JP2016022753A - Electric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等のブレーキシステムやトランスミッションに使用されるボールねじ機構を備えた電動アクチュエータ、詳しくは、ブレーキシステムにおけるボールねじ機構のボールねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する構造において、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換する電動アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an electric actuator having a ball screw mechanism used in a brake system or transmission of an automobile or the like, and more specifically, the ball screw shaft of the ball screw mechanism in the brake system is in direct contact with a piston of a hydraulic cylinder. The present invention relates to an electric actuator that converts a rotational input from an electric motor into a linear motion of a drive shaft via a ball screw mechanism in a structure that is displaced dynamically.
各種駆動部に使用される電動アクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、摩擦が非常に低く、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。 In electric actuators used in various drive units, a gear mechanism such as a trapezoidal screw or a rack and pinion is generally used as a mechanism for converting the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction. Since these conversion mechanisms involve a sliding contact portion, the power loss is large, and it is necessary to increase the size of the electric motor and increase the power consumption. For this reason, a ball screw mechanism has been adopted as a more efficient actuator with very low friction.
従来の電動アクチュエータとしては、例えば、ハウジングに支持された電動モータにより、ボールねじを構成するナットを回転駆動自在とし、このナットを回転駆動することによって、ボールねじを構成するねじ軸に結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。このような電動アクチュエータを使用したものとして、図6に示すような車両用ブレーキシステムが知られている。この車両用ブレーキシステム50は、操作者によってブレーキペダル51が操作された時にその操作を入力する入力装置52と、ブレーキ液圧を制御するモータシリンダ装置(電動ブレーキアクチュエータ)53と、車両挙動の安定を支援するビークルスタビリティアシスト装置54とを別体として備えている。
As a conventional electric actuator, for example, a nut constituting a ball screw can be driven to rotate by an electric motor supported by a housing, and the nut is coupled to a screw shaft constituting the ball screw by rotating the nut. The output member can be displaced in the axial direction. A vehicle brake system as shown in FIG. 6 is known as one using such an electric actuator. The
モータシリンダ装置53は、電動モータ55を含むアクチュエータ機構56と、このアクチュエータ機構56によって付勢されるシリンダ機構57とを有している。アクチュエータ機構56は、電動モータ55の回転角度を検出する回転角度センサ58と、電動モータ55の出力軸に連結されたギヤを含む複数のギヤが噛合して電動モータ55の回転駆動力を伝達するギヤ機構59と、このギヤ機構59を介して回転駆動力が伝達されることにより、軸方向に沿って進退動作するボールねじ軸60およびボール61を含むボールねじ機構62とを備えている。
The
ボールねじ機構62は、ギヤ機構59に連結され、ハウジング63に装着された転がり軸受64を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナット65と、このナット65に多数のボール61を介して内挿され、駆動軸66と同軸状に一体化されたねじ軸60とで構成されている。
The
シリンダ機構57は、その外郭となるシリンダ本体67を有し、シリンダ本体67内には、シリンダ本体67の軸方向に沿って所定の間隔離間する第1スレーブピストン68および第2スレーブピストン69が摺動自在に配設されている。第1スレーブピストン68は、ボールねじ機構62側に近接して配置され、駆動軸66の一端部に当接してボールねじ軸60と一体的に矢印X1またはX2方向の軸方向に変位する。また、第2スレーブピストン69は、第1スレーブピストン68よりもボールねじ機構62側から離間して配置されている。
The
