JP2023041878A - 電動アクチュエータアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】 改良された電動アクチュエータアセンブリを提供する。【解決手段】 支持ハウジング(28、124)と、支持ハウジング(28、124)に固定された第1の固定子磁界発生アセンブリ(26)と、可動電機子センブリ(22)と、を有する電動アクチュエータアセンブリ(20)。可動電機子センブリ(22)は、中央支持体(150)を有するプレートアセンブリを含む。電動アクチュエータアセンブリはまた、基準軸に沿って可動電機子センブリ(22)の直線運動を提供するように、第1の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第1の電機子磁界発生アセンブリを含み、第1の電機子磁界発生アセンブリは、中央支持体の両側に固定された第1および第2の磁気アセンブリを含む。【選択図】図2A
Description
以下の説明は、一般的な背景情報のために提供されているに過ぎず、本主題の範囲内で補助として使用されることを意図したものではない。
本明細書で開示される態様は、アクチュエータに関し、特に、トルクの提供との可能な組み合わせで直線力を加えることを必要とする電磁アクチュエータの構造に関する。
そのようなアクチュエータの特に有利な用途は、材料、構成要素、消費者製品、ならびに医療用およびその他の装置(すなわち試験片)のパラメータおよび/または性能を試験するために使用される試験機または装置にある。典型的には、試験機は、入力荷重および変位を加えるための1つまたは複数のアクチュエータを含む。
したがって、本発明の目的は、冒頭で述べた種類のアクチュエータを改良することである。
一般的な一態様は、支持ハウジングに固定された第1および第2の固定子磁界発生アセンブリを有する電動アクチュエータを含む。可動電機子センブリは、支持ハウジング内に配置されるとともに、基準軸に沿って可動電機子センブリを直線運動させるように第1の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第1の電機子磁界発生アセンブリと、可動電機子アセンブリの少なくとも一部の回転運動を提供するように第2の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第2の電機子磁界発生アセンブリと、を含む。第2の電機子磁界発生アセンブリは、第2の固定子磁界発生アセンブリよりも長いまたは短い。
実施は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る。磁界発生アセンブリは、巻線または磁石で形成することができる。特に、第1の固定子磁界発生アセンブリが巻線を含み、第1の電機子磁界発生アセンブリが永久磁石を含み、第2の固定子磁界発生アセンブリが巻線を含み、第2の電機子磁界発生アセンブリが巻線を含む。
第1の電機子磁界発生アセンブリは、円筒形または平面形を有することができる。電動アクチュエータアセンブリは、第2の電機子磁界発生アセンブリを第1の電機子磁界発生アセンブリに回転可能に連結するベアリングを含みうる。軸受は、横方向荷重に反応するように構成された追加の軸受から離間されたスラスト軸受、アンギュラコンタクトベアリング、またはテーパベアリング(tapered bearing)を含みうる。
一実施形態では、電動アクチュエータアセンブリは、第1の電機子磁界発生アセンブリが中央支持体を含み、第1および第2の磁気アセンブリが中央支持体の両側に固定されるように構成される。必要に応じて、中央支持体は、第1および第2の磁気アセンブリよりも軟質の材料から作ることができる。一実施形態では、第2の電機子磁界発生アセンブリは中央支持体に締結具で固定され、第2の電機子磁界発生アセンブリは、第1および第2の磁気アセンブリに支持される(bear against)ように中央支持体から離間されている。別の実施形態では、シャフトは、第1の電機子磁界発生アセンブリの長手方向長さに沿って延びるボアの中に延在する。電動アクチュエータアセンブリは、中央支持体に締結具で固定された端部材を含むことができ、端部材は、第1および第2の磁気アセンブリに支持されるように中央支持体から離間されている。
さらに別の実施形態では、ベアリングは、第2の電機子磁界発生アセンブリを、第1の電機子磁界発生アセンブリ内に少なくとも部分的に延在するシャフト上に支持するが、別の実施形態では、シャフトは、第1の電機子磁界発生アセンブリの長手方向長さに沿って延びるボア内に延在する。
別の一般的な態様は、支持ハウジングと、支持ハウジングに固定された第1の固定子磁界発生アセンブリと、可動電機子センブリと、を有する電動アクチュエータアセンブリを含む。可動電機子アセンブリは、中央支持体を有するプレートアセンブリを含む。電動アクチュエータアセンブリはまた、基準軸に沿って可動電機子センブリを直線運動させるように第1の固定子磁界生成アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第1の電機子磁界生成アセンブリを含み、第1の電機子磁界発生アセンブリは中央支持体の両側に固定された第1および第2の磁気アセンブリを含む。
