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Patent Searching and Data


Title:
EXPANSION ACTUATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/081665
Kind Code:
A1
Abstract:
An expansion actuator uses a feed screw mechanism (60) formed by a male screw member (58) and a female screw member (59) which are engaged with each other. When the feed screw mechanism (60) is driven by a motor (33) via a reducer (44), the relative displacement of the male screw member (58) and the female screw member (59) in the direction of the axis line (L) can be outputted as an expansion/contraction caused by relative movement of a first and a second housing (31, 32). The feed screw mechanism (60) is arranged so as to surround the external circumference of the motor (33) and the reducer (44) arranged on the axis line (L). As compared to the arrangement of the motor (33), the reducer (44), and the feed screw mechanism (60) on the axis line (L) in series, it is possible to reduce the dimension of the expansion actuator (14) in the direction of the axis line (L).

Inventors:
SUYAMA KOICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/072942
Publication Date:
July 10, 2008
Filing Date:
November 28, 2007
Export Citation:
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Assignee:
HONDA MOTOR CO LTD (JP)
SUYAMA KOICHI (JP)
International Classes:
F16H25/20; B60G7/00; B60G17/015
Foreign References:
JP2003209952A2003-07-25
JP2003529027A2003-09-30
JPH07123631A1995-05-12
JP2007154955A2007-06-21
JP2007151367A2007-06-14
JPS6047388A1985-03-14
JP2003250246A2003-09-05
JP2005297839A2005-10-27
JP2005170064A2005-06-30
Other References:
See also references of EP 2077406A4
Attorney, Agent or Firm:
OCHIAI, Takeshi et al. (6-3 Taito 2-chom, Taito-ku Tokyo 16, JP)
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Claims:
 相互に螺合する雄ねじ部材(58)および雌ねじ部材(59)よりなる送りねじ機構(60)をモータ(33)で減速機(44)を介して駆動し、前記雄ねじ部材(58)および前記雌ねじ部材(59)の軸線(L)方向の相対変位をスラスト力として出力する伸縮アクチュエータにおいて、
 前記モータ(33)および前記減速機(44)を前記軸線(L)上に配置するとともに、前記送りねじ機構(60)を前記モータ(33)および前記減速機(44)の外周を囲むように配置したことを特徴とする伸縮アクチュエータ。
 前記減速機(44)および前記送りねじ機構(60)を弾性カップリング(71)を介して連結したことを特徴とする、請求項1に記載の伸縮アクチュエータ。
 前記伸縮アクチュエータは、自動車の車輪(W)のトー角を変更するトーコントロールアクチュエータ(14)であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の伸縮アクチュエータ。
Description:
伸縮アクチュエータ

 本発明は、相互に螺合する雄ねじ部材お び雌ねじ部材よりなる送りねじ機構をモー で減速機を介して駆動し、前記雄ねじ部材 よび前記雌ねじ部材の軸線方向の相対変位 スラスト力として出力する伸縮アクチュエ タに関する。

 車両のサスペンション装置のアッパーリン およびロアリンクをアクチュエータで伸縮 御することで、車輪のバンプおよびリバウ ドに伴うキャンバー角や対地トレッドの変 を抑制して操縦安定性能を高めるものにお て、前記アクチュエータをモータで相対回 する雄ねじ部材および雌ねじ部材を備えた りねじ機構で構成したものが、下記特許文 1により公知である。

日本特公平6-47388号公報

 ところで、上記従来のものは、モータの 転を直接送りねじ機構に伝達しているが、 ータおよび送りねじ機構間に減速機を介在 せる場合、モータ、減速機および送りねじ 構を直列に配置するとアクチュエータの軸 方向の寸法が長くなり、車体に搭載する際 レイアウトの自由度が損なわれる可能性が る。

