WO2019168004A1 - 運動変換機構及びその組立方法 - Google Patents

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WO2019168004A1
WO2019168004A1 PCT/JP2019/007488 JP2019007488W WO2019168004A1 WO 2019168004 A1 WO2019168004 A1 WO 2019168004A1 JP 2019007488 W JP2019007488 W JP 2019007488W WO 2019168004 A1 WO2019168004 A1 WO 2019168004A1
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boot
cylindrical member
diameter side
flange portion
housing
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直嗣 北山
健児 水尻
Original Assignee
Ntn株式会社
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    • F16H25/2418—Screw seals, wipers, scrapers or the like

Definitions

  • the present invention relates to a motion conversion mechanism and an assembly method thereof.
  • each part such as a nut and a bearing for rotating and supporting the nut is accommodated on the inner periphery of the housing, and the screw shaft projects from the opening of the housing.
  • the opening of the housing may be covered with a boot for the purpose of preventing foreign matter from entering the housing and preventing leakage of grease filled in the housing.
  • the large-diameter end of the boot is fixed to the opening of the housing, and the small-diameter end of the boot is fixed to the outer peripheral surface of the screw shaft.
  • the fixing of the large-diameter side end of the boot and the opening of the housing is usually performed using a boot band. Specifically, by fitting the inner peripheral surface of the large-diameter side end of the boot to the outer peripheral surface of the end of the housing, and further attaching and tightening the boot band from the outer periphery, the large-diameter side end of the boot Is fixed to the housing.
  • the process of attaching such a boot band is performed manually by an operator, and the workability is poor.
  • Patent Document 1 discloses a method of fixing a boot to a housing without using a boot band. Specifically, the large-diameter side end of the boot is fitted into an annular groove provided in the housing, and is fixed in the groove by a fastener.
  • Patent Document 1 still requires a step of attaching the fastener and fixing the boot to the housing, so that the number of assembling steps for the electric actuator having the motion conversion mechanism is increased accordingly.
  • an object of the present invention is to increase the productivity by reducing the number of assembling steps of a motion conversion mechanism such as a screw mechanism.
  • the present invention is inserted into an inner periphery of a tubular member and the tubular member, protrudes from an opening on one axial side of the tubular member, and A shaft member provided so as to be movable, and a boot having a small-diameter side end attached to an outer peripheral surface of the shaft member and a large-diameter side end attached to an opening on one axial side of the cylindrical member.
  • a motion conversion mechanism provided with an inward flange portion projecting toward the inner diameter side at an opening portion on one axial side of the cylindrical member, and projecting toward an outer diameter side at a large diameter end portion of the boot
  • the outward flange portion of the boot is clamped from both sides in the axial direction by the parts fixed to the inner periphery of the cylindrical member and the inward flange portion of the cylindrical member,
  • the present invention includes a cylindrical member having an inward flange projecting toward the inner diameter side at an opening on one axial side, and an inner periphery of the cylindrical member, A shaft member that protrudes from an opening on one side in the axial direction of the tubular member and is provided so as to be movable with respect to the tubular member, and a small-diameter side end are attached to the outer peripheral surface of the shaft member, A method of assembling a motion conversion mechanism comprising a boot having an outward flange portion projecting to an outer diameter side at a large diameter side end portion attached to an opening portion on one axial side of the cylindrical member Inserting the boot into the inner periphery of the tubular member from the other axial side, and projecting the small diameter end of the boot from the opening on the one axial side of the tubular member; and the tubular member A part is inserted into the inner circumference from the other side in the axial direction, and the inward direction of the part and the
  • the outward flange portion of the boot is sandwiched from both sides in the axial direction, thereby utilizing the component.
  • the large diameter side edge part of a boot can be fixed to the inner periphery of a cylindrical member.
  • a component having a function other than fixing the boot for example, a bearing that rotatably supports a nut
  • the inner peripheral region of the outward flange portion of the boot may enter between the inner ring and the outer ring of the bearing and interfere with the cage.
  • an appropriately sized plate between the outward flange portion of the boot and the component for example, a plate having a larger contact area with the outward flange portion of the boot than the contact area with the component. It is preferable to interpose. Thereby, even when the area of the end surface of the said component is small, the wide range of the outward flange part of a boot can be pressed via a plate. In this case, since the wide range of the outward flange portion of the boot is pressed against the inward flange portion of the tubular member, both the fixing force and the sealing performance are improved. Further, by pressing a wide range of the outward flange portion through the plate, it is possible to reduce or eliminate the relative bulge portion formed in the outward flange portion, and thus it is possible to avoid problems caused by the bulge portion. .
  • the above plate is preferably located on the inner diameter side of the inner peripheral surface of the outer ring of the bearing (excluding the chamfer) to the inner diameter side. It is desirable to extend from the inner peripheral surface of the large-diameter end of the boot to the inner diameter side. Thereby, since at least a part of the gap between the outer ring and the inner ring of the bearing is covered with the plate, it is possible to prevent foreign matters from entering the bearing.
  • the assembly man-hour of the motion conversion mechanism is reduced and the productivity is increased. be able to.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1. It is a disassembled perspective view of a screw mechanism. It is sectional drawing which shows the assembly procedure of a screw mechanism, and shows the state which attached the boot temporarily to the housing. It is sectional drawing which shows the assembly procedure of a screw mechanism, and shows the state which pressed the outward flange part of the boot with the bearing. It is sectional drawing of the screw mechanism which concerns on other embodiment. It is sectional drawing of the screw mechanism which concerns on other embodiment.
  • the screw mechanism 20 converts the rotational motion of the nut 21 driven by the electric motor 10 into linear motion (axial movement) of the screw shaft 22.
  • axial direction the axial direction of the screw shaft 22
  • base end side the side in which the screw shaft 22 protrudes from the housing 23 in the axial direction
  • the electric motor 10 includes a stator 11, a rotor 12, and a motor housing 13 that accommodates them on the inner periphery.
  • the stator 11 is fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 13.
  • the stator 11 includes a stator core 11a formed of a plurality of steel plates (for example, electromagnetic steel plates) stacked in the axial direction, and a stator coil 11b wound around the stator core 11a.
