(57)【要約】【課題】製品サイズを変更せずに耐久性の向上を図ることができるアクチュエータを提供する。【解決手段】作動軸９１の移動を規制する際に当接する作動軸９１側のストッパーピン１０１にピン平面１０２を形成し、ローター４２側のストッパー１２１にストッパー平面１２２を形成する。ストッパーピン１０１がストッパー１２１に当接してローター４２の回転に伴う作動軸９１の軸方向への移動を規制する際に、ストッパーピン１０１のピン平面１０２とストッパー１２１のストッパー平面１２２とが面接触する。これにより、当接面積を大幅に拡大することができ、両者の面圧を低減できるので、ストッパーピン１０１及びストッパー１２１の耐久性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターを回動して該ローターの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が周面に形成された作動軸を軸方向へ移動するとともに、該作動軸に設けられたストッパーピンを前記ロータに設けられたストッパーに当接して当該作動軸の軸方向の移動を制限するアクチュエータにおいて、
前記ストッパーピン及び前記ストッパーの当接部分を平面で構成したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記ストッパーピンと前記ストッパーとの当接部分を構成する平面を、ローター軸に対し斜め設定したことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記ストッパーピン及び前記ストッパーの一方を樹脂で構成するとともに他方を金属で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転運動を直線運動に変換するアクチュエータとしては、電動リニアアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この電動リニアアクチュエータは、電動モータと、ねじ軸及びナットからなるボールねじと、該ボールねじに平行に延設されたロッド軸と、該ロッド軸及びナットを連結する連結部材とで構成されており、前記電動モータの回転運動が前記ボールねじによって直線運動に変換されるように構成されている。
【０００４】
前記連結部材にはストッパー部が設けられており、該ストッパー部がハウジングに当接することで、直線移動を規制できるように構成されている。
【０００５】
一方、図３の（ａ）は、他のアクチュエータ８０１を示す図であり、当該アクチュエータ８０１のストッパー構造が示されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
このアクチュエータ８０１は、ステッピングモータ８１１を備えており、ブラケット８１２に固定される前記ステッピングモータ８１１の駆動ギア８１３には、前記ブラケット８１２に支持された回転ギア８１４が噛合するように構成されている。この回転ギア８１４中心部の雄ねじ部８１５には、出力ロッド８１６の雌ねじ部８１７が噛合するように構成されており、前記ステッピングモータ８１１の回転に応じて当該出力ロッド８１６が軸方向へ移動するように構成されている。
【０００７】
この出力ロッド８１６からは、円柱状の水平ピン８２１が側方へ向けて延出しており、前記回転ギア８１４の上面には、矩形ブロック状の突起部８２２が設けられている。
【０００８】
これにより、図３の（ｂ）に示したように、前記水平ピン８２１が前記突起部８２２の側面に回転方向から当接した時点で回転が停止し、ストッパーとして機能するように構成されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２７０７０９号公報
【特許文献２】特開２００７−０５３８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来のアクチュエータ８０１にあっては、作動軸としての出力ロッド８１６のイニシャライズを行う目的で当該出力ロッド８１６の水平ピン８２１を矩形ブロック状の突起部８２２側面に当接させる構造上、該突起部８２２と前記水平ピン８２１の双方に耐久性が要求される。
【００１１】
このとき、該水平ピン８２１又は前記突起部８２２が破損すると、イニシャライズが不可能となり、前記出力ロッド８１６の位置制御精度が悪化してしまう。
【００１２】
ここで、イニシャライズ時の耐久性を向上させる為には、前記水平ピン８２１と前記突起部８２２との当接箇所の強度向上もしくは当接面圧を低下させる必要があるが、製品サイズ拡大や製品コスト増加が発生し得る。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、製品サイズを変更せずに耐久性の向上を図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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のアクチュエータにあっては、ローターを回動して該ローターの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が周面に形成された作動軸を軸方向へ移動するとともに、該作動軸に設けられたストッパーピンを前記ロータに設けられたストッパーに当接して当該作動軸の軸方向の移動を制限するアクチュエータにおいて、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの当接部分を平面で構成した。
