JP2018168898A - Electric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator.
近年、自動車等の車両においては、その省力化や低燃費化のために電動化が進展し、例えば、自動変速機、ブレーキ、ステアリング等の操作を電動モータの力を利用して行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるいわゆる直線運動型の電動アクチュエータとして、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構にボールねじを用いたものが知られている。 In recent years, in vehicles such as automobiles, electrification has progressed to save labor and reduce fuel consumption. For example, a system that uses the power of an electric motor to operate automatic transmissions, brakes, steering, etc. has been developed. Has been put on the market. As a so-called linear motion type electric actuator used for such applications, there is known one using a ball screw as a motion conversion mechanism for converting the rotational motion of a motor into a linear motion.
例えば、特許文献1には、運動変換機構部にボールねじを採用した直線運動型の電動アクチュエータとして、電動モータとボールねじを直列に配置(軸方向に連ねて配置)したものが記載されている。また、特許文献1に記載のアクチュエータにおいては、ボールねじをハウジングに対して支持する部材として、主に径方向の荷重を受けるラジアル玉軸受を用いている。
For example,
ところで、ラジアル玉軸受は、一般的に径方向の荷重に対する剛性に比べて軸方向の荷重に対する剛性が低い。このため、ボールねじを支持する軸受としてラジアル玉軸受を用いると、ボールねじの直線運動時に生じる軸荷重によって軸方向にがたつきが生じ、これがボールねじの直線運動方向の位置決め誤差の要因になることが考えられる。 By the way, the radial ball bearing generally has a lower rigidity against an axial load than a rigidity against a radial load. For this reason, when a radial ball bearing is used as a bearing for supporting the ball screw, the axial load generated during the linear motion of the ball screw causes rattling in the axial direction, which causes a positioning error in the linear motion direction of the ball screw. It is possible.
また、この種の電動アクチュエータにおいては、小型化を図る観点から、部品点数をできる限り少なくすることが望まれている。 In this type of electric actuator, it is desired to reduce the number of parts as much as possible from the viewpoint of miniaturization.
そこで、本発明は、直線運動方向の位置決め精度の向上および小型化を図れる電動アクチュエータを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric actuator capable of improving the positioning accuracy in the linear motion direction and reducing the size.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電動モータを有する駆動部と、駆動部の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部とが直列に配置され、運動変換機構部が、駆動部の回転運動を受けて回転するナットと、ナットの内周に配置され、ナットの回転に伴って直線運動するねじ軸とを有し、ナットが軸受によって回転可能に支持された電動アクチュエータにおいて、軸受は、ナットの外周面に形成された内側軌道面と、ナットの外周に配置され、内周面に外側軌道面を有する外輪と、内側軌道面と外側軌道面との間に配置された転動体とを有し、転動体は、内側軌道面と外側軌道面に対して接触角をもって配置されたことを特徴とする。 As a technical means for achieving the above-described object, the present invention provides a motion conversion mechanism in which a drive unit having an electric motor and a motion conversion mechanism unit that converts the rotational motion of the drive unit into a linear motion are arranged in series. The nut has a nut that rotates in response to the rotational movement of the drive section, and a screw shaft that is arranged on the inner periphery of the nut and linearly moves with the rotation of the nut. The nut is rotatably supported by the bearing. In the electric actuator, the bearing is disposed between the inner raceway surface formed on the outer peripheral surface of the nut, the outer ring disposed on the outer periphery of the nut and having the outer raceway surface on the inner peripheral surface, and the inner raceway surface and the outer raceway surface. The rolling elements are arranged with contact angles with respect to the inner raceway surface and the outer raceway surface.
