(57)【要約】【課題】部品点数を減らしてシンプルな構成で実現できる伸縮装置を提供する。【解決手段】伸縮装置は、駆動部材２６と、駆動部材２６の駆動に応じて回転可能な回転部材３０と、回転部材３０の回転に応じて移動する移動部材２０と、移動部材２０と回転部材３０を連結する螺旋状のバネ部材２８と、を備える。回転部材３０は、螺旋状に形成され、バネ部材２８と螺合する螺旋溝部５８ａを有する。螺旋溝部５８ａに螺合するバネ部材２８が回転部材３０の回転によって回転部材３０に対して軸方向に移動することで、移動部材２０が移動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部材と、
前記駆動部材の駆動に応じて回転可能な回転部材と、
前記回転部材の回転により移動する移動部材と、
前記移動部材と前記回転部材を連結する螺旋状のバネ部材と、を備え、
前記回転部材は、螺旋状に形成され、前記バネ部材と螺合する螺旋溝部を有し、
前記螺旋溝部に螺合する前記バネ部材が前記回転部材の回転によって前記回転部材に対して軸方向に移動することで、前記移動部材が移動することを特徴とする伸縮装置。
【請求項２】
前記螺旋溝部は、前記バネ部材の線径の半分より大きい深さを有することを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置。
【請求項３】
前記バネ部材のピッチは、前記螺旋溝部のピッチ以下になるように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の伸縮装置。
【請求項４】
前記移動部材と軸方向に重なって位置する固定部材をさらに備え、
前記固定部材と前記移動部材の一方には、軸方向に延びる長孔部が形成され、他方には前記長孔部に挿入される突起部が設けられ、前記突起部と前記長孔部の係合により前記移動部材の回転を制限することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の伸縮装置。
【請求項５】
前記長孔部の孔縁に長手方向に所定角度を持って切り欠くように形成され、前記移動部材を退行させた状態で前記突起部を保持する切欠部を有することを特徴とする請求項４に記載の伸縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動部材を移動させることで伸縮させる伸縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の給油口を開閉するフューエルリッドと、フューエルリッドを閉状態で係止するリッド係止装置と、閉状態のフューエルリッドをロックするリッドロック装置とを備える。リッド係止装置は、係合突部を付勢手段によりフューエルリッドに向かって付勢させてフューエルリッドに当接させることでフューエルリッドを閉状態で係止する。リッドロック装置は、ロックピンを電動モータにより進退させることでフューエルリッドをロックまたはロック解除する。
【０００３】
特許文献１に開示される燃料口蓋構造において、ユーザはフューエルリッドを開く際、スイッチ操作によりリッドロック装置のロックピンを退行させてロック解除状態にし、リッド係止装置により閉状態となっているフューエルリッドを手動により開く。フューエルリッドを閉じる際には、フューエルリッドを閉じる方向に押してリッド係止装置の係合突部に係止させて閉状態にした後、スイッチ操作によりリッドロック装置のロックピンを進行させてフューエルリッドをロック状態にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１に開示される技術では、リッドに弾接させる機能とリッドをロックさせる機能を、付勢手段によりリッドを閉状態に保持するリッド係止装置と、電動モータによりリッドをロックするリッドロック装置とにより別々に設けているが、リッドのロック装置に関わらず、移動することで装置の全長を伸縮させる移動部材に対して、進退させて伸縮させる要素と、付勢により伸縮可能な状態にする要素とを設けると、複雑な構造になる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルな構成で実現できる伸縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の伸縮装置は、駆動部材と、駆動部材の駆動に応じて回転可能な回転部材と、回転部材の回転により移動する移動部材と、移動部材と回転部材を連結する螺旋状のバネ部材と、を備える。回転部材は、螺旋状に形成され、バネ部材と螺合する螺旋溝部を有する。螺旋溝部に螺合するバネ部材が回転部材の回転によって回転部材に対して軸方向に移動することで、移動部材が移動する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シンプルな構成で実現できる伸縮装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、伸縮装置によりロックした状態の開閉部材を表側から示す斜視図であり、図１（ｂ）は、伸縮装置によりロックした状態の開閉部材を裏側から示す斜視図である。
