JP2017096313A - Electric actuator with position holding function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はボールねじを備えた電動アクチュエータに関する。詳しくは位置保持機能を有するボールねじを備えた位置保持機能付き電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator provided with a ball screw. Specifically, the present invention relates to an electric actuator with a position holding function provided with a ball screw having a position holding function.
従来、一般産業用の電動機、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等において、電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して出力するためボールねじを備えた電動アクチュエータが用いられている。電動アクチュエータは、歯車減速機構などによって電動アクチュエータの回転速度を減速させるとともに回転力を増大させて出力する。このような電動アクチュエータは、出力側の直動部材に軸方向の外力が加わると高効率のボールネジ機構によって外力を回転力に変換する。回転力に変換された外力は、入力側の回転部材を介して電動モータに伝達される。電動アクチュエータは、電動モータが回転力を出力していない場合や、電動モータの回転力よりも大きい外力が電動モータに伝達された場合、電動モータが外力により回転されて直動部材が移動する。そこで、入力側の回転部材と電動モータとの間にクラッチ機構を設けた電動アクチュエータが知られている。クラッチ機構を設けた電動アクチュエータは、出力側の直動部材に外力が加わり回転力が発生するとクラッチ機構がロック状態になり直動部材が移動しないように構成されている。例えば、特許文献1に記載の如くである。
Conventionally, in general industrial electric motors, automobile transmissions, parking brakes, and the like, an electric actuator provided with a ball screw is used to convert a rotary motion of an output shaft of an electric motor into a linear motion and output it. The electric actuator decelerates the rotational speed of the electric actuator by a gear reduction mechanism or the like and increases the rotational force for output. Such an electric actuator converts the external force into a rotational force by a highly efficient ball screw mechanism when an external force in the axial direction is applied to the linear motion member on the output side. The external force converted into the rotational force is transmitted to the electric motor via the input side rotating member. In the electric actuator, when the electric motor does not output a rotational force or when an external force larger than the rotational force of the electric motor is transmitted to the electric motor, the electric motor is rotated by the external force and the linear motion member moves. Thus, an electric actuator is known in which a clutch mechanism is provided between an input-side rotating member and an electric motor. The electric actuator provided with the clutch mechanism is configured such that when an external force is applied to the output side linear motion member and a rotational force is generated, the clutch mechanism is locked and the linear motion member does not move. For example, as described in
特許文献1に記載の電動アクチュエータは、電動モータとボールねじとが同一軸上に並べて配置され、クラッチ機構を介して連動連結されている。クラッチ機構は、入力軸側の回転被駆動部(入力側の回転部材)の外周面に形成されたカム面、回転被駆動部が収められている外輪との間に配置されたころおよび電動モータの出力軸に形成された爪部から構成されている。クラッチ機構は、ネジ軸(出力側の直動部材)に加わった出力側からの外力により回転被駆動部に回転力が加わると外輪と回転被駆動部との間にころが食い込んで回転被駆動部がロックされる。これにより、電動アクチュエータは、出力側からの外力による回転被駆動部の回転が防止され、ネジ軸の位置が保持される。しかし、特許文献1に記載の技術は、外輪ところおよび回転被駆動部ところとの間に発生する摩擦力が回転被駆動部に加わる外力の大きさに比例する。このため、電動アクチュエータは、外力の増大に伴いロック解除に必要な回転力が増大する点で不利であった。
In the electric actuator described in
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる位置保持機能付き電動アクチュエータの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide an electric actuator with a position holding function that can easily release the position holding while stably holding the position of the linear motion member. To do.
即ち、電動モータからの回転力をボールねじに伝達する位置保持機能付き電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじを構成するねじ軸とナットとのうち前記電動モータからの回転力によってボールねじの一側から他側に向かって移動される直動部材の軸回りの回転を規制する一側回り止め溝と、前記電動モータからの回転力によってボールねじの他側から一側に向かって移動される前記直動部材の軸回りの回転を規制する他側回り止め溝と、前記一側回り止め溝と前記他側回り止め溝とに係合可能なピンと、を備え、複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝に外力による前記直動部材の軸方向の移動を規制する段差が形成され、前記ピンが前記一側回り止め溝と前記他側回り止め溝との間を移動可能に構成されているものである。 That is, in the electric actuator with a position holding function for transmitting the rotational force from the electric motor to the ball screw, one of the screw shafts and the nuts constituting the ball screw is changed from one side of the ball screw by the rotational force from the electric motor. A one-side detent groove for restricting rotation around the axis of the linear motion member moved toward the side, and the linear motion moved toward the one side from the other side of the ball screw by the rotational force from the electric motor A plurality of the one-side detent grooves or a plurality of one-side detent grooves, and a pin that can be engaged with the one-side detent groove and the other-side detent groove. A step for restricting the axial movement of the linear motion member due to an external force is formed in the other-side detent groove of the pin, so that the pin can move between the one-side detent groove and the other-side detent groove. It is configured Than is.
前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、前記直動部材の軸方向に沿うように形成される複数の前記一側回り止め溝と複数の前記他側回り止め溝とが前記スリーブの摺動面の周方向に交互に並んで設けられ、前記ピンが前記直動部材の摺動面に設けられ、前記段差が複数の前記一側回り止め溝の側面または複数の前記他側回り止め溝の側面であって、前記直動部材に軸方向の外力が加わることで発生する回転力によって前記ピンが押し付けられる側面を凹ますように設けられ、複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝のうち、前記段差が設けられている溝の終端側と、前記段差が設けられている側面に隣り合うように設けられている溝の始端側とが接続され、前記段差が設けられている溝の始端側と、前記段差が設けられている側面と対向する側面側に設けられる溝の終端側とが接続されるものである。 The linear motion member includes a sleeve into which the linear motion member is slidably inserted, and a plurality of the one-side detent grooves and a plurality of the other-side detent grooves formed along the axial direction of the linear motion member are the Provided alternately in the circumferential direction of the sliding surface of the sleeve, the pin is provided on the sliding surface of the linear motion member, and the step is a side surface of the plurality of one-side detent grooves or a plurality of the other side It is provided on the side surface of the non-rotating groove so as to dent the side surface against which the pin is pressed by a rotational force generated by an external force applied in the axial direction to the linear motion member. Of the plurality of other-side detent grooves, a terminal end side of the groove provided with the step and a start end side of the groove provided adjacent to the side surface provided with the step are connected, A start end side of the groove provided with the step, and the step In which is the terminal end of the groove provided on the side surface side of the side surface facing provided is connected.
前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、前記直動部材の軸方向に沿うように形成される複数の前記一側回り止め溝と複数の前記他側回り止め溝とが前記直動部材の摺動面に軸方向に沿って交互に設けられ、前記ピンが前記スリーブの摺動面に設けられ、前記段差が複数の前記一側回り止め溝の側面または複数の前記他側回り止め溝の側面であって、前記直動部材に軸方向の外力が加わることで発生する回転力によって前記ピンが押し付けられる側面を凹ますように設けられ、複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝のうち、前記段差が設けられている溝の終端側と、前記段差が設けられている側面に隣り合うように設けられている溝の始端側とが接続され、前記段差が設けられている溝の始端側と、前記段差が設けられている側面と対向する側面側に設けられる溝の終端側とが接続されるものである。 The linear motion member includes a sleeve into which the linear motion member is slidably inserted, and a plurality of the one-side detent grooves and a plurality of the other-side detent grooves formed along the axial direction of the linear motion member are the The sliding surface of the linear motion member is alternately provided along the axial direction, the pin is provided on the sliding surface of the sleeve, and the step is a side surface of the plurality of one-side detent grooves or the plurality of the other side. It is provided on the side surface of the non-rotating groove so as to dent the side surface against which the pin is pressed by a rotational force generated by an external force applied in the axial direction to the linear motion member. Of the plurality of other-side detent grooves, a terminal end side of the groove provided with the step and a start end side of the groove provided adjacent to the side surface provided with the step are connected, A start end side of the groove provided with the step, and the step In which is the terminal end of the groove provided on the side surface side of the side surface facing provided is connected.