このように、転動体が内側軌道面と外側軌道面に対して接触角をもって配置されていることで、転動体が両軌道面に対して接触角をもって配置されていない軸受に比べて、軸方向の荷重に対する剛性を向上させることができる。これにより、軸受における軸方向のがたつきを低減できるようになり、電動アクチュエータの直線運動方向の位置決め精度が向上する。また、ナットの外周面に内側軌道面が形成されていることで、内側軌道面を有する内輪をナットの外周面に別体で設けなくてもよくなる。これにより、電動アクチュエータの径方向の小型化を図れるようになる。 As described above, the rolling elements are arranged with contact angles with respect to the inner raceway surface and the outer raceway surface, so that the rolling elements are arranged in the axial direction in comparison with a bearing in which the rolling elements are not arranged with contact angles with respect to both raceway surfaces. The rigidity with respect to the load can be improved. Thereby, it becomes possible to reduce the shakiness in the axial direction of the bearing, and the positioning accuracy of the electric actuator in the linear motion direction is improved. Further, since the inner raceway surface is formed on the outer peripheral surface of the nut, it is not necessary to separately provide the inner ring having the inner raceway surface on the outer peripheral surface of the nut. As a result, the electric actuator can be downsized in the radial direction.
また、上記軸受の外輪として、深溝型の外側軌道面を有する外輪を用いることで、特殊設計の外輪を用いなくてもよいので、設計コスト増加を抑えることが可能となる。 Further, by using an outer ring having a deep groove type outer raceway as the outer ring of the bearing, it is not necessary to use a specially designed outer ring, so that an increase in design cost can be suppressed.
ナットに形成された内側軌道面を、アンギュラ型の軌道面としてもよい。この場合、ナットの外径を軸方向端部側から軸方向中央側に向かって大きく形成することで、ナットと一体のアンギュラ型の内側軌道面を形成することが可能である。 The inner raceway surface formed on the nut may be an angular raceway surface. In this case, by forming the outer diameter of the nut larger from the axial end side toward the axial center side, it is possible to form an angular inner raceway surface integral with the nut.
また、弾性部材を設けて、外輪に軸方向に予圧を付与することで、軸方向のがたつき(特に製造初期のがたつき)をより確実に低減でき、電動アクチュエータの位置決め精度を一層向上させることができる。 In addition, by providing an elastic member and preloading the outer ring in the axial direction, shakiness in the axial direction (especially rattling at the initial stage of manufacture) can be reduced more reliably, and the electric actuator positioning accuracy can be further improved. Can be made.
本発明によれば、軸方向の荷重に対する軸受の剛性が高まるので、電動アクチュエータの直線運動方向の位置決め精度を向上させることができる。また、本発明によれば、ナットの外周面に内側軌道面が形成されていることで、軸受の内輪を省略することができるので、径方向の小型化を図れるようになる。 According to the present invention, since the rigidity of the bearing with respect to the axial load increases, the positioning accuracy of the electric actuator in the linear motion direction can be improved. In addition, according to the present invention, since the inner raceway surface is formed on the outer peripheral surface of the nut, the inner ring of the bearing can be omitted, so that the radial size can be reduced.
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings for explaining the present invention, components such as members and components having the same function or shape are denoted by the same reference numerals as much as possible, and once described, the description will be given. Omitted.
図1は、本発明の第1実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図、図2は、第1実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the electric actuator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the electric actuator according to the first embodiment.
