電動アクチュエータ
【課題】加工工数を削減すると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】ボールねじ機構８が、ハウジング２に対し一対の支持軸受１９、１９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１８ａが形成されたナット１８と、これに多数のボール１７を介して内挿され、駆動軸７と同軸状に一体化されて外周に螺旋状のねじ溝１６ａが形成され、ハウジング２に対し回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸１６で構成された電動アクチュエータにおいて、ナット１８の外周がストレートな円筒形状に形成され、外周面１８ｂに大平歯車５と一対の支持軸受１９、１９が止め輪２２で位置決めされると共に、支持軸受１９が、駆動軸７からのスラスト荷重と大平歯車５からのラジアル荷重を負荷できる同一仕様の転がり軸受で構成されている。
【解決手段】ボールねじ機構８が、ハウジング２に対し一対の支持軸受１９、１９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１８ａが形成されたナット１８と、これに多数のボール１７を介して内挿され、駆動軸７と同軸状に一体化されて外周に螺旋状のねじ溝１６ａが形成され、ハウジング２に対し回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸１６で構成された電動アクチュエータにおいて、ナット１８の外周がストレートな円筒形状に形成され、外周面１８ｂに大平歯車５と一対の支持軸受１９、１９が止め輪２２で位置決めされると共に、支持軸受１９が、駆動軸７からのスラスト荷重と大平歯車５からのラジアル荷重を負荷できる同一仕様の転がり軸受で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部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、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等で、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。
【背景技術】
【０００２】
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、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。
【０００３】
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ボールねじ軸を回転駆動自在とし、このボールねじ軸を回転駆動することによってナットに結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。ボールねじ機構は、摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重によって簡単にボールねじ軸が回転してしまうので、電動モータが停止時に出力部材を位置保持する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、電動モータにブレーキ手段を設けたり、あるいは伝達手段としてウオームギアのような低効率なものを設けることがなされているが、その代表的なものとして、図４に示すような電動アクチュエータが知られている。この電動アクチュエータ５０は、回転運動を直線運動に変換するボールねじ５１を備えたアクチュエータ本体５２と、電動モータ５３の回転運動をアクチュエータ本体５２に伝達する歯車減速機構５４と、歯車減速機構５４を構成する第１歯車５５に係合してアクチュエータ本体５２を位置保持する位置保持機構５６とを備えている。
【０００５】
ボールねじ５１は、外周面に螺旋状のねじ溝５７ａが形成され、出力軸としてのねじ軸５７と、このねじ軸５７に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝５８ａが形成されたナット５８と、対向する両ねじ溝５７ａ、５８ａによって形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール５９とを備えている。
【０００６】
アクチュエータ本体５２は、ハウジング６０の内周に、ナット５８が一対の玉軸受６１、６２を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸５７が、ハウジング６０に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。そして、ナット５８が歯車減速機構５４を介して回転駆動されることにより、ねじ軸５７が直線運動に変換される。
【０００７】
歯車減速機構５４は、電動モータ５３のモータ軸５３ａに固定された小径の平歯車からなる第１歯車５５と、この第１歯車５５に噛合し、ナット５８の外周に一体に形成された大径の平歯車からなる第２歯車６３とから構成されている。
【０００８】
位置保持機構５６は、第１歯車５５に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト６４と、このシャフト６４を第１歯車５５に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド６５とを備えている。シャフト６４は棒状をなし、ソレノイド６５によって直線駆動され、その先端部が受部６６に係脱するようになっている。このように、ソレノイド６５を制御することにより、シャフト６４が第１歯車５５に係合して回転が阻止されるので、振動荷重が作用した場合においても、係合面が滑ることなく安定してアクチュエータ本体５２のねじ軸５７を位置保持することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１５６４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
こうした従来の電動アクチュエータ５０では、ナット５８の外周に一体に形成された第２歯車６３を介してナット５８が回転し、電動モータ５３の回転運動がアクチュエータ本体５２に伝達されている。このアクチュエータ本体５２は、ハウジング６０の内周に、ナット５８が一対の玉軸受６１、６２を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸５７が、ハウジング６０に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。このように、ナット５８が回転駆動されることにより、ねじ軸５７が直線運動に変換され、ねじ軸５７の先端部に設けられた連結部に相手部材を結合して所望の仕事が行われる。
【００１１】
然しながら、第２歯車６３をナット５８の外周に一体に形成するとなると、素材の歩留まりが悪くなると共に、第２歯車６３をはじめ、ねじ溝５８ａや玉軸受６１、６２が嵌合される外周面の加工が難しくなり、加工工数が嵩んで製造コストが高騰する問題があった。そのため、図５に示すように、第２歯車６３’とナット５８’とを別体構造にし、第２歯車６３’をキー６７を介してナット５８’に固定する方法が考えられる。
