CN108603576A - 滚珠丝杠装置及具备该滚珠丝杠装置的电动致动器 - Google Patents

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Abstract

滚珠丝杠装置(31)具备滚珠丝杠轴(33)以及隔着多个滚珠(34)旋转自如地嵌合在滚珠丝杠轴(33)的外周的滚珠丝杠螺母(32)，伴随着滚珠丝杠螺母(32)的旋转，滚珠丝杠轴(33)沿着轴向进行直线运动，在滚珠丝杠装置(31)中，滚珠丝杠轴(33)形成为具有沿着轴向延伸的孔部(33b)的中空状，在孔部(33b)配置有用于对滚珠丝杠轴(33)的轴向的位移量进行检测的行程检测用传感器(55)。

Description

滚珠丝杠装置及具备该滚珠丝杠装置的电动致动器
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠装置及具备该滚珠丝杠装置的电动致动器。
背景技术
作为将旋转运动转换为直线运动来输出的运动转换装置的一种，已知有具备滚珠丝杠轴以及隔着多个滚珠旋转自如地嵌合在滚珠丝杠轴的外周的滚珠丝杠螺母的滚珠丝杠装置。另外，作为将这种滚珠丝杠装置用于运动转换机构的装置，已知有例如利用电动机(电动马达)的力来进行机动车的自动变速器、制动器及转向器等的操作的电动致动器(专利文献1)。专利文献1的电动致动器构成为，接受电动机的旋转运动而使滚珠丝杠螺母进行旋转(绕滚珠丝杠轴的轴线进行旋转)，伴随于此，滚珠丝杠轴沿着轴向进行进退移动。
在像专利文献1的电动致动器那样运动转换机构中采用滚珠丝杠装置且滚珠丝杠轴构成该致动器的输出构件的电动致动器中，对操作对象赋予与滚珠丝杠轴的轴向的进退移动量(轴向的位移量)相应的输出(载荷)，因此需要对滚珠丝杠轴的轴向的位移量高精度地进行管理、控制。因此，在这种电动致动器中，通常设有用于检测滚珠丝杠轴的轴向的位移量的传感器。在专利文献1的电动致动器中，通过将旋转角传感器与还作为电动机转子发挥功能的设于滚珠丝杠螺母的磁铁隔着轴向的间隙而对置配置，由此对与滚珠丝杠螺母的旋转相伴的磁铁的磁通变化进行检测，能够根据该检测值来间接地导出滚珠丝杠轴的轴向的位移量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-330942号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在像专利文献1那样设计成间接地导出滚珠丝杠轴的轴向的位移量的情况下，在进行滚珠丝杠轴的位移量检测时，会受到滚珠丝杠装置的晃动、刚性、动作精度等的影响，因此未必能够准确地检测出滚珠丝杠轴的位移量。因此，可能无法实现滚珠丝杠轴的动作精度优异且富于可靠性的滚珠丝杠装置、进而是电动致动器。尤其是，在为了将电动致动器适用于例如需要大载荷的操作对象的控制用途而在电动机部与滚珠丝杠装置之间设置减速器这样的情况下，在滚珠丝杠轴的位移量检测时也会受到减速器的动作精度等的影响，因此无法准确地进行滚珠丝杠轴的位移量检测的可能性进一步增高。
另一方面，在将这种电动致动器用于机动车等车辆的情况下，还为了确保相对于使用设备的良好的搭载性而要求尽可能地轻量、紧凑。
鉴于上述情况，本发明的课题在于实现轻量、紧凑且能够准确地检测出滚珠丝杠轴的轴向的位移量的滚珠丝杠装置。另外，本发明的另一课题在于实现轻量、紧凑且相对于使用设备的搭载性优异、输出构件的动作精度优异的富于可靠性的电动致动器。
用于解决课题的方案