図1に示すように、第1実施形態に係る電動アクチュエータ1は、駆動部2と、駆動部2の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部3と、運動変換機構部3の直線運動を出力して図示外の操作対象を操作する操作部6とを備える。本実施形態の駆動部2は、電動モータ7を有する。なお、以下でいう「軸方向」とは、図1に示す電動モータ7の回転中心Xに沿う方向である。また、以下では、軸方向の方向性を説明する上での便宜から、駆動部2が配置された側(図1において紙面右側)および操作部6が配置された側(図1において紙面左側)を、それぞれ、軸方向一方側および軸方向他方側という。
As shown in FIG. 1, the
図1および図2に示すように、駆動部2および運動変換機構部3のそれぞれは、電動アクチュエータ1の筐体1Aを構成する部材を有する。具体的に説明すると、駆動部2は、電動モータ7を収容した第1ケース9と、図示しない動力電源と電動モータ7とを電気的に接続する導電部材としての一対のバスバー19が設けられた第2ケース10を有し、運動変換機構部3は、運動変換機構としてのボールねじ12を収容した第3ケース11を有する。筐体1Aは、軸方向に連ねて配置された上記の各ケース9〜11を、図2に示すボルト部材27を用いて結合一体化することよって完成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the
隣り合うケース間の密封性を高めるため、第1ケース9のフランジ部16と第2ケース10のフランジ部25との間、および第2ケース10のフランジ部25と第3ケース11のフランジ部26との間には、Oリング28,29がそれぞれ介在している。
In order to improve the sealing performance between adjacent cases, the
駆動部2は、駆動力(回転駆動力)を発生させる電動モータ7と、電動モータ7を収容した第1ケース9と、バスバー19と、バスバー19が設けられた第2ケース10とを備える。第1ケース9は、有底筒状のケース本体15と、図2に示すボルト部材27の挿通孔が設けられたフランジ部16とを一体に備える。
The
ケース本体15の内周面15aは、軸方向他方側(ケース本体15の開口側)から軸方向一方側(ケース本体15の底側)に向けて漸次縮径しており、電動モータ7の軸方向一方側の端部外周は、ケース本体15の内周面15aの軸方向一方側の端部と面当たりを避けた状態で接触している。また、電動モータ7は、後述する第2ケース10のモータ嵌合部17の内周に嵌合された突起部7aを有する。従って、電動モータ7は、第1ケース9のケース本体15と第2ケース10のモータ嵌合部17とで支持されている。電動モータ7とケース本体15の内底面15bとの間には、電動モータ7の軸方向のがたつきや、グリース等の潤滑剤の外部漏洩を防止するためのOリング18を介在させている。
The inner
第2ケース10は、筒状のケース本体23と、第3ケース11の内周に嵌合された筒状の嵌合部24と、内周に電動モータ7の突起部7aが嵌合された環状のモータ嵌合部17と、図2に示すボルト部材27の挿通孔が設けられたフランジ部25とを一体に有する。第2ケース10が上記の嵌合部24およびモータ嵌合部17を一体に有することにより、第1ケース9〜第3ケース11間の芯出しを容易に行うことができるので、電動モータ7の回転中心Xと、後述するボールねじ12のナット30の回転中心とを容易に一致させることができる。
The
図3に示すように、第2ケース10のケース本体23に、一対のバスバー19が設けられている。各バスバー19の一端部19aはケース本体23から軸方向に突出して外部に露出し、他端部19bはケース本体23から径方向に突出して外部に露出している。各バスバー19の軸方向に突出する一端部19aは略筒状に形成されており、この略筒状に形成された一端部19aに対して電動モータ7に設けられた一対のモータ端子7cが軸方向に挿入されることでモータ端子7cと各バスバー19とが互いに接続される。また、各バスバー19の径方向に突出する他端部19bは図示しない動力電源と接続される。
As shown in FIG. 3, a pair of bus bars 19 is provided on the
