JP5234249B2 - Actuator - Google Patents
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Description
本発明は、一般産業用電動機、自動車、及び船舶などに使用される電動式のアクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator used in general industrial electric motors, automobiles, ships, and the like.
内燃機関でスクリューを駆動する比較的小型の船舶においては、前進方向へのスクリューの回転と、後進方向へのスクリューの回転との切換は、操作者により操作されたレバーに接続されたワイヤを介してドグクラッチを切り換えて、前進用ギヤ或いは後進用ギヤに係合させることで行っている。しかるに、近年においては、省力化のため電動にてドグクラッチの切換を行えないかという要請がある。ここで、例えば車両用のアクチュエータとしては種々のものが開発されており(特許文献1、2参照)、これを流用することも考えられる。
しかるに、例えば船舶用のアクチュエータは、外洋上で使用されることも考慮しなくてはならず、一般のアクチュエータとは異なった思想で開発することが望まれる。 However, for example, marine actuators must be considered to be used in the open ocean, and it is desired to develop them with a concept different from that of general actuators.
例えば、特許文献1に開示されたアクチュエータにおいては、その出力軸はナットに連結されたものであり、この出力軸はハウジングに嵌合されたカバーの先端の内径側に嵌合された支持部材により径方向位置決めされている。また、かかる支持部材の近傍には異物侵入を防ぐシールリングが組み付けられている。 For example, in the actuator disclosed in Patent Document 1, the output shaft is connected to a nut, and the output shaft is supported by a support member fitted on the inner diameter side of the tip of a cover fitted to the housing. It is positioned in the radial direction. In addition, a seal ring for preventing entry of foreign matter is assembled in the vicinity of the support member.
ここで、特許文献1に示すアクチュエータにおいて、出力軸の支持部材は、出力軸を通す内径と、カバーに嵌合するための外径を持った単純筒状形状のものであり、ねじ部への異物浸入を防ぐ事を目的にシールリングを付設しているが、このシールリングは一般に、ニトリルゴムを代表とするゴム材料で作られることが多い。しかるに、かかるシールリングによる出力軸のシール性能は、そのゴム材料の弾性に寄る所が多い。 Here, in the actuator shown in Patent Document 1, the output shaft support member has a simple cylindrical shape having an inner diameter through which the output shaft passes and an outer diameter for fitting into the cover. A seal ring is provided for the purpose of preventing entry of foreign matter, but this seal ring is generally made of a rubber material typified by nitrile rubber. However, the sealing performance of the output shaft by such a seal ring often depends on the elasticity of the rubber material.
この様に、シール性能を材料の弾性に依存せざるを得ないシールリングの場合、十分なシール機能を発揮するためには、シールリングの中心と出力軸の中心とを正確に合せることが必要となる。ところが、シールリング自身には、一般的にハウジングと出力軸とを調芯する機能がない為、通常はシールリングの近傍に出力軸をガイドする支持部材を設けて、シールと出力軸の中心を合わせる機能を担わせるようにしている。依って、かかる支持部材は、それ自身のハウジングとの嵌合隙間も含めた精度の高い内径寸法、外径寸法、及び内外径同芯度が求められ、製造コストが高くなるという問題があった。 In this way, in the case of a seal ring whose sealing performance must depend on the elasticity of the material, it is necessary to accurately align the center of the seal ring with the center of the output shaft in order to exert a sufficient sealing function. It becomes. However, since the seal ring itself generally does not have a function of aligning the housing and the output shaft, a support member for guiding the output shaft is usually provided near the seal ring so that the center of the seal and the output shaft is located. The function to match is carried. Therefore, such a support member is required to have a highly accurate inner diameter dimension, outer diameter dimension, and inner / outer diameter concentricity including a fitting clearance with its own housing, and there is a problem that manufacturing cost is increased. .
更に、このような支持部材は、出力軸をガイドする上において、出力軸表面への損傷を与えない配慮が必要である。その理由は明白で、出力軸の表面損傷はシール性能低下の直接的要因となり得るからである。 Further, such a support member needs to take care not to damage the surface of the output shaft when guiding the output shaft. The reason is obvious, because the surface damage of the output shaft can be a direct factor in the deterioration of the sealing performance.
この様な要求から、多くの支持部材材料には、樹脂性部材が用いられることが多い。特に、出力軸がアクチュエータの様々な要求(例:出力軸に防錆能力を持たせる都合上、材料をSUS材の非熱処理材を使わざるを得ない場合など)から表面硬度を上げられない場合などは、一般的に樹脂材が使用される。尚、この様な目的がある為、当然樹脂材料には、寸法安定材であるガラス繊維を配合することは出来ない。なぜなら、ガラス繊維が出力軸の表面を損傷させる恐れがあるからである。 Because of such demands, resinous members are often used for many support member materials. Especially when the surface hardness of the output shaft cannot be increased due to various requirements of the actuator (for example, when the output shaft must be made of SUS non-heat treated material for the purpose of giving the output shaft rust prevention capability). In general, a resin material is used. In addition, since there exists such a purpose, naturally the glass fiber which is a dimension stabilizing material cannot be mix | blended with a resin material. This is because the glass fiber may damage the surface of the output shaft.
