(57)【要約】  回動要素を開閉するための自動回動装置が開示されている。自動回動装置は、回動要素を有する装置本体に取り付けられたベース（１１）と、ベース（１１）に取り付けられかつ回動要素に接続され、回動要素が閉位置と開位置との間を自動で移動することを可能にする、少なくとも１つの駆動機構（２）と、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積するように、および少なくとも１つの駆動機構が閉位置から開位置に回動要素を駆動している工程中に、蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出するように、構成されかつ取り付けられて、これにより、駆動工程中に回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる、少なくとも１つの弾性素子と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動要素を開閉するための自動回動装置であって、
前記回動要素を有する装置本体に取り付けられたベース（１１）と、
前記ベース（１１）に取り付けられかつ前記回動要素に接続され、前記回動要素が閉位置と開位置との間を自動で移動することを可能にする、少なくとも１つの駆動機構（２）と、
前記回動要素が前記閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積するように、および前記少なくとも１つの駆動機構が前記閉位置から前記開位置に前記回動要素を駆動している駆動工程中に、前記蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出するように、構成されかつ取り付けられて、もって、前記駆動工程中に前記回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる、少なくとも１つの弾性素子と
を備える、自動回動装置。
【請求項２】
少なくとも１つの回転シャフト（３）であって、該少なくとも１つの第１の回転シャフト（３）の一端が、カプラ（４）によってそれぞれ前記少なくとも１つの駆動機構（２）の出力シャフトに接続され、他端が前記回動要素に接続されている、少なくとも１つの回転シャフト（３）と、
前記ベース（１１）にそれぞれ前記少なくとも１つの回転シャフト（３）を回転可能に支持する少なくとも１つの支持部材（６）と
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の自動回動装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの回転シャフト（３）における少なくとも１つの第２の回転シャフト（３）の一端が自由端であり、他端が前記回動要素に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の自動回動装置。
【請求項４】
それぞれ前記少なくとも１つの回転シャフト（３）の前記他端に接続され、かつ前記回動装置を取り付けるために使用される、少なくとも１つの連結部材（６）をさらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の自動回動装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの支持部材（６）の数が、前記少なくとも１つの回転シャフト（３）の数の２倍であり、前記少なくとも１つの回転シャフト（３）の各回転シャフト（３）は、２つの支持部材（６）によって支持されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の自動回動装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの支持部材（６）が軸受であることを特徴とする、請求項２または３に記載の自動回動装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの駆動機構（２）がモータを備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動回動装置。
【請求項８】
当該自動回動装置が、前記少なくとも１つの第１の回転シャフト（３）の少なくとも一方にそれぞれ固定された、少なくとも１つの弾性素子取り付け部をさらに備え、
前記少なくとも１つの弾性素子（８）の一端は前記弾性素子取り付け部に取り付けられ、前記少なくとも１つの弾性素子（８）の他端は前記ベース（１１）にそれぞれ接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の自動回動装置。
【請求項９】
当該自動回動装置が、前記少なくとも１つの第１の回転シャフト（３）および／または前記少なくとも１つの第２の回転シャフト（３）の少なくとも一方にそれぞれ固定された、少なくとも１つの弾性素子取り付け部をさらに備え、
前記少なくとも１つの弾性素子（８）の一端は前記弾性素子取り付け部に取り付けられ、前記少なくとも１つの弾性素子（８）の他端は前記ベース（１１）にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の自動回動装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの弾性素子取り付け部の各弾性素子取り付け部の片側または両側に、少なくとも１つの弾性素子（８）が設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動回動装置。
【請求項１１】
前記弾性素子取り付け部が、前記少なくとも１つの第１の回転シャフト（３）および／または前記少なくとも１つの第２の回転シャフト（３）の少なくとも一方に固定式に接続された固定スリーブ（７）であり、軸線方向における前記固定スリーブ（７）の両側または片側に、前記弾性素子の一端を収容するためのＵ字状の凹部が設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動回動装置。
【請求項１２】
前記弾性素子取り付け部が、前記回転シャフトを貫通する径方向の貫通穴であり、前記弾性素子の一端は前記貫通穴に取り付けられ、他端は前記ベース（１１）に取り付けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動回動装置。
【請求項１３】
前記回転シャフト（３）を支持するための１つの支持部材（６）が、前記少なくとも１つの弾性素子取り付け部のそれぞれの両側の各々に配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動回動装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの弾性素子（８）が、ねじりばね、コイルばね、および圧縮渦巻きばねで構成されるグループから選択された少なくとも１つ、またはこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする、請求項８または９に記載の自動回動装置。
【請求項１５】
当該自動回動装置が、前記回動要素を有する前記装置本体に取り付けられた、または前記装置本体の一部として機能する、弾性素子取り付けベースをさらに備え、
前記少なくとも１つの弾性素子の一端は前記取り付けベースに固定され、他端は、前記回動要素の少なくとも一部の下面に当接していることを特徴とする、請求項２または３に記載の自動回動装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの弾性素子が、板ばね、圧縮渦巻きばね、およびリーフスプリングで構成されるグループから選択された少なくとも１つ、またはこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする、請求項１５に記載の自動回動装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの駆動機構（２）が減速モータを備え、前記減速モータの静止トルクＭｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ、前記回動要素の最大負荷トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ、および前記少なくとも１つの弾性素子（８）の最大トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅが、Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ−Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅを満たすように設定され、もって、前記回動要素は、前記閉位置と前記開位置との間に所定の間隔で任意の位置に停止することができることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自動回動装置。
【請求項１８】
当該自動回動装置がカバー（１２）をさらに備え、
