WO2023053872A1 - 送りねじ機構及び電動アクチュエータ - Google Patents

送りねじ機構及び電動アクチュエータ Download PDF

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雄太 奥
晃央 加藤
香代 堺
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    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2081Parallel arrangement of drive motor to screw axis

Definitions

  • the present invention relates to a feed screw mechanism and an electric actuator.
  • the screw shaft advances and retreats in the axial direction as the nut rotates.
  • the present invention provides a feed screw mechanism capable of suppressing a decrease in operating efficiency of the feed screw mechanism and suppressing the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of lubricant to the outside, and an electric actuator having the feed screw mechanism.
  • the present invention provides a feed screw mechanism that converts rotary motion of an electric motor into linear motion and transmits the motion to an object to be operated.
  • a linear motion member that has a male threaded portion that is directly or indirectly screwed to the outer peripheral surface and moves linearly with the rotation of the rotating member; a lubricant that is accommodated between the female threaded portion and the male threaded portion;
  • a housing that accommodates the member and the linear motion member, and a wall that radially protrudes from an outer peripheral surface of the linear motion member, the wall linearly moves together with the linear motion member, and the outer radial end portion of the wall portion is arranged so as not to come into contact with the inner peripheral surface of the housing and members provided on the inner peripheral surface of the housing, or slidably with respect to the inner peripheral surface of the housing or members provided on the inner peripheral surface of the housing. characterized by
  • the wall portion protruding radially from the outer peripheral surface of the linear motion member since the wall portion protruding radially from the outer peripheral surface of the linear motion member is provided, the wall portion can suppress the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of the lubricant to the outside.
  • the outer radial end portion of the wall portion is provided on the inner peripheral surface of the housing or on the inner peripheral surface of the housing so as not to come into contact with the inner peripheral surface of the housing and members provided on the inner peripheral surface of the housing. Since it is arranged slidably with respect to the member, when the linear motion member moves linearly, the wall portion linearly moves together with the linear motion member.
  • the sliding resistance generated in the wall portion is compared to the sliding resistance generated in the member having a sealing function disposed between the rotary member that performs rotary motion and the linear motion member that performs linear motion, as in the conventional art. Since it can be reduced, it is possible to suppress the deterioration of the operation efficiency of the feed screw mechanism, and it is possible to suppress the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of the lubricant to the outside.
  • the operation target moved by the linear motion member may be, for example, a hydraulic device.
  • the wall portion is arranged between the male threaded portion and the hydraulic equipment to prevent the oil from moving to the male threaded portion. can be prevented.
  • it is possible to prevent the oil that scatters from the hydraulic equipment from scattering directly inside the feed screw mechanism it is possible to prevent the oil from being mixed with the lubricant and maintain the function of the lubricant.
  • At least part of the outer diameter of the wall is preferably larger than the inner diameter of the internal thread of the rotary member.
  • the wall portion may be arranged on at least a part of the outer peripheral surface of the direct-acting member in the circumferential direction.
  • the wall portion when the wall portion is continuously arranged over the entire circumference of the outer peripheral surface of the direct-acting member, it is possible to effectively suppress the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of the lubricant to the outside.
  • the wall portion may be arranged only on a part of the outer peripheral surface of the direct-acting member.
  • a protrusion projecting radially from the inner peripheral surface of the housing may be provided between the wall and the hydraulic device.
  • the projections provided on the inner peripheral surface of the housing can prevent oil from moving from the hydraulic equipment side to the wall side.
  • the protrusion can also prevent the leaked lubricant from moving to the hydraulic equipment side.
  • a feed screw mechanism according to the present invention can be applied, for example, to an electric actuator including an electric motor and a feed screw mechanism that converts rotary motion of the electric motor into linear motion.
  • the present invention it is possible to suppress the deterioration of the operating efficiency of the feed screw mechanism, and suppress the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of lubricant to the outside.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric actuator according to an embodiment of the invention
  • FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows a part of electric actuator which concerns on this embodiment. It is the front view which looked at the wall part from the axial direction of a screw shaft. It is a front view which shows the modification of a wall part.
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the electric actuator according to this embodiment is a so-called linear motion type electric actuator whose output member moves forward and backward (linear motion) in the axial direction.
  • linear motion type electric actuator whose output member moves forward and backward (linear motion) in the axial direction.
  • a case where the electric actuator according to the present embodiment is used in an electric brake system of an automobile will be described below as an example.
  • an electric actuator 1 includes an electric motor 2 that generates a rotational driving force, and converts the rotary motion of the electric motor 2 into linear motion parallel to its rotary shaft 2a to output a linear motion.
  • a transmission gear mechanism 4 for transmitting rotational driving force from the electric motor 2 to the motion conversion mechanism 3; and a housing 5 for holding them.
  • the housing 5 is divided into two parts for convenience of assembly.
  • the housing 5 is composed of a first housing 5A to which the electric motor 2 is attached and a second housing 5B connected to the first housing 5A.