図1に示すように、運動変換機構部3は、ボールねじ12と、ボールねじ12を収容した第3ケース11とを備える。ボールねじ12は、電動モータ7の出力軸7bと同軸(直列)に配置されたねじ軸31と、多数のボール32を介してねじ軸31の外周に回転可能に嵌合されたナット30と、循環部材としてのこま33とを備える。ナット30の内周面に形成された螺旋状溝30aとねじ軸31の外周面に形成された螺旋状溝31aの間に多数のボール32が充填され、こま33が組み込まれている。このような構成により、ナット30が回転するのに伴ってねじ軸31が軸方向に進退移動(直線運動)する際には、両螺旋状溝30a,31aの間でボール32が循環する。
As shown in FIG. 1, the motion
電動モータ7の出力軸7bには、出力軸7bと一体回転可能にカップリング62が設けられており、カップリング62を介して電動モータ7とボールねじ12のナット30とが連結されている。図2に示すように、カップリング62は外周に平坦面62aを有しており、ナット30の軸方向他端側の内周面30b(図1参照)に嵌め合い等により嵌合固定される。これにより、電動モータ7の回転駆動力は、カップリング62を介してナット30に伝達され、ナット30は、正逆何れかの方向に回転する。一方、ねじ軸31は、後述する回り止めによって回転が規制されている。このため、駆動部2の回転駆動力を受けてナット30が回転すると、ねじ軸31は、ナット30の回転方向に応じて軸方向に進退移動する。ねじ軸31の軸方向他方側の端部は、図示しない操作対象を操作する操作部(アクチュエータヘッド)6として機能する。従って、ねじ軸31が軸方向に進退移動するのに伴って、操作対象が軸方向に操作される。
A
第3ケース11は、大径筒部35と、大径筒部35の軸方向他方側に位置した小径筒部36と、図2に示すボルト部材27の挿通孔が設けられた環状のフランジ部26とを一体に有する。大径筒部35の内周面37は径一定の円筒面に形成されており、この内周面37には、ナット30を筐体1A(第3ケース11)に対して回転自在に支持するための軸受(玉軸受)13,14が軸方向に離間して取り付け固定されている。
The
第3ケース11は、大径筒部35の内周に配置された金属製の筒状部材38を有し、軸受13,14(の外輪)が取り付け固定された上記の内周面37は、筒状部材38の内周面で構成されている。筒状部材38の軸方向他方側の端部には、径方向内側に延びた環状部39が一体的に設けられており、この環状部39と軸受13の対向二面間に、軸方向に圧縮変形した環状の弾性部材である波ワッシャ42と、環状のスペーサワッシャ43とが介在している。また、軸方向一方側に位置する軸受14は、第2ケース10の嵌合部24によって軸方向他方側に付勢されている。以上の構成により、転がり軸受からなる軸受13,14に軸方向の予圧が付与されている。
The
図1に示すように、第3ケース11を構成する小径筒部36の内周には、焼結金属で形成され、内周にねじ軸31が挿通された筒状のすべり軸受40が設けられている。すべり軸受40の内周面には、ねじ軸31が摺動可能な摺動面34が設けられている。焼結金属の多孔質体からなるすべり軸受40の内部気孔には、グリースや潤滑油などの潤滑剤を含浸させておくのが好ましい。このようにすれば、すべり軸受40の内周面(摺動面34)とねじ軸31の外周面との間に油膜を形成することができるので、ねじ軸31を円滑に直線運動させることができる。ねじ軸31の軸方向所定位置には、すべり軸受40を軸方向で位置決めするための止め輪41が固定されている。
As shown in FIG. 1, a cylindrical slide bearing 40 formed of sintered metal and having a
本実施形態では、すべり軸受40の内周面(摺動面34)にねじ軸31の回り止め機能が付与されている。具体的に説明すると、摺動面34は、図4に示すように、周方向の一部領域に設けられた一つの平坦面34aと、円弧面(部分円筒面)34bとからなる。一方、ねじ軸31の外周面のうち摺動面34と摺動する摺動領域31bには、摺動面34の平坦面34aに対向する平坦面部31b1と、部分円筒面34bに対向する部分円筒面部31b2とが設けられている。
In the present embodiment, an anti-rotation function of the
以上の構成を有する本実施形態の第3ケース11は、筒状部材38およびすべり軸受40をインサート部品とした樹脂の射出成形品とされる。この場合、第3ケース11には、型内での筒状部材38の軸方向の位置決めを行った位置決めピンの外周面に倣うかたちで孔11aが設けられる。なお、樹脂製の第3ケース11、金属製の筒状部材38および焼結金属製のすべり軸受40を個別に作製した後、これらを適宜の手段で固定しても構わない。
The
