JP6121760B2

JP6121760B2 - Electric linear actuator

Info

Publication number: JP6121760B2
Application number: JP2013057272A
Authority: JP
Inventors: 崇夫水内; 健介船田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: WO2014148514A1; JP2014181772A

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 provided with 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 the ball screw in an automobile transmission or a parking brake. The present invention relates to an electric linear actuator that converts a linear motion of a drive shaft through a mechanism.

各種駆動部に使用される電動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ォームギアのような低効率なものを設けることがなされているが、その代表的なものとして、図６に示すような電動リニアアクチュエータが知られている。この電動リニアアクチュエータ５０は、電動モータ（図示せず）により回転駆動されるボールねじ軸５１と、このボールねじ軸５１にボール（図示せず）を介して螺合されたボールねじナット５２とを備えるボールねじ機構５３を採用している。電動モータのモータ軸（図示せず）が回転すると、このモータ軸に連結されたボールねじ軸５１が回転し、ボールねじナット５２を直線運動（図の左右方向）に移動させる。 Therefore, for example, a brake means is provided in an 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 a ball screw shaft 51 that is rotationally driven by an electric motor (not shown), and a ball screw nut 52 that is screwed onto the ball screw shaft 51 via a ball (not shown). A ball screw mechanism 53 provided is employed. When a motor shaft (not shown) of the electric motor is rotated, the ball screw shaft 51 connected to the motor shaft is rotated, and the ball screw nut 52 is moved in a linear motion (left-right direction in the figure).

ボールねじ軸５１は、円筒状のハウジング５４、５５に２つの転がり軸受５６、５７によって回転自在に支承されている。これらの転がり軸受５６、５７は、固定用の蓋５８を介して緩み止め用の回り止め部材５９によって固定されている。 The ball screw shaft 51 is rotatably supported by cylindrical housings 54 and 55 by two rolling bearings 56 and 57. These rolling bearings 56 and 57 are fixed by a locking member 59 for preventing loosening via a fixing lid 58.

ボールねじ軸５１の外周には螺旋状のねじ溝５１ａが形成され、ボールを介して円筒状のボールねじナット５２が螺合されている。ボールねじナット５２の内周には螺旋状のねじ溝５２ａが形成され、端部に大径部６０が形成されている。 A spiral screw groove 51a is formed on the outer periphery of the ball screw shaft 51, and a cylindrical ball screw nut 52 is screwed through the ball. A spiral screw groove 52a is formed on the inner periphery of the ball screw nut 52, and a large diameter portion 60 is formed at the end.

大径部６０の側面には、端面がフラットになるようにカットされたフラット部６１が形成されている。このフラット部６１の略中央部には、カムフォロア（回転止め手段）６２が径方向の外側に向けて突設されている。そして、カムフォロア６２がハウジング５４に形成された切欠き部（図示せず）に係合されている。 A flat portion 61 is formed on the side surface of the large-diameter portion 60 and is cut so that the end surface is flat. A cam follower (rotation stop means) 62 projects from the substantially central portion of the flat portion 61 toward the outside in the radial direction. The cam follower 62 is engaged with a notch (not shown) formed in the housing 54.

このように、カムフォロア６２が切欠き部に嵌合されているので、ボールねじナット５２は、ボールねじ軸５１の回転に伴って連れ回りすることがなく、かつ、カムフォロア６２が切欠き部に回転摺動するので、摺動摩擦や摩耗の問題を低減することができる（例えば、特許文献１参照。）。 Since the cam follower 62 is thus fitted in the notch, the ball screw nut 52 does not rotate with the rotation of the ball screw shaft 51, and the cam follower 62 rotates to the notch. Since it slides, the problem of sliding friction and wear can be reduced (for example, refer to Patent Document 1).

特開２００７−３３３０４６号公報JP 2007-333046 A

こうした従来の電動リニアアクチュエータ５０では、ボールねじナット５２の回転止め手段としてカムフォロア６２が使用されているため、摺動摩擦や摩耗の問題を低減すると共に、低トルク化を図ることができるが、カムフォロア６２自体が転がり軸受を使用しているため、それ相応の取付スペースを必要とするだけでなく、コストが高騰する恐れがある。また、ハウジング５４にアルミ材料を使用している場合は、摩耗対策が必要になってくる。 In such a conventional electric linear actuator 50, since the cam follower 62 is used as a means for preventing the rotation of the ball screw nut 52, the problem of sliding friction and wear can be reduced and the torque can be reduced. Since the rolling bearing itself is used, not only a corresponding installation space is required, but also the cost may increase. Further, when an aluminum material is used for the housing 54, it is necessary to take measures against wear.

本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric linear actuator including a screw shaft detent mechanism having a simple structure and a low cost.

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製の円筒状のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合され、前記ねじ軸が前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a housing, an electric motor attached to the housing, and a speed reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft. A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism, and the ball screw mechanism rotates via a support bearing mounted on the housing. 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 coaxially integrated with the drive shaft. , in the electric linear actuator which is constituted by a screw shaft with a helical screw groove corresponding to the screw groove of the nut on the outer circumference is formed, a steel cylindrical sleeve bag hole of the housing is fixed A concave groove extending in the axial direction is formed on the inner periphery of the sleeve, and a guide ball is engaged with the end of the screw shaft to be engaged with the concave groove. And is supported so as to be non-rotatable and movable in the axial direction.

