JP2022072168A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】使用できる軸受の自由度を高めた電動アクチュエータを提供する。【解決手段】電動アクチュエータ１０は、モータ４０と、モータの軸方向一方側に位置する減速機構５０と、ロータの動力を減速機構に伝える駆動シャフト４１と、これらを収容するハウジング１１と、を備える。減速機構は、中心軸周りを偏心回転する偏心ギア５１と、偏心ギアに噛み合い偏心ギアの偏心回転をガイドする内歯ギア５２と、偏心ギアの偏心回転を受けて中心軸Ｊ１を中心に回転する出力ギア５３と、を有する。駆動シャフトのモータ側シャフト部端部に連結されるギア側シャフト部４８は、第１軸受４４ｄを介して出力ギアを回転可能に支持する出力ギア支持部４８ａと、中心軸に対して偏心する円柱状であり第２軸受４４ｃを介して偏心ギアを回転可能に支持する偏心ギア支持部４８ｂと、ハウジングに第３軸受４４ａを介して回転可能に支持される第１被支持部４８ｃと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

モータの動力を、モータと同軸上に配置された減速機構によって減速するアクチュエータが知られている。例えば、特許文献１には、減速機構として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を採用したアクチュエータが開示されている。この減速機構は、ロータ軸に設けられた偏心部を介してロータ軸に対して偏心回転可能な状態で取り付けられたサンギアと、このサンギアが内接噛合するリングギアと、サンギアの自転成分のみを出力軸に伝達する伝達手段と、を備える。

特開２００９－６５７４２号公報

内接噛合遊星歯車減速機などの減速機構は、駆動シャフトの周りに軸受を介して配置される複数のギアを有する。この場合、駆動シャフトに対する各軸受の組み付けの必要性から、駆動シャフトの軸方向一方側に向かって順に内径が小さい軸受を採用する必要があった。このため、各所に最適な軸受を採用し難いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、使用できる軸受の自由度を高めた電動アクチュエータを提供することを目的の一つとする。

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸周りを回転するロータを有するモータと、前記モータの軸方向一方側に位置する減速機構と、前記中心軸に沿って延び前記ロータの動力を前記減速機構に伝える駆動シャフトと、前記モータ、前記減速機構および前記駆動シャフトを収容するハウジングと、を備える。前記減速機構は、前記中心軸周りを偏心回転する偏心ギアと、前記偏心ギアに噛み合い前記偏心ギアの偏心回転をガイドする内歯ギアと、前記偏心ギアの偏心回転を受けて前記中心軸を中心に回転する出力ギアと、を有する。前記駆動シャフトは、前記ロータに固定されるモータ側シャフト部と、前記モータ側シャフト部の軸方向一方側の端部に連結されるギア側シャフト部と、を有する。前記ギア側シャフト部は、第１軸受を介して前記出力ギアを回転可能に支持する出力ギア支持部と、前記中心軸に対して偏心する円柱状であり第２軸受を介して前記偏心ギアを回転可能に支持する偏心ギア支持部と、前記ハウジングに第３軸受を介して回転可能に支持される第１被支持部と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、使用できる軸受の自由度を高めた電動アクチュエータを提供できる。

図１は、一実施形態の電動アクチュエータの断面図である。 図２は、一実施形態の駆動シャフトの分解図である。 図３は、一実施形態の減速機構の平面図である。 図４は、変形例の駆動シャフトの断面図である。

以下、図面を基に本発明の実施形態について説明する。なお、各図には、適宜ＸＹＺ座標系を示す。以下の説明において、Ｚ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。各図に適宜示す仮想軸である中心軸（第１の中心軸）Ｊ１の軸方向は、Ｚ軸方向、すなわち上下方向と平行である。以下の説明においては、中心軸Ｊ１の軸方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、下側を「軸方向一方側」、上側を「軸方向他方側」と呼ぶ場合がある。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

本明細書において、平面視とは、軸方向に沿って上側または下側から観察することを意味する。なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

＜電動アクチュエータ＞
図１は、本実施形態の電動アクチュエータ１０の断面図である。
電動アクチュエータ１０は、車両に取り付けられる。より詳細には、電動アクチュエータ１０は、車両の運転者のシフト操作に基づいて駆動されるシフト・バイ・ワイヤ方式のアクチュエータ装置に搭載される。

電動アクチュエータ１０は、モータ４０と、駆動シャフト４１と、減速機構５０と、出力部６０と、ハウジング１１と、バスバーユニット９０と、回路基板７０と、第１軸受４４ｄと、第２軸受４４ｃと、第３軸受４４ａと、第４軸受４４ｂと、を備える。

