特許 7563654 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(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20241001BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20241001BHJP

   F16H 1/28 20060101ALI20241001BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20241001BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 A

F16H25/22 A

F16H1/28

H02K7/116

H02K7/06 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024520984

(86)(22)【出願日】2023-12-13

(86)【国際出願番号】 JP2023044566

【審査請求日】2024-04-05

(31)【優先権主張番号】P 2022203377

(32)【優先日】2022-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 諒

【審査官】鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１８７２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２７４５４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０８４８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２５／２４

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｆ１６Ｈ １／２８

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

Ｈ０２Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
キャリアを有する遊星歯車機構と、
前記キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有するボールねじ装置と、
を備え、
前記キャリアは、
前記ねじ軸と平行な軸方向の一方を向く第１面と、前記軸方向の他方を向く第２面と、を有するキャリア本体と、
前記第２面の中央部から前記軸方向の他方に突出するボス部と、
前記キャリア本体と前記ボス部とを前記軸方向に貫通する雌スプライン孔と、
を有し、
前記ねじ軸は、
前記雌スプライン孔とスプライン嵌合する雄スプライン部と、
前記雄スプライン部から前記軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、
を有し、
前記ねじ軸本体は、前記雄スプライン部よりも大径に形成され、
前記ねじ軸本体と前記雄スプライン部との境界には、前記軸方向の一方を向く段差面が設けられ、
前記キャリア本体と前記ボス部は、同一材料から形成されて一体化しており、
前記ボス部は、前記軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有し、
前記端面は、前記段差面と当接し、
前記ナットの内周面には、前記ボールが転動する溝面が形成され、
前記ボス部は、円柱状に形成され、
前記軸方向から視て、前記ボス部の外周面が円形に形成され、
前記ボス部の外径は、前記ナットの内径よりも小さく、
前記ボス部の前記軸方向の他方への突出量は、前記ナットの前記軸方向の一方を向く一端面から前記溝面までの長さよりも小さい
アクチュエータ。

【請求項2】

モータと、
キャリアを有する遊星歯車機構と、
前記キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有するボールねじ装置と、
を備え、
前記キャリアは、
前記ねじ軸と平行な軸方向の一方を向く第１面と、前記軸方向の他方を向く第２面と、を有するキャリア本体と、
前記第２面の中央部から前記軸方向の他方に突出するボス部と、
前記キャリア本体と前記ボス部とを前記軸方向に貫通する雌スプライン孔と、
を有し、
前記ねじ軸は、
前記雌スプライン孔とスプライン嵌合する雄スプライン部と、
前記雄スプライン部から前記軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、
を有し、
前記ねじ軸本体は、前記雄スプライン部よりも大径に形成され、
前記ねじ軸本体と前記雄スプライン部との境界には、前記軸方向の一方を向く段差面が設けられ、
前記キャリア本体と前記ボス部は、同一材料から形成されて一体化しており、
前記ボス部は、前記軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有し、
前記端面は、前記段差面と当接し、
前記ボス部の外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられ、
前記突起の前記軸方向の一方は、前記キャリア本体と連続し、
前記ナットの前記軸方向の一方を向く端面には、前記キャリアと供回りする突起の軌跡上に進入し、前記突起と接触するストッパが設けられている
アクチュエータ。

【請求項3】

モータと、
キャリアを有する遊星歯車機構と、
前記キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有するボールねじ装置と、
を備え、
前記キャリアは、
前記ねじ軸と平行な軸方向の一方を向く第１面と、前記軸方向の他方を向く第２面と、を有するキャリア本体と、
前記第２面の中央部から前記軸方向の他方に突出するボス部と、
前記キャリア本体と前記ボス部とを前記軸方向に貫通する雌スプライン孔と、
を有し、
前記ねじ軸は、
前記雌スプライン孔とスプライン嵌合する雄スプライン部と、
前記雄スプライン部から前記軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、
を有し、
前記ねじ軸本体は、前記雄スプライン部よりも大径に形成され、
前記ねじ軸本体と前記雄スプライン部との境界には、前記軸方向の一方を向く段差面が設けられ、
前記キャリア本体と前記ボス部は、同一材料から形成されて一体化しており、
前記ボス部は、前記軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有し、
前記端面は、前記段差面と当接し、
前記ボス部の外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられ、
前記突起の前記軸方向の一方は、前記キャリア本体と連続し、
前記突起は、前記ナットの前記軸方向の一方の端部の内周側に進入可能であり、
前記ナットの前記軸方向の一方の端部には、前記ナットの内周面から径方向内側に突出し、前記キャリアと供回りする前記突起の軌跡上に進入し、前記突起と接触するストッパが設けられている
アクチュエータ。

【請求項4】

前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受の内輪は、前記キャリアと一体に形成されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受の内輪は、前記キャリアと別体に形成されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受は、４点接触玉軸受、複列玉軸受、及び複列アンギュラ玉軸受のうちいずれか１つである
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記第１面の中央部には、前記軸方向の他方に窪み、底面に前記雌スプライン孔の開口部が設けられた凹面が設けられている
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

