JP6120439B2 - Telescopic actuator - Google Patents
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Description
本発明は、出力ロッドを摺動自在に支持するハウジングの内部の軸線上に、モータ、遊星歯車機構および送りねじ機構を直列に配置し、前記モータの回転を前記遊星歯車機構で減速してキャリヤに出力し、前記キャリヤの回転運動を前記送りねじ機構で前記出力ロッドの往復運動に変換する伸縮アクチュエータに関する。 According to the present invention, a motor, a planetary gear mechanism, and a feed screw mechanism are arranged in series on an axis line of a housing that slidably supports an output rod, and the rotation of the motor is decelerated by the planetary gear mechanism and the carrier. And a telescopic actuator that converts the rotational motion of the carrier into the reciprocating motion of the output rod by the feed screw mechanism.
かかる伸縮アクチュエータにおいて、遊星歯車機構のキャリヤをハウジングに対して直接的に回転自在に支持するための支持部を設けることなく、キャリヤに支持した複数のピニオンをリングギヤおよびサンギヤに噛合させることで、キャリヤをハウジングに対して間接的に回転自在に支持するものが、下記特許文献1により公知である。 In such an expansion / contraction actuator, a plurality of pinions supported by the carrier are engaged with the ring gear and the sun gear without providing a support part for directly supporting the carrier of the planetary gear mechanism so as to be rotatable with respect to the housing. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a device that indirectly supports a housing in a freely rotatable manner.
またサンギヤを固定したサンギヤ軸の外周に皿ばね(与圧ばね)を配置し、この皿ばねでキャリヤをリングギヤの側板部に押し付けるように付勢しておき、サンギヤ軸を軸線方向に押圧することでキャリヤを皿ばねの弾発力に抗して移動させることで、ピニオンおよびリングギヤの噛合を解除することを可能にした遊星歯車機構が、下記特許文献2により公知である。
Also, a disc spring (pressurizing spring) is arranged on the outer periphery of the sun gear shaft to which the sun gear is fixed, and the disc spring is biased so as to press the carrier against the side plate portion of the ring gear, thereby pressing the sun gear shaft in the axial direction. A planetary gear mechanism that makes it possible to release the meshing of the pinion and the ring gear by moving the carrier against the elastic force of the disc spring is known from
ところで、上記特許文献1に記載された遊星歯車機構は、ハウジング内に回転自在に配置したキャリヤに支持された複数のピニオンが、モータ軸に固定されたサンギヤとハウジングに固定されたリングギヤとに噛合しており、サンギヤの回転を減速してキャリヤに出力するようになっている。キャリヤはベアリングを介してハウジングに直接的に支持されておらず、複数のピニオンがリングギヤおよびサンギヤに噛合することで、キャリヤはハウジングに間接的にフローティング支持されているため、キャリヤが傾き易いという問題があった。キャリヤが傾くと、キャリヤに支持したピニオンがリングギヤやサンギヤに対して傾き、それらの噛み合い状態が悪くなって振動や騒音の原因となる可能性がある。
By the way, in the planetary gear mechanism described in
そこで、上記特許文献2記載されているように、軸線上に配置した与圧ばねでキャリヤを付勢してリングギヤの側板部に押し付けることで、キャリヤの傾きを防止することが考えられる。しかしながら、伸縮アクチュエータの出力ロッドが伸長してハウジングに圧縮荷重が加わり、その圧縮荷重でハウジングが円弧状に撓んだとき、遊星歯車機構の軸線と送りねじ機構の軸線とが「く」字状に折れ曲がり、両軸線の交差部に位置する与圧ばねが折れ曲がって径方向に変位してしまい、キャリヤをリングギヤの側板部に押し付ける付勢力を安定して発揮できなくなる可能性がある。
Therefore, as described in
また上下方向の振動Gによって与圧ばねの径方向に横荷重が発生してしまうので、与圧ばねの撓みによって与圧荷重が安定して付与できなくなることがある。 Further, since a lateral load is generated in the radial direction of the pressurizing spring due to the vibration G in the vertical direction, the pressurizing load may not be stably applied due to the bending of the pressurizing spring.
