JP2011117513A - Electric actuator - Google Patents
Electric actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011117513A JP2011117513A JP2009274487A JP2009274487A JP2011117513A JP 2011117513 A JP2011117513 A JP 2011117513A JP 2009274487 A JP2009274487 A JP 2009274487A JP 2009274487 A JP2009274487 A JP 2009274487A JP 2011117513 A JP2011117513 A JP 2011117513A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- groove
- housing
- electric actuator
- screw shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
- F16H25/2228—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls the device for circulation forming a part of the screw member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
- F16H2025/2081—Parallel arrangement of drive motor to screw axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
Description
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。 The present invention relates to an electric actuator provided with a ball screw mechanism used in a drive unit of a general industrial electric motor or automobile, and more specifically, a rotation input from an electric motor is applied to a ball screw mechanism in an automobile transmission or a parking brake. The present invention relates to an electric actuator that converts linear motion of a drive shaft via
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。 In electric actuators used in various drive units, a gear mechanism such as a trapezoidal screw or a rack and pinion is generally used as a mechanism for converting the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction. Since these conversion mechanisms involve a sliding contact portion, the power loss is large, and it is necessary to increase the size of the electric motor and increase the power consumption. Therefore, a ball screw mechanism has been adopted as a more efficient actuator.
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アキシアル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。 As a conventional electric actuator, for example, an electric motor supported by a housing can freely rotate a ball screw shaft constituting a ball screw, and an output member coupled to a nut by rotating the ball screw shaft. Displaceable in the axial direction. The ball screw mechanism has very low friction, and the ball screw shaft is easily rotated by an axial load acting on the output member side. Therefore, it is necessary to hold the position of the output member when the electric motor is stopped.
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。
Therefore, for example, a brake means is provided in the electric motor, or a low-efficiency thing such as a worm gear is provided as a transmission means. As a typical example, an electric actuator as shown in FIG. Are known. The
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。
The
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。
The actuator
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。
The
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。)。
The
こうした従来の電動アクチュエータ50では、ボールねじ51は、図示しないが、転動路を周回経路とするリターンチューブや駒部材等の公知の循環部材によってボール59が無限循環するようになっている。然しながら、ナット58にこうした循環部材を設けることは構造上難しく、加工工数が嵩んでコスト高騰を招くだけでなく、ナット58自体が大型化して軽量・コンパクト化が阻害されると言った問題があった。
In such a conventional
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、部品点数と加工工数を削減して低コスト化を図ると共に、ボール循環機構を簡素化して信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is an electric actuator that reduces the number of parts and the number of processing steps to reduce the cost and simplifies the ball circulation mechanism to improve the reliability. The purpose is to provide.
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た電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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たねじ軸とで構成され、前記ねじ軸が、外周に前記ねじ溝に対応するねじ溝が形成され、このねじ溝を個別に閉ループとし、下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように直線状に蛇行するボール循環溝が形成されると共に、このボール循環溝と前記ハウジングに装着されたブッシュとで当該ねじ軸が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ている。
In order to achieve the object, the invention according to
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た電動アクチュエータにおいて、ボールねじ機構が、減速機構に連結され、ハウジングに装着された転がり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たねじ軸とで構成され、ねじ軸が、外周にねじ溝に対応するねじ溝が形成され、このねじ溝を個別に閉ループとし、下流のボールを内径側へ沈み込ませ、ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように直線状に蛇行するボール循環溝が形成されると共に、このボール循環溝とハウジングに装着されたブッシュとで当該ねじ軸が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ているので、部品点数と加工工数を削減して低コスト化を図ると共に、ボール循環機構を簡素化して信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供することができる。 As described above, in the electric actuator including the speed reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor and the ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor to the linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism. A ball screw mechanism is connected to the speed reduction mechanism, is rotatably supported via a rolling bearing mounted on the housing, and is supported so as not to move in the axial direction, and a nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery, The screw shaft is inserted into the nut through a large number of balls and is integrated with the drive shaft coaxially. The screw shaft has a screw groove corresponding to the screw groove formed on the outer periphery. A closed loop is individually formed, and a ball circulation groove is formed so that the downstream ball sinks to the inner diameter side, passes over the land portion of the nut, and returns to the upstream side. The bushing mounted on the ging supports the screw shaft so that it cannot rotate with respect to the housing and can move in the axial direction. This reduces the number of parts and man-hours, reduces costs, and circulates the ball. An electric actuator having a simplified mechanism and improved reliability can be provided.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝が一巻形成されると共に、前記ねじ軸の外周に前記ハウジングに形成されたキー溝に係合する平行キーが装着されていれば、ねじ軸を軸方向に案内支持するブッシュとによって、ねじ軸とナットの相対位置が同軸上で安定し、ボールの内部負荷分布が均一となって、所望の耐久性を確保することができると共に、ねじ軸の長さを短縮することができ、電動アクチュエータのコンパクト化を達成することができる。
Preferably, as in the invention according to
また、請求項3に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝とボール循環溝がエンドミルによるポイント切削によって形成されていれば、所定の形状・寸法を精度良く仕上げることができる。 Further, as in the third aspect of the invention, if the screw groove and the ball circulation groove of the screw shaft are formed by point cutting by an end mill, a predetermined shape and dimension can be finished with high accuracy.
