(57)【要約】  回転シャフトを停止させるためのパワーオフブレーキが、コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドと、アーマチュアから軸方向に離間される対向板と、アーマチュアと対向板との間にあるボールキャリアロータとを備える。ボールキャリアロータがシャフトと共に回転し、シャフトを中心に角度的に離間される凹部内で球形ボールを担持する。アーマチュアおよび対向板がそれぞれの制動表面を有する。一実施形態では、少なくとも１つの制動表面が、ソレノイドコイルへの電流を遮断するときにばね荷重下でアーマチュアを対向板の方に押し込むときに、周囲の外側レースの内部表面に対して複数のボールを径方向外側に付勢するために傾斜している。別の実施形態では、制動表面は傾斜しておらず、その結果、ソレノイドの停止時にボールが単に制動表面の間でクランプされることになる。転がり摩擦が増大することで、問題のある摩耗を発生させることなくボールキャリアロータおよびシャフトの回転が停止される。【選択図】図３
2016508589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータを中心に角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
を備え、
前記アーマチュアおよび対向するブレーキが、前記コイルへの電流が遮断されたときに前記複数のボールに制動力を加えるためにそれぞれに関連するそれぞれの制動表面を有する、
ブレーキ機構。
【請求項２】
前記アーマチュアに関連する前記制動表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項３】
前記複数のボール受け凹部が前記ボールキャリアロータの円周縁部を通って開いており、前記ブレーキ機構が、前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースを備え、前記それぞれの制動表面のうちの少なくとも１つが傾斜表面を有し、前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項４】
前記アーマチュアおよび前記対向板にそれぞれ関連する一対の傾斜表面を備え、前記一対の傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項５】
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項６】
前記対向板に関連する前記傾斜表面が前記対向板内に一体に形成される、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項７】
前記傾斜表面が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項８】
前記一対の傾斜表面の各々が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項９】
前記ソレノイドと、前記少なくとも１つのばねと、前記対向板と、前記ボールキャリアロータと、前記複数のボールと、前記外側レースとを取り囲むハウジングをさらに備えた、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項１０】
前記ハウジングが、第１のハウジング部分と、前記シャフトに平行に延在する細長結合部により前記第１のハウジング部分に接続される第２のハウジング部分とを有し、前記細長結合部が、前記ハウジングを基準として前記外側レースを回転させるのを防止するために前記外側レース内のそれぞれの開口部を通って延在する、請求項９に記載のブレーキ機構。
【請求項１１】
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースと、
前記アーマチュアまたは前記対向板に関連する傾斜表面と
を備え、
前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、
ブレーキ機構。
【請求項１２】
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
共に回転するために前記シャフトに結合された少なくとも１つのボールであって、前記アーマチュアに関連する制動表面によって係合される、少なくとも１つのボールを含む、ブレーキ機構の改良。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのボールが、前記シャフト上に設置されたボールキャリアロータにより前記シャフトに結合された、請求項１２に記載の改良。
【請求項１４】
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
前記シャフトを囲む円筒形内部表面を有する外側レースと
共に回転するため前記シャフトに結合され、前記ソレノイドのコイルの通電を断つときに前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の軸方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して径方向外側に付勢される、少なくとも１つのボールとを含む、改良型ブレーキ機構。
【請求項１５】
前記アーマチュアが、前記外側レースの前記内部表面に対して前記少なくとも１つのボールを径方向外側に付勢するために前記アーマチュアに関連する傾斜表面を有する、請求項１４に記載の改良型ブレーキ機構。
【請求項１６】
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート内に形成された、請求項１５に記載の改良型ブレーキ機構。
【請求項１７】
