(57)【要約】【課題】ボールねじ機構の周辺部品をユニット化すると共に、このボールねじアッセンブリを一方のハウジングに組み立てたサブアッセンブリと、ユニット化した他方のハウジングを組立てることにより、作業効率が良く、生産性の向上を図った電動アクチュエータを提供する。【解決手段】第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂにねじ軸１０を収容するための貫通孔１１と袋孔１２が形成され、袋孔１２を備えた第２のハウジング２ｂに、ボールねじ機構８と一対の支持軸受２０および出力歯車６をユニット化したボールねじアッセンブリが装着され、ねじ軸１０が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるスリーブ１７が嵌挿された第２のハウジングサブアッセンブリＡと、貫通孔１１を備えた第１のハウジング２ａに電動モータ３が装着された第１のハウジングサブアッセンブリＢを備え、２つのハウジングサブアッセンブリＡ、Ｂが固定ボルト３５によって締結されている。【選択図】図５
2016070324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
このハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータの回転力を、モータ軸を介して伝達する減速機構と、
この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、を備え、
このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、外周に前記減速機構を構成する出力歯車が固定され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されて前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングが、第１のハウジングと、その端面に衝合される第２のハウジングからなり、これら第１のハウジングと第２のハウジングの各々に、前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、前記ハウジングのうち前記袋孔を備えたハウジングに、前記ボールねじ機構と一対の支持軸受および前記出力歯車をユニット化したボールねじのサブアッセンブリが装着され、前記ねじ軸が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるためのスリーブが嵌挿された一方のハウジングサブアッセンブリと、
前記ハウジングのうち前記貫通孔を備えたハウジングに前記電動モータが装着された他方のハウジングサブアッセンブリを備え、これら２つのハウジングサブアッセンブリが複数の固定ボルトによって締結されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記減速機構が、前記電動モータのモータ軸に取付けられる入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間歯車、およびこの中間歯車に噛合する出力歯車からなり、前記中間歯車を支持する歯車軸が前記袋孔を備えたハウジングに固定されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記電動モータのモータ軸に取付けられる入力歯車を回転自在に支承する転がり軸受が前記袋孔を備えたハウジングに装着されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記ハウジングに対して、前記一対の支持軸受が径方向すきまを介して装着されている請求項１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、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用されるボールねじ機構を備えた電動アクチュエータ、詳しくは、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換する電動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種駆動部に使用される電動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】
ボールねじ機構を採用した電動アクチュエータの構造として、本発明の実施例の説明で使用する図１の構造を参照しつつ説明する。この電動アクチュエータ１は、円筒状のハウジング２と、このハウジング２に取り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に取付けられた入力歯車４に噛合する中間歯車５、およびこの中間歯車５に噛合する出力歯車６からなる減速機構７と、この減速機構７を介して電動モータ３の回転運動を駆動軸９の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８とを備えている。
【０００４】
