WO2017199741A1 - 電動アクチュエータ - Google Patents

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WO2017199741A1
WO2017199741A1 PCT/JP2017/017103 JP2017017103W WO2017199741A1 WO 2017199741 A1 WO2017199741 A1 WO 2017199741A1 JP 2017017103 W JP2017017103 W JP 2017017103W WO 2017199741 A1 WO2017199741 A1 WO 2017199741A1
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ball screw
electric actuator
guide member
casing
unit
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PCT/JP2017/017103
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French (fr)
Inventor
卓志 松任
池田　良則
悠紀 内藤
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Ntn株式会社
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors

Definitions

  • the present invention relates to an electric actuator.
  • Patent Document 1 a ball screw mechanism in order to convert the rotational motion of an electric motor into linear motion
  • Patent Document 1 a ball screw nut and an electric motor rotor are integrated, the electric motor rotor has the function of a ball screw nut, and a part of the rotor is also used as an inner ring of a rolling bearing that supports the rotor.
  • Electric actuators have been proposed. And when using this electric actuator for vehicles, such as a car, from the request
  • the integration of the rotor (ball screw nut) and the inner ring of the rolling bearing the inner ring of the rolling bearing and the nut of the ball screw have the same functions required for each material. It can be used.
  • the radial load applied to the rolling bearing that supports the rotor core is about the weight of the rotor core.Therefore, it is not necessary to use a high-strength material for the rolling bearing. It has been found that no heat treatment is required, or that high temperature tempering (tempering) is sufficient.
  • an object of the present invention to provide an electric actuator that is small and has good mountability, can be used at low cost for applications with different required stroke amounts, and is suitable for series production.
  • an electric actuator including a motor unit, a motion conversion mechanism unit, an operation unit, and a terminal unit, wherein a hollow rotary shaft that supports a rotor core of the motor unit is formed by a rolling bearing.
  • the motion conversion mechanism is connected to the hollow rotary shaft and includes a ball screw.
  • a ball screw nut of the ball screw is disposed inside the hollow rotary shaft, and the operation unit is moved to the motion.
  • the electric actuator connected to the conversion mechanism portion the ball screw shaft and the non-rotating guide portion are concavo-convexly fitted, and the ball screw shaft is guided by a stroke amount based on the axial width of the non-rotating guide portion.
  • the stop guide portion is formed by a rotation guide member separate from the casing of the electric actuator, The rotating guide member and the end portion of the operation portion side, and having a connecting structure that allows replacement of the rotating guide member.
  • the configuration in which the above-described ball screw shaft and the non-rotating guide portion are concavo-convex-fitted includes a guide groove provided in the inner peripheral portion of the anti-rotation guide member, and an engagement provided in the ball screw shaft fitted in the guide groove.
  • a stop member is preferred.
  • the above-described locking member is composed of a pin provided on the ball screw shaft and a guide collar that is externally fitted to the pin, thereby enabling smooth guidance with a simple configuration.
  • connection structure of the anti-rotation guide member and the casing has at least one fixing means, and the rotation of the guide groove provided in the anti-rotation guide member is prevented by preventing relative rotation of the anti-rotation guide member with respect to the casing.
  • the accuracy in the phase direction is also good. Further, the assembly and connection workability of the non-rotating guide member is easy.
  • the fixing means By forming the fixing means from a through hole provided in the non-rotating guide member, a key groove provided in the casing, and a pin inserted into the through hole and the key groove, the anti-rotation is prevented.
  • the accuracy in the rotational phase direction of the guide groove provided in the guide member is also good, and the assembly and connection workability of the non-rotating guide member is easy.
  • an electric actuator that is compact and has good mountability, can be used at low cost for applications with different required stroke amounts, and is suitable for series production.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line EE in FIG. 1. It is the longitudinal cross-sectional view which took out and expanded the stator and terminal part of the motor of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the cover taken along the line II in FIG. 6.
  • FIG. 5 is a right side view including a partial cross-sectional view taken along line FF in FIG. 2.
  • FIG. 10 is a front view for explaining a method of assembling a non-rotating guide member having a stroke amount different from that of the non-rotating guide member of FIG. 9. It is a control block diagram of an electric actuator. It is a control block diagram of an electric actuator.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an assembled state of the electric actuator of the present embodiment
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line EE in FIG.
  • the electric actuator 1 outputs the motion of the motor unit A that generates a driving force
  • the motion conversion mechanism unit B that converts and outputs the rotation of the motor unit A
  • the motion of the motion conversion mechanism unit B The operation unit C, and the terminal unit D including a power supply circuit, a sensor, and the like are mainly configured.
  • the motor part A and the motion conversion mechanism part B are accommodated in the casing 20.
  • the motor part A is configured by a radial gap type motor 25 including a stator 23 fixed to the casing 20 and a rotor 24 disposed so as to face the inner side in the radial direction of the stator 23 with a gap.
  • the stator 23 is configured by attaching a bobbin 23b to the stator core 23a for insulation and winding a coil 23c around the bobbin 23b.
  • the rotor 24 includes a rotor core 24a and a permanent magnet 24b (see FIG. 2) attached to the outer periphery of the rotor core 24a.
  • the rotor 24 is fitted on and fixed to a rotor inner 26 as a hollow rotating shaft.
  • the rotor inner 26 has an inner raceway surface 27 a of a rolling bearing 27 formed on the outer periphery of one end (right side in FIGS. 1 and 2), and an outer ring 27 b of the rolling bearing 27 is mounted on the inner peripheral surface of the casing 20.
  • a rolling bearing 30 is mounted between the inner peripheral surface of the other end of the rotor inner 26 (left side in FIGS. 1 and 2) and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 29 a of the cover 29. Thereby, the rotor inner 26 is rotatably supported by the rolling bearings 27 and 30 at both ends.
  • the motion conversion mechanism B is composed of a ball screw 31.
  • the ball screw 31 mainly includes a ball screw nut 32, a ball screw shaft 33, a large number of balls 34, and a top 35 (see FIG. 2) as a circulation member.
  • a spiral groove 32 a is formed on the inner peripheral surface of the ball screw nut 32, and a spiral groove 33 a is formed on the outer peripheral surface of the ball screw shaft 33.
  • Balls 34 are loaded between the spiral grooves 32a and 33a, and two tops 35 are incorporated, whereby two rows of balls 34 circulate.
  • the ball screw shaft 33 has a hollow hole 33b, and a spring mounting collar 36 is accommodated in the hollow hole 33b.
  • the spring mounting collar 36 is made of a resin material such as PPS, has a circular solid portion 36a at one end (right side in FIG. 1), and a flange-shaped spring receiver at the other end (left side in FIG. 1). It has a part 36b.