【図２】伸縮装置の斜視図である。
【図３】伸縮装置の分解図である。
【図４】図２に示す伸縮装置の線分Ａ−Ａの断面図である。
【図５】図２に示す伸縮装置の線分Ｂ−Ｂの断面図であって、伸縮装置の動作について説明するための図である。
【図６】螺旋溝部とバネ部材の軸方向に沿う断面図である。
【図７】変形例の伸縮装置の分解図である。
【図８】回転部材について説明するための図である。
【図９】変形例の移動部材および第１ケース部材について説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）は、伸縮装置１０によりロックした状態の開閉部材１２を表側から示す斜視図であり、図１（ｂ）は、伸縮装置１０によりロックした状態の開閉部材１２を裏側から示す斜視図である。また、図２は、伸縮装置１０の斜視図である。
【００１１】
開閉部材１２は、車両の燃料口の蓋として、不図示のパネルに形成された開口を開閉するために機能する。伸縮装置１０は、車体側に固定され、電動により移動部材２０を移動させて全長を伸縮させることで、ロック位置およびロック解除位置をとる。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、開閉部材１２は、ヒンジ１４により車体側に回転可能に固定される。開閉部材１２の裏面に突出したロック部１６が形成され、ロック部１６にはロック孔１６ａが形成される。ロック孔１６ａに伸縮装置１０の移動部材２０が入ることでロック状態となり、ロック孔１６ａから移動部材２０が抜けるとロック解除状態となる。
【００１３】
実施例では、開閉部材１２はユーザの手動により開閉されるものとして説明するが、変形例ではヒンジ１４には開閉部材１２を開き方向に付勢する付勢手段が設けられてよく、ロック解除すれば付勢手段により開閉部材１２が開いてよい。
【００１４】
図２に示すように、伸縮装置１０は、第１ケース部材２２および第２ケース部材２４の内部に移動部材２０を進退させる駆動機構が収容され、一体に設けられる。第１ケース部材２２および第２ケース部材２４は、移動する移動部材２０に対し、移動せず固定された固定部材として機能する。
【００１５】
図３は、伸縮装置１０の分解図である。ここで各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１６】
伸縮装置１０は、移動部材２０、第１ケース部材２２、第２ケース部材２４、駆動部材２６、バネ部材２８、回転部材３０、ウォーム３２、第１端子３４、第２端子３６、突起部３８および固定ピン４０を備える。
【００１７】
移動部材２０は、回転部材３０の回転によりバネ部材２８とともに軸方向に移動する。移動部材２０は、筒状部４２、ロック軸部４４、貫通孔４６および長孔部４８を有する。筒状部４２の一端に、柱状で小径のロック軸部４４が軸方向に延びるように形成され、他端は開口する。ロック軸部４４は、ロック孔１６ａに挿入され、先端が略半球状に形成される。なお、ロック軸部４４の先端は略半球状に限られず、テーパ状に形成されてよい。この場合、ロック軸部４４の先端に形成されるテーパ面は、移動部材２０の軸方向に対して傾斜し、ロック部の閉じ方向に対して傾斜するように設けられる。
【００１８】
貫通孔４６には、固定ピン４０が挿入されてバネ部材２８が連結される。貫通孔４６は、筒状部４２の先端、すなわちロック軸部４４側の端部に形成される。長孔部４８は、筒状部４２の外周面に軸方向に延びて直線に沿って長手状に形成される。長孔部４８には、突起部３８が挿入されて移動部材２０の回転を制限する。
【００１９】
第１ケース部材２２は、第２ケース部材２４と結合して伸縮装置１０のケース部材となる。第１ケース部材２２は、第２ケース部材２４に結合する蓋部５０と、蓋部５０から突出する円筒部５２と、円筒部５２の外周面に形成される取付孔部５４とを有する。
【００２０】
円筒部５２は、外部に連通する開口部５２ａ有し、開口部５２ａから移動部材２０の一部が出る。取付孔部５４には突起部３８が挿入され、突起部３８が長孔部４８に挿入されて移動部材２０を抜け止めする。
【００２１】
バネ部材２８は、螺旋状に形成され、一端のフック部２８ａが固定ピン４０により移動部材２０に連結される。バネ部材２８の他端側の巻端部２８ｂは、回転部材３０に螺合する。
