JP5983040B2 - Actuator - Google Patents

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Description

本発明は自動車部品及び機械部品装置等に使用するアクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator used for automobile parts, machine part devices, and the like.

変速機用電動駆動装置に用いるアクチュエータとして、特許文献１のように、駆動源である電動モータから伝達される回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置を用いたものが知られている。ボールねじ装置は、電動モータによりボールねじ軸が回転し、ボールねじ軸に螺合したボールねじナットがボールねじ軸の軸線方向へ移動する。ボールねじナットには、ボールねじ軸の軸線とこの軸線に直交する方向とで形成される面内で揺動可能な揺動アームの一端が連結されており、その揺動アームの他端に、ボールねじ軸の軸線に直交する方向に配置した出力軸が連結し、揺動アームの揺動運動により出力軸が回転することで、ギア切換えが行なわれるようになっている。   As an actuator used in an electric drive device for a transmission, an actuator using a ball screw device that converts a rotational motion transmitted from an electric motor as a drive source into a linear motion is known as disclosed in Patent Document 1. In the ball screw device, the ball screw shaft is rotated by the electric motor, and the ball screw nut screwed to the ball screw shaft moves in the axial direction of the ball screw shaft. One end of a swing arm that can swing in a plane formed by the axis of the ball screw shaft and a direction perpendicular to the axis is connected to the ball screw nut, and the other end of the swing arm is connected to the other end of the swing arm. The output shaft arranged in the direction perpendicular to the axis of the ball screw shaft is connected, and the output shaft is rotated by the swinging motion of the swinging arm so that the gear is switched.

ところで、この特許文献１のアクチュエータの揺動アーム（この特許文献１ではシフトアームと称している）には、一端に、ボールねじナットの互いに逆側の面となる一対の外側面から突設する一対の係合ピンに係合する長孔が形成され、他端が出力軸に固定されている。そして、ボールねじナットの直線運動により一対の係合ピンが長孔の長手方向に移動すると、揺動アームが揺動運動を行い、ボールねじナットの直線運動が出力軸に回転運動として伝達されるようになっている。   By the way, the swing arm of the actuator of Patent Document 1 (referred to as a shift arm in Patent Document 1) protrudes from one pair of outer surfaces that are opposite to each other of the ball screw nut. A long hole that engages with the pair of engagement pins is formed, and the other end is fixed to the output shaft. When the pair of engaging pins move in the longitudinal direction of the long hole by the linear motion of the ball screw nut, the swing arm performs the swing motion, and the linear motion of the ball screw nut is transmitted to the output shaft as a rotational motion. It is like that.

しかし、特許文献１のアクチュエータでは揺動アームと出力軸とが軸周りに相対回転しない構造となっているため、ボールねじ軸、ボールねじナット、ハウジング、揺動アーム及び出力軸の少なくとも一つの製造誤差によりボールねじ軸及び出力軸の配置角度に誤差が発生すると、揺動アームとボールねじ軸との間にねじれが発生してアクチュエータの組立不良が生じたり、作動性が損なわれるおそれがある。
そこで、伸縮自在な揺動アームを複数のアームで構成し、これら複数のアームを、アーム軸方向に摺動自在とし、且つ互いに相対回転自在に連結し、アクチュエータの構成部品に製造誤差が発生しても、それを吸収してアクチュエータの作動性を良好とするものが知られている（例えば、特許文献２）。 However, since the actuator of Patent Document 1 has a structure in which the swing arm and the output shaft do not rotate relative to each other, at least one of a ball screw shaft, a ball screw nut, a housing, a swing arm, and an output shaft is manufactured. If an error occurs in the arrangement angle of the ball screw shaft and the output shaft due to the error, a torsion occurs between the swing arm and the ball screw shaft, which may cause assembly failure of the actuator or impair operability.
Therefore, a telescopic swing arm is composed of a plurality of arms, and the plurality of arms are slidable in the direction of the arm axis and connected to each other so as to be rotatable relative to each other, resulting in manufacturing errors in the actuator components. However, there is known one that absorbs it and improves the operability of the actuator (for example, Patent Document 2).

特開２００２−３１７８７１号公報JP 2002-317871 A 特開２０１１−１１２１９３号公報JP 2011-112193 A

しかし、特許文献２のアクチュエータは、構成部品の製造誤差を吸収するために、揺動アームを構成する複数のアームをアーム軸方向に摺動自在とし、且つ互いに相対回転自在に連結した構造が複雑であり、組立て性の面で問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、組立て性を向上させ、簡易な構成で製造誤差を吸収することができるアクチュエータを提供することを目的とする。 However, the actuator of Patent Document 2 has a complicated structure in which a plurality of arms constituting the swing arm are slidable in the arm axis direction and coupled to each other so as to be rotatable relative to each other in order to absorb manufacturing errors of components. There is a problem in terms of assembly.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, and an object thereof is to provide an actuator that can improve assembly and absorb manufacturing errors with a simple configuration. To do.

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のアクチュエータは、回転駆動源から回転運動が伝達されるボールねじ軸と、このボールねじ軸の回転運動により直線運動を行うボールねじナットと、このボールねじナットに一端が係合し、前記ボールねじ軸の軸線及び当該ボールねじ軸の軸線に直交する第１方向とで形成される面内を揺動する１本の揺動アームと、前記ボールねじ軸の軸線及び前記第１方向に直交し、前記揺動アームの揺動中心を通る第２方向に延在して前記揺動アームの他端に連結し、前記ボールねじナットの直線運動による前記揺動アームの揺動運動により回転運動が伝達される出力軸と、を備え、前記出力軸及び前記揺動アームの他端は、前記揺動アームが前記第２方向の並進自由度を有し、且つ、前記揺動アームが前記ボールねじナットの直線運動方向に移動するのを規制して連結されており、前記揺動アームの他端は、当該揺動アームの軸線周りの回転自由度を有して前記出力軸に連結されている。 In order to achieve the above object, an actuator according to claim 1 of the present invention includes a ball screw shaft to which a rotational motion is transmitted from a rotational drive source, and a ball screw nut that performs a linear motion by the rotational motion of the ball screw shaft. And one swing arm that engages with the ball screw nut and swings in a plane formed by the axis of the ball screw shaft and a first direction perpendicular to the axis of the ball screw shaft. , Orthogonal to the axis of the ball screw shaft and the first direction, extending in a second direction passing through the swing center of the swing arm and connected to the other end of the swing arm, An output shaft to which a rotational motion is transmitted by a swing motion of the swing arm by a linear motion, and the other end of the output shaft and the swing arm is free to translate the swing arm in the second direction. And the swinging Over arm is coupled to regulate the movement in the direction of linear motion of the ball screw nut, the other end of the swing arm, the output has a rotational degree of freedom about the axis of the swing arm It is connected to the shaft.