前記段差が複数の前記一側回り止め溝の側面または複数の前記他側回り止め溝の側面であって、前記直動部材に外力が加わることで発生する回転力によって前記ピンが押し付けられる側面の任意の位置に複数設けられるものである。 The step is a side surface of the plurality of one-side detent grooves or a side surface of the plurality of the other-side detent grooves, and the side surface on which the pin is pressed by a rotational force generated by an external force applied to the linear motion member. A plurality are provided at arbitrary positions.
前記ピンが前記直動部材または前記スリーブの周方向に沿って複数配置されるものである。 A plurality of the pins are arranged along the circumferential direction of the linear motion member or the sleeve.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
即ち、位置保持機能付き電動アクチュエータは、回り止め部の構造を利用して構成される位置保持構造によって直動部材の外力による移動が段差とピンとの係合で規制される。また、段差が設けられていない溝によってピンが段差に係合することなく移動される。これにより、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。 That is, in the electric actuator with a position holding function, the movement by the external force of the linear motion member is restricted by the engagement between the step and the pin by the position holding structure configured by using the structure of the rotation stopper. Further, the pin is moved without engaging the step by the groove not provided with the step. Thereby, position holding | maintenance can be cancelled | released easily, hold | maintaining the position of a linear motion member stably.
位置保持機能付き電動アクチュエータは、直動部材の軸方向の移動と軸回りの回転によって段差が設けられている溝と段差が設けられていない溝との間をピンが連続的に移動される。これにより、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。 In the electric actuator with a position holding function, the pin is continuously moved between the groove in which the step is provided and the groove in which the step is not provided by the axial movement and the rotation around the axis of the linear motion member. Thereby, position holding | maintenance can be cancelled | released easily, hold | maintaining the position of a linear motion member stably.
位置保持機能付き電動アクチュエータは、段差の数およびその位置によって直動部材の位置保持の態様が決定される。これにより、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。 In the electric actuator with a position holding function, the position holding mode of the linear motion member is determined by the number of steps and the position thereof. Thereby, position holding | maintenance can be cancelled | released easily, hold | maintaining the position of a linear motion member stably.
位置保持機能付き電動アクチュエータは、一側回り止め溝または他側回り止め溝とピンとのガタが抑制される。これにより、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。 In the electric actuator with a position holding function, backlash between the one-side detent groove or the other-side detent groove and the pin is suppressed. Thereby, position holding | maintenance can be cancelled | released easily, hold | maintaining the position of a linear motion member stably.
以下に、図1と図2とを用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第一実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ1について説明する。
Below, the
図1に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、格納側ハウジング2、延伸側ハウジング3、電動モータ4、スリーブ5、直動機構であるボールねじ6(図1中矢印位置)および歯車減速機構11を具備する。位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、電動モータ4の動きを制御することでねじ軸7を任意の位置に移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、位置保持機能付き電動アクチュエータ1の主な構造部材である。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、A6061やADC12等のアルミ合金やダイキャストから形成される。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とを形成しているアルミ合金やダイキャストは、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温(100〜200℃)に加熱して析出させる時効硬化処理(焼きもどし処理)で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる析出硬化処理が施されている。これにより、格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、その一側面同士を突き合わせて図示しないボルト等により一体的に固定されている。
The storage-
格納側ハウジング2には、格納部2aおよび玉軸受保持部2bが形成されている。格納部2aは、格納側ハウジング2の他側面に後述するボールねじ6のねじ軸7を格納可能な中空有底の円筒形状に形成されている。格納部2aには、スリーブ5が嵌合されて一体的に設けられている。玉軸受保持部2bは、格納部2aと同一軸心上であって格納側ハウジング2の一側面である格納部2aの開口部分に形成されている。また、玉軸受保持部2bは、後述するボールねじ6のナット8を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
延伸側ハウジング3には、電動モータ取付け部3a、歯車減速機構配置部3b、玉軸受保持部3cおよび連通孔3dが形成されている。電動モータ取付け部3aは、延伸側ハウジング3の他側面に電動モータ4を取付け可能な形状に形成されている。歯車減速機構配置部3bは、延伸側ハウジング3の一側面に歯車減速機構11を構成している駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとアイドルギヤ11cとが配置可能な凹み形状に形成されている。玉軸受保持部3cは、延伸側ハウジング3の一側面であって格納側ハウジング2の玉軸受保持部2bと同一軸心上に形成されている。また、玉軸受保持部3cは、ボールねじ6のナット8を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。連通孔3dは、玉軸受保持部3cと同一軸心上であって延伸側ハウジング3の一側面と他側面とを連通するように形成されている。つまり、連通孔3dは、格納側ハウジング2の格納部2a内と外部とを連通している。
The extension-
電動モータ4は、回転力を発生させるものである。電動モータ4は、その出力軸4aが歯車減速機構配置部3bの凹み形状部分に突出するようにして延伸側ハウジング3の電動モータ取付け部3aに取り付けられている。電動モータ4は、図示しない制御装置等からの制御電流により任意のトルク、回転速度、回転角度等で駆動可能に構成されている。つまり、電動モータ4は、制御電流に応じた回転速度およびトルクで回転力を発生させる。
