(57)【要約】【課題】部品点数を大幅に増加させることなく直動部材の位置を安定的に保持することができる電動アクチュエータの提供を目的とする。【解決手段】ボールねじ６を構成するねじ軸７とナット８のうち、一方が電動モータ４からの力により回転されることで他方が直動部材としてねじ軸７が移動する電動アクチュエータ１において、ねじ軸７の軸回り方向の移動を規制する回り止め溝５ａと、回り止め溝５ａに挿入され、ねじ軸７の軸回り方向の移動を規制する係合ピン７ｃと、を備え、回り止め溝５ａには、ねじ軸７に加えられる軸方向への力によって係合ピン７ｃが押し付けられ、かつ軸方向への力が変換されて発生する軸回り方向の力によって係合ピン７ｃが押し付けられる第１左傾斜面５ｃが形成され、ねじ軸７に軸方向の力が加えられると、係合ピン７ｃが摩擦力によって第１左傾斜面５ｃに係合されてねじ軸７の移動を規制して位置を保持する。【選択図】図２
2019052655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじを構成するねじ軸とナットのうち、一方が電動モータからの力により回転されることで他方が直動部材として移動する電動アクチュエータにおいて、
前記直動部材の軸回り方向の移動を規制する回り止め溝と、
前記回り止め溝に挿入され、前記直動部材の軸回り方向の移動を規制する係合ピンと、を備え、
前記回り止め溝には、前記直動部材に加えられる軸方向の力によって前記係合ピンが押し付けられ、かつ前記軸方向の力が変換されて発生する軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる傾斜面が形成され、
前記直動部材に軸方向の力が加えられると、前記係合ピンが摩擦力によって前記傾斜面に係合されて前記直動部材の移動を規制して位置を保持する電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、
前記回り止め溝が、前記スリーブに軸方向に沿うように形成され、
前記係合ピンが、前記直動部材から径方向に突出するように設けられ、
前記傾斜面が、前記直動部材に加えられる前記電動モータからの軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる前記回り止め溝内の側面に、軸方向を基準として１０°以上９０°未満の傾斜角に形成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、
前記回り止め溝が、前記直動部材に軸方向に沿うように形成され、
前記係合ピンが、前記スリーブから径方向に突出するように設けられ、
前記傾斜面が、前記直動部材に加えられる前記電動モータからの軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる前記回り止め溝内の側面に、軸方向を基準として１０°以上９０°未満の傾斜角に形成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記傾斜面が、前記回り止め溝内の側面に複数設けられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記スリーブが、金属粉末射出成形法により形成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記スリーブが、本体部と前記回り止め溝が形成されている溝部とから構成され、前記本体部に前記溝部が着脱自在に組み込まれている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールねじを備えた電動アクチュエータに関する。詳しくはボールねじのうち直動する部材の位置を保持する機能を有する電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般産業用の電動機、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等において、電動モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して出力するためボールねじを備えた電動アクチュエータが用いられている。電動アクチュエータは、歯車減速機構などによって電動アクチュエータの回転速度を減速させるとともに回転力（トルク）を増大させて出力する。
【０００３】
このような電動アクチュエータは、出力側の直動部材に軸方向の外力が加わると高効率のボールねじによって軸回り方向の力に変換する。電動アクチュエータは、電動モータがトルクを出力していない場合や、軸回り方向の力が電動モータのトルクよりも大きい場合、電動モータが軸回り方向の力により回転され、外力によって直動部材が移動される。そこで、入力側の回転部材と電動モータとの間にクラッチ機構を設けた電動アクチュエータが知られている。クラッチ機構を設けた電動アクチュエータは、出力側の直動部材に外力が加わり軸回り方向の力が発生するとクラッチ機構がロック状態になり直動部材が移動しないように構成されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００４】
特許文献１に記載の電動アクチュエータは、電動モータとボールねじとが同一軸上に並べて配置され、クラッチ機構を介して連動連結されている。クラッチ機構は、入力軸側の回転被駆動部（入力側の回転部材）の外周面に形成されたカム面、回転被駆動部が収められている外輪との間に配置されたころおよび電動モータの出力軸に形成された爪部から構成されている。クラッチ機構は、ねじ軸（出力側の直動部材）に加わった出力側からの外力により回転被駆動部にトルクが加わると外輪と回転被駆動部との間にころが食い込んで回転被駆動部がロックされ、ねじ軸の位置が保持される。しかし、特許文献１に記載の電動アクチュエータのクラッチ機構は、回転被駆動部に加わる一方向のトルクが増大すると外輪と回転被駆動部との間のころの食い込み量が増大して強固にロックされる。このため、電動アクチュエータは、大きな外力が加わった場合にもロックを解除できるようにロック解除機構を別途設ける必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、電動モータからの力を利用することなく直動部材の位置を保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる電動アクチュエータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、ボールねじを構成するねじ軸とナットのうち、一方が電動モータからの力により回転されることで他方が直動部材として移動する電動アクチュエータにおいて、前記直動部材の軸回り方向の移動を規制する回り止め溝と、前記回り止め溝に挿入され、前記直動部材の軸回り方向の移動を規制する係合ピンと、を備え、前記回り止め溝には、前記直動部材に加えられる軸方向の力によって前記係合ピンが押し付けられ、かつ前記軸方向の力が変換されて発生する軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる傾斜面が形成され、前記直動部材に軸方向の力が加えられると、前記係合ピンが摩擦力によって前記傾斜面に係合されて前記直動部材の移動を規制して位置を保持するものである。
【０００８】