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記出力軸の端部に、互いに前記第２方向に平行に延在した一対の出力側平坦面を設け、前記揺動アームの他端に前記出力軸の端部を挿入する係合穴部を設け、この係合穴部に、前記一対の出力側平坦面が面接触状態で摺動する一対の揺動側内平面を設けるとともに、前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に突起部を設け、前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に摺動する前記一対の揺動側内平面の少なくとも一方に、前記突起部が入り込む係合溝を前記第２方向に延在して設けた。 According to a second aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, a pair of output-side flat surfaces extending in parallel with each other in the second direction are provided at the end of the output shaft, and the swing arm is provided. An engagement hole for inserting the end of the output shaft is provided at the other end of the pair, and a pair of swing side inner planes on which the pair of output side flat surfaces slide in a surface contact state are provided in the engagement hole. And providing a protrusion on at least one of the pair of output side flat surfaces, and the protrusion on at least one of the pair of swing side inner planes sliding on at least one of the pair of output side flat surfaces. An engaging groove for entering was provided extending in the second direction.

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のアクチュエータにおいて、前記出力軸の端部に、前記一対の出力側平坦面で開口するピン挿入穴を形成し、このピン挿入穴に、前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方から突出した端部を前記突起部としてピンを挿入した。
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載のアクチュエータにおいて、前記出力軸の前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に、前記係合溝に入り込む突起を一体に形成した。 According to a third aspect of the present invention, in the actuator according to the second aspect, a pin insertion hole that opens at the pair of output side flat surfaces is formed at an end of the output shaft, and the pin insertion hole includes the pin insertion hole. A pin was inserted with the end portion protruding from at least one of the pair of output side flat surfaces as the protrusion.
According to a fourth aspect of the present invention, in the actuator according to the second aspect, a protrusion that enters the engagement groove is integrally formed on at least one of the pair of output side flat surfaces of the output shaft.

また、請求項５記載の発明は、請求項２記載のアクチュエータにおいて、前記出力軸の前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に凹み部を形成し、この凹み部に球体を嵌め込み、前記球体が前記突起部として前記係合溝に入り込むようにした。
さらに、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記揺動アームの一端は、前記ボールねじナットの回転を不能として当該ボールねじナットに係合している。 According to a fifth aspect of the present invention, in the actuator according to the second aspect, a recess is formed in at least one of the pair of output side flat surfaces of the output shaft, and a sphere is fitted into the recess, and the sphere is The protrusion is inserted into the engagement groove.
Further, the invention according to claim 6 is the actuator according to any one of claims 1 to 5 , wherein one end of the swing arm is engaged with the ball screw nut so that the ball screw nut cannot be rotated. doing.

さらにまた、請求項７記載の発明は、請求項６記載のアクチュエータにおいて、前記ボールねじナットは、当該ボールねじナットの直線運動方向に直交する方向に、互いに対向した一対の回転止め平面を設け、前記揺動アームの一端に、前記一対の回転止め平面に摺動自在に当接する一対の係合杆を設けた。 Furthermore, the invention according to claim 7 is the actuator according to claim 6 , wherein the ball screw nut is provided with a pair of anti-rotation planes facing each other in a direction orthogonal to the linear motion direction of the ball screw nut. A pair of engagement rods that slidably contact the pair of rotation stop planes are provided at one end of the swing arm.

本発明に係るアクチュエータによれば、出力軸及び前記揺動アームの他端は、揺動アームがボールねじナットの直線運動方向に移動するのを規制して連結されているため、揺動アームが第２方向の並進自由度を有している。この結果、揺動アーム及びボールねじナットの干渉を防止することができ、アクチュエータの組立て性を向上させ、簡易な構成で製造誤差を吸収することができる。   According to the actuator of the present invention, the other end of the output shaft and the swing arm is connected by restricting the swing arm from moving in the linear motion direction of the ball screw nut. It has translational freedom in the second direction. As a result, the interference between the swing arm and the ball screw nut can be prevented, the assembly of the actuator can be improved, and the manufacturing error can be absorbed with a simple configuration.