＜モータ＞
モータ４０は、ロータ４２と、ステータ４３と、モータ用センサマグネット４５と、を有する。

ロータ４２は、中心軸Ｊ１周りを回転する。ロータ４２は、駆動シャフト４１に固定される。ロータ４２は、ロータコア４２ａと、ロータコア４２ａに固定されるロータマグネット４２ｂと、を有する。ロータコア４２ａには、軸方向に貫通する固定孔４２ｈが設けられる。固定孔４２ｈには、駆動シャフト４１が固定される。

ステータ４３は、ロータ４２の径方向外側に隙間を介して配置される。ステータ４３は、ロータ４２の径方向外側を囲む環状である。ステータ４３は、例えば、ステータコアと、複数のインシュレータと、複数のコイルとを含む。各々のコイルは、インシュレータを介してステータコアのティースに装着される。

＜駆動シャフト＞
駆動シャフト４１は、中心軸Ｊ１に沿って延びる。駆動シャフト４１は、ロータ４２の動力を減速機構５０に伝える。駆動シャフト４１の両端部は、第３軸受４４ａと第４軸受４４ｂとによってそれぞれ回転可能に支持される。これにより、駆動シャフト４１は、中心軸Ｊ１周りの回転が安定する。

図２は、駆動シャフト４１の分解図である。駆動シャフト４１は、モータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とを有する。モータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とは、軸方向に並び互いに連結される。モータ側シャフト部４７は、軸方向に延びる。モータ側シャフト部４７は、ギア側シャフト部４８に対して上側に位置する。

図１に示すように、モータ側シャフト部４７は、第２被支持部４７ｅと、固定部４７ｄと、フランジ部４７ｂと、を有する。第２被支持部４７ｅ、固定部４７ｄ、およびフランジ部４７ｂは、上側から下側に向かってこの順で並ぶ。また、モータ側シャフト部４７の上端面には保持凹部４６が設けられ、下端面には嵌合孔４７ａが設けられる。

保持凹部４６は、モータ用センサマグネット４５を保持する。保持凹部４６は、下側に向かって凹み上側に開口する。保持凹部４６は、平面視において、中心軸Ｊ１を中心とする円形である。保持凹部４６が設けられる駆動シャフト４１の上端面は、回路基板７０よりも下側に配置される。モータ用センサマグネット４５は、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。モータ用センサマグネット４５は、保持凹部４６に嵌め込まれる。これにより、モータ用センサマグネット４５は、駆動シャフト４１の上端部に固定される。モータ用センサマグネット４５は、回路基板７０の下面と隙間を介して対向する。

第２被支持部４７ｅは、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。第２被支持部４７ｅは、第４軸受４４ｂに挿入される。第２被支持部４７ｅは、第４軸受４４ｂを介してハウジング１１に回転可能に支持される。

固定部４７ｄは、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。固定部４７ｄの外径は、第２被支持部４７ｅの外径と同じか第２被支持部４７ｅの外径より若干大きい。固定部４７ｄの外周面には、ローレット加工が施されている。固定部４７ｄは、ロータコア４２ａの固定孔４２ｈに圧入される。これにより、モータ側シャフト部４７は、ロータ４２に固定され、ロータ４２とともに中心軸Ｊ１周りを回転する。

フランジ部４７ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする円盤状である。フランジ部４７ｂの外径は、第２被支持部４７ｅおよび固定部４７ｄより大きい。フランジ部４７ｂの上面は、ロータコア４２ａの下面と対向する。また、フランジ部４７ｂの下面４７ｃは、第１軸受４４ｄと対向する。

嵌合孔４７ａは、下側に開口する。嵌合孔４７ａには、ギア側シャフト部４８が挿入される。嵌合孔４７ａは、段付き形状となっている。すなわち、嵌合孔４７ａは、大径部４７ｐと、大径部４７ｐより上側に位置する小径部４７ｑと、を有する。大径部４７ｐおよび小径部４７ｑは、ともに中心軸Ｊ１を中心とする円形である。

ギア側シャフト部４８は、第１挿入部４８ｄと、第２挿入部４８ｅと、出力ギア支持部４８ａと、偏心ギア支持部４８ｂと、第１被支持部４８ｃと、を有する。第１挿入部４８ｄ、第２挿入部４８ｅ、出力ギア支持部４８ａ、偏心ギア支持部４８ｂ、および第１被支持部４８ｃは、上側から下側に向かってこの順で並ぶ。