前記カバー（１２）と前記ベース（１１）は共に、気密空間を画定するための筐体（１）を構成し、前記少なくとも１つの駆動機構（２）は前記気密空間に含まれており、前記少なくとも１つの回転シャフト（３）の他端は、それぞれ前記筐体（１）の外に延びていることを特徴とする、請求項２または３に記載の自動回動装置。
【請求項１９】
当該自動回動装置が、前記駆動機構（２）と通信可能に接続した制御システム（９）をさらに備え、
前記制御システム（９）は、前記回動要素の開工程で前記少なくとも１つの駆動機構（２）の電流を監視し、前記少なくとも１つの駆動機構（２）の前記電流が第１の所定の閾値よりも大きい場合に、故障警告を与えることを特徴とする、請求項１に記載の自動回動装置。
【請求項２０】
前記制御システム（９）が、前記回動要素の閉工程で前記少なくとも１つの駆動機構（２）の電流をさらに監視し、前記少なくとも１つの駆動機構（２）の前記電流が第２の所定の閾値よりも小さい場合に、故障警告を与えることを特徴とする、請求項１９に記載の自動回動装置。
【請求項２１】
前記制御システム（９）が、前記回動要素の閉工程で前記少なくとも１つの駆動機構（２）の電流をさらに監視し、前記少なくとも１つの駆動機構（２）の前記電流が第３の所定の閾値よりも大きい場合に安全警告を与え、前記少なくとも１つの駆動機構（２）によって前記開位置に向けて前記回動要素を駆動することを特徴とする、請求項１９または２０に記載の自動回動装置。
【請求項２２】
前記制御システム（９）が、前記ベース（１１）の外側に配置されたコネクタ（１０）によって外部の主制御システムと通信可能に接続していることを特徴とする、請求項１９に記載の自動回動装置。
【請求項２３】
当該自動回動装置が制御システム（９）をさらに備え、
前記制御システム（９）が、少なくとも１つの駆動機構（２）のモータに接続され、前記制御システム（９）が、
外部の主制御システムと通信可能に接続し、前記外部の主制御システムからの信号に応じて前記モータを制御するように前記モータに接続され、少なくとも２つのＡＤ変換器を備えた、コントローラと、
信号取得回路と
を備え、前記信号取得回路が、
第１の抵抗（Ｒ４）であって、該第１の抵抗（Ｒ４）の一端が前記少なくとも２つのＡＤ変換器の一方に接続され、他端（ＡＤ１）が前記モータの電源入力端に接続され、前記モータの電圧または電流信号を取得するために使用される、第１の抵抗（Ｒ４）と、
第２の抵抗（Ｒ３）であって、該第２の抵抗（Ｒ３）の一端が前記少なくとも２つのＡＤ変換器の他方に接続され、他端（ＡＤ２）が前記モータの接地端子に接続されている、第２の抵抗（Ｒ３）と、
ミリオーム抵抗（Ｒ２）であって、該ミリオーム抵抗（Ｒ２）の一端が前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記他端（ＡＤ１）に接続され、該ミリオーム抵抗（Ｒ２）の他端が前記モータの前記接地端子に接続されている、ミリオーム抵抗（Ｒ２）と
を備え、
前記コントローラが、前記取得されたモータ信号における混信を除去するために、前記２つのＡＤ変換器によって取得された前記２つの信号に差分処理を実行する
ことを特徴とする、請求項１に記載の自動回動装置。
【請求項２４】
前記モータの前記接地端子と前記コントローラの前記接地端子が、別々の接地（ＧＮＤ２，ＧＮＤ３）に接続されていることを特徴とする、請求項２３に記載の制御システム（９）。
【請求項２５】
前記信号取得回路が、互いに並列に接続され、前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記他端と前記モータの前記接地（ＧＮＤ２）との間で前記ミリオーム抵抗（Ｒ２）と並列に接続された、コンデンサ（ＥＣ３，Ｃ３）をさらに含むことを特徴とする、請求項２３または２４に記載の制御システム（９）。
【請求項２６】
前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記一端がまた、フィルタ回路の一端に接続され、前記フィルタ回路の他端が前記コントローラの前記接地（ＧＮＤ３）に接続され、前記第２の抵抗（Ｒ３）の前記一端が別のフィルタ回路の一端に接続され、前記別のフィルタ回路の他端が前記コントローラの前記接地（ＧＮＤ３）に接続されていることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の制御システム（９）。
【請求項２７】
モータの作動を制御するための制御システム（９）であって、
外部の主制御システムと通信可能に接続し、前記外部の主制御システムからの信号に応じて前記モータを制御するように前記モータに接続され、少なくとも２つのＡＤ変換器を備えた、コントローラと、
信号取得回路と
を備え、前記信号取得回路が、
第１の抵抗（Ｒ４）であって、該第１の抵抗（Ｒ４）の一端が前記少なくとも２つのＡＤ変換器の一方に接続され、他端（ＡＤ１）が前記モータの電源入力端に接続され、前記モータの電圧または電流信号を取得するために使用される、第１の抵抗（Ｒ４）と、
第２の抵抗（Ｒ３）であって、該第２の抵抗（Ｒ３）の一端が前記少なくとも２つのＡＤ変換器の他方に接続され、他端（ＡＤ２）が前記モータの接地端子に接続されている、第２の抵抗（Ｒ３）と、
ミリオーム抵抗（Ｒ２）であって、該ミリオーム抵抗（Ｒ２）の一端が前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記他端（ＡＤ１）に接続され、該ミリオーム抵抗（Ｒ２）の他端が前記モータの前記接地端子に接続されている、ミリオーム抵抗（Ｒ２）と、
を備え、
前記コントローラが、収集されたモータ信号における混信を除去するために、前記２つのＡＤ変換器によって取得された前記２つの信号に差分処理を実行する
ことを特徴とする、制御システム（９）。
【請求項２８】
前記モータの前記接地端子と前記コントローラの前記接地端子は、別々の接地（ＧＮＤ２，ＧＮＤ３）に接続されていることを特徴とする、請求項２７に記載の制御システム（９）。
【請求項２９】
前記信号取得回路が、互いに並列に接続され、前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記他端と前記モータの前記接地（ＧＮＤ２）との間で前記ミリオーム抵抗（Ｒ２）と並列に接続された、コンデンサ（ＥＣ３，Ｃ３）をさらに含むことを特徴とする、請求項２７または２８に記載の制御システム（９）。
【請求項３０】
前記第１の抵抗（Ｒ４）の前記一端がまた、フィルタ回路の一端に接続され、前記フィルタ回路の他端が前記コントローラの前記接地（ＧＮＤ３）に接続され、前記第２の抵抗（Ｒ３）の前記一端が別のフィルタ回路の一端に接続され、前記別のフィルタ回路の他端が前記コントローラの前記接地（ＧＮＤ３）に接続されていることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の制御システム（９）。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１４年２月２８日に出願された「自動回動装置」と題する中国特許出願第２０１４１００６９９８９．１号の優先権とその利益を請求するものであり、その開示は、本出願の一部として、その全体が参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、産業用の制御および自動操作の分野に関し、より詳細には、蓋やドアなどの回動要素を開閉するために使用される自動回動装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
家電機器や自動車などの製品は、一般に、例えば、蓋やドアである回動要素を備えている。いくつかの回動要素は、手動で開閉される。しかしながら、技術の発展に伴い、人々は、これらの製品の自動化にますます高い要求を有し、蓋やドアなどの回動要素を自動で開閉できることが望ましい。回動要素の自動開閉機能を実現するために、多くの製造業者は、自動開閉機能を有する回動要素を開発している。しかしながら、このような回動要素を有する製品は、まだいくつかの問題があり、消費者の要求を完全に満たすことができない。
【０００４】
例えば、既存の回動要素の多くは、モータで直接駆動され、高出力モータが、大重量の回動要素の場合に必要とされる。高出力モータは、作動時にノイズを発生させるだけでなく、消費電力が高く、大型で、組み立てが不便であり、したがって、システム全体のコストを増大させることになる。また、回動要素の回動トルクが直線的に変化しないので、回動要素を一定の速度で円滑に回動させることができず、快適さのレベルが劣る。
【０００５】
加えて、モータが大重量を有する回動要素を駆動する場合、モータが長時間過剰な負荷で動作するため、モータはより大きな負荷を有し、非常に損傷し易く、メンテナンスコストが増加し、このため、ユーザは製品に品質について不満であり、市場競争力と企業のブランドイメージが影響を受ける。
【０００６】
さらに、既存の回動要素は、異常の場合には自動的に停止されず（例えば、停電によるモータ故障または部品の故障）、重力の作用の下で下方に閉じられる。閉じる際の大きな衝撃力に起因して人体を強打する可能性があり、安全事故が発生する。加えて、既存の回動要素は停止されないため、または閉工程で対向する反作用力を受けて上昇するため、それどころか下降し続ける。その結果、人体はクランプされる可能性があり、安全事故につながるおそれがある。
【０００７】
