JP2018105434A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】仕様変更が容易な電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータ７を有する駆動部２と、駆動部２の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部３とが直列に配置され、運動変換機構部３が、駆動部２の回転運動を受けて回転するナット３０と、ナット３０の内周に配設され、ナット３０の回転に伴って直線運動するねじ軸３１とを有する電動アクチュエータ１において、駆動部２と運動変換機構部３の間のトルク伝達経路中に、駆動部２の回転トルクを伝達可能に連結された内方部材Ｎと外方部材Ｍが設けられ、内方部材Ｎが、外方部材Ｍの内周にすきまばめされている。外方部材Ｍは、減速機８を構成する遊星ギヤキャリア５１で、また、内方部材Ｎは、ナット３０で構成することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

近年、自動車等の車両においては、その省力化や低燃費化のために電動化が進展し、例えば、自動変速機、ブレーキ、ステアリング等の操作を電動モータの力を利用して行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるいわゆる直線運動型の電動アクチュエータとして、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構にボールねじを用いたものが知られている。

運動変換機構部にボールねじを採用した直線運動型の電動アクチュエータとしては、電動モータとボールねじを直列に配置（軸方向に連ねて配置）したものがある（例えば、特許文献１）。このような構成によれば、簡素な構造で、かつコンパクトな電動アクチュエータを実現することができる。また、特許文献１の電動アクチュエータは、電動モータとボールねじの間に配設された減速機をさらに備えている。減速機を設けた場合、減速機を設けない場合に比べて小型の電動モータを採用することができるため、一層コンパクトな電動アクチュエータを実現することができる。

特開２００９−１５６４１５号公報

ところで、電動アクチュエータに必要とされる出力等は、操作対象（用途）などによって異なる。逆に言えば、操作対象を操作するために必要とされる出力等を確保するために、電動モータやボールねじの仕様、さらには、減速機の要否や仕様などが適宜設定される。従って、電動モータとボールねじとを直列に配置するという基本構造を同じくする電動アクチュエータであっても、仕様が互いに異なる多種多様な型番を準備・保有する必要がある。このとき、電動アクチュエータに必要とされる出力等に応じて、電動アクチュエータの各部を専用設計（電動モータやボールねじに専用部品を使用）していたのでは、製造コストや部品管理コスト等が嵩む。

以上の事情に鑑み、本発明は、駆動部又は運動変換機構部の仕様変更が容易な電動アクチュエータを提供し、もってこの種の電動アクチュエータのシリーズ化（多品種展開）を低コストに実現可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、電動モータを有する駆動部と、駆動部の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部とが直列に配置され、運動変換機構部が、駆動部の回転運動を受けて回転するナットと、ナットの内周に配設され、ナットの回転に伴って直線運動するねじ軸とを有する電動アクチュエータにおいて、駆動部と運動変換機構部の間のトルク伝達経路中に、駆動部の回転トルクを伝達可能に連結された内方部材と外方部材が設けられ、内方部材が、外方部材の内周にすきまばめされていることを特徴とする。なお、ここでいう「すきまばめ」は、ＪＩＳ Ｂ０４０１−１に規定の「すきまばめ」の定義に準ずる。

上記の構成によれば、電動モータを有する駆動部と運動変換機構部との間で回転トルクを適切に伝達することができる。その一方で、駆動部又は運動変換機構部の仕様変更が必要となった場合には、外方部材と内方部材を軸方向に容易に分離することができるので、駆動部又は運動変換機構部を仕様の異なるものに容易に変更することができる。この場合、駆動部および運動変換機構部のそれぞれに、電動アクチュエータの出力に応じた専用品を準備・保有する必要がなく、駆動部又は運動変換機構部を共用することができる。以上のことから、本発明によれば、駆動部又は運動変換機構部の仕様変更を容易に行うことができるので、電動アクチュエータのシリーズ化を低コストに実現することができる。

上記の内方部材は、例えば電動モータの出力軸と一体回転可能に設けられたカップリングとすることができ、この場合、上記の外方部材は運動変換機構部のナットとすることができる。

また、駆動部が、電動モータの回転を減速する減速機をさらに有する場合、上記の内方部材および外方部材は、それぞれ、運動変換機構部のナットおよび減速機の出力部材で構成することができる。

