JP2017137962A - Electric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はボールねじを備えた電動アクチュエータに関する。詳しくは過大荷重入力防止機能を有するボールねじを備えた電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator provided with a ball screw. More specifically, the present invention relates to an electric actuator provided with a ball screw having an overload input preventing function.
従来、一般産業用の電動機、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等において、電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して出力するためボールねじを備えた電動アクチュエータが用いられている。電動アクチュエータは、電動モータの回転運動をボールねじの回転部材であるナットまたはねじ軸に伝達する。ボールねじは、回転部材の回転運動をねじ溝の作用によって軸方向の直進運動に変換し、直動部材であるねじ軸またはナットに伝達する。このような電動アクチュエータは、電動モータからの回転運動によってボールねじの回転部材が回転された際に、直動部材が回転部材と共に回転すると回転運動から直進運動への変換効率が低下する。そこで、ボールねじに回り止め機構を設けた電動アクチュエータが知られている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 Conventionally, in general industrial electric motors, automobile transmissions, parking brakes, and the like, an electric actuator provided with a ball screw is used to convert a rotary motion of an output shaft of an electric motor into a linear motion and output it. The electric actuator transmits the rotational movement of the electric motor to a nut or a screw shaft that is a rotating member of the ball screw. The ball screw converts the rotational motion of the rotating member into an axially linear motion by the action of the screw groove and transmits it to the screw shaft or nut that is the linear motion member. In such an electric actuator, when the rotating member of the ball screw is rotated by the rotating motion from the electric motor, the conversion efficiency from the rotating motion to the rectilinear motion is lowered when the linear moving member rotates together with the rotating member. Therefore, an electric actuator in which a ball screw is provided with a detent mechanism is known. For example, as described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の電動アクチュエータは、ボールねじの直動部材に設けられたピンと電動アクチュエータのハウジングに固定されているスリーブに形成された溝とを係合させることにより回り止め機構が構成されている。回り止め機構は、スリーブの軸方向に形成された溝により、直動部材の軸方向の直進運動を許容する一方、回転部材の回転に伴って発生する直動部材の回転運動を溝とピンとの係合により規制する。しかし、特許文献1に記載の電動アクチュエータは、直動部材に軸方向の外力が加わった場合、高効率のボールネジによって直動部材の直進運動が回転部材の回転運動に変換される。回転運動に変換された外力は、回転部材を介して電動モータに伝達される。電動アクチュエータは、電動モータが回転トルクを出力していない場合や、電動モータの回転トルクよりも大きい外力が電動モータに伝達された場合、電動モータが外力により回転される。直動部材は、可動範囲の終端に到達すると軸方向の直進運動が規制される。回転部材は、直動部材が停止しても電動モータの慣性によって回転される。つまり、直動部材は、回転運動と直進運動とが規制された状態で回転部材からその軸回りの回転トルクが伝達される。これにより、電動アクチュエータのボールねじは、転動体であるボールの転動面である回転部材のねじ溝と直動部材のねじ溝とに過大な面圧が発生し、ねじ溝やボールに圧痕や損傷等が発生する可能性があった。 In the electric actuator described in Patent Document 1, a detent mechanism is configured by engaging a pin provided on a linear motion member of a ball screw and a groove formed in a sleeve fixed to the housing of the electric actuator. Yes. The anti-rotation mechanism allows the linear motion of the linear motion member to move in the axial direction by the groove formed in the axial direction of the sleeve, while the rotational motion of the linear motion member generated by the rotation of the rotary member between the groove and the pin. Regulate by engagement. However, in the electric actuator described in Patent Document 1, when an axial external force is applied to the linear motion member, the linear motion of the linear motion member is converted into the rotational motion of the rotary member by a highly efficient ball screw. The external force converted into the rotational motion is transmitted to the electric motor through the rotating member. In the electric actuator, when the electric motor does not output rotational torque or when an external force larger than the rotational torque of the electric motor is transmitted to the electric motor, the electric motor is rotated by the external force. When the linear motion member reaches the end of the movable range, the linear motion is restricted in the axial direction. The rotating member is rotated by the inertia of the electric motor even if the linear motion member stops. In other words, the rotational force around the axis of the linear motion member is transmitted from the rotational member in a state where the rotational motion and the linear motion are restricted. As a result, the ball screw of the electric actuator generates excessive surface pressure on the thread groove of the rotating member that is the rolling surface of the ball that is the rolling element and the thread groove of the linear motion member. There was a possibility of damage.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、過大な外力である回転力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる電動アクチュエータの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an electric actuator capable of preventing damage to a thread groove as a rolling surface and a ball as a rolling element even when a rotational force as an excessive external force is applied. The purpose is to provide.
即ち、電動モータからの回転力をハウジングに支持されるボールねじに伝達し、前記ボールねじを構成するねじ軸とナットとのうち電動モータからの回転力によって軸方向に移動される直動部材の前記ハウジングに対する軸回りの回転を規制する回り止め機構を備えた電動アクチュエータにおいて、ボールねじを構成するねじ軸とナットとのうち電動モータからの回転力によって軸方向に移動される直動部材の前記ハウジングに対する軸回りの回転を規制する回り止め機構を備え、前記直動部材に所定値以上の軸回りの外力が加わることで前記回り止め機構による前記直動部材の前記ハウジングに対する軸回りの回転の規制が解除されるものである。 That is, the rotational force from the electric motor is transmitted to the ball screw supported by the housing, and the linear movement member that is moved in the axial direction by the rotational force from the electric motor among the screw shaft and nut constituting the ball screw. In the electric actuator having a rotation preventing mechanism for restricting rotation about the shaft relative to the housing, the linear motion member that is moved in the axial direction by the rotational force from the electric motor among the screw shaft and the nut constituting the ball screw. An anti-rotation mechanism that restricts rotation about the axis relative to the housing, and an external force around the axis that is greater than or equal to a predetermined value is applied to the linear motion member to prevent rotation of the linear motion member about the axis relative to the housing by the anti-rotation mechanism; Regulations will be lifted.
電動アクチュエータにおいては、前記ハウジングに固定され、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め機構が、前記スリーブの内周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の外周面に設けられ、所定値以上の荷重によって外周面側に移動するように構成される突出部とからなり、前記溝と前記突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって前記直動部材の外周面側に移動され、前記溝と前記突出部との係合が解除されるものである。 The electric actuator includes a sleeve that is fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted, and the anti-rotation mechanism includes a groove provided along an axial direction on an inner peripheral surface of the sleeve, and the linear motion member A projecting portion provided on the outer peripheral surface of the shaft and configured to move to the outer peripheral surface side by a load equal to or greater than a predetermined value. The shaft of the linearly moving member with respect to the sleeve is engaged by the engagement of the groove and the projecting portion. Rotational rotation is restricted, and when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member, the protrusion is moved to the outer peripheral surface side of the linear motion member by the groove, and the relationship between the groove and the protrusion is The match is released.
