JP2023007796A - 直動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】直動アクチュエータにおける電動機及び直動変換機構間の、容易かつ高精度の軸合せを可能とする。
【解決手段】直動アクチュエータは、電動機２１と直動変換機構２３とを備えている。直動変換機構２３は、ねじ軸２４とそのねじ軸２４と螺合するナット２５とを備えており、ねじ軸２４の回転に応じてナット２５が直動するように構成されている。こうした直動アクチュエータにおいて、ねじ軸２４にその回転軸Ｏ１と同軸の穴３５を設ける。そして、電動機２１の回転子２８と同軸を有して一体となって回転するモータシャフト２９の先端部分をその穴３５に挿入することで、電動機２１と直動変換機構２３との軸合せを行うようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、直動アクチュエータに関する。

特許文献１に見られるような、電動機、減速機構、及び直動変換機構を備える直動アクチュエータが知られている。同文献の直動アクチュエータでは、回転自在なナットと、同ナットの回転に応じて同ナットの回転軸の延伸方向に直動するねじ軸と、を備えるスクリュー機構が直動変換機構として採用されている。また、同文献の直動アクチュエータでは、遊星ギア機構が減速機構として採用されている。そして、同文献の直動アクチュエータでは、遊星ギア機構のサンギアを電動機に連結するとともに、遊星ギア機構の各プラネタリギアを直動変換機構のナットに軸支している。

さらに、同文献の直動アクチュエータは、サンギア、及び各プラネタリギアのギア軸がそれぞれ挿通される孔を有した軸合せ用のプレートを備えている。そして、同プレートにより、各プラネタリギアの公転軸とサンギアの回転軸との軸合せが行われている。

米国特許第１０３７８６２３号明細書

上記のような直動アクチュエータにおいて、電動機及び直動変換機構の回転軸の同軸度が求められる場合がある。これに対して、上記従来の直動アクチュエータの軸合せ用のプレートは、遊星ギア機構のサンギアの回転軸とプラネタリギアの公転軸との軸合せを行うものである。こうしたプレートでは、電動機及び直動変換機構の回転軸の軸合せは、間接的にしか行えない。そのため、電動機及び直動変換機構の回転軸の軸合せの精度を十分に確保できない虞がある。

上記課題を解決するための直動アクチュエータは、直動変換機構と、電動機と、を備えている。直動変換機構は、ねじ軸及び同ねじ軸に螺合したナットの一方を回転自在な回転部材として備えるとともに、他方を回転部材の回転に応じて直動する直動部材として備える。電動機は、回転部材と同軸を有して回転する回転子を備えている。そして、電動機は回転子の回転に応じて回転部材を回転させる。さらに、同直動アクチュエータは、回転子と一体となって回転するように同回転子に連結された軸材を備えている。そして、同直動アクチュエータにおけるねじ軸に、軸材が挿入されることで、回転部材の回転軸と回転子の回転軸との軸合せを行う穴を設けている。

上記直動アクチュエータでは、ねじ軸に設けられた穴への軸材の挿入を通じて、回転部材の回転軸と回転子の回転軸との軸合せが、すなわち電動機及び直動変換機構の軸合せが行われる。ねじ軸の穴に挿入される軸材は、電動機の回転子に、一体となって回転するように連結されている。そのため、電動機と直動変換機構との直接の軸合せが可能となる。したがって、上記直動アクチュエータによれば、電動機及び直動変換機構間の容易かつ高精度の軸合せが可能となる。

直動アクチュエータの一実施形態が設けられた電動シリンダの断面図。 同直動アクチュエータの組立時の状態を示す断面図。 直動アクチュエータの変形例１が備える軸合せ構造の概略図。 直動アクチュエータの変形例２が備える軸合せ構造の概略図。 直動アクチュエータの変形例３が備える軸合せ構造の概略図。 同変形例３の直動アクチュエータの使用開始後の軸合せ構造の状態を示す図。 変形例４の直動アクチュエータが設けられた電動シリンダの断面図。

以下、直動アクチュエータの一実施形態を、図１及び図２に従って説明する。本実施形態の直動アクチュエータ２０は、例えば車両等の制動装置において制動力に転換される液圧を発生する電動シリンダ１０に設けられている。

