JPH0573616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は定速走行装置のアクチユエータに関す
る。

近年、自動車において高速道路などを一定の速
度で走行するための定速走行装置が開発されてい
る。本発明はかかる定速走行装置において、コン
トローラからの入力信号を受け、エンジン出力調
整装置を作動させるアクセルリンケージ機構に対
して出力を送るアクチユエータに関する。

［従来の技術］ 従来より自動車に搭載される定速走行装置は第
４図に示されるような基本構成がとられている。

コントローラ１は、ドライバーによつて設定さ
れる走行速度を保つべく制御信号を発するもので
あり、故障や暴走防止対策のための制御信号など
も含めて電気信号として前記制御信号をアクチユ
エータ３に送る。多くのばあいコントローラ１は
コンピユータとその周辺機器から構成されてい
る。アクチユエータ３は前記電気信号をコントロ
ールケーブルの引き操作量などの機械的信号に変
換する。その機械的信号はアクセルペダル２の踏
込操作に基づいて引き操作される他のコントロー
ルケーブルの機械的信号と共にアクセルリンケー
ジ機構４に伝達される。アクセルリンケージ機構
４はアクチユエータ３とアクセルペダル２からの
入力信号を受け、スロツトル弁や燃料噴射装置な
どのエンジン出力調整装置５に出力信号を発す
る。エンジン出力調整装置５はアクセルリンケー
ジ機構４からの出力信号によつて動かされ、スロ
ツトル弁の絞り量などを加減するものであり、そ
れによりエンジンの回転数を加減速し、また一定
に保つ働きを奏する。

このような基本構成を有する定速走行装置にお
いて、通常の定速走行中はコントローラ１により
制御されるアクチユエータ３はアクセルリンケー
ジ機構４に制御信号を送つてエンジン出力調整装
置５を動作させるが、ドライバーが自動車を加速
すべくアクセルペダル２を踏込んだときは、アク
セルリンケージ機構４においてアクセルペダル２
からの出力信号を優先させてエンジン出力調整装
置５を動作させる。またドライバーがアクセルペ
ダル２の踏込みを止めたときは、再びコントロー
ラ１に基づくアクチユエータ３からの制御信号に
よつてアクセルリンケージ機構４を動作させる。

アクチユエータ３は叙上のごとき機能を有する
ので、入力信号を確実かつ迅速に出力信号に変換
しうることが要求され、しかも自動車のエンジン
ルーム内での占有スペースをとらないコンパクト
なものであることが要求されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の定速走行装置におけるアクチユエータに
は種々のタイプのものがあるが、いずれも電磁ク
ラツチ装置や減速機構などによつてその全体の大
きさが限定されているため、メカトロニクス化に
より省スペース化を進めている自動車部品として
は機構部分のコンパクト化が遅れをとつている。

本発明はかかる実情に鑑み、機能的に充分満足
することができ、かつコンパクトな定速走行装置
におけるアクチユエータを提供しようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の定速走行装置のアクチユエータは、(a)
ケーシングと、(b)該ケーシング内に固定された円
柱状のモータと、(c)該モータ側の端部に係合凹部
を有する、モータからの回転駆動力を出力軸へ伝
達するための遊星歯車機構からなる減速機と、 (d) 前記モータを囲むようにケーシング内に固定
された円筒状の鉄心と前記減速機の係合凹部に
係合しうる係合突起を備えると共に、前記鉄心
を囲みかつ軸方向に移動可能に設けられた円筒
状の電磁コイル部とからなるソレノイドと、 前記電磁コイル部と同軸状に配設され、かつ
その減速機と反対側の端部が電磁コイル部に係
止され、電磁コイル部を減速機の反対方向、す
なわち前記係合凹部と係合突起との係合が解除
される方向に付勢するための圧縮コイルバネ とからなる電磁クラツチと、 (e) 前記出力軸に結合されると共に、その外周に
出力用のワイヤの駆動端近辺が巻きつけられ、
かつ該駆動端が係止されている出力プーリと、
(f)該出力プーリを常時ワイヤを巻き上げる方向
に付勢するためのリターンスプリングとから構
成されている。

［作用］ 電磁コイル部（以下、単にコイル部という）に
コントローラから信号が入力されると、コイル部
が鉄心に引かれ、バネの付勢力に抗して軸方向に
移動して、コイル部の係合突起と減速機の係合凹
部とが係合するため、瞬時に減速機から出力でき
るようになる。その状態でモータが回転すると、
出力軸に減速された回転が伝えられ、出力プーリ
を回転させてワイヤの引き操作が行なわれる。

コイル部に通電が切られると、コイル部が圧縮
コイルバネ（以下、単にコイルバネという）の働
きでもとの位置に戻り、瞬時にコイル部の係合突
起と減速機の係合凹部との係合がはずれる。

