WO2023085227A1 - アクチュエータ及びアクチュエータの組立方法 - Google Patents

アクチュエータ及びアクチュエータの組立方法 Download PDF

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WO2023085227A1
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actuator
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計一 田島
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株式会社小糸製作所
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
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    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light

Definitions

  • the present disclosure relates to actuators and actuator assembly methods.
  • Patent Document 1 discloses an illumination corrector that includes an electric motor, a rod that is rotated by the electric motor, and a mechatronic device that partially covers the circumference of the rod and converts the rotary motion of the rod into linear motion. It is A spherical portion is provided at the tip of the rod, and the advance and retreat of the spherical portion fitted to the connection portion on the back surface of the reflector tilts the reflector, thereby changing the irradiation direction of the illuminator.
  • the aforementioned illumination corrector converts the rotational motion of the rod into helical motion by means of a mechatronic device arranged at least partially around the rod.
  • a mechatronic device arranged at least partially around the rod.
  • the rods move in and out of openings in the housing, and some play is required between them in order for the rods to move by the mechatronic device.
  • play can cause the sliding rod to rattle against the mechatronic device.
  • the illumination corrector described above is configured such that the motor lies in the longitudinal direction of the housing, and the rod advances and retreats in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the motor. Therefore, further miniaturization is required in terms of the overall size of the illumination corrector.
  • the present disclosure has been made in view of this situation, and one of the purposes thereof is to provide a new actuator that suppresses rattling of the rod. Another object of the present invention is to provide a new configuration that realizes a compact actuator.
  • Another object of the present disclosure is to provide a new method of assembling an actuator that is relatively easy to assemble.
  • one of the purposes of the present disclosure is to provide a new technique for suppressing damage to parts that make up the actuator when assembling the actuator to another unit.
  • an actuator used to change the irradiation direction of a vehicle lamp, wherein a rotating member that rotates as a motor rotates, and a vehicle lamp.
  • a rod having a connecting portion connected to a mechanism for tilting the provided optical member and coaxially connected to the rotating member so as to be relatively rotatable, a housing having an opening through which the rod advances and retreats, and the rod advances and retreats.
  • a holding member mounted in the opening for suppressing rattling in a direction intersecting the forward/backward direction of the rod while holding the rod slidably in the direction.
  • the rod coaxial with the rotating member advances and retreats from the opening by sliding relative to the holding member as the rotating member rotates. Therefore, the rotating member and the rod can be made compact as a unit.
  • the rod has a plurality of guide rails axially provided on its outer circumference
  • the holding member has a plurality of guide grooves axially provided on its inner circumference
  • the guide rails slide along the guide grooves. may This allows the rod to slide in the axial direction of the holding member without rotating.
  • a plurality of guide rails may be provided at equal intervals in the circumferential direction of the rod. Thereby, each of the plurality of guide rails of the rod is guided by each of the plurality of guide grooves of the holding member at equal intervals. As a result, the rod is less likely to tilt with respect to the holding member, and the rod slides smoothly with respect to the holding member.
  • the holding member may have projections formed on its outer periphery that engage with snap fits provided on the inner periphery of the opening.
  • the protrusion may be provided between the guide grooves. Thereby, the holding member can be easily attached to the opening.
  • the rotary member has a hole along the rotary shaft with a female screw, and the rod has a male screw on the outer circumference of the end on the side connected to the rotary member. may be connected to the rotating member by meshing with each other. As a result, the rotating member and the rod can be rotatably connected to each other by simple processing.
  • the rod is coupled to the rotatable member for movement between a first position, when contracted, against the bottom of the hole in the rotatable member, and a second position, when extended, against a portion of the retaining member; , the guide rail may overlap the internal thread.
  • the guide rail overlaps with the rotating member, so that the rotating member and the rod can be integrally shortened.
  • This actuator is used to change the irradiation direction of the vehicle lamp, and includes a flat motor, a rotating member that rotates as the flat motor rotates, and a mechanism that tilts an optical member provided in the vehicle lamp.
  • a rod having a connecting portion to be connected and coaxially and relatively rotatably connected to the rotating member, and a housing containing the flat motor, the rotating member and the rod. The rod is configured such that the connecting portion advances and retreats with respect to the rotating member as the rotating member rotates, and is not parallel to the rotating shaft of the flat motor and the rotating shaft of the rotating member.
  • the thickness of the flat motor in the direction of the rotation axis can be suppressed, and the thickness of the housing in the predetermined direction can be reduced.
  • the housing may be box-shaped as a whole and have a first member that supports the flat motor and a second member that covers an opening formed in the first member.
  • the opening may be formed so that the flat motor is exposed without being covered by the second member. Thereby, the flat motor can be assembled to the first member through the opening of the first member that constitutes the housing.
  • the flat motor is arranged so that the rotating shaft extends along the thickness direction, and the rotating member extends in the width direction. You may arrange
  • the housing may be formed with a slide hole through which the rod slides on one of both sides in the width direction.
  • the rotary member has a gear on its outer circumference for transmitting the rotation of the flat motor, a female screw is formed in a hole along the rotary shaft, and the rod has a male screw on its outer circumference. It may be connected to the rotating member by meshing the male thread and the female thread. As a result, the rotating member and the rod can be rotatably connected to each other by simple processing.
  • a method of assembling an actuator is a method of assembling an actuator used to change the irradiation direction of a vehicle lamp, wherein the first opening and the second opening are different from each other. a step of placing a rotating member that rotates with the rotation of the motor at a predetermined position of the housing through the first opening; and a mechanism for tilting an optical member included in the vehicle lamp. inserting a rod to be connected to from the second opening and coaxially connecting it with the rotating member; and attaching a holding member holding the rod to the second opening.
  • a plurality of parts to be connected to each other can be coaxially connected after being inserted through different openings, increasing the degree of freedom in the assembly process and facilitating assembly.
  • the holding member may hold the rod slidably in the advancing/retreating direction and suppress rattling in the direction intersecting the advancing/retreating direction of the rod. Accordingly, by attaching the holding member to the second opening, the movement of the rod can be restricted within a predetermined range.
  • the rotation transmission mechanism including the motor, speed reduction mechanism, and rotating member can be placed through the first opening.
  • the housing has a box-like shape as a whole. Assuming that the housing has a height of H, a width of W, and a thickness of D (where H>W>D), the motor is arranged so that the rotation axis of the motor extends along the thickness direction. , and the rotating member may be placed along the width direction. As a result, the thickness of the housing can be reduced by reducing the thickness of the motor in the rotation axis direction.
  • the housing may have a first opening formed in one of both sides in the thickness direction, and a second opening formed in one of both sides in the width direction. Accordingly, by arranging the housing so that the other of the two sides in the thickness direction is the bottom surface, the members can be assembled through both the first opening and the second opening without rotating the housing.
  • an actuator used for changing the irradiation direction of a vehicle lamp, and includes a rotating member that rotates as a motor rotates and an optical member provided in the vehicle lamp that tilts. a rod coaxially and relatively rotatably connected to the rotating member, a housing containing the rotating member and the rod, and a side of the rotating member to which the rod is connected a locking portion that locks the rear end portion on the opposite side to a predetermined position of the housing; and a displacement suppressing portion that is provided between the rear end portion of the rotating member and the housing and suppresses displacement of the rear end portion.
  • deformation of the locking portion is suppressed by suppressing displacement of the rear end portion of the rotating member.
  • the displacement suppressing portion may be a convex portion provided on the inner wall of the housing. Accordingly, by devising the shape of the housing, the projection can be provided integrally with the housing.
  • the housing has a box shape as a whole, and if the height of the housing is H, the width is W, and the thickness is D (however, H>W>D), the protrusion may be a rib extending in the thickness direction. good. As a result, displacement of the rear end portion of the rotating member can be reliably suppressed with a simple shape.
  • a gap between the rear end portion and the convex portion may be 0.3 to 1.0 mm. As a result, the displacement of the rear end can be suppressed to 0.3 to 1.0 mm or less.
  • the height of the convex portion may be 1.0 to 2.0 mm. Thereby, it is possible to provide the convex portion that does not easily interfere with other members in the housing.
  • the rotating member may be made of a material containing nylon resin as a main component, and the engaging portion may be made of a material containing polyacetal resin as a main component.
  • rattling of the rod can be suppressed.
