JP6933122B2 - アクチュエータ - Google Patents
アクチュエータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6933122B2 JP6933122B2 JP2017242873A JP2017242873A JP6933122B2 JP 6933122 B2 JP6933122 B2 JP 6933122B2 JP 2017242873 A JP2017242873 A JP 2017242873A JP 2017242873 A JP2017242873 A JP 2017242873A JP 6933122 B2 JP6933122 B2 JP 6933122B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical hole
- notch
- actuator according
- output lever
- output
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
- F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/064—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
- F16D1/072—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving plastic deformation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
- H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
- H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
本発明は、アクチュエータに関する。
従来、出力シャフトの一端部がハウジング外に露出するように設けられ、その一端部に出力レバーが固定されたアクチュエータが知られている。例えば、特許文献1に開示されたアクチュエータは、過給圧制御用バルブのバルブ開度を調整して過給圧を制御する。このアクチュエータの出力シャフトの一端部は、出力レバーの円筒孔に挿入された状態でかしめられて、出力レバーを固定している。
特許文献1の出力レバーは、円筒孔から径方向外側に凹む半円状の切欠きを有している。出力シャフトの一端部は、かしめにより切欠きに食い込まされている。出力シャフトは、切欠きへの食い込み部分を介して出力レバーにトルクを伝達する。
ところが、出力シャフトに大トルクが作用すると、切欠きの根元側の角に対応する出力シャフトの食い込み部分の根元に応力が集中することになる。そのため、この応力集中箇所を起点として、せん断力により出力シャフトの食い込み部分が破損するおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力シャフトの破損が抑制されたアクチュエータを提供することである。
本発明のアクチュエータは、モータと、モータに接続されている減速部と、減速部に接続されている出力シャフトと、モータおよび減速部を収容しており、出力シャフトを支持しているハウジングと、ハウジング外に位置する出力シャフトの一端部に固定されている出力レバーとを備えている。
出力シャフトの一端部は、ハウジング側から順に大径部、円筒部、および、拡径部を有している。出力レバーは、円筒部が挿通している円筒孔、および、円筒孔から径方向外側に凹む切欠きを有している。また、出力レバーは、大径部と円筒部との段差面に当接している。拡径部は、円筒部よりも大径な鍔部、および、切欠き内に延出している食い込み部を有している。切欠きの内壁面のうち、円筒孔の内壁面に接続する部分を根元角部とすると、この根元角部は、円筒孔の軸方向視において凸曲面状に形成されている。
これにより、根元角部に対応する食い込み部の根元が根元角部に倣うように凹曲面状に形成される。そのため、トルク作用時における食い込み部の根元への応力集中が抑制される。したがって、食い込み部のせん断強度が向上し、出力シャフトの破損を抑制することができる。
また、出力シャフトおよび出力レバーは、円筒部が円筒孔に挿入されることで組み付けられるため、出力シャフトの軸心からのピッチばらつきを抑えることができる。また、出力レバーを出力シャフトの段差面に当接させることで、出力シャフトに対する出力レバーの軸方向位置のばらつきを抑えることができる。また、円筒部と円筒孔の内壁面との摩擦力に加えて、食い込み部と切欠きの内壁面との係合力を利用してトルク伝達することで、大トルクに対してかしめ強度を十分に確保することができる。
[第1実施形態]
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図1に示すように、第1実施形態によるアクチュエータ10は、車両走行用の動力源であるエンジン11に適用されている。
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図1に示すように、第1実施形態によるアクチュエータ10は、車両走行用の動力源であるエンジン11に適用されている。
(エンジンの吸排気部)
