(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位置保持機能付き電動アクチュエータの提供を目的とする。【解決手段】電動モータ４からの回転力をボールねじ機構６に伝達する電動アクチュエータ１において、ボールねじ軸７とボールねじナット８とのうち電動モータ４からの回転力によって軸方向に移動される直動部材の軸回りの回転を規制する回り止め部を備え、回り止め部に直動部材に加わる外力の方向への移動を規制する位置保持構造が形成され、位置保持構造による移動を規制する状態を維持するように直動部材に力を加えるねじりコイルばね１２を備え、外力により直動部材に発生する回転力を利用して位置保持構造により直動部材の移動を規制する状態に切り替え、ねじりコイルばね１２によってその状態を維持し、電動モータ４から直動部材に伝達される回転力を利用して軸方向に移動自在な状態に切り替える。【選択図】図１
2017057931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータからの回転力をボールねじ機構に伝達する位置保持機能付き電動アクチュエータにおいて、
ボールねじ機構を構成するボールねじ軸とボールねじナットとのうち電動モータからの回転力によって軸方向に移動される直動部材の軸回りの回転を規制する回り止め部を備え、
回り止め部に直動部材に加わる外力の方向への移動を規制する位置保持構造が形成され、
位置保持構造により直動部材に加わる外力の方向への移動を規制する状態を維持するように直動部材に力を加える加力手段を備え、
直動部材が所定の位置にある場合、直動部材に軸方向の外力が加わることで直動部材に発生する回転力を利用して位置保持構造により直動部材の移動を規制する状態に切り替え、加力手段によってその状態を維持し、電動モータから直動部材に伝達される回転力を利用して軸方向に移動自在な状態に切り替える位置保持機能付き電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、
前記回り止め部が、スリーブの摺動面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の摺動面に設けられ、スリーブの溝に係合されているピンとから構成され、
前記位置保持構造が、スリーブの溝の側面のうち、軸方向の外力が加わった直動部材に発生する回転力によって直動部材のピンが押し付けられる側面に設けられる段差から構成され、
前記加力手段が、軸方向の外力により直動部材に発生する回転力と同一の方向の回転力を発生させる弾性体から構成される請求項１に記載の位置保持機能付き電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、
前記回り止め部が、前記直動部材の摺動面に軸方向に沿って設けられる溝と、スリーブの摺動面に設けられ、直動部材の溝に係合されるピンとから構成され、
前記位置保持構造が、直動部材の溝の側面のうち、軸方向の外力が加わった直動部材に発生する回転力によってスリーブのピンが押し付けられる側面に設けられる段差から構成され、
前記加力手段が、軸方向の外力により直動部材に発生する回転力と同一の方向の回転力を発生させる弾性体から構成される請求項１に記載の位置保持機能付き電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記弾性体が、ねじりコイルばねから構成される請求項２または請求項３に記載の位置保持機能付き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機構を備えた電動アクチュエータに関する。詳しくは位置保持機能を有するボールねじ機構を備えた位置保持機能付き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機構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を増大させて出力する。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ネジ機構によって外力を回転力に変換する。回転力に変換された外力は、入力側の回転部材を介して電動モータに伝達される。電動アクチュエータは、電動モータが回転力を出力していない場合や、電動モータの回転力よりも大きい外力が電動モータに伝達された場合、電動モータが外力により回転されて直動部材が移動する。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回転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。
【０００３】
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機構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、ネジ軸（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回転力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る。これにより、電動アクチュエータは、出力側からの外力による回転被駆動部の回転が防止され、ネジ軸の位置が保持される。しかし、特許文献１に記載の技術は、回転被駆動部の表面に複数のカム面を加工し、カム面と外輪との間に複数のころを組み込んだ複雑な構造のクラッチ機構を電動モータと入力側の回転部材との間に配置してなければならない。このため、電動アクチュエータは、クラッチ機構を組み込むために全体形状が大型化したり、部品点数の増加に伴って生産コストが増加したりする点で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、全体形状を大きくすることなく、かつ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位置保持機能付き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】
