JP2020058215A - Electric actuator - Google Patents

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JP2020058215A
JP2020058215A JP2019048456A JP2019048456A JP2020058215A JP 2020058215 A JP2020058215 A JP 2020058215A JP 2019048456 A JP2019048456 A JP 2019048456A JP 2019048456 A JP2019048456 A JP 2019048456A JP 2020058215 A JP2020058215 A JP 2020058215A
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佐藤 光司
Koji Sato
光司 佐藤
齋藤 隆英
Takahide Saito
隆英 齋藤
池田 良則
Yoshinori Ikeda
良則 池田
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

To provide an electric actuator that does not require control for matching phases between a transmitting mechanism side that transmits driving force from a motor to a ball screw and a braking mechanism side that stops driving the ball screw due to a reverse input.SOLUTION: An electric actuator includes: a cylindrical surface 41 that integrally rotates concentrically with a drive gear 33; an engagement surface 47; a cam surface 42 of a stationary portion 46 that is stationary; a holder 44 that holds a roller 43 between the cylindrical surface 41 and the cam surface 42; armature 48 whose rotation is stopped by the holder 44; and an electromagnetic clutch 50. The armature 48 always faces the engagement surface 47, and the electromagnetic clutch 50 switches between a connection state of the armature 48 and the engagement surface 47 and a release state of releasing it. In the connection state, the holder 44 rotates by torque from the drive gear side 33 and the roller 43 can engage with the cylindrical surface 41 and the cam surface 42, but in the release state, the phase of the holder 44 is maintained by a neutral spring 45, and the roller 43 is prevented from engaging with the cylindrical surface 41 and the like.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電動アクチュエータに関する。   The present invention relates to an electric actuator.

近年、車両の電動化が進み、例えば、自動車の自動変速機やブレーキ、ステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが搭載されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、モータの回転運動をボールねじによって直線方向の運動に変換する電動リニアアクチュエータが知られている。そのボールねじには、直線方向に移動させる操作対象が連結される。   2. Description of the Related Art In recent years, the electrification of vehicles has been advanced, and for example, a system for operating an automatic transmission, a brake, a steering, and the like of an automobile by the power of an electric motor is mounted. As an actuator used for such a purpose, an electric linear actuator that converts a rotational motion of a motor into a linear motion by a ball screw is known. An operation target to be moved in a linear direction is connected to the ball screw.

ボールねじは、操作対象への駆動力伝達効率に優れる反面、操作対象側からボールねじに外力が入力された場合(逆入力)にボールねじ軸が軸方向に押し戻されたり、引き出されたりすることが懸念される。この懸念を解消するため、従来、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構が採用されている。   The ball screw has excellent driving force transmission efficiency to the operation target, but when an external force is input from the operation target side to the ball screw (reverse input), the ball screw shaft is pushed back or pulled out in the axial direction. Is concerned. In order to solve this concern, conventionally, a braking mechanism for suppressing driving of the ball screw due to reverse input has been employed.

特許文献1に開示された制動機構では、モータからボールねじへ回転運動を伝達する伝達機構において、周方向に複数の係合穴部が形成されたドライブギヤを採用し、ドライブギヤに対して軸方向に進退して係合穴に対して係脱可能なロック部材と、ロック用モータの回転運動をロック部材の前後方向動に変換する滑りねじとをハウジングに搭載し、そのロック部材を前進させて係合穴に係合させ、逆入力トルクをハウジング側の制動機構で受けるように構成されている。   The braking mechanism disclosed in Patent Literature 1 employs a drive gear having a plurality of engagement holes formed in a circumferential direction in a transmission mechanism that transmits rotational motion from a motor to a ball screw, and has a shaft with respect to the drive gear. A lock member is provided on the housing, the lock member being capable of moving in and out of the engagement hole and being disengageable from the engagement hole, and a sliding screw for converting the rotational motion of the lock motor into the forward and backward movement of the lock member, and moving the lock member forward. And the reverse input torque is received by the braking mechanism on the housing side.

特開2017−184484号公報JP 2017-184484 A

しかしながら、特許文献1の制動機構では、ドライブギヤを任意の位置で回転停止させると、ドライブギヤの停止位置によっては係合穴の位置がロック部材とずれる場合がある。その場合、ロック部材が係合穴に挿入できず、ロックできない可能性がある。これを抑制するため、モータでドライブギヤを回転させることにより、伝達機構側の係合穴と制動機構側のロック部材との位相合わせを行う制御が必要であった。   However, in the braking mechanism of Patent Literature 1, when the drive gear is stopped at an arbitrary position, the position of the engagement hole may be shifted from the lock member depending on the stop position of the drive gear. In that case, there is a possibility that the lock member cannot be inserted into the engagement hole and cannot be locked. In order to suppress this, it is necessary to control the phase adjustment between the engagement hole on the transmission mechanism side and the lock member on the braking mechanism side by rotating the drive gear with a motor.

そこで、この発明が解決しようとする課題は、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御が不要な電動アクチュエータを実現することである。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that there is no need to perform phase adjustment between the transmission mechanism that transmits the driving force from the motor to the ball screw and the braking mechanism that suppresses driving of the ball screw due to reverse input. It is to realize a simple electric actuator.

上記の課題を達成するため、この発明に係る第一の手段は、モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、前記制動機構が、前記伝達機構に属するドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、前記ハウジングに対して静止する固定部に形成されたカム面と、前記円筒面と前記カム面との間に配置された係合子と、前記係合子が前記円筒面及び前記カム面に係合可能な連結状態と当該円筒面及び当該カム面に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有する構成を採用したものである。   In order to achieve the above object, a first means according to the present invention includes a motor, a ball screw for converting a rotational motion from the motor into a linear motion in an axial direction, and a driving force from the motor to the ball screw. An electric actuator comprising: a transmission mechanism that transmits a signal; a braking mechanism that suppresses driving of the ball screw; and a housing that supports the motor, the transmission mechanism, and the braking mechanism. A cylindrical surface that rotates concentrically with the drive gear to which it belongs, a cam surface formed on a fixed portion that is stationary with respect to the housing, an engaging element disposed between the cylindrical surface and the cam surface, It is possible to switch between a connected state in which the armature can be engaged with the cylindrical surface and the cam surface and a released state in which the engagement with the cylindrical surface and the cam surface can be released by controlling the energization of the electromagnet. An electromagnetic clutch kicked, is obtained by employing the structure having.

上記第一の手段によれば、制動機構の電磁クラッチが連結状態の場合、ドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、ハウジングに対して静止する固定部のカム面とに係合子が係合可能な状態であるから、ドライブギヤが回転させられると、ドライブギヤの回転トルクが係合子を介してハウジング側のカム面に受けられ、これにより、ドライブギヤの回転が停止させられる。一方、電磁クラッチが解放状態の場合、係合子がドライブギヤ側の円筒面とハウジング側のカム面との係合を解除可能な状態であるから、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。ここで、電磁石の通電制御によって、すなわち電磁石に通電するか当該通電を遮断することによって、前述の連結状態と解放状態を切り替え可能であるから、その際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。   According to the first means, when the electromagnetic clutch of the braking mechanism is in the connected state, the engaging element is engaged with the cylindrical surface that rotates concentrically with the drive gear and the cam surface of the fixed portion that is stationary with respect to the housing. Since the drive gear is in a possible state, when the drive gear is rotated, the rotational torque of the drive gear is received by the cam surface on the housing side via the engagement element, whereby the rotation of the drive gear is stopped. On the other hand, when the electromagnetic clutch is in a released state, the engagement element can release the engagement between the cylindrical surface on the drive gear side and the cam surface on the housing side, so that ball screw driving by motor driving is possible. Here, since the connection state and the release state can be switched by the energization control of the electromagnet, that is, by energizing the electromagnet or cutting off the energization, the phase between the transmission mechanism side and the braking mechanism side is changed. No control for matching is required.

上記第一の手段においては、前記電磁クラッチが、前記係合子を保持する保持器と、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、前記円筒面と異なる位置で前記ドライブギヤと一体に同心回転する係合面と、前記保持器に対して回り止めされた状態で前記係合面に常に対向するアーマチュアと、を有し、前記係合子が、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって前記円筒面及び前記カム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に設けられており、前記電磁クラッチが、前記電磁石の通電制御によって、前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける前記連結状態と、当該アーマチュアの押し付けを解除する前記解放状態とを切り替え可能に設けられているとよい。このようにすると、制動機構の電磁クラッチがアーマチュアをドライブギヤ側の係合面に押し付ける連結状態の場合、ドライブギヤが回転させられると、ドライブギヤと円筒面と保持器とアーマチュアとが一体的に回転し、その保持器の回転によって係合子が係合位置に移動させられ、ドライブギヤの回転トルクが係合子を介してハウジング側のカム面に受けられ、これにより、ドライブギヤの回転が停止させられる。ここで、保持器に回り止めされたアーマチュアと係合面が常に対向するため、電磁石の通電制御により連結状態に切り替えられる際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。一方、電磁クラッチがアーマチュアを係合面に押し付けない解放状態の場合、保持器が中立ばねによって中立位置に保持され、係合子がドライブギヤ側の円筒面とハウジング側のカム面とに係合しない中立位置にあるため、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。   In the first means, the electromagnetic clutch may include a retainer that holds the engagement element, a neutral spring that is elastically deformed by a relative rotation of the retainer with respect to the cam surface, and a position that is different from the cylindrical surface. An engagement surface that rotates concentrically with the drive gear, and an armature that is always opposed to the engagement surface in a state of being prevented from rotating with respect to the retainer; A relative rotation of a retainer is provided so as to be movable between an engagement position for engaging the cylindrical surface and the cam surface and a neutral position for releasing the engagement, and the electromagnetic clutch is provided with It is good to be provided so that switching by the energization control can be performed between the connection state in which the armature is pressed against the engagement surface and the release state in which the pressing of the armature is released.With this configuration, when the electromagnetic clutch of the braking mechanism is in a connected state in which the armature is pressed against the engagement surface on the drive gear side, when the drive gear is rotated, the drive gear, the cylindrical surface, the retainer, and the armature are integrally formed. The engaging member is moved to the engaging position by the rotation of the retainer, and the rotational torque of the drive gear is received on the cam surface on the housing side via the engaging member, thereby stopping the rotation of the drive gear. Can be Here, since the armature, which has been prevented from rotating by the retainer, and the engagement surface always face each other, when switching to the connected state by controlling the energization of the electromagnet, there is no need to perform control for phase adjustment between the transmission mechanism side and the braking mechanism side. is there. On the other hand, when the electromagnetic clutch is in the released state in which the armature is not pressed against the engagement surface, the retainer is held at the neutral position by the neutral spring, and the engagement element does not engage with the cylindrical surface on the drive gear side and the cam surface on the housing side. Since it is at the neutral position, ball screw drive by motor drive is possible.

より具体的には、前記電磁クラッチが、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける離反ばねを有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合面から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているとよい。このようにすると、無励磁形の電磁クラッチになり、モータの非駆動時には、電磁石の通電を遮断しても、離反ばねのばね力でアーマチュアと係合面とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石の通電を行い、磁気吸引でアーマチュアが係合面から離れた解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。   More specifically, the electromagnetic clutch has a separation spring that presses the armature against the engagement surface when the motor is not driven, and the electromagnet separates the armature from the engagement surface when the motor is driven. It may be provided so as to be magnetically attracted to an inclined position. By doing so, the non-excited type electromagnetic clutch is provided, and when the motor is not driven, the armature and the engagement surface are maintained in a connected state by the spring force of the separation spring even when the energization of the electromagnet is cut off. While the power can be saved, the electromagnet is energized when the motor is driven, and the armature is kept in a released state away from the engagement surface by magnetic attraction, so that friction loss can be reduced.

また、前記ドライブギヤが、中空軸部を有する外歯車からなり、前記制動機構の前記円筒面が、前記中空軸部の内側に形成されており、前記係合面が、前記ドライブギヤの軸方向一端側に円環状に形成されており、前記中空軸部と前記固定部との間に転がり軸受が設けられており、前記アーマチュアが、前記固定部に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、前記電磁石が、前記アーマチュアと軸方向に対向するように前記ハウジングに対して固定されているとよい。このようにすると、ドライブギヤと制動機構の円筒面とを単一部材で構成しつつ、ドライブギヤと固定部とアーマチュアとの同心性を転がり軸受で良好に保つことができる。   Further, the drive gear is formed of an external gear having a hollow shaft portion, the cylindrical surface of the braking mechanism is formed inside the hollow shaft portion, and the engagement surface is formed in an axial direction of the drive gear. One end side is formed in an annular shape, a rolling bearing is provided between the hollow shaft portion and the fixed portion, and the armature is fitted to the fixed portion so as to be movable in the axial direction. The electromagnet may be fixed to the housing such that the electromagnet faces the armature in the axial direction. With this configuration, while the drive gear and the cylindrical surface of the braking mechanism are formed of a single member, the concentricity of the drive gear, the fixed portion, and the armature can be favorably maintained by the rolling bearing.

上記第一の手段においては、前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有するとよい。このようにすると、電磁石をハウジングに簡単に固定することができる。   In the first means, the housing may have a snap-fit portion for fixing the electromagnet. With this configuration, the electromagnet can be easily fixed to the housing.

また、上記係合子、アーマチュア等を有する電磁クラッチを採用する場合、前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記電磁石が、前記シャフトに固定されているとよい。このようにすると、固定部上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト上に電磁石とアーマチュアを配置するので、電磁石とアーマチュア間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。   In the case where an electromagnetic clutch having the above-mentioned engaging element, an armature, or the like is employed, the fixing portion includes a shaft extending concentrically with the drive gear, and includes a member connected to the housing, and the armature includes the shaft. And the electromagnet may be fixed to the shaft. This makes it possible to assemble the electromagnetic clutch on the fixed portion, thereby improving the assemblability. In addition, since the electromagnet and the armature are arranged on the same shaft, the distance between the electromagnet and the armature can be improved. The air gap can be easily managed, and the suction force of the electromagnetic clutch can be stabilized.

