JP2009162371A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動モータと減速機構とを一体に組付けると共に、減速機構による電動モータの回転軸の逆転を防止するクラッチを備えたアクチュエータに関し、特に車両に搭載されるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator provided with a clutch that integrally assembles an electric motor and a speed reduction mechanism and prevents the reverse rotation of the rotating shaft of the electric motor by the speed reduction mechanism, and more particularly to an actuator mounted on a vehicle.
車両に搭載されるアクチュエータとしては、例えば、自動車のパワーウインド装置がある。このパワーウインド装置は、減速機構であるウォーム減速機と電動モータとが連結されたものである。ウォーム減速機は、電動モータの回転軸に連結されるウォームと、このウォームに噛合されるウォームホイールとを備えている。そして、このウォームホイールをパワーウインド装置の出力軸に連結することにより、ウインドガラスの開閉動作を行うことができるようになっている。 As an actuator mounted on a vehicle, for example, there is a power window device of an automobile. In this power window device, a worm reduction device, which is a reduction mechanism, and an electric motor are connected. The worm speed reducer includes a worm coupled to the rotation shaft of the electric motor and a worm wheel meshed with the worm. By connecting this worm wheel to the output shaft of the power window device, the window glass can be opened and closed.
ところで、電動モータの回転軸にはウインドガラスの自重や車両走行時の振動等の外力により回転軸に回転力が作用してしまう場合がある。そこで、外力による回転力によって電動モータの回転軸が回転してしまうのを防止するために、ウォーム減速機(ウォーム)と回転軸との間にクラッチを設ける技術が提案されている。このようにクラッチを設けることで、外力による回転力が電動モータの回転軸に伝達されるのを防止することができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、電動モータの回転軸とクラッチとをそれぞれ別々の軸受けで支持するため部品点数の減少化が困難で、アクチュエータの軽量化、低コスト化に限界があるという課題がある。 However, in the above-described conventional technology, it is difficult to reduce the number of parts because the rotating shaft and the clutch of the electric motor are supported by separate bearings, and there is a limit to reducing the weight and cost of the actuator. There are challenges.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数を減少させて軽量化、低コスト化を図ることができるアクチュエータを提供するものである。
また、騒音を減少させることができるアクチュエータを提供するものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an actuator capable of reducing the number of parts and reducing the weight and cost.
Moreover, the actuator which can reduce a noise is provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータの回転軸にクラッチを介して連係された減速機構とを備え、前記回転軸の一端と前記クラッチの一端とを両者に跨る1つの共有滑り軸受けで回転自在に支持し、前記共有滑り軸受けは、この摺動面の前記回転軸と前記クラッチとの当接部分に対応する部位に、拡径された中逃げ部が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、回転軸の一端とクラッチの一端とにそれぞれ別々に軸受けを設けることなく、1つの共有滑り軸受けで各々回転自在に支持することができる。
また、1つの共有滑り軸受けで回転軸の一端とクラッチの一端とを支持させるため、両者の同軸出しを容易に行うことが可能になる。
さらに、共有滑り軸受けの摺動面には、回転軸とクラッチとの当接部分に対応する部分に中逃げ部が形成されているため、共有滑り軸受けの摺動面に回転軸やクラッチの当接部分の外縁である角部が局部的に当たるのを防止することができる。
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes an electric motor and a speed reduction mechanism linked to a rotating shaft of the electric motor via a clutch, and one end of the rotating shaft and the clutch One end of the sliding shaft is rotatably supported by one common sliding bearing straddling both, and the diameter of the shared sliding bearing is expanded to a portion corresponding to a contact portion between the rotating shaft and the clutch of the sliding surface. It is characterized in that a relief portion is formed.
By comprising in this way, it can each be rotatably supported by one common sliding bearing, without providing a bearing separately in the one end of a rotating shaft and the one end of a clutch, respectively.
In addition, since one end of the rotating shaft and one end of the clutch are supported by one common sliding bearing, it is possible to easily carry out both of them coaxially.