  • the spring mounting collar 36 has a recess 36c formed from the inner end of the circular solid portion 36a to the other end.
  • the spring mounting collar 36 is inserted into the hollow hole 33b of the ball screw shaft 33, and a pin 37 is fitted through the ball screw shaft 33 and the circular solid portion 36a of the spring mounting collar 36 in the radial direction. And the spring mounting collar 36 are connected and fixed.
  • Guide collars 38 are rotatably fitted on both ends of a pin 37 protruding from the outer peripheral surface of the ball screw shaft 33.
  • the guide collar 38 is made of a resin material such as PPS.
  • the non-rotating guide member 10 is fitted and fixedly connected to the cylindrical portion 20a of the casing 20.
  • a guide groove 10a is provided in the inner periphery of the rotation stop guide member 10, and a guide collar 38 is fitted into the guide groove 10a to prevent the ball screw shaft 33 from rotating.
  • the guide groove 10a provided in the inner peripheral portion of the anti-rotation guide member 10 and the pin 37 and the guide collar 38 as the engaging members provided on the ball screw shaft 33 constitute the anti-rotation guide portion N. Details of the rotation prevention guide portion N will be described later.
  • An actuator head 39 as an operation portion C is attached to one end portion (right side in FIG.
  • a buffer member 14 made of an elastic member is incorporated between the actuator head 39 and the non-rotating guide member 10. This prevents the ball 34 of the ball screw 31 from being locked even when the ball screw shaft 33 and the spring mounting collar 36 abut against the bottom of the cover 29.
  • the ball screw nut 32 is press-fitted to the inner peripheral surface of the rotor inner 26 of the motor 25 and is connected so as to transmit torque. Thereby, the rotation of the rotor inner 26 is transmitted to the ball screw nut 32.
  • the electric actuator 1 having a structure in which the rotor inner 26 directly transmits torque to the ball screw nut 32 is illustrated.
  • a speed reducer is connected to the rotor inner 26 so as to be able to transmit torque, and the rotation of the rotor inner 26 is decelerated. It can also be transmitted to the screw nut 32. In this case, rotational torque increases and the motor can be reduced in size.
  • a thrust receiving ring 46 is attached to the tip of the cylindrical portion 29 a of the cover 29, and between the other end surface (left side in FIG. 1) of the ball screw nut 32 and the thrust receiving ring 46.
  • a thrust needle roller bearing 47 as a thrust bearing is mounted.
  • the thrust needle roller bearing 47 can smoothly support the thrust load when the ball screw nut 32 rotates and the ball screw shaft 33 advances in the right direction in the drawing. Since the thrust needle roller bearing 47 is employed, a large thrust load can be supported with a small mounting space. Further, since the thrust needle roller bearing 47 is disposed within the axial range between the rolling bearings 27 and 30 that support both ends of the rotor inner 26, it is advantageous for moment load. In particular, as in the present embodiment, when the thrust needle roller bearing 47 is arranged at a position close to the center of the axial position of the rolling bearings 27 and 30 that support both ends of the rotor inner 26, the moment load is reduced. Very advantageous.
  • a compression coil spring 48 is accommodated in the concave portion 29b on the inner periphery of the cylindrical portion 29a of the cover 29, and both ends of the compression coil spring 48 abut against the thrust needle roller bearing 47 and the spring receiving portion 36b of the spring mounting collar 36, respectively. ing. Due to the spring force of the compression coil spring 48, the ball screw shaft 33 connected to the spring mounting collar 36 is always urged toward the initial position.
  • FIGS. 6 is a left side view of FIG. 1
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the cover 29 taken along the line II in FIG.
  • the cover 29 is made of, for example, aluminum, zinc alloy, magnesium alloy, or the like.
  • a through hole (not shown) for inserting the bolt 61 for assembling and fastening the electric actuator 1 and a through hole 62 for attaching the assembled electric actuator 1 to the installation site are provided around the outer periphery of the cover 29 in the radial direction. It has been.
  • a bearing mounting surface 63 and a fitting surface 64 of the thrust receiving ring 46 are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 29a of the cover 29, and a compression coil spring 48 (FIG. 1) is provided on the inner periphery.
  • a recess 29b is formed to accommodate the reference).
  • FIG. 3 is an enlarged view of the stator 23 and the terminal portion D of the motor 25 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG.
  • the terminal portion D includes a terminal main body 50, a bus bar 51 and a printed circuit board 52 accommodated in the terminal main body 50.
  • the bus bar 51 and the printed circuit board 52 are screwed to the terminal body 50.
  • the coil 23c of the stator 23 is once connected to the terminal 51a of the bus bar 51 for each of U, V, and W, and further, as shown in FIG.
  • the terminal 51b of the bus bar 51 is connected. And the terminal block 50a of the terminal body 50 are fastened and connected by screws 70.
  • a terminal 50b extending from the terminal block 50a of the terminal body 50 is connected to a controller (see FIGS. 12 and 13).
  • the terminal 50b is a terminal for power supply.
  • the signal lines are connected by the connector 71 in FIG.
  • a through hole 68 for assembly fastening and a through hole 69 for attachment are provided on the outer periphery in the radial direction of the terminal body 50.
  • the electric actuator 1 of this embodiment is equipped with two types of sensors. These sensors will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5.
  • FIG. One of them is a rotation angle detection sensor 53 used for rotation control of the motor 25.
  • a hall element is suitable as the rotation angle detection sensor 53.
  • the rotation angle detection sensor 53 is attached to a printed circuit board 52.
  • the rotation angle detection sensor 53 includes a pulsar ring 54 attached to the other end (left side in FIG. 1) of the rotor inner 26 of the motor 25 and the electric actuator 1 is assembled. It is arranged so as to face the detection sensor 53 with a gap in the axial direction.
  • the rotation angle detection sensor 53 determines the timing of flowing current in the three phases U, V, and W in order.
  • the remaining sensors are stroke detection sensors 55 used for stroke control of the ball screw shaft 33.
  • a stroke detection sensor 55 is also attached to the printed circuit board 52.
  • a belt-like printed board 56 extending in the axial direction is connected to the printed board 52, and a stroke detection sensor 55 is attached to the printed board 56.
  • the printed circuit board 56 and the stroke detection sensor 55 are disposed in the recess 36 c of the spring mounting collar 36 housed in the hollow hole 33 b of the ball screw shaft 33.
  • a permanent magnet 57 as a target is attached to the inner periphery of the recess 36c of the spring attachment collar 36, and is arranged to face the stroke detection sensor 55 with a gap in the radial direction. Thereby, a signal for stroke control of the ball screw shaft 33 can be taken out.
  • the electric actuator 1 using the stroke detection sensor 55 is exemplified, but the stroke detection sensor 55 may not be used depending on the application.