【０００６】
即ち、本発明においては、電動モータからの回転力をボールねじ機構に伝達する位置保持機能付き電動アクチュエータにおいて、ボールねじ機構を構成するボールねじ軸とボールねじナットとのうち電動モータからの回転力によって軸方向に移動される直動部材の軸回りの回転を規制する回り止め部を備え、
回り止め部に直動部材に加わる外力の方向への移動を規制する位置保持構造が形成され、位置保持構造により直動部材に加わる外力の方向への移動を規制する状態を維持するように直動部材に力を加える加力手段を備え、直動部材が所定の位置にある場合、直動部材に軸方向の外力が加わることで直動部材に発生する回転力を利用して位置保持構造により直動部材の移動を規制する状態に切り替え、加力手段によってその状態を維持し、電動モータから直動部材に伝達される回転力を利用して軸方向に移動自在な状態に切り替えるものである。
【０００７】
本発明においては、前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、前記回り止め部が、前記直動部材の摺動面に軸方向に沿って設けられる溝と、スリーブの摺動面に設けられ、直動部材の溝に係合されるピンとから構成され、前記位置保持構造が、直動部材の溝の側面のうち、軸方向の外力が加わった直動部材に発生する回転力によってスリーブのピンが押し付けられる側面に設けられる段差から構成され、前記加力手段が、軸方向の外力により直動部材に発生する回転力と同一の方向の回転力を発生させる弾性体から構成されるものである。
【０００８】
本発明においては、前記直動部材が摺動可能に挿入されるスリーブを備え、前記回り止め部が、スリーブの摺動面に軸方向に沿って設けられる溝と、前記直動部材の摺動面に設けられ、スリーブの溝に係合されているピンとから構成され、前記位置保持構造が、スリーブの溝の側面のうち、軸方向の外力が加わった直動部材に発生する回転力によって直動部材のピンが押し付けられる側面に設けられる段差から構成され、前記加力手段が、軸方向の外力により直動部材に発生する回転力と同一の方向の回転力を発生させる弾性体から構成されるものである。
【０００９】
本発明においては、前記弾性体が、ねじりコイルばねから構成されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
即ち、本発明によれば、回り止め部の構造を利用して構成される位置保持構造によって直動部材の外力の方向への移動が規制される。また、振動等が加わっても位置保持構造による移動の規制が解除されにくい。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を大幅に増加させることなく出力側の直動部材の位置を安定的に保持することができる。
【００１２】
本発明によれば、回り止め部の溝とピンとを利用して構成される位置保持構造によって直動部材の外力の方向への移動が規制される。また、振動等が加わっても弾性体の作用によってピンと位置保持構造との係合が解除されにくい。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を大幅に増加させることなく出力側の直動部材の位置を安定的に保持することができる。
【００１３】
本発明によれば、ねじりコイルばねのねじりモーメントによって直動部材に加わる回転力によってピンと位置保持構造との係合が解除されにくい。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を大幅に増加させることなく出力側の直動部材の位置を安定的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの一実施形態における全体構成を示す断面図。
【図２】（ａ）本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの一実施形態におけるボールねじ機構の位置保持構造を示す拡大図（ｂ）同じく位置保持構造が形成されているスリーブの部分断面斜視図および一側端面図。
【図３】（ａ）本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータにおける電動モータからの一方向の回転力によるボールねじ機構の動作態様を示す図およびＡ矢視断面図（ｂ）同じくボールねじ軸が移動する際の位置保持構造に係合しているピンの動作態様を示す図およびＢ矢視断面図。
【図４】（ａ）本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータおける一方向の外力が加わったボールねじ機構の位置が保持されている態様を示す図およびＣ矢視断面図（ｂ）同じく外力が消失した際のボールねじ機構加力手段による回転力が付加されている状態を示す図およびＤ矢視断面図。
【図５】（ａ）本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータにおける電動モータからの他方向の回転力によって位置保持状態から移動可能状態に切り替わる動作態様を示す図およびＥ矢視断面図（ｂ）同じく他方向の回転力によるボールねじ機構の動作態様を示す図およびＦ矢視断面図。
