JP2023144245A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向に大型化することを抑制し、出力部の軸方向の可動範囲を大きくできる電動アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なシャフトを有するモータ部と、シャフトの軸方向一方側に連結された伝達機構部と、伝達機構部に繋がり、伝達機構部によって軸方向に移動させられる出力部と、を備える。伝達機構部は、シャフトと共に中心軸回りに回転する第１ねじ部と、第１ねじ部と噛み合う第２ねじ部を有し、第１ねじ部が第２ねじ部に対して中心軸回りに相対回転することでシャフトに対して軸方向に相対移動可能な第１移動体と、第１移動体に設けられた第３ねじ部と噛み合う第４ねじ部を有し、第３ねじ部が第４ねじ部に対して中心軸回りに相対回転することで第１移動体に対して軸方向に相対移動可能な第２移動体と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

回転子の回転運動を直線移動に変換することが可能な駆動手段を有するリニアアクチュエータが知られている。例えば、特許文献１には、そのような駆動手段として、ボールねじを用いたスクリューナットシステムが記載されている。

特許第４９０２９４３号公報

上記のようなリニアアクチュエータにおいて、直線移動させる移動体の可動範囲を大きくするためには、回転子と共に回転するねじ部と移動体に設けられたねじ部とが噛み合う部分を軸方向に大きくする必要がある。そのため、移動体を軸方向に大きくする必要があり、リニアアクチュエータ全体が軸方向に大型化する問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、軸方向に大型化することを抑制しつつ、出力部の軸方向の可動範囲を大きくできる構造を有する電動アクチュエータを提供することを目的の一つとする。

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なシャフトを有するモータ部と、前記シャフトの軸方向一方側に連結された伝達機構部と、前記伝達機構部に繋がり、前記伝達機構部によって軸方向に移動させられる出力部と、を備える。前記伝達機構部は、前記シャフトと共に前記中心軸回りに回転する第１ねじ部と、前記第１ねじ部と噛み合う第２ねじ部を有し、前記第１ねじ部が前記第２ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記シャフトに対して軸方向に相対移動可能な第１移動体と、前記第１移動体に設けられた第３ねじ部と噛み合う第４ねじ部を有し、前記第３ねじ部が前記第４ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記第１移動体に対して軸方向に相対移動可能な第２移動体と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、電動アクチュエータが軸方向に大型化することを抑制しつつ、電動アクチュエータにおける出力部の軸方向の可動範囲を大きくできる。

図１は、第１実施形態における電動アクチュエータを示す断面図である。 図２は、第１実施形態における電動アクチュエータの一部を示す断面図であって、出力部が最も右側に位置する状態を示す図である。 図３は、第１実施形態における電動アクチュエータの一部を示す断面図であって、出力部が最も左側に位置する状態を示す図である。 図４は、第２実施形態における電動アクチュエータの一部を示す断面図であって、出力部が最も左側に位置する状態を示す図である。 図５は、第３実施形態における電動アクチュエータの一部を示す断面図であって、出力部が最も左側に位置する状態を示す図である。

各図には、以下に説明する実施形態の電動アクチュエータにおける中心軸Ｊを仮想的に示している。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向を単に「軸方向」と呼ぶ。中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。各図に示すＺ軸は、中心軸Ｊが延びる方向を示している。以下の説明においては、軸方向のうちＺ軸の矢印が向く側（＋Ｚ側）を「左側」と呼び、軸方向のうちＺ軸の矢印が向く側と逆側（－Ｚ側）を「右側」と呼ぶ。

以下の実施形態において、左側は「軸方向一方側」に相当し、右側は「軸方向他方側」に相当する。なお、左側および右側とは、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。

＜第１実施形態＞
図１に示す本実施形態の電動アクチュエータ１００は、駆動対象を軸方向に移動させるリニアアクチュエータである。図１に示すように、電動アクチュエータ１００は、モータ部１０と、伝達機構部３０と、出力部４０と、ケース１００ａと、を備える。ケース１００ａは、モータ部１０を内部に収容するモータケース１１と、伝達機構部３０を内部に収容する伝達機構ケース２１と、を有する。

モータケース１１は、モータケース本体１１ａと、モータカバー１１ｂと、を有する。モータケース本体１１ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。モータケース本体１１ａは、右側に開口している。モータケース本体１１ａは、左側に位置する底部１１ｃと、底部１１ｃの径方向外周縁部から右側に延びる円筒状の筒部１１ｄと、を有する。底部１１ｃは、底部１１ｃを軸方向に貫通する貫通孔１１ｅを有する。貫通孔１１ｅは、中心軸Ｊを中心とする円形状の孔である。モータカバー１１ｂは、モータケース本体１１ａの右側の端部に固定されている。モータカバー１１ｂは、モータケース本体１１ａの右側の開口を塞いでいる。

モータケース１１の内部には、ベアリングホルダ１２が収容されている。ベアリングホルダ１２は、モータケース１１の内部のうち右側の部分に固定されている。ベアリングホルダ１２は、後述するステータ１４の右側に位置する。ベアリングホルダ１２には、ベアリング１５が保持されている。

本実施形態においてベアリング１５は、スラストベアリングである。ベアリング１５は、第１軌道盤１５ａと、第２軌道盤１５ｂと、複数の転動体１５ｃと、を有する。第１軌道盤１５ａおよび第２軌道盤１５ｂは、中心軸Ｊを囲む円環状である。第１軌道盤１５ａは、ベアリングホルダ１２に左側から支持されてベアリングホルダ１２に保持されている。第２軌道盤１５ｂは、第１軌道盤１５ａの右側に対向して配置されている。複数の転動体１５ｃは、第１軌道盤１５ａと第２軌道盤１５ｂとの軸方向の間に周方向に並んで配置されている。