本発明に係る第１実施形態のアクチュエータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the actuator of 1st Embodiment which concerns on this invention. 第１実施形態のアクチュエータを第２方向（Ｚ軸方向）から示した図である。It is the figure which showed the actuator of 1st Embodiment from the 2nd direction (Z-axis direction). 図２のＡ−Ａ線矢視図である。It is an AA arrow directional view of FIG. 本発明に係る第２実施形態のアクチュエータの要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the actuator of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第３実施形態のアクチュエータの要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the actuator of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第４実施形態のアクチュエータの要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the actuator of 4th Embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１から図３は、本発明に係る自動車の自動変速機等に使用されているアクチュエータ１の第１実施形態を示す図である。
本実施形態のアクチュエータ１は、シフトセレクトアクチュエータのうちシフト動作を行うシフト用アクチュエータであり、軸線Ｐ１がＸ軸方向に延在するように配置され、モータ２から回転運動が伝達されるボールねじ軸３と、このボールねじ軸３の外周面と自身の内周面との間に複数のボール（不図示）を介在させ、ボールねじ軸３に伝達された回転運動が直線運動として変換されるボールねじナット４と、ボールねじナット４に一端が係合し、ボールねじ軸３の軸線Ｐ１及びボールねじ軸２の軸線Ｐ１に直交するＹ軸方向とで形成される面内を揺動する１本の揺動アーム５と、ボールねじ軸３の軸線Ｐ１及びＹ軸方向に直交し、揺動アーム５の揺動中心を通るＺ軸方向に延在して前記揺動アームの他端に連結した出力軸６と、を備えている。また、ハウジング（不図示）に固定された軸受７，８が、ボールねじ軸２の軸方向の両端側を回転自在に支持している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 3 are views showing a first embodiment of an actuator 1 used in an automatic transmission of an automobile according to the present invention.
The actuator 1 according to the present embodiment is a shift actuator that performs a shift operation among shift select actuators. The ball screw shaft is arranged such that the axis P1 extends in the X-axis direction and the rotational motion is transmitted from the motor 2. 3 and a ball in which a plurality of balls (not shown) are interposed between the outer peripheral surface of the ball screw shaft 3 and the inner peripheral surface of the ball screw shaft 3, and the rotational motion transmitted to the ball screw shaft 3 is converted into a linear motion. One that engages with the screw nut 4 and one end of the ball screw nut 4 and swings in a plane formed by the axis P1 of the ball screw shaft 3 and the Y-axis direction orthogonal to the axis P1 of the ball screw shaft 2. The swing arm 5 and the axis P1 and the Y-axis direction of the ball screw shaft 3 are orthogonal to the Z axis direction passing through the swing center of the swing arm 5 and connected to the other end of the swing arm. An output shaft 6; That. Further, bearings 7 and 8 fixed to a housing (not shown) rotatably support both end sides of the ball screw shaft 2 in the axial direction.

出力軸６は、軸受（不図示）を介してハウジングに回転自在に支持された棒状部材である。この出力軸６の外周には環状溝２８が形成されており、この環状溝２８にハウジングに固定された出力軸用ピン２９の一部が係合している。このような環状溝２８及び出力軸用ピン２９の係合により、出力軸６は、Ｚ軸（軸線Ｐ２）方向の移動が規制されながらＺ軸回りに回転自在に配置されている。   The output shaft 6 is a rod-like member that is rotatably supported by the housing via a bearing (not shown). An annular groove 28 is formed on the outer periphery of the output shaft 6, and a part of an output shaft pin 29 fixed to the housing is engaged with the annular groove 28. By such engagement of the annular groove 28 and the output shaft pin 29, the output shaft 6 is disposed so as to be rotatable about the Z axis while being restricted from moving in the Z-axis (axis P2) direction.

そして、出力軸６の長手方向中間部には、出力レバー１１が外方に突出して設けられている。この出力レバー１１は、シフト用アクチュエータである本実施形態のアクチュエータ１から出力軸６と共にＺ軸回りに回転するシフト動作が伝達されるとともに、本実施形態のアクチュエータ１とは異なる構造のセレクト用アクチュエータ（不図示）からＺ軸方向に移動するセレクト動作が伝達されるようになっている。なお、出力レバー１１にセレクト動作が伝達されるときに、出力軸６はＺ軸方向に移動しない。   An output lever 11 is provided on the middle portion in the longitudinal direction of the output shaft 6 so as to protrude outward. The output lever 11 receives a shift operation that rotates around the Z axis together with the output shaft 6 from the actuator 1 of the present embodiment, which is a shift actuator, and has a different structure from the actuator 1 of the present embodiment. A select operation that moves in the Z-axis direction is transmitted from (not shown). Note that when the selection operation is transmitted to the output lever 11, the output shaft 6 does not move in the Z-axis direction.

ここで、出力軸６の一端側（揺動アーム５の他端が連結する側）には、出力軸６の軸線Ｐ２に沿って延在する互いに平行な平面とした一対の出力側平坦面９，１０が形成されている。
図３に示すように、出力軸６の一端側には、軸線Ｐ２に直交する方向に延在して一対の出力側平坦面９，１０で開口するピン挿入穴１２が形成されており、このピン挿入穴１２に、一方の出力側平坦面９から端部１３ａを突出させた状態でピン１３が挿入されている。 Here, on one end side of the output shaft 6 (the side to which the other end of the swing arm 5 is connected), a pair of output-side flat surfaces 9 which are parallel planes extending along the axis P2 of the output shaft 6 are provided. , 10 are formed.
As shown in FIG. 3, a pin insertion hole 12 is formed on one end side of the output shaft 6 so as to extend in a direction perpendicular to the axis P2 and open at a pair of output side flat surfaces 9, 10. The pin 13 is inserted into the pin insertion hole 12 with the end 13a protruding from the one output side flat surface 9.

ボールねじナット４は直方体形状の外観をなしており、図３に示すように、Ｚ軸方向を向く両側面４ａ，４ｂから円柱形状の凸部１４が突出している。
揺動アーム５は、図２に示すように、アーム部１５と、アーム部１５の一端に形成した一対のナット係合杆１７と、アーム部１５の他端に形成した出力軸係合穴部１６とを備えている。 The ball screw nut 4 has a rectangular parallelepiped appearance, and as shown in FIG. 3, cylindrical convex portions 14 protrude from both side surfaces 4a and 4b facing the Z-axis direction.
As shown in FIG. 2, the swing arm 5 includes an arm portion 15, a pair of nut engagement rods 17 formed at one end of the arm portion 15, and an output shaft engagement hole portion formed at the other end of the arm portion 15. 16.

