(57)【要約】【課題】モーターを用い且つギアアセンブリを介すことによりドアロックのサムターンの自動回転が可能であると共に、必要時にはドア設置機構の手動操作を容易に行うことができるギアアセンブリとこれを具えるドア設置機構を提供すること。【解決手段】ギアアセンブリは遊星ギアセットとクラッチを含む。前記遊星ギアセットは、太陽ギアと、前記太陽ギアと噛み合う少なくとも１つの遊星ギアと、前記少なくとも１つの遊星ギアを支持するキャリアと、前記少なくとも１つの遊星ギアと噛み合う外輪ギアとを含む。前記クラッチは、前記遊星ギアセットが第１のモードと第２のモードの間で切り替わるように前記遊星ギアセットと係合及び離脱するよう操作可能である。【選択図】図２
2018028259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星ギアセットと、クラッチとを具え、
前記遊星ギアセットは、
太陽ギアと、
前記太陽ギアと噛み合う少なくとも１つの遊星ギアと、
前記少なくとも１つの遊星ギアを支持するキャリアと、
前記少なくとも１つの遊星ギアと噛み合う外輪ギアとを含み、
前記クラッチは、前記遊星ギアセットが第１のモードと第２のモードの間で切り替わるように前記遊星ギアセットと係合及び離脱するよう操作可能である、ギアアセンブリ。
【請求項２】
前記第１のモードにおいては、前記クラッチに対する前記キャリアの動きを制限するように前記クラッチが前記キャリアと係合することにより、前記太陽ギアの回転が、前記少なくとも１つの遊星ギアを、前記太陽ギアの周りを公転することなく前記少なくとも１つの遊星ギアの軸を中心に自転するよう駆動して前記外輪ギアの回転を駆動する、請求項１に記載のギアアセンブリ。
【請求項３】
前記第２のモードにおいては、前記クラッチに対する前記キャリアの動きを許可するように前記クラッチが前記キャリアから離脱することにより、前記少なくとも１つの遊星ギアが前記少なくとも１つの遊星ギアの軸を中心に自転可能であると共に前記太陽ギアの周りを公転可能となって前記外輪ギアの自由回転が可能になる、請求項１に記載のギアアセンブリ。
【請求項４】
前記クラッチは電気機械式ソレノイドであり、前記キャリアには少なくとも１つの係合部が設けられていて、前記電気機械式ソレノイドは、前記遊星ギアセットが前記第１のモードで作動するように前記係合部と係合するよう操作可能であり、且つ、前記遊星ギアセットが前記第２のモードで作動するように前記係合部から離脱するよう操作可能である、請求項１に記載のギアアセンブリ。
【請求項５】
前記電気機械式ソレノイドは、
可動アーマチュアと、
前記可動アーマチュアに巻回されている電磁誘導コイルであって、電流が印加された時に、前記キャリアの前記係合部に対して当接又は離脱するよう前記可動アーマチュアの前記電磁誘導コイルに対する伸長と退縮を制御する力を加えるために誘起磁場を発生する電磁誘導コイルと、を含み、
前記遊星ギアセットを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えるために、前記キャリアは、前記可動アーマチュアが退縮する際に前記可動アーマチュアと前記係合部との間の摩擦を防ぐように、前記少なくとも１つの遊星ギアと前記太陽ギアとに駆動されて、前記電気機械式ソレノイドの前記可動アーマチュアから離れるように回転する、請求項４に記載のギアアセンブリ。
【請求項６】
前記クラッチは電気機械式ソレノイドであり、
前記電気機械式ソレノイドは、
可動アーマチュアと、
前記可動アーマチュアに巻回されている電磁誘導コイルであって、電流が印加された時に、前記キャリアに対して係合又は離脱するよう前記可動アーマチュアの前記電磁誘導コイルに対する伸長と退縮を制御する力を加えるために誘起磁場を発生する電磁誘導コイルと、
前記可動アーマチュアの伸長と退縮を検出するセンサーと、を含む、請求項１に記載のギアアセンブリ。
【請求項７】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されていると共に、接地されている導電体ハウジングと、
前記導電体ハウジングの前記開口を覆う誘電体カバーであって、前記可動アーマチュアが伸長又は退縮して通過するためのホールが形成されていると共に、前記可動アーマチュアと前記導電体ハウジングの前記開口との間を電気的に絶縁する誘電体カバーと、を更に含み、