図1に示すように、第3ケース11の小径筒部36とねじ軸31の間には、第3ケース11内への異物侵入を防止するためのブーツ44が取り付けられている。ブーツ44は樹脂製又はゴム製とされ、大径筒部44aおよび小径筒部44bと、両筒部44a,44b間に介在する蛇腹部44cとを一体に有する。ブーツ44の大径筒部44aおよび小径筒部44bは、それぞれ、第3ケース11の小径筒部36の外周面およびねじ軸31の外周面にブーツバンド45,46を用いて締め付け固定される。ブーツ44の外周には、ブーツ44を覆うブーツカバー47が配置されており、このブーツカバー47は、例えば軸方向に隣接する第3ケース11に取り付けられる。
As shown in FIG. 1, a
また、電動アクチュエータ1には、ねじ軸31の軸方向位置(軸方向の移動量)を検出するための位置検出装置が設けられている。位置検出装置は、図1に示すように、ねじ軸31に設けられるセンサターゲットとしての永久磁石53と、ブーツカバー47に設けられる位置検出センサとしての磁気センサ54とを有する。磁気センサ54としては、任意のタイプが使用でき、その中でもホールIC、リニアホールICなどホール効果を利用して磁場の向きおよび大きさを検出可能なタイプが好適に使用可能である。
Further, the
磁気センサ54は、図1および図4に示すように、センサ基板55と一体的に形成されており、このセンサ基板55は連結部材56によりセンサケース57に固定されている。そして、このセンサ基板55をセンサケース57に取り付けてなるセンサアセンブリ58をブーツカバー47の周方向所定位置に設けられたセンサ取付け部47aに取り付けることにより、磁気センサ54は、ブーツカバー47の周方向所定位置に設置されると共に、ブーツ44およびブーツカバー47を介して永久磁石53と対向した状態となる。この場合、磁気センサ54は、図1に示すように、ブーツカバー47とセンサケース57とで覆われた状態となる。なお、磁気センサ54の周囲を覆うセンサケース57およびブーツカバー47は、何れも、樹脂材料等の非磁性材料で形成される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図5は、永久磁石53を含むセンサターゲットユニット59と、ねじ軸31の分解斜視図を示している。図5に示すように、ねじ軸31の軸方向所定位置には切欠き31cが形成されており、この切欠き31cにセンサターゲットユニット59が取り付けられる。
FIG. 5 shows an exploded perspective view of the
センサターゲットユニット59は、永久磁石53と、永久磁石53を保持する第1および第2の磁石ホルダ60,61とを備える。第1の磁石ホルダ60は、全体として略円弧状に形成され、ねじ軸31の切欠き31cに嵌合される嵌合爪60aと、永久磁石53を収容可能な収容部60bとを有する。収容部60bは、その軸方向他方側の端部が第1の磁石ホルダ60の軸方向他方側の端面に開口している。そして、永久磁石53は、上記開口部の側から磁石ホルダ60の収容部60bに挿入され、その後、上記開口部を塞ぐように円弧状に形成された第2の磁石ホルダ61をねじ軸31の切欠き31cに嵌め込むことによって軸方向で位置決めされる。
The
第1および第2の磁石ホルダ60,61の材質は基本的に任意である。例えば永久磁石53がその周囲に形成する磁場に及ぼす影響を考慮した場合、各磁石ホルダ60,61は非磁性材料で形成するのが良く、ねじ軸31に対する磁石ホルダ60,61の取り付け性(嵌合爪60aの弾性変形性)を併せて考慮すると、樹脂製とするのが好ましい。
The material of the first and
位置検出装置は以上のように構成されていることから、ねじ軸31が軸方向に進退移動すると、磁気センサ54に対する永久磁石53の軸方向相対位置が変化し、これに伴って磁気センサ54の配設箇所における磁場も変化する。磁気センサ54は、この磁場(例えば磁束密度の向きおよび強さ)の変化を検出し、永久磁石53の軸方向位置、ひいてはねじ軸31(操作部6)の軸方向位置を取得する。
Since the position detection device is configured as described above, when the
以下、本実施形態に係る電動アクチュエータ1に関して、ボールねじの直線運動方向の位置決め精度を向上させる構成、および小型化に有利な構成について説明する。
Hereinafter, regarding the