出力軸係合穴部１６は、図２に示すように、アーム部１５の軸線Ｐ３に直交する方向（図２ではＺ軸方向）に延在した穴を設け、出力軸６の一対の出力側平坦面９，１０に面接触するように互いに平行な平面として形成した一対の揺動側内平面１８，１９と、これら一対の揺動側内平面１８，１９以外の内面であり、出力軸６の一対の出力側平坦面９，１０の間の外周面に対して接触せず隙間を設ける非接触内面２０，２１と、一方の揺動側内平面１８に形成され、軸線Ｐ３に交叉して軸線Ｐ３に直交する方向（Ｚ方向）に延在する係合溝２２とを備えている。   As shown in FIG. 2, the output shaft engagement hole 16 is provided with a hole extending in a direction perpendicular to the axis P <b> 3 of the arm portion 15 (Z-axis direction in FIG. 2), and a pair of output sides of the output shaft 6. A pair of oscillating side inner planes 18 and 19 formed as planes parallel to each other so as to come into surface contact with the flat surfaces 9 and 10, and an inner surface other than the pair of oscillating side inner planes 18 and 19, and the output shaft 6 Are formed on the non-contact inner surfaces 20 and 21 that do not contact the outer peripheral surface between the pair of output-side flat surfaces 9 and 10 and provide a gap, and on one of the swing side inner planes 18, and intersect the axis P3. And an engaging groove 22 extending in a direction (Z direction) orthogonal to the axis P3.

一対のナット係合杆１７は、図２及び図３に示すように、アーム部１５の他端側からＺ軸方向に二股に分岐された形状とされ、先端側に切欠きスリット２３が形成された部材である。そして、一対のナット係合杆１７の内壁の間の距離は、ボールねじナット４のＺ軸方向を向く両側面４ａ，４ｂの間の距離と略同一寸法に設定されている。
次に、上記構成のアクチュエータ１の組立て手順について説明する。
先ず、出力軸６を、軸受（不図示）を介してハウジングに２点支持する。 2 and 3, the pair of nut engaging rods 17 has a shape bifurcated in the Z-axis direction from the other end side of the arm portion 15, and a notch slit 23 is formed on the distal end side. It is a member. The distance between the inner walls of the pair of nut engaging rods 17 is set to be approximately the same as the distance between both side surfaces 4a and 4b facing the Z-axis direction of the ball screw nut 4.
Next, a procedure for assembling the actuator 1 having the above configuration will be described.
First, the output shaft 6 is supported at two points on the housing via a bearing (not shown).

次に、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６に、出力軸６の一端側をＺ軸方向から挿入する。その際、出力軸係合穴部１６の一方の揺動側内平面１８の軸線Ｐ３に直交する方向（Ｚ方向）に延在する係合溝２２に、出力軸６の一方の出力側平坦面９から突出したピン１３の端部１３ａが入り込む。そして、出力軸係合穴部１６の一対の揺動側内平面１８，１９に、出力軸６の一対の出力側平坦面９，１０を面接触させる。また、出力軸係合穴部１６の非接触内面２０，２１は、出力軸６の一対の出力側平坦面９，１０の間の外周面との間に隙間を設けた状態となる。   Next, one end side of the output shaft 6 is inserted into the output shaft engagement hole 16 of the swing arm 5 from the Z-axis direction. At that time, one output side flat surface of the output shaft 6 is formed in the engagement groove 22 extending in the direction (Z direction) orthogonal to the axis P3 of the one swing side inner plane 18 of the output shaft engagement hole portion 16. The end 13 a of the pin 13 protruding from 9 enters. Then, the pair of output side flat surfaces 9 and 10 of the output shaft 6 are brought into surface contact with the pair of swing side inner planes 18 and 19 of the output shaft engagement hole portion 16. Further, the non-contact inner surfaces 20 and 21 of the output shaft engaging hole 16 are in a state where a gap is provided between the output shaft engaging hole portion 16 and the outer peripheral surface between the pair of output side flat surfaces 9 and 10 of the output shaft 6.

次に、両端側に軸受７，８を装着したボールねじ軸３をＸ軸方向に延在させ、ボールねじ軸３の外周に配置したボールねじナット４の両側面４ａ，４ｂからＺ軸方向に凸部１４を突出させる。
次に、揺動アーム５の一対のナット係合杆１７に設けた切欠きスリット２３の周縁を、ボールねじナット４の両側面４ａ，４ｂから突出している凸部１４に係合する。そのとき、図３に示すように、ボールねじナット４のＺ軸方向を向く側面４ａ，４ｂは、一対のナット係合杆１７の内壁を含む部位に囲まれた空間に位置する。 Next, the ball screw shaft 3 having the bearings 7 and 8 mounted on both ends is extended in the X-axis direction, and the ball screw nut 4 disposed on the outer periphery of the ball screw shaft 3 is extended from both side surfaces 4a and 4b in the Z-axis direction. The convex part 14 is protruded.
Next, the peripheral edges of the notch slits 23 provided in the pair of nut engaging rods 17 of the swing arm 5 are engaged with the convex portions 14 protruding from both side surfaces 4 a and 4 b of the ball screw nut 4. At that time, as shown in FIG. 3, the side surfaces 4 a and 4 b facing the Z-axis direction of the ball screw nut 4 are located in a space surrounded by a portion including the inner walls of the pair of nut engaging rods 17.

そして、ボールねじ軸２の軸方向の両端側に装着した軸受７，８をハウジングに固定する。
その後、カップリング（不図示）を介してボールねじ軸３をモータ２に連結する。
このように組立てたアクチュエータ１は、モータ２からボールねじ軸３に回転運動が伝達されると、揺動アーム５の一対のナット係合杆１７の内壁がボールねじナット４の側面４ａ，４ｂに当接することでボールねじナット４が回転不能とされ、ボールねじナット４はＸ軸方向の直線運動を行う。 Then, bearings 7 and 8 mounted on both end sides of the ball screw shaft 2 in the axial direction are fixed to the housing.
Thereafter, the ball screw shaft 3 is connected to the motor 2 through a coupling (not shown).
When the rotary motion is transmitted from the motor 2 to the ball screw shaft 3 in the assembled actuator 1, the inner walls of the pair of nut engaging rods 17 of the swing arm 5 are connected to the side surfaces 4 a and 4 b of the ball screw nut 4. By making contact, the ball screw nut 4 cannot be rotated, and the ball screw nut 4 performs linear motion in the X-axis direction.