【００１２】
この場合、一対の玉軸受６１、６２には、電動モータ側からの入力によるギア荷重（ラジアル荷重）と、ねじ軸５７の連結側から入力されるスラスト荷重が負荷されるが、このスラスト荷重を負荷するために、ナット５８’の外周面が段付形状になると共に、この段付形状に伴い、一対の玉軸受６１、６２のサイズ等の仕様が異なる構造となる。すなわち、ナット５８’の外周面が段付形状になると２段の円筒研削が必要となり、加工工数が掛かる。さらに、一対の玉軸受６１、６２のうち主としてスラスト荷重を受ける玉軸受６２側のみ、軸受位置の変動を抑えるために、第２歯車６３’の側面に受け部６８が必要となる。これにより、第２歯車６３’が左右非対称形となり、組立時に方向を間違わないように確認作業が必要で、組立作業性が低下する恐れがある。
【００１３】
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、加工工数を削減すると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大平歯車を挟持した状態で位置決め固定されている。
【００１５】
このように、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、ボールねじ機構が、ハウジングに装着された一対の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て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、減速機構がモータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に大歯車と、この両側に一対の支持軸受が大歯車を挟持した状態で位置決め固定されているので、ナットの外周面のセンタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【００１６】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されていれば、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。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記支持軸受が両端部にシールが装着された密封型の深溝玉軸受で構成されていれば、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、廉価で耐久性の高い支持軸受を提供することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、前記大歯車が左右対称形状に形成され、前記ナットの外周にキーを介して固定されていれば、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、組立作業性を一層向上させることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ナットの端部に止め輪が装着され、この止め輪によって前記支持軸受が軸方向に固定されていれば、駆動軸からスラスト荷重が負荷されても支持軸受と大歯車の軸方向の位置ズレを防止することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明のように、前記ナットの端部を径方向外方に塑性変形させ、前記支持軸受の内輪の端面を押え付けた状態で加締部が形成されていれば、この加締部によって支持軸受がナットに対して軸方向にガタなく固定することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のように、前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で周方向複数箇所等配に形成されていても良いし、また、請求項８に記載の発明のように、前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で全周に形成されていても良い。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明のように、前記ナットが肌焼き鋼からなり、前記加締部を除き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ると共に、前記加締部が防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度に維持し、硬化させた前記ナットの他の部位よりも硬度を相対的に低下させていれば、加締加工によって加締部に微小クラックの発生等、耐久性に影響する要因を排除することができ、信頼性・耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記ナットが真空浸炭焼き入れにより硬化され、前記加締部が高周波焼なましにより硬度を低下するようにすれば、焼なまし処理は、ナットの外径側の処理となるので、一般的な高周波焼入れによる熱処理が可能となり、熱処理作業が容易となって低コスト化を図ることができる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明のように、前記駆動軸が前記ハウジングに装着されたブッシュにより摺動可能に支持されると共に、このブッシュが浸炭焼入可能な金属粉からなる焼結合金で構成されていれば、耐摩耗性を向上させ、長期間に亘って駆動軸の安定した案内支持を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電動アクチュエータは、円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大歯車を挟持した状態で位置決め固定されているので、ナットの外周面のセンタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す。
【図２】図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。
【図３】図２の変形例を示す縦断面図である。
【図４】従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。
【図５】図４のアクチュエータ本体の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小平歯車と、この小平歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大平歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大平歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大平歯車を挟持した状態で、前記ナットの両端部に装着された止め輪によって位置決め固定されると共に、当該一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大平歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されている。
