JP6686373B2

JP6686373B2 - アクチュエータ

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Publication number: JP6686373B2
Application number: JP2015217713A
Authority: JP
Inventors: 岡田　真一; 真一岡田; 伊藤　靖英; 靖英伊藤; 弘平柴田; 崇文根木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: JP2016109295A

Description

本発明は、アクチュエータに関する。

下記特許文献１には、減速機構を備えたアクチュエータが開示されており、このアクチュエータは、ＤＣモータと、ＤＣモータの回転軸の回転数を所定の減速比で減速して出力軸に伝達する減速機構と、を備えている。また、減速機構は、ＤＣモータの回転軸に設けられたウォームと、ウォームと噛み合うウォーム歯車と、ウォーム歯車と同軸上に設けられていると共にウォーム歯車と一体回転可能とされたべベル歯車と、出力軸と一体回転可能に設けられていると共にべベル歯車と噛み合うクラウン歯車と、を含んで構成されている。

特表２００３−５２９７３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたアクチュエータでは、ウォーム歯車及びべベル歯車がブラケットから延出されたシャフトに片持ち支持されている。そのため、アクチュエータの作動時におけるウォーム歯車及びべベル歯車の軸ずれを抑制するために、ブラケットから延出されたシャフトの剛性アップ等の対策が必要になることが考えられる。これにより、減速機構が大型化し、ひいては、当該減速機構を備えたアクチュエータの体格が大型化することが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、体格が大型化することを抑制することができるアクチュエータを得ることが目的である。

請求項１記載のアクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記回転軸と同軸上に配置された出力軸と、前記回転軸と一体回転可能に設けられた回転軸側ギヤと、前記出力軸と一体回転可能に設けられた出力軸側ギヤと、前記回転軸側ギヤ及び前記出力軸側ギヤと噛み合い、前記回転軸側ギヤと前記出力軸側ギヤとの間に設けられ、第１中間ギヤと、前記第１中間ギヤと一体回転可能に設けられ前記第１中間ギヤより前記回転軸の径方向外側に配置された第２中間ギヤと、を有する中間ギヤ構成体と、前記中間ギヤ構成体における前記第１中間ギヤ側の端部を支持する第１軸受と、前記中間ギヤ構成体における前記第２中間ギヤ側の端部を支持する第２軸受と、を備え、前記第２軸受の外径が前記第１軸受の外径に比して大径に設定されており、前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向が、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向と反対方向となるように、かつ、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の大きさが、前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の大きさよりも大きくなるように、前記回転軸側ギヤ、前記第１中間ギヤ、前記第２中間ギヤ及び前記出力軸側ギヤの角度が設定されている。
請求項２記載のアクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記回転軸と同軸上に配置された出力軸と、前記回転軸と一体回転可能に設けられた回転軸側ギヤと、前記出力軸と一体回転可能に設けられた出力軸側ギヤと、前記回転軸側ギヤ及び前記出力軸側ギヤと噛み合い、前記回転軸側ギヤと前記出力軸側ギヤとの間に設けられ、第１中間ギヤと、前記第１中間ギヤと一体回転可能に設けられ前記第１中間ギヤより前記回転軸の径方向外側に配置された第２中間ギヤと、を有する中間ギヤ構成体と、前記中間ギヤ構成体における前記第１中間ギヤ側の端部を支持する第１軸受と、前記中間ギヤ構成体における前記第２中間ギヤ側の端部を支持する第２軸受と、を備え、前記第２軸受の外径が前記第１軸受の外径に比して大径に設定されており、前記中間ギヤ構成体の回転軸方向が、前記回転軸の回転軸方向と直交する平面上において該回転軸の回転軸方向とねじれの位置の関係となるように配置されており、前記出力軸側ギヤは、前記出力軸における前記出力軸側ギヤ側の端部に設けられた円板部の外周部に設けられており、前記第１軸受は、前記出力軸側ギヤが設けられた部分の径方向内側において前記円板部と軸方向に対向する位置に設けられ、前記第２軸受は、前記出力軸側ギヤの径方向外側の端よりも径方向外側に設けられている。

請求項１又は請求項２記載のアクチュエータによれば、モータの回転軸が回転すると、回転軸側ギヤが回転する。また、回転軸側ギヤが回転すると、当該回転軸側ギヤと噛み合う第１中間ギヤが第２中間ギヤと共に回転する。すなわち、中間ギヤ構成体が回転する。さらに、中間ギヤ構成体が回転すると、当該中間ギヤ構成体の第２中間ギヤと噛み合う出力軸側ギヤが回転する。これにより、出力軸が回転する。ところで、中間ギヤ構成体が片持ち支持されている構成においては、アクチュエータの作動時における中間ギヤ構成体の芯ずれを抑制するために、中間ギヤ構成体を支持する部分の厚みを増やす、或いは、中間ギヤ構成体の径を太くすること等による剛性アップが必要になることが考えられる。しかしながら、本発明では、中間ギヤ構成体における第１中間ギヤ側の端部及び第２中間ギヤ側の端部が、第１軸受及び第２軸受にそれぞれ支持されている。すなわち、中間ギヤ構成体が、第１軸受及び第２軸受によって両持ち支持されている。このため、中間ギヤ構成体が片持ち支持されている構成に比して、中間ギヤ構成体を支持する部分が大型化する、或いは、中間ギヤ構成体が径方向に太くなることが抑制される。これにより、本発明では、アクチュエータの体格が大型化することを抑制することができる。

