JP2020500765A - 双方向アクチュエータ - Google Patents

Abstract

１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置であって、作動制御装置は、少なくとも１つの入力歯車（４０６）と少なくとも１つの中間歯車（４０８）と少なくとも１つの出力歯車（４１０）とを含む複数の傘歯車と；上記の少なくとも１つの中間歯車（４０８）に作動的に連結された少なくとも１つのリング（４１２）と；複数のロック（４１６および４１８）とを含み、複数のロックのうちの１つ、いくつかまたはすべての選択的な係合および／または係合解除が、（ａ）作動力の伝達なし、（ｂ）同じ回転方向への作動力の伝達、および（ｃ）反対の回転方向への作動力の伝達のいずれかの状態またはそれらの組み合わせをもたらす。本開示はまた、本開示の実施態様に従って実現される有利な作動制御装置を組み込んだ車両シート位置決めシステムも提供する。【選択図】図４Ｂ

Description

本開示は、一般にアクチュエータシステムの分野に関する。より具体的には、本開示は、単一のアクチュエータからの出力を使用して１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムおよびそのための作動制御装置に関する。

背景説明は、本発明を理解するのに有用であり得る情報を含む。本明細書に提供された情報のいずれもが先行技術であるかまたは現在特許請求されている発明に関連すること、または具体的にまたは暗黙的に参照されている刊行物が先行技術であることは認められない。

様々な産業用途において、様々な要素を駆動するために多様なモータが使用されている。例えば、自動車の様々な電気駆動式および自動式機構を作動させるために、個別のモータおよびソレノイドが使用されている。異なる機能に対して複数のモータを使用することは、多くの困難をもたらす。自動車において、多様な電磁装置（アクチュエータ）の使用は自動車の重量とコストを増加させる。多数の電磁装置を使用すると製造コストが増大するだけでなく、組立コスト、部品番号の増加および取扱いコスト、電気配線コスト、好ましくないモータノイズ、および故障モードもまた著しく増大する。加えて、利用可能なスペースが狭い中に複数の装置を配置することはしばしば困難である。

特許文献１は、可撓性シャフトを用いて複数の調整装置に接続されている連結ヘッド上の歯車に接続されたモータを有する装置を開示している。モータシャフトから可撓性シャフトへの運動伝達は、モータシャフトに取り付けられたピニオンと噛合している中間歯車を介して行われる。中間シャフトはさらに、位置決めレバーを操作することによって様々な連結歯車と選択的に連結される。連結歯車への運動はさらに伝達されて様々なシート動作を作動させる。電気モータの操作のために電気接点が設けられており、これによって電気モータは所望の最終出力運動に応じて時計回りまたは反時計回りに回転する。

特許文献２は、モータを備えるシートトラックアクチュエータアセンブリを開示しており、モータの出力シャフトは直線運動および回転運動を与えることができる。平歯車がモータの出力シャフトに取り付けられており、平歯車の外歯スプラインが傘歯車の内歯スプラインと噛み合うことができるように、傘歯車の１つと選択的に係合することができる。モータの出力シャフトの直線運動とそれに固定的に取り付けられた外歯スプライン平歯車は、電動モータと、傘歯車列を介した３つの運動機構のうちの所望のものとを選択的に結合および結合解除するクラッチ間欠運動機構として作用する。ただし、独立した方向制御については規定されていない。さらに、この装置は、物理的に近い出力のみに用途が制限される。

特許文献３は、車両シートの調整可能部品などの要素のセットの電動制御のための装置を開示しており、これは以下を特徴としている：装置の入力を形成し、出力シャフト上で軸方向にオフセットされ反対方向のピッチを有する２つの同軸ウォームを担持する出力シャフトを備える少なくとも１つのモータと、ウォームと互いに噛合する一対の歯車と、自由に各歯車を横切り、その両端の一方および／または他方で、各シャフト上で各歯車に面した関連する要素を制御することを意図した出力シャフトと、他のクラッチから独立しており、選択されたシャフトを回転させて対応する歯車に連結することができるようになっているクラッチと、を備え、歯車とシャフトと関連するクラッチとは、共に機能分割器を形成する。しかしながら、この解決策は各アクチュエータからの４つの出力に限定されている。直列に接続してより多くの出力を得ることができるが、これは各モータからの直接出力は限定される。さらに、独立した方向制御機能は設けられておらず、いずれか１つの係合における不具合によってもシステム全体不具合をもたらすであろう。これらの欠点とは別に、提案されたシステムは、直歯歯車の利用のために振動および騒音を受けやすく、システムは縦方向にしか延ばすことができず、したがって実装における柔軟性などに制約が生じる。

したがって、既知の技術の欠点を被らない、様々な用途のための多様なアクチュエータシステムの制御された動作のためのシステムおよび方法が必要とされている。実装上の制約、とりわけアクチュエータおよび／またはセンサの数による重量の増加、構造上および配線上の複雑さなど、既知の技術の欠点に対する解決策を提供することも必要とされている。

本明細書中のすべての刊行物は、個々の刊行物または特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれることが示されるのと同程度に参照により組み込まれる。

