JP2009228275A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、軸方向移動部材が、摺動抵抗が低く、安定した往復直線運動をすることができ、かつアクチュエータのハウジングをコンパクトに構成することが可能なアクチュエータの提供を目的とする。
【解決手段】本発明のアクチュエータは、往復直線移動可能な軸方向移動部材と、該軸方向移動部材の少なくとも一部を収容するハウジングを備えたアクチュエータであって、軸方向移動部材の垂直方向の動きを制限する垂直方向支持部材が形成されてなることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えばフューエルリッドをロック／アンロックするためのアクチュエータに関する。

車両の燃料給油口の蓋（以下、「フューエルリッド」という）は、車両の運転席に設けられたレバーを操作すると、レバーに一端が連結され、他端が燃料給油口付近に連結されたプルコントロールケーブルを介してフューエルリッドのロックを解除し、フューエルリッドに設けられたバネの付勢力によりフューエルリッドが開くようになっている。

最近の傾向として、燃料の盗難を防ぐために車両のドアロック装置と連動してフューエルリッドを併せてロック／アンロックするものが増えてきている。この場合、コントロールケーブルを使用せず、電動モータ等により駆動されるアクチュエータを燃料給油口付近へ固定してフューエルリッドのロックを行い、ドアロック装置のアンロックと同期してフューエルリッドがアンロックされる。また、フューエルリッドにバネは設けられておらず、手動で開閉するようになっている。

フューエルリッドのロックは、軸方向に移動する係止爪（ロックピン）が、フューエルリッドに設けられた係止孔に挿入されることによって行われ、アンロックはロックピンが係止孔から退避することによって行われる（特許文献１参照）。

フューエルリッドのロックを操作するアクチュエータとして、電動モータの回転軸（出力軸）の回転により、減速歯車機構を介して出力部材が移動することにより、該出力部材に連結されたフューエルリッドが閉側から開側に駆動され、ロック状態を解除してフューエルリッドを開放するアクチュエータが知られている。

特許文献２に記載された発明は、電動モータと、当該電動モータに取付けられたウォームと、該ウォームに噛み合って回動するウォームホイールと、該ウォームホイールに設けた突起を受入れる切欠部を備えた出力部材を備え、該出力部材は、アクチュエータケースの４カ所に形成された出力部材支持部に摺動自在に支持されている。出力部材支持部は、出力部材を両側から挟みこむことにより、出力部材は安定して移動することができる。

しかしながら、特許文献２に記載された発明では、出力部材支持部の設置スペースを設ける必要があり、アクチュエータのケースが大きくなってしまうという問題があった。

特許文献３に記載された発明は、電動モータと、当該電動モータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンからなり、該ピニオンと噛み合う減速歯車機構と、該減速歯車機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤとを備え、所定のストロークだけ往復移動可能な出力部材と、前記電動モータの停止時には前記出力部材を一方のストローク端（セット位置）に移動させるように付勢する付勢部材と、前記電動モータの駆動により前記付勢部材の付勢力に抗して前記出力部材を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩和するダンパと、前記電動モータ、減速歯車機構、出力部材、付勢部材およびダンパを収納するケースとを備え、前記アーマチュア軸に固定されたピニオンと前記減速歯車機構の複数の減速ギヤおよびピニオンとをいずれも平歯車で構成し、前記付勢部材として圧縮コイルバネを用い、該圧縮コイルバネを前記ケース内の前記出力部材とダンパとの間に介在させており、かかる構成上の特徴により、電動モータへの非通電時に、圧縮コイルバネに蓄積された弾性エネルギーが出力部材に直接的に作用すると共に、減速歯車機構がスムーズに逆回転し、出力部材がセット位置に常に戻されるというものである。

しかしながら、特許文献３に記載された発明では、出力部材の天板部をカバーの内面でガイドしており、出力部材の天板部全体とカバーの内面とが摺動するため、摺動抵抗が大きいという問題があった。

