JP3847075B2

JP3847075B2 - Actuator

Info

Publication number: JP3847075B2
Application number: JP2000335335A
Authority: JP
Inventors: 芳徳花田; 繁石井
Original assignee: Nidec Tosok Corp; JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd; Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002139121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号に応じて作動軸を進退させるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の自動変速機の内部には、図４に示すようなアクチュエータ１０１が配設されていた。
【０００３】
該アクチュエータ１０１のケーシング１１１内には、駆動部１１２が設けられており、該駆動部１１２は、コイル１１３と該コイル１１３内に配設されたローター１１４とにより構成されている。該ローター１１４は、ベアリング１１５を介して前記ケーシング１１１に支持されており、その基部には、永久磁石１１６が設けられている。これにより、前記コイル１１３からの磁力を受けて回転するように構成されている。
【０００４】
このローター１１４からは、シャフト１２１が延出しており、該シャフト１２１の側面には、雄ねじ１２２が形成されている。このシャフト１２１には、作動軸としてのレバー１２３の基部が外嵌した状態で取り付けられており、該レバー１２３の内側面には、前記雄ねじ１２２に螺合した雌ねじ１２４が形成されている。前記レバー１２３の側面には、溝部１２５が形成されており、該溝部１２５がケーシング１１１に形成された図外の係止部に摺動自在に係止され、回転が規制されるように構成されている。
【０００５】
これにより、前記コイル１１３への通電を制御することによって、前記レバー１２３をケーシング１１１から突出及び後退できるように構成されている。
【０００６】
前記ケーシング１１１の側面には、前記レバー１２３が内嵌する内部空間１３１を外部に連通する開口部１３２が設けられており、前記レバー１２３が進退する際の前記内部空間１３１の容積変化に応じて、内部空間１３１と外部との間でオイルが通流できるように構成されている。そして、前記開口部１３２には、メッシュフィルタ１３３が設けられており、前記オイルに含まれる鉄粉などのコンタミの内部空間１３１への進入を防止できるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したアクチュエータ１０１にあっては、メッシュフィルタ１３３による透過面積以下のコンタミの進入を防止することができず、進入した鉄系のコンタミが内部の永久磁石１１６に付着し、レバー１２３の駆動力を低下させるという問題があった。
【０００８】
図５は、永久磁石１１６へのコンタミの付着量とレバー１２３の推進力との関係を示す図１４１であり、この図１４１からも明らかなように、永久磁石１１６へのコンタミの付着量が増加するに従って、レバー１２３の推進力が低下することが解る。
【０００９】
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、内部へのコンタミの進入を防止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ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明のアクチュエータにあっては、入力信号に応じて回転するローターを回動し、ケーシングから延出した作動軸の突出量を可変するアクチュエータにおいて、前記作動軸を、前記ローター及び前記ケーシングに挿通して前端部及び後端部を前記ケーシングから突出可能に構成し、前記前端部の突出量の増加に比例して前記後端部の突出量が減少するように構成するとともに、前記作動軸の後部の周面に、前記ローターに形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を形成し、かつ前記作動軸の前部に、前記ケーシングに摺動自在に係合して当該作動軸の軸方向への移動を許容しつつ回転を規制する断面形状の回転規制部を形成する一方、該回転規制部の断面積が、前記雄ねじ部における有効径の仮想円の断面積と略同面積となるように前記断面形状を形成した。
【００１１】
すなわち、このアクチュエータを自動変速機等、オイル内に配置して作動する際には、入力信号を制御してローターを回動し、回転が規制された作動軸の突出量を可変する。このとき、この作動軸は、ケーシングより突出した前端部の突出量の増加に比例して前記後端部の突出量が減少するように構成されており、作動軸の前端部が延出することによって減少したケーシング内の容積は、作動軸の後端部が内側へ入り込むことによって補われる。これにより、ケーシング内の容積変化が防止される。
【００１３】
また、作動軸の前端部が延出することによって減少するケーシング内の容積と、作動軸の後端部が内側へ入り込むことによって増加する容積とを、略同容積にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。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の内部に配設され、自動変速機内の油圧の制御に利用される。
【００１５】
このアクチュエータ１のケーシング１１内には、駆動部１２が設けられており、該駆動部１２は、コイル１３と該コイル１３の内側に配設されたローター１４により構成されている。前記ケーシング１１の側部には、コネクタ接続部１５が設けられており、前記コイル１３は、このコネクタ接続部１５の電極１６に接続されている。
【００１６】