組み込まれた参考文献中の用語の定義または使用が本明細書中に提供されるその用語の定義と矛盾するかまたはそれに反する場合、本明細書中に提供されるその用語の定義が適用され、参照中のその用語の定義は適用されない。

いくつかの実施形態では、本発明の特定の実施形態を説明および特許請求するために使用される成分の量、濃度などの特性、反応条件などを表す数値は、場合によっては用語「約」によって修飾されると理解されるべきである。したがって、いくつかの実施形態では、明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメータは、特定の実施形態によって得られることが求められる所望の特性に応じて変わり得る近似値である。いくつかの実施形態では、数値パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、通常の丸め技法を適用することによって解釈されるべきである。本発明のいくつかの実施形態の広い範囲を説明する数値範囲およびパラメータは近似値であるが、特定の実施例に記載されている数値は実施可能な限り正確に報告されている。本発明のいくつかの実施形態において提示される数値は、それらのそれぞれの試験測定値において見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を含み得る。

本明細書および以下の特許請求の範囲を通して使用されるように、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」の意味は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形を含む。また、本明細書の説明で使用されるように、「中（ｉｎ）」の意味は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、「中（ｉｎ）」および「上（ｏｎ）」を含む。

本明細書における値の範囲の記述は、単にその範囲内に含まれるそれぞれの別々の値を個々に指す簡潔な方法として用いられることを意図している。本明細書で別段の指定がない限り、各個別の値は、個別に本明細書に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載のすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書の特定の実施形態に関して提供されるあらゆる例、または例示的な言語（例えば「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、単に本発明をより明確にするためのものであり、特許請求の範囲に記載の発明の範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる用語も、本発明の実施に必須の任意の非請求の要素を示すと解釈されるべきではない。

本明細書に開示された本発明の代替の要素または実施形態のグループは、限定として解釈されるべきではない。各グループ部材は、個々に、またはそのグループの他の部材または本明細書中に記載される他の要素との任意の組み合わせで参照および特許請求することができる。利便性および／または特許性の理由から、グループの１つ以上の部材をグループに含めることも、グループから削除することもできる。そのような包含または削除が生じたとき、本明細書は修正されたものとしてグループを含み、したがって添付の特許請求の範囲で使用されるすべてのマーカッシュグループによる説明を満たすと見なされる。

本発明の目的は、単一のアクチュエータからの出力を使用して１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムおよびそのための作動制御装置を提供することである。

本発明の他の目的は、必要となるメンテナンスが最小限の、費用効果が高く、取り扱いが容易で、軽量でコンパクトな作動システムを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、同じ特性を提供しながら、複数のアクチュエータシステムを単一のアクチュエータシステムで置き換えることである。

本開示のさらなる目的は、近傍にまたは遠隔に同様に柔軟な実装性を有するアクチュエータシステムを提供することである。

本発明の目的はまた、非平行軸および／または非並行軸への運動伝達を可能にし、したがって実装において無限の柔軟性を提供することである。

本開示は、一般にアクチュエータシステムの分野に関する。より具体的には、本開示は、単一のアクチュエータからの出力を使用して１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムおよびそのための作動制御装置に関する。

本開示の一態様は、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムを提供する。このシステムは、アクチュエータと、アクチュエータからの作動力を１つまたは複数の作動操作機構に伝達するように構成される歯車列と、複数の傘歯車と、複数の傘歯車のうちの少なくとも１つの傘歯車と作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを備える少なくとも１つの作動制御装置とを備え、その際、複数のロックのうち１つの、いくつかの、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、以下のいずれかの状態またはそれらの組み合わせをもたらす。（ａ）歯車列から１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達されない、（ｂ）少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向と同じ回転方向で、歯車列から１つまたは複数の作動操作機構へ作動力が伝達される、および（ｃ）少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向とは反対である回転方向へ作動力が伝達される。一実施形態では、ロックはソレノイドロックを含むがこれに限定されない。一実施形態では、傘歯車は、少なくとも１つの入力歯車と、少なくとも１つの中間歯車と、少なくとも１つの出力歯車とを含む。一実施形態では、少なくとも１つのリングは、少なくとも中間歯車に作動的に連結されている。一実施形態では、システムは、少なくとも１つの作動制御装置から１つまたは複数の作動操作機構に作動力を伝達するための少なくとも１つの可撓性シャフトをさらに含む。一実施形態では、アクチュエータは、１つまたは複数の作動操作機構の位置を検出するように構成された少なくとも１つの位置検出装置を含む。一実施形態では、システムは、単一のアクチュエータから作動力を伝達することによって、複数の作動操作機構を操作することができる。

本開示は、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置を提供する。作動制御装置は、入力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの入力歯車と、少なくとも１つの中間歯車と、出力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの出力歯車とを含む複数の傘歯車と、少なくとも１つの中間歯車に作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを備え、その際複数のロックのうち１つの、いくつかの、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、以下のいずれかの状態またはそれらの組み合わせをもたらす。（ａ）入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達されない、（ｂ）作動力が入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへ作動力が伝達される、および（ｃ）作動力が入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへ作動力が伝達される。