伝達機構ケース２１は、モータケース１１の左側に固定されている。伝達機構ケース２１は、伝達機構ケース本体２１ａと、伝達機構カバー２１ｂと、を有する。伝達機構ケース本体２１ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。伝達機構ケース本体２１ａの外径は、モータケース本体１１ａの外径よりも小さい。伝達機構ケース本体２１ａは、左側に開口している。伝達機構ケース本体２１ａは、右側に位置する底部２１ｃと、底部２１ｃの径方向外周縁部から左側に延びる円筒状の筒部２１ｄと、を有する。底部２１ｃは、底部２１ｃを軸方向に貫通する貫通孔２１ｅを有する。貫通孔２１ｅは、中心軸Ｊを中心とする円形状の孔である。貫通孔２１ｅは、貫通孔１１ｅの左側に繋がっている。伝達機構カバー２１ｂは、伝達機構ケース本体２１ａの左側の端部に固定されている。伝達機構カバー２１ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。伝達機構カバー２１ｂは、板面が軸方向を向く板状である。伝達機構カバー２１ｂの内縁は、伝達機構ケース本体２１ａの左側の開口部における内縁よりも径方向内側に位置する。

伝達機構ケース２１の内部には、ベアリング２２が収容されている。本実施形態においてベアリング２２は、スラストベアリングである。図２に示すように、ベアリング２２は、第１軌道盤２２ａと、第２軌道盤２２ｂと、複数の転動体２２ｃと、を有する。第１軌道盤２２ａおよび第２軌道盤２２ｂは、中心軸Ｊを囲む円環状である。第１軌道盤２２ａは、底部２１ｃに右側から支持されて伝達機構ケース本体２１ａに保持されている。第２軌道盤２２ｂは、第１軌道盤２２ａの左側に対向して配置されている。複数の転動体２２ｃは、第１軌道盤２２ａと第２軌道盤２２ｂとの軸方向の間に周方向に並んで配置されている。

伝達機構ケース２１の内部には、中心軸Ｊを囲む環状のシール部材２３が収容されている。シール部材２３は、伝達機構ケース本体２１ａの左側の開口部内に位置する。より詳細には、シール部材２３は、筒部２１ｄの内周面における左側の端部に設けられた環状凹部２１ｆ内に嵌め合わされている。環状凹部２１ｆは、中心軸Ｊを囲む環状である。環状凹部２１ｆは、筒部２１ｄの内周面から径方向外側に窪んでいる。環状凹部２１ｆは、左側に開口している。

図１に示すように、モータ部１０は、ロータ１３と、ステータ１４と、を有する。ロータ１３およびステータ１４は、モータケース１１の内部に収容されている。ロータ１３は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。ロータ１３は、シャフト１３ａと、シャフト１３ａの外周面に固定されたロータコア１３ｂと、ロータコア１３ｂに固定された複数のマグネット１３ｃと、を有する。つまり、モータ部１０は、シャフト１３ａを有する。シャフト１３ａは、中心軸Ｊを中心として回転可能である。シャフト１３ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト１３ａは、貫通孔１１ｅを介してモータケース１１から左側に突出し、貫通孔２１ｅを介して伝達機構ケース２１の内部に挿入されている。

シャフト１３ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びるシャフト本体部１３ｄと、シャフト本体部１３ｄの右側の端部から径方向外側に突出するフランジ部１３ｅと、を有する。シャフト本体部１３ｄの左側の端部は、貫通孔１１ｅおよび貫通孔２１ｅを介して、伝達機構ケース２１の内部に位置する。フランジ部１３ｅは、中心軸Ｊを囲む円環状である。フランジ部１３ｅは、右側から第２軌道盤１５ｂに接触している。これにより、シャフト１３ａは、ベアリング１５によって、中心軸Ｊ回りに回転可能に軸方向に支持されている。

ステータ１４は、ロータ１３の径方向外側に位置する。ステータ１４は、ロータコア１３ｂおよびマグネット１３ｃを囲む環状のステータコア１４ａと、ステータコア１４ａに取り付けられたインシュレータ１４ｂと、インシュレータ１４ｂを介してステータコア１４ａに取り付けられた複数のコイル１４ｃと、を有する。

図２に示すように、伝達機構部３０は、シャフト１３ａの左側に連結されている。より詳細には、伝達機構部３０は、シャフト本体部１３ｄの左側の端部に連結されている。伝達機構部３０は、筒部材３４と、第１移動体３１と、第２移動体３２と、第３移動体３３と、を有する。

筒部材３４は、シャフト１３ａに連結されている。筒部材３４は、中心軸Ｊを囲む筒状である。本実施形態において筒部材３４は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。筒部材３４は、左側に開口している。筒部材３４は、筒本体部３４ｃと、底壁部３４ｄと、を有する。本実施形態において筒本体部３４ｃと底壁部３４ｄとは、互いに別体である。

筒本体部３４ｃは、中心軸Ｊを囲む筒状である。より詳細には、筒本体部３４ｃは、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。筒本体部３４ｃの左側の端部は、伝達機構カバー２１ｂの内縁部の右側に対向して配置されている。筒本体部３４ｃの左側の端部が伝達機構カバー２１ｂに右側から引っ掛かることで、筒部材３４が伝達機構ケース２１内から左側に抜け出ることが抑制されている。筒本体部３４ｃの内周面は、伝達機構カバー２１ｂの内縁よりも径方向内側に位置する。筒本体部３４ｃの左側の端部における外周面には、シール部材２３の内周面が接触している。シール部材２３によって、筒部材３４の外周面と伝達機構ケース本体２１ａの内周面との間が封止されている。

