JP2014181772A - 電動リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供する。
【解決手段】外周に螺旋状のねじ溝１０ａが形成されたねじ軸１０を備える電動リニアアクチュエータ１において、ハウジング２ｂの袋孔１２に鋼製のスリーブ１７がねじ部１７ｂを介して締結され、このスリーブ１７の内周に軸方向に延び、断面略半円状の凹溝１７ａが形成され、ねじ軸１０の端部に案内ボール１５が係止されて凹溝１７ａに係合されると共に、凹溝１７ａの曲率半径Ｒ１が、案内ボール１５の半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定され、ねじ軸１０がハウジング２ｂ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。
【選択図】図５

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リニアアクチュエータ、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リニアアクチュエータに関するものである。

各種駆動部に使用される電動リニア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。

従来の電動リニア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。

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ォ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６に示すような電動リニアアクチュエータが知られている。この電動リニアアクチュエータ５０は、電動モータ（図示せず）により回転駆動されるボールねじ軸５１と、このボールねじ軸５１にボール（図示せず）を介して螺合されたボールねじナット５２とを備えるボールねじ機構５３を採用している。電動モータのモータ軸（図示せず）が回転すると、このモータ軸に連結されたボールねじ軸５１が回転し、ボールねじナット５２を直線運動（図の左右方向）に移動させる。

ボールねじ軸５１は、円筒状のハウジング５４、５５に２つの転がり軸受５６、５７によって回転自在に支承されている。これらの転がり軸受５６、５７は、固定用の蓋５８を介して緩み止め用の回り止め部材５９によって固定されている。

ボールねじ軸５１の外周には螺旋状のねじ溝５１ａが形成され、ボールを介して円筒状のボールねじナット５２が螺合されている。ボールねじナット５２の内周には螺旋状のねじ溝５２ａが形成され、端部に大径部６０が形成されている。

大径部６０の側面には、端面がフラットになるようにカットされたフラット部６１が形成されている。このフラット部６１の略中央部には、カムフォロア（回転止め手段）６２が径方向の外側に向けて突設されている。そして、カムフォロア６２がハウジング５４に形成された切欠き部（図示せず）に係合されている。

このように、カムフォロア６２が切欠き部に嵌合されているので、ボールねじナット５２は、ボールねじ軸５１の回転に伴って連れ回りすることがなく、かつ、カムフォロア６２が切欠き部に回転摺動するので、摺動摩擦や摩耗の問題を低減することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−３３３０４６号公報

こうした従来の電動リニアアクチュエータ５０では、ボールねじナット５２の回転止め手段としてカムフォロア６２が使用されているため、摺動摩擦や摩耗の問題を低減すると共に、低トルク化を図ることができるが、カムフォロア６２自体が転がり軸受を使用しているため、それ相応の取付スペースを必要とするだけでなく、コストが高騰する恐れがある。また、ハウジング５４にアルミ材料を使用している場合は、摩耗対策が必要になってくる。

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、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することを目的とする。

