(57)【要約】【課題】動作信頼性の高い減速機構を提供する。【解決手段】アクチュエータは、モータ５１に連動して回転する第１のギア５２と、扇形の弧に相当する部位に第１のギア５２に噛合する歯列が形成され第１のギア５２とは異なる回転軸を中心として揺動することによりモータ５１の動力を外部に伝達する第２のギア５３と、第２のギア５３の揺動軌跡上に設けられて第１のギア５２に対する噛合範囲を超えた第２のギア５３に当接することにより弾性変形する板ばね５７ｂ，５８ｂを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸を中心として駆動源に連動して回転する第１のギアと、
前記第１のギアに噛合する歯が部分的に設けられて、前記第１の回転軸と異なる第２の回転軸を中心として揺動することにより前記駆動源の動力を外部に伝達する第２のギアと、
前記第２のギアの揺動奇跡上に設けられて前記第１のギアに対する噛合範囲を超えた前記第２のギアに当接することにより弾性変形する弾性部材と、を備えた減速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の減速機構において、
前記弾性部材は、前記第２のギアの揺動方向の両側に設けられる減速機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の減速機構において、
前記第２のギアは、前記第１のギアと噛合する歯が扇の弧に相当する部位に形成されている扇形歯車である減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示されるように、モータの回転を減速歯車列を介して出力軸に伝達する減速機構が周知である。このような減速機構によれば、出力軸を回転させるトルクをモータトルクよりも大きくすることができる。通常、このような減速機構は、ケースに収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３９６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
減速歯車列は円板状のギアを複数備えている。これらギアの回転軸は円板の中心と一致する。このため、ギア同士の噛合は、常時維持される。一方で、ケースに収容される他の部品との関係により、減速歯車列の構成要素として扇形のギアを採用するアクチュエータもある。この扇形のギアは、要に回転軸を弧に他のギアと噛合する平歯を有する。このアクチュエータを採用する場合、回転しすぎると扇形のギアと他のギアとの噛合が解消されるおそれがある。扇形のギアと他のギアとの噛合が解消されると、モータの回転が出力軸に伝達されない。
【０００５】
なお、扇形のギアを採用する場合に限らず、ギア同士の噛合が解消されるおそれのある形状のギアを採用する減速機構であれば、上述したような課題が生じるおそれがある。
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、動作信頼性の高い減速機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、減速機構は、第１の回転軸を中心として駆動源に連動して回転する第１のギアと、前記第１のギアに噛合する歯が部分的に設けられて、前記第１の回転軸と異なる第２の回転軸を中心として揺動することにより前記駆動源の動力を外部に伝達する第２のギアと、前記第２のギアの揺動奇跡上に設けられて前記第１のギアに対する噛合範囲を超えた前記第２のギアに当接することにより弾性変形する弾性部材と、を備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、第１のギアと第２のギアとの噛合が解消された場合、第２のギアは弾性部材を押圧してこれを弾性変形させる。弾性部材の弾性復帰に伴い第２のギアは第１のギアとの噛合が解消されたときの揺動方向とは反対方向に揺動する。これにより、第１のギアと第２のギアとが再度噛合して、駆動源の動力を外部に伝達することができるので、当該構成の減速機構は、動作信頼性が高い。
【０００８】
上記構成において、前記弾性部材は、前記第２のギアの揺動方向の両側に設けられることが好ましい。
この構成によれば、減速機構は、第２のギアの揺動方向によらず、動作信頼性が高い。
【０００９】
上記構成において、前記第２のギアは、前記第１のギアと噛合する歯が扇の弧に相当する部位に形成されている扇形歯車であることが好ましい。
この構成によれば、扇形歯車を採用する減速機構に適用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の減速機構は、動作信頼性が高いという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】シフト装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】アクチュエータの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の減速機構を自動変速機（トランスミッション）の変速位置を切り替えるシフト装置に設けられるアクチュエータに具体化した一実施形態について、図面に従って説明する。