  • the rotor 12 is disposed so as to face the radially inner side of the stator 11 via a gap.
  • the rotor 12 includes a cylindrical rotor core 12a formed of a plurality of steel plates (for example, electromagnetic steel plates) laminated in the axial direction, a plurality of magnets 12b attached to the outer peripheral surface of the rotor core 12a, and an inner peripheral surface of the rotor core 12a. And a substantially cylindrical rotor inner 12c that is fixed.
  • the inner diameter of the rotor inner 12c is larger than the outer diameter of the screw shaft 22, so that the screw shaft 22 can be inserted into the inner periphery of the rotor inner 12c.
  • a convex portion 12c1 is provided for coupling with the screw shaft 22 of the screw mechanism 20 so that torque can be transmitted.
  • convex portions 12c1 are provided at a plurality of circumferential locations (two locations facing in the diameter direction in the illustrated example) at the tip of the cylindrical rotor inner 12c.
  • the electric motor 10 is a brushless motor that energizes the stator side, but is not limited thereto, and may be a brush motor that energizes the rotor side.
  • the rotor inner 12c is rotatably attached to the motor housing 13 via bearings 14 and 15.
  • the bearings 14 and 15 are, for example, rolling bearings, and are deep groove ball bearings in the illustrated example.
  • the inner ring of the base end side bearing 14 is fixed to the outer peripheral surface of the base end portion of the rotor inner 12 c, and the outer ring of the base end side bearing 14 is fixed to the inner peripheral surface of the lid portion 13 b of the motor housing 13.
  • the inner ring of the bearing 15 on the distal end side is fixed to the outer peripheral surface near the distal end portion of the rotor inner 12 c, and the outer ring of the bearing 15 on the distal end side is fixed to the inner peripheral surface of the distal end portion of the cylindrical portion 13 a of the motor housing 13. .
  • the screw mechanism 20 includes a nut 21 as a rotating member having a screw groove 21c on the inner peripheral surface, a screw shaft 22 as a shaft member having a screw groove 22a screwed to the screw groove 21c of the nut 21 on the outer peripheral surface, A housing 23 serving as a cylindrical member that accommodates these in the inner periphery, and a boot 24 that covers an opening of the housing 23 are provided.
  • the nut 21 and the screw shaft 22 are arranged coaxially with the rotation center of the electric motor 10 (the axis of the rotor inner 12c).
  • the screw mechanism 20 is a sliding screw mechanism in which the screw groove 21c of the nut 21 and the screw groove 22a of the screw shaft 22 are in direct contact with each other.
  • the screw mechanism 20 is not limited to a sliding screw mechanism, and may be a ball screw mechanism in which a large number of balls are interposed between a screw groove of a nut and a screw groove of a screw shaft.
  • the nut 21 has a substantially cylindrical shape, and is rotatably attached to the housing 23 via bearings 25 and 26.
  • bearings 25 and 26 for example, rolling bearings, ball bearings in the illustrated example, particularly deep groove ball bearings are used.
  • the outer rings 25 a and 26 a of the bearings 25 and 26 are fixed to the inner peripheral surface of the housing 23, and the inner rings 25 b and 26 b of the bearings 25 and 26 are fixed to the outer peripheral surface of the nut 21.
  • the outer peripheral surfaces of the outer rings 25a and 26a and the inner peripheral surface of the housing 23 are fitted via a gap or a tightening allowance.
  • the inner peripheral surfaces of the inner rings 25b and 26b and the outer peripheral surface of the nut 21 are fitted through a tightening allowance.
  • a convex portion 21 a that protrudes toward the outer diameter side is provided at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the nut 21.
  • Annular grooves are provided in the vicinity of both ends in the axial direction of the outer peripheral surface of the nut 21, and retaining rings 27 and 28 are attached to the respective annular grooves.
  • the inner ring 25b of the bearing 25 on the base end side is clamped from both sides in the axial direction by the retaining ring 27 and the convex portion 21a, and the inner ring 26b of the bearing 26 on the distal end side is viewed from both sides in the axial direction by the retaining ring 28 and the convex portion 21a. It is pinched.
  • the base end of the nut 21 is provided with a concave portion 21b into which the convex portion 12c1 of the rotor inner 12c is fitted.
  • a connecting portion (hole portion 22b in the illustrated example) to which a member to be operated is connected is provided at the tip of the screw shaft 22.
  • an annular recess 22c is provided between the screw groove 22a and the hole 22b in the axial direction.
  • the screw shaft 22 may be provided integrally as in the present embodiment, or, for example, a tip portion provided with a hole 22b may be formed separately.
  • the housing 23 has a cylindrical portion 23a and a connecting portion 23b provided on the proximal end side of the cylindrical portion 23a.
  • the connecting portion 23 b has a rectangular outer peripheral surface, and bolt holes 23 b 1 for connecting to the motor housing 13 are provided at the four corners thereof.
  • the housing 23 and the motor housing 13 are connected by inserting a bolt into the bolt hole (not shown) of the cover 13a and the lid 13b and the bolt hole 23b1 (see FIG. 3) of the housing 23 and fixing them.
  • an inward flange portion 23c protruding toward the inner diameter is provided at the tip of the cylindrical portion 23a of the housing 23.
  • the cylindrical portion 23a includes a large-diameter inner peripheral surface 23a1, a small-diameter inner peripheral surface 23a2 provided on the distal end side of the large-diameter inner peripheral surface 23a1, and a step surface 23a3 that continues these.
  • the outer peripheral surfaces of the outer rings 25a and 26a of the bearings 25 and 26 are fixed to the large-diameter inner peripheral surface 23a1 of the cylindrical portion 23a.
  • the end surface of the outer ring 26a of the bearing 26 on the distal end side is in contact with the step surface 23a3 of the cylindrical portion 23a.
  • the boot 24 can be formed of rubber, resin, or the like, and is formed of rubber in this embodiment. As shown in FIG. 1, the boot 24 includes a small-diameter cylindrical portion 24a provided at the distal end (small-diameter side end), a large-diameter cylindrical portion 24b provided at the proximal end (large-diameter side end), It has the bellows part 24c provided in between. At the base end of the large diameter cylindrical portion 24b, an outward flange portion 24d protruding to the outer diameter side is provided.