【００２２】
回転部材３０は、駆動部材２６の駆動に応じて回転する。回転部材３０は、円盤状で画外周面に歯部を有するギア部５６と、ギア部５６の中心軸から軸方向に突出して形成された円柱部５８と、円柱部５８の外周面に螺旋状に形成された螺旋溝部５８ａとを有する。螺旋溝部５８ａは巻端部２８ｂ側のバネ部材２８と螺合する。
【００２３】
駆動部材２６は、第１ケース部材２２および第２ケース部材２４の収容空間に収容され、駆動信号に応じて駆動軸２６ａを回転させる。第１端子３４および第２端子３６は駆動部材２６を電気的に接続し、駆動部材２６に駆動信号を供給する。駆動部材２６は、駆動信号に応じて正回転または逆回転する。
【００２４】
ウォーム３２は、駆動軸２６ａに連結され、駆動部材２６の駆動に応じて回転する。ウォーム３２は、回転部材３０のギア部５６と係合して、駆動部材２６の駆動力を回転部材３０に伝達する。ウォーム３２を設けることで伸縮装置１０の軸方向の全長を短くできる。
【００２５】
図４は、図２に示す伸縮装置１０の線分Ａ−Ａの断面図である。図４に示す伸縮装置１０は、通常状態であり、つまり移動部材２０がロック位置にあって突き出た状態である。
【００２６】
移動部材２０、バネ部材２８および回転部材３０は同軸に配置される。円筒部５２は、回転部材３０およびバネ部材２８の少なくとも一部を収容し、移動部材２０と軸方向に重なって位置する。バネ部材２８の一端側のフック部２８ａは固定ピン４０により移動部材２０に筒状部４２内で連結される。バネ部材２８の巻端部２８ｂ側は、螺旋溝部５８ａに螺合する。バネ部材２８は、移動部材２０と回転部材３０を連結して、移動部材２０が突き出るように、回転部材３０から離れるように付勢する。
【００２７】
移動部材２０は、第１ケース部材２２に固定された突起部３８が長孔部４８に挿入されて、第１ケース部材２２からの抜け止めがなされている。長孔部４８は、軸方向に長手状に形成されており、移動部材２０は、長孔部４８と突起部３８の係合に制限される範囲で軸方向に移動可能である。また、長孔部４８と突起部３８との周方向のすき間はほとんどなく、長孔部４８と突起部３８の係合により、移動部材２０の回転が規制され、移動部材２０に連結されるバネ部材２８の回転が規制される。
【００２８】
ロック位置の移動部材２０を押し込む外力を加えると、移動部材２０はバネ部材２８に抗して退行し、外力の付与を止めると移動部材２０はバネ部材２８の付勢により進行して元の位置に戻る。移動部材２０の一部は円筒部５２に収容されており、移動部材２０の移動が軸方向になるように円筒部５２にガイドされている。
【００２９】
バネ部材２８の一部は、螺旋溝部５８ａに螺合しており、回転部材３０が回転すると、螺旋溝部５８ａから螺旋方向の摩擦力を受ける。バネ部材２８は、長孔部４８と突起部３８の係合により回転が規制されており、回転部材３０とともに回転しないが、螺旋溝部５８ａから受ける摩擦力の軸方向成分により軸方向に移動する。螺旋溝部５８ａに螺合するバネ部材２８が回転部材３０の回転によって回転部材３０に対して軸方向に移動することで、移動部材２０が移動する。長孔部４８と突起部３８の係合により移動部材２０の回転が規制されることにより、バネ部材２８と回転部材３０との共回りを抑えることができ、バネ部材２８を効率的に軸方向に移動させることができる。
【００３０】
図５は、伸縮装置１０の動作について説明するための図である。図５（ａ）は伸縮装置１０により開閉部材１２をロックさせた状態を示し、図５（ｂ）は伸縮装置１０のロックを解除した状態を示し、図５（ｃ）は伸縮装置１０のロック解除により開いた状態の開閉部材１２を示す。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す伸縮装置１０は、図２に示す伸縮装置１０の線分Ｂ−Ｂの断面を示す。
【００３１】
図５（ａ）に示す伸縮装置１０は、車体側パネル１８に固定され、車体側パネル１８の孔部１８ａから移動部材２０のロック軸部４４をロック位置に突き出させて開閉部材１２のロック孔１６ａに挿入させている。
【００３２】
ユーザが車室内に配置された伸縮装置１０を駆動させるスイッチ（不図示）を操作すると、制御部（不図示）が伸縮装置１０に駆動信号を第１駆動時間だけ供給する。伸縮装置１０は、駆動信号の供給により駆動部材２６を駆動し、第１端子３４を介して回転部材３０を回転させる。回転部材３０の回転により螺旋溝部５８ａに螺合するバネ部材２８が軸方向に退行し、移動部材２０も軸方向に退行する。
【００３３】
図５（ｂ）に示すように、移動部材２０がロック解除位置に退行してロック孔１６ａからロック軸部４４が抜けている。ユーザは、スイッチの操作により開閉部材１２をロック解除状態にし、開閉部材１２を手動で開く。