先ず、エンジン11の吸排気部について図1、図2を参照して説明する。エンジン11には、吸気をエンジン11の気筒内へ導く吸気通路12と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路13とが設けられている。吸気通路12の途中には、過給器14の吸気コンプレッサ15と、エンジン11に供給される吸気量の調整を行うスロットルバルブ16とが設けられている。排気通路13の途中には、過給器14の排気タービン17と、排気ガスの浄化を行う触媒18とが設けられている。触媒18はモノリス構造を採用する周知な三元触媒であり、活性化温度に昇温することで排気ガス中に含まれる有害物質を酸化作用と還元作用により浄化する。
先ず、エンジン11の吸排気部について図1、図2を参照して説明する。エンジン11には、吸気をエンジン11の気筒内へ導く吸気通路12と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路13とが設けられている。吸気通路12の途中には、過給器14の吸気コンプレッサ15と、エンジン11に供給される吸気量の調整を行うスロットルバルブ16とが設けられている。排気通路13の途中には、過給器14の排気タービン17と、排気ガスの浄化を行う触媒18とが設けられている。触媒18はモノリス構造を採用する周知な三元触媒であり、活性化温度に昇温することで排気ガス中に含まれる有害物質を酸化作用と還元作用により浄化する。
排気タービン17は、エンジン11から排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール21と、このタービンホイール21を収容する渦巻形状のタービンハウジング22とを備えている。吸気コンプレッサ15は、タービンホイール21の回転力を受けて回転するコンプレッサホイール23と、このコンプレッサホイール23を収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング24とを備えている。
タービンハウジング22には、タービンホイール21を迂回して排気ガスを流すバイパス通路25が設けられている。バイパス通路25は、タービンハウジング22に流入した排気ガスを直接タービンハウジング22の排気出口へ導く。このバイパス通路25は、ウェイストゲートバルブ26により開閉可能である。ウェイストゲートバルブ26は、タービンハウジング22の内部でバルブ軸27により回動可能に支持されているスイングバルブである。
ウェイストゲートバルブ26を駆動する手段として、過給器14は、アクチュエータ10を備えている。アクチュエータ10は、排気ガスの熱影響を回避する目的で、排気タービン17から離れた吸気コンプレッサ15に取り付けられている。過給器14には、アクチュエータ10の出力をウェイストゲートバルブ26に伝達するためのリンク機構29が設けられている。このリンク機構29は、所謂4節リンクであり、アクチュエータ10によって回動操作される出力レバー31と、バルブ軸27に結合されるバルブレバー32と、出力レバー31に付与される回動トルクをバルブレバー32に伝えるロッド33とを有している。
アクチュエータ10は、マイクロコンピュータを搭載するECU(エンジン・コントロール・ユニット)34により制御される。具体的に、ECU34は、エンジン11の高回転時などにウェイストゲートバルブ26の開度を調整して過給器14による過給圧を制御する。また、ECU34は、冷間始動直後など、触媒18の温度が活性化温度に達していない時に、ウェイストゲートバルブ26を全開にして触媒18の暖機を行う。これにより、タービンホイール21に熱を奪われていない高温の排気ガスを触媒18へ導くことができ、触媒18の早期暖機を実施できる。
(アクチュエータ)
次に、アクチュエータ10について図3〜図7を参照して説明する。アクチュエータ10は、吸気コンプレッサ15に取り付けられるハウジング35と、ハウジング35に組み付けられているモータ36、減速部37、出力シャフト38および回転角センサ39を備えている。
次に、アクチュエータ10について図3〜図7を参照して説明する。アクチュエータ10は、吸気コンプレッサ15に取り付けられるハウジング35と、ハウジング35に組み付けられているモータ36、減速部37、出力シャフト38および回転角センサ39を備えている。
図3〜図5に示すように、ハウジング35は、第1ハウジング部41および第2ハウジング部42を有している。第2ハウジング部42は、締結部材43により第1ハウジング部41に締結されている。また、第1ハウジング部41は、第2ハウジング部42と共に収容空間44を形成している。第1ハウジング部41および第2ハウジング部42は、例えばアルミニウム合金等の金属材料からなり、ダイキャスト製である。
図6、図7に示すように、モータ36は、ハウジング35内に収容されている。具体的に、モータ36は、第1ハウジング部41に形成されたモータ挿入穴46に挿入され、スクリュ47により第1ハウジング部41に固定されている。モータ36とモータ挿入穴46底面との間にはウェーブワッシャ45が設置されている。モータ36は、形式を問わず、例えば周知の直流モータであっても良いし、周知のステッピングモータであっても良い。
図5に示すように、出力シャフト38は、第1ハウジング部41に設けられた軸受48と、第2ハウジング部42に設けられた軸受49とにより回転自在に支持されている。出力シャフト38の一端部は、ハウジング35外に突き出している。出力レバー31は、ハウジング35外に位置する出力シャフト38の一端部に固定されている。第1ハウジング部41のうち出力シャフト38の他端側の延長上の箇所にはプラグ50が圧入されている。
