親ねじシステムのためのマルチモーション・アセンブリ
【課題】親ねじシステムのマルチモーション・アセンブリを提供する。
【解決手段】親ねじ２０２と、親ねじ２０２と平行移動するマルチモーション・アセンブリ２０６とを有する。親ねじ２０２の回転方向によりマルチモーション・アセンブリ２０６を係合状態で親ねじ２０２に沿って移動させるか、または非係合状態でスクリュー・ナット３０７を回転させるかを切り換える。マルチモーション・アセンブリ２０６は親ねじ２０２に螺合するスクリュー・ナット３０７とクラッチ・サブアセンブリとを備える。クラッチ・サブアセンブリは、係合状態では、前記スクリュー・ナット３０７が親ねじ２０２と共に回転することを防止して親ねじ２０２の回転によりマルチモーション・アセンブリ２０６を直線的に移動させ、非係合状態ではスクリュー・ナット３０７が親ねじ２０２と共に回転することを可能にして親ねじ２０２の回転によりスクリュー・ナット３０７を回転させる。
【解決手段】親ねじ２０２と、親ねじ２０２と平行移動するマルチモーション・アセンブリ２０６とを有する。親ねじ２０２の回転方向によりマルチモーション・アセンブリ２０６を係合状態で親ねじ２０２に沿って移動させるか、または非係合状態でスクリュー・ナット３０７を回転させるかを切り換える。マルチモーション・アセンブリ２０６は親ねじ２０２に螺合するスクリュー・ナット３０７とクラッチ・サブアセンブリとを備える。クラッチ・サブアセンブリは、係合状態では、前記スクリュー・ナット３０７が親ねじ２０２と共に回転することを防止して親ねじ２０２の回転によりマルチモーション・アセンブリ２０６を直線的に移動させ、非係合状態ではスクリュー・ナット３０７が親ねじ２０２と共に回転することを可能にして親ねじ２０２の回転によりスクリュー・ナット３０７を回転させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親ねじシステム、詳細には、他を排除するものではないが、ナットアセンブリを備える親ねじシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
親ねじは、回転運動を直線運動に変換するため、対応するナットと連結して使用され得るねじまたはねじ棒である。Ｈａｙｄｏｎ Ｋｅｒｋ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒｂｕｒｙ，ＣＴが販売している親ねじシステムのような典型的な親ねじシステムは、親ねじが、親ねじを回転させるモーターに連結される。親ねじが回転するに従って該親ねじにねじ留めされ、かつガイドロッドにも接続される、対応するナットが親ねじ軸に沿って上下に動く。ナットの直線運動の方向は、親ねじの回転の方向とねじ山の特性によって異なる。
【０００３】
図１は、親ねじ１０１、モーター１０２、対応するスクリュー・ナット１０３、ガイドロッド１０４、カラー１０５、接続支柱１０６、および支持基盤１０７を具備する親ねじシステム１００の簡略化した側面図を示す。モーター１０２およびガイドロッド１０４は、支持基盤１０７に強固に取り付けられる。親ねじ１０１は、回転方向１０１ａおよび１０１ｂで指し示されるように、（ｉ）ガイドロッド１０４と平行であり、（ｉｉ）モーター１０２に接続されることによりモーター１０２によって基盤１０７に対して回転される。スクリュー・ナット１０３のねじ山は、親ねじ１０１のねじ山を補完する。親ねじ１０１およびスクリュー・ナット１０３の材料は、相互の摩擦が比較的低く、従って親ねじシステム１００は、親ねじ１０１の回転運動を対応するスクリュー・ナット１０３の動きを直線運動へと比較的効率よく変換することが可能となる。レールガイド１０４およびカラー１０５の材料および形状特性は、カラー１０５が比較的低摩擦でガイドロッド１０４に沿って摺動できる材料および形状特性である。カラー１０５は、ベアリングまたはガイドを備えてもよい。接続支柱１０６は、スクリュー・ナット１０３をカラー１０５に堅く接続させ、それによりスクリュー・ナット１０３は、親ねじ１０１が回転するときに回転せず、代わりに親ねじ１０１に沿って直線に移動する。これにより、基盤１０７に対するスクリュー・ナット１０３の直線運動および配置を比較的正確に制御することが可能となる。
【０００４】
親ねじ１０１が方向１０１ａに回転すると、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に沿って（基盤１０７から離れて）上方に移動するが、一方で親ねじ１０１が反対方向１０１ｂに回転すると、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に沿って（基盤１０７に向かって）下方に移動する。なお、親ねじ１０１およびスクリュー・ナット１０３の材料およびねじ山特性は、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に取り付けられていない場合、スクリュー・ナット１０３は親ねじ１０１（１０１ａの方向）の周囲を回転し、かつモーター１０２が親ねじ１０１を回転させていないときは基盤１０７に向かうスクリュー・ナット１０３に掛る単に重力の効果により、（基盤１０７に向かって）下方に移動するものであり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、マルチモーション・アセンブリを具備する装置であり得る。マルチモーション・アセンブリは、（ｉ）親ねじの外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、（ｉｉ）スクリュー・ナットに接続されたクラッチ・サブアセンブリとを備える。クラッチ・サブアセンブリは、係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するように適合される。係合状態では、クラッチ・サブアセンブリは、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを防止し、それによって親ねじの回転によりスクリュー・ナットが直線に移動する。非係合状態では、クラッチ・サブアセンブリは、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転する。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、マルチモーション・アセンブリを具備する装置を動作させる方法であり得る。マルチモーション・アセンブリは、（ｉ）親ねじの外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、（ｉｉ）係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するためにスクリュー・ナットに接合されたクラッチ・サブアセンブリとを具備する。方法は、（ｉ）係合状態では、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを防止し、それによって親ねじの回転によりスクリュー・ナットが直線に移動するようにクラッチ・サブアセンブリを使用することと、（ｉｉ）非係合状態では、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転するようにクラッチ・サブアセンブリを使用することとを含む。
【０００７】
本発明の他の態様、特徴、および利益は、以下の詳細な説明、添付の請求の範囲、同様の参照番号が類似または同一の要素を同一に扱っている添付の図面により、十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来技術の親ねじシステムの簡略化した側面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るマルチモーション親ねじシステムを組み込んだ攪拌システムの簡略化した側面図を示す。
【図３】図２のマルチモーション・アセンブリの中枢部品の拡大透視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、係合状態時のマルチモーション親ねじシステムの簡略化した部分断面を示す。
【図５】非係合状態時の図４のマルチモーション親ねじシステムの簡略化した部分断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１のスクリュー・ナット１０３をさらなる特性を有するアセンブリと置換することで、従来技術の親ねじシステム１００が提供できない親ねじシステムに有益な特性を提供する。例えば、マルチモーション・アセンブリの使用により、以下で説明する親ねじシステムに有益な特性を提供することができる。
【００１０】
図２は、本発明の一実施形態に係るマルチモーション親ねじシステム２０１を組み込んだ攪拌システム２００の簡略化した側面図を示す。攪拌システム２００は、例えば、溶出試験装置の一部として使用され得る。例示的な溶出試験装置は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，５８９，６４９号に記載されている。以下でさらに詳細に説明するように、攪拌システム２００は、攪拌棒を回転させる回転電力を提供するとともに、攪拌棒を垂直に上下移動させる線形電力を提供する。
【００１１】
攪拌システム２００はさらに、（ｉ）親ねじ２０２と、（ｉｉ）ガイドロッド２０３および２０４と、（ｉｉｉ）親ねじ２０２とガイドロッド２０３および２０４とを保持および安定させる、基底台２０７およびトッププレート２０８とを具備する。攪拌システム２００はまた、モーター２０９とギア２１０およびギア２１１も備える。モーター２０９はギア２１０を駆動し、同様にギア２１１を駆動する。ギア２１１は親ねじ２０２に装着されており、モーター２０９が動作するときは親ねじ２０２がモーター２０９によってギア２１０および２１１を介して回転する。攪拌システム２００はさらに、マルチモーション・アセンブリ２０６に支持および接続されているスピンドルベアリング・アセンブリ２１２を具備する。スピンドルベアリング・アセンブリ２１２は、ベアリング・アセンブリ２１３、攪拌軸２１４、および攪拌棒２１５を備える。ベアリングおよびギア（不図示）を具備するベアリング・アセンブリ２１３は、攪拌軸２１４を介して攪拌棒２１５に接続される。ベアリング・アセンブリ２１３はタイミングベルト２１６を介してマルチモーション・アセンブリ２０６のタイミング滑車（個別に示さない）に接続され、タイミング滑車が回転するときは、攪拌棒２１５もベアリング・アセンブリ２１３のギア比と支持力により特定される割合で回転する。当然ながら、タイミングベルト２１６は、タイミング滑車の歯に対応する一体になった歯（不図示）を有し得る。
【００１２】
親ねじシステム２０１は、ブレーキ板２０５およびマルチモーション・アセンブリ２０６を具備する。マルチモーション・アセンブリ２０６は、（ｉ）親ねじ２０２に対応するスクリュー・ナット（個別に示さない）と、（ｉｉ）スクリュー・ナットをガイドロッド２０３および２０４を囲むマルチモーション・アセンブリ２０６のカラー（個別に示さない）に選択的に強固に接続するためのクラッチ・サブアセンブリ（個別に示さない）を備える。クラッチ・サブアセンブリは、少なくとも２つの状態、つまり係合状態および非係合状態のうちいずれかの状態で動作するように構成されている。
【００１３】
係合状態では、スクリュー・ナットは、クラッチ・サブアセンブリを介してガイドロッド２０３および２０４の周囲のカラーに強固な取り付けにより親ねじ２０２の周囲を回転せず、または親ねじ２０２と共に回転しない。なお、本明細書で使用するように、「強固な取り付け」という用語は、通常の動作条件における強固さを説明する。強固な取り付けは、取り付けられた要素間の静摩擦の比較的高い係数に基づいてよく、強固に取り付けられたと説明した２つの要素は、互いの静摩擦を克服するに十分な力を充てられた場合に、それでも破損することなく互いに移動し得ることに留意されたい。係合状態では、親ねじの回転により、親ねじ２０２に沿ってマルチモーション・アセンブリ２０６が直線移動する。一方で、非係合状態では、スクリュー・ナットは、（ｉ）ガイドロッド２０３および２０４の周囲のカラーに強固に接続されず、（ｉｉ）親ねじ２０２と連動して回転する。従って、クラッチ・サブアセンブリは、マルチモーション親ねじシステム２０１が、クラッチ・サブアセンブリの係合状態に応じてスクリュー・ナットを直線移動または回転移動させることを可能にする。
【００１４】
ブレーキ板２０５は、親ねじ２０２に沿って特定の位置に固定されるように構成されている。マルチモーション・アセンブリ２０６がブレーキ板２０５よりも上方にあって接触しないとき、マルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリは係合状態であり、親ねじ２０２の回転により親ねじ２０２の回転の方向に応じてマルチモーション・アセンブリ２０６が（基底台２０７から離れて）上方に移動するか、または（基底台２０７に向かって）下方に移動する。しかし、親ねじ２０２が十分に回転してマルチモーション・アセンブリ２０６をブレーキ板２０５と接触させ、同じ方向に回転し続けてブレーキ板２０５に対してマルチモーション・アセンブリ２０６を圧迫すると、次いでクラッチ・サブアセンブリは非係合状態になり、親ねじ２０２が継続して回転することにより、上述した中間部品を介して攪拌棒２１５を回転させる。その後、親ねじ２０２が回転の方向を逆にすると、クラッチ・サブアセンブリが再び係合状態になり、攪拌棒２１５は回転を中止し、マルチモーション・アセンブリ２０６およびスピンドルベアリング・アセンブリ２１２は（基底台２０７から離れて）上方に移動し始める。
【００１５】
換言すれば、マルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリが係合状態であって親ねじ２０２が回転すると、（ｉ）スピンドルベアリング・アセンブリ２１２がマルチモーション・アセンブリ２０６と合わせて上下に移動し、（ｉｉ）攪拌棒２１５は回転しない。しかし、マルチモーション・アセンブリ２０６がブレーキ板２０５まで下がると、それによってマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリが非係合状態になる。さらに親ねじ２０２が同じ方向に回転し続けると、次いで（ｉ）スピンドルベアリング・アセンブリ２１２がマルチモーション・アセンブリ２０６と共に下方移動を停止し、（ｉｉ）攪拌棒２１５は親ねじ２０２が同じ方向に回転し続ける限り回転する。