【００３４】
制御部は、スイッチ操作から所定の第１駆動時間だけ駆動信号を供給した後、供給を停止して第２駆動時間に達すると、駆動部材２６に駆動信号を供給し、駆動部材２６を逆回転させ、移動部材２０を進行させる。なお、制御部が駆動部材２６の駆動を時間で制御する態様を示したが、変形例ではこの態様に限られず、駆動部材２６の回転数で制御してもよい。また、駆動部材２６を逆回転させず、リターンスプリング（不図示）を用いて、リターンスプリングの付勢力により移動部材２０を進行させてよい。
【００３５】
図５（ｃ）に示すように、ロック解除位置に退行していた移動部材２０は、所定時間経過すると進行してロック位置に戻される。ユーザは、燃料を入れ終えたあと、手動により開閉部材１２を閉じる。開閉部材１２を閉じる際、ロック部１６の先端の傾斜面１６ｂがロック軸部４４の先端部に当接し、ロック位置にある移動部材２０に退行する方向の力を加え、バネ部材２８に抗して移動部材２０が押し込まれ、開閉部材１２が閉方向に回転する。開閉部材１２が閉じられると、押し込まれた移動部材２０がバネ部材２８の付勢により元のロック位置に戻り、開閉部材１２がロック状態となる。
【００３６】
このように、移動部材２０と回転部材３０の間にバネ部材２８が介在することで、バネ部材２８の撓みによって移動部材２０を移動させることができる。これにより、ユーザが手動で開閉部材１２を閉じてロック状態にでき、開閉部材１２を閉じたことを確認できる。また、バネ部材２８により移動部材２０を進行させた状態で移動可能にしつつ、移動部材２０を移動させることで、伸縮装置１０の構造を簡素化して部品点数を減らし、伸縮装置１０を小型化できる。
【００３７】
図６は、螺旋溝部５８ａとバネ部材２８の軸方向に沿う断面図である。螺旋溝部５８ａは、深さＬ１がバネ部材２８の線径の半分Ｌ２より大きい。螺旋溝部５８ａの断面は、円弧状の底部５８ｂと、開口側が平行な直線部５８ｃとを有する。バネ部材２８が回転部材３０に螺合した状態で、バネ部材２８の線径の半分Ｌ２以上が螺旋溝部５８ａに挿入される。また、バネ部材２８が回転部材３０に螺合した状態で、直線部５８ｃはバネ部材２８の線径中心より上方に張り出すように設けられる。これにより、バネ部材２８が螺旋溝部５８ａから離脱する可能性を低減できる。また、バネ部材２８の螺旋溝部５８ａへの取付作業性が向上する。
【００３８】
軸方向から見たバネ部材２８の直径は、螺旋溝部５８ａの最底部５８ｄの直径より大きく設定されてよい。これにより図６に示すように螺旋溝部５８ａの最底部５８ｄとバネ部材２８との接触を抑えて、摺動抵抗を抑えることができる。さらに、バネ部材２８は、回転部材３０の回転によって、いずれか一方の直線部５８ｃに当接することで、螺旋溝部５８ａから螺旋方向の摩擦力を受けて軸方向に移動できる。
【００３９】
バネ部材２８のピッチＬ３は、螺旋溝部５８ａのピッチＬ４以下になるように形成される。また、バネ部材２８のピッチＬ３は、螺旋溝部５８ａのピッチＬ４より小さくてよい。これにより、バネ部材２８を螺旋溝部５８ａに当接させて、回転部材３０の回転時に摩擦力を付与して、バネ部材２８に軸方向の推進力を効率的に付与できる。
【００４０】
図７は、変形例の伸縮装置１００の分解図である。図７に示す変形例の伸縮装置１００は、図３に示す伸縮装置１０と比べて、駆動部材２６の駆動軸２６ａに回転部材１３０が直結されている点が異なる。
【００４１】
回転部材１３０は、駆動軸２６ａが圧入される連結部１５６と、円柱部５８と、円柱部５８の外周面に形成される螺旋溝部５８ａとを有し、棒状に形成される。これによりウォーム３２が不要となり、第１ケース部材１２２および第２ケース部材１２４を小さくして、伸縮装置１０を小型化できる。
【００４２】
図８は、回転部材について説明するための図である。図８（ａ）に示す回転部材３０と、図８（ｂ）に示す変形例の回転部材２３０とは、ギア部の形状が異なる。図８（ａ）に示すギア部５６は、歯部５６ａが軸方向に対して傾斜しているのに対し、図８（ｂ）に示すギア部２５６は、歯部２５６ａが軸方向に平行である。
【００４３】
図８（ａ）に示すように、ギア部５６の歯部５６ａを軸方向に対して傾斜させることで、駆動部材２６から正逆回転の入力に対してウォーム３２を介して回転可能にできる。これにより、回転部材３０を正逆回転させることでバネ部材２８との螺合長さを変化させて移動部材２０を進退させることができる。
【００４４】
図８（ｂ）に示すように、歯部２５６ａが軸方向に平行であると、正方向の回転力をウォーム３２を介して回転部材３０に伝達可能であるが、逆方向の回転力を伝達しづらく回転部材３０がロックする。この場合、駆動部材２６で移動部材２０を退行させる一方で、移動部材２０を進行させるための別の駆動手段が設けられる。