減速機としては、例えば遊星歯車減速機を採用することができる。遊星歯車減速機は、軽量・コンパクトであることに加え、減速比の変更も容易であることから、使用機器への搭載性向上のために、できるだけ軽量・コンパクトであることが求められる電動アクチュエータ用の減速機として好適である。

以上から、本発明によれば、仕様変更が容易な電動アクチュエータを提供することができるので、電動アクチュエータのシリーズ化を低コストに実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。 図１に示す電動アクチュエータの外観斜視図である。 図１に示す電動アクチュエータの一部分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に示す電動アクチュエータの一部分解斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図１のＣ−Ｃ線概略断面図である。 永久磁石が取り付けられた状態のねじ軸の分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。 図９に示す電動アクチュエータの一部分解斜視図である。 図９のＤ−Ｄ線概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。 図１２に示す電動アクチュエータの一部分解斜視図である。 図１２に示す電動アクチュエータの一部分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図を示す。同図に示す電動アクチュエータ１は、駆動部２と、駆動部２の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部３と、運動変換機構部３の直線運動を出力して図示外の操作対象を操作する操作部６とを備える。本実施形態の駆動部２は、電動モータ７およびその回転を減速して出力する減速機８を有する。なお、以下でいう「軸方向」とは、図１に示す電動モータ７の回転中心Ｘに沿う方向である。また、以下では、軸方向の方向性を説明する上での便宜か
ら、駆動部２が配置された側（図１において紙面右側）および操作部６が配置された側（図１において紙面左側）を、それぞれ、軸方向一方側および軸方向他方側という。

図１および図２に示すように、駆動部２および運動変換機構部３のそれぞれは、電動アクチュエータ１の筐体１Ａを構成する部材を有する。具体的に説明すると、駆動部２は、電動モータ７を収容した第１ケース９および減速機８を収容した第２ケース１０を有し、運動変換機構部３は、運動変換機構としてのボールねじ１２を収容した第３ケース１１を有する。筐体１Ａは、軸方向に連ねて配置された上記の各ケース９〜１１を、図３等に示すボルト部材２７を用いて結合一体化することよって完成する。

隣り合うケース間の密封性を高めるため、第１ケース９のフランジ部１６と第２ケース１０のフランジ部２５との間、および第２ケース１０のフランジ部２５と第３ケース１１のフランジ部２６との間には、Ｏリング２８，２９がそれぞれ介在している。

駆動部２は、駆動力（回転駆動力）を発生させる電動モータ７と、電動モータ７を収容した第１ケース９と、減速機８と、減速機８を収容した第２ケース１０とを備える。第１ケース９は、有底筒状のケース本体１５と、図３に示すボルト部材２７の挿通孔が設けられたフランジ部１６とを一体に備える。

ケース本体１５の内周面１５ａは、軸方向他方側（ケース本体１５の開口側）から軸方向一方側（ケース本体１５の底側）に向けて漸次縮径しており、電動モータ７の軸方向一方側の端部外周は、ケース本体１５の内周面１５ａの軸方向一方側の端部と面当たりを避けた状態で接触している。また、電動モータ７は、後述する第２ケース１０のモータ嵌合部１７の内周に嵌合された突起部７ａを有する。従って、電動モータ７は、第１ケース９のケース本体１５とモータ嵌合部１７とで支持されている。電動モータ７とケース本体１５の内底面１５ｂとの間には、電動モータ７の軸方向のガタツキや、グリース等の潤滑剤の外部漏洩を防止するためのＯリング１８を介在させている。

図３および図４に示すように、電動モータ７には、電動モータ７と図示外の動力電源とを電気的に接続するための一対のターミナル１９，１９が取り付けられる。一対のターミナル１９，１９は、電動モータ７の外周に嵌合されたターミナルホルダ２０によって保持される。各ターミナル１９の一端部１９ａは電動モータ７の差込み溝７ｃに差し込むことで電動モータ７と電気的に接続され、他端部１９ｂには図示しない電線が接続される。図１に示すように、ケース本体１５の底部には貫通孔１５ｃが設けられており、この貫通孔１５ｃにグロメット２１が嵌め込まれている。ターミナル１９の他端部１９ｂに接続された図示外の電線は、グロメット２１に設けられた孔２１ａ（図３参照）を介して第１ケース９の外側に引き出される。

