WO2020179578A1

WO2020179578A1 - 電動アクチュエータ

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Publication number: WO2020179578A1
Application number: PCT/JP2020/007703
Authority: WO
Inventors: 卓志松任; 慎太朗石川; 齋藤　隆英
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-09-10
Also published as: CN113518873A; WO2020179578A8; US11965437B2; EP3936739A4; EP3936739A1; US20220145782A1

Abstract

差動装置５は、回転軸Ｏを中心として回転可能の駆動回転体２、自転可能でかつ回転Ｏを中心として公転可能の遊星回転体５２、および回転軸Ｏを中心として回転可能の従動回転体３を有する。遊星回転体５２を駆動回転体２および従動回転体３のそれぞれと噛み合わせて、遊星回転体５２と駆動回転体との間に第一の減速機５ａを形成すると共に、遊星回転体５２と従動回転体３との間に第二の減速機５ｂを形成する。遊星回転体５２を電動モータ４で駆動し、駆動回転体２をエンジンからの駆動力で駆動する。従動回転体３に吸気用カムシャフト３２を設け、駆動回転体２に排気用カムシャフト２２を設ける。

Description

電動アクチュエータ

　本発明は、電動アクチュエータに関する。

　外部から駆動力が入力される入力側と、入力された駆動力を出力する出力側とで、回転位相差を変化させることが可能な電動アクチュエータとして、例えば、自動車のエンジンの吸気バルブと排気バルブの一方または両方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置に用いられるものが知られている。

　一般的に、この種の電動アクチュエータは、電動モータと、電動モータによる駆動力を得て回転力を減速して伝達する減速機とを備えている（特許文献１、２参照）。電動モータによって減速機が駆動されないときは、入力側の部材（例えば、スプロケット）と出力側の部材（例えば、カムシャフト）とが一体に回転する。電動モータによって減速機が駆動されるときは、減速機によって入力側の部材に対する出力側の部材の回転位相差が変更され、これによってバルブの開閉タイミングが調整される。

特開２０１８－１２３７２７号公報特開２０１８－１９４１５１号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、２系統の入力（スプロケット、電動モータ）に対し、１系統の出力しか得られない。そのため、電動アクチュエータの用途拡大に支障を来す。

　電動アクチュエータによるバルブの開閉タイミングの調整は、図７に示すように、吸気用カム１０１ａを有する吸気用カムシャフト１０１と、排気用カム１０２ａを有する排気用カムシャフト１０２とが分離独立して設けられるＤＯＨＣ（Double Over Head Camshaft）型のエンジンであれば可能となる。すなわち、吸気用カムシャフト１０１を電動アクチュエータ１０３で駆動することにより吸気用バルブの開閉タイミングが調整可能となる。図７では、排気用カムシャフト１０２に電動アクチュエータを結合していないが、排気用バルブの開閉タイミングの変更も必要とされる場合には、排気用カムシャフト１０２に別の電動アクチュエータ１０３を結合することにより、かかる要請にも対応可能となる。

　しかしながら、ＳＯＨＣ（Single Over Head Camshaft）型のエンジンでは吸気用カムと排気用カムとが共通のカムシャフトに設けられる。そのため、仮に電動アクチュエータをＳＯＨＣ型エンジンンのカムシャフトに結合したとしても、吸気用カムと排気用カムの双方の位相が同時にかつ同方向に変化するため、可変バルグタイミング装置として機能させることができない。

　そこで、本発明は、２系統の入力と２系統の出力を可能にして、電動アクチュエータの用途をさらに拡大させることを目的とする。

　上記の特許文献２に示されている電動アクチュエータでは、ケーシングの内周に電動モータのステータが固定されている。ステータは、ロータとの間に形成されるモータギャップを高精度に設定するために、ケーシングに対して所定の位置に正確に固定する必要がある。例えば、ステータをケーシングに接着で固定すると、長期間の使用等により接着強度が低下したときに、ステータがケーシングに対して軸方向にずれる恐れがあるため、固定の信頼性に欠ける。

　例えば、止め輪等の機械的な係合手段を用いて、ステータをケーシングに対して軸方向に位置決めすることも考えられる。この場合、ステータのケーシングに対する軸方向移動を確実に規制することができる。しかし、止め輪は、ケーシングに設けた環状溝に取り付けられるため、止め輪と環状溝との嵌め合い隙間の分だけモータステータが軸方向にガタついてしまうため、ステータのケーシングに対する軸方向の位置決め精度を十分に高めることができない。