電動アクチュエータにおいては、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め溝が、前記スリーブに軸方向に沿うように形成され、前記係合ピンが、前記直動部材から径方向に突出するように設けられ、前記傾斜面が、前記直動部材に加えられる前記電動モータからの軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる前記回り止め溝内の側面に、軸方向を基準として１０°以上９０°未満の傾斜角に形成されているものである。
【０００９】
電動アクチュエータにおいては、前記直動部材が挿入されるスリーブを備え、前記回り止め溝が、前記直動部材に軸方向に沿うように形成され、前記係合ピンが、前記スリーブから径方向に突出するように設けられ、前記傾斜面が、前記直動部材に加えられる前記電動モータからの軸回り方向の力によって前記係合ピンが押し付けられる前記回り止め溝内の側面に、軸方向を基準として１０°以上９０°未満の傾斜角に形成されているものである。
【００１０】
電動アクチュエータにおいては、前記傾斜面が、前記回り止め溝内の側面に複数設けられるものである。
【００１１】
電動アクチュエータにおいては、前記スリーブが、金属粉末射出成形法により形成されているものである。
【００１２】
電動アクチュエータにおいては、前記スリーブが、本体部と前記回り止め溝が形成されている溝部とから構成され、前記本体部に前記溝部が着脱自在に組み込まれているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
即ち、電動アクチュエータは、直動部材に加わる軸方向の力によって係合ピンと傾斜面との間で発生する摩擦力が直動部材に加わる軸方向の力の傾斜面方向の分力よりも上回っている間、係合ピンが傾斜面に係合される。つまり、電動アクチュエータは、係合ピンと傾斜面との摩擦力によって直動部材の位置が保持される。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材の位置を保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【００１５】
電動アクチュエータは、直動部材に加わる軸方向の力によって直動部材に設けられた係合ピンがスリーブに形成された回り止め溝の傾斜面に押し付けられるので、係合ピンと傾斜面との間で発生する摩擦力が直動部材に加わる軸方向の力の傾斜面方向の分力よりも上回っている間、直動部材の位置が保持される。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材の位置を保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【００１６】
電動アクチュエータは、直動部材に加わる軸方向の力によって直動部材に形成された回り止め溝の傾斜面がスリーブに設けられた係合ピンに押し付けられるので、係合ピンと傾斜面との間で発生する摩擦力が直動部材に加わる軸方向の力の傾斜面方向の分力よりも上回っている間、直動部材の位置が保持される。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材の位置を保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【００１７】
電動アクチュエータは、回り止め溝の任意の位置に設けられた傾斜面と係合ピンとの間で発生する摩擦力が直動部材に加わる軸方向の力の傾斜面方向の分力よりも上回っている間、係合ピンが傾斜面に係合される。つまり、電動アクチュエータは、回り止め溝に設けられる傾斜面の位置および数によって直動部材の保持位置が定められる。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材の位置を保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【００１８】
電動アクチュエータは、任意の位置に傾斜面が設けられている等、スリーブが複雑な形状の回り止め溝を有するが、焼結金属による焼結加工等の加工方法を採用するので、切削加工等による機械加工のみで形成される場合に比べてスリーブが容易に形成される。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材を任意の位置で保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【００１９】
電動アクチュエータは、回り止め溝が形成されている溝部を交換することにより容易に直動部材の保持位置やその数が変更される。これにより、電動モータからの力を利用することなく直動部材を容易に任意の位置で保持することができるとともに、直動部材に所定値以上の軸方向の力が加わることで直動部材の位置の保持を解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動アクチュエータの第一実施形態における全体構成を示す断面図。
【図２】（ａ）電動アクチュエータの第一実施形態におけるボールねじの回り止め溝を示す拡大断面図、（ｂ）同じく回り止め溝が形成されているスリーブの回り止め溝を示す斜視図およびその一側端面図。
【図３】電動アクチュエータの第一実施形態におけるボールねじの係合ピンに生じる軸方向の力と軸回り方向の力の向きを示す断面図。
【図４】（ａ）電動アクチュエータの係合ピンに生じる軸方向の力の分力を示す模式図、（ｂ）同じく係合ピンに生じる軸回り方向の力の分力を示す模式図、（ｃ）同じく係合ピンに生じる傾斜面に垂直な方向の力と平行な方向の力を示す模式図。
【図５】（ａ）電動アクチュエータの第一実施形態における電動モータからの左軸回り方向の力が加わった場合の係合ピンの係合状態を示す図およびＡ矢視断面図、（ｂ）同じく係合ピンが回り止め溝の傾斜面を摺動している場合の係合ピン係合状態を示す図およびＢ矢視断面図。
【図６】（ａ）電動アクチュエータの第一実施形態における軸方向の力が加わった場合の係合ピンの係合状態を示す図およびＣ矢視断面図、（ｂ）同じく係合ピンが回り止め溝の傾斜面に到達した場合の係合ピン係合状態を示す図およびＤ矢視断面図。
【図７】（ａ）電動アクチュエータの第一実施形態における電動モータからの右軸回り方向の力が加わった場合の係合ピンの係合状態を示す図およびＥ矢視断面図、（ｂ）同じく係合ピンが回り止め溝の右傾斜面に到達した場合の係合ピン係合状態を示す図およびＦ矢視断面図。
【図８】（ａ）電動アクチュエータの第二実施形態における全体構成を示す断面図、（ｂ）同じく回り止め溝を示す断面図。
【図９】（ａ）電動アクチュエータの第二実施形態における軸方向の力が加わった場合の係合ピンの係合状態を示す図、（ｂ）同じく係合ピンが回り止め溝の傾斜面に到達した場合の係合ピン係合状態を示す図。
【図１０】電動アクチュエータの第三実施形態における全体構成を示す断面図。
【図１１】（ａ）スリーブの第二実施形態を示す正面図および側面図、（ｂ）同じくスリーブの本体部を示す側面図、（ｃ）同じくスリーブの溝部と本体部の組み合わせ状態を示す模式図、（ｄ）同じく回り止め溝の形状が異なる溝部を組み合わせた状態を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態である電動アクチュエータ１について説明する。
【００２２】