  • the small diameter cylindrical portion 24 a at the tip of the boot 24 is fixed to the annular groove (concave portion 22 c) at the tip of the screw shaft 22.
  • the outward flange portion 24 d at the base end of the boot 24 is fixed to the inner periphery of the opening of the housing 23.
  • the outward flange portion 24 d of the boot 24 is arranged on the inner periphery of the housing 23, and the inward flange portion 23 c provided in the opening of the housing 23 and the outer ring of the bearing 26. 26a is clamped and fixed from both sides in the axial direction.
  • An annular groove 24b1 is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 24b of the boot 24, and the inner diameter end of the inward flange portion 23c of the housing 23 is fitted in the annular groove 24b1.
  • a plate 29 is interposed between the outward flange portion 24 d of the boot 24 and the outer ring 26 a of the bearing 26.
  • the plate 29 is formed in a hollow disk shape with a resin material or a metal material.
  • a resin material or a metal material for example, aluminum or steel (including stainless steel) can be used.
  • a sintered material can be used in addition to a melted material.
  • the outer peripheral surface of the plate 29 is fitted to the small-diameter inner peripheral surface 23 a 2 of the cylindrical portion 23 a of the housing 23 via a radial clearance, and the outer peripheral surface of the outward flange portion 24 d of the boot 24 is the cylindrical portion of the housing 23.
  • the small diameter inner peripheral surface 23a2 of 23a is in close contact (see FIG. 5).
  • the contact area between the plate 29 and the outward flange portion 24 d of the boot 24 is larger than the contact area between the plate 29 and the outer ring 26 a of the bearing 26.
  • the outer diameter area of the proximal end surface 29 a of the plate 29 is in contact with the outer ring 26 a of the bearing 26, and the distal end surface 29 b of the plate 29 is the entire area of the proximal end surface 24 d 1 of the outward flange portion 24 d of the boot 24. Touching.
  • the inner diameter end of the plate 29 extends to the inner diameter side of the inner peripheral surface of the outer ring 26 a of the bearing 26 (excluding the chamfer), and in the illustrated example, the inner diameter end is larger than the inner peripheral surface of the base end portion of the boot 24. It extends to the side. Thereby, since at least a part of the gap between the outer ring 26a and the inner ring 26b of the bearing 26 is covered with the plate 29, the entry of foreign matter into the bearing 26 can be prevented.
  • bearings 25 and 26 are attached to the outer periphery of the nut 21 to form a screw mechanism sub-assembly A shown at the left end of FIG. Specifically, the inner peripheral surface of the inner ring 25b of the bearing 25 is press-fitted from the base end side of the outer peripheral surface of the nut 21, and the end surface of the inner ring 25b is brought into contact with the convex portion 21a of the nut 21.
  • a retaining ring 27 is attached to the annular groove on the base end side of the outer peripheral surface (see FIG. 1).
  • the inner peripheral surface of the inner ring 26b of the bearing 26 is press-fitted from the distal end side of the outer peripheral surface of the nut 21, and the end surface of the inner ring 26b is brought into contact with the convex portion 21a of the nut 21.
  • a retaining ring 28 is attached to the annular groove on the tip side.
  • a screw shaft 22 is inserted into the inner periphery of the nut 21 (the screw shaft 22a is not visible in FIG. 3).
  • the boot 24 is inserted into the inner periphery of the housing 23.
  • the plate 29 is fixed in advance to the proximal end surface of the outward flange portion 24 d of the boot 24 by an appropriate means such as adhesion.
  • the boot 24 is inserted into the inner periphery from the base end side of the housing 23, and the small-diameter cylindrical portion 24 a (see FIG. 1) and the bellows portion 24 c at the tip of the boot 24 are projected from the opening portion of the housing 23 to the tip side.
  • the boot 24 is extended in the axial direction so that the bellows portion 24c of the boot 24 does not interfere with the minimum diameter portion of the housing 23 (in the illustrated example, the inner peripheral surface of the inward flange portion 23c).
  • the inner periphery of the opening of the housing 23 is allowed to pass while the peak is lowered.
  • the inward flange portion of the housing 23 is formed in the annular groove 24b1 provided in the large diameter cylindrical portion 24b of the boot 24 as shown in FIG.
  • the inner diameter end of 23c is fitted.
  • the boot 24 is temporarily attached to the housing 23.
  • the sum of the axial thickness T1 of the plate 29 and the axial thickness T2 of the outward flange portion 24d of the boot 24 is the base end side end surface 23c1 and the step surface 23a3 of the inward flange portion 23c of the housing 23. Is larger than the axial distance W between (T1 + T2> W).
  • the base end side end surface 29 a of the plate 29 is disposed closer to the base end side than the step surface 23 a 3 of the housing 23. Further, in this state, the outer peripheral surface of the plate 29 and the outer peripheral surface of the outward flange portion 24d of the boot 24 are all fitted with the small-diameter inner peripheral surface 23a2 of the housing 23 through a minute radial gap.
  • the screw mechanism sub-assembly A shown in FIG. 3 is inserted into the inner periphery of the housing 23 from the base end side. Specifically, the outer peripheral surfaces of the outer rings 25 a and 26 a of the bearings 25 and 26 of the screw mechanism sub-assembly A are fitted into the large-diameter inner peripheral surface 23 a 1 of the housing 23. At this time, as shown in FIG. 5, the end surface of the outer ring 26a of the bearing 26 is pressed while the plate 29 is pushed toward the distal end by the outer ring 26a of the bearing 26 on the distal end side and the outward flange portion 24d of the boot 24 is compressed in the axial direction.
  • the outward flange portion 24d of the boot 24 is pressed against the inward flange portion 23c of the housing 23 in the axial direction so that the boot 24 and the housing 23 are tightly sealed.
  • the outward flange portion 24 d of the boot 24 is compressed in the axial direction, so that the outer peripheral surface bulges to the outer diameter side and closely contacts the small diameter inner peripheral surface 23 a 2 of the housing 23. Thereby, the airtightness between the boot 24 and the housing 23 is improved.
