(57)【要約】【課題】部品点数を削減して低コスト化を図ると共に、摩耗を抑制し得る回り止め機構により信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供する。【解決手段】ハウジング２ｂに駆動軸７を収容する円筒状の袋孔１４の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝１４ａが形成され、これに係合する回り止め用ボール２０と、ねじ軸１５に装着された保持器２１を備えると共に、凹溝１４ａに対応してねじ軸１５の凹部１５ｂに貫通し、回り止め用ボール２０の外径よりも大径に形成されたポケット２３が穿設され、回り止め用ボール２０が転動自在に収容されると共に、保持器２１の外周に軸方向に延び、凹溝１４ａに対向する断面円弧状の案内溝２４が形成され、これと凹溝１４ａで回り止め用ボール２０がすきまを持って挟持した状態で保持され、ねじ軸１５がハウジング２ｂに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。【選択図】図３
2016176540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハウジングと、
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、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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、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、
前記ハウジングに前記駆動軸を収容する円筒状の袋孔が形成され、この袋孔の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する回り止め用ボールと、前記ねじ軸の端部に装着された円筒状の保持器とを備えると共に、この保持器の外周に軸方向に延び、前記凹溝に対向する断面円弧状の案内溝が形成され、この案内溝と前記凹溝とで前記回り止め用ボールが転動自在に保持され、前記ねじ軸が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】
前記ねじ軸の端部に凹部が形成され、外径から前記凹溝に対応して前記凹部に貫通し、前記回り止め用ボールの外径よりも大径に形成されたポケットが穿設され、前記回り止め用ボールが転動自在に収容されると共に、前記保持器が、前記ねじ軸の凹部に内嵌される円筒部と、この円筒部の一端部に径方向外方に延びる鍔部を備え、この鍔部が前記ねじ軸の端面に衝合して当該保持器が位置決め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】
前記ねじ軸の端部に小径段部が形成され、この小径段部に前記保持器が外嵌され、この保持器の外径に円筒状の保持リングが圧入されると共に、この保持リングの内外径に貫通して形成されたポケットに前記回り止め用ボールが転動自在に収容され、前記保持器が前記ねじ軸の小径段部の段差部に衝合して当該保持器が位置決め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４】
前記回り止め用ボールが円周等配となる位置に複数個配設されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記袋孔の凹溝の断面形状がゴシックアーク形状またはサーキュラアーク形状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６】
前記保持器の案内溝の断面形状がゴシックアーク形状に形成され、この案内溝の角部が滑らかに丸められている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記保持器がＭＩＭによって成形された焼結金属からなっている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記保持リングが、繊維状強化材が充填された熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されている請求項３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、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等で、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】
一般的に、ボールねじ機構を備え、そのナットをハウジングに内包するように構成された電動アクチュエータにおいて、ナットの回転を抑止するための回り止めを設けるには、ハウジング内周に回り止め用の溝を設けたり、あるいは内周を異形（非円筒）形状にしたりする必要がある。然しながら、機械加工によって、ハウジング内周に溝を形成したり、異形形状を成形したりしようとする場合、細長いハウジングに対する加工は困難であることからハウジング全長が制限され、その結果アクチュエータのストロークを長く確保することができないという問題がある。これに対し、型を用いた成形加工よって、ハウジング内周に溝を形成したり、異形形状を成形したりしようとすることも考えられるが、型が複雑となり、コスト高を招くという問題がある。加えて、ハウジング内周溝にナットを係合させるためには、ナットに突起を設ける必要が生じ、同様にナットのコスト高が避けられないという問題がある。さらには、ハウジング内周、ナット形状とも複雑な形状にせざるを得ず、ひいてはアクチュエータの大型化を誘発する。