そして、ボールねじナット４の一対の凸部１４に一対のナット係合杆１７の切欠きスリット２３の周縁が摺動自在に係合しているので、ボールねじナット４の直線運動が、出力軸係合穴部１６側を回転中心とした揺動アーム５の回転運動として伝達される。
この揺動アーム５の回転運動は、一対の揺動側内平面１８，１９から出力軸６の一対の出力側平坦面９，１０に伝達され、出力軸６が回転することで出力レバー１１が揺動し、ギアの切換えを行う。 Since the peripheral edges of the notch slits 23 of the pair of nut engaging rods 17 are slidably engaged with the pair of convex portions 14 of the ball screw nut 4, the linear motion of the ball screw nut 4 is applied to the output shaft. This is transmitted as the rotational motion of the swing arm 5 with the engagement hole 16 side as the center of rotation.
The rotational movement of the swing arm 5 is transmitted from the pair of swing side inner planes 18 and 19 to the pair of output side flat surfaces 9 and 10 of the output shaft 6, and the output lever 11 is rotated by the rotation of the output shaft 6. Swing and change gears.

次に、上述したアクチュエータ１の作用効果について述べる。
本実施形態のアクチュエータ１において、出力軸６の一端が出力軸係合穴部１６に挿入された揺動アーム５がＸ軸方向に移動しようとするのを、一方の揺動側内平面１８のＺ方向に延在する係合溝２２に入り込んだ出力軸６のピン１３の端部１３ａが規制する。これにより、揺動アーム５がボールねじナット４とともにＸ軸方向に並進運動するのを防止することができる。 Next, the effect of the actuator 1 described above will be described.
In the actuator 1 of the present embodiment, the swing arm 5 having one end of the output shaft 6 inserted into the output shaft engaging hole portion 16 tries to move in the X-axis direction. The end portion 13a of the pin 13 of the output shaft 6 entering the engaging groove 22 extending in the Z direction is regulated. Thereby, it is possible to prevent the swing arm 5 from being translated along with the ball screw nut 4 in the X-axis direction.

また、製造誤差によってボールねじ軸３の位置精度が悪くても、揺動アーム５はＺ軸方向（出力軸６の軸線Ｐ２に沿う方向）に並進自由度があるので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。
また、製造誤差によってボールねじ軸３及び出力軸６の配置角度の精度が悪くても、揺動アーム５は、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６の係合溝２２に入り込んでいるピン１３（端部１３ａ）周りの回転自由度を有しているので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。 Even if the positional accuracy of the ball screw shaft 3 is poor due to a manufacturing error, the swing arm 5 has translational freedom in the Z-axis direction (the direction along the axis P2 of the output shaft 6). There is no risk of interference with the screw nut 4.
Even if the accuracy of the arrangement angle of the ball screw shaft 3 and the output shaft 6 is poor due to manufacturing errors, the swing arm 5 enters the engagement groove 22 of the output shaft engagement hole 16 of the swing arm 5. Since there is a degree of freedom of rotation around the pin 13 (end portion 13a), there is no possibility of interference between the swing arm 5 and the ball screw nut 4.

このように、本実施形態のアクチュエータ１は、出力軸６と別体に形成された揺動アーム５とピン１３とを使用するという最小限の部品点数の増加で、アクチュエータの組立て性を向上させ、簡易な構成で製造誤差を吸収することができる。ここで、本発明で記載した、揺動アームの他端が当該揺動アームの軸線回りの回転自由度を有して出力軸に連結されているという構造は、出力軸係合穴部１６の揺動側内平面１８に形成した係合溝２２やピン１３を、軸線Ｐ３に近いが軸線Ｐ３に交叉しない位置とし、揺動アーム５が、その係合溝２２に入り込んだピン１３（端部１３ａ）周りの回転自由度を有している場合も含んでいるものとする。   As described above, the actuator 1 of this embodiment improves the assembly of the actuator with a minimum increase in the number of parts that uses the swing arm 5 and the pin 13 formed separately from the output shaft 6. The manufacturing error can be absorbed with a simple configuration. Here, the structure in which the other end of the swing arm described in the present invention is connected to the output shaft with a degree of freedom of rotation about the axis of the swing arm is provided in the output shaft engagement hole portion 16. The engaging groove 22 and the pin 13 formed in the rocking side inner plane 18 are set to positions close to the axis P3 but not crossing the axis P3, and the pin 13 (end portion) where the rocking arm 5 enters the engaging groove 22 13a) The case where it has a degree of freedom of rotation around is also included.

また、ボールねじナット４の凸部１４に、揺動アーム５の一対のナット係合杆１７の切欠きスリット２３の周縁が摺動自在に係合するという簡便な構造で、ボールねじナット４の直線運動を、出力軸係合穴部１６側を回転中心とした揺動アーム５の回転運動として伝達することができる。
また、出力軸６の一端側のピン挿入穴１２に挿入されているピン１３は、アクチュエータ１の組付け後は、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６の他方の揺動側内平面１９及び係合溝２２の内壁により抜け落ちが防止されるので、ピンの圧入工程、ピンの抜け止め工程、或いはピンの圧入及び抜け止め工程が不要となる。 Further, the ball screw nut 4 has a simple structure in which the peripheral edge of the notch slit 23 of the pair of nut engaging rods 17 of the swing arm 5 is slidably engaged with the convex portion 14 of the ball screw nut 4. The linear motion can be transmitted as the rotational motion of the swing arm 5 with the output shaft engagement hole 16 side as the center of rotation.
Further, the pin 13 inserted into the pin insertion hole 12 on one end side of the output shaft 6 is the other swing side inner plane of the output shaft engagement hole portion 16 of the swing arm 5 after the actuator 1 is assembled. 19 and the inner wall of the engagement groove 22 prevent the pin from falling off, so that a pin press-fitting step, a pin drop-off prevention step, or a pin press-fitting and removal prevention step are not required.