このように与圧ばねの付勢力が安定しなくなる分を見込んで、与圧ばねの付勢力を更に増加させる方法もあるが、この方法では、ピニオンの摺動荷重が増加してしまい、モータの消費電力が増加して車両の燃費が悪化したり、ピニオンの摺動面のP値が増加することにより摩耗が促進されて耐久性が低下したり、また作動時の摺動音が増加するなど、車両の商品性の悪化につながってしまう課題があった。 There is a method of further increasing the biasing force of the pressurizing spring in anticipation of the fact that the biasing force of the pressurizing spring becomes unstable in this way, but in this method, the sliding load of the pinion increases, and the motor Power consumption increases and vehicle fuel consumption deteriorates, wear increases due to increased P value of the sliding surface of the pinion, durability decreases, and sliding noise during operation increases There was a problem that led to deterioration of the merchantability of the vehicle.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、伸縮アクチュエータの遊星歯車機構のキャリヤを付勢する与圧ばねの付勢力を安定して付与することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to stably apply a biasing force of a pressurizing spring that biases a carrier of a planetary gear mechanism of a telescopic actuator.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、出力ロッドを摺動自在に支持するハウジングの内部の軸線上に、モータ、遊星歯車機構および送りねじ機構を直列に配置し、前記モータの回転を前記遊星歯車機構で減速してキャリヤに出力し、前記キャリヤの回転運動を前記送りねじ機構で前記出力ロッドの往復運動に変換する伸縮アクチュエータにおいて、前記送りねじ機構および前記キャリヤ間に配置されて前記軸線方向の弾発力を発生する与圧ばねと、前記与圧ばねの径方向の変位を規制するガイド手段と、弾性部材の内部に前記与圧ばねを収容して前記キャリヤおよび前記送りねじ機構を接続する弾性カップリングとを備え、前記ガイド手段を前記弾性部材の内部に形成されて前記軸線方向に延びる中空部で構成するとともに、前記中空部の内周面側に前記与圧ばねを配置したことを特徴とする伸縮アクチュエータが提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the motor, the planetary gear mechanism and the feed screw mechanism are arranged in series on the axis inside the housing which slidably supports the output rod. In the telescopic actuator that decelerates the rotation of the motor by the planetary gear mechanism and outputs it to the carrier, and converts the rotational movement of the carrier into the reciprocating movement of the output rod by the feed screw mechanism, the feed screw mechanism and the A pressurizing spring disposed between the carriers to generate an elastic force in the axial direction; guide means for restricting a radial displacement of the pressurizing spring; and the pressurizing spring accommodated in an elastic member. be composed of the carrier and the feed screw mechanism for connecting a resilient coupling, wherein the guide means is formed inside of the elastic member extending in the axial direction the hollow portion Together, expansion actuators, characterized in that the pressurized spring disposed on the inner peripheral surface of the hollow portion is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記遊星歯車機構は、固定されたリングギヤと、前記モータに接続されたサンギヤと、前記キャリヤと、前記キャリヤに回転自在に支持されて前記リングギヤおよび前記サンギヤに噛合するピニオンと、固定された環状のキャリヤ保持部材とを備え、前記キャリヤ保持部材の内周面および前記キャリヤの外周面間にグリスが充填された間隙を介在させることを特徴とする伸縮アクチュエータが提案される。
According to the invention described in
尚、実施の形態の第1ハウジング31および第2ハウジング32は本発明のハウジングに対応し、実施の形態の外側弾性ブッシュ71および内側弾性ブッシュ72は本発明の弾性部材に相当し、実施の形態の円筒部71cは本発明のガイド手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、伸縮アクチュエータは、出力ロッドを摺動自在に支持するハウジングの内部の軸線上に、モータ、遊星歯車機構および送りねじ機構を直列に配置し、モータの回転を遊星歯車機構で減速してキャリヤに出力し、キャリヤの回転運動を送りねじ機構で出力ロッドの往復運動に変換する。遊星歯車機構のキャリヤが軸線に対して傾くと、キャリヤに支持したピニオンがリングギヤやサンギヤに正しく噛合しなくなって振動や騒音の原因となるが、送りねじ機構および送りねじ機構と同期回転するキャリヤ間に軸線方向の弾発力を発生する与圧ばねを配置したので、与圧ばねの着座面がずれることを抑制できる。その結果、与圧ばねの着座面の摩耗を抑制し、着座面のずれによるコイルの巻き締め・巻き戻しによる与圧量の増減を抑制できるので、与圧ばねを安定した状態に配置することができる。また与圧ばねの弾発力でキャリヤを軸線方向に付勢することで傾きを防止し、振動や騒音を抑制することができる。また伸縮アクチュエータが、車両の上下振動Gによる横荷重や、それが伸長するときに圧縮反力により湾曲し、与圧ばねが径方向に変位しようとしても、与圧ばねの径方向の変位をガイド手段で規制することで、与圧ばねを安定して機能させてキャリヤの傾きを確実に防止することができる。
According to the configuration of
このようにして与圧ばねの与圧荷重を増すことなくキャリヤの姿勢を安定して制御できるので、モータの消費電力の増加を抑制して燃費が良好なシステムを提供できる。また与圧荷重が増加しないので、ピニオンの摺動部の摩耗量の増加を抑制でき、更に摺動音の増加も抑制できることから、耐久性に優れた商品性の良いシステムを提供できる。 In this way, since the attitude of the carrier can be stably controlled without increasing the pressurizing load of the pressurizing spring, it is possible to provide a system with good fuel efficiency by suppressing an increase in power consumption of the motor. Further, since the pressurized load does not increase, it is possible to suppress an increase in the amount of wear of the sliding portion of the pinion, and further suppress an increase in the sliding noise, so that it is possible to provide a system with excellent durability and good merchantability.