【００１５】
すなわち、作動軸の移動を規制する際に当接する作動軸側のストッパーピンと、ロータ側のストッパーとの当接部分は平面で構成されており、円柱のストッパーピン周面が線接触する場合と比較して、当接面積が拡大される。
【００１６】
これにより、両者の面圧が低減され、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの耐久性の向上が図られる。
【００１７】
また、請求項２のアクチュエータにおいては、前記ストッパーピンと前記ストッパーとの当接部分を構成する平面をローター軸に対し斜め設定した。
【００１８】
すなわち、前記ストッパーピンと前記ストッパーとの当接部分を構成する平面は、ローター軸に対し斜め設定されており、ローター軸と平行に形成された場合と比較して、当接時での当接面積が拡大される。
【００１９】
これにより、両者の面圧がさらに低減され、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの耐久性のさらなる向上が図られる。
【００２０】
さらに、請求項３のアクチュエータでは、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの一方を樹脂で構成するとともに他方を金属で構成した。
【００２１】
すなわち、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの一方は、樹脂で構成されており、その他方を金属で構成されている。
【００２２】
このため、樹脂成形側の耐久性は低下仕勝ちだが、前述した当接面積の拡大による面圧の低減によって、耐久性の向上が図られる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明の請求項１のアクチュエータにあっては、作動軸の移動を規制する際に当接する作動軸側のストッパーピンと、ロータ側のストッパーとの当接部分を平面で構成することで、当接面積の拡大を図ることができる。
【００２４】
これにより、両者の面圧を低減でき、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの耐久性を向上することができる。
【００２５】
このため、ストッパーピンやストッパーを大型化して強度を向上する場合と比較して、製品サイズの拡大や製品コストの増加を招くこと無く、耐久性の向上を図ることができる。これにより、イニシャライズ目的で前記ストッパーピンと前記ストッパーとを当接させる場合であっても、前記ストッパーピン又は前記ストッパーの破損を確実に防止することができ、作動軸の位置制御精度を確保することができる。
【００２６】
また、請求項２のアクチュエータにおいては、前記ストッパーピンと前記ストッパーとの当接部分を構成する平面をローター軸に対し斜め設定することで、前記平面をローター軸と平行に形成した場合と比較して、当接時での当接面積を拡大することができる。
【００２７】
これにより、両者の面圧をさらに低減することができ、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの耐久性をさらに向上することができる。
【００２８】
さらに、請求項３のアクチュエータでは、前記ストッパーピン及び前記ストッパーの一方は、樹脂で構成されており、その他方を金属で構成されている。
【００２９】
このため、樹脂成形側の耐久性は低下仕勝ちであるが、前述した当接面積の拡大による面圧の低減によって、耐久性を向上することができる。
【００３０】
これにより、樹脂成形による低コスト化や軽量化や成型容易性を確保しつつ、耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態を示す説明図である。
【図３】従来のアクチュエータを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第一の実施の形態）
【００３３】
以下、本発明の第一の実施の形態を図に従って説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態にかかるアクチュエータ１を示す断面図であり、該アクチュエータ１は、自動車の自動変速機内に設けられ、自動変速機内の油圧の制御に利用されている。
【００３５】
このアクチュエータ１のケーシング１１は、基端側を構成する基端側ケース１２と、該基端側ケース１２の先端側に設けられた先端側ケース１３とによって構成されている。前記基端側ケース１２は、金属がプレス成形されてなり、前端へ向けて開口した容器状に形成されている。
【００３６】
前記先端側ケース１３は、合成樹脂で形成されており、前記基端側ケース１２に接続される基端側に大径部２１に形成されている。該大径部２１より先端側には、小径部２２が形成されており、当該先端側ケース１３は、先端から基端に渡って貫通するように構成されている。
【００３７】
このケーシング１１内には、ステッピングモータ３１が収容されており、前記基端側ケース１２の側部からは、コネクタ接続部３２が延出している。該コネクタ接続部３２には、電極端子が設けられており、該電極端子は、前記ステッピングモータ３１に接続されている。
