JP6111041B2

JP6111041B2 - Electric linear actuator

Info

Publication number: JP6111041B2
Application number: JP2012233552A
Authority: JP
Inventors: 辰徳清水; 数野　恵介; 恵介数野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: JP2014084930A

Description

本発明は、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用されるボールねじ機構を備えた電動リニアアクチュエータ、詳しくは、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等で、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換する電動リニアアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an electric linear actuator having a ball screw mechanism used in a drive unit of a general industrial electric motor or automobile, and more specifically, a rotational input from an electric motor is applied to a ball in a transmission or a parking brake of the automobile. The present invention relates to an electric linear actuator that converts a linear motion of a drive shaft through a screw mechanism.

各種駆動部に使用される電動リニアアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。 In electric linear actuators used for various drive units, a gear mechanism such as a trapezoidal screw or a rack and pinion is generally used as a mechanism for converting the rotational movement of the electric motor into a linear linear movement. Since these conversion mechanisms involve a sliding contact portion, the power loss is large, and it is necessary to increase the size of the electric motor and increase the power consumption. Therefore, a ball screw mechanism has been adopted as a more efficient actuator.

従来の電動リニアアクチュエータとしては、例えば、ハウジングに支持された電動モータにより、ボールねじを構成するボールねじ軸を回転駆動自在とし、このボールねじ軸を回転駆動することによってナットに結合された出力部材を軸方向に変位可能としている。ボールねじ機構は、摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重によって簡単にボールねじ軸が回転してしまうので、電動モータが停止時に出力部材を位置保持する必要がある。 As a conventional electric linear actuator, for example, a ball screw shaft constituting a ball screw can be driven to rotate by an electric motor supported by a housing, and an output member coupled to a nut by rotating the ball screw shaft. Can be displaced in the axial direction. Since the ball screw mechanism has very low friction and the ball screw shaft easily rotates due to the thrust load acting on the output member side, it is necessary to hold the position of the output member when the electric motor is stopped.

そこで、例えば、電動モータにブレーキ手段を設けたり、あるいは伝達手段としてウォームギアのような低効率なものを設けたりすることがなされているが、その代表的なものとして、図１１に示すような電動リニアアクチュエータが知られている。この電動リニアアクチュエータ５０は、回転運動を直線運動に変換するボールねじ５１を備えたアクチュエータ本体５２と、電動モータ５３の回転運動をアクチュエータ本体５２に伝達する歯車減速機構５４と、歯車減速機構５４を構成する第１歯車５５に係合してアクチュエータ本体５２を位置保持する位置保持機構５６とを備えている。 Therefore, for example, a brake means is provided in an electric motor, or a low-efficiency thing such as a worm gear is provided as a transmission means. As a typical example, an electric motor as shown in FIG. Linear actuators are known. The electric linear actuator 50 includes an actuator main body 52 including a ball screw 51 that converts rotational motion into linear motion, a gear reduction mechanism 54 that transmits the rotational motion of the electric motor 53 to the actuator main body 52, and a gear reduction mechanism 54. A position holding mechanism 56 is provided that engages with the first gear 55 constituting the position and holds the position of the actuator main body 52.

ボールねじ５１は、外周面に螺旋状のねじ溝５７ａが形成され、出力軸としてのねじ軸５７と、このねじ軸５７に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝５８ａが形成されたナット５８と、対向する両ねじ溝５７ａ、５８ａによって形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール５９とを備えている。 The ball screw 51 has a spiral thread groove 57a formed on the outer peripheral surface, and is externally fitted to the screw shaft 57 as an output shaft and the screw shaft 57, and a spiral thread groove 58a is formed on the inner peripheral surface. A nut 58 and a large number of balls 59 accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves 57a and 58a are provided.

アクチュエータ本体５２は、ハウジング６０の内周に、ナット５８が一対の玉軸受６１、６２を介して回転自在に支持されると共に、ねじ軸５７が、ハウジング６０に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。そして、ナット５８が歯車減速機構５４を介して回転駆動されることにより、ねじ軸５７が直線運動に変換される。 The actuator main body 52 includes a nut 58 rotatably supported on the inner periphery of the housing 60 via a pair of ball bearings 61 and 62, and a screw shaft 57 that cannot rotate relative to the housing 60. It is supported movably in the direction. The nut 58 is rotationally driven via the gear reduction mechanism 54, whereby the screw shaft 57 is converted into a linear motion.

歯車減速機構５４は、電動モータ５３のモータ軸５３ａに固定された小径の平歯車からなる第１歯車５５と、この第１歯車５５に噛合し、ナット５８の外周に一体に形成された大径の平歯車からなる第２歯車６３とから構成されている。 The gear reduction mechanism 54 is engaged with a first gear 55 formed of a small-diameter spur gear fixed to the motor shaft 53 a of the electric motor 53, and a large diameter integrally formed on the outer periphery of the nut 58. And a second gear 63 composed of a spur gear.

位置保持機構５６は、第１歯車５５に対して係脱自在に設けられているロック部材としてのシャフト６４と、このシャフト６４を第１歯車５５に対して係脱する方向に駆動する駆動手段としてのソレノイド６５とを備えている。シャフト６４は棒状をなし、ソレノイド６５によって直線駆動され、その先端部が受部６６に係脱するようになっている。このように、ソレノイド６５を制御することにより、シャフト６４が第１歯車５５に係合して回転が阻止されるので、振動荷重が作用した場合においても、係合面が滑ることなく安定してアクチュエータ本体５２のねじ軸５７を位置保持することができる（例えば、特許文献１参照。）。 The position holding mechanism 56 is a shaft 64 as a lock member that is detachably attached to the first gear 55, and driving means that drives the shaft 64 in a direction to be engaged with and disengaged from the first gear 55. The solenoid 65 is provided. The shaft 64 has a rod shape and is linearly driven by a solenoid 65, and its tip end portion is engaged with and disengaged from the receiving portion 66. In this way, by controlling the solenoid 65, the shaft 64 engages with the first gear 55 and is prevented from rotating. Therefore, even when a vibration load is applied, the engagement surface can be stably prevented from slipping. The position of the screw shaft 57 of the actuator body 52 can be held (see, for example, Patent Document 1).

こうした自動車等の車両の駆動部に使用される電動リニアアクチュエータ５０では、歯車減速機構５４から発生する騒音を抑えることが望まれている。騒音は、ナット５８の外径と第２歯車（出力歯車）６３のハメアイ部のすきまによるガタツキ音、または出力歯車６３とナット５８の芯がずれて振れ回るため騒音が発生する。ここで、歯車減速機構５４を構成する歯車５５、６３をヘリカルギヤに変え、ギヤのバックラッシを低減して騒音を抑えることもなされている。然しながら、ヘリカルギヤは、高精度に製作することによってバックラッシを低減させることも可能であるが、平歯車に比べて高価で、コスト高騰の要因となる。一方、ギヤの固定に、図１２に示すようなトレランスリングを使用したものが知られている。 In the electric linear actuator 50 used for such a drive unit of a vehicle such as an automobile, it is desired to suppress noise generated from the gear reduction mechanism 54. Noise is generated because of the rattling noise caused by the outer diameter of the nut 58 and the clearance of the second gear (output gear) 63, or the center of the output gear 63 and the nut 58 is deviated. Here, the gears 55 and 63 constituting the gear reduction mechanism 54 are changed to helical gears to reduce the backlash of the gears and suppress noise. However, the helical gear can be reduced in backlash by being manufactured with high accuracy, but it is more expensive than a spur gear and causes a cost increase. On the other hand, one using a tolerance ring as shown in FIG. 12 is known for fixing the gear.