【００１６】
モーター２０９は、オン／オフスイッチと同じくらい簡単であり得るコントローラ（不図示）により制御される。モーター２０９用のコントローラはまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、適切にプログラミングされた多目的コンピュータ、または類似する装置など、より一層複雑な装置でもよい。なお、親ねじ２０２の回転方向は、モーター２０９が２つの方向に回転させることができるならば、モーター２０９の回転方向を選択することにより選択されてよい。一実施形態では、モーター２０９はブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーターである。ＢＬＤＣモーターは、２つの異なる方向のいずれかに回転させることができる。幾つかの実施形態では、ＢＬＤＣモーターの回転速度は、コントローラにより比較的精確に選択され得る。親ねじ２０２の回転方向はまた、自動車の前進ギアまたは後進ギアの選択と同じように、モーター２０９と親ねじ２０２との間にあるギアのギア配列を変更して選択されてもよい。
【００１７】
図３は、図２のマルチモーション・アセンブリ２０６の中心にある部品の拡大透視図を示す。マルチモーション・アセンブリ２０６は、クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、ピン３０４および３０５と、タイミング滑車３０６と、スクリュー・ナット３０７と、ナットアダプタ３０８とを具備する。クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、タイミング滑車３０６と、スクリュー・ナット３０７と、ナットアダプタ３０８とは、２つのカラー（不図示）を備えるスピンドルプレートおよびトッププレート（不図示）により画定される容積に収まって親ねじ２０２の周囲に配置された実質的に円筒状の部品である。クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、タイミング滑車３０６と、ナットアダプタ３０８とは、実質的に環状であり、これらの内径は、親ねじ２０２の外径よりも大きく、結果としてこれらの部品は、親ねじ２０２と直に接触する状態にはならない。なお、親ねじ２０２を補完するようにねじ留めされ、且つ親ねじ２０２に対応するスクリュー・ナット３０７は、親ねじ２０２と直に接触する状態になる。また、以下でさらに詳細を論じるピン３０４および３０５は、親ねじ２０２を囲むカラーではなく、親ねじ２０２と直に接触する状態にもならない。
【００１８】
クラッチ３００は、上端にクラッチ３００の下端部よりも狭い外径を持つ首部３１１を有する中空シリンダとして概ね形作られている。クラッチアダプタ３０２は、円筒状を有し、その上端側に、円筒状ピン３０４および３０５と対応する垂直凹所３１２および３１３を有し、これらのピンは、それぞれの凹所に位置付けられるように構成されている。ピン３０４および３０５は、凹所３１２および３１３の直径よりもわずかに小さな直径を有し、従ってピン３０４および３０５がそれぞれ、凹所３１２および３１３の内部で垂直に上下に移動することができる。ねじ山の付いた内部突起３１４をその上端に有する中空シリンダとして概ね形作られているタイミング滑車３０６は、下端側に、凹所の直径がピン３０４および３０５の直径よりもわずかに大きい、ピン３０４および３０５用の対応する凹所（不図示）を有しており、従って、ピン３０４および３０５がタイミング滑車３０６のそれぞれの凹所の内部で垂直に上下移動することができる。なお、タイミング滑車３０６の突起３１４は、バネ３０３用の座金形状の上部支持棚として機能する。バネ３０３は圧縮バネである。
【００１９】
スクリュー・ナット３０７は、下側首部３１５、上側首部３１７、および中間部３１６を有する。下側首部３１５は、タイミング滑車３０６の内部突起３１４の内部ねじ山と適合する外部ねじ山を有する。上側首部３１７は、ナットアダプタ３０８の下側部分の内部ねじ山と適合する外部ねじ山を有する。ナットアダプタ３０８は、下側部分３１８および上側部分３１９を具備する。下側部分３１８の外径は、上側部分３１９の外径よりも長い。ナットアダプタ３０８の下側部分３１８は、スクリュー・ナット３０７の上側首部３１７の外部ねじ山と適合する内部ねじ山（不図示）を有する。なお、下側部分３１８の内部ねじ山は、下側部分３１８の上端まで全体にわたって伸長する必要はなく、実際には下側部分３１８は異なる内径を有してよい。
【００２０】
図４は、本発明の一実施形態に係る図２のマルチモーション親ねじシステム２０１の、係合状態時における簡略化した部分断面図である。上述したように、親ねじシステム２０１は、親ねじ２０２と、ガイドロッド２０３および２０４と、マルチモーション・アセンブリ２０６と、ブレーキ板２０５とを具備する。ねじ山を示すために親ねじ２０２の側面図が示され、一方で親ねじシステム２０１の他の要素が断面で示される。マルチモーション・アセンブリ２０６は、スピンドルプレート４０１およびトッププレート４０２により枠組みされている。スピンドルプレート４０１は、各ガイドロッド２０３および２０４のための各カラー４０３および４０４と、親ねじ２０２およびクラッチ３００のための開口部４０５とを備える。マルチモーション・アセンブリ２０６の中心にある部品を適所に保持するためのキャップとして使用されるトッププレート４０２は、スピンドルプレート４０１と強固に、例えば、ねじ（不図示）を用いて取り付けられ、かつ親ねじ２０２とガイドロッド２０３および２０４それぞれのために開口部４０６、４０７、および４０８を備える。
【００２１】
マルチモーション・アセンブリ２０６は、クラッチ・サブアセンブリ４１０を具備し、同様に、クラッチ・サブアセンブリ４１０は、クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１と、クラッチアダプタ３０２と、バネ３０３と、ピン３０４および３０５と、タイミング滑車３０６を具備する。クラッチ３００は、開口部４０５内に位置付けられ、スピンドルプレート４０１を越えてスピンドルプレート４０１の下端より下まで伸長する。クラッチ３００の外径は、開口部４０５の内径よりも小さく、従ってクラッチ３００はスピンドルプレート４０１または親ねじ２０２のいずれかの手段によって上下に摺動しない。しかし、クラッチ３００は、ボールベアリング・アセンブリ３０１の内部リングに強固に接続される。一実装状態では、クラッチ３００の首部３１１は、ボールベアリング・アセンブリ３０１内の円筒状開口部の中に圧入される。換言すれば、首部３１１の外径は、ボールベアリング・アセンブリ３０１の内径と実質的に等しい。ボールベアリング・アセンブリ３０１に対するクラッチ３００の強固な取り付けにより、クラッチ３００は親ねじ２０２から落下しない。ボールベアリング・アセンブリ３０１の外側リングは、クラッチアダプタ３０２に強固に接続される。ボールベアリング・アセンブリ３０１は、２つの同心円リングを回転可能に接続する複数のベアリングボールを具備する従来のリング形状のボールベアリング・アセンブリであり、互いに対し２つのリングによる低摩擦の回転を提供する。
【００２２】
クラッチアダプタ３０２は、スピンドルプレート４０１と選択的に係合するための摩擦板として機能する。クラッチアダプタ３０２は、概ね中央部にバネ３０３用の座金形状の上部支持棚として機能するリング状の内部突起４０９を有する中空シリンダとして概ね形作られている。図４に示される係合状態では、クラッチアダプタ３０２の下端は、（圧縮されたバネ３０３により印加された下向きの力に起因して）スピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫され、それによりクラッチアダプタ３０２とスピンドルプレート４０１との間に比較的高い摩擦係数による回転防止係合が生み出される。
【００２３】
クラッチアダプタ３０２の上にタイミング滑車３０６がある。バネ３０３は、クラッチアダプタ３０２の突起４０９およびタイミング滑車３０６の突起３１４により創出された凹所の中にある。上述したように、タイミング滑車３０６は追加して、凹所内に位置付けられるように構成されたピン３０４および３０５それぞれのために、下端側に凹所４１１および４１２を有する。ピン３０４および３０５は、（ｉ）タイミング滑車３０６およびクラッチアダプタ３０２が親ねじ２０２の軸に沿って互いに近づくかまたはさらに離れることを可能にするが、（ｉｉ）タイミング滑車３０６およびクラッチアダプタ３０２が互いに個別的に回転することを防止する。従って、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６のいずれかが回転を阻まれると、次いでピン３０５および３０５により他方も回転を阻まれる。
【００２４】
クラッチ・サブアセンブリ４１０が係合状態のとき、バネ３０３は（ｉ）タイミング滑車３０６からクラッチアダプタ３０２を離すように作用し、それによりクラッチアダプタ３０２とタイミング滑車３０６との間に間隙４１４を創出する。またバネ３０３は（ｉｉ）クラッチアダプタ３０２をスピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫させたままとし、それによりクラッチアダプタ３０２を回転させない。係合状態では、クラッチアダプタ３０２はスピンドルプレート４０１への強固な取り付けにより回転が防止されるので、タイミング滑車３０６もまた係合状態では回転が防止される。同様に、タイミング滑車３０６に強固に取り付けられたスクリュー・ナット３０７もまた、係合状態では、回転が防止される。
【００２５】
前述したように、スクリュー・ナット３０７は、（ｉ）親ねじ２０２のねじ山と適合する内部ねじ山と、（ｉｉ）中央部３１６の上方および下方にねじ山の付いた首部３１５および３１７それぞれを有する実質的に中空シリンダであり、ここで首部３１５および３１７の外径は、中央部３１６の外径よりも短い。タイミング滑車３０６は、強固な取り付けのためにスクリュー・ナット３０７のねじ山の付いた下方の首部３１５にねじ込まれる。スクリュー・ナット３０７は、クラッチ・サブアセンブリ４１０を介したガイドロッド２０３および２０４への接続により回転が防止されると、スクリュー・ナット３０７と親ねじ２０２およびナットアダプタ３０８との相互作用により、親ねじ２０２の回転を親ねじ２０２に沿ったマルチモーション・アセンブリ２０６の動きを直線運動に変換する。
【００２６】
スクリュー・ナット３０７の上方首部３１７は、強固な取り付けのためにナットアダプタ３０８の下側部分３１８の中にねじ込まれる。ナットアダプタ３０８の下側部分３１８は、上方首部３１７のねじ山に適合する内部ねじ山を有する。ナットアダプタ３０８の上端部分３１９は、ナットアダプタ３０８の下側部分３１８の内径よりも小さい外径を有する。ナットアダプタ３０８の中間部は、上端部分３１９と実質的に同じ内径であり、ナットアダプタ３０８の下側部分３１８と実質的に同じ外径を有し得る。
【００２７】
ナットアダプタ３０８の上端部分３１９の外径は、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内径と実質的に等しく、ナットアダプタ３０８の上端部分３１９は、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内側リングに強固に接続されることになる。ボールベアリング・アセンブリ３０９はボールベアリング・アセンブリ３０１と実質的に類似しており、クラッチアダプタ３１０はクラッチアダプタ３０２と実質的に類似している。なお、クラッチアダプタ３１０はクラッチアダプタ３０２の凹所３１３および３１２と類似する凹所を有してよいが、凹所はピンを収納するためには使用されない。本明細書で記載する実質的に類似する要素は、互いに同一であってよく、または材料とみなされない変更があってもよいことにも留意されたい。ボールベアリング・アセンブリ３０９は、クラッチアダプタ３１０の下端部４１３の内径に実質的に等しく、それによりボールベアリング・アセンブリ３０９の外側リングがクラッチアダプタ３１０と強固に接続することが可能となる。クラッチアダプタ３１０の上端は、トッププレート４０２に対してしっかりと圧迫され、それによってクラッチアダプタ３１０とトッププレート４０２との間の比較的高い摩擦係数に起因して、回転防止接続が生み出される。
【００２８】
親ねじ２０２が係合状態でクラッチ・サブアセンブリ４１０とともに回転すると、マルチモーション・アセンブリ２０６が親ねじ２０２の回転方向に応じて上下に移動する。親ねじ２０２が方向２０２ａに回転する場合、このとき親ねじ２０２のねじ山の方向とスクリュー・ナット３０７の適合するねじ山により、マルチモーション・アセンブリ２０６が上方に移動する。反対に、親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転する場合、このときマルチモーション・アセンブリ２０６が下方に移動する。マルチモーション・アセンブリ２０６は、保持部材（不図示）によりガイドロッド２０３および２０４に対して適所に保持されるブレーキ板２０５の所まで自由に降りることができる。なお、係合状態でクラッチ・サブアセンブリ４１０を用いると、マルチモーション・アセンブリ２０６が親ねじ２０２の回転運動に応じて上下に移動するが、マルチモーション・アセンブリ２０６のどの部品も親ねじ２０２の回転運動に応じて回転しない。
【００２９】