ここで、前記固定部が非磁性体によって形成されているとよい。このようにすると、電磁石から固定部への磁束漏洩を抑制することができる。   Here, the fixing portion may be formed of a non-magnetic material. By doing so, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the electromagnet to the fixed portion.

また、上記係合子、アーマチュア等を有する電磁クラッチを採用する場合、前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記シャフトに嵌め合う筒状の非磁性体が当該シャフトに固定されており、前記電磁石が、前記非磁性体の外周に固定されているようにしてもよい。このようにすると、固定部上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト上に電磁石とアーマチュアを配置するので、電磁石とアーマチュア間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。さらに、電磁石と固定部のシャフト間に非磁性体が介在するため、電磁石から固定部への磁束漏洩を抑制することができる。   In the case where an electromagnetic clutch having the above-mentioned engaging element, an armature, or the like is employed, the fixing portion includes a shaft extending concentrically with the drive gear, and includes a member connected to the housing, and the armature includes the shaft. A cylindrical non-magnetic member fitted to the shaft is fixed to the shaft, and the electromagnet is fixed to the outer periphery of the non-magnetic member. You may do so. This makes it possible to assemble the electromagnetic clutch on the fixed portion, thereby improving the assemblability. In addition, since the electromagnet and the armature are arranged on the same shaft, the distance between the electromagnet and the armature can be improved. The air gap can be easily managed, and the suction force of the electromagnetic clutch can be stabilized. Further, since a non-magnetic material is interposed between the electromagnet and the shaft of the fixed portion, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the electromagnet to the fixed portion.

また、前記連結状態のときに接する前記係合面と前記アーマチュアの被押し付け面のうち、少なくとも一方が、非磁性体によって形成されているとよい。このようにすると、電磁石によるアーマチュアの吸引時、アーマチュアからドライブギヤ側の係合面への磁束漏洩を抑えることができる。   It is preferable that at least one of the engaging surface and the pressed surface of the armature that are in contact with each other in the connected state is formed of a non-magnetic material. With this configuration, when the armature is attracted by the electromagnet, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the armature to the engagement surface on the drive gear side.

上記の課題を達成するため、この発明に係る第二の手段は、モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、前記制動機構が、前記伝達機構に属する回転軸又は前記モータの駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸又は駆動軸に対して軸方向に移動可能に配置された係合部材と、前記係合部材に常に軸方向に対向する状態で前記ハウジングに対して静止する制動部材と、前記係合部材を前記制動部材に押し付ける連結状態と当該係合部材の押し付けを解除する解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有する構成を採用したものである。   In order to achieve the above object, a second means according to the present invention comprises a motor, a ball screw for converting a rotational motion from the motor into a linear motion in an axial direction, and a driving force from the motor to the ball screw. An electric actuator comprising: a transmission mechanism that transmits a signal; a braking mechanism that suppresses driving of the ball screw; and a housing that supports the motor, the transmission mechanism, and the braking mechanism. An engaging member disposed so as to be axially movable with respect to the rotating shaft or the drive shaft in a state where the rotating shaft or the drive shaft of the motor belongs to be integrally concentrically rotatable; and A braking member that is stationary with respect to the housing in an opposed state, a connected state in which the engaging member is pressed against the braking member, and a released state in which the pressing of the engaging member is released is performed. An electromagnetic clutch provided to be switchable by energization control of the stone, is obtained by employing the structure having.

上記第二の手段によれば、制動機構の電磁クラッチが伝達機構側の係合部材をハウジング側の制動部材に押し付ける連結状態の場合、逆入力がボールねじから伝達機構に伝達されると、伝達機構に属する回転軸又はモータの駆動軸と一体的に係合部材が回転しようとし、その係合部材からハウジング側の制動部材に回転トルクが伝わり、制動部材と係合部材間の摩擦力によって回転軸又は駆動軸の回転が制動される。ここで、係合部材と、これに常に軸方向に対向する制動部材とを電磁石の通電制御で連結状態に切り替えることが可能なため、その切り替えの際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。一方、電磁クラッチが係合部材を制動部材に押し付けない解放状態の場合、回転軸が制動されないため、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。   According to the second means, when the electromagnetic clutch of the braking mechanism is in a connected state in which the engaging member on the transmission mechanism side is pressed against the braking member on the housing side, when the reverse input is transmitted from the ball screw to the transmission mechanism, the transmission is performed. The engaging member attempts to rotate integrally with the rotating shaft belonging to the mechanism or the drive shaft of the motor, and the rotating torque is transmitted from the engaging member to the braking member on the housing side, and the frictional force between the braking member and the engaging member causes rotation. The rotation of the shaft or drive shaft is braked. Here, since the engagement member and the braking member which is always axially opposed to the engagement member can be switched to the connected state by controlling the energization of the electromagnet, the phase between the transmission mechanism side and the braking mechanism side during the switching can be changed. No control for matching is required. On the other hand, when the electromagnetic clutch is in the released state in which the engaging member is not pressed against the braking member, the rotating shaft is not braked, so that the ball screw can be driven by the motor.

上記第二の手段においては、前記電磁クラッチが、前記係合部材に対して前記制動部材と反対側の位置で当該係合部材に常に軸方向に対向するアーマチュアと、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを介して前記係合部材を前記制動部材に押し付ける離反ばねと、前記モータの駆動時に前記係合部材を前記制動部材から離れた位置へ押し動かす弾性部材と、を有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合部材から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているとよい。このようにすると、無励磁形の電磁クラッチになり、モータの非駆動時には、電磁石の通電を遮断しても、離反ばねのばね力で間接的に係合部材と制動部材とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石の通電を行い、磁気吸引でアーマチュアが係合部材から離され、かつ弾性部材のばね力で係合部材が制動部材から離された解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。   In the second means, the electromagnetic clutch includes an armature that always faces the engaging member at a position opposite to the braking member with respect to the engaging member in the axial direction, and the armature is used when the motor is not driven. A separation spring that presses the engaging member against the braking member via an armature, and an elastic member that pushes the engaging member to a position away from the braking member when the motor is driven, has the electromagnet, The armature may be magnetically attracted to a position apart from the engagement member when the motor is driven. In this way, the non-excited electromagnetic clutch is provided, and when the motor is not driven, the engagement member and the braking member are indirectly maintained in a connected state by the spring force of the separation spring even when the energization of the electromagnet is interrupted. While the power can be saved, when the motor is driven, the electromagnet is energized, the armature is separated from the engaging member by magnetic attraction, and the engaging member is separated from the braking member by the spring force of the elastic member. The frictional loss can be reduced.

上記第二の手段においては、前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有するとよい。このようにすると、電磁石をハウジングに簡単に固定することができる。   In the second means, the housing may have a snap-fit portion for fixing the electromagnet. With this configuration, the electromagnet can be easily fixed to the housing.

上記第二の手段においては、例えば、前記回転軸が、前記伝達機構に属するドライブギヤのボス部からなり、前記係合部材が、前記回転軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。   In the second means, for example, the rotation shaft is formed of a boss of a drive gear belonging to the transmission mechanism, and the engagement member is attached to the rotation shaft in a state in which the engagement member can rotate concentrically with the rotation shaft. It is fitted so as to be movable in the axial direction.

上記第二の手段においては、前記伝達機構が、前記モータの駆動軸から入力された回転を減速して前記ボールねじ側に出力する減速機を有し、前記係合部材が、前記駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該駆動軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されているとよい。このようにすると、モータ駆動時は、減速機でトルクを増大してボールねじを駆動できる一方、逆入力に対しては、減速機が増速機となるため、モータの駆動軸の回転を阻止するために必要な保持トルクを小さくすることができ、ひいては、電磁クラッチの小型化や省電力化を図ることができる。   In the second means, the transmission mechanism has a speed reducer that reduces the rotation input from the drive shaft of the motor and outputs the reduced rotation to the ball screw side, and the engagement member includes a drive shaft and the drive shaft. The drive shaft may be fitted so as to be movable in the axial direction so as to be integrally concentrically rotatable. In this way, when the motor is driven, the ball screw can be driven by increasing the torque with the speed reducer, but the rotation of the drive shaft of the motor is prevented because the speed reducer functions as a speed increase device against reverse input. Therefore, it is possible to reduce the holding torque necessary for the electromagnetic clutch, and to reduce the size and power consumption of the electromagnetic clutch.

上記第二の手段においては、例えば、前記制動部材と前記係合部材が互いの摩擦面間に作用する摩擦力によって連結されるものである。   In the second means, for example, the braking member and the engaging member are connected by a frictional force acting between the friction surfaces.

上記第二の手段においては、前記制動部材と前記係合部材が、互いのフェーススプライン部同士の噛み合いによって連結されるものであるとよい。このようにすると、摩擦力による場合に比して大きな保持トルクにすることができ、ひいては、電磁石の小型化や省電力化を図ることができる。   In the second means, it is preferable that the braking member and the engaging member are connected to each other by engagement of the face spline portions. With this configuration, a large holding torque can be obtained as compared with the case of the frictional force, and the size and power consumption of the electromagnet can be reduced.

上述のように、この発明は、上記第一又は第二の手段の採用により、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。   As described above, the present invention employs the above-described first or second means to transmit a driving force from a motor to a ball screw, and a braking mechanism that suppresses driving of the ball screw due to reverse input. It is possible to eliminate the need for control for performing phase matching with the above.

この発明の第一実施形態に係る電動アクチュエータを示す断面図Sectional view showing an electric actuator according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II線の切断面を示す断面図Sectional drawing which shows the cutting surface of the II-II line of FIG. 図1の電磁クラッチ付近の拡大図Enlarged view of the vicinity of the electromagnetic clutch in FIG. 第一実施形態に係る制動機構の分解斜視図Exploded perspective view of the braking mechanism according to the first embodiment 図2のローラ付近の拡大図Enlarged view around the roller in FIG. この発明の第二実施形態に係る電動アクチュエータの電磁クラッチ付近の断面図Sectional view of the vicinity of an electromagnetic clutch of an electric actuator according to a second embodiment of the present invention. この発明の第三実施形態に係る電動アクチュエータの電磁石付近の断面図Sectional view near the electromagnet of the electric actuator according to the third embodiment of the present invention この発明の第四実施形態に係る電動アクチュエータのアーマチュア付近の断面図Sectional view near the armature of an electric actuator according to a fourth embodiment of the present invention この発明の第五実施形態に係る電動アクチュエータのアーマチュア付近の断面図Sectional view near the armature of an electric actuator according to a fifth embodiment of the present invention この発明の第六実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す断面図Sectional drawing which shows the principal part of the electric actuator which concerns on 6th Embodiment of this invention. 図10の電磁クラッチの解除状態を示す部分拡大断面図FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view showing a released state of the electromagnetic clutch of FIG. 10. この発明の第七実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す断面図Sectional view showing a main part of an electric actuator according to a seventh embodiment of the present invention. 図10、図12に係る制動部材と係合部材の変更例を示す斜視図FIG. 10 is a perspective view showing a modified example of the braking member and the engaging member according to FIGS.

この発明の一例として、第一実施形態に係る電動アクチュエータを図1〜図5に基づいて説明する。この電動アクチュエータは、前述の第一の手段に対応のものである。   As an example of the present invention, an electric actuator according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. This electric actuator corresponds to the above-described first means.

図1に示すように、この電動アクチュエータは、モータ10と、モータ10からの回転運動を直線運動に変換するボールねじ20と、モータ10からボールねじ20へ駆動力を伝達する伝達機構(31〜34)と、ボールねじ20の駆動を抑制する制動機構(41〜52)と、モータ10と伝達機構と制動機構とを支持するハウジング60と、を備える。   As shown in FIG. 1, the electric actuator includes a motor 10, a ball screw 20 that converts a rotary motion from the motor 10 into a linear motion, and a transmission mechanism (31 to 31) that transmits a driving force from the motor 10 to the ball screw 20. 34), a braking mechanism (41-52) for suppressing driving of the ball screw 20, and a housing 60 for supporting the motor 10, the transmission mechanism, and the braking mechanism.

モータ10は、回転を出力する駆動軸11を有する。駆動軸11は、モータ10の内部で回転するロータの回転軸からなる。モータ10は、直流電源で駆動可能なDCモータになっている。ハウジング60は、モータ10を収容するモータケース61を有する。   The motor 10 has a drive shaft 11 that outputs rotation. The drive shaft 11 includes a rotation shaft of a rotor that rotates inside the motor 10. The motor 10 is a DC motor that can be driven by a DC power supply. The housing 60 has a motor case 61 that houses the motor 10.

ボールねじ20は、外周に螺旋溝を有するボールねじ軸21と、内周に螺旋溝を有するボールねじナット22と、ボールねじ軸21の螺旋溝とボールねじナット22の螺旋溝との間に介在する多数のボール23とを有し、ボール23を前述の螺旋溝間に循環させることが可能な構造になっている。   The ball screw 20 is interposed between a ball screw shaft 21 having a spiral groove on the outer periphery, a ball screw nut 22 having a spiral groove on the inner periphery, and a spiral groove of the ball screw shaft 21 and a spiral groove of the ball screw nut 22. And a large number of balls 23 that can be circulated between the spiral grooves.

ボールねじ軸21は、その後端部(図1の右端部)に設けられた回転規制部とハウジング60との係合によって回転が規制されている。ボールねじナット22は、モータ10からの駆動力を受けて正方向または逆方向に回転する。ボールねじナット22が回転すると、ボール23が循環しつつ、ボールねじ軸21が軸方向に進退する。   The rotation of the ball screw shaft 21 is restricted by the engagement of the housing 60 with a rotation restricting portion provided at the rear end (the right end in FIG. 1). The ball screw nut 22 receives a driving force from the motor 10 and rotates in the forward or reverse direction. When the ball screw nut 22 rotates, the ball screw shaft 21 advances and retreats in the axial direction while the ball 23 circulates.