したがって、円滑に回動させることが可能であり、動作が便利かつ柔軟である回動機構が必要である。一方、このような回動機構は、低出力の駆動機構（例えば、モータ、油圧モータ、または空気圧モータ）によって駆動される必要がある。加えて、このような回動機構はまた、安全機能と故障警告機能を有する必要がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、従来技術における上記の問題を対象とし、本発明の目的は、回動要素を開閉するために使用される自動回動装置を提供することである。本発明の自動回動装置を用いると、回動要素を円滑に回動させることができ、駆動機構の出力およびノイズを低減することができるため、製造コストを低減することができる。
【０００９】
また、本発明による自動回動機構では、回動機構が故障している場合に、警告を与えて、それにより使用および保守を容易にすることが保証される。
【００１０】
また、本発明による自動回動機構では、安全上の問題を引き起こすことなく、回動要素を安全に回動できることが保証される。
【００１１】
本発明の一態様によれば、回動要素を開閉するために使用される自動回動装置が提供され、この自動回動要素は、回動要素を有する装置本体に取り付けられたベースと、ベースに取り付けられかつ回動要素に接続され、回動要素が閉位置と開位置との間を自動で移動することを可能にする、少なくとも１つの駆動機構と、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積するように、および少なくとも１つの駆動機構が閉位置から開位置に回動要素を駆動している工程中に、蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出するように、構成されかつ取り付けられて、これにより、駆動工程中に回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる、少なくとも１つの弾性素子と、を備える。
【００１２】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、少なくとも１つの回転シャフトの少なくとも１つの第１の回転シャフトの一端が、カプラによってそれぞれ少なくとも１つの駆動機構の出力シャフトに接続され、他端が回動要素に接続されている、少なくとも１つの回転シャフトと、ベースにそれぞれ少なくとも１つの回転シャフトを回転可能に支持する、少なくとも１つの支持部材とをさらに備える。
【００１３】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの回転シャフトの少なくとも１つの第２の回転シャフトの一端が自由端であり、他端が回動要素に接続されている。
【００１４】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、それぞれ少なくとも１つの回転シャフトの他端に接続され、かつ回動装置を取り付けるために使用される、少なくとも１つの連結部材をさらに備える。
【００１５】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの支持部材の数は、少なくとも１つの回転シャフトの数の２倍であり、少なくとも１つの回転シャフトの各回転シャフトは、２つの支持部材によって支持されている。
【００１６】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの支持部材は軸受である。
【００１７】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの駆動機構はモータを備えている。
【００１８】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、少なくとも１つの第１の回転シャフトの少なくとも一方にそれぞれ固定された、少なくとも１つの弾性素子取り付け部をさらに含み、少なくとも１つの弾性素子の一端は弾性素子取り付け部に接続され、少なくとも１つの弾性素子の他端はベースにそれぞれ接続されている。
【００１９】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、少なくとも１つの第１の回転シャフトおよび／または少なくとも１つの第２の回転シャフトの少なくとも一方にそれぞれ固定された、少なくとも１つの弾性素子取り付け部をさらに含み、少なくとも１つの弾性素子の一端は弾性素子取り付け部に接続され、少なくとも１つの弾性素子の他端はベースにそれぞれ接続されている。
【００２０】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの弾性素子取り付け部の各弾性素子取り付け部の片側または両側に、少なくとも１つの弾性素子が設けられている。
【００２１】
本発明の一実施形態において、弾性素子取り付け部は、少なくとも１つの第２の回転シャフトおよび／または少なくとも１つの第１の回転シャフトの少なくとも一方に固定式に接続された固定スリーブであり、軸線方向における固定スリーブの両側または片側に、弾性素子の一端を収容するための凹部が設けられている。
【００２２】
本発明の一実施形態において、弾性素子取り付け部は、回転シャフトを貫通する径方向の貫通穴であり、弾性素子の一端は貫通穴に取り付けられ、他端はベースに取り付けられる。
【００２３】
本発明の一実施形態において、回転シャフトを支持するための１つの支持部材が、少なくとも１つの弾性素子取り付け部のそれぞれの両側の各々に配置されている。
【００２４】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの弾性素子は、ねじりばね、コイルばね、および圧縮渦巻きばねで構成されるグループから選択された少なくとも１つ、またはこれらの任意の組み合わせである。
【００２５】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、回動要素を有する装置本体に取り付けられた、または装置本体の一部として機能する、弾性素子取り付けベースをさらに含み、少なくとも１つの弾性素子の一端は取り付けベースに固定され、他端は、回動要素の少なくとも一部の下面に当接している。
【００２６】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの弾性素子は、板ばね、圧縮渦巻きばね、およびリーフスプリングで構成されるグループから選択された少なくとも１つ、またはこれらの任意の組み合わせである。
【００２７】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの駆動機構が減速モータを備え、減速モータの静止トルクＭｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ、回動要素の最大負荷トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ、および少なくとも１つの弾性素子の最大トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅは、Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ−Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅを満たすように設定され、このため、回動要素は、閉位置と開位置との間に所定の間隔で任意の位置に停止することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態において、自動回動装置がカバーをさらに備え、カバーとベースは、気密空間を画定するための筐体を一緒に構成し、少なくとも１つの駆動機構は気密空間に含まれており、少なくとも１つの回転シャフトの他端は、それぞれ筐体の外に延びている。
【００２９】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は、駆動機構と通信可能に接続した制御システムをさらに備え、制御システムは、回動要素の開工程で少なくとも１つの駆動機構の電流を監視し、少なくとも１つの駆動機構の電流が第１の所定の閾値よりも大きい場合に、故障警告を与える。
【００３０】
本発明の一実施形態において、制御システムは、回動要素の閉工程で少なくとも１つの駆動機構の電流をさらに監視し、少なくとも１つの駆動機構の電流が第２の所定の閾値よりも小さい場合に、故障警告を与える。
【００３１】
本発明の一実施形態において、制御システムは、回動要素の閉工程で少なくとも１つの駆動機構の電流をさらに監視し、少なくとも１つの駆動機構の電流が第３の所定の閾値よりも大きい場合に安全警告を与え、少なくとも１つの駆動機構によって開位置に向けて回動要素を駆動する。
【００３２】
本発明の一実施形態において、制御システムは、ベースの外側に配置されたコネクタによって外部の主制御システムと通信可能に接続している。
【００３３】
