JP2023043475A - 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.
例えば下記の特許文献1には、電動モータの回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換機構に、電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを備えたねじ機構を採用した電動アクチュエータが記載されている。係るねじ機構を有する電動アクチュエータには、ナットの回転時に、直動部材としてのねじ軸がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部が設けられる。特許文献1に記載されている従来の回転規制部の概要を図8(a)(b)に基づいて説明する。なお、図8(a)は、従来の電動アクチュエータの部分縦断面図、図8(b)は、図8(a)のY-Y線矢視断面図である。
For example, in
図8(a)(b)に示す回転規制部100は、長手方向の端部(両端部)をねじ軸101の径方向外側に突出させた状態でねじ軸101に取り付けられたピン102と、ねじ軸101を収容した有底筒状の軸ケース104の内周に形成され、ピン102の突出部が嵌め込まれた軸方向の案内溝105と、を備える。ピン102は、その突出部で円筒状の回転体(ガイドカラー)103を支持しており、ガイドカラー103は、案内溝105内に転動自在に嵌め込まれる。この場合、ピン102の突出部で支持されたガイドカラー103が軸ケース104の案内溝105とねじ軸101の周方向で係合することにより、ねじ軸101の回転が規制されることになる。
The
また、特許文献1の電動アクチュエータには、金属材料で形成されるねじ軸101の後端部が軸ケース104の底部に衝突することによる軸ケース104の破損等を防止するため、ねじ軸101と軸ケース104の底部との間にゴム等の弾性材料で形成された緩衝部材106が設けられる。この緩衝部材106は、回転規制部100を構成する上記のピン102を用いてねじ軸101の後端部に取り付けられている。
Further, in order to prevent the
具体的には、ねじ軸101の端面(軸ケース104の内底面に対向する端面)101aに開口するように設けた凹部101bに緩衝部材106の嵌合凸部106aを嵌合した状態で、ねじ軸101を径方向に貫通するピン挿入孔101c及び緩衝部材106(の嵌合凸部106a)をねじ軸101の径方向に貫通するピン挿入孔106bの双方に対してピン102を圧入(締め代をもって挿入)することにより、緩衝部材106がねじ軸101に対して取り付けられる。
Specifically, in a state in which the
上記態様で緩衝部材106をねじ軸101に取り付ける際には、ねじ軸101に設けたピン挿入孔101cと緩衝部材106に設けたピン挿入孔106bの位置合わせを行った状態で、ピン102をピン挿入孔101c及び106bに対して圧入する必要がある。ねじ軸101(及びピン102)は高剛性の金属材料で作製されることから、ピン102をピン挿入孔101c,106bの双方に対して圧入するのは難作業であり、ねじ軸101に対する緩衝部材106の取り付けに多大な手間とコストを要していた。
When the
係る実情に鑑み、本発明は、ねじ軸の軸端に緩衝部材が取り付けられる電動アクチュエータにおいて、ねじ軸に対する緩衝部材の取り付け作業を簡略化し、もって電動アクチュエータの製造コストを低減可能とすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an electric actuator in which a cushioning member is attached to the shaft end of a screw shaft, thereby simplifying the operation of attaching the cushioning member to the screw shaft, thereby reducing the manufacturing cost of the electric actuator. and
上記目的を達成するために創案された本願の第1発明は、
電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備え、
運動変換機構が、電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを有し、
ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、この凹部の軸方向範囲内でねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、上記凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータにおいて、
上記嵌合凸部が、径方向に間隔を空けて対向配置された一対の爪部を有し、この一対の爪部で上記ピン挿入孔に挿入されたピンが挟持されていることを特徴とする。
The first invention of the present application, which was created to achieve the above object,
Equipped with an electric motor and a motion conversion mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion,
The motion conversion mechanism has a nut that rotates by receiving the rotational motion of the electric motor, and a screw shaft that advances in one axial direction or retreats in the other axial direction depending on the direction of rotation of the nut,
The screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction, and a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft within the axial range of the recess, and the recess is formed of an elastic material. In the electric actuator in which the fitting convex portion of the cushioning member is fitted,
The fitting convex portion has a pair of claw portions arranged facing each other with a gap in the radial direction, and the pin inserted into the pin insertion hole is sandwiched between the pair of claw portions. do.