　従って、電動モータのステータのケーシングに対する固定の信頼性及び軸方向の位置決め精度を高める必要がある。

　例えば特許文献２には、サイクロイド減速機からなる差動装置を備える電動アクチュエータが開示されている。この電動アクチュエータは、エンジンによって駆動されるスプロケットを有する駆動回転体（入力回転体）と、駆動回転体によって駆動される従動回転体（出力回転体）と、駆動回転体と従動回転体との間に設けられる遊星回転体（内歯車）と、遊星回転体を駆動するロータを有する電動モータと、を備える。サイクロイド減速機は、駆動回転体に形成される第一外歯部と、遊星回転体の内周面に形成される第一内歯部及び第二内歯部と、従動回転体に形成される第二外歯部とにより構成される。

　従動回転体は、第二外歯部を有する本体と、本体に連結されるカムシャフトと、本体とカムシャフトとを連結するセンタボルトとを備える。センタボルトは、本体とカムシャフトとが同軸上で回転するように、両者を連結している。

　上記構成の電動アクチュエータでは、エンジンからの駆動力が駆動回転体のスプロケットに伝達された場合に、従動回転体のカムシャフトがスプロケットと同期して回転する。この場合において、各減速機は電動モータによって駆動されず、駆動回転体と遊星回転体、遊星回転体と従動回転体とが、互いの係合を維持しながら回転する。

　その後、エンジンがアイドル運転などの低回転域に移行し、カムシャフトがエンジンのバルブを駆動させる場合、電子制御などによって、電動モータのロータを、スプロケットの回転速度よりも相対的に遅く又は速く回転させる。この場合において、電動アクチュエータは、ロータを介してサイクロイド減速機の遊星回転体に回転運動及び偏心運動をさせることで、駆動回転体に対する従動回転体の回転位相差を変更し、バルブの開閉タイミングを調整する。

　上記した特許文献２の電動アクチュエータでは、電動モータのロータが回転し、駆動回転体に対する従動回転体の回転位相差を変更する場合に、従動回転体における本体とカムシャフトを連結するセンタボルトに、当該センタボルトを緩める力が作用し得る。センタボルトが緩んでしまうと、電動モータから与えられる動力がカムシャフトに対して正確に伝達されなくなるおそれがある。

　従って、サイクロイド減速機における動力の伝達を確実に行う必要がある。

　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転軸を中心として回転可能の駆動回転体、自転可能でかつ前記回転軸を中心として公転可能の遊星回転体、および前記回転軸を中心として回転可能の従動回転体を有し、前記遊星回転体が前記駆動回転体および従動回転体のそれぞれと噛み合い、前記遊星回転体と前記駆動回転体との間に第一の減速機を形成し、前記遊星回転体と前記従動回転体との間に第二の減速機を形成し、前記第一の減速機と前記第二の減速機の減速比を異ならせた差動装置と、前記遊星回転体を駆動する電動モータとを備え、前記駆動回転体は外部からの駆動力によって回転駆動され、前記従動回転体に第一出力部材を設けた電動アクチュエータにおいて、前記駆動回転体に第二出力部材を設けたことを特徴とするものである。

　かかる構成の電動アクチュエータであれば、駆動回転体および遊星回転体への入力と、駆動回転体および従動回転体からの出力が可能であり、２系統の入力と２系統の出力が許容されている。そのため、２系統の入力と１系統の出力が一般的な従来の電動アクチュエータに比べ、電動アクチュエータの用途を拡大することができる。

　前記第一出力部材と第二出力部材の何れか一方を吸気用カムシャフトとし、他方を排気用カムシャフトとするのが好ましい。これにより、吸気用カムシャフトと排気用カムシャフトを独立して駆動し、一方のカムシャフトの回転位相とは無関係に他方のカムシャフトの回転位相を制御することが可能となる。

　前記吸気用カムシャフトおよび排気用カムシャフトのうち、どちらか一方を中空形状とし、当該一方の内周に他方を配置するのが好ましい。かかる構成により、外観的には排気用カムシャフトと吸気用カムシャフトが一つのシャフトとなる。そのため、以上に説明した電動アクチュエータを、ＳＯＨＣ型エンジンの可変バルブタイミング装置として利用することが可能となる。

　前記第一出力部材を吸気用カムシャフトとし、前記第二出力部材を排気用カムシャフトとし、前記排気用カムシャフトを中空形状とし、前記排気用カムシャフトの内周に吸気用カムシャフトを配置するのが好ましい。

　また、他の技術的手段として、本発明は、吸気用カムシャフトと、排気用カムシャフトと、電動モータとを備え、電動モータの駆動力で前記吸気用カムシャフトまたは排気用カムシャフトを進角方向もしくは遅角方向に回転可能にした電動アクチュエータにおいて、前記吸気用カムシャフトおよび排気用カムシャフトのうち、どちらか一方を中空形状とし、当該一方の内周に他方を配置したことを特徴とするものである。

　かかる構成により、外観的には排気用カムシャフトと吸気用カムシャフトが一つのシャフトとなる。そのため、電動アクチュエータを、ＳＯＨＣ型エンジンの可変バルブタイミング装置として利用することが可能となる。