上述のように、本実施形態に係る電動アクチュエータ1においては、ボールねじ12のナット30を2つの軸受13,14によって回転可能に支持している。図6に示すように、各軸受13,14は、ナット30の外周面に形成された内側軌道面30cと、内周面に外側軌道面20aを有する一対の外輪20と、内側軌道面30cと外側軌道面20aとの間に配置される複数の転動体(球体)21と、各転動体21を保持する図示しない保持器とを有する。そして、各転動体21は、内側軌道面30cと外側軌道面20aに対して接触角αをもって配置されている。ここで、接触角αとは、軸受中心軸に垂直な平面(ラジアル平面)と、軌道面からボールへ伝えられる力の合力の作用線とが成す角度である。
As described above, in the
本実施形態では、各外輪20の外側軌道面20aを、軌道面底部から軌道面両端部までの高さ(径方向寸法)が同等に形成された、いわゆる深溝型の軌道面としている。ここで、転動体が外側軌道面に対して接触角をもって接触しない一般的な深溝玉軸受では、図7に示すように、転動体400の中心(Ob)と外側軌道面300の曲率半径の中心(O)とが軸方向において同じ位置に配置されている。これに対し、本実施形態では、図8に示すように、外側軌道面20aの曲率半径の中心(O´)を、転動体21の中心(Ob´)から軸方向に距離eだけずらすことで、転動体21が外側軌道面20aに対して接触角αをもって接触するようにしている。
In the present embodiment, the
また、図8に示すように、ナット30に形成された各内側軌道面30cは、ナット30の外径を軸方向端部側から軸方向中央側に向かって大きく形成することで、軌道面底部から軌道面両端部までの高さ(径方向寸法)を異ならせた、いわゆるアンギュラ型の軌道面に形成されている。本実施形態では、内側軌道面30cの曲率半径の中心(O″)を、転動体21の中心(Ob´)から軸方向に距離fだけずらすことで、転動体21が内側軌道面30cに対して接触角αをもって接触するようにしている。
Further, as shown in FIG. 8, each
以上のように、本実施形態においては、各転動体21が内側軌道面30cと外側軌道面20aに対して接触角αをもって配置されていることで、転動体が両軌道面に対して接触角をもって配置されていない構成に比べて、軸方向の荷重に対する剛性を向上させることができる。これにより、各軸受13,14における軸方向のがたつきを低減できるようになり、ボールねじ21の直線運動方向の位置決め精度が向上する。
As described above, in the present embodiment, each rolling
また、本実施形態では、ナット30の外周面に内側軌道面30cが形成されていることで、内側軌道面を有する内輪をナット30の外周面に別体で設けなくてもよくなる。これにより、部品点数が少なくなるので、電動アクチュエータの径方向の小型化を図れるようになる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、波ワッシャ42を用いて外輪20に軸方向に予圧を付与しているため、軸方向のがたつき(特に製造初期のがたつき)をより確実に低減できる。これにより、ボールねじ21の位置決め精度を一層向上させることが可能である。
Further, in the present embodiment, since the preload is applied to the
また、本実施形態のように、各軸受13,14の外輪20として、一般的な深溝型の軌道面(外側軌道面20a)を有する外輪を用いることで、特殊設計の外輪を用いなくてもよいので、設計コスト増加を抑えることができる。なお、各軸受13,14の外輪20として、アンギュラ型の軌道面を有する外輪を用いることも可能である。
Further, as in the present embodiment, as the
以下、本発明の第2実施形態に係る電動アクチュエータについて、図9に示す縦断面図、図10に示す分解斜視図、図11に示す図1のA−A線矢視断面図、および図12に示す図1のB−B線矢視断面図に基づき説明する。 Hereinafter, regarding the electric actuator according to the second embodiment of the present invention, a longitudinal sectional view shown in FIG. 9, an exploded perspective view shown in FIG. 10, a sectional view taken along line AA in FIG. It demonstrates based on the BB arrow sectional drawing of FIG.