また、請求項4に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝の断面がゴシックアーク形状に形成されていれば、ボール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ので、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。 In addition, if the cross section of the screw groove of the screw shaft is formed in a Gothic arc shape as in the invention described in claim 4, the contact angle with the ball can be increased and the axial clearance can be set small. The rigidity with respect to the directional load is increased, and the occurrence of vibration can be suppressed.
また、請求項5に記載の発明のように、前記ねじ軸が中炭素鋼または肌焼き鋼からなり、高周波焼入れによって前記ねじ軸のねじ溝とボール循環溝の表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されていれば、所望の転動疲労寿命が確保できると共に、ボール通過による摩耗を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。また、表層に粒界酸化層が発生するのを抑制できると共に、局部加熱ができて硬化層深さの設定が比較的容易にできる。
Further, as in the invention according to
また、請求項6に記載の発明のように、前記ねじ軸の熱処理の後に、少なくとも前記ねじ溝にショットピーニングによる仕上げ加工が施されていれば、ねじ溝に付着したスケールや表層の粒界酸化層を除去することができ、ボールねじの耐久性を向上させることができる。 Further, as in the invention described in claim 6, if at least the thread groove is subjected to finish processing by shot peening after the heat treatment of the threaded shaft, the grain boundary oxidation of the scale and the surface layer adhered to the thread groove The layer can be removed, and the durability of the ball screw can be improved.
また、請求項7に記載の発明のように、前記ナットが肌焼き鋼からなり、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れば、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。 In addition, as in the invention according to claim 7, if the nut is made of case-hardened steel and the surface is hardened by vacuum carburizing and quenching in the range of 55 to 62 HRC, the scale removal after the heat treatment is performed. Therefore, buffing for the purpose can be omitted, and cost reduction can be achieved.
また、請求項8に記載の発明のように、前記駆動軸の外径が前記ねじ軸の外径と同一径に設定されていれば、センタレスにより外周面を形成することができ、低コスト化を図ることができる。 If the outer diameter of the drive shaft is set to be the same as the outer diameter of the screw shaft as in the invention described in claim 8, the outer peripheral surface can be formed centerlessly and the cost can be reduced. Can be achieved.
また、請求項9に記載の発明のように、前記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。
Further, if the bush is made of a sintered alloy made of carburized and hardened metal powder as in the invention described in
また、請求項10に記載の発明のように、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し、前記ナットの外周にキーを介して相対回転不能に取り付けられた大平歯車とからなると共に、前記大平歯車が前記ハウジングに嵌合された転がり軸受と共にスペーサを介して止め輪によって位置決め固定され、軸方向に相対移動不可で、相対回転可能となっていれば、歯車等の仕様変更に伴いスペーサを揃えるだけでナットを標準化することができ、低コスト化を図ることができる。 According to a tenth aspect of the present invention, the speed reduction mechanism is engaged with the small spur gear fixed to the motor shaft and the small spur gear, and is attached to the outer periphery of the nut through a key so as not to be relatively rotatable. The large spur gear is positioned and fixed by a retaining ring through a spacer together with a rolling bearing fitted in the housing, is not relatively movable in the axial direction, and is relatively rotatable. The nuts can be standardized simply by aligning the spacers with changes in specifications such as gears, and the cost can be reduced.