【０００４】
こうした問題を解決したものとして、図９に示すような電動アクチュエータが知られている。この電動アクチュエータは、ハウジング５１と、外周面に雄ねじ溝５６ａが形成されたねじ軸５６と、ハウジング５１に対して軸線方向に移動可能となっており、ねじ軸５６を包囲するように配置され、かつ内周面に雌ねじ溝５３ａが形成されたナット５３と、対向する両ねじ溝５６ａ、５３ａ間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボール５７と、ハウジング５１の内周面に沿って延在する案内部６３ａと、ハウジング５１に係合する係合部６３ｂからなる案内部材６３とを有している。
【０００５】
ハウジング５１は、略中空円筒状の本体５１ａと、本体５１ａの一端を閉止するように固定されるカップ状の蓋部材５１ｂとからなる。円筒形状の内周を持つ本体５１ａの内部には、被駆動部材である円筒状の出力軸５２と、出力軸５２に連結されたナット５３とが配置されている。出力軸５２は、図で左端を本体から突出させており、図で右端には袋孔５２ａが形成されている。出力軸５２の外周は、本体５１ａに対してブッシュ５４により摺動可能に支持されている。また、ブッシュ５４に隣接してシール部材５５が配置され、出力軸５２と本体５１ａとの間をシールすることで、外部から塵埃等が侵入することを抑制している。
【０００６】
ねじ軸５６が、ナット５３の内部を貫通し、出力軸５２の袋孔５２ａに対して出入り自在に進入している。一方、ねじ軸５６を包囲するように配置されたナット５３は、その外周下面に軸線方向に沿って溝５３ｂが形成され、チューブ式のボール循環部材を有するナット５３、ねじ軸５６、ボール５７および案内部材６３とでボールねじ機構が構成されている。
【０００７】
本体５１ａの端部に、軸受間座５８を介して玉軸受５９が配置され、ねじ軸５６を回転自在に支持している。玉軸受５９の外輪は、固定部材６０により軸受間座５８に対して固定されている。一方、玉軸受５９の内輪は、止め輪６１によりねじ軸５６に対して固定されている。したがって、ねじ軸５６は、本体５１ａに対して回転のみ可能となっている。ねじ軸５６の図で右端には、ギヤ６２がセレーションにより一体的に回転するように連結されている。
【０００８】
金属板材をプレスして形成された案内部材６３は、ナット５３のねじ溝５３ａに係合してなる直線状の案内部６３ａと、図で右端において案内部６３ａに対して直角に折り曲げられた係合部６３ｂとを有している。さらに、図１０に示すように、本体５１ａの右端面には、溝状の凹部５１ｃが形成されており、係合部６３ｂは、それと同じ幅の凹部５１ｃに係合している。案内部６３ａの表面には、低摩擦化のためのリン酸マンガン塩やリン酸亜鉛等の皮膜処理からなる表面処理が施されている。
【０００９】
操作者がスイッチを操作すると、図示しないモータの回転軸が回転し、減速機構を介して動力が伝達され、それと共にねじ軸５６が回転する。ここで、ナット５３は、回り止め機能を発揮する案内部材６３により、軸線方向にのみスムーズに案内されるようになっているため、ねじ軸５６の回転運動は、ナット５３の軸線運動に効率よく変換され、それによりナット５３が連結された出力軸５２を軸線方向に移動させることができる。
【００１０】
組み付け時には、ブッシュ５４を組み付けた本体５１ａの右端から案内部材６３を差し込み、案内部６３ａの先端を切り欠き５４ａに挿入すると共に、折り曲げた係合部６３ｂを本体５１ａの凹部５１ｃに係合させる。かかる構成によれば、特殊な工具を用いることなく、案内部材６３を本体５１ａに容易に取り付けることができる。その後、溝５３ｂに案内部６３ａが係合するようにして、ナット５３と出力軸５２を本体５１ａ内に挿入し、ねじ軸５６等を組み付ければよい。
【００１１】
特に、案内部６３ａが長尺であった場合、案内部材６３が片方のみ支持されていると、支持されていない側で案内部材６３のねじりが生じ、回り止め機能が不足する恐れがあるが、ここでは、案内部６３ａの先端をブッシュ５４の切欠５４ａに係合させており、これにより案内部材６３の両端を本体５１ａに固定することができるので、案内部６３ａが長尺であっても、そのねじれを抑制し有効な回り止め機能を実現できる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２３２３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
こうした従来の電動アクチュエータでは、ナット５３の回転止めとして、ナット５３の外周面に回転止めのための溝５３ｂが形成され、この溝５３ｂに案内部６３ａを係合させると共に、案内部６３ａの先端をブッシュ５４の切欠５４ａに係合させることによって行われている。これでは、部品点数が増えるだけでなく、組立工数が嵩み、かつ煩雑となるばかりでなく、相手部材が摺動するに耐え得る硬度や表面粗さ等の表面性状を備える必要があり、製造コストが高騰するといった問題があった。