前記ローター１４は、前部ベアリング２１及び後部ベアリング２２を介して前記ケーシング１１に回動自在に支持されており、その中間部には、永久磁石２３が外嵌した状態で設けられている。これにより、前記コネクタ接続部１５の電極１６に供給される信号を制御することで、前記コイル１３から発生する磁力を可変して、前記永久磁石２３を備えた前記ローター１４の回転を制御できるように構成されている。
【００１７】
このローター１４には、中空部３１が形成されており、該中空部３１には、作動軸としてのレバー３２が挿通されている。前記ケーシング１１の前端及び後端には、前記レバー３２が挿通する前部挿通孔３３及び後部挿通孔３４が設けられており、前記レバー３２は、これら挿通孔３３，３４を介して前端部及び後端部をケーシング１１から突出できるように構成されている。これにより、当該アクチュエータ１は、前記レバー３２のケーシング１１からの前端部の突出量の増加に比例して、後端部の突出量を減少できるように構成されている。
【００１８】
前記レバー３２の中心４１を境とした後部側の周面には、雄ねじ部４２が形成されており、前記ローター１４の後端部の内側面には、前記雄ねじ部４２に螺合する雌ねじ部４３が形成されている。また、前記レバー３２の前記中心４１を境とした前部側の周面には、図２の（ａ）に示すように、円柱の一部が欠損されてなる平面部４４が形成されており、レバー３２前部には、断面Ｄ字状の回転規制部４５が形成されている。
【００１９】
このレバー３２の前端部が挿通する前記前部挿通孔３３は、前記レバー３２の前記平面部４４に摺接する直線状の弦部５１が形成されており、前記回転規制部４５に適合した断面Ｄ字状に形成されている。これにより、前記レバー３２の回転規制部４５は、前記平面部４４が前記前部挿通孔３３の弦部５１に摺動自在に係合することで、当該レバー３２の軸方向への移動が許容されつつ回転が規制されるように構成されている。
【００２０】
また、前記ローター１４の前端部には、図１に示しように、前記レバー３２をガイドするガイド部６１が設けられており、該ガイド部６１には、前記レバー３２の平面部４４に摺接するストッパ６２が設けられている。これにより、前記ローター１４を回転制御することによって、図１中Ｃ側に示すように、前記レバー３２の中心４１が前記ローター１４の雌ねじ部４２に当接するまで、当該レバー３２を後方へ後退できるとともに、図１中Ｄ側に示すように、前記レバー３２の中心４１が、前記ストッパ６２に当接するまで、当該レバー３２を前方へ突出できるように構成されている。
【００２１】
そして、前記回転規制部４５における断面積は、図２の（ｂ）に示すように、前記レバー３２の雄ねじ部４２における有効径の仮想円７１の断面積と略同面積となるように、その断面形状が形成されている。
【００２２】
以上の構成にかかる本実施の形態において、このアクチュエータ１を自動変速機におけるオイル内で作動する際には、コネクタ接続部１５の電極１６に供給する信号を制御する。すると、コイル１３から発生する磁力によって、永久磁石２３を備えたローター１４が回動し、回転規制部４５によって回転が規制されたレバー３２を軸方向に移動してケーシング１１からの突出量を可変する。
【００２３】
このとき、このレバー３２は、ケーシング１１より突出した前端部の突出量の増加に比例して、後端部の突出量が減少するように構成されており、レバー３２の前端部が延出することによって減少したケーシング１１内の容積は、レバー３２の後端部がケーシング１１内に入り込むことによって補われる。これにより、ケーシング１１内の容積変化を防止することができ、ケーシング１１内の圧力変化を抑制することができる。
【００２４】
したがって、作動時にケーシング１１内部に圧力変化が生じる従来と比較して、圧力変化を調整する為の開口部、及び該開口部に設けるメッシュフィルタが不要となる。また、前記圧力変化を抑制することで、ケーシング１１内部へのオイルに混入したコンタミの進入を防止することができる。このため、鉄系のコンタミが内部の永久磁石２３に付着した際に生じ得るレバー３２の駆動力の低下を防止することができる。
【００２５】
さらに、本実施の形態にあっては、前記ケーシング１１より前方に突出する前記回転規制部４５の断面積が、ケーシング１１より後方に突出する前記雄ねじ部４２における有効径の仮想円７１の断面積と略同面積となるように、前記回転規制部４５の断面形状が設定されている。このため、前記レバー３２の前端部が延出することによって減少するケーシング１１内の容積と、レバー３２の後端部が内側へ入り込むことによって増加する容積とを、ほぼ同じ容積にすることができる。これにより、前記ケーシング１１内の圧力変化を、確実に防止することができるので、前述したコンタミの進入防止効果の向上に寄与することができる。
【００２６】
図３は、前記レバー３２を後退させた状態から突出させた際のケーシング１１内部の圧力変化を示す図であり、本実施の形態のアクチュエータ１での圧力変化８１と、従来のアクチュエータでの圧力変化８２とが示されている。この図からも明らかなように、本実施の形態におけるアクチュエータ１においては、内部の圧力変化が大幅に抑制されている。
【００２７】
【発明の効果】
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おいては、オイル内で作動軸を作動させた場合であっても、ケーシング内での容積変化を防止することができ、ケーシング内の圧力変化を抑制することができる。これにより、作動時に内部に圧力変化が生じる従来と比較して、圧力変化を調整する為の開口部、及び該開口部に設けるメッシュフィルタが不要となる。また、前記圧力変化を抑制することによって、ケーシング内部へのコンタミの進入を防止することができるため、鉄系のコンタミが内部の永久磁石に付着した際に生じ得る作動軸の駆動力の低下を防止することができる。
【００２８】
また、作動軸の前端部が延出することによって減少するケーシング内の容積と、作動軸の後端部が内側へ入り込むことによって増加する容積とを、略同容積にすることができる。よって、前記ケーシング内の圧力変化を、確実に防止することができ、前述した効果の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】同実施の形態のレバー作動時のケーシング内部の圧力変化を示す図である。
【図４】従来のアクチュエータを示す断面図である。