このような制約がある中で、樹脂製の支持部材を大量生産するに当っては、一般に射出成形が用いられる。射出成形は大量生産には向いているが、欠点として硬化時の引けの問題が存在し、成形品の寸法安定性に問題があった。 Under such restrictions, injection molding is generally used for mass production of resin support members. Although injection molding is suitable for mass production, there is a problem of shrinkage at the time of curing as a drawback, and there is a problem in dimensional stability of the molded product.
アクチュエータを湿度の高い環境下で使用されることは多々ある。特に船舶用として使用される場合などは、使用環境において顕著に湿度が高くなる。従って、船舶用のアクチュエータには、特に高いシール性能が要求される。一方、シール性能に大きな拘りを持つ支持部材は、樹脂で製作する必要があることは上述した通りである。しかし、樹脂であればどんな材料でも機能を満足するものではなく、特に自身が吸水性質を持つナイロン系は使用することは困難である。何故なら、吸水した材料は膨張し内径が大となり、出力軸との隙間が大となり引いてはシール性能に影響を与える問題があるからである。 Actuators are often used in humid environments. In particular, when used for ships, the humidity is significantly increased in the use environment. Therefore, particularly high sealing performance is required for marine actuators. On the other hand, as described above, it is necessary to manufacture a support member having a great deal of sealing performance with resin. However, any material is not satisfactory as long as it is a resin, and it is difficult to use a nylon system that has water absorption properties. This is because the water-absorbed material expands to have a large inner diameter, and the gap with the output shaft becomes large, which causes a problem that affects the sealing performance.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、低コストながらシール機能を発揮できるアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an actuator that can exhibit a sealing function at a low cost.
本発明のアクチュエータは、駆動ロッドを駆動するアクチュエータにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されることにより、前記駆動ロッドを駆動する駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、前記ハウジングに対して回転する回転要素と、前記駆動ロッドに連結された軸線方向移動要素と、前記回転要素と前記軸線方向移動要素との間に配置された転動体とを含み、前記回転要素の回転運動を、前記軸線方向移動要素の軸線方向運動に変換するようになっており、
前記駆動ロッドは、前記ハウジングの内周に嵌合した環状の支持部材により摺動可能に支持されており、前記支持部材は周方向の一部において途切れており、
前記支持部材は、外側筒状部と、前記外側筒状部に包囲される内側筒状部と、前記外側筒状部と前記内側筒状部とを互いに連結する壁部とを一体的に形成しており、前記外側筒状部と前記内側筒状部と前記壁部は、周方向の一部が途切れており、
前記壁部は、前記外側筒状部と前記内側筒状部とを中央で互いに連結することを特徴とする。
The actuator of the present invention is an actuator that drives a drive rod.
A housing;
An electric motor attached to the housing and having a rotating shaft;
A drive mechanism for driving the drive rod by transmitting a rotational force from the rotary shaft;
The drive mechanism includes a rotating element that rotates with respect to the housing, an axial moving element that is coupled to the driving rod, and a rolling element that is disposed between the rotating element and the axial moving element. The rotational movement of the rotating element is converted into the axial movement of the axial movement element;
The drive rod is slidably supported by an annular support member fitted to the inner periphery of the housing, and the support member is interrupted in a part of the circumferential direction.
The support member integrally forms an outer cylindrical portion, an inner cylindrical portion surrounded by the outer cylindrical portion, and a wall portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion to each other. and is, the wall portion and the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion, Ri Contact interrupted part of the circumferential direction,
The wall portion connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion to each other at the center .
