(57)【要約】【課題】全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を増加させることなく出力側の直動部材の位置を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、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、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位置保持機能付き位置保持機能付き電動アクチュエータ１。【選択図】図２
2017057922.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、
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、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、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凹部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、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凹部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】
前記回り止め部が、前記溝と、溝の任意の位置に挿入された規制部材と、溝の側面と規制部材の側面と間に係合される前記ピンとから構成され、
前記位置保持構造が、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ピンが押し付けられる側に配置した規制部材の軸方向の端面と溝との間の空間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。
【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、かつ部品点数を増加させることなく出力側の直動部材の位置を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、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、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凹部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凹部から構成されるものである。
【０００９】
本発明においては、前記回り止め部が、前記溝と、溝の任意の位置に挿入された規制部材と、溝の側面と規制部材の側面と間に係合される前記ピンとから構成され、前記位置保持構造が、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ピンが押し付けられる側に配置した規制部材の軸方向の端面と溝との間の空間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。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を増加させることなく出力側の直動部材の位置を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。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を増加させることなく出力側の直動部材の位置を保持することができる。
【００１３】
本発明によれば、回り止め部の溝形状を変更することなく直動部材の保持位置を設定できる。これにより、全体形状を大きくすることなく、かつ部品点数を増加させることなく出力側の直動部材の位置を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第一実施形態における全体構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第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。
【図３】本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第一実施形態におけるボールねじ機構の位置保持構造の別実施形態を示す拡大図。
【図４】（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態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）同じくピンが位置保持構造に係合する動作態様を示す図およびＢ矢視断面図。
【図５】（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態に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）同じく他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Ｄ矢視断面図。
【図６】（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態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Ｆ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Ｇ矢視断面図。
【図７】（ａ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態における電動モータからの他方向の回転力によってピンが位置保持構造に係合する動作態様を示す図およびＨ矢視断面図（ｂ）本発明に係る電動アクチュエータの第一実施形態における他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Ｉ矢視断面図。
【図８】本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第二実施形態における全体構成を示す断面図。
