JP2006057690A - 電動ラックアンドピニオンアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車部品または付属品を伸長位置および縮退位置に自動的に移動させる。
【解決手段】 自動車において使用される、ハウジングと該ハウジングに装着されるモータを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリが、提供される。動力伝達系はハウジング内に配置され、モータによって駆動される。駆動軸は、動力伝達系と係合し、ハウジングから外方に延びる。ピニオンは、駆動軸の一端部に固定される。電動ラックアンドピニオンアセンブリは、伸長部材であって、それに固定されるラックバーを有する伸長部材をさらに含む。駆動軸のピニオンは、伸長部材のラックバーと噛み合い係合する。モータは動力伝達系を駆動し、動力伝達系は駆動軸を回転させてピニオンを回転させ、ピニオンはラックバーと係合し、これによって伸長部材を縮退位置と伸長位置との間で移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラックアンドピニオンアセンブリに関し、さらに詳しくは、自動車用電動ラックアンドピニオンアセンブリに関する。

長年にわたって、自動車産業では、ますます多くの部品、追加物および付属品を典型的な自動車内および自動車上に取付ける傾向がある。しかしながら、追加される部品は、典型的な自動車の限られたサイズ、形状および重量の要件範囲内で空間と実用性との間でうまく両立させなければならない。たとえば、踏板は、ＳＵＶ、小型トラックおよび他の大型車で非常に人気のある部品である。踏板が最も効果的であるためには、大きな足場面積が与えられる程度に踏板が自動車から外方に延びるように、踏板が取付けられなければならない。しかしながら、このような程度にまで延びる踏板は、自動車の有効幅が増加するので、歩行者または他の自動車に危害を及ぼし得る。

カップホルダもまた、自動車における他の人気のある部品である。カップホルダは、乗員の手が容易に届くように、その充分に近くまで、計器盤から延びれば、最も有用である。しかしながら、カップホルダが使用状態にないときには、このような配置は自動車の乗員にとって、有用であるよりもむしろ邪魔になる。さらに、延ばされたカップホルダは、破損し易く、けがの原因になることさえある。

エアダムは、自動車の空気抵抗を低減するために用いられる部品である。最も効果的であるためには、エアダムは、自動車の走行している面に近接して配置されることが必要である。舗装道路および幹線道路などの相対的に滑らかな道路上では、エアダムは地面にかなり近接させることが可能である。しかしながら、未舗装の道路、荒れた道路または起伏のある道路は、エアダムが表面に近接しすぎていれば、これを損傷する可能性がある。

他の一般的に取付けられる部品としては、車両ナビゲーションシステム、スポイラおよびミラーがある。しかしながら、上述した部品と同様に、自動車に内在する空間に限界があるために、これらの部品の多くは、自動車の操作の邪魔になるように配置されたり、理想とするものよりもあまり役に立たないように配置されたりする。当該技術分野において、自動車部品を格納位置から、それらを充分に活用できる伸長位置に自動的に配置することができるシステムが必要とされている。

したがって、本発明の目的は、自動車部品または付属品を伸長位置および縮退位置に自動的に移動させる自動車用電動アセンブリを提供することである。

本発明は、モータと、
前記モータに接続される動力伝達系と、
固定部材と伸長部材とを含むスライダアセンブリと、
前記動力伝達系に接続される駆動軸と、
前記駆動軸に接続されるピニオンと、
前記固定部材に取付けられるラックとを含み、
前記ピニオンが前記ラックと噛み合い係合していることを特徴とする電動ラックアンドピニオンアセンブリである。

本発明において、前記スライダアセンブリは、前記固定部材と前記伸長部材とに接続される可撓性部材を含むことを特徴とする。
本発明において、前記駆動軸は、六角形状の棒であることを特徴とする。

本発明において、前記動力伝達系は、前記モータによって駆動され、前記駆動軸を回転させる駆動歯車と噛み合い係合するウォーム歯車を含むことを特徴とする。

本発明において、前記固定部材は、前記駆動軸と前記ピニオンとを収容する開口と、前記伸長部材を収容するシーブと、装着ブラケットとを含むことを特徴とする。

本発明において、ラックバーは前記伸長部材内に配置され、前記伸長部材は前記固定部材の前記開口と整列するスロットを有し、前記ピニオンと前記駆動軸とは前記スロットと前記開口とを通って、前記ラックバーと噛み合い係合することを特徴とする。