このように、電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、ボールねじ機構が、ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、駆動軸と同軸状に一体化され、外周にナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、ハウジングの袋孔に鋼製の円筒状のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて凹溝に係合され、ねじ軸がハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されているので、ねじ軸の曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができ、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することができる。 As described above, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor and a ball screw mechanism that converts the rotational movement of the electric motor into the linear movement in the axial direction of the drive shaft via the reduction mechanism are provided. A nut rotatably supported through a pair of support bearings mounted on the housing and not axially movable, and having a helical thread groove formed on the inner periphery, and a number of balls on the nut In an electric linear actuator composed of a screw shaft that is interpolated and integrated coaxially with the drive shaft, and that has a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery, a steel hole is formed in the bag hole of the housing. A cylindrical sleeve made of steel is fixed, and a concave groove extending in the axial direction is formed on the inner periphery of the sleeve, and a guide ball is engaged with the end of the screw shaft and engaged with the concave groove. Is against the housing Since it is supported so that it cannot roll and can move in the axial direction, the screw shaft can bend, bend, and shake at the end, and the screw shaft can be rotated and moved stably in the axial direction without play. It is possible to provide an electric linear actuator that can be supported and has a simple structure and a low-cost rotation prevention mechanism for a screw shaft.

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記凹溝が断面略半円状に形成され、この曲率半径Ｒ１が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定されていれば、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができる。 Preferably, as in the invention described in claim 2, when the concave groove is formed in a substantially semicircular cross section and the radius of curvature R1 is set to Ra as the radius of the guide ball, R1 ≦ 1.2Ra If set, it is possible to support the screw shaft so that it cannot rotate and can move stably in the axial direction without play.

また、請求項３に記載の発明のように、前記凹溝の断面形状が一対の円弧からなるゴシックアーク形状に形成されていれば、案内ボールの転動する際の振動の発生を抑制することができる。 Moreover, if the cross-sectional shape of the said ditch | groove is formed in the Gothic arc shape which consists of a pair of circular arc like invention of Claim 3, generation | occurrence | production of the vibration at the time of rolling of a guide ball will be suppressed. Can do.

また、請求項４に記載の発明のように、前記案内ボール凹溝間に所定の予圧が付与されていれば、案内ボールの転動する際の振動の発生を確実に抑制することができ、ねじ軸の案内を一層安定させることができる。 In addition, as in the invention according to claim 4, if a predetermined preload is applied between the guide ball concave grooves, it is possible to reliably suppress the occurrence of vibration when the guide ball rolls, The guide of the screw shaft can be further stabilized.

また、請求項５に記載の発明のように、前記ねじ軸の端部に略半球状の凹部が形成され、この曲率半径Ｒ２が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ２≦１．２Ｒａに設定されていれば、案内ボールをガタなく係止することができる。 Further, as in the fifth aspect of the present invention, a substantially hemispherical concave portion is formed at the end of the screw shaft, and when the radius of curvature R2 is defined as Ra of the guide ball, R2 ≦ 1. If it is set to 2Ra, the guide ball can be locked without play.

また、請求項６に記載の発明のように、前記ハウジングの袋孔に前記スリーブがねじ部を介して締結され、このねじ部が当該袋孔の底部寄りに設けられていれば、温度上昇によってそれぞれ線膨張係数が異なるハウジングとスリーブのねじ締結において、温度上昇に伴う軸力の変化を抑制することができる。 Further, as in the sixth aspect of the invention, if the sleeve is fastened to the bag hole of the housing via a screw part and the screw part is provided near the bottom of the bag hole, the temperature rises. In the screw fastening of the housing and the sleeve, each having a different linear expansion coefficient, it is possible to suppress a change in axial force accompanying a temperature rise.

また、請求項７に記載の発明のように、前記スリーブの端部にキャップが外嵌され、一体となって前記ハウジングの袋孔の底部に嵌合されると共に、当該キャップが鋼板から断面略コの字状に形成され、前記ハウジングの袋孔の底部に当接する底部と、この底部の縁部からリング状に折曲された鍔部とを備えていれば、ねじ軸がハウジングに直接衝突することがなく、ハウジングの損傷と摩耗の低減を図ることができる。 It is preferable as defined in claim 7, wherein is fitted cap on the end of the sleeve, together with the fitted at the bottom of the bag hole of the housing together, the cap is steel or et sectional If the screw shaft is formed in a substantially U-shaped surface and has a bottom portion that comes into contact with the bottom portion of the bag hole of the housing and a flange portion that is bent in a ring shape from the edge of the bottom portion, the screw shaft is attached to the housing. There is no direct collision, and damage and wear of the housing can be reduced.

また、請求項８に記載の発明のように、前記減速機構を構成する出力歯車が前記ナットに固定され、この出力歯車の両側に支持軸受が配設されると共に、この支持軸受がリング状の弾性部材からなるワッシャを介して前記ハウジングに装着されていれば、一対の支持軸受の軸方向ガタをなくすことができ、円滑な回転性能を得ることができる。 Further, as in the invention described in claim 8, the output gear constituting the speed reduction mechanism is fixed to the nut, support bearings are disposed on both sides of the output gear, and the support bearings are ring-shaped. If the housing is mounted via a washer made of an elastic member, the axial play of the pair of support bearings can be eliminated, and smooth rotation performance can be obtained.

