JP2007040424A - Electric linear actuator - Google Patents

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JP2007040424A
JP2007040424A JP2005225713A JP2005225713A JP2007040424A JP 2007040424 A JP2007040424 A JP 2007040424A JP 2005225713 A JP2005225713 A JP 2005225713A JP 2005225713 A JP2005225713 A JP 2005225713A JP 2007040424 A JP2007040424 A JP 2007040424A
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Takahide Saito
隆英 齋藤
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NTN Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric linear actuator capable of being reduced in its weight, size and cost by a simple constitution, and to inhibit the generation of vibration and noise. <P>SOLUTION: A cam clutch 7 is mounted to a reduction gear 5 of an electric linear actuator. The cam clutch 7 comprises a driving cam member 25 projecting from the end of an input-side shaft 13, a driven cam member 26 engaged with the driving cam member, and an elastic member 27 mounted between the driven cam member and the end face of an output-side shaft 14, and a frictional clutch is composed of a frictional face 26c formed on the outer periphery of the driven cam member 26 in an inclined state, and a frictional face 28 formed on the inner peripheral face of a housing 2b in a state of matching to the frictional face 26c. The driven cam member 26 is axially moved against the elastic member 27 by the rotation of the input-side shaft 13 to disengage the frictional clutch, the rotary torque of the input-side shaft 13 is transmitted to the output-side shaft 14, and a reverse input from the output-side shaft 14 is cut off by the frictional clutch. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等の車両の駆動部に使用される電動リニアアクチュエータ、特に電動モータの回転を、ボールねじ機構を介して直線運動に変換して用いる電動リニアアクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an electric linear actuator used in a drive unit of a vehicle such as an automobile, and more particularly to an electric linear actuator used by converting rotation of an electric motor into linear motion via a ball screw mechanism.

自動車等の車両の各種駆動部に使用される電動リニアアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。   In electric linear actuators used in various drive parts of vehicles such as automobiles, a gear mechanism such as a trapezoidal screw or a rack and pinion is generally used as a mechanism for converting the rotational movement of the electric motor into an axial linear movement. ing. Since these conversion mechanisms involve a sliding contact portion, the power loss is large, and it is necessary to increase the size of the electric motor and increase the power consumption. Therefore, a ball screw mechanism has been adopted as a more efficient actuator.

しかしながら、後輪操舵機構や動力伝達制御用摩擦クラッチ機構にボールねじを適用した場合、台形ねじ等による変換機構では外部から軸方向荷重が負荷されても、電動モータに逆入力トルクが発生しないのに対し、このボールねじでは作動の方向によらず、高効率であるが故に、軸方向荷重に対する保持トルクが電動モータに発生する恐れがあり、電動モータの発熱や消費電力の増大等の新たな問題が生じている。   However, when a ball screw is applied to the rear wheel steering mechanism or the power transmission control friction clutch mechanism, a reverse input torque is not generated in the electric motor even if an axial load is applied from the outside in the conversion mechanism using a trapezoidal screw or the like. On the other hand, since this ball screw is highly efficient regardless of the direction of operation, there is a possibility that a holding torque against the axial load may be generated in the electric motor, and there is a possibility that the electric motor generates heat or increases power consumption. There is a problem.

こうした問題点を解決したものとして、本出願人は、図７に示すような電動リニアアクチュエータを提案している。この電動リニアアクチュエータ５１は、ハウジング５２に取付けられた電動モータ５３と、この電動モータ５３のモータ軸５３ａに固設された平歯車５４と、この平歯車５４の歯５４ａに噛合する歯５５ａが形成されたフランジ５５を一体に有するナット５６と、このナット５６に多数のボール５７を介して内挿されたねじ軸５８と、このねじ軸５８の一端部に連結されたリニアクラッチ５９とを備えている。   As a solution to these problems, the present applicant has proposed an electric linear actuator as shown in FIG. The electric linear actuator 51 includes an electric motor 53 attached to a housing 52, a spur gear 54 fixed to a motor shaft 53a of the electric motor 53, and teeth 55a meshing with the teeth 54a of the spur gear 54. A nut 56 having a flange 55 integrally formed, a screw shaft 58 inserted into the nut 56 via a number of balls 57, and a linear clutch 59 connected to one end of the screw shaft 58. Yes.

ナット５６は、一対の転がり軸受６０、６１を介してハウジング５２に対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承され、内周には螺旋状のねじ溝５６ａが形成されている。一方、ねじ軸５８の外周にはこのねじ溝５６ａに対応する螺旋状のねじ溝５８ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。そして、これらのねじ溝５６ａ、５８ａ間に多数のボール５７を転動自在に収容してボールねじ機構を構成している。電動モータ５３に通電すると、モータ軸５３ａの回転に伴って平歯車５４を介してナット５６が回転し、このナット５６の回転によりねじ軸５８が軸方向（図中左右方向）に移動される。すなわち、このボールねじ機構により、モータ軸５３ａの回転運動がねじ軸５８の軸方向運動に変換される。   The nut 56 is supported so as to be rotatable with respect to the housing 52 via a pair of rolling bearings 60 and 61 and not movable in the axial direction, and a helical thread groove 56a is formed on the inner periphery. On the other hand, a helical screw groove 58a corresponding to the screw groove 56a is formed on the outer periphery of the screw shaft 58, and is supported so as to be movable in the axial direction and non-rotatable. A large number of balls 57 are slidably accommodated between these screw grooves 56a and 58a to constitute a ball screw mechanism. When the electric motor 53 is energized, the nut 56 is rotated via the spur gear 54 with the rotation of the motor shaft 53a, and the screw shaft 58 is moved in the axial direction (left and right in the figure) by the rotation of the nut 56. That is, this ball screw mechanism converts the rotational motion of the motor shaft 53 a into the axial motion of the screw shaft 58.

