JP2017085766A - 直線駆動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減とともに内部構造を簡素化させることによって、装置本体を小型化することが可能な直線駆動アクチュエータを提供する。【解決手段】このクラッチアクチュエータ１００（直線駆動アクチュエータ）は、駆動軸１４を含むＤＣモータ１０と、ＤＣモータ１０の駆動力が入力されるとともにＤＣモータ１０の駆動軸１４の回転軸線Ａに対して偏心した状態で回転される原動側ギア４１と、原動側ギア４１が有する歯数と異なる歯数を有して原動側ギア４１に噛み合わされ、回転軸線ＢがＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上に配置された従動側ギア４２とを含み、ＤＣモータ１０の回転数を減速させるトロコイド減速機４０と、移動軸線Ｃがトロコイド減速機４０の従動側ギア４２の回転軸線Ａ上に配置されたねじ軸部材５２を含み、従動側ギア４２の正逆回転をねじ軸部材５２の移動軸線Ｃに沿った往復直線移動に変換可能に構成された送りねじ機構部５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、直線駆動アクチュエータに関し、特に、モータの駆動力により移動部材が往復直線移動されるように構成された直線駆動アクチュエータに関する。

従来、モータの駆動力により移動部材が往復直線移動されるように構成された直線駆動アクチュエータなどが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、電動モータの駆動力により出力ロッド（移動部材）が往復移動可能に構成されたクラッチアクチュエータ（直線駆動アクチュエータ）が開示されている。この特許文献１に記載のクラッチアクチュエータでは、電動モータの駆動軸と出力ロッドとの間に、電動モータの回転速度を減速させてスクリュー部材を回転させる減速機構部と、減速機構部の出力側の回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構部とが設けられている。なお、減速機構部は、互いに所定の間隔を隔てて平行に延びる回転軸線まわりに回転される外接式の歯車が噛み合わされて構成されている。したがって、電動モータの駆動軸の回転軸線から横方向にシフト（平行移動）された位置に沿って延びる出力軸線に沿ってスクリュー部材が回転されて、出力ロッドが往復直線移動されるように構成されている。

特開２０１１−１０６６１４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたクラッチアクチュエータでは、電動モータの駆動軸（回転軸線）とスクリュー部材（出力ロッド）の移動軸線とが異なるように減速機構部が構成されているため、互いに平行配置される回転軸の数が増える分、内部構造の複雑化とともに直線駆動アクチュエータ本体（装置本体）が大型化するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、内部構造を簡素化させることによって、装置本体を小型化することが可能な直線駆動アクチュエータを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における直線駆動アクチュエータは、駆動軸を含むモータと、モータの駆動力が入力されるとともにモータの駆動軸の回転軸線に対して偏心した状態で回転される原動側ギアと、原動側ギアが有する歯数と異なる歯数を有して原動側ギアに噛み合わされ、回転軸線がモータの回転軸線上に配置された従動側ギアとを含み、モータの回転数を減速させる減速機構部と、移動軸線が減速機構部の従動側ギアの回転軸線上に配置された移動部材を含み、従動側ギアの正逆回転を移動部材の移動軸線に沿った往復直線移動に変換可能に構成された送りねじ機構部と、を備える。

この発明の一の局面による直線駆動アクチュエータでは、上記のように、回転軸線がモータの回転軸線上に配置された従動側ギアを含み、モータの回転数を減速させる減速機構部と、移動軸線が減速機構部の従動側ギアの回転軸線上に配置された移動部材を含み、従動側ギアの正逆回転を移動部材の移動軸線に沿った往復直線移動に変換可能に構成された送りねじ機構部とを備える。これにより、モータの回転軸線と減速機構部（従動側ギア）の回転軸線と移動部材の移動軸線とを同一軸線上に揃えることができるので、装置本体（直線駆動アクチュエータ本体）の内部構造を簡素化させることができる。その結果、装置本体を小型化することができる。また、モータの回転軸線と減速機構部（従動側ギア）の回転軸線と移動部材の移動軸線とが同一軸線上に揃うので、軸受部材の個数も削減する（最小限にする）ことができ、内部構造の簡素化にさらに寄与することができる。

上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、好ましくは、原動側ギアの外歯に対して従動側ギアの内歯の歯形曲線にサイクロイド曲線を用いて互いに噛み合い可能に構成されたサイクロイド減速機を含む。

