JP7143871B2 - electric actuator - Google Patents
electric actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP7143871B2 JP7143871B2 JP2020135165A JP2020135165A JP7143871B2 JP 7143871 B2 JP7143871 B2 JP 7143871B2 JP 2020135165 A JP2020135165 A JP 2020135165A JP 2020135165 A JP2020135165 A JP 2020135165A JP 7143871 B2 JP7143871 B2 JP 7143871B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- load sensor
- housing
- shaft
- bearing
- 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
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
本発明は、電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator.
軸方向の荷重を検出する荷重検出手段を備えた電動アクチュエータの構成を開示した先行文献として、特開２０１４－１６８３７３号公報(特許文献１)および特開２００９－１０１４１９号公報(特許文献２)がある。 Japanese Patent Laying-Open No. 2014-168373 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laying-Open No. 2009-101419 (Patent Document 2) disclose the configuration of an electric actuator having load detection means for detecting an axial load. be.
特許文献１に記載された電動シリンダにおいては、荷重検出手段となる歪検出部は、外筒体を構成する第１の筒部と第２の筒部とに挟持される板状部材に設けられている。板状部材は、複数の切り抜き孔が設けられることにより、外周囲に設けられる第１の筒部および第２の筒部に挟持される固定部と、中央に設けられロッドに加わる軸方向の荷重を受ける荷重受け部と、固定部および荷重受け部を結合するとともに歪を受感するための受感部とを有するよう構成されている。荷重受け部は、軸受により受けたスラスト方向の荷重を軸受保持部材を介して受ける。
In the electric cylinder described in
特許文献２に記載されたサーボプレスにおいては、押圧ロッドを支持する１対のスラストベアリングとは別に設けられた１対のスラストベアリングを介して挟持された環状の変位部材および歪みゲージによって荷重センサを構成している。 In the servo press disclosed in Patent Document 2, a load sensor is implemented by an annular displacement member and a strain gauge sandwiched between a pair of thrust bearings provided separately from a pair of thrust bearings that support a pressing rod. Configure.
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、荷重検出手段が設けられる板状部材の外周面が外筒体の外部に露出しており、屋外などで電動アクチュエータを使用した場合の信頼性を向上できる余地がある。また、無負荷状態からの負荷荷重の検出を高精度にできる余地がある。特許文献２に記載された電動アクチュエータにおいては、荷重センサを設けるために、押圧ロッドを支持する１対のスラストベアリングとは別に１対のスラストベアリングを設けなければならず、電動アクチュエータの全長が長くなり大型化する。
In the electric actuator described in
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、大型化することを抑制しつつ無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる信頼性の高い電動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 above-mentioned problems, and is a highly reliable electric motor that can detect with high accuracy both the push and pull loads from the no-load state while suppressing the increase in size. The object is to provide an actuator.
本発明に基づく電動アクチュエータは、駆動機構と、軸体と、移動可能なナットと、筐体と、第１軸受および第２軸受と、第１荷重センサおよび第２荷重センサとを備える。軸体は、軸方向に延在し、ねじ軸部を有する。ナットは、ねじ軸部にボールを介して螺合し、駆動機構が駆動することにより軸体に対して相対的に上記軸方向に移動可能である。筐体は、軸体の一部を収容する。第１軸受および第２軸受の各々の少なくとも一部は、軸体が挿通された状態で筐体内に配置されている。第１荷重センサおよび第２荷重センサの各々は、筐体内に配置されている。第１荷重センサは、上記軸方向において第１軸受と並んで配置されている。第２荷重センサは、上記軸方向において第２軸受と並んで配置されている。第１荷重センサおよび第２荷重センサの各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体内に固定されている。軸体に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサの検出値が増加しつつ第１荷重センサの検出値が減少するように、かつ、軸体に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサの検出値が増加しつつ第２荷重センサの検出値が減少するように、第１荷重センサおよび第２荷重センサの各々が配置されている。 An electric actuator according to the present invention includes a drive mechanism, a shaft, a movable nut, a housing, first and second bearings, and first and second load sensors. The shaft extends axially and has a threaded shaft. The nut is screwed onto the screw shaft via the ball, and is movable in the axial direction relative to the shaft by being driven by the drive mechanism. The housing accommodates a portion of the shaft. At least part of each of the first bearing and the second bearing is arranged in the housing with the shaft inserted therethrough. Each of the first load sensor and the second load sensor is arranged within the housing. The first load sensor is arranged side by side with the first bearing in the axial direction. The second load sensor is arranged side by side with the second bearing in the axial direction. Each of the first load sensor and the second load sensor is fixed in the housing under a preload load so as to be sandwiched in the axial direction. When a load is applied to the shaft in one of the axial directions, the detection value of the second load sensor increases and the detection value of the first load sensor decreases, and The first load sensor and the second load sensor are arranged such that the detected value of the first load sensor increases and the detected value of the second load sensor decreases when a load is applied in the other axial direction. each are placed.
本発明の一形態においては、筐体は、上記軸方向において第１荷重センサが配置されている位置と第２荷重センサが配置されている位置との間に、筐体の内径が部分的に小さくなっている縮径部を有している。軸体は、軸体の上記一部が筐体に収容された状態において、上記軸方向における縮径部の位置より一方側の位置に雄ねじ部を有し、かつ、上記軸方向における縮径部の位置より他方側の位置に、軸体の直径が部分的に大きくなっている拡径部を有している。電動アクチュエータは、軸体の雄ねじ部と螺合するロックナットをさらに備える。第１荷重センサおよび第２荷重センサの各々は、上記軸方向において縮径部と並んで配置されている。第１荷重センサおよび第１軸受は、縮径部とロックナットとの間に挟み込まれている。第２荷重センサおよび第２軸受は、縮径部と拡径部との間に挟み込まれている。 In one aspect of the present invention, the housing has an inner diameter that is partially between the position where the first load sensor is arranged and the position where the second load sensor is arranged in the axial direction. It has a reduced diameter section. The shaft body has a male threaded portion at a position on one side of the position of the reduced diameter portion in the axial direction when the portion of the shaft body is accommodated in the housing, and the reduced diameter portion in the axial direction. At a position on the other side of the position of , there is an enlarged diameter portion in which the diameter of the shaft is partially increased. The electric actuator further includes a lock nut that screws together with the male threaded portion of the shaft. Each of the first load sensor and the second load sensor is arranged side by side with the reduced diameter portion in the axial direction. The first load sensor and first bearing are sandwiched between the reduced diameter portion and the locknut. The second load sensor and the second bearing are sandwiched between the reduced diameter portion and the enlarged diameter portion.
本発明の一形態においては、電動アクチュエータは、駆動機構が駆動することにより、軸体の周方向に回転する回転ホイールをさらに備える。筐体は、互いに接続される第１筐体および第２筐体を含む。回転ホイールは、筐体の内側に収容されている。第１荷重センサおよび第１軸受は、回転ホイールに対して上記軸方向の他方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。第２荷重センサおよび第２軸受は、回転ホイールに対して上記軸方向の一方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。第１筐体は、第１荷重センサおよび第１軸受が配置されている位置に対して上記軸方向における上記他方側の位置に、第１筐体の内径が部分的に小さくなっている第１縮径部を有している。第２筐体は、第２荷重センサおよび第２軸受が配置されている位置に対して上記軸方向における上記一方側の位置に、第２筐体の内径が部分的に小さくなっている第２縮径部を有している。第１荷重センサは、上記軸方向において第１縮径部と並んで配置されている。第２荷重センサは、上記軸方向において第２縮径部と並んで配置されている。第１荷重センサおよび第１軸受は、第１縮径部と回転ホイールとの間に挟み込まれている。第２荷重センサおよび第２軸受は、第２縮径部と回転ホイールとの間に挟み込まれている。 In one aspect of the present invention, the electric actuator further includes a rotary wheel that rotates in the circumferential direction of the shaft by being driven by the drive mechanism. The housing includes a first housing and a second housing that are connected to each other. A rotating wheel is housed inside the housing. The first load sensor and the first bearing are housed inside the housing while being positioned on the other side of the rotating wheel in the axial direction. The second load sensor and the second bearing are housed inside the housing while being positioned on one side of the rotating wheel in the axial direction. The first housing is positioned on the other side in the axial direction with respect to the position where the first load sensor and the first bearing are arranged. It has a reduced diameter portion. The second housing is positioned on the one side in the axial direction with respect to the position where the second load sensor and the second bearing are arranged. It has a reduced diameter portion. The first load sensor is arranged side by side with the first reduced diameter portion in the axial direction. The second load sensor is arranged side by side with the second reduced diameter portion in the axial direction. A first load sensor and a first bearing are sandwiched between the first reduced diameter portion and the rotating wheel. A second load sensor and a second bearing are sandwiched between the second reduced diameter portion and the rotating wheel.
本発明の一形態においては、軸体が回転ホイールとともに回転することにより、ナットが上記軸方向に移動する。 In one aspect of the invention, the nut moves in the axial direction as the shaft rotates with the rotating wheel.
本発明の一形態においては、ナットが回転ホイールとともに回転することにより、軸体が上記軸方向に移動する。 In one form of the present invention, the shaft moves in the axial direction as the nut rotates with the rotating wheel.
本発明の一形態において、前記筐体の内周面と、前記第１軸受および前記第２軸受との間に弾性体が設けられている。これにより、弾性体が、軸体の負荷によって生じる、第１軸受および第２軸受から筐体の内周面に向かう荷重を吸収するので、軸体の移動に抗する摩擦力が筐体に生じ難い。 In one aspect of the present invention, an elastic body is provided between the inner peripheral surface of the housing and the first bearing and the second bearing. As a result, the elastic body absorbs the load directed from the first bearing and the second bearing toward the inner peripheral surface of the housing, which is generated by the load of the shaft, so that a frictional force resisting the movement of the shaft is generated in the housing. hard.
本発明の一形態において、軸方向に延在した軸体の一部を収容する筐体と、前記軸体が挿通された状態で前記筐体内に配置された軸受と、前記筐体内で、前記軸方向において前記軸受と並んで配置された荷重センサと、前記筐体の内周面と前記軸受との間に介在する弾性体と、を備えている。これにより、弾性体が、軸体の負荷によって生じる、軸受から筐体の内周面に向かう荷重を吸収するので、軸体の移動に抗する摩擦力が筐体に生じ難い。 In one aspect of the present invention, a housing that accommodates a portion of the shaft extending in the axial direction, a bearing that is disposed in the housing with the shaft inserted therein, and in the housing, the A load sensor arranged in parallel with the bearing in the axial direction, and an elastic body interposed between the inner peripheral surface of the housing and the bearing are provided. As a result, the elastic body absorbs the load directed from the bearing to the inner peripheral surface of the housing, which is generated by the load of the shaft, so that frictional force against the movement of the shaft is less likely to occur in the housing.