この第1および第2スレーブピストン68、69の外周面には、環状段部を介して一対のスレーブピストンパッキン70、71がそれぞれ装着されている。一対のスレーブピストンパッキン70、71の間には、それぞれリザーバポート72、73と連通する第1背室74および第2背室75が形成されている。また、第1および第2スレーブピストン68、69との間には、第1リターンスプリング76が配設され、第2スレーブピストン69とシリンダ本体67の側端部との間には、第2リターンスプリング77が配設されている。
A pair of
シリンダ機構57のシリンダ本体67には、2つのリザーバポート72、73と、2つの出力ポート78、79が設けられている。この場合、リザーバポート72は第2リザーバ80内の図示しないリザーバ室と連通するように設けられている。また、シリンダ本体67内には、出力ポート78からホイールシリンダ(図示せず)へ出力されるブレーキ液圧を制御する第1液圧室81と、他の出力ポート79からホイールシリンダへ出力されるブレーキ液圧を制御する第2液圧室82が設けられている。
The
このようなシステム状態において、運転者によるブレーキペダル51の踏込を検出すると、モータシリンダ装置53の電動モータ55を駆動させてアクチュエータ機構56の駆動軸66を変位させて、第1リターンスプリング76および第2リターンスプリング77のばね力に抗して第1スレーブピストン68および第2スレーブピストン69を矢印X1方向に向って変位させる。この第1スレーブピストン68および第2スレーブピストン69の変位によって第1液圧室81および第2液圧室82内のブレーキ液圧がバランスするように加圧されて所望のブレーキ液圧が発生する(例えば、特許文献1参照。)。
In such a system state, when the depression of the
このようなモータシリンダ装置53では、シリンダ本体67に第1および第2スレーブピストン68、69が摺動自在に配設され、この第1スレーブピストン68にボールねじ機構62の駆動軸66の一端部に当接してボールねじ軸60と一体的に変位する構造のため、第1液圧室81および第2液圧室82内に封入されたブレーキ液が、第1および第2スレーブピストン68、69の軸方向変位によってスレーブピストンパッキン70、71からアクチュエータ側に僅かながら漏洩することがある。こうした僅かながら漏洩したブレーキ液がアクチュエータ機構56のハウジング63内に浸入する可能性がある。そして、このブレーキ液によってボールねじ機構62の潤滑剤であるグリースに混入して劣化(軟化)し、潤滑不良を誘起して短寿命に繋がる恐れがあった。
In such a
本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ボールねじ機構のねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する構造において、ピストンの摺動によって掻き出されたブレーキ液のボールねじ機構への浸入を防止して所望の寿命を確保した電動アクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. In a structure in which the screw shaft of the ball screw mechanism is in contact with the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced integrally with the piston, the piston slides. It is an object of the present invention to provide an electric actuator that prevents a scraped brake fluid from entering a ball screw mechanism and ensures a desired life.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成されると共に、このねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングに前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、この貫通孔に前記油圧シリンダが嵌挿されると共に、この油圧シリンダと前記ボールねじ機構との間に当該ボールねじ機構を密封する密封装置が設けられている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is a housing, an electric motor attached to the housing, and the rotational motion of the electric motor converted into a linear motion in the axial direction of the drive shaft. The ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction, and a helical screw groove is formed on the inner periphery. A nut, inserted into the nut via a number of balls, integrated with the drive shaft coaxially, and formed on the outer periphery with a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the nut. And a screw shaft supported so as to be non-rotatable and movable in the axial direction, and the screw shaft is in contact with the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced integrally with the piston. A through hole and a bag hole are formed in the housing for accommodating the screw shaft, the hydraulic cylinder is fitted into the through hole, and the ball is interposed between the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism. A sealing device for sealing the screw mechanism is provided.
