以下の説明においては、各図に適宜示すZ軸と平行な方向を上下方向とする。Z軸の正の側を上側とし、Z軸の負の側を下側とする。各図に適宜示す仮想軸である中心軸J1は、Z軸方向、すなわち上下方向と平行な方向に延びている。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」と呼ぶ。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。
本実施形態において、上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。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。
図1に示す本実施形態の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、例えば、車両の運転者のシフト操作に基づいて駆動されるパーク・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、モータ部40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、磁気センサ71と、出力部センサ72と、仕切部材80と、を備える。
モータ部40の中心軸は、中心軸J1である。モータ部40は、モータシャフト41と、第1ベアリング44aと、第2ベアリング44bと、第3ベアリング44cと、第4ベアリング44dと、ロータ本体42と、ステータ43と、マグネットホルダ46と、マグネット45と、ナット48と、を有する。すなわち、電動アクチュエータ10は、モータシャフト41と、第1ベアリング44aと、第2ベアリング44bと、第3ベアリング44cと、第4ベアリング44dと、ロータ本体42と、ステータ43と、マグネットホルダ46と、マグネット45と、ナット48と、を備える。
モータシャフト41は、軸方向に延びている。モータシャフト41は、中心軸J1を中心として回転可能である。モータシャフト41は、中心軸J1に対して偏心した偏心軸J2を中心とする偏心軸部41aを有する。本実施形態において偏心軸部41aは、モータシャフト41の下側部分の一部である。偏心軸部41aには、第3ベアリング44cが固定されている。偏心軸J2は、中心軸J1と平行である。偏心軸部41aは、偏心軸J2を中心として延びる円柱状である。モータシャフト41のうち偏心軸部41a以外の部分は、中心軸J1を中心として延びる円柱状である。
図2および図3に示すように、モータシャフト41は、小径部41bと、大径部41cと、固定部41gと、を有する。本実施形態において小径部41b、大径部41c、および固定部41gは、モータシャフト41の上側部分の一部である。図1に示すように、固定部41gは、モータシャフト41のうちロータ本体42が固定された部分である。固定部41gの外周面には、ロータ本体42が固定されている。
小径部41bは、固定部41gよりも上側に位置する。本実施形態において小径部41bは、モータシャフト41のうち最も上側に位置する部分である。小径部41bの上側の端部は、モータシャフト41の上側の端部である。図4に示すように、小径部41bの下端部は、径方向内側に窪む縮径部41fとなっている。縮径部41fの外径は、上側から下側に向かうに従って小さくなっている。小径部41bは、外周面に設けられた雄ネジ部41eを有する。本実施形態において雄ネジ部41eは、縮径部41fを除いて雄ネジ部41eの外周面の全体に設けられている。
大径部41cは、小径部41bの下側に段差を介して繋がっている。大径部41cは、固定部41gよりも上側に位置する。本実施形態において大径部41cは、固定部41gの上側に段差を介して繋がっている。大径部41cの外径は、小径部41bの外径よりも大きい。大径部41cの外径は、固定部41gの外径よりも小さい。図3に示すように、大径部41cは、下側に窪む凹部41dを有する。本実施形態において凹部41dは、大径部41cの上端部における外周縁部に設けられている。凹部41dは、径方向外側に開口している。
図1に示すように、本実施形態において、第1ベアリング44a、第2ベアリング44b、第3ベアリング44c、および第4ベアリング44dは、例えば、ボールベアリングである。第1ベアリング44aと第2ベアリング44bと第3ベアリング44cと第4ベアリング44dとは、モータシャフト41に固定されている。第1ベアリング44aと第2ベアリング44bとは、モータシャフト41を中心軸J1回りに回転可能に支持している。
第1ベアリング44aは、モータシャフト41のうち固定部41gよりも下側に位置する部分を回転可能に支持するベアリングである。本実施形態において第1ベアリング44aは、モータシャフト41の下側の端部を回転可能に支持するベアリングである。第2ベアリング44bは、モータシャフト41のうち固定部41gよりも上側に位置する部分を回転可能に支持するベアリングである。本実施形態において第2ベアリング44bは、大径部41cを回転可能に支持するベアリングである。
ロータ本体42は、モータシャフト41に固定されている。より詳細には、ロータ本体42は、固定部41gに固定されている。ロータ本体42は、モータシャフト41に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に固定されたロータマグネットと、を有する。
