アクチュエータ及びその組立方法
【課題】減速比を損なうことなく小型化及び部品点数の削減が可能なアクチュエータ及びアクチュエータの組立方法を提供する。
【解決手段】電動モータユニット１０と、出力ギアユニット２０と、中間ギアユニット３０と、ハウジング部材４０と、カバー部材５０とからなるアクチュエータ１において、電動モータ１１及び出力軸２４は、ハウジング部材４０に対し軸方向に同じ側に組み付けられる。中間ギアユニット３０は、入力ギア１３と噛合う入力側中間ギア３２と、出力ギア２８と噛合い、入力側中間ギア３２と同軸に配置される出力側中間ギア３１とでのみ変速を行う。また、入力側中間ギア３２は出力側中間ギア３１よりも歯先円直径が大きく、入力側中間ギア３２がハウジング部材４０側に位置する。
【解決手段】電動モータユニット１０と、出力ギアユニット２０と、中間ギアユニット３０と、ハウジング部材４０と、カバー部材５０とからなるアクチュエータ１において、電動モータ１１及び出力軸２４は、ハウジング部材４０に対し軸方向に同じ側に組み付けられる。中間ギアユニット３０は、入力ギア１３と噛合う入力側中間ギア３２と、出力ギア２８と噛合い、入力側中間ギア３２と同軸に配置される出力側中間ギア３１とでのみ変速を行う。また、入力側中間ギア３２は出力側中間ギア３１よりも歯先円直径が大きく、入力側中間ギア３２がハウジング部材４０側に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の制御系の操作部等を操作するアクチュエータとして、モータを原動機としたものが多く用いられている。モータを原動機として用いる電動アクチュエータは、モータと、該モータの回転を減速する減速機とにより構成される。この種のアクチュエータは例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１には、モータと減速機とからなるアクチュエータ本体と、モータを制御するコントローラとを一体化したアクチュエータが記載されている。この一体化のために、特許文献１では、減速機に対し同じ側にモータと出力軸を設ける構成とし、結果として小形化と部品点数削減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載された減速機は、小径のギアと大径のギアとを一体にした２列の中間ギアユニットからなるものである。小型化や部品点数削減の観点から、中間ギアの列数は少ない方が好ましく、特許文献１に記載のアクチュエータには改善の余地がある。しかしながら、中間ギアを用いない場合、高減速比を得るためには出力側のギアを大径とすることが必要となる。また、中間ギアを１列とした場合、アクチュエータの構成部品の配置等から生じる制約によりギア同士が干渉する等のために組立ができず、中間ギアを２列とせざるを得ない。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、減速比を損なうことなく小型化及び部品点数の削減が可能なアクチュエータ及びその組立方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）電動モータ及び電動モータと同軸に接続される入力ギアを有する電動モータユニットと、出力ギアから入力された回転を出力軸の直線運動に変換して出力する出力ギアユニットと、前記入力ギアと前記出力ギアの間に配置され、前記入力ギアの回転を変速して前記出力ギアへ伝達する変速機能を有する中間ギアユニットと、前記電動モータユニット及び前記出力ギアユニット、前記中間ギアユニットが組み付けられるハウジング部材と、前記ハウジング部材と対になり前記中間ギアユニットを収容するカバー部材と、からなるアクチュエータにおいて、前記電動モータ及び前記出力軸は、前記ハウジング部材に対し軸方向に同じ側に組み付けられ、前記中間ギアユニットは、前記入力ギアと噛合う入力側中間ギアと、前記出力ギアと噛合い、前記入力側中間ギアと同軸に配置される出力側中間ギアとで変速を行い、前記入力側中間ギアは前記出力側中間ギアよりも歯先円直径が大きく、前記入力側中間ギアが前記ハウジング部材側に位置することを特徴とするアクチュエータ。
（２）前記中間ギアユニットは、前記ハウジング部材にボルトにより固定され、前記ボルトは前記ハウジング部材側から順に、雄ねじ部と、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、頭部を有し、前記ボルトを前記ハウジング部材に螺合させるために前記ハウジング部材に形成された被締結部は、前記中間ギアユニット側から順に、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、雌ねじ部を有し、前記中間ギアユニットは当該ボルトを挿入するためのＩＴ８以上の精度で加工された円筒孔を有し、前記ボルトの前記円筒部と、前記ハウジング部材の前記円筒部と、前記中間ギアユニットの前記円筒孔とは略同径となっていることを特徴とする（１）に記載のアクチュエータ。
（３）（１）または（２）に記載のアクチュエータの組立方法であって、前記出力ギアユニットを固定した前記ハウジング部材において、前記入力側中間ギアと前記出力ギアとが干渉しないように前記中間ギアユニットを前記ハウジング部材上に配置した後、前記中間ギアユニットを前記出力ギアユニット方向にスライドさせることを特徴とするアクチュエータの組立方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るアクチュエータ及びアクチュエータの組立方法によれば、減速比を損なうことなく小型化及び部品点数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のアクチュエータの構造を示す断面図である。
【図２】中間ギアユニットの断面図で、図１のＡ方向矢視図である。
【図３】ハウジング部材に出力ギアユニット及び中間ギアユニットを組み付ける様子を軸線方向から見た図である。
【図４】中間ギアユニットをハウジング部材に固定するボルトの拡大図である。
【図５】前記ボルトを螺合させるハウジング部材のナット部の断面図である。
【図６】中間ギアユニットの軸受収容部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るアクチュエータ及びその製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。また、以下の説明における「軸方向」、「周方向」、「径方向」とは、各ギアの軸方向、周方向及び径方向を示す。
【００１１】
（構成）
図１は、本発明のアクチュエータの構造を示す断面図（軸方向に沿う面で切断した断面の図）である。本発明のアクチュエータ１は、回転運動を直線運動に変換するボールねじを利用することにより、電動モータ等の駆動源から入力された回転力を軸力（軸方向力）に変換して出力するボールねじ式直動型アクチュエータである。
【００１２】
本発明のアクチュエータ１は、駆動源となる電動モータ１１を備える電動モータユニット１０と、回転運動を直線運動に変換するボールねじ２１を用いて出力軸２４を直線運動せしめる出力ギアユニット２０と、電動モータ１１から回転力を受けてボールねじ２１のねじ軸２２に伝達する中間ギアユニット３０と、電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０、中間ギアユニット３０を取付け固定するハウジング部材４０と、ハウジング部材４０と対になり中間ギアユニット３０を収容するカバー部材５０と、からなる。
