JP5719717B2 - Electric linear actuator - Google Patents

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Description

本発明は、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用されるボールねじ機構を備えた電動リニアアクチュエータ、詳しくは、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等で、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換する電動リニアアクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an electric linear actuator having a ball screw mechanism used in a drive unit of a general industrial electric motor or automobile, and more specifically, a rotational input from an electric motor is applied to a ball in a transmission or a parking brake of the automobile. The present invention relates to an electric linear actuator that converts a linear motion of a drive shaft through a screw mechanism.

各種駆動部に使用される電動リニアアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。   In electric linear actuators used for 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 movement of the electric motor into a linear linear movement. 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.

従来の電動リニアアクチュエータとしては、例えば、ハウジングに支持された電動モータにより、ボールねじを構成するボールねじ軸を回転駆動自在とし、このボールねじ軸を回転駆動することによってナットに結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。ボールねじ機構は、摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重によって簡単にボールねじ軸が回転してしまうので、電動モータが停止時に出力部材を位置保持する必要がある。   As a conventional electric linear actuator, for example, a ball screw shaft constituting a ball screw can be driven to rotate by an electric motor supported by a housing, and an output member coupled to a nut by rotating the ball screw shaft. Can be displaced in the axial direction. Since the ball screw mechanism has very low friction and the ball screw shaft easily rotates due to the thrust load acting on the output member side, it is necessary to hold the position of the output member when the electric motor is stopped.

そこで、例えば、電動モータにブレーキ手段を設けたり、あるいは伝達手段としてウオームギアのような低効率なものを設けることがなされているが、その代表的なものとして、図4に示すような電動リニアアクチュエータが知られている。この電動リニアアクチュエータ50は、回転運動を直線運動に変換するボールねじ51を備えたアクチュエータ本体52と、電動モータ53の回転運動をアクチュエータ本体52に伝達する歯車減速機構54と、歯車減速機構54を構成する第1歯車55に係合してアクチュエータ本体52を位置保持する位置保持機構56とを備えている。   Therefore, for example, a brake means is provided in the electric motor, or a low-efficiency thing such as a worm gear is provided as a transmission means. As a typical example, an electric linear actuator as shown in FIG. It has been known. The electric linear actuator 50 includes an actuator main body 52 including a ball screw 51 that converts rotational motion into linear motion, a gear reduction mechanism 54 that transmits the rotational motion of the electric motor 53 to the actuator main body 52, and a gear reduction mechanism 54. A position holding mechanism 56 is provided that engages with the first gear 55 constituting the position and holds the position of the actuator main body 52.

ボールねじ51は、外周面に螺旋状のねじ溝57aが形成され、出力軸としてのねじ軸57と、このねじ軸57に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝58aが形成されたナット58と、対向する両ねじ溝57a、58aによって形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール59とを備えている。   The ball screw 51 has a spiral thread groove 57a formed on the outer peripheral surface, and is externally fitted to the screw shaft 57 as an output shaft and the screw shaft 57, and a spiral thread groove 58a is formed on the inner peripheral surface. A nut 58 and a large number of balls 59 accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves 57a and 58a are provided.

アクチュエータ本体52は、ハウジング60の内周に、ナット58が一対の玉軸受61、62を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸57が、ハウジング60に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。そして、ナット58が歯車減速機構54を介して回転駆動されることにより、ねじ軸57が直線運動に変換される。   The actuator main body 52 includes a nut 58 rotatably supported on the inner periphery of the housing 60 via a pair of ball bearings 61 and 62, and a screw shaft 57 that cannot rotate relative to the housing 60. It is supported movably in the direction. The nut 58 is rotationally driven via the gear reduction mechanism 54, whereby the screw shaft 57 is converted into a linear motion.

歯車減速機構54は、電動モータ53のモータ軸53aに固定された小径の平歯車からなる第1歯車55と、この第1歯車55に噛合し、ナット58の外周に一体に形成された大径の平歯車からなる第2歯車63とから構成されている。   The gear reduction mechanism 54 is engaged with a first gear 55 formed of a small-diameter spur gear fixed to the motor shaft 53 a of the electric motor 53, and a large diameter integrally formed on the outer periphery of the nut 58. And a second gear 63 composed of a spur gear.

