特開 2023-104541 電動シリンダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023104541

(43)【公開日】2023-07-28

(54)【発明の名称】電動シリンダ装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 13/138 20060101AFI20230721BHJP

   B60T 13/74 20060101ALI20230721BHJP

   F04B 9/02 20060101ALI20230721BHJP

   F16D 65/16 20060101ALN20230721BHJP

   F16D 121/24 20120101ALN20230721BHJP

   F16D 125/40 20120101ALN20230721BHJP

【ＦＩ】

B60T13/138 A

B60T13/74 E

F04B9/02 C

F16D65/16

F16D121:24

F16D125:40

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022005585

(22)【出願日】2022-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】榊原 優一

(72)【発明者】

【氏名】杉本 成

(72)【発明者】

【氏名】高橋 淳

【テーマコード（参考）】

3D048

3H075

3J058

【Ｆターム（参考）】

3D048BB45

3D048CC49

3D048CC54

3D048HH18

3D048HH59

3D048PP10

3H075AA02

3H075BB03

3H075CC19

3H075DA03

3H075DA04

3H075DB32

3H075DB48

3J058BA46

3J058CC15

3J058CC62

(57)【要約】

【課題】ピストン、シリンダのセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える。
【解決手段】電気モータ１４の回転を受けて回転する第３ギア２０と、第３ギア２０の回転をシリンダ１１の内部でのピストン１３の直線運動に変換する直動変換機構１６と、を有する電動シリンダ装置１０において、直動変換機構１６の直動部であるナット２３とピストン１３とをラジアル方向Ｒへの相対変位を許容した状態で連結するようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダの内部に配置されたピストンと、電気モータの回転を受けて回転する回転入力部品と、前記回転入力部品の回転が伝達されて回転する回転部と該回転部の回転に応じて直線運動することで前記ピストンの直線運動に作用する直動部とを含む直動変換機構と、前記シリンダが内部に設けられ、かつ前記ピストン、前記回転入力部品、及び前記直動変換機構を内部に収容したハウジングと、を有する電動シリンダ装置であって、
当該電動シリンダ装置の構成部品のうちの２つである第１構成部品及び第２構成部品は、前記ピストンの軸方向に直交する方向であるラジアル方向の相対変位が許容されており、
かつ前記第１構成部品は、前記第２構成部品に対する前記ラジアル方向の相対変位に応じて前記ピストンを前記シリンダに対して前記ラジアル方向に相対変位させる部品である
電動シリンダ装置。

【請求項2】

前記第１構成部品は前記ピストンであり、前記第２構成部品は前記直動部であり、前記ピストンと前記直動部は前記軸方向において重複する部分を含んでおり、前記重複する部分の前記ラジアル方向における間隙に弾性部品が設けられる請求項１に記載の電動シリンダ装置。

【請求項3】

前記第１構成部品は前記回転部であり、前記第２構成部品は前記回転入力部品であり、前記回転入力部品に設けられた第１凸部又は第１凹部と前記回転部に設けられた第２凹部又は第２凸部とが咬み合うことで前記回転入力部品の回転が前記回転部に伝達されるものであって、前記第１凸部と前記第２凹部の間、又は前記第１凹部と前記第２凸部の間は遊嵌されている請求項１に記載の電動シリンダ装置。

【請求項4】

前記第１構成部品は、前記回転入力部品を回転自在に支持する軸受部品であり、前記第２構成部品は前記ハウジングであり、前記軸受部品と前記ハウジングの間隙に弾性部品が設けられる請求項１に記載の電動シリンダ装置。

【請求項5】

前記ハウジングは、前記シリンダが内部に設けられた第１ハウジング部品と、前記回転入力部品が内部に設置される第２ハウジング部品と、を有しており、前記第１構成部品は前記第２ハウジング部品であり、前記第２構成部品は前記第１ハウジング部品である請求項１に記載の電動シリンダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動シリンダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に見られるような、電気モータの回転を直線運動に変換して出力する電動シリンダ装置が知られている。電動シリンダ装置として、シリンダとその内部に配置されたピストンとを備えており、電気モータの回転を直線運動に変換してシリンダ内でピストンを直動させる装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２６６１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動シリンダ装置の組立時に、センタ位置がずれた状態でシリンダ及びピストンが組付けられると、ピストンがシリンダに片当たりして、ラジアル方向の荷重が発生する。こうしたラジアル方向の荷重が発生した状態で電動シリンダ装置を駆動させると、その荷重により電動シリンダ装置の構成部品が偏摩耗することがある。そのため、電動シリンダ装置の構成部品の組付には高い精度が必要とされており、それが電動シリンダ装置の生産性を低下させる要因となっていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する電動シリンダ装置は、シリンダの内部に配置されたピストンと、電気モータの回転を受けて回転する回転入力部品と、回転入力部品の回転が伝達されて回転する回転部と該回転部の回転に応じて直線運動することでピストンの直線運動に作用する直動部とを含む直動変換機構と、シリンダが内部に設けられ、かつピストン、回転入力部品、及び直動変換機構を内部に収容したハウジングと、を有する。また、同電動シリンダ装置の構成部品のうちの２つである第１構成部品及び第２構成部品は、ピストンの軸方向に直交する方向であるラジアル方向の相対変位が許容されている。なお、第１構成部品は、第２構成部品に対するラジアル方向の相対変位に応じてピストンをシリンダに対してラジアル方向に相対変位させる部品である。

【0006】

上記のように構成された電動シリンダ装置のピストンは、シリンダに対するラジアル方向への相対変位が許容されている。一方、ピストンとシリンダとの間に作用するラジアル方向の荷重は、それらのラジアル方向の相対変位により緩和される。そのため、上記電動シリンダ装置では、ピストン、シリンダのセンタ位置のずれによる電動シリンダ装置の構成部品の偏摩耗が生じ難い。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の電動シリンダ装置の断面図である。

【図2】図１の電動シリンダ装置のピストン及びその周辺の断面図である。

【図3】図１の電動シリンダ装置の変更例におけるピストン及びナットの連結部分の断面図である。

【図4】図１の電動シリンダ装置の変更例のピストン及びその周辺の断面図である。

【図5】図１の電動シリンダ装置の変更例のピストン及びその周辺の断面図である。

【図6】図１の電動シリンダ装置の変更例のピストン及びその周辺の断面図である。

【図7】図１の電動シリンダ装置の変更例のピストン及びその周辺の断面図である。

【図8】図１の電動シリンダ装置の変更例のピストン及びその周辺の断面図である。

【図9】第２実施形態の電動シリンダ装置の断面図である。

【図10】図９の電動シリンダ装置におけるねじ軸及び入力ギアの連結部分の断面図である。

【図11】図１０の１１－１１線に沿った断面図である。

【図12】図９の電動シリンダ装置の変更例におけるねじ軸及び入力ギアの連結部分の断面図である。

【図13】図１２の１３－１３線に沿った断面図である。

【図14】第３実施形態の電動シリンダ装置の断面図である。

【図15】第４実施形態の電動シリンダ装置の断面図である。

【図16】図１５の電動シリンダ装置の変更例における軸受及びその周辺の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第１実施形態）
以下、電動シリンダ装置を具体化した第１実施形態を、図１及び図２に従って説明する。本実施形態の電動シリンダ装置１０は、車両の制動力を発生するための液圧を発生する装置として構成されている。

【0009】

＜電動シリンダ装置１０の構成＞
図１に示すように、本実施形態の電動シリンダ装置１０は、シリンダ１１が内部に設けられたハウジング１２と、シリンダ１１の内部に軸方向に直線運動自在に配置されたピストン１３と、を備えている。また、電動シリンダ装置１０は、電気モータ１４、回転伝達機構１５、及び直動変換機構１６を備えている。ハウジング１２の内部には、ピストン１３、回転伝達機構１５、及び直動変換機構１６が設置されている。本実施形態の電動シリンダ装置１０では、電気モータ１４は、ハウジング１２の外周に取り付けられている。回転伝達機構１５及び直動変換機構１６は、シリンダ１１と繋がるハウジング１２の内部空間に収容されている。

【0010】

回転伝達機構１５は、電気モータ１４の回転を直動変換機構１６に伝達する機構である。本実施形態の電動シリンダ装置１０は、３つのギアからなるギア機構を回転伝達機構１５として備えている。すなわち、電気モータ１４の出力軸であるモータ軸１７に連結された第１ギア１８と、直動変換機構１６に連結された第３ギア２０と、第１ギア１８と第３ギア２０との間に介設された第２ギア１９と、の３つのギアである。なお、第３ギア２０は、第１ギア１８よりも歯数の多いギアとされている。よって、電気モータ１４の回転は、減速されて直動変換機構１６に伝達される。なお、第３ギア２０は、軸受部品２１により回転自在に軸支された状態でハウジング１２の内部に設置されている。本実施形態では、第３ギア２０が、電気モータ１４の回転を受けて回転する回転入力部品に対応する。

【0011】

直動変換機構１６は、回転伝達機構１５を介して伝達された電気モータ１４の回転を、シリンダ１１の内部でのピストン１３の直線運動に変換する機構である。本実施形態の電動シリンダ装置１０は、ねじ軸２２とナット２３とを有する送りねじ機構を直動変換機構１６として備えている。ねじ軸２２は、第３ギア２０に一体となって回転するように連結されている。また、ナット２３は、ピストン１３に連結されている。ピストン１３とナット２３との連結構造の詳細については後述する。ナット２３は、ねじ軸２２の回転に応じてその回転軸Ｏの延伸方向、すなわちピストン１３の軸方向に直線運動する。そして、ナット２３は、直線運動することで、ピストン１３の直線運動に作用する。本実施形態の電動シリンダ装置１０では、ねじ軸２２が直動変換機構１６の回転部に、ナット２３が直動変換機構１６の直動部に、それぞれ対応する。

【0012】

シリンダ１１の内部には、ブレーキ液が導入される液室２４がピストン１３により区画形成されている。液室２４の容積は、シリンダ１１内でのピストン１３の移動位置により変化する。以下の説明では、シリンダ１１内でのピストン１３の直線運動の方向、すなわち同ピストン１３の直動方向Ｓのうち、液室２４の容積が減少する側の方向を電動シリンダ装置１０の前方とする。また、直動方向Ｓのうち、液室２４の容積が増加する側の方向を電動シリンダ装置１０の後方とする。さらに、シリンダ１１内での前方へのピストン１３の直線運動を同ピストン１３の前進、後方へのピストン１３の直線運動を同ピストン１３の後退と記載する。シリンダ１１内での直動範囲内で最も後退したときのピストン１３の移動位置を同ピストン１３の最後退位置と記載する。

【0013】

ハウジング１２には、シリンダ１１に連通する２つのポートが設けられている。すなわち、液室２４にブレーキ液を導入するための入力ポート２５と、液室２４からブレーキ液の吐出するための出力ポート２６と、である。シリンダ１１の内壁における入力ポート２５の開口よりも後方の部分、及び同開口よりも前方の部分にはそれぞれ、シール部品２７，２８が設置されている。シール部品２７，２８は、シリンダ１１、ピストン１３間のクリアランスを通じた液室２４からのブレーキ液の漏洩を防止するための部品である。入力ポート２５は、ピストン１３が最後退位置に位置しているときには、液室２４に連通した状態となっている。ピストン１３が最後退位置から一定の量だけ前進すると、シリンダ１１への入力ポート２５の開口がピストン１３により塞がれる。そして、これにより、入力ポート２５と液室２４との連通が遮断される。一方、出力ポート２６は、ピストン１３の移動位置に拘わらず、液室２４との連通が維持される。

【0014】

こうした電動シリンダ装置１０では、直動変換機構１６が回転伝達機構１５を通じて伝えられた電気モータ１４の回転を、直動に変換してピストン１３に伝えることで、シリンダ１１内でピストン１３を移動させている。シリンダ１１への入力ポート２５の開口をピストン１３が塞いだ状態にあるときの液室２４には、出力ポート２６のみが連通している。この状態でピストン１３が前進すると、液室２４内のブレーキ液がピストン１３により押圧されて出力ポート２６から吐出する。こうした電動シリンダ装置１０が設けられた制動装置は、出力ポート２６から吐出されるブレーキ液を介してピストン１３の押圧を摩擦部材に伝達して車両の制動力を発生する。

【0015】

＜ピストン１３、ナット２３の連結構造＞
次に、図２を併せ参照して、ピストン１３、ナット２３の連結構造の詳細を説明する。なお、以下の説明では、シリンダ１１内でのピストン１３の直動方向Ｓに直交する方向をラジアル方向Ｒと記載する。

【0016】

図２に示すように、ピストン１３の後端部には、ナット２３の前端部が挿入される凹部２９が設けられている。凹部２９は、ナット２３の外径よりも大きい内径を有している。すなわち、ピストン１３の後端部とナット２３の前端部とは、直動方向Ｓにおいて重複している。そして、ラジアル方向Ｒにおける凹部２９とナット２３との間隙には、弾性部品としてのシールリング３０が挟み込まれている。

【0017】

また、凹部２９は、前方に向うほど、ラジアル方向Ｒの内側に向うように傾斜したテーパ面３１を有している。一方、ナット２３の前端は、凸球面３２に形成されている。そして、ピストン１３とナット２３とは、ナット２３の凸球面３２が凹部２９のテーパ面３１に線接触した状態で組付けられている。本実施形態では、テーパ面３１が、直動方向Ｓにおける直動部の端面に接する接触面に対応している。また、ナット２３の凸球面３２が、上記直動部の端面に対応している。さらに、本実施形態では、ピストン１３が第１構成部品に、直動変換機構１６の直動部であるナット２３が第２構成部品にそれぞれ対応する。

【0018】

＜第１実施形態の作用効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。
こうした電動シリンダ装置１０では、組立時に、シリンダ１１とのセンタ位置のずれが生じた状態で第３ギア２０や直動変換機構１６がハウジング１２に組付けられる可能性がある。なお、ここでのセンタ位置のずれは、第３ギア２０及び直動変換機構１６の回転軸Ｏが、シリンダ１１の中心軸に対して平行にずれることを言う。このとき、シリンダ１１に対するピストン１３のラジアル方向Ｒに相対変位が全く許容されていなければ、シリンダ１１とピストン１３との間にラジアル方向Ｒの荷重が作用する。そして、その荷重により、シリンダ１１、ピストン１３、ねじ軸２２、ナット２３のような電動シリンダ装置１０の構成部品に偏摩耗が生じる場合がある。

【0019】

これに対して本実施形態の電動シリンダ装置１０のピストン１３は、シールリング３０の弾性変形を通じてラジアル方向Ｒの相対変位が許容された状態でナット２３に連結されている。一方、ナット２３は、ねじ軸２２、第３ギア２０、軸受部品２１を介して、シリンダ１１が設けられたハウジング１２に組付けられている。こうした電動シリンダ装置１０では、ピストン１３は、シリンダ１１に対するラジアル方向Ｒの相対変位が許容された状態で電動シリンダ装置１０に組付けられている。そのため、上記のようなセンタ位置のずれが生じても、シリンダ１１に対してピストン１３がラジアル方向Ｒに相対変位することで、シリンダ１１とピストン１３との間に作用するラジアル方向Ｒの荷重が緩和される。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置１０には、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。

【0020】

また、電動シリンダ装置１０の組立時に、シリンダ１１の中心軸に対して回転軸Ｏが傾いた状態で第３ギア２０や直動変換機構１６がハウジング１２に組付けられる可能性もある。こうしたシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きによっても、シリンダ１１とピストン１３との間にラジアル方向Ｒの荷重が発生して、電動シリンダ装置１０の構成部品が偏摩耗することがある。その点、本実施形態では、直動方向Ｓにおけるナット２３及びピストン１３の接触が、テーパ面３１と凸球面３２との線接触となっている。これにより、ナット２３に対するピストン１３の傾動が許容される。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置１０には、シリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きによる構成部品の偏摩耗を抑える効果もある。

【0021】

ところで、電動シリンダ装置１０では、シリンダ１１内でのピストン１３の前進時には、液室２４内のブレーキ液の圧縮反力がピストン１３に加わる。そのため、ピストン１３の前進時には、後退時よりも大きい推力が必要となる。本実施形態では、ピストン１３は、直動方向Ｓにおけるナット２３の端面である凸球面３２に接するテーパ面３１を有している。さらに、ラジアル方向Ｒにおけるピストン１３とナット２３との間隙には、弾性部品であるシールリング３０が介設されている。こうした本実施形態では、ピストン１３の前進時には、ナット２３の凸球面３２がピストン１３のテーパ面３１に直接押圧を加えることで、ナット２３からピストン１３に推力が伝えられる。これに対して、後方へのピストン１３の直動時には、ナット２３及びピストン１３とシールリング３０との摩擦を通じて、ナット２３からピストン１３に推力が伝えられる。こうしたシールリング３０の摩擦を通じた伝達では、ナット２３からピストン１３に伝達可能な推力は前進時よりも小さくなる。ただし、上記のように後退時には前進時ほど大きな推力を必要としないため、シールリング３０の摩擦を通じても、ピストン１３の後退に必要な推力は十分に伝達できる。なお、こうした場合には、外周にシールリング３０を取り付けたナット２３の前端部をピストン１３の凹部２９に挿入するだけで、ピストン１３をナット２３に連結できる。そのため、電動シリンダ装置１０の組立時のピストン１３とナット２３との連結作業が容易となる。

【0022】

＜第１実施形態の変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0023】

・上記実施形態では、ナット２３の凸球面３２へのピストン１３の接触面をテーパ面３１としていた。凸球面３２へのピストン１３の接触面の形状を変更してもよい。例えば、凸球面３２へのピストン１３の接触面を、凸球面３２よりも曲率の小さい凹球面としたり、直動方向Ｓに直交する平面としたり、してもよい。これらの場合には、直動方向Ｓにおけるナット２３及びピストン１３の接触は、線接触となる。よって、こうした場合にも、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0024】

・ナット２３の凸球面３２に対するピストン１３の接触面を凸球面３２と同じ曲率の凹球面としてもよい。さらに、ナット２３及びピストン１３の双方の接触面を、直動方向Ｓに直交する平面としてもよい。これらの場合には、直動方向Ｓにおけるナット２３及びピストン１３の接触は、面接触となる。よって、こうした場合にも、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0025】

・図３に示すように、直動方向Ｓにおけるナット２３とピストン１３との間に隙間が介在するようにナット２３及びピストン１３を配置する。そして、その隙間の部分、すなわちラジアル方向Ｒにおけるナット２３及びピストン１３の間隙に、上記シールリング３０とは別の弾性部品３３を挟み込むようにしてもよい。この場合の弾性部品３３は、ナット２３に対するピストン１３の傾動を弾性変形により許容する。そのため、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0026】

・図４に示すように、ナット２３とピストン１３との間に、直動方向Ｓ及びラジアル方向Ｒの双方に挟み込まれた状態で弾性部品３４を設置するようにしてもよい。この場合の弾性部品３４は、ナット２３に対するピストン１３の傾動を弾性変形により許容する。そのため、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。また、弾性部品３４は、上記実施形態のシールリング３０の機能も兼ね備える。すなわち、弾性部品３４は、後方へのピストン１３の直動時に、摩擦を通じてナット２３からピストン１３に推力を伝える。そのため、単一の弾性部品３４だけで、図３の場合と同様の効果が得られる。

【0027】

・図５に示すように、前端が半球形状となったキャップ部品３５をナット２３に固定して、そのキャップ部品３５がピストン１３に接触するようにしてもよい。この場合、キャップ部品３５はピストン１３と点接触する。こうした場合にも、ナット２３に対するピストン１３の傾きが許容される。そのため、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。図５に実線で示すように、キャップ部品３５に対するピストン１３の接触面を、直動方向Ｓに直交する平面としてもよい。また、図５に破線で示すように、キャップ部品３５に対するピストン１３の接触面を、キャップ部品３５の前端部よりも曲率の小さい凹球面としてもよい。凹球面とした場合には、平面とした場合よりも、ピストン１３の強度が高くなる。

【0028】

・図６に示すように、前端に球状突起３６を有するキャップ部品３７をナット２３に固定するようにしてもよい。この場合にも、キャップ部品３７の球状突起３６はピストン１３と点接触するため、ナット２３に対するピストン１３の傾きが許容される。よって、こうした場合にも、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。なお、図６の場合、球状突起３６に対するピストン１３の接触面は、球状突起３６よりも曲率の小さい球面としているが、直動方向Ｓに直交する平面としてもよい。

【0029】

・図７に示すように、直動方向Ｓにおけるナット２３とピストン１３との間に挟み込まれた状態で弾性部品３８を設置する。そして、弾性部品３８をナット２３及びピストン１３の双方に接着等で固定するようにしてもよい。この場合の弾性部品３８は、ナット２３に対するピストン１３のラジアル方向Ｒの相対変位、及び傾きを弾性変形により許容する。よって、こうした場合にも、ピストン１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれ、及びシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きの双方による構成部品の偏摩耗を抑えられる。また、ナット２３及びピストン１３の双方に弾性部品３８が固定されているため、前方、後方のいずれの直動時にも、ナット２３からピストン１３に推力を伝達できる。

【0030】

・図８に示すような連結部品３９を、シールリング３０の代わりに設けるようにしてもよい。連結部品３９は、ナット２３の外周に設けられた取付溝４０内に設置されている。連結部品３９は、取付溝４０からラジアル方向Ｒの外側に突出可能な突起４１を有している。連結部品３９は、突起４１に対してラジアル方向Ｒの内側に押圧を加えると、取付溝４０からの突起４１の突出量が縮小するように弾性変形する。一方、ピストン１３の内周には、突起４１が係合可能な係合溝４２が形成されている。そして、連結部品３９の突起４１が係合溝４２に係合した状態で、ナット２３とピストン１３とが連結されている。この場合、ピストン１３の後退時には、連結部品３９を通じてナット２３からピストン１３に推力が伝達される。なお、電動シリンダ装置１０の組立時には、連結部品３９を取り付けたナット２３の先端部をピストン１３の凹部２９に挿入することで、スナップフィット係合によりピストン１３とナット２３とが連結される。そのため、電動シリンダ装置１０の組立時におけるナット２３とピストン１３との連結作業が容易となる。

【0031】

（第２実施形態）
次に、電動シリンダ装置の第２実施形態を、図９～図１１を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0032】

＜第２実施形態の電動シリンダ装置１１０の構成＞
図９に、第２実施形態の電動シリンダ装置１１０の断面図を示す。なお、図９の断面には表されていないが、本実施形態の電動シリンダ装置１１０は、図１の電動シリンダ装置１０と同様に、電気モータ１４、第１ギア１８、第２ギア１９、入力ポート２５、及び出力ポート２６を備えている。また、電動シリンダ装置１１０は、ナット１２３と一体に連結されたピストン１１３を備えている。すなわち、電動シリンダ装置１１０のピストン１１３は、ナット１２３に対するラジアル方向Ｒへの相対変位を許容しない状態で、同ナット１２３に連結されている。一方、本実施形態の電動シリンダ装置１１０では、ラジアル方向Ｒへの相対変位、及び回転軸Ｏの傾動が許容された状態で、第３ギア１２０とねじ軸１２２とが連結されている。

【0033】

図１０に、第３ギア１２０とねじ軸１２２との連結部の断面図を示す。また、図１１には、図１０の１１－１１線に沿った同連結部の断面図を示す。図１０に示すように、ねじ軸１２２の後端部には、他の部位よりも小径となった挿入軸１４０が設けられている。ねじ軸１２２の挿入軸１４０と他の部位との段差部１４１は、凸球面となっている。また、ねじ軸１２２には、挿入軸１４０からラジアル方向Ｒの外側に突出す突起１４２が設けられている。なお、図１１には４つの突起１４２が示されているが、突起１４２の数は１つ以上であればよい。

【0034】

一方、第３ギア１２０には、後方に向うにつれてラジアル方向Ｒの内側に向うように傾斜したテーパ面１４３が設けられている。また、第３ギア１２０には、その後方の端面からテーパ面１４３へと抜ける挿入孔１４４が設けられている。挿入孔１４４は、挿入軸１４０の外径よりも大きい内径を有している。挿入孔１４４の周囲には、ねじ軸１２２の突起１４２の数と同数の係合溝１４５が、ラジアル方向Ｒの外側に向って放射状に延びるように設けられている。

【0035】

第３ギア１２０とねじ軸１２２との連結に際しては、段差部１４１がテーパ面１４３に接するまで、挿入軸１４０を挿入孔１４４に挿入する。なお、段差部１４１は凸球面であるため、段差部１４１とテーパ面１４３との接触は線接触となる。また、このときの挿入軸１４０の先端は、第３ギア１２０の後方に突出した状態となる。そして、挿入軸１４０における第３ギア１２０の後方に突出した部分に、第３ギア１２０からのねじ軸１２２の抜けを防止するためのスナップリング１４６を取り付けることで、第３ギア１２０及びねじ軸１２２が連結されている。なお、図１１に示すように、第３ギア１２０とねじ軸１２２とは、挿入軸１４０及び突起１４２と挿入孔１４４及び係合溝１４５との間に、ラジアル方向Ｒの間隙を有した状態で遊嵌されている。

【0036】

＜第２実施形態の作用効果＞
本実施形態の電動シリンダ装置１１０では、ラジアル方向Ｒの間隙を有した状態で第３ギア１２０とねじ軸１２２とが連結されている。すなわち、ねじ軸１２２は、ラジアル方向Ｒへの相対変位を許容した状態で第３ギア１２０に連結されている。第３ギア１２０は、軸受部品２１を介して、シリンダ１１が設けられたハウジング１２に組付けられている。また、ねじ軸１２２は、ナット１２３を介してピストン１１３に連結されている。よって、電動シリンダ装置１１０では、第３ギア１２０に対するラジアル方向Ｒへのねじ軸１２２の相対変位を通じて、シリンダ１１に対するピストン１１３のラジアル方向Ｒへの相対変位が許容されている。また、突起１４２が係合溝１４５に噛み合うことで、第３ギア１２０の回転がねじ軸１２２に伝達される。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置１１０には、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。加えて電動シリンダ装置１１０には、回転入力部品である第３ギア１２０から回転部であるねじ軸１２２に回転を伝達する機能を両立できるという効果がある。こうした本実施形態の電動シリンダ装置１１０では、直動変換機構１６の回転部であるねじ軸１２２が第１構成部品に、回転入力部品である第３ギア２０が第２構成部品に、それぞれ対応する。さらに、回転入力部である第３ギア１２０に設けられた係合溝１４５が第１凹部に、直動変換機構１６の回転部であるねじ軸１２２に設けられた突起１４２が第２凸部に、それぞれ対応する。

【0037】

また、第３ギア１２０とねじ軸１２２とは、凸球面とされた段差部１４１とテーパ面１４３とが線接触した状態で連結されている。これにより、第３ギア１２０の回転軸に対するねじ軸１２２の回転軸との傾動が許容される。そして、両回転軸の傾動によりシリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きが許容される。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置１１０には、シリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。

【0038】

＜第２実施形態の変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0039】

・図１２及び図１３に示すように、第３ギア２２０に挿入軸２２１を、ねじ軸２２２に挿入孔２２３を、それぞれ設けるようにしてもよい。図１２の第３ギア２２０には、回転軸Ｏに沿って前方に突出する挿入軸２２１が一体となって回転するように連結されている。挿入軸２２１は、その後端部が第３ギア２２０の後方に突出した状態で第３ギア２２０に固定されている。そして、挿入軸１４０における第３ギア２２０の後方に突出した部分には、第３ギア２２０からの挿入軸２２１の抜けを防止するためのスナップリング２２４が取り付けられている。また、挿入軸２２１の前端には、凸球面２２５が設けられている。また、挿入軸２２１の側面には、ラジアル方向Ｒの外側に向って放射状に突出すように複数の突起２２６が設けられている。なお、図１３には４つの突起２２６が示されているが、突起２２６の数は１つ以上であればよい。一方、ねじ軸２２２には、その後端から前方に延びる挿入孔２２３が設けられている。挿入孔２２３は、挿入軸２２１の外径よりも大きい内径を有している。また、ねじ軸２２２における挿入孔２２３の周囲には、挿入軸２２１に設けられた突起２２６の数と同数の係合溝２２７が、ラジアル方向Ｒの外側に向って放射状に延びるように設けられている。そして、突起２２６が係合溝２２７に噛み合うことで第３ギア２２０の回転がねじ軸２２２に伝達される。なお、突起２２６、係合溝２２７間は遊嵌されている。また、挿入孔２２３の前端には、前方に向うにつれてラジアル方向Ｒの内側に向うように傾斜したテーパ面２２８が設けられている。そして、挿入軸２２１の凸球面２２５が挿入孔２２３のテーパ面２２８に接した状態で、第３ギア２２０とねじ軸２２２とが連結されている。なお、凸球面２２５とテーパ面２２８との接触は線接触となる。こうして連結された第３ギア２２０とねじ軸２２２とは、第３ギア２２０に対するラジアル方向Ｒへのねじ軸２２２の相対変位が許容される。よって、こうした場合にも、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。また、第３ギア２２０とねじ軸２２２とが線接触した状態で連結されており、第３ギア２２０の回転軸に対するねじ軸２２２の回転軸との傾動が許容されている。そのため、こうした場合にも、シリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きによる構成部品の偏摩耗を抑えられる。なお、こうした変更例では、第３ギア２２０に設けられた突起２２６が第１凸部に、ねじ軸２２２に設けられた係合溝２２７が第２凹部に、それぞれ対応する。

【0040】

・第３ギア１２０，２２０からのねじ軸１２２，２２２の抜け止めを、スナップリング２２４以外の方法で行うようにしてもよい。
・第３ギア１２０，２２０とねじ軸１２２，２２２とを、面接触した状態で連結してもよい。こうした場合にも、第３ギア１２０，２２０に対するラジアル方向Ｒへのねじ軸１２２，２２２の相対変位が許容されていれば、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0041】

（第３実施形態）
次に、電動シリンダ装置の第３実施形態を、図１４を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0042】

＜第３実施形態の電動シリンダ装置３１０の構成＞
図１４に、第３実施形態の電動シリンダ装置３１０の断面図を示す。なお、図１４の断面には表されていないが、本実施形態の電動シリンダ装置３１０は、図１の電動シリンダ装置１０と同様に、電気モータ１４、第１ギア１８、第２ギア１９、入力ポート２５、及び出力ポート２６を備えている。また、電動シリンダ装置３１０は、図９の電動シリンダ装置１１０と同様に、ナット１２３と一体に連結されたピストン１１３を備えている。さらに、電動シリンダ装置３１０は、図１の電動シリンダ装置１０と同様に、ねじ軸２２と一体に連結された第３ギア２０を備えている。

【0043】

図１４の電動シリンダ装置３１０のハウジングは、内部にシリンダ１１が設けられた第１ハウジング部品３１１と、内部に第３ギア２０が設置される第２ハウジング部品３１２と、を有している。第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２は、直動方向Ｓに直交する面同士を互いに付き合せた状態で、ラジアル方向Ｒに相対変位可能に連結されている。

【0044】

図１４の場合、第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２は、複数のボルト３１３を用いて連結されている。第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２の外周には、ラジアル方向Ｒの外側に突出したフランジ３１４，３１５がそれぞれ設けられている。第１ハウジング部品３１１のフランジ３１４には、同フランジ３１４を直動方向Ｓに貫通する貫通孔３１６が設けられている。貫通孔３１６は、ボルト３１３の軸径よりも大きい内径を有している。一方、第２ハウジング部品３１２のフランジ３１５には、直動方向Ｓに延びるねじ穴３１７が設けられている。ねじ穴３１７の内周には、ボルト３１３をねじ止めするための雌ねじが形成されている。ボルト３１３は、同ボルト３１３の頭部とフランジ３１４との間にスプリングワッシャ３１８を挟み込んだ状態で、貫通孔３１６を通してねじ穴３１７にねじ止めされている。

【0045】

また、第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２の突き合せ面間には、弾性材料からなるリング状のシールリング３１９が介設されている。シールリング３１９は、シリンダ１１のラジアル方向Ｒの外側を囲むように設置されている。

【0046】

＜第３実施形態の作用効果＞
本実施形態の電動シリンダ装置３１０では、第１ハウジング部品３１１と第２ハウジング部品３１２とがラジアル方向Ｒへの相対変位を許容した状態で連結されている。第１ハウジング部品３１１の内部にはシリンダ１１が設けられている。また、第２ハウジング部品３１２の内部には、直動変換機構１６を介してピストン１１３が連結された第３ギア２０が取り付けられている。そのため、電動シリンダ装置３１０では、第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２のラジアル方向Ｒへの相対変位を通じて、シリンダ１１に対するピストン１１３のラジアル方向Ｒへの相対変位が許容されている。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置３１０には、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。加えて、本実施形態は、ハウジングを分割するだけであり、ハウジング内部の構造は従来のものを維持できるため、変更規模が小さいというメリットがある。こうした本実施形態の電動シリンダ装置３１０では、第２ハウジング部品３１２が第１構成部品に、第１ハウジング部品３１１が第２構成部品に、それぞれ対応する。

【0047】

＜第３実施形態の変更例＞
第１ハウジング部品３１１及び第２ハウジング部品３１２のラジアル方向Ｒへの相対変位が許容されているのであれば、それらを次のように連結してもよい。

【0048】

・ボルト締結以外の方法で、第１ハウジング部品３１１と第２ハウジング部品３１２とを連結する。
・シールリング３１９を割愛してもよい。

【0049】

・ゴム等の弾性材料からなるシートを突き合せ面間に挟み込んだ状態で第１ハウジング部品３１１と第２ハウジング部品３１２とを連結する。
（第４実施形態）
次に、電動シリンダ装置の第４実施形態を、図１５を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0050】

＜第４実施形態の電動シリンダ装置４１０の構成＞
図１５に、第４実施形態の電動シリンダ装置４１０の断面図を示す。なお、図１５の断面には表されていないが、本実施形態の電動シリンダ装置４１０は、図１の電動シリンダ装置１０と同様に、電気モータ１４、第１ギア１８、第２ギア１９、入力ポート２５、及び出力ポート２６を備えている。また、電動シリンダ装置４１０は、図９の電動シリンダ装置１１０と同様に、ナット１２３と一体に連結されたピストン１１３を備えている。さらに、電動シリンダ装置４１０は、図１の電動シリンダ装置１０と同様に、ねじ軸２２と一体に連結された第３ギア２０を備えている。

【0051】

図１５に示すように、電動シリンダ装置４１０は、第３ギア２０を回転自在に支持する軸受部品として、内輪４１１と外輪４１２との間に転動体４１３が介設された転がり軸受４１４を備えている。転がり軸受４１４の内輪４１１は第３ギア２０に、外輪４１２はハウジング１２の内壁にそれぞれ固定されている。内輪４１１は、その内周面及び前方側面が第３ギア２０に接触した状態で、同第３ギア２０に取り付けられている。外輪４１２は、その後方側面がハウジング１２の内壁に接触した状態で、ハウジング１２に取り付けられている。さらに、外輪４１２の外周面とハウジング１２の内壁との間には、弾性部品であるシールリング４１５が介設されている。すなわち、転がり軸受４１４は、シールリング４１５の弾性変形により、ラジアル方向Ｒへの相対変位が許容された状態でハウジング１２に取り付けられている。そして、直動変換機構１６を介してピストン１１３が連結された第３ギア２０が、そうした転がり軸受４１４を介してハウジング１２の内壁に連結されている。そのため、こうした電動シリンダ装置４１０では、内部にシリンダ１１が設けられたハウジング１２に対するラジアル方向Ｒへの相対変位が許容された状態でピストン１１３が設置されている。

【0052】

＜第４実施形態の作用効果＞
本実施形態の電動シリンダ装置４１０では、ハウジング１２に対するラジアル方向Ｒへの転がり軸受４１４の相対変位を通じて、シリンダ１１に対するピストン１１３のラジアル方向Ｒへの相対変位が許容されている。そのため、本実施形態の電動シリンダ装置４１０には、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑える効果がある。加えて、本実施形態は、ピストン１１３の先端から遠い場所の相対変位が許容されるため、偏摩耗を効果的に抑えることができる。なお、転がり軸受４１４が自由動きすぎると軸のがたつきが大きくなる。そのため、転がり軸受４１４とハウジング１２の間に弾性部品を設けることで、調心機能を持たせることが好ましい。こうした本実施形態の電動シリンダ装置４１０では、転がり軸受４１４が第１構成部品に、ハウジング１２が第２構成部品に、それぞれ対応する。

【0053】

＜第４実施形態の変形例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0054】

・図１６に示すように、転がり軸受４１４の外輪４１２の後方側面とハウジング１２の内壁との間に、弾性部品４１６を介設するようにしてもよい。こうした場合、弾性部品４１６の弾性変形を通じて、ハウジング１２に対する第３ギア２０の回転軸の傾動が許容される。そのため、シリンダ１１の中心軸に対する回転軸Ｏの傾きによる構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0055】

・転がり軸受４１４の内輪４１１の内周面と第３ギア２０との間にシールリング４１５を介設するようにしてもよい。こうした場合にも、シールリング４１５の弾性変形により、シリンダ１１に対するピストン１１３のラジアル方向Ｒへの相対変位が許容される。そのため、こうした場合にも、ピストン１１３及びシリンダ１１のセンタ位置のずれによる構成部品の偏摩耗を抑えられる。

【0056】

（各実施形態の変形例）
上記各実施形態は、更に以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0057】

・回転伝達機構１５を構成するギアの数を変更してもよい。
・図１に示したギア機構以外の機構を回転伝達機構１５として採用してもよい。回転伝達機構１５として採用できる機構としては、例えば巻き掛け伝動機構や遊星ギア機構がある。その場合には、その回転伝達機構１５における直動変換機構１６の回転部に連結される回転部品が、回転入力部品に対応する部品となる。

【0058】

・回転伝達機構１５を設けずに、電気モータ１４を直動変換機構１６に直結するようにしてもよい。その場合、モータ軸１７が回転入力部品に対応する部品となる。
・ナットの回転に応じてねじ軸が直動する機構を、すなわちナットを回転部、ねじ軸を直動部とする機構を、直動変換機構１６に採用してもよい。その場合、ナットが回転入力部品に、ねじ軸がピストン１３，１１３にそれぞれ連結される。第１実施形態及びその変形例におけるナット２３及びピストン１３の連結構造は、その場合のねじ軸とピストン１３との連結構造として採用できる。

【0059】

・上記各実施形態及びその変形例の電動シリンダ装置を、ピストンが外部に直接押圧を加えるように変更して、ピストンの押圧を摩擦部材に直接伝達して制動力を発生するドライ式の制動装置用の電動シリンダ装置としてもよい。また、上記各実施形態及び変更例の電動シリンダ装置を制動装置以外の用途に用いるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０，１１０，３１０，４１０…電動シリンダ装置
１１…シリンダ
１２…ハウジング
１３，１１３…ピストン
１４…電気モータ
１５…回転伝達機構
１６…直動変換機構
１７…モータ軸
１８…第１ギア
１９…第２ギア
２０，１２０，２２０…第３ギア
２１…軸受部品
２２，１２２，２２２…ねじ軸
２３，１２３…ナット
２４…液室
２５…入力ポート
２６…出力ポート
２７，２８…シール部品
２９…凹部
３０，３１９，４１５…シールリング
３１，１４３，２２８…テーパ面
３２，２２５…凸球面
３３，３４，３８，４１６…弾性部品
３５，３７…キャップ部品
３６…球状突起
３９…連結部品
４０…取付溝
４１，１４２，２２６…突起
４２，１４５，２２７…係合溝
１４０，２２１…挿入軸
１４４，２２３…挿入孔
１４６，２２４…スナップリング
３１１…第１ハウジング部品
３１２…第２ハウジング部品
３１３…ボルト
３１４，３１５…フランジ
３１６…貫通孔
３１７…ねじ穴
３１８…スプリングワッシャ
４１１…内輪
４１２…外輪
４１３…転動体
４１４…転がり軸受

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】