JPH0529134A - 電動式リニアアクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電力消費並びにヒステリシスを小さく抑える。 【構成】軸１をケーシング５の内側に、軸方向に亙る変
位のみ自在に支持する。軸１の周囲に設けた筒４を前記
ケーシング５の内側に、回転のみ自在に支持する。捩り
コイルばね１０により前記筒４に、回転方向の弾力を付
与する。ケーシング５と筒４との間に電動モータ１８を
設ける。この電動モータ１８は、通電に伴なって前記筒
４を、捩りコイルばね１０の弾力方向と逆方向に回転さ
せる。筒４と軸１との間には送り螺子部１４を、ケーシ
ング５と軸１との間にはこの軸１の回転を阻止する周り
止め部１７を、それぞれ設ける。従って、前記筒４の回
転に伴なって前記軸１が、軸方向に変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る電動式リニアアク
チュエータは、例えば各種油圧回路の途中に設ける流量
制御弁等を駆動する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車に設けられる油圧回路に設
ける流量制御弁等を、制御器からの指令に基づいて駆動
する為には、電動式のリニアアクチュエータが必要とな
る。この為従来から、ソレノイドと圧縮ばねとを組み合
わせた電動式リニアアクチュエータが使用されている。

【０００３】この従来から知られた電動式リニアアクチ
ュエータは、ロッド等の変位部材を前記圧縮ばねによっ
て一方に付勢しておき、この変位部材を変位させる必要
が生じた場合には、前記ソレノイドに通電する事により
前記変位部材を、前記圧縮ばねの弾力に抗して変位させ
るものである。変位部材の変位量は、前記ソレノイドへ
の通電量を制御し、このソレノイドが前記変位部材を吸
引する力の大きさを変える事で調節する。即ち、前記変
位部材は、前記圧縮ばねの弾力と前記ソレノイドの吸引
力とが釣り合う位置迄変位して停止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
ソレノイドを利用した従来の電動式リニアアクチュエー
タの場合、変位部材を変位させる際に、ソレノイドに大
きな電流を流す必要がある為、例えば自動車の油圧回路
の切り換えに使用した場合、バッテリーに負担をかける
原因となり、好ましくない。

【０００５】又、圧縮ばねの弾力とソレノイドの吸引力
とを釣り合わせる事で、前記変位部材の変位量を調節す
るが、圧縮ばねにより変位部材を付勢する構造はヒステ
リシスが大きい為、前記ソレノイドに同じ電流を流した
としても、前記変位部材を一方に変位させる場合と他方
に変位させる場合とで変位量が大きく異なってしまう。
この為、流量制御弁の開度を微調節する事等が難しかっ
た。

【０００６】本発明の電動式リニアアクチュエータは、
上述の様な不都合を解消するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動式リニアア
クチュエータは、軸と、この軸と同心に、この軸に対す
る相対的回転を自在として設けられた筒と、この筒と前
記軸との内で、回転のみ自在な一方の部材と固定の部分
との間に設けられ、この一方の部材に回転方向の弾力を
付与する弾性部材と、前記軸の外周面と前記筒の内周面
との間に設けられ、前記一方の部材の回転に伴なって、
前記軸と筒との内の他方の部材を、軸方向に亙って変位
させる送り螺子部と、前記筒の周囲に設けられたケーシ
ングと、このケーシングの内側に設けられて、通電に伴
なって前記一方の部材を、前記弾性部材の弾力に抗して
回転させる電動モータと、前記ケーシングと前記他方の
部材との間に設けられ、この他方の部材の軸方向に亙る
変位は許容するが回転を阻止する回り止め部とから構成
される。

【０００８】

【作用】上述の様に構成される本発明の電動式リニアア
クチュエータの場合、電動モータへの非通電時には、軸
と筒との内の一方の部材が、弾性部材の弾力により一方
向に回転する。この際、前記軸と筒との内の他方の部材
は、回り止め部により回転を阻止される為、送り螺子部
によりこの他方の部材が、軸方向一端に迄変位させられ
る。

【０００９】又、電動モータに通電すると、前記一方の
部材が、通電量に応じて回転する。即ち、この一方の部
材は、通電量に応じて定まる前記電動モータの回転トル
クと、前記弾性部材の弾力とが釣り合う状態に迄回転し
た状態で停止する。そして、前記一方の部材の回転に伴
ない、前記送り螺子部により前記他方の部材が、軸方向
他端に向けて変位する。

【００１０】

【実施例】図１〜２は本発明の実施例を示している。中
心部に設けられた軸１は、回転する事なく軸方向（図１
の左右方向）にのみ変位し、流量制御弁の弁体等を駆動
する（平行移動させる）。この軸１の周囲には、第一筒
部２と第二筒部３とを互いに直列に組み合わせた筒４
が、この軸１と同心に設けられており、更に、この筒４
の周囲には、ケーシング５が設けられている。

【００１１】後述する電機子６を介して接続され、前記
筒４を構成する、前記第一筒部２と第二筒部３との内、
第一筒部２は前記ケーシング５の前蓋７の内周縁に、第
二筒部３は後蓋８の開口縁部に、それぞれ転がり軸受
９、９を介して、回転のみ自在に支承している。

【００１２】又、弾性部材である捩りコイルばね１０の
一端を、前記第二筒部３の端面に、この捩りコイルばね
１０の他端を前記後蓋８の内面に、それぞれ係止してい
る。この結果、前記第二筒部３を含む筒４には、回転方
向の弾力が付与された状態となる。