請求項１又は請求項２記載のアクチュエータによれば、中間ギヤ構成体に生じるスラスト力を支持する第２軸受の径を、当該第１軸受の径よりも大径に設定することにより、当該アクチュエータの耐久性を向上させることができる。

請求項３記載のアクチュエータは、請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、前記回転軸側ギヤ、前記出力軸側ギヤ、及び前記中間ギヤ構成体は、ギヤハウジング内に収容されており、前記ギヤハウジング、前記第２軸受及び前記中間ギヤ構成体の少なくともいずれかには、前記ギヤハウジングに対する前記中間ギヤ構成体の前記第１中間ギヤ側への移動を規制する規制部が設けられている。

請求項３記載のアクチュエータによれば、規制部を有することによって、中間ギヤ構成体の第１中間ギヤ側への移動を規制することができる。

請求項４記載のアクチュエータは、請求項３記載のアクチュエータにおいて、前記規制部が前記第２軸受側に設けられている。

請求項４記載のアクチュエータによれば、規制部を上記位置に配置することにより、当該規制部を設けるスペースを容易に確保することができる。

請求項５記載のアクチュエータは、請求項４記載のアクチュエータにおいて、前記規制部が前記第２軸受に設けられており、前記規制部が前記ギヤハウジングと該ギヤハウジングに取付けられた押さえ部材との間に配置されている。

請求項５記載のアクチュエータによれば、中間ギヤ構成体から第２軸受にスラスト力が入力された際に、第２軸受がギヤハウジングに対して変位することを抑制することができる。また、第２軸受の規制部がギヤハウジングと押さえ部材との間に配置されることで、当該第２軸受がギヤハウジングに固定される構成とすることで、中間ギヤ構成体の回転軸方向への移動を第２軸受を介して効果的に抑制することができる。

請求項６記載のアクチュエータは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記回転軸及び前記出力軸の軸方向に沿って切断した断面視で、前記第１中間ギヤにおける前記出力軸側の端が、前記出力軸側ギヤにおける前記モータ側の端に対して前記出力軸側に配置されている。

請求項６記載のアクチュエータによれば、第１中間ギヤと出力軸側ギヤとを上記のように配置することにより、モータと出力軸側ギヤとの間のクリアランスが広くなることを抑制することができる。これにより、本発明では、アクチュエータの軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。

請求項７記載のアクチュエータは、請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向が、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向と反対方向となるように、前記回転軸側ギヤ、前記第１中間ギヤ、前記第２中間ギヤ及び前記出力軸側ギヤの角度が設定されている。

請求項７記載のアクチュエータによれば、中間ギヤ構成体に生じるスラスト力の方向を上記のように設定することにより、中間ギヤ構成体から第１軸受又は第２軸受に入力されるスラスト力を低減することができる。これにより、本発明では、アクチュエータの耐久性を向上させることができる。

請求項８記載のアクチュエータは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記モータは、固定子と、該固定子の径方向内側に配置された回転子と、を含んで構成されており、前記固定子の前記回転軸の軸方向への寸法が、該固定子の前記回転軸の径方向への寸法に比して短く設定されている。

請求項８記載のアクチュエータによれば、モータの固定子の寸法を上記のように設定することにより、アクチュエータの軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。

請求項９記載のアクチュエータは、請求項１又は請求項１を引用する請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、前記中間ギヤ構成体の回転軸方向が、前記回転軸の回転軸方向と直交する平面上において該回転軸の回転軸方向とねじれの位置の関係となるように配置されている。

請求項９記載のアクチュエータによれば、中間ギヤ構成体及び回転軸の回転軸方向を上記のように配置させることで、アクチュエータの回転軸の回転軸方向への軸短化を図ることができる。

アクチュエータ出力軸側から見た分解斜視図である。図１に示されたアクチュエータを分解して示す分解斜視図である。モータを示す斜視図である。減速機構を示す斜視図である。減速機構を示す平面図である。図１に示された６−６線に沿って切断したアクチュエータの断面を示す側断面図である。ギヤハウジングカバーにおいて一対のベアリングが固定された部分を拡大して示す拡大断面図である。図１に示された７Ａ−７Ａ線に沿って切断したアクチュエータの断面を示す平断面図である。図７Ａに示された７Ｂ−７Ｂ線に沿って切断したアクチュエータの一部の断面を拡大して示す拡大側断面図である。出力軸の回転数を検出するためのセンサマグネット及びホール素子が実装された回路基板等を示す平面図である。センサマグネットが設けられた部位を拡大して示す図７Ｂに対応する拡大側断面図である。変形例に係るアクチュエータの回路基板及びハウジング本体等を示す図８Ａに対応する平面図である。

図１〜図８Ａを用いて本発明の実施形態に係るアクチュエータ１０について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、アクチュエータの一部を構成するモータ１２の軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、モータ１２の軸方向、径方向、周方向を示すものとする。さらに、モータ１２の軸方向、径方向及び周方向は、当該モータ１２の回転軸１４及びアクチュエータ１０の出力軸１６の軸方向、径方向及び周方向とそれぞれ一致している。

図１及び図２に示されるように、本実施形態のアクチュエータ１０は、モータ１２の回転軸１４と出力軸１６とが同軸上に配置されたタイプのアクチュエータであり、図２に示されるように、このアクチュエータ１０は、モータ１２と、モータ１２の回転軸１４の回転を所定の減速比で減速して出力軸１６に伝達する減速機構１８と、を備えている。

