アクチュエータ
【課題】支持部材の２方向の駆動を同時に実現できるアクチュエータを提供する。
【解決手段】座席１を前後及び上下方向に駆動する装置として駆動ユニット部ＤＵとして設けているので、コンパクトな構成を提供できる。又、駆動ユニット部ＤＵに平行なねじ軸１２，２２を設けており、更に第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２の上端を、駆動軸３０に枢動可能に取り付け同一の枢動軸線回りに枢動可能となるようにしたので、座席１の複合的な移動を単一のユニットで実現でき、簡素且つコンパクトな構成を実現できる。
【解決手段】座席１を前後及び上下方向に駆動する装置として駆動ユニット部ＤＵとして設けているので、コンパクトな構成を提供できる。又、駆動ユニット部ＤＵに平行なねじ軸１２，２２を設けており、更に第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２の上端を、駆動軸３０に枢動可能に取り付け同一の枢動軸線回りに枢動可能となるようにしたので、座席１の複合的な移動を単一のユニットで実現でき、簡素且つコンパクトな構成を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の座席など、乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に駆動調整するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の座席は乗員の体格や体型、嗜好にあわせ、座席の前後位置や座や背の角度が調整できる機構を有している場合が多い。特に近年は、快適性・高級化のために手動での調整より、電動による調整が好まれる傾向にある。
【０００３】
特許文献１には、複数のモータを用いてシートの位置を調整可能なパワーシートが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２１６７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１のパワーシートは、シートの一方向の調整を１つのモータで担っており、例えばシートを前方に移動して上昇させる場合、前方移動と上昇とを順次的に行うようにしているため、移動時間が長くかかるという問題がある。又、一方の方向に移動させたときにシートに当接する障害物があるような場合、かかる障害物を回避すべく、前方移動と上昇とを段階的に小刻みに行わなくてはならない場合もある。又、単一のモータで一方向に駆動するのみであるため、大きな容量のモータが必要になり、構造も複雑になる。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、支持部材の２方向の駆動を同時に実現でき、これによりモータを小型化、低容量化出来、且つ構成もコンパクトとなるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアクチュエータは、車両において乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に位置調整可能に駆動するアクチュエータにおいて、
車体に対して取り付けられた第１のモータと、
前記第１のモータに連結された第１の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第１のリンク部材と、
前記第１の軸の回転運動を前記第１のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第１の変換機構と、
車体に対して取り付けられた第２のモータと、
前記第１の軸に並行し、前記第２のモータに連結された第２の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第２のリンク部材と、
前記第２の軸の回転運動を前記第２のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第２の変換機構と、を有し、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させることで、前記支持部材は第１の方向に移動可能となっており、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させることで、前記支持部材は前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば前記支持部材を第１の方向に移動させたいときは、前記第１のモータと前記第２のモータとを駆動して、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させればよく、或いは前記支持部材を第２の方向に移動させたいときは、前記第１のモータと前記第２のモータとを駆動して、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させればよい。即ち、前記第１のモータと前記第２のモータとの駆動方向及び駆動量を調整することで、前記支持部材を任意の位置に移動させることができる。
【０００８】
前記第１のモータと、前記第１の軸と、前記第１の変換機構と、前記第２のモータと、前記第２の軸と、前記第２の変換機構とは駆動ユニットを構成していると好ましい。
【０００９】
前記第１の軸と前記第２の軸とは平行に延在していると、よりコンパクトな構成を提供できる。
【００１０】
前記第１のリンク部材の一端と前記第２のリンク部材の一端とを同一軸線回りに枢動すると、よりコンパクトな構成を提供できる。
【００１１】
前記第１のリンク部材の一端から他端までの距離は、前記第２のリンク部材の一端から他端までの距離に等しいと好ましい。
【００１２】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、カップリングを介して互いに連結されていると好ましい。但し、両者は直接連結されていても良い。
【００１３】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、減速機構を介して連結されていると好ましい。但し、両者は直接連結されていても良い。
【００１４】
前記第１の軸及び前記第２の軸の少なくとも一方の回転方向及び回転角度を検出するセンサを有すると好ましい。かかるセンサは、前記第１のモータ、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）、前記第２のモータ、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に設けられ、回転、角度、位置、速度などを検出することができる。
【００１５】
前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材及び前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部に、移動量、移動方向、移動速度のいずれか少なくとも１つを検出するセンサを有すると好ましい。「前記第１のモータに連動する要素部材」とは、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）がある。「前記第２のモータに連動する要素部材」とは、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）がある。但し、これに限られない。
【００１６】
前記センサの信号を用いて前記支持部材の位置を検出もしくは算出し、その位置を記憶しておき、所定の操作により、記憶された位置に前記支持部材を移動させると好ましい。
【００１７】
前記センサは、前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材の変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部の変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、前記第１センサ信号のパルス数と前記第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、前記第１のモータと前記第２のモータの回転方向及び回転角度を制御すると好ましい。
【００１８】
前記第１のモータの回転方向及び回転角度と、前記第２のモータの回転方向及び回転角度を記憶し、所定の操作に応じて、記憶された回転方向及び回転角度で前記第１のモータ及び前記第２のモータがそれぞれ駆動されるようになっているので、例えば運転者がイグニッションスイッチをオフ操作したことに応じて、乗員が乗降するのに容易となる位置に支持部材を退避させ、イグニッションスイッチをオン操作したことに応じて、適切なドライビングポジションをとれる位置に支持部材を駆動することができる。尚、モータの回転方向や回転角度に限らず、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に変位センサを設け、その検出値を記憶するようにすると安価に構成できる。
【００１９】
前記支持部材の変位を制限するストッパを設けていると好ましい。かかるストッパは、前記第１のモータ、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構、第１のリンク部材もしくはそれらと連動する要素部材、前記第２のモータ、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構、第２のリンク部材もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に設けられて良い。
【００２０】
前記支持部材が所定の位置に変位したことを検出するセンサを設けていると好ましい。
【００２１】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された座席であり、前記第１の方向は前記座席の上下方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であると好ましい。