ステータ43は、ロータ本体42の径方向外側に隙間を介して配置されている。ステータ43は、ロータ本体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43aと、インシュレータ43bと、複数のコイル43cと、を有する。各々のコイル43cは、インシュレータ43bを介してステータコア43aのティースに装着されている。
マグネットホルダ46は、モータシャフト41のうち固定部41gよりも上側に位置する部分に固定されている。図2および図3に示すように、本実施形態においてマグネットホルダ46は、中心軸J1を中心とする略円板状である。マグネットホルダ46は、例えば、金属製の板部材をプレス加工することで作られている。マグネットホルダ46は、被固定部46pと、マグネット固定部46qと、第1凸部46eと、第2凸部46fと、を有する。
被固定部46pは、モータシャフト41に固定された部分である。被固定部46pは、マグネットホルダ46のうち径方向内側部分である。本実施形態において被固定部46pは、上側に開口し、下側に底部を有する筒状である。被固定部46pは、例えば、中心軸J1を中心とし、軸方向に扁平な円筒状である。図4に示すように、被固定部46pは、マグネット固定部46qよりも下側に突出している。
被固定部46pは、底板部46dと、内側円筒部46cと、を有する。底板部46dは、板面が軸方向を向く板状である。図3に示すように、底板部46dは、中心軸J1を中心とする円板状である。内側円筒部46cは、底板部46dの外周縁部から上側に突出している。内側円筒部46cは、中心軸J1を中心とする円筒状である。
被固定部46pには、底板部46dを軸方向に貫通する孔部46kが設けられている。図4に示すように、孔部46kには、小径部41bが軸方向に通されている。すなわち、マグネットホルダ46は、小径部41bが軸方向に通された孔部46kを有する。孔部46kの内周面と小径部41bの外周面との間には、周方向の少なくとも一部において隙間が設けられている。なお、孔部46kの内周面と小径部41bの外周面とは、周方向の一部において接触していてもよい。図3に示すように、孔部46kは、円形孔部46iと、矩形孔部46jと、を有する。
円形孔部46iは、中心軸J1を中心とする円形の孔である。円形孔部46iの内径は、小径部41bの外径よりも大きい。円形孔部46iの内径は、大径部41cの外径よりも小さい。図4に示すように、円形孔部46iには、小径部41bが軸方向に通されている。円形孔部46iの内周面は、縮径部41fと径方向に対向している。図3に示すように、矩形孔部46jは、円形孔部46iから径方向外側に突出している。矩形孔部46jは、矩形状の孔である。
マグネット固定部46qは、マグネット45が固定された部分である。マグネット固定部46qは、マグネットホルダ46のうち径方向外側部分である。マグネット固定部46qは、被固定部46pの径方向外側に位置する。本実施形態においてマグネット固定部46qは、被固定部46pを囲む環状である。マグネット固定部46qは、例えば、中心軸J1を中心とする円環状である。マグネット固定部46qは、円環板部46aと、外側円筒部46bと、を有する。
円環板部46aは、内側円筒部46cの上端部から径方向外側に広がっている。円環板部46aは、板面が軸方向を向く板状である。円環板部46aは、中心軸J1を中心とする円環状である。円環板部46aは、円環板部46aを軸方向に貫通する貫通孔46g,46hを有する。貫通孔46gおよび貫通孔46hは、円環板部46aの径方向内側部分に設けられている。貫通孔46gおよび貫通孔46hは、例えば、矩形状の孔である。貫通孔46gと貫通孔46hとは、中心軸J1を径方向に挟んで配置されている。貫通孔46gの径方向の寸法は、貫通孔46hの径方向の寸法よりも大きい。貫通孔46g,46hには、例えば、マグネットホルダ46をモータシャフト41に固定する際に、位置決め用の治具が挿入される。また、本実施形態では、例えば、貫通孔46g,46hが設けられることで、マグネットホルダ46およびマグネット45を含むアセンブリの回転バランスが調整されている。
円環板部46aの上側の面は、マグネット45が固定されたマグネット固定面46rである。すなわち、マグネットホルダ46は、マグネット固定面46rを有する。マグネット固定面46rには、溝46mが設けられている。溝46mは、貫通孔46g,46hよりも径方向外側に位置する。本実施形態において溝46mは、軸方向に見てモータシャフト41を囲む環状である。溝46mは、例えば、中心軸J1を中心とした円環状である。図4に示すように、溝46mは、例えば、周方向と直交する断面が下側に凸となるV字状の溝である。溝46mの上側の開口は、マグネット45によって塞がれている。
溝46mには、マグネット45をマグネットホルダ46に固定する接着剤45bが収容されている。溝46mによって接着剤45bが接触するマグネットホルダ46の表面積を大きくすることができる。これにより、接着剤45bによって、マグネット45をマグネットホルダ46に強固に固定できる。また、余った接着剤45bが溝46mに入り込むことによって、マグネット固定面46rとマグネット45との間の接着剤45bの厚さが大きくなることを抑制できる。そのため、マグネット45をマグネットホルダ46に対して軸方向に位置精度よく固定しやすい。これにより、マグネット45とマグネット45の磁界を検出する磁気センサ71との軸方向の距離を好適にしやすい。