  • the motion conversion mechanism 3 is composed of a cylindrical nut 31 as a rotating member, a screw shaft 32 as a linear motion member that linearly moves as the nut 31 rotates, and a ball screw mechanism 30 having a plurality of balls 33 . ing.
  • the nut 31 is rotatably supported by two rolling bearings 6 and 7 (here, ball bearings) respectively provided in the first housing 5A and the second housing 5B.
  • the inner peripheral surface of the nut 31 is provided with a female threaded portion 31a consisting of a spiral groove.
  • the outer peripheral surface of the screw shaft 32 inserted inside the nut 31 is provided with a male threaded portion 32a formed of a helical groove.
  • a plurality of balls 33 are accommodated between the female threaded portion 31a and the male threaded portion 32a that face each other.
  • there is Grease as a lubricant is filled between the female threaded portion 31a and the male threaded portion 32a in order to improve the operability and durability of the ball screw mechanism 30. As shown in FIG.
  • a pair of detent members 34 are provided at the rear end (right end in FIG. 1) of the screw shaft 32 to prevent the screw shaft 32 from rotating about its axis.
  • the pair of anti-rotation members 34 are formed in a round bar shape (pin shape), and are provided so that a part thereof protrudes from the outer peripheral surface of the screw shaft 32 .
  • Each anti-rotation member 34 is arranged in a guide groove 35a of a cylindrical guide member 35 housed in the second housing 5B.
  • Each guide groove 35a is formed to extend in the axial direction of the screw shaft 32, and each anti-rotation member 35 is configured to be movable along each guide groove 35a.
  • the transmission gear mechanism 4 is composed of a first transmission gear 41 provided on the rotating shaft 2 a of the electric motor 2 and a second transmission gear 42 meshing with the first transmission gear 41 .
  • the second transmission gear 42 is provided on the outer peripheral surface of the nut 31 and configured to rotate together with the nut 31 .
  • the electric actuator 1 configured as described above, when the rotary shaft 2a of the electric motor 2 rotates, the rotary motion is transmitted to the nut 31 via the first transmission gear 41 and the second transmission gear 42.
  • the plurality of balls 33 are circulated between the female threaded portion 31a and the male threaded portion 32a by a circulation member (not shown), thereby advancing or retreating the screw shaft 32 in its axial direction.
  • the screw shaft 32 tries to rotate in the same direction due to the rotational motion of the nut 31, but the anti-rotation member 34 provided at the rear end of the screw shaft 32 comes into contact with the guide groove 35a of the guide member 35, causing the screw shaft 32 to rotate in the same direction. , the rotation of the screw shaft 32 is restricted. As a result, the screw shaft 32 advances or retreats without rotating.
  • the end of the screw shaft 32 (the left end in FIG. 1) drives a device (here, a hydraulic cylinder that constitutes an electric brake system) to be used (not shown). manipulated.
  • a device here, a hydraulic cylinder that constitutes an electric brake system
  • the electric actuator when used as a means for operating the hydraulic cylinder that constitutes the electric brake system, as in the present embodiment, the oil leaking from the hydraulic cylinder scatters, and the outer peripheral surface of the screw shaft 32 , or may scatter inside the ball screw mechanism 30 .
  • the oil when the oil enters the nut 31 as the screw shaft 32 advances and retreats, the oil mixes with the grease interposed between the nut 31 and the screw shaft 32, changing the properties of the grease and causing the ball screw to move.
  • the operability and durability of the mechanism 30 may deteriorate. Further, if the grease in the nut 31 leaks to the outside as the screw shaft 32 advances and retreats, the amount of grease may decrease, and the operability and durability may deteriorate.
  • a wall portion 36 is provided on the outer peripheral surface of the screw shaft 32 in order to effectively suppress both the intrusion of foreign matter into the interior and the leakage of grease to the exterior.
  • the configuration of the wall portion 36 will be described in detail below.
  • the wall portion 36 is located on the distal end side of the male threaded portion 32a of the screw shaft 32, that is, the outer peripheral surface ( provided in a portion where the male threaded portion 32a is not provided).
  • the wall portion 36 is fixed to the outer peripheral surface of the screw shaft 32 so as not to move in the axial direction or rotate in the circumferential direction. Therefore, when the screw shaft 32 advances or retreats, the wall portion 36 also advances or retreats together with the screw shaft 32 .
  • the wall portion 36 protrudes radially (in a direction orthogonal to the axial direction) from the outer peripheral surface of the screw shaft 32, and the tip of the protruding direction approaches the inner peripheral surface of the housing 5 (first housing 5A). are arranged to That is, the distal end (outside radial end) of the wall portion 36 in the projecting direction is arranged so as not to come into contact with the inner peripheral surface of the housing 5 via the gap 10 (see FIG. 2).
  • FIG. 3 is a front view of the wall portion 36 viewed from the axial direction of the screw shaft 32.
