JP2017020630A - Ball screw and electric actuator having the same - Google Patents

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慎介 平野
Shinsuke Hirano
慎介 平野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw which is reduced in weight by thinning a thickness of a housing, and improved in reliability by avoiding a collision of a screw shaft, and an electric actuator having the same.SOLUTION: In an electric actuator 1 having a screw shaft 10 which is non-rotatably and movably arranged at a housing 2 in an axial direction, screw grooves 9, 16 are formed of arc-shaped screw grooves 9a, 16a and serrated screw grooves 9b, 16b, and when a tension load is applied to the screw shaft 10, a clearance is not formed between the arc-shaped screw shafts 9a, 16a and balls 19, a clearance is formed between the serrated screw grooves 9b, 16b, and the arc-shaped screw grooves 16a, 9a and the balls 19 angularly contact with each other, thus forming a ball screw state. When a reverse input is applied to the screw shaft, a clearance is formed between the arc-shaped screw grooves 16a, 9a and the balls 19, a clearance is not formed between the serrated screw grooves 16b, 9b, and there arises a trapezoidal screw state by the slide contact of the arc-shaped screw grooves and the balls.SELECTED DRAWING: Figure 2

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、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、駆動軸の直線運動に変換するボールねじおよびこれを備えた電動アクチュエータに関するものである。   The present invention converts a ball screw used in a drive unit of a general industrial electric motor, automobile, etc., more specifically, a rotation input from an electric motor into a linear motion of a drive shaft in an automobile transmission, a parking brake, or the like. The present invention relates to a ball screw and an electric actuator provided with the ball screw.

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、摩擦抵抗が非常に小さく、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。   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 a very small frictional resistance, and the ball screw shaft is easily rotated by a thrust 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.

また、前述の電動アクチュエータでは、システムエラー等で制御不能になった時、荷重に押されてハウジングの内壁にボールねじ軸が慣性力で衝突し、電動アクチュエータが強度不足の場合は故障する恐れがある。これを解決した電動アクチュエータとして図7に示すようなものが知られている。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(図示せず)と、この電動モータのモータ軸53aに取付けられた入力歯車53に噛合する中間歯車54と、この中間歯車54に噛合する出力歯車55とからなる減速機構56と、この減速機構56を介して電動モータ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、このボールねじ機構58を備えたアクチュエータ本体59とを備えている。   In addition, when the electric actuator described above becomes uncontrollable due to a system error or the like, the ball screw shaft collides with the inner wall of the housing due to inertia force due to the load, and there is a risk of failure if the electric actuator has insufficient strength. is there. An electric actuator that solves this problem is shown in FIG. The electric actuator 51 includes a cylindrical housing 52, an electric motor (not shown) attached to the housing 52, and an intermediate gear 54 that meshes with an input gear 53 attached to a motor shaft 53a of the electric motor. A reduction mechanism 56 comprising an output gear 55 meshing with the intermediate gear 54, and a ball screw mechanism 58 for converting the rotational movement of the electric motor into the linear movement of the drive shaft 57 via the reduction mechanism 56; And an actuator body 59 having the ball screw mechanism 58.

ハウジング52はアルミ合金からなり、第1のハウジング52aと、その端面に衝合された第2のハウジング52bとからなり、第1のハウジング52a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52aと第2のハウジング52bの衝合部には、ねじ軸60を収容するための袋孔61、62が形成されている。   The housing 52 is made of an aluminum alloy, and includes a first housing 52a and a second housing 52b abutted on the end surface thereof. The first housing 52a is provided with an electric motor, and the first housing Bag holes 61 and 62 for accommodating the screw shaft 60 are formed in the abutting portion between the second housing 52b and the second housing 52b.

電動モータのモータ軸53aは、その端部に入力歯車53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52bに装着された深溝玉軸受からなる転がり軸受63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54に噛合する出力歯車55は、ボールねじ機構58を構成するナット64にキー65を介して一体に固定されている。   The motor shaft 53a of the electric motor has an input gear 53 attached to its end portion so as not to be relatively rotatable by press fitting, and is rotatably supported by a rolling bearing 63 comprising a deep groove ball bearing mounted on the second housing 52b. . An output gear 55 that meshes with an intermediate gear 54 that is a spur gear is integrally fixed to a nut 64 that constitutes a ball screw mechanism 58 via a key 65.

駆動軸57は、ボールねじ機構58を構成するねじ軸60と一体に構成され、この駆動軸57の一端部(図中右端部)に係止ピン66が植設されている。また、第2のハウジング52bの袋孔62には鋼製のスリーブ67が締結されている。そして、スリーブ67の周方向に対向する位置に軸方向に形成された凹溝67a、67aにねじ軸60の係止ピン66が係合され、ねじ軸60が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。   The drive shaft 57 is configured integrally with a screw shaft 60 constituting the ball screw mechanism 58, and a locking pin 66 is implanted at one end portion (right end portion in the figure) of the drive shaft 57. A steel sleeve 67 is fastened to the bag hole 62 of the second housing 52b. Then, the locking pin 66 of the screw shaft 60 is engaged with the concave grooves 67a and 67a formed in the axial direction at positions opposed to the circumferential direction of the sleeve 67, so that the screw shaft 60 cannot rotate and moves in the axial direction. Supported as possible.

ボールねじ機構58は、ねじ軸60と、このねじ軸60にボール68を介して外挿されたナット64とを備えている。ねじ軸60は、外周に螺旋状のねじ溝60aが形成されている。一方、ナット64は、ねじ軸60に外挿されると共に、内周にねじ軸60のねじ溝60aに対応する螺旋状のねじ溝64aが形成され、これらねじ溝60a、64aとの間に多数のボール68が転動自在に収容されている。そして、ナット64は、ハウジング52a、52bに対して、2つの支持軸受69、69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。   The ball screw mechanism 58 includes a screw shaft 60 and a nut 64 that is externally inserted to the screw shaft 60 via a ball 68. The screw shaft 60 has a spiral thread groove 60a formed on the outer periphery. On the other hand, the nut 64 is extrapolated to the screw shaft 60, and a helical screw groove 64a corresponding to the screw groove 60a of the screw shaft 60 is formed on the inner periphery, and a large number of nuts 64 are provided between the screw grooves 60a and 64a. A ball 68 is accommodated so as to roll freely. The nut 64 is supported by the housings 52a and 52b through two support bearings 69 and 69 so as to be rotatable and not movable in the axial direction.

ねじ軸60を回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持するスリーブ67は、第2のハウジング52bの袋孔62に締結されている。具体的には、第2のハウジング52bの袋孔62に雌ねじ62aが形成され、この雌ねじ62aに螺合する雄ねじ67bがスリーブ67の外周に形成されている。そして、スリーブ67を袋孔62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62aと雄ねじ67bが係合し、スリーブ67が第2のハウジング52bに締結される。   A sleeve 67 that supports the screw shaft 60 in a non-rotatable and axially movable manner is fastened to the bag hole 62 of the second housing 52b. Specifically, a female screw 62 a is formed in the bag hole 62 of the second housing 52 b, and a male screw 67 b that is screwed into the female screw 62 a is formed on the outer periphery of the sleeve 67. Then, by moving the sleeve 67 toward the bottom of the bag hole 62, the female screw 62a and the male screw 67b are engaged, and the sleeve 67 is fastened to the second housing 52b.