特開２００４−１０６５８４号公報 特開２００１−２９５５３１号公報 特開２００４−２５７４７２号公報

そこで、本発明は、軸方向移動部材が、摺動抵抗が低く、安定した往復直線運動をすることができ、かつアクチュエータのハウジングをコンパクトに構成することが可能なアクチュエータの提供を目的とする。

本発明のフューエルリッドアクチュエータは、往復直線移動可能な軸方向移動部材と、該軸方向移動部材の少なくとも一部を収容するハウジングを備えたアクチュエータであって、軸方向移動部材の垂直方向の動きを制限する垂直方向支持部材が形成されてなることを特徴とする。

また、前記垂直方向支持部材が、前記軸方向移動部材に形成されてなることが好ましい。

また、前記垂直方向支持部材が、軸方向移動部材の往復直線運動の方向に沿って形成されてなることが好ましい。

また、前記垂直方向支持部材が、軸方向移動部材の一端、および該軸方向移動部材の一端から軸方向移動部材の長手方向の長さの２分の１以上離間した位置に形成されてなることが好ましい。

また、前記垂直方向支持部材が１または複数の突起であることが好ましい。

また、前記軸方向移動部材の往復直線運動方向に沿って、前記垂直方向支持部材に当接するガイド部材が形成されてなることが好ましい。

また、前記ハウジングが上部支持体および下部支持体から構成され、前記ガイド部材が上部支持体に形成されてなることが好ましい。

本発明によれば、軸方向移動部材の垂直方向の動きを制限する垂直方向支持部材により、軸方向移動部材の往復直線運動を安定して行なうことができる。

以下、図面を参照して、本発明のアクチュエータにかかわる一実施の形態について説明する。

図１は本発明の一実施の形態にかかわるアクチュエータを示す説明図であり、図２は本発明のアクチュエータを構成する上部支持体の一例を示す説明図であり、図３は本発明のアクチュエータのハウジングの構成を示す説明図であり、図４は本発明のアクチュエータを構成する軸方向移動部材を示す説明図であり、図５は本発明のアクチュエータに用いられる上部支持体の一例を示す説明図であり、図６は本発明のアクチュエータの一実施の形態示す説明図であり、図７は本発明のアクチュエータの垂直方向支持部材およびガイド部材を示す説明図である。

実施の形態１
図１を参照すると、本実施の形態にかかわるアクチュエータ１は、外部電源から配線を介して給電された電動モータＭが発生した回転トルクが、モータＭのトルク伝達手段（１０、１１、１２）と、回転運動を往復直線運動に変換する手段（１２、Ｒ）とを介して往復直線運動として伝達された軸方向移動部材２と、該軸方向移動部材２に設けられた着脱連結機構２２に連結された押圧体（図示せず）と、垂直方向支持部材３とから構成される。

本実施の形態では、トルク伝達手段（１０、１１、１２）は、モータＭの回転軸に固定されたウォーム１０と、ウォーム１０と噛み合うウォームホイール１１、ウォームホイール１１と同軸上かつ一体的に形成された小歯車（ピニオン）１２と、ピニオン１２と噛み合うラックＲが刻設された軸方向移動部材２とから構成されている。本実施の形態においてラックＲは軸方向移動部材２と一体的に形成されているが、ラックＲは軸方向移動部材２と別体として構成することも可能であり、その場合、ラックＲと軸方向移動部材２とを接着、溶接などの従来より公知の固着手段により固着すればよい。なお、本実施の形態では、上記構成により回転運動を軸方向移動部材の往復直線運動に変換しているが、かかる構成に限定されることはない。例えば、平歯車とラック、キーとキー溝、チェーン、ベルトなどの従来より公知のトルク伝達手段を部分的に適用することも可能であるし、ソレノイドを用いて、軸方向移動部材２に往復直線運動を伝達してもよい。