図１、図３および図６に示すように、本実施形態の減速機８は遊星歯車減速機である。遊星歯車減速機は、電動モータ７の出力軸７ｂと一体回転可能に設けられたサンギヤ４９と、第２ケース１０の内周面に一体又は別体（本実施形態では一体）に設けられたリングギヤ４８と、リングギヤ４８とサンギヤ４９の間に自転および公転可能に配置された複数（本実施形態では３つ）の遊星ギヤ５０と、遊星ギヤ５０を自転可能に保持した遊星ギヤホルダ５２と、遊星ギヤ５０の公転運動を取り出す遊星ギヤキャリア５１とを備える。遊星ギヤキャリア５１は、運動変換機構部３（ボールねじ１２）を構成するナット３０の径方向外側に配置された筒部５１ａを有し、この筒部５１ａとナット３０は両者間で回転トルクを伝達可能に連結されている。

以上の構成を有する減速機８により、運動変換機構部３には、減速機８で減速された高トルクの回転動力が伝達されるため、小型の電動モータ７を採用することができる。これにより、駆動部２を全体として軽量・コンパクト化することができるので、軽量・コンパクトな電動アクチュエータ１を実現することができる。

第２ケース１０は、筒状のケース本体２３と、第３ケース１１の内周に嵌合された筒状の嵌合部２４と、内周に電動モータ７の突起部７ａが嵌合された環状のモータ嵌合部１７と、図３に示すボルト部材２７の挿通孔が設けられたフランジ部２５とを一体に有する。第２ケース１０が上記の嵌合部２４およびモータ嵌合部１７を一体に有することにより、第１ケース９〜第３ケース１１間の芯出しを容易に行うことができるので、電動モータ７の回転中心Ｘと、後述するボールねじ１２のナット３０の回転中心とを容易に一致させる
ことができる。

図１に示すように、運動変換機構部３は、ボールねじ１２と、ボールねじ１２を収容した第３ケース１１とを備える。ボールねじ１２は、電動モータ７の出力軸７ｂと同軸（直列）に配置されたねじ軸３１と、多数のボール３２を介してねじ軸３１の外周に回転可能に嵌合されたナット３０と、循環部材としてのこま３３とを備える。ナット３０の内周面に形成された螺旋状溝３０ａとねじ軸３１の外周面に形成された螺旋状溝３１ａの間に多数のボール３２が充填され、こま３３が組み込まれている。このような構成により、ナット３０が回転するのに伴ってねじ軸３１が軸方向に進退移動（直線運動）する際には、両螺旋状溝３０ａ，３１ａの間でボール３２が循環する。

ナット３０は、駆動部２から出力された回転駆動力を受けることにより、正逆何れかの方向に回転する。一方、ねじ軸３１は、後述する回り止めによって回転が規制されている。このため、駆動部２の回転駆動力を受けてナット３０が回転すると、ねじ軸３１は、ナット３０の回転方向に応じて軸方向に進退移動する。ねじ軸３１の軸方向他方側の端部は、図示しない操作対象を操作する操作部（アクチュエータヘッド）６として機能する。従って、ねじ軸３１が軸方向に進退移動するのに伴って、操作対象が軸方向に操作される。

第３ケース１１は、大径筒部３５と、大径筒部３５の軸方向他方側に位置した小径筒部３６と、図３に示すボルト部材２７の挿通孔が設けられた環状のフランジ部２６とを一体に有する。大径筒部３５の内周面３７は径一定の円筒面に形成されており、この内周面３７には、ナット３０を筐体１Ａ（第３ケース１１）に対して回転自在に支持するための軸受１３，１４が軸方向に離間して取り付け固定されている。

軸受１３，１４としては、例えば、転がり軸受の一種である深溝玉軸受が使用される。図１および図５に示すように、本実施形態のナット３０は、その軸方向略中間部に、外径寸法が他所よりも大径に形成された大径部３０ｂを有し、この大径部３０ｂの軸方向両側に軸受（転がり軸受）１３，１４が配設されている。本実施形態では、ナット３０の外周面に軸受１４の内側軌道面を形成することにより、内輪が省略された軸受１４を採用しているが、転がり軸受１４としては、ナット３０の外周面に固定される内輪を具備したものを採用しても構わない。