このように、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構を備え、このボールねじ機構が、ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、駆動軸と同軸状に一体化され、外周にナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成されると共に、このねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する電動アクチュエータにおいて、ハウジングにねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、この貫通孔に油圧シリンダが嵌挿されると共に、この油圧シリンダとボールねじ機構との間にボールねじ機構を密封する密封装置が設けられているので、油圧シリンダから掻き出されたブレーキ液が貫通孔の内周面に沿って流動してボールねじ機構へ浸入するのを防止して所望の寿命を確保した電動アクチュエータを提供することができる。 As described above, the housing, the electric motor attached to the housing, and the ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into the linear motion in the axial direction of the drive shaft are provided. The ball screw mechanism is mounted on the housing. A nut that is rotatably supported through the support bearing and is not movable in the axial direction, and has a helical thread groove formed on the inner periphery, and is inserted into the nut via a large number of balls. And a screw shaft that is supported on the outer periphery of the housing so as to be non-rotatable and movable in the axial direction. In addition, in the electric actuator in which the screw shaft abuts against the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced integrally with the piston, a through hole and a bag hole for housing the screw shaft are formed in the housing. The hydraulic cylinder is inserted into the through-hole, and a sealing device for sealing the ball screw mechanism is provided between the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism, so that the brake fluid scraped from the hydraulic cylinder penetrates. It is possible to provide an electric actuator that prevents the fluid from flowing along the inner peripheral surface of the hole and entering the ball screw mechanism to ensure a desired life.
また、請求項2に記載の発明のように、前記密封装置が円板状の遮蔽板からなり、前記駆動軸の先端部に固定され、前記貫通孔の内周面との間に径方向すきまを有し、ラビリンスシールを構成していても良い。 According to a second aspect of the present invention, the sealing device comprises a disc-shaped shielding plate, is fixed to the tip end portion of the drive shaft, and has a radial clearance between the inner peripheral surface of the through hole. The labyrinth seal may be constituted.
また、請求項3に記載の発明のように、前記密封装置が伸縮自在なカバーからなり、前記貫通孔の内周面に装着され、中心部に前記駆動軸に当接する平坦状の当接部を備えていても良い。 According to a third aspect of the present invention, the sealing device comprises a cover that can be expanded and contracted, and is attached to the inner peripheral surface of the through hole, and is a flat contact portion that contacts the drive shaft at the center. May be provided.
また、請求項4に記載の発明のように、前記密封装置が、外径部に断面コの字状の固定部と、この固定部と前記当接部との間に、他の部位よりも薄肉に形成され、断面が円弧状の伸縮部とを備え、前記貫通孔に形成された環状溝に前記固定部が嵌合され、止め輪によって固定されていても良い。
Further, as in the invention described in
また、請求項5に記載の発明のように、前記密封装置がEPDMで形成されていれば、耐薬品性に優れ、ブレーキ液が浸されても劣化するのを防止することができ、耐久性を確保することができる。
Further, if the sealing device is made of EPDM as in the invention described in
本発明に係る電動アクチュエータは、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成されると共に、このねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングに前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、この貫通孔に前記油圧シリンダが嵌挿されると共に、この油圧シリンダと前記ボールねじ機構との間に当該ボールねじ機構を密封する密封装置が設けられているので、油圧シリンダから掻き出されたブレーキ液が貫通孔の内周面に沿って流動してボールねじ機構へ浸入するのを防止して所望の寿命を確保した電動アクチュエータを提供することができる。 An electric actuator according to the present invention includes a housing, an electric motor attached to the housing, and a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft. Is supported via a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. The nut has a spiral thread groove formed on the inner periphery, and the nut is provided with a plurality of balls. It is inserted and integrated coaxially with the drive shaft, and a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut is formed on the outer periphery, and is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing. In the electric actuator in which the screw shaft is in contact with the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced integrally with the piston. A through hole and a bag hole for accommodating the screw shaft are formed, and the hydraulic cylinder is fitted into the through hole, and the ball screw mechanism is hermetically sealed between the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism. Since the device is provided, an electric actuator that prevents the brake fluid scraped from the hydraulic cylinder from flowing along the inner peripheral surface of the through hole and entering the ball screw mechanism to ensure a desired life is provided. Can be provided.
