TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021027760
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019145934
出願日20190808
発明の名称伸縮アクチュエータ及び駆動装置
出願人日本精工株式会社
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類H02K 7/06 20060101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ボールねじの撓みを抑制できる伸縮アクチュエータ及び駆動装置を提供すること。
【解決手段】伸縮アクチュエータは、支持部材に取り付けられる取付部を備えるハウジングと、ハウジングに支持される第1軸受と、第1軸受に支持されるねじ軸及びねじ軸が貫通するナットを備えるボールねじと、ねじ軸の回転によってナットと共にねじ軸の軸方向に移動するロッドと、ハウジングに支持されるモータと、モータとねじ軸との間に配置される減速機構と、を備える。第1軸受の全ては、減速機構に対して取付部とは反対側に配置される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
支持部材に取り付けられる取付部を備えるハウジングと、
前記ハウジングに支持される第1軸受と、
前記第1軸受に支持されるねじ軸、及び前記ねじ軸が貫通するナットを備えるボールねじと、
前記ねじ軸の回転によって前記ナットと共に前記ねじ軸の軸方向に移動するロッドと、
前記ハウジングに支持されるモータと、
前記モータと前記ねじ軸との間に配置される減速機構と、
を備え
前記第1軸受の全ては、前記減速機構に対して前記取付部とは反対側に配置される
伸縮アクチュエータ。
続きを表示(約 560 文字)【請求項2】
前記減速機構は、前記モータの回転軸を中心に回転するウォームと、前記ウォームと噛み合い且つ前記ねじ軸と接続されるウォームホイールと、を備える
請求項1に記載の伸縮アクチュエータ。
【請求項3】
前記ウォームを支持する第2軸受を備え、
前記ハウジングは、中空状の第1ハウジングボディと、前記取付部を備え且つ前記第1ハウジングボディに固定される第2ハウジングボディと、を備え、
前記第1軸受及び前記第2軸受の両方は、前記第1ハウジングボディに取り付けられる
請求項2に記載の伸縮アクチュエータ。
【請求項4】
前記モータの回転軸は、鉛直方向に沿っている
請求項2又は3に記載の伸縮アクチュエータ。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載の伸縮アクチュエータである第1伸縮アクチュエータ及び第2伸縮アクチュエータを備え、
前記第1伸縮アクチュエータは、一対の車輪の一方と接続され、
前記第2伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の他方と接続され、
前記第2伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の間の鉛直平面に関して、前記第1伸縮アクチュエータと面対称になるように配置される
駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、伸縮アクチュエータ及び駆動装置に関する。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
車輪に接続されたロッドを押し引きすることよって車輪の向きを変える伸縮アクチュエータが知られている。このような伸縮アクチュエータの例が、特許文献1及び特許文献2に記載されている。特許文献1及び特許文献2に記載されているように、モータの回転力がウォーム、ウォームホイール、及びボールねじによってロッドの往復運動に変換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−92891号公報
特開2017−15183号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1及び特許文献2の伸縮アクチュエータは、両端で支持される。このため、モータ及び減速機構の重量によって、ボールねじが撓む可能性があった。
【0005】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ボールねじの撓みを抑制できる伸縮アクチュエータ及び駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る伸縮アクチュエータは、支持部材に取り付けられる取付部を備えるハウジングと、前記ハウジングに支持される第1軸受と、前記第1軸受に支持されるねじ軸、及び前記ねじ軸が貫通するナットを備えるボールねじと、前記ねじ軸の回転によって前記ナットと共に前記ねじ軸の軸方向に移動するロッドと、前記ハウジングに支持されるモータと、前記モータと前記ねじ軸との間に配置される減速機構と、を備え前記第1軸受の全ては、前記減速機構に対して前記取付部とは反対側に配置される。
【0007】
これにより、ねじ軸を支持する第1軸受が減速機構よりも取付部側にないので、取付部を減速機構に近付けることができる。すなわち、支持部材から減速機構までの距離を小さくできる。減速機構及びモータの重量によってハウジングに加わる荷重の作用点が、支持部材と近くなる。このため、ハウジングからボールねじに加わる鉛直方向の荷重が小さくなる。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、ボールねじの撓みを抑制できる。
【0008】
上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記減速機構は、前記モータの回転軸を中心に回転するウォームと、前記ウォームと噛み合い且つ前記ねじ軸と接続されるウォームホイールと、を備える。
【0009】
これにより、伸縮アクチュエータは、モータが生成した駆動トルクの方向を変換すると同時に駆動トルクを増幅できる。減速機構に山歯歯車又は斜歯歯車等を用いる場合と比較して、本開示の伸縮アクチュエータは、小型化できる。