出力ギア支持部４８ａ、偏心ギア支持部４８ｂ、および第１被支持部４８ｃには、それぞれ第１軸受４４ｄ、第２軸受４４ｃおよび第３軸受４４ａが組み付けられる。したがって、第１軸受４４ｄ、第２軸受４４ｃ、および第３軸受４４ａは、上側から下側に向かってこの順で並ぶ。第１軸受４４ｄは、第２軸受４４ｃおよび第３軸受４４ａより上側に位置し、第３軸受４４ａは、第１軸受４４ｄおよび第２軸受４４ｃより下側に位置する。

なお、本実施形態において、第１軸受４４ｄと第２軸受４４ｃとは、内径および外径が互いに等しい同種のベアリングである。また、第３軸受４４ａもボールベアリングであり、第１軸受４４ｄおよび第２軸受４４ｃと比較して内径および外径が小さい。

第１挿入部４８ｄおよび第２挿入部４８ｅは、ともに中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。第２挿入部４８ｅの外径は、第１挿入部４８ｄの外径より大きい。第１挿入部４８ｄは、嵌合孔４７ａの小径部４７ｑに挿入される。一方で、第２挿入部４８ｅは、嵌合孔４７ａの大径部４７ｐに挿入される。なお、第１挿入部４８ｄの外周面には、凹溝４８ｇが設けられる。凹溝４８ｇは、第１挿入部４８ｄの全長に亘って軸方向に延びる。凹溝４８ｇは、第１挿入部４８ｄを小径部４７ｑに挿入する際に空気の逃がすために設けられる。

第２挿入部４８ｅの上面は、嵌合孔４７ａにおいて大径部４７ｐと小径部４７ｑの間の境界に設けられる段差面に接触する。これにより、ギア側シャフト部４８は、モータ側シャフト部４７に対して軸方向に位置決めされる。ギア側シャフト部４８の外周面であって、第１挿入部４８ｄと第２挿入部４８ｅとの間には、周方向に延びる第１凹溝４８ｆが設けられる。第１凹溝４８ｆは、周方向に沿って延びる。第１凹溝４８ｆが設けられることで、加工時に残るコーナー部のＲを径方向内側に配置させて第２挿入部４８ｅの上面を、嵌合孔４７ａの段差面に面接触させることができる。

ギア側シャフト部４８は、第１挿入部４８ｄおよび第２挿入部４８ｅにおいて、嵌合孔４７ａに圧入される。これにより、ギア側シャフト部４８は、モータ側シャフト部４７に連結される。本実施形態によれば、モータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とは、嵌合によって互いに連結される。本実施形態によれば、連結するために他の部材を必要とせず、部品点数の増加を抑制できる。

出力ギア支持部４８ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。出力ギア支持部４８ａの外径は、第２挿入部４８ｅの外径より大きい。出力ギア支持部４８ａは、第１軸受４４ｄに挿入される。出力ギア支持部４８ａは、第１軸受４４ｄを介して後述する出力ギア５３を回転可能に支持する。

偏心ギア支持部４８ｂは、中心軸Ｊ１と平行で中心軸Ｊ１に対して偏心した偏心軸Ｊ２を中心として延びる円柱状である。すなわち、偏心ギア支持部４８ｂは、中心軸Ｊ１に対して偏心する円柱状である。偏心ギア支持部４８ｂの外径は、出力ギア支持部４８ａの外径と等しい。偏心ギア支持部４８ｂは、第２軸受４４ｃに挿入される。偏心ギア支持部４８ｂは、第２軸受４４ｃを介して後述する偏心ギア５１を回転可能に支持する。

第１被支持部４８ｃは、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。第１被支持部４８ｃは、第３軸受４４ａに挿入される。第１被支持部４８ｃは、第３軸受４４ａを介してハウジング１１に回転可能に支持される。

本実施形態において、第１軸受４４ｄは、出力ギア支持部４８ａに対して上側から挿入されることでギア側シャフト部４８に組み付けられる。さらに、モータ側シャフト部４７は、ギア側シャフト部４８に第１軸受４４ｄを組み付けた状態で、ギア側シャフト部４８連結される。第２軸受４４ｃおよび第３軸受４４ａは、それぞれ偏心ギア支持部４８ｂ、第１被支持部４８ｃに対して下側から挿入されることで、ギア側シャフト部４８に組み付けられる。

