JP2020182304A - 電動アクチエータの放熱手段 - Google Patents

Abstract

【課題】 静音性と防水性を維持しつつ、放熱性を向上することで、連続運転による発熱で出力トルクが低下することを抑えられる電動アクチエータを提供する。【解決手段】 ブラシ付電動モーター１のブラケット部を金属製の放熱ケーシング５ｂと一体化し、前記ブラケット部に金属製軸受１２を取り付けたことで、巻線形回転子１３で発生した熱を、巻線形回転子１３のシャフト７を通して金属製軸受１２からブラケット部を介し放熱ケーシング５ｂに伝熱させて放熱ケーシング５ｂの表面から放熱させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、静音性と防水性を維持しつつ、放熱性を向上できる電動アクチエータに関するものである。

従来から電動アクチエータは、静音性や防塵・防水性を向上させるため、モーター、前記モーターの回転運動を直線運動に変換する運動変換手段及び前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段をケース内に密封して収めていたが、モーターで発生した熱がケース外に放熱されず、短時間でモーターの温度が上昇して、その結果、モーターを構成するコイルの電気抵抗が高まりモーターの出力トルクの低下が発生していた。

他方、このような問題を解決できる手段として、下記特許文献１の図２に示すように、モーターのステータコアの熱を直接伝導する金属製の放熱手段（放熱用金属板）を樹脂製のハウジング（以下、ケース）の外に放射状に突き出すように配置するアクチエータが提案されている。前記コイルの各相に金属製の放熱手段を備えることで、各相のコイル毎に発生した熱を効率よくケース外に放熱できるようになり、各相の放熱量を均等にすることで、モーターの出力トルクの脈動を抑えることができるようになる。

特開２０１３−０９９１９８

然るに、上記特許文献１記載の解決手段において、放熱手段はステータ（固定子）側に取り付けられたコイルで発生する熱を放熱する手段であるため、ロータ（回転子）にコイルが取り付けられているモーターでは効率的に放熱できない問題がある。

本発明は、前述の問題点を解決できるものであり、ロータ（回転子）に取り付けられたコイルで発生する熱を効率的に放熱できる手段を提供するものである。

請求項１記載の発明は、駆動源としてのブラシ付きモーター（以下、電動モーターという）と、目的のトルクを得るために前記電動モーターの回転数を減速する減速手段と、前記減速手段で減速された回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段とを備えた電動アクチエータにおいて、アルミニウム製のアクチエータケースの前記電動モーターの取付け部を前記電動モーターのブラケット部として機能させ、前記ブラケット部に金属製の軸受を取り付けたことで、ロータ及びロータに取り付けたコイルで発生する熱をアクチエータケース外に放熱させることに特徴を有する。

請求項１記載の発明によれば、ブラケット部をアルミニウム製のアクチエータケースと一体化し、前記ブラケット部に金属製の軸受を取り付けたことで、ロータに取り付けたコイルで発生した熱が、軸受、ブラケット部に伝導してアクチエータケースの表面から放熱されるため、連続運転による電動モーターの温度上昇が抑えられ、電動モーターの出力トルクの低下を抑えることができる。

本発明の実施例に係る電動アクチエータの断面図である。

本発明の実施例について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る電動アクチエータＡの断面図である。１は電動アクチエータＡの駆動源となる電動モーター、２は電動モーター１の回転出力を複数のギヤ又はギヤとウォームホイールの組み合わせ等により減速する減速手段である。

３は減速手段２から出力される回転運動を直線運動に変換する運動変換手段（ボールねじ）であり、４は運動変換手段３で変換された直線運動を出力する出力手段である。

電動モーター１、減速手段２、運動変換手段３、出力手段４を収めるアクチエータケース５は、アルミニウム製の基部ケーシング５ａと放熱ケーシング５ｂと出力ケーシング５ｃの３つの部分より構成されている。

基部ケーシング５ａには、電動モーター１のシャフト７と軸継手（図示しない）を介して連結される出力軸８、出力軸８を支持する出力軸用軸受９、前記出力軸８に駆動可能に連結された減速手段２（複数のギヤ）、減速手段２により減速された回転運動を運動変換手段３（ボールねじ）のねじ軸３ａに伝える駆動連結部６、ねじ軸３ａを支持するねじ軸用軸受１０を備える。

基部ケーシング５ａにおいて、電動モーター１の回転運動を出力軸８から減速手段２を経て駆動連結部６に伝えることで前記回転運動の出力トルクを増加させる。

放熱ケーシング５ｂのモーター取付け部１１は、電動モーター１のブラケット部を兼ねており、電動モーター１のシャフト７を支持する金属製軸受１２が設置されている。また、放熱ケーシング５ｂには運動変換手段３が取り付けられる。

電動モーター１のブラケットとアクチエータケース５を一体化させる方法として、放熱ケーシング５ｂのモーター取付け部１１を電動モーター１のブラケット部として兼ねる構造とすることで、電動モーター１の巻線型回転子１３で発生する熱がシャフト７からモーター取付け部１１を介して放熱ケーシング５ｂを含むアクチエータケース５の表面に伝熱され、当該表面から直接外部へ放熱されるため、連続運転による電動モーター１の温度上昇が抑えられ、電動モーター１の出力トルクの低下を抑えることができる。

出力ケーシング５ｃはテレスコピック状の駆動ロッド１４から成る出力手段４を備えており、放熱ケーシング５ｂと係合することで電動モーター１と運動変換手段３を覆うカバーとなる。

また、基部ケーシング５ａと放熱ケーシング５ｂ間、放熱ケーシング５ｂと出力ケーシング５ｃ間の係合部分には耐熱性のパッキン等のシール材（図示しない）を介在させることで、放熱ケーシング５ｂの熱によって劣化することなく、防水性が保たれている。

さらに、放熱ケーシング５ｂと出力ケーシング５ｃの表面をリブ状の凹凸に成形したり、放熱ケーシング５ｂをアルミニウムよりも熱伝導率が良い銅製にすることにより、アクチエータケース５表面からの放熱性を向上させ、連続運転による電動モーター１の温度上昇を抑えられ、電動モーター１の出力トルクの低下を抑えることできる。

本発明は、駆動源としてブラシ付きモーターを使用するアクチエータの出力トルクの低下を長時間抑える際に利用される。

１ ブラシ付きモーター（電動モーター）
２ 減速手段
３ 運動変換手段
３ａ ねじ軸
４ 出力手段
５ アクチエータケース
５ａ 基部ケーシング
５ｂ 放熱ケーシング
５ｃ 出力ケーシング
６ 駆動連結部
７ シャフト
８ 出力軸
９ 出力軸用軸受
１０ ねじ軸用軸受
１１ モーター取付け部
１２ 金属製軸受
１３ 巻線型回転子
１４ 駆動ロッド
Ａ 電動アクチエータ

Claims (1)

1. 駆動源としてのブラシ付きモーター、目的のトルクを得るために前記ブラシ付きモーターの回転数を減速する減速手段と、前記減速手段で減速された回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段により変換された直線運動を出力する出力手段とを備えた電動アクチエータにおいて、アルミニウム製のアクチエータケースの前記ブラシ付きモーターの取付け部が前記ブラシ付きモーターのブラケット部として機能し、前記ブラケット部に金属製の軸受を取り付けたことを特徴とした電動アクチュエータの放熱手段。

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