電動アクチュエータにおいては、前記ハウジングに固定され、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め機構が、前記直動部材の外周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記スリーブの内周面に設けられ、所定値以上の荷重によって内周面側に移動するように構成される突出部とからなり、前記溝と前記突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって前記直動部材の外周面側に移動され、前記溝と前記突出部との係合が解除されるものである。 The electric actuator includes a sleeve that is fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted, and the anti-rotation mechanism includes a groove that is provided along an axial direction on an outer peripheral surface of the linear motion member; A projecting portion provided on the inner peripheral surface and configured to move toward the inner peripheral surface side by a load greater than or equal to a predetermined value, and the engagement of the groove with the projecting portion causes the linearly moving member to move against the sleeve. Rotation around the axis is restricted, and when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member, the protrusion is moved to the outer peripheral surface side of the linear motion member by the groove, and the groove and the protrusion The engagement is released.
電動アクチュエータにおいては、前記ハウジングに固定され、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め機構が、前記スリーブの内周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の外周面に設けられ、所定値以上の荷重によってその周方向に移動するように構成される突出部とからなり、前記溝と前記突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって周方向に移動され、前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転の規制が解除されるものである。 The electric actuator includes a sleeve that is fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted, and the anti-rotation mechanism includes a groove provided along an axial direction on an inner peripheral surface of the sleeve, and the linear motion member And a projecting portion configured to move in the circumferential direction by a load greater than or equal to a predetermined value. The shaft of the linearly moving member with respect to the sleeve is formed by engagement of the groove and the projecting portion. The rotation of the linear motion member is restricted, and when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member, the protrusion is moved in the circumferential direction by the groove, and the rotational motion of the linear motion member around the shaft is restricted. It is to be canceled.
電動アクチュエータにおいては、前記ハウジングに固定され、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め機構が、前記直動部材の外周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記スリーブの内周面に設けられ、所定値以上の荷重によってその周方向に移動するように構成される突出部とからなり、前記溝と前記突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって周方向に移動され、前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転の規制が解除されるものである。 The electric actuator includes a sleeve that is fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted, and the anti-rotation mechanism includes a groove that is provided along an axial direction on an outer peripheral surface of the linear motion member; A shaft provided on the inner peripheral surface and configured to move in the circumferential direction by a load of a predetermined value or more, and the shaft of the linearly moving member with respect to the sleeve by the engagement between the groove and the protrusion. The rotation of the linear motion member is restricted, and when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member, the protrusion is moved in the circumferential direction by the groove, and the rotational motion of the linear motion member around the shaft is restricted. It is to be canceled.
電動アクチュエータにおいては、前記突出部が弾性体によって支持されるボール部材から構成されるものである。 In the electric actuator, the protrusion is composed of a ball member supported by an elastic body.
電動アクチュエータにおいては、前記突出部が、凸部を有する円環状部材と、前記円環状部材を支持する摺動部材とから構成されるものである。 In the electric actuator, the projecting portion includes an annular member having a convex portion and a sliding member that supports the annular member.
電動アクチュエータにおいては、前記回り止め機構が複数設けられているものである。 In the electric actuator, a plurality of the detent mechanisms are provided.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
即ち、電動アクチュエータは、直動部材に所定値以上の軸回りの外力が加わると回転部材とともに直動部材が軸回りに回転される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 That is, in the electric actuator, when an external force about an axis greater than or equal to a predetermined value is applied to the linear motion member, the linear motion member is rotated about the axis together with the rotation member. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
電動アクチュエータは、直動部材に所定値以上の軸回りの外力が加わると、溝と突出部との係合が解除されてから突出部が再び溝に係合するまで直動部材が軸回りに回転される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 In the electric actuator, when an external force about a predetermined value or more is applied to the linear motion member, the linear motion member rotates about the axis until the projection is engaged with the groove again after the engagement between the groove and the projection is released. It is rotated. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
電動アクチュエータは、直動部材に所定値以上の軸回りの外力が加わっている間だけ直動部材が軸回りに回転される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 In the electric actuator, the linear motion member is rotated about the axis only while an external force about the axis greater than a predetermined value is applied to the linear motion member. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
電動アクチュエータは、弾性体の弾性力の大きさを調整することで直動部材が軸回りに回転する外力の大きさが設定される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 In the electric actuator, the magnitude of the external force that rotates the linear motion member around the axis is set by adjusting the magnitude of the elastic force of the elastic body. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
電動アクチュエータは、摺動部材の摩擦係数や円環状部材の形状を調整することで直動部材が軸回りに回転する外力の大きさが設定される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 In the electric actuator, the magnitude of the external force that rotates the linear motion member around the axis is set by adjusting the friction coefficient of the sliding member and the shape of the annular member. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
電動アクチュエータは、回り止め機構の数を調整することで直動部材が軸回りに回転する外力の大きさが設定される。これにより、過大な外力が加わっても転動面であるねじ溝や転動体であるボールの損傷を防止することができる。 In the electric actuator, the magnitude of the external force that causes the linear motion member to rotate about the axis is set by adjusting the number of rotation prevention mechanisms. Thereby, even if an excessive external force is applied, it is possible to prevent damage to the thread groove that is the rolling surface and the ball that is the rolling element.
以下に、図1と図2とを用いて、電動アクチュエータの第一実施形態である電動アクチュエータ1について説明する。 Below, the electric actuator 1 which is 1st embodiment of an electric actuator is demonstrated using FIG. 1 and FIG.
