(57)【要約】   多様な応用が可能で、回転出力及び直線出力のいずれも出力可能なアクチュエータを開示する。この装置は、モータ駆動のローターを具備し、その両側にクラッチ板（２０，４２）が配置されている。一方のクラッチは、ギアで駆動される出力を有し、他方のクラッチは、直線出力のための直線ラック（１２）を駆動する。電磁石が第１及び第２のクラッチ（２０，４２）との係合を制御する。
2006518028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転及び直線出力を択一的に出力する駆動アセンブリであって、
回転入力を提供する入力動力源と、
前記入力動力源により駆動される被駆動部と、
少なくとも２つの出力駆動部であって、その一方が直線出力であり、他方が回転出力であるクラッチ・アセンブリと、
からなることを特徴とする駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記クラッチ・アセンブリの前記被駆動部が環状ギアであり、前記入力動力源が前記環状ギアを駆動することを特徴とする請求項１記載の駆動アセンブリ。
【請求項３】
前記入力動力源は、前記環状ギアの外周を駆動するためのスプライン溝の出力駆動を有する電気モータであることを特徴とする請求項２記載の駆動アセンブリ。
【請求項４】
前記第１及び第２の出力駆動部は、前記環状ギアのそれぞれ反対側に配置された第１及びと第２のクラッチ板であることを特徴とする請求項２記載の駆動アセンブリ。
【請求項５】
前記アセンブリは、さらに第１のハウジング部及び該第１のハウジング部に取付けられたシャフトからなり、前記環状ギアと前記第１及び第２のクラッチ板とは、前記シャフト上に回転可能に配置されたことを特徴とする請求項４記載の駆動アセンブリ。
【請求項６】
前記環状ギアは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギアと係り合って動作させるための電磁石を規定し、前記電磁石が励起したときに、前記一方のクラッチ板は引き寄せられて前記環状ギアと係合し、前記環状ギアによって駆動されることを特徴とする請求項５記載の駆動アセンブリ。
【請求項７】
前記電磁石が励起していない場合の前記環状ギアとの通常の駆動係合状態にあっては、前記第２のクラッチ板がバネの力によって前記環状ギアと係合していることを特徴とする請求項６記載の駆動アセンブリ。
【請求項８】
前記電磁石が励起した場合、前記第１のクラッチ板が前記環状ギアと係合し、前記第２のクラッチ板の係合が解除されることを特徴とする請求項７記載の駆動アセンブリ。
【請求項９】
前記第２のクラッチ板は、前記第１のクラッチ板の横方向の移動により、係合が解除されることを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。
【請求項１０】
前記アセンブリは、前記環状ギアを通って前記第１及び第２のクラッチ板間をわたり、横方向に移動可能な駆動ピンを有し、
電磁石が励起していないときは、前記バネの力が前記第２のクラッチ板に作用し、前記第２のクラッチ板を前記環状ギアに係合させ、前記第２のクラッチ板は前記環状ギアにより駆動され、そして前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記第１のクラッチ板を係合が解除された位置に維持する構成とし、
前記電磁石を励起したときは、前記第１のクラッチ板が横方向で前記環状ギアの方向に移動し前記駆動ピンに反対方向の力を加え前記第２のクラッチ板と前記環状ギアとの係合が解除されるように力が作用する構成としたことを特徴とする請求項９記載の駆動アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のクラッチ板は、直線ラックと連続的に噛み合う出力ギヤ歯を有し、前記第１のクラッチ板が前記電磁石の励起によって駆動されたとき、前記ラックが直線出力を提供することを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２のクラッチ板は出力ギヤ歯を有し、前記第２のクラッチ板が駆動されたとき、前記第２のクラッチ板は回転出力を提供することを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。
【請求項１３】
前記入力動力源は、前記環状ギアの外周を駆動するためのスプライン溝の出力駆動を有する電気モータであり、さらに前記アセンブリは第２のハウジング部を備え、前記第１及び第２のハウジング部に前記電気モータを包み込むことを特徴とする請求項６記載の駆動アセンブリ。
【請求項１４】
前記環状ギアは、強磁性体材料で構成され、前記環状ギアの中心に磁石ワイヤ巻線のボビンを配置したことを特徴とする請求項１３記載の駆動アセンブリ。
【請求項１５】
前記巻線を、前記環状ギアの外周上のコンタクトリングに接触させたことを特徴とする請求項１４記載の駆動アセンブリ。
【請求項１６】
前記コンタクトリングに接触するブラシを備えた制御回路盤を有することを特徴とする請求項１５記載の駆動アセンブリ。
【請求項１７】
前記ハウジング・アセンブリは入出力ポートを有し、電気端子が、前記ポートの近くに位置し、前記電磁石を励起するための前記ブラシと電気的に接続したことを特徴とする請求項１６記載の駆動アセンブリ。
【請求項１８】
中心シャフトと、
穴の開いた中心部分を有する強磁性のローター部材、前記ローターの外周に配置された環状ギア、前記環状ギアの前記中心部分に配置される磁石ワイヤ巻線のボビン、及び前記巻線に電流を供給し磁場を形成するための接点により構成され、前記シャフトに回転可能に取り付けられた環状ギア・アセンブリと、
前記シャフトに回転可能に取り付けられ、前記環状ギア・アセンブリの第１の側面に配置されるクラッチ板であって、通常は、前記環状ギア・アセンブリとの係合が解除された位置にある第１のクラッチ板と、
前記シャフトに回転可能に取り付けられ、前記環状ギア・アセンブリの第１のクラッチ板が配置された側面とは反対側の面に置かれ、通常は、前記環状ギア・アセンブリと係合した位置にある第２のクラッチ板と、
前記第１及び第２のクラッチ板間をわたる係合部材であって、これにより前記クラッチ板のうちの一方の横方向への移動が、他方のクラッチ板を横方向に移動させて、前記環状ギア・アセンブリとの係合を解除させる係合部材と、から構成され、
前記環状ギアは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギアと係合させて駆動させる電磁石を規定し、前記巻線に電流を流したとき、前記一方のクラッチ板は前記環状ギアに引き寄せられて係合し、前記環状ギアにより駆動される構成としたことを特徴とする電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項１９】
前記電磁石が励起していない場合の前記環状ギアとの通常の駆動係合状態にあっては、前記第２のクラッチ板はバネの力によって前記環状ギアと係合していることを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２０】
前記電磁石が励起したとき、前記第１のクラッチ板は前記ローター部材と係合し、前記第２のクラッチ板は係合が解除されることを特徴とする請求項１９に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２１】
前記係合部材は、前記ローター部材を通って前記第１及び第２のクラッチ板間をわたり、横方向に移動可能な駆動ピンを有し、
前記電磁石が励起していないとき、前記バネの力が前記第２のクラッチ板に作用し、前記第２のクラッチ板を前記ローター部材に係合させ、前記第２のクラッチ板は前記ローター部材により駆動され、さらに前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記第１のクラッチ板を係合が解除した位置に維持する構成とし、
前記電磁石が励起したときは、前記第１のクラッチ板は横方向で前記ローター部材の方向に移動し、前記駆動ピンに反対方向の力を加え前記第２のクラッチ板と前記ローター部材との係合が解除されるように力を作用させる構成としたことを特徴とする請求項２０に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２２】
前記ローター部材アセンブリを駆動する入力動力源を有し、該入力動力源は、前記環状ギアを駆動するためにスプライン溝を形成した出力駆動を有する電気モータで構成されることを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２３】
前記アセンブリは、さらに第１のハウジング部を有し、前記シャフトが該第１のハウジング部に取り付けられていることを特徴とする請求項２２に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２４】
第２ののハウジング部を有し、前記第１と第２のハウジング部内部に前記電気モータを収納したことを特徴とする請求項２３に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１及び第２のクラッチ板が択一的に回転と直線出力を提供することを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２６】
前記第１のクラッチ板は、直線ラックと連続的に噛み合う出力ギア歯を有し、前記第１のクラッチ板が前記の電磁石の励起により駆動されたとき、前記ラックが直線出力を提供することを特徴とする請求項２５に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２７】
前記第２のクラッチ板が出力ギア歯を有し、前記第２のクラッチ板が駆動されたときに、前記第２のクラッチ板が回転出力を提供することを特徴とする請求項２６に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２８】
メイン・ハウジング部及びカバー部で構成されるハウジング・アセンブリと、
前記ハウジング・アセンブリ内に位置する中心シャフトと、
回転入力を提供する入力動力源と、
前記入力動力源により駆動される被駆動部及び少なくとも２つの出力駆動部であって、その第１の出力駆動部が直線出力であり、第２の出力駆動部が回転出力である電磁クラッチ・アセンブリと、から構成され、
前記電磁クラッチ・アセンブリの電磁石の励起により、前記第１及び第２の出力駆動部の間の出力を制御する構成としたことを特徴とする電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２９】
前記シャフトは、前記メイン・ハウジング部内に一体的にモールドしたことを特徴とする請求項２８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３０】
前記クラッチ・アセンブリの前記被駆動部は環状ギア・アセンブリであり、前記入力動力源が前記環状ギア・アセンブリを駆動することを特徴とする請求項２８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３１】
前記入力動力源は、前記環状ギア・アセンブリの外周を駆動するためのスプライン溝が形成された出力駆動を有する電気モータであることを特徴とする請求項３０に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３２】
前記第１及び第２の出力駆動部が、前記環状ギア・アセンブリのそれぞれ反対側に配置された第１及び第２のクラッチ板であることを特徴とする請求項３１に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３３】
前記環状ギア・アセンブリは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギア・アセンブリと係合させて駆動するための前記電磁石を規定し、前記電磁石が励起したとき、前記一方のクラッチ板は前記環状ギア・アセンブリに引き寄せられて係合し、前記環状ギア・アセンブリにより駆動される構成としたことを特徴とする請求項３２に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３４】
前記環状ギア・アセンブリは、穴の開いた中心部分を有する強磁性のローター部材と、前記ローターの外周に配置された環状ギアと、前記環状ギアの前記中心部分に配置される磁石ワイヤ巻線のボビンと、前記巻線に電流を流し磁界を形成する接点と、から構成されることを特徴とする請求項３３に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３５】
前記メイン・ハウジング部及びカバー部は、前記第１及び第２のクラッチ板に近接する内側表面を有することを特徴とする請求項３４に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３６】
前記第１及び第２のクラッチ板は、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の前記内側表面に近接する外側表面を有し、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の内側表面は前記第１及び第２のクラッチ板の前記外側表面と実質的に平行であることを特徴とする請求項３５に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３７】
前記ローターと前記第１及び第２のクラッチ板とを合わせた幅を、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の前記内側表面の間の幅よりも小さくし、前記第１及び第２のクラッチ板は、前記ローターと接触するか、あるいは前記メイン・ハウジング部の前記内側表面と接触するかのいずれかの位置をとる構成としたことを特徴とする請求項３６に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３８】
前記第１及び第２のクラッチ板並びに前記ローター部材は連結部材を有し、択一的に前記第１のクラッチ板を前記ローターに連結させるか、あるいは第２のクラッチ板を前記ローターに連結させることを特徴とする請求項３７に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３９】