【図５】同従来例における永久磁石へのコンタミの付着量とレバーの推進力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１アクチュエータ
１１ケーシング
１４ローター
３２レバー（作動軸）
４２雄ねじ部
４３雌ねじ部
４５回転規制部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an actuator that advances and retracts an operating shaft in accordance with an input signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an actuator 101 as shown in FIG. 4 has been arranged inside an automatic transmission of an automobile.
[0003]
A drive unit 112 is provided in the casing 111 of the actuator 101, and the drive unit 112 includes a coil 113 and a rotor 114 disposed in the coil 113. The rotor 114 is supported by the casing 111 via a bearing 115, and a permanent magnet 116 is provided at the base thereof. Thereby, it is configured to rotate by receiving the magnetic force from the coil 113.
[0004]
A shaft 121 extends from the rotor 114, and a male screw 122 is formed on a side surface of the shaft 121. The shaft 121 is attached in a state where a base portion of a lever 123 as an operating shaft is fitted, and a female screw 124 screwed to the male screw 122 is formed on the inner side surface of the lever 123. A groove portion 125 is formed on the side surface of the lever 123, and the groove portion 125 is slidably locked to a locking portion (not shown) formed in the casing 111 so that rotation is restricted. ing.
[0005]
Thus, the lever 123 can be protruded and retracted from the casing 111 by controlling energization to the coil 113.
[0006]
The side surface of the casing 111 is provided with an opening 132 that communicates the internal space 131 in which the lever 123 is fitted to the outside, and according to the volume change of the internal space 131 when the lever 123 moves forward and backward. The oil can flow between the internal space 131 and the outside. The opening 132 is provided with a mesh filter 133 so that contamination such as iron powder contained in the oil can be prevented from entering the internal space 131.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the actuator 101 described above, it is not possible to prevent the entry of contamination below the transmission area by the mesh filter 133, and the iron-based contamination that has entered adheres to the internal permanent magnet 116, and the lever 123 is driven. There was a problem of reducing power.
[0008]
FIG. 5 is a diagram 141 showing the relationship between the amount of contamination adhering to the permanent magnet 116 and the driving force of the lever 123. As is clear from FIG. 141, the amount of contamination adhering to the permanent magnet 116 is increased. It can be seen that the propulsive force of the lever 123 decreases as the operation proceeds.