図５は、非係合状態時のマルチモーション親ねじシステム２０１の簡略化した部分断面図を示す。図５の要素は、図４の要素と同一であり、同様にラベル付けされている。なお、一層簡易にするため、図４でラベル付けされた親ねじシステム２０１の幾つかの要素は、図５ではラベル付けされていない。図５は、ブレーキ板２０５によって係合していないマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリ４１０を示す。クラッチ・サブアセンブリ４１０は、マルチモーション・アセンブリ２０６がクラッチ３００がブレーキ板２０５と接触する位置をちょうど超える位置に下がるとが次第に解放される。クラッチ３００がブレーキ板２０５と接触した後に親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転を続けるにつれ、マルチモーション・アセンブリ２０６はさらに若干下がり、クラッチ３００はマルチモーション・アセンブリ２０６の停止部に対して押し上げられる。同様に、これによりボールベアリング・アセンブリ３０１およびクラッチアダプタ３０２も押し上げられる。この移動はまた、バネ３０３を圧縮し、クラッチアダプタ３０２とタイミング滑車３０６との間の間隙４１４を部分的または完全に閉じる。さらに、この移動はまた、クラッチアダプタ３０２とスピンドルプレート４０１との間に間隙５０１を創出する。これは、クラッチアダプタ３０２がもはやスピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫されておらず、今ではスピンドルプレート４０１に対して自由に回転することができることを意味する。なお、クラッチアダプタ３０２は、ボールベアリング・アセンブリ３０１に取り付けられたままであり、かつピン３０４および３０５を介してタイミング滑車３０６とに取り付けられたままである。
【００３０】
なお、クラッチ・サブアセンブリ４１０が非係合状態であり、親ねじ２０２の方向２０２ｂへのさらなる回転は、スクリュー・ナット３０７およびサブアセンブリ４１０に取り付けられた要素（例えばナットアダプタ３０８、タイミング滑車３０６、バネ３０３、およびクラッチアダプタ３０２）を親ねじ２０２とともに方向２０２ｂへと回転させる。なお、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内側リングおよびボールベアリング・アセンブリ３０１の外側リングもスクリュー・ナット３０７とともに方向２０２ｂへと回転する。ピン３０４および３０５も親ねじ２０２の周囲を方向２０２ｂに周回し得ることにも留意されたい。
【００３１】
親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転し続ける限り、（ｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６はブレーキ板２０５に保持されて適所に留まり、（ｉｉ）スクリュー・ナット３０７およびナット３０７に取り付けられた要素は親ねじ２０２と共に回転し続ける。親ねじ２０２が方向を変えて方向２０２ａに回転する場合、このとき（ｉ）図５に関して上述した移動は反対向きになり、（ｉｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６の部品は図４に示される配置へと戻り、（ｉｉｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６は上方に移動してブレーキ板２０５から離れる。このとき親ねじシステム２０１は、図４を説明する節で記載したように動作する。クラッチ３００は、係合状態でも非係合状態でも親ねじ２０２とともに回転しないことに留意されたい。
【００３２】
他のクラッチ関連の文脈におけるように、「係合された」という用語は、クラッチ・アセンブリの摩擦板が対応する表面に対してしっかりと圧迫されるときのクラッチ・サブアセンブリの状態を言及するために使用されることに留意されたい。典型的なクラッチ関連の状況において、クラッチ・サブアセンブリを係合することは、典型的にはエンジンに接続される対応する表面と共に回転するクラッチ・サブアセンブリを有することを意味する。しかし、典型的なクラッチ関連の状況と異なり、図４のクラッチ・サブアセンブリ４１０を係合することは、対応する表面が回転せずモーター軸に強固に接続されないため、実際にはクラッチ・サブアセンブリが回転することを防止する。
【００３３】
図４のマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリ４１０が係合状態のとき、マルチモーション・アセンブリ２０６の部品は親ねじ２０２が回転しても回転しないという本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態は、マルチモーション・アセンブリ２０６に部品を追加してよい。この場合、クラッチ・サブアセンブリが係合状態のとき、マルチモーション・アセンブリ２０６の他の部品は回転しないが、追加の部品は親ねじ２０２と共に回転する。
【００３４】
図４および図５のクラッチ３００が、親ねじ２０２と共に回転しないとう本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ボールベアリング・アセンブリ３０１が取り除かれ、クラッチ３００がクラッチアダプタ３０２に強固に取り付けられる。代わりに、ブレーキ板２０５またはクラッチ３００のいずれかがボールベアリング・アセンブリを具備し、それによって非係合状態では、ブレーキ板２０５がクラッチ３００を圧迫するとボールベアリング・アセンブリによりクラッチ３００がクラッチアダプタ３０２および親ねじ２０２と共に回転することを可能にする。代替的な一実施形態では、クラッチアダプタ３０２およびクラッチ３００は単一の要素に接合される。
【００３５】
代替的な一実施形態では、バネは図４のクラッチアダプタ３１０をトッププレート４０２に圧迫するために使用される。このバネの使用には、マルチモーション・アセンブリ２０６の部品を適切に変更することが必要となり得る。
【００３６】
図４のクラッチアダプタ３０２がスピンドルプレート４０１に対して圧迫されるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、スピンドルプレート４０１へのクラッチアダプタ３０２の接触領域は、スピンドルプレート４０１の停止部の材料と異なる材料で作製される。例えば、スピンドルプレート４０１が金属製の場合、この際に接触領域は、接触時にクラッチアダプタ３０２に良好な把持性を与えるため幾分か高摩擦性材料であってよい。同様に、クラッチアダプタ３１０の接触領域はまた、トッププレート４０２の停止部と異なる材料で作製されてよい。なお、任意の実施形態におけるいずれかの接触領域の接触面は、（ｉ）プレートの停止部の高さと同じか、（ｉｉ）プレートの停止部高さより下か、または（ｉｉｉ）プレートの停止部の高さより上に引き上げられてよい。一実装形態では、クラッチアダプタ３０２と接触するスピンドルプレート４０１の領域は比較的滑面に機械加工され、それによりクラッチアダプタ３０２はむらなくすり減る。一実装形態では、スピンドルプレート４０１は鋳造物であり、従って比較的荒削りであり、滑面の座ぐりがスピンドルプレート４０１の接触領域に機械加工により形成される。別の実装形態では、スピンドルプレート４０１は機械加工され、従って比較的滑らかな、スピンドルプレート４０１の接触領域が形成されるが、座ぐりは形成されない。
【００３７】
スクリュー・ナット３０７が図４のナットアダプタ３０８およびタイミング滑車３０６に強固に取り付けられるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ナットアダプタ３０８が排除され、スクリュー・ナット３０７および／またはボールベアリング・アセンブリ３０９を適切に変更することにより、スクリュー・ナット３０７がボールベアリング・アセンブリ３０９に直接結合する。別の代替的な実施形態では、スクリュー・ナット３０７はナットアダプタ３０８およびタイミング滑車３０６のいずれかまたは両方と一体化して単一の要素を形成する。
【００３８】
２つのピン、すなわち図４のピン３０４および３０５がクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互に接続させるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、等間隔に隔離した３つのピンが代わりに使用される。他の代替的な実施形態では、異なる数のピンがクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互接続させるために使用される。
【００３９】
図４のクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互に接続させるピンと、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６にある対応する凹所とが円筒状であるという本発明のある実施形態を記載した。幾つかの代替的な実施形態では、相互接続ピンおよび対応する凹所は、任意の好適な断面を有する直角柱など、好適な角柱形状である。一般的に、ピンおよび対応する凹所はクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６が互いに接近するかまたは離れることを可能にしつつ、互いが個別に回転しないようにする任意の好適な形状でできていればよい。幾つかの代替的な実施形態では、ピンを備えていない代替的な機構が、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６が互いに接近するかまたは離れることを可能にしつつ、互いが個別に回転しないようにするために使用される。
【００４０】
図４のクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互接続するピンは、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６両方の対応する凹所内で自由に移動できるという本発明の実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、１つ以上の相互接続ピンは、クラッチアダプタ３０２に強固に取り付けられるかまたはクラッチアダプタ３０２の一部を形成する。別の代替的な実施形態では、１つ以上の相互接続ピンは、タイミング滑車３０６に強固に取り付けられるかまたはクラッチアダプタ３０２の一部を形成する。
【００４１】
図２、図４、および図５のブレーキ板２０５は、保持機構（不図示）により適所に保持されることを記載した。一実施形態では、ブレーキ板２０５は１つの位置に留まるように据付けられる。別の実施形態では、ブレーキ板２０５は、２つ以上の予め選択された位置（例えば図２の基底台２０７に対して異なる高度）のいずれかに、保持機構により据付けられてよい。この場合、ユーザは予め選択した一方の位置から他方の位置に手動でブレーキ板２０５を移動させることができる。別の実施形態では、ブレーキ板２０５は、ユーザにより選択されるように基本的に無限数の位置のうちいずれかの位置で保持機構により据付けられてよい。
【００４２】
クラッチ・サブアセンブリが、マルチモーション・アセンブリの一部ではないブレーキ板との接触により非係合するという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ブレーキ板はマルチモーション・アセンブリと一体化され、選択的に（ｉ）クラッチ・サブアセンブリを解放することができるようにブレーキ板制御機構（不図示）を介して適所に固定され得、（ｉｉ）自由にクラッチ・サブアセンブリと係合し、マルチモーション・アセンブリと共にブレーキ板が移動することが可能となる。別の代替的な実施形態では、マルチモーション・アセンブリが選択的にクラッチ・サブアセンブリを係合または非係合する内部機構を具備するためブレーキ板は必要とされない。そのような内部機構は、例えば、１つ以上の制御可能な電磁石を備えてよい。
【００４３】
２つのガイドロッドを囲むカラーがスクリュー・ナットの回転を防止するために使用され、それにより対応する親ねじの回転に応じてスクリュー・ナットの直線運動を制御するという本発明のある実施形態を記載した。本発明は、そのような実施形態に限定されない。回転運動を直線運動に変換することに関し、同じ結果を達成するために他の数のガイドロッドおよび他の機構が使用可能である。さらに、同じ結果を達成するために、将来は他の機構が開発され得る。本発明の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなくそのような代替的な機構を使用してよい。
【００４４】
マルチモーション・アセンブリ部品の特定の収集物および配置を使用して本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態は、同じ結果を達成するために１つ以上の異なる部品を使用してよい。
【００４５】
図２のタイミングベルト２１６を介して駆動される特定のスピンドルベアリング・アセンブリを用いて本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態も同様に検討されることに留意されたい。代替的な一実施形態では、動力は、ベルトではなく１つ以上の媒介物である歯車および／またはシャフトを使用することにより伝達される。代替的な一実施形態では、スピンドルベアリング・アセンブリ２１２はベアリング・アセンブリ２１３を備えず、代わりにタイミングベルト２１６またはその等価物が攪拌軸２１４の一部分を周回する。代替的な一実施形態では、ベアリング・アセンブリ２１３は、タイミングベルト２１６により駆動され、（ｉｉ）攪拌軸２１４に強固に接続される１つのギアホイールのみを具備する。代替的な一実施形態では、ベアリング・アセンブリ２１３は、例えば、攪拌軸２１４を様々な速度で回転可能としつつもタイミングベルト２１６を一定速度で移動させる様々な伝達機構を具備する。特定の伝達設定が現在当業者に知られている任意の手段または後に開発される任意の手段によって選択されてよい。代替的な実施形態では、攪拌棒２１５は、例えば、水中の試料を保持する試料バスケットなど他の装着具と取り換えられる。
【００４６】
図２の攪拌システム２００の一実装形態では、タイミング滑車３０６は外周に歯を有し、タイミングベルト２１６は内側に適合する歯を有する。ベアリング・アセンブリ２１３の対応する部品もまた、その外部にタイミングベルト２１６の歯に適合する歯を有する。対応する様々な歯は対応する部品の互いの把持性の向上に役立ち、攪拌棒２１５の回転を一層精確に制御することが可能となる。
【００４７】
特定の要素が特定の機能を行うことを例示的な実施形態で記載した。しかし、特定の機能は任意の好適な要素または要素の収集物により達成され、例示的な実施形態で命名した特定の要素により達成されることに制限されるものではない。
