JP6740955B2 - リニアアクチュエータおよびクラッチアクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明は、リニアアクチュエータおよびクラッチアクチュエータに関する。
従来、回転部材の回転を直動部材の直動に変換する回転直動変換機構と、ワンウエイクラッチと、摩擦抵抗によるブレーキ部材と、を有したリニアアクチュエータが知られている(例えば、特許文献1)。このようなリニアアクチュエータによれば、負荷の作用によって直動部材の直動が回転部材の回転に変換されて戻り位置に戻るのを抑制することができる。
しかしながら、上記従来技術では、ケースによるラジアルベアリングの支持部分において、当該ケースに対してラジアルベアリングが摺動する状況が生じ、その対策として、例えば、グリスを塗布する等の対策を講じる必要があった。
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、ベアリングの支持態様を改善することが可能となるなど、より不都合の少ない新規な構成のリニアアクチュエータを得ることである。
本発明のリニアアクチュエータは、固定部材と、中心軸回りに回転可能に設けられた第一回転部材と、上記中心軸回りに回転可能に設けられた第二回転部材と、上記第一回転部材の上記第二回転部材に対する上記中心軸回りの一方向への相対的な回転を許容するとともに上記第一回転部材の上記第二回転部材に対する上記中心軸回りの他方向への相対的な回転を禁止するワンウエイクラッチと、上記固定部材から離間した状態で、上記第一回転部材と上記第二回転部材との間に介在し上記第一回転部材と上記第二回転部材との上記中心軸回りの相対回転を許容するスラストベアリングと、上記固定部材と上記第二回転部材との間に上記中心軸の軸方向に挟まれた摩擦抵抗部材と、上記第一回転部材の回転を直動部材の直動に変換する回転直動変換機構と、を備える。
上記リニアアクチュエータでは、スラストベアリングは、ケース等の固定部材からは離れて第一回転部材と第二回転部材との間に介在する。よって、スラストベアリングが固定部材との間で摺動するような状況が生じないため、当該摺動の対策を講じる必要が無くなる。
また、上記リニアアクチュエータでは、例えば、上記第二回転部材は、上記中心軸と交差する方向に広がり上記スラストベアリングを支持し上記摩擦抵抗部材と接触する第一壁部と、上記中心軸回りの筒状に構成され上記ワンウエイクラッチを支持した第二壁部と、を有する。このようなリニアアクチュエータによれば、例えば、スラストベアリング、摩擦抵抗部材、およびワンウエイクラッチと関わる第二回転部材を、比較的簡素な構成として得ることができる。
また、上記リニアアクチュエータは、例えば、回転駆動源と上記回転直動変換機構との間に配置され、上記第一回転部材、上記第二回転部材、上記ワンウエイクラッチ、上記スラストベアリング、および上記摩擦抵抗部材を含み、推力と上記第一回転部材の回転方向とに応じて、上記第一回転部材の回転状態と回転停止状態とを切り替える回転状態切替機構、を備える。このようなリニアアクチュエータによれば、例えば、回転駆動源と回転直動変換機構とをそれぞれサブアッセンブリし、回転状態切替機構とともにリニアアクチュエータをアッセンブリすることができるため、リニアアクチュエータをより精密にかつより効率良く組み立てることが可能となる。
また、上記リニアアクチュエータでは、例えば、上記第一回転部材は、上記回転駆動源の第三回転部材および上記回転直動変換機構の第四回転部材との間に介在し、上記第三回転部材と一体に回転可能に接続された第一接続部と、上記第四回転部材と一体に回転可能に接続された第二接続部と、を有したカップリング部材である。このようなリニアアクチュエータによれば、第一回転部材を、回転駆動源の第三回転部材と回転直動変換機構の第四回転部材とを連結する部材として用いることができるため、例えば、回転状態切替機構が、第一回転部材とは別に第三回転部材と接続される部材や、第四回転部材と接続される部材を有するような構成と比較して、回転状態切替機構ひいてはリニアアクチュエータの構成をより簡素化することができる。
また、上記リニアアクチュエータは、例えば、上記直動部材は、ピストンと当該ピストンを往復動可能に収容したシリンダとを有し上記ピストンの移動に応じて作動流体を吐出するシリンダ機構の、上記ピストンを駆動する。上記リニアアクチュエータは、例えば、作動流体を吐出するシリンダ機構に適用することができる。