ここで、軸方向は、ボールねじナット22とボールねじ軸21の相対回転の軸線に沿った方向のことである。以下では、軸方向の中心線回りの円周方向のことを「周方向」といい、軸方向に対して直角な方向のことを「径方向」という。   Here, the axial direction is a direction along the axis of relative rotation between the ball screw nut 22 and the ball screw shaft 21. Hereinafter, the circumferential direction around the axial center line is referred to as “circumferential direction”, and the direction perpendicular to the axial direction is referred to as “radial direction”.

モータ10の駆動軸11は、軸方向に向いており、ボールねじ軸21と平行に配置されている。なお、図1は、ボールねじ軸21が最も後退した初期位置に配置された状態を示している。モータ10からの回転運動は、ボールねじ20において駆動軸11と平行なボールねじ軸21の軸方向の直線運動に変換される。ボールねじ軸21の前進方向の先端部(図1において左端部)が、操作対象を操作するアクチュエータヘッドとして機能する。   The drive shaft 11 of the motor 10 is oriented in the axial direction, and is arranged in parallel with the ball screw shaft 21. FIG. 1 shows a state where the ball screw shaft 21 is arranged at an initial position where it is most retracted. Rotational motion from the motor 10 is converted into an axial linear motion of a ball screw shaft 21 parallel to the drive shaft 11 in the ball screw 20. The forward end (the left end in FIG. 1) of the ball screw shaft 21 in the forward direction functions as an actuator head for operating the operation target.

前述の伝達機構は、図1、図2に示すように、モータ10側からボールねじ20側へ順に、ピニオンギヤ31と、減速機32と、ドライブギヤ33と、ドリブンギヤ34とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the transmission mechanism includes a pinion gear 31, a speed reducer 32, a drive gear 33, and a driven gear 34 in order from the motor 10 to the ball screw 20.

ピニオンギヤ31は、モータ10の駆動軸11に取り付けられている。   The pinion gear 31 is attached to the drive shaft 11 of the motor 10.

減速機32は、駆動軸11から入力された回転を減速してボールねじ20側に出力するギヤ変速機になっている。減速機32は、遊星歯車減速機に構成されており、図1、図3に示すように、太陽歯車として回転するピニオンギヤ31と、ピニオンギヤ31の回転に比して減速した回転を出力する遊星キャリア軸32aとを有する。ハウジング60は、減速機32の内歯車を兼ねた減速機ケース62を有する。減速機ケース62とモータケース61とが、ねじ部材(図示省略)によって軸方向に締結されている。   The reduction gear 32 is a gear transmission that reduces the rotation input from the drive shaft 11 and outputs the rotation to the ball screw 20 side. The speed reducer 32 is configured as a planetary gear speed reducer, and as shown in FIGS. 1 and 3, a pinion gear 31 that rotates as a sun gear, and a planet carrier that outputs a rotation that is reduced in comparison to the rotation of the pinion gear 31. Axis 32a. The housing 60 has a speed reducer case 62 also serving as an internal gear of the speed reducer 32. The reduction gear case 62 and the motor case 61 are fastened in the axial direction by a screw member (not shown).

ドライブギヤ33は、図1〜図3に示すように、モータ10側から伝達された駆動力をボールねじ20側に出力する。ドライブギヤ33は、外歯部33aと、中空軸部33bとを一体に有する外歯車からなる。   The drive gear 33 outputs the driving force transmitted from the motor 10 to the ball screw 20 as shown in FIGS. The drive gear 33 is composed of an external gear having an external tooth part 33a and a hollow shaft part 33b integrally.

ドライブギヤ33の外歯部33aは、ドリブンギヤ34と噛み合っている。ドリブンギヤ34は、ボールねじナット22の外周に固定されている。   The external gear portion 33 a of the drive gear 33 meshes with the driven gear 34. The driven gear 34 is fixed to the outer periphery of the ball screw nut 22.

図3に示すように、ドライブギヤ33の中空軸部33bは、段付き穴状になっており、外歯部33aに対して軸方向両側に延びている。中空軸部33bの小径穴部分は、遊星キャリア軸32aと一体に同心回転可能に連結されている。   As shown in FIG. 3, the hollow shaft portion 33b of the drive gear 33 has a stepped hole shape and extends to both axial sides with respect to the external tooth portion 33a. The small-diameter hole portion of the hollow shaft portion 33b is integrally and rotatably connected to the planet carrier shaft 32a.

図1、図3に示すように、ハウジング60は、軸方向に二分割された軸受ケース63,64を有する。軸受ケース63,64は、ドライブギヤ33、ドリブンギヤ34、ボールねじ軸21の大部分、及びボールねじナット22を収容する。これら軸受ケース63,64同士が、ねじ部材(図示省略)によって軸方向に締結されている。また、軸受ケース63と減速機ケース62とが、ねじ部材(図示省略)によって軸方向に締結されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the housing 60 has bearing cases 63 and 64 divided into two parts in the axial direction. The bearing cases 63 and 64 accommodate the drive gear 33, the driven gear 34, most of the ball screw shaft 21, and the ball screw nut 22. These bearing cases 63 and 64 are fastened in the axial direction by screw members (not shown). The bearing case 63 and the speed reducer case 62 are fastened in the axial direction by a screw member (not shown).

図3に示すように、遊星キャリア軸32aの外周と、軸受ケース63の内周との間には、転がり軸受71が設けられている。中空軸部33bの大径穴側の外周と、軸受ケース64の内周との間には、転がり軸受72が設けられている。遊星キャリア軸32a及びドライブギヤ33は、転がり軸受71,72を介してハウジング60に支持されている。   As shown in FIG. 3, a rolling bearing 71 is provided between the outer periphery of the planet carrier shaft 32a and the inner periphery of the bearing case 63. A rolling bearing 72 is provided between the outer periphery of the large-diameter hole side of the hollow shaft portion 33 b and the inner periphery of the bearing case 64. The planet carrier shaft 32a and the drive gear 33 are supported by the housing 60 via rolling bearings 71 and 72.

図1に示すように、ボールねじナット22と、軸受ケース64との間には、転がり軸受73が設けられている。ボールねじ20は、転がり軸受73を介してハウジング60に支持されている。   As shown in FIG. 1, a rolling bearing 73 is provided between the ball screw nut 22 and the bearing case 64. The ball screw 20 is supported by the housing 60 via a rolling bearing 73.

軸受ケース64には、軸カバー65が取り付けられている。軸カバー65は、ボールねじ軸21の後端側を収容し、ボールねじ軸21をハウジング60に対して回り止めする相手側部分になっている。軸受ケース64と軸カバー65とが、ねじ部材(図示省略)によって軸方向に締結されている。   A shaft cover 65 is attached to the bearing case 64. The shaft cover 65 is a mating portion that accommodates the rear end side of the ball screw shaft 21 and prevents the ball screw shaft 21 from rotating with respect to the housing 60. The bearing case 64 and the shaft cover 65 are fastened in the axial direction by a screw member (not shown).

軸受ケース63と、ボールねじ軸21の前端側との間には、軸方向に伸縮可能なブーツ66が取り付けられている。ブーツ66は、ハウジング60とボールねじ軸21間を水密に密封するためのものである。なお、ハウジング60の各カバー(61,62,63,64)間の合せ目は、適宜、インロー構造、Oリング等で水密に密封されている。   An axially expandable and contractable boot 66 is mounted between the bearing case 63 and the front end side of the ball screw shaft 21. The boot 66 is for watertightly sealing between the housing 60 and the ball screw shaft 21. The joints between the covers (61, 62, 63, 64) of the housing 60 are properly sealed watertight with a spigot structure, an O-ring or the like.

前述の制動機構は、図2、図3に示すように、ドライブギヤ33と一体に同心回転する円筒面41と、円筒面41との間に周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間を形成するカム面42と、円筒面41とカム面42との間に配置されたローラ43と、ローラ43を保持する保持器44と、カム面42に対する保持器44の相対回転によって弾性変形させられる中立ばね45と、を有する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the above-described braking mechanism has a cylindrical surface 41 that rotates concentrically with the drive gear 33 and gradually narrows from the center in the circumferential direction toward both ends in the circumferential direction. A cam surface 42 forming a wedge space, a roller 43 disposed between the cylindrical surface 41 and the cam surface 42, a retainer 44 holding the roller 43, and a relative rotation of the retainer 44 with respect to the cam surface 42 And a neutral spring 45 that is elastically deformed.

円筒面41は、ドライブギヤ33の中空軸部33bのうち、大径穴部分の内側に形成されている。円筒面41は、周方向全周に連続する。   The cylindrical surface 41 is formed inside the large-diameter hole portion of the hollow shaft portion 33b of the drive gear 33. The cylindrical surface 41 is continuous over the entire circumference in the circumferential direction.

カム面42は、ハウジング60に対して静止する固定部46に形成されている。カム面42と円筒面41との間の径方向の距離は、カム面42の周方向中央に位置する図2、図3のローラ43の位置から周方向両側(図2において左回り及び右回り)に向かって次第に小さくなっている。なお、カム面42を単一平面で構成した例を示したが、カム面を複数の面で構成してもよいし、単一の曲面で構成することも可能である。   The cam surface 42 is formed on a fixed portion 46 that is stationary with respect to the housing 60. The radial distance between the cam surface 42 and the cylindrical surface 41 is determined from the position of the roller 43 in FIGS. 2 and 3 which is located at the center in the circumferential direction of the cam surface 42 on both sides in the circumferential direction (counterclockwise and counterclockwise in FIG. 2). ) Gradually getting smaller. Although the example in which the cam surface 42 is configured by a single plane is shown, the cam surface may be configured by a plurality of surfaces, or may be configured by a single curved surface.

固定部46は、図2〜図4に示すように、ハウジング60と別体に形成されたカムリング部材からなる。固定部46の内周にキー溝46aが形成されている。軸受ケース64は、軸方向に延びる支持軸部64aを有する。支持軸部64aは、モータ10の駆動軸11と軸方向に対向する位置にある。固定部46は、キー溝46aに打ち込むキー(図示省略)によって、支持軸部64aに固定されている。支持軸部64aは、固定部46と、ドライブギヤ33と、モータ10の駆動軸11とを同一軸線上に支持する。なお、固定部46と支持軸部64aの固定手段は特に限定されず、例えば、セレーション嵌合、ねじ締結等が挙げられる。また、固定部46は、軸受ケース64の一部としてハウジング60と一体に形成してもよい。   The fixing portion 46 is formed of a cam ring member formed separately from the housing 60, as shown in FIGS. A key groove 46 a is formed on the inner periphery of the fixing portion 46. The bearing case 64 has a support shaft portion 64a extending in the axial direction. The support shaft portion 64a is located at a position facing the drive shaft 11 of the motor 10 in the axial direction. The fixing portion 46 is fixed to the support shaft portion 64a by a key (not shown) driven into the key groove 46a. The support shaft portion 64a supports the fixed portion 46, the drive gear 33, and the drive shaft 11 of the motor 10 on the same axis. The means for fixing the fixing portion 46 and the support shaft portion 64a is not particularly limited, and examples thereof include serration fitting and screw fastening. Further, the fixing portion 46 may be formed integrally with the housing 60 as a part of the bearing case 64.

固定部46の外周は、軸方向中間位置において径方向に突き出た形状になっており、その突出部分には、周方向に間隔をおいて複数のカム面42が形成されている。すなわち、複数のくさび空間が形成され、各くさび空間にローラ43が配置されている。固定部46の外周のうち、カム面42に対して軸方向両側に位置する両端部の外径は、カム面42よりも小径である。固定部46のモータ10側の端部と、ドライブギヤ33の中空軸部33bの内周との間には、転がり軸受74が設けられている。転がり軸受74は、ドライブギヤ33を固定部46に対して回転自在に支持するためのものである。   The outer periphery of the fixed portion 46 has a shape protruding in the radial direction at an intermediate position in the axial direction, and a plurality of cam surfaces 42 are formed in the protruding portion at intervals in the circumferential direction. That is, a plurality of wedge spaces are formed, and the roller 43 is arranged in each wedge space. Outer diameters of both ends of the outer periphery of the fixed portion 46 located on both sides in the axial direction with respect to the cam surface 42 are smaller than the cam surface 42. A rolling bearing 74 is provided between the end of the fixed portion 46 on the motor 10 side and the inner periphery of the hollow shaft portion 33b of the drive gear 33. The rolling bearing 74 is for rotatably supporting the drive gear 33 with respect to the fixed portion 46.

ローラ43は、円筒面41、カム面42と接触可能な円筒状面を有する。ローラ43は、図5に示すように、固定部46に対する保持器44の相対回転によって円筒面41及びカム面42に係合する係合位置(同図において一点鎖線で描いたローラ43の位置参照)と、当該係合を解除する中立位置(同図において実線で描いたローラ43の位置参照)との間を移動可能に設けられている。ローラ43は、固定部46に対して保持器44が相対回転した際、円筒面41およびカム面42に係合して、カム面42に回転トルクを伝達する。   The roller 43 has a cylindrical surface that can contact the cylindrical surface 41 and the cam surface 42. As shown in FIG. 5, the roller 43 is engaged with the cylindrical surface 41 and the cam surface 42 by the relative rotation of the retainer 44 with respect to the fixing portion 46 (refer to the position of the roller 43 drawn by a dashed line in FIG. 5). ) And a neutral position for releasing the engagement (see the position of the roller 43 drawn by a solid line in the figure). The roller 43 is engaged with the cylindrical surface 41 and the cam surface 42 when the retainer 44 is relatively rotated with respect to the fixed portion 46, and transmits the rotational torque to the cam surface 42.