図１に示すように、電動アクチュエータ１は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ１は、格納側ハウジング２、延伸側ハウジング３、電動モータ４、スリーブ５、直動機構であるボールねじ６および歯車減速機構１１を具備する。電動アクチュエータ１は、電動モータ４の動きを制御することでねじ軸７を任意の位置に移動可能に構成されている。
【００２３】
格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、電動アクチュエータ１の主な構造部材である。格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、その一側面同士を突き合わせて図示しないボルト等により一体的に固定されている。格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、Ａ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金やダイキャストから形成される。格納側ハウジング２には、格納部２ａおよび軸受保持部２ｂが形成されている。格納部２ａは、格納側ハウジング２の一側面から他側面に向かって中空有底の円筒状に突出されている。格納部２ａは、スリーブ５が嵌合可能な内径に形成されている。軸受保持部２ｂは、格納部２ａの開口部分に格納部２ａと同一軸心上に形成されている円環状の凹部から構成されている。つまり、軸受保持部２ｂは、格納部２ａの内径よりも大きい内径の段部から構成されている。軸受保持部２ｂは、ボールねじ６のナット８を回転自在に支持する軸受１０が嵌合可能な内径に形成されている。
【００２４】
格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とを形成しているアルミ合金やダイキャストは、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温（１００〜２００℃）に加熱して析出させる時効硬化処理（焼きもどし処理）で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる析出硬化処理が施されている。これにより、格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
【００２５】
延伸側ハウジング３には、電動モータ取付け部３ａ、歯車減速機構配置部３ｂ、軸受保持部３ｃおよび連通孔３ｄが形成されている。電動モータ取付け部３ａは、延伸側ハウジング３の他側面に電動モータ４を取付け可能な円形の凹部に形成されている。歯車減速機構配置部３ｂは、延伸側ハウジング３の一側面に歯車減速機構１１を構成している駆動側ギヤ１１ａと従動側ギヤ１１ｂとアイドルギヤ１１ｃとが配置可能な凹み形状に形成されている。軸受保持部３ｃは、延伸側ハウジング３の一側面であって格納側ハウジング２の軸受保持部２ｂと同一軸心上に形成されている円環状の凹部から構成されている。軸受保持部３ｃは、ボールねじ６のナット８を回転自在に支持する軸受１０を嵌合可能な内径に形成されている。連通孔３ｄは、軸受保持部３ｃと同一軸心上であって延伸側ハウジング３の一側面と他側面とを連通するように形成されている。
【００２６】
電動モータ４は、回転力を発生させるものである。電動モータ４は、その出力軸４ａが歯車減速機構配置部３ｂの凹み形状部分に突出するようにして延伸側ハウジング３の電動モータ取付け部３ａに取り付けられている。電動モータ４は、図示しない制御装置等からの制御電流により任意のトルク、回転速度、回転角度等で駆動可能に構成されている。つまり、電動モータ４は、制御電流に応じた回転速度およびトルクで回転力を発生させる。
【００２７】
スリーブ５は、ねじ軸７の回転を規制するものである。スリーブ５は、有底円筒状に形成されている。スリーブ５は、格納側ハウジング２の格納部２ａに嵌合されて、格納側ハウジング２に対して固定されている。スリーブ５の内周面には、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝である一対の回り止め溝５ａが形成されている。一対の回り止め溝５ａは、互いに対向する位置に形成されている。
【００２８】
スリーブ５は、一例として、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金から構成されている。金属粉末に樹脂とワックスからなるバインダーが混合されたペレットが射出成型により成形され、焼結炉によって焼結される焼結金属粉末射出成形法（ＭＩＭ）によって形成されたものである。スリーブ５は、複数の加工工程を経ることなく複雑な形状の回り止め溝５ａを有する有底円筒状に形成される。これにより、スリーブ５は、加工度が高く複雑な形状であっても、容易かつ精度良く所望の形状、寸法に成形されるので、量産性が向上し、低コスト化を図ることができる。
【００２９】
スリーブ５を形成する金属粉末として、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、Ｃ（炭素）が０．１３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が０．２１ｗｔ％、Ｃｒ（クロム）が１．１ｗｔ％、Ｃｕ（銅）が０．０４ｗｔ％、Ｍｎ（マンガン）が０．７６ｗｔ％、Ｍｏ（モリブデン）が０．１９ｗｔ％、Ｓｉ（シリコン）が０．２０ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）等からなるＳＣＭ４１５を例示することができる。なお、スリーブ５は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、スリーブ５の材料としてこれ以外にも、Ｎｉが３．０〜１０．０ｗｔ％含有し、加工性、耐食性に優れた材料（日本粉末冶金工業規格のＦＥＮ８）、あるいは、Ｃが０．０７ｗｔ％、Ｃｒが１７ｗｔ％、Ｎｉが４ｗｔ％、Ｃｕが４ｗｔ％、残りがＦｅ等からなる析出硬化系ステンレスＳＵＳ６３０であっても良い。このＳＵＳ６３０は、固溶化熱処理で２０〜３３ＨＲＣの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
【００３０】
ボールねじ６は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ６は、ねじ軸７、ナット８および複数のボール９等から構成されている。
【００３１】
直動部材であるねじ軸７は、ナット８からの軸回り方向の力を軸方向の力に変換し、軸方向に移動するものである。ねじ軸７は、ナット８に回転自在に支持された状態で、格納側ハウジング２の格納部２ａと延伸側ハウジング３の連通孔３ｄとに渡って配置されている。ねじ軸７は、Ｓ５５Ｃ等の中炭素鋼あるいはＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、真空浸炭焼入れによって５５〜６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。
【００３２】
ねじ軸７の外周面には、ボール９が転動するための一条の軸側ねじ溝７ａが形成されている。ねじ軸７の一側端部には、略円柱状の案内部７ｂが形成されている。案内部７ｂは、スリーブ５に挿入可能な直径に形成されている。案内部７ｂには、スリーブ５の回り止め溝５ａと対向する位置に径方向に突出する一対の係合ピン７ｃが設けられている。ねじ軸７は、案内部７ｂがスリーブ５に挿入されているとともに、一対の係合ピン７ｃがスリーブ５の回り止め溝５ａに挿入されている。これにより、ねじ軸７は、スリーブ５に対して軸回り方向の移動が規制されている。ねじ軸７の他側端部には、被駆動部品（図示せず）が接続可能なねじ加工等がされている。