＜電動シリンダ１０の構成＞
まず、図１を参照して電動シリンダ１０の構成を説明する。電動シリンダ１０は、シリンダ１４と、シリンダ１４内を摺動するピストン１５と、を備えている。以下の説明では、シリンダ１４内でのピストン１５の摺動方向を、ストローク方向Ｓと記載する。シリンダ１４内には、ブレーキ液が充填される液室１６がピストン１５により区画形成されている。電動シリンダ１０は、ピストン１５の作動により液室１６内のブレーキ液を押圧することで、制動力に転換される液圧を発生する。シリンダ１４の側壁には、ピストン１５の摺動方向に延びる溝１７が形成されている。溝１７には、ピストン１５に形成された突起１８が係合されている。そして、溝１７と突起１８との係合により、シリンダ１４内でのピストン１５の回り止めがなされている。

なお、電動シリンダ１０は大きくは、シリンダユニット１１と、モータユニット１２と、の２つのユニットにより構成されている。そして、電動シリンダ１０は、シリンダユニット１１、及びモータユニット１２をそれぞれ個別に組み立てた後、それらを一体に組付けることで製造されている。なお、上述のシリンダ１４及びピストン１５は、シリンダユニット１１に設けられている。

＜直動アクチュエータ２０の構成＞
電動シリンダ１０には、ピストン１５を駆動するための直動アクチュエータ２０が設けられている。直動アクチュエータ２０は、電動機２１と、減速機構２２と、直動変換機構２３と、を備えている。これらのうち、減速機構２２及び直動変換機構２３はシリンダユニット１１に、電動機２１はモータユニット１２に、それぞれ設けられている。また、モータユニット１２には、電動機２１の電力制御のための制御基板３６が設けられている。なお、シリンダユニット１１及びモータユニット１２を一体に組付けた状態において、電動機２１、減速機構２２、及び直動変換機構２３は、ストローク方向Ｓに直列に並んだ配置となる。

直動変換機構２３は、ねじ軸２４と、ねじ軸２４に螺合したナット２５と、を有したスクリュー機構である。本実施形態では、ボール循環機構をナット２５に内蔵したボールねじ機構を直動変換機構２３として採用している。ねじ軸２４は、ベアリング２６により回転自在に支持された状態でシリンダユニット１１のケース１３に取り付けられている。一方、ナット２５は、一体となってストローク方向Ｓに摺動するようにピストン１５と連結されている。こうした直動変換機構２３は、ねじ軸２４の回転を、ストローク方向Ｓのナット２５の直動に変換する。

電動機２１は、モータユニット１２のケース１９に固定された固定子２７と、固定子２７の径方向内側に配置された回転子２８と、を備えている。回転子２８には、円筒状の軸材であるモータシャフト２９が同軸を有して一体となって回転するように連結されている。モータシャフト２９は、回転子２８の回転軸Ｏ２上に位置しており、回転子２８の回転軸Ｏ２に沿って延びる軸材である。モータシャフト２９は、ベアリング３０、３１により回転自在に支持された状態でモータユニット１２のケース１９に取り付けられている。なお、モータシャフト２９の一部は、ケース１９から、モータユニット１２から見てシリンダユニット１１が位置する方向に突き出している。

減速機構２２は、電動機２１の回転子２８の回転を減速して直動変換機構２３のねじ軸２４に伝達する機構である。本実施形態では、減速機構２２として遊星ギア機構を採用している。そうした減速機構２２は、外歯ギアであるサンギア３２と、サンギア３２の径方向外側に配置された内歯ギアであるリングギア３３と、サンギア３２とリングギア３３との間に介設された複数のプラネタリギア３４と、を備えている。サンギア３２には、モータシャフト２９が挿通されている。そして、サンギア３２とモータシャフト２９は、スプライン係合等により、一体となって回転するように連結されている。また、リングギア３３は、シリンダユニット１１のケース１３に固定されている。さらに各プラネタリギア３４は、ねじ軸２４に回転自在に取り付けられている。すなわち、この直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４が、遊星ギア機構のプラネタリキャリアとしての機能を兼ね備えている。