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た電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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たねじ軸とで構成され、前記ねじ軸が、外周に前記ねじ溝に対応するねじ溝が形成され、このねじ溝を個別に閉ループとし、下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように直線状に蛇行するボール循環溝が形成されると共に、このボール循環溝と前記ハウジングに装着されたブッシュとで当該ねじ軸が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ているので、部品点数と加工工数を削減して低コスト化を図ると共に、ボール循環機構を簡素化して信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供することができる。 An electric actuator according to the present invention includes a cylindrical housing, an electric motor attached to the housing, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft, and the electric motor via the reduction mechanism. An electric actuator comprising a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft, wherein the ball screw mechanism is coupled to the speed reduction mechanism and via a rolling bearing attached to the housing. And a nut that is supported so as not to move in the axial direction and has a spiral thread groove formed on the inner periphery, and is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft. The screw shaft is formed with a screw groove corresponding to the screw groove on the outer periphery, and each of the screw grooves is individually closed loop, and the downstream ball is placed inside. A ball circulation groove is formed which is sunk to the side, linearly meandering so as to pass over the land portion of the nut and return to the upstream side, and the ball circulation groove and the bush mounted on the housing Since the screw shaft is supported so as not to rotate and move in the axial direction with respect to the housing, the number of parts and the number of processing steps can be reduced, and the ball circulation mechanism can be simplified to improve reliability. An improved electric actuator can be provided.
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た電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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たねじ軸とで構成され、前記ねじ軸が、外周に前記ねじ溝に対応する一巻のねじ溝が形成され、このねじ溝を個別に閉ループとし、下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すようにS字状に蛇行するボール循環溝が形成されると共に、このボール循環溝と前記ハウジングに装着されたブッシュおよび前記ねじ軸の外周に装着され、前記ハウジングに形成されたキー溝に係合する平行キーによって当該ねじ軸が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ている。 A cylindrical housing, an electric motor attached to the housing, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft, and a rotational movement of the electric motor via the reduction mechanism. An electric actuator including a ball screw mechanism that converts linear motion in an axial direction, wherein the ball screw mechanism is coupled to the speed reduction mechanism and is rotatable via a rolling bearing attached to the housing, and in an axial direction. A nut that is supported so as not to move and has a spiral thread groove formed on the inner periphery, and a screw shaft that is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft. The screw shaft is formed with a one-turn thread groove corresponding to the thread groove on the outer periphery, the thread grooves are individually closed loops, and a downstream ball is submerged to the inner diameter side, and the nut A ball circulation groove meandering in an S shape so as to pass over the land portion and return to the upstream side is formed, and the ball circulation groove, a bush attached to the housing, and an outer periphery of the screw shaft are attached, The screw shaft is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing by a parallel key engaged with a key groove formed in the housing.
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、図2のI−I線に沿った縦断面図、図2は、図1の正面図、図3(a)は、図1の要部拡大図、(b)は、(a)のIII−III線に沿った横断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view taken along the line II of FIG. 2, showing an embodiment of an electric actuator according to the present invention, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, and FIG. (B) is a cross-sectional view taken along line III-III in (a).
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とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
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9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。電動モータ3は、円板状のモータブラケット10に固定ねじ10aによって固定されている。モータブラケット10は、第1のハウジング2aと第2のハウジング2bを塞ぐようにして取り付けられている(図2参照)。
The
電動モータ3のモータ軸3aはモータブラケット10から突出しており、その端部に小平歯車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に装着されたブッシュ11に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16の外径に固定され、小平歯車4に噛合している。
A
駆動軸7は、ボールねじ機構8を構成するねじ軸15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11により摺動可能に支持されると共に、外周に装着された平行キー12が第1のハウジング2aに形成されたキー溝13に係合されることにより、軸方向に相対移動可能で、相対回転不可となっている。また、第1のハウジング2aの開口部にはカップ状の蓋部材14が固定ねじ14aによって固定され、駆動軸7と第1のハウジング2aとの間が密封され、外部から塵埃等が侵入するのを防止している。
The drive shaft 7 is configured integrally with a
なお、ブッシュ11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。 The bush 11 is made of a sintered alloy, and a material that can be carburized and quenched as its metal powder, for example, C (carbon) is 0.13 wt%, Ni (nickel) is 0.21 wt%, and Cr (chromium). 1.1 wt%, Cu (copper) 0.04 wt%, Mn (manganese) 0.76 wt%, Mo (molybdenum) 0.19 wt%, Si (silicon) 0.20 wt%, and the rest Fe (iron) ) And the like. Thereby, abrasion resistance can be improved and the stable guide support of the drive shaft 7 can be performed over a long period of time.