【００３３】
ナット８は、電動モータ４から伝達される軸回り方向の力を軸方向の力に変換し、ねじ軸７を軸方向に移動させるものである。ナット８は、一対の軸受１０を介して、格納側ハウジング２の軸受保持部２ｂと、延伸側ハウジング３の軸受保持部３ｃとに回転自在に支持されている。ナット８は、ねじ軸７を挿入可能な中空円筒状に形成されている。ナット８は、ＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによって５５〜６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。ナット８の内周面には、ボール９が転動するための一巻きのナット側ねじ溝８ａがねじ軸７の軸側ねじ溝７ａと同一のリードおよびピッチで形成されている。
【００３４】
ナット８の内周面の一部には、コマ部材８ｂがはめ込まれている。コマ部材８ｂは、ボール９をねじ軸７の軸側ねじ溝７ａの山部分（ランド部分）を乗り越えてもとの軸側ねじ溝７ａにもどすように構成されている。ナット８には、軸側ねじ溝７ａとナット側ねじ溝８ａとが対向するようにしてねじ軸７が挿入されている。軸側ねじ溝７ａとナット側ねじ溝８ａとから構成される空間には、複数のボール９が転動自在に収容されている。つまり、ナット８は、複数のボール９を介してねじ軸７をナット８の軸回りに回転自在に支持している。なお、本実施形態において、ねじ軸７は一条ねじとしたがこれに限定されるものではない。
【００３５】
一対の軸受１０は、ナット８を支持するものである。一対の軸受１０のうち一方の軸受１０の内輪には、ナット８の一側端部が嵌合されている。一対の軸受１０のうち他方の軸受１０の内輪には、ナット８の他側端部が嵌合されている。つまり、一対の軸受１０は、ナット８の両側端部にそれぞれ設けられてる。また、一方の軸受１０は、格納側ハウジング２の軸受保持部２ｂに嵌合されている。他方の軸受１０は、延伸側ハウジング３の軸受保持部３ｃに嵌合されている。つまり、一対の軸受１０は、ナット８を格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに対して相対回転自在に支持している。
【００３６】
このように構成されているボールねじ６は、ねじ軸７がナット８に相対回転自在に支持されつつ、格納側ハウジング２のスリーブ５に対して軸回り方向に相対回転不能に支持されている。ボールねじ６は、ナット８が回転されると軸側ねじ溝７ａとナット側ねじ溝８ａとに収容されている複数のボール９を介してねじ軸７に軸回り方向の力が伝達される。ねじ軸７は、ナット８からの軸回り方向の力が軸側ねじ溝７ａの傾きによってねじ軸７の軸方向の力に変換される。ねじ軸７は、格納側ハウジング２の格納部２ａから延伸側ハウジング３の連通孔３ｄを通って延伸側ハウジング３の外部に延伸または延伸側ハウジング３の内部に後退する。
【００３７】
歯車減速機構１１は、電動モータ４からの回転動力を減速して出力するものである。歯車減速機構１１は、ピニオンギヤである駆動側ギヤ１１ａ、駆動側ギヤ１１ａよりも歯数の多い従動側ギヤ１１ｂおよび駆動側ギヤ１１ａと従動側ギヤ１１ｂとを連結するアイドルギヤ１１ｃを具備する。アイドルギヤ１１ｃは、従動側ギヤ１１ｂの回転方向を反転させる場合や、駆動側ギヤ１１ａと従動側ギヤ１１ｂとの軸間距離が離れている場合に用いるものである。駆動側ギヤ１１ａ、従動側ギヤ１１ｂおよびアイドルギヤ１１ｃは、焼結金属から構成されている。
【００３８】
歯車減速機構１１の駆動側ギヤ１１ａ、従動側ギヤ１１ｂおよびアイドルギヤ１１ｃは、噛み合った状態で延伸側ハウジング３の歯車減速機構配置部３ｂに配置されている。駆動側ギヤ１１ａは、電動モータ４の出力軸４ａに一体的に回転可能に設けられている。従動側ギヤ１１ｂには、ナット８が挿入され、一体的に回転可能に設けられている。アイドルギヤ１１ｃは、格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに回転可能に支持されている。アイドルギヤ１１ｃは、駆動側ギヤ１１ａと従動側ギヤ１１ｂとに同時に噛み合うように配置されている。これにより、歯車減速機構１１は、駆動側ギヤ１１ａと従動側ギヤ１１ｂとの減速比に応じて電動モータ４からの入力回転速度を減速し、入力トルク（回転力）を増大して出力する。なお、本実施形態において、歯車減速機構１１は、駆動側ギヤ１１ａ、従動側ギヤ１１ｂおよびアイドルギヤ１１ｃからなる３枚のギヤで構成されているがこれに限定するものではない。また、駆動側ギヤ１１ａ、従動側ギヤ１１ｂおよびアイドルギヤ１１ｃは、焼結金属から構成されているがこれに限定されるものではない。
【００３９】
このように構成される電動アクチュエータ１は、図示しない制御装置等からトルク、回転速度または回転角度のうちいずれか一つの制御因子に基づいた制御電流が電動モータ４に供給されると、制御電流に応じた動作態様で電動モータ４の出力軸４ａが一方向または他方向に回転する。電動アクチュエータ１は、電動モータ４からの入力回転速度と入力トルクを歯車減速機構１１の減速比に応じた出力回転速度と出力トルクとに変換してボールねじ６に伝達する。そして、電動アクチュエータ１は、従動側ギヤ１１ｂが設けられているボールねじ６のナット８が回転されることでナット８（ねじ軸７）のリードに応じた速度と軸方向の力でねじ軸７が軸方向に移動する（図１黒塗矢印参照）。
【００４０】
以下に、スリーブ５（図１参照）の回り止め溝５ａによる直動部材であるねじ軸７の位置を保持する構造について説明する。なお、以下の実施形態において、ねじ軸７は右ねじであるものとする。つまり、ボールねじ６は、格納側ハウジング２側であるねじ軸７の一側（案内部７ｂ側）から見てナット８を左側（以下、単に「左側」と記す）に回転させることでねじ軸７が格納側ハウジング２側から延伸側ハウジング３側（以下、単に「軸方向前側」と記す）に向かって移動するように構成されている。また、スリーブ５には、二つ（一対）の回り止め溝５ａが対向する位置に設けられているが、一つの回り止め溝５ａが形成されている構成でもよい。
【００４１】
図２に示すように、スリーブ５の一対の回り止め溝５ａには、格納側ハウジング２側であるねじ軸７の一側（案内部７ｂ側）から見た軸方向に垂直な断面視で左側の側面５ｂ（以下、単に「左側面５ｂ」と記す）の任意の位置に第１左傾斜面５ｃと第２左傾斜面５ｄとが形成されている。左側面５ｂは、ねじ軸７を軸方向前側に移動させるためにナット８からねじ軸７に伝達される左軸回り方向の力によって、ねじ軸７の係合ピン７ｃが押し付けられる側面である。また、回り止め溝５ａのうち、ねじ軸７の一側端から見た軸方向に垂直な断面視で右側の側面５ｅ（以下、単に「右側面５ｅ」と記す）は、段差のない側面に形成されている。右側面５ｅは、ねじ軸７を延伸側ハウジング３側から格納側ハウジング２側（以下、単に「軸方向後側」と記す）に向かって移動させるためにナット８からねじ軸７に伝達される右軸回り方向の力によって、係合ピン７ｃが押し付けられる側面である。
【００４２】