保持器44は、図3、図4に示すように、各ローラ43をかご形のポケット部44dで保持する係合部材からなる。保持器44の全体的な形状は、例えば、プレス加工によって形成され、その素材として、例えば、鋼板が挙げられる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the retainer 44 is formed of an engaging member that retains each roller 43 with a cage-shaped pocket 44d. The overall shape of the retainer 44 is formed by, for example, press working, and a material thereof is, for example, a steel plate.

保持器44は、転がり軸受74側に位置する内向きのフランジ44aを有する。保持器44は、フランジ44aの内周において固定部46の外周に回転自在に嵌合されている。フランジ44aは、転がり軸受74の内輪の端面と、これに軸方向に対向する固定部46の端面との間に位置しており、これら端面により、保持器44の軸方向移動が規制されている。   The retainer 44 has an inward flange 44a located on the rolling bearing 74 side. The retainer 44 is rotatably fitted on the outer periphery of the fixed portion 46 on the inner periphery of the flange 44a. The flange 44a is located between the end surface of the inner race of the rolling bearing 74 and the end surface of the fixing portion 46 that faces the axial direction, and the axial movement of the retainer 44 is restricted by these end surfaces. .

中立ばね45は、ローラ43が中立位置となるように保持器44を弾性的に保持する。中立ばね45は、C形のリング部の両端に一対の係合片45aを外向きに形成した金属ばねからなる。中立ばね45のリング部は、固定部46に形成された凹部46bに嵌合されている。凹部46bは、固定部46の端面において軸方向に一定の深さをもっている。一対の係合片45aは、凹部46bの外側壁に形成された切欠部から、保持器44に形成された切欠部44b内に挿入されている。一対の係合片45aは、凹部46bの切欠部、保持器44の切欠部44bを周方向の相反する方向に向かって押圧する。その押圧によって、保持器44は、ローラ43が中立位置となる位相に保持される。   The neutral spring 45 elastically holds the retainer 44 so that the roller 43 is at the neutral position. The neutral spring 45 is formed of a metal spring having a pair of engaging pieces 45a formed on both ends of a C-shaped ring portion so as to face outward. The ring portion of the neutral spring 45 is fitted in a concave portion 46b formed in the fixed portion 46. The concave portion 46b has a constant depth in the axial direction on the end face of the fixing portion 46. The pair of engagement pieces 45a are inserted into cutouts 44b formed in the retainer 44 from cutouts formed in the outer wall of the recess 46b. The pair of engagement pieces 45a press the notch portion of the concave portion 46b and the notch portion 44b of the retainer 44 in opposite directions in the circumferential direction. Due to the pressing, the retainer 44 is held at a phase at which the roller 43 is in the neutral position.

前述の制動機構は、円筒面41と異なる位置でドライブギヤ33と一体に同心回転する係合面47と、保持器44に対して回り止めされた状態で係合面47に常に対向するアーマチュア48と、アーマチュア48と係合面47間のトルク伝達と遮断を行う電磁クラッチ50と、を有する。   The above-described braking mechanism includes an engagement surface 47 that concentrically rotates with the drive gear 33 at a position different from the cylindrical surface 41, and an armature 48 that always faces the engagement surface 47 while being prevented from rotating with respect to the retainer 44. And an electromagnetic clutch 50 for transmitting and interrupting torque between the armature 48 and the engagement surface 47.

係合面47は、ドライブギヤ33の軸方向一端側(図3、図4において右側)の端面に位置し、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。   The engagement surface 47 is located on one end side (the right side in FIGS. 3 and 4) of the drive gear 33 in the axial direction, and is formed in a continuous annular shape in the circumferential direction.

アーマチュア48は、固定部46に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなる。アーマチュア48は、その内径面において、固定部46の外周の一端部にスライド自在に嵌合されている。   The armature 48 is formed of an annular member which is fitted to the fixing portion 46 so as to be movable in the axial direction. The armature 48 is slidably fitted to one end of the outer periphery of the fixed portion 46 on the inner diameter surface.

アーマチュア48は、周方向全周で係合面47に軸方向に対向する側面部と異なる部位に係合穴部48aを有する。保持器44は、係合穴部48aに挿入された係合突片44cを有する。アーマチュア48は、係合突片44cと係合穴部48aの周方向係合により、保持器44に対して回り止めされている。なお、係合穴部48aと係合突片44cは、それぞれ一箇所又は複数箇所にあればよい。   The armature 48 has an engagement hole 48a at a portion different from the side surface portion that faces the engagement surface 47 in the axial direction all around the circumferential direction. The retainer 44 has an engagement protrusion 44c inserted into the engagement hole 48a. The armature 48 is prevented from rotating with respect to the retainer 44 by the circumferential engagement between the engagement protrusions 44c and the engagement holes 48a. The engagement hole 48a and the engagement protrusion 44c may be provided at one or a plurality of locations.

電磁クラッチ50は、モータ10の非駆動時にアーマチュア48を係合面47に押し付ける離反ばね51と、アーマチュア48に対して離反ばね51と同側でアーマチュア48と軸方向に対向する電磁石52とを有する。   The electromagnetic clutch 50 has a separation spring 51 that presses the armature 48 against the engagement surface 47 when the motor 10 is not driven, and an electromagnet 52 that faces the armature 48 in the axial direction on the same side as the separation spring 51 with respect to the armature 48. .

電磁石52は、フィールドコアと、フィールドコアに支持された電磁コイルとからなる。電磁石52は、アーマチュア48と軸方向に対向するように軸受ケース64に対して固定されている。   The electromagnet 52 includes a field core and an electromagnetic coil supported by the field core. The electromagnet 52 is fixed to the bearing case 64 so as to face the armature 48 in the axial direction.

電磁石52は、そのフィールドコアの内周において支持軸部64aに嵌合されている。また、電磁石52は、フィールドコアの端面に形成された軸方向の突起を有し、その突起と、軸受ケース64に形成された穴部との嵌合により、軸受ケース64に対して回り止めされている。   The electromagnet 52 is fitted on the support shaft 64a on the inner periphery of the field core. The electromagnet 52 has an axial projection formed on the end surface of the field core, and is prevented from rotating with respect to the bearing case 64 by fitting the projection with a hole formed in the bearing case 64. ing.

軸受ケース64は、電磁石52を固定するスナップフィット部64bを有する。電磁石52は、フィールドコアの外周に形成された周溝部52aを有する。スナップフィット部64bは、電磁石52のフィールドコア外周に嵌合する筒状であって、その筒内周側に形成された爪部で周溝部52aに係合するようになっている。この係合状態では、スナップフィット部64bが、電磁石52の回り止めや支持軸部64aとの嵌合を維持できるように、軸受ケース64に対する電磁石52のアーマチュア48側への軸方向移動を規制する。これにより、電磁石52が軸受ケース64に対して固定される。   The bearing case 64 has a snap-fit portion 64b for fixing the electromagnet 52. The electromagnet 52 has a peripheral groove 52a formed on the outer periphery of the field core. The snap-fit portion 64b has a cylindrical shape fitted to the outer periphery of the field core of the electromagnet 52, and is engaged with the peripheral groove portion 52a by a claw formed on the inner peripheral side of the cylinder. In this engagement state, the snap-fit portion 64b restricts the axial movement of the electromagnet 52 toward the armature 48 with respect to the bearing case 64 so that the snap-fit portion 64b can prevent the electromagnet 52 from rotating and maintain the engagement with the support shaft portion 64a. . Thereby, the electromagnet 52 is fixed to the bearing case 64.

離反ばね51は、電磁石52のフィールドコアとアーマチュア48との間に介在している。離反ばね51は、アーマチュア48の内径側に形成された周溝部48bによって径方向に支持されている。離反ばね51は、周方向に均等な複数箇所で周溝部48bを軸方向に押圧する。離反ばね51として、ウェーブワッシャを例示したが、コイルばねを採用することも可能である。   The separation spring 51 is interposed between the field core of the electromagnet 52 and the armature 48. The separation spring 51 is supported in the radial direction by a circumferential groove 48 b formed on the inner diameter side of the armature 48. The separation spring 51 presses the circumferential groove portion 48b in the axial direction at a plurality of positions even in the circumferential direction. Although the wave washer is illustrated as the separation spring 51, a coil spring may be employed.

図示省略のコントローラが電磁石52の通電を遮断すると、離反ばね51によって、アーマチュア48が係合面47に押し付けられる。このため、電磁クラッチ50は、離反ばね51によってアーマチュア48を係合面47に押し付ける連結状態となる。一方、そのコントローラが電磁石52の通電を行うと、電磁石52がアーマチュア48を磁気吸引することによって、アーマチュア48が離反ばね51に抗して係合面47から離れた位置へ移動させられる。このため、電磁クラッチ50は、アーマチュア48の係合面47への押し付けを解除する解放状態となる。このように、電磁クラッチ50は、連結状態と解放状態とを電磁石52の通電制御で切り替え可能に設けられている。その解放状態では、離反ばね51が周溝部48bに収まり、アーマチュア48が電磁石52に磁気吸着される。アーマチュア48が保持器44から軸方向に離反する量は、離反ばね51又は電磁石52により制限されることになるが、いずれの場合でも、アーマチュア48が、固定部46の凹部46bからの中立ばね45の脱出を抑制可能な位置に制限される。   When the controller (not shown) cuts off the power supply to the electromagnet 52, the armature 48 is pressed against the engagement surface 47 by the separation spring 51. Therefore, the electromagnetic clutch 50 is brought into a connection state in which the armature 48 is pressed against the engagement surface 47 by the separation spring 51. On the other hand, when the controller energizes the electromagnet 52, the electromagnet 52 magnetically attracts the armature 48, whereby the armature 48 is moved to a position away from the engagement surface 47 against the separation spring 51. For this reason, the electromagnetic clutch 50 is in a released state in which the pressing of the armature 48 against the engagement surface 47 is released. As described above, the electromagnetic clutch 50 is provided so as to be switchable between the connected state and the released state by controlling the energization of the electromagnet 52. In the released state, the separation spring 51 is accommodated in the circumferential groove 48b, and the armature 48 is magnetically attracted to the electromagnet 52. The amount by which the armature 48 separates from the retainer 44 in the axial direction is limited by the separation spring 51 or the electromagnet 52. In any case, the armature 48 is connected to the neutral spring 45 from the concave portion 46b of the fixing portion 46. Is restricted to a position where escape of the vehicle can be suppressed.

図1に示す電動アクチュエータの動作について説明する。この電動アクチュエータは、モータ10の通電を行ってモータ10を駆動するとき、電磁クラッチ50の電磁石52の通電も行い、モータ10の通電を遮断してモータ10の駆動を停止するとき、電磁石52の通電も遮断するようになっている。   The operation of the electric actuator shown in FIG. 1 will be described. This electric actuator also energizes the electromagnet 52 of the electromagnetic clutch 50 when energizing the motor 10 to drive the motor 10, and shuts off the energization of the electromagnet 52 when the energization of the motor 10 is stopped to stop driving the motor 10. The power supply is also cut off.

モータ10、電磁石52の通電が遮断されている図1、図3のOFF状態では、アーマチュア48が、離反ばね51のばね力により、係合面47に押し付けられ、これに伴って係合面47とアーマチュア48間に作用する摩擦力により、ドライブギヤ33側に連結されている。また、保持器44が、中立ばね45のばね力により、カム面42に対してローラ43を中立位置に保つ位相に保持される。   1 and 3 in which the energization of the motor 10 and the electromagnet 52 is cut off, the armature 48 is pressed against the engagement surface 47 by the spring force of the separation spring 51, and the engagement surface 47 Is connected to the drive gear 33 by a frictional force acting between the armature 48 and the armature 48. Further, the retainer 44 is held in a phase for keeping the roller 43 at the neutral position with respect to the cam surface 42 by the spring force of the neutral spring 45.

このとき、外部からボールねじ軸21に与えられた軸方向の逆入力でボールねじナット22が回転させられると、ボールねじナット22と一体にドリブンギヤ34が回転させられる。そのドリブンギヤ34に噛み合うドライブギヤ33も回転させられ、ドライブギヤ33側の係合面47に連結されたアーマチュア48も回転し、アーマチュア48と回り止めされた保持器44が、中立ばね45に抗して回転させられる。このため、中立ばね45は、一対の係合片45a間が狭くなるように弾性変形させられると共に、その保持器44のポケット部44dに保持されたローラ43は、ポケット部44dによって保持器44の回転方向側へ押されることによって係合位置へ移動させられ(図2、図5参照)、ドライブギヤ33側の円筒面41及び固定部46のカム面42に係合する状態になる。この係合状態になると、ドライブギヤ33の回転トルクがローラ43を介して固定部46のカム面42に受けられ、ドライブギヤ33の回転が強制的に停止させられる。このため、ドリブンギヤ34の回転も停止させられ、逆入力によるボールねじナット22の回転が停止させられる。   At this time, when the ball screw nut 22 is rotated by a reverse input in the axial direction given to the ball screw shaft 21 from the outside, the driven gear 34 is rotated integrally with the ball screw nut 22. The drive gear 33 meshing with the driven gear 34 is also rotated, and the armature 48 connected to the engagement surface 47 on the drive gear 33 is also rotated. Rotated. For this reason, the neutral spring 45 is elastically deformed so that the distance between the pair of engagement pieces 45a becomes narrower, and the roller 43 held in the pocket 44d of the holder 44 is moved by the pocket 44d. By being pushed in the rotation direction, it is moved to the engagement position (see FIGS. 2 and 5), and is brought into a state of engaging with the cylindrical surface 41 on the drive gear 33 side and the cam surface 42 of the fixed portion 46. In this engaged state, the rotational torque of the drive gear 33 is received by the cam surface 42 of the fixed portion 46 via the roller 43, and the rotation of the drive gear 33 is forcibly stopped. Therefore, the rotation of the driven gear 34 is also stopped, and the rotation of the ball screw nut 22 due to the reverse input is stopped.