【００１３】
電動モータユニット１０は、電動モータ１１と、入力軸１２と、入力ギア１３で構成される。入力軸１２は電動モータ１１と同軸上に連結されている。また、入力軸１２の外周に入力ギア１３がベアリングナット１４により軸方向から螺合されている。この螺合により、嵌合面でのフレッチングの発生、及び入力ギア１３の入力軸１２からの脱落が防止されている。このように一体構造として組み立てられた電動モータユニット１０において、電動モータ１１の回転は、入力軸１２を介して入力ギア１３へ伝えられ、中間ギアユニット３０を経由して出力ギアユニット２０へ出力される。
【００１４】
出力ギアユニット２０は、ボールねじ２１、出力軸２４、転がり軸受２６、軸受収容部材２７、出力ギア２８で構成されている。ボールねじ２１は、螺旋状のねじ溝２２ａを外周面に有するねじ軸２２と、ねじ軸２２のねじ溝２２ａに対向する螺旋状のねじ溝２３ａを内周面に有するナット２３と、両ねじ溝２２ａ、２３ａにより形成される螺旋状のボール転動路内に転動自在に装填された複数のボール（図示せず）と、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路（図示せず）と、を備える。
【００１５】
すなわち、前記ボールは、前記ボール転動路内を移動しつつねじ軸２２の回りを回って前記ボール転動路の終点に至り、そこで前記ボール転動路から掬い上げられて前記ボール循環路の一方の端部に入る。前記ボール循環路に入った前記ボールは前記ボール循環路内を通って前記ボール循環路の他方の端部に達し、そこから前記ボール転動路の始点に戻されるようになっている。なお、ねじ軸２２、ナット２３、及び前記ボールの素材は特に限定されるものではなく、一般的な材料を使用可能であり、例えば鋼等の金属やセラミックがあげられる。また、ねじ溝２２ａ、２３ａの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
【００１６】
ボールねじ２１は、前記ボールを介してねじ軸２２に螺合されているナット２３とねじ軸２２とを相対回転運動させると、前記ボールの転動を介してねじ軸２２とナット２３とが軸方向に相対直線移動するようになっている。そして、前記ボール転動路と前記ボール循環路により無端状のボール通路が形成されており、前記ボール転動路内を転動する前記ボールが無端状の前記ボール通路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸２２とナット２３とは継続的に相対直線移動することができる。
【００１７】
ボールねじ２１のナット２３は、出力軸２４の中空内部の軸方向一端部（図１では右端の開口部）に内包されており、例えばコッター等の固定要素（図示せず）によって出力軸２４に連結されている。また、ねじ軸２２の出力軸２４と反対側端部付近（図１では右端付近）には、軸受収容部材２７内に収納された軸受２６が圧入嵌合されており、これによりねじ軸２２は、出力ギアユニット２０をハウジング部材４０に組み付けた際に、ハウジング部材４０に回転自在に支持されるようになっている。更に、同じ側のねじ軸２２端部には出力ギア２８が圧入嵌合されており、中間ギアユニット３０から出力ギア２８へ入力された回転が、ねじ軸２２へと伝わるようになっている。このような構成により、出力ギアユニット２０は一体構造となり、出力ギア２８及び転がり軸受２６とねじ軸２２の嵌合面でのフレッチングや、出力ギア２８のねじ軸２２からの脱落を防止できる。
【００１８】
図２は、中間ギアユニット３０の断面図で、図１のＡ方向矢視図である。中間ギアユニット３０は、出力ギア２８と噛合う出力側中間ギア３１と、入力ギア１３と噛合う入力側中間ギア３２と、入力側中間ギア３２のカバー部材５０側を支持する転がり軸受３３と、入力側中間ギア３２のハウジング部材４０側を支持する転がり軸受３６と、転がり軸受３６を内包する軸受収容部材３５で構成される。入力側中間ギア３２は、入力ギア１３と噛合うギア部３２ａと、ハウジング部材４０側に伸びる第１シャフト部３２ｂと、カバー部材５０側に伸びる第２シャフト部３２ｃとを有し、ギア部３２ａの軸方向端面と突き当たるように出力側中間ギア３１は第２シャフト部３２ｃの外周に圧入嵌合される。この出力側中間ギア３１は、入力側中間ギア３２よりも歯数が少なく小径となっている。出力側中間ギア３１の歯数を小さくすることにより減速比を大きくすることができる。
【００１９】
転がり軸受３３は、この出力側中間ギア３１と隣接するように、第２シャフト部３２ｃ端部の外周面に圧入嵌合され、軸受収容部材３５に内包された転がり軸受３６は第１シャフト部３２ｂの外周面に圧入嵌合されている。このような構成により、中間ギアユニット３０は一体構造となり、出力側中間ギア３１及び転がり軸受３３、３６と第１、第２シャフト部３２ｂ、３２ｃとの嵌合面でのフレッチングや、シャフト部からの脱落が防止できる。
【００２０】
以上の電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０、中間ギアユニット３０は、各ユニットを前述のように一体構造として組立てた後、図１のようにハウジング部材４０に組み付けられる。すなわち、出力ギアユニット２０の出力軸２４は、ハウジング部材４０に形成された円筒の出力軸収容筒部４１に同軸に嵌合され、出力ギア２８がハウジング部材４０に対して出力軸２４と逆側（図１の右側）に位置するように、出力ギアユニット２０はハウジング部材４０に組み付けられる。このとき、軸受収容部材２７は、軸受収容部材２７及び転がり軸受２６を介してねじ軸２２がハウジング部材４０に対し回転自在に支持される位置に固定される。
【００２１】
また、電動モータユニット１０は、ハウジング部材４０に対し軸方向出力軸２４側（図１の左側）に電動モータ１１が位置し、且つ入力ギア１３が出力ギア２８と同じ側に位置するように、ハウジング部材４０に組み付けられる。このように電動モータ１１と出力軸２４をハウジング部材４０に対し同じ側に配置することで、アクチュエータ１の軸方向寸法を小さくすることができる。
【００２２】
また、このとき入力ギア１３を出力ギア２８よりもハウジング部材４０側に（図１において入力ギア１３を出力ギア２８よりも左側に）配置する。これは、電動モータ１１の取付面と入力ギア１３との距離を短くして、電動モータ１１に作用するギアの反力によるモーメントを小さくするためである。これにより、電動モータ１１を小さくすることができるので、アクチュエータ１を小型化でき、安価にすることができる。またモータの寿命低下を防止することが可能となる。
【００２３】
中間ギアユニット３０は、出力側中間ギア３１と出力ギア２８が、入力側中間ギア３２と入力ギア１３が噛合うようにハウジング部材４０に組み付けられる。各ユニットがハウジング部材４０に組み付けられた後、カバー部材５０が組み付けられるが、これにより、カバー部材５０の軸受収容部５１に、中間ギアユニット３０のカバー部材５０側の転がり軸受３３が嵌合する。これにより、中間ギアユニット３０の出力側中間ギア３１及び入力側中間ギア３２は、ハウジング部材４０とカバー部材５０に対して回転自在に支持される。
