JP2005176527A

JP2005176527A - 電動アクチュエータ

Info

Publication number: JP2005176527A
Application number: JP2003414219A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ozawa; 澤敦尾
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】強制的にグリースの流動を促すことで、ギヤかみ合い部に不足のない量のグリースを供給すると共に、余剰グリースを確実に回収して多量のグリースを蓄えることができる電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】ウオームホイール４の外周部にホイール全周にわたってグリースを蓄えるグリース溜め６が設けられる。グリース溜め６はウオームホイール４の周縁に沿って各面に配置される、一対の環状部材７ａ、７ｂで構成される。グリース溜め６内には一定量のグリースＯを充填する。ウオームギヤ３とウオームホイール４とのギヤかみ合い部に不足なくグリースを供給しつつ、余剰グリースを確実にグリース溜め６に回収することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はウオームギヤとウオームホイールとを備えるギヤ減速装置のギヤかみ合い部に十分な量のグリースを供給し、さらに余剰グリースを確実に回収できるようにした電動アクチュエータに関する。

自動車のエンジン、トランスミッション、操舵系などの多くの分野に新しい技術を駆使した手段が取り入れられている。こうした手段の採用で自動車の高性能化、安全性、耐久性、保守性は目覚しく進み、付属する機器もこれに相応しいものへの脱皮を図るべく、再検討が進められている。近年、脚光を浴びているシーケンシャル・マニュアル・トランスミッションでは油圧アクチュエータに代わる、電動アクチュエータの採用が検討されている。

一般に、電動アクチュエータでは電動モータが高速で回転するので、たとえば、直線運動のようにより低速で動作する被駆動体に対する動力の伝達は減速装置を介してなされる。この目的で使用される典型的な手段は小さい容積で大きい減速比を得ることができるウォームギヤとウォームホイールとを組み合わせて構成されるギヤ減速装置である。

一般に、ウオームギヤのギヤかみ合いには大きいすべりを伴う。このすべりで摩擦が大きくなると、損失が過大になることから、よく知られるようにギヤかみ合い部には常にグリースのような潤滑剤が供給されなければならない。しかし、このグリースの供給ではしばしば潤滑機構が十分に機能せず、ギヤかみ合い部で油膜が喪失する、グリース切れに陥る場合がある。このようなグリース切れに陥ると、ギヤ減速装置に異常摩耗、異音などが生じる。

グリース切れを回避する対策には、たとえば、ギヤ装置の近傍にグリース溜めを形成するものがある（特許文献１参照）。このグリース溜めは、図４に示すように、ギヤカバー３１と内カバー３２との間に形成される。内カバー３２は小歯車３３のほぼ全体を覆っており、内カバー３２の周方向各縁端には大歯車３４の一部を覆うように突片３５がそれぞれ設けられる。内カバー３２の裏面のグリース溜めに蓄えられた半固体状のグリースは順次大歯車３４の歯に供給される。
特開平７−４８０９３号公報、（第２頁、図２）

しかしながら、上記グリース溜めによる場合、静止部であるカバー３２の裏面に蓄えられた半固体状のグリースは、たとえば、可動部の発熱で生じた熱が伝わり、その一部が溶けるなどして流れ易くならない限り、簡単には流動しない。特に、熱作用が及びにくい冬季などにはグリースの流動が殆ど起こらず、グリースがギヤ歯面に付着しない、完全なグリース切れを引き起こす可能性がある。

一方、長期にわたってギヤ装置が用いられる場合、グリース切れ期間が長くなると、ギヤ装置供用（耐用）期間を極度に縮めてしまう可能性がある。

そこで、本発明の目的は強制的にグリースの流動を促すことで、ギヤかみ合い部に不足のない量のグリースを供給すると共に、余剰グリースを確実に回収して多量のグリースを蓄えることを可能にした電動アクチュエータを提供することにある。

本発明は電動モータと、電動モータに直結され、モータ動力によって回転するウオームギヤと、ウオームギヤとかみ合うウオームホイールとを備えた電動アクチュエータにおいて、ウオームホイールの外周部にグリース溜めを設けたことを特徴とする。