図３に示されるように、モータ１２は、インナロータタイプである１０極１２スロットのブラシレスモータであり、このモータ１２は、回転磁界を発生させる固定子２０と、固定子２０が界磁する回転磁界によって回転する回転子２２と、を含んで構成されている。

固定子２０は、周方向に沿って等間隔に配列された１２個のティース部２４を有する固定子コア２６と、固定子コア２６の各々のティース部２４に導電性の巻線が巻回される（集中巻される）ことによって形成された１２個のコイル２８と、を含んで構成されている。そして、各々のコイル２８への通電が切替えられることによって、回転磁界が生じるようになっている。また、固定子２０は、軸方向一方側（矢印Ｚ方向側）が開放されたハット型に形成されたモータハウジング３０に固定されており、図１及び図２に示されるように、モータハウジング３０は後述するギヤハウジング５４にボルト３２を介して固定されている。また、図３に示されるように、本実施形態では、固定子２０の軸方向への寸法Ｈが、当該固定子２０の径方向への寸法Ｄに比して短く設定されている。

図６Ａに示されるように、固定子２０の径方向内側に配置された回転子２２は、円柱状に形成された回転子コア３４と、回転子コア３４の軸心部に固定された回転軸１４と、固定子コア２６の外周部に固定された１０個のマグネット２７（図６Ａ参照）と、を含んで構成されている。また、回転子２２は、２つのベアリング３６を介してモータハウジング３０及び後述するギヤハウジング５４に支持されている。なお、本実施形態では、マグネット２７を回転子コア３４の外周面に固定する表面磁石型（ＳＰＭ：ＳｕｒｆａｃｅＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ）としたが、本発明はこれに限定されず、マグネット２７を回転子コア３４の内部に埋設した埋込磁石型（ＩＰＭ：ＩｎｔｅｒｉｏｒｐｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ）とすることもできる。

図２に示されるように、減速機構１８は、回転軸１４と一体回転可能に設けられた回転軸側ギヤ３８と、出力軸１６と一体回転可能に設けられた出力軸側ギヤ４０と、回転軸側ギヤ３８と出力軸側ギヤ４０との間に設けられていると共に回転軸側ギヤ３８と噛み合う第１中間ギヤ４２及び出力軸側ギヤ４０と噛み合う第２中間ギヤ４４を有する一対の中間ギヤ構成体４６と、を含んで構成されている。

図３及び図４に示されるように、回転軸側ギヤ３８は、一例として金属製の回転軸１４の軸方向一方側の端部に転造加工が施されることによって形成されたウォームである。なお、樹脂材料等を用いて形成されたウォームを回転軸１４の軸方向の端部に取付けた構成としてもよい。

図４及び図５に示されるように、出力軸側ギヤ４０は、出力軸１６の軸方向他方側の端部に設けられた円板部１６Ａの外周部に設けられており、これにより、出力軸側ギヤ４０と出力軸１６とが一体に回転することが可能となっている。また、出力軸側ギヤ４０は、歯数が４５歯とされていると共に側面視で軸方向他方側に向かうにつれて緩やかに窄まるように形成されたハイポイドギヤである。さらに、本実施形態では、出力軸側ギヤ４０の軸方向他方側の端、すなわち、出力軸側ギヤ４０の軸方向他方側の端（出力軸側ギヤ４０の歯先４０Ａ）が、出力軸１６の円板部１６Ａの軸方向他方側の面に対して軸方向他方側に位置している。

一対の中間ギヤ構成体４６は、回転軸側ギヤ３８と出力軸側ギヤ４０との間に設けられており、一対の中間ギヤ構成体４６は、軸方向視で回転軸１４及び出力軸１６の中心を対象中心とする点対象に配置されていると共に互いに平行に配置されている。また、中間ギヤ構成体４６は、軸方向と直交する平面上において軸方向とねじれの位置の関係となる方向に延びる金属製の棒状のシャフト部４８と、シャフト部４８の長手方向一方側及び他方側にそれぞれ設けられた第１中間ギヤ４２及び第２中間ギヤ４４と、を備えている。

シャフト部４８の長手方向一方側の端部は、第１軸受としての第１ベアリング５０のインナレースが圧入により固定される第１軸受固定部４８Ａとされており、シャフト部４８の長手方向他方側の端部は、第１ベアリング５０よりも大径とされた第２軸受としての第２ベアリング５２のインナレースが圧入により固定される第２軸受固定部４８Ｂとされている。なお、本実施形態では、シャフト部４８の軸方向の両端部が周方向に沿って４か所かしめられることによって、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２が第１軸受固定部４８Ａ及び第２軸受固定部４８Ｂから外れないようになっている（図７Ｂ参照）。また、シャフト部４８において第１中間ギヤ４２が設けられた部位と第２中間ギヤ４４が設けられた部位との中間部は、第１中間ギヤ４２及び第２中間ギヤ４４の外径よりも小径とされた接続部４８Ｃとされている。また、図７Ｂに示されるように、本実施形態では、第２ベアリング５２のアウタレース５２Ａの軸方向一方側の端部に規制部としてのフランジ部５２Ｂが形成されている。

