CN116325445A - 电动致动器 - Google Patents

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Abstract

电动致动器具备能够正反转的电动马达和将该电动马达的旋转转换为螺纹轴的往复直线运动的运动转换机构，所述运动转换机构具备被所述电动马达驱动而旋转的螺母和以能够进退的方式螺合插通于该螺母的所述螺纹轴，其中，通过在所述螺母的轴向一端内周形成具有比该螺母的螺纹孔的直径大的外径而能够收纳润滑剂的润滑剂保持部，设置覆盖该润滑剂保持部的轴向开口端的盖部件，能够通过充分进行螺母与螺纹轴的螺合部的润滑而抑制该螺合部的磨损从而提高螺母和螺纹轴的耐久性。

Description

电动致动器
技术领域
本发明涉及一种具备将能够正反转的电动马达的旋转转换为螺纹轴的往复直线运动的运动转换机构的电动致动器。
背景技术
电动致动器具备能够正反转的电动马达和将该电动马达的旋转转换为螺纹轴的往复直线运动的运动转换机构，如果运动转换机构的螺母由于电动马达而正反转，则以能够进退的方式螺合插通于该螺母的螺纹轴进行往复直线运动。这样的电动致动器例如在车辆的电动驻车制动装置中使用(例如，参照专利文献1)。
在具备该电动致动器的电动驻车制动装置中，如果鼓式制动器内的驻车制动杆通过电动致动器的螺纹轴的往复直线运动而从解除位置向工作位置移动，则制动蹄被按压于与车轮一起旋转的制动鼓的内周面，通过在两者间产生的摩擦阻力，车轮的旋转被制动而车辆成为驻车制动状态。而且，如果使电动致动器的电动马达从驻车制动状态反转，则驻车杆从工作位置向解除位置移动而制动蹄从制动鼓的内周面离开，车辆的驻车制动状态被解除。
在电动致动器的运动转换机构中，由于螺合插通于旋转的螺母的螺纹轴相对于螺母进行往复直线运动，因而存在在该螺纹轴与螺母的螺合部产生滑动摩擦、在两者的螺合部发生磨损这一问题。
于是，在专利文献2中提出了在与螺纹轴的外螺纹部螺合的螺母的内螺纹部上端形成油槽且在该油槽存留润滑油的结构。根据这样的结构，存留于油槽的润滑油通过螺纹轴与螺母的相对旋转而从油槽被引出，润滑油供给到螺纹轴的外螺纹部与螺母的内螺纹部的整个螺合部分而用于该螺合部分的润滑。
另外，在专利文献3中提出了向与螺杆(螺纹轴)螺合的螺套(螺母)埋入固体润滑剂并且在该螺套的上下端设置固体润滑剂挡板的结构。根据这样的结构，埋入于螺套的固体润滑剂由于固体润滑剂挡板而不会从螺套脱出，因而螺杆与螺套的螺合部的润滑由固体润滑剂稳定地进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019－006223号公报
专利文献2：日本特开2001－132813号公报
专利文献3：日本实开昭53－014413号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1中提出的电动致动器中，如果为了对螺母与螺纹轴的螺合部进行润滑而向螺纹轴涂布润滑脂等润滑剂，则润滑剂通过螺母的旋转而进入螺母的内部从而用于该螺母与螺纹轴的螺合部的润滑，但会产生以下问题。
即，如图8(a)、(b)所示，如果螺纹轴103在箭头方向上进行往复直线运动，则涂布于该螺纹轴103的润滑剂被螺母108扫动而存留在该螺纹轴103的轴向两端部(移动极限附近)。并且，如果润滑剂存留在螺母108的端面，则该润滑剂会因基于螺母108的旋转的离心力而向周围飞散。因而，会产生在螺纹轴103的轴向中央部(图示A部分)润滑剂不足而产生油膜短缺、促进该部分磨损的问题。