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアを軸方向に変位させるのを前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換するステップと、
前記径方向の力に逆らうように前記複数のボールの周りに円筒形表面を配置するステップとを含む、方法。
【請求項１８】
前記複数のボールが、前記複数のボールを受けるために前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有するボールキャリアロータにより前記シャフトに結合され、前記ボールキャリアロータが前記シャフトと共に回転するために前記シャフト上に設置された、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アーマチュアの軸方向の変位が、前記軸を基準として先細である少なくとも１つの傾斜表面により前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換された、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記アーマチュアと共に軸方向に変位される第１の傾斜表面を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記第１の傾斜表面と反対の軸方向を向く第２の傾斜表面をさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアに関連する第１の制動表面と、前記第１の制動表面の反対側にある第２の制動表面との間で前記複数のボールをクランプするステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、概して、回転シャフトの回転を停止させるためのダイナミックブレーキに関し、より詳細には、ソレノイドへの電力が遮断されるときに制動力を加えるソレノイド操作式「パワーオフ」ダイナミックブレーキ（ｓｏｌｅｎｏｉｄ−ｏｐｅｒａｔｅｄ  ｐｏｗｅｒ−ｏｆｆ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｂｒａｋｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]非限定的な例として、航空機水平安定板の操縦翼面（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｕｒｆａｃｅ）を作動させるための水平安定板電気モータユニット（ＨＳＥＭＵ：ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍｏｔｏｒ  ｕｎｉｔ）で使用される動的なソレノイド操作式パワーオフブレーキがある。この目的のために使用される既知のデザインが図１に示される。モータ駆動シャフトが、シャフトの長手方向軸を中心としてシャフトと共に回転するためにシャフトのスプライン端部（ｓｐｌｉｎｅｄ  ｅｎｄ）上に設置される回転板を担持する。ブレーキが、コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドを備える。第１のブレーキディスクが回転板の一方側に面するようにアーマチュア上に配置される。第２のブレーキディスクが回転板の反対側に面するように受け板上に配置される。電力がソレノイドコイルに供給されると、第１のブレーキディスクと共にアーマチュアが、ばね（図１の断面図では１つのばねのみを見ることができる）の付勢力に逆らってコイルの方（図１では左側）に引き寄せられる。したがって、電力がオンの状態では、回転板がブレーキディスクに摩擦係合されず、それにより、回転板およびシャフトが回転することが可能となる。ソレノイドコイルへの電力がオフにされると、通電が断たれたコイルがアーマチュアをもはや左側に引っ張らなくなり、その結果、ばねが軸方向においてアーマチュアを回転板の方に押し込むことができる。これが起こると、ブレーキディスクが回転板の両側に摩擦係合されるようになり、回転板およびシャフトの回転を摩擦制動する。
【０００３】
[0003]理解され得るように、図１に示される従来技術のブレーキのデザインはブレーキディスクの摩耗の影響を受けやすい。ブレーキディスクパッドが摩耗して薄くなると、ソレノイドのアーマチュアとコイルとの間の空隙が大きくなり、それにより、ばねのバイアス力に逆らってアーマチュアを引っ張るためのコイルの能力が低下する。ブレーキ機構の適切に機能する状態を維持するためには整備が必要である。
【０００４】
[0004]摩耗を原因として性能を低下させないような動的なソレノイド操作式パワーオフブレーキが必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]本発明はシャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構を提供する。ブレーキ機構がブレーキの摩耗と、ブレーキの摩耗に関連する整備の必要性を大きく軽減する。ブレーキ機構が、概して、コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドと、軸方向においてアーマチュアから離間される対向板（ｏｐｐｏｓｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）と、アーマチュアと対向板との間にあるボールキャリアロータ（ｂａｌｌ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｒｏｔｏｒ）とを備える。ボールキャリアロータがシャフトと共に回転するためにシャフトに結合され、ボールキャリアロータの周りで角度的に離間されるそれぞれの凹部内に位置する複数の球形ボールを担持する。本発明の一実施形態では、ボールが、ボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースによって径方向において保持され、アーマチュアおよび対向板の一方または両方が、ソレノイドコイルへの電流が遮断されるとばね荷重下でアーマチュアを軸方向において対向板の方向に押し込むときに、外側レースの内部表面に対して複数のボールを径方向外側に付勢するように構成される傾斜表面を有する。この押し込みの作用（ｗｅｄｇｉｎｇ  ａｃｔｉｏｎ）により、問題のある摩耗を本質的に発生させることなく、ボールキャリアロータおよび結合されるシャフトの回転を停止させるための摩擦が発生する。ソレノイドコイルを通電させると、ばねのバイアス力に逆らってアーマチュアが対向板から離れるように移動させられ、それにより、ボールキャリアロータおよびボールならびに結合されるシャフトが解放されて回転することができるようになる。