回り止め溝５ａの第２左傾斜面５ｄは、回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃから任意の長さだけ離間した左側面５ｂの延伸側ハウジング３側に形成されている。回り止め溝５ａは、格納側ハウジング２側から延伸側ハウジング３側に向かうにつれて、第１左傾斜面５ｃと第２左傾斜面５ｄとによってその溝幅が段階的に拡大している。つまり、第１左傾斜面５ｃと第２左傾斜面５ｄとは、軸方向前側かつ左軸回り方向に向かう傾斜面として形成されている。回り止め溝５ａの格納側ハウジング２側の端部は、ねじ軸７の係合ピン７ｃと略同一の溝幅になるように形成されている。
【００４３】
次に、図３と図４とを用いて、ねじ軸７の係合ピン７ｃが回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃ上または第２左傾斜面５ｄ上で係合される条件について説明する。電動アクチュエータ１は、ねじ軸７の係合ピン７ｃが回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃ上にあり、電動モータ４にトルクを発生させていない状態であるものとする。第１左傾斜面５ｃおよび第２左傾斜面５ｄは、ねじ軸７の軸方向に対して傾斜角θの傾斜面に形成されているものとする。例えば、傾斜角θは、１０°以上９０°未満の間で設定されている。第１左傾斜面５ｃおよび第２左傾斜面５ｄと係合ピン７ｃとの間には、摩擦係数μに基づく摩擦力が生じるものとする。
【００４４】
図３に示すように、電動アクチュエータ１は、外部からねじ軸７に軸方向後側への力（黒塗矢印参照）が加わった場合、軸方向後側への力が、ねじ軸７の軸側ねじ溝７ａによって変換されて軸方向後側への力Ｆ１（破線矢印参照）とねじ軸７の左軸回り方向の力Ｆ２（矢印参照）とが生じる。ねじ軸７の係合ピン７ｃは、軸方向後側への力Ｆ１と左軸回り方向の力Ｆ２とによって回り止め溝５ａの左側面５ｂに形成されている第１左傾斜面５ｃに押し付けられる。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、ねじ軸７の係合ピン７ｃには、軸方向後側への力Ｆ１によって、回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃに垂直な方向の力Ｆ１ｓｉｎθと、回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力Ｆ１ｃｏｓθとが加わっている。
また、図４（ｂ）に示すように、係合ピン７ｃには、左軸回り方向の力Ｆ２によって、第１左傾斜面５ｃに垂直な方向の力Ｆ２ｃｏｓθと、第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力Ｆ２ｓｉｎθとが加わっている。
従って、図４（ｃ）に示すように、係合ピン７ｃには、第１左傾斜面５ｃに垂直な方向の力の合力Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθと、第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力の合力Ｆ１ｃｏｓθ−Ｆ２ｓｉｎθが加わるとともに、第１左傾斜面５ｃと係合ピン７ｃとの間に摩擦力μ（Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθ）が生じている。
【００４６】
ねじ軸７の係合ピン７ｃが回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃ上を摺動せずに第１左傾斜面５ｃ上で係合されるためには、以下に示す数１の通り、第１左傾斜面５ｃと係合ピン７ｃとの間に生じている摩擦力が第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力の合力以上であればよい。これにより、係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃ上に係合される条件は、軸方向後側への力Ｆ１、左軸回り方向の力Ｆ２、傾斜角θおよび摩擦係数μから以下の数２に基づいて算出される。また、係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃ上を摺動する条件は、軸方向後側への力Ｆ１、左軸回り方向の力Ｆ２、傾斜角θおよび摩擦係数μから以下の数３に基づいて算出される。
【数１】
2019052655.tif 000003
【数２】
2019052655.tif 000004
【数３】
2019052655.tif 000005
【００４７】
電動アクチュエータ１は、ねじ軸７の係合ピン７ｃに加わる軸方向後側への力Ｆ１が増大し、第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力の合力が摩擦力を上回ると、係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃに沿って移動される。このように、電動アクチュエータ１は、係合ピン７ｃに加わる軸方向後側への力Ｆ１が数２を満たす値の場合、係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃ上で係合されるので、軸方向後側への力Ｆ１に抗ってねじ軸７の位置が保持される。一方、電動アクチュエータ１は、軸方向後側への力Ｆ１が増大して数３を満たす値に到達した場合、係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃ上で係合されずに係合ピン７ｃが第１左傾斜面５ｃ上を摺動するので、ねじ軸７に加わる軸方向後側への力に従ってねじ軸７が軸方向後側に移動する。
【００４８】
次に、図５から図８を用いて、電動アクチュエータ１におけるボールねじ６の動作について具体的に説明する。電動アクチュエータ１は、ねじ軸７の係合ピン７ｃが回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃよりも後側（格納側ハウジング２側）の左側面５ｂ上に配置されている状態とする。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１のボールねじ６は、電動モータ４からの左軸回り方向の力によりナット８が左軸回り方向に回転されると、ボール９を介してねじ軸７に左軸回り方向の力が伝達される（Ａ矢視断面図の白塗矢印参照）。ねじ軸７の係合ピン７ｃは、回り止め溝５ａの左側面５ｂに押し付けられる（矢印参照）。ねじ軸７は、係合ピン７ｃが左側面５ｂに係合することで左軸回り方向の回転が規制される。これにより、ねじ軸７には、左軸回り方向の力が軸側ねじ溝７ａによって変換された軸方向前側の力が生じる。ねじ軸７は、軸方向前側の力によって軸方向前側に移動される（黒塗矢印参照）。この結果、係合ピン７ｃは、左側面５ｂに押し付けられた状態で、軸方向前側に向かって左側面５ｂ上を摺動する（破線矢印参照）。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、ねじ軸７は、係合ピン７ｃが回り止め溝５ａの第１左傾斜面５ｃに到達すると、第１左傾斜面５ｃ上を摺動する。つまり、ねじ軸７は、左軸回り方向の力によって、回り止め溝５ａのうち第１左傾斜面５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合ピン７ｃが到達するまで、左軸回り方向に回転しながら軸方向前側に移動する（Ｂ矢視断面図の白塗矢印参照）。ねじ軸７は、第１左傾斜面５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合ピン７ｃが係合することで左軸回り方向の回転が規制される。ねじ軸７は、軸方向前側の力によって軸方向前側にさらに移動される（黒塗矢印参照）。この結果、係合ピン７ｃは、左側面５ｂに押し付けられた状態で（矢印参照）、軸方向前側に向かって左側面５ｂ上を摺動する（破線矢印参照）。
