JP2023043476A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ軸の作動性を損ねることなく、ねじ軸の回転規制部を構成する回転体や軸ケースの摩耗を抑制する。【解決手段】ねじ軸３１の軸心回りの回転を規制する回転規制部７０は、軸ケース３５の内周に形成された断面凹形状をなす軸方向に延びる案内溝３５ｃと、ねじ軸３１に設けられた径方向の支軸（支軸ピン７１）に支持された状態で案内溝３５ｃに転動可能に嵌め込まれた円筒状回転体としてのガイドカラー７２とを有する。ガイドカラー７２の外周面７２ａのうち、少なくとも案内溝３５の溝底側の端部、換言すると、ねじ軸３１が回転した状態で進退移動する際の軸ケース３５との接触予定部にクラウニング７４を設ける。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

近年、自動車をはじめとする車両においては、その省力化や低燃費化のために電動化が進展し、例えば、自動変速機、ブレーキおよびステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが使用されるに至っている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、例えば、電動モータの回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換機構に、電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転に伴って軸方向に進退移動するねじ軸とを備えたねじ機構を採用したものがある（例えば、特許文献１）。

上記のねじ機構を有する電動アクチュエータには、ナットの回転時に、直動部材としてのねじ軸がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部が設けられる。特許文献１に記載されている従来の回転規制部の概要を図５に示す。この回転規制部１００は、長手方向の両端部がねじ軸１０１の径方向外側に突出するようにねじ軸１０１に取り付けられた支持ピン１０２と、ねじ軸１０１の径方向外側で支持ピン１０２（の突出部）に支持された円筒状の回転体（ガイドカラー）１０３と、ねじ軸１０１の一部を収容した軸ケース１０４の内周に形成され、ガイドカラー１０３が転動可能に嵌め込まれた断面凹形状をなす軸方向の案内溝（軸方向に延びる案内溝）１０５と、を備える。この場合、ガイドカラー１０３の外周面１０３ａがねじ軸１０１の回転方向で軸ケース１０４に形成された案内溝１０５の溝側面１０５ａと係合することにより、ねじ軸１０１の回転が規制される。

特開２０１７－１８４４８４号公報

上記構成の回転規制部１００においては、ねじ軸１０１をスムーズに進退移動させるべく（ガイドカラー１０３を滑らかに転動させるべく）、ガイドカラー１０３の外周面１０３ａとこれに対向する案内溝１０５の溝側面１０５ａとの間に円筒状の隙間１０６が形成されるように、ガイドカラー１０３の外径と案内溝１０５の溝幅とが調整される。但し、このような隙間１０６が設けられていると、ナットの回転時（ねじ軸１０１の進退移動時）に、ガイドカラー１０３の外周面１０３ａのうち、案内溝１０５の溝底側の端部１０３ａ１が案内溝１０５の溝側面１０５ａに点接触（エッジ当たり）するまでねじ軸１０１が回転する可能性がある。この点接触状態では、ガイドカラー１０３と軸ケース１０４（に設けられた案内溝１０５の溝側面１０５ａ）との接触部における面圧が高くなるため、上記の回転状態を維持したままねじ軸１０１が進退移動するとガイドカラー１０３及び／又は軸ケース１０４の摩耗が急速に進行する可能性がある。

係る実情に鑑み、本発明は、運動変換機構の直動部材を構成するねじ軸が軸ケースに収容された電動アクチュエータにおいて、ねじ軸の作動性を損ねることなく、ねじ軸の回転規制部を構成する回転体や軸ケースの摩耗を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備え、運動変換機構が、電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転に伴って軸心回りの回転を規制された状態で軸方向に進退移動するねじ軸とを有し、ねじ軸の上記回転を規制する回転規制部が、ねじ軸を収容した軸ケースの内周に形成された断面凹形状をなす軸方向の案内溝と、ねじ軸に設けられた径方向の支軸に支持された状態で案内溝に転動可能に嵌め込まれた円筒状の回転体とを有する電動アクチュエータにおいて、回転体の外周面のうち、少なくとも案内溝の溝底側の端部にクラウニングが設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、電動モータの回転駆動力がナットを介してねじ軸に入力される結果、ねじ軸、および支軸を介してねじ軸に支持された円筒体が回転した状態で軸方向に進退移動する場合でも、軸ケース（に設けた案内溝の溝側面）に対しては円筒体の外周面のうちでクラウニングが設けられた部分を接触させることができる。これにより、円筒体と軸ケース（案内溝）との接触面圧が過剰に高まるのを防止することができるので、ねじ軸が回転した状態で軸方向に進退移動しても、進退移動時の摺動抵抗を低減して回転体および／又は軸ケースが摩耗するのを防止することができる。

また、円筒体の外周面のうち案内溝の溝底側の端部に、一般的なＲ部ではなくクラウニングを設けたことにより、円筒体のうち案内溝の溝底側端面の面積（円筒体の体積）をいたずらに減少させることなく、軸ケース（案内溝）に対する円筒体の接触面圧を減少させることが可能となる。これにより、円筒体の機械的強度が低下するのを抑制又は防止することができるので、ねじ軸を安定的に進退移動させることができる。

回転体の外周面のうち、案内溝の溝底側の端部とは反対側の端部には、回転体の軸方向中央部を通る軸直交平面を基準として上記クラウニングとは面対称形状のクラウニングを設けることができる。このようにすれば、回転体を、上記軸直交平面を基準とした左右対称形状にすることができるので、支軸に対して回転体を取り付ける際の回転体の方向性を考慮する必要がなくなる。これにより、所定の構成を有する回転規制部を容易にかつ適切に形成することができる。

上記クラウニングは、単一円弧のクラウニングとすることができる。このようにすれば、所定形状のクラウニングを容易にかつ精度良く設けることができる。この場合、回転体の外周面の直径をＤａ、上記クラウニングの曲率半径をＲとすると、Ｒ≧０．５×Ｄａの関係式を満たすように上記クラウニングを形成するのが好ましい。これにより、回転体の外周面のうち案内溝の溝底側の端部への応力集中を適切に回避することができる。

ねじ軸の進退移動を適切に案内可能とする観点から、案内溝および回転体は、ねじ軸の軸心を挟んで対向する二箇所に設けるのが好ましい。

本発明は、ベース樹脂が互いに異なる樹脂部品からなる回転体および軸ケースを有する電動アクチュエータに好ましく適用することができる。

また、本発明は、例えば、ねじ軸が電動モータの出力軸と平行に配置された電動アクチュエータに好ましく適用することができる。

以上のことから、本発明によれば、ねじ軸が有底筒状の軸ケースに収容された電動アクチュエータにおいて、ねじ軸の作動性を損ねることなく、ねじ軸の回転規制部を構成する回転体や軸ケースの摩耗を抑制することが可能となるので、信頼性および作動性に優れた電動アクチュエータを実現することができる。

本発明の実施形態に係る電動アクチュエータの概略断面図である。 図１に示す電動アクチュエータの概略斜視図である。 図１のＡ－Ａ線矢視断面図である。 図１のＢ－Ｂ線矢視断面図である。 従来の電動アクチュエータの部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面（図１～図４）に基づいて説明する。なお、図１は、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ１の概略縦断面図であり、図２は、電動アクチュエータ１の概略斜視図であり、図３は、図１のＡ－Ａ線矢視断面図であり、図４は、図１のＢ－Ｂ線矢視断面図である。

