直線運動補正器
入力装置によって生み出された特定の量の直線運動を、入力装置又は出力装置のいずれにも損傷を与えることなく、出力装置を正しく動作させるために必要とされる特定の量の直線運動へと転換する、直線運動補正器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オペレータ・インタフェース装置に関し、より詳細には、それぞれ異なる直線運動ストロークを有するオペレータ・インタフェース装置及び電気スイッチング装置と共に使用するための、直線運動補正器に関する。
【0002】
本発明の特徴は、本発明の以下の詳細な説明を図面と併せて読むことでより明確に理解されるであろう。
【0003】
本発明の一実施例を詳細に説明する前に、本発明は、本明細書で説明する構造の詳細に対する、又は図面に示すようなその適用に限定されないことを理解されたい。本発明は、その他の実施例が可能であり、その他様々な方法で実行及び実施することが可能である。さらに、本明細書で使用する用語及び専門用語は、説明のためのものであって、限定としてみなされるべきではないことを理解されたい。
【0004】
(図面の詳細な説明)
図1は、制御盤、配電盤、又は同様の機器18において、オペレータ・インタフェース装置など入力装置10が、電気スイッチング装置又は接触モジュールなど出力装置14に組み付けられた、典型的な構成を示す。動作を単純にするために、図1に示すように、入力装置10は、プッシュボタン・オペレータなどの単純な直線運動装置とする。ただし、本発明のために、入力装置10は、回転又はてこ運動を直線運動に転換するためのカムなどの手段を組み込む回転又はてこオペレータなど、直線運動又は変移を生み出すことができるいかなる入力装置とすることもできる。動作を単純にするために、図1に示す出力装置14は、単純な接触モジュールとする。
【0005】
図2A及び図2Bは、図1の入力装置10の2つの基本的な動作状態を示す。回転オペレータ又は多数ボタン・オペレータなどのより複雑な入力装置が、3つ以上の動作状態を有することができることを理解されたい。入力装置10は通常、1つ又は複数の部品から構築することができるハウジング・アセンブリ22を備える。ハウジング22は、外部入力を受取る入力端30、及び受取った外部入力を出力装置14に伝送する出力端34を有する、動作軸26を実質的に取り囲み、摺動可能に支持する。ハウジング・アセンブリ22は、出力端38を画成し、出力端38は、出力装置14への取り付け手段(図示せず)、及び軸26の直線運動を出力装置14へとそれを通して伝達することができる開口42を備える。動作軸26は通常、ばね46又は同様の偏倚装置によって、図2Aで示すように、第1の又は正常な位置に偏倚される。外部入力に応答して、動作軸26は、ハウジング・アセンブリ22内で、図2Bに示すように、出力端部38に隣接する第2の又は作動位置へと直線的に動く。入力装置10が第2の(作動)位置にあるとき、動作軸26の出力端部38は、その第1の位置から、ある特定の直線距離又はストロークD1移動したことになる。通常、ストロークD1は、入力装置10の内部構造によって固定されており、変更することができない。典型的なプッシュボタン装置では、動作軸26は通常、外部入力がなくなるとすぐにその第1の位置に戻る。ただし、いくつかの入力装置10は、動作軸26がその第2の位置へと動かされたときに作動されるラッチ特徴を有することがある。このラッチ特徴は、入力装置10のある特定の操作によってラッチが解放され、動作軸26をその第1の位置に戻すことが可能になるまで、動作軸26をその第2の位置に維持する。したがって、そのような入力装置10の正しい動作には、動作軸26の出力端34が、特定の直線距離D1を完全に移動できることが必要である。
【0006】
図3A、図3B、及び図3Cは、図1の出力装置14の3つの基本的な動作状態を示す。出力装置14、すなわち接触モジュールは、直線可動動作軸54を部分的に取り囲み支持するハウジング・アセンブリ50、第1対の固定電気接触子58及び62、並びに第2対の固定電気接触子66及び70を備える。動作軸54は、ハウジング50から、ハウジング・アセンブリ50の第1の開口82内に画成された開口78を通って外側に延びる、動作端74を有する。第1の端部82は、動作軸54の動作端74を、開口42を通して入力装置の動作軸26の動作端34に係合させることができるよう、入力装置10の動作端38に取り付けるように構成される。動作軸54は、各端部に1対の橋絡接触子90を有する導電ブリッジ86を支持する。第1の動作状態で、動作軸54及びその動作端74は通常、ばね94又は同様の偏倚装置によって、図3Aに示すような第1の位置に偏倚される。この第1の位置で、橋絡接触子90は、第1対の固定接触子58及び62に係合し、それによって、第1対の固定接触子58及び62の間の電気経路を完成させ、それらを常閉(NC)接点として規定する。第2対の固定接触子66及び70は、橋絡接触子90によって係合されず、したがって、常時開(NO)接点である。偏倚手段94は、ブリッジ86をわずかにしならせるのに十分な力をもたらし、それによって、橋絡接触子90と第1対の固定接触子58及び62との間の良好な電気接続を保証する。図3Bに示すように第2の動作状態で、動作軸54の動作端74は、第1の位置から、ハウジング・アセンブリ50の第1の端部82に隣接し又はそれと一致する第2の位置へと、特定の直線距離又はストロークD2だけ変移されている。この第2の位置で、橋絡接触子90は、第1対の固定接触子58及び62から離れており、それによってそれらの間の電気経路を開き、且つ、第2対の固定接触子66及び70を係合させており、それによってそれらの間に電気経路を完成させる。動作軸54が特定の直線距離D2変移することによって、ブリッジ86をわずかにしならせるのに十分な力がもたらされ、それによって、橋絡接触子90と第2対の固定接触子66及び70との間の良好な電気接続が保証される。第3の動作状態で、動作軸54の開端74は、ストロークD2の約半分(D2/2として示す)変移されている。したがって、第1又は第2対の固定接触子58及び62、又は66及び70はそれぞれいずれも、完全な電気経路をもたない。この状態は通常、単純なプッシュボタン・タイプの入力装置10ではもたらされないが、回転動作可能な入力装置10によって一般に支持される。これらの動作の説明から、両装置が正しく動作するために、入力装置10のストロークD1が、動作許容範囲内で出力装置14のストロークD2と等しくなければならないことが分かる。これは一般に、入力装置10及び出力装置14が、同じ製品ライン、シリーズ又は製造業者から選択される場合は問題ではない。ただし、1つの製品ライン、シリーズ、又は製造業者からの入力装置10を、別の製品ライン、シリーズ、又は製造業者からの出力装置14と対合させることが必要とされるか望ましい場合、いくつかの事態が発生する可能性がある。