ハウジング２はＡ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からアルミダイカストによって形成され、第１のハウジング２ａと、その端面に衝合された第２のハウジング２ｂとからなり、固定ボルト（図示せず）によって一体に固定されている。第１のハウジング２ａには電動モータ３が取り付けられると共に、これら第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂの各々に、ねじ軸１０を収容するための貫通孔１１と袋孔１２が形成されている。
【０００５】
電動モータ３のモータ軸３ａは、その端部に入力歯車４が圧入により相対回転不能に取り付けられ、第２のハウジング２ｂに装着された深溝玉軸受からなる転がり軸受１３によって、両持ち状態で回転自在に支持されている。平歯車からなる中間歯車５に噛合する出力歯車６は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１８にキー１４を介して一体に固定されている。
【０００６】
駆動軸９は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１０と一体に構成され、この駆動軸９の一端部（図中右端部）に係止ピン１５、１５が植設されている。また、第２のハウジング２ｂの袋孔１２にはスリーブ１７が嵌合され、このスリーブ１７の内周に軸方向に延びる凹溝１７ａ、１７ａが研削加工によって形成されている。そして、凹溝１７ａ、１７ａは周方向に対向して配設されると共に、この凹溝１７ａ、１７ａにねじ軸１０の係止ピン１５、１５がそれぞれ係合され、ねじ軸１０が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。スリーブ１７は、第２のハウジング２ｂの袋孔１２の開口部に装着された穴用の止め輪１６によっての軸方向の抜け止めがなされている。
【０００７】
なお、スリーブ１７は第２のハウジング２ｂの底部に直接当接されておらず、キャップ３６を介して固定されている。すなわち、スリーブ１７の端部にキャップ３６が外嵌され、一体となって第２のハウジング２ｂの底部に嵌合されている。これにより、ねじ軸１０が第２のハウジング２ｂの袋孔１２に直接衝突することがなく、第２のハウジング２ｂの損傷と摩耗の低減を図ると共に、軽量化を図りつつ、耐久性と強度を高めて信頼性の向上を図ることができる。
【０００８】
ここで、スリーブ１７は、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なる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）により成形されている。こうしたＭＩＭによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
【０００９】
一方、凹溝１７ａに係合する係止ピン１５は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼あるいはＳＣｒ４３５等の浸炭軸受鋼で形成され、その表面には、炭素含有量０．８０重量％以上、５８ＨＲＣ以上の浸炭窒化層が形成されている。なお、係止ピン１５に針状ころ軸受に使用される針状ころを適用することにより、５８ＨＲＣ以上の表面硬さが得られ、耐摩耗性が優れていると共に、入手性が良く、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１０と、このねじ軸１０にボール１９を介して外挿されたナット１８とを備えている。ねじ軸１０は、外周に螺旋状のねじ溝１０ａが形成されている。一方、ナット１８は、内周にねじ軸１０のねじ溝１０ａに対応する螺旋状のねじ溝１８ａが形成され、これらねじ溝１０ａ、１８ａとの間に多数のボール１９が転動自在に収容されている。そして、ナット１８は、ハウジング２ａ、２ｂに対して、一対の支持軸受２０、２０を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。２１は、ナット１８のねじ溝１８ａを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材２１によって多数のボール１９が無限循環することができる。
【００１１】
各ねじ溝１０ａ、１８ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール１９との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
【００１２】
ナット１８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その表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、熱処理後のスケール除去のためのバフ加工等を省略することができ、低コスト化を図ることができる。一方、ねじ軸１０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、あるいは浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。
【００１３】
