JP2015040595A - Electric actuator - Google Patents
Electric actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015040595A JP2015040595A JP2013171916A JP2013171916A JP2015040595A JP 2015040595 A JP2015040595 A JP 2015040595A JP 2013171916 A JP2013171916 A JP 2013171916A JP 2013171916 A JP2013171916 A JP 2013171916A JP 2015040595 A JP2015040595 A JP 2015040595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- electric actuator
- elastic ring
- nut
- actuator according
- 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
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 transmitted to a ball screw in an automobile transmission or a parking brake. The present invention relates to an electric actuator that converts a linear motion of a drive shaft through a mechanism.
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、摩擦が非常に低く、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. For this reason, a ball screw mechanism has been adopted as a more efficient actuator with very low friction.
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ナットを回転駆動自在とし、このナット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。その代表的なものとして、図5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51は、円筒状のハウジング52と、このハウジング52に取り付けられた電動モータ53と、この電動モータ53の回転力をモータ軸53aを介して伝達する減速機構56と、この減速機構56を介して電動モータ53の回転運動を駆動軸57の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構58とを備えている。
As a conventional electric actuator, for example, a nut constituting a ball screw can be driven to rotate by an electric motor supported by a housing, and the output member coupled to the nut is displaced in the axial direction by rotating the nut. It is possible. As a typical example, an electric actuator as shown in FIG. 5 is known. The
減速機構56は、電動モータ53のモータ軸53aに固定された平歯車からなる入力歯車54と、この入力歯車54に噛合し、ナット60の外周面に固定された出力歯車55とで構成されている。
The
ボールねじ機構58は、減速機構56に連結され、ハウジング52に装着された転がり軸受59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60aが形成されたナット60と、このナット60に多数のボール61を介して内挿され、駆動軸57と同軸状に一体化されたねじ軸62とで構成されている。
The
ねじ軸62は、外周にナット60のねじ溝60aに対応する一巻のねじ溝62aが形成され、このねじ溝62a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60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63が形成されている。
The
駆動軸57はねじ軸62と一体に構成され、駆動軸57の一端部に、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57aが形成されている。この駆動軸57は、ハウジング52に装着された焼結合金からなるブッシュ64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66がハウジング52に形成されたキー溝65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。
The
このように、ねじ軸62にねじ溝62aが一巻だけ形成されているので、ねじ軸62の長さを短縮することができ、電動アクチュエータ51のコンパクト化を達成することができると共に、部品点数と加工工数を削減して低コスト化を図り、ボール循環機構を簡素化することができる(例えば、特許文献1参照。)。
Thus, since the
こうした従来の電動アクチュエータ51では、制御が失陥すると、ハウジング52にボールねじ機構58のねじ軸62が衝突する恐れがある。これに伴い、ハウジング52をアルミ合金等で形成した場合、衝突時の衝撃が大きければハウジング52が変形する恐れがある。
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、ハウジングにボールねじ機構のねじ軸が衝突しても衝撃力を緩和し、ハウジングの耐久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 provides an electric actuator that reduces the impact force even when the screw shaft of the ball screw mechanism collides with the housing and improves the durability of the housing. The purpose is to do.
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、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、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが二つのハウジングで構成され、これらのハウジングが固定ボルトによって締結されると共に、この固定ボルトの座面と前記ハウジングとの間に、シール性を喪失しない程度に当該ハウジングの軸方向変位を許容しうる変形量を有する弾性リングが介装されている。 In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 of the present invention includes an aluminum alloy housing, an electric motor attached to the housing, a speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor, A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism, and the ball screw mechanism is rotatable via a support bearing mounted on the housing. And a nut that is supported so as not to move in the axial direction and has a helical thread groove formed on the inner periphery thereof, and is inserted into the nut via a number of balls, and is coaxially integrated with the drive shaft, An electric actuator comprising a screw shaft which is formed on the outer periphery with a spiral screw groove corresponding to the screw groove of the nut and is supported so as not to rotate with respect to the housing and to be movable in the axial direction. The housing is composed of two housings, and these housings are fastened by fixing bolts, and the axial direction of the housing is such that the sealing performance is not lost between the seating surface of the fixing bolts and the housing. An elastic ring having a deformation amount allowing displacement is interposed.