図1に示すように、電動アクチュエータ1は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ1は、格納側ハウジング2、延伸側ハウジング3、電動モータ4、スリーブ5、直動機構であるボールねじ6、突出部12および歯車減速機構11を具備する。電動アクチュエータ1は、電動モータ4の動きを制御することでねじ軸7を任意の位置に移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the electric actuator 1 converts a rotary motion from an electric power source into a linear motion and outputs the linear motion. The electric actuator 1 includes a storage-
格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、電動アクチュエータ1の主な構造部材である。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、A6061やADC12等のアルミ合金やダイキャストから形成される。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とを形成しているアルミ合金やダイキャストは、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温(100〜200℃)に加熱して析出させる時効硬化処理(焼きもどし処理)で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる析出硬化処理が施されている。これにより、格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とは、その一側面同士を突き合わせて図示しないボール9等により一体的に固定されている。
The
格納側ハウジング2には、格納部2aおよび玉軸受保持部2bが形成されている。格納部2aは、格納側ハウジング2の他側面に後述するボールねじ6のねじ軸7を格納可能な中空有底の円筒形状に形成されている。格納部2aには、スリーブ5が嵌合されて一体的に設けられている。玉軸受保持部2bは、格納部2aと同一軸心上であって格納側ハウジング2の一側面である格納部2aの開口部分に形成されている。また、玉軸受保持部2bは、後述するボールねじ6のナット8を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
延伸側ハウジング3には、電動モータ取付け部3a、歯車減速機構配置部3b、玉軸受保持部3cおよび連通孔3dが形成されている。電動モータ取付け部3aは、延伸側ハウジング3の他側面に電動モータ4を取付け可能な形状に形成されている。歯車減速機構配置部3bは、延伸側ハウジング3の一側面に歯車減速機構11を構成している駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとアイドルギヤ11cとが配置可能な凹み形状に形成されている。玉軸受保持部3cは、延伸側ハウジング3の一側面であって格納側ハウジング2の玉軸受保持部2bと同一軸心上に形成されている。また、玉軸受保持部3cは、ボールねじ6のナット8を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。連通孔3dは、玉軸受保持部3cと同一軸心上であって延伸側ハウジング3の一側面と他側面とを連通するように形成されている。つまり、連通孔3dは、格納側ハウジング2の格納部2a内と外部とを連通している。
The extension-
電動モータ4は、回転駆動力を発生させるものである。電動モータ4は、その出力軸4aが歯車減速機構配置部3bの凹み形状部分に突出するようにして延伸側ハウジング3の電動モータ取付け部3aに取り付けられている。電動モータ4は、図示しない制御装置等からの制御電流により任意のトルク、回転速度、回転角度等で駆動可能に構成されている。つまり、電動モータ4は、制御電流に応じた回転速度およびトルクで回転動力を出力する。
The
スリーブ5は、ねじ軸7の回転を規制するものである。スリーブ5は、S55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼から冷間圧造法によって円筒状に形成され、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。これにより、量産性が向上し、低コストを図ることができる。スリーブ5は、格納側ハウジング2の格納部2aに嵌合されて一体的に設けられている。つまり、スリーブ5は、格納側ハウジング2に対して相対回転不能に構成されている。スリーブ5の内周面には、軸心方向に沿う溝5aが対向するようにして二か所に設けられている。溝5aは、スリーブ5の軸方向の断面視でV字状に形成されている。スリーブ5は、溝5aが形成されることで回り止め機構13を構成している。なお、本実施形態において、溝5aは、格納側ハウジング2の格納部2aに嵌合されて一体的に設けられているスリーブ5に形成されているがこれに限定するものではなく、格納側ハウジング2に形成されていてもよい。
The
ボールねじ6は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ6は、ねじ軸7、ナット8、複数のボール9および玉軸受10等から構成されている。
The
ねじ軸7は、S55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、真空浸炭焼入れによって55〜62HRC程度の硬化処理が施されている。ねじ軸7は、その外周面にボール9が転動するための一巻きの軸側ねじ溝7aが複数形成されている。ねじ軸7の一側端部には、略円柱状の摺動部7b(摺動しなくても良い)が形成されている。摺動部7bは、スリーブ5に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。摺動部7bには、スリーブ5の二か所の溝5aと対向する位置に後述する突出部12がそれぞれ設けられている。突出部12は、回り止め機構13を構成している。なお、本実施形態において、ねじ軸7に形成されている軸側ねじ溝7aは右ねじであるものとするがこれに限定されるものではない。ねじ軸7の他側端部には、被駆動物(図示せず)が接続可能なねじ加工等がされている。
The
ナット8は、ねじ軸7を挿入可能な中空円筒状に形成されている。ナット8は、SCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによって55〜62HRC程度の硬化処理が施されている。ナット8の内周面には、ボール9が転動するためのナット側ねじ溝8aがねじ軸7の軸側ねじ溝7aと同一のリードおよびピッチで形成されている。また、ナット8の内周面の一部には、コマ部材8bがはめ込まれている。コマ部材8bは、ボール9をねじ軸7の軸側ねじ溝7aの山部分(ランド部分)を乗り越えてもとの軸側ねじ溝7aにもどすように構成されている。ナット8の外周面には、その外径を部分的に拡径した段付き部である鍔部8cが形成されている。ナット8には、軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとが対向するようにしてねじ軸7が挿入されている。軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとから構成される空間には、複数のボール9が転動自在に収容されている。ボール9は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。ナット8は、複数のボール9を介してねじ軸7をナット8の軸回りに回転自在に支持している。また、ナット8の両側端部には、玉軸受10が設けられている。なお、本実施形態において、ねじ軸7の軸側ねじ溝7aは一巻きとしたがこれに限定されるものではない。
The
このように構成されているボールねじ6は、ナット8に設けられている一方の玉軸受10が格納側ハウジング2の玉軸受保持部2bに保持され、他方の玉軸受10が延伸側ハウジング3の玉軸受保持部3cに保持されている。つまり、ナット8は、玉軸受10を介して格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とに回転自在に支持されている。また、ボールねじ6は、格納側ハウジング2の格納部2aと延伸側ハウジング3の連通孔3dとにねじ軸7が配置され、ねじ軸7の一側端部の摺動部7bが格納部2aのスリーブ5に摺動自在に挿入されている。この際、スリーブ5の各溝5aには、摺動部7bに設けられている突出部12がそれぞれ係合されている。このように、ボールねじ6は、ねじ軸7がナット8にその軸回りに回転自在に支持されつつ、スリーブ5の溝5aと突出部12とからなる回り止め機構13によって格納側ハウジング2に対する回転を規制された状態で挿入されている。ボールねじ6は、ナット8が回転されると軸側ねじ溝7aとナット側ねじ溝8aとに収容されている複数のボール9を介してねじ軸7にその軸回りの回転トルク(以下、単に「回転力」と記す)が伝達される。ねじ軸7は、格納側ハウジング2に対する回転が規制されているのでナット8の回転運動が軸側ねじ溝7aの傾きによってねじ軸7の軸方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ6のねじ軸7は、格納側ハウジング2の格納部2aから延伸側ハウジング3の連通孔3dを通って延伸側ハウジング3からその外部に延伸または後退する。