底壁部３４ｄは、筒本体部３４ｃの右側に繋がっている。底壁部３４ｄは、筒本体部３４ｃの右側の開口を塞いでいる。底壁部３４ｄは、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。底壁部３４ｄの左側の面における径方向外周縁部には、筒本体部３４ｃの右側の端部が固定されている。筒本体部３４ｃと底壁部３４ｄとの固定方法は、特に限定されない。筒本体部３４ｃと底壁部３４ｄとは、例えば、溶接によって互いに固定されている。

底壁部３４ｄは、底壁部３４ｄを軸方向に貫通する連結孔３４ｅを有する。連結孔３４ｅ内には、中心軸Ｊが通っている。連結孔３４ｅの内径は、筒本体部３４ｃの内径よりも小さい。連結孔３４ｅ内には、右側からシャフト１３ａが挿入されている。より詳細には、連結孔３４ｅ内には、シャフト本体部１３ｄの左側の端部が挿入されている。シャフト本体部１３ｄの左側の端面は、連結孔３４ｅの左側の端部よりも右側に離れて配置されている。

シャフト１３ａは、連結孔３４ｅを介して底壁部３４ｄに連結されている。シャフト１３ａは、連結孔３４ｅの内周面に対して周方向に引っ掛かって連結されている。これにより、シャフト１３ａが中心軸Ｊ回りに回転すると、筒部材３４がシャフト１３ａと共に中心軸Ｊ回りに回転する。つまり、筒部材３４は、シャフト１３ａと共に中心軸Ｊ回りに回転可能である。シャフト１３ａと底壁部３４ｄとは、例えば、Ｄカットされた連結孔３４ｅにＤカットされたシャフト本体部１３ｄの左側の端部が挿入されることによって、中心軸Ｊ回りに互いに連結されている。

底壁部３４ｄの右側の面は、ベアリング２２のうち第２軌道盤２２ｂの左側の面に接触している。これにより、筒部材３４は、ベアリング２２によって、中心軸Ｊ回りに回転可能に軸方向に支持されている。本実施形態において一体となって回転するシャフト１３ａおよび筒部材３４は、２つのベアリング１５，２２によって、中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。

筒部材３４の内周面には、第１ねじ部３４ａが設けられている。つまり、伝達機構部３０は、第１ねじ部３４ａを有する。第１ねじ部３４ａは、中心軸Ｊを中心とし、中心軸Ｊ回りに旋回しつつ軸方向に向かう向きに延びる螺旋状である。本実施形態において第１ねじ部３４ａは、筒本体部３４ｃの内周面に設けられている。第１ねじ部３４ａは、筒部材３４の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。第１ねじ部３４ａの右側の端部は、筒部材３４の内周面における右側の端部に位置する。本実施形態において第１ねじ部３４ａは、筒部材３４の内周面のうち左側の端部を除くほぼ全体に亘って設けられている。第１ねじ部３４ａは、筒部材３４の内周面に設けられているため、シャフト１３ａと共に中心軸Ｊ回りに回転する。

本実施形態において第１移動体３１は、中心軸Ｊを囲む筒状である。より詳細には、第１移動体３１は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。本実施形態において第１移動体３１の軸方向の寸法は、筒本体部３４ｃの軸方向の寸法と同じである。第１移動体３１の少なくとも一部は、筒部材３４の内側に配置されている。図２に示す状態では、第１移動体３１は、全体が筒部材３４の径方向内側に配置されている。図３に示す状態では、第１移動体３１のうち右側の部分が筒部材３４の径方向内側に位置し、第１移動体３１のうち左側の部分が筒部材３４よりも左側に突出している。第１移動体３１の少なくとも一部は、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。本実施形態では、第１移動体３１の全体が、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。

第１移動体３１は、第２ねじ部３１ａと、第３ねじ部３１ｂと、を有する。第２ねじ部３１ａおよび第３ねじ部３１ｂは、中心軸Ｊを中心とし、中心軸Ｊ回りに旋回しつつ軸方向に向かう向きに延びる螺旋状である。第２ねじ部３１ａは、第１移動体３１の外周面に設けられている。より詳細には、第２ねじ部３１ａは、第１移動体３１の外周面のうち右側の部分に設けられている。第２ねじ部３１ａは、第１ねじ部３４ａと噛み合っている。第３ねじ部３１ｂは、第１移動体３１の内周面に設けられている。第３ねじ部３１ｂは、第１移動体３１の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。第３ねじ部３１ｂの右側の端部は、第１移動体３１の内周面における右側の端部に位置する。本実施形態において第３ねじ部３１ｂは、第１移動体３１の内周面のうち左側の端部を除くほぼ全体に亘って設けられている。

第２ねじ部３１ａが筒部材３４の第１ねじ部３４ａと噛み合っているため、第１ねじ部３４ａが第２ねじ部３１ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転すると、筒部材３４に対して第１移動体３１が軸方向に相対移動する。つまり、第１移動体３１は、第１ねじ部３４ａが第２ねじ部３１ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することでシャフト１３ａに対して軸方向に相対移動可能である。図２では、第１移動体３１が最も右側に位置する状態を示している。この状態において第１移動体３１の右側の端部は、底壁部３４ｄの左側の面に接触している。

図３では、第１移動体３１が最も左側に位置する状態を示している。この状態において第２ねじ部３１ａの左側の端部は、第１ねじ部３４ａの左側の端部と噛み合っている。第１移動体３１の左側の部分は、第１移動体３１が図２に示す状態から左側に移動することで、伝達機構カバー２１ｂの内側を通ってケース１００ａよりも左側に突出する。