位置保持機構56は、第1歯車55に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト64と、このシャフト64を第1歯車55に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド65とを備えている。シャフト64は棒状をなし、ソレノイド65によって直線駆動され、その先端部が受部66に係脱するようになっている。このように、ソレノイド65を制御することにより、シャフト64が第1歯車55に係合して回転が阻止されるので、振動荷重が作用した場合においても、係合面が滑ることなく安定してアクチュエータ本体52のねじ軸57を位置保持することができる(例えば、特許文献1参照。)。   The position holding mechanism 56 is a shaft 64 as a lock member that is detachably attached to the first gear 55, and driving means that drives the shaft 64 in a direction to be engaged with and disengaged from the first gear 55. The solenoid 65 is provided. The shaft 64 has a rod shape and is linearly driven by a solenoid 65, and its tip end portion is engaged with and disengaged from the receiving portion 66. In this way, by controlling the solenoid 65, the shaft 64 engages with the first gear 55 and is prevented from rotating. Therefore, even when a vibration load is applied, the engagement surface can be stably prevented from slipping. The position of the screw shaft 57 of the actuator body 52 can be held (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−156416号公報JP 2009-156416 A

然しながら、こうした従来の電動リニアアクチュエータ50では、その使用箇所によっては、外部から泥水やオイルの浸入や、内部に充填されたグリース飛散防止のため、ボールねじ51等の駆動部品は、ハウジング60に内蔵されている。特に、この種の第1歯車55と第2歯車63の二段以上の歯車で構成された歯車減速機構54を備えた電動リニアアクチュエータ50では、組立性の面から、二分割のハウジング60構造になっている。   However, in such a conventional electric linear actuator 50, the drive parts such as the ball screw 51 are incorporated in the housing 60 in order to prevent the intrusion of muddy water and oil from the outside and the scattering of grease filled in the inside depending on the use location. Has been. In particular, in the electric linear actuator 50 including the gear reduction mechanism 54 constituted by two or more gears of the first gear 55 and the second gear 63 of this type, the structure of the housing 60 is divided into two parts from the viewpoint of assembly. It has become.

この場合、加工コストアップだけでなく、ハウジング60の締結による部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジング60の質量アップ等の課題がある。   In this case, there are problems such as an increase in the number of parts due to the fastening of the housing 60, an increase in the number of assembly steps, and an increase in the mass of the housing 60, as well as an increase in processing cost.

本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides an electric linear actuator that reduces the number of parts, reduces the weight by a simple structure, and reduces the number of assembly steps to reduce the cost. 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、円板状のブラケットと、このブラケット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、前記ブラケット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て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、前記ブラケット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リニアアクチュエータにおいて、前記減速機構とボールねじ機構が前記ブラケットに組み付けられ、このブラケットの両端面のうち一方の端面が相手取付部品の取付面となり、密着した状態で接合されると共に、他方の端面にカップ状のカバーが着脱可能に装着され、前記ボールねじ機構が当該カバーによって外部から密封されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is a disc-shaped bracket, an electric motor attached to the bracket, and the rotational force of the electric motor transmitted through the motor shaft. 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, and the ball screw mechanism is a support bearing mounted on the bracket. And a nut that is supported so as not to move in the axial direction and has a spiral thread groove formed on the inner periphery, and is inserted into the nut via a number of balls and is coaxial with the drive shaft. And a screw shaft that is formed on the outer periphery of the screw shaft so as to correspond to the screw groove of the nut and is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the bracket. Linear In Chueta, the speed reduction mechanism and the ball screw mechanism is assembled to the bracket, cup the one end face of the end faces of the bracket serves as the mounting surface of the mating fitting, while being joined in close contact state, the other end surface A detachable cover is detachably mounted, and the ball screw mechanism is sealed from the outside by the cover.

このように、円板状のブラケットと、このブラケット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、ブラケット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て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、ブラケット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リニアアクチュエータにおいて、減速機構とボールねじ機構がブラケットに組み付けられ、このブラケットの両端面のうち一方の端面が相手取付部品の取付面となり、密着した状態で接合されると共に、他方の端面にカップ状のカバーが着脱可能に装着され、ボールねじ機構が当該カバーによって外部から密封されているので、ボールねじ機構の内部に充填されたグリースの外部への漏洩と、外部から泥水やオイル等が浸入するのを確実に防止することができ、駆動部品が二分割されたハウジングに装着されている従来に比べ、ハウジングの締結による部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジングの質量アップを抑えることができ、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。 As described above, the disk-shaped bracket, the electric motor attached to the bracket, the reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via the motor shaft, and the rotation of the electric motor via the reduction mechanism. A ball screw mechanism that converts the motion 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 bracket so as to be rotatable and not movable in the axial direction. A nut having a spiral thread groove formed on the circumference, and a helical screw that is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft and corresponds to the thread groove of the nut on the outer periphery. In an electric linear actuator that is formed with a screw shaft that is formed with a groove and is supported so that it cannot rotate with respect to the bracket and can move in the axial direction, the speed reduction mechanism and the ball screw mechanism are assembled to the bracket. Attached, the one end face of the end faces of the bracket serves as the mounting surface of the mating fitting, while being joined in close contact state, a cup-shaped cover is mounted detachably on the other end surface, a ball screw mechanism Since it is sealed from the outside by the cover, it is possible to reliably prevent leakage of grease filled inside the ball screw mechanism and intrusion of muddy water, oil, etc. from the outside. Compared to the conventional case where the housing is divided into two parts, the number of parts can be increased by fastening the housing, the cost can be increased by increasing the number of assembly steps, or the housing mass can be suppressed. Thus, it is possible to provide an electric linear actuator that is reduced in weight and reduces the number of assembling steps and reduces costs.