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を備え、このボールねじ機構が、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、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、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た電動アクチュエータにおいて、ハウジングが二つのハウジングで構成され、これらのハウジングが固定ボルトによって締結されると共に、この固定ボルトの座面と前記ハウジングとの間に、シール性を喪失しない程度に当該ハウジングの軸方向変位を許容しうる変形量を有する弾性リングが介装されているので、予期しない入力信号等によりねじ軸の先端がスリーブあるいはハウジングの底部に衝突したとしても、その衝撃によって他方のハウジングが瞬間的に軸方向に移動して浮き上がり、同時に弾性リングが変形し、その衝撃力を吸収して緩和することができる。これにより、ハウジングの変形を防止すると共に、支持軸受を介してボールねじ機構のねじ溝およびボールに圧痕等の不具合が発生するのを防止することができ、耐久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, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor, and a ball screw mechanism that converts the rotational movement of the electric motor into a linear movement in the axial direction of the drive shaft via the reduction mechanism are provided. , A nut that is rotatably supported through a support bearing mounted on the housing and is not movable in the axial direction, and has a helical thread groove formed on the inner periphery, and the nut is inserted through a number of balls. A screw shaft that is coaxially integrated with the drive shaft, has a helical screw groove corresponding to the screw groove of the nut on the outer periphery, and is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing. In the electric actuator constituted by the above, the housing is constituted by two housings, and these housings are fastened by fixing bolts, and between the seating surface of the fixing bolts and the housing. Since an elastic ring having a deformation amount that allows the axial displacement of the housing to such an extent that the sealing performance is not lost is interposed, the tip of the screw shaft collides with the sleeve or the bottom of the housing due to an unexpected input signal or the like. Even so, the other housing instantaneously moves in the axial direction and rises due to the impact, and at the same time, the elastic ring is deformed, and the impact force can be absorbed and relaxed. As a result, the deformation of the housing can be prevented, and the occurrence of defects such as indentations in the thread groove and ball of the ball screw mechanism via the support bearing can be prevented, and an electric actuator with improved durability is provided. can do.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記弾性リングがゴム材で形成されていれば、適切な弾性率および形状・厚さ等を容易に選定することができ、衝撃力が生じた際のハウジングの浮き上がり量を容易に規制することができる。 Preferably, if the elastic ring is formed of a rubber material as in the invention described in claim 2, an appropriate elastic modulus, shape, thickness, etc. can be easily selected, and an impact force is generated. It is possible to easily regulate the amount of lifting of the housing when it hits.
また、請求項3に記載の発明のように、前記ハウジングの合わせ面に液体ガスケットが塗布されていれば、内部のシール性を確保することができる。 Further, as in the third aspect of the present invention, if a liquid gasket is applied to the mating surface of the housing, the internal sealing performance can be ensured.
また、請求項4に記載の発明のように、前記液体ガスケットのシール性を喪失しない程度に前記弾性リングが選定されていれば、衝撃力によって一方のハウジングが瞬間的に浮き上がった際、その浮き上がり量を規制することができる。
If the elastic ring is selected so that the sealing performance of the liquid gasket is not lost as in the invention described in
また、請求項5に記載の発明のように、前記液体ガスケットが硬化性材料で構成されていれば、一定の時間が経過すれば硬化して密封性を発揮することができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項6に記載の発明のように、前記固定ボルトの座面と前記弾性リングの間にワッシャが挟み込まれていれば、固定ボルトの締結時の摩擦低減を図ることができる。 Further, as in the sixth aspect of the present invention, if a washer is sandwiched between the seating surface of the fixing bolt and the elastic ring, it is possible to reduce friction during fastening of the fixing bolt.
