CN108779838B - 电动致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动致动器具备：驱动部(2)；将来自驱动部(2)的旋转运动转换为与驱动部(2)的输出轴(10a)平行的轴向的直线运动的运动转换机构部(3)；具有从驱动部(2)向运动转换机构部(3)传递驱动力的传递齿轮机构(28)的驱动力传递部(4)；以及具有对运动转换机构部(3)进行支承的双列轴承(40)的运动转换机构支承部(5)，双列轴承(40)相对于传递齿轮机构(28)配置在轴向上的单侧。

Description

电动致动器
技术领域
本发明涉及电动致动器。
背景技术
近年来，为了车辆等的省力化、低燃料消耗率化而不断推进电动化，例如，开发出利用电动机的力来进行机动车的自动变速器、制动器、转向器等的操作的***并将其投入到市场中。作为用于这样的用途的致动器，已知有使用了将电动机的旋转运动转换为直线方向的运动的滚珠丝杠机构的电动线性致动器。
例如，在专利文献1中记载有如下的电动线性致动器，如图13所示，该电动线性致动器将电动机100、滚珠丝杠200以及将电动机100的旋转运动向滚珠丝杠200传递的齿轮减速机构500作为的主要的构成要素。这里，滚珠丝杠200具有在外周面形成有螺旋状的螺纹槽的丝杠轴201、外嵌于丝杠轴201且在内周面形成有螺旋状的螺纹槽的螺母202、以及收容于两螺纹槽的多个滚珠203。齿轮减速机构500具有固定于电动机100的电动机轴100a的小径的第一齿轮501以及设置于螺母202的外周且与第一齿轮501啮合的大径的第二齿轮502。在将电动机100的驱动力经由上述的齿轮501、502向螺母202传递时，螺母202进行旋转，丝杠轴201进行直线运动。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利第5243018号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在上述专利文献1所记载的电动线性致动器中，为了支承螺母202，将两个滚动轴承600、700夹着第二齿轮502配置在螺母202的两侧。然而，若在这样的位置配置滚动轴承600、700，则在将其它的构成部件配置在滚珠丝杠200的周围时，会产生必须要在夹着第二齿轮502的两侧避免与各滚动轴承600、700发生干涉这样的布局上的制约，妨碍紧凑化及设计变更。
因此，本发明的目的在于提供一种能够实现紧凑化、设计自由度的提高的电动致动器。
【用于解决技术课题的方案】
作为用于达成上述目的的技术方案，本发明的电动致动器的特征在于，具备：驱动部；将来自驱动部的旋转运动转换为与驱动部的输出轴平行的轴向的直线运动的运动转换机构部；具有从驱动部向运动转换机构部传递驱动力的传递齿轮机构的驱动力传递部；以及具有对运动转换机构部进行支承的双列轴承的运动转换机构支承部，双列轴承配置在传递齿轮机构的轴向上的单侧。
这样，通过将双列轴承相对于传递齿轮机构配置在轴向上的单侧，由此在没有配置双列轴承这一侧可以不考虑双列轴承与其它的构成部件的干涉，因此部件布局的设计自由度得以提高，还能实现小型化。
而且，通过将双列轴承配置在相对于传递齿轮机构而与驱动部相反的一侧，由此能够在没有配置双列轴承这一侧将驱动部在与运动转换机构部的轴向正交的方向上接近运动转换机构部地配置。由此，能够缩短驱动部与运动转换机构部的轴间距离，实现电动致动器的小型化。
优选上述双列轴承是双列角接触球轴承。这种情况下，双列轴承除了能够承受径向载荷以外，还能够承受两方向的轴向载荷，能够稳定且可靠地支承运动转换机构部。
而且，优选双列角接触球轴承是背对背的轴承。这种情况下，对转矩载荷也是有利的。
另外，电动致动器可以具备用于检测运动转换机构部的直线运动的行程的行程传感器。这种情况下，通过将行程传感器配置在相对于传递齿轮机构而与双列轴承相反的一侧，由此能够不考虑与双列轴承的干涉地配置行程传感器。
另外，电动致动器可以具备防止异物向运动转换机构部的侵入的护罩。这种情况下，通过将护罩配置在相对于传递齿轮机构而与双列轴承相反的一侧，由此能够不考虑与双列轴承的干涉地配置护罩。