  • the wall portion 36 is formed in a circular plate shape and arranged continuously over the entire circumference of the outer peripheral surface of the screw shaft 32 .
  • the shape of the wall portion 36 is not limited to a circular shape, and may be changed as appropriate according to the shape of the inner peripheral surface of the housing 5 (first housing 5A).
  • the wall portion 36 is provided along the entire circumference of the outer peripheral surface of the screw shaft 32 so as not to form a gap with the outer peripheral surface.
  • the wall portion 36 is formed separately from the screw shaft 32 in this embodiment, the wall portion 36 may be formed integrally with the screw shaft 32 .
  • a metal material having heat resistance can be applied.
  • the wall portion 36 as described above is provided on the outer peripheral surface of the screw shaft 32 , the oil splashed from the hydraulic equipment does not reach the outer peripheral surface of the screw shaft 32 .
  • the oil is prevented from moving by the wall portion 36 , so that the oil can be prevented from entering the nut 31 .
  • mixing of oil into the grease in the nut 31 can be effectively suppressed, and changes in the properties (lubricating properties) of the grease due to mixing of oil can be avoided. can be maintained.
  • the wall portion 36 can suppress the intrusion of oil into the nut 31 as well as the leakage of grease from the nut 31 . That is, even if the grease in the nut 31 moves along the outer peripheral surface of the screw shaft 32 along the forward and backward movement of the screw shaft 32 toward the tip side (toward the hydraulic equipment), the movement of the grease is blocked by the wall portion 36 . . As a result, it is possible to suppress the amount of grease in the nut 31 from decreasing, so that the function of maintaining the operability and durability of the ball screw mechanism 30 by the grease can be ensured.
  • the wall portion 36 even if the wall portion 36 advances or retreats together with the screw shaft 32 , there is no gap between the outer radial end portion of the wall portion 36 and the inner peripheral surface of the housing 5 . Since the gap 10 (see FIG. 2) is provided, the wall portion 36 does not slide against the inner peripheral surface of the housing 5 . As described above, in the present embodiment, the wall portion 36 is arranged so as not to contact the inner peripheral surface of the housing 5, so that no sliding resistance is generated between the wall portion 36 and the housing 5. The wall portion 36 does not hinder the forward and backward movement of the screw shaft 32. - ⁇ Therefore, it is possible to ensure good operability of the ball screw mechanism 30 as well.
  • the wall portion 36 which does not contact the housing 5 on the outer peripheral surface of the screw shaft 32 without using the sealing member and the bellows-shaped boot as in the conventional art, the external Intrusion of oil and leakage of grease to the outside can be effectively suppressed, and good operability of the screw shaft can be ensured.
  • the outer radial end of the wall portion 36 is positioned relative to the inner peripheral surface of the housing 5 and other members provided (fixed) on the inner peripheral surface of the housing 5 . must be positioned so that they do not touch each other. In the example shown in FIG. 1, nothing is provided on the inner peripheral surface of the housing 5 within the reciprocating range of the wall portion 36, but other members are provided on the inner peripheral surface of the housing 5. In this case, by arranging the wall 36 so that it does not come into contact with the members provided on the inner peripheral surface of the wall 36, it is possible to avoid the generation of sliding resistance due to the movement of the wall 36. As shown in FIG.
  • an annular protrusion 50 (see FIG. 1) is provided between the wall 36 and the hydraulic equipment and protrudes radially inward along the entire circumference of the inner peripheral surface of the housing 5. Therefore, the protrusion 50 can prevent the oil from moving toward the nut 31 . Moreover, even if the grease in the nut 31 moves along the lower portion of the inner peripheral surface of the housing 5 toward the hydraulic equipment, the movement of the grease can be prevented by the protrusion 50, so that the grease does not enter the hydraulic equipment. can also be suppressed. Thus, in this embodiment, the projection 50 of the housing 5 provided between the wall 36 and the hydraulic equipment can more reliably prevent the movement of oil and grease.
  • the wall portion 36 protrudes even slightly from the outer peripheral surface of the screw shaft 32, it is possible to suppress the intrusion of oil and the leakage of grease. And it is preferable to suppress leakage of grease. Specifically, it is preferable that the outer diameter (maximum outer diameter) D of the wall portion 36 shown in FIG. Thus, by making the outer diameter D of the wall portion 36 larger than the inner diameter d of the internal thread portion 31a of the nut 31, the leakage of grease from the nut 31 and the intrusion of oil into the nut 31 are effectively prevented. can be suppressed.
  • the outer diameter of the wall portion 35 may be formed larger than the inner diameter 31 a of the female thread portion of the nut 31 at a portion of the outer peripheral surface of the screw shaft 32 in the circumferential direction.
  • the tip of the wall portion 36 in the protruding direction is arranged so as not to come into contact with the inner peripheral surface of the housing 5.
  • the tip of the portion 36 in the projecting direction may contact the inner peripheral surface of the housing 5 or the inner peripheral surface of another member provided on the inner peripheral surface of the housing 5 to such an extent that it can slide.