本発明によれば、前記駆動ロッドが、前記ハウジングの内周に嵌合した環状の支持部材により摺動可能に支持されており、前記支持部材は周方向の一部において途切れているので、前記支持部材の外径及び内径共、その材料の持つ弾性特性により特に定まった値とせずとも、比較的大きな剛性を持つハウジング内径に沿うようにならうことが出来る。依って、精度良くハウジング内径を形成すれば、その中心に収まるべき前記駆動ロッドの中心は、前記支持部材の自由状態での外径及び内径の差の肉厚にのみにより位置が決まることとなる。従って、前記支持部材の成形時には、外径寸法、内径寸法、及び両者の同芯度という拘束条件に比べて遙かに管理が容易となる、外径と内径との差である肉厚のみを管理すれば足り、引いては安価な支持部材を製作可能となる。尚、「仮の外径」とは、自由状態での支持部材の外径をいい、「仮の内径」とは、自由状態での支持部材の内径をいう。 According to the present invention, the drive rod is slidably supported by an annular support member fitted to the inner periphery of the housing, and the support member is interrupted in a part of the circumferential direction. Both the outer diameter and the inner diameter of the support member can follow the inner diameter of the housing having a relatively large rigidity without setting a specific value depending on the elastic characteristics of the material. Therefore, if the housing inner diameter is accurately formed, the position of the center of the drive rod that should be accommodated in the center is determined only by the thickness of the difference between the outer diameter and the inner diameter in the free state of the support member. . Therefore, when molding the support member, only the wall thickness, which is the difference between the outer diameter and the inner diameter, is much easier to manage than the constraint conditions of the outer diameter dimension, the inner diameter dimension, and the concentricity of both. It is sufficient to manage, and an inexpensive support member can be manufactured. The “temporary outer diameter” refers to the outer diameter of the support member in a free state, and the “temporary inner diameter” refers to the inner diameter of the support member in a free state.
特に、前記支持部材を射出成形による樹脂部材で製作する場合には、更なる効果が期待できる。より具体的に説明すると、樹脂射出成形においては硬化の際の引けにより、成形品の寸法が安定しないという不具合が生じやすいが、本発明にかかる支持部材は、単に肉厚のみを管理することで済むために、成形後の径を精度良く管理する必要がないという利点を有する。従って支持部材は、射出成形による大量生産が可能になり、更に樹脂の持つ特有の柔軟性がより効果を発揮し、ハウジングの内径に対する駆動ロッドの芯合せを精度良く行うことができる。 In particular, when the support member is made of a resin member by injection molding, further effects can be expected. More specifically, in resin injection molding, there is a tendency that the dimension of the molded product is not stable due to the shrinkage at the time of curing, but the support member according to the present invention is simply managed only by the thickness. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to accurately control the diameter after molding. Accordingly, the support member can be mass-produced by injection molding, and further, the unique flexibility of the resin is more effective, and the drive rod can be accurately aligned with the inner diameter of the housing.
更に、前記支持部材を吸水性が低い材料で成形すれば、水分吸収による寸法膨張を見込む必要がない為、水分膨張分を初期の隙間詰めに配分することが可能となり、引いてはシール性能の向上に貢献させることが出来る。これは特に船舶用のアクチュエータにおいて効果がある。尚、吸水性が低い材料の例としてはポリアセタール樹脂などが挙げられる。 Furthermore, if the support member is formed of a material with low water absorption, it is not necessary to allow for dimensional expansion due to moisture absorption, so it is possible to distribute the amount of moisture expansion to the initial gap filling, which in turn reduces the sealing performance. Can contribute to improvement. This is particularly effective in marine actuators. Examples of the material having low water absorption include polyacetal resin.
前記支持部材は、外側筒状部と、前記外側筒状部に包囲される内側筒状部と、前記外側筒状部と前記内側筒状部とを中央で互いに連結する中央壁部とを一体的に形成しており、前記外側筒状部と前記内側筒状部と前記中央壁部は、周方向の一部が途切れていると、前記中央壁部により成形後の冷却時におけるヒケの影響を抑制できるので好ましい。 The support member integrally includes an outer cylindrical portion, an inner cylindrical portion surrounded by the outer cylindrical portion, and a central wall portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion to each other at the center. If the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion, and the central wall portion are partially interrupted in the circumferential direction, the central wall portion may cause sink marks during cooling after molding. Is preferable.
前記外側筒状部の途切れ量は、前記内側筒状部又は前記中央壁部の途切れ量よりも小さいと、前記支持部材内に前記駆動ロッドを挿通させやすくなる。 When the discontinuity amount of the outer cylindrical portion is smaller than the discontinuity amount of the inner cylindrical portion or the central wall portion, the driving rod can be easily inserted into the support member.
前記内側筒状部は、内周側端部に面取り部を有すると、前記支持部材内に前記駆動ロッドを挿通させやすくなる。 If the inner cylindrical portion has a chamfered portion at the inner peripheral side end portion, the driving rod can be easily inserted into the support member.
前記支持部材を前記ハウジングに取り付けたとき前記ハウジングの凹部に係合する突起が、前記支持部材から軸線方向に突出していると、前記突起の係合により前記支持部材の回り止めを行うことができる。 When the protrusion that engages with the concave portion of the housing protrudes in the axial direction from the support member when the support member is attached to the housing, the rotation of the support member can be prevented by the engagement of the protrusion. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかるアクチュエータを用いる船外機の概略図である。図2は、第1の実施の形態のアクチュエータの正面図である。図3は、図2のアクチュエータを矢印III方向に見た図である。図4は、図3の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an outboard motor using the actuator according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the actuator according to the first embodiment. FIG. 3 is a view of the actuator of FIG. 2 as viewed in the direction of arrow III. FIG. 4 is a view of the configuration of FIG. 3 taken along line IV-IV and viewed in the direction of the arrow.