前記第１及び第２のクラッチ板間をわたる係合部材を備え、前記クラッチ板の一方が横方向に移動すると、それにより他方のクラッチ板を移動させて前記ローターとの係合を解除することを特徴とする請求項３８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項４０】
前記係合部材は、前記ローターを通して前記第１及び第２のクラッチ板間をわたり、横方向に移動可能な駆動ピンで構成されることを特徴とする請求項３８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項４１】
前記メインハウジング部及びカバー部の前記内側表面並びに前記第１及び第２のクラッチ板の外側表面は連結係合部を有し、これにより
前記電磁石が励起していないときは、前記バネの力が前記第２のクラッチ板に作用して前記第２のクラッチ板を前記ローター部材に係合させ、前記第２のクラッチは前記ローター部材によって駆動され、さらに前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記メイン・ハウジング部の内側表面に連結された第１のクラッチ板との係合を解除した状態に維持する構成とし、さらに
前記電磁石が励起されると、前記第１のクラッチ板は電磁力により横方向に移動し前記ローター部材と連結され、前記駆動ピンに反対方向の力を加えて前記第２のクラッチ板は前記ローター部材との係合を解除して前記カバー部の内側表面と係合させる構成としたことを特徴とする請求項３９に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、２００３年２月１０日出願の米国仮特許出願第６０／４４６，１３４の利益を請求し、そのすべての開示を参照により本明細書に援用する。
［０００２］  本発明は、多重運動モードを有するアクチュエーターに関する。
［０００３］  多くの装置では、複数の異なる運動機構が必要となる。例えば、様々なアクチュエーターが、自動車分野、工業、工作機械、その他の分野で求められている。もし同じユニットで多重モードの駆動が可能なアクチュエータがあれば、それは好都合である。
［０００４］  その一例は、米国特許５，０４５，１４１に示されている。このアクチュエーターは、回転運動及び直線運動の両方を備え、例えば自動車のスタータに用いられる。しかし、この装置では、直線運動はシャフト及び電機子の軸方向への移動より起こることから、直線運動能力は非常に小さい。さらに、推進力の能力は低く、このような多重運動駆動の適用に要求される多くの機能を実現することは困難である。他の装置例は、ＤＥ１９７５５，９４２に示されており、ここでは、ウィンドウ及びドア開閉機構に共通のモータが用いられている。
［発明の開示］
［０００５］  本発明の目的は、択一的に回転出力と直線出力を出力する駆動アセンブリを提供することであり、該駆動アセンブリは、回転入力を提供する入力動力源と、入力動力源によって駆動される被駆動部を有するクラッチ・アセンブリと、少なくとも２つの出力駆動部と、から構成され、第１の出力駆動部は直線出力であり、第２の出力駆動部は回転出力である。
［０００６］  また、本発明において、電磁クラッチ駆動アセンブリは、中心シャフトと、シャフトに対し回転可能に取り付けられた環状ギア・アセンブリとから構成される。環状ギア・アセンブリは、孔の開いた中心部を有する強磁性体のローター部材と、ローターの外周部に位置する環状ギアと、環状ギアの中心部に位置する磁石ワイヤ巻線のボビンと、巻線に電流を供給し磁界を発生させるための接点と、から構成される。第１のクラッチ板は、シャフトに回転可能に取付けられ、環状ギア・アセンブリの第１の側面に配置されて、通常、環状ギア・アセンブリとの係合は解除されている。第２のクラッチ板は、シャフトに回転可能に取付けられ、環状ギア・アセンブリの第１のクラッチ板とは反対側の面に配置され、通常環状ギア・アセンブリと接触している。第１及び第２のクラッチ板間をわたる係合部材が配置され、一方のクラッチ板の横方向への移動が、他方のクラッチ板を横方向に移動させて環状ギア・アセンブリとの係合を解除する。したがって、環状ギアは、クラッチ板の一方を引き寄せて環状ギアと係合させるべく電磁石を規定し、巻線に電流を流したときにこの一方のクラッチ板は引き寄せられ環状ギアと係合し、環状ギアによって駆動される状態となる。
［０００７］  本発明の他の実施例は、電磁クラッチ駆動アセンブリがメイン・ハウジング部及びカバー部からなるハウジング・アセンブリで構成される。中心シャフトはハウジング・アセンブリ内に配置される。入力動力源により回転入力が提供される。電磁クラッチ・アセンブリは、入力駆動源によって駆動される被駆動部と、少なくとも２つの出力駆動部とを有している。第１の出力駆動部は直線出力、第２の出力駆動部は回転的出力であって、前記電磁クラッチ・アセンブリの電磁石の励起によって、第１及び第２の出力駆動部間で出力が制御される。
［図面の簡単な説明］
［０００８］  本発明を図面を参照して説明する。
［０００９］  図１は、本発明の２重アクチュエーターの分解斜視図である。
［００１０］  図２は、図１に示したアクチュエーターのメイン・ハウジング部の斜視図である。
［００１１］  図３は、図２のアクチュエーターのメイン・ハウジングを後方から見た斜視図である。
［００１２］  図４は、図２及び３のアクチュエーター・ハウジングを上方から見た斜視図である。
［００１３］  図５は、図２〜４に示したメイン・ハウジング内部の平面図である。
［００１４］  図６は、図５の線６−６についての断面図である。
［００１５］  図７は、駆動の一局面に使用されるラックの斜視図である。
［００１６］  図８は、図７のラックの底面図である。
［００１７］  図９は本発明の電気モータの側面図である。
［００１８］  図１０は図９のモータの端面図である；
［００１９］  図１１は本発明の固定されたシャフトの斜視図である。
［００２０］  図１２は、本発明の２重のアクチュエーターの一局面に用いられるクラッチ板の斜視図を示す。
［００２１］  図１３は、図１２の線１３−１３についての断面図である。
［００２２］  図１４は、本発明の電磁石を構成するボビンを示す斜視図である。
［００２３］  図１５は、本発明の中心ローターを示す斜視図である。
［００２４］  図１６は、本発明で用いられる環状ギアの斜視図である。
［００２５］  図１７は、図１４のボビン、図１５のローター及び図１６の環状ギアと、スリップリングとを分解して示した分解図である。
［００２６］  図１８は、２重アクチュエーターの第２の局面に用いられる第２のクラッチ板である。
［００２７］  図１９は、図１８の線１９−１９についての断面図である。
［００２８］  図２０は、リターンスプリングの斜視図である。
［００２９］  図２１は、図２０の線２１−２１についての断面図である。
［００３０］  図２２は、本発明のエンドカバーを示す斜視図である。
［００３１］  図２３は、本発明に用いられるブラシの斜視図を示す；
［００３２］  図２４は、本発明のコネクター・ハウジングの斜視図を示す；
［００３３］  図２５は本発明で用いられるケーブル保持器を後方から見た斜視図である。
［００３４］  図２６及び２７は、それぞれ図２５の保持器の正面図及び背面図である。
［００３５］  図２８は、エンドカバーを除いて部分的に組み立てた２重アクチュエーターの斜視図である。
［００３６］  図２９は、メイン・ハウジング部を除いたアセンブリを示す斜視図である。
［００３７］  図３０は、図２８と同様の斜視図であり、完全に組み立てた状態のアセンブリを示すものである。
［００３８］  図３１は、完全に組み立てられた２重アクチュエーターの側面図である。
［００３９］  図３２は、図３１のアクチュエーターの端面図を示す；
［００４０］  図３３Ａは、図３１の線３３−３３についての断面図である。
［００４１］  図３３Ｂは、図３３Ａと同様の断面図であり、他の駆動局面を示している。
［００４２］  図３４は図３１の線３４−３４についての断面図である。
［００４３］  図３５は、発明の他の実施例を示す斜視図である。
［００４４］  図３６は、図３５に示した実施例のハウジング部の内側を示す斜視図である。
［００４５］  図３７は、図３６のハウジング部の斜視図である。
［００４６］  図３８は、図３６及び３７のハウジング部の外側を示す斜視図である。
［００４７］  図３９は、図３５に示した実施例のカバー部の内側を示す斜視図である。
［００４８］  図４０は、図３９のカバー部の外側を示す斜視図である。
［００４９］  図４１は、本実施例の電磁クラッチ・アセンブリの分解図である。
［００５０］  図４２は、図４１のアセンブリの一部を示す分解図である。
［００５１］  図４３及び４４は、図４１の電磁クラッチ・アセンブリし示したクラッチ板の拡大図である。
［００５２］  図４５は、図４１に示したクラッチ・アセンブリのローター及び環状ギアの拡大斜視図である。
［００５３］  図４６は、図４５において環状ギアを除き、ローター部材を反対側から示た拡大図である。
［００５４］  図４７は、図３６及び３７に示したハウジング部に取り付けられるシャフトの拡大図である。
［００５５］  図４８は、図４１に示した圧縮ばねの拡大図である。
［００５６］  図４９は、制御盤の拡大図である。
［００５７］  図５０は、モータ駆動アセンブリの拡大図である。
［００５８］  図５１は、カバー部を取り除いた状態で、ハウジング部に取り付けたモータ、制御盤及びクラッチ・アセンブリを示す図面である。
［００５９］  図５２は、ハウジング部を取り除いた状態で、カバー部分に取り付けたハウジング制御盤及びクラッチ・アセンブリを示す図面である。
［００６０］  図５３Ａは、電磁石が励起していない通常作動位置における、図２の線５３−５３についての断面図である。
［００６１］  図５３Ｂは、電磁石が励起している状態を示す、図５３Ａと同様の断面図である。
［００６２］  図５４は、図３５の線５４−５４についての断面図である。
［発明を実施するための最良の形態］
［００６３］  まず図１を参照して、２つの異なる局面で作動する本発明の２重アクチュエーターを説明する。すなわち、以下に説明するように、１つのアクチュエーターで、２つの異なるモードを操作することができる。２重アクチュエーターは、図１に示すように、参照番号２で示され、電気モータ８を取付けるための取付フランジ６を有するメイン・ハウジング部４を備えている。ハウジング４は、さらにラック１２を収納するための一体化されたスライド１０を備え、ラックはさらにボーデン・ケーブル１４に固定されている。中心シャフト１６は、メイン・ハウジング４に固定して取り付けられ、通常は１８で示される２重クラッチ・アセンブリを同軸で受け入れている。アセンブリ１８は、第１のクラッチ板２０と、スラストワッシャー２５とともにスラストベアリング２４を間に挟み込むスラストワッシャー２２と、ボビン２６と、ローターアセンブリ３０と、スラスト棒３２と、スラストワッシャー３４と、止め輪３６と、スラストワッシャー３８と、スラストベアリング４０と、第２のクラッチ板４２と、リターンスプリング４４と、から構成される。以下に説明するように、エンドカバー４６を取り付けてはアセンブリが完成し、最後に、ブラシ板・アセンブリ４８が取り付けられる。
［００６４］  図２〜６を参照して、メイン・ハウジング部をより詳細に説明する。図２及び３に示すように、ハウジング部４には、取付けフランジ６が設けられ、その取付面６０には取付け用のネジ穴６２が形成されている。取付フランジ６には、広い空洞部６４及び開口６６が形成され、この開口を通してハウジング部４の内側空洞部６８とフランジ部とが連通する。内側空洞部６８は、クラッチ・アセンブリ１８（図１）を収納するために設けられ、背面壁７２及びこれから一体化して立ち上がる円筒状の壁７０により、円筒形状に形成されている。円筒状壁７０には、典型的な取付け用孔８２、ネジ孔８４及び位置決めダウル（ｄｏｗｌ）孔８６が形成された取付け用耳部が形成されている。
［００６５］  円筒状壁７０はその一辺が分断されて、隙間９０が形成される。この隙間は、貫通孔９４が形成された側壁部９２、端部分９６、及び取付け用ネジ孔１００を有する平面端９８により規定される。図２及び４に示したように、背面壁７２の中央には、開口部１０４が形成されており、この開口部には、後方で外側に突き出た面１０８まで伸びる第１の円周部分１０６、及び面１１２にまで内側に伸びる第２の円周部分１１０が形成されている。図３及び４に示されるように、円周部分１１０は、背面壁７２から横に突き出るポスト・セクション１１４の内部となるマシーン・セクションである。ポスト・セクション１１４はラック１２を収容するガイド部材１０と交差する。ポスト・セクション１１４の中心には孔１１６が形成されている。この孔は、図３に示されるように、外部から伸びて、図４に示すように、内側の面１１２に達している。
［００６６］  図４〜６に示すように、円周部分１０６、１１０はガイド部材１０を介してガイドチャネル１１８と交差し、共通のエリアを形成している。図３に示するように、ガイド部材１０には、拡張開口部１２２とケーブル収納部１２４とからなるケーブル収納開口部１２０が形成され、後述するように、さらに取付け孔１２６が配置されている。最後に、図２に示すように、円周部分１０６の外周側の内壁７２には、複数の放射リブ１３０が盛り上げられて一体的に形成され、放射状に配置されている。これについても詳述する。
［００６７］  図７及び８に示すように、ラック部材１２は一般的には直線状のラックであり、側壁１４０と、拡張孔部１４６及びケーブル収納部を有するケーブル収納開口部４４が形成された天壁１４２と、から構成される。ラック部材１２の面１４２の反対側の面上には、複数のラック歯１５０が形成されている。直線状のラック１２は、ガイド部材１０のガイド・チャンネル１１８に収納できる形状である。
［００６８］  図９及び１０を参照すると、モータ８は、取付け孔１６４を設けたシャフト１６２を有するモータ・セクション１６０と、スプライン歯１６８を設けたシャフト・セクション１６６と、から構成される。
［００６９］  図１１に関しては、中心シャフト１６には、第１の円周セクション１７０及び直径がより大きなセクション１７２が設けられ、これらにより肩部１７４が形成されている。円周セクション１７０の端面にはネジ穴１７６（透視図で示す）が形成されている。シャフト１６には、さらに円周セクション１７８が設けられ、円周セクション１７２との境に肩部１８０を形成されている。円周セクション１７８には、さらに止め輪３６を配置するための溝１８２が形成されている。