【図６】（ａ）本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの他の実施形態におけるボールねじ機構の位置保持構造を示す部分拡大断面図（ｂ）同じく位置保持構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの一実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ１について説明する。
【００１６】
図１に示すように、位置保持機能付き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。位置保持機能付き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機構６（図１中矢印位置）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１は、電動モータ４の動きを制御することでボールねじ軸７を任意の位置に移動可能に構成されている。
【００１７】
格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とは、位置保持機能付き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、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。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ール９等により一体的に固定されている。
【００１８】
格納側ハウジング２には、格納部２ａおよび玉軸受保持部２ｂが形成されている。格納部２ａは、格納側ハウジング２の他側面に後述するボールねじ機構６のボールねじ軸７を格納可能な中空有底の円筒形状に形成されている。格納部２ａには、スリーブ５が嵌合されて一体的に設けられている。玉軸受保持部２ｂは、格納部２ａと同一軸心上であって格納側ハウジング２の一側面である格納部２ａの開口部分に形成されている。また、玉軸受保持部２ｂは、後述するボールねじ機構６のボールねじナット８を回転自在に支持する玉軸受１０を保持可能に形成されている。
【００１９】
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、玉軸受保持部３ｃ、連通孔３ｄおよびばね接続部３ｅ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を取付け可能な形状に形成されている。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。玉軸受保持部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の玉軸受保持部２ｂと同一軸心上に形成されている。また、玉軸受保持部３ｃは、ボールねじ機構６のボールねじナット８を回転自在に支持する玉軸受１０を保持可能に形成されている。連通孔３ｄは、玉軸受保持部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。つまり、連通孔３ｄは、格納側ハウジング２の格納部２ａ内と外部とを連通している。ばね接続部３ｅは、連通孔３ｄの途中部に形成される壁面から構成される。ばね接続部３ｅは、玉軸受保持部３ｃと同一軸心上にボールねじ機構６のボールねじ軸７の挿通孔が形成されている。また、ばね接続部３ｅには、挿通孔の近傍に後述のねじりコイルばね１２が固定可能に形成されている。
【００２０】
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。
【００２１】
スリーブ５は、ボールねじ軸７の回転を規制するものである。スリーブ５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され、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。これにより、量産性が向上し、低コストを図ることができる。スリーブ５は、格納側ハウジング２の格納部２ａに嵌合されて一体的に設けられている。つまり、スリーブ５は、格納側ハウジング２に対して相対回転不能に構成されている。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２つの凹溝５ａが対向するように形成されている。凹溝５ａは、回り止め部を構成している。
【００２２】
ボールねじ機構６は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７、ボールねじナット８、複数のボール９および玉軸受１０等から構成されている。
【００２３】
ボールねじ軸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。ボールねじ軸７は、その外周面にボール９が転動するための一巻きの軸側ねじ溝７ａが複数形成されている。ボールねじ軸７の一側端部には、略円柱状の摺動部（摺動しなくても良い）７ｂが形成されている。摺動部７ｂは、スリーブ５に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。摺動部７ｂには、スリーブ５の２つの凹溝５ａと対向する位置に径方向に突出するピン７ｃがそれぞれ設けられている。ピン７ｃは、スリーブ５の凹溝５ａを摺動可能な径に形成されている。ピン７ｃは、回り止め部を構成している。ボールねじ軸７の他側端部には、被駆動物（図示せず）が接続可能なねじ加工等がされている。
【００２４】
