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JP4117673B2 - Actuator - Google Patents
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JP4117673B2 - Actuator - Google Patents

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JP4117673B2 JP2002179829A JP2002179829A JP4117673B2 JP 4117673 B2 JP4117673 B2 JP 4117673B2 JP 2002179829 A JP2002179829 A JP 2002179829A JP 2002179829 A JP2002179829 A JP 2002179829A JP 4117673 B2 JP4117673 B2 JP 4117673B2
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Description

【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、たとえば、自動車のパワーウィンドウ、電動パーキングブレーキ装置のワイヤ巻き取り機構、電動ディスクブレーキ装置のキャリパ押し出し機構、エンジンのバルブタイミング可変装置におけるカム位相変換機構、ベルトCVTプーリ駆動機構等、その他産業用ウィンチ、ホイスト、クレーン、各種位置決め装置などに用いることができる、電動モータを動力源としたアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば車両のパーキングブレーキの動作を電動モータの動力を用いて行い、運転者の負担を軽減する電動パーキングブレーキ駆動装置等のリニアアクチュエータが知られている。かかるリニアアクチュエータとしては、電動モータでプーリを回転させてケーブルを巻き上げてパーキングブレーキを動作させ、ケーブルを巻き戻してパーキングブレーキを解除するものが提案されている(特開2001−106060参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公報に開示されたリニアアクチュエータは、ウォームギヤとウォームホールとを用いて、電動モータからの動力を減速して、パーキングブレーキに伝達している。ウォームギヤとウォームホイールとを用いて動力伝達を行うと、減速比が大きくとれること、及びウォームのネジレ角を適宜設計することで、パーキングブレーキからの動力を電動モータ側に伝達させないようにできるという利点がある。それにより電動モータに常時通電することなく、パーキングブレーキの動作状態を維持でき、不用意な解除を阻止できることとなるので、省エネ上も好ましい。
【0004】
しかしながら、上記利点を裏返せば、ウォームギヤとウォームホールは伝達効率が低いという欠点を有し、それ故、パーキングブレーキを動作させるために、電動モータの出力を大きくしなければならず、それにより電動モータが大型化し、又省電力が図れないという問題がある。これに対し、電磁的に動力の伝達・遮断を行える電磁ブレーキ装置等を用いれば、伝達効率を高く維持しつつ、必要に応じて動力伝達を遮断することはできるが、その構成は複雑であり製造コストが増大するという問題がある。
【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、簡素な構成ながらも、電動モータから被駆動部材への伝達効率を高く維持すると共に、被駆動部材から電動モータへの動力の伝達を遮断可能な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、被駆動部材を駆動するアクチュエータであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
前記電動モータの動力を前記被駆動部材に伝達する動力伝達機構とを備え、
前記動力伝達機構は、
前記被駆動部材に連結される被駆動軸と、
前記電動モータの出力軸と前記被駆動軸とを連結するコイルばねと、
前記コイルバネを包囲する内輪と、
前記ハウジングと前記内輪との間に位置し、前記ハウジングに対して前記内輪の許可方向の回転を許容するが、前記許可方向とは異なる阻止方向への回転を阻止するワンウェイクラッチ手段と、によって構成され、
前記電動モータの出力軸が第1の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記許可方向に回転させるので、前記ワンウェイクラッチ手段が前記内輪の回転を許容することにより、前記コイルバネは前記被駆動軸に前記第1の方向の回転力を伝達し、
前記電動モータの出力軸が前記第1の方向とは異なる第2の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が縮小して前記内輪の内周面から離隔するので、前記ワンウェイクラッチ手段に関わらず、前記コイルバネは前記被駆動軸に前記第2の方向の回転力を伝達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によれば、前記電動モータの出力軸が、第1の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記許可方向に回転させようとするが、かかる場合、前記ワンウェイクラッチ手段により前記内輪の回転が許容され、それにより前記コイルバネを介して前記被駆動軸に前記第1の方向の回転力が高効率で伝達されるようになっている。一方、前記電動モータの出力軸が、前記第1の方向とは異なる第2の方向に回転したときに、前記コイルバネは巻き径が縮小して前記内輪の内周面から離隔するので、前記ワンウェイクラッチ手段は、前記出力軸と前記被駆動軸との間で動力伝達を行う前記コイルバネの回転を阻止することがなく、それ故前記被駆動軸に前記第2の方向の回転力が高効率で伝達されることとなる。