実施は、以下の特徴のうちの1つ以上を含み得る。中央支持体が第1および第2の磁気アセンブリよりも軟質の材料から作られた電動アクチュエータアセンブリ。電動アクチュエータアセンブリは、中央支持体に締結具で固定された端部材を含み、端部材は、第1および第2の磁気アセンブリに支持されるように中央支持体から離間されている。
本開示は、直線および/または回転変位が可能な電動アクチュエータを提供する。アクチュエータは、様々な用途に使用できる。非限定的ではあるが有利な一実施形態では、電動アクチュエータは、図1に示す試験機10内に設けられる。概して、試験機10は、図示しないクロスヘッド駆動装置(モータ、減速機、駆動ベルトなど)によって垂直コラム14上を移動可能なクロスヘッド12を含み、そしてコラム14はベース15によって支持されている。本明細書に記載の態様を有する電動アクチュエータ20は、垂直コラム14上を移動するようにクロスヘッド12に取り付けられている。ハウジング21が、電動アクチュエータ20を取り囲むとともに、クロスヘッド12と共に移動するようにクロスヘッド12に取り付けられている。電動アクチュエータ20および試験機10を少なくとも部分的に制御するようにユーザインターフェース24が設けられるが、一般的には、試験機10は、ユーザがさらにその試験機10を制御することが可能なグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を生成する計算装置をさらに含む。別の実施形態では、試験機10はテーブルトップに支持される大きさであってもよい。図1では、アクチュエータ20は下端部を有し、この下端部に試験片のような対象物が操作可能に連結されている。図1Aでは、アクチュエータ20は、対象物が操作可能に連結される上端部を有する。当然のことながら、アクチュエータ20は、必要に応じてそれが使用される用途を考慮して指向させることができる。当業者に理解されるように、電動アクチュエータ20の構成要素は、所望の負荷を与えるのに必要な大きさである。
図2Aおよび図2Bは、直線運動コンポーネント25および回転運動またはねじり運動コンポーネント27を有する電動アクチュエータ20の実施形態を概略的に示す。図2Aの概略図では、電動アクチュエータ20は可動電機子センブリ22を含み、このアセンブリは、リニアモータとしての動作に適した交番極性(alternating polarity)の磁界を有する固定された第1の電機子磁界発生アセンブリ23を有する。第1の固定子磁界発生アセンブリ26は支持ハウジング28に固定されており、この支持ハウジング28は、例えば図1に示すクロスヘッド12に固定してもよく、あるいは、アクチュエータ20が使用される方法に応じて他の任意の基部もしくは固定具に固定してもよい。
電機子アセンブリ22の端部、ここでは下端部に、回転またはねじり運動コンポーネント27が配置されている。回転またはねじり運動コンポーネント27は、回転モータとしての動作に適した交番極性の磁界を有する固定された第2の電機子磁界発生アセンブリ31を有する回転可能(部分的かつ/または完全な回転)ならびに直線方向に可動な電機子34と、支持ハウジング28に固定された第2の固定子磁界発生アセンブリ30と、を含む。回転可能電機子34は、軸受アセンブリ35A、35B上の中心支持シャフト33を中心に回転する。概略的に図示された実施形態では、支持板36は、電機子34が支持シャフト33を中心に回転することを可能にするようにベアリング35A、35Bに結合可能な支持構造を概略的に示している。
巻線コントローラ40は、電機子22上の第1の電機子磁界発生アセンブリおよび第1の固定子磁界発生アセンブリ26の少なくとも一方、ならびに電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31および第2の固定子磁界発生アセンブリ30の少なくとも一方を励磁する。したがって、各々の励磁された磁界発生アセンブリは、リニアモータまたは回転モータとしての動作に適した所望のパターンで磁極を発生させるのに適した構成の巻線を含む。例えば、一実施形態では、巻線コントローラ40は、第1の固定子磁界発生アセンブリ26および第2の固定子磁界発生アセンブリ30の巻線を励磁することが可能であり、電機子22上の第1の電機子磁界発生アセンブリ23および第2の電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31は永久磁石を含みうる。同様に、別の実施形態では、一方または両方の電機子磁界発生アセンブリは、巻線コントローラ40によって励磁される巻線を含むとともに、一方または両方の固定子磁界発生アセンブリは磁石を含む。電機子磁界発生アセンブリの一方または両方が巻線を含む場合、それぞれの電機子の動作の存在下で励磁を可能にするように適切な接点が設けられる。