そのときはかりにモータが回つても出力プーリ
側にはトルクが伝わらない。またそのばあいはリ
ターンスプリングの働きで常時ワイヤに適切な張
力が付与される。さらに出力プーリ側に外力が付
与されたばあいでも、コイル部の係合突起と減速
機の係合凹部とが係合しているときは減速機の働
きでモータ側が回転しない。

モータ、鉄心、コイル部は同心状にたがいに嵌
まり込むように構成されているため、アクチユエ
ータは、その全体の寸法が小さく、しかも突出部
の少ないシンプルな外観形状にすることができ
る。

［実施例］ つぎに図面を参照しながら本発明のアクチユエ
ータの実施例を説明する。

第１図は本発明のアクチユエータの一実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線断面
図、第３図は第１〜２図に示すアクチユエータの
一部切欠斜視図、第４図は本発明のアクチユエー
タを用いた定速走行装置のブロツク線図である。

第４図に示されるように、本発明のアクチユエ
ータ３はコントローラ１からの制御信号をコント
ロールケーブルの操作量に変換し、アクセルリン
ケージ機構４に向けて出力する。

第１図において１１はアクチユエータ３のケー
シングであり、ケーシング１１はほぼ四角柱状の
外観を呈する。ケーシング１１はモータ１２、電
磁クラツチ１３および減速機１４などの主要部分
を収容するための本体１５と、本体１５のモータ
１２側の開口部１６に嵌められる蓋１７と、出力
プーリ１８を収納する出力部分１９と、出力部分
１９の開口部２０に嵌められる蓋２１などのいく
つかの部分を結合した構成を有する。前記本体１
５はさらに中央に開口部２９を有する隔壁３０で
２つの部屋Ｓ１，Ｓ２に分けられている。

モータ１２は固定部材２５にビス２６などで固
定され、第３図に示すように固定部材２５のフラ
ンジ部２７がボルト２８などで隔壁３０に固定さ
れることにより一方の部屋Ｓ１に収容される。そ
のとき長いボルト２８を用いて出力部分１９も共
締めするようにしてもよい。

つぎに部屋Ｓ１内に収容されている電磁クラツ
チ１３を説明する。

前記固定部材２５には、さらにモータ１２と同
心となるように円筒状の鉄心３１の一端がビス３
２などで固定されている。

鉄心３１の外周には、カバー３３で覆われたコ
イル部３４が同心状に配置されると共に、鉄心３
１の外周をガイドとして軸方向に移動自在となつ
ている。コイル部３４はモータ１２を取り囲むよ
うにモータ１２と鉄心３１の隙間に収容されたコ
イルバネ３５で、常時矢印Ａ方向に付勢されてい
る。コイル部３４の矢印Ａ方向の移動端は、ケー
シング１１の本体１５の開口部１６に挿入された
配電部３６にカバー３３が当接することにより定
められ、反対方向の移動端は、第１図に示すよう
に鉄心３１の端部３７にコイル部３４の段部３８
が当接することにより定められる。

コイル部３４の隔壁３０側の端部からはピン４
１が４本程度、突設されている。これらのピン４
１は特許請求の範囲でいう係合突起に該当する。
なおピンの本数はとくに制限されないが、たとえ
ば通常２〜６本程度が用いられる。ピン４１は前
記固定部材２５に形成された孔４２に嵌められた
合成樹脂などのブツシユ４３の孔４４と嵌合し、
ブツシユ４３によつてガイドされると共に、コイ
ル部３４の自軸まわりの回転を止めている。

前記隔壁３０をはさんで、中央に開口部４５を
有する円盤状のクラツチ板４６と後述する減速機
構１４の静止内歯歯車５１とがそれぞれ設けられ
ており、クラツチ板４６の開口部４５の内周は静
止内歯歯車５１のボス部５３の外周にセレーシヨ
ンなどで固着されている。さらにボス部５３は隔
壁３０に形成されている開口部２９内に回転自在
に嵌合している。クラツチ板４６には前記ピン４
１と係合するいくつかの係合孔４７が形成されて
いる。これらの係合孔４７が特許請求の範囲でい
う係合凹部に該当する。ピン４１、コイル部３
４、鉄心３１、コイルバネ３５およびクラツチ板
４６などは、全体として電磁クラツチ１３を構成
している。

つぎに減速機１４を説明する。本発明において
は遊星歯車機構を用いているため、入力軸はモー
タの回転軸と常時直結し、内歯歯車とコイル部の
連結で減速機への入力の入り切り操作をするよう
に構成しうる。そのため全体の構成をさらにコン
パクトにすることができる。