并且，在专利文献2中提出的润滑构造中，由于油槽形成于螺母的内螺纹部上端，因而存在应用被限定于螺母、螺纹轴在纵向上配置的结构的问题。
另外，在专利文献3中提出的润滑构造，由于润滑剂限定为固体润滑剂，因而存在其应用范围窄的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够通过充分进行螺母与螺纹轴的螺合部的润滑而抑制该螺合部的磨损从而提高螺母和螺纹轴的耐久性的电动致动器。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的第一特征在于，电动致动器具备能够正反转的电动马达和将该电动马达的旋转转换为螺纹轴的往复直线运动的运动转换机构，所述运动转换机构具备被所述电动马达驱动而旋转的螺母和以能够进退的方式螺合插通于该螺母的所述螺纹轴，在该电动致动器中，在所述螺母的轴向一端内周形成有具有比该螺母的螺纹孔的直径大的外径而能够收纳润滑剂的润滑剂保持部，设有覆盖该润滑剂保持部的轴向开口端的盖部件。
在所述第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，所述盖部件一体地具备盖部和与所述螺母同轴的筒部，通过使在所述筒部的内周形成的凸部与在所述螺母的外周形成的凹部嵌合或使在所述螺母的外周形成的凸部与在所述筒部的内周形成的凹部嵌合，将所述盖部件安装于所述螺母。
在所述第二特征的基础上，本发明的第三特征在于，在所述盖部的内周形成有圆筒状的刮刀部，将该刮刀部的内径设定为比所述螺纹轴的外径稍大而在该刮刀部与所述螺纹轴之间形成径向的微小间隙。
在所述第二或第三特征的基础上，本发明的第四特征在于，所述筒部的外径为所述螺母的外径以下。
在所述第一至第四任一特征的基础上，本发明的第五特征在于，所述盖部件由橡胶材料构成。
发明的效果
根据本发明的第一特征，即使由于螺母的旋转而螺纹轴进入螺母内，涂布于该螺纹轴的润滑剂也会保持于螺母的润滑剂保持部，因此不会在螺母的端面存留多余的润滑剂，存留的润滑剂不会因基于螺母的旋转的离心力而向周围飞散。并且，存留于螺母的润滑剂保持部的润滑剂在螺纹轴从螺母出来时向该螺纹轴涂布，但该润滑剂的涂布量受盖部件限制，因此，必要且充足的量的润滑剂遍及螺纹轴的大范围涂布。其结果是，不会产生螺纹轴的局部性的润滑剂不足(油膜短缺)，螺母与螺纹轴的螺合部的润滑得以充分进行，螺合部的磨损受到抑制而螺母和螺纹轴的耐久性得以提高。
根据本发明的第二特征，能够通过凹凸嵌合以单触式简单地将盖部件安装于螺母的外周。
根据本发明的第三特征，由于将形成于盖部件的盖部的内周的刮刀部的内径设定为比螺纹轴的外径稍大而在两者之间形成径向的微小间隙，因而存留于螺母的润滑剂保持部的润滑剂被刮刀部刮取而以规定厚度均一地涂布于螺纹轴。在该情况下，由于刮刀部不与螺纹轴接触，因而在两者间不产生摩擦阻力，螺纹轴能够无阻力地顺畅滑动。另外，由于刮刀部不会从螺纹轴受到外力，因而能够防止该刮刀部的损伤从而提高盖部件的耐久性。
根据本发明的第四特征，通过使盖部件的筒部的外径为螺母的外径以下，在装配盖部件而将螺母向径向轴承装配时，能够以盖部件不与径向轴承干涉的方式组装。
根据本发明的第五特征，由于将盖部件利用柔软且富有弹性的橡胶材料构成，因而即使在该盖部件万一与螺纹轴发生了接触的情况下，也能够防止该盖部件的损伤从而提高其耐久性。