第３ケース１１は、大径筒部３５の内周に配置された金属製の筒状部材３８を有し、軸受１３，１４（の外輪）が取り付け固定された上記の内周面３７は、筒状部材３８の内周面で構成されている。筒状部材３８の軸方向他方側の端部には、径方向内側に延びた環状部３９が一体的に設けられており、この環状部３９と軸受１３の対向二面間に、軸方向に圧縮変形した環状の弾性部材（例えば、波ワッシャ）４２と、環状のスペーサワッシャ４３とが介在している。また、軸方向一方側に位置する軸受１４は、第２ケース１０の嵌合部２４によって軸方向他方側に付勢されている。以上の構成により、転がり軸受からなる軸受１３，１４に軸方向の予圧が付与されている。

図１に示すように、第３ケース１１を構成する小径筒部３６の内周には、焼結金属で形成され、内周にねじ軸３１が挿通された筒状のすべり軸受４０が設けられている。すべり軸受４０の内周面には、ねじ軸３１が摺動可能な摺動面３４が設けられている。焼結金属の多孔質体からなるすべり軸受４０の内部気孔には、グリースや潤滑油などの潤滑剤を含浸させておくのが好ましい。このようにすれば、すべり軸受４０の内周面（摺動面３４）とねじ軸３１の外周面との間に油膜を形成することができるので、ねじ軸３１を円滑に直線運動させることができる。ねじ軸３１の軸方向所定位置には、すべり軸受４０を軸方向で位置決めするための止め輪４１が固定されている。

本実施形態では、すべり軸受４０の内周面（摺動面３４）にねじ軸３１の回り止め機能が付与されている。具体的に説明すると、摺動面３４は、図１および図５に示すように、周方向の一部領域に設けられた一つの平坦面３４ａと、円弧面（部分円筒面）３４ｂとからなる。一方、ねじ軸３１の外周面のうち摺動面３４と摺動する摺動領域３１ｂには、摺動面３４の平坦面３４ａに対向する平坦面部３１ｂ１と、部分円筒面３４ｂに対向する部分円筒面部３１ｂ２とが設けられている。

以上の構成を有する本実施形態の第３ケース１１は、筒状部材３８およびすべり軸受４０をインサート部品とした樹脂の射出成形品とされる。この場合、第３ケース１１には、型内での筒状部材３８の軸方向の位置決めを行った位置決めピンの外周面に倣うかたちで孔１１ａが設けられる。なお、樹脂製の第３ケース１１、金属製の筒状部材３８および焼結金属製のすべり軸受４０を個別に作製した後、これらを適宜の手段で固定しても構わない。

図１に示すように、第３ケース１１の小径筒部３６とねじ軸３１の間には、第３ケース１１内への異物侵入を防止するためのブーツ４４が取り付けられている。ブーツ４４は樹脂製又はゴム製とされ、大径筒部４４ａおよび小径筒部４４ｂと、両筒部４４ａ，４４ｂ間に介在する蛇腹部４４ｃとを一体に有する。ブーツ４４の大径筒部４４ａおよび小径筒部４４ａは、それぞれ、第３ケース１１の小径筒部３６の外周面およびねじ軸３１の外周面にブーツバンド４５，４６を用いて締め付け固定される。ブーツ４４の外周には、ブーツ４４を覆うブーツカバー４７が配設されており、このブーツカバー４７は、例えば軸方向に隣接する第３ケース１１に取り付けられる。

本実施形態において、ナット３０（の軸方向一方側の端部３０ｃ）は、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内周にすきまばめされた状態で遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａとトルク伝達可能に連結されている。従って、本実施形態では、遊星ギヤキャリア５１（の筒部５１ａ）およびナット３０が、それぞれ、本発明でいう外方部材Ｍおよび内方部材Ｎを構成する。本実施形態では、以下の構成を採用することで上記の連結構造を実現している。

