JP2017155935A - 調整装置、及び調整装置を備える弁制御デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、比較的大きな伝達比でトルク変換を可能にし、同時に、ほとんど設置空間を取らず、低複雑性の構造で製作できる調整装置に関する。【解決手段】本発明に係る調整装置（１０）は、モータ装置（１８、２２）からの第１のトルクが調整装置に入力され得る回転式入力要素（２６）と、第２のトルクが調整装置によって出力され得る回転式出力要素（１６）と、第１のトルクを第２のトルクに変換するための伝達部分とを備え、伝達部分は、第１のネジ部分（３０）と第２のネジ部分（３４）とを有する伝達手段（３２）を備え、第１のネジ部分は、入力要素（２６）の回転を伝達手段の軸線方向運動に変換し、第２のネジ部分は、伝達手段の軸線方向運動を出力要素（１６）の回転に変換する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置からの第１のトルクが調整装置に入力され得る回転式入力要素と、第２のトルクが調整装置によって出力され得る回転式出力要素と、第１のトルクを第２のトルクに変換するための伝達部分とを備える調整装置に関する。さらに、本発明は、前述の種類の調整装置を備える、所定の旋回角度におけるベース部分に対する弁の移動を制御するための弁制御デバイスに関する。

前述の種類の調整装置は、電気機械のアクチュエータとして先行技術で知られており、電気モータの出力シャフトの比較的速い回転を、アクチュエータの出力要素のより遅い回転に変換するために、概して遊星変速装置を使用する。しかしながら、遊星変速装置は、異なるシャフトで動作可能ないくつかの歯車を必要とするため、構造上の理由により比較的高価で維持が大変である。さらに、遊星変速装置の伝達比（減速比又は増速比）は、利用可能な設置空間に依存して制限される。比較的大きな減速比を実現するために、ウォームギヤを備える調整装置がさらに知られている。しかしながら、構造上の理由のため、ウォームギヤは、互いに対して斜めに配置される２つのシャフトの搭載を必要とし、そのためこの場合でも、構造の複雑性の増加と設置空間の要件の増加とがある。

本発明の目的は、比較的大きな伝達比でトルク変換を可能にし、同時に、ほとんど設置空間を取らず、低複雑性の構造で製作できる、前述の種類の調整装置を提供することである。

さらに、本発明の目的は、ベース部分に対する弁の動作が制御できる弁制御デバイスを提供することであり、コスト効率が高く、小形であるように意図される。

第１の態様において、本発明の前述の目的は、モータ装置からの第１のトルクが調整装置に入力され得る回転式入力要素と、第２のトルクが調整装置によって出力され得る回転式出力要素と、第１のトルクを第２のトルクに変換するための伝達部分とを備え、伝達部分は、第１のネジ部分と第２のネジ部分とを有する伝達手段を備え、第１のネジ部分は、入力要素の回転を伝達手段の軸線方向運動に変換し、第２のネジ部分は、伝達手段の軸線方向運動を出力要素の回転に変換し、第１のネジ部分及び第２のネジ部分は、互いと異なるネジピッチを有する、調整装置によって達成される。

従って、本発明の重要な特徴によれば、入力要素の回転による軸線方向運動で設けられ、さらに、この軸線方向運動を出力要素の回転に変換する、軸線方向に移動可能な伝達手段が提供される。この目的のために使用される伝達手段の第１及び第２のネジ部分は、互いと異なるネジピッチを有し、トルクの変換をもたらし、言い換えると、入力要素の回転の出力要素の回転への増加又は減少をもたらす。具体的には、本発明による装置は、関与する要素についての搭載の構成を単純化するために、入力要素の回転軸と出力要素の回転軸との同軸の配置を可能にする。さらに、異なるネジピッチの選択は、本発明による調整装置を、単純な構造で、小形の設計によって実施することを可能にする。ネジ部分及びネジピッチの形成に依存して、単純な方法で非常に大きい伝達比を実現することもできる。

好ましい実施例では、伝達手段はスピンドルナットを備えることと、第１のネジ部分及び第２のネジ部分は、スピンドルナットの異なる部分に形成され、好ましくは、２つのネジ部分のうち一方はスピンドルナットの雌ネジを形成し、２つのネジ部分のうち他方はスピンドルナットの雄ネジを形成することとが提供される。この実施例は、具体的には２つのネジ部分が同じ構成要素であるスピンドルナットに形成され得るため、特に単純な構造を可能にする。具体的には、例えばスピンドルナットといった、単一部品又は統合要素は、伝達手段として提供でき、製作コストをさらに低減し、特に小形の設計を実施することをさらに可能にする。

調整装置は、入力要素及び出力要素が周りで回転し、伝達手段が軸線方向で変位可能に沿う主軸を有し得る。この変形例は、特に単純でコスト効率が高い調整装置を製作することを可能にするだけでなく、具体的には円筒形である細長い調整装置の形態でさらに使用することもでき、そのため、調整装置の構造は、具体的には、弁の移動を制御するための弁制御デバイスでの使用に好ましい形を有する。

好ましくは、入力要素は伝達手段の第１のネジ部分と螺合している、及び／又は、出力要素は伝達手段の第２のネジ部分と螺合しており、そのため、関連する要素同士の間の直接的な伝達が、摩擦損失を低減し、必要な構成要素における低減に寄与する。具体的には、実際の伝達部分は、そのため実質的に３つの移動可能な要素だけ、すなわち、入力要素、伝達手段、及び出力要素だけを用いて製作できる。

本発明のさらなる実施例では、第２のネジ部分は、ハウジングに固定されるネジ要素と螺合され得る。本発明のさらなる実施例では、伝達手段は、入力要素及び／又は出力要素及び／又はハウジングに固定された部分に、軸線方向に変位可能であるが回転可能に係合された態様で接続可能とされる。この種類の測定は、伝達手段の軸線方向運動を、入力要素及び／又は出力要素及び／又はハウジングから解除することを可能にする。