【実施例】
【００２８】
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２の変形例を示す縦断面図である。
【００２９】
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３と、この電動モータ３の回転力をモータ軸３ａを介して伝達する一対の平歯車４、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３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、このボールねじ機構８を備えたアクチュエータ本体９と、減速機構６を構成する平歯車４に係合してアクチュエータ本体９を位置保持する位置保持機構１０とを備えている。
【００３０】
ハウジング２は、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とからなり、固定ボルト（図示せず）によって一体に固定されている。第１のハウジング２ａには電動モータ３が取り付けられている。
【００３１】
位置保持機構１０は、小平歯車４に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト１１と、このシャフト１１を小平歯車４に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド１２とを備えている。シャフト１１は棒状をなし、ソレノイド１２によって直線駆動され、その先端部が受け部１３に係脱するようになっている。
【００３２】
電動モータ３のモータ軸３ａの端部に小平歯車４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に装着された転がり軸受１４によって回転自在に支持されている。大平歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１８の外径に固定され、小平歯車４に噛合している。
【００３３】
駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１６と一体に構成され、駆動軸７の一端部（図中右端部）に、例えば、電動パーキングブレーキ機構のワイヤー（図示せず）に連結するための孔７ａが形成され、駆動軸７は、第１のハウジング２ａに装着されたブッシュ１５により摺動可能に支持されている。
【００３４】
なお、ブッシュ１５は焼結合金からなり、その金属粉として浸炭焼入が可能な材質、例えば、Ｃ（炭素）が０．１３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が０．２１ｗｔ％、Ｃｒ（クロム）が１．１ｗｔ％、Ｃｕ（銅）が０．０４ｗｔ％、Ｍｎ（マンガン）が０．７６ｗｔ％、Ｍｏ（モリブデン）が０．１９ｗｔ％、Ｓｉ（シリコン）が０．２０ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）等からなるＳＣＭ４１５を例示することができる。これにより、耐摩耗性を向上させ、長期間に亘って駆動軸７の安定した案内支持を行うことができる。
【００３５】
ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１６と、このねじ軸１７にボール１７を介して外挿されたナット１８とを備えている。ねじ軸１６は、外周に螺旋状のねじ溝１６ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット１８は、ねじ軸１６に外装されると共に、内周にねじ軸１６のねじ溝１６ａに対応する螺旋状のねじ溝１８ａが形成され、これらねじ溝１６ａ、１８ａとの間に多数のボール１７が転動自在に収容されている。そして、ナット１８は、ハウジング（図示せず）に対して、一対の支持軸受１９、１９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。２０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２０によって多数のボール１７が無限循環することができる。
【００３６】
各ねじ溝１６ａ、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１７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。
【００３７】
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１６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。
【００３８】
ここで、ナット１８の外周面１８ｂに、減速機構６を構成する大平歯車５がキー２１を介して固定されると共に、この大平歯車５の両側に一対の支持軸受１９、１９が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、一対の支持軸受１９、１９が大平歯車５を挟持した状態で、ナット１８の両端部に装着された止め輪２２、２２によって位置決め固定されている。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１９、１９と大平歯車５の軸方向の位置ズレを防止することができる。
【００３９】
また、一対の支持軸受１９、１９は、内輪１９ａと、この内輪１９ａに転動体（ボール）１９ｂを介して外挿された外輪１９ｃとからなる深溝玉軸受で構成されている。そして、外輪１９ｃの両端部にシールド板２３、２３が装着され、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。また、前述した駆動軸７からスラスト荷重および大平歯車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ように、同一仕様の密封型の転がり軸受で構成されている。これにより、廉価で耐久性の高い支持軸受１９を提供することができると共に、ナット１８の外周面１８ｂは、段付き形状にすることなくストレートな円筒形状にすることができ、センタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができる。なお、ここで、同一仕様の転がり軸受とは、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。
【００４０】
また、一対の支持軸受１９、１９が同一仕様の転がり軸受で構成されると共に、大平歯車５が側面に、従来のように軸受位置の変動を抑えるための受け部が必要とせず左右対称形状にできるため、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て低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【００４１】
図３に、図２の変形例を示す。この実施形態は、前述したボールねじ機構８と、基本的にはナットの構成が一部異なるだけで、その他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合を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
