(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（１２）の作用下にすべりねじ軸（１８、１０２）を回転させることにより前記すべりねじ軸（１８、１０２）に螺合したナット（５２、１３８）が当該すべりねじ軸（１８、１０２）の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）であって、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）は、軽金属又は軽金属合金で構成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における軸線方向の始端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における前記始端から１周目に位置する第１始端部位（５８ａ、１６８ａ）の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚みは、当該始端から２周目に位置する第２始端部位（５８ｂ、１６８ｂ）の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚みよりも大きい、
ことを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における軸線方向の終端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項３】
請求項２記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における前記終端から１周目に位置する第１終端部位（５８ｄ、１６８ｄ）の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚みは、当該終端から２周目に位置する第２終端部位（５８ｅ、１６８ｅ）の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚みよりも大きいことを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における前記始端から終端までの範囲に位置する部位には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項５】
モータ（１２）の作用下にすべりねじ軸（１８、１０２）を回転させることにより前記すべりねじ軸（１８、１０２）に螺合したナット（５２、１３８）が当該すべりねじ軸（１８、１０２）の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）であって、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）は、軽金属又は軽金属合金で構成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における軸線方向の始端から終端までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における前記始端及び前記終端から３周目までの範囲に位置する部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚みは、当該始端及び当該終端から４周目以降の範囲に位置する中間部位（５８ｇ、１６８ｇ）の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）の厚み以上であることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項６】
モータ（１２）の作用下にすべりねじ軸（１８、１０２）を回転させることにより前記すべりねじ軸（１８、１０２）に螺合したナット（５２、１３８）が当該すべりねじ軸（１８、１０２）の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）であって、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）は、軽金属又は軽金属合金で構成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における軸線方向の始端及び終端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成され、
前記ナット（５２、１３８）のねじ山（５８、１６８）における前記始端及び前記終端から４周目以降の範囲に位置する中間部位（５８ｇ、１６８ｇ）の少なくとも一部には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（６０、１７０）が形成されていないことを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）のねじ山（４８、１２８）には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（５０、１３０）が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、
前記すべりねじ軸（１８、１０２）のねじ山（４８、１２８）には、アルマイト皮膜が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記ナット（５２、１３８）は、軽金属又は軽金属合金で構成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）において、