この無段変速機用ボールねじ装置６７では、ナット６８のねじ溝６８ａと、ねじ軸６９のねじ溝６９ａとの間に、複数のボール７０を保持器リング７１で円周等間隔に配置する状態で介装した構造であり、複数のボール７０を駒部材７２によって循環させる構造になっている。 In this continuously variable transmission ball screw device 67, a plurality of balls 70 are arranged at equal circumferential intervals by a cage ring 71 between a screw groove 68 a of a nut 68 and a screw groove 69 a of a screw shaft 69. In this structure, a plurality of balls 70 are circulated by a piece member 72.

ナット６８は、ギヤ部材７３を介してモータなどの回転動力源（図示せず）によって回転する変速用入力軸７４に結合されている。ギヤ部材７３は、上半分の断面がほぼ逆向きコ字形の金属製のブラケット７５と、このブラケット７５における外筒部７６の外周面に一体成形される樹脂製のギヤ７７、ならびに変速用入力軸７４に外嵌されたギヤ７７が歯合する減速ギヤ７８とで構成されている。このギヤ部材７３のブラケット７５における外筒部７６の内周面に対してナット６８が嵌入されており、外筒部７６の付け根側の円周数ヶ所に設けられる凸部７９とナット６８の嵌入方向奥側の円周数ヶ所に設けられる凹部８０とを軸心方向で嵌合することにより、ギヤ部材７３とナット６８とを相対回転不可能に結合するようになっている。 The nut 68 is coupled via a gear member 73 to a speed change input shaft 74 that is rotated by a rotational power source (not shown) such as a motor. The gear member 73 includes a metal bracket 75 having an approximately U-shaped upper half cross section, a resin gear 77 integrally formed on the outer peripheral surface of the outer cylinder portion 76 of the bracket 75, and a transmission input shaft. 74 and a reduction gear 78 that meshes with a gear 77 that is externally fitted. Nuts 68 are inserted into the inner peripheral surface of the outer cylinder portion 76 of the bracket 75 of the gear member 73, and the protrusions 79 and nuts 68 are provided at several locations on the base side of the outer cylinder portion 76. The gear member 73 and the nut 68 are coupled so as not to rotate relative to each other by fitting in the axial direction the concave portions 80 provided at several places on the circumference side in the direction.

また、ブラケット７５は、転がり軸受８１を介してねじ軸６９の中心孔に軸心方向移動可能に挿通される筒軸８２に対して回転自在に支持される。また、ねじ軸６９は、筒軸８２の内径側にスプライン嵌合されている入力軸８３に対して転がり軸受８４を介して支持されている。なお、筒軸８２と入力軸８３の軸心方向一端側には、対向面がテーパ状とされた一対のフランジ８５、８６が振り分けられて設けられている。フランジ８５、８６の対向面の間隔は、ねじ軸６９に対してナット６８を軸心方向に回転させながら往復移動することによって大小調節され、フランジ８５、８６の対向面間に巻き掛けられるベルト８７の巻き掛け径が変更されるようになっている。 The bracket 75 is rotatably supported with respect to a cylindrical shaft 82 that is inserted through the rolling bearing 81 into the center hole of the screw shaft 69 so as to be movable in the axial direction. The screw shaft 69 is supported via a rolling bearing 84 with respect to the input shaft 83 that is spline-fitted to the inner diameter side of the cylindrical shaft 82. In addition, a pair of flanges 85 and 86 whose opposing surfaces are tapered are provided on one end side in the axial direction of the cylindrical shaft 82 and the input shaft 83. The distance between the opposing surfaces of the flanges 85 and 86 is adjusted by reciprocating while rotating the nut 68 in the axial direction with respect to the screw shaft 69, and the belt 87 wound between the opposing surfaces of the flanges 85 and 86. The winding diameter is changed.

ここで、変速用入力軸７４と減速ギヤ７８の間に、トルクリミッタ機構となるトレランスリング８８が介装されている。このトレランスリング８８は、弾性を有した波形鋼板を環状に形成してなるものであり、外周面に沿って、山部と谷部が交互に配置され、径方向に弾性を有している。 Here, a tolerance ring 88 serving as a torque limiter mechanism is interposed between the transmission input shaft 74 and the reduction gear 78. The tolerance ring 88 is formed by forming a corrugated steel plate having elasticity in an annular shape, and crests and troughs are alternately arranged along the outer peripheral surface, and has elasticity in the radial direction.

トレランスリング８８は、変速用入力軸７４の外周面に形成した周溝７４ａに外嵌して設けられると共に、トレランスリング８８の外周に減速ギヤ７８を外嵌し、トレランスリング８８の山部が減速ギヤ７８の内周面に圧接し、減速ギヤ７８がトレランスリング８８の弾性力にて保持される。 The tolerance ring 88 is externally fitted in a circumferential groove 74 a formed on the outer peripheral surface of the transmission input shaft 74, and a reduction gear 78 is externally fitted on the outer circumference of the tolerance ring 88, and the peak portion of the tolerance ring 88 is reduced. The reduction gear 78 is held in contact with the inner peripheral surface of the gear 78 by the elastic force of the tolerance ring 88.

ここで、無段変速機用ボールねじ装置６７が縮小状態となり、ストッパピン８９が切欠き９０の最奥部に当接し、ナット６８ならびにブラケット７５が強制的に停止すると、変速用入力軸７４に慣性トルクが発生する。しかし、変速用入力軸７４に外嵌したトレランスリング８８の山部が回転方向に撓むことにより、慣性トルクが吸収される。その結果、変速用入力軸７４に慣性トルクが減速ギヤ７８に伝わらず、ボールねじ装置を含めた変速系に過大なトルクが作用しない。よって、ストッパピン８９や樹脂製のギヤ７７等が破損するのを防止できる。 Here, when the ball screw device 67 for the continuously variable transmission is in a contracted state, the stopper pin 89 comes into contact with the innermost part of the notch 90, and the nut 68 and the bracket 75 are forcibly stopped, the transmission input shaft 74 is moved. Inertia torque is generated. However, the peak of the tolerance ring 88 that is externally fitted to the transmission input shaft 74 is bent in the rotational direction, so that the inertia torque is absorbed. As a result, inertia torque is not transmitted to the speed change input shaft 74 to the reduction gear 78, and excessive torque does not act on the speed change system including the ball screw device. Therefore, it is possible to prevent the stopper pin 89, the resin gear 77, and the like from being damaged.

同様に、無段変速機用ボールねじ装置６７が伸長状態となり、フランジ８５、８６どうしが当接してナット６８ならびにブラケット７５が強制的に停止した場合においても、変速用入力軸７４の慣性トルクをトレランスリング８８にて吸収することができる（例えば、特許文献２参照。）。 Similarly, even when the continuously variable transmission ball screw device 67 is in the extended state and the flanges 85 and 86 come into contact with each other and the nut 68 and the bracket 75 are forcibly stopped, the inertia torque of the transmission input shaft 74 is reduced. It can be absorbed by the tolerance ring 88 (see, for example, Patent Document 2).

特開２００９−１５６４１６号公報JP 2009-156416 A 特許第３９５４３４３号公報Japanese Patent No. 3954343

こうした従来の無段変速機用ボールねじ装置６７の変速用入力軸７４と減速ギヤ７８の間にはトレランスリング８８が介装されているが、このトレランスリング８８が滑ることで慣性トルクを吸収して過大トルクの発生を抑える、所謂トルクリミッタ機構としての機能を備えている。 A tolerance ring 88 is interposed between the speed change input shaft 74 and the reduction gear 78 of such a conventional continuously variable transmission ball screw device 67. The tolerance ring 88 is slid to absorb inertia torque. Thus, a function as a so-called torque limiter mechanism for suppressing the generation of excessive torque is provided.