Further, the sliding surface of the shared sliding bearing is formed with an intermediate clearance portion at a portion corresponding to the contact portion between the rotating shaft and the clutch, so that the rotating shaft and the clutch are in contact with the sliding surface of the shared sliding bearing. It can prevent that the corner | angular part which is the outer edge of a contact part hits locally.
本発明によれば、回転軸の一端とクラッチの一端とにそれぞれ別々に軸受けを設けることなく、1つの共有滑り軸受けで各々回転自在に支持することができる。このため、軸受けの部品点数を減少させることができると共に、部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
また、共有滑り軸受けの摺動面には、回転軸とクラッチとの当接部分に対応する部分に中逃げ部が形成されているため、共有滑り軸受けの摺動面に回転軸やクラッチの当接部分の外縁である角部が当たるのを防止することができる。このため、共有滑り軸受けの摺動面に局部的に応力がかかるのを防止することができ、共有滑り軸受けの摩耗を防止することができる。よって、アクチュエータの延命化を図ることが可能になる。
According to the present invention, each of the rotating shaft and the one end of the clutch can be rotatably supported by one common sliding bearing without separately providing bearings. For this reason, the number of parts of the bearing can be reduced, and it is possible to reduce the weight and cost by reducing the number of parts.
In addition, the sliding surface of the shared sliding bearing is formed with an intermediate relief portion at a portion corresponding to the contact portion between the rotating shaft and the clutch. It can prevent that the corner | angular part which is the outer edge of a contact part hits. For this reason, it can prevent that a stress is locally applied to the sliding surface of a shared sliding bearing, and can prevent abrasion of a shared sliding bearing. Therefore, it is possible to extend the life of the actuator.
さらに、1つの共有滑り軸受けで回転軸の一端とクラッチの一端とを支持させるため、両者の同軸出しを容易に行うことが可能になる。このため、組み立て作業の効率化を図ることができるばかりか軸ズレによる騒音の発生を抑えることができると共に、回転軸からクラッチへのトルク伝達力を向上させることができる。 Furthermore, since one end of the rotating shaft and one end of the clutch are supported by one common sliding bearing, it is possible to easily carry out both of them coaxially. For this reason, not only can the efficiency of the assembly work be improved, but also the generation of noise due to shaft misalignment can be suppressed, and the torque transmission force from the rotating shaft to the clutch can be improved.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、アクチュエータ1は、例えば、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替える駆動切替え装置用として用いられるものであって、ケーシング2内に電動モータ3と減速機構4とを備え、これら電動モータ3と減速機構4とをクラッチ5を介して連結している。
ケーシング2は、電動モータ3を収納する電動モータ収納部6と、減速機構4を収納する減速機構収納部7とを有している。ケーシング2の外周縁には、アクチュエータ1を固定するときに使用されるボルト孔8が7箇所突設されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the actuator 1 is used for, for example, a drive switching device that switches the driving of a four-wheeled vehicle between a two-wheel drive and a four-wheel drive, and includes an