本実施形態によれば、駆動シャフト４１が、軸方向に連結されるモータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とを有する。少なくとも１つの軸受の駆動シャフト４１への組み付け工程は、モータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とを分離させた状態で行われる。すなわち、ロータ４２の下側で軸方向に並ぶ複数の軸受（本実施形態の第１軸受４４ｄ、第２軸受４４ｃ、第３軸受４４ａ）は、駆動シャフト４１に対して、軸方向の両側から組み付けられる。結果的に、駆動シャフト４１に対する軸受の組み付け手順の自由度が高まり、より簡易な組み立て工程を採用できる。

本実施形態によれば、第１軸受４４ｄと第２軸受４４ｃとを、軸方向において反対側から駆動シャフト４１に組み付けることが可能となるため、出力ギア支持部４８ａと偏心ギア支持部４８ｂとの直径の設計自由度が高まる。このため、偏心ギア支持部４８ｂの直径を、出力ギア支持部４８ａの直径と同じかこれより大きくすることが可能となる。なお、本実施形態では、これにより、出力ギア支持部４８ａおよび偏心ギア支持部４８ｂに組み付けられる軸受の選択の自由度が高まり、各所により最適な軸受を採用できる。

本実施形態によれば、出力ギア支持部４８ａの外径と偏心ギア支持部４８ｂの外径とは、互いに等しい。このため、出力ギア支持部４８ａおよび偏心ギア支持部４８ｂにそれぞれ組み付けられる第１軸受４４ｄおよび第２軸受４４ｃとして、同じ軸受部材を採用できる。結果的に、電動アクチュエータ１０に使用される部品種類を少なくすることができる。

本実施形態によれば、第１軸受４４ｄと第２軸受４４ｃとを、軸方向において反対側から駆動シャフト４１に組み付けることが可能となる。このため、上側から見て、偏心ギア支持部４８ｂが出力ギア支持部４８ａからはみ出すような構成も採用可能となる。本実施形態によれば、偏心ギア支持部４８ｂの偏心量（中心軸Ｊ１と偏心軸Ｊ２との距離）を大きく確保することが可能となり、減速機構５０の減速比を高め易い。

本実施形態によれば、モータ側シャフト部４７の下端部に、出力ギア支持部４８ａより大径のフランジ部４７ｂが設けられる。フランジ部４７ｂの下面４７ｃは、出力ギア支持部４８ａに挿入される第１軸受４４ｄと軸方向に対向する。すなわち、第１軸受４４ｄは、軸方向においてモータ側シャフト部４７の下面（下側の端面）４７ｃに対向する。これにより、第１軸受４４ｄの上側への移動が抑制される。本実施形態によれば、駆動シャフト４１が２部材に分かれているため、駆動シャフト４１に、第１軸受４４ｄの移動を制限するフランジ部４７ｂを設けても、第１軸受４４ｄの組み付けを容易に行うことができる。

＜減速機構＞
図１に示すように、減速機構５０は、駆動シャフト４１を介してモータ４０に連結される。減速機構５０は、モータ４０の下側（軸方向一方側）に位置する。減速機構５０は、モータ４０の動力を減速して、出力部６０に伝達する。本実施形態の減速機構５０は、内接噛合遊星歯車減速機である。

図３は、減速機構５０の平面図である。
減速機構５０は、偏心ギア５１と、内歯ギア５２と、出力ギア５３と、を有する。偏心ギア５１、内歯ギア５２および出力ギア５３は、駆動シャフト４１を径方向外側から囲むように配置される。

偏心ギア５１は、偏心軸Ｊ２を中心として、偏心軸Ｊ２の径方向に広がる円環板状である。偏心ギア５１の径方向外側面には、ギア部５１ｂが設けられる。偏心ギア５１には、軸方向に貫通する複数の孔５１ａが設けられる。複数の孔５１ａは、偏心軸Ｊ２を中心とする周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。孔５１ａは、軸方向から見て、円形である。

図１に示すように、偏心ギア５１の中央には、中央孔５１ｃが設けられる。中央孔５１ｃは、偏心軸Ｊ２を中心とする円形である。中央孔５１ｃには、第２軸受４４ｃが挿入される。偏心ギア５１は、駆動シャフト４１の偏心ギア支持部４８ｂに第２軸受４４ｃを介して接続される。これにより、第２軸受４４ｃは、駆動シャフト４１と偏心ギア５１とを、偏心軸Ｊ２回りに相対的に回転可能に連結する。偏心ギア５１は、中心軸Ｊ１周りを偏心回転する。