【００１３】
図１に示すように、シフト装置１は、シフタ２と、シフタセンサ３と、ＥＣＵ４と、アクチュエータ５と、ディテント機構６と、トランスミッション７とを備えている。
シフタ２は、ユーザに操作される。
【００１４】
シフタセンサ３は、シフタ２の操作位置に応じた操作位置信号を生成する。
ＥＣＵ４は、モータ駆動回路４１と、メモリ４２と、を備えている。メモリ４２には、トランスミッション７の各変速ギアとディテント機構６に設けられる回転角センサ６１が生成する回転角信号とが対応づけられたシフト位置情報４２ａが記憶されている。
【００１５】
モータ駆動回路４１は、操作位置信号を通じてトランスミッション７のどの変速ギアが選択されたかを認識するとアクチュエータ５に設けられるモータ５１に給電する。
また、モータ駆動回路４１は、回転角センサ６１が生成する回転角信号とメモリ４２に記憶されているシフト位置情報４２ａとの比較を通じて実際にトランスミッション７のどの変速ギアが選択されたかを認識する。モータ駆動回路４１は、シフタ２の操作位置に対応する変速ギアが選択されたことを認識すると、モータ５１への給電を停止する。
【００１６】
アクチュエータ５は、モータ５１と、第１のギア５２と、第２のギア５３とを備えている。モータ５１の回転は、第１のギア５２を介して第２のギア５３に伝達される。第２のギア５３の回転は、後述する回転軸５６を介してディテント機構６に伝達される。アクチュエータ５の各種構成は、ケース５４に収容されている。なお、アクチュエータ５の構成及びその作用については、後に詳述する。
【００１７】
ディテント機構６は、モータ５１への給電が停止しているときに第２のギア５３が回転しないようにその角度位置を保持するとともに、ディテントを通じてその角度位置をトランスミッション７に伝達する。なお、ディテントには、その回転角度を検出する回転角センサ６１が設けられている。
【００１８】
トランスミッション７は、ディテントの角度位置に応じて選択するギアを切り替える。
＜アクチュエータの構成＞
次に、アクチュエータ５の構成について説明する。
【００１９】
図２に示すように、モータ５１のモータ軸５１ａには、ウォームギア５５が取り付けられている。
第１のギア５２は、ヘリカルギア５２ａと平歯車５２ｂとから構成されている。これらヘリカルギア５２ａ及び平歯車５２ｂは同軸状に設けられ、ケース５４に回転可能に軸支されている。ヘリカルギア５２ａは、ウォームギア５５に噛合されている。第１のギア５２は、モータ軸５１ａの回転方向に応じて第１の方向に相当する時計方向又は第２方向に相当する反時計方向に回転する。
【００２０】
第２のギア５３は、扇形の弧に相当する部位に平歯車５２ｂと噛合する歯列５３ａが設けられた扇形歯車である。第２のギア５３は、扇形の要に相当する部位において回転軸５６を介してケース５４に回転可能に軸支されている。回転軸５６は、ディテント機構６に接続されている。
【００２１】
第２のギア５３は、回転軸５６を中心として扇形の中心角が３０°とされている。また、回転軸５６と歯列５３ａの先端との間の距離は長さＬとされている。第１のギア５２の回転は、歯列５３ａを介して第２のギア５３に伝達される。
【００２２】
なお、第２のギア５３は、第１のギア５２が時計方向に回転するときには第３の方向に相当する反時計方向に、第１のギア５２が反時計方向に回転するときには第４の方向に相当する時計方向に、揺動する。
【００２３】
ケース５４は、第１の壁部５７と第２の壁部５８とを備えている。
図２において、回転軸５６を中心としたとき３時の位置を基準位置（０°）としたとき、第１の壁部５７は４０°の方向に、第２の壁部５８は−４０°の方向に、それぞれ延びている。第１及び第２の壁部５７，５８は、それぞれ対向する壁部側に延びる取付片５７ａ，５８ａを備えている。回転軸５６から取付片５７ａ，５８ａまでの距離は、長さＬよりも長く設定されている。なお、基準位置に対して取付片５７ａの先端部は３０°の位置に位置するように、取付片５８ａの先端部は−３０°の位置に位置するように、取付片５７ａ，５８ａの長さそれぞれが設定されている。
【００２４】
取付片５７ａ，５８ａの先端部には、それぞれ回転軸５６に向かって延びる板ばね５７ｂ，５８ｂが取り付けられている。すなわち、板ばね５７ｂと第１の壁部５７との間及び板ばね５８ｂと第２の壁部５８との間には、それぞれ角度１０°のクリアランス５７ｃ，５８ｃが設けられている。このクリアランス５７ｃ，５８ｃにより、板ばね５７ｂは第１の壁部５７に、板ばね５８ｂは第２の壁部５８に、それぞれ近接するように弾性変形可能とされている。なお、回転軸５６から板ばね５７ｂまでの距離及び回転軸５６から板ばね５８ｂまでの距離が長さＬよりも短くなるように、板ばね５７ｂ，５８ｂの大きさが設定されている。すなわち、板ばね５７ｂ，５８ｂは、第２のギア５３の揺動奇跡上に位置している。