本発明の一実施形態において、自動回動装置は制御システムをさらに備え、制御システムは少なくとも１つの駆動機構のモータに接続され、制御システムは、外部の主制御システムと通信可能に接続し、外部の主制御システムからの信号に応じてモータを制御するようにモータに接続され、少なくとも２つのＡＤ変換器を備えた、コントローラと、信号取得回路と、を含み、この信号取得回路は、第１の抵抗であって、第１の抵抗の一端が少なくとも２つのＡＤ変換器の一方に接続され、他端がモータの電源入力端に接続され、モータの電圧または電流信号を取得するために使用される、第１の抵抗と、第２の抵抗であって、第２の抵抗の一端が少なくとも２つのＡＤ変換器の他方に接続され、他端がモータの接地端子に接続されている、第２の抵抗と、ミリオーム抵抗であって、ミリオーム抵抗の一端が第１の抵抗の他端に接続され、ミリオーム抵抗の他端がモータの接地端子に接続されている、ミリオーム抵抗と、を含み、コントローラは、収集されたモータ信号における混信を除去するために、２つのＡＤ変換器によって取得された２つの信号に差分処理を実行する。
【００３４】
本発明の一実施形態において、モータの接地端子とコントローラの接地端子は、別々の接地に接続されている。
【００３５】
本発明の一実施形態において、信号取得回路は、互いに並列に接続され、第１の抵抗の他端とモータの接地との間でミリオーム抵抗と並列に接続された、コンデンサをさらに備える。
【００３６】
本発明の一実施形態において、第１の抵抗の一端はまた、フィルタ回路の一端に接続され、フィルタ回路の他端はコントローラの端子に接続され、第２の抵抗の一端は別のフィルタ回路の一端に接続され、別のフィルタ回路の他端はコントローラの接地に接続されている。
【００３７】
本発明の別の態様によれば、モータの作動を制御するための制御システムが提供され、制御システムは、外部の主制御システムと通信可能に接続し、外部の主制御システムからの信号に応じてモータを制御するようにモータに接続され、少なくとも２つのＡＤ変換器を備えた、コントローラと、信号取得回路と、を含み、この信号取得回路は、第１の抵抗であって、第１の抵抗の一端が少なくとも２つのＡＤ変換器の一方に接続され、他端がモータの電源入力端に接続され、モータの電圧または電流信号を取得するために使用される、第１の抵抗と、第２の抵抗であって、第２の抵抗の一端が少なくとも２つのＡＤ変換器の他方に接続され、他端がモータの接地端子に接続されている、第２の抵抗と、ミリオーム抵抗であって、ミリオーム抵抗の一端が第１の抵抗の他端に接続され、ミリオーム抵抗の他端がモータの接地端子に接続されている、ミリオーム抵抗と、を含み、コントローラは、収集されたモータ信号における混信を除去するために、２つのＡＤ変換器によって取得された２つの信号に差分処理を実行する。
【００３８】
本発明の一実施形態において、モータの接地端子とコントローラの接地端子は、別々の接地に接続されている。
【００３９】
本発明の一実施形態において、信号取得回路は、互いに並列に接続され、第１の抵抗の他端とモータの接地との間でミリオーム抵抗と並列に接続された、コンデンサをさらに備える。
【００４０】
本発明の一実施形態において、第１の抵抗の一端はフィルタ回路の一端に接続され、フィルタ回路の他端はコントローラの接地に接続され、第２の抵抗の一端は別のフィルタ回路の一端に接続され、別のフィルタ回路の他端はコントローラの接地に接続されている。
【００４１】
本発明の自動回動装置によれば、弾性素子（例えば、ねじりばねまたは板ばね）が設置されるため、弾性素子は、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積し、回動要素の開工程において蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出し、これにより、モータが回動要素を開くように駆動するときのトルクを低減し、回動要素を円滑に開かせる。したがって、より低い出力のモータを採用することができ、製造コストが低減される。加えて、より低い出力のモータを採用することができるため、ノイズが小さく、動作環境の快適度がさらに向上する。
【００４２】
また、回動要素が、閉じるときに反作用力を受ける場合、制御システムは、モータを逆方向に回転させる命令を送信することができ、クランプ防止機能を実現し、任意のねじりばねが壊れると、回動要素が上方に回動されて開かれるように、制御システムは瞬時に命令を与え、最終的な位置に到達したときに運動を停止させ、装置本体に警告を与えさせることができ、これにより、装置の使用上の安全性能が大幅に向上し、市場競争力と企業のブランドイメージが大幅に改善される。
【００４３】
本発明の他の特徴、利点、および効果は、以下の添付図面に与えられた例示的な実施形態の説明により、より明確かつ明示的になろう。
【００４４】
本発明の例示的な実施形態は、以下の添付の図面と組み合わせて詳細に例示的に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の例示的な実施形態による自動回動装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による自動回動装置を示す分解斜視図であり、ここでは、１つの固定スリーブと１つのねじりばねがただ１つの回転シャフトに取り付けられている例が示されている。
【図３】本発明の別の例示的な実施形態による自動回動装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の別の例示的な実施形態による自動回動装置を示す分解斜視図であり、ここでは、１つの固定スリーブと１つのねじりばねが２つの回転シャフトにそれぞれ取り付けられている例が示されている。
【図５】本発明のさらなる実施形態による自動回動装置を示す斜視図である。
【図６】本発明のさらなる実施形態による自動回動装置を示す分解斜視図であり、ここでは、１つの固定スリーブと２つのねじりばねが１つの回転シャフトに取り付けられ、１つの固定スリーブと１つのねじりばねが別の回転シャフトに取り付けられている例が示されている。
【図７】本発明のさらに別の例示的な実施形態による自動回動要素を示す斜視図である。
【図８】本発明のさらに別の例示的な実施形態による自動回動要素を示す分解斜視図であり、１つの固定スリーブと２つのねじりばねが２つの回転シャフトの両方に取り付けられている例が示されている。
【図９】本発明の代替の実施形態による自動回動装置を示す概略図であり、ここでは、実線は、カバープレートが閉位置にあることを示しており、この地点で、弾性素子が所定のエネルギーを蓄積している。
【図１０】ねじりばねの代替の取り付け方法を示す図である。
【図１１】弾性素子取り付け部と弾性素子の具体例を示す図であり、（ａ）では、ねじりばねは所定のエネルギーを蓄積する状態にあり、（ｂ）では、ねじりばねは所定のエネルギーを放出する状態にある。
【図１２】制御システム９の簡単なブロック図である。
【図１３】本発明による自動回動装置の動作を制御するための具体的な回路図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）はモータの稼働状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照して説明する。添付の図面に示され、本明細書に詳細に記載される例示的な実施形態により、当業者が、本発明を説明され示された特定の構造形態に限定するのではなく、本発明をより理解できることが、単に意図されていることに留意すべきである。本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって画定される。
【００４７】
図１は、本発明の例示的な実施形態による自動回動装置１００の斜視図を示している。自動回動装置１００は、閉位置と開位置との間で回動要素を自動で移動させるために使用される。図２に示すように、回動要素を、連結部材５により自動回動装置１００に取り付けすることができる。
【００４８】
図１に示すように、自動回動装置１００は、ベース１１とカバー１２からなる筐体１を備えている。ベース１１を、回動要素（不図示）を有する装置本体に固定することができ、すなわち装置本体の一部として機能することができる。
【００４９】
筐体１内の気密空間を画定するように、カバー１２はベースを覆っている。自動回動装置１００のモータ、回転シャフト、およびねじりばね（後述される）は、気密空間に含まれている。自動回動装置１００の構成要素が、気密空間に含まれているので、埃や水などの異物が筐体１に入ることを防ぎ、モータ等の作動ノイズを、低減することができる。ベース１１とカバー１２からなる筐体１の気密性を向上させるために、密封部材（不図示）を、ベース１１とカバー１２との間に配置することができる。密封部材を、例えばシールリングや密封接着剤などの、任意の形態とすることができる。
【００５０】
ベース１１とカバー１２が、気密空間を画定する筐体１を形成するために一緒に組み立てられたとき、後述する軸受６を取り付けるための開口部または穴が、ベース１１とカバー１２の両端部に画成される。自動回動装置１００の回転シャフト３は、連結部材５を連結するために開口部または穴に軸受６を通って延びている。
【００５１】
図１に示すように、連結部材５は、筐体１の外側に延びる回転シャフト３に取り付けられ、例えば、カバープレート、蓋、またはドアなどの回転機構である、駆動される回動要素（不図示）を取り付けするために使用される。なお、図中の連結部材５は、回動される回動要素を連結するために使用される単なる一例であり、異なる連結部材５を、回動要素の特定の形状や取り付けスペースに応じて採用することができる。また、図１および図２は、２つの連結部材５が駆動される回動要素を取り付けするために採用されている場合を示しているが、３つ以上のコネクタを実際のニーズに応じて採用することができる。