用于解决上述的课题而提出的本发明的滚珠丝杠装置具备：滚珠丝杠轴；以及隔着多个滚珠旋转自如地嵌合在滚珠丝杠轴的外周的滚珠丝杠螺母，伴随着滚珠丝杠螺母进行旋转，滚珠丝杠轴沿着轴向进行进退移动，滚珠丝杠装置的特征在于，滚珠丝杠轴形成为具有沿着轴向延伸的孔部的中空状，在上述孔部配置有用于检测滚珠丝杠轴的轴向的位移量的行程检测用传感器。
根据这样的结构，能够直接检测出滚珠丝杠轴的轴向的位移量，在进行滚珠丝杠轴的位移量检测时，不会受到滚珠丝杠装置的晃动、刚性、动作精度等的影响，因此能够准确地检测出滚珠丝杠轴的位移量。这样的作用效果在对滚珠丝杠螺母赋予旋转力的发动机、电动机等原动机与滚珠丝杠螺母之间追加设置了对原动机的旋转进行减速而向滚珠丝杠螺母传递的减速器的情况下也同样能够享有。因此，能够实现滚珠丝杠轴的动作精度优异且富于可靠性的滚珠丝杠装置。另外，行程检测用传感器配置在形成为中空状的滚珠丝杠轴的内周，因此在将这种传感器配置于滚珠丝杠轴的外部那样的情况下，无需另行确保传感器配置用的专用空间。因此，能够使包括行程检测用传感器而构成的滚珠丝杠装置轻量化、紧凑化。
行程检测用传感器可以是对形成在永磁铁的周围的轴向及径向的磁场进行检测并基于检测结果来算出滚珠丝杠轴的轴向的位移量的霍尔传感器，所述永磁铁与行程检测用传感器隔着径向间隙而对置配置。
本发明的滚珠丝杠装置由于具有上述的特长，因此能够使如下那样构成的电动致动器轻量且紧凑，相对于使用设备的搭载性优异，输出构件的动作精度优异且富于可靠性，其中，所述电动致动器具备接受电力的供给而被驱动的电动机部以及将电动机部的旋转运动转换为直线运动的运动转换机构部，在运动转换机构部中采用上述的滚珠丝杠装置，且使滚珠丝杠轴的中心轴与电动机部的旋转中心一致。
可以在运动转换机构部中还设置将电动机部的旋转减速而向滚珠丝杠螺母传递的减速器。这种情况下，由于能够采用小型的电动机，因此能够进一步使电动致动器轻量化、紧凑化。作为减速器，可以采用行星齿轮减速器。若为行星齿轮减速器，则具有如下优点：例如通过变更齿轮的规格数据或变更行星齿轮的设置级数，而能够容易地调整减速比，并且即便将行星齿轮设置为多级，也能够避免减速器的大型化。
电动致动器还可以具有对滚珠丝杠轴始终向原点侧施力的施力构件。这样，例如，在未向电动机部适当地供给驱动电力这样的情况下，能够使滚珠丝杠轴自动地复位到原点，尽可能地减少对操作对象(使用设备)的工作造成恶劣影响的可能性。
上述结构的电动致动器可以具备：由在轴向上结合的多个构件构成，用于收容电动机部及运动转换机构部的框体；以及对用于向电动机部供给电力(驱动电力)的供电电路及行程检测用传感器进行保持的端子部。这种情况下，能够利用框体的构成构件从轴向两侧夹持端子部。由此，能够提高电动致动器的组装性。
端子部可以在其外周部具有用于将与供电电路连接的引线及与行程检测用传感器连接的信号线向框体的外径侧引出的开口部。这样，能够容易地实现例如将多个电动致动器串联配置且使各滚珠丝杠轴独立地进行直线运动的电动致动器。这样的电动致动器能够搭载于有两个以上的操作对象的使用设备、例如作为自动变速器的一种的DCT(DualClutch Transmission)，能够有助于自动变速器整体的简化及轻量化、紧凑化。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够实现轻量、紧凑且能够准确地检测出滚珠丝杠轴的轴向的位移量的滚珠丝杠装置。另外，若将本发明的滚珠丝杠装置适用于电动致动器的运动转换机构部，则能够实现轻量、紧凑且相对于使用设备的搭载性优异、输出构件的动作精度优异且富于可靠性的电动致动器。
附图说明
图1是具备本发明的一实施方式的滚珠丝杠装置的电动致动器的纵剖视图。
图2是图1的E-E线向视剖视图。
图3是将电动机的转子和运动转换机构部取出并放大后的纵剖视图。
图4是图1的F-F线向视剖视图。
