JP6126803B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Description

この発明は、自動車や産業用ロボット等の駆動部に使用されるボールねじを備えた電動アクチュエータに関する。

電動モータの出力軸の回転をボールねじのねじ軸の軸方向の移動に変換する電動アクチュエータとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この電動アクチュエータにおいては、ボールねじ溝およびボールスプライン溝を有する駆動軸にボールを介してボールねじナットおよびボールスプラインナットを螺着し、上記駆動軸に平行に配置された電動モータの出力軸にクラッチおよびブレーキを介して回転伝達軸を連結し、その回転伝達軸とボールねじナットおよびボールスプラインナット間にベルト伝動装置を設け、上記電動モータの駆動により回転伝達軸を回転し、その回転伝達軸の回転によりボールねじナットを回転させて駆動軸を軸方向に移動させるようにしている。

また、上記電動アクチュエータにおいては、回転伝達軸、ベルト伝動装置、ボールねじナットおよびボールスプラインナットのそれぞれをケーシング内に収容し、そのケーシングにねじ込まれるボルトの締め付けによりケーシングの外表面に電動モータを取付けるようにしている。

上記の電動アクチュエータにおいては、駆動軸と電動モータを平行に配置する構成であるため、駆動軸と電動モータを同一直線上に配置する電動アクチュエータに比較して、軸方向長さのコンパクトな小型の電動アクチュエータを得ることができると共に、ボールねじナットおよびボールスプラインナットを取り外すことなく電動モータを着脱することができるため、メンテナンスが容易であるという特徴を有している。

特開平５−１８０２９９号公報

ところで、特許文献１に記載された電動アクチュエータにおいては、メンテナンスを考慮した分解の容易な電動アクチュエータであるものの、分解が行われる場合の安全性について何も考慮されていない。このため、電動モータの電源を抜いてハウジングを開放し、ハウジング内部のメンテナンスを行なう場合において、上記電動モータの電源を抜くだけでなく、コンデンサ内の電荷等を完全に放電しない限り、電動モータは意図せず突如として回転する可能性がある。このとき、ベルト伝動装置が作動して、ボールねじナットおよびボールスプラインナットが回転することになるため、これらの回転部品に触れると巻き込まれて怪我する危険がある。

この発明の課題は、電動モータの出力軸の回転をボールねじのねじ軸の軸方向への移動に変換する電動アクチュエータを分解してメンテナンス作業を行なう場合の安全性の向上を図ることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、複数の締結ボルトの締め付けによって取付けられた着脱可能なカバーを有するハウジングと、そのハウジングのカバーにねじ止めされた電動モータと、その電動モータを駆動源として作動するボールねじとを有し、前記ボールねじが、ハウジング内に組み込まれた軸受によって回転自在に支持されたナット部材と、そのナット部材内に挿通されたねじ軸と、そのねじ軸の外周に形成された螺旋状のボール溝とナット部材の内周に設けられた螺旋状のボール溝間に組み込まれたボールとからなり、前記電動モータの出力軸の回転を前記ハウジング内に組み込まれた減速手段を介してナット部材に伝達してねじ軸を軸方向に移動させるようにした電動アクチュエータにおいて、前記電動モータの取り外し後、または、取外しと同時にカバーの取り外しを可能とするカバー固定維持手段を設けた構成を採用したのである。

ここで、カバーを着脱可能とする締結ボルトは、六角穴付きボルトであってもよく、六角ボルトであってもよい。その六角穴付きボルトを採用するカバーの取付けにおいては、カバーに円筒状の座ぐりを有するボルト挿入孔を形成して、その座ぐり内に六角穴付きボルトの頭部の全体が収容されるようにする。

上記のような六角穴付きボルトを採用するカバーの取り付けに際し、カバー固定維持手段として、モータ取付ボルトの締め付けによってカバーに電動モータを着脱自在に取付け、その取付けと共に座板の取付けを行ない、その座板に形成された遮蔽部で締結ボルトの頭部が収容された座ぐりの開口を閉塞する構成からなるものを採用することができる。そのようなカバー固定維持手段の採用により、電動モータおよび座板の取り外しを行なわない限り六角穴付きボルトを回転操作することができない。その結果、電動モータの取り外し後にカバーの取り外しを可能とすることができる。

六角ボルトを採用するカバーの取り付けに際し、カバー固定維持手段として、モータ取付ボルトの締め付けによってカバーに電動モータを着脱自在に取付け、その取付けと共に座板の取付けを行ない、その座板に形成された六角孔を上記六角ボルトの六角頭部に係合して締結ボルトを回り止めした構成からなるものを採用することができる。そのようなカバー固定維持手段の採用により、電動モータおよび座板の取り外しを行なわない限り六角ボルトを回転操作することができない。その結果、電動モータの取り外し後にカバーの取り外しを可能とすることができる。

上記のようなカバー固定維持手段に代えて、カバーの内面側から電動モータのモータケースにねじ込むモータ取付ボルトの締付けによって電動モータをカバーに取付けるカバー固定維持手段を採用することにより、カバーの取り外しと共に電動モータの取り外しが行われることになる。つまり、電動モータの取り外しと同時にカバーの取り外しを可能とすることができる。