【００３８】
これにより、前記コネクタ接続部３２に接続されたプラグからの入力信号が前記電極端子を介して前記ステッピングモータ３１に供給されるように構成されており、この入力信号に応じて前記ステッピングモータ３１が作動するように構成されている。
【００３９】
このステッピングモータ３１は、前記ケーシング１１に固定されたステータ４１と、該ステータ４１内に回転自在に保持された中空状のローター４２とを備えている。
【００４０】
前記ステータ４１は、複数のステータコイル５１，・・・を備えており、各ステータコイル５１，・・・には、前記入力信号が供給されるように構成されている。これにより、各ステータスコイル５１，・・・は、前記入力信号に応じて励磁されるように構成されている。
【００４１】
前記ローター４２の基端には、基端側へ延出する基端側円筒部６１が形成されており、当該ローター４２の先端には、先端側へ延出する先端側円筒部６２が形成されている。当該ローター４２は、前記基端側円筒部６１が後部ベアリング６３を介して前記基端側ケース１２の軸受け凹部６４に回転自在に支持されており、前記先端側円筒部６２が前部ベアリング６５を介して、前記先端側ケース１３の前記大径部２１内に回転自在に支持されている。
【００４２】
このローター４２は、円筒状に形成されており、当該ローター４２の外周面には、複数の永久磁石７１，・・・が固定されている。各永久磁石７１，・・・は、前記ステータコイル５１，・・・に対向するように配置されており、当該ローター４２は、前記各ステータコイル５１，・・・の励磁状態に応じて回転制御されるように構成されている。
【００４３】
前記ローター４２の内側面には、部分的に内側へ向けて突出した凸条がリング状に形成されており、縮径部が形成されている。この凸条の内側面には、雌ねじ部が形成されている（図示省略）。
【００４４】
このローター４２内には、作動軸９１が挿入されており、該作動軸９１は、前記ローター４２の前記凸条より奥側に挿入される基端側構成部９２と、前記凸条よりより先端側へ延出した先端側構成部９３とによって構成されている。前記基端側構成部９２の外周面には、雄ねじ部９４が形成されており、該雄ねじ部９４は、前記ローター４２の前記凸条に形成された前記雌ねじ部と螺合するように構成されている。
【００４５】
前記作動軸９１の前記先端側構成部９３の基端側周面には、ストッパーを構成するストッパーピン１０１が圧入固定されている。該ストッパーピン１０１は、円筒状の金属部品で構成されており、その先端部は、当該ストッパーピン１０１の軸に沿って切削され段付き形状に加工されている。これにより、該ストッパーピン１０１の先端部には、平坦なピン平面１０２が形成されている。
【００４６】
このピン平面１０２は、その面積が最大となるように、当該ストッパーピン１０１の直径の１／２の深さまで切削され形成されており、当該ストッパーピン１０１の中心軸上に形成されている。このストッパーピン１０１は、前記ピン平面１０２が前記作動軸９１すなわち該作動軸９１が延在するローター軸１１１に対して平行となるように配置されており、この状態で前記作動軸９１に固定されている。
【００４７】
一方、前記ローター４２の前記先端側円筒部６２の内側面には、ブロック状の突起物であるストッパー１２１が当該ローター４２を形成する樹脂により一体形成されており、当該ストッパー１２１は、その側面に平坦なストッパー平面１２２が形成されている。
【００４８】
これにより、前記ストッパーピン１０１は、前記ローター４２に形成された前記ストッパー１２１に、その側面つまり前記ストッパー平面１２２側から当接するように構成されており、この当接状態において、前記ピン平面１０２と前記ストッパー平面１２２とが面接触するとともに、前記ローター４２の回転に伴って軸方向へ移動する前記作動軸９１の基端側への移動を規制できるように構成されている。
【００４９】
前記作動軸９１の前記先端側構成部９３は、前記先端側ケース１３の前記小径部２２に回動自在に支持されており、その先端部は、前記先端側ケース１３より外側へ延出するように構成されている。
【００５０】
この作動軸９１が延出した前記先端側ケース１３の側部には、金属製のガイド軸１３１の基端部が挿入された状態で固定されている。該ガイド軸１３１は、前記作動軸９１に平行して延在しており、その先端部が前記作動軸９１の突出方向へ向けて延出するように構成されている。
【００５１】
このガイド軸１３１と前記作動軸９１との間には、ガイド部材１４１が設けられている。該ガイド部材１４１は、金属ブロックで形成されており、前記ガイド軸１３１に沿って移動可能である一方、前記作動軸９１に対しては固定されている。
【００５２】
これにより、前記作動軸９１は、前記ガイド部材１４１を介して前記ガイド軸１３１と係合することで、不用意な回動が防止されるように構成されており、前記ステッピングモータ３１の前記ステータ４１に加えられる前記入力信号に応じて前記ローター４２を回動した際に、該ローター４２の前記雌ねじ部に螺合した前記作動軸９１を軸方向へ移動して、当該作動軸９１の前記ケーシング１１からの突出量を可変できるように構成されている。
【００５３】
