(57)【要約】【課題】緩み止め用のセットビス等の別部品を増やすことなく、比較的安価な方法で締め付けナットの緩みやガタの発生を防止することができる電動リニアアクチュエータを提供する。【解決手段】締め付けナット２０の外周には、おねじ部２０ａが形成されている。おねじ部２０ａは、図の中央部付近に示した有効径の変化点から図の右側の有効径一定範囲にかけては、有効径が略一定になるように形成されている。一方、図の中央部付近に示した有効径の変化点から図の左側の有効径遷移範囲にかけては、角度α度だけ遷移するように有効径が徐々に大きくなっている。角度αは、締め付けナット２０の所望の保持力によって変化させるもので、２〜５度である。なお、この例では、締め付けナット２０の有効径は遷移させているが、その外径寸法は全幅域にわたり略一定とした。【選択図】図２
2008002523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、この電動モータのモータ軸に動力伝達手段を介して連結され、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、該ボールねじ機構と前記電動モータと動力伝達手段を収容するハウジングと、前記ボールねじ機構を構成する螺旋状のねじ溝が形成されたボールねじ軸とボールねじナットと、該ボールねじナットを前記ハウジング内に回転自在に支持する転がり軸受と、該転がり軸受を前記ハウジング内に固着するための締め付けナットを備え、
前記締め付けナットには、前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着するためのおねじ部が設けられており、前記ハウジング内には、前記締め付けナットを固着するためのめねじ部が設けられており、前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部のねじ部に、ねじの途中からねじの形状が異なる所定の加工を施し、ねじの一部を圧入状態にして前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着することを特徴とする電動リニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部の有効径を途中から遷移させることを特徴とする請求項１記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部のリードを途中から変化させることを特徴とする請求項１記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記ハウジング及び前記締め付けナットの材質がアルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記有効径の遷移角度を２〜５度としたことを特徴とする請求項２記載の電動リニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の駆動部に使用される電動リニアアクチュエータ、特に電動モータの回転を、ボールねじ機構を介して直線運動に変換して用いる電動リニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の各種駆動部に使用される電動リニアアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。
【０００３】
このボールねじ機構の一例として、例えば特許文献１に示すものがある。特許文献１には、ボールねじ機構を用いた電動リニアアクチュエータの例が示されている。この電動リニアアクチュエータのボールねじ機構は、電動モータで回転駆動されるボールねじナットと、ボールねじナットに多数のボールを介して内挿されたボールねじ軸とからなる。ボールねじナットとボールねじ軸は、ハウジング内に収容されており、ボールねじナットは、２つの軸受を介してハウジング内に回転自在に支持されている。
【０００４】
このような従来の電動アクチュエータにおいては、ボールねじ軸を押し引きする荷重が発生した場合、２つの軸受肩間寸法に対しハウジング肩間寸法が広い場合は正隙間となり軸方向にガタが発生する。また、逆に負隙間にし過ぎると、軸受内の隙間の減少や変形によって回転トルクの増加や回転時の発熱を発生させてしまう。また、２つの軸受肩間とハウジング取付肩間の寸法差が無いか、又は、適正な負隙間状態にすることが考えられるが、これでは適正寸法に調整するための寸法管理が大変になってしまう。
【０００５】
そこで、軸方向荷重を受ける軸受側の軸方向固定を、外周面におねじを有する締め付けナットを用いてハウジングに締め付けることで軸受の軸方向ガタを無くし、煩わしい寸法管理を不要にする方法もある。
【特許文献１】特開２００５−８３４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、振動荷重によって上述の締め付けナットが緩んだ場合、軸受やボールねじナット等の構成部品が振動荷重によって軸方向に振られ、部品同士がぶつかり合うことで、音や振動の発生原因となる。また、この締め付けナットの緩み止めにロックタイト等の接着剤で補強、固定する方法があるが、信頼性、作業性において十分ではない。さらに、締め付けナットの緩み止めのためにセットビス等の別部品を使用することも考えられるが、部品点数が増えてコストが増大してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、緩み止め用のセットビス等の別部品を増やすことなく、比較的安価な方法で締め付けナットの緩みやガタの発生を防止することができる電動リニアアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