  • the outward flange portion 24d of the boot 24 may be directly pushed by the outer ring 26a of the bearing 26.
  • the outer diameter region of the outward flange portion 24d is compressed by the outer ring 26a of the bearing 26 (the dotted line in FIG. 6 indicates the outward flange portion 24d before compression, and the scattered dot region indicates the outward flange portion).
  • region compressed in the axial direction of the part 24d is shown.).
  • a plate 29 is interposed between the outer ring 26 a of the bearing 26 and the outward flange portion 24 d of the boot 24.
  • a wider area (the entire area in the illustrated example) of the proximal end surface 24d1 of the outward flange portion 24d is pressed through the plate 29.
  • the plate 29 covers most of the base end side end surface 24d1 of the outward flange portion 24d of the boot 24 (the entire area in the illustrated example), a part of the outward flange portion 24d is raised to the base end side. A situation (see FIG. 6) of entering between the outer ring 26a and the inner ring 26b of the bearing 26 can be avoided.
  • the small diameter cylindrical portion 24a of the boot 24 is elastically deformed and fitted into the recess 22c at the tip of the screw shaft 22, thereby fixing the small diameter cylindrical portion 24a of the boot 24 to the tip of the screw shaft 22 (see FIG. 1). ).
  • the electric motor 10 is connected to the proximal end of the screw mechanism 20. Specifically, the housing 23 of the screw mechanism 20 and the motor housing 13 of the electric motor 10 are fitted with the recess 21b at the base end of the nut 21 of the screw mechanism 20 and the protrusion 12c1 at the tip of the rotor inner 12c. Are connected with bolts. Thus, the electric actuator 1 is completed.
  • the inner diameter end of the plate 29 extends to the inner diameter side from the tip end portion (excluding the chamfer) of the outer peripheral surface of the inner ring 26 b of the bearing 26.
  • An annular recess 29a1 is provided at the inner peripheral end of the base end side end surface 29a of the plate 29.
  • the recess 29a1 is provided at least in a radial region facing the end surface of the inner ring 26b of the bearing 26 in the axial direction.
  • a reduction gear etc. may be interposed between these.
  • the speed reducer for example, a planetary gear speed reducer, a parallel shaft gear speed reducer, or the like can be used.
  • the motion conversion mechanism is a screw mechanism
  • the present invention is not limited to this.
  • an outer joint member tubular member
  • a boot attached to the shaft member and the outer joint member are provided, and the rotational motion of the outer joint member is different in the central direction. You may apply this invention to the constant velocity universal joint which can be converted into the rotational motion of an inner joint member.

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Abstract

ハウジング２３の先端側の開口部に、内径側に突出した内向きフランジ部２３ｃを設ける。ブーツ２４の大径側端部に、外径側に突出した外向きフランジ部２４ｄを設ける。ハウジング２３の内周に固定された部品（軸受２６）とハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃとでブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄを軸方向両側から挟持することで、ブーツ２４の大径側端部をハウジング２３の内周に固定する。