　駆動源はＳＯＨＣ型のエンジンで構成することができる。

　電動モータは、ケーシングと、前記ケーシングの内周に固定されたステータと、回転軸を中心として前記ケーシングに対して回転可能のロータとを有する。また、前記ケーシングが第一ケーシング部材及び第二ケーシング部材を有し、前記第一ケーシング部材の内周面に、前記第二ケーシング部材の外周面および前記ステータの外周面を嵌合させ、前記第一ケーシング部材と前記第二ケーシング部材とで前記ステータを軸方向両側から挟持固定する。

　このように、第一ケーシング部材の内周面に、第二ケーシング部材の外周面およびステータの外周面を嵌合させることで、第一ケーシング部材に対して第二ケーシング部材及びステータを同軸上に位置決めすることができる。この状態で、第一ケーシング部材と第二ケーシング部材とでステータを軸方向両側から挟持固定することで、ケーシングに対してステータを軸方向で位置決めすることができる。このように、第一及び第二ケーシング部材でステータを軸方向両側から挟持固定することで、接着等よりも固定の信頼性が高められると共に、ステータとケーシングとを軸方向のガタつきなく固定することができる。

　前記ロータと一体に回転するモータ軸を設けた場合、前記モータ軸の軸方向一方の端部を前記第一ケーシング部材に対して回転可能に支持する第一の軸受と、前記モータ軸の軸方向他方の端部を前記第二ケーシング部材に対して回転可能に支持する第二の軸受とを設けることが好ましい。上記のように、第一ケーシング部材と第二ケーシング部材は、内周面と外周面の嵌合により同軸上に配されると共に、ステータを介した軸方向の当接により軸方向で互いに位置決めされる。こうして、半径方向および軸方向で互いに位置決めされた第一及び第二ケーシング部材で、第一および第二の軸受を介してモータ軸の軸方向両端を支持することで、モータ軸の回転精度が高められるため、モータ性能が安定する。

　上記の電動モータは、例えば、外部からの駆動力によって前記回転軸を中心として回転可能の駆動回転体と、前記回転軸を中心として回転可能の従動回転体と、前記電動モータで駆動され、前記駆動回転体と前記従動回転体とを相対回転させる差動装置とを備えた電動アクチュエータに組み込まれる。前記差動装置は、前記駆動回転体および従動回転体のそれぞれと噛み合い、前記ロータの回転に伴って自転可能且つ前記回転軸を中心として公転可能の遊星回転体と、前記遊星回転体と前記駆動回転体との間に形成された第一の減速機と、前記遊星回転体と前記従動回転体との間に形成された第二の減速機とを有し、前記第一の減速機と前記第二の減速機の減速比が異なる。このように、回転軸を中心として公転（偏心運動）する遊星回転体を有する場合、上記のようにモータ軸の軸方向両端を、軸受を介してケーシングで支持して、モータ軸の振れ回りを抑えることが特に好ましい。

　上記の電動アクチュエータは、前記駆動回転体が、エンジンからの回転駆動力が伝達されるスプロケットと一体に回転し、前記従動回転体がカムシャフトと一体に回転する、可変バルブタイミング装置として使用することができる。

　以上のように、電動モータのステータを第一及び第二ケーシング部材で軸方向両側から挟持固定することで、ステータのケーシングに対する固定の信頼性及び軸方向の位置決め精度を高めることができる。

　電動アクチュエータは、駆動回転体と、前記駆動回転体により駆動される従動回転体と、前記駆動回転体と前記従動回転体との間に配されるサイクロイド減速機を有する差動装置と、前記差動装置を駆動する電動モータと、を備える。この場合の従動回転体は、本体と、前記本体に連結されるシャフトと、前記本体と前記シャフトとの周方向における相対的な位置ずれを防止する位置ずれ防止部と、を備えることができる。

　かかる構成によれば、電動モータによって差動装置が駆動された場合において、位置ずれ防止部によって本体とシャフトとの周方向における相対的な位置ずれを防止することで、差動機構のサイクロイド減速機からの動力を従動回転体に対して確実に伝達できる。

　前記位置ずれ防止部は、前記本体に形成される第一穴部と、前記シャフトの端面に形成される第二穴部と、前記第一穴部と前記第二穴部とに挿入される連結ピンと、を備えてもよい。

　前記位置ずれ防止部は、前記本体および前記シャフトの一方に形成されるキー溝と、他方に形成されるキーと、を備えてもよい。

　前記本体は、前記シャフトを内部に挿入可能な筒状に構成されており、前記位置ずれ防止部は、前記本体の内周面に形成される第一平面と、前記シャフトの外周面に形成されるとともに前記第一平面に接触する第二平面と、を備えてもよい。