このような構成によれば、ねじ軸のピン挿入孔にピンを嵌合した後、緩衝部材の嵌合凸部に形成した一対の爪部間に画成される間隙を介してピンを一対の爪部間に挿入することにより、一対の爪部でねじ軸に取り付けられたピンをその径方向に挟持することができる。つまり、上記構成によれば、嵌合凸部にピン挿入孔が設けられた従来の緩衝部材[図8(a)(b)参照]をねじ軸に取り付ける場合に必要とされていた、ねじ軸のピン挿入孔と緩衝部材のピン挿入孔との位置合わせを行わずとも、緩衝部材をねじ軸(回転規制部)に対して取り付けることができる。これにより、緩衝部材の取り付け作業を簡略化することができるので、電動アクチュエータの組み立てコスト(製造コスト)を低減することができる。 According to such a configuration, after the pin is fitted into the pin insertion hole of the screw shaft, the pin is fitted into the pair of claws through the gap defined between the pair of claws formed in the fitting projection of the cushioning member. By inserting it between the claws, the pin attached to the screw shaft can be clamped in the radial direction by the pair of claws. In other words, according to the above-described configuration, the screw shaft is required when a conventional cushioning member [see FIGS. The cushioning member can be attached to the screw shaft (rotation restricting portion) without aligning the pin insertion hole of the cushioning member with the pin insertion hole of the cushioning member. As a result, it is possible to simplify the work of attaching the cushioning member, so that the assembly cost (manufacturing cost) of the electric actuator can be reduced.
なお、ねじ軸のピン挿入孔に対するピンのはめあいは、すきまばめであっても良いし、しまりばめであっても良い。すきまばめの場合、ピン挿入孔に対してピンをスムーズに挿入することができるので、しまりばめの場合に必要となる可能性があるピン挿入(圧入)用の機械設備等を用いることなく、電動アクチュエータを容易に組み立てることができるという利点がある。一方、しまりばめの場合、ピン挿入孔に挿入した(ねじ軸に取り付けた)ピンの脱落を防止することができるので、ピンや緩衝部材がねじ軸に取り付けられたアセンブリのハンドリング性を高めることができる、などという利点がある。なお、上記の「すきまばめ」および「しまりばめ」の定義は、JIS B 0401-1に規定された「すきまばめ」および「しまりばめ」の定義に準ずる。本明細書においては以下同様である。 The fitting of the pin into the pin insertion hole of the screw shaft may be loose fit or interference fit. In the case of loose fit, the pin can be inserted smoothly into the pin insertion hole. , has the advantage that the electric actuator can be easily assembled. On the other hand, in the case of interference fit, it is possible to prevent the pin inserted into the pin insertion hole (attached to the screw shaft) from falling off, so it is possible to improve the handling of the assembly in which the pin and the cushioning member are attached to the screw shaft. There are advantages such as being able to The definitions of "clearance fit" and "tight fit" conform to the definitions of "clearance fit" and "tight fit" specified in JIS B 0401-1. The same applies hereinafter in this specification.
また、上記目的を達成するために創案された本願の第2発明は、上記の第1発明と同様の前提構成を有する電動アクチュエータ(ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、この凹部の軸方向範囲内でねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータ)において、
上記緩衝部材は、上記嵌合凸部の外周面に設けた突起を上記凹部の内周面に設けた溝部に嵌合することでねじ軸に取り付けられ、かつ、上記嵌合凸部は、ピン挿入孔に挿入されるピンよりも軸方向他方側で終端していることを特徴とする。
In addition, the second invention of the present application, which has been devised to achieve the above object, is an electric actuator having the same premise structure as the first invention (the screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction). , an electric actuator in which a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft is provided within the axial range of the recess, and a fitting protrusion of a cushioning member formed of an elastic material is fitted in the recess ,
The cushioning member is attached to the screw shaft by fitting a projection provided on the outer peripheral surface of the fitting projection into a groove provided on the inner peripheral surface of the recess, and the fitting projection is a pin It is characterized by terminating on the other side in the axial direction of the pin inserted into the insertion hole.
このような構成によれば、ねじ軸に対する緩衝部材の取り付けを、ねじ軸の回転規制部を構成するピンとは無関係に行うことができる。そのため、例えば、ねじ軸のピン挿入孔にピンを挿入した状態で緩衝部材の嵌合凸部の外周面に設けた突起をねじ軸の凹部内周面に設けた溝部に嵌合することにより、ねじ軸に対する緩衝部材の取り付けを完了することができる。あるいは、嵌合凸部の外周面に設けた突起をねじ軸の凹部内周面に設けた溝部に嵌合した後(緩衝部材をねじ軸に取り付けた後)、ねじ軸のピン挿入孔にピンを挿入することができる。つまり、係る構成によっても、嵌合凸部にピン挿入孔が設けられた従来の緩衝部材をねじ軸に取り付ける場合に必要とされていた、ねじ軸のピン挿入孔と緩衝部材のピン挿入孔との位置合わせを行わずとも、緩衝部材をねじ軸に対して取り付けることができる。これにより、緩衝部材の取り付け作業を簡略化することができるので、電動アクチュエータの組み立てコスト(製造コスト)を低減することができる。 According to such a configuration, the cushioning member can be attached to the screw shaft independently of the pin that constitutes the rotation restricting portion of the screw shaft. Therefore, for example, by fitting the projection provided on the outer peripheral surface of the fitting convex portion of the cushioning member into the groove provided on the inner peripheral surface of the concave portion of the screw shaft in a state where the pin is inserted into the pin insertion hole of the screw shaft, The attachment of the cushioning member to the screw shaft can be completed. Alternatively, after fitting the projection provided on the outer peripheral surface of the fitting projection into the groove provided on the inner peripheral surface of the concave portion of the screw shaft (after attaching the cushioning member to the screw shaft), the pin is inserted into the pin insertion hole of the screw shaft. can be inserted. In other words, even with such a configuration, the pin insertion hole of the screw shaft and the pin insertion hole of the buffer member, which are required when attaching a conventional buffer member having a pin insertion hole in the fitting convex portion, to the screw shaft. The cushioning member can be attached to the screw shaft without alignment. As a result, it is possible to simplify the work of attaching the cushioning member, so that the assembly cost (manufacturing cost) of the electric actuator can be reduced.