  • the rotor inner 26 is formed with an inner raceway surface 27a of the rolling bearing 27 at an axial position close to one end of the rotor core 24a at one end (right side in FIG. 1), and at the other end (left side in FIG. 1).
  • a rolling bearing 30 is mounted on the inner peripheral surface at the axial position close to the other end of the rotor core 24a.
  • the structure in which the rolling bearing 27 is arranged inside the axial width of the ball screw nut 32 and the overlapping structure in the radial direction of the rotor inner 26 and the ball screw nut 32 are combined, and the electric motor shown in FIG.
  • the axial dimension L and the radial dimension M of the housing of the actuator 1 can be reduced, and the mountability is improved with compactness.
  • the support bearings 27 and 30 of the rotor inner 26 to which the rotor core 24a is attached are only required to support a radial load about the rotor's own weight because the rotor is balanced in rotation.
  • the rolling bearing 27 does not need to use a high strength material, and is inexpensive mild steel or the like that is a material of the rotor inner 26, and does not require quenching as a heat treatment.
  • the reaction force of the linear motion is supported by a dedicated large load capacity thrust needle roller bearing 47. Therefore, since the rolling bearing 27 only needs to have a radial positioning function, the material specifications as described above may be used. Thereby, cost reduction can be achieved.
  • the thrust needle roller bearing 47 is disposed within the axial range between the rolling bearings 27 and 30 that support both ends of the rotor inner 26, it is advantageous for moment load, and the thrust bearing can be reduced in size. .
  • the thrust needle roller bearing 47 when the thrust needle roller bearing 47 is arranged at a position close to the center of the axial position of the rolling bearings 27 and 30 that support both ends of the rotor inner 26, the moment load is reduced. This is extremely advantageous and can further reduce the size of the thrust bearing. As a result, the size of the thrust needle roller bearing 47 and the thrust receiving ring 46 can be reduced, which contributes to the compactness of the electric actuator 1 as a whole.
  • the terminal body 50 is sandwiched between the casing 20 and the cover 29 and the terminal portion is formed in the radial direction, a plurality of casings 20 for accommodating the motor A are stacked in the longitudinal direction, and an electric actuator having a plurality of operation portions C It is also possible.
  • the overall configuration of the electric actuator 1 of the present embodiment is as described above. Next, a characteristic configuration will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 8 to 11.
  • FIG. In summary, the characteristic configuration of the electric actuator 1 of the present embodiment is summarized as follows.
  • the electric actuator casing is shared, the non-rotating guide member is separated from the casing, and the non-rotating guide member having a different stroke amount is replaced with the casing. It is possible. As a result, it is possible to deal with applications with different required stroke amounts at low cost, and it is suitable for series production.
  • the anti-rotation guide member 10 constituting the anti-rotation guide portion N is a separate cylindrical shape from the cylindrical portion 20 a as an end portion on the operation portion C side of the casing 20. It is formed as a part.
  • the anti-rotation guide member 10 is provided with a guide groove 10a that is guided by being fitted with a guide collar 38 on the inner peripheral surface 10b.
  • the guide groove 10 a has an axial length that can secure a stroke amount necessary for the application of the electric actuator 1.
  • An annular groove 12 is formed in the non-rotating guide member 10 so as to be connected to the casing 20, and the annular groove 12 has an inner peripheral surface 12a, an outer peripheral surface 12b, and a bottom surface 12c.
  • An O-ring mounting groove 10c (see FIG. 1) is provided at an end portion of the outer peripheral surface of the non-rotating guide member 10.
  • the inner peripheral surface 12a of the annular groove 12 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20a of the casing 20 are set to a minute fitting clearance in consideration of sealing performance and assembling performance. If necessary, a seal member such as an O-ring may be mounted between the annular groove 12 and the cylindrical portion 20a.
  • the bottom portion 12c of the annular groove 12 abuts the tip of the cylindrical portion 20a of the casing 20, and positions the rotation guide member 10 in the pushing direction. As shown in FIG.
  • the pin 13 is inserted in a state where the rotation guide member 10 is pushed in until the bottom portion 12 c of the annular groove 12 and the tip of the cylindrical portion 20 a of the casing 20 come into contact with each other, and the rotation prevention guide member 10 with respect to the casing 20 is inserted. The relative movement and relative rotation in the axial direction are prevented.
  • FIGS. 8 and 9 are a right side view including a partial cross-sectional view taken along the line FF in FIG. 2, and FIG. 9 is a front view for explaining a method of assembling the non-rotating guide member.
  • the inner peripheral surface 12 a of the annular groove 12 of the non-rotating guide member 10 is fitted to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20 a of the casing 20 up to a minute fitting clearance.
  • Notch portions 10d are provided at two locations on the outer peripheral surface of the rotation stop guide member 10, and pin holes 10e penetrating through the two notch portions 10d are provided.
  • a key groove 20b having an arc cross section is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20a of the casing 20 corresponding to the pin hole 10e as a through hole.
  • the detent guide member 10 is moved in the direction of the white arrow until the bottom portion 12c of the annular groove 12 and the tip of the cylindrical portion 20a of the casing 20 contact each other.
  • the pin hole 10e and the key groove 20b are aligned with each other pushed in the direction, and the pin (spring pin) 13 is inserted in the direction of the white arrow. Due to such an assembling method, the axial movement and relative rotation of the rotation prevention guide member 10 with respect to the casing 20 can be reliably prevented without rattling, and the rotational phase direction of the guide groove 10b provided in the rotation prevention guide member 10 can be prevented. The accuracy of is also good.
  • the fixing means includes a pin hole 10e provided in the anti-rotation guide member 10, a key groove 20b provided in the casing 20, and a pin 13 inserted into the pin hole 10e and the key groove 20b.
  • the present invention is not limited to this.
  • a key and a retaining ring that prevent relative rotation may be used to appropriately change the structure to prevent relative movement and rotation in the axial direction.
  • FIG. 11 is a front view for explaining a method of assembling the non-rotating guide member, as in FIG. 9.
  • the anti-rotation guide member 10 ′ shown in FIG. 11 is the same as the anti-rotation guide member 10 of FIG. 9 except for the stroke amount, and is the same as the anti-rotation guide member 10 of FIG. Reference numeral 10 'is assigned to the guide member, but the same reference numerals are assigned to the parts having the same function, and only the main points will be described.
  • the actuator head 39 ′ shown in FIG. 11 has an axial dimension larger than that of the actuator head 39 shown in FIG. 9 as the stroke amount of the detent guide member 10 ′ increases.
  • the rotation preventing guide member 10 ' has an axial width W2 longer than the axial width W1 of the rotation preventing guide member 10 of FIG.
  • the stroke amount is determined based on the axial widths W1 and W2 of the non-rotating guide members 10 and 10 '. Further, as described above, the required stroke amount varies depending on the application.