このように構成すれば、互いに内接する２つのギア（原動側ギアおよび従動側ギア）による１段の噛み合いからなるサイクロイド減速機を用いて減速比の大きい直線駆動アクチュエータを容易に得ることができる。したがって、駆動力のより小さいモータを適用しても直線駆動アクチュエータから所望の駆動力を得ることができるので、モータが小型化される分、装置本体（直線駆動アクチュエータ本体）をさらに小型化することができる。

上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、好ましくは、送りねじ機構部は、ナット部材と、ナット部材に螺合される移動部材としてのねじ軸部材とを含み、減速機構部における従動側ギアがナット部材に接続されることにより、ナット部材の正逆回転によって、ねじ軸部材がモータの回転軸線上を往復直線移動されるように構成されている。

このように構成すれば、ナット部材の回転軸線を従動側ギアの回転軸線に揃えた状態で、従動側ギアとともに連れ回りするナット部材の回転運動をねじ軸部材の往復直線運動に容易に変換することができる。

上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、好ましくは、送りねじ機構部は、ナット部材と、ナット部材に螺合される移動部材としてのねじ軸部材とを含み、減速機構部における従動側ギアがねじ軸部材に接続されることにより、ねじ軸部材の正逆回転によって、ナット部材がモータの回転軸線上を往復直線移動されるように構成されている。

このように構成すれば、従動側ギアの回転軸線をねじ軸部材の回転軸線に揃えた状態で、従動側ギアとともに連れ回りするねじ軸部材の回転運動をナット部材の往復直線運動に容易に変換することができる。

上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、好ましくは、原動側ギアの外歯に対して従動側ギアの内歯の歯形曲線にサイクロイド曲線を用いて互いに噛み合い可能に構成されたサイクロイド減速機を含み、サイクロイド減速機と送りねじ機構部とが組み合わされることによって、送りねじ機構部によってモータの回転軸線上を一方方向に直線移動された移動部材が、押し戻し荷重に起因して一方方向とは反対の他方方向に直線移動されないように移動部材の位置が保持されるように構成されている。

このように構成すれば、移動部材の他方方向への押し戻し荷重に起因して、送りねじ機構部のみならずサイクロイド減速機によっても各々の機構部の逆回転を確実に抑制することができるので、モータに電力が供給されない状態でのモータの逆回転を確実に抑制することができる。したがって、移動部材を直線移動させる時にモータに電力を供給するとともに移動部材の移動停止時にはモータに電力を供給する必要がないので、直線駆動アクチュエータの消費電力を低減させることができる。

上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、減速機構部における従動側ギアと送りねじ機構部における移動部材とは、一体的に構成されている。

（付記項２）
また、上記一の局面による直線駆動アクチュエータにおいて、減速機構部を回転可能に保持するケーシング部材をさらに備え、減速機構部の従動側ギアがケーシング部材の内面に対して正逆回転可能に保持された状態で、移動部材がケーシング部材の内部を従動側ギアに対して移動軸線に沿って相対的に往復直線移動されるように構成されている。

本発明の第１実施形態によるクラッチアクチュエータの構成を示した図である。 図１における１５０−１５０線に沿ったトロコイド減速機の断面図である。 本発明の第１実施形態によるクラッチアクチュエータの動作状態を示した図である。 本発明の第２実施形態によるクラッチアクチュエータの構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態によるクラッチアクチュエータ１００の構成について説明する。

（クラッチアクチュエータの構成）
本発明の第１実施形態によるクラッチアクチュエータ１００（直線駆動アクチュエータの一例）は、図１に示すように、駆動源としてのＤＣモータ１０（モータの一例）と、ＤＣモータ１０の回転（正逆回転）を直線運動（往復運動）に変換する駆動力変換ユニット２０と、駆動力変換ユニット２０により駆動されて油圧を発生させる油圧ユニット７０とを備える。そして、クラッチアクチュエータ１００は、油圧ユニット７０に油圧を発生させて車両（図示せず）のエンジン１から変速機２への駆動力の伝達および遮断を行うクラッチ部３の動作を機械的に行わせるためのモータ油圧式のアクチュエータである。なお、クラッチ部３は、車両に搭載されたＡＭＴ（オートメイテッドマニュアルトランスミッション）の一部を構成している。