  • a compact actuator can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a vehicle lamp provided with an actuator according to this embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a front cross-sectional view of the vehicle lamp shown in FIG. 1
  • 1 is an overall perspective view of an actuator according to this embodiment
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an actuator according to the embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a partial side view showing a main part of a speed reduction mechanism in the actuator according to this embodiment
  • It is a perspective view of a rotating member according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a side view of the rotating member according to the embodiment;
  • It is a perspective view of a rod according to the present embodiment. It is the figure which looked at the rod shown in FIG. 8 from the A direction.
  • FIG. 4 is a perspective view of a holding member according to the embodiment;
  • FIG. It is the figure which looked at the rod shown in FIG. 12 from D direction.
  • FIG. 12 From the E direction.
  • FIG. 12 from F direction.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator shown in FIG. 3 taken along line GG;
  • FIG. 17 is a diagram showing a state in which the rod is extended from the state shown in FIG. 16;
  • FIG. 4 is a view showing a main part of the HH cross section of the actuator shown in FIG. 3;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an actuator according to a modification;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a vehicle lamp provided with an actuator according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle lamp 10 shown in FIG. 1 as viewed from the front.
  • a vehicle lamp 10 shown in FIG. 1 shows one of a left headlamp and a right headlamp. The headlights are attached to both sides in the vehicle width direction in the front part of the vehicle, and a pair of headlights illuminate the front of the vehicle.
  • the vehicle lamp 10 includes a lamp housing 12 having an opening forward and a cover 14 closing the opening of the lamp housing 12 .
  • the lamp housing 12 and the cover 14 constitute a lamp housing 16, and the inside of the lamp housing 16 is formed as a lamp chamber 16a.
  • a frame 18 is arranged in the lamp chamber 16a.
  • the frame 18 has an upper support portion 18a provided at the upper end portion, a pair of lower support portions 18b, 18b provided at the lower end portion, and a unit mounting portion 18c provided at the intermediate portion. .
  • the pair of lower support portions 18b are spaced apart in the left-right direction of the vehicle.
  • a screw support member 20 is provided on the rear side of the lower support portion 18b of the frame 18.
  • An upper front end portion of the screw support member 20 is provided as a spherical portion 20a.
  • the screw support member 20 is supported by the lamp housing 12 so as to be movable in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • a bearing member 22 is attached to each of the upper support portion 18a and the lower support portion 18b of the frame 18 so as to pass therethrough.
  • the spherical portions 20a of the screw support members 20 are connected to the bearing members 24, respectively.
  • the bearing member 24 is rotatable in any direction with respect to the screw support member 20 .
  • a pair of aiming screws 26 are supported in the lamp housing 12 so as to be rotatable and immovable in the front-rear direction (axial direction).
  • the aiming screws 26 are spaced apart in the lateral direction of the vehicle, and their rear ends protrude rearward from the lamp housing 12 .
  • the aiming screw 26 has a threaded portion 26 a that is coupled to the screw support member 20 .
  • a lamp unit 28 is attached to the unit attachment portion 18 c of the frame 18 .
  • the number of lamp units 28 attached to the unit attachment portion 18c may be one, or three or more.
  • the lamp unit 28 includes a heat sink 30 that emits heat, a substrate 32 arranged on the heat sink 30, a light source 34 mounted on the substrate 32, and a reflector that reflects the light emitted from the light source 34 forward. , a projection lens 38 through which light emitted from the light source 34 is transmitted, and a holder 40 that holds the projection lens 38 .
  • An actuator 42 is arranged in the lamp chamber 16a.
  • the actuator 42 is arranged behind the lamp unit 28 in the upper part of the lamp chamber 16a, for example, and fixed to a part of the lamp housing 12. As shown in FIG.
  • the vehicular lamp 10 is configured to enable aiming adjustment, which is an initial adjustment of the irradiation direction, and leveling adjustment, which adjusts the deviation of the optical axis that varies depending on the weight of the on-vehicle object.
  • Aiming adjustment includes horizontal aiming adjustment and vertical aiming adjustment.
  • Left and right aiming adjustment is performed by rotating one of the aiming screws 26 .
  • the screw support member 20 to which the threaded portion 26a is screwed is sent forward or backward according to the rotation direction of the aiming screw 26, and the frame 18 and the lamp unit 28 are integrated.
  • the screw support member 20 rotates around a line connecting the spherical portion 20a of the other screw support member 20 and the spherical portion 46 at the tip of the rod 44 as a fulcrum axis.
  • the frame 18 and the lamp unit 28 integrally, the direction of the optical axis of the lamp unit 28 is displaced to the left and right, and left and right aiming adjustment is performed.
  • the vertical aiming adjustment is performed by rotating both aiming screws 26 in the same direction.
  • the screw support member 20 to which the threaded portion 26a is screwed is sent forward or backward according to the rotation direction of the aiming screw 26, and the frame 18 and the lamp unit 28 are integrated. , and is rotated with the spherical portion 46 of the rod 44 as a fulcrum.
  • the frame 18 and the lamp unit 28 integrally, the direction of the optical axis of the lamp unit 28 is vertically displaced, and vertical aiming adjustment is performed.
  • Leveling adjustment is performed by operating the drive mechanism of the actuator 42 .
  • the rod 44 moves in the longitudinal direction of the vehicle with respect to the lamp housing 12 when the drive mechanism is operated.
  • the bearing members 22 and 24 are rotated with respect to the spherical portion 46 and the spherical portion 20a, respectively.
  • the unit 28 is integrally rotated downward about a line connecting the spherical portions 20a as a fulcrum axis.
  • the bearing members 22 and 24 are rotated relative to the spherical portion 46 and the spherical portion 20a, respectively. and the lamp unit 28 are integrally rotated upward about a line connecting the spherical portions 20a as a fulcrum axis.
  • the frame 18 and the lamp unit 28 integrally, the direction of the optical axis of the lamp unit 28 is displaced upward, and leveling adjustment is performed.
  • FIG. 3 is an overall perspective view of the actuator according to this embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the actuator according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a partial side view showing the main part of the speed reduction mechanism in the actuator according to this embodiment.
  • the actuator 42 is used to change the irradiation direction of the vehicle lamp by the leveling adjustment described above.
  • the actuator 42 includes a motor 48, a spur gear 52 meshing with a pinion gear 48a fixed to the rotation shaft of the motor 48, a pin 54 serving as the rotation shaft of the spur gear 52, and a bearing portion 56a supporting the pin 54. is provided at the bottom, a cover 58 covering one opening 56b of the housing 56, a holding member 60 attached to the other opening 56c of the housing 56, and one end of the rod 44. and a C-ring 62 to be mounted.
  • the actuator 42 further includes a control board 86 and a cover 88 that covers the other opening of the housing 56 .
  • the control board 86 is a printed wiring board, and includes a connector 90 to which a cable for transmitting control signals from an external vehicle ECU and a headlamp vehicle ECU is connected, a capacitor 92, and a rotor for detecting the rotational position of the motor 48.
  • three Hall ICs 94 and other elements are mounted.
  • a control IC (not shown) for controlling the positioning of the motor 48 is mounted on the back side of the control board 86 shown in FIG.
  • the motor 48 is a brushless DC motor, which is a type of flat motor, so that the thickness of the housing 56 is made as thin as possible.
  • a flat motor is a motor in which the case thickness CT in the direction of the rotation axis is relatively thin with respect to the diameter CD of the case containing the main parts, for example, a motor that satisfies CD>CT.
  • the spur gear 52 has a coaxially fixed worm 64 and meshes with a helical gear 66 provided on the outer circumference of the rotating member 50 .
  • the worm 64 and the helical gear 66 constitute a worm gear whose rotation axes are perpendicular to each other.
  • the rotating member 50 rotates via a reduction mechanism consisting of a pinion gear 48a, a spur gear 52, a worm 64 and a helical gear 66.
  • a reduction mechanism consisting of a pinion gear 48a, a spur gear 52, a worm 64 and a helical gear 66.
  • the rotating member 50 can be rotated at an appropriate rotational speed even if a motor rotating at high speed and having relatively small torque is used. Sufficient thrust can be obtained. Therefore, a small and flat brushless DC motor can be used as the actuator 42 .
  • FIG. 6 is a perspective view of a rotating member according to this embodiment.
  • FIG. 7 is a side view of the rotating member according to this embodiment.
  • the rotating member 50 is a cylindrical member as a whole, and a female screw 68 is formed in a hole along the rotating shaft of the front end portion connected to the rod 44 .
  • a groove 70 in which the C-ring 62 is mounted is formed in the outer circumference of the rear end portion of the rotary member 50 .
  • a helical gear 66 is formed at the center of the rotating member 50 .
  • the rotating member 50 is made of a material whose main component is nylon resin that does not contain glass fiber.