図４及び図５に示されるように、第１中間ギヤ４２は、歯数が１７歯とされていると共に回転軸側ギヤ３８と噛み合うウォームホイールであり、この第１中間ギヤ４２は、シャフト部４８の第１軸受固定部４８Ａに対して当該シャフト部４８の長手方向他方側（第２軸受固定部４８Ｂ側）に設けられている。また、本実施形態では、第１中間ギヤ４２は樹脂製とされており、この第１中間ギヤ４２がシャフト部４８に取付固定されることによって、第１中間ギヤ４２がシャフト部４８と共に一体回転することが可能となっている。さらに、モータ１２の出力軸１６が軸方向一方側から見て時計回りに回転すると（矢印ＣＷ方向に回転すると）、回転軸側ギヤ３８と第１中間ギヤ４２とが噛み合うことによるスラスト力Ｆ１が中間ギヤ構成体４６に生じる。このスラスト力Ｆ１の方向は、シャフト部４８の長手方一方側から他方側（第１軸受固定部４８Ａ側から第２軸受固定部４８Ｂ側）に向かう方向となるように、回転軸側ギヤ３８の回転軸１４の軸方向に対する角度及び第１中間ギヤ４２のシャフト部４８の軸方向に対する角度が設定されている。

第２中間ギヤ４４は、歯数が１３歯とされていると共に出力軸側ギヤ４０と噛み合うハイポイドピニオンギヤであり、この第２中間ギヤ４４は、シャフト部４８の長手方向一方側（第１軸受固定部４８Ａ側）に向かうにつれて窄まるように形成されている。また、第２中間ギヤ４４は、シャフト部４８の第２軸受固定部４８Ｂに対して当該シャフト部４８の長手方向一方側（第１軸受固定部４８Ａ側）に設けられている。また、本実施形態では、シャフト部４８の一部に転造加工が施されることによって、第２中間ギヤ４４がシャフト部４８における上記の部位に形成されている。さらに、モータ１２の出力軸１６が軸方向一方側から見て時計回りに回転すると（矢印ＣＷ方向に回転すると）、第２中間ギヤ４４と出力軸側ギヤ４０とが噛み合うことによるスラスト力Ｆ２が中間ギヤ構成体４６に生じる。このスラスト力Ｆ２の方向は、シャフト部４８の長手方他方側から一方側（第２軸受固定部４８Ｂ側から第１軸受固定部４８Ａ側）に向かう方向となるように、第２中間ギヤ４４のシャフト部４８の軸方向に対する角度及び出力軸側ギヤ４０の出力軸１６の径方向に対する角度が設定されている。すなわち、中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力Ｆ２の方向とスラスト力Ｆ１の方向とが反対方向となるように、回転軸側ギヤ３８、第１中間ギヤ４２、第２中間ギヤ４４及び出力軸側ギヤ４０の上記角度が設定されている。また、本実施形態では、アクチュエータ１０の作動時において、中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力Ｆ１がスラスト力Ｆ２に比して小さくなっている。

図６Ａに示されるように、以上説明した減速機構１８は、モータ１２の軸方向一方側に設けられたギヤハウジング５４内に形成されたギヤ収容室５６内に配置されている。ギヤ収容室５６を形成するギヤハウジング５４は、出力軸１６側が開放された箱状に形成されたギヤハウジング本体５８と、ギヤハウジング本体５８の開放端を閉止するギヤハウジングカバー６０と、を備えている。

ギヤハウジング本体５８の径方向の中心部には、回転軸１４が挿通される回転軸挿通孔５８Ａが形成されている。また、図７Ａに示されるように、ギヤハウジング本体５８において回転軸挿通孔５８Ａの中心を挟んで径方向一方側及び他方側には、前述の一対の中間ギヤ構成体４６が収容される一対の中間ギヤ構成体収容部５８Ｂが設けられている。また、中間ギヤ構成体収容部５８Ｂの一端（径方向内側）には、第１ベアリング５０のアウタレースが遊挿される第１ベアリング支持孔５８Ｃが形成されている。さらに、図７Ｂに示されるように、中間ギヤ構成体収容部５８Ｂの他端（径方向外側）には、第２ベアリング５２のアウタレース５２Ａにおいてフランジ部５２Ｂが形成されていない部位５２Ｃが遊挿される第２ベアリング支持孔５８Ｄが形成されている。そして、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２が取付けられた中間ギヤ構成体４６が、第２ベアリング支持孔５８Ｄに挿通されて、第２ベアリング５２のフランジ部５２Ｂが第２ベアリング支持孔５８Ｄの周縁部５８Ｅに当接することによって、第２ベアリング５２のギヤハウジング５４の内側への移動（第１中間ギヤ４２側への移動）が規制されるようになっている。また、押さえ部材としての第２ベアリング押さえ部材６２がボルト６４（図２参照）を介してギヤハウジング本体５８に固定されることによって、第２ベアリング５２のフランジ部５２Ｂが、第２ベアリング支持孔５８Ｄの周縁部５８Ｅと第２ベアリング押さえ部材６２との間に配置されるようになっている。これにより、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２が固定された中間ギヤ構成体４６が、ギヤハウジング本体５８に取付けられるようになっている。また、第２ベアリング５２のフランジ部５２Ｂが、第２ベアリング支持孔５８Ｄの周縁部５８Ｅと第２ベアリング押さえ部材６２との間に配置されることによって、シャフト部４８の長手方向一方側及び他方側へのスラスト力を第２ベアリング５２で受け持つことが可能となっている。なお、図１に示されるように、ギヤハウジング本体５８の外周部には、剛性調整用の下段リブ５８Ｆが立設されている。