スリーブ67は第2のハウジング52bの底部に直接当接されておらず、キャップ70を介して締結されている。すなわち、スリーブ67の端部にキャップ70が外嵌され、一体となって第2のハウジング52bの底部に嵌合されている。これにより、ねじ軸60が第2のハウジング52bの袋孔62に直接衝突することがなく、第2のハウジング52b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させることができる(例えば、特許文献1参照。)。   The sleeve 67 is not in direct contact with the bottom of the second housing 52 b and is fastened via a cap 70. That is, the cap 70 is externally fitted to the end of the sleeve 67 and is integrally fitted to the bottom of the second housing 52b. As a result, the screw shaft 60 does not directly collide with the bag hole 62 of the second housing 52b, and damage and wear of the second housing 52b are reduced, while at the same time reducing the weight and improving the durability and strength. The reliability can be improved by increasing the reliability (see, for example, Patent Document 1).

特開2014−43905号公報JP 2014-43905 A

こうした従来の電動アクチュエータ51では、ねじ軸60が慣性力で第2のハウジング52bの内壁に衝突しても安全となるよう、耐久性と強度を高めた構造としつつ、軽量化を図ったものであるが、ねじ軸60が衝突することを前提に考えられているため、スリーブ67の端部に配設されたキャップ70および第2のハウジング52bに強度が必要とされ、材料だけでなく一定以上の厚みが要求される。これにより、軽量・コンパクト化の阻害要因となっていた。   In such a conventional electric actuator 51, the structure is improved in durability and strength so that it is safe even if the screw shaft 60 collides with the inner wall of the second housing 52b by inertia force, and the weight is reduced. However, since it is assumed that the screw shaft 60 collides, the cap 70 and the second housing 52b disposed at the end of the sleeve 67 require strength, and not only the material but also a certain level or more. Is required. This has been a hindrance to light weight and compactness.

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、システムエラーが生じて制御不能となった場合でも、ねじ軸がハウジングに衝突しない安全機構に着眼し、ハウジングの薄肉化によって軽量・コンパクト化を図ると共に、ねじ軸の衝突を回避して信頼性の向上を図ったボールねじおよびこれを備え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. Even when a system error occurs and control becomes impossible, the present invention focuses on a safety mechanism in which the screw shaft does not collide with the housing. An object of the present invention is to provide a ball screw and an electric actuator provided with the ball screw that are light and compact and that improve the reliability by avoiding a collision of a screw shaft.

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、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、を備えたボールねじにおいて、前記ねじ軸のねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と鋸歯状のねじ溝とで構成されると共に、前記ナットのねじ溝が、前記ねじ軸の円弧状のねじ溝に対向する円弧状のねじ溝と、前記ねじ軸の鋸歯状のねじ溝に対向する鋸歯状のねじ溝とで構成されている。   In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and is externally fitted to the screw shaft, and the screw is formed on the inner peripheral surface thereof. In the ball screw comprising: a nut in which a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the shaft is formed; and a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the opposing screw grooves, the screw shaft And the screw groove of the nut has an arcuate thread groove facing the arcuate screw groove of the screw shaft. And a serrated thread groove facing the serrated thread groove of the screw shaft.

このように、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面にねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、を備えたボールねじにおいて、ねじ軸のねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と鋸歯状のねじ溝とで構成されると共に、ナットのねじ溝が、ねじ軸の円弧状のねじ溝に対向する円弧状のねじ溝と、ねじ軸の鋸歯状のねじ溝に対向する鋸歯状のねじ溝とで構成されているので、ねじ軸に通常の進行方向に進む場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまがなくなり、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、円弧状の両ねじ溝にボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、ねじ軸に反進行方向に進む場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまが生じ、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となる。したがって、入力荷重に対しては高効率となると共に、外部入力に対してはブレーキの役割りをなし、鋸歯状のねじ溝で負荷を受けて鈍感となり、システムエラー等で制御不能となった時、ボールねじ側からの逆入力トルクを遮断することができるボールねじを提供することができる。   Thus, a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, and a nut that is fitted on the screw shaft and has a helical thread groove corresponding to the screw groove of the screw shaft formed on the inner peripheral surface. And a plurality of balls housed in a rolling path formed by opposing screw grooves, wherein the screw shaft has a circular groove and a sawtooth-shaped screw groove. And the nut thread groove is composed of an arc-shaped thread groove facing the arc-shaped thread groove of the screw shaft and a serrated thread groove facing the saw-tooth thread groove of the screw shaft. Therefore, when the screw shaft proceeds in the normal direction of travel, there is no clearance between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and there is no gap between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft. A clearance is generated, and the ball makes an angular contact with both arc-shaped thread grooves and the ball When the screw shaft moves in the opposite direction to the screw shaft, a clearance is generated between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft. The gaps disappear, and both the sawtooth thread grooves come into sliding contact to form a trapezoidal screw. Therefore, it is highly efficient with respect to input load, and also acts as a brake with respect to external input. When the load is received by the saw-toothed thread groove, it becomes insensitive and cannot be controlled due to a system error, etc. In addition, it is possible to provide a ball screw that can block reverse input torque from the ball screw side.

好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ねじ軸の円弧状のねじ溝が、断面が円周の4分の1の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成されると共に、前記鋸歯状のねじ溝が、当該円弧状のねじ溝と軸方向に対向し、断面が台形状に形成されていても良い。   Preferably, as in the invention described in claim 2, the arcuate thread groove of the screw shaft is formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter of the circumference, and the sawtooth The circular thread groove may be opposed to the arc-shaped thread groove in the axial direction, and the cross section may be formed in a trapezoidal shape.

また、請求項3に記載の発明のように、前記ナットの円弧状のねじ溝が、断面が円周の4分の1の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成されると共に、前記鋸歯状のねじ溝が、当該円弧状のねじ溝と軸方向に対向し、断面が台形状に形成されていても良い。   According to a third aspect of the present invention, the arc-shaped thread groove of the nut is formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter of the circumference, and the sawtooth-shaped The thread groove may face the arcuate thread groove in the axial direction, and the cross section may be formed in a trapezoidal shape.

また、請求項4に記載の発明のように、前記ナットの鋸歯状のねじ溝が、前記円弧状のねじ溝の接線方向に延び、垂線に対する傾斜角が0°〜20°の平坦面に形成されていていれば、ねじ溝の軸方向のコンパクト化を図ることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the serrated thread groove of the nut extends in a tangential direction of the arc-shaped thread groove, and is formed on a flat surface having an inclination angle of 0 ° to 20 ° with respect to the perpendicular. If it is made, the axial direction of the thread groove can be made compact.