また、本発明のクラッチアクチュエータは、例えば、リニアアクチュエータと、上記シリンダ機構と、を備える。上記リニアアクチュエータは、例えば、クラッチアクチュエータに適用することができる。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
[第1実施形態]
図1は、クラッチアクチュエータ1の断面図であって、ピストン212が、第一位置P1(戻り位置、初期位置)にある状態を示す図であり、図2は、図1の一部の拡大図である。
図1は、クラッチアクチュエータ1の断面図であって、ピストン212が、第一位置P1(戻り位置、初期位置)にある状態を示す図であり、図2は、図1の一部の拡大図である。
図1に示されるように、クラッチアクチュエータ1は、回転駆動源としてのモータ100と、モータ100のシャフト103の回転をピストン212の直動に変換するリニアアクチュエータ200とを備えている。シャフト103は、第三回転部材の一例である。
モータ100は、モータハウジング100aと、ステータ101と、ロータ102と、シャフト103と、ベアリング104とを有している。モータハウジング100aは、ステータ101、ロータ102、シャフト103、およびベアリング104を収容している。ステータ101は、モータハウジング100aに固定されている。ロータ102は、シャフト103と一体に中心軸Ax(回転軸)回りに回転可能に、ベアリング104を介してモータハウジング100aに支持されている。通電によるステータ101とロータ102との間の電磁力等の作用により、ロータ102とシャフト103が、中心軸Ax回りに回転する。
シャフト103の先端部には、カップリング部材231と嵌合する嵌合部103a(嵌合凸部)が設けられている。本実施形態では、嵌合部103aは、中心軸Axの径方向と直交する互いに平行な外側面を有し、カップリング部材231に設けられた互いに平行な内側面を有した嵌合部231c(嵌合凹部)に挿入される。嵌合部103aと嵌合部231cとの嵌合によって、シャフト103とカップリング部材231とは、一体に回転する状態になる。
リニアアクチュエータ200は、中心軸Axの軸方向に並んだ、マスタシリンダ機構210と、回転直動変換機構220と、回転状態切替機構230と、を有している。マスタシリンダ機構210は、シリンダ機構の一例である。
マスタシリンダ機構210は、シリンダ211と、ピストン212と、シール部材213と、を有している。シリンダ211には、中心軸Axを中心とした円筒状の内周面211d(円筒内面)が設けられており、この内周面211dにピストン212が、中心軸Axの軸方向に沿って往復動可能に収容されている。シリンダ211とピストン212とによって形成される加圧室211aには、吸入ポート211bと吐出ポート211cとが接続されている。ピストン212の図1の下方への移動に伴って吸入ポート211bを介して作動油が加圧室211a内へ導入され、ピストン212の図1の上方への移動に伴って加圧室211a内の作動油が吐出ポート211cを介して加圧室211a外へ圧送される。シール部材213は、シリンダ211とピストン212との間の隙間をシールし、隙間からの作動油の漏れを防止している。
回転直動変換機構220は、回転部材221と、直動部材222と、を有している。本実施形態では、回転部材221には雄ねじ(不図示)が設けられ、直動部材222には、雌ねじ(不図示)が設けられている。雄ねじおよび雌ねじを含むねじ機構としては、例えば、ボールねじなど、摩擦の小さい高効率なねじ機構が用いられる。内周面211dには、中心軸Axの軸方向に沿って一定幅で延びた溝状のガイド223が設けられ、このガイド223に、直動部材222から突出したスライダ224が収容されている。スライダ224は、ガイド223の長手方向、すなわち中心軸Axの軸方向に沿って案内される。ガイド223は、スライダ224の周方向の移動を制限している。このような構成において、回転部材221が回転すると、直動部材222に設けられたスライダ224の回転がガイド223によって制限されているため、直動部材222は、中心軸Axの軸方向に移動する。直動部材222の軸方向は、雄ねじと雌ねじとの螺旋の方向によって定まる。直動部材222は、ピストン212と結合されている。上述したように、本実施形態では、ボールねじ等の摩擦の小さい高効率なねじ機構を有しているため、直動部材222およびピストン212は、比較的高速で往復動することができる。回転部材221は、第四回転部材の一例である。
