JP2017166546A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することを抑制しつつ、モータによって出力部を直線的に駆動できる電動アクチュエータを提供する。【解決手段】電動アクチュエータ１０は、モータ２０と、非通電状態においてモータの回転を制動する電磁ブレーキ３０と、モータに連結された減速機構４０と、減速機構に連結した回転シャフト４１と、回転シャフトの回転に伴って軸方向に移動する可動部材５０と、を備える。可動部材は、回転シャフトが通される貫通孔５１ａを有する本体部５１と、被動力伝達部と接触する出力部５２と、を有する。回転シャフトは、回転シャフトの外周面に位置する第１螺旋状溝４１ａを有する。本体部は、貫通孔の内側面に位置する第２螺旋状溝５１ｂを有する。第１螺旋状溝、第２螺旋状溝、および第１螺旋状溝と第２螺旋状溝との間に位置する複数の球状のボール６０によって、ボールネジが構成される。出力部は、軸方向に弾性変形する出力弾性部５３を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

従来、車両のクラッチ等の切り換えを行う装置が知られている。例えば、特許文献１のクラッチ操作装置においては、電気モータによってスクリューが回転され、スクリューにねじ結合されたナットブロックが直線移動することで、作動ロッドが直線移動する。これにより、クラッチの切り換えが行われる。

特開２０１２−１１２５１５号公報

しかし、上記のような装置においては、スクリューの回転をナットブロックの直線移動に変換する効率が比較的低い問題があった。この問題により、作動ロッドを直線移動させるのに十分な力を得るために、電気モータを大型化してスクリューに伝達される回転トルクを大きくする必要があった。したがって、装置全体が大型化する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、大型化することを抑制しつつ、モータによって出力部を直線的に駆動できる電動アクチュエータを提供することを目的の一つとする。

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、被動力伝達部に対して力を伝達する電動アクチュエータであって、軸方向に延びたモータシャフトを有するモータと、非通電状態において前記モータシャフトの回転を制動する電磁ブレーキと、前記モータシャフトに連結された減速機構と、前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される回転シャフトと、前記回転シャフトの回転に伴って軸方向に移動する可動部材と、を備え、前記可動部材は、前記回転シャフトが通される貫通孔を有する本体部と、前記被動力伝達部と接触する出力部と、を有し、前記回転シャフトは、前記回転シャフトの外周面に位置する螺旋状の溝である第１螺旋状溝を有し、前記本体部は、前記貫通孔の内側面に位置する螺旋状の溝である第２螺旋状溝を有し、前記第１螺旋状溝、前記第２螺旋状溝、および前記第１螺旋状溝と前記第２螺旋状溝との間に位置する複数の球状のボールによって、ボールネジが構成され、前記出力部は、軸方向に弾性変形する出力弾性部を有する。

本発明の一つの態様によれば、大型化することを抑制しつつ、モータによって出力部を直線的に駆動できる電動アクチュエータが提供される。

図１は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。 図２は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。 図３は、本実施形態の電動アクチュエータの部分を示す図であって、図１および図２におけるIII−III断面図である。 図４Ａは、本実施形態の可動部材の部分を示す側面図である。 図４Ｂは、本実施形態の可動部材の部分を示す側面図である。 図５Ａは、本実施形態の他の一例である可動部材の部分を示す側面図である。 図５Ｂは、本実施形態の他の一例である可動部材の部分を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータについて説明する。図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向は、図１に示す軸方向に延びる第１中心軸Ｊ１と平行な方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する方向であって図１における上下方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

本明細書においては、Ｘ軸方向における図１の右側（＋Ｘ側）を「前側」と呼び、左側（−Ｘ側）を「後側」と呼ぶ。また、Ｚ軸方向における図１の上側（＋Ｚ側）を単に「上側」と呼び、下側（−Ｚ側）を単に「下側」と呼ぶ。なお、前後方向および上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係および方向を示さない。また、第１中心軸Ｊ１に平行な方向（Ｘ軸方向）を単に「軸方向」と呼ぶ場合があり、第１中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ場合があり、第１中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ場合がある。

図１および図２に示す電動アクチュエータ１０は、例えば、車両の車体に取り付けられ、車両のクラッチの切り換えを行うアクチュエータである。電動アクチュエータ１０は、被動力伝達部Ｃ（図４Ａ参照）に対して力を伝達し、被動力伝達部Ｃを駆動する。被動力伝達部Ｃは、軸方向に沿って可動する。被動力伝達部Ｃは、例えば、車両の２つの動力伝達軸同士を連結するクラッチディスクである。

