(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の空気調整要素を少なくとも第１位置と第２位置との間で調節するための調節装置であって、前記空気調整要素を少なくとも前記第１位置と前記第２位置との間で調節するための駆動ユニットであって、入力シャフトおよび前記入力シャフトの軸から離れて設けられた出力シャフトを有する駆動ユニットを備え、前記駆動ユニットは、前記駆動ユニットの前記入力シャフトの周りに設けられた第１部分と、第２部分とを有し、前記調節装置は更に前記空気調整要素を所定の位置へ調節するフェイルセーフ機構を備え、前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの前記第１部分と係合し、前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの主駆動モータとは別に補助駆動モータを有し、前記補助駆動モータは、前記フェイルセーフ機構を駆動するためだけに設けられる、調節装置。
【請求項２】
前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記出力シャフトの周りに設けられている、請求項１に記載の調節装置。
【請求項３】
前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記出力シャフトから離れて設けられている、請求項１に記載の調節装置。
【請求項４】
前記駆動ユニットの前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記第１部分に所定の伝達比で結合されている、請求項１から３の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項５】
前記入力シャフトは主駆動モータに接続されており、前記出力シャフトは吸気口に接続可能に配置されている、請求項１から４の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項６】
前記駆動ユニットの前記第１部分は、太陽歯車、少なくとも一つの遊星歯車、遊星キャリアおよびリングギアを備える遊星歯車機構を含み、前記太陽歯車は前記入力シャフトに接続されている、請求項１から５の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項７】
前記駆動ユニットの前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記出力シャフトを形成する出力ギアを含む、請求項１から６の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項８】
前記遊星歯車機構の前記リングギアは、例えば、前記調節装置のハウジングに、着脱可能に接続されている、請求項６に記載の調節装置。
【請求項９】
前記駆動ユニットの前記第２部分の前記出力ギアは、例えば、前記遊星キャリアである前記遊星歯車機構の出力に所定の伝達比で結合されている、請求項７に記載の調節装置。
【請求項１０】
フェイルセーフ状態において前記駆動ユニットの前記第２部分の前記出力を調節するべく、前記フェイルセーフ機構は前記遊星歯車機構の前記リングギアの前記ハウジングへの結合を解除するように構成される、請求項６又は８の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項１１】
前記駆動ユニットの前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記第２部分の前記出力ギアの周りに回転可能に配置されて前記駆動ユニットの前記第１部分の前記遊星歯車機構の前記リングギアに係合するカップリングギアを含み、前記カップリングギアは、望ましくは前記駆動ユニットの前記第１部分の前記遊星歯車機構の前記リングギアに設けられた外歯に係合する、請求項７に記載の調節装置。
【請求項１２】
前記カップリングギアは、例えば、ばね要素のような弾性要素の影響下で予め引っ張られている、請求項１１に記載の調節装置。
【請求項１３】
前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの前記第１部分の前記入力シャフトの方向に軸方向移動可能なクラッチリングを備え、
前記クラッチリングは、前記ハウジングによって回転がロックされ、および／または、前記リングギアは前記クラッチリングに着脱可能に結合されている、請求項８又は１０に記載の調節装置。
【請求項１４】
前記フェイルセーフ機構は更に、前記クラッチリングに結合可能なクラッチギアを備え、前記クラッチリングは弾性要素の影響下で解放位置へと予め引張力が加えられており、フェイルセーフ状態の場合、この引張力に抗して前記補助駆動モータが前記クラッチリングをブロック位置に保持する、請求項１３に記載の調節装置。
【請求項１５】
前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの前記第１部分と結合可能であり前記ハウジングによって回転がロックされるカムギアを備える、請求項８又は１３の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項１６】
前記カムギアと前記駆動ユニットの前記第１部分との結合は、前記リングギアのカムが前記カムギアの凹部に受容されることによって行われる、請求項１５に記載の調節装置。
【請求項１７】
前記凹部および／または前記カムの設計は、駐車機構の存在に依存する、請求項１６に記載の調節装置。
【請求項１８】
前記フェイルセーフ機構は巻きばねを備える、請求項１から１７の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項１９】
コンデンサのような蓄電素子を有する駐車機構を更に備える、請求項１から１８の何れか一項に記載の調節装置。
【請求項２０】
前記駐車機構は、駐車状態の場合、前記駆動ユニットを静止させた状態にし、フェイルセーフ状態の場合、前記蓄電素子から前記フェイルセーフ機構へ放電することによって前記フェイルセーフ機構を作動させるように構成される、請求項１９に記載の調節装置。
【請求項２１】
請求項１から２０の何れか一項に記載の調節装置を備える自動車の吸気口。
【請求項２２】
請求項１から２０の何れか一項に記載の調節装置を備える自動車のエアダム。
【請求項２３】
請求項１から２０の何れか一項に記載の調節装置を備える自動車のウイング。
【請求項２４】
自動車の吸気口、自動車のエアダム、及び自動車のウイングの少なくとも一つを備え、前記自動車の吸気口、自動車のエアダム、及び自動車のウイングの少なくとも一つは、請求項１から請求項２０の何れか一項に記載の調節装置を備える自動車。
【請求項２５】
請求項１から２０の何れか一項に記載の調節装置を提供する工程を備える、自動車の空気調整要素を調節する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の空気調整要素を調節するための調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調整要素は、例えば、自動車の吸気口、特に吸気口に設けられた調節可能なストリップまたはフラップである。また、空気調整要素は、例えば、自動車の外側に位置するウイング、または、自動車の下側に位置するエアダムもしくはスポイラであり得る。空気調整要素は、導風要素とも称され、車体内および／もしくは車体周囲の気流を誘導または操作する。