ナット１８の外周面１８ｂには減速機構７を構成する出力歯車６がキー１４を介して固定されると共に、この出力歯車６の両側に２つの支持軸受２０、２０が所定のシメシロを介して圧入されている。具体的には、ナット１８の外周面１８ｂにキー溝１４ａが形成されると共に、後述する出力歯車６の円孔６ｂにもキー溝６ｃが形成され、両キー溝１４ａ、６ｃによって形成される矩形状空間にキー１４が嵌挿され、出力歯車６がナット１８に固定されている。これにより、駆動軸９からスラスト荷重が負荷されても支持軸受２０、２０と出力歯車６の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、２つの支持軸受２０、２０は、両端部にシールド板２０ａ、２０ａが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から摩耗粉等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００１４】
また、一対の支持軸受２０、２０のうち一方（図中、左側）の支持軸受２０がリング状の弾性部材からなるワッシャ２２を介して第１のハウジング２ａに装着されている。このワッシャ２２は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されたウェーブワッシャからなる。そして、その内径Ｄが支持軸受２０の内輪２３の外径ｄよりも大径に形成されている。これにより、一対の支持軸受２０、２０の軸方向ガタをなくすことができ、円滑な回転性能を得ることができると共に、ワッシャ２２が、支持軸受２０の外輪２４のみに当接して回転輪となる内輪２３とは干渉しないため、逆スラスト荷重が生じてナット１８が第１のハウジング２ａ側に押し付けられても支持軸受２０の内輪２３が第１のハウジング２ａに当接して摩擦力が上昇するのを防止し、ロック状態になるのを確実に防止することができる。
【００１５】
減速機構７を構成する中間歯車５の歯車軸２５は、図１に示すように、第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに植設され、中間歯車５は、転がり軸受２６を介してこの歯車軸２５に回転自在に支承されている。歯車軸２５の端部のうち、例えば、第１のハウジング２ａ側の端部を圧入する場合、第２のハウジング２ｂ側の端部をすきま嵌めに設定することにより、ミスアライメント（組立誤差）を許容して円滑な回転性能を確保することができる。転がり軸受２６は、中間歯車５の内径に圧入される鋼板プレス製の外輪２７と、保持器２８を介して外輪２７に転動自在に収容された複数の針状ころ２９とを備えた、所謂シェル型の針状ころ軸受で構成されている。これにより、軸受の入手性が高く、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、中間歯車５の両側にはリング状のワッシャ３０、３０が装着され、中間歯車５が直接第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに接触するのを防止している。ここで、中間歯車５の歯部５ａの幅が歯幅よりも小さく形成されている。これにより、中間歯車５とワッシャ３０との接触面積を小さくすることができ、回転時の摩擦抵抗を抑えて円滑な回転性能を得ることができる。ここで、ワッシャ３０は、強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成された平ワッシャからなる。なお、これ以外にも、例えば、黄銅や焼結金属、または、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が所定量充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂で形成されていても良い。
【００１７】
出力歯車６は焼結合金からなり、図２に示すように、外周に平歯からなる歯部６ａが形成されると共に、ナット１８の外周面１８ｂに嵌合される円孔６ｂが形成されている。そして、歯部６ａの近傍の外径部３１と円孔６ｂの近傍のボス部３２との間の中央部３４に円形の複数の肉抜き穴３３が周方向等配に形成されている。また、円筒状の円孔６ｂの内周には、前述した固定用のキー１４が嵌挿されるキー溝６ｃが形成されている。
【００１８】
こうした電動アクチュエータ１の従来の組立は、第１および第２のハウジング２ａ、２ｂのうちどちらか一方のハウジングの内部に順次部品を装着して行き、全ての部品を装着した後、他方のハウジングを取り付け、固定ボルトで締結して組立を完了している。具体的には、図７〜図１２を用いて、従来の組立方法を説明する。
【００１９】
まず、図７に示すように、第２のハウジング２ｂに入力歯車（図示せず）を支承する転がり軸受１３が装着されると共に、中間歯車（図示せず）を支承する歯車軸２５が圧入される。その後、図８（ａ）に示すように、第２のハウジング２ｂの袋孔１２の底部にキャップ３６とスリーブ１７が嵌挿され、スリーブ１７の抜け止め用の止め輪１６が装着される。そして、（ｂ）に示すように、ナット（図示せず）を支承する一対の支持軸受２０のうち一方の支持軸受２０が第２のハウジング２ｂに圧入される。
【００２０】
次に、図９（ａ）に示すように、ねじ軸１０の端部に係止ピン１５が圧入され、（ｂ）に示すように、ナット１８にキー１４が装着され、このキー１４を介して出力歯車６がナット１８に固定される。一方、ナット１８に多数のボール１９が配列され、これにねじ軸１０が内挿されて、（ｃ）に示すように、ボールねじ機構８が組み立てられる。