图5是表示将齿圈装入外壳后的状态的纵剖视图。
图6是将电动机的定子和端子部取出并放大后的纵剖视图。
图7是图1的G-G线向视剖视图。
图8是图1的H-H线向视剖视图。
图9是图1所示的电动致动器的左侧视图。
图10是图9的I-I线向视剖视图。
图11是用于说明基于行程检测传感器进行滚珠丝杠轴的位移量检测的方案的示意图。
图12是表示电动致动器的控制系统的框图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示具备本发明的一实施方式的滚珠丝杠装置的电动致动器的纵剖视图，图2表示图1的E-E线向视剖视图，图3表示将电动机的转子和运动转换机构部取出并放大后的纵剖视图。需要说明的是，图1及图2示出电动致动器的输出构件(构成电动致动器的输出构件的滚珠丝杠装置的滚珠丝杠轴)位于原点的状态。位于原点的状态是指在后述的作为施力构件的压缩螺旋弹簧48的作用下处于罩29与弹簧安装衬套36机械地抵接的位置的状态。如图1及图2所示，电动致动器1具备接受电力的供给而被驱动的电动机部A、将电动机部A的旋转运动转换为直线运动来输出的运动转换机构部B、对未图示的操作对象进行操作的操作部C、以及端子部D，这些构件收容保持在框体2中。
框体2由在同轴配置的状态下在轴向上结合的多个构件构成。本实施方式的框体2通过轴向一侧(在图1及图2中为纸面右侧，下同)的端部及轴向另一侧(在图1及图2中为纸面左侧，下同)的端部开口的筒状的外壳20、闭塞外壳20的轴向另一侧的端部开口的罩29、以及配置在外壳20与罩29之间且构成端子部D的端子主体50的结合体来构成。罩29及端子主体50通过图9、10所示的组装用螺栓61安装固定于外壳20。
电动机部A由具备固定于外壳20的定子23及隔着径向间隙而与定子23的内周对置配置的转子24的径向间隙型的电动机(详细而言，具有U相、V相及W相的三相无刷电动机)25构成。定子23具备装配在定子铁心23a上的绝缘用的线圈架23b及卷绕在线圈架23b上的线圈23c。转子24具备转子铁心24a、安装在转子铁心24a的外周的永磁铁24b、以及将转子铁心24a装配在外周的中空轴状的转子内衬26。
如图3所示，转子铁心24a在将侧板65安置于转子内衬26的轴向一侧的肩部26a之后与转子内衬26的外周面26b嵌合。永磁铁24b在嵌合于转子铁心24a的外周之后，由转子内衬26中的安装在转子铁心24a的轴向另一侧的端部外侧的侧板65以及安装在侧板65的轴向外侧的卡环66定位而被固定。
如图1～图3所示，在转子内衬26的轴向一侧的端部外周形成有滚动轴承27的内侧滚道面27a，滚动轴承27的外圈27b装配于在外壳20的内周面上固定的轴承支架28。另外，在转子内衬26的轴向另一侧的端部内周面与罩29的圆筒部29a的外周面之间装配有滚动轴承30。通过这样的结构，转子内衬26经由滚动轴承27、30旋转自如地支承于框体2。
如图1～图3所示，本实施方式的运动转换机构部B具备滚珠丝杠装置31和减速器(行星齿轮减速器10)。
滚珠丝杠装置31构成电动致动器1的输出构件，具备：与转子24(转子内衬26)同轴配置的滚珠丝杠轴33；隔着多个滚珠34旋转自如地嵌合在滚珠丝杠轴33的外周的滚珠丝杠螺母32；以及作为循环构件的挡块35。在形成于滚珠丝杠螺母32的内周面的螺旋状槽32a与形成于滚珠丝杠轴33的外周面的螺旋状槽33a之间装填多个滚珠34，并装入两个挡块35。通过这样的结构，在滚珠丝杠轴33沿着轴向进行进退移动(直线运动)时，两列滚珠34在两螺旋状槽32a、33a之间循环。在滚珠丝杠轴33的轴向一侧的端部能够装拆地装配有作为操作部C的致动器头39。