【０００３】
従来より、例えば、モータコンパートメントの吸気口のような空気調整要素を調節可能なものにすることが知られており、それにより吸気口を開位置と閉位置との間で調節することが可能である。この場合、吸気口は、例えば、ストリップまたはフラップのような調整要素を備えていてもよく、これらの要素は、例えば、縦軸または横軸周りに枢動させることにより調節可能である。
【０００４】
吸気口が閉位置の場合、車体の空気抵抗が低下し、自動車の燃費をよくすることができる。さらに、自動車の効率、燃費およびＣＯ2排出量を考えた場合、自動車のモータには最適な動作温度があり、これは典型的には周囲温度よりも高い。また、モータが冷えている時には吸気口を閉じると、燃費に有利となる。外気吸気口が開いた状態で走行すると、モータの温度が最適使用温度を下回る場合があり、この場合、燃料消費量が増加する。また、最適動作温度を超える動作温度では、モータの燃料消費量が増加する場合がある。
【０００５】
自動車は、空気調節要素として、一つまたは複数のウイングを備えてもよい。ウイングは、例えば、車体の後部に位置してもよいし、側面または前部に位置してもよい。特に、自動車が高速で走行する時に、ウイングは、車体を地面に安定して保持するための下向きの力を提供することができる。一方で、低速走行時には、ウイングが主に抵抗を発生させるため、燃料消費量が多くなる。したがって、スポイラを調節可能なものにすることが有益である。
【０００６】
自動車は、空気調整要素として、一つまたは複数のスポイラを備えてもよい。スポイラは、抵抗が減少するように、車体周囲の望ましくない空気の流れを乱すために設けられる。スポイラは、車体の後部、側部、前部または底部に配置されてもよい。スポイラが前部または底部に配置されている場合、エアダムとも称される。特に、スポイラまたはエアダムが車体の底部に配置され、そこの気流に影響を与えることにより、車体の下面と路面との間の渦の発生を低減することができ、走行中の車体の抵抗を減少させ、燃料消費量の低減につながる。しかしながら、エアダムが車体の下側に延在すると、スピードバンプ、砂利等の道路上の障害物に接触する可能性がある。これはエアダムの損傷につながる。したがって、エアダム、特に車体の下側にあるエアダムを調節可能にすることは有益であると考えられる。
【０００７】
このように、自動車の空気調整要素を調節可能にすることは有益である。空気調整要素は、通常、駆動ユニットを備える調節装置に接続されている。駆動ユニットにより、空気調整要素を第１位置と第２位置との間で調節することができる。吸気口が閉じておりモータの動作温度が高くなり過ぎた時には、吸気口を再び開けて十分な冷却を行うことができる。ウイングまたはエアダムは、例えば、それらが実質的に車体に沿って延在する第１位置とそれらが車体から斜めに延在する第２位置との間で調節されてもよい。
【０００８】
調節装置が故障してしまった時に吸気口が閉じていた場合に、再び吸気口を開くことができるようにする解決策が知られている。調節装置におけるフェイルセーフ機能は、故障時に、吸気口を遮断している要素を所定の位置へ、通常は遮断要素の開放位置へと調節するために使用される。
【０００９】
例えば、国際出願公開第２０１３／０１２３３７号明細書には、調節装置の出力軸に連結されたばねによって構成されたフェイルセーフ機能を備える調節装置が記載されている。ばねは、当該ばねの張力に抗して、磁力の下で保持されているアームにより支持されている。電源異常等の故障時には、磁力が低下してアームが移動し、ばねが解放される。ばねの力を受けて、調節装置の出力シャフトが開位置へと調節される。
【００１０】
従来の調節装置の欠点は、比較的容積が大きく、車体内の利用可能なスペース内に必ずしも収まらない場合があることである。また、公差に敏感な部品を使用する場合には、調節装置の信頼性が不十分となる場合がある。また、調節装置は比較的高価なものであることが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上述した欠点の少なくとも一つを解決する調節装置を提供することである。特に、比較的小型および／または安価および／または信頼性の高い調節装置を提供することが望まれている。
【００１２】
本発明は、自動車の空気調整要素を少なくとも第１位置と第２位置との間で調節するための調節装置を提供する。調節装置は、前記空気調整要素を少なくとも前記第１位置と前記第２位置との間で調節するための駆動ユニットであって、入力シャフトおよび前記入力シャフトの軸から離れて、設けられた出力シャフトを有する駆動ユニットを備える。前記駆動ユニットは、前記駆動ユニットの前記入力シャフトの周りに設けられた第１部分と、第２部分とを有し、調節装置は更にフェイルセーフ機構を備える。フェイルセーフ機構は前記駆動ユニットの前記第１部分と係合する。
【００１３】
前記駆動ユニットの第２部分を出力シャフトの軸周りに配置する一方で、出力シャフトを望ましくは入力シャフトから離れて配置しているので、前記駆動ユニットを比較的コンパクトな設計とすることができる。より好ましくは、出力シャフトは入力シャフトとほぼ平行に設けられる。この場合、駆動ユニットを比較的平坦な設計とすることができる。
【００１４】
調節装置はフェイルセーフ機構を備える。フェイルセーフ機構は、停電、吸気口を有するモータコンパートメントでの火災、エアダムやスポイラが障害物に接触した場合等の故障時に作動する。フェイルセーフ機構は、故障が発生した場合に、空気調整要素を所定の位置、例えば、第１位置または第２位置へと調整するように構成されている。フェイルセーフ機構は前記駆動ユニットの前記第１部分と係合するように構成される。出力シャフトに直接係合する従来のフェイルセーフ機構とは異なり、本発明によるフェイルセーフ機構は入力シャフトの周りに配置された駆動ユニットの第１部分に係合する。したがって、本発明のフェイルセーフ機構は、駆動ユニットの出力シャフトに作用する力に直接影響されないので軽量設計とすることが可能になる。これは、好ましくは、第２部分が所定の伝達比で第１部分に結合され、出力シャフトによる駆動ユニットの第１部分に掛かる力が第２部分に掛かる力よりも小さくなるように所定の伝達比が選択されていることによる。フェイルセーフ機構が第１部分に係合しているため、フェイルセーフ機構が受ける力も小さくなり、フェイルセーフ機構を軽量でコンパクトな設計にすることができる。
【００１５】
フェイルセーフ機構は様々な部品を備え得るが、本発明によれば、駆動ユニットの第１部品と係合する。フェイルセーフ機構の部品または構成要素は、駆動ユニットの第１部分において入力シャフトの周りに配置されてもよい。および／または、フェイルセーフ機構の部品または構成要素は、駆動ユニットの第２部分における出力シャフトの周りに配置されてもよい。および／または、フェイルセーフ機構の部品または構成要素は、駆動ユニットの第１部分および／または第２部分の隣に配置されてもよい。したがって、フェイルセーフ機構および／またはフェイルセーフ機構の構成要素の多くの変形形態および異なる位置への配置が可能であるが、フェイルセーフ機構はいずれの場合であっても駆動ユニットの第１部分と係合する。
【００１６】