  • FIG. 8 is a perspective view of a rod according to this embodiment.
  • FIG. 9 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction A.
  • FIG. 10 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction B.
  • FIG. 11 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction C.
  • FIG. 9 is a perspective view of a rod according to this embodiment.
  • FIG. 9 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction A.
  • FIG. 10 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction B.
  • FIG. FIG. 11 is a view of the rod shown in FIG. 8 viewed from direction C.
  • a spherical portion 46 is provided at the front end of the rod 44 .
  • the spherical portion 46 is a connection portion that is connected to the bearing member 22 that constitutes a part of the mechanism that tilts the optical member (the lamp unit 28 ) included in the vehicle lamp 10 .
  • a male screw 72 that fits (engages) with the female screw 68 of the rotating member 50 is formed on the outer circumference of the rear end portion of the rod 44 .
  • the rod 44 is coaxially connected to the rotary member 50 so as to be relatively rotatable. Further, by forming threads on each of the rod 44 and the rotating member 50, the rotating member and the rod can be rotatably connected to each other with a simple process.
  • the rod 44 is provided with a plurality of guide rails 74 extending in the axial direction on its outer periphery.
  • the rod 44 according to the present embodiment is provided with three guide rails 74 at equal intervals (120° intervals) in the circumferential direction of the rod.
  • the front end of each guide rail 74 is formed with an inclined portion 74a.
  • the rear ends of the guide rails 74 are connected by an annular portion 76 , and an annular space 78 is formed between the annular portion 76 and the male screw 72 .
  • the rotating member 50 rotates relative to the rod 44 while the rotating member 50 is connected to the rod 44, so that the front end of the rotating member 50 passes through the space 78 while the male screw 72 and the female screw 68 are engaged with each other. Then, it advances toward the spherical portion 46 or retreats away from the spherical portion 46 .
  • each guide rail 74 is also connected by an annular portion 79 .
  • the position and diameter of the end surface 79a of the annular portion 79 on the spherical portion 46 side are set so as to come into contact with the arc portion of the holding member 60, which will be described later.
  • the rod 44 is made of a material different from that of the rotating member 50, the main component of which is nylon resin containing glass fiber. A resin having good slidability, such as a polyacetal resin, may be used instead of the nylon resin.
  • FIG. 12 is a perspective view of a holding member according to this embodiment.
  • FIG. 13 is a view of the rod shown in FIG. 12 as seen from direction D.
  • FIG. 14 is a view of the rod shown in FIG. 12 as seen from direction E.
  • FIG. 15 is a view of the rod shown in FIG. 12 as seen from direction F.
  • FIG. 13 is a view of the rod shown in FIG. 12 as seen from direction D.
  • the holding member 60 is a member that holds the rod 44 slidably in the advancing/retreating direction and suppresses rattling in the direction intersecting the advancing/retreating direction of the rod 44, and contains polyacetal resin as a main component. made of material that Then, the opening 56c of the housing 56 through which the rod 44 advances and retreats is mounted.
  • the holding member 60 is axially provided with a plurality of guide grooves 80 on its inner periphery.
  • the holding member 60 according to the present embodiment is provided with three guide grooves 80 at equal intervals (120° intervals) in the circumferential direction of the holding member 60 .
  • the guide groove 80 is configured so that the guide rail 74 of the rod 44 slides.
  • each of the plurality of guide rails 74 of the rod 44 is guided by each of the plurality of guide grooves 80 of the holding member 60 at equal intervals.
  • the rod 44 is less likely to tilt with respect to the holding member 60 , and the rod 44 slides smoothly in the axial direction of the holding member 60 without rotating.
  • three arcuate portions 60b are provided at equal intervals so as to surround the opening 60a at the front end of the holding member 60, and are configured so that the annular portion 79 of the rod 44 abuts thereon.
  • the holding member 60 has three protrusions 82 formed at equal intervals on the outer periphery thereof, the protrusions 82 being engaged with the square holes 56f provided on the inner periphery of the opening 56c shown in FIG.
  • the protrusions 82 are provided between the guide grooves 80 . Accordingly, the holding member 60 can be easily attached to the opening 56c, and the rod 44 can be held without the holding member 60 rotating or sliding in the opening 56c. Therefore, the rotation of the rod 44 is restricted by the holding member 60 when the rotating member 50 rotates. As a result, the rod 44 coaxial with the rotating member 50 advances and retreats from the opening 56c by sliding axially with respect to the holding member 60 as the rotating member 50 rotates. In this manner, the rotating member 50 and the rod 44 according to the present embodiment can integrally configure a compact advancing/retreating mechanism.
  • FIG. 16 is a GG sectional view of the actuator 42 shown in FIG. FIG. 16 shows rod 44 mostly retracted inside housing 56 .
  • FIG. 17 shows a state in which the rod 44 is extended from the state shown in FIG.
  • the rod 44 is positioned at a first position P1 (the state shown in FIG. 16) where the rod 44 abuts against the bottom portion 50a of the hole of the rotating member 50 when contracted, and a second position P2 (a state shown in FIG. ) is connected to the rotary member 50 so as to be movable between the state shown in FIG.
  • the rod 44 has the guide rail 74 overlapping the internal thread 68 at the first position P1. That is, when the rod 44 is contracted, the guide rail 74 overlaps the rotating member 50, so that the rotating member 50 and the rod 44 can be integrally shortened.
  • the actuator 42 includes a motor 48 that is a flat motor, and a housing 56 that accommodates the motor 48 , rotating member 50 and rod 44 .
  • the rod 44 is configured such that the spherical portion 46 advances and retreats with respect to the rotating member 50 as the rotating member 50 rotates.
  • the rotation axis X1 of the motor 48 and the rotation axis X2 of the rotating member 50 are not parallel. In other words, the rotation axis X1 and the rotation axis X2 are in a twisted position.
  • the angle formed by the rotation axis X1 and the rotation axis X2 according to this embodiment is 90°.
  • the thickness of the motor 48 in the rotation axis direction is suppressed, and the thickness of the housing 56 in a predetermined direction can be reduced.
  • the housing (housing 56 and cover 58) of the actuator 42 has a box-like shape as a whole and includes a housing 56 that supports the motor 48 and a cover 58 that covers an opening 56b formed in the housing 56. there is The opening 56b is formed so that the motor 48 is exposed when not covered with the cover 58, as shown in FIG. Accordingly, the motor 48 can be assembled to the housing 56 through the opening 56c of the housing 56. As shown in FIG.
  • the housing 56 Assuming that the height of the housing 56 shown in FIG.
  • the member 50 is arranged along the width direction W. As shown in FIG. Accordingly, by suppressing the thickness D of the motor 48 in the direction of the rotation axis X1, the thickness direction of the housing 56 can be reduced. Further, the housing 56 is formed with an opening 56c as a slide hole through which the rod 44 slides on one of both sides in the width direction.
  • An electronic control unit (hereinafter referred to as "vehicle ECU") that performs leveling control of the vehicle controls the operation of the actuator 42 based on the output from a sensor (e.g. vehicle height sensor) provided on the vehicle side. .
  • the vehicle ECU which detects the tilt of the vehicle, calculates the tilt angle at that time based on the information from the sensor, and adjusts the rod in the actuator 42 so that the desired tilt angle (horizontal state) is obtained.
  • Control position information of the motor 48 required to realize the movement amount (advance/retreat amount) of 44 is calculated.
  • the vehicle ECU outputs a signal corresponding to the calculated control position information to the control IC.
  • a signal corresponding to the control position information is input to the control IC via the connector 90.
  • the motor 48 is electrically connected to the control board 86 and driven by the control IC.
  • Three Hall ICs 94 are arranged on the control board 86 at predetermined intervals along the circumferential direction of the rotor of the motor 48 .
  • the control IC associates the count value with the rotational position of the motor 48 by counting the pulse signals.
  • the method of assembling the actuator comprises the steps of preparing a housing 56 having openings 56b and 56c provided on different sides, and moving the rotating member 50 from the opening 56b. a step of placing the housing 56 at a predetermined position; a step of inserting a rod 44 connected to a mechanism for tilting an optical member included in the vehicle lamp through the opening 56c and coaxially connecting the rod 44 to the rotating member 50; and attaching a holding member 60 for holding the to the opening 56c.
  • the predetermined position on which the rotating member 50 is placed is a position where the C-ring 62 attached to the rear end of the rotating member 50 is held by the U-shaped protrusion 84 provided on the bottom of the housing 56 .
  • the C-ring 62 is a locking portion made of a material containing polyacetal resin as a main component.