このボールねじ機構２４は、ねじ軸１６と、このねじ軸１７にボール１７を介して外挿されたナット２５とを備えている。このナット２５は、ハウジング（図示せず）に対して、一対の転がり軸受１９、１９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。
【００４３】
ナット２５の外周面２５ａには一対の支持軸受１９、１９が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、ナット２５の端部を径方向外方に塑性変形させ、支持軸受１９の内輪１９ａの端面を押え付けた状態で加締部２６が形成されている。この加締部２６によって支持軸受１９がナット２５に対して軸方向にガタなく固定されている。ナット２５はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、加締部２６を除き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。加締部２６は防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度程度に維持し、硬化させたナット２５の他の部位よりも硬度を相対的に低下させている。これにより、加締加工によって加締部２６に微小クラックの発生等、耐久性に影響する要因を排除することができ、信頼性・耐久性を向上させることができる。なお、この加締部２６は、図示しない加締治具により、支持軸受１９の内輪１９ａの端面に密着した状態で周方向３箇所等配に形成されているが、周方向３箇所に限らず、４箇所以上であっても良いし、また、全周を径方向外方に塑性変形させて加締ても良い。
【００４４】
防炭処理は、例えば、浸炭焼き入れ時に、図示しない防炭剤によりナット２５の端部を外周に亙って被覆することにより、浸炭を防止して硬度低下領域を形成する。もっとも、防炭処理は、加締部２６のみを部分的に覆うようにしてもよい。なお、ナット２５を真空浸炭焼き入れにより硬化し、加締部２６を高周波焼なましにより硬度が低下させるようにしてもよい。真空浸炭焼き入れの場合、浸炭ガスが侵入するために防炭処理による硬度低下ができず、加締めることが不可能となる。そこで、真空浸炭の場合、真空浸炭焼き入れ後に、加締部２６に対応する部分を高周波焼なましすることにより、硬度を２０〜３０ＨＲＣまで低下させる。この場合の焼なまし処理は、ナット２５の外径側の処理となるので、一般的な高周波焼入れによる熱処理が可能となり、熱処理作業が容易となって低コスト化を図ることができる。
【００４５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る電動アクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、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。
【符号の説明】
【００４７】
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 電動モータ
３ａ モータ軸
４ 小平歯車
５ 大平歯車
６ 減速機構
７ 駆動軸
７ａ 孔
８、２４ ボールねじ機構
９ アクチュエータ本体
１０ 位置保持機構
１１ シャフト
１２ ソレノイド
１３ 受け部
１４ 転がり軸受
１５ ブッシュ
１６ ねじ軸
１６ａ、１８ａ ねじ溝
１７ ボール
１８、２５ ナット
１８ｂ、２５ａ ナットの外周面
１９ 支持軸受
１９ａ 内輪
１９ｂ 転動体
１９ｃ 外輪
２０ 駒部材
２１ キー
２２ 止め輪
２３ シールド板
２６ 加締部
５０ 電動アクチュエータ
５１ ボールねじ
５２ アクチュエータ本体
５３ 電動モータ
５３ａ モータ軸
５４ 歯車減速機構
５５ 第１歯車
５６ 位置保持機構
５７ ねじ軸
５７ａ、５８ａ ねじ溝
５８、５８’ ナット
５９ ボール
６０ ハウジング
６１、６２ 玉軸受
６３、６３’ 第２歯車
６４ シャフト
６５ ソレノイド
６６ 受部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部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、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等で、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。
【背景技術】
【０００２】
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、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。
【０００３】
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ボールねじ軸を回転駆動自在とし、このボールねじ軸を回転駆動することによってナットに結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。ボールねじ機構は、摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重によって簡単にボールねじ軸が回転してしまうので、電動モータが停止時に出力部材を位置保持する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、電動モータにブレーキ手段を設けたり、あるいは伝達手段としてウオームギアのような低効率なものを設けることがなされているが、その代表的なものとして、図４に示すような電動アクチュエータが知られている。この電動アクチュエータ５０は、回転運動を直線運動に変換するボールねじ５１を備えたアクチュエータ本体５２と、電動モータ５３の回転運動をアクチュエータ本体５２に伝達する歯車減速機構５４と、歯車減速機構５４を構成する第１歯車５５に係合してアクチュエータ本体５２を位置保持する位置保持機構５６とを備えている。
【０００５】
ボールねじ５１は、外周面に螺旋状のねじ溝５７ａが形成され、出力軸としてのねじ軸５７と、このねじ軸５７に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝５８ａが形成されたナット５８と、対向する両ねじ溝５７ａ、５８ａによって形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール５９とを備えている。
【０００６】
アクチュエータ本体５２は、ハウジング６０の内周に、ナット５８が一対の玉軸受６１、６２を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸５７が、ハウジング６０に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。そして、ナット５８が歯車減速機構５４を介して回転駆動されることにより、ねじ軸５７が直線運動に変換される。
【０００７】