図１および図２に示すように、電動アクチュエータ１０は、アクチュエータハウジング１１と、軸方向に延びたモータシャフト２１を有するモータ２０と、電磁ブレーキ３０と、減速機構４０と、回転シャフト４１と、可動部材５０と、複数の球状のボール６０と、ベアリング７０，７１，７２と、を備える。

アクチュエータハウジング１１は、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びた筒状である。アクチュエータハウジング１１は、電動アクチュエータ１０の各部を内部に収容する。アクチュエータハウジング１１は、アクチュエータハウジング１１における上側（＋Ｚ側）の壁部を上下方向に貫通するハウジング貫通孔１１ａを有する。ハウジング貫通孔１１ａは、アクチュエータハウジング１１の前側（＋Ｘ側）の部分に配置される。

モータ２０は、モータ本体部２０ａと、モータシャフト２１と、を有する。モータ本体部２０ａは、アクチュエータハウジング１１の内側面に固定される。モータシャフト２１は、モータ本体部２０ａから前側（＋Ｘ側）に延びる。モータシャフト２１は、第１軸部２１ａと、第２軸部２１ｂと、を有する。

第１軸部２１ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びた部分である。第１軸部２１ａは、モータ本体部２０ａから前側（＋Ｘ側）に延びる。第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａの前側（軸方向一方側）において、第１中心軸Ｊ１と異なる第２中心軸Ｊ２を中心として軸方向に延びた部分である。第２中心軸Ｊ２は、第１中心軸Ｊ１と平行な軸であり、図１および図２では第１中心軸Ｊ１よりも下側（−Ｚ側）に配置される。第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａの前側の端部から前側に延びる。第２軸部２１ｂの外径は、第１軸部２１ａの外径よりも小さい。第２軸部２１ｂは、減速機構４０に接続される。より詳細には、第２軸部２１ｂは、ベアリング７０の内輪に嵌め合わされ、ベアリング７０を介して減速機構４０に接続される。

電磁ブレーキ３０は、非電通状態においてモータシャフト２１の回転を制動する。電磁ブレーキ３０は、ブレーキケース８０と、第１ブレーキ部材３１と、第２ブレーキ部材３２と、吸着部材３３と、弾性部材３５と、ソレノイド３４と、を有する。

ブレーキケース８０は、軸方向に延びる筒状である。ブレーキケース８０は、内部に電磁ブレーキ３０の各部を収容する。ブレーキケース８０の外側面は、アクチュエータハウジング１１の内側面に固定される。ブレーキケース８０は、筒部８０ａと、円板部８０ｂと、を有する。

筒部８０ａは、後側（−Ｘ側）に開口し、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる円筒状である。筒部８０ａの後端は、モータ本体部２０ａの前端に接触する。円板部８０ｂは、筒部８０ａの前端に接続される。円板部８０ｂは、第１中心軸Ｊ１を中心として、径方向に拡がる円板状である。円板部８０ｂは、中央に円板部８０ｂを軸方向に貫通するブレーキケース貫通孔８０ｃを有する。ブレーキケース貫通孔８０ｃには、モータシャフト２１が通される。

円板部８０ｂの前側（＋Ｘ側）の面には、複数の支持ピン８１が設けられる。支持ピン８１は、円板部８０ｂから前側に突出する円柱状である。図３に示すように、複数の支持ピン８１は、周方向に沿って等間隔に配置される。図３では、支持ピン８１は、例えば、９つ設けられる。支持ピン８１は、減速機構４０の一部である。なお、図３においては、アクチュエータハウジング１１およびベアリング７０の図示を省略している。

図１および図２に示すように、第１ブレーキ部材３１は、円環状である。第１ブレーキ部材３１は、内側に第１軸部２１ａが通され、モータシャフト２１に取り付けられる。第１ブレーキ部材３１は、モータシャフト２１に対する周方向の回転が防止され、モータシャフト２１の回転と共に第１中心軸Ｊ１周りに回転する。第１ブレーキ部材３１は、モータシャフト２１に対して、軸方向に移動可能に取り付けられている。第１ブレーキ部材３１の後側（−Ｘ側）の内縁は、第１軸部２１ａに設けられた後側に向かって外径が大きくなる段差に接触可能である。これにより、第１ブレーキ部材３１が、第１軸部２１ａの段差よりも後側に移動することが防止される。