前記センサーは、前記誘電体カバーに配置されていると共に前記可動アーマチュアと電気的に接続されていて且つ電圧が印加される導電部材を含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮して前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングの底部と電気的に接触することで前記導電部材が接地した時に、前記導電部材の電圧の変化が計測されて前記可動アーマチュアの退縮が判定され、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングから伸長して且つ前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングの底部と電気的に接触していない時に、前記導電部材は前記電圧が保たれているよう計測されて前記可動アーマチュアの伸長が判定される、請求項６に記載のギアアセンブリ。
【請求項８】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されている導電体ハウジングと、
前記導電体ハウジングの前記開口を覆うカバーであって、前記可動アーマチュアが伸長又は退縮して通過するためのホールが形成されているカバーと、
前記カバーと、前記可動アーマチュアに固定されたストッパ部材とにそれぞれ当接している両端を有するスプリングと、を更に含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮又は前記導電体ハウジングから伸長して前記スプリングの長さが変化した時に、前記センサーは前記スプリングの電気抵抗の変化を計測して前記可動アーマチュアの退縮及び伸長のいずれかを判定する、請求項６に記載のギアアセンブリ。
【請求項９】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されている導電体ハウジングを更に含み、
前記センサーは、前記可動アーマチュアに取り付けられた一端と、前記導電体ハウジングに取り付けられた他端とを有するひずみゲージを含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮又は前記導電体ハウジングから伸長して前記ひずみゲージが変形した時に、前記センサーは前記ひずみゲージの電気抵抗の変化を計測して前記可動アーマチュアの退縮及び伸長のいずれかを判定する、請求項６に記載のギアアセンブリ。
【請求項１０】
ドアに設置されて前記ドアに設置されているドアロックのサムターンを回すように構成された、スマートロックシステムのためのドア設置機構であって、
前記ドアに当接するように構成されたドア設置端を有し、且つ、前記ドアロックを収容できるように構成されると共に前記ドア設置端に開口を有し前記ドアロックをその内部に延伸させて通すように構成された収容空間を画成しているケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に連結されている回転部品と、
前記回転部品と共に回転可能に接続されていて、前記サムターンが前記回転部品と共に回転可能になるよう前記ドアロックの前記サムターンの回転を駆動するように構成された中間カップリングと、
モーターとギアアセンブリを含み、前記回転部品の回転を制御可能に作動する作動ユニットと、を具え、
前記ギアアセンブリは、前記モーターに回転可能に駆動される遊星ギアセットと、クラッチとを含み、
前記遊星ギアセットは、
太陽ギアと、
前記太陽ギアと噛み合う少なくとも１つの遊星ギアと、
前記少なくとも１つの遊星ギアを支持するキャリアと、
前記少なくとも１つの遊星ギアと噛み合う外輪ギアとを含み、
前記クラッチは、前記遊星ギアセットが第１のモードと第２のモードの間で切り替わるように前記遊星ギアセットと係合及び離脱するよう操作可能である、ドア設置機構。
【請求項１１】
前記第１のモードにおいては、前記クラッチに対する前記キャリアの動きを制限するように前記クラッチが前記キャリアと係合することにより、前記太陽ギアの回転が、前記少なくとも１つの遊星ギアを、前記太陽ギアの周りを公転することなく前記少なくとも１つの遊星ギアの軸を中心に自転するよう駆動して前記外輪ギアの回転を駆動する、請求項１０に記載のドア設置機構。
【請求項１２】
前記第１のモードにおいては、前記モーターが作動せず前記太陽ギアの回転を駆動していない時に、前記回転部品の回転が前記モーターの回転抵抗によって妨げられる、請求項１１に記載のドア設置機構。
【請求項１３】
前記第２のモードにおいては、前記クラッチに対する前記キャリアの動きを許可するように前記クラッチが前記キャリアから離脱することにより、前記少なくとも１つの遊星ギアが前記少なくとも１つの遊星ギアの軸を中心に自転可能であると共に前記太陽ギアの周りを公転可能となって前記外輪ギアの自由回転が可能になる、請求項１０に記載のドア設置機構。
【請求項１４】
前記クラッチは電気機械式ソレノイドであり、前記キャリアには少なくとも１つの係合部が設けられていて、前記電気機械式ソレノイドは、前記遊星ギアセットが前記第１のモードで作動するように前記係合部と係合するよう操作可能であり、且つ、前記遊星ギアセットが前記第２のモードで作動するように前記係合部から離脱するよう操作可能である、請求項１０に記載のドア設置機構。
