WO2016199646A1

WO2016199646A1 - 電動アクチュエータ

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Publication number: WO2016199646A1
Application number: PCT/JP2016/066267
Authority: WO
Inventors: 隼人川口
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2016-12-15
Also published as: JP2017002982A

Abstract

全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる電動アクチュエータの提供を課題とする。電動アクチュエータ（１）において、歯車減速機構（１０）を構成するギヤである従動側ギヤ（１２）の支持軸挿入孔であるナット挿入孔（１２ａ）の近傍に突出部（１２ｂ）が形成され、支持軸であるボールねじナット（７）にナット挿入孔（１２ａ）の径よりも大きい段付き部である鍔部（７ｂ）が形成され、鍔部（７ｂ）に回り止め部である軸側面（７ｃ）が形成され、ナット挿入孔（１２ａ）に挿入されたボールねじナット（７）の鍔部（７ｂ）の端面を従動側ギヤ（１２）に接触させて従動側ギヤ（１２）の軸方向の位置を決定し、突出部（１２ｂ）を軸側面（７ｃ）に接触させて従動側ギヤ（１２）をボールねじナット（７）に対して一体的に回転可能にする。

Description

電動アクチュエータ

　本発明は減速機構を備えた電動アクチュエータに関する。詳しくは歯車減速機構を介して回転動力を直動機構に伝達する電動アクチュエータに関する。

　従来、一般産業用の電動機、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等において、電動モータの回転動力を減速機構によって減速させるとともにトルクを増大させて出力する電動アクチュエータが用いられている。また、電動アクチュエータには、電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して出力するための直動機構を備えたものが知られている。このような直動機構を備えた電動アクチュエータは、搭載される装置の小型化に伴い、直動方向の大きさを抑制するため平歯車の組み合わせからなる歯車減速機構を介してトルクを伝達するように構成されている。歯車減速機構は、電動モータの出力軸に設けられた平歯車である駆動側ギヤと直動機構等に設けられた平歯車である従動側ギヤとの噛み合いにより動力が伝達される。例えば、特許文献１に記載の如くである。

　特許文献１に記載の電動アクチュエータは、電動モータと直動機構であるボールねじ機構とが異なる軸上に並べて配置され、歯車減速機構を介して連動連結されるとともにモータの出力トルクが増大されてボールねじ機構に伝達される。これにより、電動アクチュエータの全体形状を小型化することができるとともに、電動モータの容量を大きくすることなくボールねじ機構の推力を増大させることができる。しかし、特許文献１に記載の技術は、従動側ギヤがボールねじナットにキーによって固定されているため、キーの大きさによって従動側ギヤに伝達されるトルクが制限される。このため、電動アクチュエータは、従動側ギヤに伝達するトルクに応じた大きさのキーを設けるために形状を大きくしなければならない可能性があった。また、複雑な構造のボールねじナットにキー溝を加工したり、組み立て時にキーの摺合せをしたりする必要があり生産コストが増大する要因であった。

特開２０１４－８０９９４号公報

　本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる電動アクチュエータの提供を目的とする。

　本発明の電動アクチュエータは、歯車減速機構を介して電動モータからの回転動力を直動機構に伝達する電動アクチュエータにおいて、前記歯車減速機構は、複数のギヤによって構成され、前記複数のギヤのうちの一つには、支持軸が挿入される支持軸挿入孔の近傍に一以上の突出部が形成され、前記支持軸に前記支持軸挿入孔の径よりも大きい径を有する段付き部が形成され、前記段付き部に一以上の回り止め部が形成され、前記支持軸挿入孔に挿入された前記段付き部の端面によって前記ギヤの前記支持軸に対する軸方向の位置を決定し、前記突出部と前記回り止め部との接触によって前記ギヤと前記支持軸とが一体的に回転可能にしたものである。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記突出部に一以上のギヤ側面が形成され、前記回り止め部に一以上の軸側面が形成され、前記段付き部の端面と前記ギヤとが接触したときに、前記ギヤ側面と前記軸側面とが接触することが好ましい。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記ギヤ側面と前記軸側面とが曲面に形成されることが好ましい。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記回り止め部が前記突出部を挿入可能な孔から構成され、前記支持軸挿入孔へ前記支持軸を挿入したとき、前記突出部が前記回り止め部に挿入されることが好ましい。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記突出部が前記ギヤと一体的に形成されることが好ましい。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記直動機構がボールねじ機構から構成されていることが好ましい。

