JP3136565U

JP3136565U - 電動アクチュエータ

Info

Publication number: JP3136565U
Application number: JP2007005996U
Authority: JP
Inventors: 直也新保
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2017-08-03

Abstract

【課題】少ない加工工数及び少ない材料でクラッチ操作軸を任意の位相の２つの位置に選択的に係合させるようにすべく、また、切替の際の手間を軽減すべく構成する。
【解決手段】クラッチ操作軸４３２の軸心周りの回転動作により、クラッチ機構を接続し電動モータから出力端部に動力を伝達する電動駆動状態、及びクラッチ機構を切断することにより動力の伝達を切断し、手動駆動部たる手動ハンドルからの動力を出力端部に伝達する手動駆動状態を選択的に切替可能な電動アクチュエータにおいて、クラッチ操作軸に、電動駆動状態に対応する接続位置と、手動駆動状態に対応する切断位置とに選択的に保持可能な節度機構を設ける。
【選択図】図５

Description

本考案は、クラッチ操作軸の軸心周りの回転動作を利用して、クラッチを接続し電動モータから出力端部に動力を伝達する電動駆動状態、及びクラッチを切断することにより前記動力の伝達を切断し手動駆動部からの動力を出力端部に伝達する手動駆動状態を選択的に切替可能な電動アクチュエータに関する。

従来より、電動アクチュエータにおいて、電動モータから駆動力を受ける電動モードと、手動駆動部から駆動力を受ける手動モードとの間の選択動作を受け付ける操作部材を設けている。そして、このような電動アクチュエータでは、クラッチ操作軸に対する操作を受けて、電動モータと出力端部とを接続する接続状態と、これらを切断する切断状態とを選択可能なクラッチ機構を設けている。そして、このクラッチ操作軸の位相を９０度変化させることによりこのクラッチ機構の接続状態と切断状態との間の切替を行う構成が広く知られている。

ところで、従来の構成では、接続状態と切断状態との間でクラッチ操作軸の位相を９０度変化させるべく、クラッチ操作軸の中間部に四角柱状のストッパを設けるとともに、このクラッチ操作軸を収納するハウジングにこのストッパを収納可能な角穴を設け、これらを係合させてなる切替機構を設ける態様が採用されている。
特開２０００−３３５８９５号公報

しかして、前述した従来の切替機構では、ストッパを四角柱状に成形する必要があるとともに、このストッパを収納可能な角穴をハウジングに形成する必要があるが、このような成形には、旋盤等による円盤状のプレートの成形やドリル等による丸穴の成形と比較して手間がかかる。また、四角柱状のストッパの形成には、少なくともこの四角柱に外接する大きさの円柱状の部材を用意しておく必要があり、必要とされる材料がその分多くなる。また、接続状態と切断状態との間のクラッチ操作軸の位相が９０度の倍数に制限される。さらに、このような構成では、切替の際にクラッチ操作軸を軸心方向に移動させて一旦ストッパと角穴との係合を解除する操作、及びストッパと角穴とを再び係合させる操作が必要となり、手間がかかると感じられる不具合も存在する。

本発明は、以上に述べた課題を解決すべく、すなわち少ない加工工数及び少ない材料でクラッチ操作軸を任意の位相の２つの位置に選択的に係合させるようにすべく、また、切替の際の手間を軽減すべく構成するものである。

すなわち本考案に係る電動アクチュエータは、クラッチ操作軸の軸心周りの回転動作のみにより、クラッチを接続し電動モータから出力端部に動力を伝達する電動駆動状態、及びクラッチを切断することにより前記動力の伝達を切断し手動駆動部からの動力を出力端部に伝達する手動駆動状態を選択的に切替可能な電動アクチュエータであって、前記クラッチ操作軸に、前記電動駆動状態に対応する接続位置と、前記手動駆動状態に対応する切断位置とに選択的に保持可能な節度機構を設けていることを特徴とする。