また、上記目的を達成するために創案された本願の第3発明は、
電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備え、
運動変換機構が、電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを有し、
ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、この凹部の軸方向範囲内でねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、上記凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータにおいて、
前記ピン挿入孔に対してピンがすきまばめで挿入され、前記嵌合凸部を径方向に貫通する貫通孔に対して前記ピンがしまりばめで挿入されていることを特徴とする。
In addition, the third invention of the present application, which was invented to achieve the above object,
Equipped with an electric motor and a motion conversion mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion,
The motion conversion mechanism has a nut that rotates by receiving the rotational motion of the electric motor, and a screw shaft that advances in one axial direction or retreats in the other axial direction depending on the direction of rotation of the nut,
The screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction, and a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft within the axial range of the recess, and the recess is formed of an elastic material. In the electric actuator in which the fitting convex portion of the cushioning member is fitted,
The pin is inserted into the pin insertion hole with a clearance fit, and the pin is inserted into a through hole radially penetrating the fitting convex portion with an interference fit.
このような構成によれば、ねじ軸に対する緩衝部材の取り付けに際し、ねじ軸のピン挿入孔と緩衝部材のピン挿入孔との位置合わせは依然として必要となるものの、高剛性の金属材料で形成されるのが一般的なねじ軸のピン挿入孔に対してはピンをスムーズに挿入することが可能となる。これにより、ねじ軸および緩衝部材のピン挿入孔に対するピンの挿入作業、つまりピンを介してのねじ軸に対する緩衝部材の取り付け作業を容易化することができる。 According to such a configuration, when attaching the cushioning member to the screw shaft, although it is still necessary to align the pin insertion hole of the screw shaft with the pin insertion hole of the cushioning member, it is formed of a highly rigid metal material. , the pin can be smoothly inserted into the pin insertion hole of the screw shaft, which is generally used. This facilitates the work of inserting the pins into the pin insertion holes of the screw shaft and the cushioning member, that is, the work of attaching the cushioning member to the screw shaft via the pins.
以上で説明した本願の第1~第3発明は、例えば、ねじ軸が電動モータの出力軸と平行に配置された電動アクチュエータに好ましく適用することができる。 The first to third inventions of the present application described above can be preferably applied to, for example, an electric actuator in which the screw shaft is arranged parallel to the output shaft of the electric motor.
以上のことから、本発明によれば、ねじ軸の軸端に緩衝部材が取り付けられる電動アクチュエータにおいて、ねじ軸に対する緩衝部材の取り付け作業を簡略化することができる。これにより、電動アクチュエータの製造コストを低減することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to simplify the operation of attaching the cushioning member to the screw shaft in the electric actuator in which the cushioning member is attached to the shaft end of the screw shaft. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the electric actuator.