調整装置は、入力要素が回転可能に駆動されるのに用いられるモータ装置をさらに備え得る。モータ装置が調整装置の一部である場合、機械的又は移動可能な構成要素は、組み立てするのが容易であると共に、具体的には電気的に接触されるだけのままとなる構造ユニットを形成する。モータ装置と入力要素との間の位置決めと回転可能に係合される搭載とは、必要とされない。代替的には、調整装置の入力要素は、モータ装置の出力シャフトに回転可能に係合された態様で結合されるように設定されてもよく、そのため、モータ装置は、この場合、調整装置の一部ではない。

調整装置が構造ユニットにおいてモータ装置を備える場合、モータ装置は、好ましくは、モータと変速装置とを備え、モータの出力要素は変速装置に入力され、変速装置の出力トルクは入力要素を駆動する。従って、モータのトルクのための追加の変換段が、例えば、調整装置の特に大きい伝達比を全体として実現するために、提供され得る。これは、具体的には遊星変速装置に関連しており、遊星変速装置は、この場合、具体的にはモータと回転式入力要素との間で軸線方向に配置される。

本発明のさらなる好ましい実施例では、調整装置は、調整装置についての所定の過負荷トルクを超えるトルクが出力要素で入力される過負荷が生じた場合に、出力要素とモータ装置との間での回転状態での結合を妨げるように、又は、特定回転角度の範囲に亘って回転状態での結合を少なくとも低減するように設定される過負荷制御手段をさらに備える。具体的には、過負荷制御は、調整装置への損傷、具体的には、出力要素において作用するトルクが予想外又は不測の大きさである場合におけるモータ装置の損傷を防止する。調整装置が、例えば、弁を制御及び移動するための弁制御デバイスの一部である場合、過負荷制御手段は、比較的大きな外力が、具体的には弁の不適切な手による作動のため、弁に作用し、そのため過剰なトルクが出力要素に作用するときに、調整装置又はモータ装置への損傷を防止できる。過負荷制御手段は、モータ装置が過負荷制御手段に接続されるように、入力要素とモータ装置との間で、又は、入力要素の上流で、トルク伝達可能に配置されている。この方法では、モータ装置は、伝達部分への大きな構造上の変化がこの目的のために必要であることなく、過負荷に対して効果的に保護される。

しかしながら、入力要素とモータ装置との間の過負荷制御手段の配置は、この場合に、伝達部分が、外部トルクの作用位置、明確には、出力要素と、過負荷制御手段との間に配置され、従って、過負荷制御手段が比較的小さいトルクにおいてすでに有効である必要があるため、過負荷制御手段の比較的大きな許容範囲を必要とする。これは、過負荷制御手段がモータ装置のモータと、例えば遊星変速装置といったモータ装置の下流の第１の変速装置との間に配置される実施例にも、当てはまる。代替的な変形例では、過負荷制御手段は、前述の欠点を防止するために、出力要素と入力要素との間に配置できる。言い換えると、異なる動作状態において、過負荷制御手段の設置位置は、モータ駆動についての出力側の過負荷トルクと、出力要素における力の作用についての過負荷トルクとの間の差が、出力要素からの過負荷結合部の距離の増加と共に増加するように、モータ、第１の遊星変速装置（存在する場合）、入力要素、伝達部分、及び出力要素の力の伝達連鎖に沿って、調整装置の出力側の過負荷トルクに作用する。

過負荷制御手段が、上記で開示された力の伝達連鎖において出力要素に向かって比較的長い行程で移動される本発明の変形例では、第２のネジ部分はネジ要素と係合され、ネジ要素は、通常の動作の間、つまり、出力要素とモータ装置との間のトルクが所定の過負荷トルク未満であるとき、過負荷制御手段によって、調整装置のハウジングに対して回転可能に係合された態様で保持され、ネジ要素は、過負荷が生じた場合に、すなわち、出力要素とモータ装置との間におけるトルクが所定の過負荷トルク以上である場合に、過負荷制御手段によって、ハウジングに対する回転のために解除されることが、提供され得る。第２のネジ部分が伝達部分のトルク伝達路において出力要素側に配置されるため、この方策は、過負荷制御手段を、出力要素に向かって、言い換えると、過剰なトルクが調整装置に実際に入力される場所に向かって移動させる。

本発明のさらなる実施例では、過負荷制御手段は、軸線方向に移動可能な結合要素を備え、過負荷が生じた場合に、すなわち、出力要素とモータ装置との間におけるトルクが所定の過負荷トルク以上である場合に、その結合要素は、結合要素を介したトルク伝達を妨げるように、復元力とは反対向きの軸線方向において移動される。この種類の移動可能な結合要素を使用することで、トルク伝達は、単純な機械的手段を用いることによって、過負荷が生じた場合であっても妨げられ得る。

本発明の第２の態様では、本発明の前述の目的は、好ましくは１８０度以下の角度である所定の旋回角度の範囲内でのベース部分に対する弁の移動を制御するための弁制御デバイスであって、弁制御デバイスは、弁が設けられる、又は、弁が搭載可能である弁ホルダと、本発明の第１の態様による調整装置とを備え、弁ホルダは出力要素に配置され、調整装置は、伝達手段と、入力要素と、入力要素を回転駆動するためのモータ装置とが収容されるハウジングを備え、ハウジングは、動作の間にベース部分においてハウジングを堅固に保持するための保持手段を備える、弁制御デバイスによって達成される。

本発明の第２の態様では、本発明の第１の態様からの本発明による調整装置の前述の利点は、弁制御デバイスとしての用途において利用される。従って、本発明の第２の態様の弁制御デバイスは、小形の設計と簡単な構造とを有し、所望の速度で弁の制御された旋回移動のための比較的大きな伝達比を可能にする。ハウジングは、調整装置のハウジングと剛体の構成要素との両方として同時に使用でき、さらに、ベース部分と弁との間の機械的な支えのために、言い換えると、弁を支持するために、使用できる。

