JP3422632B2 - 電動アクチュエータの緩衝装置 - Google Patents

電動アクチュエータの緩衝装置

Info

Publication number
JP3422632B2
JP3422632B2 JP14784796A JP14784796A JP3422632B2 JP 3422632 B2 JP3422632 B2 JP 3422632B2 JP 14784796 A JP14784796 A JP 14784796A JP 14784796 A JP14784796 A JP 14784796A JP 3422632 B2 JP3422632 B2 JP 3422632B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric actuator
screw shaft
impact force
connecting rod
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14784796A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09327149A (ja
Inventor
光紀 星尾
秀夫 青木
忠宏 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP14784796A priority Critical patent/JP3422632B2/ja
Publication of JPH09327149A publication Critical patent/JPH09327149A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3422632B2 publication Critical patent/JP3422632B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電動アクチュエータ
において、ストロークエンドにおける電動モータからの
衝撃力を緩和するための緩衝装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に電動アクチュエータの従来の1例
を示す。図4において50は遊星歯車減速機、2は該減
速機50のサンギア、4はリングギア、3はサンギア2
及びリングギア4に噛み合う複数個の遊星ギアである。
1は電動モータで、該モータ1の出力軸1aに前記遊星
歯車減速機50のサンギア2が固定されている。
【0003】前記リングギア4はボルト5によってシリ
ンダ6に固定され、また前記遊星歯車減速機50のキャ
リア7には出力軸8が固定されている。6はシリンダ、
18は該シリンダ6の前部にボルト19により固着され
たシリンダエンド、11はボールナット、12は該ボー
ルナット11にボルト13により固定されたピストン、
14は該ピストン12を支持するためのグランドであ
る。
【0004】10は上記ボールナット11に螺合された
スクリュシャフト、16は該スクリュシャフト10の反
ナット11側に螺合されたナットである。上記スクリュ
シャフト10は、該ナット16により該スクリュシャフ
ト10に取付けられた2個のベアリング15,15を介
してシリンダ6に回転自在に支持されるとともに、この
ベアリング15,15により軸線方向への移動を停止さ
れている。
【0005】前記スクリュシャフト10の先端部には、
皿ばね25、該皿ばね支持用のプレート26及びリテー
ナ27より成る緩衝機構が設けられている。17は電動
モータ1の反出力軸側に取付けられて、該モータ1の回
転角を検出するセンサであり、該センサ17は前記電動
モータ1とともに、前記シリンダエンド18内に収納さ
れている。
【0006】前記従来の電動アクチュエータの作動を説
明する。電動モータ1が回転されると、該モータ1の出
力軸1aに固定された遊星歯車減速機50のサンギア2
が回転する。サンギア2からの回転力は遊星歯車減速機
50内で減速されるとともに高トルク化されてキャリア
7及び出力軸8を介してスクリュシャフト10に伝達さ
れる。
【0007】該スクリュシャフト10の回転は、これに
螺合されたボールナット11に伝達されここで往復運動
に変換される。該ボールナット11の往復動はピストン
12に伝達され、該ピストン12の伸縮により負荷を動
かす。また、前記センサ17により検出された電動モー
タ1の回転角の検出信号はコントローラ(図示せず)に
伝送される。
【0008】前記電動アクチュエータの運転中におい
て、誤動作あるいは制御系統の故障等により、該アクチ
ュエータの出力端(ピストン12側)がそのストローク
エンドのストッパ(図示せず)に当たった際の電動モー
タ1側からの衝撃力は、前記緩衝機構の皿ばね25が撓
むことにより吸収するとともに、ボールナット11とス
クリュシャフト10との間の締め込みを防止している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電動アクチュエータには次のような問題点がある。
即ち、前記電動アクチュエータのように皿ばね25を有
する緩衝機構により衝撃力を緩和するものは、電動モー
タ1のロータの運動エネルギが小さい場合には有効であ
るが、これが大きい場合には、皿ばね25を多数積み重
ねて装着しなければ衝撃力を充分に緩和することができ
なくなり、このため電動アクチュエータの全長が長くな
り、大型化する。
【0010】このことを数式を使って説明すると次のよ
うになる。電動モータ1のロータの運動エネルギをばね
のたわみエネルギに変換するためには、次の(1)式が
成り立つ必要がある。
【0011】 1/2Iω2 =1/2Kx2 …(1)
【0012】 ここに I:電動モータ1のロータの慣性能率 ω:ロータの角速度 K:皿ばね25のばね定数 x:皿ばね25のたわみ
【0013】(1)式より、ロータの慣性能率あるいは
角速度が大きくなる程、皿ばね25のばね定数K又はた