【0008】
更に、前記被駆動部材から前記被駆動軸に対して前記第2の方向への回転力を伝達した場合、前記電動モータの出力軸が静止していれば、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記阻止方向に回転させようとするが、かかる場合、前記ワンウェイクラッチ手段により前記内輪の回転が阻止されるため、結果として前記駆動軸は回転せず、すなわち前記被駆動部材から前記電動モータへの動力の伝達は遮断されることとなる。従って、例えば前記被駆動部材としてのパーキングブレーキ装置の駆動部材を、前記電動モータの動力で駆動して、所望のブレーキ状態にした場合に、前記電動モータへの電力の供給を停止した後も、前記パーキングブレーキ装置が解除されることはない。
【0009】
【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を示す断面図である。図1において、円管状のハウジング1の内周面1a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。ハウジング1の図1で左方端は、蓋4により閉止されている。蓋4の中央開口4a内に配置された軸受5(スプリングワッシャ7により外輪に予圧が付与されてなる)と、ハウジング1の内部に配置された軸受6とで回転自在に支持された出力軸3の外周面に、ロータ2cが取り付けられ、両者は一体的に回転するようになっている。電動モータ2は、ステータ2b、ロータ2c、出力軸3を有する。
【0010】
出力軸3の図1で右方端の縮径部3aの端面外周近傍には、軸線に平行な孔3bが形成されている。ハウジング1の図1で右方内部には、不図示の被駆動部材に連結された被駆動軸8が軸受9により回転自在に支持されており、その図1で左方端面の外周近傍には、軸線に平行な孔8aが形成されている。孔3b、8aには、コイルバネ10の端部がそれぞれ挿入されている。
【0011】
出力軸3の縮径部3a、コイルバネ10、及び被駆動軸8の一部を内包するようにして、内輪11が、ハウジング1に対して軸受12により回転自在に支持されている。内輪11の外周面と、ハウジング1の内周面に取り付けられた外輪13との間には、くさび部材14が配置されている。くさび部材14は、立直したときの高さが、傾動したときの高さより高くなっており、ワンウェイクラッチ手段を構成する。尚、本実施の形態では、外輪13をハウジング1と別体としたが、一体としても良い。いずれの場合も、外輪はハウジングの一部を構成する。
【0012】
次に、本実施の形態の動作について説明する。電動モータ2に対し電力が供給され、出力軸3が、第1の方向(図1で出力軸3がフリーなら奥側に転動する方向)に回転したとする。このとき、出力軸3の孔3bに係合したコイルバネ10の端部が、出力軸3の回転と共に回動し、それによりコイルバネ10の巻き径が拡大する。かかる場合、コイルバネ10の周面が内輪11の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で内輪11を同方向に回転させようとする。
【0013】
このとき、静止している外輪13に対して内輪11が第1の方向(許可方向)に回転することで、くさび部材14が傾動するように力を受けるので、くさび部材14より殆ど抵抗を受けることなく内輪11は回転可能となる。又、巻き径が拡大してコイルバネ10の外周が内輪11の内周面に当接した状態では、それ以上コイルバネ10の両端が相対回動することが抑制される。従って、剛体となったコイルバネ10を介して、出力軸3から被駆動軸8への動力伝達が遅れなく行えるようになる。
【0014】
一方、電動モータ2に対し極性を変えた電力が供給され、出力軸3が、第2の方向(図1で出力軸3がフリーなら手前側に転動する方向)に回転したとする。このとき、出力軸3の孔3bに係合したコイルバネ10の端部が、出力軸3の回転と共に回動し、それによりコイルバネ10の巻き径が縮小する。かかる場合、コイルバネ10の周面が内輪11の内周面から離隔するので、くさび部材14の影響を受けることなく、コイルバネ10は回転移動可能となり、すなわちコイルバネ10を介して出力軸3から被駆動軸8への動力伝達が遅れなく行えるようになる。尚、コイルバネ10の内方に、巻き径の縮小を抑制する円筒部を被駆動軸8から延在させるとより好ましい。
【0015】
これに対し、不図示の被駆動部材から被駆動軸8に対して第2の方向(図1で被駆動軸8がフリーなら手前側に転動する方向)への回転力が伝達された場合、電動モータ2の出力軸3が静止していれば、コイルバネ10の巻き径が拡大して内輪11の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で内輪11を第2の方向(阻止方向)に回転させようとする。しかるに、かかる場合には、静止している外輪13に対して内輪11が回転することで、くさび部材14が立直する方向に力を受け、姿勢が変化したくさび部材14により内輪11がロックされるようになる。従って、被駆動部材から電動モータ2への動力伝達を阻止することができる。
【0016】
図2は、第2の実施の形態にかかるアクチュエータの断面図である。図2に示すアクチュエータは、図1に示すアクチュエータを電動パーキングブレーキ駆動装置に適用したものであり。基本的構成は、図1に示すアクチュエータと同一であるので、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。