In the
歯車減速機構11は、電動モータ4からの回転動力を減速して出力するものである。歯車減速機構11は、ピニオンギヤである駆動側ギヤ11a、駆動側ギヤ11aよりも歯数の多い従動側ギヤ11bおよび駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとを連結するアイドルギヤ11cを具備する。アイドルギヤ11cは、従動側ギヤ11bの回転方向を反転させる場合や、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとの軸間距離が離れている場合に用いるものである。駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、焼結金属から構成されている。
The
駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、噛み合った状態で延伸側ハウジング3の歯車減速機構配置部3bに配置されている。駆動側ギヤ11aは、電動モータ4の出力軸4aに一体的に回転可能に設けられている。従動側ギヤ11bには、ナット8が挿入され、一体的に回転可能に設けられている。アイドルギヤ11cは、格納側ハウジング2と延伸側ハウジング3とに回転可能に支持されている。アイドルギヤ11cは、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとに同時に噛み合うように配置される。これにより、歯車減速機構11は、駆動側ギヤ11aと従動側ギヤ11bとの減速比に応じて電動モータ4からの入力回転速度を減速し、回転力を増大して出力する。なお、本実施形態において、歯車減速機構11は、駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cからなる3枚のギヤで構成されているがこれに限定するものではない。また、駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、焼結金属から構成されているがこれに限定されるものではない。
The
このように構成される電動アクチュエータ1は、図示しない制御装置等からトルク、回転速度または回転角度のうちいずれか一つの制御因子に基づいた制御電流が電動モータ4に供給されると、制御電流に応じた動作態様で電動モータ4の出力軸4aが一方向または他方向に回転する。電動アクチュエータ1は、電動モータ4の入力回転速度と入力トルクを歯車減速機構11の減速比に応じた出力回転速度と出力トルクとに変換してボールねじ6に伝達する。そして、電動アクチュエータ1は、従動側ギヤ11bが設けられているボールねじ6のナット8が回転されることでナット8(ねじ軸7)のリードに応じた速度と軸方向推力でねじ軸7が軸方向に直線運動する(図1黒塗矢印参照)。この際、ボールねじ6は、スリーブ5の溝5aとねじ軸7に設けられている突出部12とから構成される回り止め機構13によりねじ軸7のつれ回りが抑制されている。
When the control current based on any one of the torque, the rotation speed, and the rotation angle is supplied to the
以下に、図2を用いて、回り止め機構13について説明する。回り止め機構13は、直動部材の軸回りの回転を抑制するものである。回り止め機構13は、スリーブ5の溝5aとねじ軸7に設けられている突出部12とから構成されている。
Hereinafter, the
図2に示すように、突出部12は、弾性部材である係合用ばね12aと係合用ボール12bとから構成される。係合用ばね12aは、圧縮コイルばねかららなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。係合用ボール12bは、係合用ばね12aの一側端に回転自在に保持されている。突出部12は、ねじ軸7の軸心に直交する直線上にそれぞれ設けられている。つまり、突出部12は、摺動部7bの外周面にその軸心周りに180°毎に配置されている。突出部12は、ねじ軸7の摺動部7bの外周面から軸心に向かって180°毎に形成されている保持穴7cに係合用ばね12aと係合用ボール12bがそれぞれ挿入されている。この際、突出部12は、係合用ボール12bが摺動部7bの外周面から突出するように構成されている。また、突出部12は、係合用ボール12bが所定値以上の荷重によって押圧されると係合用ばね12aがたわみ、係合用ボール12bが摺動部7bの外周面側(ねじ軸7の軸心側)に向かって移動するように構成されている(矢印参照)。
As shown in FIG. 2, the projecting
回り止め機構13は、スリーブ5とねじ軸7とを突出部12の係合用ボール12bとスリーブの溝5aとが係合することで直動部材であるねじ軸7の軸回りの回転を抑制している。回り止め機構13は、スリーブ5またはねじ軸7の軸心周りに180°毎に2か所に設けられている。回り止め機構13は、係合用ばね12aを圧縮させた状態で溝5aと係合用ボール12bとが係合するように構成されている。つまり、回り止め機構13は、係合用ボール12bが係合用ばね12aのたわみ量に応じた力(以下、単に「ばね力」と記す)によって溝5aに押圧されている(白塗矢印参照)。
The
次に、図3を用いて、直動部材であるねじ軸7に回転力が加わった場合の電動アクチュエータ1におけるボールねじ6の動作態様について説明する。なお、本実施形態において、ボールねじ6は、ねじ軸7の直進運動が規制された状態でねじ軸7に回転力Tlim以上の回転力が伝達されると、転動面である軸側ねじ溝7aおよびナット側ねじ溝8aと転動体であるボール9との接触面に基準値以上の応力が発生するものとする。
Next, an operation mode of the
図3(a)に示すように、電動アクチュエータ1のボールねじ6は、電動モータ4(図1参照)から回転運動がナット8に伝達されると(矢印参照)、ねじ軸7の軸側ねじ溝7aの傾きによってねじ軸7の軸方向の直線運動(薄墨矢印参照)と軸回りの回転運動とに変換される。回り止め機構13は、ねじ軸7の軸方向の移動に伴い、係合用ボール12bが溝5aに沿って転動するように構成されている。従って、回り止め機構13は、ねじ軸7の軸方向の直進運動を抑制することがない。回り止め機構13は、ねじ軸7に加わる回転力によって突出部12の係合用ボール12bが溝5aの壁面に押し付けられることにより生じる突出部12の係合用ばね12aの伸縮方向の力(黒塗矢印参照)よりも係合用ばね12aのばね力(白塗矢印参照)が大きくなるように構成されている。つまり、回り止め機構13は、ねじ軸7に加わる回転力のうち、係合用ボール12bに接触している溝5aの壁面の作用により生じる係合用ばね12aの伸縮方向の分力が係合用ばね12aのばね力よりも小さい限り溝5aと係合用ボール12bとの係合が維持される。このように構成されることで、電動アクチュエータ1は、ナット8の回転によるねじ軸7の軸回りの回転運動が回り止め機構13によって抑制される。
As shown in FIG. 3A, when the rotational motion is transmitted from the electric motor 4 (see FIG. 1) to the nut 8 (see the arrow), the
一方、電動アクチュエータ1は、電動モータ4が回転力を出力していない状態でねじ軸7に軸方向の外力が加わると、ねじ軸7が軸方向に直進運動されるとともにナット側ねじ溝8aの傾きによってナット8や電動モータ4が回転される。電動アクチュエータ1は、ねじ軸7が可動範囲の終端に到達して軸方向の直進運動が規制されても電動モータ4の慣性力によってナット8が回転される。これにより、ねじ軸7には、電動モータ4の慣性による回転力がナット8を介して伝達される。
On the other hand, in the electric actuator 1, when an external force in the axial direction is applied to the
図3(b)に示すように、回り止め機構13は、ねじ軸7の直進運動が規制された状態でねじ軸7に軸側ねじ溝7aおよびナット8側ねじ溝8aとボール9との接触面に基準値以上の応力が発生する回転力Tlim以上の回転力が伝達される際、溝5aの壁面に突出部12の係合用ボール12bが押し付けられることにより生じる突出部12の係合用ばね12aの伸縮方向の力(黒塗矢印参照)よりも係合用ばね12aのばね力(白塗矢印参照)が小さくなるように構成されている。つまり、回り止め機構13は、ねじ軸7に加わる回転力Tlim以上の回転力のうち、係合用ボール12bに接触している溝5aの壁面の作用により生じる係合用ばね12aの伸縮方向の分力が係合用ばね12aのばね力よりも大きいため、突出部12の係合用ボール12bが溝5aの壁面によってねじ軸7の摺動部7bの外周面側に移動されて溝5aと係合用ボール12bとの係合が解除される。このように構成されることで、電動アクチュエータ1は、ねじ軸7の直進運動が規制された状態で回転力Tlim以上の回転力がねじ軸7に伝達されると、ねじ軸7が軸回りに回転される。電動アクチュエータ1のねじ軸7は、突出部12の係合用ボール12bが他方の溝5aに係合するまで回転される。
