Rotary piston drive mechanism

【発明の詳細な説明】 回転ピストン駆動機構関連出願の相互参照本出願は、１９９３年６月３０日付けで出願された私の同時係属米国特許出願第０８／０８３，７６０号の一部継続出願であり、それは、１９９２年３月２５ 日付けで出願された米国特許出願第０７／８５７，５５６号の継続出願である。 それらの出願のその全体の開示は、ここに明白に組入れられている。 発明の背景 技術分野本発明は、直線的な往復運動を回転運動に変換する機構に関し、さらに詳しくは、その結果生じる回転運動が一方向である斯る機構に関するものである。 本発明は、組合わされた直線的な往復運動と一方向の回転とが要求される適用において特別な有用性を有している。 先行技術の検討先行技術において、あるタイプの直線的な往復運動を回転振動に変換する機構が知られている。 斯る機構は、以下の文献、米国特許第１，１７３，３２６号（ Ｔaylor）、米国特許第３０８，５２３号（Ｓergeant）、米国特許第４，２６５ ，４３４号（Ｈami1ton 他）、米国特許第４，４８４，５１０号（Ｈirzel）、 国際公開ＷＯ８２／０４２９３号（Ａrcher 他）、およびソヴィエト連邦特許第２２２，０９５号（Ｋheyfets）に開示された装置により例示されている。 このタイプの装置は、典型的なものは空気圧または液圧で駆動され、その周縁部に所定長さの螺旋状の溝を有する往復運動するピストンを含んでいる。 ピン、ボール或は他の突出部のようなガイド部材は、ピストンのハウジングから上記溝内に延び、直線的なピストンの変位に応じて、ピストンをその軸の回りに回転させる。 そのピストンが直線的に往復運動させられるのにしたがって、上記ガイド部材および溝の配置は、上記ピストンを振動させるように回転させ、即ち、そのピストンは、末端側へのピストンの変位に応じて一方向に、そして基部側へのピストンの変位に応じて第二の方向に回転する。 ある適用のためには、例えばインパクトドリルのように一方向の回転と組合わされた連続した直線的な往復運動を有することが好ましい。 上述した先行技術の機構は、そのピストンを一方向のみに回転させることができない。 他方、回転移動と直線的な往復移動とを組合わせる他の先行技術の駆動機構があるが、それらの機構は、連続した回転移動を、重畳した直線的な往復運動を作り出すための基本的な運動として使用している。 発明の目的および概要本発明の目的は、ピストンの反復性の直線的な往復運動に応じて、一方向にピストンを回転させる方法および装置を提供することにある。 本発明のもう一つの目的は、反復性の直線的な往復移動を一方向の回転移動に変換する機構を提供することにある。 本発明のもう一つの目的は、ピストンの直線的な往復運動をピストンの一方向の回転に変換する機構を提供することにあり、そこでは、その直線的な往復運動は、単一の流体ラインのみを必要とする流体圧力によりもたらされている。 本発明のさらなる目的は、連続した直線的な往復運動を、組合わされた一方向の回転および往復運動に変換する駆動機構を提供することにある。 さらに、本発明のもう一つの目的は、ステッパーモータ（stepper motor）としての使用のために正確に定められたステップで回転できる機構を提供することにある。 また、本発明の目的は、組合わされた回転および直線的な往復運動を備えた先行技術の駆動機構よりも少ない構成要素を使用した機構を提供することにある。 本発明によれば、直線的に往復運動するピストンは、その周縁部に無端の波形即ちジグザグ形状の溝即ちチャネルを備え、即ち、その溝は、限定された端を持たないようにそれ自身で閉じている。 ピン、ベアリングボール等のようなーまたはそれより多くのガイド部材は、周囲の円筒形状のピストンハウジングから突出し、そしてその溝内に進み、それにより、直線的なピストンの変位に応じてピストンを回転させる。 