なお、ねじ軸２４には、ねじ軸２４から見て減速機構２２が位置する側の端面から穿たれた穴３５が形成されている。穴３５は、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１上に位置しており、かつねじ軸２４の回転軸Ｏ１に沿って延びる丸穴である。穴３５の内径は、モータシャフト２９の外径とほぼ同じとなっている。シリンダユニット１１とモータユニット１２とが一体に組付けられた状態において、この穴３５にはモータシャフト２９の先端部分が挿入されている。上記のように穴３５の内径は、モータシャフト２９の外径とほぼ同じ径となっている。そのため、このときの穴３５は、挿入されたモータシャフト２９の先端部分と摺接している。

＜実施形態の作用、効果＞
上記のように構成された本実施形態の直動アクチュエータ２０の作用及び効果について説明する。

上記直動アクチュエータ２０では、電動機２１の回転を減速機構２２が減速して直動変換機構２３のねじ軸２４に伝達する。ねじ軸２４の回転は、直動変換機構２３において、ナット２５の直動に変換される。そして、ナット２５の直動により、シリンダ１４内でピストン１５がストローク方向Ｓに移動する。なお、このときのモータシャフト２９及びねじ軸２４の回転には、速度差が生じる。

こうした直動アクチュエータ２０を構成する電動機２１、減速機構２２、及び直動変換機構２３の３つの要素のうち、電動機２１はモータユニット１２に設置されている。これに対して、残り２つの減速機構２２及び直動変換機構２３は、シリンダユニット１１に設置されている。そして、電動シリンダ１０は、シリンダユニット１１とモータユニット１２とを一体に組付けることで製造されている。こうした直動アクチュエータ２０において、直動変換機構２３のねじ軸２４の回転軸Ｏ１と電動機２１の回転子２８の回転軸Ｏ２とが軸ずれした状態となっていると、直動アクチュエータ２０が円滑に作動しなくなる。そのため、シリンダユニット１１とモータユニット１２とを一体に組付ける際には、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１と回転子２８の回転軸Ｏ２との軸合せが必要となる。

図２には、電動シリンダ１０におけるシリンダユニット１１及びモータユニット１２の組付時の状態が示されている。同図に示すように、シリンダユニット１１及びモータユニット１２の組付けに際しては、モータシャフト２９の先端部分が、サンギア３２を挿通して、ねじ軸２４に設けられた穴３５内に挿入される。この穴３５の内径はモータシャフト２９の先端部分の外径とほぼ同じである。そのため、先端部分が挿入された状態では穴３５とモータシャフト２９とが同軸となる。一方、穴３５は、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１と同軸をなすように形成されている。また、モータシャフト２９は、同軸を有して一体となって回転するように回転子２８に連結されている。そのため、モータシャフト２９の先端部分の穴３５への挿入により、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１と回転子２８の回転軸Ｏ２との軸合せがなされる。このように、本実施形態の直動アクチュエータ２０では、電動機２１と直動変換機構２３との軸合せを、容易かつ高精度に行える。

なお、本実施形態の直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４の回転に応じてナット２５が直動するように直動変換機構２３が構成されている。これに対して、ナット２５の回転に応じてねじ軸２４が直動するように直動変換機構２３が構成されている場合には、組付作業中にねじ軸２４がストローク方向Ｓに移動して、モータシャフト２９の先端部分が穴３５から抜ける虞がある。そして、その状態で組付けを行えば、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１と回転子２８の回転軸Ｏ２との同軸度が得られなくなってしまう。これに対して本実施形態の場合には、組付作業中にねじ軸２４がストローク方向Ｓに移動することがない。そのため、直動変換機構２３と電動機２１との軸合せをより確実に行える。