本発明の一態様において、前記軸受は、第１軸受および第２軸受を含み、前記荷重センサは、第１荷重センサおよび第２荷重センサを含み、前記第１荷重センサは、前記軸方向において前記第１軸受と並んで配置されており、前記第２荷重センサは、前記軸方向において前記第２軸受と並んで配置されており、前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々は、前記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で前記筐体内に固定されており、前記軸体に対して前記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に前記第２荷重センサの検出値が増加しつつ前記第１荷重センサの検出値が減少するように、かつ、前記軸体に対して前記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に前記第１荷重センサの検出値が増加しつつ前記第２荷重センサの検出値が減少するように、前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々が配置されている。これにより、弾性体が、軸体の負荷によって生じる、各軸受から筐体の内周面に向かう荷重を吸収するので、軸体の移動に抗する摩擦力が筐体に生じ難い。従って、各荷重センサにおける荷重検出を正確に行うことが可能となる。 In one aspect of the present invention, the bearing includes a first bearing and a second bearing, the load sensor includes a first load sensor and a second load sensor, and the first load sensor extends in the axial direction. The second load sensor is arranged side by side with the first bearing, the second load sensor is arranged side by side with the second bearing in the axial direction, and each of the first load sensor and the second load sensor The second load sensor is fixed in the housing in a state in which a preload load is applied so as to be sandwiched in the axial direction, and the second load sensor is applied when a load is applied to the shaft in one of the axial directions. of the first load sensor when a load is applied to the shaft in the other axial direction so that the detected value of the first load sensor decreases while the detected value of Each of the first load sensor and the second load sensor is arranged such that the detected value of the second load sensor decreases while the detected value increases. As a result, the elastic body absorbs the load directed from the bearings to the inner peripheral surface of the housing, which is caused by the load of the shaft, so that frictional force against the movement of the shaft is less likely to occur in the housing. Therefore, it is possible to accurately detect the load in each load sensor.
本発明の一形態において、前記軸受は、テーパローラベアリングである。これにより、テーパローラベアリングによって、軸体の移動の際に生じるラジアル荷重およびスラスト荷重を同時に支持することが可能となる。しかも、ラジアル荷重は、弾性体により吸収され、軸体の移動に抗する摩擦力が筐体に生じ難いので、荷重センサにおける荷重検出を精度よく行うことが可能となる。 In one form of the invention, the bearing is a tapered roller bearing. As a result, the tapered roller bearing can simultaneously support the radial load and the thrust load that occur during movement of the shaft. Moreover, since the radial load is absorbed by the elastic body, the housing is unlikely to generate a frictional force that resists the movement of the shaft, so the load can be accurately detected by the load sensor.
本発明の一形態において、前記弾性体は、ゴム状弾性を有する部材からなる。これにより、弾性体としてゴム状弾性を有する部材の一種であるＯリングを使用することが可能となる。従って、比較的安価で、入手が容易であり、且つ筐体の内周面と、第１軸受および第２軸受との間に容易に取付けることが可能となる。 In one aspect of the present invention, the elastic body is made of a member having rubber-like elasticity. This makes it possible to use an O-ring, which is a kind of member having rubber-like elasticity, as the elastic body. Therefore, it is relatively inexpensive, readily available, and can be easily installed between the inner peripheral surface of the housing and the first bearing and the second bearing.
本発明によれば、電動アクチュエータにおいて、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができるとともに信頼性を高めることができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in an electric actuator, it is possible to detect with high accuracy both push and pull loads from a no-load state and to improve reliability.
以下、本発明の各実施形態に係る電動アクチュエータについて図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。 An electric actuator according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータの構成を示す部分断面図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００は、駆動機構と、荷重検出機構と、軸体１１０と、移動可能なナット１６０とを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an electric actuator according to
駆動機構は、モータ１０、および、モータ１０の出力軸部１１に接続された減速機構部１２を含む。減速機構部１２は、軸体１１０における軸方向の一方側の端部に位置する回転軸部１１５に接続されている。本実施形態においては、モータ１０と軸体１１０とが、互いに並列に配置されているが、これに限られず、モータ１０と軸体１１０とが、同一直線状に配置されていてもよい。
The drive mechanism includes a
軸体１１０は、軸方向に延在している。軸体１１０には、上記軸方向の一方側から順に、回転軸部１１５、雄ねじ部１１４、円柱部１１３、拡径部１１２、および、ねじ軸部１１１が設けられている。拡径部１１２においては、軸体１１０の直径が部分的に大きくなっている。ねじ軸部１１１は、いわゆるボールねじのねじ軸として機能する部分である。
The
ナット１６０は、ねじ軸部１１１にボールを介して螺合し、駆動機構が駆動することにより軸体１１０に対して相対的に上記軸方向に移動可能である。ナット１６０は、いわゆるボールねじのナットである。電動アクチュエータ１００においては、軸体１１０とナット１６０とを含むボールねじが構成されている。
The
ナット１６０には、可動筒１７０が接続されている。可動筒１７０の内側に、軸体１１０のねじ軸部１１１が位置している。可動筒１７０は、ナット１６０とともに軸体１１０に対して相対的に上記軸方向に移動可能である。可動筒１７０の上記軸方向の他方側の端部には、先端金具１７１が取り付けられている。本実施形態に係る電動アクチュエータ１００においては、可動筒１７０および先端金具１７１が直線可動部となり、先端金具１７１が直線可動部の先端部となる。
A
荷重検出機構は、軸体１１０の軸方向の荷重を検出するための機構であって、筐体１２０、第１軸受１３１および第２軸受１３２、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２を含む。筐体１２０は、軸体１１０の一部を収容する。本実施形態においては、筐体１２０は、略円筒状の外形を有している。筐体１２０は、軸体１１０と同軸状に配置されている。筐体１２０の内部に、軸体１１０の円柱部１１３および拡径部１１２が位置している。筐体１２０には、筐体１２０の径方向に延在する２つの貫通孔１２３が設けられている。２つの貫通孔１２３のうちの一方から、第１荷重センサ１４１に接続された引出配線が筐体１２０の外側に引き出される。２つの貫通孔１２３のうちの他方から、第２荷重センサ１４２に接続された引出配線が筐体１２０の外側に引き出される。
The load detection mechanism is a mechanism for detecting the axial load of
筐体１２０の上記軸方向の一方側に、ハウジング２０が配置されており、筐体１２０の上記軸方向の他方側に、外筒２２が配置されている。筐体１２０は、ハウジング２０と外筒２２との間に挟まれた状態で、ハウジング２０および外筒２２の各々と接続されている。
The
ハウジング２０は、モータ１０のモータハウジングと接続されている。ハウジング２０の内部に、出力軸部１１、減速機構部１２、並びに、軸体１１０の回転軸部１１５および雄ねじ部１１４が位置している。軸体１１０の上記軸方向の一方側の端面と対向するように配置されたベースプレート２１が、ハウジング２０に取り付けられている。ベースプレート２１は、上記軸方向に突出した突出部を有し、突出部には開口部２１ｈが設けられている。
外筒２２の上記軸方向の他方側の端部に、外筒２２と可動筒１７０との間を塞ぐブッシュ２３が取り付けられている。ブッシュ２３の内周面には、可動筒１７０の外周面と摺接する潤滑部材が設けられている。
A
ハウジング２０、筐体１２０、外筒２２およびブッシュ２３によって囲まれた空間は、閉鎖空間となっている。なお、筐体１２０の２つの貫通孔１２３は、後述するように、筐体１２０に端子箱１８０などが取り付けられることにより閉塞される。
A space surrounded by the
第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々の少なくとも一部は、軸体１１０が挿通された状態で筐体１２０内に配置されている。第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々は、たとえば、転がり軸受またはすべり軸受である。具体的には、第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々は、円すいころ軸受でもよい。
At least a portion of each of the
第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、環状であり、軸体１１０が挿通された状態で筐体１２０内に配置されている。第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。第１荷重センサ１４１は、第１軸受１３１と並んで配置されている。第２荷重センサ１４２は、第２軸受１３２と並んで配置されている。本実施形態においては、第１荷重センサ１４１は、第１軸受１３１と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して第１軸受１３１と間接的に接していてもよい。第２荷重センサ１４２は、第２軸受１３２と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して第２軸受１３２と間接的に接していてもよい。また、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の形状は、環状に限られない。
Each of the
第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、たとえば、ひずみゲージ式、圧電式、磁歪式、静電容量式、ジャイロ式、ばね式または音叉式の荷重センサである。第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、いわゆるロードセルで構成されていてもよい。
Each of
筐体１２０は、上記軸方向において第１荷重センサ１４１が配置されている位置と第２荷重センサ１４２が配置されている位置との間に、筐体１２０の内径が部分的に小さくなっている縮径部１２２を有している。
The inner diameter of the
具体的には、筐体１２０において、第１軸受１３１および第１荷重センサ１４１を囲んでいる内周面１２１と、第２軸受１３２および第２荷重センサ１４２を囲んでいる内周面１２１との間に、内周面１２１より内径の小さい縮径部１２２が設けられている。第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において縮径部１２２と並んで配置されている。
Specifically, in
軸体１１０は、軸体１１０の円柱部１１３および拡径部１１２が筐体１２０に収容された状態において、上記軸方向における縮径部１２２の位置より一方側の位置に雄ねじ部１１４を有し、かつ、上記軸方向における縮径部１２２の位置より他方側の位置に拡径部１１２を有している。
The
電動アクチュエータ１００は、軸体１１０の雄ねじ部１１４と螺合するロックナット１５０をさらに備える。縮径部１２２に対して上記軸方向の一方側に位置する第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１、並びに、縮径部１２２に対して上記軸方向の他方側に位置する第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２を、上記軸方向の一方側に向けて挿通した軸体１１０の雄ねじ部１１４と、ロックナット１５０とが螺合することにより、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１が縮径部１２２とロックナット１５０との間に挟み込まれ、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２が縮径部１２２と拡径部１１２との間に挟み込まれている。その結果、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体１２０内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、ロックナット１５０を雄ねじ部１１４に締め込んだときの軸力によって発生している。
The
端子箱１８０は、本体部１８１、蓋部１８２、パッキン１８３およびシール部１８４を含む。本体部１８１の底面は、シール部１８４を介して筐体１２０の外周面と接している。シール部１８４によって、筐体１２０と端子箱１８０とが、気密に接続されている。
本体部１８１の底面には、筐体１２０の２つの貫通孔１２３に対応する開口が設けられている。この開口および貫通孔１２３を通じて、第１荷重センサ１４１に接続された引出配線および第２荷重センサ１４２に接続された引出配線の各々が、端子箱１８０の内部に引き込まれている。
Openings corresponding to the two through-
本体部１８１の内部に、基板を保持する基板台１８６、および、アンプを保持するアンプ台１８７が設けられている。本体部１８１は、パッキン１８３を介して蓋部１８２によって気密に閉鎖されている。
A
上記のように、筐体１２０に端子箱１８０などが取り付けられて、筐体１２０の２つの貫通孔１２３が閉塞されることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２が筐体１２０の外部に露出しないようにすることができる。
As described above, the
モータ１０が正転駆動して先端金具１７１が物体を上記軸方向の他方に向けて押したとき、先端金具１７１には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。先端金具１７１に負荷された荷重Ｆ１は、可動筒１７０を介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ１は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ１は、軸体１１０の拡径部１１２から第２軸受１３２を介して第２荷重センサ１４２に伝播する。その結果、第２荷重センサ１４２が荷重Ｆ１を検出する。