したがって、例えば、フェイルセーフ機構が作動する場合には、空気調整要素の所定の位置に、予め引張力がかけられている（付勢されている）引張ばね等の付勢要素を設けてもよい。このような引張ばねまたは他の弾性要素は、故障が発生した場合に、駆動ユニットを介して空気調整要素を所定の位置へと調節するために必要なエネルギーを提供できる。例えば、引張ばねの一端は、駆動ユニットの第１部分または駆動ユニットの第２部分と、取り外し可能または取り外し不可能に接続されてもよく、他端は固定世界と接続されてもよい。引張ばねは、駆動ユニットの第２部分もしくは駆動ユニットの第１部分に配置されてもよく、または、駆動ユニット内の第１部分および第２部分とは別の部分に配置されてもよい。例えば、第１部分の要素または構成要素を保持またはブロックし、故障が発生した場合にはこの構成要素を解放することによって、フェイルセーフ機構自体は駆動ユニットの第１部に係合する。この時、例えば、エネルギーが引張ばねから解放され、駆動ユニットの第１部分を介するか否かにかかわらず、出力シャフトを空気調整要素の所定の位置へと調節することができる。
【００１７】
駆動ユニットの第２部分を所定の伝達比で駆動ユニットの第１部分に結合することにより、駆動ユニットの第１部分およびフェイルセーフ機構を、軽量設計とすることができる。結局のところ、出力シャフトに加わる全ての力が第１部分および／またはフェイルセーフ機構に作用するのではなく、伝達比に応じたこれらの力の一部のみが作用する。例えば、第１部分と第２部分との間の結合の伝達比が１対３の場合、駆動ユニットの第１部分および／またはフェイルセーフ機構は、出力シャフトにかかる力の３分の１しか受けない。このように、第１部分および／またはフェイルセーフ機構の設計をより軽量かつ安価にすることができる。他の数値の伝達比も可能であることは明らかである。
【００１８】
入力シャフトは主駆動モータに接続され、出力シャフトは空気調整要素に接続可能に構成される。このようにして、調節装置はコンパクトな態様で空気調整要素と結合することができる。例えば、調節装置はハウジングを備えてもよい。主駆動モータをハウジング内に配置し、駆動ユニットの出力シャフトはハウジングを貫通して延在させることができるため、例えば、吸気口の遮断要素、スポイラまたはエアダム等の空気調整要素と簡単に連結できる。
【００１９】
駆動ユニットの第１の部分は、太陽歯車、少なくとも１つの遊星歯車、遊星キャリアおよびリングギアを備える遊星歯車機構を含み、太陽歯車は入力シャフトに接続される。
【００２０】
駆動ユニットの前記第２部分は、駆動ユニットの出力シャフトを形成する出力ギアを含む。
【００２１】
駆動ユニットの前記第２部分の前記出力ギアは、例えば、遊星キャリアである前記遊星歯車機構の出力に所定の伝達比で結合されている。この場合、前記第１部分と前記第２部分との間の伝達比は、簡単な方法で実現可能である。
【００２２】
遊星歯車機構の前記リングギアは望ましくは、例えば、調節装置のハウジングである固定世界に、着脱可能に接続されている。固定世界に取り外し可能に接続できるリングギアを設けることにより、フェイルセーフ機能は作動すると、リングギアを遊星歯車機構の２番目の入力として駆動できる。フェイルセーフ状態において前記駆動ユニットの前記第２部分の前記出力を調節するべく、前記フェイルセーフ機構は前記遊星歯車機構の前記リングギアの前記固定世界への結合を解除する。このように、リングギアを介して、駆動ユニットの第２部分を、フェイルセーフ状態において、例えばカップリングギアを介して駆動することができる。カップリングギアは、好ましくは、駆動ユニットの第２部分の出力ギアを中心に回転可能に配置され、駆動ユニットの第１部分の遊星歯車機構のリングギアと回転可能に結合される。より好ましくは、カップリングギアは、駆動ユニットの第１部分の遊星歯車機構のリングギアの外歯と回転可能に結合される。カップリングギアは、例えば、ばね要素などの弾性要素の影響下で、所定の位置へと予め引張力がかけられている（付勢されている）。フェイルセーフ状態になると、カップリングギアを所定の位置に付勢することにより、当該付勢力により出力シャフトを所定の位置へと調節することができる。カップリングギアは、リングギアを介して、固定世界に例えばハウジングに取り外し可能に接続されている。故障が発生した場合、フェイルセーフ機構により、カップリングギアと固定世界との結合が解除され、リングギアおよび遊星歯車機構を介して出力ギアを所定の位置へと調節することができる。
【００２３】
フェイルセーフ機構は通常、蓄電要素および／または起動要素を備える。起動要素は、固定世界によるリングギアの回転ロックを解除できる。起動要素は、本実施形態では、補助駆動モータとして実装されている。補助駆動モータを設けることにより、従来のフェイルセーフ機構の比較的高価で公差に敏感な磁気結合要素を、より安価で信頼性の高い補助駆動モータに置き換えることができる。また、補助駆動モータは、既知の磁気結合要素よりも場所を取らないので、駆動ユニットをよりコンパクトな設計とすることができる。補助駆動モータは主駆動モータとは別個に設けられているため、フェイルセーフ機構が作動すると、主駆動モータを介した吸気口の駆動は行われない。また、補助駆動モータはフェイルセーフ機構のみを駆動し、出力シャフトを駆動しない。これは、駆動ユニットの第１部分および第２部分を介して出力シャフトを駆動することによって空気調整要素を調整する主駆動モータとは対照的である。補助駆動モータはフェイルセーフ機構のみを調節し、フェイルセーフ機構の調節により、例えば、引張ばね等の付勢要素がエネルギーを放出して、出力シャフトが調節される。補助駆動モータはフェールセーフ機構の駆動専用に構成されており、出力シャフトを駆動するようには構成されていない。このため、補助駆動モータの設計を相対的に軽くすることができる。
【００２４】
駆動ユニットの前記第１部分は、駆動ユニットの前記第１部分の入力シャフトの方向に軸方向移動可能なクラッチリングを備える。クラッチリングは、例えば調節装置のハウジングである固定世界によって回転がロックされ、および／または、前記リングギアはクラッチリングに取り外し可能に結合されている。クラッチリングを設けることにより、リングギアを固定世界に対して簡単な方法で取り外し可能に結合することができる。クラッチリングは軸方向に移動可能であり、したがって、フェイルセーフ機構の影響下で、例えば、クラッチギアを調節することにより、リングギアを保持または解放することができる。クラッチギアはクラッチリングに結合可能であり、前記クラッチリングは解放位置へと予め引っ張られている。
【００２５】
フェイルセーフ状態になった場合、この引張力（付勢力）に抗して補助駆動モータがクラッチリングをブロック位置に保持する。
【００２６】
調節装置は駐車機構を備え、車両が駐車されて調節装置への電流供給が遮断されると、フェイルセーフ機構は作動されず、駐車機構が作動する。駐車機構を備える調節装置では、クラッチギアを解放位置へと付勢する構成が設けられていない。そこで補助駆動モータがクラッチギアをブロック位置へと調節する。駐車状態の場合、駐車機構は駆動ユニットを静止させたまま、すなわち、変わらない状態にすることができる。フェイルセーフ状態の場合、駐車機構は蓄電素子からフェイルセーフ機構へと放電させることにより、フェイルセーフ機構を作動させることができる。通常、車両制御装置は、駐車の前に、車両が駐車動作を行っていることを示す駐車信号受信する。このような駐車信号がない場合、例えば、電流供給が遮断された場合、これが異常として検出されてフェイルセーフ機構が作動する。
