JP2015021536A

JP2015021536A - ロック機構

Info

Publication number: JP2015021536A
Application number: JP2013149034A
Authority: JP
Inventors: 一貴冨岡; Kazutaka Tomioka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: JP6106550B2

Abstract

【課題】回転体の回転によりロックピンに力が加えられた場合でも、ロックピンを簡単に引く抜くことができるロック機構を提供する。【解決手段】伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構であって、ロック機構は、伸縮アクチュエータの機構内部に設けられ、外周面に径外方向に突出するレシーバ６８が形成されたロックプレート５６と、付勢力によって移動し、ロックプレート５６の外周面に打ち込まれるロックピン５８と、ロックピン５８の移動をガイドするガイド部６４ａとを備え、ロックピン５８は、先端に、レシーバ６８の側部と当接するテーパ部７２を有し、テーパ部７２は所定のテーパ角を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、サスペンションに設けられた伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構に関する。

下記特許文献１に示すように後輪を操舵する伸縮アクチュエータが知られている。この伸縮アクチュエータは、モータの回転力を送りねじ機構によって直進運動に変換することで伸縮運動を行う。また、市販車の貨車運送中等の車両停止時に、外力や振動によって伸縮アクチュエータが伸縮することを抑制するため、伸縮アクチュエータは、ソレノイドのロックピンによって、モータの回転と連動して回転する回転体を制止する。この回転体の制止は、回転体に設けられたピン孔にロックピンの先端を嵌合させることで行われる。

特開２００９−１７３１９２公報

しかしながら、貨車搬送中等に、振動や外力が入力されることにより、回転体に回転方向の力が加わると、回転体からロックピンに横方向の力が加えられた状態になる。そのため、後輪の操舵時に伸縮アクチュエータのロックを解除するために、ロックピンを引き抜く力を大きくする必要があり、電流の増加やソレノイドの大型化を招いてしまう。

そこで、本発明は、回転体の回転によりロックピンに力が加えられた場合でも、ロックピンを簡単に引く抜くことができるロック機構を提供することを目的とする。

本発明は、サスペンションに設けられた伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構であって、前記ロック機構は、前記伸縮アクチュエータの機構内部に設けられ、外周面に径外方向に突出するレシーバが形成された回転体と、付勢力によって移動し、前記回転体の外周面に打ち込まれるロックピンと、前記ロックピンの移動をガイドするガイド部と、を備え、前記ロックピンは、先端に、前記レシーバの側部と当接するテーパ部を有し、以下の関係式を満たすように、前記テーパ部のテーパ角を設定することを特徴とする。

本発明は、サスペンションに設けられた伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構であって、前記ロック機構は、前記伸縮アクチュエータの機構内部に設けられ、外周面に径外方向に突出するレシーバが形成された回転体と、付勢力によって移動し、前記回転体の外周面に打ち込まれるロックピンと、前記ロックピンの移動をガイドするガイド部と、を備え、前記レシーバは、その側部に、前記ロックピンの先端と当接する傾斜部を有し、以下の関係式を満たすように、前記傾斜部の傾斜角を設定することを特徴とする。

本発明によれば、ロックピンの先端に設けられたテーパ部のテーパ角、又は、レシーバの側部に設けられた傾斜部の傾斜角を、上記した関係式を満たすように設定するので、回転体に横力が加えられた場合でも、この横力を無視、又は、ロックピンを引く抜く方向に横力を作用させることができる。これにより、ロックピンを簡単に引き抜くことができる。その結果、ソレノイドに通電する電流を小さくすることができ、ソレノイドを小型化することができる。

実施の形態のリアサスペンションを示す斜視図である。図１に示す伸縮アクチュエータの断面図である。図２に示すロックプレートとロックピンとを示す図である。テーパ角の設定範囲を説明するための図である。変形例におけるロックプレートとロックピンとを示す図である。変形例における傾斜角の設定範囲を説明するための図である。

本発明に係るロック機構について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施の形態のリアサスペンション１０を示す斜視図である。図１においては、車両左側のリアサスペンション１０を図示しているが、車両右側のリアサスペンション１０も同様の構成を有する。

リアサスペンション１０は、図示しない車輪である後輪を回転自在に支持するナックル１２と、ナックル１２を上下動可能に車体１４に連結するアッパーアーム１６ａとロアアーム１６ｂとからなるサスペンションアーム１６と、前記後輪の上下動を緩衝するスプリング付きダンパ１８と、ナックル１２及び車体１４に接続され、伸縮動作により後輪の舵角（トー角）を変化させる伸縮アクチュエータ２０とを備える。伸縮アクチュエータ２０は、その両端に、ナックル１２に接続される第１接続部２２と、車体１４に接続される第２接続部２４とを有する。