また、本実施の形態において回転トルク伝達手段（１０、１１、１２）および、軸方向移動部材２は、アクチュエータ１のハウジング内に収容されている。図２および図３に示されるように、アクチュエータ１のハウジングは、上部支持体５および下部支持体４により構成される。上部支持体５および下部支持体４は、図３（ａ）に示すような形状である必要はなく、形状、構造は特に限定されるものではない。たとえば図３（ｂ）に示されるように、上部支持体５および下部支持体４が板状体で、中間支持体７により連結されていてもよい。また、上部支持体５および下部支持体４とは中間支持体７によって一体的に形成することも可能であるし、別体であってもよい。また、図３（ｃ）に示すように、上部支持体５が下部が開口した断面コ字形状であって、下部支持体４が板状体であってもよい。

図４に示されるように、本実施の形態において軸方向移動部材２には、垂直方向支持部材３が形成されている。図４においては、垂直方向支持部材３は、軸方向移動部材２のラックＲが形成されたラック形成部２１の両端に離間して２つの突起が設けられている構成になっているが、垂直方向支持部材３の位置は、ラック形成部２１の両端に限られることはなく、軸方向移動部材２のラック形成部２１の一端、および軸方向移動部材２の一端から軸方向移動部材２の長手方向に所定の間隔、たとえば軸方向移動部材２の長手方向の長さの２分の１以上離間した位置に形成すれば、軸方向移動部材２は安定して支持される。

また、垂直方向支持部材３は、図示するような構成に限られず、たとえば、突起をラック形成部２１の両端にそれぞれ複数の突起を設けることも可能であるし、軸方向移動部材２の短手方向に沿って、レール状の突起を設けることも可能であり、突起の形状は、特に限定されることはない。

また、本実施の形態では、上部支持体５に前記垂直方向支持部材３に当接するガイド部材６が軸方向移動部材２の往復直線運動の方向に形成されている。ガイド部材６は、軸方向移動部材２の移動長さ分形成されるのが好ましいが、長さは特に限定されるものではない。

本実施の形態では、ガイド部材６は上部支持体５に形成されているが、軸方向移動部材２の下面に垂直方向支持部材３を形成することにより、ガイド部材６を下部支持体４に形成することもできる。また、たとえば図５に示すように、ガイド部材６が形成される第１上部支持体５１、および歯車の軸受けが形成される第２上部支持体５２からなるＴ字形の上部支持体５とすることもできる。第１上部支持体５１および第２上部支持体５２は一体に形成されても構わないし、別体に形成されても構わない。同様に下部支持体４をＴ字形にすることもできる。このように、上部支持体５および下部支持体４は、ガイド部材６を形成することができ、歯車を軸支可能な形状であれば特に限定されることはない。

また、本実施の形態では、ガイド部材６は上部支持体５または下部支持体４に形成されているが、ガイド部材６を軸方向移動部材２に設けることも可能であるし、垂直方向支持部材３を上部支持体５または下部支持体４に設けることもできる。

また、垂直方向支持部材とガイド部材を軸方向移動部材に設け、上部支持体または下部支持体の軸方向移動部材の垂直方向支持部材およびガイド部材に対応する位置にそれぞれガイド部材および垂直方向支持部材を設けてもよい。

つぎに、本実施の形態におけるアクチュエータ１の動きを説明する。まず、外部電源から配線を介して給電された電動モータＭが発生する回転トルクが、モータＭのトルク伝達手段であるウォーム１０、ウォームホイール１１、ウォームホイール１１と同心でかつウォームホイール１１と一体であるピニオン１２を介して伝達し、ピニオン１２と軸方向移動部材２のラックＲが噛み合うことにより、回転運動が往復直線運動に変換される。軸方向移動部材２の端部には、ロック部材が軸方向移動部材２の着脱連結機構２２を介して連結され、軸方向移動部材２の往復直線運動に伴い、ロック部材が往復直線運動をすることにより、フューエルリッドのロック／アンロックを行う。