【０００６】
[0006]本発明の別の実施形態では、傾斜表面が存在せず、球形ボールが、アーマチュアおよび対向板に関連する対向する表面のみによってクランプされる。言い換えると、ボールは制動中に径方向外側には付勢されない。
【０００７】
[0007]本発明はまた、軸を中心に回転するシャフトを制動する方法を包含する。この方法が、概して、軸を中心として配置され、共に回転するためにシャフトに結合される複数のボールを提供することと、ソレノイドのコイルの通電を断つためにソレノイドへの電流を遮断することと、ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを軸に沿って変位させるためにソレノイドのアーマチュアに力を加えることと、例えばアーマチュアに対向する対向板に関連する表面である対向表面と、アーマチュアに関連する表面との間でボールをクランプすることとを含む。この方法が、アーマチュアを軸方向に変位させるのを複数のボールに加えられる径方向の力へと変換するステップと、径方向の力に逆らうように複数のボールの周りに円筒形表面を配置するステップとをさらに含むことができる。
【０００８】
[0008]本発明は回転板の両面に作用するブレーキディスクパッドに依存しないことから、上で言及した摩耗の問題を回避することができる。本発明のブレーキ機構は、従来技術のブレーキ機構よりも長い耐用年数で、必要とされる制動性能を提供することができ、それにより整備コストを低減することができる。
【０００９】
[0009]添付図面の図を参照しながら本発明を以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0010]従来技術のソレノイド操作式ダイナミックブレーキ機構を示す断面図である。
【図２】[0011]モータ駆動シャフトを有する電気モータユニットに接続される、本発明の一実施形態に従って形成されるソレノイド操作式ダイナミックブレーキ機構を示す断面斜視図である。
【図３】[0012]図２に示されるブレーキ機構を示す断面図である。
【図４】[0013]図３の線Ａ−Ａに概して沿うブレーキ機構を示す図である。
【図５】[0014]ブレーキ機構が制動状態および非制動状態にあるときの、ブレーキ機構の一対の傾斜表面およびボールの交互の位置を示す拡大図である。
【図６】[0015]図５に類似するが、傾斜表面を有さない本発明の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0016]図２が、モータユニット２によって駆動されるシャフト４の回転を停止させるための本発明に従って形成されるブレーキ機構１０を描く。ブレーキ機構１０がソレノイド操作式パワーオフブレーキとして構成され、回転シャフトのダイナミックブレーキが必要とされるようなＨＳＥＭＵまたは別の用途で使用され得る。ブレーキ機構１０がシャフト４のスプライン端部６のところに設置される。
【００１２】
[0017]次に、図３および４をさらに参照する。ブレーキ機構１０が、概して、ソレノイド１２と、対向板１４と、ボールキャリロータ１６と、複数のボール１８と、外側レース２０とを備える。ブレーキ機構１０のハウジングが参照符号２２で識別される。
【００１３】
[0018]ソレノイド１２が、一対の導電性コイル２４と、アーマチュア２６とを有する。コイルが電源（図示せず）からの電流によって通電されると、アーマチュア２６が第１の軸方向においてコイル２４の方に引き寄せられ（図３では左側）。１つまたは複数のばね２８が、アーマチュア２６を、第１の軸方向の反対の第２の軸方向（図３では右側）に付勢させる。ばね２８が、ハウジング２２内の対応する凹部２９内で受けられる一方の端部と、アーマチュア２６に係合されるように配置されるもう一方の端部とを有することができる。図４で見ることができるように、複数のコイルばね２８が、シャフト４の回転軸７を中心として規則的な間隔で角度的に離間され得る。
【００１４】
[0019]対向板１４が第２の軸方向においてアーマチュア２６から離間される。ボールキャリアロータ１６が軸７に沿ってアーマチュア２６と対向板１４との間に配置される。図４で見ることができるように、ボールキャリアロータ１６が、ボールキャリアロータの円周縁部の周りで角度的に離間される複数のボール受け凹部３０を有する。ボールキャリアロータ１６がシャフト４のスプライン端部６上に設置され、スプライン端部６の歯に嵌合されるようにサイズ決定される中央歯付開口部３２を有し、それにより、軸７を中心とするシャフト４の回転動作がボールキャリアロータ１６に伝達される。理解されるであろうように、ボールキャリアロータ１６をシャフト４に回転可能に結合させることにより、ボールキャリアロータ１６の回転を制動することでシャフト４の回転を制動することが可能となる。ボール１８はそれぞれがボール受け凹部３０内で受けられる。１２個のボール１８および凹部３０が図４に示されるが、より多くのまたはより少ないボールおよび凹部が設けられてもよい。外側レース２０が、複数のボール１８に面する円筒形内部表面３４を有する。
【００１５】