When the
モータ１０が逆転駆動して先端金具１７１が物体を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、先端金具１７１には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。先端金具１７１に負荷された荷重Ｆ２は、可動筒１７０を介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ２は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ２は、軸体１１０の雄ねじ部１１４からロックナット１５０および第１軸受１３１を介して第１荷重センサ１４１に伝播する。その結果、第１荷重センサ１４１が荷重Ｆ２を検出する。
When the
ここで、電動アクチュエータ１００が備える荷重検出機構において、予圧荷重が負荷されている、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の検出値から負荷荷重を算出する方法について説明する。
Here, in the load detection mechanism of the
図２は、可動筒に荷重が負荷されていない状態を示す模式図である。図２においては、電動アクチュエータ１００において第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の周囲の構成のみ図示しており、先端金具１７１は図示していない。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which no load is applied to the movable cylinder. In FIG. 2, only the configuration around the
可動筒１７０に荷重が負荷されていない状態においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に予圧荷重Ｆ０のみ負荷される。この状態においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の検出値はＦ０となる。たとえば、予圧荷重Ｆ０＝８０ｋｇである場合、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の検出値は８０ｋｇとなる。
When no load is applied to
すなわち、可動筒１７０に負荷されている荷重は、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引いて、８０ｋｇ－８０ｋｇ＝０ｋｇであると算出することができる。
In other words, the load applied to the
図３は、可動筒に予圧荷重より低い荷重が負荷されている状態を示す模式図である。図３に示すように、可動筒１７０が予圧荷重より低い荷重Ｆａで物体を押しているとき、可動筒１７０に上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆａが負荷される。この状態において、第１荷重センサ１４１には予圧荷重Ｆ’０が負荷され、第２荷重センサ１４２には予圧荷重Ｆ’０および荷重Ｆａが負荷される。たとえば、予圧荷重Ｆ０＝８０ｋｇ、荷重Ｆａ＝２０ｋｇである場合、第１荷重センサ１４１の検出値は７０ｋｇとなり、第２荷重センサ１４２の検出値は９０ｋｇとなる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a load lower than the preload load is applied to the movable cylinder. As shown in FIG. 3, when the
すなわち、可動筒１７０に負荷されている荷重は、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引いて、９０ｋｇ－７０ｋｇ＝２０ｋｇであると算出することができる。
In other words, the load applied to the
図４は、可動筒に予圧荷重より高い荷重が負荷されている状態を示す模式図である。図４に示すように、可動筒１７０が予圧荷重より高い荷重Ｆｂで物体を押しているとき、可動筒１７０に上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆｂが負荷される。たとえば、予圧荷重Ｆ０＝８０ｋｇ、荷重Ｆｂ＝２００ｋｇである場合、第１荷重センサ１４１の検出値は０ｋｇとなり、第２荷重センサ１４２の検出値は２００ｋｇとなる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a load higher than the preload load is applied to the movable cylinder. As shown in FIG. 4, when the
すなわち、可動筒１７０に負荷されている荷重は、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引いて、２００ｋｇ－０ｋｇ＝２００ｋｇであると算出することができる。
In other words, the load applied to the
上記のように、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引くことにより、可動筒１７０に負荷されている荷重を算出することができる。算出された荷重の値が正である場合は、可動筒１７０に上記軸方向の一方に向いた荷重が負荷されており、算出された荷重の値が負である場合は、可動筒１７０に上記軸方向の他方に向いた荷重が負荷されている。
As described above, by subtracting the detection value of the
上記のように、本実施形態に係る電動アクチュエータ１００においては、軸体１１０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ１４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ１４１の検出値が減少するように、かつ、軸体１１０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ１４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ１４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々が配置されている。
As described above, in the
本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体１２０内に固定されている。また、軸体１１０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ１４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ１４１の検出値が減少するように、かつ、軸体１１０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ１４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ１４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々が配置されている。
In the
可動筒１７０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に予圧荷重を負荷していることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、電動アクチュエータ１００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
Since the preload load is applied to each of the
また、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２が筐体１２０の外部に露出しないようにすることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に水およびダストなどが付着することを抑制して、電動アクチュエータ１００の信頼性を高めることができる。
Also, by not exposing the
さらに、軸体１１０を支持する第１軸受１３１および第２軸受１３２とは別に１対の軸受を設ける必要がないため、電動アクチュエータ１００が大型化することを抑制することができる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a pair of bearings in addition to the
(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータについて図を参照して説明する。本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００は、駆動機構および予圧荷重を負荷するための構成が主に、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
An electric actuator according to Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings. The
図５は、本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータの構成を示す部分断面図である。図５に示すように、本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００は、駆動機構と、軸体１１０と、移動可能なナット１６０と、筐体と、第１軸受１３１および第２軸受１３２と、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２とを備える。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an electric actuator according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 5, an
電動アクチュエータ２００は、駆動機構が駆動することにより、軸体１１０の周方向に回転する回転ホイール４０をさらに備える。具体的には、駆動機構は、モータ、および、モータの出力軸部に接続された円筒ウォーム３０を含む。円筒ウォーム３０は、ウォームホイールである回転ホイール４０と係合している。円筒ウォーム３０および回転ホイール４０は、ウォームギヤを構成している。
The
軸体１１０には、上記軸方向の一方側から順に、雄ねじ部１１４、円柱部１１３、および、ねじ軸部１１１が設けられている。ねじ軸部１１１の最小直径は、円柱部１１３の直径より大きい。
The
筐体は、互いに接続される第１筐体２３０および第２筐体２２０を含む。第１筐体２３０は、第２筐体２２０と同軸状に位置しつつ、第１筐体２３０の上記軸方向の一方側の端部２３３が第２筐体２２０の上記軸方向の他方側の端部２２３の内側に入り込んだ状態で第２筐体２２０に固定されている。第２筐体２２０の内周面２２１における上記軸方向の他方側の端部と、第１筐体２３０の端部２３３の外周面とが互いに接している。
The housing includes a
第２筐体２２０の端部２２３と、第１筐体２３０のフランジ部２３２とが上記軸方向において互いに当接するように、第１筐体２３０と第２筐体２２０とが、図示しないボルトによって締結固定されている。
The
円筒ウォーム３０および回転ホイール４０は、第２筐体２２０の内側に収容されている。第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１は、回転ホイール４０に対して上記軸方向の上記他方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２は、回転ホイール４０に対して上記軸方向の一方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。
第１筐体２３０は、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１が配置されている位置に対して上記軸方向における他方側の位置に、第１筐体２３０の内径が部分的に小さくなっている第１縮径部２３４を有している。第１筐体２３０において、第１縮径部２３４は、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１を囲んでいる内周面２３１と隣り合っている。
The
第２筐体２２０は、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２が配置されている位置に対して上記軸方向における一方側の位置に、第２筐体２２０の内径が部分的に小さくなっている第２縮径部２２２を有している。第２筐体２２０において、第２縮径部２２２は、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２を囲んでいる内周面と隣り合っている。
The
第１荷重センサ１４１は、上記軸方向において第１縮径部２３４と並んで配置されている。第２荷重センサ１４２は、上記軸方向において第２縮径部２２２と並んで配置されている。
The
回転ホイール４０の内周面４１には、軸体１１０の上記軸方向の上記一方側の端部の外周面に設けられた雄ねじ部１１４と螺合する雌ねじ部が設けられている。軸体１１０の上記軸方向の一方側の端部の外周面に設けられた雄ねじ部１１４と、回転ホイール４０の雌ねじ部とが螺合することにより、軸体１１０と回転ホイール４０とが互いに接続される。軸体１１０の雄ねじ部１１４と回転ホイール４０の雌ねじ部とが螺合した状態において、回転ホイール４０の上記軸方向の他方側の端部と、軸体１１０のねじ軸部１１１の上記軸方向の一方側の端部とが、上記軸方向において互いに当接している。
The inner
回転ホイール４０には、円筒ウォーム３０と係合する歯部、歯部に対して上記軸方向の他方側に並んで位置する第１肩部４３、および、歯部に対して上記軸方向の一方側に並んで位置する第２肩部４２が設けられている。
The
第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１は、第１縮径部２３４と第１肩部４３との間に挟み込まれている。第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２は、第２縮径部２２２と第２肩部４２との間に挟み込まれている。その結果、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、第１筐体２３０と第２筐体２２０とを締結固定する図示しないボルトの軸力によって発生している。
The
モータが正転駆動して先端金具１７１が物体を上記軸方向の他方に向けて押したとき、先端金具１７１には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。先端金具１７１に負荷された荷重Ｆ１は、可動筒１７０を介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ１は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ１は、軸体１１０のねじ軸部１１１から回転ホイール４０に伝播する。回転ホイール４０に伝播した荷重Ｆ１は、回転ホイール４０の第２肩部４２から第２軸受１３２を介して第２荷重センサ１４２に伝播する。その結果、第２荷重センサ１４２が荷重Ｆ１を検出する。
When the motor rotates forward and the tip fitting 171 pushes the object in the other axial direction, a load F1 is applied to the tip fitting 171 in the one axial direction. A load F<b>1 applied to the end fitting 171 propagates to the
モータが逆転駆動して先端金具１７１が物体を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、先端金具１７１には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。先端金具１７１に負荷された荷重Ｆ２は、可動筒１７０を介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ２は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ２は、軸体１１０の雄ねじ部１１４から回転ホイール４０および第１軸受１３１を介して第１荷重センサ１４１に伝播する。その結果、第１荷重センサ１４１が荷重Ｆ２を検出する。
When the motor reversely drives and the end fitting 171 pulls the object in one of the axial directions, the load F2 is applied to the end fitting 171 in the other axial direction. A load F<b>2 applied to the end fitting 171 propagates to the
本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００においても、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引くことにより、可動筒１７０に負荷されている荷重を算出することができる。
Also in the
本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体内に固定されている。また、軸体１１０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ１４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ１４１の検出値が減少するように、かつ、軸体１１０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ１４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ１４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々が配置されている。