  • the rotating member 50 and the rod 44 that are connected to each other can be coaxially connected after being inserted through the different openings 56b and 56c, so that the degree of freedom in the assembly process is increased and the assembly is facilitated. Also, in some cases, the entire opening can be made smaller than when the parts are connected in advance and then placed on the housing 56 .
  • the assembling method according to the present embodiment comprises a step of placing the motor 48 at a predetermined position of the housing 56 through the opening 56b, and a speed reduction mechanism that reduces the speed of rotation of the motor 48 and transmits it to the rotating member 50. and placing the spur gear 52 at a predetermined position from the opening 56b.
  • the rotation transmission mechanism including the motor 48, speed reduction mechanism, and rotating member 50 can be mounted through the opening 56b, so that the rotation transmission mechanism can be mounted without changing the orientation of the housing 56 or the orientation of the members. It can be provided within the housing 56 . Further, by attaching the holding member 60 to the opening 56c, the movement of the rod 44 can be restricted within a predetermined range.
  • the housing 56 has an opening 56b formed in one of both sides in the thickness direction, and an opening 56c formed in one of both sides in the width direction. Accordingly, by arranging the housing 56 with the other of the two sides in the thickness direction as the bottom surface, the members can be assembled from both the openings 56b and 56c without rotating the housing 56 .
  • the C-ring 62 is fitted in the groove 70 near the rear end 50b, and the C-ring 62 as a locking portion fits into the groove of the protrusion 84, so that the rear end 50b is held at a predetermined position of the housing 56. is locked. Therefore, when the rear end portion 50b attempts to displace toward the inner wall 56d, a large force is applied to the C-ring 62, and if the amount of displacement is large, the C-ring 62 will be deformed or cracked.
  • FIG. 18 is a diagram showing a main part of the HH cross section of the actuator 42 shown in FIG.
  • the displacement suppressing portion is a convex portion 56e provided on the inner wall 56d of the housing 56. Accordingly, by devising the shape of the housing 56 , the convex portion 56 e can be provided integrally with the housing 56 .
  • the rear end portion 50b shown in FIG. 18 can be displaced up to the distance d1 from the inner wall 56d. In that case, a large load is applied to the C-ring 62 locked to the protrusion 84, and it may be deformed or cracked.
  • the gap between the rear end 50b and the protrusion 56e can be reduced to d2 (d2 ⁇ d1). As a result, the amount of displacement of the rear end portion 50b is reduced up to the gap d2, and the load applied to the C ring 62 is reduced. In other words, deformation and cracking of the C-ring 62 are suppressed by suppressing the displacement of the rear end portion 50b of the rotating member 50 .
  • the convex portion 56e is a rib extending in the thickness D direction.
  • the gap d2 between the rear end portion 50b and the convex portion 56e may be 0.3 to 1.0 mm.
  • the displacement of the rear end portion 50b can be suppressed to 0.3 to 1.0 mm or less.
  • the height of the convex portion is 1.0 to 2.0 mm. As a result, it is possible to provide the protrusion 56e that does not easily interfere with other members in the housing 56. As shown in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of an actuator according to a modification. It should be noted that the same reference numerals are given to the same configurations as those of the actuator 42, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the actuator 142 according to the modified example is mainly characterized in that a rotating member 150 having a male thread 172 is connected to a rod 144 having a female thread 168 formed therein.
  • the actuator 142 configured in this manner has the same function as the actuator 42 described above.

Abstract

アクチュエータ（４２）は、車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、モータの回転に伴い回転する回転部材と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッド（４４）と、ロッドが進退する開口部（５６ｃ）が形成されているハウジング（５６）と、ロッド（４４）を進退方向に摺動可能に保持しつつ該ロッドの進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制し、開口部（５６ｃ）に装着される保持部材（６０）と、備える。ロッドは、回転部材が回転した際に保持部材（６０）によって回転が規制されることで保持部材（６０）に対して摺動する。

Description

アクチュエータ及びアクチュエータの組立方法
　本開示は、アクチュエータ及びアクチュエータの組立方法に関する。
　従来、車両の傾斜角度に応じて車両用前照灯の光軸を調節して照射方向を変化させるレベリングアクチュエータ装置が知られている。例えば、特許文献１には、電気モータと、電気モータにより回転するロッドと、ロッドの周囲を部分的に覆い、ロッドの回転運動を直線運動に変換するメカトロニクス装置と、を備える照明補正器が開示されている。ロッドの先端には球状部が設けられており、リフレクタの背面にある接続部に嵌められた球状部が進退することでリフレクタが傾動し、ひいては照明器の照射方向が変化する。
日本国特開２００９－２６７６３号公報