附图说明
图1是本发明的电动致动器的立体图。
图2是本发明的电动致动器的平剖视图。
图3是本发明的电动致动器的螺母和螺纹轴部分的平剖视图。
图4是图3的4部放大细节图。
图5是图4的5-5线剖视图。
图6是图4的6-6线剖视图。
图7的(a)、(b)是表示本发明的电动致动器中润滑剂向螺纹轴的涂布状态的示意性剖视图。
图8的(a)、(b)是表示现有的电动致动器中润滑剂向螺纹轴的涂布状态的示意性剖视图。
附图标记说明
1 电动致动器；
2 电动马达；
2a 电动马达的输出轴；
3 螺纹轴；
3b 螺纹轴的外螺纹；
4 运动转换机构；
5 传动机构；
6 驱动齿轮；
8 螺母；
8A 螺母的套管部；
8B 螺母的圆桶部；
8a 螺母的内螺纹；
8b 螺母的凹部；
10 致动器壳体；
19 中间齿轮；
20 从动齿轮；
21 润滑剂保持部；
22 盖部件；
22A 盖部件的盖部；
22B 盖部件的筒部；
22a 盖部件的刮刀部；
22b 盖部件的凸部；
Figure BDA0004167195340000051
刮刀部的内径；
Figure BDA0004167195340000052
螺纹轴的外径；
δ 微小间隙。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的电动致动器的立体图，图2是该电动致动器的平剖视图。
本实施方式的电动致动器1设置于未图示的电动驻车制动装置，如图2所示，具备作为驱动源的能够正反转的电动马达2、将该电动马达2的旋转转换为螺纹轴3的往复直线运动的运动转换机构4以及用于将电动马达2的旋转向运动转换机构4传递的传动机构(齿轮机构)5，这些电动马达2、运动转换机构4以及传动机构5收纳在致动器壳体10内。需要说明的是，在以下说明中，将图1和图2所示的箭头方向设为“前后方向”。
上述致动器壳体10由一体地具有圆筒状的第一壳体11A和第二壳体11B的壳体主体11、覆盖且安装于该壳体主体11的第一壳体11A的开口端的马达罩12以及从与该马达罩12相反的一侧(图2的右侧)覆盖且安装于壳体主体11的开口端的齿轮罩13构成。
并且，如图2所示，在壳体主体11的第一壳体11A收纳有电动马达2，在从该电动马达2朝向后方(图2的右方)延伸出的输出轴(马达轴)2a的面对齿轮罩13内的端部(后端部)安装有小径的驱动齿轮6。在这里，电动马达2的轴向一端(前端)嵌合保持于在马达罩12形成的凹部12a，该电动马达2的轴向另一端(后端)嵌合保持于在第一壳体11A的端壁11a形成的圆孔11b。需要说明的是，电动马达2的输出轴(马达轴)2a经由轴承7而以能够旋转的方式支承于第一壳体11A。
另外，壳体主体11的第二壳体11B一体地配置于第一壳体11A的侧方，在该第二壳体11B收纳有运动转换机构4。该运动转换机构4具备能够旋转的螺母8和以能够直线移动的方式螺合插通于该螺母8的所述螺纹轴3。
上述螺母8一体地具有套管部8A和比该套管部8A大径的圆桶部8B，由组装于套管部8A的外周的径向轴承(滚珠轴承)9以能够旋转的方式支承于第二壳体11B。在这里，在套管部8A的内周呈螺旋状地刻设有内螺纹8a。
螺纹轴3是在前后方向上长的圆棒状的滑动部件，在形成于其前端部的圆孔3a连结有未图示的制动拉索，该制动拉索的另一端连结于未图示的电动驻车制动装置的驻车制动杆。另外，在螺纹轴3的后端一体地形成有凸缘部3A，该凸缘部3A的外周卡合于在收纳于齿轮罩13内的筒状的引导部件14的内周沿着轴向形成的一对引导槽14a。因而，螺纹轴3的旋转被引导部件14阻止，螺纹轴3不旋转而在前后方向上进行往复直线运动。