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、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、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たねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合され、前記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、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たねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて凹溝に係合され、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、ねじ軸の曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができ、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記凹溝が断面略半円状に形成され、この曲率半径Ｒ１が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定されていれば、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記凹溝の断面形状が一対の円弧からなるゴシックアーク形状に形成されていれば、案内ボールの転動する際の振動の発生を抑制することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記案内ボール凹溝間に所定の予圧が付与されていれば、案内ボールの転動する際の振動の発生を確実に抑制することができ、ねじ軸の案内を一層安定させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ねじ軸の端部に略半球状の凹部が形成され、この曲率半径Ｒ２が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ２≦１．２Ｒａに設定されていれば、案内ボールをガタなく係止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記ハウジングの袋孔に前記スリーブがねじ部を介して締結され、このねじ部が当該袋孔の底部寄りに設けられていれば、温度上昇によってそれぞれ線膨張係数が異なるハウジングとスリーブのねじ締結において、温度上昇に伴う軸力の変化を抑制することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記スリーブの端部にキャップが外嵌され、一体となって前記ハウジングの袋孔の底部に嵌合されると共に、当該キャップが鋼板からプレス加工にて断面略コの字状に形成され、前記ハウジングの袋孔の底部に当接する底部と、この底部の縁部からリング状に折曲された鍔部とを備えていれば、ねじ軸がハウジングに直接衝突することがなく、ハウジングの損傷と摩耗の低減を図ることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記減速機構を構成する出力歯車が前記ナットに固定され、この出力歯車の両側に支持軸受が配設されると共に、この支持軸受がリング状の弾性部材からなるワッシャを介して前記ハウジングに装着されていれば、一対の支持軸受の軸方向ガタをなくすことができ、円滑な回転性能を得ることができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記ハウジングが第１のハウジングと、その端面に衝合された第２のハウジングとからなり、前記第１のハウジングに前記電動モータが取り付けられ、前記第１のハウジングと第２のハウジングの衝合部に前記ねじ軸を収容するための袋孔が形成されると共に、前記減速機構が、前記モータ軸に固定された入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間歯車と、この中間歯車に噛合し、前記ナットに一体に固定された出力歯車とを備え、前記中間歯車が、前記第１のハウジングと第２のハウジングにそれぞれ植設された歯車軸に軸受を介して回転自在に支承されていれば、低コストで回転性能の優れた電動リニアアクチュエータを提供することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記中間歯車に装着される軸受が当該中間歯車の内径に圧入された鋼板プレス製の外輪と、保持器を介して転動自在に収容された複数の針状ころとを備えたシェル型の針状ころ軸受で構成されていれば、入手性が高く、低コスト化を図ることができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記軸受の幅が前記中間歯車の歯幅よりも小さく設定されていれば、摩擦による軸受側面の摩耗や変形を防止することができ、円滑な回転性能を得ることができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記中間歯車の両側にリング状のワッシャが装着されると共に、前記中間歯車の歯部の幅が歯幅よりも小さく形成されていれば、中間歯車が直接ハウジングに接触するのを防止すると共に、ワッシャとの接触面積を小さくすることができ、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができる。

また、請求項１３に記載の発明のように、前記中間歯車に装着される軸受が滑り軸受からなり、この滑り軸受がグラファイト微粉末を添加した多孔質金属からなる含油軸受で構成されると共に、前記中間歯車の歯幅よりも大きく設定されていれば、ワッシャを装着しなくても中間歯車がハウジングに接触して摩耗するのを防止し、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができると共に、部品点数増加を抑えて低コスト化を図ることができる。

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、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、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たねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合され、前記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、ねじ軸の曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができ、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することができる。

本発明に係る電動リニアアクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。 図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。 図１の中間歯車部を示す要部拡大図である。 図３の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図１のスリーブの固定部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。 従来の電動リニアアクチュエータを示す縦断面図である。

アルミ合金製のハウジングと、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、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たねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブがねじ部を介して締結され、このスリーブの内周に軸方向に延び、断面略半円状の凹溝が形成され、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合されると共に、前記凹溝の曲率半径Ｒ１が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定され、前記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。

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、本発明に係る電動リニア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１の中間歯車部を示す要部拡大図、図４は、図３の変形例を示す要部拡大図、図５（ａ）は、図１のスリーブの固定部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。

この電動リニアアクチュエータ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（図示せず）と、この電動モータのモータ軸３ａに取付けられた入力歯車３に噛合する中間歯車４と、この中間歯車４に噛合する出力歯車５とからなる減速機構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とを備えている。

ハウジング２はＡ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からなり、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には電動モータが取り付けられると共に、これら第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂの衝合部には、ねじ軸１０を収容するための袋孔１１、１２が形成されている。

電動モータのモータ軸３ａは、その端部に入力歯車３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に装着された深溝玉軸受からなる転がり軸受１３によって回転自在に支持されている。そして、平歯車からなる中間歯車４に噛合する出力歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１８にキー１４を介して一体に固定されている。

駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１０と一体に構成され、この駆動軸７の一端部（図中右端部）に案内ボール１５が係止されている。また、第２のハウジング２ｂの袋孔１２には後述するスリーブ１７が嵌合されている。

ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１０と、このねじ軸１０にボール１９を介して外挿されたナット１８とを備えている。ねじ軸１０は、外周に螺旋状のねじ溝１０ａが転造加工によって形成されている。一方、ナット１８は、内周にねじ軸１０のねじ溝１０ａに対応する螺旋状のねじ溝１８ａが形成され、ねじ軸１０に外挿されると共に、これらねじ溝１０ａ、１８ａとの間に多数のボール１９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２ａ、２ｂに対して、２つの支持軸受２０、２０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。２１は、ナット１８のねじ溝１８ａを連結してボール循環部材を構成する駒部材で、この駒部材２１によって多数のボール１９が無限循環することができる。

各ねじ溝１０ａ、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１９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。

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１０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。

ナット１８の外周面１８ｂには減速機構６を構成する出力歯車５が一体に固定されると共に、この出力歯車５の両側に２つの支持軸受２０、２０が所定のシメシロを介して圧入されている。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２０、２０と出力歯車５の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、２つの支持軸受２０、２０は、両端部にシールド板２０ａ、２０ａが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、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。

本実施形態では、ナット１８を回転自在に支持する支持軸受２０が同じ仕様の深溝玉軸受で構成されているので、前述した駆動軸７からスラスト荷重および出力歯車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と共に、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。なお、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。

また、ここでは、一対の支持軸受２０、２０のうち一方の支持軸受２０がリング状の弾性部材からなるワッシャ２７を介して第１のハウジング２ａに装着されている。このワッシャ２７は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されたウェーブワッシャからなる。そして、その内径Ｄが支持軸受２０の内輪外径ｄよりも大径に形成されている。これにより、一対の支持軸受２０、２０の軸方向ガタをなくすことができ、円滑な回転性能を得ることができると共に、ワッシャ２７が、支持軸受２０の外輪のみに当接し、回転輪となる内輪とは干渉しないため、逆スラスト荷重が生じてナット１８が第１のハウジング２ａ側に押し付けられても支持軸受２０の内輪がハウジング２ａに当接して摩擦力が上昇するのを防止し、ロック状態になるのを確実に防止することができる。

ここで、図３に示すように、歯車軸２２は第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに植設され、中間歯車４は、転がり軸受２３を介してこの歯車軸２２に回転自在に支承されている。歯車軸２２の端部のうち、例えば、第１のハウジング２ａ側の端部を圧入する場合、第２のハウジング２ｂ側の端部をすきま嵌めに設定することにより、ミスアライメント（組立誤差）を許容して円滑な回転性能を確保することができる。本実施形態では、転がり軸受２３は、中間歯車４の内径４ａに圧入される鋼板プレス製の外輪２４と、保持器２５を介して外輪２４に転動自在に収容された複数の針状ころ２６とを備えた、所謂シェル型の針状ころ軸受で構成されている。これにより、軸受の入手性が高く、低コスト化を図ることができる。

また、中間歯車４の両側にはリング状のワッシャ２８、２８が装着され、中間歯車４が直接第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに直接接触するのを防止している。ここで、中間歯車４の歯部４ｂの幅が歯幅よりも小さく形成されている。これにより、ワッシャ２８との接触面積を小さくすることができ、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができる。また、ワッシャ２８は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成された平ワッシャからなる。なお、これ以外にも、例えば、黄銅や焼結金属、または、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が所定量充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂で形成されていても良い。

さらに、転がり軸受２３の幅が中間歯車４の歯幅よりも小さく設定されている。これにより、摩擦による軸受側面の摩耗や変形を防止することができ、円滑な回転性能を得ることができる。

図４に、図３の変形例を示す。歯車軸２２は第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに植設され、中間歯車２９は、滑り軸受３０を介してこの歯車軸２２に回転自在に支承されている。本実施形態では、中間歯車２９は、歯部２９ｂの幅が歯幅と同一に形成されると共に、滑り軸受３０は、中間歯車２９の内径２９ａに圧入され、グラファイト微粉末を添加した多孔質金属からなる含油軸受（ＮＴＮ商品名；ベアファイト（登録商標））で構成されている。そして、中間歯車２９の歯幅よりも大きく設定されている。これにより、ワッシャを装着しなくても中間歯車２９が第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに接触して摩耗するのを防止し、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができると共に、部品点数増加を抑えて低コスト化を図ることができる。なお、滑り軸受３０は、これ以外にも、例えば、射出成形を可能にした熱可塑性ポリイミド樹脂で形成されていても良い。

