JP2017207182A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型で搭載性が良く、用途に応じて異なるストローク量に低コストで対応可能で、シリーズ化に好適。
【解決手段】モータ部Ａと運動変換機構部Ｂと操作部Ｃとターミナル部Ｄを備えた電動アクチュエータ１であって、モータ部Ａのロータコア２４ａを支持する中空回転軸２６が転がり軸受２７、３０によって回転自在に支持され、運動変換機構部Ｂが中空回転軸２６に連結されると共にボールねじ３１を備え、ボールねじナット３２が中空回転軸２６の内部に配置され、操作部Ｃが運動変換機構部Ｂに連結される。ボールねじ軸３３と回り止めガイド部Ｎが凹凸嵌合され、ボールねじ軸が回り止めガイド部Ｎの軸方向幅に基づくストローク量で案内され、回り止めガイド部Ｎがケーシング２０とは別体の回り止めガイド部材１０により形成され、回り止めガイド部材の付け替えを可能にする連結構造Ｑを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

近年、車両等の省力化、低燃費化のために電動化が進み、例えば、自動車の自動変速機やブレーキ、ステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、電動機の回転運動を直線方向の運動に変換するために、ボールねじ機構を用いたものがある（特許文献１）。

特開２０１４−１８００７号公報

特許文献１には、ボールねじのナットと電動機のロータとを一体として、電動機のロータにボールねじのナットの機能を持たせ、ロータの一部に、ロータを支持する転がり軸受の内輪を兼用させた電動アクチュエータが提案されている。そして、この電動アクチュエータを自動車等の車両用として用いる場合、質量をできるだけ小さくすること、コストをできるだけ低減すること等の要求から、できる限り部品点数が少ない構成が望ましいとしている。また、ロータ（ボールねじのナット）と転がり軸受の内輪とを一体化することに関して、転がり軸受の内輪とボールねじのナットとは、それぞれの材料に求められる機能が共通するため、同一の材料を使用することができるとしている。

しかしながら、部品を共用化した多品種展開により直動アクチュエータをシリーズ化するに際し、ボールねじのナットの共用化を考慮すると、ロータとボールねじのナットの一体化によって得られる効果は少ないということが判明した。

また、モータの回転バランスを取ると、ロータコアを支持する転がり軸受に負荷されるラジアル荷重はロータコアの自重程度であるので、転がり軸受には強度の高い材料を使用する必要がなく、安価な軟鋼で熱処理も必要がない、もしくは高温焼戻し（調質）程度でよいことが判明した。

さらに、電動アクチュエータのシリーズ化を追求する中で、特許文献１の電動アクチュエータは、必要なストローク量が異なる用途に対して一品一葉の専用設計となり、部品を共用化した多品種展開による直動アクチュエータのシリーズ化には問題があることが判明した。この問題に着目し、電動アクチュエータのケーシングを共用化して、異なるストローク量に対応可能なシリーズ化が望ましいことに辿りついた。

以上の問題に鑑み、本発明は、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するため種々検討した結果、電動アクチュエータのボールねじ軸の回り止めガイド部材をストローク量に応じて付け替え可能にするという新たな着想に至った。

前述の目的を達成するための技術的手段として、モータ部と運動変換機構部と操作部とターミナル部を備えた電動アクチュエータであって、前記モータ部のロータコアを支持する中空回転軸が転がり軸受によって回転自在に支持され、前記運動変換機構部が前記中空回転軸に連結されると共にボールねじを備え、このボールねじのボールねじナットが前記中空回転軸の内部に配置され、前記操作部が前記運動変換機構部に連結された電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合され、前記ボールねじ軸が前記回り止めガイド部の軸方向幅に基づくストローク量で案内され、前記回り止めガイド部が前記電動アクチュエータのケーシングとは別体の回り止めガイド部材により形成され、前記ケーシングの前記操作部側の端部と前記回り止めガイド部材が、当該回り止めガイド部材の付け替えを可能にする連結構造を有することを特徴とする。上記の構成により、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。

上記の付け替えられる回り止めガイド部材のストローク量が異なることにより、電動アクチュエータの本体（モータ部Ａ、運動変換機構部Ｂ、ターミナル部Ｄやケーシング等）を共用化して、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。