上記の複数のロックのうちの第１ロックを選択的に係合させることは、その回転軸を中心とする少なくとも１つの中間歯車の動きを選択的に阻止することをもたらし、上記の複数のロックのうちの第２ロックを選択的に係合させることは、その回転軸を中心とする少なくとも１つのリングの動きを選択的に阻止することをもたらす。一実施形態では、第１ロックの選択的係合および第２ロックの選択的係合解除は、作動力が入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達をもたらし、第１ロックの選択的な係合解除と第２ロックの選択的な係合は、作動力が入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達をもたらす。一実施形態では、複数のロックのうちの第１ロックと第２ロックの両方を選択的に係合解除しても、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達は行われない。一実施形態では、作動制御装置は、単一のアクチュエータからの作動力の伝達によって複数の作動操作機構を操作するよう構成されている。

添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、明細書と共に本開示の例示的な実施形態を示しており、本開示の原理を説明するのに役立つ。

各機能に対して専用のアクチュエータ／モータを有する従来の作動システムを示す例示的なブロック図である。

本開示の実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構に対応する単一のアクチュエータ／モータを有するシステムを示す例示的なブロック図である。

本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムの例示的な図である。

本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置の例示的な図である。 本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置の例示的な図である。 本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置の例示的な図である。 本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置の例示的な図である。

本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構を操作するための作動制御装置を示す例示的な分解図である。

一実施態様による、様々な構成要素の配置を示す作動制御装置の例示的な図である。

一実施態様により実現された作動制御装置の動作を示す例示的な図である。 一実施態様により実現された作動制御装置の動作を示す例示的な図である。

一実施態様によるロックの例示的な図である。 一実施態様によるロックの例示的な図である。 一実施態様によるロックの例示的な図である。 一実施態様によるロックの例示的な図である。

一実施態様によるロック機構の作動を示す例示的な図である。

一実施態様形態による、選択的作動／係合のためにラチェット爪機構を利用するロックの例示的な図である。 一実施態様形態による、選択的作動／係合のためにラチェット爪機構を利用するロックの例示的な図である。 一実施態様形態による、選択的作動／係合のためにラチェット爪機構を利用するロックの例示的な図である。 一実施態様形態による、選択的作動／係合のためにラチェット爪機構を利用するロックの例示的な図である。

一実施態様による外側ワッシャおよびディスクと関連した蓋の断面図を示す例示的な図である。

作動操作機構を作動させるために、それぞれが対応する歯車列のセットに関連付けられた複数のアクチュエータ（またはモータ）を使用する従来のシステムを示す例示的な図である。

単一のアクチュエータ（またはモータ）を使用して１つまたは複数の車両シート位置決め手段を作動させるために作動制御装置を使用する、本開示に従って実現されるシステムを示す例示的な図である。

本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステム３００の例示的な分解図である。

本開示の一実施態様による車両シート位置決めシステムを示す例示的な図である。

本開示の一実施態様によるアクチュエータ（モータ）の一部として構成された位置検出装置を示す例示的な図である。

以下は、添付の図面に示される本開示の実施形態の詳細な説明である。実施形態は、本開示を明確に伝えるように詳細に記載されている。しかしながら、提供される詳細は、実施形態の予想される変形を限定することを意図しておらず、むしろその意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神および範囲内に含まれるすべての修正形態、等価物、および代替形態を網羅することである。

添付の各請求項は個別の発明を定義し、侵害目的においては特許請求の範囲で特定される様々な要素または限定に対する等価物を含むと認識される。文脈に応じて、以下の「発明」への言及はすべて、場合によってはある特定の実施形態のみを指すことがある。他の場合には、「発明」への言及は、必ずしもすべてではないが、１つまたは複数の請求項に記述された主題を指すことになることが認識されるであろう。

本明細書および以下の特許請求の範囲を通して使用されるように、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」の意味は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形を含む。また、本明細書の説明で使用されるように、「中（ｉｎ）」の意味は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、「中（ｉｎ）」および「上（ｏｎ）」を含む。

本明細書に記載のすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書の特定の実施形態に関して提供されるあらゆる例、または例示的な言語（例えば「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、単に本発明をより明確にするためのものであり、特許請求の範囲に記載の発明の範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる用語も、本発明の実施に必須の任意の非請求の要素を示すと解釈されるべきではない。

本明細書で使用される様々な用語が以下に示される。請求項で使用されている用語が以下に定義されていない限り、関連分野の当業者は、出願時に印刷出版物および付与された特許に反映されているようにその用語に最も広い定義が与えられるものとする。

本開示は、一般にアクチュエータシステムの分野に関する。より具体的には、本開示は、単一のアクチュエータからの出力を使用して１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムおよびそのための作動制御装置に関する。

