JP2013247858A - スイブルアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動モータに加えられる負荷及び作動騒音を減らすことができ、構成部品の寸法不安定による生産誤差が生じても正常動作できるスイブルアクチュエータを提供する。
【解決手段】スイブルアクチュエータは、駆動モータ、一端は駆動モータと連結され、他端はベースに設けられた回転安着部に回転可能に連結され、駆動モータの回転動力に連動回転する外周面にネジ山が形成されたリニアスクリューシャフト、上側に突出形成される突起部と、リニアスクリューシャフトとギア結合される雌ねじ部が形成されたリニアスクリューシャフト結合孔を備え、リニアスクリューシャフトの回転によりリニアスクリューシャフトの長さ方向に往復移動するナット部材、一端は突起部と回転可能に結合され、他端は回転相手物と連結されるレバー部材、及び突起部の外周面に突出形成され、レバー部材に弾性復原力を作用してナット部材とレバー部材との結合を維持させる弾性部材を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの回転動力を直線往復運動に変形して出力できるスイブルアクチュエータに関する。

一般に、モータは、ロータとステータの電磁気的相互作用によって、ロータがシャフトを中心に回転しながら発生する回転動力を出力する。このようにモータから出力される動力は回転力であるため、このような回転力を用いて、機構物を所望の方向に動かすことが可能である。

しかし、回転ではなく直線往復運動をするように機構物を動かすためには、回転運動を直線往復運動に変えることができる動力転換装置が求められる。このような回転運動と直線往復運動を相互変換できる動力転換装置としては、クランクや、リードスクリューシャフト等がある。このうち、スイブルアクチュエータは、種々の用途で使用できるが、最近では、運転者の繰向方向に連動して、運転者の夜間視野を最大限確保できる可変式ヘッドランプに適用されることが多くなっている。

前記の可変式ヘッドランプに適用されるスイブルアクチュエータの場合、モータの駆動力が伝達されて回転するリードスクリューにギア結合されたナット部材が、前記リードスクリューの回転に連動して往復移動し、このナット部材の上側結合突起に連結されたリンク部材が左側及び右側に往復移動しながら、ヘッドランプの照射方向を左側または右側に変更することができる。このような構成は、大韓民国公開特許第１０-２０１０-００３７３６３号（２０１０．０４．０９．公開）に記載されている。

しかし、このような構成を有するスイブルアクチュエータの場合、突起部に連結されるリンク部材の連結部分は押し嵌入されて遊隔を防止するため、繰り返し動作時に、摩擦が増加してスイブルアクチュエータに負荷及び騒音を発生する問題がある。

また、前記ナット部材の直線往復運動を回転運動に変える過程において、ステッピングモタ等として備えられる駆動モータのステップ動力損失が生じ、寸法不安定によって遊隔が発生する場合、ヘッドランプから照射される光が、運転者が照明を必要とする運転経路上に正確に到達する背光視認性が不良になる問題がある。

本発明の目的は、作動時に駆動モータに加えられる負荷及び作動騒音を減らすことができ、構成部品の生産時の寸法不安定による生産誤差が生じても、正常動作できるように構造が改善されたスイブルアクチュエータを提供することである。

本発明に係るスイブルアクチュエータは、駆動モータ、前記駆動モータの回転動力に連動回転するリニアスクリューシャフト、前記リニアスクリューシャフトの回転により前記リニアスクリューシャフトの長さ方向に往復移動するナット部材、一端は前記ナット部材と回転可能に結合され、他端は回転相手物と連結されるレバー部材、及び前記ナット部材とレバー部材との結合位置に配置され、前記レバー部材に弾性復原力を作用して前記ナット部材とレバー部材との結合を維持する弾性部材、を含むことを特徴とする。

前記リニアスクリューシャフトは、外周面にネジ山が形成され、一端は前記駆動モータの回転軸と連結され、他端はベースに設けられた回転安着部に回転可能に連結される。

前記ナット部材は、上側に突出形成される突起部、及び前記リニアスクリューシャフトとギア結合される雌ねじ部が形成されたリニアスクリューシャフト結合孔、を備えることが好ましい。