第２ブレーキ部材３２は、円環板状である。第２ブレーキ部材３２は、筒部８０ａの内側に嵌め合わされ、円板部８０ｂの後側（−Ｘ側）の面に固定される。第２ブレーキ部材３２は、第１ブレーキ部材３１の前側（軸方向一方側，＋Ｘ側）において第１ブレーキ部材３１と対向する。第２ブレーキ部材３２の内縁は、例えば、ブレーキケース貫通孔８０ｃの内縁と径方向において同じ位置にある。第２ブレーキ部材３２の内側には、モータシャフト２１が通される。

第１ブレーキ部材３１と第２ブレーキ部材３２とにおける互いに接触した際の摩擦係数は、比較的大きいことが好ましい。電磁ブレーキ３０によって、モータシャフト２１の回転を好適に制動できるためである。

吸着部材３３は、円環板状である。吸着部材３３の内側には、モータシャフト２１が通される。吸着部材３３は、第１ブレーキ部材３１の後側（軸方向他方側，−Ｘ側）において第１ブレーキ部材３１と対向する。これにより、第１ブレーキ部材３１は、第２ブレーキ部材３２と吸着部材３３とによって、軸方向に挟まれて配置される。吸着部材３３は、軸方向に移動可能に配置される。吸着部材３３は、磁性体製である。

弾性部材３５は、例えば、軸方向に延びる圧縮コイルバネである。弾性部材３５の内側には、モータシャフト２１が通される。弾性部材３５は、ソレノイド３４の内側に配置される。弾性部材３５の後側（−Ｘ側）の端部は、モータ本体部２０ａの前側（＋Ｘ側）の面と接触する。弾性部材３５の前側の端部は、吸着部材３３の後側の面と接触する。弾性部材３５は、吸着部材３３に対して前側（軸方向一方側）に向けて力を加える。

ソレノイド３４は、吸着部材３３の後側（軸方向他方側，−Ｘ側）においてモータシャフト２１の径方向外側を囲んで配置される。ソレノイド３４は、吸着部材３３を励磁する。ソレノイド３４は、ヨーク３４ａと、コイル３４ｂと、を有する。

ヨーク３４ａは、モータシャフト２１の径方向外側を囲む円環状である。ヨーク３４ａは、筒部８０ａの内側面に固定される。ヨーク３４ａの後側（−Ｘ側）の面は、モータ本体部２０ａの前側（＋Ｘ側）の面に固定される。ヨーク３４ａは、磁性体製である。コイル３４ｂは、ヨーク３４ａの前側の面に設けられた後側に窪む凹部に配置される。コイル３４ｂは、導線が周方向に巻かれて構成される。

コイル３４ｂに電流が供給されると、コイル３４ｂから生じる磁界によって、ヨーク３４ａおよび吸着部材３３が励磁される。これにより、ヨーク３４ａと吸着部材３３とを磁束が通る磁気回路が生じて、図１に示すように吸着部材３３がソレノイド３４に吸着される。すなわち、ソレノイド３４に電流が供給された通電状態において、吸着部材３３は、ソレノイド３４に吸着される。このとき、ヨーク３４ａと吸着部材３３との間の磁気回路による磁力（吸着力）は、弾性部材３５によって吸着部材３３に加えられる前向き（＋Ｘ向き）の弾性力よりも大きい。

コイル３４ｂへの電流の供給が停止されると、ヨーク３４ａと吸着部材３３との間の磁気回路が生じなくなり、ヨーク３４ａと吸着部材３３との間の磁力（吸着力）が消失する。これにより、図２に示すように、弾性部材３５の前向き（＋Ｘ向き）の弾性力によって、吸着部材３３がソレノイド３４から離れて前側（＋Ｘ側）に移動する。すなわち、ソレノイド３４への電流の供給が停止された非通電状態において、吸着部材３３は、ソレノイド３４から前側（軸方向一方側）に離れて位置する。

吸着部材３３は、弾性部材３５に押されて移動することで、第１ブレーキ部材３１に後側（−Ｘ側）から接触し、第１ブレーキ部材３１を前側（＋Ｘ側）に移動させる。これにより、第１ブレーキ部材３１の前側の面が、第２ブレーキ部材３２の後側の面に押し付けられる。すなわち、第１ブレーキ部材３１は、吸着部材３３を介して弾性部材３５から前側（軸方向一方側）に向けて力を加えられ、第２ブレーキ部材３２に押し付けられる。これにより、第１ブレーキ部材３１と第２ブレーキ部材３２との間の摩擦力により、第１ブレーキ部材３１が周方向に回転することが抑制され、モータシャフト２１の周方向の回転が抑制される。このようにして、電磁ブレーキ３０は、非通電状態においてモータシャフト２１の回転を制動する。