【0017】
図2において、ハウジング1に連結されてその一部となる円筒状の副ハウジング1Aは、車台Fに対してボルト1Bにより結合されている。ハウジング1と副ハウジング1Aとの接合は、軸受9の外周面をガイドとしているため、高い同軸度を確保できる。
【0018】
本実施の形態では、被駆動軸8’は、図で右方に拡径部8b’を有し、その内周面にナット16を圧入により嵌合させている。被駆動軸8’は軸受9により、ナット16は、副ハウジング1A内部の軸受15により回転自在に支持されていて、両者は一体的に回転するようになっている。
【0019】
ナット16内をネジ軸17が貫通している。ネジ軸17は、図で左方側の丸軸部17aと、図で右方側の丸軸部17cと、中央のネジ部17bとを有する。左方の丸軸部17aは、被駆動軸8’の袋孔8c’内に挿通され、ブッシュ18により回転自在に支持されている。一方、右方の丸軸部17cは、副ハウジング1Aの中央開口1bから右方側に突出しており、その外周面は、副ハウジング1Aに配置されたシール19により密封されている。又、丸軸部17cの外周に形成された直線溝17dには、副ハウジング1Aに螺合固定したガイドボルト20の先端が係合し、ネジ軸17の回り止めを図っている。丸軸17cの突出した端部には、不図示のパーキングブレーキに一端を連結されたワイヤWの他端が取り付けられている。ワイヤWが被駆動部材を構成する。
【0020】
中空のナット16の内周面には、不図示のネジ溝が形成され、ナット16とネジ軸17のネジ部17bのネジ溝によって形成される螺旋状の空間には、多数のボール(不図示)が転動自在に配置されている。動作時に、ボールをナット16の一端から他端へと戻す通路16aがナット16の外部に設けられている。ナット16と、ネジ軸17と、不図示のボールとでボールスクリュー機構を構成する。
【0021】
本実施の形態の動作について、図2を参照して説明する。運転者がパーキングブレーキを動作させるため所定の操作を行うと、不図示の電源から電動モータ2に電力が供給され、出力軸3が、第1の方向に回転する。このとき、出力軸3の孔3bに係合したコイルバネ10の端部が、出力軸3の回転と共に回動し、それによりコイルバネ10の巻き径が拡大する。かかる場合、コイルバネ10の周面が内輪11の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で内輪を同方向に回転させようとする。
【0022】
このとき、静止している外輪13に対して内輪11が第1の方向(許可方向)に回転することで、くさび部材14が傾動するように力を受けるので、くさび部材14より殆ど抵抗を受けることなく内輪11は回転可能となる。又、巻き径が拡大してコイルバネ10の外周が内輪11の内周面に当接した状態では、それ以上コイルバネ10の両端が相対回動することが抑制される。従って、剛体となったコイルバネ10を介して、出力軸3から被駆動軸8’への動力伝達が遅れなく行えるようになる。
【0023】
被駆動軸8’が回転すると、ナット16も一体的に回転する。このときボールスクリュー機構の原理により、ナット16の回転変位は、ネジ軸17の軸線方向変位に円滑に変換される。従って、ネジ軸17は副ハウジング1Aに対して引き込む動作を行い、ワイヤWを引っ張ることで、不図示のパーキングブレーキ装置を動作状態に維持し、不図示の車輪を制動状態におくことができる。この状態で、電動モータ2への電力供給が遮断される。
【0024】
かかる状態では、パーキングブレーキ装置にはブレーキ反力が生じ、ワイヤWを図2で右方に向かう引っ張り力が生じる。このとき、ネジ軸17が右方に移動しようとするから、ナット16及び被駆動軸8’には、第2の方向への回転力が伝達されることとなる。ここで、電動モータ2の出力軸3が静止していれば、コイルバネ10の巻き径が拡大して内輪11の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で内輪11を第2の方向(阻止方向)に回転させようとする。しかるに、かかる場合には、静止している外輪13に対して内輪11が回転することで、くさび部材14が立直する方向に力を受け、姿勢が変化したくさび部材14により内輪がロックされるようになる。従って、被駆動部材から電動モータ2への動力伝達を阻止することができる。それ故、電動モータ2への電力の供給を停止した後も、パーキングブレーキ装置が解除されることはなく、電動モータ2への通電を続けたり、ロック装置を別個に設ける必要はない。
【0025】
更に、運転者が車両を発進させるため、パーキングブレーキを解除すべく所定の操作を行うと、電動モータ2に対し極性を変えた電力が供給され、出力軸3が、第2の方向に回転する。このとき、出力軸3の孔3bに係合したコイルバネ10の端部が、出力軸3の回転と共に回動し、それによりコイルバネ10の巻き径が縮小する。かかる場合、コイルバネ10の周面が内輪11の内周面から離隔するので、くさび部材14の影響を受けることなく、コイルバネ10は回転移動可能となる。すなわちコイルバネ10を介して出力軸3から被駆動軸8’への動力伝達が遅れなく実行されるので、ナット16を回転させネジ軸17を図2で右方へと移動させてワイヤWを緩めることができ、それによりパーキングブレーキ装置を解除できる。
【0026】
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。