図７に示すように、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内径面５１ｂは、互いに平行な一対の平坦面５１ｂ１，５１ｂ１を有する略小判形状に形成されている。すなわち、筒部５１ａの内径面５１ｂのうち、平坦面５１ｂ１を除く周方向領域は円弧面（部分円筒面）に形成されている。一方、ナット３０（の軸方向一方側の端部３０ｃ）の外径面３０ｄも、互いに平行な一対の平坦面３０ｄ１，３０ｄ１を有する略小判形状に形成されている。そして、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａは、両平坦面５１ｂ１，３０ｄ１の位相を合わせた状態でナット３０の一端部３０ｃ外周に嵌合される。

ナット３０の外径面３０ｄに設けた平坦面３０ｄ１，３０ｄ１間の離間距離ｄ１は、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内径面５１ｂに設けた平坦面５１ｂ１，５１ｂ１間の離間距離ｄ２よりも小さく（ｄ１＜ｄ２）、また、ナット３０の外径面３０ｄのうち、円弧面の形成領域における直径寸法φ１は、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内径面５１ｂのうち、円弧面の形成領域における直径寸法φ２よりも小さい（φ１＜φ２）。要するに、内方部材Ｎとしてのナット３０（の一端部３０ｃ）は、外方部材Ｍとしての遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内周にすきまばめされており、互いに対向するナット３０の外径面３０ｄと遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内径面５１ｂとの間には径方向隙間δが存在する。なお、図７において、径方向隙間δの隙間幅は理解の容易化のために誇張して描いており、実際の隙間幅は０．１ｍｍ以下とされる。これは、径方向隙間δの隙間幅があまりに大きいと、遊星ギヤキャリア５１とナット３０間でのトルク伝達性に悪影響が及ぶからである。

以上のように、遊星ギヤキャリア５１の筒部５１ａの内周にナット３０がすきまばめされていても、互いに対向する筒部５１ａの内径面５１ｂおよびナット３０の外径面３０ｄが何れも小判形状に形成されていることから、筒部５１ａの内径面５１ｂとナット３０の外径面３０ｄとは周方向で係合可能である。従って、電動モータ７の回転トルクは、減速機８（の出力部材である遊星ギヤキャリア５１）を介してナット３０に伝達可能である。

電動アクチュエータ１には、ねじ軸３１の軸方向位置（軸方向の移動量）を検出するための位置検出装置が設けられている。位置検出装置は、図１に示すように、ねじ軸３１に設けられるセンサターゲットとしての永久磁石５３と、ブーツカバー４７に設けられる位置検出センサとしての磁気センサ５４とを有する。磁気センサ５４としては、任意のタイプが使用でき、その中でもホールＩＣ、リニアホールＩＣなどホール効果を利用して磁場の向き及び大きさを検出可能なタイプが好適に使用可能である。

磁気センサ５４は、図１および図５に示すように、センサ基板５５と一体的に形成されており、このセンサ基板５５は連結部材５６によりセンサケース５７に固定されている。そして、このセンサ基板５５をセンサケース５７に取り付けてなるセンサアセンブリ５８をブーツカバー４７の周方向所定位置に設けられたセンサ取付け部４７ａに取り付けることにより、磁気センサ５４は、ブーツカバー４７の周方向所定位置に設置されると共に、ブーツ４４およびブーツカバー４７を介して永久磁石５３と対向した状態となる。この場合、磁気センサ５４は、図１に示すように、ブーツカバー４７とセンサケース５７とで覆われた状態となる。なお、磁気センサ５４の周囲を覆うセンサケース５７およびブーツカバー４７は、何れも、樹脂材料等の非磁性材料で形成される。

図８は、永久磁石５３を含むセンサターゲットユニット５９と、ねじ軸３１の分解斜視図を示している。図８に示すように、ねじ軸３１の軸方向所定位置には切欠き３１ｃが形成されており、この切欠き３１ｃにセンサターゲットユニット５９が取り付けられる。

センサターゲットユニット５９は、永久磁石５３と、永久磁石５３を保持する第１および第２の磁石ホルダ６０，６１とを備える。第１の磁石ホルダ６０は、全体として略円弧状に形成され、ねじ軸３１の切欠き３１ｃに嵌合される嵌合爪６０ａと、永久磁石５３を収容可能な収容部６０ｂとを有する。収容部６０ｂは、その軸方向他方側の端部が第１の磁石ホルダ６０の軸方向他方側の端面に開口している。そして、永久磁石５３は、上記開口部の側から磁石ホルダ６０の収容部６０ｂに挿入され、その後、上記開口部を塞ぐように円弧状に形成された第２の磁石ホルダ６１をねじ軸３１の切欠き３１ｃに嵌め込むことによって軸方向で位置決めされる。