驱动部可以具有驱动用电动机和收容驱动用电动机的电动机壳体。这种情况下，通过电动机壳体的运动转换机构部侧的外周面配置在比将双列轴承的外周面沿着轴向延长而得到的假想面的位置接近运动转换机构部的位置，由此驱动用电动机与运动转换机构部的轴间距离变短，因此能够实现电动致动器的小型化。
【发明效果】
根据本发明，能够提供可实现紧凑化、设计自由度的提高的电动致动器。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电动致动器的纵剖视图。
图2是电动致动器的外观立体图。
图3是电动致动器的分解立体图。
图4是从开口部侧观察电动机壳体的图。
图5是在图1的A-A线处向视观察所得的横剖视图。
图6是减速机构部的分解立体图。
图7是轴壳及安装于轴壳的锁定机构部的分解立体图。
图8是在图1的B-B线处向视观察所得的横剖视图。
图9是在图1的C-C线处向视观察所得的横剖视图。
图10是电动致动器的控制框图。
图11是电动致动器的控制框图。
图12是本发明的其它实施方式的电动致动器的纵剖视图。
图13是以往的电动线性致动器的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行说明。需要说明的是，在用于说明本发明的各图中，针对具有同一功能或形状的构件或构成部件等构成要素，只要能够辨别就标注同一符号，从而在说明过一次之后省略重复说明。
图1是表示本发明的一实施方式的电动致动器的组装状态的纵剖视图，图2是表示所述电动致动器的组装状态的外观立体图，图3是所述电动致动器的分解立体图。
如图1所示，本实施方式的电动致动器1主要包括：产生驱动力的驱动部2；将来自驱动部2的旋转运动转换为直线运动的运动转换机构部3；从驱动部2向运动转换机构部3传递驱动力的驱动力传递部4；对运动转换机构部3进行支承的运动转换机构支承部5；输出运动转换机构部3的运动的操作部6；防止运动转换机构部3的驱动的锁定机构部7。另外，驱动部2由电动机部8和减速机构部9构成。
构成上述电动致动器1的各部分分别具有壳体，在各壳体内收容有构成部件。具体而言，电动机部8具有收容驱动用电动机10的电动机壳体11，减速机构部9具有收容减速齿轮机构16的减速齿轮壳体17。另外，驱动力传递部4具有收容传递齿轮机构28的传递齿轮壳体29，运动转换机构支承部5具有收容支承轴承40的轴承壳体41。并且，电动机部8与减速机构部9、减速机构部9与驱动力传递部4、驱动力传递部4与运动转换机构支承部5构成为彼此能够按壳体进行连结或分离。而且，轴壳50构成为能够相对于轴承壳体41连结或分离。以下，对构成电动致动器1的各部的详细结构进行说明。
电动机部8主要包括：驱动运动转换机构部3的驱动用电动机(DC电动机)10；收容驱动用电动机10的电动机壳体11。电动机壳体11具有在内部收容驱动用电动机10的有底圆筒状的壳体主体12以及从壳体主体12的底部12a向外部突出的突出部13。突出部13上形成有与壳体主体12的内部空间连通的孔部13a。该孔部13a由覆盖突出部13的外表面的树脂制的密封构件14密封。
在驱动用电动机10从壳体主体12的开口部12d***到内部的状态下，驱动用电动机10的***方向里侧的端面与壳体主体12的底部12a抵接。另外，在底部12a的中央部形成有嵌合孔12c，通过驱动用电动机10的***方向里侧的突起10b与该嵌合孔12c嵌合，由此避免从突起10b突出的输出轴10a的后端(图1的左端部)与电动机壳体11的底部12a发生干涉。而且，壳体主体12的周壁部12b的内周面随着从开口部12d侧朝向底部12a侧而呈锥状地缩径，在驱动用电动机10被向壳体主体12内***时，驱动用电动机10的***方向里侧的外周面与周壁部12b的内周面接触。这样，驱动用电动机10在***到壳体主体12内的状态下通过与壳体主体12的内周面的接触以及与嵌合孔12c的嵌合而被支承。