係る目的を達成すべく、本発明は、電動モータと、この電動モータのモータ軸に動力伝達手段を介して連結され、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、該ボールねじ機構と前記電動モータと動力伝達手段を収容するハウジングと、前記ボールねじ機構を構成する螺旋状のねじ溝が形成されたボールねじ軸とボールねじナットと、該ボールねじナットを前記ハウジング内に回転自在に支持する転がり軸受と、該転がり軸受を前記ハウジング内に固着するための締め付けナットを備え、前記締め付けナットには、前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着するためのおねじ部が設けられており、前記ハウジング内には、前記締め付けナットを固着するためのめねじ部が設けられており、前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部のねじ部に、ねじの途中からねじの形状が異なる所定の加工を施し、ねじの一部を圧入状態にして前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着する構成を採用した。
【０００９】
また、本発明は、前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部の有効径を途中から遷移させることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明は、前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部のリードを途中から変化させることもできる。
【００１１】
さらに、本発明は、前記ハウジング及び前記締め付けナットの材質がアルミニウムであることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、前記有効径の遷移角度を２〜５度とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、締め付けナットのおねじ部又はハウジングのめねじ部のねじ部を途中から異なる形状にして、締め付けナットをハウジングに圧入固定するので、比較的簡単に締め付けナットの緩み止めを行うことができ、緩み止め用のセットビス等の別部品を増やすことなく、比較的安価な方法で緩みやガタの発生を防止することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ねじの有効径を遷移させるだけで締め付けナットの緩み止めを行うことができるので、比較的安価な方法で緩みやガタの発生を防止できる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ねじのリードを変化させるだけで締め付けナットの緩み止めを行うことができるので、比較的安価な方法で緩みやガタの発生を防止できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３に記載の発明の効果に加え、ハウジング及び締め付けナットの材質をアルミニウムとしたことで、ねじの形状が途中から異なっていても、比較的容易に塑性変形するので、ねじを締め付けやすく、圧入固定がしやすい。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、有効径の遷移角度を２〜５度としたので、好適な締め付け力で締め付けを行うことができ、かつ、締め付けナットの緩みを好適に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
電動モータと、この電動モータのモータ軸に動力伝達手段を介して連結され、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、該ボールねじ機構と前記電動モータと動力伝達手段を収容するハウジングと、前記ボールねじ機構を構成する螺旋状のねじ溝が形成されたボールねじ軸とボールねじナットと、該ボールねじナットを前記ハウジング内に回転自在に支持する転がり軸受と、該転がり軸受を前記ハウジング内に固着するための締め付けナットを備え、前記締め付けナットには、前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着するためのおねじ部が設けられており、前記ハウジング内には、前記締め付けナットを固着するためのめねじ部が設けられており、前記締め付けナットのおねじ部又は前記ハウジングのめねじ部のねじ部に、ねじの途中からねじの形状が異なる所定の加工を施し、ねじの一部を圧入状態にして前記転がり軸受を前記ハウジング内に固着する。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図である。
【００２０】