アクチュエータは、モータと、回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置と、を備える。ボールねじ装置は、ナットと、ナットを貫通するねじ軸と、ナットとねじ軸の間に配置される複数のボールと、を有する。また、下記特許文献のアクチュエータは、モータの回転運動をねじ軸に伝達する回転部材を有している。回転部材は、ねじ軸の一端部に貫通され、回転部材とねじ軸が連結している。そして、ねじ軸が回転部材と供回りすると、ナットが軸方向に移動する。

【0003】

また、アクチュエータは、回転運動を減速させる遊星歯車機構をさらに備える場合がある。遊星歯車機構は、入力軸と、入力軸に固定されたサンギヤと、ハウジングに固定された内歯車と、サンギヤと内歯車に歯合する複数のプラネタリギヤと、伝達軸を介してプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアと、を備えている。このような遊星歯車機構を利用する場合、ねじ軸の一端部がキャリアを貫通し、ねじ軸とキャリアが連結する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１５６４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、キャリアに対しねじ軸が傾いた状態で組み付けられると、ボールねじ装置の変換効率が低下する。これを回避するため、ねじ軸にキャリアの一側面と対向する段差面を設け、キャリアの一側面を平面出し加工し、段差面をキャリアの一側面に当接させる、といった方法が考えられる。しかしながら、平面出し加工の範囲は、キャリアの一側面の全てとなり、多大な労力を要するとともに、平面出し（平面性）の精度が落ちる。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、平面出し加工の労力を軽減でき、かつ平面出しの精度の向上を図れる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】

【0007】

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係るアクチュエータは、モータと、キャリアを有する遊星歯車機構と、ボールねじ装置と、を備えている。ボールねじ装置は、前記キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有している。前記キャリアは、キャリア本体と、ボス部と、雌スプライン孔と、を有している。キャリア本体は、前記ねじ軸と平行な軸方向の一方を向く第１面と、前記軸方向の他方を向く第２面と、を有している。ボス部は、前記第２面の中央部から前記軸方向の他方に突出している。雌スプライン孔は、前記キャリア本体と前記ボス部とを前記軸方向に貫通している。前記ねじ軸は、前記雌スプライン孔とスプライン嵌合する雄スプライン部と、前記雄スプライン部から前記軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、を有している。前記ねじ軸本体は、前記雄スプライン部よりも大径に形成されている。前記ねじ軸本体と前記雄スプライン部との境界には、前記軸方向の一方を向く段差面が設けられている。前記ボス部は、前記軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有している。前記端面は、前記段差面と当接している。

【0008】

本開示によれば、キャリアに対しねじ軸が傾いて連結する、ということが回避される。また、平面出し加工の範囲は、ボス部の端面に限定される。よって、平面出し加工の労力が低減し、かつ平面出し（平面性）の精度も向上する。

【0009】

また、前記するアクチュエータの好ましい態様として、前記ナットの内周面には、前記ボールが転動する溝面が形成されている。前記ボス部の外径は、前記ナットの内径よりも小さい。前記ボス部の前記軸方向の他方への突出量は、前記ナットの前記軸方向の一方を向く一端面から前記溝面までの長さよりも小さい。

【0010】

前記構成によれば、ボス部をナットの内部に配置することができる。よって、アクチュエータを軸方向に小型化できる。また、ボス部をナットの内部に配置しても、ボス部がボールに接触しない。

【0011】

また、前記するアクチュエータの好ましい態様として、前記ボス部の外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられている。前記ナットの前記軸方向の他方を向く端面には、前記キャリアと供回りする突起の軌跡上に進入し、前記突起と接触するストッパが設けられている。

【0012】

前記構成によれば、ナットがキャリアの方に近づいた場合、ストッパが突起と接触する。これにより、キャリアの回転が規制され、ナットが位置決めされる。

【0013】

また、前記するアクチュエータの好ましい態様として、前記軸受の内輪は、キャリアと一体に形成されている。

【0014】

前記構成によれば、部品点数の削減を図れる。

【0015】

また、前記するアクチュエータにおいて、前記軸受の内輪は、キャリアと別体に形成されていてもよい。

【0016】

前記するアクチュエータの好ましい態様として、前記軸受は、４点接触玉軸受、複列玉軸受、及び複列アンギュラ玉軸受のうちいずれか１つである。

【0017】

キャリアとねじ軸のスプライン嵌合の軸方向の中心は、ボス部により軸方向の他方にずれている。つまり、スプライン嵌合の軸方向の中心は、キャリアを支持する軸受の軸方向の中心よりも、軸方向の他方にずれている。よって、ねじ軸に作用するラジアル荷重がキャリアに伝達すると、キャリアが傾く可能性がある。一方で、キャリアを支持する軸受は、４点接触玉軸受、複列玉軸受、及び複列アンギュラ玉軸受のうちいずれかであり、モーメント荷重に対する負荷容量が大きい。よって、キャリアが傾くことが抑制される。

【0018】

また、前記するアクチュエータの好ましい態様として、前記第１面の中央部には、前記軸方向の他方に窪み、底面に前記雌スプライン孔の開口部が設けられた凹面が設けられている。

【0019】

前記構成によれば、入力軸やサンギヤがキャリアの第１面に接触し難くなる。

【発明の効果】

【0020】

本開示のアクチュエータによれば、平面出し加工の労力が軽減するとともに、平面出しの精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態のブレーキブースタであって作動前の状態を軸方向に切った断面図である。

【図2】図２は、実施形態のナットを軸方向に切った断面図である。

【図3】図３は、図１のアクチュエータのうちキャリアの近傍を拡大した拡大図である。

【図4】図４は、実施形態の加締め部を形成する工程を示す図である。

【図5】図５は、変形例１のアクチュエータにおけるキャリアの凹面の近傍を拡大した拡大図である。

【図6】図６は、変形例２のアクチュエータにおけるキャリアの凹面の近傍を拡大した拡大図である。

【図7】図７は、変形例３のアクチュエータからナットを外した状態を示す図である。

【図8】図８は、変形例４のアクチュエータからナットを外した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本開示を実施するための形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明で記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0023】

（実施形態）
図１は、実施形態のブレーキブースタであって作動前の状態を軸方向に切った断面図である。実施形態では、本開示のアクチュエータがブレーキシステムのブレーキブースタに適用された例を挙げて説明する。なお、本開示のアクチュエータは、実施形態に示すブレーキブースタ以外に、ブレーキキャリパーなど、その他の装置に適用してもよい。

【0024】

図１に示すように、実施形態のアクチュエータ１００は、ハウジング１０１と、モータ（不図示）と、遊星歯車機構１と、ボールねじ装置５０と、ピストン８０と、を備えている。以下、ボールねじ装置５０のねじ軸５１の中心軸Ｏと平行な方向を軸方向と称する。また、軸方向において、ピストン８０から視て遊星歯車機構１が配置される方向を第１方向Ｘ１と称し、第１方向Ｘ１の反対方向を第２方向Ｘ２と称する。

【0025】

ハウジング１０１には、シリンダ１０２が設けられている。シリンダ１０２は、中心軸Ｏを中心に円筒状を成す円筒部１０３と、円筒部１０３の第２方向Ｘ２の開口部を閉塞する閉塞壁１０４と、を有している。円筒部１０３の第１方向Ｘ１の開口部には、ピストン８０が挿入されている。これにより、シリンダ１０２の内部空間が閉塞されている。シリンダ１０２の内部空間には図示しない液体が封入される。閉塞壁１０４には、貫通孔１０４ａが設けられている。ピストン８０が第２方向Ｘ２に移動すると、液体の液圧が上昇する。そして、上昇した液圧は、貫通孔１０４ａを介してブレーキシステムに伝達される。

【0026】

遊星歯車機構１は、入力軸２と、サンギヤ３と、リングギヤ４と、複数のプラネタリギヤ５と、複数の伝達軸６と、キャリア７と、軸受８を備えている。

【0027】

入力軸２には、モータで生成されたトルクが伝達される。入力軸２は、中心軸Ｏと同軸上に配置されている。また、入力軸２は、ねじ軸５１に対し、第１方向Ｘ１に配置されている。なお、本開示の入力軸２は、モータ（不図示）の出力軸で構成されていてもよい。

【0028】

サンギヤ３は、入力軸２に貫通され、入力軸２に回転不能に固定されている。リングギヤ４は、入力軸２を中心に環状を成す内歯車である。リングギヤ４の外周面は、ハウジング１０１に嵌合している。

【0029】

プラネタリギヤ５は、サンギヤ３とリングギヤ４の間に配置され、サンギヤ３とリングギヤ４のそれぞれに歯合している。プラネタリギヤ５は、伝達軸６に貫通されている。また、伝達軸６は、キャリア７の中央部から径方向外側に偏心した位置を貫通している。プラネタリギヤ５は、伝達軸６を中心に回転自在にキャリア７に支持されている。

【0030】

キャリア７は、中心軸Ｏを中心とする円盤状の部品である。キャリア７は、軸受８を介し、回転自在にハウジング１０１に支持されている。なお、軸受８の外輪８ａの第１方向Ｘ１の側面は、スペーサ９ａを介して、リングギヤ４と当接している。また、リングギヤ４と外輪８ａは、ハウジング１０１に設けられた段差面１０５と止め輪９ｂに挟まれている。

【0031】

キャリア７は、入力軸２とねじ軸５１との間に配置されている。キャリア７には、雌スプライン孔３０が形成されている。この雌スプライン孔３０は、キャリア７の中央部を軸方向に貫通している。また、雌スプライン孔３０の内周面には、軸方向に延在する内歯が形成されている。

【0032】

ボールねじ装置５０は、ねじ軸５１と、ナット６０と、複数のボール７０と、を備えている。ねじ軸５１は、雄スプライン部５２と、雄スプライン部５２から第２方向Ｘ２に延在するねじ軸本体５３と、を備えている。

【0033】

雄スプライン部５２の外周面には、軸方向に延在する外歯が形成されている。雄スプライン部５２は、キャリア７の雌スプライン孔３０に挿入され、スプライン嵌合している。詳細には、雄スプライン部５２の外歯は、雌スプライン孔３０の内歯の間に挿入されている。そして、雄スプライン部５２の外歯と雌スプライン孔３０の内歯とが周方向に互いに当接している。このスプライン嵌合により、キャリア７とねじ軸５１とが相対回転不能に連結している。

【0034】

ねじ軸本体５３の外周面には、螺旋方向に延在する外周軌道面５４が設けられている。ねじ軸本体５３は、雄スプライン部５２よりも大径となっている。よって、雄スプライン部５２とねじ軸本体５３との境界には、第１方向Ｘ１を向く段差面５５が設けられている。段差面５５は、中心軸Ｏを垂線とする平面となっている。そして、段差面５５は、キャリア７に対し、第２方向Ｘ２から当接している。よって、ねじ軸５１は、第１方向Ｘ１に移動しないように規制されている。

【0035】

図２は、実施形態のナットを軸方向に切った断面図である。図２に示すように、ナット６０は、ナット本体６１と、複数の内周軌道面６２及び複数のＳ字溝面６３と、を有している。ナット本体６１は、中心軸Ｏを中心に円筒状を成している。ナット本体６１の内径は、Ｌ１である。ナット本体６１は、第１方向Ｘ１を向く第１端面６４と、第２方向Ｘ２を向く第２端面６５と、を有している。第２端面６５は、ピストン８０（図１参照）を第２方向Ｘ２に押圧する押圧面となっている。

【0036】

内周軌道面６２及び複数のＳ字溝面６３は、ナット本体６１の内周面６１ａに設けられた溝面である。内周軌道面６２は、ねじ軸５１の外周軌道面５４（図１参照）と対向し、螺旋方向に延在している。内周軌道面６２は、螺旋方向に一回り（１リード）分、延在している。各内周軌道面６２と外周軌道面５４との間は、軌道を成している。そして、各軌道に複数のボール７０（図１参照）が配置される。

【0037】

Ｓ字溝面６３は、鍛造によりナット本体６１の内周面６１ａに成形された溝面である。Ｓ字溝面６３は、内周軌道面６２の螺旋方向の一端と他端とに接続している。これにより、軌道の一端から他端へ移動したボール７０は、Ｓ字溝面６３により軌道の一端に循環する。本実施形態では、内周軌道面６２及びＳ字溝面６３は、４つずつ設けられている。なお、４つずつ設けられた内周軌道面６２及びＳ字溝面６３のうち、最も第１方向Ｘ１に配置されているものを第１内周軌道面６２ａ及び第１Ｓ字溝面６３ａと称する。

【0038】

ナット６０の第１端面６４から溝面（複数の内周軌道面６２及び複数のＳ字溝面６３）までの距離はＬ２である。本実施形態では、第１内周軌道面６２ａよりも第１Ｓ字溝面６３ａの方が第１方向Ｘ１寄りに配置されている。よって、本実施形態では、第１端面６４から第１Ｓ字溝面６３ａまでの距離がＬ２となっている。

【0039】

また、特に図示しないが、ナット６０には、ナット本体６１の外周面から径方向外側に突出する回り止め部が設けられている。この回り止め部は、ハウジング１０１に設けられた軸方向に延びるガイド溝に挿入されている。これにより、ナット６０は、中心軸Ｏを中心に回転不能に、かつ軸方向に移動可能にハウジング１０１に支持されている。

【0040】

図１に示すように、ピストン８０は、中心軸Ｏを中心に円盤状を成す押圧部８１と、押圧部８１から第１方向Ｘ１に延びる円筒状の円筒部８２と、ナット６０の外周面に嵌合する嵌合部８３と、を有している。

【0041】

押圧部８１は、シリンダ１０２内の液体を第２方向Ｘ２に押圧する部位である。押圧部８１は、シリンダ１０２の内部に配置され、シリンダ１０２の閉塞壁１０４と対向している。円筒部８２及び嵌合部８３の外径は、シリンダ１０２の内径よりも僅かに小さい。よって、ピストン８０の外周面とシリンダ１０２の内周面との間に、微小の隙間（不図示）が設けられている。よって、ピストン８０は、シリンダ１０２の内周面を摺動しながら軸方向に移動可能に支持されている。

【0042】

円筒部８２の内径は、嵌合部８３の内径よりも小さい。よって、円筒部８２の内周面と嵌合部８３の内周面との境界には、第１方向Ｘ１を向く当接面８４が設けられている。当接面８４は、ナット６０の第２端面６５と当接している。よって、ナット６０が第２方向Ｘ２に移動すると、当接面８４が押圧され、ピストン８０が第２方向Ｘ２に移動する。

【0043】

また、押圧部８１には、シリンダ１０２内の液体の液圧が作用している。つまり、ピストン８０は、常時、第１方向Ｘ１に押圧されている。よって、当接面８４と第２端面６５は、常時当接している。ピストン８０とシリンダ１０２との間には、２つのシール部材１０８が設けられている。これにより、シリンダ１０２内の液体がピストン８０とシリンダ１０２との間の微小の隙間を通過して第１方向Ｘ１に漏出する、ということが回避される。

【0044】

上記したアクチュエータ１００によれば、モータが駆動すると、入力軸２及びサンギヤ３が中心軸Ｏを中心に回転する。そして、プラネタリギヤ５は、伝達軸６を中心に回転（自転）しながら、中心軸Ｏを中心に回転（公転）する。これにより、キャリア７及びねじ軸５１が中心軸Ｏを中心に回転する。なお、ねじ軸５１の回転速度は、入力軸２の回転速度よりも減速している。そして、ねじ軸５１の回転によりナット６０が第２方向Ｘ２に移動すると、第２端面６５が当接面８４を押圧し、ピストン８０が第２方向Ｘ２に移動する。これにより、シリンダ１０２内の液圧が上昇する。一方で、ナット６０が第１方向Ｘ１に移動すると、ピストン８０も第１方向Ｘ１に移動する。この結果、シリンダ１０２内の液圧が下降する。つぎに、実施形態のキャリア７の詳細を説明する。

【0045】

図３は、図１のアクチュエータのうちキャリアの近傍を拡大した拡大図である。図３に示すように、キャリア７は、キャリア本体１０と、ボス部２０と、雌スプライン孔３０と、を有している。キャリア本体１０は、中心軸Ｏを中心に円盤状を成している。キャリア本体１０は、第１方向Ｘ１を向く第１面１１と、第２方向を向く第２面１２と、外周面１３と、を有している。

【0046】

第１面１１の中央には、第２方向Ｘ２に窪む凹面４０が設けられている。凹面４０は、中心軸Ｏを中心に円形状を成す底面４１と、中心軸Ｏを中心に円筒状を成す内周面４２と、を有している。つまり、凹面４０の内部空間４３は、円柱状の空間となっている。また、内周面４２の内径は、雄スプライン部５２の外径（雌スプライン孔３０の内径）よりも大きい。

【0047】

キャリア７の外周部は、軸受８の内輪を構成している。このため、キャリア７の外周面１３には、外周転動溝１３ａが形成されている。キャリア７の径方向外側には、軸受８が配置されている。軸受８は、ハウジング１０１に嵌合する外輪８ａと、外輪８ａとキャリア７との間に配置された複数のボール８ｂと、を備えている。

【0048】

外輪８ａの内周面には、内周転動溝８ｃが形成されている。外周転動溝１３ａ及び内周転動溝８ｃは、ゴシックアーク形状となっている。複数のボール８ｂは、外周転動溝１３ａ及び内周転動溝８ｃのそれぞれに２点ずつ接触している。よって、外輪８ａとキャリア７の外周部は、４点接触玉軸受を構成している。以上から、軸受８は、キャリア７に入力されたモーメント荷重に対する負荷容量が大きい。

【0049】

ボス部２０は、キャリア本体１０の第２面１２の中央部から第２方向Ｘ２に突出している。ボス部２０は、中心軸Ｏを中心に円柱状を成している。ボス部２０は、第２方向Ｘ２を向く端面２１を有している。この端面２１は、平面出し加工が行われている。よって、端面２１は、高い平面性を有し、かつ中心軸Ｏを垂線とする平面となっている。そして、この端面２１にねじ軸５１の段差面５５が当接している。なお、平面出し加工の方法は、端面２１（キャリア７）を中心軸Ｏと直交する方向に移動させながら、端面２１を第２方向Ｘ２から切削する方法が挙げられるが、本開示はこれに限定されない。

【0050】

ボス部２０の外径Ｌ３は、ナット６０の内径Ｌ１（図２参照）よりも小さい。これにより、ナット６０の内部にボス部２０を配置することができる（図２の破線で示すボス部２０を参照）。つまり、アクチュエータ１００の起動時、ナット６０（ピストン８０）の初期位置を第１方向Ｘ１寄りとすることができる。この結果、シリンダ１０２の軸方向の短縮化を図ることができる。なお、ボス部２０の外径Ｌ３は、凹面４０の内周面４２の内径よりも大きい。

【0051】

また、ボス部２０の第２方向Ｘ２への突出量Ｌ４は、ナット６０の第１端面６４から溝面（第１Ｓ字溝面６３ａ）までの長さＬ２よりも小さい。これにより、図２に示すように、ナット６０の内部にボス部２０が進入させ、キャリア７の第２面１２をナット６０の第１端面６４に当接した場合であっても、ボス部２０はボール７０と接触しない。

【0052】

雌スプライン孔３０は、中心軸Ｏを中心にキャリア本体１０及びボス部２０を貫通している。よって、凹面４０の底面４１とボス部２０の端面２１には、雌スプライン孔３０の開口部である、第１開口部３１と第２開口部３２とが設けられている。

【0053】

ねじ軸５１の第１方向Ｘ１の端部は、第１開口部３１から凹面４０の内部空間４３に入り込んでいる。また、ねじ軸５１の第１方向Ｘ１の端部のうち内部空間４３に配置されている部分は、加締め部５６を構成している。この加締め部５６は、雌スプライン孔３０の内径よりも大きく、第１方向Ｘ１から底面４１に当接している。このため、雌スプライン孔３０からねじ軸５１が抜けないように規制されている。

【0054】

図４は、実施形態の加締め部を形成する工程を示す図である。加締め部５６の形成方法に関し、図４に示すように、加締め部５６を形成する前の雄スプライン部５２は、軸方向の長さが雌スプライン孔３０よりも長い。よって、雄スプライン部５２の第１方向Ｘ１の端部５２ａは、第１開口部３１から内部空間４３に入り込んでいる。

【0055】

加締め部５６の形成には、治具２００を使用する。この治具２００の先端面には、凹部２０１が形成されている。凹部２０１は、軸方向から視て円形状に形成された窪みである。凹部２０１の内周面は、治具２００の先端面に近づくにつれて拡径するテーパ面２０２となっている。また、加締め作業は、治具２００を凹面４０の内部空間４３に挿入する。そして、凹部２０１に雄スプライン部５２の第１方向Ｘ１の端部５２ａを挿入する。そして、凹部２０１のテーパ面２０２を雄スプライン部５２の外歯に当接させる。続いて、治具２００を第２方向Ｘ２に押圧する。これにより、雄スプライン部５２の外歯が押し潰され（加締めされ）、加締め部５６が形成される。

【0056】

次に実施形態の効果を説明する。実施形態によれば、平面出し加工を行う範囲は、キャリア７の第２面１２よりも狭小なボス部２０の端面２１である。よって、平面出し加工を行う範囲（面積）が小さく、平面出し加工の労力が軽減される。また、平面出しの精度が向上する。よって、ねじ軸５１が端面２１に対して直交した状態で連結される。以上から、キャリア７に対しねじ軸５１が傾いて連結する、ということが抑制される。

【0057】

また、ねじ軸５１の加締め部５６が凹面４０の内部空間４３に収容されている。このため、加締め部５６が入力軸２やサンギヤ３と接触することが回避される。

【0058】

また、図３に示すように、雌スプライン孔３０における軸方向の中心Ｍ１は、キャリア７の軸方向の中心Ｍ２よりも第２方向Ｘ２に配置されている。このため、ねじ軸５１にラジアル荷重が作用すると、キャリア７が傾く可能性がある。仮にキャリア７が傾くと伝達軸６も傾き、プラネタリギヤ５の回転が円滑とならない。一方、本実施形態の軸受８は、４点接触玉軸受を構成し、キャリア７に入力されたモーメント荷重に対する負荷容量が大きい。よって、キャリア７は傾き難く、プラネタリギヤ５の円滑な回転が確保される。

【0059】

以上、実施形態のアクチュエータ１００は、モータと、キャリア７を有する遊星歯車機構１と、ボールねじ装置５０と、を備えている。ボールねじ装置５０は、キャリア７と連結するねじ軸５１、ナット６０、及び複数のボール７０を有している。キャリア７は、キャリア本体１０と、ボス部２０と、雌スプライン孔３０と、を有している。キャリア本体１０は、ねじ軸５１と平行な軸方向の一方（第１方向Ｘ１）を向く第１面１１と、軸方向の他方（第２方向Ｘ２）を向く第２面１２と、を有している。ボス部２０は、第２面１２の中央部から軸方向の他方に突出している。雌スプライン孔３０は、キャリア本体１０とボス部２０とを軸方向に貫通している。ねじ軸５１は、雌スプライン孔３０とスプライン嵌合する雄スプライン部５２と、雄スプライン部５２から軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面５４が設けられたねじ軸本体５３と、を有している。ねじ軸本体５３は、雄スプライン部５２よりも大径に形成されている。ねじ軸本体５３と雄スプライン部５２との境界には、軸方向の一方を向く段差面５５が設けられている。ボス部２０は、軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面２１を有している。端面２１は、段差面５５と当接している。

【0060】

実施形態によれば、平面出し加工を行う範囲（面積）を小さくでき、平面出し加工の労力が軽減される。また、平面出しの精度が向上する。

【0061】

また、実施形態において、ナット６０の内周面６１ａには、ボール７０が転動する溝面が形成されている。ボス部２０の外径Ｌ３は、ナット６０の内径Ｌ１よりも小さい。ボス部２０の軸方向の他方への突出量Ｌ４は、ナット６０の軸方向の一方を向く一端面（第１端面６４）から溝面までの長さＬ２よりも小さい。

【0062】

実施形態によれば、アクチュエータ１００（シリンダ１０２）を軸方向に小型化できる。また、ボス部２０がナット６０の内周側に進入しても、ボス部２０がボール７０に接触しない。

【0063】

また、実施形態において、軸受８の内輪は、キャリア７と一体に形成されている。

【0064】

実施形態によれば、軸受８の内輪が不要となり、部品点数の削減を図れる。

【0065】

また、実施形態において、第１面１１の中央部には、軸方向の他方に窪み、底面４１に雌スプライン孔３０の開口部（第１開口部３１）が設けられた凹面４０が設けられている。

【0066】

実施形態によれば、加締め部５６が入力軸２やサンギヤ３と接触することが回避される。

【0067】

以上、実施形態について説明したが、本開示は実施形態で示した例に限定されない。例えば、実施形態の軸受８は、４点接触玉軸受となっているが、本開示は、複列玉軸受又は複列アンギュラ玉軸受であってもよい。複列玉軸受又は複列アンギュラ玉軸受であれば、キャリア７に入力されたモーメント荷重に対する負荷容量が大きいからでる。また、本開示は、モーメント荷重に対する負荷容量が大きい軸受に限定されず、深溝玉軸受であってもよい。また、実施形態の軸受８の内輪は、キャリア７と一体に形成されているが、本開示は、キャリア７と別体の内輪であってもよい。

【0068】

また、実施形態では、加締め部５６によって、ねじ軸５１が雌スプライン孔３０から抜けることを規制しているが、本開示は、加締め部５６に代えて止め輪を用いてもよい。若しくは、雌スプライン孔３０の内歯又は雄スプライン部５２の外歯に締め代を設け、雄スプライン部５２が雌スプライン孔３０から抜け難くなるようにしてもよい。なお、内歯又は外歯に対する締め代としては、歯同士の間にある隙間に肉部（塑性変形部）を設けたり、歯から径方向に突出する肉部（塑性変形部）を設けたりする例が挙げられるが、本開示はこれらに限定されない。

【0069】

また、実施形態では、ボス部２０をナット６０の内部に配置できるようになっているが、ボス部２０をナット６０の内部に配置しなくてもよい。また、ボス部２０をナット６０の内部に配置しない場合、ボス部２０の外径Ｌ３はナット６０の内径Ｌ１よりも大きくてもよい。

【0070】

また、実施形態では、キャリア７に凹面４０が形成されているが、本開示は、凹面４０が形成されていないキャリア７であってもよい。なお、凹面４０が形成されていない場合、ねじ軸５１の抜け止めを図る加締め部５６や止め輪は、キャリア７の第１面１１に引っ掛かる（当接する）ように設ける。

【0071】

また、実施形態では、凹面４０の内部空間４３に加締め部５６のみを配置しているが、本開示は、他の部品を配置してもよい。以下、凹面４０の内部空間４３に他の部品を配置した変形例１と変形例２を説明する。

【0072】

図５は、変形例１のアクチュエータにおけるキャリアの凹面の近傍を拡大した拡大図である。変形例１のアクチュエータ１００Ａの入力軸２Ａは、サンギヤ３を貫通している。入力軸２Ａの先端部２ａ（第２方向Ｘ２の端部）は、サンギヤ３の第２方向Ｘ２の端面３ａから第２方向Ｘ２に突出している。また、入力軸２Ａの先端部２ａは、第１面１１よりも第２方向Ｘ２に突出している。そして、入力軸２Ａの先端部２ａは、凹面４０の内部空間４３に配置されている。入力軸２Ａの外径は、凹面４０の内周面４２の内径よりも小さい。よって、入力軸２Ａの先端部２ａは、内周面４２と接触することなく回転する。

【0073】

この変形例１によれば、入力軸２Ａの先端部２ａを内部空間４３に配置しているため、サンギヤ３の端面３ａとキャリア７の第１面１１との距離Ｌ５が小さくなる。つまり、アクチュエータ１００Ａを軸方向に小型化することができる。なお、変形例１では、入力軸２Ａの先端部２ａを内部空間４３に配置しているが、サンギヤ３の抜け止めを図る止め輪等の部品が入力軸２Ａの先端部２ａに取り付けられている場合、入力軸２Ａの先端部２ａと止め輪等の部品を併せて内部空間４３に配置してもよいし、止め輪等の部品のみを内部空間４３に配置してもよい。

【0074】

図６は、変形例２のアクチュエータにおけるキャリアの凹面の近傍を拡大した拡大図である。変形例２のアクチュエータ１００Ｂのサンギヤ３Ｂは、プラネタリギヤ５よりも歯幅方向（軸方向）の長さが大きい。このサンギヤ３Ｂによれば、入力軸２Ｂ及びサンギヤ３Ｂの組み付け位置が軸方向にずれても、サンギヤ３Ｂは、プラネタリギヤ５の歯の歯幅方向（軸方向）の全領域と接触する。

【0075】

また、変形例２において、入力軸２Ｂの先端部２ａと、サンギヤ３Ｂの第２方向Ｘ２の端部３ｂは、第１面１１よりも第２方向Ｘ２に突出している。そして、入力軸２Ｂの先端部２ａと、サンギヤ３Ｂの第２方向Ｘ２の端部３ｂと、が内部空間４３に配置されている。サンギヤ３Ｂの外径は、凹面４０の内周面４２の内径よりも小さい。よって、サンギヤ３Ｂの第２方向Ｘ２の端部３ｂは、内周面４２と接触することなく回転する。この変形例２によれば、凹面４０が形成されていない場合よりも、サンギヤ３Ｂを第２方向Ｘ２に配置することができ、アクチュエータ１００ｂの軸方向の小型化を図ることができる。

【0076】

また、実施形態のボス部２０は、円柱状に形成されているが、本開示は、三角柱、四角柱などの多角柱であってもよい。また、本開示は、ボス部２０に他の機能を持たせるように変形してもよい。以下、ボス部を変形した変形例３、変形例４について説明する。

【0077】

図７は、変形例３のアクチュエータからナットを外した状態を示す図である。変形例３のアクチュエータ１００Ｃのボス部２０Ｃの外周面には、径方向外側に突出する突起２３が設けられている。なお、突起２３は、キャリア本体１０の第２面１２にも連続している。突起２３は、モータの駆動時、キャリア７と供回する。つまり、突起２３は、中心軸Ｏを中心に周方向に移動する。

【0078】

突起２３は、ナット６０Ｃの第１端面６４と対向している。このナット６０Ｃの第１端面６４には、第１方向Ｘ１に突出するストッパ６７が設けられている。ナット６０Ｃが第１方向Ｘ１へ移動した場合、ストッパ６７は、中心軸Ｏを中心に周方向に移動する突起２３の軌跡上に進入し、突起２３と接触する。これにより、キャリア７及びねじ軸５１の回転が停止し、ナット６０がさらに第１方向Ｘ１へ移動することが規制される。

【0079】

この変形例３によれば、アクチュエータ１００Ｃの起動時、ナット６０の初期位置が位置決めされる。また、変形例３によれば、突起２３がストッパ６７に接触するため、ボス部２０Ｃがナット６０の内部に進入しない。

【0080】

図８は、変形例４のアクチュエータからナットを外した状態を示す図である。変形例４のアクチュエータ１００Ｄは、ストッパ６７の外周部に環状壁部（ナット本体６１の一部）６８が設けられている点で変形例３と相違する。この環状壁部６８の内周面にストッパ６７が連続している。この変形例４によれば、変形例３と同様に、アクチュエータ１００Ｄの起動時におけるナット６０の初期位置が位置決めされる。また、ストッパ６７は、環状壁部６８と連続し、剛性が向上している。なお、本開示は、環状壁部６８の外周側にさらにフランジを設け、剛性をさらに向上させてもよい。

【0081】

そのほか、実施形態のボールねじ装置５０では、ボール７０を循環させる循環部としてＳ字溝面６３を挙げているが、本開示は、コマ、デフレクタ（エンドデフレクタ、ミドルデフレクタ）、チューブなどを用いてもよい。

【0082】

なお、本開示は、以下のような構成の組み合わせであってもよい。
（１）
モータと、
キャリアを有する遊星歯車機構と、
前記キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有するボールねじ装置と、
を備え、
前記キャリアは、
前記ねじ軸と平行な軸方向の一方を向く第１面と、前記軸方向の他方を向く第２面と、を有するキャリア本体と、
前記第２面の中央部から前記軸方向の他方に突出するボス部と、
前記キャリア本体と前記ボス部とを前記軸方向に貫通する雌スプライン孔と、
を有し、
前記ねじ軸は、
前記雌スプライン孔とスプライン嵌合する雄スプライン部と、
前記雄スプライン部から前記軸方向の他方に延在し、かつ外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、
を有し、
前記ねじ軸本体は、前記雄スプライン部よりも大径に形成され、
前記ねじ軸本体と前記雄スプライン部との境界には、前記軸方向の一方を向く段差面が設けられ、
前記ボス部は、前記軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有し、
前記端面は、前記段差面と当接している
アクチュエータ。
（２）
前記ナットの内周面には、前記ボールが転動する溝面が形成され、
前記ボス部の外径は、前記ナットの内径よりも小さく、
前記ボス部の前記軸方向の他方への突出量は、前記ナットの前記軸方向の一方を向く一端面から前記溝面までの長さよりも小さい
（１）に記載のアクチュエータ。
（３）
前記ボス部の外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられ、
前記ナットの前記軸方向の他方を向く端面には、前記キャリアと供回りする突起の軌跡上に進入し、前記突起と接触するストッパが設けられている
（１）又は（２）に記載のアクチュエータ。
（４）
前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受の内輪は、前記キャリアと一体に形成されている
（１）から（３）のうちいずれか１つに記載のアクチュエータ。
（５）
前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受の内輪は、前記キャリアと別体に形成されている
（１）から（３）のうちいずれか１つに記載のアクチュエータ。
（６）
前記遊星歯車機構は、前記キャリアを回転自在に支持する軸受を有し、
前記軸受は、４点接触玉軸受、複列玉軸受、及び複列アンギュラ玉軸受のうちいずれか１つである
（１）から（５）のうちいずれか１つに記載のアクチュエータ。
（７）
前記第１面の中央部には、前記軸方向の他方に窪み、底面に前記雌スプライン孔の開口部が設けられた凹面が設けられている
（１）から（６）のうちいずれか１つに記載のアクチュエータ。

【符号の説明】

【0083】

１ 遊星歯車機構
２、２Ａ、２Ｂ 入力軸
３、３Ｂ サンギヤ
７ キャリア
８ 軸受
１０ キャリア本体
１１ 第１面
１２ 第２面
２０、２０Ｃ ボス部
２１ 端面
２３ 突起
３０ 雌スプライン孔
３１ 第１開口部
３２ 第２開口部
４０ 凹面
４１ 底面
４２ 内周面
４３ 内部空間
５０ ボールねじ装置
５１ ねじ軸
５２ 雄スプライン部
５３ ねじ軸本体
５４ 外周軌道面
５５ 段差面
５６ 加締め部
６０ ナット
６１ ナット本体
６２ 内周軌道面
６３ Ｓ字溝面
６７ ストッパ
７０ ボール
８０ ピストン
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ アクチュエータ
１０１ ハウジング
１０２ シリンダ

【要約】

アクチュエータは、モータと、キャリアを有する遊星歯車機構と、キャリアと連結するねじ軸、ナット、及び複数のボールを有するボールねじ装置を備える。キャリアは、軸方向の一方を向く第１面と、軸方向の他方を向く第２面と、を有するキャリア本体と、第２面の中央部から軸方向の他方に突出するボス部と、キャリア本体とボス部とを軸方向に貫通する雌スプライン孔と、を有している。ねじ軸は、雄スプライン部と、外周面に外周軌道面が設けられたねじ軸本体と、を有する。ねじ軸本体は、雄スプライン部よりも大径に形成される。ねじ軸本体と雄スプライン部との境界には、軸方向の一方を向く段差面が設けられる。ボス部は、軸方向の他方を向き、平面出し加工がされた端面を有する。端面は、段差面と当接している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】