As shown in FIG. 3 (b), the
さらに、図4に示すように、回り止め機構13の別実施形態としてスリーブに突出部12を設け、ねじ軸7の摺動部7bに溝7dを設ける構成の回り止め機構14でもよい。
Further, as shown in FIG. 4, as another embodiment of the
スリーブ5の軸心を通る直線上の内周面には、回り止め機構14を構成する突出部12がそれぞれ設けられている。つまり、突出部12は、スリーブ5の内周面にその軸心周りに180°毎に配置されている。突出部12は、スリーブ5の内周面から外周面に向かって180°毎に形成されている保持穴5bに係合用ばね12aと係合用ボール12bがそれぞれ挿入されている。この際、突出部12は、係合用ボール12bがスリーブ5の内周面から突出するように配置されている。また、突出部12は、係合用ボール12bが所定の荷重によって押圧されると係合用ばね12aがたわみ、スリーブ5の内周面側(スリーブ5の外周面側)に向かって移動するように構成されている(矢印参照)。なお、本実施形態において、突出部12は、格納側ハウジング2の格納部2aに嵌合されて一体的に設けられているスリーブ5に構成されているがこれに限定するものではなく、格納側ハウジング2に構成されていてもよい。
On the inner peripheral surface on a straight line passing through the axial center of the
ねじ軸7の摺動部7bには、軸心方向に沿う溝7dが対向するようにして二か所に設けられている。摺動部7bの外周面には、溝7dが軸心周りで180°毎に配置されている。溝7dは、ねじ軸7の軸方向の断面視でV字状に形成されている。ねじ軸7は、溝7dが形成されることで回り止め機構14を構成している。
The sliding
回り止め機構14は、スリーブ5とねじ軸7とを突出部12の係合用ボール12bとねじ軸7の溝7dとが係合することでねじ軸7の軸回りの回転を抑制している。回り止め機構14は、スリーブ5またはねじ軸7の軸心周りに180°毎に2か所に設けられている。回り止め機構14は、係合用ばね12aを圧縮させた状態で溝7dと係合用ボール12bとが係合するように構成されている。つまり、回り止め機構14は、係合用ボール12bがばね力によって溝7dに押圧されている(白塗矢印参照)。
The
以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ1は、ボールねじ6のねじ軸7に加わる回転力によって軸側ねじ溝7dおよびナット8側ねじ溝7dとボールとの接触面に基準値以上の応力が発生する回転力Tlim未満の場合、回り止め機構13または回り止め機構14のスリーブ5とねじ軸7との係合が維持される。一方、電動アクチュエータ1は、ねじ軸7の直進運動が規制され、回転力Tlim以上の回転力がねじ軸7に加わる場合、回り止め機構13または回り止め機構14の係合用ボール12bが押圧され、スリーブ5とねじ軸7との係合が解除される。つまり、電動アクチュエータ1は、ねじ軸7に加わる回転力によって軸側ねじ溝7dおよびナット8側ねじ溝7dとボールとの接触面に基準値以上の応力が発生する場合、回り止め機構13または回り止め機構14の作用によりねじ軸7とナット8とが一体的に軸回りに回転される。電動アクチュエータ1は、係合用ばね12aの弾性力の大きさを調整することでねじ軸7が軸回りの回転を始める回転力の所定値が適切な値に設定される。これにより、電動アクチュエータ1は、過大な外力が加わっても軸側ねじ溝7dおよびナット8側ねじ溝7dとボールとの接触面に基準値以上の応力が発生しないためボールねじ6の損傷を防止することができる。
With the configuration as described above, the electric actuator 1 has a stress greater than a reference value on the contact surface between the shaft
本実施形態において、回り止め機構13および回り止め機構14は、ボールねじ6の軸心を挟んで対向するように2か所もうけられているがこれに限定するものではない。図5(a)に示すように、回り止め機構13および回り止め機構14は、ボールねじ6に一つだけ設けても3つ以上設けてもよい。また、図5(b)に示すように、回り止め機構13および回り止め機構14は、軸方向にずれた位置に複数設けてもよい。
In the present embodiment, the
次に、図6を用いて、電動アクチュエータの第二実施形態である電動アクチュエータ15について説明する。なお、以下の第二実施形態に係る電動アクチュエータ15は、図1から図5に示す電動アクチュエータ1において、電動アクチュエータ1に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
Next, the
図6に示すように、電動アクチュエータ15は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ15は、格納側ハウジング2(図1参照)、延伸側ハウジング3(図1参照)、電動モータ4(図1参照)、スリーブ5、直動機構であるボールねじ6、回り止め機構17および歯車減速機構11(図1参照)を具備する。電動アクチュエータ15は、電動モータ4の動きを制御することでねじ軸7を任意の位置に移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 6, the
ボールねじ6は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ6は、ねじ軸7、ナット8、複数のボール9および玉軸受10(図1参照)等から構成されている。
The
ねじ軸7の一側端部には、略円柱状の摺動部7b(摺動しなくても良い)が形成されている。摺動部7bは、スリーブ5に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。また、摺動部7bには、一側端部に小径段付き部7eが形成されている。小径段付き部7eには、スリーブ5の二か所の溝5aと対向する位置に周方向に移動可能な突出部16がそれぞれ構成されている。突出部16は、回り止め機構17を構成している。
A substantially cylindrical sliding
このように、ボールねじ6には、スリーブ5の溝5aとねじ軸7の突出部16とから回り止め機構17が構成されている。つまり、ねじ軸7は、ナット8にその軸回りに回転自在に支持されつつ、格納側ハウジング2のスリーブ5に回り止め機構17によって格納側ハウジング2に対する回転運動が抑制された状態で挿入されている。電動アクチュエータ15は、ボールねじ6のナット8が回転されることでナット8(ねじ軸7)のリードに応じた速度と軸方向推力でねじ軸7が軸方向に直線運動する(図1黒塗矢印参照)。この際、ボールねじ6は、回り止め機構17によりねじ軸7のつれ回りが抑制されている。
As described above, the
突出部16は、摺動部材である抵抗部材16a(薄墨部分)と凸部であるピン16cを有する係合部材16bとから構成される。抵抗部材16aは、耐摩耗性を有し、かつ所定の摩擦係数を有するエンジニアリングプラスチック等から形成されている。抵抗部材16aは、ねじ軸7の小径段付き部7eの外径よりもわずかに小さい内径を有する円環状に形成されている。抵抗部材16aは、その内径にねじ軸7の小径段付き部7eが挿入され、ねじ軸7に支持されている。抵抗部材16aには、ねじ軸7との間に摩擦力が生じている。係合部材16bは、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。係合部材16bは、抵抗部材16aの外径よりもわずかに小さい内径を有する円環状に形成されている。係合部材16bの外周面には、ピン16cが係合部材16bの軸心と直交する直線上にそれぞれ設けられている。つまり、係合部材16bの外周面には、ピン16cが軸心周りで180°毎に配置されている。係合部材16bは、その内径にねじ軸7に支持されている抵抗部材16aが挿入されている。係合部材16bには、抵抗部材16aとの間に摩擦力が生じている。
The protruding
このように突出部16は、係合部材16bが抵抗部材16aを介してねじ軸7に支持されている。この際、突出部16は、ピン16cが摺動部7bの外周面から突出するように構成されている。また、突出部16は、ピン16cに所定値以上の力が周方向に加わることで係合部材16bの内周面と抵抗部材16aの外周面との間または抵抗部材16aの内周面のねじ軸7の小径段付き部7eの外周面との間に摺動が発生し、ねじ軸7の周方向に移動するように構成されている。
