JP2016142337A - 電動アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】メンテナンス性の向上を図ると共に、簡便な構造で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】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を備えた電動リニアアクチュエータにおいて、第１のハウジング２ａの袋孔９の開口部に環状溝２１が形成され、この環状溝２１に装着され、周方向に対向する切欠き部２３を中心に左右対称となる位置に頂点を有する湾曲部２２ａが形成された穴用の止め輪２２によってスリーブ１８が軸方向に位置決め固定されると共に、止め輪２２が、切欠き部２３の内周に、脱着治具を係止させるための凹所２４が形成され、この凹所２４が曲率半径Ｒ１からなる円弧部２４ａと、円弧部２４ａから接線方向に延びる平坦部２４ｂを備え、開口部２４ｃの寸法が円弧部２４ａの直径２Ｒ１よりも小さく設定されている。【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。
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。
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。
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たりすることがなされているが、その代表的なものとして、図８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、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。
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。）。
然しながら、こうした従来の電動アクチュエータ５０では、ボールねじナット５２のとして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コストが高騰する恐れがある。また、ハウジング５４が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。
そこで、摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、簡便な構造で低コスト化を図った電動アクチュエータとして、図９に示すものが提案されている。この電動アクチュエータ６３は、円筒状のハウジング６４と、このハウジング６４に取り付けられた電動モータ６５と、この電動モータ６５の回転力をモータ軸６５ａを介して伝達する一対の平歯車６６、６７からなる減速機構６８と、この減速機構６８を介して電動モータ６５の回転運動を駆動軸６９の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構７０とを備えている。
ハウジング６４は、Ａ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からなり、第１のハウジング６４ａと、その端面に衝合された第２のハウジング６４ｂとを備え、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６４ａには電動モータ６５が取り付けられると共に、この第１のハウジング６４ａと第２のハウジング６４ｂには、ねじ軸７４を収容するための袋孔７１と貫通孔７２が形成されている。
電動モータ６５のモータ軸６５ａの端部には小平歯車６６が圧入により相対回転不能に取り付けられると共に、大平歯車６７は、ボールねじ機構７０を構成するナット７３に一体形成され、小平歯車６６に噛合している。駆動軸６９は、ボールねじ機構７０を構成するねじ軸７４と一体に構成されている。
ボールねじ機構７０は、ねじ軸７４と、このねじ軸７４にボール７５を介して外装されたナット７３とを備えている。ねじ軸７４は、外周に螺旋状のねじ溝７４ａ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７３は、内周にねじ軸７４のねじ溝７４ａに対応する螺旋状のねじ溝７３ａが形成され、これらねじ溝７３ａ、７４ａとの間に多数のボール７５が転動自在に収容されている。そして、ナット７３は、ハウジング６４に対して、２つの支持軸受７６、７７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。
第１のハウジング６４ａの袋孔７１に筒状のスリーブ７８が嵌合されている。このスリーブ７８は、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からなる。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。
スリーブ７８は、周方向に対向して軸方向に延びる凹溝７８ａが成形されている。一方、ねじ軸７４の端部には径方向に貫通する貫通孔７９が形成され、この貫通孔７９にガイドピン８０が嵌着されている。そして、袋孔７１の開口部には環状溝８１が形成され、この環状溝８１に装着された穴用の止め輪８２によってスリーブ７８が軸方向に位置決め固定されている。この止め輪８２は、通常のＣ形同心止め輪のように端面が平坦ではなく、弓形形状、すなわち、切欠き部を中心に左右対称となる位置の中央部の一箇所に頂点を有する湾曲部が形成されている。
このように、ガイドピン８０がスリーブ７８の凹溝７８ａに係合し、ねじ軸７４の軸方向の案内と共に回り止めを行うと共に、ガイドピン８０と、このガイドピン８０に係合する凹溝７８ａを有するスリーブ７８とでねじ軸７４の回り止め機構を構成しているため、アルミ軽合金からなる第１のハウジング６４ａの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、簡便な構造で低コスト化を図ることができる。