【0007】
図4A及び図4Bは、入力装置10の動作部品が、それが取り付けられることになる出力装置14の動作部品に対応しない場合に生じる可能性があるいくつかの事態のうちの2つを示す。図示した状態は、本発明の動作を説明するために使用される。図4A及び図4Bに示すように、入力装置及び出力装置が第1の又は正常な位置にあり、入力装置動作軸26のストロークD1が出力装置動作軸54のストロークD2未満である場合、入力装置動作軸26の動作端34は、出力装置動作軸54の動作端74に係合するために正しく配置されない。この実施例で、軸26の動作端34は、ハウジング・アセンブリ22の動作端38を閉じるように配置される。したがって、出力装置14の動作軸54は、部分的に押圧されており、変移ばね94によってその第1の位置(破線で示す)に動かすことができない。この状態では、入力装置10がその第1の位置にあるときに、橋絡接触子90を第1対の固定接触子58及び62に係合させることができない。さらに、ストロークD1がストロークD2未満であるので、図4Bに示すように、入力装置10は、出力装置14の動作軸54をその第2の又は作動位置に正しく配置することができない。ただし、これら及びその他の状態は、本明細書で開示するように、ストローク補正器を、入力装置10と出力装置14の間に配置することによって修正することができる。
【0008】
図5は、入力装置10、出力装置14、及び、本発明に従って製造された、入力装置10と出力装置14の間に介在するストローク補正器98の一実施例の分解図をそれぞれ示す。ストローク補正器98は、入力装置10に接続するようになされた第1の端部106及び出力装置14に接続されるようになされた第2の端部110を有する、ハウジング102を備える。
【0009】
図6A及び図6Bは、図5の、組み立てられた入力装置10、ストローク補正器98、及び出力装置14を示す断面図である。
【0010】
図7は、図6A及び図6Bのストローク補正器98を示す分解図である。ハウジング102は実質的に、少なくとも1つの補正器カム114及び少なくとも1つの出力プレート118を取り囲み、可動式に支持する。補正器カム114は、ハウジング102によって枢動可能に支持され、出力プレート118は、ハウジング102によって摺動可能に支持される。補正器カム114は、枢動ピン122、入力円126、及び出力円130を備える。枢動ピン122は、ハウジング102内に一体形成されたポケット134内に、その中で枢動運動するように受けられる。入力円126は、入力装置10が動作するとき、動作軸26の出力端34に摺動可能に係合する。動作軸26の出力端34と入力円126との間のこの摺動可能な係合によって、補正器カム114が、その枢動ピン122の周りで、図8Aに示すような非作動又は第1の位置から図8Bに示すような作動又は第2の位置へと枢動する。出力プレート118は、補正器カム114の出力円130によって摺動可能に係合する、平面138を有する。入力及び出力円126及び130はそれぞれ、動作軸26の出力端34及び出力プレート118の平面138との、摺動可能な係合に適した半径を画成する。出力プレート118はまた、2つのほぼ平行なスライド142を備え、各スライドは、平面138から外側に延び、それによって離隔される。スライド142はそれぞれ、外側に延びるリッジ150を画成する外面146を有する。リッジ150は、ハウジング102の対向する内面158上に画成されたスロット154内で、摺動可能に受けられる。出力プレート118が、補正器カム114のその第1及び第2の位置の間での枢動運動に応答してハウジング102の内部で直線的に動くとき、リッジ150は、平面138と、ハウジング102の第2の端部110との間のほぼ平行な関係を維持する。補正器カム114がその枢動ピン122の周りで枢動するとき、出力円130は、出力プレート118を、ハウジング102の第2の端部110に向かって摺動可能に動かす。ハウジング102の第2の端部110は、出力装置14の動作軸54を受けるための少なくとも1つの開口162を画成する。出力プレート118の出力面166は、出力装置14の動作軸54の動作端74に係合する。補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転するとき、入力装置10の動作軸26の、その第1及び第2の位置の間の直線運動に応答して、出力プレート118によって、出力装置14の動作軸54が、その第1及び第2の位置の間で直線的に動かされる。
【0011】
次に図8A及び図8Bを参照して、補正器カム114の動作を詳細に説明する。補正器カム114の、枢動ピン122中心A、入力円126の中心B、及び出力円130の中心Cは、破線で示される三角形170を形成する。三角形170の区間abの長さは、補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転されるとき、入力円126が、動作軸26の出力端34から離れずに、入力装置10の知られた又は測定されたストローク距離D1だけ垂直に(直線的に)動くことができるように選択される。三角形170の区間acの長さは、補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転されるとき、出力円130が、出力プレート118の平面138から離れずに、出力操作14を正しく動作させるために必要とされる知られた又は測定されたストローク距離D2だけ垂直に(直線的に)移動することができるように選択される。摺動部品の間の摩擦によって、区間acの長さもまた、補正器カム114がその第2の位置へと回転されるとき、区間bcと動作プレート118の平面138との間の角度が90°に著しく近づかないように、選択されるべきである。この角度は、補正器カム114及び動作プレート118、又は出力円130がそれに摺動可能に係合されるその他の構成要素の、材料間の摩擦係数に関係する。一般に、三角形170の区間bcと動作プレート118の平面138との間の角度が70°を超える場合、補正器カム114がその第1の位置に戻らない状態になる可能性が増大する。ハウジング102の物理的なサイズの制限によって、枢動ポケット134の配置、及び三角形170の区間ab、ac、及びbcの長さが限定される可能性があることが理解されるべきである。ピボット・ピン122、入力円126、及び出力円130の間の三角形構成が維持される限り、補正器カム114の物理的な3次元形状を、ハウジング102の様々な構成及び制限を受け入れるように変更することができることも理解されるべきである。いくつかの応用例で、動作プレート118は不必要であり、したがって動作円130は、入力円126が入力装置動作軸26の動作端34に係合するのとほぼ同じようにして、出力装置動作軸54の動作端74に直接係合する。