Thus, as for the
回り止め機構17は、スリーブ5とねじ軸7とを突出部16の係合部材16bとスリーブの溝5aとが係合することでねじ軸7の軸回りの回転を抑制している。回り止め機構17は、スリーブ5またはねじ軸7の軸心周りに180°毎に2か所に設けられている。回り止め機構17は、スリーブ5の溝5aと係合部材16bのピン16cとが軸方向に摺動自在な状態で係合するように構成されている。
The
次に、図7を用いて、ねじ軸7に回転力が加わった場合の電動アクチュエータ15の動作態様について説明する。
Next, an operation mode of the
図7(a)に示すように、電動アクチュエータ15は、電動モータ4(図1参照)から回転運動がボールねじ6のナット8に伝達されると(矢印参照)、ねじ軸7の軸側ねじ溝7aの傾きによってねじ軸7の軸方向の直進運動と軸回りの回転運動とに変換される(薄墨矢印参照)。回り止め機構17はねじ軸7の軸方向の移動に伴い、突出部16のピン16cが溝5aに沿って転動するように構成されている。従って、回り止め機構17は、ねじ軸7の軸方向の直進運動を抑制することがない。回り止め機構17は、突出部16の係合部材16bが所定の摩擦係数を有する突出部16の抵抗部材16aを介してねじ軸7に支持されている。回り止め機構17は、ねじ軸7に加わる回転力によって溝5aの壁面を介して係合部材16bに設けられているピン16cに生じている周方向の力よりも係合部材16bの内周面と抵抗部材16aの外周面との間および抵抗部材16aの内周面のねじ軸7の小径段付き部7eの外周面との間に生じている摩擦力(以下、単に「所定の摩擦力」と記す)が大きくなるように構成されている。つまり、回り止め機構17は、ねじ軸7に加わる回転力によってピン16cに生じている周方向の力が所定の摩擦力よりも小さい限り溝5aと係合部材16bとの係合が維持される。このように構成することで、電動アクチュエータは、ナット8の回転によるねじ軸7の軸回りの回転運動が回り止め機構17によって抑制される。
As shown in FIG. 7 (a), when the
図7(b)に示すように、回り止め機構17は、ねじ軸7の直進運動が規制された状態でねじ軸7に回転力Tlim以上の回転力が伝達される際、溝5aの壁面を介して突出部16の係合部材16bに生じる周方向の力よりも突出部16の所定の摩擦力が小さくなるように構成されている。つまり、回り止め機構17は、回転力Tlim以上の回転力がねじ軸7に加わった場合(矢印参照)、突出部16の係合部材16bが溝5aの壁面によってねじ軸7の周方向に移動されて係合部材16bに対するねじ軸7の位置がずれる(I矢視図の矢印参照)。このように構成されることで、電動アクチュエータ15は、ねじ軸7の直進運動が規制された状態で、回転力Tlim以上の回転力がねじ軸7に伝達されると、ねじ軸7の軸回りの回転の規制が解除される。電動アクチュエータ15のねじ軸7は、係合部材16bに生じる周方向の力が突出部16の所定の摩擦力よりも小さくなるまで回転される。
As shown in FIG. 7B, the
さらに、図8に示すように、回り止め機構17の別実施形態としてスリーブ5に突出部16を設け、ねじ軸7の摺動部7bに溝7dを設ける構成の回り止め機構18でもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 8, as another embodiment of the
スリーブ5の内周面には、拡径部5cが形成されている。突出部16を構成する抵抗部材16aは、スリーブ5の拡径部5cの内径よりもわずかに大きい外径を有する円環状に形成されている。抵抗部材16aは、拡径部5cに挿入され、スリーブ5に支持されている。抵抗部材16aには、スリーブ5との間に摩擦力が生じている。突出部16を構成する係合部材16bは、抵抗部材16aの内径よりもわずかに大きい外径を有する円環状に形成されている。係合部材16bの内周面には、凸部であるピン16cがその軸心を通る直線上にそれぞれ設けられている。つまり、係合部材16bの内周面には、ピン16cが軸心周りで180°毎に配置されている。係合部材16bは、スリーブ5に支持されている抵抗部材16aに挿入されている。係合部材16bには、抵抗部材16aとの間に摩擦力が生じている。
An
このように突出部16は、係合部材16bが抵抗部材16aを介してスリーブ5に支持されている。この際、突出部16は、ピン16cがスリーブ5の内周面から突出するように構成されている。また、突出部16は、ピン16cに所定値以上の力が周方向に加わることで係合部材16bの外周面と抵抗部材16aの内周面との間または抵抗部材16aの外周面のスリーブ5の拡径部5cの内周面との間に摺動が発生し、スリーブ5の周方向に移動するように構成されている。
Thus, the
ねじ軸7の摺動部7bの外周面には、軸心方向に沿う溝7dが対向するようにして二か所に設けられている。つまり、摺動部7bの外周面には、溝7dが軸心周りで180°毎に配置されている。ねじ軸7は、溝7dが形成されることで回り止め機構18を構成している。
On the outer peripheral surface of the sliding
回り止め機構18は、突出部16の係合部材16bとねじ軸7の溝7dとが係合することでねじ軸7の軸回りの回転を抑制している。回り止め機構18は、スリーブ5またはねじ軸7の軸心周りに180°毎に2か所に設けられている。回り止め機構18は、溝7dと係合部材16bのピン16cとが軸方向に摺動自在な状態で係合するように構成されている。なお、本実施形態において、突出部16は、格納側ハウジング2の格納部2a(図1参照)に嵌合されて一体的に設けられているスリーブ5に構成されているがこれに限定するものではなく、格納側ハウジング2に構成されていてもよい。
The
以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ15は、ボールねじ6のねじ軸7に加わる回転力が回転力Tlim未満の場合、ねじ軸7に対する回り止め機構17または回り止め機構18の突出部16の係合部材16bの位置が維持される。一方、電動アクチュエータ15は、ねじ軸7の直進運動が規制され、回転力Tlim以上の回転力がねじ軸7に加わる場合、回り止め機構17または回り止め機構18の係合部材16bがねじ軸7の周方向に向かって押圧され、ねじ軸7に対する係合部材16bの位置が周方向にずれる。つまり、電動アクチュエータ15は、ねじ軸7に加わる回転力が回転力Tlim以上である場合、回り止め機構17または回り止め機構18の作用によりねじ軸7とナット8とが一体的に軸回りに回転される。また、電動アクチュエータ15は、抵抗部材16aの摩擦係数の大きさや抵抗部材16aと係合部材16bとの嵌めあいを調整することでねじ軸7が軸回りの回転を始める回転力の所定値が適切な値に設定される。これにより、電動アクチュエータ15は、過大な外力が加わっても軸側ねじ溝7dおよびナット8側ねじ溝7dとボールとの接触面に基準値以上の応力が発生しないためボールねじ6の損傷を防止することができる。
With the configuration as described above, the
次に、図9を用いて、電動アクチュエータの第三実施形態である電動アクチュエータ19について説明する。なお、本実施形態において、回り止め機構26は、第一実施形態における回り止め機構26と同様の構成とするがこれに限定されるものではなく、回り止め機構14、第二実施形態における回り止め機構17、回り止め機構18と同様の構成でもよい。
Next, the electric actuator 19 which is 3rd embodiment of an electric actuator is demonstrated using FIG. In this embodiment, the
図9に示すように、電動アクチュエータ19は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ19は、格納側ハウジング20、延伸側ハウジング3、軸端ハウジング21、電動モータ4、直動機構であるボールねじ22、スリーブ25および歯車減速機構11を具備する。電動アクチュエータ19は、電動モータ4の動きを制御することで後述するナット24を任意の位置に移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 9, the electric actuator 19 converts the rotary motion from the electric power source into a linear motion and outputs it. The electric actuator 19 includes a
格納側ハウジング20には、玉軸受保持部20aが形成されている。玉軸受保持部20aは、格納側ハウジング20の一側面に形成されている。また、玉軸受保持部20aは、後述するボールねじ22のねじ軸23を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
