CN116568944A - 旋转式致动器 - Google Patents

Abstract

旋转式致动器(10)具备壳体(12)、马达(20)、减速器(30)、及旋转平移部(2)。马达(20)具有定子(21)以及转子(23)，该定子(21)具有线圈(22)且固定于壳体(12)，该转子(23)设有磁体(230)设置且通过向线圈(22)的通电旋转。减速器(30)能够将马达(20)的扭矩减速并输出。减速器(30)是具有太阳轮(31)、多个行星齿轮(32)以及齿圈(34、35)的行星齿轮机构。作为构成减速器(30)的部件且位于沿轴向投影磁体(230)的磁体投影区域的投影区域部件中的至少一个由非磁性材料形成。

Description

旋转式致动器

关联申请的相互参照

本申请基于2020年12月3日提出申请的日本专利申请号2020－201318号以及2020年12月22日提出申请的专利申请号2020－212989号，这里引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及旋转式致动器。

背景技术

以往，已知一种离合器装置，通过将离合器的状态变更为卡合状态或非卡合状态而允许或切断第一传递部与第二传递部之间的扭矩的传递。在这种离合器装置中，一般具备旋转式致动器，该旋转式致动器具有将电动机的扭矩减速并输出的减速器。作为将电动机的扭矩减速并输出的减速器，例如已知有专利文献1所公开的减速器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国专利申请公开第110034631号说明书

发明内容

然而，使用于减速器的齿轮一般由磁性体材料形成。若由磁性体材料形成的齿轮与电动机的磁体在轴向上对置，则由于磁体的磁力所引起的轴向吸引力，存在齿轮的旋转滑动损失增大、传递效率降低的隐患。

本发明的目的在于提供能够使体积小型化的旋转式致动器。

本发明的旋转式致动器具备壳体、马达、减速器、及旋转平移部。马达具有定子以及转子，该定子具有线圈且固定于壳体，该转子设有磁体且通过向线圈的通电旋转。减速器能够将马达的扭矩减速且输出。旋转平移部具有旋转部以及平移部，该旋转部在被从减速器输入扭矩时相对于壳体相对旋转，该平移部在旋转部相对于壳体相对旋转时相对于壳体沿轴向相对移动。

减速器是具有太阳轮、多个行星齿轮以及齿圈的行星齿轮机构。太阳轮被输入来自马达的扭矩。行星齿轮能够在与太阳轮啮合并自转的同时沿太阳轮的周向公转。齿圈能够与行星齿轮啮合。作为构成减速器的部件且位于沿轴向投影磁体而得到的磁体投影区域的投影区域部件中的至少一个部件由非磁性材料形成。由此，可抑制减速效率的降低，因此能够缩短磁体与减速器在轴向上的间隔，能够使体积小型化。

附图说明

关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点，参照附图并通过下述详细的叙述会变得更明确。该附图如下。

图1是表示第一实施方式的离合器装置的剖面图。

图2是表示第一实施方式的离合器装置的一部分的剖面图。

图3是表示第二实施方式的离合器装置的一部分的剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的旋转式致动器进行说明。以下，在多个实施方式中，对实质上相同的构成标注相同的附图标记而省略说明。

(第一实施方式)

在图1以及图2中示出第一实施方式。作为旋转式致动器的电动离合器致动器10适用于离合器装置1。离合器装置1例如设于车辆的内燃机与变速器之间，用于允许或切断内燃机与变速器之间的扭矩的传递。本实施方式的离合器装置1所适用的车辆是通过来自内燃机的驱动扭矩行驶的车辆，但也可以是能够通过来自马达的驱动扭矩行驶的电动汽车、混合动力车等。

离合器装置1具备电动离合器致动器10、离合器70、及状态变更部80。电动离合器致动器10具备壳体12、作为电动机的马达20、减速器30、作为旋转平移部的滚珠凸轮2。

另外，离合器装置1具备作为控制部的电子控制单元(以下，称作“ECU”)90、作为第一传递部的输入轴61、及作为第二传递部的输出轴62。

ECU90是具有作为运算机构的CPU、作为存储机构的ROM、RAM等、作为输入输出机构的I/O等的小型计算机。ECU90基于来自对车辆各部设置的各种传感器的信号等信息，按照保存在ROM等中的程序执行运算，控制车辆的各种装置及设备的工作。这样，ECU90执行保存在非移动性实体记录介质中的程序。通过执行该程序，执行与程序对应的方法。

ECU90能够基于来自各种传感器的信号等信息来控制内燃机等的工作。此外，ECU90能够控制后述的马达20的工作。

输入轴61例如与未图示的内燃机的驱动轴连接，能够与驱动轴一起旋转。即，从驱动轴对输入轴61输入扭矩。

壳体12设于在车辆的发动机室固定的固定体11的内周壁与输入轴61的外周壁之间。在固定体11与输入轴61之间设有滚珠轴承且被轴支承。壳体12具有壳体内筒部121、壳体板部122、壳体外筒部123、壳体小板部124、壳体台阶面125、壳体小内筒部126、壳体侧花键槽部127等。

壳体内筒部121形成为大致圆筒状。壳体小板部124以从壳体内筒部121的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。壳体小内筒部126以从壳体小板部124的外缘部向与壳体内筒部121相反的一侧延伸的方式形成为大致圆筒状。壳体板部122以从壳体小内筒部126的与壳体小板部124相反的一侧的端部向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。壳体外筒部123以从壳体板部122的外缘部向与壳体小内筒部126以及壳体内筒部121相同的一侧延伸的方式形成为大致圆筒状。这里，壳体内筒部121、壳体小板部124、壳体小内筒部126、壳体板部122及壳体外筒部123例如由金属一体地形成。

如上述那样，壳体12整体中空并且形成为扁平形状。

壳体台阶面125在壳体小板部124的和壳体小内筒部126相反的一侧的面形成为圆环的平面状。壳体侧花键槽部127以沿壳体内筒部121的轴向延伸的方式形成于壳体内筒部121的外周壁。壳体侧花键槽部127沿壳体内筒部121的周向形成有多个。

壳体12以外壁的一部分抵接于固定体11的壁面的一部分的方式利用未图示的螺栓等固定于固定体11(参照图2)。这里，壳体12相对于固定体11以及输入轴61同轴地设置。另外，在壳体内筒部121的内周壁与输入轴61的外周壁之间形成大致圆筒状的空间。

壳体12具有收容空间120。收容空间120形成于壳体内筒部121、壳体小板部124、壳体小内筒部126、壳体板部122及壳体外筒部123之间。

马达20收容于收容空间120。马达20具有定子21、转子23等。定子21具有定子芯211、线圈22。定子芯211例如由层叠钢板形成为大致圆环状，固定于壳体外筒部123的内侧。线圈22分别设于定子芯211的多个突极。

马达20具有磁体230。转子23例如由铁类的金属形成为大致圆环状。更详细地说，转子23例如由磁特性相对较高的纯铁形成。

磁体230设于转子23的外周壁。磁体230是永磁体，以磁极交替的方式在转子23的周向上等间隔地设有多个。

电动离合器致动器10具备轴承151。轴承151设于壳体小内筒部126的外周壁。在轴承151的径向外侧设有后述的太阳轮31。转子23在太阳轮31的径向外侧设为不能相对于太阳轮31进行相对旋转。轴承151设于收容空间120，将太阳轮31、转子23以及磁体230支承为能够旋转。

这里，转子23在定子21的定子芯211的径向内侧被设为能够相对于定子21相对旋转。马达20是内转子类型的无刷直流马达。

ECU90通过控制向线圈22供给的电力，能够控制马达20的工作。若向线圈22供给电力，则在定子芯211中产生旋转磁场，转子23旋转。由此，从转子23输出扭矩。这样，马达20具有定子21以及相对于定子21可相对旋转地设置的转子23，通过电力的供给，能够从转子23输出扭矩。

在本实施方式中，离合器装置1具备旋转角传感器104。旋转角传感器104设于收容空间120。

旋转角传感器104检测从与转子23一体地旋转的感应磁体(Sensor Magnet)产生的磁通，向ECU90输出与检测到的磁通对应的信号。由此，ECU90能够基于来自旋转角传感器104的信号来检测转子23的旋转角及转速等。此外，ECU90能够基于转子23的旋转角及转速等来计算驱动凸轮40相对于壳体12及后述从动凸轮50的相对旋转角度、从动凸轮50及状态变更部80相对于壳体12及驱动凸轮40的轴向的相对位置等。

减速器30收容于收容空间120。减速器30具有太阳轮31、行星齿轮32、行星架33、第一齿圈34、第二齿圈35等。

太阳轮31被设为与转子23同轴并且可以一体旋转。即，转子23与太阳轮31独立地形成，以能够一体旋转的方式的同轴配置。

更详细地说，太阳轮31具有太阳轮主体310、太阳轮齿部311、齿轮侧花键槽部315。太阳轮主体310例如由金属形成为大致圆筒状。齿轮侧花键槽部315在太阳轮主体310的一方的端部侧的外周壁沿轴向延伸地形成。齿轮侧花键槽部315沿太阳轮主体310的周向形成有多个。太阳轮主体310一方的端部侧由轴承151轴支承。

在转子23的内周壁形成有与齿轮侧花键槽部315对应的花键槽部。转子23位于太阳轮31的径向外侧，且设为花键槽部与齿轮侧花键槽部315花键结合。由此，转子23相对于太阳轮31不能相对旋转并且能够沿轴向相对移动。

太阳轮齿部311是形成于太阳轮31的另一方的端部侧的外周壁的外齿。与转子23一体旋转的太阳轮31被输入马达20的扭矩。这里，太阳轮31也可以说是减速器30的输入部。在本实施方式中，太阳轮31例如由铁钢材料形成。

行星齿轮32沿太阳轮31的周向设有多个，能够一边与太阳轮31啮合并自转一边在太阳轮31的周向上公转。更详细地说，行星齿轮32例如由金属形成为大致圆筒状，在太阳轮31的径向外侧在太阳轮31的周向上等间隔地设有4个。行星齿轮32具有行星齿轮齿部321。行星齿轮齿部321是以能够与太阳轮齿部311啮合的方式形成于行星齿轮32的外周壁的外齿。

行星架33将行星齿轮32支承为能够旋转，能够相对于太阳轮31相对旋转。更详细地说，行星架33相对于太阳轮31设于径向外侧。行星架33能够相对于转子23以及太阳轮31相对旋转。

行星架33具有行星架主体330与销331。行星架主体330例如由金属形成为大致圆环状。行星架主体330在径向上位于太阳轮31与线圈22之间，在轴向上位于转子23以及磁体230与行星齿轮32之间。在本实施方式中，行星架主体330设于定子21的径向内侧。另外，行星齿轮32相对于行星架主体330以及线圈22位于与壳体板部122相反的一侧。

销331具有连接部335、支承部336。连接部335以及支承部336分别例如由金属形成为圆柱状。连接部335与支承部336以各自的轴错开而成为平行的状态的方式一体地形成。因此，连接部335以及支承部336的包括各自的轴的虚拟平面的截面形状为曲柄形状(参照图1)。

销331以作为一方的端部侧的部位的连接部335连接于行星架主体330的方式固定于行星架主体330。这里，支承部336被设为在行星架主体330的与转子23以及磁体230相反的一侧，其轴相对于连接部335的轴位于行星架主体330的径向外侧(参照图1)。销331与行星齿轮32的数量对应地合计设置有四个。

减速器30具有行星齿轮轴承36。行星齿轮轴承36例如是滚针轴承，设于销331的支承部336的外周壁与行星齿轮32的内周壁之间。由此，行星齿轮32经由行星齿轮轴承36被销331的支承部336能够旋转地支承。

第一齿圈34具有能够与行星齿轮32啮合的齿部即第一齿圈齿部341，固定于壳体12。更详细地说，第一齿圈34例如由金属形成为大致圆环状。第一齿圈34在相对于线圈22与壳体板部122相反的一侧，以外缘部嵌合于壳体外筒部123的内周壁的方式固定于壳体12。因此，第一齿圈34不能相对于壳体12旋转。

这里，第一齿圈34相对于壳体12、转子23、太阳轮31同轴地设置。第一齿圈齿部341是以能够与行星齿轮32的行星齿轮齿部321的轴向的一方的端部侧啮合的方式形成于第一齿圈34的内缘部的内齿。

第二齿圈35具有第二齿圈齿部351，被设为能够与后述的驱动凸轮40一体旋转，该第二齿圈齿部351是能够与行星齿轮32啮合的齿部且齿数与第一齿圈齿部341不同。更详细地说，第二齿圈35例如由金属形成为大致圆环状。第二齿圈35具有齿轮内筒部355、齿轮板部356、齿轮外筒部357。齿轮内筒部355形成为大致圆筒状。齿轮板部356以从齿轮内筒部355的一端向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。齿轮外筒部357以从齿轮板部356的外缘部向与齿轮内筒部355相反的一侧延伸的方式形成为大致圆筒状。

这里，第二齿圈35相对于壳体12、转子23、太阳轮31同轴地设置。第二齿圈齿部351是以能够与行星齿轮32的行星齿轮齿部321的轴向的另一方的端部侧啮合的方式形成于齿轮外筒部357的内周壁的内齿。在本实施方式中，第二齿圈齿部351的齿数比第一齿圈齿部341的齿数多。更详细地说，第二齿圈齿部351的齿数比第一齿圈齿部341的齿数多出对行星齿轮32的个数即4乘以整数所得到的数量。

另外，行星齿轮32需要在同一部位与两个具有不同的各参数的第一齿圈34以及第二齿圈35不相干扰地正常啮合，因此进行了使第一齿圈34以及第二齿圈35的一方或两方变位而使各齿轮对的中心距离恒定的设计。

通过上述构成，若马达20的转子23旋转，则太阳轮31旋转，行星齿轮32的行星齿轮齿部321一边与太阳轮齿部311、第一齿圈齿部341以及第二齿圈齿部351啮合并自转，一边沿太阳轮31的周向公转。这里，由于第二齿圈齿部351的齿数比第一齿圈齿部341的齿数多，因此第二齿圈35相对于第一齿圈34相对旋转。因此，在第一齿圈34与第二齿圈35之间对应于第一齿圈齿部341与第二齿圈齿部351的齿数差的微差旋转作为第二齿圈35的旋转而被输出。由此，来自马达20的扭矩被减速器30减速而从第二齿圈35输出。如此，减速器30能够将马达20的扭矩减速并输出。在本实施方式中，减速器30构成了3k型奇异行星齿轮减速器。

第二齿圈35与后述的驱动凸轮40独立地形成，且被设为能够与驱动凸轮40一体旋转。第二齿圈35将来自马达20的扭矩减速并向驱动凸轮40输出。这里，第二齿圈35也可以说是减速器30的输出部。

滚珠凸轮2具有作为旋转部的驱动凸轮40、作为平移部的从动凸轮50、作为滚动体的滚珠3。

驱动凸轮40具有驱动凸轮主体41、驱动凸轮内筒部42、驱动凸轮板部43、驱动凸轮外筒部44、驱动凸轮槽400等。驱动凸轮主体41形成为大致圆环的板状。驱动凸轮内筒部42以从驱动凸轮主体41的外缘部沿轴向延伸的方式形成为大致圆筒状。驱动凸轮板部43以从驱动凸轮内筒部42的与驱动凸轮主体41相反侧的端部向径向外侧延伸的方式形成为大致圆环的板状。驱动凸轮板部43与旋转轴大致正交地设置。驱动凸轮外筒部44以从驱动凸轮板部43的外缘部向与驱动凸轮内筒部42相反的一侧延伸的方式形成为大致圆筒状。这里，驱动凸轮主体41、驱动凸轮内筒部42、驱动凸轮板部43和驱动凸轮外筒部44例如由金属一体地形成。

驱动凸轮槽400以从驱动凸轮主体41的驱动凸轮内筒部42侧的面凹陷且在周向上延伸的方式形成。驱动凸轮槽400例如在驱动凸轮主体41的周向上等间隔地形成有5个。驱动凸轮槽400的槽底相对于驱动凸轮主体41的驱动凸轮内筒部42侧的面倾斜而形成，以使得随着从驱动凸轮主体41的周向上的一端朝向另一端而深度变浅。

驱动凸轮40设于壳体内筒部121与壳体外筒部123之间，使得驱动凸轮主体41位于壳体内筒部121的外周壁与太阳轮31的内周壁之间，并且驱动凸轮板部43相对于行星齿轮32位于与行星架主体330相反的一侧。驱动凸轮40能够相对于壳体12相对旋转。

第二齿圈35以齿轮内筒部355的内周壁嵌合于驱动凸轮外筒部44的外周壁的方式与驱动凸轮40一体地设置。第二齿圈35相对于驱动凸轮40不能相对旋转。即，第二齿圈35能够与驱动凸轮40一体地旋转。因此，若来自马达20的扭矩被减速器30减速并从第二齿圈35输出，则驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转。即，驱动凸轮40若被输入从减速器30输出的扭矩，则相对于壳体12相对旋转。

从动凸轮50具有从动凸轮主体51、从动凸轮筒部52、凸轮侧花键槽部54、从动凸轮槽500等。从动凸轮主体51形成为大致圆环的板状。从动凸轮筒部52以从从动凸轮主体51的外缘部沿轴向延伸的方式形成为大致圆筒状。这里，从动凸轮主体51和从动凸轮筒部52例如由金属一体地形成。

凸轮侧花键槽部54以在从动凸轮主体51的内周壁上沿轴向延伸的方式形成。凸轮侧花键槽部54在从动凸轮主体51的周向上形成有多个。

从动凸轮50设置为，从动凸轮主体51相对于驱动凸轮主体41位于与壳体台阶面125相反的一侧并且驱动凸轮内筒部42以及驱动凸轮板部43的径向内侧，凸轮侧花键槽部54与壳体侧花键槽部127与花键配合。由此，从动凸轮50相对于壳体12不能相对旋转并且能够在轴向上相对移动。

从动凸轮槽500形成为，从从动凸轮主体51的驱动凸轮主体41侧的面凹陷并在周向上延伸。从动凸轮槽500例如在从动凸轮主体51的周向上等间隔地形成有5个。从动凸轮槽500形成为，槽底相对于从动凸轮主体51的驱动凸轮主体41侧的面倾斜，以使得随着从从动凸轮主体51的周向上的一端朝向另一端而深度变浅。

另外，驱动凸轮槽400和从动凸轮槽500在从驱动凸轮主体41的从动凸轮主体51侧的面侧、或从动凸轮主体51的驱动凸轮主体41侧的面侧观察时分别形成为相同的形状。

滚珠3例如由金属形成为球状。滚珠3分别能够在5个驱动凸轮槽400与5个从动凸轮槽500之间滚动。即，滚珠3合计设有5个。

如此，驱动凸轮40、从动凸轮50和滚珠3构成作为滚动体凸轮的滚珠凸轮2。当驱动凸轮40相对于壳体12及从动凸轮50相对旋转时，滚珠3沿着驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500各自的槽底滚动。

滚珠3设于第一齿圈34以及第二齿圈35的径向内侧。更详细地说，滚珠3的大部分设于第一齿圈34以及第二齿圈35的轴向的范围内。

如上述那样，驱动凸轮槽400形成为，槽底从一端至另一端倾斜。此外，从动凸轮槽500形成为，槽底从一端至另一端倾斜。因此，当在从减速器30输出的扭矩的作用下驱动凸轮40相对于壳体12及从动凸轮50相对旋转时，滚珠3在驱动凸轮槽400及从动凸轮槽500中滚动，从动凸轮50相对于驱动凸轮40及壳体12在轴向上相对移动，即产生行程。

如此，当驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转时，从动凸轮50相对于驱动凸轮40及壳体12在轴向上相对移动。这里，从动凸轮50由于凸轮侧花键槽部54与壳体侧花键槽部127花键配合，所以不相对于壳体12相对旋转。此外，驱动凸轮40相对于壳体12虽然相对旋转，但在轴向上不相对移动。

在本实施方式中，离合器装置1具备回动弹簧55、回动弹簧保持件56、C形圈57。回动弹簧55例如是螺旋弹簧，在从动凸轮主体51的与驱动凸轮主体41相反的一侧设于壳体内筒部121的与壳体小板部124相反的一侧的端部的径向外侧。回动弹簧55的一端抵接于从动凸轮主体51的与驱动凸轮主体41相反的一侧的面。

回动弹簧保持件56例如由金属形成为大致圆环状，在壳体内筒部121的径向外侧抵接于回动弹簧55的另一端。C形圈57以卡止回动弹簧保持件56的内缘部的与从动凸轮主体51相反的一侧的面的方式固定于壳体内筒部121的外周壁。

回动弹簧55具有沿轴向拉伸的力。因此，从动凸轮50在与驱动凸轮40之间夹着滚珠3的状态下被回动弹簧55向驱动凸轮主体41侧施力。

如图2所示，输出轴62具有轴部621、板部622、筒部623、摩擦板624。轴部621形成为大致圆筒状。板部622以从轴部621的一端向径向外侧以环状的板状延伸的方式而与轴部621一体地形成。筒部623以从板部622的外缘部向轴部621的相反侧以大致圆筒状延伸的方式而与板部622一体地形成。摩擦板624形成为大致圆环的板状，设于板部622的筒部623侧的端面。这里，摩擦板624不能够相对于板部622相对旋转。在筒部623的内侧形成有离合器空间620。

输入轴61的端部经过壳体内筒部121的内侧，位于从动凸轮50的与驱动凸轮40相反的一侧。输出轴62在相对于从动凸轮50与驱动凸轮40相反的一侧与输入轴61同轴地设置。在轴部621的内周壁与输入轴61的端部的外周壁之间设置滚珠轴承142。由此，输出轴62经由滚珠轴承142被输入轴61轴支承。输入轴61及输出轴62能够相对于壳体12相对旋转。

离合器70在离合器空间620中设在输入轴61与输出轴62之间。离合器70具有内侧摩擦板71、外侧摩擦板72、卡止部701。内侧摩擦板71形成为大致圆环的板状，在输入轴61与输出轴62的筒部623之间以在轴向上排列的方式设有多个。内侧摩擦板71设置为，内缘部与输入轴61的外周壁花键配合。因此，相对于输入轴61，内侧摩擦板71不能够相对旋转，并且能够在轴向上相对移动。

外侧摩擦板72形成为大致圆环的板状，在输入轴61与输出轴62的筒部623之间，以在轴向上排列的方式设有多个。这里，内侧摩擦板71和外侧摩擦板72在输入轴61的轴向上交替地配置。外侧摩擦板72设置为，外缘部与输出轴62的筒部623的内周壁花键配合。因此，相对于输出轴62，外侧摩擦板72不能够相对旋转，并且能够在轴向上相对移动。多个外侧摩擦板72中的最靠摩擦板624侧的外侧摩擦板72能够与摩擦板624接触。

卡止部701形成为大致圆环状，且被设置成外缘部与输出轴62的筒部623的内周壁嵌合。卡止部701能够将多个外侧摩擦板72中的最靠从动凸轮50侧的外侧摩擦板72的外缘部卡止。因此，抑制了多个外侧摩擦板72以及多个内侧摩擦板71从筒部623的内侧脱落。另外，卡止部701与摩擦板624的距离大于多个外侧摩擦板72及多个内侧摩擦板71的合计板厚。

在卡合状态、即多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互接触即卡合的状态下，在内侧摩擦板71与外侧摩擦板72之间产生摩擦力，与该摩擦力的大小对应地限制了内侧摩擦板71和外侧摩擦板72的相对旋转。另一方面，在非卡合状态、即多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互离开即不卡合的状态下，在内侧摩擦板71与外侧摩擦板72之间不产生摩擦力，内侧摩擦板71和外侧摩擦板72的相对旋转不被限制。

在离合器70为卡合状态时，输入到输入轴61的扭矩经由离合器70向输出轴62传递。另一方面，在离合器70为非卡合状态时，输入到输入轴61的扭矩不向输出轴62传递。

如此，离合器70在输入轴61与输出轴62之间传递扭矩。离合器70在卡合的卡合状态时，允许输入轴61与输出轴62之间的扭矩的传递，在不卡合的非卡合状态时，切断输入轴61与输出轴62之间的扭矩的传递。在本实施方式中，离合器装置1是通常为非卡合状态的所谓常开式(normally open type)的离合器装置。

如图1所示，状态变更部80具有作为弹性变形部的盘簧81、盘簧保持件82、推力轴承83。盘簧保持件82具有保持件筒部821、保持件凸缘部822。保持件筒部821形成为大致圆筒状。保持件凸缘部822以从保持件筒部821的一端向径向外侧延伸的方式形成为环状的板状。保持件筒部821与保持件凸缘部822例如由金属一体地形成。盘簧保持件82以保持件筒部821的另一端的外周壁嵌合于从动凸轮筒部52的内周壁的方式固定于从动凸轮50。

盘簧81被设为内缘部在保持件筒部821的径向外侧位于从动凸轮筒部52与保持件凸缘部822之间。盘簧81能够沿轴向弹性变形。推力轴承83设于从动凸轮筒部52与盘簧81之间。

盘簧保持件82以保持件凸缘部822能够卡止盘簧81的轴向的一端即内缘部的方式固定于从动凸轮50。因此，盘簧81以及推力轴承83通过保持件凸缘部822抑制了从盘簧保持件82的脱落。

在滚珠3位于驱动凸轮槽400以及从动凸轮槽500的一端时，驱动凸轮40与从动凸轮50的距离相对较小，在盘簧81的轴向的另一端即外缘部与离合器70之间形成有间隙Sp1(参照图1)。因此，离合器70为非卡合状态，输入轴61与输出轴62之间的扭矩的传递被切断。

这里，若在ECU90的控制下向马达20的线圈22供给了电力，则马达20旋转，从减速器30输出扭矩，驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转。由此，滚珠3从驱动凸轮槽400以及从动凸轮槽500的一端向另一端侧滚动。因此，从动凸轮50一边压缩回动弹簧55一边相对于壳体12在轴向上相对移动，即向离合器70侧移动。由此，盘簧81向离合器70侧移动。

若由于从动凸轮50的轴向移动而盘簧81向离合器70侧移动，则间隙Sp1变小，盘簧81的轴向的另一端与离合器70的外侧摩擦板72接触。若在盘簧81与离合器70接触后从动凸轮50进一步在轴向上移动，则盘簧81在轴向上弹性变形并将外侧摩擦板72向摩擦板624侧推压。由此，多个内侧摩擦板71及多个外侧摩擦板72相互卡合，离合器70成为卡合状态。因此，允许输入轴61与输出轴62之间的扭矩传递。

此时，盘簧81一边被推力轴承83轴支承一边相对于从动凸轮50以及盘簧保持件82相对旋转。如此，推力轴承83从盘簧81受到推力方向的载荷并将盘簧81轴支承。

ECU90在离合器传递扭矩达到离合器要求扭矩量的情况下，使马达20的旋转停止。由此，离合器70成为将离合器传递扭矩维持为离合器要求扭矩量的卡合保持状态。这样，状态变更部80的盘簧81从从动凸轮50受到轴向的力，能够对应于从动凸轮50相对于壳体12及驱动凸轮40的轴向的相对位置将离合器70的状态变更为卡合状态或非卡合状态。

输出轴62的轴部621的与板部622相反侧的端部与未图示的变速器的输入轴连接，输出轴62能够与该输入轴一起旋转。即，从输出轴62输出的扭矩被向变速器的输入轴输入。向变速器输入的扭矩被变速器变速，作为驱动扭矩向车辆的驱动轮输出。由此，车辆行驶。

接下来，对本实施方式的减速器30采用的3k型奇异行星齿轮减速器进行说明。

在本实施方式那样的电动离合器装置中，要求缩短将离合器与致动器的初始间隙(相当于间隙Sp1)填满的初始响应所需要的时间。为了使初始响应变快，根据旋转运动方程式可知，减小绕输入轴的惯性力矩即可。输入轴为实心圆筒部件的情况下的惯性力矩在长度和密度恒定的情况下进行比较时，与外径的4次幂成比例地变大。在本实施方式的离合器装置1中，与这里所述的“输入轴”对应的太阳轮31是中空圆筒部件，但该趋势不变。

另外，在电动离合器装置中，所需载荷为几千～十几千N而非常大，为了兼顾高响应和高载荷，需要增大减速器的减速比。在本实施方式中，减速器30是以太阳轮31为输入要素、以第二齿圈35为输出要素、以第一齿圈34为固定要素的3k型奇异行星齿轮减速器。因此，能够减小绕太阳轮31的惯性力矩，并且能够增大减速器30的减速比。因而，在离合器装置1中能够兼顾高响应和高载荷。

另外，在3k型的情况下，行星架33仅具有将行星齿轮32相对于太阳轮31与第一齿圈34以及第二齿圈35保持在适当的位置的功能，因此作用于行星齿轮32的旋转支承轴(即销331)与行星架主体330之间的弯曲力矩较小。

因此，在本实施方式中，通过将减速器30设为高响应、高载荷的3k型奇异行星齿轮减速器，能够不损害离合器装置1的响应性以及耐久性地实现利用行星架主体330以及销331从轴向的一侧支承行星齿轮32的构成、即悬臂支承。

此外，在本实施方式中，状态变更部80具有作为弹性变形部的盘簧81。通过采用利用盘簧81推压离合器70的构成，相比于利用刚体推压离合器70的构成，能够减少合成弹簧常数，因此能够减少致动器引起的从动凸轮50的行程的偏差所对应的载荷的偏差。由此，能够减少与从动凸轮50的行程的偏差对应的载荷的偏差，能够容易地使目标载荷作用于离合器70。

离合器装置1具备供油部5。供油部5以一端在离合器空间620露出的方式在输出轴62中形成为通路状。供油部5的另一端连接于未图示的油供给源。由此，从供油部5的一端向离合器空间620的离合器70供给油。

ECU90控制从供油部5向离合器70供给的油的量。供给到离合器70的油能够将离合器70润滑以及冷却。即，本实施方式的离合器70是湿式离合器，能够被油冷却。

在本实施方式中，在驱动凸轮40以及第二齿圈35与壳体12之间形成有收容空间120。这里，收容空间120相对于驱动凸轮40以及第二齿圈35在与离合器70相反的一侧形成于壳体12的内侧。马达20以及减速器30设于收容空间120。离合器70设于相对于驱动凸轮40与收容空间120相反的一侧的空间即离合器空间620。

离合器装置1具备推力轴承161、推力轴承垫圈162。推力轴承垫圈162例如由金属形成为大致圆环的板状，且设为一个面抵接于壳体台阶面125。推力轴承161设于推力轴承垫圈162的另一个面和驱动凸轮主体41的与从动凸轮50相反的一侧的面之间。推力轴承161从驱动凸轮40承受推力方向的载荷并且对驱动凸轮40进行轴支承。在本实施方式中，从离合器70侧经由从动凸轮50作用于驱动凸轮40的推力方向的载荷经由推力轴承161以及推力轴承垫圈162作用于壳体台阶面125。因此，能够利用壳体台阶面125稳定地轴支承驱动凸轮40。

离合器装置1具备内侧密封部件401、外侧密封部件402。内侧密封部件401、外侧密封部件402例如是由橡胶等弹性材料以及金属环形成为环状的油封。内侧密封部件401的内径以及外径比外侧密封部件402的内径以及外径小。另外，外侧密封部件402被设为，在从内侧密封部件401的轴向观察时，位于内侧密封部件401的径向外侧。

内侧密封部件401被设为在径向上位于壳体内筒部121与推力轴承161之间，在轴向上位于推力轴承垫圈162与驱动凸轮主体41之间。内侧密封部件401固定于壳体内筒部121，能够相对于驱动凸轮40相对旋转。

外侧密封部件402设于第二齿圈35的齿轮内筒部355与壳体外筒部123的离合器70侧的端部之间。外侧密封部件402固定于壳体外筒部123，能够相对于第二齿圈35相对旋转。

驱动凸轮主体41的推力轴承垫圈162侧的面能够相对于内侧密封部件401的密封唇部滑动。即，内侧密封部件401以与驱动凸轮40接触的方式设置。内侧密封部件401将驱动凸轮主体41与推力轴承垫圈162之间气密或者液密地密封。

第二齿圈35的齿轮内筒部355的外周壁能够与作为外侧密封部件402的内缘部的密封唇部滑动。即，外侧密封部件402在驱动凸轮40的径向外侧以与和驱动凸轮40一体旋转的第二齿圈35接触的方式设置。外侧密封部件402将齿轮内筒部355的外周壁与壳体外筒部123的内周壁之间气密或者液密地密封。

通过如上述那样设置的内侧密封部件401及外侧密封部件402，能够将收容马达20及减速器30的收容空间120与设有离合器70的离合器空间620之间气密或液密地保持。由此，即使例如在离合器70中产生了磨损粉等异物，也能够抑制该异物从离合器空间620向收容空间120侵入。因此，能够抑制因异物造成的马达20或减速器30的工作不良。

在本实施方式中，由于通过内侧密封部件401、外侧密封部件402将收容空间120与离合器空间620之间气密或液密地保持，所以即使向离合器70供给的油中包含磨损粉末等异物，也能够抑制包含该异物的油从离合器空间620向收容空间120流入。

在本实施方式中，壳体12形成为，从与外侧密封部件402的径向外侧对应的部位开始到与内侧密封部件401的径向内侧对应的部位为止为封闭的形状。

在本实施方式中，在与壳体12之间形成收容空间120的驱动凸轮40以及第二齿圈35虽然相对于壳体12相对旋转，但相对于壳体12在轴向上不相对移动。因此，在离合器装置1工作时，能够抑制收容空间120的容积的变化，能够抑制在收容空间120中产生负压。由此，能够抑制包含异物的油等被从离合器空间620侧向收容空间120吸入。

另外，与驱动凸轮40的内缘部接触的内侧密封部件401虽然相对于驱动凸轮40在周向上滑动，但在轴向上不滑动。另外，与第二齿圈35的齿轮内筒部355的外周壁接触的外侧密封部件402虽然相对于第二齿圈35在周向上滑动，但在轴向上不滑动。

如图1所示，驱动凸轮主体41比驱动凸轮外筒部44更靠与离合器70相反的一侧。即，驱动凸轮40形成为，通过在轴向上弯曲，从而驱动凸轮40的内缘部即驱动凸轮主体41和驱动凸轮40的外缘部即驱动凸轮外筒部44在轴向上成为不同的位置。

从动凸轮主体51设置为，在驱动凸轮主体41的离合器70侧位于驱动凸轮内筒部42的径向内侧。即，驱动凸轮40和从动凸轮50在轴向上被设为套匣状。

更详细地说，从动凸轮主体51位于第二齿圈35的齿轮板部356、齿轮外筒部357、驱动凸轮板部43以及驱动凸轮内筒部42的径向内侧。进而，太阳轮31的太阳轮齿部311、行星架33及行星齿轮32位于驱动凸轮主体41及从动凸轮主体51的径向外侧。由此，能够大幅地减小包括减速器30及滚珠凸轮2的离合器装置1的轴向的体积。

另外，在本实施方式中，如图1所示，在驱动凸轮主体41的轴向上，驱动凸轮主体41、太阳轮31、行星架33和线圈22以一部分重叠的方式配置。换言之，线圈22设置为，一部分位于驱动凸轮主体41、太阳轮31及行星架33的轴向的一部分的径向外侧。由此，能够进一步减小离合器装置1的轴向的体积。

然而，在本实施方式中，具有磁体230的转子23与减速器30接近配置。另外，这里所说的“接近配置”是指，在磁体230与构成减速器30的部件之间不配置壳体等其他部件地对置，减速器30配置于转子磁体的磁吸引力作用的范围内。另外，也可以视作磁体230与作为奇异行星齿轮机构的减速器30在轴向上串联。

这里，在与磁体230对置的行星齿轮32、行星架33由磁性体形成的情况下，由于磁体230的磁力所引起的轴向吸引力，旋转滑动损失增大，因此有传递效率降低的隐患。另外，在减速器30与转子23之间设有隔壁、或者以不会被作用磁体230的磁力的程度分离的情况下，轴向体积大型化。

因此，在本实施方式中，由非磁性材料形成构成减速器30的部件中的位于沿轴向投影磁体230的转子磁体投影区域内的部件的至少一部分。在本实施方式中，使与转子23对置并且位于转子磁体投影区域内的行星架主体330以及销331为非磁性材料。即，例如太阳轮31、行星齿轮32以及齿圈34、35由磁性材料形成，由非磁性材料形成行星架33，这样，在构成减速器30的部件中，混合存在由磁性材料形成的部件和由非磁性材料形成的部件。

通过使行星架主体330以及销331为非磁性材料，使得马达20的磁力无论距离如何都不会起作用，因此能够抑制减速效率的降低。另外，能够缩短磁体230与减速器30(具体而言是行星架33)的轴向间隙。另外，由于能够在转子磁体投影区域与转子23接近配置，因此径向的设计自由度增加，能够使离合器装置1小型化。

如以上说明那样，本实施方式的离合器装置1具备壳体12、马达20、减速器30、及滚珠凸轮2。马达20具有：具有线圈22且固定于壳体12的定子21；以及转子23，设有磁体230，通过向线圈22的通电而旋转。减速器30能够将马达20的扭矩减速并输出。滚珠凸轮2具有在从减速器30被输入扭矩时相对于壳体12相对旋转的驱动凸轮40以及在驱动凸轮40相对于壳体12相对旋转时相对于壳体12在轴向上相对移动的从动凸轮50。

减速器30是具有太阳轮31、多个行星齿轮32以及齿圈34、35的行星齿轮机构。太阳轮31被输入来自马达20的扭矩。行星齿轮32能够在与太阳轮31啮合并自转的同时沿太阳轮的周向公转。齿圈34、35能够与行星齿轮32啮合。在本实施方式中，齿圈中包含与行星齿轮32的轴向的一侧啮合的第一齿圈34以及齿数与第一齿圈34不同且与行星齿轮32的轴向的另一侧啮合的第二齿圈35，减速器30构成了奇异行星齿轮机构。

在本实施方式中，构成减速器30的部件、并且是位于沿轴向投影磁体230的磁体投影区域的投影区域部件中的至少一个由非磁性材料形成。通过使投影区域部件中的至少一个为非磁性材料，能够抑制减速器30中的减速效率的降低。另外，能够缩短磁体230与投影区域部件的轴向间隙，并且径向的设计自由度提高，因此有助于离合器装置1的小型化。

减速器30具有将行星齿轮32能够旋转地支承的行星齿轮轴承36以及行星架33。行星架33具有保持行星齿轮轴承36的销331以及保持销的行星架主体330。行星齿轮32、行星齿轮轴承36、销331以及行星架主体330中的至少一个由非磁性材料形成。

在本实施方式中，行星架主体330在轴向上配置于磁体230与行星齿轮32之间，与磁体230对置。另外，行星架主体330在定子21的径向内侧，在轴向上至少有一部分与定子21重叠配置。换言之，行星架主体330至少有一部分进入定子21的径向内侧的空间，在轴向上设为套匣状。在如此配置的情况下，期望的是至少行星架主体330以及销331由非磁性材料形成。由此，能够抑制减速效率的降低并且使离合器装置1的体积小型化。

在本实施方式中，与磁体230对置的行星架主体330以及销331由作为非磁性材料的非磁性不锈钢(SUS)形成。由此，能够确保部件的强度并且使离合器装置1小型化。另外，作为非磁性材料，也可以使用铝材、树脂。由此，能够降低部件的旋转惯性力矩，能够实现响应性提高以及轻量化。

(第二实施方式)

基于图3对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，主要是行星架37与上述实施方式不同，因此以这一点为中心进行说明。图3是与图1对应的图，并且省略了图1中的纸面下半部分侧的记载。

行星架37具有行星架主体370、销371。行星架主体370在轴向上相对于行星齿轮32设于与壳体板部122相反的一侧。即，在上述实施方式中，在轴向上按照转子23、行星架主体330、行星齿轮32的顺序排列，相对于此，在本实施方式中，按照转子23、行星齿轮32、行星架主体370的顺序排列。

在本实施方式中，行星齿轮32与行星架主体370同轴地配置，销371成为笔直形状。

驱动凸轮45具有驱动凸轮主体41、驱动凸轮内筒部42、驱动凸轮板部46、驱动凸轮外筒部47、驱动凸轮槽400等。驱动凸轮板部46具有倾斜部461以及板状部462。倾斜部461设于驱动凸轮内筒部42侧，以径向外侧比径向内侧更远离壳体板部122的方式倾斜地形成。板状部462以与旋转轴大致正交的方式从倾斜部461向径向外侧延伸地形成。驱动凸轮外筒部47从驱动凸轮板部46的外缘部形成为大致圆筒状。驱动凸轮板部46的外缘部位于驱动凸轮外筒部47的轴向上的大致中央。第二齿圈35嵌合于驱动凸轮外筒部47的外周壁。

行星架主体370配置于在行星齿轮32与驱动凸轮板部46之间形成的空间。在本实施方式中，由非磁性材料形成与转子23对置并且位于转子磁体投影区域内的行星齿轮32以及行星齿轮轴承36。

在本实施方式中，行星齿轮32以及行星齿轮轴承36在轴向上比行星架主体330靠磁体230侧，并且与磁体230对置地配置。在如此配置的情况下，期望的是至少行星齿轮32以及行星齿轮轴承36由非磁性材料形成。如此构成也会起到与上述实施方式相同的效果。

在实施方式中，滚珠凸轮2对应于“旋转平移部”，驱动凸轮40对应于“旋转部”，从动凸轮50对应于“平移部”，行星齿轮轴承36对应于“轴承”。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，设置成行星架的至少一部分位于定子的径向内侧。在其他实施方式中，也可以设置成行星架的至少一部分位于定子的径向外侧。另外，在其他实施方式中，也可以设置成行星架相对于定子位于离合器侧。

在第一实施方式中，行星架主体以及销由非磁性材料形成，在第二实施方式中，行星齿轮以及行星齿轮轴承由非磁性材料形成。在其他实施方式中，行星齿轮、行星齿轮轴承、行星架主体以及销中的一个以上由非磁性材料形成即可，例如在第一实施方式的构成中，除了行星架主体以及销之外，也可以将行星齿轮以及行星齿轮轴承中的至少一方由非磁性材料形成，在第二实施方式的构成中，除了行星齿轮以及行星齿轮轴承之外，也可以将行星架主体以及销中的至少一方由非磁性材料形成。

在上述实施方式中，减速器是奇异行星齿轮机构。在其他实施方式中，减速器也可以是多个行星齿轮机构、或者行星齿轮机构。

在上述实施方式中，设置成旋转平移部的至少一部分位于太阳轮的径向内侧。在其他实施方式中，旋转平移部也可以不位于太阳轮的径向内侧。即，旋转平移部例如也可以设置成相对于太阳轮位于离合器侧。

在上述实施方式中，关于构成行星架的销，支承行星齿轮的支承部设于比与行星架主体连接的连接部靠径向外侧。在其他实施方式中，支承部也可以设置成比连接部靠径向内侧。另外，销的连接部与支承部也可以设置成同轴。即，也可以取代剖视时曲柄形状而将销形成为笔直形状，由此能够使销成为简单的形状。

在其他实施方式中，作为旋转部的驱动凸轮也可以一体地形成减速器的第二齿圈。另外，在其他实施方式中，也可以不具备将收容空间与离合器空间之间气密或者液密地保持的密封部件。

在上述实施方式中，示出了旋转平移部是具有驱动凸轮、从动凸轮以及滚动体的滚动体凸轮的例子。与此相对，在其他实施方式中，旋转平移部只要具有相对于壳体相对旋转的旋转部以及在旋转部相对于壳体相对旋转时相对于壳体沿轴向相对移动的平移部，例如也可以由“滑动丝杠”或“滚珠丝杠”等构成。

在上述实施方式中，弹性变形部由盘簧构成。在其他实施方式中，弹性变形部只要能够沿轴向弹性变形，例如也可以是螺旋弹簧或者橡胶等。另外，在其他实施方式中，状态变更部也可以不具有弹性变形部而是仅由刚体构成。

在上述实施方式中，驱动凸轮槽、从动凸轮槽以及滚珠分别各设有五个。在其他实施方式中，驱动凸轮槽、从动凸轮槽以及滚珠只要是三个以上，就并不局限于五个，而是设置几个都可以。

另外，在其他实施方式中，也可以从第二传递部输入扭矩，经由离合器从第一传递部输出扭矩。此外，例如，在将第一传递部或第二传递部的一方不可旋转地固定了的情况下，通过将离合器设为卡合状态，能够停止第一传递部或第二传递部的另一方的旋转。在该情况下，能够将离合器装置用作制动装置。以上，本发明不被上述实施方式做任何限定，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。

将本发明以实施方式为基准进行了记述。但是，本发明并不限定于该实施方式及构造。本发明也包含各种各样的变形例及同等范围内的变形。此外，各种各样的组合及形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入在本发明的范畴及思想范围中。

Claims (8)

1.一种旋转式致动器，其特征在于，具备：

壳体(12)；

马达(20)，具有定子(21)以及转子(23)，该定子(21)具有线圈(22)且固定于所述壳体，该转子(23)设有磁体(230)且通过向所述线圈的通电而旋转；

减速器(30)，能够将所述马达的扭矩减速并输出；以及

旋转平移部(2)，具有旋转部(40)以及平移部(50)，该旋转部在从所述减速器被输入扭矩时相对于所述壳体相对旋转，该平移部在所述旋转部相对于所述壳体相对旋转时相对于所述壳体沿轴向相对移动，

所述减速器是具有太阳轮(31)、多个行星齿轮(32)以及齿圈(34、35)的行星齿轮机构，

所述太阳轮(31)被输入来自所述马达的扭矩，

所述行星齿轮(32)能够在与所述太阳轮啮合并自转的同时沿所述太阳轮的周向公转，

所述齿圈(34、35)能够与所述行星齿轮啮合，

作为构成所述减速器的部件且位于沿轴向投影所述磁体而得到的磁体投影区域的投影区域部件中的至少一个部件由非磁性材料形成。

2.根据权利要求1所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述减速器具有：

轴承(36)，将所述行星齿轮能够旋转地支承；以及

行星架(33、37)，具有保持所述轴承的销(331、371)以及保持所述销的行星架主体(330、370)，

所述行星齿轮、所述轴承、所述销以及所述行星架主体中的至少一个由非磁性材料形成。

3.根据权利要求2所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述行星架主体在轴向上配置于所述磁体与所述行星齿轮之间且与所述磁体对置，并且在所述定子的径向内侧，在轴向上至少有一部分与所述定子重叠地配置。

4.根据权利要求2所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述行星齿轮以及所述轴承在轴向上比所述行星架主体靠所述磁体侧，且与所述磁体对置地配置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述投影区域部件中的至少一个部件由作为非磁性材料的非磁性不锈钢形成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述投影区域部件中的至少一个部件由铝材料形成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述投影区域部件中的至少一个部件由树脂形成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转式致动器，其特征在于，

所述齿圈中包含第一齿圈(34)以及第二齿圈(35)，所述第一齿圈(34)与所述行星齿轮的轴向的一侧啮合，所述第二齿圈(35)的齿数与所述第一齿圈的齿数不同，所述第二齿圈(35)与所述行星齿轮的轴向的另一侧啮合，

所述减速器是奇异行星齿轮机构。