JP2018058417A - アクチュエータ、および車両用アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクチュエータ100は、駆動軸を回転させるモータ部30と、駆動軸と平行に設けられ、駆動軸の回転が伝達されることで回転駆動されるスクリュー軸と、スクリュー軸の回転にともなってスクリュー軸の軸方向に沿って直動運動するナット部材と、モータ部30を収容するモータハウジング112と、スクリュー軸を収容するロッド側固定ハウジング111と、を備え、モータハウジング112とロッド側固定ハウジング111とが、一体に設けられている。
【選択図】図2
Description
すなわち、本発明のアクチュエータは、駆動軸を回転させるモータと、前記駆動軸と平行に設けられ、前記駆動軸の回転が伝達されることで回転駆動される被駆動軸と、前記被駆動軸の回転にともなって前記被駆動軸の軸方向に沿って直動運動する従動部材と、前記モータを収容するモータハウジングと、前記被駆動軸を収容するアクチュエータハウジングと、を備え、前記モータハウジングと前記アクチュエータハウジングとが、一体に設けられていることを特徴とする。
同図に示すように、アクチュエータ(車両用アクチュエータ)100は、車体1の後部に設けられたテールゲート(開閉部材)2を開閉するためのものである。アクチュエータ100は、車体1の後部に形成された開口部3の両側にそれぞれ配置されている。
アクチュエータ100は、車体1の天井を構成するルーフアウタパネル4aとルーフインナパネル4bとの間に設けられている。テールゲート2は、車体1の後部に形成された開口部3に対し、開口部3の上部3aにヒンジ機構5を介して開閉可能に設けられている。
アクチュエータ100は、その一端が、ルーフアウタパネル4aとルーフインナパネル4bとの間に設けられたブラケット6に連結され、他端が、テールゲート2に設けられたピン7を介してヒンジ機構5に連結されている。
図2、図3に示すように、アクチュエータ100は、互いに平行に配置されたロッド側固定ハウジング(アクチュエータハウジング)111、およびモータハウジング112を有したケース110と、ロッド側固定ハウジング111に出没可能に設けられたロッド側可動ハウジング(可動ハウジング)20と、これらロッド側固定ハウジング111およびロッド側可動ハウジング20内に収納されたスクリュー軸(被駆動軸)60、およびコイルスプリング70と、モータハウジング112に収納されたモータ部(モータ)30と、モータ部30の動力が伝達されて出力する減速ギヤ部50と、モータ部30と減速ギヤ部50との間に設けられたトルクリミッタ120と、減速ギヤ部50を収納するギヤケース130と、を備えている。
図4は、本発明の実施形態におけるケースの外観を示す斜視図である。
同図に示すように、ケース110は、鉄等の金属製材料から形成され、ロッド側固定ハウジング111と、モータハウジング112と、これらロッド側固定ハウジング111およびモータハウジング112の一端側に設けられたベースプレート(連結プレート)113と、を一体に有している。
これらロッド側固定ハウジング111の外周面とモータハウジング112の外周面とは、これらの間に形成されたハウジング連結部114によって一体に連結されている。このハウジング連結部114は、モータハウジング112の外周面とロッド側固定ハウジング111の外周面とを、駆動軸58の中心軸方向に連続して連結する。
また、トルクリミッタ収容凹部115の底面には、表面113f側と合わせ面113g側とに連通する軸挿通孔115hが形成されている。ロッド側凹部116の底面には、表面113f側と合わせ面113g側とに連通する軸挿通孔116hが形成されている。
ロッド側可動ハウジング20は、ロッド側固定ハウジング111の内径よりも小さな外径を有した略円筒状に形成されている。ロッド側可動ハウジング20は、例えば、アルミ合金、樹脂等のロッド側固定ハウジング111よりも軟らかい材料から形成されている。
また、ロッド側可動ハウジング20は、一端20a側が、ロッド側固定ハウジング111の先端部111b側からロッド側固定ハウジング111内に挿入されている。ロッド側可動ハウジング20は、ロッド側固定ハウジング111に対し、先端部111bから出没する方向に相対移動可能とされている。
また、ロッド側可動ハウジング20の他端20b側には、ジョイント部材21と、インナーチューブ22とが設けられている。
プレート部21aは、略円板状に形成されており、ロッド側可動ハウジング20の底部20cに沿うよう設けられる。ボス部21bは、円柱状で、プレート部21aから底部20cに形成された貫通孔20dを通してロッド側可動ハウジング20の内方に向かって突出している。ジョイント部21cは、プレート部21aからボス部21bとは反対側に向かって突出している。ジョイント部21cには、ピン7(図1参照)を介してヒンジ機構5に連結されるジョイント部材23が螺着されている。
ナット部材25は、略円筒状で、その内周面に雌ネジ溝25nが形成されている。ナット部材25の一端には、外周側に張り出すフランジ部25fが形成されている。このフランジ部25fが、インナーチューブ22の他端22bの内周面に形成された段部22dに突き当たることにより、インナーチューブ22の一端22a側に、ナット部材25が移動するのを規制している。