また、回転部材221の先端部には、カップリング部材231と嵌合する嵌合部221a(嵌合凸部)が設けられている。本実施形態では、嵌合部221aは、中心軸Axの径方向と直交する互いに平行な外側面を有し、カップリング部材231に設けられた互いに平行な内側面を有した嵌合部231d(嵌合凹部)に挿入される。嵌合部221aと嵌合部231dとの嵌合によって、回転部材221とカップリング部材231とは、一体に回転する状態になる。さらに、回転部材221とカップリング部材231とは抜け止めピン231eによって連結されている。また、カップリング部材231は、アクチュエータハウジング200aに装着されたラジアルベアリング236により、図2の上方への移動が制限されている。このように、カップリング部材231および回転部材221の図2の上方への移動は制限されている。アクチュエータハウジング200aは、固定部材の一例である。
回転状態切替機構230は、モータ100と回転直動変換機構220との間に介在し、モータ100のシャフト103の回転を、回転直動変換機構220の回転部材221に伝達する。すなわち、回転状態切替機構230は、回転伝達機構とも称されうる。回転状態切替機構230は、カップリング部材231と、ホルダ232と、ワンウエイクラッチ233と、スラストベアリング234と、スラストワッシャ235と、ラジアルベアリング236,237と、を有している。また、回転状態切替機構230は、詳細には後述するが、カップリング部材231またはホルダ232の回転方向、およびカップリング部材231に作用する中心軸Axの軸方向の推力に応じて、カップリング部材231およびホルダ232の回転状態を切り替えることができるよう、構成されている。カップリング部材231は、第一回転部材の一例であり、ホルダ232は、第二回転部材の一例である。また、スラストワッシャ235は、摩擦抵抗部材の一例である。
カップリング部材231は、外周面231aと、シリンダ211とは反対側の端面231bとを有している。端面231bには、シャフト103が収容される凹部231fが設けられ、当該凹部231fの底部に、嵌合部231cが設けられている。凹部231fおよび嵌合部231cは、嵌合部231dと繋がっているが、それぞれ独立した凹部であってもよい。
図2に示されるように、ホルダ232は、底壁232aと、周壁232bと、を有している。底壁232aは、中心軸Axの径方向に沿って広がっており、その形状は円板状である。周壁232bは、底壁232aの周縁部から軸方向に延びており、その形状は円筒状である。ホルダ232は、有底のカップ状に構成されており、周壁232bの内側に、カップリング部材231や、ワンウエイクラッチ233、スラストベアリング234等を収容している。底壁232aは、第一壁部の一例であり、周壁232bは、第二壁部の一例である。
上述したように、カップリング部材231の嵌合部231cは、モータ100のシャフト103の嵌合部103aと勘合し、カップリング部材231の嵌合部231dは、回転部材221の嵌合部221aと連結されている。よって、カップリング部材231は、シャフト103および回転部材221と一体に回転する。
周壁232bの内周面232cとカップリング部材231の外周面231aとの間には、ワンウエイクラッチ233が設けられている。ワンウエイクラッチ233は、ホルダ232に対するカップリング部材231の中心軸Ax回りの一方向の相対的な回転を許容し、逆方向の相対的な回転を禁止する。例えば、ワンウエイクラッチ233により、カップリング部材231のホルダ232に対する図2の上方から見て中心軸Ax回りの時計回り方向の相対的な回転が禁止される場合にあっては、カップリング部材231がホルダ232に対して当該方向に相対的に回転しようとする場合、ワンウエイクラッチ233によってカップリング部材231とホルダ232とが周方向に連結されるため、これらは一体的に回転しようとする。逆方向にはワンウエイクラッチ233は機能しないため、カップリング部材231はホルダ232に対して図2の上方から見た場合の反時計回り方向には、相対的に回転することができる。
ワンウエイクラッチ233は、回転部材221の回転によって直動部材222が加圧室211aを圧縮する方向、すなわち、直動部材222が図1,2の上方に移動する方向への、カップリング部材231のホルダ232に対する相対的な回転を許容する。以下、当該回転方向を正転方向と称する。逆に、回転部材221の回転によって直動部材222が加圧室211aを伸長する方向、すなわち、回転部材221の回転によって直動部材222が図1,2の下方へ移動する方向への、カップリング部材231のホルダ232に対する相対的な回転を禁止する。以下、当該回転方向を逆転方向と称する。