【図９】本発明に係る位置保持機能付き電動アクチュエータの第二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。
【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１の第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および連通孔３ｄ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。
【００２０】
電動モータ４は、回転駆動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動力を出力する。
【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、軸心に向かって突出するピン５ａが設けられている。ピン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７ｂ（摺動しなくても良い）が形成されている。摺動部７ｂは、スリーブ５に隙間なく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のピン５ａと対向する位置に軸方向に沿って延びる凹溝７ｃが形成されている。凹溝７ｃは、スリーブ５のピン５ａが摺動可能な幅に形成されている。凹溝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に摺動自在に挿入されている。この際、ボールねじ軸７は、摺動部７ｂの凹溝７ｃにスリーブ５のピン５ａ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６には、ボールねじ軸７の摺動部７ｂの凹溝７ｃとスリーブ５のピン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に相対回転不能に挿入されている。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】
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）。
【００２９】
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７ｃ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、ボールねじ軸７に凹溝７ｃが設けられ、スリーブ５にピン５ａ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にピンが設けられ、スリーブ５に凹溝が設けられてもよい。
【００３０】
図２に示すように、ボールねじ軸７の凹溝７ｃには、一側端から見た軸方向に垂直な断面視で右側の側面７ｄ（以下、単に「右側面７ｄ」と記す）の任意の位置に位置保持構造である右側凹部７ｅが形成されている。凹溝７ｃの溝幅は、右側凹部７ｅが形成されることにより任意の位置から拡大している。つまり、凹溝７ｃの右側面７ｄには、任意の位置に右段差７ｆが形成されている。右側凹部７ｅは、スリーブ５のピン５ａが係合可能な形状に形成されている。具体的には、ピン５ａが円柱の場合、ピン５ａの半径よりも大きい右段差７ｆに形成されている。同様に、ボールねじ軸７の凹溝７ｃには、一側端から見た軸方向に垂直な断面視で左側の側面７ｇ（以下、単に「左側面７ｇ」と記す）の任意の位置に位置保持構造である左側凹部７ｈが形成されている。凹溝７ｃの溝幅は、左側凹部７ｈが形成されることにより任意の位置から拡大している。つまり、凹溝７ｃの左側面７ｇには、任意の位置に左段差７ｉが形成されている。左側凹部７ｈは、スリーブ５のピン５ａが係合可能な形状に形成されている。本実施形態において、右側凹部７ｅは、凹溝７ｃの一側端（ボールねじ軸７の一側端部側）に形成され、左側凹部７ｈは、凹溝７ｃの他側端（ボールねじ軸７の他側端部側）に形成されているものとする。すなわち、右側凹部７ｅは、ボールねじ軸７がストロークエンドまで延伸した時のピン５ａの位置に形成され、左側凹部７ｈは、ボールねじ軸７がストロークエンドまで後退した時のピン５ａの位置に形成されている。
【００３１】
また、図３に示すように、位置保持構造の別実施形態としてボールねじ軸７の凹溝７ｃに規制部材を挿入する構成の位置保持構造でもよい。ボールねじ軸７の凹溝７ｃには、右側凹部７ｅを構成するための右側規制部材１２ａが配置されている。右側規制部材１２ａは、凹溝７ｃの長さよりも短い長辺からなる略直方体に形成されている。右側規制部材１２ａは、凹溝７ｃの側面の一部分を覆うように凹溝７ｃの内部に挿入されている。本実施形態において、右側規制部材１２ａは、凹溝７ｃの右側に配置されている。つまり、凹溝７ｃは、右側規制部材１２ａによって右側面７ｄの一部が構成されている。凹溝７ｃには、右側規制部材１２ａの一側端部（ボールねじ軸７の一側端部側）の位置から溝幅が拡大して右側凹部７ｅが構成されている。これにより、凹溝７ｃの右側面７ｄには、右側規制部材１２ａの一側端部によって右段差７ｆが形成されている。同様に、凹溝７ｃは、左側規制部材１２ｂによって左側面７ｇの一部が構成されている。凹溝７ｃには、左側規制部材１２ｂの他側端部（ボールねじ軸７の他側端部側）の位置から拡大して左側凹部７ｈが構成されている。これにより、凹溝７ｃの左側面７ｇには、左側規制部材１２ｂの他側端部によって左段差７ｉが形成されている。
【００３２】