  • the connection structure Q of the anti-rotation guide member 10 ′ is set to have the same shape and dimensions as the anti-rotation guide member 10 of FIG. 9. Therefore, the detent guide member 10 ′ shown in FIG. 11 is also assembled to the casing 20 of the electric actuator 1 by the same assembling method as the detent guide member 10 of FIG. 9. In other words, both the anti-rotation guide member 10 ′ shown in FIG. 11 and the anti-rotation guide member 10 of FIG. 9 can be replaced, that is, have a compatible connection structure Q.
  • the main body of the electric actuator 1 (the motor part A, the motion conversion mechanism part B, the terminal part D, the casing 20, etc.) is shared, and the anti-rotation guide member 10 having different stroke amounts, 10 'can be replaced by a casing.
  • the anti-rotation guide member 10 having different stroke amounts, 10 ' can be replaced by a casing.
  • the operation of the electric actuator 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 12.
  • the operation amount is input to the ECU above the vehicle. From this manipulated variable, the ECU calculates a required position command value. As shown in FIG. 12, the position command value is sent to the controller 81 of the control device 80, and the controller 81 calculates a motor rotation angle control signal necessary for the position command value, and this control signal is sent from the controller 81 to the motor 25. Sent to.
  • the rotor inner 26 that is the hollow rotating shaft of the motor 25 that has received the control signal rotates and is transmitted to the motion conversion mechanism B.
  • the ball screw nut 32 connected to the rotor inner 26 rotates, and the ball screw shaft 33 that is prevented from rotating advances forward in the right direction in FIG. 1 and advances to a position based on the control signal of the controller 81, and one end of the ball screw shaft 33 is moved.
  • the actuator head 39 attached to the unit (right side in FIG. 1) operates the control target device (not shown).
  • the position of the ball screw shaft 33 is sent to the comparison unit 82 of the control device 80, and the difference between the detected value and the position command value is calculated. Based on the value and the signal of the rotation angle sensor 53, a control signal is sent from the controller 81 to the motor 25, and the position of the actuator head 39 is feedback-controlled. For this reason, when the electric actuator 1 of the present embodiment is applied to, for example, shift-by-wire, the shift position can be reliably controlled.
  • the power source is input to the control device 80 from the outside such as a battery provided on the vehicle side (not shown) and used for driving the motor and each sensor.
  • FIG. 13 shows a control block diagram when the stroke sensor 55 is not used.
  • a pressure sensor 83 is provided in a control target device (not shown) in the example of pressure control.
  • the ECU calculates a required pressure command value.
  • This pressure command value is sent to the controller 81 of the control device 80, and the controller 81 calculates the current value of the motor necessary for the pressure command value and sends it from the controller 81 to the motor 25.
  • the ball screw shaft 33 moves forward in the right direction of FIG.
  • An actuator head 39 attached to one end of the ball screw shaft 33 pressurizes a control target device (not shown).
  • the operating pressure of the actuator head 39 is detected by an externally installed pressure sensor 83 and feedback controlled. For this reason, when the electric actuator 1 is applied to, for example, brake-by-wire, the hydraulic pressure of the brake can be reliably controlled.