わみxを大きくする必要がある。図4に示されるような
皿ばねにおいては、たわみxは、非常に小さな値に限定
されるため、ばね定数Kを大きくしなければ(1)式は
成立しないことになる。即ち、大きな出力を有する電動
アクチュエータでは、前記皿ばね25を用いてアクチュ
エータ底付き時の衝撃力を緩和しようとすると、該皿ば
ね25を並列に多数積み重ねて組み込むことが必要とな
り、該皿ばね25の収納スペースを確保するため、アク
チュエータの全長が長くなる。
【0014】本発明の目的は、全長が増加することな
く、小型化された装置で、大きな衝撃力を緩衝可能な電
動アクチュエータを提供するにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の電動アクチュエ
ータは、電動モータからの回転出力を、遊星歯車減速機
等の減速装置にて減速し、該減速装置の出力端に連結さ
れるスクリュシャフトとこれに螺合されるボールナット
とより成るボールスクリュ機構にて直線運動に変換する
ものであって、前記減速装置とボールスクリュ機構との
間に、衝撃力を吸収する低剛性のねじりばね機構を介装
したことを特徴としている。
【0016】また、具体的には、前記手段において、前
記ねじりばね機構を、細径棒状の連結ロッドつまりトー
ションバーにて構成している。
【0017】本発明の手段は前記のように構成されてい
るので、アクチュエータの出力端がストロークエンドに
当たって電動モータの運動エネルギによる衝撃力が作用
すると、低剛性のトーションバー等からなるねじりばね
機構が大きく捩れることによって、前記衝撃力を吸収す
るとともにスクリュシャフトとボールナットとの間の締
め込みを阻止する。これにより、突発的な衝撃力の発生
があっても、これによって電動アクチュエータが破壊す
ることが回避される。
【0018】また前記連結ロッドと、該連結ロッドが内
挿される中空の連結パイプとを直列に連結して前記ねじ
りばねの機構を構成してもよい。このように構成する
と、前記連結ロッドのみの場合よりもさらに低剛性のね
じりばね機構となり、より大きな衝撃力を緩和すること
ができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下図1〜図3を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施
形態を示す断面図で、図において、50は遊星歯車減速
機、2は該減速機50のサンギア、3は遊星ギア、4は
リングギアである。1は電動モータで、該モータ1の出
力軸1aに前記遊星歯車減速機50のサンギア2が固定
されている。
【0020】6はシリンダ、18は該シリンダ6の前部
にボルト19により固着されたシリンダエンド、11は
ボールナット、12は該ボールナット11にボルト13
により固定されたピストン、14は該ピストン12を支
持するためのグランドである。
【0021】前記遊星歯車減速機50は公知の構造であ
り、サンギア2の外歯とリングギア4の内歯との間にキ
ャリア7に支持された複数個の遊星ギアが噛み合って構
成されている。前記リングギア4はボルト5によってシ
リンダ6に固定されている。8はキャリア7に固定され
た出力軸である。
【0022】10は上記ボールナット11に螺合された
スクリュシャフト、16は該スクリュシャフト10の反
ナット11側に螺合されたナットである。上記スクリュ
シャフト10は、該ナット16により該スクリュシャフ
ト10に取付けられた2個のベアリング15,15を介
してシリンダ6に回転自在に支持されるとともにこのベ
アリング15,15により軸線方向への移動を停止され
ている。
【0023】17は電動モータ1の反出力軸側に取付け
られて、該モータ1の回転角を検出するセンサである。
図1に示されるように、前記電動モータ1及びセンサ1
7は前記シリンダエンド18内に収納されている。ま
た、前記スクリュシャフト10のボールナット11を挟
んだ両端部には、ストッパ20,21がピン22,23
により取付けられ、該シャフト10の機械的ストローク
を制限せしめている。
【0024】9は連結ロッドで、一端が、前記遊星歯車
減速機50の出力軸8に固定され、他端がスクリュシャ
フト8の軸端内周にスプライン結合されており、所要の
外径に設定されたねじりばね即ちトーションバーに構成
されている。
【0025】また、前記スクリュシャフト10のストロ
ークエンドでストッパ20あるいは21とボールナット
11とが当たった際に、スクリュシャフト10からの締
付け作用により噛み込みが生じ、それ以降の正常な作動
が不能に陥らないようにするため、図2に示すように、
ストッパ20及びボールナット11には爪20a及び1
1aを設け、両者を回転方向において当接するように構
成している。
【0026】前記のように構成された電動アクチュエー
タの作用について説明する。電動モータ1が回転される
と、該モータ1の出力軸1aに固定された遊星歯車減速
機50のサンギア2が回転する。サンギア2からの回転
力は遊星歯車減速機50内で減速されるとともに、高ト
ルク化されてキャリア7及び出力軸8を介して連結ロッ
ド9に伝達される。
【0027】該連結ロッド9の回転はスクリュシャフト
10に伝達され、該スクリュシャフト10の回転がこれ
に螺合されたボールナット11に伝達され、ここで往復
運動に変換される。該ボールナット11の往復動はピス
トン12に伝達され、該ピストン12の伸縮により負荷
を動かす。
【0028】一方、前記センサ17により検出された電
動モータ1の回転角の検出信号はコントローラ(図示せ
ず)に伝送され、該コントローラにおいては、この検出
信号に基づくアクチュエータの出力変位とその目標値と
を一致させる制御を行う。
【0029】前記電動アクチュエータの運転中におい
て、誤動作あるいは制御系統の故障等により、該アクチ
ュエータの出力端(ピストン12側)がこのストローク
エンドのストッパ(図示せず)に当たった際には、前記