【００２５】
なお、ＥＣＵ４は、回転角センサ６１からの信号を通じて第１のギア５２と第２のギア５３との噛合が解消されないように、モータ５１の駆動を制御する。すなわち、ＥＣＵ４は、扇形の中央（歯列５３ａの中間位置）を基準とした場合、第２のギア５３の回転角が次の（式１）を満たすように、モータ５１の駆動を制御する。
【００２６】
−１５°＜θ＜１５°・・・（式１）
上述の（式１）が満たされるとき、第１のギア５２と第２のギア５３との間の噛合が維持される。
【００２７】
なお、上述の第１のギア５２、第２のギア５３、回転軸５６、及び板ばね５７ｂ，５８ｂが減速機構を構成する。また、上記の（式１）が噛合範囲に相当する。
＜アクチュエータの作用＞
次に、アクチュエータ５の作用について説明する。ここでは、第２のギア５３を第３の方向に回転させるべくモータ５１への給電が停止された直後において、惰性によるモータ軸５１ａの回転により、第２のギア５３の回転角θが１５°に達した場合について説明する。
【００２８】
第２のギア５３の回転角θが１５°に達すると、当該第２のギア５３と第１のギア５２との間の噛合が解消する。噛合が解消すると第２のギア５３は、それまでの惰性により第３の方向に向かって揺動する。第２のギア５３は、角度３０°の扇形とされているので、第１のギア５２との間の噛合が解消すると板ばね５７ｂを押圧する。板ばね５７ｂと第１の壁部５７との間にはクリアランス５７ｃが設けられているため、第２のギア５３の押圧により板ばね５７ｂは、第１の壁部５７に近接する方向に弾性変形する。従って、第２のギア５３は、弾性復帰しようとする板ばね５７ｂの弾性力を受ける。第２のギア５３が板ばね５７ｂを押圧する力よりも板ばね５７ｂの弾性力が大きくなると、第２のギア５３は第４の方向に向かって揺動する。板ばね５７ｂは、３０°の方向に延びる位置まで弾性復帰するので、板ばね５７ｂは、第２のギア５３は回転角θが角度１５°の位置まで押圧する。角度１５°の位置に到達した第２のギア５３は、板ばね５７ｂとは離間してそのまま惰性で回転する。従って、第２のギア５３は、回転角θが角度１５°未満の位置に到達する。すなわち、上述の（式１）が満たされるので、第２のギア５３と第１のギア５２とが噛合した状態となる。
【００２９】
また、クリアランス５７ｃは、板ばね５７ｂの弾性変形を許容するとともに、第２のギア５３が板ばね５７ｂを介在した状態で壁部５７に衝突することを抑制する。このため、第２のギア５３の歯がこぼれたりすることが抑制されている。
【００３０】
なお、ここでは、第２のギア５３が第３の方向に回転している最中に第１のギア５２との噛合が解消された場合の作用について説明したが、第２のギア５３が第４の方向に回転している最中に第１のギア５２との噛合が解消された場合についても同様に作用する。詳述すると、第２のギア５３が押圧するばねが板ばね５７ｂから板ばね５８ｂに代わり、回転方向が逆転するだけで、第２のギア５３は、上述の説明と同様に第１のギア５２とが噛合した状態に復帰する。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）第２のギア５３を扇形の弧に相当する部位に第１のギア５２と噛合する歯列を有する扇形歯車とした。そして、第１のギア５２に対する噛合範囲を超えた第２のギア５３に当接することにより弾性変形する板ばね５７ｂ，５８ｂを第２のギア５３の揺動奇跡上に設けた。これにより、第２のギア５３は、第１のギア５２と噛合を解消した後、当該第１のギア５２と噛合する状態に復帰する。したがって、この後、モータ５１が駆動すれば、第１のギア５２が回転し、第２のギア５３も回転する。このように、当該構成のアクチュエータ５は、動作信頼性が高い。
【００３２】
（２）第２のギア５３の揺動方向の両側に板ばね５７ｂ，５８ｂを設けた。これにより、アクチュエータ５は、第２のギア５３がどちらに揺動する場合でも、上記（１）の効果を発揮するので、動作信頼性が高い。
【００３３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、板ばね５７ｂ，５８ｂのどちらか一方を省略してもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態の第１の効果と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、板ばねを省略した側のクリアランスを省略してもよい。
【００３４】
・上記実施形態において、板ばね５７ｂ，５８ｂは、他の弾性部材であってもよい。例えば、コイルばねであってもよい。コイルばねを採用する場合、ケース５４の壁部５７，５８に直接とりつけてもよい。この場合、取付片５７ａ，５８ａを省略してもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