一方、モータ10、電磁石52の通電が行われているON状態では、保持器44が、中立ばね45のばね力により、カム面42に対してローラ43を中立位置に保つ位相に保持され、また、アーマチュア48が、電磁石52の磁気吸引により、離反ばね51に抗して軸方向に移動させられ、ドライブギヤ33側の係合面47から離れ、電磁石52に磁気吸着された状態に保持される。このため、モータ10側から与えられたドライブギヤ33の回転トルクが固定部46のカム面42へ伝達されず、ドライブギヤ33が、図1における左回り又は右回りのいずれに回転する場合でも自由に回転(フリー回転)する。なお、この状態でもアーマチュア48と保持器44間の回り止めは、係合穴部48aと係合突片44cとによって維持される。   On the other hand, in the ON state in which the motor 10 and the electromagnet 52 are energized, the retainer 44 is held in a phase that maintains the roller 43 at the neutral position with respect to the cam surface 42 by the spring force of the neutral spring 45. , The armature 48 is moved in the axial direction against the separation spring 51 by the magnetic attraction of the electromagnet 52, moves away from the engagement surface 47 on the drive gear 33 side, and is held in a state of being magnetically attracted to the electromagnet 52. . For this reason, the rotation torque of the drive gear 33 given from the motor 10 is not transmitted to the cam surface 42 of the fixed portion 46, and the drive gear 33 is free to rotate either clockwise or clockwise in FIG. (Free rotation). In this state, the rotation between the armature 48 and the retainer 44 is maintained by the engagement hole 48a and the engagement protrusion 44c.

前述のON状態の後、OFF状態に切り替えられた場合、ON状態のときにアーマチュア48によって軸方向に圧縮された離反ばね51が反発し、そのばね力により、アーマチュア48がドライブギヤ33側の係合面47に押し付けられる。   When the state is switched to the OFF state after the ON state, the separation spring 51 compressed in the axial direction by the armature 48 in the ON state rebounds, and the spring force causes the armature 48 to engage with the drive gear 33 side. It is pressed against the mating surface 47.

また、前述のOFF状態で逆入力によるドライブギヤ33の回転が停止させられた後、ON状態に切り替えられた場合、逆入力による保持器44の相対回転で弾性変形させられた中立ばね45が反発し、そのばね力により、保持器44が復帰回転させられて、そのポケット部44dに保持されたローラ43が中立位置へ戻される。   When the drive gear 33 is turned on after the rotation of the drive gear 33 due to the reverse input is stopped in the above-mentioned OFF state, the neutral spring 45 elastically deformed by the relative rotation of the retainer 44 due to the reverse input repels. Then, the retainer 44 is rotated back by the spring force, and the roller 43 held in the pocket 44d is returned to the neutral position.

ここで、保持器44に回り止めされたアーマチュア48と係合面47が常に対向するため、電磁石52の通電制御により連結状態に切り替えられる際、伝達機構側の係合面47と制動機構側のアーマチュア48との位相合わせを行うモータ10の駆動制御が不要である。したがって、この電動アクチュエータは、ボールねじ20にモータ10からの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじ20の駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。   Here, since the armature 48 stopped by the retainer 44 and the engagement surface 47 always face each other, when the connection state is switched by the energization control of the electromagnet 52, the engagement surface 47 on the transmission mechanism side and the engagement surface 47 on the brake mechanism side are used. It is not necessary to control the drive of the motor 10 for performing phase adjustment with the armature 48. Therefore, this electric actuator eliminates the need for control for performing phase adjustment between the transmission mechanism that transmits the driving force from the motor 10 to the ball screw 20 and the braking mechanism that suppresses driving of the ball screw 20 due to reverse input. be able to.

上述のように、この電動アクチュエータは、伝達機構に属するドライブギヤ33と一体に同心回転する円筒面41と、ハウジング60に対して静止する固定部46に形成されたカム面42と、円筒面41とカム面42との間に配置されたローラ43と、ローラ43が円筒面41及びカム面42に係合可能な連結状態と当該円筒面41及び当該カム面42に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石52の通電制御(ON/OFF制御)で切り替え可能に設けられた電磁クラッチ50と、を有する制動機構の採用により、ボールねじ20にモータ10からの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじ20の駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御が不要な電動アクチュエータを実現することができる。   As described above, the electric actuator includes a cylindrical surface 41 that rotates concentrically with the drive gear 33 belonging to the transmission mechanism, a cam surface 42 formed on the fixed portion 46 that is stationary with respect to the housing 60, and a cylindrical surface 41. Roller 43 disposed between the cylindrical surface 41 and the cam surface 42, and a connected state in which the roller 43 can be engaged with the cylindrical surface 41 and the cam surface 42, and a release capable of releasing the engagement with the cylindrical surface 41 and the cam surface 42. A transmission mechanism for transmitting the driving force from the motor 10 to the ball screw 20 by employing a braking mechanism having an electromagnetic clutch 50 provided so as to be able to switch between a state and an energization control (ON / OFF control) of the electromagnet 52. Thus, it is possible to realize an electric actuator that does not require control for performing phase matching with the braking mechanism that suppresses driving of the ball screw 20 due to reverse input.

また、この電動アクチュエータは、電磁クラッチ50がモータ10の非駆動時にアーマチュア48を係合面47に押し付ける離反ばね51を有し、電磁石52がモータ10の駆動時にアーマチュア48を係合面47から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているので、無励磁形の電磁クラッチ50になり、モータ10の非駆動時には、電磁石52の通電を遮断しても、離反ばね51のばね力でアーマチュア48と係合面47とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータ10の駆動時には、電磁石52の通電を行い、磁気吸引でアーマチュア48が係合面47から離れた解放状態に保たれるので、モータ10の駆動力の摩擦損失を低減することができる。   The electric actuator has a separation spring 51 that presses the armature 48 against the engagement surface 47 when the electromagnetic clutch 50 is not driven by the motor 10, and the electromagnet 52 separates the armature 48 from the engagement surface 47 when the motor 10 is driven. Is provided so as to magnetically attract the magnetic force to the position, so that the electromagnetic clutch 50 becomes a non-excitation type. When the motor 10 is not driven, even if the energization of the electromagnet 52 is interrupted, the armature 48 And the engagement surface 47 are maintained in a connected state, so that power can be saved. On the other hand, when the motor 10 is driven, the electromagnet 52 is energized, and the armature 48 is separated from the engagement surface 47 by magnetic attraction. , The friction loss of the driving force of the motor 10 can be reduced.

また、この電動アクチュエータは、ドライブギヤ33が中空軸部33bを有する外歯車からなり、制動機構の円筒面41が中空軸部33bの内側に形成されており、係合面47がドライブギヤ33の軸方向一端側に円環状に形成されており、中空軸部33bと固定部46との間に転がり軸受74が設けられており、アーマチュア48が固定部46に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、電磁石52がアーマチュア48と軸方向に対向するようにハウジング60に対して固定されているので、ドライブギヤ33と制動機構の円筒面41とを単一部材で構成しつつ、ドライブギヤ33と固定部46とアーマチュア48との同心性を転がり軸受74で良好に保つことができる。   Also, in this electric actuator, the drive gear 33 is formed of an external gear having a hollow shaft portion 33b, the cylindrical surface 41 of the braking mechanism is formed inside the hollow shaft portion 33b, and the engagement surface 47 is formed on the drive gear 33. One end in the axial direction is formed in an annular shape, and a rolling bearing 74 is provided between the hollow shaft portion 33b and the fixed portion 46, and the armature 48 is fitted to the fixed portion 46 so as to be movable in the axial direction. Since the electromagnet 52 is fixed to the housing 60 so as to face the armature 48 in the axial direction, the drive gear 33 and the cylindrical surface 41 of the braking mechanism are constituted by a single member. In addition, the concentricity of the drive gear 33, the fixed portion 46, and the armature 48 can be favorably maintained by the rolling bearing 74.

また、この電動アクチュエータは、ハウジング60が電磁石52を固定するスナップフィット部64bを有するので、電磁石52をハウジング60に簡単に固定することができる。   Further, in this electric actuator, since the housing 60 has the snap-fit portion 64b for fixing the electromagnet 52, the electromagnet 52 can be easily fixed to the housing 60.

なお、電磁クラッチ50として、ディスク状のアーマチュア48が係合面47に常に周方向全周で対向する電磁ディスククラッチ形を例示したが、アーマチュアと係合面の形状は互いの周方向の相対位置関係を問わずに対向可能な関係であればよく、例えば、一方を円環面状とし、他方を一方に軸方向に対向する円弧面状にしてもよい。   The electromagnetic clutch 50 is exemplified by an electromagnetic disk clutch type in which a disk-shaped armature 48 always faces the engaging surface 47 in the entire circumferential direction, but the shapes of the armature and the engaging surface are relative to each other in the circumferential direction. Any relationship may be used as long as the relationship is possible regardless of the relationship. For example, one may have an annular surface shape, and the other may have an arcuate surface shape that is axially opposed to one.

第一実施形態では、電磁石52をハウジング60の軸受ケース64に固定したが、電磁石52を固定部46側に固定してもよい。その一例としての第二実施形態を図6に示す。なお、図6例の説明では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。   In the first embodiment, the electromagnet 52 is fixed to the bearing case 64 of the housing 60, but the electromagnet 52 may be fixed to the fixing portion 46 side. FIG. 6 shows a second embodiment as an example. In the description of the example of FIG. 6, only the differences from the first embodiment will be described.

図6に示す固定部46は、カム面42よりも小径なシャフト46cを含むカムリング部材からなる。シャフト46cは、凹部46bからドライブギヤ33と同心に延びている。シャフト46cは、固定部46の両端部のうち、軸受ケース64側(反モータ側)の端部を構成している。   6 includes a cam ring member including a shaft 46c having a smaller diameter than the cam surface 42. The shaft 46c extends concentrically with the drive gear 33 from the recess 46b. The shaft 46c forms an end on the bearing case 64 side (opposite the motor side) of both ends of the fixed portion 46.

固定部46は、非磁性体によって形成されている。ここで、非磁性体は、常磁性体と反磁性体を包含する概念である。例えば、常磁性体として非磁性鋼、アルミニウム等が挙げられ、反磁性体として銅、亜鉛等が挙げられる。非磁性鋼として、透磁率が1.02以下のオーステナイト系ステンレス鋼、高マンガン鋼が挙げられる。   The fixing part 46 is formed of a non-magnetic material. Here, the non-magnetic material is a concept including a paramagnetic material and a diamagnetic material. For example, nonmagnetic steel, aluminum and the like can be mentioned as paramagnetic substances, and copper, zinc and the like can be mentioned as diamagnetic substances. Examples of the nonmagnetic steel include an austenitic stainless steel having a magnetic permeability of 1.02 or less and a high manganese steel.

中立ばね45は、シャフト46cの端から凹部46bに嵌められる。また、アーマチュア48の内周は、シャフト46cの端からシャフト46cの外周に嵌合される。離反ばね51は、電磁石52のフィールドコアに形成された周溝部に嵌っている。電磁石52の内周は、シャフト46の端からシャフト46cの外周に圧入嵌合される。この圧入嵌合により、電磁石52がシャフト46cに固定されている。この嵌合位置を定めるため、シャフト46cには、電磁石52のフィールドコアの端面を軸方向に受ける肩46dが形成されている。アーマチュア48は、肩46dよりもカム面42及び係合面47に近い側に配置されている。   The neutral spring 45 is fitted into the concave portion 46b from the end of the shaft 46c. The inner circumference of the armature 48 is fitted to the outer circumference of the shaft 46c from the end of the shaft 46c. The separation spring 51 is fitted in a circumferential groove formed in a field core of the electromagnet 52. The inner periphery of the electromagnet 52 is press-fitted from the end of the shaft 46 to the outer periphery of the shaft 46c. By this press fit, the electromagnet 52 is fixed to the shaft 46c. In order to determine the fitting position, a shoulder 46d is formed on the shaft 46c to receive the end face of the field core of the electromagnet 52 in the axial direction. The armature 48 is disposed closer to the cam surface 42 and the engagement surface 47 than the shoulder 46d.

シャフト46cの内周の端部は、軸受ケース64の支持軸部64aに嵌合されている。なお、支持軸部64aに対するシャフト46cの回り止めは、キーに代えてDカットや二面幅、スプライン嵌合等を採用してもよい。   The inner peripheral end of the shaft 46c is fitted to the support shaft 64a of the bearing case 64. It should be noted that the rotation of the shaft 46c with respect to the support shaft portion 64a may be replaced with a D-cut, a two-plane width, a spline fit, or the like instead of the key.

シャフト46cの内周の残部には、雌ねじ46eが形成されている。雌ねじ46eは、カム面42の内方を通過している。シャフト46cの内周の端部が支持軸部64aに嵌合され、さらに軸受ケース64の外側から雄ねじ部材67が雌ねじ46eにねじ込まれることにより、固定部46がハウジング60の軸受ケース64に連結されている。   A female screw 46e is formed on the remaining portion of the inner periphery of the shaft 46c. The female screw 46e passes inside the cam surface 42. The inner peripheral end of the shaft 46c is fitted to the support shaft portion 64a, and the male screw member 67 is screwed into the female screw 46e from the outside of the bearing case 64, whereby the fixing portion 46 is connected to the bearing case 64 of the housing 60. ing.

