JP2022026803A - 直動式アクチュエータ - Google Patents
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Description
センサシャフト又は出力軸における軸方向に直交する径方向のズレ又は擦れによるセンサシャフト又は出力軸の摩耗を低減する方法として、センサシャフトと出力軸との間に接続バネを設け、接続バネを介してセンサシャフトを出力軸に連動させて直動させる構造が考えられる。センサシャフトと出力軸との間に接続バネを設けることにより、センサシャフト又は出力軸における径方向のズレの一部を接続バネが吸収して、センサシャフト又は出力軸の摩耗を低減することができる。
しなしながら、センサシャフトと出力軸との間に接続バネを設けた場合であっても、センサシャフト又は出力軸における径方向のズレの全てを接続バネが吸収することができないことがある。このため、センサシャフト又は出力軸における接続バネが当接する部位が摩耗してしまい、結果として、出力軸の位置の検知精度が悪化してしまう場合があるとうい問題点があった。
図1から図4を参照して、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100について説明する。
図1を参照して、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100の要部の構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100の要部の構成の一例を示す断面図である。
直動式アクチュエータ100は、モータ200、出力軸110、ハウジング120、センサシャフト130、検出部140、センサスプリング150、及び、接続バネ160を備える。
なお、図1において、出力軸110の一部、センサスプリング150、センサシャフト130、及び接続バネ160は、出力軸110の軸中心における断面を示している。
図1に示すモータ200は、ブラシ付きモータであって、モータ200は、固定子201、回転子202、整流子203、ブラシ204、軸受部205,206、回転子コア207、コイル208、マグネット209、ヨーク210、ブッシュ211、及びパイプ220を備える。
パイプ220は、円筒状の部材である。パイプ220の内周面には、内ネジ221が形成されている。パイプ220の外側面は、回転子202に固定され、パイプ220は、回転子202の回転に連動して回転子202の回転軸を軸として回転する。以下、回転子202が回転する方向を回転方向という。
ブラシ付きモータであるモータ200において、回転子202を回転させる構成及び制御方法については、周知であるため説明を省略する。
モータ200は、パイプ220に形成されている内ネジ221と出力軸110に設けられた外ネジ111とが、内ネジ式により、回転子202に連動して回転するパイプ220の回転を回転直動変換して、出力軸110を軸方向に直動させる。
なお、ブッシュ211は、パイプ220と連動して出力軸110が回転方向に回転することを抑制しつつ、出力軸110が軸方向に直動する際に、径方向に直動方向がずれてしまうことを抑制する。
センサシャフト130は、軸方向に出力軸110と同軸上に配置された棒状部材である。センサシャフト130は、例えば、熱可塑性樹脂により構成される。センサシャフト130は、センサマグネット131を有する。具体的には、センサシャフト130は、センサマグネット131を熱可塑性樹脂により包むようにセンサマグネット131を保持する。
検出部140は、センサシャフト130が有するセンサマグネット131の位置を検出する。具体的には、例えば、検出部140は、磁場の大きさ及び方向を検知する磁気センサを有し、検出部140は、磁気センサが検知したセンサマグネット131の磁場の大きさ及び方向に基づいて、センサマグネット131の位置を検出する。
接続バネ160は、センサシャフト130及び出力軸110と同軸上に配置され、一端が、センサシャフト130の他端と当接し、他端が、出力軸110の一端と当接する。
センサシャフト130と出力軸110とは連動して軸方向に移動するため、検出部140は、センサシャフト130が有するセンサマグネット131の位置を検出することにより、出力軸110の位置を検出することができる。
図2を参照して、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備える出力軸110又はセンサシャフト130が、接続バネ160を径方向に保持する構成について説明する。
図2Aは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備える出力軸110が、接続バネ160を径方向に保持する構成の一例を示す説明図である。
なお、図2Aは、出力軸110の軸中心における断面図である。
図2Bは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備えるセンサシャフト130が、接続バネ160を径方向に保持する構成の一例を示す説明図である。
なお、図2Bは、センサシャフト130の軸中心における断面図である。
接続バネ160は、図2Aに示すように、接続バネ160の他端が軸方向に直交する平面において円形状に構成されており、接続バネ160の他端が、出力軸110が有する凸部112に当接することにより径方向に保持される。
具体的には、出力軸110が有するテーパ状の凸部112の根本における外径は、接続バネ160の他端における接続バネ160の外径より大きい。このため、接続バネ160は、出力軸110に対して径方向に保持され、接続バネ160の軸中心は、出力軸110の軸中心に調心される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160が出力軸110に対して径方向に保持されているため、出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
接続バネ160は、図2Bに示すように、接続バネ160の一端が軸方向に直交する平面において円形状に構成されており、接続バネ160の一端が、センサシャフト130が有する凸部132に当接することにより径方向に保持される。
具体的には、センサシャフト130が有するテーパ状の凸部132の根本における外径は、接続バネ160の他端における接続バネ160の外径より大きい。このため、接続バネ160は、センサシャフト130に対して径方向に保持され、接続バネ160の軸中心は、センサシャフト130の軸中心に調心される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160がセンサシャフト130に対して径方向に保持されているため、センサシャフト130における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