【００２４】
ところで、前述の通り出力側中間ギア３１は入力側中間ギア３２よりも小径となり、かつ入力側中間ギア３２が出力側中間ギア３１よりもハウジング側に配置されている。このような場合、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う際に、図１に示すように、軸受収容部材２７と出力軸２４とが、入力側中間ギア３２の歯先円直径と干渉する配置となる。これにより、出力ギアユニット２０と中間ギアユニット３０とを順に、ハウジング部材４０に軸方向から組み付けることは困難となる。
【００２５】
すなわち、出力ギアユニット２０を先にハウジング部材４０に組み付けた場合、中間ギアユニット３０の入力側中間ギア３２の歯先円直径と出力ギア２８の歯先円直径とが干渉する。逆に中間ギアユニット３０を先にハウジング部材４０に組み付けた場合、入力側中間ギア３２の歯先円直径と出力ギアユニット２０の出力軸２４とが干渉する。このような問題を解決するアクチュエータ１の組立方法について、図１及び図３を用いて説明する。
【００２６】
（組立方法）
図３は、出力ギアユニット２０及び中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に組み付ける様子を軸線方向から見た図である。出力ギアユニット２０は、出力軸２４の軸方向端部（図１の左側）からハウジング部材４０に設けられた出力軸収容筒部４１へ挿入され、図３（ａ）のように、ボルト２９により軸受収容部材２７とハウジング部材４０とを締結することで、ハウジング部材４０に固定される。ハウジング部材４０には、軸受収容部材２７の外周と略同形状の軸受収容部材２７を収容するための第１の凹部４２が設けられ、この第１の凹部４２に軸受収容部材２７を嵌め込むことにより、出力ギアユニット２０のハウジング部材４０に対する相対位置を正確に位置決めすることができる。
【００２７】
次に、中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に組み付ける。ハウジング部材４０には、中間ギアユニット３０を収容するための第２の凹部４３が設けられている。第２の凹部４３の出力ギアユニット２０側（図３の上側）の第１縁部４３ａの少なくとも一部は、中間軸ユニット３０の軸受収容部材３５の同じ側の側面３５ａと略同一の形状を有する。この第１縁部４３ａは、前記側面３５ａが第１縁部４３ａと接触する位置に中間ギアユニット３０を配置したとき（図３（ａ））、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う位置に設けられている。
【００２８】
第２の凹部４３の第１縁部と対向する第２縁部４３ｂは、その少なくとも一部が軸受収容部材３５の同じ側の側面３５ｂと略同一の形状を有するようになっている。この第２縁部４３ｂは、前記側面３５ｂが第２縁部４３ｂと接触する位置に中間ギアユニット３０を配置したとき（図３（ｂ））、出力ギア２８の歯先円直径と入力側中間ギア３２の歯先円直径とが干渉しない位置に設けられている。すなわち、出力ギア２８の中心軸と入力側中間ギア３２の中心軸との距離Ｄが、出力ギア２８と入力側中間ギア３２の歯先円半径の和と同じまたはそれ以上となる。更に、両縁部４３ａ、４３ｂは、軸受収容部材３５の幅Ｘ（図３の左右方向長さ）と略同等の間隔を保って対向する第３縁部４３ｃ及び第４縁部４３ｄにより接続されており、第２の凹部４３は、軸受収容部材３５とハウジング部材４０との接触面の形状よりも、出力ギア２８の回転中心と入力ギア１３の回転中心とを結ぶ直線方向に伸びた形状を有している。
【００２９】
このような第２の凹部４３内部に、第２縁部４３ｂと軸受収容部材３５の側面３５ｂとが接触するように、中間ギアユニット３０を嵌め込む（図３（ｂ））。次に、第１縁部４３ａと軸受収容部材３５の側面３５ａとが接触する位置、すなわち出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う位置まで、中間ギアユニット３０を出力ギアユニット２０側にスライド（平行移動）させる（図３（ａ））。この位置において、ボルト３４を用いて軸受収容部材３５とハウジング部材４０とを締結することにより、中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に固定する。
【００３０】
中間ギアユニット３０の組み付け後、電動モータユニット１０をハウジング部材４０にボルトにより締結固定する。ハウジング部材４０に対し中間ギアユニット３０の逆側から、ハウジング部材４０に形成された取付孔４４に電動モータユニット１０を入力ギア１３側から挿入し、電動モータ１１をボルト（図示せず）により固定する。この時、電動モータ１１のフランジ部１１ａとハウジング部材４０に形成された嵌合部４４ａ（図１）とを嵌合させる。これにより、入力ギア１３が入力側中間ギア３２と噛合う位置で、電動モータユニット１０は位置決めされる。
【００３１】
最後にカバー部材５０をハウジング部材４０にボルト等で締結固定する。このとき、カバー部材５０には、軸方向に伸びる複数のピン（図示せず）が設けられており、こられをハウジング部材に設けられた前記ピンと対応するピン孔に挿入する。これにより、カバー部材５０は、転がり軸受３３を支持するように位置決めされる。
【００３２】
以上のような組立方法によれば、前述した出力ギア２８と入力側中間ギア３２との干渉を避けることができる。このため、中間ギアユニット３０と出力ギアユニット２０が前述の条件で制約される場合に、図１に示すような、中間ギアが１列のアクチュエータを組立が可能となり、アクチュエータの小型化や部品点数の低減を実現できる。
【００３３】
なお、以上の組立方法では、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とを噛み合わせるために、中間ギアユニット３０をスライド（平行移動）させているが、これに限定されない。すなわち、中間ギアユニット３０を回転させるようにスライドさせることにより、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛み合う位置に中間ギアユニット３０を移動させても良い。詳細には、まず、中間ギアユニット３０を固定するボルト３４、３４のうち一方のボルト３４で、中間ギアユニット３０をハウジング部材に取り付ける。次に、出力ギアユニット２０と干渉しない位置に中間ギアユニット３０を回転移動させ、出力ギアユニット２０を組み付ける。その後、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛み合う位置まで、固定側のボルト３４を中心として中間ギアユニット３０を回転させ、他方のボルト３４を取り付けることにより、中間ギアユニット３０を固定する。このとき、第２の凹部４３の形状を、中間ギアユニット３０の移動経路に合わせた形状としても良い。なお、本説明では、単に「スライド」と表記した場合は、平行移動、回転、及び平行移動と回転の組合せも含む。
【００３４】