［００７０］  次に、図１２及び１３に、通常、クラッチ板１９０と平歯車１９２とからなる第１のクラッチ板２０を示す。クラッチ板１９０の面１９４には、放射状に配置されたリブ１３０（図２）に対応して、放射状に配置された複数の窪み１９６が形成されている。クラッチ板２０は、さらに一段盛り上がった円周部分１９８があり、この外径２００は、円周状開口１０６（図５）よりわずかに小さい径とする。さらに、クラッチ板は、反対側の裏面２０２に、貫通口２０６と連通する円形の凹部２０４が形成されている。貫通口２０６は、シャフト１６の円周部分１７２（図１１）上に回転可能に収まるように、形状が定められる。ラック１２（図７）の歯１５０は、平歯車１９２の歯と噛み合うように作られる。
［００７１］  続いて、図１４に、外側のフランジ２１０及び内側のスプール部２１２を有するボビン２６を示す。ボビン２６は、以下により詳細に説明するように、磁石の複数の巻線を収納できる形状をなしている。図１５〜１７に示すように、ローター・アセンブリ３０は、ローター２２０、環状ギア２２２及びスリップリング２２４から構成される。図１５に示したように、ローター２２０には、外側に突き出るハブ２３２を有する中央壁部２３０と、円筒状壁２３４とを有し、中央のハブ部２３２は、その端部から内側に窪んだ凹み面２３６を有し、その面にはさらに孔２３８と中心穴２４０が形成されている。円筒状壁２３４は内表面を有し、壁を完全に貫通する孔２４４が形成されており、以下により詳しく説明する。
［００７２］  図１６に示すように、環状ギア２２２は、円筒状リング部２５０を有し、その内周はローター部２２０の外周に固く嵌りこむ。リング２２は、中央の一体の環状ギア部２５２と、その側面に配置されたバンド２５４を備えている。孔２５６は、図１６に示したように、リング２５０を通って、バンド２５４上に貫通し、さらに孔２４４の位置と一致する。図１７を再び参照すると、ボビン２６の内径２１４はハブ２３２上に固く嵌め込まれるように決められ、リング２５０は円筒状の壁部２３２（開口２４４及び２５６の位置合わせを行うとともに）上に固く嵌め込まれる形状であり、さらに、スリップリング２２４はバンド部２５４上に収まる形状とされることが分かる。なお、環状ギアは、プラスチック材のような絶縁材料で形成するのが好ましく、その理由は以下に説明する。
［００７３］  図１８に示すように、第２のクラッチ４２は、一般に、前面２６２及び背面２６４を有するクラッチ板２６０を備え、前面２６２には凹部２６８と複数の窪み２６６が形成されている。凹部２６８は、円周部分２７０を囲み、その円周部分は前方側にはギヤ部２７２が設けられている。図１９に示したように、クラッチ４２には、貫通口２７６と同軸に、円形の凹部２７４が形成されている。
［００７４］  次に、図２０及び２１に、バネ材料を型打ち成形したディスク状のリターンスプリング４４を示す。これは、外側の環状フランジ部２８０と、内側の環状リングセクション２８２と、２つの間を連結する個々のバネ脚２８４と、から構成される。図２１の断面図には、力が作用していない状態のバネ部材４４が示され、リング部２８２はフランジ２８０と間隔をあけて離れている。この環状バネは、リング２８２とフランジ２８０との垂直距離が減ずる方向に変形する。
［００７５］  図２２に、エンドキャップ４６を示す。エンドキャップには、取り付け面２９０，やカバー４６を取付るための孔２９８やハウジング４に対してカバーを位置決めするためのダウル(dowl)孔３００を形成した取付け用耳部２９２、２９４、２９６が設けられている。カバー４６には、さらに後方の面３０４に達する円形の凹部３０２が形成され、面３０４には、面３０８まで切り取られた凹部３０６が形成されている。さらに、カバー４６には、円形の開口３１０が設けられ、ハブ部２７０（図１８）が収まる形状に形成されている。
［００７６］  図２３には、ブラシ板３２０が示されており、貫通孔３２４を開けた横棒部分３２２を備えている。棒部分３２２には、そこから突き出て、丸い接触部３２８を有するブラシ接点３２６が備えられ、反対端には、型打ち成形され、ピンコンタクトを形成する接点３３０が設けられている。最後に、透視図に示すように、３３２で示される中間部は、２つの接点を分離するために後で取り除かれる。本発明において、接点はベリリウム銅のような高伝導性材料で作製するのが好ましいが、他の材料や合金を用いることも可能である。図２４に示したブラシ板アセンブリ４８は、孔３４４、３４６を開けたカバー部３４２と一体のコネクター・ハウジング部３４８とを備え、オーバーモールドされたハウジング部３４０を有している。コネクター端子部３３０は、コネクター・ハウジング部３４８内に位置し、端子部３２６はコネクター部３４８から下方へ延びるが、プラスチックに包囲されてはいない。
［００７７］  図２５〜２７には、ケーブル保持部材３５０が示されており、正方形胴体部３５２と外側のフランジ３５４と、から構成される。保持器３５０の全長にわたりスロット３５６が形成され、正方形胴体部３５２に沿って途中まで入る円筒状の孔３５８と交差して肩部３６０を形成する。以上の構成部品を用いて、装置の組み立てをより詳細に説明する
［００７８］  図１に示すように、ボーデンケーブル１４は、外側のさや３７０と、その内側で移動可能なケーブル３７２とからなり、ケーブル３７２の端部には、ケーブルを把持するエンドボール３７４が設けられている。組立てにおいては、まず、さや３７０の端部が保持器の肩部３６０に接するように、保持器３５０（図２５〜２７）のスロット３５６にケーブル３７２を挿入する。ここで、エンドボール３７０は保持器３５０から突き出ており、ボール３７４はラック１２（図８）の孔１４６内に、残りのケーブル部３７２はスロット１４０の中に位置している。その後、ラック１２及び保持器３５０は、ガイド１０の開口１１８（図３）にスライド可能に収納される。保持ねじ又はファスナーをねじ穴１２６（図３）に取り付けて、保持器３５０及びケーブル１４を適所に維持している。
これにより、下方へ突き出て、円周部分１１０と交差するラック歯の位置が決められる。
［００７９］  モータ８のシャフト１６６及びギア歯１６８をフランジ穴６６に挿入して、フランジ１６２（図１０）の孔１６４と孔６２（図２）を位置合わせして、モータ８をフランジ６に取り付ける。シャフト１６を孔１１６に入れ、ねじファスナーをねじ穴１７６（図１１）に固定して取り付ける。クラッチ板２０は、その開口部２０６（図３）がシャフト１６の円周部分１７２（図１１）に位置するように配置する。これにより、歯１９２は、ラック部材１２の歯１５０と噛み合う。また、クラッチ板が前方に押され、円周方向に位置合わせがされたとき、放射状のリブ１３０はそれぞれの窪み１９６内に係合する。スラスト・ニードルベアリング２４をスラッシュ・ワッシャー２２でサンドイッチしてシャフト１６上に配置し、円形の凹部２０４（図１３）内に収納する。最後に、スラスト・ワッシャー２５をシャフト１６上にスライド可能に配置し、シャフト１６の肩部１８０（図１１）と接触させる。
［００８０］  磁石用のワイヤをボビン２６に巻いて、ローター・サブアセンブリを組み立てる。ここで、スタート・リードをボビンから取り出して露出させ、複数回、巻きつけて、リードの他端部を露出させる。環状ギア２６をハブ２２０上に固く嵌め込んで配置される。ここで、ローター及び環状ギアの孔２４４及び２５６は位置合わせしておく必要がある。２つのリード線が孔２４４及び２５６を通るようにして、ボビン２６をローター２２０のハブ２３２上に配置する。このようにして、リードはバンド２５４の外側表面上に取り出される。スリップリング２２０をバンド２５４上に配置し、磁石ワイヤを溶接やハンダで固定する、あるいは他の方法で電気的に磁石ワイヤと接続する。上述したように、環状ギア２６は絶縁材で作られ、一方、スリップリング２２４は銅合金で構成される。従って、２つのスリップリングはワイヤーのそれぞれ反対端に連結される。
［００８１］  このアセンブリ、即ち、ローターアセンブリ３０は、ボビン２６と一緒に、ボビン端を先にして、シャフト１６上にスライド可能に配置する。スラストロッドを孔２３８（図１５）内に挿入し、外側のスラストワッシャー２２（図１）に接触させる。スラストワッシャー３４は、シャフト１６の円周部分１７８（図１１）上にスライド可能に受け入れられる。また、止め輪３６を溝１８２に取り付ける。スラストワッシャー３８は、シャフト１６上でもう一方のスラスト・ニードルベアリング４０の両側にスライド可能に配置する。外側のクラッチ板４２をシャフト１６上をスライド可能に配置され、ローターアセンブリ３０に接触させる。リターンスプリング４４はクラッチ板４２に隣接して配置し、外側フランジ２８０（図２１）が凹部２６８（図１８）に入るようにする。この時点におけるアセンブリを図２８に示す。カバー４６はバネ４４に隣接して配置され、取付け用耳部２９２を、対応する取付け用耳部７８に隣接するように配置し、取付け用耳部２９４，２９６をそれぞれ耳部７６、７４（図２及び２２）に隣接配置する。ダウルピンを対応する位置合わせ用孔に配置する。即ち、ハウジング４とカバー４６を位置合わせするために、取付け用耳部７４、７８、２９２、２９６の各々の孔３００、８６に配置する。
［００８２］  穴３４４及び穴１００の間、並びに穴３４６及び穴３１１（図１）の間で位置合わせを行い、ブラシ・アセンブリ４８を開口部９０上に取付けて、組み立てを終了する。完成したアセンブリを、図３０〜３２に示す。
［００８３］
上述した装置の操作方法を、図３３Ａ、３３Ｂ及び３４を参照して説明する。
図３３Ａに示したように、ローター部材２２０は、シャフト１６に対する軸方向の相対的な位置に固定される。即ち、ローター２２０は、図３３Ａにおいて、左右に移動しないように固定する。一方側がスラストワッシャー２５（図１）により固定され、反対側がスラストワッシャー３４（図１）で固定される。しかしながら、以下に説明するように、クラッチ板２０及び４２は、シャフト１６に対して横方向に移動する。
［００８４］  ボビン２６を用いて作製した電磁石は、図３３Ａでは、作動していない状態である。従って、バネ４４は右側に伸びて、クラッチ板４２をカバー４６から遠ざけている。これにより、スラストワッシャー３８（図１）は、押し棒３２、さらにはスラストワッシャー２２（図１）を押し動かし、クラッチ板２０を壁７２に押しつけることになる。この結果、放射状のリブ１３０（図２）は、窪み１９６と係合する。このようにして、クラッチ板２０は固定されるが、その一方、クラッチ板４２はバネ４４でローター２２０に押しつけられ、摩擦力で保持される。従って、モータシャフト１６６及びギヤ歯１６８が回転すると、シャフト１６のまわりにローター２２０が回転し、これとともにクラッチ板４及びギヤ歯２７２が回転する。このように、ギヤ歯２７２は、２重アクチュエーターの一局面であって、ギヤ歯２７２に作動可能な部材を連結させることにより種々の部材を動作させることができる。
［００８５］  他局面が必要な場合、即ち、ボーデンケーブル１４に連結した構成が必要な場合は、接点３３０（図２８）に電力を供給して磁石を励起する。これにより、電流が、接点３２６、スリップリング２２４を通ってボビン２６に巻きつけられ磁石ワイヤに供給される。ここで、電流の向きは、図３３Ａの位置から図３３Ｂの位置へと左方向へクラッチ板２０を押し出す磁場が発生するようにする。図３３Ｂでは、クラッチ板２０と内表面７２の間に隙間が生じ、リブ１３０及び窪み１９６間の係合は解除される。同時に、押し棒３２を左側に押しつけてスラストワッシャー３８（図１）に係わらせ、さらにクラッチ４２と内壁３０４との係合及びリブ３１２（図２２）と窪み２６６（図１８）の相互係合を引き起こす。このため、クラッチ板４２は固定され、シャフト１６の周りの回転が妨げられる。一方、クラッチ板２０は表面７２との係合が解除され、電磁力によりローター３０に引き付けられる。このようにして、モータ及びギヤ歯１６８を駆動すると、ローターアセンブリ３０及びクラッチ２０が回転し、続いて直線ラック１２及びボーデンケーブル３７２が駆動される。
［００８６］  本発明について、回転及び直線出力を出力する場合を説明してきたが、２つの回転出力、又は２つの直線出力についても容易に提供することができる。例えば、２つの回転出力が要求される場合、クラッチ板２０の出力を直接用いれば良く、２つの直線出力が要求される場合は、第２のクラッチ板４２に第２のラック・アセンブリを設ければよい。
［００８７］  次に、図３５〜５４を参照して、本発明の他の実施例を説明する。
２重アクチュエーター４０２は、図３５に示すように、一般に、メイン・ハウジング部４０４を有し、図５１に示すように、メイン・ハウジング部４０４には、モータを取り付けるモータ取付けセクション４０６が設けられている。また、図３５に示すように、カバー４０４には、ボーデンケーブルを移動させるラック４１２（図５２）を収納できる形状の一体化されたスライド部４１０が設けられている。図５１に示すように、電磁クラッチ・アセンブリ４１８は、シャフト４１６上に回転できるように配置される。
［００８８］  図４１に示すように、電磁クラッチ・アセンブリ４１８は、第１のクラッチ板４２０、コンタクトリング４２１、止め輪４２３、ワッシャー４２５、ボビン４２６、ローターアセンブリ４３０、スラスト棒４３２、止め輪４３６、コンタクトリング４３７、第２のクラッチ板４４２、スラスト又は圧縮バネ４４４、及びスラストワッシャー４４５で構成される。図３５を再び参照すると、カバー部４４６には、動力源を備えた２重アクチュエータを提供するアセンブリ、２重のクラッチ・アセンブリが収められ、これにより、直線又は回転運動を択一的に提供することができる。図５１に示すように、アセンブリには、通常、制御回路ボード４４８が含まれるが、これについても以後説明する。上述した第２の実施例の要素を用いて、構成部品を詳細に説明する。
［００８９］  図３６及び３７に示したメイン・ハウジング４０４には、モータ取付けセクション４０６が設けられ、これは拡張空間部４５０とその両側に配置されたベアリング壁部４５２，４５４とにより規定される。さらには、カップリング収納セクション４５６が設けられており、このセクションはベアリング壁４５８、ウォームギヤー収納セクション４６０、及びベアリング収納セクション４６２へと連続している。