【００２１】
そして、図１０に示すように、第２のハウジング２ｂにボールねじ機構８が装着されると共に、歯車軸２５に中間歯車ユニットＧ、すなわち、中間歯車５とシェル型の針状ころ軸受からなる転がり軸受２６およびワッシャ３０、３０が装着される。
【００２２】
一方、図１１に示すように、第１のハウジング２ａにナット（図示せず）を支承する一対の支持軸受２０のうち一方の支持軸受２０が装着される。そして、図１２に示すように、第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂとが合わされ、固定ボルト３５によって締結される。そして、図１に示す電動モータ３が第１のハウジング２ａに図示しない固定ボルトにより取り付けられる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２０１３−１４８１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述した図７〜図１２に示す従来の組立方法では、第１および第２のハウジング２ａ、２ｂのうちどちらか一方のハウジング、すなわち、第２のハウジング２ｂに対して、各部品の組立作業を行っている作業工程が煩雑で時間がかかるため、作業効率が悪く、生産性が低下するといった課題があった。また、在庫管理の面でも各部品を個々に管理する必要があり煩雑であった。
【００２５】
本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組立工程毎のサブアッセンブリをユニット化することに着目し、ボールねじ機構の周辺部品をユニット化すると共に、このサブアッセンブリと、ユニット化した一方のハウジングとを組み立て、２つのハウジングサブアッセンブリを組立てることにより、作業効率が良く、生産性の向上を図ることができると共に、２つのハウジングサブアセンブリを別ラインで組み立てて、それぞれ在庫管理することができるので、組立作業が簡略化でき、組立作業の効率化を図った電動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】
【００２６】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を、モータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、を備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、外周に前記減速機構を構成する出力歯車が固定され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されて前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが、第１のハウジングと、その端面に衝合される第２のハウジングからなり、これら第１のハウジングと第２のハウジングの各々に、前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、前記ハウジングのうち前記袋孔を備えたハウジングに、前記ボールねじ機構と一対の支持軸受および前記出力歯車をユニット化したボールねじのサブアッセンブリが装着され、前記ねじ軸が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるためのスリーブが嵌挿された一方のハウジングサブアッセンブリと、前記ハウジングのうち前記貫通孔を備えたハウジングに前記電動モータが装着された他方のハウジングサブアッセンブリを備え、これら２つのハウジングサブアッセンブリが複数の固定ボルトによって締結されている。
【００２７】
このように、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を、モータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、を備え、このボールねじ機構が、ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、外周に減速機構を構成する出力歯車が固定され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、駆動軸と同軸状に一体化され、外周にナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されてハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが、第１のハウジングと、その端面に衝合される第２のハウジングからなり、これら第１のハウジングと第２のハウジングの各々に、前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、前記ハウジングのうち前記袋孔を備えたハウジングに、前記ボールねじ機構と一対の支持軸受および前記出力歯車をユニット化したボールねじのサブアッセンブリが装着され、前記ねじ軸が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるためのスリーブが嵌挿された一方のハウジングサブアッセンブリと、前記ハウジングのうち前記貫通孔を備えたハウジングに前記電動モータが装着された他方のハウジングサブアッセンブリを備え、これら２つのハウジングサブアッセンブリが複数の固定ボルトによって締結されているので、作業効率が良く、生産性の向上を図ることができると共に、２つのハウジングサブアッセンブリを別ラインで組み立てて、それぞれ在庫管理することができるので、組立作業が簡略化でき、組立作業の効率化を図った電動アクチュエータを提供することができる。