前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜（５０、６０、１３０、１７０）の厚みは、０．１μｍ以上６．０μｍ以下であることを特徴とする電動アクチュエータ（１０、１０Ａ）。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ（１０Ａ）において、
前記すべりねじ軸（１０２）には、前記ナット（１３８）のねじ山（１６８）の先端部（１７１）と前記すべりねじ軸（１０２）とが非接触の状態で当該先端部（１７１）が配設される逃げ空間（１７２）が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０Ａ）。
【請求項１２】
請求項１１記載の電動アクチュエータ（１０Ａ）において、
前記逃げ空間（１７２）は、潤滑剤を貯留可能に形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ（１０Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの作用下にすべりねじ軸を回転させることにより前記すべりねじ軸に螺合したナットが当該すべりねじ軸の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動アクチュエータは、モータの作用下に回転する送りねじ軸と、送りねじ軸に螺合するナットとを備えている。この送りねじ軸としては、一般的に、ボールねじ軸又はすべりねじ軸が用いられる。耐摩耗性の観点より、ボールねじ軸は焼き入れ鋼で構成され、すべりねじ軸は鉄で構成されると共にニッケル又は硬質クロムでメッキされ、すべりねじ軸に螺合するナットは銅又は樹脂等で構成されている。【０００３】
例えば、特開２０１４−４７８８４号公報には、ボールねじ軸を備えた電動アクチュエータにおいて、ロッド用シール部材にダイヤモンドライクカーボン（DLC：Diamond-Like Carbon）皮膜を形成することにより、ロッドとロッド用シール部材との摩擦係数を減少させて滑らかな動作を行うと共に耐摩耗性を向上させる技術的思想が提案されている。
【発明の概要】
【０００４】
ところで、特開２０１４−４７８８４号公報に記載のボールねじ軸を用いた場合、ボールねじ軸に螺合するナットが比較的大きくなり電動アクチュエータが大型化する上、鋼球の循環により作動音が大きくなるという問題がある。一方、すべりねじ軸を用いた場合、すべりねじ軸に螺合するナット及び作動音を比較的小さくすることが可能であるが、ボールねじ軸よりも摩耗し易いという問題がある。また、電動アクチュエータの軽量化及び小型化を目的として、すべりねじ軸及びナットをアルミニウム等の軽金属又はアルミニウム合金等の軽金属合金で構成してモータの負荷（慣性力）を低減することも考えられるが、この場合、すべりねじ軸及びナットがさらに摩耗し易くなるという不都合がある。さらに、病院等で用いられる電動アクチュエータでは、さらなる静音化が希求されている。
【０００５】
このような問題を鑑みて、この出願の発明者等は、電動アクチュエータの駆動時におけるすべりねじ軸及びナットの応力解析を行い、ナットのねじ山における軸線方向の始端（終端）から３周目までの範囲に位置する部位に応力が集中することを突き止めた。また、ナットのねじ山における前記始端から３周目までの範囲に位置する部位及び送りねじ軸のねじ山の少なくともいずれか一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成することにより、ナットとすべりねじ軸との摺動音が抑えられる（無音に近い状態になる）ことを見出した。
【０００６】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、すべりねじ軸及びナットの耐摩耗性及び耐久性を向上させることができると共に軽量化、小型化及び静音化を図ることができる電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係る電動アクチュエータは、モータの作用下にすべりねじ軸を回転させることにより前記すべりねじ軸に螺合したナットが当該すべりねじ軸の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータであって、前記すべりねじ軸は、軽金属又は軽金属合金で構成され、前記ナットのねじ山における軸線方向の始端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成され、前記ナットのねじ山における前記始端から１周目に位置する第１始端部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みは、当該始端から２周目に位置する第２始端部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みよりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電動アクチュエータによれば、すべりねじ軸を軽金属又は軽金属合金で構成しているので、モータの負荷（慣性力）を低減することができる。これにより、モータをコンパクトに構成することができる。換言すれば、モータを大型化（高出力化）することなく電動アクチュエータの最大可搬質量を増大させることができる。また、ボールねじ軸ではなくすべりねじ軸を用いているので、ナットを小型化することができる。さらに、ナットのねじ山における軸線方向の始端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成しているので、すべりねじ軸及びナットの摩耗を低減させてねじの効率を向上させることができると共にすべりねじ軸とナットとの摺動音を抑えることができる。従って、すべりねじ軸及びナットの耐摩耗性及び耐久性を向上させることができると共に電動アクチュエータの軽量化、小型化及び静音化を図ることができる。また、電動アクチュエータの駆動時に応力が集中し易いナットの第１始端部位のダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みを比較的大きくしているので、すべりねじ軸及びナットの耐久性を向上させることができる。