【００４８】
当業者であれば、以下の請求の範囲で示す本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の本質を説明するために記載および例示した部品の細部、材料、および配置において種々の変更を成し得ることがさらに理解されよう。
【００４９】
本明細書で言及する「一実施形態」または「ある実施形態」とは、本発明の少なくとも１つの実施形態に包含され得る実施形態と関連して記載した特定の特性、構造、または特徴を意味する。本明細書の様々な場所で使用された「一実施形態では」という語句の状況は、必ずしも同一の実施形態を言及しているわけでも、他の実施形態を必然的に相互に除く個別的または代替的な実施形態でもない。同じことが「実装」に対しても当てはめられる。
【００５０】
他に明確に提示しない限り、各数値および各範囲は、「約」または「概ね」という用語が値または範囲の値に先立つかのように概算として解釈されるべきである。本出願で使用されるように、他に明確に示さない限り、「接続された」という用語は、要素間における直接接続も関節接続も含めることを意図する。
【００５１】
説明のため、「連結」、「連結する」、「連結された」、「接続」、「接続する」、または「接続」されたという用語は、当技術分野または後に開発される任意の方法にまで言及し、エネルギーは２つ以上の要素間で伝達可能であり、必要ではないが１つ以上の追加要素の介在が想定される。「直接連結された」、「直接接続された」という用語は、例えば接続された要素が接触していることを意味する。
【００５２】
請求の範囲における図番および／または図の参照符号の使用は、請求の範囲の解釈を促すために、請求する主題の１つ以上の可能性のある実施形態を特定することを目的とする。この使用は、対応する図面に示される実施形態にまでこれらの請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００５３】
本出願の請求の範囲に保護される実施形態は、（１）本明細書により可能となり、（２）法定の主題に対応する実施形態に限定される。不可能な実施形態および非法定の主題は、これらが請求の範囲に収まる場合でも明確に否定される。
【００５４】
以下の方法の請求項におけるステップは、対応する標識を用いて特定の順序で列挙されているが、請求項の列挙は、他にこれらのステップの複数または全てを実施するための特定の順序を示唆しない限り、これらのステップは必ずしも該特定の順序で実施されることに限定されることを意図するものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親ねじシステム、詳細には、他を排除するものではないが、ナットアセンブリを備える親ねじシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
親ねじは、回転運動を直線運動に変換するため、対応するナットと連結して使用され得るねじまたはねじ棒である。Ｈａｙｄｏｎ Ｋｅｒｋ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒｂｕｒｙ，ＣＴが販売している親ねじシステムのような典型的な親ねじシステムは、親ねじが、親ねじを回転させるモーターに連結される。親ねじが回転するに従って該親ねじにねじ留めされ、かつガイドロッドにも接続される、対応するナットが親ねじ軸に沿って上下に動く。ナットの直線運動の方向は、親ねじの回転の方向とねじ山の特性によって異なる。
【０００３】
図１は、親ねじ１０１、モーター１０２、対応するスクリュー・ナット１０３、ガイドロッド１０４、カラー１０５、接続支柱１０６、および支持基盤１０７を具備する親ねじシステム１００の簡略化した側面図を示す。モーター１０２およびガイドロッド１０４は、支持基盤１０７に強固に取り付けられる。親ねじ１０１は、回転方向１０１ａおよび１０１ｂで指し示されるように、（ｉ）ガイドロッド１０４と平行であり、（ｉｉ）モーター１０２に接続されることによりモーター１０２によって基盤１０７に対して回転される。スクリュー・ナット１０３のねじ山は、親ねじ１０１のねじ山を補完する。親ねじ１０１およびスクリュー・ナット１０３の材料は、相互の摩擦が比較的低く、従って親ねじシステム１００は、親ねじ１０１の回転運動を対応するスクリュー・ナット１０３の動きを直線運動へと比較的効率よく変換することが可能となる。レールガイド１０４およびカラー１０５の材料および形状特性は、カラー１０５が比較的低摩擦でガイドロッド１０４に沿って摺動できる材料および形状特性である。カラー１０５は、ベアリングまたはガイドを備えてもよい。接続支柱１０６は、スクリュー・ナット１０３をカラー１０５に堅く接続させ、それによりスクリュー・ナット１０３は、親ねじ１０１が回転するときに回転せず、代わりに親ねじ１０１に沿って直線に移動する。これにより、基盤１０７に対するスクリュー・ナット１０３の直線運動および配置を比較的正確に制御することが可能となる。
【０００４】
親ねじ１０１が方向１０１ａに回転すると、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に沿って（基盤１０７から離れて）上方に移動するが、一方で親ねじ１０１が反対方向１０１ｂに回転すると、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に沿って（基盤１０７に向かって）下方に移動する。なお、親ねじ１０１およびスクリュー・ナット１０３の材料およびねじ山特性は、スクリュー・ナット１０３が支柱１０６およびカラー１０５に取り付けられていない場合、スクリュー・ナット１０３は親ねじ１０１（１０１ａの方向）の周囲を回転し、かつモーター１０２が親ねじ１０１を回転させていないときは基盤１０７に向かうスクリュー・ナット１０３に掛る単に重力の効果により、（基盤１０７に向かって）下方に移動するものであり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、マルチモーション・アセンブリを具備する装置であり得る。マルチモーション・アセンブリは、（ｉ）親ねじの外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、（ｉｉ）スクリュー・ナットに接続されたクラッチ・サブアセンブリとを備える。クラッチ・サブアセンブリは、係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するように適合される。係合状態では、クラッチ・サブアセンブリは、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを防止し、それによって親ねじの回転によりスクリュー・ナットが直線に移動する。非係合状態では、クラッチ・サブアセンブリは、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転する。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、マルチモーション・アセンブリを具備する装置を動作させる方法であり得る。マルチモーション・アセンブリは、（ｉ）親ねじの外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、（ｉｉ）係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するためにスクリュー・ナットに接合されたクラッチ・サブアセンブリとを具備する。方法は、（ｉ）係合状態では、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを防止し、それによって親ねじの回転によりスクリュー・ナットが直線に移動するようにクラッチ・サブアセンブリを使用することと、（ｉｉ）非係合状態では、スクリュー・ナットが親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転するようにクラッチ・サブアセンブリを使用することとを含む。
【０００７】
本発明の他の態様、特徴、および利益は、以下の詳細な説明、添付の請求の範囲、同様の参照番号が類似または同一の要素を同一に扱っている添付の図面により、十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来技術の親ねじシステムの簡略化した側面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係るマルチモーション親ねじシステムを組み込んだ攪拌システムの簡略化した側面図を示す。
【図３】図２のマルチモーション・アセンブリの中枢部品の拡大透視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、係合状態時のマルチモーション親ねじシステムの簡略化した部分断面を示す。
【図５】非係合状態時の図４のマルチモーション親ねじシステムの簡略化した部分断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１のスクリュー・ナット１０３をさらなる特性を有するアセンブリと置換することで、従来技術の親ねじシステム１００が提供できない親ねじシステムに有益な特性を提供する。例えば、マルチモーション・アセンブリの使用により、以下で説明する親ねじシステムに有益な特性を提供することができる。
【００１０】
図２は、本発明の一実施形態に係るマルチモーション親ねじシステム２０１を組み込んだ攪拌システム２００の簡略化した側面図を示す。攪拌システム２００は、例えば、溶出試験装置の一部として使用され得る。例示的な溶出試験装置は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，５８９，６４９号に記載されている。以下でさらに詳細に説明するように、攪拌システム２００は、攪拌棒を回転させる回転電力を提供するとともに、攪拌棒を垂直に上下移動させる線形電力を提供する。
【００１１】
攪拌システム２００はさらに、（ｉ）親ねじ２０２と、（ｉｉ）ガイドロッド２０３および２０４と、（ｉｉｉ）親ねじ２０２とガイドロッド２０３および２０４とを保持および安定させる、基底台２０７およびトッププレート２０８とを具備する。攪拌システム２００はまた、モーター２０９とギア２１０およびギア２１１も備える。モーター２０９はギア２１０を駆動し、同様にギア２１１を駆動する。ギア２１１は親ねじ２０２に装着されており、モーター２０９が動作するときは親ねじ２０２がモーター２０９によってギア２１０および２１１を介して回転する。攪拌システム２００はさらに、マルチモーション・アセンブリ２０６に支持および接続されているスピンドルベアリング・アセンブリ２１２を具備する。スピンドルベアリング・アセンブリ２１２は、ベアリング・アセンブリ２１３、攪拌軸２１４、および攪拌棒２１５を備える。ベアリングおよびギア（不図示）を具備するベアリング・アセンブリ２１３は、攪拌軸２１４を介して攪拌棒２１５に接続される。ベアリング・アセンブリ２１３はタイミングベルト２１６を介してマルチモーション・アセンブリ２０６のタイミング滑車（個別に示さない）に接続され、タイミング滑車が回転するときは、攪拌棒２１５もベアリング・アセンブリ２１３のギア比と支持力により特定される割合で回転する。当然ながら、タイミングベルト２１６は、タイミング滑車の歯に対応する一体になった歯（不図示）を有し得る。
【００１２】
親ねじシステム２０１は、ブレーキ板２０５およびマルチモーション・アセンブリ２０６を具備する。マルチモーション・アセンブリ２０６は、（ｉ）親ねじ２０２に対応するスクリュー・ナット（個別に示さない）と、（ｉｉ）スクリュー・ナットをガイドロッド２０３および２０４を囲むマルチモーション・アセンブリ２０６のカラー（個別に示さない）に選択的に強固に接続するためのクラッチ・サブアセンブリ（個別に示さない）を備える。クラッチ・サブアセンブリは、少なくとも２つの状態、つまり係合状態および非係合状態のうちいずれかの状態で動作するように構成されている。
【００１３】
係合状態では、スクリュー・ナットは、クラッチ・サブアセンブリを介してガイドロッド２０３および２０４の周囲のカラーに強固な取り付けにより親ねじ２０２の周囲を回転せず、または親ねじ２０２と共に回転しない。なお、本明細書で使用するように、「強固な取り付け」という用語は、通常の動作条件における強固さを説明する。強固な取り付けは、取り付けられた要素間の静摩擦の比較的高い係数に基づいてよく、強固に取り付けられたと説明した２つの要素は、互いの静摩擦を克服するに十分な力を充てられた場合に、それでも破損することなく互いに移動し得ることに留意されたい。係合状態では、親ねじの回転により、親ねじ２０２に沿ってマルチモーション・アセンブリ２０６が直線移動する。一方で、非係合状態では、スクリュー・ナットは、（ｉ）ガイドロッド２０３および２０４の周囲のカラーに強固に接続されず、（ｉｉ）親ねじ２０２と連動して回転する。従って、クラッチ・サブアセンブリは、マルチモーション親ねじシステム２０１が、クラッチ・サブアセンブリの係合状態に応じてスクリュー・ナットを直線移動または回転移動させることを可能にする。
【００１４】
ブレーキ板２０５は、親ねじ２０２に沿って特定の位置に固定されるように構成されている。マルチモーション・アセンブリ２０６がブレーキ板２０５よりも上方にあって接触しないとき、マルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリは係合状態であり、親ねじ２０２の回転により親ねじ２０２の回転の方向に応じてマルチモーション・アセンブリ２０６が（基底台２０７から離れて）上方に移動するか、または（基底台２０７に向かって）下方に移動する。しかし、親ねじ２０２が十分に回転してマルチモーション・アセンブリ２０６をブレーキ板２０５と接触させ、同じ方向に回転し続けてブレーキ板２０５に対してマルチモーション・アセンブリ２０６を圧迫すると、次いでクラッチ・サブアセンブリは非係合状態になり、親ねじ２０２が継続して回転することにより、上述した中間部品を介して攪拌棒２１５を回転させる。その後、親ねじ２０２が回転の方向を逆にすると、クラッチ・サブアセンブリが再び係合状態になり、攪拌棒２１５は回転を中止し、マルチモーション・アセンブリ２０６およびスピンドルベアリング・アセンブリ２１２は（基底台２０７から離れて）上方に移動し始める。