図２は、図１に示す伸縮アクチュエータ２０の断面図である。伸縮アクチュエータ２０は、伸縮アクチュエータ２０の外観を形成する第１ハウジング２６と第２ハウジング２８とを有する。第１ハウジング２６は、第２接続部２４と一体に形成されており、第２ハウジング２８は、第１ハウジング２６の第１接続部２２側に設けられている。第１接続部２２と一体に形成されたロッド３０は、第２ハウジング２８に進退自在に支持される。このロッド３０が進退することにより、伸縮アクチュエータ２０全体が伸縮する。

伸縮アクチュエータ２０は、ロッド３０を進退駆動するモータ３２と、減速機構３４と、送りねじ機構３６とを有する。モータ３２の回転力は、減速機構３４によって減速されて、回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構３６に伝達される。このモータ３２は、第１ハウジング２６に固定され、この減速機構３４及び送りねじ機構３６は、伸縮アクチュエータ２０の機構内部、即ち、第１ハウジング２６と第２ハウジング２８とで形成された空間内に収容されている。

減速機構３４は、駆動ギア３８と従動ギア４０とを有する１段変速機構である。駆動ギア３８は、一端がモータ３２の出力軸３２ａに回転不能に連結されている。従動ギア４０は、送りねじ機構３６に接続されている。

送りねじ機構３６は、外面にねじが形成された雄ねじ部材４２と、雄ねじ部材４２と噛合する雌ねじ部材４４と、雄ねじ部材４２及び雌ねじ部材４４が挿入された円筒状のガイド部材４６とを有する。この雄ねじ部材４２は、ロッド３０と一体に形成され、ロッド３０と反対側の端部には、ガイド部材４６に軸方向に変位可能に支持されたスライダ４８が設けられている。従動ギア４０は、このガイド部材４６に固定されている。ガイド部材４６は、軸受け部材５０を介して第２ハウジング２８に回転可能に支持され、雌ねじ部材４４は、ガイド部材４６に対して回転不能に固定されている。つまり、従動ギア４０の回転に応じて、ガイド部材４６及び雌ねじ部材４４が一体的に回転する。

このような構成により、モータ３２を回転させると、出力軸３２ａの回転に連動して駆動ギア３８及び従動ギア４０が回転する。この従動ギア４０の回転に応じて、ガイド部材４６及び雌ねじ部材４４が一体に回転し、雌ねじ部材４４の回転に応じて、雄ねじ部材４２、ロッド３０、及び第１接続部２２が進退動作する。

伸縮アクチュエータ２０は、伸縮アクチュエータ２０の伸縮を抑制する、即ち、ロッド３０の進退運動を規制するロック機構５２を備えている。このロック機構５２は、ソレノイド５４と、回転体であるロックプレート５６とによって構成される。このロックプレート５６は、伸縮アクチュエータ２０の機構内部に設けられ、減速機構３４の従動ギア４０に固定され、従動ギア４０と一体的に回転する。

ソレノイド５４は、ロックピン５８と、コイル６０と、ばね６２とを有する。ロックピン５８、コイル６０、及び、ばね６２は、ソレノイド５４のケース６４内に収納されており、ロックピン５８の先端側は、ケース６４からロックプレート５６の外周面に向かって突出した状態となっている。ソレノイド５４は、第１ハウジング２６に固定され、ソレノイドカバー６６によって覆われている。

図３に示すように、ロックプレート５６は、ロックプレート５６の外周面に設けられたレシーバ６８と溝７０とを備え、ばね６２の付勢力によってロックプレート５６の外周面にロックピン５８が打ち込まれる。この溝７０は、ロックプレート５６の外周面に設けられた複数のレシーバ６８によって形成される。このレシーバ６８は、ロックプレート５６の径方向外側に向かって突出するように設けられている。ロックピン５８は、ロックプレート５６の径方向に進退自在に設けられている。ソレノイド５４のケース６４の一部は、ロックピン５８の移動をガイドするガイド部６４ａとして機能する。

ソレノイド５４のロックピン５８は、ばね６２により突出方向に付勢され、コイル６０に通電することで発生する電磁力によりロックピン５８は後退する、所謂プル型のものである。