本実施形態において第２移動体３２は、中心軸Ｊを囲む筒状である。より詳細には、第２移動体３２は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。本実施形態において第２移動体３２の軸方向の寸法は、第１移動体３１の軸方向の寸法と同じである。第２移動体３２の少なくとも一部は、第１移動体３１の内側に配置されている。図２に示す状態では、第２移動体３２は、全体が第１移動体３１の径方向内側に配置されている。図３に示す状態では、第２移動体３２のうち右側の部分が第１移動体３１の径方向内側に位置し、第２移動体３２のうち左側の部分が第１移動体３１よりも左側に突出している。第２移動体３２の少なくとも一部は、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。本実施形態では、第２移動体３２の全体が、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。

第２移動体３２は、第４ねじ部３２ａと、第５ねじ部３２ｂと、を有する。第４ねじ部３２ａおよび第５ねじ部３２ｂは、中心軸Ｊを中心とし、中心軸Ｊ回りに旋回しつつ軸方向に向かう向きに延びる螺旋状である。第４ねじ部３２ａは、第２移動体３２の外周面に設けられている。より詳細には、第４ねじ部３２ａは、第２移動体３２の外周面のうち右側の部分に設けられている。第４ねじ部３２ａは、第１移動体３１に設けられた第３ねじ部３１ｂと噛み合っている。第５ねじ部３２ｂは、第２移動体３２の内周面に設けられている。第５ねじ部３２ｂは、第２移動体３２の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。第５ねじ部３２ｂの右側の端部は、第２移動体３２の内周面における右側の端部に位置する。本実施形態において第５ねじ部３２ｂは、第２移動体３２の内周面のうち左側の端部を除くほぼ全体に亘って設けられている。

第４ねじ部３２ａが第１移動体３１の第３ねじ部３１ｂと噛み合っているため、第３ねじ部３１ｂが第４ねじ部３２ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転すると、第１移動体３１に対して第２移動体３２が軸方向に相対移動する。つまり、第２移動体３２は、第３ねじ部３１ｂが第４ねじ部３２ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することで第１移動体３１に対して軸方向に相対移動可能である。図２では、第２移動体３２が最も右側に位置する状態を示している。この状態において第２移動体３２の右側の端部は、底壁部３４ｄの左側の面に接触している。

図３では、第２移動体３２が最も左側に位置する状態を示している。この状態において第４ねじ部３２ａの左側の端部は、第３ねじ部３１ｂの左側の端部と噛み合っている。第２移動体３２の左側の部分は、第２移動体３２が図２に示す状態から左側に移動することで、伝達機構カバー２１ｂの内側を通ってケース１００ａよりも左側に突出する。

本実施形態において第３移動体３３は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。本実施形態において第３移動体３３の軸方向の寸法は、第２移動体３２の軸方向の寸法と同じである。第３移動体３３の少なくとも一部は、第２移動体３２の内側に配置されている。図２に示す状態では、第３移動体３３は、全体が第２移動体３２の径方向内側に配置されている。図３に示す状態では、第３移動体３３のうち右側の部分が第２移動体３２の径方向内側に位置し、第３移動体３３のうち左側の部分が第２移動体３２よりも左側に突出している。第３移動体３３の少なくとも一部は、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。本実施形態では、第３移動体３３の径方向外周縁部が、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。

第３移動体３３は、第６ねじ部３３ａを有する。第６ねじ部３３ａは、中心軸Ｊを中心とし、中心軸Ｊ回りに旋回しつつ軸方向に向かう向きに延びる螺旋状である。第６ねじ部３３ａは、第３移動体３３の外周面に設けられている。より詳細には、第６ねじ部３３ａは、第３移動体３３の外周面のうち右側の部分に設けられている。第６ねじ部３３ａは、第２移動体３２に設けられた第５ねじ部３２ｂと噛み合っている。

第６ねじ部３３ａが第２移動体３２の第５ねじ部３２ｂと噛み合っているため、第５ねじ部３２ｂが第６ねじ部３３ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転すると、第２移動体３２に対して第３移動体３３が軸方向に相対移動する。つまり、第３移動体３３は、第５ねじ部３２ｂが第６ねじ部３３ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することで第２移動体３２に対して軸方向に相対移動可能である。図２では、第３移動体３３が最も右側に位置する状態を示している。この状態において第３移動体３３の右側の端部における径方向外周縁部は、底壁部３４ｄの左側の面に接触している。

図３では、第３移動体３３が最も左側に位置する状態を示している。この状態において第６ねじ部３３ａの左側の端部は、第５ねじ部３２ｂの左側の端部と噛み合っている。第３移動体３３は、第３移動体３３が図２に示す状態から左側に移動することで、伝達機構カバー２１ｂの内側を通ってケース１００ａよりも左側に突出する。図３に示す状態において、第３移動体３３は、全体がケース１００ａの外部に位置する。

出力部４０は、伝達機構部３０に繋がっている。出力部４０には伝達機構部３０を介してモータ部１０の動力が伝達される。出力部４０は、モータ部１０のロータ１３が回転することで軸方向に移動させられる。図２は、出力部４０が最も右側に位置する状態を示している。図３は、出力部４０が最も左側に位置する状態を示している。

本実施形態において出力部４０は、第３移動体３３の左側の端部に設けられている。本実施形態において出力部４０と第３移動体３３とは、同一の単一部材の一部である。つまり、出力部４０と第３移動体３３とは、一体成形されている。出力部４０は、第２移動体３２よりも左側に突出している。出力部４０は、ケース１００ａよりも左側に突出している。出力部４０は、ケース１００ａの外部に配置されている。軸方向と直交する少なくとも１つの方向において、出力部４０の寸法は、第２移動体３２の内径よりも大きい。本実施形態では、図１から図３における上下方向において、出力部４０の寸法は、第２移動体３２の内径よりも大きい。