【００１５】
換言すれば、マルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリが係合状態であって親ねじ２０２が回転すると、（ｉ）スピンドルベアリング・アセンブリ２１２がマルチモーション・アセンブリ２０６と合わせて上下に移動し、（ｉｉ）攪拌棒２１５は回転しない。しかし、マルチモーション・アセンブリ２０６がブレーキ板２０５まで下がると、それによってマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリが非係合状態になる。さらに親ねじ２０２が同じ方向に回転し続けると、次いで（ｉ）スピンドルベアリング・アセンブリ２１２がマルチモーション・アセンブリ２０６と共に下方移動を停止し、（ｉｉ）攪拌棒２１５は親ねじ２０２が同じ方向に回転し続ける限り回転する。
【００１６】
モーター２０９は、オン／オフスイッチと同じくらい簡単であり得るコントローラ（不図示）により制御される。モーター２０９用のコントローラはまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、適切にプログラミングされた多目的コンピュータ、または類似する装置など、より一層複雑な装置でもよい。なお、親ねじ２０２の回転方向は、モーター２０９が２つの方向に回転させることができるならば、モーター２０９の回転方向を選択することにより選択されてよい。一実施形態では、モーター２０９はブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーターである。ＢＬＤＣモーターは、２つの異なる方向のいずれかに回転させることができる。幾つかの実施形態では、ＢＬＤＣモーターの回転速度は、コントローラにより比較的精確に選択され得る。親ねじ２０２の回転方向はまた、自動車の前進ギアまたは後進ギアの選択と同じように、モーター２０９と親ねじ２０２との間にあるギアのギア配列を変更して選択されてもよい。
【００１７】
図３は、図２のマルチモーション・アセンブリ２０６の中心にある部品の拡大透視図を示す。マルチモーション・アセンブリ２０６は、クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、ピン３０４および３０５と、タイミング滑車３０６と、スクリュー・ナット３０７と、ナットアダプタ３０８とを具備する。クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、タイミング滑車３０６と、スクリュー・ナット３０７と、ナットアダプタ３０８とは、２つのカラー（不図示）を備えるスピンドルプレートおよびトッププレート（不図示）により画定される容積に収まって親ねじ２０２の周囲に配置された実質的に円筒状の部品である。クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１および３０９と、クラッチアダプタ３０２および３１０と、バネ３０３と、タイミング滑車３０６と、ナットアダプタ３０８とは、実質的に環状であり、これらの内径は、親ねじ２０２の外径よりも大きく、結果としてこれらの部品は、親ねじ２０２と直に接触する状態にはならない。なお、親ねじ２０２を補完するようにねじ留めされ、且つ親ねじ２０２に対応するスクリュー・ナット３０７は、親ねじ２０２と直に接触する状態になる。また、以下でさらに詳細を論じるピン３０４および３０５は、親ねじ２０２を囲むカラーではなく、親ねじ２０２と直に接触する状態にもならない。
【００１８】
クラッチ３００は、上端にクラッチ３００の下端部よりも狭い外径を持つ首部３１１を有する中空シリンダとして概ね形作られている。クラッチアダプタ３０２は、円筒状を有し、その上端側に、円筒状ピン３０４および３０５と対応する垂直凹所３１２および３１３を有し、これらのピンは、それぞれの凹所に位置付けられるように構成されている。ピン３０４および３０５は、凹所３１２および３１３の直径よりもわずかに小さな直径を有し、従ってピン３０４および３０５がそれぞれ、凹所３１２および３１３の内部で垂直に上下に移動することができる。ねじ山の付いた内部突起３１４をその上端に有する中空シリンダとして概ね形作られているタイミング滑車３０６は、下端側に、凹所の直径がピン３０４および３０５の直径よりもわずかに大きい、ピン３０４および３０５用の対応する凹所（不図示）を有しており、従って、ピン３０４および３０５がタイミング滑車３０６のそれぞれの凹所の内部で垂直に上下移動することができる。なお、タイミング滑車３０６の突起３１４は、バネ３０３用の座金形状の上部支持棚として機能する。バネ３０３は圧縮バネである。
【００１９】
スクリュー・ナット３０７は、下側首部３１５、上側首部３１７、および中間部３１６を有する。下側首部３１５は、タイミング滑車３０６の内部突起３１４の内部ねじ山と適合する外部ねじ山を有する。上側首部３１７は、ナットアダプタ３０８の下側部分の内部ねじ山と適合する外部ねじ山を有する。ナットアダプタ３０８は、下側部分３１８および上側部分３１９を具備する。下側部分３１８の外径は、上側部分３１９の外径よりも長い。ナットアダプタ３０８の下側部分３１８は、スクリュー・ナット３０７の上側首部３１７の外部ねじ山と適合する内部ねじ山（不図示）を有する。なお、下側部分３１８の内部ねじ山は、下側部分３１８の上端まで全体にわたって伸長する必要はなく、実際には下側部分３１８は異なる内径を有してよい。
【００２０】
図４は、本発明の一実施形態に係る図２のマルチモーション親ねじシステム２０１の、係合状態時における簡略化した部分断面図である。上述したように、親ねじシステム２０１は、親ねじ２０２と、ガイドロッド２０３および２０４と、マルチモーション・アセンブリ２０６と、ブレーキ板２０５とを具備する。ねじ山を示すために親ねじ２０２の側面図が示され、一方で親ねじシステム２０１の他の要素が断面で示される。マルチモーション・アセンブリ２０６は、スピンドルプレート４０１およびトッププレート４０２により枠組みされている。スピンドルプレート４０１は、各ガイドロッド２０３および２０４のための各カラー４０３および４０４と、親ねじ２０２およびクラッチ３００のための開口部４０５とを備える。マルチモーション・アセンブリ２０６の中心にある部品を適所に保持するためのキャップとして使用されるトッププレート４０２は、スピンドルプレート４０１と強固に、例えば、ねじ（不図示）を用いて取り付けられ、かつ親ねじ２０２とガイドロッド２０３および２０４それぞれのために開口部４０６、４０７、および４０８を備える。
【００２１】
マルチモーション・アセンブリ２０６は、クラッチ・サブアセンブリ４１０を具備し、同様に、クラッチ・サブアセンブリ４１０は、クラッチ３００と、ボールベアリング・アセンブリ３０１と、クラッチアダプタ３０２と、バネ３０３と、ピン３０４および３０５と、タイミング滑車３０６を具備する。クラッチ３００は、開口部４０５内に位置付けられ、スピンドルプレート４０１を越えてスピンドルプレート４０１の下端より下まで伸長する。クラッチ３００の外径は、開口部４０５の内径よりも小さく、従ってクラッチ３００はスピンドルプレート４０１または親ねじ２０２のいずれかの手段によって上下に摺動しない。しかし、クラッチ３００は、ボールベアリング・アセンブリ３０１の内部リングに強固に接続される。一実装状態では、クラッチ３００の首部３１１は、ボールベアリング・アセンブリ３０１内の円筒状開口部の中に圧入される。換言すれば、首部３１１の外径は、ボールベアリング・アセンブリ３０１の内径と実質的に等しい。ボールベアリング・アセンブリ３０１に対するクラッチ３００の強固な取り付けにより、クラッチ３００は親ねじ２０２から落下しない。ボールベアリング・アセンブリ３０１の外側リングは、クラッチアダプタ３０２に強固に接続される。ボールベアリング・アセンブリ３０１は、２つの同心円リングを回転可能に接続する複数のベアリングボールを具備する従来のリング形状のボールベアリング・アセンブリであり、互いに対し２つのリングによる低摩擦の回転を提供する。
【００２２】
クラッチアダプタ３０２は、スピンドルプレート４０１と選択的に係合するための摩擦板として機能する。クラッチアダプタ３０２は、概ね中央部にバネ３０３用の座金形状の上部支持棚として機能するリング状の内部突起４０９を有する中空シリンダとして概ね形作られている。図４に示される係合状態では、クラッチアダプタ３０２の下端は、（圧縮されたバネ３０３により印加された下向きの力に起因して）スピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫され、それによりクラッチアダプタ３０２とスピンドルプレート４０１との間に比較的高い摩擦係数による回転防止係合が生み出される。
【００２３】
クラッチアダプタ３０２の上にタイミング滑車３０６がある。バネ３０３は、クラッチアダプタ３０２の突起４０９およびタイミング滑車３０６の突起３１４により創出された凹所の中にある。上述したように、タイミング滑車３０６は追加して、凹所内に位置付けられるように構成されたピン３０４および３０５それぞれのために、下端側に凹所４１１および４１２を有する。ピン３０４および３０５は、（ｉ）タイミング滑車３０６およびクラッチアダプタ３０２が親ねじ２０２の軸に沿って互いに近づくかまたはさらに離れることを可能にするが、（ｉｉ）タイミング滑車３０６およびクラッチアダプタ３０２が互いに個別的に回転することを防止する。従って、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６のいずれかが回転を阻まれると、次いでピン３０５および３０５により他方も回転を阻まれる。
【００２４】
クラッチ・サブアセンブリ４１０が係合状態のとき、バネ３０３は（ｉ）タイミング滑車３０６からクラッチアダプタ３０２を離すように作用し、それによりクラッチアダプタ３０２とタイミング滑車３０６との間に間隙４１４を創出する。またバネ３０３は（ｉｉ）クラッチアダプタ３０２をスピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫させたままとし、それによりクラッチアダプタ３０２を回転させない。係合状態では、クラッチアダプタ３０２はスピンドルプレート４０１への強固な取り付けにより回転が防止されるので、タイミング滑車３０６もまた係合状態では回転が防止される。同様に、タイミング滑車３０６に強固に取り付けられたスクリュー・ナット３０７もまた、係合状態では、回転が防止される。
【００２５】
前述したように、スクリュー・ナット３０７は、（ｉ）親ねじ２０２のねじ山と適合する内部ねじ山と、（ｉｉ）中央部３１６の上方および下方にねじ山の付いた首部３１５および３１７それぞれを有する実質的に中空シリンダであり、ここで首部３１５および３１７の外径は、中央部３１６の外径よりも短い。タイミング滑車３０６は、強固な取り付けのためにスクリュー・ナット３０７のねじ山の付いた下方の首部３１５にねじ込まれる。スクリュー・ナット３０７は、クラッチ・サブアセンブリ４１０を介したガイドロッド２０３および２０４への接続により回転が防止されると、スクリュー・ナット３０７と親ねじ２０２およびナットアダプタ３０８との相互作用により、親ねじ２０２の回転を親ねじ２０２に沿ったマルチモーション・アセンブリ２０６の動きを直線運動に変換する。
【００２６】
スクリュー・ナット３０７の上方首部３１７は、強固な取り付けのためにナットアダプタ３０８の下側部分３１８の中にねじ込まれる。ナットアダプタ３０８の下側部分３１８は、上方首部３１７のねじ山に適合する内部ねじ山を有する。ナットアダプタ３０８の上端部分３１９は、ナットアダプタ３０８の下側部分３１８の内径よりも小さい外径を有する。ナットアダプタ３０８の中間部は、上端部分３１９と実質的に同じ内径であり、ナットアダプタ３０８の下側部分３１８と実質的に同じ外径を有し得る。
【００２７】
ナットアダプタ３０８の上端部分３１９の外径は、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内径と実質的に等しく、ナットアダプタ３０８の上端部分３１９は、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内側リングに強固に接続されることになる。ボールベアリング・アセンブリ３０９はボールベアリング・アセンブリ３０１と実質的に類似しており、クラッチアダプタ３１０はクラッチアダプタ３０２と実質的に類似している。なお、クラッチアダプタ３１０はクラッチアダプタ３０２の凹所３１３および３１２と類似する凹所を有してよいが、凹所はピンを収納するためには使用されない。本明細書で記載する実質的に類似する要素は、互いに同一であってよく、または材料とみなされない変更があってもよいことにも留意されたい。ボールベアリング・アセンブリ３０９は、クラッチアダプタ３１０の下端部４１３の内径に実質的に等しく、それによりボールベアリング・アセンブリ３０９の外側リングがクラッチアダプタ３１０と強固に接続することが可能となる。クラッチアダプタ３１０の上端は、トッププレート４０２に対してしっかりと圧迫され、それによってクラッチアダプタ３１０とトッププレート４０２との間の比較的高い摩擦係数に起因して、回転防止接続が生み出される。
【００２８】
親ねじ２０２が係合状態でクラッチ・サブアセンブリ４１０とともに回転すると、マルチモーション・アセンブリ２０６が親ねじ２０２の回転方向に応じて上下に移動する。親ねじ２０２が方向２０２ａに回転する場合、このとき親ねじ２０２のねじ山の方向とスクリュー・ナット３０７の適合するねじ山により、マルチモーション・アセンブリ２０６が上方に移動する。反対に、親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転する場合、このときマルチモーション・アセンブリ２０６が下方に移動する。マルチモーション・アセンブリ２０６は、保持部材（不図示）によりガイドロッド２０３および２０４に対して適所に保持されるブレーキ板２０５の所まで自由に降りることができる。なお、係合状態でクラッチ・サブアセンブリ４１０を用いると、マルチモーション・アセンブリ２０６が親ねじ２０２の回転運動に応じて上下に移動するが、マルチモーション・アセンブリ２０６のどの部品も親ねじ２０２の回転運動に応じて回転しない。