ボールねじ機構8は、図3に拡大して示すように、外周に一巻のねじ溝15aが形成されたねじ軸15と、このねじ軸15のねじ溝15aに対向し、内周に螺旋状のねじ溝16aが形成されたナット16と、両ねじ溝15a、16aによって形成される螺旋状の空間に転動自在に収容された複数のボール17とで構成されている。ナット16の外周には前述した大平歯車5がキー18を介して相対回転不能に取り付けられると共に、第2のハウジング2bに嵌合された玉軸受19と共にスペーサ20を介して止め輪21によって位置決め固定され、軸方向に相対移動不可で、相対回転可能となっている。これにより、歯車等の仕様変更に伴いスペーサを揃えるだけでナット16を標準化することができ、低コスト化を図ることができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the ball screw mechanism 8 has a
各ねじ溝15a、16a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。
The cross-sectional shape of each
ナット16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15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。
The
ここで、ねじ軸15のねじ溝15aが閉ループとされ、ねじ溝15a内に収容されるボール17が無限循環するように構成されている。すなわち、ねじ軸15のねじ溝15aを閉ループとするボール循環溝22が設けられている。
Here, the
このボール循環溝22は、ねじ溝15の上流側と下流側とを個別に連通連結するものであり、ねじ溝15aの下流のボール17を内径側へ沈み込ませ、ナット16のランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように、ボール循環溝22の深さは、ボール17がボール循環溝22内でナット16におけるねじ溝16aのランド部を乗り越えることができる深さとされている。そして、このボール循環溝22はS字状に蛇行して形成されている。
The
本実施形態では、駆動軸7の外径がねじ軸15の外径と同一径に設定され、センタレスにより外周面が形成されると共に、ポイント切削によってねじ溝15aおよびボール循環溝22の成形加工を完了させた後、熱処理によってその表面に硬化層が形成されている。さらに、熱処理後、研削加工は行わず、熱処理によりねじ溝15a等に付着したスケールや表層の粒界酸化層を除去するためにショットピーニングによる仕上げ加工(図示せず)が行われている。このショットピーニングは、スチールビーズの粒径を20〜100μm、噴射時間は約90秒、噴射圧は1〜3kg/cm2、噴射ノズルとワークの表面までの距離は略140mmとした。こうした加工工程を採用することにより、ねじ軸15の低コスト化を達成することができると共に、耐久性を向上させることができる。
In the present embodiment, the outer diameter of the drive shaft 7 is set to the same diameter as the outer diameter of the
本実施形態では、ねじ軸15にねじ溝15aが一巻だけ形成されているので、ねじ軸15の長さを短縮することができ、電動アクチュエータ1のコンパクト化を達成することができる。また、部品点数と加工工数を削減して低コスト化を図ると共に、ボール循環機構を簡素化して信頼性を向上させた電動アクチュエータ1を提供することができる。
In the present embodiment, since the
なお、ねじ軸15のねじ溝15aを一巻とした場合、ねじ軸15とナット16の相対位置関係が不安定となり易いが、ねじ軸15を軸方向に案内支持するブッシュ11によって、ねじ軸15とナット16の相対位置が同軸上で安定し、ボール17の内部負荷分布が均一となって、所望の耐久性を確保することができる。
When the
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。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
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。 An electric actuator according to the present invention is used in a drive unit of a general industrial electric motor, an automobile or the like, and includes a ball screw mechanism that converts rotational input from an electric motor into linear motion of a drive shaft via the ball screw mechanism. Applicable to electric actuators.