　前述の照明補正器は、ロッドの周りの少なくとも一部に配置されたメカトロニクス装置によりロッドの回転運動を螺旋運動に変換する。その結果、ハウジングに設けられた開口部からロッドが進退することになるが、メカトロニクス装置によってロッドが動くためには、互いの間にある程度の遊びが必要である。一方、遊びがあると、スライドするロッドがメカトロニクス装置に対してガタつくおそれがある。
　また、前述の照明補正器は、ハウジングの長手方向にモータが横たわっており、モータの長手方向と直交する方向にロッドが進退するように構成されている。そのため、照明補正器全体の大きさという観点では更なる小型化が求められる。
　本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところの一つは、ロッドのガタつきを抑制する新たなアクチュエータを提供することにある。また、その目的とするところの他の一つは、コンパクトなアクチュエータを実現する新たな構成を提供することにある。
　また、本開示の目的とするところの一つは、比較的組み立てが容易な新たなアクチュエータの組立方法を提供することにある。
　また、本開示の目的とするところの一つは、アクチュエータを他のユニットに組み付ける際にアクチュエータを構成する部品へのダメージを抑制する新たな技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本開示のある態様のアクチュエータは、車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、モータの回転に伴い回転する回転部材と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、ロッドが進退する開口部が形成されているハウジングと、ロッドを進退方向に摺動可能に保持しつつ該ロッドの進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制し、開口部に装着される保持部材と、備える。ロッドは、回転部材が回転した際に保持部材によって回転が規制されることで保持部材に対して摺動する。
　この態様によると、回転部材と同軸のロッドは、回転部材の回転によって保持部材に対して摺動することで開口部から進退する。そのため、回転部材とロッドを一体としてコンパクトにできる。
　ロッドは、外周に複数のガイドレールが軸方向に設けられており、保持部材は、内周に複数のガイド溝が軸方向に設けられており、ガイドレールは、ガイド溝に対して摺動してもよい。これにより、ロッドは回転せずに保持部材の軸方向に摺動できる。
　複数のガイドレールは、ロッドの周方向に等間隔に設けられていてもよい。これにより、ロッドの複数のガイドレールのそれぞれが、保持部材の複数のガイド溝のそれぞれで等間隔にガイドされる。これにより、保持部材に対してロッドが傾きにくくなり、ロッドが保持部材に対してスムーズに摺動する。
　保持部材は、開口部の内周に設けられているスナップフィットと係合する突起が外周に形成されていてもよい。突起は、ガイド溝同士の間に設けられていてもよい。これにより、保持部材を開口部に簡単に装着できる。
　回転部材は、回転軸に沿った孔に雌ネジが形成されており、ロッドは、回転部材と連結される側の端部の外周に雄ネジが設けられており、該雄ネジと雌ネジとが噛み合うことで回転部材と連結されていてもよい。これにより、簡易な加工で回転部材とロッドとを互いに回転可能に連結できる。
　ロッドは、収縮時に回転部材の孔の底部に突き当たる第１の位置と、伸長時に保持部材の一部に突き当たる第２の位置との間で移動できるように回転部材と連結されており、第１の位置において、ガイドレールが雌ネジとオーバーラップしていてもよい。これにより、ロッドの収縮時にはガイドレールが回転部材とオーバーラップすることで、回転部材とロッドを一体として短くできる。
　本開示の別の態様もまた、アクチュエータである。このアクチュエータは、車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、扁平モータと、扁平モータの回転に伴い回転する回転部材と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、扁平モータ、回転部材及びロッドを収容するハウジングと、を備える。ロッドは、回転部材の回転に伴い該回転部材に対して接続部が進退するように構成されており、扁平モータの回転軸と回転部材の回転軸と平行でない。
　この態様によると、扁平モータの回転軸と回転部材の回転軸とが平行でないことで、扁平モータの回転軸方向の厚みが抑えられ、ハウジングの所定方向の厚みを薄くできる。
　ハウジングは、全体が箱型の形状であり、扁平モータを支持する第１部材と、該第１部材に形成された開口部を覆う第２部材と、を有してもよい。開口部は、第２部材に覆われていない状態で扁平モータが露出するように形成されていてもよい。これにより、ハウジングを構成する第１部材の開口部から扁平モータを第１部材に組み付けることができる。
　ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（ただしＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、扁平モータは、回転軸が厚み方向に沿うように配置されており、回転部材は、幅方向に沿うように配置されていてもよい。これにより、扁平モータの回転軸方向の厚みを抑えることで、ハウジングの厚み方向を薄くできる。
　ハウジングは、幅方向の両側の面の一方に、ロッドがスライドするスライド穴が形成されていてもよい。
　回転部材は、扁平モータの回転が伝達されるギアが外周に設けられており、回転軸に沿った孔に雌ネジが形成されており、ロッドは、外周に雄ネジが設けられており、該雄ネジと雌ネジとが噛み合うことで回転部材と連結されていてもよい。これにより、簡易な加工で回転部材とロッドとを互いに回転可能に連結できる。
　また、本開示の別の態様のアクチュエータの組立方法は、車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータの組立方法であって、第１の開口部と第２の開口部が異なる側面に設けられているハウジングを準備する工程と、モータの回転に伴い回転する回転部材を第１の開口部からハウジングの所定位置に載置する工程と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続されるロッドを第２の開口部から挿入し、回転部材と同軸に連結する工程と、ロッドを保持する保持部材を第２の開口部に装着する工程と、を含む。
　この態様によると、互いに連結される複数の部品を異なる開口部から挿入した後で同軸に連結できるので、組み立て工程の自由度が増し、組み立てが容易となる。
　保持部材は、ロッドを進退方向に摺動可能に保持しつつ該ロッドの進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制してもよい。これにより、保持部材を第２の開口部に装着することで、ロッドの動きを所定の範囲で規制できる。
　モータを第１の開口部からハウジングの所定位置に載置する工程と、モータの回転を減速して回転部材に伝達する減速機構を構成する部品を第１の開口部から所定の位置に載置する工程と、を含んでもよい。これにより、モータ、減速機構、回転部材を含む回転伝達機構を第１の開口部から載置できるので、ハウジングの向きを変えたり部材を載置する向きを変えたりせずに回転伝達機構をハウジング内に設けることができる。
　ハウジングは、全体が箱型の形状であり、ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（但しＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、モータを該モータの回転軸が厚み方向に沿うように載置し、回転部材を幅方向に沿うように載置してもよい。これにより、モータの回転軸方向の厚みを抑えることで、ハウジングの厚み方向を薄くできる。
　ハウジングは、厚み方向の両側の面の一方に第１の開口部が形成されており、幅方向の両側の面の一方に第２の開口部が形成されていてもよい。これにより、厚み方向の両側の面の他方を底面としてハウジングを配置することで、ハウジングを回転させずに第１の開口部と第２の開口部の両方から部材を組み付けることができる。
　また、本開示の別の態様のアクチュエータは、車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、モータの回転に伴い回転する回転部材と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、回転部材及びロッドを収容するハウジングと、回転部材の、ロッドが連結されている側と反対側の後端部をハウジングの所定位置に係止する係止部と、回転部材の後端部とハウジングとの間に設けられた、後端部の変位を抑制する変位抑制部と、を備える。
　この態様によると、回転部材の後端部の変位が抑制されることで係止部の変形が抑制される。
　変位抑制部は、ハウジングの内壁に設けられている凸部であってもよい。これにより、ハウジングの形状を工夫することで凸部をハウジングと一体的に設けることができる。
　ハウジングは、全体が箱型の形状であり、ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（但しＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、凸部は、厚み方向に延びるリブであってもよい。これにより、簡易な形状で確実に回転部材の後端部の変位を抑制できる。
　後端部と凸部との隙間が０．３～１．０ｍｍであってもよい。これにより、後端部の変位を０．３～１．０ｍｍ以下に抑えられる。
　凸部の高さが１．０～２．０ｍｍであってもよい。これにより、ハウジング内の他の部材と干渉しにくい凸部を設けることができる。
　回転部材は、ナイロン樹脂を主成分とする材料からなり、係止部は、ポリアセタール樹脂を主成分とする材料からなってもよい。
　以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を製造方法、灯具や照明などの装置、発光モジュール、光源などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示のある態様によれば、ロッドのガタつきを抑制することができる。また、本開示の他の態様によれば、コンパクトなアクチュエータを実現できる。
　また、本開示の他の態様によれば、比較的組み立てが容易な新たなアクチュエータの組立方法を実現できる。
　また、本開示の他の態様によれば、アクチュエータを構成する部品へのダメージを抑制できる。