また弾性部材の内部に与圧ばねを収納してキャリヤおよび送りねじ機構を接続する弾性カップリングを備え、ガイド手段を弾性部材の内部に形成されて軸線方向に延びる中空部で構成するとともに、中空部の内周面側に与圧ばねを配置したので、遊星歯車機構および送りねじ機構の径方向の位置ずれを弾性部材の弾性変形で吸収して振動や騒音を低減することができるだけでなく、弾性部材の中空部の内周面側に与圧ばねを配置することで、与圧ばねの径方向の撓みを防止して直線形状を保ち、キャリヤを安定した弾発力で付勢することができる。これにより、複数のピニオンのうちの1カ所がリングギヤの底面から浮き上がろうとしても、他の接地しているピニオンを支点としてキャリヤに復元モーメントを作用させることができるため、効率的に与圧荷重付与することが可能になって安定してキャリヤの姿勢を制御することができ、しかも特別のガイド手段を設ける必要がなくなって部品点数やコストの増加を最小限に抑えることができる。 The elastic member is provided with an elastic coupling for accommodating a pressurizing spring and connecting the carrier and the feed screw mechanism, and the guide means is formed by a hollow portion formed in the elastic member and extending in the axial direction. Since the pressurizing spring is arranged on the inner peripheral surface side of the part, not only can the radial position shift of the planetary gear mechanism and the feed screw mechanism be absorbed by the elastic deformation of the elastic member to reduce vibration and noise, By arranging the pressurizing spring on the inner peripheral surface side of the hollow portion of the elastic member , it is possible to prevent the pressurizing spring from being bent in the radial direction, maintain a linear shape, and urge the carrier with a stable elastic force. it can. As a result, even if one of the plurality of pinions tries to lift from the bottom surface of the ring gear, a restoring moment can be applied to the carrier with another grounded pinion as a fulcrum, so that the pressure can be applied efficiently. It is possible to apply a load and stably control the posture of the carrier, and it is not necessary to provide a special guide means, and the increase in the number of parts and the cost can be minimized.
また請求項2の構成によれば、遊星歯車機構は、リングギヤと、サンギヤと、キャリヤと、キャリヤに回転自在に支持されてリングギヤおよびサンギヤに噛合するピニオンと、固定された環状のキャリヤ保持部材とを備えており、キャリヤ保持部材の内周面およびキャリヤの外周面間にグリスが充填された間隙を介在させるので、キャリヤ保持部材によってキャリヤをセンタリングすることができる。このようにして自重によるキャリヤの落ち込みをキャリヤ保持部材により防止することができるので、与圧ばねの付勢力を増加させてキャリヤの落ち込みを防止する必要がなくなり、ピニオンの摺動部のフリクションを抑制してモータの消費電力を節減し、ピニオンの摩耗を低減して耐久性を高め、しかもピニオンの摺動部から発生する摺動音を低減して商品性を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, the planetary gear mechanism includes a ring gear, a sun gear, a carrier, a pinion rotatably supported by the carrier and meshing with the ring gear and the sun gear, and a fixed annular carrier holding member. Since the gap filled with grease is interposed between the inner peripheral surface of the carrier holding member and the outer peripheral surface of the carrier, the carrier can be centered by the carrier holding member. Since the carrier holding member can prevent the carrier from falling due to its own weight in this way, it is not necessary to increase the urging force of the pressurizing spring to prevent the carrier from falling, and the friction of the sliding portion of the pinion is suppressed. As a result, the power consumption of the motor can be reduced, the wear of the pinion can be reduced to increase the durability, and the sliding sound generated from the sliding portion of the pinion can be reduced to increase the commercial value.