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 ボールねじ機構
9 固定ボルト
10 モータブラケット
10a、14a 固定ねじ
11 ブッシュ
12 平行キー
13 キー溝
14 蓋部材
15 ねじ軸
15a、16a ねじ溝
16 ナット
17 ボール
18 キー
19 玉軸受
20 スペーサ
21 止め輪
22 ボール循環溝
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 ナット
59 ボール
60 ハウジング
61、62 玉軸受
63 第2歯車
64 シャフト
65 ソレノイド
66 受部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
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た電動アクチュエータにおいて、
前記ボールねじ機構が、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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たねじ軸とで構成され、
前記ねじ軸が、外周に前記ねじ溝に対応するねじ溝が形成され、このねじ溝を個別に閉ループとし、下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻すように直線状に蛇行するボール循環溝が形成されると共に、
このボール循環溝と前記ハウジングに装着されたブッシュとで当該ねじ軸が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ていることを特徴とする電動アクチュエータ。 A cylindrical housing;
An electric motor attached to the housing;
A speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor via the motor shaft;
In the electric actuator provided with a ball screw mechanism that converts the rotational movement of the electric motor to the linear movement in the axial direction of the drive shaft through the reduction mechanism,
A nut in which the ball screw mechanism is connected to the speed reduction mechanism, is rotatably supported via a rolling bearing mounted on the housing and is not axially movable, and has a helical thread groove formed on the inner periphery And a screw shaft that is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft,
The screw shaft is formed with a screw groove corresponding to the screw groove on the outer periphery, and each screw groove is individually closed loop, the downstream ball is submerged to the inner diameter side, and the land portion of the nut is passed over the upstream side. A ball circulation groove meandering linearly so as to return to
An electric actuator characterized in that the screw shaft is supported by the ball circulation groove and a bush mounted on the housing so as not to rotate with respect to the housing and to be movable in the axial direction.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009274487A JP2011117513A (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Electric actuator |
PCT/JP2010/071495 WO2011068125A1 (en) | 2009-12-02 | 2010-12-01 | Electric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009274487A JP2011117513A (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Electric actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011117513A true JP2011117513A (en) | 2011-06-16 |
Family
ID=44114971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009274487A Pending JP2011117513A (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Electric actuator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011117513A (en) |
WO (1) | WO2011068125A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014020437A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Ntn Corp | Electric actuator |
WO2014069516A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
WO2014112602A1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
WO2014148514A1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
JP2015059579A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | Ntn株式会社 | Gear and motor actuator equipped therewith |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5914031B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-05-11 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
CN103527737B (en) * | 2012-07-05 | 2016-08-03 | 北京精密机电控制设备研究所 | A kind of parallel electromechanical actuator |
JP5946102B2 (en) * | 2014-08-20 | 2016-07-05 | ニチユ三菱フォークリフト株式会社 | Electric tilt device for forklift |
DE102015009865B4 (en) * | 2015-08-04 | 2022-09-29 | Imo Holding Gmbh | Slewing Ring |
CN109570637A (en) * | 2018-12-25 | 2019-04-05 | 益阳康益机械发展有限公司 | The vertical tumbling mill of internal messing positive motion chain is vertical and radial feed mechanism |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS535986Y2 (en) * | 1972-01-28 | 1978-02-15 | ||
JP2005344782A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Ntn Corp | Ball screw |
JP4506455B2 (en) * | 2004-12-24 | 2010-07-21 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
JP2007139131A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Ntn Corp | Change device for motorcycle or the like |
JP2008116037A (en) * | 2006-10-10 | 2008-05-22 | Ntn Corp | Electrically-operated actuator |
JP2008238384A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Ntn Corp | Ball screw and screw groove machining method therefor |
JP2008275095A (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Ntn Corp | Ball screw and manufacturing method thereof |
-
2009
- 2009-12-02 JP JP2009274487A patent/JP2011117513A/en active Pending
-
2010
- 2010-12-01 WO PCT/JP2010/071495 patent/WO2011068125A1/en active Application Filing
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014020437A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Ntn Corp | Electric actuator |
WO2014069516A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
JP2014088919A (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Ntn Corp | Electric linear actuator |
CN104813072A (en) * | 2012-10-30 | 2015-07-29 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
US9476489B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-10-25 | Ntn Corporation | Electric linear actuator |
CN104813072B (en) * | 2012-10-30 | 2017-12-01 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
WO2014112602A1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-24 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
JP2014137124A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Ntn Corp | Electric linear actuator |
CN104937313A (en) * | 2013-01-18 | 2015-09-23 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
US9614408B2 (en) | 2013-01-18 | 2017-04-04 | Ntn Corporation | Electric linear actuator |
WO2014148514A1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
JP2015059579A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | Ntn株式会社 | Gear and motor actuator equipped therewith |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011068125A1 (en) | 2011-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011117513A (en) | Electric actuator | |
JP5918510B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP5914031B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP5562795B2 (en) | Electric actuator | |
JP5897874B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6111078B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6091149B2 (en) | Electric linear actuator | |
WO2016125748A1 (en) | Electric actuator | |
JP5719717B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2014088919A (en) | Electric linear actuator | |
JP5924899B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2006266310A (en) | Electric linear actuator | |
JP6475566B2 (en) | Ball screw | |
JP6247482B2 (en) | GEAR AND ELECTRIC ACTUATOR HAVING THE SAME | |
WO2016195104A1 (en) | Electric actuator | |
JP2012039765A (en) | Electric actuator | |
JP6312728B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP5982220B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2010138951A (en) | Ball screw and manufacturing method thereof | |
JP6114548B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2014080994A (en) | Electric linear actuator | |
JP6121760B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2016161087A (en) | Electric linear actuator | |
JP2008215422A (en) | Ball screw for actuator and its screw grooving method | |
JP4467349B2 (en) | Ball screw for automobile |