このピストンは、溝を幾何学的に形成すること、或はピストンを一方向にのみ上記溝を介して作動させる機構を提供することにより、一方向に回転させられる。 このタイプの配置に係わらず、そのピストンは、ピストンの反復性の長手方向の往復運動に応じてその一方向に回転する。 それ故に、そのピストンに取付けられた加工ヘッド部（working head）は、穿孔、切断、或は他の加工機能を遂行するために同様に作動する。 もし望むならば、その加工ヘッド部は、加工ヘッド部の直線的な往復運動をすることなく回転を作り出すために、 長手方向において、ピストンロッドから結合を解くことができる。 いずれの場合においても、クランクシャフトのような機構とは異なり、本発明の機構は、ピストンの往復運動の長手方向の軸と同軸に配置された軸の回りに加工ヘッド部が回転するのを許容している。 上記ピストンの各長手方向のストロークの端で、上記ガイド部材は、上記溝の頂点に位置している。 相続く頂点はそれぞれ角度を定め、それにより相続くピストンのストロークの間で上記ピストンが回転する。 従って、本発明の上記機構は、正確な角度ステップで回転することが要求されるステッパーモータに使用されるのが理想的で好都合である。 一つの開示された実施例では、上記ピストンは、上記溝の頂点の近傍の非対称な幾何学的形状のために、一方向に回転させられる。 上記ピストンを逆方向に回転させるために、１８０°だけ上記非対称性を変え得るように、上記頂点の形態を調節可能にすることができる。 典型的なものとしては、この調節は、切断、穿孔、或は他の処理の開始前になされ、そして機械的、液圧、或は電気的手段によりなされる。 上記ピストンの直線的即ち軸方向の運動は、流体動力（液体または気体）により、或は直接的な機械的駆動により達成され得る。 流体駆動は、リターンスプリングを備えた単一の流体ライン、或は上記ピストンの両端部に交互に加えられる差圧のいずれを利用してもよい。 図面の簡単な記述本発明の上述した、そしてさらなる目的、特徴および利点は、以下の特有の実施例の詳細な記述を考察することにより、特に、種々の図における同じ参照番号が同様な構成要素を示すために使われている添付図面とともに観察するとき明らかになるであろう。 図１は、本発明の回転ピストン駆動機構の実施例の縦断面図である。 図２は、図１の機構の一部破断斜視図である。 図３は、本発明の回転ピストン駆動機構の別の一実施例の縦断面図である。 図４は、本発明の回転ピストン駆動機構のさらなる実施例の一部の縦断面の詳細図である。 図５は、本発明の回転ピストン駆動機構のさらに別の一実施例の縦断面図である。 図６は、本発明の回転ピストン駆動機構に使用されるガイド溝の一実施例の一部の図式的に平面に投影した図である。 図７は、本発明の回転ピストン駆動機構に使用されるガイド溝の改良された形状の一部の図式的に平面に投影した図である。 図８は、本発明の回転ピストン駆動機構のさらなる実施例の一部の縦断面図である。 図９は、図８のＡ−Ａ線横断面図である。 図１０は、本発明の回転ピストン駆動機構のさらにもう一つの実施例の縦断面図である。 好ましい実施例の記述本発明の回転駆動ピストン機構の一実施例は、特にここで参照される図１、２ および６に示されている。 ハウジング１は、内部の円筒形状のチャンバ２を有し、チャンバは、内部に配置された長手方向に移動可能なピストン３を備えている。 このピストンは、そこから末端側に延び、そして上記ハウジングの末端側端部に形成された孔６を貫いて出た縮小された径のロッド５を含んでいる。 Ｏリング４或は同様なシール部材が、チャンバ２の末端側端部と基部側端部とを圧力遮断するために、ピストン本体の回りに配置されている。 ロッド５は、末端側のチャンバ端部に配置されている。 ロッド５の露出した末端側端部は、そこに固定された加工ヘッド部７を有し、 その加工ヘッド部は、特有なタイプのヘッド部が、それ自身本発明の一部でないことを示すために、図中破線で表されている。 