［００９０］  図３６及び３７に示すように、メイン・ハウジング部４０４には、クラッチ・アセンブリ４１８を収納可能な空洞部４６８が形成されている。シャフト４１６は、空洞４６８の中心に位置し、メイン・ハウジング部と一体的にモールドされている。即ち、本実施例では、シャフト４１６は金属のシャフト、好ましくはスチール合金製であり、シャフトの端がプラスチックハウジングに一体的にモールドされている。空洞４６８は、外側の円周部分４７０と、シャフト４１６の周りに間隔を開けて放射状に配置した複数の孔４７４を有する内側面４７２と、により規定される。ハウジング４０４には、図１〜３４の実施例と同様に、内側円周部分４７６とラック・スライド４１０に連通する開口部が形成されている。メイン・ハウジング部４０４は、また、複数の取付ボス４８０や周縁ガスケットを配置する外側周辺エッジ部４８２を有し、さらには、モータ及びクラッチを制御するために、内側の空洞４０６に連通するポート４８４が設けられている。外から見たメイン・ハウジング部４０４を図３８に示した。図には、シャフト４１６の端部をオーバーモールドした中央のハブ部分４８６が示されている。
［００９１］  図３９にはカバー部４４６が示されており、メイン・ハウジング部４０４（図６）の空洞部４０６と相補的関係にある空洞部４９６、及び相補的なベアリング壁部５０２、５０４、カップリング収納セクション５０６、ベアリング収納セクション５０８、ギア収納セクション５１０、及びベアリング収納セクション５１２が示されている。クラッチの収納空洞５１８は、内側円周部分５２０及び内側面５２２を有し、面５２２には、間隔を開けて放射状に置かれた複数の窪み５２４が形成されている。円形の面５２６が開口５２８の周りに形成されている。外側から見たカバー部４４６を図４０に示す。ここで、ボス５３０は、メインハウジング部４０４のボス４８０（図３７）と相補的な関係にある。
［００９２］  図４２、４５及び４６を参照し、ローター・アセンブリ４３０をより詳しく説明する。まず、図４６に示したように、ローター・アセンブリ４３０には、外側円周部分５４２に一段盛り上がった部分５４４及びスロット部分５４６を有する中央ローター部５４０が含まれる。中央のハブ部５４８は上方へ突き出て、環状の空間５５０が形成されている。中央のハブ部５４８には、凹部５５４を備えた中心穴５５２と、穴５５２を囲んで３つの孔５５６が形成されている。図４５に示したように、穴５５２はローター部全体を貫通し、回転可能にシャフト４１６が嵌り込む。図４６に示したように、ローター部５４０は、外側に突き出たエッジを有し、周期的に高くした部分５６０と溝の部分５６２とからなるインターロック部材５５８が形成されている。ローター５４０は、さらに、図４５に示すように、インターロック部５６８を形成した外側表面５６６を有しており、このインターロック部は外側表面５６６から上方へ盛り上げられた部分５７０である。なお、ローター５４０は鉄鉱石のような強磁性材料で構成される。
［００９３］  図４５に示したように、外側環状ギア５８０は、ローター５４０の外側円周部分５４２に取り付けられる。この実施例では、環状ギア５８０は、プラスチックからなり、ローター５４０の外側円周部分５４２に、その上に固定されるように部分５４４を取り囲んで一体的にモールドされる。図４２及び４５に示すように、環状ギア５８０は、内側部分５８２及び外側部分５８４とからなり、外側部分５８２には環状ギア歯５８６が形成されている。内側部分及び外側部分の間には、環状のスロット５８８が形成され、リブ５９０及びスロット５９２によって分断されている。これについては以後詳しく説明する。
［００９４］  図４２に示したコンタクトリング・アセンブリ４２１及び４３７について説明する。本実施例では、両者は実質的に同一である。リングの各々は、内側のコンタクトリング６０２を備えた外側のモールドされたリング部６００を有している。コンタクトリング６０２は伝導性材料で作製され、外側のフランジ部６０４、６０６によって囲まれている。外側のフランジ部分６０６には、周辺に直立したリップ６１０が備えており、放射状に配置されたスロット部６０８によって分断されている。コンタクトリング・アセンブリ４３７に関して分かり易く示されており、内側コンタクトリング６０２は、スロット部６０８に達する接点部６１２を備えており、その形状は、当業者が認識できるような、磁石ワイヤの端部を取付けできる形状である。スロット６０８は、部材５９０（図４５）と同じパターンで、放射状に配置される。従って、コンタクトリング・アセンブリ４２１、４３７は、関連するスロット５８８内に受け入れられ、リップ６１０は外側環状ギア５８０に嵌り込んで固定される。
［００９５］  図４２に示すように、磁石ワイヤアセンブリ４２６は、ボビン・ハウジング６２０及び両方の端子６２４を備えた磁石ワイヤの巻線６２２で構成される。
［００９６］  次に、図４３及び４４を参照して、第１と第２のクラッチ板４２０、４４２を説明する。図４４から分かるように、クラッチ板４２０の前面部６３０には突起６３２が形成され、さらに貫通口６３５を有するピニオンギア６３４が中心に配置されている。ここで、貫通口はシャフト４１６が入る形状であり、ピニオンはラック・スライド４１０と連通する部分４７８に収納できる形状である。クラッチ板４２０の背面６３６には、突起６３８が形成されている。クラッチ板４２０の面６３０は、面４７２（図３６）に隣接して配置され、突起６３２が孔４７４に受け入れられる。また、背面６３６は、ローター５４０のハブ５４８に隣接して配置される。突起６３８はインターロック部５５８と係合する。即ち、突起部６３８は凹部５６２（図４６）に嵌りこむ。
［００９７］  同様にして、クラッチ板４４２の前面６４０には、突起６４２が形成されている。駆動ギア６４４は、前面の上方に配置され、貫通口６４５が形成されている。クラッチ板４４２の背面６４６には、突起６４８が形成されている。クラッチ板４４２は、その表面６４０が面５２２に隣接し、突起６４２が孔５２４の位置をとることができ、そして空洞５１８（図３９）内に収納できる形状とされる。これにより、穴５２８及びカバー部材４４６を突き出る駆動ギア６４４の位置が決められる。また、突起６４８は、連結部材５６８に、即ち突起５７０（図４５）の間に嵌め込まれるような形状となる。
［００９８］  図４７に示すように、シャフト４１６は、外側の端部６５０とスプライン溝の端部６５２とを備え、上述したように、メイン・ハウジング部４０４に一体的にモールドされる。シャフト４１６には、さらに第１及び第２の円周溝６５４及び６５６が形成されている。
［００９９］  図４８に、スラストワッシャー４４４を示す。スラストワッシャー４４４は、単一のばね鋼部材で構成され、突出部分を形作って接触点６６０を形成し、これにより圧縮バネを作製する。
［０１００］  図４９に、プリント回路基板６７０を備えた制御盤４４８を示す。プリント回路基板には、ブラシ６７２，６７４が取り付けられ、例えば端子６７６を介して電気的に接続されている。電気コネクター６７８は、プリント回路基板６７０に取付られ、ピン端子６８２を有するハウジング部分６８０と、プリント回路基板６７０のスルーホール６８６に相互連結されたプリント回路基板コンタクト部分６８４と、を備えている。電気端子６９０も、また、プリント回路基板６７０に電気的に接続されており、対向するブレード型接点６９２を有している。制御盤４４８は、例えば過電流保護のような機能を発揮するために、種々の電気部品６９４トを配置しても良い。特に示しはしなかったが、様々な部品が、例えば、プリント回路基板上に形成し、めっきしたスルーホール６８６と連結した電気配線(electrical traces)によって、電気コネクターに接続される。このように、ピン端子６８２への入力−出力によりブラシ６７２，６７４を介して電磁石を制御し、また、端子６９０への入力電流の制御を介してモータを制御する。
［０１０１］  図５０に示すように、モータ・アセンブリ４０８には、一般に、出力シャフト７０２及び電気タブ端子７０４を備えた電気モータ７００、さらに、ギヤ７１２の端部７１０に入るスプリット型ベアリング７０８を用いたフローティングカップリング７０６が含まれる。ギヤ７１２の駆動端７１４は、カップリング７０６の６角形穴７１６によって駆動され、ギヤー７１２のシャフト端７１８は、ベアリング７２０で支えられる。上述した種々の部品を参照して、アクチュエーターの組立てについて説明する。
［０１０２］  上述したように、メイン・ハウジング部４０４は、シャフト４１６と一体となるようにモールドされる。シャフト４１６のスプライン端６５２（図４７）は、ハブ部分４８６（図３８）に一体的にモールドされ、固定される。これにより、図３６〜３８に示したように、ハウジング部４０４が定められる。カバー部４４６もまたモールドされ、図３９及び４０に示すようにカバーが規定される。図４２及び４５を参照して、ローター・アセンブリ４３０を説明する。
［０１０３］  上述したように、外側環状ギア５８０は、放射リブ５４４を包み込んでローター５４０上に一体的にモールドされる。巻線の端６２４がスロット５４６を通っているのを確認して、ボビン部材４２６を空洞部５５０内に配置する。図４５に示すように、スロット５４６は、孔５９２の１つと位置合わせされ、その結果として、コンタクトリングの接点６１２の位置とスロット５４６の位置が一致するように、コンタクトリング・アセンブリ４３７がアセンブリに関連づけられる。このようにして、コンタクトリング６０２は、接点部６１２を介して巻線６２４の一端に接続される。接点部６１２としては、電磁石のワイヤの接点その他の適当な接点等、公知の端子部材が用いられる。
上述したように、両方のコンタクトリング４２１、４３７を環状ギア５８０に嵌め込んで、リング４２１及び４３７を固定し、ワイヤの終端をコンタクトリング６０２の各々を連結する。この様子は図５４の断面図に分かり易く示されている。
［０１０４］  ラック４１２（図５２）はラック・スライド４１０（図３５）に収納され、第１のクラッチ板４２０はシャフト４１６の上に配置する。これにより、ギヤ６３４は、ラック・ギヤ４１２のラック歯と噛み合う。この噛合は、図５２に示されている。止め輪４２３を溝６５４（図３６）に取り付け、また、ワッシャー４２５を止め輪４２３の後側に配置する。、ハブ部５４０（図４２）が第１のクラッチ板４２０の背面６３６に隣接するように、ローター・アセンブリ４３０をシャフト４１６上に配置する。スラスト棒４３２を貫通孔５５６（図４５）に入れ、第１のクラッチ板４２０の背面６３６に接するまで内側に押しつける。止め輪４３６をシャフト４１６の溝６５６（図５６）に取付けて、ローター・アセンブリ４３０がシャフト４１６上で軸方向で移動しないように固定する。第２のクラッチ板４４２をシャフト４１６上にスライド可能に取り付け、次にスラストワッシャー４４４をスラストワッシャー４４５で挟み、ハブ６４７（図４３）上に配置する。
［０１０５］  ブラシ６７２、６７４（図４９）が対応するコンタクト部６０２（図４２）と隣接するように、制御盤４４８をハウジング４０４内に取り付ける。これにより、コンタクト部６９０もまたベアリング壁部４５２と隣接した位置となる。モータ・アセンブリ４０８をその収納セクションへ配置する。
［０１０６］  図５１に示したように、モータ・アセンブリ４０８は、ハウジング４０４の下向き直線位置に収納される。モータ７００はその関連する空洞内に位置し、駆動スリーブ７０６はその開口部４５６内に、ベアリング７０８は開口部４５８に、ギヤ７１２は開口部４６０に、及びエンドベアリング７２０は開口４６２に配置される。これは、外側のらせんギヤ７１２が環状ギア５８６の歯と噛み合う位置である。更に、モータ４０８が取り付けられると、モータ７００のタブ端子７０４は、プリント回路基板６７０の関連するコンタクト６９０に受けられる。ピンコンタクト部６８２（図４９）は開口部４８４内に位置し、もう片方の電気コネクタと連結できる形状となっている。
［０１０７］  この時点で、装置は、図５１に示したように、組み立てられている。さらに、スラストワッシャー４４５（図４１）を圧縮ばね４４４の上に配置し、カバー４４６がアセンブリ上に取り付ける。７５０のようなネジを、カバー部４４６（図３９）のボス５３０を通して、ボス４８０のネジ穴にねじ込む。最後に、ボーデンケーブル・アセンブリ４１４（図５２）を、ラック４１２の溝に入れ、カバープレート７５２を開口部７５４（図３７）の上に配置して固定する。本実施例では、開口部７５４に超音波でカバー７５２を溶接した。このようにして、ラックに連結され、ラック・スライド４１０の開口７５６（図３５）から突き出たボーデンケーブルの位置を決めることができる。図５３Ａ及び５３Ｂを参照して、組み立てたアクチュエーターの操作を説明する。
［０１０８］  図５３Ａは、磁石が励起していない、通常の動作位置を示している。この位置では、圧縮ばね４４４は第２のクラッチ板４４２に対して力を及ぼし、結果として、カバー４４６の内側表面５５２とクラッチ板４４２との間には、隙間が生じている。即ち、突起部６４２と孔５２４とは係合していない状態にあるが、一方、突起部５７０と孔６４８とは係合した状態にある。クラッチ板４４２に対する圧縮ばね４４４の力は、さらにローター内のスラスト棒４３２を移動させて第１のクラッチ板４２０に力を及ぼし、インターロックの対応する突起部５６２と６３８との係合は解除された状態に保たれている。従って、ギヤ７１２が環状ギア５８０を噛み合うと、ギア６４４に対し回転出力が出力される。
［０１０９］  直線出力が要求される場合は、電磁石を励起する。これにより、第１のクラッチ板４２０と強磁性体のローター５４０との間の磁気的吸引力が引き起こされ、、図５３Ｂに示したように、それぞれの突起５６２及び６３８が相互に係合する。クラッチ板４２０が移動すると、突起５６２と６３８が係合する一方で、クラッチ板４４２に対してスラスト棒４３２が移動し、バネ４４４を圧縮するとともに、突起５７０と６４８の係合が解除される。このようにして、環状ギア５８０に対する駆動歯車７１２により、第２のクラッチ板４２０が回転し、これによりラック４１２さらにはボーデンケーブル４１４が駆動される。
【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７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月10日(2004.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転及び直線出力を択一的に出力する駆動アセンブリ（２）であって、
回転入力を提供する入力動力源（８）と、
前記入力動力源により駆動される被駆動部（３０）を有するクラッチ・アセンブリ（１８）と、