  • the electric actuator 1 according to the present embodiment is small in size, easy to mount, can be applied at low cost to applications with different required stroke amounts, and realizes an electric actuator suitable for series production. Can do.

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Abstract

モータ部Ａと運動変換機構部Ｂと操作部Ｃとターミナル部Ｄを備えた電動アクチュエータ１であって、モータ部Ａのロータコア２４ａを支持する中空回転軸２６が転がり軸受２７、３０によって回転自在に支持され、運動変換機構部Ｂが中空回転軸２６に連結されると共にボールねじ３１を備え、このボールねじ３１のボールねじナット３２が中空回転軸２６の内部に配置され、操作部Ｃが運動変換機構部Ｂに連結された電動アクチュエータ１において、ボールねじ軸３３と回り止めガイド部Ｎが凹凸嵌合され、ボールねじ軸３３が回り止めガイド部Ｎの軸方向幅に基づくストローク量で案内され、回り止めガイド部Ｎが電動アクチュエータ１のケーシング２０とは別体の回り止めガイド部材１０により形成され、ケーシング２０の操作部Ｃ側の端部と回り止めガイド部材１０が、当該回り止めガイド部材１０の付け替えを可能にする連結構造Ｑを有することを特徴とする。

Description

電動アクチュエータ
　本発明は、電動アクチュエータに関する。
　近年、車両等の省力化、低燃費化のために電動化が進み、例えば、自動車の自動変速機やブレーキ、ステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、電動機の回転運動を直線方向の運動に変換するために、ボールねじ機構を用いたものがある（特許文献１）。
特開２０１４－１８００７号公報
　特許文献１には、ボールねじのナットと電動機のロータとを一体として、電動機のロータにボールねじのナットの機能を持たせ、ロータの一部に、ロータを支持する転がり軸受の内輪を兼用させた電動アクチュエータが提案されている。そして、この電動アクチュエータを自動車等の車両用として用いる場合、質量をできるだけ小さくすること、コストをできるだけ低減すること等の要求から、できる限り部品点数が少ない構成が望ましいとしている。また、ロータ（ボールねじのナット）と転がり軸受の内輪とを一体化することに関して、転がり軸受の内輪とボールねじのナットとは、それぞれの材料に求められる機能が共通するため、同一の材料を使用することができるとしている。
　しかしながら、部品を共用化した多品種展開により直動アクチュエータをシリーズ化するに際し、ボールねじのナットの共用化を考慮すると、ロータとボールねじのナットの一体化によって得られる効果は少ないということが判明した。
　また、モータの回転バランスを取ると、ロータコアを支持する転がり軸受に負荷されるラジアル荷重はロータコアの自重程度であるので、転がり軸受には強度の高い材料を使用する必要がなく、安価な軟鋼で熱処理も必要がない、もしくは高温焼戻し（調質）程度でよいことが判明した。
　さらに、電動アクチュエータのシリーズ化を追求する中で、特許文献１の電動アクチュエータは、必要なストローク量が異なる用途に対して一品一葉の専用設計となり、部品を共用化した多品種展開による直動アクチュエータのシリーズ化には問題があることが判明した。この問題に着目し、電動アクチュエータのケーシングを共用化して、異なるストローク量に対応可能なシリーズ化が望ましいことに辿りついた。
　以上の問題に鑑み、本発明は、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記の目的を達成するため種々検討した結果、電動アクチュエータのボールねじ軸の回り止めガイド部材をストローク量に応じて付け替え可能にするという新たな着想に至った。
　前述の目的を達成するための技術的手段として、モータ部と運動変換機構部と操作部とターミナル部を備えた電動アクチュエータであって、前記モータ部のロータコアを支持する中空回転軸が転がり軸受によって回転自在に支持され、前記運動変換機構部が前記中空回転軸に連結されると共にボールねじを備え、このボールねじのボールねじナットが前記中空回転軸の内部に配置され、前記操作部が前記運動変換機構部に連結された電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合され、前記ボールねじ軸が前記回り止めガイド部の軸方向幅に基づくストローク量で案内され、前記回り止めガイド部が前記電動アクチュエータのケーシングとは別体の回り止めガイド部材により形成され、前記ケーシングの前記操作部側の端部と前記回り止めガイド部材が、当該回り止めガイド部材の付け替えを可能にする連結構造を有することを特徴とする。上記の構成により、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。
　上記の付け替えられる回り止めガイド部材のストローク量が異なることにより、電動アクチュエータの本体（モータ部Ａ、運動変換機構部Ｂ、ターミナル部Ｄやケーシング等）を共用化して、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。
　上記のボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合される構成が、回り止めガイド部材の内周部に設けられた案内溝と、この案内溝に嵌め込まれる前記ボールねじ軸に設けられた係止部材であることが好ましい。これにより、簡単な構成で回り止めガイド部を形成できると共に、ストローク量の異なる回り止めガイド部材を容易に製作することができる。
　上記の係止部材を、ボールねじ軸に設けられたピンと、このピンに外嵌されたガイドカラーとで構成することにより、簡単な構成で滑らかな案内が可能になる。
　上記の回り止めガイド部材とケーシングの連結構造が、少なくとも１個所の固定手段を有し、ケーシングに対する回り止めガイド部材の相対回転が防止されることにより、回り止めガイド部材に設けた案内溝の回転位相方向の精度も良好である。また、回り止めガイド部材の組込、連結作業性が容易である。
　上記の固定手段を、回り止めガイド部材に設けられた貫通孔と、ケーシングに設けられたキー溝と、これら貫通孔とキー溝に挿入されるピンから構成することにより、ガタつきなく、回り止めガイド部材に設けた案内溝の回転位相方向の精度も良好で、また、回り止めガイド部材の組込、連結作業性が容易である。
　本発明によれば、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。
本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。 図１のＥ－Ｅ線で矢視した縦断面図である。 図１のモータのステータとターミナル部を取り出して拡大した縦断面図である。 図１のＧ－Ｇ線で矢視した横断面図である。 図１のＨ－Ｈ線で矢視した横断面図である。 図１の電動アクチュエータの左側面図である。 図６のＩ－Ｉ線で矢視したカバーの縦断面図である。 図２のＦ－Ｆ線で矢視した一部横断面を含む右側面図である。 回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。 回り止めガイド部材を示す斜視図である。 図９の回り止めガイド部材とストローク量が異なる回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。 電動アクチュエータの制御ブロック図である。 電動アクチュエータの制御ブロック図である。
　本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータを図１～図１３に基づいて説明する。まず、本実施形態の電動アクチュエータの全体構成を説明する。