[0020]ハウジング２２が、ソレノイド１２と、ばね２８と、対向板１４と、ボールキャリアロータ１６と、ボール１８と、外側レース２０とを取り囲む。ハウジング２２が、第１のハウジンン部分２２Ａと、シャフト４に平行に延在する細長結合部３８によって第１のハウジング部分に接続される第２のハウジング部分２２Ｂとを有することができる。細長結合部３８が、ハウジング２２を基準として外側レースを回転させるのを防止するために外側レース２０内のそれぞれの開口部２１を通って延在するように構成され得る。
【００１６】
[0021]次に、さらに図５を参照する。本発明の一実施形態によると、一対の傾斜表面４０および４２がアーマチュア２６および対向板１４にそれぞれ関連する。傾斜表面４０は、アーマチュアと共に第１および第２の軸方向に移動するためにアーマチュア２６に結合されるリングプレート３６内に形成され得る。別法として、傾斜表面４０はアーマチュア２６内に一体に形成されもよい。傾斜表面４２は図３に示されるように対向板１４内に一体に形成され得る。傾斜表面４０および４２は互いに向き合い、ソレノイドコイル２４への電流が遮断されてばね２８のバイアス力でアーマチュア２６を第２の軸方向に移動させるときに、外側レース２０の内部表面３４に逆らって複数のボール１８を軸７から径方向外側に付勢するように構成される。傾斜表面４０は、回転軸７に一致する中心軸を中心として円形リングを形成する環状傾斜表面であってよい。本発明の一実施形態では、傾斜表面４０は、その中心軸を基準として角度Ａ１で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である。同様に、対向板１４に関連する傾斜表面４２は、その中心軸を基準として角度Ａ２で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面であってよい。角度Ａ１およびＡ２は同じ大きさでも異なる大きさであってもよい。描かれる実施形態では、Ａ１およびＡ２は各々が約２０度の大きさを有する。
【００１７】
[0022]次に、図３および５を参照してブレーキ機構１０の動作を説明する。図５では、アーマチュア２６、リングプレート３６およびボール１８が実線図（ｓｏｌｉｄ  ｌｉｎｅ  ｄｅｐｉｃｔｉｏｎ）および仮想線図（ｐｈａｎｔｏｍ  ｌｉｎｅ  ｄｅｐｉｃｔｉｏｎ）の両方で示される。断面を示すために斜線を付けられる実線図はブレーキ機構１０の制動状態に相当する。制動状態では、ソレノイドコイル２４への電力がオフであり、ばね２８が、約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）程度であってよいわずかな空隙距離だけ、アーマチュア２６およびリングプレート３６を図５の右側に押し込む。その結果、ボール１８（１つのみのボールを見ることができる）が傾斜表面４０および４２に係合され、外側レース２０の内部表面３４に逆らって径方向外側に（つまり、軸７から離れるように）付勢される。この押し込みの作用により、ボール１８と、内部表面３４と、傾斜表面４０および４２との間に摩擦が発生し、それにより、問題のある摩耗を本質的に発生させることなく、ボールキャリアロータ１６およびシャフト４の回転が停止される。
【００１８】
[0023]図５の仮想線図は非制動状態に相当し、ここでは、ソレノイドコイル２４が通電され、アーマチュア２６がばね２８のバイアス力に逆らって左側に（コイルの方に）引き寄せられる。したがって、非制動状態では、摩擦を発生させる押し込みの作用が排除され、その結果、ボールキャリアロータ１６、ボール１８およびシャフト４が軸７を中心として自由に回転することができるようになる。
【００１９】
[0024]ボール１８、円筒形内部表面３４および傾斜表面４０、４２の選択される材料は、良好な硬さ、耐食性および耐摩耗性を有することが望ましい。例えば、グレード４４０Ｃのステンレス鋼が適切な材料である。
【００２０】
[0025]図６が、リンプレート１３６を介してアーマチュア２６に関連する制動表面１５０および対向板１１４に関連する制動表面１５２が平坦であり、ボール１８を径方向に付勢する傾斜部を有さないような、別の実施形態を示す。したがって、ボールキャリアロータ１１６内の凹部１３０はロータを通る単純な円形孔であってよく、ボールキャリアロータの円周縁部を通って径方向に開いている必要はない。このようにして、ボール１８がボールキャリアロータ自体により径方向において保持され得るようになり、第１の実施形態の外側レース２０を排除することができる。図６に示されるように、ソレノイドコイルへの電流が止められると、アーマチュア２６がリングプレート１３６と共にばね荷重下で対向板１１４の方に押し込まれ、それにより制動表面１５０と１５２との間でボール１８がクランプされる。傾斜部のくさびの作用により制動摩擦を増大させることを実現する第１の実施形態の制動性能に匹敵させるために、第２の「傾斜部を有さない」実施形態のソレノイド１２およびばね２８はより高い出力能力（ｆｏｒｃｅ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を有するように選択され得る。
【００２１】
[0026]本明細書では本発明の複数の実施形態を詳細に説明してきたが、修正形態が作られ得ることを当業者であれば理解するであろう。１つの例として、アーマチュア２６の上または対向板１４の上のいずれかに１つの傾斜表面のみが設けられるような代替的構成も可能であることに留意されたい。このような修正形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱しない。
【符号の説明】
【００２２】
[0027]  ２  モータユニット
[0028]  ４  シャフト
[0029]  ６  シャフトのスプライン端部
[0030]  ７  シャフトの回転軸
[0031]  １０  ブレーキ機構
[0032]  １２  ソレノイド