滚珠丝杠轴33形成为具有沿着轴向延伸的孔部(在本实施方式中为在轴向两侧的端面开口的贯通孔)33b的中空状，在孔部33b中收容有弹簧安装衬套36。弹簧安装衬套36例如由PPS等树脂材料形成，一体地具有设置在轴向一侧的端部的圆形实心部36a、设置在轴向另一侧的端部的凸缘状的弹簧承受部36b、以及将圆形实心部36a与弹簧承受部36b连接的筒部36c。
收容在滚珠丝杠轴33的孔部33b中的弹簧安装衬套36通过以沿着径向贯穿圆形实心部36a和滚珠丝杠轴33的方式嵌入销37而连结固定于滚珠丝杠轴33。销37的两端部从滚珠丝杠轴33的外周面向径向外侧突出，在该突出部分旋转自如地外嵌有引导衬套38。引导衬套38例如由PPS等树脂材料形成，且被嵌入在外壳20的小径圆筒部20a的内周设置的沿着轴向延伸的引导槽20b(一并参照图5)。通过这样的结构，在伴随着电动机25的旋转而滚珠丝杠螺母32绕着滚珠丝杠轴33的轴线进行旋转时，滚珠丝杠轴33在被止转了的状态下沿着轴向进行直线运动。
如图1～图4所示，行星齿轮减速器10具备固定于外壳20的齿圈40、压入固定于转子内衬26的台阶部内周面的太阳轮41、配置在齿圈40与太阳轮41之间且与两齿轮40、41啮合的多个(在本实施方式中为四个)行星齿轮42、将行星齿轮42保持为旋转自如的行星齿轮架43及行星齿轮支架44。
如图4所示，在齿圈40的外周，在周向上分离的多个部位(在图示例中为四个部位)设置有向径向外侧突出的凸挡40a，各凸挡40a与在外壳20的内周面20c的周向上分离的四个部位设置的轴向槽20e(一并参照图5)分别嵌合。由此，齿圈40相对于外壳20被止转。
行星齿轮架43能够相对于转子内衬26进行相对旋转，如图1～图3所示，行星齿轮架43一体地具有配置在转子内衬26的内周面与滚珠丝杠螺母32的外周面32b之间的圆筒部43a。圆筒部43a的外周面隔着径向间隙而与转子内衬26的内周面(及太阳轮41的内周面)对置，圆筒部43a的内周面被压入嵌合于滚珠丝杠螺母32的外周面32b。通过具有以上的结构的行星齿轮减速器10，电动机25的转子内衬26的旋转在被减速的状态下向滚珠丝杠螺母32传递。由此，能够增加转矩，因此能够采用小型的电动机25，使电动致动器1整体上轻量化、紧凑化。
如图1～图3所示，在滚珠丝杠螺母32的轴向一侧的端面与外壳20之间配设有推力垫圈45，在推力承载环46与滚珠丝杠螺母32的轴向另一侧的端面之间配置有推力滚针轴承47，推力承载环46安装在罩29的圆筒部29a的前端部外周。通过该推力滚针轴承47来平稳地承受滚珠丝杠轴33向轴向一侧进行直线运动(前进)时的推力载荷。
如图1及图2所示，在罩29的圆筒部29a的内周面29b与滚珠丝杠轴33的外周面之间配置有作为施力构件的压缩螺旋弹簧48。压缩螺旋弹簧48的轴向一侧及另一侧的端部分别与推力滚针轴承47及弹簧安装衬套36的弹簧承受部36b抵接。在这样设置的压缩螺旋弹簧48的弹簧力的作用下，与弹簧安装衬套36连结的滚珠丝杠轴33始终被向原点侧施力。这样，例如在没有向电动机部A(电动机25)供给适当的驱动电力的情况下，使滚珠丝杠轴33自动地复位到原点，能够尽可能地减少对未图示的操作对象的动作造成恶劣影响的可能性。
参照图9及图10对罩29的详细情况进行说明。图9是图1的左侧视图，图10是图9所示的I-I线向视剖视图。罩29由加工性(量产性)及导热率优异的金属材料、例如铝合金、锌合金或镁合金形成。可以在罩29的外侧表面设置用于提高电动致动器1的冷却效率的冷却翅片，在此省略图示。如图10所示，在罩29的圆筒部29a的外周面设置有供滚动轴承30装配的轴承装配面63以及与推力承载环46嵌合的嵌合面64。另外，如图9所示，在罩29设置有供电动致动器1的组装用螺栓61穿过的未图示的贯通孔以及供用于将电动致动器1安装于使用设备的安装用螺栓穿过的贯通孔62。