然しながら、このトレランスリング８８は、変速用入力軸７４と減速ギヤ７８の間で周方向に滑ることで慣性トルクを吸収するものであるため、減速ギヤ７８と樹脂製のギヤ７７の噛合いや樹脂製のギヤ（変速用出力軸）７７と、それが嵌合されるブラケットの外筒部７６とのハメアイガタ等に起因して発生する騒音を抑えることは難しい。また、騒音については、入力ギヤ側にトレランスリング８８を設けるよりも、振動の発生源が多い出力ギヤ側に設ける方が効果的である。 However, since the tolerance ring 88 absorbs inertia torque by sliding in the circumferential direction between the transmission input shaft 74 and the reduction gear 78, the engagement between the reduction gear 78 and the resin gear 77 or the resin It is difficult to suppress noise generated due to looseness between the gear (shifting output shaft) 77 and the outer cylindrical portion 76 of the bracket to which the gear 77 is fitted. Further, regarding noise, it is more effective to provide the output gear side having more vibration sources than to provide the tolerance ring 88 on the input gear side.

本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、歯車減速機構から発生する騒音を抑えると共に、組立作業を簡便化して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and provides an electric linear actuator that suppresses noise generated from a gear reduction mechanism and simplifies assembly work to reduce costs. Objective.

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化されて外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ナットに固定された出力歯車と当該ナットの嵌合面にトレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿され、前記トレランスリングが鋼板から有端のリング状に形成され、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分が径方向に突出して形成されると共に、これら波形部分が、環状部と、この環状部間に形成された凸状部で構成されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a housing, an electric motor attached to the housing, a speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor, and the speed reduction mechanism. A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into a linear motion in the axial direction of the drive shaft, and the ball screw mechanism is rotatable via a pair of support bearings mounted on the housing. A nut that is supported so as not to move in the axial direction and has a helical thread groove formed on the inner periphery, and is inserted into the nut via a large number of balls, and is coaxially integrated with the drive shaft on the outer periphery. An electric linear actuator comprising a screw shaft which is formed with a helical screw groove corresponding to the screw groove of the nut and which is supported so as not to rotate with respect to the housing and to be movable in the axial direction. The nuts tolerance ring on the mating surface of fixed output gear and the nut is fitted with Interference nonslip be loaded maximum torque, the tolerance ring is formed into a ring shape having ends of a steel plate, A plurality of corrugated portions are formed to protrude in the radial direction at equal intervals along the circumferential direction, and the corrugated portions are composed of an annular portion and a convex portion formed between the annular portions .

このように、電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、ボールねじ機構が、ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、駆動軸と同軸状に一体化されて外周にナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、ナットに固定された出力歯車と当該ナットの嵌合面にトレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿され、トレランスリングが鋼板から有端のリング状に形成され、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分が径方向に突出して形成されると共に、これら波形部分が、環状部と、この環状部間に形成された凸状部で構成されているので、ナットに対する出力歯車の固定力がこのトレランスリングの弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができると共に、振動の減衰・抑制効果が得られ、歯車減速機構から発生する騒音を抑えることができる。また、組立作業を簡便化して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。 As described above, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor and a ball screw mechanism that converts the rotational movement of the electric motor into the linear movement in the axial direction of the drive shaft via the reduction mechanism are provided. A nut rotatably supported through a pair of support bearings mounted on the housing and not axially movable, and having a helical thread groove formed on the inner periphery, and a number of balls on the nut Screw that is interpolated and integrated coaxially with the drive shaft, and has a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery, and is supported so as to be non-rotatable and axially movable with respect to the housing the electric linear actuator which is constituted by a shaft, the tolerance ring is fitted with Interference nonslip be loaded maximum torque to the mating surface of the output gear and the nut that is fixed to the nut, Torre And a plurality of corrugated portions projecting in the radial direction at equal intervals along the circumferential direction, and the corrugated portions are formed between the annular portion and the annular portion. Because it is composed of the formed convex part, the fixing force of the output gear to the nut is secured by the elastic force and frictional force of this tolerance ring, so the fixing force is larger than in the case of light press fitting without inserting the tolerance ring Can be ensured, and a vibration damping / suppressing effect can be obtained, and noise generated from the gear reduction mechanism can be suppressed. In addition, it is possible to provide an electric linear actuator that simplifies assembly work and reduces costs.

また、請求項２に記載の発明のように、前記一対の支持軸受とナットとの嵌合面に前記トレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿されていれば、ナットに対する支持軸受の固定力がトレランスリングの弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができ、ナットを２個のトレランスリングで支持しているので、支持軸受に対するナットの同軸度を確保することができる。 Further, as in the second aspect of the present invention, if the tolerance ring is fitted on the fitting surface between the pair of support bearings and the nut with a squeezing force that does not slip even when a maximum torque is applied, Since the fixing force of the support bearing is secured by the elastic force and frictional force of the tolerance ring, a larger fixing force can be secured than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring, and the nut is supported by two tolerance rings. Therefore, the coaxiality of the nut with respect to the support bearing can be ensured.

また、請求項３に記載の発明のように、前記一対の支持軸受とハウジングとの嵌合面に前記トレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿されていれば、ハウジングに対する支持軸受の固定力がトレランスリングの弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができると共に、ハウジングに対する支持軸受の同軸度を確保することができる。 Further, as in the third aspect of the present invention, if the tolerance ring is inserted into the fitting surface between the pair of support bearings and the housing with a squeeze that does not slip even when the maximum torque is applied, Since the fixing force of the support bearing is secured by the elastic force and frictional force of the tolerance ring, a larger fixing force can be secured than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring, and the coaxiality of the support bearing with respect to the housing can be secured. Can be secured.

また、請求項４に記載の発明のように、前記ナットの外周面に環状の嵌合溝が形成され、この嵌合溝に前記トレランスリングが嵌挿されると共に、前記嵌合溝の幅が、前記ナットに嵌合される部材の幅よりも小さく設定されていれば、トレランスリングの軸方向のガタを抑えて安定した固定力を得ることができると共に、全体の剛性を高めることができる。 Further, as in the invention according to claim 4 , an annular fitting groove is formed on the outer peripheral surface of the nut, and the tolerance ring is fitted into the fitting groove, and the width of the fitting groove is If it is set smaller than the width of the member fitted to the nut, it is possible to suppress the backlash in the axial direction of the tolerance ring, obtain a stable fixing force, and increase the overall rigidity.

また、請求項５に記載の発明のように、前記トレランスリングに複数の凸状部が形成され、これら凸状部の幅と高さが異なると共に、前記一対の支持軸受のうち一方の支持軸受と前記出力歯車が前記ナットの外周面に前記トレランスリングを介して固定されていれば、嵌合面の寸法公差の緩和だけでなく組立作業が簡素化でき、一層の低コスト化を図ることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of convex portions are formed on the tolerance ring, and the width and height of the convex portions are different, and one of the pair of support bearings is supported. If the output gear is fixed to the outer peripheral surface of the nut via the tolerance ring, not only the dimensional tolerance of the fitting surface can be reduced, but also the assembly work can be simplified, and the cost can be further reduced. it can.