軸端ハウジング21は、ボールねじ22のねじ軸23を支持するものである。軸端ハウジング21は、延伸側ハウジング3および格納側ハウジング20が固定される図示しない基部に固定されている。軸端ハウジング21は、ねじ軸23を回転自在に支持する玉軸受10を保持可能に形成されている。
The
ボールねじ22は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ22は、ねじ軸23、ナット24、複数のボール9および玉軸受10等から構成されている。
The ball screw 22 converts rotational motion into linear motion. The ball screw 22 includes a
ねじ軸23の一側端部と他側端部には、円柱状の一側支持部17aと他側支持部17bとが形成されている。一側支持部17aの両側端部には、玉軸受10が設けられている。玉軸受10は、延伸側ハウジング3の玉軸受保持部3cと格納側ハウジング20の玉軸受保持部20aとにそれぞれ保持されている。同様に他側支持部17bには、玉軸受10が設けられている。玉軸受10は、軸端ハウジング21に保持されている。つまり、ねじ軸23は、玉軸受10を介して延伸側ハウジング3、格納側ハウジング20および軸端ハウジング21に回転自在に支持されている。
A cylindrical one-
ナット24の外周面は、スリーブ25に挿入可能な直径に形成されている。ナット24は、複数のボール9を介してねじ軸23の軸回りに回転自在に支持されている。また、ナット24には、後述するスリーブ25の溝25aと対向する位置に回り止め機構26を構成している突出部12が設けられている。
The outer peripheral surface of the
スリーブ25は、ナット24の回転を規制するものである。スリーブ25は、延伸側ハウジング3および格納側ハウジング20が固定される図示しない基部に固定されている。つまり、スリーブ25は、ナット24に対して相対回転不能に構成されている。スリーブ25の内周面は、ナット24が挿入可能な直径に形成されている。スリーブ25の内周面には、ナット24に設けられている突出部12の係合用ボール12bと対向する位置に軸方向に延びる溝25aが形成されている。溝25aは、回り止め機構26を構成している。
The
このように構成されているボールねじ22は、ねじ軸23の一側支持部17aに設けられている玉軸受10が延伸側ハウジング3と格納側ハウジング20とに保持され、他側支持部17bに設けられている玉軸受10が軸端ハウジング21に保持されている。つまり、ねじ軸23は、玉軸受10を介して格納側ハウジング20、延伸側ハウジング3および軸端ハウジング21に回転自在に支持されている。また、ボールねじ22は、ナット24が図示しない基部に一体的に固定されているスリーブ25に摺動自在に挿入されている(摺動しなくても良い)。この際、ナット24の突出部12の係合用ボール12bは、スリーブ25の溝25aに転動自在に係合されている。つまり、ナット24は、ねじ軸23にその軸回りに回転自在に支持されつつ、スリーブ25に回転運動を規制された状態で挿入されている。ボールねじ22は、ねじ軸23が回転されるとナット24に回転力が伝達される。ナット24は、スリーブ25に回転運動を規制されているのでナット24の回転運動がねじ軸23の軸方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ22のナット24は、スリーブ25に挿入された状態でねじ軸23上を軸方向に往復移動する。
In the
駆動側ギヤ11a、従動側ギヤ11bおよびアイドルギヤ11cは、噛み合った状態で延伸側ハウジング3の歯車減速機構配置部3bに配置されている。従動側ギヤ11bは、その中心に形成されている支持軸挿入孔にねじ軸23の一側支持部17aが挿入され、一体的に回転可能に設けられている。電動アクチュエータ19は、従動側ギヤ11bが設けられているボールねじ22のねじ軸23が回転されることでねじ軸23のリードに応じた速度と軸方向推力でナット24が軸方向に直線運動する(図9黒塗矢印参照)。
The
電動アクチュエータ19の回り止め機構26は、ねじ軸7に加わる回転力によって突出部12の係合用ボール12bが溝の壁面に押し付けられることにより生じる突出部12の係合用ばね12aの伸縮方向の力よりも係合用ばね12aのばね力が大きくなるように構成されている。このように構成されることで、電動アクチュエータ19は、ハウジングに対するナット24の軸回りの回転が回り止め機構26によって抑制される。
The
また、回り止め機構26は、ナット24の直進運動が規制された状態でねじ軸23に回転力Tlim以上の回転力が伝達される際、溝の壁面に突出部12の係合用ボール12bが押し付けられることにより生じる突出部12の係合用ばね12aの伸縮方向の力よりも突出部12の係合用ばね12aのばね力が小さくなるように構成されている。つまり、回り止め機構26は、回転力Tlim以上の回転力がナット24に加わった場合、突出部12の係合用ボール12bが溝の壁面によってナット24の外周面側に移動されて溝と係合用ボール12bとの係合が解除される。このように構成されることで、電動アクチュエータ19は、ナット24の直進運動が規制された状態で、回転力Tlim以上の回転力がナット24に伝達されると、ハウジングに対するナット24の軸回りの回転の規制が解除される。
Further, when the rotational force greater than the rotational force Tlim is transmitted to the
以上、電動アクチュエータにおける圧縮コイルばねを用いた回り止め機構13、回り止め機構14および回り止め機構26と摺動部材を用いた回り止め機構17および回り止め機構18について説明を行ったがこれに限定されるものではなく、直動部材に所定の回転力による力によってたわむ弾性部材や摺動する摺動部材であればよい。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
In the above, the
1 電動アクチュエータ
2 格納側ハウジング
3 延伸側ハウジング
4 電動モータ
6 ボールねじ
7 ねじ軸
8 ナット
13 回り止め機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記直動部材に所定値以上の軸回りの外力が加わることで前記回り止め機構による前記直動部材の前記ハウジングに対する軸回りの回転の規制が解除される電動アクチュエータ。 The housing of the linear motion member that transmits the rotational force from the electric motor to the ball screw supported by the housing and is moved in the axial direction by the rotational force from the electric motor among the screw shaft and nut constituting the ball screw. In the electric actuator provided with a detent mechanism that restricts rotation around the axis with respect to
An electric actuator in which the restriction of rotation of the linear motion member around the axis of the linear motion member relative to the housing by the anti-rotation mechanism is canceled by applying an external force about a predetermined value or more to the linear motion member.
前記回り止め機構が、前記スリーブの内周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の外周面に設けられ、所定値以上の荷重によって外周面側に移動するように構成される突出部とからなり、
前記溝と突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって前記直動部材の外周面側に移動され、前記溝と突出部との係合が解除される請求項1に記載の電動アクチュエータ。 A sleeve fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted;
The anti-rotation mechanism is provided on the inner peripheral surface of the sleeve along the axial direction and on the outer peripheral surface of the linear motion member, and is configured to move to the outer peripheral surface side by a load greater than a predetermined value. And a protruding part