図5〜図7に示すように、減速部37は、モータ36の回転を減速して出力シャフト38に伝達する平行軸式の減速機であり、ピニオンギヤ51、第1中間ギヤ52、第2中間ギヤ53および最終ギヤ54を有している。ピニオンギヤ51は、モータ36のモータ軸55に固定されている。第1中間ギヤ52は、ピニオンギヤ51に噛み合っている第1大径外歯部57、および、第1大径外歯部57と比べて小径な第1小径外歯部58を有しており、第1金属シャフト56により回転自在に支持されている。第1中間ギヤ52と第1ハウジング部41との間、および第1中間ギヤ52と第2ハウジング部42との間にそれぞれ第1ワッシャ59が設けられている。第2中間ギヤ53は、第1小径外歯部58に噛み合っている第2大径外歯部62、および、第2大径外歯部62と比べて小径な第2小径外歯部63を有しており、第2金属シャフト61により回転自在に支持されている。第2中間ギヤ53と第1ハウジング部41との間、および第2中間ギヤ53と第2ハウジング部42との間にそれぞれ第2ワッシャ60が設けられている。最終ギヤ54は、出力シャフト38に固定されており、第2小径外歯部63に噛み合っている。
図5、図7に示すように、回転角センサ39は、出力シャフト38の回転角を検出する非接触式のセンサであり、磁気回路部64および検出部65を有している。磁気回路部64は、磁束発生部である磁石66、67と、磁束伝達部であるヨーク68、69を有している。磁石66、67およびヨーク68、69は、出力シャフト38の軸方向視において弧状の閉磁気回路を形成している。磁気回路部64は、非磁性体の磁気回路保持部材73に保持されており、出力シャフト38と一体に回動する。検出部65は、例えばホールIC等であり、磁気回路部64の閉磁気回路の内側に配置されている。検出部65は、絶縁体からなる配線保持部材71にモールドされており、ハウジング35に固定されている。磁気回路部64および検出部65の基本的な用途や機能は、特開2014−126548号に開示されているものと同様である。回転角センサ39により検出される出力シャフト38の回転角は、ECU34(図1参照)に出力される。
(出力シャフトおよび出力レバー)
次に、出力シャフト38および出力レバー31について図8〜図12を参照して説明する。出力シャフト38の一端部は、ハウジング35外に位置しており、ハウジング35側から順に大径部77、円筒部78、および、拡径部79を有している。大径部77は、円筒部78と比べて大径である。大径部77と円筒部78との間には、段差面81が形成されている。
次に、出力シャフト38および出力レバー31について図8〜図12を参照して説明する。出力シャフト38の一端部は、ハウジング35外に位置しており、ハウジング35側から順に大径部77、円筒部78、および、拡径部79を有している。大径部77は、円筒部78と比べて大径である。大径部77と円筒部78との間には、段差面81が形成されている。
図8〜図10に示すように、出力レバー31は、円筒孔82を有するシャフト固定部83と、取付部80を有し、リンクとしてのロッド33が接続されているリンク接続部84と、シャフト固定部83とリンク接続部84との間の段差部85とを有している。段差部85は、シャフト固定部83に対してリンク接続部84を円筒孔82の軸方向一方側へオフセットさせている。軸方向一方側は、ハウジング35から離間する側である。
円筒孔82の軸心は、出力シャフト38の軸心AX1と一致する。以下では、円筒孔82の軸方向のことを、単に「軸方向」と記載する。また、軸心AX1まわりの周方向のことを、単に「周方向」と記載する。
シャフト固定部83は、円筒部78が挿通している円筒孔82と、円筒孔82から径方向外側に凹む切欠き86を有している。第1実施形態では、切欠き86は周方向に等間隔に6つ形成されている。シャフト固定部83は、段差面81に当接している。
図10および図11に示すように、拡径部79は、円筒部78よりも大径な鍔部87と、切欠き86内に延出している食い込み部88を有している。拡径部79は、出力シャフト38と出力レバー31との組み付け時にかしめ等により形成される。この組み付け手順について説明する。先ず、図11に二点鎖線で示すように出力シャフト38の一端部89が出力レバー31の円筒孔82に挿入される。この段階では、一端部89の外径は、円筒孔82の内径よりも少し小さい。次に、出力シャフト38に対する出力レバー31の回動位置が決められる。このように、固定前において出力レバー31の回動位置が変更でき、また微調整できることで、汎用性の向上および位置精度の向上が実現できる。次に、一端部89がかしめ加工により図11に実線で示すように変形させられる。このとき、一端部89のうち主として円筒孔82内に位置する部分が拡径されて円筒部78になる。円筒部78は、内壁面98に密着している。また、一端部89のうち円筒孔82外に突き出す部分が押しつぶされて鍔部87になる。また、一端部89のうち円筒孔82の開口付近の部分が径方向外側に押し広げられ、切欠き86内に流動して食い込み部88になる。
図12に示すように、切欠き86の内壁面は、第1根元角部91、第2根元角部92、第1平面部93、第2平面部94、第1隅部95、および第2隅部96を有している。