第２の態様の本発明の好ましい実施例では、弁制御デバイスは、本発明の第１の態様の変形例に関連して前述したような、軸線方向に移動可能な結合要素を有する調整装置を備える。従って、この種類のデバイスでは、弁の旋回角度は所定の動作角度の範囲内の値に制限され、結合要素は、調整装置の関連する対向歯と係合できる歯を備えることで、結合要素と対向歯との間の相対回転を阻止し、歯と対向歯との間の２つの隣接する係合位置は、結合要素の回転方向において、動作角度より大きい角度を形成する。この種類の弁制御デバイスは、過負荷が生じた場合に、結合要素が滑り出し、モータが弁を伴うことなく回転し続けるが、例えば、阻止を排除した後に弁が先に移動されるときといった、弁作動デバイスが次に元の位置に戻されるとき、結合要素は、伝達部分の他方の移動要素、具体的には、伝達手段及び出力要素に関して、同じ相対位置に戻されるという利点を有し、これは、弁の動作角度の範囲内で、１つだけのこの種類の相対位置が通常の動作を可能とするためである。

本発明は、好ましい実施例を用いて、添付の図面を参照しつつ、以下においてより詳細に記載されている。

本発明の第１の実施例における調整装置の、当該調整装置の主軸に沿った断面図である。 第１の実施例における調整装置の部分的な斜視断面図である。 本発明の第２の実施例における調整装置の、当該調整装置の主軸に沿った断面図である。 本発明の第３の実施例における調整装置の、当該調整装置の主軸に沿った断面図である。 本発明の第４の実施例における調整装置の、当該調整装置の主軸に沿った斜視断面図である。 ハウジングを省略した、図５に表わす斜視断面図である。 本発明の第５の実施例における調整装置の斜視図である。 第５の実施例における調整装置の結合ホイールの斜視図である。

図１及び図２に概略的に表わす、本発明の第１の実施例における調整装置１０は、調整装置１０を、例えば弁装置のベース部分やフレームのような外部構成要素（図示しない）に固定するための固定部分１４を備えるハウジング１２を備えている。調整装置１０によって発生されるトルクが被駆動要素１６で出力され、被駆動要素１６は、弁制御デバイスにおける用途の場合、調整装置１０がベース部分に対して弁を旋回できるように、弁に固定されているか、又は弁によって形成されている。被駆動要素１６は、被駆動レバーとして形成されている場合がある。

調整装置のための駆動エネルギーはモータ１８によって提供でき、実施例ではモータ１８は、ハウジング１２に受け入れられる電気モータである。モータ１８の出力シャフト２０は、好ましくは、第１のトルク変換を達成するために、具体的には、モータ１８の比較的大きな出力回転速度を、変速装置出力シャフト２４のより小さい回転速度に変換するために、変速装置２２に結合される。変速装置２２は、好ましくは遊星変速装置であり、従って、モータ出力シャフト２０から変速装置出力シャフト２４へのトルクの同軸の伝達を、比較的大きな変換率で可能にする。

モータ１８及び変速装置２２は、入力要素２６において第１のトルクを提供する、本発明に係るモータ装置を形成している。代替的には、モータ装置は、モータ単体によって構成されており、言い換えると、変速装置を具備せず、構成されているか、又は遊星変速装置２２の代替として別形態の変速装置を使用することもできる。

本発明の第１の実施例では、入力要素２６は、雄ネジ２８が設けられ、具体的には、ハウジング１２に対して軸線方向で固定であって主軸Ａの周りで回転可能であるように搭載されるスピンドルとして形成され得る。スピンドル２６の雄ネジ２８は、伝達手段３２の雌ネジ３０と係合される。伝達手段３２は雄ネジ３４をさらに備え、雄ネジ３４は、さらに、ハウジングに固定されたネジ付スリーブ３８の雌ネジ３６と係合される。ネジ付スリーブ３８は、ハウジング１２に固定されているか、又はハウジング１２自体によって形成されている。

伝達手段３２の雌ネジ３０は、伝達手段３２の雄ネジ３４のネジピッチと異なるネジピッチであって、実施例では具体的にはより小さいネジピッチを有する。対応して、入力要素２６の雄ネジ２８のネジピッチも、ネジ付スリーブ３８の雌ネジ３６と異なり、具体的にはより小さい。伝達手段３２は、入力要素２６とネジ付スリーブ３８との間において回転可能且つ軸線方向に移動可能とされる態様で案内される。結果として、モータ装置１８、２２によって駆動される入力要素２６の回転移動は、伝達手段３２の軸線方向の移動をもたらし、伝達手段３２とネジ付スリーブ３８との間の制限された案内が、回転移動に重なり、この軸線方向運動において、ネジ付スリーブ３８の雌ネジ３６のネジピッチに対応する。この雌ネジ３６のピッチが入力要素２６の雄ネジ２８のピッチよりはるかに大きいため、伝達手段３２は、入力要素２６の回転速度よりはるかに小さい回転速度で回転する。

伝達手段３２は、被駆動要素１６を回転可能に駆動するために、トルク伝達可能な状態で被駆動要素１６に結合される。しかしながら、好ましくは、伝達手段３２と被駆動要素１６との間での結合部は、例えば作動弁について望まれるものなど、被駆動要素１６において回転移動を純粋に提供するために、伝達手段３２の軸線方向の移動構成要素が被駆動要素１６に伝達されないように構成されている。従って、伝達手段３２は、トルク伝達可能であるが軸線方向に変位可能な態様で、比駆動要素１６に結合可能とされる。このような結合を実現するために、伝達手段３２の外周に設けられた軸線方向歯部４０が、被駆動要素１６の内周に設けられた対になる軸線方向歯部４２と係合され、これにより、伝達手段が、軸線方向において被駆動要素１６の内部に変位とされるか、又は被駆動要素１６の外部に引っ張り出されるが、被駆動要素１６に対して回転することができない。図示の実施例では、被駆動要素１６は、軸線方向歯部４２が形成されている中空シャフト４４と、中空シャフト４４に固定されている被駆動レバー４６とを備えている。