【０００９】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記ナットのねじ山における軸線方向の終端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成されているのが好ましい。このような構成によれば、すべりねじ軸及びナットの摩耗をさらに低減することができる。
【００１２】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記ナットのねじ山における前記終端から１周目に位置する第１終端部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みは、当該終端から２周目に位置する第２終端部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、電動アクチュエータの駆動時に応力が集中し易いナットの第１終端部位のダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みを比較的大きくしているので、すべりねじ軸及びナットの耐久性を一層向上させることができる。
【００１４】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記ナットのねじ山における前記始端から終端までの範囲に位置する部位には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、ねじの効率をより向上させることができると共にすべりねじ軸とナットとの摺動音を一層抑えることができる。
【００１５】
本発明に係る電動アクチュエータは、モータの作用下にすべりねじ軸を回転させることにより前記すべりねじ軸に螺合したナットが当該すべりねじ軸の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータであって、前記すべりねじ軸は、軽金属又は軽金属合金で構成され、前記ナットのねじ山における軸線方向の始端から終端までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成され、前記ナットのねじ山における前記始端及び前記終端から３周目までの範囲に位置する部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みは、当該始端及び当該終端から４周目以降の範囲に位置する中間部位の前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚み以上であることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、電動アクチュエータの駆動時に応力が作用するナットのねじ山における始端及び終端から３周目までの範囲に位置する部位のダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みを比較的大きくすることができるので、すべりねじ軸及びナットの耐久性を効果的に向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る電動アクチュエータは、モータの作用下にすべりねじ軸を回転させることにより前記すべりねじ軸に螺合したナットが当該すべりねじ軸の軸線方向に沿って変位する電動アクチュエータであって、前記すべりねじ軸は、軽金属又は軽金属合金で構成され、前記ナットのねじ山における軸線方向の始端及び終端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位には、ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成され、前記ナットのねじ山における前記始端及び前記終端から４周目以降の範囲に位置する中間部位の少なくとも一部には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成されていないことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、ナットのねじ山における始端から終端までの範囲に位置する部位にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成する場合と比較して電動アクチュエータの製造コストを低減することが可能となる。
【００１９】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記すべりねじ軸のねじ山には、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、すべりねじ軸の耐摩耗性をより向上させることができる。
【００２０】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記すべりねじ軸は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、前記すべりねじ軸のねじ山には、アルマイト皮膜が形成されていてもよい。