カップリング部材231の端面231bと、ホルダ232の底面232dとの間には、スラストベアリング234が介在している。スラストベアリング234は、例えば、ニードルベアリングである。カップリング部材231およびホルダ232の底壁232aは、シャフト103や回転部材221よりも直径が大きく、シャフト103や回転部材221から中心軸Axの径方向外方に張り出している。これにより、スラストベアリング234の支持面(挟持面)をより容易に確保することができる。
ホルダ232の端面232eとモータハウジング100aの端面100bとの間には、円板状のスラストワッシャ235が介在している。モータハウジング100aは、固定部材の一例である。
また、ホルダ232の外周面232fとアクチュエータハウジング200aとの間には、ラジアルベアリング237が介在している。ラジアルベアリング237は、例えば、ニードルベアリングである。
上述したような構成を備えた回転状態切替機構230は、カップリング部材231(シャフト103、回転部材221)の回転方向と、カップリング部材231に作用する推力とによって、カップリング部材231およびホルダ232の回転の態様が変化する。
(1)正転方向
ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する正転方向への相対回転を許容する。よって、モータ100のシャフト103の回転(トルク)は、カップリング部材231を経由して、回転部材221に伝達される。回転部材221の回転に応じて、直動部材222およびピストン212は、加圧室211aを圧縮する方向に移動し、これにより、加圧された作動油が吐出ポート211cから圧送される。加圧室211aの圧力による図1の下方への推力が、ピストン212、直動部材222、および回転部材221を経由してカップリング部材231に作用した場合にあっても、当該推力をスラストベアリング234によって受けることができるとともに、低摩擦ねじを有した回転直動変換機構220における摩擦抵抗も小さいため、モータ100は、カップリング部材231および回転部材221を、比較的高速に回転することができ、これにより、ピストン212の比較的高速な加圧動作(図1の上方への移動)を得ることができる。この点で、本実施形態のリニアアクチュエータ200は、クラッチアクチュエータ1に好適な構成を備えていると言える。
ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する正転方向への相対回転を許容する。よって、モータ100のシャフト103の回転(トルク)は、カップリング部材231を経由して、回転部材221に伝達される。回転部材221の回転に応じて、直動部材222およびピストン212は、加圧室211aを圧縮する方向に移動し、これにより、加圧された作動油が吐出ポート211cから圧送される。加圧室211aの圧力による図1の下方への推力が、ピストン212、直動部材222、および回転部材221を経由してカップリング部材231に作用した場合にあっても、当該推力をスラストベアリング234によって受けることができるとともに、低摩擦ねじを有した回転直動変換機構220における摩擦抵抗も小さいため、モータ100は、カップリング部材231および回転部材221を、比較的高速に回転することができ、これにより、ピストン212の比較的高速な加圧動作(図1の上方への移動)を得ることができる。この点で、本実施形態のリニアアクチュエータ200は、クラッチアクチュエータ1に好適な構成を備えていると言える。
(2)逆転方向
ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する逆転方向への相対回転を禁止する。したがって、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221が逆転方向に回転しようとする場合、ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231とホルダ232とを当該逆転方向に連結する。これにより、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221が逆転方向に回転しようとすると、これらとともに、ホルダ232も逆転方向に回転しようとする。また、本実施形態の構成にあっては、加圧室211aの圧力による軸方向の推力は、ピストン212、直動部材222、回転部材221、カップリング部材231、スラストベアリング234、ホルダ232の底壁232a、およびスラストワッシャ235を経て、モータハウジング100aの端面100bに伝達される。
ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する逆転方向への相対回転を禁止する。したがって、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221が逆転方向に回転しようとする場合、ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231とホルダ232とを当該逆転方向に連結する。これにより、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221が逆転方向に回転しようとすると、これらとともに、ホルダ232も逆転方向に回転しようとする。また、本実施形態の構成にあっては、加圧室211aの圧力による軸方向の推力は、ピストン212、直動部材222、回転部材221、カップリング部材231、スラストベアリング234、ホルダ232の底壁232a、およびスラストワッシャ235を経て、モータハウジング100aの端面100bに伝達される。
(2−1)セルフロック
モータ100の正転方向への駆動が停止されると、直動部材222には加圧室211aの圧力が印加され、これにより、回転部材221には、直動回転変換によって逆転方向のトルクが生じる。上述したように、ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する逆転方向への相対回転を禁止するため、この場合、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221とともに、ホルダ232も逆転方向に回転しようとする。しかしながら、本実施形態では、加圧室211aの圧力によるホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクが、直動部材222に印加された加圧室211aの圧力によるホルダ232の逆転方向のトルクよりも大きくなるよう、各部のスペックが設定されているため、ホルダ232は、逆転方向には回転することができない。加圧室211aの圧力が高くなるほど、ホルダ232の逆転方向のトルクが大きくなるが、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクも大きくなる。他方、加圧室211aの圧力が低くなるほど、ホルダ232の逆転方向のトルクが小さくなるが、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクも小さくなる。したがって、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の最大静止摩擦力の適宜な設定により、加圧室211aの圧力の大きさによらず、回転直動変換機構220におけるセルフロック機能が実現される。
モータ100の正転方向への駆動が停止されると、直動部材222には加圧室211aの圧力が印加され、これにより、回転部材221には、直動回転変換によって逆転方向のトルクが生じる。上述したように、ワンウエイクラッチ233は、カップリング部材231のホルダ232に対する逆転方向への相対回転を禁止するため、この場合、シャフト103、カップリング部材231、および回転部材221とともに、ホルダ232も逆転方向に回転しようとする。しかしながら、本実施形態では、加圧室211aの圧力によるホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクが、直動部材222に印加された加圧室211aの圧力によるホルダ232の逆転方向のトルクよりも大きくなるよう、各部のスペックが設定されているため、ホルダ232は、逆転方向には回転することができない。加圧室211aの圧力が高くなるほど、ホルダ232の逆転方向のトルクが大きくなるが、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクも大きくなる。他方、加圧室211aの圧力が低くなるほど、ホルダ232の逆転方向のトルクが小さくなるが、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクも小さくなる。したがって、ホルダ232とスラストワッシャ235との間の最大静止摩擦力の適宜な設定により、加圧室211aの圧力の大きさによらず、回転直動変換機構220におけるセルフロック機能が実現される。