また、請求項９に記載の発明のように、前記ハウジングが第１のハウジングと、その端面に衝合された第２のハウジングとからなり、前記第１のハウジングに前記電動モータが取り付けられ、前記第１のハウジングと第２のハウジングの衝合部に前記ねじ軸を収容するための袋孔が形成されると共に、前記減速機構が、前記モータ軸に固定された入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間歯車と、この中間歯車に噛合し、前記ナットに一体に固定された出力歯車とを備え、前記中間歯車が、前記第１のハウジングと第２のハウジングにそれぞれ植設された歯車軸に軸受を介して回転自在に支承されていれば、低コストで回転性能の優れた電動リニアアクチュエータを提供することができる。 According to a ninth aspect of the present invention, the housing comprises a first housing and a second housing abutted on an end surface thereof, and the electric motor is attached to the first housing. A bag hole for accommodating the screw shaft is formed in an abutting portion of the first housing and the second housing, and the speed reduction mechanism is an input gear fixed to the motor shaft, and the input gear. An intermediate gear that meshes with the intermediate gear, and an output gear that meshes with the intermediate gear and is integrally fixed to the nut, wherein the intermediate gears are respectively implanted in the first housing and the second housing. If the shaft is rotatably supported via a bearing, an electric linear actuator having excellent rotational performance can be provided at low cost.

また、請求項１０に記載の発明のように、前記中間歯車に装着される軸受が当該中間歯車の内径に圧入された鋼板プレス製の外輪と、保持器を介して転動自在に収容された複数の針状ころとを備えたシェル型の針状ころ軸受で構成され、前記軸受の幅が前記中間歯車の歯幅よりも小さく設定されていれば、入手性が高く、低コスト化を図ることができると共に、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。 Further, as in the invention according to claim 10, the bearing attached to the intermediate gear is accommodated so as to be able to roll through a steel plate press outer ring press-fitted into the inner diameter of the intermediate gear and a cage. If it is constituted by a shell-type needle roller bearing provided with a plurality of needle rollers, and the width of the bearing is set smaller than the tooth width of the intermediate gear , the availability is high and the cost is reduced. In addition , wear and deformation of the bearing side surface due to friction can be prevented, and smooth rotation performance can be obtained.

また、請求項１１に記載の発明のように、前記中間歯車の両側にリング状のワッシャが装着されると共に、前記中間歯車の歯部の幅が歯幅よりも小さく形成されていれば、中間歯車が直接ハウジングに接触するのを防止すると共に、ワッシャとの接触面積を小さくすることができ、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができる。 Further, as in the invention described in claim 11 , if ring-shaped washers are mounted on both sides of the intermediate gear and the width of the tooth portion of the intermediate gear is smaller than the tooth width, While preventing a gear from contacting a housing directly, the contact area with a washer can be made small, the frictional resistance at the time of rotation can be suppressed, and smooth rotation performance can be obtained.

また、請求項１２に記載の発明のように、前記中間歯車に装着される軸受が滑り軸受からなり、この滑り軸受がグラファイト微粉末を添加した多孔質金属からなる含油軸受で構成されると共に、前記中間歯車の歯幅よりも大きく設定されていれば、ワッシャを装着しなくても中間歯車がハウジングに接触して摩耗するのを防止し、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができると共に、部品点数増加を抑えて低コスト化を図ることができる。 Further, as in the invention according to claim 12 , the bearing mounted on the intermediate gear is a sliding bearing, and the sliding bearing is constituted by an oil-impregnated bearing made of a porous metal to which fine graphite powder is added, If the tooth width of the intermediate gear is set larger than that, the intermediate gear can be prevented from coming into contact with the housing without wearing a washer, and the frictional resistance at the time of rotation can be suppressed to achieve smooth rotation performance. In addition, the cost can be reduced by suppressing an increase in the number of parts.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製の円筒状のスリーブが固定され、このスリーブの内周に軸方向に延びる凹溝が形成されると共に、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合され、前記ねじ軸が前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されているので、ねじ軸の曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、ねじ軸を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができ、簡便な構造で低コストなねじ軸の回り止め機構を備えた電動リニアアクチュエータを提供することができる。 An electric linear 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 through a motor shaft, and the electric motor through the reduction mechanism. A ball screw mechanism that converts rotational motion into linear motion in the axial direction of the drive shaft, and this ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and 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 the electric linear actuator which is constituted by a screw shaft with a helical screw groove is formed, a steel cylindrical sleeve is fixed to the bag hole of the housing, the sleeve A concave groove extending in the axial direction is formed on the inner periphery, and a guide ball is engaged with the end of the screw shaft and engaged with the concave groove, so that the screw shaft cannot rotate with respect to the housing. In addition, since it is supported so as to be movable in the axial direction, it is possible to suppress bending, bending and deflection of the end of the screw shaft, and to support the screw shaft so that it cannot be rotated and can move in the axial direction stably without play. In addition, an electric linear actuator including a simple structure and a low-cost screw shaft detent mechanism can be provided.