以下、図1~図5に基づいて本願の第1発明の実施の形態を説明する。なお、図1は、第1発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1の概略縦断面図であり、図2は、電動アクチュエータ1の概略斜視図であり、図3は、図1のA-A線矢視断面図であり、図4は、図1のB-B線矢視断面図であり、図5は、電動アクチュエータ1を構成する緩衝部材73の概略斜視図である。
An embodiment of the first invention of the present application will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an
図1等に示す電動アクチュエータ1は、駆動部2と、駆動部2から出力される回転駆動力(回転運動)を直線運動に変換する運動変換機構部3と、駆動部2から出力される回転駆動力を運動変換機構部3に伝達する駆動力伝達部4と、運動変換機構部3を支持する支持部5と、運動変換機構部3の駆動を規制するロック機構部6とを備える。本実施形態の駆動部2は、モータ部8と減速機構部9とで構成される。以下の説明で方向性を示すために使用する「軸方向」とは、特に断りがない場合、モータ部8を構成する電動モータ10の軸心に沿う方向である。また、「軸方向」において、モータ部8が配置された側(図1の紙面左側)およびロック機構部6が配置された側(図1の紙面右側)を、それぞれ「軸方向一方側」および「軸方向他方側」とも言う。
An
モータ部8は、アクチュエータ駆動用の電動モータ10と、電動モータ10を収容したモータケース11とを備える。電動モータ10には、出力軸10aの回転角を検出可能なモータ、例えば三相ブラシレスモータが好ましく使用される。モータケース11は、ケース本体12と、ケース本体12の軸方向一方側の端部開口を封止する封止部材13とを備える。
The
減速機構部9は、モータ部8(電動モータ10)の回転を減速して出力する減速機15と、減速機15を収容した減速機ケース16とを備える。減速機ケース16は、その軸方向一方側に隣接配置されたモータケース11のケース本体12に対して分離可能に連結されている。
The
本実施形態の減速機15は、電動モータ10の出力軸10aと一体回転可能に設けられたサンギヤ17と、減速機ケース16の内周に設けられたリングギヤ18と、サンギヤ17とリングギヤ18の間に配置され、サンギヤ17およびリングギヤ18に噛み合った複数(例えば、3つ)の遊星ギヤ19と、遊星ギヤ19を回転自在に保持した遊星ギヤホルダ20および遊星ギヤキャリア21とを備えた遊星歯車減速機である。遊星ギヤキャリア21は、遊星ギヤ19に連結された環状部21aと、環状部20aの内径端部から軸方向他方側に延びた円筒部21bとを一体に有し、遊星ギヤ19の公転運動を取り出して出力する。遊星ギヤキャリア21の円筒部21bは、後述する転がり軸受46(の内輪)およびギヤボス44と一体回転可能に連結されている。
The
上記の減速機15により、電動モータ10の回転が減速された上で駆動力伝達部4、さらには運動変換機構部3に伝達される。これにより、駆動力伝達部4の回転トルクを増加することができるので、小型の電動モータ10を採用することができる。
The rotation of the
本実施形態の運動変換機構部3は、運動変換機構としてのボールねじ30と、軸ケース35とを備える。ボールねじ30は、電動モータ10の出力軸10aと平行に配置されたねじ軸31と、多数のボール33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32と、循環部材としてのこま34とを備える。ねじ軸31の外周面に形成された螺旋状溝31aとナット32の内周面に形成された螺旋状溝32aとの間に多数のボール33が装填され、こま34が組み込まれている。このような構成により、ナット32が回転するのに伴ってねじ軸31が軸方向に進退移動(軸方向一方側に前進移動、あるいは軸方向他方側に後退移動)する際には、両螺旋状溝31a,32aの間でボール33が循環する。
The
ねじ軸31は、電動アクチュエータ1の出力部材としても機能するものであり、その軸方向一方側の端部には、ねじ軸31の直線運動を操作対象に出力(伝達)するための操作部Cが設けられている。図示例において、操作部Cは、操作対象とねじ軸31とを連結するための連結部材が挿入される径方向の貫通孔で構成される。上記構成を有するねじ軸31は、ステンレス鋼などに代表される高剛性の金属材料で形成される。
The
軸ケース35は、筒部35aおよび底部35bを一体に有する有底筒状をなし、筒部35aにねじ軸31(の一部)が収容されている。軸ケース35は、ロック機構部6を収容した筒状のホルダ部35dも一体に有しており、駆動力伝達部4を構成する伝達ギヤケース45に対して分離可能に連結されている。詳細は後述するが、軸ケース35は、ナット32の回転時にねじ軸31がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部70の構成部品としても機能する。
The
電動アクチュエータ1は、ねじ軸31の進退移動量(軸方向位置)を検出するための位置検出装置を備える。この位置検出装置は、主に、モータケース11に取り付けられたストロークセンサとしての磁気センサ36(図2参照)と、保持部材38を介してねじ軸31に取り付けられたセンサターゲットとしての永久磁石37とで構成される。この場合、ねじ軸31が軸方向に進退移動すると、これに伴って移動する永久磁石37の磁場(例えば磁束密度の向きおよび強さ)の変化が磁気センサ36によって検出されることにより、ねじ軸31の進退移動量が検出される。
The
駆動力伝達部4は、駆動部2(減速機構部9)の出力を運動変換機構部3に伝達する伝達ギヤ機構41と、伝達ギヤ機構41を収容した伝達ギヤケース45とを備える。伝達ギヤケース45は、その軸方向一方側に隣接配置された減速機ケース16に対して分離可能に連結されている。
The driving
伝達ギヤ機構41は、駆動側のドライブギヤ42と、これと噛み合う従動側のドリブンギヤ43と、ドライブギヤ42の内周に配置されたギヤボス44とを備え、ギヤボス44は、ドライブギヤ42の軸方向両側に配置された転がり軸受46,47によって回転自在に支持されている。転がり軸受46は伝達ギヤケース45の内周に装着され、転がり軸受47は支持部5を構成する軸受ケース51の内周に装着されている。