　本発明の電動アクチュエータにおいては、前記支持軸が前記ボールねじ機構のボールねじナットであることが好ましい。

　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

　即ち、本発明によれば、支持軸とギヤとの形状の組み合わせによって、支持軸に対するギヤの位置を決定するとともに支持軸とギヤとを一体的に構成にする。これにより、全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる。

　本発明によれば、伝達するトルクの大きさに応じて任意の大きさおよび数の接触面が形成される。これにより、全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる。

　本発明によれば、トルクにより発生する力に対する回り止め部と突出部との接触面の角度が直角に近づくので部材のたわみが抑制されて効率的に力が伝達される。これにより、全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる。

　本発明によれば、ボールねじ機構のボールねじナットにギヤを容易に固定することができる。これにより、全体形状を大きくすることなく伝達可能なトルクを増大することができ、かつ生産コストを抑制することができる。

本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態における全体構成を示す断面図。本発明に係る電動アクチュエータの図１におけるＡ矢視断面図。（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態におけるボールねじナットと従動側ギヤとの構成を示す斜視図（ｂ）同じくボールねじナットが従動側ギヤに挿入された状態を示す斜視図。本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態における従動側ギヤからボールねじナットへの回転動力の伝達の態様を示す図。（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第二実施形態におけるボールねじナットと従動側ギヤとの構成を示す斜視図（ｂ）同じく従動側ギヤからボールねじナットへの回転動力の伝達の態様を示す図。（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第三実施形態におけるボールねじナットと従動側ギヤとの構成を示す斜視図（ｂ）同じく従動側ギヤからボールねじナットへの回転動力の伝達の態様を示す図。本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態における別実施形態の全体構成を示す断面図。

　以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態である電動アクチュエータ１について説明する。

　図１に示すように、電動アクチュエータ１は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ１は、格納側ハウジング２、延伸側ハウジング３、電動モータ４、直動機構であるボールねじ機構５および歯車減速機構１０を具備する。電動アクチュエータ１は、電動モータ４の動きを制御することで後述するボールねじ軸６を任意の位置に移動可能に構成されている。なお、本実施形態において、直動機構がボールねじ機構５から構成されているがこれに限定するものではなく、電動モータ４の出力軸４ａの回転運動を直線運動に変換する機構であればよい。

　格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、電動アクチュエータ１の主な構造部材である。格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、Ａ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金やダイキャストから形成される。格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とを形成しているアルミ合金やダイキャストは、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温（１００～２００℃）に加熱して析出させる時効硬化処理（焼きもどし処理）で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる析出硬化処理が施されている。これにより、格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、その一側面同士を突き合わせて図示しないボルト等により一体的に固定されている。

　格納側ハウジング２には、格納部２ａおよび玉軸受保持部２ｂが形成されている。格納部２ａは、格納側ハウジング２の他側面に後述するボールねじ機構５のボールねじ軸６を格納可能な中空有底の円筒形状に形成されている。格納部２ａには、ボールねじ軸６の案内ピン６ｂが摺動可能な案内溝２ｃが設けられている。玉軸受保持部２ｂは、格納部２ａと同一軸心上であって格納側ハウジング２の一側面である格納部２ａの開口部分に形成されている。また、玉軸受保持部２ｂは、後述するボールねじ機構５のボールねじナット７を回転自在に支持する玉軸受９を保持可能に形成されている。

　延伸側ハウジング３には、電動モータ取付け部３ａ、歯車減速機構配置部３ｂ、玉軸受保持部３ｃおよび連通孔３ｄが形成されている。電動モータ取付け部３ａは、延伸側ハウジング３の他側面に電動モータ４を取付け可能な形状に形成されている。歯車減速機構配置部３ｂは、延伸側ハウジング３の一側面に歯車減速機構１０を構成している駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２とが配置可能な凹み形状に形成されている。玉軸受保持部３ｃは、延伸側ハウジング３の一側面であって格納側ハウジング２の玉軸受保持部２ｂと同一軸心上に形成されている。また、玉軸受保持部３ｃは、ボールねじ機構５のボールねじナット７を回転自在に支持する玉軸受９を保持可能に形成されている。連通孔３ｄは、玉軸受保持部３ｃと同一軸心上であって延伸側ハウジング３の一側面と他側面とを連通するように形成されている。つまり、連通孔３ｄは、格納側ハウジング２の格納部２ａ内と外部とを連通している。