このようなものであれば、前記クラッチ操作軸に節度機構を設け、クラッチ操作軸を前記接続位置又は前記切断位置に保持するようにしているので、クラッチ操作軸の回転操作のみによりこのクラッチ操作軸の前記接続位置から前記切断位置への移動、及びその逆の移動を行うことができ、この操作を行う手間の低減を図ることができる。さらに、このような節度機構を収納する収納部は、ドリル等により成形可能な丸穴により構成できるので、上述した従来の構成と比較して、加工工数の大幅な削減を図ることができる。

このような節度機構を無理なく形成するための構成として、前記節度機構が、前記クラッチ操作軸またはこのクラッチ操作軸を収納するハウジングのうち一方に設けられ他方に向けて弾性付勢される係合体と、前記クラッチ操作軸またはハウジングの他方に設けられ前記係合体に係合可能な係止穴とを備えているとともに、前記係合体と前記係止穴とが係合させることにより前記クラッチ操作軸を前記接続位置及び前記切断位置のいずれかに選択的に保持させるようにすべく前記係止穴を２箇所に設けているものが挙げられる。

さらに、前記係合体及び係止穴の製造上の寸法誤差や熱膨張等による影響を小さくできる構成として、前記係合体の最大径を、前記係止穴の最大径よりも大きくしているものが挙げられる。

本考案に係る電動アクチュエータは、前記クラッチ操作軸に節度機構を設け、クラッチ操作軸を前記接続位置又は前記切断位置に保持するようにしているので、操作部材の回転操作のみにより行うことができるので、この操作を行う手間の低減を行うことができる。また、接続位置と切断位置との間の位相を任意に設定することができる。さらに、このような節度機構を収納する収納部は、ドリル等により成形可能な丸穴により構成できるので、従来の構成と比較して、被係合孔を形成するための加工工数を大幅に削減できる。

以下、本発明の一実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。

本実施形態に係る電動アクチュエータである電動リニアアクチュエータ１は、前記図１〜図６に示すように、電動モータ２と、この電動モータに駆動される主軸たるジャックスクリュ３と、前記電動モータ２と前記ジャックスクリュ３との間に設けられ前記電動モータ２から前記ジャックスクリュ３に動力を伝達する接続状態及び前記動力の伝達を切断する切断状態をとり得るクラッチ機構４と、前記クラッチ機構４が切断状態をとる際に前記ジャックスクリュ３を直接回転駆動する手動駆動部たる手動ハンドル５と、前記ジャックスクリュ３の回転運動を直線運動に変換する出力端部たるナット体６と、電動モータ２の回転軸（出力端）及びジャックスクリュ３の入力端を覆い得るハウジング７とを具備する。ここで、前記図１には本考案の一実施形態に係る電動アクチュエータを示す概略図、前記図２には同実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す正面図をそれぞれ示している。また、前記図３には、図１における要部を拡大して示している。さらに、前記図４には前記図１における要部のｘ−ｘ断面図、前記図５には前記図４における要部のｚ−ｚ断面図、前記図６には前記図１における要部のｙ−ｙ断面図をそれぞれ示している。

さらに詳述すると、電動モータ２は、モータ本体２１と、モータ本体２１の一端面から突出し軸回りに回転する回転軸２２とを備えたものである。そして、この回転軸２２の回転を、一又は複数の歯車からなる減速機構２３で減速してジャックスクリュ３へ出力するようにしている。

一方、前記手動ハンドル５は、前記ジャックスクリュ３と一体に設けられるヘリカルギア３ａに回転力を伝達するネジ部５ａを有する。

また、前記クラッチ機構４は、前記減速機構２３の終端側に設けたクラッチ受け４１と、前記ジャックスクリュ３に接続しているとともに、前記クラッチ受け４１との係合可能であり、さらに前記クラッチ受け４１との係合を解除した切断位置をとり得るクラッチ爪４２とを具備する。カム機構４３はこのクラッチ爪４２に設けたカム受け部４３１と、このカム受け部４３１に係合可能な係合ピン４３３を長手方向一端部に有し、長手方向他端部に回転操作力を受け付ける操作部を設けてなるクラッチ操作軸４３２とを具備する。ここで、前記係合ピン４３３は、このクラッチ操作軸４３２の軸心から変位した位置に設けており、前記カム受け部４３１の壁４３１ｘを介し、クラッチ操作軸４３２の回転操作によりクラッチ爪４２を駆動する。