また、袋孔７１に形成された環状溝８１に止め輪８２が装着され、この止め輪８２にスリーブ７８が干渉することによってスリーブ７８の軸方向の移動が阻止されているため、スリーブ７８に対して、止め輪８２のばね力によって軸方向荷重が発生し、スリーブ７８に所定の予圧を付与することができ、第１のハウジング６４ａの摩耗や音あるいは振動の発生を防止することができる（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００７−３３３０４６号公報 特開２０１３−１６７３３４号公報
然しながら、この従来の電動アクチュエータ６３において、スリーブ７８の軸方向の移動を阻止する止め輪８２では、一旦装着してしまうと容易に分解することができず、例えば、第１のハウジング６４ａを傷付けずに分解することが困難になり、分解作業性をはじめメンテナンス性に課題があった。
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、メンテナンス性の向上を図ると共に、簡便な構造で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。
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、アルミ軽合金からなるハウジングと、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ると共に、前記ハウジングに形成された前記ねじ軸を収容する袋孔に円筒状のスリーブが嵌合され、このスリーブの内周に軸方向に延び、対向する位置に一対の凹溝が形成されて前記ねじ軸の端部に植設されたガイドピンが係合され、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔の開口部に環状溝が形成され、この環状溝に装着された穴用の止め輪によって前記スリーブが軸方向に位置決め固定されると共に、前記止め輪が、周方向に対向する切欠き部の内周に、脱着治具を係止させるための凹所が形成され、この凹所が所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、その開口部の寸法が前記円弧部の直径よりも小さく設定されている。
このように、アルミ軽合金からなるハウジングと、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、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たねじ軸とで構成されると共に、ハウジングに形成されたねじ軸を収容する袋孔に円筒状のスリーブが嵌合され、このスリーブの内周に軸方向に延び、対向する位置に一対の凹溝が形成されてねじ軸の端部に植設されたガイドピンが係合され、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た電動アクチュエータにおいて、ハウジングの袋孔の開口部に環状溝が形成され、この環状溝に装着された穴用の止め輪によってスリーブが軸方向に位置決め固定されると共に、止め輪が、周方向に対向する切欠き部の内周に、脱着治具を係止させるための凹所が形成され、この凹所が所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、この平坦部に対向する開口部の寸法が円弧部の直径よりも小さく設定されているので、脱着治具がこの凹所に係止し易くなると共に、脱着治具から止め輪が外れ難くなり、脱着作業が容易になって作業性を向上させることができ、メンテナンス性の向上を図ると共に、簡便な構造で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。
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記止め輪が、切欠き部を中心に左右対称となる位置に少なくとも一箇所に頂点を有する湾曲部が形成され、前記スリーブが押圧された状態で抜け止めされていれば、止め輪のばね力によって軸方向荷重が発生し、スリーブに所定の予圧を付与することができ、ハウジングの摩耗や音あるいは振動の発生を防止することができる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記止め輪の凹所が、半円以上の円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、前記円弧部の中心の水平線から前記平坦部に対向する開口部までの角度が１１０°〜１３０°の範囲に設定されていても良い。
また、請求項４に記載の発明のように、前記止め輪の凹所が、半円の円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、前記円弧部の中心の水平線から前記平坦部に対向する開口部までが平坦面に形成されていても良い。
また、請求項５に記載の発明のように、前記止め輪の切欠き部の外径側の角部が鈍角に形成されていれば、角部が環状溝に引っ掛かるのを防止でき、止め輪の脱着作業がスムーズに行われると共に、脱着時に角部が擦れてハウジングに傷が付くのを防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、前記スリーブがＭＩＭによって成形される焼結合金で形成されていれば、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。
本発明に係る電動アクチュエータは、アルミ軽合金からなるハウジングと、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ると共に、前記ハウジングに形成された前記ねじ軸を収容する袋孔に円筒状のスリーブが嵌合され、このスリーブの内周に軸方向に延び、対向する位置に一対の凹溝が形成されて前記ねじ軸の端部に植設されたガイドピンが係合され、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔の開口部に環状溝が形成され、この環状溝に装着された穴用の止め輪によって前記スリーブが軸方向に位置決め固定されると共に、前記止め輪が、周方向に対向する切欠き部の内周に、脱着治具を係止させるための凹所が形成され、この凹所が所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、その開口部の寸法が前記円弧部の直径よりも小さく設定されているので、脱着治具がこの凹所に係止し易くなると共に、脱着治具から止め輪が外れ難くなり、脱着作業が容易になって作業性を向上させることができ、メンテナンス性の向上を図ると共に、簡便な構造で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。
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である。 図１のボールねじ機構を示す縦断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。 （ａ）は、本発明に係る止め輪の正面図、（ｂ）は、（ａ）の断面図、（ｃ）は、ＩＶ部拡大図である。 図３（ａ）のＶ部拡大図である。 止め輪の軸方向ばね荷重を測定する方法を示す説明図である。 図５の止め輪の変形例を示す要部拡大図である。 従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。 他の従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。
アルミ軽合金からなる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ると共に、前記ハウジングに形成された前記ねじ軸を収容する袋孔に円筒状のスリーブが嵌合され、このスリーブの内周に軸方向に延び、対向する位置に一対の凹溝が形成されて前記ねじ軸の端部に植設されたガイドピンが係合され、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た電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔の開口部に環状溝が形成され、この環状溝に装着され、周方向に対向する切欠き部を中心に左右対称となる位置に頂点を有する湾曲部が形成された穴用の止め輪によって前記スリーブが軸方向に位置決め固定されると共に、前記止め輪が、前記切欠き部の内周に、脱着治具を係止させるための凹所が形成され、この凹所が所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、その開口部の寸法が前記円弧部の直径よりも小さく設定されている。
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のボールねじ機構を示す縦断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図、図４（ａ）は、本発明に係る止め輪の正面図、（ｂ）は、（ａ）の断面図、（ｃ）は、ＩＶ部拡大図、図５は、図４（ａ）のＶ部拡大図、図５は、図６は、止め輪の軸方向ばね荷重を測定する方法を示す説明図、図７は、図５の止め輪の変形例を示す要部拡大図である。
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。
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とを備え、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が取り付けられると共に、この第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂには、ねじ軸１２を収容するための袋孔９と貫通孔１０が形成されている。
電動モータ３のモータ軸３ａの端部には小平歯車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１１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１４に一体形成され、小平歯車４に噛合している。駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１２と一体に構成されている。
ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１２と、このねじ軸１２にボール１３を介して外装されたナット１４とを備えている。ねじ軸１２は、外周に螺旋状のねじ溝１２ａ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１４は、内周にねじ軸１２のねじ溝１２ａに対応する螺旋状のねじ溝１４ａが形成され、これらねじ溝１２ａ、１４ａとの間に多数のボール１３が転動自在に収容されている。そして、ナット１４は、ハウジング（図示せず）に対して、２つの支持軸受１５、１６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。１７は、ナット１４のねじ溝１４ａを連結してボール１３の循環部材を構成する駒部材で、この駒部材１７によって多数のボール１３が無限循環することができる。