Description

運動変換機構及びその組立方法
　本発明は、運動変換機構及びその組立方法に関する。
　近年、車両等の省力化及び低燃費化を目的とした電動化が進んでおり、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モータ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、電動モータで駆動されるナットの回転運動を、これと螺合するねじ軸の直線運動に変換する運動変換機構（ボールねじ機構やすべりねじ機構）を有する電動アクチュエータが知られている。
　上記のようなねじ機構を有する電動アクチュエータでは、ハウジングの内周にナットやこれを回転支持する軸受等の各部品が収容され、このハウジングの開口部からねじ軸が突出している。この場合、ハウジング内への異物の侵入防止や、ハウジング内部に充填されたグリースの漏れ出し防止を目的として、ハウジングの開口部をブーツで覆うことがある。この場合、ブーツの大径側端部がハウジングの開口部に固定され、ブーツの小径側端部がねじ軸の外周面に固定される。
　ブーツの大径側端部とハウジングの開口部との固定は、通常、ブーツバンドを用いて行われる。具体的には、ハウジングの端部の外周面にブーツの大径側端部の内周面を嵌合させ、さらにその外周からブーツバンドを装着して締め付けることで、ブーツの大径側端部がハウジングに固定される。しかし、このようなブーツバンドを装着する工程は、作業者が手作業で行っており、作業性が悪いことが問題となっている。
　例えば、下記の特許文献１には、ブーツバンドを用いずに、ブーツをハウジングに固定する方法が示されている。具体的には、ブーツの大径側端部が、ハウジングに設けられた環状の溝部に嵌め込まれ、留め具により溝部内に固定されている。
特開２０１６－１７９７５６号公報
　しかし、上記特許文献１の構成でも、留め具を装着してブーツをハウジングに固定する工程を要するため、その分、運動変換機構を有する電動アクチュエータの組立工数が多くなることに変わりはない。
　そこで、本発明は、ねじ機構等の運動変換機構の組立工数を削減して、生産性を高めることを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明は、筒状部材と、前記筒状部材の内周に挿入され、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から突出し、前記筒状部材に対して移動可能に設けられた軸部材と、小径側端部が前記軸部材の外周面に取り付けられ、大径側端部が前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に取り付けられたブーツとを備えた運動変換機構であって、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に、内径側に突出した内向きフランジ部を設け、前記ブーツの大径側端部に、外径側に突出した外向きフランジ部を設け、前記筒状部材の内周に固定された部品と前記筒状部材の内向きフランジ部とで前記ブーツの外向きフランジ部を軸方向両側から挟持することで、前記ブーツの大径側端部を前記筒状部材の内周に固定した運動変換機構を提供する。
　また、前記課題を解決するために、本発明は、軸方向一方側の開口部に内径側に突出した内向きフランジ部を有する筒状部材と、前記筒状部材の内周に挿入され、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から突出し、前記筒状部材に対して移動可能に設けられた軸部材と、小径側端部が前記軸部材の外周面に取り付けられ、大径側端部が前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に取り付けられ、大径側端部に外径側に突出した外向きフランジ部を有するブーツとを備えた運動変換機構の組立方法であって、前記筒状部材の内周に軸方向他方側から前記ブーツを挿入し、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から前記ブーツの小径側端部を突出させる工程と、前記筒状部材の内周に軸方向他方側から部品を挿入し、前記部品と前記筒状部材の内向きフランジ部とで前記ブーツの外向きフランジ部を軸方向両側から挟持した状態で、前記部品を前記筒状部材の内周に固定することにより、前記ブーツの大径側端部を前記筒状部材の内周に固定する工程とを有する運動変換機構の組立方法を提供する。
　このように、筒状部材（例えばハウジング）の内周に固定された部品と筒状部材の内向きフランジ部とでブーツの外向きフランジ部を軸方向両側から挟持することで、前記部品を利用して、ブーツの大径側端部を筒状部材の内周に固定することができる。この部品としては、ブーツの固定以外の機能を有する部品（例えば、ナットを回転自在に支持する軸受）を利用することができる。この場合、前記部品を筒状部材の内周に固定する作業により、ブーツの大径側端部を筒状部材の内周に固定することができるため、ブーツを固定するための専用の部材（ブーツバンドや留め具等）を装着する作業が不要となり、運動変換機構の組立工数が削減される。
　上記の運動変換機構において、前記部品の端面でブーツの外向きフランジ部を押圧する面積が小さいと、ブーツの外向きフランジ部がハウジングの内向きフランジ部に十分に押し付けられず、両者の固定強度や密閉性が不足するおそれがある。また、ブーツがゴムで形成される場合、ゴム製のブーツの外向きフランジ部の一部領域を前記部品で押圧すると、他の領域が相対的に盛り上がって、筒状部材の内周の他の部品と干渉するおそれがある。例えば、軸受の外輪でブーツの外向きフランジ部の外周領域を押圧する場合、ブーツの外向きフランジ部の内周領域が軸受の内輪と外輪との間に入り込み、保持器と干渉するおそれがある。
　そこで、ブーツの外向きフランジ部と前記部品との軸方向間に、適宜の大きさのプレート（例えば、前記部品との接触面積よりも前記ブーツの外向きフランジ部との接触面積が大きいプレート）を介在させることが好ましい。これにより、前記部品の端面の面積が小さい場合でも、プレートを介して、ブーツの外向きフランジ部の広範囲を押圧することができる。この場合、ブーツの外向きフランジ部の広範囲が筒状部材の内向きフランジ部に押し付けられるため、両者の固定力及び密閉性が高められる。また、プレートを介して外向きフランジ部の広範囲を押圧することで、外向きフランジ部に形成される相対的な盛り上がり部を低減あるいは無くすことができるため、この盛り上がり部に起因する不具合を回避できる。
　また、軸受の外輪でブーツの外向きフランジ部を押さえる場合、上記のプレートを、軸受の外輪の内周面の軸方向一方側端部（チャンファを除く）よりも内径側まで、好ましくは、前記ブーツの大径側端部における内周面よりも内径側まで延在させることが望ましい。これにより、軸受の外輪と内輪の間の隙間の少なくとも一部がプレートで覆われるため、軸受内部への異物の混入を防止できる。
　以上のように、本発明によれば、筒状部材にブーツの大径側端部を固定するための別途の工程を要さないため、運動変換機構の組立工数が削減され、生産性を高めることができる。