【００２９】
図５は、非係合状態時のマルチモーション親ねじシステム２０１の簡略化した部分断面図を示す。図５の要素は、図４の要素と同一であり、同様にラベル付けされている。なお、一層簡易にするため、図４でラベル付けされた親ねじシステム２０１の幾つかの要素は、図５ではラベル付けされていない。図５は、ブレーキ板２０５によって係合していないマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリ４１０を示す。クラッチ・サブアセンブリ４１０は、マルチモーション・アセンブリ２０６がクラッチ３００がブレーキ板２０５と接触する位置をちょうど超える位置に下がるとが次第に解放される。クラッチ３００がブレーキ板２０５と接触した後に親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転を続けるにつれ、マルチモーション・アセンブリ２０６はさらに若干下がり、クラッチ３００はマルチモーション・アセンブリ２０６の停止部に対して押し上げられる。同様に、これによりボールベアリング・アセンブリ３０１およびクラッチアダプタ３０２も押し上げられる。この移動はまた、バネ３０３を圧縮し、クラッチアダプタ３０２とタイミング滑車３０６との間の間隙４１４を部分的または完全に閉じる。さらに、この移動はまた、クラッチアダプタ３０２とスピンドルプレート４０１との間に間隙５０１を創出する。これは、クラッチアダプタ３０２がもはやスピンドルプレート４０１に対してしっかりと圧迫されておらず、今ではスピンドルプレート４０１に対して自由に回転することができることを意味する。なお、クラッチアダプタ３０２は、ボールベアリング・アセンブリ３０１に取り付けられたままであり、かつピン３０４および３０５を介してタイミング滑車３０６とに取り付けられたままである。
【００３０】
なお、クラッチ・サブアセンブリ４１０が非係合状態であり、親ねじ２０２の方向２０２ｂへのさらなる回転は、スクリュー・ナット３０７およびサブアセンブリ４１０に取り付けられた要素（例えばナットアダプタ３０８、タイミング滑車３０６、バネ３０３、およびクラッチアダプタ３０２）を親ねじ２０２とともに方向２０２ｂへと回転させる。なお、ボールベアリング・アセンブリ３０９の内側リングおよびボールベアリング・アセンブリ３０１の外側リングもスクリュー・ナット３０７とともに方向２０２ｂへと回転する。ピン３０４および３０５も親ねじ２０２の周囲を方向２０２ｂに周回し得ることにも留意されたい。
【００３１】
親ねじ２０２が方向２０２ｂに回転し続ける限り、（ｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６はブレーキ板２０５に保持されて適所に留まり、（ｉｉ）スクリュー・ナット３０７およびナット３０７に取り付けられた要素は親ねじ２０２と共に回転し続ける。親ねじ２０２が方向を変えて方向２０２ａに回転する場合、このとき（ｉ）図５に関して上述した移動は反対向きになり、（ｉｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６の部品は図４に示される配置へと戻り、（ｉｉｉ）マルチモーション・アセンブリ２０６は上方に移動してブレーキ板２０５から離れる。このとき親ねじシステム２０１は、図４を説明する節で記載したように動作する。クラッチ３００は、係合状態でも非係合状態でも親ねじ２０２とともに回転しないことに留意されたい。
【００３２】
他のクラッチ関連の文脈におけるように、「係合された」という用語は、クラッチ・アセンブリの摩擦板が対応する表面に対してしっかりと圧迫されるときのクラッチ・サブアセンブリの状態を言及するために使用されることに留意されたい。典型的なクラッチ関連の状況において、クラッチ・サブアセンブリを係合することは、典型的にはエンジンに接続される対応する表面と共に回転するクラッチ・サブアセンブリを有することを意味する。しかし、典型的なクラッチ関連の状況と異なり、図４のクラッチ・サブアセンブリ４１０を係合することは、対応する表面が回転せずモーター軸に強固に接続されないため、実際にはクラッチ・サブアセンブリが回転することを防止する。
【００３３】
図４のマルチモーション・アセンブリ２０６のクラッチ・サブアセンブリ４１０が係合状態のとき、マルチモーション・アセンブリ２０６の部品は親ねじ２０２が回転しても回転しないという本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態は、マルチモーション・アセンブリ２０６に部品を追加してよい。この場合、クラッチ・サブアセンブリが係合状態のとき、マルチモーション・アセンブリ２０６の他の部品は回転しないが、追加の部品は親ねじ２０２と共に回転する。
【００３４】
図４および図５のクラッチ３００が、親ねじ２０２と共に回転しないとう本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ボールベアリング・アセンブリ３０１が取り除かれ、クラッチ３００がクラッチアダプタ３０２に強固に取り付けられる。代わりに、ブレーキ板２０５またはクラッチ３００のいずれかがボールベアリング・アセンブリを具備し、それによって非係合状態では、ブレーキ板２０５がクラッチ３００を圧迫するとボールベアリング・アセンブリによりクラッチ３００がクラッチアダプタ３０２および親ねじ２０２と共に回転することを可能にする。代替的な一実施形態では、クラッチアダプタ３０２およびクラッチ３００は単一の要素に接合される。
【００３５】
代替的な一実施形態では、バネは図４のクラッチアダプタ３１０をトッププレート４０２に圧迫するために使用される。このバネの使用には、マルチモーション・アセンブリ２０６の部品を適切に変更することが必要となり得る。
【００３６】
図４のクラッチアダプタ３０２がスピンドルプレート４０１に対して圧迫されるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、スピンドルプレート４０１へのクラッチアダプタ３０２の接触領域は、スピンドルプレート４０１の停止部の材料と異なる材料で作製される。例えば、スピンドルプレート４０１が金属製の場合、この際に接触領域は、接触時にクラッチアダプタ３０２に良好な把持性を与えるため幾分か高摩擦性材料であってよい。同様に、クラッチアダプタ３１０の接触領域はまた、トッププレート４０２の停止部と異なる材料で作製されてよい。なお、任意の実施形態におけるいずれかの接触領域の接触面は、（ｉ）プレートの停止部の高さと同じか、（ｉｉ）プレートの停止部高さより下か、または（ｉｉｉ）プレートの停止部の高さより上に引き上げられてよい。一実装形態では、クラッチアダプタ３０２と接触するスピンドルプレート４０１の領域は比較的滑面に機械加工され、それによりクラッチアダプタ３０２はむらなくすり減る。一実装形態では、スピンドルプレート４０１は鋳造物であり、従って比較的荒削りであり、滑面の座ぐりがスピンドルプレート４０１の接触領域に機械加工により形成される。別の実装形態では、スピンドルプレート４０１は機械加工され、従って比較的滑らかな、スピンドルプレート４０１の接触領域が形成されるが、座ぐりは形成されない。
【００３７】
スクリュー・ナット３０７が図４のナットアダプタ３０８およびタイミング滑車３０６に強固に取り付けられるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ナットアダプタ３０８が排除され、スクリュー・ナット３０７および／またはボールベアリング・アセンブリ３０９を適切に変更することにより、スクリュー・ナット３０７がボールベアリング・アセンブリ３０９に直接結合する。別の代替的な実施形態では、スクリュー・ナット３０７はナットアダプタ３０８およびタイミング滑車３０６のいずれかまたは両方と一体化して単一の要素を形成する。
【００３８】
２つのピン、すなわち図４のピン３０４および３０５がクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互に接続させるという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、等間隔に隔離した３つのピンが代わりに使用される。他の代替的な実施形態では、異なる数のピンがクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互接続させるために使用される。
【００３９】
図４のクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互に接続させるピンと、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６にある対応する凹所とが円筒状であるという本発明のある実施形態を記載した。幾つかの代替的な実施形態では、相互接続ピンおよび対応する凹所は、任意の好適な断面を有する直角柱など、好適な角柱形状である。一般的に、ピンおよび対応する凹所はクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６が互いに接近するかまたは離れることを可能にしつつ、互いが個別に回転しないようにする任意の好適な形状でできていればよい。幾つかの代替的な実施形態では、ピンを備えていない代替的な機構が、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６が互いに接近するかまたは離れることを可能にしつつ、互いが個別に回転しないようにするために使用される。
【００４０】
図４のクラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６を相互接続するピンは、クラッチアダプタ３０２およびタイミング滑車３０６両方の対応する凹所内で自由に移動できるという本発明の実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、１つ以上の相互接続ピンは、クラッチアダプタ３０２に強固に取り付けられるかまたはクラッチアダプタ３０２の一部を形成する。別の代替的な実施形態では、１つ以上の相互接続ピンは、タイミング滑車３０６に強固に取り付けられるかまたはクラッチアダプタ３０２の一部を形成する。
【００４１】
図２、図４、および図５のブレーキ板２０５は、保持機構（不図示）により適所に保持されることを記載した。一実施形態では、ブレーキ板２０５は１つの位置に留まるように据付けられる。別の実施形態では、ブレーキ板２０５は、２つ以上の予め選択された位置（例えば図２の基底台２０７に対して異なる高度）のいずれかに、保持機構により据付けられてよい。この場合、ユーザは予め選択した一方の位置から他方の位置に手動でブレーキ板２０５を移動させることができる。別の実施形態では、ブレーキ板２０５は、ユーザにより選択されるように基本的に無限数の位置のうちいずれかの位置で保持機構により据付けられてよい。
【００４２】
クラッチ・サブアセンブリが、マルチモーション・アセンブリの一部ではないブレーキ板との接触により非係合するという本発明のある実施形態を記載した。代替的な一実施形態では、ブレーキ板はマルチモーション・アセンブリと一体化され、選択的に（ｉ）クラッチ・サブアセンブリを解放することができるようにブレーキ板制御機構（不図示）を介して適所に固定され得、（ｉｉ）自由にクラッチ・サブアセンブリと係合し、マルチモーション・アセンブリと共にブレーキ板が移動することが可能となる。別の代替的な実施形態では、マルチモーション・アセンブリが選択的にクラッチ・サブアセンブリを係合または非係合する内部機構を具備するためブレーキ板は必要とされない。そのような内部機構は、例えば、１つ以上の制御可能な電磁石を備えてよい。
【００４３】
２つのガイドロッドを囲むカラーがスクリュー・ナットの回転を防止するために使用され、それにより対応する親ねじの回転に応じてスクリュー・ナットの直線運動を制御するという本発明のある実施形態を記載した。本発明は、そのような実施形態に限定されない。回転運動を直線運動に変換することに関し、同じ結果を達成するために他の数のガイドロッドおよび他の機構が使用可能である。さらに、同じ結果を達成するために、将来は他の機構が開発され得る。本発明の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなくそのような代替的な機構を使用してよい。
【００４４】
マルチモーション・アセンブリ部品の特定の収集物および配置を使用して本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態は、同じ結果を達成するために１つ以上の異なる部品を使用してよい。
【００４５】
図２のタイミングベルト２１６を介して駆動される特定のスピンドルベアリング・アセンブリを用いて本発明のある実施形態を記載した。代替的な実施形態も同様に検討されることに留意されたい。代替的な一実施形態では、動力は、ベルトではなく１つ以上の媒介物である歯車および／またはシャフトを使用することにより伝達される。代替的な一実施形態では、スピンドルベアリング・アセンブリ２１２はベアリング・アセンブリ２１３を備えず、代わりにタイミングベルト２１６またはその等価物が攪拌軸２１４の一部分を周回する。代替的な一実施形態では、ベアリング・アセンブリ２１３は、タイミングベルト２１６により駆動され、（ｉｉ）攪拌軸２１４に強固に接続される１つのギアホイールのみを具備する。代替的な一実施形態では、ベアリング・アセンブリ２１３は、例えば、攪拌軸２１４を様々な速度で回転可能としつつもタイミングベルト２１６を一定速度で移動させる様々な伝達機構を具備する。特定の伝達設定が現在当業者に知られている任意の手段または後に開発される任意の手段によって選択されてよい。代替的な実施形態では、攪拌棒２１５は、例えば、水中の試料を保持する試料バスケットなど他の装着具と取り換えられる。
【００４６】
図２の攪拌システム２００の一実装形態では、タイミング滑車３０６は外周に歯を有し、タイミングベルト２１６は内側に適合する歯を有する。ベアリング・アセンブリ２１３の対応する部品もまた、その外部にタイミングベルト２１６の歯に適合する歯を有する。対応する様々な歯は対応する部品の互いの把持性の向上に役立ち、攪拌棒２１５の回転を一層精確に制御することが可能となる。
【００４７】