本発明に係る電動リニアアクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric linear actuator according to the present invention. 図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the actuator main body of FIG. 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３の変形例を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the modification of FIG. （ａ）は、図１のスリーブの固定部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。(A) is a principal part enlarged view which shows the fixing | fixed part of the sleeve of FIG. 1, (b) is a cross-sectional view along the VV line 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.

アルミ合金製のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングの袋孔に鋼製のスリーブがねじ部を介して締結され、このスリーブの内周に軸方向に延び、断面略半円状の凹溝が形成され、前記ねじ軸の端部に案内ボールが係止されて前記凹溝に係合されると共に、前記凹溝の曲率半径Ｒ１が、前記案内ボールの半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定され、前記ねじ軸が前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。 A housing made of aluminum alloy, an electric motor attached to the housing, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor via a motor shaft, and a rotational axis of the electric motor via the reduction mechanism A ball screw mechanism that converts the linear screw motion into an axial linear motion of the motor, and the ball screw mechanism is supported by a support bearing mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. And a helical thread groove that is inserted into the nut through a large number of balls, is coaxially integrated with the drive shaft, and corresponds to the thread groove of the nut on the outer periphery. In the electric linear actuator composed of a screw shaft formed with a steel sleeve, a steel sleeve is fastened to the bag hole of the housing via a screw portion, and extends axially around the inner periphery of the sleeve. A concave groove having a substantially semicircular cross section is formed, a guide ball is engaged with the end of the screw shaft and engaged with the concave groove, and a radius of curvature R1 of the concave groove is a radius of the guide ball. Is set to R1 ≦ 1.2Ra, and the screw shaft is supported so as not to rotate with respect to the housing and to be movable in the axial direction.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図、図３は、図１の中間歯車部を示す要部拡大図、図４は、図３の変形例を示す要部拡大図、図５（ａ）は、図１のスリーブの固定部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。 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 linear actuator according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an actuator body of FIG. 1, and FIG. 3 is a main portion showing an intermediate gear portion of FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing a modification of FIG. 3, FIG. 5 (a) is an enlarged view of a main part showing a fixing part of the sleeve of FIG. 1, and FIG. It is a cross-sectional view along line −V.

この電動リニアアクチュエータ１は、図１に示すように、円筒状のハウジング２と、このハウジング２に取り付けられた電動モータ（図示せず）と、この電動モータのモータ軸３ａに取付けられた入力歯車３に噛合する中間歯車４と、この中間歯車４に噛合する出力歯車５とからなる減速機構６と、この減速機構６を介して電動モータの回転運動を駆動軸７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８と、このボールねじ機構８を備えたアクチュエータ本体９とを備えている。 As shown in FIG. 1, the electric linear actuator 1 includes a cylindrical housing 2, an electric motor (not shown) attached to the housing 2, and an input gear attached to a motor shaft 3a of the electric motor. 3 and an output gear 5 meshed with the intermediate gear 4, and the rotational motion of the electric motor is converted into a linear motion in the axial direction of the drive shaft 7 via the speed reduction mechanism 6. A ball screw mechanism 8 for conversion and an actuator main body 9 including the ball screw mechanism 8 are provided.

ハウジング２はＡ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からなり、第１のハウジング２ａと、その端面に衝合された第２のハウジング２ｂとからなり、固定ボルト（図示せず）によって一体に固定されている。第１のハウジング２ａには電動モータが取り付けられると共に、これら第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂの衝合部には、ねじ軸１０を収容するための袋孔１１、１２が形成されている。 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 is attached to the first housing 2a, and bag holes 11 and 12 for accommodating the screw shaft 10 are formed at the abutting portions of the first housing 2a and the second housing 2b. Yes.

電動モータのモータ軸３ａは、その端部に入力歯車３が圧入により相対回転不能に取り付けられ、第２のハウジング２ｂに装着された深溝玉軸受からなる転がり軸受１３によって回転自在に支持されている。そして、平歯車からなる中間歯車４に噛合する出力歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１８にキー１４を介して一体に固定されている。 The motor shaft 3a of the electric motor is rotatably supported by a rolling bearing 13 comprising a deep groove ball bearing mounted on the second housing 2b. . The output gear 5 that meshes with the intermediate gear 4 that is a spur gear is integrally fixed to 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）に案内ボール１５が係止されている。また、第２のハウジング２ｂの袋孔１２には後述するスリーブ１７が嵌合されている。 The drive shaft 7 is configured integrally with a screw shaft 10 constituting the ball screw mechanism 8, and a guide ball 15 is locked to one end portion (right end portion in the drawing) of the drive shaft 7. A sleeve 17 described later is fitted into the bag hole 12 of the second housing 2b.

ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１０と、このねじ軸１０にボール１９を介して外挿されたナット１８とを備えている。ねじ軸１０は、外周に螺旋状のねじ溝１０ａが転造加工によって形成されている。一方、ナット１８は、内周にねじ軸１０のねじ溝１０ａに対応する螺旋状のねじ溝１８ａが形成され、ねじ軸１０に外挿されると共に、これらねじ溝１０ａ、１８ａとの間に多数のボール１９が転動自在に収容されている。そして、ナット１８は、ハウジング２ａ、２ｂに対して、２つの支持軸受２０、２０を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。２１は、ナット１８のねじ溝１８ａを連結してボール循環部材を構成する駒部材で、この駒部材２１によって多数のボール１９が無限循環することができる。 As shown in an enlarged view in FIG. 2, the ball screw mechanism 8 includes a screw shaft 10 and a nut 18 that is externally inserted to the screw shaft 10 via a ball 19. The screw shaft 10 has a spiral thread groove 10a formed on the outer periphery by rolling. On the other hand, the nut 18 is formed with a spiral thread groove 18a corresponding to the thread groove 10a of the screw shaft 10 on the inner periphery, and is externally inserted into the screw shaft 10, and a large number of spaces between these screw grooves 10a and 18a. A ball 19 is accommodated so as to roll freely. The nut 18 is supported to the housings 2a and 2b via the two support bearings 20 and 20 so as to be rotatable and not movable in the axial direction. Reference numeral 21 denotes a piece member that constitutes a ball circulation member by connecting the thread groove 18a of the nut 18, and the piece member 21 allows infinite circulation of a large number of balls 19.

各ねじ溝１０ａ、１８ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール１９との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。 The cross-sectional shape of each of the thread grooves 10a and 18a may be a circular arc shape or a gothic arc shape, but here, a gothic arc shape that allows a large contact angle with the ball 19 and a small axial clearance can be set. 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１８はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、熱処理後のスケール除去のためのバフ加工等を省略することができ、低コスト化を図ることができる。一方、ねじ軸１０はＳ５５Ｃ等の中炭素鋼あるいはＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。 The nut 18 is made of case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and its surface is subjected to hardening treatment in a range of 55 to 62 HRC 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.

ナット１８の外周面１８ｂには減速機構６を構成する出力歯車５が一体に固定されると共に、この出力歯車５の両側に２つの支持軸受２０、２０が所定のシメシロを介して圧入されている。これにより、駆動軸７からスラスト荷重が負荷されても支持軸受２０、２０と出力歯車５の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、２つの支持軸受２０、２０は、両端部にシールド板２０ａ、２０ａが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から摩耗粉等が軸受内部に侵入するのを防止している。 The output gear 5 constituting the speed reduction mechanism 6 is integrally fixed to the outer peripheral surface 18b 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.

本実施形態では、ナット１８を回転自在に支持する支持軸受２０が同じ仕様の深溝玉軸受で構成されているので、前述した駆動軸７からスラスト荷重および出力歯車５を介して負荷されるラジアル荷重の両方を負荷することができると共に、組立時に誤組み防止のための確認作業を簡便化することができ、組立作業性を向上させることができる。なお、同一仕様の転がり軸受とは、軸受の内径、外径、幅寸法をはじめ、転動体サイズ、個数および軸受内部すきま等が同一なものを言う。 In the present embodiment, since the support bearing 20 that rotatably supports the nut 18 is formed of a deep groove ball bearing of the same specification, the radial load that is loaded from the drive shaft 7 via the thrust load and the output gear 5 described above. Both can be loaded, and confirmation work for preventing misassembly during assembly can be simplified, and the assembly workability can be improved. In addition, the rolling bearing of the same specification means a bearing 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のうち一方の支持軸受２０がリング状の弾性部材からなるワッシャ２７を介して第１のハウジング２ａに装着されている。このワッシャ２７は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されたウェーブワッシャからなる。そして、その内径Ｄが支持軸受２０の内輪外径ｄよりも大径に形成されている。これにより、一対の支持軸受２０、２０の軸方向ガタをなくすことができ、円滑な回転性能を得ることができると共に、ワッシャ２７が、支持軸受２０の外輪のみに当接し、回転輪となる内輪とは干渉しないため、逆スラスト荷重が生じてナット１８が第１のハウジング２ａ側に押し付けられても支持軸受２０の内輪がハウジング２ａに当接して摩擦力が上昇するのを防止し、ロック状態になるのを確実に防止することができる。 Also, here, one of the pair of support bearings 20, 20 is mounted on 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 inner ring outer diameter d 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 washer 27 is in contact with only the outer ring of the support bearing 20 and is an inner ring that 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 inner ring of the support bearing 20 is prevented from coming into contact with the housing 2a and the frictional force is prevented from increasing, and the locked state Can be surely prevented.