また、請求項６に記載の発明のように、前記トレランスリングが、円を２分割した半円状をなす２つのトレランスリングを組み合わせることで、略環状をなすように構成されていても良いし、また、請求項７に記載の発明のように、前記トレランスリングが、環状の一部を切り欠いたＣ字状をなすように構成されていても良い。これにより、閉塞された嵌合溝にもトレランスリングを容易に嵌挿させることができる。 In addition, as in the invention described in claim 6 , the tolerance ring may be configured to have a substantially annular shape by combining two tolerance rings having a semicircular shape obtained by dividing a circle into two. Further, as in the invention described in claim 7, the tolerance ring may be configured to have a C shape with a part of the annular shape cut out. As a result, the tolerance ring can be easily inserted into the closed fitting groove.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、ハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化されて外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記ナットに固定された出力歯車と当該ナットの嵌合面にトレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿され、前記トレランスリングが鋼板から有端のリング状に形成され、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分が径方向に突出して形成されると共に、これら波形部分が、環状部と、この環状部間に形成された凸状部で構成されているので、ナットに対する出力歯車の固定力がこのトレランスリングの弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができ、振動の減衰・抑制効果が得られ、歯車減速機構から発生する騒音を抑えることができる。また、組立作業を簡便化して低コスト化を図った電動リニアアクチュエータを提供することができる。 An electric linear actuator according to the present invention includes a housing, an electric motor attached to the housing, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor, and a drive shaft that rotates the electric motor via the reduction mechanism. A ball screw mechanism for converting into a linear motion in the axial direction, and the ball screw mechanism is supported by a pair of support bearings mounted on the housing so as to be rotatable and immovable in the axial direction. A nut having a spiral thread groove formed therein, and a nut that is inserted into the nut via a large number of balls, is coaxially integrated with the drive shaft, and corresponds to the thread groove of the nut on the outer periphery. screw groove is formed, the non-rotatable relative to the housing, and the electric linear actuator constituted by a screw shaft which is axially movably supported, solid to the nut Tolerance ring on the mating surface of the output gear and the nuts are fitted with Interference nonslip be loaded maximum torque is, the tolerance ring is formed into a ring shape having ends of a steel plate, along the circumferential direction A plurality of corrugated portions are formed to protrude in the radial direction at equal intervals, and these corrugated portions are composed of an annular portion and a convex portion formed between the annular portions . Since the fixing force is secured by the elastic force and frictional force of this tolerance ring, it is possible to secure a larger fixing force than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring, and the vibration damping / suppression effect can be obtained. Noise generated from the speed reduction mechanism can be suppressed. In addition, it is possible to provide an electric linear actuator that simplifies assembly work and reduces costs.

本発明に係る電動リニアアクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric linear actuator according to the present invention. 図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the actuator main body of FIG. 本発明に係るトレランスリング単体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tolerance ring single-piece | unit based on this invention. （ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す断面図、（ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す断面図である。(A) is sectional drawing cut | disconnected along the IV-IV line of FIG. 3, (b) is sectional drawing which shows the modification of (a), (c) is another modification of (a). It is sectional drawing shown. 図４（ａ）のトレランスリングを歯車とナット間に装着した状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the state which mounted | worn the tolerance ring of Fig.4 (a) between the gearwheel and the nut. 図４（ａ）のトレランスリングを支持軸受とナット間に装着した状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the state which mounted | worn the tolerance ring of Fig.4 (a) between the support bearing and the nut. 図４（ａ）のトレランスリングを歯車とナット間および支持軸受とナット間に装着した実施形態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows embodiment which attached the tolerance ring of Fig.4 (a) between a gearwheel and a nut, and between a support bearing and a nut. 図７の変形例で、図４（ｂ）のトレランスリングを支持軸受とナット間および歯車とナット間に装着した状態を示す要部拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a main part showing a state in which the tolerance ring of FIG. 4B is mounted between the support bearing and the nut and between the gear and the nut in the modification of FIG. 図４（ａ）のトレランスリングを支持軸受とハウジング間に装着した状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the state which mounted | worn the tolerance ring of Fig.4 (a) between the support bearing and the housing. 図４（ｃ）のトレランスリングをナットに嵌挿した状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the state which inserted the tolerance ring of FIG.4 (c) in the nut. 従来の電動リニアアクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional electric linear actuator. 従来のトレランスリングを装着した無段変速機用ボールねじ装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the ball screw apparatus for continuously variable transmission equipped with the conventional tolerance ring.

アルミ軽合金製のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化されて外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、前記出力歯車とナットの嵌合面にトレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿され、このトレランスリングが鋼板からプレス加工によって円を２分割した半円状に形成され、これら２つのトレランスリングを組み合わせることで略環状をなし、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分が径方向外方に突出して形成されると共に、これら波形部分が、環状部と、この環状部間に形成された凸状部で構成されている。 An aluminum light alloy housing, an electric motor attached to the housing, a reduction mechanism that transmits the rotational force of the electric motor, and the rotational movement of the electric motor via the reduction mechanism in the axial direction of the drive shaft A ball screw mechanism for converting into a linear motion, and this ball screw mechanism is supported by a pair of support bearings mounted on the housing so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. A nut formed with a thread groove, and a nut that is inserted into the nut via a large number of balls and is coaxially integrated with the drive shaft to form a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the nut on the outer periphery. In the electric linear actuator composed of a screw shaft that is supported so as not to rotate and move in the axial direction with respect to the housing, The ring is inserted with a squeeze that does not slip even when the maximum torque is applied, and this tolerance ring is formed into a semicircular shape by dividing the circle into two by pressing from a steel plate. By combining these two tolerance rings, a substantially annular shape is formed. None, a plurality of corrugated portions are formed protruding radially outward at equal intervals along the circumferential direction, and the corrugated portions are composed of an annular portion and a convex portion formed between the annular portions. ing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のアクチュエータ本体を示す縦断面図、図３は、本発明に係るトレランスリング単体を示す斜視図、図４（ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す断面図、（ｃ）は、（ａ）の他の変形例を示す断面図、図５は、図４（ａ）のトレランスリングを歯車とナット間に装着した状態を示す要部拡大図、図６は、図４（ａ）のトレランスリングを支持軸受とナット間に装着した状態を示す要部拡大図、図７は、図４（ａ）のトレランスリングを歯車とナット間および支持軸受とナット間に装着した実施形態を示す要部拡大図、図８は、図７の変形例で、図４（ｂ）のトレランスリングを支持軸受とナット間および歯車とナット間に装着した状態を示す要部拡大図、図９は、図４（ａ）のトレランスリングを支持軸受とハウジング間に装着した状態を示す要部拡大図、図１０は、図４（ｃ）のトレランスリングをナットに嵌挿した状態を示す要部拡大図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an electric linear actuator according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an actuator main body of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing a tolerance ring alone according to the present invention. 4A is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 4B is a cross-sectional view showing a modification of FIG. 3A, and FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a state in which the tolerance ring of FIG. 4A is mounted between the gear and the nut, and FIG. 6 supports the tolerance ring of FIG. 4A. FIG. 7 is an enlarged view of a main part showing an embodiment in which the tolerance ring of FIG. 4A is mounted between a gear and a nut and between a support bearing and a nut. FIG. 8 is a modification of FIG. 7, and the tolerance ring of FIG. FIG. 9 is an enlarged view of a main portion showing a state where the tolerance ring of FIG. 4A is mounted between the support bearing and the housing, and FIG. It is a principal part enlarged view which shows the state which inserted the tolerance ring of 4 (c) in the nut.

この電動リニアアクチュエータ１は、図１に示すように、ハウジング２と、このハウジング２に取り付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸３ａに取付けられた入力歯車４に噛合する出力歯車５からなる減速機構６と、この減速機構６を介して電動モータ３の回転運動を駆動軸７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８と、このボールねじ機構８を備えたアクチュエータ本体９とを備えている。 As shown in FIG. 1, the electric linear actuator 1 includes a housing 2, an electric motor 3 attached to the housing 2, and an output gear meshing with an input gear 4 attached to a motor shaft 3 a of the electric motor 3. 5, a ball screw mechanism 8 that converts the rotational motion of the electric motor 3 into a linear motion in the axial direction of the drive shaft 7 via the speed reduction mechanism 6, and an actuator body provided with the ball screw mechanism 8 9 and.