另外，如从开口部12d侧观察电动机壳体11的图4所示，在壳体主体12安装有用于将驱动用电动机10连接于动力电源的一对母线15。各母线15的一端部15a与电动机端子10c铆接连接，另一端部15b从壳体主体12向外部露出(参照图2、图3)。该向外部露出的母线15的端部15b与动力电源连接。
接着，对减速机构部9进行说明。
如图1所示，减速机构部9主要包括对驱动用电动机10的驱动力进行减速并将其输出的减速齿轮机构16以及收容减速齿轮机构16的减速齿轮壳体17。减速齿轮机构16由包括多个齿轮等的行星齿轮减速机构18构成。需要说明的是，在后叙述行星齿轮减速机构18的详细结构。
在减速齿轮壳体17设置有用于从驱动用电动机10侧的相反侧收容行星齿轮减速机构18的收容凹部17a。另外，在减速齿轮壳体17上能够安装作为电动机安装构件的电动机适配器19。电动机适配器19为筒状的构件，驱动用电动机10的输出侧(图1的右侧)的突起10d***电动机适配器19的内周面而与之嵌合。在减速齿轮壳体17形成有供电动机适配器19嵌合的嵌合孔17b，电动机适配器19从驱动用电动机10侧***该嵌合孔17b中而被安装。
减速齿轮壳体17能够与电动机壳体11以及配置在电动机壳体11的相反侧的后述的传递齿轮壳体29嵌合。减速齿轮壳体17中，配置在电动机壳体11侧的部分内嵌于电动机壳体11的开口部12d侧，配置在传递齿轮壳体29侧的部分外嵌于传递齿轮壳体29。另外，减速齿轮壳体17在相对于电动机壳体11嵌合的状态下与电动机适配器19一起地通过螺栓21(参照图3、图6)而紧固到驱动用电动机10上。在减速齿轮壳体17的驱动用电动机10侧形成有凹部17c，该凹部17c用于避免在减速齿轮壳体17与电动机壳体11嵌合着的状态下减速齿轮壳体17与从驱动用电动机10突出的电动机端子10c及铆接于电动机端子10c的母线15的端部15a发生干涉。另外，在与电动机壳体11的内周面嵌合的减速齿轮壳体17的外周面(嵌合面)形成有用于装配O形环20的装配槽17d。
接着，对运动转换机构部3进行说明。
运动转换机构部3由滚珠丝杠22构成。滚珠丝杠22主要包括作为旋转体的滚珠丝杠螺母23、进行直线运动的作为轴部的滚珠丝杠轴24、多个滚珠25及作为循环构件的挡块26。在滚珠丝杠螺母23的内周面和滚珠丝杠轴24的外周面分别形成有螺旋状槽23a、24a。在两螺旋状槽23a、24a之间填充滚珠25并装入挡块26，由此两列滚珠25进行循环。
滚珠丝杠螺母23受到来自驱动用电动机10的驱动力而正向或反向地旋转。另一方面，滚珠丝杠轴24被设置于其后端部(图1的右端部)的作为旋转限制构件的销27限制旋转。因此，在滚珠丝杠螺母23旋转时，滚珠25沿着两螺旋状槽23a、24a及挡块26进行循环，使滚珠丝杠轴24沿着轴向进退。需要说明的是，图1表示滚珠丝杠轴24配置在最向图的右侧后退的初始位置处的状态。另外，滚珠丝杠轴24与驱动用电动机10的输出轴10a平行地配置，来自驱动用电动机10的旋转运动被滚珠丝杠轴24转换为与输出轴10a平行的轴向的直线运动。滚珠丝杠轴24的前进方向的前端部(图1的左端部)作为对操作对象装置进行操作的操作部(致动器头)6而发挥功能。
接着，对驱动力传递部4进行说明。
驱动力传递部4主要包括从驱动部2所具有的驱动用电动机10向作为运动转换机构部3的滚珠丝杠22传递驱动力的传递齿轮机构28、收容传递齿轮机构28的传递齿轮壳体29。传递齿轮机构28具有驱动侧的驱动齿轮30以及与驱动齿轮30啮合的被驱动侧的从动齿轮31。
在驱动齿轮30的旋转中心部压入嵌合有齿轮轮毂32。驱动齿轮30经由该齿轮轮毂32而被装配在传递齿轮壳体29和后述的轴承壳体41的两壳体上的两个滚动轴承33、34支承为能够旋转。另一方面，从动齿轮31压入嵌合于滚珠丝杠螺母23的外周面而被固定。在来自驱动用电动机10的驱动力经由行星齿轮减速机构18向驱动齿轮30传递时，从动齿轮31与滚珠丝杠螺母23一体地旋转，使滚珠丝杠轴24进退。