ここで、図３に示すように、歯車軸２２は第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに植設され、中間歯車４は、転がり軸受２３を介してこの歯車軸２２に回転自在に支承されている。歯車軸２２の端部のうち、例えば、第１のハウジング２ａ側の端部を圧入する場合、第２のハウジング２ｂ側の端部をすきま嵌めに設定することにより、ミスアライメント（組立誤差）を許容して円滑な回転性能を確保することができる。本実施形態では、転がり軸受２３は、中間歯車４の内径４ａに圧入される鋼板プレス製の外輪２４と、保持器２５を介して外輪２４に転動自在に収容された複数の針状ころ２６とを備えた、所謂シェル型の針状ころ軸受で構成されている。これにより、軸受の入手性が高く、低コスト化を図ることができる。 Here, as shown in FIG. 3, the gear shaft 22 is implanted in the first and second housings 2 a and 2 b, and the intermediate gear 4 is rotatably supported on the gear shaft 22 via a rolling bearing 23. ing. 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に直接接触するのを防止している。ここで、中間歯車４の歯部４ｂの幅が歯幅よりも小さく形成されている。これにより、ワッシャ２８との接触面積を小さくすることができ、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができる。また、ワッシャ２８は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成された平ワッシャからなる。なお、これ以外にも、例えば、黄銅や焼結金属、または、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が所定量充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂で形成されていても良い。 Further, 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. The washer 28 is made of an austenitic stainless steel plate having high strength and high wear resistance, or a flat washer formed by pressing from 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、図３の変形例を示す。歯車軸２２は第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに植設され、中間歯車２９は、滑り軸受３０を介してこの歯車軸２２に回転自在に支承されている。本実施形態では、中間歯車２９は、歯部２９ｂの幅が歯幅と同一に形成されると共に、滑り軸受３０は、中間歯車２９の内径２９ａに圧入され、グラファイト微粉末を添加した多孔質金属からなる含油軸受（ＮＴＮ商品名；ベアファイト（登録商標））で構成されている。そして、中間歯車２９の歯幅よりも大きく設定されている。これにより、ワッシャを装着しなくても中間歯車２９が第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに接触して摩耗するのを防止し、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができると共に、部品点数増加を抑えて低コスト化を図ることができる。なお、滑り軸受３０は、これ以外にも、例えば、射出成形を可能にした熱可塑性ポリイミド樹脂で形成されていても良い。 FIG. 4 shows a modification of FIG. The gear shaft 22 is implanted in the first and second housings 2 a and 2 b, and the intermediate gear 29 is rotatably supported on the gear shaft 22 via a slide bearing 30. In the present embodiment, the intermediate gear 29 is formed so that the width of the tooth portion 29b is the same as the tooth width, and the sliding bearing 30 is press-fitted into the inner diameter 29a of the intermediate gear 29 and added with fine graphite powder. An oil-impregnated bearing (NTN trade name; Bear Fight (registered trademark)) made of The tooth width of the intermediate gear 29 is set to be larger. This prevents the intermediate gear 29 from coming into contact with the first and second housings 2a and 2b without wearing a washer, and suppresses frictional resistance during rotation, thereby obtaining smooth rotational performance. In addition, the cost can be reduced by suppressing the increase in the number of parts. In addition, the sliding bearing 30 may be formed of, for example, a thermoplastic polyimide resin that enables injection molding.

図１に示すように、ねじ軸１０を回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持するスリーブ１７は、第２のハウジング２ｂの袋孔１２に嵌合されている。具体的には、第２のハウジング２ｂの袋孔１２に雌ねじ１２ａが形成され、この雌ねじ１２ａに螺合する雄ねじ１７ｂがスリーブ１７の外周に形成されている。そして、スリーブ１７を袋孔１２の底部に向かって回転させながら進めることにより、雌ねじ１２ａと雄ねじ１７ｂが係合し、スリーブ１７が第２のハウジング２ｂに締結される。 As shown in FIG. 1, a sleeve 17 that supports the screw shaft 10 so as not to rotate and to be movable in the axial direction is fitted in 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, by moving the sleeve 17 while rotating it toward the bottom 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、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、ねじ軸１０の移動によって案内ボール１５が繰り返し転動しても、長期間に亘って摩耗するのを防止することができ、耐久性を向上させることができる。 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. And the hardening process is given to the range of 55-62HRC on the surface by induction hardening or carburizing hardening. Thereby, even if the guide ball 15 rolls repeatedly due to the movement of the screw shaft 10, it can be prevented from being worn for a long period of time, and the durability can be improved.

スリーブ１７は、図５（ａ）に示すように、第２のハウジング２ｂの底部に直接当接されておらず、キャップ３１を介して締結されている。すなわち、スリーブ１７の端部にキャップ３１が外嵌され、一体となって第２のハウジング２ｂの底部に嵌合されている。これにより、ねじ軸１０が第２のハウジング２ｂの袋孔１２に直接衝突することがなく、第２のハウジング２ｂの損傷と摩耗の低減を図ると共に、軽量化を図りつつ、耐久性と強度を高めて信頼性の向上を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。 As shown in FIG. 5A, the sleeve 17 is not directly in contact with the bottom portion of the second housing 2 b and is fastened through a cap 31. That is, the cap 31 is externally fitted to the end of the sleeve 17 and is integrally fitted to the bottom of the second housing 2b. As a result, the screw shaft 10 does not directly collide with the bag hole 12 of the second housing 2b, thereby reducing damage and wear of the second housing 2b, reducing weight, and improving durability and strength. It is possible to provide an electric linear actuator that is enhanced to improve reliability.

このキャップ３１は、オーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略コの字状に形成され、底部３１ａと、この底部３１ａの縁部からリング状に折曲された鍔部３１ｂとを備えている。一方、キャップ３１の底部３１ａが当接する第２のハウジング２ｂの底部には逃がし部（凹み）３２が形成されている。これにより、加工誤差を許容することができると共に、組立精度を向上させることができる。さらに、フェール時のダンパー効果を期待することができ、信頼性が向上する。 The cap 31 is formed by pressing from an austenitic stainless steel plate or a cold-rolled steel plate that has been rust-proofed into a substantially U-shaped cross section. And a bent collar 31b. On the other hand, a relief portion (dent) 32 is formed at the bottom portion of the second housing 2b with which the bottom portion 31a of the cap 31 abuts. Thereby, a processing error can be allowed and the assembly accuracy can be improved. Furthermore, the damper effect at the time of a failure can be expected, and the reliability is improved.