　電動モータ４は、回転駆動力を発生させるものである。電動モータ４は、その出力軸４ａが歯車減速機構配置部３ｂの凹み形状部分に突出するようにして延伸側ハウジング３の電動モータ取付け部３ａに取り付けられている。電動モータ４は、図示しない制御装置等からの制御電流により任意のトルク、回転速度、回転角度等で駆動可能に構成されている。つまり、電動モータ４は、制御電流に応じた回転速度およびトルクで回転動力を出力する。

　直動機構であるボールねじ機構５は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ機構５は、ボールねじ軸６、ボールねじナット７、複数のボール８および玉軸受９等から構成されている。

　ボールねじ軸６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、真空浸炭焼入れによって５５～６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。ボールねじ軸６は、その外周面にボール８が転動するための一巻きの軸側ねじ溝６ａが複数形成されている。ボールねじ軸６の一側端部には、連れ回り防止のための案内ピン６ｂが設けられている。

　ボールねじナット７は、ボールねじ軸６を挿入可能な中空円筒状に形成されている。ボールねじナット７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５５～６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。ボールねじナット７の内周面には、ボールが転動するためのナット側ねじ溝７ａがボールねじ軸６の軸側ねじ溝６ａと同一のリードおよびピッチで形成されている。ボールねじナット７の外周面には、その外径を部分的に拡径した段付き部である鍔部７ｂが形成されている。ボールねじナット７には、軸側ねじ溝６ａとナット側ねじ溝７ａとが対向するようにしてボールねじ軸６が挿入されている。また、軸側ねじ溝６ａとナット側ねじ溝７ａとから構成される空間には、複数のボール８が転動自在に収容されている。つまり、ボールねじナット７は、複数のボール８を介してボールねじ軸６をボールねじナット７の軸回りに回転自在に支持している。また、ボールねじナット７の両側端部には、玉軸受９が設けられている。なお、本実施形態において、ボールねじ軸６のねじ溝は一巻きとしたがこれに限定されるものではない。

　このように構成されているボールねじ機構５は、ボールねじナット７に設けられている一方の玉軸受９が格納側ハウジング２の玉軸受保持部２ｂに保持され、他方の玉軸受９が延伸側ハウジング３の玉軸受保持部３ｃに保持されている。つまり、ボールねじナット７は、玉軸受９を介して格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに回転自在に支持されている。また、ボールねじ機構５は、格納側ハウジング２の格納部２ａと延伸側ハウジング３の連通孔３ｄとにボールねじ軸６が配置されるとともにボールねじ軸６の案内ピン６ｂが格納部２ａの内部に設けられている案内溝２ｃに挿入されている。つまり、ボールねじ軸６は、ボールねじナット７にその軸回りに回転自在に支持されつつ、玉軸受９およびボールねじナット７を介して格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに相対回転不能に支持されている。ボールねじ機構５は、ボールねじナット７が回転されると軸側ねじ溝６ａとナット側ねじ溝７ａとに収容されている複数のボール８を介してボールねじ軸６に回転動力が伝達される。ボールねじ軸６は、格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに相対回転不能に構成されているのでボールねじナット７の回転運動が軸側ねじ溝６ａの傾きによってボールねじ軸６方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ機構５のボールねじ軸６は、格納側ハウジング２の格納部２ａから延伸側ハウジング３の連通孔３ｄを通って延伸側ハウジング３からその外部に延伸または後退する。

　図１と図２に示すように、歯車減速機構１０は、電動モータ４からの回転動力を減速して出力するものである。歯車減速機構１０は、ピニオンギヤである駆動側ギヤ１１と、駆動側ギヤ１１よりも歯数の多い従動側ギヤ１２とを具備する。駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２は、焼結金属から構成されている。

　駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２とは、噛み合った状態で延伸側ハウジング３の歯車減速機構配置部３ｂに配置されている。駆動側ギヤ１１は、電動モータ４の出力軸４ａに一体的に回転可能に設けられている。従動側ギヤ１２は、その中心に形成されている支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａ（図３（ａ）参照）にボールねじナット７が挿入され、一体的に回転可能に設けられている。これにより、歯車減速機構１０は、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２との減速比に応じて電動モータ４からの入力回転速度Ｎ０を出力回転速度Ｎ１に減速して出力し、入力トルクＴ０を出力トルクＴ１に増大して出力する（図２黒塗矢印参照）。つまり、歯車減速機構１０は、電動モータ４の回転動力を減速比に応じた出力回転速度Ｎ１と出力トルクＴ１とに変換してボールねじナット７に伝達する。なお、本実施形態において、歯車減速機構１０は、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２とからなる２枚のギヤで構成されているがこれに限定するものではない。また、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２は、焼結金属から構成されているがこれに限定されるものではない。

　このように構成される電動アクチュエータ１は、図示しない制御装置等からトルク、回転速度または回転角度のうちいずれか一つの制御因子に基づいた制御電流が電動モータ４に供給されると、制御電流に応じた動作態様で電動モータ４の出力軸４ａが一方向または他方向に回転する。電動アクチュエータ１は、電動モータ４の入力回転速度Ｎ０と入力トルクＴ０を歯車減速機構１０によって駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２との組み合わせに応じた出力回転速度Ｎ１と出力トルクＴ１とに変換する。そして、電動アクチュエータ１は、従動側ギヤ１２が設けられているボールねじ機構５のボールねじナット７が出力回転速度Ｎ１、出力トルクＴ１で回転されることでボールねじナット７（ボールねじ軸６）のリードに応じた速度と軸方向推力でボールねじ軸６が軸方向に直線運動する（図４黒塗矢印参照）。

　以下に、図３を用いて、ボールねじ機構５（図１参照）のボールねじナット７に対する従動側ギヤ１２の位置決め構造について説明する。なお、本実施形態において、ボールねじナット７に対する従動側ギヤ１２の位置決めについて本発明を用いているがこれに限定されるものではなく、電動モータ４の出力軸４ａに対する駆動側ギヤ１１の位置決めについて本発明を用いてもよい。

　図３（ａ）に示すように、ボールねじナット７の段付き部である鍔部７ｂの外縁部分には、回り止め部としてボールねじナット７の軸心を挟むようにして対向する平行な二面からなる軸側面７ｃが形成されている。回り止め部は、二面の軸側面７ｃによって幅Ｗになるように形成されている。従動側ギヤ１２の支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａの近傍には、従動側ギヤ１２の側面からその軸方向に突出した突出部１２ｂが一体的に形成されている。突出部１２ｂは、ナット挿入孔１２ａの軸心を挟むようにして二か所設けられている。また、二か所の突出部１２ｂには、それぞれにギヤ側面１２ｃが形成されている。二面のギヤ側面１２ｃは、対向する平行な二面に形成されている。突出部１２ｂには、二面のギヤ側面１２ｃによって間隔Ｇの隙間が構成されている。突出部１２ｂの対向する二面のギヤ側面１２ｃの間隔Ｇは、幅Ｗのボールねじナット７の回り止め部（軸側面７ｃ部分）が挿入可能、かつギヤ側面１２ｃに回り止め部の軸側面７ｃが隙間なく接触可能に形成されている。つまり、二面の軸側面７ｃによって定まる回り止め部の幅Ｗと二面のギヤ側面１２ｃによって定まる突出部１２ｂの間隔Ｇとは、略同一の値に設定されている。

