JP2631842B2 - 電動式駆動装置 - Google Patents

電動式駆動装置

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JP2631842B2 JP62079114A JP7911487A JP2631842B2 JP 2631842 B2 JP2631842 B2 JP 2631842B2 JP 62079114 A JP62079114 A JP 62079114A JP 7911487 A JP7911487 A JP 7911487A JP 2631842 B2 JP2631842 B2 JP 2631842B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車定速走行装置(クルーズコントロ
ール)等に使用される減速機付モータ駆動装置、特にモ
ータの出力軸に複数段の減速歯車列からなる減速機を組
込み、この減速機と出力軸間に介装されるクラツチ装置
を備えてなる電動式駆動装置に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車定速走行装置(クルーズコントロール)は、ア
クチユエータ、コントロールユニツト、スピードセン
サ、およびコントロールスイツチで構成されており、上
記アクチユエータに相当するのが電動式駆動装置であ
る。従来のこの種電動式駆動装置にあっては、一般にウ
オーム減速機または遊星ギアを採用した減速機構が用い
られていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の電動式駆動装置において、ウオー
ム減速機は軸方向に縦長の構造となり、それだけ装置全
体が大型化し、又遊星ギア減速機は逆に軸方向の長さは
小さくなり小型化されるが、反面機構が複雑化する。な
お上記両減速機は共に構成部品点数が多くコスト高を招
くという問題点があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、部品点数の少ない減速機としてその構造を単純に
すると共に小型軽量化を図り、安価にして、しかも所要
の機能を発揮する電動式駆動装置を得ることを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電動式駆動装置は、電動式モータと、
減速装置と、クラッチ装置と、出力軸と、リミットレバ
ーと、リミットスイッチと、ハウジングとを備え、上記
減速装置は、上記電動式モータにより駆動されるピニオ
ンギアと、平歯車である大歯車と小歯車とを同軸上に一
体に有する複数段の減速歯車と、この複数段の減速歯車
の軸と平行である軸を有する出力ギアとが設けられ、上
記クラッチ装置は、上記出力ギアにより駆動され、上記
出力ギアと同軸であるクラッチ板と、このクラッチ板に
係脱され、上記出力軸が嵌着されたクラッチロータと、
通電され電磁力を発生し、上記クラッチ板と上記クラッ
チロータとを係合させるクラッチコイルとが設けられ、
上記減速装置の複数段の減速歯車は各々軸が平行であ
り、上記複数段の減速歯車の内の第1段の減速歯車の大
歯車は上記ピニオンギアと噛合し、他の大歯車は前段の
小歯車と噛合し、上記複数段の減速歯車の内の最終段の
減速歯車の小歯車は上記出力ギアと噛合し、他の小歯車
は後段の大歯車と噛合し、上記出力軸が回動して外部負
荷を駆動し、上記リミットレバーは上記出力軸に固着さ
れ、上記リミットスイッチは、上記ハウジングに固着さ
れ、上記リミットスイッチが上記リミットレバーと当接
した際に、上記リミットスイッチが切り換わることによ
り上記出力軸の回動範囲が設定されると共に、上記リミ
ットレバーが上記リミットスイッチに当接することによ
り、上記リミットレバーの変位が上記リミットスイッチ
により物理的に阻止されて上記出力軸の回動が確実に停
止するするようにしたものである。
[作用] この発明においては、減速装置の複数段の減速歯車及
び出力ギアの軸が各々平行であるため、出力軸の軸方向
つまり縦方向の長さが短縮される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図は第2図におけるI−I線に沿う正面図、第2図は
第1図におけるII−II線に沿う断面図、第3図は保護カ
バーを取外した後面図、第4図a,bはクラツチ装置を示
した部分断面図、第5図は装置全体の正面図、第6図は
同後面図である。図において、1は電動式モータ、1aは
上記モータの出力軸、2は上記モータ出力軸1aに固定装
着されたピニオンギア、3はその大歯車3aが上記ピニオ
ンギア2と噛合する第1段段付ギア、4はその大歯車4a
が上記第1段段付ギア3の小歯車3bと噛合する第2段段
付ギア、5は上記第1段段付ギア3と同軸で支持され、
その大歯車5aが上記第2段段付ギア4の小歯車4bと噛合
する第3段段付ギア、6はその大歯車6aが上記第3段段
付ギア5の小歯車5bと噛合する第4段段付ギアである。
7は上記第4段段付ギア6の小歯車6bと噛合する出力ギ
アである。8は外周部に歯車部8aを形成してなる歯車付