ところで、上述したように、電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０及びカバー部材５０は、凹部やピン等により、ハウジング部材４０の適切な位置へ正確に配置することができる。これに対し、中間ギアユニット３０は、ハウジング部材４０の第２の凹部４３に軸方向から嵌め込まれた後、出力ギア２８の方へ第２の凹部４３内をスライドさせられる。このため、凹部との嵌合やピンによる位置決めができず、径方向の位置決めが困難となる。このため、出力ギア２８及び入力ギア１３と、入力側中間ギア３２及び出力側中間ギア３１との軸間距離が適正値に保たれないままに中間ギアユニット３０がハウジング部材４０に取り付けられる可能性がある。この位置決めを簡便且つ適切に行うための手法及び構造について、以下、図２及び図４〜６を用いて説明する。
【００３５】
（位置決め方法）
図４はボルト３４の拡大図、図５は前記ボルト３４を螺合させる被締結部４５の断面図、図６は軸受収容部材３５の断面図である。図４に示す通り、ボルト３４は、頭部３４ａと雄ねじ部３４ｂとの間に、ねじ溝が形成されていない円筒部３４ｃが形成されている。この円筒部３４ｃはＪＩＳ Ｂ ０４０１で示されるＩＴ８以上の精度で研磨加工されており、軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃの深さＹよりも長くなっている。軸受収容部材３５のボルト孔３５の内周面は円筒部３４ｃと同様にＩＴ８以上の精度で研磨加工してあり、円筒部３４ｃの外径と略同径となっている。
【００３６】
図５に示すハウジング部材４０の被締結部４５には、ボルト３４の雄ねじ部３４ｂと螺合する雌ねじ部４５ａが形成され、前述した第２の凹部４３と雌ねじ部４５ａとの間には、円筒部４５ｂが設けられている。この円筒部４５ｂも、ボルト３４の円筒部３４ｃ及び軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃと同様にＩＴ８以上の精度で研磨加工された略同径の円筒内周面を有する。
【００３７】
ボルト３４は軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃ及び被締結部４５に挿入され、ボルト３４の雄ねじ部３４ｂを被締結部４５の雌ねじ部４５ａに螺合させることにより、軸受収容部材３５はハウジング部材４０に固定される。このとき、ボルト３４の円筒部３４ｃ、軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃ、ハウジング部材４０のボルト孔４５の円筒部４５ｂは、いずれも研磨加工により略同径の円筒面がＩＴ８以上の精度で形成されているため、各ボルト孔とボルト３４は同軸に固定される。
【００３８】
この結果、ボルト３４全体に雄ねじ溝が形成され、ボルト孔３５ｃ及び被締結部４５に雌ねじ溝が形成された場合よりも、軸受収容部材３５をハウジング部材４０に対してボルト径方向のずれが小さくなり、正確な位置に組み付けることが可能となる。この結果、中間ギアユニット３０の高精度な位置決めが可能となる。
【００３９】
なお、上記の例ではボルト３４の円筒部３４ｃ、軸受収容部材３５のボルト孔３５の内周面、ハウジング部材４０のボルト孔４５の円筒部４５ｂを研磨加工する例を示したが、これに限定されず、研磨加工と同等の精度、すなわちＩＴ８以上の精度で加工されていれば良く、高精度な切削加工を用いることもできる。また、上記の例において第２の凹部４３を形成しなくても、入力側中間ギア３２と出力ギア２８とが干渉しないように中間ギアユニット３０をハウジング部材４０上に配置した後、中間ギアユニット３０を出力ギアユニット２０方向にスライドさせることにより、アクチュエータ１を組み立てることもできる。しかしながら、上述のように、正確な位置決めをするためには、第２の凹部４３を形成することが好ましい。
【００４０】
また、ボルト３４の頭部がカバー部材５０と接触する位置までボルト３４が緩んだ場合でも、ボルト３４の円筒部３４ｃとハウジング部材４０の被締結部４５の円筒部４５ｂとが嵌合していることが好ましい。これにより、ボルト３４が緩んでも、ボルト３４や中間ギアユニット３０が脱落しないだけでなく、上述のハウジング部材４０に対する中間ギアユニット３０の位置決め精度を維持することができる。この結果、万が一ボルト３４が緩んだ場合でも、出力ギア２８と出力側中間ギア３１、入力ギア１３と入力側中間ギア３２の噛合精度を保つことができるので、アクチュエータとしての機能を損なうことがない。
【００４１】
以上のように、本発明のアクチュエータによれば、上述のような制約がある場合に、中間ギアを１列とすることができるので小型化、及び部品点数低減が可能となる。また、中間ギアユニットをハウジング部材にスライドさせて組み付けることにより、組立性を損なうことがない。更に、ＩＴ８以上の精度で加工した円筒部を持つボルト及びボルト孔を形成することにより、中間ギアユニットの位置決めも簡便且つ高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ アクチュエータ
１０ 電動モータユニット
１１ 電動モータ
１２ 入力軸
１３ 入力ギア
１４ ベアリングナット
２０ 出力ギアユニット
２１ ボールねじ
２２ ねじ軸
２３ ナット
２４ 出力軸
２６ 転がり軸受
２７ 軸受収容部材
２８ 出力ギア
３０ 中間ギアユニット
３１ 出力側中間ギア
３２ 入力側中間ギア
３３ 転がり軸受
３４ ボルト
３５ 軸受収容部材
３６ 転がり軸受
４０ ハウジング部材
４１ 出力軸収容筒部
４２ 第１の凹部
４３ 第２の凹部
４４ 取付孔
４５ 被締結部
５０ カバー部材
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の制御系の操作部等を操作するアクチュエータとして、モータを原動機としたものが多く用いられている。モータを原動機として用いる電動アクチュエータは、モータと、該モータの回転を減速する減速機とにより構成される。この種のアクチュエータは例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１には、モータと減速機とからなるアクチュエータ本体と、モータを制御するコントローラとを一体化したアクチュエータが記載されている。この一体化のために、特許文献１では、減速機に対し同じ側にモータと出力軸を設ける構成とし、結果として小形化と部品点数削減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載された減速機は、小径のギアと大径のギアとを一体にした２列の中間ギアユニットからなるものである。小型化や部品点数削減の観点から、中間ギアの列数は少ない方が好ましく、特許文献１に記載のアクチュエータには改善の余地がある。しかしながら、中間ギアを用いない場合、高減速比を得るためには出力側のギアを大径とすることが必要となる。また、中間ギアを１列とした場合、アクチュエータの構成部品の配置等から生じる制約によりギア同士が干渉する等のために組立ができず、中間ギアを２列とせざるを得ない。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、減速比を損なうことなく小型化及び部品点数の削減が可能なアクチュエータ及びその組立方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）電動モータ及び電動モータと同軸に接続される入力ギアを有する電動モータユニットと、出力ギアから入力された回転を出力軸の直線運動に変換して出力する出力ギアユニットと、前記入力ギアと前記出力ギアの間に配置され、前記入力ギアの回転を変速して前記出力ギアへ伝達する変速機能を有する中間ギアユニットと、前記電動モータユニット及び前記出力ギアユニット、前記中間ギアユニットが組み付けられるハウジング部材と、前記ハウジング部材と対になり前記中間ギアユニットを収容するカバー部材と、からなるアクチュエータにおいて、前記電動モータ及び前記出力軸は、前記ハウジング部材に対し軸方向に同じ側に組み付けられ、前記中間ギアユニットは、前記入力ギアと噛合う入力側中間ギアと、前記出力ギアと噛合い、前記入力側中間ギアと同軸に配置される出力側中間ギアとで変速を行い、前記入力側中間ギアは前記出力側中間ギアよりも歯先円直径が大きく、前記入力側中間ギアが前記ハウジング部材側に位置することを特徴とするアクチュエータ。