前記弾性部材は、前記突起部の外周面に突出形成され、ゴム部材、テンションリーブ、及び板バネのいずれか一つで構成される。

また、前記弾性部材は、前記突起部の先端に近接した位置に配置されることが好ましい。

前記レバー部材は、前記突起部の対向面に、前記突起部が回転可能に安着する突起安着溝が形成されたヘッド、を含み、この際、前記突起部は円筒形に形成され、前記ヘッドの突起安着溝は前記突起部の径と対応する幅を有し、少なくとも２箇所のオープンされた開口部及び前記突起部をグリップする一対の側壁で構成されてもよい。

また、前記弾性部材は、前記側壁の対向面に突出されることが好ましい。

本発明によると、スイブルアクチュエータの駆動時摩擦が最小化されるため、駆動モータの負荷損失を最小化することができ、駆動モータの耐久性を向上することができる。

また、駆動モータの負荷が減るため、摩擦による作動騒音を減らすことができ、構成部品の寸法不良が発生した状態で組み立てられても、弾性部材によって突起部とヘッドが常に密着した状態を維持するため、スイブルアクチュエータの作動信頼性を向上することができる。

本発明に係るスイブルアクチュエータの構造を概略的に示す正面図である。 図１の平面図である。 本発明に係るナット部材を示す図である。 本発明に係るナット部材を示す図である。 本発明に係るスイブルアクチュエータが適用された自動車のヘッドランプスイブル構造を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係るスイブルアクチュエータを説明する。

図１は、本発明に係るスイブルアクチュエータの構造を概略的に示す正面図、図２は図１の平面図、図３及び図４は、本発明に係るナット部材を示す図、そして、図５は、本発明に係るスイブルアクチュエータが適用された自動車のヘッドランプスイブル構造を概略的に示す図である。

図１に示したように、本発明に係るスイブルアクチュエータは、駆動モータ１０、リードスクリューシャフト２０、ナット部材３０を含む。

駆動モータ１０は、精密な制御が可能なステップモータ（ｓｔｅｐ ｍｏｔｏｒ）がよく用いられ、前記駆動モータ１０の出力軸は、前記リードスクリューシャフト２０と連結されてもよい。

リードスクリューシャフト２０は、図１及び図２に示したように、外周面にネジ山が形成されており、一端は、前記駆動モータ１０の回転軸と連結されて動力が供給され、その他端は、ベース１に設けられた回転安着部２に設置された回転安着部材にベアリング等を介して回転可能に結合され、前記駆動モータ１０の回転軸と水平を維持しながら回転できるように備えられてもよい。

ナット部材３０は、前記リードスクリューシャフト２０にねじ結合され、前記リードスクリューシャフト２０の回転動作に連動して、前記リードスクリューシャフト２０の長さ方向に沿って、図１の矢印Ａ方向に往復移動することができる。

前記ナット部材３０の上端には、図１及び図２に示したように、レバー部材３が結合される円筒状の突起部３１が設けられてもよい。前記突起部３１の先端角部分は、前記レバー部材３との結合が容易にできるようにラウンド状に形成されてもよい。

弾性部材３２は、前記突起部３１の外周面には外周面より突出するように設けられてもよい。前記弾性部材３２は、前記突起部３１の外周面の一部分のみで突出形成されるが、好ましくは、図３及び図４に示したように、ナット部材３０の往復移動に対し、前記レバー部材３が回転する方向と干渉しない方向に突出形成されるのが良い。即ち、図４に示したように、前記弾性部材３２の突出方向は、前記リードスクリューシャフト２０の長さ方向と平行な方向であって、前記ナット部材３０の移動方向に突出して、前記突起部３１に結合されるレバー部材３のヘッド４（図１及び図２参照）が前記突起部３１で回転する時、前記ヘッド４の内周面が前記弾性部材３２により弾力的に加圧されるようにすることができる。

この時、前記ヘッド４は、図１及び図５に示したように、一対の壁面を備え、少なくとも２箇所でオープンされた開口部を有する突起安着溝５を備えることができ、前記弾性部材３２は、前記突起部３１の前記突起安着溝５の壁面と対向する位置に突出形成されるのが良い。一方、前記突起安着溝５の幅は、前記突起部３１の径より多少大きく形成されてもよいが、好ましくは、前記弾性部材３２の最大圧縮時の突出大きさほど大きく形成されることが好ましい。