また、請求項7に記載の発明のように、前記ハウジングが複数の固定ボルトによって締結され、これらの固定ボルトの座面とハウジングとの間に前記弾性リングが介装されていれば、各固定ボルトに衝撃力が均等に発生しなかったとしても、衝撃力がかかって変形した弾性リングの復元力によって瞬時に回復することができ、衝撃力の緩和に悪影響を及ぼすことはない。
Further, as in the invention according to
また、請求項8に記載の発明のように、前記スリーブが底部を有するカップ状に形成されていれば、予期しない入力信号等によりねじ軸の先端が直接アルミ合金製のハウジングに衝突するのを防止し、大きなダメージを及ぼすことはない。
If the sleeve is formed in a cup shape having a bottom as in the invention described in
本発明に係る電動アクチュエータは、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、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが二つのハウジングで構成され、これらのハウジングが固定ボルトによって締結されると共に、この固定ボルトの座面と前記ハウジングとの間に、シール性を喪失しない程度に当該ハウジングの軸方向変位を許容しうる変形量を有する弾性リングが介装されているので、予期しない入力信号等によりねじ軸の先端がスリーブあるいはハウジングの底部に衝突したとしても、その衝撃によって他方のハウジングが瞬間的に軸方向に移動して浮き上がり、同時に弾性リングが変形し、その衝撃力を吸収して緩和することができる。これにより、ハウジングの変形を防止すると共に、支持軸受を介してボールねじ機構のねじ溝およびボールに圧痕等の不具合が発生するのを防止することができ、耐久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 an aluminum alloy housing, an electric motor attached to the housing, a speed reduction mechanism for transmitting a rotational force of the electric motor, and a rotational motion of the electric motor via the speed reduction mechanism. A ball screw mechanism that converts the drive shaft into a linear motion in the axial direction of the drive shaft, and this ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. A nut having a spiral thread groove formed on the circumference, and a nut corresponding to the screw groove of the nut on the outer periphery, which is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft. An electric actuator comprising a screw shaft that is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing. These housings are fastened by fixing bolts, and a deformation that allows axial displacement of the housing between the seating surface of the fixing bolts and the housing without losing the sealing performance. Since an elastic ring having a certain amount is interposed, even if the tip of the screw shaft collides with the sleeve or the bottom of the housing due to an unexpected input signal, the other housing instantaneously moves in the axial direction due to the impact. The elastic ring is deformed at the same time, and the impact force can be absorbed and relaxed. As a result, the deformation of the housing can be prevented, and the occurrence of defects such as indentations in the thread groove and ball of the ball screw mechanism via the support bearing can be prevented, and an electric actuator with improved durability is provided. can do.
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、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが二つのハウジングで構成され、その衝合部に前記ねじ軸を収容する貫通孔と袋孔が形成され、この袋孔に当該ねじ軸を回り止めする円筒状のスリーブが嵌合されると共に、前記ハウジングの合わせ面に硬化性材料からなる液体ガスケットが塗布された状態で固定ボルトによって締結され、この固定ボルトの座面と前記ハウジングとの間に、シール性を喪失しない程度に当該ハウジングの軸方向変位を許容しうる変形量を有する弾性リングが介装されている。 An aluminum alloy housing, an electric motor attached to the housing, a speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor, and a rotational movement of the electric motor via the speed reduction mechanism in a straight line in the axial direction of the drive shaft A ball screw mechanism for converting into motion, and this ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. The formed nut and the nut are inserted through a large number of balls, are integrated coaxially with the drive shaft, and a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut is formed on the outer periphery. An electric actuator composed of a screw shaft supported so as to be non-rotatable with respect to the housing and movable in the axial direction. A through-hole and a bag hole for accommodating the screw shaft are formed in the cylindrical hole, and a cylindrical sleeve for preventing the screw shaft from rotating is fitted into the bag hole, and a liquid made of a curable material is provided on the mating surface of the housing. An elastic ring that is fastened by a fixing bolt in a state where a gasket is applied, and has a deformation amount that allows the axial displacement of the housing to the extent that the sealing performance is not lost between the seating surface of the fixing bolt and the housing. Is intervening.
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II矢視図、図3は、図1のアクチュエータ本体を示す縦断面図、図4は、ねじ軸がハウジングに衝突した状態を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric actuator according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along arrow II in FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an actuator body in FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a state where the screw shaft collides with the housing.