本発明においてはアクチュエータ動作に従いながら、ウオームギヤとウオームホイールとのかみ合い部に不足なくグリースを供給しつつ、余剰グリースを確実にグリース溜めに回収することができる。これにより、長期にわたってグリース溜め内にグリースを留めることが可能になり、ギヤ減速装置がグリース切れに陥るのを阻止することができる。

本発明の一態様によれば、グリース溜めはウオームホイールの周縁に沿って各々配置される、外方向に開口した一対の環状部材によって構成される。

また、別の態様ではグリース溜めはウオームホイールの周縁に沿って各々配置される、外方向に開口した一対の半円状部材によって構成される。

本発明に係る電動アクチュエータの一実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）において、本発明の電動アクチュエータは直流モータからなる電動モータ１を有する。この電動モータ１はハウジング２内に収容されたギヤ減速装置を構成する、一方の要素であるウオームギヤ３と直結されている。このウオームギヤ３はもう１つの要素であるウオームホイール４とかみ合っている。電動モータ１のロータ（図示せず）と共に回転するウオームギヤ３はハウジング２に固定された一対の軸受５によって支承されている。一方、ウオームホイール４は電動モータ１の動力を伝える被駆動軸（図示せず）に固定される。

本実施の形態ではウオームホイール４の外周部にホイール全周にわたるようにグリースを蓄えるグリース溜め６が設けられる。

グリースを蓄えるグリース溜め６の詳細について改めて図１（ｂ）に示す。グリース溜め６はウオームホイール４の周縁に沿って各面に配置される、一対の環状部材７ａ、７ｂで構成される。この環状部材７ａ、７ｂは、本実施の形態では、ホイール面との間にＶ字形をなすように、断面Ｉ字状に形成される。グリース充填は周縁に開いた開口を通して行われ、グリース溜め６内に周方向にほぼ均一に満たされる。すなわち、グリース溜め６は決められた量のグリースＯを溜めておくことができる。

この環状部材７ａ、７ｂは損失を最少にするために軽量材料である、たとえば、アクリル樹脂で製作される。また、環状部材７ａ、７ｂは等間隔を保ってウオームホイール４に、たとえば、４本の止めねじ８（図１（ａ）参照）で固定される。

本実施の形態は上記構成からなるもので、電動アクチュエータ組立て時、周縁に開いた開口からグリース溜め６内に一定量のグリースＯが充填される。半固体状の潤滑剤であるグリースＯは電動アクチュエータ停止状態ではグリース溜め６内に留まる。

一方、電動アクチュエータの運転でウオームギヤ３が回転し、その回転よりもゆっくりした速度でウオームホイール４が回転する。この回転によりウオームホイール４の外周部に溜められたグリースＯがウオームギヤ３の歯でかき出され、双方のギヤ歯面に付着する。通常、ウオームギヤ３がグリースをかき出せるのは、図２に示すように、ギヤかみ合い部の近くにグリースＯが存在する場合であるが、ウオームギヤ３が回転するときには、ウオームホイール４も回転するので、ウオームギヤ３の歯は溜められたグリースと次々と接触が可能で、ギヤかみ合い部には十分な量のグリースを供給し続けることができる。

また、位置センサからの信号で電動モータ１が逆転するときも、ウオームホイール４の外周部に溜められたグリースがウオームギヤ３の歯でかき出され、双方のギヤ歯面に付着する。そして、正逆いずれの回転でも、かき出されたグリースのうち、ギヤ歯面に付着しなかった余剰グリースはウオームホイール周縁の開口からグリース溜め６内に戻って行く。

たとえば、冬季に車輌が長時間にわたって使用されないとき、一段と固化したグリースが流動しにくくなる。本実施の形態ではこのような場合においても、ウオームホイール４が回転する度にウオームギヤ３の歯が固化したグリースと接触し、グリースを少しずつかき出すので、ギヤ歯面にグリースを付着することが可能になり、グリース切れに陥るのを回避することができる。

このように本実施の形態の電動アクチュエータによれば、アクチュエータ動作に従いながら、ウオームギヤ３とウオームホイール４とのギヤかみ合い部に多量のグリースを供給する一方、余剰グリースを確実にグリース溜め６に回収することができる。これにより、長期にわたってグリース溜め６内にグリースを留めることが可能になり、ギヤ減速装置供用期間を短くするグリース切れに陥るのを阻止することができる。