In the
可動筒１７０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に予圧荷重を負荷していることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、電動アクチュエータ２００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
Since the preload load is applied to each of the
また、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２が筐体の外部に露出しないようにすることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に水およびダストなどが付着することを抑制して、電動アクチュエータ２００の信頼性を高めることができる。
In addition, by not exposing the
さらに、軸体１１０を支持する第１軸受１３１および第２軸受１３２とは別に１対の軸受を設ける必要がないため、電動アクチュエータ２００が大型化することを抑制することができる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a pair of bearings separately from the
(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータについて図を参照して説明する。本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータ３００は、回転ホイールがナットと接続されている点が主に、本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００と異なるため、本発明の実施形態２に係る電動アクチュエータ２００と同様である構成については説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
An electric actuator according to Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to the drawings. The
図６は、本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータの構成を示す部分断面図である。図６に示すように、本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータ３００は、駆動機構と、軸体１１０と、ナット３６０と、筐体と、第１軸受１３１および第２軸受１３２と、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２とを備える。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an electric actuator according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 6, an
電動アクチュエータ３００は、駆動機構が駆動することにより、軸体１１０の周方向に回転する回転ホイール４０をさらに備える。具体的には、駆動機構は、モータ、および、モータの出力軸部に接続された円筒ウォーム３０を含む。円筒ウォーム３０は、ウォームホイールである回転ホイール４０と係合している。円筒ウォーム３０および回転ホイール４０は、ウォームギヤを構成している。軸体１１０には、ねじ軸部１１１が設けられている。
The
筐体は、互いに接続される第１筐体３３０および第２筐体２２０を含む。第１筐体３３０は、第２筐体２２０と同軸状に位置しつつ、第１筐体３３０の上記軸方向の一方側の端部３３３が第２筐体２２０の上記軸方向の他方側の端部２２３の内側に入り込んだ状態で第２筐体２２０に固定されている。第２筐体２２０の内周面２２１における上記軸方向の他方側の端部と、第１筐体３３０の端部３３３の外周面とが互いに接している。回転ホイール４０の外周面における上記軸方向の他方側の端部と、第１筐体３３０の端部３３３の内周面３３５とが互いに接している。
The housing includes a
第２筐体２２０の端部２２３と、第１筐体３３０のフランジ部３３２とが上記軸方向において互いに当接するように、第１筐体３３０と第２筐体２２０とが、ボルト２４０によって締結固定されている。
The
円筒ウォーム３０および回転ホイール４０は、第２筐体２２０の内側に収容されている。第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１は、回転ホイール４０に対して上記軸方向の上記他方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２は、回転ホイール４０に対して上記軸方向の一方側に位置しつつ筐体の内側に収容されている。
第１筐体３３０は、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１が配置されている位置に対して上記軸方向における他方側の位置に、第１筐体３３０の内径が部分的に小さくなっている第１縮径部３３４を有している。第１筐体３３０において、第１縮径部３３４は、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１を囲んでいる内周面３３１と隣り合っている。
The
第２筐体２２０は、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２が配置されている位置に対して上記軸方向における一方側の位置に、第２筐体２２０の内径が部分的に小さくなっている第２縮径部２２２を有している。第２筐体２２０において、第２縮径部２２２は、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２を囲んでいる内周面と隣り合っている。
The
第１荷重センサ１４１は、上記軸方向において第１縮径部３３４と並んで配置されている。第２荷重センサ１４２は、上記軸方向において第２縮径部２２２と並んで配置されている。
The
回転ホイール４０の内周面には、ナット３６０の上記軸方向の一方側の端部の外周面に設けられた雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が設けられている。ナット３６０の上記軸方向の上記一方側の端部の外周面に設けられた雄ねじ部と、回転ホイール４０の雌ねじ部とが螺合することにより、軸体１１０と回転ホイール４０とが互いに接続される。
The inner peripheral surface of the
第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１は、第１縮径部３３４とナット３６０との間に挟み込まれている。第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２は、第２縮径部２２２と回転ホイール４０との間に挟み込まれている。その結果、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、第１筐体３３０と第２筐体２２０とを締結固定するボルト２４０の軸力によって発生している。
本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータ３００においては、モータが正転駆動してナット３６０が回転ホイール４０とともに回転することにより、軸体１１０が上記軸方向の他方側に移動する。モータが逆転駆動してナット３６０が回転ホイール４０とともに回転することにより、軸体１１０が上記軸方向の一方側に移動する。本実施形態に係る電動アクチュエータ３００においては、軸体１１０が直線可動部となる。
In the
モータが正転駆動して軸体１１０が物体を上記軸方向の他方に向けて押したとき、軸体１１０には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。軸体１１０に負荷された荷重Ｆ１は、ボールを介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ１は、回転ホイール４０に伝播する。回転ホイール４０に伝播した荷重Ｆ１は、第２軸受１３２を介して第２荷重センサ１４２に伝播する。その結果、第２荷重センサ１４２が荷重Ｆ１を検出する。
When the motor rotates forward and the
モータが逆転駆動して軸体１１０が物体を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、軸体１１０には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。軸体１１０に負荷された荷重Ｆ２は、ボールを介してナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ２は、第１軸受１３１を介して第１荷重センサ１４１に伝播する。その結果、第１荷重センサ１４１が荷重Ｆ２を検出する。
When the motor reversely drives and the
本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータ３００においても、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引くことにより、軸体１１０に負荷されている荷重を算出することができる。
Also in the
本発明の実施形態３に係る電動アクチュエータ３００においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体内に固定されている。また、軸体１１０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ１４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ１４１の検出値が減少するように、かつ、軸体１１０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ１４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ１４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々が配置されている。
In the
軸体１１０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に予圧荷重を負荷していることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、電動アクチュエータ３００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
Since the preload load is applied to each of the
また、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２が筐体の外部に露出しないようにすることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に水およびダストなどが付着することを抑制して、電動アクチュエータ３００の信頼性を高めることができる。
In addition, by not exposing the
さらに、軸体１１０を支持する第１軸受１３１および第２軸受１３２とは別に１対の軸受を設ける必要がないため、電動アクチュエータ３００が大型化することを抑制することができる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a pair of bearings in addition to the
(実施形態４)
以下、本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータについて図を参照して説明する。
本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータ４００は、直線可動部の構成が主に、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
(Embodiment 4)
An electric actuator according to Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The
図７は、本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータの構成を示す部分断面図である。図７に示すように、本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータ４００は、駆動機構と、軸体１１０と、移動可能なナット１６０と、筐体４２０と、第１軸受１３１および第２軸受１３２と、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２とを備える。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an electric actuator according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 7, an
駆動機構は、モータ１０、および、モータ１０の出力軸部に接続された減速機構部１２を含む。減速機構部１２は、軸体１１０における軸方向の一方側の端部に位置する回転軸部１１５に接続されている。本実施形態においては、モータ１０と軸体１１０とが、互いに直交するように配置されているが、これに限られず、モータ１０と軸体１１０とが、同一直線状に配置されていてもよい。
The drive mechanism includes a
ナット１６０には、先端金具４７０が取り付けられている。先端金具４７０は、ナット１６０とともに軸体１１０に対して相対的に上記軸方向に移動可能である。本実施形態に係る電動アクチュエータ４００においては、先端金具４７０が直線可動部となる。
A tip fitting 470 is attached to the
筐体４２０は、軸体１１０の一部を収容する。本実施形態においては、筐体４２０は、略円筒状の外形を有している。筐体４２０は、軸体１１０と同軸状に配置されている。筐体４２０の内部に、軸体１１０の円柱部１１３および雄ねじ部１１４が位置している。
筐体４２０の上記軸方向の一方側に、ハウジング２０が配置されており、筐体４２０の上記軸方向の他方側に、外筒２２が配置されている。筐体４２０は、ハウジング２０と外筒２２との間に挟まれた状態で、ハウジング２０および外筒２２の各々と接続されている。
The
第１軸受１３１および第２軸受１３２は、軸体１１０が挿通された状態で筐体４２０内に配置されている。第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。
The
第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、環状であり、軸体１１０が挿通された状態で筐体４２０内に配置されている。第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。第１荷重センサ１４１は、第１軸受１３１と並んで配置されている。第２荷重センサ１４２は、第２軸受１３２と並んで配置されている。
Each of the
筐体４２０は、上記軸方向において第１荷重センサ１４１が配置されている位置と第２荷重センサ１４２が配置されている位置との間に、筐体４２０の内径が部分的に小さくなっている縮径部４２２を有している。具体的には、筐体４２０において、第１軸受１３１および第１荷重センサ１４１を囲んでいる内周面と、第２軸受１３２および第２荷重センサ１４２を囲んでいる内周面との間に、内径の小さい縮径部４２２が設けられている。第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において縮径部４２２と並んで配置されている。
The inner diameter of the
軸体１１０は、軸体１１０の円柱部１１３が筐体４２０に収容された状態において、上記軸方向における縮径部４２２の位置より一方側の位置に雄ねじ部１１４を有し、かつ、上記軸方向における縮径部４２２の位置より他方側の位置に拡径部１１２を有している。
The
電動アクチュエータ４００は、軸体１１０の雄ねじ部１１４と螺合するロックナット１５０をさらに備える。筐体４２０内において、縮径部４２２に対して上記軸方向の一方側に位置する第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１、並びに、縮径部４２２に対して上記軸方向の他方側に位置する第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２を、上記軸方向の一方側に向けて挿通した軸体１１０の雄ねじ部１１４と、ロックナット１５０とが螺合することにより、第１荷重センサ１４１および第１軸受１３１が縮径部４２２とロックナット１５０との間に挟み込まれ、第２荷重センサ１４２および第２軸受１３２が縮径部４２２と拡径部１１２との間に挟み込まれている。その結果、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体４２０内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、ロックナット１５０を雄ねじ部１１４に締め込んだときの軸力によって発生している。
The
本実施形態に係る電動アクチュエータ４００においては、モータ１０が正転駆動して軸体１１０のねじ軸部１１１が回転することにより、先端金具４７０がナット１６０とともに上記軸方向の他方側に移動する。モータ１０が逆転駆動して軸体１１０のねじ軸部１１１が回転することにより、先端金具４７０がナット１６０とともに上記軸方向の一方側に移動する。
In the
モータ１０が正転駆動して先端金具４７０が搬送物を上記軸方向の他方に向けて押し上げたとき、先端金具４７０には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。先端金具４７０に負荷された荷重Ｆ１は、ナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ１は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ１は、軸体１１０の拡径部１１２から第２軸受１３２を介して第２荷重センサ１４２に伝播する。その結果、第２荷重センサ１４２が荷重Ｆ１を検出する。