　図３（ｂ）に示すように、従動側ギヤ１２は、支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａに支持軸であるボールねじナット７が挿入されると（図３（ａ）黒塗矢印参照）、その側面にボールねじナット７の段付き部である鍔部７ｂの端面が接触する。つまり、従動側ギヤ１２は、鍔部７ｂに係合することでボールねじナット７にその軸方向一側への移動が規制された状態で配置される。これにより、従動側ギヤ１２は、所定の位置でボールねじナット７に支持される。同時に、従動側ギヤ１２は、突出部１２ｂの間にボールねじナット７の鍔部７ｂの回り止め部（軸側面７ｃ部分）が挿入される。この際、二面のギヤ側面１２ｃによって定まる突出部１２ｂの間隔Ｇと二面の軸側面７ｃによって定まる回り止め部の幅Ｗとが略同一に設定されているので、軸側面７ｃにギヤ側面１２ｃがそれぞれ隙間なく接触する。つまり、従動側ギヤ１２は、回り止め部である軸側面７ｃが形成されている鍔部７ｂにギヤ側面１２ｃが形成されている突出部１２ｂが係合してボールねじナット７にその軸回りの移動が規制された状態で配置される。これにより、従動側ギヤ１２は、ボールねじナット７と一体的に回転可能に支持される。このような位置決め構造により、ボールねじ機構５は、ボールねじナット７に対して従動側ギヤ１２の位置が決定される。なお、本実施形態において、軸側面７ｃとギヤ側面１２ｃがそれぞれ二面ずつ形成されているがこれに限定するものではなく、回り止め部（軸側面７ｃ部分）と突出部１２ｂとにそれぞれ一面以上あればよい。

　以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ１は、ボールねじナット７に段付き部である鍔部７ｂと回り止め部の軸側面７ｃとを形成し、従動側ギヤ１２に突出部１２ｂのギヤ側面１２ｃを形成することで従動側ギヤ１２の支持軸であるボールねじナット７に対する軸方向の位置と軸回りの位置とが容易に決定される。これにより、キー溝加工や、キー合わせ等の組み立て工程が不要になることで生産コストを抑制することができる。また、図４に示すように、電動アクチュエータ１は、ボールねじナット７の軸心からの距離Ｒが最大である鍔部７ｂに軸心に垂直な方向に長い軸側面７ｃが形成されている。この結果、電動アクチュエータ１は、出力トルクＴ１によって軸心からの距離Ｒのギヤ側面１２ｃと軸側面７ｃとに加わる力Ｐ＝Ｔ１／Ｒが小さくなるとともに、二面の軸側面７ｃ（ギヤ側面１２ｃ）にＰ／２ずつ分散して加わる。つまり、電動アクチュエータ１は、寸法的制約の少ない軸心に垂直な方向、かつ加わる力Ｐを抑制する形状で回り止め部（軸側面７ｃ部分）と突出部１２ｂとが形成されている。これにより、電動アクチュエータ１は、その形状を大きくすることなく伝達するトルクの大きさに応じた任意の大きさの接触面を形成して伝達可能なトルクを増大することができる。

　次に、図５を用いて、本発明に係る電動アクチュエータの第二実施形態である電動アクチュエータ１３について説明する。なお、以下の第二実施形態に係る電動アクチュエータ１３、第三実施形態に係る電動アクチュエータ１４は、図１から図４に示す電動アクチュエータ１において、電動アクチュエータ１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。したがって、図５、図６は、図３と同様にボールねじナット７と従動側ギヤ１２との構成を示す斜視図とそれらが挿入された状態を示す斜視図のみを示している。

　図５（ａ）に示すように、ボールねじ機構５（図１参照）のボールねじナット７の段付き部である鍔部７ｂの外縁部分には、回り止め部としてボールねじナット７の軸心を挟むようにして対向する二面の曲面からなる軸側面７ｄが形成されている。軸側面７ｄは、その中央部分が最もボールねじナット７の軸心に近接するように軸心に向かってへこむ湾曲した曲面に形成されている。

　従動側ギヤ１２の支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａの近傍には、従動側ギヤ１２の側面からその軸方向に突出した突出部１２ｄが一体的に形成されている。突出部１２ｄは、ナット挿入孔１２ａの軸心を挟むようにして二か所設けられている。また、突出部１２ｄには、対向する二面の曲面からなるギヤ側面１２ｅが形成されている。ギヤ側面１２ｅは、その中央部分が最もナット挿入孔１２ａの軸心に近接するように軸心に向かって膨らむ湾曲した曲面に形成されている。ギヤ側面１２ｅの円弧中心位置Ｃｇは、軸側面７ｄの円弧中心位置Ｃｓと略同一、かつ軸側面７ｄの曲率半径Ａｓとギヤ側面１２ｅの曲率半径Ａｇとは、略同一の値に設定されている。つまり、ギヤ側面１２ｅには、軸側面７ｄが隙間なく接触可能に形成されている。なお、本実施形態において、軸側面７ｄの曲率とギヤ側面１２ｅの曲率とは略同一の値として構成されているがこれに限定されるものではない。