  • a member having a sealing function is arranged between a rotary member that performs rotary motion and a linear motion member that performs linear motion, it is possible to suppress a decrease in the operating efficiency of the ball screw mechanism. It is possible to suppress the intrusion of foreign matter from the outside and the leakage of the lubricant to the outside.
  • the seal member slides on the linear motion member in both the linear motion direction and the rotational direction.
  • the portion 36 since it slides only in the linear motion direction with respect to the inner peripheral surface of the housing 5 or other member, it is possible to reduce the sliding resistance and suppress the deterioration of the operating efficiency of the ball screw mechanism.
  • a material of the wall portion 36 a resin material or a rubber material having slidability can be applied.
  • the wall portion 36 may be provided only on a part of the outer peripheral surface of the screw shaft 32 in the circumferential direction.
  • the wall portion 36 is provided in a semicircular shape over the circumferential region of the lower half of the screw shaft 32, but the arrangement and shape of the wall portion 36 can be changed as appropriate. be.
  • a plurality of wall portions 36 may be arranged at intervals in the circumferential direction of the screw shaft 32 .
  • the electric actuator according to the present invention is used as an electric actuator for operating the hydraulic equipment of the electric brake system. It may be something other than Therefore, the electric actuator according to the present invention can also be used as an electric actuator for operating devices or members other than hydraulic equipment, and the wall portion 36 can also be used as something that suppresses entry of foreign matter other than oil. be.
  • the motion conversion mechanism that converts the rotary motion of an electric motor into linear motion is not limited to a ball screw mechanism in which a nut (female thread) and a screw shaft (male thread) are indirectly screwed together via balls. It may be a slide screw mechanism in which the female threaded portion) and the screw shaft (male threaded portion) are directly screwed together without the interposition of balls. That is, the present invention is applicable not only to a ball screw mechanism, which is an example of a feed screw mechanism, but also to a slide screw mechanism, which is another example.

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Abstract