【0027】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータによれば、前記電動モータの出力軸が、第1の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記許可方向に回転させようとするが、かかる場合、前記ワンウェイクラッチ手段により前記内輪の回転が許容され、それにより前記コイルバネを介して前記被駆動軸に前記第1の方向の回転力が高効率で伝達されるようになっている。一方、前記電動モータの出力軸が、前記第1の方向とは異なる第2の方向に回転したときに、前記コイルバネは巻き径が縮小して前記内輪の内周面から離隔するので、前記ワンウェイクラッチ手段は、前記出力軸と前記被駆動軸との間で動力伝達を行う前記コイルバネの回転を阻止することがなく、それ故前記被駆動軸に前記第2の方向の回転力が高効率で伝達されることとなる。
【0028】
更に、前記被駆動部材から前記被駆動軸に対して前記第2の方向への回転力を伝達した場合、前記電動モータの出力軸が静止していれば、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記阻止方向に回転させようとするが、かかる場合、前記ワンウェイクラッチ手段により前記内輪の回転が阻止されるため、結果として前記駆動軸は回転せず、すなわち前記被駆動部材から前記電動モータへの動力の伝達は遮断されることとなる。従って、例えば前記被駆動部材としてのパーキングブレーキ装置の駆動部材を、前記電動モータの動力で駆動して、所望のブレーキ状態にした場合に、前記電動モータへの電力の供給を停止した後も、前記パーキングブレーキ装置が解除されることはない。
【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断面図である。
【図2】第2の実施の形態であるアクチュエータの断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
1A 副ハウジング
2 電動モータ
3 出力軸
8,8’ 被駆動軸
10 コイルバネ
14 くさび部材
16 ナット
17 ネジ軸
W ワイヤ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an actuator, for example, a power window of an automobile, a wire winding mechanism of an electric parking brake device, a caliper pushing mechanism of an electric disc brake device, a cam phase conversion mechanism in an engine valve timing variable device, and a belt CVT pulley drive mechanism. The present invention relates to an actuator using an electric motor as a power source, which can be used for other industrial winches, hoists, cranes, various positioning devices and the like.
[0002]
[Prior art]
For example, a linear actuator such as an electric parking brake driving device that reduces the burden on the driver by performing an operation of a parking brake of a vehicle using the power of an electric motor is known. As such a linear actuator, an actuator that rotates a pulley with an electric motor to wind up a cable to operate a parking brake and rewinds the cable to release the parking brake has been proposed (see JP 2001-106060).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The linear actuator disclosed in the above publication uses a worm gear and a worm hole to decelerate the power from the electric motor and transmit it to the parking brake. When power is transmitted using the worm gear and worm wheel, the reduction ratio can be increased, and the power from the parking brake can be prevented from being transmitted to the electric motor side by designing the worm twist angle appropriately. There is. Accordingly, the operation state of the parking brake can be maintained without energizing the electric motor all the time, and inadvertent release can be prevented.
