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公開番号2024175261
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023092904
出願日2023-06-06
発明の名称回転負荷装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B62D 1/16 20060101AFI20241211BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】機械部品のみで回転反力を発生することが可能な回転負荷装置を提供する。
【解決手段】周方向に沿って軸方向位置が変化するカム溝29を外周にもつ回転軸15と、軸方向に延びる軸方向溝28を内周にもつ外輪16と、カム溝29と軸方向溝28の両方に転がり接触する鋼球17と、径方向に貫通して形成された保持穴30で鋼球17を保持する筒状の保持器18と、保持器18を軸方向に付勢する弾性部材19とを有し、弾性部材19から保持器18と鋼球17とを介してカム溝29の内面に伝達する弾性力によって回転軸15に回転反力を付与する回転負荷装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
周方向に沿って軸方向位置が変化するカム溝(29)を外周にもち、回転可能に支持された回転軸(15)と、
前記回転軸(15)の外周を取り囲む筒状に形成され、軸方向に延びる軸方向溝(28)を内周にもつ外輪(16)と、
前記カム溝(29)と前記軸方向溝(28)の両方に転がり接触するように前記回転軸(15)と前記外輪(16)の間に組み込まれた鋼球(17)と、
径方向に貫通して形成された保持穴(30)で前記鋼球(17)を保持し、前記回転軸(15)の外周と前記外輪(16)の内周の間に軸方向に移動可能に設けられた筒状の保持器(18)と、
前記保持器(18)を軸方向に付勢する弾性部材(19)と、を有し、
前記弾性部材(19)から前記保持器(18)と前記鋼球(17)とを介して前記カム溝(29)の内面に伝達する弾性力によって前記回転軸(15)に回転反力を付与する回転負荷装置。
続きを表示(約 660 文字)【請求項2】
前記カム溝(29)は、カム溝(29)の周方向中央から周方向一方と周方向他方のいずれに向かってもカム溝(29)の軸方向位置が軸方向の一方側に変化するV字状に形成され、
前記弾性部材(19)は、前記保持器(18)を軸方向の他方側に付勢するように設けられている請求項1に記載の回転負荷装置。
【請求項3】
前記鋼球(17)は、周方向位置を互いに異ならせて複数設けられ、
前記カム溝(29)は、前記複数の鋼球(17)に対応して複数設けられ、
前記軸方向溝(28)も、前記複数の鋼球(17)に対応して複数設けられている請求項1または2に記載の回転負荷装置。
【請求項4】
前記外輪(16)を回り止めして収容するハウジング(14)を更に有し、
前記ハウジング(14)に、360°未満の角度範囲で周方向に延びるストッパ溝(31)が設けられ、前記回転軸(15)に、前記ストッパ溝(31)内に位置するストッパ突起(32)が設けられ、
前記回転軸(15)が回転したときに、前記鋼球(17)が前記カム溝(29)の周方向端部に当接するよりも前に、前記ストッパ突起(32)が前記ストッパ溝(31)の周方向端部に当接することで、前記回転軸(15)の回転可能範囲を規制する請求項1または2に記載の回転負荷装置。
【請求項5】
前記回転軸(15)の回転角度を検知する回転角センサ(12)が設けられている請求項1または2に記載の回転負荷装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この発明は、回転反力を発生する回転負荷装置に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
ステアリングホイールに操舵反力を付与する用途に使用される回転負荷装置として、特許文献1のものが知られている。特許文献1の回転負荷装置は、ステアリングホイールに接続するステアリングシャフトと一体に回転する円筒状のドラムと、そのドラムの外周に摩擦接触する帯状部材と、その帯状部材の張力を調整するコイルばねとを有し、運転者がステアリングホイールを回転操作すると、ドラムと帯状部材の間の摩擦抵抗によって回転反力を発生するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第4853412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のように、ドラムと帯状部材の間の摩擦抵抗によって回転反力を発生するようにしたのでは、常にステアリングホイールの回転方向と逆向きの一定の大きさの回転反力(回転抵抗)が発生するので、ステアリングホイールを中立位置(車両が直進するときのステアリングホイールの位置)から回転させる操作をするときも、その後、ステアリングホイールを中立位置に戻す操作をするときも、ステアリングホイールの回転方向とは逆向きの同じ大きさの回転反力が発生することとなる。
【0005】
しかしながら、ステアリングホイールを中立位置に戻す操作をするときに、ステアリングホイールを中立位置から回転させる操作をするときと同じ大きさの回転反力が発生するのでは、運転者によるステアリングホイールの操舵フィーリングが重たいものとなってしまう。
【0006】
ここで、本願の発明者らは、ステアリングホイールを中立位置に戻す力を回転負荷装置で発生させることができれば、運転者によるステアリングホイールの操舵フィーリングを向上させることが可能となると考えた。
【0007】
この発明が解決しようとする課題は、機械部品のみで回転反力を発生することが可能であり、ステアリングホイールに操舵反力を付与する用途に好適な回転負荷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の回転負荷装置を提供する。
[構成1]
周方向に沿って軸方向位置が変化するカム溝を外周にもち、回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸の外周を取り囲む筒状に形成され、軸方向に延びる軸方向溝を内周にもつ外輪と、
前記カム溝と前記軸方向溝の両方に転がり接触するように前記回転軸と前記外輪の間に組み込まれた鋼球と、
径方向に貫通して形成された保持穴で前記鋼球を保持し、前記回転軸の外周と前記外輪の内周の間に軸方向に移動可能に設けられた筒状の保持器と、
前記保持器を軸方向に付勢する弾性部材と、を有し、
前記弾性部材から前記保持器と前記鋼球とを介して前記カム溝の内面に伝達する弾性力によって前記回転軸に回転反力を付与する回転負荷装置。
【0009】
この構成を採用すると、外部から回転軸に回転が入力され、回転軸が回転したときに、その回転軸の外周のカム溝が、回転軸と一体に周方向移動する。ここで、カム溝に転がり接触する鋼球は、外輪の内周の軸方向溝との係合により外輪に対する周方向移動が規制されているので、カム溝が周方向移動すると、そのカム溝に転がり接触する鋼球は、カム溝の内面に押圧されて軸方向移動する。そして、鋼球が軸方向移動すると、鋼球を保持する保持器も軸方向移動するので、弾性部材が軸方向に弾性変形し、その弾性部材から保持器と鋼球とを介してカム溝の内面に伝達する弾性力によって、回転軸の回転角度に応じた大きさの回転反力が発生する。このように、外部から回転が入力されたときに、機械部品のみで回転反力を発生することが可能である。また、鋼球の転がりにより回転軸の回転を保持器の軸方向移動に変換するので、摩擦抵抗を小さく抑えることができ、安定した大きさの回転反力を発生することができる。また、回転軸の回転角度に応じた大きさの回転反力が発生するので、ステアリングホイールに操舵反力を付与する用途に好適である。
【0010】
[構成2]
前記カム溝は、カム溝の周方向中央から周方向一方と周方向他方のいずれに向かってもカム溝の軸方向位置が軸方向の一方側に変化するV字状に形成され、
前記弾性部材は、前記保持器を軸方向の他方側に付勢するように設けられている構成1に記載の回転負荷装置。
(【0011】以降は省略されています)

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