特定の要素が特定の機能を行うことを例示的な実施形態で記載した。しかし、特定の機能は任意の好適な要素または要素の収集物により達成され、例示的な実施形態で命名した特定の要素により達成されることに制限されるものではない。
【００４８】
当業者であれば、以下の請求の範囲で示す本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の本質を説明するために記載および例示した部品の細部、材料、および配置において種々の変更を成し得ることがさらに理解されよう。
【００４９】
本明細書で言及する「一実施形態」または「ある実施形態」とは、本発明の少なくとも１つの実施形態に包含され得る実施形態と関連して記載した特定の特性、構造、または特徴を意味する。本明細書の様々な場所で使用された「一実施形態では」という語句の状況は、必ずしも同一の実施形態を言及しているわけでも、他の実施形態を必然的に相互に除く個別的または代替的な実施形態でもない。同じことが「実装」に対しても当てはめられる。
【００５０】
他に明確に提示しない限り、各数値および各範囲は、「約」または「概ね」という用語が値または範囲の値に先立つかのように概算として解釈されるべきである。本出願で使用されるように、他に明確に示さない限り、「接続された」という用語は、要素間における直接接続も関節接続も含めることを意図する。
【００５１】
説明のため、「連結」、「連結する」、「連結された」、「接続」、「接続する」、または「接続」されたという用語は、当技術分野または後に開発される任意の方法にまで言及し、エネルギーは２つ以上の要素間で伝達可能であり、必要ではないが１つ以上の追加要素の介在が想定される。「直接連結された」、「直接接続された」という用語は、例えば接続された要素が接触していることを意味する。
【００５２】
請求の範囲における図番および／または図の参照符号の使用は、請求の範囲の解釈を促すために、請求する主題の１つ以上の可能性のある実施形態を特定することを目的とする。この使用は、対応する図面に示される実施形態にまでこれらの請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００５３】
本出願の請求の範囲に保護される実施形態は、（１）本明細書により可能となり、（２）法定の主題に対応する実施形態に限定される。不可能な実施形態および非法定の主題は、これらが請求の範囲に収まる場合でも明確に否定される。
【００５４】
以下の方法の請求項におけるステップは、対応する標識を用いて特定の順序で列挙されているが、請求項の列挙は、他にこれらのステップの複数または全てを実施するための特定の順序を示唆しない限り、これらのステップは必ずしも該特定の順序で実施されることに限定されることを意図するものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモーション・アセンブリ(２０６)を具備する装置であって、前記マルチモーション・アセンブリが、
親ねじ(２０２)の外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナット(３０７)と、
前記スクリュー・ナットに接続され、係合状態および非係合状態のいずれか１つの状態で動作するように適合されたクラッチ・サブアセンブリ(４１０)とを具備し、
前記係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを防止し、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが直線に移動し、
前記非係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを回転可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転する、装置。
【請求項２】
前記マルチモーション・アセンブリはさらに、前記親ねじ用の第１開口部(４０５)と第１ガイドロッド(２０４)用の第２開口部(４０４)とを有するスピンドルプレート(４０１)を具備し、
前記第１ガイドロッドは前記親ねじに実質的に平行であり、
前記スピンドルプレートは前記親ねじと前記第１ガイドロッドに沿って進むように適合されており、
前記係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを前記スピンドルプレートに強固に接続し、
前記非係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを前記スピンドルプレートに回転可能に接続する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１端部および対向する第２端部を有する前記親ねじと、
第１端部および対向する第２端部を有する前記第１ガイドロッドと、
前記親ねじに回転力を提供するために接続されたモーター(２０９)と、
前記親ねじおよび前記第１ガイドロッドの前記第１端部を安定させるように適合された基底台(２０７)と、
前記親ねじおよび前記第１ガイドロッドの前記第２端部を安定させるように適合された装置のトッププレート(２０８)とをさらに具備する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記クラッチ・サブアセンブリは、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたタイミング滑車(３０６)と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記タイミング滑車に移動可能に接続された第１クラッチアダプタ(３０２)とを具備し、
前記係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートに対して圧迫され、それによって前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車が前記親ねじと共に回転せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタが前記スピンドルプレートに接触せず、それによって前記第１クラッチアダプタおよびタイミング滑車が前記親ねじと共に回転する、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記タイミング滑車は、１つ以上の対応する接続ピン(３０４、３０５)用の１つ以上の凹所(４１１、４１２)を有し、
前記第１クラッチアダプタは、１または複数の前記接続ピン用の１つ以上の対応する凹 (３１３、３１２)を有し、
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記タイミング滑車および前記第１クラッチアダプタの対応する凹所内で位置を変えるように配置され形作られた前記１つ以上の接続ピンを具備する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記装置はさらに、前記親ねじ用の開口部を有するブレーキ板(２０５)を具備し、
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記第１クラッチアダプタに回転可能に接続されたクラッチ(３００)を具備し、
前記係合状態では、前記ブレーキ板は前記クラッチと接触せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車が前記親ねじと共に回転するように、前記クラッチは前記ブレーキ板に対して圧迫される、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ブレーキ板は、前記親ねじに沿って複数の異なる位置のいずれかに位置付けできる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記タイミング滑車を前記第１クラッチアダプタから隔離するような力を与える、前記タイミング滑車と前記第１クラッチアダプタとの間に配置された圧縮バネ(３０３)を具備する、請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記クラッチ・サブアセンブリがさらに、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続され、かつ
１つ以上の対応する接続ピン用の１つ以上の凹所を有するタイミング滑車と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記タイミング滑車に移動可能に接続され、かつ前記１つ以上の対応する接続ピン用の１つ以上の凹所を有する第１クラッチアダプタとであって、
前記係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートに対して圧迫され、それにより前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車は親ねじと共に回転せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートと接触せず、それにより前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車は前記親ねじと共に回転する前記タイミング滑車および前記第１クラッチアダプタと、
前記親ねじの周囲に配置されたボールベアリング・アセンブリ(３０１)と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記ボールベアリング・アセンブリを介して前記第１クラッチアダプタに回転可能に接続されたクラッチと、
前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車の対応する前記凹所内で位置を変えるように配置され形作られた前記１つ以上の接続ピンと、
前記第１クラッチアダプタから前記タイミング滑車を隔離するような力を与えるために前記タイミング滑車と前記第１クラッチアダプタとの間に配置された圧縮バネとを具備し、
前記マルチモーション・アセンブリがさらに、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたナットアダプ(３０８)と、
前記スピンドルプレートに強固に接続され、前記親ねじおよび第１ガイドロッド用の開口部(４０６、４０８)を有するアセンブリ用トッププレート(４０２)と、
前記親ねじの周囲に配置された第２ボールベアリング・アセンブリ(３０９)と、
（ｉ）前記親ねじの周囲に配置され、（ｉｉ）前記第２ボールベアリング・アセンブリを介して前記ナットアダプタに回転可能に接続され、（ｉｉｉ）前記トッププレートに対して圧迫される第２クラッチアダプタ(３１０)とを具備する、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記スクリュー・ナットは、ねじ山の付いた上側首部(３１７)およびねじ山の付いた下側首部(３１５)を有し、
前記タイミング滑車は、ねじ山の付いた内部突起(３１４)をその上端に有する中空シリンダであり、
前記タイミング滑車のねじ山の付いた内部突起は、前記スクリュー・ナットの下側首部の前記ねじ山に適合し、
前記第１および前記第２クラッチアダプタの各々は、中央部に溝付きの内部突起(４０９)を有する中空シリンダであり、
前記圧縮バネは前記タイミング滑車および前記クラッチアダプタの前記内部突起により形成された凹所に配置され、
前記ナットアダプタは下側部分(３１８)および上側部分(３１９)を有し、
前記ナットアダプタの上側部分は、前記ナットアダプタの下側部分の外径よりも小さな外径を有し、
前記ナットアダプタの下側部分は前記スクリュー・ナットの上側首部のねじ山に適合する内側ねじ山を有し、
前記第１および前記第２ボールベアリング・アセンブリの各々は、２つの同心円状の輪を回転可能に接続する複数のベアリングボールを有し、
前記クラッチは下端部よりも小さな外形を有する上端首部(３１１)および前記下端部を有する中空シリンダであり、
前記クラッチの外径は、前記親ねじ用の前記スピンドルプレートの開口部の直径未満である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記マルチモーション・アセンブリが前記ブレーキ板と接触しない場合、このとき前記マルチモーション・アセンブリは前記係合状態となり、前記親ねじの回転に応じて、前記親ねじに沿って自由に進むことができ、
前記マルチモーション・アセンブリが前記ブレーキ板に対して圧迫される場合、このとき前記マルチモーション・アセンブリは前記親ねじの回転と連動して回転する、請求項１乃至請求項５および請求項９乃至請求項１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記マルチモーション・アセンブリに強固に接続されたスピンドルベアリング・アセンブリ(２１２)をさらに具備し、前記スピンドルベアリング・アセンブリは前記マルチモーション・アセンブリに接続された攪拌棒(２１４)を具備し、それによって、
前記係合状態では、前記マルチモーション・アセンブリの直線運動に対応して前記親ねじの回転により前記スピンドルベアリングが直線に移動し、
前記非係合状態では、前記親ねじの回転により前記攪拌棒が対応して回転する、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記マルチモーション・アセンブリは、前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたタイミング滑車を具備し、
前記スピンドルベアリング・アセンブリはタイミングベルト(２１６)を介して前記タイミング滑車に接続される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１方向に前記親ねじを回転することで前記クラッチ・サブアセンブリを前記係合状態から前記非係合状態に切り替える場合、
このとき、前記親ねじを前記第１方向に回転し続けることで、前記クラッチ・サブアセンブリを前記非係合状態に保ち、
前記親ねじの回転を第２方向に回転するように逆にすることで、前記クラッチ・サブアセンブリを前記非係合状態から前記係合状態に切り替える、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