The
スリーブ5は、ねじ軸7の回転を規制するものである。スリーブ5は、S55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼から冷間圧造法によって円筒状に形成され、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。これにより、量産性が向上し、低コストを図ることができる。スリーブ5は、格納側ハウジング2の格納部2aに嵌合されて一体的に設けられている。つまり、スリーブ5は、格納側ハウジング2に対して相対回転不能に構成されている。スリーブ5の内周面には、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝である二つの一側回り止め溝5aと二つの他側回り止め溝5gとが周方向に交互に並んで設けられている(図2参照)。一側回り止め溝5aと他側回り止め溝5gとは、回り止め部を構成している。
The
ボールねじ6は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ6は、ねじ軸7、ナット8、複数のボール9および玉軸受10等から構成されている。
The
ねじ軸7は、S55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、真空浸炭焼入れによって55〜62HRC程度の硬化処理が施されている。ねじ軸7は、その外周面にボール9が転動するための一巻きの軸側ねじ溝7aが複数形成されている。ボールねじ6の一側であるねじ軸7の一側端部には、略円柱状の摺動部(摺動しなくても良い)7bが形成されている。摺動部7bは、スリーブ5に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。摺動部7bには、スリーブ5の二つの一側回り止め溝5aまたは二つの他側回り止め溝5gと対向する位置に径方向に突出するピン7cがそれぞれ設けられている。二つのピン7cは、一本のピンをねじ軸7の軸心を通るようにして摺動部7bの両側に突出させるように構成してもよい。二つピン7cは、スリーブ5の一側回り止め溝5a、他側回り止め溝5g、一側移動用溝5jおよび他側移動用溝5fを摺動可能な径に形成されている。二つピン7cは、回り止め部を構成している。ボールねじ6の他側であるねじ軸7の他側端部には、被駆動物(図示せず)が接続可能なねじ加工等がされている。
The
ナット8は、ねじ軸7を挿入可能な中空円筒状に形成されている。ナット8は、SCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによって55〜62HRC程度の硬化処理が施されている。ナット8の内周面には、ボール9が転動するためのナット側ねじ溝8aがねじ軸7の軸側ねじ溝7aと同一のリードおよびピッチで形成されている。また、ナット8の内周面の一部には、コマ部材8bがはめ込まれている。コマ部材8bは、ボール9をねじ軸7の軸側ねじ溝7aの山部分(ランド部分)を乗り越えてもとの軸側ねじ溝7aにもどすように構成されている。ナット8の外周面には、その外径を部分的に拡径した段付き部である鍔部8cが形成されている。ナット8には、軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとが対向するようにしてねじ軸7が挿入されている。軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとから構成される空間には、複数のボール9が転動自在に収容されている。つまり、ナット8は、複数のボール9を介してねじ軸7をナット8の軸回りに回転自在に支持している。また、ナット8の両側端部には、玉軸受10が設けられている。なお、本実施形態において、ねじ軸7の軸側ねじ溝7aは一巻きとしたがこれに限定されるものではない。
The
このように構成されているボールねじ6は、ナット8に設けられている一方の玉軸受10が格納側ハウジング2の玉軸受保持部2bに保持され、他方の玉軸受10が延伸側ハウジング3の玉軸受保持部3cに保持されている。つまり、ナット8は、玉軸受10を介して格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とに回転自在に支持されている。また、ボールねじ6は、格納側ハウジング2の格納部2aと延伸側ハウジング3の連通孔3dとにねじ軸7が配置されている。ボールねじ6の一側であるねじ軸7の摺動部7bは、格納部2aのスリーブ5に摺動自在に挿入されている。ボールねじ6の他側であるねじ軸7の他側端部は、延伸側ハウジング3の連通孔3dに配置されている。この際、ねじ軸7は、摺動部7bの二つピン7cがスリーブ5の二つの一側回り止め溝5aまたは二つの他側回り止め溝5gに摺動自在に係合されている。このように、ボールねじ6は、ねじ軸7の摺動部7bの二つピン7cとスリーブ5の二つの一側回り止め溝5aまたは二つの他側回り止め溝5gとから回り止め部が構成されている。つまり、ねじ軸7は、ナット8にその軸回りに回転自在に支持されつつ、二つの一側回り止め溝5aまたは二つの他側回り止め溝5gと二つのピン7cとの係合によるスリーブ5に相対回転不能に挿入されている。
In the
ボールねじ6は、ナット8が回転されると軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとに収容されている複数のボール9を介してねじ軸7に回転力が伝達される。ねじ軸7は、二つの一側回り止め溝5aまたは二つの他側回り止め溝5gに二つのピン7cが係合している場合、ナット8の回転運動が軸側ねじ溝7aの傾きによってねじ軸7の軸方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ6のねじ軸7は、格納側ハウジング2の格納部2aから延伸側ハウジング3の連通孔3dを通ってボールねじ6の他側方向である延伸側ハウジング3から外部に向かって延伸またはボールねじ6の一側方向である内部に向かって後退する。
When the
歯車減速機構11は、電動モータ4からの回転動力を減速して出力するものである。歯車減速機構11は、ピニオンギヤである駆動側ギヤ11a、駆動側ギヤ11aよりも歯数の多い従動側ギヤ11bおよび駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとを連結するアイドルギヤ11cを具備する。アイドルギヤ11cは、従動側ギヤ11bの回転方向を反転させる場合や、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとの軸間距離が離れている場合に用いるものである。駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、焼結金属から構成されている。
The
駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、噛み合った状態で延伸側ハウジング3の歯車減速機構配置部3bに配置されている。駆動側ギヤ11aは、電動モータ4の出力軸4aに一体的に回転可能に設けられている。従動側ギヤ11bには、ナット8が挿入され、一体的に回転可能に設けられている。アイドルギヤ11cは、格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とに回転可能に支持されている。アイドルギヤ11cは、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとに同時に噛み合うように配置される。これにより、歯車減速機構11は、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとの減速比に応じて電動モータ4からの入力回転速度を減速し、入力トルク(回転力)を増大して出力する。なお、本実施形態において、歯車減速機構11は、駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cからなる3枚のギヤで構成されているがこれに限定するものではない。また、駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、焼結金属から構成されているがこれに限定されるものではない。
The
このように構成される位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、図示しない制御装置等からトルク、回転速度または回転角度のうちいずれか一つの制御因子に基づいた制御電流が電動モータ4に供給されると、制御電流に応じた動作態様で電動モータ4の出力軸4aが一方向または他方向に回転する。位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、電動モータ4の入力回転速度と入力トルクを歯車減速機構11の減速比に応じた出力回転速度と出力トルクとに変換してボールねじ6に伝達する。そして、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、従動側ギヤ11bが設けられているボールねじ6のナット8が回転されることでナット8(ねじ軸7)のリードに応じた速度と軸方向推力でねじ軸7が軸方向に直線運動する(図1黒塗矢印参照)。
In the
以下に、図2と図3とを用いて、ボールねじ6(図1参照)の回り止め部を構成する一側回り止め溝5aおよび他側回り止め溝5gについて詳細に説明する。なお、本実施形態において、ねじ軸7に形成されている軸側ねじ溝7aは右ねじであるものとするがこれに限定されるものではない。また、スリーブ5には、二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gがそれぞれ設けられているが、これに限定されるものではなく、一側回り止め溝5aおよび他側回り止め溝5gがそれぞれ1つまたは三つ以上形成されている構成でもよい(図7参照)。また、ボールねじ6の回り止め部は、スリーブ5に二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gが設けられ、ねじ軸7に二つのピン7cが設けられているがこれに限定されるものではなく、ねじ軸に一側回り止め溝および他側回り止め溝が設けられ、スリーブ5にピンが設けられる構成でもよい(図9参照)。