以下、図1〜図10に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1および図2に示すように、四輪操舵車両のダブルウイッシュボーン式のリヤサスペンションSは、後輪Wを回転自在に支持するナックル11と、ナックル11を上下動可能に車体に連結するアッパーアーム12およびロアアーム13と、後輪Wのトー角を制御すべくナックル11および車体を連結するトーコントロールアクチュエータ14(本発明の伸縮アクチュエータ)と、後輪Wの上下動を緩衝する懸架ばね付きダンパー15等で構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a double wishbone type rear suspension S for a four-wheel steering vehicle includes a
基端をそれぞれゴムブッシュジョイント16,17で車体に連結されたアッパーアーム12およびロアアーム13の先端は、それぞれボールジョイント18,19を介してナックル11の上部および下部に連結される。トーコントロールアクチュエータ14は、基端がゴムブッシュジョイント20を介して車体に連結され、先端がゴムブッシュジョイント21を介してナックル11の後部に連結される。上端を車体(サスペンションタワーの上壁22)に固定された懸架ばね付きダンパー15の下端が、ゴムブッシュジョイント23を介してナックル11の上部に連結される。
The distal ends of the
トーコントロールアクチュエータ14を伸長駆動すると、ナックル11の後部が車幅方向外側に押されて後輪Wのトー角がトーイン方向に変化し、トーコントロールアクチュエータ14を収縮駆動すると、ナックル11の後部が車幅方向内側に引かれて後輪Wのトー角がトーアウト方向に変化する。従って、ステアリングホイールの操作による通常の前輪の操舵に加えて、車速やステアリングホイールの操舵角に応じて後輪Wのトー角を制御することで、車両の直進安定性能や旋回性能を高めることができる。
When the
次に、図3〜図6に基づいてトーコントロールアクチュエータ14の構造を詳細に説明する。
Next, the structure of the
図3および図4に示すように、トーコントロールアクチュエータ14は、車体側に連結されるゴムブッシュジョイント20が一体に設けられた第1ハウジング31と、ナックル11側に連結されるゴムブッシュジョイント21が一体に設けられた出力ロッド33を伸縮自在に支持する第2ハウジング32とを備えており、第1、第2ハウジング31,32の対向部は、シール部材34を介してインロー嵌合した状態で、各々の結合フランジ31a,32aを複数本のボルト35…で締結して一体化される。第1ハウジング31の内部には駆動源となるブラシ付きのモータ36と、減速機を構成する遊星歯車機構37とが収納され、第2ハウジング32の内部には、弾性カップリング38と、台形ねじを用いた送りねじ機構39とが収納される。これらのモータ36、遊星歯車機構37、弾性カップリング38および送りねじ機構39は、トーコントロールアクチュエータ14の軸線L上に直列に配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
モータ36の外郭は、フランジ40aを有するカップ状に形成されたヨーク40と、ヨーク40のフランジ40aに突き当てられたベアリングホルダ42とで構成される。ヨーク40の内周面に支持した環状のステータ43内に配置されるロータ44は、その回転軸45の一端がヨーク40の底部に設けたボールベアリング46に回転自在に支持され、他端がベアリングホルダ42に設けたボールベアリング47に回転自在に支持される。ベアリングホルダ42の内面には、回転軸45の外周に設けたコミュテータ48に摺接するブラシ49が支持される。ブラシ49から延びる導線50は、第1ハウジング31に設けたグロメット51を介して外部に引き出される。
The outer shell of the
図4および図5に示すように、遊星歯車機構37は、第1ハウジング31の開口部に嵌合して固定されたリングギヤ61と、モータ36の回転軸45の先端に直接形成されたサンギヤ62と、円板状のキャリヤ63と、キャリヤ63に圧入により片持ち支持されたピニオンピン64…にボールベアリング65…を介して回転自在に支持され、前記リングギヤ61および前記サンギヤ62に同時に噛合する3個のピニオン66…とで構成される。遊星歯車機構37は、入力部材であるサンギヤ62の回転を、出力部材であるキャリヤ63に減速して伝達する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
遊星歯車機構37の出力部材であるキャリヤ63は、送りねじ機構39の入力部材である入力フランジ67に弾性カップリング38を介して接続される。概ね円板状の入力フランジ67は、その外周部を一対のスラストベアリング68,69に挟まれて回転自在に支持される。即ち、第2ハウジング32の内周面に環状のロックナット70が締結されており、一方のスラストベアリング68は第2ハウジング32と入力フランジ67との間のスラスト荷重を支持し、他方のスラストベアリング69はロックナット70と入力フランジ67との間のスラスト荷重を支持するように配置される。
A
図4〜図6から明らかなように、弾性カップリング38は、例えばポリアセタールで構成された2枚の外側弾性ブッシュ71,71と、例えばシリコンゴムで構成された1枚の内側弾性ブッシュ72とを備える。一方の外側弾性ブッシュ71の中心には軸線Lに延びる円筒部71cが一体に形成されており、円筒部71cの外周に内側弾性ブッシュ72および他方の外側弾性ブッシュ71が嵌合する。外側弾性ブッシュ71,71および内側弾性ブッシュ72の外周には各8個の突起71a…,72a…および各8個の溝71b…,72b…が等間隔で形成され、またキャリヤ63および入力フランジ67の対向面には、各4個の爪63a…,67a…が等間隔で軸線L方向に対峙するように突出する。
4 to 6, the
外側弾性ブッシュ71,71および内側弾性ブッシュ72は突起71a…,72a…の位相が揃うように重ね合わされ、8個の溝71b…,72b…のうちの一つおきの4個にキャリヤ63の4個の爪63a…が係合し、8個の溝71b…,72b…のうちの残りの4個に入力フランジ67の4個の爪67a…が係合する。
The outer