ここで、ねじ軸５８の一端部には伝達ピン６２を介してリニアクラッチ５９が連結されている。このリニアクラッチ５９は、ハウジング５２ｂに嵌合され、円筒状の内周面６３ａを有する外輪６３と、ねじ軸５８の一端部に形成された円筒状の保持部６４と、この保持部６４にスライド自在に内挿された出力軸６５とを備えている。この出力軸６５の外周には径方向内方に傾斜する一対の係合面６５ａ、６５ａ形成され、この一対の係合面６５ａ、６５ａと、外輪６３の内周面６３ａとの間に環状の楔形空間６７が形成され、この楔形空間６７に複数の係合子（ボール）６６が収容されている。なお、保持部６４にはポケット６４ａが穿設され、このポケット６４ａ内に弾性部材６８を介して複数の係合子６６が円周等配に、かつ軸方向の中立位置に保持されている。   Here, a linear clutch 59 is connected to one end of the screw shaft 58 via a transmission pin 62. The linear clutch 59 is fitted to the housing 52 b and has an outer ring 63 having a cylindrical inner peripheral surface 63 a, a cylindrical holding portion 64 formed at one end of the screw shaft 58, and slides on the holding portion 64. An output shaft 65 that is freely inserted is provided. A pair of engaging surfaces 65a, 65a inclined inward in the radial direction is formed on the outer periphery of the output shaft 65, and an annular shape is formed between the pair of engaging surfaces 65a, 65a and the inner peripheral surface 63a of the outer ring 63. A wedge-shaped space 67 is formed, and a plurality of engagement elements (balls) 66 are accommodated in the wedge-shaped space 67. Note that a pocket 64a is formed in the holding portion 64, and a plurality of engagement elements 66 are held in the pocket 64a via the elastic member 68 at equal circumferential positions and at neutral positions in the axial direction.

また、出力軸６５は、ねじ軸５８の一端部に形成された保持部６４に内挿され、保持部６４と出力軸６５の径方向に貫通して挿入された伝達ピン６２によって両者が連結されている。なお、出力軸６５には、この伝達ピン６２の外径よりも所定の寸法だけ大径になるようピン挿入孔６９が形成され、ねじ軸５８に対してこの出力軸６５は軸方向に所定量相対移動することができる。   The output shaft 65 is inserted into a holding portion 64 formed at one end of the screw shaft 58, and both are connected by a transmission pin 62 inserted through the holding portion 64 and the output shaft 65 in the radial direction. ing. A pin insertion hole 69 is formed in the output shaft 65 so as to have a diameter that is larger than the outer diameter of the transmission pin 62 by a predetermined dimension. It can move relative.

ここで、ねじ軸５８の保持部６４に固定された伝達ピン６２は、出力軸６５のピン挿入孔６９に所定の軸方向すきまを介して挿入されているため、ねじ軸５８が、例えば、図中右方向に移動すると、伝達ピン６２がピン挿入孔６９に接触してねじ軸５８と一体に出力軸６５を同方向に移動させる。この時、保持部６４のポケット６４ａ内に収容された係合子６６は、弾性部材６８によって楔形空間６７における中立位置を保持した状態で出力軸６５と共に移動し、係合面６５ａに係合することはないので、出力軸６５の軸方向の移動を阻害することはない。   Here, since the transmission pin 62 fixed to the holding portion 64 of the screw shaft 58 is inserted into the pin insertion hole 69 of the output shaft 65 via a predetermined axial clearance, the screw shaft 58 is, for example, illustrated in FIG. When moving in the middle right direction, the transmission pin 62 contacts the pin insertion hole 69 and moves the output shaft 65 integrally with the screw shaft 58 in the same direction. At this time, the engaging element 66 accommodated in the pocket 64a of the holding part 64 moves together with the output shaft 65 in a state where the neutral position in the wedge-shaped space 67 is held by the elastic member 68, and engages with the engaging surface 65a. Therefore, the movement of the output shaft 65 in the axial direction is not hindered.

一方、出力軸６５に外部から、例えば、図中右方向からの荷重が負荷された場合、出力軸６５はねじ軸５８に対して図中左方向に移動しようとするが、出力軸６５の係合面６５ａに係合子６６が接触して楔形空間６７に係合する。これにより、出力軸６５の軸方向の移動は阻止され、ボールねじ機構を介して電動モータ５３に逆入力トルクが発生するのを防止する。したがって、電動モータ５３への衝撃を緩和すると共に、電動モータ５３の発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。
特開２００５−８３４７４号公報 On the other hand, when a load is applied to the output shaft 65 from the outside, for example, from the right in the figure, the output shaft 65 tries to move in the left direction in the figure with respect to the screw shaft 58. The engaging element 66 comes into contact with the mating surface 65 a and engages with the wedge-shaped space 67. Thereby, the movement of the output shaft 65 in the axial direction is prevented, and the reverse input torque is prevented from being generated in the electric motor 53 via the ball screw mechanism. Therefore, it is possible to alleviate the impact on the electric motor 53 and to prevent the electric motor 53 from generating heat or increasing power consumption.
JP 2005-83474 A

しかしながら、こうした従来の電動リニアアクチュエータ５１は、出力軸６５と同軸に機械式のリニアクラッチ５９が配設されているため、軸方向のスペースを必要とし、アクチュエータの大型化に繋がっていた。また、このリニアクラッチ５９は、中立位置の状態では、係合子６６と環状の楔形空間６７との間にガタが存在するため、係合子６６の微動によって係合面６５ａに微動摩耗を発生させると共に、電動リニアアクチュエータ５１の振動・騒音を誘発する恐れがあった。   However, such a conventional electric linear actuator 51 is provided with a mechanical linear clutch 59 coaxially with the output shaft 65, and thus requires an axial space, leading to an increase in size of the actuator. Further, since the linear clutch 59 has a backlash between the engagement element 66 and the annular wedge-shaped space 67 in the neutral position, the engagement surface 65a is caused to slightly wear by the slight movement of the engagement element 66. There is a risk of inducing vibration and noise of the electric linear actuator 51.

本発明は、こうした従来の課題を解消し、簡単な構成で軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an electric linear actuator that solves such conventional problems, achieves a light weight, a compact size and a low cost with a simple configuration and suppresses generation of vibration and noise.

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断した。   In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an electric motor attached to a housing and a motor shaft of the electric motor arranged in parallel to be rotatable with respect to the housing. And a nut that is supported so as not to move in the axial direction, and a screw shaft that is inserted into the nut via a large number of balls and is supported so as not to rotate and that can move in the axial direction. An electric linear actuator comprising: a ball screw mechanism that converts motion into axial motion; and a speed reducer disposed between a nut of the ball screw mechanism and the motor shaft; and an input side shaft of the speed reducer A cam clutch is disposed at a connecting portion with the output side shaft, and the cam clutch engages with the drive cam member protruding from the end of the input side shaft, and the output side shaft. End of And a resilient elastic member interposed between the driven cam member and the end surface of the output side shaft so as to be capable of transmitting torque to the shaft and being slidable in the axial direction. And a friction surface formed on the inner peripheral surface of the housing in conformity with the friction surface, and an inclined friction surface that gradually decreases in diameter toward the drive cam member. A clutch is configured, and the rotation of the input shaft causes the driven cam member to move in the axial direction against the elastic member to release the friction clutch, and the rotational torque on the input shaft side is passed through the cam mechanism. And the reverse input from the output side shaft is blocked by the friction clutch.