本開示の一態様は、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムを提供する。このシステムは、アクチュエータと、アクチュエータからの作動力を１つまたは複数の作動操作機構に伝達するように構成される歯車列と、複数の傘歯車と、複数の傘歯車のうちの少なくとも１つの傘歯車と作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを備える少なくとも１つの作動制御装置とを備え、その際、複数のロックのうち１つの、いくつかの、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、以下のいずれかの状態またはそれらの組み合わせをもたらす。（ａ）歯車列から１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達がされない、（ｂ）少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向と同じ回転方向で、歯車列から１つまたは複数の作動操作機構へ作動力が伝達される、および（ｃ）少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向とは反対である回転方向へ作動力が伝達される。一実施形態では、ロックはソレノイドロックを含むがこれに限定されない。一実施形態では、傘歯車は、少なくとも１つの入力歯車と、少なくとも１つの中間歯車と、少なくとも１つの出力歯車とを含む。一実施形態では、少なくとも１つのリングは、少なくとも中間歯車に作動的に連結されている。一実施形態では、システムは、少なくとも１つの作動制御装置から１つまたは複数の作動操作機構に作動力を伝達するための少なくとも１つの可撓性シャフトをさらに含む。一実施形態では、アクチュエータは、１つまたは複数の作動操作機構の位置を検出するように構成された少なくとも１つの位置検出装置を含む。一実施形態では、システムは、単一のアクチュエータからの作動力の伝達によって複数の作動操作機構を操作することができる。

本開示の別の態様は、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置を提供する。作動制御装置は、入力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの入力歯車と、少なくとも１つの中間歯車と、出力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの出力歯車とを含む複数の傘歯車と、少なくとも１つの中間歯車に作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを備え；その際複数のロックのうち１つの、いくつかの、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、以下のいずれかの状態またはそれらの組み合わせをもたらす。（ａ）入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達がされない、（ｂ）作動力が入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへ作動力が伝達される、および（ｃ）作動力が入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへ作動力が伝達される。

上記の複数のロックのうちの第１ロックを選択的に係合させることは、その回転軸を中心とする少なくとも１つの中間歯車の動きを選択的に阻止することをもたらし、上記の複数のロックのうちの第２ロックを選択的に係合させることは、その回転軸を中心とする少なくとも１つのリングの動きを選択的に阻止することをもたらす。一実施形態では、第１ロックの選択的係合および第２ロックの選択的係合解除は、作動力が入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達をもたらし、第１ロックの選択的な係合解除と第２ロックの選択的な係合は、作動力が入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達をもたらす。一実施形態では、複数のロックのうちの第１ロックと第２ロックの両方を選択的に係合解除しても、入力シャフトから出力シャフトへの作動力の伝達は行われない。一実施形態では、作動制御装置は、単一のアクチュエータからの作動力の伝達によって複数の作動操作機構を操作するよう構成されている。

図１は、各機能に対して専用のアクチュエータ／モータを有する従来の作動システムを示す例示的なブロック図である。特に、そのようなシステムは、それらが従属する各機能（機能１、機能２、機能３、機能４として示される）に対応する１１０、１２０、１３０、１４０として示される複数のモータの利用を必要とし、その際異なるウォームギアボックス（１１２、１２２、１３２、１４２として示される）を利用する。しかしながら、これは、それに関連する高い維持費に加えて、実装の問題を引き起こす不適切なスペースの利用につながる。図１にも示されるように、機能１から機能４から選択される１つまたは複数の機能は、（１つまたは複数の）制御スイッチ１０２からＥＣＵ１０４への命令の受信により誘導されることが可能であり、続いて、電力入力１０６からの電力を用いて、１つまたは複数のモータ（１１０、１２０、１３０、１４０として示される）が操作される。容易に明らかになるように、異なるモータの存在は非効率的な動作をもたらし、そのようなモータの動作のカスタマイズの範囲が狭まってしまう。

図２は、本開示の実施態様による１つまたは複数の作動操作機構に対応する単一のアクチュエータ／モータを備えるシステムを示す例示的なブロック図である。本開示の実施態様に従って実現されるシステムは、作動制御装置２０４に接続することができる複数の可撓性シャフト（２０８−１、２０８−２、２０８−３、２０８−４として示す）を利用することができ、これにより従来の作動システムの場合のように複数のモータを必要としない。例示的な実施態様では、モータ２１０は、電力入力２０６を受け取ると、作動制御装置２０４に作動力を伝達することができ、作動制御装置は、これに接続された１つまたは複数の可撓性シャフト（２０８−１、２０８−２、２０８−３、２０８−４として示される）へ、（１つまたは複数の）制御スイッチ２０２から受け取った命令に従って、作動力を選択的に伝達することができる。次いで、（１つまたは複数の）可撓性シャフトは、対応する（１つまたは複数の）ウォームギアボックス（２１２−１、２１２−２、２１２−３および２１２−４として示される）の状態に応じて、所望の機能（機能１から機能４として示される）の実行を誘発するために、１つまたは複数の作動操作機構を操作することができる。