第二実施形態によれば、固定部46の凹部46bに中立ばね45を嵌め、アーマチュア48をシャフト46cに嵌合し、離反ばね51を保持する電磁石52をシャフト46cに嵌合固定することにより、これらをアセンブリ化することができる。さらに、ドライブギヤ33の内側と固定部46間に転がり軸受74、係合子43及び保持器44を配置した状態に組み立てると、ドライブギヤ33と固定部46と電磁クラッチとを同心にアセンブリ化することができる。   According to the second embodiment, the neutral spring 45 is fitted in the concave portion 46b of the fixing portion 46, the armature 48 is fitted on the shaft 46c, and the electromagnet 52 holding the separation spring 51 is fitted and fixed on the shaft 46c. These can be assembled. Furthermore, when the rolling bearing 74, the engaging element 43, and the retainer 44 are arranged in a state where the rolling bearing 74, the engaging element 43, and the retainer 44 are arranged between the inside of the drive gear 33 and the fixed portion 46, the drive gear 33, the fixed portion 46, and the electromagnetic clutch can be assembled concentrically. Can be.

また、電磁石52とアーマチュア48間のエアギャップは、同じシャフト46c上に電磁石52とアーマチュア48を配置するので、電磁石52とアーマチュア48間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力(電磁石52がアーマチュア48を吸引する磁力)の安定化を図ることができる。すなわち、第一実施形態では、電磁石52を軸受ケース64に固定し、アーマチュア48を固定部46の端部に嵌合するため、ハウジング60の寸法誤差や組立て誤差がアーマチュア48に対する電磁石52の配置に悪影響を及ぼす構造であるのに対し、第二実施形態では、ハウジング60の寸法誤差や組立て誤差がアーマチュア48に対する電磁石52の配置に影響しない。このため、電磁石52の嵌合位置を肩46dで決めるだけで、アーマチュア48に対する電磁石52の配置を適切に行うことができる。   In addition, since the air gap between the electromagnet 52 and the armature 48 is arranged on the same shaft 46c, the management of the air gap between the electromagnet 52 and the armature 48 is facilitated. The force (magnetic force by which the electromagnet 52 attracts the armature 48) can be stabilized. That is, in the first embodiment, since the electromagnet 52 is fixed to the bearing case 64 and the armature 48 is fitted to the end of the fixing portion 46, the dimensional error and the assembly error of the housing 60 are reduced in the arrangement of the electromagnet 52 with respect to the armature 48. In contrast to the structure having an adverse effect, in the second embodiment, the dimensional error and the assembly error of the housing 60 do not affect the arrangement of the electromagnet 52 with respect to the armature 48. Therefore, the electromagnet 52 can be appropriately arranged with respect to the armature 48 only by determining the fitting position of the electromagnet 52 by the shoulder 46d.

また、第二実施形態では、固定部46が非磁性体によって形成されているので、電磁石52の通電時、電磁石52から固定部46への磁束漏洩を抑制することができる。したがって、固定部46のシャフト46cに電磁石52を嵌合しても、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。   Further, in the second embodiment, since the fixing portion 46 is formed of a non-magnetic material, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the electromagnet 52 to the fixing portion 46 when the electromagnet 52 is energized. Therefore, even if the electromagnet 52 is fitted to the shaft 46c of the fixed portion 46, it is possible to suppress an adverse effect on the attraction force of the electromagnetic clutch.

電磁石52を固定部46側に固定する別例としての第三実施形態を図7に示す。なお、図7例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。   FIG. 7 shows a third embodiment as another example in which the electromagnet 52 is fixed to the fixing portion 46 side. In the description of the example of FIG. 7, only the differences from the second embodiment will be described.

図7に示す固定部46のシャフト46cは、第二実施形態に比して外径を小さくされている。これは、シャフト46cに嵌め合う筒状の非磁性体46fを配置するためである。筒状の非磁性体46fの内周がシャフト46cの外周に圧入されることにより、非磁性体46fがシャフト46cに固定されている。   The outer diameter of the shaft 46c of the fixing portion 46 shown in FIG. 7 is smaller than that of the second embodiment. This is for disposing the cylindrical non-magnetic body 46f fitted to the shaft 46c. The non-magnetic body 46f is fixed to the shaft 46c by pressing the inner circumference of the cylindrical non-magnetic body 46f into the outer circumference of the shaft 46c.

固定部46を形成する材料は、非磁性体46fよりも磁化され易い常磁性体又は軟質磁性体によって形成されている。   The material forming the fixed portion 46 is formed of a paramagnetic material or a soft magnetic material that is more easily magnetized than the nonmagnetic material 46f.

電磁石52は、シャフト46cに固定された非磁性体46fの外周に対する圧入嵌合によって、非磁性体46fの外周に固定されている。シャフト46cの肩46dは、非磁性体46f及び電磁石52の各嵌合位置を規制する。   The electromagnet 52 is fixed to the outer periphery of the non-magnetic member 46f by press fitting to the outer periphery of the non-magnetic member 46f fixed to the shaft 46c. The shoulder 46d of the shaft 46c regulates the fitting position of the non-magnetic body 46f and the electromagnet 52.

第三実施形態によれば、第二実施形態と同様に、固定部46上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト46c上に電磁石52とアーマチュア48を配置するので、電磁石52とアーマチュア48間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。さらに、電磁石52と固定部46のシャフト46c間に非磁性体46fが介在するため、電磁石52から固定部46への磁束漏洩を抑制することができる。このため、固定部46が非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。   According to the third embodiment, as in the second embodiment, it is possible to assemble the electromagnetic clutch on the fixed portion 46, so that the assemblability can be improved, and the electromagnetic clutch can be mounted on the same shaft 46c. Since the electromagnet 52 and the armature 48 are arranged at the same time, the management of the air gap between the electromagnet 52 and the armature 48 is facilitated, and the attraction force of the electromagnetic clutch can be stabilized. Further, since the non-magnetic material 46f is interposed between the electromagnet 52 and the shaft 46c of the fixed part 46, the leakage of the magnetic flux from the electromagnet 52 to the fixed part 46 can be suppressed. For this reason, even if the fixing portion 46 is not made of a non-magnetic material, it is possible to suppress an adverse effect on the attraction force of the electromagnetic clutch.

電磁石52とアーマチュア48間の磁気回路外への磁束漏洩対策は、電磁石52と固定部46間以外の箇所でも行うことが可能である。その一例としての第四実施形態を図8に示す。なお、図8例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。   The countermeasures against magnetic flux leakage outside the magnetic circuit between the electromagnet 52 and the armature 48 can be taken at a place other than between the electromagnet 52 and the fixed part 46. FIG. 8 shows a fourth embodiment as an example. In the description of the example in FIG. 8, only differences from the second embodiment will be described.

図8に示す係合面47は、非磁性体によって形成されている。係合面47は、中空軸部33bに固定された摩擦材からなる。   The engagement surface 47 shown in FIG. 8 is formed of a non-magnetic material. The engagement surface 47 is made of a friction material fixed to the hollow shaft portion 33b.

第四実施形態によれば、電磁石52によるアーマチュア48の吸引時、アーマチュア48からドライブギヤ側の係合面47への磁束漏洩を抑えることができる。このため、中空軸部33bを含むドライブギヤが非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。   According to the fourth embodiment, when the electromagnet 52 attracts the armature 48, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the armature 48 to the engagement surface 47 on the drive gear side. Therefore, even if the drive gear including the hollow shaft portion 33b is not made of a non-magnetic material, it is possible to suppress the adverse effect on the attraction force of the electromagnetic clutch.

電磁石52と固定部46間以外の箇所で磁束漏洩対策を行う別例としての第五実施形態を図9に示す。なお、図9例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。   FIG. 9 shows a fifth embodiment as another example in which a countermeasure against magnetic flux leakage is performed at a portion other than between the electromagnet 52 and the fixed portion 46. In the description of the example in FIG. 9, only differences from the second embodiment will be described.

図9に示すアーマチュア48は、非磁性体によって形成された被押し付け面48aを有する。被押し付け面48aは、係合面47と軸方向に対向する位置にあり、前述の連結状態のときに係合面47に接する部位となる。被押し付け面48aは、アーマチュア48の溝部に固定された摩擦材からなる。その摩擦材以外のアーマチュア48の残部全体は、強磁性体によって形成されている。   The armature 48 shown in FIG. 9 has a pressed surface 48a formed of a non-magnetic material. The pressed surface 48a is located at a position facing the engagement surface 47 in the axial direction, and is a portion that comes into contact with the engagement surface 47 in the above-described connection state. The pressed surface 48a is made of a friction material fixed to the groove of the armature 48. The rest of the armature 48 other than the friction material is formed of a ferromagnetic material.

第五実施形態によれば、電磁石52によるアーマチュア48の吸引時、アーマチュア48からドライブギヤ側の係合面47への磁束漏洩を抑えることができる。このため、係合面47、中空軸部33bを含むドライブギヤが非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。   According to the fifth embodiment, when the electromagnet 52 attracts the armature 48, it is possible to suppress magnetic flux leakage from the armature 48 to the engagement surface 47 on the drive gear side. For this reason, even if the drive gear including the engagement surface 47 and the hollow shaft portion 33b is not made of a non-magnetic material, it is possible to suppress the adverse effect on the attraction force of the electromagnetic clutch.

なお、図示説明を省略するが、第三〜第五実施形態は適宜に組み合わせてもよく、例えば、係合面と被押し付け面の双方を非磁性体で形成してもよいし、加えて筒状の非磁性体を採用してもよい。   Although illustration is omitted, the third to fifth embodiments may be combined as appropriate. For example, both the engaging surface and the pressed surface may be formed of a non-magnetic material, A non-magnetic material in the shape of a circle may be employed.

この発明の別の一例として、上述の第二の手段に対応の第六実施形態を図10、図11に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。第二実施形態に係る電動アクチュエータは、第一実施形態の制動機構に代えて他の制動機構を採用した点で相違するものである。   As another example of the present invention, FIGS. 10 and 11 show a sixth embodiment corresponding to the above-described second means. In the following, only differences from the first embodiment will be described. The electric actuator according to the second embodiment is different in that another braking mechanism is employed instead of the braking mechanism of the first embodiment.

第六実施形態に係る制動機構は、ドライブギヤ80のボス部からなる回転軸81と、回転軸81上に配置された係合部材91と、を有する。   The braking mechanism according to the sixth embodiment includes a rotating shaft 81 formed of a boss of a drive gear 80, and an engaging member 91 disposed on the rotating shaft 81.

回転軸81は、軸受ケース110との間に介在する転がり軸受100用の軸受嵌め合い面と異なる位置にスプライン軸部81aを有する。スプライン軸部81aは、転がり軸受100を介して軸受ケース110に回転自在に支持されている。なお、回転軸81として中空状のボス部を例示したが、外周に係合部材を配置可能な回転軸であればよく、中実軸にしてもよい。   The rotating shaft 81 has a spline shaft portion 81a at a position different from a bearing fitting surface for the rolling bearing 100 interposed between the rotating shaft 81 and the bearing case 110. The spline shaft portion 81a is rotatably supported by the bearing case 110 via the rolling bearing 100. Although the hollow boss portion is illustrated as the rotating shaft 81, any rotating shaft capable of disposing the engaging member on the outer periphery may be used, and a solid shaft may be used.

係合部材91は、スプライン軸部81aに対応のスプライン穴部91aを有する。係合部材91は、スプライン穴部91aとスプライン軸部81aとのスプライン嵌合により、回転軸81と一体に同心回転可能かつ回転軸81に対して軸方向に移動可能に配置されている。   The engagement member 91 has a spline hole 91a corresponding to the spline shaft 81a. The engagement member 91 is arranged so as to be concentrically rotatable integrally with the rotation shaft 81 and axially movable with respect to the rotation shaft 81 by spline fitting between the spline hole portion 91a and the spline shaft portion 81a.

この制動機構は、係合部材91に常に軸方向に対向する状態で軸受ケース110に対して静止する制動部材92と、係合部材91と制動部材92間のトルク伝達と遮断を行う電磁クラッチ120と、を有する。   The braking mechanism includes a braking member 92 that is stationary with respect to the bearing case 110 while always facing the engaging member 91 in the axial direction, and an electromagnetic clutch 120 that transmits and disconnects torque between the engaging member 91 and the braking member 92. And

制動部材92は、周方向全周で係合部材91と軸方向に対向する環状板になっている。制動部材92は、軸受ケース110に固定されている。この固定は、外歯付きの制動部材92と軸受ケース110のインサート成形、軸受ケース110に対する制動部材92のねじ止め等、適宜の手段を採用すればよい。   The braking member 92 is an annular plate that is axially opposed to the engaging member 91 in the entire circumferential direction. The braking member 92 is fixed to the bearing case 110. This fixing may be performed by appropriate means such as insert molding of the braking member 92 with external teeth and the bearing case 110, and screwing the braking member 92 to the bearing case 110.

係合部材91と制動部材92は、互いに対向する摩擦面91b,92aを有する。摩擦面91b,92aは、それぞれ径方向に沿った平坦な円環面状に形成されている。   The engagement member 91 and the braking member 92 have friction surfaces 91b and 92a facing each other. The friction surfaces 91b and 92a are each formed in a flat annular shape along the radial direction.

電磁クラッチ120は、係合部材91に対して制動部材92と反対側の位置で係合部材91に常に軸方向に対向するアーマチュア121と、モータの非駆動時にアーマチュア121を介して係合部材91を制動部材92に押し付ける離反ばね122と、アーマチュア121に対して係合部材91と反対側でアーマチュア121に軸方向に対向する電磁石123と、モータの駆動時に係合部材91を制動部材92から離れた位置へ押し動かす弾性部材124と、を有する。   The electromagnetic clutch 120 includes an armature 121 that always faces the engaging member 91 in the axial direction at a position opposite to the braking member 92 with respect to the engaging member 91, and the engaging member 91 via the armature 121 when the motor is not driven. A spring 122 for pressing the armature 121 against the armature 121 on the opposite side of the armature 121 with respect to the armature 121 in the axial direction, and the engaging member 91 is separated from the brake member 92 when the motor is driven. And an elastic member 124 that pushes to an inclined position.

