JP2004084827A - アクチュエータ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボール143を循環させるボール循環チューブ146を、支持軸を介してボールねじナット142に作用する負荷荷重のラジアル方向成分Frが作用する側(図中上側)と反対側(図中下側)に配置する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のブレーキ、エンジン、トランスミッション等の自動制御用として用いられるアクチュエータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のアクチュエータ装置では、駆動される側の作用線はボールねじの中心線と同一であり、純アキシャル荷重をボールねじに加えているが、ボールねじに加わる負荷荷重が純アキシャル荷重でない場合には、ボールねじにラジアル荷重が直接加わらないように、リニアガイド等を併用していた。
【0003】
一般産業機器では、比較的大きな空間スペースがあり、その構成部品の配置や大きさに対する自由度が大きい。しかし、自動車のエンジンルームなどでは、構成部品の配置や大きさが厳しく制限され、ボールねじに純アキシャル荷重のみを加える構造の電動アクチュエータをエンジンルームに組み込むことは困難であった。
【0004】
そこで、このような問題を解消したアクチュエータ装置として、図5に示すような構成のものが考えられている。このアクチュエータ装置は、リンク13と、このリンク13を介して被駆動部材を揺動駆動するボールねじ14と、このボールねじ14のボールねじ軸141を回転駆動する電動モータ15とからなり、ボールねじ14のボールねじナット142には、リンク13の一端部を回動自在に支持する支持軸16が設けられている。
【0005】
このようなアクチュエータ装置は、電動モータ15の回転トルクがボールねじ14のボールねじ軸141に伝わると、ボールねじナット142に組み込まれた多数のボール143(図6参照)がボールねじ軸141の外周面とボールねじナット142の内周面に相対向して形成された螺旋状ボール軌道溝144,145間を転動し、さらにボールねじナット142に組み付けられたボール循環チューブ146内を転動する。このとき、ボールねじナット142はボールねじ軸141の軸方向に直線運動し、このボールねじナット142の直線運動によって被駆動部材が揺動駆動される。したがって、アキシャル方向とラジアル方向の両方向の負荷荷重を受けることができ、自動車のエンジンルームなどのように、構成部品の配置や大きさが厳しく制限される場所でも好適に使用することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したアクチュエータ装置では、リンク13に図中矢印で示す方向の負荷荷重Fが加わると、リンク13および支持軸16を介してボールねじナット142に加わる負荷荷重Fのラジアル方向成分Frが、図6に示されるように、ボールねじ軸141の中心軸線141aより図中上側のボール143に作用する。このため、ボールねじ軸141の中心軸線141aより図中下側に位置するボール数に比べて負荷を受けるボール数が少なくなることによって、ボールねじ軸141の中心軸線141aより図中上側のボール143に過大な負荷が加わり、リンク13を介してレバー11を揺動駆動するボールねじ14の寿命を低下させるという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、支持軸を介してボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分によってボールねじの寿命が低下するのを防止することのできるアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るアクチュエータ装置は、リンクの一端部を支持するための支持軸を有するボールねじナットと、このボールねじナットの内周面に形成された螺旋状ボール軌道溝と対向する螺旋状ボール軌道溝を外周面に有するボールねじ軸と、このボールねじ軸を回転駆動するモータと、このモータの回転トルクにより前記螺旋状ボール軌道溝間を転動する多数のボールと、前記螺旋状ボール軌道溝間との間に前記ボールの無限循環路を形成するボール循環部材とを備えたアクチュエータ装置において、前記支持軸を介して前記ボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分に対して前記ボール循環部材を前記ラジアル方向成分の作用側と反対側に配置したことを特徴とする。
【0009】
このような構成であると、ラジアル方向成分が作用しない側に位置するボール数よりラジアル方向成分が作用する側に位置するボール数のほうが多くなるので、支持軸を介してボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分によってボールねじの寿命が低下するのを防止することができる。
この場合、ボール循環部材としては、請求項2及び3に記載された発明のように、ボールねじナットに組み付けられたボール循環チューブやボール循環こまを使用することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図3は本発明の第1の実施形態を示す図であり、図1に示されるように、本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータ装置10は、リンク13と、このリンク13を介して被駆動レバー11を揺動駆動するボールねじ14と、このボールねじ14を駆動する電動モータ15とから構成されている。
【0011】