ボールねじナット８は、ボールねじ軸７を挿入可能な中空円筒状に形成されている。ボールねじナット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。ボールねじナット８の内周面には、ボール９が転動するためのナット側ねじ溝８ａがボールねじ軸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。また、ボールねじナット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をボールねじ軸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。ボールねじナット８の外周面には、その外径を部分的に拡径した段付き部である鍔部８ｃが形成されている。ボールねじナット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ボールねじ軸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、ボールねじナット８は、複数のボール９を介してボールねじ軸７をボールねじナット８の軸回りに回転自在に支持している。また、ボールねじナット８の両側端部には、玉軸受１０が設けられている。なお、本実施形態において、ボールねじ軸７の軸側ねじ溝７ａは一巻きとしたがこれに限定されるものではない。
【００２５】
このように構成されているボールねじ機構６は、ボールねじナット８に設けられている一方の玉軸受１０が格納側ハウジング２の玉軸受保持部２ｂに保持され、他方の玉軸受１０が延伸側ハウジング３の玉軸受保持部３ｃに保持されている。つまり、ボールねじナット８は、玉軸受１０を介して格納側ハウジング２と延伸側ハウジング３とに回転自在に支持されている。また、ボールねじ機構６は、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とにボールねじ軸７が配置され、ボールねじ軸７の一側端部の摺動部７ｂが格納部２ａのスリーブ５に摺動自在に支持されている。この際、ボールねじ軸７は、摺動部７ｂのピン７ｃがスリーブ５の凹溝５ａに摺動自在に係合されている。このように、ボールねじ機構６には、ボールねじ軸７の摺動部７ｂのピン７ｃとスリーブ５の凹溝５ａとから回り止め部が構成されている。つまり、ボールねじ軸７は、ボールねじナット８にその軸回りに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に相対回転不能に支持されている。ボールねじ機構６は、ボールねじナット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を介してボールねじ軸７に回転力が伝達される。ボールねじ軸７は、格納側ハウジング２のスリーブ５に相対回転不能に支持されているのでボールねじナット８の回転運動が軸側ねじ溝７ａの傾きによってボールねじ軸７の軸方向の直線運動に変換される。このようにして、ボールねじ機構６のボールねじ軸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からその外部に延伸または内部に後退する。
【００２６】
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。
【００２７】
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、ボールねじナット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。
【００２８】
加力手段であるねじりコイルばね１２は、ボールねじ軸７に回転力を加えるものである。弾性体であるねじりコイルばね１２は、コイルの内部にボールねじ軸７が挿入された状態でボールねじ軸７に支持されている。ねじりコイルばね１２は、一端がボールねじ軸７に接続され、他端が延伸側ハウジング３のばね接続部３ｅに接続されている。ねじりコイルばね１２の他端（ばね接続部３ｅとの接続端）は、ねじりコイルばね１２の一端（ボールねじ軸７との接続端）よりもボールねじ軸７の他端側に接続されている。なお、本実施形態において、加力手段として弾性体であるねじりコイルばね１２が設けられているがこれに限定するものではなく、ゴム部材等から構成してもよい。
【００２９】
ねじりコイルばね１２は、ボールねじ軸７の一端端からみて（以下、すべての部品の回転方向を一側端からみた回転方向で記す）、所定量だけ右回りにねじられた状態でボールねじ軸７と延伸側ハウジング３とに接続されている。つまり、ボールねじ軸７には、ねじりコイルばね１２のねじりモーメントによって左回りの回転力が常に発生している。
【００３０】
このように構成される位置保持機能付き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。位置保持機能付き電動アクチュエータ１は、電動モータ４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機構６に伝達する。そして、位置保持機能付き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機構６のボールねじナット８が回転されることでボールねじナット８（ボールねじ軸７）のリードに応じた速度と軸方向推力でボールねじ軸７が軸方向に直線運動する（図１黒塗矢印参照）。
【００３１】