図３は、本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステム３００の例示的な図である。図示されるように、システム３００は、アクチュエータ３１８（例えば、モータ）と、３０２、３０２ａ、３０４ａ、３０６ａ、３０８ａ、３１０ａとして示される複数の歯車を含む歯車列と、３０４ｂ、３０６ｂ、３０８ｂ、３１０ｂとして示される（１つまたは複数の）作動制御装置とを含む。一実施態様では、モータ３１８は、シャフトを介して歯車３０２に接続されている。歯車３０２から、作動力（運動）を二次歯車（３０２ａ、３０４ａ、３０６ａ、３０８ａ、３１０ａ）に伝達し、次いで対応する作動制御装置（３０４ｂ、３０６ｂ、３０８ｂ、３１０ｂ）に伝達することができる。作動制御装置は、１つまたは複数の作動操作機構を操作するために、当業者に知られているまたは理解されるように、可撓性シャフトまたは任意の他の作動力（運動）伝達手段に接続することができる、３０４ｃ、３０６ｃ、３０８ｃおよび３１０ｃとして示されるそれぞれの出力端を有することができる。これも図示されているように、一実装態様では、可撓性シャフト３１２は、アダプタ３１４を含むことができる（他の可撓性シャフトおよび対応するアダプタは明らかであり、したがって単純化のために図示されていない）。一実施態様では、システムはケーシング／ハウジング内に収容することができる。

一実施態様によれば、システムは、必要な作動力を歯車（歯車列）に引き出すモータを備え、それによって、モータの作動時には常に作動力をすべての出力（３０４ｃ、３０６ｃ、３０８ｃ、３１０ｃとして示す）で利用可能にする。作動制御装置を使用して、各出力を個別に係合、方向変更および／または係合解除することができる。好ましい実施態様では、すべての作動制御装置は通常は係合解除位置に留まり、命令を受け取ると作動操作機構に対応する作動制御装置が作動して必要な方向に作動力を引き出す。例えば、出力３０４ｃに対応する機能が要求される場合、モータ３１８は作動力を伝達するために動力を供給され、作動制御装置３０４ｂが作動力を前記機構に伝達するように係合される。他のすべての作動制御装置は通常、係合解除されているため、作動力／運動は他の機構に伝達されない。しかしながら、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本開示の実施において規定されるその意図された目的を果たすために、当業者に知られているまたは理解されるように、任意の他の代替的な配置／操作が構成され得る。一実施態様では、アクチュエータ（モータ）は、１つまたは複数の作動操作機構の位置を検出するように構成された少なくとも１つの位置検出装置を含む。一実施態様では、位置検出装置は、１つまたは複数の作動操作機構の作動位置／場所を検出する（例えば作動力に応答して作動操作機構の作動が誘発されるか否か、特に所望の機能が達成されたか否か）。例示的な実施態様では、位置検出装置は、アクチュエータの一部として構成されたポテンショメータである。しかし、ポテンショメータは便宜上、作動力に応答して所望の機能が実行されるかどうかにかかわらず、アクチュエータおよび／またはシステムにフィードバックを提供することができる別個の装置として構成することができる。例示的な実施態様では、すべての可動ジョイントは、フィードバックのために少なくとも１つのポテンショメータを備えている。

図４Ａから図４Ｄは、本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置４００の例示的な図である。図示されるように、作動制御装置４００は、４０６、４０８、４１０および４２０として示される複数の傘歯車を含む。一実装態様では、歯車４０６は入力歯車として作用し、歯車４０８は中間歯車として作用し、歯車４１０は出力歯車として作用することができる。一実施態様では、歯車４２０はダミー歯車として作用し、他の歯車に支持を与えることができる。一実施態様では、作動制御装置４００は、中間歯車４０８に作動的に連結されたリング４１２と、複数のロック（４１６および４１８として示される）とをさらに含み、それらの機能は以下に詳細に説明される。一実施態様では、ロックはソレノイドロックである。しかし、当業者に知られているかまたは認識されているような他のタイプのロック、例えば機械的ロックの利用も完全に本発明の範囲内である。一実施態様では、作動制御装置４００は、作動力を伝達するために、二次歯車のうちの１つ（例えば３０４ａ）が接続可能であるように中心シャフト４０２（入力シャフトとして作用することができる）をさらに含む。一実施態様では、シャフト４０４は出力シャフトとして作用することができる。図４Ｅは、本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置４００の例示的な分解図である。

図５は、一実施態様による、その様々な構成要素の配置を示す作動制御装置４００の例示的な図である。図示されるように、リング４１２は、複数のベアリング４２２を用いてリングカバープレート４３０（本明細書では代わりにそして同義的にケーシングと呼ぶ）に結合されて、リング４１２がその中心軸を中心に自由に回転できるようになる。さらに、リングカバープレート４３０には、１つまたは複数の溝または軌道が設けられ、その結果、少なくとも部分的に、ベアリング４２２がその中に取り外し可能に嵌め込まれることができ、リング４１２およびリングカバープレート４３０の両方が共通の中心軸を画定する位置を維持することができる。