【請求項１５】
前記電気機械式ソレノイドは、
可動アーマチュアと、
前記可動アーマチュアに巻回されている電磁誘導コイルであって、電流が印加された時に、前記キャリアの前記係合部に対して当接又は離脱するよう前記可動アーマチュアの前記電磁誘導コイルに対する伸長と退縮を制御する力を加えるために誘起磁場を発生する電磁誘導コイルと、を含み、
前記遊星ギアセットを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えるために、前記キャリアは、前記可動アーマチュアが退縮する際に前記可動アーマチュアと前記係合部との間の摩擦を防ぐように、前記少なくとも１つの遊星ギアと前記太陽ギアとに駆動されて、前記電気機械式ソレノイドの前記可動アーマチュアから離れるように回転する、請求項１４に記載のドア設置機構。
【請求項１６】
前記クラッチは電気機械式ソレノイドであり、
前記電気機械式ソレノイドは、
可動アーマチュアと、
前記可動アーマチュアに巻回されている電磁誘導コイルであって、電流が印加された時に、前記キャリアに対して係合又は離脱するよう前記可動アーマチュアの前記電磁誘導コイルに対する伸長と退縮を制御する力を加えるために誘起磁場を発生する電磁誘導コイルと、
前記可動アーマチュアの伸長と退縮を検出するセンサーと、を含む、請求項１０に記載のドア設置機構。
【請求項１７】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されていると共に、接地されている導電体ハウジングと、
前記導電体ハウジングの前記開口を覆う誘電体カバーであって、前記可動アーマチュアが伸長又は退縮して通過するためのホールが形成されていると共に、前記可動アーマチュアと前記導電体ハウジングの前記開口との間を電気的に絶縁する誘電体カバーと、を更に含み、
前記センサーは、前記誘電体カバーに配置されていると共に前記可動アーマチュアと電気的に接続されていて且つ電圧が印加される導電部材を含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮して前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングの底部と電気的に接触することで前記導電部材が接地した時に、前記導電部材の電圧の変化が計測されて前記可動アーマチュアの退縮が判定され、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングから伸長して且つ前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジングの底部と電気的に接触していない時に、前記導電部材は前記電圧が保たれているよう計測されて前記可動アーマチュアの伸長が判定される、請求項１６に記載のドア設置機構。
【請求項１８】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されている導電体ハウジングと、
前記導電体ハウジングの前記開口を覆うカバーであって、前記可動アーマチュアが伸長又は退縮して通過するためのホールが形成されているカバーと、
前記カバーと、前記可動アーマチュアに固定されたストッパ部材とにそれぞれ当接している両端を有するスプリングと、を更に含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮又は前記導電体ハウジングから伸長して前記スプリングの長さが変化した時に、前記センサーは前記スプリングの電気抵抗の変化を計測して前記可動アーマチュアの退縮及び伸長を判定する、請求項１６に記載のドア設置機構。
【請求項１９】
前記電気機械式ソレノイドは、
前記電磁誘導コイルを内部に収容する導電体ハウジングであって、前記可動アーマチュアが可動伸長して通過し当該導電体ハウジングに進入するための開口が形成されている導電体ハウジングを更に含み、
前記センサーは、前記可動アーマチュアに取り付けられた一端と、前記導電体ハウジングに取り付けられた他端とを有するひずみゲージを含み、
前記可動アーマチュアが前記導電体ハウジング内に退縮又は前記導電体ハウジングから伸長して前記ひずみゲージが変形した時に、前記センサーは前記ひずみゲージの電気抵抗の変化を計測して前記可動アーマチュアの退縮及び伸長を判定する、請求項１６に記載のドア設置機構。
【請求項２０】
前記回転部品には前記外輪ギアと噛み合うギアの歯が形成されている、請求項１０に記載のドア設置機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連する出願の相互参照）