【００２７】
有利な更なる実施形態については、従属請求項に示されている。
【００２８】
本発明はまた、そのような調節装置が設けられた吸気口、そのような吸気口が設けられた車両および吸気口を調節する方法に関する。
【００２９】
本発明を、図面に示される例示的な実施形態に基づいて更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る調節装置の概略的な斜視図である。
【図２】図１に係る調節装置の概略的な分解組立図である。
【図３】図１の駆動ユニットの概略的な背面図である。
【図４】調節装置の駆動ユニットの概略的な斜視図である。
【図５】図４の駆動ユニットの詳細図である。
【図６】クラッチリングとクラッチギアを備えた図５の詳細図である。
【図７】通常の動作状態における駆動ユニットの第１部分を示す図である。
【図８】フェイルセーフ機構が作動している時の駆動ユニットの第１部分を示す図である。
【図９】フェイルセーフ状態の駆動ユニットの第１部分を示す図である。
【図１０ａ】フェイルセーフ機構が作動していない状態の駆動ユニットを示す図である。
【図１０ｂ】フェイルセーフ機構が作動している状態の駆動ユニットを示す図である。
【図１１ａ】駐車機構を有さないフェイルセーフ機構を備える駆動ユニットの別の実施形態の概略上面図であり、フェイルセーフ機構が作動していない状態を示している。
【図１１ｂ】図１１ａの詳細図である。
【図１２ａ】駐車機構を有するフェイルセーフ機構を備える駆動ユニットの別の実施形態の概略上面図であり、フェイルセーフ機構が作動していない状態を示している。
【図１２ｂ】図１２ａのカムギアの詳細図である。
【図１２ｃ】フェイルセーフ機構が作動した状態の図１２ａの実施形態の図である。
【図１３ａ】駐車機構を有さないフェイルセーフ機構を備えた駆動ユニットの別の実施形態の概略上面図である。
【図１３ｂ】図１３ａの実施形態の概略的な斜視図である。
【図１４ａ】接続解除可能なリングギアを有するフェイルセーフ機構を備えた駆動ユニットの一実施形態の概略的な上面図である。
【図１４ｂ】図１４ａの実施形態の概略的な斜視図である。
【図１４ｃ】図１４ａおよび図１４ｂの実施形態の概略斜視分解図である。
【図１５ａ】接続解除可能なリングギアを有するフェイルセーフ機構を備えた駆動ユニットの第２の実施形態の概略的な上面図である。
【図１５ｂ】図１５ａの実施形態の概略的な斜視図である。  添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を概略的に示しているに過ぎないことに留意されたい。同様な構成要素については、同様な参照番号で示されている。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１には、自動車の空気調整要素を調節するための調節装置１が示されている。空気調整要素はモータコンパートメントの吸気口であってもよく、吸気口は通常、吸気口が実質的に閉じられる第１位置と吸気口が実質的に開く第２位置との間で調節可能なストリップ等の遮断要素を備えている。吸気口は図１には示されていない。空気調整要素はまた、車体の前部または底部に望ましくは位置するスポイラまたはエアダムであってもよい。エアダムは、例えば、エアダムが実質的に車体に沿って延在する第１位置とエアダムが車体から斜めに延在する第２位置との間で調節可能である。空気調整要素は、通常は車体の後部または上部に位置するウイングであってもよい。ウイングは、実質的に車体に沿って延在する第１位置と、車体から斜めに延在するまたは車体から離れる方向である第２位置との間で調節可能であってもよい。調節装置１は、ハウジング２と、ハウジング２に収容される駆動ユニット３とを備える。ハウジング２は、２つの部分、すなわち、駆動ユニット３が配置される第１のハウジング部分２ａと、第１のハウジング部分２ａを閉鎖するカバーとして実装される第２のハウジング部分２ｂとを有する。
【００３２】
ハウジング２には入口開口４が設けられ、当該入口開口から接続要素を挿入して駆動ユニット３に接続可能となっている。接続要素は、例えば、ＬＩＮバスシステムまたは他のシステム等である車載システムのプラグであり得る。接続要素は、好ましくは、駆動ユニットに電気を提供するための少なくとも１つの電気接続を有する。必要に応じて、接続要素は、制御信号を駆動ユニットに供給するため、および／または、制御信号を駆動ユニットから、例えば、中央車載制御部である車載システムに戻すために、制御接続を更に有してもよい。
【００３３】
ハウジング２には更に、少なくとも１つの出口開口５が設けられている。出口開口５を介して駆動ユニット３の出力シャフト要素６を延在させて、出力シャフト要素を空気調整要素、例えば、吸気口のストリップ、エアダムまたはウイングと結合させることができる。
【００３４】
駆動ユニット３は、入力シャフトの軸、すなわち、入力軸Ａの周りに設けられた第１部分３ａと、出力シャフトの軸、すなわち、出力軸Ｂの周りに設けられた第２部分３ｂとを有する。入力軸Ａは出力軸Ｂから離れて設けられている。好ましくは、入力軸Ａは、出力軸Ｂにほぼ平行に設けられる。出力シャフト要素６は、出力軸Ｂの周りに同心円状に配置されている。出力シャフト要素６は、端部６ａから反対側の端部６ｂまで延在してもよい。出力シャフトの端部６ａ、６ｂは、好ましくは、ハウジング部分２ａ、２ｂの開口部５ａおよび５ｂを通って、それぞれハウジング２のいずれかの側に配置される。出力シャフト要素６は、軸Ｂに沿って延在する中空シャフト要素であってもよい。
【００３５】
第１部分３ａは、ギアカップリング７によって第２部分３ｂに結合される。第２部分３ｂのギアの直径を第１部分３ａのギアの直径よりも大きくすることにより、駆動ユニット３の第２部分３ｂを駆動ユニット３の第１部分３ａに所定の伝達比で結合することができる。このように構成することにより、駆動ユニット３の第１部分３ａは、出力シャフト６にかかる全ての力を受けず、伝達比に応じて力の一部のみを受ける。このため、駆動ユニットの第１部分３ａの設計を軽量および安価にすることが可能である。
【００３６】
駆動ユニット３はまた、フェイルセーフ機構８を備える。フェイルセーフ機構８の補助駆動モータ９、ウォーム１０、クラッチギア１１およびクラッチリング１２が図１に示されている。モータコンパートメントが引火した等の故障時および突然の電源故障の場合、フェイルセーフ機構８が作動し、フェイルセーフ機構８が出力シャフト６を所定の位置、例えば、吸気口が開位置になるような位置へと調節する。
【００３７】
図２は、調節装置１の分解斜視図である。駆動ユニット３を分解した状態が図に示されている。第１部分３ａは入力軸Ａの周りに設けられ、第２部分３ｂは出力軸Ｂの周りに設けられている。第１部分３ａは、ウォームホイール１４を備えた主駆動モータ１３で構成されている。入力軸Ａと一致する中心軸を有する棒状要素１５が設けられている。駆動ユニット３の第１部分３ａの構成要素は、この棒状要素１５を中心に設けられている。ウォームホイール１４は、入力シャフト要素１６と協働してもよい。入力シャフト要素１６は、ウォームホイール１４と係合可能なウォームギア１６ａ、および、遊星歯車機構１７の入力となっている太陽歯車１６ｂを備える。遊星歯車機構１７は、太陽歯車１６ｂに加えて、３つの遊星歯車１８と、遊星キャリア１９と、リングギア２０とから構成されている。リングギア２０は、遊星歯車１８と係合するように構成された内歯２１を有する。リングギア２０は更に外歯２２を有し、当該外歯２２は、軸Ｂ周りに出力シャフト要素６を中心に回転可能に配置されたカップリングギア２６に係合する。遊星歯車１８は、担持部１９ａおよび歯車部１９ｂを有する遊星キャリア１９上に配置されている。歯車部１９ｂは、出力ギア２３に係合する。