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.

ここで、図５（ｂ）に示すように、スリーブ１７の周方向対向位置に軸方向に延びる直線状の凹溝１７ａ、１７ａが形成されている。この凹溝１７ａは、断面が略半円状に形成され、その曲率半径Ｒ１が、案内ボール１５の半径をＲａとした時、Ｒ１≦１．２Ｒａに設定されている。一方のこれら凹溝１７ａ、１７ａに係合するねじ軸１０の案内ボール１５は、ねじ軸１０の端部に形成された凹部１６に係止されている。この凹部１６は略半球状に形成され、その曲率半径Ｒ２が、Ｒ２≦１．２Ｒａに設定されている。 Here, as shown in FIG. 5B, linear concave grooves 17 a and 17 a extending in the axial direction are formed at positions facing the circumferential direction of the sleeve 17. The concave groove 17a has a substantially semicircular cross section, and the radius of curvature R1 is set to R1 ≦ 1.2Ra when the radius of the guide ball 15 is Ra. The guide ball 15 of the screw shaft 10 that engages with one of the concave grooves 17 a and 17 a is locked to a concave portion 16 formed at the end of the screw shaft 10. The recess 16 is formed in a substantially hemispherical shape, and its curvature radius R2 is set to R2 ≦ 1.2Ra.

本実施形態では、ねじ軸１０の端部に案内ボール１５を係止し、スリーブ１７の凹溝１７ａに係合させると共に、スリーブ１７の凹溝１７ａとねじ軸１０の凹部１６のそれぞれの曲率半径Ｒ１、Ｒ２を案内ボール１５の半径Ｒａの１．２倍以下に設定されているので、長軸のねじ軸１０であっても、曲がり、撓み、端部の振れを抑えることができると共に、一対の案内ボール１５を凹溝１７ａ、１７ａに係合させた状態で、凹溝１７ａ、１７ａに沿って転動させることにより、ねじ軸１０を回転不可に、かつガタなく安定して軸方向移動可能に支持することができる。 In the present embodiment, the guide ball 15 is locked to the end of the screw shaft 10 and engaged with the concave groove 17a of the sleeve 17, and the respective radii of curvature of the concave groove 17a of the sleeve 17 and the concave portion 16 of the screw shaft 10 are as follows. Since R1 and R2 are set to 1.2 times or less of the radius Ra of the guide ball 15, even the long screw shaft 10 can suppress bending, bending, and deflection at the end, When the guide ball 15 is engaged with the concave grooves 17a and 17a, the screw shaft 10 can be rotated along the concave grooves 17a and 17a so that the screw shaft 10 is non-rotatable and can move stably in the axial direction. Can be supported.

なお、ここでは、スリーブ１７の凹溝１７ａとねじ軸１０の凹部１６の断面形状を単一半径からなるサーキュラアーク形状にしたが、これに限らず、例えば、スリーブ１７の凹溝１７ａの断面形状を一対の円弧からなるゴシックアーク形状にすると共に、凹溝１７ａと案内ボール１５およびねじ軸１０の凹部１６間のすきまを負すきま、所謂予圧を付与しても良い。これにより、案内ボール１５の転動する際の振動の発生を抑制することができ、ねじ軸１０の案内を一層安定させることができる。 Here, the sectional shape of the concave groove 17a of the sleeve 17 and the concave portion 16 of the screw shaft 10 is a circular arc shape having a single radius, but is not limited to this, for example, the sectional shape of the concave groove 17a of the sleeve 17 May be formed into a Gothic arc shape consisting of a pair of arcs, and a clearance between the concave groove 17a, the guide ball 15 and the concave portion 16 of the screw shaft 10 may be negatively applied, so-called preload may be applied. Thereby, generation | occurrence | production of the vibration at the time of rolling of the guide ball | bowl 15 can be suppressed, and the guide of the screw shaft 10 can be stabilized further.