図9および図10に示すように、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101は、電動モータ7からボールねじ12へ駆動力(回転)を減速して伝達する減速機8を備える。減速機8は、第2ケース10内に収容されている。この場合、電動モータ7は減速機8を介してボールねじ12とトルク伝達可能に連結されているため、上記カップリング62は用いていない。従って、第2実施形態において、駆動部2は、電動モータ7と、電動モータ7を収容した第1ケース9と、減速機8と、減速機8を収容した第2ケース10とを備える。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
減速機8は遊星歯車減速機である。図10および図12に示すように、遊星歯車減速機は、電動モータ7の出力軸7bと一体回転可能に設けられたサンギヤ49と、第2ケース10の内周面に一体又は別体(本実施形態では一体)に設けられたリングギヤ48と、リングギヤ48とサンギヤ49の間に自転および公転可能に配置された複数(本実施形態では3つ)の遊星ギヤ50と、遊星ギヤ50を自転可能に保持した遊星ギヤホルダ52と、遊星ギヤ50の公転運動を取り出す遊星ギヤキャリア51とを備える。図9に示すように、遊星ギヤキャリア51は、ボールねじ12を構成するナット30の径方向外側に配置された筒部51aを有し、この筒部51aとナット30は両者間で回転トルクを伝達可能に連結されている。
The
以上の構成を有する減速機8により、運動変換機構部3には、減速機8で減速された高トルクの回転動力が伝達されるため、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101においては、第1実施形態に係る電動アクチュエータ1に比べて小型の電動モータ7を採用することができる。これにより、駆動部2を全体として軽量・コンパクト化することができるので、軽量・コンパクトな電動アクチュエータを実現することができる。
Since the
また、図10および図11に示すように、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101は、電動モータ7と図示外の動力電源とを電気的に接続して電力を供給する手段として、上記バスバー19に代えて、一対のターミナル65を備える。一対のターミナル65は、電動モータ7の外周に嵌合されたターミナルホルダ66によって保持される。各ターミナル65の一端部65aは電動モータ7の差込み溝7d(図11参照)に差し込むことで電動モータ7と電気的に接続され、他端部65bには図示しない電線が接続される。図9に示すように、ケース本体15の底部には貫通孔15cが設けられており、この貫通孔15cにグロメット64が嵌め込まれている。ターミナル65の他端部65bに接続された図示外の電線は、グロメット64に設けられた孔64a(図10参照)を介して第1ケース9の外側に引き出される。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
上記以外の構成は、第1実施形態に係る電動アクチュエータ1と同様である。すなわち、運動変換機構部3(ボールねじ12および第3ケース11)などは、第1実施形態に係る電動アクチュエータ1と共通の部品を用いることができる。このような構成とすることで、用意すべき部品の種類を減らすことができるので、電動アクチュエータを多品種展開してシリーズ化する際に低コスト化を実現できる。多品種展開の具体例としては、例えば二輪車を含む自動車用のEGRバルブやトランスミッションコントロールバルブなど、従来ソレノイドが使用されている電動機構などが挙げられる。
The configuration other than the above is the same as that of the
上記のように、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101においても、運動変換機構部3(ボールねじ12)を支持する軸受13,14の構成は第1実施形態と同様であるから、第1実施形態に係る電動アクチュエータ1と同様に、各軸受13,14における軸方向のがたつきを低減できるようになり、ボールねじ21の直線運動方向の位置決め精度が向上する。さらに、ナット30の外周面に内側軌道面30cが形成されているため、各軸受13,14の小型化も図れる。
As described above, also in the
続いて、本発明の第3実施形態に係る電動アクチュエータについて、図13に示す縦断面図、および図14に示す分解斜視図に基づき説明する。 Next, an electric actuator according to a third embodiment of the present invention will be described based on a longitudinal sectional view shown in FIG. 13 and an exploded perspective view shown in FIG.