When the
モータ１０が逆転駆動して先端金具４７０が搬送物を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、先端金具４７０には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。先端金具４７０に負荷された荷重Ｆ２は、ナット１６０に伝播する。ナット１６０に伝播した荷重Ｆ２は、ボールを介して軸体１１０のねじ軸部１１１に伝播する。軸体１１０に伝播した荷重Ｆ２は、軸体１１０の雄ねじ部１１４からロックナット１５０および第１軸受１３１を介して第１荷重センサ１４１に伝播する。その結果、第１荷重センサ１４１が荷重Ｆ２を検出する。
When the
本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータ４００においても、第２荷重センサ１４２の検出値から第１荷重センサ１４１の検出値を差し引くことにより、先端金具４７０に負荷されている荷重を算出することができる。
Also in the
本発明の実施形態４に係る電動アクチュエータ４００においては、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体４２０内に固定されている。また、軸体１１０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ１４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ１４１の検出値が減少するように、かつ、軸体１１０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ１４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ１４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々が配置されている。
In the
先端金具４７０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に予圧荷重を負荷していることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、電動アクチュエータ４００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
Since the preload is applied to each of the
また、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２が筐体４２０の外部に露出しないようにすることにより、第１荷重センサ１４１および第２荷重センサ１４２の各々に水およびダストなどが付着することを抑制して、電動アクチュエータ４００の信頼性を高めることができる。
Also, by not exposing the
さらに、軸体１１０を支持する第１軸受１３１および第２軸受１３２とは別に１対の軸受を設ける必要がないため、電動アクチュエータ４００が大型化することを抑制することができる。
Furthermore, since it is not necessary to provide a pair of bearings separately from the
(実施形態５)
以下、本発明の実施形態５に係る、電動アクチュエータの直線可動部の先端部に着脱可能に取り付けられて電動アクチュエータの負荷荷重を検出する負荷荷重検出ユニットについて図を参照して説明する。
(Embodiment 5)
A load detection unit that is detachably attached to the tip of the linearly movable portion of the electric actuator and detects the load of the electric actuator according to Embodiment 5 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図８は、本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニットの構成を示す断面図である。図９は、本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニットを、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータに取り付けた状態を示す部分断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a load detection unit according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which the applied load detection unit according to Embodiment 5 of the present invention is attached to the electric actuator according to
図８および図９に示すように、本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット５００は、電動アクチュエータの直線可動部の先端部に着脱可能に取り付けられて電動アクチュエータの負荷荷重を検出する負荷荷重検出ユニットである。
As shown in FIGS. 8 and 9, a
負荷荷重検出ユニット５００は、筐体５２０と、軸体５７０と、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２とを備える。
The applied
筐体５２０は、電動アクチュエータ１００の直線可動部の先端部である可動筒１７０の先端部と接続可能に設けられている。
The
軸体５７０は、軸方向に延在している。軸体５７０には、上記軸方向の一方側から順に、雄ねじ部５７３、円柱部５７２、および、拡径部５７１が設けられている。拡径部５７１においては、軸体５７０の直径が部分的に大きくなっている。拡径部５７１には、上記軸方向と直交する方向に貫通した貫通孔５７１ｈが設けられている。軸体５７０は、筐体５２０の内側に上記軸方向の一方側の一部が収容されている。
The
本実施形態においては、筐体５２０は、略円筒状の外形を有している。筐体５２０は、軸体５７０と同軸状に配置されている。筐体５２０の内部に、軸体５７０の円柱部５７２および雄ねじ部５７３が位置している。
In this embodiment,
第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々は、環状であり、軸体５７０が挿通された状態で筐体５２０内に配置されている。第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々の内側に、軸体５７０の円柱部５７２が位置している。なお、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々の形状は、環状に限られない。
Each of the
筐体５２０は、上記軸方向において第１荷重センサ５４１が配置されている位置と第２荷重センサ５４２が配置されている位置との間に、筐体５２０の内径が部分的に小さくなっている縮径部５２２を有している。
The inner diameter of the
具体的には、筐体５２０において、第１荷重センサ５４１を囲んでいる内周面５２１と、第２荷重センサ５４２を囲んでいる内周面５２１との間に、内周面５２１より内径の小さい縮径部５２２が設けられている。第１荷重センサ５４１は、上記軸方向において縮径部１２２と並んで配置されている。第２荷重センサ５４２上記軸方向において縮径部１２２と並んで配置されている。本実施形態においては、第１荷重センサ５４１は、縮径部１２２と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して縮径部１２２と間接的に接していてもよい。第２荷重センサ５４２は、縮径部１２２と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して縮径部１２２と間接的に接していてもよい。
Specifically, in the
軸体５７０は、軸体５７０の円柱部５７２および雄ねじ部５７３が筐体５２０に収容された状態において、上記軸方向における縮径部５２２の位置より一方側の位置に雄ねじ部５７３を有し、かつ、上記軸方向における縮径部５２２の位置より他方側の位置に、軸体５７０の直径が部分的に大きくなっている拡径部５７１を有している。
The
負荷荷重検出ユニット５００は、軸体５７０の雄ねじ部５７３と螺合するロックナット５５０をさらに備える。筐体５２０内において、縮径部５２２に対して上記軸方向の上記一方側に位置する第１荷重センサ５４１、および、縮径部５２２に対して上記軸方向の上記他方側に位置する第２荷重センサ５４２を上記軸方向の上記一方側に向けて挿通した軸体５７０の雄ねじ部５７３と、ロックナット５５０とが螺合することにより、第１荷重センサ５４１が縮径部５２２とロックナット５５０との間に挟み込まれており、第２荷重センサ５４２が縮径部５２２と拡径部５７１との間に挟み込まれている。その結果、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体５２０内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、ロックナット５５０を雄ねじ部５７３に締め込んだときの軸力によって発生している。
The applied
筐体５２０の内周面５２１における上記軸方向の一方側の端部に、電動アクチュエータ１００の可動筒１７０の先端部と負荷荷重検出ユニット５００とを接続するための雌ねじ部５２３が設けられている。
A
モータ１０が正転駆動して軸体５７０が物体を上記軸方向の他方に向けて押したとき、軸体５７０には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。軸体５７０に負荷された荷重Ｆ１は、第２荷重センサ５４２に伝播する。その結果、第２荷重センサ５４２が荷重Ｆ１を検出する。
When the
電動アクチュエータ１００の第２荷重センサ１４２の検出値と、負荷荷重検出ユニット５００の第２荷重センサ５４２の検出値とを比較することにより、荷重Ｆ１に対する電動アクチュエータ１００の第２荷重センサ１４２のキャリブレーションを行なうことができる。
By comparing the detected value of the
モータ１０が逆転駆動して軸体５７０が物体を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、軸体５７０には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。軸体５７０に負荷された荷重Ｆ２は、軸体５７０の雄ねじ部５７３からロックナット５５０を介して第１荷重センサ５４１に伝播する。その結果、第１荷重センサ５４１が荷重Ｆ１を検出する。
When the
電動アクチュエータ１００の第１荷重センサ１４１の検出値と、負荷荷重検出ユニット５００の第１荷重センサ５４１の検出値とを比較することにより、荷重Ｆ２に対する電動アクチュエータ１００の第１荷重センサ１４１のキャリブレーションを行なうことができる。
By comparing the detected value of the
上記のように、本実施形態に係る負荷荷重検出ユニット５００においては、軸体５７０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ５４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ５４１の検出値が減少するように、かつ、軸体５７０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ５４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ５４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々が配置されている。
As described above, in the applied
本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット５００においては、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で筐体５２０内に固定されている。また、軸体５７０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に第２荷重センサ５４２の検出値が増加しつつ第１荷重センサ５４１の検出値が減少するように、かつ、軸体５７０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に第１荷重センサ５４１の検出値が増加しつつ第２荷重センサ５４２の検出値が減少するように、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々が配置されている。
In the applied
軸体５７０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々に予圧荷重を負荷していることにより、第１荷重センサ５４１および第２荷重センサ５４２の各々における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、負荷荷重検出ユニット５００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
Since a preload load is applied to each of the
本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット５００においては、電動アクチュエータ１００の直線可動部の先端部に負荷荷重検出ユニット５００を取り付けた状態で電動アクチュエータ１００を動作させるのみで、電動アクチュエータ１００の負荷荷重を簡易に正確に検出することができる。
In the
なお、本実施形態においては、負荷荷重検出ユニット５００を、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００に取り付けたが、これに限られず、負荷荷重検出ユニット５００を、本発明の実施形態２～４のいずれかに係る電動アクチュエータに取り付けてもよいし、荷重センサを内蔵していない電動アクチュエータに取り付けてもよい。本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット５００を、荷重センサを内蔵していない電動アクチュエータに取り付けた場合、負荷荷重検出ユニット５００によって検出された荷重を確認することにより、電動アクチュエータに実際に負荷されている荷重を知ることができる。これにより、モータ１０の出力値と電動アクチュエータに負荷される荷重との関係を知ることができる。
In this embodiment, the
(実施形態６)
以下、本発明の実施形態６に係る、電動アクチュエータの直線可動部の先端部に着脱可能に取り付けられて電動アクチュエータの負荷荷重を検出する負荷荷重検出ユニットについて図を参照して説明する。
(Embodiment 6)
A load detection unit that is detachably attached to the tip of the linearly movable portion of the electric actuator and detects the load of the electric actuator according to
図１０は、本発明の実施形態６に係る負荷荷重検出ユニットの構成を示す断面図である。図１１は、本発明の実施形態６に係る負荷荷重検出ユニットを、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータに取り付けた状態を示す部分断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of a load detection unit according to
図１０および図１１に示すように、本発明の実施形態６に係る負荷荷重検出ユニット６００は、電動アクチュエータの直線可動部の先端部に着脱可能に取り付けられて電動アクチュエータの負荷荷重を検出する負荷荷重検出ユニットである。
As shown in FIGS. 10 and 11, a
負荷荷重検出ユニット６００は、第１筐体６２０と、第２筐体６９０と、軸体６７０と、荷重センサ６４１とを備える。荷重センサ６４１は、環状であり、軸体６７０が挿通された状態で第１筐体６２０内に配置されている。なお、荷重センサ６４１の形状は、環状に限られない。
The
第１筐体６２０は、荷重センサ６４１が配置されている位置に対して上記軸方向における一方側の位置に、第１筐体６２０の内径が部分的に小さくなっている縮径部６２２を有し、かつ、荷重センサ６４１が配置されている位置に対して上記軸方向における他方側の位置の内周面６２１に雌ねじ部６２３を有している。第１筐体６２０は、電動アクチュエータ１００の直線可動部の先端部である可動筒１７０の先端部と接続可能に設けられている。
The
第２筐体６９０は、第１筐体６２０の内側に入り込んでいる端部６９３の外周面に雌ねじ部６２３と螺合する雄ねじ部６９２、および、第１筐体６２０の上記軸方向の他方側の端面と当接するフランジ部６９１を有している。
The
第２筐体６９０は、第１筐体６２０と同軸状に位置しつつ、第２筐体６９０の上記軸方向の一方側の端部６９３が第１筐体６２０の上記軸方向の他方側の端部６２４の内側に入り込んだ状態で第１筐体６２０に固定されている。
The
具体的には、第１筐体６２０の雌ねじ部６２３と第２筐体６９０の雄ねじ部６９２とが螺合することにより、第１筐体６２０の端部６２４と第２筐体６９０のフランジ部６９１とが当接した状態で、第１筐体６２０と第２筐体６９０とが互いに接続されている。
Specifically, by screwing together the female threaded
軸体６７０は、軸方向に延在している。軸体６７０には、上記軸方向の一方側から順に、雄ねじ部６７３、円柱部６７２、および、拡径部６７１が設けられている。拡径部６７１においては、軸体６７０の直径が部分的に大きくなっている。軸体６７０においては、第１筐体６２０の内側に円柱部６７２および雄ねじ部６７３が収容されている。