図1において、船外機2は、船体1に固定されるケーシング2aと、その上部に取り付けられたカウリング2bとを有している。カウリング2bの内部には、出力軸3をケーシング2aに延在させてなるエンジン(不図示)が搭載されている。出力軸3の下端には、傘歯車3aが取り付けられている。
In FIG. 1, the
ケーシング2aの下部には、プロペラ軸4が水平に配置され、回転可能に支持されている。プロペラ軸4の図で右端側は、ケーシング2aから外部へ突出しており、その端部にプロペラ5が取り付けられている。
A propeller shaft 4 is horizontally disposed below the
プロペラ軸4は、傘歯車3aに噛合する前進用傘歯車6と後進用傘歯車7とを貫通しており、また傘歯車6,7の間にドグクラッチ8を配置している。プロペラ軸4に対して、ドグクラッチ8は軸線方向に相対移動可能であるが一体的に回転するようになっており、また傘歯車6,7は相対回転可能となっている。図示していないが、ドグクラッチ8は、軸線方向両方向に向いた突起を有しており、図で左方に移動することで突起が傘歯車6の凹部と係合し、ドグクラッチ8と傘歯車6とが一体で回転する。一方、図で右方に移動することで突起が傘歯車7の凹部と係合し、ドグクラッチ8と傘歯車7とが一体で回転する。
The propeller shaft 4 passes through a forward bevel gear 6 and a reverse bevel gear 7 that mesh with the
ドグクラッチ8は、カム軸9により軸線方向に駆動されるようになっている。カム軸9は、操作軸10の回転に応じて軸線方向に変位するように連結されている。操作軸10は、リンク部材11を介して、後述するアクチュエータ100の駆動軸(駆動ロッド)117に連結されている。
The dog clutch 8 is driven in the axial direction by a
図4において、円筒状のハウジング101は、アルミ製のハウジング本体101Aと、その端面に対してボルトB(図3)により組み付けられたアルミ又は樹脂製のカバー部材101Bと、モータブラケット101Cとからなる。ハウジング本体101Aの内部には、モータ室101aとねじ軸室101bとを有する。モータ室101a内には、モータ102が配置されている。モータ102は、板状のモータブラケット101Cに固定されており、モータブラケット101Cは、後述する玉軸受114の外輪をハウジング本体101Aとの間に挟み込み、且つハウジング本体101Aのモータ室101aとねじ軸室101bをふさぐようにして取り付けられている。
In FIG. 4, a
電動のモータ102の回転軸102aは、モータブラケット101Cから突出しており、その端部には金属製の第1ギヤ103が圧入により相対回転不能に取り付けられている。モータブラケット101Cに植設された長軸104の周囲には、樹脂製の第2ギヤ105が回転自在に配置され、これは第1ギヤ103及び第3ギヤ106の大ギヤ部106aに噛合している。
A
樹脂製の第3ギヤ106は、大ギヤ部106aと小ギヤ部106bとを同軸に形成しており、更にねじ軸107の端部に、セレーション結合で相対回転不能に取り付けられている。第3ギヤ106の一部を覆うようにして、支持部材108がモータブラケット101Cに取り付けられている。ここで、第1ギヤ103,第2ギヤ105,第3ギヤ106が第1動力伝達機構を構成する。
The resin-made
第2ギヤ105に隣接して配置された第4ギヤ109が、長軸104の周囲に回転自在に支持されている。樹脂製の第4ギヤ109は、第3ギヤ106の小ギヤ部106bに噛合した大ギヤ部109aと、小ギヤ部109bとを同軸に形成している。
A
第4ギヤ109の小ギヤ部109bは、長軸104に平行して支持部材108に植設された短軸110に対して回転自在に支持された第5ギヤ111の大ギヤ部111aに噛合している。樹脂製の第5ギヤ111は、大ギヤ部111aと小ギヤ部111bとを同軸に形成している。小ギヤ部111bは、第5ギヤ111に隣接して配置され長軸104の周囲に回転自在に支持された第6ギヤ112に噛合している。尚、長軸104及び短軸110と各ギヤとの間には、回転を円滑に行うためのブッシュが配置されていても良い。
The small gear portion 109 b of the
センサとしてのポテンシオメータ113は、カバー部材101Bの孔101dに嵌合配置され小ねじSB(図3)で固定されており、その測定軸113aは第6ギヤ112に連結され、一体的に回転するようになっている。片持ち状に延在している長軸104の先端は、第6ギヤ112と測定軸113aとを介して、ポテンシオメータ113によって支持され、又は孔101dに支持される。ポテンシオメータ113は、測定軸113aの所定範囲(例えば90度)の角度を精度良く検出できるものである。ここで、第1ギヤ103,第2ギヤ105,第3ギヤ106、第4ギヤ109,第5ギヤ111,第6ギヤ112が第2動力伝達機構を構成する。カバー部材101Bは、各ギヤに異物が侵入しないように密閉するギヤカバーとしての機能を有する。尚、噛合するギヤの樹脂素材を互いに異なるものにすると、摩滅を抑制できるので好ましい。
The
図4において、ねじ軸107は、ハウジング本体101Aに対して、図で右端側を玉軸受114により回転自在に支持されている。ねじ軸107は、左端側に雄ねじ溝107aを形成している。
In FIG. 4, the