本実施の形態に係るアクチュエータを備える車両用灯具の一例を示す断面図である。 図１に示す車両用灯具を正面方向から見た断面図である。 本実施の形態に係るアクチュエータの全体斜視図である。 本実施の形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。 本実施の形態に係るアクチュエータにおける減速機構の要部を示す部分側面図である。 本実施の形態に係る回転部材の斜視図である。 本実施の形態に係る回転部材の側面図である。 本実施の形態に係るロッドの斜視図である。 図８に示すロッドをＡ方向から見た図である。 図８に示すロッドをＢ方向から見た図である。 図８に示すロッドをＣ方向から見た図である。 本実施の形態に係る保持部材の斜視図である。 図１２に示すロッドをＤ方向から見た図である。 図１２に示すロッドをＥ方向から見た図である。 図１２に示すロッドをＦ方向から見た図である。 図３に示すアクチュエータのＧ－Ｇ断面図である。 ロッドが図１６に示す状態よりも伸長した状態を示す図である。 図３に示すアクチュエータのＨ－Ｈ断面の要部を示す図である。 変形例に係るアクチュエータの断面図である。
　以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
　（車両用灯具）
　図１は、本実施の形態に係るアクチュエータを備える車両用灯具の一例を示す断面図である。図２は、図１に示す車両用灯具１０を正面方向から見た断面図である。図１に示す車両用灯具１０は、左前照灯および右前照灯の一方を示す。前照灯は、車両前部における車幅方向両側にそれぞれ取り付けられており、一対の前照灯により車両前方が照射される。
　車両用灯具１０は、前方に開口を有するランプハウジング１２と、ランプハウジング１２の開口を閉塞するカバー１４と、を備えている。ランプハウジング１２とカバー１４によって灯具外筐１６が構成され、灯具外筐１６の内部が灯室１６ａとして形成されている。
　灯室１６ａにはフレーム１８が配置されている。フレーム１８は、上端部に設けられた上側支持部１８ａと、下端部に設けられた一対の下側支持部１８ｂ，１８ｂと、中間部に設けられたユニット取付部１８ｃと、を有している。一対の下側支持部１８ｂは車両の左右方向に離れて配置されている。
　フレーム１８における下側支持部１８ｂの後側には、スクリュー支持部材２０が設けられている。スクリュー支持部材２０の上前端部は球状部２０ａとして設けられている。スクリュー支持部材２０は、車体の前後方向へ移動自在にランプハウジング１２に支持されている。
　フレーム１８の上側支持部１８ａと下側支持部１８ｂには、それぞれベアリング部材２２が貫通された状態で取り付けられている。
　ベアリング部材２４にはそれぞれスクリュー支持部材２０の球状部２０ａが連結されている。ベアリング部材２４は、スクリュー支持部材２０に対して任意の方向へ回動可能とされている。
　ランプハウジング１２には、一対のエイミングスクリュー２６が回転自在かつ前後方向（軸方向）へ移動不能な状態で支持されている。エイミングスクリュー２６は、車両の左右方向に離れて配置され、それぞれの後端部がランプハウジング１２から後方に突出している。エイミングスクリュー２６はネジ部２６ａを有し、ネジ部２６ａがスクリュー支持部材２０に結合されている。
　フレーム１８のユニット取付部１８ｃには灯具ユニット２８が取り付けられている。なお、ユニット取付部１８ｃに取り付けられる灯具ユニット２８は一つでもよく、三つ以上であってもよい。
　灯具ユニット２８は、熱を放出するヒートシンク３０と、ヒートシンク３０上に配置された基板３２と、基板３２上に搭載された光源３４と、光源３４から出射される光を前方へ向けて反射するリフレクタ３６と、光源３４から出射された光が透過する投影レンズ３８と、投影レンズ３８を保持するホルダ４０と、を有している。
　灯室１６ａにはアクチュエータ４２が配置されている。アクチュエータ４２は、例えば、灯室１６ａの上部において灯具ユニット２８の後側に配置され、ランプハウジング１２の一部に固定されている。
　（車両用灯具における光軸調整）
　次に、車両用灯具１０における光軸調整について説明する。車両用灯具１０は、照射方向の初期調整であるエイミング調整と、車載物の重量によって変化する光軸のズレを調整するレベリング調整と、が可能な構成である。エイミング調整には左右エイミング調整と上下エイミング調整がある。
　左右エイミング調整は、一方のエイミングスクリュー２６が回転操作されることにより行われる。エイミングスクリュー２６が回転操作されると、ネジ部２６ａがネジ止めされているスクリュー支持部材２０がエイミングスクリュー２６の回転方向に応じて前方又は後方へ送られ、フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって、他方のスクリュー支持部材２０の球状部２０ａとロッド４４の先端にある球状部４６とを結ぶ線を支点軸として回動される。フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって回動されることにより、灯具ユニット２８における光軸の向きが左右に変位され左右エイミング調整が行われる。
　上下エイミング調整は、両方のエイミングスクリュー２６が同じ方向へ回転操作されることにより行われる。エイミングスクリュー２６が回転操作されると、ネジ部２６ａがネジ止めされているスクリュー支持部材２０がエイミングスクリュー２６の回転方向に応じて前方又は後方へ送られ、フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって、ロッド４４の球状部４６を支点として回動される。フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって回動されることにより、灯具ユニット２８における光軸の向きが上下に変位され上下エイミング調整が行われる。
　レベリング調整は、アクチュエータ４２の駆動機構が動作されることにより行われる。ロッド４４は、駆動機構が動作されるとランプハウジング１２に対して車両前後方向に移動する。
　ロッド４４が、例えば、前方へ移動されると、ベアリング部材２２，２４がそれぞれ球状部４６と球状部２０ａに対して回動され、ベアリング部材２２，２４の回動に伴って、フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって球状部２０ａを結ぶ線を支点軸として下向きに回動される。フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって回動されることにより、灯具ユニット２８における光軸の向きが下方に変位されレベリング調整が行われる。
　一方、ロッド４４が、例えば、後方へ移動されると、ベアリング部材２２，２４がそれぞれ球状部４６と球状部２０ａに対して回動され、ベアリング部材２２，２４の回動に伴って、フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって球状部２０ａを結ぶ線を支点軸として上向きに回動される。フレーム１８と灯具ユニット２８が一体になって回動されることにより、灯具ユニット２８における光軸の向きが上方に変位されレベリング調整が行われる。
　（アクチュエータ）
　次に、本実施の形態に係るアクチュエータ４２の構成について詳述する。図３は、本実施の形態に係るアクチュエータの全体斜視図である。図４は、本実施の形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。図５は、本実施の形態に係るアクチュエータにおける減速機構の要部を示す部分側面図である。
　アクチュエータ４２は、前述のレベリング調整によって車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられる。アクチュエータ４２は、モータ４８と、モータ４８の回転軸に固定されているピニオンギア４８ａと噛み合う平歯ギア５２と、平歯ギア５２の回転軸となるピン５４と、ピン５４を支持する軸受部５６ａが底部に設けられているハウジング５６と、ハウジング５６の一方の開口部５６ｂを覆うカバー５８と、ハウジング５６の他方の開口部５６ｃに装着される保持部材６０と、ロッド４４の一方の端部に装着されるＣリング６２と、を備える。
　また、アクチュエータ４２は、制御基板８６と、ハウジング５６の他方の開口部を覆うカバー８８と、を更に備える。制御基板８６は、プリント配線基板であり、外部の車両ＥＣＵやヘッドランプ車両ＥＣＵから制御信号を伝達するケーブルが接続されるコネクタ９０と、コンデンサ９２と、モータ４８のロータの回転位置を検出するための３つのホールＩＣ９４と、その他の素子が搭載されている。また、図４に示す制御基板８６の裏側には、モータ４８の位置決め制御を行う制御用ＩＣ（不図示）が搭載されている。
　本実施の形態に係るモータ４８は、ハウジング５６の厚みをなるべく薄くするように、扁平モータの一種であるブラシレスＤＣモータである。ここで、扁平モータとは、主要部品を収容したケースの直径ＣＤに対して回転軸方向のケースの厚みＣＴが比較的薄いモータをいい、例えば、ＣＤ＞ＣＴを満たすモータである。平歯ギア５２は、同軸に固定されているウォーム６４を有し、回転部材５０の外周に設けられているヘリカルギア６６と噛み合う。ウォーム６４とヘリカルギア６６とは互いの回転軸が直交するウォームギアを構成する。
　回転部材５０は、モータ４８の回転に伴い、ピニオンギア４８ａ、平歯ギア５２、ウォーム６４及びヘリカルギア６６からなる減速機構を介して、回転する。このように、減速機構を介してモータの回転を回転部材５０に伝達することで、高速回転で比較的小さなトルクのモータを利用しても回転部材５０を適切な回転速度まで減速して回転させ十分な推力を得ることができる。そのため、小型で扁平なブラシレスＤＣモータをアクチュエータ４２に採用することもできる。
　（回転部材）
　図６は、本実施の形態に係る回転部材の斜視図である。図７は、本実施の形態に係る回転部材の側面図である。回転部材５０は、全体が円柱状の部材であり、ロッド４４と連結される前端部の回転軸に沿った孔には雌ネジ６８が形成されている。回転部材５０の後端部の外周にはＣリング６２が装着される溝７０が形成されている。そして、回転部材５０の中央には前述のヘリカルギア６６が形成されている。回転部材５０は、ガラス繊維を含まないナイロン樹脂を主成分とする材料からなる。
　（ロッド）
　図８は、本実施の形態に係るロッドの斜視図である。図９は、図８に示すロッドをＡ方向から見た図である。図１０は、図８に示すロッドをＢ方向から見た図である。図１１は、図８に示すロッドをＣ方向から見た図である。
　ロッド４４は、球状部４６が前端部に設けられている。球状部４６は、車両用灯具１０が備える光学部材（灯具ユニット２８）を傾動する機構の一部を構成するベアリング部材２２に接続される接続部である。また、ロッド４４の後端部の外周には、回転部材５０の雌ネジ６８に嵌まる（噛み合う）雄ネジ７２が形成されている。これにより、ロッド４４は、回転部材５０と同軸に相対回転可能に連結される。また、ロッド４４及び回転部材５０のそれぞれにネジを形成することにより、簡易な加工で回転部材とロッドとを互いに回転可能に連結できる。