第１および第２の磁石ホルダ６０，６１の材質は基本的に任意である。例えば永久磁石５３がその周囲に形成する磁場に及ぼす影響を考慮した場合、各磁石ホルダ６０，６１は非磁性材料で形成するのが良く、ねじ軸３１に対する磁石ホルダ６０，６１の取り付け性（嵌合爪６０ａの弾性変形性）を併せて考慮すると、樹脂製とするのが好ましい。

位置検出装置は以上のように構成されていることから、ねじ軸３１が軸方向に進退移動すると、磁気センサ５４に対する永久磁石５３の軸方向相対位置が変化し、これに伴って磁気センサ５４の配設箇所における磁場も変化する。磁気センサ５４は、この磁場（例えば磁束密度の向き及び強さ）の変化を検出し、永久磁石５３の軸方向位置、ひいてはねじ軸３１（操作部６）の軸方向位置を取得する。

以上で説明したように、本発明に係る電動アクチュエータ１においては、駆動部２と運動変換機構部３の間のトルク伝達経路中に、駆動部２の回転トルクを伝達可能に連結された内方部材Ｎ（本実施形態ではナット３０）と外方部材Ｍ（本実施形態では遊星ギヤキャリア５１）が設けられ、内方部材Ｎとしてのナット３０が、外方部材Ｍとしての遊星ギヤキャリア５１の円筒部５１ａの内周にすきまばめされている。

上記の構成によれば、例えば、駆動部２（を構成する電動モータ７や減速機８）、あるいは運動変換機構部３（を構成するボールねじ１２）の仕様変更が必要となった場合には、外方部材Ｍとしての遊星ギヤキャリア５１と内方部材Ｎとしてのナット３０を軸方向に容易に分離することができるので、駆動部２、あるいは運動変換機構部３を仕様が異なるもの（例えば、後述する本発明の第２実施形態あるいは第３実施形態で採用しているもの。詳細は後述するが、第２および第３実施形態では、駆動部２として仕様が異なるものを採用している。）に容易に交換することができる。この場合、交換対象以外の構成部品はそのまま使用することができるため、駆動部２や運動変換機構部３として、電動アクチュエータ１の出力等に応じた専用品を準備・保有する必要がなく、駆動部２又は運動変換機構部３を種々の仕様の電動アクチュエータ１で共用することができる。

特に、以上で説明した電動アクチュエータ１においては、駆動部２が、電動モータ７を収容した第１ケース９と、減速機８を収容した第２ケース１０とを軸方向に連結することで形成されているので、電動モータ７、あるいは減速機８を仕様の異なるものに容易に変更することもできる。

以上より、本発明によれば、異なる仕様への変更が容易に電動アクチュエータ１を提供現することができる。これにより、電動アクチュエータ１のシリーズ化（多品種展開）を容易にかつ低コスト化に実現することができる。

以下、本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１を、図９に示す縦断面図、図１０に示す一部分解斜視図、および図１１に示す図９のＤ−Ｄ線概略断面図に基づいて説明する。

第２実施形態の電動アクチュエータ１０１は、駆動部２の構成が以上で説明した第１実施形態に係る電動アクチュエータ１と異なる。より具体的に説明すると、電動アクチュエータ１０１では減速機８が省略され、その替わりに、電動モータ７の出力軸７ｂには、出力軸７ｂと一体回転可能にカップリング６２が設けられている。従って、駆動部２の回転駆動力は、カップリング６２を介して運動変換機構部３（ボールねじ１２のナット３０）に伝達される。この第２実施形態の電動アクチュエータ１０１は、減速機８に替えてカップリング６２が使用されているため、第１実施形態の電動アクチュエータ１よりも、必要とされる出力が小さい用途に好ましく使用できる。