接着，参照图1及图6～图8对端子部D进行说明。图6是将图1所示的电动机25的定子23和端子部D取出并放大后的纵剖视图，图7是图1的G-G线向视剖视图，图8是图1的H-H线向视剖视图。如图6所示，端子部D具备：端子主体50，其一体地具有构成框体2的一部分的短筒状部及从短筒状部的轴向另一侧的端部向径向内侧延伸的圆盘状部；相对于端子主体50(的圆盘状部)螺纹紧固的母线51及印制基板52。如图7及图8所示，端子主体50(的短筒状部)具有供图9、10所示的组装用螺栓61穿过的贯通孔50A以及供用于将电动致动器1安装于使用设备的螺栓穿过的贯通孔50B，端子主体50通过上述的组装用螺栓61而被夹持在外壳20与罩29之间(参照图1)。端子主体50例如由PPS等树脂材料形成。
端子部D(端子主体50)保持用于向电动机25供给驱动电力的供电电路。如图7及图8所示，供电电路通过如下方式构成：将定子23的线圈23c按U相、V相、W相分别与母线51的端子51a连接，而且如图2所示，将母线51的端子51b与端子主体50的端子台50a用螺钉70紧固。端子台50a具有与未图示的引线连接的端子50b，上述的引线经由在端子主体50的外周部(短筒状部)设置的开口部50c(参照图1)被向框体2的外径侧引出，而与控制装置80的控制器81(参照图12)连接。
在本实施方式的电动致动器1上搭载有两种传感器，这两种传感器保持于端子部D。如图1等所示，两种传感器中的一种是用于电动机25的旋转控制的旋转角度检测用传感器53，另一种是用于滚珠丝杠轴33的行程控制(轴向的位移量检测)的行程检测用传感器55。作为旋转角度检测用传感器53及行程检测用传感器55，均使用作为磁传感器的一种的霍尔传感器。
如图1及图8所示，旋转角度检测用传感器53安装于呈圆盘状的印制基板52，旋转角度检测用传感器53与安装在转子内衬26的轴向另一侧的端部的脉冲环54隔着轴向间隙而对置配置。该旋转角度检测用传感器53确定向电动机25的U相、V相、W相分别通电流的时机。
如图2、图7及图8所示，行程检测用传感器55沿着轴向，且安装于轴向另一侧的端部与印制基板52连接的带状的印制基板56。印制基板56及行程检测用传感器55配置在滚珠丝杠轴33的孔部33b的内部，更详细而言配置在收容于孔部33b的弹簧安装衬套36的筒部36c的内周。另外，在弹簧安装衬套36的筒部36c的内周以与行程检测用传感器55隔着径向间隙而对置的方式安装有作为目标的永磁铁57，在本实施方式中，在轴向上分离的两个部位安装永磁铁57。并且，如图11示意性示出的那样，由霍尔传感器构成的行程检测用传感器55对形成在永磁铁57的周围的轴向的磁场x及径向的磁场y分别进行检测，并基于此算出滚珠丝杠轴33的轴向的位移量。
旋转角度检测用传感器53的信号线及行程检测用传感器55的信号线均经由端子主体50的开口部50c(参照图1)被向框体2的外径侧引出，而与控制装置80(参照图12)连接，在此省略详细的图示。
简单对具有以上的结构的电动致动器1的组装顺序进行说明。首先，如图5所示，将齿圈40装入外壳20。接着，将图3所示的电动机25的转子24和运动转换机构部B的副组件向外壳20插入。此时，使行星齿轮42与齿圈40啮合，使引导衬套38嵌合于外壳20的引导槽20b，进而使轴承支架28嵌合于外壳20的内周面20c。之后，在图6所示的电动机25的定子23和端子主体50(端子部D)的副组件中，将定子23嵌合于外壳20的内周，之后将罩29及端子主体50利用组装用螺栓61(参照图9)紧固于外壳20。由此，完成电动致动器1。