【００５２】
また、回転シャフト３を、任意の適切な方法で連結部材５に連結することができる。例えば、回転シャフト３を、キー接続やスプライン接続等の手段で連結部材５に接続することができる。
【００５３】
図２を参照すると、図２は、本発明の例示的な一実施形態による自動回動装置１００の分解斜視図を示している。図２に示すように、自動回動装置１００は、駆動機構２を備え、この駆動機構２は、ベース１１に取り付けられている。駆動機構２を、任意の適切な方法でベース１１に取り付けることができる。駆動機構２の出力シャフトは、カプラ４により回転シャフト３の一端に連結されている。回転シャフト３は、軸受６によってベース１１上に支持されている。回転シャフト３の他端は、回動要素を取り付けるための連結部材５と接続するために使用される。駆動機構２が作動すると、回転シャフト３は、カプラ４によって回転駆動され、その後、回転シャフト３は、連結部材５と回動要素を回動させることにより、回動要素の開閉を実現する。
【００５４】
例示的な本実施形態では、駆動機構２は、モータおよび減速ギヤボックス（不図示）を含んでいる。減速ギヤボックスは、モータからの高い回転速度出力を、回転シャフト３を駆動するのに適した低い回転速度に低減するために使用される。減速ギヤボックスは、第１の減速ギヤと第２の減速ギヤを備えることができ、ここで、第１の減速ギヤは、モータの出力シャフトに接続されかつ第２の減速ギヤと噛合し、第２の減速ギヤは、駆動機構の出力シャフトに接続され、モータからの高い回転速度出力を低減するために、第１の減速ギヤの歯数は第２の減速ギヤの歯数よりも少ない。第１の減速ギヤの歯数と減速ギヤの歯数を、予期される回動要素の回動および開く速度に応じて決定することができる。当然のことながら、駆動機構２は、単にモータを備えること、つまり、回転シャフト３を直接駆動するためにモータを使用することができる。
【００５５】
回動要素の負荷トルク（例えば、回動要素の重量）、摩擦、後述するねじれのプリセットトルク（弾性素子の好ましい一例）等に応じて、モータの動力および数を適切に選択することができる。
【００５６】
例示的な実施形態では、駆動機構２が駆動源としてモータを使用することを説明したが、本発明はこれに限定されない。他の駆動源を、特定の適用条件に応じて選択することができる。例えば、油圧モータ、空気圧モータ等を、駆動源として採用することができる。
【００５７】
図２に示すように、駆動機構２の出力シャフトは、カプラ４により回転シャフト３の一端に連結されている。カプラを、スリーブカプラの形態とすることができる。スリーブカプラは、キーやスプラインなどの剛性部材を介した共通のスリーブを使用して回転シャフト３に駆動機構２の出力シャフトを連結する。スリーブカプラは、構造が簡単であり、製造において便利であり、低コストであり、かつ完全に本発明の要件を満たす能力があるという、利点を有する。当然のことながら、特定の場合に応じて、例えば、一般的なジョイントカプラ、フランジカプラ等の他のタイプのカプラを採用することができる。
【００５８】
回転シャフト３は、２つの軸受６を使用してベース１１上に支持されている。好ましくは、１つの軸受が、ベース１１とカバー１２によって画定された開口部または穴に取り付けられている。回転シャフト３は、回動要素を取り付けするための連結部材５と連結されるように、開口部または穴に取り付けられた軸受を介して筐体１の外に延びている。
【００５９】
図２は、各回転シャフト３が２つの軸受６によって支持されている場合を示している。ただし、支持シャフト３を単一の軸受６によって支持することもできる。このような場合、軸受６は、ベース１１とカバー１２によって画定された開口部または穴に取り付けられているのが好ましい。当然のことながら、回転シャフト３がより長い場合、２つ以上の軸受６が、ベース１１上に回転シャフト３を支持するために使用されることが好ましい。
【００６０】
さらに図２を参照する。図２は、２つの駆動機構２を示している（一方は実線で示され、他方は破線で示されている）。ただし、駆動機構の一方のみを使用することができる。当然のことながら、１つの駆動機構２が回動要素を駆動して回動させるのに十分でない場合には、図２に示すような２つ以上の駆動機構２を採用することができる。図２に示すような２つの駆動機構２を採用する場合には、一方の駆動機構２ならびにそれに対応するカプラ４、軸受６、および回転シャフト３と、他方の駆動機構２ならびにそれに対応するカプラ４、軸受６、および回転シャフト３とを、鏡像式で対称的に配置することができる。３つ以上の駆動機構２を採用する場合には、第３の駆動機構２ならびに対応するカプラ４、軸受６、回転シャフト３、およびその回動要素を連結するための連結部材５を、図２に示すような２つの駆動機構２の間に配置することができる。本発明では、駆動機構２の具体的な数は、限定されるものではなく、適切な数の駆動機構を、実際のニーズに応じて採用することができる。
【００６１】
なお、図２は、回動要素が水平軸線の周りに上下に回動される場合を示していることに留意されたい。しかしながら、上記の説明はまた、回動要素が鉛直軸線の周りに左右に回動される場合に適している。
【００６２】
続けて、図２を参照して説明すると、図２に示すように、自動回動装置１００は、固定スリーブ７（弾性素子取り付け部の一例）とねじりばね８（弾性素子の一例）をさらに備えている。固定スリーブ７は、回転シャフト３と一体回転するように回転シャフト３に固定されている。ねじりばね８の一端が固定スリーブ７に取り付けられ、他端がベース１１に取り付けられている。
【００６３】
図２において、固定スリーブ７とねじりばね８は、左側の回転シャフト３に固定されている。ただし、固定スリーブ７とねじりばね８を右側の回転シャフト３に固定することもできる（つまり、１つの駆動機構（実線で示されている）または２つの駆動機構が採用されているかに関係なく、固定スリーブ７とねじりばね８を任意の回転シャフト３に固定することができる）。
【００６４】
図１４は、固定スリーブ７の具体的な構成例を示す図である。図１４に示すように、固定スリーブ７は、中心貫通穴を有しており、回転シャフト３は、この貫通穴を貫通している。固定スリーブ７を、回転シャフト３と共に回転させるために、ピン、キー、またはスプライン（不図示）によって回転シャフト３に固定することができる。また、固定スリーブ７を、他の方法で回転シャフト３に固定式に接続することができ、例えば、回転シャフト３および固定スリーブ７をダイキャストで一体にすることができる。回転シャフト３の軸線方向における固定スリーブ７の片側または両側に、Ｕ字状の凹部が設けられており（図１４は、片側にＵ字状の凹部が設けられている場合を単に示している）、ねじりばね８の一端は、Ｕ字状の凹部に含まれ、この端部に位置する支持脚は、Ｕ字状の凹部の片側に当接し、他端は、ベース１１に当接している。
【００６５】
弾性素子取り付け部の例は、固定スリーブ７に限定されるものではない。例えば、図１０の固定方法を採用することができる。図１０において、回転シャフト３に、回転シャフト３を貫通する径方向の貫通穴が設けられており、ねじりばね８の一端の支持脚を、径方向の貫通穴に挿入することができ、他端の支持脚は、ベース１１に取り付けられている。当然のことながら、ねじりばね８を、実際のニーズに応じて他の方法で固定することができる。
【００６６】
ねじりばね８を取り付ける方法を、以下に説明する。連結部材５に取り付けられた回動要素が閉位置に位置しているとき、ねじりばね８は、所定のエネルギー（例えば、弾性ポテンシャルエネルギー（トルク力およびトルク））を蓄積するように強制され、駆動機構２（例えば、モータ）が閉位置から開位置に回動要素を駆動すると、ねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーが放出され、これにより、駆動工程中にコネクタに取り付けられた回動要素の重量のバランスをとる。すなわち、開工程において、回動要素は、駆動機構２の駆動トルクとねじりばねのトルクの組み合わせによって閉位置から開位置に駆動される。したがって、ねじりばねのトルクは、駆動工程中に回動要素を駆動するために駆動機構を支援するので、ねじりばね８を使用しない場合に比べて、より低い出力の駆動機構２を採用することができる。例えば、より低い出力のモータを採用することができる。モータの出力が小さくなるので、モータの作動時に発生するノイズがさらに低減され、動作環境の快適さのレベルを向上させる。また、より低い出力のモータを採用するため、システム全体のコストが低減される。
【００６７】
別の態様で、回動要素が閉位置にあるときに、ねじりばねが所定のエネルギーを蓄積するために取り付けられているので、ねじりばねの緩衝作用を用いて、回動要素を、より円滑に回動（すなわち、開閉）させることができる。
【００６８】