本発明において、前記モータは、電気モータであり、
移動中の前記伸長部材の障害は、前記電気モータへの電気アンペアのスパイクを生じさせ、
前記スパイクに応答して前記電気モータを停止させるコントローラをさらに含むことを特徴とする。

本発明は、ハウジングと、
前記ハウジングに装着されるモータと、
前記モータによって駆動される動力伝達系と、
前記動力伝達系と係合し、前記ハウジングから外方に延びる駆動軸と、
前記駆動軸の一端部に固定されるピニオンと、
前記ピニオンと噛み合い係合するラックバーを有する伸長部材とを含み、
前記モータは前記動力伝達系を駆動し、前記動力伝達系は前記駆動軸を回転させて、該駆動軸は前記ピニオンを回転させ、前記ピニオンは前記ラックバーと係合し、これによって前記伸長部材を第１位置から第２位置に移動させることを特徴とする自動車において使用される電動ラックアンドピニオンアセンブリである。

本発明において、前記伸長部材を取り囲む可撓性部材をさらに含むことを特徴とする。
本発明において、前記駆動軸は、六角形状の棒であることを特徴とする。

本発明において、前記動力伝達系は、前記モータによって駆動され、前記駆動軸を回転させる駆動歯車と噛み合い係合するウォーム歯車を含むことを特徴とする。

本発明において、前記駆動軸と前記ピニオンとを収容する開口と、前記伸長部材を収容するシーブと、装着ブラケットとを有するスライダアセンブリをさらに含むことを特徴とする。

本発明において、前記ラックバーは前記伸長部材内に配置され、前記伸長部材は前記スライダアセンブリの前記開口と整列するスロットを有し、前記ピニオンと前記駆動軸とは前記スロットと前記開口とを通って、前記ラックバーと噛み合い係合し、前記ピニオンと前記駆動軸とは、前記伸長部材が前記第１位置から前記第２位置に移動するにつれて、前記スロットに沿って移動することを特徴とする。

本発明において、前記モータは、電気モータであり、
前記第１位置と前記第２位置との間で移動中の前記伸長部材の障害は、前記電気モータへの電気アンペアのスパイクを生じさせ、
前記スパイクに応答して前記電気モータを停止させるコントローラをさらに含むことを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、それに装着されるカップホルダを有し、前記カップホルダは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、それに装着されるミラーを有し、前記ミラーは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、それに装着されるスポイラを有し、前記スポイラは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、それに装着される踏板を有し、前記踏板は、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、それに装着されるエアダムを有し、前記エアダムは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする。

本発明において、前記伸長部材は、自動車のパネルにおいて伸長部材に装着される車両システムの表示スクリーンを有し、前記表示スクリーンは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき前記パネルから離れた伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき前記パネル内の縮退位置にあることを特徴とする。

本発明は、ハウジングと該ハウジングに装着されるモータを有する自動車で使用される電動ラックアンドピニオンアセンブリを提供する。動力伝達系は、前記ハウジング内に配置され、前記モータによって駆動される。駆動軸は、前記動力伝達系と係合し、前記ハウジングから外方に延びる。ピニオンは、前記駆動軸の一端部に固定される。電動ラックアンドピニオンアセンブリは、伸長部材であって、それに固定されたラックバーを有する伸長部材をさらに含む。前記駆動軸のピニオンは、前記伸長部材のラックバーと噛み合い係合する。前記モータは動力伝達系を駆動し、前記動力伝達系は前記駆動軸を回転させて、したがって前記ピニオンを回転させ、前記ピニオンは前記ラックバーと係合し、これによって前記伸長部材を縮退位置と伸長位置との間で移動させる。

電動ラックアンドピニオンアセンブリは、いかなる方法で用いられてもよい。カップホルダ、ミラー、スポイラ、踏板、エアダムおよび表示スクリーンが、前記伸長部材に固定され、縮退位置と伸長位置との間で移動可能な品目の全ての例である。