また、図６Ａに示されるように、ギヤハウジングカバー６０の径方向の中心部には、出力軸１６を支持すると共に軸方向に隣り合って配置された一対のベアリング６６が固定されている。詳述すると、ギヤハウジングカバー６０の径方向の中心部には、円筒状に形成されたベアリング挿入部６０Ｃが設けられている。また、ベアリング挿入部６０Ｃの軸方向一方側の端部には、径方向内側に向けて突出されたフランジ状のベアリング当接部６０Ｄが設けられている。そして、一対のベアリング６６がベアリング挿入部６０Ｃに軸方向他方側から一方側に向けて挿入されることで、軸方向一方側に配置されたベアリング６６のアウタレースがベアリング当接部６０Ｄに当接される。そして、ベアリング挿入部６０Ｃの軸方向他方側の部分（符号６０Ｅで示された部分（図６Ｂも参照））がかしめられることで、一対のベアリング６６がベアリング挿入部６０Ｃから抜け出さないようになっている。また、一対のベアリング６６のうち軸方向他方側に配置されたベアリング６６のインナレースと出力軸１６の軸方向他方側に設けられた円板部１６Ａとの間には、ワッシャ６８が介装されている。また、出力軸１６が一対のベアリング６６のインナレースに挿通された状態において、出力軸１６には、保持部材７０が取付けられるようになっている。これにより、一対のベアリング６６のインナレースが保持部材と出力軸１６の円板部１６Ａとの間に挟み込まれた状態となる。その結果、出力軸１６が一対のベアリング６６から抜け出さないようになっている。以上の構成を採ることにより、出力軸１６のギヤハウジングカバー６０に対する軸方向への移動が規制されるようになっている。また、出力軸１６に加わる軸方向への荷重をベアリング６６を介してギヤハウジングカバー６０に分散させることができることに加えて、ギヤハウジングカバー６０に伝達された上記荷重を後述するボルト７４（図２参照）を介してギヤハウジング本体５８にも分散させることができる。また、ギヤハウジングカバー６０には、出力軸１６が挿通される挿通孔を有するキャップ７２が取付けられている。これにより、アクチュエータ１０に付着した水滴等がベアリング６６側に向けて浸入することが抑制されている。なお、図１に示されるように、ギヤハウジングカバー６０には、一対のベアリング６６が固定された部位を補強する上段リブ６０Ａが立設されている。また、ギヤハウジングカバー６０には、周方向に沿って間隔をあけて配置された３つのボス部６０Ｂが立設されている。そして、図示しないボルトが３つのボス部６０Ｂに螺入されることによって、アクチュエータ１０を車両の被固定部等に固定することが可能となっている。

以上説明したギヤハウジングカバー６０がボルト７４（図２参照）を介してギヤハウジング本体５８に固定されることによって、ギヤハウジングカバー６０とギヤハウジング本体５８との間に、減速機構１８を構成する回転軸側ギヤ３８、中間ギヤ構成体４６及び出力軸側ギヤ４０が収容されるギヤ収容室５６が形成されている。そして、回転軸側ギヤ３８、中間ギヤ構成体４６及び出力軸側ギヤ４０がギヤ収容室５６に収容された状態において、第１中間ギヤ４２における出力軸１６側の端（第１中間ギヤ４２の歯先４２Ａ）が、出力軸側ギヤ４０におけるモータ側の端（出力軸側ギヤ４０の歯先４０Ａ）に対して出力軸１６側に配置されている。

また、図８Ａに示されるように、本実施形態では、出力軸１６の回転数及び回転角度を検出するための被検出部としてのセンサマグネット７６及びセンサマグネット７６の磁気を検出する検出部としてのホール素子７８が実装された回路基板８０が設けられている。

図８Ｂに示されるように、センサマグネット７６は、一の中間ギヤ構成体４６のシャフト部４８の長手方向他方側の端部（第２軸受固定部４８Ｂ側の端部）にセンサマグネット支持部材９０を介して固定されている。センサマグネット支持部材９０は、シャフト部４８の長手方向他方側の端部に形成された圧入孔４８Ｄに圧入される円柱状の圧入部９０Ａを備えている。また、センサマグネット支持部材９０は、圧入部９０Ａの一端に設けられ、当該圧入部９０Ａの軸方向を軸方向とする円板状に形成された円板部９０Ｂと、円板部９０Ｂの外周部に形成された爪部９０Ｃと、を備えている。そして、センサマグネット７６が爪部９０Ｃ及び円板部９０Ｂによって保持されることによって、センサマグネット７６がセンサマグネット支持部材９０に固定される。また、センサマグネット７６がセンサマグネット支持部材９０に固定された状態で、センサマグネット支持部材９０の圧入部９０Ａがシャフト部４８の長手方向他方側の端部に形成された圧入孔４８Ｄに圧入される。これにより、センサマグネット７６がシャフト部４８に固定されて、センサマグネット７６がシャフト部４８と共に一体回転することが可能となっている。