　上記の電動アクチュエータにおいて、前記電動モータは、環状のロータを備え、前記位置ずれ防止部は、前記ロータの内側に配置され得る。かかる構成によれば、位置ずれ防止部は、軸方向においてロータに重なるように配置されるため、電動アクチュエータの軸方向寸法の増大を防止できる。

　電動アクチュエータは、前記駆動回転体に設けられるスプロケットと、前記シャフトに設けられるカムとを備え、前記スプロケットに対する前記シャフトの回転位相差を変更してバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置に適用できる。

　以上により、サイクロイド減速機の動力伝達を確実に行うことができる。

　本発明によれば、２系統の入力と２系統の出力が可能な電動アクチュエータを提供できる。そのため、電動アクチュエータの用途をさらに拡大させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。本実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。本実施形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。図１のＡ－Ａ線で矢視した断面図である。図１のＢ－Ｂ線で矢視した断面図である。ＳＯＨＣ型のエンジンのカムシャフトを示す斜視図である。ＤＯＨＣ型のエンジンのカムシャフトを示す斜視図である。電動アクチュエータの断面図（図９のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図）である。上記電動アクチュエータを反シリンダヘッド側からみた正面図である。図８の拡大図である。図８のＸＩ－ＸＩ線断面図である。図８のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。電動アクチュエータの断面図である。電動アクチュエータの断面図である。電動アクチュエータの分解斜視図である。電動アクチュエータの斜視図である。カムシャフトの斜視図である。図１４のＡ―Ａ矢視線断面図である。図１４のＢ―Ｂ矢視線断面図である。電動アクチュエータの断面図である。電動アクチュエータの斜視図である。カムシャフトの斜視図である。電動アクチュエータの断面図である。電動アクチュエータの斜視図である。カムシャフトの斜視図である。

　以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

　図１は、本実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図、図２は、当該電動アクチュエータの分解斜視図、図３は、当該電動アクチュエータの斜視図である。

　図１～図３に示すように、本実施形態に係る電動アクチュエータ１は、ＳＯＨＣ型のエンジン（駆動源）の可変バルブタイミング装置として用いられる。この電動アクチュエータ１は、駆動回転体２と、従動回転体３と、電動モータ４と、差動装置５と、これらを収容するケーシング６とを主要な構成要素として備える。

　駆動回転体２は、全体として軸方向両端が開口した円筒状をなし、反シリンダヘッド１０側（図１の左側）に設けられた本体２１と、シリンダヘッド１０側（図１の右側）に設けられた第二の出力部材としての排気用カムシャフト２２と、エンジンからの駆動力の入力部となるスプロケット２３とを有する。排気用カムシャフト２２のシリンダヘッド１０側には、一つまたは複数の排気用カム２２ａが設けられている。スプロケット２３は本体２１の外周面にトルク伝達可能に取り付けられ、外部からの駆動力、例えばエンジンからチェーンを介して伝達された駆動力により回転駆動される。本体２１、排気用カムシャフト２２、およびスプロケット２３は、何れも回転軸Ｏを中心として同軸上に配置される。従って、本体２１、排気用カムシャフト２２、およびスプロケット２３は、外部からの駆動力（エンジンからの駆動力）により、回転軸Ｏを中心として一体に回転する。排気用カムシャフト２２は、軸受１１を介して静止部材であるヘッドカバー（図示省略）に回転可能に支持される。

　本実施形態では、本体２１と排気用カムシャフト２２とを一体化する一方で、スプロケット２３を本体２１の外周に圧入固定した別部材で構成した場合を例示している。この例示に限らず、本体２１、排気用カムシャフト２２、およびスプロケット２３のうち、任意の二つの部位を一体化し、残りの部位を別部材で構成することができる。あるいは本体２１、排気用カムシャフト２２、およびスプロケット２３を全て一体に形成し、あるいは全て別部材で形成することもできる。

　従動回転体３は、駆動回転体２から伝達された駆動力を出力する部材であり、反シリンダヘッド１０側に設けられた円筒状の本体３１と、シリンダヘッド１０側に設けられた第一の出力部材としての吸気用カムシャフト３２とを有する。吸気用カムシャフト３２には、一つあるいは複数の吸気用カム３２ａが設けられている。本体３１と吸気用カムシャフト３２は回転軸Ｏ上で同軸に配置され、センタボルト３３によって互いに結合されている。そのため、本体３１と吸気用カムシャフト２２は、回転軸Ｏを中心として一体に回転する。吸気用カムシャフト３２のシリンダヘッド１０側の端部は、軸受１２を介してヘッドカバーに対して回転可能に支持される。