出力部４０は、軸方向と直交する一方向に見て、軸方向に長い略楕円形状である。出力部４０は、軸方向と直交する一方向に出力部４０を貫通する取付孔４１を有する。取付孔４１には、電動アクチュエータ１００によって軸方向に移動させられる駆動対象が取り付けられる。取付孔４１に当該駆動対象が取り付けられることで、出力部４０は中心軸Ｊ回りに回転することが阻止される。また、同様に、取付孔４１に当該駆動対象が取り付けられることで、出力部４０に繋がる第３移動体３３も中心軸Ｊ回りに回転することが阻止される。

出力部４０は、第３移動体３３が軸方向に移動することによって、軸方向に移動する。これにより、出力部４０は、伝達機構部３０によって軸方向に移動させられる。図２に示すように、出力部４０が最も右側に位置する状態において、出力部４０の右側の端部は、第２移動体３２の内縁に左側から引っ掛かっている。図３に示すように、出力部４０が最も左側に位置する状態において、出力部４０は、第２移動体３２から左側に離れて配置されている。

図２に示す状態において、シャフト１３ａが中心軸Ｊ回りに回転すると、シャフト１３ａと共に筒部材３４も中心軸Ｊ回りに回転する。筒部材３４が中心軸Ｊ回りに回転すると、筒部材３４の内周面に設けられた第１ねじ部３４ａが、第１移動体３１の外周面に設けられた第２ねじ部３１ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転する。これにより、第２ねじ部３１ａが第１ねじ部３４ａに対して左側に送られて、第１移動体３１がシャフト１３ａおよび筒部材３４に対して左側に移動する。第１移動体３１が左側に移動すると、第１移動体３１に連結された第２移動体３２、第３移動体３３、および出力部４０も第１移動体３１と共に左側に移動する。

第１移動体３１が左側に移動して第２ねじ部３１ａの左側の端部が第１ねじ部３４ａの左側の端部に到達すると、第２ねじ部３１ａが第１ねじ部３４ａに対してそれ以上左側に送られなくなるため、第１移動体３１が筒部材３４と共に中心軸Ｊ回りに回転し始める。第１移動体３１が中心軸Ｊ回りに回転すると、第１移動体３１の内周面に設けられた第３ねじ部３１ｂが、第２移動体３２の外周面に設けられた第４ねじ部３２ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転する。これにより、第４ねじ部３２ａが第３ねじ部３１ｂに対して左側に送られて、第２移動体３２がシャフト１３ａ、筒部材３４、および第１移動体３１に対して左側に移動する。第２移動体３２が左側に移動すると、第２移動体３２に連結された第３移動体３３および出力部４０も第２移動体３２と共に左側に移動する。

第２移動体３２が左側に移動して第４ねじ部３２ａの左側の端部が第３ねじ部３１ｂの左側の端部に到達すると、第４ねじ部３２ａが第３ねじ部３１ｂに対してそれ以上左側に送られなくなるため、第２移動体３２が第１移動体３１および筒部材３４と共に中心軸Ｊ回りに回転し始める。第２移動体３２が中心軸Ｊ回りに回転すると、第２移動体３２の内周面に設けられた第５ねじ部３２ｂが、第３移動体３３の外周面に設けられた第６ねじ部３３ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転する。これにより、第６ねじ部３３ａが第５ねじ部３２ｂに対して左側に送られて、第３移動体３３がシャフト１３ａ、筒部材３４、第１移動体３１、および第２移動体３２に対して左側に移動する。第３移動体３３が左側に移動すると、第３移動体３３に繋がる出力部４０も第３移動体３３と共に左側に移動する。第３移動体３３および出力部４０は、第６ねじ部３３ａの左側の端部が第５ねじ部３２ｂの左側の端部に到達するまで第２移動体３２に対して左側に移動可能である。

図３に示す状態において、シャフト１３ａが出力部４０を左側に移動させる際と逆向きに回転すると、第１ねじ部３４ａの回転によって第２ねじ部３１ａが右側に送られて、第１移動体３１、第２移動体３２、第３移動体３３、および出力部４０がシャフト１３ａおよび筒部材３４に対して右側に移動する。第１移動体３１が右側に移動して底壁部３４ｄに突き当たると、第２ねじ部３１ａが第１ねじ部３４ａに対してそれ以上右側に送られなくなるため、第１移動体３１が筒部材３４と共に中心軸Ｊ回りに回転し始める。これにより、第３ねじ部３１ｂの回転によって第４ねじ部３２ａが右側に送られて、第２移動体３２、第３移動体３３、および出力部４０がシャフト１３ａ、筒部材３４、および第１移動体３１に対して右側に移動する。第２移動体３２が右側に移動して底壁部３４ｄに突き当たると、第４ねじ部３２ａが第３ねじ部３１ｂに対してそれ以上右側に送られなくなるため、第２移動体３２が第１移動体３１および筒部材３４と共に中心軸Ｊ回りに回転し始める。これにより、第５ねじ部３２ｂの回転によって第６ねじ部３３ａが右側に送られて、第３移動体３３および出力部４０がシャフト１３ａ、筒部材３４、第１移動体３１、および第２移動体３２に対して右側に移動する。第３移動体３３および出力部４０は、第３移動体３３が底壁部３４ｄに突き当たる、または出力部４０が第２移動体３２の左側の端部に引っ掛かって図２に示す状態となるまで右側に移動可能である。

以上のようにして、シャフト１３ａが回転することによって、第１移動体３１と第２移動体３２と第３移動体３３とが順次軸方向に移動させられ、出力部４０を軸方向に移動させることができる。