また、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130が、接続バネ160と当接する他端において、接続バネ160が存在する方向に突出するテーパ状の凸部132を有し、且つ、出力軸110が、接続バネ160と当接する一端において、接続バネ160が存在する方向に突出するテーパ状の凸部112を有するものであってもよい。
図3Aは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備える出力軸110が、接続バネ160を径方向に保持する他の構成の一例を示す説明図である。
なお、図3Aは、出力軸110の軸中心における断面図である。
図3Bは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備えるセンサシャフト130が、接続バネ160を径方向に保持する他の構成の一例を示す説明図である。
なお、図3Bは、センサシャフト130の軸中心における断面図である。
この場合、接続バネ160は、図3Aに示すように、接続バネ160の他端が、出力軸110が有する切欠部113と嵌合されることにより径方向に保持される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160が出力軸110に対して径方向に保持されているため、出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
この場合、接続バネ160は、図3Bに示すように、接続バネ160の一端が、センサシャフト130が有する切欠部133と嵌合されることにより径方向に保持される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160がセンサシャフト130に対して径方向に保持されているため、センサシャフト130における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
また、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130が、接続バネ160と当接する他端における径方向の側面において、径方向に凹んだ切欠部133を有し、且つ、出力軸110が、接続バネ160と当接する一端における径方向の側面において、径方向に凹んだ切欠部113を有するものであってもよい。
また、図3Bには、センサシャフト130における接続バネ160が当接する他端における径方向の側面において、矩形状に径方向に凹んだ切欠部133を示しているが、切欠部133の形状は、矩形状に凹んだ形状に限定されるものではない。具体的には、例えば、切欠部133の形状は、三角形状又は円形状等の任意の形状に凹んだ形状であってもよい。
図4Aは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備える出力軸110が、接続バネ160を径方向に保持する他の構成の一例を示す説明図である。
なお、図4Aは、出力軸110の軸中心における断面図である。
図4Bは、実施の形態1に係る直動式アクチュエータ100が備えるセンサシャフト130が、接続バネ160を径方向に保持する他の構成の一例を示す説明図である。
なお、図4Bは、センサシャフト130の軸中心における断面図である。
この場合、接続バネ160は、図4Aに示すように、接続バネ160の他端が、出力軸110が有する凹部114に挿入されることにより径方向に保持される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160が出力軸110に対して径方向に保持されているため、出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
この場合、接続バネ160は、図4Bに示すように、接続バネ160の一端が、センサシャフト130が有する凹部134に挿入されることにより径方向に保持される。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110が直動した際に出力軸110が径方向にずれたとしても、接続バネ160がセンサシャフト130に対して径方向に保持されているため、センサシャフト130における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
また、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130が、接続バネ160と当接する他端における軸方向の端面において、軸方向に凹んだ凹部134を有し、且つ、出力軸110が、接続バネ160と当接する一端における軸方向の端面において、軸方向に凹んだ凹部114を有するものであってもよい。
また、図4Bには、センサシャフト130における接続バネ160が当接する端面において、三角形上に凹んだ凹部134を示しているが、凹部134の形状は、三角形状に凹んだ形状に限定されるものではない。具体的には、例えば、凹部134の形状は、矩形状又は円形状等の任意の形状に凹んだ形状であってもよい。
具体的には、例えば、接続バネ160と出力軸110との間の圧力を減圧する出力軸側減圧構造は、接続バネ160における出力軸110と当接する一端を、当接する出力軸110における当接面に直交する方向に研磨することにより、接続バネ160と出力軸110との間の当接面の面積を大きくした構造である。
同様に、例えば、接続バネ160とセンサシャフト130との間の圧力を減圧するセンサシャフト側減圧構造は、接続バネ160におけるセンサシャフト130と当接する一端を、当接するセンサシャフト130における当接面に直交する方向に研磨することにより、研磨することにより、接続バネ160とセンサシャフト130との間の当接面の面積を大きくした構造である。
以上のように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、出力軸110又はセンサシャフト130における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。
このように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130と出力軸110との間に接続バネ160を設けた場合であっても、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。結果として、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗による、出力軸110の位置の検知精度の悪化を抑制することができる。
