JPS6056054B2

JPS6056054B2 - 電動アクチュエ−タ

Info

Publication number: JPS6056054B2
Application number: JP54084834A
Authority: JP
Inventors: 武松井; 孝治井戸垣
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1979-07-04
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1985-12-07
Also published as: JPS5610044A; US4360089A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は例えば自動車エンジンのスロットルバルブに連
結されたスロットルリンクを自動的に電動機にて変位さ
せ、自動車の走行速度を制御装置の指令に基づいて自動
的に制御するところの、いわゆるオートドライブ装置等
のアクチュエータと．して使用することのてきる電動ア
クチュエータに関するものである。

この種のアクチュエータは電動機と該電動機の出力を減
速する減速機と、減速機の出力を選択的に被制御部材側
のスロットルバルブに伝達するク！ラッチ手段が使用さ
れる。

そして、前記クラッチ手段としては電気的出力により簡
単に制御できるところの電磁クラッチを使用しているが
、この電磁クラッチには２分割された電磁継鉄に包まれ
るようにしてコイルスプーくルが設けられており、この
コイルスプールに電磁コイルが巻回されている。

そして電磁コイルは前記減速機の回転出力によつて回転
される構造てあるため、該電磁コイルへの通電はスリッ
プリングを介して行なわねばならなかつた。そしてスリ
ップリングを設けることは、接触不良を生じたり、構造
が複雑となるという欠点があつた。

本発明は上記の問題点に鑑み、スリップリングを有する
電磁クラッチやその他の構造の複雑なりラッチ手段を使
用しないで、ハウジングに対して回転可能な可動部材と
、ハウジングに対して固定された回転阻止手段とを有す
る構造の簡単なりラ・ツチ手段を採用することができ、
かつ、電動機の出力にて任意の位置に被制御部材を動か
すことができ、又、被制御部材は電動機の回転にかかわ
らす電動機以外の外部操作力（例えは人力）によつて自
由に動かすことがてきる電動アクチュエータを提供する
ことを目的とするものてある。

以下本発明装置の一実施例を示す第１図および第２図に
ついて説明する。

この実施例は特にオートドライブ装置のアクチュエータ
に関するものである。先ずオートドライブ装置の概要に
ついて第１図を用いて説明する。

自動車エンジン１の吸気管２に設けられたスロットバイ
ブ３はスロットルリンク４を介してスロットルペダル５
に連結されており、自動車の運転者が足でスロットルペ
ダル５を踏むことによりスロットルバルブ３の開度を変
化させるようになつている。

前記スロットルリンク４の途中には、コネクテイングロ
ツド６が接続されており、該コネクテイングロツド６は
電動アクチュエータ７の出力アームに連結されている。

そして自動車の走行速度を車速センサー９て検出し、こ
の車速センサー９の出力は制御装置１０に入力される。
制御装置１０は電動アクチュエータ７内の電動機１１の
通電状態を制御し、かつ、電動アクチュエータ７内のク
ラッチ手段（第２図の符号１２）を制御する。これによ
り、スロットルバルブ３は前記制御装置１０の指令に応
答して自動的に駆動され自動車の車速は自動的に制御さ
れる。

この場合、コネクテイングロツド６は電動アクチュエー
タ７によつてもスロットルペダル５によつても動かされ
る。

よつて、電動アクチュエータ７の出力アーム８は電動機
１１が回転していないときでも、スロットルペダル５に
応答して回動できるものてなければならない。次に電動
アクチュエータ７について説明する。

第２図において、１５はハウジングであり、図示せぬ自
動車の車体部分に固定されている。１６は軸受でハウジ
ング１５に圧入されている。

該軸受１６の中には出力回転軸１７が設けられており、
これにより出力回転軸１７がハウジング１５に対して回
転自在である。出力回転軸１７にはストッパ１８が固着
され該ストッパ１８は出力回転軸１７と一体に回動する
。又、出力回転軸１７上にはナット１９により出力アー
ム８が回動可能に取付けられている。しかし、この出力
アーム８とストッパ１８とがスプリング２０により互い
に一体となるように結合されているため、出力回転軸１
７が回動すると出力アーム８がそれにつれて回動てきる
ようになつている。１１は電動アクチュエータの動力源
となる電動機であり、ネジ２５により前記ハウジング１
５に固定されている。