また、本実施形態において溝46mは環状に設けられているため、環状のマグネット45の全周においてマグネットホルダ46に対する固定強度を向上できる。また、全周において接着剤45bを溝46mに逃がすことができるため、マグネット固定面46rとマグネット45との間の接着剤45bの厚さにバラつきが生じることを抑制できる。これにより、マグネット45をマグネットホルダ46に対して、より軸方向に位置精度よく固定しやすい。
外側円筒部46bは、円環板部46aの外周縁部から上側に突出している。図3に示すように、外側円筒部46bは、中心軸J1を中心とし、上側に開口する円筒状である。図4に示すように、外側円筒部46bの内側には、マグネット45が嵌め合わされている。
第1凸部46eは、円環板部46aから上側に突出している。より詳細には、第1凸部46eは、貫通孔46gの内縁部のうち径方向外側に位置する部分から上側に突出している。第1凸部46eは、例えば、直方体状である。第1凸部46eの上側の端部は、外側円筒部46bの上側の端部よりも下側に位置する。
第2凸部46fは、底板部46dから下側に突出している。より詳細には、図3に示すように、第2凸部46fは、矩形孔部46jの内縁部のうち径方向外側に位置する部分から下側に突出している。第2凸部46fは、例えば、直方体状である。図4に示すように、第2凸部46fは、凹部41dに挿入されている。そのため、第2凸部46fが凹部41dの内側面に周方向に引っ掛かり、マグネットホルダ46がモータシャフト41に対して周方向に相対回転することが抑制されている。また、第2凸部46fを凹部41dに挿入することで、マグネットホルダ46をモータシャフト41に対して周方向に位置決めできる。第2凸部46fは、例えば、凹部41dに嵌め合わされている。
マグネットホルダ46の上側の面には、下側に窪む収容凹部46sが設けられている。収容凹部46sは、被固定部46pに設けられている。収容凹部46sの内部は、被固定部46pの内部である。マグネットホルダ46が金属製の板部材によって作られている場合、プレス加工によって板部材の一部を折り曲げて収容凹部46sを作ることで、マグネットホルダ46の強度を向上できる。
マグネット45は、マグネットホルダ46に固定されている。本実施形態においてマグネット45は、接着剤45bによってマグネット固定面46rに固定されている。図3に示すように、マグネット45は、軸方向に見てモータシャフト41を囲む環状である。マグネット45は、例えば、中心軸J1を中心とする円環状である。マグネット45は、例えば、板面が軸方向を向く板状である。マグネット45の板面は、例えば、軸方向と直交している。マグネット45は、周方向に沿ってN極とS極とが交互に設けられている。マグネット45の磁界は、磁気センサ71によって検出される。
マグネット45は、内周縁部に、径方向外側に窪む凹部45aを有する。凹部45aは、マグネット45を軸方向に貫通している。凹部45aは、軸方向の両側に開口している。図2に示すように、凹部45aには、第1凸部46eが挿入されている。第1凸部46eが凹部45aの内側面に周方向に引っ掛かることで、マグネット45がマグネットホルダ46に対して周方向に相対回転することが抑制されている。また、第1凸部46eを凹部45aに挿入することで、マグネット45をマグネットホルダ46に対して周方向に位置決めできる。
図4に示すように、マグネット45の上側の面は、外側円筒部46bの上側の端部よりも上側に位置する。マグネット45の上側の面は、モータシャフト41の上側の端部よりも下側に位置する。図1に示すように、本実施形態において、マグネット45は、回路基板70の下側の面と隙間を介して軸方向に対向している。
ナット48は、マグネットホルダ46をモータシャフト41に固定している。図4に示すように、ナット48は、内周面に、雄ネジ部41eと噛み合う雌ネジ部48aを有する。ナット48は、小径部41bに締め込まれている。ナット48は、底板部46dのうち孔部46kの周縁部に上側から接触し、底板部46dを大径部41cの上端面41hに押し付けている。上端面41hは、小径部41bと大径部41cとの軸方向の間に設けられた段差における上側を向く段差面である。これにより、マグネットホルダ46のうち孔部46kの周縁部は、ナット48と大径部41cとの軸方向の間に挟まれてモータシャフト41に固定されている。
このように本実施形態によれば、マグネットホルダ46をモータシャフト41に上側から近づけて孔部46kに小径部41bを通した後、ナット48を小径部41bに締め込むことで、マグネットホルダ46をモータシャフト41に固定できる。そのため、マグネットホルダ46をモータシャフト41に圧入によって固定する場合に比べて、孔部46kの大きさ等のマグネットホルダ46の寸法を厳密に管理する必要がない。これにより、マグネットホルダ46の製造を容易にできる。また、圧入する場合に比べて、マグネットホルダ46をモータシャフト41に容易に取り付けることができる。したがって、電動アクチュエータ10の組み立てを容易にできる。以上により、本実施形態によれば、電動アクチュエータ10の生産性を向上できる。