The
ギヤボス44は、小径円筒部44aと大径円筒部44bとを一体に有する段付き円筒状に形成され、電動モータ10の回転軸10aと同軸に配置されている。小径円筒部44aの外周面には遊星ギヤキャリア21の円筒部21aの内周面が圧入され、大径円筒部44bの外周面にはドライブギヤ42の内周面が圧入されている。
The
ドリブンギヤ43は、ボールねじ30のナット32の径方向外側に配置された円筒状のナット装着部43aを有し、本実施形態ではナット32の外周面がナット装着部43aの内周面に圧入されている。
The driven
以上の構成により、電動モータ10の出力軸10aが回転し、その回転駆動力が減速機15を介してギヤボス44に伝達されると、ギヤボス44およびドライブギヤ42が一体回転すると共に、ギヤボス44と噛み合ったドリブンギヤ43およびボールねじ30のナット32が一体回転する。これにより、ナット32(電動モータ10の出力軸10a)の回転方向に応じてねじ軸31が軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退移動し、ねじ軸31の操作部Cに連結された操作対象が操作される。
With the above configuration, when the
伝達ギヤケース45は、ねじ軸31の一部を収容した円筒部45aを有する。円筒部45aとねじ軸31との間には筒状のブーツ47が取り付けられる。ブーツ47は、ゴム材料あるいは熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成され、小径筒部47aおよび大径筒部47bと、両筒部47a,47bを接続する蛇腹部47cとを一体に有する。小径筒部47aはブーツバンド48Aによってねじ軸31に対して締め付け固定され、大径筒部47bはブーツバンド48Bによって伝達ギヤケース45の円筒部45aに対して締め付け固定される。このような構成により、伝達ギヤケース45(伝達ギヤケース45、減速機ケース16、モータケース11、軸ケース35および後述する軸受ケース51などを連結することで形成される電動アクチュエータ1のケーシング)内への異物侵入、および当該ケーシング内に介在するグリース等の潤滑剤の外部漏洩が防止される。
The
支持部5は、ボールねじ30のナット32を回転自在に支持する支持軸受50と、支持軸受50を収容した軸受ケース51とを備える。軸受ケース51は、その軸方向一方側に隣接配置された伝達ギヤケース45に対して分離可能に連結されている。
The
支持軸受50としては、外輪50aおよび内輪50bと、これらの間に転動自在に配された複列のボール50cとを備え、ラジアル荷重および両方向のアキシャル荷重を支持することができる複列アンギュラ玉軸受が使用される。軸受ケース51と支持軸受50との間には、径方向内向きの鍔部52aを一体に有する鍔付き円筒状のスリーブ52が配置されており、支持軸受50の外輪50aは、スリーブ52の鍔部52aとスリーブ52の内周面に装着された止め輪53とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。一方、支持軸受50の内輪50bは、ドリブンギヤ43とナット32の外周面に装着された止め輪54とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。
The
ロック機構部6は、ロック部材61と、ロック部材61を軸方向に進退移動させるための駆動力を発生するロック用モータ(例えばDCモータ)64とを備える。ロック用モータ64の出力軸にはこれと一体回転可能に滑りねじ軸63が取り付けられており、この滑りねじ軸63の外周に、ロック部材61を固定的に保持した滑りねじナット62が螺着している。ロック用モータ64は、動力電源(例えば、電動モータ10の動力電源と共通の動力電源)と電気的に接続された状態で軸ケース35に設けられた筒状のホルダ部35dに収容されており、ホルダ部35dの軸方向他方側の端部開口は、ホルダ部35dに取り付けられたキャップ65で封口されている。
The
ロック部材61は、軸受ケース51に設けられた非真円形状(例えば、矩形状)の貫通孔51aに挿入された断面非真円形状の非真円部を有する。これにより、ロック用モータ64の出力軸が回転すると、その回転動力を受けたロック部材61は、回り止めされた状態で軸方向に進退移動する。ロック部材61は、駆動部2とボールねじ30のナット32の間での動力伝達を規制する規制位置、および上記動力伝達を許容する許容位置の二位置間を軸方向に進退移動する。なお、図1は、ロック部材61が規制位置に位置した状態を示している。
The
ロック部材61が前進する方向にはドライブギヤ42が配置されており、ドライブギヤ42にはロック部材61の非真円部が挿入される孔部42aが形成されている。本実施形態における上記の規制位置は、ロック部材61の非真円部がドライブギヤ42の孔部42aに挿入され、ロック部材61とドライブギヤ42とがドライブギヤ42の回転方向で係合する位置として定義される。この場合、ロック部材61が規制位置に位置すると、ドライブギヤ42の回転が規制されるので、電動アクチュエータ1は、ナット32の回転(ねじ軸31の進退移動)、つまり操作対象に対する直線運動の出力が規制されるロック状態となる。一方、図示は省略しているが、ロック部材61の非真円部がドライブギヤ42の孔部42aから完全に離脱するまでロック部材61が後退移動する(ロック部材61が許容位置に位置する)と、ロック部材61とドライブギヤ42の係合状態が解消されるので、ドライブギヤ42およびナット32の回転、ひいてはねじ軸31の進退移動が許容されるロック解除状態となる。
A
以上の構成を有する本実施形態のロック機構部6は、以下のように動作する。
まず、電動モータ10の駆動状態では、ロック部材61が上記の許容位置で保持される。この状態で電動モータ10への通電が停止されると、ロック用モータ64が駆動されてロック部材61が許容位置から規制位置に向けて前進移動する。ロック部材61が規制位置に位置するとロック用モータ64が停止し、ロック部材61が規制位置で保持される。その後、電動モータ10への通電が再開されると、ロック用モータ64が駆動されてロック部材61が規制位置から許容位置に向けて後退移動する。ロック部材61が許容位置に位置すると、ロック用モータ64が停止してロック部材61が許容位置で保持される。