なお、上述したように、出力部４０の取付孔４１に駆動対象が取り付けられることで出力部４０および第３移動体３３が中心軸Ｊ回りに回転することが阻止されるため、伝達機構部３０および出力部４０の全体がシャフト１３ａと共に中心軸Ｊ回りに回転することが阻止される。これにより、上述したように筒部材３４と各移動体とをそれぞれ相対的に回転させて、出力部４０を軸方向に移動させることが可能である。

また、各移動体が相対移動する順番は上述した順番に限られない。例えば、図２に示す状態において筒部材３４が中心軸Ｊ回りに回転した際に第１移動体３１も共に回転して、最初に第２移動体３２が筒部材３４および第１移動体３１に対して左側に移動してもよい。また、例えば、図２に示す状態において筒部材３４が中心軸Ｊ回りに回転した際に第１移動体３１および第２移動体３２も共に回転して、最初に第３移動体３３が筒部材３４、第１移動体３１、および第２移動体３２に対して左側に移動してもよい。出力部４０を右側に移動させる際も同様に、最初に第２移動体３２が第１移動体３１に対して右側に移動してもよいし、最初に第３移動体３３が第２移動体３２に対して右側に移動してもよい。

本実施形態によれば、伝達機構部３０は、シャフト１３ａと共に中心軸Ｊ回りに回転する第１ねじ部３４ａと、第１ねじ部３４ａと噛み合う第２ねじ部３１ａを有し、第１ねじ部３４ａが第２ねじ部３１ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することでシャフト１３ａに対して軸方向に相対移動可能な第１移動体３１と、第１移動体３１に設けられた第３ねじ部３１ｂと噛み合う第４ねじ部３２ａを有し、第３ねじ部３１ｂが第４ねじ部３２ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することで第１移動体３１に対して軸方向に相対移動可能な第２移動体３２と、を有する。そのため、上述したようにして、シャフト１３ａを回転させることで、各ねじ部同士の噛み合いを利用して、シャフト１３ａに対して第１移動体３１と第２移動体３２とを軸方向に順次移動させることができる。これにより、出力部４０を軸方向に移動させることができる。また、シャフト１３ａに対して第１移動体３１が軸方向に相対移動可能で、かつ、第１移動体３１に対して第２移動体３２が軸方向に相対移動可能であるため、シャフト１３ａに対して１つの部材を軸方向に移動させるだけの場合に比べて、出力部４０の軸方向の最大移動距離を大きくできる。また、シャフト１３ａに対して第１移動体３１を軸方向に相対移動させ、かつ、第１移動体３１に対して第２移動体３２を軸方向に相対移動させることで、各部を径方向に重ねて配置して伝達機構部３０全体を軸方向に小さくすることができる。そのため、伝達機構部３０を収容する伝達機構ケース２１が軸方向に大型化することを抑制でき、電動アクチュエータ１００が軸方向に大型化することを抑制できる。以上により、本実施形態によれば、電動アクチュエータ１００が軸方向に大型化することを抑制しつつ、出力部４０の軸方向の可動範囲を大きくできる。

また、本実施形態によれば、第１ねじ部３４ａは、筒部材３４の内周面に設けられている。第１移動体３１は、中心軸Ｊを囲む筒状であり、第１移動体３１の少なくとも一部は、筒部材３４の内側に配置されている。第２ねじ部３１ａは、第１移動体３１の外周面に設けられ、第３ねじ部３１ｂは、第１移動体３１の内周面に設けられている。そのため、シャフト１３ａと共に筒部材３４を回転させることで第１移動体３１を軸方向に移動させることができる。また、筒部材３４の内部に第１移動体３１を収容することができ、出力部４０の位置が右側の位置となる場合に伝達機構部３０を好適に軸方向に小さくできる。

また、本実施形態によれば、第１ねじ部３４ａは、筒部材３４の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。そのため、筒部材３４に対して第１移動体３１が左側に移動しても、第１移動体３１が筒部材３４内から左側に抜け出ることを抑制できる。これにより、第１ねじ部３４ａと第２ねじ部３１ａとの噛み合いが外れることを抑制できる。また、第３ねじ部３１ｂは、第１移動体３１の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。そのため、第１移動体３１に対して第２移動体３２が左側に移動しても、第２移動体３２が第１移動体３１内から左側に抜け出ることを抑制できる。これにより、第３ねじ部３１ｂと第４ねじ部３２ａとの噛み合いが外れることを抑制できる。

また、本実施形態によれば、筒部材３４は、筒状の筒本体部３４ｃと、筒本体部３４ｃの右側に繋がり、シャフト１３ａが連結された底壁部３４ｄと、を有する。第１移動体３１の少なくとも一部および第２移動体３２の少なくとも一部は、軸方向に見て、底壁部３４ｄと重なっている。そのため、筒部材３４に対して第１移動体３１および第２移動体３２が右側に相対移動しても、第１移動体３１および第２移動体３２を底壁部３４ｄに突き当てて止めることができる。これにより、第１移動体３１が筒部材３４内から右側に抜け出ることを抑制できる。したがって、第１ねじ部３４ａと第２ねじ部３１ａとの噛み合いが外れることをより抑制できる。また、第２移動体３２が第１移動体３１内から右側に抜け出ることを抑制できる。したがって、第３ねじ部３１ｂと第４ねじ部３２ａとの噛み合いが外れることをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、伝達機構部３０は、第５ねじ部３２ｂと噛み合う第６ねじ部３３ａを有する第３移動体３３を有する。第３移動体３３は、第５ねじ部３２ｂが第６ねじ部３３ａに対して中心軸Ｊ回りに相対回転することで第２移動体３２に対して軸方向に相対移動可能である。そのため、第３移動体３３によって、出力部４０の軸方向の可動範囲をより大きくできる。