しかして、このクラッチ操作軸４３２は、図５の実線に示す接続位置と、同図の想像線に示す切断位置との間で回動可能であるとともに、このクラッチ操作軸４３２をこれら接続位置と切断位置とのいずれかに選択的に保持させるべく、このクラッチ操作軸４３２に節度機構４４を設けている。そして、このクラッチ操作軸４３２が接続位置をとる際に前記クラッチ爪４２は前記クラッチ受け４１と係合する。また、このクラッチ操作軸４３２が切断位置をとる際に前記クラッチ爪４２は前記クラッチ受け４１との係合を解除する。ここで、前記接続位置と前記切断位置とは、本実施形態では互いに位相を９０度異ならせているが、これらの間の位相差は任意に設定してよい。

さらに詳述すると、前記節度機構４４は、クラッチ操作軸４３２の中心軸に直交して設けられる丸穴である収納穴４３２ｘに収納してなる付勢手段たるコイルばね４４２及びこのコイルばね４４２に付勢させてなる係合体４４１を備えた係合部４４０と、前記ハウジング８に前記係合体４４１と係合可能に設けた第１及び第２の係止穴７ｘ、７ｙとを具備する。

前記係合体４４１は、本実施形態では球状であり、基部に前記コイルばね４４２の作用端を連結している。

一方、前記第１の係止穴７ｘは、クラッチ操作軸４３２を接続位置に配した際に前記係合体４４１と対向する部位に設けている。また、前記第２の係止穴７ｙは、クラッチ操作軸４３２を切断位置に配した際に前記係合体４４１と対向する部位にそれぞれ設けている。これら第１、第２の係止穴７ｘ、７ｙは断面視円形状をなし、係合体４４１の直径よりも小さな直径を有する。すなわち、第１の係止穴７ｘの開口縁と前記係合体４４１の表面（球面）とが線的に接触した状態で第１の係止穴７ｘに前記係合体４４１を係止することによりクラッチ操作軸４３２を接続位置に保持するようにしている。このクラッチ操作軸４３２を接続位置に保持させた際に、クラッチ機構４は接続状態をとるようにしている。また、第２の係止穴７ｙの開口縁と前記係合体４４１の半球面とが線的に接触した状態で第２の係止穴７ｙに前記係合体４４１を係止することによりクラッチ操作軸４３２を切断位置に保持するようにしている。このクラッチ操作軸４３２を切断位置に保持させた際に、クラッチ機構４は切断状態をとるようにしている。

そして、前記接続状態と前記切断状態との切替は、クラッチ操作軸４３２を軸心周りに回転させることにより行うようにしている。前記接続状態においては、電動モータ２の回転運動がクラッチ機構４を介してジャックスクリュ３に伝達され、このジャックスクリュ３の回転に伴いナット体６が進退運動することにより回転運動を進退運動に変換するようにしている。すなわち、この接続状態は、請求項中の電動駆動状態である。一方、前記切断状態においては、電動モータ２とジャックスクリュ３とは切断されていて、前記手動ハンドル５の回転操作に伴いこの手動ハンドル５からジャックスクリュ３に回転力が伝達されと、このジャックスクリュ３の回転に伴いナット体６が進退運動することにより手動ハンドル５の回転運動を進退運動に変換するようにしている。すなわち、この接続状態は、請求項中の手動駆動状態である。