このように構成されている調整装置１０は、比較的大きな回転の速度低減を可能にし、言い換えると、簡単で小形な構造を用いて、比較的大きな伝達比を有する伝達部分を可能にする。調整装置１０の全長が調整装置１０の主軸Ａ（入力要素２６の回転軸）に沿って縮小され得るように、伝達手段３２の雌ネジ３０と雄ネジ３４とは軸線方向において重なり得る、及び／又は、ネジシャフト３８の雌ネジ３６と入力要素２６の雄ネジ２８とは軸線方向において重なり得ることが、図１においてさらに見ることができる。図１に表わすように、伝達要素３２は、単一部品から成るスピンドルナットから形成されているので、特に単純且つコスト効率が高い方法で製造可能とされる。さらに、調整装置１０のほぼすべての回転可能な部品の回転軸は、好ましくは相互に平行とされるように、略同軸とされるように方向づけられている。具体的には、モータ出力シャフト２０、変速装置出力シャフト２４、入力要素２６、伝達手段３２、及び被駆動要素１６の回転軸すべてが、調整装置１０の主軸Ａに位置決めされているので、安定した小形の装置を実現した上で、略円筒状のハウジング１２の内部における収容を可能にする。

以下において、本発明の第２の実施例が、図３を参照しつつ開示されている。そのようにすることで、第１の実施例との違いだけが、以下において詳細に論じられている。調整装置のすべての他の構成要素の構造及び動作モードに関しては、ここでは、第１の実施例の先の記載が明示的に参照される。

第２の実施例の調整装置１００は、モータ１１８及び変速装置１２２が収容されるハウジングを備える。モータ１１８及び変速装置１２２によって形成されるモータ装置は、入力要素１２６を駆動するためのトルクを提供し、入力要素１２６はさらに、雄ネジ１２８を備えるネジスピンドルとして形成される。入力要素１２６の雄ネジ１２８は、伝達手段１３２の雌ネジ１３０と螺合されている。伝達手段１３２は、調整装置１００のハウジング１１２に対して回転可能に係合されるが軸線方向に変位可能とされる態様で案内される。この目的のために、具体的には、伝達手段１３２の外周における軸線方向歯部１４０は、ハウジングに固定された案内スリーブ１３８の内周における軸線方向歯部１４２において案内され得る。代替的には、例えば、軸線方向歯部１４２がハウジング１１２の内周に直接的に形成される場合、案内スリーブ１３８は、ハウジング１１２によって形成され得る。

伝達手段１３２は、被駆動要素１１６の雌ネジ１３６と係合される第２のネジ、具体的には、雄ネジ１３４をさらに備える。被駆動要素１１６は、ハウジング１１２に対して、回転可能であるが軸線方向に変位可能とされる態様で保持されている。

伝達要素１３２の雄ネジ１３４のネジピッチは、伝達手段１３２の雌ネジ１３０のネジピッチと異なり、具体的にはより大きくなっている。

調整装置１００の動作の間、モータ装置１１８、１２２は第１のトルクを発生し、第１のトルクは入力要素１２６において入力され、入力要素１２６を回転させる。軸線方向案内部１４０、１４２の結果として、この回転移動は、伝達手段１３２を、入力要素１２６の回転軸Ａに沿って（純粋に）軸線方向に変位移動させる。最後に、伝達手段１３２の軸線方向の変位は、伝達手段１３２の雄ネジ１３４と被駆動要素１１６の雌ネジ１３６との間で、螺合を用いて、被駆動要素１１６の回転移動に変換される。伝達手段１３２の雌ネジ１３０と雄ネジ１３４との間の異なるネジピッチのため、伝達手段１３２の特定の軸線方向の変位距離は、被駆動要素１１６のはるかにより小さい回転の角度、又は、被駆動要素１１６のはるかにより遅い回転をもたらす。

以下において、本発明の第３の実施例が、図４を参照しつつ開示されている。第３の実施例は、第１の実施例の構造（図１及び図２）に基づかれている。第１の実施例からの違いだけが、以下において詳細に論じられており、繰り返して記載していない調整装置のすべての構成要素及び機能に関しては、ここでは、第１の実施例の記載が明示的に参照される。

第３の実施例の調整装置２００は、第１のトルクを提供するためのモータ２１８と変速装置２２２とを備えるモータ装置を備えており、第１のトルクは入力要素２２６に入力される。入力要素２２６におけるこの第１のトルクを被駆動要素２１６における第２のトルクに変換するための伝達部分が、第１の実施例においてのように、入力要素２２６と、伝達手段２３２と、ネジ付スリーブ２３８と、被駆動要素２１６とを備える。しかしながら、入力要素２２６と被駆動要素２１６との間の伝達部分は、異なる構成のものであり得る。第１の実施例と異なり、第３の実施例の調整装置２００は、モータ装置２１８、２２２の変速装置出力シャフト２２４と入力要素２２６との間に配置される過負荷結合部２５０を備えることによって、所定の過負荷トルクを超えるトルクが被駆動要素２１６とモータ装置２１８、２２２との間に作用した場合に、トルク伝達路を妨げる、又は、被駆動要素２１６と変速装置出力シャフト２２４との間で相対回転を可能にする。この方法では、例えば、被駆動要素２１６によって作動される弁が外部抵抗に抗して動いている場合といった、大きな外力が加えられる場合、モータ装置２１８、２２２における過負荷が防止される。