電動機１１の出力軸２６にはピニオン歯車２７が設けら
れている。２８はハウジング１５に軸２９が固定された
平歯車であり、前記ピニオン歯車２７と次段の駆動大歯
車３０とにかみ合つている。

これにより、電動機１１の回転出力は減速機構２７，２
８で減速されて駆動大歯車３０に伝達され、該駆動大歯
車３０は出力回転軸１７上を回転することができる。３
１は軸受てある。

駆動大歯車３０には中心軸３２が固着されており、該軸
３２には回転自在に遊星歯車となる差動小歯車３３が設
けられている。３４は抜け止め用ワッシャであり差動小
歯車３３が軸３２から脱落するのを阻止している。

差動小歯車３３は２つの太陽歯車３６，３７とかみ合つ
ており、該太陽歯車３６，３７の１つは第１回転出力に
て回転する出力側差動大歯車３６であり、これは出力回
転軸１７に固着されており、出力回転軸１７と一体に回
転する。又、太陽歯車の他の１つは第２回転出力にて回
転するクラッチ側差動大歯車３７てあり、これは出力側
差動大歯車３６に対して回転自在に設けられクラッチ手
段１２のクラッチプレート４０にネジ４１により固着さ
れている。出力側差動大歯車３６とクラッチ側差動大歯
車３７の歯数差は特にこの場合１つであり、例えば５（
７）４９の歯数をもつようにしてある。そして、出力側
差動大歯車３６とクラッチ側差動大歯車３７とは共に転
位歯車であつて、この２つの転位歯車と前記差動小歯車
３３とで不思議歯車機構（ＦｕｒｇｕｓｓＯｎＭｅｃｈ
ａｎｉｃａｌＰａｒａｄＯｘ機構）として知られている
歯車機構３３，３６，３７を構成している。そして、差
動小歯車３３が自転しつつ太陽歯車３６，３７の周囲を
１回転分の公転をするとき、前記２つの太陽歯車３６，
３７は歯数差（該実施例ては１）に相当した角度（該実
施例ては７．２度）だけ相対的に回動する。

クラッチ手段１２となる特に電磁クラッチは可動部材と
なるクラッチプレート４０と、該クラッチプレート４０
の回転を阻止する回転阻止手段となる電磁継鉄４５およ
び電磁コイル４６からなる。電磁継鉄４５の一端はハウ
ジング１５に固着されており、その中心部には出力回転
軸１７の一端を軸支する軸受４７を設けてある。４８は
コイルスプールで、この中に電磁コイル４６が巻回され
ている。

そして電磁コイル４６の巻始めと巻終りとは引出し線４
９を介して第１図に示した制御装置１０内の電気回路に
接続されている。クラッチプレート４０の中心部には軸
受５０が圧入されており、出力回転軸１７に対して回転
自在である。

又、クラッチプレート４０は強磁性体から成り外周部の
全周にわたりギヤ状の突起５１が設けられている。一方
、電磁継鉄４５の内周面にも前記クラッチプレートのギ
ヤ状の突起５１と”エヤーギャップを介して相対向する
同数のギヤ状の突起５２が設けられている。これにより
、電磁コイル４５が励磁された時、前記ギヤ状の突起５
１，５２間に磁束が流れ、これらのギヤ状の突起５１，
５２間に磁気的結合力が作用し、クラッチプレート４０
と電磁継鉄４５ひいてはハウジング１５とが磁気的に一
体となり、クラッチプレート４０の自由な回転は失なわ
れる。次に該一実施例の作動を説明する。

スロットルバルブ３を自動的に動かす必要のない場合、
すなフわちオートドライブシステムを作動させない場合
は、第１図の制御装置１０は電磁クラッチ１２の電磁コ
イル４６に通電していない。このため、クラッチプレー
ト４０は自由に回転し得る状態にある。そして、出力ア
ーム８は運転者が操作するスロットルペダル５やス咄ン
トルリンク４の動きに追従して回動する。

すなわち、外部操作力によつて出力アーム８が回動する
。このため、出力回転軸１７と出力側差動大歯車３６と
か出力アーム８につれて回動する。出力側差動大歯車３
６の回動により遊星歯車３３か自転する。よつて、遊星
歯車３３とかみ合うクラッチ側差動大歯車３７が回転し
、該クラッチ側差動大歯車３７に固着されたクラッチプ
レート４０が出力回転軸１７上を回転する。即ち、スロ
ットルリンク４の動きに応じてクラッチプレート４０が
自由に回転している。