この電動リニアアクチュエータ１は、ハウジング２に取付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸３ａに固設された平歯車４と、この平歯車４の歯４ａに噛合する歯５ａが形成されたフランジ５を一体に有するボールねじナット６と、このボールねじナット６に多数のボール７を介して内挿されたボールねじ軸８と、このボールねじ軸８の一端部に連結されたリニアクラッチ９とを備えている。
【００２１】
ボールねじナット６は一対の転がり軸受１０、１１を介してハウジング２に対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。転がり軸受１１は、締め付けナット２０をハウジング２のめねじ部２ｃに圧入固定することにより、ハウジング２内に固定されている。
【００２２】
ボールねじナット６の内周には螺旋状のねじ溝６ａが形成されている。一方、ボールねじ軸８の外周にはこのねじ溝６ａに対応する螺旋状のねじ溝８ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。そして、これらのねじ溝６ａ、８ａ間に多数のボール７を転動自在に収容してボールねじ機構を構成している。
【００２３】
電動モータ３に通電すると、モータ軸３ａの回転に伴って平歯車４を介してボールねじナット６が回転し、このボールねじナット６の回転によりボールねじ軸８が軸方向（図中左右方向）に移動される。すなわち、このボールねじ機構により、モータ軸３ａの回転運動がボールねじ機構を介してボールねじ軸８の軸方向運動に変換される。
【００２４】
ここで、ボールねじ軸８の一端部には伝達ピン１２を介してリニアクラッチ９が連結されている。このリニアクラッチ９は、ハウジング２ｂに嵌合され、円筒状の内周面を有する外輪１３と、ボールねじ軸８の一端部に形成された円筒状の保持部１４にスライド自在に内挿された出力軸１５と、この出力軸１５の外周に形成され、両端部が内方に傾斜する係合面１５ａと、外輪１３の内周面１３ａとの間に収容された複数の係合子（ボール）１６とを備えている。この出力軸１５の係合面１５ａと外輪１３の内周面１３ａとの間には環状の楔形空間１７が形成され、保持部１４に穿設されたポケット１４ａ内に弾性部材１８を介して複数の係合子１６が円周等配に、かつ軸方向の中立位置に保持されている。なお、ここでは、係合子１６として単列のボールを例示したが、これに限らず、複列のボールであっても良い、また、係合子１６としてころを使用することもできる。
【００２５】
ボールねじ軸８の一端部に形成された保持部１４には出力軸１５が内挿され、保持部１４と出力軸１５の径方向に伝達ピン１２が挿入されているが、出力軸１５にこの伝達ピン１２の外径よりも所定の寸法だけ大径になるようピン挿入孔１９が形成され、ボールねじ軸８に対してこの出力軸１５は軸方向に所定量相対移動することができる。
【００２６】
次に、本発明に係る締め付けナットについて説明する。図２は、本発明に係る締め付けナットの断面図である。図３は、本発明に係る締め付けナットをハウジングに圧入固定した状態の断面図である。
【００２７】
図２に示すように、締め付けナット２０の外周には、おねじ部２０ａが形成されている。おねじ部２０ａは、図の中央部付近に示した有効径の変化点から図の右側の有効径一定範囲にかけては、有効径が略一定になるように形成されている。一方、図の中央部付近に示した有効径の変化点から図の左側の有効径遷移範囲にかけては、角度α度だけ遷移するように有効径が徐々に大きくなっている。角度αは、締め付けナット２０の所望の保持力によって変化させるもので、２〜５度である。なお、この例では、締め付けナット２０の有効径は遷移させているが、その外径寸法は全幅域にわたり略一定とした。
【００２８】
図３に示すように、有効径が遷移している締め付けナット２０は、ハウジング２のめねじ部２ｃに螺合されている。この例では、締め付けナット２０の有効径は徐々に大きくなるように設定されているが、ハウジング２のめねじ部２ｃの有効径は、全幅域にわたり略一定となっている。締め付けナット２０を図の右方向に締め込んでいった場合、締め付けナット２０の有効径遷移範囲では、締め付けナット２０の有効径が徐々に大きくなっているため、ねじ間の隙間は無くなり、締め切った際には、圧入状態となる。
【００２９】
通常、締め付けナットを用いる場合には、締め付け時のトルクを管理するが、この例では、締め切る前にトルクが徐々に大きくなってしまうので、トルクでの締め付け管理は難しくなる。そのため、この例では、ハウジング２と締め付けナット２０との端面での寸法差（図３のＨ寸法）を管理することで代用が可能である。
【００３０】
締め付けナット２０の図の左の側面には、工具嵌合用の穴２０ｂが設けられている。工具嵌合用の穴２０ｂは、例えば、締め付けナット２０の側面の３箇所に等配されている。その工具嵌合用の穴２０ｂには、締め付け用の工具の先端が嵌合され、工具を回転させることにより、締め付けナット２０は、ハウジング２に圧入固着される。
【００３１】
また、この例では、転がり軸受１１の外輪１１ａの側面は、ハウジングの凸部２ｄに当接している。一方、締め付けナット２０の図の右方には、凸部２０ｃが設けられており、この凸部２０ｃが転がり軸受１１の外輪１１ａの側面に当接している。このように、転がり軸受１１の外輪１１ａを締め付けナット２０の凸部２０ｃでハウジングの凸部２ｄに押し付けるように圧入固着する。なお、締め付けナット２０の図の右側面の凸部２０ｃでない右側面部２０ｄは、一段低くなっており、右側面部２０ｄと転がり軸受１１の間には隙間がある。