この構成によれば、ソレノイド３４への電流の供給を切り換えることのみによって、電磁ブレーキ３０によるモータシャフト２１の制動状態を切り換えることができるため、モータシャフト２１の制動操作が、簡便である。また、非通電状態でモータシャフト２１の回転を制動できるため、モータ２０およびソレノイド３４のいずれにも電流を供給せずに、可動部材５０の移動を制動することができる。したがって、電動アクチュエータ１０の消費電力を低減できる。

また、本実施形態では、第１ブレーキ部材３１が軸方向に移動可能である。そのため、モータシャフト２１の軸方向の位置を固定したまま、吸着部材３３によって第１ブレーキ部材３１を移動させて、電磁ブレーキ３０によるモータシャフト２１の制動状態を切り換えることができる。

減速機構４０は、モータシャフト２１に連結される。より詳細には、減速機構４０は、第２軸部２１ｂにベアリング７０を介して連結される。減速機構４０は、外歯ギア４２と、内歯ギア４３と、上述した複数の支持ピン８１と、を有する。

外歯ギア４２は、径方向に拡がる略円環板状である。外歯ギア４２の中心には、第２中心軸Ｊ２が通される。外歯ギア４２の径方向外側面には、歯車部が設けられる。外歯ギア４２は、第２軸部２１ｂにベアリング７０を介して接続される。外歯ギア４２は、ベアリング７０の外輪に径方向外側から嵌め合わされる。これにより、ベアリング７０は、モータシャフト２１と外歯ギア４２とを、第２中心軸Ｊ２周りに相対的に回転自在に連結する。

外歯ギア４２は、外歯ギア４２を軸方向に貫通する外歯ギア貫通孔４２ａを有する。図３に示すように、外歯ギア貫通孔４２ａは、複数設けられ、第２中心軸Ｊ２を中心とする周方向に沿って等間隔に配置される。図３では、外歯ギア貫通孔４２ａは、例えば、９つ設けられる。外歯ギア貫通孔４２ａの軸方向に沿って視た形状は、円形状である。図１から図３に示すように、複数の外歯ギア貫通孔４２ａには、複数の支持ピン８１がそれぞれ挿入される。外歯ギア貫通孔４２ａの内径は、支持ピン８１の外径よりも大きい。支持ピン８１の外周面は、外歯ギア貫通孔４２ａの内周面と内接する。支持ピン８１は、外歯ギア４２を第２中心軸Ｊ２周りに揺動可能に支持する。

内歯ギア４３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。内歯ギア４３は、外歯ギア４２の径方向外側を囲む。内歯ギア４３の内周面には、歯車部が設けられる。内歯ギア４３は、外歯ギア４２と噛み合う。より詳細には、図３に示すように、内歯ギア４３の歯車部は、外歯ギア４２の歯車部と一部（図３では下側部分）において噛み合う。図１および図２に示すように、内歯ギア４３は、内周面に歯車部が設けられる筒状の内歯ギア本体４３ａと、内歯ギア本体４３ａの前側（＋Ｘ側）の端部から径方向内側に拡がる円環板状の接続部４３ｂと、を有する。

内歯ギア４３は、回転シャフト４１に設けられる。より詳細には、接続部４３ｂの径方向内端は、回転シャフト４１の後側（−Ｘ側）の端部と接続される。本実施形態では、内歯ギア４３と回転シャフト４１とは、単一の部材の部分である。そのため、電動アクチュエータ１０の部品点数および組み立て工数を少なくできる。回転シャフト４１には、減速機構４０を介してモータシャフト２１の回転が伝達される。

モータシャフト２１が第１中心軸Ｊ１周りに回転されると、第２軸部２１ｂ（第２中心軸Ｊ２）は、第１中心軸Ｊ１を中心として周方向に公転する。第２軸部２１ｂの公転はベアリング７０を介して外歯ギア４２に伝達され、外歯ギア４２は、外歯ギア貫通孔４２ａの内周面と支持ピン８１の外周面との内接する位置が変化しつつ、揺動する。これにより、外歯ギア４２の歯車部と内歯ギア４３の歯車部とが噛み合う位置が、周方向に変化する。したがって、内歯ギア４３が第１中心軸Ｊ１周りに回転し、回転シャフト４１が第１中心軸Ｊ１周りに回転する。