遊星歯車機構としては種々のものを採用しうる
が、以下に示す不思議歯車機構（フアーガソン
ズ・ギヤ）を用いると減速比が大きいため好まし
い。

前記モータ１２の回転軸５０は、隔壁３０の開
口部２９を通つて、本体１５の図面上右側の空間
Ｓ２内に収容された減速機１４に連結されてい
る。

減速機１４は、前記モータ１２の回転軸５０上
に固着された小径のピニオン５４と、ピニオン５
４と歯合し、それ自体キヤリア５５ａ，５５ｂに
よつて軸支された遊星歯車５６と、遊星歯車５６
と歯合する２個の内歯歯車５１，５２とから構成
される。２個の内歯歯車の歯数はいくらかたがい
に異なつており、減速機構全体として、いわゆる
不思議歯車機構（フアーガソンズ・ギヤ）を構成
している。このものの減速比は、たとえば１／
500程度にしうる。

前記内歯歯車５１，５２のうち一方の内歯歯車
５１のボス部５３は前述のごとく前記クラツチ板
４６と結合されており（以下、このものを静止内
歯歯車という）、他方の内歯歯車（以下、回転内
歯歯車という）５２のボス部５７は出力軸５８上
にセレーシヨンなどで固定されている。

なお前記キヤリア５５ａ，５５ｂは２個のリン
グ状の板材から構成され、それぞれ静止内歯歯車
５１および回転内歯歯車５２の側面に摺動自在に
配置されており、前述のごとく遊星歯車５６の軸
６０を支持している。なお軸６０がキヤリアに対
して回転自在であつてもよい。一方のキヤリア５
５ａの外周は静止内歯歯車５１の内側面に形成さ
れた環状突起６２の内周によつて摺動自在に支持
され、他方のキヤリア５５ｂの内周は回転内歯歯
車５２のボス部５７の外周によつて摺動自在に支
持されている。

つぎに第１〜２図を参照しながら出力プーリ１
８まわりの構成を説明する。

回転内歯歯車５２の外側の側面には突起７１が
形成されており、その突起７１はケーシング１１
の出力部分１９の隔壁７２上に設けられている突
起７３と共にネジリコイルバネ７４の両端を係止
している。ネジリコイルバネ７４は回転内歯歯車
５２を、ひいては出力軸５８を介して出力プーリ
１８を、出力プーリ１８まわりにワイヤ７８を巻
き取る方向（第２図の矢印Ｃ方向）に付勢してい
る。

出力軸５８は前記出力部分１９の隔壁７２に形
成されたボス部７９によつて回転自在に支持さ
れ、さらに出力軸５８の外周に固着される出力プ
ーリ１８のボス部８０と共に蓋２１の軸受部８１
によつても支持されている。

出力プーリ１８の外周にはワイヤ７８を係合す
るための溝８２およびワイヤ７８の端部に固着さ
れた係止片８３を係止させるための係止部８４が
それぞれ設けられている。

ケーシング１１の出力部分１９の一端を閉じて
いる蓋２１と出力プーリ１８との間には、出力プ
ーリ１８の回転角度を制限するためのマイクロス
イツチ８６，８７が設けられている。マイクロス
イツチ８６，８７のリード線は、たとえば角筒状
のケーシング１１の内部のコーナ近辺を通つて配
電部３６の方に導かれている。

つぎに叙上のごとく構成されるアクチユエータ
の作用を説明する。

コントローラ１の指令によつてコイル部３４が
通電されていない状態では、コイル部３４はコイ
ルバネ３５の付勢力で矢印Ａ方向に移動し、ピン
４１とクラツチ板４６との係合がはずれている。
そのためその状態では静止内歯歯車５１は回転フ
リーになつている。

コントローラ１の指令によりコイル部３４に通
電されている状態では、コイル部３４と鉄心３１
とたがいに引き合う。そのとき鉄心３１が固定部
材２５によつてケーシング１１に固定されている
ので、コイル部３４が矢印Ｂ方向に移動し、ピン
４１とクラツチ板４６の係合孔４７とが係合す
る。その状態では静止内歯歯車５１が回転できな
いため、モータ１２がコントローラ１からの指令
で回転すると、減速機１４により減速された回転
が出力軸５８に伝えられる。それにより出力プー
リ１８が矢印Ｃ方向に回転し、ワイヤ７８を出力
プーリ１８上に巻き取る。

そのときのワイヤ７８の引き操作は、第３図の
アクセルリンケージ機構４に伝えられ、クラツチ
ペダル２からの操作がないばあいは、そのワイヤ
の引き操作がエンジン出力調整装置５に伝えら
れ、たとえば一定速度で自動車などを走行させる
ことになる。なお、定速走行中に運転者がアクセ
ルペダル２を操作したときは、アクセルリンケー
ジ機構４がアクセルペダル２からの操作力を優先
させるように機能し、アクセルペダル２が緩めら
れると再びアクチユエータ３からの操作に基づい
てエンジン出力調整装置５が操作される。