上記のボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合される構成が、回り止めガイド部材の内周部に設けられた案内溝と、この案内溝に嵌め込まれる前記ボールねじ軸に設けられた係止部材であることが好ましい。これにより、簡単な構成で回り止めガイド部を形成できると共に、ストローク量の異なる回り止めガイド部材を容易に製作することができる。

上記の係止部材を、ボールねじ軸に設けられたピンと、このピンに外嵌されたガイドカラーとで構成することにより、簡単な構成で滑らかな案内が可能になる。

上記の回り止めガイド部材とケーシングの連結構造が、少なくとも１個所の固定手段を有し、ケーシングに対する回り止めガイド部材の相対回転が防止されることにより、回り止めガイド部材に設けた案内溝の回転位相方向の精度も良好である。また、回り止めガイド部材の組込、連結作業性が容易である。

上記の固定手段を、回り止めガイド部材に設けられた貫通孔と、ケーシングに設けられたキー溝と、これら貫通孔とキー溝に挿入されるピンから構成することにより、ガタつきなく、回り止めガイド部材に設けた案内溝の回転位相方向の精度も良好で、また、回り止めガイド部材の組込、連結作業性が容易である。

本発明によれば、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。

本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。 図１のＥ−Ｅ線で矢視した縦断面図である。 図１のモータのステータとターミナル部を取り出して拡大した縦断面図である。 図１のＧ−Ｇ線で矢視した横断面図である。 図１のＨ−Ｈ線で矢視した横断面図である。 図１の電動アクチュエータの左側面図である。 図６のＩ−Ｉ線で矢視したカバーの縦断面図である。 図２のＦ−Ｆ線で矢視した一部横断面を含む右側面図である。 回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。 回り止めガイド部材を示す斜視図である。 図９の回り止めガイド部材とストローク量が異なる回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。 電動アクチュエータの制御ブロック図である。 電動アクチュエータの制御ブロック図である。

本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータを図１〜図１３に基づいて説明する。まず、本実施形態の電動アクチュエータの全体構成を説明する。

図１は、本実施形態の電動アクチュエータの組み立て状態を示す縦断面図で、図２は、図１のＥ−Ｅ線で矢視した縦断面図である。図１および図２に示すように、電動アクチュエータ１は、駆動力を発生させるモータ部Ａ、モータ部Ａの回転を変換して出力する運動変換機構部Ｂ、運動変換機構部Ｂの運動を出力する操作部Ｃ、電源供給回路やセンサ等を備えるターミナル部Ｄを主な構成とする。

モータ部Ａと運動変換機構部Ｂはケーシング２０内に収容されている。モータ部Ａは、ケーシング２０に固定されたステータ２３と、ステータ２３の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２４とからなるラジアルギャップ型のモータ２５で構成されている。ステータ２３はステータコア２３ａに絶縁のためボビン２３ｂを装着し、ボビン２３ｂにコイル２３ｃを巻回することによって構成されている。ロータ２４は、ロータコア２４ａと、ロータコア２４ａの外周に取付けられた永久磁石２４ｂ（図２参照）とからなる。ロータ２４は、中空回転軸としてのロータインナ２６に外嵌され、取付固定されている。

ロータインナ２６は、一端部（図１、図２の右側）外周に転がり軸受２７の内側軌道面２７ａが形成され、転がり軸受２７の外輪２７ｂは、ケーシング２０の内周面に装着されている。ロータインナ２６の他端部（図１、図２の左側）内周面とカバー２９の円筒部２９ａの外周面との間に転がり軸受３０が装着されている。これにより、ロータインナ２６は両端部を転がり軸受２７、３０によって回転自在に支持される。

運動変換機構部Ｂはボールねじ３１で構成され、ボールねじ３１は、ボールねじナット３２、ボールねじ軸３３、多数のボール３４および循環部材としてのこま３５（図２参照）を主な構成とする。ボールねじナット３２の内周面に螺旋状溝３２ａが形成され、ボールねじ軸３３の外周面に螺旋状溝３３ａが形成されている。両螺旋状溝３２ａ、３３ａの間にボール３４が装填され、２個のこま３５が組み込まれ、これにより２列のボール３４が循環する。

ボールねじ軸３３は中空孔３３ｂを有し、中空孔３３ｂにばね取付カラー３６が収容されている。ばね取付カラー３６は、ＰＰＳ等の樹脂材料からなり、一方の端部（図１の右側）に円形中実部３６ａを有し、他方の端部（図１の左側）にフランジ状のばね受け部３６ｂを有する。また、ばね取付カラー３６は、円形中実部３６ａの内端から他方の端部まで凹部３６ｃが形成されている。