【００２２】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された背もたれであり、前記第１の方向は前記背もたれの傾動方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であると好ましい。
【００２３】
ステアリングホイールの位置を制御するコラムユニットに対して情報を伝達可能に連結されており、前記コラムユニットにより駆動されるステアリングホイールに連動して、前記支持部材を所定位置に移動させると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係るパワーシート装置に用いるアクチュエータを図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係るパワーシート装置の側面図である。図で右方が車両前方側であり、左方が車両後方側になる。
【００２５】
パワーシート装置は、支持部材としての座席１と、背もたれ２と、座席１を駆動する駆動ユニット部ＤＵとからなる。車体ＶＢの床面には、座席１の両側に沿って一対のガイドレールＧＲが取り付けられ、各ガイドレールＧＲ上を複数のスライダＳＤが滑動可能に配置されている。各スライダＳＤと座席１とは、紙面に垂直な軸回りに回動可能な等しい長さの支持リンクＬＫにより連結され、これによりガイドレールＧＲに対して座席１は平行移動可能となっている。座席１と車体ＶＢの床面との間において、アクチュエータである駆動ユニット部ＤＵの筐体１０が、その床面に固定されている。
【００２６】
図２は、駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。図２において、筐体１０の一端には、第１のモータ１１と第２のモータ２１とが固定されている。第１のモータ１１の回転軸は、不図示のカップリング（又は減速機構）を介して第１のねじ軸１２に連結されており、第２のモータ２１の回転軸は、不図示のカップリング（又は減速機構）を介して第２のねじ軸２２に連結されている。第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２とは、互いに平行に延在し、筐体１０に対して不図示の軸受により回転自在に支持されている。
【００２７】
第１のねじ軸１２には、第１のナット１３が螺合している。第１のナット１３は、第１のねじ軸１２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第１のねじ軸１２と第１のナット１３とで第１の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００２８】
第１のナット１３には、２本のアーム片１４，１５の下端が枢動可能に連結されている。アーム片１４，１５の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。アーム片１４，１５が、第１のリンク部材Ｌ１を構成する。
【００２９】
一方、第２のねじ軸２２には、第２のナット２３が螺合している。第２のナット２３は、第２のねじ軸２２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第２のねじ軸２２と第２のナット２３とで第２の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００３０】
第２のナット２３には、２本のアーム片２４，２５の下端が枢動可能に連結されている。アーム片２４，２５の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。アーム片２４，２５が、第２のリンク部材Ｌ２を構成する。第１のリンク部材Ｌ１の両端枢動端間の距離Ａは、第２のリンク部材Ｌ２の両端枢動端間の距離Ａに等しくなっている（図２）。
【００３１】
駆動軸３０は、座席１（図１）の下面に取り付けられている。第１のモータ１１と第２のモータ１２は、不図示のスイッチを介して電力を供給され、それぞれ独立して回転可能となっている。
【００３２】
図３、４は、本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であるが、図２に対して簡略化して図示している。ここで、座席１を上下方向（第１の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに逆方向に回転するため、図３の矢印に示すように、第１のナット１３と第２のナット２３（図３で不図示）とは、例えば近接する方向に移動する。
【００３３】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とが駆動軸３０に対して枢動しながら接近しても、駆動軸３０は前後方向に移動しない。従って、座席１は軸線に直交する方向にのみ押し上げられ、これにより座席１は、図１の支持リンクＬＫにより水平に支持されながら上方に移動するが、それと共にスライダＳＤも変位するので前後方向には移動しない。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが、離れる方向に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、座席１の下方側への移動が行われることとなる。
【００３４】
これに対し、座席１を前後方向（第２の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに同一方向に回転するため、図４の矢印に示すように、第１のナット１３と第２のナット２３（図４で不図示）とは一体で、例えばステアリングホイール側に移動する。
【００３５】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とは、その姿勢（傾き）を維持したまま移動するため，駆動軸３０に対する相対位置関係は不変であり、従って座席１は押し上げ又は押し下げられることなく軸線方向にのみ移動する。このとき、図１の支持リンクＬＫにつれて、スライダＳＤはガイドレールＧＲ上を滑動するため、座席１の移動を阻害することがない。これにより、座席１は、枢動軸１ａが長孔３ａにガイドされつつ前方に移動する。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが以上とは逆に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、座席１の車両後方側への移動が行われることとなる。
【００３６】
更に、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量や速度を異なるように調整して駆動すれば、座席１の任意の方向への直線的移動や曲線を描く複合移動を適宜行うことができる。また、第１のナット１３や第２のナット２３の移動量や速度を前記センサにより検出し、その信号をもとにモータへの駆動信号を制御すれば、座席１の単一方向移動もしくは前記複合移動をより安定させることができ望ましい。これにより、単一移動方向に障害物があった場合でも、これを回避して移動が可能となる。
【００３７】
本実施の形態によれば、座席１を前後及び上下方向に駆動する装置としてモジュール化された駆動ユニット部ＤＵを設けているので、コンパクトな構成を提供でき、車体への組み付けも容易になる。又、２個のモータを用いて所定の方向への駆動を実現できるので、モータの容量を低く抑えることで、駆動ユニット部ＤＵの小型化・軽量化を図ることができる。更に、駆動ユニット部ＤＵに、平行なねじ軸１２，２２を設けており、更に第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２の上端を、駆動軸３０に枢動可能に取り付け同一の枢動軸線回りに枢動可能となるようにしたので、座席１の単一方向移動又は複合的な移動を単一のユニットで実現でき、部品点数が少なく、簡素且つコンパクトな構成を実現できる。リンクの一端（駆動軸３０）を、何らかの部材を介して間接的に座席１に連結しても良い
【００３８】
尚、本実施の形態において、ねじ軸１２，２２の双方に、回転方向及び回転角度をそれぞれ検出するセンサを設けることができる。例えば、運転者が座席１に座り、イグニッションスイッチをオン操作した状態で、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを駆動して、その運転者の体格、体型、好みに合った予め記憶された運転位置に、座席１を移動させることができる。ここで、運転者がイグニッションスイッチをオフ操作すると、車両は運転者が降車すると判断し、乗降が容易となるように座席１を車両後方の降車位置へと駆動する。このとき、センサはねじ軸１２，２２の回転方向及び回転角度を検出して、その値（又は座席の位置に対応する換算値でも良い）不揮発性のメモリに記憶する。その後、運転者が再度乗車してイグニッションスイッチをオン操作すれば、メモリに記憶された回転方向及び回転角度が読み出され、それに基づいてねじ軸１２，２２が元の回転位置になるまで第１のモータ１１と第２のモータ１２とを退避動作時とは逆に駆動する。これにより、座席１が元の運転位置に復帰することとなる。
【００３９】
或いは、図１において、点線で示すように、車両のＥＣＵが、駆動ユニットＤＵと、ステアリングホイールＳＷの位置を制御するコラムユニットＣＵとを統括制御するようにしても良い。かかる場合、ＥＣＵは、コラムユニットＣＵにより駆動されるステアリングホイールＳＷの位置に連動して、座席１を最適なドライビングポジションがとれる位置に移動させることができる。
【００４０】