送りねじ機構(30)は、内周面に雌ねじ部(31a)を有する回転部材(31)と、雌ねじ部(31a)に対して直接的又は間接的に螺合する雄ねじ部(32a)を外周面に有し回転部材(31)の回転に伴って直線運動する直動部材(32)と、雌ねじ部(31a)と雄ねじ部(32a)の間に収容される潤滑剤と、回転部材(31)及び直動部材(32)を収容するハウジング(5)と、直動部材(32)の外周面から径方向に突出する壁部(36)を備える。壁部(36)は、直動部材(32)と一緒に直線運動し、壁部(36)の外径方向端部は、ハウジング(5)の内周面及びハウジング(5)の内周面に設けられる部材に対して接触しないように、あるいはハウジング(5)の内周面又はハウジング(5)の内周面に設けられる部材に対して摺動可能に配置される。

Description

送りねじ機構及び電動アクチュエータ
 本発明は、送りねじ機構及び電動アクチュエータに関する。
  自動車の自動変速機構やブレーキ機構、ステアリング機構などに使用される電動アクチュエータとして、電動モータの回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構を用いたものが知られている。
 このような送りねじ機構においては、作動性及び耐久性を向上させるため、一般的にねじ軸とナットとの間に潤滑剤としてのグリースが充填されている。しかしながら、ねじ軸が直線運動すると、ねじ軸の直線運動に伴って、ナット内のグリースが外部へ徐々に漏れ出る。そして、グリースが外部に漏れ出た結果、ナットとねじ軸との間のグリースの量が減少すると、作動性及び耐久性が低下する。
 斯かる問題を改善するため、従来の構成においては、ナットとねじ軸との間にグリースの漏出を防止するシール部材が設けられたものが提案されている(例えば、特許文献1~4参照)。
国際公開第2013-168432号 特開2008-2566号公報 特開2005-25321号公報 特許第5192074号公報
 ところで、上記のような送りねじ機構は、ナットの回転に伴ってねじ軸が軸方向へ前進後退するため、ナットから露出するねじ軸の外周面に異物が付着すると、ねじ軸の後退運動に伴って異物がナット内に侵入する虞がある。仮に、異物がナット内に侵入してグリースに混入すると、グリースの性質が変化して、送りねじ機構の作動性及び耐久性が低下する虞がある。
 このようなナット内への異物の侵入を高度に防止する方法としては、ねじ軸に対するシール部材の接触面積を増やしたり、接触圧を大きくしたりする方法がある。しかしながら、ねじ軸に対するシール部材の接触面積を増やしたり、接触圧を大きくしたりすると、ねじ軸とシール部材との間における摺動抵抗が増し、送りねじ機構の作動効率を低下させる懸念がある。
 そこで、本発明は、送りねじ機構の作動効率の低下を抑え、外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を抑制できる送りねじ機構、及び、当該送りねじ機構を備える電動アクチュエータを提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換して操作対象へ伝達する送りねじ機構であって、内周面に雌ねじ部を有する回転部材と、雌ねじ部に対して直接的又は間接的に螺合する雄ねじ部を外周面に有し回転部材の回転に伴って直線運動する直動部材と、雌ねじ部と雄ねじ部の間に収容される潤滑剤と、回転部材及び直動部材を収容するハウジングと、直動部材の外周面から径方向に突出する壁部を備え、壁部は、直動部材と一緒に直線運動し、壁部の外径方向端部は、ハウジングの内周面及びハウジングの内周面に設けられる部材に対して接触しないように、あるいはハウジングの内周面又はハウジングの内周面に設けられる部材に対して摺動可能に配置されることを特徴とする。
 このように、本発明においては、直動部材の外周面から径方向に突出する壁部が設けられているため、壁部によって外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を抑制できる。また、壁部の外径方向端部は、ハウジングの内周面及びハウジングの内周面に設けられる部材に対して接触しないように、あるいはハウジングの内周面又はハウジングの内周面に設けられる部材に対して摺動可能に配置されているため、直動部材が直線運動すると、壁部が直動部材と一緒に直線運動する。このとき、壁部に生じる摺動抵抗を、従来のような回転運動を行う回転部材と直線運動を行う直動部材の間に配置されたシール機能を有する部材に生じる摺動抵抗に比べて、低減することができるので、送りねじ機構の作動効率の低下を抑えることができ、外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を抑制できる。
 直動部材によって動かされる操作対象は、例えば油圧機器であってもよい。その場合、油圧機器から飛散したオイルが直動部材の外周面に付着したとしても、雄ねじ部と油圧機器との間に壁部が配置されていることにより、オイルが雄ねじ部へ移動するのを阻止できる。これにより、潤滑剤にオイルが混入するのを抑制でき、潤滑剤の機能を維持できる。また、油圧機器から飛散したオイルが直接送りねじ機構の内部に飛散することも阻止できるため、潤滑剤にオイルが混入するのを抑制でき、潤滑剤の機能を維持できる。
 壁部の外径の少なくとも一部は、回転部材の雌ねじ部の内径よりも大きいことが好ましい。壁部の外径の少なくとも一部を雌ねじ部の内径よりも大きくすることにより、外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を効果的に抑制できる。
 また、壁部は、直動部材の外周面における周方向の少なくとも一部に配置されていればよい。特に、壁部が、直動部材の外周面の全周に渡って連続して配置される場合は、外部からの異物の侵入及び外部への潤滑剤の漏出を効果的に抑制できる。また、壁部は、直動部材の外周面の一部のみに配置されてもよい。