【0012】
図9は、ストローク補正器ハウジング102、及び本発明の第2の実施例を示す分解図である。本実施例では、補正ねじ174、入力ナット178、及び出力ナット182が使用される。この議論のために、「ねじ山」という用語は、補正ねじ174と入力ナット178又は出力ナット182との間に螺旋回転を生み出すように構成することができる、従来のねじ山又は溝と、リブ、ランプ、ナブ、又は同様の突起との、何らかの組み合わせとして定義される。補正ねじ174は、入力ナット178をねじ式に受ける入力端186、出力ナット182をねじ式に受ける出力端190、及び中央フランジ194を有する。中央フランジ194は、ハウジング102内に形成された軸受ポケット198内に捕捉される。軸受ポケット198によって、補正ねじ174がハウジング102内で回転することが可能になるが、直線運動が妨げられる。入力及び出力ナット178及び182はそれぞれ、ハウジング102内に形成されたグローブ106内で摺動可能に受けられる、リッジ202を有する。リッジ202によって、ハウジング102内での直線運動が可能になるが、ハウジング102に対する回転運動が妨げられる。
【0013】
「2.54cm(1インチ)」当りのねじ山の数、又は補正ねじ174の入力端186と出力端190とのねじれ率は、入力ナット178又は出力ナット182のいずれかに加えられる直線運動によって、修正ねじ174がその軸の周りで容易に回転するようなものとする。入力端186のねじ山210とそれに結合される入力ナット178とのねじれ率は、入力装置10のストロークD1と等しい直線運動が入力ナット178の入力端218に加えられるときに補正ねじ174が特定の角度θ回転することになるように、選択される。出力端190のねじ山214とそれに結合される出力ナット182とのねじれ率は、出力ナット182の出力端222が、特定の角度θ回転する補正ねじ174に応答して、出力装置14のストロークD2に等しい直線距離だけ移動することになるように選択される。入力ナット178の入力端218は、入力装置動作軸26の出力端34に係合するよう構成され、出力ナット182の出力端222は、ハウジング102内に形成された開口162を通って出力装置動作軸54の入力端74に係合するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】典型的なオペレータ・インタフェース、及び従来の接触モジュール・アセンブリを示す図である。
【図2A】図1のオペレータ・インタフェース装置を示す断面図である。
【図2B】図1のオペレータ・インタフェース装置を示す断面図である。
【図3A】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図3B】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図3C】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図4A】入力装置の動作ストロークが接触モジュールの動作ストロークと一致しない場合の、図3の接触ブロックの異常な動作状態を示す断面図である。
【図4B】入力装置の動作ストロークが接触モジュールの動作ストロークと一致しない場合の、図3の接触ブロックの異常な動作状態を示す断面図である。
【図5】本発明に従って製造されたストローク補正器を備える、図1のオペレータ・インタフェース装置及び出力装置を示す分解図である。
【図6A】典型的なオペレータ・インタフェース装置と典型的な接触モジュールとの間に設置された、本発明のストローク補正器を示す破断図である。
【図6B】典型的なオペレータ・インタフェース装置と典型的な接触モジュールとの間に設置された、本発明のストローク補正器を示す破断図である。
【図7】本発明に従って製造されたストローク補正器の一実施例を示す分解図である。
【図8A】図7のストローク補正器の実施例の動作を示す図である。
【図8B】図7のストローク補正器の実施例の動作を示す図である。
【図9】本発明に従って製造されたストローク・アダプタの第2の実施例を示す分解図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、オペレータ・インタフェース装置に関し、より詳細には、それぞれ異なる直線運動ストロークを有するオペレータ・インタフェース装置及び電気スイッチング装置と共に使用するための、直線運動補正器に関する。
【0002】
本発明の特徴は、本発明の以下の詳細な説明を図面と併せて読むことでより明確に理解されるであろう。
【0003】
本発明の一実施例を詳細に説明する前に、本発明は、本明細書で説明する構造の詳細に対する、又は図面に示すようなその適用に限定されないことを理解されたい。本発明は、その他の実施例が可能であり、その他様々な方法で実行及び実施することが可能である。さらに、本明細書で使用する用語及び専門用語は、説明のためのものであって、限定としてみなされるべきではないことを理解されたい。
【0004】
(図面の詳細な説明)
図1は、制御盤、配電盤、又は同様の機器18において、オペレータ・インタフェース装置など入力装置10が、電気スイッチング装置又は接触モジュールなど出力装置14に組み付けられた、典型的な構成を示す。動作を単純にするために、図1に示すように、入力装置10は、プッシュボタン・オペレータなどの単純な直線運動装置とする。ただし、本発明のために、入力装置10は、回転又はてこ運動を直線運動に転換するためのカムなどの手段を組み込む回転又はてこオペレータなど、直線運動又は変移を生み出すことができるいかなる入力装置とすることもできる。動作を単純にするために、図1に示す出力装置14は、単純な接触モジュールとする。