回転シャフト４１の回転は、減速機構４０によって、モータシャフト２１の回転に対して減速される。具体的に、本実施形態の減速機構４０の構成では、モータシャフト２１の回転に対する回転シャフト４１の回転の減速比Ｒは、Ｒ＝（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ２で表される。Ｎ１は、外歯ギア４２の歯数であり、Ｎ２は、内歯ギア４３の歯数である。一例として、外歯ギア４２の歯数Ｎ１が５９で、内歯ギア４３の歯数Ｎ２が６０の場合、減速比Ｒは、１／６０となる。

このように、本実施形態の減速機構４０によれば、モータシャフト２１の回転に対する回転シャフト４１の回転の減速比Ｒを比較的大きくできる。そのため、回転シャフト４１の回転トルクを比較的大きくでき、可動部材５０の出力を大きくできる。

回転シャフト４１は、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びた円筒状の中空シャフトである。回転シャフト４１は、軸方向両端に開口する。回転シャフト４１の後側（−Ｘ側）の端部は、アクチュエータハウジング１１の内側面に固定されたベアリング７１によって、第１中心軸Ｊ１周りに回転可能に支持される。回転シャフト４１の前側（＋Ｘ側）の端部は、アクチュエータハウジング１１の内側面に固定されたベアリング７２によって、第１中心軸Ｊ１周りに回転可能に支持される。回転シャフト４１は、第１螺旋状溝４１ａを有する。第１螺旋状溝４１ａは、回転シャフト４１の外周面に位置する螺旋状の溝である。

可動部材５０は、本体部５１と、出力部５２と、を有する。本体部５１は、回転シャフト４１が通される貫通孔５１ａを有する筒状である。貫通孔５１ａは、本体部５１を軸方向に貫通する。貫通孔５１ａの内側面は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。

本体部５１は、第２螺旋状溝５１ｂを有する。第２螺旋状溝５１ｂは、貫通孔５１ａの内側面に位置する螺旋状の溝である。第１螺旋状溝４１ａと第２螺旋状溝５１ｂとの間には、複数の球状のボール６０が位置する。

第１螺旋状溝４１ａ、第２螺旋状溝５１ｂ、および複数のボール６０によって、ボールネジ９０が構成される。これにより、可動部材５０は、回転シャフト４１に連結され、回転シャフト４１の回転に伴って軸方向に移動する。

回転シャフト４１と可動部材５０との連結部がボールネジ９０であるため、回転シャフト４１と可動部材５０との間の摩擦力を小さくできる。これにより、モータ２０の回転トルクを効率よく可動部材５０の軸方向の駆動力に変換できる。したがって、モータ２０の回転トルクが比較的小さい場合であっても、出力部５２を介して被動力伝達部Ｃに伝達される軸方向の駆動力を十分に得ることができる。これにより、モータ２０を小型化することができ、結果として電動アクチュエータ１０を小型化できる。

また、回転シャフト４１と可動部材５０との間の摩擦力を小さくできるため、摩擦によって第１螺旋状溝４１ａと第２螺旋状溝５１ｂとが損耗することを抑制できる。したがって、回転シャフト４１と可動部材５０との連結部が損耗することを抑制でき、結果として電動アクチュエータ１０の耐久性を向上できる。

また、モータ２０の回転トルクを比較的小さくできるため、モータ２０の消費エネルギを低減することができる。

ボールネジ９０において複数のボール６０は、第１螺旋状溝４１ａと第２螺旋状溝５１ｂとが対向して構成される螺旋状の螺旋状通路９０ａを通る。螺旋状通路９０ａにおいて複数のボール６０は、第１螺旋状溝４１ａの内側面および第２螺旋状溝５１ｂの内側面に接触する。複数のボール６０は、転がりながら螺旋状通路９０ａに沿って周方向に移動する。複数のボール６０が転がりながら螺旋状通路９０ａを移動することで、回転シャフト４１の回転を可動部材５０の軸方向の移動に変換できる。