また、本実施形態によれば、第２移動体３２は、中心軸Ｊを囲む筒状であり、第２移動体３２の少なくとも一部は、第１移動体３１の内側に配置されている。第４ねじ部３２ａは、第２移動体３２の外周面に設けられ、第２移動体３２の内周面には、第５ねじ部３２ｂが設けられている。そのため、第１移動体３１の内部に第２移動体３２を収容し、かつ、第２移動体３２の内部に第３移動体３３を収容することができ、出力部４０の位置が右側の位置となる場合に伝達機構部３０を好適に軸方向に小さくできる。

また、本実施形態によれば、第５ねじ部３２ｂは、第２移動体３２の内周面における左側の端部よりも右側に離れて配置されている。そのため、第２移動体３２に対して第３移動体３３が左側に移動しても、第３移動体３３が第２移動体３２内から左側に抜け出ることを抑制できる。これにより、第５ねじ部３２ｂと第６ねじ部３３ａとの噛み合いが外れることを抑制できる。

また、本実施形態によれば、出力部４０は、第３移動体３３の左側の端部に設けられ、かつ、第２移動体３２よりも左側に突出している。軸方向と直交する少なくとも１つの方向において、出力部４０の寸法は、第２移動体３２の内径よりも大きい。そのため、出力部４０が第２移動体３２の左側の端部に引っ掛かることで、第３移動体３３が第２移動体３２に対して右側に移動しすぎることを抑制できる。これにより、第５ねじ部３２ｂと第６ねじ部３３ａとの噛み合いが外れることをより抑制できる。なお、本実施形態では、第３移動体３３の少なくとも一部が軸方向に見て底壁部３４ｄと重なっているため、仮に出力部４０が第２移動体３２内に挿入可能な大きさであっても、第３移動体３３が底壁部３４ｄに突き当たることで、第３移動体３３が第２移動体３２に対して右側に移動しすぎることを抑制できる。したがって、第５ねじ部３２ｂと第６ねじ部３３ａとの噛み合いが外れることをより抑制できる。

＜第２実施形態＞
以下の第２実施形態の説明においては、上述した実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付すなどにより説明を省略する場合がある。図４に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ２００において、伝達機構部２３０は、第２移動体３２の外周面における左側の端部から径方向外側に突出する第１ストッパ部２３６を有する。本実施形態において第１ストッパ部２３６は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。第１ストッパ部２３６は、板面が軸方向を向く板状である。本実施形態において第１ストッパ部２３６は、第２移動体３２と別体である。第１ストッパ部２３６は、第２移動体３２の外周面に固定されている。

第１ストッパ部２３６は、第１移動体３１の左側に対向して配置されている。そのため、第２移動体３２が第１移動体３１に対して右側に相対移動すると、第１ストッパ部２３６が第１移動体３１に左側から引っ掛かる。これにより、第１ストッパ部２３６によって、第２移動体３２が第１移動体３１に対して右側に移動しすぎることを抑制できる。したがって、例えば、図４に示す状態から出力部４０を右側に移動させる際に、第２移動体３２が最初に右側に移動する場合などであっても、第３ねじ部３１ｂと第４ねじ部３２ａとの噛み合いが外れることを抑制できる。電動アクチュエータ２００のその他の構成は、第１実施形態の電動アクチュエータ１００のその他の構成と同様である。

なお、本実施形態において、第１ストッパ部２３６の形状は、特に限定されない。第１ストッパ部２３６は、周方向に間隔を空けて複数設けられてもよい。第１ストッパ部２３６と第２移動体３２とは、同一の単一部材の一部であってもよい。

＜第３実施形態＞
以下の第３実施形態の説明においては、上述した実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付すなどにより説明を省略する場合がある。図５に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ３００において、伝達機構部３３０は、第３ねじ部３１ｂにおける右側の端部に設けられた第２ストッパ部３３７を有する。本実施形態において第２ストッパ部３３７は、第３ねじ部３１ｂの右側の端部の一部が潰されて径方向内側に突出させられることで作られている。第２ストッパ部３３７は、例えば、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

第２ストッパ部３３７は、第２移動体３２の右側に対向して配置されている。そのため、第２移動体３２が第１移動体３１に対して右側に相対移動すると、第２ストッパ部３３７が第２移動体３２に右側から引っ掛かる。これにより、第２ストッパ部３３７によって、第２移動体３２が第１移動体３１に対して右側に移動しすぎることを抑制できる。したがって、例えば、図５に示す状態から出力部４０を右側に移動させる際に、第２移動体３２が最初に右側に移動する場合であっても、第３ねじ部３１ｂと第４ねじ部３２ａとの噛み合いが外れることを抑制できる。電動アクチュエータ３００のその他の構成は、第１実施形態の電動アクチュエータ１００のその他の構成と同様である。

なお、本実施形態において、第２ストッパ部３３７の形状は、特に限定されない。第２ストッパ部３３７は、中心軸Ｊを囲む円環状であってもよい。第２ストッパ部３３７は、第１移動体３１に固定された別部材によって構成されてもよい。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成および方法を採用することもできる。シャフトに対して軸方向に移動可能であり、かつ、互いに相対移動可能な移動体の数は、２つ以上であれば、特に限定されない。例えば、上述した各実施形態において、第３移動体３３が設けられなくてもよい。この場合、出力部４０は、例えば、第２移動体３２の左側の端部に設けられる。また、例えば、４つ以上の移動体が設けられてもよい。具体的には、例えば、上述した各実施形態において、第３移動体３３が筒状で、当該筒状の第３移動体３３の内周面に設けられた第７ねじ部に噛み合う第８ねじ部を有する第４移動体が設けられてもよい。この場合、出力部４０は、例えば、当該第４移動体の左側の端部に設けられる。