また、請求項2に記載の発明のように、前記電動モータが前記カバーによって外部から密封されていても良い。   Further, as in the second aspect of the invention, the electric motor may be sealed from the outside by the cover.

好ましくは、請求項3に記載の発明のように、前記カバーが、熱可塑性の合成樹脂で射出成形によって形成され、開口端部に径方向に突出した係止部を備えると共に、前記ブラケットに環状溝が形成され、この環状溝に前記カバーの係止部が係止され、当該カバーが弾性変形した状態で装着されていれば、カバーをワンタッチでブラケットに装着することができ、部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジングの質量アップを抑えることができ、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図ることができる。   Preferably, as in the invention described in claim 3, the cover is formed by injection molding of a thermoplastic synthetic resin, and includes an engaging end projecting in the radial direction at the opening end portion, and the bracket is annular. If the groove is formed, and the locking portion of the cover is locked in the annular groove, and the cover is mounted in an elastically deformed state, the cover can be mounted on the bracket with one touch, and the number of parts can be increased. An increase in cost due to an increase in assembly man-hours or an increase in the mass of the housing can be suppressed, the number of parts can be reduced, the weight of the simple structure can be reduced, and the number of man-hours for assembly can be reduced to reduce costs.

また、請求項4に記載の発明のように、前記係止部が、周方向に少なくとも3個形成されていれば、所望の引抜耐力を確保することができ、カバーの着脱性が向上する。   Further, as in the invention described in claim 4, if at least three locking portions are formed in the circumferential direction, a desired pulling strength can be ensured, and the detachability of the cover is improved.

また、請求項5に記載の発明のように、前記ブラケットが、前記減速機構を構成する入力歯車を収容する第1の取付穴と、前記ボールねじ機構を構成するナットを収容する第2の取付穴を備え、この第2の取付穴に前記支持軸受が装着されていれば、軽量・コンパクト化を図ることができる。   According to a fifth aspect of the present invention, the bracket has a first mounting hole that houses the input gear that constitutes the speed reduction mechanism and the nut that constitutes the ball screw mechanism. If a hole is provided and the support bearing is mounted in the second mounting hole, the weight and size can be reduced.

また、請求項に記載の発明のように、前記ブラケットがアルミ合金で形成されていれば、軽量化を図ることができる。 Moreover, if the bracket is made of an aluminum alloy as in the invention described in claim 6 , the weight can be reduced.

また、請求項に記載の発明のように、前記電動モータとボールねじ機構の組立挿入方向が同じ方向に設定されていれば、組立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。 Further, as in the invention according to claim 7 , if the assembly insertion direction of the electric motor and the ball screw mechanism is set in the same direction, the assembly work can be simplified and the assembly workability is improved. be able to.

また、請求項に記載の発明のように、前記ナットの外周にキーを介して前記減速機構を構成する出力歯車が一体に固定されると共に、前記ナットの一端部にフランジが形成され、このフランジと前記出力歯車によって前記支持軸受が挟持された状態で外嵌固定されていれば、ナットを単一の支持軸受によってブラケットに対して、回転自在に、かつ軸方向移動不可に安定して支承することができる。 Further, as in the invention according to claim 8 , an output gear constituting the speed reduction mechanism is integrally fixed to the outer periphery of the nut via a key, and a flange is formed at one end of the nut. If the support bearing is fitted and fixed with the flange and the output gear sandwiched between the output gear and the nut, the nut is supported with respect to the bracket by a single support bearing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. can do.

好ましくは、請求項に記載の発明のように、前記ナットのフランジの位置が前記入力歯車と電動モータのサブアッシーと同じ方向に設定されていれば、電動モータとボールねじ機構の組立挿入方向を同じ方向にすることができ、組立作業を簡便化することができる。
Preferably, as in the invention according to claim 9 , if the position of the flange of the nut is set in the same direction as the input gear and the sub-assembly of the electric motor, the assembly insertion direction of the electric motor and the ball screw mechanism Can be set in the same direction, and the assembling work can be simplified.