Hereinafter, the one-
図2に示すように、スリーブ5の二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gは、直動部材であるねじ軸7の二つのピン7cを係合させるものである。二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gは、スリーブ5の内周面に軸心に沿って延びるように形成されている。また、二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gは、スリーブ5の一側から見て軸方向に垂直な断面視で周方向に沿って左回り(以下、単に「左回り」と記す)に、一方の一側回り止め溝5a、一方の他側回り止め溝5g、他方の一側回り止め溝5a、他方の他側回り止め溝5gの順に交互に並んで配置されている。この際、二つの一側回り止め溝5aおよび二つの他側回り止め溝5gは、一側回り止め溝5a同士が対向するように配置され、他側回り止め溝5g同士が対向するように配置されている。
As shown in FIG. 2, the two one-
図3に示すように、二つの一側回り止め溝5a(濃い網掛け部分)は、ボールねじ6の一側(ねじ軸7の後退側)方向に配置されているスリーブ5の一側端からボールねじ6の他側(ねじ軸7の延伸側)方向に配置されているスリーブ5の他側端に向かって形成されている。つまり、二つの一側回り止め溝5aは、スリーブ5の一側端を始端とし、スリーブ5の他側端を終端とする凹溝として形成されている。
As shown in FIG. 3, the two one-
二つの一側回り止め溝5aには、ボールねじ6の一側であるスリーブ5の一側端側から見た軸方向に垂直な断面視で左側の側面5b(以下、単に「左側面5b」と記す)の任意の位置に位置保持構造である第1左段差5cと第2左段差5dとが形成されている。第2左段差5dは、第1左段差5cから任意の長さだけ離間した延伸側ハウジング3側の左側面5bに形成されている。二つの一側回り止め溝5aは、始端であるスリーブ5の一側端から終端であるスリーブ5の他側端に向かうにつれて、第1左段差5cと第2左段差5dとによってその溝幅が段階的に拡大している。つまり、第1左段差5cと第2左段差5dとは、その各段差面(ねじ軸7のピン7cの係合面)が一側回り止め溝5aの終端側に向くように形成されている。第1左段差5cと第2左段差5dとは、ピン7cが係合可能な段差面の形状に形成されている。具体的には、ピン7cが円柱の場合、第1左段差5cと第2左段差5dとは、ピン7cの半径よりも大きい段差量に形成されている。また、一側回り止め溝5aのうち、スリーブ5の一側端側から見た軸方向に垂直な断面視で右側の側面5e(以下、単に「右側面5e」と記す)は、段差のない側面に形成されている。なお、本実施形態において、一側回り止め溝5aに複数の段差が形成されているがこれに限定されるものではなく、一つの段差や三つ以上の段差を設けてもよい。
The two one-
二つの他側回り止め溝5g(薄い網掛け部分)は、ボールねじ6の他側(ねじ軸7の延伸側)に配置されているスリーブ5の他側端からボールねじ6の一側(ねじ軸7の後退側)に配置されているスリーブ5の一側端に向かって形成されている。つまり、二つの他側回り止め溝5gは、スリーブ5の他側端を始端とし、スリーブ5の一側端を終端とする凹溝として形成されている。二つの他側回り止め溝5gの左側面5hと右側面5iとは、段差のない側面に形成されている。
The two other-
一方の一側回り止め溝5aの終端(ねじ軸7の延伸側)は、一側回り止め溝5aの左側面5bに隣り合うように設けられている一方の他側回り止め溝5gの始端(ねじ軸7の延伸側)に他側移動用溝5fを介して接続されている。他側移動用溝5fは、スリーブ5の内周面に周方向に沿って左回りに延びるようにしてスリーブ5の他側端に形成されている。つまり、一方の一側回り止め溝5aの終端は、左隣りに設けられている一方の他側回り止め溝5gの始端に他側移動用溝5fを介して接続されている。さらに、一方の他側回り止め溝5gの終端(ねじ軸7の後退側)は、一方の他側回り止め溝5gの左側面に隣り合うように設けられている他方の一側回り止め溝5aの始端(ねじ軸7の後退側)に一側移動用溝5jを介して接続されている。一側移動用溝5jは、スリーブ5の内周面に周方向に沿って左回りに延びるようにしてスリーブ5の一側端に形成されている。つまり、一方の他側回り止め溝5gの終端は、左隣りに設けられている他方の一側回り止め溝5aの始端に接続されている。
One end of the one-
同様にして、他方の一側回り止め溝5aの終端は、左隣りに設けられている他方の他側回り止め溝5gの始端に他側移動用溝5fを介して接続されている。他方の他側回り止め溝5gの終端は、左隣りに設けられている一方の一側回り止め溝5aの始端に一側移動用溝5jを介して接続されている。このように、スリーブ5の内周面に周方向に沿って交互に配置されている二つの一側回り止め溝5aと二つの他側回り止め溝5gとは、一側移動用溝5jと他側移動用溝5fとによって交互に接続され、スリーブ5の内周面を周回する一本の溝として構成されている。二つの一側回り止め溝5a、または二つの他側回り止め溝5gは、ねじ軸7の摺動部7bに設けられている二つのピン7cがそれぞれ挿入されている。
Similarly, the terminal end of the other one-
次に、図3から図5を用いて回り止め部を構成する二つの一側回り止め溝5a(以下、単に「一側回り止め溝5a」と記す)、二つの他側回り止め溝5g(以下、単に「他側回り止め溝5g」と記す)およびねじ軸7の二つのピン7c(以下、単に「ピン7c」と記す)による位置保持の態様について説明する。なお、ボールねじ6のねじ軸7は、一側(格納側ハウジング2側)に後退した状態にあるものとする。この際、ピン7cは、一側回り止め溝5aにそれぞれ係合されている。また、本実施形態において、位置保持構造である第1左段差5cと第2左段差5dとは、一側回り止め溝5aに設けられているがこれに限定するものではなく他側回り止め溝5gに設けてもよい。
Next, using FIG. 3 to FIG. 5, two one-
図4(a)に示すように、ボールねじ6は、ねじ軸7を延伸させるため電動モータ4からの回転力によりナット8が左回りに回転されると、ねじ軸7に軸側ねじ溝7aの傾きによって左回りの回転力が発生する(A矢視断面図の白塗矢印参照)。左回りに回転しようとするねじ軸7のピン7cは、スリーブ5の一側回り止め溝5a(一方の一側回り止め溝5a)の左側面5bに係合される。ボールねじ6は、一側回り止め溝5aの左側面5bとピン7cとが係合することでねじ軸7の回転が規制される。ねじ軸7は、軸側ねじ溝7aの作用によって左回りの回転力が軸方向の直動力に変換されて、ボールねじ6の他側の方向に移動される。つまり、ねじ軸7は、延伸側ハウジング3の連通孔3dから延伸する方向に移動される(黒塗矢印参照)。この結果、ピン7cは、一側回り止め溝5aの左側面5bに押し付けられた状態で(実線矢印参照)、一側回り止め溝5aの始端(ねじ軸7の最後退位置)から終端に向かって移動される(破線矢印参照)。
As shown in FIG. 4A, when the
図4(b)に示すように、ねじ軸7のピン7cは、スリーブ5の一側回り止め溝5aの左側面5bの第1左段差5cに到達すると、左側面5bから離間される。ねじ軸7は、左回りの回転力によって一側回り止め溝5aのうち第1左段差5cによって拡大された範囲の左側面5bにピン7cが係合するまで左回りに回転される(B矢視断面図の白塗矢印参照)。ボールねじ6は、一側回り止め溝5aのうち第1左段差5cによって拡大された範囲の左側面5bにピン7cが係合することでねじ軸7の回転が規制される。ねじ軸7は、軸側ねじ溝7aの作用によって左回りの回転力が軸方向の直動力に変換されて、他側端の方向にさらに移動される(黒塗矢印参照)。同様にして、ピン7cは、一側回り止め溝5aの左側面5bの第2左段差5dに到達すると、左側面5bのうち第1左段差5cによって拡大された部分から離間される。ねじ軸7は、左回りの回転力によって一側回り止め溝5aの左側面5bのうち第2左段差5dによって拡大された部分にピン7cが係合するまで左回りに回転される。ボールねじ6は、一側回り止め溝5aの左側面5bのうち第2左段差5dによって拡大された部分とピン7cとが係合することでねじ軸7の回転が規制される。このようにして、ピン7cは、一側回り止め溝5aの左側面5bに押し付けられた状態で(実線矢印参照)、第1左段差5c、または/および第2左段差5dを下りながら、一側回り止め溝5aの始端から終端に向かって移動される(破線矢印参照)。
As shown in FIG. 4B, when the
ボールねじ6は、電動モータ4からの回転力が遮断されると、ナット8が自由に回転可能になる。このため、ボールねじ6は、ねじ軸7に軸方向の外力が加わると、ナット8が回転されてねじ軸7が軸方向に移動される。
When the rotational force from the
図5(a)に示すように、ボールねじ6には、電動モータ4からの回転力が遮断された状態でねじ軸7にその他側端から一側端に向かって軸方向の外力が加わると(網掛け矢印参照)、ねじ軸7に軸側ねじ溝7aの作用によって左回りの回転力(C矢視断面図の網掛け矢印参照)が発生する。ねじ軸7のピン7cが、一側回り止め溝5aのうち所定の位置である第1左段差5cによって拡大された範囲の左側面5bに係合している場合、ピン7cは、左回りの回転力によって左側面5bに押し付けられる(実線矢印参照)。同時に、ピン7cは、ねじ軸7に加わる他側端から一側端へ向かう外力によって左側面5bに押し付けられた状態で、第1左段差5cに向かって移動する(破線矢印参照)。ねじ軸7は、ピン7cが第1左段差5cに係合すると、ねじ軸7の他側端から一側端に向かって加わっている外力に抗って停止する。これにより、ボールねじ6は、位置保持構造である第1左段差5cによりねじ軸7の他側端から一側端に向かう軸方向の移動を規制する状態に切り替わる。そして、ボールねじ6は、ねじ軸7が他側端から一側端に向かう軸方向の外力に抗してその位置を保持する。