【００１４】
また、ナット５３の外径部と案内部材６３の摺動面積や抵抗が大きく、摩耗粉が発生する恐れがあると共に、ストローク量が長い仕様の場合、案内部材６３の出来栄えによってはナット５３が的確に直線運動せず、偏摩耗を起こすことも考えられる。
【００１５】
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、部品点数を削減して低コスト化を図ると共に、摩耗を抑制し得る回り止め機構により信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、円筒状のハウジングと、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、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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、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、前記ハウジングに前記駆動軸を収容する円筒状の袋孔が形成され、この袋孔の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する回り止め用ボールと、前記ねじ軸の端部に装着された円筒状の保持器とを備えると共に、この保持器の外周に軸方向に延び、前記凹溝に対向する断面円弧状の案内溝が形成され、この案内溝と前記凹溝とで前記回り止め用ボールが転動自在に保持され、前記ねじ軸が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ている。
【００１７】
このように、電動モータの回転力を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、減速機構に連結され、ハウジングに装着された転がり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、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たねじ軸とで構成された電動アクチュエータにおいて、ハウジングに駆動軸を収容する円筒状の袋孔が形成され、この袋孔の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する回り止め用ボールと、ねじ軸の端部に装着された円筒状の保持器とを備えると共に、この保持器の外周に軸方向に延び、凹溝に対向する断面円弧状の案内溝が形成され、この案内溝と凹溝とで回り止め用ボールが転動自在に保持され、ねじ軸が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ているので、部品点数を削減して低コスト化を図ると共に、摩耗を抑制し得る回り止め機構により信頼性を向上させた電動アクチュエータを提供することができる。
【００１８】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ねじ軸の端部に凹部が形成され、外径から前記凹溝に対応して前記凹部に貫通し、前記回り止め用ボールの外径よりも大径に形成されたポケットが穿設され、前記回り止め用ボールが転動自在に収容されると共に、前記保持器が、前記ねじ軸の凹部に内嵌される円筒部と、この円筒部の一端部に径方向外方に延びる鍔部を備え、この鍔部が前記ねじ軸の端面に衝合して当該保持器が位置決め固定されていれば、回り止め用ボールを円周方向に等配に保持することができて組立性が向上すると共に、部品点数を一層削減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記ねじ軸の端部に小径段部が形成され、この小径段部に前記保持器が外嵌され、この保持器の外径に円筒状の保持リングが圧入されると共に、この保持リングの内外径に貫通して形成されたポケットに前記回り止め用ボールが転動自在に収容され、前記保持器が前記ねじ軸の小径段部の段差部に衝合して当該保持器が位置決め固定されていれば、ハウジングの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、更に組立性を向上させ、簡便な構造で低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記回り止め用ボールが円周等配となる位置に複数個配設されていれば、ねじ軸に荷重が負荷されても袋孔に対して保持器の中心が偏心するのを防止することができ、ナットの回転精度およびねじ軸の直進精度を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記袋孔の凹溝の断面形状がゴシックアーク形状またはサーキュラアーク形状に形成されていれば、荷重負荷時、回り止め用ボールの溝肩部への肩乗り上げを回避することができ、回り止め用ボールの損傷を防止することができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明のように、前記保持器の案内溝の断面形状がゴシックアーク形状に形成され、この案内溝の角部が滑らかに丸められていれば、回り止め用ボールが案内溝の肩部に接触し、肩乗り上げによるエッジロードで過大応力が発生するのを防止することができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、前記保持器がＭＩＭによって成形された焼結金属からなっていれば、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。