このように、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットとモータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、従動カム部材の外周に、駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合してハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、入力側軸の回転によって従動カム部材を弾性部材に抗して軸方向に移動させて摩擦クラッチを解除し、入力軸側の回転トルクをカム機構を介して出力側軸に伝達すると共に、出力側軸からの逆入力を摩擦クラッチによって遮断するようにしたので、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータへの衝撃を緩和することができると共に、電動モータの発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供することができる。   As described above, the electric motor attached to the housing, the nut that is arranged in parallel to the motor shaft of the electric motor, is supported so as to be rotatable with respect to the housing and not movable in the axial direction, and a large number of the nuts. A ball screw mechanism that has a screw shaft that is inserted through the ball and is supported so as to be non-rotatable and axially movable, and that converts the rotational motion of the electric motor to axial motion, and the ball screw mechanism In an electric linear actuator including a speed reducer disposed between a nut and a motor shaft, a cam clutch is disposed at a connecting portion between an input side shaft and an output side shaft of the speed reducer. A drive cam member projecting from the end of the input side shaft, and a driven cam member engaged with the drive cam member and inserted into the end of the output side shaft so that torque can be transmitted and slidable in the axial direction Or And a resilient member interposed between the driven cam member and the end surface of the output side shaft. The outer diameter of the driven cam member gradually decreases toward the drive cam member. A friction clutch is constituted by the inclined friction surface and the friction surface formed on the inner peripheral surface of the housing so as to conform to the friction surface. The rotation of the input side shaft causes the driven cam member to resist the elastic member in the axial direction. The friction clutch is released by moving it, and the rotational torque on the input shaft side is transmitted to the output side shaft via the cam mechanism, and the reverse input from the output side shaft is blocked by the friction clutch. Compared to a mechanical clutch, the impact on the electric motor can be mitigated, and it is possible to prevent the electric motor from generating heat and increasing power consumption. Therefore, it is possible to provide an electric linear actuator that achieves light weight, compactness and low cost, and suppresses generation of vibration and noise with a simple configuration.

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記駆動カム部材が、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムで構成されると共に、前記従動カム部材が、円周等配に配置されて前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムで構成されていれば、弾性部材の付勢力によって係合すきまを実質的にゼロにすることができ、振動・騒音の発生を一層抑制することができる。   Preferably, as in the invention described in claim 2, the drive cam member is composed of a plurality of substantially V-shaped concave cams arranged in a circumferentially equidistant manner, and the driven cam member is a circumferential If it is composed of a plurality of substantially V-shaped convex cams arranged at equal intervals and engaging the concave cams, the engagement clearance can be made substantially zero by the biasing force of the elastic member, and vibration -Noise generation can be further suppressed.

また、請求項３に記載の発明のように、前記摩擦面のうち少なくとも一方の摩擦面に増摩処理が施されていれば、摩擦クラッチの拘束力を増大させることができ、省スペースで所望の拘束力を得ることができる。   Further, as in the third aspect of the invention, if at least one friction surface among the friction surfaces is subjected to a polishing treatment, the binding force of the friction clutch can be increased, and space-saving is desired. Can be obtained.

また、請求項４に記載の発明のように、前記減速機が、前記モータ軸に設けられたピニオンと、このピニオンに噛合する第１の中間ギアと、この第１の中間ギアと同軸上に配設された第２の中間ギアと、この第２の中間ギアに噛合し、前記ナットに外嵌された出力ギアとを備え、前記第１および第２の中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された第１の中間軸と第２の中間軸に固設されると共に、これら第１の中間軸と第２の中間軸の連結部に前記カムクラッチが配設されていても良い。   According to a fourth aspect of the present invention, the speed reducer includes a pinion provided on the motor shaft, a first intermediate gear meshing with the pinion, and the first intermediate gear coaxially. A second intermediate gear disposed; and an output gear meshed with the second intermediate gear and externally fitted to the nut, wherein the first and second intermediate gears are connected to the housing. Even if the cam clutch is disposed at the connecting portion between the first intermediate shaft and the second intermediate shaft, and is fixed to the first intermediate shaft and the second intermediate shaft that are rotatably supported. good.

また、請求項５に記載の発明のように、前記減速機が、前記モータ軸と同軸上に配設された入力ギアと、この入力ギアに噛合する中間ギアと、この中間ギアに噛合する出力ギアとを備え、前記入力ギアと中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された入力軸および中間軸に固設されると共に、前記モータ軸と入力軸の連結部に前記カムクラッチが配設されていても良い。   According to a fifth aspect of the present invention, the speed reducer includes an input gear arranged coaxially with the motor shaft, an intermediate gear meshing with the input gear, and an output meshing with the intermediate gear. The input gear and the intermediate gear are fixed to an input shaft and an intermediate shaft that are rotatably supported with respect to the housing, and the cam clutch is connected to a connecting portion between the motor shaft and the input shaft. It may be arranged.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにしたので、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータへの衝撃を緩和することができると共に、電動モータの発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供することができる。 An electric linear actuator according to the present invention includes an electric motor attached to a housing, and a nut that is arranged in parallel to the motor shaft of the electric motor and is rotatably supported with respect to the housing and not axially movable. A ball screw mechanism that has a screw shaft that is inserted into the nut via a large number of balls and that is non-rotatable and supported so as to be axially movable, and that converts the rotational motion of the electric motor into axial motion And an electric linear actuator comprising a reduction gear disposed between the nut of the ball screw mechanism and the motor shaft, a cam clutch is provided at a connecting portion between the input side shaft and the output side shaft of the reduction gear. This cam clutch is engaged with the drive cam member protruding from the end of the input side shaft and the drive cam member, and can transmit torque to the end of the output side shaft. And a cam mechanism comprising a driven cam member inserted and slidable in the axial direction, and an elastic member interposed between the driven cam member and an end surface of the output side shaft, On the outer periphery of the driven cam member, a friction clutch is configured with an inclined friction surface that gradually decreases in diameter toward the drive cam member, and a friction surface that is formed on the inner peripheral surface of the housing in conformity with the friction surface, By rotating the input side shaft, the driven cam member is moved in the axial direction against the elastic member to release the friction clutch, and rotational torque on the input shaft side is transferred to the output side shaft via the cam mechanism. And the reverse input from the output side shaft is blocked by the friction clutch, so that the impact on the electric motor can be reduced as compared with a conventional mechanical clutch, It is possible to prevent the increase or the like of the heat generation and power consumption of the dynamic motor occurs. Therefore, it is possible to provide an electric linear actuator that achieves light weight, compactness and low cost, and suppresses generation of vibration and noise with a simple configuration.

ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設され、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムを有する駆動カム部材、および前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムを有し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力側軸の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにした。   An electric motor attached to the housing, a nut that is arranged in parallel to the motor shaft of the electric motor, is supported so as to be rotatable with respect to the housing and not movable in the axial direction, and a number of balls are attached to the nut. A ball screw mechanism having a screw shaft that is inserted through the shaft and supported so as to be non-rotatable and movable in the axial direction, and that converts the rotational motion of the electric motor into axial motion, and a nut of the ball screw mechanism; In the electric linear actuator provided with a speed reducer disposed between the motor shaft, a cam clutch is disposed at a connecting portion between the input side shaft and the output side shaft of the speed reducer. A drive cam member having a plurality of substantially V-shaped concave cams that protrude from an end of the input side shaft and are arranged at equal circumferences, and a plurality of substantially V-shaped convex shapes that engage with the concave cams. Cam And a biasing mechanism between the driven cam member and the end face of the output side shaft, and a cam mechanism comprising a driven cam member that is inserted and slidable to the end of the output side shaft so as to be axially slidable. And an elastic member interposed in an inclined state, an inclined friction surface that gradually decreases in diameter toward the drive cam member, and an inner periphery of the housing that conforms to the friction surface. A friction clutch is formed by a friction surface formed on a surface, and the input cam is released by moving the driven cam member in the axial direction against the elastic member by rotation of the input shaft. Is transmitted to the output side shaft via the cam mechanism, and reverse input from the output side shaft is blocked by the friction clutch.

以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、本発明に係るカムクラッチを構成する駆動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。また、図４は、本発明に係るカムクラッチを構成する従動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an electric linear actuator according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a drive cam constituting a cam clutch according to the present invention. The member is shown, (a) is a front view, (b) is a plan view. 4A and 4B show a driven cam member constituting the cam clutch according to the present invention, wherein FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is a plan view.

この電動リニアアクチュエータ１は、ハウジング２ａに取付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸３ａに平行に配設されたボールねじ機構４と、このボールねじ機構４と電動モータ３との間に介装された減速機５と、ボールねじ機構４に延設された出力軸６と、減速機５内に配設されたカムクラッチ７とを備えている。   The electric linear actuator 1 includes an electric motor 3 attached to a housing 2 a, a ball screw mechanism 4 disposed in parallel to the motor shaft 3 a of the electric motor 3, and the ball screw mechanism 4 and the electric motor 3. A reduction gear 5 interposed therebetween, an output shaft 6 extending to the ball screw mechanism 4, and a cam clutch 7 disposed in the reduction gear 5 are provided.

減速機５は、電動モータ３のモータ軸３ａに設けられたピニオン８と、このピニオン８の平歯８ａに噛合する平歯９ａが形成された第１の中間ギア９と、この第１の中間ギア９と同軸上に後述するカムクラッチ７を介して配設された第２の中間ギア１０と、この第２の中間ギア１０の平歯１０ａに噛合する平歯１１ａが形成され、後述するナット１７に外嵌された出力ギア１１とからなる。第１および第２の中間ギア９、１０は、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１２、１２を介して回転自在に支承されたそれぞれ第１の中間軸１３と第２の中間軸１４に固設されている。こうした減速機５により、出力ギア１１の外径を大きくすることなくスペースを有効利用して大きな減速比が得られる。   The speed reducer 5 includes a pinion 8 provided on the motor shaft 3a of the electric motor 3, a first intermediate gear 9 formed with flat teeth 9a that mesh with the flat teeth 8a of the pinion 8, and the first intermediate gear 9. A second intermediate gear 10 disposed coaxially with the gear 9 via a cam clutch 7 described later, and a flat tooth 11a meshing with a flat tooth 10a of the second intermediate gear 10 are formed. 17 and an output gear 11 fitted on the outside. The first and second intermediate gears 9 and 10 are respectively connected to the first intermediate shaft 13 and the second intermediate shaft 14 that are rotatably supported with respect to the housing 2 via a pair of rolling bearings 12 and 12. It is fixed. With such a reduction gear 5, a large reduction ratio can be obtained by effectively using a space without increasing the outer diameter of the output gear 11.

ボールねじ機構４は、ねじ軸１５と、このねじ軸１５にボール１６を介して外挿されたナット１７とを備えている。ねじ軸１５は、外周に螺旋状のねじ溝１５ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット１７はねじ軸１５に外装されると共に、内周にねじ軸１５のねじ溝１５ａに対応する螺旋状のねじ溝１７ａが形成され、これらねじ溝１５ａ、１７ａとの間に多数のボール１６が転動自在に収容されている。そして、ナット１７は、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１８、１９を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。２０は、ナット１７のねじ溝１７ａを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材２０によって多数のボール１６が無限循環することができる。   The ball screw mechanism 4 includes a screw shaft 15 and a nut 17 that is externally inserted to the screw shaft 15 via a ball 16. The screw shaft 15 is formed with a spiral thread groove 15a on the outer periphery, and is supported so as to be movable in the axial direction and not to rotate. On the other hand, the nut 17 is externally mounted on the screw shaft 15, and a helical screw groove 17 a corresponding to the screw groove 15 a of the screw shaft 15 is formed on the inner periphery, and a large number of balls are formed between the screw grooves 15 a and 17 a. 16 is accommodated so that rolling is possible. The nut 17 is supported with respect to the housing 2 via a pair of rolling bearings 18 and 19 so as to be rotatable and not movable in the axial direction. Reference numeral 20 denotes a piece member that constitutes a circulation member by connecting the thread groove 17a of the nut 17, and the piece member 20 can circulate a large number of balls 16 infinitely.

電動モータ３に通電することにより、モータ軸３ａの回転に伴ってピニオン８が回転し、第１および第２の中間軸１３、１４を介して出力ギア１１が回転し、モータ軸３ａの回転がナット１７に減速して伝達される。そして、このナット１７の回転に伴いねじ軸１５が軸方向（図中左右方向）に移動する。すなわち、ボールねじ機構４により、モータ軸３ａの回転運動がねじ軸１５の軸方向運動に変換される。   When the electric motor 3 is energized, the pinion 8 rotates as the motor shaft 3a rotates, the output gear 11 rotates via the first and second intermediate shafts 13 and 14, and the motor shaft 3a rotates. It is decelerated to the nut 17 and transmitted. As the nut 17 rotates, the screw shaft 15 moves in the axial direction (left and right in the figure). That is, the ball screw mechanism 4 converts the rotational motion of the motor shaft 3 a into the axial motion of the screw shaft 15.