【0005】
図2A及び図2Bは、図1の入力装置10の2つの基本的な動作状態を示す。回転オペレータ又は多数ボタン・オペレータなどのより複雑な入力装置が、3つ以上の動作状態を有することができることを理解されたい。入力装置10は通常、1つ又は複数の部品から構築することができるハウジング・アセンブリ22を備える。ハウジング22は、外部入力を受取る入力端30、及び受取った外部入力を出力装置14に伝送する出力端34を有する、動作軸26を実質的に取り囲み、摺動可能に支持する。ハウジング・アセンブリ22は、出力端38を画成し、出力端38は、出力装置14への取り付け手段(図示せず)、及び軸26の直線運動を出力装置14へとそれを通して伝達することができる開口42を備える。動作軸26は通常、ばね46又は同様の偏倚装置によって、図2Aで示すように、第1の又は正常な位置に偏倚される。外部入力に応答して、動作軸26は、ハウジング・アセンブリ22内で、図2Bに示すように、出力端部38に隣接する第2の又は作動位置へと直線的に動く。入力装置10が第2の(作動)位置にあるとき、動作軸26の出力端部38は、その第1の位置から、ある特定の直線距離又はストロークD1移動したことになる。通常、ストロークD1は、入力装置10の内部構造によって固定されており、変更することができない。典型的なプッシュボタン装置では、動作軸26は通常、外部入力がなくなるとすぐにその第1の位置に戻る。ただし、いくつかの入力装置10は、動作軸26がその第2の位置へと動かされたときに作動されるラッチ特徴を有することがある。このラッチ特徴は、入力装置10のある特定の操作によってラッチが解放され、動作軸26をその第1の位置に戻すことが可能になるまで、動作軸26をその第2の位置に維持する。したがって、そのような入力装置10の正しい動作には、動作軸26の出力端34が、特定の直線距離D1を完全に移動できることが必要である。
【0006】
図3A、図3B、及び図3Cは、図1の出力装置14の3つの基本的な動作状態を示す。出力装置14、すなわち接触モジュールは、直線可動動作軸54を部分的に取り囲み支持するハウジング・アセンブリ50、第1対の固定電気接触子58及び62、並びに第2対の固定電気接触子66及び70を備える。動作軸54は、ハウジング50から、ハウジング・アセンブリ50の第1の開口82内に画成された開口78を通って外側に延びる、動作端74を有する。第1の端部82は、動作軸54の動作端74を、開口42を通して入力装置の動作軸26の動作端34に係合させることができるよう、入力装置10の動作端38に取り付けるように構成される。動作軸54は、各端部に1対の橋絡接触子90を有する導電ブリッジ86を支持する。第1の動作状態で、動作軸54及びその動作端74は通常、ばね94又は同様の偏倚装置によって、図3Aに示すような第1の位置に偏倚される。この第1の位置で、橋絡接触子90は、第1対の固定接触子58及び62に係合し、それによって、第1対の固定接触子58及び62の間の電気経路を完成させ、それらを常閉(NC)接点として規定する。第2対の固定接触子66及び70は、橋絡接触子90によって係合されず、したがって、常時開(NO)接点である。偏倚手段94は、ブリッジ86をわずかにしならせるのに十分な力をもたらし、それによって、橋絡接触子90と第1対の固定接触子58及び62との間の良好な電気接続を保証する。図3Bに示すように第2の動作状態で、動作軸54の動作端74は、第1の位置から、ハウジング・アセンブリ50の第1の端部82に隣接し又はそれと一致する第2の位置へと、特定の直線距離又はストロークD2だけ変移されている。この第2の位置で、橋絡接触子90は、第1対の固定接触子58及び62から離れており、それによってそれらの間の電気経路を開き、且つ、第2対の固定接触子66及び70を係合させており、それによってそれらの間に電気経路を完成させる。動作軸54が特定の直線距離D2変移することによって、ブリッジ86をわずかにしならせるのに十分な力がもたらされ、それによって、橋絡接触子90と第2対の固定接触子66及び70との間の良好な電気接続が保証される。第3の動作状態で、動作軸54の開端74は、ストロークD2の約半分(D2/2として示す)変移されている。したがって、第1又は第2対の固定接触子58及び62、又は66及び70はそれぞれいずれも、完全な電気経路をもたない。この状態は通常、単純なプッシュボタン・タイプの入力装置10ではもたらされないが、回転動作可能な入力装置10によって一般に支持される。これらの動作の説明から、両装置が正しく動作するために、入力装置10のストロークD1が、動作許容範囲内で出力装置14のストロークD2と等しくなければならないことが分かる。これは一般に、入力装置10及び出力装置14が、同じ製品ライン、シリーズ又は製造業者から選択される場合は問題ではない。ただし、1つの製品ライン、シリーズ、又は製造業者からの入力装置10を、別の製品ライン、シリーズ、又は製造業者からの出力装置14と対合させることが必要とされるか望ましい場合、いくつかの事態が発生する可能性がある。
【0007】
図4A及び図4Bは、入力装置10の動作部品が、それが取り付けられることになる出力装置14の動作部品に対応しない場合に生じる可能性があるいくつかの事態のうちの2つを示す。図示した状態は、本発明の動作を説明するために使用される。図4A及び図4Bに示すように、入力装置及び出力装置が第1の又は正常な位置にあり、入力装置動作軸26のストロークD1が出力装置動作軸54のストロークD2未満である場合、入力装置動作軸26の動作端34は、出力装置動作軸54の動作端74に係合するために正しく配置されない。この実施例で、軸26の動作端34は、ハウジング・アセンブリ22の動作端38を閉じるように配置される。したがって、出力装置14の動作軸54は、部分的に押圧されており、変移ばね94によってその第1の位置(破線で示す)に動かすことができない。この状態では、入力装置10がその第1の位置にあるときに、橋絡接触子90を第1対の固定接触子58及び62に係合させることができない。さらに、ストロークD1がストロークD2未満であるので、図4Bに示すように、入力装置10は、出力装置14の動作軸54をその第2の又は作動位置に正しく配置することができない。ただし、これら及びその他の状態は、本明細書で開示するように、ストローク補正器を、入力装置10と出力装置14の間に配置することによって修正することができる。