図１等に示す本実施形態の電動アクチュエータ１は、駆動部２と、駆動部２から出力される回転駆動力（回転運動）を直線運動に変換する運動変換機構部３と、駆動部２から出力される回転駆動力を運動変換機構部３に伝達する駆動力伝達部４と、運動変換機構部３を支持する支持部５と、運動変換機構部３の駆動を規制するロック機構部６とを備える。本実施形態の駆動部２は、モータ部８と減速機構部９とで構成される。なお、以下の説明において、方向性を示すために使用する「軸方向」とは、特に断りがない場合、モータ部８を構成する電動モータ１０の軸心に沿う方向である。また、軸方向において、モータ部８が配置された側（図１の紙面左側）およびロック機構部６が配置された側（図１の紙面右側）を、それぞれ「軸方向一方側」および「軸方向他方側」とも言う。

モータ部８は、アクチュエータ駆動用の電動モータ１０と、電動モータ１０を収容したモータケース１１とを備える。電動モータ１０には、その出力軸１０ａの回転角を検出可能なモータ、例えば三相ブラシレスモータが好ましく使用される。モータケース１１は、ケース本体１２と、ケース本体１２の軸方向一方側の端部開口を封止する封止部材１３とを備える。

減速機構部９は、モータ部８（電動モータ１０）の回転を減速して出力する減速機１５と、減速機１５を収容した減速機ケース１６とを備える。減速機ケース１６は、その軸方向一方側に隣接配置されたモータケース１１のケース本体１２に対して分離可能に連結されている。

本実施形態の減速機１５は、電動モータ１０の出力軸１０ａと一体回転可能に設けられたサンギヤ１７と、減速機ケース１６の内周に設けられたリングギヤ１８と、サンギヤ１７とリングギヤ１８の間に配置され、サンギヤ１７およびリングギヤ１８に噛み合った複数（例えば、３つ）の遊星ギヤ１９と、遊星ギヤ１９を回転自在に保持した遊星ギヤホルダ２０および遊星ギヤキャリア２１とを備えた遊星歯車減速機である。遊星ギヤキャリア２１は、遊星ギヤ１９に連結された環状部２１ａと、環状部２０ａの内径端部から軸方向他方側に延びた円筒部２１ｂとを一体に有し、遊星ギヤ１９の公転運動を取り出して出力する。遊星ギヤキャリア２１の円筒部２１ｂは、後述する転がり軸受４６（の内輪）およびギヤボス４４と一体回転可能に連結されている。

上記の減速機１５により、電動モータ１０の回転が減速された上で駆動力伝達部４、さらには運動変換機構部３に伝達される。これにより、電動モータ１０の回転トルクを増加することができるので、小型の電動モータ１０を採用することができる。

本実施形態の運動変換機構部３は、ボールねじ３０で構成される。ボールねじ３０は、電動モータ１０の出力軸１０ａと平行に配置されたねじ軸３１と、多数のボール３３を介してねじ軸３１の外周に回転可能に嵌合されたナット３２と、循環部材としてのこま３４とを備える。ねじ軸３１の外周面に形成された螺旋状溝３１ａとナット３２の内周面に形成された螺旋状溝３２ａとの間に多数のボール３３が装填され、こま３４が組み込まれている。このような構成により、ナット３２が回転するのに伴ってねじ軸３１が軸方向に進退移動（軸方向一方側に前進移動、あるいは軸方向他方側に後退移動）する際には、両螺旋状溝３１ａ，３２ａの間でボール３３が循環する。

ねじ軸３１は、電動アクチュエータ１の出力部材としても機能するものであり、その軸方向一方側の端部には、ねじ軸３１の直線運動を操作対象に出力（伝達）するための操作部３６が設けられている。図示例において、操作部３６は、操作対象とねじ軸３１とを連結するための連結部材が挿入される径方向の貫通孔で構成される。

ねじ軸３１（の一部）は、筒部３５ａおよび底部３５ｂを一体に有する有底筒状の軸ケース３５に収容されており、この軸ケース３５は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）をベース樹脂とする樹脂材料の射出成型品とされる。軸ケース３５は、ロック機構部６を収容した筒状のホルダ部３５ｄも一体に有しており、駆動力伝達部４を構成する伝達ギヤケース４５に対して分離可能に連結されている。詳細は後述するが、軸ケース３５は、ナット３２の回転時にねじ軸３１がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部７０の構成部品としても機能する。

電動アクチュエータ１は、ねじ軸３１の進退移動量（軸方向位置）を検出するための位置検出装置を備える。この位置検出装置は、主に、モータケース１１に取り付けられたストロークセンサとしての磁気センサ３６（図２参照）と、保持部材３８を介してねじ軸３１に取り付けられたセンサターゲットとしての永久磁石３７とで構成される。この場合、ねじ軸３１が軸方向に進退移動すると、これに伴って移動する永久磁石３７の磁場（例えば磁束密度の向きおよび強さ）の変化が磁気センサ３６によって検出されることにより、ねじ軸３１の進退移動量が検出される。

駆動力伝達部４は、駆動部２（減速機構部９）の出力を運動変換機構部３に伝達する伝達ギヤ機構４１と、伝達ギヤ機構４１を収容した伝達ギヤケース４５とを備える。伝達ギヤケース４５は、その軸方向一方側に隣接配置された減速機ケース１６に対して分離可能に連結されている。

伝達ギヤ機構４１は、駆動側のドライブギヤ４２と、これと噛み合う従動側のドリブンギヤ４３と、ドライブギヤ４２の内周に配置されたギヤボス４４とを備え、ギヤボス４４は、ドライブギヤ４２の軸方向両側に配置された転がり軸受４６，４７によって回転自在に支持されている。転がり軸受４６は伝達ギヤケース４５の内周に装着され、転がり軸受４７は支持部５を構成する軸受ケース５１の内周に装着されている。

ギヤボス４４は、小径円筒部４４ａと大径円筒部４４ｂとを一体に有する段付き円筒状に形成され、電動モータ１０の回転軸１０ａと同軸に配置されている。小径円筒部４４ａの外周面には遊星ギヤキャリア２１の円筒部２１ａの内周面が圧入され、大径円筒部４４ｂの外周面にはドライブギヤ４２の内周面が圧入されている。

ドリブンギヤ４３は、ボールねじ３０のナット３２の径方向外側に配置された円筒状のナット装着部４３ａを有し、本実施形態ではナット３２の外周面がナット装着部４３ａの内周面に圧入されている。

以上の構成により、電動モータ１０の出力軸１０ａが回転し、その回転駆動力が減速機１５を介してギヤボス４４に伝達されると、ギヤボス４４およびドライブギヤ４２が一体回転すると共に、ギヤボス４４と噛み合ったドリブンギヤ４３およびボールねじ３０のナット３２が一体回転する。これにより、ナット３２（電動モータ１０の出力軸１０ａ）の回転方向に応じてねじ軸３１が軸方向に進退移動し、ねじ軸３１の操作部３６に連結された操作対象が操作される。

伝達ギヤケース４５は、ねじ軸３１の一部を収容した円筒部４５ａを有する。円筒部４５ａとねじ軸３１との間には筒状のブーツ４７が取り付けられる。ブーツ４７は、ゴム材料あるいは熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成され、小径筒部４７ａおよび大径筒部４７ｂと、両筒部４７ａ，４７ｂを接続する蛇腹部４７ｃとを一体に有する。小径筒部４７ａはブーツバンド４８Ａによってねじ軸３１に対して締め付け固定され、大径筒部４７ｂはブーツバンド４８Ｂによって伝達ギヤケース４５の円筒部４５ａに対して締め付け固定される。このような構成により、伝達ギヤケース４５（伝達ギヤケース４５、減速機ケース１６、モータケース１１、軸ケース３５および後述する軸受ケース５１などを連結することで形成される電動アクチュエータ１のケーシング）内への異物侵入、および当該ケーシング内に介在するグリース等の潤滑剤の外部漏洩が防止される。

支持部５は、ボールねじ３０のナット３２を回転自在に支持する支持軸受５０と、支持軸受５０を収容した軸受ケース５１とを備える。軸受ケース５１は、その軸方向一方側に隣接配置された伝達ギヤケース４５に対して分離可能に連結されている。

支持軸受５０としては、外輪５０ａおよび内輪５０ｂと、これらの間に転動自在に配された複列のボール５０ｃとを備え、ラジアル荷重および両方向のアキシャル荷重を支持することができる複列アンギュラ玉軸受が使用される。軸受ケース５１と支持軸受５０との間には、径方向内向きの鍔部５２ａを一体に有する鍔付き円筒状のスリーブ５２が配置されており、支持軸受５０の外輪５０ａは、スリーブ５２の鍔部５２ａとスリーブ５２の内周面に装着された止め輪５３とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。一方、支持軸受５０の内輪５０ｂは、ドリブンギヤ４３とナット３２の外周面に装着された止め輪５４とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。

ロック機構部６は、ロック部材６１と、ロック部材６１を軸方向に進退移動させるための駆動力を発生するロック用モータ（例えばＤＣモータ）６４とを備える。ロック用モータ６４の出力軸にはこれと一体回転可能に滑りねじ軸６３が取り付けられており、この滑りねじ軸６３の外周に、ロック部材６１を固定的に保持した滑りねじナット６２が螺着している。ロック用モータ６４は、動力電源（例えば、電動モータ１０の動力電源と共通の動力電源）と電気的に接続された状態で軸ケース３５に設けられた筒状のホルダ部３５ｄに収容されており、ホルダ部３５ｄの軸方向他方側の端部開口は、ホルダ部３５ｄに取り付けられたキャップ６５で封口されている。

ロック部材６１は、軸受ケース５１に設けられた非真円形状（例えば、矩形状）の貫通孔５１ａに挿入された断面非真円形状の非真円部を有する。これにより、ロック用モータ６４の出力軸が回転すると、その回転動力を受けたロック部材６１が回り止めされた状態で軸方向に進退移動する。ロック部材６１は、駆動部２とボールねじ３０のナット３２の間での動力伝達を規制する規制位置、および上記動力伝達を許容する許容位置の二位置間を軸方向に進退移動する。なお、図１は、ロック部材６１が規制位置に位置した状態を示している。

ロック部材６１が前進する方向にはドライブギヤ４２が配置されており、ドライブギヤ４２にはロック部材６１の非真円部が挿入される孔部４２ａが形成されている。本実施形態における上記の規制位置は、ロック部材６１の非真円部がドライブギヤ４２の孔部４２ａに挿入され、ロック部材６１とドライブギヤ４２とがドライブギヤ４２の回転方向で係合する位置として定義される。この場合、ロック部材６１が規制位置に位置すると、ドライブギヤ４２の回転が規制されるので、電動アクチュエータ１は、ナット３２の回転（ねじ軸３１の進退移動）、つまり操作対象に対する直線運動の出力が規制されるロック状態となる。一方、図示は省略しているが、ロック部材６１の非真円部がドライブギヤ４２の孔部４２ａから完全に離脱するまでロック部材６１が後退移動する（ロック部材６１が許容位置に位置する）と、ロック部材６１とドライブギヤ４２の係合状態が解消されるので、ドライブギヤ４２およびナット３２の回転、ひいてはねじ軸３１の進退移動が許容されるロック解除状態となる。

以上の構成を有する本実施形態のロック機構部６は、以下のように動作する。
まず、電動モータ１０の駆動状態では、ロック部材６１が上記の許容位置で保持される。この状態で電動モータ１０への通電が停止されると、ロック用モータ６４が駆動されてロック部材６１が許容位置から規制位置に向けて前進移動する。ロック部材６１が規制位置に位置するとロック用モータ６４が停止し、ロック部材６１が規制位置で保持される。その後、電動モータ１０への通電が再開されると、ロック用モータ６４が駆動されてロック部材６１が規制位置から許容位置に向けて後退移動する。ロック部材６１が許容位置に位置すると、ロック用モータ６４が停止してロック部材６１が許容位置で保持される。

ロック状態とロック解除状態の切り替えを正確に行うため、ロック機構部６には、ロック部材６１の軸方向位置（ストローク量）を検出するための検出部６６が設けられる。本実施形態の検出部６６は、滑りねじナット６２の軸方向位置を検出することで、滑りねじナット６２に保持されたロック部材６１の軸方向位置を間接的に検出する。

以下、本実施形態の電動アクチュエータ１で採用している特徴的構成について詳細に説明する。

図１、図３および図４に示すように、ねじ軸３１の軸方向他方側の端部（後端部）には、ナット３２の回転時にねじ軸３１がその軸心回りに回転するのを規制するための回転規制部７０を設けている。回転規制部７０は、軸ケース３５の筒部３５ａの内周に形成された軸方向の案内溝３５ｃと、ねじ軸３１に設けられた径方向の支軸に支持された状態で案内溝３５ｃに嵌め込まれた円筒状の回転体（ガイドカラー）７２とを有し、案内溝３５ｃおよびガイドカラー７２は、ねじ軸３１の軸心を挟んで１８０°対向する二箇所に設けられている。ねじ軸３１の後端部には、ねじ軸３１を径方向に貫通する貫通孔３１ｂが形成されており、この貫通孔３１ｂには、上記支軸としての支持ピン７１がその長手方向の両端部をねじ軸３１の径方向外側に突出させた状態で挿入（圧入）されている。

ガイドカラー７２は、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などといった熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料で形成され、ここではＰＢＴを主成分とする樹脂材料で形成されたものが使用される。このガイドカラー７２が嵌め込まれた各案内溝３５ｃは、互いに平行な一対の溝側面３５ｃ１と、両溝側面３５ｃ１を繋ぐ溝底面３５ｃ２とで画成された断面凹形状を有し、径一定の円筒面状に形成されたガイドカラー７２の外周面７２ａと案内溝３５の溝側面３５ｃ１との間には、円筒状のすきまＺが形成される。つまり、案内溝３５ｃの溝幅Ｄｂは、ガイドカラー７２の外周面７２ａの直径（外径）Ｄａよりも大きく設定される（Ｄｂ＞Ｄａ）。また、ガイドカラー７２は、支持ピン７１に対してすきまばめされている。以上の構成により、ねじ軸３１が軸方向に進退移動するとき、ガイドカラー７２は、支持ピン７１によって回転自在に支持された状態で案内溝３５ｃの溝側面３５ｃ１上を滑らかに転動可能である。なお、上記の「すきまばめ」の定義は、ＪＩＳ Ｂ ０４０１－１に規定された「すきまばめ」の定義に準ずる。

本実施形態の回転規制部７０は、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成され、ねじ軸３１と軸ケース３５の底部３５ｂとの間に介在する緩衝部材７３をさらに有する。緩衝部材７３にはねじ軸３１の径方向に沿う貫通孔７３ａが設けられており、緩衝部材７３は、貫通孔７３ａに支持ピン７１を挿通することでねじ軸３１に対して取付固定される。そのため、支持ピン７１は、ガイドカラー７２の支軸として機能するだけでなく、緩衝部材７３の取付部材としても機能する。このような構成により、ねじ軸３１、支持ピン７１、ガイドカラー７２および緩衝部材７３等を備えたアセンブリを容易に組み立てることができる。また、緩衝部材７３が設けられていることにより、仮にねじ軸３１が軸ケース３５の底部３５ｂに衝突した場合でも、その衝撃荷重を緩衝部材７３で吸収・緩和することができるので、軸ケース３５が破損等する可能性を低減することができる。

ところで、ねじ軸３１は、ナット３２が回転する（ナット３２に電動モータ１０の回転駆動力が入力される）のに伴って軸方向に進退移動するわけであるが、ナット３２に入力される回転駆動力は、多数のボール３３等を介してねじ軸３１にも入力される。電動アクチュエータ１が前述した回転規制部７０を有していることにより、ねじ軸３１に回転駆動力ＲＦ（図３参照）が入力されてもねじ軸３１が大きく回転することはないが、ねじ軸３１を滑らかに進退移動（ガイドカラー７２を滑らかに転動）させるべく互いに対向するガイドカラー７２の外周面７２ａと案内溝３５ｃの溝側面３５ｃ１との間にすきまＺを設けた関係上、ねじ軸３１は僅かに回転可能である。ねじ軸３１が回転すると、ねじ軸３１に取り付けられた支持ピン７１およびこれに支持されたガイドカラー７２もねじ軸３１と一体的に回転する。

本実施形態では、ねじ軸３１が多少回転した状態（ねじ軸３１に回転駆動力ＲＦが入力された状態）で進退移動する場合でも、ガイドカラー７２と軸ケース３５に形成した案内溝３５ｃとの接触部（接触予定部）で面圧が過剰に高まるのを防止するための対策を講じている。具体的には、図３に示すように、ガイドカラー７２の外周面７２ａのうち、少なくとも案内溝３５ｃの溝底面３５ｃ２側の端部、つまり、ねじ軸３１が回転した状態で進退移動する際の軸ケース３５との接触予定部にクラウニング７４を設け、当該接触予定部で接触面圧が過剰に高まるのを可及的に防止するようにしている。これにより、ねじ軸３１が回転した状態でねじ軸３１が進退移動しても、進退移動時に生じる摺動抵抗を減じてガイドカラー７２および／又は軸ケース３５が摩耗するのを防止することができる。

また、ガイドカラー７２のうちねじ軸３１が回転した状態で進退移動する際の軸ケース３５との接触予定部に、一般的なＲ部ではなくクラウニング７４を設けたことにより、ガイドカラー７２のうち案内溝３５ｃの溝底側の端面７２ｂの面積（ガイドカラー７２の体積）をいたずらに減少させることなく、軸ケース３５（案内溝３５ｃ）に対するガイドカラー７２の接触面圧を減少させることが可能となる。これにより、ガイドカラー７２の機械的強度が低下するのを抑制又は防止することができるので、ねじ軸３１を安定的に進退移動させることができる。

本実施形態では、上記接触予定部に、円筒状をなすガイドカラー７２の外周面７２ａのみに対して接線Ｒとなる位置に曲率中心を持つ曲率半径Ｒの円弧面７２ｃが形成されように単一円弧のクラウニング７４を設けている。このようなクラウニング７４を設けたことにより、ガイドカラー７２の外周面７２ａと溝底面３５ｃ２側の端面７２ｂとは、円弧面７２ｃを介して接続される。なお、円弧面７２ｃの曲率半径Ｒは、ガイドカラー７２の外径Ｄａとの間に、Ｒ≧０．５×Ｄａの関係式が成立するように設定される。例えば、外径Ｄａ＝５ｍｍのガイドカラー７２を使用する場合、曲率半径Ｒ＝３ｍｍに設定される。

本実施形態のガイドカラー７２は、その軸方向（図３の紙面左右方向）中央部を通る軸直交平面を基準として面対称形状とされる。つまり、拡大しての図示は省略しているが、ガイドカラー７２の外周面７２ａのうち、案内溝３５の溝底面３５ｃ２とは反対側の端部（ねじ軸３１の外周面に近い側の端部）には、上記軸直交平面を基準としてクラウニング７４（円弧面７２ｃ）と面対称形状のクラウニング（円弧面）が設けられている。この場合、ガイドカラー７２を支持ピン７１の外周に嵌合する際に、ガイドカラー７２の方向性を考慮する必要がなくなるので、ガイドカラー７２の組付性(電動アクチュエータ１の組み立て作業性)を高めつつ、ガイドカラー７２の誤組み付けを確実に防止することができる。

なお、ガイドカラー７２は、必ずしも上記のような面対称形状とする必要はなく、左右非対称形状としても構わない。例えば、誤組み付けの防止対策が講じられた自動組み付け設備を用いてガイドカラー７２の組み付けを行う場合等、ガイドカラー７２の誤組み付けの可能性がないような場合には、左右非対称形状のガイドカラー７２を用いても構わない。

以上、本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータ１について説明したが、電動アクチュエータ１には、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更を施すことができる。

例えば、ガイドカラー７２の外周面７２ａに設けるべきクラウニング７４は、ねじ軸３１が回転した状態で進退移動する際におけるガイドカラー７２と軸ケース３５（に設けた案内溝３５ｃ）との接触面圧を減じることができるものであれば良く、前述した単一円弧以外のもの、例えば曲率中心が互いに異なる複数の円弧を接続したもの、としても良い。また、クラウニング７４は、ガイドカラー７２の外周面７２ａのうち案内溝３５ｃの溝底面３５ｃ２側の端部（ガイドカラー７２の外周面７２ａのうちねじ軸３１が回転した状態で進退移動する際の軸ケース３５との接触予定部）のみならず、ガイドカラー７２の外周面７２ａの全域に設けても良い。

また、以上で説明した実施形態では、回転規制部７０を構成する一対のガイドカラー７２，７２を一本の支持ピン７１の長手方向両端部で回転可能に支持するようにした（支持ピン７１として、その長手方向の両端部でガイドカラー７２を回転可能に支持するものを使用した）が、一対のガイドカラー７２，７２は、それぞれがねじ軸３１に装着された二本の支持ピン７１で回転可能に支持することもできる（図示省略）。

また、運動変換機構部３は、ボール３３およびこま３４が省略され、実質的にねじ軸３１およびその外周に回転可能に嵌合されたナット３２のみで構成された、いわゆるすべりねじで構成することも可能である。また、本発明は、減速機構部９が省略され、駆動部２が実質的にモータ部８のみで構成された（電動モータ１０の回転駆動力がそのまま伝達ギヤ機構部４に伝達される）電動アクチュエータ１にも適用することができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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。

１ 電動アクチュエータ
２ 駆動部
３ 運動変換機構部
１０ 電動モータ
３１ ねじ軸
３２ ナット
３５ 軸ケース
３５ｃ 案内溝
３５ｃ２ 溝底面
７０ 回転規制部
７１ 支持ピン（支軸）
７２ ガイドカラー（円筒状の回転体）
７４ クラウニング
Ｚ すきま

Claims (5)

1. 電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備え、
   前記運動変換機構が、前記電動モータの回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの回転に伴って軸心回りの回転を規制された状態で軸方向に進退移動するねじ軸とを有し、
   前記ねじ軸の前記回転を規制する回転規制部が、前記ねじ軸を収容した軸ケースの内周に形成された断面凹形状をなす軸方向の案内溝と、前記ねじ軸に設けられた径方向の支軸に支持された状態で前記案内溝に転動可能に嵌め込まれた円筒状の回転体とを有する電動アクチュエータにおいて、
   前記回転体の外周面のうち、少なくとも前記案内溝の溝底側の端部にクラウニングが設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 前記回転体の外周面のうち、前記案内溝の溝底側の端部とは反対側の端部に、前記回転体の軸方向中央部を通る軸直交平面を基準として前記クラウニングと面対称形状のクラウニングが設けられている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記クラウニングが、単一円弧のクラウニングであり、
   前記回転体の外周面の直径をＤａ、前記クラウニングの曲率半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．５×Ｄａの関係式を満たす請求項１又は２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記案内溝および前記回転体が、前記ねじ軸の軸心を挟んで対向する二箇所に設けられている請求項１～３の何れか一項に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記回転体および前記軸ケースは、ベース樹脂が互いに異なる樹脂部品である請求項１～４の何れか一項に記載の電動アクチュエータ。

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