アルミ合金製のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成されると共に、このねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングに前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、この貫通孔に前記油圧シリンダが嵌挿されると共に、この油圧シリンダと前記ボールねじ機構との間に前記ボールねじ機構を密封する密封装置が設けられ、この密封装置が伸縮自在なカバーからなり、外径部に断面コの字状の固定部と、中心部に前記駆動軸に当接する平坦状の当接部と、この当接部と前記固定部との間に、他の部位よりも薄肉に形成された伸縮部とを備え、前記貫通孔に形成された環状溝に前記固定部が嵌合されている。 An aluminum alloy housing, an electric motor attached to the housing, a speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor, and a rotational movement of the electric motor via the speed reduction mechanism in a straight line in the axial direction of the drive shaft A ball screw mechanism for converting into motion, and this ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. The formed nut and the nut are inserted through a large number of balls, are integrated coaxially with the drive shaft, and a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut is formed on the outer periphery. The screw shaft is supported so as not to rotate with respect to the housing and is movable in the axial direction. The screw shaft contacts the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced with the piston. In the electric actuator, a through hole and a bag hole for housing the screw shaft are formed in the housing, and the hydraulic cylinder is fitted into the through hole, and the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism are inserted between the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism. A sealing device for sealing the ball screw mechanism is provided, and this sealing device is made of an extendable cover. The outer diameter portion has a U-shaped fixing portion and the central portion is a flat contact that abuts the drive shaft. A contact portion and an expansion / contraction portion formed thinner than other portions between the contact portion and the fixing portion, and the fixing portion is fitted into an annular groove formed in the through hole. ing.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1のアクチュエータ本体を示す縦断面図、図3は、図1の油圧シリンダとの連結部を示す要部拡大図、図4は、図3の変形例を示す要部拡大図、図5(a)は、図4のカバーの収縮時の状態を示す説明図、(b)は、同上、伸張時の状態を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric actuator according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an actuator body of FIG. 1, and FIG. 3 shows a connecting portion with the hydraulic cylinder of FIG. FIG. 4 is an enlarged view of an essential part, FIG. 4 is an enlarged view of an essential part showing a modification of FIG. 3, FIG. 5 (a) is an explanatory view showing a state when the cover of FIG. 4 is contracted, and FIG. It is explanatory drawing which shows the state of time.
この電動アクチュエータ1は、図1に示すように、円筒状のハウジング2と、このハウジング2に取り付けられた電動モータMと、この電動モータMのモータ軸3aに取付けられた入力歯車3に噛合する中間歯車4およびこの中間歯車4に噛合する出力歯車5からなる減速機構6と、この減速機構6を介して電動モータの回転運動を駆動軸7の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構8とを備えている。
As shown in FIG. 1, the electric actuator 1 meshes with a