次にオートドライブシステムを作動させた場合について
説明する。

先ず定速走行を行なう場合、運転者が希望する車速にな
ると、電磁コイル４６が励磁されクラッチプレート４０
の回転が阻止される。これにより、スロットルバルブ３
およびスロットルリンク４が動かなくなり、自動車は定
速走行を続ける。この状態で自動車が坂道等にさしかか
ると、車速が希望した設定車速とずれてくる。

よつてこの場合は電磁コイル４６に通電したままて、電
動機１１に通電して正転又は逆転させ、電動機１１の出
力側に設けられたピニオン歯車２７を回転させる。ピニ
オン歯車２７の回転により平歯車２８と駆動大歯車３０
か回転する。該実施例における電動機１１の出力回転数
と駆動大歯車３０との回転数の比は２０てある。駆動大
歯車３０の回転にともない該駆動大歯車３０に固定され
た軸３２を自転．軸とする遊星歯車３３（差動小歯車）
は出力側差動大歯車３６とクラッチ側差動大歯車３７の
周囲を自転しつつ公転する。そしてこの場合、上述した
ようにクラッチプレート４０の回転は電磁クラッチ１２
の付勢によつ！て阻止されているから、クラッチ側差動
大歯車３７は回転しない。

よつて、遊星歯車３３の公転と自転とによつて出力側差
動大歯車３６が固定されたクラッチ側差動大歯車３７に
対して差動的に回動する。（上述した如く、これら２つ
の太陽歯車く３６，３７は歯数が異なるためその歯数差
に応じた角度たけ差動的に回動する。）この出力側差動
大歯車３６の回動は、これに圧入固定された出力回転軸
１７の回動となる。

即ち、制御装置１０の指令により電動機１１が駆動され
、電磁アクチュエータ７の出力アーム８ひいてはスロッ
トルバルブ３が駆動され、自動車の車速は希望した値に
なるよう修正されるのてある。そして、上記構成になる
クラッチ手段１２は回転阻止手段４５，４６がハウジン
グ１５に対して固定されているため、回転阻止手段の電
磁コイル４６もハウジング１５ひいては自動車の車体に
対ノして固定されたものになりスリップリングを設ける
必要は全くない。

次にその他の実施例について述べる。

上記一実施例においては駆動大歯車３０、差動小歯車３
３、２つの差動大歯車３６，３７によつて差動装置３０
，３３，３６，３７を構成したが、このような不思議歯
車機構や転位歯車を使用しないでも構成することは可能
てある。

例えば、上記差動装置として、自動車の駆動輪に回転速
度差が生ずる場合、両軸を差動させることによりタイヤ
スリップの発生を防止し、自動車の操縦性を悪くしない
ために設けられるところの、すぐば傘歯車差動遊星歯車
装置を使用しても良い。

又、クラッチ手段１２としては摩擦力を利用した通常良
く使用される電磁クラッチを使用することができるのは
勿論である。

更に、クラッチ手段１２として電磁クラッチ以外のクラ
ッチを使用することも可能てある。

例えは油圧や空気圧を利用して摩擦部材を可動部材に押
し付けるものを使用しても良い。このような特殊なりラ
ッチ手段を使用しても本発明によれは回転阻止手段とな
る。例えは油圧駆動機構がハウジングに固定され静止さ
れているため、構造が簡単になるという効果が得られる
。即ち、本発明によれば、種々のブレーキ手段として知
られるものをクラッチ手段として使用することができる
という効果がある。

又、この電動アクチュエータをオートドライブ装置以外
の装置に利用することがてきるのは勿論である。

以上述べたように本発明の第１番目の発明においては、
クラッチ手段の構造を簡単なものとすることができ、故
障が少なく経済的な装置を構成することができるという
優れた効果がある。