図６Ａおよび図６Ｂは、一実装態様により実現されるように、作動制御装置４００の動作を示す例示的な図である。アクチュエータから歯車列によって伝達された作動力は、まず、入力歯車４０６に連結された入力シャフト４０２に入力される。両方のロック４１６および４１８が係合解除位置にあるとき、リング４１２はその回転軸（入力シャフト４０２の回転軸に平行）を中心に回転することができ、中間歯車４０８は、その回転軸（４１４として示される）を中心に回転することができる。これは、中間歯車４０８の２つの異なる動き、すなわち第１にそれ自体の回転軸４１４を中心に回転すること、および第２に入力ギア４０６に沿って回転することをもたらし、それによって、出力シャフト４０４に連結された出力歯車４１０への作動力／運動の伝達を妨げ、これにより運動（作動力）は作動操作機構に伝達されない。

図６Ａに示すように、ロック４１８を係合解除位置に維持しながらロック４１６が選択的に係合位置にもたらされると、中間歯車４０８の回転軸４１４上での回転を阻止することとなり、その際リング４１２をその回転軸に沿って回転させる（すなわち、中間歯車４０８は入力歯車４０６に沿って回転する）。これにより、作動制御装置４００は、作動力が入力シャフト４０２（または入力歯車４０６）に入力される方向と同じ回転方向に作動力（運動）を伝達することができる。言い換えれば、ロック４１６の作動／係合、およびロック４１８の非作動／係合解除により、作動制御装置４００は、歯車列（３０２、３０４ａ、３０６ａおよび３０８ａ）から（可撓性シャフトまたは他の作動力伝達手段を介して）、作動力が作動制御装置４００に入力される方向と同じ回転方向で、作動力（運動）を作動操作機構に伝達することができる。

図６Ｂに示すように、ロック４１６を係合解除位置に維持しながらロック４１８が選択的に係合位置にもたらされると、リング４１２のその回転軸に沿った回転を阻止することとなり、その際中間歯車４０８をその回転軸４１４上で回転させる。中間歯車４０８は、他方の側で出力歯車４１０に接続されているため、出力歯車は入力歯車４０６（または入力シャフト４０２）の回転方向とは反対方向に回転することができる。これにより、作動制御装置４００は、作動力が入力シャフト４０２（または入力歯車４０６）に入力される回転方向とは反対の回転方向に作動力（運動）を伝達することができる。言い換えれば、ロック４１８の作動／係合およびロック４１６の非作動／係合解除により、作動制御装置４００は、歯車列（３０２、３０４ａ、３０６ａ、３０８ａ）から（可撓性シャフトまたは他の作動力伝達手段を介して）、作動力が作動制御装置４００に入力される回転方向とは反対の回転方向で、作動力（運動）を作動操作機構に伝達することができる。

図７Ａ〜図７Ｄは、一実施態様によるロックの例示的な図を示す。図７Ａは、選択的な係合／作動によって、中間歯車４０８のその回転軸４１４上での回転を阻止するロック４１６の例示的な組み立て図である（明確にするためロック４１６とリングとの連結は示されていない）。図７Ｂは、ロック（４１６または４１８）の一部を形成するベアリング７０８と、ドラム７０６と、リングカム７０２と、プランジャ７０４の配置を示す一般的なロック機構の例示的な分解図である。図７Ｃおよび図７Ｄは、一実装態様による、単純化のためにベアリングおよびドラムを取り外した状態のロック４１６および４１８のそれぞれの例示的な図である。図７Ｅは、一実施態様によるロック機構の作動を示す例示的な図である。図示されるように、リングカム７０２の作動時（例えば、その回転により）に、プランジャ７０４は（プランジャばね７５６を用いて）シャフト７５４上に画定されたプロファイル／セクション７５２内で噛合させられて、その回転運動を停止させる。一実施態様では、リングカム７０２はソレノイド作動カムである。したがって、中間歯車４０８をその一部として画定するか、または中間歯車４０８に連結されるシャフトにこのロック機構が嵌合されると（この場合、それを本明細書ではロック４１６として示す）、その作動によってプランジャが、シャフト上に画定されたプロファイル／セクション内に噛合され、その回転軸４１４上での中間歯車４０８の動きを阻止する。同様に、平歯車をその一部として画定するか、または平歯車に連結されるシャフトにこのロック機構が嵌合されると（この場合、それを本明細書ではロック４１８として示す）、その作動によってプランジャが、シャフト上に画定されたプロファイル／セクションに噛合され、その回転軸に沿ったリング４１２の動きを阻止する（図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、平歯車がリング表面と連続的に噛合しているため）。