以下に、図２を用いて、ボールねじ機構６（図１参照）の回り止め部を構成する凹溝５ａに設けられている位置保持構造について説明する。なお、本実施形態において、ボールねじ軸７に形成されている軸側ねじ溝７ａは右ねじであるものとするがこれに限定されるものではない。また、ボールねじ機構６の回り止め部は、スリーブ５に凹溝５ａが設けられ、ボールねじ軸７にピン７ｃが設けられているがこれに限定されるものではなく、ボールねじ軸７に凹溝が設けられ、スリーブ５にピンが設けられる構成でもよい（図６参照）。また、スリーブ５には、２つの凹溝５ａが対向する位置に設けられているが、これに限定されるものではなく、凹溝５ａが１つだけ形成されている構成でもよい。
【００３２】
図２に示すように、スリーブ５の２つの凹溝５ａには、ボールねじ軸７の一側端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）の任意の位置に位置保持構造である第１左段差５ｃと第２左段差５ｄとが形成されている。第２左段差５ｄは、第１左段差５ｃから任意の長さだけ離間した延伸側ハウジング３側の左側面５ｂに形成されている。凹溝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左段差５ｃと第２左段差５ｄとによってその溝幅が段階的に拡大している。第１左段差５ｃと第２左段差５ｄとは、ボールねじ軸７のピン７ｃが係合可能な形状に形成されている。具体的には、ピン７ｃが円柱の場合、第１左段差５ｃと第２左段差５ｄとは、ピン７ｃの半径よりも大きい段差量に形成されている。また、スリーブ５の凹溝５ａのうち、ボールねじ軸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。
【００３３】
次に、図３から図５を用いてボールねじ機構６の動作における回り止め部を構成するボールねじ軸７のピン７ｃとスリーブ５の凹溝５ａおよびねじりコイルばね１２との関係について説明する。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力によりボールねじナット８が左回りに回転されると、ボールねじ軸７に軸側ねじ溝７ａの傾きによって左回りの回転力が発生する（Ａ矢視断面図の白塗矢印参照）。さらに、ボールねじ軸７には、ねじりコイルばね１２による左回りの回転力が付加されている（薄墨矢印参照）。ボールねじ機構６の回り止め部は、左回りに回転しようとするボールねじ軸７のピン７ｃとスリーブ５の凹溝５ａの左側面５ｂとが係合する。ボールねじ機構６の回り止め部は、凹溝５ａの右側面５ｅとピン７ｃとが係合することでボールねじ軸７の回転を規制している。ボールねじ軸７は、軸側ねじ溝７ａの作用によって左回りの回転力が軸方向の直動力に変換されて、他側端の方向に移動する。つまり、ボールねじ軸７は、延伸側ハウジング３の連通孔３ｄから延伸する方向に移動する（黒塗矢印参照）。この結果、ピン７ｃは、凹溝５ａの左側面５ｂに押し付けられた状態で（矢印参照）、凹溝５ａの一側から他側に向かって移動する（破線矢印参照）。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、ボールねじ軸７のピン７ｃは、スリーブ５の凹溝５ａの左側面５ｂの第１左段差５ｃに到達すると、左側面５ｂから離間する。ボールねじ軸７は、左回りの回転力によって凹溝５ａのうち第１左段差５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂにピン７ｃが係合するまで左回りに回転する（Ｂ矢視断面図の白塗矢印、薄墨矢印参照）。回り止め部は、凹溝５ａのうち第１左段差５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂにピン７ｃが係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。ボールねじ軸７は、軸側ねじ溝７ａの作用によって左回りの回転力が軸方向の直動力に変換されて、他側端の方向にさらに移動する（黒塗矢印参照）。同様にして、ボールねじ軸７のピン７ｃは、スリーブ５の凹溝５ａの左側面５ｂの第２左段差５ｄに到達すると、左側面５ｂのうち第１左段差５ｃによって拡大された部分から離間する。ボールねじ軸７は、左回りの回転力によって凹溝５ａの左側面５ｂのうち第２左段差５ｄによって拡大された部分にピン７ｃが係合するまで左回りに回転する。回り止め部は、凹溝５ａの左側面５ｂのうち第１左段差５ｃによって拡大された部分とピン７ｃとが係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。このようにして、ピン７ｃは、凹溝５ａの左側面５ｂに押し付けられた状態で（矢印参照）、第１左段差５ｃ、または／および第２左段差５ｄを下りながら、凹溝５ａの一側から他側に向かって移動する（破線矢印参照）。
【００３６】
ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力が遮断されると、ボールねじナット８が自由に回転可能になる。このため、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７に軸方向の外力が加わると、ボールねじナット８が回転されてボールねじ軸７が軸方向に移動される。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力が遮断された状態でボールねじ軸７にその他側端から一側端に向かって軸方向の外力が加わると（黒塗矢印参照）、ボールねじ軸７に他側端から一側端に移動させる力に加えて軸側ねじ溝７ａの作用によって左回りの回転力（Ｃ矢視断面図の白塗矢印参照）が発生する。さらに、ボールねじ軸７には、ねじりコイルばね１２による左回りの回転力が付加されている（薄墨矢印参照）。