【0008】
図5は、入力装置10、出力装置14、及び、本発明に従って製造された、入力装置10と出力装置14の間に介在するストローク補正器98の一実施例の分解図をそれぞれ示す。ストローク補正器98は、入力装置10に接続するようになされた第1の端部106及び出力装置14に接続されるようになされた第2の端部110を有する、ハウジング102を備える。
【0009】
図6A及び図6Bは、図5の、組み立てられた入力装置10、ストローク補正器98、及び出力装置14を示す断面図である。
【0010】
図7は、図6A及び図6Bのストローク補正器98を示す分解図である。ハウジング102は実質的に、少なくとも1つの補正器カム114及び少なくとも1つの出力プレート118を取り囲み、可動式に支持する。補正器カム114は、ハウジング102によって枢動可能に支持され、出力プレート118は、ハウジング102によって摺動可能に支持される。補正器カム114は、枢動ピン122、入力円126、及び出力円130を備える。枢動ピン122は、ハウジング102内に一体形成されたポケット134内に、その中で枢動運動するように受けられる。入力円126は、入力装置10が動作するとき、動作軸26の出力端34に摺動可能に係合する。動作軸26の出力端34と入力円126との間のこの摺動可能な係合によって、補正器カム114が、その枢動ピン122の周りで、図8Aに示すような非作動又は第1の位置から図8Bに示すような作動又は第2の位置へと枢動する。出力プレート118は、補正器カム114の出力円130によって摺動可能に係合する、平面138を有する。入力及び出力円126及び130はそれぞれ、動作軸26の出力端34及び出力プレート118の平面138との、摺動可能な係合に適した半径を画成する。出力プレート118はまた、2つのほぼ平行なスライド142を備え、各スライドは、平面138から外側に延び、それによって離隔される。スライド142はそれぞれ、外側に延びるリッジ150を画成する外面146を有する。リッジ150は、ハウジング102の対向する内面158上に画成されたスロット154内で、摺動可能に受けられる。出力プレート118が、補正器カム114のその第1及び第2の位置の間での枢動運動に応答してハウジング102の内部で直線的に動くとき、リッジ150は、平面138と、ハウジング102の第2の端部110との間のほぼ平行な関係を維持する。補正器カム114がその枢動ピン122の周りで枢動するとき、出力円130は、出力プレート118を、ハウジング102の第2の端部110に向かって摺動可能に動かす。ハウジング102の第2の端部110は、出力装置14の動作軸54を受けるための少なくとも1つの開口162を画成する。出力プレート118の出力面166は、出力装置14の動作軸54の動作端74に係合する。補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転するとき、入力装置10の動作軸26の、その第1及び第2の位置の間の直線運動に応答して、出力プレート118によって、出力装置14の動作軸54が、その第1及び第2の位置の間で直線的に動かされる。
【0011】
次に図8A及び図8Bを参照して、補正器カム114の動作を詳細に説明する。補正器カム114の、枢動ピン122中心A、入力円126の中心B、及び出力円130の中心Cは、破線で示される三角形170を形成する。三角形170の区間abの長さは、補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転されるとき、入力円126が、動作軸26の出力端34から離れずに、入力装置10の知られた又は測定されたストローク距離D1だけ垂直に(直線的に)動くことができるように選択される。三角形170の区間acの長さは、補正器カム114がその第1及び第2の位置の間で回転されるとき、出力円130が、出力プレート118の平面138から離れずに、出力操作14を正しく動作させるために必要とされる知られた又は測定されたストローク距離D2だけ垂直に(直線的に)移動することができるように選択される。摺動部品の間の摩擦によって、区間acの長さもまた、補正器カム114がその第2の位置へと回転されるとき、区間bcと動作プレート118の平面138との間の角度が90°に著しく近づかないように、選択されるべきである。この角度は、補正器カム114及び動作プレート118、又は出力円130がそれに摺動可能に係合されるその他の構成要素の、材料間の摩擦係数に関係する。一般に、三角形170の区間bcと動作プレート118の平面138との間の角度が70°を超える場合、補正器カム114がその第1の位置に戻らない状態になる可能性が増大する。ハウジング102の物理的なサイズの制限によって、枢動ポケット134の配置、及び三角形170の区間ab、ac、及びbcの長さが限定される可能性があることが理解されるべきである。ピボット・ピン122、入力円126、及び出力円130の間の三角形構成が維持される限り、補正器カム114の物理的な3次元形状を、ハウジング102の様々な構成及び制限を受け入れるように変更することができることも理解されるべきである。いくつかの応用例で、動作プレート118は不必要であり、したがって動作円130は、入力円126が入力装置動作軸26の動作端34に係合するのとほぼ同じようにして、出力装置動作軸54の動作端74に直接係合する。
【0012】
図9は、ストローク補正器ハウジング102、及び本発明の第2の実施例を示す分解図である。本実施例では、補正ねじ174、入力ナット178、及び出力ナット182が使用される。この議論のために、「ねじ山」という用語は、補正ねじ174と入力ナット178又は出力ナット182との間に螺旋回転を生み出すように構成することができる、従来のねじ山又は溝と、リブ、ランプ、ナブ、又は同様の突起との、何らかの組み合わせとして定義される。補正ねじ174は、入力ナット178をねじ式に受ける入力端186、出力ナット182をねじ式に受ける出力端190、及び中央フランジ194を有する。中央フランジ194は、ハウジング102内に形成された軸受ポケット198内に捕捉される。軸受ポケット198によって、補正ねじ174がハウジング102内で回転することが可能になるが、直線運動が妨げられる。入力及び出力ナット178及び182はそれぞれ、ハウジング102内に形成されたグローブ106内で摺動可能に受けられる、リッジ202を有する。リッジ202によって、ハウジング102内での直線運動が可能になるが、ハウジング102に対する回転運動が妨げられる。
