JP2013228344A - イグニッション操作用アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源にモータを使用したイグニッション操作用アクチュエータにおいて、従来のラック＆ピニオンやボールネジ、ボールナット等に替えて、運動変換機構としてカムを使用することにより、コンパクトなイグニッションの操作部を提供する。
【解決手段】イグニッション操作用アクチュエータは、モータやギヤボックス、回転伝動カップリングを備えた駆動部と、駆動部により回転駆動されるフレキシブルシャフトと、フレキシブルシャフトの先端部に取り付けられて車両のプッシュ式のイグニッションを押圧操作する操作部４と、を備えている。操作部４は、プッシュ式のイグニッションを押圧する押圧ボタン５と、フレキシブルシャフトの回転を押圧ボタン５の直進移動に変換する運動変換機構としてカム７を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、シャシーダイナモメータで車両の走行試験を行なう場合等に使用して、イグニッションの操作を行なうイグニッション操作用アクチュエータに関する。

上記イグニッション操作用アクチュエータとして、回転式のイグニッションを回転操作する回転式のイグニッション操作用アクチュエータ（例えば特許文献１）と、プッシュ式のイグニッションを押圧操作する押圧式のイグニッション操作用アクチュエータ（例えば特許文献２）が知られている。

図１２，図１３に回転式のイグニッション操作用アクチュエータ１０１の一例を示す。図１２に示すように、回転式のイグニッション操作用アクチュエータ１０１は、モータやギヤボックス、回転伝動カップリング等からなる駆動部１０２と、駆動部１０２により回転駆動されるフレキシブルシャフト１０３と、フレキシブルシャフト１０３の先端部に取り付けられていてイグニッションキー１０５を回転操作する操作部１０４と、駆動部１０２をハンドル１０６に取り付けるチャッキング部材１０７を備えている。

図１３に示すように、上記操作部１０４は、コの字状に形成されたキー保持部材１０８の対向する一対の片１０８ａ，１０８ｂの間にイグニッションキー１０５の端部を差し込んで、上記一対の片１０８ａ，１０８ｂの一方の片１０８ａに螺合した押し付けネジ１０９でイグニッションキー１０５を他方の片１０８ｂ側に押し付けてイグニッションキー１０４を挟着する。そして、上記駆動部１０２とフレキシブルシャフト１０３で、イグニッションキー１０５を回転させてイグニッションの操作を行なう。

また、図示を省略した押圧式のイグニッション操作用アクチュエータは、押圧式（プッシュ式）のイグニッションを操作ボタンで押圧操作する方式のものである。押圧式のイグニッション操作用アクチュエータは、駆動源にモータを使用して、該モータの回転を運動変換機構により操作ボタンの直進移動に変換してプッシュ式のイグニッションを押圧操作する方式のものと、エアーシリンダを使用して操作ボタンを押圧操作する方式ものが知られている。

特開平５−１５７６６６号公報 特開２００４−８７１４０号公報

ところで、上記従来のイグニッション操作用アクチュエータには、次に述べるような問題点があった。
（１）駆動源にエアーシリンダを使用するイグニッション操作用アクチュエータは、エアーを供給するためのエアーコンプレッサーや配管、電磁弁、電磁弁を操作するための電気回路等が必要となり、コストの高いものになる。
（２）駆動源にモータを使用する回転式のイグニッション操作用アクチュエータは、モータの回転を運動変換機構にラック＆ピニオンやボールネジ、ボールナット等を使用するので、これらラック＆ピニオンやボールネジ、ボールナット等の存在により操作部が長く、大型になり、車両によっては取り付けることができない場合がある（車両によっては、ハンドルの裏側にイグニッションが配置されている場合があり、このような場合には、アクチュエータが長すぎて、ハンドルとの干渉が避けられない）。
（３）上記従来の回転式のイグニッション操作用アクチュエータ１０１は、チャッキング部材１０７でハンドル１０６に取り付ける構成になっていたために、ハンドル１０６の遊びにより、操作部１０４の中心とイグニッションボタンの中心に位置ずれが生じる恐れがある。
（４）上記従来の回転式のイグニッション操作用アクチュエータは、専らイグニッションキーを回転操作するイグニッションキー専用のアクチュエータとして構成され、また、押圧式のイグニッション操作用アクチュエータは、専らプッシュ式のイグニッションを操作する押圧式のイグニッション専用のアクチュエータとして構成されているため、回転式のイグニッション操作用アクチュエータを使用してプッシュ式のイグニッションキーを操作することはできず、逆に、プッシュ式のイグニッション操作用アクチュエータを使用して回転式のイグニッションキーを押圧することはできなかった。このため、回転式のイグニッション（イグニッションキー）とプッシュ式のイグニッションに対応するためには回転式のイグニッション操作用アクチュエータと押圧式のイグニッション操作用アクチュエータの２種類のアクチュエータを用意する必要があった。
（５）近年増加傾向にあるハイブリッド自動車や電気自動車は、従来の回転式のイグニッションとは異なるプッシュ式のイグニッションキーや電気自動車ではプッシュ式始動ボタンが増え、片方のタイプのみにしか使用できないと車が変わる毎にアクチュエータ全体を交換する必要があり試験効率が悪い。