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明のように、前記保持リングが、繊維状強化材が充填された熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されていれば、長期間に亘って強度と共に摺動性と耐摩耗性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電動アクチュエータは、円筒状のハウジングと、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、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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、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、前記ハウジングに前記駆動軸を収容する円筒状の袋孔が形成され、この袋孔の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する回り止め用ボールと、前記ねじ軸の端部に装着された円筒状の保持器とを備えると共に、この保持器の外周に軸方向に延び、前記凹溝に対向する断面円弧状の案内溝が形成され、この案内溝と前記凹溝とで前記回り止め用ボールが転動自在に保持され、前記ねじ軸が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ているので、部品点数を削減して低コスト化を図ると共に、摩耗を抑制し得る回り止め機構により信頼性を向上させ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】
【００２６】
【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の回り止め部を示す一部断面斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１のねじ軸を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図、（ｃ）は、（ｂ）の保持器単体を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、図１の回り止め部の溝形状を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図である。
【図５】図４の比較例を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）は、図４の他の比較例を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）のねじ軸に荷重が負荷された状態を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、図１の回り止め部を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図である。
【図８】図３（ｂ）の変形例を示す縦断面図である。
【図９】従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
円筒状のハウジングと、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、前記減速機構に連結され、前記ハウジングに装着された転がり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、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、前記ハウジングに前記駆動軸を収容する円筒状の袋孔が形成され、この袋孔の内周に軸方向に延び、断面円弧状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する回り止め用ボールと、前記ねじ軸の端部に装着された円筒状の保持器とを備えると共に、前記ねじ軸の端部に凹部が形成され、外径から前記凹溝に対応して前記凹部に貫通し、前記回り止め用ボールの外径よりも大径に形成されたポケットが穿設され、前記回り止め用ボールが転動自在に収容されると共に、前記保持器の外周に軸方向に延び、前記凹溝に対向する断面円弧状の案内溝が形成され、この案内溝と前記凹溝とで前記回り止め用ボールがすきまを持って挟持した状態で転動自在に保持され、前記ねじ軸が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ている。
【実施例】
【００２８】