本実施形態では、ナット48を小径部41bに締め込む際、貫通孔46g,46hには治具が挿入され、当該治具によってマグネットホルダ46は、周方向に位置決めされた状態とされる。これにより、ナット48を小径部41bに締め込む際のナット48の回転に伴ってマグネットホルダ46が供回りすることを抑制できる。したがって、マグネットホルダ46が周方向にずれることを抑制できる。
ナット48の下側の端部は、収容凹部46sに収容されている。そのため、ナット48の軸方向位置をより下側にしやすく、ナット48の上側の端部が上側に突出し過ぎることを抑制できる。これにより、ナット48が他の部品に干渉することを抑制できる。本実施形態では、例えば、ナット48が回路基板70に干渉することを抑制できる。本実施形態においてナット48は、軸方向の半分以上の部分が収容凹部46sに収容されている。ナット48の上側の端部は、収容凹部46sから上側に突出している。ナット48の上側の端部は、小径部41bの上側の端部よりも下側に位置する。ナット48の上側の端部は、マグネット45の上側の面よりも下側に位置する。ナット48の外周面は、収容凹部46sの内周面から径方向内側に離れて配置されている。
図2および図3に示すように、ナット48は、例えば、六角ナットである。本実施形態においてナット48は、緩み止めナットである。そのため、ナット48が緩むことを抑制できる。これにより、マグネットホルダ46がモータシャフト41に対してガタつくことを抑制できる。図示は省略するが、ナット48は、例えば、小径部41bに締め込まれることで雄ネジ部41eのネジ山に押し付けられる板バネ部を有する。この板バネ部から雄ネジ部41eに加えられる応力によってナット48の回転を阻害する摩擦トルクが生じる。これにより、ナット48が緩むことが抑制されている。
図1に示すように、減速機構50は、モータ部40に連結されている。本実施形態において減速機構50は、モータシャフト41の下側に連結されている。減速機構50は、ロータ本体42およびステータ43の下側に配置されている。減速機構50とステータ43との軸方向の間には、仕切部材80が配置されている。減速機構50は、外歯ギア51と、内歯ギア52と、出力ギア53と、複数の突出部54と、を有する。なお、減速機構50は、モータシャフト41の上側に連結されてもよい。
外歯ギア51は、偏心軸部41aの偏心軸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。外歯ギア51の径方向外側面には、歯車部が設けられている。外歯ギア51の歯車部は、外歯ギア51の外周に沿って並ぶ複数の歯部を有する。
外歯ギア51は、モータシャフト41に連結されている。より詳細には、外歯ギア51は、モータシャフト41の偏心軸部41aに第3ベアリング44cを介して連結されている。これにより、減速機構50は、モータシャフト41に連結されている。外歯ギア51は、第3ベアリング44cの外輪に径方向外側から嵌め合わされている。これにより、第3ベアリング44cは、モータシャフト41と外歯ギア51とを、偏心軸J2回りに相対的に回転可能に連結している。
本実施形態において外歯ギア51は、複数の穴部51aを有する。本実施形態において穴部51aは、外歯ギア51を軸方向に貫通している。複数の穴部51aは、周方向に沿って配置されている。より詳細には、複数の穴部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ている。穴部51aは、軸方向に見て円形状である。穴部51aは、内径が突出部54の外径よりも大きい。なお、穴部51aは、底部を有する穴であってもよい。
内歯ギア52は、外歯ギア51の径方向外側に位置し、外歯ギア51を囲む環状である。本実施形態において内歯ギア52は、中心軸J1を中心とする円環状である。内歯ギア52は、ハウジング11に固定されている。内歯ギア52は、外歯ギア51と噛み合っている。内歯ギア52の径方向内側面には、歯車部が設けられている。内歯ギア52の歯車部は、内歯ギア52の内周に沿って並ぶ複数の歯部を有する。本実施形態において内歯ギア52の歯車部は、周方向の一部のみにおいて外歯ギア51の歯車部と噛み合っている。
出力ギア53は、外歯ギア51および内歯ギア52の上側に配置されている。すなわち、出力ギア53は、軸方向に見て外歯ギア51と重なって配置されている。出力ギア53は、モータシャフト41に第4ベアリング44dを介して接続されている。図示は省略するが、出力ギア53は、例えば、軸方向に見て、中心軸J1を中心とする円環状である。出力ギア53の径方向外側面には、歯車部が設けられている。出力ギア53の歯車部は、出力ギア53の外周に沿って並ぶ複数の歯部を有する。
出力ギア53の内周縁部は、第4ベアリング44dの外輪に取り付けられた止め輪49の下側に対向して配置されている。止め輪49は、第4ベアリング44dよりも径方向外側に突出している。止め輪49によって、出力ギア53が第4ベアリング44dに対して上側に移動することが抑制されている。
