JPH0974714A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動アクチュエータにおいて、電動モータ
によって出力軸部を適宜の角度で回動させ、角度回動に
よる被駆動部材に利用可能で、例えば、車両における変
速機，クラッチ等を作動させるための操作制御部とし
て、特に小型，軽量であらゆる車両に容易に装着するこ
と。 【解決手段】 ケーシング１内にウォームホィール３
と，モータＭによって回転するウォームシャフト２とを
適宜に歯合させて設けること。前記ウォームホィール３
と共に回動する駆動用歯車５を設け、該駆動用歯車５に
扇形歯車６を歯合させ、該扇形歯車６をケーシング１に
軸支する出力軸７の軸端をケーシング１外部に突出し、
前記出力軸７の軸端に操作回動腕杆８を設けること。出
力軸７の回動中心位置に検出子１１ａが一致するように
してポテンショメータ１１を設けること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータによっ
て出力軸部を適宜の角度で回動させるものであり、角度
回動による被駆動部材に利用可能であり、例えば、車両
における変速機，クラッチ等を作動させるための操作制
御部として、特に小型，軽量であらゆる車両に容易に装
着することができる電動アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レバー又はアーム等を適宜の
角度において往復動させる駆動機構として、電動シリン
ダーを駆動源とし、これにリンク機構を合わせた駆動機
構が存在する。例えば、ベルト式変速機のカム等を操作
する装置等である。これは、図８に示すように、往復直
線動する電動シリンダａと、リンクが回動するようにピ
ンにて支持されたリンク機構ｂとからなる駆動装置であ
って、この装置とベルト式等の変速機に巻き掛けられた
ベルトの回転半径を変化させるカムとの間にロッドｃと
を連結する。

【０００３】そして、その変速機のカムをロッドｃを介
して前記駆動装置によって作動させるものである。ま
た、リンク機構ｂの主要なリンクの回動動作に追従する
ポテンショメータｄを備えることがある。そのレバー位
置（レバー回動位置）を検知するポテンショメータｄか
らの検知信号が制御手段に送りこまれ、電動シリンダａ
のストローク等の動作が制御されて行われ、リンク機構
ｂを介してベルト変速機を作動させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記のような
従来のタイプで構成とすると、電動シリンダを使用して
リンク機構を往復回動させる駆動装置であるため、電動
シリンダとリンク機構をそれぞれ別々に設けなければな
らない。そのために、電動シリンダとリンク機構とを個
別に設けるため必然的に部品点数も多くなり、構造が複
雑となりがちである。

【０００５】さらに、その駆動装置において、電動シリ
ンダとリンク機構との連結部やリンク機構の連結部が個
別に多く存在し、このような部材を単独に配置したもの
となり、それゆえに装置全体が大型化し、これを車両に
搭載するための特別なスペースを必要とするため、汎用
性に欠ける点があった。また、電動シリンダとリンク機
構とをそれぞれ個別に設ける駆動装置としているために
装置を容易に取り付けることが難しい。そして、このよ
うな理由から製造コストが上昇する等の種々の不都合な
事態が生ずる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者は上記課
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明をケ
ーシング内にウォームホィールと，モータによって回転
するウォームシャフトとを適宜に歯合させて設け、前記
ウォームホィールと共に回動する駆動用歯車を設け、該
駆動用歯車に扇形歯車を歯合させ、該扇形歯車をケーシ
ングに軸支する出力軸の軸端をケーシング外部に突出
し、前記出力軸の軸端に操作回動腕杆を設けてなる電動
アクチュエータとしたことにより、変速機，クラッチ等
を作動させるための操作制御部として、特に小型，軽量
であらゆる車両に容易に装着することができ、上記課題
を解決したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、ケーシング１は左右二分割
タイプであり（図３参照）、具体的には入力側ケーシン
グ１ａと出力側ケーシング１ｂとから構成され、両入力
側ケーシング１ａと出力側ケーシング１ｂとを組み合わ
せてケーシング１とする。その出力側ケーシング１ｂに
は、ウォームシャフト２及びウォームホィール３が配置
されている。そのウォームシャフト２は、軸部２ａにウ
ォームギア２ｂが形成されたものである。また軸部２ａ
の他端側には被伝達歯車２ｃが設けられている。該被伝
達歯車２ｃは、ウォームシャフト２がモータＭから回転
力を受けるために設けられたものである（図１参照）。