（２）前記中間ギアユニットは、前記ハウジング部材にボルトにより固定され、前記ボルトは前記ハウジング部材側から順に、雄ねじ部と、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、頭部を有し、前記ボルトを前記ハウジング部材に螺合させるために前記ハウジング部材に形成された被締結部は、前記中間ギアユニット側から順に、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、雌ねじ部を有し、前記中間ギアユニットは当該ボルトを挿入するためのＩＴ８以上の精度で加工された円筒孔を有し、前記ボルトの前記円筒部と、前記ハウジング部材の前記円筒部と、前記中間ギアユニットの前記円筒孔とは略同径となっていることを特徴とする（１）に記載のアクチュエータ。
（３）（１）または（２）に記載のアクチュエータの組立方法であって、前記出力ギアユニットを固定した前記ハウジング部材において、前記入力側中間ギアと前記出力ギアとが干渉しないように前記中間ギアユニットを前記ハウジング部材上に配置した後、前記中間ギアユニットを前記出力ギアユニット方向にスライドさせることを特徴とするアクチュエータの組立方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るアクチュエータ及びアクチュエータの組立方法によれば、減速比を損なうことなく小型化及び部品点数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のアクチュエータの構造を示す断面図である。
【図２】中間ギアユニットの断面図で、図１のＡ方向矢視図である。
【図３】ハウジング部材に出力ギアユニット及び中間ギアユニットを組み付ける様子を軸線方向から見た図である。
【図４】中間ギアユニットをハウジング部材に固定するボルトの拡大図である。
【図５】前記ボルトを螺合させるハウジング部材のナット部の断面図である。
【図６】中間ギアユニットの軸受収容部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るアクチュエータ及びその製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図においては、同一又は相当する部分には、同一の符号を付してある。また、以下の説明における「軸方向」、「周方向」、「径方向」とは、各ギアの軸方向、周方向及び径方向を示す。
【００１１】
（構成）
図１は、本発明のアクチュエータの構造を示す断面図（軸方向に沿う面で切断した断面の図）である。本発明のアクチュエータ１は、回転運動を直線運動に変換するボールねじを利用することにより、電動モータ等の駆動源から入力された回転力を軸力（軸方向力）に変換して出力するボールねじ式直動型アクチュエータである。
【００１２】
本発明のアクチュエータ１は、駆動源となる電動モータ１１を備える電動モータユニット１０と、回転運動を直線運動に変換するボールねじ２１を用いて出力軸２４を直線運動せしめる出力ギアユニット２０と、電動モータ１１から回転力を受けてボールねじ２１のねじ軸２２に伝達する中間ギアユニット３０と、電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０、中間ギアユニット３０を取付け固定するハウジング部材４０と、ハウジング部材４０と対になり中間ギアユニット３０を収容するカバー部材５０と、からなる。
【００１３】
電動モータユニット１０は、電動モータ１１と、入力軸１２と、入力ギア１３で構成される。入力軸１２は電動モータ１１と同軸上に連結されている。また、入力軸１２の外周に入力ギア１３がベアリングナット１４により軸方向から螺合されている。この螺合により、嵌合面でのフレッチングの発生、及び入力ギア１３の入力軸１２からの脱落が防止されている。このように一体構造として組み立てられた電動モータユニット１０において、電動モータ１１の回転は、入力軸１２を介して入力ギア１３へ伝えられ、中間ギアユニット３０を経由して出力ギアユニット２０へ出力される。
【００１４】
出力ギアユニット２０は、ボールねじ２１、出力軸２４、転がり軸受２６、軸受収容部材２７、出力ギア２８で構成されている。ボールねじ２１は、螺旋状のねじ溝２２ａを外周面に有するねじ軸２２と、ねじ軸２２のねじ溝２２ａに対向する螺旋状のねじ溝２３ａを内周面に有するナット２３と、両ねじ溝２２ａ、２３ａにより形成される螺旋状のボール転動路内に転動自在に装填された複数のボール（図示せず）と、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路（図示せず）と、を備える。
【００１５】
すなわち、前記ボールは、前記ボール転動路内を移動しつつねじ軸２２の回りを回って前記ボール転動路の終点に至り、そこで前記ボール転動路から掬い上げられて前記ボール循環路の一方の端部に入る。前記ボール循環路に入った前記ボールは前記ボール循環路内を通って前記ボール循環路の他方の端部に達し、そこから前記ボール転動路の始点に戻されるようになっている。なお、ねじ軸２２、ナット２３、及び前記ボールの素材は特に限定されるものではなく、一般的な材料を使用可能であり、例えば鋼等の金属やセラミックがあげられる。また、ねじ溝２２ａ、２３ａの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
【００１６】
ボールねじ２１は、前記ボールを介してねじ軸２２に螺合されているナット２３とねじ軸２２とを相対回転運動させると、前記ボールの転動を介してねじ軸２２とナット２３とが軸方向に相対直線移動するようになっている。そして、前記ボール転動路と前記ボール循環路により無端状のボール通路が形成されており、前記ボール転動路内を転動する前記ボールが無端状の前記ボール通路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸２２とナット２３とは継続的に相対直線移動することができる。
【００１７】
