(57)【要約】【課題】作動性と位置決め精度を両立できるアクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ１は、ねじ軸１０と、複数の転動体を介してねじ軸１０に螺合するナット２０とを有して、ねじ軸１０とナット２０とが相対的に回転することにより、ねじ軸１０又はナット２０が軸方向に直動する直動部材２として機能する。直動部材２としてのねじ軸１０は、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを有してなる。第１部材１０Ａの相手部材５０に接触する端部１１には相手部材５０側に開口する開口部１２が設けられる。この開口部１２には、第２部材１０Ｂが遊嵌される。第１部材１０Ａが直動することによってねじ軸１０に連結される相手部材５０にねじ軸１０が付勢する際に、第１部材１０Ａに対して、第２部材１０Ｂは、上記軸方向に相対移動不能且つ径方向に相対移動可能に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の転動溝が軸方向に形成されたねじ軸と、
前記転動溝に対応する転動溝が内周面に形成され、該転動溝と前記ねじ軸の転動溝とによって形成される転動体転動路に配設された複数の転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットとを有して、前記ねじ軸と前記ナットとが相対的に回転することにより、前記ねじ軸又は前記ナットが軸方向に直動する直動部材として機能するアクチュエータであって、
前記直動部材が、前記転動溝を有する第１部材と、該第１部材が直動することによって、前記直動部材に連結される相手部材に前記直動部材が付勢する際に、第１部材に対して相対的に、前記軸方向に相対移動不能且つ径方向に相対移動可能に連結された第２部材とを有してなることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記直動部材に連結される相手部材に接触する第１部材の端部には前記相手部材側に開口する開口部が設けられ、該開口部に第２部材が遊嵌されたことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
第２部材の剛性が前記ねじ軸の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
第２部材と前記開口部との間に、前記ねじ軸及び第２部材のそれぞれの材料よりも低剛性の材料からなる中間部材を介在させたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
第２部材の前記相手部材に接触する端部に低摩擦コーティング層が形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじを用い、自動車や二輪、船舶用に好適なアクチュエータに関し、特に、ブレーキ用アクチュエータに適したアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により行うシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。このようなボールねじを用いたアクチュエータにおいては、直動と回転との変換部であるボールねじの作動性の向上が求められる。
このようなボールねじの作動性を向上させることを目的とした技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１によれば、出力軸（ねじ軸）と相手部材との間に弾性体が設けられている。これにより、相手部材のストロークが小さい用途でも、ねじ軸移動量（ナット回転量）が増えるため、全領域で潤滑されて作動性が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、ボールねじの作動性は確保できるが、ボールねじを用いた多くのアクチュエータで要求される位置決め精度が低下するため、検討の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、作動性と位置決め精度とを両立できるアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明のある実施形態のアクチュエータは、外周面に螺旋状の転動溝が形成されたねじ軸と、
上記転動溝に対応する転動溝が内周面に形成され、該転動溝と上記ねじ軸の転動溝とによって形成される転動体転動路に配設された複数の転動体を介して上記ねじ軸に螺合するナットとを有して、上記ねじ軸と上記ナットとが相対的に回転することにより、上記ねじ軸又は上記ナットが上記軸方向に直動する直動部材として機能するアクチュエータである。
【０００６】
そして、上記直動部材が、上記転動溝を有する第１部材と、該第１部材が直動することによって、上記直動部材に連結される相手部材に上記直動部材が付勢する際に、第１部材に対して相対的に、上記軸方向に相対移動不能且つ径方向に相対移動可能に連結された第２部材とを有してなる。
このような構成によれば、ボールねじを構成するナット、ねじ軸、ボールの製造誤差、組付誤差により、ボールの引っかかりが生じた場合にも、直動部材が触れ回ることができる。このため、直動と回転との滑らかな変換が可能となり、作動性を向上できる。また、上記直動部材が、軸方向に相対移動不能となっているので、位置決め精度も確保できる。よって、作動性と位置決め精度とを両立できるアクチュエータを提供することができる。
【０００７】
また、本発明の他の実施形態のアクチュエータは、第２部材の剛性が第１部材の剛性よりも低くされてもよい。
また、本発明の他の実施形態のアクチュエータは、第２部材と上記開口部との間に、第１部材及び第２部材のそれぞれの材料よりも低剛性の材料からなる中間部材を介在させてもよい。
また、本発明の他の実施形態のアクチュエータは、第２部材の上記相手部材に接触する端部に低摩擦コーティング層が形成されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、作動性と位置決め精度とを両立できるアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のアクチュエータの第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【図２】本発明のアクチュエータの第１の実施形態における変形例の構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のアクチュエータの実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明のアクチュエータの第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。
【００１１】
＜構成＞