加えて、このようなセンサが、第１のモータ１１（又はそれに連動する要素部材の）回転変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、第２のモータ２１（又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部）の回転変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、第１センサ信号のパルス数と第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、第１のモータ１１と第２のモータ２１の回転方向及び回転角度を制御するようにしても良い。
【００４１】
図５〜７は、別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図である。図１０に示す本変形例においては、駆動軸３０の両端が、筐体１０の両側壁に形成された矩形状の開口１０ａ内に配置されており、更に駆動軸３０の両端外周には、ゴムや樹脂からなる筒状の緩衝部材３２を取り付けると好ましい。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様である。緩衝部材３２の代わりに近接スイッチ（不図示）を設け、近接スイッチがオンすることに応じてモータを停止させると更に好ましい。尚、予め複数の運転者毎に最適な座席位置を記憶しておき、セレクトスイッチや個人認証エントリーシステムと連動させて、設定を行った運転者が座席１に座る毎に、記憶された座席位置に移動するようにすると好ましい。
【００４２】
例えば、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させると、駆動軸３０は図６の左右方向（ここでは右方）に変位するが、緩衝部材３２が筐体１０の開口１０ａの右縁に衝接することで、それ以上の変位を制限するようになっている。即ち、開口１０ａがストッパとして機能し、前後方向の変位制限を行うことができる。このとき、緩衝部材３２がゴム又は樹脂から形成されているので、開口１０ａに衝接しても打音が小さく衝撃力を低減できる。一方、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させると、駆動軸３０は図６の上下方向に変位するが、緩衝部材３２が筐体１０の開口１０ａの上下縁に衝接することで、それ以上の変位を制限するようになっている。即ち、開口１０ａがストッパとして機能し、上下方向の変位制限を行うことができる。
【００４３】
座席１の初期原点設定時や、その後原点設定が必要になった場合における限定設定手順について説明する。図７は、座席１を原点に変位させた状態を示している。図７に示す状態では、上下位置が最も下側であり、前後位置が最も車両後方側である。駆動方法としては、まず、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させ、駆動軸３０を上下方向に移動させて開口１０ａの上縁に当接させて駆動を停止し、次に第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させ、前後方向に移動させて開口１０ａの左縁に当接させ前後移動を停止し、原点位置への移動を行うことができる。
【００４４】
次に、パワーシートにおいて、背もたれを移動させる実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態に係るパワーシート装置の側面図である。図９は、本実施の形態に用いる駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。本実施の形態においては、駆動軸３０に、一対のアングル部材４０の水平部４０ａの端部が相対枢動可能に連結されている。アングル部材４０の交差部４０ｂは、座席１に固定された固定軸４１に対して枢動可能に連結されている。アングル部材４０の上方延在部４０ｃは、背もたれ２（図８）に固定されている。
【００４５】
駆動ユニット部ＤＵの両側には、図８に示すように、前後方向に延在する一対のガイドレール４２が車体ＶＢに固定されている。座席１の下面には、ガイドレール４２に沿って移動可能なスライダ４３が取り付けられている。従って、座席１は、背もたれ２と共に前後方向に移動可能となっている。尚、駆動ユニット部ＤＵの構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００４６】
ここで、背もたれ２を傾動方向（第１の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに逆方向に回転するため、第１のナット１３と第２のナット２３とは、例えば近接する方向に移動する。
【００４７】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とが駆動軸３０に対して枢動しながら接近する。これによりアングル部材４０が、固定軸４１回りに回動し、背もたれ２は、倒れる方向に傾動するが、座席１はアングル４０を介して駆動ユニット部ＤＵに固定されているので、前後方向に移動することはない。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが、離れる方向に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、背もたれ２の起き上がる方向への傾動が行われることとなる。
【００４８】
これに対し、座席全体を前後方向（第２の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに同一方向に回転するため、第１のナット１３と第２のナット２３とは一体で、例えばステアリングホイール側に移動する。
【００４９】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とは、その姿勢（傾き）を維持したまま移動するため，駆動軸３０に対する相対位置関係は不変であり、従ってアングル部材４０は角度を保ったまま、前後方向に移動するので、背もたれ２は傾動することなく座席１と共に前方にのみ移動する。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが以上とは逆に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、背もたれ２は傾動することなく座席１と共に車両後ろ方側への移動が行われることとなる。
【００５０】
更に、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量や速度を異なるように調整して駆動すれば、背もたれ２の傾動と座席１の前後移動を複合的に行うことができる。また、第１のナット１３や第２のナット２３の移動量や速度を前記センサにより検出し、その信号をもとにモータへの駆動信号を制御すれば、背もたれ２の傾動と座席１の前後移動をより安定させることができ望ましい。
【００５１】
図１０は、別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの要部を示す上面図であり、図１１は、図１０の構成を矢印XI-XI線で切断して矢印方向に見た図であり、図１２は、図１１の構成の斜視図である。かかる駆動ユニット部ＤＵは、図１又は図８のパワーシートに用いることができ、その作用は上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００５２】
図１０において、互いに平行して延在する第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持されている。第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２との間において、第１のモータ１１と第２のモータ２１とが筐体１０に固定されている。第１のモータ１１と第２のモータ２１の軸線は一致しており、また第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２の軸線に平行している。
【００５３】
第１のモータ１１の回転軸１１ａは、第１のモータギヤＧ１１に連結され、第１のモータギヤＧ１１は、第１の中間大ギヤＧ１２に噛合している。第１の中間大ギヤＧ１２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持された第１の中間軸Ｓ１の一端に結合されており、第１の中間軸Ｓ１の他端には第１の中間小ギヤＧ１３が結合されている。更に、第１の中間小ギヤＧ１３は、第１のねじ軸１２の一端に結合された第１のねじ軸ギヤＧ１４に噛合している。第１のモータギヤＧ１１，第１の中間大ギヤＧ１２、第１の中間軸Ｓ１、第１の中間小ギヤＧ１３、第１のねじ軸ギヤＧ１４により、第１のモータ１１のトルクを減速して第１のねじ軸１２に伝達する第１の伝達機構を構成する。
【００５４】
一方、第２のモータ２１の回転軸２１ａは、第１のモータギヤＧ１１に対して外側で対向する位置で、第２のモータギヤＧ２１に連結され、第２のモータギヤＧ２１は、第２の中間大ギヤＧ２２に噛合している。第２の中間大ギヤＧ２２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持された第２の中間軸Ｓ２の一端に結合されており、第２の中間軸Ｓ２の他端には第２の中間小ギヤＧ２３が結合されている。更に、第２の中間小ギヤＧ２３は、第２のねじ軸２２の一端に結合された第２のねじ軸ギヤＧ２４に噛合している。第２のモータギヤＧ２１，第２の中間大ギヤＧ２２、第２の中間軸Ｓ２、第２の中間小ギヤＧ２３、第２のねじ軸ギヤＧ２４により、第２のモータ２１のトルクを減速して第２のねじ軸２２に伝達する第２の伝達機構を構成する。
【００５５】
第１のねじ軸１２には、第１のナット１３が螺合している。第１のナット１３は、第１のねじ軸１２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第１のねじ軸１２と第１のナット１３とで第１の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００５６】
第１のナット１３には、クランク板状のリンク部材１４の下端が枢動可能に連結されている。リンク部材１４の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。