【００５１】
同様にして、ねじ軸７は、係合ピン７ｃが第２左傾斜面５ｄに到達すると、左軸回り方向の力によって回り止め溝５ａのうち第２左傾斜面５ｄによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合ピン７ｃが到達するまで左軸回り方向に回転しながら軸方向前側に移動する。ねじ軸７は、第１左傾斜面５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合ピン７ｃが係合することで左軸回り方向の回転が規制され、方向前側の力によって軸方向前側にさらに移動される。この結果、係合ピン７ｃは、左側面５ｂに押し付けられた状態で、軸方向前側に向かって左側面５ｂ上を摺動する。このようにして、係合ピン７ｃは、回り止め溝５ａの左側面５ｂに押し付けられた状態で、第１左傾斜面５ｃ上と第２左傾斜面５ｄ上を滑りながら（左軸回り方向に移動しながら）、回り止め溝５ａの前側に向かって移動する。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１のボールねじ６は、電動モータ４からの左軸回りの力が遮断された状態で、外部からねじ軸７に軸方向後側への力が加わると（黒塗矢印参照）、軸方向後側への力が軸側ねじ溝７ａによって変換された軸方向後側への力Ｆ１と左軸回り方向の力Ｆ２（Ｃ矢視断面図の白塗矢印参照）が生じる。ねじ軸７の係合ピン７ｃが、スリーブ５の回り止め溝５ａのうち第１左傾斜面５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂに配置されている場合、係合ピン７ｃは、ねじ軸７の左軸回り方向の力Ｆ２によって左側面５ｂに押し付けられた状態で（矢印参照）、軸方向後側への力Ｆ１によって第１左傾斜面５ｃに向かって摺動する（破線矢印参照）。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように、ねじ軸７の係合ピン７ｃが、回り止め溝５ａのうち所定の停止位置である第１左傾斜面５ｃ到達すると、係合ピン７ｃは、軸方向後側への力Ｆ１によって左傾斜面５ｃに押し付けられると同時に（破線矢印参照）、左軸回り方向の力Ｆ２によって第１左傾斜面５ｃに押し付けられる（矢印、Ｄ矢視断面図の白塗矢印参照）。ねじ軸７の係合ピン７ｃが、回り止め溝５ａのうち所定の停止位置である第１左傾斜面５ｃ上に配置されている場合、係合ピン７ｃには、第１左傾斜面５ｃに垂直な方向の力の合力Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθと、第１左傾斜面５ｃに平行な方向の力の合力Ｆ１ｃｏｓθ−Ｆ２ｓｉｎθが加わるとともに、第１左傾斜面５ｃと係合ピン７ｃとの間に摩擦力μ（Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθ）が生じている（図４（ｃ）参照）。
【００５４】
ねじ軸７の係合ピン７ｃは、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数２を満たす範囲において、摩擦力によって第１左傾斜面５ｃ上に係合される。すなわち、電動アクチュエータ１は、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数２を満たす範囲において、軸方向後側への力Ｆ１に抗ってねじ軸７の位置を保持する。係合ピン７ｃは、軸方向後側への力Ｆ１が増大して前述の数３を満たす範囲に含まれると、第１左傾斜面５ｃ上を摺動する。すなわち、電動アクチュエータ１は、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数３を満たす範囲まで増大すると係合が解除され、軸方向後側への力Ｆ１に従ってねじ軸７が軸方向後側に移動する。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１のボールねじ６は、電動モータ４からの右軸回り方向の力によりナット８が右軸回り方向に回転されると、ボール９を介してねじ軸７に右軸回り方向の力が伝達される（Ｅ矢視断面図の白塗矢印参照）。ねじ軸７は、ナット８による右軸回り方向の力によって、右軸回り方向に回転する。左側面５ｂに係合していたねじ軸７の係合ピン７ｃは、ねじ軸７の右軸回り方向の回転により回り止め溝５ａの右側面５ｅに向かって移動し（破線矢印参照）、右側面５ｅに押し付けられる。ねじ軸７は、係合ピン７ｃが右側面５ｅに係合することでねじ軸７の回転が規制される。
【００５６】
図７（ｂ）に示すように、ねじ軸７には、伝達された右軸回り方向の力が軸側ねじ溝７ａよって変換されて軸方向後側への力が生じる。ねじ軸７は、軸方向後側への力によって、軸方向後側に移動される。この結果、係合ピン７ｃは、傾斜面が形成されていない右側面５ｅに押し付けられた状態で（矢印参照）、軸方向後側に向かって摺動する（破線矢印参照）。
【００５７】
以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ１は、ボールねじ６のねじ軸７に外部から軸方向後側への力Ｆ１が加わると、前述の数２を満たすことを条件として、スリーブ５の回り止め溝５ａに形成された第１左傾斜面５ｃ上または第２左傾斜面５ｄ上で摩擦力によりねじ軸７の係合ピン７ｃが係合される。また、電動アクチュエータ１は、回り止め溝５ａにおける第１左傾斜面５ｃと第２左傾斜面５ｄとの位置によってねじ軸７の保持位置が定まる。つまり、電動アクチュエータ１は、回り止め溝５ａに設けられる傾斜面の位置および数によってボールねじ６のねじ軸７の保持位置やその保持位置の数が定められる。さらに、電動アクチュエータ１は、スリーブ５を焼結金属粉末射出成形法で形成することで任意の位置に傾斜面が設けられている複雑な形状の回り止め溝５ａを有するスリーブ５が容易に形成される。これにより、電動アクチュエータ１は、電動モータ４からの力を利用することなく直動部材であるねじ軸７の位置を保持することができるとともに、ねじ軸７に所定値以上の軸方向後側への力Ｆ１が加わることでねじ軸７の位置の保持を解除することができる。
【００５８】
次に、図８を用いて、本発明に係る電動アクチュエータの第二実施形態である電動アクチュエータ１２について説明する。なお、以下の全ての実施形態に係る電動アクチュエータは、図１から図５に示す電動アクチュエータ１において、電動アクチュエータ１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００５９】
図８（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１２は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ１２は、スリーブ１３、直動機構であるボールねじ１４を具備する。
【００６０】
スリーブ１３は、ねじ軸１５の回転を規制する係合ピン１３ａを支持するものである。スリーブ１３の内周面には、径方向内側に突出するようにして一対の係合ピン１３ａが対向する位置に設けられている。係合ピン１３ａは、後述するねじ軸１５の回り止め溝１５ｃに挿入可能な径に形成されている。