この発明に係る電動アクチュエータにおいて、減速手段として、電動モータの出力軸に固定された小歯車と、その小歯車に噛合し、前記ナット部材に取付けられた大歯車からなるものを採用することができる。

この発明においては、上記のように、電動モータの取り外し後、または、取外しと同時にカバーの取り外しを可能としたことにより、カバーを取り外してハウジング内をメンテナンスする場合、そのカバーの分解に先立って電動モータを取り外すことが必然となるので、ハウジング内に組み込まれた各種の部品が電動モータで回転されるのを確実に防止することができ、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

この発明に係る電動アクチュエータの実施の形態を示す縦断面図 図１に示す電動アクチュエータの一部切欠斜視図 カバー固定維持手段の他の例を示す断面図 図３の分解斜視図 カバー固定維持手段のさらに他の例を示す断面図 図５の分解斜視図 電動アクチュエータの他の例を示す縦断面図 図７の一部切欠分解斜視図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、電動アクチュエータは、ハウジング１と、そのハウジング１の外部に設けられた電動モータ１０と、その電動モータ１０を駆動源として作動するボールねじ２０と、上記ハウジング１内に収容されて上記電動モータ１０の出力軸１１の回転を減速してボールねじ２０に伝達する減速機構３０とからなっている。

ハウジング１は、カバー２を有し、そのカバー２はハウジング１にねじ込まれる複数の締結ボルト３の締め付けによりハウジング１に取付けられて取外し可能とされている。

ここで、締結ボルト３は、六角穴付きボルトとされ、その締結ボルト３の１本は、カバー２の上部に形成された円筒形座ぐり４ａを有するボルト挿入孔４に挿入されてハウジング１にねじ込まれ、カバー２を締結する状態でその頭部３ａの全体が座ぐり４ａ内に収容されている。

ボールねじ２０は、螺旋状のボール溝を外周に有するねじ軸２１と、その外側に設けられた円筒形のナット部材２２とを有し、上記ナット部材２２は、その内周に形成された螺旋状のボール溝とねじ軸２１の外周のボール溝間に組み込まれた図示省略のボールを介してねじ軸２１とねじ係合しており、ナット部材２２を回転させることによってねじ軸２１が軸方向に移動するようになっている。

ナット部材２２は、ハウジング１に形成された円筒部５とカバー２に形成された円筒部６のそれぞれ内部に組み込まれた軸受７によって回転自在に支持されている。

電動モータ１０は、モータケース１２を有し、そのモータケース１２の外周対向位置に取付片１３が設けられ、それぞれの取付片１３を貫通してカバー２にねじ込まれるモータ取付ボルト１４の締付けによってカバー２に電動モータ１０が着脱自在に取付けられている。

電動モータ１０の出力軸１１の回転を減速してナット部材２２に伝達する減速機構３０は、電動モータ１０の出力軸１１に固定された小歯車３１と、その小歯車３１に噛合し、ナット部材２２に取付けられた大歯車３２からなっており、上記小歯車３１は、カバー２に形成された窓８に対して抜き差し可能とされている。

いま、電動モータ１０を駆動し、出力軸１１を回転させると、その回転は減速機構３０により減速されてナット部材２２に伝達される。そのナット部材２２の回転によりねじ軸２１が軸方向に移動する。

ここで、メンテナンスに際してはカバー２を取り外す。この場合、カバー２は、前述の締結ボルト３を取り外すことによって取り外し可能とされているが、カバー固定維持手段４０により、電動モータ１０の取り外し後でないと取り外しできないようにされている。

カバー固定維持手段４０は、モータ取付ボルト１４の締付けによってカバー２に電動モータ１０を取付ける際に、電動モータ１０とカバー２の対向部間に設けられた環状の座板４１を同時に取付け、その座板４１の外周に設けられた突片状の遮蔽部４２でカバー２に形成されたボルト挿入孔４の前記締結ボルト３の頭部３ａが収容された座ぐり４ａの開口を閉塞する構成とされている。

上記構成のカバー固定維持手段４０の採用により、電動モータ１０および座板４１の取り外しを行なわない限り六角穴付きボルトからなる締結ボルト３を回転操作することができない。その結果、カバー２を分解し、ハウジング１を開放してメンテナンス作業を行う場合、カバー２の分解に先立って電動モータ１０を取り外すことが必然となるので、メンテナンス作業時にハウジング１内に組み込まれた大歯車３２やナット部材２２が電動モータ１０で回転されることはなく、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

図１および図２では、ハウジング１にカバー２を取付ける締結ボルト３として、六角穴付きボルトを採用したが、図３および図４に示す六角ボルトを採用してもよい。その六角ボルトの採用においては、カバー固定維持手段４０を形成する座板４１に六角孔４３を形成し、その六角孔４３を六角ボルトからなる締結ボルト３の六角頭部３ｂに係合して、電動モータ１０の取り外しを行わない限り締結ボルト３を回転操作できないようにする。

図１乃至図４では、座板４１の取り付けによって締結ボルト３の１本を回転操作できないようにしたが、カバー２にボルト止めされる電動モータ１０で締結ボルト３の１本を覆うようにしてもよい。