ＤＣモータ１０は、内面に永久磁石１２が固定された金属製のハウジング部材１１と、ハウジング部材１１内に回転可能に配置されるとともに、回転中心Ｒ（回転軸線Ａ）まわりに回転する駆動軸１４を有するロータ１３と、ブラシおよび整流子からなる整流機構１５と、電力供給および制御用の配線ケーブル１７が接続される端子部１６とを含む。また、ＤＣモータ１０は、車両のエンジン制御を行うＥＣＵ（図示せず）に接続されている。

駆動力変換ユニット２０は、中空円筒構造を有する金属（アルミニウム合金）製のケーシング部材２１と、ケーシング部材２１と油圧ユニット７０との接続を行うための金属（アルミニウム合金）製の接続部材２２と、ケーシング部材２１内に組み込まれた駆動力変換機構３０とを含んでいる。駆動力変換機構３０は、ＤＣモータ１０の駆動力（駆動軸１４の回転運動）を油圧ピストン６３の往復運動に変換する役割を担う。また、接続部材２２には、後述するねじ軸部材５２のナット部５１に対する連れ回りを防止するためのねじ軸部材５２のピン部５２ｄを保持する保持部２２ａが設けられている。なお、保持部２２ａは、ピン部５２ｄがＸ軸方向に移動可能に接続部材２２に凹状（溝状）に形成されている。

また、ケーシング部材２１の一方側（Ｘ２側）の端部には、ＤＣモータ１０の金属製のハウジング部材１１が締結されるとともに、接続部材２２の他方側（Ｘ１側）の端部には、油圧ユニット７０が複数のねじ部材（ボルト）５を用いて締結されている。

油圧ユニット７０は、内部に油圧室７１が形成された樹脂製の油圧シリンダ７２と、油圧シリンダ７２内に移動可能に保持された油圧ピストン７３と、油圧ピストン７３を後述するねじ軸部材５２側（Ｘ２側）に付勢するスプリング７４と、作動油を油圧ユニット７０の外部に漏らすことなく油圧ピストン７３のＸ軸方向の移動を保持する凹状のシール部材７５とを含む。なお、油圧ピストン７３がスプリング７４とともに油圧シリンダ７２内に装填され、かつ、接続部材２２の貫通孔２２ｂにシール部材７５のＸ２側の端部領域が所定長さだけ挿入された状態で、接続部材２２の周状のフランジ部２２ｃが、油圧シリンダ７２のＸ２側の端面７２ａにねじ部材５を用いて固定されるように構成されている。

また、油圧ピストン７３は、スプリング７４が装填される細長状の穴部７３ａと、穴部７３ａとは反対側（Ｘ２側）に形成され、後述するねじ軸部材５２のロッド部５２ｂの先端部５２ｃ（Ｘ１側）を当接可能に受け入れる凹部７３ｂとを有する。また、油圧シリンダ７２には、オイルリザーバ４からの作動油を油圧室７１に引き込む油路７６（破線で示す）と、油圧室７１から油圧ピストン７３により押し出される作動油（油圧）をクラッチ部３に供給するための油路７７（破線で示す）とが形成されている。

ここで、第１実施形態では、駆動力変換機構３０は、トロコイド減速機４０（減速機構部およびサイクロイド減速機の一例）と、送りねじ機構部５０とによって構成されている。すなわち、ＤＣモータ１０の駆動力がトロコイド減速機４０に入力されて回転数が減速されるとともに、減速後の回転運動が送りねじ機構部５０によって直線運動（往復移動）に変換されるように構成されている。そして、送りねじ機構部５０（後述するねじ軸部材５２）の往復移動が油圧ピストン７３の往復直線移動に伝達されるように構成されている。

以下、ＤＣモータ１０からトロコイド減速機４０および送りねじ機構部５０を経て油圧ピストン７３に駆動力が伝達される駆動力変換機構３０の構成を詳細に説明する。

（駆動力変換機構の詳細な構造）
駆動力変換ユニット２０のケーシング部材２１のＸ２側の端面２１ａには、ボールベアリング６１がシール部材６２を用いて固定されている。また、ボールベアリング６１の内輪部６１ａにカップリング部材６０の保持部６０ａが嵌め込まれている。そして、ＤＣモータ１０の駆動軸１４が、カップリング部材６０における保持部６０ａの回転軸中心部分に動力伝達可能に接続されている。また、カップリング部材６０は、ボールベアリング６１に保持される保持部６０ａのＸ１側に、原動側ギア４１の公転軌跡が保持部６０ａの回転中心Ｒに対して偏心量Ｗ（図２参照）だけ偏心されるように形成されたクランク部６０ｂを一体的に有している。そして、クランク部６０ｂに対してトロコイド減速機４０の原動側ギア４１が公転可能に接続されている。すなわち、図２に示すように、カップリング部材６０が回転中心Ｒ（ここでは回転軸線Ａとする）まわりに矢印Ｒ１方向に回転された場合、原動側ギア４１は、回転中心Ｒに対して偏心量Ｗだけ偏心された位置を回転中心Ｒを中心にして矢印Ｒ１方向に移動（回動）されるようになる。