また、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがないので、係合杆１７の内壁とボールねじナット４の側面４ａ，４ｂとの隙間をより小さくできる。これにより、モータ２の回転運動がボールねじナット４に直線運動として伝達されるまでの時間が短くなり、制御性が向上したアクチュエータ１とすることができる。
なお、本実施形態のＹ軸方向が本発明の第１方向に相当し、本実施形態のＺ軸方向が本発明の第２方向に相当し、本実施形態の端部１３ａが本発明の突起部に相当する。 Further, since there is no possibility of interference between the swing arm 5 and the ball screw nut 4, the gap between the inner wall of the engagement rod 17 and the side surfaces 4a and 4b of the ball screw nut 4 can be further reduced. Thereby, the time until the rotational motion of the motor 2 is transmitted to the ball screw nut 4 as a linear motion is shortened, and the actuator 1 with improved controllability can be obtained.
The Y-axis direction of the present embodiment corresponds to the first direction of the present invention, the Z-axis direction of the present embodiment corresponds to the second direction of the present invention, and the end portion 13a of the present embodiment is the protrusion of the present invention. It corresponds to the part.

次に、図４に示すものは、本発明に係るアクチュエータの第２実施形態を示す図である。
本実施形態は、出力軸６の出力側平坦面９に突起２４が一体に形成されている。この突起２４は、円柱、円錐等の回転の自由度が与えられる形状であり、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６の揺動側内平面１８に形成され、軸線Ｐ３に交叉して軸線Ｐ３に直交する方向（Ｚ方向）に延在する係合溝２２に入り込む。 Next, what is shown in FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the actuator according to the present invention.
In the present embodiment, the protrusion 24 is integrally formed on the output side flat surface 9 of the output shaft 6. The protrusion 24 has a shape such as a cylinder, a cone, or the like that gives a degree of freedom of rotation. The protrusion 24 is formed on the swing side inner plane 18 of the output shaft engagement hole 16 of the swing arm 5 and intersects the axis P3. It enters into the engaging groove 22 extending in the direction orthogonal to the axis P3 (Z direction).

本実施形態によると、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６が軸線Ｐ２に対して直交するＸ軸方向に移動しようとするのを、一方の揺動側内平面１８のＺ方向に延在する係合溝２２に入り込んだ突起２４が規制するので、揺動アーム５がボールねじナット４とともにＸ軸方向に並進運動するのを防止することができる。
また、製造誤差によってボールねじ軸３の位置精度が悪くても、揺動アーム５はＺ軸方向（出力軸６の軸線Ｐ２に沿う方向）に並進自由度があるので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。 According to the present embodiment, the output shaft engaging hole 16 of the swing arm 5 is about to move in the X-axis direction orthogonal to the axis P2 in the Z direction of one swing side inner plane 18. Since the protrusion 24 entering the existing engagement groove 22 is regulated, the swing arm 5 can be prevented from translational movement in the X-axis direction together with the ball screw nut 4.
Even if the positional accuracy of the ball screw shaft 3 is poor due to a manufacturing error, the swing arm 5 has translational freedom in the Z-axis direction (the direction along the axis P2 of the output shaft 6). There is no risk of interference with the screw nut 4.

また、製造誤差によってボールねじ軸３及び出力軸６の配置角度の精度が悪くても、揺動アーム５は、出力軸係合穴部１６の係合溝２２に入り込んでいる突起２４周りの回転自由度があるので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。
また、出力軸６の出力側平坦面９に突起２４が一体に形成されているので、アクチュエータ１の部品点数を減少させることができる。
なお、本実施形態の突起２４が本発明の突起部に相当する。 Even if the accuracy of the arrangement angle of the ball screw shaft 3 and the output shaft 6 is poor due to a manufacturing error, the swing arm 5 rotates around the protrusion 24 entering the engagement groove 22 of the output shaft engagement hole 16. Since there is a degree of freedom, there is no possibility of interference between the swing arm 5 and the ball screw nut 4.
Moreover, since the protrusion 24 is integrally formed on the output side flat surface 9 of the output shaft 6, the number of parts of the actuator 1 can be reduced.
Note that the protrusion 24 of the present embodiment corresponds to the protrusion of the present invention.

次に、図５（ａ），（ｂ）に示すものは、本発明に係るアクチュエータの第３実施形態を示す図である。
本実施形態は、出力軸６の一端側（揺動アーム５の他端が連結する側）に一対の出力側平坦面９，１０が形成され、一方の出力側平坦面９の一部に円錐形状の凹み２５が形成され、その凹み２５に球体２６が嵌まり込んでいる。 Next, FIGS. 5A and 5B are views showing a third embodiment of the actuator according to the present invention.
In this embodiment, a pair of output side flat surfaces 9 and 10 are formed on one end side of the output shaft 6 (the side to which the other end of the swing arm 5 is connected), and a conical portion is formed on a part of the one output side flat surface 9. A recess 25 having a shape is formed, and a sphere 26 is fitted in the recess 25.

また、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６の一方の揺動側内平面１８に、軸線Ｐ３に交叉して軸線Ｐ３に直交する方向（Ｚ方向）に延在するＶ字溝２７が形成されており、出力軸６の一端側をＺ軸方向から挿入すると、一方の出力側平坦面９の凹み２５に嵌まり込んでいる球体２６が、Ｖ字溝２７に入り込む。
本実施形態によると、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６が軸線Ｐ２に対して直交するＸ軸方向に移動しようとするのを、一方の揺動側内平面１８のＺ方向に延在するＶ字溝２７に入り込み、出力側平坦面９の凹み２５に嵌まり込んでいる球体２６が規制するので、揺動アーム５がボールねじナット４とともにＸ軸方向に並進運動するのを防止することができる。 In addition, a V-shaped groove 27 extending in a direction (Z direction) intersecting the axis P3 and orthogonal to the axis P3 is formed on one of the swing side inner planes 18 of the output shaft engagement hole 16 of the swing arm 5. When the one end side of the output shaft 6 is inserted from the Z-axis direction, the sphere 26 fitted in the recess 25 of the one output side flat surface 9 enters the V-shaped groove 27.
According to the present embodiment, the output shaft engaging hole 16 of the swing arm 5 is about to move in the X-axis direction orthogonal to the axis P2 in the Z direction of one swing side inner plane 18. Since the sphere 26 that enters the existing V-shaped groove 27 and fits in the recess 25 of the output side flat surface 9 is regulated, the swing arm 5 is prevented from translating in the X-axis direction together with the ball screw nut 4. can do.