 壁部と油圧機器との間に、ハウジングの内周面から径方向に突出する突起部が設けられていてもよい。この場合、ハウジングの内周面に設けられた突起部によって、オイルが油圧機器側から壁部側へ移動するのを阻止できる。また、突起部によって、漏出した潤滑剤が油圧機器側へ移動するのも阻止できる。
 本発明に係る送りねじ機構は、例えば、電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構を備える電動アクチュエータに適用可能である。
 本発明によれば、送りねじ機構の作動効率の低下を抑え、外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を抑制できる。
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。 本実施形態に係る電動アクチュエータの一部を拡大して示す縦断面図である。 壁部を、ねじ軸の軸方向から見た正面図である。 壁部の変形例を示す正面図である。
 以下、本発明の実施形態を図1~図3に基づいて説明する。
 本実施形態に係る電動アクチュエータは、その出力部材が軸方向に進退移動(直線運動)する、いわゆる直線運動型の電動アクチュエータである。以下では、本実施形態に係る電動アクチュエータを自動車の電動ブレーキシステムに使用する場合を例にとって説明する。
 図1に示されるように、本実施形態に係る電動アクチュエータ1は、回転駆動力を発生させる電動モータ2と、電動モータ2の回転運動をその回転軸2aと平行な直線運動に変換して出力する運動変換機構3と、電動モータ2から運動変換機構3へ回転駆動力を伝達する伝達ギヤ機構4と、これらを保持するハウジング5を備えている。
 本実施形態においては、組み立ての都合上、ハウジング5が二分割されている。ハウジング5は、電動モータ2が取り付けられる第1ハウジング5Aと、第1ハウジング5Aに連結される第2ハウジング5Bによって構成されている。
 運動変換機構3は、回転部材としての筒状のナット31と、ナット31の回転に伴って直線運動する直動部材としてのねじ軸32と、複数のボール33を備えるボールねじ機構30によって構成されている。ナット31は、第1ハウジング5A内と第2ハウジング5B内のそれぞれに設けられた2つの転がり軸受6,7(ここでは、玉軸受)によって回転可能に支持されている。
 ナット31の内周面には、螺旋状の溝から成る雌ねじ部31aが設けられている。一方、ナット31の内側に挿通されるねじ軸32の外周面には、螺旋状の溝から成る雄ねじ部32aが設けられている。互いに対向する雌ねじ部31aと雄ねじ部32aとの間には、複数のボール33が収容されており、これらのボール33によって、ねじ軸32が、電動モータ2の回転軸2aと平行に支持されている。また、雌ねじ部31aと雄ねじ部32aとの間には、ボールねじ機構30の作動性と耐久性を向上させるため、潤滑剤としてのグリースが充填されている。
 また、ねじ軸32の後端(図1における右端)には、ねじ軸32がその軸心を中心に回転しないように規制する一対の回り止め部材34が設けられている。一対の回り止め部材34は、丸棒状(ピン状)に形成されており、その一部がねじ軸32の外周面から突出するように設けられている。また、各回り止め部材34は、第2ハウジング5B内に収容される筒状のガイド部材35のガイド溝35a内に配置されている。各ガイド溝35aは、ねじ軸32の軸方向へ伸びるように形成されており、各ガイド溝35aに沿って各回り止め部材35が移動可能に構成されている。
 上記伝達ギヤ機構4は、電動モータ2の回転軸2aに設けられた第1伝達ギヤ41と、第1伝達ギヤ41と噛み合う第2伝達ギヤ42によって構成されている。第2伝達ギヤ42は、ナット31の外周面に設けられ、ナット31と一緒に回転するように構成されている。
 上記の如く構成された電動アクチュエータ1において、電動モータ2の回転軸2aが回転すると、その回転運動が第1伝達ギヤ41及び第2伝達ギヤ42を介してナット31へ伝達される。そして、ナット31が回転すると、複数のボール33が図示しない循環部材によって雌ねじ部31aと雄ねじ部32aとの間で循環することにより、ねじ軸32がその軸方向に前進又は後退する。このとき、ねじ軸32は、ナット31の回転運動によって同じ向きに回転しようとするが、ねじ軸32の後端に設けられた回り止め部材34がガイド部材35のガイド溝35aに接触することにより、ねじ軸32の回転が規制される。これにより、ねじ軸32が回転することなく前進又は後退する。
 このように、ねじ軸32がその軸方向に前進又は後退することにより、ねじ軸32の先端(図1における左端)によって図示外の使用機器(ここでは、電動ブレーキシステムを構成する油圧シリンダ)が操作される。
 ここで、本実施形態のように、電動アクチュエータを、電動ブレーキシステムを構成する油圧シリンダを操作する手段として使用した場合、油圧シリンダ内から漏れ出たオイルが飛散して、ねじ軸32の外周面に付着したり、ボールねじ機構30の内部へ飛散したりすることがある。その場合、ねじ軸32の前進後退運動に伴ってオイルがナット31内に侵入すると、オイルがナット31とねじ軸32の間に介在するグリースに混入し、グリースの性質が変化して、ボールねじ機構30の作動性及び耐久性が低下する虞がある。また、ねじ軸32の前進後退運動に伴って、ナット31内のグリースが外部に漏れ出ると、グリース量が減少し、作動性及び耐久性が低下する虞がある。
 そのため、本実施形態に係る電動アクチュエータにおいては、内部への異物侵入及び外部へのグリース漏れの両方を効果的に抑制できるようにするため、ねじ軸32の外周面に壁部36が設けられている。以下、壁部36の構成について詳しく説明する。