(2−2)モータ駆動(逆転)
このような構成において、モータ100がシャフト103に逆転方向に駆動トルクを与えると、ホルダ232の逆転方向のトルクがホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクよりも大きい状態が得られる。よって、モータ100は、カップリング部材231、ホルダ232、および回転部材221を、逆転方向に回転することができる。このような構成により、加圧室211aの圧力によらず、比較的解除トルクが小さいセルフロック機構を得ることができる。なお、解除トルクは、ウォームギヤ式の回転直動変換機構220よりも小さくすることができる。
このような構成において、モータ100がシャフト103に逆転方向に駆動トルクを与えると、ホルダ232の逆転方向のトルクがホルダ232とスラストワッシャ235との間の摩擦抵抗トルクよりも大きい状態が得られる。よって、モータ100は、カップリング部材231、ホルダ232、および回転部材221を、逆転方向に回転することができる。このような構成により、加圧室211aの圧力によらず、比較的解除トルクが小さいセルフロック機構を得ることができる。なお、解除トルクは、ウォームギヤ式の回転直動変換機構220よりも小さくすることができる。
図3は、クラッチアクチュエータ1の断面図であって、ピストン212が、第二位置P2(加圧位置、作動位置)にある状態を示す図である。図3に示されるように、モータ100のシャフト103の正転方向への回転により、ピストン212は第一位置P1(図1)から第二位置P2まで移動する。他方、モータ100のシャフト103の逆転方向への回転により、ピストン212は第二位置P2から第一位置P1まで移動する。
[第2実施形態]
図4は、クラッチアクチュエータ1Aの断面図であって、ピストン212が、第一位置P1(戻り位置、初期位置)にある状態を示す図、図5は、図4の一部の拡大図である。
図4は、クラッチアクチュエータ1Aの断面図であって、ピストン212が、第一位置P1(戻り位置、初期位置)にある状態を示す図、図5は、図4の一部の拡大図である。
本実施形態のリニアアクチュエータ200Aおよびクラッチアクチュエータ1Aは、上記第1実施形態のリニアアクチュエータ200およびクラッチアクチュエータ1と同様の構成を備えている。よって、リニアアクチュエータ200Aおよびクラッチアクチュエータ1Aによっても、当該同様の構成に基づく同様の効果が得られる。
ただし、上記第1実施形態の回転直動変換機構220では、回転部材221が雄ねじを有し、直動部材222が雌ねじを有していたのに対し、本実施形態の回転直動変換機構220Aでは、回転部材221が雌ねじを有し、直動部材222が雄ねじを有している。直動部材222は、ピストン212と結合され、ピストン212に設けられたスライダ224のアクチュエータハウジング200aに設けられたガイド223との回り止めによって、直動部材222の回転が制限されている。
また、上記第1実施形態の回転状態切替機構230では、ホルダ232が、アクチュエータハウジング200aに回転可能に支持されていたのに対し、本実施形態の回転状態切替機構230Aでは、ホルダ232は、カップリング部材231にワンウエイクラッチ233を介して中心軸Ax回りに回転可能に支持されている。カップリング部材231は、嵌合部231c,103aを介してモータ100のシャフト103と連結されている。また、カップリング部材231は、アクチュエータハウジング200aに、中心軸Ax回りに回転可能に支持されている。このような構成によれば、例えば、第1実施形態と比較して径方向のサイズがより小型化されやすい。
[クラッチアクチュエータ1,1Aのクラッチシステムへの適用例]
