JP5186553B2 - 空気圧差動エンジンのための出力シャフト、ティータレバー及びピニオンギア配置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、空気圧シリンダ／差動エンジン作動操作ドアのためのティータレバー、より詳細には、出力シャフトを接続ロッドに接続し、そこから大量輸送車両のドアパネルに接続するための空気圧シリンダ／差動エンジンについての取り外し可能なティータレバー及び取り外し可能なギアに関する。この出願は、２００７年５月３日提出の米国仮出願第６０／９２７３２５号、発明の名称「空気圧差動エンジンのための出力シャフト、ティータレバー及びピニオンギア配置」、その全体がここに組み込まれる全ての開示の利益を求める。

空気圧シリンダは、圧縮空気を、乗用輸送車両のドアを開閉するための直線往復動に変換するための機械システムにおいて利用されてきた。この種のドア作動システムは、米国特許第３９７９７９０号に示される。

典型的に、この環境で使用される空気圧シリンダは、円筒状チャンバ、ピストン、及び円筒状チャンバに気密に接続される２つのエンドキャップからなる。エンドキャップは、ピストンを直線方向に移動させ、及び、車両のドアに対して開くか閉じるかのどちらかの力を作用させるために、圧縮空気が円筒状チャンバ内外に流れることを許容するように、そこに延びる孔を有する。

空気圧シリンダ／差動エンジンシステムはまた、乗用輸送車両のドアを開閉するために設計されてきた。これらのシステムの例は、米国特許第４２３１１９２号、第４１３４２３１号、第１５５７６８４号に示される。

図１に示されるように、既知の空気圧差動エンジンは、ハウジング３に取り付けられる、大空気圧シリンダ１と、小空気圧シリンダ２からなる。大空気圧シリンダ１は、大キャップ４８によって一端部が閉じられる。小空気圧シリンダ２は、小キャップ５０によって一端部が閉じられる。大ピストン４及び小ピストン５がシリンダ１及び２の内側に取り付けられる。ピストン４及び５は、ギア７に係合する歯のついたラック６に取り付けられる。ギア７は、ピストン４及び５の直線移動が出力シャフト８の回転運動に変換されるように、シャフト８に取り外し不能に取り付けられる。ティータレバー９は、図２に示すように、出力シャフト８の端部に溶接され、ロッド１０，１１及びレバー１２，１３によって、垂直シャフト及び車両のドアパネル（図示せず）にリンクされるアームに接続されている。その結果、出力シャフト８の回転運動は、車両のドアの開閉を生じるティータレバー９の回転運動を生じる。

小空気圧シリンダ２は、小キャップ５０に面する小ピストン５の表面５４に正圧が継続的に適用されるように、小キャップ５０の開口５２を通じて、継続的に、圧縮空気のリザーバに接続される。大空気圧シリンダ１は、開口４９を経由して、ドアの開モード中に、圧縮空気の供給源への接続、又はドアの閉モード中に、大シリンダ１から空気を排出するための排出要素への接続を与える三方バルブに接続される。スプリングシステム１４及びシーリングディスク１５が、ドアの開ストロークの終わりで、大ピストン４の動きの緩衝を与える。

ドアの閉モード中に、空気は、上記のように、三方バルブを介して大シリンダ１に入ることが許され、圧力が大キャップ４８に面する大ピストン４の表面５６に適用される。大ピストン４と小ピストン５の異なる表面積のために、大シリンダ１内への空気圧の適用は、ピストン４及び５を、小キャップ５０に向かって移動させ、又は右に（図示する）移動させる。ラック６の直線移動は、ギア７の反時計回りの回転に変換され、そして、結果として、ドアを閉じるようにするティータレバー９の回転に変換される。

ドアの開モード中に、大シリンダ１は、小シリンダ２内の小ピストン５の表面に作用する圧力により、この大シリンダ１内の空気を流出させる三方バルブの排出バルブに接続される。この圧力差の結果、ピストン４及び５は、大キャップ４８の方向に、又は左に（図示する）移動し、図１に示すように、ギア７、シャフト８及びティータレバー９を時計回りの方向に回転させる。ピストン４の大キャップ４８への移動は、スプリングシステム１４の圧縮、及び、緩衝チャンバ５８に向かうシーリングディスク１５の直線移動を生じる。