また、ナット２５の回転に応じてねじ軸２４が直動するように直動変換機構２３が構成されている場合には、直動アクチュエータ２０の作動に応じて、ねじ軸２４がストローク方向Ｓに移動する。そして、そのねじ軸２４の移動に応じて、モータシャフト２９の先端部分が、ねじ軸２４の穴３５に出入りするようになる。そしてそうした出入りに際して、モータシャフト２９が穴３５に適切に挿入されずに、ねじ軸２４とモータシャフト２９とが干渉する虞がある。その点、本実施形態の直動変換機構２３は、ねじ軸２４の回転に応じてナット２５が直動するように構成されている。そのため、直動アクチュエータ２０の作動中も、穴３５内にモータシャフト２９が挿入された状態が維持される。したがって、直動アクチュエータ２０の作動時に、上記のようなねじ軸２４とモータシャフト２９との干渉が生じることがない。

こうした本実施形態では、ねじ軸２４が回転部材に、ナット２５が直動部材に、それぞれ対応している。また、ねじ軸２４に設けられた穴３５とモータシャフト２９とにより、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１と回転子２８の回転軸Ｏ２との軸合せを行う軸合せ構造が構成されている。そして、モータシャフト２９が、軸合せ構造における軸材に対応している。

なお、本実施形態の直動アクチュエータ２０では、モータシャフト２９が、減速機構２２のサンギア３２に連結されている。また、ねじ軸２４が、減速機構２２のプラネタリキャリアを構成している。すなわち、ねじ軸２４は、機能的には、直動変換機構２３の回転部材と、減速機構２２のプラネタリキャリアと、を一体に連結した構造となっている。そして、本実施形態の直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４に設けられた穴３５へのモータシャフト２９の挿入を通じて、ねじ軸２４の回転軸Ｏ１とモータシャフト２９の回転軸との軸合せが行われる。そしてこれにより、減速機構２２のサンギア３２の回転軸とプラネタリキャリアの回転軸、すなわちプラネタリギア３４の公転軸との軸合せが行われる。このように、本実施形態の直動アクチュエータ２０における軸合せ構造は、電動機２１及び直動変換機構２３の回転軸の軸合せに加えて、減速機構２２のサンギア３２の回転軸とプラネタリギア３４の公転軸との軸合せを併せ行うものとなっている。

＜他の実施形態＞
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。

＜直動アクチュエータ２０の軸合せ構造について＞
上記実施形態では、電動機２１の回転子２８の回転をサンギア３２に伝えるモータシャフト２９が、サンギア３２よりも直動変換機構２３側に延長されていた。そして、その延長したモータシャフト２９の先端部分を、ねじ軸２４に設けた穴３５に挿入することで、電動機２１と直動変換機構２３との軸合せを行っていた。すなわち、軸合せに際して穴３５に挿入される部分を含む一体の部品としてモータシャフト２９が形成されていた。このような軸合せに際して穴３５に挿入される部分をモータシャフト２９と別部品としてもよい。このときの穴３５に挿入される部分は、次のような軸材となる。すなわち、この軸材は、回転子２８の回転軸Ｏ２上に位置して回転子２８の回転軸Ｏ２に沿って延びる軸材であって、回転子２８と一体となって回転する軸材となる。例えば、モータシャフト２９を、回転子２８からサンギア３２までの長さとする。そして、ねじ軸２４の穴３５に挿入可能な金属ピンをモータシャフト２９の先端に、モータシャフト２９と一体となって回転するように連結する。こうした場合にも、金属ピンの穴３５への挿入に応じて電動機２１と直動変換機構２３との軸合せが行われる。

ところで、上記実施形態の直動アクチュエータ２０において減速機構２２は、電動機２１の回転子２８の回転を減速してねじ軸２４に伝達する。そのため、直動アクチュエータ２０の作動時のねじ軸２４は、モータシャフト２９に対して相対回転する。一方、上記実施形態の直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４に設けられた穴３５にモータシャフト２９の先端部分を挿入することで、電動機２１と直動変換機構２３との軸合せを行っている。これらの同軸度を高めるには、穴３５に対するモータシャフト２９の先端部分の嵌め合いをきつくする必要がある。しかしながら、そうした場合、相対回転時のモータシャフト２９の先端部分と穴３５との摺動抵抗が大きくなって、直動アクチュエータ２０の円滑な作動が妨げられる虞がある。電動機２１、直動変換機構２３の軸合せ構造として、下記の変形例１～３の構造を採用すれば、軸合せの精度向上と、直動アクチュエータ２０の作動の円滑化と、を両立できる。

＜変形例１＞
図３を参照して、直動アクチュエータ２０の軸合せ構造の変形例１の構成を説明する。変形例１の直動アクチュエータ２０のねじ軸４０は、金属製の基材４１と、樹脂製のブッシュである樹脂ブッシュ４３と、を備えている。基材４１には、ねじ軸４０から見て減速機構２２が位置する側の端面より穿たれたブッシュ取付穴４２が形成されている。そして、樹脂ブッシュ４３がそのブッシュ取付穴４２に装着されている。樹脂ブッシュ４３には、ねじ軸４０の回転軸Ｏ１の延伸方向に抜ける通孔４４が形成されている。そして、シリンダユニット１１とモータユニット１２との組付けに際しては、その通孔４４内にモータシャフト２９の先端部分が挿入される。ちなみに樹脂ブッシュ４３の通孔４４に先端部分が挿入されるモータシャフト２９は、金属製である。

こうした変形例１では、通孔４４へのモータシャフト２９の挿入を通じて、ねじ軸４０の回転軸Ｏ１と回転子２８の回転軸Ｏ２との軸合せが行われる。すなわち、ねじ軸４０に設けられた樹脂ブッシュ４３の通孔４４が軸合せ構造の穴に、モータシャフト２９が同軸合せ構造の軸材に、それぞれ対応する構成となっている。そして、こうした変形例１では、穴における軸材との接触面が樹脂材料により形成される一方で、軸材における穴との接触面が金属材料により形成されている。

こうした変形例１の軸合せ構造を採用した場合、モータシャフト２９の先端部分は、樹脂ブッシュ４３と摺接する。樹脂により形成された樹脂ブッシュ４３の通孔４４の表面は、金属製のモータシャフト２９よりも硬度が低くて摩耗し易い。そのため、直動アクチュエータ２０が作動してねじ軸４０とモータシャフト２９とが相対回転すると、樹脂ブッシュ４３における通孔４４の表面の摩耗が進行して、モータシャフト２９と通孔４４との摺動抵抗が低下する。よって、変形例１の軸合せ構造を採用すれば、軸合せの精度向上と、直動アクチュエータ２０の作動の円滑化と、を両立できる。

＜変形例２＞
図４を参照して、直動アクチュエータ２０の軸合せ構造の変形例２の構成を説明する。図４に示すように、変形例２における軸合せ構造の軸材を構成するモータシャフト５０は、金属製の基材５１と、その基材５１の先端部分に取り付けられた樹脂リング５２と、により構成されている。基材５１は、ストロークＳ方向に延びる円柱形状の部材である。樹脂リング５２は、樹脂製の中空円筒形状の部材である。なお、樹脂リング５２の外径は、ねじ軸２４の穴３５の内径とほぼ同じ径とされている。こうした変形例２では、穴３５におけるモータシャフト５０との接触面が金属材料により形成されるとともに、モータシャフト５０における穴３５との接触面が樹脂材料により形成されている。

直動アクチュエータ２０が作動すると、ねじ軸２４とモータシャフト５０とが相対回転する。このとき、樹脂リング５２は、ねじ軸２４、及びモータシャフト５０の基材５１のいずれか一方と連れ回りして、他方とは相対回転する。そしてその結果、樹脂リング５２の内周、又は外周の摩耗が進行して、モータシャフト５０と穴３５との摺動抵抗が低下する。よって、変形例２の軸合せ構造を採用した場合にも、軸合せの精度向上と、直動アクチュエータ２０の作動の円滑化と、を両立できる。

以上のように変形例１及び変形例２では、穴における軸材との接触面、及び軸材における穴との接触面のうちの一方を金属により形成する一方で、金属よりも硬度の低い樹脂により他方を形成している。このように、上記２つの接触面のうちの一方を他方よりも硬度が高いものとすれば、硬度が低くて摩耗し易い方の接触面が次第に摩耗して両接触面の摺動抵抗が低下する。そのため、軸合せの精度向上と、直動アクチュエータ２０の作動の円滑化と、を両立できる。なお、両接触面の材料の組合せとしては、硬度の異なる材料の組合せであれば、樹脂、金属以外の組合せを採用してもよい。

＜変形例３＞
図５及び図６を参照して、直動アクチュエータ２０の軸合せ構造の変形例３の構成を説明する。図５に示すように、変形例３の軸合せ構造では、モータシャフト２９の先端に取り付けられた金属製のピンである金属ピン６１を、軸合せに際してねじ軸２４の穴３５に挿入する軸材としている。

金属ピン６１は、樹脂のインサート成型により、モータシャフト６０と一体化されている。すなわち、金属ピン６１は、樹脂により形成された部分である樹脂部６３を介してモータシャフト６０に連結されている。金属ピン６１は、モータシャフト６０と同じ外径の円筒形状の部分を有している。そして、金属ピン６１における円筒形状の部分の側周には、スプライン６２が形成されている。スプライン６２の延伸方向は、モータシャフト６０の回転軸の延伸方向、すなわちモータシャフト６０が同軸を有して一体となって回転するように連結された電動機２１の回転子２８の回転軸Ｏ２の延伸方向となっている。一方、ねじ軸２４には、金属ピン６１が挿入可能な穴６４が設けられている。穴６４の側壁には、金属ピン６１のスプライン６２と係合可能なスプライン６５が形成されている。

こうした変形例３の軸合せ構造を採用する直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４の穴６４への金属ピン６１の挿入を通じて、電動機２１と直動変換機構２３との軸合せが行われる。この状態では、スプライン６２、６５の係合により、ねじ軸２４とモータシャフト６０との相対回転が規制されている。

図６に示すように、この状態で電動機２１を通電すると、ねじ軸２４とモータシャフト６０との間に捩りトルクＴが生じる。そして、その捩りトルクＴにより、モータシャフト６０又は金属ピン６１と樹脂部６３との接合が破断する。こうした金属ピン６１、モータシャフト６０と樹脂部６３との接合部は、電動機２１の作動に伴う回転子２８とねじ軸２４との相対回転に応じて破断する脆弱部となっている。そして、変形例３の軸合せ構造の軸材を構成する金属ピン６１は、そうした脆弱部を介して回転子２８に連結されている。なお、図６には、モータシャフト６０と樹脂部６３との接合が破断した場合の状態が示されている。

上記接合の破断により、ねじ軸２４とモータシャフト６０との相対回転が許容される。その後、金属ピン６１は、ねじ軸２４と一体となって回転する。そのため、金属ピン６１と穴６４との嵌め合いは、直動アクチュエータ２０の作動に影響しない。よって、変形例３の軸合せ構造を採用した場合にも、軸合せの精度向上と、直動アクチュエータ２０の作動の円滑化と、を両立できる。

＜直動変換機構２０の構成について＞
上記実施形態の直動アクチュエータ２０では、ねじ軸２４の回転に応じてナット２５が直動する構成の直動変換機構２３を採用していた。これとは逆に、ナットの回転に応じてねじ軸が直動する直動変換機構を採用してもよい。

図７は、そうした直動変換機構１２３を採用する直動アクチュエータ１２０が設けられた電動シリンダ１１０の断面構造を示す。この直動アクチュエータ１２０における電動機２１及び減速機構２２の構成は、上記実施形態のものと同様である。この直動アクチュエータ１２０における直動変換機構１２３は、ベアリング２６によりケース１３に対して回転自在に取り付けられたナット１２５と、ナット１２５に螺合するねじ軸１２４と、を備えている。こうした直動変換機構１２３では、ナット１２５の回転に応じてねじ軸１２４が直動する。電動シリンダ１１０におけるピストン１１５は、一体となってストローク方向Ｓに移動するようにねじ軸１２４に連結されている。また、この直動アクチュエータ１２０では、減速機構２２の各プラネタリギア３４は、ねじ軸１２４ではなく、ナット１２５に、回転自在に取り付けられている。すなわち、この直動アクチュエータ１２０では、ナット１２５が、遊星ギア機構のプラネタリキャリアとしての機能を兼ね備えている。

この直動アクチュエータ１２０においても、ねじ軸１２４には、モータシャフト６０の先端部分が挿入可能な穴３５が形成されている。そして、その穴３５へのモータシャフト６０の先端部分の挿入により、直動変換機構１２３のナット１２５の回転軸Ｏ１と、電動機２１の回転子２８の回転軸Ｏ２との軸合せが行われる。よって、こうした直動アクチュエータ１２０においても、電動機２１と直動変換機構１２３との軸合せを、容易かつ高精度に行える。なお、こうした直動アクチュエータ１２０では、ナット１２５の回転軸Ｏ１の延伸方向に対するねじ軸１２４の移動が許容されている。そのため、電動機２１と直動変換機構１２３との軸合せは、ねじ軸１２４の移動を規制した状態で行うことが望ましい。

ところで、上記実施形態及び変形例では、ボールねじ機構を直動変換機構２３、１２３として採用していた。ねじ軸とそのねじ軸に螺合するナットとを有しており、それらの一方の回転に応じて他方が直動するスクリュー機構であれば、ボールねじ機構以外の機構を直動変換機構２３、１２３として採用してもよい。直動変換機構２３、１２３として採用可能なスクリュー機構には、ボールを介さずにねじ軸とナットとが直接螺合した送りねじ機構がある。

＜減速機構２２について＞
上記実施形態及び変形例では、遊星ギア機構を減速機構２２として採用していた。遊星ギア機構以外の機構を減速機構２２として採用してもよい。減速機構２２として採用可能な機構としては、サイクロイド減速機や、不思議歯車、ウォームギアがある。また、減速機構２２を設けずに、電動機２１と直動変換機構２３、１２３とを直接連結するように、直動アクチュエータ２０、１２０を構成してもよい。

＜直動アクチュエータ２０、１２０の応用について＞
上記実施形態及び変形例の直動アクチュエータ２０、１２０は、電動シリンダ１０、１１０のピストン１５、１１５を駆動するアクチュエータとして使用されていた。上記実施形態及び変形例の直動アクチュエータ２０、１２０は、それ以外の用途にも利用可能である。

＜直動アクチュエータ２０の軸受け構造の応用について＞
上記実施形態及び変形例１～３におけるねじ軸２４と回転子２８との軸合せに係る構造は、それ以外の、互いに相対回転する２つの回転体の間の軸合せに利用できる。ここでは、２つの回転体のうちの一方を第１の回転体とし、もう一方を第２の回転体とする。これら２つの回転体の軸合せ構造として、次の軸材を設ける。この軸材は、第１の回転体の回転軸上に位置して該第１の回転体の回転軸に沿って延びる軸材であって、第１の回転体と一体となって回転する軸材である。また、第２の回転体に、次の穴を設ける。この穴は、第２の回転体の回転軸上に位置して該第２の回転体の回転軸に沿って延びる穴である。そして、同穴は、軸材の先端部分が挿入可能であり、かつ同軸材の先端部分が挿入された状態において同先端部分と摺接する穴である。こうした穴に上記軸材が挿入された状態では、第１の回転体の回転軸と第２の回転体の回転軸とが軸合せされた状態となる。そのため、第２の回転体に設けられた穴への軸材の挿入を通じて、第１の回転体と第２の回転体との直接の軸合せが可能となる。したがって、上記のような軸合せ構造によれば、電動機及び直動変換機構間の容易かつ高精度の軸合せが可能となる。

なお、第２の回転体の基材が金属製である場合には、軸合せ構造を上記変形例１に準じた構成とすることができる。すなわち、第２の回転体の基材に樹脂製のブッシュを装着する。そして、上記軸材が挿入される穴をその樹脂製のブッシュに設ける。こうした場合、軸合せ後に両回転体を相対回転させると、樹脂製のブッシュの穴と、その穴に挿入された軸材とが擦れ合って、樹脂製ブッシュの穴の表面が摩耗する。そしてその摩耗により、穴と軸材との摺動抵抗が低下する。よって、両回転体の同軸度を高めるべく、軸材と穴との嵌め合いをきつくしても、両回転体の相対回転を円滑に行えるようになる。