【００２８】
好ましくは、請求項２に記載のように、前記減速機構が、前記電動モータのモータ軸に取付けられる入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間歯車、およびこの中間歯車に噛合する出力歯車からなり、前記中間歯車を支持する歯車軸が前記袋孔を備えたハウジングに固定されていれば、後工程での２つのハウジングの芯合せをこの歯車軸で行うことができ、芯合せ調整が不要となって組立作業を簡素化することができる。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記電動モータのモータ軸に取付けられる入力歯車を回転自在に支承する転がり軸受が前記袋孔を備えたハウジングに装着されていれば、後工程でのモータ軸の位置決めが容易になり、入力歯車の噛合い精度を向上させることができる。
【００３０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記ハウジングに対して、前記一対の支持軸受が径方向すきまを介して装着されていれば、組立作業が容易になると共に、２つのハウジングの合せ面が径方向にずれる芯ズレが生じた場合でも、支持軸受の内部すきまがなくなる恐れがない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る電動アクチュエータは、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を、モータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、を備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、外周に前記減速機構を構成する出力歯車が固定され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されて前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが、第１のハウジングと、その端面に衝合される第２のハウジングからなり、これら第１のハウジングと第２のハウジングの各々に、前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、前記ハウジングのうち前記袋孔を備えたハウジングに、前記ボールねじ機構と一対の支持軸受および前記出力歯車をユニット化したボールねじのサブアッセンブリが装着され、前記ねじ軸が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるためのスリーブが嵌挿された一方のハウジングサブアッセンブリと、前記ハウジングのうち前記貫通孔を備えたハウジングに前記電動モータが装着された他方のハウジングサブアッセンブリを備え、これら２つのハウジングサブアッセンブリが複数の固定ボルトによって締結されているので、作業効率が良く、生産性の向上を図ることができると共に、２つのハウジングサブアッセンブリを別ラインで組み立てて、それぞれ在庫管理することができるので、組立作業が簡略化でき、組立作業の効率化を図った電動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】
【００３２】
【図１】本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のボールねじ機構を拡大して示す縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る電動アクチュエータの組立方法を示す説明図で、ボールねじ機構の周辺部品をユニット化する工程を示す。
【図４】第１のハウジングと周辺部品を装着してサブアッセンブリ化する組立工程で、（ａ）は、電動モータにＯリングと入力歯車が装着される工程、（ｂ）は、電動モータに固定ボルトが挿入される工程、（ｃ）は、電動モータが第１のハウジングに固定されるサブアッセンブリが組み立てられる工程を示す。
【図５】（ａ）は、第２のハウジングにスリーブと止め輪および転がり軸受と歯車軸を装着してサブアッセンブリ化する組立工程を示し、（ｂ）は、第２のハウジングにボールねじ機構と中間歯車ユニットが第２のハウジングに固定されるサブアッセンブリが組み立てられる工程を示す。
【図６】第１のハウジングに固定されるサブアッセンブリと第２のハウジングに固定されるサブアッセンブリをボルト結合した電動アクチュエータが組み立てられる工程を示す。
【図７】従来の組立方法を示す説明図で、一方のハウジングに転がり軸受と歯車軸を圧入する工程を示す。
【図８】同上、従来の組立方法を示す説明図で、（ａ）は、一方のハウジングにスリーブと止め輪を装着する工程を示し、（ｂ）は、支持軸受を装着する工程を示す。