　吸気用カムシャフト３２は、両端が開口した中空形状をなす排気用カムシャフト２２の内周に配置される。また、吸気用カムシャフト３２のシリンダヘッド１０側の軸端は、排気用カムシャフト２２のシリンダヘッド１０側の軸端から軸方向に突出している。排気用カムシャフト２２の内周と吸気用カムシャフト３２の外周との間には軸受８が配置され、駆動回転体２の本体２１の内周と従動回転体３の本体３１の外周との間には軸受９が配置されている。これらの軸受８，９により、駆動回転体２と従動回転体３の間の相対回転が許容される。軸受８，９は、例えば滑り軸受で構成することができる。

　ケーシング６は、組み立ての都合上、有底円筒状のケーシング本体６ａと、蓋部６ｂとに分割されている。ケーシング本体６ａと蓋部６ｂとは、ボルト等の締結手段を用いて一体化される。蓋部６ｂには、電動モータ４へ給電するための給電線や、電動モータ４の回転数を検知する図示しない回転数検知センサに接続される信号線を、外部に引き出すための筒状の突起６ｃ，６ｄ（図２参照）が設けられている。ケーシング６の蓋部６ｂの内周面と従動回転体３の本体３１の外周面との間の空間は、オイルシール１３により密封されている。

　電動モータ４は、ケーシング本体６ａに固定されたステータ４１と、ステータ４１の半径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ４２とを有するラジアルギャップ型のモータである。ステータ４１は、軸方向に積層した複数の電磁鋼板から成るステータコア４１ａと、ステータコア４１ａに装着された絶縁材料から成るボビン４１ｂと、ボビン４１ｂに巻き回されたステータコイル４１ｃとで構成されている。ロータ４２は、環状のロータコア（ロータインナ）４２ａと、ロータコア４２ａに取り付けられた複数のマグネット４２ｂとで構成されている。ステータ４１とロータ４２の間に作用する励磁力により、ロータ４２が回転軸Ｏを中心として回転する。

　差動装置５は、駆動回転体２の本体２１と、従動回転体３の本体３１と、ロータ４２と一体に回転する偏心部材５１と、偏心部材５１の内周に配置された遊星回転体５２と、偏心部材５１と遊星回転体５２の間に配置された軸受５３とを主要な構成要素として備える。

　偏心部材５１は、ロータコア４２ａの内周に固定された小径筒部５１ａと、小径筒部５１ａより大径に形成され、ロータコア４２ａから軸方向に突出する大径筒部５１ｂとを一体に有する。偏心部材５１の外周面は、回転軸Ｏと同軸に形成された円筒面である。偏心部材５１の小径筒部５１ａの内周面には、回転軸Ｏに対して偏心した円筒面状の偏心内周面５１ａ１が形成される。偏心部材５１の内周面のうち、偏心内周面５１ａ１以外の領域は、回転軸Ｏと同軸に形成された円筒面である。偏心部材５１は、偏心内周面５１ａ１を通る半径方向の断面で見ると、厚肉部分と薄肉部分とを有する（図４および図５参照）。

　偏心部材５１は、軸方向の両側に配置した軸受１７，１８によって支持される。本実施形態では、シリンダヘッド１０側の軸受１７を滑り軸受で構成し、反シリンダヘッド１０側の軸受１８を転がり軸受（深溝玉軸受）で構成しているが、両軸受１７，１８の構成や種類は任意に選択することができ、例えばシリンダヘッド１０側の軸受７を転がり軸受で構成することもできる。シリンダヘッド１０側の軸受１７により偏心部材５１が駆動回転体２に回転可能に支持され、反シリンダヘッド１０側の軸受１８により、偏心部材５１がケーシング６の蓋部６ｂに回転可能に支持される。

　遊星回転体５２は円筒状をなし、その内周に第一内歯部５５と第二内歯部５６とが形成される。第一内歯部５５と第二内歯部５６は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコロイド系曲線）を描く複数の歯で構成されている。第一内歯部５５と第二内歯部５６は軸方向にずらして形成され、第一内歯部５５がシリンダヘッド１０側に、第二内歯部５６が反シリンダヘッド１０側にそれぞれ設けられている。第二内歯部５６のピッチ円径は第一内歯部５５のピッチ円径よりも小さい。また、第二内歯部５６の歯数は、第一内歯部５５の歯数よりも少ない。

　駆動回転体２の本体２１の外周面には、第一内歯部５５と噛み合う第一外歯部５７が形成される。また、従動回転体３の本体３１の外周面には、第二内歯部５６と噛み合う第二外歯部５８が形成される。第一外歯部５７および第二外歯部５８は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコイド系曲線）を描く複数の歯で形成されている。第二外歯部５８のピッチ円径は第一外歯部５７のピッチ円径よりも小さく、第二外歯部５８の歯数は、第一外歯部５７の歯数よりも少ない。