図３に示すように、内歯ギア５２は、偏心ギア５１の径方向外側を囲む。内歯ギア５２は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。内歯ギア５２のギア部５２ｂは、偏心ギア５１のギア部５１ｂと噛み合う。内歯ギア５２は、偏心ギア５１の偏心回転をガイドする。内歯ギア５２は、後述するキャップ１４に固定される。すなわち、内歯ギア５２は、ハウジング１１に固定される。

出力ギア５３は、出力ギア本体５３ａと、複数のピン５３ｂと、を有する。出力ギア本体５３ａは、偏心ギア５１および内歯ギア５２の上側に配置される。出力ギア本体５３ａは、中心軸Ｊ１を中心として径方向に広がる円環板状である。出力ギア本体５３ａの径方向外側面には、ギア部５３ｃが設けられる。

図１に示すように、出力ギア５３の中央には、中央孔５３ｄが設けられる。中央孔５３ｄは、偏心軸Ｊ２を中心とする円形である。中央孔５３ｄには、第１軸受４４ｄが挿入される。出力ギア本体５３ａは、駆動シャフト４１に第１軸受４４ｄを介して接続される。

複数のピン５３ｂは、出力ギア本体５３ａの下面から下側に突出する円柱状である。図３に示すように、複数のピン５３ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ピン５３ｂの外径は、孔５１ａの内径よりも小さい。複数のピン５３ｂは、複数の孔５１ａのそれぞれに上側から通される。ピン５３ｂの外周面は、孔５１ａの内周面と内接する。孔５１ａの内周面は、ピン５３ｂを介して、偏心ギア５１を中心軸Ｊ１回りに揺動可能に支持する。

モータ４０の動力によって駆動シャフト４１が中心軸Ｊ１回りに回転すると、偏心ギア支持部４８ｂは、中心軸Ｊ１を中心として周方向に公転する。偏心ギア支持部４８ｂの公転は、第２軸受４４ｃを介して偏心ギア５１に伝達され、偏心ギア５１は、孔５１ａの内周面とピン５３ｂの外周面との内接する位置が変化しつつ、揺動する。これにより、偏心ギア５１のギア部５１ｂと内歯ギア５２のギア部５２ｂとの噛み合う位置が、周方向に変化する。したがって、内歯ギア５２に、偏心ギア５１を介して駆動シャフト４１の回転力が伝達される。

内歯ギア５２は固定されているため回転しない。そのため、内歯ギア５２に伝達される回転力の反力によって、偏心ギア５１が偏心軸Ｊ２回りに回転する。このとき偏心ギア５１の回転する向きは、駆動シャフト４１の回転する向きと反対向きとなる。偏心ギア５１の偏心軸Ｊ２回りの回転は、孔５１ａとピン５３ｂとを介して、出力ギア５３に伝達される。これにより、出力ギア５３が中心軸Ｊ１回りに回転する。すなわち、偏心ギア５１に向けられる孔５１ａと出力ギア５３のピン５３ｂとは、偏心ギア５１の中心軸Ｊ１周りの公転回転成分のみを出力ギア５３に伝達する。出力ギア５３は、偏心ギア５１の偏心回転を受けて中心軸Ｊ１を中心に回転する。これにより、出力ギア５３には、駆動シャフト４１の回転が減速されて伝達される。

本実施形態において、偏心ギア５１および内歯ギア５２のギア部５１ｂ、５２ｂは、インボリュートギアである。すなわち、偏心ギア５１および内歯ギア５２のギア部５１ｂ、５２ｂの歯面の断面形状は、インボリュート曲線によって構成される。

内接噛合遊星歯車減速機では、偏心ギア５１および内歯ギア５２が噛み合わない領域で、偏心ギア５１のギア部５１ｂが、内歯ギア５２のギア部５２ｂの谷部から抜ける必要がある。このため、偏心ギア５１の偏心量は、少なくとも、ギア部５１ｂ、５２ｂの歯丈（径方向における歯先から歯底までの距離寸法）より大きいことが求められる。偏心量を十分に確保し難い従来構造の内接噛合遊星歯車減速機では、偏心ギアおよび内歯ギアのギア部として、歯丈の低いサイクロイドギアやサークリュートギアを採用する必要が生じていた。