また、製造誤差によってボールねじ軸３の位置精度が悪くても、揺動アーム５はＺ軸方向（出力軸６の軸線Ｐ２に沿う方向）に並進自由度があるので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。
また、製造誤差によってボールねじ軸３及び出力軸６の配置角度の精度が悪くても、揺動アーム５は、出力軸６の凹み２５に入り込んでいる球体２６周りの回転自由度があるので、揺動アーム５及びボールねじナット４の干渉のおそれがない。 Even if the positional accuracy of the ball screw shaft 3 is poor due to a manufacturing error, the swing arm 5 has translational freedom in the Z-axis direction (the direction along the axis P2 of the output shaft 6). There is no risk of interference with the screw nut 4.
Even if the accuracy of the arrangement angle of the ball screw shaft 3 and the output shaft 6 is poor due to a manufacturing error, the swing arm 5 has a rotational degree of freedom around the sphere 26 entering the recess 25 of the output shaft 6. There is no possibility of interference between the swing arm 5 and the ball screw nut 4.

さらに、一方の出力側平坦面９の凹み２５に嵌まり込んでいる球体２６は、アクチュエータ１の組付け後は、揺動アーム５の出力軸係合穴部１６に形成したＶ字溝２７の内壁により抜け落ちを防止することができる。
なお、本実施形態の球体２６が本発明の突起部に相当し、本実施形態のＶ字溝２７が本発明の係合溝に相当する。
さらに、図６（ａ），（ｂ）に示すものは、本発明に係るアクチュエータの第４実施形態を示す図である。 Further, the sphere 26 fitted in the recess 25 of the one output side flat surface 9 has a V-shaped groove 27 formed in the output shaft engaging hole 16 of the swing arm 5 after the actuator 1 is assembled. Falling off can be prevented by the inner wall.
In addition, the spherical body 26 of this embodiment corresponds to the protrusion part of this invention, and the V-shaped groove 27 of this embodiment corresponds to the engagement groove | channel of this invention.
Further, FIGS. 6A and 6B show a fourth embodiment of the actuator according to the present invention.

本実施形態の揺動アーム５は、アーム部１５の他端に一対のナット係合杆３０を形成している。すなわち、一対のナット係合杆３０は、アーム部１５の他端側からＺ軸方向に二股に分岐された分岐部３１を介して形成された円板形状の部材である。
ボールねじナット４のＺ軸方向を向く両側面４ａ，４ｂには、円板形状のナット係合杆３０が入り込み、そのナット係合杆３０の周縁が係合する係合溝３２が形成されている。
そして、一対のナット係合杆３０の内壁の間の距離は、ボールねじナット４の両側面４ａ，４ｂに形成した係合溝３２の側面３２ａの間の距離と略同一寸法に設定されている。 The swing arm 5 of the present embodiment has a pair of nut engaging rods 30 formed at the other end of the arm portion 15. In other words, the pair of nut engaging rods 30 are disk-shaped members formed via a branching portion 31 that is bifurcated in the Z-axis direction from the other end side of the arm portion 15.
On both side surfaces 4a and 4b facing the Z-axis direction of the ball screw nut 4, a disc-shaped nut engaging rod 30 is inserted, and an engaging groove 32 is formed to engage the periphery of the nut engaging rod 30. Yes.
The distance between the inner walls of the pair of nut engaging rods 30 is set to be approximately the same as the distance between the side surfaces 32a of the engaging grooves 32 formed on both side surfaces 4a and 4b of the ball screw nut 4. .

本実施形態によると、揺動アーム５の一対のナット係合杆３０の内壁がボールねじナット４の側面４ａ，４ｂに形成した係合溝３２の側面３２ａに当接することでボールねじナット４が回転不能とされるので、モータ２からボールねじ軸３に回転運動が伝達されると、ボールねじナット４はＸ軸方向の直線運動を行うことができる。
そして、ボールねじナット４の係合溝３２に、揺動アーム５の円板形状とした一対のナット係合杆３０の周縁が摺動自在に係合するという簡便な構造で、ボールねじナット４の直線運動を、出力軸係合穴部１６側を回転中心とした揺動アーム５の回転運動として伝達することができる。 According to the present embodiment, the inner surfaces of the pair of nut engaging rods 30 of the swing arm 5 abut on the side surfaces 32 a of the engaging grooves 32 formed on the side surfaces 4 a and 4 b of the ball screw nut 4, so that the ball screw nut 4 is Since the rotation is disabled, when the rotational motion is transmitted from the motor 2 to the ball screw shaft 3, the ball screw nut 4 can perform a linear motion in the X-axis direction.
The ball screw nut 4 has a simple structure in which the peripheral edges of a pair of nut engaging rods 30 having a disk shape of the swing arm 5 are slidably engaged with the engaging grooves 32 of the ball screw nut 4. This linear motion can be transmitted as a rotational motion of the swing arm 5 with the output shaft engagement hole 16 side as the center of rotation.