複数の突出部54は、出力ギア53から外歯ギア51に向かって軸方向に突出している。複数の突出部54は、出力ギア53の下面から下側に突出する円柱状である。本実施形態において複数の突出部54は、出力ギア53と一体成形されている。複数の突出部54は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。
突出部54の外径は、穴部51aの内径よりも小さい。複数の突出部54は、複数の穴部51aのそれぞれに上側から挿入されている。突出部54の外周面は、穴部51aの内側面と内接している。複数の突出部54は、穴部51aの内側面を介して、外歯ギア51を中心軸J1回りに揺動可能に支持している。上述したように、本実施形態において出力ギア53は止め輪49によって上側への移動が抑制されているため、出力ギア53に設けられた突出部54が穴部51aから上側に抜け出ることが抑制されている。
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、モータ部40の径方向外側に配置されている。出力部60は、出力シャフト61と、駆動ギア62と、出力部用センサマグネット63と、保持部材64と、を有する。すなわち、電動アクチュエータ10は、出力シャフト61と、駆動ギア62と、出力部用センサマグネット63と、保持部材64と、を備える。
出力シャフト61は、モータシャフト41の軸方向に延びる筒状である。このように、出力シャフト61がモータシャフト41と同じ方向に延びているため、モータシャフト41の回転を出力シャフト61に伝達する減速機構50の構造を簡単化できる。出力シャフト61は、減速機構50を介してモータシャフト41に連結されている。本実施形態において出力シャフト61は、出力中心軸J3を中心とする円筒状である。
出力中心軸J3は、中心軸J1と平行であり、中心軸J1から径方向に離れて配置されている。すなわち、モータシャフト41と出力シャフト61とは、モータシャフト41の径方向に互いに離れて配置されている。そのため、モータシャフト41と出力シャフト61とが軸方向に並んで配置される場合に比べて、電動アクチュエータ10を軸方向に小型化できる。図1において出力中心軸J3は、例えば、中心軸J1の右側に位置する。
出力シャフト61は、下側に開口している。出力シャフト61は、内周面に、スプライン溝を有する。出力シャフト61は、モータシャフト41の径方向においてロータ本体42と重なる位置に配置されている。出力シャフト61には、下側から被駆動シャフトDSが挿入されて連結される。より詳細には、被駆動シャフトDSの外周面に設けられたスプライン部が、出力シャフト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、出力シャフト61と被駆動シャフトDSとが連結される。被駆動シャフトDSには、出力シャフト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。これにより、電動アクチュエータ10は、被駆動シャフトDSを出力中心軸J3回りに回転させる。
駆動ギア62は、出力シャフト61に固定され出力ギア53と噛み合っている。本実施形態において駆動ギア62は、出力シャフト61の外周面に固定されている。駆動ギア62は、出力シャフト61から出力ギア53に向かって延びている。駆動ギア62は、先端部に出力ギア53の歯車部と噛み合う歯車部を有する。
保持部材64は、出力中心軸J3を中心として軸方向に延びる略円筒状の部材である。保持部材64は、軸方向両側に開口している。保持部材64は、出力シャフト61の上部に固定されている。本実施形態において保持部材64は、モータ部40の第2ベアリング44bの径方向外側に配置されている。保持部材64は、軸方向に見て、回路基板70と部分的に重なっている。保持部材64は、回路基板70よりも下側に配置されている。出力シャフト61は、保持部材64の内側に圧入されている。
出力部用センサマグネット63は、出力中心軸J3を中心とする円環状である。出力部用センサマグネット63は、保持部材64の上端部に嵌め合わされている。出力部用センサマグネット63は、例えば、接着剤によって保持部材64と固定されている。出力シャフト61に保持部材64が固定されることで、出力部用センサマグネット63は、保持部材64を介して出力シャフト61に固定されている。出力部用センサマグネット63の一部は、回路基板70の下側の面と隙間を介して対向している。
出力シャフト61の上側の端部は、保持部材64の上側の端部よりも下側に位置する。出力シャフト61の上側の端部には、工具を嵌合可能な操作部66が設けられている。操作部66は、例えば、出力シャフト61の上側の端部から下方に窪む穴部である。操作部66の形状は、例えば、軸方向に見て、出力中心軸J3を中心とする正方形または正六角形である。
モータシャフト41が中心軸J1回りに回転されると、偏心軸部41aは、中心軸J1を中心として周方向に公転する。偏心軸部41aの公転は第3ベアリング44cを介して外歯ギア51に伝達され、外歯ギア51は、穴部51aの内周面と突出部54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、外歯ギア51の歯車部と内歯ギア52の歯車部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、外歯ギア51を介してモータシャフト41の回転力が伝達される。
