(57)【要約】【課題】遊星歯車減速機構とボールねじ機構を用いた電動式直動アクチュエータのケーシングをシンプルでコンパクトに設計可能とするとともに、ケーシング内への各部品の組み込み作業を容易にすることである。【解決手段】ボールねじ機構３のねじ軸３ａを遊星歯車減速機構２の入力軸に連結された遊星歯車２ｃのキャリヤとして、ねじ軸３ａの内径側に太陽歯車２ａを設けた固定軸８を配設し、ボールねじ機構３のナット３ｂに内歯歯車２ｂを設けてナット３ｂを直線運動させるようにし、その内径側に遊星歯車減速機構２を組み込むことにより、各機構の組み寸法をコンパクトなものにするとともに、ケーシング４内での各部品の取り付け構造も簡単なものとし、電動式直動アクチュエータのケーシング４をシンプルでコンパクトに設計可能とし、かつ、ケーシング４内への各部品の組み込み作業も容易にできるようにした。【選択図】図１
2006112520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転力を、太陽歯車と内歯歯車の間に遊星歯車を噛み合わせた遊星歯車減速機構と、ねじ軸とナット間でボールを循環させるボールねじ機構とを介して、直線運動に変換する電動式直動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構のねじ軸を前記遊星歯車減速機構の入力軸に連結された前記遊星歯車のキャリヤとして、このねじ軸の内径側に前記太陽歯車を設けた固定軸を配設し、前記ボールねじ機構のナットに前記内歯歯車を設けてナットを直線運動させるようにし、このナットの内径側に前記遊星歯車減速機構を組み込んだことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
前記ボールねじ機構のボールを、前記ねじ軸側で循環させるようにした請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転力を減速機構と運動変換機構を介して直線運動に変換する電動式直動アクチュエータに関し、特に、減速機構に遊星歯車減速機構を用い、運動変換機構にボールねじ機構を用いた電動式直動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの回転力を減速機構と運動変換機構を介して直線運動に変換する電動式直動アクチュエータには、減速機構に減速比を大きくできる遊星歯車減速機構を用い、運動変換機構に摩擦による変換ロスが少ないボールねじ機構を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、電動モータのロータに遊星歯車減速機構の太陽歯車を設け、ケーシングの内径面に内歯歯車を設けて、ボールねじ機構のナットまたはねじ軸に遊星歯車のキャリヤを一体化して、ねじ軸またはナットを直線運動させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２７１９０号公報（第１、５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたものを始めとして、遊星歯車減速機構とボールねじ機構を用いた電動式直動アクチュエータは、電動モータが取り付けられるケーシングの内径面に遊星歯車減速機構の内歯歯車を設けて、複雑な遊星歯車減速機構をボールねじ機構の外側に配設しているので、各機構の組み寸法が大きくなるとともに、ケーシング内での各部品の取り付け構造が複雑となり、ケーシングをシンプルでコンパクトな形態に設計できず、かつ、ケーシング内への各部品の組み込み作業も繁雑なものとなる問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、遊星歯車減速機構とボールねじ機構を用いた電動式直動アクチュエータのケーシングをシンプルでコンパクトに設計可能とするとともに、ケーシング内への各部品の組み込み作業を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転力を、太陽歯車と内歯歯車の間に遊星歯車を噛み合わせた遊星歯車減速機構と、ねじ軸とナット間でボールを循環させるボールねじ機構とを介して、直線運動に変換する電動式直動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構のねじ軸を前記遊星歯車減速機構の入力軸に連結された前記遊星歯車のキャリヤとして、このねじ軸の内径側に前記太陽歯車を設けた固定軸を配設し、前記ボールねじ機構のナットに前記内歯歯車を設けてナットを直線運動させるようにし、このナットの内径側に前記遊星歯車減速機構を組み込んだ構成を採用した。
【０００７】
すなわち、ボールねじ機構のねじ軸を遊星歯車減速機構の入力軸に連結された遊星歯車のキャリヤとして、このねじ軸の内径側に太陽歯車を設けた固定軸を配設し、ボールねじ機構のナットに内歯歯車を設けてナットを直線運動させるようにし、このナットの内径側に遊星歯車減速機構を組み込むことにより、各機構の組み寸法をコンパクトなものにするとともに、ケーシング内での各部品の取り付け構造も簡単なものとし、電動式直動アクチュエータのケーシングをシンプルでコンパクトに設計可能とし、かつ、ケーシング内への各部品の組み込み作業も容易にできるようにした。
【０００８】