ハウジング２は、第１のハウジング２ａと、その端面に衝合された第２のハウジング２ｂとからなり、固定ボルト（図示せず）によって一体に固定されている。第１のハウジング２ａには電動モータ３が取り付けられると共に、これら第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂの衝合部には、ねじ軸１０を収容するための袋孔１１、１２が形成されている。 The housing 2 includes a first housing 2a and a second housing 2b abutted on the end surface thereof, and is fixed integrally by a fixing bolt (not shown). The electric motor 3 is attached to the first housing 2a, and bag holes 11 and 12 for accommodating the screw shaft 10 are formed in the abutting portions of the first housing 2a and the second housing 2b. ing.

このハウジング２は、Ａ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温（１００〜２００℃）に加熱して析出させる時効硬化処理（焼きもどし処理）で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる方法、所謂析出硬化処理が施されている。これにより、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。 The housing 2 is formed by die casting from an aluminum alloy such as A6061 or ADC12, and is heated to a high temperature to form a solid solution, followed by a quenching process in which it is rapidly cooled in water and subsequently kept at room temperature or at a low temperature. A so-called precipitation hardening process, in which a large lattice strain is generated in the precipitated phase and hardened by a heat treatment composed of an age hardening treatment (tempering treatment) that is heated to (100 to 200 ° C.) for precipitation, is performed. As a result, the mass productivity can be improved and the cost can be reduced. In addition, the strength can be increased to reduce the amount of aluminum used, and the weight can be reduced.

電動モータ３のモータ軸３ａは、その端部に平歯車からなる入力歯車４が圧入により相対回転不能に取り付けられると共に、入力歯車４に噛合する出力歯車５は、後述するボールねじ機構８を構成するナット１４にトレランスリング１７を介して一体に固定されている。 The motor shaft 3a of the electric motor 3 has an input gear 4 made of a spur gear attached to the end of the motor shaft 3a so as not to rotate relative to the motor shaft 3a. The nut 14 is fixed integrally with a tolerance ring 17.

駆動軸７は、ボールねじ機構８を構成するねじ軸１０と一体に構成され、図示しない袋孔に装着されたガイド部材によって、ねじ軸１０が、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。 The drive shaft 7 is configured integrally with a screw shaft 10 constituting the ball screw mechanism 8 and is supported by a guide member mounted in a bag hole (not shown) so that the screw shaft 10 cannot rotate but can move in the axial direction. ing.

ボールねじ機構８は、図２に拡大して示すように、ねじ軸１０と、このねじ軸１０にボール１３を介して外挿されたナット１４を備えている。ねじ軸１０は、外周に螺旋状のねじ溝１０ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット１４は、ねじ軸１０に外挿されると共に、内周にねじ軸１０のねじ溝１０ａに対応する螺旋状のねじ溝１４ａが形成され、これらねじ溝１０ａ、１４ａとの間に多数のボール１３が転動自在に収容されている。そして、ナット１４は、ハウジング（図示せず）に対して、２つの支持軸受１５、１６を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。１４ｂは、ナット１４のねじ溝１４ａを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材１４ｂによって多数のボール１３が無限循環することができる。 As shown in an enlarged view in FIG. 2, the ball screw mechanism 8 includes a screw shaft 10 and a nut 14 that is externally inserted through the ball 13 to the screw shaft 10. The screw shaft 10 is formed with a helical screw groove 10a on the outer periphery, and is supported so as to be movable in the axial direction and not to rotate. On the other hand, the nut 14 is extrapolated to the screw shaft 10, and a helical screw groove 14 a corresponding to the screw groove 10 a of the screw shaft 10 is formed on the inner periphery, and a large number of nuts 14 are formed between these screw grooves 10 a and 14 a. A ball 13 is accommodated so as to roll freely. The nut 14 is supported by a housing (not shown) via two support bearings 15 and 16 so as to be rotatable and not movable in the axial direction. 14b is a piece member which constitutes a circulation member by connecting the thread groove 14a of the nut 14, and a large number of balls 13 can circulate infinitely by this piece member 14b.

各ねじ溝１０ａ、１４ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール１３との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。 The cross-sectional shape of each of the thread grooves 10a and 14a may be a circular arc shape or a gothic arc shape, but here a gothic arc shape with a large contact angle with the ball 13 and a small axial clearance can be set. Is formed. Thereby, the rigidity with respect to an axial load becomes high and generation | occurrence | production of a vibration can be suppressed.

ナット１４はＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。これにより、熱処理後のスケール除去のためのバフ加工等を省略することができ、低コスト化を図ることができる。一方、ねじ軸１０はＳ５５Ｃ等の中炭素鋼あるいはＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に５５〜６２ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。 The nut 14 is made of case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and its surface is subjected to hardening treatment in the range of 55 to 62HRC by vacuum carburizing and quenching. Thereby, the buffing etc. for the scale removal after the heat treatment can be omitted, and the cost can be reduced. On the other hand, the screw shaft 10 is made of medium carbon steel such as S55C or case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and its surface is hardened in the range of 55 to 62 HRC by induction hardening or carburizing hardening.

ナット１４の外周面には環状の嵌合溝１９が形成され、この嵌合溝１９に減速機構６を構成する出力歯車５が後述するトレランスリング１７を介して固定されると共に、この出力歯車５の両側に２つの支持軸受１５、１６が所定のシメシロを介して圧入されている。これにより、駆動軸７からスラスト荷重が負荷されても支持軸受１５、１６と出力歯車５の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、２つの支持軸受１５、１６は、両端部にシールド板１５ｃ、１６ａが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から摩耗粉等が軸受内部に侵入するのを防止している。 An annular fitting groove 19 is formed on the outer peripheral surface of the nut 14, and an output gear 5 constituting the speed reduction mechanism 6 is fixed to the fitting groove 19 via a tolerance ring 17 described later. Two support bearings 15 and 16 are press-fitted on both sides via a predetermined squeeze. Thereby, even if a thrust load is applied from the drive shaft 7, it is possible to prevent the axial displacement between the support bearings 15 and 16 and the output gear 5. Further, the two support bearings 15 and 16 are constituted by sealed deep groove ball bearings having shield plates 15c and 16a attached to both ends, and leakage of the lubricating grease sealed inside the bearings from the outside This prevents wear powder from entering the bearing.

また、本実施形態では、ナット１４を回転自在に支持する支持軸受１５、１６が同じ仕様の深溝玉軸受で構成されているので、前述した駆動軸７からスラスト荷重および出力歯車５を介して負荷されるラジアル荷重の両方を負荷することができると共に、組立時に誤組み防止のための確認作業を簡便化することができ、組立作業性を向上させることができる。なお、ここで、同一仕様の転がり軸受とは、軸受の内径、外径、幅寸法をはじめ、転動体サイズ、個数および軸受内部すきま等が同一なものを言う。 Further, in the present embodiment, the support bearings 15 and 16 that rotatably support the nut 14 are constituted by deep groove ball bearings having the same specifications, so that the thrust load and the output gear 5 are loaded from the drive shaft 7 described above. In addition to being able to load both of the radial loads, it is possible to simplify the confirmation work for preventing misassembly during assembly, and to improve the assembly workability. Here, the rolling bearings of the same specification refer to bearings having the same inner diameter, outer diameter, width dimension, rolling element size, number, bearing internal clearance, and the like.