又、第２番目の発明においては、差動装置を駆動大歯車
、差動小歯車および２つの差動大歯車で構成したから、
上述の効果に加えて、構成が簡単て安価であり、充分な
減速出力が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明アクチュエータの一実施例をオートドラ
イブ装置に使用した場合におけるオートドライブ装置の
概要を説明するに供する模式的構成図、第２図は第１図
図示アクチュエータの要部断面図てある。７・・・・・・電動アクチュエータ、８・・・・・・被
制御部材、１１・・・・・・電動機、１２・・・・・・
クラッチ手段、１５・・・・・・ハウジング、１７・・
・・・・出力回転軸、２７，２８・・・・・・減速機構
をなす歯車、３０・・・・・・駆動大歯車、３２・・・
・・・差動小歯車の中心軸、３３・・・・・・差動小歯
車、３６・・・・・・出力側差動大歯車、３７・・・・
・・クラッチ側差動大歯車、３０，３３，３６，３７・
・・・・・差動装置、４０・・・・・・可動部材、４５
，４６・・・・・・回転阻止手段となる電磁継鉄４５お
よび電磁コイル４６。

Claims

【特許請求の範囲】１出力回転軸１７に固定されたストッパ部材１８と、
前記出力回転軸１７に回転自在に取り付けられ、弾性連
結手段２０により前記ストッパ部材１８と連結せしめら
れた被制御部材８とを電動機１１により選択的に駆動し
、かつ、電動機１１が回転しない場合にも前記被制御部
材８を外部操作力によつて駆動し得るものにおいて、前
記電動機１１の回転出力を減速機構２７，２８にて減速
し、該減速機構２７，２８の回転出力を入力とし少なく
とも２つの差動回転する第１回転出力と第２回転出力を
有し、前記第２回転出力を拘束すると前記第１回転出力
から前記減速機構２７，２８の回転出力に応じて回転す
る出力を取り出し得る差動装置３０，３３，３６，３７
を前記減速機構２７，２８と前記出力回転軸１７間に設
け、前記被制御部材８を前記電動機１１により駆動する
場合は前記差動装置３０，３３，３６，３７の第２回転
出力をクラッチ手段１２にて拘束し、該クラッチ手段１
２にて前記第２回転出力を拘束しない状態において前記
被制御部材８を前記外部操作力により自由に駆動できる
ようにしたことを特徴とする電動アクチュエータ。２電動機１１の回転出力により減速回転を行う駆動大
歯車３０、ハウジング１５に対して回転自在に設けられ
前記駆動大歯車３０を回転自在に軸支する出力回転軸１
７、該出力回転軸１７に固定されたストッパ部材１８、
該出力回転軸１７に回転自在に取り付けられ弾性連結手
段２０により前記ストッパ部材１８と連結された被制御
部材８、自身の中心軸３２が前記駆動大歯車３０に結合
された差動小歯車３３、該差動小歯車３３にかみ合い前
記出力回転軸１７上に固定された出力側差動大歯車３６
、前記出力側差動大歯車３６と相対向して配設され前記
差動小歯車３３にかみ合うクラッチ側差動大歯車３７、
および前記クラッチ側差動大歯車３７を前記ハウジング
１５に選択的に連結し、前記クラッチ側差動大歯車３７
の回転を阻止するクラッチ手段１２とを備え、該クラッ
チ手段１２は前記クラッチ側差動大歯車３７と一体に回
転する可動部材４０と、前記ハウジング１５側に固定さ
れ前記可動部材４０の回転を阻止する回転阻止手段４５
とを少なくとも有し、それにより、前記クラッチ手段１
２により前記クラッチ側差動大歯車３７の回転を阻止し
た状態において前記電動機１１により前記被制御部材８
の変位を制御し、かつ前記クラッチ側差動大歯車３７が
前記ハウジング１５に対して自由に回転できる状態にお
いて前記被制御部材８を前記電動機１１の回転にかかわ
りなく変位できるようにしたことを特徴とする電動アク
チュエータ。３前記差動小歯車３３は遊星歯車よりなり、前記出力
側差動大歯車３６とクラッチ側差動大歯車３７は太陽歯
車よりなることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の電動アクチュエータ。４前記クラッチ手段１２は電動クラッチよりなり前記
回転阻止手段４５は前記ハウジング１５側に固定された
電磁コイル４６を有することを特徴とする特許請求の範
囲第２項に記載の電動アクチュエータ。５前記クラッチ側差動大歯車３７と前記出力側差動大
歯車３６の歯数が異なり、これら両差動大歯車３６，３
７と前記差動小歯車３３とで不思議歯車機構を構成する
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の電動ア
クチュエータ。