上述したように、本実施形態の駆動シャフト４１は、モータ側シャフト部４７とギア側シャフト部４８とを有することで、第１軸受４４ｄおよび第２軸受４４ｃの組み立て上の制約から解放されて、偏心ギア支持部４８ｂの偏心量を大きく確保できる。このため、本実施形態によれば、偏心ギア５１および内歯ギア５２のギア部５１ｂ、５２ｂとして、サイクロイドギアやサークリュートギアなどの他種のギアと比較して動力の伝達効率が高く、また静音性に優れるインボリュートギアを採用できる。加えて、インボリュートギアは、ホブなどの規格化された一般工具で製造することができる。したがって本実施形態によれば、偏心ギア５１および内歯ギア５２を、安価な製造できる。

＜出力部＞
図１に示すように、出力部６０は、モータ４０の径方向外側に配置される。出力部６０は、電動アクチュエータ１０の駆動力を出力する部分である。出力部６０は、従動シャフト６１と、従動ギア６２と、出力部用センサマグネット６３と、を有する。

従動シャフト６１は、軸方向に延びる筒状である。従動シャフト６１は、出力中心軸（第２の中心軸）Ｊ３を中心とする円筒状である。出力中心軸Ｊ３は、中心軸Ｊ１と平行に延びる。従動シャフト６１は、出力中心軸Ｊ３周りに回転する。

従動シャフト６１は、下側に開口する。従動シャフト６１の内周面には、スプライン溝が設けられる。従動シャフト６１には、図示略の被駆動シャフトが連結される。より詳細には、被駆動シャフトの外周面に設けられたスプライン部が、従動シャフト６１の内周面に設けられたスプライン溝に嵌め合わされることで、従動シャフト６１と被駆動シャフトとが連結される。被駆動シャフトには、従動シャフト６１を介して電動アクチュエータ１０の駆動力が伝達される。

従動シャフト６１の上端面には、出力部用センサマグネット６３を保持する保持凹部６４が設けられる。保持凹部６４は、下側に向かって凹み上側に開口する。保持凹部６４は、平面視において、出力中心軸Ｊ３を中心とする円形である。出力部用センサマグネット６３は、出力中心軸Ｊ３を中心とする円柱状である。出力部用センサマグネット６３は、保持凹部６４に嵌め込まれる。出力部用センサマグネット６３は、回路基板７０の下面と隙間を介して対向する。

従動ギア６２は、従動シャフト６１に固定され出力ギア５３と噛み合う。本実施形態において従動ギア６２は、従動シャフト６１の外周面に固定される。従動ギア６２は、従動シャフト６１から出力ギア５３に向かって延びる。従動ギア６２は、平面視で扇形のギアである。従動ギア６２は、出力ギア５３側の端部にギア部６２ａを有する。従動ギア６２のギア部６２ａは、出力ギア５３のギア部５３ｃと噛み合う。すなわち、電動アクチュエータ１０は、従動シャフト６１に固定されモータ４０側からの動力が伝えられる従動ギア６２を備える。

出力ギア５３が回転すると、出力ギア５３に噛み合う従動ギア６２が出力中心軸Ｊ３回りに回転する。これにより、従動ギア６２に固定された従動シャフト６１が出力中心軸Ｊ３回りに回転する。このようにして、出力部６０には、減速機構５０を介してモータ４０の回転が伝達される。

＜バスバーユニット＞
バスバーユニット９０は、ロータ４２の上側に位置する。バスバーユニット９０は、ハウジング１１における後述する区画壁３２ａの下面に配置される。バスバーユニット９０は、バスバーホルダ９１と、バスバーホルダ９１に保持される複数のバスバー９２と、を有する。本実施形態の場合、バスバーホルダ９１は、バスバー９２をインサート部材とするインサート成形によって作られる。

バスバー９２の一方側の端部９２ａは、バスバーホルダ９１の上面から上側へ突出する。バスバー９２の一方側の端部９２ａは、回路基板７０を下側から上側に貫通する。端部９２ａは、回路基板７０を貫通する位置で、はんだ付け、溶接、圧入などの接続方法によって回路基板７０と電気的に接続される。図示は省略するが、バスバー９２の他方側の端部は、ステータ４３のコイルから引き出されるコイル引出線を把持し、半田付けまたは溶接によりコイルと接続される。これにより、ステータ４３と回路基板７０とが、バスバー９２を介して電気的に接続される。

＜回路基板＞
回路基板７０は、モータ４０、バスバーユニット９０および出力部６０の上側に配置される。回路基板７０は、駆動シャフト４１および従動シャフト６１の上側に位置する。回路基板７０は、板面が軸方向を向く板状である。回路基板７０は、バスバーユニット９０を介して、ステータ４３のコイルと接続される。また、回路基板７０は、図示略のコネクタ部を介して電源に接続される。すなわち、回路基板７０は、モータ４０および電源と電気的に接続される。