また、前記弾性部材３２は、図３に示したように、一定の高さ（ｈ）を有するゴム材質で形成されてもよいが、必要に応じて、他の材質及び形状を有するように構成してもよい。例えば、前記突起部３１の一部分の形状を弾性変形可能な形態のテンションリーブで構成すると、別途の弾性部材３２を組立て及び結合する煩わしさを減らすことができ、前記のゴム材質ではなくても板バネ等のような弾性変形可能な材質を用いることも可能である。

また、前記弾性部材３２の高さ（ｈ）は、前記突起部３１の高さより小さい大きさで形成されるのが良い。もし、前記弾性部材３２の高さ（ｈ）が、前記突起部３１の高さより大きく形成されると、前記ヘッド４と突起部３１との間の摩擦力が大きくなりすぎて駆動モータ１０の負荷が増加し、騒音が発生することがあるからである。一方、前記弾性部材３２の高さ（ｈ）が低くなりすぎると、前記ヘッド４に対して前記弾性部材３２が十分な反発力を作用できず、前記ヘッド４と突起部３１との結合が維持できないこともあるため、前記弾性部材３２の高さ（ｈ）は、前記ヘッド４との結合時に発生する弾性復原力の大きさが、前記突起部３１とヘッド４との結合を維持できる程度の弾性復原力を形成できる程度の大きさで構成される必要がある。

リニアスクリューシャフト結合孔３３は、前記突起部３１の下側に形成され、前記リニアスクリューシャフト２０とギア結合される雌ねじ部が内周面に形成されてもよい。

ガイド部３４は、前記ベース１に設けられるガイド棒（図示せず）と結合され、前記ナット部材３０が一定の方向に往復移動できるように構成されてもよい。

このような本発明に係るスイブルアクチュエータの動作を図面を参照して説明する。

図１に示したように、前記駆動モータ１０が回転すると、前記リードスクリューシャフト２０は、前記駆動モータ１０の動力が伝達されて回転し、前記リードスクリューシャフト２０の外周面に形成されたネジ山の回転により、前記ナット部材３０が図示された矢印Ａ方向に往復移動することができる。

一方、前記ナット部材３０の上側には突起部３１が形成され、この突起部３１にはレバー部材３のヘッド４が回転可能に結合されるため、前記ナット部材３０が前記矢印Ａ方向に往復移動すると、前記ヘッド４は、前記突起部３１を中心に回転しながら、前記レバー部材３前記ナット部材３０と共に往復移動することができる。

この時、前記弾性部材３２は、前記ヘッド４の内側に形成された突起安着溝５の壁面に密着され、弾性復原力による加圧力を作用するため、前記ナット部材３０の往復移動により前記ヘッド４が突起部３１を中心に回転しながら動く時、前記ヘッド４と突起部３１が結合を維持できるようにする。

このように、前記突起安着溝５が前記弾性部材３２とは密着し、前記突起部３１とは一定の距離離隔できるように形成されると、突起部３１と突起安着溝５が、直接押し嵌入されて結合された場合に比べて、前記ヘッド４が最小限の摩擦力で回転することができ、特に、従来のように押し嵌入されて結合される場合に比べて、駆動モータ１０の負荷を減らし、作動騒音を低減することができる。

また、前記弾性部材３２は、前記ヘッド４内部の突起安着溝５と面接触しながら、常に突起部３１と突起安着溝５との結合を維持するため、突起部３１や突起安着溝５の生産過程で寸法不良が発生しても、正常動作が可能である。

このようなスイブルアクチュエータは、上記のように、種々の装置で用いることができるが、その一例として、図５には、自動車のヘッドランプ１００から生成された光の方向を変更するランプスイブル装置に使用可能である。即ち、前記レバー部材３が、図１に示された矢印Ａ方向に往復移動すると、このレバー部材３の往復移動の動きに応じて、前記自動車ヘッドランプ１００は、ヘッドランプ駆動部１０１を中心に回転し、ヘッドランプ１００が照射する方向を変更することができる。