 図1に示されるように、壁部36は、ねじ軸32の雄ねじ部32aよりも先端側、すなわち、雄ねじ部32と操作対象である油圧機器(ここでは油圧シリンダ)との間の外周面(雄ねじ部32aが設けられていない部分)に設けられている。壁部36は、ねじ軸32の外周面に対して軸方向に移動したり周方向に回転したりしないように固定されている。このため、ねじ軸32が前進又は後退すると、壁部36もねじ軸32と一緒に前進又は後退する。また、壁部36は、ねじ軸32の外周面から径方向(軸方向に対して直交する方向)へ突出し、その突出方向の先端は、ハウジング5(第1ハウジング5A)の内周面に近接するように配置されている。すなわち、壁部36の突出方向の先端(外径方向端部)は、ハウジング5の内周面に対して隙間10(図2参照)を介して接触しないように配置されている。
 図3は、壁部36を、ねじ軸32の軸方向から見た正面図である。
 図3に示されるように、壁部36は、円形の板状に形成され、ねじ軸32の外周面の全周に渡って連続して配置されている。なお、壁部36の形状は、円形に限らず、ハウジング5(第1ハウジング5A)の内周面の形状などに応じて適宜変更してもよい。また、壁部36は、ねじ軸32の外周面の全周に渡って、その外周面との間に隙間が生じないように設けられている。本実施形態においては、壁部36がねじ軸32と別体で構成されているが、壁部36はねじ軸32と一体成型されていてもよい。また、壁部36の材料としては、例えば耐熱性を有する金属材料などが適用可能である。
 このように、本実施形態に係る電動アクチュエータ1においては、ねじ軸32の外周面に上記のような壁部36が設けられているため、油圧機器から飛散したオイルがねじ軸32の外周面に付着したり、油圧機器から飛散したオイルが直接ボールねじ機構30内へ飛散したりしても、そのオイルがねじ軸32の外周面を伝ってナット31内に侵入するのを効果的に抑制することができる。すなわち、オイルがねじ軸32の外周面を伝ってナット31側へ移動したとしても、壁部36によってオイルの移動が阻止されるので、ナット31内へのオイルの侵入を抑制できる。これにより、オイルがナット31内のグリースに混入するのを効果的に抑制でき、オイルの混入に伴うグリースの性質(潤滑性)の変化を回避できるので、ボールねじ機構30の作動性及び耐久性を維持することが可能である。
 また、壁部36は、ナット31内へのオイルの侵入を抑制するほか、ナット31内からのグリース漏れも抑制できる。すなわち、ナット31内のグリースがねじ軸32の前進後退運動に伴いねじ軸32の外周面を伝って先端側(油圧機器側)へ移動したとしても、壁部36によってグリースの移動が阻止される。これにより、ナット31内のグリース量が減少するのを抑制できるため、グリースによるボールねじ機構30の作動性及び耐久性の維持機能を確保できる。
 ここで、従来のように、ナットとねじ軸との間にシール部材が設けられた構成においては、ねじ軸が前進又は後退すると、シール部材がねじ軸に対して直動方向及び回転方向に相対的に摺動するため、ねじ軸に対するシール部材の接触面積を増やしたり、接触圧を大きくしたりすると、ねじ軸に対するシール部材の摺動抵抗が増し、ねじ軸の作動効率が低下することになる。また、従来のシール部材に代えて、ハウジングの内周面とねじ軸の外周面との間に、伸縮可能な蛇腹状のブーツを設け、このブーツによってオイルの侵入を抑制する方法も考えられるが、この方法においては、ブーツの伸縮に伴う抵抗やハウジング内圧の変動が発生する。
 これに対して、本発明の実施形態においては、壁部36がねじ軸32と一緒に前進又は後退しても、壁部36の外径方向端部とハウジング5の内周面との間に隙間10(図2参照)が設けられているので、壁部36はハウジング5の内周面に対して摺動することはない。このように、本実施形態においては、壁部36がハウジング5の内周面に対して接触しないように配置されているので、壁部36とハウジング5との間に摺動抵抗は生じず、壁部36がねじ軸32の前進後退運動の妨げとなることが無い。このため、ボールねじ機構30の良好な作動性も確保することが可能である。
 以上のように、本発明の実施形態においては、従来のようなシール部材及び蛇腹状のブーツを用いず、ハウジング5に接触しない壁部36をねじ軸32の外周面に設けることにより、外部からのオイルの侵入及びグリースの外部への漏出を効果的に抑制できると共に、ねじ軸の良好な作動性も確保できる。
 なお、壁部36の外径方向端部は、ハウジング5の内周面のほか、ハウジング5の内周面に設けられている(固定されている)他の部材を含む内周面に対しても接触しないように配置される必要がある。図1に示される例の場合、壁部36の往復移動範囲内において、ハウジング5の内周面には何も設けられていないが、ハウジング5の内周面に他の部材が設けられている場合は、その内周面に設けられている部材に対しても壁部36が接触しないように配置されることにより、壁部36の移動に伴う摺動抵抗の発生を回避できる。
 また、図1に示される例のように、ボールねじ機構30が水平に設置された姿勢で使用される場合は、油圧機器から飛散したオイルが重力に従ってハウジング5の内周面の下部に溜り、その内周面の下部と壁部36との隙間からオイルがナット31側へ侵入することも考えられる。
 この点に関し、本実施形態においては、壁部36と油圧機器との間に、ハウジング5の内周面全周に渡って内径方向に突出する環状の突起部50(図1参照)が設けられているため、この突起部50によってナット31側へのオイルの移動を阻止できる。また、ナット31内のグリースがハウジング5の内周面の下部を伝って油圧機器側へ移動したとしても、そのグリースの移動を突起部50によって阻止できるので、グリースが油圧機器側へ侵入するのも抑制できる。このように、本実施形態においては、壁部36と油圧機器との間に設けられたハウジング5の突起部50によって、オイル及びグリースの移動をより確実に阻止することが可能である。