The rotation of the linear motion member around the shaft with respect to the sleeve is restricted by the engagement between the groove and the projection, and the projection is moved by the groove when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member. The electric actuator according to claim 1, wherein the electric actuator is moved to the outer peripheral surface side of the moving member, and the engagement between the groove and the protrusion is released.
前記回り止め機構が、前記直動部材の外周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記スリーブの内周面に設けられ、所定値以上の荷重によって内周面側に移動するように構成される突出部とからなり、
前記溝と突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって前記直動部材の外周面側に移動され、前記溝と突出部との係合が解除される請求項1に記載の電動アクチュエータ。 A sleeve fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted;
The anti-rotation mechanism is provided on the outer peripheral surface of the linear motion member along the axial direction, and provided on the inner peripheral surface of the sleeve, and is configured to move to the inner peripheral surface side by a load greater than a predetermined value. Consisting of a protruding part,
The rotation of the linear motion member around the shaft with respect to the sleeve is restricted by the engagement between the groove and the projection, and the projection is moved by the groove when the rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member. The electric actuator according to claim 1, wherein the electric actuator is moved to the outer peripheral surface side of the moving member, and the engagement between the groove and the protrusion is released.
前記回り止め機構が、前記スリーブの内周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の外周面に設けられ、所定値以上の荷重によってその周方向に移動するように構成される突出部とからなり、
前記溝と突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって周方向に移動され、前記直動部材のスリーブに対する軸回りの回転の規制が解除される請求項1に記載の電動アクチュエータ。 A sleeve fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted;
The anti-rotation mechanism is provided on the inner circumferential surface of the sleeve along the axial direction and on the outer circumferential surface of the linear motion member, and is configured to move in the circumferential direction by a load greater than a predetermined value. And a protruding part
The rotation of the linear motion member around the axis with respect to the sleeve is restricted by the engagement between the groove and the projection, and the projection is caused to be circumferential by the groove when a rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member. The electric actuator according to claim 1, wherein the restriction of rotation about the axis of the linearly moving member with respect to the sleeve is released.
前記回り止め機構が、前記直動部材の外周面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記スリーブの内周面に設けられ、所定値以上の荷重によってその周方向に移動するように構成される突出部とからなり、
前記溝と突出部との係合により前記直動部材の前記スリーブに対する軸回りの回転が規制され、前記直動部材に所定値以上の回転力が加わることで前記突出部が前記溝によって周方向に移動され、前記直動部材のスリーブに対する軸回りの回転の規制が解除される請求項1に記載の電動アクチュエータ。 A sleeve fixed to the housing and into which the linear motion member is inserted;
The anti-rotation mechanism is provided on the outer peripheral surface of the linear motion member along the axial direction and on the inner peripheral surface of the sleeve, and is configured to move in the circumferential direction by a load greater than a predetermined value. And a protruding part
The rotation of the linear motion member around the axis with respect to the sleeve is restricted by the engagement between the groove and the projection, and the projection is caused to be circumferential by the groove when a rotational force of a predetermined value or more is applied to the linear motion member. The electric actuator according to claim 1, wherein the restriction of rotation about the axis of the linearly moving member with respect to the sleeve is released.
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CN110912332A (en) * | 2019-11-15 | 2020-03-24 | 广州尚诚智能科技有限公司 | Excitation motor |
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