【００４５】
図９は、変形例の移動部材１２０および第１ケース部材１２２について説明するための斜視図である。図９に示す変形例の移動部材１２０および第１ケース部材１２２は、図３に示す移動部材２０および第１ケース部材１２２と比べて、長孔部１４８と突起部１３８が逆に設けられる。つまり、変形例では、移動部材１２０に突起部１３８が設けられ、第１ケース部材１２２に長孔部１４８が形成される。第１ケース部材と移動部材の一方に、軸方向に延びる長孔部が形成され、他方に長孔部に挿入される突起部が設けられても、移動部材の動きを制限できる。
【００４６】
第１ケース部材１２２の円筒部１５２に軸方向に延びる長孔部１４８が形成される。長孔部１４８の周方向幅は、突起部１３８の直径とほぼ同じで少しだけ大きく設定される。長孔部１４８は、長孔部１４８の孔縁に長手方向に所定角度を持って切り欠くように、例えば長手方向に垂直に切り欠くように形成される切欠部１４８ａを有する。切欠部１４８ａは、移動部材１２０を退行させた状態で移動部材１２０が進行しないように突起部１３８を保持する。
【００４７】
これにより、例えば駆動部材２６など移動部材２０に不具合が生じた際に、ユーザが突起部１３８を操作し、移動部材１２０を退行させて切欠部１４８ａに入れることで、移動部材１２０をロック解除位置に保持でき、開閉部材１２を開くことができる。
【００４８】
本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。
【００４９】
実施例では、伸縮装置１０を車両の燃料口の開閉部材１２をロック状態にするために用いる態様を示したが、この態様に限られない。例えば、伸縮装置１０をロボットの指、腕、足などの動かすために用いたり、人間の動きを補助するために用いてよい。この場合、伸縮装置１０のバネ部材２８が軸方向に伸縮するだけでなく屈曲できるように、移動部材２０の筒状部４２および第１ケース部材２２の円筒部５２を柔軟性のある材料にする。これによれば、バネ部材２８の動きが軸方向の伸縮に制限されないため、伸縮装置１０を屈曲する部分に用いることができる。なお、第１ケース部材２２は、伸縮装置１０と一体である必要はなく、別体で回転部材３０の回転や移動部材２０の移動に対して、非回転で移動しない固定された部材であってよい。伸縮装置１０は、人間に補助力を加える際にバネ部材２８による弾性を持たせたまま伸縮できるため、駆動した際の反力を吸収して、人間への補助力を和らげることができる。
【００５０】
実施例では、円柱部５８の外周面に螺旋溝部５８ａが形成される態様を示したが、この態様に限られない。例えば、回転部材３０は、円柱部５８の代わりに、筒状体に形成されて、その筒状態の内周面に螺旋溝部が形成されてよい。バネ部材２８は、筒状体の螺旋溝部と螺合する。別の変形例では、螺旋溝部を移動部材２０の内周面に形成してもよい。移動部材２０の内周面の螺旋溝部にバネ部材２８を螺合させ、バネ部材２８を駆動部材２６の駆動に応じて回転させることで、バネ部材２８と螺旋溝部５８ａの螺合長さを変えて移動部材２０を移動させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  伸縮装置、  １２  開閉部材、  １４  ヒンジ、  １６  ロック部、  １６ａ  ロック孔、  １８  車体側パネル、  １８ａ  孔部、  ２０  移動部材、  ２２  第１ケース部材、  ２４  第２ケース部材、  ２６  駆動部材、  ２６ａ  駆動軸、  ２８  バネ部材、  ２８ａ  フック部、  ２８ｂ  巻端部、  ３０  回転部材、  ３２  ウォーム、  ３４  第１端子、  ３６  第２端子、  ３８  突起部、  ４０  固定ピン、  ４２  筒状部、  ４４  ロック軸部、  ４６  貫通孔、  ４８  長孔部、  ５０  蓋部、  ５２  円筒部、  ５２ａ  開口部、  ５４  取付孔部、  ５６  ギア部、  ５６ａ  歯部、  ５８  円柱部、  ５８ａ  螺旋溝部、  １４８ａ  切欠部。
【図１】
2016217380.tif 000003
【図２】
2016217380.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016217380.tif 000008
【図７】
2016217380.tif 000009
【図８】
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【図９】
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