（ｉ）親ねじの外部ねじ山と適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、(ii)係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するために前記スクリュー・ナットに接続されたクラッチ・サブアセンブリとを具備するマルチモーション・アセンブリを具備する装置を動作させる方法であって、
前記係合状態では、前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを防止し、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが直線に移動するように前記クラッチ・サブアセンブリを使用することと、
前記非係合状態では、前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転するように前記クラッチ・サブアセンブリを使用することと、を含む方法。
【請求項１】
マルチモーション・アセンブリ(２０６)を具備する装置であって、前記マルチモーション・アセンブリが、
親ねじ(２０２)の外部ねじ山に適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナット(３０７)と、
前記スクリュー・ナットに接続され、係合状態および非係合状態のいずれか１つの状態で動作するように適合されたクラッチ・サブアセンブリ(４１０)とを具備し、
前記係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを防止し、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが直線に移動し、
前記非係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを回転可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転する、装置。
【請求項２】
前記マルチモーション・アセンブリはさらに、前記親ねじ用の第１開口部(４０５)と第１ガイドロッド(２０４)用の第２開口部(４０４)とを有するスピンドルプレート(４０１)を具備し、
前記第１ガイドロッドは前記親ねじに実質的に平行であり、
前記スピンドルプレートは前記親ねじと前記第１ガイドロッドに沿って進むように適合されており、
前記係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを前記スピンドルプレートに強固に接続し、
前記非係合状態では、前記クラッチ・サブアセンブリは前記スクリュー・ナットを前記スピンドルプレートに回転可能に接続する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１端部および対向する第２端部を有する前記親ねじと、
第１端部および対向する第２端部を有する前記第１ガイドロッドと、
前記親ねじに回転力を提供するために接続されたモーター(２０９)と、
前記親ねじおよび前記第１ガイドロッドの前記第１端部を安定させるように適合された基底台(２０７)と、
前記親ねじおよび前記第１ガイドロッドの前記第２端部を安定させるように適合された装置のトッププレート(２０８)とをさらに具備する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記クラッチ・サブアセンブリは、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたタイミング滑車(３０６)と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記タイミング滑車に移動可能に接続された第１クラッチアダプタ(３０２)とを具備し、
前記係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートに対して圧迫され、それによって前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車が前記親ねじと共に回転せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタが前記スピンドルプレートに接触せず、それによって前記第１クラッチアダプタおよびタイミング滑車が前記親ねじと共に回転する、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記タイミング滑車は、１つ以上の対応する接続ピン(３０４、３０５)用の１つ以上の凹所(４１１、４１２)を有し、
前記第１クラッチアダプタは、１または複数の前記接続ピン用の１つ以上の対応する凹 (３１３、３１２)を有し、
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記タイミング滑車および前記第１クラッチアダプタの対応する凹所内で位置を変えるように配置され形作られた前記１つ以上の接続ピンを具備する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記装置はさらに、前記親ねじ用の開口部を有するブレーキ板(２０５)を具備し、
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記第１クラッチアダプタに回転可能に接続されたクラッチ(３００)を具備し、
前記係合状態では、前記ブレーキ板は前記クラッチと接触せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車が前記親ねじと共に回転するように、前記クラッチは前記ブレーキ板に対して圧迫される、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ブレーキ板は、前記親ねじに沿って複数の異なる位置のいずれかに位置付けできる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記クラッチ・サブアセンブリはさらに、前記タイミング滑車を前記第１クラッチアダプタから隔離するような力を与える、前記タイミング滑車と前記第１クラッチアダプタとの間に配置された圧縮バネ(３０３)を具備する、請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記クラッチ・サブアセンブリがさらに、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続され、かつ
１つ以上の対応する接続ピン用の１つ以上の凹所を有するタイミング滑車と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記タイミング滑車に移動可能に接続され、かつ前記１つ以上の対応する接続ピン用の１つ以上の凹所を有する第１クラッチアダプタとであって、
前記係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートに対して圧迫され、それにより前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車は親ねじと共に回転せず、
前記非係合状態では、前記第１クラッチアダプタは前記スピンドルプレートと接触せず、それにより前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車は前記親ねじと共に回転する前記タイミング滑車および前記第１クラッチアダプタと、
前記親ねじの周囲に配置されたボールベアリング・アセンブリ(３０１)と、
前記親ねじの周囲に配置され、前記ボールベアリング・アセンブリを介して前記第１クラッチアダプタに回転可能に接続されたクラッチと、
前記第１クラッチアダプタおよび前記タイミング滑車の対応する前記凹所内で位置を変えるように配置され形作られた前記１つ以上の接続ピンと、
前記第１クラッチアダプタから前記タイミング滑車を隔離するような力を与えるために前記タイミング滑車と前記第１クラッチアダプタとの間に配置された圧縮バネとを具備し、
前記マルチモーション・アセンブリがさらに、
前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたナットアダプ(３０８)と、
前記スピンドルプレートに強固に接続され、前記親ねじおよび第１ガイドロッド用の開口部(４０６、４０８)を有するアセンブリ用トッププレート(４０２)と、
前記親ねじの周囲に配置された第２ボールベアリング・アセンブリ(３０９)と、
（ｉ）前記親ねじの周囲に配置され、（ｉｉ）前記第２ボールベアリング・アセンブリを介して前記ナットアダプタに回転可能に接続され、（ｉｉｉ）前記トッププレートに対して圧迫される第２クラッチアダプタ(３１０)とを具備する、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記スクリュー・ナットは、ねじ山の付いた上側首部(３１７)およびねじ山の付いた下側首部(３１５)を有し、
前記タイミング滑車は、ねじ山の付いた内部突起(３１４)をその上端に有する中空シリンダであり、
前記タイミング滑車のねじ山の付いた内部突起は、前記スクリュー・ナットの下側首部の前記ねじ山に適合し、
前記第１および前記第２クラッチアダプタの各々は、中央部に溝付きの内部突起(４０９)を有する中空シリンダであり、
前記圧縮バネは前記タイミング滑車および前記クラッチアダプタの前記内部突起により形成された凹所に配置され、
前記ナットアダプタは下側部分(３１８)および上側部分(３１９)を有し、
前記ナットアダプタの上側部分は、前記ナットアダプタの下側部分の外径よりも小さな外径を有し、
前記ナットアダプタの下側部分は前記スクリュー・ナットの上側首部のねじ山に適合する内側ねじ山を有し、
前記第１および前記第２ボールベアリング・アセンブリの各々は、２つの同心円状の輪を回転可能に接続する複数のベアリングボールを有し、
前記クラッチは下端部よりも小さな外形を有する上端首部(３１１)および前記下端部を有する中空シリンダであり、
前記クラッチの外径は、前記親ねじ用の前記スピンドルプレートの開口部の直径未満である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記マルチモーション・アセンブリが前記ブレーキ板と接触しない場合、このとき前記マルチモーション・アセンブリは前記係合状態となり、前記親ねじの回転に応じて、前記親ねじに沿って自由に進むことができ、
前記マルチモーション・アセンブリが前記ブレーキ板に対して圧迫される場合、このとき前記マルチモーション・アセンブリは前記親ねじの回転と連動して回転する、請求項１乃至請求項５および請求項９乃至請求項１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記マルチモーション・アセンブリに強固に接続されたスピンドルベアリング・アセンブリ(２１２)をさらに具備し、前記スピンドルベアリング・アセンブリは前記マルチモーション・アセンブリに接続された攪拌棒(２１４)を具備し、それによって、
前記係合状態では、前記マルチモーション・アセンブリの直線運動に対応して前記親ねじの回転により前記スピンドルベアリングが直線に移動し、
前記非係合状態では、前記親ねじの回転により前記攪拌棒が対応して回転する、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記マルチモーション・アセンブリは、前記親ねじの周囲に配置され、前記スクリュー・ナットに強固に接続されたタイミング滑車を具備し、
前記スピンドルベアリング・アセンブリはタイミングベルト(２１６)を介して前記タイミング滑車に接続される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１方向に前記親ねじを回転することで前記クラッチ・サブアセンブリを前記係合状態から前記非係合状態に切り替える場合、
このとき、前記親ねじを前記第１方向に回転し続けることで、前記クラッチ・サブアセンブリを前記非係合状態に保ち、
前記親ねじの回転を第２方向に回転するように逆にすることで、前記クラッチ・サブアセンブリを前記非係合状態から前記係合状態に切り替える、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
（ｉ）親ねじの外部ねじ山と適合する内部ねじ山を有するスクリュー・ナットと、(ii)係合状態および非係合状態のいずれかの状態で動作するために前記スクリュー・ナットに接続されたクラッチ・サブアセンブリとを具備するマルチモーション・アセンブリを具備する装置を動作させる方法であって、
前記係合状態では、前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを防止し、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが直線に移動するように前記クラッチ・サブアセンブリを使用することと、
前記非係合状態では、前記スクリュー・ナットが前記親ねじと共に回転することを可能にし、それによって前記親ねじの回転により前記スクリュー・ナットが対応して回転するように前記クラッチ・サブアセンブリを使用することと、を含む方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８９２１４（Ｐ２０１２−１８９２１４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−５３５３６（Ｐ２０１２−５３５３６）
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【出願人】（５１２０６２０１７）ディステック，インコーポレーテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３５３６（Ｐ２０１２−５３５３６）
【出願日】平成２４年３月９日（２０１２．３．９）
【出願人】（５１２０６２０１７）ディステック，インコーポレーテッド (3)
【Ｆターム（参考）】
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