ボールネジ９０は、例えば、図示しないボール循環部を有する。ボール循環部は、本体部５１に設けられる。ボール循環部は、螺旋状通路９０ａの両端を繋ぐ通路である。螺旋状通路９０ａの一端へ到達したボール６０は、ボール循環部内を通り、螺旋状通路９０ａの他端へと移動する。これにより、ボール６０は、螺旋状通路９０ａ内を循環可能である。

なお、本明細書において、ボールネジとは、上述した構成のボールネジに限られず、いかなる公知のボールネジであってもよい。

図４Ａに示すように、出力部５２は、被動力伝達部Ｃと接触する部分である。出力部５２は、本体部５１に接続された出力アーム（出力弾性部）５３と、出力アーム５３に接続され被動力伝達部Ｃと接触する接触部５４と、連結部５５と、を有する。

出力アーム５３は、本体部５１から軸方向と交差する上下方向（第１方向）に延びる。図１および図２に示すように、出力アーム５３は、ハウジング貫通孔１１ａを通ってアクチュエータハウジング１１の外部まで延びる。

図４Ｂは、図４Ａに示す接触部５４が被動力伝達部Ｃと接触した状態から、可動部材５０（本体部５１）をさらに前側（＋Ｘ側）に移動させた場合を示している。図４Ｂに示すように、出力アーム５３は、可動部材５０が軸方向に移動することで被動力伝達部Ｃから反力を受けて弾性変形し、出力アーム５３の下端を支点として軸方向（図４Ｂでは後側）に傾く。すなわち、出力アーム５３は、軸方向に弾性変形する出力弾性部である。

そのため、例えば、図４Ｂの状態で可動部材５０の軸方向の移動が停止した場合であっても、出力アーム５３の弾性変形に応じた弾性力を、出力部５２を介して被動力伝達部Ｃに加え続けることができる。図４Ｂでは、矢印で示すように、出力部５２は、被動力伝達部Ｃに対して前向き（＋Ｘ向き）の弾性力を加える。これにより、被動力伝達部Ｃがクラッチディスクの場合、２つの動力伝達軸同士を連結した状態を維持できる。

ここで、上述したように、本実施形態によれば、モータ２０および電磁ブレーキ３０に電流を供給しない状態であっても、電磁ブレーキ３０によってモータシャフト２１の回転を制動でき、可動部材５０の軸方向の移動を制動できる。したがって、モータ２０および電磁ブレーキ３０に電流を供給することなく可動部材５０を停止させ、被動力伝達部Ｃに力を加え続けることができる。これにより、電動アクチュエータ１０を省電力化できる。

また、出力アーム５３は上下方向に延びるため、軸方向に傾いて弾性変形しやすい。これにより、出力アーム５３によって比較的大きな弾性力を被動力伝達部Ｃに加えやすい。また、出力アーム５３の弾性変形の変形幅を大きくできるため、可動部材の５０の軸方向の位置を比較的細かく調整して、出力部５２によって被動力伝達部Ｃに加えられる力を比較的細かく調整できる。

なお、本明細書において、「出力弾性部が軸方向に弾性変形する」とは、弾性変形した出力弾性部によって被動力伝達部Ｃに加えられる弾性力が軸方向成分を含むように、出力弾性部が弾性変形することを含む。

出力アーム５３は、出力アーム５３を軸方向と上下方向との両方と直交する直交方向（第２方向，Ｙ軸方向）に貫通するアーム貫通孔５３ａを有する。そのため、アーム貫通孔５３ａの軸方向両側の部分のそれぞれにおいて、出力アーム５３の軸方向の寸法を小さくできる。これにより、出力アーム５３の軸方向の剛性を小さくでき、出力アーム５３をより軸方向に弾性変形させやすい。

図４Ａに示すように、アーム貫通孔５３ａは、上下方向に延びる長孔である。そのため、出力アーム５３をより軸方向に弾性変形させやすい。

連結部５５は、出力アーム５３に対して、軸方向と上下方向との両方と直交する方向（第２方向，Ｙ軸方向）に沿った軸Ｊ３周りに回転可能に接続されている。連結部５５は、軸方向に延びる。

接触部５４は、例えば、直方体状である。図４Ａでは、接触部５４は、連結部５５の軸方向両端にそれぞれ固定される。そのため、出力部５２の軸方向のいずれの側に被動力伝達部Ｃが設けられる場合であっても、接触部５４を介して、被動力伝達部Ｃに軸方向の力を加えることができる。図４Ａおよび図４Ｂでは、被動力伝達部Ｃが出力部５２の前側（＋Ｘ側）に配置され、前側の接触部５４によって前向きの力が加えられる場合について示している。