電動モータ1の運動エネルギは該モータの出力軸1aか
ら前記ストッパまでの衝撃力に変換される。
【0030】しかしながら、図1〜図2に示す本発明に
係る電動アクチュエータにおいては、上記のような衝撃
力が作用すると、ねじりばね(トーションバー)に構成
された連結ロッド9が大きく捩れることによって、上記
衝撃力を吸収する。
【0031】万一、前記衝撃力が過大となっても、連結
ロッド9が折れて破壊するのみであるので、連結ロッド
9のみを交換すれば、電動アクチュエータは支障なく運
転できる。これにより、前記のような突発的な衝撃力の
発生があっても、電動アクチュエータが破壊するような
事態に陥ることが無くなり、安全性、信頼性が向上す
る。
【0032】図3は本発明の第2実施形態を示す。この
実施形態においては連結ロッド9にさらに連結パイプ2
4を直列に連結して剛性を下げ、衝撃力の緩和機能を増
大させている。
【0033】即ち、図3において、24は前記連結ロッ
ド9の外側に遊嵌された中空の連結パイプで、該連結パ
イプ24の内部端(図3のZ部)はスクリュシャフト1
0の内周とスプライン結合され、外部端(図3のY部)
はその内周を連結ロード9の外周と溶接により固着して
いる。
【0034】これにより、衝撃力は、電動モータ1の出
力軸1aから遊星歯車減速機50、連結ロッド9、連結
パイプ24、スクリュシャフト10、ボールナット1
1、ピストン12の順に伝達されることとなる。従っ
て、前記のように連結ロッド9と連結パイプ24とを直
列に連結することにより、図1に示す第1実施形態のも
のよりも剛性が小さくなり、衝撃力の緩和機能が増大す
る。
【0035】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、アクチュエータの出力端がストロークエンドに当た
り、電動モータの運動エネルギによる衝撃力が電動アク
チュエータに作用しても、ねじりばね機構が大きく捩れ
ることにより前記衝撃力が緩和される。これによって前
記衝撃力による電動アクチュエータの破壊の発生を回避
することができ、該アクチュエータの安全性、信頼性が
向上する。
【0036】請求項2のように、ねじりばね機構を低剛
性のトーションバーで構成すると、電動モータからの衝
撃力が大きくても、従来の皿ばねを多数設けるもののよ
うに装置を大型化することなく、小型(特に小径)の装
置で以って、この大衝撃力を緩和することができる。
【0037】さらに請求項3のように構成すると、小さ
いスペースで前記トーションバーよりも低剛性のねじり
ばね機構となり、前記よりもさらに大きな衝撃力を緩衝
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による電動アクチュエー
タの断面図。
【図2】上記実施形態におけるボールナット近傍の外観
図。
【図3】本発明の第2実施形態による電動アクチュエー
タの断面図。
【図4】従来の電動アクチュエータの断面図。
【符号の説明】
50…遊星歯車減速機、1…電動モータ、1a…電動モ
ータの出力軸、6…シリンダ、8…遊星歯車減速機の出
力軸、9…連結ロッド、10…スクリュシャフト、11
…ボールナット、12…ピストン、17…センサ、18
…シリンダエンド、24…連結パイプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 忠宏 名古屋市中村区岩塚町九反所60番地の1 中菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−135345(JP,A) 実開 昭63−185957(JP,U) 実開 平3−11157(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 7/00 - 7/20 F16H 19/00 - 37/16 F16H 49/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータからの回転出力を遊星歯車減
    速機等の減速装置にて減速し、該減速装置の出力端に連
    結されるスクリュシャフトとこれに螺合されるボールナ
    ットとより成るボールスクリュ機構にて直線運動に変換
    する電動アクチュエータにおいて、 前記減速装置とボールスクリュ機構との間に、衝撃力を
    吸収する低剛性のねじりばね機構を介装したことを特徴
    とする電動アクチュエータの緩衝装置。
  2. 【請求項2】 前記ねじりばね機構を、細径棒状の連結
    ロッドで構成した請求項1に記載の電動アクチュエータ
    の緩衝装置。
  3. 【請求項3】 前記ねじりばね機構を、細径棒状の連結
    ロッドと該連結ロッドが内挿される中空の連結パイプと
    を直列に連結して構成した請求項1に記載の電動アクチ
    ュエータの緩衝装置。
JP14784796A 1996-04-05 1996-05-20 電動アクチュエータの緩衝装置 Expired - Fee Related JP3422632B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14784796A JP3422632B2 (ja) 1996-04-05 1996-05-20 電動アクチュエータの緩衝装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10867296 1996-04-05
JP8-108672 1996-04-05
JP14784796A JP3422632B2 (ja) 1996-04-05 1996-05-20 電動アクチュエータの緩衝装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09327149A JPH09327149A (ja) 1997-12-16
JP3422632B2 true JP3422632B2 (ja) 2003-06-30