ここで、トロコイド減速機４０は、図２に示すように、外歯４１ａを有する原動側ギア４１と、内歯４２ａを有する従動側ギア４２と、ボールベアリング４３とを含む。また、原動側ギア４１は平歯車である一方、従動側ギア４２の内歯４２ａは、サイクロイド曲線の一種であるトロコイド曲線からなる歯形曲線により構成されている。また、ボールベアリング４３は、従動側ギア４２の内側でクランク部６０ｂの矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向への回動とともに原動側ギア４１が矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向に公転可能になるように原動側ギア４１を保持している。また、従動側ギア４２は、ケーシング部材２１の内周面２３に対して矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向に回転可能に保持されており、従動側ギア４２の回転中心Ｒ（ここでは回転軸線Ｂ（図１参照）とする）は、カップリング部材６０（すなわちＤＣモータ１０の駆動軸１４）の回転中心Ｒ（回転軸線Ａ（図１参照））と同軸線上に配置されている。

そして、原動側ギア４１の外歯４１ａに対して、従動側ギア４２の内歯４２ａが１箇所で噛み合った状態で、原動側ギア４１の矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向への公転運動に伴って、従動側ギア４２もケーシング部材２１の内周面２３に対して原動側ギア４１と同じ方向（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）に回転されるように構成されている。したがって、原動側ギア４１は、ＤＣモータ１０の駆動軸１４の回転中心Ｒに対して偏心量Ｗだけ偏心された位置を公転するが、その外側に噛み合う従動側ギア４２は、回転中心Ｒ（回転軸線Ａであり回転軸線Ｂである）まわりに回転（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）される。したがって、トロコイド減速機４０自体は、従動側ギア４２の直径によりその体格（サイズ）が決定されている。なお、従動側ギア４２の内側で公転する原動側ギア４１の歯数（たとえば２１枚）は、従動側ギア４２の歯数（たとえば２２枚）よりも１枚だけ少ない。この場合、トロコイド減速機４０の速度伝達比（＝内歯（２１）／歯数差（−１））は、−２１になる。

また、図１に示すように、トロコイド減速機４０のＸ２側に隣接して送りねじ機構部５０が配置されている。送りねじ機構部５０は、ナット部５１（ナット部材の一例）と、ナット部５１に螺合されるねじ軸部材５２（移動部材の一例）とを含む。なお、第１実施形態では、従動側ギア４２とナット部５１とは一体成形されて単一の部品として構成されている。また、ねじ軸部材５２は、ナット部５１のねじ溝５１ａに螺合されるねじ部５２ａと、ねじ部５２ａから矢印Ｘ１方向に直線状に延びるロッド部５２ｂとにより構成されている。なお、ケーシング部材２１の内周面２３には周状の段差部２３ａが形成されており、ナット部５１のフランジ状の端面５１ｂが摺動されるように構成されている。したがって、従動側ギア４２とナット部５１とが、Ｘ軸方向における同じ位置で回転されるようにケーシング部材２１の内部に保持されている。

また、ねじ軸部材５２におけるロッド部５２ｂには、半径方向外側に直線的に延びるピン部５２ｄが設けられている。また、ピン部５２ｄは、接続部材２２における凹状（溝状）の保持部２２ａ内にＸ軸方向に移動可能に挿入されている。これにより、従動側ギア４２（ナット部５１）が矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向（図２参照）に正逆回転された場合、ねじ軸部材５２がＸ軸方向（ここでは移動軸線Ｃとする）沿って矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に直線移動（往復移動）されるように構成されている。

これにより、第１実施形態では、図１および図３に示すように、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａと、従動側ギア４２の回転軸線Ｂと、ねじ軸部材５２の移動軸線Ｃとが同一軸線上に揃えられている。そして、ＤＣモータ１０の駆動に伴う従動側ギア４２（ナット部５１）の正逆回転（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）によって、ねじ軸部材５２におけるロッド部５２ｂがＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に往復直線移動されるように構成されている。