　また、ロッド４４は、外周に複数のガイドレール７４が軸方向に延びるように設けられている。本実施の形態に係るロッド４４は、ロッドの周方向に等間隔（１２０°間隔）で３つのガイドレール７４が設けられている。各ガイドレール７４の前端部は傾斜部７４ａが形成されている。また、各ガイドレール７４の後端部は環状部７６で連結されており、環状部７６と雄ネジ７２との間には環状の空間７８が形成されている。これにより、ロッド４４に回転部材５０が連結された状態で回転部材５０が相対回転することで、回転部材５０の前端部は、雄ネジ７２と雌ネジ６８とが嵌まり合いながら空間７８を通過し、球状部４６に向かって進む、あるいは、球状部４６から遠ざかるように退避する。
　また、各ガイドレール７４の中央近傍も環状部７９で連結されている。環状部７９の球状部４６側の端面７９ａは、後述する保持部材６０の円弧部に当接するように位置や径が設定されている。ロッド４４は、回転部材５０とは異なる材料であって、ガラス繊維を含むナイロン樹脂を主成分とする材料からなる。なお、ナイロン樹脂の代わりに摺動性の良い樹脂、例えばポリアセタール樹脂を用いてもよい。
　（保持部材）
　図１２は、本実施の形態に係る保持部材の斜視図である。図１３は、図１２に示すロッドをＤ方向から見た図である。図１４は、図１２に示すロッドをＥ方向から見た図である。図１５は、図１２に示すロッドをＦ方向から見た図である。
　本実施の形態に係る保持部材６０は、ロッド４４を進退方向に摺動可能に保持しつつロッド４４の進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制する部材であり、ポリアセタール樹脂を主成分とする材料からなる。そして、ロッド４４が進退するハウジング５６の開口部５６ｃに装着される。保持部材６０は、内周に複数のガイド溝８０が軸方向に設けられている。本実施の形態に係る保持部材６０は、保持部材６０の周方向に等間隔（１２０°間隔）で３つのガイド溝８０が設けられている。ガイド溝８０は、ロッド４４のガイドレール７４が摺動するように構成されている。
　これにより、ロッド４４の複数のガイドレール７４のそれぞれが、保持部材６０の複数のガイド溝８０のそれぞれで等間隔にガイドされる。これにより、保持部材６０に対してロッド４４が傾きにくくなり、ロッド４４が回転せずに保持部材６０の軸方向に対してスムーズに摺動する。また、保持部材６０の前端部の開口部６０ａを囲むように３つの円弧部６０ｂが等間隔で設けられており、ロッド４４の環状部７９が当接するように構成されている。
　保持部材６０は、図４に示す開口部５６ｃの内周に設けられている角穴５６ｆと係合する突起８２が外周に等間隔に３個形成されている。突起８２は、ガイド溝８０同士の間に設けられている。これにより、保持部材６０を開口部５６ｃに簡単に装着でき、保持部材６０が開口部５６ｃにおいて回転したりスライドしたりせずにロッド４４を保持できる。そのため、ロッド４４は、回転部材５０が回転した際に保持部材６０によって回転が規制される。その結果、回転部材５０と同軸のロッド４４は、回転部材５０の回転によって保持部材６０に対して軸方向に摺動することで開口部５６ｃから進退する。このように、本実施の形態に係る回転部材５０及びロッド４４は、一体としてコンパクトに進退機構を構成できる。
　図１６は、図３に示すアクチュエータ４２のＧ－Ｇ断面図である。図１６は、ロッド４４の大半がハウジング５６の内部に収縮した状態を示している。図１７は、ロッド４４が図１６に示す状態よりも伸長した状態を示す図である。ロッド４４は、収縮時に回転部材５０の孔の底部５０ａに突き当たる第１の位置Ｐ１（図１６に示す状態）と、伸長時に保持部材６０の円弧部６０ｂに突き当たる第２の位置Ｐ２（図１７に示す状態）との間で移動できるように回転部材５０と連結されている。ロッド４４は、第１の位置Ｐ１において、ガイドレール７４が雌ネジ６８とオーバーラップしている。つまり、ロッド４４の収縮時にはガイドレール７４が回転部材５０とオーバーラップすることで、回転部材５０とロッド４４を一体として短くできる。
　上述した本実施の形態に係るアクチュエータ４２は、扁平モータであるモータ４８と、モータ４８、回転部材５０及びロッド４４を収容するハウジング５６と、を備える。ロッド４４は、回転部材５０の回転に伴い回転部材５０に対して球状部４６が進退するように構成されている。また、図５に示すように、アクチュエータ４２において、モータ４８の回転軸Ｘ１と回転部材５０の回転軸Ｘ２とが平行でない。換言すると、回転軸Ｘ１と回転軸Ｘ２とがねじれの位置にある。なお、本実施の形態に係る回転軸Ｘ１と回転軸Ｘ２とが成す角は９０°である。
　モータ４８の回転軸Ｘ１と回転部材５０の回転軸Ｘ２とがねじれの位置にあることで、モータ４８の回転軸方向の厚みが抑えられ、ハウジング５６の所定方向の厚みを薄くできる。
　アクチュエータ４２のハウジング（ハウジング５６及びカバー５８）は、全体が箱型の形状であり、モータ４８を支持するハウジング５６と、ハウジング５６に形成された開口部５６ｂを覆うカバー５８と、を有している。開口部５６ｂは、図４に示すように、カバー５８に覆われていない状態でモータ４８が露出するように形成されている。これにより、ハウジング５６の開口部５６ｃからモータ４８をハウジング５６に組み付けることができる。
　図３に示すハウジング５６の高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（ただしＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、モータ４８は、回転軸Ｘ１が厚み方向に沿うように配置されており、回転部材５０は、幅方向Ｗに沿うように配置されている。これにより、モータ４８の回転軸Ｘ１方向の厚みＤを抑えることで、ハウジング５６の厚み方向を薄くできる。また、ハウジング５６は、幅方向の両側の面の一方に、ロッド４４がスライドするスライド穴としての開口部５６ｃが形成されている。
　（アクチュエータの制御方法）
　次に、アクチュエータの制御方法の一例について説明する。車両のレベリング制御を行う電子制御ユニット（以下、「車両用ＥＣＵ」と称す。）は、車両側に設けられているセンサ（例えば車高センサ）からの出力に基づいてアクチュエータ４２の動作を制御する。具体的には、車両の傾斜を検出した車両用ＥＣＵは、センサからの情報に基づいてその時点での傾斜角度を算出し、所望の傾斜角度（水平状態）になるように、アクチュエータ４２におけるロッド４４の移動量（進退量）を実現するために必要なモータ４８の制御位置情報を算出する。そして、車両用ＥＣＵは、算出した制御位置情報に応じた信号を制御用ＩＣに対して出力する。
　制御位置情報に応じた信号は、コネクタ９０を介して制御用ＩＣに入力される。モータ４８は、制御基板８６に対して電気接続されており、制御用ＩＣにより駆動される。制御基板８６にはモータ４８のロータの円周方向に沿って所定の間隔で並んだ３個のホールＩＣ９４が配列されている。そして、ロータと共にロータマグネットが回転すると、各ホールＩＣにおける磁界が変化し、各ホールＩＣのオン、オフ状態が変化することで、ロータの回転周期に対応したパルス信号が出力される。制御用ＩＣは、このパルス信号をカウントすることで、そのカウント値とモータ４８の回転位置とを対応させている。
　（アクチュエータの組立方法）
　次に、上述のアクチュエータの組立方法について説明する。本実施の形態に係るアクチュエータの組立方法は、図４に示すように、開口部５６ｂと開口部５６ｃが異なる側面に設けられているハウジング５６を準備する工程と、回転部材５０を開口部５６ｂからハウジング５６の所定位置に載置する工程と、車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続されるロッド４４を開口部５６ｃから挿入し、回転部材５０と同軸に連結する工程と、ロッド４４を保持する保持部材６０を開口部５６ｃに装着する工程と、を含む。回転部材５０を載置する所定位置は、ハウジング５６の底部に設けられたＵ字状の突起部８４に回転部材５０の後端部に装着されたＣリング６２が保持される位置である。Ｃリング６２は、ポリアセタール樹脂を主成分とする材料からなる係止部である。
　この組立方法によれば、互いに連結される回転部材５０及びロッド４４を異なる開口部５６ｂ，５６ｃから挿入した後で同軸に連結できるので、組立て工程の自由度が増し、組立てが容易となる。また、予め部品同士を連結してからハウジング５６に載置するよりも開口部全体を小さくできる場合がある。
　また、本実施の形態に係る組立方法は、モータ４８を開口部５６ｂからハウジング５６の所定位置に載置する工程と、モータ４８の回転を減速して回転部材５０に伝達する減速機構を構成する平歯ギア５２を開口部５６ｂから所定の位置に載置する工程と、を含んでいる。これにより、モータ４８、減速機構、回転部材５０を含む回転伝達機構を開口部５６ｂから載置できるので、ハウジング５６の向きを変えたり部材を載置する向きを変えたりせずに回転伝達機構をハウジング５６内に設けることができる。また、保持部材６０を開口部５６ｃに装着することで、ロッド４４の動きを所定の範囲で規制できる。
　また、ハウジング５６は、厚み方向の両側の面の一方に開口部５６ｂが形成されており、幅方向の両側の面の一方に開口部５６ｃが形成されている。これにより、厚み方向の両側の面の他方を底面としてハウジング５６を配置することで、ハウジング５６を回転させずに開口部５６ｂと開口部５６ｃの両方から部材を組み付けることができる。
　（球状部のベアリング部材への組み付け）
　本実施の形態に係るアクチュエータ４２は、最終的には図１に示すベアリング部材２２に球状部４６が組み付けられる。その際、図１６に示すように、球状部４６には矢印方向に大きな荷重Ｌ（数百Ｎ以上）がかかることになり、ロッド４４を介して回転部材５０の後端部５０ｂがハウジング５６の内壁５６ｄに向かって変位しようとする。
　しかしながら、後端部５０ｂ近傍の溝７０にＣリング６２が装着されており、係止部としてのＣリング６２が突起部８４の溝に嵌まることで、後端部５０ｂがハウジング５６の所定位置に係止される。そのため、後端部５０ｂが内壁５６ｄに向かって変位しようとすると、Ｃリング６２に大きな力が加わることになり、変位量が多い場合にはＣリング６２が変形したり割れたりすることになる。
　そこで、本実施の形態に係るアクチュエータ４２は、回転部材５０の後端部５０ｂとハウジング５６の内壁５６ｄとの間に後端部５０ｂの変位を抑制する変位抑制部を設けている。図１８は、図３に示すアクチュエータ４２のＨ－Ｈ断面の要部を示す図である。
　本実施の形態に係る変位抑制部は、ハウジング５６の内壁５６ｄに設けられている凸部５６ｅである。これにより、ハウジング５６の形状を工夫することで凸部５６ｅをハウジング５６と一体的に設けることができる。
　凸部５６ｅがない場合、図１８に示す後端部５０ｂは、内壁５６ｄとの間隔ｄ１まで変位できる。その場合、突起部８４に係止されているＣリング６２に大きな荷重がかかり変形したり割れたりすることがあり得る。しかしながら、内壁５６ｄに凸部５６ｅを設けることで、後端部５０ｂと凸部５６ｅとの隙間をｄ２（ｄ２＜ｄ１）まで小さくできる。その結果、後端部５０ｂの変位量が最大で隙間ｄ２まで小さくなり、Ｃリング６２にかかる荷重が小さくなる。つまり、回転部材５０の後端部５０ｂの変位が抑制されることでＣリング６２の変形や割れが抑制される。