【００２１】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記ナットは、軽金属又は軽金属合金で構成されていることが好ましい。このような構成によれば、モータの負荷をより低減することができるので、電動アクチュエータのさらなる軽量化及び小型化を図ることができる。
【００２４】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みは、０．１μｍ以上６．０μｍ以下であることが好ましい。このような構成によれば、ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みが０．１μｍ以上であるので、摩耗によるダイヤモンドライクカーボン皮膜の早期剥離を好適に抑えることができる。また、ダイヤモンドライクカーボン皮膜の厚みが６．０μｍ以下であるので、ダイヤモンドライクカーボン皮膜を確実に形成することができる。
【００２５】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記すべりねじ軸には、前記ナットのねじ山の先端部と前記すべりねじ軸とが非接触の状態で当該先端部が配設される逃げ空間が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、ナットのねじ山の先端部に発生したバリが完全に除去されていない場合であっても、そのバリによりすべりねじ軸のねじ山（ＤＬＣ皮膜）が損傷することを防止することができる。
【００２６】
上記の電動アクチュエータにおいて、前記逃げ空間は、潤滑剤を貯留可能に形成されていてもよい。このような構成によれば、すべりねじ軸及びナットの間に潤滑剤を効率的に供給することができるので、すべりねじ軸及びナットの耐摩耗性及び耐久性をさらに向上させることができると共に電動アクチュエータの一層の静音化を図ることができる。
【００２７】
本発明によれば、ナットのねじ山における軸線方向の始端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位及びすべりねじ軸のねじ山の少なくともいずれか一方にダイヤモンドライクカーボン皮膜を形成しているので、すべりねじ軸及びナットの耐摩耗性及び耐久性を効果的に向上させることができると共に軽量化、小型化及び静音化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図２】図２は、図１の電動アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の電動アクチュエータの一部省略縦断面図である。
【図４】図４は、図３の電動アクチュエータの一部拡大図である。
【図５】図５は、図２に示すナットの拡大縦断面図である。
【図６】図６Ａは第１変形例に係るナットの拡大縦断面図であり、図６Ｂは第２変形例に係るナットの拡大縦断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図８】図８は、図７の電動アクチュエータの分解斜視図である。
【図９】図９は、図７の電動アクチュエータの一部省略縦断面図である。
【図１０】図１０は、図７の電動アクチュエータの一部拡大断面図である。
【図１１】図１１は、図９のすべりねじ軸及びナットの拡大断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る電動アクチュエータについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１〜図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータ１０は、回転駆動源としてのモータ１２と、モータ１２にハウジング１４を介して設けられたロッドカバー１６と、モータ１２の回転駆動力を伝達するすべりねじ軸（送りねじ軸）１８と、すべりねじ軸１８の回転に伴って変位する変位部２０とを備えている。なお、図１〜図３において、すべりねじ軸１８の右側（モータ１２側）を「基端」側、すべりねじ軸１８の左側（ソケット５６側）を「先端」側と称する。
【００３１】
モータ１２は、例えば、ブラシ付ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、ステッピングモータ等のサーボモータによって構成されるとよい。
【００３２】
ハウジング１４は、円環状に構成されており、モータ１２を構成するモータアダプタ２２に外嵌されている。ロッドカバー１６は、ハウジング１４に外嵌された長尺な外筒２４と、外筒２４の先端に設けられたエンドブロック２６とを含む。外筒２４は、円筒状に構成されたチューブ部材であって、その内部には変位部２０を構成する後述するロッド５４が配設される。エンドブロック２６は、正面視で四角形状に構成されており、その中央にはロッド５４が挿通する挿通孔３０が形成されている。
【００３３】
すべりねじ軸１８は、モータ軸とカップリング３２を介して連結されている。本実施形態では、すべりねじ軸１８をモータ軸として共通化することによりカップリング３２を省略してもよい。
【００３４】
図４から諒解されるように、すべりねじ軸１８の基端部には軸受３４が設けられている。軸受３４は、例えば、転がり軸受が用いられるが、すべり軸受であってもよい。
【００３５】
すべりねじ軸１８は、アルミニウム等の軽金属又はアルミニウム合金等の軽金属合金で構成されている。ここで、軽金属とは、比重が４以下の金属をいう。このように、すべりねじ軸１８を軽金属又は軽金属合金で構成すれば、すべりねじ軸１８を鉄等の重金属（比重が４より大きい金属）で構成した場合と比較してモータ１２の負荷を低減することができると共に電動アクチュエータ１０を軽量化することができる。また、すべりねじ軸１８のねじ山４８の全てには、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（以下、ＤＬＣ皮膜５０と称する、）が形成されている（図４参照）。