 壁部36は、ねじ軸32の外周面から少しでも突出していれば、オイルの侵入及びグリースの漏出を抑制することが可能であるが、壁部36の突出量が多い方が、オイルの侵入及びグリースの漏出を抑制するうえで好ましい。具体的には、図1に示される壁部36の外径(最大外径)Dが、ナット31の雌ねじ部31aの内径(最大内径)dよりも大きいことが好ましい。このように、壁部36の外径Dを、ナット31の雌ねじ部31aの内径dよりも大きくすることにより、ナット31内からのグリースの漏出及びナット31内へのオイルの侵入を効果的に抑制できるようになる。また、壁部36外径全体が、ナット31の雌ねじ部31aの内径よりも大きい場合に限らず、壁部36の外径の一部のみが、ナット31の雌ねじ部31aの内径よりも大きい場合であってもよい。言い換えれば、ねじ軸32の外周面における周方向の一部において、壁部35の外径がナット31の雌ねじ部の内径31aよりも大きく形成されていていてもよい。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
 上述の実施形態においては、壁部36の突出方向の先端が、ハウジング5の内周面に対して接触しないように配置されている場合を例に説明したが、シール性を向上させるために壁部36の突出方向の先端を、ハウジング5の内周面又はハウジング5の内周面に設けられている他の部材の内周面に対して摺動可能な程度に接触させてもよい。この場合も、従来のような回転運動を行う回転部材と直線運動を行う直動部材の間にシール機能を有する部材が配置された構成に比べて、ボールねじ機構の作動効率低下を抑えることができ、外部からの異物の侵入と外部への潤滑剤の漏出を抑制できる。すなわち、従来の構成においては、回転部材が回転すると共に直動部材が直線運動すると、シール部材が直動部材に対して直動方向と回転方向の両方向に摺動するが、本発明に係る壁部36の場合は、ハウジング5又は他の部材の内周面に対して直動方向のみに摺動するので、摺動抵抗を低減でき、ボールねじ機構の作動効率低下を抑えることができる。壁部36の材料としては、摺動性を有する樹脂材料又はゴム材料などを適用可能である。
 また、図4に示される例のように、壁部36は、ねじ軸32の外周面における周方向の一部のみに設けられていてもよい。図4に示される例においては、壁部36が、ねじ軸32の下側半分の周方向領域に渡って半円状に設けられているが、壁部36の配置及び形状は適宜変更可能である。また、ねじ軸32の周方向に渡って複数の壁部36を互いに間隔をあけて配置してもよい。
 また、上述の実施形態においては、本発明に係る電動アクチュエータを、電動ブレーキシステムの油圧機器を操作する電動アクチュエータとして用いた場合を例に説明したが、操作対象となる装置又は部材は、油圧機器以外のものであってもよい。従って、本発明に係る電動アクチュエータは、油圧機器以外の装置又は部材を操作する電動アクチュエータとして用いることもでき、上記壁部36は、オイル以外の異物侵入を抑制するものとしても用いることが可能である。
 また、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構は、ナット(雌ねじ部)とねじ軸(雄ねじ部)がボールを介して間接的に螺合するボールねじ機構に限らず、ナット(雌ねじ部)とねじ軸(雄ねじ部)がボールを介さずに直接的に螺合するすべりねじ機構であってもよい。すなわち、本発明は、送りねじ機構の一例であるボールねじ機構に限らず、他の例であるすべりねじ機構にも適用可能である。
 1   電動アクチュエータ
 2   電動モータ
 3   運動変換機構
 4   伝達ギヤ機構
 5   ハウジング
 10  隙間
 30  ボールねじ機構
 31  ナット(回転部材)
 31a 雌ねじ部
 32  ねじ軸(直動部材)
 32a 雄ねじ部
 33  ボール
 36  壁部
 50  突起部

Claims (6)

  1.  電動モータの回転運動を直線運動に変換して操作対象へ伝達する送りねじ機構であって、
     内周面に雌ねじ部を有する回転部材と、
     前記雌ねじ部に対して直接的又は間接的に螺合する雄ねじ部を外周面に有し前記回転部材の回転に伴って直線運動する直動部材と、
     前記雌ねじ部と前記雄ねじ部の間に収容される潤滑剤と、前記回転部材及び前記直動部材を収容するハウジングと、
     前記直動部材の外周面から径方向に突出する壁部を備え、
     前記壁部は、前記直動部材と一緒に直線運動し、
     前記壁部の外径方向端部は、前記ハウジングの内周面及び前記ハウジングの内周面に設けられる部材に対して接触しないように、あるいは前記ハウジングの内周面又は前記ハウジングの内周面に設けられる部材に対して摺動可能に配置されることを特徴とする送りねじ機構。
  2.  前記操作対象は、油圧機器であり、
     前記壁部は、前記直動部材の雄ねじ部と、前記直動部材によって動かされる油圧機器との間に配置される請求項1に記載の送りねじ機構。
  3.  前記壁部の外径の少なくとも一部は、前記回転部材の雌ねじ部の内径よりも大きい請求項1又は2に記載の送りねじ機構。
  4.  前記壁部は、前記直動部材の外周面における周方向の少なくとも一部に配置される請求項1から3のいずれか1項に記載の送りねじ機構。
  5.  前記壁部と前記油圧機器との間に、前記ハウジングの内周面から径方向に突出する突起部が設けられている請求項2に記載の送りねじ機構。
  6.  電動モータと、前記電動モータの回転運動を直線運動に変換する請求項1から5のいずれか1項に記載の送りねじ機構を備えることを特徴とする電動アクチュエータ。
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