传递齿轮壳体29在内部具有收容驱动齿轮30及从动齿轮31的收容凹部29a。另外，在传递齿轮壳体29形成有供齿轮轮毂32穿过的插通孔29b，在插通孔29b的内周面形成有供支承齿轮轮毂32的一方的滚动轴承33进行装配的轴承装配面29c。另外，传递齿轮壳体29具有与减速齿轮壳体17的内周面嵌合的环状突起29d。在该环状突起29d的外周面(嵌合面)形成有用于装配O形环35的装配槽29e。另外，在传递齿轮壳体29的轴承壳体41侧的面上形成有与轴承壳体41嵌合的槽状的嵌合凹部29f。
另外，传递齿轮壳体29具有向滚珠丝杠轴24的前端部侧(图1的左侧)突出的圆筒部29g。该圆筒部29g是在传递齿轮壳体29内收容了从动齿轮31且在该从动齿轮31上组装了滚珠丝杠22的状态下以覆盖滚珠丝杠轴24的周围的方式配置的部分。在圆筒部29g与滚珠丝杠轴24之间安装有防止向传递齿轮壳体29内侵入异物的护罩36。护罩36由大径端部36a、小径端部36b及将大径端部36a与小径端部36b连结且在轴向上伸缩的蛇腹部36c构成。大径端部36a通过护罩带37紧固固定在圆筒部29g的外周面的安装部位上，小径端部36b通过护罩带38紧固固定在滚珠丝杠轴24的外周面的安装部位上。另外，在圆筒部29g设置有在护罩36进行伸缩时用于使内外通气的通气孔29h。另外，在上述电动机壳体11一体地设置有配置在护罩36的周围的护罩套39。
接着，对运动转换机构支承部5进行说明。
运动转换机构支承部5主要包括对作为运动转换机构部3的滚珠丝杠22进行支承的支承轴承40、收容支承轴承40的轴承壳体41。支承轴承40由将在内周面形成有两列轨道面42a的外圈42、在外周面形成有两列轨道面43a的内圈43、夹在上述的轨道面42a、43a之间的两列滚珠44以及保持各滚珠44的未图示的保持器作为主要构成要素的双列角接触球轴承构成。
支承轴承40收容在与轴承壳体41一体地形成的套筒45内，由装配在套筒45的内周面上的挡圈46固定。另外，支承轴承40在比上述从动齿轮31靠滚珠丝杠轴24的后端侧(图1的右侧)的位置处压入嵌合于滚珠丝杠螺母23的外周面而被固定。固定在滚珠丝杠螺母23的外周面上的支承轴承40和从动齿轮31被设置在滚珠丝杠螺母23的从动齿轮31侧的限制突起23b和装配在支承轴承40侧的限制构件47限制轴向的移动。限制构件47由一对半圆弧状构件构成，以将这一对半圆弧状构件呈环状组合的状态装配在滚珠丝杠螺母23的外周面上。而且，在滚珠丝杠螺母23的外周面装配有保持限制构件47的按压用轴环48、防止该按压用轴环48的轴向的脱落的挡圈49。
在轴承壳体41的传递齿轮壳体29侧设置有与传递齿轮壳体29的嵌合凹部29f嵌合的突条部41a。另外，在轴承壳体41的传递齿轮壳体29侧设置有齿轮轮毂收容部41b，齿轮轮毂收容部41b在轴承壳体41与传递齿轮壳体29嵌合的状态下对从传递齿轮壳体29突出的齿轮轮毂32的一部分进行收容。在该齿轮轮毂收容部41b的内周面形成有用于装配对齿轮轮毂32进行支承的滚动轴承34的轴承装配面41c。
对滚珠丝杠轴24的后端部侧(图1的右端部侧)进行收容的有底筒状的轴壳50通过螺栓51(参照图3)能够紧固在轴承壳体41的与传递齿轮壳体29侧相反的一侧。在轴壳50的与轴承壳体41抵接的抵接面形成有用于装配O形环52的装配槽50a。另外，在轴壳50的内周面形成有沿着轴向延伸的引导槽50b，该引导槽50b供设置在滚珠丝杠轴24上的销27的两端部***。在销27的两端部分别装配能够旋转的引导轴环53，在滚珠丝杠轴24沿着轴向进退时，引导轴环53沿着引导槽50b边旋转边移动。
如图3所示，在上述电动机壳体11、减速齿轮壳体17、传递齿轮壳体29、轴承壳体41这样的各壳体的半径方向外侧周边设置有供用于组装紧固这些壳体的螺栓54穿过的螺栓插通孔11a、17e、29i、41d。而且，在传递齿轮壳体29和轴承壳体41这两方的半径方向外侧周边设置有用于将组装好的电动致动器1安装到设置场所的贯通孔29j、41e。
这里，参照图1、图5及图6对行星齿轮减速机构18进行说明。
图5是在图1的A-A线处向视观察所得的横剖视图，图6是行星齿轮减速机构18的分解立体图。
