することができるであろう。

二つのインデックス要素を備える装置
二つのインデックス要素を備える装置は、上記の櫛形構造を有する単一のインデックス要素を有する装置と同じである。追加した要素は、図１１を参照して説明する。

二つのインデックス要素を備えるこの装置は第二のインデックス要素５をさらに含み、移動のフェーズの際、その移動の向きにおいて、駆動要素２による可動要素１の制御されない運動を防ぐために、第二のインデックス要素５は可動要素の二つの歯１１の間に断続的に位置決めされることを目的とした第二のインデックスフィンガ５１を有する。第二のインデックス要素５の第二のインデックスフィンガ５１は、第一のインデックス要素４の第一のインデックスフィンガ４１に対して逆のフェーズで移動される。

駆動フェーズの開始時、第二のインデックスフィンガ５１は可動要素１の歯１１の外に配される。駆動フェーズの間、第二のインデックスフィンガ５１は可動要素１の二つの歯１１の間の空間内、例えば、復帰フェーズの際に第一のインデックスフィンガ４１が位置決めされることになる可動要素１の別の二つの歯１１の間の空間内に位置決めされるように移動される。

復帰フェーズの際、第二のインデックスフィンガ５１は可動要素１の二つの歯１１の間の空間の外に移動して、好ましくは、第二のインデックスフィンガ５１は第一のインデックスフィンガ４１にその場所を譲る。

第二のインデックス要素５はアクチュエータ要素３と接続されることがあり、その結果、アクチュエータ要素３は駆動要素２および第二のインデックスフィンガ５１を同時に移動させる。

第二のインデックス要素５は例えばアクチュエータ要素３の可動部分と接続されることがある。したがって、可動部分が動かされているとき、駆動要素２、第一のインデックス要素４および第二のインデックス要素５は同時に動かされる。

第二のインデックス要素５は、二つの梁５３、５５を含むことがある。第一の梁５３は自由端である第一の端部および、例えば可動部分によってアクチュエータ要素３に接続された第二の端部を含む。

第二の梁５５は自由端である第一の端部および装置の固定フレーム９に接続された第二の端部を含む。

第一および第二の梁５３、５５はそれらの自由端部によって二つの梁の間が接続される。

したがって、アクチュエータ要素３によって駆動される第一の梁５３の移動は第二の梁５５の屈曲を引き起こし、それにより、第二のインデックスフィンガ５１が可動要素１に対して移動する。

二つのインデックス要素を有する装置の動作
二つのインデックス要素を有する装置の動作を下記に図１１〜１５を参照して説明する。

装置の動作は、ここでは可動要素１として歯車およびアクチュエータ要素３として櫛形構造を含む装置で明示される。初期位置は、アクチュエータ要素３の櫛形間に印加される電圧が存在しない位置とされる。可動要素１の移動の向きは矢印Ｆによって示され、反対向きにおいてアクチュエータ要素３は静止状態である。

図１１に明示された初期位置では、アクチュエータ要素３の櫛形の間にいかなる電圧も印加されていないので、アクチュエータ要素３の可動部分は静止状態である。

この静止状態では、駆動要素２の駆動歯２１は可動要素１の二つの歯１１_iおよび１１_i+1の間に配置される空間に位置決めされる。

第一のインデックス要素４の第一のインデックスフィンガ４１は二つの歯１１_i+1および１１_i+2の間に配置される空間に位置決めされる。第一のインデックスフィンガ４１は、可動要素１が制御されずに矢印Ｆの向きに移動することを防止する。

第二のインデックス要素５の第二のインデックスフィンガ５１は可動要素１の歯１１の外に位置決めされる。

逆止要素６の逆止歯６１は、可動要素１の歯１１_i+3および１１_i+4の間に配置される空間に位置決めされる。

駆動フェーズのとき、アクチュエータ要素３の可動部分は矢印Ｆの向きに移動する。駆動要素２はアクチュエータ要素３の可動部分に直接接続されているので、同様に矢印Ｆの向きに移動し、図１２に示すように可動要素１の歯１１_iと接触するに至る。この期間、第一のインデックス要素４の第二の梁４５は湾曲し始め、したがって、第一のインデックスフィンガ４１を持ち上げる。

図１３では、アクチュエータ要素３の可動部分は矢印Ｆの向きにさらに移動し、第一のインデックス要素４の第一のインデックスフィンガ４１の可動要素１の歯１１_i+1および１１_i+2の外への移動を引き起こし、それによって、可動要素１が動かされることができる。