　従動側ギヤ１２には、支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａに支持軸としてのボールねじナット７が挿入されると同時に、突出部１２ｄの間にボールねじナット７の鍔部７ｂの回り止め部が挿入される（図５（ａ）黒塗矢印参照）。この際、突出部１２ｄのギヤ側面１２ｅの円弧中心位置Ｃｇと回り止め部の軸側面７ｄの円弧中心位置Ｃｓとが略同一、かつギヤ側面１２ｅの曲率半径Ａｇと軸側面７ｄの曲率半径Ａｓとが略同一に設定されているので、ギヤ側面１２ｅに軸側面７ｄがそれぞれ隙間なく接触する。つまり、従動側ギヤ１２は、ギヤ側面１２ｅが軸側面７ｄに係合してボールねじナット７にその軸回りの移動が規制された状態で配置される。これにより、従動側ギヤ１２は、ボールねじナット７と一体的に回転可能に支持される。

　以上のごとく構成することで、図５（ｂ）に示すように、電動アクチュエータ１３は、二面の湾曲した軸側面７ｄを形成し、これに接触するように二面の湾曲したギヤ側面１２ｅを形成することで、第一実施形態の効果に加えて従動側ギヤ１２から加わる出力トルクＴ１（図５（ｂ）黒塗矢印参照）によってギヤ側面１２ｅから軸側面７ｄに加わる力Ｐに対する軸側面７ｄの接線の角度θが直角に近づく。つまり、電動アクチュエータ１３は、出力トルクＴ１（図５（ｂ）黒塗矢印参照）から生じる力Ｐにより回り止め部としての軸側面７ｄが形成される鍔部７ｂや突出部１２ｄがひずみにくくなり、力Ｐがギヤ側面１２ｅから軸側面７ｄに効率的に伝達される。これにより、電動アクチュエータ１３は、その形状を大きくすることなく伝達するトルクの大きさに応じた任意の大きさの接触面を形成して伝達可能なトルクを増大することができる。

　次に、図６を用いて、本発明に係る電動アクチュエータの第三実施形態である電動アクチュエータ１４について説明する。

　図６（ａ）に示すように、ボールねじ機構５（図１参照）のボールねじナット７の段付き部である鍔部７ｂの外縁部分には、回り止め部としてボールねじナット７の軸心を挟むようにして対向する二つの係合孔７ｅがボールねじナット７の軸方向に鍔部７ｂを貫通するように形成されている。

　従動側ギヤ１２の支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａの近傍には、従動側ギヤ１２の側面からその軸方向に突出した突出部１２ｆが一体的に形成されている。突出部１２ｆは、ナット挿入孔１２ａの軸心を挟むようにして二か所設けられている。また、突出部１２ｆは、円柱形状に形成されている。突出部１２ｆは、回り止め部の係合孔７ｅに接触した状態で挿入可能に形成されている。つまり、突出部１２ｆの円柱形状の直径Ｄと係合孔７ｅの直径ｄとは、略同一の値に設定されている。

　従動側ギヤ１２は、支持軸挿入孔であるナット挿入孔１２ａに支持軸としてのボールねじナット７が挿入されると同時に、突出部１２ｆがボールねじナット７の鍔部７ｂの回り止め部に挿入される（図６（ａ）黒塗矢印参照）。この際、突出部１２ｆの直径Ｄと係合孔７ｅの直径ｄとが略同一に設定されているので、突出部１２ｆの外側面に係合孔７ｅの内側面が隙間なく接触する。つまり、従動側ギヤ１２は、突出部１２ｆが係合孔７ｅに挿入されることでボールねじナット７にその軸回りの移動が規制された状態で配置される。これにより、従動側ギヤ１２は、ボールねじナット７に一体的に回転可能に支持される。