また、請求項10に記載の発明のように、前記支持軸受が4点接触玉軸受で構成されていれば、軸方向のガタを可及的に規制することができる。 Further, as in the invention described in claim 10 , if the support bearing is constituted by a four-point contact ball bearing, axial backlash can be regulated as much as possible.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、円板状のブラケットと、このブラケット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、前記ブラケット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て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、前記ブラケット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リニアアクチュエータにおいて、前記減速機構とボールねじ機構が前記ブラケットに組み付けられ、このブラケットの両端面のうち一方の端面が相手取付部品の取付面となり、密着した状態で接合されると共に、他方の端面にカップ状のカバーが着脱可能に装着され、前記ボールねじ機構が当該カバーによって外部から密封されているので、ボールねじ機構の内部に充填されたグリースの外部への漏洩と、外部から泥水やオイル等が浸入するのを確実に防止することができ、駆動部品が二分割されたハウジングに装着されている従来に比べ、ハウジングの締結による部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジングの質量アップを抑えることができ、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。 An electric linear actuator according to the present invention includes a disc-shaped bracket, an electric motor attached to the bracket, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft, and the reduction mechanism. A ball screw mechanism for converting the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft, and the ball screw mechanism can be rotated via a support bearing attached to the bracket and moved in the axial direction. A nut that is unsupported and has a spiral thread groove formed on the inner periphery, and is inserted into the nut through a number of balls, and is integrated coaxially with the drive shaft and screwed on the outer periphery of the nut. An electric linear actuator comprising a screw shaft formed with a spiral screw groove corresponding to the groove and supported so as not to rotate with respect to the bracket and to be movable in the axial direction. The reduction mechanism and the ball screw mechanism is assembled to the bracket, the bracket one end face of the end faces becomes a mounting surface of the mating fitting, while being joined in close contact state, a cup-shaped on the other end face Since the cover is detachably mounted and the ball screw mechanism is sealed from the outside by the cover, leakage of grease filled in the ball screw mechanism to the outside, and muddy water, oil, etc. enter from the outside. Compared to the conventional case where the drive parts are mounted on the housing divided into two parts, the increase in the number of parts due to the fastening of the housing and the increase in assembly man-hours, or the increase in the mass of the housing can be suppressed. It is possible to reduce the number of parts, reduce the weight with a simple structure, reduce the number of assembly steps, and reduce the cost. It is possible to provide a linear actuator.

(a)は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第1の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の樹脂カバーの装着部を示す要部拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of the electric linear actuator which concerns on this invention, (b) is a principal part enlarged view which shows the mounting part of the resin cover of (a). 図1のボールねじ機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the ball screw mechanism of FIG. (a)は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第2の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の樹脂カバーの装着部を示す要部拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the electric linear actuator which concerns on this invention, (b) is a principal part enlarged view which shows the mounting part of the resin cover of (a). 従来の電動リニアアクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional electric linear actuator.

アルミ合金製の円板状のブラケットと、このブラケット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、前記ブラケット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て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、前記ブラケット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リニアアクチュエータにおいて、前記減速機構とボールねじ機構が前記ブラケットに組み付けられ、このブラケットにカップ状のカバーが着脱可能に装着され、このカバーが、熱可塑性の合成樹脂で射出成形によって形成され、開口端部に径方向に突出した係止部を備えると共に、前記ブラケットに環状溝が形成され、この環状溝に前記カバーの係止部が係止され、当該カバーが弾性変形した状態で装着され、少なくとも前記ボールねじ機構が外部から密封されている。   A disc-shaped bracket made of aluminum alloy, an electric motor attached to the bracket, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft, and rotation of the electric motor via the reduction mechanism A ball screw mechanism that converts the motion 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 bracket so as to be rotatable and not movable in the axial direction. A nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery, and a spiral corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery, which is inserted into the nut through a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft. In the electric linear actuator comprising a screw shaft that is formed so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the bracket, the speed reduction mechanism and the ball screw A mechanism is assembled to the bracket, and a cup-shaped cover is detachably attached to the bracket. The cover is formed by injection molding with a thermoplastic synthetic resin, and a locking portion that protrudes in the radial direction at the opening end. An annular groove is formed in the bracket, and a locking portion of the cover is locked in the annular groove, the cover is mounted in an elastically deformed state, and at least the ball screw mechanism is sealed from the outside. Yes.

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(a)は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第1の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の樹脂カバーの装着部を示す要部拡大図、図2は、図1のボールねじ機構を示す縦断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an electric linear actuator according to the present invention, FIG. 1B is an enlarged view of a main part showing a mounting portion of the resin cover of FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the ball screw mechanism of FIG. 1.

この電動リニアアクチュエータ1は、図1(a)に示すように、A6063TEやADC12等のアルミ合金からなるブラケット2と、このブラケット2に取り付けられた電動モータ3と、この電動モータ3のモータ軸3aに取付けられた入力歯車4と、この入力歯車4に噛合する出力歯車5とからなる減速機構6と、この減速機構6を介して電動モータ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を備えている。   As shown in FIG. 1A, the electric linear actuator 1 includes a bracket 2 made of an aluminum alloy such as A6063TE or ADC12, an electric motor 3 attached to the bracket 2, and a motor shaft 3a of the electric motor 3. A speed reduction mechanism 6 comprising an input gear 4 attached to the input gear 4 and an output gear 5 meshing with the input gear 4, and the rotational motion of the electric motor 3 through the speed reduction mechanism 6 is linearly moved in the axial direction of the drive shaft 7. A ball screw mechanism 8 for converting into