この期間、アクチュエータ要素３の可動部分の矢印Ｆの向きへの移動は、第二のインデックスフィンガ５１を歯１１_i+2および１１_i+3の間に配するために、第二のインデックス要素５の第二のインデックスフィンガ５１の移動も生じさせる。第二のインデックスフィンガ５１によって、矢印Ｆの向きにひとつの刻みでしか可動要素１の移動を許可しないことによって、可動要素１の回転を制御することができる。可動要素１がさらに移動する傾向があるとき、第二のインデックスフィンガ５１は歯１１_i+3に対してストッパとなるに至る。

第一および第二のインデックスフィンガ４１および５１の移動は、逆のフェーズで行われる。これは、図１１〜１５に明示した実施例では、第一のインデックス要素４の第一の梁４３を矢印Ｆの先端と同じ側に配置される縁部上のアクチュエータ要素３の可動部分に直接固定し、第二のインデックス要素５の第一の梁５３を矢印Ｆの先端の反対側に位置決めされる縁部上のアクチュエータ要素３の可動部分に直接固定し、そして、第二の梁４５および５５を、フレーム９と各々第一の梁４３および５３に固定接続することによって可能になる。

したがって、アクチュエータ要素３の可動部分が矢印Ｆの向きに沿って移動するとき、その可動部分はその運動で第一の梁４３および５３を駆動する。インデックス要素４および５の梁は、そのとき、梁４３、４５および５３、５５を接続するレバーアームによって生まれる屈曲モーメントによって、
‐第一のインデックス要素４の梁を可動要素１の歯１１から遠くへ、および、
‐第二のインデックス要素５の梁を可動要素１の歯１１に向かって、
湾曲する。

また、アクチュエータ要素３の可動部分の移動は、可動要素１の歯１１_iが駆動要素２の駆動歯２１によって押されるまたは引っぱられることにより、可動要素１の駆動も引き起こす。その間に可動要素１の歯１１_i+4は逆止要素６の逆止歯６１の下方をスライドする。

復帰フェーズの際（図１４）、アクチュエータ要素３の櫛形の間に印加される電圧はもはや存在しなくなり、アクチュエータ要素３の可動部分はそのスタート位置に戻る。

アクチュエータ要素３の可動部分がそのスタート位置に戻るとき、第一のインデックス要素４の第一のインデックスフィンガ４１は可動要素１の歯１１_i+2および１１_i+3の間に配置される空間に位置決めされるようになる。同時に、駆動要素２の駆動歯２１は歯１１_i+1の上をスライドし、そして、第二のインデックス要素５の第二のインデックスフィンガ５１は可動要素１の歯１１から遠くに移動され、一方逆止フィンガ６１は歯１１_i+4を有するストッパによって矢印Ｆの向きと反対向きへの可動要素１の運動を防止する。

復帰フェーズの終点（図１５）で、装置のすべての要素は可動要素１の歯を１増分した初期位置（図１１）と同じ位置に戻る。

１ 可動要素
２ 駆動要素／作動要素
３ アクチュエータ要素
４ インデックス要素
６ 逆止要素
８ 支持部材
９ フレーム
１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4 歯
２１ 駆動歯
３２ プレート
４１、５１ インデックスフィンガ
４３、４５、５３、５５ 梁
６１ 逆止歯
３２１、３２２ 薄板
３２３、３２４ 横材

Claims (12)