　図１は、本実施形態の電動アクチュエータの組み立て状態を示す縦断面図で、図２は、図１のＥ－Ｅ線で矢視した縦断面図である。図１および図２に示すように、電動アクチュエータ１は、駆動力を発生させるモータ部Ａ、モータ部Ａの回転を変換して出力する運動変換機構部Ｂ、運動変換機構部Ｂの運動を出力する操作部Ｃ、電源供給回路やセンサ等を備えるターミナル部Ｄを主な構成とする。
　モータ部Ａと運動変換機構部Ｂはケーシング２０内に収容されている。モータ部Ａは、ケーシング２０に固定されたステータ２３と、ステータ２３の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２４とからなるラジアルギャップ型のモータ２５で構成されている。ステータ２３はステータコア２３ａに絶縁のためボビン２３ｂを装着し、ボビン２３ｂにコイル２３ｃを巻回することによって構成されている。ロータ２４は、ロータコア２４ａと、ロータコア２４ａの外周に取付けられた永久磁石２４ｂ（図２参照）とからなる。ロータ２４は、中空回転軸としてのロータインナ２６に外嵌され、取付固定されている。
　ロータインナ２６は、一端部（図１、図２の右側）外周に転がり軸受２７の内側軌道面２７ａが形成され、転がり軸受２７の外輪２７ｂは、ケーシング２０の内周面に装着されている。ロータインナ２６の他端部（図１、図２の左側）内周面とカバー２９の円筒部２９ａの外周面との間に転がり軸受３０が装着されている。これにより、ロータインナ２６は両端部を転がり軸受２７、３０によって回転自在に支持される。
　運動変換機構部Ｂはボールねじ３１で構成され、ボールねじ３１は、ボールねじナット３２、ボールねじ軸３３、多数のボール３４および循環部材としてのこま３５（図２参照）を主な構成とする。ボールねじナット３２の内周面に螺旋状溝３２ａが形成され、ボールねじ軸３３の外周面に螺旋状溝３３ａが形成されている。両螺旋状溝３２ａ、３３ａの間にボール３４が装填され、２個のこま３５が組み込まれ、これにより２列のボール３４が循環する。
　ボールねじ軸３３は中空孔３３ｂを有し、中空孔３３ｂにばね取付カラー３６が収容されている。ばね取付カラー３６は、ＰＰＳ等の樹脂材料からなり、一方の端部（図１の右側）に円形中実部３６ａを有し、他方の端部（図１の左側）にフランジ状のばね受け部３６ｂを有する。また、ばね取付カラー３６は、円形中実部３６ａの内端から他方の端部まで凹部３６ｃが形成されている。
　ばね取付カラー３６をボールねじ軸３３の中空孔３３ｂに挿入し、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６の円形中実部３６ａとを半径方向に貫通してピン３７が嵌め込まれ、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６とが連結固定される。ボールねじ軸３３の外周面から突出したピン３７の両端部にガイドカラー３８が回転自在に外嵌されている。ガイドカラー３８は、ＰＰＳ等の樹脂材料からなる。
　ケーシング２０の円筒部２０ａに回り止めガイド部材１０が嵌合され連結固定されている。回り止めガイド部材１０の内周部に案内溝１０ａが設けられ、案内溝１０ａにガイドカラー３８が嵌め込まれてボールねじ軸３３が回り止めされる。回り止めガイド部材１０の内周部に設けられた案内溝１０ａとボールねじ軸３３に設けられた係止部材としてのピン３７およびガイドカラー３８とで回り止めガイド部Ｎが構成される。回り止めガイド部Ｎの詳細は後述する。これにより、ボールねじナット３２が回転すると、ボールねじ軸３３が図１、図２の左右方向に進退する。ボールねじ軸３３の一端部（図１の右側）に操作部Ｃとしてのアクチュエータヘッド３９が取り付けられている。アクチュエータヘッド３９と回り止めガイド部材１０との間には弾性部材からなる緩衝材１４が組み込まれている。これにより、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６がカバー２９の底部に突き当てが発生した場合にも、ボールねじ３１のボール３４のロックを防止できる。
　図１に示すように、ボールねじナット３２はモータ２５のロータインナ２６の内周面に圧入嵌合され、トルク伝達可能に連結されている。これにより、ロータインナ２６の回転がボールねじナット３２に伝達される。
　本実施形態では、ロータインナ２６が直接ボールねじナット３２にトルクを伝達する構造の電動アクチュエータ１を例示したが、ロータインナ２６に減速機をトルク伝達可能に連結し、ロータインナ２６の回転を減速してボールねじナット３２に伝達することもできる。この場合は、回転トルクが増加し、モータを小型化することができる。
　図１に示すように、カバー２９の円筒部２９ａの先端部にスラスト受けリング４６が取り付けられており、ボールねじナット３２の他方の端面（図１の左側）とスラスト受けリング４６との間にスラスト軸受としてのスラスト針状ころ軸受４７が装着されている。スラスト針状ころ軸受４７によって、ボールねじナット３２が回転してボールねじ軸３３が図面右方向に前進する際のスラスト荷重を滑らかに支持することができる。スラスト針状ころ軸受４７を採用したので、小さな取付スペースで大きなスラスト荷重を支持することができる。また、スラスト針状ころ軸受４７は、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０間の軸方向範囲内に配置されているので、モーメント荷重に対して有利である。特に、本実施形態のように、スラスト針状ころ軸受４７を、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０の軸方向位置の中央部に近い位置に配置した場合は、モーメント荷重に対して極めて有利である。
　カバー２９の円筒部２９ａの内周の凹部２９ｂに圧縮コイルばね４８が収容され、圧縮コイルばね４８の両端は、それぞれ、スラスト針状ころ軸受４７とばね取付カラー３６のばね受け部３６ｂに当接している。圧縮コイルばね４８のばね力により、ばね取付カラー３６と連結されたボールねじ軸３３が常時初期位置の方向に付勢される。
　カバー２９の詳細を図６および図７を参照して説明する。図６は、図１の左側面図で、図７は、図６のＩ－Ｉ線で矢視したカバー２９の縦断面図である。カバー２９は、例えば、アルミニウムや亜鉛合金、マグネシウム合金等からなる。カバー２９の半径方向外側周辺には、電動アクチュエータ１を組み立て締結するためのボルト６１を挿通する貫通孔（図示省略）と、組立てられた電動アクチュエータ１を設置場所に取付けるための貫通孔６２が設けられている。
　図７に示すように、カバー２９の円筒部２９ａの先端部外周面には、軸受装着面６３およびスラスト受けリング４６の嵌合面６４が設けられ、内周には圧縮コイルばね４８（図１参照）を収容する凹部２９ｂが形成されている。
　次に、ターミナル部Ｄを図１～図５を参照して説明する。図３は、図１のモータ２５のステータ２３とターミナル部Ｄを取り出して拡大した図である。図４は、図１のＧ－Ｇ線で矢視した横断面図で、図５は、図１のＨ－Ｈ線で矢視した横断面図である。図３に示すように、ターミナル部Ｄは、ターミナル本体５０と、ターミナル本体５０の内部に収容されたバスバー５１、プリント基板５２とからなる。バスバー５１とプリント基板５２はターミナル本体５０にねじ止めされている。図４および図５に示すように、ステータ２３のコイル２３ｃは、一旦、Ｕ、Ｖ、Ｗの相別にバスバー５１の端子５１ａに結線され、さらに、図２に示すように、バスバー５１の端子５１ｂとターミナル本体５０の端子台５０ａとがねじ７０で締結し結線される。ターミナル本体５０の端子台５０ａから延びる端子５０ｂがコントローラ（図１２、図１３参照）と接続される。端子５０ｂが動力電源用の端子である。なお、信号線は、図１のコネクタ７１により接続される。図４および図５に示すように、ターミナル本体５０の半径方向外側周辺に組み立て締結用の貫通孔６８と取付用の貫通孔６９が設けられている。
　本実施形態の電動アクチュエータ１には、２種類のセンサが搭載されている。これらのセンサを図１、図２、図４および図５を参照して説明する。その一つが、モータ２５の回転制御のために用いる回転角度検出用センサ５３である。回転角度検出用センサ５３としてホール素子が好適である。図１および図５に示すように、回転角度検出用センサ５３はプリント基板５２に取り付けられている。回転角度検出用センサ５３は、図１に示すように、モータ２５のロータインナ２６の他方の端部（図１の左側）にパルサリング５４が取り付けられ、電動アクチュエータ１が組み立てられた状態で、回転角度検出用センサ５３と軸方向に隙間をもって対向するように配置されている。回転角度検出用センサ５３は、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相に順番に電流を流すタイミングを決める。