図１に示すように、本実施形態のアクチュエータ１は、ねじ軸１０と、ナット２０とを有する。ねじ軸１０及びナット２０は、複数の転動体（ボール）３０を介して螺合している。ナット２０は、ねじ軸１０の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ねじ軸１０の外周面には、軸方向に螺旋状に転動溝１０ａが形成されている。また、ナット２０の内周面には、ねじ軸１０の転動溝１０ａに対向するように転動溝２０ａが形成されている。転動溝１０ａと転動溝２０ａとによって形成された転動路において転動体３０は転動可能とされている。そして、ねじ軸１０とナット２０とが相対的に回転することにより、ねじ軸１０又はナット２０が上記軸方向に直動する直動部材２として機能する。なお、本実施形態では、ねじ軸１０を直動部材２として説明する。
【００１２】
また、ねじ軸１０は、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを有してなる。第１部材１０Ａは、ねじ軸１０の転動溝１０ａを有する部材である。また、第２部材１０Ｂは、第１部材１０Ａが直動することによって、相手部材５０にねじ軸１０が付勢する際に、第１部材１０Ａに対して相対的に、軸方向に相対移動不能且つ径方向に相対移動可能に連結された部材である。具体的には、第１部材１０Ａの相手部材５０に対向する側の端部に、相手部材５０側に開口する開口部１２が形成されている。この開口部１２には、相手部材５０に接触する円柱形状をなす第２部材１０Ｂが、軸方向に相対移動不能且つ径方向に相対移動可能に嵌入されている。
【００１３】
ここで、ナット、ねじ軸、ボール（転動体）の製造誤差、組付誤差により、ボールの引っかかりが生じた場合、ナットとねじ軸との中心軸が一致したまま固定されている（相対的に振れ回らない）と、ボールが引っかかりから脱するためには大きな推進力が必要となる。すなわち、ボールが引っかかりから脱出し易くなる位置に、ねじ軸とナットとが相対移動することができない。このため、ボールが引っかかりから脱出するためには、ボール、又は軌道面うちボールが引っかかっている部分、ねじ軸、ナットが弾性的に変形する必要があり、それを行うだけの推力がボールに負荷されることが必要である。
【００１４】
そこで、本実施形態では、第２部材１０Ｂは弾性変形しやすく、ねじ軸１０、ナット２０、ボール３０の製造誤差や、組付誤差により、ボール３０の引っかかりが生じた場合でも、ねじ軸１０（第１部材１０Ａ）が径方向に振れ回り、ボール３０が引っかかりから容易に脱出することができる。なお、第２部材１０Ｂの剛性は、ねじ軸１０の剛性よりも低いことが好ましい。
【００１５】
（第２の実施形態）
図２は、本発明のアクチュエータの第２の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。なお、本実施形態のアクチュエータは、ねじ軸の構成が上述した第１の実施形態と異なるだけであるため、第１の実施形態と重複又は相当する部材等については図に同一符号を付して説明を省略する。また、図２では、ナット２０及びボール（転動体）３０を省略した。
【００１６】
図１の構成では、第１部材１０Ａに第２部材１０Ｂを圧入することでも上述の効果を得られるが、より高い効果（振れ回りやすくする）を得るためには、隙間をもって嵌合させることが好ましい。この隙間は、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの軸心が大きくずれない程度の大きさが好ましい。この隙間を大きくする場合は、図２のように、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの径方向位置の位置決めのための位置決め部材として、中間部材１０Ｃを用いても良い。
【００１７】
中間部材１０Ｃは、第１部材１０Ａ及び第２部材１０Ｂよりも剛性が低い材料からなる。より具体的には、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの相対的な振れ回りを阻害せず、かつ第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの相対位置の位置決めができる程度の剛性を備える材料が好ましい。このような材料としては、弾性材料が挙げられる。
図２のような構成とすることで、第２部材１０Ｂが適切な位置で撓むことができる。この結果、第１部材１０Ａと相対的に振れ回ることができる。
なお、第１部材１０Ａと相対的と第２部材１０Ｂとの剛性の大小関係は問わない。これらは同等の剛性を備えていても良い。ただし、第２部材１０Ｂの撓みやすさを考慮すると、第２部材１０Ｂの剛性は第１部材１０Ａよりも低いことが好ましい。
【００１８】
（第３の実施形態）
本発明に係るアクチュエータの第３の実施形態としては、図１に示す第１の実施形態のアクチュエータにおいて、第２部材１０Ｂの相手部材５０に接触する端部に低摩擦コーティング層が形成されてもよい。この低摩擦コーティング層を構成するコーティング材としてはフッ素樹脂、ＤＬＣ等が挙げられる。
【００１９】
このような構成とすることにより、直動部材２であるねじ軸１０を構成する第２部材１０Ｂの端部に低摩擦コーティング層が設けられているので、直動部材２の相手部材５０に対向する端部に低摩擦コーティング層が施されていない構成と比較すると摩擦による抵抗力が小さい。その結果、直動部材２であるねじ軸１０の端部１１は相手部材５０に対して、容易に径方向に移動可能である。
その結果、ねじ軸１０、ナット２０、ボール３０の製造誤差や、組付誤差により、ボール３０の引っかかりが生じた場合でも、ねじ軸１０が径方向に振れ回り、ボール３０が引っかかりから容易に脱出することができる。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、上述の実施形態では、直動部材としてのねじ軸を第１部材と第２部材とに分割したが、ナットを直動部材として、上述と同様にナットを第１部材と第２部材とに分割してもよい。すなわち、上述の実施形態ではナット２０が回転することによってねじ軸１０が直動する構成について説明したが、ねじ軸１０が回転することによってナット２０を直動させる構成にも適用することができる。この場合、第１の実施形態では、ナット２０を構成する第１部材に開口部を設けて第２部材を遊嵌させた構造となり、第２の実施形態では、２分割されたナット２０と開口部との間に中間部材を介在させる構造となる。
【００２１】
さらに、本実施形態のアクチュエータ１は、自動車やニ輪、船舶用に適用できる。特に、ブレーキ用アクチュエータのように、直動部材２が相手部材５０を押すが、相手部材５０を引くことのないアクチュエータ、すなわち、相手部材５０から離れる方向に直動部材２が動く場合に、相手部材５０が直動部材２と同じ方向に動く、又は相手部材５０に押されて直動部材２がその方向に動くアクチュエータに適している。
【符号の説明】
【００２２】
１  アクチュエータ
１０  ねじ軸
１０Ａ  第１部材
１０Ｂ  第２部材
１０Ｃ  中間部材
１１  端部
１２  開口部
２０  ナット
３０  転動体
５０  相手部材
【図１】
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【図２】
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