少なくとも２つの出力駆動部であって、その第１の出力駆動部（２０）が直線出力であり、第２の出力駆動部（４２）が回転出力である出力駆動部と、からなり
第１の出力駆動部又は第２の出力駆動部のいずれか一方の係合と、第１の出力駆動部又は第２の出力駆動部の他方の係合解除とは、第１の出力駆動部又は第２の出力駆動部の一方の動きにより達成されることを特徴とする駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記クラッチ・アセンブリの前記被駆動部が環状ギア（２５０）であり、前記入力動力源が前記環状ギアを駆動することを特徴とする請求項１記載の駆動アセンブリ。
【請求項３】
前記入力動力源は、前記環状ギア（２５２）の外周を駆動するためのスプライン溝の出力駆動（１６８）を有する電気モータであることを特徴とする請求項２記載の駆動アセンブリ。
【請求項４】
前記第１及び第２の出力駆動部は、前記環状ギア（２５２）のそれぞれ反対側に配置された第１及びと第２のクラッチ板（２０，４２）であることを特徴とする請求項２記載の駆動アセンブリ。
【請求項５】
前記アセンブリは、さらに第１のハウジング部及び該第１のハウジング部（４）に取付けられたシャフト（１６）からなり、前記環状ギアと前記第１及び第２のクラッチ板とは、前記シャフト上に回転可能に配置されたことを特徴とする請求項４記載の駆動アセンブリ。
【請求項６】
前記環状ギアは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギアと係り合って動作させるための電磁石（２６）を規定し、前記電磁石が励起したときに、前記一方のクラッチ板が引き寄せられて前記環状ギアと係合し、前記環状ギアによって駆動されることを特徴とする請求項５記載の駆動アセンブリ。
【請求項７】
前記電磁石が励起していない場合の前記環状ギアとの通常の駆動係合状態にあっては、前記第２のクラッチ板がバネの力によって前記環状ギアと係合していることを特徴とする請求項６記載の駆動アセンブリ。
【請求項８】
前記電磁石が励起した場合、前記第１のクラッチ板が前記環状ギアと係合し、前記第２のクラッチ板の係合が解除されることを特徴とする請求項７記載の駆動アセンブリ。
【請求項９】
前記第２のクラッチ板は、前記第１のクラッチ板の横方向の移動により、係合が解除されることを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。
【請求項１０】
前記アセンブリは、前記環状ギアを通って前記第１及び第２のクラッチ板間にわたり、横方向に移動可能な駆動ピン（３２）を有し、
電磁石が励起していないときは、前記バネ（４４）の力が前記第２のクラッチ板に作用し、前記第２のクラッチ板を前記環状ギアに係合させ、前記第２のクラッチ板は前記環状ギアにより駆動され、そして前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記第１のクラッチ板を係合が解除された位置に維持する構成とし、
前記電磁石を励起したときは、前記第１のクラッチ板が横方向で前記環状ギアの方向に移動し前記駆動ピンに反対方向の力を加え前記第２のクラッチ板と前記環状ギアとの係合が解除されるように力が作用する構成としたことを特徴とする請求項９記載の駆動アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のクラッチ板は、直線ラック（１２）と連続的に噛み合う出力ギヤ歯（１９２）を有し、前記第１のクラッチ板が前記電磁石の励起によって駆動されたとき、前記ラックが直線出力を提供することを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２のクラッチ板は出力ギヤ歯（２７２）を有し、前記第２のクラッチ板が駆動されたとき、前記第２のクラッチ板は回転出力を提供することを特徴とする請求項８記載の駆動アセンブリ。。
【請求項１３】
前記入力動力源は、前記環状ギアの外周を駆動するためのスプライン溝の出力駆動を有する電気モータであり、さらに第２のハウジング部（４４６）を備え、前記第１（４０４）及び第２（４４６）のハウジング部に前記電気モータを包み込むことを特徴とする請求項６記載の駆動アセンブリ。
【請求項１４】
前記環状ギアは、強磁性体材料で構成され、前記環状ギアの中心に磁石ワイヤ巻線のボビンを配置したことを特徴とする請求項１３記載の駆動アセンブリ。
【請求項１５】
前記巻線を前記環状ギアの外周上のコンタクトリング（６０２）に接触させたことを特徴とする請求項１４記載の駆動アセンブリ。
【請求項１６】
前記コンタクトリングに接触するブラシ（６７２，６７４）を備えた制御回路盤（６７０）を有することを特徴とする請求項１５記載の駆動アセンブリ。
【請求項１７】
前記ハウジング・アセンブリは入出力ポート（６８６）を有し、電気端子（６８２）が前記ポートの近くに位置し、前記電磁石を励起するための前記ブラシと電気的に接続したことを特徴とする請求項１６記載の駆動アセンブリ。
【請求項１８】
電磁クラッチ駆動アセンブリ（４０２）において、
中心シャフト（４１６）と、
穴が開いた中心部分を有する強磁性のローター部材（５４０）、前記ローターの外周に配置された環状ギア（５８４）、前記環状ギアの前記中心部分に配置される磁石電線巻線のボビン（４２６）、及び前記巻線に電流を供給し磁場を形成するための接点、により構成され、前記シャフトに回転可能に取り付けられた環状ギア・アセンブリ（４１８）と、
前記シャフトに回転可能に取り付けられ、前記環状ギア・アセンブリの第１の側面に配置されるクラッチ板であって、通常は、前記環状ギア・アセンブリとの係合が解除された位置にある第１のクラッチ板（４２０）と、
前記シャフトに回転可能に取り付けられ、前記環状ギア・アセンブリの第１のクラッチ板が配置された側面とは反対側の面に置かれ、通常は、前記環状ギア・アセンブリと係合した位置にある第２のクラッチ板（４４２）と、
前記第１及び第２のクラッチ板に間をわたる係合部材（４３２）であって、前記クラッチ板のうちの一方の横方向への移動が、他方のクラッチ板を横方向に移動させて、前記の環状ギア・アセンブリとの係合を解除させる係合部材と、から構成され、
前記環状ギアは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギアと係合させて駆動させる電磁石を規定し、前記巻線に電流を流したとき、前記一方のクラッチ板は前記環状ギアに引き寄せられて係合し、前記環状ギアにより駆動される構成としたことを特徴とする電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項１９】
前記電磁石が励起してない場合の前記環状ギアとの通常の駆動係合状態にあっては、前記第２のクラッチ板はバネの力によって前記環状ギアと係合していることを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２０】
前記電磁石が励起したときは、前記第１のクラッチ板は前記ローター部材と係合し、前記第２のクラッチは係合が解除されることを特徴とする請求項１９に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２１】
前記係合部材は、前記ローター部材を通って前記第１及び第２のクラッチ板間をわたり、横方向に移動可能な駆動ピン（４３２）を有し、
前記電磁石が励起していないときは、前記バネの力が前記第２のクラッチ板に作用して前記第２のクラッチ板を前記ローター部材に係合させ、前記第２のクラッチ板は前記ローター部材により駆動され、さらに前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記第１のクラッチ板を係合が解除した位置に維持する構成とし、
前記電磁石が励起したときは、前記第１のクラッチ板は横方向で前記ローター部材の方向に移動し、前記駆動ピンに反対方向の力を加え前記第２のクラッチ板と前記ローター部材との係合が解除されるように力を作用させる構成としたことを特徴とする請求項２０に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２２】
前記ローター部材アセンブリを駆動する入力動力源（４０８）を有し、該入力動力源は、前記環状ギアを駆動するためにスプライン溝を形成した出力駆動（７０２）を有する電気モータ（７００）で構成されることを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２３】
前記アセンブリは、さらに第１のハウジング部（４０４）を有し、前記シャフトが該第１のハウジング部に取付けられていることを特徴とする請求項２２に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２４】
第２ののハウジング部（４４６）を有し、前記第１と第２のハウジング部内部に前記電気モータを収納したことを特徴とする請求項２３に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１及び第２のクラッチ板が択一的に回転出力と直線出力を提供することを特徴とする請求項１８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２６】
前記第１のクラッチ板は、直線ラック（４１２）と連続的に噛み合う出力ギア歯（６３４）を有し、前記第１のクラッチ板が前記の電磁石の励起により駆動されたとき、前記ラックが直線出力を提供することを特徴とする請求項２５に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２７】
前記第２のクラッチ板は出力ギア歯（６４４）を有し、前記第２のクラッチ板が駆動されたときに、前記第２のクラッチ板が回転出力を提供することを特徴とする請求項２６に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２８】
電磁クラッチ駆動アセンブリ（２）において、
メイン・ハウジング部（４）及びカバー部（４６）で構成されるハウジング・アセンブリと、
前記ハウジング・アセンブリ内に位置する中心シャフト（１６）と、
回転入力を提供する入力動力源（８）と、
前記入力動力源により駆動される被駆動部（３０）及び少なくとも２つの出力駆動部（２０，４２）であって、その第１の出力駆動部（２０）が直線出力であり、第２の出力駆動部（４２）が回転出力である電磁クラッチアセンブリと、から構成され、
前記電磁クラッチアセンブリの電磁石（２６）の励起により、前記第１及び第２の出力駆動部の間の出力を制御する構成とし、
前記電磁石（２６）が前記出力駆動部（２０，４２）を前記シャフト（１６）に沿って並進移動させることをことを特徴とする電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項２９】
前記シャフトは、前記メイン・ハウジング部内に一体的にモールドしたことを特徴とする請求項２８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３０】
前記クラッチ・アセンブリの前記被駆動部は環状ギア・アセンブリ（２５０）であり、前記入力動力源が前記環状ギア・アセンブリを駆動することを特徴とする請求項２８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３１】
前記入力動力源は、前記環状ギア・アセンブリの外周を駆動するためのスプライン溝の形成された出力駆動（１６８）を有する電気モータ（８）であることを特徴とする請求項３０に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３２】
前記第１及び第２の出力駆動部は、前記環状ギア・アセンブリのそれぞれ反対側に配置された第１及び第２のクラッチ板であことを特徴とする請求項３１に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３３】
前記環状ギア・アセンブリは、前記クラッチ板の一方を引き寄せて前記環状ギア・アセンブリと係合させて駆動するための前記電磁石を規定し、前記電磁石が励起したときは、前記一方のクラッチ板は前記環状ギア・アセンブリに引き寄せられて係合し、前記環状ギア・アセンブリにより駆動される構成としたことを特徴とする請求項３２に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３４】
前記環状ギア・アセンブリは、穴が開いた中心部分を有する強磁性のローター部材（５４０）と、前記ローターの外周に配置された環状ギア（５８４）と、前記環状ギアの前記中心部分に配置される磁石ワイヤ巻線のボビン（４２６）と、前記巻線に電流を流し磁界を形成する接点と、から構成されることを特徴とする請求項３３に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３５】
前記メイン・ハウジング部及びカバー部は、前記第１及び第２のクラッチ板に近接する内側表面（６８，７２）を有することを特徴とする請求項３４に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３６】
前記第１及び第２のクラッチ板は、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の前記内側表面に近接する外側表面を有し、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の内側表面は前記第１及び第２のクラッチ板の前記外側表面と実質的に平行であることを特徴とする請求項３５に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３７】
前記ローターと前記第１及び第２のクラッチ板を合わせた幅を、前記メイン・ハウジング部及びカバー部の前記内側表面の間の幅よりも小さくし、前記第１及び第２のクラッチ板は、前記ローターに接するか、あるいは前記メイン・ハウジング部の前記内側表面に接するかいずれかの位置をとる構成としたことを特徴とする請求項３６に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３８】
前記第１及び第２のクラッチ板並びに前記ローター部材は連結部材（３２）を有し、択一的に前記第１のクラッチ板を前記ローターに連結させるか、あるいは第２のクラッチ板を前記ローターに連結させることを特徴とする請求項３７に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項３９】
