(57)【要約】【課題】出力軸の回転を所定位置で規制する規制手段の設置の自由度を向上させ、アクチュエータ全体の設計の自由度の向上を図ることができるアクチュエータを提供する。【解決手段】規制手段３０には、第２減速ギヤ１２と噛合する回転体としての規制用ギヤ２０を規制対象の回転体とし、その規制用ギヤ２０の回転を直動部材３２の直動に変換する直動変換部３１が備えられ、直動部材３２の直動を規制することで規制用ギヤ２０を介して出力軸１５の回転が規制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動力を複数設けられた伝達ギヤの回転により出力軸に伝達して該出力軸を減速回転させるものであり、前記出力軸の回転を所定位置で規制する規制手段を備えたアクチュエータであって、
前記規制手段は、前記伝達ギヤの内のいずれかのギヤ若しくは前記伝達ギヤと噛合する回転体を規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体の回転を直動部材の直動に変換する直動変換部を備え、前記直動部材の直動を規制することで前記規制対象の回転体を介して前記出力軸の回転を規制することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記直動変換部は、前記伝達ギヤの内で前記出力軸と一体回転可能に設けられる出力ギヤよりも前段側の伝達ギヤ若しくはその伝達ギヤと噛合する回転体を前記規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体に対して設置されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアクチュエータにおいて、
前記直動変換部は、前記規制対象の回転体の回転軸方向に沿って一体回転可能に設けられ前記直動部材と螺着されるねじ状部と、前記直動部材の回転を規制すべく係止する係止部とを有し、前記規制対象の回転体の回転に伴って前記直動部材が前記ねじ状部に沿って直動するように構成され、
前記規制手段は、前記直動部材を前記規制対象の回転体と回転方向に係合させることで前記出力軸の回転を規制することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載のアクチュエータにおいて、
前記規制対象の回転体及び前記直動部材には、互いに回転方向で当接する当接部をそれぞれ有し、
前記規制手段は、前記規制対象の回転体と前記直動部材との当接部同士の当接により前記出力軸の回転を規制することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータにおいて、
前記当接部は、当接面を有して互いに面接触するものであり、該当接面がその当接方向と直交する直交方向に対して傾斜するように形成されたことを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力軸を減速回転させるアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクチュエータとしては、例えば、車両の走行状況に応じて車両用ランプを傾動させて照射方向を調整する駆動源として、特許文献１に示されるようなアクチュエータがある。
【０００３】
特許文献１のアクチュエータでは、ステッピングモータにより、回転軸を所定角度ずつ回転させ、回転軸と一体的に回転する駆動ギヤを介してハウジング内に設けた中間ギヤや中間ギヤと噛合される出力ギヤを回転させ、出力ギヤと一体に回転する出力軸を回転させることで車両用ランプを傾動させている。
【０００４】
ところで、このようなアクチュエータでは、例えばイグニッションＯＮ時に車両用ランプの照射方向の基準位置を設定（イニシャライズ）するため、中間ギヤの回転を所定位置で規制するように規制手段が設けられている。具体的には、規制手段は、中間ギヤに形成された規制部とハウジング内に形成された受壁部とを所定位置で係合させるように構成され、その係合した位置を基準位置としている。そして、その基準位置を基に制御装置によりステッピングモータに対してパルス信号を送り、ステッピングモータを制御して車両用ランプの照射方向を調整している。