過負荷結合部２５０はキャリアホイール２５２を備え、キャリアホイール２５２は、変速装置出力シャフト２２４と回転可能に係合され、この目的のために、変速装置出力シャフト２２４に直接的に固定されているか、又は変速装置出力シャフト２２４に搭載されるアダプタホイール２５４に支持されるかのいずれかである。キャリアホイール２５２は、キャリアホイール２５２の端面から軸線方向に突出する歯部２５５を備える。キャリアホイール２５２の歯部２５５は、結合ホイール２５８の対応する歯部２５６に係合し、歯部２５６は、同様に、キャリアホイール２５２を向く結合ホイール２５８の端面において軸線方向に突出して形成される。歯部２５５、２５６は、各々の場合で斜めの側面又は丸い側面を有する歯及び切り欠きを備え、好ましくは、Ｖ字形の歯の側面及び切欠きの側面を備える。キャリアホイール２５２の歯部２５５及び結合ホイール２５８の歯部２５６が互いと係合される場合、キャリアホイール２５２と結合ホイール２５８との間の相対回転は、キャリアホイール２５２と結合ホイール２５８とを軸線方向で分離させ、従って、歯２５５、２５６の前述の斜めの面が互いにおいて滑るという点において、歯２５５、２５６を解除させることができる。

過負荷結合部２５０は結合出力ホイール２６０をさらに備え、結合出力ホイール２６０は、軸受２６１において回転可能に、ハウジング２１２において軸線方向で移動不可能に、保持される。結合ホイール２５８は、結合出力ホイール２６０において、回転可能に係合されるが軸線方向に変位可能とされる態様で保持されている。具体的には、軸線方向の切り欠き歯部２６２が、結合ホイール２５８及び結合出力ホイール２６０に設けられ、互いと係合され、結合ホイール２５８及び結合出力ホイール２６０が軸線方向で互いに対して変位され得るが２つの構成要素の相対回転が阻止されることを確保してもよい。結合出力ホイール２６０と結合ホイール２５８との両方において支持されるバネ２６４を用いて、結合ホイール２５８は、キャリアホイール２５２に向かって、言い換えると、歯部２５５、２５６の係合に向かって、好ましくは付勢される。結合出力ホイール２６０は、好ましくは、入力要素２２６と回転可能に係合される、又は、入力要素２２６と一体に形成される。

以下において、過負荷結合部２５０の動作モードが記載されている。通常の動作の間、モータ装置２１８、２２２が被駆動要素２１６を動かすために駆動され、所定の過負荷トルク未満である被駆動要素２１６の部品における抵抗がこの回転の動きに抗するとき、バネ２６４は結合ホイール２５８をキャリアホイール２５２と係合して保持し、そのため、変速装置出力シャフト２２４の回転移動は、キャリアホイール２５２、結合ホイール２５８、及び結合出力ホイール２６０を介して入力要素２２６に伝達され、トルク変換の後、被駆動要素２１６は回転可能に駆動される。被駆動要素２１６が外力によって阻止される場合、又は、所定の過負荷トルクを超えるトルクが、被駆動要素２１６とモータ装置２１８、２２２と間で何らかの他の方法で作用する場合、つまり、過負荷が生じる場合、この外部トルクは、被駆動要素２１６、変速手段２３２、及び入力要素２２６を介して過負荷結合部２５０に入力され、結合出力ホイール２６０及び結合ホイール２５８に伝達される。結合ホイール２５８と、モータ装置２１８、２２２に接続されたキャリアホイール２５２との間のトルク差は、続いて、歯部２５５、２５６の斜めの面又は丸みが沿って滑ることと、結合ホイール２５８とキャリアホイール２５２との間の係合が、バネ２６４の力に抗して分離されることとをもたらす。過負荷結合部２５０は、続いて、トルク結合がこの時点で妨げられるように、歯部２５５、２５６の歯にわたる結合ホイール２５８とキャリアホイール２５２との間の回転を可能にする。外部トルクが作用しなくなると、又は、所定の過負荷トルク未満の大きさに低減されると、過負荷結合部２５０は、バネ２６４のおかげで再び係合し、調整装置２００は再び通常に動作され得る。

以下において、本発明の第４の実施例が、図５及び図６を参照しつつ開示されている。第４の実施例は第３の実施例への改良であり、そのため、第３の実施例からの違いだけが、以下において詳細に論じられており、そうでない場合は、ここでは、第３及び第１の実施例の記載が明示的に参照される。

第４の実施例の調整装置３００は、変速装置出力シャフト３２４において第１のトルクを提供するモータ３１８と変速装置３２２とを備えるモータ装置を備える。第１及び第３の実施例にあるように、入力要素３２６、伝達手段３３２、ネジ付スリーブ３３８、及び被駆動要素３１６を備える伝達部分を用いることで、この第１のトルクは、被駆動要素３１６において第２のトルクに変換される。この場合でも、伝達部分は、トルク変換について異なる原理を用いて実施される。

第４の実施例でも、調整装置３００は過負荷結合器３５０を備える。しかしながら、第３の実施例と異なり、第４の実施例では、変速装置出力シャフト３２４は、入力要素３２６と回転可能に係合され、具体的には、これらのシャフトは、動作の間、互いに対して固定される。実施例では、アダプター要素３５４が変速装置出力シャフト３２４に固定されており、接続要素３５３を担持し、接続要素３５３は、さらに、ネジによって入力要素３２６に固定されている。代替的には、変速装置出力シャフト３２４は入力要素３２６に直接的に固定可能とされるか、又は変速装置出力シャフト３２４はそれ自体で入力要素３２６を直接的に形成し得る。入力要素３２６は、ハウジング３１２に対して、又は、ネジ付スリーブ３３８に対して、軸受３６１に回転するように支持され得る。