歯車減速機構５４は、電動モータ５３のモータ軸５３ａに固定された小径の平歯車からなる第１歯車５５と、この第１歯車５５に噛合し、ナット５８の外周に一体に形成された大径の平歯車からなる第２歯車６３とから構成されている。
【０００８】
位置保持機構５６は、第１歯車５５に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト６４と、このシャフト６４を第１歯車５５に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド６５とを備えている。シャフト６４は棒状をなし、ソレノイド６５によって直線駆動され、その先端部が受部６６に係脱するようになっている。このように、ソレノイド６５を制御することにより、シャフト６４が第１歯車５５に係合して回転が阻止されるので、振動荷重が作用した場合においても、係合面が滑ることなく安定してアクチュエータ本体５２のねじ軸５７を位置保持することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１５６４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
こうした従来の電動アクチュエータ５０では、ナット５８の外周に一体に形成された第２歯車６３を介してナット５８が回転し、電動モータ５３の回転運動がアクチュエータ本体５２に伝達されている。このアクチュエータ本体５２は、ハウジング６０の内周に、ナット５８が一対の玉軸受６１、６２を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸５７が、ハウジング６０に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。このように、ナット５８が回転駆動されることにより、ねじ軸５７が直線運動に変換され、ねじ軸５７の先端部に設けられた連結部に相手部材を結合して所望の仕事が行われる。
【００１１】
然しながら、第２歯車６３をナット５８の外周に一体に形成するとなると、素材の歩留まりが悪くなると共に、第２歯車６３をはじめ、ねじ溝５８ａや玉軸受６１、６２が嵌合される外周面の加工が難しくなり、加工工数が嵩んで製造コストが高騰する問題があった。そのため、図５に示すように、第２歯車６３’とナット５８’とを別体構造にし、第２歯車６３’をキー６７を介してナット５８’に固定する方法が考えられる。
【００１２】
この場合、一対の玉軸受６１、６２には、電動モータ側からの入力によるギア荷重（ラジアル荷重）と、ねじ軸５７の連結側から入力されるスラスト荷重が負荷されるが、このスラスト荷重を負荷するために、ナット５８’の外周面が段付形状になると共に、この段付形状に伴い、一対の玉軸受６１、６２のサイズ等の仕様が異なる構造となる。すなわち、ナット５８’の外周面が段付形状になると２段の円筒研削が必要となり、加工工数が掛かる。さらに、一対の玉軸受６１、６２のうち主としてスラスト荷重を受ける玉軸受６２側のみ、軸受位置の変動を抑えるために、第２歯車６３’の側面に受け部６８が必要となる。これにより、第２歯車６３’が左右非対称形となり、組立時に方向を間違わないように確認作業が必要で、組立作業性が低下する恐れがある。
【００１３】
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、加工工数を削減すると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大平歯車を挟持した状態で位置決め固定されている。
【００１５】
このように、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、ボールねじ機構が、ハウジングに装着された一対の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て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、減速機構がモータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に大歯車と、この両側に一対の支持軸受が大歯車を挟持した状態で位置決め固定されているので、ナットの外周面のセンタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【００１６】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されていれば、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。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、前記支持軸受が両端部にシールが装着された密封型の深溝玉軸受で構成されていれば、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、廉価で耐久性の高い支持軸受を提供することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、前記大歯車が左右対称形状に形成され、前記ナットの外周にキーを介して固定されていれば、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、組立作業性を一層向上させることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ナットの端部に止め輪が装着され、この止め輪によって前記支持軸受が軸方向に固定されていれば、駆動軸からスラスト荷重が負荷されても支持軸受と大歯車の軸方向の位置ズレを防止することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明のように、前記ナットの端部を径方向外方に塑性変形させ、前記支持軸受の内輪の端面を押え付けた状態で加締部が形成されていれば、この加締部によって支持軸受がナットに対して軸方向にガタなく固定することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のように、前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で周方向複数箇所等配に形成されていても良いし、また、請求項８に記載の発明のように、前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で全周に形成されていても良い。