【００６１】
ボールねじ１４は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ１４は、ねじ軸１５、ナット８、複数のボール９等から構成されている。
【００６２】
直動部材であるねじ軸１５は、ナット８からの軸回り方向の力を軸方向の力に変換し、直動部材として軸方向に移動するものである。ねじ軸１５は、その外周面にボール９が転動するための一条の軸側ねじ溝１５ａが形成されている。ねじ軸１５の一側端部には、略円柱状の案内部１５ｂが形成されている。案内部１５ｂは、スリーブ１３に挿入可能な直径に形成されている。案内部１５ｂには、軸方向に沿って延びる所定の深さの回り止め溝１５ｃが形成されている。ねじ軸１５は、案内部１５ｂがスリーブ１３に挿入されているとともに、スリーブ１３の係合ピン１３ａがねじ軸１５の回り止め溝１５ｃに挿入されている。これにより、ねじ軸１５は、スリーブ１３に対して軸回り方向に相対回転不能に構成されている。
【００６３】
図８（ｂ）に示すように、ねじ軸１５の回り止め溝１５ｃには、ねじ軸１５の一側端から見た軸方向に垂直な断面視での右側の側面１５ｄ（以下、単に「右側面１５ｄ」と記す）の任意の位置に第１右傾斜面１５ｅと第２右傾斜面１５ｆとが形成されている。右側面１５ｄは、ねじ軸１５を軸方向前側に移動させるためにナット８からねじ軸１５に伝達される左軸回り方向の力によって、スリーブ１３の係合ピン１３ａが押し付けられる側面である。また、回り止め溝１５ｃのうち、ねじ軸１５の一側端から見た軸方向に垂直な断面視で左側の側面１５ｇ（以下、単に「左側面１５ｇ」と記す）は、段差のない側面に形成されている。左側面１５ｇは、ねじ軸１５を軸方向後側に向かって移動させるためにナット８からねじ軸１５に伝達される右軸回り方向の力によって、係合ピン１３ａが押し付けられる側面である。
【００６４】
第２右傾斜面１５ｆは、第１右傾斜面１５ｅから任意の長さだけ離間した右側面１５ｄの軸方向後側（ねじ軸１５の案内部１５ｂ側）に形成されている。回り止め溝１５ｃは、軸方向後側に向かうにつれて、第１右傾斜面１５ｅと第２右傾斜面１５ｆとによってその溝幅が段階的に拡大している。つまり、第１右傾斜面１５ｅと第２右傾斜面１５ｆとは、軸方向後側かつ右軸回り方向に向かう傾斜面として形成されている。回り止め溝１５ｃの軸方向前側の端部は、スリーブ１３の係合ピン１３ａと略同一の溝幅になるように形成されている。
【００６５】
図９（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１２のボールねじ１４は、電動モータ４からの左軸回りの力が遮断された状態で、外部からねじ軸１５に軸方向後側への力が加わると（黒塗矢印参照）、軸方向後側への力が軸側ねじ溝１５ａによって変換されたねじ軸１５の軸方向後側への力Ｆ１とねじ軸１５の左軸回り方向の力Ｆ２とが生じる。スリーブ１３の係合ピン１３ａが、ねじ軸１５の回り止め溝１５ｃのうち第１右傾斜面１５ｅによって拡大された範囲の右側面１５ｄに配置されている場合、ねじ軸１５は、左軸回り方向の力Ｆ２によって右側面１５ｄに係合ピン１３ａが押し付けられた状態で（矢印参照）、軸方向後側への力Ｆ１によって第１右傾斜面１５ｅを係合ピン１３ａに近づける方向に移動される（破線矢印参照）。
【００６６】
図９（ｂ）に示すように、ねじ軸１５は、第１右傾斜面１５ｅが係合ピン１３ａに到達すると、第１右傾斜面１５ｅが摩擦力によって係合ピン１３ａに係合される。スリーブ１３の係合ピン１３ａが、回り止め溝１５ｃのうち所定の停止位置である第１右傾斜面１５ｅ上に配置されている場合、第１右傾斜面１５ｅには、第１右傾斜面１５ｅに垂直な方向の力の合力Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθと、第１右傾斜面１５ｅに平行な方向の力の合力Ｆ１ｃｏｓθ−Ｆ２ｓｉｎθが加わるとともに、第１右傾斜面１５ｅと係合ピン１３ａとの間に摩擦力μ（Ｆ１ｓｉｎθ＋Ｆ２ｃｏｓθ）が生じている（図４（ｃ）参照）。
【００６７】
ねじ軸１５の回り止め溝１５ｃに形成された第１右傾斜面１５ｅは、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数２を満たす範囲において、摩擦力によって係合ピン１３ａに係合される。すなわち、電動アクチュエータ１２は、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数２を満たす範囲において、軸方向後側への力Ｆ１に抗ってねじ軸１５の位置を保持する。第１右傾斜面１５ｅは、軸方向後側への力Ｆ１が増大して前述の数３を満たす範囲に含まれると、係合ピン１３ａ上を摺動する。すなわち、電動アクチュエータ１２は、軸方向後側への力Ｆ１が前述の数３を満たす範囲まで増大すると係合が解除され、軸方向後側への力Ｆ１に従ってねじ軸１５が軸方向後側に移動する。
【００６８】
以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ１２は、軸方向後側への力Ｆ１と左軸回り方向の力Ｆ２とによってねじ軸１５の回り止め溝１５ｃに形成されている第１右傾斜面１５ｅまたは第２右傾斜面１５ｆが、スリーブ１３の係合ピン１３ａに摩擦力によって押し付けられる。これにより、これにより、電動モータ４からの力を利用することなく直動部材であるねじ軸１５の位置を保持することができるとともに、ねじ軸１５に所定値以上の軸方向後側への力Ｆ１が加わることでねじ軸１５の位置の保持を解除することができる。
【００６９】
次に、図１０を用いて、本発明に係る電動アクチュエータの第三実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ１６について説明する。
【００７０】
図１０に示すように、電動アクチュエータ１６は、電動の動力源からの回転運動を直線運動に変換して出力するものである。電動アクチュエータ１６は、一側ハウジング１７、他側ハウジング１８、軸端ハウジング１９、電動モータ４、ボールねじ２０、スリーブ２３および歯車減速機構１１を具備する。位置保持機能付き電動アクチュエータ１６は、電動モータ４の動きを制御することで後述するナット２２を任意の位置に移動可能に構成されている。
【００７１】
一側ハウジング１７には、軸受保持部１７ａが形成されている。軸受保持部１７ａは、一側ハウジング１７の一側面に形成されている。また、軸受保持部１７ａは、後述するボールねじ２０のねじ軸２１を回転自在に支持する軸受１０が嵌合可能な内径に形成されている。
【００７２】
他側ハウジング１８には、電動モータ取付け部１８ａ、歯車減速機構配置部１８ｂ、軸受保持部１８ｃおよび連通孔１８ｄが形成されている。電動モータ取付け部１８ａは、他側ハウジング１８の他側面に電動モータ４を取付け可能な円形の凹部に形成されている。軸受保持部１８ｃは、他側ハウジング１８の一側面であって一側ハウジング１７の軸受保持部１７ａと同一軸心上に形成されている円環状の凹部から構成されている。軸受保持部１８ｃは、ボールねじ２０のナット２２を回転自在に支持する軸受１０を嵌合可能な内径に形成されている。連通孔１８ｄは、軸受保持部１８ｃと同一軸心上であって他側ハウジング１８の一側面と他側面とを連通するように形成されている。
【００７３】