図８Ａ−図８Ｄは、一実施態様による、ラチェット爪機構をその選択的作動／係合のために利用するロック４１６の例示的な図である。図８Ａは、リング４１２および中間歯車４０８（簡略化のために入力歯車４０６、出力歯車４１０およびダミー歯車４２０は示されていない）に対するラチェット爪機構８０２（爪は８０２−２として示され、ラチェットは８０２−１として示される）の配置を示す例示的な上面図である。図８Ｂは、一実施態様による、ラチェット爪機構８０２、リング４１２、および中間歯車４０８に対するディスク８０４の位置を示す例示的な上面図である。図示されるように、押圧力を加えるためにディスク８０４が使用されることができ、これによりラチェットの動きがロックされるよう爪（８０２−２）をラチェット（８０２−１）に噛合させる。図８Ｃおよび図８Ｄは、リング４１２および中間歯車４０８に対するラチェット爪機構８０２の配置を示す例示的な図である（簡略化のためにディスク８０４は示されていない）。図示されるように、ディスク８０４が押圧されると爪がラチェットと噛合し、ラチェットの動きを阻止して、それにより中間歯車のその軸線４１４上の回転を阻止するように、ラチェットを中間歯車４０８を画定するシャフトに固定する（またはその一体部分として画定する）ことができる。図８Ｅは、一実装態様による、外側ワッシャ８０６およびディスク８０４（内側ワッシャとして構成されている）に関連する蓋８００の断面図を示す例示的な図である。作動／押圧力が外側ワッシャ８０６に加えられると、ディスク８０４（内側ワッシャとして構成されている）も押され、爪とラチェットとの噛合を生じさせ、ラチェットの動きを阻止し、したがって中間歯車４０８のその軸線４１４上の回転を阻止する。

図９は、作動操作機構を作動させるために、それぞれが対応する歯車列のセットに関連付けられた複数のアクチュエータ（またはモータ）を使用する従来のシステムを示す例示的な図である。

図１０は、単一のアクチュエータ（またはモータ）を使用して１つまたは複数の車両シート位置決め手段を作動させるために作動制御装置４００を使用する、本開示に従って実現されるシステムを示す例示的な図である。

図１１は、本開示の一実施態様による、１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステム３００の例示的な分解図である。図示されるように、システム３００は、モータ３１８と、歯車列（複数の傘歯車を含む）と、１つまたは複数の作動制御装置（全体として３０４ｂ、３０６ｂ、３０８ｂ、３１０ｂとして示される）と、システムをその中に封入するためのケーシング（雄型モータケーシング５０２および雌型モータケーシング５０４を含むものとして示される）とを含むことができる。当業者には明らかなように、本開示の実施態様に従って実現されるシステムは、非平行軸および非並行軸においても作動力（運動）を伝達することができ、実装性において無限の柔軟性を提供する。

本開示の一実施態様によれば、システムは車両シート位置決めシステム１２００として構成される。図１２Ａは、車両シート位置決めシステムを示す例示的な図であり、このシステムは、モータ１２０２と、歯車列（全体として１２０４として示される）と、少なくとも１つの作動制御装置（１２０６ａ、１２０６ｂ、１２０６ｃ、１２０６ｄとして示される）と、複数の車両シート位置決め手段（１２１０、１２２０、１２３０、１２４０として示される）とを含む。本開示の実施態様に従って実現されるように、作動制御装置１２０６は、複数の傘歯車と、複数の傘歯車のうちの少なくとも１つの傘歯車に作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを含むことができ、（ａ）作動力を伝達しない、（ｂ）同じ回転方向に作動力を伝達する、または（ｃ）反対の回転方向に作動力を伝達する、のいずれかの状態またはその組み合わせをもたらすことができる。一実施態様では、ロックはソレノイドロックを備える。しかしながら、機械的ロックを含むがこれに限定されない、他のタイプの任意のロックの利用は完全に本開示の範囲内である。同様に図示されているように、複数の可撓性シャフト（１２０８ａ、１２０８ｂ、１２０８ｃ、１２０８ｄとして示されている）を使用して、車両シート位置決め手段１２１０、１２２０、１２３０、１２４０に作動力を伝達することができる。一実施態様では、車両シート位置決め手段１２１０は、車両シートの前後方向への移動（調整）の機能に関連している。一実施態様では、車両シート位置決め手段１２２０は、車両シートの腰部調整機能に関連する。一実施態様では、車両シート位置決め手段１２３０は、シートを前後方向に傾斜させる機能に関連している。一実施態様では、車両シート位置決め手段１２４０は、シートの上下方向の高さ調整機能に関連している。しかしながら、その他の配置／構成も完全に本開示の範囲内である。一実施態様では、図１２Ｂに示されるように、モータ１２０２は、車両シート位置決め手段（１２１０、１２２０、１２３０、１２４０として示される）の位置を検出するように構成された少なくとも１つの位置検出装置１２５０を含む。少なくとも１つの位置検出装置は、作動力に応答して所望の機能が誘導されたか否か（例えば、車両のシートの腰部調整が行われたか、シートが前後方向に傾斜されたか等）のフィードバックをアクチュエータおよび／またはシステムに提供できる。一実施態様では、少なくとも１つの位置検出装置はポテンショメータである。好ましくは、すべての可動ジョイントは少なくとも１つの位置検出装置を用いて構成される。

車両シート位置決め用途の例示的な実施形態を説明したが、提案された発明の双方向モータ機構は、双方向制御機構が必要とされる他の様々な自動車用途、例えば、スポイラ、パワーウィンドウ、ドア、ミラー等に使用することができる。さらに、提案された本発明の双方向モータ機構は、製造、家庭用電化製品および装置、エネルギーおよび公益事業などの、しかしそれらに限定されない、任意の他の非自動車用途に使用することができる。