１…アクチュエータ、２…モータ、３…ボールねじ軸、４…ボールねじナット、４ａ，４ｂ…ボールねじナットの側面、５…揺動アーム、６…出力軸、７，８…軸受、９，１０…出力側平坦面、１１…出力レバー、１２…ピン挿入穴、１３…ピン、１３ａ…端部、１４…凸部、１５…アーム部、１６…出力軸係合穴部、１７…ナット係合杆、１８，１９…揺動側内平面、２０，２１…非接触内面、２２…係合溝、２３…切欠きスリット、２４…突起、２５…凹み、２６…球体、２７…Ｖ字溝、２８…環状溝、２９…出力軸用ピン、３０…ナット係合杆、３１…分岐部、３２…係合溝、３２ａ…係合溝の側面、Ｐ１…ボールねじ軸の軸線、Ｐ２…出力軸の軸線、Ｐ３…揺動アームの軸線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Actuator, 2 ... Motor, 3 ... Ball screw shaft, 4 ... Ball screw nut, 4a, 4b ... Side surface of ball screw nut, 5 ... Swing arm, 6 ... Output shaft, 7, 8 ... Bearing, 9, 10 ... Output side flat surface, 11 ... Output lever, 12 ... Pin insertion hole, 13 ... Pin, 13a ... End part, 14 ... Convex part, 15 ... Arm part, 16 ... Output shaft engagement hole part, 17 ... Nut engagement １９, 18, 19 ... rocking side inner plane, 20, 21 ... non-contact inner surface, 22 ... engagement groove, 23 ... notch slit, 24 ... projection, 25 ... dent, 26 ... sphere, 27 ... V groove, 28 ... annular groove, 29 ... output shaft pin, 30 ... nut engaging rod, 31 ... branching portion, 32 ... engaging groove, 32a ... side surface of the engaging groove, P1 ... axis of the ball screw shaft, P2 ... output shaft Axis, P3 ... axis of swing arm

Claims (7)

回転駆動源から回転運動が伝達されるボールねじ軸と、
このボールねじ軸の回転運動により直線運動を行うボールねじナットと、
前記ボールねじナットに一端が係合し、前記ボールねじ軸の軸線及び当該ボールねじ軸の軸線に直交する第１方向とで形成される面内を揺動する１本の揺動アームと、
前記ボールねじ軸の軸線及び前記第１方向に直交し、前記揺動アームの揺動中心を通る第２方向に延在して前記揺動アームの他端に連結し、前記ボールねじナットの直線運動による前記揺動アームの揺動運動により回転運動が伝達される出力軸と、を備え、
前記出力軸及び前記揺動アームの他端は、前記揺動アームが前記第２方向の並進自由度を有し、且つ、前記揺動アームが前記ボールねじナットの直線運動方向に移動するのを規制して連結されており、
前記揺動アームの他端は、当該揺動アームの軸線周りの回転自由度を有して前記出力軸に連結されていることを特徴とするアクチュエータ。 A ball screw shaft to which rotational motion is transmitted from a rotational drive source;
A ball screw nut that performs linear motion by the rotational motion of this ball screw shaft;
One swinging arm that has one end engaged with the ball screw nut and swings in a plane formed by an axis of the ball screw shaft and a first direction orthogonal to the axis of the ball screw shaft;
The ball screw nut extends in a second direction perpendicular to the axis of the ball screw shaft and the first direction, passes through the swing center of the swing arm, and is connected to the other end of the swing arm. An output shaft to which a rotational motion is transmitted by a swinging motion of the swinging arm by motion,
The other end of the output shaft and the swing arm is such that the swing arm has a degree of freedom of translation in the second direction, and the swing arm moves in the linear motion direction of the ball screw nut. Regulated and consolidated ,
2. The actuator according to claim 1, wherein the other end of the swing arm has a degree of freedom of rotation about the axis of the swing arm and is connected to the output shaft . 前記出力軸の端部に、互いに前記第２方向に平行に延在した一対の出力側平坦面を設け、前記揺動アームの他端に前記出力軸の端部を挿入する係合穴部を設け、この係合穴部に、前記一対の出力側平坦面が面接触状態で摺動する一対の揺動側内平面を設けるとともに、
前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に突起部を設け、
前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に摺動する前記一対の揺動側内平面の少なくとも一方に、前記突起部が入り込む係合溝を前記第２方向に延在して設けたことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。 A pair of output-side flat surfaces extending in parallel with each other in the second direction are provided at the end of the output shaft, and an engagement hole for inserting the end of the output shaft into the other end of the swing arm. Provided with a pair of swing side inner planes in which the pair of output side flat surfaces slide in a surface contact state in the engagement hole,
Providing a protrusion on at least one of the pair of output side flat surfaces,
An engaging groove into which the protrusion enters is provided in at least one of the pair of swing side inner planes that slide on at least one of the pair of output side flat surfaces, extending in the second direction. The actuator according to claim 1. 前記出力軸の端部に、前記一対の出力側平坦面で開口するピン挿入穴を形成し、このピン挿入穴に、前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方から突出した端部を前記突起部としてピンを挿入したことを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。 A pin insertion hole that opens at the pair of output-side flat surfaces is formed at an end of the output shaft, and an end that protrudes from at least one of the pair of output-side flat surfaces into the pin insertion hole. The actuator according to claim 2 , wherein a pin is inserted . 前記出力軸の前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に、前記係合溝に入り込む突起を一体に形成したことを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 2 , wherein a protrusion that enters the engagement groove is integrally formed on at least one of the pair of output side flat surfaces of the output shaft. 前記出力軸の前記一対の出力側平坦面の少なくとも一方に凹み部を形成し、この凹み部に球体を嵌め込み、前記球体が前記突起部として前記係合溝に入り込むことを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。 Claim 2 recess is formed on at least one of the pair of output side flat surface of the output shaft, fit the sphere to the recessed portion, the spherical body is equal to or enter into the engaging groove as said protrusion The actuator described. 前記揺動アームの一端は、前記ボールねじナットの回転を不能として当該ボールねじナットに係合していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 5 , wherein one end of the swing arm is engaged with the ball screw nut so that the ball screw nut cannot be rotated . 前記ボールねじナットは、当該ボールねじナットの直線運動方向に直交する方向に、互いに対向した一対の回転止め平面を設け、
前記揺動アームの一端に、前記一対の回転止め平面に摺動自在に当接する一対の係合杆を設けたことを特徴とする請求項６記載のアクチュエータ。 The ball screw nut is provided with a pair of anti-rotation planes facing each other in a direction perpendicular to the linear motion direction of the ball screw nut,
The actuator according to claim 6 , wherein a pair of engagement rods slidably abutting against the pair of rotation stop planes are provided at one end of the swing arm .
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