[0033]  １４  対向板
[0034]  １６  ボールキャリアロータ
[0035]  １８  ボール
[0036]  ２０  外側レース
[0037]  ２１  外側レース内の開口部
[0038]  ２２  ハウジング
[0039]  ２２Ａ  第１のハウジング部分
[0040]  ２２Ｂ  第２のハウジング部分
[0041]  ２４  ソレノイドコイル
[0042]  ２６  アーマチュア
[0043]  ２８  ばね
[0044]  ２９  ばねのためのハウジング内の凹部
[0045]  ３０  ボールキャリアロータ内のボール受け凹部
[0046]  ３２  ボールキャリアロータの中央歯付開口部
[0047]  ３４  外側レースの円筒形内部表面
[0048]  ３６  リングプレート
[0049]  ３８  結合部
[0050]  ４０  アーマチュアに関連する傾斜表面
[0051]  ４２  対向板に関連する傾斜表面
[0052]  Ａ１、Ａ２  傾斜表面の角度
[0053]  １１４  対向板（代替的実施形態）
[0054]  １１６  ボールキャリアロータ（代替的実施形態）
[0055]  １３０  ボールキャリアロータ内のボール受け凹部（代替的実施形態）
[0056]  １３６  リンプレート（代替的実施形態）
[0057]  １５０  制動表面（代替的実施形態）
[0058]  １５２  制動表面（代替的実施形態）
【図１】
2016508589.tif 000003
【図２】
2016508589.tif 000004
【図３】
2016508589.tif 000005
【図４】
2016508589.tif 000006
【図５】
2016508589.tif 000007
【図６】
2016508589.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月23日(2015.10.23)
【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】
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータを中心に角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
を備え、
前記アーマチュアおよび前記対向板が、前記コイルへの電流が遮断されたときに前記複数のボールに制動力を加えるためにそれぞれに関連するそれぞれの制動表面を有する、
ブレーキ機構。
【請求項２】
前記アーマチュアに関連する前記制動表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項３】
前記複数のボール受け凹部が前記ボールキャリアロータの円周縁部を通って開いており、前記ブレーキ機構が、前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースを備え、前記それぞれの制動表面のうちの少なくとも１つが傾斜表面を有し、前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項４】
前記アーマチュアおよび前記対向板にそれぞれ関連する一対の傾斜表面を備え、前記一対の傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項５】
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項６】
前記対向板に関連する前記傾斜表面が前記対向板内に一体に形成される、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項７】
前記傾斜表面が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項８】
前記一対の傾斜表面の各々が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、請求項４に記載のブレーキ機構。
【請求項９】
前記ソレノイドと、前記少なくとも１つのばねと、前記対向板と、前記ボールキャリアロータと、前記複数のボールと、前記外側レースとを取り囲むハウジングをさらに備えた、請求項３に記載のブレーキ機構。
【請求項１０】
前記ハウジングが、第１のハウジング部分と、前記シャフトに平行に延在する細長結合部により前記第１のハウジング部分に接続される第２のハウジング部分とを有し、前記細長結合部が、前記ハウジングを基準として前記外側レースを回転させるのを防止するために前記外側レース内のそれぞれの開口部を通って延在する、請求項９に記載のブレーキ機構。
【請求項１１】
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースと、
前記アーマチュアまたは前記対向板に関連する傾斜表面と
を備え、
前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、
ブレーキ機構。
【請求項１２】
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
共に回転するために前記シャフトに結合された少なくとも１つのボールであって、前記アーマチュアに関連する制動表面によって係合される、少なくとも１つのボールを含む、
ブレーキ機構の改良。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのボールが、前記シャフト上に設置されたボールキャリアロータにより前記シャフトに結合された、請求項１２に記載の改良。
【請求項１４】
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
前記シャフトを囲む円筒形内部表面を有する外側レースと