　本実施の形態に係る凸部５６ｅは、厚みＤの方向に延びるリブである。これにより、簡易な形状で確実に回転部材５０の後端部５０ｂの変位を抑制できる。また、後端部５０ｂと凸部５６ｅとの隙間ｄ２が０．３～１．０ｍｍであってもよい。これにより、後端部５０ｂの変位を０．３～１．０ｍｍ以下に抑えられる。また、凸部の高さは１．０～２．０ｍｍである。これにより、ハウジング５６内の他の部材と干渉しにくい凸部５６ｅを設けることができる。
　（変形例）
　上述の実施の形態では、ロッド４４に雄ネジを、回転部材５０に雌ネジを設けたアクチュエータ４２を例に説明したが、ロッドに雌ネジを設け、回転部材に雄ネジを設けたアクチュエータであってもよい。図１９は、変形例に係るアクチュエータの断面図である。なお、アクチュエータ４２と同じ構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。変形例に係るアクチュエータ１４２は、雌ネジ１６８が形成されているロッド１４４に、雄ネジ１７２が形成されている回転部材１５０を連結させている点が主な特徴である。このように構成されたアクチュエータ１４２は、上述のアクチュエータ４２と同様の機能を奏する。
　以上、本開示を上述の実施の形態を参照して説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本開示に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本開示の範囲に含まれうる。
　　本出願は、２０２１年１１月１５日に出願された日本国特許出願（特願２０２１－１８５４７６号、特願２０２１－１８５４７７号、特願２０２１－１８５４７８号）に開示された内容を適時援用する。

Claims (22)

  1. 　車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、
    　モータの回転に伴い回転する回転部材と、
    　車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、前記回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、
    　前記ロッドが進退する開口部が形成されているハウジングと、
    　前記ロッドを進退方向に摺動可能に保持しつつ該ロッドの進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制し、前記開口部に装着される保持部材と、備え、
    　前記ロッドは、前記回転部材が回転した際に前記保持部材によって回転が規制されることで前記保持部材に対して摺動することを特徴とするアクチュエータ。
  2. 　前記ロッドは、外周に複数のガイドレールが軸方向に設けられており、
    　前記保持部材は、内周に複数のガイド溝が軸方向に設けられており、
    　前記ガイドレールは、前記ガイド溝に対して摺動することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
  3. 　前記複数のガイドレールは、前記ロッドの周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
  4. 　前記保持部材は、前記開口部の内周に設けられているスナップフィットと係合する突起が外周に形成されており、
    　前記突起は、前記ガイド溝同士の間に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のアクチュエータ。
  5. 　前記回転部材は、回転軸に沿った孔に雌ネジが形成されており、
    　前記ロッドは、前記回転部材と連結される側の端部の外周に雄ネジが設けられており、
    前記雄ネジと前記雌ネジとが噛み合うことで前記回転部材と連結されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
  6. 　前記ロッドは、収縮時に前記回転部材の孔の底部に突き当たる第１の位置と、伸長時に前記保持部材の一部に突き当たる第２の位置との間で移動できるように前記回転部材と連結されており、前記第１の位置において、前記ガイドレールが前記雌ネジとオーバーラップしていることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
  7. 　車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、
    　扁平モータと、
    　前記扁平モータの回転に伴い回転する回転部材と、
    　車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、前記回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、
    　前記扁平モータ、前記回転部材及び前記ロッドを収容するハウジングと、を備え、
    　前記ロッドは、前記回転部材の回転に伴い前記回転部材に対して前記接続部が進退するように構成されており、
    　前記扁平モータの回転軸と前記回転部材の回転軸とが平行でないことを特徴とするアクチュエータ。
  8. 　前記ハウジングは、全体が箱型の形状であり、前記扁平モータを支持する第１部材と、
    該第１部材に形成された開口部を覆う第２部材と、を有し、
    　前記開口部は、前記第２部材に覆われていない状態で前記扁平モータが露出するように形成されていることを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ。
  9. 　前記ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（ただしＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、
    　前記扁平モータは、回転軸が厚み方向に沿うように配置されており、
    　前記回転部材は、幅方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載のアクチュエータ。
  10. 　前記ハウジングは、幅方向の両側の面の一方に、前記ロッドがスライドするスライド穴が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のアクチュエータ。
  11. 　前記回転部材は、前記扁平モータの回転が伝達されるギアが外周に設けられており、回転軸に沿った孔に雌ネジが形成されており、
    　前記ロッドは、外周に雄ネジが設けられており、前記雄ネジと前記雌ネジとが噛み合うことで前記回転部材と連結されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
  12. 　車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータの組立方法であって、
    　第１の開口部と第２の開口部が異なる側面に設けられているハウジングを準備する工程と、
    　モータの回転に伴い回転する回転部材を前記第１の開口部から前記ハウジングの所定位置に載置する工程と、
    　車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続されるロッドを前記第２の開口部から挿入し、前記回転部材と同軸に連結する工程と、
    　前記ロッドを保持する保持部材を前記第２の開口部に装着する工程と、
    　を含むアクチュエータの組立方法。
  13. 　前記保持部材は、前記ロッドを進退方向に摺動可能に保持しつつ該ロッドの進退方向と交差する方向へのガタつきを抑制することを特徴とする請求項１２に記載のアクチュエータの組立方法。
  14. 　前記モータを前記第１の開口部から前記ハウジングの所定位置に載置する工程と、
    　前記モータの回転を減速して前記回転部材に伝達する減速機構を構成する部品を前記第１の開口部から所定の位置に載置する工程と、
    　を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のアクチュエータの組立方法。
  15. 　前記ハウジングは、全体が箱型の形状であり、前記ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（但しＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、
    　前記モータを該モータの回転軸が厚み方向に沿うように載置し、
    　前記回転部材を幅方向に沿うように載置することを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータの組立方法。
  16. 　前記ハウジングは、
    　厚み方向の両側の面の一方に前記第１の開口部が形成されており、
    　幅方向の両側の面の一方に前記第２の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータの組立方法。
  17. 　車両用灯具の照射方向を変化させるために用いられるアクチュエータであって、
    　モータの回転に伴い回転する回転部材と、
    　車両用灯具が備える光学部材を傾動する機構に接続される接続部を有し、前記回転部材と同軸に相対回転可能に連結されているロッドと、
    　前記回転部材及び前記ロッドを収容するハウジングと、
    　前記回転部材の、前記ロッドが連結されている側と反対側の後端部を前記ハウジングの所定位置に係止する係止部と、
    　前記回転部材の後端部と前記ハウジングとの間に設けられた、前記後端部の変位を抑制する変位抑制部と、
    　を備えることを特徴とするアクチュエータ。
  18. 　前記変位抑制部は、前記ハウジングの内壁に設けられている凸部であることを特徴とする請求項１７に記載のアクチュエータ。
  19. 　前記ハウジングは、全体が箱型の形状であり、前記ハウジングの高さをＨ、幅をＷ、厚みをＤ（但しＨ＞Ｗ＞Ｄ）とすると、
    　前記凸部は、厚み方向に延びるリブであることを特徴とする請求項１８に記載のアクチュエータ。
  20. 　前記後端部と前記凸部との隙間が０．３～１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１８または１９に記載のアクチュエータ。
  21. 　前記凸部の高さが１．０～２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
  22. 　前記回転部材は、ナイロン樹脂を主成分とする材料からなり、
    　前記係止部は、ポリアセタール樹脂を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
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