【０００８】その軸部２ａは、入力側ケーシング１ａ内
に設けられたウォームシャフト用軸受によって軸支され
ている。その入力側ケーシング１ａには、モータハウジ
ング接続用開口部１ａ₁ が形成されており、前記ウォー
ムシャフト２の軸部２ａの端部に設けたウォームギア２
ｂがモータハウジング接続用開口部１ａ₁ より突出する
構造となっている（図１参照）。

【０００９】そのウォームシャフト２と噛み合うウォー
ムホィール３が軸部材４を介してケーシング１内に回転
自在に設けられている。そのウォームホィール３の軸部
材４の軸方向両端が軸受によって回転自在に支持されて
いる。その軸受は、コロガリ軸受とすべり軸受である。
そのウォームホィール３の軸部材４には、歯車部が一体
に設けられている。そのウォームホィール３は軸部材４
にスプライン構造にて固定されたり、或いはセレーショ
ン構造にて固定されている。その軸部材４にはウォーム
ホィール３に隣接して駆動用歯車５が設けられている
（図１，図３参照）。

【００１０】また、出力側ケーシング１ｂには前記駆動
用歯車５と噛み合う扇形状の扇形歯車６がケーシング１
内に回転自在に設けられている。その扇形状の扇形歯車
６は出力軸７に設けられており、該出力軸７がケーシン
グ１に軸支されている。具体的には、その扇形歯車６の
両側にサークリップ等の固着具が配置され、扇形歯車６
が出力軸７に固定される構造となっている。

【００１１】その前記駆動用歯車５にはストッパー５ａ
が設けられている。具体的には、駆動用歯車５の歯溝部
（歯と歯の間のところ）にローラーピン等の部材が圧入
して設けられている。前記駆動用歯車５のストッパーは
扇形状の扇形歯車６の両端側の歯部の歯面と係合し、噛
み合い移動を止める（図１参照）。これは、駆動用歯車
５の歯車部が扇形状の扇形歯車６から離脱しないように
するためである。即ち、駆動用歯車５が略一回転する範
囲において、常に扇形状の扇形歯車６の歯が存在する構
造となっている。

【００１２】前記駆動用歯車５と扇形歯車６とは、駆動
用歯車５が略一回転する範囲において扇形状の扇形歯車
６の扇状一端部から他端部まで噛み合うように設定され
ている（図１，図２参照）。その出力軸７には、操作回
動腕杆８がケーシング１の外部に装着されたものである
（図５参照）。その操作回動腕杆８は出力軸７の軸端部
にボルトにて固着され、出力軸７とともに操作回動腕杆
８が回動する構造となる。該操作回動腕杆８の回動角度
は、扇形状の扇形歯車６の角度に略等しくなっている。
その出力軸７の軸芯と同一位置となるように、出力軸の
回転角度を検知するための検知器としてポテンショメー
タ１１が配置されている。

【００１３】そのポテンショメータ１１は、出力軸端面
に対向してブラケット１２を介してケーシング１に取り
付け固定される。前記ポテンショメータ１１の検出子１
１ａには、操作回動腕杆８と連結される回動プレート１
３が取り付けられている。その他方は操作回動腕杆８に
連結されている（図５参照）。その回動プレート１３と
操作回動腕杆８との連結は、回動プレート１３の貫通孔
１３ａと操作回動腕杆８とが回動自在とした連結状態と
している。そして、操作回動腕杆８の回動とともに、回
動プレート１３が同様に回動し、該回動プレート１３の
回動動作がポテンショメータ１１の検出子１１ａに回動
を伝達する〔図４（Ａ）及び（Ｂ）参照〕。