　以上のごとく構成することで、図６（ｂ）に示すように、電動アクチュエータ１４は、従動側ギヤ１２の側面に形成されている二つの突出部１２ｆを加工が容易なボールねじナット７の係合孔７ｅに挿入することで組み立てが容易になる。これにより、生産コストを抑制することができる。また、電動アクチュエータ１４は、ボールねじナット７の軸心からの距離Ｒが出来るだけ大きくなるように二つの係合孔７ｅと突出部１２ｆとを形成することで、実施形態２の効果に加えて従動側ギヤ１２から加わる出力トルクＴ１（図６（ｂ）黒塗矢印参照）によって突出部１２ｆから係合孔７ｅに加わる力Ｐの角度θがほぼ直角に近づく。つまり、電動アクチュエータ１４は、出力トルクＴ１（図６（ｂ）黒塗矢印参照）から生じる力Ｐにより回り止め部としての係合孔７ｅが形成される鍔部７ｂや突出部１２ｆがひずみにくくなり、力Ｐが突出部１２ｆから係合孔７ｅに効率的に伝達される。これにより、電動アクチュエータ１４は、その形状を大きくすることなく伝達するトルクの大きさに応じた任意の大きさの接触面を形成して伝達可能なトルクを増大することができる。なお、本実施形態において、係合孔７ｅは、ボールねじナット７の軸心に向かって延びた非貫通の長孔に形成してもよい。

　また、本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態である電動アクチュエータ１、第二実施形態に係る電動アクチュエータ１３および第三実施形態に係る電動アクチュエータ１４の歯車減速機構１０は、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２とから構成されているがこれに限定されるものではない。図７に示すように、第一実施形態である電動アクチュエータ１の別実施形態として、歯車減速機構１０が駆動側ギヤ１１、従動側ギヤ１２およびアイドルギヤ１５から構成されていてもよい。アイドルギヤ１５は、従動側ギヤ１２の回転方向を反転させる場合や、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２との軸間距離が離れている場合に用いるものである。アイドルギヤ１５は、格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに回転可能に支持されている。アイドルギヤ１５は、駆動側ギヤ１１と従動側ギヤ１２とに同時に噛み合うように配置される。第二実施形態に係る電動アクチュエータ１３および第三実施形態に係る電動アクチュエータ１４の歯車減速機構１０についても同様である。

　以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

　本発明は、電動アクチュエータに利用可能である。

　　１　　電動アクチュエータ
　　４　　電動モータ
　　５　　ボールねじ機構
　　７　　ボールねじナット
　　７ｂ　段付き部（鍔部）
　　７ｃ　回り止め部（軸側面）
　１０　　歯車減速機構
　１２ｂ　突出部

Claims

　歯車減速機構を介して電動モータからの回転動力を直動機構に伝達する電動アクチュエータにおいて、
　前記歯車減速機構は、複数のギヤによって構成され、前記複数のギヤのうちの一つには、支持軸が挿入される支持軸挿入孔の近傍に一以上の突出部が形成され、前記支持軸に前記支持軸挿入孔の径よりも大きい径を有する段付き部が形成され、前記段付き部に一以上の回り止め部が形成され、前記支持軸挿入孔に挿入された前記段付き部の端面によって前記ギヤの前記支持軸に対する軸方向の位置を決定し、前記突出部と前記回り止め部との接触によって前記ギヤと前記支持軸とが一体的に回転可能にする電動アクチュエータ。
　前記突出部に一以上のギヤ側面が形成され、前記回り止め部に一以上の軸側面が形成され、前記段付き部の端面と前記ギヤとが接触したときに、前記ギヤ側面と前記軸側面とが接触する請求項１に記載の電動アクチュエータ。
　前記ギヤ側面と前記軸側面とが曲面に形成される請求項２に記載の電動アクチュエータ。
　前記回り止め部が前記突出部を挿入可能な孔から構成され、前記支持軸挿入孔へ前記支持軸を挿入したとき、前記突出部が前記回り止め部に挿入される請求項１に記載の電動アクチュエータ。
　前記突出部が前記ギヤと一体的に形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
　前記直動機構がボールねじ機構から構成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
　前記支持軸が前記ボールねじ機構のボールねじナットである請求項６に記載の電動アクチュエータ。