また、請求項5に記載の発明のように、前記ナットのねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と、このねじ溝の端部から径方向内方に突出し、断面が台形状に形成された鋸歯状のねじ溝とで構成され、前記円弧状のねじ溝が円周の略2分の1の半円からなり、その断面形状が前記ボールの半径よりも大きい曲率半径からなる2つの円弧を組み合わせたゴシックアーク形状に形成されていれば、ボールを安定して保持してガタツキを防止し、異音や振動の発生を抑制することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, the thread groove of the nut has a circular arc-shaped cross section, and projects radially inward from the end of the thread groove, and the cross section is formed in a trapezoidal shape. Two circular arcs having a radius of curvature larger than the radius of the ball. If it is formed in the Gothic arc shape which combined, it can hold | maintain a ball | bowl stably and can prevent rattling and can suppress generation | occurrence | production of abnormal noise and a vibration.

本発明のうち請求項6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とを備え、このボールねじが、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、前記ボールねじが前記請求項1乃至5いずれかに記載のボールねじで構成され、前記ねじ軸に引張荷重が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまがなくなり、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、前記円弧状の両ねじ溝に前記ボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、前記ねじ軸に逆入力が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまが生じ、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、前記鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となる。   According to a sixth aspect of the present invention, a 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 reduction mechanism are provided. And a ball screw for converting the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft. The ball screw is rotatable through a support bearing mounted on the housing and cannot be moved in the axial direction. And a nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery thereof, and a nut inserted into the nut via a number of balls, integrated with the drive shaft, and on the outer periphery thereof. And the ball screw is configured to include a screw shaft that is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing. When the ball screw according to any one of claims 1 to 5 is configured and a tensile load is applied to the screw shaft, there is no clearance between the nut and the arc-shaped screw groove of the screw shaft and the ball, A clearance is generated between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft, and the ball is in angular contact with both the arc-shaped thread grooves to form a ball screw, and reverse input is applied to the screw shaft. When a load is applied, a clearance is generated between the nut and the arcuate thread groove of the screw shaft and the ball, and there is no clearance between the nut and the sawtooth thread groove of the screw shaft. Both screw grooves come into sliding contact to form a trapezoidal screw.

このように、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とを備え、このボールねじが、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、ボールねじが前記請求項1乃至5いずれかに記載のボールねじで構成され、ねじ軸に引張荷重が負荷された場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまがなくなり、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、円弧状の両ねじ溝にボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、ねじ軸に逆入力が負荷された場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまが生じ、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となるので、入力荷重に対しては高効率となると共に、外部入力に対してはブレーキの役割りをなし、鋸歯状のねじ溝で負荷を受けて鈍感となり、システムエラー等で制御不能となった時、荷重に押されてねじ軸がその慣性力でオーバーランしても、ねじ軸の軸端ハウジングの袋孔の底面に衝突するのを防止することができる。したがって、ねじ軸の衝突を回避して信頼性の向上を図ると共に、ハウジングの薄肉化によって軽量・コンパク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。   As described above, the housing, the electric motor attached to the housing, the reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor through the motor shaft, and the rotational axis of the electric motor through the reduction mechanism are driven. The ball screw is converted to a linear motion in the axial direction of the screw, and the ball screw is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. A nut formed with a groove, and a nut inserted into the nut through a large number of balls, integrated coaxially with the drive shaft, and formed with a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery; An electric actuator comprising a screw shaft supported so as to be non-rotatable and axially movable, wherein the ball screw is constituted by the ball screw according to any one of claims 1 to 5. When a tensile load is applied to the screw shaft, there is no clearance between the nut and the arcuate thread groove of the screw shaft and the ball, and there is a clearance between the nut and the sawtooth thread groove of the screw shaft. When the ball is in angular contact with both arc-shaped thread grooves and a ball screw is in the state, and a reverse input is applied to the screw shaft, the clearance between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball Since there is no gap between the nut and the serrated thread groove on the screw shaft, both the sawtooth thread grooves come into sliding contact to form a trapezoidal screw, which is highly efficient for input loads. At the same time, it acts as a brake for external inputs, and when the load is received by the serrated thread groove, it becomes insensitive, and when it becomes uncontrollable due to a system error etc., the screw shaft is pushed by the load and its inertial force Even if overrun with It can be prevented from colliding with the bottom surface of the bag holes in the shaft end housing. Therefore, it is possible to provide an electric actuator that is improved in reliability by avoiding the collision of the screw shaft and reduced in weight and size by reducing the thickness of the housing.

また、請求項7に記載の発明のように、前記ハウジングに前記ねじ軸を収容する袋孔が形成されて鋼製のスリーブがねじ部を介して締結されると共に、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成され、前記ねじ軸の端部に係止ピンが植設されて前記凹溝に係合されていれば、ハウジングに対してねじ軸を回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, a bag hole for accommodating the screw shaft is formed in the housing, and a steel sleeve is fastened through a threaded portion, and a shaft is formed on the inner periphery of the sleeve. If a concave groove extending in the direction is formed and a locking pin is implanted at the end of the screw shaft and engaged with the concave groove, the screw shaft cannot be rotated with respect to the housing and moved axially. It can be supported as possible.

本発明に係るボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、を備えたボールねじにおいて、前記ねじ軸のねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と鋸歯状のねじ溝とで構成されると共に、前記ナットのねじ溝が、前記ねじ軸の円弧状のねじ溝に対向する円弧状のねじ溝と、前記ねじ軸の鋸歯状のねじ溝に対向する鋸歯状のねじ溝とで構成されているので、ねじ軸に通常の進行方向に進む場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまがなくなり、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、円弧状の両ねじ溝にボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、ねじ軸に反進行方向に進む場合、ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝およびボールとの間にすきまが生じ、ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となる。したがって、入力荷重に対しては高効率となると共に、外部入力に対してはブレーキの役割りをなし、鋸歯状のねじ溝で負荷を受けて鈍感となり、システムエラー等で制御不能となった時、ボールねじ側からの逆入力トルクを遮断することができるボールねじを提供することができる。   The ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and a helical screw groove that is fitted on the screw shaft and corresponds to the screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. And a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves, wherein the thread groove of the screw shaft has an arc-shaped cross section. And a saw-toothed thread groove, and the thread groove of the nut is opposed to the arc-shaped thread groove facing the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the saw-tooth thread groove of the screw shaft. When the screw shaft moves in the normal direction of travel, there is no clearance between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and the nut and screw shaft A gap is formed between the serrated thread groove and When the ball contacts the angular contact and enters the ball screw state, and when the screw shaft moves in the opposite direction, a clearance is generated between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and a sawtooth shape of the nut and the screw shaft. There is no gap between the two screw grooves, and both the saw-toothed screw grooves slide and come into a trapezoidal screw state. Therefore, it is highly efficient with respect to input load, and also acts as a brake with respect to external input. When the load is received by the saw-toothed thread groove, it becomes insensitive and cannot be controlled due to a system error, etc. In addition, it is possible to provide a ball screw that can block reverse input torque from the ball screw side.