各ねじ溝１２ａ、１４ａ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１３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１４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１２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１４の外周には減速機構６を構成する大平歯車５が一体に形成されると共に、この大平歯車５の両側に２つの支持軸受１５、１６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１５、１６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。また、２つの支持軸受１５、１６は、両端部にシールド板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。なお、ここでは、大平歯車５がナットと一体に形成されたものを例示したが、これに限らず、例えば、図示はしないが、ナットの外周にキーを介して外嵌固定されていても良い。
本実施形態では、図１に示すように、第１のハウジング２ａの袋孔９に筒状のスリーブ１８が嵌合されている。このスリーブ１８は、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からなる。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。
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１８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１８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。スリーブ１８としてこのような材料を採用することにより、少なくともアルミ合金からなる第１のハウジング２ａよりも材料強度と耐摩耗性が高くなり、耐久性を向上させることができる。
スリーブ１８は、図３に示すように、周方向に対向して軸方向に延びる凹溝１８ａが成形されている。一方、ねじ軸１２の端部には径方向に貫通する貫通孔１９が形成され、この貫通孔１９にガイドピン２０が嵌着されている。そして、ガイドピン２０がスリーブ１８の凹溝１８ａに係合し、ねじ軸１２の軸方向の案内と共に回り止めを行う。また、袋孔９の開口部には環状溝２１が形成され、この環状溝２１に装着された後述する穴用の止め輪２２によってスリーブ１８が軸方向に位置決め固定されている。
ガイドピン２０には、耐摩耗性とせん断強度に優れると共に、入手性が良く低コストな針状ころ軸受用の針状ころ（ニードル）が使用されている。特に、針状ころを使用することにより、外周面にクラウニングが形成されているので、スリーブ１８の凹溝１８ａとの接触においてエッジロードを防止して接触面圧を低下させ、長期間に亘って耐久性を向上させることができる。
このように、ねじ軸１２のガイドピン２０がスリーブ１８の凹溝１８ａに係合し、ねじ軸１２の軸方向の案内と共に回り止めを行うため、アルミ軽合金からなる第１のハウジング２ａの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、簡便な構造で低コスト化を図った電動アクチュエータ１を提供することができる。
ここで、第１のハウジング２ａの袋孔９の開口部に形成された環状溝２１に止め輪２２が装着され、この止め輪２２にスリーブ１８が干渉することによってスリーブ１８の軸方向の移動が阻止されている。止め輪２２はＳＷＲＨ６７Ａ（ＪＩＳ Ｇ３５０６）等の硬鋼線材から形成され、図４（ａ）に示すように、この止め輪２２は、周方向および径方向に変形可能な有端リングで構成され、周方向に対向する切欠き部２３の内周に、図示しない治具（サークリッププライヤ）を係止させるための凹所２４が形成されている。そして、この治具でもってその外周部の外径を縮小するように止め輪２２を弾性変形させて袋孔の環状溝に挿入すれば弾性復帰により固定される。
また、（ｂ）に示すように、この止め輪２２は、通常のＣ形同心止め輪のように端面（幅面）が平坦ではなく、弓形形状、すなわち、切欠き部２３を中心に左右対称となる位置に少なくとも一箇所（ここでは、中央部に一箇所）に頂点を有する湾曲部２２ａが形成されている。こうした止め輪２２を採用することにより、スリーブ１８に対して、止め輪２２のばね力によって軸方向荷重が発生し、スリーブ１８に所定の予圧を付与することができ、第１のハウジングの摩耗や音あるいは振動の発生を防止することができる。さらに、（ｃ）に示すように、止め輪２２の角部のエッジが除去されＲ形状に丸められているが、予め角部が丸められた線材を用いてプレス加工によって形成すれば、後処理が不要となり量産性が向上する。なお、止め輪２２は、前述した材質以外に、例えば、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ていても良い。
止め輪２２の切欠き部２３は、図５に拡大して示すように、その外径側の角部が鈍角に形成されている。具体的には、切欠き部２３の端面と外径面との交差角αが１１０°〜１３０°の範囲に設定されている。これにより、角部が環状溝に引っ掛かるのを防止でき、止め輪２２の脱着作業がスムーズに行われると共に、脱着時に角部が擦れてハウジングに傷が付くのを防止することができる。
また、凹所２４は、所定の曲率半径Ｒ１からなる円弧部２４ａと、この円弧部２４ａから接線方向に延びる平坦部２４ｂを備えている。そして、円弧部２４ａが半円以上、具体的には、円弧部２４ａの中心の水平線、すなわち、止め輪２２が縮小する方向（図中矢印にて示す）から平坦部２４ｂに対向する開口部２４ｃまでの角度βが２０°〜４０°の範囲に設定されている。これにより、治具がこの凹所２４に係止し易くなると共に、治具から止め輪２２が外れ難くなり、脱着作業が容易になって作業性を向上させることができる。