図１０および図１１に示すように、カップリング６２としては、その外径面６２ａに互いに平行な一対の平坦面６２ａ１，６２ａ１が設けられた、いわゆる小判型カップリングが使用される。また、図１１に示すように、ボールねじ１２のナット３０の内径面３０ｅは、互いに平行な一対の平坦面３０ｅ１，３０ｅ１が設けられた小判形状に形成されている。カップリング６２は、両平坦面６２ａ１，３０ｃ１の位相を合わせた状態でナット３０の内周に嵌合される。

図１１に示すように、カップリング６２は、隙間幅が０．１ｍｍ程度の径方向隙間δ１（同図では理解の容易化のために径方向隙間δ１の隙間幅を誇張して描いている）を介してナット３０の内周に嵌合される（すきまばめ）。すなわち、カップリング６２の平坦面６２ａ１間の離間距離ｄ３は、ナット３０の平坦面３０ｅ１間の離間距離ｄ４よりも小さく（ｄ３＜ｄ４）、また、カップリング６２の外径面６２ａのうち、平坦面６２ａ１を除く領域（円弧面の形成領域）における直径寸法φ３は、ナット３０の内径面３０ｅのうち、平坦面３０ｅ１を除く領域（円弧面の形成領域）における直径寸法φ４よりも小さい（φ３＜φ４）。このように、ナット３０の内周にカップリング６２がすきまばめされていても、互いに対向するナット３０の内径面３０ｅおよびカップリング６２の外径面６２ａが何れも小判形状に形成されていることから、ナット３０の内径面３０ｅとカップリング６２の外径面６２ａとは周方向で係合可能であり、従って、電動モータ７の回転駆動力は、カップリング６２を介してナット３０に伝達可能である。以上より、この第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１では、ナット３０およびカップリング６２が、それぞれ、本発明でいう外方部材Ｍおよび内方部材Ｎを構成する。

上記以外の構成、すなわち、筐体１Ａ、電動モータ７および運動変換機構部３などの構成は、第１実施形態に係る電動アクチュエータ１と第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１とで実質的に同一である。そのため、第１実施形態に係る電動アクチュエータ１で使用していた第２ケース１０を、カップリング６２を収容するためのケースとしてそのまま使用している。この場合、図９に示すように、減速機８を構成するリングギヤ４８は残っているが、第２ケース１０の内周に収容された部材は、実質的にカップリング６２のみであるから、リングギヤ４８とカップリング６２が干渉するおそれはない。

以上のように、第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１は、第１実施形態に係る電動アクチュエータ１を構成する一部の部品（具体的には減速機８）をカップリング６２に置き換えた構成に相当し、その他の部品は基本的に共用している。これにより、電動アクチュエータのシリーズ化を低コストに実現できる。

以下、本発明の第３実施形態に係る電動アクチュエータ２０１を、図１２〜図１４に基づいて説明する。

第３実施形態に係る電動アクチュエータ２０１は、第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１の変形例である。この実施形態の電動アクチュエータ２０１が第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１と異なる主な点は、駆動部２を構成する電動モータに出力の大きい電動モータ６３を採用している点、および電動モータ６３に対する電力供給構造、の二点であり、電動アクチュエータ２０１で採用している電力供給構造の詳細は以下のとおりである。

この実施形態の電動アクチュエータ２０１で使用している第２ケース６４は、以上で説明した電動アクチュエータ１，１０１で使用している第２ケース１０と同様に、ケース本体２３、嵌合部２４、モータ嵌合部１７およびフランジ部２５を一体に有する。一方で、この実施形態の第２ケース６４には、電動モータ６３を図示外の動力電源に接続するための一対のバスバー６５が取り付けられている。各バスバー６５の一端部６５ａは、図１４に示すように、電動モータ６３の端子６３ａに対して例えば加締めにより接続され、他端部６５ｂはケース本体２３（フランジ部２５）から外部に露出している（図１２〜図１４を参照）。これにより、バスバー６５を介した電動モータ６３と動力電源との電気的接続を可能としている。この場合、図３等に示すグロメット２１は不要となるので、電動モータ６３を収容した第１ケース６６としては、その底部に孔が開いていないものを使用している。