また、本発明に係る電動アクチュエータは、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とを備え、このボールねじが、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、前記ボールねじが前記請求項1乃至5いずれかに記載のボールねじで構成され、前記ねじ軸に引張荷重が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまがなくなり、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、前記円弧状の両ねじ溝に前記ボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、前記ねじ軸に逆入力が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまが生じ、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、前記鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となるので、入力荷重に対しては高効率となると共に、外部入力に対してはブレーキの役割りをなし、鋸歯状のねじ溝で負荷を受けて鈍感となり、システムエラー等で制御不能となった時、荷重に押されてねじ軸がその慣性力でオーバーランしても、ねじ軸の軸端ハウジングの袋孔の底面に衝突するのを防止することができる。したがって、ねじ軸の衝突を回避して信頼性の向上を図ると共に、ハウジングの薄肉化によって軽量・コンパク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。   An electric actuator according to the present invention includes a 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 actuator via the reduction mechanism. A ball screw for converting the rotational motion of the motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft, and this ball screw is supported by a support bearing attached to the housing so as to be rotatable and not movable in the axial direction. , A nut having a helical thread groove formed on the inner periphery, and a nut inserted into the nut via a number of balls, integrated coaxially with the drive shaft, and corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery An electric actuator comprising a screw shaft formed with a helical screw groove and supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing. The ball screw according to any one of claims 1 to 5, wherein when a tensile load is applied to the screw shaft, there is no clearance between the nut and the arc-shaped screw groove of the screw shaft and the ball. , A gap is generated between the nut and the sawtooth thread groove of the screw shaft, and the ball is in angular contact with both the arc-shaped screw grooves to form a ball screw, and the screw shaft is reversely input. When a load is applied, a clearance is generated between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and there is no clearance between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft. Since both screw grooves slide and come into a trapezoidal screw state, it is highly efficient for input loads and acts as a brake for external inputs. It becomes insensitive and When it becomes uncontrollable in such Temuera, be threaded shaft is pushed by the load is overrun by the inertia force can be prevented from colliding with the bottom surface of the bag holes in the shaft end housing of the screw shaft. Therefore, it is possible to provide an electric actuator that is improved in reliability by avoiding the collision of the screw shaft and reduced in weight and size by reducing the thickness of the housing.

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。It is a longitudinal section showing one embodiment of an electric actuator concerning the present invention. (a)は、図1のボールねじ機構を示す縦断面図、(b)は、(a)の要部拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the ball screw mechanism of FIG. 1, (b) is the principal part enlarged view of (a). 図1の中間歯車部を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the intermediate | middle gear part of FIG. 図1のスリーブを示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the sleeve of FIG. (a)は、図2のねじ軸の荷重負荷時の状態を示す説明図、(b)は、ねじ軸の逆入力負荷時の状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state at the time of the load load of the screw shaft of FIG. 2, (b) is explanatory drawing which shows the state at the time of the reverse input load of a screw shaft. (a)は、図2のナットの変形例を示す要部拡大図、(b)は、図2のナットの他の変形例を示す要部拡大図である。(A) is a principal part enlarged view which shows the modification of the nut of FIG. 2, (b) is a principal part enlarged view which shows the other modification of the nut of FIG. 従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional electric actuator.

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、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、
前記ねじ溝が、断面が円周の4分の1の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成された円弧状のねじ溝と、この円弧状のねじ溝と軸方向に対向し、断面が台形状に形成された鋸歯状のねじ溝とで構成されると共に、前記ねじ軸に引張荷重が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまがなくなり、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、前記円弧状の両ねじ溝に前記ボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、前記ねじ軸に逆入力が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまが生じ、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、前記鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となる。
An aluminum alloy 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 rotational movement of the electric motor is driven via the reduction mechanism A ball screw mechanism for converting the shaft into a linear motion in the axial direction.The ball screw mechanism is supported by a pair of support bearings 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. In the electric actuator composed of a screw shaft formed so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing,
The thread groove has an arc-shaped thread groove formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter of the circumference, and is opposed to the arc-shaped thread groove in the axial direction, and the cross section is trapezoidal. And when a tensile load is applied to the screw shaft, there is no clearance between the nut and the arc-shaped screw groove of the screw shaft and the ball. A clearance is generated between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft, and the ball is in angular contact with both the arc-shaped thread grooves to form a ball screw, and reverse input is applied to the screw shaft. When a load is applied, a clearance is generated between the nut and the arcuate thread groove of the screw shaft and the ball, and there is no clearance between the nut and the sawtooth thread groove of the screw shaft. Both screw grooves slide and come in trapezoidal shape The state.

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(a)は、図1のボールねじ機構を示す縦断面図、(b)は、(a)の要部拡大図、図3は、図1の中間歯車部を示す要部拡大図、図4は、図1のスリーブを示す要部拡大図、図5(a)は、図2のねじ軸の荷重負荷時の状態を示す説明図、(b)は、ねじ軸の逆入力負荷時の状態を示す説明図、図6(a)は、図2のナットの変形例を示す要部拡大図、(b)は、図2のナットの他の変形例を示す要部拡大図である。
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 (a) is a longitudinal sectional view showing a ball screw mechanism of FIG. 1, and FIG. 1 (b) is a main portion of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a main part showing the intermediate gear part of FIG. 1, FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing the sleeve of FIG. 1, and FIG. 5 (a) is a load applied to the screw shaft of FIG. FIG. 6B is an explanatory diagram showing the state of the screw shaft during reverse input load, FIG. 6A is an enlarged view of the main part showing a modification of the nut of FIG. ) Is an enlarged view of a main part showing another modified example of the nut of FIG. 2.

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Mと、この電動モータM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M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 electric actuator 1 meshes with a cylindrical housing 2, an electric motor M attached to the housing 2, and an input gear 3 attached to a motor shaft 3a of the electric motor M. A reduction mechanism 6 comprising an intermediate gear 4 and an output gear 5 meshed with the intermediate gear 4, and a ball screw for converting the rotational movement of the electric motor M into the axial movement of the drive shaft 7 via the reduction mechanism 6. And a mechanism 8.

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M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には、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 made of an aluminum alloy such as A6063TE or ADC12, and includes a first housing 2a and a second housing 2b abutted on the end face thereof, and is fixed integrally by a fixing bolt (not shown). . An electric motor M is attached to the first housing 2a, and a through hole 11 and a bag hole 12 for accommodating the screw shaft 10 are formed in the first housing 2a and the second housing 2b. .

電動モータM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。また、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の外周にキー14を介して一体に固定されている。   The motor shaft 3a of the electric motor M is rotatably supported by a rolling bearing 13 composed of a deep groove ball bearing mounted on the second housing 2b. Yes. Further, the output gear 5 that meshes with the intermediate gear 4 that is a spur gear is integrally fixed to the outer periphery of a nut 18 that constitutes a ball screw mechanism 8 described later via a key 14.