ハウジング３１２に対して固定された担体部３７０が、軸線方向案内部３６２において結合ホイール３５８を担持し、そのため、結合ホイール３５８は、担体部３７０に対して、延いてはハウジング３１２に対して、軸線方向に変位可能であるが、回転可能に係合されるように保持される。担体部３７０は、簡単な搭載を許容するために、モータ装置と共にハウジング３１２に滑り込まされ得る、又は、ハウジング３１２から取り外され得るように、ハウジング３１２において直接的に固定されているか、又は第３の実施例のように変速装置３２２に固定されている。

図６において具体的に見ることができるように、結合ホイール３５８は、軸線方向に向く端面において、合致する歯部３５５と係合させられ得る歯部３５６を備え、歯部３５５は、軸線方向において反対を向く変速装置スリーブ３３８の端面に設けられる。歯部３５５、３５６の歯は、それらのそれぞれの構成要素３３８、３５８から、言い換えると、各々の場合で軸線方向において、突出しており、互いを向いている。歯部３５５、３５６の歯側面又は切り欠き側面が、斜めに又は丸くされており、言い換えると、軸線方向のシャフトに対して斜めとなっており、そのため、結合ホイール３５８とネジ付スリーブ３３８とが相対的に回転する場合に、斜めの面又は丸みが互いに沿って滑り、歯の係合が解除されるまで２つの要素が互いから離されることが、さらに見ることができる。担体部３７０と結合ホイール３５８との両方に支えられるバネ３６４は、歯部３５５、３５６を互いと係合して保持するために、結合ホイール３５８を軸線方向においてネジ付スリーブ３３８に向けて引っ張る。

第１及び第３の実施例の構造と比較して、第４の実施例では、ネジ付スリーブ３３８は、ハウジング３１２において、回転可能に係合された状態で固定されていないが、ハウジング３１２に対して回転できる。通常の動作では、言い換えると、所定の過負荷トルク未満の外部トルクが被駆動要素３１６とモータ装置３１８、３２２との間に作用するとき、バネ３６４は結合ホイール３５８をネジ付スリーブ３３８と係合させて保持し、そのため、ネジ付スリーブ３３８は、ハウジング３１２に対して回転可能に係合された態様で保持されており、調整装置３００は、第１の実施例に記載したのと同じ方法で動作され得る。過負荷が生じた場合に、所定の過負荷トルクを超えるトルクが被駆動要素３１６とモータ装置３１８、３２２との間に作用するとき、過剰なトルクが被駆動要素３１６を介して伝達手段３３２に入力される。伝達手段３３２と入力要素３２６とは、第１の実施例に関連して開示された態様でネジ付スリーブ３３８を介して相互接続されているので、トルク変換の際に、トルクがネジ付スリーブ３３８にも作用する。過負荷が生じた場合に、ネジ付スリーブ３３８へのトルクは、歯部３５５、３５６を互いに沿って滑らせ、結合ホイール３５８をバネ３６４の力と反対の軸線方向で変位させるのに十分な大きさである。結合ホイール３５８とネジ付スリーブ３３８との間の歯係合を解除することで、ネジ付スリーブ３３８が、伝達手段３３２の回転に従って、延いては入力要素３２６の回転から独立して、ハウジング３１２に対して回転することを可能にする。従って、被駆動要素３１６とモータ装置３１８、３２２との間のトルク伝達はこの時点において取り除かれ、モータ装置３１８、３２２への過剰なトルクの導入が防止され得る。過負荷状態でなくなった場合に、バネ３６４が結合ホイール３５８をネジ付スリーブ３３８との係合状態に復帰するように移動させ、これにより、再度、ネジ付スリーブ３３８がハウジングに回転可能に係合された状態で保持されるので、再び通常の動作が可能となる。

以下において、本発明の第５の実施例が、図７及び図８を参照しつつ開示されている。第５の実施例は第４の実施例への改良であり、そのため、第４の実施例からの違いだけが、以下において詳細に論じられており、すべての他の構成要素の構造及び動作に関しては、ここでは、第３及び第１の実施例の記載との関連で適用可能である第４の実施例の先の記載が明示的に参照される。

第５の実施例では、過負荷結合部４５０は、実質的に、第３の実施例においてと同一の構造のものであるが、結合ホイール４５８及びネジ付スリーブ４３８の歯部４５５及び４５６の形が異なっている。図７及び図８において明確に見ることができるように、結合ホイールは、１２０°の角度で相互にずらして配置されている３つの突起又は歯４５６−１、４５６−２、及び４５６−３を単に備える。対応して、３つの切り欠き４５５−１、４５５−２、及び４５５−３が、ネジ付スリーブ４３８の端面において１２０°の角度で相互にずらして配置される。従って、結合ホイール４５８及びネジ付スリーブ４３８は、３つの異なる回転位置で係合され得るだけである。

第５の実施例の調整装置４００は、被駆動要素４１６が１２０°未満の通常の動作角度を有する用途において特別な効果を実現する。しばしば生じる用途は、例えば、被駆動要素４１６に固定されている弁が、例えば約９０°といった１２０°未満である開位置と閉位置との間で旋回角度だけ旋回される弁作動装置である。この種類の用途では、過負荷結合部４５０は次の効果を有する。動作角度の範囲内の被駆動要素４１６の移動の間、被駆動要素４１６が阻止される、又は、被駆動要素４１６において何らかの他の過剰な圧力がある場合、トルク伝達は過負荷結合部４５０の領域で断たれ、従って、入力要素４２６の回転は、伝達手段４３２の線形の変位を介してネジ付スリーブ４３８の回転に変換される。従って、ネジ付スリーブ４３８の回転の角度は、被駆動要素４１６が阻止されていない場合に回転する回転の角度に対応する。被駆動要素４１６の動作角度が１２０°未満である用途、延いては、この動作角度が網羅されるまでモータ装置が両方の回転において回転するだけであるように設定され得る用途では、モータの回転、延いてはネジ付スリーブ４３８の回転は、結合ホイール４５８の歯部４５６がネジ付スリーブ４３８の次に来る歯部４５５に引っ掛かる前に終わる。これは、この種類の妨害の場合、モータが切られた後、被駆動要素４１６は、例えば、通常の動作角度の端の位置に到達するまで手動で再位置決めでき、その後、結合ホイール４５８の各々の歯は、ネジ付スリーブ４３８の同じ関連する切り欠きに正確に戻るように移動し、それによって、歯は、過負荷が生じるまで、調整装置４００の通常の動作の間に係合していることにもなる。これは、過負荷手段が、具体的には、過負荷が生じない場合、及び、調整装置４００が、代わりに、通常の動作において、関連する終端位置に進行される場合、取ることになる位置において、長手方向軸に対して非常に正確に位置付けられることを、必然的に意味している。このようにして、過負荷が除荷された後に、簡単な方法で調整装置４００を動作準備位置に確実に復帰させることができる。

