JP5983040B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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