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には後述する円筒状のスリーブ17が締結されている。そして、スリーブ17の周方向の対向する位置に軸方向に延びる凹溝17a、17aが形成され、この凹溝17a、17aにねじ軸10の係止ピン15が係合され、ねじ軸10が、ハウジング2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。   The drive shaft 7 is formed integrally with a screw shaft 10 constituting the ball screw mechanism 8, and a locking pin 15 is implanted at one end portion (right end portion in the figure) of the drive shaft 7. A cylindrical sleeve 17 described later is fastened to the bag hole 12 of the second housing 2b. And the groove | channel 17a, 17a extended in an axial direction is formed in the position which the circumferential direction of the sleeve 17 opposes, The latching pin 15 of the screw shaft 10 is engaged with this groove 17a, 17a, and the screw shaft 10 is The housing 2 is supported so as not to rotate and to be movable in the axial direction.

ボールねじ機構8は、図2(a)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9が形成されている。一方、ナット18は、ねじ軸10に外挿されると共に、内周にねじ軸10のねじ溝16に対応する螺旋状のねじ溝16が形成され、これらねじ溝9、16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。21は、ナット18のねじ溝16を連結して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。   The ball screw mechanism 8 includes a screw shaft 10 and a nut 18 that is externally inserted through the ball 19 to the screw shaft 10 as shown in an enlarged view in FIG. The screw shaft 10 has a spiral thread groove 9 formed on the outer periphery. On the other hand, the nut 18 is extrapolated to the screw shaft 10, and a spiral screw groove 16 corresponding to the screw groove 16 of the screw shaft 10 is formed on the inner periphery. A ball 19 is accommodated so as to roll freely. The nut 18 is supported by the first and second housings 2a and 2b via the two support bearings 20 and 20 so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. Reference numeral 21 denotes a piece member that constitutes a circulation member by connecting the thread groove 16 of the nut 18, and a large number of balls 19 can be infinitely circulated by the piece member 21.

ナット18はSCM415やSCM420等の肌焼き鋼から円筒状に形成され、ねじ溝16は旋削等の機械加工によって形成されている。そして、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等の肌焼き鋼から円柱状に形成され、ねじ溝9は旋削等の機械加工によって形成されている。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、量産性が向上し、低コスト化を図ることができる。なお、ナット18のねじ溝16およびねじ軸10のねじ溝9を転造加工によって形成しても良い。   The nut 18 is formed in a cylindrical shape from case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and the thread groove 16 is formed by machining such as turning. And the hardening process is given to the range of 55-62HRC by the surface by vacuum carburizing hardening. Thereby, the buffing etc. for the scale removal after the heat treatment can be omitted, and the cost can be reduced. On the other hand, the screw shaft 10 is formed in a cylindrical shape from medium carbon steel such as S55C or case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and the screw groove 9 is formed by machining such as turning. And the hardening process is given to the range of 55-62HRC on the surface by induction hardening or carburizing hardening. Thereby, mass productivity improves and cost reduction can be achieved. The thread groove 16 of the nut 18 and the thread groove 9 of the screw shaft 10 may be formed by rolling.

ナット18の外周面18a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。   An output gear 5 constituting the speed reduction mechanism 6 is integrally fixed to the outer peripheral surface 18a of the nut 18, and two support bearings 20 and 20 are press-fitted on both sides of the output gear 5 via a predetermined shimiro. . Thereby, even if a thrust load is applied from the drive shaft 7, it is possible to prevent the axial displacement between the support bearings 20 and 20 and the output gear 5. Further, the two support bearings 20 and 20 are constituted by sealed deep groove ball bearings having shield plates 20a and 20a attached to both ends, and leakage of the lubricating grease enclosed in the bearings to the outside and from the outside This prevents wear powder from entering the bearing.

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 nut 18 is composed of deep groove ball bearings having the same specifications, and thus is loaded from the drive shaft 7 through the thrust load and the output gear 5 described above. Both radial loads can be applied, and confirmation work for preventing misassembly during assembly can be simplified, and assembling workability can be improved. Here, the deep groove ball bearings having the same specifications refer to bearings having the same inner diameter, outer diameter, width dimension, rolling element size, number, bearing internal clearance, and the like.

また、ここでは、一対の支持軸受20、20のうち一方(図中左側)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20bの外径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て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20bの端面が第1のハウジング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防止することができる。   Further, here, one (left side in the figure) of the pair of support bearings 20 and 20 is attached to the first housing 2a via a washer 27 made of a ring-shaped elastic member. This washer 27 is formed by press working from an austenitic stainless steel plate (JIS standard SUS304 type or the like) having high strength and wear resistance, or a rust-proof cold rolled steel plate (JIS standard SPCC type or the like). It consists of a wave washer. The inner diameter D is formed larger than the outer diameter d of the inner ring 20 b of the support bearing 20. As a result, the axial backlash of the pair of support bearings 20 and 20 can be eliminated, smooth rotation performance can be obtained, and the inner ring that the washer 27 abuts only on the outer ring of the support bearing 20 and becomes a rotating ring. Therefore, even if a reverse thrust load is generated and the nut 18 is pressed against the first housing 2a, the end surface of the inner ring 20b of the support bearing 20 comes into contact with the first housing 2a and the frictional force increases. Can be prevented, and the locked state can be prevented.

減速機構6を構成する中間歯車4は、図3に示すように、転がり軸受23を介して第1、第2のハウジング2a、2bに植設された歯車軸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。   As shown in FIG. 3, the intermediate gear 4 constituting the speed reduction mechanism 6 is rotatably supported on a gear shaft 22 implanted in the first and second housings 2 a and 2 b via a rolling bearing 23. . Of the end portions of the gear shaft 22, for example, when press-fitting the end portion on the first housing 2a side, the end portion on the second housing 2b side is set to be a clearance fit, thereby making misalignment (assembly error). Allowing smooth rotation performance can be ensured. In the present embodiment, the rolling bearing 23 includes an outer ring 24 made of a steel plate press-fitted into the inner diameter 4 a of the intermediate gear 4, and a plurality of needle rollers 26 accommodated in the outer ring 24 via a cage 25 so as to be freely rollable. And so-called shell-type needle roller bearings. Thereby, the availability of a bearing is high and cost reduction can be achieved.

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。ここで、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。   Moreover, ring-shaped washers 28 and 28 are mounted on both sides of the intermediate gear 4 to prevent the intermediate gear 4 from directly contacting the first and second housings 2a and 2b. Here, the width of the tooth portion 4b of the intermediate gear 4 is formed smaller than the tooth width. As a result, the contact area with the washer 28 can be reduced, and the frictional resistance during rotation can be suppressed and smooth rotation performance can be obtained. Here, the washer 28 is a flat washer formed by pressing from an austenitic stainless steel plate having high strength and high wear resistance, or a cold-rolled steel plate treated with rust prevention. In addition to this, for example, it is formed of a thermoplastic synthetic resin such as PA (polyamide) 66 filled with a predetermined amount of a fibrous reinforcing material such as brass, sintered metal, or GF (glass fiber). May be.