【００１４】具体的には、その操作回動腕杆８にカラー
部材１４がボルトにて固定され、前記カラー部材１４が
回動プレート１３の貫通孔１３ａに貫通し、回動プレー
ト１３が操作回動腕杆８の回動に追従することができる
ようになっている〔図４（Ａ）参照〕。そして、その回
動プレート１３の回動中心にポテンショメータ１１の検
出子１１ａが位置するようになっている。これによっ
て、ポテンショメータ１１の検出子１１ａに取り付け固
定される回動プレート１３に対して操作回動腕杆８の回
動プレート１３と貫通孔１３ａとがズレた場合であって
も、ポテンショメータ１１の検出子１１ａには余計な負
荷がかからないようにしている。

【００１５】このポテンショメータ１１による検知信号
によってモータＭを制御する制御手段を設ける。このポ
テンショメータ１１の検知信号によってモータの作動を
制御し、操作回動腕杆８を所定角度になるようにモータ
を作動し、その操作回動腕杆８の角度位置を確認する。
このポテンショメータ１１は、他の操作装置に設けられ
たポテンショメータ１１により、その操作装置と同一角
度に電動アクチュエータの操作回動腕杆８を作動させる
ような場合に、双方のポテンショメータ１１の検知信号
を確認しつつ、操作装置に対応して電動アクチュエータ
の操作回動腕杆８の作動角度を確認して、所定角度にな
るように操作回動腕杆８の位置を正確に検知するもので
ある。また、図７に示したものは、本発明においてポテ
ンショメータ１１を設けないタイプの実施の形態であ
る。

【００１６】

【作用】本発明の電動アクチュエータは、ベルト式等の
変速機１６のカムを作動させるのに好適である（図６参
照）。その操作回動腕杆８の作動位置を検知するポテン
ショメータ１１の検知信号を制御回路に送って、操作回
動腕杆８に連動するように電動アクチュエータのモータ
Ｍを駆動させる信号を制御回路から送って、モータＭを
駆動し、電動アクチュエータの操作回動腕杆８を作動さ
せる。その操作回動腕杆８の回動角度を検知するポテン
ショメータ１１により電動アクチュエータの操作回動腕
杆８の回動角度が操作回動腕杆８の位置に対して合致し
た角度かどうかを検知確認しながら電動アクチュエータ
が作動する。

【００１７】その操作回動腕杆８に連動して電動アクチ
ュエータの操作回動腕杆８が作動し、その操作回動腕杆
８とベルト式等の変速機１６のカムとロッド１５とを連
結して設ける（図５参照）。その操作回動腕杆８が回動
して変速機１６のカムを作動させることで、その変速機
に巻き掛けられたベルトの回転半径を変化させる。本発
明の電動アクチュエータは、前記ベルト式変速機の他に
適宜角度を往復回動させる装置として幅広く使用できる
ことは、勿論のことである。例えば、船外を水上に持ち
上げる装置として使用することや太陽電池のパネル（ソ
ーラパネル）を季節によって変わる太陽の高度角度に合
わせてパネルの傾斜角度を変更する装置などの使用とし
てと考えられる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明においては、ケーシング
１内にウォームシャフト２とウォームホィール３とを適
宜にかみ合わせて設け、該ウォームホィール３と共に回
動する駆動用歯車５を設け、該駆動用歯車５に扇形歯車
６を噛み合わせ、前記扇形歯車６をケーシング１に軸支
する出力軸７の軸端をケーシング１外部に突出し、前記
出力軸７の軸端に操作回動腕杆８を設けてなる電動アク
チュエータとしたことにより先ず第１に装置全体を小型
にすることができるし、第２に構造を簡単にすることが
できるし、第３に車両への装着が極めて容易にできる等
の効果を奏する。