As shown in FIG. 5A, when an external force in the axial direction is applied to the
同様に、ねじ軸7のピン7cが、一側回り止め溝5aのうち所定の位置である第2左段差5dによって拡大された範囲の左側面5bに係合している場合、ピン7cは、ねじ軸7の他側端から一側端に移動させる力によって左側面5bに押し付けられた状態で、第2左段差5dに向かって移動する。ねじ軸7は、ピン7cが第2左段差5dに係合すると、ねじ軸7の他側端から一側端に向かって加わっている外力に抗って停止する。これにより、ボールねじ6は、位置保持構造である第2左段差5dによりねじ軸7の他側端から一側端に向かう軸方向の移動を規制する状態に切り替わる。そして、ボールねじ6は、ねじ軸7が他側端から一側端に向かう軸方向の外力に抗してその位置を保持する。
Similarly, when the
また、ボールねじ6は、電動モータ4からの回転力が遮断された状態でねじ軸7に加わっていた外力が消失すると、ねじ軸7に発生していたねじ軸7を他側端から一側端に移動させる力と外力による左回りの回転力とが消失する。しかし、ボールねじ6は、ねじ軸7のピン7cが第1左段差5cまたは第2左段差5dに係合している。つまり、ねじ軸7のピン7cは、第1左段差5cまたは第2左段差5dによってボールねじ6の一側への移動が規制されている。これにより、ボールねじ6は、電動モータ4や外力の有無に関わらずねじ軸7のボールねじ6の一側への移動を規制する状態が維持される。
Further, when the external force applied to the
図5(b)に示すように、ボールねじ6は、電動モータ4からの回転力によりナット8が左回りに回転されると、ねじ軸7に電動モータ4による左回りの回転力が発生する(D矢視断面図の白塗矢印参照)。ねじ軸7は、軸側ねじ溝7aの作用によって左回りの回転力が軸方向の直動力に変換されて、延伸側ハウジング3の連通孔3dから延伸する方向に移動される(黒塗矢印参照)。この結果、ピン7cは、一側回り止め溝5aの左側面5bに押し付けられた状態で(実線矢印参照)一側回り止め溝5aの終端(ねじ軸7の最延伸位置)まで移動する。ピン7cは、ねじ軸7に発生している左回りの回転力によって一側回り止め溝5aの終端に接続されている他側移動用溝5fに入り込む。そして、ねじ軸7は、ピン7cが他側移動用溝5fを介して一側回り止め溝5aに接続されている他側回り止め溝5g(一方の他側回り止め溝5g)の左側面5hに係合するまで左回りに回転する(E矢視断面図の白塗矢印参照)。これにより、ボールねじ6は、ねじ軸7が一側方向に移動自在な状態に切り替わる。
As shown in FIG. 5B, when the
図6(a)に示すように、ボールねじ6は、ねじ軸7を後退させるため電動モータ4からの回転力によりナット8が右回りに回転されると、軸側ねじ溝7aの傾きによってねじ軸7に右回りの回転力が発生する(E矢視断面図の白塗矢印参照)。ねじ軸7は、他側回り止め溝5gの左側面5hとピン7cとの係合により左回りの回転が規制されているが、他側移動用溝5fにより右回りの回転は規制されていない。一方、ねじ軸7には、その他側端から一側端に向う軸方向の外力により左回りの回転力が付加されている(E矢視断面図の網掛け矢印参照)。従って、ねじ軸7は、外力による左回りの回転力からナット8による右回りの回転力を減じた左回りの回転力よってピン7cが他側回り止め溝5gの左側面5hに係合することでねじ軸7の回転を規制する。
As shown in FIG. 6A, when the
ボールねじ6は、ナット8の右回りに回転によって、ねじ軸7が一側の方向に移動する。つまり、ねじ軸7は、延伸側ハウジング3の連通孔3dに向かって後退する方向に移動する(黒塗矢印参照)。この際、ねじ軸7は、外力による左回りの回転力からナット8による右回りの回転力を減じた左回りの回転力が発生している場合、他側回り止め溝5gの左側面5eにピン7cが係合することでねじ軸7の回転を防止している。また、ねじ軸7は、ナット8による右回りの回転力のみが発生している場合、他側回り止め溝5gの右側面5iにピン7cが係合することで軸回りの回転を制限している。この結果、ピン7cは、他側回り止め溝5gの左側面5hまたは右側面5iに押し付けられた状態で(実線矢印参照)、他側回り止め溝5gの終端(ねじ軸7の最後退位置)まで移動する。(破線矢印参照)。
As the
図6(b)に示すように、ボールねじ6は、ねじ軸7を延伸させるため電動モータ4からの回転力によりナット8が左回りに回転されると、ねじ軸7に左回りの回転力が発生する(F矢視断面図の白塗矢印参照)。ピン7cは、ねじ軸7に発生している左回りの回転力によって他側回り止め溝5gの終端に接続されている一側移動用溝5jに入り込む。そして、ねじ軸7は、ピン7cが一側移動用溝5jを介して他側回り止め溝5gに接続されている一側回り止め溝5a(他方の一側回り止め溝5a)の左側面5bに係合するまで左回りに回転する(破線矢印参照)。これにより、ボールねじ6は、ねじ軸7が他側方向に移動自在な状態に切り替わる。また、ボールねじ6は、一側回り止め溝5aの左側面5bとピン7cとが係合することでねじ軸7の回転が規制される。
As shown in FIG. 6B, when the
以後、すでに説明した図4から図6に示すようにして、ピン7cは、一側回り止め溝5aの始端から終端まで移動される。ねじ軸7は、ピン7cが一側回り止め溝5aの終端に到達すると他側移動用溝5fを通じて他側回り止め溝5g(他方の他側回り止め溝5g)の左側面に係合するまで左回りに回転される。これにより、ボールねじ6は、ねじ軸7が一側方向に移動自在な状態に切り替わる。ピン7cは、他側回り止め溝5gの始端から終端(ねじ軸7の最後退位置)まで移動される。ねじ軸7は、ピン7cが他側回り止め溝5gの終端に到達すると一側移動用溝5jを通じて一側回り止め溝5a(一方の一側回り止め溝5a)の左側面に係合するまで左回りに回転される。
Thereafter, as shown in FIGS. 4 to 6, the
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、ボールねじ6のねじ軸7に軸方向の外力が加わると二つの一側回り止め溝5aに形成された位置保持構造である第1左段差5cや第2左段差5dにピン7cが係合される。また、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、ねじ軸7の軸方向の移動と軸回りの回転によって段差が設けられている一側回り止め溝5aと段差が設けられていない他側回り止め溝5gとの間をピン7cが連続的に移動される。これにより、直動部材であるねじ軸7の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。また、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、ボールねじ6の回り止め部を構成する一側回り止め溝5aに形成される第1左段差5cと第2左段差5dとの位置によってねじ軸7の保持位置が定まる。つまり、位置保持機能付き電動アクチュエータ1は、ボールねじ6のねじ軸7の1ストローク中において任意の位置でねじ軸7を保持することができる。
By configuring as described above, the
次に、図7を用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第二実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ12について説明する。なお、以下の全ての実施形態に係る位置保持機能付き電動アクチュエータは、図1から図6に示す位置保持機能付き電動アクチュエータ1において、位置保持機能付き電動アクチュエータ1に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
Next, the
図7(a)に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ12は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。位置保持機能付き電動アクチュエータ12は、スリーブ13、ボールねじ6を具備する。
As shown in FIG. 7 (a), the
スリーブ13は、ねじ軸7の回転を規制するものである。スリーブ13の内周面には、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝である四つの一側回り止め溝13a、四つの他側回り止め溝13eが形成されている。四つの一側回り止め溝13aおよび四つの他側回り止め溝13eは、スリーブ13の内周面に周方向に沿って左回りに交互に並んで配置されている。この際、四つの一側回り止め溝13a、および四つの他側回り止め溝13eは、同じ種類の溝同士が二つで1組として対向するように配置されている。
The
四つの一側回り止め溝13aには、左側面13bの任意の位置に位置保持構造である段差13cが形成されている。第1の一側回り止め溝13aの終端(ねじ軸7の延伸側)は、その左隣りに設けられている第1の他側回り止め溝13eの始端(ねじ軸7の延伸側)に他側移動用溝13dを介して接続されている。第1の他側回り止め溝13eの終端(ねじ軸7の後退側)は、その左隣りに設けられている第2の一側回り止め溝13aの始端に一側移動用溝13fを介して接続されている。同様にして、第2の一側回り止め溝13a、第2の他側回り止め溝13e、第3の一側回り止め溝13a、第3の他側回り止め溝13e、第4の一側回り止め溝13aおよび第4の他側回り止め溝13eは、スリーブ13の内周面に周方向に沿って配置され、スリーブ13の内周面を周回する一本の溝として構成されている。
In the four one-
図7(b)に示すように、ボールねじ6の一側であるねじ軸7の一側端部(ねじ軸7の後退側)には、略円柱状の摺動部(摺動しなくても良い)7bが形成されている。摺動部7bには、スリーブ13の四つの一側回り止め溝13aまたは四つの他側回り止め溝13eと対向する位置に径方向に突出する四つのピン7cがそれぞれ設けられている。四つのピン7cは、スリーブ13の四つの一側回り止め溝13a、四つの他側回り止め溝13e、一側移動用溝13fおよび他側移動用溝13dを摺動可能な径に形成されている。四つのピン7cは、四つの一側回り止め溝13aまたは四つの他側回り止め溝13eに同時に係合されている。これにより、四つの一側回り止め溝13aまたは四つの他側回り止め溝13eと四つのピン7cとの組み合わせによりガタを打ち消しあう。