ボールねじ２１のナット２３は、出力軸２４の中空内部の軸方向一端部（図１では右端の開口部）に内包されており、例えばコッター等の固定要素（図示せず）によって出力軸２４に連結されている。また、ねじ軸２２の出力軸２４と反対側端部付近（図１では右端付近）には、軸受収容部材２７内に収納された軸受２６が圧入嵌合されており、これによりねじ軸２２は、出力ギアユニット２０をハウジング部材４０に組み付けた際に、ハウジング部材４０に回転自在に支持されるようになっている。更に、同じ側のねじ軸２２端部には出力ギア２８が圧入嵌合されており、中間ギアユニット３０から出力ギア２８へ入力された回転が、ねじ軸２２へと伝わるようになっている。このような構成により、出力ギアユニット２０は一体構造となり、出力ギア２８及び転がり軸受２６とねじ軸２２の嵌合面でのフレッチングや、出力ギア２８のねじ軸２２からの脱落を防止できる。
【００１８】
図２は、中間ギアユニット３０の断面図で、図１のＡ方向矢視図である。中間ギアユニット３０は、出力ギア２８と噛合う出力側中間ギア３１と、入力ギア１３と噛合う入力側中間ギア３２と、入力側中間ギア３２のカバー部材５０側を支持する転がり軸受３３と、入力側中間ギア３２のハウジング部材４０側を支持する転がり軸受３６と、転がり軸受３６を内包する軸受収容部材３５で構成される。入力側中間ギア３２は、入力ギア１３と噛合うギア部３２ａと、ハウジング部材４０側に伸びる第１シャフト部３２ｂと、カバー部材５０側に伸びる第２シャフト部３２ｃとを有し、ギア部３２ａの軸方向端面と突き当たるように出力側中間ギア３１は第２シャフト部３２ｃの外周に圧入嵌合される。この出力側中間ギア３１は、入力側中間ギア３２よりも歯数が少なく小径となっている。出力側中間ギア３１の歯数を小さくすることにより減速比を大きくすることができる。
【００１９】
転がり軸受３３は、この出力側中間ギア３１と隣接するように、第２シャフト部３２ｃ端部の外周面に圧入嵌合され、軸受収容部材３５に内包された転がり軸受３６は第１シャフト部３２ｂの外周面に圧入嵌合されている。このような構成により、中間ギアユニット３０は一体構造となり、出力側中間ギア３１及び転がり軸受３３、３６と第１、第２シャフト部３２ｂ、３２ｃとの嵌合面でのフレッチングや、シャフト部からの脱落が防止できる。
【００２０】
以上の電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０、中間ギアユニット３０は、各ユニットを前述のように一体構造として組立てた後、図１のようにハウジング部材４０に組み付けられる。すなわち、出力ギアユニット２０の出力軸２４は、ハウジング部材４０に形成された円筒の出力軸収容筒部４１に同軸に嵌合され、出力ギア２８がハウジング部材４０に対して出力軸２４と逆側（図１の右側）に位置するように、出力ギアユニット２０はハウジング部材４０に組み付けられる。このとき、軸受収容部材２７は、軸受収容部材２７及び転がり軸受２６を介してねじ軸２２がハウジング部材４０に対し回転自在に支持される位置に固定される。
【００２１】
また、電動モータユニット１０は、ハウジング部材４０に対し軸方向出力軸２４側（図１の左側）に電動モータ１１が位置し、且つ入力ギア１３が出力ギア２８と同じ側に位置するように、ハウジング部材４０に組み付けられる。このように電動モータ１１と出力軸２４をハウジング部材４０に対し同じ側に配置することで、アクチュエータ１の軸方向寸法を小さくすることができる。
【００２２】
また、このとき入力ギア１３を出力ギア２８よりもハウジング部材４０側に（図１において入力ギア１３を出力ギア２８よりも左側に）配置する。これは、電動モータ１１の取付面と入力ギア１３との距離を短くして、電動モータ１１に作用するギアの反力によるモーメントを小さくするためである。これにより、電動モータ１１を小さくすることができるので、アクチュエータ１を小型化でき、安価にすることができる。またモータの寿命低下を防止することが可能となる。
【００２３】
中間ギアユニット３０は、出力側中間ギア３１と出力ギア２８が、入力側中間ギア３２と入力ギア１３が噛合うようにハウジング部材４０に組み付けられる。各ユニットがハウジング部材４０に組み付けられた後、カバー部材５０が組み付けられるが、これにより、カバー部材５０の軸受収容部５１に、中間ギアユニット３０のカバー部材５０側の転がり軸受３３が嵌合する。これにより、中間ギアユニット３０の出力側中間ギア３１及び入力側中間ギア３２は、ハウジング部材４０とカバー部材５０に対して回転自在に支持される。
【００２４】
ところで、前述の通り出力側中間ギア３１は入力側中間ギア３２よりも小径となり、かつ入力側中間ギア３２が出力側中間ギア３１よりもハウジング側に配置されている。このような場合、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う際に、図１に示すように、軸受収容部材２７と出力軸２４とが、入力側中間ギア３２の歯先円直径と干渉する配置となる。これにより、出力ギアユニット２０と中間ギアユニット３０とを順に、ハウジング部材４０に軸方向から組み付けることは困難となる。
【００２５】
すなわち、出力ギアユニット２０を先にハウジング部材４０に組み付けた場合、中間ギアユニット３０の入力側中間ギア３２の歯先円直径と出力ギア２８の歯先円直径とが干渉する。逆に中間ギアユニット３０を先にハウジング部材４０に組み付けた場合、入力側中間ギア３２の歯先円直径と出力ギアユニット２０の出力軸２４とが干渉する。このような問題を解決するアクチュエータ１の組立方法について、図１及び図３を用いて説明する。
【００２６】
（組立方法）
図３は、出力ギアユニット２０及び中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に組み付ける様子を軸線方向から見た図である。出力ギアユニット２０は、出力軸２４の軸方向端部（図１の左側）からハウジング部材４０に設けられた出力軸収容筒部４１へ挿入され、図３（ａ）のように、ボルト２９により軸受収容部材２７とハウジング部材４０とを締結することで、ハウジング部材４０に固定される。ハウジング部材４０には、軸受収容部材２７の外周と略同形状の軸受収容部材２７を収容するための第１の凹部４２が設けられ、この第１の凹部４２に軸受収容部材２７を嵌め込むことにより、出力ギアユニット２０のハウジング部材４０に対する相対位置を正確に位置決めすることができる。
【００２７】
次に、中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に組み付ける。ハウジング部材４０には、中間ギアユニット３０を収容するための第２の凹部４３が設けられている。第２の凹部４３の出力ギアユニット２０側（図３の上側）の第１縁部４３ａの少なくとも一部は、中間軸ユニット３０の軸受収容部材３５の同じ側の側面３５ａと略同一の形状を有する。この第１縁部４３ａは、前記側面３５ａが第１縁部４３ａと接触する位置に中間ギアユニット３０を配置したとき（図３（ａ））、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う位置に設けられている。
【００２８】