また、回路基板８０は、ギヤハウジング５４の外側（ギヤ収容室５６の外側）に配置された状態で図示しない回路基板支持部材を介してギヤハウジング本体５８に固定されている。また、ギヤハウジング本体５８には、図示しない回路基板カバー部材が取付けられており、これにより、回路基板８０がギヤハウジング本体５８と回路基板カバー部材との間に形成された密閉空間内に配置されるようになっている。また、回路基板８０がギヤハウジング本体５８に固定された状態において、回路基板８０に実装されたホール素子７８が、中間ギヤ構成体４６のシャフト部４８の軸方向他方側に配置されると共にセンサマグネット７６と所定のクリアランスを有して配置されるようになっている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１〜図３に示されるように、本実施形態のアクチュエータ１０によれば、モータ１２の回転軸１４が回転すると、回転軸側ギヤ３８が回転軸１４と共に回転する。また、回転軸側ギヤ３８が回転すると、当該回転軸側ギヤ３８と噛み合う第１中間ギヤ４２が第２中間ギヤ４４と共に回転する。すなわち、中間ギヤ構成体４６が回転する。さらに、中間ギヤ構成体４６が回転すると、当該中間ギヤ構成体４６の第２中間ギヤ４４と噛み合う出力軸側ギヤ４０が回転する。これにより、出力軸１６が回転する。

ところで、中間ギヤ構成体４６が片持ち支持されている構成においては、アクチュエータ１０の作動時における中間ギヤ構成体４６の芯ずれを抑制するために、中間ギヤ構成体４６を支持する部分の厚みを増やす、或いは、中間ギヤ構成体４６の径を太くすること等による剛性アップが必要になることが考えられる。

しかしながら、本実施形態では、図７Ａに示されるように、中間ギヤ構成体４６における第１中間ギヤ４２側の端部及び第２中間ギヤ４４側の端部が、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２にそれぞれ支持されている。すなわち、中間ギヤ構成体が、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２によって両持ち支持されている。このため、中間ギヤ構成体４６が片持ち支持されている構成に比して、中間ギヤ構成体４６を支持する部分が大型化する、或いは、中間ギヤ構成体４６が径方向に太くなることが抑制される。これにより、本実施形態では、アクチュエータ１０の体格が大型化することを抑制することができる。

また、本実施形態では、中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力を支持する第２ベアリング５２の径を、第１ベアリング５０の径よりも大径に設定することにより、アクチュエータ１０の耐久性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力Ｆ２の方向とスラスト力Ｆ１の方向とが反対方向となるように、回転軸側ギヤ３８、第１中間ギヤ４２、第２中間ギヤ４４及び出力軸側ギヤ４０の所定の軸に対する角度が設定されていることにより、中間ギヤ構成体から第２ベアリング５２に入力されるスラスト力（スラスト力Ｆ１とスラスト力Ｆ２との合力）を低減することができる。これにより、本実施形態では、アクチュエータ１０の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、図６Ａに示されるように、回転軸側ギヤ３８、中間ギヤ構成体４６及び出力軸側ギヤ４０がギヤ収容室５６に収容された状態において、第１中間ギヤ４２における出力軸１６側の端（第１中間ギヤ４２の歯先４２Ａ）が、出力軸側ギヤ４０におけるモータ側の端（出力軸側ギヤ４０の歯先４０Ａ）に対して出力軸１６側に配置されている。第１中間ギヤ４２と出力軸側ギヤ４０とを上記のように配置することにより、モータ１２と出力軸側ギヤ４０との間のクリアランスが広くなることを抑制することができる。これにより、本実施形態では、アクチュエータ１０の軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、図３に示されるように、固定子２０の軸方向への寸法Ｈが、当該固定子２０の径方向への寸法Ｄに比して短く設定されている。モータ１２の固定子２０の寸法を上記のように設定することにより、アクチュエータ１０の軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。

また、本実施形態では、図４〜図８Ａに示されるように、一対の中間ギヤ構成体４６が、回転軸側ギヤ３８と出力軸側ギヤ４０との間に設けられていることにより、回転軸側ギヤ３８の駆動力を一対の中間ギヤ構成体４６に分散して出力軸側ギヤ４０に伝達することができる。これにより、本実施形態では、減速機構１８のトルクの伝達容量を大きくすることができる。

さらに、本実施形態では、図８Ａに示されるように、出力軸１６の回転数及び回転角度を検出するためのセンサマグネット７６が、中間ギヤ構成体４６の端部に設けられている。これにより、上記センサマグネット７６を出力軸１６の軸方向他方側の端部（円板部１６Ａ）に設けた場合に比して、アクチュエータ１０の軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。なお、出力軸１６の回転数及び回転角度は、第２中間ギヤ４４と出力軸側ギヤ４０とのレシオを中間ギヤ構成体４６の回転数及び回転角度に乗じることによって算出される。また、当該計算により出力軸１６の回転数及び回転角度を算出することにより、出力軸１６の回転数及び回転角度の検出精度（分解能）を向上させることができる。

また、本実施形態では、センサマグネット７６が、第２ベアリング５２に対して第１ベアリング５０とは反対側に配置された状態で中間ギヤ構成体４６の第２中間ギヤ４４側の端部にセンサマグネット支持部材９０を介して取付けられている。これにより、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２を中間ギヤ構成体４６に取付けられた状態で、センサマグネット７６を中間ギヤ構成体４６に取付けることが可能となる。これにより、第２ベアリング５２の内径に拘束されないセンサマグネット７６の形状とすることができる。すなわち、本実施形態では、センサマグネット７６の設計自由度（特に大きさ）を持たせることができる。