前記ボールねじ機構のボールを、前記ねじ軸側で循環させることにより、ボールのリターン通路としてのリターン溝をねじ軸の外径面に形成して余分なリターンチューブを不要とし、ボールねじ機構の製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動式直動アクチュエータは、ボールねじ機構のねじ軸を遊星歯車減速機構の入力軸に連結された遊星歯車のキャリヤとして、このねじ軸の内径側に太陽歯車を設けた固定軸を配設し、ボールねじ機構のナットに内歯歯車を設けてナットを直線運動させるようにし、このナットの内径側に遊星歯車減速機構を組み込んだので、各機構の組み寸法をコンパクトなものにできるとともに、ケーシング内での各部品の取り付け構造も簡単なものにでき、電動式直動アクチュエータのケーシングをシンプルでコンパクトに設計可能で、かつ、ケーシング内への各部品の組み込み作業も容易に行うことができる。
【００１０】
前記ボールねじ機構のボールをねじ軸側で循環させることにより、ボールのリターン通路としてのリターン溝をねじ軸の外径面に形成して余分なリターンチューブを不要とし、ボールねじ機構の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電動式直動アクチュエータは、図１に示すように、電動モータ１、減速機構としての遊星歯車減速機構２、および運動変換機構としてのボールねじ機構３をケーシング４に組み込んだものであり、電動モータ１のロータ１ｂの回転がボールねじ機構３のナット３ｂの直線運動に変換されるようになっている。ケーシング４はシンプルな円筒状とされ、前端が開口し、後端が閉塞されている。
【００１２】
前記電動モータ１のステータ１ａはケーシング４の内径面に固定され、ロータ１ｂが軸方向前方に延長されて遊星歯車減速機構２の入力軸とされ、ボールねじ機構３のナット３ｂの内径側に挿入されてねじ軸３ａと連結ピン５で連結されている。この連結ピン５は、図示は省略するが、ロータ１ｂとねじ軸３ａを周方向に１２０°の位相の３箇所で連結しており、ロータ１ｂとねじ軸３ａをキャリヤとして、遊星歯車減速機構２の遊星歯車２ｃを回転自在に支持している。なお、ロータ１ｂとねじ軸３ａは、それぞれ深溝玉軸受６とアンギュラ玉軸受７とによって、後述する固定軸８に回転自在に支持されている。
【００１３】
前記ボールねじ機構３のねじ軸３ａは中空とされ、ケーシング４の後端面中心に固定され、太陽歯車２ａが設けられた固定軸８がその中心に挿入されている。また、ボール３ｃを介してねじ軸３ａに螺合されたナット３ｂは、ケーシング４の内径面にスライド自在に嵌め込まれ、軸方向後方に延長された部分に遊星歯車減速機構２の内歯歯車２ｂが設けられている。したがって、遊星歯車２ｃを太陽歯車２ａと内歯歯車２ｂの間に噛み合わせる遊星歯車減速機構２が、コンパクトにナット３ｂの内径側に組み込まれている。
【００１４】
この電動式直動アクチュエータでは、電動モータ１のロータ１ｂの回転が遊星歯車減速機構２によってナット３ｂに伝達されるとともに、この回転を伝達されるナット３ｂがロータ１ｂと一体に回転するねじ軸３ａと相対回転することにより、ボールねじ機構３によってナット３ｂが直線運動する。すなわち、太陽歯車２ａの歯数をＺ１、内歯歯車２ｂの歯数をＺ２とすると、ロータ１ｂの１回転当たりのナット３ｂの回転数は（Ｚ１＋Ｚ２）／Ｚ２となり、ロータ１ｂと一体に１回転するねじ軸３ａとの相対回転数はＺ１／Ｚ２となる。ナット３ｂは実質的にこの減速比Ｚ１／Ｚ２で増力されて直線運動する。
【００１５】
前記ナット３ｂの前端面にはホルダ９が取り付けられ、その中心に深溝玉軸受１０で支持されたロッド１１が嵌挿されて、このロッド１１が直動アクチュエータの動作端になっている。したがって、ロッド１１はナット３ｂの回転を軸受１０の逆回転で取り除かれ、図２に示すように、直線運動のみをする。なお、回転しながら直線運動するナット３ｂの外径面は、ケーシング４の前端開口部でシール部材１２によってシールされている。
【００１６】
前記ボールねじ機構３はボール３ｃをねじ軸３ａ側で循環させるようになっており、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ねじ軸３ａの外径面には、ねじ溝１３を転走するボール３ｃが１周する毎に１ピッチ戻されるリターン通路としてのリターン溝１４が形成されている。
【００１７】
上述した実施形態では、直動アクチュエータの直線運動する動作端を、ボールねじ機構のナット側に回転を取り除くように設けられ、相手部材に当接されるロッドとしたが、この動作端はロッドに限定されることはなく、相手部材と連結されるワイヤや、相手部材と回転自在に接触するボール等とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動式直動アクチュエータの実施形態を示す縦断面図
【図２】図１のアクチュエータの作動を説明する縦断面図
【図３】ａは図１のボールねじ機構のねじ軸を示す一部省略正面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面図
【符号の説明】
【００１９】
１  電動モータ
１ａ  ステータ
１ｂ  ロータ
２  遊星歯車減速機構
２ａ  太陽歯車
２ｂ  内歯歯車
２ｃ  遊星歯車
３  ボールねじ機構
３ａ  ねじ軸
３ｂ  ナット
３ｃ  ボール
４  ケーシング
５  連結ピン
６、７  玉軸受
８  固定軸
９  ホルダ
１０  玉軸受
１１  ロッド
１２  シール部材
１３  ねじ溝
１４  リターン溝
【図１】
2006112520.tif 000003
【図２】
2006112520.tif 000004
【図３】
2006112520.tif 000005