第２の凹部４３の第１縁部と対向する第２縁部４３ｂは、その少なくとも一部が軸受収容部材３５の同じ側の側面３５ｂと略同一の形状を有するようになっている。この第２縁部４３ｂは、前記側面３５ｂが第２縁部４３ｂと接触する位置に中間ギアユニット３０を配置したとき（図３（ｂ））、出力ギア２８の歯先円直径と入力側中間ギア３２の歯先円直径とが干渉しない位置に設けられている。すなわち、出力ギア２８の中心軸と入力側中間ギア３２の中心軸との距離Ｄが、出力ギア２８と入力側中間ギア３２の歯先円半径の和と同じまたはそれ以上となる。更に、両縁部４３ａ、４３ｂは、軸受収容部材３５の幅Ｘ（図３の左右方向長さ）と略同等の間隔を保って対向する第３縁部４３ｃ及び第４縁部４３ｄにより接続されており、第２の凹部４３は、軸受収容部材３５とハウジング部材４０との接触面の形状よりも、出力ギア２８の回転中心と入力ギア１３の回転中心とを結ぶ直線方向に伸びた形状を有している。
【００２９】
このような第２の凹部４３内部に、第２縁部４３ｂと軸受収容部材３５の側面３５ｂとが接触するように、中間ギアユニット３０を嵌め込む（図３（ｂ））。次に、第１縁部４３ａと軸受収容部材３５の側面３５ａとが接触する位置、すなわち出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛合う位置まで、中間ギアユニット３０を出力ギアユニット２０側にスライド（平行移動）させる（図３（ａ））。この位置において、ボルト３４を用いて軸受収容部材３５とハウジング部材４０とを締結することにより、中間ギアユニット３０をハウジング部材４０に固定する。
【００３０】
中間ギアユニット３０の組み付け後、電動モータユニット１０をハウジング部材４０にボルトにより締結固定する。ハウジング部材４０に対し中間ギアユニット３０の逆側から、ハウジング部材４０に形成された取付孔４４に電動モータユニット１０を入力ギア１３側から挿入し、電動モータ１１をボルト（図示せず）により固定する。この時、電動モータ１１のフランジ部１１ａとハウジング部材４０に形成された嵌合部４４ａ（図１）とを嵌合させる。これにより、入力ギア１３が入力側中間ギア３２と噛合う位置で、電動モータユニット１０は位置決めされる。
【００３１】
最後にカバー部材５０をハウジング部材４０にボルト等で締結固定する。このとき、カバー部材５０には、軸方向に伸びる複数のピン（図示せず）が設けられており、こられをハウジング部材に設けられた前記ピンと対応するピン孔に挿入する。これにより、カバー部材５０は、転がり軸受３３を支持するように位置決めされる。
【００３２】
以上のような組立方法によれば、前述した出力ギア２８と入力側中間ギア３２との干渉を避けることができる。このため、中間ギアユニット３０と出力ギアユニット２０が前述の条件で制約される場合に、図１に示すような、中間ギアが１列のアクチュエータを組立が可能となり、アクチュエータの小型化や部品点数の低減を実現できる。
【００３３】
なお、以上の組立方法では、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とを噛み合わせるために、中間ギアユニット３０をスライド（平行移動）させているが、これに限定されない。すなわち、中間ギアユニット３０を回転させるようにスライドさせることにより、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛み合う位置に中間ギアユニット３０を移動させても良い。詳細には、まず、中間ギアユニット３０を固定するボルト３４、３４のうち一方のボルト３４で、中間ギアユニット３０をハウジング部材に取り付ける。次に、出力ギアユニット２０と干渉しない位置に中間ギアユニット３０を回転移動させ、出力ギアユニット２０を組み付ける。その後、出力ギア２８と出力側中間ギア３１とが噛み合う位置まで、固定側のボルト３４を中心として中間ギアユニット３０を回転させ、他方のボルト３４を取り付けることにより、中間ギアユニット３０を固定する。このとき、第２の凹部４３の形状を、中間ギアユニット３０の移動経路に合わせた形状としても良い。なお、本説明では、単に「スライド」と表記した場合は、平行移動、回転、及び平行移動と回転の組合せも含む。
【００３４】
ところで、上述したように、電動モータユニット１０、出力ギアユニット２０及びカバー部材５０は、凹部やピン等により、ハウジング部材４０の適切な位置へ正確に配置することができる。これに対し、中間ギアユニット３０は、ハウジング部材４０の第２の凹部４３に軸方向から嵌め込まれた後、出力ギア２８の方へ第２の凹部４３内をスライドさせられる。このため、凹部との嵌合やピンによる位置決めができず、径方向の位置決めが困難となる。このため、出力ギア２８及び入力ギア１３と、入力側中間ギア３２及び出力側中間ギア３１との軸間距離が適正値に保たれないままに中間ギアユニット３０がハウジング部材４０に取り付けられる可能性がある。この位置決めを簡便且つ適切に行うための手法及び構造について、以下、図２及び図４〜６を用いて説明する。
【００３５】
（位置決め方法）
図４はボルト３４の拡大図、図５は前記ボルト３４を螺合させる被締結部４５の断面図、図６は軸受収容部材３５の断面図である。図４に示す通り、ボルト３４は、頭部３４ａと雄ねじ部３４ｂとの間に、ねじ溝が形成されていない円筒部３４ｃが形成されている。この円筒部３４ｃはＪＩＳ Ｂ ０４０１で示されるＩＴ８以上の精度で研磨加工されており、軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃの深さＹよりも長くなっている。軸受収容部材３５のボルト孔３５の内周面は円筒部３４ｃと同様にＩＴ８以上の精度で研磨加工してあり、円筒部３４ｃの外径と略同径となっている。
【００３６】
図５に示すハウジング部材４０の被締結部４５には、ボルト３４の雄ねじ部３４ｂと螺合する雌ねじ部４５ａが形成され、前述した第２の凹部４３と雌ねじ部４５ａとの間には、円筒部４５ｂが設けられている。この円筒部４５ｂも、ボルト３４の円筒部３４ｃ及び軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃと同様にＩＴ８以上の精度で研磨加工された略同径の円筒内周面を有する。
【００３７】
ボルト３４は軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃ及び被締結部４５に挿入され、ボルト３４の雄ねじ部３４ｂを被締結部４５の雌ねじ部４５ａに螺合させることにより、軸受収容部材３５はハウジング部材４０に固定される。このとき、ボルト３４の円筒部３４ｃ、軸受収容部材３５のボルト孔３５ｃ、ハウジング部材４０のボルト孔４５の円筒部４５ｂは、いずれも研磨加工により略同径の円筒面がＩＴ８以上の精度で形成されているため、各ボルト孔とボルト３４は同軸に固定される。
【００３８】
この結果、ボルト３４全体に雄ねじ溝が形成され、ボルト孔３５ｃ及び被締結部４５に雌ねじ溝が形成された場合よりも、軸受収容部材３５をハウジング部材４０に対してボルト径方向のずれが小さくなり、正確な位置に組み付けることが可能となる。この結果、中間ギアユニット３０の高精度な位置決めが可能となる。
【００３９】
なお、上記の例ではボルト３４の円筒部３４ｃ、軸受収容部材３５のボルト孔３５の内周面、ハウジング部材４０のボルト孔４５の円筒部４５ｂを研磨加工する例を示したが、これに限定されず、研磨加工と同等の精度、すなわちＩＴ８以上の精度で加工されていれば良く、高精度な切削加工を用いることもできる。また、上記の例において第２の凹部４３を形成しなくても、入力側中間ギア３２と出力ギア２８とが干渉しないように中間ギアユニット３０をハウジング部材４０上に配置した後、中間ギアユニット３０を出力ギアユニット２０方向にスライドさせることにより、アクチュエータ１を組み立てることもできる。しかしながら、上述のように、正確な位置決めをするためには、第２の凹部４３を形成することが好ましい。