なお、図１では、ねじ軸部材５２が最もＸ２側に移動されて油圧ユニット７０からクラッチ部３に対する油圧が発生していない状態を示している。そして、ＤＣモータ１０が矢印Ｒ１方向（図２参照）に回転されることにより、カップリング部材６０を介して原動側ギア４１が矢印Ｒ１方向に回転（公転）され、かつ、従動側ギア４２が矢印Ｒ１方向に回転（自転）される。これにより、従動側ギア４２と一体化されたナット部５１が矢印Ｒ１方向に回転されることにより、ナット部５１に噛み合うねじ軸部材５２がナット部５１に対して矢印Ｘ１方向に相対的に直線移動される。したがって、図３に示すように、ねじ軸部材５２のロッド部５２ｂが油圧ピストン７３を矢印Ｘ１方向に移動（押圧）するようになり、油圧室７１内の作動油が油圧室７１から押し出されて油路７７を介してクラッチ部３に作用するようになる。

また、ＥＣＵ（図示せず）の指令に基づいてＤＣモータ１０が矢印Ｒ２方向（図２参照）に回転された場合には、上記とは反対の動作が行われる。すなわち、従動側ギア４２と一体化されたナット部５１が矢印Ｒ２方向に回転されることにより、ナット部５１に噛み合うねじ軸部材５２（ロッド部５２ｂ）がナット部５１に対して矢印Ｘ２方向に相対的に直線移動される。この際、油圧シリンダ７２内では、スプリング７４の付勢力（復元力）によって、油圧ピストン７３が、図３の状態から図１の状態へと矢印Ｘ２方向に移動される。

また、第１実施形態では、トロコイド減速機４０と送りねじ機構部５０とを組み合わせることによって、送りねじ機構部５０によってＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を一方方向（矢印Ｘ１方向）に直線移動されたねじ軸部材５２が、クラッチ部３からの油圧（押し戻し荷重）に起因して他方方向（矢印Ｘ２方向）に直線移動されないように、ねじ軸部材５２のＸ軸方向の現在位置が保持されるように構成されている。したがって、たとえば、送りねじ機構部５０の噛み合いが摩耗によって甘くなりセルフロック機能（押し戻しを防止する機能）が弱まったとしても、トロコイド減速機４０側のセルフロック機能が働く。これにより、ＤＣモータ１０に電力が供給されない状態においても、ねじ軸部材５２の現在位置が矢印Ｘ２方向に容易にずれない（戻されない）ように構成されている。第１実施形態におけるクラッチアクチュエータ１００は、上記のように構成されている。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、回転軸線ＢがＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上に配置された従動側ギア４２を含み、ＤＣモータ１０の回転数を減速させるトロコイド減速機４０と、移動軸線Ｃがトロコイド減速機４０の従動側ギア４２の回転軸線Ｂ上に配置されたねじ軸部材５２を含み、従動側ギア４２の正逆回転（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）をねじ軸部材５２の移動軸線Ｃに沿った往復移動（矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向）に変換可能に構成された送りねじ機構部５０とを備える。これにより、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａとトロコイド減速機４０（従動側ギア４２）の回転軸線Ｂとねじ軸部材５２の移動軸線Ｃとを同一軸線上に揃えることができるので、クラッチアクチュエータ１００（駆動力変換ユニット２０）の内部構造を簡素化させることができる。その結果、クラッチアクチュエータ１００を小型化することができる。また、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａとトロコイド減速機４０（従動側ギア４２）の回転軸線Ｂとねじ軸部材５２の移動軸線Ｃとが同一軸線上に揃うので、軸受部材の個数も最小限にすることができ、駆動力変換ユニット２０の内部構造の簡素化にさらに寄与することができる。

また、第１実施形態では、原動側ギア４１の外歯４１ａに対して従動側ギア４２の内歯４２ａの歯形曲線にトロコイド曲線を用いて互いに噛み合い可能に構成されたトロコイド減速機４０を用いる。これにより、互いに内接する２つのギア（原動側ギア４１および従動側ギア４２）による１段の噛み合いからなるトロコイド減速機４０を用いて減速比の大きいクラッチアクチュエータ１００を得ることができる。したがって、駆動力のより小さいＤＣモータ１０を適用してもクラッチアクチュエータ１００から所望の駆動力を得ることができるので、ＤＣモータ１０が小型化される分、クラッチアクチュエータ１００をさらに小型化することができる。