[0009]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an actuator capable of preventing entry of contamination into the inside.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the actuators of the present invention to solve the above problems, and rotates a rotor rotating in response to the input signal, in the actuator for varying the amount of protrusion of the actuation shaft extending from the casing, the actuating shaft The front end portion and the rear end portion are inserted into the rotor and the casing so as to protrude from the casing, and the protrusion amount of the rear end portion decreases in proportion to the increase of the protrusion amount of the front end portion. A male threaded portion that is screwed into a female threaded portion formed on the rotor is formed on the peripheral surface of the rear portion of the working shaft, and the front portion of the working shaft is slidably engaged with the casing. Thus, while forming a rotation restricting portion having a cross-sectional shape that restricts rotation while allowing movement of the operating shaft in the axial direction, the cross-sectional area of the rotation restricting portion is a breakage of an effective diameter virtual circle in the male screw portion. Area and abbreviation The formation of the cross-sectional shape such that the area.
[0011]
That is, when the actuator is operated in oil such as an automatic transmission, the input signal is controlled to rotate the rotor, thereby changing the protrusion amount of the operating shaft whose rotation is restricted. At this time, the operating shaft is configured such that the protruding amount of the rear end portion decreases in proportion to an increase in the protruding amount of the front end portion protruding from the casing, and the front end portion of the operating shaft extends. The volume in the casing reduced by the above is compensated by the rear end of the operating shaft entering inward. Thereby, the volume change in a casing is prevented.
[0013]
Further , the volume in the casing that decreases when the front end portion of the operating shaft extends and the volume that increases when the rear end portion of the operating shaft enters inward can be made substantially the same volume.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an actuator 1 according to the present embodiment. The actuator 1 is disposed in an automatic transmission of an automobile and is used for controlling hydraulic pressure in the automatic transmission.
[0015]
A drive unit 12 is provided in the casing 11 of the actuator 1, and the drive unit 12 includes a coil 13 and a rotor 14 disposed inside the coil 13. A connector connecting portion 15 is provided on a side portion of the casing 11, and the coil 13 is connected to an electrode 16 of the connector connecting portion 15.
[0016]
The rotor 14 is rotatably supported by the casing 11 via a front bearing 21 and a rear bearing 22, and a permanent magnet 23 is provided in an intermediate portion of the rotor 14. Thereby, by controlling the signal supplied to the electrode 16 of the connector connecting portion 15, the magnetic force generated from the coil 13 can be varied to control the rotation of the rotor 14 having the permanent magnet 23. It is configured.
[0017]
A hollow portion 31 is formed in the rotor 14, and a lever 32 as an operating shaft is inserted into the hollow portion 31. A front insertion hole 33 and a rear insertion hole 34 through which the lever 32 is inserted are provided at the front end and the rear end of the casing 11, and the lever 32 is connected to the front end portion and the rear end through the insertion holes 33 and 34. The rear end portion can be projected from the casing 11. Accordingly, the actuator 1 is configured to be able to reduce the protrusion amount of the rear end portion in proportion to the increase of the protrusion amount of the front end portion of the lever 32 from the casing 11.
[0018]
A male screw portion 42 is formed on the peripheral surface on the rear side with the center 41 of the lever 32 as a boundary, and a female screw portion that is screwed into the male screw portion 42 on the inner side surface of the rear end portion of the rotor 14. 43 is formed. Further, as shown in FIG. 2 (a), a planar portion 44 in which a part of a cylinder is missing is formed on the peripheral surface of the lever 32 at the front side with the center 41 as a boundary. In the front part of the lever 32, a rotation restricting part 45 having a D-shaped cross section is formed.
[0019]
The front insertion hole 33 through which the front end portion of the lever 32 is inserted has a linear chord portion 51 that is in sliding contact with the flat surface portion 44 of the lever 32, and has a cross section D adapted to the rotation restricting portion 45. It is formed in a letter shape. As a result, the rotation restricting portion 45 of the lever 32 is allowed to move in the axial direction of the lever 32 because the flat portion 44 is slidably engaged with the chord portion 51 of the front insertion hole 33. In this way, the rotation is restricted.
[0020]
Further, as shown in FIG. 1, a guide portion 61 that guides the lever 32 is provided at the front end portion of the rotor 14, and the guide portion 61 is in sliding contact with the flat portion 44 of the lever 32. A stopper 62 is provided. Thereby, by controlling the rotation of the rotor 14, the lever 32 can be moved backward until the center 41 of the lever 32 abuts on the female screw portion 42 of the rotor 14, as shown on the C side in FIG. 1. At the same time, as shown on the D side in FIG. 1, the lever 32 can be projected forward until the center 41 of the lever 32 abuts against the stopper 62.