本発明の一実施形態に係る運動変換機構（ねじ機構）を有する電動アクチュエータの断面図である。 図１の一部拡大図である。 ねじ機構の分解斜視図である。 ねじ機構の組立手順を示す断面図であり、ブーツをハウジングに仮装着した状態を示す。 ねじ機構の組立手順を示す断面図であり、軸受でブーツの外向きフランジ部を押圧した状態を示す。 他の実施形態に係るねじ機構の断面図である。 さらに他の実施形態に係るねじ機構の断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１に示す電動アクチュエータ１は、電動モータ１０と、本発明の一実施形態に係る運動変換機構としてのねじ機構２０とを主に備える。ねじ機構２０は、電動モータ１０により駆動されるナット２１の回転運動をねじ軸２２の直線運動（軸方向移動）に変換するものである。尚、以下の説明では、ねじ軸２２の軸方向（図１では左右方向）を「軸方向」と言い、軸方向で、ねじ軸２２がハウジング２３から突出する側（図１では右側）を「先端側」、その反対側（図１では左側）を「基端側」と言う。
　電動モータ１０は、ステータ１１と、ロータ１２と、これらを内周に収容するモータハウジング１３とを有する。ステータ１１は、モータハウジング１３の内周面に固定される。ステータ１１は、軸方向に積層した複数の鋼板（例えば電磁鋼板）で形成されたステータコア１１ａと、ステータコア１１ａに巻回されたステータコイル１１ｂとを有する。ロータ１２は、ステータ１１の径方向内側に隙間を介して対向するように配置されている。ロータ１２は、軸方向に積層した複数の鋼板（例えば電磁鋼板）で形成された円筒状のロータコア１２ａと、ロータコア１２ａの外周面に取り付けられた複数のマグネット１２ｂと、ロータコア１２ａの内周面に固定された略円筒状のロータインナ１２ｃとを有する。ロータインナ１２ｃの内径はねじ軸２２の外径よりも大きく、これによりロータインナ１２ｃの内周にねじ軸２２を挿入可能となっている。ロータインナ１２ｃの先端には、ねじ機構２０のねじ軸２２とトルク伝達可能に結合するための凸部１２ｃ１が設けられる。具体的には、円筒状のロータインナ１２ｃの先端の周方向複数箇所（図示例では、直径方向に対向する２箇所）に、凸部１２ｃ１が設けられる。尚、本実施形態では、電動モータ１０が、ステータ側に通電するブラシレスモータであるが、これに限らず、ロータ側に通電するブラシモータであってもよい。
　ロータインナ１２ｃは、軸受１４、１５を介してモータハウジング１３に回転自在に取り付けられる。軸受１４、１５は、例えば転がり軸受であり、図示例では深溝玉軸受である。本実施形態では、基端側の軸受１４の内輪がロータインナ１２ｃの基端部の外周面に固定され、基端側の軸受１４の外輪がモータハウジング１３の蓋部１３ｂの内周面に固定される。また、先端側の軸受１５の内輪がロータインナ１２ｃの先端部付近の外周面に固定され、先端側の軸受１５の外輪が、モータハウジング１３の筒部１３ａの先端部の内周面に固定される。
　ねじ機構２０は、内周面にねじ溝２１ｃを有する回転部材としてのナット２１と、外周面に、ナット２１のねじ溝２１ｃと螺合するねじ溝２２ａを有する軸部材としてのねじ軸２２と、これらを内周に収容する筒状部材としてのハウジング２３と、ハウジング２３の開口部を覆うブーツ２４とを備える。ナット２１及びねじ軸２２は、電動モータ１０の回転中心（ロータインナ１２ｃの軸心）と同軸上に配置されている。ねじ機構２０は、ナット２１のねじ溝２１ｃとねじ軸２２のねじ溝２２ａとが直接接触するすべりねじ機構である。尚、ねじ機構２０は、すべりねじ機構に限らず、ナットのねじ溝とねじ軸のねじ溝との間に多数のボールを介在させたボールねじ機構であってもよい。
　ナット２１は、略円筒状を成し、軸受２５、２６を介してハウジング２３に回転自在に取り付けられる。軸受２５、２６は、例えば転がり軸受、図示例では玉軸受、特に深溝玉軸受が使用される。各軸受２５、２６の外輪２５ａ、２６ａはハウジング２３の内周面に固定され、各軸受２５、２６の内輪２５ｂ、２６ｂはナット２１の外周面に固定される。本実施形態では、外輪２５ａ、２６ａの外周面とハウジング２３の内周面とが、隙間あるいは締め代を介して嵌合している。また、内輪２５ｂ、２６ｂの内周面とナット２１の外周面とが締め代を介して嵌合している。
　ナット２１の外周面の軸方向中間部には、外径側に突出した凸部２１ａが設けられる。ナット２１の外周面の軸方向両端付近にはそれぞれ環状溝が設けられ、各環状溝に止め輪２７、２８が装着される。基端側の軸受２５の内輪２５ｂは、止め輪２７と凸部２１ａとで軸方向両側から挟持され、先端側の軸受２６の内輪２６ｂは、止め輪２８と凸部２１ａとで軸方向両側から挟持される。これにより、電動アクチュエータ１の使用中に軸受２５、２６の内輪２５ｂ、２６ｂがナット２１に対して軸方向にずれる事態を防止できる。ナット２１の基端には、ロータインナ１２ｃの凸部１２ｃ１が嵌合する凹部２１ｂが設けられる。
　ねじ軸２２の先端には、操作対象となる部材が連結される連結部（図示例では孔部２２ｂ）が設けられる。ねじ軸２２のうち、ねじ溝２２ａと孔部２２ｂとの軸方向間には、環状の凹部２２ｃが設けられる。尚、ねじ軸２２は、本実施形態のように一体に設ける他、例えば、孔部２２ｂが設けられた先端部を別体に形成してもよい。
　ハウジング２３は、円筒部２３ａと、円筒部２３ａの基端側に設けられた連結部２３ｂとを有する。連結部２３ｂは、例えば図３に示すように、角筒状の外周面を有し、その四隅にモータハウジング１３と連結するためのボルト穴２３ｂ１が設けられる。本実施形態では、図１に示すように、ハウジング２３の連結部２３ｂの内周面をモータハウジング１３の筒部１３ａの先端部の外周面と嵌合させた状態で、モータハウジング１３の筒部１３ａ及び蓋部１３ｂのボルト穴（図示省略）及びハウジング２３のボルト穴２３ｂ１（図３参照）にボルトを挿通して固定することで、ハウジング２３とモータハウジング１３とが連結される。
　図１に示すように、ハウジング２３の円筒部２３ａの先端には、内径向きに突出した内向きフランジ部２３ｃが設けられる。図２に示すように、円筒部２３ａには、大径内周面２３ａ１と、大径内周面２３ａ１の先端側に設けられた小径内周面２３ａ２と、これらを連続する段差面２３ａ３とが設けられる。円筒部２３ａの大径内周面２３ａ１には、軸受２５、２６の外輪２５ａ、２６ａの外周面が固定される。円筒部２３ａの段差面２３ａ３には、先端側の軸受２６の外輪２６ａの端面が当接している。
　ブーツ２４は、ゴムや樹脂等で形成することができ、本実施形態ではゴムで形成される。ブーツ２４は、図１に示すように、先端（小径側端部）に設けられた小径円筒部２４ａと、基端（大径側端部）に設けられた大径円筒部２４ｂと、これらの間に設けられた蛇腹部２４ｃとを一体に有する。大径円筒部２４ｂの基端には、外径側に突出した外向きフランジ部２４ｄが設けられる。
　ブーツ２４の先端の小径円筒部２４ａは、ねじ軸２２の先端の環状溝（凹部２２ｃ）に固定される。ブーツ２４の基端の外向きフランジ部２４ｄは、ハウジング２３の開口部の内周に固定される。具体的には、図２に示すように、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄが、ハウジング２３の内周に配され、ハウジング２３の開口部に設けられた内向きフランジ部２３ｃと軸受２６の外輪２６ａとで軸方向両側から挟持固定される。ブーツ２４の大径円筒部２４ｂの外周面には環状溝２４ｂ１が形成され、この環状溝２４ｂ１に、ハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃの内径端が嵌合している。