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(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およびこの中間歯車4に噛合する出力歯車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。
As shown in FIG. 1, the electric actuator 1 includes a cylindrical housing 2, an electric motor (not shown) attached to the housing 2, and an input gear 3 attached to a
ハウジング2はA6063TEやADC12等のアルミ合金からダイカストによって形成され、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、後述する固定ボルト21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、後述するボールねじ機構8を構成するねじ軸10を収容するための貫通孔11と、袋孔12が形成されている。
The housing 2 is formed by die casting from an aluminum alloy such as A6063TE or ADC12, and includes a
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。平歯車からなる中間歯車4に噛合する出力歯車5は、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。
The
駆動軸7はねじ軸10と一体に構成され、一端部(図中右端部)に係止ピン15が植設されている。また、第2のハウジング2bの袋孔12には後述する有底のスリーブ17が嵌合され、このスリーブ17の内周に軸方向に延びる凹溝17a、17aが研削加工によって形成されている。そして、凹溝17a、17aは周方向に対向して配設されてねじ軸10の係止ピン15が係合され、ねじ軸10が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。
The
図2に示すように、第1のハウジング2aと第2のハウジング2bの上部合わせ面22は略円形に形成され、固定ボルト(図示せず)によって結合される固定部23が外周面から一部突出して複数個(ここでは、4個)形成されている。これら固定部23には固定ボルトが挿通されるボルト孔23aが形成されている。なお、ここでいう「略円形」とは、後述するシール材が塗布される合わせ面22が少なくとも円形であれば良く、例えば、外周部に部分フランジや矩形状あるいは非円形の取付部があるものも含まれる。また、貫通孔11と袋孔12が形成された第1、第2のハウジング2a、2bの下部合わせ面24(図1参照)は、左右一対の固定ボルト21によって結合されている。
As shown in FIG. 2, the upper mating surfaces 22 of the
また、本実施形態では、第1、第2のハウジング2a、2bの合わせ面22、24に硬化性材料からなるシール材が充填(塗布)されている。充填されるシール材としては、無溶剤型シリコン系液体ガスケット(パッキン)や合成ゴム系液体ガスケットを例示することができる。これらの液体ガスケットの硬化性材料は、一定の時間が経過すれば硬化するため、概ね24時間で密封性を発揮する。なお、ここでは、シール材として硬化性材料からなる液体ガスケットに限らず、例えば、合成ゴム等からなるOリングを装着しても良いし、銅やステンレス、アルミ合金等からなるメタルガスケットや無機質のクッション材を金属薄板で被覆したセミメタルガスケット、あるいは、合成ゴムやふっ素樹脂等からなるシートガスケットを介装させても良い。
In the present embodiment, the mating surfaces 22 and 24 of the first and
ボールねじ機構8は、図3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、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、第1、第2のハウジング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。16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16によって多数のボール19が無限循環することができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the
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。
The cross-sectional shape of each of the
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。
The
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がキー14を介して固定されると共に、この出力歯車5の両側に2つの支持軸受20、20が所定の締め代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。
An
また、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、ここで、同じ仕様の深溝玉軸受とは、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。
Further, in the present embodiment, the support bearing 20 that rotatably supports the
また、第2のハウジング2bに支持軸受20が装着される環状凹所25が形成され、この環状凹所25の肩部25aに円板状の間座26が介装されている。すなわち、支持軸受20は、ナット18の外周面に突設された鍔部18cと、この間座26とによって軸方向に挟持された状態で位置決め固定されている。間座26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、量産性に富み、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、外径部に軸方向に突出し、端面が平坦面に凸部26aが形成され、支持軸受20の外輪27に当接している。一方、内径部は第2のハウジング2bの袋孔12の内径よりも小径に形成されている(図1参照)。
In addition, an
これにより、従来のように止め輪によってスリーブ17の抜け止めを行う構造に比べ、組立作業が容易になって作業効率が向上し、また、第2のハウジング2bに止め輪を装着するための止め輪溝を形成する必要がなくなり、加工工数が低減されると共に、ボールねじ機構8をはじめ、部品のメンテナンス時に容易に分解組立ができ、低コスト化を図ることができる。また、間座26がスリーブ17の端面に完全な円形で面接触して摩擦力が高くなり、第2のハウジング2bに対するスリーブ17の抜け止めと同時に回り止めを行うことができる。
As a result, as compared with the conventional structure in which the
ねじ軸10を支持するスリーブ17は、第2のハウジング2bの袋孔12に嵌合されているが、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カップ状に形成され、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
なお、ここでは、スリーブ17は冷間圧造法によって形成する実施形態を例示したが、これに限らず、例えば、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金で形成しても良い。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂MIM(Metal Injection Molding)により成形されている。こうしたMIMによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
Here, the embodiment in which the