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電動リニアアクチュエータ
２ハウジング
２ａ第１のハウジング
２ｂ第２のハウジング
３入力歯車
３ａモータ軸
４、２９中間歯車
４ａ、２９ａ中間歯車の内径
４ｂ、２９ｂ歯部
５出力歯車
６減速機構
７駆動軸
８ボールねじ機構
９アクチュエータ本体
１０ねじ軸
１０ａ、１８ａねじ溝
１１、１２袋孔
１２ａ雌ねじ
１３、２３転がり軸受
１４キー
１５案内ボール
１６凹部
１７スリーブ
１７ａ凹溝
１７ｂ雄ねじ
１８ナット
１８ｂナットの外周面
１９ボール
２０支持軸受
２０ａシールド板
２１駒部材
２２歯車軸
２４外輪
２５保持器
２６針状ころ
２７、２８ワッシャ
３０滑り軸受
３１キャップ
３１ａ底部
３１ｂ鍔部
３２逃がし部
５０電動リニアアクチュエータ
５１ボールねじ軸
５１ａ、５２ａねじ溝
５２ボールねじナット
５３ボールねじ機構
５４、５５ハウジング
５６、５７転がり軸受
５８固定用の蓋
５９緩み止め用の回り止め部材
６０大径部
６１フラット部
６２カムフォロア（回転止め手段）
Ｄワッシャの内径
ｄ支持軸受の内輪外径
Ｒａ案内ボールの半径
Ｒ１凹溝の曲率半径
Ｒ２凹部の曲率半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric linear actuator 2 Housing 2a 1st housing 2b 2nd housing 3 Input gear 3a Motor shaft 4, 29 Intermediate gear 4a, 29a Inner gear inner diameter 4b, 29b Tooth part 5 Output gear 6 Reduction mechanism 7 Drive shaft 8 Ball Screw mechanism 9 Actuator body 10 Screw shaft 10a, 18a Screw groove 11, 12 Cap hole 12a Female screw 13, 23 Rolling bearing 14 Key 15 Guide ball 16 Recess 17 Sleeve 17a Recess groove 17b Male screw 18 Nut 18b Nut outer peripheral surface 19 Ball 20 Support Bearing 20a Shield plate 21 Piece member 22 Gear shaft 24 Outer ring 25 Cage 26 Needle rollers 27, 28 Washer 30 Sliding bearing 31 Cap 31a Bottom 31b Recess 32 Relief 50 Electric linear actuator 51 Ball screw shaft 51a, 52a Screw groove 52 Ball screw nut 53 ball screw mechanism 55 stopping member 60 large diameter portion 61 flat portion 62 cam follower lid 59 locking the housing 56, 57 rolling bearing 58 fixed (rotation stopping means)
D washer inner diameter d support bearing inner ring outer diameter Ra guide ball radius R1 concave groove radius of curvature R2 concave radius of curvature

Claims

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 mechanism that converts the rotational motion of the electric motor to linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism;
The ball screw mechanism is rotatably supported via a support bearing mounted on the housing and is not axially movable, and a nut having a helical thread groove formed on the inner periphery,
The nut is inserted through a large number of balls, is integrated with the drive shaft coaxially, and is configured with a screw shaft in which a spiral screw groove corresponding to the screw groove of the nut is formed on the outer periphery. In electric linear actuator,
A cylindrical sleeve made of steel is fixed to the bag hole of the housing, a concave groove extending in the axial direction is formed on the inner periphery of the sleeve, and a guide ball is locked to an end of the screw shaft. An electric linear actuator, wherein the electric linear actuator is engaged with a concave groove and is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing.

2. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the concave groove is formed in a substantially semicircular cross section, and the radius of curvature R <b> 1 is set to R <b> 1 ≦ 1.2 Ra, where Ra is the radius of the guide ball.

The electric linear actuator according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the concave groove is formed in a Gothic arc shape including a pair of arcs.

The electric linear actuator according to claim 1, wherein a predetermined preload is applied between the guide ball and the groove.

2. The electric motor according to claim 1, wherein a substantially hemispherical concave portion is formed at an end of the screw shaft, and the radius of curvature R <b> 2 is set to R <b> 2 ≦ 1.2 Ra, where Ra is the radius of the guide ball. Linear actuator.

2. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the sleeve is fastened to a bag hole of the housing via a screw portion, and the screw portion is provided near a bottom portion of the bag hole.

Is fitted cap on the end of the sleeve, the bag holes in the housing together with fitted in the bottom, the cap is formed in a shape of a steel plate or al cross-section substantially U, of the housing The electric linear actuator according to claim 1, further comprising: a bottom portion that contacts the bottom portion of the bag hole; and a flange portion that is bent in a ring shape from an edge portion of the bottom portion.

An output gear constituting the speed reduction mechanism is fixed to the nut, support bearings are disposed on both sides of the output gear, and the support bearings are mounted on the housing via a washer made of a ring-shaped elastic member. The electric linear actuator according to claim 1.

The housing includes a first housing and a second housing abutted on an end surface thereof, and the electric motor is attached to the first housing, and the abutting of the first housing and the second housing A bag hole for accommodating the screw shaft is formed in the portion, and the speed reduction mechanism is engaged with the input gear fixed to the motor shaft, the intermediate gear meshing with the input gear, and the intermediate gear. And an output gear integrally fixed to the nut, and the intermediate gear is rotatably supported via a bearing on gear shafts respectively implanted in the first housing and the second housing. The electric linear actuator according to claim 1.

A shell-type needle provided with a steel plate press outer ring in which a bearing attached to the intermediate gear is press-fitted into the inner diameter of the intermediate gear, and a plurality of needle rollers that are rotatably accommodated via a cage. The electric linear actuator according to claim 9, wherein the electric linear actuator is configured by a tapered roller bearing, and the width of the bearing is set smaller than the tooth width of the intermediate gear .

11. The electric linear actuator according to claim 9 , wherein ring-shaped washers are attached to both sides of the intermediate gear, and a width of a tooth portion of the intermediate gear is formed to be smaller than a tooth width.

The bearing mounted on the intermediate gear is a sliding bearing, and the sliding bearing is constituted by an oil-impregnated bearing made of a porous metal to which fine graphite powder is added, and is set to be larger than the tooth width of the intermediate gear. The electric linear actuator according to claim 9.