Family

ID=26448506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14784796A Expired - Fee Related JP3422632B2 (ja) 1996-04-05 1996-05-20 電動アクチュエータの緩衝装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3422632B2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100489349B1 (ko) * 2001-01-03 2005-05-12 주식회사 만도 댐퍼를 이용한 차고 조절장치
KR20020044056A (ko) * 2001-11-29 2002-06-14 이우용 전기실린더
KR100511742B1 (ko) * 2002-05-08 2005-08-31 주식회사 만도 자동차의 후륜 토우각 제어장치
KR100511737B1 (ko) * 2002-05-08 2005-08-31 주식회사 만도 자동차의 후륜 토우각 제어장치
KR100511741B1 (ko) * 2002-05-08 2005-08-31 주식회사 만도 자동차의 후륜 토우각 제어장치
KR100511738B1 (ko) * 2002-05-08 2005-08-31 주식회사 만도 자동차의 후륜 토우각 제어장치
WO2005078903A1 (en) 2004-02-06 2005-08-25 L & P Property Management Company In-line actuator apparatus and method
KR100887816B1 (ko) * 2007-10-22 2009-03-09 현대자동차주식회사 클러치 컨트롤 시스템
DE202008007719U1 (de) * 2007-12-03 2009-04-16 BROSE SCHLIEßSYSTEME GMBH & CO. KG Schließhilfsantrieb für ein Kraftfahrzeugschloß
DE102008053570B4 (de) 2008-10-15 2010-07-08 Bühler Motor GmbH Stellantrieb, insbesondere zur Betätigung eines Abgasrückführventils
US8109165B2 (en) * 2009-09-29 2012-02-07 Hamilton Sundstrand Corporation Compliant non-jamming end of travel stop for a ball screw actuator
JP5000783B2 (ja) 2010-12-22 2012-08-15 Thk株式会社 衝撃吸収機構を備えた電動アクチュエータ
KR101339246B1 (ko) * 2011-12-09 2013-12-09 계양전기 주식회사 변속 모터 및 이를 이용한 액추에이터
US9193280B2 (en) 2012-09-13 2015-11-24 Leggett & Platt Canada Co. Lumbar support system
US10632882B2 (en) 2012-09-13 2020-04-28 Leggett & Platt Canada Co. Lumbar support system
CN103414281A (zh) * 2013-04-26 2013-11-27 杭州中科赛思伺服电机有限公司 一种伺服电机的直线运动转化方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09327149A (ja) 1997-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3422632B2 (ja) 電動アクチュエータの緩衝装置
US5605071A (en) Enveloped worm gear clutch wedgelock responsive to reaction force
US6883635B2 (en) Ball-screw assembly isolator
JP5497198B2 (ja) リニアアクチュエータ
WO2017073420A1 (ja) 回転慣性質量ダンパ
WO1986005470A1 (en) Joint driving apparatus for industrial robots
JP2008030747A (ja) ステアリング装置
JP5861883B2 (ja) 回転慣性質量ダンパー及びブレースダンパー並びにブレース架構
CN110762150A (zh) 减震器
JP2010107017A (ja) 制振装置およびその組み込み構造
JP4013132B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
CN112728014A (zh) 一种抗过载冲击的行星减速器及机器人关节和四足机器人
JP2003348791A (ja) モータ駆動装置
JP2006046405A5 (ja)
JP4520804B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US4287969A (en) Motion snubbing device
JP6498467B2 (ja) 回転慣性制振装置、及び構造物の振動抑制装置
US20230231439A1 (en) Direct-drive motor Damper
EP1201960B1 (en) Damping device
US5245807A (en) Vibration suppressing apparatus for a structure
JP5839282B2 (ja) 回転慣性質量ダンパー
JPH0548109Y2 (ja)
JPS5940038A (ja) 増速機構付慣性制振装置
JP2000280923A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5646392B2 (ja) 複合制震ダンパー

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030318

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees