特許 6406747 電動アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6406747

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】電動アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/20 20060101AFI20181004BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20181004BHJP

【ＦＩ】

   F16H25/20 F

   F16H25/20 E

   H02K7/06 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-572(P2014-572)

(22)【出願日】2014年1月6日

(65)【公開番号】特開2015-129535(P2015-129535A)

(43)【公開日】2015年7月16日

【審査請求日】2016年12月26日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】船田 健介

【審査官】 藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０７９７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６５５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８２９２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １９／００−３７／１６

Ｈ０２Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミ合金製のハウジングと、
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、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、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、
このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された係止爪からなり、当該係止爪と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの軸方向の抜け止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ていることを特徴とする電動アクチュエータ。

【請求項2】

アルミ合金製のハウジングと、
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、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、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、
このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された舌片からなり、当該舌片と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの周方向の回り止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ていることを特徴とする電動アクチュエータ。

【請求項3】

アルミ合金製のハウジングと、
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、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、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、
このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ていると共に、前記ハウジングの孔部の底部に前記スリーブとは別体の底板が装着され、この底板が鋼板からプレス加工によって円板状に形成され、前記スリーブのウィングの一端面に突片が形成され、この突片が前記底板に弾性密着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4】

前記スリーブが断面半円状に形成され、２枚１組で、互いに対向配置されて円環状で使用されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動アクチュエータ。

【請求項5】

前記ハウジングの孔部の凸条にアンダーカット部が形成され、このアンダーカット部に前記スリーブの係止爪が係止されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動アクチュエータ。

【請求項6】

前記スリーブの係止爪の曲率半径が前記ウィングの曲率半径よりも大きく設定されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。

【請求項7】

前記ハウジングがダイカスト成形により形成されると共に、前記スリーブが、前記ハウジングの孔部の抜き勾配に対応する軸方向の勾配が付与されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動アクチュエータ。

【請求項8】

前記ねじ軸の一端部に係止ピンが植設され、この係止ピンが、前記スリーブの凹溝部に係合されている請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。

【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自動車用の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、摩擦が非常に低く、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】

従来の電動アクチュエータとしては、例えば、ハウジングに支持された電動モータにより、ボールねじを構成するナットを回転駆動自在とし、このナットを回転駆動することによってナットに結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。その代表的なものとして、図１０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５１は、円筒状のハウジング５２と、このハウジング５２に取り付けられた電動モータ５３と、この電動モータ５３の回転力をモータ軸５３ａを介して伝達する減速機構５６と、この減速機構５６を介して電動モータ５３の回転運動を駆動軸５７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構５８とを備えている。

【0004】

ハウジング５２はアルミ軽合金からなり、第１のハウジング５２ａと、その端面に衝合された第２のハウジング５２ｂとを備え、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５２ａには電動モータ５３が取り付けられると共に、この第１のハウジング５２ａと第２のハウジング５２ｂに孔部５９、６０が形成されている。減速機構５６は、電動モータ５３のモータ軸５３ａに固定された平歯車からなる入力歯車５４と、この入力歯車５４に噛合し、ナット６１の外周面に固定された出力歯車５５とで構成されている。

【0005】

ボールねじ機構５８は、減速機構５６に連結され、ハウジング５２に装着された支持軸受６２、６３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６１ａが形成されたナット６１と、このナット６１に多数のボール６４を介して内挿され、駆動軸５７と同軸状に一体化され、外周に螺旋状のねじ溝６５ａが形成されたねじ軸６５とで構成されている。

【0006】

第１のハウジング５２ａの孔部５９に筒状のスリーブ６６が嵌合されている。このスリーブ６６は焼結合金からなり、周方向に対向して軸方向に延びる凹溝６６ａが成形されている。このような材料を採用することにより、少なくともアルミ軽合金からなる第１のハウジング５２ａよりも材料強度と耐摩耗性が高くなり、耐久性を向上させることができる。

【0007】

一方、ねじ軸６５の端部には径方向に貫通する貫通孔６７が形成され、この貫通孔６７にガイドピン６８が嵌着されている。また、スリーブ６６は、第１のハウジング５２ａの孔部５９に圧入されている。孔部５９の開口部には環状溝６９が形成され、この環状溝６９に装着された穴用の止め輪７０によってスリーブ６６が軸方向に位置決め固定されている。

【0008】

ガイドピン６８はスリーブ６６の凹溝６６ａに係合し、ねじ軸６５の軸方向の案内と共に回り止めを行う。このガイドピン６８と、このガイドピン６８に係合する凹溝６６ａを有するスリーブ６６とでねじ軸６５の回り止め機構を構成している。

【0009】

このように、ねじ軸６５のガイドピン６８がスリーブ６６の凹溝６６ａに係合し、ねじ軸６５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１のハウジング５２ａの摺動摩擦や摩耗の低減を図ると共に、簡便な構造で低コスト化を図った電動アクチュエータ５１を提供することができる。

【0010】

ここで、孔部５９に形成された環状溝６９に止め輪７０が装着され、この止め輪７０にスリーブ６６が干渉することによってスリーブ６６の軸方向の移動が阻止されている。止め輪７０は硬鋼線材から形成され、通常のＣ形同心止め輪のように端面が平坦ではなく、弓形形状、すなわち、切欠き部を中心に左右対称となる位置に頂点を有する湾曲部が形成されている。

【0011】

これにより、スリーブ６６に対して、止め輪７０のばね力によって軸方向荷重が発生し、スリーブ６６に所定の予圧を付与することができ、第１のハウジング５２ａの摩耗や音あるいは振動の発生を防止することができる（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２０１３−１６７３３４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５１では、スリーブ６６の軸方向への抜け止めとして止め輪７０が採用されているが、止め輪７０を装着するスペースが必要となると共に、スリーブ６６の止め輪７０との接触部分を敢えて円形にする必要があり、余分な材料が必要となる。

【0014】

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、スリーブの抜け止めをする止め輪を廃止すると共に、スリーブをプレス化し、このスリーブの軸方向の抜け止めと周方向の回り止めをすることができる構造を着想したもので、機械加工による加工費を削減し、低コストで軽量・コンパクトな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】

【0015】

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、アルミ合金製のハウジングと、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、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、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、このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された係止爪からなり、当該係止爪と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの軸方向の抜け止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ている。

【0016】

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を備え、このボールねじ機構が、ハウジングに装着された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、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、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、このねじ軸を収容する孔部がハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、ハウジングの孔部にねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段がスリーブに形成された係止爪からなり、当該係止爪とハウジングの孔部とが係合することによりスリーブの軸方向の抜け止めがなされると共に、スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条にスリーブに形成された舌片が弾性密着し、ハウジングにスリーブを介してねじ軸が回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されているので、従来のスリーブの抜け止めをする止め輪を廃止できると共に、このスリーブの軸方向の抜け止めと周方向の回り止めをスリーブ自体ですることができ、機械加工による加工費を削減し、低コストで軽量・コンパクトな電動アクチュエータを提供することができる。また、少なくともアルミ合金からなるハウジングよりも材料強度と耐摩耗性が高くなり、耐久性を向上させることができる。

【0017】

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された舌片からなり、当該舌片と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの周方向の回り止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ていても良い。

【0018】

また、請求項３に記載の発明のように、前記ハウジングの孔部の底部に前記スリーブとは別体の底板が装着され、この底板が鋼板からプレス加工によって円板状に形成され、前記スリーブのウィングの一端面に突片が形成され、この突片が前記底板に弾性密着されていれば、スリーブと孔部の底部とで挟持された状態で回転可能となり、ねじ軸の端部が衝突した場合でも、その衝撃荷重を分散させて効率的に吸収することができ、耐久性を向上させることができると共に、孔部に対してスリーブの軸方向のガタを抑えることができ、スリーブの位置決め精度を向上させてねじ軸の安定した支持をすることができる。

【0020】

また、請求項４に記載の発明のように、前記スリーブが断面半円状に形成され、２枚１組で、互いに対向配置されて円環状で使用されていれば、スリーブのプレス加工がし易くなり、低コスト化を図ることができる。

【0021】

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハウジングの孔部の凸条にアンダーカット部が形成され、このアンダーカット部に前記スリーブの係止爪が係止されていれば、スリーブの軸方向の位置決め固定を一層強固にすることができ、品質の信頼性が向上する。

【0022】

また、請求項６に記載の発明のように、前記スリーブの係止爪の曲率半径が前記ウィングの曲率半径よりも大きく設定されていれば、係止爪が孔部の凸条に強固に弾性密着するができる。

【0023】

また、請求項７に記載の発明のように、前記ハウジングがダイカスト成形により形成されると共に、前記スリーブが、前記ハウジングの孔部の抜き勾配に対応する軸方向の勾配が付与されていれば、孔部の内周のダイカスト面を機械加工することなくそのまま利用でき、低コスト化を図ることができる。

【0026】

また、請求項８に記載の発明のように、前記ねじ軸の一端部に係止ピンが植設され、この係止ピンが、前記スリーブの凹溝部に係合されていれば、ねじ軸を、回転不可に、かつ軸方向移動可能に安定して支持することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明に係る電動アクチュエータは、アルミ合金製のハウジングと、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、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、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、このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された係止爪からなり、当該係止爪と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの軸方向の抜け止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ているので、従来のスリーブの抜け止めをする止め輪を廃止できると共に、このスリーブの軸方向の抜け止めと周方向の回り止めをスリーブ自体ですることができ、機械加工による加工費を削減し、低コストで軽量・コンパクトな電動アクチュエータを提供することができる。また、少なくともアルミ合金からなるハウジングよりも材料強度と耐摩耗性が高くなり、耐久性を向上させることができる。
また、前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって形成され、当該スリーブに周方向と軸方向の位置決め手段が形成され、この位置決め手段が前記スリーブに形成された舌片からなり、当該舌片と前記ハウジングの孔部とが係合することにより前記スリーブの周方向の回り止めがなされると共に、前記スリーブが、中央部に軸方向に延びる凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングを備え、これらのウィング間に円弧状に延びる係止爪が突設されると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延びる一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条に前記スリーブに形成された舌片が弾性密着し、前記ハウジングに前記スリーブを介して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ていても良い。
また、前記ハウジングの孔部の底部に前記スリーブとは別体の底板が装着され、この底板が鋼板からプレス加工によって円板状に形成され、前記スリーブのウィングの一端面に突片が形成され、この突片が前記底板に弾性密着されていれば、スリーブと孔部の底部とで挟持された状態で回転可能となり、ねじ軸の端部が衝突した場合でも、その衝撃荷重を分散させて効率的に吸収することができ、耐久性を向上させることができると共に、孔部に対してスリーブの軸方向のガタを抑えることができ、スリーブの位置決め精度を向上させてねじ軸の安定した支持をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【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のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。

【図3】本発明に係るスリーブ単体を示す斜視図である。

【図4】（ａ）は、図３のスリーブを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図である。

【図5】（ａ）は、図３のスリーブをハウジングの孔部に装着した状態を示す横断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。

【図6】（ａ）は、ハウジングの孔部を示す横断面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。

【図7】（ａ）は、図６のスリーブの孔部にスリーブを装着した状態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のスリーブの一部を示す斜視拡大図である。

【図8】（ａ）は、ハウジングの孔部を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のハウジングの孔部にスリーブを装着した状態を示す斜視図である。

【図9】図８（ｂ）のハウジングの孔部の変形例を示す斜視図である。

【図10】従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

アルミ合金をダイカスト成形されたハウジングと、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、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、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、このねじ軸を収容する孔部が前記ハウジングに形成された自動車用の電動アクチュエータにおいて、前記ハウジングの孔部に前記ねじ軸の回り止め用のスリーブが嵌合され、このスリーブが鋼板からプレス加工によって断面半円状に形成され、２枚１組で、互いに対向配置されて円環状で使用されて、中央部に軸方向に延びる断面コの字状の凹溝部と、この凹溝部の両端部に円弧状に延びる一対のウィングと、これらのウィング間に突設され、円弧状に延びる係止爪を備えると共に、前記ハウジングの孔部に軸方向に延び、アンダーカット部を有する一対の凸条が対向して形成され、これらの凸条のアンダーカット部に、前記ウィングの端部に形成された舌片と前記係止爪が弾性密着し、当該スリーブが周方向と軸方向に位置決め固定されている。

【実施例】

【0030】

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のアクチュエータ本体を示す縦断面図、図３は、本発明に係るスリーブ単体を示す斜視図、図４（ａ）は、図３のスリーブを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図、図５（ａ）は、図３のスリーブをハウジングの孔部に装着した状態を示す横断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図、図６（ａ）は、ハウジングの孔部を示す横断面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図、図７（ａ）は、図６のスリーブの孔部にスリーブを装着した状態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のスリーブの一部を示す斜視拡大図、図８（ａ）は、ハウジングの孔部を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のハウジングの孔部にスリーブを装着した状態を示す斜視図、図９は、図８（ｂ）のハウジングの孔部の変形例を示す斜視図である。

【0031】

この電動アクチュエータ１は、図１に示すように、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（図示せず）と、この電動モータのモータ軸３ａに取付けられた入力歯車３に噛合する中間歯車４およびこの中間歯車４に噛合する出力歯車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、このボールねじ機構８を備えたアクチュエータ本体９とを備えている。

【0032】

ハウジング２はＡ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金から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１６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の衝合部には、後述するボールねじ機構８を構成するねじ軸１０を収容するための貫通孔１１と、孔部１２が形成されている。

【0033】

電動モータのモータ軸３ａは、その端部に入力歯車３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によって回転自在に支持されている。平歯車からなる中間歯車４に噛合する出力歯車５は、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。

【0034】

駆動軸７はねじ軸１０と一体に構成され、一端部（図中右端部）に係止（ガイド）ピン１５が植設されている。また、第２のハウジング２ｂの孔部１２には後述するスリーブ１７が嵌合され、このスリーブ１７に軸方向に延びる凹溝部１７ａ、１７ａが形成されている。そして、凹溝部１７ａ、１７ａは周方向に対向して配設され、ねじ軸１０の係止ピン１５が係合されている。これにより、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。

【0035】

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、第１、第２のハウジング２ａ、２ｂに対して、２つの支持軸受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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

ナット１８の外周面１８ｂには減速機構６を構成する出力歯車５がキー１４を介して固定されると共に、この出力歯車５の両側に２つの支持軸受２０、２０が所定の締め代を介して圧入されている。これにより、駆動軸７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５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、外部から埃や塵埃、摩耗粉等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。

【0039】

また、本実施形態では、ナット１８を回転自在に支持する支持軸受２０が同じ仕様の深溝玉軸受で構成されているので、前述した駆動軸７からスラスト荷重および出力歯車５を介して負荷されるラジアル荷重の両方を負荷することができると共に、組立時に誤組み防止のための確認作業を簡便化することができ、組立作業性を向上させることができる。なお、ここで、同じ仕様の深溝玉軸受とは、軸受の内径、外径、幅寸法をはじめ、転動体サイズ、個数および軸受内部すきま等が実質的に同一なものを言う。

【0040】

ここで、本実施形態では、図１に示すように、第２のハウジング２ｂの孔部１２に筒状のスリーブ１７が嵌合されている。このスリーブ１７は、冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって断面略半円状に形成され、２枚１組で、互いに対向配置されて円環状で使用される。これにより、スリーブ１７のプレス加工がし易くなると共に、少なくともアルミ合金からなる第２のハウジング２ｂよりも材料強度と耐摩耗性が高くなり、耐久性を向上させることができる。スリーブ１７は、図３および図４（ａ）に示すように、中央部に軸方向に延びる断面コの字状の凹溝部１７ａと、この凹溝部１７ａの両端部に円弧状に延びる一対のウィング２２、２３と、これらのウィング２２、２３間に突設され、円弧状に延びる係止爪２４とを備えている。そして、後述するダイカスト成形により形成される第２のハウジング２ｂの抜き勾配に対応して、矢印に示すように軸方向に所定の勾配が付与されている。これにより、孔部１２の内周のダイカスト面を機械加工することなくそのまま利用でき、低コスト化を図ることができる。

【0041】

ウィング２２、２３は、図４（ｂ）に示すように、その周方向の端面に、後述する第２のハウジング２ｂの孔部１２の凸条２８に弾性密着する舌片２５が形成されると共に、ウィング２３の軸方向の端面には底板２７（図１参照）に弾性密着する突片２６が形成されている。そして、少なくとも凹溝部１７ａが高周波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。なお、スリーブ１７の材質として、前述したもの以外に、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）やフェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、冷間圧延鋼板に電気メッキ、無電解ニッケルメッキ等の液相メッキが施されたもの、あるいは、アルミニウム、マグネシウムの緻密な三元共晶組織からなる高耐食性溶融めっき鋼板（ＺＡＭ鋼板と呼称されている）等を例示することができる。

【0042】

底板２７は、冷間圧延鋼板等の鋼板からプレス加工によって円板状に形成され、図１および図７（ａ）に示すように、第２のハウジング２ｂの孔部１２の底部２ｃに装着されている。そして、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。本実施形態では、底板２７がスリーブ１７と別体で、かつ円板状に形成されているので、スリーブ１７と孔部１２の底部２ｃとで挟持された状態で回転可能となり、ねじ軸１０の端部が衝突した場合でも、その衝撃荷重を分散させて効率的に吸収することができ、耐久性を向上させることができる。

【0043】

一方、第２のハウジング２ｂの孔部１２は、図６、図８に示すように、内径側に突出し、１８０°対向して形成された一対の凸条２８、２８と、これらの凸条２８、２８間に１８０°対向して形成され、スリーブ１７を収容する軸方向に延びる一対の凹所２９、２９と、これらの凹所２９と凸条２８との間に対向して軸方向に延びて突設され、スリーブ１７のウィング２２、２３がガイドされる規制部３０、３０を備えている。ここで、図４（ｂ）に示すように、係止爪２４の曲率半径ｒ１は規制部３０に嵌挿されるウィング２２、２３の曲率半径ｒ２よりも大きく設定されている（ｒ１＞ｒ２）。これにより、係止爪２４が孔部１２の凸条２８と規制部３０に強固に弾性密着するができる。

【0044】

本実施形態では、機械加工による加工費を削減して低コストを図るため、ハウジング２はダイカスト成形により形成されているが、孔部１２の凸条２８と規制部３０は、抜き勾配を設けてダイカストで成形し易いように、図６、図８（ａ）に示すように、孔部１２の底部２ｃから開口部２ｄに亙って漸次その幅が薄くなるようにテーパ状に形成されると共に、これら凸条２８と規制部３０の軸方向略中央部にアンダーカット部（凹み）２８ａ、３０ａがそれぞれ形成されている。

【0045】

スリーブ１７は、図５、図８（ｂ）に示すように、孔部１２の凹所２９にスリーブ１７の凹溝部１７ａが収容されると共に、スリーブ１７のウィング２２、２３の端部に形成された舌片２５が孔部１２の凸条２８に弾性密着し、周方向にスリーブ１７が位置決め固定されている。また、スリーブ１７の係止爪２４が孔部１２の凸条２８に弾性密着し、軸方向にスリーブ１７が位置決め固定されている。これにより、従来のスリーブの抜け止めをする止め輪を廃止できると共に、このスリーブ１７の軸方向の抜け止めと周方向の回り止めをスリーブ１７自体ですることができ、機械加工による加工費を削減し、低コストで軽量・コンパクトな電動アクチュエータを提供することができる。