ドアの開モードの終わりの緩衝は、ディスク１５が緩衝チャンバ５８の排出口５９をシールするように生じる。シリンダ外の空気の流れは、小オリフィス（図示せず）に対して制限され、ピストン４及び５の動きを遅くする。この遅くされた動きは、ドアが、十分に開くまで、遅い速度（緩衝）で開き続けることを許容する。

本エンジン構造において、ティータレバー９は、出力シャフト８に溶接され、ピニオンギア７は、ピニオンギアのハブ及びシャフトを通じて延びる孔内に挿入されるロールピンによって出力シャフトに固定される。この孔は、溶接されたシャフト８及びティータレバー９アセンブリに既に配置されるピニオンギア７と共に単独の操作として開けられる。この孔が一旦開けられると、ピニオンギア７及び溶接されたシャフト及びティータレバー９アセンブリは、ピニオンの歯に対するティータレバー９の角度関係が、差動エンジン内で、ピストン４及び５とラック６の位置に対するドアパネルの角度同期のために、調和のとれた設定となる。

ティータレバー９をエンジンから取り外すために、エンジンは分解され、そして、ロールピンがギア７及びシャフト８及びティータレバー９アセンブリから出される。もし、ピニオンギア７又はティータレバー９のどちらか、及びシャフトアセンブリが損傷した場合、これらの要素の全てが、差動エンジンが作動するように修理するために、交換されなければならない。

既存の差動エンジンの構造から、ティータレバー９又はピニオンギア７のどちらかの交換は、全体の機構が分解されることを要求するということが認められる。ピニオンギア７、シャフト８及びティータレバー９のどれもが交換不能なものである。結果として、これらの要素は、セットで交換されなければならない。さらに、空気圧差動エンジンが一旦組み立てられると、特定のドア構造について特有なものになり、そして、差動エンジンは、通常、異なるドア構造の間で交換できない。

これらの事実は、現在の空気圧差動エンジンに装備されるドアシステムのメンテナンス上、労力及び材料費の両方の負担を課すことになる。

それ故、本発明の目的は、空気圧シリンダ／差動エンジン動力作動車両ドアのための取り外し可能なティータレバー／ギアアセンブリ配置を提供することである。本発明のさらなる目的は、差動エンジンを分解することなく、容易に取り外し及び交換可能なティータレバー／ギアアセンブリ配置を提供することである。本発明のさらなるもう１つの目的は、個々の部品の交換が容易でコスト効果のあるティータレバー／ギアアセンブリ配置を提供することである。

本発明は、空気圧シリンダ／差動エンジン作動操作車両ドアを伴う使用のための取り外し可能なティータレバーを含む。その配置は、ティータレバーの回転が、車両ドアの開閉を生じるように、ロッドを経由して車両ドアに関係するティータレバーと、垂直シャフトに対するレバーと、車両ドアパネルにリンクするアームとを含む。ギアアセンブリの回転運動が、空気圧シリンダ／差動エンジンの作動によって生じるように、歯のついた要素を有するギアアセンブリと、そこを通じて延びる出力シャフトとが与えられる。出力シャフト内に形成される少なくとも１つのキーウェイと協働する少なくとも１つのリテンションキーの形状の固定要素が、ティータレバーを出力シャフト上に取り外し可能に固定及び／又は保持するため、及び、ギアを出力シャフト上に取り外し可能に固定及び／又は保持するために与えられる。

本発明のこれらの及び他の特徴及び特性は、構造の関係する要素の作動及び機能の方法と同様に、それら全てがこの明細書の一部を構成する添付の図面の参照とともに、同様な参照番号が様々な構成における対応する部分を示す、以下の詳細な説明の考察でさらに明確になるであろう。