スクリュー軸60は、ロッド側固定ハウジング111内に配置されている。スクリュー軸60は、その一端部60a側が、ロッド側凹部116の底面に形成された軸挿通孔116hに、軸受61を介して回動自在に保持されている。スクリュー軸60の一端部60aは、軸挿通孔116hを通して、ロッド側凹部116内に突出している。
また、スクリュー軸60の外周面には、螺旋状に連続した雄ネジ溝60nが形成されている。スクリュー軸60の他端部60b側は、ロッド側可動ハウジング20のインナーチューブ22の他端22b内に設けられたナット部材25内に挿入され、雄ネジ溝60nが雌ネジ溝25nに螺合している。
ガイドチューブ28は、他端28b側で、その内側にインナーチューブ22が挿入配置されている。
図5は、モータ部30、減速ギヤ部50、およびトルクリミッタ120の構成を示す斜視図である。
図3に示すように、モータ部30は、モータハウジング112の内側に収容されている。図5に示すように、モータ部30は、ヨーク31(図3参照)と、ヨーク31の内側に固定されたマグネット32と、ヨーク31の径方向内側に回転自在に設けられたアーマチュア33と、アーマチュア33に電流を供給する給電部35と、を備えている。
アーマチュア33は、モータ軸34と、モータ軸34に固定されたコア33aと、コア33aに巻回されているコイル(図示無し)と、を有する。
モータ軸34は、ヨーク31(モータハウジング112)の中心軸方向に沿って延びるよう、不図示の軸受を介してその中心軸周りに回転自在に設けられている。
前記の配線36は、パッキン部材39を貫通し、突出部39tを通して、モータハウジング112およびキャップ38の外部に導出されている。そして、車体側のバッテリや発電機等の給電部に、配線36が接続される。
図6は、減速ギヤ部50の構成を示す斜視図である。
図3に示すように、減速ギヤ部50は、モータハウジング112内に、モータ部30と直列に設けられている。減速ギヤ部50は、モータ部30の給電部35とは反対側に配置されている。
図5、図6に示すように、減速ギヤ部50は、インターナルギヤ51と、第一サンギヤ52と、第一段遊星ギヤ53と、第一キャリア54と、第二サンギヤ55と、第二段遊星ギヤ56と、第二キャリア57と、を備えている。
図6に示すように、第一サンギヤ52は、モータ軸34に嵌め込まれ、その外周面にギヤ歯52gが形成されている。
第一キャリア54は略円板状に形成されており、複数の第一段遊星ギヤ53に対し、モータ軸34とは反対側に配置されている。また、第一キャリア54には、支持軸(図示無し)が組み付けられている。支持軸は、略円板状に形成され、かつ第一段遊星ギヤ53を回転自在に支持する。
第二キャリア57は、複数の第二段遊星ギヤ56に対し、モータ部30とは反対側に配置されている。第二キャリア57は、円板状に形成され、かつ第二段遊星ギヤ56を回転自在に支持する支持軸(図示無し)が組み付けられている。
さらに、インターナルギヤ51のギヤ歯51g、第一サンギヤ52のギヤ歯52g、第一段遊星ギヤ53のギヤ歯53g、第二サンギヤ55のギヤ歯55g、および第二段遊星ギヤ56のギヤ歯56gは、それぞれハス歯歯車とされている。これにより、減速ギヤ部50の各ギヤ間における噛み合い代を増やし、作動音を低減することができる。
これら複数の第一段遊星ギヤ53の遊星運動により、第一キャリア54がモータ軸34と同軸回りに減速されて回転する。
これら複数の第二段遊星ギヤ56の遊星運動により、第二キャリア57がモータ軸34と同軸回りに減速されて回転する。
図7は、本発明の実施形態におけるトルクリミッタ120の構成を示す斜視図である。図8は、本発明の実施形態におけるトルクリミッタ120を、インナーシャフト121の中心軸方向から見た図である。
トルクリミッタ120は、ベースプレート113に形成されたトルクリミッタ収容凹部115の内側に配置されている。
図6〜図8に示すように、トルクリミッタ120は、駆動軸58に設けられたインナーシャフト121と、駆動軸58の径方向外側に設けられたアウター部材122と、アウター部材122の一端に配置されたドライブギヤ123と、アウター部材122内に配置されたコイルスプリング124と、を備える。
一方、アウター部材122は、プレート部122aと、筒状部122bと、を一体に有している。
このようなコイルスプリング124は、インナーシャフト121とアウター部材122との隙間に収容されている。コイルスプリング124は、両端部124b,124bを、アウター部材122の筒状部122bに形成されたスリット125,125に係止させて設けられている。
なお、コイル部124aとインナーシャフト121の外周面121fとの密着状態は、アクチュエータ100が通常に作動している限り、モータ部30で駆動軸58を、どちらの方向(テールゲート2を開く方向と閉じる方向)に回転させても維持されるよう、コイルスプリング124の弾性係数等が設定されている。
アウター部材122から入力される逆方向の力によるトルクが、コイルスプリング124の弾性係数等によって定まる所定のトルク以上となると、コイルスプリング124は、コイル部124aが緩み、その外径が広がる。
この中間ギヤ150には、センサマグネット151が一体に取り付けられている。