第１ねじ部は、シャフトの外周面に設けられてもよい。この場合、例えば、シャフトに連結される筒部材は設けられず、第１移動体はシャフトを囲む筒状で、かつ、第１移動体の内周面に第２ねじ部が設けられる。また、この場合、第２移動体は第１移動体を囲む筒状であってもよいし、第３移動体は第２移動体を囲む筒状であってもよい。第１移動体の少なくとも一部、第２移動体の少なくとも一部、および第３移動体の少なくとも一部は、軸方向に見て、底壁部と重ならなくてもよい。

シャフトに連結された筒部材における底壁部の代わりに、筒部材に対して第１移動体が右側に移動しすぎることを抑制するストッパ部が別途設けられてもよい。シャフトに連結された筒部材における底壁部および筒状の第２移動体に右側から引っ掛かる出力部の代わりに、第２移動体に対して第３移動体が右側に移動しすぎることを抑制するストッパ部が別途設けられてもよい。

本発明が適用される電動アクチュエータの用途は、特に限定されない。電動アクチュエータは、どのような機器に搭載されてもよい。電動アクチュエータは、例えば、車両に搭載されてもよい。なお、以上に、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…モータ部、１３ａ…シャフト、３０，２３０，３３０…伝達機構部、３１…第１移動体、３１ａ…第２ねじ部、３１ｂ…第３ねじ部、３２…第２移動体、３２ａ…第４ねじ部、３２ｂ…第５ねじ部、３３…第３移動体、３３ａ…第６ねじ部、３４…筒部材、３４ａ…第１ねじ部、３４ｃ…筒本体部、３４ｄ…底壁部、４０…出力部、１００，２００，３００…電動アクチュエータ、２３６…第１ストッパ部、３３７…第２ストッパ部、Ｊ…中心軸

Claims (10)

1. 中心軸を中心として回転可能なシャフトを有するモータ部と、
   前記シャフトの軸方向一方側に連結された伝達機構部と、
   前記伝達機構部に繋がり、前記伝達機構部によって軸方向に移動させられる出力部と、
   を備え、
   前記伝達機構部は、
   前記シャフトと共に前記中心軸回りに回転する第１ねじ部と、
   前記第１ねじ部と噛み合う第２ねじ部を有し、前記第１ねじ部が前記第２ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記シャフトに対して軸方向に相対移動可能な第１移動体と、
   前記第１移動体に設けられた第３ねじ部と噛み合う第４ねじ部を有し、前記第３ねじ部が前記第４ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記第１移動体に対して軸方向に相対移動可能な第２移動体と、
   を有する、電動アクチュエータ。
2. 前記伝達機構部は、前記中心軸を囲む筒状の筒部材を有し、
   前記筒部材は、前記シャフトに連結され、前記シャフトと共に前記中心軸回りに回転可能であり、
   前記第１ねじ部は、前記筒部材の内周面に設けられ、
   前記第１移動体は、前記中心軸を囲む筒状であり、
   前記第１移動体の少なくとも一部は、前記筒部材の内側に配置され、
   前記第２ねじ部は、前記第１移動体の外周面に設けられ、
   前記第３ねじ部は、前記第１移動体の内周面に設けられている、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記第１ねじ部は、前記筒部材の内周面における軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に離れて配置され、
   前記第３ねじ部は、前記第１移動体の内周面における軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に離れて配置されている、請求項２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記筒部材は、
   筒状の筒本体部と、
   前記筒本体部の軸方向他方側に繋がり、前記シャフトが連結された底壁部と、
   を有し、
   前記第１移動体の少なくとも一部および前記第２移動体の少なくとも一部は、軸方向に見て、前記底壁部と重なっている、請求項２または３に記載の電動アクチュエータ。
5. 前記伝達機構部は、前記第２移動体の外周面における軸方向一方側の端部から径方向外側に突出する第１ストッパ部を有し、
   前記第１ストッパ部は、前記第１移動体の軸方向一方側に対向して配置されている、請求項２から４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
6. 前記伝達機構部は、前記第３ねじ部における軸方向他方側の端部に設けられた第２ストッパ部を有し、
   前記第２ストッパ部は、前記第２移動体の軸方向他方側に対向して配置されている、請求項２から５のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
7. 前記第２移動体は、前記中心軸を囲む筒状であり、
   前記第２移動体の少なくとも一部は、前記第１移動体の内側に配置され、
   前記第４ねじ部は、前記第２移動体の外周面に設けられ、
   前記第２移動体の内周面には、第５ねじ部が設けられ、
   前記伝達機構部は、前記第５ねじ部と噛み合う第６ねじ部を有する第３移動体を有し、
   前記第３移動体は、前記第５ねじ部が前記第６ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記第２移動体に対して軸方向に相対移動可能である、請求項２から６のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
8. 前記第５ねじ部は、前記第２移動体の内周面における軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に離れて配置されている、請求項７に記載の電動アクチュエータ。
9. 前記出力部は、前記第３移動体の軸方向一方側の端部に設けられ、かつ、前記第２移動体よりも軸方向一方側に突出し、
   軸方向と直交する少なくとも１つの方向において、前記出力部の寸法は、前記第２移動体の内径よりも大きい、請求項７または８に記載の電動アクチュエータ。
10. 前記第２移動体には、第５ねじ部が設けられ、
    前記伝達機構部は、前記第５ねじ部と噛み合う第６ねじ部を有する第３移動体を有し、
    前記第３移動体は、前記第５ねじ部が前記第６ねじ部に対して前記中心軸回りに相対回転することで前記第２移動体に対して軸方向に相対移動可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

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