As shown in FIG. 7 (b), a substantially cylindrical sliding portion (without sliding) is provided at one end of the
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ12は、ねじ軸7に複数のピン7cを設けることで一側回り止め溝13aまたは他側回り止め溝13eとピン7cとのガタが抑制される。これにより、位置保持機能付き電動アクチュエータ12は、直動部材の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。
With the configuration as described above, the
次に、図8を用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第三実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ14について説明する。
Next, the
図8に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ14は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。位置保持機能付き電動アクチュエータ14は、スリーブ15、ボールねじ6を具備する。
As shown in FIG. 8, the
スリーブ15は、ねじ軸7の回転を規制するものである。スリーブ15の内周面には、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝である二つのA型一側回り止め溝15a、二つのB型一側回り止め溝15fおよび四つの他側回り止め溝15dが形成されている。A型一側回り止め溝15aには、位置保持構造であるA段差15bが形成されている。B型一側回り止め溝15fには、位置保持構造であるB段差15gが形成されている。A段差15bとB段差15gとは、A型一側回り止め溝15aにおける始端(ねじ軸7の後退側端部)からA段差15bまでの長さLaとB型一側回り止め溝15fにおける始端(ねじ軸7の後退側端部)からB段差15gまでの長さLbとが異なるように設けられている。二つのA型一側回り止め溝15a、二つのB型一側回り止め溝15fおよび四つの他側回り止め溝15dは、周方向に沿って左回りに、一方のA型一側回り止め溝15a、他側回り止め溝15d、一方のB型一側回り止め溝15f、他側回り止め溝15d、他方のA型一側回り止め溝15a、他側回り止め溝15d、他方のB型一側回り止め溝15f、他側回り止め溝15dの順に交互に並んで配置されている。この際、二つのA型一側回り止め溝15a、二つのB型一側回り止め溝15fおよび四つの他側回り止め溝15dは、同じ種類の溝同士が二つで1組として対向するように配置されている。
The
一方のA型一側回り止め溝15aの終端(ねじ軸7の延伸側)は、その左隣りに設けられている他側回り止め溝15dの始端(ねじ軸7の延伸側)に他側移動用溝15cを介して接続されている。その他側回り止め溝15dの終端(ねじ軸7の後退側)は、その左隣りに設けられている一方のB型一側回り止め溝15fの始端に一側移動用溝15eを介して接続されている。さらに、一方のB型一側回り止め溝15fの終端は、その左隣りに設けられている他側回り止め溝15dの始端に他側移動用溝15cを介して接続されている。その他側回り止め溝15dの終端は、その左隣りに設けられている他方のA型一側回り止め溝15aの始端に一側移動用溝15eを介して接続されている。同様にして他方のA型一側回り止め溝15aと他側回り止め溝15dおよび他方のB型一側回り止め溝15fと他側回り止め溝15dとがそれぞれ交互に接続されている。
The end of one A-type one-
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ14は、A段差15bとB段差15gとの段差位置が異なるA型一側回り止め溝15aとB型一側回り止め溝15fとによって位置保持がされる。これにより、位置保持機能付き電動アクチュエータ14は、回り止め溝の形状を変更するだけでボールねじ6のねじ軸7の1ストローク毎に異なる位置でねじ軸7を保持することができる。
With the configuration as described above, the
次に、図9を用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータ16の第四実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ16について説明する。
Next, the
図9(a)に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ16は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。位置保持機能付き電動アクチュエータ16は、スリーブ17、直動機構であるボールねじ6を具備する。
As shown to Fig.9 (a), the
スリーブ17は、ねじ軸18の回転を規制するものである。スリーブ17の内周面には、径方向内側に突出するようにして二つのピン17aが設けられている。二つのピン17aは、対向するように配置されている。ピン17aは、後述するねじ軸18の二つの一側回り止め溝18bおよび二つの他側回り止め溝18dを摺動可能な径に形成されている。ピン17aは、回り止め部を構成している。
The
ボールねじ6は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ6は、ねじ軸18、ナット8、複数のボール9等から構成されている。
The
ねじ軸18の一側端部には、略円柱状の摺動部(摺動しなくても良い)18aが形成されている。摺動部18aは、スリーブ17に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。摺動部18aの外周面には、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝である二つの一側回り止め溝18bと二つの他側回り止め溝18dとが周方向右回りに交互に並んで設けられている。一側回り止め溝18bと他側回り止め溝18dとは、回り止め部を構成している。
A substantially cylindrical sliding portion (not required to slide) 18 a is formed at one end of the
このように構成されているボールねじ6は、ねじ軸18の一側端部の摺動部18aがスリーブ17に摺動自在に挿入されている。この際、ねじ軸18は、摺動部18aの二つの一側回り止め溝18bまたは二つの他側回り止め溝18dにスリーブ17の二つのピン17aが摺動自在に係合されている。このように、ボールねじ6には、ねじ軸18の摺動部18aの一側回り止め溝18bまたは他側回り止め溝18dとスリーブ17のピン17aとから回り止め部が構成されている。
In the
図9(b)に示すように、ねじ軸18の二つの一側回り止め溝18bおよび二つの他側回り止め溝18dは、直動部材であるねじ軸18の二つのピン17aを係合させるものである。二つの一側回り止め溝18bおよび二つの他側回り止め溝18dは、スリーブ17の周方向に沿って右回りに、一方の他側回り止め溝18d、一方の一側回り止め溝18b、他方の他側回り止め溝18d、他方の一側回り止め溝18bの順に交互に並んで配置されている。この際、二つの一側回り止め溝18bおよび二つの他側回り止め溝18dは、一側回り止め溝18b同士が対向するように配置され、他側回り止め溝18d同士が対向するように配置されている。二つの他側回り止め溝18dには、右側面18eの任意の位置に位置保持構造である第1右段差18fと第2右段差18gとが形成されている。二つの一側回り止め溝18bは、段差のない側面に形成されている。
As shown in FIG. 9B, the two one-
一方の他側回り止め溝18dの終端(ねじ軸18の後退側)は、その右側面18e側に隣り合うように設けられている一方の一側回り止め溝18bの始端(ねじ軸18の後退側)に一側移動用溝18hを介して接続されている。一側移動用溝18hは、右回りに延びるようにして摺動部18aの一側端に形成されている。つまり、一方の他側回り止め溝18dの終端は、右隣りに設けられている一方の一側回り止め溝18bの始端に一側移動用溝18hを介して接続されている。さらに、一方の一側回り止め溝18bの終端(ねじ軸18の延伸側)は、一方の一側回り止め溝18bの右側面18eに隣り合うように設けられている他方の他側回り止め溝18dの始端(ねじ軸18の延伸側)に他側移動用溝18cを介して接続されている。他側移動用溝18cは、右回りに延びるようにして摺動部18aの他側端に形成されている。つまり、一方の一側回り止め溝18bの終端は、右隣りに設けられている他方の他側回り止め溝18dの始端に接続されている。
The terminal end of one other-
同様にして、他方の他側回り止め溝18dの終端は、右隣りに設けられている他方の一側回り止め溝18bの始端に一側移動用溝18hを介して接続されている。他方の一側回り止め溝18bの終端は、右隣りに設けられている一方の他側回り止め溝18dの始端に他側移動用溝18cを介して接続されている。このように、摺動部18aの外周面の周方向に沿って交互に配置されている二つの一側回り止め溝18bと二つの他側回り止め溝18dとは、一側移動用溝18hと他側移動用溝18cとによって交互に接続され、摺動部18aの外周面を周回する一本の溝として構成されている。二つの一側回り止め溝18b、または二つの他側回り止め溝18dは、スリーブ17に設けられている二つのピン17aがそれぞれ挿入されている。
