JP2005163922A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】
円滑な動作を確保し省エネを図ることができるアクチュエータを提供する。
【解決手段】
ピン１１とナット８との間には、摩擦低減部材としてのブッシュ１２が嵌合しているので、ナット８が軸線方向に移動したときに、ピン１１と溝８ｂとの間における摩擦を減少させ、それにより早期摩耗の抑制や省エネを図ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アクチュエータに関し、特に円滑な動作を確保できるアクチュエータに関する。

特許文献１に示すように、電動モータの回転力を被駆動部材に伝達し、直線的に移動させるアクチュエータが開発されている。ここで、電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換するために、スクリュー機構が用いられている。
特開平５−１３２２９６号公報

ところで、特許文献１において、電動モータにより回転駆動される駆動スクリューと、ラムとが共回りしないように、回り止め機構を設けている。この回り止め機構は、シリンダ内面の突状をラムの溝部に係合させたものである。しかるに、シリンダ内面の突状をラムの溝部とがそれぞれ金属から構成されているので、動作時に金属同士の摺動が生じ、抵抗が増大すると共に早期摩耗によるがたつきの恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、円滑な動作を確保し省エネを図ることができるアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明のアクチュエータは、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
前記電動モータに連結された回転運動部材と、被駆動部材に連結された直線運動部材とを含む変換機構と、
前記ハウジングと前記直線運動部材の一方に取り付けられ、他方に対して相対移動する連結部材と、
前記ハウジングと前記直線運動部材の他方と、前記連結部材との間に配置された摩擦低減部材とを有することを特徴とする。

本発明のアクチュエータは、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、前記電動モータに連結された回転運動部材と、被駆動部材に連結された直線運動部材とを含む変換機構と、前記ハウジングと前記直線運動部材の一方に取り付けられ、他方に対して相対移動する連結部材と、前記ハウジングと前記直線運動部材の他方と、前記連結部材との間に配置された摩擦低減部材とを有するので、かかる摩擦低減部材により、前記アクチュエータの動作時に、前記ハウジングと前記直線運動部材の他方と、前記連結部材との直接接触が回避され、両者の抵抗及び摩耗を減少させることで円滑な動作を確保し省エネを図ることができる。

前記変換機構は、ねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置されたナットと、前記ねじ軸とナットとの間の転送路内に配置されたボールとからなるボールねじ機構であり、前記回転運動部材は、前記ねじ軸又は前記ナットであり、前記直線運動部材は、前記ナット又は前記ねじ軸であると好ましいが、これに限らず変換機構としてスクリュー機構を用いることもできる。

前記摩擦低減部材はブッシュであると好ましい。ブッシュとは低摩擦性の金属部材、或いは自己潤滑性を有する樹脂などがある。

前記摩擦低減部材は軸受であると好ましい。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるアクチュエータ５０の断面図であり、図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。

図１において、不図示のフレームに取り付けられた略円筒状のハウジング１は、図１で右端に電動モータ２を取り付けている。ハウジング１内をねじ軸３が延在している。ねじ軸３は、図１で左半部外周に雄ねじ溝３ａを有し、右端に雄セレーション部３ｂを有し、雄ねじ溝３ａと雄セレーション部３ｂとの間に、フランジ部３ｃ、円筒部３ｄ、ねじ部３ｅを形成している。

ねじ軸３の円筒部３ｄに、軸受４が嵌合されている。軸受４の内輪は、フランジ部３ｃに付き当てられ、ねじ部３ｅに螺合したナット５により、ワッシャ６を介して押圧固定されている。軸受４の外輪は、ハウジング１の内周段部１ａに取り付けられ、内周雌ねじ部１ｂに螺合した大ナット７により押圧固定されている。従って、ねじ軸３は軸線方向にガタなく固定され、回転のみ可能となっている。

電動モータ２の出力軸２ａは、図１で左端が袋孔状となっており、その内周に雌セレーション部２ｂが形成されている。雌セレーション部２ｂに雄セレーション部３ｂを係合させることで、出力軸２ａと雄セレーション部３ｂとは一体的に回転するようになっている。

ねじ軸３の雄ねじ溝３ａに対向して、その周囲に配置されたナット８の内周面には雌ねじ溝（不図示）が形成され、それらネジ溝（３ａ）によって形成される螺旋状の空間（転送路）には、多数のボール（不図示）が転動自在に配置されている。直線運動部材であるナット８と、回転運動部材であるねじ軸３と、不図示のボールとでボールねじ機構（変換機構）を構成する。

ナット８の図１で左端には軸線方向に伸びた円筒部８ａが形成され、駆動軸９の右端に嵌合している。駆動軸９の右端からその内部に向かって延在する袋孔９ａは、進退するねじ軸３を収容可能となっており、アクチュエータ動作時における駆動軸９とねじ軸３との干渉を回避するようになっている。ハウジング１の内部から図１で左方に突出した駆動軸９の左端は、被駆動部材１０に連結されている。