ここで、本実施形態では、内歯ギア52はハウジング11に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、外歯ギア51が偏心軸J2回りに回転する。このとき外歯ギア51の回転する向きは、モータシャフト41の回転する向きと反対向きとなる。外歯ギア51の偏心軸J2回りの回転は、穴部51aと突出部54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。出力ギア53には、モータシャフト41の回転が減速されて伝達される。
出力ギア53が回転すると、出力ギア53に噛み合う駆動ギア62が出力中心軸J3回りに回転する。これにより、駆動ギア62に固定された出力シャフト61が出力中心軸J3回りに回転する。このようにして、出力シャフト61には、減速機構50を介してモータシャフト41の回転が伝達される。このような減速機構50の構成によれば、モータシャフト41の回転に対して、出力シャフト61の回転を比較的大きく減速できる。そのため、出力シャフト61の回転トルクを比較的大きくできる。したがって、電動アクチュエータ10を小型化しつつ、電動アクチュエータ10の出力を確保しやすい。本実施形態の電動アクチュエータ10において出力シャフト61は、1周しない範囲内で双方向に回転させられる。
ハウジング11は、モータ部40、減速機構50、出力部60、回路基板70、およびバスバーユニット90を収容している。ハウジング11は、上側に開口するハウジング本体12と、ハウジング本体12の上側の開口部12aに固定された第1蓋部材13と、ハウジング本体12の下側の開口部12bに固定された第2蓋部材14と、を有する。
本実施形態においてハウジング本体12は、金属製である。図示は省略するが、ハウジング本体12は、例えば、軸方向に見て、多角形状である。ハウジング本体12は、電動アクチュエータ10の筐体を構成する角筒状の外壁部30と、外壁部30の下側の端部から径方向内側に広がる底壁部31と、底壁部31に設けられたモータケース部32および出力シャフト保持部33と、を有する。
図示は省略するが、本実施形態において外壁部30は、軸方向に見て五角形の角筒状である。外壁部30は、モータケース部32を径方向外側から囲む。外壁部30の上側の開口部が、ハウジング本体12の上側の開口部12aである。底壁部31は、下側に開口する開口部を有する。底壁部31の開口部の周縁に、底壁部31から下側に突出する筒状の筒状壁38が設けられている。筒状壁38に囲まれた開口部が、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および出力シャフト保持部33は、底壁部31の上面に設けられている。モータケース部32は、モータ部40を径方向外側から囲む筒状である。本実施形態においてモータケース部32は、中心軸J1を中心とし、下側に開口する円筒状である。モータケース部32は、モータ部40を内側に保持している。より詳細には、モータケース部32の内周面に、モータ部40のステータ43が固定されている。モータケース部32は、底壁部31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は、軸方向に見た中央に、ベアリング保持部32cを有する。ベアリング保持部32cは、軸方向に沿って延びる円筒状である。図4に示すように、ベアリング保持部32cの内部によって、第2ベアリング44bが内部に保持される保持孔部32gが設けられている。すなわち、ハウジング11は、保持孔部32gを有する。
保持孔部32gは、中心軸J1を中心とする円形状の孔である。保持孔部32gには、小径部41bの下端部および大径部41cが挿入されている。モータシャフト41は、保持孔部32gを介して、区画壁32aよりも上側に突出している。マグネットホルダ46およびマグネット45は、区画壁32aの上側に位置する。保持孔部32gは、大径孔部32eと、小径孔部32fと、を有する。大径孔部32eは、保持孔部32gの下側部分である。大径孔部32eは、下側に開口している。大径孔部32eの内側には、第2ベアリング44bが保持されている。
小径孔部32fは、大径孔部32eの上側に繋がっている。小径孔部32fは、保持孔部32gの上側部分である。小径孔部32fは、上側に開口している。小径孔部32fの内径は、大径孔部32eの内径よりも小さい。大径孔部32eと小径孔部32fとの軸方向の間には、段差が設けられている。この段差によって、第2ベアリング44bの外輪が上側から支持されている。
小径孔部32f内には、被固定部46pの下側の端部が挿入されている。すなわち、被固定部46pの下側の端部は、保持孔部32gの内部に挿入されている。そのため、被固定部46pの下側の端部が保持孔部32gの内部に挿入されていない場合に比べて、被固定部46pをより下側に配置でき、被固定部46pが固定される大径部41cの上端面41hをより下側に配置することができる。これにより、ナット48を締め込む小径部41bをより下側に配置することができる。したがって、ナット48を締め込む小径部41bを設けても、モータシャフト41が上側に大きくなることを抑制できる。そのため、電動アクチュエータ10が軸方向に大型化することを抑制できる。本実施形態において被固定部46pの上側部分は、保持孔部32gから上側に突出している。なお、被固定部46pの全体が保持孔部32g内に収容されていてもよい。