ばね取付カラー３６をボールねじ軸３３の中空孔３３ｂに挿入し、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６の円形中実部３６ａとを半径方向に貫通してピン３７が嵌め込まれ、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６とが連結固定される。ボールねじ軸３３の外周面から突出したピン３７の両端部にガイドカラー３８が回転自在に外嵌されている。ガイドカラー３８は、ＰＰＳ等の樹脂材料からなる。

ケーシング２０の円筒部２０ａに回り止めガイド部材１０が嵌合され連結固定されている。回り止めガイド部材１０の内周部に案内溝１０ａが設けられ、案内溝１０ａにガイドカラー３８が嵌め込まれてボールねじ軸３３が回り止めされる。回り止めガイド部材１０の内周部に設けられた案内溝１０ａとボールねじ軸３３に設けられた係止部材としてのピン３７およびガイドカラー３８とで回り止めガイド部Ｎが構成される。回り止めガイド部Ｎの詳細は後述する。これにより、ボールねじナット３２が回転すると、ボールねじ軸３３が図１、図２の左右方向に進退する。ボールねじ軸３３の一端部（図１の右側）に操作部Ｃとしてのアクチュエータヘッド３９が取り付けられている。アクチュエータヘッド３９と回り止めガイド部材１０との間には弾性部材からなる緩衝材１４が組み込まれている。これにより、ボールねじ軸３３とばね取付カラー３６がカバー２９の底部に突き当てが発生した場合にも、ボールねじ３１のボール３４のロックを防止できる。

図１に示すように、ボールねじナット３２はモータ２５のロータインナ２６の内周面に圧入嵌合され、トルク伝達可能に連結されている。これにより、ロータインナ２６の回転がボールねじナット３２に伝達される。

本実施形態では、ロータインナ２６が直接ボールねじナット３２にトルクを伝達する構造の電動アクチュエータ１を例示したが、ロータインナ２６に減速機をトルク伝達可能に連結し、ロータインナ２６の回転を減速してボールねじナット３２に伝達することもできる。この場合は、回転トルクが増加し、モータを小型化することができる。

図１に示すように、カバー２９の円筒部２９ａの先端部にスラスト受けリング４６が取り付けられており、ボールねじナット３２の他方の端面（図１の左側）とスラスト受けリング４６との間にスラスト軸受としてのスラスト針状ころ軸受４７が装着されている。スラスト針状ころ軸受４７によって、ボールねじナット３２が回転してボールねじ軸３３が図面右方向に前進する際のスラスト荷重を滑らかに支持することができる。スラスト針状ころ軸受４７を採用したので、小さな取付スペースで大きなスラスト荷重を支持することができる。また、スラスト針状ころ軸受４７は、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０間の軸方向範囲内に配置されているので、モーメント荷重に対して有利である。特に、本実施形態のように、スラスト針状ころ軸受４７を、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０の軸方向位置の中央部に近い位置に配置した場合は、モーメント荷重に対して極めて有利である。

カバー２９の円筒部２９ａの内周の凹部２９ｂに圧縮コイルばね４８が収容され、圧縮コイルばね４８の両端は、それぞれ、スラスト針状ころ軸受４７とばね取付カラー３６のばね受け部３６ｂに当接している。圧縮コイルばね４８のばね力により、ばね取付カラー３６と連結されたボールねじ軸３３が常時初期位置の方向に付勢される。

カバー２９の詳細を図６および図７を参照して説明する。図６は、図１の左側面図で、図７は、図６のＩ−Ｉ線で矢視したカバー２９の縦断面図である。カバー２９は、例えば、アルミニウムや亜鉛合金、マグネシウム合金等からなる。カバー２９の半径方向外側周辺には、電動アクチュエータ１を組み立て締結するためのボルト６１を挿通する貫通孔（図示省略）と、組立てられた電動アクチュエータ１を設置場所に取付けるための貫通孔６２が設けられている。

図７に示すように、カバー２９の円筒部２９ａの先端部外周面には、軸受装着面６３およびスラスト受けリング４６の嵌合面６４が設けられ、内周には圧縮コイルばね４８（図１参照）を収容する凹部２９ｂが形成されている。

次に、ターミナル部Ｄを図１〜図５を参照して説明する。図３は、図１のモータ２５のステータ２３とターミナル部Ｄを取り出して拡大した図である。図４は、図１のＧ−Ｇ線で矢視した横断面図で、図５は、図１のＨ−Ｈ線で矢視した横断面図である。図３に示すように、ターミナル部Ｄは、ターミナル本体５０と、ターミナル本体５０の内部に収容されたバスバー５１、プリント基板５２とからなる。バスバー５１とプリント基板５２はターミナル本体５０にねじ止めされている。図４および図５に示すように、ステータ２３のコイル２３ｃは、一旦、Ｕ、Ｖ、Ｗの相別にバスバー５１の端子５１ａに結線され、さらに、図２に示すように、バスバー５１の端子５１ｂとターミナル本体５０の端子台５０ａとがねじ７０で締結し結線される。ターミナル本体５０の端子台５０ａから延びる端子５０ｂがコントローラ（図１２、図１３参照）と接続される。端子５０ｂが動力電源用の端子である。なお、信号線は、図１のコネクタ７１により接続される。図４および図５に示すように、ターミナル本体５０の半径方向外側周辺に組み立て締結用の貫通孔６８と取付用の貫通孔６９が設けられている。

本実施形態の電動アクチュエータ１には、２種類のセンサが搭載されている。これらのセンサを図１、図２、図４および図５を参照して説明する。その一つが、モータ２５の回転制御のために用いる回転角度検出用センサ５３である。回転角度検出用センサ５３としてホール素子が好適である。図１および図５に示すように、回転角度検出用センサ５３はプリント基板５２に取り付けられている。回転角度検出用センサ５３は、図１に示すように、モータ２５のロータインナ２６の他方の端部（図１の左側）にパルサリング５４が取り付けられ、電動アクチュエータ１が組み立てられた状態で、回転角度検出用センサ５３と軸方向に隙間をもって対向するように配置されている。回転角度検出用センサ５３は、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相に順番に電流を流すタイミングを決める。

残りのセンサが、ボールねじ軸３３のストローク制御のために用いるストローク検出用センサ５５である。ストローク検出用センサ５５もプリント基板５２に取り付けられている。図２、図４および図５に示すように、プリント基板５２に軸方向に延びる帯状のプリント基板５６が接続され、このプリント基板５６にストローク検出用センサ５５が取り付けられている。プリント基板５６およびストローク検出用センサ５５は、ボールねじ軸３３の中空孔３３ｂに収容されたばね取付カラー３６の凹部３６ｃに配置されている。ばね取付カラー３６の凹部３６ｃの内周にターゲットとしての永久磁石５７が取付けられ、ストローク検出用センサ５５と半径方向に間隔をもって対向するように配置されている。これにより、ボールねじ軸３３のストローク制御のための信号を取り出すことができる。

本実施形態では、ストローク検出用センサ５５を使用した電動アクチュエータ１を例示したが、アプリケーションによっては、ストローク検出用センサ５５を使用しない場合もある。

以上説明した電動アクチュエータ１の全体的な構成による作用効果について、図１を参照してまとめて説明する。ロータインナ２６は、一方の端部（図１の右側）のロータコア２４ａの一端部に近接した軸方向位置に転がり軸受２７の内側軌道面２７ａが形成され、他方の端部（図１の左側）のロータコア２４ａの他端部に近接した軸方向位置の内周面にころがり軸受３０が装着されている。このような構造により、ロータインナ２６を軸方向にコンパクトにすることができる。これに加えて、転がり軸受２７がボールねじナット３２の軸方向幅の内側に配置された構造および、ロータインナ２６とボールねじナット３２の半径方向の重畳構造が相俟って、図１に示す電動アクチュエータ１の筐体の軸方向寸法Ｌ、径方向寸法Ｍを小さくでき、コンパクトで搭載性が向上する。

ロータコア２４ａを取り付けたロータインナ２６の支持軸受２７、３０は、ロータの回転バランスが取られているのでロータの自重程度のラジアル荷重を支持できればよい。転がり軸受２７は、強度の高い材料を使用する必要がなくロータインナ２６の材料である安価な軟鋼等で熱処理としての焼入れも不要である。特に、本実施形態の電動アクチュエータ１では、直線運動の反力は専用の大負荷容量のスラスト針状ころ軸受４７で支持される。したがって、転がり軸受２７は、ラジアル方向の位置決め機能があればよいため、上記のような材料仕様でよい。これにより、低コスト化が図れる。