上記以外の構成、すなわち、運動変換機構部３や、カップリング６２とボールねじ１２のナット３０の連結構造などは、図９等に示す第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１と実質的に同一である。要するに、当該第３実施形態に係る電動アクチュエータ２０１は、第２実施形態に係る電動アクチュエータ１０１の一部の構成、具体的には、駆動部２（のカップリング６２を除く部分）および第２ケース１０を別構造の部品に置き換えた構成に相当し、その他の部品は基本的に共用している。これにより、電動アクチュエータのシリーズ化を低コストに実現できる。

以上で説明した第３実施形態に係る電動アクチュエータ２０１は、電動モータ６３の出力軸に取り付けたカップリング６２を介して駆動部２の回転駆動力を運動変換機構部３（ボールねじ１２）のナット３０に伝達するようにしたものであるが、カップリング６２を図１等に示す減速機８に置き換えることも可能である。この場合には、図７等に示す態様で減速機８の出力部材（遊星ギヤキャリア５１）とナット３０を連結する。

以上で説明した電動アクチュエータ１，１０１，２０１のシリーズ化に伴う多品種展開の具体例としては、二輪車を含む車両用のＥＧＲバルブやトランスミッションコントロールバルブなど、従来ソレノイドが使用されている電動機構などを挙げることができる。

以上、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ１，１０１，２０１について説明を行ったが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば、以上で説明した実施形態においては、運動変換機構部３にボールねじ１２を採用したが、ボールねじ１２に替えて、ボール３２および循環部材としてのこま３３が省略された、いわゆるすべりねじを採用することもできる。

また、以上で説明した実施形態においては、減速機８に遊星歯車減速機を採用したが、減速機８としては、その他の減速機、例えばトラクションドライブ式の遊星減速機（遊星ローラ減速機）を採用することもできる。

また、以上で説明した実施形態においては、外方部材Ｍの内径面および内方部材Ｎの外径面を何れも小判形状に形成した上で、外方部材Ｍの内周に内方部材Ｎをすきまばめすることにより、外方部材Ｍと内方部材Ｎの間で回転トルクを伝達可能としつつ、外方部材Ｍと内方部材Ｎを軸方向に容易に分離できるようにしたが、このような機能を奏する限りにおいて、外方部材Ｍの内径面形状および内方部材Ｎの外径面形状は適宜変更することができる。具体的には、外方部材Ｍの内径面および内方部材Ｎの外径面の双方を、多角形状、あるいは歯面形状などの非真円形状とすれば、上記同様の作用効果を享受することができる。但し、外方部材Ｍの内径面および内方部材Ｎの外径面は、何れも小判形状に形成するのが好ましい。これは、多角形状や歯面形状を採用する場合に比べ、外方部材Ｍおよび内方部材Ｎの製作コストを抑制でき、また、電動モータ７，６３の出力軸とねじ軸３１の同軸度を保ち易いからである。

本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるわけではなく、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。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、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。

１，１０１，２０１ 電動アクチュエータ
１Ａ 筐体
２ 駆動部
３ 運動変換機構部
７ 電動モータ
８ 減速機
１２ ボールねじ
３０ ナット
３１ ねじ軸
３２ ボール
３３ こま
４８ リングギヤ
４９ サンギヤ
５０ 遊星ギヤ
５１ 遊星ギヤキャリア
６２ カップリング
Ｍ 外方部材
Ｎ 内方部材
δ，δ１ 径方向隙間

Claims (4)

1. 電動モータを有する駆動部と、該駆動部の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部とが直列に配置され、前記運動変換機構部が、前記駆動部の回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの内周に配設され、前記ナットの回転に伴って直線運動するねじ軸とを有する電動アクチュエータにおいて、
   前記駆動部と前記運動変換機構部の間のトルク伝達経路中に、前記駆動部の回転トルクを伝達可能に連結された内方部材と外方部材が設けられ、前記内方部材が、前記外方部材の内周にすきまばめされていることを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 前記内方部材が、前記電動モータの出力軸と一体回転可能に設けられたカップリングであり、前記外方部材が前記ナットである請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記駆動部の回転を減速して前記ナットに伝達する減速機をさらに有し、
   前記内方部材が、前記ナットであり、前記外方部材が、前記減速機の出力部材である請求項１に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記減速機が、遊星歯車減速機である請求項３に記載の電動アクチュエータ。

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