さらに、本実施形態では、回路基板８０及び当該回路基板８０に実装されたホール素子７８が配置されるスペースをギヤ収容室５６内に設けない構成とすることにより、ギヤ収容室５６の大容量化を抑制することができ、ひいては、アクチュエータ１０の軸方向への寸法が増加することを抑制することができる。

また、本実施形態では、中間ギヤ構成体４６の回転軸方向と出力軸１６の回転軸方向とがねじれの位置となるように配置されている。当該配置とすることにより、アクチュエータ１０の軸方向への小型化を図ることができる。

なお、本実施形態では、出力軸１６の回転数及び回転角度を検出するためのセンサマグネット７６及びセンサマグネット７６の磁気を検出するホール素子７８が実装された回路基板８０を設けた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、出力軸１６の回転数及び回転角度を制御することが不要なアクチュエータにおいては、センサマグネット７６及びホール素子７８が実装された回路基板８０を設けない構成とすることもできる。

また、本実施形態では、一対の中間ギヤ構成体４６を回転軸側ギヤ３８と出力軸側ギヤ４０との間に設けた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、単一の中間ギヤ構成体４６を回転軸側ギヤ３８と出力軸側ギヤ４０との間に設けてもよい。このように、中間ギヤ構成体４６の数は減速機構１８のトルクの伝達容量等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、固定子２０の軸方向への寸法Ｈが、当該固定子２０の径方向への寸法Ｄに比して短く設定されているモータ１２を用いてアクチュエータ１０を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定子の軸方向への寸法が、当該固定子の径方向への寸法に比して長く設定されているモータを用いてアクチュエータを構成してもよい。また、アウタロータタイプのブラシレスモータやブラシ付きの直流モータ等を用いてアクチュエータを構成することもできる。

また、本実施形態では、中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力Ｆ２の方向とスラスト力Ｆ１の方向とが反対方向となるように、回転軸側ギヤ３８、第１中間ギヤ４２、第２中間ギヤ４４及び出力軸側ギヤ４０の所定の軸に対する角度を設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。中間ギヤ構成体４６に生じるスラスト力Ｆ２の方向及びスラスト力Ｆ１の方向は、減速機構１８を構成する各ギヤの加工コスト等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、第２ベアリング５２の径を第１ベアリング５０の径よりも大径に設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２径は、当該第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２に要求される寿命等を考慮して適宜設定すればよい。

また、本実施形態では、回転軸側ギヤ３８、中間ギヤ構成体４６及び出力軸側ギヤ４０がギヤ収容室５６に収容された状態において、第１中間ギヤ４２における出力軸１６側の端（第１中間ギヤ４２の歯先４２Ａ）が、出力軸側ギヤ４０におけるモータ側の端（出力軸側ギヤ４０の歯先４０Ａ）に対して出力軸１６側に配置されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１中間ギヤ４２と出力軸側ギヤ４０とを上記のように配置するか否かについては、減速機構１８の減速比等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、中間ギヤ構成体４６の回転軸方向と出力軸１６の回転軸方向とがねじれの位置の関係となるように配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２中間ギヤ４４が第１中間ギヤ４２に比して軸方向他方側に配置されるように、中間ギヤ構成体４６を出力軸１６の軸方向と直交する平面に対して傾斜させて配置させてもよい。

また、本実施形態では、第２ベアリング５２のフランジ部５２Ｂが、第２ベアリング支持孔５８Ｄの周縁部５８Ｅと第２ベアリング押さえ部材６２との間に配置される（挟み込まれる）ことで、第１ベアリング５０及び第２ベアリング５２が固定された中間ギヤ構成体４６のギヤハウジング本体５８に対する移動が規制されるように構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第２ベアリング５２及び中間ギヤ構成体４６の少なくともいずれかに、中間ギヤ構成体４６のギヤハウジング本体５８に対する移動を規制する規制部が設けられていればよい。

（上記実施形態の変形例）
次に、図９を用いて上記実施形態の変形例に係るアクチュエータ８２について説明する。なお、上記実施形態と同一の機能を有する部材及び部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示されるように、本変形例に係るアクチュエータ８２は、モータ１２の回転を制御するモータ駆動制御部８４と出力軸１６の回転数及び回転角度を検出する出力軸角検出部８６と、を有する回路基板８０を備えている。また、モータ駆動制御部８４におけるギヤハウジング本体５８側の面には、回路基板取付部品としてのコンデンサ８８が取付けられている（実装されている）。そして、モータ駆動制御部８４に取付けられたコンデンサ８８と出力軸側ギヤ４０とが、軸方向にオーバーラップして配置されている。また、本実施形態では、上記実施形態のギヤ収容室５６の一部が狭められることにより、コンデンサ８８がギヤ収容室５６の外側において一の中間ギヤ構成体４６の側方側（一の中間ギヤ構成体４６の径方向外側）に配置されるようになっている。

以上説明した本変形例では、回路基板８０に取付けられたコンデンサ８８と出力軸側ギヤ４０とを軸方向にオーバーラップして配置することにより、コンデンサ８８が回路基板８０に対してアクチュエータ１０の径方向外側に突出することが抑制される。これにより、アクチュエータ１０の径方向への大型化を抑制することができる。