図6は、クラッチアクチュエータ1,1Aを含むクラッチシステムの一構成例を示す側面図である。クラッチアクチュエータ1,1Aは、配管3を介して、レリーズシリンダ機構20と接続されている。クラッチアクチュエータ1,1Aから吐出された作動油は、配管3内の油路を介してレリーズシリンダ機構20のシリンダ22内に導入される。シリンダ22には、ピストン21が移動可能に収容されており、クラッチアクチュエータ1,1Aの作動によってレリーズシリンダ機構20に供給された作動油は、ピストン21を突出させ、これにより、クラッチ4を、例えば係合状態から解放状態に切り替える。クラッチアクチュエータ1,1Aのモータ100は、ECU(不図示)からの電気信号によって動作することができる。よって、このようなクラッチシステムは、例えばオートメイテッドマニュアルトランスミッション(AMT)やダブルクラッチトランスミッション(DCT)等、変速時にクラッチによる駆動力の伝達および遮断を電気的に切替制御する自動変速機と組み合わせて、自動車に適用されうる。
図6は、クラッチアクチュエータ1,1Aを含むクラッチシステムの一構成例を示す側面図である。クラッチアクチュエータ1,1Aは、配管3を介して、レリーズシリンダ機構20と接続されている。クラッチアクチュエータ1,1Aから吐出された作動油は、配管3内の油路を介してレリーズシリンダ機構20のシリンダ22内に導入される。シリンダ22には、ピストン21が移動可能に収容されており、クラッチアクチュエータ1,1Aの作動によってレリーズシリンダ機構20に供給された作動油は、ピストン21を突出させ、これにより、クラッチ4を、例えば係合状態から解放状態に切り替える。クラッチアクチュエータ1,1Aのモータ100は、ECU(不図示)からの電気信号によって動作することができる。よって、このようなクラッチシステムは、例えばオートメイテッドマニュアルトランスミッション(AMT)やダブルクラッチトランスミッション(DCT)等、変速時にクラッチによる駆動力の伝達および遮断を電気的に切替制御する自動変速機と組み合わせて、自動車に適用されうる。
以上、説明したように、上記実施形態のリニアアクチュエータ200,200Aでは、スラストベアリング234は、モータハウジング100aやアクチュエータハウジング200a等の固定部材からは離れてカップリング部材231(第一回転部材)とホルダ232(第二回転部材)との間に介在する。よって、上記実施形態によれば、スラストベアリング234が固定部材との間で摺動するような状況が生じないため、当該摺動の対策を講じる必要が無くなる。
また、上記実施形態のリニアアクチュエータ200,200Aでは、例えば、ホルダ232(第二回転部材)は、中心軸Axと交差する方向に広がりスラストベアリング234およびスラストワッシャ235(摩擦抵抗部材)を支持した底壁232a(第一壁部)と、中心軸Ax回りの筒状に構成されワンウエイクラッチ233を支持した周壁232b(第二壁部)と、を有する。よって、上記実施形態によれば、例えば、スラストベアリング234、スラストワッシャ235、およびワンウエイクラッチ233と関わるホルダ232(第二回転部材)を、比較的簡素な構成として得ることができる。
また、上記実施形態のリニアアクチュエータ200,200Aは、例えば、モータ100(回転駆動源)と回転直動変換機構220,220Aとの間に配置され、カップリング部材231(第一回転部材)、ホルダ232(第二回転部材)、ワンウエイクラッチ233、スラストベアリング234、およびスラストワッシャ235(摩擦抵抗部材)を含み、推力とカップリング部材231の回転方向とに応じて、カップリング部材231の回転状態と回転停止状態とを切り替える回転状態切替機構230,230A、を備える。上記実施形態によれば、例えば、モータ100と回転直動変換機構220,220Aとをそれぞれサブアッセンブリし、回転状態切替機構230,230Aとともにリニアアクチュエータ200,200Aをアッセンブリすることができるため、リニアアクチュエータ200,200Aをより精密にかつより効率良く組み立てることが可能となる。