如以上所说明的那样，在本实施方式的滚珠丝杠装置31及将其用于运动转换机构部B的电动致动器1中，将滚珠丝杠轴33形成为中空状，在滚珠丝杠轴33的内周配置有用于检测滚珠丝杠轴33的轴向的位移量的行程检测用传感器55。根据这样的结构，能够直接检测滚珠丝杠轴33的轴向的位移量，在进行滚珠丝杠轴33的位移量检测时，不会受到包括该滚珠丝杠轴33、滚珠丝杠螺母32而构成的滚珠丝杠装置31的晃动、刚性、动作精度等的影响。因此，能够准确地检测出滚珠丝杠轴33的轴向的位移量。另外，在本实施方式中，在运动转换机构部B设置有将电动机部A的旋转减速而向滚珠丝杠螺母32传递的行星齿轮减速器10，但行星齿轮减速器10的晃动、动作精度不会对滚珠丝杠轴33的轴向的位移量检测造成影响。因此，能够实现滚珠丝杠轴33的动作精度优异且富于可靠性的滚珠丝杠装置31、进而是电动致动器1。另外，行程检测用传感器55配置在形成为中空状的滚珠丝杠轴33的内周，因此在将这种传感器配置于滚珠丝杠轴33的外部的情况下，无需另行确保传感器配置用的专用空间。因此，能够实现电动致动器1的轻量化、紧凑化，从而提高相对于使用设备的搭载性。
另外，就转子内衬26而言，轴向一侧的端部由与转子铁心24a的轴向一侧的端部接近配置的滚动轴承27支承为旋转自如，并且，轴向另一侧的端部由与转子铁心24a的轴向另一侧的端部接近配置的滚动轴承30支承为旋转自如。通过这样的结构，能够使转子内衬26在轴向上紧凑化。此外，滚动轴承27配置在滚珠丝杠螺母32的轴向宽度的内侧的结构也与上述结构相辅相成，从而能够缩短电动致动器1的框体2的轴向尺寸L(参照图1)。
另外，若要取得转子24的旋转平衡，则支承转子内衬26的滚动轴承27、30能够承受转子24的自重这种程度的径向载荷即可。这种情况下，一体地具有滚动轴承27的内侧滚道面27a的转子内衬26无需由高强度的材料形成，即便由例如省略了淬火、回火等热处理的廉价的软钢材形成，也能够确保必要强度。尤其是，在本实施方式中，将电动机25的旋转运动经由行星齿轮减速器10向滚珠丝杠螺母32传递，因此不会产生径向载荷，另外，伴随滚珠丝杠轴33的直线运动(尤其是前进移动)而产生的反力(推力载荷)直接由推力滚针轴承47来承受。因而，滚动轴承27只要具有径向方向的定位功能就足够，因此一体地具有滚动轴承27的内侧滚道面27a的转子内衬26只要是上述那样的材料规格就足够。由此，能够使电动致动器1低成本化。
另外，推力滚针轴承47配置在对转子内衬26进行支承的滚动轴承27、30之间的轴向范围内，因此对于力矩载荷来说是有利的，该轴承能够使用小型的构件。尤其是，在像本实施方式那样将推力滚针轴承47配置在对转子内衬26进行支承的滚动轴承27、30之间的轴向中央附近的情况下，对于力矩载荷来说是极其有利的，能够进一步促进推力滚针轴承47的小型化。其结果是，推力滚针轴承47及推力承载环46等能够采用小型的构件，由此使电动致动器1整体紧凑化。
另外，通过将行星齿轮架43的圆筒部43a作为行星齿轮减速器10的输出部，将该圆筒部43a压入嵌合于滚珠丝杠螺母32的外周面32b，由此将行星齿轮架43与滚珠丝杠螺母32连结为能够传递转矩，因此组装时的连结作业性良好，此外，对于减速后的高转矩，也能够稳定地进行转矩传递。
另外，通过在运动转换机构部B设置行星齿轮减速器10来实现的电动机部A(电动机25)的小型化与转子内衬26、行星齿轮架43的圆筒部43a及滚珠丝杠螺母32的半径方向上的重叠结构相辅相成，从而还能够减小电动致动器1的框体2的径向尺寸M(参照图1)。由此，能够使电动致动器1进一步紧凑化，进一步提高相对于使用设备的搭载性。