【００３８】
駆動ユニット３の第２部分３ｂは、出力ギア２３に加えて、出力ギア２３の周りに回転可能に配置されたカップリングギア２６を有する。カップリングギア２６は、好ましくは、出力ギア２３に対して回転可能に配置される。
【００３９】
また、引張ばね２７が設けられている。引張ばね２７は、一方の端部２７ａをカップリングギア２６に接続可能であり、他方の端部２７ｂを固定世界、本実施形態においては、調節装置１のハウジング２に接続可能である。
【００４０】
この実施形態例におけるフェイルセーフ機構８は更に、クラッチギア１１を解放位置に付勢するための小さな付勢ばね２５を備える。
【００４１】
図３において、駆動ユニット３は、主駆動モータ１３が見える状態の背面から示されている。駆動ユニット３は以下のように動作する。主駆動モータ１３は、ウォーム１４およびウォームギア１６ａを介して、太陽歯車１６ｂを駆動する。遊星歯車機構１７のリングギア２０は、通常の動作状態では、クラッチリング１２により回転をブロックされた状態で保持されている。リングギア２０は外歯２２によってカップリングギア２６に噛み合っているため、カップリングギア２６も同様にクラッチリング１２を介して回転をブロックされた状態になっており、固定世界、すなわち調節装置１のハウジング２に非回転的に接続されている。
【００４２】
遊星キャリア１９は、遊星歯車機構１７の出力部である。一般的な遊星歯車機構で知られるように、太陽歯車１６ｂが回転すると遊星歯車１８が回転すると共に、遊星歯車機構１７の出力として遊星キャリア１９も回転する。係合中の遊星キャリア１９は、駆動ユニット３の第２部分３ｂの出力ギア２３と結合されており、出力ギア２３が回転することにより吸気口を調節することができる。
【００４３】
図３には、引張ばね２７の第１端部２７ａがカップリングギア２６のリップ３０の後ろで係合していることが示されている。このように引張ばね２７はカップリングギア２６に連結されている。
【００４４】
一実施形態例では、付勢ばね２５を省略することができ、その場合、調節装置１は図４に示すように、駐車機構２８を備える。
【００４５】
駐車機構２８は、蓄電素子としてのコンデンサ２９を備える。
【００４６】
これにより、車両を駐車して調節装置への電流供給が遮断された場合には、フェイルセーフ機構を作動させずに駐車機構２８を作動させることが可能となる。この実施形態例では付勢ばね２５がないため、クラッチギア１１を解放位置へと付勢するものがない。そこで、補助駆動モータ９が、クラッチギア１１をブロック位置に調節して、通常の動作状態の間はこのブロック位置に保持する。駐車状態の場合には、駐車機構２８により、フェイルセーフ機構が放電せず駆動ユニットが変化しないので、遮断要素は駐車前に位置していた位置にとどまる。これに代えておよび／または加えて、駐車機構２８は、駐車前に遮断要素の位置を記憶し、駐車中には、コンデンサ２９からの電気エネルギーを放電することにより補助駆動モータ９およびクラッチギア１１を介して遮断部材を開位置または閉位置へと調節し、駐車後には、遮断部材を前の位置に再調節するように構成されていてもよい。この場合、駐車機構２８は、以前の位置を記憶するおよび／または補助駆動モータ９を制御するための制御部を備えてもよい。
【００４７】
通常、車両制御装置は、駐車の前に、車両が駐車動作を行っていることを示す駐車信号を受信する。このような駐車信号がない場合、例えば、電流供給が遮断された場合、これが異常として検出されてフェイルセーフ機構が作動する。フェイルセーフ状態の場合、駐車機構は蓄電素子２９からフェイルセーフ機構８へと放電させることにより、フェイルセーフ機構を作動させることができる。
【００４８】
図４には、ハウジング２の入口開口４を介してアクセス可能な接続要素３１も示されている。接続要素３１は、対応する接続要素、例えば、車載システムの接続要素と結合可能なように構成されている。接続要素は、好ましくは、車両システム用の公知の接続要素として実装される。
【００４９】
フェイルセーフ機構８の動作を図５〜図１０ｂに基づいて説明する。図５は、入力シャフト要素１６、ウォームギア１６ａと太陽歯車１６ｂとの組み合わせ、遊星歯車１８および遊星キャリア１９を備える遊星歯車機構１７を詳細に示している。遊星キャリア１９に配置されたリングギア２０は、遊星歯車１８に噛み合う内歯２１と、カップリングギア２６に噛み合う外歯２２とを有する。
【００５０】
図６には、リングギア２０が更に、クラッチリング１２の上側１２ａに設けられた凹部３３と係合するリングギアカム３２を備えていることが示されている。クラッチリング１２自体の下側１２ｂに、クラッチギア１１の凹部３５に嵌合するクラッチリングカム３４が設けられている。図６に示されるように、クラッチギア１１は、付勢ばね２５（図６には示されていない、図２に示す）により時計回り方向ＣＷに付勢されている。通常の動作状態においてフェイルセーフ機構８が作動していない場合には、図１０ａおよび図６に示すように、補助駆動モータ９の非自己制動ウォーム−ウォームギア駆動により、クラッチギア１１が付勢ばね２５の付勢力に抗して反時計回りＣＣＷ方向にブロック位置に保持される。この時、クラッチリング１２はリングギア２０に連結されており、クラッチギア１１がクラッチリング１２に対して相対的に回転移動可能になっている。このように、遊星歯車機構１７を介した主駆動モータ１３による出力シャフト６の駆動は、クラッチギア１１と補助駆動モータ９を備えるフェイルセーフ機構８とは独立している。
【００５１】
クラッチギア１１の角変位は相対的に小さく、約１０度から約２０度、好ましくは約１５度である。クラッチリングカム３４は、クラッチギア１１の上面１１ａに設けられており、クラッチギア１１がクラッチリング１２の下で回転移動可能になっている。補助駆動モータ９は、通常の動作状態では、付勢ばね２５の付勢に抗してクラッチギア１１を補助駆動モータに向かって引っ張って保持する。主駆動モータ１３は、フェイルセーフ機構８から影響を受けることなく駆動ユニット３を駆動することができる。
【００５２】
故障時にはフェイルセーフ機構８が作動する。電流の供給が途絶えると、主駆動モータ１３および補助駆動モータ９に電流が流れなくなる。すると補助駆動モータ９はクラッチギア１１を補助駆動モータに向かって引っ張ることを停止し、クラッチギア１１は付勢ばね２５により、図１０ｂおよび図８に示すように、約１０度から約２０度の間、好ましくは約１５度である比較的小さな角変位でブロック解除位置まで時計回りＣＷ方向に移動する。この時、クラッチリング１２はクラッチギア１１と連結されていることからリングギア２０はブロックされておらず、リングギア２０がクラッチリング１２に対して相対的に回転可能である。補助駆動モータ９に非自己制動駆動装置が設けられているため、ウォーム１０はクラッチギア１１と協働可能である。クラッチギア１１の角変位の結果として、クラッチリングカム３４がクラッチギア１１の上側１１ａの凹部３３に嵌合する。この時クラッチリング１２はクラッチギア１１と固定的に結合され、それにより、図７に示す方向Ｄである下向きに移動する。クラッチリング１２が下方へ移動する結果、リングギアカム３２は嵌合していた凹部３３から解放される。このようにして、図８に示すように、リングギア２０は回転ロックから解放され回転可能となる。