本発明に係る止め輪２２は、図６に示すように、軸方向ばね荷重が抜き取り検査によって測定されている。この軸方向ばね荷重Ｐは、測定圧子２５によって止め輪２２の板厚まで圧縮された後、所定の再圧縮時の高さＨ、例えば、Ｈ＝２．２ｍｍにおいて３７Ｎ以上になるように設定されている。これにより、作動中、繰り返し負荷される軸方向荷重に対して、止め輪２２のへたり等を防止することができ、止め輪２２の信頼性を向上させることができる。
図７に示す止め輪２６は、前述した止め輪２２の変形例で、基本的には、止め輪２２と開口部２４ｃの形状が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
この止め輪２６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、周方向および径方向に変形可能な有端リングで構成され、周方向に対向する切欠き部２３の内周に凹所２７が形成されている。この凹所２７は、所定の曲率半径Ｒ１からなる円弧部２４ａと、この円弧部２４ａから接線方向に延びる平坦部２４ｂを備えている。そして、円弧部２４ａが半円で、この円弧部２４ａの中心の水平線から平坦部２４ｂに対向する開口部２７ａまでが平坦面に形成され、その開口部２７ａの寸法Ｗが円弧部２４ａの直径２Ｒ１よりも小さく設定されている（Ｗ≦２Ｒ１）。これにより、治具がこの凹所２７に係止し易くなると共に、治具から止め輪２６が外れ難くなり、脱着作業が容易になって作業性を向上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。
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
８ ボールねじ機構
９ 袋孔
１０、１９ 貫通孔
１１ 転がり軸受
１２ ねじ軸
１２ａ、１４ａ ねじ溝
１３ ボール
１４ ナット
１５、１６ 支持軸受
１７ 駒部材
１８ スリーブ
１８ａ 凹溝
２０ ガイドピン
２１ 環状溝
２２、２６ 止め輪
２２ａ 湾曲部
２３ 切欠き部
２４、２７ 凹所
２４ａ 円弧部
２４ｂ 平坦部
２４ｃ、２７ａ 開口部
２５ 測定圧子
５０、６３ 電動アクチュエータ
５１ ボールねじ軸
５１ａ、５２ａ、７３ａ、７４ａ ねじ溝
５２ ボールねじナット
５３ ボールねじ
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 ナットの大径部
６１ フラット部
６２ カムフォロア
６４ ハウジング
６４ａ 第１のハウジング
６４ｂ 第２のハウジング
６５ 電動モータ
６５ａ モータ軸
６６ 小平歯車
６７ 大平歯車
６８ 減速機構
６９ 駆動軸
７０ ボールねじ機構
７１ 袋孔
７２、７９ 貫通孔
７３ ナット
７４ ねじ軸
７５ ボール
７６、７７ 支持軸受
７８ スリーブ
７８ａ 凹溝
８０ ガイドピン
８１ 環状溝
８２ 止め輪
Ｈ 止め輪の再圧縮時の高さ
Ｐ 軸方向ばね荷重
Ｗ 止め輪の開口部の寸法
α 止め輪の角部の角度
β 円弧部の中心の水平線から開口部までの角度

Claims (6)

  1. アルミ軽合金からなるハウジングと、
    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ると共に、
    前記ハウジングに形成された前記ねじ軸を収容する袋孔に円筒状のスリーブが嵌合され、
    このスリーブの内周に軸方向に延び、対向する位置に一対の凹溝が形成されて前記ねじ軸の端部に植設されたガイドピンが係合され、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た電動アクチュエータにおいて、
    前記ハウジングの袋孔の開口部に環状溝が形成され、この環状溝に装着された穴用の止め輪によって前記スリーブが軸方向に位置決め固定されると共に、
    前記止め輪が、周方向に対向する切欠き部の内周に、脱着治具を係止させるための凹所が形成され、この凹所が所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、その開口部の寸法が前記円弧部の直径よりも小さく設定されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
  2. 前記止め輪が、切欠き部を中心に左右対称となる位置に少なくとも一箇所に頂点を有する湾曲部が形成され、前記スリーブが押圧された状態で抜け止めされている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
  3. 前記止め輪の凹所が、半円以上の円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、前記円弧部の中心の水平線から前記平坦部に対向する開口部までの角度が１１０°〜１３０°の範囲に設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。
  4. 前記止め輪の凹所が、半円の円弧部と、この円弧部から接線方向に延びる平坦部を備え、前記円弧部の中心の水平線から前記平坦部に対向する開口部までが平坦面に形成されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
  5. 前記止め輪の切欠き部の外径側の角部が鈍角に形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
  6. 前記スリーブがＭＩＭによって成形される焼結合金で形成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
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