另外，通过在转子内衬26的内周面压入嵌合行星齿轮减速器10的太阳轮41，由此转子内衬26与太阳轮41连结为能够传递转矩，因此在这点上组装时的连结作业性也良好。需要说明的是，即便采用这样的连结结构，只要太阳轮41能够与减速前的转子内衬26一体旋转即可，因此能够在两者之间充分地确保必要的转矩传递性能。而且，转子内衬26与太阳轮41在对转子内衬26进行支承的滚动轴承27的正下方位置处连结，因此太阳轮41的旋转精度也良好。
另外，由于将转子内衬26与滚珠丝杠螺母32设为不同体结构，因此例如在采用规格不同的滚珠丝杠装置31的情况下，能够共用转子内衬26(甚至是电动机部A)。由此，能够提高通用性，还容易通过共用部件来开展多个品种进而实现电动致动器1的系列化。
另外，采用了将供电电路、旋转角度检测用传感器53及行程检测用传感器55等用端子主体50来保持、且由外壳20和罩29在轴向上夹持该端子主体50(端子部D)的三明治结构，因此组装性良好。进而，通过上述的三明治结构、以及能够将供电电路的引线、上述传感器的信号线经由设置在端子主体50的外周部(短筒状部)的开口部50c向框体2(电动致动器1)的外径侧引出的结构，由此还能够将多个电动致动器1在轴向上相连配置，能够实现可对多个操作对象独立进行操作的电动致动器。
最后，参照图1及图12对本实施方式的电动致动器1的工作方式进行简单说明。例如，在向车辆上位的ECU输入操作量时，ECU基于该操作量来运算要求的位置指令值，在此省略图示。如图12所示，位置指令值被向控制装置80的控制器81发送，控制器81运算对位置指令值来说必要的电动机旋转角的控制信号，并将该控制信号向电动机25发送。
基于从控制器81发送来的控制信号，转子24(转子内衬26)进行旋转，该旋转运动被向运动转换机构部B传递。具体而言，在转子内衬26旋转时，与转子内衬26连结的行星齿轮减速器10的太阳轮41旋转，伴随于此，行星齿轮42公转且行星齿轮架43旋转。由此，转子内衬26的旋转运动向与行星齿轮架43连结的滚珠丝杠螺母32传递。此时，通过行星齿轮42的公转运动，转子内衬26的转速被减小，因此向滚珠丝杠螺母32传递的转矩增加。
在接受转子内衬26的旋转运动而使滚珠丝杠螺母32旋转时，滚珠丝杠轴33在止转状态下向轴向一侧进行直线运动(前进)。此时，滚珠丝杠轴33前进到基于控制器81的控制信号所指示的位置，安装在滚珠丝杠轴33的轴向一侧的端部的致动器头39对未图示的操作对象沿轴向进行操作。
还如图12所示，滚珠丝杠轴33的轴向位置(轴向的位移量)由行程检测用传感器55来检测，该检测值被向控制装置80的比较部82发送。并且，比较部82算出由行程检测用传感器55检测出的检测值与位置指令值的差量，控制器81基于该算出值及从旋转角度检测用传感器53发送来的信号而向电动机25发送控制信号。这样，对致动器头39的位置进行反馈控制。因此，在将本实施方式的电动致动器1例如适用于线控换挡的情况下，能够可靠地控制换挡位置。需要说明的是，用于驱动电动机部A(电动机25)、传感器53、55等的电力从设置在车辆侧的蓄电池等外部电源(未图示)经由控制装置80向电动机25等供给。
以上，对本发明的一实施方式的滚珠丝杠装置31及具备其的电动致动器1进行了说明，但本发明的实施方式并不局限于此。
例如，在以上所说明的实施方式中，通过设置在滚珠丝杠轴33的轴向的两端面开口的孔部33b(轴向的贯通孔)，而将滚珠丝杠轴33形成为中空状，并且，在滚珠丝杠轴33的内周配置有行程检测用传感器55，但也可以在滚珠丝杠轴33设置仅在其轴向另一侧的端面开口的沿着轴向延伸的孔部33b，在该孔部33b配置行程检测用传感器55。
另外，在以上说明的实施方式中，设置了将滚珠丝杠轴33始终向原点侧施力的作为施力构件的压缩螺旋弹簧48，压缩螺旋弹簧48根据需要施力的功能这种用途来设置即可，在不需要的情况下也可以省略。