図3に示すように、ギヤケース130は、ケース110のベースプレート113の合わせ面113gに取り付けられている。
図9に示すように、ギヤケース130は、ベースプレート113の合わせ面113gに対向する対向面130fに、合わせ面113gから離間する方向に窪んだギヤ収容凹部131を備えている。ギヤ収容凹部131は、ギヤケース130の対向面130fとベースプレート113の合わせ面113gとを対向させた状態で、その内側に、ドライブギヤ123、ドリブンギヤ64、および中間ギヤ150を収容する。
図10に示すように、センサ収容凹部132は、ホールIC等のセンサ素子152を備えたセンサ基板153を保持する。センサ収容凹部132は、センサ基板153の挿入方向を案内するガイド溝132aと、センサ基板153に設けられたホルダ部154に挿入される固定ピン132b,132bと、ドライブギヤ123、ドリブンギヤ64、および中間ギヤ150に塗布されたグリスが、センサ収容凹部132側に飛散してしまうことを防止するための壁部132cと、を有している。
また、ギヤケース130には、ケース110とは反対側に、車体1に設けられたブラケット6側にピン(図示無し)を介して連結されるジョイント部材135が設けられている。
次に、アクチュエータ100の動作について説明する。
テールゲート2を開閉するために、モータ部30のモータ軸34を回転駆動させると、モータ軸34の回転が減速ギヤ部50介して駆動軸58に伝達される。この駆動軸58の回転は、トルクリミッタ120を介してドライブギヤ123に伝達される。
このようにして、ドライブギヤ123側から過大な力が入力されると、この力は、アウター部材122の筒状部122bに形成されたスリット125,125を介して、コイルスプリング124の両端部124b,124bに伝わる。
さらに、アクチュエータ100の短縮化を図ることで、車両の車体1に対するアクチュエータ100のレイアウトの自由度を高めることができる。
このような構成によれば、モータハウジング112の外周面とロッド側固定ハウジング111の外周面とを、ハウジング連結部114を介して連結することにより、モータハウジング112とロッド側固定ハウジング111とを強固に連結することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、アクチュエータ100の各部の構成は、本発明の主旨の範囲内で適宜変更することができる。一例として、上述の実施形態では、ドライブギヤ123とドリブンギヤ64との間に中間ギヤ150を設けた。しかしながら、これに限られるものではなく、アクチュエータ100は、中間ギヤを複数備えてもよいし、中間ギヤ150を廃してドライブギヤ123とドリブンギヤ64とを直接噛み合わせる構成としてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
2…テールゲート(開閉部材)
3…開口部
20…ロッド側可動ハウジング(可動ハウジング)
25…ナット部材(従動部材)
30…モータ部(モータ)
34…モータ軸
58…駆動軸
60…スクリュー軸(被駆動軸)
64…ドリブンギヤ
70…コイルスプリング
100…アクチュエータ(車両用アクチュエータ)
110…ケース
111…ロッド側固定ハウジング(アクチュエータハウジング)
112…モータハウジング
113…ベースプレート(連結プレート)
114…ハウジング連結部
Claims (5)
- 駆動軸を回転させるモータと、
前記駆動軸と平行に設けられ、前記駆動軸の回転が伝達されることで回転駆動される被駆動軸と、
前記被駆動軸の回転にともなって前記被駆動軸の軸方向に沿って直動運動する従動部材と、
前記モータを収容するモータハウジングと、
前記被駆動軸を収容するアクチュエータハウジングと、
を備え、
前記モータハウジングと前記アクチュエータハウジングとが、一体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記アクチュエータハウジングは、筒状をなし、
前記アクチュエータハウジングの内側に、前記アクチュエータハウジングの内径よりも小さな外径を有し、前記従動部材の移動にともなって前記アクチュエータハウジングから出没可能とされた可動ハウジングを備えていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記モータハウジングの基端部と前記アクチュエータハウジングの基端部とを連結する連結プレートを備えることを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。
- 前記モータハウジングの外周面と前記アクチュエータハウジングの外周面とを、前記駆動軸の中心軸方向に連続して連結するハウジング連結部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のアクチュエータ。
- 車両に搭載され、前記車両に形成された開口部に対して開閉可能に設けられた開閉部材を開閉する、請求項1から4の何れか一項に記載のアクチュエータを備えることを特徴とする車両用アクチュエータ。
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