本発明は、駆動源にモータを使用し、該モータの回転を運動変換機構により押圧ボタンの直進運動に変えてプッシュ式のイグニッションを押圧操作する押圧式のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記運動変換機構にカムを使用することにより、上記イグニッションの操作部を簡素化したものである。また、本発明は、上記回転式のイグニッション操作用アクチュエータの駆動部と、駆動部により回転駆動されるフレキシブルシャフトを共用して、操作部を付け替えることにより、押圧式のイグニッション操作用アクチュエータとして使用できるようにしたものである。

請求項１の発明は、モータや回転伝動カップリングを備えた駆動部と、駆動部により回転駆動されるフレキシブルシャフトと、該フレキシブルシャフトの先端部に取り付けられて車両のプッシュ式のイグニッションを押圧操作する操作部と、を備え、
上記操作部は、プッシュ式のイグニッションを押圧する押圧ボタンと、上記フレキシブルシャフトの回転を押圧ボタンの直進移動に変換する運動変換機構と、を備えたイグニッション操作用アクチュエータにおいて、
上記運動変換機構を、上記フレキシブルシャフトにより回動されて上記押圧ボタンの背面側に設けたカム係合部を押圧するカムで構成した。

請求項２の発明は、請求項１のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記カムに、上記カム係合部に接触して該カム係合部を押圧するカムフォロアを設けた。

請求項３の発明は、請求項２のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、
上記カムフォロアは、上記カムの回動軸を中心にして一方の端部に設けられた第１カムフォロアと、他方の端部に設けられた第２カムフォロアと、で構成されている。

請求項４の発明は、請求項２又は３のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記カムフォロアによる上記カム係合部の押圧が解除されたときに上記押圧ボタンを押し戻すコイルスプリングを備えている。

請求項５の発明は、請求項４のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、
上記カム係合部は、上記第１カムフォロアに対向して該第１カムフォロアで押圧される第１カム係合面と、上記第２カムフォロアに対向して該第２カムフォロアで押圧される第２カム係合面と、を備え、
上記第１カム係合面と第２カム係合面は、これら第１カム係合面と第２カム係合面の境界部の中央部から側部に行くに従って徐々に上記カムフォロアから離間する方向に傾斜する傾斜面に形成されている。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記操作部は、車両の座席に固定した固定フレームにアームを介して取り付けられている。

請求項７の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記操作部は、固定治具及び車両の座席に固定した固定フレームにアームを介して取り付けられている。

請求項８の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータにおいて、上記操作部は、吸盤で車両内面に取り付けられている。