軸端ハウジング１９は、ボールねじ２０のねじ軸２１を支持するものである。軸端ハウジング１９は、他側ハウジング１８および一側ハウジング１７が固定される図示しない基部に固定されている。軸端ハウジング１９は、ねじ軸２１を回転自在に支持する軸受１０を嵌合可能な内径に形成されている。
【００７４】
ボールねじ２０は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ２０は、ねじ軸２１、ナット２２、複数のボール９および軸受１０等から構成されている。
【００７５】
ねじ軸２１は、電動モータ４から伝達される軸回り方向の力を軸方向の力に変換し、ナット２２を軸方向に移動させるものである。ねじ軸２１の一側端部と他側端部には、円柱状の一側支持部２１ａと他側支持部２１ｂとが形成されている。一側支持部２１ａの両側端部には、軸受１０が設けられている。軸受１０は、一側ハウジング１７の軸受保持部１７ａと他側ハウジング１８の軸受保持部１８ｃとにそれぞれ嵌合されている。同様に他側支持部２１ｂには、軸受１０が設けられている。軸受１０は、軸端ハウジング１９に嵌合されている。つまり、ねじ軸２１は、一側支持部２１ａの軸受１０と他側支持部２１ｂの軸受１０とを介して一側ハウジング１７、他側ハウジング１８および軸端ハウジング１９に回転自在に支持されている。
【００７６】
直動部材であるナット２２は、ねじ軸２１からの軸回り方向の力を軸方向の力に変換し、直動部材として軸方向に移動するものである。ナット２２は、複数のボール９を介してねじ軸２１の軸回り方向に回転自在に支持された状態で、軸端ハウジング１９と他側ハウジング１８との間に配置されている。ナット２２は、スリーブ２３に挿入可能な直径に形成されている。また、ナット２２には、スリーブ２３の一対の回り止め溝２３ａに対向する位置に径方向に突出した一対の係合ピン２２ａが形成されている。
【００７７】
スリーブ２３は、ナット２２の回転を規制するものである。スリーブ２３は、一側ハウジング１７および他側ハウジング１８が固定される図示しない基部に固定されている。つまり、スリーブ２３は、ナット２２に対して回転を規制するように構成されている。スリーブ２３は、ナット２２が挿入可能な直径に形成されている。スリーブ２３の内周面には、ナット２２の係合ピン２２ａと対向する位置に軸方向に延びる一対の回り止め溝２３ａが形成されている。回り止め溝２３ａは、係合ピン２２ａが挿入可能な幅に形成されている。回り止め溝２３ａには、左側面２３ｂに第１左傾斜面２３ｃと第２左傾斜面２３ｄとが形成されている。
【００７８】
このように構成されているボールねじ２０は、ねじ軸２１が軸受１０を介して一側ハウジング１７、他側ハウジング１８および軸端ハウジング１９に回転自在に支持されている。また、ボールねじ２０は、ナット２２が図示しない基部に一体的に固定されているスリーブ２３に摺動自在に挿入されている。この際、ナット２２の係合ピン２２ａは、スリーブ２３の回り止め溝２３ａに摺動自在に係合されている。つまり、ナット２２は、ねじ軸２１にその軸回り方向に回転自在に支持されつつ、スリーブ２３の軸回り方向に相対回転不能に挿入されている。ボールねじ２０は、ねじ軸２１が回転されるとナット２２に軸回り方向の力が伝達される。ナット２２は、スリーブ２３の軸回り方向に相対回転不能に挿入されているので、ねじ軸２１からの軸回り方向の力がねじ軸２１の軸方向の力に変換される。ナット２２は、スリーブ２３に挿入された状態でねじ軸２１上を軸方向に往復移動する。
【００７９】
駆動側ギヤ１１ａ、従動側ギヤ１１ｂおよびアイドルギヤ１１ｃは、噛み合った状態で他側ハウジング１８の歯車減速機構配置部１８ｂに配置されている。従動側ギヤ１１ｂは、その中心に形成されている支持軸挿入孔にねじ軸２１の一側支持部２１ａが挿入され、一体的に回転可能に設けられている。
【００８０】
このように構成される電動アクチュエータ１６は、従動側ギヤ１１ｂが設けられているボールねじ２０のねじ軸２１が回転されることでねじ軸２１のリードに応じた速度と軸方向推力でナット２２が軸方向に直線運動する（図１０黒塗矢印参照）。
【００８１】
以上のごとく構成することで、電動アクチュエータ１６は、ボールねじ２０のナット２２に外部から軸方向後側への力Ｆ１が加わると回り止め溝２３ａに形成されている第１左傾斜面２３ｃと第２左傾斜面２３ｄとにナット２２の係合ピン２２ａが係合される。これにより、電動モータ４からの力を利用することなく直動部材であるナット２２の位置を保持することができるとともに、ナット２２に所定値以上の軸方向後側への力Ｆ１が加わることでナット２２の位置の保持を解除することができる。
【００８２】
図１１に示すように、第一実施形態におけるスリーブ５および第三実施形態におけるスリーブ２３は、焼結金属粉末射出成形法によって金属粉末から一体形成されているが、スリーブの第二実施形態として溝が形成されている部分を別体としたスリーブ２４から構成してもよい。
【００８３】
図１１（ａ）に示すように、スリーブ２４は、本体部２４ａと溝部２４ｃ（濃い薄墨部分）とから構成されている。
図１１（ｂ）に示すように、本体部２４ａは、スリーブ２４の主な構造体である。本体部２４ａは、円筒状に形成されている。本体部２４ａの側面には、対向する部分に切欠き２４ｂが形成されている。
図１１（ｃ）に示すように、溝部２４ｃは、スリーブ２４の組み換え部分である。溝部２４ｃは、回り止め溝２４ｄが形成されている。溝部２４ｃは、本体部２４ａの切欠き２４ｂに着脱自在に組み込み可能に構成されている。
図１１（ｄ）に示すように、このように構成されるスリーブ２４は、異なる形状の回り止め溝２４ｆ（薄い薄墨部分）が形成されている溝部２４ｅに交換することで直動部材の保持位置やその数が変更される。これにより、電動モータ４からの力を利用することなく直動部材であるねじ軸７・１５やナット２２を容易に任意の位置で保持することができるとともに、ねじ軸７・１５やナット２２に所定値以上の軸方向の力が加わることでねじ軸７・１５やナット２２の位置の保持を解除することができる。
【００８４】
なお、第一実施形態から第三実施形態における回り止め溝５ａ・１５ｃ・２３ａは、二つの傾斜面が形成されているが、少なくとも一つ以上の傾斜面が形成されてあればよい。また、第一実施形態におけるスリーブ５および第三実施形態におけるスリーブ２３は、Ｓ５５Ｃ等の中炭素鋼あるいはＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼から冷間圧造法によって円筒状に形成し、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理を施して形成してもよい。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、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、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許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。
【符号の説明】
【００８６】
１    電動アクチュエータ
４    電動モータ
５    スリーブ
５ａ  回り止め溝
５ｃ  第１左傾斜面
６    ボールねじ
７    ねじ軸
７ｃ  係合ピン
８    ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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