軸受ケース110は、転がり軸受100よりも大径な係合部材91、アーマチュア121等を収容するため、さらにディスクケース部111と、マグネットケース部112とに分割されている。マグネットケース部112は、電磁石123を固定するスナップフィット部112aを有する。アーマチュア121は、マグネットケース部112に形成された支持軸部に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。そのアーマチュア121と電磁石112のフィールドコア間に離反ばね122が介在している。   The bearing case 110 is further divided into a disk case portion 111 and a magnet case portion 112 in order to accommodate the engaging member 91, the armature 121, and the like having a larger diameter than the rolling bearing 100. The magnet case portion 112 has a snap-fit portion 112a for fixing the electromagnet 123. The armature 121 is fitted to a support shaft formed on the magnet case 112 so as to be movable in the axial direction. A separation spring 122 is interposed between the armature 121 and the field core of the electromagnet 112.

弾性部材124は、スプライン軸部81aに遊嵌された環状の金属ばねからなる。弾性部材124としてコイルばねを例示したが、ウェーブワッシャを採用してもよい。回転軸81には、弾性部材124を軸方向に受ける肩部82が設けられている。弾性部材124は、肩部82と係合部材91との間に介在している。   The elastic member 124 is formed of an annular metal spring loosely fitted to the spline shaft portion 81a. Although the coil spring is illustrated as the elastic member 124, a wave washer may be employed. The rotating shaft 81 is provided with a shoulder 82 that receives the elastic member 124 in the axial direction. The elastic member 124 is interposed between the shoulder 82 and the engaging member 91.

また、回転軸81には、係合部材91に対してアーマチュア121側の位置に止め輪83が取り付けられている。止め輪83は、弾性部材124のばね力によって押される係合部材91の軸方向移動を規制する。係合部材91と制動部材92が軸方向に接触するとき(図10参照)、止め輪83と係合部材91との間には、僅かな隙間が生じる一方、この隙間に比して大きな隙間がアーマチュア121と電磁石123との間に生じる。これら隙間の大小設定は、図11に示すように、止め輪83によって係合部材91の軸方向移動が規制されたとき、係合部材91の摩擦面91bと制動部材92の摩擦面92a間を非接触の状態とし、かつ係合部材91とアーマチュア121の対向面91c、121a間を非接触の状態にするためのものである。   Further, a retaining ring 83 is attached to the rotating shaft 81 at a position on the armature 121 side with respect to the engaging member 91. The retaining ring 83 regulates the axial movement of the engaging member 91 pushed by the spring force of the elastic member 124. When the engaging member 91 and the braking member 92 come into contact with each other in the axial direction (see FIG. 10), a small gap is formed between the retaining ring 83 and the engaging member 91, and a large gap is formed as compared with this gap. Is generated between the armature 121 and the electromagnet 123. As shown in FIG. 11, when the axial movement of the engaging member 91 is restricted by the retaining ring 83, the gap between the friction surface 91b of the engagement member 91 and the friction surface 92a of the braking member 92 is set. This is for bringing the state into a non-contact state and making the state between the engaging member 91 and the facing surfaces 91c and 121a of the armature 121 in a non-contact state.

図示省略のコントローラが電磁石123の通電を遮断すると、離反ばね122によって、アーマチュア121が係合部材91側へ移動させられる。離反ばね122が弾性部材124に比して優勢なばね力を発揮するため、離反ばね122に押されるアーマチュア121によって、係合部材91が弾性部材124に抗して制動部材92に押し付けられる。このため、電磁クラッチ120は、係合部材91の摩擦面91bを制動部材92の摩擦面92aに押し付ける連結状態となる(図10参照)。このとき、係合部材91と制動部材92は、互いの摩擦面91bと摩擦面92a間に作用する摩擦力によって連結される。一方、そのコントローラが電磁石123の通電を行うと、電磁石123がアーマチュア121を磁気吸引することによって、アーマチュア121が離反ばね122に抗して電磁石123側へ移動させられ、これに伴って弾性部材124が反発するばね力によって、係合部材91が制動部材92から離れた位置へ移動させられる。これにより、電磁クラッチ120は、係合部材91の制動部材92への押し付けを解除する解放状態となる。このように、電磁クラッチ120は、連結状態と解放状態とを電磁石123の通電制御で切り替え可能に設けられている。その解放状態では、離反ばね122が軸方向に圧縮された状態でアーマチュア121が電磁石123に磁気吸着され、係合部材91が弾性部材124によって止め輪83に当接する状態に保持され、係合部材91、制動部材92及びアーマチュア121の三者が非接触の状態に保たれる(図11参照)。   When a controller (not shown) cuts off the power supply to the electromagnet 123, the armature 121 is moved toward the engagement member 91 by the separation spring 122. Since the separation spring 122 exerts a predominant spring force as compared with the elastic member 124, the engaging member 91 is pressed against the braking member 92 against the elastic member 124 by the armature 121 pressed by the separation spring 122. Therefore, the electromagnetic clutch 120 is brought into a connected state in which the friction surface 91b of the engagement member 91 is pressed against the friction surface 92a of the braking member 92 (see FIG. 10). At this time, the engaging member 91 and the braking member 92 are connected by a frictional force acting between the friction surface 91b and the friction surface 92a. On the other hand, when the controller energizes the electromagnet 123, the electromagnet 123 magnetically attracts the armature 121, so that the armature 121 is moved toward the electromagnet 123 against the separation spring 122, and the elastic member 124 The engaging member 91 is moved to a position away from the braking member 92 by the spring force of the repulsion. As a result, the electromagnetic clutch 120 enters a released state in which the pressing of the engaging member 91 against the braking member 92 is released. As described above, the electromagnetic clutch 120 is provided so as to be switchable between the connected state and the released state by controlling the energization of the electromagnet 123. In the released state, the armature 121 is magnetically attracted to the electromagnet 123 in a state where the separation spring 122 is compressed in the axial direction, and the engaging member 91 is held by the elastic member 124 in contact with the retaining ring 83. The three members 91, the braking member 92 and the armature 121 are kept in a non-contact state (see FIG. 11).

電磁石123の通電制御がモータと同期する点は第一実施形態と同様である。電磁石123の通電が遮断されている図10のOFF状態では、電磁クラッチ120の離反ばね122により、係合部材91が制動部材92に押し付けられ、これに伴って係合部材91と制動部材92間に作用する摩擦力によって連結されている。このとき、逆入力によってドライブギヤ80が回転させられようとすると、その回転トルクが回転軸81を経て係合部材91から制動部材92へ伝達されるため、制動部材92と係合部材91間の摩擦力がブレーキ力として作用し、回転軸81の回転が制動され、ドライブギヤ80の回転が停止させられる。   The point that the energization control of the electromagnet 123 is synchronized with the motor is the same as in the first embodiment. In the OFF state in FIG. 10 in which the energization of the electromagnet 123 is interrupted, the engaging member 91 is pressed against the braking member 92 by the separation spring 122 of the electromagnetic clutch 120, and accordingly, the distance between the engaging member 91 and the braking member 92 is increased. Are connected by the frictional force acting on them. At this time, if the drive gear 80 is to be rotated by a reverse input, the rotation torque is transmitted from the engaging member 91 to the braking member 92 via the rotating shaft 81, so that the torque between the braking member 92 and the engaging member 91 is reduced. The frictional force acts as a braking force, so that the rotation of the rotating shaft 81 is braked and the rotation of the drive gear 80 is stopped.

電磁石123の通電が行われている図11のON状態では、アーマチュア121が電磁石123の磁気吸引により、離反ばね122に抗して軸方向に移動させられ、係合部材91から離れ、電磁石123に磁気吸着されると共に、係合部材91が弾性部材124により制動部材92から離れた位置に保持される。このため、ドライブギヤ80が、自由に回転(フリー回転)する。   In the ON state of FIG. 11 in which the electromagnet 123 is energized, the armature 121 is moved in the axial direction against the separation spring 122 by the magnetic attraction of the electromagnet 123, moves away from the engaging member 91, and moves to the electromagnet 123. While being magnetically attracted, the engaging member 91 is held at a position separated from the braking member 92 by the elastic member 124. Therefore, the drive gear 80 rotates freely (free rotation).

前述のON状態の後、OFF状態に切り替えられた場合、ON状態のときにアーマチュア121によって軸方向に圧縮された離反ばね122が反発し、そのばね力により、アーマチュア121を介して係合部材91が制動部材92に押し付けられる。   When the state is switched to the OFF state after the ON state, the separation spring 122 compressed in the axial direction by the armature 121 in the ON state is repelled, and the spring force causes the engaging member 91 to move through the armature 121. Is pressed against the braking member 92.

ここで、係合部材91と、これに軸方向に対向する制動部材92とを電磁石123の通電制御で連結状態に切り替えることが可能なため、その切り替えの際、伝達機構側の係合部材91と制動機構側の制動部材92との位相合わせを行うモータの制御が不要である。したがって、この電動アクチュエータも、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。   Here, the engagement member 91 and the braking member 92 axially opposed to the engagement member 91 can be switched to the connected state by controlling the energization of the electromagnet 123. It is not necessary to control the motor for performing phase adjustment between the motor and the braking member 92 on the braking mechanism side. Therefore, this electric actuator can also eliminate the need for control for performing phase adjustment between the transmission mechanism that transmits the driving force from the motor to the ball screw and the braking mechanism that suppresses driving of the ball screw due to reverse input. .

また、この電動アクチュエータは、電磁クラッチ120が係合部材91に対して制動部材92と反対側の位置で係合部材91に常に軸方向に対向するアーマチュア121と、モータの非駆動時にアーマチュア121を介して係合部材91を制動部材92に押し付ける離反ばね122と、モータの駆動時に係合部材91を制動部材92から離れた位置へ押し動かす弾性部材124とを有し、電磁石123がモータの駆動時にアーマチュア121を係合部材91から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているので、無励磁形の電磁クラッチ120になり、モータの非駆動時には、電磁石123の通電を遮断しても、離反ばね122のばね力で間接的に係合部材91と制動部材92とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石123の通電を行い、磁気吸引でアーマチュア121が係合部材91から離され、かつ弾性部材124のばね力で係合部材91が制動部材92から離された解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。   In addition, the electric actuator includes an armature 121 in which the electromagnetic clutch 120 always faces the engaging member 91 at a position opposite to the braking member 92 with respect to the engaging member 91 in the axial direction, and an armature 121 when the motor is not driven. A separation spring 122 that presses the engaging member 91 against the braking member 92 via the intervening member, and an elastic member 124 that presses the engaging member 91 to a position away from the braking member 92 when the motor is driven. Sometimes, the armature 121 is magnetically attracted to a position distant from the engaging member 91, so that the electromagnetic clutch 120 becomes a non-excitation type, and when the motor is not driven, even if the energization of the electromagnet 123 is cut off, Since the engagement member 91 and the braking member 92 are indirectly maintained in a connected state by the spring force of the separation spring 122, power can be saved. When the motor is driven, the electromagnet 123 is energized, and the armature 121 is separated from the engaging member 91 by magnetic attraction, and the engaging member 91 is separated from the braking member 92 by the spring force of the elastic member 124 to a released state. Therefore, friction loss can be reduced.

第六実施形態からの更なる変更例として、第七実施形態に係る電動アクチュエータを図12に示す。なお、以下では、第六実施形態との相違点を述べるに留める。第七実施形態に係る電動アクチュエータは、係合部材の嵌合相手を変更した点で第六実施形態と相違したものである。   As a further modification example from the sixth embodiment, an electric actuator according to a seventh embodiment is shown in FIG. In the following, only differences from the sixth embodiment will be described. The electric actuator according to the seventh embodiment is different from the electric actuator according to the sixth embodiment in that the mating partner of the engaging member is changed.

第七実施形態では、ドライブギヤ130の回転軸131からスプライン軸部が省略されている。モータの駆動軸140が、減速機の出力軸である中空状の遊星キャリア軸32a及び回転軸131内を貫通し、制動部材92よりも電磁石123の近い位置まで延びている。駆動軸140は、スプライン軸部141を有する。スプライン軸部141は、回転軸131から突き出ている。係合部材150は、スプライン軸部141にスプライン嵌合されている。駆動軸140には、弾性部材151を軸方向に受ける肩部142が設けられている。また、駆動軸140には、係合部材150に対してアーマチュア121側の位置に止め輪143が取り付けられている。   In the seventh embodiment, a spline shaft portion is omitted from the rotation shaft 131 of the drive gear 130. A drive shaft 140 of the motor penetrates through the hollow planetary carrier shaft 32 a and the rotary shaft 131, which are output shafts of the speed reducer, and extends to a position closer to the electromagnet 123 than the braking member 92. The drive shaft 140 has a spline shaft 141. The spline shaft 141 projects from the rotation shaft 131. The engagement member 150 is spline-fitted to the spline shaft 141. The drive shaft 140 is provided with a shoulder 142 that receives the elastic member 151 in the axial direction. In addition, a retaining ring 143 is attached to the drive shaft 140 at a position on the armature 121 side with respect to the engaging member 150.