ねじ軸107は、円筒状のナット115を貫通している。ナット115の内周面には、雄ねじ溝107aに対向して、雌ねじ溝115aが形成され、両ねじ溝107a、115aによって形成される螺旋状の空間(転走路)には、多数のボール116が転動自在に配置されている。ナット115は、ハウジング本体101Aに対して回り止め(不図示)が設けられ、ねじ軸室101b内において、軸線方向に相対移動可能だが、以下のようにして相対回転不能となっている。尚、軸線方向移動要素であるナット115と、回転要素であるねじ軸107と、転動体であるボール116とでボールねじ機構を構成し、このボールねじ機構と、以下の駆動軸117とで駆動機構を構成する。
The
ねじ軸107の左端は、丸軸状の駆動軸117に形成された袋孔117a内に侵入している。駆動軸117の図で右端は、ナット115に対して同軸に嵌合しピンで連結されて(又はコッタを用いて連結され)一体的に移動するようになっている。ハウジング本体101Aのねじ軸室101bに対して、駆動軸117は支持部材118により軸線方向に移動可能に支持されている。
The left end of the
図5(a)は、支持部材118の正面図であり、図5(b)は、支持部材118の側面図であり、図5(c)は、支持部材118の斜視図である。図5において、支持部材118は、樹脂を射出成形することで形成されてなり、全体的に環状であって周方向に一部118aが切り欠かれた(いわゆるC字)形状を有している。また、軸線方向の両端面には、肉盗みとして複数の凹部118bが周方向に等間隔に配置された薄壁(リブ)118dを隔てて設けられているので、射出成形後の冷却時における素材のヒケ(収縮)を抑制できる。更に、軸線方向に並んだ凹部118bの間は、中央の薄壁(リブ)状となっており、これにより射出成形後の冷却時における素材のヒケ(収縮)を軸線方向中央に集中させることで、両端側にヒケの影響が現れることを抑制して、支持部材118の端部肉厚を許容範囲内に合わせ込むことが可能となる。例え支持部材118の中央が拡径しても、両端が精度良く形成されれば、ハウジング101に組み付けたときに、駆動軸117を精度良く保持できる。加えて、軸線方向の片側端面には、ハウジング本体101Aのねじ軸室101bにおける軸線方向くぼみ110f(図4参照)に嵌合することで回り止めを行う突起118cを設けている。
5A is a front view of the
支持部材118の自由状態での外径はφAであり、また自由状態における内径はφBである。従って、支持部材118の径方向の肉厚tは、t≒(φA−φB)/2となるが、径に依存することなく肉厚tのみを射出成形等により精度良く許容範囲内に合わせ込むことができる。
The outer diameter of the
図4において、支持部材118の左方(外部側)にはシール119が配置され、ハウジング本体101Aに係合する止め輪119aにより固定されており、これによりハウジング本体101Aと駆動軸117との間から海水や塵埃等の異物が侵入することを防止している。尚、ハウジング本体101Aから突出した駆動軸117の端部には、リンク部材11に連結するための孔117bが形成されている。
In FIG. 4, a
図1において、モータ102の配線102bと、ポテンシオメータ113の配線113bは、カウリング2b側に延在し、更に不図示の駆動回路に接続されている。
In FIG. 1, the
次に、本実施の形態の動作について説明する。図1において、傘歯車3aが前進用傘歯車6と後進用傘歯車7のいずれにも常時噛合しているから、内燃機関が動作している限り、傘歯車3aから動力を伝達された傘歯車6,7は互いに逆方向に回転している。しかしながら、ニュートラルの状態においては、図1に示すように、ドグクラッチ8がいずれの傘歯車6,7と係合していないので、出力軸3の動力は、プロペラ軸4に伝達されずプロペラ5は回転しないこととなる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In FIG. 1, since the
ここで、ニュートラルの状態から、操作者が不図示のレバーを前進方向に操作したものとする。すると、図4において、モータ102に所定の極性の電力が供給され、回転軸102aが所定の方向に回転する。回転軸102aの回転力は、第1ギヤ103,第2ギヤ105,第3ギヤ106を介してねじ軸107に伝達されるので、ねじ軸107の回転に応じてナット115が図4で左方へと変位する。ナット115が左方に変位すると、駆動軸117が突出する方向に移動するので、図1においてリンク部材11が枢動する。従って操作軸10が所定の方向に回転し、不図示のカム機構を介してカム軸9が左方に移動し、ドグクラッチ8を前進用傘歯車6と係合させる。これにより出力軸3の動力を、傘歯車3a、6及びドグクラッチ8を介してプロペラ軸4に伝達し、プロペラ5を正回転させることができる。
Here, it is assumed that the operator operates a lever (not shown) in the forward direction from the neutral state. Then, in FIG. 4, electric power having a predetermined polarity is supplied to the
一方、回転軸102aの回転力は、第1ギヤ103,第2ギヤ105,第3ギヤ106、第4ギヤ109,第5ギヤ111,第6ギヤ112を介してポテンシオメータ113の測定軸113aに伝達される。測定軸113aの回転に応じた信号は、ポテンシオメータ113から配線113bを介して不図示の駆動回路に入力される。かかる信号に基づいてねじ軸107が所定の回転量だけ回転したと判断すれば、駆動回路はモータ102への電力供給を停止させる。