The
First, in the driving state of the
ロック状態とロック解除状態の切り替えを正確に行うため、ロック機構部6には、ロック部材61の軸方向位置(ストローク量)を検出するための検出部66が設けられる。本実施形態の検出部66は、ロック部材61を保持した滑りねじナット62の軸方向位置を検出することで、ロック部材61の軸方向位置を間接的に検出する。
In order to accurately switch between the locked state and the unlocked state, the
図1、図3および図4に示すように、ねじ軸31の軸方向他方側の端部(後端部)には、ナット32の回転時にねじ軸31がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部70を設けている。回転規制部70は、軸ケース35の筒部35aの内周に形成された軸方向の案内溝35cと、ねじ軸31に設けられた径方向の支軸に支持された状態で案内溝35cに嵌め込まれた円筒状の回転体(ガイドカラー)72とを有し、案内溝35cおよびガイドカラー72は、ねじ軸31の軸心を挟んで180°対向する二箇所に設けられている。ねじ軸31の後端部には、その他端面31bに開口した凹部31cと、この凹部31cの軸方向範囲内でねじ軸31を径方向に貫通するピン挿入孔31dとが形成されている。このピン挿入孔31dには、ステンレス鋼等の金属材料で形成された上記支軸としてのピン71がその長手方向の両端部をねじ軸31の径方向外側に突出させた状態(案内溝35cに嵌め込んだ状態)で挿入されている。本実施形態では、ピン挿入孔31dに対してピン71が締め代をもって挿入(圧入)されている。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the other end (rear end) of the
ガイドカラー72は、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などといった熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料で形成され、ピン71に対してすきまばめされている。また、案内溝35cは、互いに平行な一対の溝側面と、両溝側面を繋ぐ溝底面とで画成された断面凹形状を有し、その溝幅(一対の溝側面間の離間距離)は、円筒状をなしたガイドカラー72の外径よりも大きく設定されている。係る構成により、ねじ軸31が軸方向に進退移動するとき、ガイドカラー72は、支持ピン71によって回転自在に支持された状態で案内溝35cの溝側面上を滑らかに転動可能である。
The
電動アクチュエータ1は、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成された緩衝部材73を有し、この緩衝部材73は、ねじ軸31と軸ケース35の底部35bの軸方向間に介在する頭部73aと、ねじ軸31の凹部31cに嵌合された嵌合凸部73bとを一体に有する。このような緩衝部材73が設けられていることにより、仮にねじ軸31が軸ケース35の底部35bに衝突した場合でも、その衝撃荷重を緩衝部材73(の頭部73a)で吸収・緩和することができるので、軸ケース35が破損等する可能性を低減することができる。
The
緩衝部材73は、ねじ軸31に対して取り付けられている。本実施形態の緩衝部材73は、図3および図5に示すように、嵌合凸部73bがねじ軸31の径方向に間隔を空けて対向配置された一対の爪部73cを有しており、この一対の爪部73cの協働によって形成されるピン拘束部73eでねじ軸31のピン挿入孔31dに挿入(圧入)されたピン71を径方向に挟持することにより、ねじ軸31に対して取り付けられている。
The cushioning
このような構成によれば、例えば、ねじ軸31のピン挿入孔31dにピン71を挿入した後、緩衝部材73の嵌合凸部73bに形成した一対の爪部73c間に形成される間隙73d(図5参照)を介してピン71を上記のピン拘束部73e(図5参照)に導入することにより、ねじ軸31に取り付けられたピン71を一対の爪部73cで挟持することができる。つまり、上記構成によれば、図8(a)(b)に示す、嵌合凸部106aにピン挿入孔106bが設けられた従来の緩衝部材106をねじ軸101(31)に取り付ける場合に必要とされていた、ねじ軸101のピン挿入孔101cと緩衝部材106のピン挿入孔106bとの位置合わせを行わずとも、緩衝部材73をねじ軸31に対して取り付けることができる。これにより、緩衝部材73の取り付け作業を簡略化することができるので、電動アクチュエータ1の組み立てコスト(製造コスト)を低減することができる。
According to such a configuration, for example, after the
本実施形態では、ねじ軸31のピン挿入孔31dに対してピン71を圧入している(ピン挿入孔31dに対するピン71のはめあいをしまりばめとしている)。この場合、ねじ軸31に取り付けた(ピン挿入孔31dに挿入した)ピン71の脱落を防止することができるので、ピン71や緩衝部材73がねじ軸31に取り付けられたアセンブリのハンドリング性を高めることができる、などという利点がある。但し、ピン挿入孔31dに対するピン71のはめあいはすきまばめとしても良い。すきまばめの場合、ピン挿入孔31dに対してピン71をスムーズに挿入することができるので、しまりばめの場合に必要となる可能性があるピン挿入(圧入)用の機械設備等を用いることなく、電動アクチュエータ1(上記アセンブリ)を容易に組み立てることができるという利点がある。
In this embodiment, the
以下、図6を参照しながら、本願の第2発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1について説明するが、説明の簡略化の観点から、以上で説明した本願の第1発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1と異なる構成についてのみ説明する。