【特許文献１】特開２００４−２０３２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中間ギヤの内径側の凹部内にハウジング側の受壁部を挿入するという上記の規制手段の構成からも分かるように、規制対象の回転体であるその中間ギヤが一回転未満で回動するものに限られてしまう。つまり、規制手段が規制する規制対象の回転体が限られ、規制手段の設置の自由度が小さかった。そのため、アクチュエータ全体の設計も制限を受けていた。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、出力軸の回転を所定位置で規制する規制手段の設置の自由度を向上させ、アクチュエータ全体の設計の自由度の向上を図ることができるアクチュエータ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、請求項１に記載の発明は、モータの駆動力を複数設けられた伝達ギヤの回転により出力軸に伝達して該出力軸を減速回転させるものであり、前記出力軸の回転を所定位置で規制する規制手段を備えたアクチュエータであって、前記規制手段は、前記伝達ギヤの内のいずれかのギヤ若しくは前記伝達ギヤと噛合する回転体を規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体の回転を直動部材の直動に変換する直動変換部を備え、前記直動部材の直動を規制することで前記規制対象の回転体を介して前記出力軸の回転を規制することをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、規制手段には、複数設けられた伝達ギヤの内のいずれかのギヤ若しくは伝達ギヤと噛合する回転体を規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体の回転を直動部材の直動に変換する直動変換部が備えられ、直動部材の直動を規制することで規制対象の回転体を介して出力軸の回転が規制される。つまり、規制対象の回転体の回転を直動部材の直動に変換する構成が規制手段に備えられることで、その規制対象の回転体の回転数が１回転未満であっても１回転以上であっても対応可能である。そのため、規制対象の回転体の回転数を問わずいずれにも規制手段を設置することができ、アクチュエータ全体の設計の自由度の向上を図ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記直動変換部は、前記伝達ギヤの内で前記出力軸と一体回転可能に設けられる出力ギヤよりも前段側の伝達ギヤ若しくはその伝達ギヤと噛合する回転体を前記規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体に対して設置されていることをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、直動変換部は、伝達ギヤの内で出力軸と一体回転可能に設けられる出力ギヤよりも前段側の伝達ギヤ若しくはその伝達ギヤと噛合する回転体規制対象の回転体とし、その規制対象の回転体に対して設置される。つまり、出力ギヤよりもトルクの小さい伝達ギヤ若しくはその伝達ギヤと噛合する回転体を規制対象の回転体としているため、規制手段での規制の際に、受け止めるトルクを小さくすることができる。規制手段の構成部材を低剛性で形成可能となり、小型軽量化に寄与できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアクチュエータにおいて、前記直動変換部は、前記規制対象の回転体の回転軸方向に沿って一体回転可能に設けられ前記直動部材と螺着されるねじ状部と、前記直動部材の回転を規制すべく係止する係止部とを有し、前記規制対象の回転体の回転に伴って前記直動部材が前記ねじ状部に沿って直動するように構成され、前記規制手段は、前記直動部材を前記規制対象の回転体と回転方向に係合させることで前記出力軸の回転を規制することをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、直動変換部には、規制対象の回転体の回転軸方向に沿って一体回転可能に設けられ直動部材と螺着されるねじ状部と、直動部材の回転を規制すべく係止する係止部とが備えられ、規制対象の回転体の回転に伴って直動部材がねじ状部に沿って直動するように構成される。そして、規制手段は、直動部材を規制対象の回転体と回転方向に係合させることで出力軸の回転を規制する。つまり、ねじ状部に沿って確実に直動部材が直動されるとともに、直動部材が規制対象の回転体と回転方向に係合されるため、確実に規制対象の回転体の回転を規制することができる。また、直動部材をねじ状部に螺着させることで、規制対象の回転体の回転に対する直動部材の直動の移動量を小さく抑えることができ、直動変換部（規制手段）の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のアクチュエータにおいて、前記規制対象の回転体と前記直動部材とは、互いに回転方向で当接する当接部を有し、前記規制手段は、前記規制対象の回転体と前記直動部材との当接部同士の当接により前記出力軸の回転を規制することをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、規制対象の回転体及び直動部材には互いに回転方向で当接する当接部がそれぞれ備えられ、規制手段は、規制対象の回転体と直動部材との当接部同士の当接により出力軸の回転を規制する。