[0004]
However, if the above advantages are reversed, the worm gear and the worm hole have the disadvantage that the transmission efficiency is low. Therefore, in order to operate the parking brake, the output of the electric motor must be increased, and thereby the electric motor However, there is a problem that the size of the battery is increased and power saving cannot be achieved. On the other hand, if an electromagnetic brake device or the like that can electromagnetically transmit and shut off power can be used, power transmission can be interrupted as necessary while maintaining high transmission efficiency, but the configuration is complicated. There is a problem that the manufacturing cost increases.
[0005]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and while maintaining a simple configuration, the transmission efficiency from the electric motor to the driven member is kept high, and the power from the driven member to the electric motor is maintained. An object is to provide an actuator capable of interrupting transmission.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The actuator of the present invention is an actuator for driving a driven member,
A housing;
An electric motor attached to the housing;
A power transmission mechanism that transmits the power of the electric motor to the driven member;
The power transmission mechanism is
A driven shaft coupled to the driven member;
A coil spring connecting the output shaft of the electric motor and the driven shaft;
An inner ring surrounding the coil spring;
One-way clutch means that is positioned between the housing and the inner ring and that allows the housing to rotate in the permitted direction of the inner ring, but prevents rotation in a blocking direction different from the permitted direction. And
When the output shaft of the electric motor rotates in the first direction, the winding diameter of the coil spring expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring, and the inner ring is moved in the permission direction by the friction force generated between them. The one-way clutch means allows the inner ring to rotate, so that the coil spring transmits the rotational force in the first direction to the driven shaft.
When the output shaft of the electric motor rotates in a second direction different from the first direction, the winding diameter of the coil spring is reduced and separated from the inner peripheral surface of the inner ring. Regardless, the coil spring transmits the rotational force in the second direction to the driven shaft.
[0007]
[Action]
According to the actuator of the present invention, when the output shaft of the electric motor rotates in the first direction, the winding diameter of the coil spring expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring, and is generated between them. In this case, the inner ring is allowed to rotate by the one-way clutch means, whereby the first direction is applied to the driven shaft via the coil spring. The rotational force is transmitted with high efficiency. On the other hand, when the output shaft of the electric motor rotates in a second direction different from the first direction, the coil spring is reduced in winding diameter and separated from the inner peripheral surface of the inner ring. The clutch means does not block the rotation of the coil spring that transmits power between the output shaft and the driven shaft, so that the rotational force in the second direction is applied to the driven shaft with high efficiency. Will be transmitted.
[0008]
Furthermore, when the rotational force in the second direction is transmitted from the driven member to the driven shaft, the winding diameter of the coil spring increases if the output shaft of the electric motor is stationary. The inner ring comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring and tries to rotate the inner ring in the blocking direction by the friction force generated between them, but in this case, the rotation of the inner ring is blocked by the one-way clutch means. As a result, the drive shaft does not rotate, that is, transmission of power from the driven member to the electric motor is interrupted. Therefore, for example, when the driving member of the parking brake device as the driven member is driven by the power of the electric motor to be in a desired brake state, after the supply of power to the electric motor is stopped, The parking brake device is not released.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the actuator according to the first embodiment. In FIG. 1, a cylindrical stator 2b is fixed to an inner peripheral surface 1a of a tubular housing 1, and the stator 2b includes a rotor 2c. The left end of the housing 1 in FIG. 1 is closed by a lid 4. An output shaft 3 rotatably supported by a bearing 5 (prestressed to the outer ring by a spring washer 7) disposed in the central opening 4a of the lid 4 and a bearing 6 disposed in the housing 1. A rotor 2c is attached to the outer peripheral surface of the two, and both rotate integrally. The electric motor 2 includes a stator 2b, a rotor 2c, and an output shaft 3.
[0010]
A hole 3b parallel to the axis is formed in the vicinity of the outer periphery of the diameter-reduced portion 3a at the right end in FIG. A driven shaft 8 connected to a driven member (not shown) is rotatably supported by a bearing 9 inside the right side of the housing 1 in FIG. 1, and in the vicinity of the outer periphery of the left end surface in FIG. A hole 8a parallel to the axis is formed. The ends of the coil spring 10 are inserted into the holes 3b and 8a, respectively.