ブラケット2は円板状に形成され、入力歯車4を収容する第1の取付穴2aと、ボールねじ機構8を構成するナット12を収容する第2の取付穴2bを備えている。第1の取付穴2aには電動モータ3が取り付けられると共に、第2の取付穴2bには、ナット12を回転自在に支承する支持軸受18が装着されている。ブラケット2の両端面は平坦に形成され、一方の端面2cは相手取付部品9の取付面となり、密着した状態で接合されている。 The bracket 2 is formed in a disc shape, and includes a first mounting hole 2 a that houses the input gear 4 and a second mounting hole 2 b that houses the nut 12 constituting the ball screw mechanism 8. The electric motor 3 is attached to the first attachment hole 2a, and a support bearing 18 for rotatably supporting the nut 12 is attached to the second attachment hole 2b. Both end surfaces of the bracket 2 are formed flat, and one end surface 2c is a mounting surface of the mating mounting component 9, and is joined in close contact.

電動モータ3のモータ軸3aは、その端部に平歯車からなる入力歯車が圧入により相対回転不能に取り付けられ、平歯車からなる出力歯車5に噛合している。この出力歯車5は、後述するボールねじ機構8を構成するナット12にキー13を介して一体に固定されている。 The motor shaft 3a of the electric motor 3 has an input gear 4 made of a spur gear attached to its end so as not to be relatively rotatable by press fitting, and meshes with an output gear 5 made of a spur gear. The output gear 5 is integrally fixed to a nut 12 constituting a ball screw mechanism 8 described later via a key 13.

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、相手取付部品9に装着されたオイルシール11により、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。電動モータ3の回転トルクは、入力歯車4から出力歯車5によって減速されてナット12に伝達され、ボールねじ機構8によって駆動軸7の直線運動に変換される。   The drive shaft 7 is configured integrally with a screw shaft 10 that constitutes a ball screw mechanism 8 and is supported by an oil seal 11 mounted on a mating attachment component 9 so that the drive shaft 7 cannot rotate but can move in the axial direction. The rotational torque of the electric motor 3 is decelerated from the input gear 4 by the output gear 5 and transmitted to the nut 12, and is converted into a linear motion of the drive shaft 7 by the ball screw mechanism 8.

ボールねじ機構8は、図2に拡大して示すように、ねじ軸10と、このねじ軸10にボール14を介して外挿されたナット12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12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10aに対応する螺旋状のねじ溝12aが形成されている。そして、これらねじ溝10a、12aとの間に多数のボール14が転動自在に収容されている。ナット12は、外周にキー溝15が形成され、このキー溝15に係止されたキー13を介して出力歯車5が一体に固定されると共に、止め輪16によって軸方向に位置決めされている。   As shown in an enlarged view in FIG. 2, the ball screw mechanism 8 includes a screw shaft 10 and a nut 12 that is externally inserted to the screw shaft 10 via a ball 14. The screw shaft 10 has a spiral thread groove 10a formed on the outer periphery. On the other hand, the nut 12 is extrapolated to the screw shaft 10, and a helical screw groove 12 a corresponding to the screw groove 10 a of the screw shaft 10 is formed on the inner periphery. A large number of balls 14 are rollably accommodated between the screw grooves 10a and 12a. The nut 12 is formed with a keyway 15 on the outer periphery, and the output gear 5 is integrally fixed via a key 13 locked in the keyway 15 and is positioned in the axial direction by a retaining ring 16.

また、ナット12の一端部にはフランジ17が形成され、このフランジ17と出力歯車5によって挟持された状態で支持軸受18が外嵌固定されている。支持軸受18は、ブラケット2の第2の取付穴2bに装着され、止め輪19によって軸方向に位置決め固定されている。この支持軸受18を介して、ナット12がブラケット2に対して、回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている(図1(a)参照)。支持軸受18は、密封型の深溝玉軸受でも良いが、ここでは、軸方向のガタを可及的に規制することができる4点接触玉軸受が好ましい。20は、ナット12のねじ溝12aを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材20によって多数のボール14が無限循環することができる。   Further, a flange 17 is formed at one end of the nut 12, and a support bearing 18 is fitted and fixed in a state of being sandwiched between the flange 17 and the output gear 5. The support bearing 18 is mounted in the second mounting hole 2 b of the bracket 2 and is positioned and fixed in the axial direction by a retaining ring 19. The nut 12 is supported via the support bearing 18 so as to be rotatable and non-movable in the axial direction with respect to the bracket 2 (see FIG. 1A). The support bearing 18 may be a sealed deep groove ball bearing, but here, a four-point contact ball bearing that can regulate axial play as much as possible is preferable. Reference numeral 20 denotes a piece member that constitutes a circulation member by connecting the screw grooves 12a of the nut 12, and the piece member 20 allows an infinite circulation of a large number of balls 14.