一対の転がり軸受１８、１９のうち一方の転がり軸受１８は、複列のアンギュラ玉軸受からなり、他方の転がり軸受１９は深溝玉軸受で構成されている。複列のアンギュラ玉軸受からなる転がり軸受１８は、所定の接触角を有し、深溝玉軸受に比べ負荷容量が大きく、また、角振れを小さく抑制することができるため、ナット１７の振動を抑制して電動リニアアクチュエータ１の振動や騒音の発生を抑えることができる。また、深溝玉軸受からなる転がり軸受１９は、運転中に温度上昇によってナット１７が軸方向に膨張しても、この軸受内部すきまによって許容することができるため、転がり軸受１８、１９が昇温時にすきま過小になって焼付くのを防止することができる。なお、ここでは、一方の転がり軸受１８に複列のアンギュラ玉軸受を使用した構成を例示したが、これに限らず、一対の単列のアンギュラ玉軸受を組み合せて使用しても良いし、あるいは、一対の転がり軸受１８、１９として単列アンギュラ玉軸受をそれぞれナット１７の両端部に配設しても良い。   One rolling bearing 18 of the pair of rolling bearings 18 and 19 is a double row angular ball bearing, and the other rolling bearing 19 is a deep groove ball bearing. The rolling bearing 18 composed of a double-row angular ball bearing has a predetermined contact angle, has a larger load capacity than a deep groove ball bearing, and can suppress angular run-out, thereby suppressing vibration of the nut 17. Thus, vibration and noise generation of the electric linear actuator 1 can be suppressed. In addition, since the rolling bearing 19 formed of a deep groove ball bearing can allow the nut 17 to expand in the axial direction due to a temperature rise during operation, it can be allowed by the internal clearance of the bearing. It is possible to prevent seizure due to excessive clearance. In addition, although the structure which used the double row angular contact ball bearing for one rolling bearing 18 was illustrated here, you may use it combining not only this but a pair of single row angular contact ball bearing, or As a pair of rolling bearings 18 and 19, single-row angular ball bearings may be disposed at both ends of the nut 17.

出力軸６は、ねじ軸１５の長手方向の一部として延設されており、その先端部が図示しない被駆動部材に連結されると共に、ハウジング２ｃに結合された円筒状のガイド管２１に嵌挿されている。また、出力軸６は、その中央部に大径部２２が形成され、この大径部２２によってスライド自在に支持されている。さらに、大径部２２には環状溝２３が形成され、この環状溝２３にＯリング等からなる弾性リング２４が装着されている。これによって、ガイド管２１に対して出力軸６がスムーズにスライドできると共に、ボールねじ機構４の内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が内部に侵入するのを防止することができる。   The output shaft 6 extends as a part of the screw shaft 15 in the longitudinal direction, and its tip is connected to a driven member (not shown) and fitted into a cylindrical guide tube 21 coupled to the housing 2c. It is inserted. The output shaft 6 has a large-diameter portion 22 formed at the center thereof, and is slidably supported by the large-diameter portion 22. Further, an annular groove 23 is formed in the large diameter portion 22, and an elastic ring 24 made of an O-ring or the like is attached to the annular groove 23. As a result, the output shaft 6 can slide smoothly with respect to the guide tube 21, and leakage of the lubricating grease sealed inside the ball screw mechanism 4 and rain water, dust, etc. from entering the inside from the outside are prevented. be able to.

カムクラッチ７は、減速機５内の第１の中間軸１３と第２の中間軸１４との連結部に配設されている。このカムクラッチ７は、図２に拡大して示すように、第１の中間軸１３の端部に突設された駆動カム部材２５と、第２の中間軸１４の端部にセレーション（またはスプライン）２６ｂを介してトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材２６と、この従動カム部材２６と第２の中間軸１４との間に介装されたコイルスプリング等からなる弾性部材２７とを備えている。なお、この弾性部材２７は、従動カム部材２６に形成された環状の凹所２６ｄに収容され、第２の中間軸１４の端面との間に付勢した状態で介装されている。   The cam clutch 7 is disposed at a connecting portion between the first intermediate shaft 13 and the second intermediate shaft 14 in the speed reducer 5. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the cam clutch 7 includes a drive cam member 25 projecting from the end of the first intermediate shaft 13 and a serration (or spline) at the end of the second intermediate shaft 14. ) The driven cam member 26 that is inserted and slidable in the axial direction through 26b, and a coil spring or the like interposed between the driven cam member 26 and the second intermediate shaft 14. The elastic member 27 is provided. The elastic member 27 is accommodated in an annular recess 26 d formed in the driven cam member 26 and is interposed between the elastic member 27 and the end surface of the second intermediate shaft 14.

駆動カム部材２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、円周等配に配置された複数（ここでは３つ）の略Ｖ字形の凹状カム２５ａで構成されている。一方、従動カム部材２６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、内周にセレーション２６ｂが形成され、駆動カム部材２５の凹状カム２５ａに係合する複数（ここでは３つ）の略Ｖ字形の凸状カム２６ａが円周等配に配置されている。これら凹状カム２５ａ、凸状カム２６ａでカム機構が構成されている。これにより、弾性部材２７の付勢力によってカム機構の係合すきまを実質的にゼロにすることができ、振動・騒音の発生を一層抑制することができる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the drive cam member 25 is composed of a plurality (three in this case) of substantially V-shaped concave cams 25 a arranged at equal circumferences. On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4B, the driven cam member 26 has a serration 26b formed on the inner periphery, and a plurality of (here, three) engaging with the concave cam 25a of the drive cam member 25. The substantially V-shaped convex cams 26a are arranged on the circumference equally. These concave cam 25a and convex cam 26a constitute a cam mechanism. Thereby, the engagement clearance of the cam mechanism can be made substantially zero by the biasing force of the elastic member 27, and the generation of vibration and noise can be further suppressed.

また、従動カム部材２６の外周には、軸線に対して所定の傾斜角θからなるテーパ状の摩擦面２６ｃが形成されている。この摩擦面２６ｃは、軸方向に対向する第１の中間軸１３に向かって漸次小径になるように形成されている。図１に示すように、静止部材となるハウジング２ｂの内周に、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃと適合するテーパ状の摩擦面２８が形成され、これらの摩擦面２６ｃ、２８で摩擦クラッチが構成されている。   A tapered friction surface 26c having a predetermined inclination angle θ with respect to the axis is formed on the outer periphery of the driven cam member 26. The friction surface 26c is formed so as to gradually become smaller in diameter toward the first intermediate shaft 13 opposed in the axial direction. As shown in FIG. 1, a tapered friction surface 28 that matches the friction surface 26c of the driven cam member 26 is formed on the inner periphery of the housing 2b serving as a stationary member, and the friction clutch is formed by these friction surfaces 26c, 28. It is configured.

ここで、従動カム部材２６は、弾性部材２７の弾性力によって、常時、駆動カム部材２５側に軸方向に押圧付勢されている。このため、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃがハウジング２ｂの摩擦面２８に密着して摩擦クラッチが作動している。すなわち、従動カム部材２６がハウジング２ｂに対して回転方向にバックラッシなしの状態で拘束されている。   Here, the driven cam member 26 is always pressed and urged in the axial direction toward the drive cam member 25 by the elastic force of the elastic member 27. For this reason, the friction surface 26c of the driven cam member 26 is brought into close contact with the friction surface 28 of the housing 2b to operate the friction clutch. That is, the driven cam member 26 is restrained in the rotational direction with respect to the housing 2b without backlash.

なお、摩擦面２６ｃ、２８からなる摩擦クラッチの拘束力を増大させるために、両摩擦面２６ｃ、２８のうち少なくとも一方に、摩擦係数を大きくするための表面処理を施すのが好ましい。この表面処理として、例えば、増摩剤の塗布や化学的な表面処理、あるいはローレット加工等による機械加工による粗面化処理を例示することができる。これにより、省スペースで所望の拘束力を得ることができる。   In order to increase the restraint force of the friction clutch including the friction surfaces 26c and 28, it is preferable that at least one of the friction surfaces 26c and 28 is subjected to a surface treatment for increasing the friction coefficient. As this surface treatment, for example, a roughening treatment by machining such as application of a lubricant, chemical surface treatment, or knurling can be exemplified. Thereby, a desired restraint force can be obtained in a space-saving manner.

次に、図５を用いてカムクラッチ７の作用を詳細に説明する。
モータ軸３ａの回転によりピニオン８が回転し、このピニオン８に噛合する第１の中間ギア９が回転することにより第１の中間軸１３が回転する。図５（ａ）に示すように、この第１の中間軸１３が、例えば、図中黒矢印に示す方向に回転することにより、中立位置の状態（図中破線にて示す）から、駆動カム部材２５が同方向に回転し、凹状カム２５ａに係合する凸状カム２６ａが、弾性部材２７に対抗して図中白矢印に示す方向（図中右方向）に移動する。この時、ハウジング２ｂの摩擦面２８に対して従動カム部材２６の摩擦面２６ｃが離反して摩擦クラッチが解除される。したがって、第２の中間軸１４は第１の中間軸１３と同方向（図中黒矢印）に回転することになる。すなわち、摩擦クラッチが解除されることによって、第１の中間軸１３の回転トルクが駆動カム部材２５および従動カム部材２６を介してスムーズに第２の中間軸１４に伝達される。 Next, the operation of the cam clutch 7 will be described in detail with reference to FIG.
The pinion 8 is rotated by the rotation of the motor shaft 3a, and the first intermediate shaft 13 is rotated by the rotation of the first intermediate gear 9 meshing with the pinion 8. As shown in FIG. 5 (a), the first intermediate shaft 13 is rotated in the direction indicated by the black arrow in the drawing, for example, so that the drive cam is moved from the neutral position (shown by a broken line in the drawing). The member 25 rotates in the same direction, and the convex cam 26a engaged with the concave cam 25a moves in the direction indicated by the white arrow in the figure (the right direction in the figure) against the elastic member 27. At this time, the friction surface 26c of the driven cam member 26 is separated from the friction surface 28 of the housing 2b, and the friction clutch is released. Therefore, the second intermediate shaft 14 rotates in the same direction as the first intermediate shaft 13 (black arrow in the figure). That is, by releasing the friction clutch, the rotational torque of the first intermediate shaft 13 is smoothly transmitted to the second intermediate shaft 14 via the drive cam member 25 and the driven cam member 26.

一方、駆動源が停止し、入力側の回転動力がなくなると、従動カム部材２６が弾性部材２７の付勢力によって第１の中間軸１３側に軸方向変位して元の中立位置に復帰する。そして、この状態で、図５（ｂ）に示すように、出力側の第２の中間軸１４に外部から回転トルクが負荷された場合、所謂逆入力が発生した場合、第２の中間軸１４が、例えば、図中黒矢印に示す方向に回転しようとするが、弾性部材２７の付勢力によって従動カム部材２６が第１の中間軸１３側に押圧されているため、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃがハウジング２ｂの摩擦面２８に密着して摩擦クラッチが機能している。したがって、第２の中間軸１４の回転は固定部材となるハウジング２ｂに拘束され、回転トルクは入力側の第１の中間軸１３に伝達されずに逆入力がこのカムクラッチ７によって遮断される。ここで、摩擦クラッチの拘束力は、弾性部材２７のばね力、摩擦面２６ｃ、２８の傾斜角θおよび摩擦係数によって決まるため、これらを回転トルクに応じて適宜設定することにより、所望の応答性を得ることができる。   On the other hand, when the drive source is stopped and the rotational power on the input side is lost, the driven cam member 26 is axially displaced toward the first intermediate shaft 13 by the urging force of the elastic member 27 to return to the original neutral position. In this state, as shown in FIG. 5 (b), when the output side second intermediate shaft 14 is loaded with a rotational torque from the outside, when a so-called reverse input occurs, the second intermediate shaft 14 However, since the driven cam member 26 is pressed toward the first intermediate shaft 13 by the urging force of the elastic member 27, the friction of the driven cam member 26 is attempted. The surface 26c is in close contact with the friction surface 28 of the housing 2b, and the friction clutch functions. Accordingly, the rotation of the second intermediate shaft 14 is restrained by the housing 2b serving as a fixing member, and the rotational torque is not transmitted to the first intermediate shaft 13 on the input side, and the reverse input is blocked by the cam clutch 7. Here, since the restraining force of the friction clutch is determined by the spring force of the elastic member 27, the inclination angle θ of the friction surfaces 26c and 28, and the friction coefficient, the desired response can be obtained by appropriately setting these according to the rotational torque. Can be obtained.

本実施形態では、カムクラッチ７を減速機５内の第１および第２の中間軸１３、１４の連結部に配設することにより、ハウジング２ｂの摩擦面２８に従動カム部材２６の摩擦面２６ｃが密着し、その摩擦力によって出力側からの回転トルクを遮断することができ、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータ３への衝撃を緩和することができると共に、電動モータ３の発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータ１を提供することができる。   In the present embodiment, the cam clutch 7 is disposed at the connecting portion of the first and second intermediate shafts 13 and 14 in the speed reducer 5 so that the friction surface 26c of the driven cam member 26 is driven by the friction surface 28 of the housing 2b. And the frictional force can cut off the rotational torque from the output side, which can alleviate the impact on the electric motor 3 as compared with the conventional mechanical clutch, and the electric motor 3 It is possible to prevent heat generation and increase in power consumption. Therefore, it is possible to provide the electric linear actuator 1 that is light and compact, is low in cost, and suppresses generation of vibration and noise with a simple configuration.

図６は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態に対してカムクラッチの配置と減速機の構成が一部異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the electric linear actuator according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment described above only in the arrangement of the cam clutch and the configuration of the speed reducer, and other parts having the same parts or the same functions are denoted by the same reference numerals. Detailed description thereof will be omitted.

この電動リニアアクチュエータ３１は、ハウジング２ａに取付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸２９に平行に配設されたボールねじ機構４と、このボールねじ機構４と電動モータ３との間に介装された減速機３０と、ボールねじ機構４に延設された出力軸６と、モータ軸２９と同軸上に配設されたカムクラッチ７とを備えている。   The electric linear actuator 31 includes an electric motor 3 attached to the housing 2a, a ball screw mechanism 4 disposed in parallel to the motor shaft 29 of the electric motor 3, and the ball screw mechanism 4 and the electric motor 3. A reduction gear 30 interposed therebetween, an output shaft 6 extending to the ball screw mechanism 4, and a cam clutch 7 disposed coaxially with the motor shaft 29 are provided.

減速機３０は、電動モータ３のモータ軸２９と同軸上に配設された入力ギア３３と、この入力ギア３３の平歯３３ａに噛合する平歯３４ａが形成された中間ギア３４と、この中間ギア３４の平歯３４ａに噛合する平歯１１ａが形成された出力ギア１１とからなる。入力ギア３３および中間ギア３４は、入力軸３５および中間軸３６にそれぞれ固設され、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１２、１２を介して回転自在に支承されている。こうした減速機３０により、出力ギア１１の外径を大きくすることなくスペースを有効利用して大きな減速比が得られる。   The speed reducer 30 includes an input gear 33 disposed coaxially with the motor shaft 29 of the electric motor 3, an intermediate gear 34 formed with flat teeth 34 a that mesh with the flat teeth 33 a of the input gear 33, and the intermediate gear 34. The output gear 11 is formed with spur teeth 11 a that mesh with the spur teeth 34 a of the gear 34. The input gear 33 and the intermediate gear 34 are fixed to the input shaft 35 and the intermediate shaft 36, respectively, and are rotatably supported on the housing 2 via a pair of rolling bearings 12 and 12. With such a reduction gear 30, a large reduction ratio can be obtained by effectively using the space without increasing the outer diameter of the output gear 11.

電動モータ３に通電することにより、モータ軸２９の回転に伴って入力ギア３３が回転し、中間ギア３４を介して出力ギア１１が回転し、モータ軸２９の回転がナット１７に減速して伝達される。そして、このナット１７の回転に伴いねじ軸１５が軸方向（図中左右方向）に移動する。すなわち、ボールねじ機構４により、モータ軸２９の回転運動がねじ軸１５の軸方向運動に変換される。   By energizing the electric motor 3, the input gear 33 rotates with the rotation of the motor shaft 29, the output gear 11 rotates through the intermediate gear 34, and the rotation of the motor shaft 29 is decelerated and transmitted to the nut 17. Is done. As the nut 17 rotates, the screw shaft 15 moves in the axial direction (left and right in the figure). That is, the ball screw mechanism 4 converts the rotational motion of the motor shaft 29 into the axial motion of the screw shaft 15.

ここで、本実施形態では、カムクラッチ７は、モータ軸２９と減速機３０との連結部に配設され、モータ軸２９の端部に突設された駆動カム部材２５と、この駆動カム部材２５の軸方向に対向して配設された従動カム部材２６と、この従動カム部材２６と入力軸３５との間に介装された弾性部材２７とでカムクラッチ７を構成している。従動カム部材２６は、入力軸３５にトルク伝達可能に、かつ軸方向移動可能に装着されている。   Here, in the present embodiment, the cam clutch 7 is disposed at a connection portion between the motor shaft 29 and the speed reducer 30, and a drive cam member 25 that protrudes from an end portion of the motor shaft 29, and the drive cam member. The cam clutch 7 is composed of a driven cam member 26 disposed so as to oppose the 25 axial direction and an elastic member 27 interposed between the driven cam member 26 and the input shaft 35. The driven cam member 26 is attached to the input shaft 35 so as to be able to transmit torque and move in the axial direction.

本実施形態では、カムクラッチ７をモータ軸２９と減速機３０との連結部に配設することにより、このカムクラッチ７によってモータ軸２９の回転トルクが入力軸３５にスムーズに伝達されると共に、入力軸３５からの回転トルクは固定部材となるハウジング２ｂによって拘束されて回転トルクはモータ軸２９に伝達されず、出力側からの逆入力が遮断される。これにより、電動モータ３への衝撃を緩和することができると共に、減速機３０の川上側、すなわち、減速される前の回転トルクが小さい部位にカムクラッチ７が配設されているので、カムクラッチ７自体を小型化することができる。したがって、一層、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ることができる。   In the present embodiment, the cam clutch 7 is disposed at the connecting portion between the motor shaft 29 and the speed reducer 30 so that the rotational torque of the motor shaft 29 is smoothly transmitted to the input shaft 35 by the cam clutch 7. The rotational torque from the input shaft 35 is constrained by the housing 2b serving as a fixed member, so that the rotational torque is not transmitted to the motor shaft 29, and reverse input from the output side is blocked. As a result, the impact on the electric motor 3 can be mitigated, and the cam clutch 7 is disposed on the upstream side of the speed reducer 30, that is, on the portion where the rotational torque before deceleration is small. 7 itself can be reduced in size. Therefore, it is possible to further reduce the weight, size and cost.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、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。   The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、自動車等の車両の後輪操舵機構や動力伝達制御用の摩擦クラッチ機構等のアクチュエータとして適用できる。   The electric linear actuator according to the present invention can be applied as an actuator such as a rear wheel steering mechanism of a vehicle such as an automobile or a friction clutch mechanism for power transmission control.

本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a 1st embodiment of an electric linear actuator concerning the present invention. 図１の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 本発明に係るカムクラッチを構成する駆動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。The drive cam member which comprises the cam clutch which concerns on this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. 本発明に係るカムクラッチを構成する従動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。The driven cam member which comprises the cam clutch which concerns on this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a top view. 本発明に係るカムクラッチの作用を示す説明図で、（ａ）は、入力側から出力側へ回転トルクが伝達される状態を表している。（ｂ）は、出力側から回転トルクが負荷された状態を表している。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the cam clutch which concerns on this invention, (a) represents the state from which rotational torque is transmitted from an input side to an output side. (B) represents a state in which rotational torque is loaded from the output side. 本発明に係る電動リニアアクチュエータの第２の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the electric linear actuator which concerns on this invention. 従来の電動リニアアクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional electric linear actuator.