第1根元角部91および第2根元角部92は、切欠き86の内壁面の根元側の角部であって、円筒孔82の内壁面98に接続する部分である。根元角部91、92は、軸方向視において凸曲面状に形成されている。第1実施形態では、根元角部91、92は、軸方向に垂直な断面形状が曲率半径一定の円弧形状である。根元角部91、92の曲率半径は、0.2以上であって、例えば0.5である。根元角部91、92は、円筒孔82の内壁面98に滑らかに繋がるラウンド形状になっている。
第1平面部93は、第1根元角部91に接続している。第1根元角部91は、第1平面部93に滑らかに繋がるラウンド形状になっている。第2平面部94は、第2根元角部92に接続している。第2根元角部92は、第2平面部94に滑らかに繋がるラウンド形状になっている。平面部93、94は、軸方向視において平面状に形成されている。食い込み部88は、平面部93、94まで延出している。平面部93、94は、周方向において食い込み部88と係合している。
軸方向視において、第1平面部93と第2平面部94との中間に位置し且つ軸心AX1を通る直線を仮想直線Lとする。第1平面部93および第2平面部94は、仮想直線Lと平行である。これにより、第1平面部93および第2平面部94は、接線方向に対してほぼ垂直な面になっている。
第1隅部95および第2隅部96は、切欠き86の内壁面のうち、径方向外側の隅に位置しており、軸方向視において凹曲面状に形成されている。第1実施形態では、隅部95、96は、軸方向に垂直な断面形状が曲率半径一定の円弧形状であり、第1平面部93または第2平面部94に滑らかに繋がるラウンド形状になっている。
図8〜図11に示すように、出力レバー31は、ステンレス鋼からなるプレス打ち抜き部品である。段差部85は、板材から出力レバー31を打ち抜くときに施される曲げ加工により形成される。図13に示すように、段差部85は2つの曲がり箇所101を有している。曲がり箇所101の外側凸曲面102の曲率半径をR1とし、曲がり箇所101の内側凹曲面103の曲率半径をR2とする。また、段差部85の厚み、すなわち出力レバー31の厚みをtとする。各値は、次の式(1)の関係にある。
R1=R2+t・・・(1)
R1=R2+t・・・(1)
図11に示すように、プレス打ち抜き加工により形成される円筒孔82および切欠き86は、打ち抜き方向に順にダレ104、せん断面105、破断面106を有する。出力レバー31は、ダレ104が段差面81側に位置し、破断面106が拡径部79側に位置するように設けられている。食い込み部88は破断面106と係合する。また、せん断面105は、出力レバー31の厚みtの3分の2以上を占めている。
図13に示すように、シャフト固定部83に対するリンク接続部84のオフセット量をxとし、出力シャフト38のシャフト固定部83からの突き出し量(すなわち、鍔部87の高さ)をyとする。各値は、次の式(2)の関係にある。
x≧y・・・(2)
x≧y・・・(2)
図12に示すように、切欠き86の周方向の幅をbとする。幅bと厚みtは次の式(3)の関係にある。
b<t・・・(3)
b<t・・・(3)
(効果)
以上説明したように、出力シャフト38の一端部は、ハウジング35側から順に大径部77、円筒部78、および、拡径部79を有している。出力レバー31は、円筒部78が挿通している円筒孔82、および、円筒孔82から径方向外側に凹む切欠き86を有しており、大径部77と円筒部78との段差面81に当接している。拡径部79は、円筒部78よりも大径な鍔部87、および、切欠き86内に延出している食い込み部88を有している。切欠き86の内壁面の根元角部91、92は、円筒孔82の軸方向視において凸曲面状に形成されている。
以上説明したように、出力シャフト38の一端部は、ハウジング35側から順に大径部77、円筒部78、および、拡径部79を有している。出力レバー31は、円筒部78が挿通している円筒孔82、および、円筒孔82から径方向外側に凹む切欠き86を有しており、大径部77と円筒部78との段差面81に当接している。拡径部79は、円筒部78よりも大径な鍔部87、および、切欠き86内に延出している食い込み部88を有している。切欠き86の内壁面の根元角部91、92は、円筒孔82の軸方向視において凸曲面状に形成されている。
これにより、根元角部91、92に対応する食い込み部88の根元108が根元角部91、92に倣うように凹曲面状に形成されている。そのため、トルク作用時における食い込み部88の根元108への応力集中が抑制される。したがって、食い込み部88のせん断強度が向上し、トルク作用時のせん断力に起因する出力シャフト38の破損を抑制することができる。
また、出力シャフト38および出力レバー31は、円筒部78が円筒孔82に挿入されることで組み付けられるため、軸心AX1からのピッチばらつきを抑えることができる。また、出力レバー31を出力シャフト38の段差面81に当接させることで、出力シャフト38に対する出力レバー31の軸方向位置のばらつきを抑えることができる。また、円筒部78と円筒孔82の内壁面98との摩擦力に加えて、食い込み部88と切欠き86の内壁面との係合力を利用してトルク伝達することで、大トルクに対してかしめ強度を十分に確保することができる。