また、第２の回転体が金属製である場合には、軸合せ構造を上記変形例２に準じた構成とすることができる。すなわち、第２の回転体に穴に挿入される軸材の同穴との摺接面を樹脂により形成する。こうした場合、軸合せ後に両回転体を相対回転させると、穴との擦れ合いにより、樹脂でできた軸材の摺接面が摩耗して、穴と軸材との摺動抵抗が低下する。よって、よって、両回転体の同軸度を高めるべく、軸材と穴との嵌め合いをきつくしても、両回転体の相対回転を円滑に行えるようになる。

＜他の技術的思想＞
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）回転自在に設置された２つの回転体であって、互いに相対回転する第１及び第２の回転体の軸合せを行うための軸合せ構造であって、前記第１の回転体の回転軸上に位置して該第１の回転体の回転軸に沿って延びる軸材であって、前記第１の回転体と一体となって回転する軸材を備えており、かつ前記第２の回転体には、該第２の回転体の回転軸上に位置して該第２の回転体の回転軸に沿って延びる穴であって、前記軸材の先端部分が挿入可能であり、かつ前記軸材の先端部分が挿入された状態において同先端部分と摺接する穴が設けられている回転体の軸合せ構造。

（ロ）前記第２の回転体は、金属製の基材と、その基材に装着された樹脂製のブッシュと、を有しており、前記穴が前記ブッシュに設けられている上記（イ）に記載の回転体の軸合せ構造。

（ハ）前記第２の回転体は金属製であり、かつ前記軸材における前記穴との摺接面は樹脂により形成されている上記（イ）に記載の回転体の軸合せ構造。
（ニ）前記軸材は、前記電動機の作動に伴う前記回転子と前記ねじ軸との相対回転に応じて破断する脆弱部を介して前記回転子に連結されている請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の直動アクチュエータ。

１０…電動シリンダ
１１…シリンダユニット
１２…モータユニット
１３…（シリンダユニット１１の）ケース
１４…シリンダ
１５，１１５…ピストン
１６…液室
１７…溝
１８…突起
１９…（モータユニット１２の）ケース
２０，１２０…直動アクチュエータ
２１…電動機
２２…減速機構
２３，１２３…直動変換機構
２４，４０…ねじ軸（回転部材）
２５…ナット（直動部材）
２６…ベアリング
２７…回転子
２８…固定子
２９，５０，６０…モータシャフト
３０，３１…ベアリング
３２…サンギア
３３…リングギア
３４…プラネタリギア
３５，６４…穴
３６…制御基板
４１…基材
４２…ブッシュ取付穴
４３…樹脂ブッシュ
４４…通孔
５１…基材
５２…樹脂リング
６１…金属ピン
６２，６５…スプライン
１２３…ねじ軸（直動部材）
１２４…ナット（回転部材）
Ｏ１…（回転部材の）回転軸
Ｏ２…（回転子２７の）回転軸

Claims (4)

1. ねじ軸及び同ねじ軸に螺合したナットの一方を回転自在な回転部材として備えるとともに、他方を前記回転部材の回転に応じて直動する直動部材として備える直動変換機構と、
   前記回転部材と同軸を有して回転する回転子を備える電動機であって、同回転子の回転に応じて前記回転部材を回転させる電動機と、
   前記回転子と一体となって回転するように同回転子に連結された軸材と、
   を備えており、かつ
   前記軸材が挿入されることで、前記回転部材の回転軸と前記回転子の回転軸との軸合せを行う穴が前記ねじ軸に設けられている
   直動アクチュエータ。
2. 前記ねじ軸が前記回転部材であり、前記ナットが前記直動部材である請求項１に記載の直動アクチュエータ。
3. 前記回転子の回転を減速して前記回転部材に伝達する機構であって、前記軸材に連結されたサンギアと、前記回転部材に連結されたプラネタリキャリアと、を有した遊星ギア機構を備える請求項１又は請求項２に記載の直動アクチュエータ。
4. 前記穴における前記軸材との接触面、及び前記軸材における前記穴との接触面のうちの一方は、他方よりも硬度が高い請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の直動アクチュエータ。

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