【００５７】
一方、第２のねじ軸２２には、第２のナット２３が螺合している。第２のナット２３は、第２のねじ軸２２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第２のねじ軸２２と第２のナット２３とで第２の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００５８】
第２のナット２３には、クランク板状のリンク部材２４の下端が枢動可能に連結されている。リンク部材２４の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。第１のリンク部材１４の両端枢動端間の距離は、第２のリンク部材２４の両端枢動端間の距離に等しくなっている。
【００５９】
図１３は、別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図１０と同様な図である。本実施の形態においては、図１０〜１２の実施の形態に対し、モータ１１，２１を、モータギヤ１１ａ、２１ａが紙面垂直方向に延在するように配置し、更にモータギヤ１１ａ、２１ａにそれぞれ連結したウォームＧ１１，Ｇ２１を、ねじ軸１２，２２の端部に連結したウォームホイールＧ１４，Ｇ２４に噛合させている点が異なっている。本実施の形態によれば、多段の減速機構を用いることなく、ウォームホイール機構により大きな減速比を確保できるので、コンパクトな駆動ユニット部ＤＵを提供できる。
【００６０】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、駆動ユニット部ＤＵは、ステアリングコラムの位置や、ミラーの位置に応じて、最適な位置に座席又は背もたれを移動させることができる。又、本発明のアクチュエータは、車両の座席又は背もたれの移動のみならず、航空機や列車の座席や背もたれの移動に用いることができるほか、ソファやベッド等の移動にも用いることができる。両ねじ軸の螺旋溝巻き方向を逆にすれば、モータの回転方向を同一方向とすることで第１の方向への移動を実現し、逆方向とすることで第２の方向への移動を実現できる。更に、すべりねじ機構の代わりにボールねじ機構を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係るパワーシートの側面図である。
【図２】駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。
【図３】本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であり、上方移動時の状態を示している。
【図４】本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であり、前方移動時の状態を示している。
【図５】変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す斜視図である。
【図６】別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す側面図である。
【図７】別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す側面図である。
【図８】別な実施の形態に係るパワーシートの側面図である。
【図９】駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。
【図１０】別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの要部を示す上面図である。
【図１１】図１０の構成を矢印XI-XI線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１２】図１１の構成の斜視図である。
【図１３】別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図１０と同様な図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 座席
１ａ 枢動軸
２ 背もたれ
３ 支持ブラケット
３ａ 長孔
１０ 筐体
１１ 第１のモータ
１２ 第１のねじ軸
１３ 第１のナット
１４，１５ アーム片
２１ 第２のモータ
２２ 第２のねじ軸
２３ 第２のナット
２４，２５ アーム片
３０ 駆動軸
４０ アングル部材
４０ａ 水平部
４０ｂ 交差部
４０ｃ 上方延在部
４１ 固定軸
４２ ガイドレール
４３ スライダ
ＢＲＧ 軸受
Ｌ１ 第１のリンク部材
Ｌ２ 第２のリンク部材
ＤＵ 駆動ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の座席など、乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に駆動調整するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の座席は乗員の体格や体型、嗜好にあわせ、座席の前後位置や座や背の角度が調整できる機構を有している場合が多い。特に近年は、快適性・高級化のために手動での調整より、電動による調整が好まれる傾向にある。
【０００３】
特許文献１には、複数のモータを用いてシートの位置を調整可能なパワーシートが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２１６７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１のパワーシートは、シートの一方向の調整を１つのモータで担っており、例えばシートを前方に移動して上昇させる場合、前方移動と上昇とを順次的に行うようにしているため、移動時間が長くかかるという問題がある。又、一方の方向に移動させたときにシートに当接する障害物があるような場合、かかる障害物を回避すべく、前方移動と上昇とを段階的に小刻みに行わなくてはならない場合もある。又、単一のモータで一方向に駆動するのみであるため、大きな容量のモータが必要になり、構造も複雑になる。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、支持部材の２方向の駆動を同時に実現でき、これによりモータを小型化、低容量化出来、且つ構成もコンパクトとなるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアクチュエータは、車両において乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に位置調整可能に駆動するアクチュエータにおいて、
車体に対して取り付けられた第１のモータと、
前記第１のモータに連結された第１の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第１のリンク部材と、
前記第１の軸の回転運動を前記第１のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第１の変換機構と、
車体に対して取り付けられた第２のモータと、
前記第１の軸に並行し、前記第２のモータに連結された第２の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第２のリンク部材と、
前記第２の軸の回転運動を前記第２のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第２の変換機構と、を有し、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させることで、前記支持部材は第１の方向に移動可能となっており、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させることで、前記支持部材は前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば前記支持部材を第１の方向に移動させたいときは、前記第１のモータと前記第２のモータとを駆動して、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させればよく、或いは前記支持部材を第２の方向に移動させたいときは、前記第１のモータと前記第２のモータとを駆動して、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させればよい。即ち、前記第１のモータと前記第２のモータとの駆動方向及び駆動量を調整することで、前記支持部材を任意の位置に移動させることができる。
【０００８】
前記第１のモータと、前記第１の軸と、前記第１の変換機構と、前記第２のモータと、前記第２の軸と、前記第２の変換機構とは駆動ユニットを構成していると好ましい。
【０００９】
前記第１の軸と前記第２の軸とは平行に延在していると、よりコンパクトな構成を提供できる。
【００１０】
前記第１のリンク部材の一端と前記第２のリンク部材の一端とを同一軸線回りに枢動すると、よりコンパクトな構成を提供できる。
【００１１】
前記第１のリンク部材の一端から他端までの距離は、前記第２のリンク部材の一端から他端までの距離に等しいと好ましい。
【００１２】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、カップリングを介して互いに連結されていると好ましい。但し、両者は直接連結されていても良い。
【００１３】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、減速機構を介して連結されていると好ましい。但し、両者は直接連結されていても良い。
【００１４】
前記第１の軸及び前記第２の軸の少なくとも一方の回転方向及び回転角度を検出するセンサを有すると好ましい。かかるセンサは、前記第１のモータ、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）、前記第２のモータ、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に設けられ、回転、角度、位置、速度などを検出することができる。