また、第1実施形態では、切欠き86の内壁面は、平面部93、94を含む。平面部93、94は、根元角部91、92に接続し、円筒孔82の軸方向視において平面状に形成されている。食い込み部88は、平面部93、94まで延出している。これにより、かしめ加工時、一端部89が平面部93、94に沿って流動するように変形しやすい。そのため、食い込み部88と平面部93、94とを面接触させることができる。
また、第1実施形態では、第1平面部93および第2平面部94は、円筒孔82の軸方向視において、第1平面部93と第2平面部94との中間に位置し且つ円筒孔82の軸心AX1を通る仮想直線Lと平行である。これにより、第1平面部93および第2平面部94は、共に、接線方向に対してほぼ垂直な面になっている。そのため、出力シャフト38のトルクをその作用方向に垂直な面で受けることができる。また、回転方向による差も無くすことができる。さらに、かしめ加工時、平面部93、94に沿って流動する量にばらつきがあったとしても、食い込み部88の周方向幅は一定となるため、食い込み部88の強度ばらつきを抑えることができる。
また、第1実施形態では、切欠き86の内壁面の隅部95、96は、円筒孔82の軸方向視において凹曲面状に形成されている。これにより、トルク作用時に切欠き86が周方向に開くような力が出力レバー31にかかったとき、隅部95、96への応力集中が抑制される。そのため、高トルクを出力レバー31にかけることができる。
また、第1実施形態では、出力レバー31は、円筒孔82を有するシャフト固定部83と、ロッド33が接続されるリンク接続部84と、シャフト固定部83に対してリンク接続部84を軸方向一方側へオフセットさせる段差部85とを有している。段差部85は2つの曲がり箇所101を有している。曲がり箇所101の外側凸曲面102の曲率半径R1は、内側凹曲面103の曲率半径R2と段差部85の厚みtとの和である。このように曲がり箇所101をラウンド形状とすることで、応力集中を避け、出力レバー31の耐荷重を上げることができる。
また、第1実施形態では、シャフト固定部83に対するリンク接続部84のオフセット量xは、出力シャフト38のシャフト固定部83からの突き出し量y以上である。そのため、リンク接続部84に接続されるロッド33と出力シャフト38との干渉を避けることができる。
また、第1実施形態では、出力レバー31はステンレス鋼からなる。これにより、ハウジング35外であって、エンジンルーム内に搭載される出力レバー31に耐食性を付与することができる。また、表面処理で耐食性が付与される形態と異なって、出力レバー31は、ロッド33との摺動により摩耗しても耐食性が保たれる。
また、第1実施形態では、出力レバー31は、プレス打ち抜き部品であり、円筒孔82のダレ104が段差面81側に位置し、円筒孔82の破断面106が拡径部79側に位置するように設けられている。これにより、拡径部79側にダレ104が来ず、食い込み部88が破断面106と係合する。そのため、食い込み部88の食い込み面積、すなわち食い込み部88の出力レバー31との引っ掛かり量をできるだけ多く確保することができる。また、破断面106の角はダレ104と比べて鋭利な角(いわゆるピン角)になるので、食い込み面積のばらつきを少なくすることができる。
また、第1実施形態では、円筒孔82のせん断面105は、出力レバー31の厚みの2/3以上を占めている。せん断面105は、破断面106とくらべて面粗さが小さい。そのため、円筒孔82の内壁面98と円筒部78との摩擦力が安定する。また、出力シャフト38と出力レバー31との位置精度が向上する。
また、第1実施形態では、切欠き86の周方向の幅bは出力レバー31の厚みtよりも小さい。このように幅bを比較的小さくすることで、かしめ加工時、一端部89を径方向および軸方向にできるだけ大きく流動させ、食い込み部88の出力レバー31との引っ掛かり量をできるだけ多く確保することができる。また、厚みtを比較的大きくすることで、食い込み部88のせん断強度を向上させることができる。
ここで、図14は、根元角部91、92の曲率半径Rと、応力集中形状係数αとの関係を示す図である。応力集中形状係数αは、応力集中箇所としての食い込み部88の根元108の応力σxと、同じ荷重印加時に応力集中しない場合の応力σとを用いると、次の式(4)の関係にある。
σx=α×σ・・・(4)
σx=α×σ・・・(4)
図14に示すように、曲率半径Rが0.2以上であれば、応力集中形状係数αが比較的小さくなり、食い込み部88の根元108の応力σxが比較的小さくなる。第1実施形態では、根元角部91、92の曲率半径は0.2以上である。そのため、食い込み部88の根元108の応力σxが小さくなり、その根元108への応力集中が抑制される。
[第2実施形態]
第2実施形態では、図15に示すように、出力レバー111の切欠き112の隅部113は、切欠き112の内壁面の第1根元角部91側と第2根元角部92側、すなわち第1平面部93と第2平面部94とを接続する1つの凹曲面である。これにより、隅部113の曲率半径をできるだけ大きく設定することができる。そのため、トルク作用時の隅部113への応力集中を効果的に抑制することができる。