（１）請求項１のイグニッション操作用アクチュエータは、モータの回転を押圧ボタンの直進運動に変換する運動変換機構にカムを使用したので、上記従来の運動変換機構に、ラック＆ピニオンやボールネジ、ボールナット等を使用するものに較べて、上記操作部の構造を簡素化して、操作部を小型化、軽量化することができる。
（２）請求項２のイグニッション操作用アクチュエータは、上記カムにカムフォロアを取り付け、該カムフォロアより上記押圧ボタンの背面側に設けたカム係合部を押圧する構成にしたので、カムフォロアが回転し、上記カム係合部を滑るように移動してカム係合部を円滑に押圧する。
（３）請求項３のイグニッション操作用アクチュエータは、カムフォロアを上記カムの回動軸を中心にして一方の端部に設けられた第１カムフォロアと、他方の端部に設けられた第２カムフォロアと、で構成したので、カムを一方向に回転させることにより一方のカムフォロアで上記カム係合部を押圧し、カムを他方向に回転（逆転）させることにより他方のカムフォロアでカム係合部を押圧することができる。
（４）請求項４のイグニッション操作用アクチュエータは、上記カムフォロアによる上記カム係合部の押圧が解除されると、上記押圧ボタンは、戻しコイルスプリングによりイグニッション押圧解除位置に戻り移動して、イグニッションの押圧が解除される。
（５）請求項５のイグニッション操作用アクチュエータは、上記カム係合部を、上記第１カムフォロアに対向して該第１カムフォロアで押圧される第１カム係合面と、上記第２カムフォロアに対向して該第２カムフォロアで押圧される第２カム係合面と、で構成し、これら第１カム係合面と第２カム係合面を中央部から側部に行くに従って徐々に上記カムフォロアから離間する方向に傾斜する傾斜面に形成したので、上記コイルスプリングによる押圧ボタンの戻し動作を円滑に行なうことができる。
（６）請求項６のイグニッション操作用アクチュエータは、操作部を車両の座席に固定した固定フレームにアームを介して取り付ける構成としたので、ハンドルに遊びが有っても押圧中心点がずれるのを防止することができる。
（７）請求項７のイグニッション操作用アクチュエータは、車両の座席に固定した固定フレームのアームと固定治具とによって操作部を、より確実に位置決めすることができる。
（８）請求項８のイグニッション操作用アクチュエータは、フリーガイドアーム等を使用しなくても、操作部を吸盤によって車両内面に吸着固定することができる。

使用状態を示す説明図。 操作部の車室内への取り付け状態を示す説明図。 操作ボタンを突出させていない状態の説明図。 操作ボタンを突出させた状態の説明図。 カム係合部の説明図。 カムの取付状態及び戻しコイルスプリングが伸長している状態を示す説明図。 カムの取付状態及び戻しコイルスプリングが圧縮されている状態を示す説明図。 操作部とフレキシブルシャフトの結合状態を示す説明図。 吸盤を使用して操作部を車体内面に固定した場合を示す説明図。 回転式の操作部を示す正面図。 回転式の操作部を示す側面図。 従来例を示す説明図。 従来の回転式の操作部の一例を示す説明図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１はイグニッション操作用アクチュエータ１の使用状態を示す説明図である。イグニッション操作用アクチュエータ１は、図示省略のモータやギヤボックス、回転伝動カップリングを備えた駆動部２と、駆動部２により回転駆動されるフレキシブルシャフト３と、該フレキシブルシャフト３の先端部に取り付けられて車両の押圧式のイグニッション１１７（図２参照）を押圧操作する操作部４と、を備えている。

上記駆動部２及び操作部４は、ドライブロボット（図示省略）を車両の座席１１０に固定する固定フレーム１１１に取り付けられていて、ハンドル１１２の遊びによって、押圧中心点がずれるのを防止している。

上記操作部４は、ユニバーサルジョイント１１３を介してフリーガイドアーム１１４の先端部に取り付けられている。フリーガイドアーム１１４の基端部は、クランプ１１５により上記固定フレーム１１１に設けたクランプレバー１１６に取り付けられている。

図２に示すように、上記操作部４は、フリーガイドアーム１１４を介して次に説明する操作ボタン５を上記押圧式のイグニッション１１７に対向させた状態で設置される。座席が振動するなどして、押しボタン５の中心がイグニッション１１７の中心点からずれることが想定される場合には、２点鎖線で示す固定治具１１８をイグニッション１１７の周囲にある凹凸にはめ込むなどすることでイグニッションアクチュエータ操作部４が確実にイグニッション１１７の中心を押圧することが可能となる。

図３，図４は、上記操作部４の断面図であり、図３は操作ボタン５を上記押圧式のイグニッション１１７の押圧を解除する位置に退出移動させた状態を示し、図４は、操作ボタン５を、上記押圧式のイグニッション１１７を押圧する位置に進出移動させた状態を示す。

上記操作部４は、操作ボタン５と、操作ボタン５をスライド可能に取り付けたホルダー６と、上記操作ボタン５を押圧して図４に示す位置に突出させるカム７と、該カム７による押圧を解除したときに上記操作ボタン５を図３に示す位置に戻す戻しコイルスプリング８を備えている。