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。   Furthermore, the width of the rolling bearing 23 is set smaller than the tooth width of the intermediate gear 4. Thereby, wear and deformation of the bearing side surface due to friction can be prevented, and smooth rotation performance can be obtained.

図4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に締結されている。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12bに向かって螺合(回転させながら進める)することにより、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。   As shown in FIG. 4, the sleeve 17 that supports the screw shaft 10 so as not to rotate but is movable in the axial direction is fastened to the bag hole 12 of the second housing 2 b. Specifically, a female screw 12 a is formed in the bag hole 12 of the second housing 2 b, and a male screw 17 b that is screwed into the female screw 12 a is formed on the outer periphery of the sleeve 17. Then, when the sleeve 17 is screwed (advanced while rotating) toward the bottom 12b of the bag hole 12, the female screw 12a and the male screw 17b are engaged, and the sleeve 17 is fastened to the second housing 2b.

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、この凹溝17aの表面に無電解ニッケルメッキ等の金属メッキが施されている。一方、凹溝17aに係合する係止ピン15の表面にも硬質クロムメッキ等の金属メッキが施されている。これにより、耐摩耗性が向上し、長期間に亘って摩耗を抑制することができる。なお、金属メッキとして、これ以外にも、例えば、亜鉛メッキ、ユニクロメッキ、クロメートメッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキ、カニゼンメッキ等を例示することができる。ここで、凹溝17aと係止ピン15は、摺動時に互いが固着するのを防止することができるように、金属メッキは異種材の方が好ましい。   The sleeve 17 is formed in a cylindrical shape by cold forging from medium carbon steel such as S55C or case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and concave grooves 17a and 17a extending in the axial direction are formed at opposing positions on the inner periphery. Has been. A metal plating such as electroless nickel plating is applied to the surface of the groove 17a. On the other hand, the surface of the locking pin 15 that engages with the concave groove 17a is also plated with metal such as hard chrome plating. Thereby, abrasion resistance improves and abrasion can be suppressed over a long period of time. In addition, examples of the metal plating include zinc plating, unichrome plating, chromate plating, nickel plating, chrome plating, and Kanigen plating. Here, the metal plating is preferably made of different materials so that the concave groove 17a and the locking pin 15 can be prevented from sticking to each other during sliding.

また、本実施形態では、第2のハウジング2bの端面に周方向等配に凹部29が複数個形成されると共に、スリーブ17の端面の外径部をこれら凹部29に向けて塑性変形させて形成した加締部30によってスリーブ17の回り止めが行われている。これにより、運転中の振動等によってスリーブ17のねじ部が緩むのを防止し、信頼性を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, a plurality of concave portions 29 are formed on the end surface of the second housing 2b at equal intervals in the circumferential direction, and the outer diameter portion of the end surface of the sleeve 17 is plastically deformed toward the concave portions 29. The sleeve 17 is prevented from rotating by the crimped portion 30. Thereby, it is possible to prevent the threaded portion of the sleeve 17 from loosening due to vibration during operation, and to improve reliability.

また、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。   In the present embodiment, the female screw 12 a of the second housing 2 b and the male screw 17 b of the sleeve 17 are provided near the bottom of the bag hole 12. Thereby, in the screw fastening of the second housing 2b and the sleeve 17 each having a different linear expansion coefficient depending on the temperature rise, it is possible to suppress the change in the axial force accompanying the temperature rise.

また、アクチュエータ本体の作動環境において、特に高温の領域では、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のねじ締結が緩みの状況であった場合でも、加締部30によってこのねじの緩みを防止することができ、信頼性が向上する。   Further, in the operating environment of the actuator body, particularly in a high temperature region, even if the screw fastening between the second housing 2b and the sleeve 17 having different linear expansion coefficients is loose, the caulking portion 30 causes the screw to tighten. Looseness can be prevented, and reliability is improved.

ここで、本発明に係るボールねじ機構8は、図2(b)に示すように、ねじ軸10およびナット18のねじ溝9、16は、左右で異なった断面形状に形成されている。具体的には、ねじ軸10のねじ溝9は、通常のボールねじを形成する円弧状のねじ溝9aと、台形ねじを形成する鋸歯状のねじ溝9bとで構成されている。また、ナット18のねじ溝16は、ねじ軸10のねじ溝9aに対向する円弧状のねじ溝16aと、鋸歯状のねじ溝9bに対向する鋸歯状のねじ溝16bとで構成されている。   Here, in the ball screw mechanism 8 according to the present invention, as shown in FIG. 2B, the screw shaft 10 and the thread grooves 9 and 16 of the nut 18 are formed in different cross-sectional shapes on the left and right. Specifically, the screw groove 9 of the screw shaft 10 includes an arcuate screw groove 9a that forms a normal ball screw and a saw-toothed screw groove 9b that forms a trapezoidal screw. Further, the screw groove 16 of the nut 18 includes an arcuate screw groove 16a that faces the screw groove 9a of the screw shaft 10 and a sawtooth screw groove 16b that faces the sawtooth screw groove 9b.

ボールねじを形成するねじ溝9a、16aは、断面が円周の4分の1〜2の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成されている。一方、台形ねじを形成するねじ溝9b、16bは、円弧状のねじ溝9a、16aと軸方向に対向し、垂線に対する傾斜角が0°〜20°の平坦面からなる断面が台形状に形成されている。   The thread grooves 9a and 16a forming the ball screw are formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter or two of the circumference. On the other hand, the thread grooves 9b and 16b forming the trapezoidal screw are opposed to the arc-shaped thread grooves 9a and 16a in the axial direction, and a cross section formed of a flat surface having an inclination angle with respect to the perpendicular is 0 ° to 20 ° is formed in a trapezoidal shape. Has been.

次に、図5を用いてボールねじ機構8の作動について詳細に説明する。(a)に示すように、ねじ軸10に矢印(図中左側方向)のような引張荷重が負荷された場合、すなわち、通常の進行方向に進む場合、ナット18の円弧状のねじ溝16aとねじ軸10の円弧状のねじ溝9aおよびボール19との間にすきまS1がなくなると共に、ナット18の鋸歯状のねじ溝16bとねじ軸10の鋸歯状のねじ溝9bとの間にすきまS2が生じて、円弧状の両ねじ溝16a、9aにボール19がアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となる。   Next, the operation of the ball screw mechanism 8 will be described in detail with reference to FIG. As shown in (a), when a tensile load such as an arrow (left side in the figure) is applied to the screw shaft 10, that is, when the screw shaft 10 proceeds in a normal traveling direction, the arc-shaped thread groove 16a of the nut 18 and There is no clearance S1 between the arcuate thread groove 9a of the screw shaft 10 and the ball 19, and there is a clearance S2 between the sawtooth thread groove 16b of the nut 18 and the sawtooth thread groove 9b of the screw shaft 10. As a result, the ball 19 is in angular contact with both the arc-shaped thread grooves 16a and 9a to form a ball screw.