また、スラスト針状ころ軸受４７は、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０間の軸方向範囲内に配置されているので、モーメント荷重に対して有利であり、スラスト軸受を小型化できる。特に、本実施形態のように、スラスト針状ころ軸受４７を、ロータインナ２６の両端を支持する転がり軸受２７、３０の軸方向位置の中央部に近い位置に配置した場合は、モーメント荷重に対して極めて有利であり、スラスト軸受の小型化を一層促進できる。その結果、スラスト針状ころ軸受４７およびスラスト受けリング４６等をサイズダウンでき、電動アクチュエータ１全体のコンパクト化に寄与する。

ターミナル本体５０をケーシング２０とカバー２９とで挟んだサンドイッチ構造にし、端子部を半径方向に形成したので、モータＡを収容するケーシング２０を長手方向に複数積み重ね、複数の操作部Ｃを有する電動アクチュエータとすることも可能である。

本実施形態の電動アクチュエータ１の全体的な構成は以上のとおりである。次に、特徴的な構成を図１、図２、図８〜図１１に基づいて説明する。本実施形態の電動アクチュエータ１の特徴的な構成は、要約すると、電動アクチュエータのケーシングを共用化して、回り止めガイド部材をケーシングとは別体にし、ストローク量が異なる回り止めガイド部材をケーシングに付け替え可能にしたものである。これにより、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適なものとなる。

図１、図２および図１０に示すように、回り止めガイド部Ｎを構成する回り止めガイド部材１０は、ケーシング２０の操作部Ｃ側の端部としての円筒部２０ａとは別体の筒状部品として形成されている。回り止めガイド部材１０は、内周面１０ｂにガイドカラー３８が嵌め込まれてガイドされる案内溝１０ａが設けられている。案内溝１０ａは、電動アクチュエータ１の用途に必要なストローク量が確保できる軸方向の長さを有する。回り止めガイド部材１０には、ケーシング２０と連結するために環状溝１２が形成され、環状溝１２は内周面１２ａ、外周面１２ｂおよび底面１２ｃを有する。回り止めガイド部材１０の外周面の端部にＯリング装着溝１０ｃ（図１参照）が設けられている。

環状溝１２の内周面１２ａとケーシング２０の円筒部２０ａの外周面とは、シール性と組立性を考慮して、微小な嵌め合いすきまに設定されている。必要に応じて、環状溝１２と円筒部２０ａとの間にＯリング等のシール部材を装着してもよい。環状溝１２の底部１２ｃは、ケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接し、回り止めガイド部材１０の押し込み方向の位置決めを行う。図２に示すように、環状溝１２の底部１２ｃとケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接するまで回り止めガイド部材１０を押し込んだ状態でピン１３を挿入し、ケーシング２０に対する回り止めガイド部材１０の軸方向の相対移動と相対回転が防止される。

回り止めガイド部材１０とケーシング２０の連結構造Ｑについて図８および図９を参照して補足する。図８は、図２のＦ−Ｆ線で矢視した一部横断面を含む右側面図で、図９は回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。図示のように、回り止めガイド部材１０の環状溝１２の内周面１２ａがケーシング２０の円筒部２０ａの外周面に微小な嵌め合いすきまで嵌合している。回り止めガイド部材１０の外周面の２個所に切欠き部１０ｄを設けて、２つの切欠き部１０ｄに貫通するピン孔１０ｅが設けられている。貫通孔としてのピン孔１０ｅに対応してケーシング２０の円筒部２０ａの外周面に円弧断面のキー溝２０ｂが設けられている。