回路基板７０の下面には、モータ用センサ７１と出力部センサ７２とが実装される。モータ用センサ７１は、モータ用センサマグネット４５と隙間を介して配置される。モータ用センサ７１は、中心軸Ｊ１上に配置される。モータ用センサ７１は、モータ用センサマグネット４５の磁界を検出することでモータ用センサマグネット４５の回転位置を検出して駆動シャフト４１の回転を検出する。出力部センサ７２は、出力部用センサマグネット６３と隙間を介して配置される。出力部用センサマグネット６３は、出力中心軸Ｊ３上に配置される。出力部センサ７２は、出力部用センサマグネット６３の磁界を検出することで出力部用センサマグネット６３の回転位置を検出して従動シャフト６１の回転を検出する。

＜ハウジング＞
ハウジング１１は、モータ４０、駆動シャフト４１、減速機構５０、出力部６０、バスバーユニット９０、回路基板７０、第１軸受４４ｄ、第２軸受４４ｃ、第３軸受４４ａ、および第４軸受４４ｂを収容する。ハウジング１１は、ハウジング本体１２と、カバー１３と、キャップ１４と、を有する。カバー１３は、ハウジング本体１２の上側の開口部１２ａに固定される。キャップ１４は、ハウジング本体１２の下側の開口部１２ｂに固定される。

ハウジング本体１２は、各収容部材を四方から囲む角筒状の外壁部３０と、モータ４０を囲むモータケース部３２と、モータケース部３２に隣接する底壁部３３と、キャップ１４が装着されるキャップ装着部３１と、を有する。

キャップ装着部３１は、下側に開口する筒状である。キャップ装着部３１は、減速機構５０および出力部６０を周囲から囲む。キャップ装着部３１の開口部が、ハウジング本体１２の下側の開口部１２ｂである。

モータケース部３２は、モータ４０を内側に保持する。モータケース部３２は、底壁部３３から上側に延びる筒状部３２ｂと、筒状部３２ｂの上側の端部から径方向内側に広がる円環板状の区画壁３２ａと、を有する。区画壁３２ａには、バスバーユニット９０が固定される。区画壁３２ａは、軸受保持部３２ｃを有する。軸受保持部３２ｃは、軸方向に沿って延びる円筒状である。軸受保持部３２ｃの内周面には、第４軸受４４ｂが保持される。

底壁部３３は、中心軸Ｊ１と直交する平面に沿って延びる板状である。底壁部３３には、軸方向に貫通する孔部３３ａが設けられる。孔部３３ａの内側には、軸受６５が嵌め合わされる。軸受６５は、滑り軸受である。軸受６５の内側には、従動シャフト６１が嵌め合わされる。軸受６５は、従動シャフト６１を出力中心軸Ｊ３回りに回転可能に支持する。すなわち、電動アクチュエータ１０は、従動シャフト６１を回転可能に支持する軸受６５を備える。

キャップ１４は、軸受保持部１４ａと、外側筒部１４ｂと、外側底板部１４ｊと、板状部１４ｈと、周壁部１４ｃと、を有する。

軸受保持部１４ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。軸受保持部１４ａの径方向内側には、第３軸受４４ａが保持される。外側筒部１４ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。外側筒部１４ｂは、軸受保持部１４ａより直径が大きい。外側筒部１４ｂの径方向内側には、内歯ギア５２が保持される。外側底板部１４ｊは、軸受保持部１４ａと外側筒部１４ｂとを繋ぐ。板状部１４ｈは、外側筒部１４ｂの外周から径方向外側に延びる。板状部１４ｈは、軸方向と直交する平面に沿って延びる。板状部１４ｈには、出力部６０と軸方向に重なる開口部１４ｅが設けられる。従動シャフト６１の下側の端部は、キャップ１４の開口部１４ｅを通じて下側に露出する。キャップ１４は、従動シャフト６１の外周面から径方向外側に広がるシャフトフランジ部６１ｂを下側から支持する。周壁部１４ｃは、板状部１４ｈから上側に突出する。周壁部１４ｃは、キャップ装着部３１の内側に挿入される。