行星齿轮减速机构18由齿圈55、太阳轮56、多个行星齿轮57、行星齿轮架58(参照图1)及行星齿轮支架59(参照图1)构成。齿圈55具有向轴向突出的多个凸部55a，在减速齿轮壳体17的收容凹部17a设置有与凸部55a数量相同的卡合凹部17f(参照图1)。通过使齿圈55的凸部55a与减速齿轮壳体17的卡合凹部17f相位对合地装入，由此将齿圈55以止转的方式收容于减速齿轮壳体17。
在齿圈55的中央配置有太阳轮56，在太阳轮56压入嵌合有驱动用电动机10的输出轴10a。另外，各行星齿轮57以与齿圈55、太阳轮56啮合的方式配置在齿圈55与太阳轮56之间。各行星齿轮57由行星齿轮架58和行星齿轮支架59支承为能够旋转。行星齿轮架58在其中央部具有圆筒部58a，圆筒部58a压入嵌合在齿轮轮毂32的外周面与滚动轴承33的内周面之间(参照图1)。需要说明的是，在另一方的滚动轴承34的内周面与齿轮轮毂32的外周面之间装配有环状的轴环75。
就如上那样构成的行星齿轮减速机构18而言，在驱动用电动机10进行旋转驱动时，与驱动用电动机10的输出轴10a连结的太阳轮56旋转，随之各行星齿轮57一边自转一边沿着齿圈55公转。并且，通过这些行星齿轮57的公转运动而使行星齿轮架58旋转。由此，将驱动用电动机10的旋转减速而向驱动齿轮30传递，使转矩增加。这样，通过经由行星齿轮减速机构18传递驱动力，由此能够得到滚珠丝杠轴24的大的输出，能够实现驱动用电动机10的小型化。
接着，基于图1、图7及图8对锁定机构部7进行说明。图7是轴壳50和安装于轴壳50的锁定机构部7的分解立体图，图8是在图1的B-B线处向视观察所得的横剖视图。
锁定机构部7主要包括锁定构件60、滑动丝杠螺母61、滑动丝杠轴62、锁定构件固定板63、锁定用电动机(DC电动机)64及弹簧65。锁定机构部7的组装如下进行：首先，将锁定构件60借助锁定构件固定板63而由螺栓84(参照图7)紧固于滑动丝杠螺母61(参照图7)；接着，将锁定用电动机64收容于在轴壳50设置的支架部66内，在从支架部66突出的锁定用电动机64的输出轴64a上安装滑动丝杠轴62；然后，在滑动丝杠轴62的外周配置弹簧65，并且将安装有锁定构件60的滑动丝杠螺母61与滑动丝杠轴62螺合来进行装配。这样，完成锁定机构部7的组装。
支架部66形成为有底筒状，在与其底部66a相反的一侧装配有盖67。在锁定用电动机64***到支架部66内且装配了盖67的状态下，锁定用电动机64与支架部66的底部66a及盖67的内表面抵接。另外，在该状态下，锁定用电动机64的输出侧(图1的左侧)的突起64b与形成在支架部66的底部66a的嵌合孔66c嵌合。锁定用电动机64的主体外周面及支架部66的周壁部66b的内周面均形成为不是圆筒形的相同形状，通过向支架部66的周壁部66b内***锁定用电动机64来限制锁定用电动机64的旋转。这样，通过在支架部66收容锁定用电动机64，从而利用支架部66来保持锁定用电动机64，而将锁定机构部7整体进行保持。另外，在盖67形成有供与锁定用电动机64的电动机端子64d连接的线缆68穿过的孔部67a(参照图8)。
在轴壳50的设有支架部66的部分及与该部分对置的轴承壳体41的部分分别形成有锁定机构收容凹部66d、41f，在轴承壳体41侧的锁定机构收容凹部41f形成有贯通孔41g。如图1所示，在轴壳50安装于轴承壳体41的状态下，在锁定机构收容凹部66d、41f内收容有从支架部66突出的锁定用电动机64的输出轴64a、滑动丝杠轴62、滑动丝杠螺母61、锁定构件固定板63、弹簧65及锁定构件60的一部分，在贯通孔41g内***锁定构件60的前端部侧。另外，在轴壳50安装于轴承壳体41的状态下，弹簧65在支架部66的底部66a与锁定构件固定板63之间沿着轴向被压缩，由该被压缩的弹簧65始终对锁定构件60向前进的方向(图1的左侧)施力。
在锁定构件60前进的方向配置有驱动齿轮30，在驱动齿轮30形成有能够与锁定构件60的前端部卡合的卡合孔30a。如在图1的C-C线处向视观察所得的作为横剖视图的图9所示，卡合孔30a遍及驱动齿轮30的周向地设置有多个。锁定构件60通过与这些卡合孔30a中的任一个卡合来限制驱动齿轮30的旋转。另外，在各卡合孔30a的入口部形成有倾斜面30b，锁定构件60沿着该倾斜面30b顺畅地***卡合孔30a。
在轴承壳体41装配有用于检测锁定状态的锁定传感器69(参照图8)。锁定传感器69具有由板簧等弹性构件构成的接触件69a，在锁定构件60前进而与卡合孔30a卡合时(成为锁定状态时)，锁定构件60按压接触件69a而被检测到成为了锁定状态这一情况。
以下，对锁定机构部7的动作进行说明。
在未向锁定用电动机64供给电力的状态下，锁定构件60在弹簧65的作用下保持于前进的位置，成为锁定构件60的前端部与驱动齿轮30的卡合孔30a卡合的锁定状态。若从该状态起为了开始滚珠丝杠轴24的驱动而向驱动用电动机10供给电力，则也向锁定用电动机64供给电力，锁定用电动机64对锁定构件60向使其后退的方向进行驱动。由此，滑动丝杠轴62旋转，另一方面，由于滑动丝杠螺母61因锁定构件60的平板状前端部向贯通孔41g的***而被限制旋转，因此在滑动丝杠轴62旋转时，滑动丝杠螺母61克服弹簧65的作用力而后退，锁定构件60与滑动丝杠螺母61一体地也后退。由此，锁定构件60的前端部从驱动齿轮30的卡合孔30a脱离，锁定状态被解除。这样，在驱动滚珠丝杠轴24的期间，锁定构件60保持于后退的位置，驱动齿轮30保持于未被锁定的状态。
之后，在切断向驱动用电动机10的电力供给而停止滚珠丝杠轴24的驱动时，向锁定用电动机64的电力供给也被切断。由此，不再产生用于使锁定构件60后退的驱动力，因此锁定构件60被弹簧65向前进的方向按压而移动。并且，锁定构件60的前端部与驱动齿轮30的卡合孔30a卡合而成为锁定状态，驱动齿轮30的旋转受到限制。
这样，通过利用锁定构件60来限制驱动齿轮30的旋转，由此滚珠丝杠轴24被保持为不进退的状态。由此，即便从操作对象装置侧向滚珠丝杠轴24侧输入了外力，也能够将滚珠丝杠轴24的位置保持在规定的位置。上述结构在向需要保持位置的设备应用电动致动器的情况下尤为适合。
在本实施方式中，通过使锁定用电动机64驱动来使锁定构件60后退，但反之，也可以使锁定用电动机64驱动来使锁定构件60前进。另外，还可以通过使锁定用电动机64反转来使锁定构件60前进或后退。
在本实施方式的电动致动器1搭载有用于检测滚珠丝杠轴24的行程的行程传感器70(参照图2、图3)。行程传感器70安装于传感器基座71，传感器基座71通过螺栓72紧固固定于在电动机壳体11与护罩套39之间的外周面上设置的传感器壳体76。另一方面，在滚珠丝杠轴24的由护罩36覆盖的部分的外周面安装有作为传感器检测对象的永磁铁73(参照图1)。在本实施方式中，永磁铁73借助周向上的一部分被切去的圆筒状的弹性构件74而安装于滚珠丝杠轴24。在滚珠丝杠轴24进退时，磁铁73相对于行程传感器70的位置发生变化，行程传感器70检测出随之变化的磁力线的朝向，由此能够掌握滚珠丝杠轴24的轴向位置。
接着，基于图10对使用了行程传感器70的反馈控制进行说明。
如图10所示，在将目标值向控制装置80发送时，从控制装置80的控制器81向驱动用电动机10发送控制信号。需要说明的是，该目标值例如是在车辆上位的ECU被输入了操作量时ECU基于该操作量进行运算而得出的行程值。
接收了控制信号的驱动用电动机10开始进行旋转驱动，其驱动力经由上述行星齿轮减速机构18、驱动齿轮30、从动齿轮31、滚珠丝杠螺母23向滚珠丝杠轴24传递，使滚珠丝杠轴24前进。由此，对配置在滚珠丝杠轴24的前端部侧(致动器头侧)的操作对象装置进行操作。
此时，由行程传感器70来检测滚珠丝杠轴24的行程值(轴向位置)。由行程传感器70检测出的检测值被向控制装置80的比较部82发送，算出检测值与上述目标值的差量。而且，使驱动用电动机10进行驱动直至检测值与目标值一致为止。这样，通过对由行程传感器70检测出的行程值进行反馈来控制滚珠丝杠轴24的位置，由此能够在将本实施方式的电动致动器1例如适用于线控换挡的情况下可靠地控制换挡位置。
接着，基于图11对取代行程传感器70而使用了压力传感器83的情况下的反馈控制进行说明。