図２において、ナット８の外周面下部には、軸線方向に延在する溝８ｂが形成されている。一方、ハウジング１の中央部において、溝８ｂに対向する位置に穿設された孔１ｃには、連結部材としてのピン１１が植設されている。ピン１１の縮径された内端１１ａは、ナット８の溝８ｂ内に侵入している。内端１１ａにはリング状のブッシュ１２が嵌合しており、従ってピン１１はブッシュ１２を介して溝８ｂに係合していることとなる。ブッシュは、低摩擦性の金属又は樹脂からなる。

次に、本実施の形態の動作について説明する。図１において、不図示の電源から電動モータ２に電力が供給されると、出力軸２ａと共にねじ軸３が回転する。このとき、ピン１１とナット８の溝８ｂとの係合により、ナット８はハウジング１に対して回転が阻止されるので、ねじ軸３の回転変位は、ナット８の軸線方向変位に変換されることとなる。このとき、ボールがナット８内の転送路に沿って転送することで、かかる変換は低摩擦で行われることとなる。

ナット８が、図１で左方に直線的に移動すると、駆動軸９を介して被駆動部材１０が左方に押され、一方、ナット８が、図１で右方に直線的に移動すると、駆動軸９を介して被駆動部材１０が右方に押されるようになっている。

本実施の形態によれば、ピン１１とナット８との間には、摩擦低減部材としてのブッシュ１２が嵌合しているので、ナット８が軸線方向に移動したときに、固定されたピン１１と、移動する溝８ｂとの間における摩擦を減少させ、それにより早期摩耗の抑制や省エネを図ることができる。

図３は、本実施の形態の変形例にかかる図２と同様な断面図である。本変形例が図２に示す実施の形態と異なるのは、ピン１１の内端１１ａの外周に、摩擦低減部材としてブッシュでなく軸受１２’を設けた点である。それ以外の構成については、図１に示す実施の形態と同様であるので説明を省略する。

図４は、第２の実施の形態にかかるアクチュエータ１５０の断面図であり、図５は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図６は、図４の構成を矢印VI方向に見た図である。

本実施の形態が図１，２に示す実施の形態と異なるのは、ピンをナット側に設けた点である。より具体的には、ナット１０８の外周面に形成された孔１０８ｂに、連結部材として単円筒状のピン１１１が植設されている。一方、ピン１１１に対向して、ハウジング１０１側には、軸線方向に延在する長孔１０１ｃが形成されている。ピン１１１は長孔１０１ｃ内に侵入している。ピン１１１の外周にはチューブ状のブッシュ１１２が嵌合しており、従ってピン１１１はブッシュ１１２を介して長孔１０１ｃに係合していることとなる。それ以外の構成については、図１、２に示す実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

本実施の形態によれば、ピン１１１とナット１０８との間には、摩擦低減部材としてのブッシュ１１２が嵌合しているので、ナット１０８が軸線方向に移動したときに、一体的に移動するピン１１１と、ハウジング１０１の長孔１０１ｃとの間における摩擦を減少させ、それにより早期摩耗の抑制や省エネを図ることができる。

図７は、本実施の形態の変形例にかかる図５と同様な断面図である。本変形例が図５に示す実施の形態と異なるのは、ピン１１１の外端外周に、摩擦低減部材としてブッシュでなく軸受１１２’を設けた点である。それ以外の構成については、図４に示す実施の形態と同様であるので説明を省略する。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。たとえば、電動モータの出力軸をナットに連結し、ねじ軸を軸線方向に移動させてもよい。この場合、上述の実施の形態とは逆で、ナットが回転運動部材となり、ねじ軸が直線運動部材となり、回り止めのためのピンは、ハウジングとねじ軸とを連結する。

第１の実施の形態にかかるアクチュエータ５０の断面図である。 図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。 本実施の形態の変形例にかかる図２と同様な断面図である。 第２の実施の形態にかかるアクチュエータ１５０の断面図である。 図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 図４の構成を矢印VI方向に見た図である。 本実施の形態の変形例にかかる図５と同様な断面図である。

符号の説明

１、１０１ ハウジング
２ 電動モータ
３ ねじ軸
４ 軸受
８，１０８ ナット
１１，１１１ ピン
１２，１１２ ブッシュ
１２’、１１２’ 軸受

Claims (4)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
   前記電動モータに連結された回転運動部材と、被駆動部材に連結された直線運動部材とを含む変換機構と、
   前記ハウジングと前記直線運動部材の一方に取り付けられ、他方に対して相対移動する連結部材と、
   前記ハウジングと前記直線運動部材の他方と、前記連結部材との間に配置された摩擦低減部材とを有することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記変換機構は、ねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置されたナットと、前記ねじ軸とナットとの間の転送路内に配置されたボールとからなるボールねじ機構であり、前記回転運動部材は、前記ねじ軸又は前記ナットであり、前記直線運動部材は、前記ナット又は前記ねじ軸であることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記摩擦低減部材はブッシュであ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。
4. 前記摩擦低減部材は軸受であ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。
   

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