ここで、トレランスリング１７は、図３に示すように、炭素鋼板やステンレス鋼板からプレス加工によって形成され、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分１８が径方向外方に突出して形成されている。これらの波形部分１８がトレランスリング１７の径方向に付勢された弾性力を有するばねとして作用する。なお、本実施形態では、トレランスリング１７は、円を２分割した半円状を成す２つのトレランスリング１７ａ、１７ｂを組み合わせることで、略環状をなすように構成されているが、これ以外にも、環状の一部を切り欠いたＣ字状をなすように構成しても良い。これにより、閉塞された嵌合溝にもトレランスリングを容易に嵌挿させることができる。また、波形部分１８が径方向内方に突出して形成されていても良い。 Here, as shown in FIG. 3, the tolerance ring 17 is formed by pressing from a carbon steel plate or a stainless steel plate, and a plurality of corrugated portions 18 are formed to protrude radially outward at equal intervals along the circumferential direction. ing. These corrugated portions 18 act as springs having elastic force biased in the radial direction of the tolerance ring 17. In this embodiment, the tolerance ring 17 is configured to have a substantially annular shape by combining two tolerance rings 17a and 17b that form a semicircular shape obtained by dividing a circle into two parts. Alternatively, it may be configured to have a C shape with a part of the ring cut out. As a result, the tolerance ring can be easily inserted into the closed fitting groove. Further, the corrugated portion 18 may be formed to protrude inward in the radial direction.

ここで、波形部分１８は、図４（ａ）に示すように、両端の環状部１８ａと、この環状部１８ａの略中央部に形成された凸状部１８ｂからなる。そして、環状部１８ａの内径が嵌合される一方の部材の外周面の外径よりも所定の径方向シメシロだけ小径であって、その外径（凸状部１８ｂの最大部位を結ぶ仮想円の外径）が、嵌合される他方の部材の内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。 Here, as shown in FIG. 4A, the corrugated portion 18 includes an annular portion 18a at both ends and a convex portion 18b formed at a substantially central portion of the annular portion 18a. Then, the inner diameter of the annular portion 18a is smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of one member by a predetermined radial direction, and the outer diameter (the virtual circle connecting the maximum portion of the convex portion 18b) The outer diameter) is configured to be larger in diameter by a predetermined radial direction than the inner diameter of the other member to be fitted.

具体的には、このトレランスリング１７は、図５に示すように、ボールねじ機構８を構成するナット１４の外周面に形成された環状の嵌合溝１９と出力歯車５の内径面５ａとの間に嵌挿され、環状部１８ａの内径が嵌合溝１９の外周面の外径よりも所定の径方向シメシロだけ小径であって、その凸状部１８ｂの外径が、出力歯車５の内径面５ａの内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。これにより、ナット１４に対する出力歯車５の固定力がこのトレランスリング１７の弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができ、振動の減衰・抑制効果が得られ、歯車減速機構６から発生する騒音を抑えると共に、低コスト化を図った電動リニアアクチュエータ１を提供することができる。 Specifically, as shown in FIG. 5, the tolerance ring 17 includes an annular fitting groove 19 formed on the outer peripheral surface of the nut 14 constituting the ball screw mechanism 8 and an inner diameter surface 5 a of the output gear 5. The inner diameter of the annular portion 18 a is smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of the fitting groove 19 by a predetermined radial direction, and the outer diameter of the convex portion 18 b is the inner diameter of the output gear 5. The inner diameter of the surface 5a is larger than the inner diameter by a predetermined radial direction. Thereby, since the fixing force of the output gear 5 with respect to the nut 14 is ensured by the elastic force and frictional force of the tolerance ring 17, it is possible to ensure a larger fixing force than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring, It is possible to provide an electric linear actuator 1 that can obtain a vibration damping / suppression effect, suppress noise generated from the gear reduction mechanism 6, and reduce costs.

ここで、トレランスリング１７の波形部分１８の凸状部１８ｂの形状、大きさ、および個数等は、例えば、トレランスリング１７の大きさや形状、および、嵌合される部材間の距離、回転トルク、組立時の圧入荷重などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定されないが、最大トルクが負荷されても滑らないような所定のシメシロを有するものとする。なお、以下に示す実施形態では、同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Here, the shape, size, number, and the like of the convex portion 18b of the corrugated portion 18 of the tolerance ring 17 are, for example, the size and shape of the tolerance ring 17, the distance between members to be fitted, rotational torque, Since it is arbitrarily set according to the press-fit load at the time of assembling, it is not particularly limited here, but has a predetermined shimiro that does not slip even when the maximum torque is applied. In the embodiment described below, parts having the same function are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図６に示すトレランスリング２０は、ボールねじ機構８を構成するナット１４の外周面に形成された環状の嵌合溝２１と支持軸受１５、１６の内径面１５ａとの間に嵌挿されている。この場合、トレランスリング２０の波形部分２２の環状部２２ａの内径が嵌合溝２１の外周面の外径よりも所定の径方向シメシロだけ小径であって、その凸状部２２ｂの外径が、支持軸受１５、１６の内径面１５ａの内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。これにより、ナット１４に対する支持軸受１５、１６の固定力がトレランスリング２０の弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリングを嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができ、そのバラツキを小さくすることができる。また、ナット１４を２個のトレランスリング２０で支持しているので、支持軸受１５、１６に対するナット１４の同軸度を確保することができる。 The tolerance ring 20 shown in FIG. 6 is inserted between an annular fitting groove 21 formed on the outer peripheral surface of the nut 14 constituting the ball screw mechanism 8 and the inner diameter surface 15a of the support bearings 15 and 16. . In this case, the inner diameter of the annular portion 22a of the corrugated portion 22 of the tolerance ring 20 is smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of the fitting groove 21 by a predetermined radial direction, and the outer diameter of the convex portion 22b is The support bearings 15 and 16 are configured to have a diameter larger than the inner diameter of the inner diameter surface 15a by a predetermined radial direction. Thereby, since the fixing force of the support bearings 15 and 16 with respect to the nut 14 is ensured by the elastic force and frictional force of the tolerance ring 20, a larger fixing force can be ensured than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring. The variation can be reduced. Further, since the nut 14 is supported by the two tolerance rings 20, the coaxiality of the nut 14 with respect to the support bearings 15 and 16 can be ensured.

また、ここでは、ナット１４の嵌合溝２１の幅が、支持軸受１５、１６の幅よりも小さく設定されている。これにより、トレランスリング２０の軸方向のガタを抑えて安定した固定力を得ることができると共に、全体（ナット１４と支持軸受１５、１６）の剛性を高めることができる Here, the width of the fitting groove 21 of the nut 14 is set smaller than the width of the support bearings 15 and 16. Thereby, the backlash of the tolerance ring 20 in the axial direction can be suppressed and a stable fixing force can be obtained, and the rigidity of the whole (the nut 14 and the support bearings 15 and 16) can be increased.

図７に示すトレランスリング１７、２０は、ナット１４の外周面に形成された嵌合溝１９、２１、２１と出力歯車５の内径面５ａおよび支持軸受１５、１６の内径面１５ａとの間に嵌挿されている。この場合、トレランスリング１７、２０の環状部１８ａ、２２ａの内径が嵌合溝１９、２１の外周面の外径よりも所定の径方向シメシロだけ小径であって、その凸状部１８ｂ、２２ｂの外径が、出力歯車５の内径面５ａの内径および支持軸受１５、１６の内径面１５ａの内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。これにより、それぞれの嵌合面の寸法公差を厳しく規制することなく緩和することができ、低コスト化を図ることができる。 The tolerance rings 17, 20 shown in FIG. 7 are provided between the fitting grooves 19, 21, 21 formed on the outer peripheral surface of the nut 14 and the inner diameter surface 5 a of the output gear 5 and the inner diameter surface 15 a of the support bearings 15, 16. It is inserted. In this case, the inner diameters of the annular portions 18a and 22a of the tolerance rings 17 and 20 are smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of the fitting grooves 19 and 21 by a predetermined radial direction, and the convex portions 18b and 22b The outer diameter is configured to be larger than the inner diameter of the inner diameter surface 5a of the output gear 5 and the inner diameter of the inner diameter surface 15a of the support bearings 15 and 16 by a predetermined radial direction. Thereby, the dimensional tolerance of each fitting surface can be relaxed without strictly restricting, and the cost can be reduced.