【００４０】
また、ボルト３４の頭部がカバー部材５０と接触する位置までボルト３４が緩んだ場合でも、ボルト３４の円筒部３４ｃとハウジング部材４０の被締結部４５の円筒部４５ｂとが嵌合していることが好ましい。これにより、ボルト３４が緩んでも、ボルト３４や中間ギアユニット３０が脱落しないだけでなく、上述のハウジング部材４０に対する中間ギアユニット３０の位置決め精度を維持することができる。この結果、万が一ボルト３４が緩んだ場合でも、出力ギア２８と出力側中間ギア３１、入力ギア１３と入力側中間ギア３２の噛合精度を保つことができるので、アクチュエータとしての機能を損なうことがない。
【００４１】
以上のように、本発明のアクチュエータによれば、上述のような制約がある場合に、中間ギアを１列とすることができるので小型化、及び部品点数低減が可能となる。また、中間ギアユニットをハウジング部材にスライドさせて組み付けることにより、組立性を損なうことがない。更に、ＩＴ８以上の精度で加工した円筒部を持つボルト及びボルト孔を形成することにより、中間ギアユニットの位置決めも簡便且つ高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ アクチュエータ
１０ 電動モータユニット
１１ 電動モータ
１２ 入力軸
１３ 入力ギア
１４ ベアリングナット
２０ 出力ギアユニット
２１ ボールねじ
２２ ねじ軸
２３ ナット
２４ 出力軸
２６ 転がり軸受
２７ 軸受収容部材
２８ 出力ギア
３０ 中間ギアユニット
３１ 出力側中間ギア
３２ 入力側中間ギア
３３ 転がり軸受
３４ ボルト
３５ 軸受収容部材
３６ 転がり軸受
４０ ハウジング部材
４１ 出力軸収容筒部
４２ 第１の凹部
４３ 第２の凹部
４４ 取付孔
４５ 被締結部
５０ カバー部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ及び電動モータと同軸に接続される入力ギアを有する電動モータユニットと、
出力ギアから入力された回転を出力軸の直線運動に変換して出力する出力ギアユニットと、
前記入力ギアと前記出力ギアの間に配置され、前記入力ギアの回転を変速して前記出力ギアへ伝達する変速機能を有する中間ギアユニットと、
前記電動モータユニット及び前記出力ギアユニット、前記中間ギアユニットが組み付けられるハウジング部材と、
前記ハウジング部材と対になり前記中間ギアユニットを収容するカバー部材と、からなるアクチュエータにおいて、
前記電動モータ及び前記出力軸は、前記ハウジング部材に対し軸方向に同じ側に組み付けられ、
前記中間ギアユニットは、前記入力ギアと噛合う入力側中間ギアと、前記出力ギアと噛合い、前記入力側中間ギアと同軸に配置される出力側中間ギアとで変速を行い、
前記入力側中間ギアは前記出力側中間ギアよりも歯先円直径が大きく、前記入力側中間ギアが前記ハウジング部材側に位置することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記中間ギアユニットは、前記ハウジング部材にボルトにより固定され、
前記ボルトは前記ハウジング部材側から順に、雄ねじ部と、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、頭部を有し、
前記ボルトを前記ハウジング部材に螺合させるために前記ハウジング部材に形成された被締結部は、前記中間ギアユニット側から順に、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、雌ねじ部を有し、
前記中間ギアユニットは当該ボルトを挿入するためのＩＴ８以上の精度で加工された円筒孔を有し、
前記ボルトの前記円筒部と、前記ハウジング部材の前記円筒部と、前記中間ギアユニットの前記円筒孔とは略同径となっていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアクチュエータの組立方法であって、
前記出力ギアユニットを固定した前記ハウジング部材において、
前記入力側中間ギアと出力ギアとが干渉しないように前記中間ギアユニットを前記ハウジング部材上に配置した後、
前記中間ギアユニットを前記出力ギアユニット方向にスライドさせることを特徴とするアクチュエータの組立方法。
【請求項１】
電動モータ及び電動モータと同軸に接続される入力ギアを有する電動モータユニットと、
出力ギアから入力された回転を出力軸の直線運動に変換して出力する出力ギアユニットと、
前記入力ギアと前記出力ギアの間に配置され、前記入力ギアの回転を変速して前記出力ギアへ伝達する変速機能を有する中間ギアユニットと、
前記電動モータユニット及び前記出力ギアユニット、前記中間ギアユニットが組み付けられるハウジング部材と、
前記ハウジング部材と対になり前記中間ギアユニットを収容するカバー部材と、からなるアクチュエータにおいて、
前記電動モータ及び前記出力軸は、前記ハウジング部材に対し軸方向に同じ側に組み付けられ、
前記中間ギアユニットは、前記入力ギアと噛合う入力側中間ギアと、前記出力ギアと噛合い、前記入力側中間ギアと同軸に配置される出力側中間ギアとで変速を行い、
前記入力側中間ギアは前記出力側中間ギアよりも歯先円直径が大きく、前記入力側中間ギアが前記ハウジング部材側に位置することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記中間ギアユニットは、前記ハウジング部材にボルトにより固定され、
前記ボルトは前記ハウジング部材側から順に、雄ねじ部と、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、頭部を有し、
前記ボルトを前記ハウジング部材に螺合させるために前記ハウジング部材に形成された被締結部は、前記中間ギアユニット側から順に、ＩＴ８以上の精度で加工された円筒部と、雌ねじ部を有し、
前記中間ギアユニットは当該ボルトを挿入するためのＩＴ８以上の精度で加工された円筒孔を有し、
前記ボルトの前記円筒部と、前記ハウジング部材の前記円筒部と、前記中間ギアユニットの前記円筒孔とは略同径となっていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアクチュエータの組立方法であって、
前記出力ギアユニットを固定した前記ハウジング部材において、
前記入力側中間ギアと出力ギアとが干渉しないように前記中間ギアユニットを前記ハウジング部材上に配置した後、
前記中間ギアユニットを前記出力ギアユニット方向にスライドさせることを特徴とするアクチュエータの組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８９２０５（Ｐ２０１２−１８９２０５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５３３０（Ｐ２０１２−１５３３０）
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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