【００１９】上記効果を詳述すると、まず、ケーシング
１内にウォームシャフト２とウォームホィール３とを適
宜にかみ合わせて設け、該ウォームホィール３と共に回
動する駆動用歯車５を設け、該駆動用歯車５に扇形歯車
６を噛み合わせ、前記扇形歯車６をケーシング１に軸支
する出力軸７の軸端をケーシング１外部に突出し、前記
出力軸７の軸端に操作回動腕杆８を設けているので、ケ
ーシング１内に主要な歯車機構部材を収納しており、装
置全体をコンパクトにすることができる。

【００２０】しかも、ケーシング１外部の操作回動腕杆
８に回転力を伝達する扇形歯車６は、適宜の角度の範囲
を往復動するものであり、従ってケーシング１０内の扇
形歯車６の収納部分の占める部分も極めて少なくするこ
とができ、省スペースとすることができるとともに、た
とえ駆動用歯車５と扇形歯車６とのギア比を大きくし
て、出力軸７への回転伝達力を大きくしたとしても、装
置全体がそれほどは大きくならず、小型を維持すること
ができるものである。

【００２１】次に、ケーシング１内にはウォームシャフ
ト２，ウォームホィール３及び駆動用歯車５，扇形歯車
６等の歯車機構により構成されており、従来のような電
動シリンダとリンク機構によって往復回動する装置構成
に比べて、装置のスペースを大幅に低減することができ
るのみならず、その構造を極めて簡単なものとすること
ができ、作動が確実なものとすることができる。さら
に、本発明の電動アクチュエータは小型化にしたことに
より、車両に僅かのスペースがあれば取り付けが極めて
容易にできる。

【００２２】次に、請求項２の発明においては、ケーシ
ング１内にウォームシャフト２とウォームホィール３と
を適宜にかみ合わせて設け、該ウォームホィール３と共
に回動する駆動用歯車５を設け、該駆動用歯車５に扇形
歯車６を噛み合わせ、前記扇形歯車６をケーシング１に
軸支する出力軸７の軸端をケーシング１外部に突出し、
前記出力軸７の軸端に操作回動腕杆８を設け、出力軸７
の回動中心位置に検出子１１ａが一致するようにしてポ
テンショメータ１１を設けてなる電動アクチュエータと
したことにより、出力軸７の回動にて操作回動腕杆８が
回動したときに、その操作回動腕杆８の回動角度を検出
することができ、操作回動腕杆８の回動角度を所望の角
度とすることができ、正確な動作を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のケーシングの内部構造を示す縦断側面
図

【図２】本発明の歯車機構を示す斜視図

【図３】本発明の歯車機構を示す縦断平面図

【図４】（Ａ）は操作回動腕杆及びポテンショメータの
構成を示す側面図 （Ｂ）は操作回動腕杆及びポテンショメータの構成を示
す正面図

【図５】本発明のケーシング外部を示す斜視図

【図６】本発明を車両に装着した状態を示す略示図

【図７】本発明の別の実施形態を示す斜視図

【図８】従来技術を示す略示斜視図

【符号の説明】

１…ケーシング ２…ウォームシャフト ３…ウォームホィール ５…駆動用歯車 ６…扇形歯車 ７…出力軸 ８…操作回動腕杆 １１…ポテンショメータ １１ａ…検出子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内にウォームホィールと，モ
   ータによって回転するウォームシャフトとを適宜に歯合
   させて設け、前記ウォームホィールと共に回動する駆動
   用歯車を設け、該駆動用歯車に扇形歯車を歯合させ、該
   扇形歯車をケーシングに軸支する出力軸の軸端をケーシ
   ング外部に突出し、前記出力軸の軸端に操作回動腕杆を
   設けてなることを特徴とした電動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 ケーシング内にウォームホィールと，モ
   ータによって回転するウォームシャフトとを適宜に歯合
   させて設け、該ウォームホィールと共に回動する駆動用
   歯車を設け、該駆動用歯車に扇形歯車を歯合させ、該扇
   形歯車をケーシングに軸支する出力軸の軸端をケーシン
   グ外部に突出し、前記出力軸の軸端に操作回動腕杆を設
   け、出力軸の回動中心位置に検出子が一致するようにし
   てポテンショメータを設けてなることを特徴とした電動
   アクチュエータ。