[0021]
Then, as shown in FIG. 2B, the cross-sectional area of the rotation restricting portion 45 is substantially the same as the cross-sectional area of the virtual circle 71 having an effective diameter in the male screw portion 42 of the lever 32. A cross-sectional shape is formed.
[0022]
In the present embodiment having the above configuration, when the actuator 1 is operated in oil in the automatic transmission, a signal supplied to the electrode 16 of the connector connecting portion 15 is controlled. Then, the rotor 14 provided with the permanent magnet 23 is rotated by the magnetic force generated from the coil 13, and the lever 32 whose rotation is restricted by the rotation restricting portion 45 is moved in the axial direction so that the amount of protrusion from the casing 11 is variable. To do.
[0023]
At this time, the lever 32 is configured such that the protrusion amount of the rear end portion decreases in proportion to the increase of the protrusion amount of the front end portion protruding from the casing 11, and the front end portion of the lever 32 extends. The volume in the casing 11 thus reduced is compensated by the rear end portion of the lever 32 entering the casing 11. Thereby, the volume change in the casing 11 can be prevented, and the pressure change in the casing 11 can be suppressed.
[0024]
Therefore, an opening for adjusting the pressure change and a mesh filter provided in the opening are not necessary as compared with the conventional case in which a pressure change occurs inside the casing 11 during operation. Further, by suppressing the pressure change, it is possible to prevent the contamination mixed into the oil inside the casing 11 from entering. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the driving force of the lever 32 that may occur when iron-based contamination adheres to the internal permanent magnet 23.
[0025]
Further, in the present embodiment, the cross-sectional area of the rotation restricting portion 45 protruding forward from the casing 11 is the cross-sectional area of the virtual circle 71 having an effective diameter in the male screw portion 42 protruding rearward from the casing 11. The cross-sectional shape of the rotation restricting portion 45 is set so as to have substantially the same area. For this reason, the volume in the casing 11 that decreases when the front end portion of the lever 32 extends and the volume that increases when the rear end portion of the lever 32 enters inside can be made substantially the same volume. . Thereby, since the pressure change in the said casing 11 can be prevented reliably, it can contribute to the improvement of the entrance prevention effect of the contamination mentioned above.
[0026]
FIG. 3 is a diagram showing a pressure change in the casing 11 when the lever 32 is protruded from the retracted state. The pressure change 81 in the actuator 1 of the present embodiment and the pressure in the conventional actuator are shown. A change 82 is shown. As is clear from this figure, in the actuator 1 in the present embodiment, the internal pressure change is greatly suppressed.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the actuator according to the first aspect of the present invention, the volume change in the casing can be prevented even when the operating shaft is operated in oil, and the pressure change in the casing is reduced. Can be suppressed. This eliminates the need for an opening for adjusting the pressure change and a mesh filter provided in the opening, as compared with the conventional case in which a pressure change occurs inside during operation. In addition, since the contamination can be prevented from entering the casing by suppressing the pressure change, the driving force of the operating shaft that can be reduced when iron-based contamination adheres to the permanent magnet inside is reduced. Can be prevented.
[0028]
Also, the volume of the casing front end portion of the shaft work is reduced by extending, and a volume rear end of the actuating shaft is increased by entering into the inside, it can substantially be the same volume. Therefore, the pressure change in the casing can be surely prevented, which can contribute to the improvement of the effects described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a pressure change inside the casing when the lever is operated according to the embodiment;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional actuator.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of contamination attached to the permanent magnet and the driving force of the lever in the conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Actuator 11 Casing 14 Rotor 32 Lever (Operating shaft)
42 Male thread part 43 Female thread part 45 Rotation restricting part

Claims

In an actuator that rotates a rotor that rotates in response to an input signal and varies the amount of protrusion of an operating shaft extending from the casing,
The operating shaft is inserted into the rotor and the casing so that the front end portion and the rear end portion can protrude from the casing, and the protrusion amount of the rear end portion is proportional to the increase in the protrusion amount of the front end portion. A male screw portion is formed on the peripheral surface of the rear portion of the operating shaft to be screwed with the female screw portion formed on the rotor , and slides on the casing at the front portion of the operating shaft. While forming a rotation restricting portion having a cross-sectional shape that freely engages and restricts rotation while allowing movement of the operating shaft in the axial direction ,
An actuator characterized in that the cross-sectional shape is formed so that a cross-sectional area of the rotation restricting portion has substantially the same area as a cross-sectional area of a virtual circle having an effective diameter in the male screw portion .