回動要素が閉位置にあるときにねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーを、回動要素が閉位置にあるときに、ねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーが個別に回動要素を開くのに十分であるように、設定することができる。すなわち、駆動機構が回動要素を駆動しない場合に、ねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーは回動要素を開くことができない。好ましくは、駆動機構が回動要素を開位置に向かって移動するように駆動する工程において、ねじりばね８は、蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出し、したがって、回動要素が開位置に移動する工程において、その重量作用は、ねじりばね８の所定のエネルギーによってバランスを少なくとも部分的にとることができ、そして、駆動機構のモータによって必要とされる駆動力が低減される。
【００６９】
また、回動要素が開位置に到達したとき、好ましくは、ねじりばね８は、予め蓄積されたエネルギー（弾性ポテンシャルエネルギー）の少なくとも一部を残したままである。このように、回動要素が開位置に位置していても、ねじりばね８はまた、その残りのトルク力を利用して一定の張力を保つことができる。
【００７０】
上記の説明では、ねじりばねは、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積するように、および少なくとも１つの駆動機構が閉位置から開位置に回動要素を駆動しているときに、蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出するように、構成されかつ取り付けられており、これにより、駆動工程中に回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる。本発明の教示の下で、当業者であれば、特定の作業負荷（回動要素の重量や摩擦力など）に応じてねじりばねのさまざまな設計パラメータ、回動要素の回動角度、および必要とされる所定の蓄積されるエネルギー（例えば、弾性ポテンシャルエネルギー）を適切に選択することができ、これにより、本発明の上記の要件を満たす。
【００７１】
例えば、当業者は、以下の式に従ってねじりばねの剛性を計算することができる：
Ｔ’＝Ｅ＊ｄ４／（３３６７＊Ｄ＊ｎ）（Ｎ．ｍｍ／（°））．．．．．．．．（１）
ここで、Ｅは弾性率であり、ｄは鋼線の直径であり、Ｄはねじりばねの平均直径であり、ｎはアクティブコイルの数すなわち巻き数である。
【００７２】
ねじりばねの作動トルクは、上記式（１）に従って計算される：
Ｔ１＝Ｔ’＊φ（Ｎ．ｍｍ）
ここで、φはねじりばねの作用角（°）である。したがって、ねじりばねのトルクが、その作用角に正比例していることがわかる。
【００７３】
回動要素のトルクは、回動要素の重量と重心に従って計算され、回動要素が開位置に位置しているときの残りのトルクは、回動要素が閉位置に位置しているときに必要とされる予め蓄積されたトルク（弾性ポテンシャルエネルギー）を決定するために考慮される。
【００７４】
また、駆動機構が静止モータを備える場合、少なくとも１つの駆動機構の静止モータの静止トルクＭｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ、回動要素の最大負荷トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ、および少なくとも１つの弾性素子（例えば、ねじりばね）の最大トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅは、Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ−Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅを満たすように設定され、このため、回動要素は、閉位置と開位置との間に所定の間隔で任意の位置に停止することができる。回動要素が閉位置にあるときにＣ度（例えば、一般に０度）であり、（閉位置に相対して）完全な開位置にあるときにＰ度である場合、所定の間隔の範囲は、例えば、（Ｃ＋Ｘ）度から（Ｐ−Ｙ）度である。いくつかの例では、Ｘを１〜２０度、好ましくは５〜１５度とすることができ、Ｙを１〜２０度、好ましくは５〜１５度とすることができる。当然のことながら、ＸおよびＹは、選択された弾性素子（例えば、ねじりばね）の弾性特性に応じて他の値とすることができ、それにより、異なる所定の間隔を画定する。
【００７５】
回動要素が水平位置に位置するとき、回動要素の負荷トルクは最大であるが、弾性素子（例えば、ねじりばね）は、閉位置で最大トルクを有し、最大トルクを蓄積する、すなわち所定のエネルギーを蓄積する。
【００７６】
弾性素子が他の形態（例えば、コイルばねや圧縮渦巻きばね）を採用する場合には、回動要素が閉位置にあるときに弾性素子が蓄積する必要がある所定のエネルギーを、同様の方法で決定することができる。
【００７７】
上記は、ねじりばね８と固定スリーブ７が、弾性素子および弾性素子取り付け部として採用される例である。ただし、弾性素子および弾性素子取り付け部は、他の形態を採用することもできる。例えば、必要とされるトルクがより小さい場合、ねじりばね以外では、コイルばねを採用することができる。コイルばねを採用する場合には、コイルばねの内端を、回転シャフト３に直接固定することができ、他端は、ベース１１に固定される。このような場合には、回転シャフト３の一部は、弾性素子取り付け部として機能する。
【００７８】
同様に、回動要素が閉位置に位置しているとき、コイルばねは、所定のエネルギーを蓄積するように強制され、駆動機構２が閉位置から開位置に回動要素を駆動する工程で蓄積された所定のエネルギーを放出し、これにより、回動要素の開抵抗または重量作用のバランスを少なくとも部分的にとる。コイルばねが蓄積する必要がある所定のエネルギーを、ねじりばねによって蓄積された所定のエネルギーを決定する方法を参照することによって決定することができる。
【００７９】
また、圧縮渦巻きばねを選択することができる。圧縮渦巻きばねを選択する場合には、圧縮ばねの一端は、固定スリーブ７に固定され、他端は、ベース１１に固定される。同様に、圧縮ばねは、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積するように、および駆動機構２が閉位置から開位置に回動要素を駆動しているときに、蓄積された所定のエネルギーを放出するように、取り付けられており、これにより、駆動工程中に回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる。したがって、圧縮渦巻きばねとコイルばねは、ねじりばねと同様の作用および効果を得ることができる。
【００８０】
弾性素子取り付け部として、固定スリーブ７以外では、弾性素子取り付け部の他の形態を採用することもできる。例えば、回転シャフト３の形状に一致する形状を有するＵ字状の板状部材の一端を、溶接または他の方法によって回転シャフトに固定することができ、他端は、穴が設けられている。ねじりばねなどの弾性素子の一端を、穴に固定することができ、他端は、ベース１１に固定されている。ねじりばね８は、回転シャフト３にスリーブをつけることができる。
【００８１】
当業者は、特定の用途に応じて弾性素子の他のタイプおよび対応する固定方法を採用することができる。
【００８２】
自動回動機構１００の動作工程を、例として図１および図２に示すような例示的な実施形態を挙げて説明する。
【００８３】
図１および図２に示すように、自動回動機構１００はまた、制御システムを備えている。制御システム９は、駆動機構２に接続され、コネクタ９によって外部の主制御システムと接続されている。制御システム９を、後で詳細に説明する。
【００８４】
制御システム９が外部の主制御システムからの開始信号を受信すると、駆動機構２が開始される。この時点で、回動要素は閉位置に位置しており、ねじりばね８は、所定のエネルギーを蓄積している。開指令が受信されると、駆動機構２は、カプラ４により回転シャフト３を回転させ、軸受６の作用下で、回転シャフト３は安定して回転し、そして、回転シャフト３は、連結部材５および回動要素を回動させる。固定スリーブ７が回転シャフト３に固定されているため、固定スリーブ７と回転シャフト３は、一緒に回転する。固定スリーブ７の回転に伴って、ねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーは、徐々に放出され、これにより、回動要素の重量のバランスをとる。ねじりばねによって予め蓄積されたエネルギーが、回動要素を開くための駆動機構を支援するので、駆動機構２によって回転シャフトを駆動するためのトルクは、より小さくなり、したがって、低い出力の駆動機構を採用することができ、このため、駆動機構のノイズが低減される。また、駆動機構のモータがより小さな負荷の下で作動できるので、安定性が確保され、このため、製品の信頼性が向上し、回動要素は円滑に回動される。
【００８５】