【0013】
「2.54cm(1インチ)」当りのねじ山の数、又は補正ねじ174の入力端186と出力端190とのねじれ率は、入力ナット178又は出力ナット182のいずれかに加えられる直線運動によって、修正ねじ174がその軸の周りで容易に回転するようなものとする。入力端186のねじ山210とそれに結合される入力ナット178とのねじれ率は、入力装置10のストロークD1と等しい直線運動が入力ナット178の入力端218に加えられるときに補正ねじ174が特定の角度θ回転することになるように、選択される。出力端190のねじ山214とそれに結合される出力ナット182とのねじれ率は、出力ナット182の出力端222が、特定の角度θ回転する補正ねじ174に応答して、出力装置14のストロークD2に等しい直線距離だけ移動することになるように選択される。入力ナット178の入力端218は、入力装置動作軸26の出力端34に係合するよう構成され、出力ナット182の出力端222は、ハウジング102内に形成された開口162を通って出力装置動作軸54の入力端74に係合するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】典型的なオペレータ・インタフェース、及び従来の接触モジュール・アセンブリを示す図である。
【図2A】図1のオペレータ・インタフェース装置を示す断面図である。
【図2B】図1のオペレータ・インタフェース装置を示す断面図である。
【図3A】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図3B】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図3C】図1の接触モジュールの正常な動作状態を示す断面図である。
【図4A】入力装置の動作ストロークが接触モジュールの動作ストロークと一致しない場合の、図3の接触ブロックの異常な動作状態を示す断面図である。
【図4B】入力装置の動作ストロークが接触モジュールの動作ストロークと一致しない場合の、図3の接触ブロックの異常な動作状態を示す断面図である。
【図5】本発明に従って製造されたストローク補正器を備える、図1のオペレータ・インタフェース装置及び出力装置を示す分解図である。
【図6A】典型的なオペレータ・インタフェース装置と典型的な接触モジュールとの間に設置された、本発明のストローク補正器を示す破断図である。
【図6B】典型的なオペレータ・インタフェース装置と典型的な接触モジュールとの間に設置された、本発明のストローク補正器を示す破断図である。
【図7】本発明に従って製造されたストローク補正器の一実施例を示す分解図である。
【図8A】図7のストローク補正器の実施例の動作を示す図である。
【図8B】図7のストローク補正器の実施例の動作を示す図である。
【図9】本発明に従って製造されたストローク・アダプタの第2の実施例を示す分解図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線運動補正器であって、
第1の端部で入力装置に、第2の端部で出力装置に動作可能に結合されるようになされた、ほぼ中空の内部を画成するハウジングと、
前記ハウジング内にほぼ収容されそれによって可動式に支持されるストローク補正器とを備え、前記ストローク補正器が、前記入力装置からの第1の特定の長さの直線運動を受け、第2の特定の長さの直線運動を前記出力装置へと伝達し、直線運動の前記第1及び第2の特定の長さが等しくない、直線運動補正器。
【請求項2】
前記ストローク補正器が、前記ハウジングによって枢動可能に支持される枢動ピンを有する少なくとも1つの補正器カムである、請求項1に記載の直線運動補正器。
【請求項3】
前記ストローク補正器カムが、前記第1の特定の長さの直線運動を前記入力装置から受けるための入力円と、前記第2の特定の長さの直線運動を前記出力装置に伝達するための出力円とをさらに備える、請求項2に記載の直線運動補正器。
【請求項4】
前記枢動ピン、前記入力円、及び前記出力円が、三角形の関係を画成する、請求項3に記載の直線運動補正器。
【請求項5】
前記三角形関係が、前記枢動ピンと前記入力円を結合する第1の区間、前記枢動ピンと前記出力円を結合する第2の区間、及び前記入力円と前記出力円を結合する第3の区間を含む、請求項4に記載の直線運動補正器。
【請求項6】
前記三角形の前記第1の区間の長さは、前記入力円が前記入力装置の動作軸から離れずに、直線運動の前記第1の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項7】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記出力円が前記出力装置の動作軸から離れずに、直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項8】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記三角形の前記第3の区間を前記出力装置の動作軸の動作端に対して90°に著しく近づけることなく、前記出力円が直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項9】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記三角形の前記第3の区間を、前記ハウジング内での直線運動のために前記ハウジングによって可動式に支持される動作プレートの平面に対して90°に著しく近づけることなく、前記出力円が直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項10】
前記ストローク補正器が、
入力端と、出力端と、前記補正器ねじがその軸の周りで回転することができるが前記ハウジングと共に直線的に動くことができないように、前記ハウジングによって回転可能に支持される中央フランジとを画成する補正器ねじ、