従って、キャリヤ63のトルクは、該キャリヤ63の爪63a…から外側弾性ブッシュ71,71および内側弾性ブッシュ72は突起71a…,72a…と、入力フランジ67の爪67a…とを介して、該入力フランジ67に伝達される。その際に、弾性体で構成された外側弾性ブッシュ71,71および内側弾性ブッシュ72が、キャリヤ63および入力フランジ67間の微小な軸線のずれを吸収するとともに、トルクの急変を吸収してスムーズな動力伝達を可能にすることができる。
Therefore, the torque of the
弾性カップリング38の一方の外側弾性ブッシュ71の中心に形成された円筒部71cの内部にはコイルスプリングよりなる与圧ばね73が収納されており、与圧ばね73は一端部が入力フランジ67に当接して他端部が遊星歯車機構37のキャリヤ63に当接する。その結果、与圧ばね73の弾発力で付勢されたキャリヤ63に120゜間隔で固定した3本のピニオンピン64…の先端は、リングギヤ61の外周部61aから径方向内側に延びる側板部61bに摺動可能に当接する。
A pressurizing
このとき、ピニオンピン64に回転自在に支持されたピニオン66の厚さは、ピニオンピン64の長さよりも僅かに大きいため、ピニオン66の端面がキャリヤ63およびリングギヤ61の側板部61b間に挟まれることによってピニオン66の取り付け姿勢を制御する。しかもピニオン66…がリングギヤ61の側板部61bに接触する部分は、歯幅より1段高くなっており、かつ直径が小さくなっている。これは接触部の有効半径を小さくすることにより接触部に生じる摩擦トルクを低減するためで、与圧荷重による摩擦トルクの増加を抑制することができる。また接触部が摩耗してもピニオン66…の歯幅が減少しないようにするためで、強度耐久性を確保するための設計的配慮である。
At this time, since the thickness of the
図4、図5および図8に示すように、環状の本体部74aに3個のボルト孔74b…が形成されたキャリヤ保持部材74と、環状の外周部61aに3個のボルト孔61c…が形成されたリングギヤ61とが、それらのボルト孔74b…,61c…を貫通する3本のボルト75…がベアリングホルダ42の端面に形成したねじ孔42a…に螺合することで共締めされる。キャリヤ保持部材74は、その内周にキャリヤ63の外周面63bを僅かな間隙α(図8参照)を介して取り囲むフランジ部74cを備える。前記間隙αには、潤滑油としてのグリスが充填される。キャリヤ保持部材74のボルト孔74b…の直径と、リングギヤ61のボルト孔61c…の直径とは、それを貫通するボルト75…の直径よりも僅かに大きくされる。
As shown in FIGS. 4, 5 and 8, the
キャリヤ保持部材74は金属板をプレス加工したもので、本体部74aの外周をL字状に折り曲げたフランジ部74cを備える。またキャリヤ63の外周面63bの軸線L方向両端部は円弧状の面取り63c,63c(図7参照)が施されている。
The
図3から明らかなように、第2ハウジング32の軸線L方向中間部の内周面に第1スライドベアリング81が固定され、また第2ハウジング32の軸線L方向端部に螺合するエンド部材83の内周面に第2スライドベアリング82が固定されており、これら第1、第2スライドベアリング81,82に前記出力ロッド33が摺動自在に支持される。入力フランジ67の回転運動を出力ロッド33の往復運動に変換する送りねじ機構39は、入力フランジ67と一体に形成された雄ねじ部材84と、この雄ねじ部材84の外周に螺合するとともに、中空の出力ロッド33の内周面に嵌合してナット86で固定された雌ねじ部材85とを備える。
As is clear from FIG. 3, the first slide bearing 81 is fixed to the inner peripheral surface of the intermediate portion in the axis L direction of the
出力ロッド33の外周には環状のストッパ87が設けられており、このストッパ87は出力ロッド33が伸長方向に限界位置まで移動したときにエンド部材83の端部に当接する。このストッパ87を設けたことにより、何らかの異常でモータ36が暴走しても、出力ロッド33が第2ハウジング32から脱落するのを確実に防止することができる。
An
第2ハウジング32と出力ロッド33との隙間に水や塵が侵入するのを防止すべく、第2ハウジング32に形成した環状段部32bと、出力ロッド33に形成した環状溝33aとにブーツ88の両端が嵌合し、それぞれバンド89,90で固定される。出力ロッド33が伸長すると第1、第2ハウジング31,32の内部空間の容積が増加し、逆に出力ロッド33が収縮すると第1、第2ハウジング31,32の内部空間の容積が減少するため、前記内部空間の圧力が変動してトーコントロールアクチュエータ14のスムーズな作動を妨げる虞がある。しかしながら、中空の出力ロッド33の内部空間とブーツ88の内部空間とが、出力ロッド33に形成した通気孔33bを介して連通しているため、前記圧力の変動がブーツ88の変形により緩和されてトーコントロールアクチュエータ14のスムーズな作動が可能になる。
In order to prevent water and dust from entering the gap between the
トーコントロールアクチュエータ14を伸縮制御する際に、その出力ロッド33のストローク位置を検出して制御装置にフィードバックすべく第2ハウジング32に設けられたストロークセンサ91は、出力ロッド33の外周面にボルト92で固定された永久磁石93と、この永久磁石93の位置を磁気的に検出するコイル等の検出部94を収納するセンサ本体95とを備える。第2ハウジング32には、出力ロッド33の移動に伴って永久磁石93が干渉するのを回避すべく、軸線L方向に延びる開口32cが形成される。
A
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
図3において、後輪Wのトー角を変更すべくモータ36を駆動すると、モータ36の回転軸45に固定したサンギヤ62の回転が減速されてキャリヤ63に出力される。キャリヤ63の回転は弾性カップリング38を介して入力フランジ67に伝達され、入力フランジ67と一体の雄ねじ部材84を回転させる。雄ねじ部材84が回転すると、それに螺合する雌ねじ部材85が軸線L方向に移動し、雌ねじ部材85に接続された出力ロッド33が第2ハウジング32から出没することで、トーコントロールアクチュエータ14が伸縮して後輪Wのトー角を変更される。
In FIG. 3, when the