本出願は、２０１４年１０月８日に出願された米国特許仮出願第６２／０６１２１２号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、ギアアセンブリ及びドア設置機構に関し、より詳しくは、遊星ギアセットとクラッチを具えるギアアセンブリ、及び、ギアアセンブリを具えるドア設置機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子セキュリティシステムは長年に渡って開発されている。最近では、電子技術が従来のドアロックに組み合わされるよう応用された結果としてスマートロック機能がある。しかし、このようなスマートロックは、既設のドアロックと交換して用いる必要があり、その新しいスマートロックの設置作業も比較的複雑であり時間を食うという欠点がある。また、スマートロックとこれに対応するシステムの設置には、取り付けに要する工具を使うための特殊な手業を必要とする。
【０００４】
これに鑑みて、既設のドアロックに取り付けて用いるスマートロックもある。このようなスマートロックの重要な要素の一つとして、既設のドアロックのサムターンノブを回すための、モーターによって駆動されるギア機構が挙げられる。このギア機構は、エネルギー節約のため高効率で且つ高いトルク能力を有することを求められる。しかし、比較的高いトルク、即ち、モーターの非作動時の回転抵抗により、スマートロックの手動での回転が難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、モーターを用い且つギアアセンブリを介すことによりドアロックのサムターンの自動回転が可能であると共に、必要時にはドア設置機構の手動操作を容易に行うことができるギアアセンブリとこれを具えるドア設置機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態によれば、ギアアセンブリは、遊星ギアセットと、クラッチとを具える。前記遊星ギアセットは、太陽ギアと、前記太陽ギアと噛み合う少なくとも１つの遊星ギアと、前記少なくとも１つの遊星ギアを支持するキャリアと、前記少なくとも１つの遊星ギアと噛み合う外輪ギアとを含む。前記クラッチは、前記遊星ギアセットが第１のモードと第２のモードの間で切り替わるように前記遊星ギアセットと係合及び離脱するよう操作可能である。
【０００７】
本発明の第２の形態によれば、ドア設置機構は、スマートロックシステムのために設けられたものである。前記ドア設置機構は、ドアに設置されて前記ドアに設置されているドアロックのサムターンを回すように構成されている。前記ドア設置機構は、ケーシングと、回転部品と、中間カップリングと、作動ユニットとを具える。前記ケーシングは、前記ドアに当接するように構成されたドア設置端を有し、且つ、前記ドアロックを収容できるように構成されると共に前記ドア設置端に開口を有し前記ドアロックをその内部に延伸させて通すように構成された収容空間を画成している。前記回転部品は、前記ケーシングに回転可能に連結されている。前記作動ユニットは、モーターとギアアセンブリを含み、前記回転部品の回転を制御可能に作動する。前記ギアアセンブリは、遊星ギアセットと、クラッチとを具える。前記遊星ギアセットは、太陽ギアと、前記太陽ギアと噛み合う少なくとも１つの遊星ギアと、前記少なくとも１つの遊星ギアを支持するキャリアと、前記少なくとも１つの遊星ギアと噛み合う外輪ギアとを含む。前記クラッチは、前記遊星ギアセットが第１のモードと第２のモードの間で切り替わるように前記遊星ギアセットと係合及び離脱するよう操作可能である。
【０００８】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るドア設置機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ドア設置機構の上記実施形態における回転部品及び作動ユニットを示す斜視図である。
【図３】ドア設置機構の上記実施形態における回転部品及び作動ユニットを示す他の斜視図である。
【図４】オルダムカップリングを示す分解斜視図である。
【図５】回転板と組み合わせたさね継ぎ機構を示す概略図である。
【図６Ａ】本実施形態における遊星ギアセットの下面図である。
【図６Ｂ】本実施形態における遊星ギアセットの上面図である。
【図７Ａ】遊星ギアセットと係合した電気機械式ソレノイドの可動アーマチュアを示す図である。
【図７Ｂ】遊星ギアセットから離脱した電気機械式ソレノイドの可動アーマチュアを示す図である。
【図８Ａ】本発明に係る上記実施形態の可動アーマチュアが退縮した状態を示す図である。
【図８Ｂ】本発明に係る上記実施形態の可動アーマチュアが伸長した状態を示す図である。
【図９Ａ】可動アーマチュアが退縮する際に可動アーマチュアと係合部との間の摩擦を防ぐようにキャリアが回転されている状態を示す図である。