これにより、直動部材と規制対象の回転体との回転方向の係合がより確実となるため、その回転規制がより確実となるとともに、規制位置を的確に設定することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記当接部は、当接面を有して互いに面接触するものであり、該当接面がその当接方向と直交する直交方向に対して傾斜するように形成されたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、規制対象の回転体及び直動部材にそれぞれ設けられる当接部には、互いに面接触する当接面が備えられ、該当接面がその当接方向と直交する直交方向に対して傾斜するように形成される。これにより、直交方向長さを変化させることなく当接面の面積を広くできるため、当接部を小型としながらも回転方向に係合する際の大きな力を受けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
従って、上記記載の発明によれば、出力軸の回転を所定位置で規制する規制手段の設置の自由度を向上させ、アクチュエータ全体の設計の自由度の向上を図ることができるアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるアクチュエータの平面図である。図２は、アクチュエータの構成を説明するための斜視図である。
【００１９】
アクチュエータ１の第１ケース部材２は、略四角形状の底部２ａと、該底部２ａの外周端部から直交して延びる側壁部２ｂとからカップ状をなしている。この第１ケース部材２に対し、第２ケース部材３は、略四角形状の底部３ａと、該底部３ａの外周端部から直交して延びる側壁部３ｂとからカップ状をなすとともに、底部３ａ及び側壁部３ｂとで第１ケース部材２の開口を覆うように組み付けられて略四角形箱状のケースが構成されている。なお、図２では、説明の便宜のため、第１ケース部材２の側壁部２ｂと第２ケース部材３の側壁部２ｂの一部を省略している。
【００２０】
第１ケース部材２の底部２ａには、ステッピングモータ４が取着されており、該ステッピングモータ４は、図示しない制御装置から入力されるパルス信号により、回転軸５を所定角度回転する。ステッピングモータ４の回転軸５には、減速機構６が駆動連結されている。
【００２１】
減速機構６は、回転軸５の先端に回転軸５と一体回転可能に取着された駆動ギヤ１０と、第１ケース部材２の底部２ａから開口方向に延びる各支軸２ｃを中心として回転可能に支持された第１〜第３減速ギヤ１１〜１３と、中心部に一体に設けられる出力軸１５にて回転可能に支持された出力ギヤ１４よりなる歯車列で構成されている。
【００２２】
第１減速ギヤ１１の大径ギヤ部１１ａは前記駆動ギヤ１０と噛合され、該大径ギヤ部１１ａと一体に形成された小径ギヤ部１１ｂは第２減速ギヤ１２の大径ギヤ部１２ａと噛合される。該大径ギヤ部１２ａと一体に形成された小径ギヤ部１２ｂは第３減速ギヤ１３の大径ギヤ部１３ａと噛合され、該大径ギヤ部１３ａと一体に形成された小径ギヤ部１３ｂは出力ギヤ１４の略扇状の扇状ギヤ部１４ａと噛合される。このように各ギヤ１０〜１４による歯車列が構成されている。
【００２３】
ここで、第２ケース部材３の底部３ａには貫通孔３ｄが形成されており、出力軸１５は、その先端が第２ケース部材３の底部３ａに形成された貫通孔３ｄから挿通されており、例えば車両の前部に搭載した車両用ランプ（図示略）と駆動連結されるようになっている。即ち、ステッピングモータ４の駆動力は減速機構６を介して車両用ランプに伝達され、該ランプが傾動されるようになっている。
【００２４】
第１ケース部材２の底部２ａには、出力ギヤ１４よりも前段側に設けられた第２減速ギヤ１２の小径ギヤ部１２ｂと噛合するとともに、略円盤状に形成された規制対象の回転体としての規制用ギヤ２０が回転可能に設けられている。この規制用ギヤ２０には、出力軸１５の回転を所定位置で規制して前記車両用ランプの照射方向の基準位置を設定、即ちイニシャライズすべく、該規制用ギヤ２０の回転を所定位置で規制する規制手段３０が設けられている。
【００２５】
規制手段３０は、規制用ギヤ２０の回転を規制するために、規制用ギヤ２０の回転を直動部材３２の直動に変換する直動変換部３１を備えてなる。直動変換部３１は、規制用ギヤ２０の端面２０ａの中心に該ギヤ２０の回動軸方向に沿って形成されたねじ状部としてのねじ軸２１に対してねじ孔３２ａにて直動部材３２を螺着させるとともに、ねじ軸２１との連れ回りを防止すべく直動部材３２の回転を突出部３４と第２ケース部材３側の延出部３ｃとの回転方向の係止にて規制して構成されている。