以上の操作において、ワイヤ７８に加えられて
いる張力が緩むと、静止内歯歯車５１がフリーの
ときはネジリコイルバネ７４の付勢力で回転内歯
歯車５２および出力プーリ１８が矢印Ｃ方向に回
転し、ワイヤ７８を出力プーリ上に巻き取つてワ
イヤの緩みをとることができる。すなわちネジリ
コイルバネ７４はリターンスプリングとして作用
するものである。

逆に静止内歯歯車５１が電磁クラツチ１３によ
り停止されているときは、減速機１４の減速比が
きわめて大きいため（通常は１／500程度）、外力
によりワイヤ７８が引かれても回転内歯歯車５２
が回転しない。それによつて出力プーリ１８の角
度位置を所定の設定位置に固定しておくことがで
きる。

本発明のアクチユエータにおいて、ケーシング
１１の出力部分１９に形成した環状突起６２を本
体１５に形成した円形の開口部内に嵌合させ、そ
れにより出力部分１９が出力軸５８の中心軸まわ
りに回転自在となるように構成するときは、ネジ
リコイルバネ７４にあらかじめ回転付勢力を与え
ておく作業が簡単になる。すなわちネジリコイル
バネ７４に初期たわみを与えるには、ネジリコイ
ルバネの両端をそれぞれ突起７１，７２と係合さ
せ、さらに本体１５に出力部分１９を嵌合させた
のち、所望の角度または回数だけ出力部分を回
し、その状態で出力部分１９をボルト２８などで
本体１５に固定すればよい。

［発明の効果］ 本発明の定速走行機構のアクチユエータは、電
磁クラツチの機構を、その内部にモータを収容し
うる円筒状に構成したので、全体の形状が突起部
分を有しないきわめて単純な形状になつている。
さらに遊星歯車機構を減速機構として採用したの
で、全体の寸法が小さくなり、自動車などにおけ
る設置スペースがきわめて小さくて済むという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアクチユエータの一実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線断面
図、第３図は第１〜２図に示すアクチユエータの
一部切欠斜視図、第４図は本発明のアクチユエー
タを用いた定速走行装置のブロツク線図である。 図面の主要符号、３……アクチユエータ、１１
……ケーシング、１２……モータ、１３……電磁
クラツチ、１４……減速機、１８……出力プー
リ、３１……鉄心、３４……コイル部、３５……
コイルバネ、４１……ピン、４６……クラツチ
板、４７……係合孔、５８……出力軸、７４……
ネジリコイルバネ、７８……ワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その従動端がアクセルリンケージ機構に連結
   されたワイヤを操作するためのアクチユエータで
   あつて、 (a) ケーシングと、 (b) 該ケーシング内に固定された、円柱状のモー
   タと、 (c) 該モータ側の端部に係合凹部を有する、モー
   タからの回転駆動力を出力軸へ伝達するための
   遊星歯車機構からなる減速機と、 (d) 前記モータを囲むようにケーシング内に固定
   された円筒状の鉄心と前記減速機の係合凹部に
   係合しうる係合突起を備えると共に、前記鉄心
   を囲みかつ軸方向に移動可能に設けられた円筒
   状の電磁コイル部とからなるソレノイドと、 前記電磁コイル部と同軸状に配設され、かつ
   その減速機と反対側の端部が電磁コイル部に係
   止され、電磁コイル部を減速機の反対方向、す
   なわち前記係合凹部と係合突起との係合が解除
   される方向に付勢するための圧縮コイルバネ とからなる電磁クラツチと、 (e) 前記出力軸に結合されると共に、その外周に
   出力用のワイヤの駆動端近辺が巻きつけられ、
   かつ該駆動端が係止されている出力プーリと、 (f) 該出力プーリを常時ワイヤを巻き上げる方向
   に付勢するためのリターンスプリング とからなる定速走行装置のアクチユエータ。 ２ 前記遊星歯車機構が、モータの回転軸に設け
   られたピニオンと、該ピニオンと歯合し、モータ
   の回転中心まわりに回転自在に設けられたキヤリ
   ヤによつて軸支される遊星歯車と、該遊星歯車と
   歯合し、前記コイル部の係合突起に係合しうる前
   記係合凹所が形成された静止内歯歯車と、前記遊
   星歯車と歯合し、前記静止内歯歯車といくらか異
   なる歯数を有し、前記出力軸に結合されている回
   転内歯歯車とから構成されている特許請求の範囲
   第１項記載のアクチユエータ。