図２に示すような例示的な実施形態では、少なくとも１つの駆動機構２の静止モータの静止トルクＭｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ、回動要素の最大負荷トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ、および少なくとも１つの弾性素子８の最大トルクＭｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅは、Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｓｔａｔｉｃ  ｔｏｒｑｕｅ＞Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ  ｐｉｅｃｅ  ｔｏｒｑｕｅ−Ｍｍａｘｉｍａｌ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｔｏｒｑｕｅを満たすように設定され、このため、回動要素は、閉位置と開位置との間に所定の間隔で任意の位置に停止することができる。したがって、駆動機構のモータが故障して、動作できないとき、ねじりばね８のトルクおよびモータの静止トルクは、回動要素の重量のバランスを取るために使用され、このため、自重に起因して下向きに速く閉じることなく、上記の間隔で回動要素を任意の位置に停止させることができ、これにより、事故を防止し、使用工程における回動装置の安全性を保証する。
【００８６】
別の例示的な実施形態を、図３および図４を参照して説明する。
【００８７】
図３は、本発明の別の例示的な実施形態の斜視図を示しており、図４は、本発明の別の例示的な実施形態の分解斜視図を示している。
【００８８】
図３および図４に示されるような自動回動機構１０１は、図１および図２に示されるような自動回動機構１００と基本的に同じであり、その差は、図３および図４に示される自動回動機構１０１が、２つのねじりばね８を有することである。
【００８９】
図４に示すように、固定スリーブ７と対応するねじりばね８は、左側の回転シャフト３と右側の回転シャフト３の両方に取り付けられている。固定スリーブ７とねじりばね８の取り付け方法は、図１および図２に示したものと同じであるため、繰り返されない。
【００９０】
２つの軸受６は、固定スリーブ７とねじりばね８の両側にそれぞれ取り付けられ、軸受６を、回転可能にベース１１で回転シャフト３を支持することができる。図４に示すような例示的な実施形態では、１つの駆動機構２（例えば、左側の駆動機構）を採用するとき、右側の回転シャフト３は、回動要素の従動シャフトになる。
【００９１】
２つのねじりばね８を配置する場合には、ねじりばね８の具体的な設計パラメータは、重量（作業負荷）、回動要素の重心、回動要素の回動角度等に応じて決定される。２つのねじりばねの組み合わせにより、回動要素が閉位置にあるときに所定のエネルギーを蓄積することができ、少なくとも１つの駆動機構が閉位置から開位置に回動要素を駆動しているときに、蓄積された所定のエネルギーを少なくとも部分的に放出することができ、それにより、駆動工程中に回動要素の重量のバランスを少なくとも部分的にとる限りは、２つのねじりばねは同じ設計パラメータを有する必要はない。また、ねじりばねを完全に採用することなく、ねじりばね、コイルばね、および圧縮渦巻きばねの任意の組み合わせを、採用することができる。
【００９２】
図３および図４に示される自動回動機構の作動工程は、図１および図２に示されるものと同様である。
【００９３】
本発明の自動回動要素の別の例示的な実施形態を、図５および図６を参照して説明する。
【００９４】
図５は、本発明の別の例示的実施形態の斜視図を示しており、図６は、本発明の別の実施形態の分解斜視図を示している。
【００９５】
図５および図６に示されるような自動回動機構１０２は、図３および図４に示されるような自動回動機構１０１と基本的に同じであり、その差は、図５および図６に示される自動回動機構１０２が、３つのねじりばね８を有することである。
【００９６】
図６に示すように、固定スリーブ７は左側の回転シャフト３に取り付けられ、ねじりばね８は固定スリーブ７の両側のそれぞれに取り付けられている。固定スリーブ７は右側の回転シャフト３に取り付けられ、ねじりばね８は固定スリーブ７の右側に取り付けられている。この実施形態における固定スリーブ７とねじりばね８の取り付け方法は、図１および図２に示したものと同じである。
【００９７】
図６に示す実施形態では、１つだけの駆動機構２（例えば、実線で示した駆動機構）を使用することができ、２つ以上の駆動機構２を使用することもできる。１つの駆動機構２（例えば、実線で示した駆動機構）を使用する場合、固定スリーブ７と２つのねじりばね８を、右側の回転シャフト３に配置することもできるが、１つの固定スリーブ７と１つのねじりばね８は、左側の回転シャフト３上に配置されている。当業者は、他の取り付け方法を着想することができ、例えば、３つのねじりばね８のすべてが、左側または右側の回転シャフト３に取り付けられる。
【００９８】
自動回動機構１０２の動作方法は、自動回動機構１００と同様である。
【００９９】
本発明の自動回動装置１０３を、図７および図８を参照して説明する。
【０１００】
図７は、本発明のさらに別の例示的実施形態の斜視図を示しており、図８は、本発明のさらに別の実施形態の分解斜視図を示している。
【０１０１】
図７および図８に示されるような自動回動機構１０３は、図３および図４に示されるような自動回動機構１０１と基本的に同じであり、その差は、図７および図８に示される自動回動機構１０３が、４つのねじりばね８を有することである。
【０１０２】
図８に示すように、２つのねじりばね８は、左側の回転シャフト３と右側の回転シャフト３の両方に配置されている。具体的には、左側の固定スリーブ７は、左側の２つの軸受６の間で左側の回転シャフト３に固定式に取り付けられている。２つのねじりばね８は、上述のような方法で固定スリーブ７の両側に配置されており、すなわち、２つのねじりばね８の一端がそれぞれ固定スリーブ７のＵ字状の凹部に取り付けられ、他端は、それぞれベース１１に取り付けられている。右側の固定スリーブ７は、右側の２つの軸受６の間で右側の回転シャフト３に固定式に取り付けられている。２つのねじりばね８は、上述のような方法で固定スリーブ７の両側に固定されており、すなわち、２つのねじりばね８の一端がそれぞれ固定スリーブ７のＵ字状の凹部に取り付けられ、他端は、それぞれベース１１に取り付けられている。
【０１０３】
図８に示す実施形態では、４つのねじりばね８が、左側の回転シャフト３または右側の回転シャフト３に取り付けられている。他の取り付け方法もまた、本発明の範囲内である。
【０１０４】
同様に、図８に示す実施形態では、４つのねじりばね８は、必ずしも同じではなく、弾性素子の異なるタイプまたはその組合せを、実際のニーズに応じて選択することができる。上記の作用および効果を得ることができるように、例えば、ねじりばね、コイルばね、および圧縮渦巻きばねの異なる組み合わせを採用することもできる。
【０１０５】
図９は、本発明の代替の例示的な実施形態による自動回動機構１０４を示している。自動回動機構１０４は、弾性素子のタイプおよびその配置に関して、図１〜図８に示すような自動回動機構１００〜１０３とは異なっている。このような実施形態では、板ばね４２が弾性素子として採用され、これは、任意の回転シャフト３上に配置されるのではなく、弾性素子取り付けベース４１上に配置されている。弾性素子取り付けベース４１を、装置本体を有するかまたは装置本体の一部として機能する、装置本体に取り付けることができる。
【０１０６】
図９に示すように、板ばね９の一端は、弾性素子取り付けベース４１に固定されている。板ばね９を、例えば、溶接、リベット、ボルト、またはねじ接続のような、任意の適切な方法で取り付けベースに固定することができる。板ばね９の他端は、カバープレート４３（回動要素の一例）の下面に当接している。板ばね４２が作用する長さに応じて、板ばね４２が当接できる突出部は、カバープレート４３の下面に配置される。当然のことながら、板ばね４２は、カバープレート４３の下面に直接当接することができる。
【０１０７】
図９に示すような実施形態では、カバープレート４３は、駆動機構２（図９に不図示）の駆動下で開閉される。カバープレート２の閉位置（図９に実線で示す水平位置）では、所定のエネルギーは、板ばね４２に蓄積される。駆動機構２が、閉位置から開位置（図９に点線で示す位置）にカバープレート４３を駆動する工程では、板ばね４２によって蓄積された所定のエネルギーは放出され、これにより、回動要素の重量作用のバランスをとる。
【０１０８】
閉位置から開位置にカバープレート４３が移動する工程において、板ばね４２が蓄積された所定のエネルギーを放出するように、所定のエネルギーを設定することができる。ただし、好ましくは、カバープレート４３が開位置に位置しているとき、板ばね４２は、完全に自由な状態に回復されない。これにより、板ばね４２が適切な張力でカバープレート４３に確実に当接していることを保証することができる。
【０１０９】
回動要素のトルクを、回動要素の重量および重心に従って計算することができ、板ばね４２のパラメータは、回動要素の回動角度、回動要素が閉位置にあるときに板ばね４２が蓄積する必要のある所定のエネルギー、および回動要素が完全に開位置に位置しているときの板ばね４２の残りのエネルギーに応じて決定される。
【０１１０】
図９は、板ばね４２を用いた例を示している。ただし、板ばね４２以外に、圧縮渦巻きばね、リーフスプリング等を使用することもできる。当然のことながら、板ばね、圧縮渦巻きばね、およびリーフスプリングの任意の組み合わせを採用することができる。
【０１１１】