前記第１及び第２のクラッチ板間をわたる係合部材を備え、前記クラッチ板の一方が横方向に移動すると、それにより他方のクラッチ板を移動させて前記ローターとの係合を解除することを特徴とする請求項３８に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項４０】
前記係合部材は、前記ローターを通して前記第１及び第２のクラッチ板間をわたり、横方向に移動可能な駆動ピン（３２）で構成されることを特徴とする請求項３９に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【請求項４１】
前記メインハウジング部及びカバー部の前記内側表面並びに前記第１及び第２のクラッチ板の外側表面は連結係合部（１３０，３０４）を有し、これにより
前記電磁石が励起していないときは、前記バネの力が前記第２のクラッチ板に作用して前記第２のクラッチ板を前記ローター部材に係合させ、前記第２のクラッチは前記ローター部材によって駆動され、さらに前記駆動ピンは前記第２のクラッチ板により作動し、前記メイン・ハウジング部の内側表面に連結された第１のクラッチ板との係合を解除した状態にを維持する構成とし、さらに
前記電磁石が励起すると、前記第１のクラッチ板は電磁力により横方向に移動し前記ローター部材と連結し、前記駆動ピンに反対方向の力を加え、前記第２のクラッチ板は、前記ローター部材との係合が解除されて前記カバー部の内側表面と係合する構成としたことを特徴とする請求項４０に記載の電磁クラッチ駆動アセンブリ。
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月10日(2005.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、２００３年２月１０日出願の米国仮特許出願第６０／４４６，１３４の利益を請求し、そのすべての開示を参照により本明細書に援用する。
［０００２］  本発明は、多重運動モードを有するアクチュエーターに関する。
［０００３］  多くの装置では、複数の異なる運動機構が必要となる。例えば、様々なアクチュエーターが、自動車分野、工業、工作機械、その他の分野で求められている。もし同じユニットで多重モードの駆動が可能なアクチュエータがあれば、それは好都合である。
［０００４］  その一例は、米国特許５，０４５，１４１に示されている。このアクチュエーターは、回転運動及び直線運動の両方を備え、例えば自動車のスタータに用いられる。しかし、この装置では、直線運動はシャフト及び電機子の軸方向への移動より起こることから、直線運動能力は非常に小さい。さらに、推進力の能力は低く、このような多重運動駆動の適用に要求される多くの機能を実現することは困難である。他の装置例は、ＤＥ１９７５５９４２に示されており、ここでは、ウィンドウ及びドア開閉機構に共通のモータが用いられている。
［０００４−１］  ＤＥ１９７５５９４２には、回転と直線を択一的に出力する駆動アセンブリが開示されている。このアセンブリは、回転出力を提供する入力動力源を有し、さらに、直線出力のための第１の出力駆動部と回転出力のための第２の出力駆動部を備えることもできる。
［発明の開示］
［０００５］  本発明の目的は、択一的に回転出力と直線出力を出力する駆動アセンブリを提供することであり、該駆動アセンブリは、回転入力を提供する入力動力源と、入力動力源によって駆動される被駆動部を有するクラッチ・アセンブリと、少なくとも２つの出力駆動部と、から構成され、第１の出力駆動部は直線出力であり、第２の出力駆動部は回転出力である。
［０００６］  また、本発明において、電磁クラッチ駆動アセンブリは、中心シャフトと、シャフトに対し回転可能に取り付けられた環状ギア・アセンブリとから構成される。環状ギア・アセンブリは、孔の開いた中心部を有する強磁性体のローター部材と、ローターの外周部に位置する環状ギアと、環状ギアの中心部に位置する磁石ワイヤ巻線のボビンと、巻線に電流を供給し磁界を発生させるための接点と、から構成される。第１のクラッチ板は、シャフトに回転可能に取付けられ、環状ギア・アセンブリの第１の側面に配置されて、通常、環状ギア・アセンブリとの係合は解除されている。第２のクラッチ板は、シャフトに回転可能に取付けられ、環状ギア・アセンブリの第１のクラッチ板とは反対側の面に配置され、通常環状ギア・アセンブリと接触している。第１及び第２のクラッチ板間をわたる係合部材が配置され、一方のクラッチ板の横方向への移動が、他方のクラッチ板を横方向に移動させて環状ギア・アセンブリとの係合を解除する。したがって、環状ギアは、クラッチ板の一方を引き寄せて環状ギアと係合させるべく電磁石を規定し、巻線に電流を流したときにこの一方のクラッチ板は引き寄せられ環状ギアと係合し、環状ギアによって駆動される状態となる。
［０００７］  本発明の他の実施例は、電磁クラッチ駆動アセンブリがメイン・ハウジング部及びカバー部からなるハウジング・アセンブリで構成される。中心シャフトはハウジング・アセンブリ内に配置される。入力動力源により回転入力が提供される。電磁クラッチ・アセンブリは、入力駆動源によって駆動される被駆動部と、少なくとも２つの出力駆動部とを有している。第１の出力駆動部は直線出力、第２の出力駆動部は回転的出力であって、前記電磁クラッチ・アセンブリの電磁石の励起によって、第１及び第２の出力駆動部間で出力が制御される。
［図面の簡単な説明］
［０００８］  本発明を図面を参照して説明する。
［０００９］  図１は、本発明の２重アクチュエーターの分解斜視図である。
［００１０］  図２は、図１に示したアクチュエーターのメイン・ハウジング部の斜視図である。
［００１１］  図３は、図２のアクチュエーターのメイン・ハウジングを後方から見た斜視図である。
［００１２］  図４は、図２及び３のアクチュエーター・ハウジングを上方から見た斜視図である。
［００１３］  図５は、図２〜４に示したメイン・ハウジング内部の平面図である。
［００１４］  図６は、図５の線６−６についての断面図である。
［００１５］  図７は、駆動の一局面に使用されるラックの斜視図である。
［００１６］  図８は、図７のラックの底面図である。
［００１７］  図９は本発明の電気モータの側面図である。
［００１８］  図１０は図９のモータの端面図である；
［００１９］  図１１は本発明の固定されたシャフトの斜視図である。
［００２０］  図１２は、本発明の２重のアクチュエーターの一局面に用いられるクラッチ板の斜視図を示す。
［００２１］  図１３は、図１２の線１３−１３についての断面図である。
［００２２］  図１４は、本発明の電磁石を構成するボビンを示す斜視図である。
［００２３］  図１５は、本発明の中心ローターを示す斜視図である。
［００２４］  図１６は、本発明で用いられる環状ギアの斜視図である。
［００２５］  図１７は、図１４のボビン、図１５のローター及び図１６の環状ギアと、スリップリングとを分解して示した分解図である。
［００２６］  図１８は、２重アクチュエーターの第２の局面に用いられる第２のクラッチ板である。
［００２７］  図１９は、図１８の線１９−１９についての断面図である。
［００２８］  図２０は、リターンスプリングの斜視図である。
［００２９］  図２１は、図２０の線２１−２１についての断面図である。
［００３０］  図２２は、本発明のエンドカバーを示す斜視図である。
［００３１］  図２３は、本発明に用いられるブラシの斜視図を示す；
［００３２］  図２４は、本発明のコネクター・ハウジングの斜視図を示す；
［００３３］  図２５は本発明で用いられるケーブル保持器を後方から見た斜視図である。
［００３４］  図２６及び２７は、それぞれ図２５の保持器の正面図及び背面図である。
［００３５］  図２８は、エンドカバーを除いて部分的に組み立てた２重アクチュエーターの斜視図である。
［００３６］  図２９は、メイン・ハウジング部を除いたアセンブリを示す斜視図である。
［００３７］  図３０は、図２８と同様の斜視図であり、完全に組み立てた状態のアセンブリを示すものである。
［００３８］  図３１は、完全に組み立てられた２重アクチュエーターの側面図である。
［００３９］  図３２は、図３１のアクチュエーターの端面図を示す；
［００４０］  図３３Ａは、図３１の線３３−３３についての断面図である。
［００４１］  図３３Ｂは、図３３Ａと同様の断面図であり、他の駆動局面を示している。
［００４２］  図３４は図３１の線３４−３４についての断面図である。
［００４３］  図３５は、発明の他の実施例を示す斜視図である。
［００４４］  図３６は、図３５に示した実施例のハウジング部の内側を示す斜視図である。
［００４５］  図３７は、図３６のハウジング部の斜視図である。
［００４６］  図３８は、図３６及び３７のハウジング部の外側を示す斜視図である。
［００４７］  図３９は、図３５に示した実施例のカバー部の内側を示す斜視図である。
［００４８］  図４０は、図３９のカバー部の外側を示す斜視図である。
［００４９］  図４１は、本実施例の電磁クラッチ・アセンブリの分解図である。
［００５０］  図４２は、図４１のアセンブリの一部を示す分解図である。
［００５１］  図４３及び４４は、図４１の電磁クラッチ・アセンブリし示したクラッチ板の拡大図である。
［００５２］  図４５は、図４１に示したクラッチ・アセンブリのローター及び環状ギアの拡大斜視図である。
［００５３］  図４６は、図４５において環状ギアを除き、ローター部材を反対側から示た拡大図である。
［００５４］  図４７は、図３６及び３７に示したハウジング部に取り付けられるシャフトの拡大図である。
［００５５］  図４８は、図４１に示した圧縮ばねの拡大図である。
［００５６］  図４９は、制御盤の拡大図である。
［００５７］  図５０は、モータ駆動アセンブリの拡大図である。
［００５８］  図５１は、カバー部を取り除いた状態で、ハウジング部に取り付けたモータ、制御盤及びクラッチ・アセンブリを示す図面である。
［００５９］  図５２は、ハウジング部を取り除いた状態で、カバー部分に取り付けたハウジング制御盤及びクラッチ・アセンブリを示す図面である。
［００６０］  図５３Ａは、電磁石が励起していない通常作動位置における、図２の線５３−５３についての断面図である。
［００６１］  図５３Ｂは、電磁石が励起している状態を示す、図５３Ａと同様の断面図である。
［００６２］  図５４は、図３５の線５４−５４についての断面図である。
［発明を実施するための最良の形態］
［００６３］  まず図１を参照して、２つの異なる局面で作動する本発明の２重アクチュエーターを説明する。すなわち、以下に説明するように、１つのアクチュエーターで、２つの異なるモードを操作することができる。２重アクチュエーターは、図１に示すように、参照番号２で示され、電気モータ８を取付けるための取付フランジ６を有するメイン・ハウジング部４を備えている。ハウジング４は、さらにラック１２を収納するための一体化されたスライド１０を備え、ラックはさらにボーデン・ケーブル１４に固定されている。中心シャフト１６は、メイン・ハウジング４に固定して取り付けられ、通常は１８で示される２重クラッチ・アセンブリを同軸で受け入れている。アセンブリ１８は、第１のクラッチ板２０と、スラストワッシャー２５とともにスラストベアリング２４を間に挟み込むスラストワッシャー２２と、ボビン２６と、ローターアセンブリ３０と、スラスト棒３２と、スラストワッシャー３４と、止め輪３６と、スラストワッシャー３８と、スラストベアリング４０と、第２のクラッチ板４２と、リターンスプリング４４と、から構成される。以下に説明するように、エンドカバー４６を取り付けてはアセンブリが完成し、最後に、ブラシ板・アセンブリ４８が取り付けられる。
［００６４］  図２〜６を参照して、メイン・ハウジング部をより詳細に説明する。図２及び３に示すように、ハウジング部４には、取付けフランジ６が設けられ、その取付面６０には取付け用のネジ穴６２が形成されている。取付フランジ６には、広い空洞部６４及び開口６６が形成され、この開口を通してハウジング部４の内側空洞部６８とフランジ部とが連通する。内側空洞部６８は、クラッチ・アセンブリ１８（図１）を収納するために設けられ、背面壁７２及びこれから一体化して立ち上がる円筒状の壁７０により、円筒形状に形成されている。円筒状壁７０には、典型的な取付け用孔８２、ネジ孔８４及び位置決めダウル（ｄｏｗｌ）孔８６が形成された取付け用耳部が形成されている。
［００６５］  円筒状壁７０はその一辺が分断されて、隙間９０が形成される。この隙間は、貫通孔９４が形成された側壁部９２、端部分９６、及び取付け用ネジ孔１００を有する平面端９８により規定される。図２及び４に示したように、背面壁７２の中央には、開口部１０４が形成されており、この開口部には、後方で外側に突き出た面１０８まで伸びる第１の円周部分１０６、及び面１１２にまで内側に伸びる第２の円周部分１１０が形成されている。図３及び４に示されるように、円周部分１１０は、背面壁７２から横に突き出るポスト・セクション１１４の内部となるマシーン・セクションである。ポスト・セクション１１４はラック１２を収容するガイド部材１０と交差する。ポスト・セクション１１４の中心には孔１１６が形成されている。この孔は、図３に示されるように、外部から伸びて、図４に示すように、内側の面１１２に達している。
［００６６］  図４〜６に示すように、円周部分１０６、１１０はガイド部材１０を介してガイドチャネル１１８と交差し、共通のエリアを形成している。図３に示するように、ガイド部材１０には、拡張開口部１２２とケーブル収納部１２４とからなるケーブル収納開口部１２０が形成され、後述するように、さらに取付け孔１２６が配置されている。最後に、図２に示すように、円周部分１０６の外周側の内壁７２には、複数の放射リブ１３０が盛り上げられて一体的に形成され、放射状に配置されている。これについても詳述する。
［００６７］  図７及び８に示すように、ラック部材１２は一般的には直線状のラックであり、側壁１４０と、拡張孔部１４６及びケーブル収納部を有するケーブル収納開口部４４が形成された天壁１４２と、から構成される。ラック部材１２の面１４２の反対側の面上には、複数のラック歯１５０が形成されている。直線状のラック１２は、ガイド部材１０のガイド・チャンネル１１８に収納できる形状である。