図６および図７に示すように、軸方向移動部材２の往復直線運動中、軸方向移動部材２に形成された垂直方向支持部材３は、上部支持体５に形成されたガイド部材６上を摺動し、垂直方向の動きを抑制し、往復直線運動を安定させることができる。垂直方向支持部材３は、軸方向移動部材２のラック形成部２１の両端に形成されているので、ラック形成部２１の中心寄りに垂直方向支持部材３が形成された場合より、摺動が安定する。垂直方向支持部３およびガイド部材６により、軸方向移動部材２の往復直線運動が安定するので、軸方向移動部材２がアクチュエータ１内でがたつくことがなくなる。

また、図７に示されるように、ガイド部材６は、垂直方向支持部材３が往復直線運動をする箇所に対応するように上部支持体５に形成される。図７において、ガイド部材６は、同軸上に分かれて２つ形成されており、当該２つのガイド部材６により形成された、ガイド部材６間の空隙には、ウォームホイール１１の一部が位置する。このように、ガイド部材６間に空隙を設けることにより、軸方向移動部材２の往復直線運動を安定させ、かつ上部支持体５および下部支持体４等により形成されたアクチュエータ１のハウジング幅方向の省スペース化が可能である。すなわち、ガイド部材６間に空隙がなく、たとえばガイド部材６が上部支持体５に一列に形成されている場合は、ガイド部材６とウォームホイール１１を干渉しないようにするには、アクチュエータ１のハウジングの幅方向をガイド部材６の幅の分だけ大きくしなければならない。本実施の形態のように、ガイド部材６を切り欠いて、空隙を設けることにより、その空隙に歯車の一部を配置できるので、アクチュエータ１のハウジング幅方向にハウジングを大きくする必要がなくなり、アクチュエータ１のハウジング寸法を小さくすることができる。

本発明の一実施の形態にかかわるアクチュエータを示す説明図である。 本発明のアクチュエータを構成する上部支持体の一例を示す説明図である。 本発明のアクチュエータのハウジングの構成を示す説明図である。 本発明のアクチュエータを構成する軸方向移動部材を示す説明図である。 本発明のアクチュエータに用いられる上部支持体の一例を示す説明図である。 本発明のアクチュエータの一実施の形態を示す説明図である。 本発明のアクチュエータの垂直方向支持部材およびガイド部材を示す説明図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
２ 軸方向移動部材
３ 垂直方向支持部材
４ 下部支持体
５ 上部支持体
６ ガイド部材
１０ ウォーム
１１ ウォームホイール
１２ ピニオン
２１ ラック形成部
２２ 着脱連結機構
５１ 第１上部支持体
５２ 第２上部支持体
Ｒ ラック
Ｍ モータ

Claims (7)

1. 往復直線移動可能な軸方向移動部材と、該軸方向移動部材の少なくとも一部を収容するハウジングを備えたアクチュエータであって、
   軸方向移動部材の垂直方向の動きを制限する垂直方向支持部材が形成されてなることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記垂直方向支持部材が、前記軸方向移動部材に形成されてなる請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記垂直方向支持部材が、軸方向移動部材の往復直線運動の方向に沿って形成されてなる請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記垂直方向支持部材が、軸方向移動部材の一端、および該軸方向移動部材の一端から軸方向移動部材の長手方向の長さの２分の１以上離間した位置に形成されてなる請求項１または２に記載のアクチュエータ。
5. 前記垂直方向支持部材が１または複数の突起であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ。
6. 前記軸方向移動部材の往復直線運動方向に沿って、前記垂直方向支持部材に当接するガイド部材が形成されてなる請求項１〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記ハウジングが上部支持体および下部支持体から構成され、前記ガイド部材が上部支持体に形成されてなる請求項６記載のアクチュエータ。

Images