本発明の応用のさらなる範囲は、以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。その詳細説明および特定の実施例は、発明の好適な実施形態を示すものではあるがが、説明のためにのみ意図されたものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではないと理解されるべきである。

本発明は、詳細な説明および添付の図面から充分に理解されるであろう。
以下の好適な実施形態の説明は、全くの例示に過ぎず、発明、その応用または使用を限定するために何ら意図されるものではない。

図面において、同様な参照符号は、いくつかの図にわたって同様なまたは対応する部分を示す。図面を参照して、図１には、本発明の原理に従う電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０が示される。ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、モータハウジング１２と、駆動軸１６によって接続されるスライダアセンブリ１４とを含む。伸長部材１８は、以下により詳細に述べるように、種々の自動車部品を収容するスライダアセンブリ１４から外方に延びる。伸長部材１８およびスライダアセンブリ１４に装着されるフレキシブルブーツ１９は、スライダアセンブリ１４をごみ、破片などから保護する。記載された実施例では、一対のスライダアセンブリ１４と、一対の駆動軸１６と、一対の伸長部材１８と、一対のフレキシブルブーツ１９とが示されているが、１つのスライダアセンブリ１４と、１つの駆動軸１６と、１つの伸長部材１８とを使用してもよく、クレームされた発明の範囲を逸脱しないと理解されるべきである。

図２に参照されるように、モータハウジング１２は、モータハウジング１２に装着されるモータ２０と、モータハウジング１２内に配置される動力伝達系２２とを含む。モータ２０は、好ましくは、当該技術において周知であるような電気モータであるが、種々の他のタイプのモータが使用されてもよい。モータ２０は、動力伝達系２２を駆動し、該動力伝達系は駆動軸１６を次々に回転させる。モータハウジング１２は、以下に述べるように、モータハウジング１２を様々な場所に装着することができる装着ブラケット２４を有する。

提供される特定の実施例では、動力伝達系２２は、駆動歯車２８と噛み合い係合するウォーム歯車２６を含む。しかしながら、種々の他の動力伝達系、たとえばスプロケット・チェーン構成が、使用されてもよい。ウォーム歯車２６は、モータ２０によって駆動され、該ウォーム歯車は次々に駆動歯車２８と係合して、駆動歯車２８を回転させる。駆動歯車２８は、駆動軸１６に固定され、駆動軸１６を回転させる。駆動軸１６は、開口３０を通ってモータハウジング１２から外方に延び、スライダアセンブリ１４に接続される。例示の目的のために、駆動軸１６は六角形断面を有するように示されているが、種々の他の断面が利用されてもよい。

図３〜図５に参照されるように、スライダアセンブリ１４は、複数の装着ブラケット３２と、伸長部材１８を収容するシーブ３４とを有する固定部材３１を含む。伸長部材１８は、スライダアセンブリ１４のシーブ３４内で摺動可能である。伸長部材１８は、空洞３６を規定し、一側面に形成されるスロット３８を有する。ラックバー４０は、空洞３６内に装着され、スロット３８と整列される。提供される特定の実施例では、ラックバー４０は、複数のねじ４１によって伸長部材１８に装着されるように示される。しかしながら、ラックバー４０を伸長部材１８に装着する様々な他の手段、たとえば接着剤、ボルトまたは締め具が使用されてもよいことは理解されるであろう。フレキシブルブーツ１９は、スライダアセンブリ１４に装着され、伸長部材１８を収容する。図示される特定の実施例では、フレキシブルブーツ１９は、スライダアセンブリ１４に形成されるタブ２３を収容する、フレキシブルブーツ１９に形成される溝２１を含み、これによってフレキシブルブーツ１９をスライダアセンブリ１４に固定する。しかしながら、フレキシブルブーツ１９をスライダアセンブリ１４に固定する種々の他の方法、たとえばシール、ねじまたは接着剤が使用されてもよい。