共に回転するため前記シャフトに結合され、前記ソレノイドのコイルの通電を断つときに前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の軸方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して径方向外側に付勢される、少なくとも１つのボールとを含む、ブレーキ機構の改良。
【請求項１５】
前記アーマチュアが、前記外側レースの前記内部表面に対して前記少なくとも１つのボールを径方向外側に付勢するために前記アーマチュアに関連する傾斜表面を有する、請求項１４に記載のブレーキ機構の改良。
【請求項１６】
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート内に形成された、請求項１５に記載のブレーキ機構の改良。
【請求項１７】
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアを軸方向に変位させるのを前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換するステップと、
前記径方向の力に逆らうように前記複数のボールの周りに円筒形表面を配置するステップとを含む、方法。
【請求項１８】
前記複数のボールが、前記複数のボールを受けるために前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有するボールキャリアロータにより前記シャフトに結合され、前記ボールキャリアロータが前記シャフトと共に回転するために前記シャフト上に設置された、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アーマチュアの軸方向の変位が、前記軸を基準として先細である少なくとも１つの傾斜表面により前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換された、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記アーマチュアと共に軸方向に変位される第１の傾斜表面を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記第１の傾斜表面と反対の軸方向を向く第２の傾斜表面をさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアに関連する第１の制動表面と、前記第１の制動表面の反対側にある第２の制動表面との間で前記複数のボールをクランプするステップとを含む、方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
[0026]本明細書では本発明の複数の実施形態を詳細に説明してきたが、修正形態が作られ得ることを当業者であれば理解するであろう。１つの例として、アーマチュア２６の上または対向板１４の上のいずれかに１つの傾斜表面のみが設けられるような代替的構成も可能であることに留意されたい。このような修正形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱しない。
（項目１）
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータを中心に角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
を備え、
前記アーマチュアおよび対向するブレーキが、前記コイルへの電流が遮断されたときに前記複数のボールに制動力を加えるためにそれぞれに関連するそれぞれの制動表面を有する、
ブレーキ機構。
（項目２）
前記アーマチュアに関連する前記制動表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、項目１に記載のブレーキ機構。
（項目３）
前記複数のボール受け凹部が前記ボールキャリアロータの円周縁部を通って開いており、前記ブレーキ機構が、前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースを備え、前記それぞれの制動表面のうちの少なくとも１つが傾斜表面を有し、前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、項目１に記載のブレーキ機構。
（項目４）
前記アーマチュアおよび前記対向板にそれぞれ関連する一対の傾斜表面を備え、前記一対の傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、項目３に記載のブレーキ機構。
（項目５）
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート上に形成された、項目４に記載のブレーキ機構。
（項目６）
前記対向板に関連する前記傾斜表面が前記対向板内に一体に形成される、項目４に記載のブレーキ機構。
（項目７）
前記傾斜表面が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、項目３に記載のブレーキ機構。
（項目８）
前記一対の傾斜表面の各々が、環状傾斜表面であって、前記環状傾斜表面の中心軸を基準として約２０°の角度で先細になる表面部分を有する環状傾斜表面である、項目４に記載のブレーキ機構。
（項目９）
前記ソレノイドと、前記少なくとも１つのばねと、前記対向板と、前記ボールキャリアロータと、前記複数のボールと、前記外側レースとを取り囲むハウジングをさらに備えた、項目３に記載のブレーキ機構。
（項目１０）
前記ハウジングが、第１のハウジング部分と、前記シャフトに平行に延在する細長結合部により前記第１のハウジング部分に接続される第２のハウジング部分とを有し、前記細長結合部が、前記ハウジングを基準として前記外側レースを回転させるのを防止するために前記外側レース内のそれぞれの開口部を通って延在する、項目９に記載のブレーキ機構。