Hereinafter, the
図6は、本願の第2発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1の部分縦断面図である。この実施形態では、緩衝部材73の嵌合凸部73bの外周面に設けた環状の突起73fをねじ軸31の凹部31cの内周面に設けた溝部(環状溝)31c1に嵌合することで緩衝部材73がねじ軸31に対して取り付けられ、かつ、緩衝部材73の嵌合凸部73bは、ねじ軸31のピン挿入孔31dに挿入されたピン71よりも軸方向他方側で終端している。つまり、嵌合凸部73bの軸方向一方側の端部はピン71よりも軸方向他方側に位置しており、緩衝部材73の嵌合凸部73bは、ピン71と接触していない(ピン71と間隔を空けて配置される)。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of the
このような構成によれば、ねじ軸31に対する緩衝部材73の取り付けを、ねじ軸31の回転規制部70を構成するピン71とは無関係に行うことができる。そのため、例えば、ねじ軸31のピン挿入孔31dにピン71を挿入した状態で緩衝部材73の嵌合凸部73bの外周面に設けた突起73fをねじ軸31の凹部31cの内周面に設けた溝部31c1に嵌合することにより、ねじ軸31に対する緩衝部材73の取り付けを完了することができる。あるいは、嵌合凸部73bの外周面に設けた突起73fをねじ軸31の凹部31c内周面に設けた溝部31c1に嵌合した後(緩衝部材73をねじ軸31に取り付けた後)、ねじ軸31のピン挿入孔31dにピン71を挿入することができる。
According to such a configuration, the cushioning
つまり、係る構成によっても、図8(a)(b)に示す、嵌合凸部106aにピン挿入孔106bが設けられた従来の緩衝部材106をねじ軸101(31)に取り付ける場合に必要とされていた、ねじ軸101のピン挿入孔101cと緩衝部材106のピン挿入孔106bとの位置合わせを行わずとも、緩衝部材73をねじ軸31に対して取り付けることができる。これにより、緩衝部材73の取り付け作業を簡略化することができるので、電動アクチュエータ1の組み立てコスト(製造コスト)を低減することができる。
8(a) and 8(b). The cushioning
以下、図7(a)(b)を参照しながら、本願の第3発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1について説明するが、説明の簡略化の観点から、前述した本願の第1発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1と異なる構成についてのみ説明する。
Hereinafter, an
図7(a)は、本願の第3発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1で使用される緩衝部材73の斜視図であり、図7(b)は、同電動アクチュエータ1の部分縦断面図である。この実施形態の電動アクチュエータ1では、緩衝部材73として、図8(a)(b)に示す従来の緩衝部材106と同様のものを使用している。すなわち、この実施形態で使用する緩衝部材73は、図7(a)に示すように、頭部73aと(中実の)嵌合凸部73bとを一体に有し、かつ、嵌合凸部73bには、これを径方向に貫通するピン挿入孔73gが設けられている。そして、ねじ軸31に設けたピン挿入孔31dに対してピン71がすきまばめで挿入され、緩衝部材73の嵌合凸部73bに設けたピン挿入孔73gに対してピン71がしまりばめで挿入されている。
FIG. 7(a) is a perspective view of a cushioning
このような構成によれば、(ピン71を介しての)ねじ軸31に対する緩衝部材73の取り付けに際し、ねじ軸31のピン挿入孔31dと緩衝部材73のピン挿入孔73gとの位置合わせは依然として必要となるものの、高剛性の金属材料で形成されるねじ軸31のピン挿入孔31dに対してはピン71をスムーズに挿入することが可能となる。これにより、ねじ軸31および緩衝部材73のピン挿入孔31d,73gに対するピン71の挿入作業、つまりピン71を介してのねじ軸31に対する緩衝部材73の取り付け作業を容易化することができる。
According to such a configuration, when the cushioning
以上、本発明(本願の第1発明~第3発明)の実施形態に係る電動アクチュエータ1について説明したが、電動アクチュエータ1には、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更を施すことができる。
The
例えば、運動変換機構部3は、ボール33およびこま34が省略され、実質的にねじ軸31およびその外周に回転可能に嵌合されたナット32のみで構成された、いわゆるすべりねじで構成することも可能である。また、本発明は、減速機構部9が省略され、駆動部2が実質的にモータ部8のみで構成された(電動モータ10の回転駆動力がそのまま伝達ギヤ機構部4に伝達される)電動アクチュエータ1にも適用することができる。
For example, the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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 present invention is by no means limited to the above-described embodiments, and can of course be embodied in various forms without departing from the gist of the present invention. It is defined by the claims, and includes all changes within the meaning of equivalents and the scope of the claims.