図１は、車両の作動操作ドアを制御するための従来技術の空気圧シリンダ／差動エンジンの概略側面図を示す。 図２は、車両上に取り付けられる従来技術のティータレバー／ギアアセンブリ配置の斜視図を示す。 図３は、本発明によるティータレバー／ギアアセンブリ配置の部分斜視図を示す。 図４は、車両上に取り付けられる図３のティータレバー／ギアアセンブリ配置の斜視図を示す。

以下の記載のために、用語「上の」、「下の」、「右」、「左」、「垂直の」、「水平の」、「頂部」、「底部」、「横の」、「長手の」及びその派生語は、作図において方向づけされるものとして、本発明に関係すべきである。しかしながら、本発明が、様々な代替の変形を想定でき、それとは反対に明確に特定され得るということが理解されるべきである。添付の図面に例示され、以下の詳細な説明に記載される特定の装置は、単に本発明の例示的な実施形態であるということもまた、理解されるべきである。したがって、ここで開示される実施形態に関係する特定の次元及び他の物理的な特性は、限定的に考えられるものではない。

今、車両のドアを開閉するための空気圧シリンダ／差動エンジンを伴う使用のための、一般に１００として示される、本発明のティータレバー／ギアアセンブリ配置を示す図３に対する参照が行われる。図４に例示されるように、取り外し可能なティータレバー１６が、ロッド４０，４１及びレバー４２，４３によって、垂直シャフト及び車両のドアパネル（図示せず）にリンクされるアームに接続される。図３に戻って参照すると、ドアの開又は閉の操作中に、空気圧シリンダ／差動エンジンの作動は、出力シャフト２０の回転を引き起こす歯のついたラック６０に関してギア１７を回転させる。出力シャフト２０のこの回転運動は、車両ドアの開閉の結果となるティータレバー１６の回転運動を生じる。

図３に例示されるように、ギア１７は、出力シャフト２０内のキーウェイ１８ｂと協働する第１のリテンションキー１８ａの使用を介して、出力シャフト２０の第１の部分に取り外し可能に接続される。ティータレバー１６は、出力シャフト２０内の第２キーウェイ１９ｂと協働する第２のリテンションキー１９ａの使用を介して、出力シャフト２０の第２の部分に取り外し可能に接続される。第１の及び第２のリテンションキー１８ａ，１９ａは、回転する円形要素に互いに取り付けることが可能な、よく知られたキー構造を含み得る。本発明とともに使用され得るリテンションキー１８ａ，１９ａの一例は、突出タブを残して、シャフトに切り込まれた対応するキーウェイに適合する取り外し可能なキーであるウッドラフキーである。タブは、シャフト上に直に取り付けられる装置における適合するスロット、例えば、プーリに結合し、それ故、装置がシャフトについて自由に回転することを防止する。典型的に、ウッドラフキーは、対応する半円形のキーウェイに適合する半円形状の又は半月状のキーである。

ギア１７及び出力シャフト２０は、下記において詳細に議論される止め輪のような保持要素によって、配置１００内での軸方向の動きが防止される。ギア１７は、出力シャフト２０のどちらかの側部上に配置される止め輪２１ａ，２１ｂの第１のペアによって、出力シャフト２０上で、軸方向の動きが防止される。出力シャフト２０は、ギアハウジング３０の側壁２８内に圧入される潤滑剤含浸ブッシング２６に対して支持する止め輪２５ａ，２５ｂの第２のペアによってギアハウジング３０に関する軸方向の動きに対して固定される。止め輪２１ａ，２１ｂ，２５ａ及び２５ｂは、望ましくは、出力シャフト２０内の浅い凹み３６内に位置する分割リング止め輪を含む。

ティータレバー１６はまた、一般に２２として示される取り外し可能な軸固定要素によって、出力シャフト２０に関する軸方向の動きに対して固定される。この軸固定要素２２は、ねじ２３やワッシャ２４のような、配置１００から容易に取り外すことが可能な、よく知られる固定要素を含み得る。ねじ２３は、出力シャフト２０内で第２の開口３４とともに配列されるティータレバー１６内の第１の開口３２を通じて通されている。

出力シャフト２０及びピニオンギア１７内のキーウェイ１８ｂ，１９ｂは、互いに標準的な角度関係で製造される。ティータレバー１６内のキーウェイ１９ａの位置は、異なるドア構造に対する最終の配置１００に適合するように変化し得る。