ソレノイド５４の非通電時には、ロックピン５８が前進してロックプレート５６の溝７０に打ち込まれることで、ロックピン５８の先端とレシーバ６８の側部とが当接して、従動ギア４０の回転が規制されるロック状態となる。ソレノイド５４の通電時には、ロックピン５８が後退して溝７０から脱出して、従動ギア４０の回転を許容するロック解除状態となる。

従って、車両の走行中には、ソレノイド５４に常時通電することでロック解除状態に保持することができ、駐車時やフェイル（機能欠陥）時には、ソレノイド５４の通電が停止されてロック状態に戻る。

ロックピン５８は、その先端に、テーパ状に形成されたテーパ部７２を有する。このテーパ部７２は、溝７０の側部、つまり、レシーバ６８の側部に当接し、先端に向かう程、縮径となる形状を有する。このテーパ部７２のテーパ角θの値をある範囲内に設定することで、車両の駐車時等に、外力や振動等によってロックプレート５６が回転してロックピン５８に力が加わった場合でも、ロックピン５８を簡単に引き抜くことができる。以下、テーパ角θの設定範囲について説明する。

図４は、テーパ角θの設定範囲を説明するための図である。この図からロックピン５８におけるｘ方向の力のつり合いは、以下の数式（１）で表すことができる。

なお、図４のＦ_pは、ロックピン５８の引き抜き力を示し、Ｆ_iは、ロックピン５８と溝７０の底部の間に発生する作用反作用の力を示し、Ｆ_kは、ばね６２によってロックピン５８が受ける力を示している。Ｆ_sは、ガイド部６４ａからロックピン５８が受ける力を示し、Ｆ_rは、レシーバ６８（ロックプレート５６）が外力及び振動等から受ける横力（回転方向の力）を示している。Ｎ_rは、レシーバ６８からロックピン５８（テーパ部７２）が受ける力を示している。また、μ_sは、ロックピン５８とガイド部６４ａとの摩擦係数を示し、μ_rは、ロックピン５８（テーパ部７２）とレシーバ６８との摩擦係数を示している。

また、テーパ部７２を含むロックピン５８におけるｙ方向の力のつり合いは、数式（２）で表すことができる。

また、レシーバ６８におけるｙ方向の力のつり合いは、数式（３）で表すことができる。

また、ばね６２からの力Ｆ_kは、数式（４）で表すことができる。なお、ｋは、ばね６２のばね係数を示している。

数式（２）、（３）により、数式（５）を導くことができる。

数式（１）、（５）により、数式（６）を導くことができる。

ここでロックピン５８が後退して溝７０から脱出するとき、ロックピン５８と溝７０の底部の間には間隙ができるため力Ｆ_i＝０となる．従って、ロックピン５８の引き抜き力Ｆ_pが以下の数式（７）を満足するとき、ロックピン５８は溝７０から脱出可能である。

この数式（７）を以下のように変形することができる。

この数式（８）から諒解されるように、μ₂が０（μ₂＝０）であれば、レシーバ６８が受ける横力Ｆ_rがロックピン５８の引き抜き力Ｆ_pに与える影響を無視することができる。また、μ₂が０より小さい（μ₂＜０）場合は、横力Ｆ_rに、ロックピン５８を引き抜く方向にアシストをさせることができる。つまり、ロックピン５８には、引く抜く方向に力が作用する。これにより、ロックピン５８の引き抜き力Ｆ_pを小さくすることができる。

従って、以下の関係式（９）に示すように、μ₂が０以下（μ₂≦０）となるようにテーパ角θを設定することで、レシーバ６８に横力Ｆ_rが加えられた場合でも、この横力Ｆ_rを無視、又は、ロックピン５８を引く抜く方向に横力Ｆ_rを作用させることができる。これにより、ロックピン５８を簡単に引き抜くことができる。その結果、ソレノイド５４に通電する電流を小さくすることができ、ソレノイド５４を小型化することができる。

なお、ロックピン５８の先端にテーパ部７２を設けない場合は、テーパ角θは９０°（θ＝９０°）となるので、数式（６）は、数式（１０）で表すことができる。

ここでロックピン５８が後退して溝７０から脱出するとき、ロックピン５８と溝７０の底部の間には間隙ができるため力Ｆ_i＝０となる。従って、ロックピン５８の引き抜き力Ｆ_pが以下の数式（１１）を満足するとき、ロックピン５８は溝７０から脱出可能である。