［００６８］  図９及び１０を参照すると、モータ８は、取付け孔１６４を設けたシャフト１６２を有するモータ・セクション１６０と、スプライン歯１６８を設けたシャフト・セクション１６６と、から構成される。
［００６９］  図１１に関しては、中心シャフト１６には、第１の円周セクション１７０及び直径がより大きなセクション１７２が設けられ、これらにより肩部１７４が形成されている。円周セクション１７０の端面にはネジ穴１７６（透視図で示す）が形成されている。シャフト１６には、さらに円周セクション１７８が設けられ、円周セクション１７２との境に肩部１８０を形成されている。円周セクション１７８には、さらに止め輪３６を配置するための溝１８２が形成されている。
［００７０］  次に、図１２及び１３に、通常、クラッチ板１９０と平歯車１９２とからなる第１のクラッチ板２０を示す。クラッチ板１９０の面１９４には、放射状に配置されたリブ１３０（図２）に対応して、放射状に配置された複数の窪み１９６が形成されている。クラッチ板２０は、さらに一段盛り上がった円周部分１９８があり、この外径２００は、円周状開口１０６（図５）よりわずかに小さい径とする。さらに、クラッチ板は、反対側の裏面２０２に、貫通口２０６と連通する円形の凹部２０４が形成されている。貫通口２０６は、シャフト１６の円周部分１７２（図１１）上に回転可能に収まるように、形状が定められる。ラック１２（図７）の歯１５０は、平歯車１９２の歯と噛み合うように作られる。
［００７１］  続いて、図１４に、外側のフランジ２１０及び内側のスプール部２１２を有するボビン２６を示す。ボビン２６は、以下により詳細に説明するように、磁石の複数の巻線を収納できる形状をなしている。図１５〜１７に示すように、ローター・アセンブリ３０は、ローター２２０、環状ギア２２２及びスリップリング２２４から構成される。図１５に示したように、ローター２２０には、外側に突き出るハブ２３２を有する中央壁部２３０と、円筒状壁２３４とを有し、中央のハブ部２３２は、その端部から内側に窪んだ凹み面２３６を有し、その面にはさらに孔２３８と中心穴２４０が形成されている。円筒状壁２３４は内表面を有し、壁を完全に貫通する孔２４４が形成されており、以下により詳しく説明する。
［００７２］  図１６に示すように、環状ギア２２２は、円筒状リング部２５０を有し、その内周はローター部２２０の外周に固く嵌りこむ。リング２２は、中央の一体の環状ギア部２５２と、その側面に配置されたバンド２５４を備えている。孔２５６は、図１６に示したように、リング２５０を通って、バンド２５４上に貫通し、さらに孔２４４の位置と一致する。図１７を再び参照すると、ボビン２６の内径２１４はハブ２３２上に固く嵌め込まれるように決められ、リング２５０は円筒状の壁部２３２（開口２４４及び２５６の位置合わせを行うとともに）上に固く嵌め込まれる形状であり、さらに、スリップリング２２４はバンド部２５４上に収まる形状とされることが分かる。なお、環状ギアは、プラスチック材のような絶縁材料で形成するのが好ましく、その理由は以下に説明する。
［００７３］  図１８に示すように、第２のクラッチ４２は、一般に、前面２６２及び背面２６４を有するクラッチ板２６０を備え、前面２６２には凹部２６８と複数の窪み２６６が形成されている。凹部２６８は、円周部分２７０を囲み、その円周部分は前方側にはギヤ部２７２が設けられている。図１９に示したように、クラッチ４２には、貫通口２７６と同軸に、円形の凹部２７４が形成されている。
［００７４］  次に、図２０及び２１に、バネ材料を型打ち成形したディスク状のリターンスプリング４４を示す。これは、外側の環状フランジ部２８０と、内側の環状リングセクション２８２と、２つの間を連結する個々のバネ脚２８４と、から構成される。図２１の断面図には、力が作用していない状態のバネ部材４４が示され、リング部２８２はフランジ２８０と間隔をあけて離れている。この環状バネは、リング２８２とフランジ２８０との垂直距離が減ずる方向に変形する。
［００７５］  図２２に、エンドキャップ４６を示す。エンドキャップには、取り付け面２９０，やカバー４６を取付るための孔２９８やハウジング４に対してカバーを位置決めするためのダウル(dowl)孔３００を形成した取付け用耳部２９２、２９４、２９６が設けられている。カバー４６には、さらに後方の面３０４に達する円形の凹部３０２が形成され、面３０４には、面３０８まで切り取られた凹部３０６が形成されている。さらに、カバー４６には、円形の開口３１０が設けられ、ハブ部２７０（図１８）が収まる形状に形成されている。
［００７６］  図２３には、ブラシ板３２０が示されており、貫通孔３２４を開けた横棒部分３２２を備えている。棒部分３２２には、そこから突き出て、丸い接触部３２８を有するブラシ接点３２６が備えられ、反対端には、型打ち成形され、ピンコンタクトを形成する接点３３０が設けられている。最後に、透視図に示すように、３３２で示される中間部は、２つの接点を分離するために後で取り除かれる。本発明において、接点はベリリウム銅のような高伝導性材料で作製するのが好ましいが、他の材料や合金を用いることも可能である。図２４に示したブラシ板アセンブリ４８は、孔３４４、３４６を開けたカバー部３４２と一体のコネクター・ハウジング部３４８とを備え、オーバーモールドされたハウジング部３４０を有している。コネクター端子部３３０は、コネクター・ハウジング部３４８内に位置し、端子部３２６はコネクター部３４８から下方へ延びるが、プラスチックに包囲されてはいない。
［００７７］  図２５〜２７には、ケーブル保持部材３５０が示されており、正方形胴体部３５２と外側のフランジ３５４と、から構成される。保持器３５０の全長にわたりスロット３５６が形成され、正方形胴体部３５２に沿って途中まで入る円筒状の孔３５８と交差して肩部３６０を形成する。以上の構成部品を用いて、装置の組み立てをより詳細に説明する
［００７８］  図１に示すように、ボーデンケーブル１４は、外側のさや３７０と、その内側で移動可能なケーブル３７２とからなり、ケーブル３７２の端部には、ケーブルを把持するエンドボール３７４が設けられている。組立てにおいては、まず、さや３７０の端部が保持器の肩部３６０に接するように、保持器３５０（図２５〜２７）のスロット３５６にケーブル３７２を挿入する。ここで、エンドボール３７０は保持器３５０から突き出ており、ボール３７４はラック１２（図８）の孔１４６内に、残りのケーブル部３７２はスロット１４０の中に位置している。その後、ラック１２及び保持器３５０は、ガイド１０の開口１１８（図３）にスライド可能に収納される。保持ねじ又はファスナーをねじ穴１２６（図３）に取り付けて、保持器３５０及びケーブル１４を適所に維持している。
これにより、下方へ突き出て、円周部分１１０と交差するラック歯の位置が決められる。
［００７９］  モータ８のシャフト１６６及びギア歯１６８をフランジ穴６６に挿入して、フランジ１６２（図１０）の孔１６４と孔６２（図２）を位置合わせして、モータ８をフランジ６に取り付ける。シャフト１６を孔１１６に入れ、ねじファスナーをねじ穴１７６（図１１）に固定して取り付ける。クラッチ板２０は、その開口部２０６（図３）がシャフト１６の円周部分１７２（図１１）に位置するように配置する。これにより、歯１９２は、ラック部材１２の歯１５０と噛み合う。また、クラッチ板が前方に押され、円周方向に位置合わせがされたとき、放射状のリブ１３０はそれぞれの窪み１９６内に係合する。スラスト・ニードルベアリング２４をスラッシュ・ワッシャー２２でサンドイッチしてシャフト１６上に配置し、円形の凹部２０４（図１３）内に収納する。最後に、スラスト・ワッシャー２５をシャフト１６上にスライド可能に配置し、シャフト１６の肩部１８０（図１１）と接触させる。
［００８０］  磁石用のワイヤをボビン２６に巻いて、ローター・サブアセンブリを組み立てる。ここで、スタート・リードをボビンから取り出して露出させ、複数回、巻きつけて、リードの他端部を露出させる。環状ギア２６をハブ２２０上に固く嵌め込んで配置される。ここで、ローター及び環状ギアの孔２４４及び２５６は位置合わせしておく必要がある。２つのリード線が孔２４４及び２５６を通るようにして、ボビン２６をローター２２０のハブ２３２上に配置する。このようにして、リードはバンド２５４の外側表面上に取り出される。スリップリング２２０をバンド２５４上に配置し、磁石ワイヤを溶接やハンダで固定する、あるいは他の方法で電気的に磁石ワイヤと接続する。上述したように、環状ギア２６は絶縁材で作られ、一方、スリップリング２２４は銅合金で構成される。従って、２つのスリップリングはワイヤーのそれぞれ反対端に連結される。
［００８１］  このアセンブリ、即ち、ローターアセンブリ３０は、ボビン２６と一緒に、ボビン端を先にして、シャフト１６上にスライド可能に配置する。スラストロッドを孔２３８（図１５）内に挿入し、外側のスラストワッシャー２２（図１）に接触させる。スラストワッシャー３４は、シャフト１６の円周部分１７８（図１１）上にスライド可能に受け入れられる。また、止め輪３６を溝１８２に取り付ける。スラストワッシャー３８は、シャフト１６上でもう一方のスラスト・ニードルベアリング４０の両側にスライド可能に配置する。外側のクラッチ板４２をシャフト１６上をスライド可能に配置され、ローターアセンブリ３０に接触させる。リターンスプリング４４はクラッチ板４２に隣接して配置し、外側フランジ２８０（図２１）が凹部２６８（図１８）に入るようにする。この時点におけるアセンブリを図２８に示す。カバー４６はバネ４４に隣接して配置され、取付け用耳部２９２を、対応する取付け用耳部７８に隣接するように配置し、取付け用耳部２９４，２９６をそれぞれ耳部７６、７４（図２及び２２）に隣接配置する。ダウルピンを対応する位置合わせ用孔に配置する。即ち、ハウジング４とカバー４６を位置合わせするために、取付け用耳部７４、７８、２９２、２９６の各々の孔３００、８６に配置する。
［００８２］  穴３４４及び穴１００の間、並びに穴３４６及び穴３１１（図１）の間で位置合わせを行い、ブラシ・アセンブリ４８を開口部９０上に取付けて、組み立てを終了する。完成したアセンブリを、図３０〜３２に示す。
［００８３］
上述した装置の操作方法を、図３３Ａ、３３Ｂ及び３４を参照して説明する。
図３３Ａに示したように、ローター部材２２０は、シャフト１６に対する軸方向の相対的な位置に固定される。即ち、ローター２２０は、図３３Ａにおいて、左右に移動しないように固定する。一方側がスラストワッシャー２５（図１）により固定され、反対側がスラストワッシャー３４（図１）で固定される。しかしながら、以下に説明するように、クラッチ板２０及び４２は、シャフト１６に対して横方向に移動する。
［００８４］  ボビン２６を用いて作製した電磁石は、図３３Ａでは、作動していない状態である。従って、バネ４４は右側に伸びて、クラッチ板４２をカバー４６から遠ざけている。これにより、スラストワッシャー３８（図１）は、押し棒３２、さらにはスラストワッシャー２２（図１）を押し動かし、クラッチ板２０を壁７２に押しつけることになる。この結果、放射状のリブ１３０（図２）は、窪み１９６と係合する。このようにして、クラッチ板２０は固定されるが、その一方、クラッチ板４２はバネ４４でローター２２０に押しつけられ、摩擦力で保持される。従って、モータシャフト１６６及びギヤ歯１６８が回転すると、シャフト１６のまわりにローター２２０が回転し、これとともにクラッチ板４及びギヤ歯２７２が回転する。このように、ギヤ歯２７２は、２重アクチュエーターの一局面であって、ギヤ歯２７２に作動可能な部材を連結させることにより種々の部材を動作させることができる。
［００８５］  他局面が必要な場合、即ち、ボーデンケーブル１４に連結した構成が必要な場合は、接点３３０（図２８）に電力を供給して磁石を励起する。これにより、電流が、接点３２６、スリップリング２２４を通ってボビン２６に巻きつけられ磁石ワイヤに供給される。ここで、電流の向きは、図３３Ａの位置から図３３Ｂの位置へと左方向へクラッチ板２０を押し出す磁場が発生するようにする。図３３Ｂでは、クラッチ板２０と内表面７２の間に隙間が生じ、リブ１３０及び窪み１９６間の係合は解除される。同時に、押し棒３２を左側に押しつけてスラストワッシャー３８（図１）に係わらせ、さらにクラッチ４２と内壁３０４との係合及びリブ３１２（図２２）と窪み２６６（図１８）の相互係合を引き起こす。このため、クラッチ板４２は固定され、シャフト１６の周りの回転が妨げられる。一方、クラッチ板２０は表面７２との係合が解除され、電磁力によりローター３０に引き付けられる。このようにして、モータ及びギヤ歯１６８を駆動すると、ローターアセンブリ３０及びクラッチ２０が回転し、続いて直線ラック１２及びボーデンケーブル３７２が駆動される。
［００８６］  本発明について、回転及び直線出力を出力する場合を説明してきたが、２つの回転出力、又は２つの直線出力についても容易に提供することができる。例えば、２つの回転出力が要求される場合、クラッチ板２０の出力を直接用いれば良く、２つの直線出力が要求される場合は、第２のクラッチ板４２に第２のラック・アセンブリを設ければよい。
［００８７］  次に、図３５〜５４を参照して、本発明の他の実施例を説明する。
２重アクチュエーター４０２は、図３５に示すように、一般に、メイン・ハウジング部４０４を有し、図５１に示すように、メイン・ハウジング部４０４には、モータを取り付けるモータ取付けセクション４０６が設けられている。また、図３５に示すように、カバー４０４には、ボーデンケーブルを移動させるラック４１２（図５２）を収納できる形状の一体化されたスライド部４１０が設けられている。図５１に示すように、電磁クラッチ・アセンブリ４１８は、シャフト４１６上に回転できるように配置される。
［００８８］  図４１に示すように、電磁クラッチ・アセンブリ４１８は、第１のクラッチ板４２０、コンタクトリング４２１、止め輪４２３、ワッシャー４２５、ボビン４２６、ローターアセンブリ４３０、スラスト棒４３２、止め輪４３６、コンタクトリング４３７、第２のクラッチ板４４２、スラスト又は圧縮バネ４４４、及びスラストワッシャー４４５で構成される。図３５を再び参照すると、カバー部４４６には、動力源を備えた２重アクチュエータを提供するアセンブリ、２重のクラッチ・アセンブリが収められ、これにより、直線又は回転運動を択一的に提供することができる。図５１に示すように、アセンブリには、通常、制御回路ボード４４８が含まれるが、これについても以後説明する。上述した第２の実施例の要素を用いて、構成部品を詳細に説明する。