【図９Ｂ】可動アーマチュアが退縮する際に可動アーマチュアと係合部との間の摩擦を防ぐようにキャリアが回転されている状態を示す図である。
【図１０Ａ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第１の実施例を示す図である。
【図１０Ｂ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第１の実施例を示す図である。
【図１１Ａ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第２の実施例を示す図である。
【図１１Ｂ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第２の実施例を示す図である。
【図１２Ａ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第３の実施例を示す図である。
【図１２Ｂ】電気機械式ソレノイドのセンサーの第３の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図４に示されているように、本発明に係るドア設置機構の一実施形態、例えばスマートロックは、スマートロックシステムに用いることができるように構成され、且つ、ドアロック（図示せず）のサムターン（図示せず）を回すことができるようにドア（図示せず）に設置されるように構成されたものである。上記ドアロックは、ドアに設置されサムターンが回転可能に配置されているベースプレート（図示せず）を具える。上記ドア設置機構は、ケーシング１と、回転部品２と、作動ユニット３と、中間カップリング４とを含む。
【００１１】
ケーシング１は、ベース壁１１と、ベース壁１１の周縁から延伸してベース壁１１と共に収容空間を画成する周壁１２とを具える。本実施形態においてベース壁１１はほぼ正方形である。周壁１２は、ドア設置端１２１と、ドア設置端１２１に開口を有しドアロックをその内部に延伸させて通すように構成された収容空間とを有する。本実施形態において、ベース壁１１には円形孔１１１が形成されている。
【００１２】
回転部品２は、ケーシング１に回転可能に連結されている。回転部品２は、ケーシング１の円形孔１１１に回転可能に嵌め入れられているベース部２１と、ベース部２１から収容空間と離れる方向に突出していて使用者がつまむことができるつまみ部２２とを有する。
【００１３】
作動ユニット３は、モーター３１と、遊星ギアセット６００（図６Ａ及び図６Ｂ参照）とクラッチを含むギアアセンブリ３２とを具える。クラッチは、本実施形態においては電気機械式ソレノイド８００（図８Ａ及び図８Ｂ参照）として例示されているが、クラッチの具体的な実施例は本開示に限定されない。遊星ギアセット６００は、作動ユニット３のモーター３１に回転可能に駆動されることで回転部品２の回転を駆動する。作動ユニット３は、制御回路（図示せず）に接続されている。スマートロックシステムの操作中に、制御回路が使用者側の装置、例えば携帯電話からコマンドを受け取ると、作動ユニット３が制御回路から受け取った信号により起動されて回転部品２を回転駆動するように稼動する。本実施形態における制御回路は例としてマイクロプロセッサが挙げられる。
【００１４】
当該ドア設置機構は、既存のドアロックの様々な構造に応用できるユニバーサル機構である。このユニバーサル機構は、安定したものであるので、既設のドアロックと当該ドア設置機構との間の多少の配置ずれを許容できる。例えば、大抵のドアロックはサムターンを９０度（時計回り／反時計回り）に回すことで施錠／開錠されるように設計されているが、実際には、施錠／開錠に要する回転角は精確に９０度とはなっておらず、９０度以上または９０度以下であり得る。そこで、当該ドア設置機構は、精確に９０度ではない回転角にも対応できるようになっている。更に、他の実施形態においてドア設置機構は、軸（図示せず）に対するサムターンの非対称性及びベースプレートに対する軸の偏心にも対応できるように構成される。
【００１５】
スマートロックシステムのための当該ドア設置機構は、一般家屋やアパートなどのドアロックのサムターンを作動するのに特に適している。更に、当該ドア設置機構は、使用者により簡単に組み立て又は分解することができる。中間カップリング４は、ドアロックのサムターンを回すことができるように構成され、これによりサムターンが回転部品２と共に回転できるようになる。当該ドア設置機構における中間カップリング４の利用は、市販されている様々な種類のドアロックのサムターンへの適合性を高めるためである。中間カップリング４としては、例えば、オルダムカップリングや、さね継ぎ機構を回転盤と組み合わせたものを用いることができる。しかし、配置のずれ、非対称、偏心を減少又は補正するために他の種類の中間カップリング４、例えばゴム、スポンジ、ロボットフィンガー等が用いられ得る。中間カップリング４の利用により、既設のドアロックと当該ドア設置機構との間の配置ずれ、非対称、偏心に対する許容性が向上する。この内、オルダムカップリングを用いた例が図４に示されている。また、さね継ぎ機構と回転盤とを組み合わせた例が図５に示されている。