　第一外歯部５７の歯数は、互いに噛み合う第一内歯部５５の歯数よりも少なく、好ましくは一つ少ない。同様に、第二外歯部５８の歯数も、互いに噛み合う第二内歯部５６の歯数よりも少なく、好ましくは一つ少ない。一例として、本実施形態では、第一内歯部５５の歯数を２４個、第二内歯部５６の歯数を２０個、第一外歯部５７の歯数を２３個、第二外歯部５８の歯数を１９個としている。

　互いに噛み合う第一内歯部５５と第一外歯部５７は第一の減速機５ａを構成し、第二内歯部５６と第二外歯部５８は第二の減速機５ｂを構成する。第一の減速機５ａおよび第二の減速機５ｂは、何れもハイポサイクロイド減速機と呼ばれるものである。二つの減速機５ａ，５ｂの減速比は異なっており、本実施形態では第一の減速機５ａの減速比を第二の減速機５ｂの減速比よりも大きくしている。このように二つの減速機５ａ，５ｂの減速比を異ならせることで、後で述べるように、エンジンに駆動される吸気用カムシャフト３２の回転を、電動モータ４の作動状態に応じて変化させる（差動させる）ことが可能となる。

　軸受５３は、例えば外輪５３ａを有する針状ころ軸受で構成される。この軸受５３は、偏心部材５１の偏心内周面５１ａ１と、遊星回転体５２の円筒面状の外周面との間に配置される。従って、遊星回転体５２の外周面および内周面の中心Ｐ（図４、図５参照）は、回転軸Ｏに対して偏心した位置にある。この軸受５３により、遊星回転体５２が偏心部材５１に対して相対回転可能に支持される。

　図４は、第一の減速機５ａで切断した断面図（図１におけるＡ－Ａ線矢視断面図）、図５は、第二の減速機５ｂで切断した断面図（図１におけるＢ－Ｂ線矢視断面図）である。

　図４に示すように、第一内歯部５５の中心Ｐは、回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心している。従って、第一内歯部５５と第一外歯部５７は、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。また、図５に示すように、第二内歯部５６の中心Ｐも回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心しているため、第二内歯部５６と第二外歯部５８とは、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。なお、図４及び図５では、互いの矢視方向が異なっているため、第一内歯部５５と第二内歯部５６のそれぞれの偏心方向が各図において互いに左右逆方向に示されているが、第一内歯部５５及び第二内歯部５６は同じ方向に同じ距離Ｅだけ偏心している。

　ここで、差動装置５の減速比をｉ、モータ回転速度をｎm、スプロケット２３の回転速度をｎSとすると、出力回転位相角度差は（ｎm－ｎS)／ｉとなる。

　また、第一内歯部５５の歯数をｚ１、第二内歯部５６の歯数をｚ２とすると、本実施形態に係る差動装置５の減速比は、下記式１によって求められる。

減速比＝ｚ１×ｚ２／｜ｚ１－ｚ２｜・・・式１

　例えば、第一内歯部５５の歯数（ｚ１）が２４、第二内歯部５６の歯数（ｚ２）が２０の場合、上記式１から減速比は１２０となる。このように、本実施形態に係る差動装置５では、大きな減速比によって高トルクを得ることが可能である。

　本実施形態の電動アクチュエータ１では、遊星回転体５２の内径側に駆動回転体２および従動回転体３を配置しているため、遊星回転体５２を駆動する電動モータ４として中空モータを採用し、この中空モータを遊星回転体５２の外径側に配置するレイアウトを採用することができる。そのため、スペース効率が良好となり、電動アクチュエータのコンパクト化（特に軸方向寸法のコンパクト化）を達成できるメリットが得られる。

　続いて、図１～図５を参照しつつ本実施形態に係る電動アクチュエータの動作について説明する。

　エンジンの動作中は、スプロケット２３に伝達されたエンジンからの駆動力によって駆動回転体２が回転し、これに伴って排気用カムシャフト２２が回転する。この時、排気用カムシャフト２２の回転数はスプロケット２３の回転数と等しい。

　電動モータ４に通電されず、電動モータ４から差動装置５への入力がない状態では、駆動回転体２の回転が遊星回転体５２を介して従動回転体３に伝達され、従動回転体３は駆動回転体２と一体に回転する。すなわち、駆動回転体２と遊星回転体５２は、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い部でのトルク伝達により、この噛み合い状態を保持したままま一体に回転する。同様に、遊星回転体５２と従動回転体３も第二内歯部５６と第二外歯部５８の噛み合い位置を保持したまま一体に回転する。そのため、駆動回転体２と従動回転体３は同じ回転位相を保持しながら回転する。従って、排気用カムシャフト２２と吸気用カムシャフト３２とは回転位相差０で回転する。