 本発明は前述の事情に鑑みてなされたも で、送りねじ機構を用いた伸縮アクチュエ タの軸線方向寸法を小型化することを目的 する。

 上記目的を達成するために、本発明によ ば、相互に螺合する雄ねじ部材および雌ね 部材よりなる送りねじ機構をモータで減速 を介して駆動し、前記雄ねじ部材および前 雌ねじ部材の軸線方向の相対変位をスラス 力として出力する伸縮アクチュエータにお て、前記モータおよび前記減速機を前記軸 上に配置するとともに、前記送りねじ機構 前記モータおよび前記減速機の外周を囲む うに配置したことを第1の特徴とする伸縮ア クチュエータが提案される。

 またまた本発明によれば、前記第1の特徴 に加えて、前記減速機および前記送りねじ機 構を弾性カップリングを介して連結したこと を第2の特徴とする伸縮アクチュエータが提 される。

 また本発明によれば、前記第1または第2 特徴に加えて、前記伸縮アクチュエータは 自動車の車輪のトー角を変更するトーコン ロールアクチュエータであることを第3の特 とする伸縮アクチュエータが提案される。

 尚、実施の形態の後輪Wは本発明の車輪に 対応する。

 本発明の題1の特徴によれば、相互に螺合 する雄ねじ部材および雌ねじ部材よりなる送 りねじ機構をモータで減速機を介して駆動す ると、雄ねじ部材および雌ねじ部材の軸線方 向の相対変位をスラスト力として出力するこ とができる。軸線上に配置したモータおよび 減速機の外周を囲むように送りねじ機構を配 置したので、モータ、減速機および送りねじ 機構を軸線上に直列に配置する場合に比べて 、伸縮アクチュエータの軸線方向寸法を小型 化することができる。

 また本発明の第2の特徴によれば、減速機 および送りねじ機構を弾性カップリングを介 して連結したので、弾性カップリングの弾性 変形で減速機と送りねじ機構との間の微小な 軸線のずれを吸収する自動調芯機能を発揮さ せるとともに、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。

 また本発明の第3の特徴によれば、小型で 軽量な伸縮アクチュエータを自動車の車輪の トー角を変更するトーコントロールアクチュ エータに適用したので、サスペンションのば ね下荷重を低減することができる。

図1は第1の実施の形態に係る左後輪の スペンション装置の斜視図である。(第1実施 例) 図2は図1の2方向矢視図である。(第1実 例) 図3はトーコントロールアクチュエータ の縦断面図である。(第1実施例) 図4は図3の4部拡大図である。(第1実施 ) 図5は減速機および送りねじ機構の分解 斜視図である。(第1実施例) 図6は第2の実施の形態に係る、前記図4 対応する図である。(第2実施例) 図7は図6の7-7線矢視図である。(第2実施 例) 図8は減速機および送りねじ機構の分解 斜視図である。(第2実施例)

符号の説明

14   トーコントロールアクチュエータ
33   モータ
44   減速機
58   雄ねじ部材
59   雌ねじ部材
60   送りねじ機構
71   弾性カップリング
L    軸線
W    後輪(車輪)

 以下、本発明の実施の形態を添付の図面 基づいて説明する。

 図1~図5は本発明の第1の実施の形態を示す ものである。

 図1および図2に示すように、四輪操舵車 のダブルウイッシュボーン式のリヤサスペ 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 結するアッパーアーム12およびロアアーム13 、後輪Wのトー角を制御すべくナックル11お び車体を連結するトーコントロールアクチ エータ14と、後輪Wの上下動を緩衝する懸架 ね付きダンパー15等で構成される。

 基端をそれぞれゴムブッシュジョイント1 6,17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 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 20を介して車体に連結され、先端がゴムブ シュジョイント21を介してナックル11の後部 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 介してナックル11の上部に連結される。

 トーコントロールアクチュエータ14を伸 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 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 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 の直進安定性能や旋回性能を高めることが きる。