　残りのセンサが、ボールねじ軸３３のストローク制御のために用いるストローク検出用センサ５５である。ストローク検出用センサ５５もプリント基板５２に取り付けられている。図２、図４および図５に示すように、プリント基板５２に軸方向に延びる帯状のプリント基板５６が接続され、このプリント基板５６にストローク検出用センサ５５が取り付けられている。プリント基板５６およびストローク検出用センサ５５は、ボールねじ軸３３の中空孔３３ｂに収容されたばね取付カラー３６の凹部３６ｃに配置されている。ばね取付カラー３６の凹部３６ｃの内周にターゲットとしての永久磁石５７が取付けられ、ストローク検出用センサ５５と半径方向に間隔をもって対向するように配置されている。これにより、ボールねじ軸３３のストローク制御のための信号を取り出すことができる。
　本実施形態では、ストローク検出用センサ５５を使用した電動アクチュエータ１を例示したが、アプリケーションによっては、ストローク検出用センサ５５を使用しない場合もある。
　以上説明した電動アクチュエータ１の全体的な構成による作用効果について、図１を参照してまとめて説明する。ロータインナ２６は、一方の端部（図１の右側）のロータコア２４ａの一端部に近接した軸方向位置に転がり軸受２７の内側軌道面２７ａが形成され、他方の端部（図１の左側）のロータコア２４ａの他端部に近接した軸方向位置の内周面にころがり軸受３０が装着されている。このような構造により、ロータインナ２６を軸方向にコンパクトにすることができる。これに加えて、転がり軸受２７がボールねじナット３２の軸方向幅の内側に配置された構造および、ロータインナ２６とボールねじナット３２の半径方向の重畳構造が相俟って、図１に示す電動アクチュエータ１の筐体の軸方向寸法Ｌ、径方向寸法Ｍを小さくでき、コンパクトで搭載性が向上する。
　ロータコア２４ａを取り付けたロータインナ２６の支持軸受２７、３０は、ロータの回転バランスが取られているのでロータの自重程度のラジアル荷重を支持できればよい。転がり軸受２７は、強度の高い材料を使用する必要がなくロータインナ２６の材料である安価な軟鋼等で熱処理としての焼入れも不要である。特に、本実施形態の電動アクチュエータ１では、直線運動の反力は専用の大負荷容量のスラスト針状ころ軸受４７で支持される。したがって、転がり軸受２７は、ラジアル方向の位置決め機能があればよいため、上記のような材料仕様でよい。これにより、低コスト化が図れる。
　また、スラスト針状ころ軸受４７は、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０間の軸方向範囲内に配置されているので、モーメント荷重に対して有利であり、スラスト軸受を小型化できる。特に、本実施形態のように、スラスト針状ころ軸受４７を、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０の軸方向位置の中央部に近い位置に配置した場合は、モーメント荷重に対して極めて有利であり、スラスト軸受の小型化を一層促進できる。その結果、スラスト針状ころ軸受４７およびスラスト受けリング４６等をサイズダウンでき、電動アクチュエータ１全体のコンパクト化に寄与する。
　ターミナル本体５０をケーシング２０とカバー２９とで挟んだサンドイッチ構造にし、端子部を半径方向に形成したので、モータＡを収容するケーシング２０を長手方向に複数積み重ね、複数の操作部Ｃを有する電動アクチュエータとすることも可能である。
　本実施形態の電動アクチュエータ１の全体的な構成は以上のとおりである。次に、特徴的な構成を図１、図２、図８～図１１に基づいて説明する。本実施形態の電動アクチュエータ１の特徴的な構成は、要約すると、電動アクチュエータのケーシングを共用化して、回り止めガイド部材をケーシングとは別体にし、ストローク量が異なる回り止めガイド部材をケーシングに付け替え可能にしたものである。これにより、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適なものとなる。
　図１、図２および図１０に示すように、回り止めガイド部Ｎを構成する回り止めガイド部材１０は、ケーシング２０の操作部Ｃ側の端部としての円筒部２０ａとは別体の筒状部品として形成されている。回り止めガイド部材１０は、内周面１０ｂにガイドカラー３８が嵌め込まれてガイドされる案内溝１０ａが設けられている。案内溝１０ａは、電動アクチュエータ１の用途に必要なストローク量が確保できる軸方向の長さを有する。回り止めガイド部材１０には、ケーシング２０と連結するために環状溝１２が形成され、環状溝１２は内周面１２ａ、外周面１２ｂおよび底面１２ｃを有する。回り止めガイド部材１０の外周面の端部にＯリング装着溝１０ｃ（図１参照）が設けられている。
　環状溝１２の内周面１２ａとケーシング２０の円筒部２０ａの外周面とは、シール性と組立性を考慮して、微小な嵌め合いすきまに設定されている。必要に応じて、環状溝１２と円筒部２０ａとの間にＯリング等のシール部材を装着してもよい。環状溝１２の底部１２ｃは、ケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接し、回り止めガイド部材１０の押し込み方向の位置決めを行う。図２に示すように、環状溝１２の底部１２ｃとケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接するまで回り止めガイド部材１０を押し込んだ状態でピン１３を挿入し、ケーシング２０に対する回り止めガイド部材１０の軸方向の相対移動と相対回転が防止される。
　回り止めガイド部材１０とケーシング２０の連結構造Ｑについて図８および図９を参照して補足する。図８は、図２のＦ－Ｆ線で矢視した一部横断面を含む右側面図で、図９は回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。図示のように、回り止めガイド部材１０の環状溝１２の内周面１２ａがケーシング２０の円筒部２０ａの外周面に微小な嵌め合いすきまで嵌合している。回り止めガイド部材１０の外周面の２個所に切欠き部１０ｄを設けて、２つの切欠き部１０ｄに貫通するピン孔１０ｅが設けられている。貫通孔としてのピン孔１０ｅに対応してケーシング２０の円筒部２０ａの外周面に円弧断面のキー溝２０ｂが設けられている。
　上記のような形態でピン孔１０ｅとキー溝２０ｂが設けられているので、環状溝１２の底部１２ｃとケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接するまで回り止めガイド部材１０を横向き白抜き矢印の方向に押し込んだ状態でピン孔１０ｅとキー溝２０ｂが整合し、ピン（スプリングピン）１３を上向き白抜き矢印の方向に挿入する。このような組付け方法のため、ケーシング２０に対する回り止めガイド部材１０の軸方向の相対移動と相対回転をガタつきなく確実に防止でき、回り止めガイド部材１０に設けた案内溝１０ｂの回転位相方向の精度も良好である。また、回り止めガイド部材１０の組込、連結作業性が容易である。本実施形態では、固定手段として、回り止めガイド部材１０に設けられたピン孔１０ｅと、ケーシング２０に設けられたキー溝２０ｂと、ピン孔１０ｅとキー溝２０ｂに挿入されるピン１３から構成したものを例示したが、これに限られず、例えば、相対回転を防止するキーと止め輪を使用して軸方向の相対移動と相対回転を防止する構造等に適宜変更してもよい。
　次に、図９の回り止めガイド部材１０とストローク量が異なる回り止めガイド部材の場合について図１１を参照して説明する。図１１は、図９と同様、回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。図１１に示す回り止めガイド部材１０’は、図９の回り止めガイド部材１０とストローク量が異なるだけで、その他の構成については、図９の回り止めガイド部材１０と同じであるので、回り止めガイド部材には符号１０’を付すが、同一の機能を有する各部位には同一の符号を付し、要点のみ説明する。また、図１１に示すアクチュエータヘッド３９’は、回り止めガイド部材１０’のストローク量が増加したことに伴い、図９のアクチュエータヘッド３９より軸方向の寸法が増加している。
