JP2007139029A

JP2007139029A - 電動アクチュエータ

Info

Publication number: JP2007139029A
Application number: JP2005331950A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ikeda; 良則池田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】左右両方向の逆方向入力に対しても、その逆入力を遮断することができる小型コンパクトな電動アクチュエータを提供することである。
【解決手段】入力軸３の右方向の回転時、および左方向の回転時に窓１５の側面１５ａ，１５ｂの一方で爪部１７ａ，１７ｂの一方を押圧してコイルばね１２を縮径させ、上記爪部１７ａ，１７ｂの一方を介して突出部１６を押圧し、出力軸６を入力軸３と同方向に回転させる。また、出力軸６に、その出力軸６を回転させるような回転力が負荷された場合に、窓１５の側面１５ａ，１５ｂの一方で爪部１７ａ，１７ｂの一方を押圧してコイルばね１２を拡径させ、固定リング８の円筒形内面に対するコイルばねの摩擦係合力を高めて出力軸６をロックし、入力軸３に逆入力が伝達されるのを防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータを駆動源として自動車のパーキングブレーキ装置等を操作する電動アクチュエータに関するものである。

自動車のパーキングブレーキ装置等に適用される電動アクチュエータとして特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

この電動アクチュエータは、ハウジング内に組込まれた電動モータのロータ内に、そのロータと一体に回転する出力軸を組込み、その出力軸と同軸上に被駆動軸を設け、この被駆動軸と出力軸の対向端部を覆うクラッチ内輪と、ハウジング内に圧入されたクラッチ外輪と、その両輪間に組込まれたくさび部材とでワンウェイクラッチを形成し、上記クラッチ内輪内において、出力軸と被駆動軸の対向端部間に組込まれたコイルばねの一端を出力軸に、他端を被駆動軸にそれぞれ係止するようにしている。

上記の構成から成る電動アクチュエータにおいては、電動モータの駆動による出力軸の一方向の回転時にコイルばねを拡径させ、クラッチ内輪の内径面に対する接触圧力の向上によりコイルばねの剛性を高め、そのコイルばねを介して出力軸の回転を被駆動軸に伝達するようにしている。このとき、ワンウェイクラッチを係合解除状態として出力軸から被駆動軸への回転伝達が阻害されないようにしている。

また、電動モータの駆動による出力軸の他方向の回転時にコイルばねを縮径させ、そのコイルばねを介して出力軸の回転を被駆動軸に伝達するようにしている。このとき、コイルばねからクラッチ内輪へ回転が伝達されることがないので、ワンウェイクラッチは係合解除状態に保持され、出力軸から被駆動軸への回転伝達が阻害されることはない。

さらに、被駆動軸に、その被駆動軸を他方向に回転させようとする逆入力が負荷された場合に、コイルばねを拡径させてクラッチ内輪に対する接触圧力を高め、クラッチ外輪に対するクラッチ内輪の相対回転によりくさび部材をクラッチ内、外輪に係合させてクラッチ内輪をロックし、被駆動軸から出力軸への回転伝達を遮断するようにしている。
特開２００４−０１９９０４号公報

ところで、上記従来の電動アクチュエータにおいては、被駆動軸を他方向に回転させようとする逆入力が負荷された場合にのみワンウェイクラッチを係合状態とするワンウェイ方式であるため、用途範囲が狭く、改善すべき点が残されている。

また、出力軸と被駆動軸の対向端部間にコイルばねを設けた構成であるため、軸方向長さが長く、組付けに大きなスペースを確保する必要があり、その軸方向長さのコンパクト化を図るうえにも改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、左右両方向の逆入力に対しても、その逆入力を遮断することができる小型コンパクトな電動アクチュエータを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、電動モータと、その電動モータによって回転され、軸端部に円筒部が形成された入力軸と、その入力軸の円筒部内に組込まれた出力軸と、前記入力軸の円筒部の外側に設けられた固定リングと、その固定リングと入力軸の円筒部間に組込まれて固定リングの円筒形内面に弾性接触するコイルばねとを有し、前記入力軸の円筒部に軸方向に延びる窓を形成し、前記出力軸の外周には前記窓内に配置される軸方向に長い突出部を設け、前記コイルばねの両端部には窓の周方向で対向する側面と突出部の側面のそれぞれと周方向に間隔をおいて配置される一対の爪部を設けた構成を採用したのである。

上記の構成から成る電動アクチュエータにおいて、電動モータの駆動によって入力軸を回転すると、その入力軸の左右いずれの回転方向においても、窓の一側面がコイルばねの一方の爪部を押圧し、その押圧により、コイルばねが縮径して固定リングに対する摩擦係合力が低下する。入力軸がさらに回転すると、窓の一側面が爪部を介して突出部を押圧することになり、その押圧によって出力軸が入力軸と同方向に回転する。

出力軸に、その出力軸を回転させようとする逆入力が負荷されると、突出部がコイルばねの一方の爪部を押圧する。このとき、出力軸を左方向あるいは右方向に回転させようとする左右両方向の逆入力に対しても、突出部は一対の爪部の一方の爪部を押圧することになり、その押圧によりコイルばねは拡径して、固定リングに対する摩擦係合力が強くなり、出力軸はロックされる。このため、出力軸に負荷される左右両方向の逆入力に対しても、その逆入力は遮断されることになる。

ここで、前記モータの回転軸と前記入力軸とを平行に配置し、その回転軸と入力軸の相互間にギヤ減速機構を設けることにより、モータの回転軸と入力軸とを同軸上に配置する場合に比較して、電動アクチュエータの軸方向長さのよりコンパクト化を図ることができる。

また、円筒部の開口端部の外周にコイルばねを抜止めするフランジを設けることによって、コイルばねの脱落を防止することができると共に、コイルばねは一対の爪部が窓の側面と突出部間に位置する状態に保持されるため、コイルばねを確実に機能させることができる。

この発明は上記の構成を採用したことにより、入力軸の左右両方向の回転を出力軸に伝達することができると共に、出力軸に負荷される左右両方向の逆入力を遮断することができる。このように、電動アクチュエータはツーウェイ方式であるため、広い範囲に適用することができる。

また、入力軸の端部に出力軸を覆う円筒部を設け、その円筒部と固定リング間にコイルばねを組込んだ部品点数の少ない簡単な構成であるため、組付けに広いスペースを確保する必要がない軸方向長さの短い小型コンパクトな電動アクチュエータを得ることができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基いて説明する。図１および２に示すように、電動モータ１の回転軸２の周りには、その回転軸２に平行に入力軸３が設けられている。

回転軸２と入力軸３の相互間には、回転軸２の回転を減速して入力軸３に伝達するギヤ減速機構４が設けられている。ギヤ減速機構として、ここでは、回転軸２にピニオン４ａを設け、入力軸３には、そのピニオン４ａに噛合する大径の平歯車４ｂを取付けている。

入力軸３の軸端部には円筒部５が設けられ、その円筒部５内に出力軸６が組込まれている。出力軸６は円筒部５の閉塞端部内に組込まれた軸受７によって回転自在に支持されている。

円筒部５の外側には固定リング８が設けられている。固定リング８はハウジング９に形成されたリング嵌合孔１０内に圧入嵌合され、その固定リング８内に組込まれた軸受１１によって入力軸３の円筒部５が回転自在に支持されている。

円筒部５と固定リング８間にはコイルばね１２が組込まれている。コイルばね１２は、縮径状態での組込みとされて外径面が固定リング８の円筒形内面に弾性接触している。このコイルばね１２は、固定リング８の一端部内周に形成されたフランジ１３と円筒部５の開口端部の外周に形成されたフランジ１４によって抜止めされている。

円筒部５には、開口端から軸方向に延びる窓１５が設けられている。一方、出力軸６の外周には、上記窓１５内に配置される軸方向に長い突出部１６が形成されている。

コイルばね１２の両端は内向きに折り曲げられて一対の爪部１７ａ，１７ｂが設けられ、一方の爪部１７ａは窓１５の周方向で対向する一対の側面１５ａ，１５ｂの一方の側面１５ａと突出部１６の一側面間に配置されている。また、他方の爪部１７ｂは窓１５の他方の側面１５ｂと突出部１６の他方の側面間に配置され、各爪部１７ａ，１７ｂと窓１５の側面間および各爪部１７ａ，１７ｂと突出部１６の側面間には、回転方向隙間δが形成されている。

実施の形態で示す電動アクチュエータは上記の構造からなる。いま、例えば、電動モータ１を駆動して、入力軸３を図１(ＩＩ)の矢印で示す方向に回転(右回転)させると、円筒部５に形成された窓１５の一方の側面１５ａが、図３に示すように、コイルばね１２に形成された一方の爪部１７ａを周方向に押圧する。その押圧によりコイルばね１２が縮径して固定リング８に対する摩擦係合力が弱くなり、入力軸３は回転を続ける。