次に、図４から図７を用いてボールねじ機構６の動作における回り止め部の凹溝７ｃとピン５ａとの関係について説明する。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、ボールねじ機構６は、電動モータ４からの回転力によりボールねじナット８がボールねじ軸７の一側端から見て左回りに回転されると（以下、一側端からみた回転方向を記す）、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（白塗矢印参照）。ボールねじ機構６の回り止め部は、ボールねじ軸７の左回りに回転により、凹溝７ｃの所定の位置である左側凹部７ｈに入り込んでいるピン５ａが右側面７ｄに係合する。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。また、回り止め部は、凹溝７ｃの右側面７ｄとピン５ａ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５ａは、凹溝７ｃの右側面７ｄが押し付けられた状態で（矢印参照）、凹溝７ｃの他側から一側に向かって相対移動する（破線矢印参照）。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、ボールねじ軸７の移動によりピン５ａが右側凹部７ｅに到達すると、ピン５ａは、凹溝７ｃの右側面７ｄ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ピン５ａが右側凹部７ｅに入り込んで（破線矢印参照）、右側凹部７ｅの側面に係合するまで左回りに回転する（白塗矢印参照）。回り止め部は、ボールねじ軸７の右側凹部７ｅの側面にピン５ａが係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。
【００３５】
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。
【００３６】
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（白塗矢印参照）が発生する。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の凹溝７ｃのうち、所定の位置である右側凹部７ｅに入り込んでいるピン５ａには、左回りの回転力によって右側凹部７ｅの側面が押し付けられる（矢印参照）。同時に、凹溝７ｃの所定の位置である右側凹部７ｅに入り込んでいるピン５ａには、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右側凹部７ｅの他側端（ボールねじ軸７の他側端部側）の右段差７ｆが押し付けられる（矢印参照）。つまり、ピン５ａは、所定の位置である右側凹部７ｅに入り込んでいる状態を維持しつつ、右側凹部７ｅの右段差７ｆに係合される。これにより、ボールねじ機構６は、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。
また、図５（ｂ）に示すように、ボールねじ軸７にその一側端から他側端に向かって軸方向の外力が加わると、右側凹部７ｅに入り込んでいるピン５ａは、右側凹部７ｅのストロークエンド側の側面に押し付けられる（矢印参照）。つまり、ピン５ａは、右側凹部７ｅのストロークエンド側の側面に係合される。これにより、ボールねじ軸７は、一側端から他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。
【００３７】
図６（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の作用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、右回りに回転しようとするボールねじ軸７の凹溝７ｃのうち、所定の位置である右側凹部７ｅの側面とピン５ａ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。従って、ボールねじ軸７は、右回りの回転力によってピン５ａが凹溝７ｃの左側面７ｇに係合するまで右回りに回転する（白塗矢印参照）。所定の位置である右側凹部７ｅの側面に係合していたピン５ａは、ボールねじ軸７の右回りの回転により凹溝７ｃの左側面７ｇに向かって相対移動する（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、ボールねじ軸７の凹溝７ｃの左側面７ｇにピン５ａが係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。
【００３８】
図６（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、凹溝７ｃの左側面７ｇにピン５ａ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５ａは、凹溝７ｃの左側面７ｇに押し付けられた状態で（矢印参照）、凹溝７ｃの一側から他側に向かって相対移動する（破線矢印参照）。
【００３９】
図７（ａ）に示すように、ボールねじ軸７の移動によりピン５ａが左側凹部７ｈに到達すると、ピン５ａは、凹溝７ｃの左側面７ｇから離間する。ボールねじ軸７は、右回りの回転力によってピン５ａが左側凹部７ｈに入り込んで（破線矢印参照）、左側凹部７ｈの側面に係合するまで右回りに回転する（白塗矢印参照）。回り止め部は、ボールねじ軸７の左側凹部７ｈの側面とピン５ａとが係合することでボールねじ軸７の回転を規制する。
【００４０】
図７（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にその一側端から他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に一側端から他側端に移動させる力に加えて軸側ねじ溝７ａの作用によって右回りの回転力（白塗矢印参照）が発生する。ボールねじ機構６の回り止め部は、右回りに回転しようとするボールねじ軸７の凹溝７ｃのうち、所定の位置である左側凹部７ｈに入り込んでいるピン５ａには、右回りの回転力によって左側凹部７ｈの側面が押し付けられる（矢印参照）。同時に、凹溝７ｃの所定の位置である左側凹部７ｈに入り込んでいるピン５ａには、ボールねじ軸７の一側端から他側端に移動させる力によって左側凹部７ｈの一側端（ボールねじ軸７の一側端部側）の左段差７ｉが押し付けられる。つまり、ピン５ａは、所定の位置である左側凹部７ｈに入り込んでいる状態を維持しつつ、左側凹部７ｈの左段差７ｉに係合される。これにより、ボールねじ機構６は、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が一側端から他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。