The casing 2 includes an electric
電動モータ3は、有底円筒形状のヨーク9内にアーマチュア10を回転自在に配置した所謂DCブラシ付モータである。ヨーク9の内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石11が等間隔に、且つ隣り合う磁極が互いに逆になるように固定されている。
アーマチュア10は、回転軸12に固定されたアーマチュアコア13と、アーマチュアコア13に巻装されたアーマチュアコイル14と、アーマチュアコア13に隣接して設けられたコンミテータ15とで構成されている。
The
The
回転軸12は、クラッチ5側先端に向かうに従って段差により軸径が細くなるように形成されている。すなわち、回転軸12は、アーマチュアコア13が外嵌固定される軸本体12aと、この軸本体12aよりも段差によって縮径された第一縮径部16aと、この第一縮径部16aよりも段差により縮径された第二縮径部16bとがこの順で一体成形され、且つ軸本体12aの基端側(図1における右側)にも段差により縮径された軸受け部16cが一体成形されている。
第二縮径部16bには、1箇所に平面取りが施されている。回転軸12の軸受け部16cは、ヨーク9のエンド部9a(底部)に突出形成されたボス17に圧入固定された軸受け18によって回転自在に支持されている。
The
The second reduced
アーマチュアコア13は、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。金属板の外周部には平面視略T字型のティース19が周方向に沿って等間隔に放射状に形成されている。複数枚の金属板を回転軸12の軸本体12aに外嵌固定することにより、アーマチュアコア13の外周には隣接するティース19間に蟻溝状のスロット20が形成されている。スロット20は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に形成されている。
ティース19には、このスロット20を通ってエナメル被覆の巻線21が巻装されるようになっている。これにより、アーマチュアコア13の外周に複数のアーマチュアコイル14が形成される。
The
An enamel-coated
コンミテータ15は、回転軸12の第一縮径部16aに外嵌固定されている。このコンミテータ15は、アーマチュアコイル14に流れる電流の向きを切替える、所謂整流を行うためのものであって、コンミテータ15の外周面には、導電材で形成されたセグメント22が取り付けられている。
The
セグメント22は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント22のアーマチュアコア13側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ23が一体形成され、このライザ23に、アーマチュアコイル14の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線21が掛け回わされている。巻線21はヒュージングによりライザに固定されており、これによりセグメント22とこれに対応するアーマチュアコイル14とが電気的に接続される。
The segments 22 are made of plate-shaped metal pieces that are long in the axial direction, and are fixed in parallel at equal intervals along the circumferential direction in a state of being insulated from each other. A
ヨーク9の開口端には有底筒状のカバー24がボルト25aとナット25bとによって締結固定されている。このカバー24の内側には不図示のホルダステーが取り付けられており、ここにコンミテータ15に摺接するブラシ(不図示)が設けられている。
カバー24のエンド部24a(底部)には、径方向中央に共有滑り軸受け26が設けられている。
A bottomed
A common sliding bearing 26 is provided at the
図2に示すように、共有滑り軸受け26は、回転軸12の第二縮径部16bとクラッチ5とを共に回転自在に支持するためのものであって、筒状の軸受け本体27とこの軸受け本体27のクラッチ5側端に一体形成されたフランジ部28とで構成されている。
軸受け本体27の摺動面27aには、回転軸12の第二縮径部16bと後述するクラッチ5の駆動側回転体31とが当接する部分に対応する部位に中逃げ部53が形成されている。この中逃げ部53は、拡径するように凹状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the common sliding bearing 26 is for rotatably supporting the second reduced
On the sliding
すなわち、軸受け本体27の摺動面27aには、第一縮径部16aの端部の外縁である角部161と駆動側回転体31の端部の外縁である角部31aとの接触を避けるように中逃げ部53が形成されている。このため、例えば、回転軸12やクラッチ5の軸ずれによる共有滑り軸受け26への片当りが生じることがなく、共有滑り軸受け26へ局部的な応力が発生するのを防止することが可能になる。
In other words, the
クラッチ5は、電動モータ3の駆動に基づいた回転軸12の回転力を減速機構4へ伝達する一方、外力による回転力が減速機構4を介して回転軸12に作用し、これによって回転軸12が逆転してしまうのを防止する、所謂ツーウェイクラッチである。