另外，在以上所说明的实施方式中，构成运动转换机构部B的减速器采用了行星齿轮减速器10，但也可以采用具有其他机构的减速器。另外，本发明不仅可以适用于具备减速器的电动致动器1，还可以适用于不具备减速器的电动致动器1。虽省略图示，但在省略减速器的情况下，只要将滚珠丝杠螺母32与转子内衬26连结为能够直接传递转矩即可。
另外，本发明的滚珠丝杠装置31不仅可以适用于以上所说明的电动致动器1，还能够适用于其他电气设备。
本发明丝毫不限定于上述的实施方式，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方案实施，本发明的范围通过请求的范围来表示，进而与请求的范围所记载的范围等同的方案以及该范围内的所有变更均包含在本发明的范畴中。
附图标记说明
1 电动致动器
2 框体
10 行星齿轮减速器(减速器)
20 外壳
23 定子
24 转子
25 电动机
26 转子内衬
29 罩
31 滚珠丝杠装置
32 滚珠丝杠螺母
33 滚珠丝杠轴
33b 孔部
34 滚珠
40 齿圈
41 太阳轮
42 行星齿轮
43 行星齿轮架
47 推力滚针轴承
48 压缩螺旋弹簧(施力构件)
50 端子主体
50c 开口部
55 行程检测用传感器
57 永磁铁
A 电动机部
B 运动转换机构部
C 操作部
D 端子部
L 框体的轴向尺寸
M 框体的径向尺寸

Claims (8)

1.一种滚珠丝杠装置，其具备：
滚珠丝杠轴；以及
隔着多个滚珠旋转自如地嵌合在所述滚珠丝杠轴的外周的滚珠丝杠螺母，
伴随着该滚珠丝杠螺母进行旋转，所述滚珠丝杠轴沿着轴向进行进退移动，
所述滚珠丝杠装置的特征在于，
所述滚珠丝杠轴形成为具有沿着轴向延伸的孔部的中空状，
在所述孔部配置有用于检测所述滚珠丝杠轴的轴向的位移量的行程检测用传感器。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其中，
所述行程检测用传感器是对形成在永磁铁的周围的轴向及径向的磁场进行检测，并基于检测结果来算出所述滚珠丝杠轴的轴向的位移量的霍尔传感器，所述永磁铁与所述行程检测用传感器隔着径向间隙而对置配置。
3.一种电动致动器，其特征在于，具备：
接受电力的供给而被驱动的电动机部；以及
将该电动机部的旋转运动转换为直线运动的运动转换机构部，
在所述运动转换机构部中采用权利要求1或2所述的滚珠丝杠装置，且使所述滚珠丝杠轴的中心轴与所述电动机部的旋转中心一致。
4.根据权利要求3所述的电动致动器，其中，
所述运动转换机构部还具备将所述电动机部的旋转减速而向所述滚珠丝杠螺母传递的减速器。
5.根据权利要求4所述的电动致动器，其中，
所述减速器是行星齿轮减速器。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的电动致动器，其中，
所述电动致动器具有将所述滚珠丝杠轴始终向原点侧施力的施力构件。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的电动致动器，其中，
所述电动致动器还具备：
由在轴向上结合的多个构件构成，用于收容所述电动机部及所述运动转换机构部的框体；以及
对用于向所述电动机部供给所述电力的供电电路及所述行程检测用传感器进行保持的端子部，
所述端子部被所述框体的构成构件从轴向两侧夹持。
8.根据权利要求7所述的电动致动器，其中，
所述端子部在其外周部具有用于将与所述供电电路连接的引线及与所述行程检测用传感器连接的信号线向所述框体的外径侧引出的开口部。
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