このように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130と出力軸110との間に接続バネ160を設けた場合であっても、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。結果として、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗による、出力軸110の位置の検知精度の悪化を抑制することができる。
このように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130と出力軸110との間に接続バネ160を設けた場合であっても、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。結果として、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗による、出力軸110の位置の検知精度の悪化を抑制することができる。
このように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130と出力軸110との間に接続バネ160を設けた場合であっても、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。結果として、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗による、出力軸110の位置の検知精度の悪化を抑制することができる。
このように構成することにより、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130と出力軸110との間に接続バネ160を設けた場合であっても、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗を抑制することができる。結果として、直動式アクチュエータ100は、センサシャフト130又は出力軸110における接続バネ160が当接する部位の摩耗による、出力軸110の位置の検知精度の悪化を抑制することができる。
Claims (5)
- 内ネジ式による回転直動変換により出力軸を前記出力軸の軸方向に直動させるモータと、
前記モータを収納するハウジングと、
前記出力軸の前記軸方向に前記出力軸と同軸上に配置され、センサマグネットを有するセンサシャフトと、
前記センサシャフトが有する前記センサマグネットの位置を検出することにより前記出力軸の位置を検出する検出部と、
前記出力軸の前記軸方向に前記出力軸と同軸上に配置され、一端が、前記センサシャフトの一端に当接し、他端が、前記ハウジングに当接するセンサスプリングであって、前記センサシャフトを前記軸方向に前記出力軸に向かって付勢する前記センサスプリングと、
前記センサシャフト及び前記出力軸と同軸上に配置され、一端が、前記センサシャフトの他端と当接し、他端が、前記出力軸の一端と当接し、且つ、前記出力軸の一端、又は、前記センサシャフトの他端において前記軸方向に直交する径方向に保持される接続バネと、
を備えたこと
を特徴とする直動式アクチュエータ。 - 前記接続バネが前記センサシャフトの他端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記センサシャフトは、前記接続バネと当接する他端において、前記接続バネが存在する方向に突出するテーパ状の凸部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの一端が、前記センサシャフトが有する前記凸部に当接することにより前記径方向に保持され、
前記接続バネが前記出力軸の一端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記出力軸は、前記接続バネと当接する一端において、前記接続バネが存在する方向に突出するテーパ状の凸部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの他端が、前記出力軸が有する前記凸部に当接することにより前記径方向に保持されること
と特徴とする請求項1記載の直動式アクチュエータ。 - 前記接続バネが前記センサシャフトの他端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記センサシャフトは、前記接続バネと当接する他端における前記径方向の側面において、前記径方向に凹んだ切欠部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの一端が、前記センサシャフトが有する前記切欠部と嵌合されることにより前記径方向に保持され、
前記接続バネが前記出力軸の一端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記出力軸は、前記接続バネと当接する一端における前記径方向の側面において、前記径方向に凹んだ切欠部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの他端が、前記出力軸が有する前記切欠部と嵌合されることにより前記径方向に保持されること
と特徴とする請求項1記載の直動式アクチュエータ。 - 前記接続バネが前記センサシャフトの他端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記センサシャフトは、前記接続バネと当接する他端における前記軸方向の端面において、前記軸方向に凹んだ凹部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの一端が、前記センサシャフトが有する前記凹部に挿入されることにより前記径方向に保持され、
前記接続バネが前記出力軸の一端において前記軸方向に直交する前記径方向に保持される場合、
前記出力軸は、前記接続バネと当接する一端における前記軸方向の端面において、前記軸方向に凹んだ凹部を有し、
前記接続バネは、前記接続バネの他端が、前記出力軸が有する前記凹部に挿入されることにより前記径方向に保持されること
と特徴とする請求項1記載の直動式アクチュエータ。 - 前記接続バネは、前記出力軸と当接する一端に、前記接続バネと前記出力軸との間の圧力を減圧する出力軸側減圧構造、又は、前記センサシャフトと当接する他端に、前記接続バネと前記センサシャフトとの間の圧力を減圧するセンサシャフト側減圧構造を有すること
と特徴とする請求項1記載の直動式アクチュエータ。
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