【００５３】
リングギア２０は、外歯２２を介してカップリングギア２６に係合する。このカップリングギア２６は、引張ばね２７に接続されている。リングギア２０が自由に回転可能になると、カップリングギア２６は引張ばね２７の影響下で回転可能となり、固定世界、すなわち、ハウジング２との結合が解かれる。そして、リングギア２０がそれに伴って図９に示すように移動する。カップリングギア２６およびリングギア２０は、クラッチリング１２を介した固定世界すなわちハウジング２との結合から解放され、自由に回転可能となる。遊星歯車機構１７の太陽歯車１６は回転せず、主駆動モータ１３は自己制動駆動装置を備えているので、リングギア２０の内歯２１は遊星歯車１８を駆動し、それにより遊星キャリア１９も駆動される。これは、当業者には明らかであろう遊星歯車機構の特性である。
【００５４】
その結果、出力ギア２３が回転し出力シャフト要素６を動かして、吸気口を所定の位置に調節する。
【００５５】
図４に示すように、駆動ユニット３に駐車機構２８が設けられている場合には、付勢ばね２５は設けられない。その場合、通常の動作状態では、補助駆動モータ９は、クラッチギア１１を反時計回りＣＣＷ方向に補助駆動モータに向かって引っ張って、図１０ａに示されているのと同じブロック位置に保持する。ここで、付勢ばね２５が存在しないので、付勢張力を継続的に抗する必要がなく、補助駆動モータ９を常に通電させる必要がない。故障が発生した場合、電流供給が途絶えると、補助駆動モータ９も電流を失う。そこで、コンデンサ２９を放電させて補助駆動モータ９に電流を流すことができる。この時、補助駆動モータ９は、クラッチリングカム３４がクラッチの上側１１ａの凹部３５に嵌合するまでクラッチギア１１を時計回りＣＷ方向に押し、クラッチギア１１がブロック解放位置になる。その後のフェイルセーフ機構８の動作は上述した通りであり、図１０ｂに示すような位置になる。
【００５６】
駆動ユニット３に駐車機構２８が設けられている場合、自動車の駐車時、すなわち制御された電流供給遮断時には、付勢ばね２５が存在しないため駆動ユニット３に変化は生じない。故障が発生し、電流供給が予期せずまたは制御されずに停止されると、フェイルセーフ機構８が作動する。駐車する場合、駆動ユニット３、特に駆動ユニット３の制御ユニットは、制御された電流供給遮断の前に、車載システムから「駐車」信号を受信する。信号を受信したことを受けて、制御ユニットはコンデンサの放電を止めてもよい。駐車信号がなく電流供給が途絶えた場合には、故障が発生していると判断し、コンデンサ２９の放電によりフェイルセーフ機構８が作動する。
【００５７】
必要に応じて、自動車のエンジン始動前に、コンデンサ２９の電流を使用して、電気ケーブルおよび／またはデータケーブルおよび／または他のケーブルが無傷であるかどうか、すなわち電流および／またはデータがケーブルを通過可能であるか否かをチェックしてもよい。一部の地域では、路上に（石）マルテン（ｍａｒｔｅｎ）が多く使われており、駐車している間に車両のケーブルや回線が損傷する可能性がある。エンジンを始動する前に、コンデンサからの少量の電流を利用してケーブルの損傷がないことを確認することにより、ケーブルの破損があるか否かを確認できる。複数のケーブルのうち何れかが損傷した場合、駆動ユニット３への電流供給が妨げられる可能性があり、その結果、フェイルセーフ機構８がエンジンの始動時に作動することになる。これを事前に察知することにより、駆動ユニット３の制御ユニットは、例えば、駐車状態を維持すること、または、フェイルセーフ機構を作動させることを選択することができる。
【００５８】
フェイルセーフ機構８の作動後、電流が再び供給されるようになった場合には、フェイルセーフ機構８をリセットしてもよい。主駆動モータ１３は遊星歯車機構１７を駆動し、遊星キャリア１９は出力シャフト要素６を、通常は空気調整要素の第１位置である所定の位置へと調節する。
【００５９】
空気調整要素、例えば、吸気口のストリップ、エアダムまたはウイングが、第１位置のような終端位置にある場合、遊星キャリア１９もそれ以上回転できずブロックされた状態となっている。次に、引張ばね２７が完全に引っ張られるまでリングギア２０が遊星歯車１８を介して駆動され、駆動ユニット３がブロックされる。電流供給源は作動したままであるが、駆動ユニット３がブロックされているため、主駆動モータ１３もブロックされ、これにより、電流増加、いわゆる停動電流につながる。この停動電流が検出されると、補助駆動モータ９に電流が供給される。これにより、補助駆動モータ９は、付勢ばね２５の付勢力に抗して、または実施形態によっては付勢力は存在しないが、クラッチギア１１およびクラッチリング１２をブロック位置まで回転させることができる。
【００６０】
駆動ユニット３は、制御ユニットを備えてもよい。この制御ユニットは、例えば図４に示されるように、調節装置１のハウジング内のプリント回路基板３６に配置されてもよい。これに代えて、制御ユニットは、ハウジングの外側に配置されてもよい。制御ユニットは車載システムから信号を受信するように構成され得るが、加えて、例えば、駆動ユニットの動作状態に関する信号を車載システムにフィードバックするように構成されてもよい。
【００６１】
図１１ａおよび図１１ｂには、フェイルセーフ機構８の別の実施形態が示されている。この実施形態例では、フェイルセーフ機構８は、前の実施形態におけるクラッチリング１２およびクラッチギア１１の代わりに、カムギア３７を用いて実施される。カムギア３７は一方側ではリングギア２０と係合し、他方側では補助駆動モータ９のウォーム１０と係合する。クラッチリング１１と同様に、カムギア３７にはウォーム１０と係合するために歯３８が設けられている。リングギア２０と係合するために、カムギア３７にはリングギア２０のカム４０が嵌合する凹部３９が設けられている。カムギア３７は、固定世界すなわちハウジング２に、回転軸Ｃを中心として回転可能に取り付けられている。
【００６２】
この例示的な実施形態では、駐車機構は設けられない。これは、補助駆動モータ９が継続的に駆動状態にあり、カムギア３７を補助駆動モータに向かって引っ張ることを意味する。このように、カップリングギア２６を備えたリングギア２０は引張ばね２７によって付勢されるので、小さな付勢ばねは必要ない。カム４０および凹部３９は、カムギア３７がリングギア２０に対して自己ブロッキングしないように構成される。図示されていないばねによって、リングギア２０は時計回りに回転するように付勢される結果、カム４０はばね作用により凹部の面３９ａに押し付けられる。したがって、カムギア３７はリングギア２０のカム４０をブロック位置に保持し、補助駆動モータ９は、例えば、引張ばね３７のばね作用の力に抗して、カムギア３７を継続的に補助駆動モータに向かって引っ張る。例えば、リングギア２０を付勢するためのばね作用は、図１〜図１０の実施形態に示されるように、カップリングギア２６および引張ばね２７を利用して実装される。他の変形例を用いてもよいことは明らかである。
【００６３】