Similarly, the terminal end of the other one-
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ16は、ボールねじ6のねじ軸18に軸方向の外力が加わると他側回り止め溝18dに形成された位置保持構造である第1右段差18fや第2右段差18gにピン17aが係合される。これにより、これにより、位置保持機能付き電動アクチュエータ16は、直動部材であるねじ軸18の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。
By configuring as described above, the
次に、図10と図11とを用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第五実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ19について説明する。
Next, the
図10に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ19は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。位置保持機能付き電動アクチュエータ19は、格納側ハウジング20、延伸側ハウジング3、軸端ハウジング21、電動モータ4、直動機構であるボールねじ22、スリーブ25および歯車減速機構11を具備する。位置保持機能付き電動アクチュエータ19は、電動モータ4の動きを制御することで後述するナット24を任意の位置に移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 10, the
格納側ハウジング20には、玉軸受保持部20aが形成されている。玉軸受保持部20aは、格納側ハウジング20の一側面に形成されている。また、玉軸受保持部20aは、後述するボールねじ22のねじ軸23を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
軸端ハウジング21は、ボールねじ22のねじ軸23を支持するものである。軸端ハウジング21は、延伸側ハウジング3および格納側ハウジング20が固定される図示しない基部に固定されている。軸端ハウジング21は、ねじ軸23を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
ボールねじ22は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ22は、ねじ軸23、ナット24、複数のボール9および玉軸受10等から構成されている。
The ball screw 22 converts rotational motion into linear motion. The ball screw 22 includes a
ねじ軸23の一側端部と他側端部には、円柱状の一側支持部23aと他側支持部24bとが形成されている。一側支持部23aの両側端部には、玉軸受10が設けられている。玉軸受10は、延伸側ハウジング3の玉軸受保持部3cと格納側ハウジング20の玉軸受保持部20aとにそれぞれ保持されている。同様に他側支持部24bには、玉軸受10が設けられている。玉軸受10は、軸端ハウジング21に保持されている。つまり、ねじ軸23は、玉軸受10を介して延伸側ハウジング3、格納側ハウジング20および軸端ハウジング21に回転自在に支持されている。
A cylindrical one-
ナット24の外周面は、スリーブ25に隙間なく摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。ナット24は、複数のボール9を介してねじ軸23の軸回りに回転自在に支持されている。また、ナット24には、スリーブ25の二つ一側回り止め溝25aまたは二つの他側回り止め溝25dと対向する位置に径方向に突出した二つのピン24aが形成されている。ピン24aは、回り止め部を構成している。
The outer peripheral surface of the
図11に示すように、スリーブ25は、ナット24の回転を規制するものである。スリーブ25は、延伸側ハウジング3および格納側ハウジング20が固定される図示しない基部に固定されている。つまり、スリーブ25は、ナット24に対して相対回転不能に構成されている。スリーブ25の内周面は、ナット24が隙間なく摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。スリーブ25の内周面には、ナット24のピン24aと対向する位置に軸方向に延びる二つの一側回り止め溝25aおよび二つの他側回り止め溝25dとが形成されている。二つの一側回り止め溝25aおよび二つの他側回り止め溝25dとは、ピン24aが摺動可能な幅に形成されている。二つの一側回り止め溝25aおよび二つの他側回り止め溝25dは、回り止め部を構成している。二つの一側回り止め溝25aには、位置保持構造である第1左段差25bと第2左段差25cとが形成されている。
As shown in FIG. 11, the
このように構成されているボールねじ22は、ねじ軸23の一側支持部23aに設けられている玉軸受10が延伸側ハウジング3と格納側ハウジング20とに保持され、他側支持部24bに設けられている玉軸受10が軸端ハウジング21に保持されている。つまり、ねじ軸23は、玉軸受10を介して格納側ハウジング20、延伸側ハウジング3および軸端ハウジング21に回転自在に支持されている。また、ボールねじ22は、ナット24が図示しない基部に一体的に固定されているスリーブ25に摺動自在に挿入されている。この際、ナット24の二つのピン24aは、スリーブ25の二つの一側回り止め溝25aまたは二つの他側回り止め溝25dに摺動自在に係合されている。このように、ボールねじ22には、ナット24の二つのピン24aとスリーブ25の二つの一側回り止め溝25aおよび二つの他側回り止め溝25dとから回り止め部が構成されている。つまり、ナット24は、ねじ軸23にその軸回りに回転自在に支持されつつ、スリーブ25に相対回転不能に挿入されている。ボールねじ22は、ねじ軸23が回転されるとナット24に回転力が伝達される。ナット24は、スリーブ25に相対回転不能に挿入されているのでナット24の回転運動がねじ軸23の軸方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ22のナット24は、スリーブ25に挿入された状態でねじ軸23上を軸方向に往復移動する。
In the
駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、噛み合った状態で延伸側ハウジング3の歯車減速機構配置部3bに配置されている。従動側ギヤ11bは、その中心に形成されている支持軸挿入孔にねじ軸23の一側支持部23aが挿入され、一体的に回転可能に設けられている。
The
このように構成される位置保持機能付き電動アクチュエータ19は、従動側ギヤ11bが設けられているボールねじ22のねじ軸23が回転されることでねじ軸23のリードに応じた速度と軸方向推力でナット24が軸方向に直線運動する(図10黒塗矢印参照)。
The
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ19は、ボールねじ22のナット24に軸方向の外力が加わると一側回り止め溝25aに形成されている位置保持構造である第1左段差25bと第2左段差25cとにピン24aが係合される。これにより、これにより、直動部材であるねじ軸23の位置を安定的に保持しつつ、容易に位置保持を解除することができる。
With the configuration as described above, the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
1 位置保持機能付き電動アクチュエータ
4 電動モータ
5 スリーブ
5a 一側回り止め溝
5c 第1左段差
5d 第2左段差
5g 他側回り止め溝
6 ボールねじ
7 ねじ軸
7c ピン
8 ナット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ボールねじを構成するねじ軸とナットとのうち前記電動モータからの回転力によってボールねじの一側から他側に向かって移動される直動部材の軸回りの回転を規制する一側回り止め溝と、
前記電動モータからの回転力によってボールねじの他側から一側に向かって移動される前記直動部材の軸回りの回転を規制する他側回り止め溝と、
前記一側回り止め溝と前記他側回り止め溝とに係合可能なピンと、
を備え、
複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝に外力による前記直動部材の軸方向の移動を規制する段差が形成され、前記ピンが前記一側回り止め溝と前記他側回り止め溝との間を移動可能に構成されている位置保持機能付き電動アクチュエータ。 In the electric actuator with position holding function that transmits the rotational force from the electric motor to the ball screw,
One-side detent for restricting rotation around the axis of the linear member that is moved from one side of the ball screw toward the other side by the rotational force from the electric motor of the screw shaft and nut constituting the ball screw Groove,
The other-side detent groove for restricting the rotation of the linear motion member that is moved from the other side of the ball screw toward the one side by the rotational force from the electric motor;