（項目１１）
シャフトの回転を停止させるためのブレーキ機構において、
コイルおよびアーマチュアを有するソレノイドであって、前記コイルを電流によって通電させるときに前記コイルに向かう第１の方向に前記アーマチュアが引き寄せられる、ソレノイドと、
前記第１の方向の反対の第２の方向に前記アーマチュアを付勢させる少なくとも１つのばねと、
前記第２の方向において前記アーマチュアから離間された対向板と、
前記アーマチュアと前記対向板との間に配置されたボールキャリアロータであって、前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有し、前記シャフトと共に回転するように前記シャフト上に設置された、ボールキャリアロータと、
前記複数のボール受け凹部内で受けられた複数のボールと、
前記複数のボールに面する円筒形内部表面を有する外側レースと、
前記アーマチュアまたは前記対向板に関連する傾斜表面と
を備え、
前記傾斜表面が、前記コイルへの電流が遮断されて前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して前記複数のボールを径方向外側に付勢するように構成された、
ブレーキ機構。
（項目１２）
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
共に回転するために前記シャフトに結合された少なくとも１つのボールであって、前記アーマチュアに関連する制動表面によって係合される、少なくとも１つのボールを含む、
ブレーキ機構の改良。
（項目１３）
前記少なくとも１つのボールが、前記シャフト上に設置されたボールキャリアロータにより前記シャフトに結合された、項目１２に記載の改良。
（項目１４）
アーマチュアを有するソレノイドであって、軸を中心として回転するシャフトを非制動状態にするために前記ソレノイドのコイルを通電させることにより第１の軸方向に押し込まれる、ソレノイドと、前記ソレノイドのコイルの通電を断って前記シャフトの回転を制動するときに前記第１の軸方向の反対の第２の軸方向に前記アーマチュアを移動させるための少なくとも１つのばねとを有するブレーキ機構の改良において、
前記シャフトを囲む円筒形内部表面を有する外側レースと
共に回転するため前記シャフトに結合され、前記ソレノイドのコイルの通電を断つときに前記少なくとも１つのばねのバイアス力で前記アーマチュアを前記第２の軸方向に移動させるときに前記外側レースの前記内部表面に対して径方向外側に付勢される、少なくとも１つのボールとを含む、改良型ブレーキ機構。
（項目１５）
前記アーマチュアが、前記外側レースの前記内部表面に対して前記少なくとも１つのボールを径方向外側に付勢するために前記アーマチュアに関連する傾斜表面を有する、項目１４に記載の改良型ブレーキ機構。
（項目１６）
前記アーマチュアに関連する前記傾斜表面が、前記アーマチュアと共に前記第１および第２の方向に移動するために前記アーマチュアに結合されたリングプレート内に形成された、項目１５に記載の改良型ブレーキ機構。
（項目１７）
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアを軸方向に変位させるのを前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換するステップと、
前記径方向の力に逆らうように前記複数のボールの周りに円筒形表面を配置するステップとを含む、方法。
（項目１８）
前記複数のボールが、前記複数のボールを受けるために前記ボールキャリアロータの円周周りで角度的に離間された複数のボール受け凹部を有するボールキャリアロータにより前記シャフトに結合され、前記ボールキャリアロータが前記シャフトと共に回転するために前記シャフト上に設置された、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記アーマチュアの軸方向の変位が、前記軸を基準として先細である少なくとも１つの傾斜表面により前記複数のボールに加えられる径方向の力へと変換された、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記アーマチュアと共に軸方向に変位される第１の傾斜表面を有する、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記少なくとも１つの傾斜表面が、前記第１の傾斜表面と反対の軸方向を向く第２の傾斜表面をさらに有する、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
軸を中心に回転するシャフトを制動する方法において、
前記軸を中心として配置され、共に回転するために前記シャフトに結合された複数のボールを提供するステップと、
ソレノイドのコイルの通電を断つために前記ソレノイドへの電流を遮断するステップと、
前記ソレノイドの通電を断っているときにアーマチュアを前記軸に沿って変位させるために前記ソレノイドの前記アーマチュアに力を加えるステップと、
前記アーマチュアに関連する第１の制動表面と、前記第１の制動表面の反対側にある第２の制動表面との間で前記複数のボールをクランプするステップとを含む、方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016508589.tif 000009
【図２】
2016508589.tif 000010
【図３】
2016508589.tif 000011
【図４】
2016508589.tif 000012
【図５】
2016508589.tif 000013
【図６】
2016508589.tif 000014
【国際調査報告】
2016508589.tif 000015
2016508589.tif 000016
2016508589.tif 000017