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明のように、前記ナットが肌焼き鋼からなり、前記加締部を除き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ると共に、前記加締部が防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度に維持し、硬化させた前記ナットの他の部位よりも硬度を相対的に低下させていれば、加締加工によって加締部に微小クラックの発生等、耐久性に影響する要因を排除することができ、信頼性・耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記ナットが真空浸炭焼き入れにより硬化され、前記加締部が高周波焼なましにより硬度を低下するようにすれば、焼なまし処理は、ナットの外径側の処理となるので、一般的な高周波焼入れによる熱処理が可能となり、熱処理作業が容易となって低コスト化を図ることができる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明のように、前記駆動軸が前記ハウジングに装着されたブッシュにより摺動可能に支持されると共に、このブッシュが浸炭焼入可能な金属粉からなる焼結合金で構成されていれば、耐摩耗性を向上させ、長期間に亘って駆動軸の安定した案内支持を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電動アクチュエータは、円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大歯車を挟持した状態で位置決め固定されているので、ナットの外周面のセンタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができると共に、組立作業性を向上させて低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す。
【図２】図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。
【図３】図２の変形例を示す縦断面図である。
【図４】従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。
【図５】図４のアクチュエータ本体の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
円筒状のハウジングと、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モータ軸を介して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一対の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て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、前記減速機構が前記モータ軸に固定された小平歯車と、この小平歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大平歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大平歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大平歯車を挟持した状態で、前記ナットの両端部に装着された止め輪によって位置決め固定されると共に、当該一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大平歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されている。
【実施例】
【００２８】
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２の変形例を示す縦断面図である。
【００２９】
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３と、この電動モータ３の回転力をモータ軸３ａを介して伝達する一対の平歯車４、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３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、このボールねじ機構８を備えたアクチュエータ本体９と、減速機構６を構成する平歯車４に係合してアクチュエータ本体９を位置保持する位置保持機構１０とを備えている。
【００３０】
ハウジング２は、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とからなり、固定ボルト（図示せず）によって一体に固定されている。第１のハウジング２ａには電動モータ３が取り付けられている。
【００３１】
位置保持機構１０は、小平歯車４に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト１１と、このシャフト１１を小平歯車４に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド１２とを備えている。シャフト１１は棒状をなし、ソレノイド１２によって直線駆動され、その先端部が受け部１３に係脱するようになっている。
【００３２】
電動モータ３のモータ軸３ａの端部に小平歯車４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に装着された転がり軸受１４によって回転自在に支持されている。大平歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１８の外径に固定され、小平歯車４に噛合している。
【００３３】
駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１６と一体に構成され、駆動軸７の一端部（図中右端部）に、例えば、電動パーキングブレーキ機構のワイヤー（図示せず）に連結するための孔７ａが形成され、駆動軸７は、第１のハウジング２ａに装着されたブッシュ１５により摺動可能に支持されている。
【００３４】
なお、ブッシュ１５は焼結合金からなり、その金属粉として浸炭焼入が可能な材質、例えば、Ｃ（炭素）が０．１３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が０．２１ｗｔ％、Ｃｒ（クロム）が１．１ｗｔ％、Ｃｕ（銅）が０．０４ｗｔ％、Ｍｎ（マンガン）が０．７６ｗｔ％、Ｍｏ（モリブデン）が０．１９ｗｔ％、Ｓｉ（シリコン）が０．２０ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）等からなるＳＣＭ４１５を例示することができる。これにより、耐摩耗性を向上させ、長期間に亘って駆動軸７の安定した案内支持を行うことができる。
【００３５】
ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１６と、このねじ軸１７にボール１７を介して外挿されたナット１８とを備えている。ねじ軸１６は、外周に螺旋状のねじ溝１６ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット１８は、ねじ軸１６に外装されると共に、内周にねじ軸１６のねじ溝１６ａに対応する螺旋状のねじ溝１８ａが形成され、これらねじ溝１６ａ、１８ａとの間に多数のボール１７が転動自在に収容されている。そして、ナット１８は、ハウジング（図示せず）に対して、一対の支持軸受１９、１９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。２０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２０によって多数のボール１７が無限循環することができる。