ほんの一例として、第1の固定子磁界発生アセンブリ26および第2の固定子磁界発生アセンブリ30がそれぞれ巻線を含む場合、支持ハウジング28に対する電機子アセンブリ22の所望の動作を達成するように、巻線コントローラ40は、直線運動コンポーネント25の1つまたは複数の固定子巻線26と、回転またはねじり運動コンポーネント27の1つまたは複数の固定子巻線30と、を励磁する。特に、直線運動コンポーネント25の1つまたは複数の固定子巻線26の制御された励磁(excitation)は、アクチュエータアセンブリ22、特に回転可能な電機子34の軸方向の変位を引き起こす(図2Aおよび図2Bの図では上下の)。回転可能な電機子34を回転させることも望ましい場合、巻線コントローラ40は、電機子34を、支持シャフト33を中心として回転させるように1つまたは複数の固定子巻線30を励磁(energize)する。
図2Aおよび図2Bのいずれかを参照すると、電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31と第2の固定子磁界発生アセンブリ30とは軸方向長さが異なる。この構造により、電機子34の軸方向位置が直線運動コンポーネント25によって変位されたとしても、電機子34と固定子30の磁界が相互作用し、それにより電機子34の回転を生じさせることを可能にする。図2Aでは、電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31は、第2の固定子磁界発生アセンブリ30よりも軸方向に長いが、図2Bでは、電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31は、第2の固定子磁界発生アセンブリ30よりも軸方向に短い。図2Aに示されるタイプの有利な一実施形態では、電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリ31は磁石を含み、第2の固定子磁界発生アセンブリ30は巻線を含む。この実施形態は、図2Aの実施形態における巻線の量が、同様に構成された図2Bの実施形態に比べて少ないことに起因して、コストが概して安価となるため有利である。
また、直線運動コンポーネント25内の電機子の形状は、図2Aに示すように管状であってもよく、あるいは、図2Bに示す可動プレートの形態であってもよいことにも留意されたい。直線運動コンポーネント25の電機子は、例えば符号29で概略的に示される直線ガイドによって案内される。図2Bの実施形態では、電機子上の第1の電機子磁界発生アセンブリ、および第1の固定子磁界発生アセンブリは、提供される概略断面図により図示されていない。第1の電機子磁界発生アセンブリは、直線ガイド29の両側でプレート部材37(そのうちの1つが図示されている)に取り付けられる。
図3は、図2Aに概略的に示されたものと同様の方法で構成された例示的な回転可能またはねじり運動コンポーネント27の断面図である。回転可能またはねじり運動コンポーネント27は、クロスヘッド12に固定された、または、単一の単体構造としてクロスヘッド12と一体的に形成された支持カラー50を含む。支持カラー50は、第2の固定子磁界発生アセンブリ30を支持する。電機子34は、例えば試験片に力を加えるための端部取り付け板または部材52を含む。図示の実施形態では、端部材52は、巻線を含む一実施形態では、第2の固定子磁界発生アセンブリ30に対する電機子34の様々な直線位置に関して支持カラー50と重なるように、十分な直径の円筒壁54を含む。円筒壁54は、汚染物質または他の破片が電機子34と接触するのを防止する。
電機子34上の第2の電機子磁界発生アセンブリに個々の磁石が結合された一実施形態では、端部材52は、そのアセンブリの円筒形支持体60の一端に固定される。端部材52とは反対側の端部には、上側取付けリング62が電機子34の円筒形支持体60に固定されている。支持シャフト33は電機子34を貫通して延びており、そこに取り付けられた概して35A、35Bで示される軸受アセンブリにより、電機子34の円筒形支持体60が支持シャフト33に対して回転することを可能にする。この実施形態では、各軸受アセンブリ35A、35Bは、支持シャフト33と電機子34の円筒形支持体60とを介して軸方向の力を伝達するように構成された軸方向スラスト軸受70を備える。軸方向スラスト軸受70は、例えば、ニードル軸受アセンブリを含むことができる。スラスト軸受70は、円筒形支持体60と支持板74との間に動作可能に連結される。ナット75などの固定具が支持シャフト33に設けられたねじ山と係合して電機子アセンブリを互いに保持する。
電機子34の上端では、スラスト軸受70が円筒形支持体60と、支持シャフト33に設けられた環状肩部80との間に動作可能に連結されている。スラスト軸受70が回転軸に直交する横荷重を支持するのに一般的には適さないことを考慮して、そのような横荷重に作用するのに適した追加の軸受アセンブリ72も設けられる。限定することなく、例えば、追加の軸受アセンブリ72がころ軸受を含むことができる。追加のベアリング72の内側レースは支持シャフト33に固定され、外側レースは、一例として、外側レースを円筒形支持体60の環状フランジ88に固定するリテーナリング86を使用して、円筒形支持体60に固定される。