前記金属粉として、後に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。スリーブ17は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、スリーブ17の材料としてこれ以外にも、Niが3.0〜10.0wt%含有し、加工性、耐食性に優れた材料(日本粉末冶金工業規格のFEN8)、あるいは、Cが0.07wt%、Crが17wt%、Niが4wt%、Cuが4wt%、残りがFe等からなる析出硬化系ステンレスSUS630であっても良い。このSUS630は、固溶化熱処理で20〜33HRCの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
As the metal powder, a material that can be subsequently carburized and hardened, for example, C (carbon) is 0.13 wt%, Ni (nickel) is 0.21 wt%, Cr (chromium) is 1.1 wt%, Cu (copper) Exemplifies SCM415 which is 0.04 wt%, Mn (manganese) is 0.76 wt%, Mo (molybdenum) is 0.19 wt%, Si (silicon) is 0.20 wt%, and the rest is Fe (iron). Can do. The
ここで、本実施形態では、二つの第1、第2のハウジング2a、2bを固定ボルト21によって締結しているが、この固定ボルト21の座面と第1のハウジング2aとの間に弾性部材からなる弾性リング28が介装されている。好ましくは、固定ボルト21の座面と弾性リング28の間にワッシャ29を挟むことにより、固定ボルト21の締結時の摩擦低減を図ることができる。なお、弾性リング28は、耐候性、耐熱性、耐薬品性に優れたシリコンゴムからなる。
Here, in the present embodiment, the two first and
こうした弾性リング28を固定ボルト21と第1のハウジング2a間に介装することにより、図4に示すように、予期しない入力信号等によりねじ軸10の先端がスリーブ17の底部17b(スリーブが底部を有しない円筒形の場合は、ハウジングの底部)に衝突した場合、その衝撃によって他方の第2のハウジング2bが瞬間的に軸方向(図中左側)にδだけ移動して浮き上がると同時に弾性リング28が変形する。そして、この弾性リング28の変形によってその衝撃力を吸収して緩和することができ、第2のハウジング2bの変形を防止して耐久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。さらに、支持軸受20を介してボールねじ機構8のねじ溝10a、18aおよびボール19に圧痕等の不具合が発生するのを防止することができる。
By inserting such an
なお、弾性リング28の材質は例示したシリコンゴムに限らず、例えば、多孔質ゴムとも呼ばれる発泡ゴムからなるスポンジゴムで形成しても良い。このスポンジゴムは、断熱性、衝撃吸収性、クッション性等に優れている。さらに、弾性リング28の材質として、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)や耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、EPM、EPDM(エチレン・プロピレンゴム)等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)等を例示することができる。
The material of the
本実施形態では、第1、第2のハウジング2a、2bの各合わせ面22、24に液体ガスケットが塗布され、内部のシール性を確保しているが、そのシール性を喪失しない程度に、弾性リング28の弾性率が考慮されている。すなわち、この弾性リング28の弾性率および形状・厚さ等が考慮されている。このように液体ガスケットのシール性を喪失しない程度に、弾性リング28が設計されているので、第2のハウジング2bの浮き上がり量δが規制され、ねじ軸10の先端がスリーブ17の底部17bに衝突した衝撃によって第2のハウジング2bが瞬間的に浮き上がった際、この液体ガスケットが引き離されて伸びることにより、そのシール性を維持することができる。
In the present embodiment, the liquid gasket is applied to the mating surfaces 22 and 24 of the first and
また、第1、第2のハウジング2a、2bを固定ボルト21によって締結する場合、衝撃力が発生する第2のハウジング2bに雌ねじが形成され、一方の第1のハウジング2aに、図示しないが、固定ボルト21が挿通されるボルト孔(バカ孔)が形成されている。なお、これに限らず、図示しないが、逆に第1のハウジング2a側に雌ねじが形成され、第2のハウジング2b側にボルト孔を形成しても良いし、第1、第2のハウジング2a、2bにそれぞれボルト孔を形成し、固定ボルト21と、この固定ボルト21に締結されるナットによって締結する形態でも良い。この場合、固定ボルト21の座面と第1、第2のハウジング2a、2bとの間に限らず、ナットの座面と第1、第2のハウジング2a、2bの間に弾性リング28を介装すれば良い。
In addition, when the first and
ここでは、複数(ここでは、5本)の固定ボルト21によって第1、第2のハウジング2a、2bが締結されているが、これら複数の固定ボルト21にそれぞれ弾性リング28が介装されている。この場合、各固定ボルト21に衝撃力が均等に発生しなかったとしても、衝撃力がかかって変形した弾性リング28の復元力によって瞬時に回復(均等化)することができ、衝撃力の緩和に悪影響を及ぼすことはない。
Here, the first and
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, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. 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 includes a ball screw mechanism that is used in a drive unit of a general industrial electric motor, an automobile, or the like, and that converts a rotational input from an electric motor into a 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 入力歯車
3a モータ軸
4 中間歯車
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 貫通孔
12 袋孔
14 キー
15 係止ピン
16 駒部材
17 スリーブ
17a 凹溝
17b スリーブの底部
18 ナット
18b ナットの外周面
18c 鍔部
19 ボール
20 支持軸受
20a シールド板
21 固定ボルト
22 上部合わせ面
23 固定部
23a ボルト孔
24 下部合わせ面
25 環状凹所
25a 肩部
26 間座
26a 間座の凸部
27 支持軸受の外輪
28 弾性リング
29 ワッシャ
51 電動アクチュエータ
52 ハウジング
53 電動モータ
53a モータ軸
54 入力歯車
55 出力歯車
56 減速機構
57 駆動軸
57a 孔
58 ボールねじ機構
59 転がり軸受
60 ナット
60a、62a ねじ溝
61 ボール
62 ねじ軸
63 ボール循環溝
64 ブッシュ
65 キー溝
66 キー
δ ハウジングの浮き上がり量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric actuator 2
Claims (8)
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、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た電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングが二つのハウジングで構成され、これらのハウジングが固定ボルトによって締結されると共に、この固定ボルトの座面と前記ハウジングとの間に、シール性を喪失しない程度に当該ハウジングの軸方向変位を許容しうる変形量を有する弾性リングが介装されていることを特徴とする電動アクチュエータ。 An aluminum alloy housing;
An electric motor attached to the housing;
A speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor;