【００３２】
なお、この例では、締め付けナット２０側の有効径を遷移させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、締め付けナット２０を全幅域にわたり略一定の有効径とし、ハウジング２のめねじ部２ｃの有効径を遷移させて、締め付けナット２０を圧入固定させることもできる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明に係る締め付けナットの第２の実施形態について説明する。図４は、本発明に係る締め付けナットの第２の実施形態を示す断面図である。
【００３４】
図４に示すように、締め付けナット３０の外周には、おねじ部３０ａが形成されている。おねじ部３０ａは、図の中央部付近に示したリードの変化点から図の右側のリード一定範囲にかけては、リードが略一定になるように形成されている。一方、図の中央部付近に示したリードの変化点から図の左側のリード変化範囲にかけては、リードが徐々に狭くなっている。
【００３５】
なお、この例では、締め付けナット３０側のリードを変化させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、締め付けナット３０を全幅域にわたり略一定のリードとし、ハウジング２のめねじ部２ｃのリードを変化させて、締め付けナット３０を圧入固定させることもできる。
【００３６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る電動リニアアクチュエータは、自動車等の車両の後輪操舵機構や動力伝達制御用の摩擦クラッチ機構等のアクチュエータとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る締め付けナットの断面図である。
【図３】本発明に係る締め付けナットをハウジングに圧入固定した状態の断面図である。
【図４】本発明に係る締め付けナットの第２の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・電動リニアアクチュエータ
２、２ａ、２ｂ・・・・・・・・・・・ハウジング
２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・めねじ部
２ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・凸部
３・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
４・・・・・・・・・・・・・・・・・平歯車
４ａ、５ａ・・・・・・・・・・・・・歯
５・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
６・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじナット
６ａ、８ａ・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
７・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
８・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ軸
９・・・・・・・・・・・・・・・・・リニアクラッチ
１０、１１・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
１１ａ・・・・・・・・・・・・・・・外輪
１２・・・・・・・・・・・・・・・・伝達ピン
１３・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
１３ａ・・・・・・・・・・・・・・・内周面
１４・・・・・・・・・・・・・・・・保持部
１４ａ・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
１５・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
１５ａ・・・・・・・・・・・・・・・係合面
１６・・・・・・・・・・・・・・・・係合子
１７・・・・・・・・・・・・・・・・楔形空間
１８・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
１９・・・・・・・・・・・・・・・・ピン挿入孔
２０、３０・・・・・・・・・・・・・締め付けナット
２０ａ、３０ａ・・・・・・・・・・・おねじ部
２０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・工具嵌合用の穴
２０ｃ・・・・・・・・・・・・・・・凸部
２０ｄ・・・・・・・・・・・・・・・右側面部
【図１】
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【図２】
2008002523.tif 000004
【図３】
2008002523.tif 000005
【図４】
2008002523.tif 000006