図１に示すように、ねじ軸１０を回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持するスリーブ１７は、第２のハウジング２ｂの袋孔１２に嵌合されている。具体的には、第２のハウジング２ｂの袋孔１２に雌ねじ１２ａが形成され、この雌ねじ１２ａに螺合する雄ねじ１７ｂがスリーブ１７の外周に形成されている。そして、スリーブ１７を袋孔１２の底部に向かって回転させながら進めることにより、雌ねじ１２ａと雄ねじ１７ｂが係合し、スリーブ１７が第２のハウジング２ｂに締結される。

このスリーブ１７はＳ５５Ｃ等の中炭素鋼あるいはＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼から冷間圧造法によって円筒状に形成され、内周には対向する位置に軸方向に延びる凹溝１７ａ、１７ａが形成されている。そして、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。これにより、ねじ軸１０の移動によって案内ボール１５が繰り返し転動しても、長期間に亘って摩耗するのを防止することができ、耐久性を向上させることができる。

スリーブ１７は、図５（ａ）に示すように、第２のハウジング２ｂの底部に直接当接されておらず、キャップ３１を介して締結されている。すなわち、スリーブ１７の端部にキャップ３１が外嵌され、一体となって第２のハウジング２ｂの底部に嵌合されている。これにより、ねじ軸１０が第２のハウジング２ｂの袋孔１２に直接衝突することがなく、第２のハウジング２ｂの損傷と摩耗の低減を図ると共に、軽量化を図りつつ、耐久性と強度を高めて信頼性の向上を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。

このキャップ３１は、オーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略コの字状に形成され、底部３１ａと、この底部３１ａの縁部からリング状に折曲された鍔部３１ｂとを備えている。一方、キャップ３１の底部３１ａが当接する第２のハウジング２ｂの底部には逃がし部（凹み）３２が形成されている。これにより、加工誤差を許容することができると共に、組立精度を向上させることができる。さらに、フェール時のダンパー効果を期待することができ、信頼性が向上する。

本実施形態では、第２のハウジング２ｂの雌ねじ１２ａとスリーブ１７の雄ねじ１７ｂが袋孔１２の底部寄りに設けられている。これにより、温度上昇によってそれぞれ線膨張係数が異なる第２のハウジング２ｂとスリーブ１７のねじ締結において、温度上昇に伴う軸力の変化を抑制することができる。

ここで、図５（ｂ）に示すように、スリーブ１７の周方向対向位置に軸方向に延びる直線状の凹溝１７ａ、１７ａが形成されている。この凹溝１７ａは、断面が略半円状に形成され、その曲率半径Ｒ１が、案内ボール１５の半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定されている。一方のこれら凹溝１７ａ、１７ａに係合するねじ軸１０の案内ボール１５は、ねじ軸１０の端部に形成された凹部１６に係止されている。この凹部１６は略半球状に形成され、その曲率半径Ｒ２が、Ｒ２≦１．２Ｒａに設定されている。

本実施形態では、ねじ軸１０の端部に案内ボール１５を係止し、スリーブ１７の凹溝１７ａに係合させると共に、スリーブ１７の凹溝１７ａとねじ軸１０の凹部１６のそれぞれの曲率半径Ｒ１、Ｒ２を案内ボール１５の半径Ｒａの１．２倍以下に設定されているので、長軸のねじ軸１０であっても、曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、一対の案内ボール１５を凹溝１７ａ、１７ａに係合させた状態で、凹溝１７ａ、１７ａに沿って転動させることにより、ねじ軸１０を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができる。

なお、ここでは、スリーブ１７の凹溝１７ａとねじ軸１０の凹部１６の断面形状を単一半径からなるサーキュラアーク形状にしたが、これに限らず、例えば、スリーブ１７の凹溝１７ａの断面形状を一対の円弧からなるゴシックアーク形状にすると共に、凹溝１７ａと案内ボール１５およびねじ軸１０の凹部１６間のすきまを負すきま、所謂予圧を付与しても良い。これにより、案内ボール１５の転動する際の振動の発生を抑制することができ、ねじ軸１０の案内を一層安定させることができる。

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。

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、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リニアアクチュエータに適用できる。