【００３６】
ＤＬＣ皮膜５０は、炭化水素又は炭素の同素体からなる非晶質の硬質膜であって潤滑性、耐摩耗性、耐焼付き性等が優れており、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法又はＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理気相成長）法等によって形成することができる。また、ＤＬＣ皮膜５０と基材（すべりねじ軸１８のねじ山４８）との密着性を良好にするために、基材とＤＬＣ皮膜５０との間に中間層を形成してもよい。中間層は、例えば、基材とＤＬＣとの複合層で構成することができる。この場合、中間層は、基材に近接するにつれて金属の組成比が大きくなる一方でＤＬＣの組成比が小さくなり、基材から離間するにつれて金属の組成比が小さくなる一方でＤＬＣの組成比が大きくなる。このような中間層を用いることにより、ＤＬＣ皮膜５０の基材から剥離が好適に抑えられる。
【００３７】
ＤＬＣ皮膜５０の厚みは、好ましくは０．１μｍ以上６．０μｍ以下、さらに好ましくは０．３μｍ以上４．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上３．５μｍ以下に設定される。ＤＬＣ皮膜５０の厚みが０．１μｍよりも小さいと、摩耗によるＤＬＣ皮膜５０の早期剥離が懸念され、ＤＬＣ皮膜５０の厚みが６．０μｍより大きいと、成膜が容易ではなくコストの高騰化を招き且つＤＬＣ皮膜５０が剥離し易くなるからである。また、ＤＬＣ皮膜５０の厚みは、相手材（後述するＤＬＣ皮膜６０）の表面粗さＲｚ（表面の凹凸の間隔）よりも大きくすることが好ましい。ＤＬＣ皮膜６０についても同様である。
【００３８】
変位部２０は、すべりねじ軸１８に螺合するナット５２と、ナット５２に固定されてエンドブロック２６の挿通孔３０を挿通する円筒状のロッド５４と、ロッド５４の先端の開口を閉塞するように装着されたソケット５６とを有している。
【００３９】
ナット５２は、アルミニウム等の軽金属又はアルミニウム合金等の軽金属合金で構成されている。これにより、モータ１２の負荷をさらに低減することができると共に電動アクチュエータ１０を軽量化することができる。ナット５２のねじ山５８の全てには、ＤＬＣ皮膜６０が形成されている（図５参照）。このＤＬＣ皮膜６０の構成及び形成方法は、すべりねじ軸１８のねじ山４８に形成された上述したＤＬＣ皮膜５０と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
以下の説明では、ナット５２のねじ山５８における図５の右端（モータ１２側の端）を「始端」、ねじ山５８における図５の左端（ソケット５６側の端）を「終端」と称するが、始端と終端の位置は左右逆であってもよいことは勿論である。
【００４１】
ナット５２のねじ山５８（完全ねじ部のねじ山５８）における軸線方向の始端から１周目に位置する部位（第１始端部位５８ａ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みは、当該始端から２周目に位置する部位（第２始端部位５８ｂ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きい。また、第２始端部位５８ｂのＤＬＣ皮膜６０の厚みは、当該始端から３周目に位置する部位（第３始端部位５８ｃ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きい。
【００４２】
ナット５２のねじ山５８における軸線方向の終端から１周目に位置する部位（第１終端部位５８ｄ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みは、当該終端から２周目に位置する部位（第２終端部位５８ｅ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きい。また、第２終端部位５８ｅのＤＬＣ皮膜６０の厚みは、当該終端から３周目に位置する部位（第３終端部位５８ｆ）のＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きい。
【００４３】
第３始端部位５８ｃのＤＬＣ皮膜６０の厚みと第３終端部位５８ｆのＤＬＣ皮膜６０の厚みとは、ナット５２のねじ山５８における両端から４周目以降に位置する部位（第３始端部位５８ｃと第３終端部位５８ｆとの間に位置する中間部位５８ｇ）のＤＬＣ皮膜６０の厚み以上となっている。
【００４４】
本実施形態では、第１始端部位５８ａ及び第１終端部位５８ｄのＤＬＣ皮膜６０の厚みは０．９μｍに設定され、第２始端部位５８ｂ及び第２終端部位５８ｅのＤＬＣ皮膜６０の厚みは０．８μｍに設定され、第３始端部位５８ｃ、第３終端部位５８ｆ、及び中間部位５８ｇのＤＬＣ皮膜６０の厚みは０．５μｍに設定されている。ただし、ナット５２のねじ山５８に形成されたＤＬＣ皮膜６０の厚みは任意に設定可能である。
【００４５】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１及び図３に示されるように、ロッド５４が外筒２４の内部に収容された状態を初期位置として説明する。
【００４６】