カム４０が当接する凹部３９の面３９ａは回転軸Ｃを通る作用線Ｗに対して角度αをなすことから、ばね作用から生じたカムギア３７に対するカム４０の反力Ｆは、自己ブロック的ではない。角度αは、望ましくは＜９０度である。この作用線Ｗは反力Ｆに平行ではあるが、カム４０および面３９ａの幾何学的形状のために、作用線Ｗは反力Ｆとは一致しない。その結果、反力Ｆは回転軸Ｃ周りにモーメントを生じさせ、カムギア３７を反時計回りＣＣＷ方向に「押しのけよう」とする。したがって、このモーメントを打消し、カム４０をカムギア３７においてブロックされた状態に保つために補助駆動モータ９の通電が常に必要となる。そして、リングギア２０もカムギア３７を介して、固定世界、すなわちハウジングに連結された状態となっている。
【００６４】
故障時には電流供給が低下し、補助駆動モータ９による駆動力も低下し、反力Ｆによって加えられるモーメントによりカムギア３７が回転軸Ｃ周りに「押しのけられ」、リングギア２０のブロックが解除される。補助駆動モータ９は非自己制動駆動であることから、リングギア２０は、例えば、引張ばね２７のばね作用の影響下で自由に回転可能となる。一方、遊星歯車機構１７の太陽歯車１６は、主駆動モータ１３の自己制動駆動装置１４によってブロックされているので、遊星キャリア１９は回転することができる。遊星キャリア１９が出力歯車２３と結合されているため、出力シャフト要素６をしたがって空気調整要素を、所定の位置に調節することができる。
【００６５】
上記の実施形態は、図１〜図１０に示される実施形態よりも小型である。ここでは、フェイルセーフばね２５、クラッチリング１２およびクラッチギア１１は省略されている。
【００６６】
図１２ａおよび図１２ｂには、図１１ａおよび図１１ｂに示した実施形態の変形例が示されており、駐車機構が設けられている。駐車機構２８は図示されていないが、図３、図４または図１０ａ、図１０ｂの実施形態と同様に、コンデンサ２９を備えてもよい。リングギア２０は、例えば、引張ばね２７のようなばね作用の影響下で、時計回りＣＷ方向の回転のために付勢される。補助駆動モータ９はカムギア２７をブロック位置にして、カム４０を凹部３９に保持することができる。カム４０および対応する凹部３９の構成により、リングギア２０に対するばね作用にもかかわらず、カム４０は凹部３９内に留まる。このため、補助駆動モータ９は、カムギア３７を常時付勢する必要がない。フェイルセーフ機構８は、この実施形態でも同様に、リングギア２０のカム４０と係合する凹部３９が設けられたカムギア３７を備える。面３９ａは、作用線Ｗに対して９０度以上の角度αをなしている。カム４０は、面３９ａに対応する形状に作られる。カム４０と面３９ａとの間の摩擦により、および、面３９ａの幾何形状のため、反力Ｆは自己ブロック効果を発揮する。その結果、リングギア２０のばね作用の影響下で、力Ｆによりカムギア３７はカム４０に結合されたままになる。したがって、補助駆動モータ９は、カムギア３７を継続的に駆動する必要がない。故障が発生した場合、駐車機構２８のコンデンサ２９が放電されて補助駆動モータ９を駆動し、カムギア３７をカム４０から引き離し、カム４０が凹部３９から外れるようになっている。その結果、カムギア３７はリングギア２０から切り離され、リングギア２０はばね作用の影響下で回転することができ、その結果、出力シャフト要素６を調節することができる。
【００６７】
図１１ａから図１２ｃに示されるクラッチ機構の第１の実施形態の別の態様では、フェイルセーフ機構８は、図１３ａ、図１３ｂに示される巻きばね４１および補助駆動モータ９を備える。必要に応じて設けられる付勢ばね２５、クラッチギア１１および３７またはクラッチリング１２は、ここでは省略されている。巻きばね４１は、一方の側が補助駆動モータ９のウォーム１０と接続され、他方の側が固定世界、すなわちハウジング２と接続される。巻きばね４１は、リングギア２０の周りに配置されてリングギア２０をブロック位置にブロックする。巻きばねの動作はよく知られており、ばねと、ここではリングギア２０のカラーである対応するパーツとの間に加えられる垂直抗力に基づく。ばねをねじることによって、ばねと対応するパーツとが結合され、反対方向にねじることによって、ばねと対応するパーツとが分離される。通常の動作状態において故障が発生していない時は、補助駆動モータ９により巻きばね４１が巻き上げられており、巻きばね４１がリングギア２０が回転しないように結合している。巻きばね４１の端部４１ａはウォーム１０の歯の間に配置されて、ウォーム１０が補助駆動モータ９によって調節されるのに伴って調節される。巻きばね４１の他端４１ｂは、ハウジング２に固定されるように接続される。図１３ａおよび図１３ｂの実施形態例では、駐車機構２８は存在せず、補助駆動モータ９は巻きばね４１に張力をかけた状態を維持する。故障時には、電流供給が遮断されると補助駆動モータ９に電流が流れなくなり、補助駆動モータ９の非自己制動駆動により、巻きばね４１がゆるむ。巻きばね４１がゆるむことにより、リングギア２０と巻きばね４１との間の結合が解除され、リングギア２０は自由に回転可能となる。故障が発生した場合に巻きばね４１およびウォーム１０を付勢位置に移動させるために、更なる付勢ばねを必要に応じて設けてもよい。前述の実施形態と同様に、引張ばね２７のばね作用の影響下で、カップリングギア２６したがって出力ギア２３を所定の位置に調節可能である。駐車機構２８が設けられている場合、巻きばね４１が引っ張られる位置に一旦配置されるとそこに留まるが、故障時には、補助駆動モータ９によってこの引っ張られている位置から解放される。
【００６８】
図１４ａ、図１４ｂ、図１４ｃ、図１５ａ、図１５ｂには、フェイルセーフ機構は設けられていないがリングギア２０が設けられた調節装置１の実施形態が示されている。ブレイク要素（ｂｒｅａｋ  ｅｌｅｍｅｎｔ）５０によって、リングギア２０は、固定された世界、すなわち、ハウジング２に接続解除可能に接続されている。駆動ユニット３は、前述の実施形態の駆動ユニット３と同一または類似の構成要素を備える。駆動ユニット３は、ウォーム１４を介して入力シャフト要素１６を駆動する通常は電気モータである駆動モータ１３を備える。ウォームギア１６ａおよびウォームギアに結合された太陽歯車１６ｂを介して、遊星キャリア１９の担持部分１９ａ上に支持されている遊星歯車１８が動作する。内歯を有するリングギア２０は、ブレイク要素５０を介して、固定された世界と接続解除可能に接続されており、通常の動作状態では固定されている。キャリア１９の歯車部１９ｂは出力ギア２３と結合され、出力シャフト要素６を動作させて、バルブ、ストリップ、エアダムまたはウイングのような調節される要素を動かす。前述の実施形態と同様に、駆動ユニット３の第１部分３ａは第１軸Ａを中心とし、駆動ユニット３の第２部分３ｂは第１軸Ａに平行な第２軸Ｂを中心としている。例えば、調節対象の要素に石が当たったり、調節対象の要素に障害物がぶつかったりして大きな外力が発生すると、大きな力が掛かりブレイク要素５０が所定の位置からずれて、固定が緩む。その結果、リングギア２０は固定世界から分離され回転可能となり、主駆動モータ１３の自己制動駆動により、調節対象が調節可能となる。これにより、外部衝撃による調節対象の損傷を未然に防ぐまたはダメージを減らすことができる。これは、いわゆるエアダムやスポイラに特に関係する。エアダムまたはスポイラは、自動車の様々な場所、特に車体の下等に設けられ、外部からの衝撃を受けやすい。リングギア２０にブレイク要素５０を設けることにより、外部衝撃に起因する損傷を低減または防ぐことができ、そのような外部衝撃の結果として、バルブを所定の位置、通常は閉位置へと調節することができる。