従って、（μ_s＋μ_r）は常に０より大きいので、テーパ部７２を設けない場合は、引き抜き力Ｆ_pを、ばね６２からの力Ｆ_k（ｋｘ）に加えて、（μ_s＋μ_r）Ｆ_r分大きくする必要がある。その結果、ソレノイド５４に通電する電流を大きくする必要があり、ソレノイド５４が大型化する。

また、車両の走行中であっても、フェイルによってソレノイド５４の通電が停止した場合は、ロックピン５８がばね６２の付勢力によってロックプレート５６の外周面に打ち込まれる。車両の走行中は、ロックプレート５６の回転が可能なので、ロックプレート５６が回転している時にロックピン５８が打ち込まれる場合がある。このとき、ロックピン５８の先端にテーパ部７２を設けない場合は、ロックピン５８が打ち込まれた時にロックピン５８の先端がレシーバ６８の側部によって弾かれ、ロックピン５８の先端が折れてしまう場合もある。

しかしながら、ロックピン５８の先端に、μ₂＜０、となるテーパ角θのテーパ部７２を設けることで、ロックピン５８には、引く抜く方向に力が作用するので、ロックピン５８を逃がすことができる。その結果、ロックピン５８の先端が折れることを防止することができる。

［変形例］
なお、上記実施の形態では、ロックピン５８は、その先端に、テーパ部７２を有するようにしたが、変形例では、図５に示すように、レシーバ６８が、その側部に、ロックピン５８の先端と当接する傾斜部８０を有する。この場合は、ロックピン５８の先端にテーパ部７２を設けなくてもよい。この傾斜部８０は、傾斜角θで傾斜する傾斜面を有し、径外方向に向かう程、レシーバ６８のロックプレート５６の回転方向の長さが短くなる形状を有する。この傾斜部８０の傾斜角θの値をある範囲内に設定することで、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図６は、傾斜角θの設定範囲を説明するための図である。この図から、上記実施の形態と同様に、上記した数式（１）〜数式（８）を導くことができる。従って、関係式（９）に示すように、μ₂が０以下（μ₂≦０）となるように傾斜角θを設定することで、レシーバ６８に横力Ｆ_rが加えられた場合でも、この横力Ｆ_rを無視、又は、ロックピン５８を引く抜く方向に横力Ｆ_rを作用させることができる。これにより、ロックピン５８を簡単に引き抜くことができる。その結果、ソレノイド５４に通電する電流を小さくすることができ、ソレノイド５４を小型化することができる。

また、フェイルによってソレノイド５４の通電が停止し、ロックピン５８がばね６２の付勢力によって、回転しているロックプレート５６の外周面に打ち込まれる場合がある。この場合であっても、レシーバ６８の側部に、μ₂＜０、となる傾斜角θの傾斜部８０を設けることで、ロックピン５８には、引く抜く方向に力が作用するので、ロックピン５８を逃がすことができる。その結果、ロックピン５８の先端が折れることを防止することができる。

１０…リアサスペンション１２…ナックル
１４…車体１６…サスペンションアーム
１６ａ…アッパーアーム１６ｂ…ロアアーム
２０…伸縮アクチュエータ２２…第１接続部
２４…第２接続部３０…ロッド
３２…モータ３４…減速機構
３６…送りねじ機構５２…ロック機構
５４…ソレノイド５６…ロックプレート
５８…ロックピン６０…コイル
６２…ばね６４ａ…ガイド部
６８…レシーバ７０…溝
７２…テーパ部８０…傾斜部

Claims

サスペンションに設けられた伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構であって、
前記ロック機構は、
前記伸縮アクチュエータの機構内部に設けられ、外周面に径外方向に突出するレシーバが形成された回転体と、
付勢力によって移動し、前記回転体の外周面に打ち込まれるロックピンと、
前記ロックピンの移動をガイドするガイド部と、
を備え、
前記ロックピンは、先端に、前記レシーバの側部と当接するテーパ部を有し、
以下の関係式を満たすように、前記テーパ部のテーパ角を設定することを特徴とするロック機構。
サスペンションに設けられた伸縮アクチュエータの伸縮を抑制するロック機構であって、
前記ロック機構は、
前記伸縮アクチュエータの機構内部に設けられ、外周面に径外方向に突出するレシーバが形成された回転体と、
付勢力によって移動し、前記回転体の外周面に打ち込まれるロックピンと、
前記ロックピンの移動をガイドするガイド部と、
を備え、
前記レシーバは、その側部に、前記ロックピンの先端と当接する傾斜部を有し、
以下の関係式を満たすように、前記傾斜部の傾斜角を設定することを特徴とするロック機構。