また、第１実施形態では、トロコイド減速機４０における従動側ギア４２がナット部５１に接続されることにより、ナット部５１の矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向への正逆回転によって、ねじ軸部材５２がＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に往復直線移動されるように構成する。これにより、ナット部５１の回転軸線を従動側ギア４２の回転軸線Ｂを揃えた状態で、従動側ギア４２とともに連れ回りするナット部５１の回転運動を移動軸線Ｃに沿ったねじ軸部材５２の往復直線運動に容易に変換することができる。

また、第１実施形態では、トロコイド減速機４０と送りねじ機構部５０とを組み合わせることによって、送りねじ機構部５０によってＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を一方方向（矢印Ｘ１方向）に直線移動されたねじ軸部材５２が、押し戻し荷重に起因して他方方向（矢印Ｘ２方向）に直線移動されないようにねじ軸部材５２の位置が保持されるように構成する。これにより、ねじ軸部材５２の他方方向（矢印Ｘ２方向）への押し戻し荷重に起因して、送りねじ機構部５０のみならずトロコイド減速機４０によっても各々の機構部の逆回転を確実に抑制することができるので、ＤＣモータ１０に電力が供給されない状態でのＤＣモータ１０の逆回転を確実に抑制することができる。したがって、ねじ軸部材５２を直線移動させる時にＤＣモータ１０に電力を供給するとともにねじ軸部材５２の移動停止時にはＤＣモータ１０に電力を供給する必要がないので、クラッチアクチュエータ１００の消費電力を低減させることができる。

また、第１実施形態では、トロコイド減速機４０における従動側ギア４２と送りねじ機構部５０におけるねじ軸部材５２とを一体的に構成する。これにより、従動側ギア４２とねじ軸部材５２とが一体化される分、クラッチアクチュエータ１００の小型化とともに構成部品の部品点数を削減することができる。

また、第１実施形態では、トロコイド減速機４０の従動側ギア４２（ナット部５１のフランジ状の端面５１ｂ）が、ケーシング部材２１の内周面２３における周状の段差部２３ａに対して正逆回転可能に保持された状態で、ねじ軸部材５２がケーシング部材２１の内部を従動側ギア４２に対して移動軸線Ｃに沿って相対的に往復直線移動するように構成する。これにより、ケーシング部材２１を有効に利用して従動側ギア４２の回転軸線Ｂに沿った回転位置を同じ位置に保持しつつ、ねじ軸部材５２におけるロッド部５２ｂを矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に容易に往復直線移動させることができる。

［第２実施形態］
次に、図２および図４を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、従動側ギア２４２がねじ軸部２５２（ねじ軸部材の一例）に接続されることにより、ねじ軸部２５２の正逆回転によって、ナット部材２５１（移動部材の一例）が往復直線移動される例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。

本発明の第２実施形態によるクラッチアクチュエータ２００（直線駆動アクチュエータの一例）では、図４に示すように、ケーシング部材２２１内に従動側ギア２４２を有するトロコイド減速機２４０（減速機構部およびサイクロイド減速機の一例）が設けられている。また、トロコイド減速機２４０は、原動側ギア４１と、従動側ギア２４２と、ボールベアリング４３とを含む。また、トロコイド減速機２４０のＸ２側に隣接して送りねじ機構部２５０が配置されている。

ここで、第２実施形態では、送りねじ機構部２５０は、ナット部材２５１（移動部材の一例）と、ナット部材２５１に螺合されるねじ軸部２５２とを含む。また、ナット部材２５１は、ねじ軸部２５２のねじ部２５２ａに螺合されるねじ溝２５１ａと、ねじ溝２５１ａから矢印Ｘ１方向に直線状に延びるロッド部２５１ｂとにより構成されている。そして、従動側ギア２４２とねじ軸部２５２とが一体成形されて単一の部品として構成されている。また、ナット部材２５１におけるロッド部２５１ｂには、油圧ピストン７３の凹部７３ｂに当接する先端部２５１ｃ（Ｘ１側）と、ロッド部２５１ｂから半径方向外側に直線的に延びるピン部２５１ｄとが設けられている。また、ピン部２５１ｄは、接続部材２２における凹状（溝状）の保持部２２ａ内にＸ軸方向に移動可能に挿入されている。

したがって、従動側ギア２４２とねじ軸部２５２とが、Ｘ軸方向における同じ位置で回転されるようにケーシング２２１の内部に保持されている。そして、従動側ギア２４２（ねじ軸部２５２）が矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向（図２参照）に正逆回転された場合、ナット部材２５１がＸ軸方向に移動軸線Ｃに沿って直線移動（往復移動）されるように構成されている。

これにより、第２実施形態では、図４に示すように、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａと、従動側ギア２４２の回転軸線Ｂと、ナット部材２５１の移動軸線Ｃとが同一軸線上に揃えられている。そして、ＤＣモータ１０の駆動に伴う従動側ギア２４２（ねじ軸部２５２）の正逆回転（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）によって、ナット部材２５１におけるロッド部２５１ｂがＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に往復直線移動されるように構成されている。なお、第２実施形態におけるその他の構成は上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、回転軸線ＢがＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上に配置された従動側ギア２４２を含み、ＤＣモータ１０の回転数を減速させるトロコイド減速機２４０と、移動軸線Ｃがトロコイド減速機２４０の従動側ギア２４２の回転軸線Ｂ上に配置されたナット部材２５１を含み、従動側ギア２４２の正逆回転（矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向）をナット部材２５１の移動軸線Ｃに沿った往復移動（矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向）に変換可能に構成された送りねじ機構部２５０とを備える。これにより、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａとトロコイド減速機２４０（従動側ギア２４２）の回転軸線Ｂとナット部材２５１の移動軸線Ｃとを同一軸線上に揃えることができるので、軸受部材の個数が削減されてクラッチアクチュエータ２００の内部構造を簡素化させることができる。また、ＤＣモータ１０の回転軸線Ａとトロコイド減速機２４０（従動側ギア２４２）の回転軸線Ｂとナット部材２５１の移動軸線Ｃとが一致するので、内部構造の簡素化とともにクラッチアクチュエータ２００の体格（外形形状）を小型化することができる。

また、第２実施形態では、送りねじ機構部２５０は、ナット部材２５１と、ナット部材２５１に螺合される移動部材としてのねじ軸部２５２とを含み、トロコイド減速機２４０における従動側ギア２４２がねじ軸部２５２に接続されることにより、ねじ軸部２５２の正逆回転によって、ナット部材２５１がＤＣモータ１０の回転軸線Ａ上を往復直線移動されるように構成する。これにより、従動側ギア２４２の回転軸線Ａをねじ軸部２５２の回転軸線Ａに揃えた状態で、従動側ギア２４２とともに連れ回りするねじ軸部２５２の回転運動をナット部材２５１の往復直線運動に容易に変換することができる。

また、第２実施形態では、トロコイド減速機２４０の従動側ギア２４２（ねじ軸部２５２のフランジ状の端面２５２ｂ）が、ケーシング部材２２１の内周面２３における周状の段差部２３ａに対して正逆回転可能に保持された状態で、ナット部材２５１がケーシング部材２２１の内部を従動側ギア２４２に対して移動軸線Ｃに沿って往復直線移動するように構成する。これにより、ケーシング部材２２１を有効に利用して従動側ギア２４２の回転軸線Ｂに沿った回転位置を同じ位置に保持しつつ、ナット部材２５１におけるロッド部２５１ｂを矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に容易に往復直線移動させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、従動側ギア４２（２４２）の内歯４２ａにトロコイド曲線を用いたトロコイド減速機４０（２４０）を適用したが、本発明はこれに限られない。すなわち、エピサイクロイド曲線（外サイクロイド曲線）またはハイポサイクロイド曲線（内サイクロイド曲線）を含むサイクロイド曲線を歯形形状にもつ従動側ギアを用いて本発明の「減速機構部」を構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、原動側ギア４１の歯数が２１枚であり従動側ギア４２（２４２）の歯数が２２枚であるようにトロコイド減速機４０（２４０）を適用したが、本発明はこれに限られない。ＤＣモータ１０の回転速度が減速可能であるならば、原動側ギア４１および従動側ギア４２（２４２）の歯数の組み合わせは上記以外であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ＤＣモータ１０とトロコイド減速機４０（２４０）との接続部分にカップリング部材６０の保持部６０ａを保持するボールベアリング６１を設けたが、本発明はこれに限られない。トロコイド減速機４０（２４０）を安定的に駆動することが可能なようにＤＣモータ１０の駆動力（回転力）を安定的にトロコイド減速機４０の原動側ギア４１に伝達可能にＤＣモータ１０のハウジング部材１１と駆動力変換ユニット２０のケーシング部材２１とを締結することが可能であるならば、ボールベアリング６１を設けないように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、エンジン１を備えた自動車のクラッチ部３の動作を機械的に行わせるクラッチアクチュエータ１００（２００）に本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。油圧により駆動されるデバイス（機械装置）用の油圧源として駆動源の回転を操作子（ロッド）の往復直線運動に変換する直線駆動アクチュエータとしてクラッチアクチュエータ以外の直線駆動アクチュエータに本発明を適用してもよい。また、油圧源ではなく操作子（ロッド）が直接的にデバイス（機械装置）を駆動するような直線駆動アクチュエータに対して本発明を適用することも可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、エンジン１を備えた自動車のクラッチ部３の動作を機械的に行わせるクラッチアクチュエータ１００（２００）に本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。車両以外の設備機器に搭載された内燃機関用のデバイス（機械装置）を駆動するような直線駆動アクチュエータに対して本発明を適用してもよい。また、内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどが適用可能である。

１０ ＤＣモータ（モータ）
１４ 駆動軸
２０ 駆動力変換部
４０、２４０ トロコイド減速機（減速機構部、サイクロイド減速機）
４１ 原動側ギア
４２、２４２ 従動側ギア
５０、２５０ 送りねじ機構部
５１ ナット部
５２ ねじ軸部材（移動部材）
５２ｂ、２５１ｂ ロッド部
６０ カップリング部材
６０ａ 保持部
６０ｂ クランク部
７０ 油圧ユニット
１００、２００ クラッチアクチュエータ（直線駆動アクチュエータ）
２５１ ナット部材（移動部材）
２５２ ねじ軸部（ねじ軸部材）
Ａ、Ｂ 回転軸線
Ｃ 移動軸線

Claims (5)

1. 駆動軸を含むモータと、
   前記モータの駆動力が入力されるとともに前記モータの駆動軸の回転軸線に対して偏心した状態で回転される原動側ギアと、前記原動側ギアが有する歯数と異なる歯数を有して前記原動側ギアに噛み合わされ、回転軸線が前記モータの回転軸線上に配置された従動側ギアとを含み、前記モータの回転数を減速させる減速機構部と、
   移動軸線が前記減速機構部の従動側ギアの回転軸線上に配置された移動部材を含み、前記従動側ギアの正逆回転を前記移動部材の移動軸線に沿った往復直線移動に変換可能に構成された送りねじ機構部と、を備える、直線駆動アクチュエータ。
2. 前記減速機構部は、前記原動側ギアの外歯に対して前記従動側ギアの内歯の歯形曲線にサイクロイド曲線を用いて互いに噛み合い可能に構成されたサイクロイド減速機を含む、請求項１に記載の直線駆動アクチュエータ。
3. 前記送りねじ機構部は、ナット部材と、前記ナット部材に螺合される前記移動部材としてのねじ軸部材とを含み、
   前記減速機構部における前記従動側ギアが前記ナット部材に接続されることにより、前記ナット部材の正逆回転によって、前記ねじ軸部材が前記モータの回転軸線上を往復直線移動されるように構成されている、請求項１または２に記載の直線駆動アクチュエータ。
4. 前記送りねじ機構部は、ナット部材と、前記ナット部材に螺合される前記移動部材としてのねじ軸部材とを含み、
   前記減速機構部における前記従動側ギアが前記ねじ軸部材に接続されることにより、前記ねじ軸部材の正逆回転によって、前記ナット部材が前記モータの回転軸線上を往復直線移動されるように構成されている、請求項１または２に記載の直線駆動アクチュエータ。
5. 前記減速機構部は、前記原動側ギアの外歯に対して前記従動側ギアの内歯の歯形曲線にサイクロイド曲線を用いて互いに噛み合い可能に構成されたサイクロイド減速機を含み、
   前記サイクロイド減速機と前記送りねじ機構部とが組み合わされることによって、前記送りねじ機構部によって前記モータの回転軸線上を一方方向に直線移動された前記移動部材が、押し戻し荷重に起因して前記一方方向とは反対の他方方向に直線移動されないように前記移動部材の位置が保持されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の直線駆動アクチュエータ。

Images