【００１５】
前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材及び前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部に、移動量、移動方向、移動速度のいずれか少なくとも１つを検出するセンサを有すると好ましい。「前記第１のモータに連動する要素部材」とは、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）がある。「前記第２のモータに連動する要素部材」とは、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）がある。但し、これに限られない。
【００１６】
前記センサの信号を用いて前記支持部材の位置を検出もしくは算出し、その位置を記憶しておき、所定の操作により、記憶された位置に前記支持部材を移動させると好ましい。
【００１７】
前記センサは、前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材の変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部の変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、前記第１センサ信号のパルス数と前記第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、前記第１のモータと前記第２のモータの回転方向及び回転角度を制御すると好ましい。
【００１８】
前記第１のモータの回転方向及び回転角度と、前記第２のモータの回転方向及び回転角度を記憶し、所定の操作に応じて、記憶された回転方向及び回転角度で前記第１のモータ及び前記第２のモータがそれぞれ駆動されるようになっているので、例えば運転者がイグニッションスイッチをオフ操作したことに応じて、乗員が乗降するのに容易となる位置に支持部材を退避させ、イグニッションスイッチをオン操作したことに応じて、適切なドライビングポジションをとれる位置に支持部材を駆動することができる。尚、モータの回転方向や回転角度に限らず、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構（ナット）、第１のリンク部材、第１のリンク部材の支持点（一端）、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構（ナット）、第２のリンク部材、第２のリンク部材の支持点（駆動軸）もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に変位センサを設け、その検出値を記憶するようにすると安価に構成できる。
【００１９】
前記支持部材の変位を制限するストッパを設けていると好ましい。かかるストッパは、前記第１のモータ、前記第１の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第１の変換機構、第１のリンク部材もしくはそれらと連動する要素部材、前記第２のモータ、前記第２の軸（その間に減速機構を含む場合には減速機構）、第２の変換機構、第２のリンク部材もしくはそれらと連動する要素部材のいずれか１つ以上に設けられて良い。
【００２０】
前記支持部材が所定の位置に変位したことを検出するセンサを設けていると好ましい。
【００２１】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された座席であり、前記第１の方向は前記座席の上下方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であると好ましい。
【００２２】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された背もたれであり、前記第１の方向は前記背もたれの傾動方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であると好ましい。
【００２３】
ステアリングホイールの位置を制御するコラムユニットに対して情報を伝達可能に連結されており、前記コラムユニットにより駆動されるステアリングホイールに連動して、前記支持部材を所定位置に移動させると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係るパワーシート装置に用いるアクチュエータを図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係るパワーシート装置の側面図である。図で右方が車両前方側であり、左方が車両後方側になる。
【００２５】
パワーシート装置は、支持部材としての座席１と、背もたれ２と、座席１を駆動する駆動ユニット部ＤＵとからなる。車体ＶＢの床面には、座席１の両側に沿って一対のガイドレールＧＲが取り付けられ、各ガイドレールＧＲ上を複数のスライダＳＤが滑動可能に配置されている。各スライダＳＤと座席１とは、紙面に垂直な軸回りに回動可能な等しい長さの支持リンクＬＫにより連結され、これによりガイドレールＧＲに対して座席１は平行移動可能となっている。座席１と車体ＶＢの床面との間において、アクチュエータである駆動ユニット部ＤＵの筐体１０が、その床面に固定されている。
【００２６】
図２は、駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。図２において、筐体１０の一端には、第１のモータ１１と第２のモータ２１とが固定されている。第１のモータ１１の回転軸は、不図示のカップリング（又は減速機構）を介して第１のねじ軸１２に連結されており、第２のモータ２１の回転軸は、不図示のカップリング（又は減速機構）を介して第２のねじ軸２２に連結されている。第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２とは、互いに平行に延在し、筐体１０に対して不図示の軸受により回転自在に支持されている。
【００２７】
第１のねじ軸１２には、第１のナット１３が螺合している。第１のナット１３は、第１のねじ軸１２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第１のねじ軸１２と第１のナット１３とで第１の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００２８】
第１のナット１３には、２本のアーム片１４，１５の下端が枢動可能に連結されている。アーム片１４，１５の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。アーム片１４，１５が、第１のリンク部材Ｌ１を構成する。
【００２９】
一方、第２のねじ軸２２には、第２のナット２３が螺合している。第２のナット２３は、第２のねじ軸２２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第２のねじ軸２２と第２のナット２３とで第２の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００３０】
第２のナット２３には、２本のアーム片２４，２５の下端が枢動可能に連結されている。アーム片２４，２５の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。アーム片２４，２５が、第２のリンク部材Ｌ２を構成する。第１のリンク部材Ｌ１の両端枢動端間の距離Ａは、第２のリンク部材Ｌ２の両端枢動端間の距離Ａに等しくなっている（図２）。
【００３１】
駆動軸３０は、座席１（図１）の下面に取り付けられている。第１のモータ１１と第２のモータ１２は、不図示のスイッチを介して電力を供給され、それぞれ独立して回転可能となっている。
【００３２】
図３、４は、本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であるが、図２に対して簡略化して図示している。ここで、座席１を上下方向（第１の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに逆方向に回転するため、図３の矢印に示すように、第１のナット１３と第２のナット２３（図３で不図示）とは、例えば近接する方向に移動する。
【００３３】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とが駆動軸３０に対して枢動しながら接近しても、駆動軸３０は前後方向に移動しない。従って、座席１は軸線に直交する方向にのみ押し上げられ、これにより座席１は、図１の支持リンクＬＫにより水平に支持されながら上方に移動するが、それと共にスライダＳＤも変位するので前後方向には移動しない。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが、離れる方向に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、座席１の下方側への移動が行われることとなる。
【００３４】
これに対し、座席１を前後方向（第２の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに同一方向に回転するため、図４の矢印に示すように、第１のナット１３と第２のナット２３（図４で不図示）とは一体で、例えばステアリングホイール側に移動する。
【００３５】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とは、その姿勢（傾き）を維持したまま移動するため，駆動軸３０に対する相対位置関係は不変であり、従って座席１は押し上げ又は押し下げられることなく軸線方向にのみ移動する。このとき、図１の支持リンクＬＫにつれて、スライダＳＤはガイドレールＧＲ上を滑動するため、座席１の移動を阻害することがない。これにより、座席１は、枢動軸１ａが長孔３ａにガイドされつつ前方に移動する。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが以上とは逆に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、座席１の車両後方側への移動が行われることとなる。