A pin engageable with the one-side detent groove and the other-side detent groove;
With
A step is formed in the plurality of one-side anti-rotation grooves or the plurality of other-side anti-rotation grooves to restrict axial movement of the linear motion member by an external force, and the pin is connected to the one-side anti-rotation groove and the other side. An electric actuator with a position holding function configured to be movable between the rotation preventing groove.
前記直動部材の軸方向に沿うように形成される複数の前記一側回り止め溝と複数の前記他側回り止め溝とが前記スリーブの摺動面の周方向に交互に並んで設けられ、
前記ピンが前記直動部材の摺動面に設けられ、
前記段差が複数の前記一側回り止め溝の側面または複数の前記他側回り止め溝の側面であって、前記直動部材に軸方向の外力が加わることで発生する回転力によって前記ピンが押し付けられる側面を凹ますように設けられ、
複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝のうち、前記段差が設けられている溝の終端側と、前記段差が設けられている側面に隣り合うように設けられている溝の始端側とが接続され、前記段差が設けられている溝の始端側と、前記段差が設けられている側面と対向する側面側に設けられる溝の終端側とが接続される請求項1に記載の位置保持機能付き電動アクチュエータ。 A sleeve into which the linear motion member is slidably inserted;
A plurality of the one-side detent grooves and a plurality of the other-side detent grooves formed along the axial direction of the linear motion member are provided alternately in the circumferential direction of the sliding surface of the sleeve,
The pin is provided on the sliding surface of the linear motion member;
The step is a side surface of the plurality of one-side detent grooves or a side surface of the plurality of the other-side detent grooves, and the pin is pressed by a rotational force generated when an axial external force is applied to the linear motion member. Is provided to dent the side
Of the plurality of one-side anti-rotation grooves or the plurality of other-side anti-rotation grooves, the terminal is provided adjacent to the end side of the groove provided with the step and the side surface provided with the step. The groove is connected to a start end side of the groove, and a start end side of the groove provided with the step is connected to a terminal end side of the groove provided on the side surface opposite to the side surface provided with the step. The electric actuator with a position holding function described in 1.
前記直動部材の軸方向に沿うように形成される複数の前記一側回り止め溝と複数の前記他側回り止め溝とが前記直動部材の摺動面に軸方向に沿って交互に設けられ、
前記ピンが前記スリーブの摺動面に設けられ、
前記段差が複数の前記一側回り止め溝の側面または複数の前記他側回り止め溝の側面であって、前記直動部材に軸方向の外力が加わることで発生する回転力によって前記ピンが押し付けられる側面を凹ますように設けられ、
複数の前記一側回り止め溝または複数の前記他側回り止め溝のうち、前記段差が設けられている溝の終端側と、前記段差が設けられている側面に隣り合うように設けられている溝の始端側とが接続され、前記段差が設けられている溝の始端側と、前記段差が設けられている側面と対向する側面側に設けられる溝の終端側とが接続される請求項1に記載の位置保持機能付き電動アクチュエータ。 A sleeve into which the linear motion member is slidably inserted;
A plurality of the one-side detent grooves and a plurality of the other-side detent grooves formed along the axial direction of the linear motion member are alternately provided along the axial direction on the sliding surface of the linear motion member. And
The pin is provided on the sliding surface of the sleeve;
The step is a side surface of the plurality of one-side detent grooves or a side surface of the plurality of the other-side detent grooves, and the pin is pressed by a rotational force generated when an axial external force is applied to the linear motion member. Is provided to dent the side
Of the plurality of one-side anti-rotation grooves or the plurality of other-side anti-rotation grooves, the terminal is provided adjacent to the end side of the groove provided with the step and the side surface provided with the step. The groove is connected to a start end side of the groove, and a start end side of the groove provided with the step is connected to a terminal end side of the groove provided on the side surface opposite to the side surface provided with the step. The electric actuator with a position holding function described in 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015226127A JP2017096313A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Electric actuator with position holding function |
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Cited By (1)
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JP2019520531A (en) * | 2016-06-30 | 2019-07-18 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Fluid metering valve |
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2015
- 2015-11-18 JP JP2015226127A patent/JP2017096313A/en active Pending
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US10711750B2 (en) | 2016-06-30 | 2020-07-14 | Robert Bosch Gmbh | Valve for metering a fluid |
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