クラツチ板で第4図に示すように上記出力ギア7の側部
においてリターンバネ9で同軸的に結合装着されると共
に上記出力ギア7及び上記クラツチ板8は、一体的に出
力軸10に遊嵌結合されている。11は上記出力軸10に一体
的に嵌着されたクラツチロータで、その側端面に複数個
のロツクピン12が植設され、上記クラツチ板8の歯車部
8aに係脱し、クラツチ板8をロックしまたは解放するも
のである。14はクラツチヨーク、15はクラツチヨーク14
部に内装されたクラツチコイルである。つまり上記出力
ギア7の同軸上にこの出力ギア7と結合されたクラツチ
板8と、このクラツチ板8に係脱されるクラツチロータ
11と、クラツチコイル15が内装されたクラツチヨーク14
と、上記クラツチロータ11が嵌着された出力軸10から成
り、上記クラツチ板8とクラツチロータ11とが上記クラ
ツチコイル15で生じる電磁力で係合されるクラツチ装置
13が構成されている。16は上記出力軸10の一端部に固定
ナツト17により固定装着された回動レバーであり、この
回動レバー16には外部負荷つまりスロツトルリンク(図
示せず)駆動用ワイヤ18を巻装している。19は上記出力
軸10の他端部に固定ナツト20にて固定装着され、上記出
力軸10の回動範囲を規制するリミツトスイツチ21a,21b
の操作レバー22a,22bと係合するリミツトレバー、23は
上記リミツトスイツチ21a,21bをその一表面側に固定装
着すると共にその他面側にモータ配線、外部引出線との
接続を可能ならしめたプリント基板であり、ハウジング
24の所定箇所に位置決め固定されている。リミットスイ
ッチ21a、21bはプリント基板23を介してハウジング24に
固定されているので、出力軸10に固着されたリミットレ
バー19がリミットスイッチ21a、21bに当接すると、リミ
ットレバー19の回転がこのリミットスイッチ21a、21bに
より物理的に阻止されて、出力軸10の回転が確実に停止
するようになっている。25は上記ハウジング24部に組込
まれた内部機構を包囲する保護カバー、26は取付け板で
ある。
自動車定速走行装置は、ドアイバーがアクセルペダル
を操作しなくともコントロールユニツトがスピードセン
サーからの信号で車速を計算し、車速が一定になるよう
電動式駆動装置に流す電流方向を制御するものである。
つまり電動式駆動装置はコントロールユニツトからの電
流方向でモータ1が正転または逆転し、第1段〜第4段
段付ギア3,4,5,6、クラツチ装置13、出力軸10を介して
回動レバー16を作動する。この回動レバー16がワイヤ18
を巻き取るとスロツトルリンクのワイヤが巻きもどされ
て回転しスロツトルバルブを開く。逆に回動レバーがワ
イヤを巻きもどすと、スロツトルリンクのリターンばね
の力でスロツトルリンクがワイヤ巻き取りスロツトルバ
ルブが閉じる。
次にこの発明において、4段からなる段付ギア3,4,5,
6を設けた理由について説明する。回動レバー16の半径
rを1.5cm、負荷Fuをmax10kgfとして、回動レバー16に
かかるトルクT0は、 T0=Fu×r=10kgf×1.5cm=15kgf−cm=15000gf−cm トータルギア効率ηを60%、モータ定格トルク:TM=1
00gt−cmとすれば、減速比RGは、 ギア1段の減速比Rgを3とすれば、 Rgn=RG 3n=250 となり、5段減速を構成するためには、最初のギアであ
るモータ1のピニオンギア2、クラツチ板8に結合され
た最終ギアである出力ギア7を除けば第1段段付ギア3
〜第4段段付ギア6が必要となる。したがってこの発明
にあっては、ピニオンギア2,段付ギア3,4,5,6,出力ギア
7から成る減速機構が構成されている。
スロツトルバルブを開から閉にもどすときは、回動レバ
ー16の負荷FDはmax2kgfであるのでトルクT0′は、 T0′=FP×r=2kgf×1.5=3kgf−cm=3000gf−cm モータ1にかかるトルクTM′は、 となり、回動レバー16にかかる力によりモータ1を逆転
するトルクは、モータ軸で7.2gf−cmとなり、モータ1
へ通電をOFFしても、モータ1のコギングトルクが逆転
トルクより大きいので回動レバー16の角度を保持でき
る。このことにより定速走行装置において車速が一定と
なり、スロツトルバルブの開度を一定に保持することが
できる。なお上記のように、1段の減速比を3としてい
るが、構造の制約から変更してもよく、トータル減速比
で250となればよい。ピニオンギア2と第1段段付ギア
3、第4段段付ギア6の小歯車6bと出力ギア7の減速比
は大きく、他の第2段段付ギア4、第3段段付ギア5の
減速比が小さくするのが通常である。
次に作動について説明する。外部引出線(図示せず)
よりモータ1に電源電圧が印加されるとモータ1が駆動
され、そのモータトルクは、その出力軸1aよりピニオン
ギア2に伝達され、このピニオンギア2と噛合する第1
段段付ギア3に続いて第2段、第3段、第4段の各段付
ギア4,5,6に順次伝達され、最後に出力ギア7部に伝達
される。この状態でクラツチ装置13が第4図aに示す如
くOFFの状態であれば、出力ギア7及びリターンバネ9
で出力ギア7に結合されたクラツチ板11は出力軸10の外