符号の説明Explanation of symbols

１、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動リニアアクチュエータ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・・・・・・・・・ハウジング
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
３ａ、２９・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ機構
５、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・減速機
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カムクラッチ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピニオン
８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、３３ａ、３４ａ・・平歯
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の中間ギア
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の中間ギア
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力ギア
１２、１８、１９・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の中間軸
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の中間軸
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
１５ａ、１７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナット
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駒部材
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ガイド管
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大径部
２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リング
２５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動カム部材
２５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹状カム
２６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・従動カム部材
２６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凸状カム
２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
２６ｃ、２８・・・・・・・・・・・・・・・・・摩擦面
２６ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所
２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力ギア
３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間ギア
３５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力軸
３６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間軸
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動リニアアクチュエータ
５２、５２ａ、５２ｂ・・・・・・・・・・・・・ハウジング
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・平歯車
５４ａ、５５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・歯
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナット
５６ａ、５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・リニアクラッチ
６０、６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達ピン
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
６３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周面
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持部
６４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
６５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係合面
６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係合子
６７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・楔形空間
６８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
６９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピン挿入孔
θ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・傾斜角 1, 31 ... Electric linear actuator 2, 2a, 2b, 2c ... Housing 3 ... ..... Electric motors 3a, 29 ........ motor shaft 4 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Ball screw mechanism 5, 30 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reducer 6 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Output shaft 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Cam clutch 8・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pinion 8a, 9a, 10a, 11a, 33a, 34a ・ ・ Spur tooth 9 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ First intermediate gear 10 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・Second intermediate gear 11 ························ Output gears 12, 18, 19 ... Bearing 13 ... 1st intermediate shaft 14 ... Second intermediate shaft 15 ... screw shaft 15a, 17a ... screw groove 16 ... Ball 17 ... Nuts 20 ... ····································· 21 ················ Large diameter portion 23・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Elastic ring 25 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Drive cam member 25a ········································ ...... ... convex cam 26b ... serrations 26c, 28 ... ... friction surface 26d ... recess 27 ... .... Elastic member 33 ... Input gear 34 ... …… Intermediate gear 35 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Input shaft 36 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Intermediate shaft 51 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electric linear actuators 52, 52a, 52b ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Housing 53 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electric motor 53a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ Motor shaft 54 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Spur gears 54a, 55a ・ ・ ・ ・ ・ ・ Tooth 55 ... flange 56 ... nuts 56a, 58a・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Thread groove 57 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Ball 58 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Screw shaft 59 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ Linear clutch 60, 61 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rolling bearing 62 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ Transmission pin 63 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Outer ring 63a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inner peripheral surface 64 ... holding part 64a ... pocket 65 ... ... output shaft 65a ... engagement surface 66 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Engagement element 67 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Wedge shaped space 68 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Elastic member 69 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pin insertion hole θ ..... Inclination angle

Claims (5)

ハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、
このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、
前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、
このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、
前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、
前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、
前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにしたことを特徴とする電動リニアアクチュエータ。 An electric motor attached to the housing;
A nut that is arranged in parallel to the motor shaft of this electric motor, is rotatably supported with respect to the housing and is supported so as not to move in the axial direction, and is inserted into the nut via a large number of balls so as not to rotate. A ball screw mechanism having a screw shaft supported so as to be movable in the axial direction, and converting the rotational motion of the electric motor into axial motion;
In the electric linear actuator comprising a reduction gear disposed between the nut of the ball screw mechanism and the motor shaft,
A cam clutch is disposed at the connecting portion between the input side shaft and the output side shaft of the speed reducer,
This cam clutch engages with the drive cam member protruding from the end of the input side shaft, and can transmit torque to the end of the output side shaft, and can slide in the axial direction. A cam mechanism composed of a driven cam member inserted,
An elastic member interposed between the driven cam member and the end surface of the output shaft;
A friction clutch is configured on the outer periphery of the driven cam member by an inclined friction surface that gradually decreases in diameter toward the drive cam member, and a friction surface that is formed on the inner peripheral surface of the housing in conformity with the friction surface. ,
By rotating the input side shaft, the driven cam member is moved in the axial direction against the elastic member to release the friction clutch, and rotational torque on the input shaft side is transferred to the output side shaft via the cam mechanism. And the reverse input from the output side shaft is blocked by the friction clutch. 前記駆動カム部材が、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムで構成されると共に、前記従動カム部材が、円周等配に配置されて前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムで構成されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。   The drive cam member is composed of a plurality of substantially V-shaped concave cams arranged in a circumferentially equidistant manner, and the driven cam members are arranged in a circumferentially equidistant manner to engage with the concave cams. The electric linear actuator according to claim 1, comprising a substantially V-shaped convex cam. 前記摩擦面のうち少なくとも一方の摩擦面に増摩処理が施されている請求項１または２に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 1, wherein at least one friction surface among the friction surfaces is subjected to a polishing treatment. 前記減速機が、前記モータ軸に設けられたピニオンと、このピニオンに噛合する第１の中間ギアと、この第１の中間ギアと同軸上に配設された第２の中間ギアと、この第２の中間ギアに噛合し、前記ナットに外嵌された出力ギアとを備え、前記第１および第２の中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された第１の中間軸と第２の中間軸に固設されると共に、これら第１の中間軸と第２の中間軸の連結部に前記カムクラッチが配設されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。   The speed reducer includes a pinion provided on the motor shaft, a first intermediate gear meshing with the pinion, a second intermediate gear disposed coaxially with the first intermediate gear, And an output gear externally fitted to the nut, wherein the first and second intermediate gears are rotatably supported by the housing and the first intermediate shaft. The electric linear actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the cam clutch is disposed at a connecting portion between the first intermediate shaft and the second intermediate shaft. 前記減速機が、前記モータ軸と同軸上に配設された入力ギアと、この入力ギアに噛合する中間ギアと、この中間ギアに噛合する出力ギアとを備え、前記入力ギアと中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された入力軸および中間軸に固設されると共に、前記モータ軸と入力軸の連結部に前記カムクラッチが配設されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。   The speed reducer includes an input gear disposed coaxially with the motor shaft, an intermediate gear meshing with the input gear, and an output gear meshing with the intermediate gear, and the input gear and the intermediate gear are: 4. An input shaft and an intermediate shaft that are rotatably supported with respect to the housing, and the cam clutch is disposed at a connecting portion between the motor shaft and the input shaft. The electric linear actuator described.
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