図３に示す状態から入力軸３がさらに回転を続けると、窓１５の一方の側面１５ａが一方の爪部１７ａを介して突出部１６を周方向に押圧し、その押圧によって出力軸６が入力軸３と同方向に回転する。

また、入力軸３を図１(ＩＩ)の矢印で示す方向と反対の方向に回転(左回転)させると、円筒部５に形成された窓１５の他方の側面１５ｂが、図４に示すように、コイルばね１２に形成された他方の爪部１７ｂを周方向に押圧する。その押圧によりコイルばね１２が縮径して固定リング８に対する摩擦係合力が弱くなり、入力軸３は回転を続ける。

図４に示す状態から入力軸３がさらに回転を続けると、窓１５の他方の側面１５ｂが他方の爪部１７ｂを介して突出部１６を周方向に押圧し、その押圧によって出力軸６が入力軸３と同方向に回転することになり、入力軸３の左右両方向の回転を出力軸６に伝達することができる。

電動モータ１の停止状態において、出力軸６に、その出力軸６を図５の矢印で示す方向に回転(右回転)させようとする回転力が逆入力されると、同図で示すように、突出部１６がコイルばね１２の他方の爪部１７ｂを押圧する。その押圧によってコイルばね１２が拡径し、固定リング８の円筒形内面に対するコイルばね１２の摩擦係合力が増大して出力軸６がロックされる。

また、出力軸６に、その出力軸６を図６の矢印で示す方向に回転(左回転)させようとする回転力が逆入力されると、同図で示すように、突出部１６がコイルばね１２の一方の爪部１７ａを押圧する。その押圧によってコイルばね１２が拡径し、固定リング８の円筒形内面に対するコイルばね１２の摩擦係合力が増大して出力軸６がロックされる。

このように、出力軸６に、その出力軸６を右回転または左回転させるような回転力が逆入力されると、出力軸６はロックされるため、出力軸６から入力軸３に逆入力が伝達されるようなことはない。

実施の形態で示す電動アクチュエータは、入力軸３の左右両方向の回転を出力軸６に伝達することができると共に、出力軸６に負荷される左右両方向の逆入力を遮断することができるツーウェイ方式のため、広い範囲に適用することができる。

また、入力軸３の端部に出力軸６を覆う円筒部５を設け、その円筒部５と固定リング８間にコイルばね１２を組込んだ部品点数の少ない簡単な構成であるため、組付けに広いスペースを確保する必要がない軸方向長さの短い小型コンパクトな電動アクチュエータを得ることができる。

(Ｉ)は、この発明に係る電動アクチュエータの縦断正面図、(II)は、(Ｉ)のイ−イ線に沿った断面図コイルばねの組込み部を拡大して示す断面図入力軸を右回転させた状態の側面図入力軸を左回転させた状態の側面図出力軸に右回転させるような回転力が逆入力された状態の側面図出力軸に左回転させるような回転力が逆入力された状態の側面図

符号の説明

１電動モータ
２回転軸
３入力軸
４ギヤ減速機構
５円筒部
６出力軸
８固定リング
１２コイルばね
１３フランジ
１４フランジ
１５ａ側面
１５ｂ側面
１６突出部
１７ａ爪部
１７ｂ爪部

Claims

電動モータと、その電動モータによって回転され、軸端部に円筒部が形成された入力軸と、その入力軸の円筒部内に組込まれた出力軸と、前記入力軸の円筒部の外側に設けられた固定リングと、その固定リングと入力軸の円筒部間に組込まれて固定リングの円筒形内面に弾性接触するコイルばねとを有し、
前記入力軸の円筒部に軸方向に延びる窓を形成し、前記出力軸の外周には前記窓内に配置される軸方向に長い突出部を設け、前記コイルばねの両端部には窓の周方向で対向する側面と突出部の側面のそれぞれと周方向に間隔をおいて配置される一対の爪部を設けた電動アクチュエータ。
前記モータの回転軸と前記入力軸とを平行に配置し、その回転軸と入力軸の相互間にギヤ減速機構を設けた請求項１に記載の電動アクチュエータ。
前記円筒部の開口端部の外周にコイルばねを抜止めするフランジを設けた請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。