以上、本発明の様々な実施形態について説明したが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態を考案することができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。本発明は、当業者に利用可能な情報および知識と組み合わせたときに、当業者が本発明を製造および使用することを可能にするために含まれる、記載された実施形態、バージョンまたは実施例に限定されない。

［発明の利点］
本開示は、単一のアクチュエータからの出力を使用して１つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステム、およびそのための作動制御装置を提供する。

本開示は、必要となるメンテナンスが最小限の、費用効果が高く、取り扱いが容易で、軽量でコンパクトな作動システムを提供する。

本開示は、同じ特性を提供しながら、複数アクチュエータシステムを単一アクチュエータシステムで置き換える。

本開示は、近傍にまたは遠隔に同様に柔軟な実装性を有するアクチュエータシステムを提供する。

本開示は、非平行および／または非並行軸への運動伝達を提供し、実装において無限の柔軟性を提供する。

本開示は、従来のシステムに関する１つまたは複数の短所を克服するためのシステムおよび方法を提供する。

本開示は、車両のシートシステムの作動機構に関連した方法を提供する。

本開示は、スケーラブルなシステムであり、個々の方向および運動制御を有する任意の実用的な数の出力に拡張することができるという点で、他のシステムに対して利点を有する。

本発明は、独特の配置により、出力を周方向にも長さに沿っても延ばすことができるため有利であり、かくして実装において極めて優れた実現可能性を提供する。

英国特許第２１５３２１８号明細書 米国特許第６１２６１３２号明細書 米国特許第５１０３６９１号明細書

Claims (10)

1. １つまたは複数の作動操作機構を操作するためのシステムであって、
   アクチュエータと、
   前記アクチュエータからの作動力を前記１つまたは複数の作動操作機構に伝達するように構成される歯車列と、
   複数の傘歯車と、複数の傘歯車のうちの少なくとも１つの傘歯車に作動的に連結された少なくとも１つのリングと、複数のロックとを備える少なくとも１つの作動制御装置と、を備え、
   前記複数のロックのうちの１つ、いくつか、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、（ａ）前記歯車列から前記１つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達がされない、（ｂ）前記少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向と同じ回転方向で、前記歯車列から前記１つまたは複数の作動操作機構への作動力が伝達される、（ｃ）前記少なくとも１つの作動制御装置に作動力が入力される回転方向とは反対の回転方向で作動力が伝達される、のいずれかの状態または組み合せをもたらす、システム。
2. 前記複数の傘歯車が、少なくとも１つの入力歯車と、少なくとも１つの中間歯車と、少なくとも１つの出力歯車とを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記少なくとも１つのリングが、前記少なくとも１つの中間歯車に作動的に連結されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記システムが、前記少なくとも１つの作動制御装置から前記１つまたは複数の作動操作機構に作動力を伝達するための少なくとも１つの可撓性シャフトをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記システムが、前記アクチュエータからの作動力の伝達によって複数の作動操作機構を操作するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記アクチュエータが、前記１つまたは複数の作動操作機構の位置を検出するように構成された少なくとも１つの位置検出装置を備える、請求項１に記載のシステム。
7. １つまたは複数の作動操作機構への作動力の伝達を制御するための作動制御装置であって、
   入力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの入力歯車、少なくとも１つの中間歯車、及び、出力シャフトに作動的に連結された少なくとも１つの出力歯車を備える複数の傘歯車と、
   前記少なくとも１つの中間歯車に作動的に連結された少なくとも１つのリングと、
   複数のロックと、を備え、
   前記複数のロックのうちの１つ、いくつか、またはすべての選択的な係合および／または係合解除が、（ａ）前記入力シャフトから前記出力シャフトへの作動力の伝達がされない、（ｂ）作動力が前記入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、前記入力シャフトから前記出力シャフトへ作動力が伝達される、および（ｃ）作動力が前記入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、前記入力シャフトから前記出力シャフトへ作動力が伝達される、のいずれかの状態または組み合わせをもたらす、作動制御装置。
8. 前記複数のロックのうちの第１ロックを選択的に係合させることが、その回転軸を中心とする前記少なくとも１つの中間歯車の動きを選択的に阻止することをもたらし、前記複数のロックのうちの第２ロックを選択的に係合させることが、その回転軸を中心とする前記少なくとも１つのリングの動きを選択的に阻止することをもたらす、請求項７に記載の作動制御装置。
9. 前記第１ロックの選択的係合および前記第２ロックの選択的係合解除が、作動力が前記入力シャフトに入力される回転方向と同じ回転方向で、前記入力シャフトから前記出力シャフトへの作動力の伝達をもたらし、前記第１ロックの選択的な係合解除と前記第２ロックの選択的な係合が、作動力が前記入力シャフトに入力される回転方向とは反対の回転方向で、前記入力シャフトから前記出力シャフトへの作動力の伝達をもたらし、前記第１ロックおよび前記第２のロックの両方の選択的な係合解除によって、前記入力シャフトから前記出力シャフトへ作動力が伝達されない、請求項７に記載の作動制御装置。
10. 前記作動制御装置が、単一のアクチュエータからの作動力の伝達によって複数の作動操作機構を操作するよう構成されている、請求項７に記載の作動制御装置。