　その後、例えばエンジンがアイドル運転などの低回転域に移行した際には、公知の手段、例えば、電子制御などによって電動モータ４に通電し、ロータ４２をスプロケット２３の回転数よりも相対的に遅く又は速く回転させる。電動モータ４を作動させると、ロータ４２のロータコア４２ｂに結合された偏心部材５１が回転軸Ｏを中心として一体に回転する。これに伴い、薄肉部分と厚肉部分とを備えた偏心部材５１の回転に伴う押圧力が軸受５３を介して遊星回転体５２に作用する。この押圧力により、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い部で周方向の分力が生じるため、遊星回転体５２が駆動回転体２に対して相対的に偏心回転運動を行う。つまり、遊星回転体５２が回転軸Ｏを中心として公転しながら、第一内歯部５５および第二内歯部５６の中心Ｐを中心として自転する。この際、遊星回転体５１が１回公転するごとに、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い位置が一歯分ずつ周方向にずれるため、遊星回転体５２は減速されつつ回転（自転）する。

　また、遊星回転体５２が上述の偏心回転運動を行うことにより、遊星回転体５２の１回の公転ごとに、第二内歯部５６と第二外歯部５８との噛み合い箇所が一歯分ずつ周方向にずれる。これにより、従動回転体３が遊星回転体５２に対して減速されつつ回転する。このように、遊星回転体５２を電動モータ４で駆動することにより、スプロケット２３からの駆動力に電動モータ４からの駆動力が重畳され、従動回転体３の回転が、電動モータ４からの駆動力の影響を受ける差動の状態となる。そのため、駆動回転体２に対する従動回転体３の相対的な回転位相差を正逆方向に変更することが可能となり、吸気用カム３２ａによる吸気バルブ（図示省略）の開閉タイミングを進角方向もしくは遅角方向に変更することができる。

　このように吸気バルブの開閉タイミングを変更することにより、アイドル運転時のエンジンの回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。また、アイドル状態からエンジンの運転が通常運転に移行し、例えば、高速回転に移行した際には、スプロケット２３に対する電動モータ４の相対回転の速度差を大きくすることで、スプロケット２３に対する吸気用カムシャフト３２の回転位相差を高回転に適した回転位相差に変更することができ、エンジンの高出力化を図ることが可能である。

　このように本実施形態の電動アクチュエータであれば、駆動回転体２および遊星回転体５２への入力（前者はエンジンの駆動力の入力、後者は電動モータ４の駆動力の入力）と、駆動回転体２および従動回転体３からの出力（前者は排気用カムシャフト２２への出力、後者は吸気用カムシャフト３２への出力）が可能であり、２系統の入力と２系統の出力が許容されている。そのため、２系統の入力と１系統の出力が一般的な従来の電動アクチュエータに比べ、電動アクチュエータ１の用途を拡大することができる。具体的には、以下に述べるように、ＳＯＨＣ型エンジン用の可変バルブタイミング装置として使用することが可能となる。

　図６に示すように、ＳＯＨＣ型のエンジンでは、共通のカムシャフト１００に排気用カム２２ａと吸気用カム３２ａが装着される。従って、このカムシャフト１００に一般的な電動アクチュエータ１’を結合しても、排気バルブと吸気用バルブの開閉タイミングが同時に同方向に変化するため、可変バルブタイミング装置として機能させることができない。

　これに対し、本実施形態にかかる電動アクチュエータ１では、２系統の出力が可能であるため、吸気用カムシャフト３２と排気用カムシャフト２２を独立して駆動し、排気用カムシャフトの回転位相とは無関係に吸気用カムシャフト３２の回転位相を制御することができる。しかも排気用カムシャフト２２を中空形状とし、その内周に吸気用カムシャフト３２を配置しているため、外観的には排気用カムシャフト２２と吸気用カムシャフト３２が一つのシャフトとなる。そのため、電動アクチュエータ１を、ＳＯＨＣ型エンジンの可変バルブタイミング装置として利用することが可能となる。

　以上の説明では、第一の減速機５ａおよび第二の減速機５ｂとしてハイポサイクロイド減速機を使用する場合を例示したが、差動装置５としては、自転・公転する遊星回転体５２を有し、かつ二つの減速機５ａ，５ｂの減速比が異なる限り任意の構成の減速機（サイクロイド減速機、波動歯車装置、遊星歯車装置等）を使用することができる。遊星回転体５２に代えて複数のローラを保持器で保持したローラアセンブリを使用し、ローラを第一外歯部５７および第二外歯部５８に沿って転動させるタイプの減速機を使用することもできる。

　また、以上の説明では、排気用カムシャフト２２を中空形状とし、その内周に吸気用カムシャフト３２を配置する場合を例示したが、これとは逆に、吸気用カムシャフト３２を中空形状とし、その内周に排気用カムシャフト２２を配置することもできる。