 次に、図3~図5に基づいてトーコントロー アクチュエータ14の構造を詳細に説明する

 トーコントロールアクチュエータ14は、 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概略円筒状の第1ハウジ グ31と、ナックル11側に連結されるゴムブッ ュジョイント21を一体に備えて第1ハウジン 31の外周に嵌合する概略円筒状の第2ハウジ グ32とを備えており、第1、第2ハウジング31, 32は軸線L上に同軸に配置される。第1ハウジ グ31に収納されるモータ33の外郭は、フラン 34aを有するカップ状に形成されたヨーク34 、ヨーク34のフランジ34aに複数のボルト35… 締結されたベアリングホルダ36とで構成さ る。ヨーク34およびベアリングホルダ36を締 するボルト35…は第1ハウジング31の開口部 形成したフランジ31aを貫通しており、この ルト35…を利用してモータ33が第1ハウジング 31に固定される。

 ヨーク34の内周面に支持した環状のステ タ37内に配置されるロータ38は、その回転軸3 9の一端がヨーク34の底部に設けたボールベア リング40に回転自在に支持され、他端がベア ングホルダ36に設けたボールベアリング41に 回転自在に支持される。ベアリングホルダ36 内面には、回転軸39の外周に設けたコミュ ータ42に摺接するブラシ43が支持される。

 ステータ37およびロータ38を収納する強固 な部品であるヨーク34でモータ33の外郭を構 し、このヨーク34を第1ハウジング31に固定し たので、後輪Wからトーコントロールアクチ エータ14に入力される荷重を第1ハウジング31 で受けてモータ33に作用し難くし、モータ33 耐久性や信頼性を高めることができる。し もモータ33のヨーク34の外周面と第1ハウジン グ31の内周面との間に隙間αが形成されてい ため、この隙間αによりモータ33の作動音が 1ハウジング31の外部に漏れるのを抑制する とができるだけでなく、第1ハウジング31に 用する外力がモータ33に伝達されるのを更 確実に防止することができる。

 ベアリングハウジング36の反モータ33側に 形成した開口部36aに収納される減速機44は、 1遊星歯車機構45および第2遊星歯車機構46を2 段に結合して構成される。第1遊星歯車機構45 は、ベアリングハウジング36の開口部36aに嵌 して固定されたリングギヤ47と、モータ33の 回転軸39に固定された第1サンギヤ48と、円板 の第1キャリヤ49と、第1キャリヤ49に圧入に り片持ち支持された第1ピニオンピン50…に ールベアリング51…を介して回転自在に支 され、前記リングギヤ47および前記第1サン ヤ48に同時に噛合する4個の第1ピニオン52… で構成される。第1遊星歯車機構45は、入力 材である第1サンギヤ48の回転を、出力部材 ある第1キャリヤ49に減速して伝達する。

 減速機44の第2遊星歯車機構46は、第1遊星 車機構45と共通のリングギヤ47と、第1キャ ヤ49の中心に固定された第2サンギヤ53と、円 板状の第2キャリヤ54と、第2キャリヤ54に圧入 により片持ち支持された第2ピニオンピン55… にスライドブッシュ56…を介して回転自在に 持され、前記リングギヤ47および前記第2サ ギヤ53に同時に噛合する4個の第2ピニオン57 とで構成される。第2遊星歯車機構46は、入 部材である第2サンギヤ53の回転を、出力部 である第2キャリヤ54に減速して伝達する。

 このように第1、第2遊星歯車機構45,46を直 列に接続することで、大きな減速比を得るこ とができ、しかも減速機44の小型化を図るこ ができる。

 軸線L上に直列に配置されたモータ33およ 減速機44の外周を囲むように、雄ねじ部材58 および雌ねじ部材59よりなる送りねじ機構60 配置される。第1ハウジング31の外周に螺合 るロックナット61と第1ハウジング31の大径部 31bとの間にスペーサカラー62が挟持される。 周面に雄ねじが形成された概ね円筒状の雄 じ部材58は、ベアリングホルダ36の外周面に 設けたニードルベアリング63と、ロックナッ 61の外周面に設けたニードルベアリング64と に内周面を回転自在に支持される。