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の回り止め部を示す一部断面斜視図、図３（ａ）は、図１のねじ軸を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図、（ｃ）は、（ｂ）の保持器単体を示す斜視図、図４（ａ）は、図１の回り止め部の溝形状を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図、図５は、図４の比較例を示す要部断面図、図６（ａ）は、図４の他の比較例を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）のねじ軸に荷重が負荷された状態を示す説明図、図７（ａ）は、図１の回り止め部を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図、図８は、図３（ｂ）の変形例を示す縦断面図である。
【００２９】
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の回転力を、モータ軸３ａを介して伝達する一対の平歯車４、５からなる減速機構６と、この減速機構６を介して電動モータ３の回転運動を駆動軸７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８と、駆動軸７の回り止め機構９とを備えている。
【００３０】
ハウジング２は、第１のハウジング２ａと、その端面に組み付けられた第２のハウジング２ｂとからなる。第１のハウジング２ａの内部には電動モータ３が配置されている。電動モータ３は、後述するナット１６の外径に装着される玉軸受１８の外輪は、第１のハウジング２ａと軸受ブラケット１０とで挟持された状態で取り付けられている。
【００３１】
電動モータ３のモータ軸３ａには小平歯車４が圧入により相対回転不能に取り付けられている。大平歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１６に圧入され、小平歯車４に噛合している。
【００３２】
ボールねじ機構８は、外周に螺旋状のねじ溝１５ａが形成されたねじ軸１５と、このねじ軸１５のねじ溝１５ａに対向し、内周に螺旋状のねじ溝１６ａが形成されたナット１６と、両ねじ溝１５ａ、１６ａによって形成される螺旋状の空間に転動自在に収容された多数のボール１７とで構成されている。ナット１６の外周には前述した大平歯車５が圧入固定されると共に、第１のハウジング２ａと軸受ブラケット１０に嵌合された玉軸受１８が止め輪１９を介して位置決め固定され、軸方向に相対移動不可で、相対回転可能となっている。
【００３３】
各ねじ溝１５ａ、１６ａ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１７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。
【００３４】
ナット１６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１５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。
【００３５】
駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１５と一体に構成され、駆動軸７の左端部に、リンク部材（図示せず）に連結するための孔７ａが形成されると共に、第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂに駆動軸７を収容する円筒状の貫通孔１３と袋孔１４がそれぞれ形成されている。そして、駆動軸７の外周は、第１のハウジング２ａに対してブッシュ１１により摺動可能に支持されると共に、このブッシュ１１に隣接してシール部材１２が装着され、駆動軸７と第１のハウジング２ａとの間が密封され、外部から塵埃等が侵入するのを防止している。
【００３６】
ここで、ねじ軸１５の右端部に回り止め機構９が構成されている。この回り止め機構９は、袋孔１４の内周に形成された一対の凹溝１４ａ、１４ａと、この凹溝１４ａ、１４ａに係合する回り止め用ボール２０、２０と、ねじ軸１５の端部に装着された保持器２１とを備えている。図２に示すように、一対の凹溝１４ａ、１４ａは、第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に対向して軸方向に延びる直線状に形成されている。なお、２２は、ナット１６に装着されたボール１７の循環用部材となる駒部材２２である。
【００３７】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ねじ軸１５の端部に装着された保持器２１は、円筒状に形成され、ねじ軸１５に内嵌される円筒部２１ａと、この円筒部２１ａの一端部に径方向外方に延びる鍔部２１ｂを備えている。そして、ねじ軸１５の端部に凹部１５ｂが形成され、この凹部１５ｂに保持器２１の円筒部２１ａが圧入されると共に、鍔部２１ｂがねじ軸１５の端面に衝合して保持器２１が位置決め固定されている。
【００３８】