第2実施形態では、図15に示すように、出力レバー111の切欠き112の隅部113は、切欠き112の内壁面の第1根元角部91側と第2根元角部92側、すなわち第1平面部93と第2平面部94とを接続する1つの凹曲面である。これにより、隅部113の曲率半径をできるだけ大きく設定することができる。そのため、トルク作用時の隅部113への応力集中を効果的に抑制することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態では、図16に示すように、出力レバー121の切欠き122の内壁面は、根元角部91、92、隅部113、第1曲面部123および第2曲面部124を有している。第1曲面部123は、第1根元角部91と隅部113とを接続している。第2曲面部124は、第2根元角部91と隅部113とを接続している。このように、切欠き122の内壁面は、平面部を有していなくてもよい。
第3実施形態では、図16に示すように、出力レバー121の切欠き122の内壁面は、根元角部91、92、隅部113、第1曲面部123および第2曲面部124を有している。第1曲面部123は、第1根元角部91と隅部113とを接続している。第2曲面部124は、第2根元角部91と隅部113とを接続している。このように、切欠き122の内壁面は、平面部を有していなくてもよい。
[他の実施形態]
他の実施形態では、切欠きの根元角部および隅部の曲率半径は一定でなくてもよい。すなわち、曲率半径が連続的に変化するような形状であってもよいし、複数の曲率半径が組み合わされるような形状であってもよい。要するに、根元角部は軸方向視で凸曲面状に形成されていればよい。また、切欠きの数は、5つ以下または7つ以上であってもよい。
他の実施形態では、切欠きの根元角部および隅部の曲率半径は一定でなくてもよい。すなわち、曲率半径が連続的に変化するような形状であってもよいし、複数の曲率半径が組み合わされるような形状であってもよい。要するに、根元角部は軸方向視で凸曲面状に形成されていればよい。また、切欠きの数は、5つ以下または7つ以上であってもよい。
他の実施形態では、出力レバーは、段差部を有していなくてもよい。また、出力レバーのリンク接続部の取付部は、本体と一体に形成されてもよい。また、出力レバーは、ステンレス鋼以外の材料から形成されてもよい。また、出力レバーは、プレス加工以外の工法により製作されてもよい。
他の実施形態では、アクチュエータは、過給圧制御用に限らず、他の用途のものであってもよい。要するに、アクチュエータは、出力シャフトの一端部がハウジング外に露出しており、一端部に出力レバーが固定される形式であればよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10・・・アクチュエータ 31、111、121・・・出力レバー
35・・・ハウジング 36・・・モータ
37・・・減速部 38・・・出力シャフト
77・・・大径部 78・・・円筒部
79・・・拡径部 81・・・段差面
82・・・円筒孔 86、112、122・・・切欠き
87・・・鍔部 88・・・食い込み部
91、92・・・根元角部
35・・・ハウジング 36・・・モータ
37・・・減速部 38・・・出力シャフト
77・・・大径部 78・・・円筒部
79・・・拡径部 81・・・段差面
82・・・円筒孔 86、112、122・・・切欠き
87・・・鍔部 88・・・食い込み部
91、92・・・根元角部
Claims (12)
- モータ(36)と、
前記モータに接続されている減速部(37)と、
前記減速部に接続されている出力シャフト(38)と、
前記モータおよび前記減速部を収容しており、前記出力シャフトを支持しているハウジング(35)と、
前記ハウジング外に位置する前記出力シャフトの一端部に固定されている出力レバー(31、111、121)と、
を備え、
前記一端部は、前記ハウジング側から順に大径部(77)、円筒部(78)、および、拡径部(79)を有し、
前記出力レバーは、前記円筒部が挿通している円筒孔(82)、および、前記円筒孔から径方向外側に凹む切欠き(86、112、122)を有し、前記大径部と前記円筒部との段差面(81)に当接しており、
前記拡径部は、前記円筒部よりも大径な鍔部(87)、および、前記切欠き内に延出している食い込み部(88)を有しており、
前記切欠きの内壁面のうち、前記円筒孔の内壁面(98)に接続する部分を根元角部(91、92)とすると、
前記根元角部は、前記円筒孔の軸方向視において凸曲面状に形成されているアクチュエータ。 - 前記切欠きの内壁面は、前記根元角部に接続し、前記円筒孔の軸方向視において平面状に形成されている平面部(93、94)を含んでおり、
前記食い込み部は、前記平面部まで延出している請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記平面部は、一方の前記根元角部(91)に接続する第1平面部(93)、または、他方の前記根元角部(92)に接続する第2平面部(94)であり、
前記第1平面部および前記第2平面部は、前記円筒孔の軸方向視において、前記第1平面部と前記第2平面部との中間に位置し且つ前記円筒孔の軸心(AX1)を通る直線(L)と平行である請求項2に記載のアクチュエータ。 - 前記切欠きの内壁面の径方向外側の隅部(95、96、113)は、前記円筒孔の軸方向視において凹曲面状に形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記隅部(113)は、前記切欠きの内壁面のうち、一方の前記根元角部側と他方の前記根元角部側とを接続する1つの凹曲面である請求項4に記載のアクチュエータ。
- 前記出力レバーは、
前記円筒孔を有するシャフト固定部(83)と、
他部材のリンクが接続されるリンク接続部(84)と、
前記シャフト固定部に対して前記リンク接続部を前記円筒孔の軸方向一方側へオフセットさせる段差部(85)と、
を有しており、
前記段差部は2つの曲がり箇所(101)を有しており、
前記曲がり箇所の外側凸曲面(102)の曲率半径(R1)は、前記曲がり箇所の内側凹曲面(103)の曲率半径(R2)と、前記段差部の厚み(t)との和である請求項1〜5のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記シャフト固定部に対する前記リンク接続部のオフセット量(x)は、前記出力シャフトの前記シャフト固定部からの突き出し量(y)以上である請求項6に記載のアクチュエータ。
- 前記出力レバーはステンレス鋼からなる請求項1〜7のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記出力レバーは、プレス打ち抜き部品であり、前記円筒孔のダレ(104)が前記段差面側に位置し、前記円筒孔の破断面(106)が前記拡径部側に位置するように設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記円筒孔のせん断面(105)は、前記出力レバーの厚みの3分の2以上を占めている請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記切欠きの周方向の幅(b)は前記出力レバーの厚みよりも小さい請求項1〜10のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記根元角部の曲率半径は0.2以上である請求項1〜11のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017242873A JP6933122B2 (ja) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | アクチュエータ |
DE112018006460.3T DE112018006460B4 (de) | 2017-12-19 | 2018-12-17 | Aktuator |
CN201880075326.7A CN111373130B (zh) | 2017-12-19 | 2018-12-17 | 促动器 |
PCT/JP2018/046326 WO2019124304A1 (ja) | 2017-12-19 | 2018-12-17 | アクチュエータ |
US16/902,571 US11286846B2 (en) | 2017-12-19 | 2020-06-16 | Actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017242873A JP6933122B2 (ja) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | アクチュエータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019108853A JP2019108853A (ja) | 2019-07-04 |
JP6933122B2 true JP6933122B2 (ja) | 2021-09-08 |
Family
ID=66992717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017242873A Active JP6933122B2 (ja) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | アクチュエータ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11286846B2 (ja) |
JP (1) | JP6933122B2 (ja) |
CN (1) | CN111373130B (ja) |
DE (1) | DE112018006460B4 (ja) |
WO (1) | WO2019124304A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6933122B2 (ja) | 2017-12-19 | 2021-09-08 | 株式会社デンソー | アクチュエータ |
KR102167802B1 (ko) | 2020-01-31 | 2020-10-19 | 캄텍주식회사 | 차량용 엑츄에이터 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS475423Y1 (ja) * | 1965-08-05 | 1972-02-25 | ||
JPS5983204U (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-05 | 愛三工業株式会社 | リンク結合 |
JPS62136609U (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | ||
JPS63146128U (ja) * | 1986-11-26 | 1988-09-27 | ||
JPS63224822A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Yamakawa Kogyo Kk | 板材に有頭軸を固着する方法 |