図13および図14に示すように、第3実施形態に係る電動アクチュエータ201は、図9に示す第2実施形態に係る電動アクチュエータ101と比べて、減速機8を備えていない点で異なる。このため、第3実施形態に係る電動アクチュエータ201においては、電動モータ7の出力軸7bが第1実施形態と同様のカップリング62を介してボールねじ12のナット30に連結されている。それ以外の構成の構成は、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101と同様である。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
このように、第2実施形態に係る電動アクチュエータ101と第3実施形態に係る電動アクチュエータ201とでは、一部の部品(減速機8とカップリング62)を取り換えるだけで、その他の多くの部品を共通の部品で構成することができる。このような構成とすることで、上記のような多品種展開するにあたって低コスト化およびシリーズ化に好適な電動アクチュエータを提供することができるようになる。
As described above, in the
なお、第3実施形態に係る電動アクチュエータ201においても、運動変換機構部3(ボールねじ12)を支持する軸受13,14の構成は第1実施形態又は第2実施形態と同様であるから、各実施形態に係る電動アクチュエータと同様に、各軸受13,14における軸方向のがたつきを低減できるようになり、ボールねじ21の直線運動方向の位置決め精度が向上する。さらに、ナット30の外周面に内側軌道面30cが形成されているため、各軸受13,14の小型化も図れる。
In addition, also in the
以上、本発明に係る電動アクチュエータの各実施形態について説明を行ったが、本発明に係る電動アクチュエータは上述の実施形態に限られない。例えば、第1実施形態のようなバスバー19を備える構成に、第2実施形態の減速機8を追加してもよい。
As mentioned above, although each embodiment of the electric actuator concerning the present invention was described, the electric actuator concerning the present invention is not restricted to the above-mentioned embodiment. For example, the
また、減速機8としては、上述の遊星歯車減速機のほか、例えばトラクションドライブ式の遊星減速機(遊星ローラ減速機)を採用することもできる。
Further, as the
また、上述の実施形態においては、運動変換機構部3としてボールねじ12を採用しているが、ボールねじ12に代えて、ナットがボールを介することなくねじ軸に組み付けられた、いわゆるすべりねじを採用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
1 電動アクチュエータ
2 駆動部
3 運動変換機構部
7 電動モータ
12 ボールねじ
13 軸受
14 軸受
20 外輪
20a 外側軌道面
21 転動体
30 ナット
30c 内側軌道面
31 ねじ軸
42 波ワッシャ(弾性部材)
101 電動アクチュエータ
201 電動アクチュエータ
α 接触角
DESCRIPTION OF
101
Claims (4)
前記軸受は、前記ナットの外周面に形成された内側軌道面と、前記ナットの外周に配置され、内周面に外側軌道面を有する外輪と、前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に配置された転動体とを有し、
前記転動体は、前記内側軌道面と前記外側軌道面に対して接触角をもって配置されたことを特徴とする電動アクチュエータ。 A drive unit having an electric motor and a motion conversion mechanism unit that converts the rotational motion of the drive unit into a linear motion are arranged in series, and the motion conversion mechanism unit rotates by receiving the rotational motion of the drive unit. And an electric actuator that is arranged on the inner periphery of the nut and linearly moves with the rotation of the nut, and the nut is rotatably supported by a bearing.
The bearing includes an inner raceway surface formed on an outer circumferential surface of the nut, an outer ring disposed on an outer circumference of the nut and having an outer raceway surface on an inner circumferential surface, and between the inner raceway surface and the outer raceway surface. Rolling elements arranged in the
The electric actuator according to claim 1, wherein the rolling element is disposed with a contact angle with respect to the inner raceway surface and the outer raceway surface.
Priority Applications (1)
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JP2017065443A JP2018168898A (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Electric actuator |
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