[0011]
An inner ring 11 is rotatably supported by a bearing 12 with respect to the housing 1 so as to include a part of the reduced diameter portion 3 a of the output shaft 3, the coil spring 10, and the driven shaft 8. A wedge member 14 is disposed between the outer peripheral surface of the inner ring 11 and the outer ring 13 attached to the inner peripheral surface of the housing 1. The wedge member 14 has a higher height when it is upright than a height when it is tilted, and constitutes a one-way clutch means. In the present embodiment, the outer ring 13 is separated from the housing 1, but may be integrated. In either case, the outer ring forms part of the housing.
[0012]
Next, the operation of the present embodiment will be described. It is assumed that electric power is supplied to the electric motor 2 and the output shaft 3 is rotated in the first direction (the direction in which the output shaft 3 rolls to the back side when the output shaft 3 is free in FIG. 1). At this time, the end portion of the coil spring 10 engaged with the hole 3b of the output shaft 3 is rotated with the rotation of the output shaft 3, thereby increasing the winding diameter of the coil spring 10. In such a case, the circumferential surface of the coil spring 10 comes into contact with the inner circumferential surface of the inner ring 11 and tries to rotate the inner ring 11 in the same direction by the frictional force generated between them.
[0013]
At this time, since the inner ring 11 rotates in the first direction (permitted direction) with respect to the stationary outer ring 13, the wedge member 14 receives a force to tilt, and thus receives almost resistance from the wedge member 14. The inner ring 11 can rotate without any problem. Further, in a state where the winding diameter is enlarged and the outer periphery of the coil spring 10 is in contact with the inner peripheral surface of the inner ring 11, the relative rotation of both ends of the coil spring 10 is further suppressed. Accordingly, power transmission from the output shaft 3 to the driven shaft 8 can be performed without delay through the coil spring 10 which is a rigid body.
[0014]
On the other hand, it is assumed that electric power having a different polarity is supplied to the electric motor 2 and the output shaft 3 rotates in the second direction (the direction that rolls forward if the output shaft 3 is free in FIG. 1). At this time, the end portion of the coil spring 10 engaged with the hole 3b of the output shaft 3 rotates with the rotation of the output shaft 3, thereby reducing the winding diameter of the coil spring 10. In this case, since the peripheral surface of the coil spring 10 is separated from the inner peripheral surface of the inner ring 11, the coil spring 10 can be rotated without being affected by the wedge member 14, that is, driven from the output shaft 3 via the coil spring 10. Power can be transmitted to the shaft 8 without delay. It is more preferable that a cylindrical portion that suppresses the reduction of the winding diameter is extended from the driven shaft 8 inside the coil spring 10.
[0015]
On the other hand, when a rotational force is transmitted from a driven member (not shown) to the driven shaft 8 in the second direction (the direction in which the driven shaft 8 rolls forward if the driven shaft 8 is free in FIG. 1). If the output shaft 3 of the electric motor 2 is stationary, the winding diameter of the coil spring 10 expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring 11, and the inner ring 11 is moved in the second direction (with the frictional force generated between them). Try to rotate in the blocking direction. In such a case, however, the inner ring 11 rotates with respect to the stationary outer ring 13, whereby the wedge member 14 receives a force in the vertical direction, and the inner ring 11 is locked by the wedge member 14 whose posture has changed. It becomes like this. Therefore, power transmission from the driven member to the electric motor 2 can be prevented.
[0016]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the actuator according to the second embodiment. The actuator shown in FIG. 2 is obtained by applying the actuator shown in FIG. 1 to an electric parking brake driving device. Since the basic configuration is the same as that of the actuator shown in FIG. 1, the description of the common main configuration is omitted by giving the same reference numerals.
[0017]
In FIG. 2, a cylindrical sub housing 1 </ b> A that is connected to the housing 1 and is a part of the housing 1 is coupled to the chassis F by bolts 1 </ b> B. The joint between the housing 1 and the sub-housing 1A can secure a high degree of coaxiality because the outer peripheral surface of the bearing 9 serves as a guide.
[0018]
In the present embodiment, the driven shaft 8 ′ has an enlarged diameter portion 8 b ′ on the right side in the drawing, and a nut 16 is fitted on the inner peripheral surface thereof by press-fitting. The driven shaft 8 ′ is rotatably supported by a bearing 9 and the nut 16 is rotatably supported by a bearing 15 inside the sub-housing 1 </ b> A so that both rotate integrally.