好ましくは、回転またはねじり運動コンポーネント27の構成要素は、直線運動コンポーネント25から、例えば試験片に対しアクチュエータ20によって加えられる最大軸方向荷重よりも大きい荷重で軸方向に予荷重される。それにより、電機子アセンブリ22、電機子34および端部材52の正確な直線的位置決めを維持することができる。図示の実施形態では、締結具90(その一部が示されている)が端部材52を円筒形支持体60の端部に固定し、締結具92と同様の締結具92が取付けリング62を、端部材52の反対側にある円筒形支持体60の端部に固定する。同様に、ナット75は、アクチュエータ20によって印加される軸方向の力を超えるようにスラスト軸受70に予圧をかける。図示の実施形態では、そのうちの1つが77で示される締結具が、支持シャフト33を直線運動電機子の端部104に取り付ける。
回転センサは、電機子34の回転を示す出力信号を供給するように動作可能に構成される。回転センサは多くの形態をとることができる。図示の実施形態では、位置マーキングを有するエンコーダリング102が装着リング62に装着されかつ装着リング62とともに回転する、エンコーダが図示されている。図示しないエンコーダの検知コンポーネントは、エンコーダリング102の動きを検知するように適切に取り付けられる。必要に応じて、または代替として、電機子34の絶対回転位置を測定するためにアナログレゾルバが設けられうる。図示の実施形態では、レゾルバは、支持シャフト33に設けられた空所に取り付けられた固定部品106を含み、回転要素108が電機子34の回転と共に回転するように、回転要素108が、支持シャフト33に設けられたボア110を通して延在するとともに締結具81で端部材52に固定される。図示の各回転センサは電機子34と共に直線的に移動する。別の実施形態では、図示のように配置されるのではなく、必要に応じて、回転センサを電機子34の端部に取り付けてもよい。
図4、図5および図6は、ねじり運動コンポーネント27用のその他の軸受構成を概略的に示しており、同じ参照番号が上記と同じ機能を有する構成要素に使用されている。図4の実施例は、スピンドルシャフト3に対する支持体60の回転を可能にするベアリング35Aおよび35Bを概略的に示す。支持シャフト33に固定されたナット75は、ベアリング35Aおよび35Bに予圧をかける。図5の実施形態は、図4の実施形態と同様であり、軸受85Aおよび85Bはアンギュラコンタクト軸受である。図6の実施形態は、図4の実施形態と同様であり、軸受87Aおよび87Bは円錐ころ軸受である。これらの実施形態は、使用され得るが限定的であると見なされるべきではない、さらなる例示的な軸受構成およびアセンブリである。これらのベアリングはいずれも、追加の耐荷重能力のために互いの上に直列に積み重ねることができる。
図7および図8は、直線運動および回転運動の両方が可能な可動電機子センブリを有する電動アクチュエータのその他の構成を概略的に示す。まず、図7の実施形態を参照すると、電動アクチュエータ91は、支持構造95に対して移動可能な電機子アセンブリ93を含む。電動アクチュエータ91は、直線運動コンポーネント97と、回転運動またはねじり運動コンポーネント99と、を含む。試験片またはその他の部品に荷重を印加するように使用される端部材101を、回転またはねじり運動コンポーネントが直接支持する先の実施形態とは異なり、回転またはねじり運動コンポーネント99は、電機子アセンブリ93の反対側の端部に取り付けられる。回転またはねじり運動コンポーネント99を概略的に示すが、上で論じた特徴のうちの任意のもの、特に図2Aおよび図2Bに関して説明した特徴を含みうることに留意されたい。
回転運動またはねじり運動コンポーネント99が端部材101の反対側の端部に取り付けられた状態で、支持シャフト111が取り付けられるとともに直線運動コンポーネント97の電機子アセンブリ内で回転するように構成される。上部軸受アセンブリ103Aおよび下部軸受アセンブリ103Bは、直線運動コンポーネント97の電機子アセンブリに対する支持シャフト111の回転を可能にする。概して、少なくとも1つの軸受アセンブリは、アクチュエータ91により例えば試験片に印加される最大の軸方向荷重を維持するように予荷重がかけられている。図示の例示的実施形態では、下部軸受アセンブリ103Bは、スラスト軸受105Aおよび105Bと、ラジアルまたは横方向荷重支持軸受107と、を含む。ナットのような締結具109が、支持シャフト111の端部にねじ係合し、さらにスラストベアリング105Aおよび105Bに予圧力を加えるベルビューワッシャ(Bellevue type washers)のようなばね要素113と係合する。上部軸受103Aは、支持シャフト111が直線運動コンポーネント97の電機子に対して回転することを可能にするラジアルまたは横方向荷重支持軸受を含むことができる。115で概略的に示すリニア軸受は、支持構造95に対して直線運動するように電機子アセンブリ93を案内する。図示しないが図2Aに示されるものと機能的に類似する適切な電機子および固定子磁界発生アセンブリが、電機子アセンブリ93の直線運動を制御するように、電機子アセンブリ93および支持構造95に取り付けられている。