　図示例では、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄと軸受２６の外輪２６ａとの間に、プレート２９が介在している。プレート２９は、樹脂材料や金属材料で中空円盤状に形成される。プレート２９を金属材料で形成する場合、例えば、アルミニウムや鋼（ステンレス鋼を含む）を使用できる。また、プレート２９の材料としては、溶製材の他、焼結材を使用することもできる。プレート２９の外周面は、ハウジング２３の円筒部２３ａの小径内周面２３ａ２と半径方向隙間を介して嵌合しており、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの外周面は、ハウジング２３の円筒部２３ａの小径内周面２３ａ２に密着している（図５参照）。プレート２９とブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄとの接触面積は、プレート２９と軸受２６の外輪２６ａとの接触面積よりも大きい。図示例では、プレート２９の基端側端面２９ａの外径領域が軸受２６の外輪２６ａに接触し、プレート２９の先端側端面２９ｂがブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの基端側端面２４ｄ１の全域に接触している。
　プレート２９の内径端は、軸受２６の外輪２６ａの内周面の先端側端部（チャンファを除く）よりも内径側まで延び、図示例では、ブーツ２４の基端部の内周面よりも内径側まで延びている。これにより、軸受２６の外輪２６ａと内輪２６ｂとの間の隙間の少なくとも一部がプレート２９で覆われるため、軸受２６の内部への異物の侵入を防止できる。
　上記構成の電動アクチュエータ１（図１参照）のステータコイル１１ｂに通電し、ロータ１２を正方向に回転させると、これと一体にねじ機構２０のナット２１が正方向に回転し、これによりねじ軸２２が軸方向で先端側（ハウジング２３から突出する側）に移動する。一方、ロータ１２を逆方向に回転させると、これと一体にナット２１が逆方向に回転し、これによりねじ軸２２が軸方向で基端側（ハウジング２３内に退入する側）に移動する。
　以下、上記構成の電動アクチュエータ１の組立方法、特に、ねじ機構２０の組立方法を説明する。
　まず、ナット２１の外周に軸受２５、２６を取り付けて、図３の左端に示すねじ機構サブアッシＡを形成する。具体的には、ナット２１の外周面の基端側から軸受２５の内輪２５ｂの内周面を圧入し、内輪２５ｂの端面をナット２１の凸部２１ａに当接させ、この状態でナット２１の外周面の基端側の環状溝に止め輪２７を装着する（図１参照）。同様に、ナット２１の外周面の先端側から軸受２６の内輪２６ｂの内周面を圧入し、内輪２６ｂの端面をナット２１の凸部２１ａに当接させ、この状態でナット２１の外周面の先端側の環状溝に止め輪２８を装着する。ナット２１の内周には、ねじ軸２２が挿入されている（図３ではねじ軸２２ａは見えていない）。
　次に、ブーツ２４をハウジング２３の内周に挿入する。本実施形態では、図３に示すように、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの基端側端面に、プレート２９が接着等の適宜の手段で予め固着されている。このブーツ２４をハウジング２３の基端側から内周に挿入し、ブーツ２４の先端の小径円筒部２４ａ（図１参照）及び蛇腹部２４ｃを、ハウジング２３の開口部から先端側に突出させる。このとき、ブーツ２４の蛇腹部２４ｃが、ハウジング２３の最小径部（図示例では、内向きフランジ部２３ｃの内周面）と干渉しないように、ブーツ２４を軸方向に引き延ばして蛇腹部２４ｃの山部を低くした状態で、ハウジング２３の開口部の内周を通過させる。
　こうして、ブーツ２４をハウジング２３の先端の開口部から突出させた状態では、図４に示すように、ブーツ２４の大径円筒部２４ｂに設けられた環状溝２４ｂ１に、ハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃの内径端が嵌合している。これにより、ブーツ２４がハウジング２３に仮装着される。このとき、プレート２９の軸方向厚さＴ１と、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの軸方向厚さＴ２との合計が、ハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃの基端側端面２３ｃ１と段差面２３ａ３との間の軸方向距離Ｗよりも大きくなっている（Ｔ１＋Ｔ２＞Ｗ）。その結果、プレート２９の基端側端面２９ａが、ハウジング２３の段差面２３ａ３よりも基端側に配されている。また、この状態では、プレート２９の外周面及びブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの外周面が、何れもハウジング２３の小径内周面２３ａ２と微小な半径方向隙間を介して嵌合している。
　次に、図３に示すねじ機構サブアッシＡを、ハウジング２３の内周に基端側から挿入する。具体的には、ハウジング２３の大径内周面２３ａ１に、ねじ機構サブアッシＡの各軸受２５、２６の外輪２５ａ、２６ａの外周面を嵌合させる。このとき、図５に示すように、先端側の軸受２６の外輪２６ａでプレート２９を先端側に押し込み、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄを軸方向に圧縮しながら、軸受２６の外輪２６ａの端面をハウジング２３の段差面２３ａ３に当接させる。これにより、ねじ機構サブアッシＡがハウジング２３の内周に固定されると同時に、ブーツ２４の基端（外向きフランジ部２４ｄ）がハウジング２３の開口部の内周に固定される。このように軸受２６の外輪２６ａをハウジング２３の内周に組み付ける工程で、ブーツ２４の基端をハウジング２３に固定することにより、ブーツ２４をハウジング２３に固定するための別途の工程を要さず、組立工数が削減される。
　このとき、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄがハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃに軸方向に押し付けられて全周で密着することで、ブーツ２４とハウジング２３との間が密閉される。本実施形態では、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄが軸方向に圧縮されることで外周面が外径側に膨出し、ハウジング２３の小径内周面２３ａ２に密着する。これにより、ブーツ２４とハウジング２３との間の密閉性が高められる。