各ねじ溝10a、12a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14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 thread groove 10a, 12a may be a circular arc shape or a Gothic arc shape, but here, it has a Gothic arc shape that allows a large contact angle with the ball 14 and a small axial clearance. Is formed. Thereby, the rigidity with respect to an axial load becomes high and generation | occurrence | production of a vibration can be suppressed.

ナット12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 nut 12 is made of case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and the surface thereof is hardened in the range of 55 to 62HRC by vacuum carburizing and quenching. 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 made of medium carbon steel such as S55C or case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and its surface is hardened in the range of 55 to 62 HRC by induction hardening or carburizing hardening.

また、本実施形態では、入力歯車4と電動モータ3のサブアッシーとナット12のフランジ17の位置を同じ方向に揃えることにより、電動モータ3とボールねじ機構8の組立挿入方向を同じ方向にし、組立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。   Moreover, in this embodiment, the assembly insertion direction of the electric motor 3 and the ball screw mechanism 8 is made the same direction by aligning the positions of the input gear 4, the subassembly of the electric motor 3, and the flange 17 of the nut 12 in the same direction. Assembling work can be simplified and assembling workability can be improved.

ここで、図1(a)に示すように、ボールねじ機構8と電動モータ3等の駆動部品は全てブラケット2に組み付けられていると共に、これら駆動部品は、樹脂カバー21によって密封されている。この樹脂カバー21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射出成形によって形成され、開口端部に内径側に突出した係止部22を備えている。なお、この係止部22は、全周に形成される環状突起に限らず、周方向に少なくとも3個形成されていれば良い。これにより、所望の引抜耐力を確保することができると共に、樹脂カバー21の着脱性が向上する。   Here, as shown in FIG. 1A, the drive parts such as the ball screw mechanism 8 and the electric motor 3 are all assembled to the bracket 2, and these drive parts are sealed with a resin cover 21. The resin cover 21 is formed by injection molding with a thermoplastic synthetic resin such as PA (polyamide) 66 filled with a predetermined amount of a fibrous reinforcing material such as GF (glass fiber), and protrudes toward the inner diameter side at the opening end. The locking portion 22 is provided. In addition, this latching | locking part 22 should just be formed at least 3 not only in the cyclic | annular protrusion formed in a perimeter but the circumferential direction. Thereby, while being able to ensure desired extraction strength, the detachability of the resin cover 21 improves.

図1(b)に拡大して示すように、ブラケット2の外径面には環状溝23が形成され、この環状溝23に樹脂カバー21の係止部22が弾性変形した状態、所謂スナップフィット構造によって装着されている。このように、本実施形態では、駆動部品が円板状のブラッケト2に全て装着されていると共に、このブラケット2にカップ状の樹脂カバー21が着脱可能に装着され、駆動部品がこの樹脂カバー21によって外部から密封されているため、内部に充填されたグリースの外部への漏洩と、外部から泥水やオイル等が浸入するのを確実に防止することができる。さらに、樹脂カバー21をワンタッチでブラケット2に装着することができるため、駆動部品が二分割されたハウジングに装着されている従来に比べ、ハウジングの締結による部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジングの質量アップを抑えることができ、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。   As shown in FIG. 1B in an enlarged manner, an annular groove 23 is formed on the outer diameter surface of the bracket 2, and a state in which the engaging portion 22 of the resin cover 21 is elastically deformed in the annular groove 23, so-called snap fit. Mounted by structure. As described above, in this embodiment, the drive components are all attached to the disc-shaped bracket 2 and the cup-shaped resin cover 21 is detachably attached to the bracket 2, and the drive components are attached to the resin cover 21. Therefore, it is possible to reliably prevent leakage of grease filled inside and intrusion of muddy water, oil, and the like from the outside. Furthermore, since the resin cover 21 can be attached to the bracket 2 with one touch, compared to the conventional case where the driving parts are attached to the housing divided into two parts, the number of parts is increased by fastening the housing and the cost is increased due to an increase in assembly man-hours. Alternatively, it is possible to provide an electric linear actuator that can suppress an increase in the mass of the housing, reduce the number of parts, reduce the weight by a simple structure, reduce the number of assembly steps, and reduce the cost.

図3(a)は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第2の実施形態を示す縦断面図、(b)は、(a)の樹脂カバーの装着部を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述したものと基本的には、樹脂カバーの構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。   FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the electric linear actuator according to the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of a main part showing a mounting portion of the resin cover of FIG. Note that this embodiment basically differs from the above-described one only in the configuration of the resin cover, and the same reference numerals are given to the same parts and parts having the same functions or the same functions as the above-described embodiments. Therefore, detailed description is omitted.