【００３６】
各ねじ溝１６ａ、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１７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。
【００３７】
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１６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。
【００３８】
ここで、ナット１８の外周面１８ｂに、減速機構６を構成する大平歯車５がキー２１を介して固定されると共に、この大平歯車５の両側に一対の支持軸受１９、１９が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、一対の支持軸受１９、１９が大平歯車５を挟持した状態で、ナット１８の両端部に装着された止め輪２２、２２によって位置決め固定されている。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１９、１９と大平歯車５の軸方向の位置ズレを防止することができる。
【００３９】
また、一対の支持軸受１９、１９は、内輪１９ａと、この内輪１９ａに転動体（ボール）１９ｂを介して外挿された外輪１９ｃとからなる深溝玉軸受で構成されている。そして、外輪１９ｃの両端部にシールド板２３、２３が装着され、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。また、前述した駆動軸７からスラスト荷重および大平歯車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ように、同一仕様の密封型の転がり軸受で構成されている。これにより、廉価で耐久性の高い支持軸受１９を提供することができると共に、ナット１８の外周面１８ｂは、段付き形状にすることなくストレートな円筒形状にすることができ、センタレス研削が可能となり、加工工数を削減することができる。なお、ここで、同一仕様の転がり軸受とは、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。
【００４０】
また、一対の支持軸受１９、１９が同一仕様の転がり軸受で構成されると共に、大平歯車５が側面に、従来のように軸受位置の変動を抑えるための受け部が必要とせず左右対称形状にできるため、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て低コスト化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【００４１】
図３に、図２の変形例を示す。この実施形態は、前述したボールねじ機構８と、基本的にはナットの構成が一部異なるだけで、その他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合を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
このボールねじ機構２４は、ねじ軸１６と、このねじ軸１７にボール１７を介して外挿されたナット２５とを備えている。このナット２５は、ハウジング（図示せず）に対して、一対の転がり軸受１９、１９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。
【００４３】
ナット２５の外周面２５ａには一対の支持軸受１９、１９が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、ナット２５の端部を径方向外方に塑性変形させ、支持軸受１９の内輪１９ａの端面を押え付けた状態で加締部２６が形成されている。この加締部２６によって支持軸受１９がナット２５に対して軸方向にガタなく固定されている。ナット２５はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、加締部２６を除き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。加締部２６は防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度程度に維持し、硬化させたナット２５の他の部位よりも硬度を相対的に低下させている。これにより、加締加工によって加締部２６に微小クラックの発生等、耐久性に影響する要因を排除することができ、信頼性・耐久性を向上させることができる。なお、この加締部２６は、図示しない加締治具により、支持軸受１９の内輪１９ａの端面に密着した状態で周方向３箇所等配に形成されているが、周方向３箇所に限らず、４箇所以上であっても良いし、また、全周を径方向外方に塑性変形させて加締ても良い。
【００４４】
防炭処理は、例えば、浸炭焼き入れ時に、図示しない防炭剤によりナット２５の端部を外周に亙って被覆することにより、浸炭を防止して硬度低下領域を形成する。もっとも、防炭処理は、加締部２６のみを部分的に覆うようにしてもよい。なお、ナット２５を真空浸炭焼き入れにより硬化し、加締部２６を高周波焼なましにより硬度が低下させるようにしてもよい。真空浸炭焼き入れの場合、浸炭ガスが侵入するために防炭処理による硬度低下ができず、加締めることが不可能となる。そこで、真空浸炭の場合、真空浸炭焼き入れ後に、加締部２６に対応する部分を高周波焼なましすることにより、硬度を２０〜３０ＨＲＣまで低下させる。この場合の焼なまし処理は、ナット２５の外径側の処理となるので、一般的な高周波焼入れによる熱処理が可能となり、熱処理作業が容易となって低コスト化を図ることができる。
【００４５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る電動アクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、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。
【符号の説明】
【００４７】
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 電動モータ
３ａ モータ軸
４ 小平歯車
５ 大平歯車
６ 減速機構
７ 駆動軸
７ａ 孔
８、２４ ボールねじ機構
９ アクチュエータ本体
１０ 位置保持機構
１１ シャフト
１２ ソレノイド
１３ 受け部
１４ 転がり軸受
１５ ブッシュ
１６ ねじ軸
１６ａ、１８ａ ねじ溝
１７ ボール
１８、２５ ナット
１８ｂ、２５ａ ナットの外周面
１９ 支持軸受
１９ａ 内輪
１９ｂ 転動体
１９ｃ 外輪
２０ 駒部材
２１ キー
２２ 止め輪
２３ シールド板
２６ 加締部
５０ 電動アクチュエータ
５１ ボールねじ
５２ アクチュエータ本体
５３ 電動モータ
５３ａ モータ軸
５４ 歯車減速機構
５５ 第１歯車
５６ 位置保持機構
５７ ねじ軸
５７ａ、５８ａ ねじ溝
５８、５８’ ナット
５９ ボール
６０ ハウジング
６１、６２ 玉軸受
６３、６３’ 第２歯車
６４ シャフト
６５ ソレノイド