・上記実施形態において、第２のギア５３は扇形とされたが、かならずしもこの形状である必要はない。
・上記実施形態において、モータ５１の回転は、ウォームギア５５を介して第１のギア５２に伝達されたが、第１のギア５２に直接モータ５１の回転が伝達されてもよい。すなわち、第１のギア５２の回転軸がモータ５１のモータ軸５１ａであってもよい。このように構成した場合しても上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
・上記実施形態において、第１のギア５２と第２のギア５３との間に他のギアが介在される構成であってもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
・上記実施形態において、第２のギア５３の中心角、ケース５４の壁部５７，５８が延びる方向の角度は、一例として例示しただけである。これらの角度は適宜変更してもよい。
【００３８】
なお、上記実施形態では、第２のギア５３の中心角は、第１のギア５２と第２のギア５３との噛合が解消された直後に板ばね５７ｂ，５８ｂと当接するように設定されたが、第１のギア５２と第２のギア５３とが噛合する状態に復帰できる程度に板ばね５７ｂ，５８ｂの弾性力を発揮するものであれば、上記実施形態よりも上述の中心角を小さくてもよい。
【００３９】
・上記実施形態において、第１のギア５２と第２のギア５３とが噛合する関係であれば、第１のギア５２の回転軸方向と第２のギア５３の回転軸方向とが異なっていてもよい。
・上記実施形態のアクチュエータ５は、シフト装置１に適用されたが、適用先はシフト装置に限らない。モータの回転を減速して外部に伝達し、当該伝達された回転を利用して機能するものであればよい。なお、第１のギア５２を回転させる駆動源もモータに限らない。
【符号の説明】
【００４０】
１…シフト装置、５…アクチュエータ、５１…モータ、第２…第１のギア、５３…第２のギア、５７ｂ，５８ｂ…板ばね。
【図１】
2015132328.tif 000003
【図２】
2015132328.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月7日(2014.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１の回転軸を中心として駆動源に連動して回転する第１のギアと、
前記第１のギアに噛合する歯が部分的に設けられて、前記第１の回転軸と異なる第２の回転軸を中心として揺動することにより前記駆動源の動力を外部に伝達する第２のギアと、
前記第２のギアの揺動軌跡上に設けられて前記第１のギアに対する噛合範囲を超えた前記第２のギアに当接することにより弾性変形する弾性部材と、を備えた減速機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するために、減速機構は、第１の回転軸を中心として駆動源に連動して回転する第１のギアと、前記第１のギアに噛合する歯が部分的に設けられて、前記第１の回転軸と異なる第２の回転軸を中心として揺動することにより前記駆動源の動力を外部に伝達する第２のギアと、前記第２のギアの揺動軌跡上に設けられて前記第１のギアに対する噛合範囲を超えた前記第２のギアに当接することにより弾性変形する弾性部材と、を備えることを要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
取付片５７ａ，５８ａの先端部には、それぞれ回転軸５６に向かって延びる板ばね５７ｂ，５８ｂが取り付けられている。すなわち、板ばね５７ｂと第１の壁部５７との間及び板ばね５８ｂと第２の壁部５８との間には、それぞれ角度１０°のクリアランス５７ｃ，５８ｃが設けられている。このクリアランス５７ｃ，５８ｃにより、板ばね５７ｂは第１の壁部５７に、板ばね５８ｂは第２の壁部５８に、それぞれ近接するように弾性変形可能とされている。なお、回転軸５６から板ばね５７ｂまでの距離及び回転軸５６から板ばね５８ｂまでの距離が長さＬよりも短くなるように、板ばね５７ｂ，５８ｂの大きさが設定されている。すなわち、板ばね５７ｂ，５８ｂは、第２のギア５３の揺動軌跡上に位置している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）第２のギア５３を扇形の弧に相当する部位に第１のギア５２と噛合する歯列を有する扇形歯車とした。そして、第１のギア５２に対する噛合範囲を超えた第２のギア５３に当接することにより弾性変形する板ばね５７ｂ，５８ｂを第２のギア５３の揺動軌跡上に設けた。これにより、第２のギア５３は、第１のギア５２と噛合を解消した後、当該第１のギア５２と噛合する状態に復帰する。したがって、この後、モータ５１が駆動すれば、第１のギア５２が回転し、第２のギア５３も回転する。このように、当該構成のアクチュエータ５は、動作信頼性が高い。