【0010】
上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記ウォームを支持する第2軸受を備え、前記ハウジングは、中空状の第1ハウジングボディと、前記取付部を備え且つ前記第1ハウジングボディに固定される第2ハウジングボディと、を備え、前記第1軸受及び前記第2軸受の両方は、前記第1ハウジングボディに取り付けられる。
【0011】
仮に第1軸受及び第2軸受が異なる部材に取り付けられる場合、第1軸受及び第2軸受の相対的な位置が、第1ハウジングボディ及び第2ハウジングボディを固定する固定部材(例えばボルト)が弾性伸縮する分ずれる可能性がある。この場合、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との距離が変動する。すなわち、ウォーム及びウォームホイールの噛み合いがずれる可能性がある。これにより、減速機構において、振動又は異常磨耗が生じることがある。これに対して、本開示においては、第1軸受及び第2軸受の両方は、第1ハウジングボディに取り付けられる。このため、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との距離の変動が抑制される。すなわち、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との間のずれが抑制される。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、減速機構における振動又は異常磨耗を抑制できる。
【0012】
上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記モータの回転軸は、鉛直方向に沿っている。
【0013】
ねじ軸31と接続されたウォームホイールには、ボールねじ及びロッドの重量によって、少なからず鉛直方向への変位が生じる。仮に、モータの回転軸が水平である場合(ウォームがウォームホイールの上側又は下側に配置される場合)、ウォームホイールに鉛直方向の変位が生じると、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュが変化する。このため、ウォームとウォームホイールとの噛み合い位置がずれる。その結果、減速機構において、振動又は異常磨耗が生じる可能性がある。これに対して、本開示においては、モータの回転軸が鉛直方向に沿っている。これにより、ウォームホイールに鉛直方向の変位が生じた時に、ウォームとウォームホイールとの噛み合い位置はウォームの軸方向に移動するものの、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュの変化が生じにくい。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、減速機構における振動又は異常磨耗を抑制できる。
【0014】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る駆動装置は、上記の伸縮アクチュエータである第1伸縮アクチュエータ及び第2伸縮アクチュエータを備え、前記第1伸縮アクチュエータは、一対の車輪の一方と接続され、前記第2伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の他方と接続され、前記第2伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の間の鉛直平面に関して、前記第1伸縮アクチュエータと面対称になるように配置される。
【0015】
これにより、本開示の駆動装置は、車両の幅方向における重量バランスを向上させることができる。
【発明の効果】
【0016】
本開示の伸縮アクチュエータ及び駆動装置によれば、ボールねじの撓みを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1は、実施形態の車両用操向装置の模式図である。
図2は、車輪の向きを変えるための駆動装置の斜視図である。
図3は、第1伸縮アクチュエータ及び第2伸縮アクチュエータの配置を示す模式図である。
図4は、第1伸縮アクチュエータの断面図である。
図5は、図4の拡大図である。
図6は、図4のA−A断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0019】
(実施形態)
図1は、実施形態の車両用操向装置の模式図である。図2は、車輪の向きを変えるための駆動装置の斜視図である。図3は、第1伸縮アクチュエータ及び第2伸縮アクチュエータの配置を示す模式図である。図1に示すステアバイワイヤ(SBW:Steer By Wire)式の車両用操向装置100は、ハンドル1の操作に基づき、電気信号によって一対の車輪8L及び車輪8Rを操作する装置である。車両用操向装置100は、SBWシステムとも呼ばれる。図1に示されるように、車両用操向装置100は、反力装置60と、駆動装置70と、コントロールユニット(ECU)50と、を備える。
【0020】
反力装置60は、トルクセンサ10と、舵角センサ14と、反力用モータ61と、減速機構3と、角度センサ74と、を備える。反力装置60は、ハンドル1のコラム軸2に設けられている。トルクセンサ10は、例えばトーションバーを備え、ハンドル1の操舵トルクTsを検出する。舵角センサ14は、操舵角θhを検出する。反力用モータ61は、反力トルクを生成する。減速機構3は、反力トルクを増幅する。角度センサ74は、反力用モータ61のモータ角θmを検出する。
【0021】
駆動装置70は、車輪8L及び車輪8Rの向きを変えるための装置である。駆動装置70は、第1伸縮アクチュエータ71aと、第2伸縮アクチュエータ71bと、モータ制御部72aと、モータ制御部72bと、ナックルアーム6aと、ナックルアーム6bと、連結ロッド76と、を備える。
【0022】
第1伸縮アクチュエータ71aは、モータ73と、減速機構80と、角度センサ75と、を備える。第1伸縮アクチュエータ71aは、車輪8Lと接続される。モータ73は、車輪8L及び車輪8Rを操作するための駆動トルクを生成する。減速機構80は、駆動トルクを増幅する。角度センサ75は、モータ73のモータ角θtを検出する。
【0023】
第2伸縮アクチュエータ71bは、第1伸縮アクチュエータ71aが備える構成と同じ構成を備える。第2伸縮アクチュエータ71bは、車輪8Rと接続される。図3に示すように、第2伸縮アクチュエータ71bは、車輪8L及び車輪8Rの間の鉛直平面Pに関して、第1伸縮アクチュエータ71aと面対称になるように配置される。鉛直平面Pは、水平面に対して直交する平面である。鉛直平面Pは、車輪8Lと車輪8Rの中心同士を結ぶ線分を二等分する平面である。
【0024】
モータ制御部72aは、第1伸縮アクチュエータ71aのモータ73を制御する装置である。モータ制御部72bは、第2伸縮アクチュエータ71bのモータ73を制御する装置である。モータ制御部72a及びモータ制御部72bは、コントロールユニット50と電気的に接続されている。
【0025】
ナックルアーム6aは、第1伸縮アクチュエータ71aと接続される。ナックルアーム6aは、自在継手771と、自在継手772と、ピボット773と、を備える。自在継手771及び自在継手772は、例えばボール自在継手である。ピボット773は、自在継手771と自在継手772との間に配置される。ピボット773は、シャーシにバネを介して支持されるアクスルに取り付けられる。ナックルアーム6aは、自在継手771を介して第1伸縮アクチュエータ71aと接続される。ナックルアーム6aは、自在継手772を介して連結ロッド76と接続される。ナックルアーム6aは、ピボット773を介してハブユニット7aと接続される。第1伸縮アクチュエータ71aによってナックルアーム6aが押し引きされることによって、ナックルアーム6aがピボット773を中心に回転し、車輪8Lの向きが変化する。
【0026】
ナックルアーム6bは、第2伸縮アクチュエータ71bと接続される。ナックルアーム6bは、自在継手774と、自在継手775と、ピボット776と、を備える。自在継手774及び自在継手775は、例えばボール自在継手である。ピボット776は、自在継手774と自在継手775との間に配置される。ピボット776は、シャーシにバネを介して支持されるアクスルに取り付けられる。ナックルアーム6bは、自在継手774を介して第2伸縮アクチュエータ71bと接続される。ナックルアーム6bは、自在継手775を介して連結ロッド76と接続される。ナックルアーム6bは、ピボット776を介してハブユニット7bと接続される。第2伸縮アクチュエータ71bによってナックルアーム6bが押し引きされることによって、ナックルアーム6bがピボット776を中心に回転し、車輪8Rの向きが変化する。なお、ナックルアーム6a及びナックルアーム6bが備える上述した自在継手は、必ずしもボール自在継手でなくてもよく、例えば、ピロボールや弾性ブッシュであってもよい。
【0027】
連結ロッド76は、ナックルアーム6aとナックルアーム6bとを連結する。連結ロッド76は、第1伸縮アクチュエータ71aからナックルアーム6aに加わる力をナックルアーム6bに伝達する。又は、連結ロッド76は、第2伸縮アクチュエータ71bからナックルアーム6bに加わる力をナックルアーム6aに伝達する。このため、仮に第1伸縮アクチュエータ71a及び第2伸縮アクチュエータ71bの一方が正常に動作しない場合でも、車輪8L及び車輪8Rの向きを変化させることが可能である。連結ロッド76は、図3に示すように、ピボット773及びピボット776に対して、自在継手771及び自在継手774とは反対側に配置される。なお、連結ロッド76は、ピボット773及びピボット776に対して、自在継手771及び自在継手774がある側に配置されてもよい。
【0028】
コントロールユニット50は、操舵角θh、モータ角θt、及び車速センサ12が検出する車速Vs等を基に、反力用モータ61を駆動制御する電圧制御指令値Vref1及びモータ73を駆動制御する電圧制御指令値Vref2を生成する。
【0029】
コントロールユニット50には、バッテリ13から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット50は、操舵トルクTsと車速Vsとに基づいて電流指令値の演算を行い、反力用モータ61及びモータ73に供給する電流を制御する。
【0030】
コントロールユニット50には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)40等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット50には、CAN40以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN41も接続可能である。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

日本精工株式会社
車両
日本精工株式会社
ころ軸受
日本精工株式会社
電子装置
日本精工株式会社
連結装置
日本精工株式会社
軸受装置
日本精工株式会社
電源回路
日本精工株式会社
連結装置
日本精工株式会社
把持装置
日本精工株式会社
ころ軸受
日本精工株式会社
転舵装置
日本精工株式会社
ころ軸受
日本精工株式会社
転舵装置
日本精工株式会社
軸受保持体
日本精工株式会社
深溝玉軸受
日本精工株式会社
深溝玉軸受
日本精工株式会社
転がり軸受
日本精工株式会社
転がり軸受
日本精工株式会社
ダストカバー
日本精工株式会社
打ち抜きダイ
日本精工株式会社
ダストカバー
日本精工株式会社
自律移動装置
日本精工株式会社
コイル巻線機
日本精工株式会社
トルクセンサ
日本精工株式会社
直動案内装置
日本精工株式会社
ダストカバー
日本精工株式会社
角度検出装置
日本精工株式会社
ウォーム減速機
日本精工株式会社
スピンドル装置
日本精工株式会社
スピンドル装置
日本精工株式会社
スピンドル装置
日本精工株式会社
スピンドル装置
日本精工株式会社
扁平型回転電機
日本精工株式会社
波動歯車減速機
日本精工株式会社
車両用操向装置
日本精工株式会社
ボールねじ装置
日本精工株式会社
車両用操向装置
続きを見る