以上の構成にかかる本実施の形態において、作動軸９１の移動を規制する際に当接する当該作動軸９１側のストッパーピン１０１にはピン平面１０２が形成され、ローター４２側のストッパー１２１にはストッパー平面１２２が形成されており、前記ストッパーピン１０１が前記ストッパー１２１に当接して、前記ローター４２の回転に伴う前記作動軸９１の軸方向への移動を規制する際には、前記ストッパーピン１０１の前記ピン平面１０２と前記ストッパー１２１の前記ストッパー平面１２２とが面接触する。
【００５４】
このため、円柱のストッパーピン周面がストッパー側面に線接触する場合と比較して、当接面積を大幅に拡大することができ、これにより両者の面圧を低減できるので、前記ストッパーピン１０１及び前記ストッパー１２１の耐久性を向上することができる。
【００５５】
したがって、前記ストッパーピン１０１や前記ストッパー１２１を大型化して強度を向上する場合と比較して、アクチュエータ１の製品サイズの拡大や製品コストの増加を招くこと無く、耐久性の向上を図ることができる。
【００５６】
また、ホームポジションのイニシャライズ目的で前記ストッパーピン１０１と前記ストッパー１２１とを当接させる場合であっても、前記ストッパーピン１０１又は前記ストッパー１２１の破損を確実に防止することができ、前記作動軸９１の位置制御精度を確保することができる。
【００５７】
そして、前記ストッパーピン１０１は金属で構成されており、前記ストパー１２１は樹脂で構成されている。
【００５８】
このため、樹脂成形側の前記ストッパー１２１の耐久性は低下仕勝ちであるが、前述した当接面積の拡大による面圧の低減によって、耐久性を向上することができる。
【００５９】
これにより、樹脂成形による低コスト化や軽量化や成型容易性を確保しつつ、耐久性の向上を図ることができる。
【００６０】
このとき、本実施の形態では、比較的大きな部品で構成された前記ローター４２を樹脂成形することで、該ローター４２に一体形成された前記ストッパー１２１を樹脂とした。このため、このため、比較的大型の当該ローター４２を金属で形成する場合と比較して、低コスト化を図ることができる。また、回転制御される前記ローター４２を樹脂成形することで軽量化が図れ、複雑形状のローター４２の形成も容易となる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、前記ストッパーピン１０１を金属で形成するとともに、前記ローター４２及び該ローター４２に一体形成された前記ストッパー１２１を樹脂で形成した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。
【００６２】
例えば、前記ストッパーピン１０１を樹脂で形成し、前記ストッパー１２１を金属で形成したり、あるいは前記ストッパーピン１０１及び前記ストッパー１２１の両者を金属又は樹脂で形成しても良い。
【００６３】
（第二の実施の形態）
【００６４】
図２は、第二の実施の形態を示す図であり、第一の実施の形態と同一又は同等部分に付いては同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分に付いてのみ説明する。
【００６５】
すなわち、前記ストッパーピン１０１と前記ストッパー１２１との当接部分を構成する前記ピン平面１０２及びストッパー平面１２２は、前記ローター軸１１１に対し斜め設定されている。
【００６６】
具体的に説明すると、前記作動軸９１に圧入固定された前記ストッパー１２１の前記ピン平面１０２が、前記作動軸９１の軸方向に対して当該作動軸９１に成形されたリードスクリューのリード角以内で傾けた状態で固定されており、前記ローター４２側に設けられた前記ストッパー１２１の前記ストッパー平面１２２も同角度傾けて形成されている。
【００６７】
好ましくは、前記ローター４２を回動して前記作動軸９１を基端側へ移動した際に、前記ピン平面１０２が前記ストッパー平面１２２に対して垂直に近い角度で当接するように構成する。
【００６８】
以上の構成にかかる本実施の形態においては、前記ストッパーピン１０１のピン平面１０２と前記ストッパー１２１のストッパー平面１２２とを前記ローター軸１１１に対し斜め設定することで、前記各平面１０２，１２２を前記ローター軸１１１と平行に形成した場合と比較して、当接時での当接面積をさらに拡大することができる。
【００６９】
これにより、両者１０２，１２２の面圧をさらに低減することができ、第一の実施の形態と比較して、前記ストッパーピン１０１及び前記ストッパー１２１の耐久性をさらに向上することができる。
【００７０】
そして、前記ストッパピン１０１の前記ストッパー平面１２２を前記作動軸９１に対してリードスクリューのリード角以内の角度で傾けて固定するとともに、前記ローター４２側のストッパー平面１２２も同じ角度傾けて成形することで、前記作動軸９１に対して平行な平面１０２，１２２を構成でき、当接面積を大きくすることが可能となり、従来のストッパピンと同じ必要スペースで当接面圧のさらなる低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１    アクチュエータ
４２    ローター
９１    作動軸
９４    雄ねじ部
１０１    ストッパピン
１０２    ピン平面
１１１    ローター軸
１２１    ストッパー
１２２    ストッパー平面
【図１】
2013204697.tif 000003
【図２】
2013204697.tif 000004
【図３】
2013204697.tif 000005