また、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、左側凹部７ｈに入り込んでいるピン５ａは、左側凹部７ｈのストロークエンド側の側面に係合される。これにより、ボールねじ軸７は、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。
【００４１】
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７ｃに形成された位置保持構造である左側凹部７ｈまたは右側凹部７ｅのうち、ピン５ａが押し付けられる凹溝７ｃの側面に設けられている凹部にピン５ａが係合される。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７ｃに形成される右側凹部７ｅと左側凹部７ｈ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。さらに、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７ｃに右側規制部材１２ａと左側規制部材１２ｂとを挿入することで容易に位置保持構造である右側凹部７ｅと左側凹部７ｈとを構成することができる。
【００４２】
次に、図８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第二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、以下の第二実施形態に係る位置保持機能付き電動アクチュエータ１３は、図１から図７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。
【００４３】
図８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、格納側ハウジング１４、延伸側ハウジング３、軸端ハウジング１５、電動モータ４、直動機構であるボールねじ機構１６、スリーブ１９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１３は、電動モータ４の動きを制御することで後述するボールねじナット１８を任意の位置に移動可能に構成されている。
【００４４】
格納側ハウジング１４には、玉軸受保持部１４ａが形成されている。玉軸受保持部１４ａは、格納側ハウジング１４の一側面に形成されている。また、玉軸受保持部１４ａは、後述するボールねじ機構１６のボールねじ軸１７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。
【００４５】
軸端ハウジング１５は、ボールねじ機構１６のボールねじ軸１７を支持するものである。軸端ハウジング１５は、延伸側ハウジング３および格納側ハウジング１４が固定される図示しない基部に固定されている。軸端ハウジング１５は、ボールねじ軸１７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。
【００４６】
ボールねじ機構１６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１６は、ボールねじ軸１７、ボールねじナット１８、複数のボール９および玉軸受１０等から構成されている。
【００４７】
ボールねじ軸１７の一側端部と他側端部には、円柱状の一側支持部１７ａと他側支持部１７ｂとが形成されている。一側支持部１７ａの両側端部には、玉軸受１０が設けられている。玉軸受１０は、延伸側ハウジング３の玉軸受保持部３ｃと格納側ハウジング１４の玉軸受保持部１４ａとにそれぞれ保持されている。同様に他側支持部１７ｂには、玉軸受１０が設けられている。玉軸受１０は、軸端ハウジング１５に保持されている。つまり、ボールねじ軸１７は、玉軸受１０を介して延伸側ハウジング３、格納側ハウジング１４および軸端ハウジング１５に回転自在に支持されている。
【００４８】
ボールねじナット１８の外周面は、スリーブ１９に隙間なく摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。ボールねじナット１８は、複数のボール９を介してボールねじ軸１７の軸回りに回転自在に支持されている。また、ボールねじナット１８には、後述するスリーブ１９の凹溝１９ａと対向する位置に径方向に突出したピン１８ａが形成されている。ピン１８ａは、回り止め部を構成している。
【００４９】
スリーブ１９は、ボールねじナット１８の回転を規制するものである。スリーブ１９は、延伸側ハウジング３および格納側ハウジング１４が固定される図示しない基部に固定されている。つまり、スリーブ１９は、ボールねじナット１８に対して相対回転不能に構成されている。スリーブ１９の内周面は、ボールねじナット１８が隙間なく摺動自在に挿入可能な直径に形成されている。スリーブ１９の内周面には、ボールねじナット１８のピン１８ａと対向する位置に軸方向に延びる凹溝１９ａが形成されている。凹溝１９ａは、ピン１８ａが摺動可能な幅に形成されている。凹溝１９ａは、回り止め部を構成している。
【００５０】
このように構成されているボールねじ機構１６は、ボールねじ軸１７の一側支持部１７ａに設けられている玉軸受１０が延伸側ハウジング３と格納側ハウジング１４とに保持され、他側支持部１７ｂに設けられている玉軸受１０が軸端ハウジング１５に保持されている。つまり、ボールねじ軸１７は、玉軸受１０を介して格納側ハウジング１４、延伸側ハウジング３および軸端ハウジング１５に回転自在に支持されている。また、ボールねじ機構１６は、ボールねじナット１８が図示しない基部に一体的に固定されているスリーブ１９に摺動自在に挿入されている。この際、ボールねじナット１８のピン１８ａは、スリーブ１９の凹溝１９ａ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１６には、ボールねじナット１８のピン１８ａとスリーブ１９の凹溝１９ａとから回り止め部が構成されている。つまり、ボールねじナット１８は、ボールねじ軸１７にその軸回りに回転自在に支持されつつ、スリーブ１９に相対回転不能に挿入されている。ボールねじ機構１６は、ボールねじ軸１７が回転されるとボールねじナット１８に回転力が伝達される。ボールねじナット１８は、スリーブ１９に相対回転不能に挿入されているのでボールねじナット１８の回転運動がボールねじ軸１７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１６のボールねじナット１８は、スリーブ１９に挿入された状態でボールねじ軸１７上を軸方向に往復移動する。