如图11所示，这种情况下，在操作对象装置设有压力传感器83。在向车辆上位的ECU输入操作量时，ECU计算所要求的目标值(压力指令值)。将该目标值向控制装置80发送，从控制器81向驱动用电动机10发送控制信号，此时，驱动用电动机10开始进行旋转驱动。由此，滚珠丝杠轴24前进，对配置在滚珠丝杠轴24的前端部侧(致动器头侧)的操作对象装置进行加压操作。
此时的滚珠丝杠轴24的操作压力由压力传感器83来检测，并基于该检测值及目标值而与使用上述行程传感器70的情况同样地对滚珠丝杠轴24的位置进行反馈控制。这样，通过对压力传感器83检测出的压力值进行反馈来控制滚珠丝杠轴24的位置，由此能够在将本实施方式的电动致动器1例如适用于线控制动的情况下可靠地控制制动器的液压。
本实施方式的电动致动器1的结构及动作如上所述。以下，针对本实施方式的电动致动器1中的有利于小型化及设计自由度的提高的结构部分进行说明。
如图1所示，在本实施方式中，对滚珠丝杠22进行支承的支承轴承40相对于从动齿轮31仅配置在单侧(右侧)，在相反侧(左侧)完全没有配置对滚珠丝杠22进行支承的轴承。这样，通过将支承轴承40相对于从动齿轮31仅配置在单侧，由此在没有配置支承轴承40这一侧可以不考虑支承轴承40与其它的构成部件的干涉，因此部件布局的设计自由度得以提高，还能实现小型化。
具体而言，在本实施方式中，通过将支承轴承40配置在相对于从动齿轮31而与驱动部2相反的一侧，由此能够将驱动部2在与滚珠丝杠22的轴向正交的方向(半径方向)上接近滚珠丝杠22配置。这里，若不同于本实施方式而将支承轴承40配置在驱动部2侧，则驱动部2为了避免与支承轴承40的外周面发生干涉，必须要配置在比图1所示的单点划线α的位置在半径方向提高而远离滚珠丝杠22的位置。该单点划线α是表示将图1所示的支承轴承40的外周面沿着轴向延长而得到的假想面中的最靠驱动部2侧的位置的线，在将支承轴承40配置于驱动部2侧的情况下，是该支承轴承40的外周面中的最靠驱动部2侧的部分所配置的位置。
相对于此，在像本实施方式那样将支承轴承40配置于驱动部2的相反侧的情况下，由于支承轴承40不存在于驱动部2侧，因此能够将驱动部2(电动机壳体11)的滚珠丝杠22侧的外周面比上述单点划线α所示的位置在半径方向上接近滚珠丝杠22地配置。由此，驱动用电动机10与滚珠丝杠轴24的轴间距离变短，因此能够实现电动致动器1的纵向的小型化。另外，由于支承轴承40没有配置于驱动部2侧，由此也能够利用其配置空间而像本实施方式那样配置护罩36、护罩套39、供护罩36安装的圆筒部29g、行程传感器70、成为检测对象的永久磁石73等。
另外，在本实施方式中，为了实现滚珠丝杠22的稳定的悬臂支承，使用了双列角接触球轴承来作为支承轴承40。双列角接触球轴承中，双列滚珠44均带有接触角地与外圈42的轨道面42a和内圈43的轨道面43a接触，因此除了能够承受径向载荷以外，还能够承受两方向的轴向载荷，能够对进行直线运动的滚珠丝杠22稳定且可靠地进行支承。这里，接触角是指垂直于轴承中心轴的平面(径向平面)与从轨道面向滚珠传递的力的合力的作用线(图1所示的通过各滚珠44的中心的单点划线)所成的角度。尤其是在本实施方式中，各滚珠44的上述作用线在半径方向外侧交叉地配置，成为所谓的背对背的结构，因此对于转矩载荷来说也是有利的。
在本实施方式的支承轴承40中，未对滚珠44赋予预压，外圈42及内圈43的各轨道面42a、43a与滚珠44之间成为正间隙。另外，反之，也可以对滚珠44赋予预压而设成负间隙。
图12是本发明的其它的实施方式的电动致动器1。
图12所示的电动致动器1与图1所示的电动致动器1相比，没有减速机构部9，而将电动机部8与驱动力传递部4直接连结，将轴壳50替换为不具有安装锁定机构部7的支架部66的壳体。这种情况下，由于没有减速机构部9，因此驱动用电动机10的输出轴10a压入嵌合于齿轮轮毂32，省略对齿轮轮毂32进行支承的传递齿轮壳体29侧的滚动轴承33。另外，由于供驱动用电动机10安装的电动机适配器19所要嵌合的对象构件从减速齿轮壳体17变为传递齿轮壳体29，因此电动机适配器19更换为与对象构件的嵌合形状匹配的其它的形状。其它结构与图1所示的实施方式同样。需要说明的是，图12所示的实施方式的电动致动器1除了将来自驱动用电动机10的驱动力不经由减速机构部9地向驱动力传递部4直接传递这点以外，与图1所示的实施方式基本同样地被控制而进行动作，因此省略与控制及动作相关的说明。