この電動リニアアクチュエータ24は、図3(a)に示すように、アルミ合金からなるブラケット25と、このブラケット25に取り付けられた電動モータ3と、この電動モータ3のモータ軸3aに取付けられた入力歯車4と、この入力歯車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とを備えている。   As shown in FIG. 3A, the electric linear actuator 24 includes a bracket 25 made of an aluminum alloy, an electric motor 3 attached to the bracket 25, and an input attached to a motor shaft 3a of the electric motor 3. A speed reduction mechanism 6 comprising a gear 4 and an output gear 5 meshing with the input gear 4, and a ball screw mechanism 8 for converting the rotational motion of the electric motor into the linear motion in the axial direction of the drive shaft 7 via the speed reduction mechanism 6. And.

ブラケット25は円板状に形成され、入力歯車4を収容する第1の取付穴2aと、ボールねじ機構8を構成するナット12を収容する第2の取付穴25aを備えている。この第2の取付穴25aには、ブラケット25に対してナット12を回転自在に支承する支持軸受18が装着されている。   The bracket 25 is formed in a disc shape, and includes a first mounting hole 2a for receiving the input gear 4 and a second mounting hole 25a for receiving the nut 12 constituting the ball screw mechanism 8. A support bearing 18 that rotatably supports the nut 12 with respect to the bracket 25 is mounted in the second mounting hole 25a.

ここで、ボールねじ機構8と電動モータ3等の駆動部品は全てブラケット25に組み付けられていると共に、これら駆動部品のうちボールねじ機構8が、樹脂カバー26によって密封されている。この樹脂カバー26は、GF等の繊維状強化材が所定量充填されたPA66等の熱可塑性の合成樹脂で射出成形によって形成され、開口端部に外径側に突出した環状の係止部27を備えている。   Here, all the drive parts such as the ball screw mechanism 8 and the electric motor 3 are assembled to the bracket 25, and the ball screw mechanism 8 among these drive parts is sealed by the resin cover 26. The resin cover 26 is formed by injection molding with a thermoplastic synthetic resin such as PA66 filled with a predetermined amount of a fibrous reinforcing material such as GF, and an annular locking portion 27 protruding to the outer diameter side at the opening end. It has.

図3(b)に拡大して示すように、ブラケット25の第2の取付穴25aには環状溝28が形成され、この環状溝28に樹脂カバー26の係止部27が弾性変形した状態で装着されている。このように、本実施形態では、駆動部品が円板状のブラッケト25に全て装着されていると共に、ボールねじ機構8が樹脂カバー26によって外部から密封されているため、内部に充填されたグリースの外部への漏洩と、外部から泥水やオイル等が浸入するのを確実に防止することができる。さらに、樹脂カバー26をワンタッチでブラケット25に装着することができるため、前述した実施形態と同様、駆動部品が二分割されたハウジングに装着されている従来に比べ、ハウジングの締結による部品点数増加や組立工数増加によるコストアップ、あるいは、ハウジングの質量アップを抑えることができ、部品点数を削減し、簡素な構造による軽量化と共に、組立工数を軽減して低コスト化を図ることができる。   3B, an annular groove 28 is formed in the second mounting hole 25a of the bracket 25, and the engaging portion 27 of the resin cover 26 is elastically deformed in the annular groove 28. As shown in FIG. It is installed. As described above, in this embodiment, the drive parts are all attached to the disk-shaped bracket 25 and the ball screw mechanism 8 is sealed from the outside by the resin cover 26. It is possible to reliably prevent leakage to the outside and intrusion of muddy water or oil from the outside. Further, since the resin cover 26 can be attached to the bracket 25 with a single touch, the number of parts can be increased by fastening the housing as compared to the conventional case where the driving parts are attached to the housing divided into two parts, as in the above-described embodiment. An increase in cost due to an increase in assembly man-hours or an increase in the mass of the housing can be suppressed, the number of parts can be reduced, the weight of the simple structure can be reduced, and the number of man-hours for assembly can be reduced to reduce costs.

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.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動リニアアクチュエータに適用できる。   An electric linear actuator according to the present invention is used in a drive unit of a general industrial electric motor, automobile, etc., and has a ball screw mechanism that converts rotational input from an electric motor into linear motion of a drive shaft via the ball screw mechanism. It can be applied to the provided electric linear actuator.