６６ 受部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハウジングと、
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モータ軸を介して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一対の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て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、
前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、
前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大歯車を挟持した状態で位置決め固定されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記支持軸受が両端部にシールが装着された密封型の深溝玉軸受で構成されている請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記大歯車が左右対称形状に形成され、前記ナットの外周にキーを介して固定されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記ナットの端部に止め輪が装着され、この止め輪によって前記支持軸受が軸方向に固定されている請求項１乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記ナットの端部を径方向外方に塑性変形させた加締部によって前記支持軸受が前記ナットに対して軸方向に固定されている請求項１乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で周方向複数箇所等配に形成されている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で全周に形成されている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項９】
前記ナットが肌焼き鋼からなり、前記加締部を除き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ると共に、前記加締部が防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度に維持し、硬化させた前記ナットの他の部位よりも硬度を相対的に低下させている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記ナットが真空浸炭焼き入れにより硬化され、前記加締部が高周波焼なましにより硬度を低下するようにされている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動軸が前記ハウジングに装着されたブッシュにより摺動可能に支持されると共に、このブッシュが浸炭焼入可能な金属粉からなる焼結合金で構成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１】
円筒状のハウジングと、
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モータ軸を介して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一対の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て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、
前記減速機構が前記モータ軸に固定された小歯車と、この小歯車に噛合され、前記ナットの外周に設けられた大歯車とで構成された電動アクチュエータにおいて、
前記ナットの外周がストレートな円筒形状に形成され、この外周に前記大歯車と、この両側に前記一対の支持軸受が前記大歯車を挟持した状態で位置決め固定されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記一対の支持軸受が、前記駆動軸からのスラスト荷重および前記大歯車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同一仕様の転がり軸受で構成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記支持軸受が両端部にシールが装着された密封型の深溝玉軸受で構成されている請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記大歯車が左右対称形状に形成され、前記ナットの外周にキーを介して固定されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記ナットの端部に止め輪が装着され、この止め輪によって前記支持軸受が軸方向に固定されている請求項１乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記ナットの端部を径方向外方に塑性変形させた加締部によって前記支持軸受が前記ナットに対して軸方向に固定されている請求項１乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で周方向複数箇所等配に形成されている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記加締部が前記支持軸受の内輪の端面に密着した状態で全周に形成されている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項９】
前記ナットが肌焼き鋼からなり、前記加締部を除き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ると共に、前記加締部が防炭処理により浸炭焼き入れせずに２０〜３０ＨＲＣの素材硬度に維持し、硬化させた前記ナットの他の部位よりも硬度を相対的に低下させている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記ナットが真空浸炭焼き入れにより硬化され、前記加締部が高周波焼なましにより硬度を低下するようにされている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動軸が前記ハウジングに装着されたブッシュにより摺動可能に支持されると共に、このブッシュが浸炭焼入可能な金属粉からなる焼結合金で構成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３９７６５（Ｐ２０１２−３９７６５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７８５２（Ｐ２０１０−１７７８５２）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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