在图12所示的电动致动器1中，与图1所示的电动致动器1同样地将支承轴承40相对于从动齿轮31仅配置在单侧，由此设计自由度提高，能够实现小型化。另外，通过使用背对背的双列角接触球轴承来作为支承轴承40，由此成为能够稳定且可靠地支承滚珠丝杠22且对转矩载荷来说也是有利的结构。
如上所述，根据本发明，能够实现电动致动器的紧凑化、设计自由度的提高，因此容易进行与各种用途、各种使用对应的电动致动器的设计变更。因此，就本发明的电动致动器的结构而言，在将电动致动器例如与包括二轮车在内的机动车用的电动驻车制动机构、电动液压制动机构、电动换挡切换机构、电动动力转向器、以及这以外的2WD/4WD电动切换机构、舷外机用(船舶推进器用)的电动换挡切换机构等用途、使用而进行系列化来开发多品种的情况下是合适的。
在上述的实施方式中，对使用双列角接触球轴承作为支承轴承40的例子进行了说明，但并不局限于此，也可以将一对单列角接触球轴承组合使用。另外，作为支承轴承40，除了角接触球轴承以外，例如也可以适用使用了深沟球轴承等的其它的双列轴承。在使用这样的双列轴承的情况下，通过利用双列轴承对滚珠丝杠22从相对于从动齿轮31而言的单侧进行支承，由此与上述同样能够实现设计自由度的提高、小型化。另外，支承轴承40可以是外圈42与轴承壳体41一体地构成的轴承，也可以是内圈43与滚珠丝杠螺母23一体地构成的轴承。
上述运动转换机构部3并不局限于滚珠丝杠22，也可以是滑动丝杠装置。但是，从降低旋转转矩而使驱动用电动机10小型化的观点出发，则优选滚珠丝杠22。
上述减速机构部9也可以是行星齿轮减速机构18以外的减速机构。另外，也可以在驱动齿轮30与从动齿轮31之间等速或减速地传递旋转驱动。
本发明完全不限定于上述的实施方式，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内以各种各样的方式实施，本发明的范围由技术方案表示，进而包含与技术方案等同的范围及该范围内的所有变更。
【附图标记说明】
1 电动致动器
2 驱动部
3 运动转换机构部
4 驱动力传递部
5 运动转换机构支承部
6 操作部
7 锁定机构部
8 电动机部
9 减速机构部
10 驱动用电动机
10a 输出轴
28 传递齿轮机构
36 护罩
40 支承轴承
70 行程传感器

Claims (4)

1.一种电动致动器，其特征在于，具备：
驱动部；将来自所述驱动部的旋转运动转换为与所述驱动部的输出轴平行的轴向的直线运动的运动转换机构部；具有从所述驱动部向所述运动转换机构部传递驱动力的传递齿轮机构的驱动力传递部；具有对所述运动转换机构部进行支承的双列轴承的运动转换机构支承部；防止异物向所述运动转换机构部侵入的护罩；配置在所述护罩的周围的圆筒状的护罩套；检测所述运动转换机构部的轴向位置的行程传感器；以及***述行程传感器的传感器壳体，
所述双列轴承配置在相对于所述传递齿轮机构而与所述驱动部相反的一侧，
所述驱动部具有驱动用电动机和***述驱动用电动机的圆筒状的电动机壳体，
所述护罩套一体地设置于所述电动机壳体，并且，所述护罩套配置在相对于所述传递齿轮机构而与所述双列轴承相反的一侧，
所述传感器壳体设置于所述圆筒状的护罩套的外周面与所述圆筒状的电动机壳体的外周面接合的部位，并且，所述传感器壳体配置在相对于所述传递齿轮机构而与所述双列轴承相反的一侧。
2.根据权利要求1所述的电动致动器，其中，
所述双列轴承是双列角接触球轴承。
3.根据权利要求2所述的电动致动器，其中，
所述双列角接触球轴承是背对背的轴承。
4.根据权利要求1所述的电动致动器，其中，
所述电动机壳体的所述运动转换机构部侧的外周面配置在比将所述双列轴承的外周面沿着轴向延长而得到的假想面的位置接近所述运动转换机构部的位置。
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