JP2683497B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1997-11-26 | 池田物産株式会社 | リクライニング軸の取付構造 |
JP4582882B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2010-11-17 | 株式会社今仙電機製作所 | 操作レバー固定構造 |
JP4289303B2 (ja) | 2004-06-30 | 2009-07-01 | 株式会社デンソー | 内燃機関用吸気制御装置 |
DE102005028374A1 (de) * | 2005-06-20 | 2006-12-21 | Robert Bosch Gmbh | Steller für ein Stellorgan |
CN103003549B (zh) * | 2010-08-20 | 2015-07-01 | 三菱电机株式会社 | 电控制致动器 |
WO2013022683A1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Borgwarner Inc. | Exhaust-gas turbocharger |
JP5725007B2 (ja) | 2012-12-27 | 2015-05-27 | 株式会社デンソー | 位置検出装置 |
JP6330850B2 (ja) | 2015-06-18 | 2018-05-30 | 株式会社デンソー | 電動アクチュエータおよびその製造方法 |
JP6915495B2 (ja) | 2017-10-20 | 2021-08-04 | 株式会社デンソー | アクチュエータ |
JP6933122B2 (ja) | 2017-12-19 | 2021-09-08 | 株式会社デンソー | アクチュエータ |
-
2017
- 2017-12-19 JP JP2017242873A patent/JP6933122B2/ja active Active
-
2018
- 2018-12-17 WO PCT/JP2018/046326 patent/WO2019124304A1/ja active Application Filing
- 2018-12-17 CN CN201880075326.7A patent/CN111373130B/zh active Active
- 2018-12-17 DE DE112018006460.3T patent/DE112018006460B4/de active Active
-
2020
- 2020-06-16 US US16/902,571 patent/US11286846B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112018006460B4 (de) | 2023-11-02 |
JP2019108853A (ja) | 2019-07-04 |
US11286846B2 (en) | 2022-03-29 |
US20200309024A1 (en) | 2020-10-01 |
CN111373130B (zh) | 2021-07-20 |
CN111373130A (zh) | 2020-07-03 |
DE112018006460T5 (de) | 2020-08-27 |
WO2019124304A1 (ja) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10989124B2 (en) | Actuator | |
WO2016203733A1 (ja) | 電動アクチュエータおよびその製造方法 | |
US10663076B2 (en) | Electric actuator and method of manufacturing the same | |
JP6311657B2 (ja) | 電動アクチュエータ | |
CN107709840B (zh) | 电动致动器 | |
JP6933122B2 (ja) | アクチュエータ | |
US20200235633A1 (en) | Actuator | |
CN111164287B (zh) | 促动器 | |
CN111108273A (zh) | 促动器 | |
US20220403772A1 (en) | Actuator | |
JP7006122B2 (ja) | アクチュエータ | |
JP6614309B2 (ja) | 電動アクチュエータ | |
US10851720B2 (en) | Actuator | |
JP2020112177A (ja) | アクチュエータ | |
JP2021134803A (ja) | アクチュエータ | |
JP2021134801A (ja) | アクチュエータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210720 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210802 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6933122 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |