(57)【要約】【課題】簡易な構成を有し且つ安価でありながら、電動モータの回転運動を直線運動に変換できるアクチュエータを提供する。【解決手段】ケース１は、回転軸３の軸線方向に延在する突出部１ａを備え、被駆動部材６は、突出部１ａに係合する溝６ｃを有し、回転軸３が回転したときに、被駆動部材６はケース１に対して回転方向に固定され、回転軸３の軸線方向に移動するようになっているので、簡素な構成ながら、電動モータ２の回転軸線方向に、被駆動部材６を移動させることができる。又、ボールスクリュー機構等を用いていないため、低コストで製作が可能である。【選択図】　図１
2004092743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に配置された電動モータと、
前記電動モータの回転軸と同軸的に連結されたネジ軸と、
前記ネジ軸のネジ部に係合する被駆動部材と、を有し、
前記被駆動部材と前記ケースの一方は、前記ネジ軸の軸線方向に延在する突出部を備え、前記被駆動部材と前記ケースの他方は、前記突出部に係合する溝を有し、前記ネジ軸が回転したときに、前記被駆動部材は前記ケースに対して回転方向に固定され、前記ネジ軸の軸線方向に移動するようになっていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータに関し、特に、電動モータの回転運動を軸線方向運動に変換できるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、自動車等の分野において、パワーステアリングやオートマチックトランスミッションに代表されるように、運転者の操作負担の軽減化が進んでいる。更に、最近の自動車においては、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動アンテナ、電動格納式のサイドミラー、パワーシート、電動トランクオープナー、４輪操舵システム、電動式パーキングブレーキなど、周辺装置においても電動化が進んでいる。このような傾向は、今後ますます高まると予想されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の電動化を促進する場合、電動モータで駆動したい部品は、回転変位でなく直線変位するものが多い。従って、そのような部品を駆動する場合、電動モータの回転運動を直線運動に変換する何らかの変換機構が必要となる。このような変換機構として、ラック軸とピニオンとからなるラックピニオン機構が知られている。しかるに、ラックピニオン機構は、簡素な構成を有するが、回転軸に対して直交する方向に回転運動を変換するものであるから、電動モータをラック軸の周囲に配置しなくてはならず、それにより嵩張った構成となってしまう。
【０００４】
これに対し、回転運動を直線運動に変換する別な変換機構として、ネジ軸とナットとボールとからなるボールスクリュー機構も知られている。ボールスクリュー機構は、ボールを用いることで低摩擦状態で回転運動を直線運動に変換できるし、電動モータの回転軸と、変換後の直線運動の方向とを同方向とできるため、構成をコンパクトにできる。しかしながら、ボールスクリュー機構は一般的には高価であり、１台の車両に多数のボールスクリュー機構を含む変換機構を設けると、車両全体のコストが増大するという問題がある。更に、駆動すべき部品によっては、移動後の位置を外力に関わらず維持したい場合もあり、そのような用途においては、ボールスクリュー機構に加えてて、部品の位置を維持する機構も設けなくてはならず、コストは更に増大する。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成を有し且つ安価でありながら、電動モータの回転運動を直線運動に変換できるアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクチュエータは、
ケースと、
前記ケース内に配置された電動モータと、
前記電動モータの回転軸と同軸的に連結されたネジ軸と、
前記ネジ軸のネジ部に係合する被駆動部材と、を有し、
前記被駆動部材と前記ケースの一方は、前記ネジ軸の軸線方向に延在する突出部を備え、前記被駆動部材と前記ケースの他方は、前記突出部に係合する溝を有し、前記ネジ軸が回転したときに、前記被駆動部材は前記ケースに対して回転方向に固定され、前記ネジ軸の軸線方向に移動するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明のアクチュエータは、ケースと、前記ケース内に配置された電動モータと、前記電動モータの回転軸と同軸的に連結されたネジ軸（回転軸と一体である場合を含む）と、前記ネジ軸のネジ部に係合する被駆動部材と、を有し、前記被駆動部材と前記ケースの一方は、前記ネジ軸の軸線方向に延在する突出部を備え、前記被駆動部材と前記ケースの他方は、前記突出部に係合する溝を有し、前記ネジ軸が回転したときに、前記被駆動部材は前記ケースに対して回転方向に固定され、前記ネジ軸の軸線方向に移動するようになっているので、簡素な構成ながら、前記電動モータの回転軸線方向に、前記被駆動部材を移動させることができる。又、ボールスクリュー機構等を用いていないため、低コストで製作が可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態であるアクチュエータの部分断面図である。図２は、図１の構成をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【０００９】
図１において、円筒状のケース１は、その外周の一部から軸線方向に延在する突出部１ａを有している。ケース１の内周面には、円筒状のステータ２ｂが固定されており、ステータ２ｂは、ロータ２ｃを内包している。ケース１に対して、軸受４，５により回転自在に支持された回転軸３の外周面に、ロータ２ｃが取り付けられ、一体的に回転するようになっている。ネジ軸である回転軸３は、図１で左方の外周面に、螺旋状に２列となったネジ溝（ネジ部）３ａを形成している。電動モータ２は、ステータ２ｂ、ロータ２ｃ、回転軸３を有する。
【００１０】
回転軸３の周囲に、円筒状の被駆動部材６が配置されている。被駆動部材６は、回転軸３を嵌入させる中央開口６ａと、中央開口６ａの軸線に交差する方向に延在する多数の小開口６ｂと、被駆動部材６の外周面に形成され、軸線方向に延在する溝６ｃとを有している。
【００１１】
小開口６ｂ内には、円筒状のピン７が、中央開口６ａの内周面から突出するようにして配置されている。ピン７の先端は、回転軸３のネジ溝３ａ内に係合している。被駆動部材６の外周面の溝６ｃは、ケース１の突出部１ａと係合しており、従って被駆動部材６は、ケース１に対して軸線方向に移動可能だが、回転方向には移動不能すなわち固定されている。尚、突出部１ａの軸線方向長さより、溝６ｃの軸線方向長さが長い方が好ましい。
【００１２】
次に、本実施の形態の動作について説明する。不図示の電源から電動モータ２に電力が供給されると、回転軸３がケース１に対して回転する。このとき、被駆動部材６は、ケース１に対して回転方向に固定されているため、回転軸３と相対回転することになるが、それによりピン７がネジ溝３ａの壁面から押圧され、被駆動部材６を軸線方向に移動させるようになっている。回転軸３の回転方向が逆方向となると、ピン７がネジ溝３ａの反対の壁面から押圧され、被駆動部材６を逆の軸線方向に移動させるようになっている。本実施の形態では、ピン７（転動自在になっていると、より好ましい）とネジ溝３ａの摩擦が比較的小さいため、効率良い動作が可能である。従って、停止時間より作動時間の方が長いような用途に用いると、後述する第２の実施の形態に比べて発熱や消費電力を抑えることができ好ましいが、それに限られない。尚、螺旋状のネジ溝３ａは、本実施の形態では２列としたが、３列以上でも良い。又、ネジ溝３ａが３６０度進むにつれて、２つのピン７を配置したが、３つ以上でも良い。更に、ピン７の代わりにボールを用いても良い。
【００１３】
被駆動部材６を回転軸３に組み付けるときは、被駆動部材６の外周面の溝６ｃを、ケース１の突出部１ａと係合させながら、中央開口３ａ内に回転軸３を挿入し、最も入口側のピン７をネジ溝３ａに係合させる。その状態で、電動モータ２を所定方向に駆動すれば、被駆動部材６は電動モータ２に近づくように移動し、組付けが完了する。
【００１４】
本実施の形態によれば、上述したように、電動モータ２と被駆動部材６とが一体的な構成となっており、簡素且つコンパクトなアクチュエータが提供される。かかる構成は、例えば自動車の車両において、従来のパワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動アンテナ、電動格納式のサイドミラーや、パワーシート、電動トランクオープナー、４輪操舵システム、電動式パーキングブレーキなどの他、電動クラッチ、電動シフト装置など種々の部品の駆動に適用できる。
【００１５】
図３は、第２の実施の形態にかかるアクチュエータの正面図である。図３に示すように、本実施の形態のアクチュエータは、被駆動部材が主として異なるのみであるため、共通する主要な構成に関しては、同じ符号を付すことで説明を省略する。
【００１６】
図３において、被駆動部材１６の中央開口１６ａは、回転軸３のネジ溝３ａに対応するネジ部（図３で示す断面が台形状）１６ｂを形成している。従って、図１、２に示すピン７は、本実施の形態では設けられていない。被駆動部材１６の図３で左方は、オートマチックトランスミッション（不図示）の油圧制御ピストンとなっている。尚、ケース１の突出部１ａは、被駆動部材１６の外周面の溝１６ｃに係合している。
【００１７】
本実施の形態によれば、電動モータの回転により回転軸３がケース１に対して回転すると、被駆動部材１６は、ケース１に対して回転方向に固定されているため、回転軸３と相対回転することになるが、それによりネジ部１６ｂがネジ溝３ａの壁面から押圧され、被駆動部材６を軸線方向に移動させるようになっている。
【００１８】
ここで、電動モータへの電力の供給を停止した場合、回転軸３の回転が停止するが、被駆動部材１６をその位置に維持したい場合がある。本実施の形態によれば、被駆動部材１６に対して、軸線方向に外力が加わった場合でも、ネジ部１６ｂとネジ溝３ａとの間の摩擦力によって、たとえ回転軸３がフリーな状態（電動モータに電力を供給しない状態等）でも被駆動部材１６の回転を阻止できる。例えば、油圧バルブのオンオフを制御する機構としてのソレノイドバルブは、制御位置に保持するために、バルブを付勢するスプリングに抗した電力を供給する必要があるが、これを本実施の形態のアクチュエータに置き換えると、制御位置に保持するために電力を必要とせず、より省電力が図れることとなる。
【００１９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ケースに突出部を設け、被駆動部材にそれに係合する溝を設けたが、被駆動部材に突出部を設け、ケースにそれに係合する溝を設けても良い。更に、本発明のアクチュエータは、産業機械、家電製品等製品を問わず用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータは、ケースと、前記ケース内に配置された電動モータと、前記電動モータの回転軸と同軸的に連結されたネジ軸（回転軸と一体である場合を含む）と、前記ネジ軸のネジ部に係合する被駆動部材と、を有し、前記被駆動部材と前記ケースの一方は、前記ネジ軸の軸線方向に延在する突出部を備え、前記被駆動部材と前記ケースの他方は、前記突出部に係合する溝を有し、前記ネジ軸が回転したときに、前記被駆動部材は前記ケースに対して回転方向に固定され、前記ネジ軸の軸線方向に移動するようになっているので、簡素な構成ながら、前記電動モータの回転軸線方向に、前記被駆動部材を移動させることができる。又、ボールスクリュー機構等を用いていないため、低コストで製作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態であるアクチュエータの部分断面図である。
【図２】図１の構成をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるアクチュエータの正面図である。
【符号の説明】
１　ケース
２　電動モータ
３　回転軸
６、１６　被駆動部材
７　ピン
【図１】
2004092743.tif 000003
【図２】
2004092743.tif 000004
【図３】
2004092743.tif 000005