ねじ軸１５の端部には、外径から凹部１５ｂに貫通するポケット２３が穿設されている。このポケット２３は回り止め用ボール２０の外径よりも僅かに大径に形成され、回り止め用ボール２０が転動自在に収容されている。また、保持器２１の円筒部２１ａの外周に軸方向に延びる案内溝２４が形成されている。この案内溝２４は断面が円弧状に、ねじ軸１５のポケット２３に対応し、対向する外周面に一対形成されている。そして、第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に形成された凹溝１４ａとで回り止め用ボール２０を僅かなすきまを持って挟持した状態で転動自在に保持している。
【００３９】
保持器２１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。
【００４０】
前記金属粉として、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。スリーブ１８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１８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。
【００４１】
本実施形態では、ねじ軸１５の端部に保持器２１が固定され、ねじ軸１５の端部に形成されたポケット２３に回り止め用ボール２０が収容されると共に、この回り止め用ボール２０を第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に形成された凹溝１４ａと保持器２１の円筒部２１ａに形成された案内溝２４とで回り止め用ボール２０を僅かなすきまを持って挟持した状態で転動自在に保持しているので、ねじ軸１５の回り止め用ボール２０が袋孔１４の凹溝１４ａに係合し、ねじ軸１５の軸方向の案内と共に回り止めを行うため、アルミ軽合金からなる第２のハウジング２ｂの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、組立性を向上させ、簡便な構造で低コスト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。
【００４２】
なお、ここでは、保持器２１に鍔部２１ｂを形成し、この鍔部２１ｂをねじ軸１５の端面に衝合させてねじ軸１５との位置決め固定しているが、これに限らず、例えば、図示はしないが、鍔部２１ｂの代わりに円筒部２１ａの端部に軸用止め輪を装着し、ねじ軸に対して保持器を位置決め固定しても良い。
【００４３】
第２のハウジング２ｂの袋孔１４に形成された凹溝１４ａと保持器２１の円筒面２１ａに形成された案内溝２４の断面形状は、図４（ａ）に示すように、回り止め用ボール２０の曲率半径よりも大きな２つの曲率半径からなる、所謂ゴシックアーク形状に形成され、回り止め用ボール２０と凹溝１４ａおよび案内溝２４は２点でアンギュラコンタクトしている。なお、（ｂ）に示すように、凹溝１４ａ’と案内溝２４’の断面形状を、回り止め用ボール２０の曲率半径よりも大きな単一の曲率半径からなる、所謂サーキュラアーク形状に形成しても良い。
【００４４】
ここで、図５に示すように、第２のハウジング２ｂの袋孔１４に形成する凹溝１４ａ”と保持器２１の円筒面２１ａに形成する案内溝２４”の断面形状を、通常の平行キー溝のような矩形状に形成した場合、ねじ軸に負荷される荷重が小さくても、回り止め用ボール２０が凹溝１４ａ”および案内溝２４”の肩部に接触し、肩乗り上げによるエッジロードで過大応力が発生して回り止め用ボール２０に傷が発生する恐れがあるので好ましくない。前述したように、凹溝１４ａ’と案内溝２４’の断面形状をゴシックアーク形状やサーキュラアーク形状に形成することにより、荷重負荷時、回り止め用ボール２０の溝肩部への肩乗り上げを回避することができ、回り止め用ボール２０の損傷を防止することができる。ここで、「肩乗り上げ」とは、ボールの当接による接触楕円が溝の肩部から外れる現象を言い、また、「エッジロード」とは、角部に発生する過大な応力集中のことで、早期剥離や異常音の発生の要因の一つとなる現象を言う。なお、溝の角部が滑らかに丸められているのが好ましい。
【００４５】
また、図６（ａ）に示すように、ナット１６が回転してねじ軸１５が直線運動する本実施形態のような場合、回り止め機構を構成する回り止め用ボール２０が単一であれば、荷重が負荷された時、（ｂ）に示すように、ねじ軸１５（保持器２１）の中心が第２のハウジング２ｂの袋孔１４の中心から偏心するため、ナット１６の回転精度やねじ軸１５の直進精度が低下する恐れがある。そのため、本実施形態では、回り止め機構を構成する回り止め用ボール２０を複数個使用し、円周等配となる位置に配設することにより、ナット１６の回転精度およびねじ軸１５の直進精度を向上させることができる。
【００４６】
具体的には、図７（ａ）に示すように、第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に対向し、軸方向に延びる一対の凹溝１４ａ、１４ａが形成されると共に、ねじ軸１６の端部に保持器２１が固定され、この保持器２１の外周に、袋孔１４の凹溝１４ａに対向して軸方向に延びる一対の案内溝２４、２４が形成されている。そして、これらの凹溝１４ａと案内溝２４間に回り止め用ボール２０が転動自在に収容されている。これにより、ねじ軸１５に荷重が負荷されても、ねじ軸１５（保持器２１）の中心が第２のハウジング２ｂの袋孔１４の中心から偏心することはなく、精度向上を図ることができる。
【００４７】