【0046】

ここで、図５（ｂ）に示すように、ダイカスト成形により抜き勾配が残ったままの孔部１２の凹所２９に寸法精度が必要なスリーブ１７の凹溝部１７ａが接触して変形しないよう、凹所２９と凹溝部１７ａとの間には径方向のすきまが確保されている。さらに、図７（ａ）に示すように、凸条２８に形成されたアンダーカット部２８ａにスリーブ１７の係止爪２４を係止することにより、スリーブ１７の軸方向の位置決めができると共に、規制部３０に形成されたアンダーカット部３０ａに係止爪２４を係止することにより、スリーブ１７の軸方向の位置決め固定がさらに強固になり、品質の信頼性が向上する。

【0047】

また、図７（ｂ）に示すように、スリーブ１７のウィング２３の端面に形成された突片２６が、組立時にスリーブ１７の圧入によって軸心方向に向かって反り返りながら底板２７に当接され、この突片２６が底板２７に弾性密着することにより、孔部１２に対してスリーブ１７の軸方向のガタを抑えることができ、スリーブ１７の位置決め精度を向上させると共に、ねじ軸１０の安定した支持をすることができる。

【0048】

図９に前述した第２のハウジング２ｂの変形例を示す。この第２のハウジング３１は、前述した第２のハウジング２ｂの孔部１２と異なり、スリーブ１７の係止爪２４が係止される規制部３０が形成されておらず、一対の凸条３２、３２のみが孔部３３の内径側に突出し、１８０°対向して形成されている。そして、スリーブ１７のウィング２２、２３の端部に形成された舌片２５が孔部３３の凸条３２に弾性密着し、周方向にスリーブ１７が位置決め固定されると共に、スリーブ１７の係止爪２４が孔部３３の凸条３２に弾性密着し、軸方向にスリーブ１７が位置決め固定されている。これにより、一層の軽量化を図ることができると共に、加工性および組立性が向上し、低コスト化を図ることができる。

【0049】

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】

【0050】

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】

【0051】

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、３１ 第２のハウジング
２ｃ 第２のハウジングの底部
２ｄ 第２のハウジングの開口部
３ 入力歯車
３ａ モータ軸
４ 中間歯車
５ 出力歯車
６ 減速機構
７ 駆動軸
８ ボールねじ機構
９ アクチュエータ本体
１０ ねじ軸
１０ａ、１８ａ ねじ溝
１１ 貫通孔
１２、３３ 孔部
１４ キー
１５ 係止ピン
１６ 固定ボルト
１７ スリーブ
１７ａ 凹溝部
１８ ナット
１８ｂ ナットの外周面
１９ ボール
２０ 支持軸受
２０ａ シールド板
２１ 駒部材
２２、２３ ウィング
２４ 係止爪
２５ 舌片
２６ 突片
２７ 底板
２８、３２ 凸条
２８ａ、３０ａ アンダーカット部
２９ 凹所
３０ 規制部
５１ 電動アクチュエータ
５２ ハウジング
５２ａ 第１のハウジング
５２ｂ 第２のハウジング
５３ 電動モータ
５３ａ モータ軸
５４ 入力歯車
５５ 出力歯車
５６ 減速機構
５７ 駆動軸
５８ ボールねじ機構
５９、６０ 孔部
６１ ナット
６１ａ、６５ａ ねじ溝
６２、６３ 支持軸受
６４ ボール
６５ ねじ軸
６６ スリーブ
６６ａ 凹溝
６７ 貫通孔
６８ ガイドピン
５９ 環状溝
７０ 止め輪
ｒ１ 係止爪の曲率半径
ｒ２ ウィングの曲率半径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】