【００３６】
更に、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量や速度を異なるように調整して駆動すれば、座席１の任意の方向への直線的移動や曲線を描く複合移動を適宜行うことができる。また、第１のナット１３や第２のナット２３の移動量や速度を前記センサにより検出し、その信号をもとにモータへの駆動信号を制御すれば、座席１の単一方向移動もしくは前記複合移動をより安定させることができ望ましい。これにより、単一移動方向に障害物があった場合でも、これを回避して移動が可能となる。
【００３７】
本実施の形態によれば、座席１を前後及び上下方向に駆動する装置としてモジュール化された駆動ユニット部ＤＵを設けているので、コンパクトな構成を提供でき、車体への組み付けも容易になる。又、２個のモータを用いて所定の方向への駆動を実現できるので、モータの容量を低く抑えることで、駆動ユニット部ＤＵの小型化・軽量化を図ることができる。更に、駆動ユニット部ＤＵに、平行なねじ軸１２，２２を設けており、更に第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２の上端を、駆動軸３０に枢動可能に取り付け同一の枢動軸線回りに枢動可能となるようにしたので、座席１の単一方向移動又は複合的な移動を単一のユニットで実現でき、部品点数が少なく、簡素且つコンパクトな構成を実現できる。リンクの一端（駆動軸３０）を、何らかの部材を介して間接的に座席１に連結しても良い
【００３８】
尚、本実施の形態において、ねじ軸１２，２２の双方に、回転方向及び回転角度をそれぞれ検出するセンサを設けることができる。例えば、運転者が座席１に座り、イグニッションスイッチをオン操作した状態で、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを駆動して、その運転者の体格、体型、好みに合った予め記憶された運転位置に、座席１を移動させることができる。ここで、運転者がイグニッションスイッチをオフ操作すると、車両は運転者が降車すると判断し、乗降が容易となるように座席１を車両後方の降車位置へと駆動する。このとき、センサはねじ軸１２，２２の回転方向及び回転角度を検出して、その値（又は座席の位置に対応する換算値でも良い）不揮発性のメモリに記憶する。その後、運転者が再度乗車してイグニッションスイッチをオン操作すれば、メモリに記憶された回転方向及び回転角度が読み出され、それに基づいてねじ軸１２，２２が元の回転位置になるまで第１のモータ１１と第２のモータ１２とを退避動作時とは逆に駆動する。これにより、座席１が元の運転位置に復帰することとなる。
【００３９】
或いは、図１において、点線で示すように、車両のＥＣＵが、駆動ユニットＤＵと、ステアリングホイールＳＷの位置を制御するコラムユニットＣＵとを統括制御するようにしても良い。かかる場合、ＥＣＵは、コラムユニットＣＵにより駆動されるステアリングホイールＳＷの位置に連動して、座席１を最適なドライビングポジションがとれる位置に移動させることができる。
【００４０】
加えて、このようなセンサが、第１のモータ１１（又はそれに連動する要素部材の）回転変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、第２のモータ２１（又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部）の回転変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、第１センサ信号のパルス数と第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、第１のモータ１１と第２のモータ２１の回転方向及び回転角度を制御するようにしても良い。
【００４１】
図５〜７は、別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図である。図１０に示す本変形例においては、駆動軸３０の両端が、筐体１０の両側壁に形成された矩形状の開口１０ａ内に配置されており、更に駆動軸３０の両端外周には、ゴムや樹脂からなる筒状の緩衝部材３２を取り付けると好ましい。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様である。緩衝部材３２の代わりに近接スイッチ（不図示）を設け、近接スイッチがオンすることに応じてモータを停止させると更に好ましい。尚、予め複数の運転者毎に最適な座席位置を記憶しておき、セレクトスイッチや個人認証エントリーシステムと連動させて、設定を行った運転者が座席１に座る毎に、記憶された座席位置に移動するようにすると好ましい。
【００４２】
例えば、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させると、駆動軸３０は図６の左右方向（ここでは右方）に変位するが、緩衝部材３２が筐体１０の開口１０ａの右縁に衝接することで、それ以上の変位を制限するようになっている。即ち、開口１０ａがストッパとして機能し、前後方向の変位制限を行うことができる。このとき、緩衝部材３２がゴム又は樹脂から形成されているので、開口１０ａに衝接しても打音が小さく衝撃力を低減できる。一方、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させると、駆動軸３０は図６の上下方向に変位するが、緩衝部材３２が筐体１０の開口１０ａの上下縁に衝接することで、それ以上の変位を制限するようになっている。即ち、開口１０ａがストッパとして機能し、上下方向の変位制限を行うことができる。
【００４３】
座席１の初期原点設定時や、その後原点設定が必要になった場合における限定設定手順について説明する。図７は、座席１を原点に変位させた状態を示している。図７に示す状態では、上下位置が最も下側であり、前後位置が最も車両後方側である。駆動方法としては、まず、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させ、駆動軸３０を上下方向に移動させて開口１０ａの上縁に当接させて駆動を停止し、次に第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させ、前後方向に移動させて開口１０ａの左縁に当接させ前後移動を停止し、原点位置への移動を行うことができる。
【００４４】
次に、パワーシートにおいて、背もたれを移動させる実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態に係るパワーシート装置の側面図である。図９は、本実施の形態に用いる駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。本実施の形態においては、駆動軸３０に、一対のアングル部材４０の水平部４０ａの端部が相対枢動可能に連結されている。アングル部材４０の交差部４０ｂは、座席１に固定された固定軸４１に対して枢動可能に連結されている。アングル部材４０の上方延在部４０ｃは、背もたれ２（図８）に固定されている。
【００４５】
駆動ユニット部ＤＵの両側には、図８に示すように、前後方向に延在する一対のガイドレール４２が車体ＶＢに固定されている。座席１の下面には、ガイドレール４２に沿って移動可能なスライダ４３が取り付けられている。従って、座席１は、背もたれ２と共に前後方向に移動可能となっている。尚、駆動ユニット部ＤＵの構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００４６】
ここで、背もたれ２を傾動方向（第１の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを逆方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに逆方向に回転するため、第１のナット１３と第２のナット２３とは、例えば近接する方向に移動する。
【００４７】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とが駆動軸３０に対して枢動しながら接近する。これによりアングル部材４０が、固定軸４１回りに回動し、背もたれ２は、倒れる方向に傾動するが、座席１はアングル４０を介して駆動ユニット部ＤＵに固定されているので、前後方向に移動することはない。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが、離れる方向に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、背もたれ２の起き上がる方向への傾動が行われることとなる。
【００４８】
これに対し、座席全体を前後方向（第２の方向）に移動させる場合、運転者のスイッチの操作により、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを同一方向に回転させる。すると、第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２が、互いに同一方向に回転するため、第１のナット１３と第２のナット２３とは一体で、例えばステアリングホイール側に移動する。
【００４９】
かかる場合、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量が等しければ、第１のリンク部材Ｌ１と第２のリンク部材Ｌ２とは、その姿勢（傾き）を維持したまま移動するため，駆動軸３０に対する相対位置関係は不変であり、従ってアングル部材４０は角度を保ったまま、前後方向に移動するので、背もたれ２は傾動することなく座席１と共に前方にのみ移動する。尚、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３とが以上とは逆に移動するように、第１のモータ１１と第２のモータ１２とを回転させれば、背もたれ２は傾動することなく座席１と共に車両後ろ方側への移動が行われることとなる。