駆動軸１６は、スライダアセンブリ１４の側面に形成される開口４２と、伸長部材１８のスロット３８とを通って延びる。開口４２内に装着され、六角形状の駆動軸１６に適合された内周面と円筒状の外周面とを有するスリーブ４３が、駆動軸１６を開口４２内で回転自在にさせる。ピニオン４４は、伸長部材１８の空洞３６内で駆動軸１６の一端部に装着される。ピニオン４４は、ラックバー４０と噛み合い係合する。

ラックアンドピニオンアセンブリ１０の動作中、モータ２０はウォーム歯車２６を回転させ、該ウォーム歯車２６は次々に駆動歯車２８を回転させる。駆動歯車２８は駆動軸１６を回転させ、該駆動軸１６はピニオン４４を回転させる。ピニオン４４は、ラックバー４０と噛み合い係合し、該ラックバー４０は伸長部材１８をスライダアセンブリ１４内の縮退位置から伸長位置まで移動させる。伸長部材１８が縮退位置から伸長位置に移動するにつれて、駆動軸１６およびピニオン４４は、伸長部材１８のスロット３８に沿って移動する。フレキシブルブーツ１９は、伸長部材１８が伸長するにつれて展開し、伸長部材１８が縮退するにつれて折り畳まれる。これによって、スライダアセンブリ１４と伸長部材１８との間に一定のシールを保つ。伸長部材１８の、伸長位置と縮退位置との間の移動が妨げられた場合、モータ２０内で電気アンペアのスパイクが生じる。このスパイクは、モータ２０と通信しているコントローラ４６によって検知され、該コントローラ４６は、モータ２０を自動的に停止させる。これによって、電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０の動作中のけがを防ぐ。

電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、種々の取付け部品を用いる多くの異なる構成に使用されてもよい。実施の一形態では、電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、図６に示されるように、自動車の後部に装着されてもよく、スポイラ４８がラックバー４０と伸長部材１８とに固定される。他の実施形態では、カップホルダ５０が、図７に示されるように、ラックバー４０に固定されてもよい。さらなる実施形態では、自動車のサイドミラー５２が、図８に示されるように、ラックバー４０と伸長部材１８とに固定されてもよい。さらに他の実施形態では、電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、フランジ３２，３４を用いて自動車の下部に装着されてもよい。踏板５４は、図９に示されるように、伸長部材１８に固定される。さらに他の実施形態では、電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、自動車の前部に装着されてもよく、エアダム５６が、図１０に示されるように、ラックバー４０に固定される。最後に、電動ラックアンドピニオンアセンブリ１０は、自動車の計器盤内に装着されてもよく、車両ナビゲーションシステムの表示スクリーン５８が、図１１に示されるように、ラックバー４０に固定される。明確に示されていない他の種々の取付けを採用してもよく、本発明は上述の実施例に限定されない。

発明の説明は、単に例示に過ぎず、発明の要旨から逸脱しない変形は発明の範疇にあると意図される。このような変形は、発明の精神および範囲からの逸脱とはみなされない。

本発明の原理に従う電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従うモータハウジングの拡大分解図である。 本発明の原理に従うスライダアセンブリの拡大図である。 本発明の原理に従うスライダアセンブリの拡大断面図である。 本発明の原理に従う伸長部材の拡大図である。 本発明の原理に従うスポイラを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従うカップホルダを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従うミラーを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従う踏板を有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従うエアダムを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。 本発明の原理に従う表示スクリーンを有する電動ラックアンドピニオンアセンブリの斜視図である。

符号の説明

１０ 電動ラックアンドピニオンアセンブリ
１２ モータハウジング
１４ スライドアセンブリ
１６ 駆動軸
１８ 伸長部材
１９ フレキシブルブーツ
２０ モータ
２１ 溝
２２ 動力伝達系
２３ タブ
２４ 装着ブラケット
２６ ウォーム歯車
２８ 駆動歯車
３０ 開口
３１ 固定部材
３２ 装着ブラケット
３４ シーブ
３６ 空洞
３８ スロット
４０ ラックバー
４１ ねじ
４２ 開口
４３ スリーブ
４４ ピニオン
４６ コントローラ
４８ スポイラ
５０ カップホルダ
５２ ミラー
５４ 踏板
５６ エアダム
５８ 表示スクリーン

Claims (20)