1 電動アクチュエータ
3 運動変換機構部
10 電動モータ
31 ねじ軸
31c 凹部
32 ナット
35 軸ケース
35c 案内溝
70 回転規制部
71 ピン
73 緩衝部材
73a 頭部
73b 嵌合凸部
73c 爪部
73d 間隙
73f 突起
73g ピン挿入孔
Claims (4)
前記運動変換機構が、前記電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを有し、
前記ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、該凹部の軸方向範囲内で前記ねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、前記凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータにおいて、
前記嵌合凸部が、径方向に間隔を空けて対向配置された一対の爪部を有し、該一対の爪部で前記ピン挿入孔に挿入されたピンを挟持したことを特徴とする電動アクチュエータ。 Equipped with an electric motor and a motion conversion mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion,
The motion conversion mechanism has a nut that rotates by receiving the rotational motion of the electric motor, and a screw shaft that advances in one axial direction or retreats in the other axial direction depending on the direction of rotation of the nut,
The screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction, and a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft within the axial range of the recess, and the recess is made of an elastic material. In the electric actuator in which the fitting convex portion of the formed cushioning member is fitted,
wherein the fitting convex portion has a pair of claw portions arranged opposite to each other with an interval in the radial direction, and the pin inserted into the pin insertion hole is sandwiched between the pair of claw portions. actuator.
前記運動変換機構が、前記電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを有し、
前記ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、該凹部の軸方向範囲内で前記ねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、前記凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータにおいて、
前記緩衝部材は、前記嵌合凸部の外周面に設けた突起を前記凹部の内周面に設けた溝部に嵌合することで前記ねじ軸に取り付けられ、かつ、前記嵌合凸部は、前記ピン挿入孔に挿入されたピンよりも軸方向他方側で終端していることを特徴とする電動アクチュエータ。 Equipped with an electric motor and a motion conversion mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion,
The motion conversion mechanism has a nut that rotates by receiving the rotational motion of the electric motor, and a screw shaft that advances in one axial direction or retreats in the other axial direction depending on the direction of rotation of the nut,
The screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction, and a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft within the axial range of the recess, and the recess is made of an elastic material. In the electric actuator in which the fitting convex portion of the formed cushioning member is fitted,
The cushioning member is attached to the screw shaft by fitting a projection provided on the outer peripheral surface of the fitting protrusion into a groove provided on the inner peripheral surface of the recess, and the fitting protrusion is An electric actuator, wherein the pin inserted into the pin insertion hole terminates on the other side in the axial direction.
前記運動変換機構が、前記電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの回転方向に応じて軸方向一方側に前進又は軸方向他方側に後退するねじ軸とを有し、
前記ねじ軸に、その軸方向他方側の端面に開口した凹部と、該凹部の軸方向範囲内で前記ねじ軸を径方向に貫通するピン挿入孔とが設けられ、前記凹部に、弾性材料で形成された緩衝部材の嵌合凸部が嵌合された電動アクチュエータにおいて、
前記ピン挿入孔に対してピンがすきまばめで挿入され、前記嵌合凸部を径方向に貫通する貫通孔に対して前記ピンがしまりばめで挿入されていることを特徴とする電動アクチュエータ。 Equipped with an electric motor and a motion conversion mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion,
The motion conversion mechanism has a nut that rotates by receiving the rotational motion of the electric motor, and a screw shaft that advances in one axial direction or retreats in the other axial direction depending on the direction of rotation of the nut,
The screw shaft is provided with a recess opening on the other end face in the axial direction, and a pin insertion hole radially penetrating the screw shaft within the axial range of the recess, and the recess is made of an elastic material. In the electric actuator in which the fitting convex portion of the formed cushioning member is fitted,
An electric actuator according to claim 1, wherein a pin is inserted into said pin insertion hole with a clearance fit, and said pin is inserted into a through hole radially penetrating said fitting convex portion with an interference fit.
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