[0019]
A screw shaft 17 passes through the nut 16. The screw shaft 17 has a round shaft portion 17a on the left side in the drawing, a round shaft portion 17c on the right side in the drawing, and a screw portion 17b in the center. The left round shaft portion 17 a is inserted into the bag hole 8 c ′ of the driven shaft 8 ′ and is rotatably supported by the bush 18. On the other hand, the right round shaft portion 17c protrudes rightward from the central opening 1b of the sub-housing 1A, and the outer peripheral surface thereof is sealed with a seal 19 disposed in the sub-housing 1A. Further, the front end of the guide bolt 20 screwed and fixed to the sub-housing 1A is engaged with the linear groove 17d formed on the outer periphery of the round shaft portion 17c so as to prevent the screw shaft 17 from rotating. The other end of the wire W having one end connected to a parking brake (not shown) is attached to the protruding end of the round shaft 17c. The wire W constitutes a driven member.
[0020]
A screw groove (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the hollow nut 16, and a large number of balls (not shown) are formed in the spiral space formed by the screw groove of the screw portion 17 b of the screw shaft 17. ) Are arranged so as to roll freely. A passage 16 a for returning the ball from one end of the nut 16 to the other end during operation is provided outside the nut 16. A nut screw, a screw shaft 17 and a ball (not shown) constitute a ball screw mechanism.
[0021]
The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. When the driver performs a predetermined operation to operate the parking brake, electric power is supplied from a power source (not shown) to the electric motor 2, and the output shaft 3 rotates in the first direction. At this time, the end portion of the coil spring 10 engaged with the hole 3b of the output shaft 3 is rotated with the rotation of the output shaft 3, thereby increasing the winding diameter of the coil spring 10. In such a case, the circumferential surface of the coil spring 10 comes into contact with the inner circumferential surface of the inner ring 11 and tries to rotate the inner ring in the same direction by the frictional force generated between them.
[0022]
At this time, since the inner ring 11 rotates in the first direction (permitted direction) with respect to the stationary outer ring 13, the wedge member 14 receives a force to tilt, and thus receives almost resistance from the wedge member 14. The inner ring 11 can rotate without any problem. Further, in a state where the winding diameter is enlarged and the outer periphery of the coil spring 10 is in contact with the inner peripheral surface of the inner ring 11, the relative rotation of both ends of the coil spring 10 is further suppressed. Therefore, power transmission from the output shaft 3 to the driven shaft 8 ′ can be performed without delay through the coil spring 10 which is a rigid body.
[0023]
When the driven shaft 8 ′ rotates, the nut 16 also rotates integrally. At this time, due to the principle of the ball screw mechanism, the rotational displacement of the nut 16 is smoothly converted into the axial displacement of the screw shaft 17. Accordingly, the screw shaft 17 performs an operation of drawing into the sub-housing 1A and pulls the wire W, so that a parking brake device (not shown) can be maintained in an operating state and a wheel (not shown) can be put in a braking state. In this state, power supply to the electric motor 2 is interrupted.
[0024]
In such a state, a brake reaction force is generated in the parking brake device, and a pulling force is generated toward the right of the wire W in FIG. At this time, since the screw shaft 17 tends to move to the right, the rotational force in the second direction is transmitted to the nut 16 and the driven shaft 8 ′. Here, if the output shaft 3 of the electric motor 2 is stationary, the winding diameter of the coil spring 10 expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring 11, and the inner ring 11 is moved to the second by the frictional force generated between them. Try to rotate in the direction (blocking direction). However, in such a case, the inner ring 11 is rotated with respect to the stationary outer ring 13, so that the wedge member 14 receives a force in the vertical direction and the inner ring is locked by the wedge member 14 whose posture has changed. become. Therefore, power transmission from the driven member to the electric motor 2 can be prevented. Therefore, even after the supply of electric power to the electric motor 2 is stopped, the parking brake device is not released, and there is no need to continue energizing the electric motor 2 or provide a lock device separately.