A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor to linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism;
The ball screw mechanism is rotatably supported via a support bearing mounted on the housing and is not axially movable, and a nut having a helical thread groove formed on the inner periphery,
The nut is inserted through a large number of balls and is integrated coaxially with the drive shaft. A spiral screw groove corresponding to the screw groove of the nut is formed on the outer periphery, and the nut cannot rotate with respect to the housing. And an electric actuator composed of a screw shaft supported so as to be axially movable,
The housing is composed of two housings, and these housings are fastened by fixing bolts, and the axial displacement of the housing is made between the seating surface of the fixing bolts and the housing to such an extent that the sealing performance is not lost. An electric actuator comprising an elastic ring having an allowable deformation amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013171916A JP2015040595A (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Electric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013171916A JP2015040595A (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Electric actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015040595A true JP2015040595A (en) | 2015-03-02 |
Family
ID=52694871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013171916A Pending JP2015040595A (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Electric actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015040595A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200050243A (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-11 | 주식회사 만도 | Installation Structure of Rotating Member and Housing and Rack Assist Type Electric Power Steering Apparatus having The Same |
CN113319634A (en) * | 2021-06-30 | 2021-08-31 | 厦门大金机械有限公司 | Machine tool screw rod prestretching installation mechanism |
-
2013
- 2013-08-22 JP JP2013171916A patent/JP2015040595A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200050243A (en) * | 2018-11-01 | 2020-05-11 | 주식회사 만도 | Installation Structure of Rotating Member and Housing and Rack Assist Type Electric Power Steering Apparatus having The Same |
KR102577631B1 (en) | 2018-11-01 | 2023-09-15 | 에이치엘만도 주식회사 | Installation Structure of Rotating Member and Housing and Rack Assist Type Electric Power Steering Apparatus having The Same |
CN113319634A (en) * | 2021-06-30 | 2021-08-31 | 厦门大金机械有限公司 | Machine tool screw rod prestretching installation mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5914031B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6091149B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6111042B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6189640B2 (en) | Electric linear actuator | |
US20170252795A1 (en) | Gear And An Electric Actuator Provided Therewith | |
CN106662233B (en) | Gear and electric actuator provided with gear | |
JP6527705B2 (en) | Electric actuator | |
JP5855547B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP5877763B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2014137124A (en) | Electric linear actuator | |
JP2016151332A (en) | Ball screw and electric linear actuator having the same | |
WO2016195104A1 (en) | Electric actuator | |
WO2016052477A1 (en) | Electric actuator | |
JP6247482B2 (en) | GEAR AND ELECTRIC ACTUATOR HAVING THE SAME | |
JP2012039765A (en) | Electric actuator | |
JP2015040595A (en) | Electric actuator | |
JP6114548B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP6429534B2 (en) | Electric actuator | |
JP6111038B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2015172436A (en) | Gear and electric actuator including the same | |
JP6121760B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP2016114118A (en) | Electric actuator | |
JP6239995B2 (en) | Electric actuator | |
JP2015175382A (en) | electric actuator |