別の電動アクチュエータアセンブリ131の一部が図8に概略的に示される。この実施形態では、回転またはねじり運動コンポーネント133が端部材135を直接支持する。支持シャフト111が直線運動コンポーネント97の電機子内のボアを完全に貫通する図7の実施形態とは異なり、支持シャフト137は直線運動コンポーネント143の電機子141のボア139内に一部だけ延在している。単一の軸受アセンブリ145が支持シャフト137の回転を可能にする。図示の例示的実施形態では、軸受アセンブリ145は軸受アセンブリ103Bと同様であり、スラスト軸受151Aおよび151Bと、ラジアルまたは横方向荷重支持軸受153と、を含む。図4~6に示す軸受アセンブリのいずれも使用することができる。ナットのような締結具155が、支持シャフト137の端部とねじ係合し、さらにスラストベアリング151Aおよび151Bに予圧力を加えるベルビューワッシャのようなばね要素157と係合する。回転センサ161は支持シャフト137に設けられたインジケータ163を光学的に監視して、その回転位置を測定する。図2Aで識別された参照符号を有する電機子および固定子磁界発生アセンブリも示されている。
図9、図10および図11を参照すると、電動アクチュエータ20は、対向するサイドレール122と、サイドレール122の端部を互いに接合する上部クロスメンバ124と、を含む支持構造120を含む。サイドレール122およびクロスメンバ124は、締結具または溶接で互いに締結された別々の要素を備えてもよい。さらなる実施形態では、サイドレール122およびクロスメンバ124は、単一の単体構造から一体的に形成される。クロスメンバ124とは反対側のサイドレール122の端部は、クロスヘッド12に接合されている。好ましい実施形態では、クロスヘッド12は、サイドレール122が延在する凹部130を含み、凹部130の下面132に取り付けられる。このようにして、アセンブリの全体の高さを減らすことができる。
図10および図11を参照すると、電動アクチュエータ20の電機子アセンブリ22は、磁石を含む主面を有するプレートアセンブリ138と、平面固定子巻線アセンブリ142と、を含む。固定子巻線アセンブリ142は、好ましい実施形態では、プレートアセンブリ138の各側における、対向するサイドレール122、クロスメンバ124およびクロスヘッド12によって画定される開口部144内で、支持構造120に取り付けられる。
プレートアセンブリ138は、好ましくはアルミニウムのような軽量材料で作られた中央支持板150を含む。リニアベアリング152は、サイドレール122に対するプレートアセンブリ138の案内された直線運動を提供するように、中央支持板150のサイドフランジ154をサイドレール122に連結する。磁気アセンブリ156は、中央支持板150の両側に固定されている。各磁気アセンブリ156は、磁石(図示せず)が結合されているバックプレート158を含む。締結具160は、各バックプレート158を中央支持板150に固定する。必要に応じて、流体を冷却するための内部チャネル164を有する冷却プレート162を支持構造体120の両側に固定し、そこから熱を除去するように少なくとも各固定子巻線アセンブリ142に近接して配置することができる。
プレートアセンブリ138の構造は特に有利である。一般に、この構造は、中央支持板150と、この中央支持板150の両側に取り付けられた磁石バッキングプレート158と、を含む「サンドイッチ」構造である。一般に、プレートアセンブリ138が非常に堅固であることが重要である。中央支持板150は、曲げ剛性がさほど高くないアルミニウムのような比較的軽量の材料で作られているが、その反対側に取り付けられた磁石バッキングプレート158のために、全体構造は幾何学的形状のために非常に堅固となる。
電力が遮断されたときの電機子アセンブリ22の制御されない動きを防ぐために、制動アセンブリ170(図9)は、電力損失の場合に電機子アセンブリ22の動きを阻止または停止するように構成される。制動アセンブリ170は、電動アクチュエータ20に電力が供給されたときにそれらの間に間隙を形成する離間したプレートを有する、少なくとも1つのキャリパアセンブリ172を含む。図示の実施形態では、2つのキャリパアセンブリ172が設けられている。各キャリパアセンブリ172は、サイドレール122に設けられた開口部174の間で、ここではサイドレール122のうちの1つのように、支持構造120に固定されている。ブレーキバンド178が両端で中央支持板150に結合され、そこではブレーキバンド178の端部の取り付けブラケットが開口174を通して延在する。ブレーキバンド178は、ブレーキバンド178が実質的に垂直になり、電機子アセンブリ22の直線運動に対して実質的に平行に配置されるように中央支持板150に取り付けられる。