【００５１】
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。従動側ギヤ１１ｂは、その中心に形成されている支持軸挿入孔にボールねじ軸１７の一側支持部１７ａが挿入され、一体的に回転可能に設けられている。
【００５２】
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１３は、従動側ギヤ１１ｂが設けられているボールねじ機構１６のボールねじ軸１７が回転されることでボールねじ軸１７のリードに応じた速度と軸方向推力でボールねじナット１８が軸方向に直線運動する（図８黒塗矢印参照）。
【００５３】
以下に、図９を用いて、ボールねじ機構１６（図１参照）の回り止め部に設けられている位置保持構造について説明する。なお、ボールねじ機構１６の回り止め部は、ボールねじナット１８にピン１８ａが設けられ、スリーブ１９に凹溝１９ａが設けられているがこれに限定されるものではなく、ボールねじナット１８に凹溝が設けられ、スリーブ１９にピンが設けられてもよい。
【００５４】
図９に示すように、スリーブ１９の凹溝１９ａには、右側面１９ｂの任意の位置に位置保持構造である右側凹部１９ｃが形成されている。右側凹部１９ｃの他側（ボールねじ軸１７の他側支持部１７ｂ側）には、右段差１９ｄが形成されている。同様に、スリーブ１９の凹溝１９ａには、左側面１９ｅの任意の位置に位置保持構造である左側凹部１９ｆが形成されている。左側凹部１９ｆの一側（ボールねじ軸１７の一側支持部１７ａ側）には、左段差１９ｇが形成されている。本実施形態において、右側凹部１９ｃは、凹溝の一側端に形成され、左側凹部１９ｆは、凹溝の他側端に形成されているものとする。すなわち、右側凹部１９ｃは、ボールねじナット１８が延伸側ハウジング３から離間する方向のストロークエンドまで移動した時のピン１８ａの位置に形成され、左側凹部１９ｆは、ボールねじナット１８が延伸側ハウジング３に近接する方向のストロークエンドまで移動した時のピン１８ａの位置に形成されている。
【００５５】
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１３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機構１６のボールねじナット１８にその一側端から他側端（延伸側ハウジング３から離間する方向）に向かって軸方向の外力が加わると、ボールねじナット１８に一側端から他側端に移動させる力に加えて右回りの回転力が発生する。凹溝１９ａの延伸側ハウジング３に近接している側（ボールねじ軸１７の一側）のストロークエンドにあるピン１８ａは、ボールねじナット１８の右方向への回転により所定の位置である右側凹部１９ｃに入り込む（図４（ｂ）参照）。右側凹部１９ｃに移動したピン１８ａは、ボールねじナット１８を一側端から他側端に移動させる力により右側凹部１９ｃの右段差１９ｄに押し付けられる。つまり、ピン１８ａは、右側凹部１９ｃに入り込んでいる状態を維持しつつ、左側凹部１９ｃの右段差１９ｄに係合される（図５（ａ）参照）。これにより、ボールねじ機構１６は、位置保持構造によりボールねじ軸１７の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１６は、ボールねじナット１８が一側端から他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。
【００５６】
同様に、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機構１６のボールねじナット１８にその他側端から一側端（延伸側ハウジング３に近接する方向）に向かって軸方向の外力が加わると、ボールねじナット１８に他側端から一側端に移動させる力に加えて左回りの回転力が発生する。凹溝１９ａの延伸側ハウジング３から離間している側（ボールねじ軸１７の他側）のストロークエンドにあるピン１８ａは、ボールねじナット１８の左方向への回転により所定の位置である左側凹部１９ｆに入り込む（図７（ａ）参照）。左側凹部１９ｆに移動したピン１８ａは、ボールねじナット１８を他側端から一側端に移動させる力により左側凹部１９ｆの左段差１９ｇに押し付けられる。つまり、ピン１８ａは、左側凹部１９ｆに入り込んでいる状態を維持しつつ、左側凹部１９ｆの左段差１９ｇに係合される（図７（ｂ）参照）。これにより、ボールねじ機構１６は、位置保持構造によりボールねじナット１８の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１６は、ボールねじナット１８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。
【００５７】
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１６のボールねじナット１８に軸方向の外力が加わると回り止め部を構成している凹溝１９ａに形成された位置保持構造である右側凹部１９ｃまたは左側凹部１９ｆに回り止め部のピン１８ａが係合される。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ナット１８の位置を保持することができる。
【００５８】
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】
【００５９】
１    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
【図１】
2017057922.tif 000003
【図２】
2017057922.tif 000004
【図３】
2017057922.tif 000005
【図４】
2017057922.tif 000006
【図５】
2017057922.tif 000007
【図６】
2017057922.tif 000008
【図７】
2017057922.tif 000009
【図８】
2017057922.tif 000010
【図９】
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