1. ‐歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）を有し、動かされることを目的とした可動要素（１）と、
   ‐可動要素（１）を移動の向きへ動かすために、可動要素（１）の歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）と係合することを目的とした駆動要素（２）と、
   ‐少なくとも二つのフェーズ、駆動フェーズおよび復帰フェーズに応じて駆動要素（２）を移動させるために、交互運動を生むのに適したアクチュエータ要素（３）と、
   駆動フェーズの際、可動要素（１）を押すか、または、引っ張るために、駆動要素（２）は可動要素（１）の少なくとも一つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）と係合し、
   駆動のない復帰フェーズの際、可動要素（１）の少なくとも一つの別の歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）と係合するために、駆動要素（２）は可動要素（１）に対してずれるものであり、
   ‐可動要素（１）の移動の向きまたは反対向きで、駆動要素によって制御されずに移動することを防止するために、可動要素（１）の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間にある空間内に断続的に位置決めされることを目的とした第一のインデックスフィンガ（４１）を含む第一のインデックス要素（４）と、
   を備える装置において、
   第一のインデックス要素（４）はアクチュエータ要素（３）に接続されており、その結果、アクチュエータ要素（３）は駆動要素（２）および第一のインデックスフィンガ（４１）を同時に移動させることを特徴とする装置。
2. 駆動フェーズの際、第一のインデックスフィンガ（４１）はアクチュエータ要素（３）によって可動要素（１）の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間の空間の外に移動され、および、
   復帰フェーズの際、第一のインデックスフィンガ（４１）はアクチュエータ要素（３）によって可動要素（１）の別の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間の別の空間内に位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. アクチュエータ要素（２）は固定部分および固定部分に対する可動部分を備え、駆動要素（３）およびインデックス要素（４）は可動部分に接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 第一のインデックス要素（４）は、
   ‐自由端である第一の端部およびアクチュエータ要素（３）に接続された第二の端部を備える第一の梁（４３）、および、
   ‐自由端である第一の端部および装置の固定フレーム（９）に接続された端部を備える第二の梁（４５）、
   を備え、
   第一の梁（４３）および第二の梁（４５）は各々の自由端部によって二つの梁の間が接続され、その結果、アクチュエータ要素（３）によって駆動される第一の梁（４３）の移動は第二の梁（４５）の屈曲を引き起こし、それにより、第一のインデックスフィンガ（４１）が可動要素（１）に対して移動することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. さらに可動要素（１）の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間に断続的に位置決めされることを目的とした第二のインデックスフィンガ（５１）を備える第二のインデックス要素（５）を備え、第二のインデックスフィンガ（５１）は第一のインデックスフィンガ（４１）とは逆のフェーズで移動されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
6. 駆動フェーズの際、第二のインデックスフィンガ（５１）は、可動要素（１）の別の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間の空間内、復帰フェーズの際に第一のインデックスフィンガ（４１）が位置決めされることになることになる空間内に、位置決めされ、
   復帰フェーズの際、第二のインデックスフィンガ（５１）は可動要素（１）の二つの歯（１１、１１_i、１１_i+1、１１_i+2、１１_i+3、１１_i+4）の間の空間の外に移動されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 第二のインデックス要素（５）はアクチュエータ要素（３）にも接続されており、その結果、アクチュエータ要素（３）は駆動要素（２）および第二のインデックスフィンガ（５１）を同時に移動させることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一つに記載の装置。
8. 第二のインデックス要素（５）は、
   ‐自由端である第一の端部およびアクチュエータ要素（３）に接続された第二の端部を備える第一の梁（５３）、および、
   ‐自由端である第一の端部および装置の固定フレーム（９）に接続された端部を備える第二の梁（５５）、
   を含み、
   第一の梁（５３）および第二の梁（５５）はそれらの自由端部によって二つの梁の間が接続され、その結果、アクチュエータ要素（３）によって駆動される第一の梁（５３）の移動は第二の梁（５５）の屈曲を引き起こし、それにより、第二のインデックスフィンガ（５１）が可動要素（１）に対して移動することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一つに記載の装置。
9. アクチュエータ要素（３）は、支持部材（８）に固定される、縦方向に沿って延びるプレート（３２）を含み、
   プレート（３２）は二つの薄板（３２１、３２２）を含み、二つの薄板は支持部材に固定され、少なくとも二つの可撓性横材（３２３、３２４）によって二つの薄板の間が接続されており、その結果、支持部材（８）の圧縮または引張による変形は、プレート（３２）の縦方向に平行な移動方向において、他方の薄板に対する一方の薄板の移動を生むことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
10. 薄板（３２１、３２２）の各々は近位端部（３２１１、３２２１）および遠位端部（３２１２、３２２２）を含み、
    薄板（３２１、３２２）の各々はその近位端部（３２１１、３２２１）に支持部材（８）への固定のための固定要素（３２１３、３２２３）を含み、
    可撓性横材（３２３、３２４）は薄板（３２１、３２２）の遠位端部（３２１２、３２２２）を他方の薄板（３２２、３２１）の近位端部（３２２１、３２１１）に接続することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. さらに薄板（３２１）の一つに固定された作動基部（７）を含み、可動要素（１）はプレートの他方の薄板（３２２）に回転自在に固定されているものであり、
    作動基部（７）は、基部（７１）、作動要素（２）およびインデックス要素（４）を含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
12. 作動要素（２）は、薄板の移動方向に平行に延びる、かつその自由端部に駆動歯（２１）を配する梁（２３）を含み、
    インデックス要素（４）は、薄板の移動方向に平行に延びる、かつその自由端部にインデックスフィンガ（４１）を配する第一の梁（４３）および第一の梁（４３）の自由端部からおよび反対向きに、薄板の移動方向に平行に延びる、かつその自由端部に接触面（４７）を持つ第二の梁（４５）を含み、
    第二の薄板（３２２）は、第一のインデックスフィンガ（４１）を可動要素（１）から離すために、薄板が互いに対して動かされる際、接触面（４７）によって接触されることを目的としたストッパ（３２２５）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

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