図５および図６は、カバー固定維持手段４０の他の例を示す。この例においては、カバー２の内面側から電動モータ１０のモータケース１２にモータ取付ボルト１４をねじ係合して電動モータ１０を取付けるようにしている。

上記のようなカバー固定維持手段４０においては、締結ボルト３の取り外しによりカバー２を分解すると、そのカバー２と共に電動モータ１０も同時に取り外されることになり、ハウジング１内に組み込まれた大歯車３２やナット部材２２が電動モータ１０によって回転されるようなことはなく、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

図７および図８は、アクチュエータの他の例を示す。この例に示すアクチュエータにおいては、締結ボルト５３によってハウジング５１にカバー５２を着脱自在に取付け、そのハウジング５１内に組み込まれたラック５４にピニオン５５を噛合し、そのピニオン５５を支持する出力軸５６を上記ハウジング５１の筒部５７内に組み込まれた軸受５８によって回転自在に支持し、上記ラック５４にシリンダ５９のピストンロッド６０を接続して、そのピストンロッド６０の直線運動を出力軸５６の回転運動に変換するようにしている。

上記のようなアクチュエータにおいては、カバー５２を取り外してメンテナンスを行なう場合、シリンダ５９がラック５４に接続された状態にあると、油圧ポンプあるいはコンプレッサ等の圧力発生源を誤って駆動させてしまい、シリンダ５９の作動によりラック５４が移動し、ピニオン５５が回転して、手先を巻き込まれる可能性があり、きわめて危険である。

そのような問題の発生を防止するため、ここでは、カバー５２の端部にハウジング５１の端板表面に重ね合わされる折曲げ板５２ａを設け、その折曲げ板５２ａにシリンダ５９のロッドカバー６１を衝合し、そのロッドカバー６１と折曲げ板５２ａをハウジング５１の端板にねじ込む複数の締結ボルト６２の締め付けによってハウジング５１を連結している。

上記のように構成すると、カバー５２を取り外してメンテナンス作業を行なう場合、シリンダ５９の取り外しが必然となるため、シリンダ５９によってラック５４やピニオン５５が動かされることがなく、メンテナンス作業を安全に行うことができる。

１ ハウジング
２ カバー
３ 締結ボルト
３ａ 頭部
７ 軸受
１０ 電動モータ
１４ モータ取付ボルト
２０ ボールねじ
２１ ねじ軸
２２ ナット部材
３０ 減速機構
３１ 小歯車
３２ 大歯車
４０ カバー固定維持手段
４１ 座板
４２ 遮蔽部
４３ 六角孔

Claims (3)

1. 複数の締結ボルトの締め付けによって取付けられた着脱可能なカバーを有するハウジングと、そのハウジングのカバーにねじ止めされた電動モータと、その電動モータを駆動源として作動するボールねじとを有し、前記ボールねじが、ハウジング内に組み込まれた軸受によって回転自在に支持されたナット部材と、そのナット部材内に挿通されたねじ軸と、そのねじ軸の外周に形成された螺旋状のボール溝とナット部材の内周に設けられた螺旋状のボール溝間に組み込まれたボールとからなり、前記電動モータの出力軸の回転を前記ハウジング内に組み込まれた減速手段を介してナット部材に伝達してねじ軸を軸方向に移動させるようにした電動アクチュエータにおいて、
   前記電動モータの取り外し後でないと前記カバーの取り外しをできないようにするカバー固定維持手段を設け、
   前記カバー固定維持手段が、モータ取付ボルトの締め付けによりカバーに電動モータを着脱自在に取付け、その取付けと共に座板の取付けを行ない、その座板に前記締結ボルトの頭部表面を覆う遮蔽部を設けた構成からなる、
   ことを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 複数の締結ボルトの締め付けによって取付けられた着脱可能なカバーを有するハウジングと、そのハウジングのカバーにねじ止めされた電動モータと、その電動モータを駆動源として作動するボールねじとを有し、前記ボールねじが、ハウジング内に組み込まれた軸受によって回転自在に支持されたナット部材と、そのナット部材内に挿通されたねじ軸と、そのねじ軸の外周に形成された螺旋状のボール溝とナット部材の内周に設けられた螺旋状のボール溝間に組み込まれたボールとからなり、前記電動モータの出力軸の回転を前記ハウジング内に組み込まれた減速手段を介してナット部材に伝達してねじ軸を軸方向に移動させるようにした電動アクチュエータにおいて、
   前記電動モータの取り外し後でないと前記カバーの取り外しをできないようにするカバー固定維持手段を設け、
   前記カバー固定維持手段が、モータ取付ボルトの締め付けによりカバーに電動モータを着脱自在に取付け、その取付けと共に座板の取付けを行ない、その座板に形成された六角孔を前記締結ボルトの六角頭部に係合して締結ボルトを回り止めした構成からなる、
   ことを特徴とする電動アクチュエータ。
3. 減速手段が、電動モータの出力軸に固定された小歯車と、その小歯車に噛合し、前記ナット部材に取付けられた大歯車からなる請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。

Images