電機子アセンブリ22が直線的に沿って動くと、ブレーキバンド178も平行な経路を動く。電動アクチュエータ20に電力が供給されている間、ブレーキバンド178はキャリパプレートに接触しないため、電力が電動アクチュエータ20に供給されているとき、キャリパプレートはブレーキバンド178に抵抗を与えない。しかしながら、電力が遮断されると、キャリパアセンブリ172はそのプレートを互いに向かって移動させる。プレートが互いに向かって動くと、プレートはブレーキバンド178と摩擦係合し、したがって電機子センブリ22がそれ以上動かないようにする。
電動アクチュエータ20の回転またはねじり運動コンポーネント27は必ずしも必要ではないことに留意されたい。寧ろ、直線運動コンポーネント25のみを有する電動アクチュエータが、いくつかの用途では望ましい場合がある。そのような実施形態では、直線運動コンポーネント25の構成は上述の構造を含むことができる。そのような実施形態では回転またはねじり運動コンポーネントが存在しないので、支持シャフト33は、図10に示されるようにスタンドオフ190を備える。端部材52は、適当な締結具を使用して単一の単体構造からスタンドオフ190の端部に固定されるかまたは一体的に形成される。好ましくは、スタンドオフ190は、バックラッシュを生じさせないようにプレートアセンブリ138に取り付けられている。言い換えれば、スタンドオフ190は、プレートアセンブリ138に取り付けられたときに予荷重されている。しかしながら、中央支持板150が軸方向荷重を支えるようにスタンドオフ190を中央支持板150に直接取り付ける代わりに、スタンドオフ190は、磁石を有する電機子コンポーネントに軸方向荷重を直接作用させるようにバックプレート158の端面と係合する。図12に示すように、スタンドオフ190の端部と、中央支持板150の端面202と、の間に空間200が設けられる。適切な締結具204が、スタンドオフ190内で上方に延びて中央支持板150に設けられたねじ穴208と係合するボルトを用いるなどにより、スタンドオフ190を中央支持板150に取り付ける。ボルト204は、作動中にアクチュエータ20によって及ぼされる軸力(axial force)よりも大きい所望の予荷重力が達成されるまで締め付けられる。
上述したようにスタンドオフ190を中央支持板150に取り付けるのと同様の方法において留意すべきであるが、この技術はまた、回転及びねじりコンポーネント27の支持シャフト33を、中央支持板150ではなくバックプレート158と係合するように、取り付けるためにも使用できる。また、支持シャフト33の端面と中央支持板150の端面との間に空間200が設けられる。支持シャフト33を中央支持板150に固定するように適切な固定具が使用される。一実施形態では、2本のボルトが設けられる。ボルトは回転軸の両側に配置され、上方に延びて中央支持板150のねじ穴と係合する。
本発明を好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者は本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細に変更を加えることができることを認識するであろう。
一実施形態では、電動アクチュエータアセンブリは、第1の電機子磁界発生アセンブリが中央支持体を含み、第1および第2の磁気アセンブリが中央支持体の両側に固定されるように構成される。必要に応じて、中央支持体は、第1および第2の磁気アセンブリよりも軟質の材料から作ることができる。一実施形態では、第2の電機子磁界発生アセンブリは中央支持体に締結具で固定され、第2の電機子磁界発生アセンブリは、第1および第2の磁気アセンブリに支持される(bear against)ように中央支持体から離間されている。別の実施形態では、シャフトは、第1の電機子磁界発生アセンブリの長手方向長さに沿って延びるボアの中に延在する。電動アクチュエータアセンブリは、中央支持体に締結具で固定された端部材を含むことができ、端部材は、第1および第2の磁気アセンブリに支持されるように中央支持体から離間されている。尚、中央支持体とは、明細書中に記載の支持シャフトおよび中央支持板の両方を指すことに留意されたい。
Claims (19)
- 支持ハウジングと、
前記支持ハウジングに固定された第1の固定子磁界発生アセンブリと、
前記支持ハウジングに固定された第2の固定子磁界発生アセンブリと、
可動電機子アセンブリと、
を備え、
前記可動電機子アセンブリが、
基準軸に沿って前記可動電機子センブリを直線運動させるように前記第1の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第1の電機子磁界発生アセンブリと、