また、上記実施形態のリニアアクチュエータ200,200Aでは、例えば、カップリング部材231(第一回転部材)は、モータ100(回転駆動源)のシャフト103(第三回転部材)および回転直動変換機構220,220Aの回転部材221(第四回転部材)との間に介在し、シャフト103と一体に回転可能に接続された嵌合部231c(第一接続部)と、回転部材221と一体に回転可能に接続された嵌合部231d(第二接続部)と、を有している。上記実施形態によれば、例えば、カップリング部材231を、モータ100のシャフト103と回転直動変換機構220,220Aの回転部材221とを連結する部材として用いることができるため、例えば、回転状態切替機構230,230Aが、カップリング部材231とは別にシャフト103と接続される部材や、回転部材221と接続される部材を有するような構成と比較して、回転状態切替機構230,230Aひいてはリニアアクチュエータ200,200Aの構成をより簡素化することができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、高さ、数、配置、位置等)は、適宜に変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態のリニアアクチュエータ200,200Aは、例えば、負荷として機械的な力が作用するようなアクチュエータなど、クラッチアクチュエータ1,1A以外のアクチュエータにも適用可能である。カップリング部材231や、ホルダ232のスペックは適宜に変更可能である。カップリング部材231は、芯ずれを吸収可能な機構を有してもよい。嵌合部231c,231dにおける嵌合方式は、平行な二面によるものには限定されず、スプラインやキー溝等であってもよい。また、各ベアリングは、ニードルベアリングには限定されないし、摩擦抵抗部材は、スラストワッシャには限定されない。
1,1A…クラッチアクチュエータ、100…モータ(回転駆動源)、100a…モータハウジング(固定部材)、103…シャフト(第三回転部材)、200,200A…リニアアクチュエータ、200a…アクチュエータハウジング(固定部材)、210…マスタシリンダ機構(シリンダ機構)、211…シリンダ、212…ピストン、220、220A…回転直動変換機構、221…回転部材(第四回転部材)、222…直動部材、230,230A…回転状態切替機構、231…カップリング部材(第一回転部材)、231c…嵌合部(第一接続部)、231d…嵌合部(第二接続部)、232…ホルダ(第二回転部材)、232a…底壁(第一壁部)、232b…周壁(第二壁部)、233…ワンウエイクラッチ、234…スラストベアリング、235…スラストワッシャ(摩擦抵抗部材)、Ax…中心軸。
Claims (6)
- 固定部材と、
中心軸回りに回転可能に設けられた第一回転部材と、
前記中心軸回りに回転可能に設けられた第二回転部材と、
前記第一回転部材の前記第二回転部材に対する前記中心軸回りの一方向への相対的な回転を許容するとともに前記第一回転部材の前記第二回転部材に対する前記中心軸回りの他方向への相対的な回転を禁止するワンウエイクラッチと、
前記固定部材から離間した状態で、前記第一回転部材と前記第二回転部材との間に介在し前記第一回転部材と前記第二回転部材との前記中心軸回りの相対回転を許容するスラストベアリングと、
前記固定部材と前記第二回転部材との間に前記中心軸の軸方向に挟まれた摩擦抵抗部材と、
前記第一回転部材の回転を直動部材の直動に変換する回転直動変換機構と、
を備えた、リニアアクチュエータ。 - 前記第二回転部材は、前記中心軸と交差する方向に広がり前記スラストベアリングを支持し前記摩擦抵抗部材と接触する第一壁部と、前記中心軸回りの筒状に構成され前記ワンウエイクラッチを支持した第二壁部と、を有した、請求項1に記載のリニアアクチュエータ。
- 回転駆動源と前記回転直動変換機構との間に配置され、前記第一回転部材、前記第二回転部材、前記ワンウエイクラッチ、前記スラストベアリング、および前記摩擦抵抗部材を含み、推力と前記第一回転部材の回転方向とに応じて、前記第一回転部材の回転状態と回転停止状態とを切り替える回転状態切替機構、を備えた、請求項1または2に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記第一回転部材は、前記回転駆動源の第三回転部材および前記回転直動変換機構の第四回転部材との間に介在し、前記第三回転部材と一体に回転可能に接続された第一接続部と、前記第四回転部材と一体に回転可能に接続された第二接続部と、を有したカップリング部材である、請求項3に記載のリニアアクチュエータ。
- 前記直動部材は、ピストンと当該ピストンを往復動可能に収容したシリンダとを有し前記ピストンの移動に応じて作動流体を吐出するシリンダ機構の、前記ピストンを駆動する、請求項1〜4のうちいずれか一つに記載のリニアアクチュエータ。
- 請求項5に記載のリニアアクチュエータと、前記シリンダ機構と、を備えた、クラッチアクチュエータ。
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