接触部５４は、連結部５５を介して、出力アーム５３に対して、軸Ｊ３周りに回転可能に接続されている。そのため、図４Ｂに示すように、出力アーム５３が軸方向に傾いて弾性変形した際に、出力アーム５３と接触部５４および連結部５５とが軸Ｊ３周りに相対的に回転する。これにより、図４Ａに示す出力アーム５３が弾性変形していない場合と、図４Ｂに示す出力アーム５３が弾性変形した場合とで、被動力伝達部Ｃに対する接触部５４の角度および姿勢を同じにできる。すなわち、出力アーム５３が弾性変形した場合であっても、接触部５４を被動力伝達部Ｃに対して適切に接触させて、被動力伝達部Ｃに対して力を加えやすい。

以上の構成により、本実施形態によれば、省エネルギ、かつ、高効率的な、小型軽量の電動アクチュエータ１０が得られる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。以下の説明において上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

内歯ギア４３と回転シャフト４１とは、互いに別部材であってもよい。回転シャフト４１は、円柱状の中実シャフトであってもよい。出力アーム５３は、軸方向と交差する方向であれば、いずれの方向に延びてもよい。

上記説明において、出力弾性部は、本体部５１から上下方向に延びた出力アーム５３としたが、これに限られない。出力弾性部は、軸方向に弾性変形するならば、特に限定されない。出力弾性部は、例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示す構成であってもよい。

図５Ａに示すように、可動部材１５０の出力部１５２は、出力アーム１５３と、出力弾性部１５４と、を有する。出力アーム１５３は、本体部５１から上下方向に延びる。出力アーム１５３は、剛体である。出力アーム１５３は、図４Ａ等に示す出力アーム５３に対して、アーム貫通孔５３ａを有しない。

出力弾性部１５４は、出力アーム１５３から軸方向（Ｘ軸方向）に延びる。より詳細には、出力弾性部１５４は、出力アーム１５３の上端から軸方向に延びる。図５Ａでは、出力弾性部１５４は、出力アーム１５３の上端の軸方向両側にそれぞれ設けられる。

出力弾性部１５４は、被動力伝達部Ｃと接触する部分である。すなわち、可動部材１５０の構成においては、出力弾性部１５４が、被動力伝達部Ｃと接触する接触部でもある。そのため、図５Ｂに示すように、可動部材１５０を前側（＋Ｘ側）に移動させて、出力弾性部１５４が弾性変形した場合であっても、出力弾性部１５４と被動力伝達部Ｃとの接触する角度および姿勢が変化しない。したがって、出力部１５２の構成を簡単化し、かつ、被動力伝達部Ｃに対して力を適切に加えやすい。出力弾性部１５４は、例えば、ゴム製である。

被動力伝達部Ｃに加えられる弾性力が軸方向成分を含むならば、出力弾性部はどのように変形してもよい。すなわち、出力弾性部は、図４Ｂに示す出力アーム５３のように軸方向に傾いて弾性変形してもよいし、図５Ｂに示す出力弾性部１５４のように軸方向に圧縮変形してもよい。

例えば、図４Ａおよび図４Ｂの構成に対して接触部５４と出力アーム５３とを繋ぐバネが取り付けられてもよい。この場合、出力部は、接触部５４が被動力伝達部Ｃに押し付けられた場合に、出力アーム５３が変形する代わりに接触部５４が軸Ｊ３周りに回転し、接触部５４と出力アーム５３とを繋ぐバネが弾性変形する構成でもよい。この場合、出力アーム５３は、例えば、剛体であり、バネが出力弾性部に相当する。

電動アクチュエータ１０によって動力が伝達される被動力伝達部Ｃは、特に限定されず、車両におけるクラッチ以外の部分であってもよいし、車両以外の装置および製品等の部分であってもよい。

上記実施形態の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…電動アクチュエータ、２０…モータ、２１…モータシャフト、２１ａ…第１軸部、２１ｂ…第２軸部、３０…電磁ブレーキ、３１…第１ブレーキ部材、３２…第２ブレーキ部材、３３…吸着部材、３４…ソレノイド、３５…弾性部材、４０…減速機構、４１…回転シャフト、４１ａ…第１螺旋状溝、４２…外歯ギア、４３…内歯ギア、５０，１５０…可動部材、５１…本体部、５１ａ…貫通孔、５１ｂ…第２螺旋状溝、５２，１５２…出力部、５３…出力アーム（出力弾性部）、５３ａ…アーム貫通孔、５４…接触部、６０…ボール、７０…ベアリング、８１…支持ピン、９０…ボールネジ、１５３…出力アーム、１５４…出力弾性部、Ｃ…被動力伝達部、Ｊ１…第１中心軸、Ｊ２…第２中心軸、Ｊ３…軸