并且，在螺纹轴3的外周的规定范围呈螺旋状地刻设有外螺纹3b，螺纹轴3螺合插通于螺母8的套管部8A。因此，在螺纹轴3向螺母8的插通中，刻设于该螺纹轴3的外周的外螺纹3b和刻设于螺母8的套管部8A的内周的内螺纹8a互相螺合。
并且，螺纹轴3的向致动器壳体10的外部延伸出的部分被由柔软且富有弹性的橡胶材料等构成的能够伸缩的波纹状的保护罩15覆盖，该保护罩15的一端(前端)嵌合于螺纹轴3的前端部外周，该保护罩15的另一端(后端)嵌合于在致动器壳体10的第二壳体11B突出设置的筒状部11c的外周。
如图2所示，在螺母8的圆桶部8B内形成于该圆桶部8B与螺纹轴3的凸缘部3A之间的轴向空间，多个碟簧16以在轴向上层叠的状态收纳，这些碟簧16的轴向位置被与从动齿轮20抵接的护圈17限制。需要说明的是，这些碟簧16构成向使螺纹轴3从螺母8离开的方向(后方)施力的施力单元。
在这里，以下，基于图2对传动机构5的结构进行说明。
传动机构5将电动马达2的输出轴2a的旋转向运动转换机构4的螺母8传递，具备安装于电动马达2的输出轴2a的所述驱动齿轮6、以能够旋转的方式支承于支轴18的中间齿轮19和安装于螺母8的圆桶部8B的外周的从动齿轮20。
上述中间齿轮19由架设于致动器壳体10的壳体主体11与引导部件14之间的支轴18以能够旋转的方式支承，一体地具备直径不同的大径中间齿轮19a和小径中间齿轮19b。在这里，大径中间齿轮19a啮合于驱动齿轮6，大径中间齿轮19a的直径被设定为比驱动齿轮6的直径大。另外，小径中间齿轮19b啮合于比其大径的从动齿轮20，从动齿轮20嵌合于螺母8的圆桶部8B的外周。
接着，以下基于图3至图6对本发明的特征性的结构进行说明。
图3是本发明的电动致动器的螺母和螺纹轴部分的平剖视图，图4是图3的4部放大细节图，图5是图4的5-5线剖视图，图6是图4的6-6线剖视图。
在本实施方式中，如图3至图5所示，在螺母8的套管部8A的轴向一端(前端部)8A1的内周形成有具有比该螺母8的螺纹孔的直径大的外径的润滑剂保持部21，该润滑剂保持部21能够收纳润滑脂等润滑剂。并且，在螺母8的套管部8A的轴向一端部(前端部)8A1的外周安装有覆盖润滑剂保持部21的轴向开口端的盖部件22。
上述盖部件22由橡胶材料一体地成形，如图4所示，一体地具备将润滑剂保持部21的轴向开口端从轴向覆盖的环板状的盖部22A和与螺母8同轴的圆筒状的筒部22B。在这里，如图4所示，在盖部件22的筒部22B的端部内周，遍及整周地一体地形成有环状的凸部22b，在螺母8的套管部8A的端部外周，遍及整周地一体地形成有环槽状的凹部8b。
而且，盖部件22通过将在筒部22B的端部内周形成的凸部22b嵌入在螺母8的套管部8A的端部外周形成的凹部8b而以单触式(one-touch)简单地安装于螺母8的套管部8A的端部外周。需要说明的是，在本实施方式中，在盖部件22的筒部22B侧形成了凸部22b，在螺母8的套管部8A侧形成了凹部8b，但通过与此相反地在盖部件22的筒部22B侧形成凹部、在螺母8的套管部8B侧形成凸部且使这些凹部和凸部互相嵌合，也能够将盖部件22以单触式简单地安装于螺母8的套管部8A的端部外周。