【００１３】又、前記軸１の外周面に形成した螺旋溝１
１と、前記筒４を構成する第二筒部３の内周面に形成し
た螺旋溝１２との間には、複数のボール１３、１３を設
ける事で、ボール螺子機構を構成し、前記第二筒部３の
回転に伴なって、前記軸１を軸方向に亙って変位させる
送り螺子部１４を構成している。一方、前記後蓋８の内
面中央部には、図２に示す様な非円形の凹部１５を形成
しており、この凹部１５に、前記軸１の端部に形成した
非円柱部１６を挿入している。そして、この非円柱部１
６と前記凹部１５との係合により、前記軸１の軸方向に
亙る変位は許容するが、この軸１の回転を阻止する回り
止め部１７を構成している。

【００１４】更に、前記ケーシング５の内側には、通電
に伴なって前記筒４を、前記捩りコイルばね１０の弾力
に抗して回転させる電動モータ１８を設けている。即
ち、前記ケーシング５の胴部を構成する円筒部１９の内
周面に永久磁石２０を固定し、この永久磁石２０の内周
面と、前記第一筒部２と第二筒部３とに掛け渡して設け
られた電機子６の外周面とを対向させている。前記第一
筒部２の外周面には整流子２１を固定しており、この整
流子２１の外周面に、ブラシ２２の内端面を摺接させて
いる。このブラシ２２は、前記円筒部１９に固設された
ホルダ２３内に、この円筒部１９の直径方向に亙る変位
を自在として嵌装され、圧縮ばね２４により、前記整流
子２１に向け押圧されている。

【００１５】上述の様に構成される本発明の電動式リニ
アアクチュエータの場合、電動モータ１８への非通電時
には、捩りコイルばね１０の弾力により筒４が、一方向
に回転する。この際前記軸１は、回り止め部１７を構成
する凹部１５の内周面と非円柱部１６の外周面との係合
により、前記筒４と共に回転する事はない。この為、前
記送り螺子部１４により前記軸１が、軸方向一端に迄変
位させられる。

【００１６】又、前記ブラシ２２を介して電動モータ１
８に通電すると、前記筒４が、通電量に応じて回転す
る。即ち、この筒４は、通電量に応じて定まる前記電動
モータ１８の回転トルクと、前記捩りコイルばね１０の
弾力とが釣り合う状態に迄回転し、通電量を変えない限
り、そのままの状態で停止する。

【００１７】前記筒４を構成する第二筒部３の内周面と
前記軸１の外周面との間には、ボール螺子機構である送
り螺子部１４が設けられている為、前記筒４の回転に伴
ない、前記送り螺子部１４により前記軸１が、軸方向他
端に向けて変位する。従って、前記軸１の端部に流量制
御弁の弁体等を支持すれば、前記電動モータ１８への通
電量を変える事で、この流量制御弁による流量制御を行
なえる。

【００１８】捩りコイルばね１０は、前記従来のソレノ
イド式のリニアアクチュエータに組み込まれている引っ
張りばねに比べて、ばね自体のヒステリシスが小さく、
しかも電動モータ１８の回転力を軸１の変位に変換する
為の構造も、摩擦損失の小さなボール螺子機構により構
成されている為、リニアアクチュエータ全体としてのヒ
ステリシスは小さなものとなる。又、前記ボール螺子機
構による送り螺子部１４が、電動モータ１８のトルクを
増大させてから前記軸１に伝達する為、この軸１を軸方
向に亙って変位させる為に、前記電動モータ１８に通電
する電流の値が、比較的小さくて済む。

【００１９】尚、本発明の電動式リニアアクチュエータ
を構成する場合に、図示の場合とは逆に、軸１を回転さ
せ、筒４を軸方向に変位させる構造とする事も出来る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の電動式リニアアクチュエータ
は、以上に述べた通り構成され作用する為、少ない電力
消費で大きな力を得る事が出来、しかもヒステリシスの
小さな電動式リニアアクチュエータとして、流量制御弁
等、各種機器を微妙に制御する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１ 軸 ２ 第一筒部 ３ 第二筒部 ４ 筒 ５ ケーシング ６ 電機子 ７ 前蓋 ８ 後蓋 ９ 転がり軸受 １０ 捩りコイルばね １１ 螺旋溝 １２ 螺旋溝 １３ ボール １４ 送り螺子部 １５ 凹部 １６ 非円柱部 １７ 回り止め部 １８ 電動モータ １９ 円筒部 ２０ 永久磁石 ２１ 整流子 ２２ ブラシ ２３ ホルダ ２４ 圧縮ばね

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸と、この軸と同心に、この軸に対する
   相対的回転を自在として設けられた筒と、この筒と前記
   軸との内で、回転のみ自在な一方の部材と固定の部分と
   の間に設けられ、この一方の部材に回転方向の弾力を付
   与する弾性部材と、前記軸の外周面と前記筒の内周面と
   の間に設けられ、前記一方の部材の回転に伴なって、前
   記軸と筒との内の他方の部材を、軸方向に亙って変位さ
   せる送り螺子部と、前記筒の周囲に設けられたケーシン
   グと、このケーシングの内側に設けられて、通電に伴な
   って前記一方の部材を、前記弾性部材の弾力に抗して回
   転させる電動モータと、前記ケーシングと前記他方の部
   材との間に設けられ、この他方の部材の軸方向に亙る変
   位は許容するが回転を阻止する回り止め部とから成る電
   動式リニアアクチュエータ。