第七実施形態では、逆入力によって伝達機構が作動させられる際、ドライブギヤ130、遊星キャリア軸32aを経由して減速機で減じた逆入力トルクがモータの駆動軸140に伝達する。係合部材151がモータの駆動軸140と一体に同心回転可能な状態で駆動軸140に対して軸方向に移動可能に嵌合されているので、モータ駆動時は、減速機でトルクを増大してボールねじを駆動できる一方、逆入力に対しては、減速機が増速機となるため、モータの駆動軸140の回転を阻止するために必要な保持トルクを小さくすることができ、ひいては、電磁クラッチの電磁石123、離反ばね122等の小型化や省電力化を図ることができる。   In the seventh embodiment, when the transmission mechanism is operated by the reverse input, the reverse input torque reduced by the speed reducer is transmitted to the drive shaft 140 of the motor via the drive gear 130 and the planetary carrier shaft 32a. Since the engaging member 151 is fitted movably in the axial direction with respect to the drive shaft 140 in a state in which the engagement member 151 can be concentrically rotated integrally with the drive shaft 140 of the motor, the torque is increased by the speed reducer when the motor is driven. On the other hand, the reduction gear serves as a speed-up gear for reverse input, so that the holding torque required to prevent the rotation of the drive shaft 140 of the motor can be reduced. It is possible to reduce the size and power consumption of the electromagnet 123 and the separation spring 122 of the electromagnetic clutch.

上述の第六実施形態や第七実施形態では、電磁クラッチとして、ディスク状の制動部材と係合部材が互いの摩擦面間の摩擦力によって連結される電磁ディスククラッチ形を例示したが、任意噛み合い形の電磁クラッチに変更してもよい。   In the above-described sixth and seventh embodiments, as the electromagnetic clutch, the electromagnetic disk clutch type in which the disk-shaped braking member and the engaging member are connected by the frictional force between the friction surfaces of each other has been exemplified, but any engagement is possible. It may be changed to an electromagnetic clutch of the shape.

具体的には、図13に示すように、制動部材160と係合部材170が、互いのフェーススプライン部161,171同士の噛み合いによって連結されるものである。制動部材160のフェーススプライン部161は、制動部材160の円環状の中心から放射状に延びる多数の歯162によって構成されている。係合部材170のフェーススプライン部171は、フェーススプライン部161に対応した放射状の多数の歯によって構成されている。フェーススプライン部161と171の相対する歯は、係合部材170のいずれの回転位置でも噛み合うことができる。   Specifically, as shown in FIG. 13, the braking member 160 and the engaging member 170 are connected by meshing of the face spline portions 161 and 171 with each other. The face spline portion 161 of the braking member 160 is constituted by a large number of teeth 162 extending radially from the annular center of the braking member 160. The face spline portion 171 of the engaging member 170 is constituted by a number of radial teeth corresponding to the face spline portion 161. The opposing teeth of the face spline portions 161 and 171 can mesh at any rotational position of the engaging member 170.

このように、フェーススプライン部161と171の噛み合いによる連結状態の場合、図10、図12例のように平坦な摩擦面間の摩擦力による保持トルクに比して大きな保持トルクにすることができ、ひいては、電磁石123等の小型化や省電力化を図ることができる。   As described above, in the case of the connection state due to the engagement of the face spline portions 161 and 171, the holding torque can be made larger than the holding torque due to the frictional force between the flat friction surfaces as shown in FIGS. 10 and 12. Consequently, the size and power consumption of the electromagnet 123 and the like can be reduced.

なお、上述の各実施形態では係合子としてローラを例示したが、カム面を円筒面状とし、係合子として、係合位置と中立位置との間で傾動可能に配置されたスプラグを採用し、そのカム面に対する保持器の相対回転によりスプラグの傾動位置を制御するようにしてもよい。   In each of the above-described embodiments, the roller is exemplified as the engaging element.However, the cam surface has a cylindrical shape, and the engaging element employs a sprag that can be tilted between the engaging position and the neutral position, The tilt position of the sprags may be controlled by the relative rotation of the cage with respect to the cam surface.

今回開示された各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. Therefore, the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 モータ
11,140 駆動軸
20 ボールねじ
31 ピニオンギヤ
32 減速機
32a 遊星キャリア軸
33,80,130 ドライブギヤ
33a 外歯部
33b 中空軸部
34 ドリブンギヤ
41 円筒面
42 カム面
43 係合子(ローラ)
44 保持器
45 中立ばね
46 固定部
46c シャフト
46f 非磁性体
47 係合面
48,121 アーマチュア
48a 被押し付け面
50,120 電磁クラッチ
51,122 離反ばね
52,123 電磁石
60 ハウジング
64b,112a スナップフィット部
81,131 回転軸
91,150,170 係合部材
92,160 制動部材
124,151 弾性部材
161,171 フェーススプライン部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor 11,140 Drive shaft 20 Ball screw 31 Pinion gear 32 Reduction gear 32a Planet carrier shaft 33,80,130 Drive gear 33a External tooth part 33b Hollow shaft part 34 Driven gear 41 Cylindrical surface 42 Cam surface 43 Engager (roller)
44 Cage 45 Neutral spring 46 Fixed part 46c Shaft 46f Non-magnetic material 47 Engagement surface 48, 121 Armature 48a Pressed surface 50, 120 Electromagnetic clutch 51, 122 Release spring 52, 123 Electromagnet 60 Housing 64b, 112a Snap fit part 81 , 131 rotating shafts 91, 150, 170 engaging members 92, 160 braking members 124, 151 elastic members 161, 171 face spline section

Claims (16)

モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、
前記制動機構が、前記伝達機構に属するドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、前記ハウジングに対して静止する固定部に形成されたカム面と、前記円筒面と前記カム面との間に配置された係合子と、前記係合子が前記円筒面及び前記カム面に係合可能な連結状態と当該円筒面及び当該カム面に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
A motor, a ball screw that converts a rotational motion from the motor into a linear motion in the axial direction, a transmission mechanism that transmits a driving force from the motor to the ball screw, and a braking mechanism that suppresses driving of the ball screw, An electric actuator comprising: a housing that supports the motor, the transmission mechanism, and the braking mechanism;
The braking mechanism has a cylindrical surface that rotates concentrically with a drive gear belonging to the transmission mechanism, a cam surface formed on a fixed portion that is stationary with respect to the housing, and a gap between the cylindrical surface and the cam surface. Switching between the arranged engaging element and a connected state in which the engaging element can be engaged with the cylindrical surface and the cam surface and a released state in which the engaging element can be disengaged from the cylindrical surface and the cam surface by controlling the energization of the electromagnet. And an electromagnetic clutch provided so as to be capable of being provided.
前記電磁クラッチが、前記係合子を保持する保持器と、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、前記円筒面と異なる位置で前記ドライブギヤと一体に同心回転する係合面と、前記保持器に対して回り止めされた状態で前記係合面に常に対向するアーマチュアと、を有し、
前記係合子が、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって前記円筒面及び前記カム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に設けられており、
前記電磁クラッチが、前記電磁石の通電制御によって、前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける前記連結状態と、当該アーマチュアの押し付けを解除する前記解放状態とを切り替え可能に設けられている請求項1に記載の電動アクチュエータ。
The electromagnetic clutch is configured to retain the engagement element, a neutral spring that is elastically deformed by relative rotation of the retainer with respect to the cam surface, and coaxially rotate integrally with the drive gear at a position different from the cylindrical surface. An engagement surface, and an armature that always faces the engagement surface in a state where the armature is prevented from rotating with respect to the retainer,
The engagement element is provided so as to be movable between an engagement position for engaging the cylindrical surface and the cam surface by a relative rotation of the retainer with respect to the cam surface, and a neutral position for releasing the engagement. Yes,
2. The electromagnetic clutch according to claim 1, wherein the electromagnetic clutch is provided so as to be able to switch between the connected state in which the armature is pressed against the engagement surface and the released state in which the armature is released from being pressed by controlling the energization of the electromagnet. 3. Electric actuator.
前記電磁クラッチが、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける離反ばねを有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合面から離れた位置へ磁気吸引するように設けられている請求項2に記載の電動アクチュエータ。   The electromagnetic clutch has a separation spring that presses the armature against the engagement surface when the motor is not driven, and the electromagnet magnetically attracts the armature to a position away from the engagement surface when the motor is driven. The electric actuator according to claim 2, which is provided as follows. 前記ドライブギヤが、中空軸部を有する外歯車からなり、前記制動機構の前記円筒面が、前記中空軸部の内側に形成されており、前記係合面が、前記ドライブギヤの軸方向一端側に円環状に形成されており、前記中空軸部と前記固定部との間に転がり軸受が設けられており、前記アーマチュアが、前記固定部に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、前記電磁石が、前記アーマチュアと軸方向に対向するように前記ハウジングに対して固定されている請求項2又は3に記載の電動アクチュエータ。   The drive gear is formed of an external gear having a hollow shaft portion, the cylindrical surface of the braking mechanism is formed inside the hollow shaft portion, and the engagement surface is located at one end of the drive gear in the axial direction. A ring bearing is provided between the hollow shaft portion and the fixed portion, and the armature is fitted to the fixed portion so as to be movable in the axial direction. 4. The electric actuator according to claim 2, comprising a member, wherein the electromagnet is fixed to the housing so as to face the armature in the axial direction. 5. 前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to claim 1, wherein the housing has a snap-fit portion for fixing the electromagnet. 前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、
前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記電磁石が、前記シャフトに固定されている請求項2又は3に記載の電動アクチュエータ。
The fixing portion includes a shaft extending concentrically with the drive gear, and includes a member connected to the housing,
The electric actuator according to claim 2, wherein the armature is fitted to the shaft so as to be movable in an axial direction, and the electromagnet is fixed to the shaft.
前記固定部が非磁性体によって形成されている請求項6に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to claim 6, wherein the fixing portion is formed of a non-magnetic material. 前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、
前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、
前記シャフトに嵌め合う筒状の非磁性体が当該シャフトに固定されており、
前記電磁石が、前記非磁性体の外周に固定されている請求項2又は3に記載の電動アクチュエータ。
The fixing portion includes a shaft extending concentrically with the drive gear, and includes a member connected to the housing,
The armature is fitted movably in the axial direction with respect to the shaft,
A cylindrical non-magnetic body fitted to the shaft is fixed to the shaft,
The electric actuator according to claim 2, wherein the electromagnet is fixed to an outer periphery of the nonmagnetic body.
前記連結状態のときに接する前記係合面と前記アーマチュアの被押し付け面のうち、少なくとも一方が、非磁性体によって形成されている請求項6から8のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to any one of claims 6 to 8, wherein at least one of the engagement surface and the pressed surface of the armature that are in contact with each other in the connected state is formed of a non-magnetic material. モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、
前記制動機構が、前記伝達機構に属する回転軸又は前記モータの駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸又は駆動軸に対して軸方向に移動可能に配置された係合部材と、前記係合部材に常に軸方向に対向する状態で前記ハウジングに対して静止する制動部材と、前記係合部材を前記制動部材に押し付ける連結状態と当該係合部材の押し付けを解除する解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
A motor, a ball screw that converts a rotational motion from the motor into a linear motion in the axial direction, a transmission mechanism that transmits a driving force from the motor to the ball screw, and a braking mechanism that suppresses driving of the ball screw, An electric actuator comprising: a housing that supports the motor, the transmission mechanism, and the braking mechanism;
An engagement member disposed so as to be axially movable with respect to the rotation shaft or the drive shaft in a state in which the braking mechanism is coaxially rotatable integrally with the rotation shaft or the drive shaft of the motor belonging to the transmission mechanism; A braking member that is stationary with respect to the housing in a state always facing the engaging member in the axial direction, a coupled state in which the engaging member is pressed against the braking member, and a released state in which the pressing of the engaging member is released. An electric actuator, comprising: an electromagnetic clutch provided to be switchable by energization control of an electromagnet.
前記電磁クラッチが、前記係合部材に対して前記制動部材と反対側の位置で当該係合部材に常に軸方向に対向するアーマチュアと、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを介して前記係合部材を前記制動部材に押し付ける離反ばねと、前記モータの駆動時に前記係合部材を前記制動部材から離れた位置へ押し動かす弾性部材と、を有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合部材から離れた位置へ磁気吸引するように設けられている請求項10に記載の電動アクチュエータ。   An armature that always faces the engaging member in the axial direction at a position opposite to the braking member with respect to the engaging member; and the armature via the armature when the motor is not driven. A spring that presses the braking member against the braking member, and an elastic member that pushes the engaging member to a position away from the braking member when the motor is driven, and the electromagnet moves the armature when the motor is driven. The electric actuator according to claim 10, wherein the electric actuator is provided so as to be magnetically attracted to a position apart from the engagement member. 前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有する請求項10又は11に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to claim 10 or 11, wherein the housing has a snap-fit portion for fixing the electromagnet. 前記回転軸が、前記伝達機構に属するドライブギヤのボス部からなり、前記係合部材が、前記回転軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている請求項10から12のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。   The rotation shaft is formed of a boss portion of a drive gear belonging to the transmission mechanism, and the engagement member is fitted to the rotation shaft so as to be axially movable in a state where the engagement member is rotatable integrally and concentrically with the rotation shaft. The electric actuator according to any one of claims 10 to 12, wherein the electric actuator is provided. 前記伝達機構が、前記モータの駆動軸から入力された回転を減速して前記ボールねじ側に出力する減速機を有し、
前記係合部材が、前記駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該駆動軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている請求項10から13のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
The transmission mechanism has a speed reducer that reduces the rotation input from the drive shaft of the motor and outputs the reduced rotation to the ball screw side,
The electric actuator according to any one of claims 10 to 13, wherein the engagement member is fitted movably in the axial direction with respect to the drive shaft in a state where the engagement member is rotatable concentrically with the drive shaft. .
前記制動部材と前記係合部材が、互いの摩擦面間に作用する摩擦力によって連結されるものである請求項10から14のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to any one of claims 10 to 14, wherein the braking member and the engaging member are connected by a frictional force acting between friction surfaces of each other. 前記制動部材と前記係合部材が、互いのフェーススプライン部同士の噛み合いによって連結されるものである請求項10から15のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。   The electric actuator according to any one of claims 10 to 15, wherein the braking member and the engaging member are connected to each other by meshing face spline portions.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022118778A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 株式会社デンソー Rotary actuator

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