一方、(b)に示すように、ねじ軸10に矢印(図中右側方向)のような逆入力(外部入力)が負荷された場合、ナット18の円弧状のねじ溝16aとねじ軸10の円弧状のねじ溝9aおよびボール19との間にすきまS1が生じると共に、ナット18の鋸歯状のねじ溝16bとねじ軸10の鋸歯状のねじ溝9bとの間にすきまS2がなくなり、鋸歯状の両ねじ溝16b、9bが滑り接触して台形ねじの状態となる。   On the other hand, as shown in (b), when reverse input (external input) as indicated by an arrow (rightward direction in the figure) is applied to the screw shaft 10, the arc-shaped thread groove 16a of the nut 18 and the screw shaft 10 A clearance S1 is generated between the arcuate thread groove 9a and the ball 19, and there is no clearance S2 between the sawtooth thread groove 16b of the nut 18 and the sawtooth thread groove 9b of the screw shaft 10. Both screw grooves 16b and 9b come into sliding contact to form a trapezoidal screw.

これにより、入力荷重に対しては高効率となると共に、外部入力に対してはブレーキの役割りをなし、このねじ溝9b、16bで負荷を受けて鈍感となり、システムエラー等で制御不能となった時、荷重に押されてねじ軸10がその慣性力でオーバーランしても、ねじ軸10の軸端(ここでは、右側端面)が第2のハウジング2bの袋孔12の底面12bに衝突するのを防止することができる(図1参照)。したがって、ねじ軸10の衝突を回避して信頼性の向上を図ると共に、第1のハウジング2bの薄肉化によって軽量・コンパク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。   As a result, the input load becomes highly efficient, and also acts as a brake for the external input. The screw grooves 9b and 16b are insensitive to the load, and cannot be controlled due to a system error or the like. When the load is pushed by the load and the screw shaft 10 overruns with its inertial force, the shaft end (here, the right end surface) of the screw shaft 10 collides with the bottom surface 12b of the bag hole 12 of the second housing 2b. This can be prevented (see FIG. 1). Therefore, it is possible to provide the electric actuator 1 which is improved in reliability by avoiding the collision of the screw shaft 10 and reduced in weight and size by reducing the thickness of the first housing 2b.

図6に前述したナット18の変形例を示す。(a)に示すナット31は、内周に螺旋状のねじ溝32が形成され、このねじ溝32は、通常のボールねじを形成する断面が円弧状のねじ溝32aと、このねじ溝32aの端部から径方向内方に突出し、台形ねじを形成する鋸歯状のねじ溝16bとで構成されている。円弧状のねじ溝32aは円周の略2分の1の半円からなり、その断面形状は、ボール19の半径よりも僅かに大きい曲率半径からなる2つの円弧を組み合わせたゴシックアーク形状に形成されている。これにより、ボール19を安定して保持してガタツキを防止し、異音や振動の発生を抑制することができる。なお、ねじ溝32aは単一の円弧からなるサーキュラアーク形状であっても良い。   FIG. 6 shows a modification of the nut 18 described above. The nut 31 shown in (a) has a spiral thread groove 32 formed on the inner periphery, and the thread groove 32 includes a thread groove 32a having an arcuate cross section forming a normal ball screw, and the thread groove 32a. A sawtooth-shaped thread groove 16b that protrudes radially inward from the end and forms a trapezoidal screw is formed. The arc-shaped thread groove 32a is formed by a semicircle having a half of the circumference, and the cross-sectional shape is formed in a Gothic arc shape combining two arcs having a radius of curvature slightly larger than the radius of the ball 19. Has been. Thereby, the ball | bowl 19 can be hold | maintained stably and shakiness can be prevented and generation | occurrence | production of abnormal noise and a vibration can be suppressed. The thread groove 32a may have a circular arc shape formed of a single arc.

(b)に示すナット33は、内周に螺旋状のねじ溝34が形成され、このねじ溝34は、通常のボールねじを形成する断面が円弧状のねじ溝16aと、このねじ溝16aから径方向内方に突出し、台形ねじを形成する鋸歯状のねじ溝34aとで構成されている。   The nut 33 shown in (b) has a spiral thread groove 34 formed on the inner periphery, and the thread groove 34 is formed from a thread groove 16a having a circular arc cross section forming a normal ball screw, and the thread groove 16a. It has a sawtooth-shaped thread groove 34a that protrudes radially inward and forms a trapezoidal screw.

鋸歯状のねじ溝34aは、一方の歯面Ff(図中左側)が円弧状のねじ溝16aと軸方向に対向し、他方の歯面Bf(図中右側)が円弧状のねじ溝16aの接線方向に延び、垂線に対する傾斜角が0°〜20°の平坦面に形成されている。これにより、ねじ溝34の軸方向のコンパクト化を図ることができる。   The serrated thread groove 34a has one tooth surface Ff (left side in the figure) facing the arc-shaped thread groove 16a in the axial direction, and the other tooth surface Bf (right side in the figure) is the arc-shaped thread groove 16a. It extends in the tangential direction and is formed on a flat surface having an inclination angle with respect to the vertical line of 0 ° to 20 °. As a result, the axial direction of the thread groove 34 can be made compact.

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
4a 中間歯車の内径
4b 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、16、32、34 ねじ溝
9a、16a、32a 円弧状のねじ溝
9b、16b、34b 鋸歯状のねじ溝
10 ねじ軸
11 貫通孔
12 袋孔
12a 雌ねじ
12b 袋孔の底面
13、23 転がり軸受
14 キー
15 係止ピン
17 スリーブ
17a 凹溝
17b 雄ねじ
18、31、33 ナット
18a ナットの外周面
19 ボール
20 支持軸受
20a シールド板
20b 内輪
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
29 凹部
30 加締部
51 電動アクチュエータ
52 ハウジング
52a 第1のハウジング
52b 第2のハウジング
53 入力歯車
53a モータ軸
54 中間歯車
55 出力歯車
56 減速機構
57 駆動軸
58 ボールねじ機構
59 アクチュエータ本体
60 ねじ軸
60a、64a ねじ溝
61、62 袋孔
62a 雌ねじ
63 転がり軸受
64 ナット
65 キー
66 係止ピン
67 スリーブ
67a 凹溝
67b 雄ねじ
68 ボール
69 支持軸受
70 キャップ
Bf、Ff 鋸歯状のねじ溝の歯面
D ワッシャの内径
d 支持軸受の内輪外径
M 電動モータ
S1 円弧状のねじ溝とボール間のすきま
S2 鋸歯状のねじ溝間のすきま
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric actuator 2 Housing 2a 1st housing 2b 2nd housing 3 Input gear 3a Motor shaft 4 Intermediate gear 4a Inner gear inner diameter 4b Tooth part 5 Output gear 6 Reduction mechanism 7 Drive shaft 8 Ball screw mechanism 9, 16, 32 , 34 Thread grooves 9a, 16a, 32a Arc-shaped thread grooves 9b, 16b, 34b Serrated thread grooves 10 Screw shaft 11 Through hole 12 Bag hole 12a Female screw 12b Bottom surface 13 of bag hole Rolling bearing 14 Key 15 Locking Pin 17 Sleeve 17a Groove 17b Male thread 18, 31, 33 Nut 18a Nut outer peripheral surface 19 Ball 20 Support bearing 20a Shield plate 20b Inner ring 21 Piece member 22 Gear shaft 24 Outer ring 25 Cage 26 Needle rollers 27, 28 Washer 29 Recess 30 Caulking portion 51 Electric actuator 52 Housing 52a First housing 52 Second housing 53 Input gear 53a Motor shaft 54 Intermediate gear 55 Output gear 56 Reduction mechanism 57 Drive shaft 58 Ball screw mechanism 59 Actuator body 60 Screw shaft 60a, 64a Screw groove 61, 62 Bag hole 62a Female screw 63 Rolling bearing 64 Nut 65 Key 66 Locking pin 67 Sleeve 67a Concave groove 67b Male thread 68 Ball 69 Support bearing 70 Cap Bf, Ff Tooth surface of serrated thread groove D Washer inner diameter d Inner ring outer diameter M of support bearing Electric motor S1 Arc-shaped thread groove Clearance between ball and ball S2 Clearance between serrated thread groove