この初期位置において、図示しない電源からモータ１２に対して電流を供給することによりモータ軸を回転駆動させると、モータ軸の回転駆動力がカップリング３２を介してすべりねじ軸１８に伝達される。そして、すべりねじ軸１８が回転することにより、ナット５２と共にロッド５４及びソケット５６が先端側（モータ１２とは反対側）に向かって変位する。この際、ナット５２のねじ山５８における第１〜第３始端部位５８ａ〜５８ｃに応力が集中するが、第１〜第３始端部位５８ａ〜５８ｃにＤＬＣ皮膜６０を形成すると共にすべりねじ軸１８のねじ山４８の全てにＤＬＣ皮膜５０を形成しているため、ナット５２をすべりねじ軸１８の軸線方向に沿って先端側に円滑に変位させることが可能となる。
【００４７】
一方、ロッド５４を初期位置に戻す場合には、モータ軸を上記とは反対方向に回転駆動させる。そうすると、モータ軸の回転駆動力がカップリング３２を介してすべりねじ軸１８に伝達される。そして、すべりねじ軸１８が上記とは反対方向に回転することにより、ナット５２と共にロッド５４及びソケット５６が基端側（モータ１２側）に向かって変位する。この際、ナット５２のねじ山５８における第１〜第３終端部位５８ｄ〜５８ｆに応力が集中するが、第１〜第３終端部位５８ｄ〜５８ｆにＤＬＣ皮膜６０を形成すると共にすべりねじ軸１８のねじ山４８の全てにＤＬＣ皮膜５０を形成しているため、ナット５２をすべりねじ軸１８の軸線方向に沿って基端側に円滑に変位させることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、すべりねじ軸１８を軽金属又は軽金属合金で構成しているので、モータ１２の負荷（慣性力）を低減することができる。これにより、モータ１２をコンパクトに構成することができる。換言すれば、モータ１２を大型化（高出力化）することなく電動アクチュエータ１０の最大可搬質量を増大させることができる。
【００４９】
また、ボールねじ軸ではなくすべりねじ軸１８を用いているので、ナット５２を小型化することができる。さらに、ナット５２のねじ山５８における始端から終端までの範囲に位置する部位にＤＬＣ皮膜６０を形成すると共にすべりねじ軸１８のねじ山４８にＤＬＣ皮膜５０を形成しているので、すべりねじ軸１８及びナット５２の摩耗を低減させてねじの効率（ねじの入力に対するねじの出力の比率）を向上させることができると共にすべりねじ軸１８とナット５２との摺動音を抑えることができる。従って、すべりねじ軸１８及びナット５２の耐摩耗性及び耐久性を向上させることができると共に電動アクチュエータ１０の軽量化、小型化及び静音化を図ることができる。
【００５０】
本実施形態では、ナット５２のねじ山５８における第１始端部位５８ａのＤＬＣ皮膜６０の厚みを第２始端部位５８ｂのＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きく、第１終端部位５８ｄのＤＬＣ皮膜６０の厚みを第２終端部位５８ｅのＤＬＣ皮膜６０の厚みよりも大きくしている。すなわち、電動アクチュエータ１０の駆動時に応力が集中し易い第１始端部位５８ａ及び第１終端部位５８ｄのＤＬＣ皮膜６０の厚みを比較的大きくしているので、すべりねじ軸１８及びナット５２の耐久性を向上させることができる。
【００５１】
また、第１〜第３始端部位５８ａ〜５８ｃ及び第１〜第３終端部位５８ｄ〜５８ｆのＤＬＣ皮膜６０の厚みが中間部位５８ｇのＤＬＣ皮膜６０の厚み以上であるので、すべりねじ軸１８及びナット５２の耐久性を効率的に向上させることができる。
【００５２】
本実施形態では、ナット５２を軽金属又は軽金属合金で構成しているので、モータ１２の負荷をより低減することができる。これにより、電動アクチュエータ１０のさらなる軽量化及び小型化を図ることができる。
【００５３】
また、ＤＬＣ皮膜５０、６０の厚みが０．１μｍ以上であるので、摩耗によるＤＬＣ皮膜５０、６０の早期剥離を好適に抑えることができる。さらに、ＤＬＣ皮膜５０、６０の厚みが６．０μｍ以下であるので、ＤＬＣ皮膜５０、６０を確実に形成することができる。
【００５４】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１０は、上述した構成に限定されない。本実施形態では、すべりねじ軸１８を軽金属又は軽金属合金で構成し、且つナット５２のねじ山５８における軸線方向の始端から少なくとも３周目までの範囲に位置する部位及びすべりねじ軸１８のねじ山４８の少なくとも一方にＤＬＣ皮膜５０、６０が形成されていればよい。すなわち、本実施形態では、例えば、表１に示すすべりねじ軸１８とナット５２の組み合わせを採用し得る。
【００５５】
【表１】
0006575878.tif 000002
【００５６】
また、ナット５２のねじ山５８にＤＬＣ皮膜６０を形成する場合、例えば、図６Ａに示すように、中間部位５８ｇの少なくとも一部（図６Ａでは全て）にＤＬＣ皮膜６０を形成せず、第１〜第３始端部位５８ａ〜５８ｃ及び第１〜第３終端部位５８ｄ〜５８ｆにＤＬＣ皮膜６０を形成してもよい。さらに、例えば、図６Ｂに示すように、第１〜第３終端部位５８ｄ〜５８ｆ及び中間部位５８ｇにＤＬＣ皮膜６０を形成せず、第１〜第３始端部位５８ａ〜５８ｃにＤＬＣ皮膜６０を形成してもよい。このような図６Ａ及び図６Ｂに示す変形例では、電動アクチュエータ１０の製造コストのさらなる低減を図ることが可能である。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０Ａについて図７〜図１２を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０Ａにおいて、上述した第１実施形態に係る電動アクチュエータ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７〜図１０に示すように、本実施形態に係る電動アクチュエータ１０Ａは、回転駆動源としてのモータ１２と、モータ１２に対してハウジング１４を介して設けられたベース部１００と、モータ１２の回転駆動力を伝達するすべりねじ軸（送りねじ軸）１０２と、すべりねじ軸１０２の回転に伴って変位する変位部１０４とを備えている。