［００８９］  図３６及び３７に示したメイン・ハウジング４０４には、モータ取付けセクション４０６が設けられ、これは拡張空間部４５０とその両側に配置されたベアリング壁部４５２，４５４とにより規定される。さらには、カップリング収納セクション４５６が設けられており、このセクションはベアリング壁４５８、ウォームギヤー収納セクション４６０、及びベアリング収納セクション４６２へと連続している。
［００９０］  図３６及び３７に示すように、メイン・ハウジング部４０４には、クラッチ・アセンブリ４１８を収納可能な空洞部４６８が形成されている。シャフト４１６は、空洞４６８の中心に位置し、メイン・ハウジング部と一体的にモールドされている。即ち、本実施例では、シャフト４１６は金属のシャフト、好ましくはスチール合金製であり、シャフトの端がプラスチックハウジングに一体的にモールドされている。空洞４６８は、外側の円周部分４７０と、シャフト４１６の周りに間隔を開けて放射状に配置した複数の孔４７４を有する内側面４７２と、により規定される。ハウジング４０４には、図１〜３４の実施例と同様に、内側円周部分４７６とラック・スライド４１０に連通する開口部が形成されている。メイン・ハウジング部４０４は、また、複数の取付ボス４８０や周縁ガスケットを配置する外側周辺エッジ部４８２を有し、さらには、モータ及びクラッチを制御するために、内側の空洞４０６に連通するポート４８４が設けられている。外から見たメイン・ハウジング部４０４を図３８に示した。図には、シャフト４１６の端部をオーバーモールドした中央のハブ部分４８６が示されている。
［００９１］  図３９にはカバー部４４６が示されており、メイン・ハウジング部４０４（図６）の空洞部４０６と相補的関係にある空洞部４９６、及び相補的なベアリング壁部５０２、５０４、カップリング収納セクション５０６、ベアリング収納セクション５０８、ギア収納セクション５１０、及びベアリング収納セクション５１２が示されている。クラッチの収納空洞５１８は、内側円周部分５２０及び内側面５２２を有し、面５２２には、間隔を開けて放射状に置かれた複数の窪み５２４が形成されている。円形の面５２６が開口５２８の周りに形成されている。外側から見たカバー部４４６を図４０に示す。ここで、ボス５３０は、メインハウジング部４０４のボス４８０（図３７）と相補的な関係にある。
［００９２］  図４２、４５及び４６を参照し、ローター・アセンブリ４３０をより詳しく説明する。まず、図４６に示したように、ローター・アセンブリ４３０には、外側円周部分５４２に一段盛り上がった部分５４４及びスロット部分５４６を有する中央ローター部５４０が含まれる。中央のハブ部５４８は上方へ突き出て、環状の空間５５０が形成されている。中央のハブ部５４８には、凹部５５４を備えた中心穴５５２と、穴５５２を囲んで３つの孔５５６が形成されている。図４５に示したように、穴５５２はローター部全体を貫通し、回転可能にシャフト４１６が嵌り込む。図４６に示したように、ローター部５４０は、外側に突き出たエッジを有し、周期的に高くした部分５６０と溝の部分５６２とからなるインターロック部材５５８が形成されている。ローター５４０は、さらに、図４５に示すように、インターロック部５６８を形成した外側表面５６６を有しており、このインターロック部は外側表面５６６から上方へ盛り上げられた部分５７０である。なお、ローター５４０は鉄鉱石のような強磁性材料で構成される。
［００９３］  図４５に示したように、外側環状ギア５８０は、ローター５４０の外側円周部分５４２に取り付けられる。この実施例では、環状ギア５８０は、プラスチックからなり、ローター５４０の外側円周部分５４２に、その上に固定されるように部分５４４を取り囲んで一体的にモールドされる。図４２及び４５に示すように、環状ギア５８０は、内側部分５８２及び外側部分５８４とからなり、外側部分５８２には環状ギア歯５８６が形成されている。内側部分及び外側部分の間には、環状のスロット５８８が形成され、リブ５９０及びスロット５９２によって分断されている。これについては以後詳しく説明する。
［００９４］  図４２に示したコンタクトリング・アセンブリ４２１及び４３７について説明する。本実施例では、両者は実質的に同一である。リングの各々は、内側のコンタクトリング６０２を備えた外側のモールドされたリング部６００を有している。コンタクトリング６０２は伝導性材料で作製され、外側のフランジ部６０４、６０６によって囲まれている。外側のフランジ部分６０６には、周辺に直立したリップ６１０が備えており、放射状に配置されたスロット部６０８によって分断されている。コンタクトリング・アセンブリ４３７に関して分かり易く示されており、内側コンタクトリング６０２は、スロット部６０８に達する接点部６１２を備えており、その形状は、当業者が認識できるような、磁石ワイヤの端部を取付けできる形状である。スロット６０８は、部材５９０（図４５）と同じパターンで、放射状に配置される。従って、コンタクトリング・アセンブリ４２１、４３７は、関連するスロット５８８内に受け入れられ、リップ６１０は外側環状ギア５８０に嵌り込んで固定される。
［００９５］  図４２に示すように、磁石ワイヤアセンブリ４２６は、ボビン・ハウジング６２０及び両方の端子６２４を備えた磁石ワイヤの巻線６２２で構成される。
［００９６］  次に、図４３及び４４を参照して、第１と第２のクラッチ板４２０、４４２を説明する。図４４から分かるように、クラッチ板４２０の前面部６３０には突起６３２が形成され、さらに貫通口６３５を有するピニオンギア６３４が中心に配置されている。ここで、貫通口はシャフト４１６が入る形状であり、ピニオンはラック・スライド４１０と連通する部分４７８に収納できる形状である。クラッチ板４２０の背面６３６には、突起６３８が形成されている。クラッチ板４２０の面６３０は、面４７２（図３６）に隣接して配置され、突起６３２が孔４７４に受け入れられる。また、背面６３６は、ローター５４０のハブ５４８に隣接して配置される。突起６３８はインターロック部５５８と係合する。即ち、突起部６３８は凹部５６２（図４６）に嵌りこむ。
［００９７］  同様にして、クラッチ板４４２の前面６４０には、突起６４２が形成されている。駆動ギア６４４は、前面の上方に配置され、貫通口６４５が形成されている。クラッチ板４４２の背面６４６には、突起６４８が形成されている。クラッチ板４４２は、その表面６４０が面５２２に隣接し、突起６４２が孔５２４の位置をとることができ、そして空洞５１８（図３９）内に収納できる形状とされる。これにより、穴５２８及びカバー部材４４６を突き出る駆動ギア６４４の位置が決められる。また、突起６４８は、連結部材５６８に、即ち突起５７０（図４５）の間に嵌め込まれるような形状となる。
［００９８］  図４７に示すように、シャフト４１６は、外側の端部６５０とスプライン溝の端部６５２とを備え、上述したように、メイン・ハウジング部４０４に一体的にモールドされる。シャフト４１６には、さらに第１及び第２の円周溝６５４及び６５６が形成されている。
［００９９］  図４８に、スラストワッシャー４４４を示す。スラストワッシャー４４４は、単一のばね鋼部材で構成され、突出部分を形作って接触点６６０を形成し、これにより圧縮バネを作製する。
［０１００］  図４９に、プリント回路基板６７０を備えた制御盤４４８を示す。プリント回路基板には、ブラシ６７２，６７４が取り付けられ、例えば端子６７６を介して電気的に接続されている。電気コネクター６７８は、プリント回路基板６７０に取付られ、ピン端子６８２を有するハウジング部分６８０と、プリント回路基板６７０のスルーホール６８６に相互連結されたプリント回路基板コンタクト部分６８４と、を備えている。電気端子６９０も、また、プリント回路基板６７０に電気的に接続されており、対向するブレード型接点６９２を有している。制御盤４４８は、例えば過電流保護のような機能を発揮するために、種々の電気部品６９４トを配置しても良い。特に示しはしなかったが、様々な部品が、例えば、プリント回路基板上に形成し、めっきしたスルーホール６８６と連結した電気配線(electrical traces)によって、電気コネクターに接続される。このように、ピン端子６８２への入力−出力によりブラシ６７２，６７４を介して電磁石を制御し、また、端子６９０への入力電流の制御を介してモータを制御する。
［０１０１］  図５０に示すように、モータ・アセンブリ４０８には、一般に、出力シャフト７０２及び電気タブ端子７０４を備えた電気モータ７００、さらに、ギヤ７１２の端部７１０に入るスプリット型ベアリング７０８を用いたフローティングカップリング７０６が含まれる。ギヤ７１２の駆動端７１４は、カップリング７０６の６角形穴７１６によって駆動され、ギヤー７１２のシャフト端７１８は、ベアリング７２０で支えられる。上述した種々の部品を参照して、アクチュエーターの組立てについて説明する。
［０１０２］  上述したように、メイン・ハウジング部４０４は、シャフト４１６と一体となるようにモールドされる。シャフト４１６のスプライン端６５２（図４７）は、ハブ部分４８６（図３８）に一体的にモールドされ、固定される。これにより、図３６〜３８に示したように、ハウジング部４０４が定められる。カバー部４４６もまたモールドされ、図３９及び４０に示すようにカバーが規定される。図４２及び４５を参照して、ローター・アセンブリ４３０を説明する。
［０１０３］  上述したように、外側環状ギア５８０は、放射リブ５４４を包み込んでローター５４０上に一体的にモールドされる。巻線の端６２４がスロット５４６を通っているのを確認して、ボビン部材４２６を空洞部５５０内に配置する。図４５に示すように、スロット５４６は、孔５９２の１つと位置合わせされ、その結果として、コンタクトリングの接点６１２の位置とスロット５４６の位置が一致するように、コンタクトリング・アセンブリ４３７がアセンブリに関連づけられる。このようにして、コンタクトリング６０２は、接点部６１２を介して巻線６２４の一端に接続される。接点部６１２としては、電磁石のワイヤの接点その他の適当な接点等、公知の端子部材が用いられる。
上述したように、両方のコンタクトリング４２１、４３７を環状ギア５８０に嵌め込んで、リング４２１及び４３７を固定し、ワイヤの終端をコンタクトリング６０２の各々を連結する。この様子は図５４の断面図に分かり易く示されている。
［０１０４］  ラック４１２（図５２）はラック・スライド４１０（図３５）に収納され、第１のクラッチ板４２０はシャフト４１６の上に配置する。これにより、ギヤ６３４は、ラック・ギヤ４１２のラック歯と噛み合う。この噛合は、図５２に示されている。止め輪４２３を溝６５４（図３６）に取り付け、また、ワッシャー４２５を止め輪４２３の後側に配置する。、ハブ部５４０（図４２）が第１のクラッチ板４２０の背面６３６に隣接するように、ローター・アセンブリ４３０をシャフト４１６上に配置する。スラスト棒４３２を貫通孔５５６（図４５）に入れ、第１のクラッチ板４２０の背面６３６に接するまで内側に押しつける。止め輪４３６をシャフト４１６の溝６５６（図５６）に取付けて、ローター・アセンブリ４３０がシャフト４１６上で軸方向で移動しないように固定する。第２のクラッチ板４４２をシャフト４１６上にスライド可能に取り付け、次にスラストワッシャー４４４をスラストワッシャー４４５で挟み、ハブ６４７（図４３）上に配置する。
［０１０５］  ブラシ６７２、６７４（図４９）が対応するコンタクト部６０２（図４２）と隣接するように、制御盤４４８をハウジング４０４内に取り付ける。これにより、コンタクト部６９０もまたベアリング壁部４５２と隣接した位置となる。モータ・アセンブリ４０８をその収納セクションへ配置する。
［０１０６］  図５１に示したように、モータ・アセンブリ４０８は、ハウジング４０４の下向き直線位置に収納される。モータ７００はその関連する空洞内に位置し、駆動スリーブ７０６はその開口部４５６内に、ベアリング７０８は開口部４５８に、ギヤ７１２は開口部４６０に、及びエンドベアリング７２０は開口４６２に配置される。これは、外側のらせんギヤ７１２が環状ギア５８６の歯と噛み合う位置である。更に、モータ４０８が取り付けられると、モータ７００のタブ端子７０４は、プリント回路基板６７０の関連するコンタクト６９０に受けられる。ピンコンタクト部６８２（図４９）は開口部４８４内に位置し、もう片方の電気コネクタと連結できる形状となっている。
［０１０７］  この時点で、装置は、図５１に示したように、組み立てられている。さらに、スラストワッシャー４４５（図４１）を圧縮ばね４４４の上に配置し、カバー４４６がアセンブリ上に取り付ける。７５０のようなネジを、カバー部４４６（図３９）のボス５３０を通して、ボス４８０のネジ穴にねじ込む。最後に、ボーデンケーブル・アセンブリ４１４（図５２）を、ラック４１２の溝に入れ、カバープレート７５２を開口部７５４（図３７）の上に配置して固定する。本実施例では、開口部７５４に超音波でカバー７５２を溶接した。このようにして、ラックに連結され、ラック・スライド４１０の開口７５６（図３５）から突き出たボーデンケーブルの位置を決めることができる。図５３Ａ及び５３Ｂを参照して、組み立てたアクチュエーターの操作を説明する。
［０１０８］  図５３Ａは、磁石が励起していない、通常の動作位置を示している。この位置では、圧縮ばね４４４は第２のクラッチ板４４２に対して力を及ぼし、結果として、カバー４４６の内側表面５５２とクラッチ板４４２との間には、隙間が生じている。即ち、突起部６４２と孔５２４とは係合していない状態にあるが、一方、突起部５７０と孔６４８とは係合した状態にある。クラッチ板４４２に対する圧縮ばね４４４の力は、さらにローター内のスラスト棒４３２を移動させて第１のクラッチ板４２０に力を及ぼし、インターロックの対応する突起部５６２と６３８との係合は解除された状態に保たれている。従って、ギヤ７１２が環状ギア５８０を噛み合うと、ギア６４４に対し回転出力が出力される。
［０１０９］  直線出力が要求される場合は、電磁石を励起する。これにより、第１のクラッチ板４２０と強磁性体のローター５４０との間の磁気的吸引力が引き起こされ、、図５３Ｂに示したように、それぞれの突起５６２及び６３８が相互に係合する。クラッチ板４２０が移動すると、突起５６２と６３８が係合する一方で、クラッチ板４４２に対してスラスト棒４３２が移動し、バネ４４４を圧縮するとともに、突起５７０と６４８の係合が解除される。このようにして、環状ギア５８０に対する駆動歯車７１２により、第２のクラッチ板４２０が回転し、これによりラック４１２さらにはボーデンケーブル４１４が駆動される。
【国際調査報告】
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