上述のように、自動回動要素１００は、制御システム９をさらに備える。制御システム９は、外部の主制御システム（例えば、回動要素を有する装置の主制御システム）と駆動機構２に通信可能に接続されている。制御システム９は、外部の主制御システムからの信号（例えば、開始信号、リセット信号、または他の信号）を受信し、外部入力信号を解析して処理し、その後、駆動機構のモータの動作を制御するための制御命令を送信する。例えば、モータは、回動要素を閉じるために順方向に回転し、モータは、回動要素を開くために逆方向に回転する。また、制御システムは、モータの電流を監視する。電流がそれに応じてモータを制御するのに異常である場合、保護制御信号が送信される。
【０１１２】
制御システム９の動作工程を、図２に示す自動回動装置１００を参照して詳細に説明する。
【０１１３】
図２に示すように、制御システム９は、筐体１の外側に位置するコネクタ１０によって外部の主制御システムと通信可能に接続している。自動回動装置１００が動作していない場合、回動要素は閉位置にあり、ねじりばね８は、所定のエネルギーを蓄積する。自動回動装置１００に電源が入ると、制御システム９は、動作を開始する。制御システム９が外部の主制御システムからの開始信号を受信すると、制御システムは駆動機構２を制御し始める。制御システム９が回動要素を開く命令を受信すると、制御システム９は、回動要素を開くために駆動機構２を制御する。開工程において、制御システム９は、駆動機構２のモータの電流を監視する。制御システム９によって検出されたモータの電流が第１の所定の閾値を超えた場合、モータの駆動トルクが通常駆動時よりも大きいことが示され、これは、ねじりばね８によって蓄積された所定のエネルギーが回動要素の開工程で適切に放出されていないことを示し、すなわち、ねじりばね８は、故障している（壊れたか、または衰えている）ため、開工程において回動要素の重量を克服できない。このような場合には、制御システム９は、警告を与える。警報を、音や光（ＬＥＤ）の方法で送信することができる。
【０１１４】
また、回動要素の閉工程において、制御システム９はまた、モータの電流を検出する。モータの電流が第２の所定の閾値よりも小さい場合、ねじりばね８が回動要素の閉動作をバッファリングしないことが示され、したがって、所定のエネルギーを、回動要素の重量を用いて蓄積することができず、このため、ねじりばね９が故障している（壊れたか、または衰えている）と判断される。このような場合には、制御システムは、警告を与える。
【０１１５】
また、回動要素の閉工程において、モータの電流が第３の所定の閾値よりも大きい場合、回動要素が、閉工程において、他の対象をクランプするかまたは他の対象に衝突することが示されている。このような場合には、制御システム９は、逆方向に回転させるように駆動機構２を制御し、これにより、回動要素は、対象をクランプするかまたは対象に損傷を与えるのを回避するために、開方向に回転することができる。
【０１１６】
制御システム９がリセット信号を受信すると、制御システム９は、駆動機構２を制御し、回動要素を閉じて、ねじりばね８が閉工程においてエネルギーを蓄積することを可能にする。
【０１１７】
図１２は、制御システム９の例示的なブロック図を示している。図１２に示すように、制御システム９は、信号取得回路や、コントローラ等を含んでいる。図１２において、コントローラは、外部の主制御システムからの開始信号、リセット信号、および他の信号を受信し、モータ制御信号をモータに出力する。一方で、コントローラは、モータの動作状態を監視する。例えば、コントローラは、信号取得回路によってモータの電流を取得し、取得した電流によってモータのさまざまな動作状態を判断し、上記のように対応する手段を採用する。
【０１１８】
図１３は、自動回動装置１００を制御するために使用される制御システム９の具体的な回路図を示している。図１３では、シングルチップＵ２（モデル：ＳＴＣ１５Ｆ２０４ＥＡ）が、制御システム９のコントローラとして採用されている。このようなタイプのシングルチップは、８ウェイの１０ビットＡＤ（アナログ−デジタル）変換器を有する。ただし、シングルチップが、少なくとも２つのＡＤ変換器のパスおよびデータ処理能力を有する限り、他のタイプのシングルチップを採用することもできる。
【０１１９】
シングルチップＵ２はピン３，４，５により外部の主制御システムからの制御命令を受信し、２つのピンｋｅｙ５およびｋｅｙ６によって駆動機構２のモータを制御し、すなわち、モータが前後に回転するように制御する。
【０１２０】
図１３の参照符号１３１は、信号取得回路を示している。信号取得回路１３１は、抵抗Ｒ４，Ｒ３，およびＲ２を含んでいる。抵抗Ｒ４の一端は、Ｕ２のピン１（ＡＤ変換器の１つのチャネル）に接続され、抵抗Ｒ３の一端は、Ｕ２のピン２（ＡＤ変換器の他のチャネル）に接続されている。当然のことながら、抵抗Ｒ４およびＲ３の一端を、ＡＤ変換器の他方の入力ピンに接続することもできる。
【０１２１】
抵抗Ｒ４の他端は、ＡＤ１で抵抗Ｒ２の一端に接続され、ＡＤ１は、モータの電源入力端に接続され、モータの電圧または電流信号をサンプリングするために使用される。抵抗Ｒ２の他端は接地ＧＮＤ２に接続され、抵抗Ｒ３の他端ＡＤ２はＧＮＤ２に接続されている。２つのコンデンサＥＣ３およびＣ３が、ＡＤ１とＡＤ２との間に並列に接続されている。
【０１２２】
また、抵抗Ｒ６とコンデンサＥＣ６からなるフィルタ回路は、Ｕ２のピン１と抵抗Ｒ４との間、およびＵ２のピン２と抵抗Ｒ３との間に接続されている。フィルタ回路は、入力ピン１，２の信号をフィルタリングして信号をより円滑にするために使用される。
【０１２３】
上述のように、モータの電圧または電流をサンプリングするように、ＡＤ１は、モータの電源入力端に接続されている。図１４は、モータの停止状態、順方向に回転する状態、および逆方向に回転する状態でのＡＤ１の接続位置を示している。このような接続位置は、順方向電圧が常にＡＤ１で得られることを確実にする。モータが停止する、順方向に回転する、および逆方向に回転する場合の、継電器ＫＡ１およびＫＡ２の接触スイッチの接続方法は、当該技術分野において一般的な技術であり、ここでは繰り返されない。
【０１２４】
モータが作動すると、ＡＤ１からサンプリングされた信号は、抵抗Ｒ４を介してＵ２のＡＤ変換器の１つの入力信号としてＵ２のピン１に入力される。一方、接地ＧＮＤ２に接続されたＡＤ２信号（理論的にはゼロ電圧）が、抵抗Ｒ３を介してＵ２のピン２に入力される。取得されたモータ信号における混信を除去するように、Ｕ２は、ソフトウェアによって２つの入力信号に差分処理を実行する。
【０１２５】
従来のモータ信号取得の解決策では、通常、モータ信号は、差動増幅器によってシングルチップのＡＤ変換器の１つのチャネルに直接入力される。この解決策は、増幅器が、回路基板のスペースを占有し、コストが高くなるという欠点を有する。一方、本発明では、シングルチップのＡＤの複数のチャネルが使用されており、２つの信号（一方の信号はモータ信号であり、他方の信号は基準信号、すなわち接地信号である）は、２つのチャネルを介して入力される。これにより、モータ信号への混信を、シングルチップのソフトウェアプログラミングを介して差分処理を行うことにより除去することができる。
【０１２６】
また、本発明者は、実験で、信号取得回路の接地端子とシングルチップＵ２が同じ接地に接続されている場合、信号取得回路とモータは同じ接地を共有するため、モータを頻繁にオンおよびオフにする処理中に生成された高い誘導起電力が、シングルチップに支障をきたす可能性があり、さらにシステムの損傷を引き起こすことが分かった。
【０１２７】
したがって、本発明では、信号取得回路の接地端子とモータの接地端子は、ＧＮＤ２に接続され、シングルチップの接地端子は、異なる接地ＧＮＤ３に接続されている。このように、モータの接地端子とシングルチップの接地端子が異なる接地に接続されているので、モータを頻繁にオンおよびオフにすることによって引き起こされるシングルチップへの影響が回避され、モータ信号のサンプリングの精度と安定性がさらに向上する。
【０１２８】
また、図１３は、電流および／または電圧を、コントローラ（例えば、シングルチップＵ２）、モータＭ（Ｍ１およびＭ２は、モータの２つの正と負の接続端子である）、および継電器ＫＡ１およびＫＡ２に提供するための、電源ＤＢ１，ＤＢ２，およびＤＢ３をさらに示している。これらの電源は、制御システム９の一部として機能することができ、また、別々に配置され得る。
【０１２９】
図１３に示されるような抵抗およびコンデンサの特定のタイプならびに抵抗値および容量値は、単なる例であり、当業者は、特定の場合に応じて、抵抗、コンデンサおよび抵抗値、ならびに容量値の他のタイプを採用することができる。また、図１３のＧＮＤ１，ＧＮＤ２，およびＧＮＤ３は、異なる接地を示しており、すなわち、これらの接地は別々のものである。
【０１３０】
他の回路構成は、本発明の主題に関連しておらず、ここでは繰り返されない、当該技術分野で共通の技術に属している。
【０１３１】
本発明を、添付の図面に示されるような例示的な実施形態を参照して説明してきたが、本発明は、説明した特定の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨および範囲内で、当業者は、例示的な実施形態に対してさまざまな修正および変更を行うことができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって画定される。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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