ハウジング2はA6063TEやADC12等のアルミ合金からダイカストによって形成され、第1のハウジング2aと、その端面に衝合された第2のハウジング2bとからなる。第1のハウジング2aには電動モータMが取り付けられると共に、これら第1のハウジング2aと第2のハウジング2bには、後述するボールねじ機構8を構成するねじ軸10を収容するための貫通孔11と袋孔12が形成されている。
The
電動モータMのモータ軸3aは、その端部に平歯車からなる入力歯車3が圧入により相対回転不能に取り付けられ、第2のハウジング2bに装着された深溝玉軸受からなる転がり軸受13によって回転自在に支持されている。中間歯車4に噛合する出力歯車5は、ボールねじ機構8を構成するナット18にキー14を介して一体に固定されている。
The
駆動軸7はねじ軸10と一体に構成され、一端部(図中右端部)に係止ピン15が植設されている。また、第2のハウジング2bの袋孔12には後述する有底のスリーブ17が嵌合され、このスリーブ17の内周に軸方向に延びる凹溝17a、17aが研削加工によって形成されている。そして、凹溝17a、17aは周方向に対向して配設されてねじ軸10の係止ピン15が係合され、ねじ軸10が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。
The
ねじ軸10を支持するスリーブ17はS55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼から冷間圧造法によってカップ状に形成され、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。なお、スリーブ17はこれに限らず、例えば、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金、所謂MIM(Metal Injection Molding)によって形成しても良い。
The
ボールねじ機構8は、図2に拡大して示すように、ねじ軸10と、このねじ軸10にボール16を介して外挿されたナット18とを備えている。ねじ軸10は、外周に螺旋状のねじ溝10aが形成されている。一方、ナット18は、内周にねじ軸10のねじ溝10aに対応する螺旋状のねじ溝18aが形成され、これらねじ溝10a、18aとの間に多数のボール16が転動自在に収容されている。そして、ナット18は、第1、第2のハウジング2a、2bに対して、2つの支持軸受20、20を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。19は、ナット18のねじ溝18aを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材19によって多数のボール16が無限循環することができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the ball screw mechanism 8 includes a
前述した各ねじ溝10a、18aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール16との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
The cross-sectional shape of each of the
ナット18はSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。これにより、熱処理後のスケール除去のためのバフ加工等を省略することができ、低コスト化を図ることができる。一方、ねじ軸10はS55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。
The
ナット18の外周面18bには減速機構6を構成する出力歯車5がキー14を介して固定されると共に、この出力歯車5の両側に鍔部18cを介して2つの支持軸受20、20が所定のシメシロを介して圧入されている。これにより、駆動軸7からスラスト荷重が負荷されても支持軸受20、20と出力歯車5の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、2つの支持軸受20、20のそれぞれは、両端部にシールド板20a、20aが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から摩耗粉等が軸受内部に侵入するのを防止している。
The
また、本実施形態では、ナット18を回転自在に支持する支持軸受20が同じ仕様の深溝玉軸受で構成されているので、前述した駆動軸7からスラスト荷重および出力歯車5を介して負荷されるラジアル荷重の両方を負荷することができると共に、組立時に誤組み防止のための確認作業を簡便化することができ、組立作業性を向上させることができる。なお、ここで、同じ仕様の深溝玉軸受とは、軸受の内径、外径、幅寸法をはじめ、転動体サイズ、個数および軸受内部すきま等が同一なものを言う。
Further, in the present embodiment, the support bearing 20 that rotatably supports the
図1に戻って、第1のハウジング2aの一端部(図中右端部)にブレーキシステムを構成する油圧シリンダ21が固定ボルト(図示せず)によって連結され、この油圧シリンダ21内にピストン22が軸方向に摺動自在に嵌挿されている。そして、ボールねじ機構8を構成するねじ軸10と一体の駆動軸7がピストン22に当接し、このピストン22がねじ軸10の動きに対応して一体的に軸方向に変位するように構成されている。なお、本実施形態では、ねじ軸10と駆動軸7が一体構造のものを例示したが、別体でも良く、駆動軸7とねじ軸10が接合または固着されて一体的に軸方向に変位できるものであれば良い。
Returning to FIG. 1, a
油圧シリンダ21は、第1のハウジング2aの貫通孔11に嵌挿される円筒状の嵌挿部21aと、貫通孔11の端面に当接して位置決め固定されるフランジ状の固定部21bを備えている。また、ピストン22の外周面には、環状段部を介してパッキン(シール)23が装着され、油圧シリンダ21内に充填されたブレーキ液が貫通孔11内に漏洩するのを防止している。
The
油圧シリンダ21内に充填されるブレーキ液にはポリグリコール系が使用され、このブレーキ液に対して、ボールねじ機構8には、HNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)に影響の少ないポリグリコール系の基油からなるグリース(協同油脂株式会社製 マルテンプ(登録商標)AC−M)が使用されているため、両者の相性としては大きな問題はないが、ブレーキ液がグリースに混入することによってそれらの粘度の違いでグリースの劣化(軟化)が懸念される。
A polyglycol system is used for the brake fluid filled in the