Claims (7)

外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、を備えたボールねじにおいて、
前記ねじ軸のねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と鋸歯状のねじ溝とで構成されると共に、前記ナットのねじ溝が、前記ねじ軸の円弧状のねじ溝に対向する円弧状のねじ溝と、前記ねじ軸の鋸歯状のねじ溝に対向する鋸歯状のねじ溝とで構成されていることを特徴とするボールねじ。
A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface;
A nut externally fitted to the screw shaft and having a helical thread groove corresponding to the thread groove of the screw shaft formed on the inner peripheral surface;
In a ball screw comprising: a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves;
The thread groove of the screw shaft is composed of an arc-shaped thread groove and a saw-toothed thread groove in cross section, and the thread groove of the nut is arc-shaped facing the arc-shaped thread groove of the screw shaft. A ball screw comprising: a thread groove; and a saw-tooth thread groove facing the saw-tooth thread groove of the screw shaft.
前記ねじ軸の円弧状のねじ溝が、断面が円周の4分の1の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成されると共に、前記鋸歯状のねじ溝が、当該円弧状のねじ溝と軸方向に対向し、断面が台形状に形成されている請求項1に記載のボールねじ。   The arcuate screw groove of the screw shaft is formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter of the circumference, and the serrated screw groove is formed with the arcuate screw groove and the shaft. The ball screw according to claim 1, which faces in a direction and has a cross section formed in a trapezoidal shape. 前記ナットの円弧状のねじ溝が、断面が円周の4分の1の部分円弧からなるサーキュラアーク形状に形成されると共に、前記鋸歯状のねじ溝が、当該円弧状のねじ溝と軸方向に対向し、断面が台形状に形成されている請求項1に記載のボールねじ。   The arc-shaped thread groove of the nut is formed in a circular arc shape whose cross section is a partial arc of a quarter of the circumference, and the saw-tooth thread groove is axially connected to the arc-shaped thread groove The ball screw according to claim 1, which has a trapezoidal cross section. 前記ナットの鋸歯状のねじ溝が、前記円弧状のねじ溝の接線方向に延び、垂線に対する傾斜角が0°〜20°の平坦面に形成されている請求項3に記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 3, wherein the sawtooth-shaped thread groove of the nut extends in a tangential direction of the arc-shaped thread groove, and is formed on a flat surface having an inclination angle with respect to a vertical line of 0 ° to 20 °. 前記ナットのねじ溝が、断面が円弧状のねじ溝と、このねじ溝の端部から径方向内方に突出し、断面が台形状に形成された鋸歯状のねじ溝とで構成され、前記円弧状のねじ溝が円周の略2分の1の半円からなり、その断面形状が前記ボールの半径よりも大きい曲率半径からなる2つの円弧を組み合わせたゴシックアーク形状に形成されている請求項3に記載のボールねじ。   The thread groove of the nut is composed of a thread groove having an arc-shaped cross section, and a sawtooth-shaped thread groove projecting radially inward from an end portion of the thread groove and having a trapezoidal cross section. The arc-shaped thread groove is formed of a semicircle having a substantially half circumference, and the cross-sectional shape thereof is formed in a Gothic arc shape combining two arcs having a radius of curvature larger than the radius of the ball. 3. A ball screw according to 3. 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とを備え、
このボールねじが、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、
前記ボールねじが前記請求項1乃至5いずれかに記載のボールねじで構成され、
前記ねじ軸に引張荷重が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまがなくなり、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまが生じて、前記円弧状の両ねじ溝に前記ボールがアンギュラコンタクトしてボールねじの状態となると共に、
前記ねじ軸に逆入力が負荷された場合、前記ナットとねじ軸の円弧状のねじ溝および前記ボールとの間にすきまが生じ、前記ナットとねじ軸の鋸歯状のねじ溝との間にすきまがなくなり、前記鋸歯状の両ねじ溝が滑り接触して台形ねじの状態となることを特徴とする電動アクチュエータ。
A 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;
A ball screw for converting the rotational movement of the electric motor into a linear movement in the axial direction of the drive shaft through the reduction mechanism;
The ball screw 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 ball screw is constituted by the ball screw according to any one of claims 1 to 5,
When a tensile load is applied to the screw shaft, there is no clearance between the nut and the arcuate thread groove of the screw shaft and the ball, and there is no clearance between the nut and the sawtooth thread groove of the screw shaft. Occurs, the ball is in angular contact with both the arc-shaped screw grooves and becomes a ball screw state,
When a reverse input is applied to the screw shaft, a clearance is generated between the nut and the arc-shaped thread groove of the screw shaft and the ball, and a clearance is formed between the nut and the saw-tooth thread groove of the screw shaft. The electric actuator is characterized in that both of the saw-toothed screw grooves slide and come into a trapezoidal screw state.
前記ハウジングに前記ねじ軸を収容する袋孔が形成されて鋼製のスリーブがねじ部を介して締結されると共に、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成され、前記ねじ軸の端部に係止ピンが植設されて前記凹溝に係合されている請求項6に記載の電動アクチュエータ。   A bag hole for accommodating the screw shaft is formed in the housing, and a steel sleeve is fastened via a screw portion, and a concave groove extending in the axial direction is formed on the inner periphery of the sleeve. The electric actuator according to claim 6, wherein a locking pin is implanted at an end portion and engaged with the concave groove.
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JP7525905B2 (en) 2019-08-01 2024-07-31 国立大学法人東海国立大学機構 Rolling element screw device
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JPS60231064A (en) * 1984-04-26 1985-11-16 Kuroda Precision Ind Ltd Ball screw
JP3871516B2 (en) * 2001-01-31 2007-01-24 アイダエンジニアリング株式会社 Compound screw
JP5855547B2 (en) * 2012-08-27 2016-02-09 Ntn株式会社 Electric linear actuator

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