ここで、ツーウェイクラッチとは、ワンウェイクラッチが一方向(正回転、または逆回転の何れか一方)だけの駆動力を伝達するものであるのに対し、1つのクラッチで両方向(正/逆回転)に駆動力を伝達することができるものである。つまり、クラッチ5は、回転軸12の正/逆回転の両方の回転力を減速機構4へ伝達する一方、減速機構4からの回転力は正/逆回転の何れも回転軸12へは伝達されないようになっている。
The clutch 5 transmits the rotational force of the
Here, the two-way clutch refers to a one-way clutch that transmits a driving force in only one direction (forward rotation or reverse rotation), whereas a single clutch performs both directions (forward / reverse rotation). It is possible to transmit the driving force to. That is, the clutch 5 transmits both the forward / reverse rotational force of the
このようなクラッチ5は、有底筒状のケーシング51に内嵌された筒状のハウジング29と、このハウジング29の内側に回転軸12連結される駆動側回転体31と、この駆動側回転体31と相対回転不能、且つ軸方向に移動可能に連結された従動側回転体32とを備え、これら駆動側回転体31、および従動側回転体32と、ハウジング29との間に有底筒状のハブ30を介装してある。
Such a
ハウジング29の電動モータ3側端には、内周面に段差により拡径された拡径部29aが形成され、ここに共有滑り軸受け26のフランジ部28を受け入れることができるようになっている。
駆動側回転体31は、略円柱状に形成されたものであって、電動モータ3側に回転軸12の第二縮径部16bに対応する連結孔33が形成されている。これによって、駆動側回転体31と回転軸12とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能になっている。
At the end of the
The drive-
また、駆動側回転体31の電動モータ3側端には、外周面に段差により縮径された縮径部34が形成されており、ここを共有滑り軸受け26が回転自在に支持するようになっている。すなわち、駆動側回転体31の縮径部34の外径E1は、回転軸12の第一縮径部16aの外径E2と略一致するように設定されている。
Further, a diameter-reduced
さらに、駆動側回転体31の電動モータ3とは反対側端に段差により形成された縮径部35には、従動側回転体32が外嵌されている。駆動側回転体31の縮径部35には、1箇所に平面取りが施されている一方、縮径部35を受け入れる従動側回転体32の連結孔36は、縮径部35に対応するように形成されている。これによって、両者31,32は相対回転不能、且つ軸方向に移動可能になっている。
Furthermore, a driven-
駆動側回転体31、および従動側回転体32は、互いに重ね合わさった状態で有底筒状のハブ30内に収納されている。つまり、駆動側回転体31、および従動側回転体32と、ハウジング29との間にハブ30が介装された状態になっている。
ハブ30は、この開口部が電動モータ3側となるように設けられている。ハブ30とハウジング29との間には、コイルスプリング52が設けられている。このコイルスプリング52は、それぞれ駆動側回転体31、および従動側回転体32の回転駆動に応じて径方向内側に向かって縮径変形したり、径方向外側に向かって拡径変形したりするようになっている。
The drive-
The
すなわち、クラッチ5は、まず駆動側回転体31が駆動した場合、駆動側回転体31が駆動することでコイルスプリング52が縮径変形し、これがハブ30を介して駆動側回転体31と従動側回転体32を一体化させて両者が共回りする。このため、駆動側回転体31から従動側回転体32に回転力が伝達される。
That is, in the
これに対し、従動側回転体32が駆動側回転体31よりも先に駆動するような場合には、従動側回転体32が駆動することでコイルスプリング52が拡径変形し、コイルスプリング52とハウジング29との間に摩擦抵抗力が生じる。これによって、従動側回転体32の回転が規制されるので、従動側回転体32から駆動側回転体31への回転力の伝達が防止される。
On the other hand, when the driven-
ハブ30のエンド部30a(底部)には、軸方向外側に向かって突出するボス部37が形成され、ここに減速機構4の第一平歯車38が圧入固定されている。第一平歯車38は、筒状に形成されたものであって、基端側に形成されクラッチ5と連結される連結部40と、先端側に形成された歯部41とが一体成形されている。第一平歯車38の連結部40は、ハウジング29の電動モータ3とは反対側端に設けられた軸受け39に回転自在に支持されている。すなわち、第一平歯車38の連結部40に圧入されているハブ30は、軸受け39に第一平歯車38を介して回転自在に支持された状態になっている。
A
ここで、歯部41のピッチ円径PCは連結部40の直径よりも小さく設定されている。このようにすることで、歯部41のピッチ円径PCが連結部40の直径よりも大きく設定されている場合と比較して第一平歯車38に作用する駆動モーメントを小さくすることができる。このため、第一平歯車38の連結部40のみに軸受け39を設ける、つまり、第一平歯車38を片持ちで支持することが可能になる。
Here, the pitch circle diameter PC of the
第一平歯車38の歯部41には、第二平歯車42が噛合されている。第二平歯車42には、電動モータ3側に延出する第三平歯車43が一体成形されており、これら第二平歯車42、および第三平歯車43は、ケーシング2と電動モータ3のカバー24とで回転自在に支持されている。
A