区画壁32aの上側の面には、下側に窪む凹部32dが設けられている。凹部32dは、例えば、軸方向に見て、中心軸J1を中心とする円形状である。凹部32dの底面には、保持孔部32gの上端部が開口している。凹部32dには、マグネット固定部46qの下側の端部が挿入されている。そのため、マグネット固定部46qおよびマグネット45の位置をより下側に配置することができる。これにより、電動アクチュエータ10を軸方向に小型化しやすい。本実施形態においてマグネット固定部46qのうち外側円筒部46bの上端部は、凹部32dから上側に突出している。マグネット45の下側部分は、凹部32d内に収容されている。マグネット45の上側部分は、凹部32dから上側に突出している。なお、マグネット固定部46qの全体およびマグネット45の全体が、凹部32d内に収容されていてもよい。
図1に示すように、出力シャフト保持部33は、出力中心軸J3を中心とする円筒状である。出力シャフト保持部33は、底壁部31よりも下側に突出している。出力シャフト保持部33の側面の一部は、モータケース部32の側面に繋がっている。出力シャフト保持部33は、出力シャフト保持部33を軸方向に貫通する貫通孔33aを有する。貫通孔33aの内側には、円筒状のブッシュ65が嵌め合わされている。
ブッシュ65は、下側の端部に出力中心軸J3を中心とする径方向の外側に突出するフランジ部を有する。ブッシュ65のフランジ部は、駆動ギア62の上面によって下側から支持されている。ブッシュ65の内側には、出力シャフト61が嵌め合わされている。ブッシュ65は、出力シャフト61を出力中心軸J3回りに回転可能に支持している。
第1蓋部材13は、下側に開口する凹部13bを有する容器状の部材である。本実施形態において第1蓋部材13は、金属製である。第1蓋部材13とハウジング本体12とは、第1蓋部材13を軸方向に貫通する複数のボルトにより締結されている。図示は省略するが、凹部13bには、回路基板70の上面に実装された電子部品が収容されている。凹部13bには、例えば、回路基板70に実装されたキャパシタ、トランジスタなどが収容されている。
第1蓋部材13は、出力シャフト61の上側に位置する開口部13cを有する。開口部13cには、取り外し可能なキャップ15が取り付けられている。キャップ15は、例えば外周面に設けられた雄ネジ部が開口部13cの内周面に設けられた雌ネジ部に締め込まれることで、開口部13cに取り付けられている。キャップ15を取り外すことにより、開口部13cを介して、電動アクチュエータ10の外部から操作部66に工具を接続可能である。
第2蓋部材14は、減速機構50を下側から覆っている。本実施形態において第2蓋部材14は、金属製である。第2蓋部材14は、例えば、ダイカストによって成形されている。第2蓋部材14は、保持筒部14aと、底壁部14fと、円筒部14bと、フランジ部14cと、を有する。すなわち、ハウジング11は、保持筒部14aと、底壁部14fと、円筒部14bと、フランジ部14cと、を有する。
保持筒部14aは、中心軸J1を中心とする円筒状である。保持筒部14aは、上側に開口し、下側に底部14dを有する。保持筒部14aは、円筒部14bよりも内径が小さく、円筒部14bよりも下側に位置する。保持筒部14aの径方向内側には、第1ベアリング44aが保持されている。第1ベアリング44aと底部14dとの軸方向の間には、予圧部材47が配置されている。予圧部材47は、例えば、周方向に沿って延びる円環状のウェーブワッシャである。予圧部材47は、底部14dの上側の面と第1ベアリング44aの外輪の下側の端部とに接触している。予圧部材47は、第1ベアリング44aの外輪に対して上向きの予圧を加えている。
底壁部14fは、保持筒部14aの上側の端部から径方向外側に広がっている。底壁部14fは、中心軸J1を中心とする円環状である。円筒部14bは、底壁部14fの外周縁部から上側に延びている。円筒部14bは、保持筒部14aよりも径方向外側に位置する。円筒部14bは、中心軸J1を中心とする円筒状である。円筒部14bは、上側に開口している。円筒部14bの内部には、内歯ギア52が嵌め合わされている。本実施形態において円筒部14bの内部には、内歯ギア52が圧入されている。
フランジ部14cは、第2蓋部材14の上端部に設けられている。フランジ部14cは、径方向外側に広がっている。フランジ部14cの上面は、筒状壁38の下端面と接触している。フランジ部14cは、例えば、筒状壁38とネジで固定されている。これにより、第2蓋部材14がハウジング本体12に固定されている。
第2蓋部材14は、出力部60と軸方向に重なる開口部14eを有する。出力シャフト61の下側の端部は、第2蓋部材14の開口部14eを通じて下側に露出している。第2蓋部材14は、出力シャフト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を下側から支持している。