 そのとき、雄ねじ部材58の内周面に突設 た環状のフランジ58aが、前記スペーサカラ 62によってロックナット61と第1ハウジング31 大径部31bとの間に形成された環状溝に嵌合 、その両側面が一対のスラストベアリング6 5,66により支持される。よって、雄ねじ部材58 は軸線L方向に移動不能に拘束されながら、 線Lまわりに回転自在に支持される。

 第2遊星歯車機構46の第2キャリヤ54の外周 所定間隔で形成した複数の突起54a…が、雄 じ部材58の一端部外周に所定間隔で形成し 複数の切欠き58b…に係合しており、第2遊星 車機構46の出力部材である第2キャリヤ54の 転は雄ねじ部材58に伝達される。

 雄ねじ部材58の外周に螺合する概ね円筒 の雌ねじ部材59は第2ハウジング32の内周面に 嵌合し、ロックナット67で第2ハウジング32の 部32aに押し付けられて固定される。従って 雄ねじ部材58が回転すると、それに螺合す 雌ねじ部材59は軸線L方向に移動する。

 第1、第2ハウジング31,32の隙間に水や塵が 侵入するのを防止すべく、第1ハウジング31の 外周面と第2ハウジング32の外周面とにブーツ 68の両端が嵌合し、それぞれバンド69,70で固 される。第1、第2ハウジング31,32が軸線L方向 に伸縮して内圧が変化しても、その内圧変化 はブーツ68の伸縮により吸収される。

 しかして、モータ33を駆動すると、その 転軸39の回転が減速機44の第1遊星歯車機構45 第1サンギヤ48に入力されて第1キャリヤ49か 減速されて出力され、第1キャリヤ49の回転 減速機44の第2遊星歯車機構46の第2サンギヤ5 3に入力されて第2キャリヤ54から減速されて 力される。そして第2キャリヤ54に接続され 送りねじ機構60の雄ねじ部材58が回転すると それに螺合する雌ねじ部材59が軸線L方向に 動することで、トーコントロールアクチュ ータ14が伸縮駆動されて後輪Wのトー角が変 される。

 このトーコントロールアクチュエータ14 、軸線L上に配置したモータ33および減速機44 の外周を囲むように送りねじ機構60を配置し ので、モータ33、減速機44および送りねじ機 構60を軸線L上に直列に配置する場合に比べて 、その軸線L方向寸法を小型化することがで る。

 図6~図8は本発明の第2の実施の形態を示す ものである。

 第2の実施の形態は、減速機44と送りねじ 構60とを合成樹脂製の弾性カップリング71を 介して連結したものである。環状に形成され た弾性カップリング71は円周上に所定間隔で 成した複数の突起71a…を備えており、それ の突起71a…が第2遊星歯車機構46の第2キャリ ヤ54に形成した複数の突起54a…に被さるよう 固定される。従って、第2キャリヤ54の複数 突起54a…と雄ねじ部材58の複数の切欠き58b とを係合させると、両者間に弾性カップリ グ71の突起71a…が介在することになる。

 よって、弾性カップリング71の弾性変形 減速機44と送りねじ機構60との間の微小な軸 Lのずれを吸収する自動調芯機能を発揮させ るとともに、弾性カップリング71の弾性変形 トルクの急変を吸収してスムーズな動力伝 を可能にすることができる。

 以上、本発明の実施の形態を説明したが 本発明は上記実施の形態に限定されるもの はなく、特許請求の範囲に記載された本発 を逸脱することなく種々の設計変更を行う とが可能である。

 例えば、本発明の伸縮アクチュエータの 途は実施の形態で説明したトーコントロー アクチュエータ14に限定されず、任意の用 に適用することができる。但し、本伸縮ア チュエータをトーコントロールアクチュエ タ14に適用すれば、その小型軽量な特徴によ りサスペンションSのばね下荷重を低減する とができる。

 また実施の形態では送りねじ機構60に台 ねじを用いているが、ボールねじのような 種のねじを用いることができる。