また、（ｂ）に示すように、第２のハウジング２ｂの袋孔１４’の内周に３本の凹溝１４ａが円周等配に形成されると共に、ねじ軸１６’の端部に保持器２１’が固定され、この保持器２１’の外周に、袋孔１４’の凹溝１４ａに対向して３本の案内溝２４が円周等配に形成されている。そして、これらの凹溝１４ａと案内溝２４間に回り止め用ボール２０が転動自在に収容されている。これにより、一層の精度向上を図ることができる。
【００４８】
図８に前述した回り止め機構の変形例を示す。この回り止め機構は、第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に形成された一対の凹溝１４ａ、１４ａと、この凹溝１４ａ、１４ａに係合する回り止め用ボール２０、２０と、ねじ軸２５の端部に装着された保持器２６と、回り止め用ボール２０を円周等配に保持する保持リング２７とを備えている。
【００４９】
ねじ軸２５の端部に形成された小径段部２５ａに保持器２６は圧入固定されている。保持器２６は、小径段部２５ａに外嵌される円筒部２６ａと、この円筒部２６ａの一端部に径方向外方に延びる鍔部２６ｂを備えている。そして、保持器２６の円筒部２６ａに保持リング２７が圧入され、この保持リング２７の内外径に貫通して形成されたポケット２７ａに回り止め用ボール２０が転動自在に収容されると共に、保持器２６がねじ軸２５の段差部２５ｂに衝合して保持器２６が位置決め固定されている。
【００５０】
保持器２６の円筒部２６ａの外周には軸方向に延びる案内溝２４が形成され、第２のハウジング２ｂの袋孔１４の内周に形成された凹溝１４ａとで回り止め用ボール２０を僅かなすきまを持って挟持した状態で転動自在に保持している。こうした回り止め機構により、前述した実施形態と同様、第２のハウジング２ｂの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、更に組立性を向上させ、簡便な構造で低コスト化を図ることができる。
【００５１】
保持リング２７の材質として、Ｓ４５Ｃ等の炭素鋼やＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５等の浸炭鋼を例示することができるが、これ以外にも、例えば、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されたＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂を射出成形によって形成しても良い。これにより、長期間に亘って強度と共に摺動性と耐摩耗性を向上させることができる。なお、ＧＦの充填量が１０ｗｔ％未満ではその補強効果が発揮されず、また、４０ｗｔ％を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下すると共に、靭性が低下し、回り止め用ボール２０の当接によって割損する恐れがあるため好ましくない。なお、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、これ以外に、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。
【００５２】
なお、ＰＡ以外にも、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、あるいは、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。
【００５３】
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】
【００５４】
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、ボールねじ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】
【００５５】
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  小平歯車
５  大平歯車
６  減速機構
７  駆動軸
７ａ  孔
８  ボールねじ機構
９  回り止め機構
１０  軸受ブラケット
１１  ブッシュ
１２  シール部材
１３  貫通孔
１４、１４’  袋孔
１４ａ、１４ａ’、１４ａ”  凹溝
１５、１５’、２５  ねじ軸
１５ａ、１６ａ  ねじ溝
１５ｂ  凹部
１６  ナット
１７、２０  ボール
１８  玉軸受
１９  止め輪
２１、２１’、２６  保持器
２１ａ、２６ａ  円筒部
２１ｂ、２６ｂ  鍔部
２２  駒部材
２３、２７ａ  ポケット
２４、２４’、２４”  案内溝
２５ａ  小径段部
２５ｂ  段差部
２７  保持リング
５１  ハウジング
５１ａ  本体
５１ｂ  蓋部材
５１ｃ  凹部
５２  出力軸
５２ａ  袋孔
５３  ナット
５３ａ、５６ａ  ねじ溝
５３ｂ  溝
５４  ブッシュ
５４ａ  切欠き
５５  シール部材
５６  ねじ軸
５７  ボール
５８  軸受間座
５９  玉軸受
６０  固定部材
６１  止め輪
６２  ギヤ
６３  案内部材
６３ａ  案内部
６３ｂ  係合部
【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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