バスバーユニット90は、区画壁32aの上面に配置されている。バスバーユニット90は、円環板状のバスバーホルダ91と、バスバーホルダ91に保持された複数のバスバー92と、を有する。バスバー92は、例えば、6本設けられている。本実施形態においてバスバーホルダ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ている。バスバーホルダ91は、例えば、複数のボルト95によって、モータケース部32の区画壁32aに固定されている。ボルト95は、例えば、3つ設けられている。
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している。本実施形態においてバスバー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している。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ている。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43c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43cと接続されている。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ている。
本実施形態において回路基板70は、モータ部40およびバスバーユニット90の上側に配置されている。回路基板70は、板面が軸方向と直交する板状である。図示は省略するが、回路基板70の軸方向に見た形状は、概ね正方形状である。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43cと電気的に接続されている。すなわち、回路基板70は、モータ部40と電気的に接続されている。本実施形態において回路基板70は、ハウジング本体12における開口部12aの内側に収容されている。回路基板70は、第1蓋部材13によって上側から覆われている。回路基板70は、例えば、複数のボルト96によって、モータケース部32の区画壁32aに固定されている。ボルト96は、例えば、3つ設けられている。
磁気センサ71は、回路基板70の下面に固定されている。より詳細には、磁気センサ71は、回路基板70の下側の面のうちマグネット45と隙間を介して軸方向に対向する部分に固定されている。磁気センサ71は、マグネット45の磁界を検出可能である。磁気センサ71は、例えば、ホールIC等のホール素子である。図示は省略するが、磁気センサ71は、例えば、周方向に沿って3つ設けられている。磁気センサ71は、マグネット45の磁界を検出することでマグネット45の回転位置を検出してモータシャフト41の回転を検出する。
出力部センサ72は、回路基板70の下面に固定されている。より詳細には、出力部センサ72は、回路基板70の下側の面のうち出力部用センサマグネット63と隙間を介して軸方向に対向する部分に固定されている。出力部センサ72は、出力部用センサマグネット63の磁界を検出可能な磁気センサである。出力部センサ72は、例えば、ホールIC等のホール素子である。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出力シャフト61の回転を検出する。
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、他の構成を採用することもできる。ナットは、マグネットホルダを固定できるならば、どのような種類のナットであってもよい。ナットは、緩み止めナットでなくてもよい。マグネットホルダは、小径部が通される孔部を有するならば、どのような形状であってもよい。マグネットホルダは、ダイカストで作られていてもよい。マグネットホルダの軸方向一方側の面には、収容凹部が設けられていなくてもよい。モータシャフトに固定された被固定部は、マグネット固定部と軸方向において同じ位置に配置されていてもよい。
マグネットホルダのマグネット固定面に設けられた溝の形状は、特に限定されない。溝は、円弧状であってもよいし、径方向に延びる形状であってもよい。溝は、マグネット固定面に複数設けられていてもよい。マグネット固定面には、溝が設けられていなくてもよい。マグネットホルダに固定されたマグネットの形状は、特に限定されない。マグネットは、周方向に沿って間隔を空けて複数設けられていてもよい。モータシャフトの大径部には、凹部が設けられていなくてもよい。この場合、マグネットホルダは、凹部に挿入された凸部を有しない。
減速機構の構造は、特に限定されない。減速機構の突出部は外歯ギアに設けられ、減速機構の穴部は出力ギアに設けられてもよい。この場合、突出部は、外歯ギアから出力ギアに向かって突出し、穴部に挿入される。
本発明が適用される電動アクチュエータは、電力が供給されることで対象となる物体を動かすことができる装置であればよく、減速機構を備えないモータであってもよい。また、電動アクチュエータは、モータ部によって駆動されるポンプ部を備える電動ポンプであってもよい。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、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てもよい。また、電動アクチュエータは、車両以外の機器に搭載されてもよい。なお、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。