在本实施方式中，如图4所示，盖部件22的筒部22B的外径和螺母8的套管部8A的外径相同。另外，在盖部件22的盖部22A的内周一体地形成有朝向前方(图4的左方)一体地突出的圆筒状的刮刀部(刮除部)22a，在该刮刀部22a的前端内周形成有朝向前方(图4的左方)扩径的锥面22b1。在这里，如图6所示，刮刀部22a的内径
Figure BDA0004167195340000071
被设定为比螺纹轴3的外径
Figure BDA0004167195340000072
稍大/>
Figure BDA0004167195340000081
因此，在刮刀部22a与螺纹轴3之间形成有径向的环状的微小间隙δ(＝(D-d)/2)。
而且，如以上这样构成的电动致动器1作为未图示的电动驻车制动装置的致动器使用，以下，一边参照图7一边对该电动致动器1的作用进行说明。需要说明的是，电动致动器1使用嵌合于致动器壳体10的外周的卡环23(参照图1和图2)而被定位固定在电动驻车制动装置。
图2所示的状态是螺纹轴3前进而安装于该螺纹轴3的顶端的未图示的制动拉索松弛的状态，在该状态下，鼓式制动器的制动蹄从制动鼓的内周面离开。因而，在制动蹄与制动鼓之间不产生摩擦阻力，电动驻车制动装置处于驻车制动器被解除的状态，制动鼓和车轮能够自由地旋转，因此能够实现车辆的行驶。
如果未图示的驻车制动开关从上述状态被操作而处于接通状态，则向电动致动器1的电动马达2通电而该电动马达2被起动。于是，电动马达2的输出轴2a的旋转被传动机构5减速且向运动转换机构4传递，电动马达2的输出轴2a的旋转被转换为螺纹轴3的直线运动(后退运动)。
即，电动马达2的输出轴2a的旋转从驱动齿轮6向中间齿轮19减速传递，该中间齿轮19以规定速度旋转。并且，该中间齿轮19的旋转经过互相啮合的小径中间齿轮19b和从动齿轮20而被减速地向运动转换机构4的螺母8传递，该螺母8以规定的速度旋转。
如上所述，如果螺母8旋转，则螺合插通于该螺母8的螺纹轴3如图7(a)所示那样直线移动而后退，安装于该螺纹轴3的顶端的未图示的制动拉索被拉拽。于是，电动驻车制动装置的驻车制动杆被操作而制动蹄扩开，该制动蹄按压于制动鼓的内周面，因此在两者间产生摩擦阻力。并且，通过该摩擦阻力，制动鼓和车轮的旋转被制动，因此车辆成为驻车制动状态。
如果为了解除上述驻车制动状态而未图示的驻车制动开关被操作而处于断开状态，则电动马达2反转，其输出轴2a的旋转经由与前述同样的传递路径而向运动转换机构4的螺母8传递，因此该螺母8反转。如果螺母8这样反转，则螺合插通于该螺母8的螺纹轴3向图7(b)的箭头方向直线移动而前进，电动致动器1恢复为图2所示的状态，因此成为电动驻车制动装置被解除的状态。
然而，在本实施方式中，在螺母8的轴向一端内周形成有具有比该螺母8的螺纹孔的直径大的外径且能够收纳润滑剂的润滑剂保持部21，并且设有覆盖该润滑剂保持部21的轴向开口端的盖部件22，因此，即使由于螺母8的旋转而螺纹轴3进入螺母8内，涂布于该螺纹轴3的润滑剂也会保持于螺母8的润滑剂保持部21。因而，如图7(a)、(b)所示，不会在螺母8的端面存留多余的润滑剂，存留的润滑剂不会因基于螺母8的旋转的离心力而向周围飞散。
另外，存留于螺母8的润滑剂保持部21的润滑剂在螺纹轴3从螺母8出来时涂布于该螺纹轴3，但该润滑剂的涂布量受盖部件22限制，因此，必要且充分的量的润滑剂遍及螺纹轴3大范围地涂布。其结果是，不会产生螺纹轴3的局部性的润滑剂不足(油膜短缺)，螺母8与螺纹轴3的螺合部的润滑得以充分进行，螺合部的磨损受到抑制而螺母8和螺纹轴3的耐久性得以提高。