加工ヘッド部７は、切削ヘッド部、ドリルの刃先、或は長手方向に往復運動し、一方向に回転することの双方が要求される他の加工ヘッド部であればよい。 無端の波形の溝即ちチャネル８は、ピストン３の表面に形成されている。 溝８ は、上記ピストンの周囲に連続して延在し、そして図示する実施例では、交互に前方に傾斜し、そして後方に傾斜したセクションからなっており、それらは、各部合流部にてそれぞれの頂点で交差している。 一またはそれより多くのガイド部材９は、ハウジング１にそれぞれ角度間隔をあけて配設された孔内に固定され、 そして圧力シールされ、チャンバ２内に径方向内方に突出している。 特に、ガイド部材９は、図１の実施例では釘或はピンの形状をしており、そして溝８内に突出している。 図示する実施例では、二つの間隔をあけて配置したピン９は、ハウジング１を横切って直径上で対向する位置に設けられている。 異なる数の斯るピンを望むように使用してもよいことは理解されるべきである。 ピストン３が、チャンバ２内で長手方向に移動するのにしたがって、上記ピンおよび溝の配置は、 ピンを支持する溝８の壁に対するピンにより伝えられる接線方向の力の成分のために、ピストン３をその長手方向の軸の回りに回転させる。 図６の溝８の平面投影において最もよく示されているように、上記溝は、実質的に一定の幅と深さを有し、ピストン３を長手方向に二等分し、そして上記ピストンの中心の長手方向の軸を組込むいずれの平面に関しても対称となっている。 図６の破線１−１、２−２は、ピストン３上の同一の長手方向の線を構成している。 図示する溝８には、二つの完全な波があり、各波は上記ピストンの周囲の１ ８０°を占めている。 いずれの溝でも、使用される波の数は、使用されるガイド部材９の数に依存し、対応している。 上記溝の傾斜部の軸方向の振幅（即ち、相続く反対側の頂点間の軸方向の間隔）は、チャンバ２内のピストン３の長手方向の変位の範囲に依存する。 特に、上記ピストンのより長い往復運動のストロークのためには、上記長手方向即ち軸方向の振幅は、それに対応してより長くなければならず、より短いストロークのためには、上記振幅はより短くなければならない。 上記溝セクションの傾斜（即ち、上記ピストンの軸に対するそれらの角度） は、上記振幅およびピッチ（即ち、波のサイクルの数）の双方により決定されている。 各ストロークの間の角運動に対するピストンの長手方向の移動の比は、上記ピッチおよび振幅により決定される。 図６の実施例では、ガイド溝８は、相続く溝セクションの各対を有するように形成され、この溝セクションは、その対を結合する頂点を通って引かれた長手方向の線に関して対称に配置されている。 さらに、各溝セクションの傾斜は、そのセクションの長さにわたって一定となっている。 その対称性は、相続く長手方向のピストンのストロークの間、ピストンの回転角を同一になるようにしている。 一定の上記傾斜は、ストロークの間、上記回転を一定の角速度（angular rate or speed）にさせている。 しかしながら、それらの最終的な結果は、本発明の全ての適用に関して要求されないことは理解されるであろう。 従って、異なる溝セクションは、特別なピストンのストロークの間で角速度を変化させるために同一、或は異なる湾曲部および屈曲部を含んでもよい。 同様に、相続く溝セクションは、それらを結合している頂点に関して対称である必要はなく、それにより相続くストロークの間で、異なった角回転の動きを許容している。 いずれの溝セクションにおいても、上記湾曲部および屈曲部の特性は、ある制限でもって殆どどのような形態をしていてもよい。 第一に、上記屈曲部は、上記ピストンの回転方向を逆にするようなものであってはならず、そして第二に、上記溝セクションは、ガイド部材９を、上記セクションの一部を介して後戻りさせる（即ち、その一部において逆方向）形態であってはならない。 後戻りを回避することについて、排除された、或は許されない形態は、頂点の代わりに、二つの傾斜した溝セクションが第三の長手方向のセクションにて合流するもので、この長手方向のセクションを通して上記ガイド部材がピストンのストロークの終わりで一方向に作動し、そして、最初に次のピストンのストロークの初めで後戻りして、逆方向に作動する。 流出入ポート（flow port）１０は、ハウジング１の上流側端部に形成されている。 ポート１０は、チャンバ２の上流側端部内に加圧された流体（例えば、液体または気体）のシーケンシャルなパルスを伝えることができる流路（flow li ne）の適切なねじが形成されたコネクタを受け入れるために、ねじが形成されている。 上記チャンバの下流側の部分には、ピストン３およびチャンバ２の下流側の壁に当接したその端部を備えるロッド５の回りに巻付けられた螺旋状のスプリング１１のような、弾性のある偏倚部材がある。 特に、ロッド５とより大きな直径のピストン３との間の移行部は、スプリング１１の一端部が当接する上記ピストンの末端側端部上に、末端側に面した環状の肩部を形成している。 上記スプリングの他端部は、孔６を囲むチャンバ２の末端側端壁の環状部に当接している。 ポート１０を介してのチャンバ２の基部側端部への正の圧力パルスの適用は、 ピストン３をスプリング１１の偏倚力に抗して末端側方向に駆動する。 溝８は、 ガイドピン９に沿って乗らされ、その結果、それが末端側に作動するのにしたがってピストン３を回転させる。 上記圧力パルスが終了すると、スプリング１１により及ぼされる上記偏倚力は、ピストン３を基部側方向に向けさせる。 このことは、上記圧力パルスの除去により上記ピストンの基部側に生じる負圧によって促進される。 さらに、上記ピストンの長手方向の運動は、溝８をガイドピン９に沿って進ませ、上記ピストンを回転させる。 適切な低摩擦の軸受１２が、上記溝を通る上記ピンの作動を容易にするために、溝８内のピン９の部分の回りに配置されている。 以下の記述では、上記溝の側壁の表面は、負荷軸受および無負荷軸受として記述されている。 その負荷軸受面は、上記ピストンが一方の或は他方の長手方向に作動するのにしたがって、ピン９に向けて押しやられる壁に対応している。 例えば、上記ピストンが末端側に押しやられるとき、その基部側の溝の壁は負荷軸受である一方、その末端側の溝の壁は無負荷軸受である。 長手方向の作動方向とは無関係に、上記ピストンを一方向に回転させるために、溝８の頂点は、特別に輪郭形成されている。 特に、各頂点における上記溝の負荷軸受側壁は、上記頂点を越えての上記ピンの一方向の作動を容易にするために、丸みが付けられている。 その結果生じる弓形の形態は、上記ピストンの長手方向の軸に関して対称になっている。 他方、上記頂点における上記溝の無負荷軸受壁は、上記ピストンが長手方向を変えるのにしたがって、上記頂点を通るピストン９の継続的な前方への作動を保証するために、非対称に形成されている。 特に、上記頂点における無負荷軸受面は、より急な方向移行部を有し、即ち、それは弓形よりも鋭く、そして対向する丸みを付けられた負荷軸受壁の前方に配置されている。 ”前方に（ahead of）”により、傾斜した溝セクションの端に接近しつつあるピン９が、上記壁がピンを次のチャネルセクションに向けて効果的に再度方向付けする対向する丸みを付けられた負荷軸受壁における弓形の中央に到達する前に、無負荷軸受壁の先端を越えて僅かに通過することを意味している。 従って、上記ピストンの長手方向が変化し、そして上記溝の対向する壁を負荷軸受になるようにするのにしたがって、ピン９は、上記壁の先端を越えて充分に移動し、次の溝セクションに向け方向付けさせられる。 次の溝セクションへの上記ピンのこの前進をさらに容易にするために、上記無負荷軸受壁の短いセグメント１３は、その溝の残りの部分よりも、上記ピストンの軸に対してより大きな角度で傾斜させられ、その結果、 上記ピンをその溝セクション内に案内する。 このように、セグメント１３は、上記ピンを上記溝を通して前方に向けるカム面として役立ち、そしてその対向する溝の壁の上記弓形の中心部と長手方向に整列して配置される。 溝８のその対向する壁が、交互に負荷軸受面と無負荷軸受面として働くので、 相続く溝の頂点におけるそれらの形態は、丸みを付けられた対称から鋭い非対称へと交代する。 （ａ）適用される圧力パルスとリターンスプリングの偏倚とにより、長手方向に往復運動させらる上記ピストン３、および（ｂ）長手方向の往復運動に応じた上記ピストンの一方向の回転の結果として、加工ヘッド部７は、一方向に回転しつつ長手方向に前後に作動する。 図１、２に示される実施例は、ハウジング１内に配置され、そしてピストン３ の表面に形成された溝８内に突出するピン９を有している。 しかしながら、そのピンは、またピストンに配置され、そして上記チャンバの壁に形成された同様な溝内に突出してもよいことが認識されるであろう。 図３に示される実施例では、上記偏倚スプリングは取り去られ、そしてその場所には、チャンバ２の末端側端部と連通する第二の流体流出入ポート１４がある。 流体の圧力は、ピストン３をチャンバ２内で最初に一方の方向に、そして他方の長手方向に作動させる周期的な方法で、ポート１０、１４間で差動的に適用されている。 Ｏリング１５は、上記チャンバの末端側端部における流体の圧力損失がないことを保証するために、ロッド６に対するシールを提供するために、ハウジング１の上記末端側端部に設けられている。 交互に変わる差動的な圧力の供給源は、従来のシャトル弁、流体の発振器、或は差動的な圧力パルスのいずれの従来の供給源であってもよい。 図４に示す実施例は、取付けねじ１７、或は同様なものによりそれらのそれぞれの孔内に固定されたベアリングボール１６によって置換されるガイドピンを示している。 ガイド部材としてのベアリングボールの使用は、ピストンの移動を容易にするために摩擦を減らしている。 図５に示すように、本発明のさらなる実施例は、駆動ロッド１８を有する往復動モータ（図示せず）のような原動機により生じる上記ピストンに対する往復動させる長手方向の力を含んでおり、上記駆動ロッド１８は、そこから延び、そしてピストン３のねじが形成された基部側端部の取付け部（fitting）と螺合するカップ形状のアダプタ２０に固定されている。 この実施例では、そのハウジングは、その基部側端部で開口しており、そして末端側の孔６内のロッド６の回りの圧力シールがない。 適切な軸受１９は、アダプタ２０の基部側端部の孔を貫いて延在し、そしてロッド１８は、このロッドのねじが形成された末端側端部と係合する適切なナット、或は同様なものにより、上記アダプタの内側の軸受に固定されている。 図７は図６と同様な図であるが、溝８を介しての上記ガイド部材９の連続的な前方への移動を容易にする別の配置を示している。 特に、滑らかに湾曲した末端側端部を有し、スプリングが装填されたピン２１は、各溝セクションの端部にて、そしてその頂点の丸みを付けられた壁の湾曲部の丁度前で、負荷軸受壁を介して溝８内に突出している。 一つの斯るスプリングが装填されたピン２１は、各溝セクションの端部に設けられている。 上記ガイド部材が上記溝セクションを介して移動するのにしたがって、それは負荷軸受壁に向けて押しやられ、そしてその壁に対して反力の成分を向ける。 上記ガイド部材が上記ピンの湾曲した端部に到達すると、この反力は、ピン２１をその凹所内に押し下げるための上記偏倚スプリングに抗して働き、そしてガイド部材が滑らかに上記ピンを通過させるのを許容する。 一旦上記ガイド部材が上記ピンを通過させると、上記スプリングの偏倚力は、上記ピンを溝内に戻らさせる。 