（駆動シャフトの変形例）
図４は、本実施形態に採用可能な変形例の駆動シャフト１４１の断面図である。
本変形例の駆動シャフト１４１は、上述の実施形態と同様に、モータ側シャフト部１４７とギア側シャフト部１４８とを有する。本変形例の駆動シャフト１４１は、上述の実施形態と比較して、モータ側シャフト部１４７とギア側シャフト部１４８の連結方法が異なる。
なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

モータ側シャフト部１４７とギア側シャフト部１４８とは、一方に設けられたネジ１４８ｄと他方に設けられたネジ孔１４７ａとによって互いに連結される。モータ側シャフト部１４７の下端面にはネジ孔１４７ａが設けられる。一方で、ギア側シャフト部１４８は、上側の端部にネジ１４８ｄを有する。ネジ１４８ｄは、モータ側シャフト部１４７のネジ孔１４７ａに挿入される。これにより、ギア側シャフト部１４８は、モータ側シャフト部１４７に連結される。本変形例の駆動シャフト１４１によれば、簡易な構造で、モータ側シャフト部１４７とギア側シャフト部１４８とを強固に連結できる。

以上に、本発明の様々な実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

例えば、上述の実施形態では、出力ギア５３が偏心ギア５１の上側に配置される場合について説明した。しかしながら、出力ギア５３は、偏心ギア５１の下側に配置されていてもよい。この場合、第１軸受４４ｄと第２軸受４４ｃの位置関係、並びに出力ギア支持部４８ａと偏心ギア支持部４８ｂの位置関係も上下逆転する。

また、本実施形態において、第１軸受４４ｄ、第２軸受４４ｃ、第３軸受４４ａ、および第４軸受４４ｂがボールベアリングである場合について説明したが、これらの軸受は、他の種類の軸受であってもよい。

本発明が適用される電動アクチュエータの用途は、特に限定されず、車両以外に搭載されてもよい。また、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…電動アクチュエータ、１１…ハウジング、４０…モータ、４１，１４１…駆動シャフト、４２…ロータ、４４ａ…第３軸受、４４ｂ…第４軸受、４４ｃ…第２軸受、４４ｄ…第１軸受、４７，１４７…モータ側シャフト部、４７ｅ…第２被支持部、４８，１４８…ギア側シャフト部、４８ａ…出力ギア支持部、４８ｂ…偏心ギア支持部、４８ｃ…第１被支持部、５０…減速機構、５１…偏心ギア、５１ａ…孔、５２…内歯ギア、５３…出力ギア、１４７ａ…ネジ孔、１４８ｄ…ネジ、Ｊ１…中心軸

Claims (6)

1. 中心軸周りを回転するロータを有するモータと、
   前記モータの軸方向一方側に位置する減速機構と、
   前記中心軸に沿って延び前記ロータの動力を前記減速機構に伝える駆動シャフトと、
   前記モータ、前記減速機構および前記駆動シャフトを収容するハウジングと、を備え、
   前記減速機構は、
   前記中心軸周りを偏心回転する偏心ギアと、
   前記偏心ギアに噛み合い前記偏心ギアの偏心回転をガイドする内歯ギアと、
   前記偏心ギアの偏心回転を受けて前記中心軸を中心に回転する出力ギアと、を有し、
   前記駆動シャフトは、
   前記ロータに固定されるモータ側シャフト部と、
   前記モータ側シャフト部の軸方向一方側の端部に連結されるギア側シャフト部と、を有し、
   前記ギア側シャフト部は、
   第１軸受を介して前記出力ギアを回転可能に支持する出力ギア支持部と、
   前記中心軸に対して偏心する円柱状であり第２軸受を介して前記偏心ギアを回転可能に支持する偏心ギア支持部と、
   前記ハウジングに第３軸受を介して回転可能に支持される第１被支持部と、を有する、
   電動アクチュエータ。
2. 前記第１軸受は、前記第２軸受および前記第３軸受より軸方向他方側に位置し軸方向において前記モータ側シャフト部の軸方向一方側の端面に対向する、
   請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記出力ギア支持部の外径と前記偏心ギア支持部の外径とが、互いに等しい、
   請求項１又は２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記モータ側シャフト部は、前記ハウジングに第４軸受を介して回転可能に支持される第２被支持部を有する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記モータ側シャフト部と前記ギア側シャフト部とは、嵌合によって互いに連結される、
   請求項１～４の何れか一項に記載の電動アクチュエータ。
6. 前記モータ側シャフト部と前記ギア側シャフト部とは、一方に設けられたネジと他方に設けられたネジ孔とによって互いに連結される、
   請求項１～４の何れか一項に記載の電動アクチュエータ。

Images