なお、本変形例では、回路基板８０に取付けられたコンデンサ８８と出力軸側ギヤ４０とを軸方向にオーバーラップして配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回路基板８０に取付けられたヒートシンクやトランジスタ等と出力軸側ギヤ４０とを軸方向にオーバーラップして配置することによっても、アクチュエータ１０の径方向への大型化を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０…アクチュエータ，１２…モータ，１４…回転軸，１６…出力軸，２０…固定子，２２…回転子，３８…回転軸側ギヤ，４０…出力軸側ギヤ，４２…第１中間ギヤ，４４…第２中間ギヤ，４６…中間ギヤ構成体，５０…第１ベアリング（第１軸受），５２…第２ベアリング（第２軸受），５２Ｂ…フランジ部（規制部），５４…ギヤハウジング，６２…第２ベアリング押さえ部材（押さえ部材），Ｄ…固定子の径方向への寸法，Ｆ１…スラスト力，Ｆ２…スラスト力，Ｈ…固定子の軸方向への寸法

Claims

回転軸を有するモータと、
前記回転軸と同軸上に配置された出力軸と、
前記回転軸と一体回転可能に設けられた回転軸側ギヤと、
前記出力軸と一体回転可能に設けられた出力軸側ギヤと、
前記回転軸側ギヤ及び前記出力軸側ギヤと噛み合い、前記回転軸側ギヤと前記出力軸側ギヤとの間に設けられ、第１中間ギヤと、前記第１中間ギヤと一体回転可能に設けられ前記第１中間ギヤより前記回転軸の径方向外側に配置された第２中間ギヤと、を有する中間ギヤ構成体と、
前記中間ギヤ構成体における前記第１中間ギヤ側の端部を支持する第１軸受と、
前記中間ギヤ構成体における前記第２中間ギヤ側の端部を支持する第２軸受と、
を備え、
前記第２軸受の外径が前記第１軸受の外径に比して大径に設定されており、
前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向が、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向と反対方向となるように、かつ、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の大きさが、前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の大きさよりも大きくなるように、前記回転軸側ギヤ、前記第１中間ギヤ、前記第２中間ギヤ及び前記出力軸側ギヤの角度が設定されているアクチュエータ。
回転軸を有するモータと、
前記回転軸と同軸上に配置された出力軸と、
前記回転軸と一体回転可能に設けられた回転軸側ギヤと、
前記出力軸と一体回転可能に設けられた出力軸側ギヤと、
前記回転軸側ギヤ及び前記出力軸側ギヤと噛み合い、前記回転軸側ギヤと前記出力軸側ギヤとの間に設けられ、第１中間ギヤと、前記第１中間ギヤと一体回転可能に設けられ前記第１中間ギヤより前記回転軸の径方向外側に配置された第２中間ギヤと、を有する中間ギヤ構成体と、
前記中間ギヤ構成体における前記第１中間ギヤ側の端部を支持する第１軸受と、
前記中間ギヤ構成体における前記第２中間ギヤ側の端部を支持する第２軸受と、
を備え、
前記第２軸受の外径が前記第１軸受の外径に比して大径に設定されており、
前記中間ギヤ構成体の回転軸方向が、前記回転軸の回転軸方向と直交する平面上において該回転軸の回転軸方向とねじれの位置の関係となるように配置されており、
前記出力軸側ギヤは、前記出力軸における前記出力軸側ギヤ側の端部に設けられた円板部の外周部に設けられており、
前記第１軸受は、前記出力軸側ギヤが設けられた部分の径方向内側において前記円板部と軸方向に対向する位置に設けられ、
前記第２軸受は、前記出力軸側ギヤの径方向外側の端よりも径方向外側に設けられているアクチュエータ。
前記回転軸側ギヤ、前記出力軸側ギヤ、及び前記中間ギヤ構成体は、ギヤハウジング内に収容されており、
前記ギヤハウジング、前記第２軸受及び前記中間ギヤ構成体の少なくともいずれかには、前記ギヤハウジングに対する前記中間ギヤ構成体の前記第１中間ギヤ側への移動を規制する規制部が設けられている請求項１又は請求項２記載のアクチュエータ。
前記規制部が前記第２軸受側に設けられている請求項３記載のアクチュエータ。
前記規制部が前記第２軸受に設けられており、
前記規制部が前記ギヤハウジングと該ギヤハウジングに取付けられた押さえ部材との間に配置されている請求項４記載のアクチュエータ。
前記回転軸及び前記出力軸の軸方向に沿って切断した断面視で、前記第１中間ギヤにおける前記出力軸側の端が、前記出力軸側ギヤにおける前記モータ側の端に対して前記出力軸側に配置されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
前記回転軸側ギヤと前記第１中間ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向が、前記第２中間ギヤと前記出力軸側ギヤとが噛み合うことによって生じるスラスト力の方向と反対方向となるように、前記回転軸側ギヤ、前記第１中間ギヤ、前記第２中間ギヤ及び前記出力軸側ギヤの角度が設定されている請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
前記モータは、固定子と、該固定子の径方向内側に配置された回転子と、を含んで構成されており、
前記固定子の前記回転軸の軸方向への寸法が、該固定子の前記回転軸の径方向への寸法に比して短く設定されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
前記中間ギヤ構成体の回転軸方向が、前記回転軸の回転軸方向と直交する平面上において該回転軸の回転軸方向とねじれの位置の関係となるように配置されている請求項１又は請求項１を引用する請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。