【００５９】
ベース部１００は、すべりねじ軸１０２の軸線方向に延在した断面Ｕ字状のベース部本体１０６と、ベース部本体１０６の基端（モータ１２側の端部）に設けられた第１エンドプレート１０８と、ベース部本体１０６の先端（モータ１２とは反対側の端部）に設けられた第２エンドプレート１１０とを有している。第１エンドプレート１０８及び第２エンドプレート１１０のそれぞれは、複数の固定ねじ１１２によりベース部本体１０６に固定されている。
【００６０】
すなわち、ベース部１００には、ベース部本体１０６、第１エンドプレート１０８、第２エンドプレート１１０で変位部１０４が配設される空間Ｓが形成されている。ベース部本体１０６には、その全長に亘って空間Ｓに連通する開口部１１４が形成されている。開口部１１４は、板状のカバー部１１６によって覆われている。これにより、ベース部１００の外部から開口部１１４を介して空間Ｓに塵埃が進入することを抑制することができる。カバー部１１６は、固定ねじ１１８によって第１エンドプレート１０８及び第２エンドプレート１１０に固定されている。
【００６１】
第１エンドプレート１０８には、ハウジング１４が内嵌されてすべりねじ軸１０２が挿通する挿通孔１２０が形成されている。第２エンドプレート１１０には、すべりねじ軸１０２及び後述するグリース溜まり１５２にグリースを供給するための給油孔１２２が形成されている。
【００６２】
すべりねじ軸１０２は、その基端部がハウジング１４に設けられた転がり軸受１２４に軸支されると共にその先端部が第２エンドプレート１１０に設けられたすべり軸受１２６に軸支されている。すべりねじ軸１０２は、アルミニウム等の軽金属又はアルミニウム合金等の軽金属合金で構成されており、すべりねじ軸１０２のねじ山１２８の全てには、ＤＬＣ皮膜１３０が形成されている。ＤＬＣ皮膜１３０は、上述したＤＬＣ皮膜５０と同様に形成することができる（図１１参照）。
【００６３】
変位部１０４は、ベース部１００の空間Ｓに配設されたブロック状（直方体状）の変位部本体１３２と、ベース部１００の開口部１１４に挿通するように変位部本体１３２から延出したくびれ部１３４と、くびれ部１３４に設けられたテーブル１３６と、変位部本体１３２に設けられた状態ですべりねじ軸１０２に螺合するナット１３８とを有している。
【００６４】
変位部本体１３２の両側面には、すべりねじ軸１０２の軸線方向に延在してベース部本体１０６の内側面に摺動する複数のガイドピン１４０が設けられている。これらガイドピン１４０は、変位部本体１３２の基端面に固着された第１ストッパ１４２と、変位部本体１３２の先端面に固着された第２ストッパ１４４とにより変位部本体１３２に対してすべりねじ軸１０２の軸線方向に位置決めされている。第２ストッパ１４４における第２エンドプレート１１０の給油孔１２２に対向する位置には、連通孔１４６が形成されている。
【００６５】
変位部本体１３２には、ナット１３８が配設される円形状のナット配設孔１４８が形成されている。ナット配設孔１４８のうちナット１３８よりも第１ストッパ１４２側には、円環状のキャップ１５０が配設されている。キャップ１５０はナット配設孔１４８を構成する壁面に固着されており、キャップ１５０の内孔にはすべりねじ軸１０２が挿通している。すなわち、ナット１３８とキャップ１５０との間には、ナット１３８とすべりねじ軸１０２との間にグリースを導くためのグリース溜まり１５２形成されている。
【００６６】
また、図１０に示すように、変位部本体１３２には、その全長に亘って延在して第２ストッパ１４４の連通孔１４６に連通する貫通孔１５４と、貫通孔１５４及びグリース溜まり１５２を連通する導入孔１５６とが形成されている。貫通孔１５４には、第１ストッパ１４２側の開口部を閉塞するように設けられたパッキン（閉塞部材）１５８が設けられている。このパッキン１５８により変位部本体１３２と第１ストッパ１４２との間からグリースが漏出することを抑制することができる。
【００６７】
テーブル１３６は、変位部本体１３２よりも幅広に形成されている。テーブル１３６には、カバー部１１６が挿通する挿通孔１６０が形成されている。これにより、変位部１０４がベース部１００に対して変位する際に変位部１０４とカバー部１１６とが干渉することはない。テーブル１３６には、図示しないワーク等を装着するための複数の装着孔１６２が形成されている。
【００６８】
ナット１３８は、円筒状に形成されており、すべりねじ軸１０２の回転に伴ってその軸線方向に変位する。ナット１３８は、ナット配設孔１４８に配設された状態でピン１６４及び止めねじ１６６によって変位部本体１３２に固定されている。ナット１３８は、アルミニウム等の軽金属又はアルミニウム合金等の軽金属合金で構成されており、図１１に示すように、ナット１３８のねじ山１６８の全てにはＤＬＣ皮膜１７０が形成されている。ＤＬＣ皮膜１７０は、上述したＤＬＣ皮膜６０と同様に形成されている。
【００６９】
すなわち、ナット１３８のねじ山１６８における第１始端部位１６８ａのＤＬＣ皮膜１７０の厚みは、ナット１３８のねじ山１６８における第２始端部位１６８ｂのＤＬＣ皮膜１７０の厚みよりも大きい。また、第２始端部位１６８ｂのＤＬＣ皮膜１７０の厚みは、ナット１３８のねじ山１６８における第３始端部位１６８ｃのＤＬＣ皮膜１７０の厚みよりも大きい。
【００７０】
ナット１３８のねじ山１６８における第１終端部位１６８ｄのＤＬＣ皮膜１７０の厚みは、ナット１３８のねじ山１６８における第２終端部位１６８ｅのＤＬＣ皮膜１７０の厚みよりも大きい。また、第２終端部位１６８ｅのＤＬＣ皮膜１７０の厚みは、ナット１３８のねじ山１６８における第３終端部位１６８ｆのＤＬＣ皮膜１７０の厚みよりも大きい。