【００５０】
更に、明らかであるが、第１のナット１３と第２のナット２３の移動量や速度を異なるように調整して駆動すれば、背もたれ２の傾動と座席１の前後移動を複合的に行うことができる。また、第１のナット１３や第２のナット２３の移動量や速度を前記センサにより検出し、その信号をもとにモータへの駆動信号を制御すれば、背もたれ２の傾動と座席１の前後移動をより安定させることができ望ましい。
【００５１】
図１０は、別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの要部を示す上面図であり、図１１は、図１０の構成を矢印XI-XI線で切断して矢印方向に見た図であり、図１２は、図１１の構成の斜視図である。かかる駆動ユニット部ＤＵは、図１又は図８のパワーシートに用いることができ、その作用は上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００５２】
図１０において、互いに平行して延在する第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持されている。第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２との間において、第１のモータ１１と第２のモータ２１とが筐体１０に固定されている。第１のモータ１１と第２のモータ２１の軸線は一致しており、また第１のねじ軸１２と第２のねじ軸２２の軸線に平行している。
【００５３】
第１のモータ１１の回転軸１１ａは、第１のモータギヤＧ１１に連結され、第１のモータギヤＧ１１は、第１の中間大ギヤＧ１２に噛合している。第１の中間大ギヤＧ１２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持された第１の中間軸Ｓ１の一端に結合されており、第１の中間軸Ｓ１の他端には第１の中間小ギヤＧ１３が結合されている。更に、第１の中間小ギヤＧ１３は、第１のねじ軸１２の一端に結合された第１のねじ軸ギヤＧ１４に噛合している。第１のモータギヤＧ１１，第１の中間大ギヤＧ１２、第１の中間軸Ｓ１、第１の中間小ギヤＧ１３、第１のねじ軸ギヤＧ１４により、第１のモータ１１のトルクを減速して第１のねじ軸１２に伝達する第１の伝達機構を構成する。
【００５４】
一方、第２のモータ２１の回転軸２１ａは、第１のモータギヤＧ１１に対して外側で対向する位置で、第２のモータギヤＧ２１に連結され、第２のモータギヤＧ２１は、第２の中間大ギヤＧ２２に噛合している。第２の中間大ギヤＧ２２は、筐体１０内で不図示の軸受により回転自在に支持された第２の中間軸Ｓ２の一端に結合されており、第２の中間軸Ｓ２の他端には第２の中間小ギヤＧ２３が結合されている。更に、第２の中間小ギヤＧ２３は、第２のねじ軸２２の一端に結合された第２のねじ軸ギヤＧ２４に噛合している。第２のモータギヤＧ２１，第２の中間大ギヤＧ２２、第２の中間軸Ｓ２、第２の中間小ギヤＧ２３、第２のねじ軸ギヤＧ２４により、第２のモータ２１のトルクを減速して第２のねじ軸２２に伝達する第２の伝達機構を構成する。
【００５５】
第１のねじ軸１２には、第１のナット１３が螺合している。第１のナット１３は、第１のねじ軸１２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第１のねじ軸１２と第１のナット１３とで第１の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００５６】
第１のナット１３には、クランク板状のリンク部材１４の下端が枢動可能に連結されている。リンク部材１４の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。
【００５７】
一方、第２のねじ軸２２には、第２のナット２３が螺合している。第２のナット２３は、第２のねじ軸２２の回転角に応じて軸線方向に移動するようになっている。第２のねじ軸２２と第２のナット２３とで第２の変換機構（すべりねじ機構）を構成する。
【００５８】
第２のナット２３には、クランク板状のリンク部材２４の下端が枢動可能に連結されている。リンク部材２４の上端は、駆動軸３０に枢動可能に係合している。第１のリンク部材１４の両端枢動端間の距離は、第２のリンク部材２４の両端枢動端間の距離に等しくなっている。
【００５９】
図１３は、別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図１０と同様な図である。本実施の形態においては、図１０〜１２の実施の形態に対し、モータ１１，２１を、モータギヤ１１ａ、２１ａが紙面垂直方向に延在するように配置し、更にモータギヤ１１ａ、２１ａにそれぞれ連結したウォームＧ１１，Ｇ２１を、ねじ軸１２，２２の端部に連結したウォームホイールＧ１４，Ｇ２４に噛合させている点が異なっている。本実施の形態によれば、多段の減速機構を用いることなく、ウォームホイール機構により大きな減速比を確保できるので、コンパクトな駆動ユニット部ＤＵを提供できる。
【００６０】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、駆動ユニット部ＤＵは、ステアリングコラムの位置や、ミラーの位置に応じて、最適な位置に座席又は背もたれを移動させることができる。又、本発明のアクチュエータは、車両の座席又は背もたれの移動のみならず、航空機や列車の座席や背もたれの移動に用いることができるほか、ソファやベッド等の移動にも用いることができる。両ねじ軸の螺旋溝巻き方向を逆にすれば、モータの回転方向を同一方向とすることで第１の方向への移動を実現し、逆方向とすることで第２の方向への移動を実現できる。更に、すべりねじ機構の代わりにボールねじ機構を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態に係るパワーシートの側面図である。
【図２】駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。
【図３】本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であり、上方移動時の状態を示している。
【図４】本実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの側面図であり、前方移動時の状態を示している。
【図５】変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す斜視図である。
【図６】別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す側面図である。
【図７】別な変形例にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す側面図である。
【図８】別な実施の形態に係るパワーシートの側面図である。
【図９】駆動ユニット部ＤＵの斜視図である。
【図１０】別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵの要部を示す上面図である。
【図１１】図１０の構成を矢印XI-XI線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１２】図１１の構成の斜視図である。
【図１３】別な実施の形態にかかる駆動ユニット部ＤＵを示す図１０と同様な図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 座席
１ａ 枢動軸
２ 背もたれ
３ 支持ブラケット
３ａ 長孔
１０ 筐体
１１ 第１のモータ
１２ 第１のねじ軸
１３ 第１のナット
１４，１５ アーム片
２１ 第２のモータ
２２ 第２のねじ軸
２３ 第２のナット
２４，２５ アーム片
３０ 駆動軸
４０ アングル部材
４０ａ 水平部
４０ｂ 交差部
４０ｃ 上方延在部
４１ 固定軸
４２ ガイドレール
４３ スライダ
ＢＲＧ 軸受
Ｌ１ 第１のリンク部材
Ｌ２ 第２のリンク部材
ＤＵ 駆動ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に位置調整可能に駆動するアクチュエータにおいて、
車体に対して取り付けられた第１のモータと、
前記第１のモータに連結された第１の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第１のリンク部材と、
前記第１の軸の回転運動を前記第１のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第１の変換機構と、
車体に対して取り付けられた第２のモータと、
前記第１の軸に並行し、前記第２のモータに連結された第２の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第２のリンク部材と、
前記第２の軸の回転運動を前記第２のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第２の変換機構と、を有し、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させることで、前記支持部材は第１の方向に移動可能となっており、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させることで、前記支持部材は前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能となっていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のモータと、前記第１の軸と、前記第１の変換機構と、前記第２のモータと、前記第２の軸と、前記第２の変換機構とは駆動ユニットを構成していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の軸と前記第２の軸とは平行に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１のリンク部材の一端と前記第２のリンク部材の一端とは同一軸線回りに枢動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１のリンク部材の一端から他端までの距離は、前記第２のリンク部材の一端から他端までの距離に等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、カップリングを介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、減速機構を介して連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第１の軸及び前記第２の軸の少なくとも一方の回転方向及び回転角度を検出するセンサを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材及び前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部に、移動量、移動方向、移動速度のいずれか少なくとも１つを検出するセンサを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記センサの信号を用いて前記支持部材の位置を検出もしくは算出し、その位置を記憶しておき、所定の操作により、記憶された位置に前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記センサは、前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材の変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部の変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、前記第１センサ信号のパルス数と前記第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、前記第１のモータと前記第２のモータの回転方向及び回転角度を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記第１のモータの回転方向及び回転角度と、前記第２のモータの回転方向及び回転角度を記憶し、所定の操作に応じて、記憶された回転方向及び回転角度で前記第１のモータ及び前記第２のモータがそれぞれ駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記支持部材の変位を制限するストッパを設けていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記支持部材が所定の位置に変位したことを検出するセンサを設けていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された座席であり、前記第１の方向は前記座席の上下方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された背もたれであり、前記第１の方向は前記背もたれの傾動方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
ステアリングホイールの位置を制御するコラムユニットに対して情報を伝達可能に連結されており、前記コラムユニットにより駆動されるステアリングホイールに連動して、前記支持部材を所定位置に移動させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１】
車両において乗員を支持する支持部材を、車体に対して少なくとも２方向に位置調整可能に駆動するアクチュエータにおいて、
車体に対して取り付けられた第１のモータと、
前記第１のモータに連結された第１の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第１のリンク部材と、
前記第１の軸の回転運動を前記第１のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第１の変換機構と、
車体に対して取り付けられた第２のモータと、
前記第１の軸に並行し、前記第２のモータに連結された第２の軸と、
前記支持部材に対して一端を枢動可能に連結された第２のリンク部材と、
前記第２の軸の回転運動を前記第２のリンク部材の他端の軸線方向運動に変換する第２の変換機構と、を有し、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを逆方向に移動させることで、前記支持部材は第１の方向に移動可能となっており、
前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とを同一方向に移動させることで、前記支持部材は前記第１の方向と交差する第２の方向に移動可能となっていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のモータと、前記第１の軸と、前記第１の変換機構と、前記第２のモータと、前記第２の軸と、前記第２の変換機構とは駆動ユニットを構成していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の軸と前記第２の軸とは平行に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１のリンク部材の一端と前記第２のリンク部材の一端とは同一軸線回りに枢動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１のリンク部材の一端から他端までの距離は、前記第２のリンク部材の一端から他端までの距離に等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、カップリングを介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１のモータと前記第１の軸、及び前記第２のモータと前記第２の軸の少なくとも一方は、減速機構を介して連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第１の軸及び前記第２の軸の少なくとも一方の回転方向及び回転角度を検出するセンサを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材及び前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部に、移動量、移動方向、移動速度のいずれか少なくとも１つを検出するセンサを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記センサの信号を用いて前記支持部材の位置を検出もしくは算出し、その位置を記憶しておき、所定の操作により、記憶された位置に前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記センサは、前記第１のモータ又はそれに連動する要素部材の変位量に応じた数のパルスを含む第１センサ信号として出力し、前記第２のモータ又はそれに連動する要素部材のいずれかの変位部の変位量に応じた数のパルスを含む第２センサ信号として出力し、前記第１センサ信号のパルス数と前記第２センサ信号のパルス数の和及び差に基づいて、前記第１のモータと前記第２のモータの回転方向及び回転角度を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記第１のモータの回転方向及び回転角度と、前記第２のモータの回転方向及び回転角度を記憶し、所定の操作に応じて、記憶された回転方向及び回転角度で前記第１のモータ及び前記第２のモータがそれぞれ駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記支持部材の変位を制限するストッパを設けていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記支持部材が所定の位置に変位したことを検出するセンサを設けていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された座席であり、前記第１の方向は前記座席の上下方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記支持部材は、前記車体に対して枢動軸回りに枢動可能となっており、前記第１のリンク部材の他端と前記第２のリンク部材の他端とに連結された背もたれであり、前記第１の方向は前記背もたれの傾動方向であり、前記第２の方向は前記座席の前後方向であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
ステアリングホイールの位置を制御するコラムユニットに対して情報を伝達可能に連結されており、前記コラムユニットにより駆動されるステアリングホイールに連動して、前記支持部材を所定位置に移動させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図１０】
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【図１３】
【公開番号】特開２００９−２０２６２８（Ｐ２００９−２０２６２８Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４４１２８（Ｐ２００８−４４１２８）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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