ボールねじ14は、電動モータ15により回転駆動されるボールねじ軸141と、このボールねじ軸141の外周面に形成された螺旋状ボール軌道溝144(図2参照)と対向する螺旋状ボール軌道溝145を内周面に有するボールねじナット142と、このボールねじナット142に組み込まれた多数のボール143とを備えており、ボールねじナット142には、リンク13の一端部を回動自在に支持する支持軸16が設けられている。
【0012】
また、ボールねじ14は螺旋状ボール軌道溝144,145間との間にボール143の無限循環路を形成するボール循環部材としてのボール循環チューブ146を備えている。このボール循環チューブ146は、ボールねじナット142に組み付けられており、図2に示されるように、支持軸16を介してボールねじナット142に作用する負荷荷重Fのラジアル方向成分Frが作用する側(図中上側)と反対側(図中下側)に配置されている。
【0013】
図3はアクチュエータ装置10の平面図であり、同図に示されるように、支持軸16はボールねじナット142の重心Gを通る直線L1上に配置され、この直線L1はボールねじ軸141の軸芯線に対して直角に設けられている。
上述のように、支持軸16を介してボールねじナット142に作用する負荷荷重Fのラジアル方向成分Frに対してボール循環部材146をラジアル方向成分Frの作用側と反対側に配置すると、図2に示されるように、ラジアル方向成分Frが作用しない側(図中下側)に位置するボール数よりラジアル方向成分Frが作用する側(図中上側)に位置するボール数のほうが多くなる。したがって、前述した従来例のように、ボールねじ軸141の中心軸線より図中下側に位置するボール数に比べて負荷を受けるボール数が少なくなることがないので、支持軸16を介してボールねじナット142に作用する負荷荷重Fのラジアル方向成分Frによってボールねじ14の寿命が低下するのを防止することができる。
【0014】
なお、上述した第1の実施形態では、リンク13を介して被駆動レバー11を揺動駆動するボールねじとして、チューブ式ボールねじを用いたが、例えば図4に示されるように、ボール循環部材としてボール循環こま147を使用した循環こま式ボールねじを用い、ボール循環こま147をボールねじナット142に作用する負荷荷重のラジアル方向成分Frが作用する側(図中上側)と反対側(図中下側)に配置すればよい。
【0015】
このような構成によると、ボール循環こま147をラジアル方向成分Frの作用側に配置したもの(図7参照)に比べ、負荷を受けるボール数が増大するので、第1の実施形態と同様に、支持軸を介してボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分によってボールねじの寿命が低下するのを防止することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1乃至3の発明によれば、ラジアル方向成分が作用しない側に位置するボール数よりラジアル方向成分が作用する側に位置するボール数のほうが多くなるので、支持軸を介してボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分によってボールねじの寿命が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。
【図2】図1に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図3】図1に示すアクチュエータ装置の平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータ装置のボールねじを示す図で、(a)は軸方向断面図、(b)は径方向断面図である。
【図5】従来のアクチュエータ装置の側面図である。
【図6】図5に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図7】ボール循環部材としてボール循環こまを使用した循環こま式ボールねじを示す図で、(a)は軸方向断面図、(b)は径方向断面図である。
【符号の説明】
13 リンク
14 ボールねじ
141 ボールねじ軸
142 ボールねじナット
143 ボール
144 螺旋状ボール軌道溝
145 螺旋状ボール軌道溝
146 ボール循環チューブ
147 ボール循環モータ
15 電動モータ
16 支持軸
Claims (3)
- リンクの一端部を支持するための支持軸を有するボールねじナットと、このボールねじナットの内周面に形成された螺旋状ボール軌道溝と対向する螺旋状ボール軌道溝を外周面に有するボールねじ軸と、このボールねじ軸を回転駆動するモータと、このモータの回転トルクにより前記螺旋状ボール軌道溝間を転動する多数のボールと、前記螺旋状ボール軌道溝間との間に前記ボールの無限循環路を形成するボール循環部材とを備えたアクチュエータ装置において、
前記支持軸を介して前記ボールねじナットに作用する負荷荷重のラジアル方向成分に対して前記ボール循環部材を前記ラジアル方向成分の作用側と反対側に配置したことを特徴とするアクチュエータ装置。 - 前記ボール循環部材は、前記ボールねじナットに組み付けられたボール循環チューブであることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ装置。
- 前記ボール循環部材は、前記ボールねじナットに組み付けられたボール循環こまであることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ装置。
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- 2002-08-27 JP JP2002247657A patent/JP2004084827A/ja active Pending
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