【図９】同上、従来の組立方法を示す説明図で、（ａ）は、ねじ軸に係止ピンを圧入する工程を示し、（ｂ）は、ナットにボールを配列すると共に、キー介して出力歯車を固定する工程、（ｃ）は、ボールねじ機構の組立工程を示す。
【図１０】同上、従来の組立方法を示す説明図で、一方のハウジングにボールねじ機構と中間歯車ユニットを装着する工程を示す。
【図１１】同上、従来の組立方法を示す説明図で、一方のハウジングに支持軸受を装着する工程を示す。
【図１２】同上、従来の組立方法を示す説明図で、２つのハウジングを合わして固定ボルトによって締結する工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を、モータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、を備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、外周に前記減速機構を構成する出力歯車が固定され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されて前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングが、第１のハウジングと、その端面に衝合される第２のハウジングからなり、これら第１のハウジングと第２のハウジングの各々に、前記ねじ軸を収容するための貫通孔と袋孔が形成され、前記袋孔を備えた前記第２のハウジングに、前記減速機構を構成する中間歯車を支持する歯車軸が圧入されると共に、前記ボールねじ機構と一対の支持軸受および前記出力歯車をユニット化したボールねじのサブアッセンブリが装着され、前記ねじ軸が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されるためのスリーブが嵌挿された第２のハウジングサブアッセンブリと、前記貫通孔を備えた前記第１のハウジングに前記電動モータが装着された第１のハウジングサブアッセンブリを備え、これら２つのハウジングサブアッセンブリが複数の固定ボルトによって締結されている。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のボールねじ機構を拡大して示す縦断面図、図３〜図６は、本発明に係る電動アクチュエータの組立方法を示す説明図である。
【００３５】
図１に示した電動アクチュエータ１の構造については前述した通りであるから、この電動アクチュエータ１の構造についての説明は省略あるいは簡略にし、以下、本発明の特徴部分である、組立方法について説明する。
【００３６】
本実施形態では、組立工程毎のサブアッセンブリをユニット化し、最終的に、これらのサブアッセンブリを組み立てる。具体的には、ボールねじ機構の周辺部品をユニット化すると共に、このボールねじアッセンブリと、このボールねじアッセンブリを一方のハウジングにサブアッセンブリＡとする工程と、別工程でユニット化した他方のハウジングのサブアッセンブリＢおよび他方のハウジングを最終的に組み立てる、主として３工程からなることを特徴としている。
【００３７】
図３（ａ）〜（ｄ）は、ボールねじ機構８と、このボールねじ機構８の周辺部品をユニット化するボールねじのアッセンブリの組立工程である。（ａ）に示すように、ボールねじ機構８を構成するナット１８の外周面１８ｂに、このナット１８を図示しない第２のハウジング２ｂに対して回転自在に支承する一対の支持軸受２０、２０のうち一方の支持軸受２０を圧入し、（ｂ）に示すように、ナット１８の外周面１８ｂにキー１４を介して出力歯車６を固定する。その後、（ｃ）に示すように、ナット１８の外周面１８ｂに一対の支持軸受２０、２０のうち他方の支持軸受２０を圧入してユニット化すると共に、ナット１８に駒部材（図示せず）を装着し、内周に形成された螺旋状のねじ溝１８ａに多数のボール１９を配列する。そして、（ｄ）に示すように、端部に係止ピン１５が圧入されたねじ軸１０がボール１９を介してナット１８に内挿され、ボールねじのアッセンブリが組み立てられる。このように、一対の支持軸受２０、２０をナット１８の外周面１８ｂに圧入することにより、ユニット化することができる。この組立工程を第１の工程と呼ぶ。
【００３８】
ここで、（ｂ）に示すように、一対の支持軸受２０、２０のうち一方の支持軸受２０は、ナット１８の外周に形成された鍔部１８ｃに当接するように圧入されると共に、（ｃ）に示すように、出力歯車６は、ナット１８の鍔部１８ｃと他方の支持軸受２０の内輪２３に挟持された状態で固定されている。
【００３９】
次に、図４は、第１のハウジング２ａと周辺部品をユニット化する第１のハウジング２ａのサブアッセンブリＢの組立工程である。（ａ）に示すように、電動モータ３にＯリング３７が装着され、モータ軸３ａに入力歯車４が圧入される。その後、（ｂ）に示すように、電動モータ３に固定ボルト３８が挿入され、（ｃ）に示すように、固定ボルト３８を第１のハウジング２ａに螺着することにより、第１のハウジング２ａのサブアッセンブリＢが組み立てられる。この組立工程を第２の工程と呼ぶ。
【００４０】