ティータレバー１６及びギアアセンブリ配置１００の分解は、以下のように起こる。ティータレバー１６の配置１００からの取り外しは、単純に、ティータレバー１６を出力シャフト２０に対して保持する取り外しねじ２３によって達成される。これは、ティータレバー１６が容易に出力シャフト２０及びリテンションキー１９ａから滑り落ちることを許容する。ギア１７はティータレバー１６を取り外すことなく、配置から取り外され得る。これは、多重のステップの行程によって達成される。カバー部分３８をギアハウジング３０に取り付けるねじ３９は、カバー部分３８が取り外されるように、緩められそして取り外される。ティータレバー１６から反対の端部でハウジング３０に近接して配置される分割リング保持要素２５ａは、出力シャフト２０から取り外される。その後、「ドアが十分に閉じた」ターゲットは、図示しないが、出力シャフト２０から取り外される。止め輪２１ａ、近接するギア１７、止め輪２１ｂ及び近接するギアハブエクステンション４２が、出力シャフト２０から取り外される。リテンションキー１８ａを含む出力シャフト２０は、今、ギア１７の内側の部分から滑り出て、ギア１７は、その修理及び／又は交換のためにギアハウジング３０から持ち上げ出され得る。

本発明は、ティータレバー１６及びギア１７が容易に取り外され、交換され得る差動エンジンを提供する。これは、メンテナンス及び／又はティータレバー１６及びピニオンギア１７の破損を修正するように要求される労力を大幅に減少させる。

本発明は、最も現実的で望ましい実施形態として現在考えられるものに基づいて例示の目的で詳細に記述されたのであるが、そのような詳細は、その目的のためだけであり、そして、本発明が、開示される実施形態に限定されず、しかし、その反対に、この記載の思想及び範囲内で改良及び等価な配置を網羅することを意図するものであることが理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な範囲内で、いくつかの実施形態の１以上の特徴が他のいくつかの実施形態の１以上の特徴と組み合わされ得るということを考慮することが理解されるべきである。

Claims (3)

1. 空気圧エンジン作動操作車両ドアを伴う使用のための取り外し可能なティータレバー及びギアアセンブリ配置であって、
   （ａ）そこを通じて延びる出力シャフトを有するギアを含むギアアセンブリであって、ギアがギアハウジングの内側で前記出力シャフトに取り付けられ、ティータレバーがギアハウジングの外側で前記出力シャフトに取り付けられ、前記出力シャフトの回転が、前記空気圧エンジンの作動によって生じるギアアセンブリ、
   （ｂ）前記ティータレバーの回転が車両ドアの開閉を生じさせるように、前記ティータレバーが前記車両ドアに関係し、前記ティータレバーは第１の開口を含み、かつ、前記出力シャフトは第２の開口を含み、前記第１の開口及び第２の開口が配列され、軸固定要素が、前記出力シャフトに関する前記ティータレバーの軸方向の移動を防止するように、第１の開口及び第２の開口を通じて延び、
   （ｃ）前記ティータレバーを前記出力シャフトに回転可能に固定する角度固定要素であって、前記ギアを前記出力シャフトに接続するために前記出力シャフトの第１の部分内に形成されるキーウェイと協働する第１のリテンションキーと、前記ティータレバーを前記出力シャフトに接続するために前記出力シャフトの第２の部分内に形成されるキーウェイと協働する第２のリテンションキーとを備える角度固定要素、
   （ｄ）前記出力シャフト上での前記ギアの軸方向の移動を制限するために前記ギアのいずれか一方側に設けられる止め輪の第１のペア、及び、前記ギアハウジングに関する前記出力シャフトの軸方向の移動を防止するために、ギアハウジングのいずれか一方側に設けられる止め輪の第２のペア、
   を含む配置。
2. 前記第１のリテンションキー及び前記第２のリテンションキーは、半円形のキーを含む請求項１に記載の配置。
3. 前記軸固定要素は、ねじ及びワッシャを含む請求項１に記載の配置。

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