【００６９】
図１４ａ、図１４ｂおよび図１４ｃの実施形態では、ブレイク要素５０は、その端部５１ａ、５１ｂがハウジング２内に保持されるＵ字形ばねとして実装される。ブレイク要素５０は小さいキンク部５２を有し、例えば、ばね５０であるブレイク要素のキンク部を、リングギア２０の凹部２０１に嵌合させることができる。Ｕ字形のブレイク要素５０、本実施形態では、Ｕ字形ばね５０のばね作用により、リングギア２０をいわば噛み締めして、ばね５０がリングギア２０を固定している。外部からの衝撃がばねの付勢力よりも大きい場合、キンク部５２と凹部２０１の間の固定状態が解除され、リングギア２０が自由に回転可能となる。
【００７０】
図１５ａおよび図１５ｂの実施形態では、ブレイク要素５０は巻きばねの形態で実装され、巻きばねは引っ張られた状態でリングギア２０を絞めて保持している。巻きばね５０の端部５１ａ、５１ｂは、ハウジングの突起２’の周りに配置されて、固定された世界、すなわち突起２’から押された状態になっている。外部からの大きな衝撃を受け、その力が巻きばねの最大保持モーメントを超えた場合、２つの端部５１の少なくとも一方がハウジング２の突起２’から外れて、巻きばね５０の直径が拡大する。これにより、リングギア２０の結合を解除して、リングギア２０が自由に回転可能となり、上述の実施形態と同様の方法で出力シャフト６を調節することができるようになる。
【００７１】
本発明を、自動車の空気調整要素について上記で説明した。しかしながら、調節装置は、例えば、パイプ内に配置され得る液体バルブ等である流体調整要素を調節するための調節装置として、上記と同様な方法で実装および適用されてもよい。特に、液体バルブ等の弁の調節をはじめとする多くの用途に本発明の調節装置を適用可能であることは明らかであろう。以上説明したように、本発明の一態様は、例えばバルブのような空気調整要素を少なくとも第１位置と第２位置との間で調節するための調節装置に関する。調節装置は、前記空気調整要素を少なくとも前記第１位置と前記第２位置との間で調節するための駆動ユニットであって、入力シャフトおよび前記入力シャフトの軸から離れて設けられた出力シャフトを有する駆動ユニットを備える。前記駆動ユニットは、前記駆動ユニットの前記入力シャフトの周りに設けられた第１部分と、第２部分とを有し、前記第２部分は、前記駆動ユニットの前記出力シャフトの周りに設けられている。調節装置は更にフェイルセーフ機構を備える。前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの前記第１部分と係合し、前記フェイルセーフ機構は、前記駆動ユニットの主駆動モータとは別に補助駆動モータを有する。上記の態様および変形例の全ては、例外なく、変更なしに、流体調整要素用の調節装置にも適用可能である。明確かつ簡潔に説明するために、流体調整要素の調節装置についてはその説明を省略している。
【００７２】
明確かつ簡潔な説明のために、本明細書では特徴を同じまたは異なる実施形態の一部として説明したが、本発明の保護の範囲は、説明した特徴の何れかまたは全ての組み合わせを有する実施形態を包含することは明らかであろう。上記で示した各実施形態は、それらが異なるものとして説明されている場合を除いて、同一または同様の構成要素を有することが理解され得る。
【００７３】
請求項において、括弧内に配置された参照符号は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。請求項における「備える、有する、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という言葉は、請求項に列挙されたもの以外の機能またはステップの存在を排除するものではない。また、単語「一つの（ａ）」および「一の（ａｎ）」という言葉は、「１つだけ」に限定されると解釈されないものとし、「少なくとも１つ」を意味するために用いられ、複数存在することを排除しない。特定の手段が相互に異なる請求項で引用されているとしても、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを意味するものではない。多くの変形が、当業者にとって明らかであろう。全ての変形が、添付の特許請求の範囲において規定されている本発明の保護の範囲内に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７４】
調節装置      １
ハウジング      ２
第１のハウジング部分      ２ａ
第２のハウジング部分      ２ｂ
駆動ユニット      ３
ハウジングの入口開口      ４
ハウジングの出口開口      ５
出力シャフト要素      ６
ギアカップリング      ７
フェイルセーフ機構      ８
補助駆動モータ      ９
ウォーム（補助駆動モータ）      １０
クラッチギア      １１
クラッチの上側      １１ａ
クラッチリング      １２
クラッチリングの上側      １２ａ
クラッチリングの下側      １２ｂ
主駆動モータ      １３
ウォーム（主駆動モータ）      １４
棒状要素      １５
入力シャフト要素      １６
ウォームギア      １６ａ
太陽歯車      １６ｂ
遊星歯車機構      １７
遊星歯車      １８
遊星キャリア      １９
担持部分      １９ａ
歯車部      １９ｂ
リングギア      ２０
リングギアの内歯      ２１
リングギアの外歯      ２２
出力ギア      ２３
ＶＯＩＤ      ２４
付勢ばね      ２５
カップリングギア      ２６
引張ばね    ２７
引張ばねの第１端部      ２７ａ
引張ばねの第２端部      ２７ｂ
駐車機構      ２８
コンデンサ      ２９
リップ      ３０
接続要素      ３１
リングギアカム      ３２
凹部      ３３
クラッチリングカム      ３４
クラッチギアの凹部      ３５
回路基板      ３６
カムギア      ３７
カムギアの歯      ３８
カムギアの凹部      ３９
凹部の面      ３９ａ
リングギアのカム      ４０
巻きばね      ４１
ブレイク要素      ５０
ブレイク要素の端部      ５１ａ、５１ｂ
ブレイク要素のキンク部      ５２
【図１】
0006926322.tif 000002
【図２】
0006926322.tif 000003
【図３】
0006926322.tif 000004
【図４】
0006926322.tif 000005
【図５】
0006926322.tif 000006
【図６】
0006926322.tif 000007
【図７】
0006926322.tif 000008
【図８】
0006926322.tif 000009
【図９】
0006926322.tif 000010
【図１０Ａ】
0006926322.tif 000011
【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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