On the other hand, the rotational force of the
これに対し、操作者が不図示のレバーを後進方向に操作したときは、図4において、モータ102に逆極性の電力が供給され、回転軸102aが逆方向に回転するので、上述とは逆の動作で、アクチュエータ100の駆動軸117が引き込む方向に移動する。従って、図1においてリンク部材11を介して操作軸10が逆方向に回転し、不図示のカム機構を介してカム軸9が右方に移動し、ドグクラッチ8を後進用傘歯車7と係合させる。これにより出力軸3の動力を、傘歯車3a、7及びドグクラッチ8を介してプロペラ軸4に伝達し、プロペラ5を逆回転させることができる。
On the other hand, when the operator operates a lever (not shown) in the reverse direction, in FIG. 4, power having a reverse polarity is supplied to the
本実施の形態によれば、駆動軸117が、ハウジング本体101Aのねじ軸室101bの一段拡径した内周に嵌合した環状の支持部材118により摺動可能に支持されており、支持部材118は周方向の一部(118a)において途切れているので、支持部材118の外径φA及び内径φB共、その材料の持つ弾性特性により特に定まった値とせずとも、比較的大きな剛性を持つねじ軸室101bの内径に沿うようにならわせることが出来る。依って、精度良くねじ軸室101bを形成すれば、その内径中心に収まるべき駆動軸117の中心は、支持部材118の自由状態での外径φA及び内径φBの差の肉厚tにのみにより位置が決まることとなる。従って、支持部材118の成形時には、外径寸法φA、内径寸法φB、及び両者の同芯度という拘束条件に比べて遙かに管理が容易となる、外径φAと内径φBの差である肉厚tのみを管理すれば足り、引いては安価な支持部材118を製作可能となる。
According to the present embodiment, the
特に、支持部材118を射出成形による樹脂部材で製作する場合には、更なる効果が期待できる。より具体的に説明すると、樹脂射出成形においては硬化の際の引けにより、成形品の寸法が安定しないという不具合が生じやすいが、支持部材118は、単に肉厚部のみを管理することで済むために、成形後の径を精度良く管理する必要がないという利点を有する。従って支持部材118は、射出成形による大量生産が可能になり、更に樹脂の持つ特有の柔軟性がより効果を発揮し、ねじ軸室101bの内径に対する駆動軸117の芯合せを精度良く行うことができる。
In particular, when the
更に、支持部材118を吸水性が低い材料で成形すれば、水分吸収による寸法膨張を見込む必要がない為、水分膨張分を初期の隙間詰めに配分することが可能となり、引いてはシール性能の向上に貢献させることが出来る。これは特に船舶用のアクチュエータにおいて効果がある。尚、吸水性が低い材料の例としてはポリアセタール樹脂などが挙げられる。
Further, if the
図6は、別な実施の形態にかかる構成を、図4のVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。図7は、ナット115と駆動軸117とを分解して示す図であるが、回り止め部材130を組み付けた状態で示している。本実施の形態も、上述した実施の形態に適用できるため、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a view of a configuration according to another embodiment, taken along line VI-VI in FIG. 4 and viewed in the direction of the arrow. FIG. 7 is an exploded view of the
図7において、ナット115の外周には、周方向に延在する周溝115bと、軸線方向に延在する縦溝115cとが形成されている。周溝115bの底面は、軸線を挟む平行な二面で削ぎ落とされたような形状であり、これにより周溝115bとナット115の内周面とを連通する貫通溝(不図示)が形成されている。一方、駆動軸117の端部近傍には、掛かり溝としての周溝117cが形成されている。尚、ナット115の内周面と、駆動軸117の外周面とはインロー嵌めとなる寸法を有する。
In FIG. 7, a
組み付け時には、駆動軸117の端部をナット115内に挿入し、不図示の貫通溝が周溝117cの半径方向外方に位置した状態で、半月板状のコッタ120、120を、周溝115bの上方及び下方より挿入する。すると、コッタ120,120は、その平面部120a、120aが貫通溝を通って、ナット115の内周面から突出し、駆動軸117の周溝117cに係合することとなる。これにより、ナット115と駆動軸117とは、周方向の位相を合わせた状態で軸線方向に連結され、一体的に移動することとなる。
At the time of assembly, the end of the
その後、リングの一部を切り欠いてなる(即ちC字状)の抑え部材121を、切欠を開くように弾性変形させながらナット115の周溝115bに嵌め込む。これによりコッタ120,120は、貫通溝内に配置された状態で抑え部材121の内周に抑えられて固定され、コッタ120,120が周溝115bから抜け出ることが阻止される。抑え部材121を、摺動性に優れた樹脂から形成し、ナット115の周溝115bに嵌め込まれた状態で、ナット115の外径より若干大きい外径を有するようにすれば、ナット115の移動時にハウジング101Aの内周に対して摺動するようになるので、金属同士の接触を回避し摩耗や引きずりトルクの低減を行える。