ピン２１上の上記偏倚力の方向は、次の溝セクションに向いており、そして丁度越えてきた溝セクションに対して実質的に垂直になっている。 上記ピストンの長手方向の変化の際に、上記溝の対向する表面は負荷軸受となり、その結果、上記ガイド部材からの反力は、表面に対して向けられ、ピン２１が貫いて突出する対向する表面に対してではなくなる。 従って、上記ピンは、その凹所内に戻らされないが、その代わりに、以前に越えてきた溝セクションの方へ進路を戻すガイド部材による如何なる試みも阻止するのに役立っている。 さらに、上記スプリングが装填されたピン２１は、それらのガイド部材９を次の溝セクションへ押し進めるために上記ガイド部材９に作用する。 このように、ピン２１は、溝８を介して一方向にのみのガイド部材の通路を生じさせる強制部材（forcing member）およびゲート（gates）として役立っている。 これまで記述された実施例では、溝８を介するガイド部材９または１６の一方向の運動を保証するために要求される構造または輪郭形状は、その溝自身に、或はその内部に配置されている。 このことは、必須ではない。 例えば、図８、９を参照すると、複数のくぼみ２３が、ガイド溝８から長手方向に間隔をあけた位置にてピストンの周囲に形成されてもよい。 スプリングが装填された複数のピン２ ２は、ハウジング１の角度間隔をあけた位置のそれぞれの凹所内に配置され、そして駆動くぼみ２３内に突出するように配置されている。 重要なこととして、駆動ピン２２は、くぼみ２３内に径方向に突出していないが、その代わりに半径方向と接線方向との間の角度で、概して所望のピストンの回転の方向に突出している。 駆動ピン２２の直径または幅は、そのくぼみ内の駆動ピン２２からの干渉なしに上記ピストンの長手方向の往復運動を許容するために、くぼみ２３の幅よりも充分小さい。 くぼみ２３の深さは、スプリングが装填された駆動ピン２２が、ピストン３を所望方向に回転させるのを許容するような輪郭に形成されている。 くぼみ２３は、浅いセグメントが上記ピンと径方向に整列されたとき、駆動ピン２２を、ハウジング１内のそれらの各凹所内に引っ込めさせるために充分浅い、浅いセグメントを有している。 これに関しては、その浅いくぼみのセグメント間の角度間隔は、ピン２２間の角度間隔と対応し、その結果、すべての浅いセグメントは、各ピン２２と同時に整列される。 上記くぼみは、先行する浅いセグメントの後部から上記ピストン内へと半径に近い方向に延びる比較的に短い前縁を含んでいる。 この短い前縁は、そのくぼみの最下点、即ち最も深い部分で終わっており、そこでそのくぼみは、後縁内に滑らかに湾曲させるために始まっている。 この後縁は、 上記前縁よりもかなり長く、そして上記前縁よりもかなり小さい急角度で次の浅いセグメントに向けて延びている。 ピストン３が、ガイド溝８内のガイド部材９ の運動量（impetus）の下で回転するのにしたがって、ガイド部材９がガイド溝８内のそれぞれの頂点に受け入れられるのと同時に、上記くぼみ２３がそれぞれの駆動ピン２２に到達する。 先に引っ込まされた駆動ピン２２は、上記くぼみ内に弾き、即ちパチンと入り、望む方向への上記ピストンの連続した回転を促進するように、そのくぼみの鋭い前縁上に力を及ぼす。 上記くぼみの最下点部分を通過した後、上記駆動ピンは、カムのような方法でそのピンに作用するくぼみの徐々に傾斜した後縁により、それらのそれぞれの凹所内に戻らされる。 実際は、上記後縁は、傾斜路（ramp）のように作用し、これに沿ってピン２２が、偏倚スプリングに抗してその凹所内に徐々に引っ込むのにしたがって進む。 ピン２２は、 誤った回転方向に後ろのくぼみの縁を有効に押し進められず、なぜならその傾斜路がそうするように誤った方向に傾斜しているからであり、そしてさらに重要なことに、上記ガイドピン９が、ガイドチャネルの頂点を既に越え、そしてピストンを意図された回転方向に押し付けているからである。 