【００２６】
規制用ギヤ２０のねじ軸２１は、図３（ａ）に示すように第１ケース部材２の開口側である規制用ギヤ２０の端面２０ａの中心で端面２０ａからその回転軸方向に延びる雄ねじにて構成されている。ねじ軸２１の周囲には、端面２０ａでねじ軸２１と若干の隙間を有して略環状をなす当接部としての第１係合突部２２が設けられている。第１係合突部２２は、反時計回りにスロープ状に次第に上方に突出する形状をなし、その上面に傾斜面２２ａを有するとともに、前記規制用ギヤ２０の端面２０ａから該係合突部２２の終端に向けて軸方向に延びる当接面２２ｂを有している。
【００２７】
直動部材３２は、図３（ｂ）に示すように略円筒状をなし、その内周部にねじ孔３２ａが形成されて規制用ギヤ２０のねじ軸２１と螺合されている。直動部材３２は、ねじ軸２１との螺合時に規制用ギヤ２０と対向する下端部に前記第１係合突部２２と対応する当接部としての第２係合突部３３が設けられている。第２係合突部３３は、ねじ孔３２ａの周囲に時計回りにスロープ状に次第に下方に突出する形状をなし、その下面に傾斜面３３ａを有するとともに、第２係合突部３３の始端と終端とを結ぶように軸方向に延びる当接面３３ｂを有している。なお、第１係合突部２２の当接面２２ｂと第２係合突部３３の当接面３３ｂとは、直動部材３２の螺合時に平行関係、且つ、当接方向と略直交する方向に延びるように形成されるとともに、当接面２２ｂ，３３ｂ同士は周方向（回転方向）に当接可能に構成されている。
【００２８】
直動部材３２の外周面３２ｂの上端側には、径方向外側に突出する２つの突出部３４が略１８０度反対側で対となるように設けられている。これに対し、第２ケース部材３の底部３ａには側壁部３ｂと同方向に延びる２つの延出部３ｃが形成されており、各延出部３ｃと各突出部３４とが周方向（回転方向）に係止する。つまり、直動部材３２は、規制用ギヤ２０の回転に伴うねじ軸２１の回転により、該ねじ軸２１の軸方向に沿って直動するように構成されている。
【００２９】
上記のように構成されたアクチュエータ１では、ステッピングモータ４の駆動により各ギヤ１０〜１４が回転されて、規制用ギヤ２０も第２減速ギヤ１２の回転を受けて回転される。この時、規制用ギヤ２０の回転は直動部材３２の直動に変換され、やがて規制用ギヤ２０が所定回転位置に到達すると、該規制用ギヤ２０に設けた第１係合突部２２と直動部材３２に設けた第２係合突部３３とが互いに当接面２２ｂ，３３ｂ同士で面接触して回転方向に係合する。これにより、規制用ギヤ２０、即ち出力軸１５のそれ以上同方向の回転が規制される。そして、例えばイグニッションＯＮ時に、この出力軸１５の規制位置を前記車両用ランプの照射方向の基準位置としてイニシャライズが行われ、この位置から車両用ランプの照射方向を調整するようになっている。
【００３０】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）規制手段３０には、第２減速ギヤ１２と噛合する回転体としての規制用ギヤ２０を規制対象の回転体とし、その規制用ギヤ２０の回転を直動部材３２の直動に変換する直動変換部３１が備えられ、直動部材３２の直動を規制することで規制用ギヤ２０を介して出力軸１５の回転が規制される。ここで、規制対象の回転体の回転を直動部材３２の直動に変換する構成が規制手段３０に備えられることで、その規制対象の回転体の回転数が１回転未満であっても１回転以上であっても対応可能であるため、規制対象の回転体の回転数を問わずいずれにも規制手段３０を設置することができる。そのため、アクチュエータ１全体の設計の自由度の向上を図ることができ、本実施形態では、規制用ギヤ２０をその規制対象の回転体として設定されたアクチュエータ１として構成されている。
【００３１】
（２）直動変換部３１は、出力軸１５と一体回転可能に取着される出力ギヤ１４よりも前段側の第２減速ギヤ１２と噛合する規制用ギヤ２０を規制対象の回転体とし、その規制用ギヤ２０に対して設置される。つまり、出力ギヤ１４よりもトルクの小さい規制用ギヤ２０を規制対象の回転体としているため、規制手段３０での規制の際に、受け止めるトルクを小さくすることができる。規制手段３０の構成部材（直動部材３２など）を低剛性で形成可能となり、小型軽量化に寄与できる。
【００３２】
（３）直動変換部３１には、規制用ギヤ２０の回転軸方向に沿って一体回転可能に設けられ直動部材３２と螺着されるねじ軸２１と、直動部材３２の回転を規制すべく係止する延出部３ｃとが備えられ、規制用ギヤ２０の回転に伴って直動部材３２がねじ軸２１に沿って直動するように構成される。そして、規制手段３０は、直動部材３２を規制用ギヤ２０と回転方向に係合させることで出力軸１５の回転を規制する。つまり、ねじ軸２１に沿って確実に直動部材３２が直動されるとともに、直動部材３２が規制用ギヤ２０と回転方向に係合されるため、確実に規制用ギヤ２０の回転を規制することができる。また、直動部材３２をねじ軸２１に螺着させることで、規制用ギヤ２０の回転に対する直動部材３２の直動の移動量を小さく抑えることができ、直動変換部３１（規制手段３０）の小型化を図ることができる。