并且，在本实施方式中，由于将形成于盖部件22的盖部22A的内周的刮刀部22a的内径
Figure BDA0004167195340000091
设定为比螺纹轴3的外径/>
Figure BDA0004167195340000092
稍大/>
Figure BDA0004167195340000093
而在两者之间形成有径向的微小间隙δ，因而存留于螺母8的润滑剂保持部21的润滑剂被刮刀部22a刮除，如图7(a)、(b)所示，该润滑剂以规定厚度δ均一地涂布于螺纹轴3。在该情况下，由于刮刀部22a不与螺纹轴3接触，因而在两者间不产生摩擦阻力，螺纹轴3能够无阻力地顺畅滑动。另外，由于刮刀部22a不会从螺纹轴3受到外力，因而能够防止该刮刀部22a的损伤而提高盖部件22的耐久性。
螺母8向径向轴承9插通而组装，但由于盖部件22的筒部22B的外径为螺母8的套管部8A的外径以下，因而即使在将盖部件22向螺母8装配后向径向轴承9插通，也能够以盖部件22不与径向轴承9干涉的方式组装螺母8。
另外，在本实施方式中，由于将盖部件22利用柔软且富有弹性的橡胶材料构成，因而能够实现即使在该盖部件22万一与螺纹轴3发生了接触的情况下也能够防止该盖部件22的损伤来提高其耐久性的效果。
需要说明的是，以上对将本发明应用于车辆用鼓式制动器的电动驻车制动装置所具备的电动致动器的方案进行了说明，但本发明也同样能够应用于在其他任意装置中使用的电动致动器。
除此之外，本发明的应用不限定于以上说明的实施方式，显然能够在权利要求书、说明书和附图所记载的技术思想的范围内实施各种变形。

Claims (5)

1.一种电动致动器(1)，具备能够正反转的电动马达(2)和将该电动马达(2)的旋转转换为螺纹轴(3)的往复直线运动的运动转换机构(4)，
所述运动转换机构(4)具备被所述电动马达(2)驱动而旋转的螺母(8)和以能够进退的方式螺合插通于该螺母(8)的所述螺纹轴(3)，
所述电动致动器(1)的特征在于，
在所述螺母(8)的轴向一端内周形成有具有比该螺母(8)的螺纹孔的直径大的外径而能够收纳润滑剂的润滑剂保持部(21)，
设有覆盖所述润滑剂保持部(21)的轴向开口端的盖部件(22)。
2.根据权利要求1所述的电动致动器，其特征在于，
所述盖部件(22)一体地具备盖部(22A)和与所述螺母(8)同轴的筒部(22B)，
通过使在所述筒部(22B)的内周形成的凸部(22b)与在所述螺母(8)的外周形成的凹部(8b)嵌合或使在所述螺母(8)的外周形成的凸部与在所述筒部(22B)的内周形成的凹部嵌合，将所述盖部件(22)安装于所述螺母(8)。
3.根据权利要求2所述的电动致动器，其特征在于，
在所述盖部(22A)的内周形成有圆筒状的刮刀部(22a)，将该刮刀部(22a)的内径(φD)设定为比所述螺纹轴(3)的外径(φd)稍大而在该刮刀部(22a)与所述螺纹轴(3)之间形成径向的微小间隙(δ)。
4.根据权利要求2或3所述的电动致动器，其特征在于，
所述筒部(22B)的外径为所述螺母(8)的外径以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动致动器，其特征在于，
所述盖部件(22)由橡胶材料构成。
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