その全体の効果は、望む回転方向に連続してピストンを押しやることである。 ここで、図１０を参照して、本発明のもう一つの実施例は、加工ヘッド部が、 上記ピストンと共に回転するが、それと共に長手方向に往復運動しないようにピストンロッド５に取付けられている加工ヘッド部７を特徴としている。 特に、ピストンロッド５は、加工ヘッド部７の基部側端部の中心軸孔３０内に配置された末端側端部を有している。 ロッド５の末端側部分に固定されたキー２９は、上記加工ヘッド部内に形成された、そして上記孔の一側に沿った孔３０の周縁部と連通する薄い長手方向に延在した溝３１内で、長手方向に摺動可能となっている。 このように、キー２９は、溝３１内で加工ヘッド部７と係合し、ロッド５と上記加工ヘッド部と一緒に回転されるようになっている。しかしながら、ロッド５は、溝３１内のキー２９の許容された長手方向の作動の範囲で、加工ヘッド部７に対して長手方向（即ち、軸方向）に自由に作動できる。環状のフランジ２８は、直径上の対向する位置で加工ヘッド部７から径方向に突出し、それにしっかりと固定されている。ハウジングの前方に突出し、それにしっかりと固定されているのは概して環状のブラケットである。ブラケット２４ は、加工ヘッド部７の上記基部側端部に沿って長手方向に延在し、上記加工ヘッド部に向けて開口し、フランジ２８を受け入れるために形成された環状の凹所を有している。上記ブラケットの凹所の前方側は、ねじ２７によりブラケット２４ の末端側端部に固定された環状プレート２６によって閉じられている。フランジ２８の厚さは、上記ブラケットの幅よりも僅かに小さく、その双方の寸法は上記ピストンロッド５に対して長手方向に延びている。多数のボールベアリング２５ は、上記凹所内のフランジの回転滑り運動を容易にし、かつ上記凹所内のフランジの径方向および軸方向の双方の運動を防ぐために、フランジ２８と、上記ブラケットの凹所内の対向する面とプレート２６との間に配置されている。フランジ２８は、ロッド５の上記長手方向の軸の回りに加工ヘッド部７と共に回転しながら、上記ブラケットの凹所を通って滑らかに通過する。従って、フランジ２８とその取付けられた加工ヘッド部７とは、ブラケット２４および取付けられたハウジング１に対して長手方向に作動するのを妨げられるが、上記加工ヘッド部はハウジング１に対して自由に回転できる。そして、ピストン３およびロッド５が、 上述したようにしてハウジング１内で往復運動させられているとき、ロッド５は、孔３０内で作動するが、ハウジング１に対して上記加工ヘッド部７を長手方向に作動させない。上記加工ヘッド部は、それ故に、上記ピストンの直線的な往復運動に応じてピストンロッド５と共に回転するだけで、その結果生じる回転は一方向となる。他の実施例が開示されており、そこでは、ガイド部材がピン９またはベアリングボール１６であるけれども、他の形態を有するガイド部材も疑いなく本発明の範囲内にある。同様に、往復運動するピストン３のための多様な技術がここに開示されているけれども、本発明の範囲は、斯る往復運動を作り出す実質的にいずれの技術も含んでいる。広く多様な波形が、ガイドまたはチャネル８に利用できるが、溝の形態に一定の制限がある。まず第一に、上記溝は無端でなければならず、即ち、その溝が上記ピストンの全周に連続し、そしてそれ自身で閉じなければならない。第二に、 上記溝は、それを通る上記ガイド部材の一方向の運動を許容しなければならない。この点に関して、その波形の頂点は、ガイド部材を前方へ案内し、そして先の溝セクションを通って後戻りするのを防ぐように、幾何学的に形成してもよい。これに代わって、ここに記述されたスプリングが装填されたピンゲート（pin g ate）に似た構造部材を、種々の頂点に設けてもよい。上記チャネルでのガイド部材の後戻りを防ぎ、そして上記ピストンの前方への運動をさせる他の技術を、 本発明の範囲内で利用してもよい。