上記操作ボタン５は、上記押圧式のイグニッション１１７を押圧するボタン本体１１と、該ボタン本体１１を一端側に取り付けたロッド１２と、ロッド１２の他端側に取り付けられていて上記カム７により押圧されるカム係合部１３を備えている。

上記ホルダー６は、一端側に上記ボタン本体１１を収容するボタン本体収容部１４を有し、中央部にスラスト軸受１５を介して上記ロッド１２をスライド可能に支持しているロッド支持部１６を有し、他端側に上記カム７を収容するカム収容部１７を有している。

上記カム７は、略二等辺三角形状に形成されていて中央部が回転軸２１に取り付けられ、両側部に第１，第２カムフォロア２２，２３が取り付けられていて、何れか一方のカムフォロア２２，２３で上記カム係合部１３を押圧する。

上記カム係合部１３は、上記第１カムフォロア２２に対向して配置されていて該第１カムフォロア２２で押圧される第１カム係合面２４と、上記第２カムフォロア２３に対向して配置されていて該第２カムフォロア２３で押圧される第２カム係合面２５と、を備えている。

図５に示すように、上記第１カム係合面２４と第２カム係合面２５は、両者の境界部から側部に行くに従って徐々にカムフォロアから離間する方向に傾斜する傾斜面に形成されている。

次に、上記ロッド１２の構成、ボタン本体１１へのロッド１２の取り付け方法、ロッド１２へのカム係合部１３の取り付け方法について、図６，図７を参照して説明する。

上記ボタン本体１１は、ロッド１２の先端を挿入して固着するロッド取付穴２６と、ロッド取付穴２６の一端部に連通し、該ロッド取付穴２６の直径よりも大径に形成されたコイルスプリング受穴２７を備えている。

上記ロッド１２は、第１軸部３１と、該第１軸部３１よりも大径の第２軸部３２と、該第２軸部３２に設けたボルト受穴３３に取り付けたボルト３４と、該ボルト３４の頭部外周に螺合され上記第２軸部３２との間で上記カム係合部１３を挟着するナット３５を備えている。

上記第１軸部３１の先端部は、上記ロッド取付穴２６に取り付けられている。また、上記第１軸部３１の中央部には、フランジ部３６が設けられている。上記フランジ部３６と上記コイルスプリング受穴２７の端面の間には、上記ボタン本体１１に過負荷が掛かったときに圧縮されて上記ボタン本体１１を逃げ移動させるコイルスリング３７が介在されている。３８は上記ボタン本体１１の背面側にネジ３９により取り付けられたリング状部材であり、該リング状部材３８に上記フランジ部３６が当接するストッパーとして作用する。

上記ホルダー６には、スラスト軸受１５及びロッド支持部１６を貫通する操作ボタン回転阻止ピン４１が取り付けられている。操作ボタン回転阻止ピン４１は、上記第２軸部３２に設けたスリットに挿入されて、ロッド１２及びボタン本体１１の回動を阻止し、これらロッド１２及びボタン本体１１を直進移動させる。上記戻しコイルスプリング８は、上記操作ボタン回転阻止ピン４１と上記ボルト３４の頭部との間に介在されている。

図８に示すように、フレキシブルシャフト３の先端３ａは、ホルダー６の下面に設けたアダプター４２に固定ボルト４３によって連結されている。フレキシブルシャフト３の回転は、回転伝達機構４４を介してカム７の回転軸２１に伝達される。

次に、上記イグニッション操作用アクチュエータ１の作用について説明する。
図３に示すように、カム７でカム係合部１３を押圧していない状態において、カム係合部１３は、戻しコイルスプリング８で押し戻されて操作ボタン５による押圧式のイグニッション１１７の押圧は解除された状態になっている。この状態から駆動部２によりフレキシブルシャフト３を介してカム７を図３の反時計方向に所定角度回動させれば、第１カムフォロア２２で上記カム係合部１３の第１カム係合面２４を押圧して、図４に示すように、操作ボタン５を突出させて、押圧式のイグニッション１１７を押圧操作する。

上記とは逆に、駆動部２によりフレキシブルシャフト３を介してカム７を図３の時計方向に所定角度回動させれば、第２カムフォロア２３で上記カム係合部１３の第２カム係合面２５を押圧して、操作ボタン５を突出させて、押圧式のイグニッション１１７を押圧操作する。