　例えば図６に示すように、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄを軸受２６の外輪２６ａで直接押し込むことも考えられる。この場合、軸受２６の外輪２６ａにより、外向きフランジ部２４ｄの外径領域のみが圧縮される（図６の点線は、圧縮前の外向きフランジ部２４ｄを示し、散点領域は、外向きフランジ部２４ｄのうちの軸方向に圧縮された領域を示している。）。これにより、外向きフランジ部２４ｄの外径領域のみがハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃに押し付けられるため、両者の密着領域が小さくなり、両者の間の固定強度及び密閉性の不足が懸念される。また、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの外径領域のみが圧縮されると、外向きフランジ部２４ｄの内径領域が相対的に基端側に盛り上がり、この盛り上がり部Ｐが軸受２６の外輪２６ａと内輪２６ｂとの間に入り込んで、軸受２６の保持器２６ｃと干渉するおそれがある。
　これに対し、本実施形態では、図５に示すように、軸受２６の外輪２６ａとブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄとの間にプレート２９を介在させている。この場合、外輪２６ａで外向きフランジ部２４ｄを直接押し込む場合（図６参照）よりも、プレート２９を介して外向きフランジ部２４ｄの基端側端面２４ｄ１の広範囲（図示例では全域）を押圧することができる。これにより、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄとハウジング２３の内向きフランジ部２３ｃとを広範囲で密着させることができるため、両者の間の固定強度及び密閉性が高められる。また、プレート２９が、ブーツ２４の外向きフランジ部２４ｄの基端側端面２４ｄ１の大部分（図示例では全域）を覆っているため、外向きフランジ部２４ｄの一部が基端側に盛り上がって軸受２６の外輪２６ａと内輪２６ｂとの間に入り込む事態（図６参照）を回避できる。
　その後、ブーツ２４の小径円筒部２４ａを弾性変形させながら、ねじ軸２２の先端の凹部２２ｃに嵌合させることで、ブーツ２４の小径円筒部２４ａをねじ軸２２の先端に固定する（図１参照）。そして、ねじ機構２０の基端に、電動モータ１０を連結する。具体的には、ねじ機構２０のナット２１の基端の凹部２１ｂと、ロータインナ１２ｃの先端の凸部１２ｃ１とを嵌合させた状態で、ねじ機構２０のハウジング２３と電動モータ１０のモータハウジング１３とをボルト等で連結する。以上により、電動アクチュエータ１が完成する。
　本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については説明を省略する。
　図７に示す実施形態では、プレート２９の内径端が、軸受２６の内輪２６ｂの外周面の先端側端部（チャンファを除く）よりも内径側まで延びている。これにより、軸受２６の外輪２６ａと内輪２６ｂとの間の隙間の全域が、プレート２９により覆われるため、軸受内部への異物の侵入をより確実に防止できる。また、プレート２９の基端側端面２９ａの内周端には、環状の凹部２９ａ１を設けられている。この凹部２９ａ１は、少なくとも、軸受２６の内輪２６ｂの端面と軸方向で対向する半径方向領域に設けられる。これにより、ナット２１及び内輪２６ｂが回転したときに、ハウジング２３に固定されたプレート２９が内輪２６ｂに干渉する事態を防止できる。
　以上の実施形態では、ブーツ２４とプレート２９とを一体化した状態でハウジング２３の内周に挿入する場合を示したが、これらを別体にしてもよい。
　また、以上の実施形態では、電動モータ１０とねじ機構２０とを直接連結した場合を示したが、これに限らず、これらの間に減速機等を介在させてもよい。減速機としては、例えば、遊星歯車減速機や、平行軸歯車減速機等を用いることができる。
　また、以上の実施形態では、運動変換機構がねじ機構である場合を示したが、これに限られない。例えば、外側継手部材（筒状部材）と、軸部材が連結された内側継手部材と、軸部材及び外側継手部材に取り付けられたブーツとを備え、外側継手部材の回転運動を、中心方向の異なる内側継手部材の回転運動に変換可能な等速自在継手に本発明を適用してもよい。
１     電動アクチュエータ
１０   電動モータ
２０   ねじ機構（運動変換機構）
２１   ナット（回転部材）
２２   ねじ軸（軸部材）
２３   ハウジング（筒状部材）
２３ｃ 内向きフランジ部
２４   ブーツ
２４ｄ 外向きフランジ部
２５、２６    軸受
２９   プレート
Ａ     ねじ機構サブアッシ

Claims (7)

  1. 　筒状部材と、前記筒状部材の内周に挿入され、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から突出し、前記筒状部材に対して移動可能に設けられた軸部材と、小径側端部が前記軸部材の外周面に取り付けられ、大径側端部が前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に取り付けられたブーツとを備えた運動変換機構であって、
    　前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に、内径側に突出した内向きフランジ部を設け、　前記ブーツの大径側端部に、外径側に突出した外向きフランジ部を設け、
    　前記筒状部材の内周に固定された部品と前記筒状部材の内向きフランジ部とで前記ブーツの外向きフランジ部を軸方向両側から挟持することで、前記ブーツの大径側端部を前記筒状部材の内周に固定した運動変換機構。
  2. 　前記筒状部材の内周に回転部材が設けられ、
    　前記回転部材の回転運動を前記軸部材の軸方向移動に変換する請求項１に記載の運動変換機構。
  3. 　前記部品が、前記回転部材を前記筒状部材に対して回転自在に取り付ける軸受である請求項２に記載の運動変換機構。
  4. 　前記ブーツの外向きフランジ部と前記部品との軸方向間にプレートを介在させた請求項１～３の何れか１項に記載の運動変換機構。
  5. 　前記ブーツの外向きフランジ部と前記部品との軸方向間にプレートを介在させ、前記プレートが、前記軸受の外輪の内周面の軸方向一方側端部よりも内径側まで延びている請求項３に記載の運動変換機構。
  6. 　前記プレートが、前記ブーツの大径側端部の内周面よりも内径側まで延びている請求項５に記載の運動変換機構。
  7. 　軸方向一方側の開口部に内径側に突出した内向きフランジ部を有する筒状部材と、前記筒状部材の内周に挿入され、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から突出し、前記筒状部材に対して移動可能に設けられた軸部材と、小径側端部が前記軸部材の外周面に取り付けられ、大径側端部が前記筒状部材の軸方向一方側の開口部に取り付けられ、大径側端部に外径側に突出した外向きフランジ部を有するブーツとを備えた運動変換機構の組立方法であって、
    　前記筒状部材の内周に軸方向他方側から前記ブーツを挿入し、前記筒状部材の軸方向一方側の開口部から前記ブーツの小径側端部を突出させる工程と、
    　前記筒状部材の内周に軸方向他方側から部品を挿入し、前記部品と前記筒状部材の内向きフランジ部とで前記ブーツの外向きフランジ部を軸方向両側から挟持した状態で、前記部品を前記筒状部材の内周に固定することにより、前記ブーツの大径側端部を前記筒状部材の内周に固定する工程とを有する運動変換機構の組立方法。
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