図５（ａ）は、第２のハウジング２ｂと周辺部品をユニット化する第２のハウジング２ｂのサブアッセンブリＡの組立工程である。第２のハウジング２ｂに後述する中間歯車ユニットが装着される歯車軸２５と、モータ軸（図示せず）を第２のハウジング２ｂに対して支承する転がり軸受１３が装着されると共に、第２のハウジング２ｂの袋孔１２にキャップ３６とスリーブ１７が順次装着され、スリーブ１７の抜け止め用の止め輪１６が装着されてハウジングのサブアッセンブリが組み立てられる。この組立工程を第３の工程と呼ぶ。
【００４１】
このように、図示しないモータ軸に取付けられる入力歯車を回転自在に支承する転がり軸受１３が第２のハウジング２ｂに装着される工程がこの第３の工程に備えていれば、後工程でのモータ軸の位置決めが容易になり、入力歯車の噛合い精度を向上させることができる。
【００４２】
さらに、中間歯車５を支持する歯車軸２５が第２のハウジング２ｂに固定される工程がこの第３の工程に備えていれば、後工程での第１および第２のハウジング２ａ、２ｂの芯合せをこの歯車軸２５で行うことができ、芯合せ調整が不要となって組立作業を簡素化することができる。
【００４３】
次に、（ｂ）に示すように、第２のハウジング２ｂのサブアッセンブリＡにボールねじのサブアッセンブリが組み立てられると共に、歯車軸２５に中間歯車ユニットＧ、すなわち、中間歯車５とシェル型の針状ころ軸受からなる転がり軸受２６およびワッシャ３０、３０が装着される。そして、図６に示すように、第２のハウジング２ｂのサブアッセンブリＡに最終的に、ワッシャ２２が予め装着された第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂの合せ面が衝合され、複数の固定ボルト３５によって締結される。この組立工程を第４の工程と呼ぶ。
【００４４】
ここで、第１および第２のハウジング２ａ、２ｂに対して、一対の支持軸受２０、２０は径方向すきまを介して装着されている。これにより、組立作業が容易になると共に、第１および第２のハウジング２ａ、２ｂの合せ面が径方向にずれる、所謂芯ズレが生じた場合でも、支持軸受２０、２０の内部すきまがなくなる恐れがない。
【００４５】
本実施形態では、組立工程毎のサブアッセンブリをユニット化し、ボールねじ機構の周辺部品をユニット化してボールねじのサブアッセンブリを組み立てる第１の工程と、第１のハウジング２ａの周辺部品をユニット化して第１のハウジングのサブアッセンブリＢを組み立てる第２の工程と、第２のハウジング２ｂの周辺部品をユニット化して第２のハウジングのサブアッセンブリＡを組み立てる第３の工程および第１のハウジングのサブアッセンブリＢと第２のハウジングサブアッセンブリＡを組み立てる最終工程からなる第４の工程を備えているので、作業効率が良く、生産性の向上を図ることができると共に、２つのハウジングサブアッセンブリ、すなわち、第１のハウジング２ａに周辺部品を組立てた第１のハウジングサブアセンブリＢと、第２のハウジング２ｂに周辺部品を組立てた第２のハウジングサブアセンブリＡを別ラインで組み立てて、それぞれ在庫管理することができので、組立作業が簡略化でき、組立作業の効率化を図った電動アクチュエータ１を提供することができる。
【００４６】
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】
【００４７】
本発明に係る電動アクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、電動モータからの回転入力を、歯車減速機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動アクチュエータに適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  電動アクチュエータ
２  ハウジング
２ａ  第１のハウジング
２ｂ  第２のハウジング
３  電動モータ
３ａ  モータ軸
４  入力歯車
５  中間歯車
５ａ  中間歯車の歯部
６  出力歯車
６ａ  出力歯車の歯部
６ｂ  出力歯車の円孔
６ｃ、１４ａ  キー溝
７  減速機構
８  ボールねじ機構
９  駆動軸
１０  ねじ軸
１０ａ、１８ａ  ねじ溝
１１  貫通孔
１２  袋孔
１３、２６  転がり軸受
１４  キー
１５  係止ピン
１６  止め輪
１７  スリーブ
１７ａ  凹溝
１８  ナット
１８ｂ  ナットの外周面
１８ｃ  ナットの鍔部
１９  ボール
２０  支持軸受
２０ａ  シールド板
２１  駒部材
２２、３０  ワッシャ
２３  支持軸受の内輪
２４  支持軸受の外輪
２５  中間歯車の歯車軸
２７  転がり軸受の外輪
２８  転がり軸受の保持器
２９  転がり軸受の針状ころ
３１  歯部の近傍の外径部
３２  円孔の近傍のボス部
３３  肉抜き穴
３４  中央部
３５、３８  固定ボルト
３６  キャップ
３７  Ｏリング
Ａ  第２のハウジングのサブアッセンブリ
Ｂ  第１のハウジングのサブアッセンブリ
Ｄ  ワッシャの内径
ｄ  支持軸受の内輪外径
Ｇ  中間歯車ユニット
【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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【図１２】
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