[0025]
Further, when the driver performs a predetermined operation to release the parking brake in order to start the vehicle, electric power having a different polarity is supplied to the electric motor 2 and the output shaft 3 rotates in the second direction. . At this time, the end portion of the coil spring 10 engaged with the hole 3b of the output shaft 3 rotates with the rotation of the output shaft 3, thereby reducing the winding diameter of the coil spring 10. In this case, since the peripheral surface of the coil spring 10 is separated from the inner peripheral surface of the inner ring 11, the coil spring 10 can be rotated without being affected by the wedge member 14. That is, power transmission from the output shaft 3 to the driven shaft 8 ′ is executed without delay through the coil spring 10, so that the nut 16 is rotated and the screw shaft 17 is moved rightward in FIG. And thereby the parking brake device can be released.
[0026]
The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
[0027]
【The invention's effect】
According to the actuator of the present invention, when the output shaft of the electric motor rotates in the first direction, the winding diameter of the coil spring expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring, and is generated between them. In this case, the inner ring is allowed to rotate by the one-way clutch means, whereby the first direction is applied to the driven shaft via the coil spring. The rotational force is transmitted with high efficiency. On the other hand, when the output shaft of the electric motor rotates in a second direction different from the first direction, the coil spring is reduced in winding diameter and separated from the inner peripheral surface of the inner ring. The clutch means does not block the rotation of the coil spring that transmits power between the output shaft and the driven shaft, so that the rotational force in the second direction is applied to the driven shaft with high efficiency. Will be transmitted.
[0028]
Furthermore, when the rotational force in the second direction is transmitted from the driven member to the driven shaft, the winding diameter of the coil spring increases if the output shaft of the electric motor is stationary. The inner ring comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring and tries to rotate the inner ring in the blocking direction by the friction force generated between them, but in this case, the rotation of the inner ring is blocked by the one-way clutch means. As a result, the drive shaft does not rotate, that is, transmission of power from the driven member to the electric motor is interrupted. Therefore, for example, when the driving member of the parking brake device as the driven member is driven by the power of the electric motor to be in a desired brake state, after the supply of power to the electric motor is stopped, The parking brake device is not released.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of an actuator according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 1A Sub housing 2 Electric motor 3 Output shaft 8, 8 'Drive shaft 10 Coil spring 14 Wedge member 16 Nut 17 Screw shaft W Wire

Claims (1)

被駆動部材を駆動するアクチュエータであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
前記電動モータの動力を前記被駆動部材に伝達する動力伝達機構とを備え、
前記動力伝達機構は、
前記被駆動部材に連結される被駆動軸と、
前記電動モータの出力軸と前記被駆動軸とを連結するコイルばねと、
前記コイルバネを包囲する内輪と、
前記ハウジングと前記内輪との間に位置し、前記ハウジングに対して前記内輪の許可方向の回転を許容するが、前記許可方向とは異なる阻止方向への回転を阻止するワンウェイクラッチ手段と、によって構成され、
前記電動モータの出力軸が第1の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が拡大して前記内輪の内周面に当接し、互いの間に生じる摩擦力で前記内輪を前記許可方向に回転させるので、前記ワンウェイクラッチ手段が前記内輪の回転を許容することにより、前記コイルバネは前記被駆動軸に前記第1の方向の回転力を伝達し、
前記電動モータの出力軸が前記第1の方向とは異なる第2の方向に回転したときに、前記コイルバネの巻き径が縮小して前記内輪の内周面から離隔するので、前記ワンウェイクラッチ手段に関わらず、前記コイルバネは前記被駆動軸に前記第2の方向の回転力を伝達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。
An actuator for driving a driven member,
A housing;
An electric motor attached to the housing;
A power transmission mechanism that transmits the power of the electric motor to the driven member;
The power transmission mechanism is
A driven shaft coupled to the driven member;
A coil spring connecting the output shaft of the electric motor and the driven shaft;
An inner ring surrounding the coil spring;
One-way clutch means that is positioned between the housing and the inner ring and that allows the housing to rotate in the permitted direction of the inner ring, but prevents rotation in a blocking direction different from the permitted direction. And
When the output shaft of the electric motor rotates in the first direction, the winding diameter of the coil spring expands and comes into contact with the inner peripheral surface of the inner ring, and the inner ring is moved in the permission direction by the friction force generated between them. The one-way clutch means allows the inner ring to rotate, so that the coil spring transmits the rotational force in the first direction to the driven shaft.
When the output shaft of the electric motor rotates in a second direction different from the first direction, the winding diameter of the coil spring is reduced and separated from the inner peripheral surface of the inner ring. Regardless, the coil spring transmits the rotational force in the second direction to the driven shaft.
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