ボールねじ軸７のピン７ｃが、凹溝５ａのうち所定の位置である第１左段差５ｃによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合している場合、ピン７ｃは、左回りの回転力によって左側面５ｂに押し付けられる（矢印参照）。同時に、ピン７ｃは、ボールねじ軸７の他側端から一側端に移動させる力によって左側面５ｂに押し付けられた状態で、第１左段差５ｃに向かって移動する（破線矢印参照）。ボールねじ軸７は、ピン７ｃが第１左段差５ｃに係合すると、ボールねじ軸７の他側端から一側端に向かって加わっている外力に抗って停止する。これにより、ボールねじ機構６は、位置保持構造である第１左段差５ｃによりボールねじ軸７の他側端から一側端に向かう軸方向の移動を規制する状態に切り替わる。そして、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７が他側端から一側端に向かう軸方向の外力に対してその位置を保持する。
【００３８】
同様に、ボールねじ軸７のピン７ｃが、凹溝５ａのうち所定の位置である第２左段差５ｄによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合している場合、ピン７ｃは、ボールねじ軸７の他側端から一側端に移動させる力によって左側面５ｂに押し付けられた状態で、第２左段差５ｄに向かって移動する。ボールねじ軸７は、ピン７ｃが第２左段差５ｄに係合すると、ボールねじ軸７の他側端から一側端に向かって加わっている外力に抗って停止する。これにより、ボールねじ機構６は、位置保持構造である第２左段差５ｄによりボールねじ軸７の他側端から一側端に向かう軸方向の移動を規制する状態に切り替わる。そして、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７が他側端から一側端に向かう軸方向の外力に対してその位置を保持する。
【００３９】
図４（ｂ）に示すように、ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力が遮断された状態でボールねじ軸７に加わっていた外力が消失すると、ボールねじ軸７に発生していたボールねじ軸７を他側端から一側端に移動させる力と外力による左回りの回転力とが消失する。しかし、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７にねじりコイルばね１２のねじりモーメントによって左回りの回転力が発生している（Ｄ矢視断面図の薄墨矢印参照）。つまり、ボールねじ軸７のピン７ｃは、コイルばねのねじりモーメントによる左回りの回転力によって左側面５ｂに押し付けられている（矢印参照）。これにより、ボールねじ機構６は、外力の有無に関わらずねじりコイルばね１２による左回りの回転力によってボールねじ軸７のピン７ｃと凹溝５ａの左側面５ｂとの係合が維持される。従って、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７に電動モータ４からの回転力や軸方向の外力が加わっていないときに振動等の予期せぬ外力が働いても位置保持構造によりボールねじ軸７の軸方向の移動を規制する状態が維持される。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力によりボールねじナット８が右回りに回転されると、軸側ねじ溝７ａの傾きによってボールねじ軸７に右回りの回転力が発生する。ボールねじ機構６の回り止め部は、凹溝５ａの左側面５ｂとピン７ｃとの係合によりボールねじ軸７の左回りの回転を規制しているが、右回りの回転は規制していない。一方、ボールねじ軸７には、ねじりコイルばね１２による左回りの回転力が付加されている（Ｅ矢視断面図の薄墨矢印参照）。従って、ボールねじ軸７のピン７ｃが、凹溝５ａのうち所定の位置である第１左段差５ｃによって拡大された範囲または第２左段差５ｄによって拡大された範囲の左側面５ｂに係合している場合、ボールねじ軸７は、ボールねじナット８による右回りの回転力からねじりコイルばね１２による左回りの回転力を減じた回転力よってピン７ｃが凹溝５ａの右側面５ｅに係合するまで右回りに回転する（Ｅ矢視断面図の白塗矢印参照）。左側面５ｂに係合していたピン７ｃは、ボールねじ軸７の右回りの回転により凹溝５ａの右側面５ｅに向かって移動する（破線矢印参照）。これにより、ボールねじ機構６は、ボールねじ軸７が軸方向に移動自在な状態に切り替わる。回り止め部は、ピン７ｃが凹溝５ａの右側面５ｅに係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、ボールねじ機構６は、ボールねじナット８の右回りに回転によって、ボールねじ軸７が一側端の方向に移動する。つまり、ボールねじ軸７は、延伸側ハウジング３の連通孔３ｄに向かって後退する方向に移動する（黒塗矢印参照）。この際、ボールねじ軸７には、右回りの回転力が発生しているが（Ｆ矢視断面図の白塗矢印参照）、凹溝５ａの右側面５ｅにピン７ｃが係合することでボールねじ軸７の回転を防止している。この結果、ピン７ｃは、凹溝５ａの右側面５ｅに押し付けられた状態で（矢印参照）、凹溝５ａの格納側ハウジング２側に向かって移動する（破線矢印参照）。
【００４２】