【００１６】
図６Ａ及び図６Ｂには、本実施形態における遊星ギアセット６００の下面図と上面図がそれぞれ示されている。遊星ギアセット６００は、太陽ギア６０２と、少なくとも１つの遊星ギア６０６と、キャリア６０４と、外輪ギア６０８とを含む。太陽ギア６０２はモーター３１に取り付けられていて（図２参照）、モーター３１に回転可能に駆動される。本実施形態では、例として遊星ギア６０６は同サイズで３つあり、それぞれ太陽ギア６０２と噛み合っている。キャリア６０４は、各遊星ギア６０６を支持していると共に、遊星ギア６０６の公転と連動して太陽ギア６０２の周りを回転可能になっている。キャリア６０４には、電気機械式ソレノイド８００（クラッチ）（図８Ｂ参照）と係合するための少なくとも１つの係合部６１２が形成されており、本実施形態では例として係合部６１２は３つある。外輪ギア６０８は、内向き歯が形成されていて遊星ギア６０６と噛み合っている。キャリア６０４は遊星ギア６０６を介して外輪ギア６０８と連結されている。回転部品２は、外輪ギア６０８と噛み合うためのギアの歯６１０が形成されていて、これにより外輪ギア６０８が回転部品２と係合する。電気機械式ソレノイド８００は、上記制御回路と電気的に連結されていると共に、遊星ギアセット６００が第１のモード（例えば自動モード）と第２のモード（例えば手動モード）との間で切り替わるように遊星ギアセット６００と係合及び離脱するように操作可能となっている。
【００１７】
遊星ギアセットは、平行軸のギアセットに対して、出力密度が比較的高い。また、遊星ギアセットは、小サイズ、複数の動的コンビネーション(multiple kinematic combinations)、純粋なねじり反力、同軸シャフトといった利点がある。遊星ギアセットはまた、軸受荷重が高く、潤滑油注入が定期的に必要であり、内部構成に手が届き難く、設計が複雑であるといった性質がある。遊星ギアセットにおける効率損失は１段につき３％ほどであり、このような高い効率性によって、遊星ギアセット内での機械的なロスにより浪費することなく、入力されたエネルギーの高いパーセンテージでの伝達が確保される。しかも、遊星ギアセットにおける負荷は複数の遊星ギアセットにより分担されるので、遊星ギアセットのトルク能力が向上する。このように、遊星ギアセットにおいては用いられる遊星ギアが多いほど、負荷容量とトルク密度がより高くなる。また、遊星ギアセットは、質量の均等な分散と向上した回転剛性により安定性をもたらす。遊星ギアセットの各ギアにラジアルに付与されたトルクは、それらギアの歯の側圧を受けることなく、それらギアによりラジアルに伝達される。
【００１８】
図７Ａは、本発明の本実施形態における、回転部品２の一部と、遊星ギアセット６００と、電気機械式ソレノイド８００（即ちクラッチ。図８Ｂ参照）の可動アーマチュア８０２とを示す斜視図である。遊星ギアセット６００により、高い効率性と向上したトルク能力が得られ、エネルギーを節約できる。しかしながら、高いトルクによって、遊星ギアセット６００に取り付けられた回転部品２を手動で回すことが難しくなる。そこで、制御クラッチ切り替え機構（即ち本実施形態で例として挙げられた電気機械式ソレノイド８００）が導入される。該機構は、通電すると、遊星ギアセット６００を自動モードと手動モードとの間で切り替えることができるものである。
【００１９】
そして、自動モードにおいては、電気機械式ソレノイド８００の可動アーマチュア８０２が、キャリア６０４の動きを制限するためにキャリア６０４の係合部６１２（図６Ｂ、図７Ａ、図８Ｂ参照）の１つと係合するよう制御されることにより、太陽ギア６０２の回転が、遊星ギア６０６を、太陽ギア６０２の周りを公転することなく遊星ギア６０６それぞれの軸を中心に自転するよう駆動して外輪ギア６０８の回転を駆動する。このように、電気機械式ソレノイド８００の可動アーマチュア８０２（図８Ｂに示される）がキャリア６０４の係合部６１２の１つに当接して、モーター３１が遊星ギアセット６００を介して回転部品２と係合し、回転部品２が回転されるようになる。モーター３１が太陽ギア６０２の回転を作動し、太陽ギア６０２がトルクを遊星ギア６０６に伝え、遊星ギア６０６がトルクを外輪ギア６０８に伝え、外輪ギア６０８が最終的にトルクを回転部品２のギアの歯６１０に伝えることにより、中間カップリング４を介してドアロックのサムターンが回される。遊星ギアセット６００の高いトルク能力により、モーター３１が回転部品２を高効率で回せるようになるので、ドア設置機構のバッテリー寿命が大幅に向上する。
【００２０】
更に、自動モードにおいては、モーター３１が作動せず太陽ギア６０２の回転を駆動していない時に、回転部品２の回転がモーター３１の回転抵抗によって妨げられることにより、追加ロック機能が果たされる。
【００２１】
一方、手動モードにおいては、電気機械式ソレノイド８００の可動アーマチュア８０２は、キャリア６０４の動きを許可するようにキャリア６０４の係合部６１２（図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ａ参照）から離脱するように制御されることにより、遊星ギア６０６がそれぞれ遊星ギア６０６の軸を中心に自転可能であると共に太陽ギア６０２の周りを公転可能となって外輪ギア６０８が自由回転できるようになる。具体的には、電気機械式ソレノイド８００の可動アーマチュア８０２がキャリア６０４の係合部６１２から離脱し、遊星ギアセット６００が自由に回転できるようになる。モーター３１と太陽ギア６０２との組み合わせはこのようにキャリア６０４の自由な動きにより回転部品２から離脱する。よって回転部品２は手動で容易に回せるようになる。遊星ギアセット６００の自由回転により、回転部品２はモーター３１の回転抵抗に妨げられることなくほぼゼロトルクで手動で回せるようになる。回転部品２に形成されているギアの歯６１０はトルクを外輪ギア６０８を介して遊星ギア６０６とキャリア６０４に伝え、各遊星ギア６０６は遊星ギア６０６それぞれの軸で自転すると共に太陽ギア６０２の周りを公転し、その間太陽ギア６０２はモーター３１の回転抵抗により動かないままなので、これにより外輪ギア６０８が自由に回転して、回転部品２が手動で容易に回される。このように、ドア設置機構が手動モードで使用されるとバッテリー寿命を更に節約できる。
【００２２】
図８Ａ及び図８Ｂには、本発明の本実施形態における電気機械式ソレノイド８００が示されている。電気機械式ソレノイド８００は、可動アーマチュア８０２と、電磁誘導コイル８０４と、導電体ハウジング８１０と、誘電体カバー８０８と、スプリング８０６とを含む。可動アーマチュア８０２は、本実施形態では鉄棒として例示される。電磁誘導コイル８０４は、可動アーマチュア８０２に巻回されていて、電流が印加された時に、キャリア６０４の係合部６１２（図６Ｂ参照）に係合又は離脱するよう可動アーマチュア８０２の電磁誘導コイル８０４に対する伸長と退縮（即ち、可動アーマチュア８０２の導電体ハウジング８１０に対する伸長と退縮）を制御する力を加えるために誘起磁場を発生する。導電体ハウジング８１０は、電磁誘導コイル８０４をその内部に収容し、また、可動アーマチュア８０２が可動伸長して通過し導電体ハウジング８１０に進入するための開口が形成されており、本実施形態では鉄で構成されている。誘電体カバー８０８は、導電体ハウジング８１０の上記開口を覆い、また、可動アーマチュア８０２が伸長又は退縮して通過するためのホールが形成されている。誘電体カバー８０８は、導電体ハウジング８１０と可動アーマチュア８０２が磁化されるように永久磁石（図示せず）をその内部に収容する。スプリング８０６は、両端がそれぞれ誘電体カバー８０８と、可動アーマチュア８０２に固定されたストッパ部材８１２とに当接している。
【００２３】
電流の低バースト(low burst)が電磁誘導コイル８０４に印加されると、スプリング８０６の弾性力と共に誘起磁場によって外向きの力が発生することにより可動アーマチュア８０２が伸長する。この外向きの力は永久磁石に関連する引っ張る力よりも強い。伸長時に、可動アーマチュア８０２はキャリア６０４と接触する。キャリア６０４が回転すると、スプリング８０６は更に可動アーマチュア８０２を伸長させ、可動アーマチュア８０２は遊星ギアセット６００に対して最適な位置（即ちキャリア６０４の係合部６１２）に係合し、遊星ギアセット６００が自動モードで操作できるようになる。可動アーマチュア８０２は、電磁誘導コイル８０４を誘導してスプリング８０６の弾性力に打ち勝つ内向きの力を発生させるように電流の他の低バーストを用いて退縮させることもでき、これにより可動アーマチュア８０２は永久磁石によりロックされ、遊星ギアセット６００が手動モードで操作できるようになる。
【００２４】
また、遊星ギアセット６００を自動モード（図９Ａ参照）から手動モードに切り替えるために、キャリア６０４は、可動アーマチュア８０２が退縮する際の可動アーマチュア８０２と係合部６１２との間の摩擦を防ぐように、モーター３１によって太陽ギア６０２と遊星ギア６０６を介して駆動されることで、電気機械式ソレノイド８００の可動アーマチュア８０２（図９Ｂ参照）から離れるように回転する（例えば、前の回転移動の際の方向と反対の方向に向かって）。
【００２５】
更に、本実施形態においては、電気機械式ソレノイド８００は、可動アーマチュア８０２の伸長及び退縮を検出するセンサー９００（図１０Ａ〜図１２Ｂ参照）を更に含む。
【００２６】
図１０Ａ及び図１０Ｂには、電気機械式ソレノイド８００のセンサー９００の第１の実施例が示されている。導電体ハウジング８１０は接地されていて、可動アーマチュア８０２と導電体ハウジング８１０の上記開口との間は誘電体カバー８０８によって電気的に絶縁されている。センサー９００は導電部材９０２を含み、導電部材９０２は、誘電体カバー８０８に配置されていると共に、可動アーマチュア８０２にスプリング８０６とストッパ部材８１２を介して電気的に接続されており、且つ５Ｖのプルハイ電圧といった電圧が印加される。
【００２７】
図１０Ａに示されているように、可動アーマチュア８０２が退縮して導電体ハウジング８１０の底部と電気的に接触することで導電部材９０２がスプリング８０６と、ストッパ部材８１２と、可動アーマチュア８０２と、導電体ハウジング８１０とを介して接地した時には、導電部材９０２の電圧の変化がマイクロプロセッサにより計測されることにより可動アーマチュア８０２の退縮が判定される。
【００２８】
図１０Ｂに示されているように、可動アーマチュア８０２が伸長して導電体ハウジング８１０の底部と電気的に接触していない時には、導電部材９０２は接地しないので、導電部材９０２はマイクロプロセッサにより上記電圧（即ち５Ｖ）が保たれているよう計測されることにより可動アーマチュア８０２の伸長が判定される。
【００２９】
加えて、センサー９００は、可動アーマチュア８０２に対向するように配置されて例えば３Ｖといった他の電圧が印加されるセンサープレート９０４を更に含んでもよい。このように、可動アーマチュア８０２が伸長してセンサープレート９０４に接触すると、スプリング８０６とストッパ部材８１２と可動アーマチュア８０２を介して、導電部材９０２がセンサープレート９０４と電気的に連結されるので、導電部材９０２の電圧の変化（例えば５Ｖから３Ｖに）がマイクロプロセッサにより計測されて、可動アーマチュア８０２がセンサープレート９０４に接触するよう所望の位置に達したことが判定される。
【００３０】
図１１Ａ及び図１１Ｂには、電気機械式ソレノイド８００のセンサー９００の第２の実施例が示されている。センサー９００はホイートストンブリッジ（図示せず）を含む。可動アーマチュア８０２が退縮または伸長してスプリング８０６の長さが変化した時に、センサー９００のホイートストンブリッジがスプリング８０６の電気抵抗の変化を計測することで、可動アーマチュア８０２の退縮または伸長が判定される。
【００３１】
図１２Ａ及び図１２Ｂには、電気機械式ソレノイド８００のセンサー９００の第３の実施例が示されている。センサー９００は、可動アーマチュア８０２に取り付けられた一端と、導電体ハウジング８１０に取り付けられた他端とを有するひずみゲージ９０６を含む。また、センサー９００は、ひずみゲージ９０６と電気的に連結されたホイートストンブリッジ（図示せず）を更に含む。可動アーマチュア８０２が退縮又は伸長してひずみゲージ９０６が変形した時に、センサー９００のホイートストンブリッジ（図示せず）はひずみゲージ９０６の電気抵抗の変化を計測することで、可動アーマチュア８０２の退縮及び伸長を判定する。
【００３２】
上記総括すると、遊星ギアセット６００のキャリア６０４と係合及び離脱するように操作可能な電気機械式ソレノイド８００によって、遊星ギアセット６００は、回転部品２がモーター３１により回転するように駆動される自動モードと、回転部品２が容易に手動で回される手動モードとの間で切り替わることができる。
【００３３】
本発明によって例示的と思われる実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではなく、最も広く解釈されるべき要旨と範囲内での各種変更に及び、そのような全ての修正や均等な変更をも網羅することを意図したものであると理解されたい。
【符号の説明】
【００３４】
１  ケーシング、１２１  ドア設置端、２  回転部品、３  作動ユニット、３１  モーター、３２  ギアアセンブリ、４  中間カップリング、６００  遊星ギアセット、６０２  太陽ギア、６０４  キャリア、６０６  遊星ギア、６０８  外輪ギア、６１０  歯、６１２  係合部、８００  電気機械式ソレノイド、８０２  可動アーマチュア、８０４  電磁誘導コイル、８０６  スプリング、８０８  誘電体カバー、８１０  導電体ハウジング、８１２  ストッパ部材、９００  センサー、９０２  導電部材、９０６  ひずみゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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