Thereafter, the holding
一方、図7に示すように、一端が折り曲げられて鈎部130aを有する角柱状の回り止め部材130を、図6に示すように、ハウジング101のねじ軸室101bの内周に沿って挿入し、鈎部130aをハウジング101の凹部(不図示)に係合させることで、ハウジング101に対して一端を固定する。かかる状態で、回り止め部材の119の先端は、ねじ軸室101bから外方に突出するようになる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, a
更に、駆動軸117と連結したナット115を組み付ける際には、縦溝115cと抑え部材121の切欠とを整列させ、回り止め部材119により案内されるようにしてねじ軸室101b内に挿入する(図7参照)。これによりナット115は、ハウジング101に対して軸線方向に移動可能であるが、回転不能となる。
Further, when assembling the
図8は、別な実施の形態にかかる支持部材218の斜視図であり、図9(a)は、支持部材218の正面図であり、図9(b)は、支持部材218の側面図であり、図9(c)は、支持部材218の背面図であり、図9(d)は、図9(b)の支持部材218をIXD-IXD線で切断して矢印方向に見た図であり、図9(e)は、図9(d)に示す支持部材218の矢印IXEで示す部位を拡大した図である。
FIG. 8 is a perspective view of a
支持部材218は、外側筒状部218aと、外側筒状部218aに包囲される内側筒状部218bと、外側筒状部218aの内周と内側筒状部218bの外周とを中央で互いに連結する円盤状の中央壁部218cと、周方向に等間隔で軸線方向に延在し外側筒状部218aの内周と内側筒状部218bの外周とを連結する縦壁部218dと、支持部材218の片側の外側筒状部218aより軸線方向に延在する周方向に等間隔で配置された3つの円弧状の突起218eとを一体的に形成している。外側筒状部218aと内側筒状部218bと中央壁部218cは、周方向の一部が途切れているが、図9(a)に示すように、外側筒状部218aの途切れ量Δaは、内側筒状部218b及び中央壁部218cの途切れ量Δbよりも小さくなっている。尚、図9(d)に示すように、外側筒状部218aの突き合わせ端は、突起218eが設けられている側で、端面よりわずかに引っ込んでいる。
The
かかる構成によれば、ハウジング1に支持部材218を組み付ける為に縮径させると、内側筒状部218bと中央壁部218cより先に外側筒状部218aの両端が当接するので、それ以上の縮径が抑制され、これにより駆動軸117を挿通しやすくなる。組み付け後には、支持部材218の中央まで延在した回り止め部材130の先端が、外側筒状部218aの突き合わせ端より案径方向内側であって、内側筒状部218bと中央壁部218cの突き合わせ端の間に位置するようになる(図6参照)。
According to such a configuration, when the diameter of the housing member 1 is reduced in order to assemble the
本実施の形態によれば、周方向に等間隔で軸線方向に延在し外側筒状部218aと内側筒状部218bとを連結する縦壁部218dが設けられているので、射出成形後の冷却時における素材のヒケ(収縮)を抑制できる。更に、外側筒状部218aと内側筒状部218bとを中央で互いに連結する円盤状の中央壁部218cが設けられているので、図9(e)に示すように、射出成形後の冷却時における素材のヒケ(収縮)Cを軸線方向中央に集中させることができ、それにより両端側にヒケの影響が現れることを抑制して、支持部材218の端部肉厚を許容範囲内に合わせ込むことが可能となる。例え支持部材218の中央が拡径しても、両端が精度良く形成されれば、ハウジング101に組み付けたときに、駆動軸117を精度良く保持できる。
According to the present embodiment, the
更に、図9(e)に示すように、内側筒状部218bは、内周端部に面取り部218fを有しているので、駆動軸117の挿通が容易になり作動をスムーズに行えるようにできる。円弧状の突起218eは、支持部材218をハウジング本体101Aに取り付けたとき、ハウジング本体101Aの薄い凹部内に係合するが、これによりハウジング本体101Aに対する回り止めが行われる。
Furthermore, as shown in FIG. 9 (e), the inner
尚、外側筒状部218aの突き合わせ端の縁であるが、図10(a)に示すように、それぞれ軸線に平行であっても良いし、図10(b)に示すように、それぞれ軸線に対して同じ角度で傾いていても良い。
In addition, although it is an edge of the butting end of the outer
更に、内側筒状部218bの端部内周の面取り部218fは、図11(a)に示すように円錐面であっても良いし、図11(b)に示すように、外凸の曲面であっても良い。
Furthermore, the chamfered
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
1 船体