The
軸体６７０は、上記軸方向において第１筐体６２０の縮径部６２２の他方側の端の位置より一方側に雄ねじ部６７３を有し、かつ、上記軸方向において第１筐体６２０の縮径部６２２が配置されている位置より他方側に、軸体６７０の直径が部分的に大きくなっている拡径部６７１を有している。
The
負荷荷重検出ユニット６００は、軸体６７０の雄ねじ部６７３と螺合するロックナット６５０をさらに備える。第１筐体６２０内において、縮径部６２２に対して上記軸方向の他方側に位置する荷重センサ６４１を上記軸方向の一方側に向けて挿通した軸体６７０の雄ねじ部６７３と、ロックナット６５０とが螺合することにより、荷重センサ６４１がロックナット６５０と拡径部６７１との間に挟み込まれている。
The applied
第２筐体６９０の雄ねじ部６９２と第１筐体６２０の雌ねじ部６２３とが螺合することにより、第１筐体６２０の上記端面と第２筐体６９０のフランジ部６９１とが当接するとともに、荷重センサ６４１が縮径部６２２と第２筐体６９０の端部６９３との間に挟み込まれている。
When the male threaded
その結果、荷重センサ６４１は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で第１筐体６２０内に固定されている。すなわち、予圧荷重は、ロックナット６５０を雄ねじ部６７３に締め込んだときの軸力、および、第２筐体６９０の雄ねじ部６９２を第１筐体６２０の雌ねじ部６２３に締め込んだときの軸力によって発生している。
As a result, the
モータ１０が正転駆動して軸体６７０が物体を上記軸方向の他方に向けて押したとき、軸体６７０には、上記軸方向の一方に向けて荷重Ｆ１が負荷される。軸体６７０に負荷された荷重Ｆ１は、荷重センサ６４１に伝播する。その結果、荷重センサ６４１が荷重Ｆ１を検出する。
When the
電動アクチュエータ１００の第２荷重センサ１４２の検出値と、負荷荷重検出ユニット６００の荷重センサ６４１の検出値とを比較することにより、荷重Ｆ１に対する電動アクチュエータ１００の第２荷重センサ１４２のキャリブレーションを行なうことができる。
The
モータ１０が逆転駆動して軸体６７０が物体を上記軸方向の一方に向けて引いたとき、軸体６７０には、上記軸方向の他方に向けて荷重Ｆ２が負荷される。軸体６７０に負荷された荷重Ｆ２は、軸体６７０の雄ねじ部６７３からロックナット６５０を介して荷重センサ６４１に伝播する。その結果、荷重センサ６４１が荷重Ｆ１を検出する。
When the
電動アクチュエータ１００の第１荷重センサ１４１の検出値と、負荷荷重検出ユニット６００の荷重センサ６４１の検出値とを比較することにより、荷重Ｆ２に対する電動アクチュエータ１００の第１荷重センサ１４１のキャリブレーションを行なうことができる。
The
上記のように、本実施形態に係る負荷荷重検出ユニット６００においては、軸体６７０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に荷重センサ６４１の検出値が増加するように、かつ、軸体６７０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に荷重センサ６４１の検出値が増加するように、荷重センサ６４１が配置されている。
As described above, in the applied
本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット６００においては、荷重センサ６４１は、上記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で第１筐体６２０内に固定されている。また、軸体６７０に対して上記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に荷重センサ６４１の検出値が増加するように、かつ、軸体６７０に対して上記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に荷重センサ６４１の検出値が増加するように、荷重センサ６４１が配置されている。
In the applied
軸体６７０に荷重が負荷されていない無負荷状態のときから、荷重センサ６４１に予圧荷重を負荷していることにより、荷重センサ６４１における微少荷重検出時の検出誤差を低減することができる。その結果、負荷荷重検出ユニット６００において、無負荷状態からの押し引き両方の負荷荷重を高精度に検出することができる。
By applying a preload load to the
本発明の実施形態６に係る負荷荷重検出ユニット６００においては、電動アクチュエータ１００の直線可動部の先端部に負荷荷重検出ユニット６００を取り付けた状態で電動アクチュエータ１００を動作させるのみで、電動アクチュエータ１００の負荷荷重を簡易に正確に検出することができる。
In the
なお、本実施形態においては、負荷荷重検出ユニット６００を、本発明の実施形態１に係る電動アクチュエータ１００に取り付けたが、これに限られず、負荷荷重検出ユニット６００を、本発明の実施形態２～４のいずれかに係る電動アクチュエータに取り付けてもよいし、荷重センサを内蔵していない電動アクチュエータに取り付けてもよい。本発明の実施形態６に係る負荷荷重検出ユニット６００を、荷重センサを内蔵していない電動アクチュエータに取り付けた場合、負荷荷重検出ユニット６００によって検出された荷重を確認することにより、電動アクチュエータに実際に負荷されている荷重を知ることができる。これにより、モータ１０の出力値と電動アクチュエータに負荷される荷重との関係を知ることができる。
In this embodiment, the
本実施形態においては、負荷荷重検出ユニット６００は、荷重センサを１つのみ備えているため、本発明の実施形態５に係る負荷荷重検出ユニット５００に比較して、負荷荷重検出ユニットを廉価にすることができる。
In the present embodiment, the
以下の実施形態では、前記実施形態１の電動アクチュエータ１００に備えられた荷重検出機構の他の例について説明する。
In the following embodiments, another example of the load detection mechanism provided in the
（実施形態７）
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(Embodiment 7)
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
（荷重検出機構の概要）
図１２は、本発明の実施形態７に係る荷重検出機構７００Ａの概略構成断面図である。荷重検出機構７００Ａは、前記実施形態１の図１に示す電動アクチュエータ１００が備える荷重検出機構の他の例を示す。従って、荷重検出機構７００Ａを備えられる電動アクチュエータは、荷重検出機構７００Ａ以外の構成は同じであるため、詳細な説明は省略する。
(Overview of load detection mechanism)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a
荷重検出機構７００Ａは、第１軸受７０１、第２軸受７０２、第１荷重センサ７０３、第２荷重センサ７０４、筐体７０５を含み、軸体１１０を構成する円柱部１１３にかかる矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向の荷重を検出する。ここで、第１軸受７０１、第２軸受７０２、第１荷重センサ７０３、第２荷重センサ７０４および筐体７０５は、それぞれ前記実施形態１で説明した、第１軸受け１３１、第２軸受け１３２、第１荷重センサ１４１、第２荷重センサ１４２および筐体１２０に対応する。
The
第１軸受７０１および第２軸受７０２は、第１軸受１３１および第２軸受１３２の各々の少なくとも一部は、軸体１１０が挿通された状態で筐体７０５内に配置されている。第１軸受７０１および第２軸受７０２の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。
At least a portion of each of the
第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の各々は、環状であり、軸体１１０が挿通された状態で筐体７０５内に配置されている。第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の各々の内側に、軸体１１０の円柱部１１３が位置している。第１荷重センサ７０３は、第１軸受７０１と並んで配置されている。第２荷重センサ７０４は、第２軸受７０２と並んで配置されている。本実施形態においては、第１荷重センサ７０３は、第１軸受７０１と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して第１軸受７０１と間接的に接していてもよい。第２荷重センサ７０４は、第２軸受７０２と直接的に接しているが、たとえば、ワッシャなどを介して第２軸受７０２と間接的に接していてもよい。また、第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の各々の形状は、環状に限られない。
Each of the
第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の各々は、たとえば、ひずみゲージ式、圧電式、磁歪式、静電容量式、ジャイロ式、ばね式または音叉式の荷重センサである。第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の各々は、いわゆるロードセルで構成されていてもよい。
Each of the
荷重検出機構７００Ａは、円柱部１１３が、矢印Ａ方向に負荷７０９がかかったときは、当該円柱部１１３に設置されているロックナット１５０に第１軸受７０１が押圧されて第１荷重センサ７０３によって荷重を検出する。一方、荷重検出機構７００Ａは、円柱部１１３が、矢印Ｂ方向に負荷７０９がかかったときは、当該円柱部１１３に設置されている拡径部１１２に第２軸受７０２が押圧されて第２荷重センサ７０４によって荷重を検出する。
In
ここで、第１軸受７０１は、内輪７０１ａ、外輪７０１ｂ、および内輪７０１ａと外輪７０１ｂとに挟まれた円すいころ７０１ｃを含む円すいころ軸受（第１テーパローラベアリング）である。第１軸受７０１は、内輪７０１ａおよび外輪７０１ｂの軌道面の頂点と、円すいころ７０１ｃの円すい面の頂点とが第１荷重センサ７０３側の軸受の中線上の１点で交わるように配置されている。
Here, the
また、第２軸受７０２は、内輪７０２ａ、外輪７０２ｂ、および内輪７０２ａと外輪７０２ｂとに挟まれた円すいころ７０２ｃを含む円すいころ軸受（第２テーパローラベアリング）である。第２軸受７０２は、内輪７０２ａおよび外輪７０２ｂの軌道面の頂点と、円すいころ７０２ｃの円すい面の頂点とが第２荷重センサ７０４側の軸受の中線上の１点で交わるように配置されている。
The
従って、第１軸受７０１は、内輪７０１ａ側で円柱部１１３と接触することにより、当該円柱部１１３にかかる矢印Ａ方向の負荷によって生じる荷重をスラスト方向（第１荷重センサ７０３）への荷重とラジアル方向（筐体７０５側）への荷重とに分散させることができる。同様に、第２軸受７０２は、内輪７０２ａ側で円柱部１１３と接触することにより、当該円柱部１１３にかかる矢印Ｂ方向の負荷によって生じる荷重をスラスト方向（第２荷重センサ７０４）への荷重とラジアル方向（筐体７０５側）への荷重とに分散させることができる。
Therefore, by contacting the
このように、第１軸受７０１および第２軸受７０２は、スラスト方向の荷重とラジアル方向の荷重を同時に支持することができるので、負荷が大きい場合であっても、軸受部分の摩擦を低減することが可能となる。つまり、軸体１１０は、スムースに移動できるように第１軸受７０１および第２軸受７０２によって軸受されているので、電動アクチュエータにおいて、無負荷状態からの押し引き両方の負荷による荷重を高精度に検出することができる。
In this way, the
（荷重検出）
図１３は、図１２に示す荷重検出機構７００Ａにおける第１軸受７０１、第１荷重センサ７０３、筐体７０５の一部を含む荷重検出部Ｘ１の要部断面図である。なお、第２軸受７０２、第２荷重センサ７０４、筐体７０５の一部を含む荷重検出部の構成についても、荷重検出部Ｘ１と同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
(load detection)
FIG. 13 is a cross-sectional view of the load detection portion X1 including a portion of the
第１軸受７０１は、図１３に示すように、円柱部１１３にかかる負荷７０９によって生じる荷重を内輪７０１ａで受けて、スラスト方向の荷重７１０とラジアル方向の荷重７１１に分散させる。つまり、第１軸受７０１は、スラスト方向の荷重７１０を第１荷重センサ７０３に伝える一方、ラジアル方向の荷重（分力）７１１を外輪７０１ｂから筐体７０５の内周面７０５ａに伝える。
In the
第１荷重センサ７０３は、第１軸受７０１によって伝えられるスラスト方向の荷重７１０を検出する。第２荷重センサ７０４においても、第２軸受７０２によって伝えられるスラスト方向の荷重を検出する。
The
ここで、ラジアル方向の荷重７１１によって第１軸受７０１の外輪７０１ｂは外側に向かって変形する。つまり、第１軸受７０１の外輪７０１ｂは、ラジアル方向の荷重７１１により外側に膨らむ。ところが、外輪７０１ｂは、筐体７０５の内周面７０５ａに接触しているため、荷重７１１は外輪７０１ｂを介して筐体７０５の内周面７０５ａに伝わり、摩擦抵抗７１４が生じる。この摩擦抵抗７１４は、負荷７０９のかかる矢印方向とは、逆の方向に生じるので、負荷７０９（図１２の矢印Ａ方向の負荷）によって生じる荷重７１０も変動する。同様に、第２軸受７０２、第２荷重センサ７０４、筐体７０５の一部を含む荷重検出部においても、摩擦抵抗が生じ、負荷７０９（図１２の矢印Ｂ方向の負荷）によって生じる荷重も変動する。このため、荷重検出機構７００Ａを備えた電動アクチュエータにおいて、無負荷状態からの押し引き両方の負荷による荷重が同じにならない。
Here, the
図１４に示すグラフは、図１２に示す荷重検出機構７００Ａにかけた負荷と第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の出力電圧との関係を示したものである。
The graph shown in FIG. 14 shows the relationship between the load applied to load
図１４に示すグラフは、負荷７０９（図１２の矢印Ａ方向の負荷）をゼロから最大値Ｆｍａｘに向かって徐々に大きくしたとき（加圧しているとき）の出力電圧（Ｖ）の値を示し、負荷７０９を最大値Ｆｍａｘにした後、徐々に負荷７０９（図１２の矢印Ｂ方向の負荷）を小さくしたとき（減圧しているとき）の出力電圧（Ｖ）の値を示している。このグラフから、負荷７０９がゼロと最大値Ｆｍａｘの場合以外は、同じ負荷７０９であっても、負荷をかける向き（加圧方向・減圧方向）の出力電圧の値は異なる。これは、負荷７０９による荷重の荷重７１１によって生じる摩擦抵抗７１４の影響を受けるためである。このように、負荷７０９を加圧していくときと負荷７０９を減圧していくときの出力電圧の値は一致せず、ヒステリシスを描くように出力電圧の値が変化していることが分る。
The graph shown in FIG. 14 shows the value of the output voltage (V) when the load 709 (the load in the direction of arrow A in FIG. 12) is gradually increased from zero to the maximum value Fmax (when pressurized). , shows the value of the output voltage (V) when the load 709 (the load in the direction of arrow B in FIG. 12) is gradually decreased (when the pressure is reduced) after the
荷重検出機構７００Ａにおいて、矢印Ａ方向に負荷７０９をかけたときの出力電圧の値と、矢印Ｂ方向に負荷７０９をかけたときの出力電圧の値とが近い程、軸体１１０にかかる荷重検出の精度が高いといえる。さらに、荷重検出の精度を高めるための例について以下の実施形態８で説明する。
In the
（実施形態８）
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(Embodiment 8)
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
（荷重検出機構の概要）
図１５は、本発明の実施形態８に係る電動アクチュエータの荷重検出機構７００Ｂの概略構成を示す部分断面図である。荷重検出機構７００Ｂは、前記実施形態７の図１２に示す荷重検出機構７００Ａとほぼ同じ構成であり、異なるのは、第１軸受７０１および第２軸受７０２と筐体７０５との間に隙間を設け、その隙間に弾性体７１２を介在させた点である。
(Overview of load detection mechanism)
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a
図１５に示すように、荷重検出機構７００Ｂは、筐体７０５の内径を通常よりも大きくすることで、当該筐体７０５の内周面７０５ａと第１軸受７０１の外輪７０１ｂおよび第２軸受７０２の外輪７０２ｂとの間に所定の距離の隙間７１３（図１６）を形成する。これにより、ラジアル方向の荷重７１１は、外輪７０１ｂおよび外輪７０２ｂから筐体７０５に伝わらないので、負荷のかかる方向と逆方向の摩擦抵抗は生じ難くなる。
As shown in FIG. 15, the
しかも、筐体７０５の内周面７０５ａと第１軸受７０１の外輪７０１ｂおよび第２軸受７０２の外輪７０２ｂとの間には、この間に形成される隙間７１３（図１６）の距離より少し大きい弾性体７１２が設けられている。つまり、第１軸受７０１の外輪７０１ｂおよび第２軸受７０２の外輪７０２ｂと、筐体７０５の内周面７０５ａとの間には、弾性体７１２が介在することになる。この弾性体７１２は、第１軸受７０１および第２軸受７０２を、筐体７０５の内周面７０５ａによって筐体７０５に内周面７０５ａから所定の距離を保ちながら支持する大きさに形成されている。これにより、荷重検出機構７００Ｂにおいて、筐体７０５の内径を通常よりも大きくすることによって生じるクリープやベアリングの偏心を抑制することができる。
Moreover, between the inner
(荷重検出)
図１６は、図１５に示した荷重検出部Ｘ２を模式的に示した模式図である。なお、第２軸受７０２、第２荷重センサ７０４、筐体７０５の一部を含む荷重検出部の構成についても、荷重検出部Ｘ１と同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
(load detection)
FIG. 16 is a schematic diagram schematically showing the load detection section X2 shown in FIG. The configuration of the load detection unit including the
筐体７０５の内周面７０５ａと第１軸受７０１の外輪７０１ｂとの間には、所定距離の隙間７１３が形成されている。隙間７１３は、第１軸受７０１がラジアル方向の荷重により膨らみ筐体７０５の内周面７０５ａに接触しない距離よりも長い距離に設定されている。これにより、第１軸受７０１の外輪７０１ｂが膨らみ筐体７０５の内周面７０５ａに接触することによる摩擦抵抗は生じないが、そのままでは、軸受に挿入されている軸体のぶれが生じため、上述した弾性体７１２を隙間７１３に介在させる。隙間７１３は、第１軸受７０１の外輪７０１ｂの膨らみを考慮して設定される。具体的には、隙間７１３は、第１軸受７０１の外輪７０１ｂが膨らんでも、当該外輪７０１ｂが筐体７０５の内周面７０５ａに接触しない距離に設定される。
A
弾性体７１２は、ゴム状弾性を有する部材の一種であるＯリングからなり、図１６に示すように、筐体７０５の内周面７０５ａの、第１軸受７０１の外輪７０１ｂが対向する位置に形成された溝部７０５ｂに嵌め込まれている。溝部７０５ｂは、筐体７０５の内周面７０５ａの円周方向に沿って形成された溝である。ここで、ゴム状弾性体（rubber-like elasticity）は、小さい応力でかなり大きい変形を起し、その変形から急速に、ほとんど元の形まで戻ろうとする物体の傾向をいう。
The
Ｏリングは、比較的安価で、入手が容易であり、且つ溝部７０５ｂへの取付けも容易であるため、弾性体７１２として好適である。しかしながら、弾性体７１２としては、Ｏリングに限定されるものではなく、他のゴム状弾性を有する部材であってもよい。
An O-ring is suitable as the
弾性体７１２は、筐体７０５から一部が突出するように溝部７０５ｂに嵌め込まれる。弾性体７１２の突出した部分の長さは、第１軸受７０１の外輪７０１ｂと筐体７０５の内周面７０５ａと間の隙間７１３の距離よりも若干長い。これにより、弾性体７１２は、第１軸受７０１の外輪７０１ｂに付勢力に抗しながら当接するようになるので、第１軸受７０１を筐体７０５内で安定して保持することができる。
The
従って、筐体７０５の内径を通常よりも大きくしても、弾性体７１２を設けることで、第１軸受７０１との間にできる隙間に起因するクリープやベアリングの偏心を抑制することができる。具体的には、第１軸受７０１の外輪７０１ｂを弾性体７１２が当接した状態で、調心することでスラスト方向の荷重７１０のベクトル方向がぶれることがなく、偏荷重なく負荷７０９による円柱部１１３の荷重を第１荷重センサ７０３に伝達することができる。さらに、筐体７０５の内周面７０５ａ内径と第１軸受７０１の外輪７０１ｂの間に弾性体７１２を挟み込むことで、第１軸受７０１の外輪７０１ｂを弾性体７１２が保持するので、第１軸受７０１の外輪７０１ｂが回転することが抑制され、その結果、クリープを防ぐことができる。
Therefore, even if the inner diameter of the
同様に、第２軸受７０２を含む荷重検出部においても、筐体７０５の内周面７０５ａと第２軸受７０２の外輪７０２ｂとの間に形成される隙間７１３に弾性体７１２が設けられる。これにより、第１軸受７０１を含む荷重検出部Ｘと同様の効果を奏する。
Similarly, in the load detector including the
さらに、弾性体７１２は、図１６に示すように、ラジアル方向の荷重（分力）７１１を吸収するので、荷重７１１は筐体７０５の内周面７０５ａに伝わり難くなる。これにより、荷重７１１に起因する摩擦抵抗は筐体７０５に生じ難くなるので、スラスト方向の荷重７１０は逆向きの摩擦抵抗の影響を受け難くなるので、負荷７０９（図１５の矢印Ａ方向の負荷）によって生じる荷重７１０は変動し難くなる。同様に、第２軸受７０２、第２荷重センサ７０４、筐体７０５の一部を含む荷重検出部においても、弾性体７１２を設けることで、摩擦抵抗が生じ難くなるので、負荷７０９（図１５の矢印Ｂ方向の負荷）によって生じる荷重は変動し難くなる。
Furthermore, as shown in FIG. 16, the
図１７に示すグラフは、図１５に示す荷重検出機構７００Ｂにかけた負荷と第１荷重センサ７０３および第２荷重センサ７０４の出力電圧との関係を示したものである。このグラフは、筐体７０５の内径を公差から少し超える程度に拡げた場合の測定結果の一例を示すものである。ここで、筐体７０５の内径を公差から少し超える程度は、軸体１１０の外径、ベアリングの大きさ等に応じて変る。
The graph shown in FIG. 17 shows the relationship between the load applied to load
図１７に示すグラフは、負荷７０９（図１５の矢印Ａ方向の負荷）をゼロから最大値Ｆｍａｘに向かって徐々に大きくしたとき（加圧しているとき）の出力電圧（Ｖ）の値を示し、負荷７０９を最大値Ｆｍａｘにした後、徐々に負荷７０９（図１５の矢印Ｂ方向の負荷）を小さくしたとき（減圧しているとき）の出力電圧（Ｖ）の値を示している。このグラフから、負荷７０９を加圧したときと、負荷７０９を減圧したときの出力電圧の値はほぼ一致していることが分る。従って、荷重検出機構７００Ｂによれば、負荷７０９によって生じる円柱部１１３（軸体１１０）の荷重のうち、ラジアル方向の荷重７１１による影響を受け難くなっていることが分る。
The graph shown in FIG. 17 shows the value of the output voltage (V) when the load 709 (the load in the direction of arrow A in FIG. 15) is gradually increased from zero to the maximum value Fmax (when pressurized). , the value of the output voltage (V) when the load 709 (the load in the direction of arrow B in FIG. 15) is gradually decreased (when the pressure is reduced) after the
従って、荷重検出機構７００Ｂによる荷重検出の精度を向上させることができる。
Therefore, the accuracy of load detection by the
なお、弾性体７１２としては、Ｏリング等のゴム状弾性を有する部材以外の他、樹脂製の弾性体でもよく、また例えばガスケット、シール、テープ等の負荷を吸収する部材で形成されたものであればよい。また、筐体７０５の溝部７０５ｂに沿って連続して設けられていてもよいし、断続的に設けられていてもよい。
The
また、第１軸受７０１および第２軸受７０２が筐体７０５の内周面７０５ａに与える荷重７１１を吸収できる位置であれば、弾性体７１２は、筐体７０５の内周面７０５ａに対してどのように設けてもよい。さらに、溝部７０５ｂについても、弾性体７１２を設ける位置に合わせて形成すればよい。
In addition, if the
なお、前記実施形態７，８においては、第１軸受７０１及び第２軸受７０２として円すいころ軸受（テーパローラベアリング）を例について説明したが、これに限定されるものではない。第１軸受７０１及び第２軸受７０２としては、スラスト方向、ラジアル方向の両方に荷重が生じるベアリングであれば、例えば、アンギュラ玉軸受、針状ころ軸受であってもよい。
In the seventh and eighth embodiments, the
上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。 In the description of the above embodiments, combinable configurations may be combined with each other.
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.
１０ モータ、１１ 出力軸部、１２ 減速機構部、２０ ハウジング、２１ ベースプレート、２１ｈ 開口部、２２ 外筒、２３ ブッシュ、３０ 円筒ウォーム、４０ 回転ホイール、４１，１２１，２２１，２３１，３３１，３３５，５２１，６２１ 内周面、４２ 第２肩部、４３ 第１肩部、１００，２００，３００，４００ 電動アクチュエータ、１１０，５７０，６７０ 軸体、１１１ ねじ軸部、１１２，５７１，６７１ 拡径部、１１３，５７２，６７２ 円柱部、１１４，５７３，６７３，６９２ 雄ねじ部、１１５ 回転軸部、１２０，４２０，５２０ 筐体、１２２，４２２，５２２，６２２ 縮径部、１２３，５７１ｈ 貫通孔、１３１ 第１軸受、１３２ 第２軸受、１４１，５４１ 第１荷重センサ、１４２，５４２ 第２荷重センサ、１５０，５５０，６５０ ロックナット、１６０，３６０ ナット、１７０ 可動筒、１７１，４７０ 先端金具、１８０ 端子箱、１８１ 本体部、１８２ 蓋部、１８３ パッキン、１８４ シール部、１８６ 基板台、１８７ アンプ台、２２０，６９０ 第２筐体、２２２ 第２縮径部、２２３，２３３，３３３，６２４，６９３ 端部、２３０，３３０，６２０ 第１筐体、２３２，３３２，６９１ フランジ部、２３４，３３４ 第１縮径部、２４０ ボルト、５００，６００ 負荷荷重検出ユニット、５２３，６２３ 雌ねじ部、６４１ 荷重センサ、７００Ａ，Ｂ 負荷検出機構、７０１ 第１軸受、７０１ａ 内輪、７０１ｂ 外輪、７０１ｃ 円すいころ、７０２ 第２軸受、７０２ａ 内輪、７０２ｂ 外輪、７０２ｃ 円すいころ、７０３ 第１荷重センサ、７０４ 第２荷重センサ、７０５ 筐体、７０５ａ 内周面、７０５ｂ 溝部、７０９ 負荷、７１０，７１１ 荷重、７１２ 弾性体、７１３ 隙間、７１４ 摩擦抵抗
10 motor, 11 output shaft, 12 speed reduction mechanism, 20 housing, 21 base plate, 21 h opening, 22 outer cylinder, 23 bush, 30 cylindrical worm, 40 rotating wheel, 41, 121, 221, 231, 331, 335, 521,621 inner
Claims (5)
軸方向に延在し、ねじ軸部を有する軸体と、
前記ねじ軸部にボールを介して螺合し、前記駆動機構が駆動することにより前記軸体に対して相対的に前記軸方向に移動可能なナットと、
前記軸体の一部を収容する筐体と、
前記軸体が挿通された状態で前記筐体内に少なくとも一部が配置された、第１軸受および第２軸受と、
前記筐体内に配置された、第１荷重センサおよび第２荷重センサとを備え、
前記第１荷重センサは、前記軸方向において前記第１軸受と並んで配置されており、
前記第２荷重センサは、前記軸方向において前記第２軸受と並んで配置されており、
前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々は、前記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で前記筐体内に固定されており、
前記軸体に対して前記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に前記第２荷重センサの検出値が増加しつつ前記第１荷重センサの検出値が減少するように、かつ、前記軸体に対して前記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に前記第１荷重センサの検出値が増加しつつ前記第２荷重センサの検出値が減少するように、前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々が配置され、
前記筐体は、前記軸方向において前記第１荷重センサが配置されている位置と前記第２荷重センサが配置されている位置との間に、前記筐体の内径が部分的に小さくなっている縮径部を有しており、
前記軸体は、前記軸体の前記一部が前記筐体に収容された状態において、前記軸方向における前記縮径部の位置より一方側の位置に雄ねじ部を有し、かつ、前記軸方向における前記縮径部の位置より他方側の位置に、前記軸体の直径が部分的に大きくなっている拡径部を有しており、
前記軸体の前記雄ねじ部と螺合するロックナットをさらに備え、
前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々は、前記軸方向において前記縮径部と並んで配置されており、
前記第１荷重センサおよび前記第１軸受は、前記縮径部と前記ロックナットとの間に挟み込まれており、
前記第２荷重センサおよび前記第２軸受は、前記縮径部と前記拡径部との間に挟み込まれている、電動アクチュエータ。 a drive mechanism;
a shaft extending axially and having a threaded shaft;
a nut screwed onto the screw shaft through a ball and movable in the axial direction relative to the shaft by being driven by the drive mechanism;
a housing that houses a portion of the shaft;
a first bearing and a second bearing, at least a part of which is arranged in the housing with the shaft inserted therethrough;
a first load sensor and a second load sensor arranged in the housing;
The first load sensor is arranged in parallel with the first bearing in the axial direction,
The second load sensor is arranged in parallel with the second bearing in the axial direction,
each of the first load sensor and the second load sensor is fixed in the housing under a preload load so as to be sandwiched in the axial direction;
so that the detection value of the first load sensor decreases while the detection value of the second load sensor increases when a load is applied to the shaft in one of the axial directions, and The first load is adjusted so that the detected value of the first load sensor increases while the detected value of the second load sensor decreases when a load is applied to the shaft in the other axial direction. each of the sensor and the second load sensor are arranged;
The inner diameter of the housing is partially reduced between a position where the first load sensor is arranged and a position where the second load sensor is arranged in the axial direction. It has a reduced diameter part,
The shaft has a male screw portion at a position on one side of the position of the reduced diameter portion in the axial direction when the portion of the shaft is accommodated in the housing, and has an enlarged diameter portion in which the diameter of the shaft is partially enlarged at a position on the other side from the position of the reduced diameter portion in
further comprising a lock nut that screws together with the male threaded portion of the shaft;
Each of the first load sensor and the second load sensor is arranged side by side with the reduced diameter portion in the axial direction,
The first load sensor and the first bearing are sandwiched between the reduced diameter portion and the lock nut,
The electric actuator, wherein the second load sensor and the second bearing are sandwiched between the diameter-reduced portion and the diameter-enlarged portion.