操作ボタン５による押圧式のイグニッション１１７の押圧を解除するときには、カム７を図３の位置に戻して、カム係合部１３の押圧を解除すると、カム係合部１３は、戻しコイルスプリング８のバネ力で押し戻されて、操作ボタン５による押圧式のイグニッション１１７の押圧は解除される。

図９は、フリーガイドアーム１１４を使用せずに操作部４の車体内面１１９へ固定する方法の実施例を示す。上記実施例ではフリーガイドアーム１１７のみを使用した例、更に固定治具１１８を使用して操作部４を車体内面１１９に確実に固定する場合を示した。固定治具１１８を使用しての固定ではダッシュボード等の車体内面１１９にしっかりと固定されるわけではないので、フリーガイドアーム１１９が必要となるが、図９に示すように、吸盤５０を使用して車体内面１１９にしっかりと吸着させることによりフリーガイドアーム１１４を使用することなく押圧中心を捉えることができる。

なお、図１０，図１１は、上記回転式のイグニッションを操作する回転式の操作部５１を示す。該回転式の操作部５１は、コの字状に形成されたキー保持部材５２の対向する一対の片５２ａ，５２ｂの間にイグニッションキー（図示省略）の端部を差し込んで、上記一対の片５２ａ，５２ｂの一方の片５２ａに螺合した蝶ネジ５３と板バネ５４でイグニッションキーを他方の片５２ｂ側に押し付けてイグニッションキーを挟着保持する。

上記キー保持部材５２は、一側面にアダプター５５を備えていて、該アダプター５５に、フレキシブルシャフト３の先端３ａを挿入して固定ネジ５６で固定することによりフレキシブルシャフト３の先端３ａに連結されている。そして、フレキシブルシャフト３で回転式の操作部５１及びイグニッションキーを回転させてイグニッションのオンオフ操作を行なうようになっている。

従って、上記押圧式の操作部４と回転式の操作部５１を用意することにより、押圧式の操作部４に代えて上記回転式の操作部５１をフレキシブルシャフト３の先端３ａに取り付けることにより、イグニッションキーの操作にも使用することができる。

１…イグニッション操作用アクチュエータ
２…駆動部
３…フレキシブルシャフト
４…操作部
５…操作ボタン
６…ホルダー
７…カム
８…戻しコイルスプリング
１３…カム係部
２１…カムの回転軸
２２…第１カムフォロア
２３…第２カムフォロア
２４…第１カム係合部
２５…第２カム係合部

Claims (8)

1. モータや回転伝動カップリングを備えた駆動部と、駆動部により回転駆動されるフレキシブルシャフトと、該フレキシブルシャフトの先端部に取り付けられて車両のプッシュ式のイグニッションを押圧操作する操作部と、を備え、
   上記操作部は、プッシュ式のイグニッションを押圧する押圧ボタンと、上記フレキシブルシャフトの回転を押圧ボタンの直進移動に変換する運動変換機構と、を備えたイグニッション操作用アクチュエータにおいて、
   上記運動変換機構は、上記フレキシブルシャフトにより回動されて上記プッシュ式のイグニッションの背面側に設けたカム係合部を押圧するカムを備えていることを特徴とするイグニッション操作用アクチュエータ。
2. 上記カムは、上記カム係合部に接触して該カム係合部を押圧するカムフォロアを備えていることを特徴とする請求項１に記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
3. 上記カムフォロアは、上記カムの回動軸を中心にして一方の端部に設けられた第１カムフォロアと、他方の端部に設けられた第２カムフォロアと、で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
4. 上記カムフォロアによる上記カム係合部の押圧が解除されたときに上記押圧ボタンを押し戻すコイルスプリングを備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
5. 上記カム係合部は、上記第１カムフォロアに対向して該第１カムフォロアで押圧される第１カム係合面と、上記第２カムフォロアに対向して該第２カムフォロアで押圧される第２カム係合面と、を備え、
   上記第１カム係合面と第２カム係合面は、これら第１カム係合面と第２カム係合面の境界部の中央部から側部に行くに従って徐々に上記カムフォロアから離間する方向に傾斜する傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
6. 上記操作部は、車両の座席に固定した固定フレームにアームを介して取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
7. 上記操作部は、固定治具及び車両の座席に固定した固定フレームにアームを介して取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータ。
8. 上記操作部は、吸盤で車両内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のイグニッション操作用アクチュエータ。

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