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ１は、ボールねじ機構６のボールねじ軸７に軸方向の外力が加わると凹溝５ａに形成された位置保持構造である第１左段差５ｃや第２左段差５ｄにピン７ｃが係合される。また、加力手段であるねじりコイルばね１２により、外力の有無に関わらず第１左段差５ｃや第２左段差５ｄが形成されている左側面５ｂとピン７ｃとの係合を維持する回転力が常に発生している。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を大幅に増加させることなく、出力側の直動部材であるボールねじ軸７の位置を安定的に保持することができる。また、位置保持機能付き電動アクチュエータ１は、ボールねじ機構６の回り止め部の凹溝５ａに形成される第１左段差５ｃと第２左段差５ｄとの位置によってボールねじ軸７の保持位置が定まる。つまり、位置保持機能付き電動アクチュエータ１は、ボールねじ機構６のボールねじ軸７の可動範囲内の任意の位置でボールねじ軸７を保持することができる。
【００４３】
次に、図６を用いて、本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータ１の他の実施形態である位置保持機能付き電動アクチュエータ１３について説明する。なお、以下の全ての実施形態に係るボールねじは、図１から図５に示す位置保持機能付き電動アクチュエータ１において、位置保持機能付き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、記号を用いることで、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。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、位置保持機能付き電動アクチュエータ１３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。位置保持機能付き電動アクチュエータ１３は、コイルばね１２、スリーブ１４、直動機構であるボールねじ機構１５を具備する。
【００４５】
スリーブ１４は、ボールねじ軸１６の回転を規制するピン１４ａを支えるものである。スリーブ１４の内周面には、径方向内側に突出するようにしてピン１４ａが設けられている。ピン１４ａは、後述するボールねじ軸１６の凹溝１６ｃを摺動可能な径に形成されている。ピン１４ａは、回り止め部を構成している。
【００４６】
ボールねじ機構１５は、回転運動を直線運動に変換するものである。ボールねじ機構１５は、ボールねじ軸１６、ボールねじナット８、複数のボール９等から構成されている。
【００４７】
ボールねじ軸１６は、その外周面にボール９が転動するための一巻きの軸側ねじ溝１６ａが複数形成されている。ボールねじ軸１６の一側端部には、略円柱状の摺動部（摺動しなくても良い）１６ｂが形成されている。摺動部１６ｂは、スリーブ１４に摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。摺動部１６ｂには、軸方向に沿って延びる所定の深さの凹溝１６ｃが形成されている。凹溝１６ｃは、回り止め部を構成している。ボールねじ軸１６には、ねじりコイルばね１２のねじりモーメントによって左回りの回転力が常に発生している。
【００４８】
このように構成されているボールねじ機構１５は、ボールねじ軸１６の一側端部の摺動部１６ｂがスリーブ１４に摺動自在に挿入されている。この際、ボールねじ軸１６は、摺動部１６ｂの凹溝１６ｃにスリーブ１４のピン１４ａが摺動自在に係合されている。このように、ボールねじ機構１５には、ボールねじ軸１６の摺動部１６ｂの凹溝１６ｃとスリーブ１４のピン１４ａとから回り止め部が構成されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、ボールねじ軸１６の凹溝１６ｃには、ボールねじ軸１６の一側端から見た軸方向に垂直な断面視での右側面１６ｄの任意の位置に位置保持構造である第１右段差１６ｅと第２右段差１６ｆとが形成されている。第２右段差１６ｆは、第１右段差１６ｅから任意の長さだけボールねじ軸１６の他側に離間した右側面１６ｄに形成されている。凹溝１６ｃは、ボールねじ軸１６の一側に向かうにつれて、第１右段差１６ｅと第２右段差１６ｆとによってその溝幅が段階的に拡大している。第１右段差１６ｅと第２右段差１６ｆとは、スリーブ１４のピン１４ａが係合可能な形状に形成されている。具体的には、ピン１４ａが円柱の場合、第１右段差１６ｅと第２右段差１６ｆとは、ピン１４ａの半径よりも大きい段差量に形成されている。また、ボールねじ軸１６の凹溝１６ｃのうち、ボールねじ軸１６の一側端から見た軸方向に垂直な断面視での右側側面１６ｇは、段差のない側面に形成されている。
【００５０】
以上のごとく構成することで、位置保持機能付き電動アクチュエータ１３は、ボールねじ機構１５のボールねじ軸１６に軸方向の外力が加わると凹溝１６ｃに形成された位置保持構造である第１右段差１６ｅや第２左段差１６ｆにピン１４ａが係合される。また、加力手段であるねじりコイルばね１２により、外力の有無に関わらず第１右段差１６ｅや第２左段差１６ｆが形成されている右側面１６ｄとピン１４ａとの係合を維持する回転力が常に発生している。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を大幅に増加させることなく、出力側の直動部材であるボールねじ軸１６の位置を安定的に保持することができる。
【００５１】
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】
【００５２】
１    位置保持機能付き電動アクチュエータ
４    電動モータ
６    ボールねじ機構
７    ボールねじ軸
８    ボールねじナット
１２  ねじりコイルばね
【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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