　図１１に示すように、回り止めガイド部材１０’は、ストローク量が増加した分、軸方向幅Ｗ２は、図９の回り止めガイド部材１０の軸方向幅Ｗ１より長くなっている。このように、ストローク量は、回り止めガイド部材１０，１０’の軸方向幅Ｗ１、Ｗ２に基づいて定まる。また、前述したように、必要なストローク量は用途によって異なる。一方、回り止めガイド部材１０’の連結構造Ｑは、図９の回り止めガイド部材１０と形状および寸法が同一に設定されている。そのため、図１１に示す回り止めガイド部材１０’も、図９の回り止めガイド部材１０と同じ組み付け方法で電動アクチュエータ１のケーシング２０に組付けられる。換言すれば、図１１に示す回り止めガイド部材１０’も、図９の回り止めガイド部材１０も付け替え可能な、すなわち互換性のある連結構造Ｑを有している。
　したがって、本実施形態の電動アクチュエータ１では、電動アクチュエータ１の本体（モータ部Ａ、運動変換機構部Ｂ、ターミナル部Ｄやケーシング２０等）を共用化して、ストローク量が異なる回り止めガイド部材１０、１０’をケーシングに付け替えることができる。これにより、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータ１を実現することができる。
　最後に、図１および図１２を参照して本実施形態の電動アクチュエータ１の作動を説明する。図示は省略するが、例えば、車両上位のＥＣＵに操作量が入力される。この操作量より、ＥＣＵは要求される位置指令値を演算する。図１２に示すように、位置指令値が制御装置８０のコントローラ８１に送られ、コントローラ８１は、位置指令値に必要なモータ回転角の制御信号を演算し、この制御信号がコントローラ８１からモータ２５に送られる。
　制御信号を受け取ったモータ２５の中空回転軸であるロータインナ２６が回転し、運動変換機構部Ｂに伝達される。ロータインナ２６に連結されたボールねじナット３２が回転し、回り止めされたボールねじ軸３３が図１の右方向に前進し、コントローラ８１の制御信号に基づく位置まで前進し、ボールねじ軸３３の一端部（図１の右側）に取付けられたアクチュエータヘッド３９が制御対象装置（図示省略）を操作する。
　ボールねじ軸３３の位置は、図１２に示すように、ストロークセンサ５５により検出された検出値は、制御装置８０の比較部８２に送られ、その検出値と位置指令値との差分を算出し、その値と回転角センサ５３の信号に基づいて、コントローラ８１からモータ２５に制御信号が送られ、アクチュエータヘッド３９の位置がフィードバック制御される。このため、本実施形態の電動アクチュエータ１を、例えば、シフトバイワイヤに適用した場合、シフト位置を確実にコントロールすることができる。なお、電源は、車両側に設けられたバッテリ等の外部より、制御装置８０に入力され（図示省略）、モータや各センサの駆動等に使用される。
　図１３にストロークセンサ５５を使用しない場合の制御ブロック図を示す。この場合は、圧力制御の例で制御対象装置（図示省略）に圧力センサ８３が設けられている。車両上位のＥＣＵに操作量が入力されと、ＥＣＵは要求される圧力指令値を演算する。この圧力指令値が制御装置８０のコントローラ８１に送られ、コントローラ８１は、圧力指令値に必要なモータの電流値を演算し、コントローラ８１からモータ２５に送られる。図１２の場合と同様に、ボールねじ軸３３が図１の右方向に前進する。ボールねじ軸３３の一端部に取付けられたアクチュエータヘッド３９は制御対象装置（図示省略）を加圧操作する。
　アクチュエータヘッド３９の操作圧力は、外部設置圧力センサ８３により検出され、フィードバック制御される。このため、電動アクチュエータ１を、例えば、ブレーキバイワイヤに適用した場合、ブレーキの液圧を確実にコントロールすることができる。
　以上説明したように、本実施形態の電動アクチュエータ１は、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。
　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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、請求の範囲によって示され、さらに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。
　１　　　　電動アクチュエータ
　１０　　　回り止めガイド部材
　１０ａ　　案内溝
　１２　　　環状溝
　１２ａ　　内周面
　１２ｂ　　外周面
　１２ｃ　　底面
　１３　　　ピン
　２０　　　ケーシング
　２０ａ　　円筒部
　２３　　　ステータ
　２３ａ　　ステータコア
　２３ｂ　　ボビン
　２３ｃ　　コイル
　２４　　　ロータ
　２４ａ　　ロータコア
　２４ｂ　　永久磁石
　２５　　　モータ
　２６　　　ロータインナ（中空回転軸）
　２７　　　転がり軸受
　２７ａ　　内側軌道面
　２７ｂ　　外輪
　２８　　　軸受ホルダ
　２９　　　カバー
　３０　　　転がり軸受
　３１　　　ボールねじ
　３２　　　ボールねじナット
　３２ａ　　螺旋状溝
　３２ｂ　　ボールねじナット外周面
　３３　　　ボールねじ軸
　３３ａ　　螺旋状溝
　３４　　　ボール
　３５　　　こま
　３６　　　ばね取付カラー
　３７　　　ピン
　３８　　　ガイドカラー
　３９　　　アクチュエータヘッド
　４７　　　スラスト針状ころ軸受
　４８　　　圧縮コイルばね
　５０　　　ターミナル本体
　５１　　　バスバー
　５２　　　プリント基板
　５３　　　回転角度検出用センサ
　５４　　　パルサリング
　５５　　　ストローク検出用センサ
　５６　　　プリント基板
　５７　　　永久磁石
　Ａ　　　　モータ部
　Ｂ　　　　運動変換機構部
　Ｃ　　　　操作部
　Ｄ　　　　ターミナル部
　Ｌ　　　　筐体の軸方向寸法
　Ｍ　　　　筐体の径方向寸法
　Ｎ　　　　回り止めガイド部
　Ｑ　　　　連結構造

Claims (6)

  1. 　モータ部と運動変換機構部と操作部とターミナル部を備えた電動アクチュエータであって、前記モータ部のロータコアを支持する中空回転軸が転がり軸受によって回転自在に支持され、前記運動変換機構部が前記中空回転軸に連結されると共にボールねじを備え、このボールねじのボールねじナットが前記中空回転軸の内部に配置され、前記操作部が前記運動変換機構部に連結された電動アクチュエータにおいて、
    　前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合され、前記ボールねじ軸が前記回り止めガイド部の軸方向幅に基づくストローク量で案内され、
    　前記回り止めガイド部が前記電動アクチュエータのケーシングとは別体の回り止めガイド部材により形成され、
    　前記ケーシングの前記操作部側の端部と前記回り止めガイド部材が、当該回り止めガイド部材の付け替えを可能にする連結構造を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
  2. 　前記付け替えられる回り止めガイド部材のストローク量が異なることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
  3. 　前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合される構成が、前記回り止めガイド部材の内周部に設けられた案内溝と、この案内溝に嵌め込まれる前記ボールねじ軸に設けられた係止部材であることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
  4. 　前記係止部材が、前記ボールねじ軸に設けられたピンと、このピンに外嵌されたガイドカラーとで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動アクチュエータ。
  5. 　前記回り止めガイド部材と前記ケーシングの連結構造が、少なくとも１個所の固定手段を有し、前記ケーシングに対する前記回り止めガイド部材の相対回転が防止されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
  6. 　前記固定手段が、前記回り止めガイド部材に設けられた貫通孔と、前記ケーシングに設けられたキー溝と、前記貫通孔とキー溝に挿入されるピンからなることを特徴とする請求項５に記載の電動アクチュエータ。
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