図9に模式的に示すように、トーコントロールアクチュエータ14が伸長すると、その両端のゴムブッシュジョイント20,21が受ける反力でトーコントロールアクチュエータ14は軸線L方向に強く圧縮され、第1ハウジング31および第2ハウジング32が弧状に湾曲する場合がある。この場合、第1ハウジング31に収納したモータ36の軸線と、第2ハウジング32に収納した送りねじ機構39の軸線とが「く」字状に折れ曲がってしまい、モータ36および送りねじ機構39間に配置した遊星歯車機構37のキャリヤ63がリングギヤ61に対して傾くことで、キャリヤ63に支持したピニオン66…がリングギヤ61やサンギヤ62に正しく噛み合わなくなる。その結果、ピニオン66…がリングギヤ61およびサンギヤ62から受ける軸線L方向の反力でキャリヤ63が送りねじ機構39側に押し出されてしまい、振動や騒音が発生する可能性がある。
As schematically shown in FIG. 9, when the
しかしながら、本実施の形態によれば、与圧ばね73の弾発力でキャリヤ63がリングギヤ61の側板部61bに向けて押し戻され、キャリヤ61に設けた3本のピニオンピン64…の先端に回転自在に支持されたピニオン66…がリングギヤ61の側板部61bに押し付けられることで、ピニオン66…およびリングギヤ61の側板部61bの位置関係が平行になり、ピニオン66…およびリングギヤ61の噛合状態が良好に維持される(図4参照)。その理由は、複数のピニオン66…の一つがリングギヤ61の側板部61bから浮き上がろうとしても、与圧ばね73の付勢力で、残りの接地している2個のピニオン66,66を支点としてキャリヤ63に復元モーメントが作用するからである。またリングギヤ61およびモータ36は同じ第1ハウジング31内に支持されているため、リングギヤ61およびサンギヤ62の位置関係は一定であり、よってピニオン66…およびサンギヤ62の噛合状態も良好に維持される。
However, according to the present embodiment, the
以上のように、トーコントロールアクチュエータ14の第1ハウジング31および第2ハウジング32が弧状に湾曲しても、遊星歯車機構37のキャリヤ63に支持したピニオン66…はリングギヤ61およびサンギヤ62に正しく噛み合うため、振動や騒音の発生を防止することができる。
As described above, even if the
ところで、図9に示すように、モータ36の軸線と送りねじ機構39の軸線とが「く」字状に折れ曲がり、与圧ばね73が弧状に撓んで径方向に変位してしまうと、その弾発力をキャリヤ63に有効に作用させられなくなる。しかしながら、本実施の形態によれば、与圧ばね73が弾性カップリング38の一つの外側弾性ブッシュ71の円筒部71c内に収納されているので、円筒部71cで与圧ばね73をガイドすることで径方向の撓みを防止して直線形状を保ち、キャリヤ63を安定した弾発力で付勢して振動や騒音の発生を一層効果的に防止することができる。しかも与圧ばね73のガイド手段を、与圧ばね73を収容する外側弾性ブッシュ71の円筒部71cで構成したので、特別のガイド手段を設ける必要がなくなって部品点数やコストの増加を最小限に抑えることができる。
By the way, as shown in FIG. 9, when the axis of the
また与圧ばね73は自己の付勢力により着座面がずれることが抑制されるので、与圧ばね73の着座面の摩耗を抑制し、着座面のずれによるコイルの巻き締め・巻き戻しによる与圧量の増減を抑制し、与圧ばね73を安定した状態に保持することができる。
Further, since the pressurizing
このように、与圧ばね73によってキャリヤ63の傾きを防止することは可能であるが、与圧ばね73の付勢力は軸線L方向に作用するため、自重によるキャリヤ63の落ち込みを与圧ばね73の付勢力で阻止することは困難であり、キャリヤ63に支持されたピニオン66…がリングギヤ61やサンギヤ62に正しく噛み合わなくなる可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、リングギヤ61の外周部61aに固定されたキャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面が、キャリヤ63の外周面にグリスが充填された微小な間隙αを介して対向するので、キャリヤ保持部材74でキャリヤ63をセンタリングして自重による落ち込みを防止することができる。
In this way, it is possible to prevent the
またリングギヤ61は第1ハウジング31に固定されており、かつモータ36(つまりサンギヤ62)も第1ハウジング31に固定されているため、リングギヤ61およびサンギヤ62の同軸性は概ね保証される。このリングギヤ61の歯面とサンギヤ62の歯面とに噛み合うピニオン66…の位置関係によってキャリヤ63はセンタリングされることになり、キャリヤ63はこのセンタリングされた位置を保つようにキャリヤ保持部材74によって概ね支持されるので、ピニオン66…はリングギヤ61およびサンギヤ62と概ね正しく噛み合い、振動や騒音の発生を防止することができる。
Since the
以上のように、与圧ばね73およびキャリヤ保持部材74の協働によってキャリヤ63は傾くことなくセンタリングされ、ピニオン66…がリングギヤ61やサンギヤ62に正しく噛み合うことで騒音が低下し、かつ各ギヤの耐久性が向上する。しかもキャリヤ保持部材74が自重によるキャリヤ63の落下を防止するために、与圧ばね73の付勢力を強くせずともキャリヤ63が軸線L方向に押し出されるのを阻止することができ、ピニオン66…とリングギヤ61の側板部bとの間のフリクションの増大を最小限に抑えることができる。
As described above, the
図7(A)に示すように、キャリヤ63が正しくセンタリングされているとき、キャリヤ63の外周面63bとキャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面との間には微小な間隙αが形成されている。この状態からキャリヤ63が外力による曲げモーメント等を受けて径方向に変位してキャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面に接近すると、図7(B)に示すように、前記間隙αが小さくなるため、その部分のグリスの膜厚が薄くなってフリクションが増加する。しかしながら、本実施の形態によれば、キャリヤ63がキャリヤ保持部材74に対して相対的に回転していると間隙αが減少することで、間隙αが減少した部分のグリスの油圧が増加する。これにより、間隙αが減少してもキャリヤ63とキャリヤ保持部材74との潤滑状態を良好に維持することが可能となり、フリクションの増加や接触部における焼き付き等の問題が発生しない。
As shown in FIG. 7A, when the
図10に示すように、キャリヤ63の外周面63bとキャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面との間の間隙αの大きさは、キャリヤ63が万一傾いても、その外周面63bに形成された面取り63c,63cがフランジ部74cの内周面に接触しないように設定されているため、キャリヤ63およびキャリヤ保持部材74が接触してフリクションが増加するのを未然に防止することができる。
As shown in FIG. 10, the size of the gap α between the outer
しかも、図7(B)に示すように、キャリヤ保持部材74の本体部74aからL字状に屈曲するフランジ部74cが径方向外側に撓むことで間隙αが増加し、グリスの膜厚が厚くなることでフリクションの増加が最小限に抑えられる。このとき、図7(C)に示すように、キャリヤ63の外周面63bには面取り63c,63cが形成されているため、その面取り63c,63cの部分に保持されたグリスが、キャリヤ63の傾きに伴ってキャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面に引き込まれることで、キャリヤ63およびキャリヤ保持部材74の対向部におけるグリスの膜厚を確保してフリクションの増加が最小限に抑えられる。
In addition, as shown in FIG. 7B, the
ところで、キャリヤ保持部材74をボルト75…でリングギヤ61に固定するとき、キャリヤ63の回転中心は、キャリヤ63に回転自在に支承されたピニオン66…の歯面がサンギヤ62の歯面およびリングギヤ61の歯面と噛み合うことで定まるものである。このため、遊星歯車機構37のキャリヤ63の回転中心をサンギヤ62の外径やリングギヤ61の歯先円を基準にして幾何学的に設定するのは困難である。そこで遊星歯車機構37を作動させたときの歯面の噛み合いを基準にしてキャリヤ63の回転中心を定めることが必要になる。本実施の形態では、以下のような方法でキャリヤ63の回転中心を定め、前記間隙αを円周方向に均一化している。
By the way, when the
先ず、第1ハウジング31をその軸線Lを鉛直にした状態で固定し、組み立てを開始する。キャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面にグリスを厚めに塗布した状態で、そのフランジ部74cをキャリヤ63の外周面63bに嵌合させる。このとき、キャリヤ63の外周面63bにグリスを塗布しても良いし、両方にグリスを塗布しても良い。続いて3本のボルト75…をキャリヤ保持部材74のボルト孔74b…およびリングギヤ61のボルト孔61c…を貫通させ、ベアリングホルダ42のねじ孔42a…に緩く螺合することで、キャリヤ63の外側にキャリヤ保持部材74を仮保持する。この状態では、図8(A)に示すように、キャリヤ保持部材74は組み付け出来なりの状態になっており、例えばグリスの膜厚は上部で薄く、下部で厚くなっている。
First, the
続いてモータ36を一方向に駆動し、第2ハウジング32側から第1ハウジング31側に見て、キャリヤ63を時計方向に回転させると、キャリヤ63とキャリヤ保持部材74とがグリスの剪断抵抗によって共回りする。この回転によって、サンギヤ62→ピニオン66…→リングギヤ61の順に歯面によるトルク伝達が行われるので、キャリヤ63の回転中心が定まる。キャリヤ保持部材74のボルト孔74b…の直径はボルト75…の直径よりも大きいため、キャリヤ保持部材74のセンタリングが阻害されることはなく、キャリヤ63の回転に引きずられてキャリヤ保持部材74が時計方向に回転することで、ボルト孔74b…の回転方向遅れ側の内周面がボルト75…に当接する位置でキャリヤ保持部材74が停止する。
Subsequently, when the
このとき、図8(B)に示すように、キャリヤ保持部材74に対してキャリヤ63が相対回転することでグリスの膜厚が円周方向に一定になる。その結果、キャリヤ保持部材74のフランジ部74cの内周面およびキャリヤ63の外周面63b間の間隙αが円周方向に均一になり、キャリヤ63に対してキャリヤ保持部材74がセンタリングされる。
At this time, as shown in FIG. 8B, the
続いて、緩く仮締めした3本のボルト75…を本締めすることで、キャリヤ保持部材74およびリングギヤ61をベアリングホルダ42に締結する。ボルト75…は時計方向に回転して締まる右ねじであるために、ボルト75…を螺合するときにキャリヤ保持部材74に加わるトルクは、キャリヤ63の回転方向と同じ時計方向になる。このとき、キャリヤ保持部材74は、ボルト孔74b…の回転方向遅れ側の内周面がボルト75…に当接する位置で停止しているので、ボルト75…を螺合する際にキャリヤ保持部材74に時計方向のトルクが加わっても、キャリヤ保持部材74はボルト75によって回転を阻止されるため、一旦完了したセンタリングがずれることはない。
Subsequently, the
またグリスは組立時にキャリヤ63の全周に概ね塗布されていれば良いので、稼働時には必ずしも間隙αの全周に充填されている必要はない。
Further, since it is sufficient that the grease is generally applied to the entire circumference of the
以上のように、各歯車の歯面の噛み合いによって、サンギヤ62を基準としてキャリヤ63の回転中心を定めることが可能になり、そのキャリヤ63に対してキャリヤ保持部材74との間隙αを均等に設定することができる。
As described above, it is possible to determine the rotation center of the
このように設定することにより、遊星歯車機構37の伝達トルクが低く、歯面の伝達力が低いときに、キャリヤ63が自重で付勢されて下方に落下しようとしても、キャリヤ保持部材74によってキャリヤ63が極端に落下するのを抑制でき、良好な噛み合いを確保することができる。
With this setting, when the transmission torque of the
次に、図11に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4に示す第1の実施の形態では、キャリヤ保持部材74を3本のボルト75…でリングギヤ61およびベアリングホルダ42に固定しているが、第2の実施の形態では、キャリヤ保持部材74と一体に構成された3本のボルト75…が、リングギヤ61のボルト孔61c…およびベアリングホルダ42のボルト孔42b…を緩く貫通し、3個のナット76…で締結される。
In the first embodiment shown in FIG. 4, the