即ち、前記突起安着溝５は、突起部３１の移動方向と交差する方向に前記突起部３１が動けるように一部面が開放されることが好ましいが、これは、前記突起部３１は、前記ナット部材３０の往復移動により直線運動を行い、前記突起安着溝５は、前記ヘッドランプ１００のヘッドランプ駆動部１０１を中心に曲線運動をするため、それらの間の結合誤差を吸収できるようにするためである。

これをより詳細に説明すると、図５に示したように、突起部３１が直線運動すると、前記ヘッドランプ１００は回転運動するが、この時、前記レバー部材３は、突起部３１と同様に直線運動しながら前記突起安着溝５の中で前記レバー部材３を移動方向側に押圧し、これにより、前記レバー部材３は、前記突起部３１によって押圧されて、前記ヘッドランプ駆動部１０１を中心に曲線運動することになって、前記突起部３１から距離が遠くなる。

従って、前記突起部３１が前記突起安着溝５にぴったりと嵌入されると、前記ヘッドランプ１００がスムーズに回転できないため、前記ヘッドランプ１００のスムーズな回転のために前記突起安着溝５は、突起部３１の移動方向と交差する方向に前記突起部３１が動けるように開放されてもよい。

一方、前記レバー部材３のヘッド４は、前記突起部３１で回転しながら、前記ヘッドランプ駆動部１０１を中心に弧（ａｒｃ）状に動くが、前記ヘッド４に設けられた突起安着溝５で弾性部材３２の弾性復原力によって支持されるため、繰り返して前記ヘッドランプ１００を動かしても、前記ヘッド４と突起部３１との連結が解除される等の不良が発生しなくなる。

以上、本発明は、実施例及び添付図に基づいて詳細に説明された。しかし、以上の実施例及び図面によって本発明の範囲が制限されることではなく、本発明の範囲は後述する特許請求の範囲に記載された内容によってのみ制限される。

１ ベース
２ 回転安着部
３ レバー部材
４ ヘッド
５ 突起安着溝
１０ 駆動モータ
２０ リードスクリューシャフト
３０ ナット部材
３１ 突起部
３２ 弾性部材
１００ ヘッドランプ
１０１ ヘッドランプ駆動部

Claims (9)

1. 駆動モータ、
   前記駆動モータの回転動力に連動回転するリニアスクリューシャフト、
   前記リニアスクリューシャフトの回転により前記リニアスクリューシャフトの長さ方向に往復移動するナット部材、
   一端は、前記ナット部材と回転可能に結合され、他端は、回転相手物と連結されるレバー部材、及び
   前記ナット部材とレバー部材との結合位置に配置され、前記レバー部材に弾性復原力を作用して前記ナット部材とレバー部材との結合を維持させる弾性部材、を含むことを特徴とする、スイブルアクチュエータ。
2. 前記リニアスクリューシャフトは、
   外周面にネジ山が形成され、一端は、前記駆動モータの回転軸と連結され、他端は、ベースに設けられた回転安着部に回転可能に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のスイブルアクチュエータ。
3. 前記ナット部材は、
   上側に突出形成される突起部、及び
   前記リニアスクリューシャフトとギア結合される雌ねじ部が形成されたリニアスクリューシャフト結合孔、を備えることを特徴とする、請求項１に記載のスイブルアクチュエータ。
4. 前記弾性部材は、
   前記突起部の外周面に突出形成されることを特徴とする、請求項３に記載のスイブルアクチュエータ。
5. 前記弾性部材は、
   ゴム部材、テンションリーブ、及び板バネのいずれか一つで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のスイブルアクチュエータ。
6. 前記弾性部材は、
   前記突起部の先端に近接した位置に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスイブルアクチュエータ。
7. 前記レバー部材は、
   前記突起部の対向面に、前記突起部が回転可能に安着する突起安着溝が形成されたヘッドを含むことを特徴とする、請求項３に記載のスイブルアクチュエータ。
8. 前記突起部は、円筒形に形成され、
   前記ヘッドの突起安着溝は、前記突起部の径と対応する幅を有し、少なくとも２箇所のオープンされた開口部及び前記突起部をグリップする一対の側壁を有することを特徴とする、請求項７に記載のスイブルアクチュエータ。
9. 前記弾性部材は、
   前記側壁の対向面に突出することを特徴とする、請求項８に記載のスイブルアクチュエータ。

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