Claims (10)

1. 被動力伝達部に対して力を伝達する電動アクチュエータであって、
   軸方向に延びたモータシャフトを有するモータと、
   非通電状態において前記モータシャフトの回転を制動する電磁ブレーキと、
   前記モータシャフトに連結された減速機構と、
   前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される回転シャフトと、
   前記回転シャフトの回転に伴って軸方向に移動する可動部材と、
   を備え、
   前記可動部材は、
   前記回転シャフトが通される貫通孔を有する本体部と、
   前記被動力伝達部と接触する出力部と、
   を有し、
   前記回転シャフトは、前記回転シャフトの外周面に位置する螺旋状の溝である第１螺旋状溝を有し、
   前記本体部は、前記貫通孔の内側面に位置する螺旋状の溝である第２螺旋状溝を有し、
   前記第１螺旋状溝、前記第２螺旋状溝、および前記第１螺旋状溝と前記第２螺旋状溝との間に位置する複数の球状のボールによって、ボールネジが構成され、
   前記出力部は、軸方向に弾性変形する出力弾性部を有する、電動アクチュエータ。
2. 前記モータシャフトは、
   第１中心軸を中心として軸方向に延びた第１軸部と、
   前記第１軸部の軸方向一方側において、前記第１中心軸と異なる第２中心軸を中心として軸方向に延び、前記減速機構に接続された第２軸部と、
   を有し、
   前記減速機構は、
   前記第２軸部にベアリングを介して接続された外歯ギアと、
   前記外歯ギアを前記第２中心軸周りに揺動可能に支持する支持ピンと、
   前記外歯ギアの径方向外側を囲んで前記回転シャフトに設けられ、前記外歯ギアと噛み合う内歯ギアと、
   を有する、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記内歯ギアと前記回転シャフトとは、単一の部材の部分である、請求項２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記出力弾性部は、前記本体部から軸方向と交差する第１方向に延びた出力アームである、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記出力部は、前記被動力伝達部と接触する接触部を有し、
   前記接触部は、前記出力弾性部に対して、軸方向と前記第１方向との両方と直交する第２方向に沿った軸周りに回転可能に接続されている、請求項４に記載の電動アクチュエータ。
6. 前記出力アームは、前記出力アームを軸方向と前記第１方向との両方と直交する第２方向に貫通するアーム貫通孔を有する、請求項４または５に記載の電動アクチュエータ。
7. 前記アーム貫通孔は、前記第１方向に延びている、請求項６に記載の電動アクチュエータ。
8. 前記出力部は、前記本体部から軸方向と交差する第１方向に延びた出力アームを有し、
   前記出力弾性部は、前記出力アームから軸方向に延び前記被動力伝達部と接触する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
9. 前記電磁ブレーキは、
   前記モータシャフトに取り付けられた第１ブレーキ部材と、
   前記第１ブレーキ部材の軸方向一方側において前記第１ブレーキ部材と対向する第２ブレーキ部材と、
   前記第１ブレーキ部材の軸方向他方側において前記第１ブレーキ部材と対向し、かつ、軸方向に移動可能に配置された磁性体製の吸着部材と、
   前記吸着部材に対して軸方向一方側に向けて力を加える弾性部材と、
   前記吸着部材の軸方向他方側において前記モータシャフトの径方向外側を囲んで配置され、前記吸着部材を励磁するソレノイドと、
   を有し、
   前記ソレノイドに電流が供給された通電状態において、前記吸着部材は、前記ソレノイドに吸着され、
   前記ソレノイドへの電流の供給が停止された非通電状態において、前記吸着部材は、前記ソレノイドから軸方向一方側に離れて位置し、かつ、前記第１ブレーキ部材は、前記吸着部材を介して前記弾性部材から軸方向一方側に向けて力を加えられ、前記第２ブレーキ部材に押し付けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
10. 前記第１ブレーキ部材は、前記モータシャフトに対して、軸方向に移動可能に取り付けられている、請求項９に記載の電動アクチュエータ。

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