前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように、前記ハウジング内に摺動可能に保持される入力ナット、及び
前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように、前記ハウジング内に摺動可能に保持される出力ナットを備える、請求項1に記載の直線運動補正器。
【請求項11】
前記入力ナット及び前記補正器ねじの前記入力端は、前記入力ナットがオペレータ入力装置によって生み出される直線運動の前記第1の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記入力端に沿って直線的に変移されるとき、前記補正器ねじをその軸の周りで特定の角度回転させるように構成されたねじ山を有する、請求項10に記載の直線運動補正器。
【請求項12】
前記出力ナット及び前記補正器ねじの前記出力端は、前記補正器ねじがその軸の周りで前記特定の角度回転するとき、前記出力ナットを直線運動の前記第2の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記出力端に沿って直線的に変移させるように構成されたねじ山を有する、請求項11に記載の直線運動補正器。
【請求項13】
直線運動補正器において、
ほぼ中空の内部を画成するハウジングであって、前記記ハウジングが、第1の端部でオペレータ・インタフェース装置に、第2の端部で電気スイッチング装置に動作可能に結合するようになされ、前記オペレータ・インタフェース装置が、第1の特定の長さの直線運動を生み出すことができ、前記スイッチング装置が、正しい動作のために第2の特定の長さの直線運動を必要とし、直線運動の前記第1及び第2の特定の長さが等しくない、ハウジングと、
前記ハウジング内にほぼ収容され、それによって可動式に支持され、前記第1の特定の長さの直線運動を前記第2の特定の長さの直線運動に変換するストローク補正器とを備える、直線運動補正器。
【請求項14】
前記ストローク補正器が、前記ハウジングによって枢動可能に支持される枢動ピンと、前記オペレータ・インタフェース装置からの前記第1の特定の長さの直線運動を受ける入力円と、前記第2の特定の長さの直線運動を前記スイッチング装置に伝達するための出力円とを有する、少なくとも1つの補正器カムである、請求項13に記載の直線運動補正器。
【請求項15】
前記枢動ピンと、前記入力円と、前記出力円との間の枢動する三角形関係によって、前記オペレータ・インタフェース装置からの、前記入力円によって受けられる前記第1の特定の長さの直線運動が、前記出力円によって前記スイッチング装置に伝達される前記第2の特定の長さの直線運動へと転換される、請求項14に記載の直線運動補正器。
【請求項16】
前記ストローク補正器が、補正器ねじと、入力ナットと、出力ナットとを備える、請求項13に記載の直線運動補正器。
【請求項17】
前記補正器ねじが、入力端と、出力端と、前記補正器ねじがその軸の周りで回転することができるが前記ハウジングと共に直線的に動くことができないように、前記ハウジングによって回転可能に支持される中央フランジとを画成する、請求項16に記載の直線運動補正器。
【請求項18】
前記入力ナット及び前記出力ナットが、前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように前記ハウジング内に摺動可能に保持される、請求項17に記載の直線運動補正器。
【請求項19】
前記入力ナット、及び前記補正器ねじの前記入力端は、前記入力ナットが前記オペレータ・インタフェース装置によって生み出される直線運動の前記第1の特定の長さだけ変移されるとき、前記補正器ねじをその軸の周りで特定の角度回転させるように構成されたねじ山を有する、請求項18に記載の直線運動補正器。
【請求項20】
前記出力ナット、及び前記補正器ねじの前記出力端は、前記補正器ねじがその軸の周りで前記特定の角度回転されるとき、前記出力ナットを、前記スイッチング装置の正しい動作に必要とされる直線運動の前記第2の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記出力端に沿って直線的に変移させるように構成されたねじ山を有する、請求項19に記載の直線運動補正器。
【請求項1】
直線運動補正器であって、
第1の端部で入力装置に、第2の端部で出力装置に動作可能に結合されるようになされた、ほぼ中空の内部を画成するハウジングと、
前記ハウジング内にほぼ収容されそれによって可動式に支持されるストローク補正器とを備え、前記ストローク補正器が、前記入力装置からの第1の特定の長さの直線運動を受け、第2の特定の長さの直線運動を前記出力装置へと伝達し、直線運動の前記第1及び第2の特定の長さが等しくない、直線運動補正器。
【請求項2】
前記ストローク補正器が、前記ハウジングによって枢動可能に支持される枢動ピンを有する少なくとも1つの補正器カムである、請求項1に記載の直線運動補正器。
【請求項3】
前記ストローク補正器カムが、前記第1の特定の長さの直線運動を前記入力装置から受けるための入力円と、前記第2の特定の長さの直線運動を前記出力装置に伝達するための出力円とをさらに備える、請求項2に記載の直線運動補正器。
【請求項4】
前記枢動ピン、前記入力円、及び前記出力円が、三角形の関係を画成する、請求項3に記載の直線運動補正器。
【請求項5】
前記三角形関係が、前記枢動ピンと前記入力円を結合する第1の区間、前記枢動ピンと前記出力円を結合する第2の区間、及び前記入力円と前記出力円を結合する第3の区間を含む、請求項4に記載の直線運動補正器。
【請求項6】
前記三角形の前記第1の区間の長さは、前記入力円が前記入力装置の動作軸から離れずに、直線運動の前記第1の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項7】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記出力円が前記出力装置の動作軸から離れずに、直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項8】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記三角形の前記第3の区間を前記出力装置の動作軸の動作端に対して90°に著しく近づけることなく、前記出力円が直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項9】