【００３３】
（４）規制用ギヤ２０及び直動部材３２には互いに回転方向で当接する当接面２２ｂ、３３ｂがそれぞれ備えられ、規制手段３０は、規制用ギヤ２０と直動部材３２との当接面２２ｂ、３３ｂ同士の当接により出力軸１５の回転を規制する。これにより、直動部材３２と規制用ギヤ２０との回転方向の係合がより確実となるため、その回転規制がより確実となるとともに、規制位置を的確に設定することができる。
【００３４】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、規制手段３０により回転が規制される回転体としての規制用ギヤ２０を第２減速ギヤ１２と噛合するように構成しているが、これに限らない。例えば、第２減速ギヤ１２以外のその他のギヤ１０，１１，１３，１４と、規制用ギヤ２０とを噛合させるようにしてもよい。この時、出力ギヤ１４よりも前段側ほど、規制手段３０による回転規制時に当接面２２ｂ，３３ｂ間で発生するトルクが小さくでき、当接面２２ｂ，３３ｂの変形を抑制することができる。また、規制用ギヤ２０を用いず、ギヤ１０〜１４に対して直接的に規制手段３０を設定してもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、第１係合突部２２及び第２係合突部３３をスロープ状に形成しているが、これに限らず、例えば一方が突部、他方が凹部であってもよい。また、係合突部２２，３３を省略し、直動部材３２と規制用ギヤ２０とを摩擦係合させる態様としてもよい。
【００３６】
・上記実施形態では、規制用ギヤ２０にねじ軸２１、直動部材３２にねじ孔３２ａとしたが、規制用ギヤ２０側をねじ孔、直動部材３２側をねじ軸としてもよい。
・上記実施形態では、直動部材３２を規制用ギヤ２０の回転軸方向に直動させる構成としたが、直動部材をこれ以外の方向に直動させて規制用ギヤ２０の回転を規制させる構成としてもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、直動部材３２を規制用ギヤ２０と回転方向に係合させて直動部材３２の直動を規制させる構成としたが、これに限らず、例えば第２ケース部材３の底部３ａ側に押し当てて直動部材３２の直動を規制させる構成としてもよい。
【００３８】
・上記実施形態では、第１係合突部２２の当接面２２ｂと第２係合突部３３の当接面３３ｂをその当接方向と略直交する方向に延びるように形成したが、これに限らない。例えば、当接面を当接方向と直交する方向に対して傾斜するように形成することで、直交方向長さを変化させることなく当接面の面積を広くできるため、当接部としての第１係合突部及び第２係合突部を小型としながらも回転方向に係合する際の大きな力を受けることができる。
【００３９】
・上記実施形態では、減速機構６を各ギヤ１０〜１４を用いた歯車列で構成したが、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、規制手段３０を車両用ランプの照射方向を調整するアクチュエータ１に適用しているが、これに限らず、例えば車両用空調装置に用いるアクチュエータやその他のアクチュエータに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態におけるアクチュエータの平面図である。
【図２】アクチュエータの構成を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）アクチュエータの構成を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…アクチュエータ、３ｃ…延出部（係止部）、４…ステッピングモータ（モータ）、１０…駆動ギヤ（伝達ギヤ）、１１…第１減速ギヤ（伝達ギヤ）、１２…第２減速ギヤ（伝達ギヤ）、１３…第３減速ギヤ（伝達ギヤ）、１４…出力ギヤ（伝達ギヤ）、１５…出力軸、２０…規制用ギヤ（回転体及び規制対象の回転体）、２１…ねじ軸（ねじ状部）、２２…第１係合突部（当接部）、２２ｂ…当接面、３０…規制手段、３１…直動変換部、３２…直動部材、３３…第２係合突部（当接部）、３３ｂ…当接面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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