さらに、上述したように、個々の溝セクションは、望む回転の効果を達成する傾向にあってもよく、そしてこの溝セクションは、各々異なる形態を有してもよい。溝８の形態に関する別の考察は、上記ピストンの周囲における上記ガイド部材の運動の間、一またはそれよりも多くの箇所において上記ガイド部材をピストンに対して長手方向に作動させることにより、上記回転を終わらせる上記波形から延在する上記溝の長手方向に突出してはならないことである。例えば、米国特許第４，５０８，３２７号（Ersoy）には、揺動クランプが開示されており、そこでは長手方向に往復運動するピストンは、その周囲に延在し、長手方向の往復運動に応じてピストンの回転を作り出すためのガイド部材を受け入れるガイドチャネルを有している。しかしながら、このガイドチャネルは、そのガイド部材が長手方向の延長部にて後戻りするときの各長手方向の変位の部分の間、そのピストンの回転を終わらせるための合流部に、長手方向に延びるセグメントを有している。さらに、それらの延長部の幾つかは、そのピストンがハウジングから去るのを許容するために開口している。他方、本発明の目的は、クランプとして役立つことではなく、連続したピストンの長手方向の往復運動に応じて上記ピストンの一方向の回転を提供することにある。この結果を達成するために、本発明の上記ガイド溝は、開口端を有さず、往復動ピストンの長手方向が変化するのにしたがって連続した回転を許容し、そして上記溝のいずれかの部分を通る上記ガイド部材の後戻りを防ぐ頂点を有している。従って、本発明のガイド溝８の形態の上述した制約は、本発明の重要な面である。ピストン３の最も滑らかな可能な回転を達成するために、上記ピストンの各直線的なストロークのための長手方向の駆動力の適用の持続時間は、ガイドチャネル８内の相続く頂点間を進むためにガイド部材９、１６に対して要求される時間に同期すべきであることは理解されるべきである。換言すれば、もし、上記ガイド部材が上記頂点に到達した後に、長手方向の駆動力が残っていれば、長手方向の力が逆転するまで回転は止まる。他方、もし、その長手方向の力が逆転するのが早すぎれば（即ち、上記ガイド部材が上記頂点に到達する前に）、その回転は逆転し、なぜならそのガイド部材が上記ガイド溝内で方向を変化させられるからであり、このことは本発明に対しては許されない。長手方向の駆動力の持続と頂点間の上記ガイド部材の推移時間の適切な同期は、多数の方法のいずれでも達成される。例えば、上記ガイド部材が所定の力のレベルに応じて頂点間を進むために要求される時間を、経験的に、或は理論的にいずれかによって、決定し、そしてその決定された時間に対して斯る力のレベルを適用するのは全く簡単である。これに代わって、長手方向の力の適用の持続は、上記ピストンが最大変位位置に接近するときに、信号を与えるようにピストンおよび／またはハウジングと共働するセンサにより自動的に制御されるようにしてもよい。斯るセンサは、位置検出に従来から使用されている磁気、電子、流体の或は他の媒体のいずれかを使用してもよい。先の記述より、本発明は利用可能な新規な回転ピストン駆動機構を形成し、そこでは長手方向の往復動ピストンは、駆動力の長手方向の変化に係わりなく、一方向にのみ回転させられることが認識されるであろう。本発明に従って構成された新規な改良された回転ピストン駆動機構の好ましい実施例が記述され、他の改良、変形および変更は、ここに述べられた教示に鑑み、当業者に示唆されるであろうことが信じられる。それ故に、全ての斯る改良、 変形および変更が、添付された請求の範囲により規定されるように、本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。

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