従って、ナット76…を緩めた状態でモータ36によりキャリヤ63を回転させてキャリヤ保持部材74をセンタリングし、その状態でナット76…で締結してキャリヤ保持部材74を固定すれば、第1の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
Accordingly, the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明の伸縮アクチュエータの用途は実施の形態で説明したトーコントロールアクチュエータ14に限定されず、任意の用途に適用することができる。
For example, the use of the telescopic actuator of the present invention is not limited to the
また与圧ばね73は実施の形態のコイルスプリングに限定されず、任意の形態の採用することができる。
The pressurizing
また実施の形態では送りねじ機構39に台形ねじを用いているが、ボールねじのような他種のねじを用いることができる。
In the embodiment, a trapezoidal screw is used for the
31 第1ハウジング(ハウジング)
32 第2ハウジング(ハウジング)
33 出力ロッド
36 モータ
37 遊星歯車機構
38 弾性カップリング
39 送りねじ機構
61 リングギヤ
62 サンギヤ
63 キャリヤ
63b 外周面
66 ピニオン
71 外側弾性ブッシュ(弾性部材)
71c 円筒部(ガイド手段)
72 内側弾性ブッシュ(弾性部材)
73 与圧ばね
74 キャリヤ保持部材
L 軸線
α 間隙
31 First housing (housing)
32 Second housing (housing)
33
71 Outer elastic bush (elastic member)
71c Cylindrical part (guide means)
72 inner elastic bush (elastic member)
73
Claims (2)
前記送りねじ機構(39)および前記キャリヤ(63)間に配置されて前記軸線(L)方向の弾発力を発生する与圧ばね(73)と、前記与圧ばね(73)の径方向の変位を規制するガイド手段(71c)と、弾性部材(71,72)の内部に前記与圧ばね(73)を収容して前記キャリヤ(63)および前記送りねじ機構(39)を接続する弾性カップリング(38)とを備え、前記ガイド手段(71c)を前記弾性部材(71,72)の内部に形成されて前記軸線(L)方向に延びる中空部で構成するとともに、前記中空部の内周面側に前記与圧ばね(73)を配置したことを特徴とする伸縮アクチュエータ。 A motor (36), a planetary gear mechanism (37), and a feed screw mechanism (39) are arranged in series on the axis (L) inside the housing (31, 32) that slidably supports the output rod (33). The rotation of the motor (36) is decelerated by the planetary gear mechanism (37) and output to the carrier (63), and the rotational motion of the carrier (63) is transmitted by the feed screw mechanism (39) to the output rod (39). 33) In a telescopic actuator that converts to a reciprocating motion,
A pressurizing spring (73) disposed between the feed screw mechanism (39) and the carrier (63) to generate an elastic force in the direction of the axis (L); and a radial direction of the pressurizing spring (73) Guide means (71c) for restricting displacement, and an elastic cup for accommodating the pressurizing spring (73) in the elastic members (71, 72 ) and connecting the carrier (63) and the feed screw mechanism (39) A ring (38), and the guide means (71c) is formed of a hollow portion formed in the elastic member (71, 72) and extending in the direction of the axis (L), and an inner periphery of the hollow portion The telescopic actuator, wherein the pressurizing spring (73) is arranged on the surface side.
The planetary gear mechanism (37) is rotatably supported by a fixed ring gear (61), a sun gear (62) connected to the motor (36), the carrier (63), and the carrier (63). And a pinion (66) meshing with the ring gear (61) and the sun gear (62), and a fixed annular carrier holding member (74), the inner peripheral surface of the carrier holding member (74) and the 2. The telescopic actuator according to claim 1, wherein a gap (α) filled with grease is interposed between the outer peripheral surfaces (63b) of the carrier (63).
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