軸方向に延在し、ねじ軸部を有する軸体と、
前記ねじ軸部にボールを介して螺合し、前記駆動機構が駆動することにより前記軸体に対して相対的に前記軸方向に移動可能なナットと、
前記軸体の一部を収容する筐体と、
前記軸体が挿通された状態で前記筐体内に少なくとも一部が配置された、第１軸受および第２軸受と、
前記筐体内に配置された、第１荷重センサおよび第２荷重センサとを備え、
前記第１荷重センサは、前記軸方向において前記第１軸受と並んで配置されており、
前記第２荷重センサは、前記軸方向において前記第２軸受と並んで配置されており、
前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々は、前記軸方向において挟み込まれるように予圧荷重が負荷された状態で前記筐体内に固定されており、
前記軸体に対して前記軸方向の一方に向けて荷重が負荷された際に前記第２荷重センサの検出値が増加しつつ前記第１荷重センサの検出値が減少するように、かつ、前記軸体に対して前記軸方向の他方に向けて荷重が負荷された際に前記第１荷重センサの検出値が増加しつつ前記第２荷重センサの検出値が減少するように、前記第１荷重センサおよび前記第２荷重センサの各々が配置され、
前記駆動機構が駆動することにより、前記軸体の周方向に回転する回転ホイールをさらに備え、
前記筐体は、互いに接続される第１筐体および第２筐体を含み、
前記回転ホイールは、前記筐体の内側に収容されており、
前記第１荷重センサおよび前記第１軸受は、前記回転ホイールに対して前記軸方向の他方側に位置しつつ前記筐体の内側に収容されており、
前記第２荷重センサおよび前記第２軸受は、前記回転ホイールに対して前記軸方向の一方側に位置しつつ前記筐体の内側に収容されており、
前記第１筐体は、前記第１荷重センサおよび前記第１軸受が配置されている位置に対して前記軸方向における前記他方側の位置に、前記第１筐体の内径が部分的に小さくなっている第１縮径部を有しており、
前記第２筐体は、前記第２荷重センサおよび前記第２軸受が配置されている位置に対して前記軸方向における前記一方側の位置に、前記第２筐体の内径が部分的に小さくなっている第２縮径部を有しており、
前記第１荷重センサは、前記軸方向において前記第１縮径部と並んで配置されており、
前記第２荷重センサは、前記軸方向において前記第２縮径部と並んで配置されており、
前記第１荷重センサおよび前記第１軸受は、前記第１縮径部と前記回転ホイールとの間に挟み込まれおり、
前記第２荷重センサおよび前記第２軸受は、前記第２縮径部と前記回転ホイールとの間に挟み込まれている、電動アクチュエータ。 a drive mechanism;
a shaft extending axially and having a threaded shaft;
a nut screwed onto the screw shaft through a ball and movable in the axial direction relative to the shaft by being driven by the drive mechanism;
a housing that houses a portion of the shaft;
a first bearing and a second bearing, at least a part of which is arranged in the housing with the shaft inserted therethrough;
a first load sensor and a second load sensor arranged in the housing;
The first load sensor is arranged in parallel with the first bearing in the axial direction,
The second load sensor is arranged in parallel with the second bearing in the axial direction,
each of the first load sensor and the second load sensor is fixed in the housing under a preload load so as to be sandwiched in the axial direction;
so that the detection value of the first load sensor decreases while the detection value of the second load sensor increases when a load is applied to the shaft in one of the axial directions, and The first load is adjusted so that the detected value of the first load sensor increases while the detected value of the second load sensor decreases when a load is applied to the shaft in the other axial direction. each of the sensor and the second load sensor are arranged;
Further comprising a rotating wheel that rotates in the circumferential direction of the shaft by being driven by the drive mechanism,
the housing includes a first housing and a second housing that are connected to each other;
The rotating wheel is housed inside the housing,
The first load sensor and the first bearing are housed inside the housing while being positioned on the other side of the rotating wheel in the axial direction,
The second load sensor and the second bearing are housed inside the housing while being positioned on one side of the rotating wheel in the axial direction,
The first housing is positioned on the other side in the axial direction with respect to the position where the first load sensor and the first bearing are arranged, and the inner diameter of the first housing is partially reduced. having a first reduced diameter portion that
The inner diameter of the second housing is partially reduced at a position on the one side in the axial direction with respect to the position where the second load sensor and the second bearing are arranged. has a second reduced diameter portion that
The first load sensor is arranged in parallel with the first reduced diameter portion in the axial direction,
The second load sensor is arranged in parallel with the second reduced diameter portion in the axial direction,
The first load sensor and the first bearing are sandwiched between the first reduced diameter portion and the rotating wheel,
The electric actuator, wherein the second load sensor and the second bearing are sandwiched between the second reduced diameter portion and the rotary wheel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010802091.6A CN112389002A (en) | 2019-08-13 | 2020-08-11 | Electric actuator and load detection unit |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019148381 | 2019-08-13 | ||
| JP2019148381 | 2019-08-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021032891A JP2021032891A (en) | 2021-03-01 |
| JP7143871B2 true JP7143871B2 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=74675731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020135165A Active JP7143871B2 (en) | 2019-08-13 | 2020-08-07 | electric actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7143871B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102567240B1 (en) * | 2022-05-30 | 2023-08-16 | 주식회사 일동엔에스티 | Linear actuator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015065900A (en) | 2013-09-30 | 2015-04-13 | グローブライド株式会社 | Fishing reel |
| US20150268110A1 (en) | 2014-03-24 | 2015-09-24 | Goodrich Actuation Systems Sas | Load sensing system |
| JP2015215061A (en) | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 日本精工株式会社 | Rolling bearing |
| JP2017015183A (en) | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社ツバキＥ＆Ｍ | Straight line actuation machine |
| WO2017212588A1 (en) | 2016-06-08 | 2017-12-14 | ヴィッテンシュタイン・ターナリー株式会社 | Linear actuator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769231B2 (en) * | 1988-03-14 | 1995-07-26 | エルコー株式会社 | Load detection device using piezoelectric sensor |
| JPH0671002U (en) * | 1993-03-22 | 1994-10-04 | 日立精工株式会社 | Supporting device for rotating shaft |
-
2020
- 2020-08-07 JP JP2020135165A patent/JP7143871B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015065900A (en) | 2013-09-30 | 2015-04-13 | グローブライド株式会社 | Fishing reel |
| US20150268110A1 (en) | 2014-03-24 | 2015-09-24 | Goodrich Actuation Systems Sas | Load sensing system |
| JP2015215061A (en) | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 日本精工株式会社 | Rolling bearing |
| JP2017015183A (en) | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社ツバキＥ＆Ｍ | Straight line actuation machine |
| WO2017212588A1 (en) | 2016-06-08 | 2017-12-14 | ヴィッテンシュタイン・ターナリー株式会社 | Linear actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021032891A (en) | 2021-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5070621A (en) | Apparatus for measuring wheel end play | |
| JP7143871B2 (en) | electric actuator | |
| CN107677415B (en) | Torque wrench calibrating device | |
| US11320028B2 (en) | Preload detectable screw device | |
| KR20200006527A (en) | Screw Units and Handheld Screw Systems | |
| CN110967155A (en) | Rigidity testing device for flexible disk of automatic transmission | |
| US20220364618A1 (en) | Ball screw assembly with integral force measurement | |
| KR20120107241A (en) | Apparatus for applying tension and compression load | |
| JP2000275122A (en) | Method and device for detecting amount of pre-load of rolling bearing | |
| CN112389002A (en) | Electric actuator and load detection unit | |
| WO2017212588A1 (en) | Linear actuator | |
| CN110081141A (en) | A kind of device for improving double nut and pre-tightening ball screw assembly, maximum axial | |
| CN107764469B (en) | Torque spanner calibrating device and bolt simulator thereof | |
| JP7275989B2 (en) | Load load detection unit | |
| CN111674462B (en) | Steering gear hydraulic structure assembly | |
| KR20030095200A (en) | Valve stroke sensor | |
| JP2019074192A (en) | Preload detectable screw device | |
| CN110594238A (en) | Hydraulic cylinder | |
| US20080289838A1 (en) | Instrumented joint system | |
| JP4425508B2 (en) | Continuous load detector for electric valve actuator | |
| CN107764468B (en) | Torque spanner calibrating device | |
| US20200096427A1 (en) | Grease property measurement device and grease property measurement method | |
| US20220213947A1 (en) | Planetary reduction gear | |
| JPH02164241A (en) | Pre-load quantity detector for angular contact type duplex ball bearing | |
| JP2022166613A (en) | mechanical seal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210408 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220308 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220422 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220517 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220712 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220712 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220720 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220726 |
|
| 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: 20220816 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220829 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7143871 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |