(57)【要約】【課題】電気機械的な駆動機構において所定の回転運動を、電気的過負荷の危険性なしに迅速に行えるようにする。【解決手段】戻し部材３０，３１，３６，３８が、機械的形式で操作されかつ戻しばね３０を有しており、この戻しばね３０が、機械的な伝動手段の一部を形成した回転可能な軸２６上で回転戻し力を生ぜしめるように配置されている。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械的な駆動機構であって、回転可能な駆動第１軸が設けられた駆動電気モータ（２０）が設けられており、該回転可能な駆動第１軸によって駆動される機械的な伝動手段（２２，２４，２８，３４）が設けられており、前記回転可能な駆動第１軸の第１の回転運動を、アクチュエータ部材（３２）の第２の回転又は線形運動に変換することによって、機械的なアクチュエータをアクチュエータ位置の範囲に沿って駆動するようになっており、前記駆動機構にはさらに、戻し部材（３０，３１，３６，３８）が設けられており、これにより、フォールバック位置に向かっての前記駆動機構の戻し力を生ぜしめるようになっており、前記駆動機構がさらにハウジング部材に取り付けられている形式のものにおいて、
前記戻し部材（３０，３１，３６，３８）が、機械的形式で操作されかつ戻しばね（３０）を有しており、該戻しばね（３０）が、前記機械的な伝動手段の一部を形成した回転可能な軸（２６）上で回転戻し力を生ぜしめるように配置されていることを特徴とする、電気機械的な駆動機構。
【請求項２】
前記回転戻し力が、前記回転可能な第１軸と回転可能に係合させられた回転可能な第２軸（２６）上で生ぜしめられる、請求項１記載の駆動機構。
【請求項３】
前記回転可能な第２軸（２６）が、ウォーム（２８）を支持しており、該ウォームが、前記第２の回転運動を生ぜしめるために配置されたウォーム歯車（３４）と係合させられている、請求項２記載の駆動機構。
【請求項４】
前記ウォーム歯車が、前記回転可能な駆動第１軸に対して垂直は歯車軸を有している、請求項３記載の駆動機構。
【請求項５】
前記回転可能な第２軸（２６）が、スピンドルを支持しており、該スピンドルが、前記線形運動を生ぜしめるために配置された手段と係合させられている、請求項２記載の駆動機構。
【請求項６】
前記戻しばね（３０，３６，３８）が、らせん形状を有している、請求項１記載の駆動機構。
【請求項７】
前記戻しばね（３０，３６，３８）が、巻成されかつ前記回転可能な第２軸に固定された帯材によって構成されている、請求項６記載の駆動機構。
【請求項８】
前記回転可能な第１軸と前記回転可能な第２軸とが、相互に係合する歯車を支持している、請求項２記載の駆動機構。
【請求項９】
前記回転可能な第１軸が、前記回転可能な第２軸よりも実質的に速く回転する、請求項８記載の駆動機構。
【請求項１０】
前記ウォーム及びウォーム歯車配列が、自己制動式である、請求項３記載の駆動機構。
【請求項１１】
前記スピンドル駆動配列が、自己制動式である、請求項５記載の駆動機構。
【請求項１２】
前記戻し力が、緊急条件において前記フォールバック位置への戻し動作を生ぜしめるように働くことができる、請求項１記載の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
回転を機械的アクチュエータのための回転又は線形運動に変換するための機械的伝動装置を駆動する電気モータと、戻しばねを備えた戻し部材とを備えた駆動機構であって、前記戻しばねは、伝動装置の一部を形成した軸上で行われる、フォールバック位置への回転戻し力を生ぜしめるように配置されている。
【０００２】
本発明は、電気機械的な駆動機構に関し、この駆動機構は、回転可能な駆動第１軸が設けられた駆動電気モータと、この回転可能な駆動第１軸によって駆動される機械的な伝動手段とが設けられており、前記回転可能な駆動第１軸の第１の回転運動を、アクチュエータ部材の第２の回転又は線形運動に変換することによって、機械的なアクチュエータをアクチュエータ位置の範囲に沿って駆動し、前記駆動機構にさらに戻し部材が設けられており、これにより、前記駆動機構の戻り力をフォールバック位置に向かって生ぜしめ、前記駆動機構がさらにハウジング部材に取り付けられている。このような駆動機構は、様々な分野の用途において、広範囲の駆動力及び電力定格において広く使用されており、原理の様々な有利な特徴は、正確で、時間均一で、かつ細かい応答である。
【０００３】
当然ながら、自動車における用途等のように、軽い全体重量が主要な要求であるような用途において、設計者は、モータのための低い電力定格を選択する傾向がある。次いで、アクチュエータが、所定の定位置において長期間に亘って駆動されるが、ほぼ瞬間的にフォールバック位置へ戻されなければならない場合に、潜在的な問題が生じる。発明者は、電気モータの過負荷及び損傷の潜在的危険性、及び、緊急状況又はその他の状況等の様々な状況においてステッピング、ひいては有効により迅速な位置変更を行うのための機械的手段のゼロ出力特性（ｚｅｒｏ
ｐｏｗｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ）を認識した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その結果、特に、本発明の課題は、電気制御の有利な態様に、機械的追加部材の形式の有利な補足物を追加することであり、これにより、所定の回転運動を、電気的過負荷の危険性なしに迅速に行うことができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の態様の内の１つによれば、本発明は、前記戻し部材が機械的形式で操作されかつ戻しばねを有しており、この戻しばねが、前記機械的伝動手段の一部を形成した回転可能な軸上で回転戻し力を生ぜしめるために配置されていることを特徴とする。電気機械的な駆動機構の寸法に応じて、戻しばねは、戻し力の方向でフォールバック位置へ、それ自体で有効に戻し動作を生じるように動作可能であっても、動作可能でなくてもよい。関連する設計上の考慮は、緊急状況又はそうでないものの部分である戻し、安定かつ非移動状態における低パワー運転に対する要求、自己制動態様、又はその他に、機構の最終的な部材を含んでいることができる。
【０００６】
【従来の技術】
自動車環境におけるスロットルドラムに対して作用する戻しばねを有する駆動機構は、欧州特許公開第０８３１２１５号明細書に開示されている。この場合、ばねは、アクチュエータ自体、すなわちスロットルドラムに直接作用する。これに対して、本発明による駆動機構の様々な部材の連続的な配列は、広範囲な動作状況、設計特性における高い柔軟性、機構の動作の精密な調整可能性を可能にする。
【０００７】
有利には、回転戻し力は、回転可能な第１軸と回転可能に係合させられた回転可能な第２軸において生ぜしめられる。これにより、設計者は、戻しばねの力を、アクチュエータの最終的な運動に関して制御されなければならない運動及び力の量に、巧妙に適応させることができる。
【０００８】
回転可能な第２軸は、ウォーム配列又はスピンドル配列を支持していてよい。このような配列の自己制動特性は、駆動機構全体の動作制御を助けるために働いてよい。戻しばねはらせん形であってよい。これに対して、引用された戻しばねは円筒コイルばね状である。本願の実現は、加えられる力及び機構のために必要な空間に関して有利な特性を有すると考えられる。本発明のさらなる有利な態様は、従属請求項に示されている。本発明のこれらの態様及び利点並びにその他の態様及び利点を、添付の図面を参照しながら、以下に有利な実施形態の開示を引用してさらに詳細に説明する。
【０００９】
【特許文献１】
欧州特許公開第０８３１２１５号明細書
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の開示された実施形態の全体配列を示している。例えば鋳造アルミニウムから形成されたハウジング３４は、全体支持構造（図示せず）に適切な孔によってボルト留め可能である。電気機械的な駆動機構のための主要な駆動力は、電気モータ２０によって提供され、この電気モータ２０は、制限なしに、５ワット〜１キロワットの範囲の電力定格を有している。簡単にするために、電気接続及び特定のタイプのモータは示されていない。モータ軸は小さな出力歯車２２を支持しており、この出力歯車の歯数は１０のオーダである。この出力歯車は、軸２６に取り付けられたさらに大きな歯車２４と噛み合っており、この歯車２４は、６０のオーダの歯数を有している。さらに、この軸２６は、ウォーム２８を支持しており、このウォーム２８は、図面に対して垂直に延びた軸３２に取り付けられたウォーム歯車３４と噛み合っている。軸３２は、アクチュエータ（簡単にするために図示せず）に接続されており、このアクチュエータは、自動車の複数のパラメータ、例えばスロットル、を制御するために使用されてよい。特に、このようなアクチュエータは、クルーズコントロールのために使用されることができるが、これに制限されない。
【００１１】
さらに、配列は、部分３１内に収容された戻しばねを有しており、この戻しばねは、歯車２４と共に取り付けられている。緊急のような特定の状況において、アクチュエータをフォールバック位置へほぼ瞬間的に戻す必要があり、このために、このばねは適切な力を提供することができる。この力と、電気的に加えられるモータ力との組み合わせが、有効に、モータのみの性能特性を越えることができる。このような余分な力がないと、モータは、たとえ短い時間であっても、所要のパワーを供給しながら有効に損傷されるおそれがある。戻しばねを二次軸２６に取り付けることによって、その自己の軸上で有効に生ぜしめられるべき回転数は、モータ軸自体の場合よりも少ない。これにより、モータの力に対するばね力を細かく調節することができる。
【００１２】
変化実施例として、ウォーム２８はスピンドルと交換されてもよく、スピンドルは、係合する相手側部材に、軸２６の方向で線形運動を付与するように配置される。スピンドル式伝動装置自体はこの技術分野ではよく知られており、所定のタイプのアクチュエータを用いる用途のために、このような線形運動は優れていると考えられる。簡単にするために、スピンドル実施例は示されていない。特に、電気モータと、第１及び第２の歯車と、戻しばねとのセットアップは、有効に示されたセットアップと同様であることができる。
【００１３】
さらに別の変化実施例として、ウォーム及びウォーム歯車組み合わせの配列は、自己制動式であることができる。これは、電気モータが出力歯車２２を移動させることができないような大きな負荷の条件において、このようなことが、図示されていない手段によって検出され、次いでパワー供給することなしに現時点の位置にモータを維持することを意味する。これは、モータの過負荷損傷に対する別の安全手段を表す。もちろん、スピンドル駆動機構の場合にも同様の手段が適している。さらに、戻しばねは、それ自体でフォールバック位置への戻し移動を行うために又は、電気モータからの補助を常に必要とするために働くことができる。
【００１４】
図２は、図１の主要な構成部材の外側の斜視図を示している。図１の参照符号は、この図面においてコピーされている。電気モータ２０と、２つの歯車２２，２４と、二次軸２６と、ウォーム及びウォーム歯車２８，３４と、出力軸３２とが見られる。示されたような図面は、この技術分野において広く使用されているようなＣＡＤシステムによって作成された。ウォーム及びウォーム歯車組み合わせは、自己作動式出力制動のために設計されている。様々な状況において、このことは、モータ２０の連続的なパワー供給を余分にするので、差のパワー供給のみが必要である。戻しばね配列は部分３１に収容されている。
【００１５】
図３は、支持ハウジング３１内の戻しばねの斜視図を示している。示されているように、ばねの材料は、全体がらせん状に巻成されたかなり狭い薄いストリップである。今や、ばねの主要な長さは、明らかに、複数の、狭い間隔をおいた巻き条３０を形成するように巻成されているのに対し、２つの端部３６及び３８は、幾分巻き条から逸れ、それぞれ、軸２６及びハウジング３１への固定又は取付けのための半ループ又は湾曲部を支持している。これにより、ばねは適切な条件において十分な力を加えて、軸２６の回転運動を行い、その結果、アクチュエータ軸３２の回転運動をも行う。簡単にするために、ハウジング３１及び軸２６へのばね３０の固定はそれぞれ示されていない。
【００１６】
概念は、長時間に亘る安定した位置決めを備えたアクチュエータサイクルを可能にするために設計されており、アクチュエータサイクルは、全体の電気機械的配列の中断又はフォールバック制御によって終了されてよい。それ自体は、このようなものは過負荷条件を表す。別の観点から、このような、安定した位置決めと比較して、緊急時のような短い時間の間、伝動装置は、モータのために許容されるさらに高いパワーレベルで使用されることができ、これにより、より大きなアクチュエータパワーを供給する。ウォーム配列を備えた構造は、さらに、出力軸の回転を許容し、このことは、有効に、極めて低いビルドを生じる。
【００１７】
上には、本発明は、有利な実施形態を示す開示及び図面を参照に説明されている。しかしながら、当業者は、有利な実施例を調査することから、このような有利な実施例に対する様々な変更及び修正を認識するであろう。例えば、上記のように特別なタイプのらせんばねを使用する代わりに、伝動装置レイアウトに応じて択一的に別のタイプのばね（例えばねじりばね）を使用することも可能である。したがって、本願の開示は、限定ではなく例として考慮されるべきであり、本発明の正しい範囲は、本願に添付された請求項から決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開示された実施形態の全体配列を示す図である。
【図２】図１の主要な構成部材の外側の斜視図である。
【図３】支持ハウジング内の戻しばねを示す斜視図である。
【符号の説明】
２０　電気モータ、　２２　出力歯車、　２４　歯車、　２６　軸、　２８　ウォーム、　３０　巻き条、　３１　部分、　３２　アクチュエータ軸、　３４ウォーム歯車、３６，３８　端部
【図１】
2004019948.tif 000003
【図２】
2004019948.tif 000004
【図３】
2004019948.tif 000005