1、24 電動リニアアクチュエータ
2、25 ブラケット
2a 第1の取付穴
2b、25a 第2の取付穴
3 電動モータ
3a モータ軸
4 入力歯車
5 出力歯車
6 減速機構
7 駆動軸
8 ボールねじ機構
9 相手取付部材
10 ねじ軸
10a、12a ねじ溝
11 オイルシール
12 ナット
13 キー
14 ボール
15 キー溝
16、19 止め輪
17 フランジ
18 支持軸受
20 駒部材
21、26 樹脂カバー
22、27 係止部
23、28 環状溝
50 電動リニアアクチュエータ
51 ボールねじ
52 アクチュエータ本体
53 電動モータ
53a モータ軸
54 歯車減速機構
55 第1歯車
56 位置保持機構
57 ねじ軸
57a、58a ねじ溝
58 ナット
59 ボール
60 ハウジング
61、62 玉軸受
63 第2歯車
64 シャフト
65 ソレノイド
66 受部
1, 24 Electric linear actuator 2, 25 Bracket 2a 1st mounting hole 2b, 25a 2nd mounting hole 3 Electric motor 3a Motor shaft 4 Input gear 5 Output gear 6 Reduction mechanism 7 Drive shaft 8 Ball screw mechanism 9 Counter mounting member DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Screw shaft 10a, 12a Screw groove 11 Oil seal 12 Nut 13 Key 14 Ball 15 Key groove 16, 19 Retaining ring 17 Flange 18 Support bearing 20 Piece member 21, 26 Resin cover 22, 27 Locking part 23, 28 Annular groove 50 Electric linear actuator 51 Ball screw 52 Actuator body 53 Electric motor 53a Motor shaft 54 Gear reduction mechanism 55 First gear 56 Position holding mechanism 57 Screw shaft 57a, 58a Screw groove 58 Nut 59 Ball 60 Housing 61, 62 Ball bearing 63 Second gear 64 Shaft 65 Solenoid 66 Receiving part

Claims (10)

円板状のブラケットと、
このブラケット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、前記ブラケット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て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、前記ブラケット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リニアアクチュエータにおいて、
前記減速機構とボールねじ機構が前記ブラケットに組み付けられ、このブラケットの両端面のうち一方の端面が相手取付部品の取付面となり、密着した状態で接合されると共に、他方の端面にカップ状のカバーが着脱可能に装着され、前記ボールねじ機構が当該カバーによって外部から密封されていることを特徴とする電動リニアアクチュエータ。
A disk-shaped bracket;
An electric motor attached to the bracket;
A speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor via the motor shaft;
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;
This ball screw mechanism is rotatably supported via a support bearing mounted on the bracket 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, is 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, so that it cannot rotate with respect to the bracket. And an electric linear actuator composed of a screw shaft supported so as to be axially movable,
The speed reduction mechanism and the ball screw mechanism are assembled to the bracket, and one end surface of the both end surfaces of the bracket serves as a mounting surface for a mating mounting part and is joined in close contact, and a cup-shaped cover is attached to the other end surface. electric linear actuator is wearing detachably mounted, the ball screw mechanism, characterized in that it is sealed from the outside by the cover.
前記電動モータが前記カバーによって外部から密封されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 1, wherein the electric motor is sealed from the outside by the cover. 前記カバーが、熱可塑性の合成樹脂で射出成形によって形成され、開口端部に径方向に突出した係止部を備えると共に、前記ブラケットに環状溝が形成され、この環状溝に前記カバーの係止部が係止され、当該カバーが弾性変形した状態で装着されている請求項1または2に記載の電動リニアアクチュエータ。   The cover is formed by injection molding of a thermoplastic synthetic resin, and has an engaging portion protruding in the radial direction at an opening end portion, and an annular groove is formed in the bracket, and the cover is engaged in the annular groove. The electric linear actuator according to claim 1 or 2, wherein the portion is locked and the cover is mounted in an elastically deformed state. 前記係止部が、周方向に少なくとも3個形成されている請求項3に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 3, wherein at least three locking portions are formed in the circumferential direction. 前記ブラケットが、前記減速機構を構成する入力歯車を収容する第1の取付穴と、前記ボールねじ機構を構成するナットを収容する第2の取付穴を備え、この第2の取付穴に前記支持軸受が装着されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   The bracket includes a first attachment hole that accommodates an input gear that constitutes the speed reduction mechanism, and a second attachment hole that accommodates a nut that constitutes the ball screw mechanism, and the support is provided in the second attachment hole. The electric linear actuator according to claim 1, wherein a bearing is mounted. 前記ブラケットがアルミ合金で形成されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 1, wherein the bracket is made of an aluminum alloy. 前記電動モータとボールねじ機構の組立挿入方向が同じ方向に設定されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 1, wherein assembly directions of the electric motor and the ball screw mechanism are set in the same direction. 前記ナットの外周にキーを介して前記減速機構を構成する出力歯車が一体に固定されると共に、前記ナットの一端部にフランジが形成され、このフランジと前記出力歯車によって前記支持軸受が挟持された状態で外嵌固定されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   An output gear constituting the speed reduction mechanism is integrally fixed to the outer periphery of the nut via a key, and a flange is formed at one end of the nut, and the support bearing is sandwiched between the flange and the output gear. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the electric linear actuator is externally fitted and fixed in a state. 前記ナットのフランジの位置が前記入力歯車と電動モータのサブアッシーと同じ方向に設定されている請求項8に記載の電動リニアアクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 8, wherein the position of the flange of the nut is set in the same direction as the input gear and the sub-assembly of the electric motor. 前記支持軸受が4点接触玉軸受で構成されている請求項1に記載の電動リニアアクチュエータ。   The electric linear actuator according to claim 1, wherein the support bearing is a four-point contact ball bearing.
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