2 船外機
2a ケーシング
2b カウリング
3 出力軸
3a 傘歯車
4 プロペラ軸
5 プロペラ
6 前進用傘歯車
7 後進用傘歯車
8 ドグクラッチ
9 カム軸
10 操作軸
11 リンク部材
12 ブリーザパイプ
17 駆動軸
100 アクチュエータ
101 ハウジング
101A ハウジング本体
101B カバー部材
101C モータブラケット
101a モータ室
101b ねじ軸室
101d 孔
102 モータ
102a 回転軸
102b 配線
103 第1ギヤ
104 長軸
105 第2ギヤ
106 第3ギヤ
106a 大ギヤ部
106b 小ギヤ部
107 ねじ軸
107a 雄ねじ溝
108 支持部材
109 第4ギヤ
109a 大ギヤ部
109b 小ギヤ部
110 短軸
111 第5ギヤ
111a 大ギヤ部
111b 小ギヤ部
112 第6ギヤ
113 ポテンシオメータ
113a 測定軸
113b 配線
114 玉軸受
115 ナット
115a 雌ねじ溝
116 ボール
117 駆動軸
117a 袋孔
118 支持部材
120 コッタ
130 回り止め部材
130a 鈎部
218 支持部材
218a 外側筒状部
218b 内側筒状部
218c 中央壁部
218d 縦壁部
218e 突起
218f 面取り部
B ボルト
LB ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸から回転力を伝達されることにより、前記駆動ロッドを駆動する駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、前記ハウジングに対して回転する回転要素と、前記駆動ロッドに連結された軸線方向移動要素と、前記回転要素と前記軸線方向移動要素との間に配置された転動体とを含み、前記回転要素の回転運動を、前記軸線方向移動要素の軸線方向運動に変換するようになっており、
前記駆動ロッドは、前記ハウジングの内周に嵌合した環状の支持部材により摺動可能に支持されており、前記支持部材は周方向の一部において途切れており、
前記支持部材は、外側筒状部と、前記外側筒状部に包囲される内側筒状部と、前記外側筒状部と前記内側筒状部とを互いに連結する壁部とを一体的に形成しており、前記外側筒状部と前記内側筒状部と前記壁部は、周方向の一部が途切れており、
前記壁部は、前記外側筒状部と前記内側筒状部とを中央で互いに連結することを特徴とするアクチュエータ。 In the actuator that drives the drive rod,
A housing;
An electric motor attached to the housing and having a rotating shaft;
A drive mechanism for driving the drive rod by transmitting a rotational force from the rotary shaft;
The drive mechanism includes a rotating element that rotates with respect to the housing, an axial moving element that is coupled to the driving rod, and a rolling element that is disposed between the rotating element and the axial moving element. The rotational movement of the rotating element is converted into the axial movement of the axial movement element;
The drive rod is slidably supported by an annular support member fitted to the inner periphery of the housing, and the support member is interrupted in a part of the circumferential direction.
The support member integrally forms an outer cylindrical portion, an inner cylindrical portion surrounded by the outer cylindrical portion, and a wall portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion to each other. and is, the wall portion and the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion, Ri Contact interrupted part of the circumferential direction,
The said wall part connects the said outer side cylindrical part and the said inner side cylindrical part mutually in the center, The actuator characterized by the above-mentioned.
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