前記三角形の前記第2の区間の長さは、前記三角形の前記第3の区間を、前記ハウジング内での直線運動のために前記ハウジングによって可動式に支持される動作プレートの平面に対して90°に著しく近づけることなく、前記出力円が直線運動の前記第2の特定の長さだけ直線的に動くことが可能になる長さから選択される、請求項5に記載の直線運動補正器。
【請求項10】
前記ストローク補正器が、
入力端と、出力端と、前記補正器ねじがその軸の周りで回転することができるが前記ハウジングと共に直線的に動くことができないように、前記ハウジングによって回転可能に支持される中央フランジとを画成する補正器ねじ、
前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように、前記ハウジング内に摺動可能に保持される入力ナット、及び
前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように、前記ハウジング内に摺動可能に保持される出力ナットを備える、請求項1に記載の直線運動補正器。
【請求項11】
前記入力ナット及び前記補正器ねじの前記入力端は、前記入力ナットがオペレータ入力装置によって生み出される直線運動の前記第1の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記入力端に沿って直線的に変移されるとき、前記補正器ねじをその軸の周りで特定の角度回転させるように構成されたねじ山を有する、請求項10に記載の直線運動補正器。
【請求項12】
前記出力ナット及び前記補正器ねじの前記出力端は、前記補正器ねじがその軸の周りで前記特定の角度回転するとき、前記出力ナットを直線運動の前記第2の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記出力端に沿って直線的に変移させるように構成されたねじ山を有する、請求項11に記載の直線運動補正器。
【請求項13】
直線運動補正器において、
ほぼ中空の内部を画成するハウジングであって、前記記ハウジングが、第1の端部でオペレータ・インタフェース装置に、第2の端部で電気スイッチング装置に動作可能に結合するようになされ、前記オペレータ・インタフェース装置が、第1の特定の長さの直線運動を生み出すことができ、前記スイッチング装置が、正しい動作のために第2の特定の長さの直線運動を必要とし、直線運動の前記第1及び第2の特定の長さが等しくない、ハウジングと、
前記ハウジング内にほぼ収容され、それによって可動式に支持され、前記第1の特定の長さの直線運動を前記第2の特定の長さの直線運動に変換するストローク補正器とを備える、直線運動補正器。
【請求項14】
前記ストローク補正器が、前記ハウジングによって枢動可能に支持される枢動ピンと、前記オペレータ・インタフェース装置からの前記第1の特定の長さの直線運動を受ける入力円と、前記第2の特定の長さの直線運動を前記スイッチング装置に伝達するための出力円とを有する、少なくとも1つの補正器カムである、請求項13に記載の直線運動補正器。
【請求項15】
前記枢動ピンと、前記入力円と、前記出力円との間の枢動する三角形関係によって、前記オペレータ・インタフェース装置からの、前記入力円によって受けられる前記第1の特定の長さの直線運動が、前記出力円によって前記スイッチング装置に伝達される前記第2の特定の長さの直線運動へと転換される、請求項14に記載の直線運動補正器。
【請求項16】
前記ストローク補正器が、補正器ねじと、入力ナットと、出力ナットとを備える、請求項13に記載の直線運動補正器。
【請求項17】
前記補正器ねじが、入力端と、出力端と、前記補正器ねじがその軸の周りで回転することができるが前記ハウジングと共に直線的に動くことができないように、前記ハウジングによって回転可能に支持される中央フランジとを画成する、請求項16に記載の直線運動補正器。
【請求項18】
前記入力ナット及び前記出力ナットが、前記補正器ねじに対する直線運動のみが可能になるように前記ハウジング内に摺動可能に保持される、請求項17に記載の直線運動補正器。
【請求項19】
前記入力ナット、及び前記補正器ねじの前記入力端は、前記入力ナットが前記オペレータ・インタフェース装置によって生み出される直線運動の前記第1の特定の長さだけ変移されるとき、前記補正器ねじをその軸の周りで特定の角度回転させるように構成されたねじ山を有する、請求項18に記載の直線運動補正器。
【請求項20】
前記出力ナット、及び前記補正器ねじの前記出力端は、前記補正器ねじがその軸の周りで前記特定の角度回転されるとき、前記出力ナットを、前記スイッチング装置の正しい動作に必要とされる直線運動の前記第2の特定の長さだけ、前記補正器ねじの前記出力端に沿って直線的に変移させるように構成されたねじ山を有する、請求項19に記載の直線運動補正器。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【公表番号】特表2007−529873(P2007−529873A)
【公表日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−504054(P2007−504054)
【出願日】平成17年3月16日(2005.3.16)
【国際出願番号】PCT/US2005/008699
【国際公開番号】WO2005/093769
【国際公開日】平成17年10月6日(2005.10.6)
【出願人】(500015799)スクウエアー ディー カンパニー (3)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年3月16日(2005.3.16)
【国際出願番号】PCT/US2005/008699
【国際公開番号】WO2005/093769
【国際公開日】平成17年10月6日(2005.10.6)
【出願人】(500015799)スクウエアー ディー カンパニー (3)
【Fターム(参考)】
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