上記のような形態でピン孔１０ｅとキー溝２０ｂが設けられているので、環状溝１２の底部１２ｃとケーシング２０の円筒部２０ａの先端が当接するまで回り止めガイド部材１０を横向き白抜き矢印の方向に押し込んだ状態でピン孔１０ｅとキー溝２０ｂが整合し、ピン（スプリングピン）１３を上向き白抜き矢印の方向に挿入する。このような組付け方法のため、ケーシング２０に対する回り止めガイド部材１０の軸方向の相対移動と相対回転をガタつきなく確実に防止でき、回り止めガイド部材１０に設けた案内溝１０ｂの回転位相方向の精度も良好である。また、回り止めガイド部材１０の組込、連結作業性が容易である。本実施形態では、固定手段として、回り止めガイド部材１０に設けられたピン孔１０ｅと、ケーシング２０に設けられたキー溝２０ｂと、ピン孔１０ｅとキー溝２０ｂに挿入されるピン１３から構成したものを例示したが、これに限られず、例えば、相対回転を防止するキーと止め輪を使用して軸方向の相対移動と相対回転を防止する構造等に適宜変更してもよい。

次に、図９の回り止めガイド部材１０とストローク量が異なる回り止めガイド部材の場合について図１１を参照して説明する。図１１は、図９と同様、回り止めガイド部材の組付け方法を説明する正面図である。図１１に示す回り止めガイド部材１０’は、図９の回り止めガイド部材１０とストローク量が異なるだけで、その他の構成については、図９の回り止めガイド部材１０と同じであるので、回り止めガイド部材には符号１０’を付すが、同一の機能を有する各部位には同一の符号を付し、要点のみ説明する。また、図１１に示すアクチュエータヘッド３９’は、回り止めガイド部材１０’のストローク量が増加したことに伴い、図９のアクチュエータヘッド３９より軸方向の寸法が増加している。

図１１に示すように、回り止めガイド部材１０’は、ストローク量が増加した分、軸方向幅Ｗ２は、図９の回り止めガイド部材１０の軸方向幅Ｗ１より長くなっている。このように、ストローク量は、回り止めガイド部材１０，１０’の軸方向幅Ｗ１、Ｗ２に基づいて定まる。また、前述したように、必要なストローク量は用途によって異なる。一方、回り止めガイド部材１０’の連結構造Ｑは、図９の回り止めガイド部材１０と形状および寸法が同一に設定されている。そのため、図１１に示す回り止めガイド部材１０’も、図９の回り止めガイド部材１０と同じ組み付け方法で電動アクチュエータ１のケーシング２０に組付けられる。換言すれば、図１１に示す回り止めガイド部材１０’も、図９の回り止めガイド部材１０も付け替え可能な、すなわち互換性のある連結構造Ｑを有している。

したがって、本実施形態の電動アクチュエータ１では、電動アクチュエータ１の本体（モータ部Ａ、運動変換機構部Ｂ、ターミナル部Ｄやケーシング２０等）を共用化して、ストローク量が異なる回り止めガイド部材１０、１０’をケーシングに付け替えることができる。これにより、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータ１を実現することができる。

最後に、図１および図１２を参照して本実施形態の電動アクチュエータ１の作動を説明する。図示は省略するが、例えば、車両上位のＥＣＵに操作量が入力される。この操作量より、ＥＣＵは要求される位置指令値を演算する。図１２に示すように、位置指令値が制御装置８０のコントローラ８１に送られ、コントローラ８１は、位置指令値に必要なモータ回転角の制御信号を演算し、この制御信号がコントローラ８１からモータ２５に送られる。

制御信号を受け取ったモータ２５の中空回転軸であるロータインナ２６が回転し、運動変換機構部Ｂに伝達される。ロータインナ２６に連結されたボールねじナット３２が回転し、回り止めされたボールねじ軸３３が図１の右方向に前進し、コントローラ８１の制御信号に基づく位置まで前進し、ボールねじ軸３３の一端部（図１の右側）に取付けられたアクチュエータヘッド３９が制御対象装置（図示省略）を操作する。

ボールねじ軸３３の位置は、図１２に示すように、ストロークセンサ５５により検出された検出値は、制御装置８０の比較部８２に送られ、その検出値と位置指令値との差分を算出し、その値と回転角センサ５３の信号に基づいて、コントローラ８１からモータ２５に制御信号が送られ、アクチュエータヘッド３９の位置がフィードバック制御される。このため、本実施形態の電動アクチュエータ１を、例えば、シフトバイワイヤに適用した場合、シフト位置を確実にコントロールすることができる。なお、電源は、車両側に設けられたバッテリ等の外部より、制御装置８０に入力され（図示省略）、モータや各センサの駆動等に使用される。

図１３にストロークセンサ５５を使用しない場合の制御ブロック図を示す。この場合は、圧力制御の例で制御対象装置（図示省略）に圧力センサ８３が設けられている。車両上位のＥＣＵに操作量が入力されと、ＥＣＵは要求される圧力指令値を演算する。この圧力指令値が制御装置８０のコントローラ８１に送られ、コントローラ８１は、圧力指令値に必要なモータの電流値を演算し、コントローラ８１からモータ２５に送られる。図１２の場合と同様に、ボールねじ軸３３が図１の右方向に前進する。ボールねじ軸３３の一端部に取付けられたアクチュエータヘッド３９は制御対象装置（図示省略）を加圧操作する。

アクチュエータヘッド３９の操作圧力は、外部設置圧力センサ８３により検出され、フィードバック制御される。このため、電動アクチュエータ１を、例えば、ブレーキバイワイヤに適用した場合、ブレーキの液圧を確実にコントロールすることができる。

以上説明したように、本実施形態の電動アクチュエータ１は、小型で搭載性が良く、必要なストローク量が異なる用途に対して低コストで対応可能で、シリーズ化に好適な電動アクチュエータを実現することができる。

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
１０ 回り止めガイド部材
１０ａ 案内溝
１２ 環状溝
１２ａ 内周面
１２ｂ 外周面
１２ｃ 底面
１３ ピン
２０ ケーシング
２０ａ 円筒部
２３ ステータ
２３ａ ステータコア
２３ｂ ボビン
２３ｃ コイル
２４ ロータ
２４ａ ロータコア
２４ｂ 永久磁石
２５ モータ
２６ ロータインナ（中空回転軸）
２７ 転がり軸受
２７ａ 内側軌道面
２７ｂ 外輪
２８ 軸受ホルダ
２９ カバー
３０ 転がり軸受
３１ ボールねじ
３２ ボールねじナット
３２ａ 螺旋状溝
３２ｂ ボールねじナット外周面
３３ ボールねじ軸
３３ａ 螺旋状溝
３４ ボール
３５ こま
３６ ばね取付カラー
３７ ピン
３８ ガイドカラー
３９ アクチュエータヘッド
４７ スラスト針状ころ軸受
４８ 圧縮コイルばね
５０ ターミナル本体
５１ バスバー
５２ プリント基板
５３ 回転角度検出用センサ
５４ パルサリング
５５ ストローク検出用センサ
５６ プリント基板
５７ 永久磁石
Ａ モータ部
Ｂ 運動変換機構部
Ｃ 操作部
Ｄ ターミナル部
Ｌ 筐体の軸方向寸法
Ｍ 筐体の径方向寸法
Ｎ 回り止めガイド部
Ｑ 連結構造

Claims (6)

1. モータ部と運動変換機構部と操作部とターミナル部を備えた電動アクチュエータであって、前記モータ部のロータコアを支持する中空回転軸が転がり軸受によって回転自在に支持され、前記運動変換機構部が前記中空回転軸に連結されると共にボールねじを備え、このボールねじのボールねじナットが前記中空回転軸の内部に配置され、前記操作部が前記運動変換機構部に連結された電動アクチュエータにおいて、
   前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合され、前記ボールねじ軸が前記回り止めガイド部の軸方向幅に基づくストローク量で案内され、
   前記回り止めガイド部が前記電動アクチュエータのケーシングとは別体の回り止めガイド部材により形成され、
   前記ケーシングの前記操作部側の端部と前記回り止めガイド部材が、当該回り止めガイド部材の付け替えを可能にする連結構造を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 前記付け替えられる回り止めガイド部材のストローク量が異なることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記ボールねじ軸と回り止めガイド部が凹凸嵌合される構成が、前記回り止めガイド部材の内周部に設けられた案内溝と、この案内溝に嵌め込まれる前記ボールねじ軸に設けられた係止部材であることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記係止部材が、前記ボールねじ軸に設けられたピンと、このピンに外嵌されたガイドカラーとで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記回り止めガイド部材と前記ケーシングの連結構造が、少なくとも１個所の固定手段を有し、前記ケーシングに対する前記回り止めガイド部材の相対回転が防止されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
6. 前記固定手段が、前記回り止めガイド部材に設けられた貫通孔と、前記ケーシングに設けられたキー溝と、前記貫通孔とキー溝に挿入されるピンからなることを特徴とする請求項５に記載の電動アクチュエータ。

Images