なお、本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ１が動作する際の各部の詳細な作用は、一般的な電動リニアアクチュエータが動作する際の各部の作用として周知のものと同様であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る電動リニアアクチュエータ１は、以上に述べたように、前記クラッチ操作軸４３２に節度機構４４を設け、クラッチ操作軸４３２を前記接続位置又は前記切断位置に保持するようにしているので、クラッチ操作軸４３２の回転操作のみによりこのクラッチ操作軸４３２の前記接続位置から前記切断位置への移動、及びその逆の移動を行うことができ、この操作を行う手間を低減できる。さらに、このような節度機構４４を収納する収納部は、ドリル等により成形可能な丸穴により構成できるので、上述した従来の構成と比較して、加工工数を大幅に削減できる。

また、前記節度機構４４が、前記クラッチ操作軸４３２に設けられハウジング７に向けて弾性付勢される係合体４４１と、前記ハウジング７に設けられ前記係合体４４１に係合可能な第１及び第２の係止穴７ｘ、７ｙとを備えているとともに、前記係合体４４１と前記第１又は第２の係止孔７ｘ、７ｙのいずれかとを係合させることによりクラッチ操作軸４３２に前記接続位置及び前記切断位置のいずれかを選択的にとらせるようにしているので、このような節度機構４４を無理なく形成できる。

さらに、前記係合体４４１の最大径を、前記第１及び第２の係止孔７ｘ、７ｙの最大径よりも大きくしているので、前記係合体４４１及び第１、第２の係止孔７ｘ、７ｙの製造上の寸法誤差や熱膨張等による影響を小さくし、これら製造上の寸法誤差や熱膨張等に関わらず前記係合体４４１と第１の係止孔７ｘとを、また、前記係合体４４１と第２の係止孔７ｙを係合させることができる。

なお、本考案は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、弾性伸縮可能な単一の部材により構成した係合体を第１又は第２の係止穴に選択的に係合させる構成を前記節度機構に採用してもよい。

また、係合体をハウジング側に設けるとともに、クラッチ操作軸側に、この係合体と係合可能な第１及び第２の係止穴をそれぞれ設け、前記係合体と第１の係止穴とが係合した際にクラッチ操作軸が接続位置に保持され、前記係合体と第２の係止穴とが係合した際にクラッチ操作軸が切断位置に保持されるように構成してもよい。

加えて、係合体及び係止穴の熱膨張率が小さく、さらにクラッチ操作軸及び係止穴の製造誤差を十分小さくできる場合は、係合体と係止穴とを略隙間なく係合可能に構成してもよい。

その他、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本考案の一実施形態に係る電動アクチュエータを示す概略図。同実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す正面図。図１における要部を拡大して示す図。図１における要部のｘ−ｘ断面図。図４における要部のｚ−ｚ断面図。図１における要部のｙ−ｙ断面図。

符号の説明

１…電動アクチュエータ
２…電動モータ
４…クラッチ機構
４３２…クラッチ操作軸
４４…節度機構
５…手動ハンドル（手動駆動部）

Claims

クラッチ操作軸の軸心周りの回転動作のみにより、クラッチを接続し電動モータから出力端部に動力を伝達する電動駆動状態、及びクラッチを切断することにより前記動力の伝達を切断し手動駆動部からの動力を出力端部に伝達する手動駆動状態を選択的に切替可能な電動アクチュエータであって、前記クラッチ操作軸に、前記電動駆動状態に対応する接続位置と、前記手動駆動状態に対応する切断位置とに選択的に保持可能な節度機構を設けていることを特徴とする電動アクチュエータ。
前記節度機構が、前記クラッチ操作軸またはこのクラッチ操作軸を収納するハウジングのうち一方に設けられ他方に向けて弾性付勢される係合体と、前記クラッチ操作軸またはハウジングの他方に設けられ前記係合体に係合可能な係止穴とを備えているとともに、前記係合体と前記係止穴とが係合させることにより前記クラッチ操作軸を前記接続位置及び前記切断位置のいずれかに選択的に保持させるようにすべく前記係止穴を２箇所に設けていることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
前記係合体の最大径を、前記係止穴の最大径よりも大きくしていることを特徴とする請求項２記載の電動アクチュエータ。