前記可動電機子アセンブリの少なくとも一部の回転運動を提供するように前記第2の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第2の電機子磁界発生アセンブリであって、前記第2の固定子磁界発生アセンブリよりも長いか、または短いかのいずれかである、第2の電機子磁界発生アセンブリと、
を備えた、電動アクチュエータアセンブリ。 - 前記第1の固定子磁界発生アセンブリが、巻線を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第1の電機子磁界発生アセンブリが、永久磁石を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第2の固定子磁界発生アセンブリが、巻線を備えることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第2の電機子磁界発生アセンブリが、巻線を備えることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第1の電機子磁界発生アセンブリが、円筒形状を有することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第1の電機子磁界発生アセンブリが、平面状であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第2の電機子磁界発生アセンブリを、前記第1の電機子磁界発生アセンブリに回転可能に連結するベアリングをさらに備えることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記ベアリングが、横方向の荷重に反応するように構成された追加のベアリングから離間されたスラストベアリングを備えることを特徴とする請求項8に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記ベアリングが、アンギュラコンタクトベアリングを備えることを特徴とする請求項8に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記ベアリングが、テーパベアリングを備えることを特徴とする請求項8に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記ベアリングが、前記第2の電機子磁界発生アセンブリを、前記第1の電機子磁界発生アセンブリ内に少なくとも部分的に延在するシャフト上に支持することを特徴とする請求項8~11のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記シャフトが、前記第1の電機子磁界発生アセンブリの長手方向長さに沿って延びるボア内に延在することを特徴とする請求項12に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第1の電機子磁界発生アセンブリが、中央支持体と、前記中央支持体の両側に固定された第1および第2の磁気アセンブリと、を備えることを特徴とする請求項1~11のいずれか一項に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記中央支持体は、前記第1および第2の磁気アセンブリよりも軟質の材料で作られることを特徴とする請求項14に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記第2の電機子磁界発生アセンブリが、中央支持体に締結具で固定されるとともに、前記第1および第2の磁気アセンブリに支持されるように前記中央支持体から離間されることを特徴とする請求項15に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 支持ハウジングと、
前記支持ハウジングに固定された第1の固定子磁界発生アセンブリと、
可動電機子アセンブリと、
を備え、
前記可動電機子アセンブリが、
中央支持体を有するプレートアセンブリと、
基準軸に沿って前記可動電機子センブリを直線運動させるように前記第1の固定子磁界発生アセンブリと協働して磁界を提供するように構成された第1の電機子磁界発生アセンブリであって、前記中央支持体の両側に固定された第1および第2の磁気アセンブリを備えた、第1の電機子磁界発生アセンブリと、
を備えた、電動アクチュエータアセンブリ。 - 前記中央支持体は、前記第1および第2の磁気アセンブリよりも軟質の材料で作られることを特徴とする請求項17に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
- 前記中央支持体に締結具で固定された端部材を含み、前記端部材は、前記第1および第2の磁気アセンブリに支持されるように前記中央支持体から離間されることを特徴とする請求項18に記載の電動アクチュエータアセンブリ。
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