【００７１】
第３始端部位１６８ｃのＤＬＣ皮膜１７０の厚みと第３終端部位１６８ｆのＤＬＣ皮膜１７０の厚みとは、ナット１３８のねじ山１６８における中間部位１６８ｇのＤＬＣ皮膜１７０の厚み以上となっている。
【００７２】
また、図１２に示すように、ナット１３８のねじ山１６８は、その頂面のすべりねじ軸１０２の軸線方向に沿った断面形状が平坦になるように形成されている。一般的に、ナット１３８のねじ山１６８の先端角部１７１には切削によるバリが発生し易い。このようなバリは、ショットブラストや化学研磨等により取り除くことができるが、バリの除去を目視によって確認することは容易ではない。そのため、ナット１３８のねじ山１６８の先端角部１７１にバリが残存していた場合には、そのバリによってすべりねじ軸１０２のねじ山１２８のＤＬＣ皮膜１３０が損傷してしまう可能性がある。
【００７３】
本実施形態では、このようなすべりねじ軸１０２のＤＬＣ皮膜１３０の損傷を防止するために、すべりねじ軸１０２の谷底部には、ナット１３８のねじ山１６８の先端角部（先端部）１７１が配設される逃げ空間１７２が形成されている。具体的には、逃げ空間１７２を構成する壁面は、すべりねじ軸１０２の軸線方向に沿った断面形状が半円形状の湾曲面１７４と、すべりねじ軸１０２の軸線方向において湾曲面１７４の両側に連なる一対の平面１７６とを有している。
【００７４】
一対の平面１７６は、湾曲面１７４から離間する方向に向かって互いに広がるように傾斜した状態でナット１３８のねじ山１６８の頂部よりも幾らか谷底側まで延在している。すべりねじ軸１０２の軸線に対して垂直な直線と各平面１７６とのなす角度（鋭角）θ１は、ナット１３８のフランク角θ２よりも小さい。これにより、すべりねじ軸１０２とナット１３８とがねじ係合している状態で、各平面１７６（すべりねじ軸１０２）は、ナット１３８のねじ山１６８の先端角部１７１に対して非接触となる。よって、ナット１３８のねじ山１６８の先端角部１７１に発生したバリが完全に除去されていない場合であっても、すべりねじ軸１０２のねじ山１２８のＤＬＣ皮膜１３０がそのバリよって損傷することが防止される。なお、すべりねじ軸１０２のねじ山１２８にＤＬＣ皮膜１３０を形成していない場合には、すべりねじ軸１０２のねじ山１２８の損傷を防止することができる。
【００７５】
このような逃げ空間１７２は、グリース溜まり１５２から導かれたグリースを保持するグリース保持空間としても機能する。すなわち、逃げ空間１７２は、グリース（潤滑剤）を貯留可能に形成されている。これにより、すべりねじ軸１０２及びナット１３８の間にグリースを効率的に供給することができるので、すべりねじ軸１０２及びナット１３８の耐摩耗性及び耐久性をさらに向上させることができると共に電動アクチュエータ１０Ａの一層の静音化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施形態では、グリース溜まり１５２内のグリースの量が少なくなった場合には、グリースをグリース溜まり１５２に容易に供給することが可能となっている。すなわち、グリースの供給時には、変位部１０４をすべりねじ軸１０２に対して先端側に移動させる。
【００７７】
そうすると、第２ストッパ１４４が第２エンドプレート１１０に接触して第２エンドプレート１１０の給油孔１２２と第２ストッパ１４４の連通孔１４６とが連通する。換言すれば、給油孔１２２が連通孔１４６、貫通孔１５４、及び導入孔１５６を介してグリース溜まり１５２に連通することとなる。このとき、パッキン１５８の作用によって変位部本体１３２と第１ストッパ１４２との間からグリースが漏出することが抑制される。そして、この状態で給油孔１２２からグリースを注入してグリース溜まり１５２に供給する。グリース溜まり１５２に供給されたグリースは、変位部１０４をすべりねじ軸１０２に対して基端側に変位させることにより、ナット１３８とすべりねじ軸１０２との間に導かれることとなる。
【００７８】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１０Ａは、上述した第１実施形態に係る電動アクチュエータ１０と同様の作用効果を奏する。
【００７９】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１０Ａは、上述した構成に限定されない。本実施形態では、例えば、上述した表１に示すすべりねじ軸１０２とナット１３との組み合わせを採用し得る。また、ナット１３８のねじ山１６８にＤＬＣ皮膜１７０を形成する場合、中間部位１６８ｇの少なくとも一部にＤＬＣ皮膜１７０を形成せず、第１〜第３始端部位１６８ａ〜１６８ｃ及び第１〜第３終端部位１６８ｄ〜１６８ｆにＤＬＣ皮膜１７０を形成してもよい。さらに、第１〜第３終端部位１６８ｄ〜１６８ｆ及び中間部位１６８ｇにＤＬＣ皮膜１７０を形成せず、第１〜第３始端部位１６８ａ〜１６８ｃにＤＬＣ皮膜１７０を形成してもよい。この場合、電動アクチュエータ１０Ａの製造コストのさらなる低減を図ることが可能である。
【００８０】
本発明に係る電動アクチュエータは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図１】
0006575878.tif 000003
【図２】
0006575878.tif 000004
【図３】
0006575878.tif 000005
【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】
0006575878.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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