なお、環状部材７ａ、７ｂはＶ字形を形成するのに代えて、ホイール面との間にＵ字形を形成するべく、断面Ｊ字状に形成してもよい。

また、環状部材７ａ、７ｂは樹脂材料に代えて、損失を少なくするために軽量化が可能である、アルミニウム合金などの適当な金属材料で構成してもよい。

本発明の異なる実施の形態について説明する。本実施の形態は揺動形電動アクチュエータに本発明のグリース溜めを適用したものである。図３（ａ）に示すように、ハウジング２内に収容されたウオームギヤ３はある揺動角で運動するウオームホイール１０とかみ合っている。このウオームホイール１０は動力を伝達する被駆動軸（図示せず）に固定される。

本実施の形態ではある揺動角で運動するウオームホイール１０の外周部にグリースを蓄えるグリース溜め１１が設けられる。

グリースを蓄えるグリース溜め１１の詳細について改めて図３（ｂ）に示す。グリース溜め１１はウオームホイール１０の周縁に沿って各面に配置される、一対の半円状部材１２ａ、１２ｂで構成される。本実施の形態では半円状部材１２ａ、１２ｂはホイール面との間にＶ字形をなすように、断面Ｉ字状に形成される。グリース充填は周縁に開いた開口を通して行われ、グリース溜め６内に周方向にほぼ均一に満たされる。すなわち、グリース溜め６は決められた量のグリースＯを溜めておくことができる。

半円状部材１２ａ、１２ｂはウオームホイール１０に、たとえば、２本の止めねじ８（図３（ａ）参照）で固定される。

本実施の形態は上記構成からなるもので、電動アクチュエータの運転でウオームギヤ３が回転すると、一定の減速を伴いながらウオームホイール１０が揺動する。この揺動動作でウオームホイール１０の外周部に溜められたグリースＯがウオームギヤ３の歯でかき出され、双方のギヤ歯面に付着する。ウオームギヤ３が回転するとき、ウオームホイール１０も揺動するので、ウオームギヤ３の歯は溜められたグリースと次々と接触が可能で、ギヤかみ合い部には十分な量のグリースを供給し続けることができる。

また、電動モータ１が逆転するときも、ウオームホイール１０の外周部に溜められたグリースが回転するウオームギヤ３の歯でかき出され、双方のギヤ歯面に付着する。そして、正逆いずれの回転でも、かき出されたグリースのうち、ギヤ歯面に付着しなかった余剰グリースはウオームホイール周縁の開口からグリース溜め６内に戻って行く。

本実施の形態の電動アクチュエータによれば、アクチュエータ動作に従いながら、ウオームギヤ３とウオームホイール１０とのかみ合い部に多量のグリースを供給する一方、余剰グリースを確実にグリース溜め１１に回収することができる。これにより、長期にわたってグリース溜め６内にグリースを留めることが可能になり、ギヤ減速装置供用期間を短くするグリース切れに陥るのを阻止することができる。

本発明の電動アクチュエータはトランスミッション・シフトレバー操作、クラッチ・レリーズ・フォーク操作、ステアリング操舵用などのアクチュエータとして有用である。

本発明による電動アクチュエータの一実施の形態を示すもので、（ａ）は電動アクチュエータの一部切欠き正面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本発明に係るグリースかき出しを完遂する際のグリース位置を示す斜視図である。本発明の電動アクチュエータの他の実施の形態を示すもので、（ａ）は電動アクチュエータの一部切欠き正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。従来技術によるギヤ装置のグリース溜めの一例を示す構成図である。

符号の説明

１… 電動モータ
２、９… ハウジング
３… ウオームギヤ
４、１０… ウオームホイール
６、１１… グリース溜め
７ａ、７ｂ… 環状部材
１２ａ、１２ｂ… 半円状部材

Claims

電動モータと、前記電動モータに直結され、モータ動力によって回転するウオームギヤと、前記ウオームギヤとかみ合うウオームホイールとを備えた電動アクチュエータにおいて、前記ウオームホイールの外周部にグリース溜めを設けたことを特徴とする電動アクチュエータ。
前記グリース溜めが前記ウオームホイールの周縁に沿って各々配置される、外方向に開口した一対の環状部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
前記グリース溜めが前記ウオームホイールの周縁に沿って各々配置される、外方向に開口した一対の半円状部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。