ここで、本実施形態では、図3に拡大して示すように、油圧シリンダ21内を往復運動する際、油圧シリンダ21とピストン22のパッキン23から掻き出され、第1のハウジング2aにおける貫通孔11の内周に流出してきたブレーキ液が貫通孔11を通ってボールねじ機構8内に浸入しないように、油圧シリンダ21とボールねじ機構8との間に密封装置24が設けられている。具体的には、この密封装置24は円板状のポリアセタール製の遮蔽板からなり、駆動軸7の油圧シリンダ21側の先端部(図中、左側)に形成された小径部7aに圧入され、この小径部段7aによって形成された段部7bと止め輪25によって挟持された状態で固定されている。そして、密封装置24の外径と貫通孔11の内周面との間に僅かな径方向すきまを有し、ラビリンスシールを構成している。これにより、油圧シリンダ21とピストン22のパッキン23から掻き出されるブレーキ液が貫通孔11を通ってボールねじ機構8に浸入するのを防止し、ブレーキ液の浸入によって、ボールねじ機構8に使用されているグリースに混入して劣化するのを防止し、所望の寿命を確保した電動アクチュエータ1を提供することができる。
Here, in the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 3, when reciprocating in the
なお、ここでは、円板状の遮蔽板からなる密封装置24を、駆動軸7の小径部7aに止め輪25で固定したものを例示したが、これに限らず、駆動軸7の先端部に圧入固定しても良いし、駆動軸7の先端部に接着剤で接合しても良い。また、密封装置24として、貫通孔11の内周面との間に僅かな径方向すきまからなるラビリンスシールを有する円板状の遮蔽板を例示したが、図示はしないが、遮蔽板の外径部にゴム等の弾性部材を一体に有し、この弾性部材を貫通孔11の内周面に摺接させる接触シールタイプでも良い。
Here, the sealing
図4に前述した密封装置24の変形例を示す。なお、前述した実施形態(図3)と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 4 shows a modification of the sealing
この密封装置26は伸縮自在なカバーからなり、油圧シリンダ21が嵌挿される貫通孔11に装着されている。具体的には、この密封装置26は、耐薬品性に優れたEPDM(エチレンプロピレンゴム)等の合成ゴムからなり、外径部に断面コの字状の固定部26aと、中心部に駆動軸7の先端に当接する平坦状の当接部26bと、この当接部26bよりも薄肉に形成され、断面が駆動軸7側に僅かに突出する円弧状の伸縮部26cとを備えている。そして、貫通孔11に形成された環状溝27に固定部26aが嵌合され、止め輪28によって固定されている。これにより、油圧シリンダ21に対してボールねじ機構8側が密封され、油圧シリンダ21とピストン22のパッキン23から掻き出されるブレーキ液だけでなく、油圧シリンダ21内に発生した粉塵等の異物が貫通孔11を通ってボールねじ機構8に侵入するのを防止し、ボールねじ機構8に使用されているグリースがブレーキ液の混入によって劣化するのを防止すると共に、ボールねじ機構8に異物が侵入するのを防止し、所望の寿命を確保した電動アクチュエータ1を提供することができる。
The sealing
なお、密封装置26の材質として、例示したもの以外にも、例えば、一般的なNBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)をはじめ、クロロプレンゴムや耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、さらには、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
In addition to the exemplified materials for the sealing
次に、図5を用いて、駆動軸7の軸方向の移動に伴う密封装置26の伸縮状態を説明する。(a)は、駆動軸7が後退端の位置、すなわち、ボールねじ機構8側に位置する場合(図中、右側)、駆動軸7の先端が密封装置26の平坦部26bに当接し、この密封装置26を介してピストン22が軸方向に変位(図中、左方向)する。そして、(b)に示すように、駆動軸7の移動に伴い密封装置26の伸縮部26cが変形し、駆動軸7の移動(ここでは、10mm前後のストローク)に対して抵抗とならずに、油圧シリンダ21側とボールねじ機構8側とを遮断することができる。
Next, the expansion / contraction state of the sealing
なお、ここでは、伸縮自在なカバーからなる密封装置26を、貫通孔11に止め輪28によって固定したものを例示したが、これに限らず、例えば、図示はしないが、駆動軸7の先端面にこの密封装置26の当接部26bを接合するようにし、固定部26aに変えて外径部を貫通孔11の内周面に摺接する、所謂ワイパーシールタイプであっても良い。
Here, the sealing
また、ここでは、駆動軸7の移動に対して密封装置26の変形が抵抗とならないよう、密封装置26の伸縮部26cを他の部位よりも薄肉に形成しているが、これ以外にも、伸縮部26cを複数のヒダが形成された蛇腹構造にすることもできる。
In addition, here, the expansion /
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る電動アクチュエータは、ブレーキシステムにおけるボールねじ機構のボールねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する構造において、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動アクチュエータに適用できる。 An electric actuator according to the present invention has a structure in which a ball screw shaft of a ball screw mechanism in a brake system abuts against a piston of a hydraulic cylinder and directly displaces integrally with the piston. It can apply to the electric actuator provided with the ball screw mechanism which converts into linear motion of a drive shaft via.