周部を空転し、従つて出力軸10にはモータトルクは伝達
されない。
次に外部引出線(図示せず)よりクラツチコイル15に
通電されたとすると第4図bに示す如く、上記クラツチ
板8はクラツチロータ11に吸引されると共にクラツチロ
ータ11のロツクピン12がクラツチ板8の外周歯車8aと係
合するため、クラツチ板8とリターンバネ9で結合され
た出力ギア7が出力軸10と結合固定され、従つてモータ
トルクは出力軸10に伝達可能な状態となる。
そして出力軸10の一端側に固定装着された回動レバー
16により外部負荷駆動ワイヤ18を介して外部負荷の駆動
が可能となる。さらに出力軸10の他端側に固定装着され
たリミツトレバー19と上記2個のリミツトスイツチ21a,
21bの操作レバー22a、22bとの係合により、リミットス
イッチ21a、21bが切り換わり、出力軸10の回動範囲が設
定される。また、万一、上記リミットスイッチ21a、21b
が故障したとしても、上述したように、リミットレバー
19の回転がこのリミットスイッチ21a、21bにより物理的
に阻止されるので、出力軸10の回転は確実に停止され
る。
[発明の効果] この発明は以上説明したとおり、減速装置の複数段の
減速歯車及び出力ギア軸を各々平行としたため、出力軸
の軸方向、つまり縦方向の長さが短縮され、加えて減速
歯車は全て、負荷がかかっても故障し難い平歯車を適用
することができるので、装置の故障が少なくすることが
でき、また、機構を単純化することができ、しかも、部
品点数が少なく装置の小型軽量化、コストの低減化が達
成しかも所要の機能が的確に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第1図は第2
図におけるI−I線に沿う正面図、第2図は第1図にお
けるII−II線に沿う縦断面図、第3図は保護カバーを取
外した後面図、第4図a,bはクラツチ装置を示した部分
断面図、第5図は装置の正面図、第6図は後面図であ
る。 図において、1はモータ、2はピニオンギア、3は第1
段段付ギア、4は第2段段付ギア、5は第3段段付ギ
ア、6は第4段段付ギア、7は出力ギア、8は歯車付ク
ラツチ板、9はリターンバネ、10は出力軸、11はロー
タ、12はロツクピン、13はクラツチ装置、14はクラツチ
ヨーク、15はクラツチコイル、16は回動レバー、19はリ
ミツトレバー、21a,21bはリミツトスイツチ、22a,22bは
操作レバー、23はプリント基板、24はハウジング、25は
保護カバー、26は取付板である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動式モータ(1)と、減速装置と、クラ
    ッチ装置と、出力軸(10)と、リミットレバー(19)
    と、リミットスイッチ(21)と、ハウジング(24)とを
    備え、 上記減速装置は、上記電動式モータ(1)により駆動さ
    れるピニオンギア(2)と、平歯車である大歯車(3a、
    4a、5a、6a)と小歯車(3b、4b、5b、6b)とを同軸上に
    一体に有する複数段の減速歯車(3、4、5、6)と、
    この複数段の減速歯車(3、4、5、6)の軸と平行で
    ある軸を有する出力ギア(7)とが設けられ、 上記クラッチ装置は、上記出力ギア(7)により駆動さ
    れ、上記出力ギア(7)と同軸であるクラッチ板(8)
    と、このクラッチ板(8)に係脱され、上記出力軸(1
    0)が嵌着されたクラッチロータ(11)と、通電され電
    磁力を発生し、上記クラッチ板(8)と上記クラッチロ
    ータ(11)とを係合させるクラッチコイル(15)とが設
    けられ、 上記減速装置の複数段の減速歯車(3、4、5、6)は
    各々軸が平行であり、上記複数段の減速歯車の内の第1
    段の減速歯車の大歯車(3a)は上記ピニオンギア(2)
    と噛合し、他の大歯車(4a、5a、6a)は前段の小歯車
    (3b、4b、5b)と噛合し、上記複数段の減速歯車の内の
    最終段の減速歯車の小歯車(6b)は上記出力ギア(7)
    と噛合し、他の小歯車(3b、4b、5b)は後段の大歯車
    (4a、5a、6a)と噛合し、 上記出力軸(10)が回動して外部負荷を駆動し、 上記リミットレバー(19)は上記出力軸(10)に固着さ
    れ、 上記リミットスイッチ(21)は、上記ハウジング(24)
    に固着され、 上記リミットスイッチ(21)が上記リミットレバー(1
    9)と当接した際に、上記リミットスイッチ(21)が切
    り換わることにより上記出力軸(10)の回動範囲が設定
    されると共に、 上記リミットレバー(19)が上記リミットスイッチ(2
    1)に当接することにより、上記リミットレバー(19)
    の変位が上記リミットスイッチ(21)により物理的に阻
    止されて上記出力軸(10)の回動が確実に停止する ことを特徴とする電動式駆動装置。
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