1. モータと、
   前記モータに接続される動力伝達系と、
   固定部材と伸長部材とを含むスライダアセンブリと、
   前記動力伝達系に接続される駆動軸と、
   前記駆動軸に接続されるピニオンと、
   前記固定部材に取付けられるラックとを含み、
   前記ピニオンが前記ラックと噛み合い係合していることを特徴とする電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
2. 前記スライダアセンブリは、前記固定部材と前記伸長部材とに接続される可撓性部材を含むことを特徴とする請求項１記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
3. 前記駆動軸は、六角形状の棒であることを特徴とする請求項１記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
4. 前記動力伝達系は、前記モータによって駆動され、前記駆動軸を回転させる駆動歯車と噛み合い係合するウォーム歯車を含むことを特徴とする請求項１記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
5. 前記固定部材は、前記駆動軸と前記ピニオンとを収容する開口と、前記伸長部材を収容するシーブと、装着ブラケットとを含むことを特徴とする請求項１記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
6. ラックバーは前記伸長部材内に配置され、前記伸長部材は前記固定部材の前記開口と整列するスロットを有し、前記ピニオンと前記駆動軸とは前記スロットと前記開口とを通って、前記ラックバーと噛み合い係合することを特徴とする請求項５記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
7. 前記モータは、電気モータであり、
   移動中の前記伸長部材の障害は、前記電気モータへの電気アンペアのスパイクを生じさせ、
   前記スパイクに応答して前記電気モータを停止させるコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
8. ハウジングと、
   前記ハウジングに装着されるモータと、
   前記モータによって駆動される動力伝達系と、
   前記動力伝達系と係合し、前記ハウジングから外方に延びる駆動軸と、
   前記駆動軸の一端部に固定されるピニオンと、
   前記ピニオンと噛み合い係合するラックバーを有する伸長部材とを含み、
   前記モータは前記動力伝達系を駆動し、前記動力伝達系は前記駆動軸を回転させて、該駆動軸は前記ピニオンを回転させ、前記ピニオンは前記ラックバーと係合し、これによって前記伸長部材を第１位置から第２位置に移動させることを特徴とする自動車において使用される電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
9. 前記伸長部材を取り囲む可撓性部材をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
10. 前記駆動軸は、六角形状の棒であることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
11. 前記動力伝達系は、前記モータによって駆動され、前記駆動軸を回転させる駆動歯車と噛み合い係合するウォーム歯車を含むことを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
12. 前記駆動軸と前記ピニオンとを収容する開口と、前記伸長部材を収容するシーブと、装着ブラケットとを有するスライダアセンブリをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
13. 前記ラックバーは前記伸長部材内に配置され、前記伸長部材は前記スライダアセンブリの前記開口と整列するスロットを有し、前記ピニオンと前記駆動軸とは前記スロットと前記開口とを通って、前記ラックバーと噛み合い係合し、前記ピニオンと前記駆動軸とは、前記伸長部材が前記第１位置から前記第２位置に移動するにつれて、前記スロットに沿って移動することを特徴とする請求項１２記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
14. 前記モータは、電気モータであり、
    前記第１位置と前記第２位置との間で移動中の前記伸長部材の障害は、前記電気モータへの電気アンペアのスパイクを生じさせ、
    前記スパイクに応答して前記電気モータを停止させるコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
15. 前記伸長部材は、それに装着されるカップホルダを有し、前記カップホルダは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
16. 前記伸長部材は、それに装着されるミラーを有し、前記ミラーは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
17. 前記伸長部材は、それに装着されるスポイラを有し、前記スポイラは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
18. 前記伸長部材は、それに装着される踏板を有し、前記踏板は、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
19. 前記伸長部材は、それに装着されるエアダムを有し、前記エアダムは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。
20. 前記伸長部材は、自動車のパネルにおいて伸長部材に装着される車両システムの表示スクリーンを有し、前記表示スクリーンは、前記伸長部材が前記第１位置にあるとき前記パネルから離れた伸長位置にあり、前記伸長部材が前記第２位置にあるとき前記パネル内の縮退位置にあることを特徴とする請求項８記載の電動ラックアンドピニオンアセンブリ。

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