1 電動アクチュエータ
2 ハウジング
2a 第1のハウジング
2b 第2のハウジング
3 入力歯車
3a モータ軸
4 中間歯車
5 出力歯車
6 減速機構
7 駆動軸
7a 小径部
7b 段部
8 ボールねじ機構
10 ねじ軸
10a、18a ねじ溝
11 貫通孔
12 袋孔
14 キー
15 係止ピン
16 ボール
17 スリーブ
17a 凹溝
18 ナット
18b ナットの外周面
18c 鍔部
19 駒部材
20 支持軸受
20a シールド板
21 油圧シリンダ
21a 嵌挿部
21b 固定部
22 ピストン
23 パッキン
24、26 密封装置
25、28 止め輪
26a 固定部
26b 当接部
26c 伸縮部
50 車両用ブレーキシステム
51 ブレーキペダル
52 入力装置
53 モータシリンダ装置(電動ブレーキアクチュエータ)
54 ビークルスタビリティアシスト装置
55 電動モータ
56 アクチュエータ機構
57 シリンダ機構
58 回転角度センサ
59 ギヤ機構
60 ボールねじ軸
61 ボール
62 ボールねじ機構
63 ハウジング
64 転がり軸受
65 ナット
66 駆動軸
67 シリンダ本体
68 第1スレーブピストン
69 第2スレーブピストン
70、71 スレーブピストンパッキン
72、73 リザーバポート
74 第1背室
75 第2背室
76 第1リターンスプリング
77 第2リターンスプリング
78、79 出力ポート
80 第2リザーバ
81 第1液圧室
82 第2液圧室
M 電動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
54 Vehicle
Claims (5)
このハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、
このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成されると共に、
このねじ軸が油圧シリンダのピストンに当接して直接ピストンと一体的に変位する電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングに前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、この貫通孔に前記油圧シリンダが嵌挿されると共に、この油圧シリンダと前記ボールねじ機構との間に当該ボールねじ機構を密封する密封装置が設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。 A housing;
An electric motor attached to the housing;
A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into linear motion in the axial direction of the drive shaft,
The ball screw mechanism is rotatably supported via a support bearing mounted on the housing and is not axially movable, and a nut having a helical thread groove formed on the inner periphery,
The nut is inserted through a large number of balls and is integrated coaxially with the drive shaft. A spiral screw groove corresponding to the screw groove of the nut is formed on the outer periphery, and the nut cannot rotate with respect to the housing. And a screw shaft supported so as to be axially movable,
In the electric actuator in which this screw shaft abuts against the piston of the hydraulic cylinder and is directly displaced integrally with the piston,
A through hole and a bag hole for accommodating the screw shaft are formed in the housing, and the hydraulic cylinder is fitted into the through hole, and the ball screw mechanism is interposed between the hydraulic cylinder and the ball screw mechanism. An electric actuator comprising a sealing device for sealing.
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