１ 電動リニアアクチュエータ
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 入力歯車
３ａ モータ軸
４、２９ 中間歯車
４ａ、２９ａ 中間歯車の内径
４ｂ、２９ｂ 歯部
５ 出力歯車
６ 減速機構
７ 駆動軸
８ ボールねじ機構
９ アクチュエータ本体
１０ ねじ軸
１０ａ、１８ａ ねじ溝
１１、１２ 袋孔
１２ａ 雌ねじ
１３、２３ 転がり軸受
１４ キー
１５ 案内ボール
１６ 凹部
１７ スリーブ
１７ａ 凹溝
１７ｂ 雄ねじ
１８ ナット
１８ｂ ナットの外周面
１９ ボール
２０ 支持軸受
２０ａ シールド板
２１ 駒部材
２２ 歯車軸
２４ 外輪
２５ 保持器
２６ 針状ころ
２７、２８ ワッシャ
３０ 滑り軸受
３１ キャップ
３１ａ 底部
３１ｂ 鍔部
３２ 逃がし部
５０ 電動リニアアクチュエータ
５１ ボールねじ軸
５１ａ、５２ａ ねじ溝
５２ ボールねじナット
５３ ボールねじ機構
５４、５５ ハウジング
５６、５７ 転がり軸受
５８ 固定用の蓋
５９ 緩み止め用の回り止め部材
６０ 大径部
６１ フラット部
６２ カムフォロア（回転止め手段）
Ｄ ワッシャの内径
ｄ 支持軸受の内輪外径
Ｒａ 案内ボールの半径
Ｒ１ 凹溝の曲率半径
Ｒ２ 凹部の曲率半径

Claims (13)

1. 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、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たねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、
   前記ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合され、前記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リニアアクチュエータ。
2. 前記凹溝が断面略半円状に形成され、この曲率半径Ｒ１が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
3. 前記凹溝の断面形状が一対の円弧からなるゴシックアーク形状に形成されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
4. 前記案内ボールと凹溝間に所定の予圧が付与されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。
5. 前記ねじ軸の端部に略半球状の凹部が形成され、この曲率半径Ｒ２が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ２≦１．２Ｒａに設定されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
6. 前記ハウジングの袋孔に前記スリーブがねじ部を介して締結され、このねじ部が当該袋孔の底部寄りに設けられている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
7. 前記スリーブの端部にキャップが外嵌され、一体となって前記ハウジングの袋孔の底部に嵌合されると共に、当該キャップが鋼板からプレス加工にて断面略コの字状に形成され、前記ハウジングの袋孔の底部に当接する底部と、この底部の縁部からリング状に折曲された鍔部とを備えている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
8. 前記減速機構を構成する出力歯車が前記ナットに固定され、この出力歯車の両側に支持軸受が配設されると共に、この支持軸受がリング状の弾性部材からなるワッシャを介して前記ハウジングに装着されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
9. 前記ハウジングが第１のハウジングと、その端面に衝合された第２のハウジングとからなり、前記第１のハウジングに前記電動モータが取り付けられ、前記第１のハウジングと第２のハウジングの衝合部に前記ねじ軸を収容するための袋孔が形成されると共に、前記減速機構が、前記モータ軸に固定された入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間歯車と、この中間歯車に噛合し、前記ナットに一体に固定された出力歯車とを備え、前記中間歯車が、前記第１のハウジングと第２のハウジングにそれぞれ植設された歯車軸に軸受を介して回転自在に支承されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
10. 前記中間歯車に装着される軸受が当該中間歯車の内径に圧入された鋼板プレス製の外輪と、保持器を介して転動自在に収容された複数の針状ころとを備えたシェル型の針状ころ軸受で構成されている請求項９に記載の電動リニアアクチュエータ。
11. 前記軸受の幅が前記中間歯車の歯幅よりも小さく設定されている請求項１０に記載の電動リニアアクチュエータ。
12. 前記中間歯車の両側にリング状のワッシャが装着されると共に、前記中間歯車の歯部の幅が歯幅よりも小さく形成されている請求項９乃至１１いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。
13. 前記中間歯車に装着される軸受が滑り軸受からなり、この滑り軸受がグラファイト微粉末を添加した多孔質金属からなる含油軸受で構成されると共に、前記中間歯車の歯幅よりも大きく設定されている請求項９に記載の電動リニアアクチュエータ。

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