第三平歯車43には、第四平歯車44が噛合されている。第四平歯車44は、ウォーム減速機47の一方を構成するウォーム45と一体成形されている。ウォーム45は、ケーシング2に設けられたウォーム収容部48に収容され、このウォーム収容部48に設けられた軸受け49,49によって回転自在に支持されている。
なお、ウォーム45は、この軸線P1が電動モータ3の軸線P2に沿うように設けられている。
A fourth spur gear 44 is engaged with the
The
ウォーム45には、ウォーム減速機47の他方を構成するウォームホイール46が噛合されている。ウォームホイール46の径方向略中央には、ウォームホイール46と共に回転可能に連結された出力軸50が電動モータ3の回転軸12と直交する方向に沿うように設けられている。なお、この出力軸50が回転することによって図示しない駆動切替え装置が駆動し、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替わるようになっている。
A
したがって、上述の実施形態によれば、回転軸12の第一縮径部16aとクラッチ5の駆動側回転体31とにそれぞれ別々の軸受けを設けることなく、1つの共有滑り軸受け26で両者12,5を回転自在に支持することができる。このため、軸受けの部品点数を減少させることができると共に、部品点数の減少による軽量化、低コスト化を図ることが可能になる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the first reduced
また、1つの共有滑り軸受け26で回転軸12の第一縮径部16aとクラッチ5の駆動側回転体31とを支持しているため、両者12,5の同軸出しを容易に行うことが可能になる。このため、組み立て作業の効率化を図ることができるばかりか軸ズレによる騒音の発生を抑えることができると共に、回転軸12からクラッチ5へのトルク伝達力を向上させることができる。
In addition, since the first reduced
さらに、共有滑り軸受け26の軸受け本体27には、摺動面27aに中逃げ部53が形成されている。しかも、この中逃げ部53が第一縮径部16aの角部161と駆動側回転体31の角部31aとの接触を避けるように中逃げ部53が形成されている。このため、回転軸12やクラッチ5の軸ずれによる共有滑り軸受け26への局部的な応力の発生を防止することが可能になり、共有滑り軸受け26の摩耗を防止することができる。よって、結果的にアクチュエータ1の寿命を延ばすことが可能になる。
Further, the bearing
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、回転軸12の第二縮径部16bに平面取りが施されている一方、クラッチ5の駆動側回転体31には、第二縮径部16bに対応する形状の連結孔33が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転軸12と駆動側回転体31とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能であればよく、例えば、第二縮径部16bを2方面取りや断面多角に形成し、これに対応して駆動側回転体31の連結孔33を形成すればよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the second reduced
さらに、上述の実施形態では、駆動側回転体31の縮径部35に平面取りが施されている一方、従動側回転体32には、縮径部35に対応する連結孔36が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、駆動側回転体31と従動側回転体32とが相対回転不能、且つ軸方向に移動可能であればよく、例えば、駆動側回転体31の縮径部35を2方面取りや断面多角に形成し、これに対応して従動側回転体32の連結孔36を形成すればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the reduced
1 アクチュエータ
3 電動モータ
4 減速機構
5 クラッチ
12 回転軸
16a 第一縮径部
161 角部
26 共有滑り軸受け
27a 摺動面
31 駆動側回転体
31a 角部
53 中逃げ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記電動モータの回転軸にクラッチを介して連係された減速機構とを備え、
前記回転軸の一端と前記クラッチの一端とを両者に跨る1つの共有滑り軸受けで回転自在に支持し、
前記共有滑り軸受けは、この摺動面の前記回転軸と前記クラッチとの当接部分に対応する部位に、拡径された中逃げ部が形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
An electric motor;
A speed reduction mechanism linked to the rotating shaft of the electric motor via a clutch,
One end of the rotating shaft and one end of the clutch are rotatably supported by one shared sliding bearing straddling both,
The shared sliding bearing is an actuator characterized in that a middle escape portion having an enlarged diameter is formed at a portion of the sliding surface corresponding to a contact portion between the rotating shaft and the clutch.
Priority Applications (1)
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