図４（ｂ）に示すトレランスリング２３は、波形部分２４が、環状部２４ａ、２４ｂ、２４ｅと、この環状部２４ａ、２４ｂ、２４ｅ間に形成された複列の凸状部２４ｃ、２４ｄからなる。そして、図８に示すように、ナット１４の外周面に形成された嵌合溝２５、２１と出力歯車５の内径面５ａおよび支持軸受１５、１６の内径面１５ａとの間に嵌挿されている。この場合、トレランスリング２３の環状部２４ａ、２４ｂ、２４ｅの内径が嵌合溝２５、２１の外周面の外径よりも所定の径方向シメシロだけ小径であって、その凸状部２４ｃの外径が支持軸受１５の内径面１５ａの内径、凸状部２４ｄの外径が出力歯車５の内径面５ａの内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。 In the tolerance ring 23 shown in FIG. 4B, the corrugated portion 24 includes annular portions 24a, 24b, and 24e, and double rows of convex portions 24c and 24d formed between the annular portions 24a, 24b, and 24e. . 8, the fitting grooves 25, 21 formed on the outer peripheral surface of the nut 14 are inserted between the inner diameter surface 5a of the output gear 5 and the inner diameter surface 15a of the support bearings 15, 16. Yes. In this case, the inner diameters of the annular portions 24a, 24b, 24e of the tolerance ring 23 are smaller than the outer diameter of the outer peripheral surfaces of the fitting grooves 25, 21 by a predetermined radial direction, and the outer diameter of the convex portion 24c. Is configured such that the inner diameter of the inner diameter surface 15 a of the support bearing 15 and the outer diameter of the convex portion 24 d are larger than the inner diameter of the inner diameter surface 5 a of the output gear 5 by a predetermined radial direction.

ここでは、波形部分２４の凸状部２４ｃの高さＨ’と、凸状部２４ｄの高さＨが異なる（Ｈ’＞Ｈ）と共に、凸状部２４ｃの幅Ｌ’と、凸状部２４ｄの幅Ｌが異なる（Ｌ’＞Ｌ）。すなわち、嵌合される相手部材（支持軸受１５と出力歯車５）の内径と幅寸法、および使用時の回転トルクに対応してその嵌合面の仕様が設定されている。このように、ナット１４の外周面に嵌合される支持軸受１５と出力歯車５に単一のトレランスリング２３を嵌挿して両者を固定するようにしたので、嵌合面の寸法公差の緩和だけでなく組立作業が簡素化でき、一層の低コスト化を図ることができる。 Here, the height H ′ of the convex portion 24 c of the corrugated portion 24 and the height H of the convex portion 24 d are different (H ′> H), the width L ′ of the convex portion 24 c, and the convex portion 24 d. Are different in width L (L ′> L). That is, the specification of the fitting surface is set corresponding to the inner diameter and width dimension of the mating member (support bearing 15 and output gear 5) to be fitted and the rotational torque during use. As described above, since the single tolerance ring 23 is fitted and fixed to the support bearing 15 and the output gear 5 fitted to the outer peripheral surface of the nut 14, both of them are only relaxed. In addition, the assembling work can be simplified and the cost can be further reduced.

なお、図４（ｃ）に示すように、トレランスリング２６の波形部分２７の凸状部２７ｂが軸方向に３列形成され、各凸状部２７ｂの高さＨと幅Ｌが同一に設定されると共に、環状部２７ａ、２７ｃの内径が同一に設定されていても良い。具体的には、図１０に示すように、ナット１４の外周面に形成された嵌合溝２５と、図示しない出力歯車の内径面および支持軸受の内径面との間に嵌挿されている。この場合、トレランスリング２６の環状部２７ａ、２７ｃの内径が嵌合溝２５の外周面の外径より所定の径方向シメシロだけ小径であって、その凸状部２７ｂの外径が支持軸受の内径面の内径および出力歯車の内径面の内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径をなすように構成されている。 As shown in FIG. 4C, the convex portions 27b of the corrugated portion 27 of the tolerance ring 26 are formed in three rows in the axial direction, and the height H and the width L of each convex portion 27b are set to be the same. In addition, the inner diameters of the annular portions 27a and 27c may be set to be the same. Specifically, as shown in FIG. 10, the fitting groove 25 formed on the outer peripheral surface of the nut 14 is inserted between the inner diameter surface of the output gear and the inner diameter surface of the support bearing (not shown). In this case, the inner diameters of the annular portions 27a and 27c of the tolerance ring 26 are smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of the fitting groove 25 by a predetermined radial direction, and the outer diameter of the convex portion 27b is the inner diameter of the support bearing. The inner diameter of the surface and the inner diameter of the inner diameter surface of the output gear are configured to be larger by a predetermined radial direction.

図９では、トレランスリング２８が、ハウジング２ａ、２ｂの内周面に形成された嵌合溝２９、２９と支持軸受１５、１６の外径面１５ｂとの間に嵌挿されている。この場合、トレランスリング２８の波形部分３０の環状部３０ａの外径がハウジング２ａ、２ｂの内径面２９の内径よりも所定の径方向シメシロだけ大径であって、その凸状部３０ｂの内径が、支持軸受１５、１６の外径面１５ｂの外径より所定の径方向シメシロだけ小径をなすように構成されている。これにより、ハウジング２ａ、２ｂに対する支持軸受１５、１６の固定力がトレランスリング２８の弾性力と摩擦力で確保されるため、トレランスリング２８を嵌挿しない軽圧入の場合より大きな固定力を確保することができると共に、ハウジング２ａ、２ｂに対する支持軸受１５、１６の同軸度を確保することができる。 In FIG. 9, the tolerance ring 28 is fitted between the fitting grooves 29 and 29 formed on the inner peripheral surfaces of the housings 2 a and 2 b and the outer diameter surfaces 15 b of the support bearings 15 and 16. In this case, the outer diameter of the annular portion 30a of the corrugated portion 30 of the tolerance ring 28 is larger than the inner diameter of the inner diameter surface 29 of the housing 2a, 2b by a predetermined radial direction, and the inner diameter of the convex portion 30b is larger. The support bearings 15 and 16 are configured to have a diameter smaller than the outer diameter of the outer diameter surface 15b by a predetermined radial direction. Thereby, since the fixing force of the support bearings 15 and 16 with respect to the housings 2a and 2b is ensured by the elastic force and frictional force of the tolerance ring 28, a larger fixing force is ensured than in the case of light press-fitting without inserting the tolerance ring 28. In addition, the coaxiality of the support bearings 15 and 16 with respect to the housings 2a and 2b can be ensured.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、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、特許請求の範囲の記載によって示され、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。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.

本発明に係る電動リニアアクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動リニアアクチュエータに適用できる。 An electric linear actuator according to the present invention is used in a drive unit of a general industrial electric motor, automobile, etc., and has a ball screw mechanism that converts rotational input from an electric motor into linear motion of a drive shaft via the ball screw mechanism. It can be applied to the provided electric linear actuator.

１電動リニアアクチュエータ
２ハウジング
２ａ第１のハウジング
２ｂ第２のハウジング
３電動モータ
３ａモータ軸
４入力歯車
５出力歯車
５ａ出力歯車の内径面
６減速機構
７駆動軸
８ボールねじ機構
９アクチュエータ本体
１０ねじ軸
１０ａ、１４ａねじ溝
１１、１２袋孔
１３ボール
１４ナット
１４ｂ駒部材
１５、１６支持軸受
１５ａ支持軸受の内径面
１５ｂ支持軸受の外径面
１５ｃ、１６ａシールド板
１７、１７ａ、１７ｂ、２０、２３、２６、２８トレランスリング
１８、２２、２４、２７、３０波形部分
１８ａ、２４ａ、２４ｂ、２４ｅ、２７ａ、２７ｃ環状部
１８ｂ、２４ｂ、２４ｃ、２７ｂ凸状部
１９、２１、２５、２９嵌合溝
５０電動リニアアクチュエータ
５１ボールねじ
５２アクチュエータ本体
５３電動モータ
５３ａモータ軸
５４歯車減速機構
５５第１歯車
５６位置保持機構
５７ねじ軸
５７ａ、５８ａねじ溝
５８ナット
５９ボール
６０ハウジング
６１、６２玉軸受
６３第２歯車
６４シャフト
６５ソレノイド
６６受部
６７無段変速機用ボールねじ装置
６８ナット
６８ａナットのねじ溝
６９ねじ軸
６９ａねじ軸のねじ溝
７０ボール
７１保持器リング
７２駒部材
７３ギヤ部材
７４変速用入力軸
７４ａ周溝
７５ブラケット
７６ブラケットの外筒部
７７樹脂製のギヤ
７８減速ギヤ
７９凸部
８０凹部
８１、８４転がり軸受
８２筒軸
８３入力軸
８５、８６フランジ
８７ベルト
８８トレランスリング
８９ストッパピン
９０切欠き
Ｈ、Ｈ’
Ｌ、Ｌ’ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric linear actuator 2 Housing 2a 1st housing 2b 2nd housing 3 Electric motor 3a Motor shaft 4 Input gear 5 Output gear 5a Inner diameter surface 6 of output gear Reduction mechanism 7 Drive shaft 8 Ball screw mechanism 9 Actuator body 10 Screw shaft 10a, 14a Thread groove 11, 12 Bag hole 13 Ball 14 Nut 14b Piece member 15, 16 Support bearing 15a Support bearing inner diameter surface 15b Support bearing outer diameter surface 15c, 16a Shield plates 17, 17a, 17b, 20, 23, 26, 28 Tolerance rings 18, 22, 24, 27, 30 Corrugated portions 18a, 24a, 24b, 24e, 27a, 27c Annular portions 18b, 24b, 24c, 27b Convex portions 19, 21, 25, 29 Fitting groove 50 Electric linear actuator 51 Ball screw 52 Actuator body 53 Electric motor 53a Motor shaft 54 Gear reduction mechanism 55 First gear 56 Position holding mechanism 57 Screw shaft 57a, 58a Screw groove 58 Nut 59 Ball 60 Housing 61, 62 Ball bearing 63 Second gear 64 Shaft 65 Solenoid 66 Receiving portion 67 Continuously variable transmission Ball screw device for machine 68 Nut 68a Nut groove 69 Screw shaft 69a Screw shaft screw groove 70 Ball 71 Retainer ring 72 Piece member 73 Gear member 74 Shifting input shaft 74a Circumferential groove 75 Bracket 76 Outer cylinder portion 77 of bracket Resin gear 78 Deceleration gear 79 Convex part 80 Concave part 81, 84 Rolling bearing 82 Cylindrical shaft 83 Input shaft 85, 86 Flange 87 Belt 88 Tolerance ring 89 Stopper pin 90 Notch H, H '
L, L '

Claims

ハウジングと、
このハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータの回転力を伝達する減速機構と、
この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構とを備え、
このボールねじ機構が、前記ハウジングに装着された一対の支持軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持され、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
このナットに多数のボールを介して内挿され、前記駆動軸と同軸状に一体化されて外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸とで構成された電動リニアアクチュエータにおいて、
前記ナットに固定された出力歯車と当該ナットの嵌合面にトレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿され、前記トレランスリングが鋼板から有端のリング状に形成され、周方向に沿って等間隔で複数の波形部分が径方向に突出して形成されると共に、これら波形部分が、環状部と、この環状部間に形成された凸状部で構成されていることを特徴とする電動リニアアクチュエータ。 A housing;
An electric motor attached to the housing;
A speed reduction mechanism for transmitting the rotational force of the electric motor;
A ball screw mechanism that converts the rotational motion of the electric motor to linear motion in the axial direction of the drive shaft via the speed reduction mechanism;
The ball screw mechanism is rotatably supported via a pair of support bearings mounted on the housing and is not axially movable, and a nut having a helical thread groove formed on the inner periphery,
The nut is inserted through a large number of balls, is integrated coaxially with the drive shaft, and a helical thread groove corresponding to the thread groove of the nut is formed on the outer periphery, and cannot rotate with respect to the housing. And an electric linear actuator composed of a screw shaft supported so as to be axially movable,
Tolerance ring is fitted with Interference nonslip be loaded maximum torque to the mating surface of fixed output gear and the nut to the nut, the tolerance ring is formed into a ring shape having ends of a steel plate, the circumferential A plurality of corrugated portions projecting in the radial direction at equal intervals along the direction, and the corrugated portions are composed of an annular portion and a convex portion formed between the annular portions. Electric linear actuator.

前記一対の支持軸受とナットとの嵌合面に前記トレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。 2. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the tolerance ring is fitted and inserted into a fitting surface between the pair of support bearings and the nut so as not to slip even when a maximum torque is applied.

前記一対の支持軸受とハウジングとの嵌合面に前記トレランスリングが最大トルクが負荷されても滑らないシメシロをもって嵌挿されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。 2. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the tolerance ring is fitted and inserted into a fitting surface between the pair of support bearings and the housing so as not to slip even when a maximum torque is applied.

前記ナットの外周面に環状の嵌合溝が形成され、この嵌合溝に前記トレランスリングが嵌挿されると共に、前記嵌合溝の幅が、前記ナットに嵌合される部材の幅よりも小さく設定されている請求項１または２に記載の電動リニアアクチュエータ。 An annular fitting groove is formed on the outer peripheral surface of the nut, and the tolerance ring is fitted into the fitting groove, and the width of the fitting groove is smaller than the width of the member fitted to the nut. The electric linear actuator according to claim 1 or 2, wherein the electric linear actuator is set.

前記トレランスリングに複数の凸状部が形成され、これら凸状部の幅と高さが異なると共に、前記一対の支持軸受のうち一方の支持軸受と前記出力歯車が前記ナットの外周面に前記トレランスリングを介して固定されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。 A plurality of convex portions are formed in the tolerance ring, and the width and height of the convex portions are different, and one of the pair of support bearings and the output gear are arranged on the outer peripheral surface of the nut. The electric linear actuator according to claim 1, wherein the electric linear actuator is fixed via a ring.

前記トレランスリングが、円を２分割した半円状をなす２つのトレランスリングを組み合わせることで、略環状をなすように構成されている請求項１乃至５いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。 The electric linear actuator according to any one of claims 1 to 5 , wherein the tolerance ring is configured to have a substantially annular shape by combining two tolerance rings having a semicircular shape obtained by dividing a circle into two.

前記トレランスリングが、環状の一部を切り欠いたＣ字状をなすように構成されている請求項１乃至５いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。 The electric linear actuator according to any one of claims 1 to 5 , wherein the tolerance ring is configured to have a C shape with a part of an annular shape cut out.