第５の実施例の前述の効果は、当然ながら、結合ホイール４５８が、歯４５６−１、４５６−２、４５６−３の代わりに、３つの対応する切り欠き又は窪みを備え、合致する歯がネジ付スリーブ４３８に代わりに設けられる場合にも実現できる。さらに、結合ホイール４５８及びネジ付スリーブ４３８における３つの歯及び３つの窪みの代わりに、より多くの歯及びより多くの窪み、又は、２つだけの歯及び２つだけの窪み、又は、さらには１つだけの歯及び１つだけの関連する窪みが設けられてもよい。前述の効果について重要なことは、結合ホイール４５８及びネジ付スリーブ４３８の隣接する引っ掛かりの位置（引っ掛かり回転位置）同士の間の中間角度が、例えば、弁制御デバイスの場合に弁の最大旋回角度といった、被駆動要素４１６の動作角度より大きいことである。

最後に、第５の実施例では、ネジ付スリーブ４３８が２つの部品で形成されてもよく、明確には、歯４５５を担持する第１の部分４３８−１と、第２の部分４３８−２とを備えてもよく、第１の部分４３８−１及び第２の部分４３８−２が堅固に相互に接続されることは、留意されるべきである。代替的には、ネジ付スリーブ４３８は、第３の実施例にあるように、単一部品で形成され得る。

１０ 調整装置
１２ ハウジング
１４ 固定部分
１６ 被駆動要素
１８ モータ、モータ装置
２０ モータ出力シャフト
２２ 変速装置、モータ装置
２４ 変速装置出力シャフト
２６ 入力要素、スピンドル
２８ 雄ネジ
３０ 雌ネジ
３２ 伝達手段、伝達要素
３４ 雄ネジ
３６ 雌ネジ
３８ ネジ付スリーブ、ネジシャフト
４０ 歯部
４２ 歯部
４４ 中空シャフト
４６ 被駆動レバー
１００ 調整装置
１１２ ハウジング
１１６ 被駆動要素
１１８ モータ、モータ装置
１２２ 変速装置、モータ装置
１２６ 入力要素
１２８ 雄ネジ
１３０ 雌ネジ
１３２ 伝達手段、伝達要素
１３４ 雄ネジ
１３６ 雌ネジ
１３８ 案内スリーブ
１４０ 歯部、軸線方向案内部
１４２ 歯部、軸線方向案内部
２００ 調整装置
２１２ ハウジング
２１６ 被駆動要素
２１８ モータ、モータ装置
２２２ 変速装置、モータ装置
２２４ 変速装置出力シャフト
２２６ 入力要素
２３２ 伝達手段
２３８ ネジ付スリーブ
２５０ 過負荷結合部
２５２ キャリアホイール
２５４ アダプタホイール
２５５ 歯部
２５６ 歯部
２５８ 結合ホイール
２６０ 結合出力ホイール
２６１ 軸受
２６２ 切り欠き歯部
２６４ バネ
３００ 調整装置
３１２ ハウジング
３１６ 被駆動要素
３１８ モータ
３２２ 変速装置
３２４ 変速装置出力シャフト
３２６ 入力要素
３３２ 伝達手段
３３８ ネジ付スリーブ、変速装置スリーブ
３５０ 過負荷結合器
３５３ 接続要素
３５５ 歯部
３５６ 歯部
３５８ 結合ホイール
３６１ 軸受
３６２ 軸線方向案内部
３６４ バネ
３７０ 担体部
４００ 調整装置
４１６ 被駆動要素
４２６ 入力要素
４３２ 伝達手段
４３８ ネジ付スリーブ
４３８−１ 第１の部分
４３８−２ 第２の部分
４５０ 過負荷結合部
４５５ 歯部
４５５−１、４５５−２、４５５−３ 切り欠き
４５６ 歯部
４５６−１、４５６−２、４５６−３ 突起、歯
４５８ 結合ホイール
Ａ 主軸、回転軸

Claims (15)

1. 調整装置（１０；１００；２００；３００；４００）であって、
   ａ．モータ装置（１８、２２；１１８、１２２；２１８、２２２；３１８、３２２）からの第１のトルクを前記調整装置に入力可能とする回転式入力要素（２６、１２６；２２６；３２６）と、
   ｂ．第２のトルクを前記調整装置を介して出力可能とする回転式出力要素（１６；１１６；２１６；３１６；４１６）と、
   ｃ．前記第１のトルクを前記第２のトルクに変換するための伝達部分と、
   を備えている前記調整装置（１０；１００；２００；３００；４００）において、
   前記伝達部分が、第１のネジ部分（３０；１３０）と第２のネジ部分（３４；１３４）とを有している伝達手段を備えており、
   前記第１のネジ部分が、前記回転式入力要素の回転を前記伝達手段の軸線方向運動に変換し、前記第２のネジ部分が、前記伝達手段の軸線方向運動を前記回転式出力要素の回転に変換し、
   前記第１のネジ部分及び前記第２のネジ部分が、互いに相違するネジピッチを有していることを特徴とする調整装置。
2. 前記伝達手段（３２；１３２；２３２；３２３）が、スピンドルナットを備えており、
   前記第１のネジ部分と前記第２のネジ部分とが、前記スピンドルナットの異なる部分に形成されており、
   好ましくは、前記第１のネジ部分及び前記第２のネジ部分のうち一方のネジ部分が、前記スピンドルナットの雌ネジを形成しており、前記第１のネジ部分及び前記第２のネジ部分のうち他方のネジ部が、前記スピンドルナットの雄ネジを形成していることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 前記調整装置が、主軸（Ａ）を有しており、
   前記回転式入力要素（２６、１２６；２２６；３２６）及び前記回転式出力要素（１６；１１６；２１６；３１６；４１６）が、前記主軸（Ａ）を中心として回転し、
   前記伝達手段（３２；１３２；２３２；３３２）が、前記主軸（Ａ）に沿って、軸線方向に変位可能とされることを特徴とする請求項１又は２に記載の調整装置。
4. 前記回転式入力要素（２６、１２６；２２６；３２６）が、前記伝達手段（３２；１３２；２３２；３３２）の前記第１のネジ部分と螺合している、及び／又は、前記回転式出力要素（１１６）が、前記伝達手段（１３２）の前記第２のネジ部分（１３４）と螺合し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調整装置。
5. 前記第２のネジ部分が、通常の動作の際にハウジングに固定されているネジ要素（３８；２３８；３３８；４３８）と螺合していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の調整装置。
6. 前記伝達手段（３２；１３２；２３２；３３２）が、前記回転式入力要素及び／又は前記回転式出力要素（１６；２１６；３１６；４１６）に対して、及び／又は、ハウジングに固定されている部分（１３８）に対して軸線方向に変位可能とされると共に回転可能に係合された状態で接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の調整装置。
7. 前記回転式入力要素が、前記モータ装置（１８、２２；１１８、１２２；２１８；２２２；３１８、３２２）によって回転可能に駆動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の調整装置。
8. 前記モータ装置が、モータ（１８；１１８；２１８；３１８）と、好ましくは遊星変速装置とされる変速装置（２２；１２２；２２２；３２２）とを備えており、
   前記モータの出力トルクが、前記変速装置に入力され、前記変速装置の出力トルクが、前記回転式入力要素を駆動することを特徴とする請求項７に記載の調整装置。
9. 前記調整装置についての所定の過負荷トルクを超えるトルクが前記回転式出力要素において入力される過負荷が生じた場合に、過負荷制御手段（２５０；３５０；４５０）が、前記回転式出力要素と前記モータ装置との間における回転状態での結合を防止するように、又は、特定回転角度の範囲に亘って回転状態での結合を少なくとも低減するように設定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整装置。
10. 過負荷制御手段（２５０）が、前記回転式入力要素（２６０）と前記モータ装置（２１８、２２２）との間においてトルクを伝達するように配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の調整装置。
11. 前記過負荷制御手段（３５０；４５０）が、前記回転式出力要素（３１６；４１６）と前記回転式入力要素（３２６）との間に配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の調整装置。
12. 前記第２のネジ部分が、ネジ要素（３３８；４３８）と係合されており、
    前記ネジ要素（３３８；４３８）が、通常の動作の際に、すなわち、前記回転式出力要素（３１６；４１６）と前記モータ装置との間におけるトルクが所定の過負荷トルクより小さい場合に、前記過負荷制御手段（３５０；４５０）によって、前記調整装置のハウジング（３１２；４１２）に対して回転可能に係合された状態で保持されており、
    過負荷が生じた場合に、すなわち、前記回転式出力要素（３１６；４１６）と前記モータ装置との間における前記トルクが前記所定の過負荷トルク以上である場合に、前記ネジ要素（３３８；４３８）が、前記過負荷制御手段（３５０；４５０）によって、前記ハウジングに対する回転のために解除されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の調整装置。
13. 前記過負荷制御手段が、軸線方向に移動可能とされる結合要素（２５８；３５８；４５８）を備えており、
    過負荷が生じた場合に、すなわち、前記回転式出力要素（２１６；３１６；４１６）と前記モータ装置との間におけるトルクが所定の過負荷トルク以上である場合に、前記結合要素が、前記結合要素を介したトルク伝達を防止するように、復元力とは反対向きの軸線方向に移動されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の調整装置。
14. 好ましくは１８０度以下の角度である所定の旋回角度の範囲内においてベース部分に対する弁の移動を制御するための弁制御デバイスにおいて、
    前記弁制御デバイスが、弁を具備するか、又は前記弁を搭載可能とされる弁ホルダと、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の調整装置（１０；１００；２００；３００；４００）とを備えており、
    前記弁ホルダが、前記回転式出力要素（１６；１１６；２１６；３１６；４１６）に配置されており、
    前記調整装置が、前記伝達手段と、前記回転式入力要素と、前記回転式入力要素を回転駆動するためのモータ装置とを収容しているハウジング（１２；１１２；２１２；３１２；４１２）を備えており、
    前記ハウジングが、動作の際に前記ハウジングを前記ベース部分に堅固に保持するための保持手段（１４）を備えていることを特徴とする弁制御デバイス。
15. 前記弁制御デバイスが、請求項１３に記載の調整装置（４００）を備えており、
    前記弁の前記旋回角度が、所定の動作角度の範囲内の値に制限されており、
    結合要素（４５８）が、前記調整装置の関連する対向歯（４５５）と係合可能とされる歯（４５６）を備えており、前記歯（４５６）が、前記結合要素と前記対向歯（４５５）との間の相対回転を阻止するようになっており、
    前記歯（４５６）と前記対向歯（４５５）との間の２つの隣接する係合位置が成す角度が、前記結合要素の回転方向において前記動作角度より大きいことを特徴とする請求項１４に記載の弁制御デバイス。

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