　また、駆動回転体２に排気用カムシャフト２２を設け、従動回転体３に吸気用カムシャフトを設ける場合を例示したが、これとは逆に、駆動回転体２に吸気用カムシャフト３２を設け、従動回転体３に排気用カムシャフト２２を設けることもできる。

　以下、添付の図面に基づき、電動アクチュエータの他例について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

　図８に示す電動アクチュエータ１は、例えばエンジンのシリンダヘッド１０（図８に鎖線で示す）に設けられる可変バルブタイミング装置として用いられる。この電動アクチュエータ１は、駆動回転体２と、シリンダヘッド１０に設けられたカムシャフト（図示省略）と一体に回転する従動回転体３と、電動モータ４と、差動装置５とを主要な構成要素として備える。

　駆動回転体２は、全体として軸方向両端が開口した円筒状をなし、反シリンダヘッド１０側（図８の左側）の端部に設けられた小径部２１と、小径部２１のシリンダヘッド１０側（図８の右側）に設けられ、内径及び外径が小径部２１よりも大きい大径部２２と、小径部２１と大径部２２とを連結する連結部２３とを有する。大径部２２の外周にはスプロケット２０が固定される。スプロケット２０は、大径部２２の外周面にトルク伝達可能に取り付けられ、エンジンからチェーンを介して伝達された駆動力により回転駆動される。駆動回転体２およびスプロケット２０は、回転軸Ｏを中心として同軸上に配置され、エンジンからの駆動力により回転軸Ｏを中心として一体に回転する。尚、本実施形態では、スプロケット２０を大径部２２の外周に圧入固定した別部材で構成した場合を例示しているが、この例示に限らず、大径部２２とスプロケット２０とを一体に形成してもよい。

　従動回転体３は、駆動回転体２から伝達された駆動力を出力する部材であり、出力軸３１と、出力軸３１の反シリンダヘッド１０側（図８の左側）に設けられた従動ギア３２とを有する。出力軸３１と従動ギア３２は回転軸Ｏ上で同軸に配置され、センタボルト３３によって互いに結合されている。そのため、出力軸３１と従動ギア３２は回転軸Ｏを中心として一体に回転する。出力軸３１は、カムシャフトとトルク伝達可能に連結される。尚、出力軸３１と従動ギア３２、あるいは出力軸３１とカムシャフト、あるいはこれらの全てを一体に形成してもよい。

　駆動回転体２の小径部２１の内周面と出力軸３１の外周面とは摺動可能な状態で嵌合している。また、駆動回転体２の大径部２２の内周面と出力軸３１の外周面との間には、軸受１１が設けられる。軸受１１としては、例えば転がり軸受、具体的には玉軸受が使用でき、図示例では深溝玉軸受が使用されている。軸受１１の外輪は駆動回転体２の内周面に固定され、軸受１１の内輪は出力軸３１の外周面に固定される。これにより、駆動回転体２と従動回転体３との間の相対回転が許容される。尚、駆動回転体２の小径部２１の内周面と出力軸３１の外周面との間にも軸受（例えば、滑り軸受）を配してもよい。

　電動モータ４は、ケーシング４０と、ケーシング４０の内周に固定されたステータ４１と、ステータ４１の半径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ４２とを有するラジアルギャップ型のモータである。図示例では、ケーシング４０の内周に、ステータ４１及びロータ４２だけでなく、後述する差動装置５も収容される。

　ステータ４１は、軸方向に積層した複数の電磁鋼板から成るステータコア４１ａと、ステータコア４１ａに装着された絶縁材料から成るボビン４１ｂと、ボビン４１ｂに巻き回されたステータコイル４１ｃとを有する。ロータ４２は、環状のロータコア（ロータインナ）４２ａと、ロータコア４２ａの外周に取り付けられた複数のマグネット４２ｂとを有する。ステータ４１とロータ４２の間に作用する励磁力により、ロータ４２が回転軸Ｏを中心として回転する。

　ケーシング４０は、回転することなくその場に静止する静止側の部材である。ケーシング４０は、組み立ての都合上、第一ケーシング部材としての有底円筒状のケーシング本体４０ａと、第二ケーシング部材としての蓋部４０ｂとに分割されている。ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとは、ボルト等の締結手段を用いて一体化される。ケーシング本体４０ａは、円筒部４０ａ１と、円筒部４０ａ１のシリンダヘッド１０側の端部から内径側に延びるフランジ部４０ａ２とを一体に有する。蓋部４０ｂには、ステータ４１へ給電するための給電線や、ロータ４２の回転数を検知する図示しない回転数検知センサに接続される信号線を、外部に引き出すための筒状の突起４０ｃ，４０ｄ（図９参照）が設けられている。

　ケーシング本体４０ａのフランジ部４０ａ２の内周面と駆動回転体２の外周面との間には軸受１２が設けられ、これにより駆動回転体２がケーシング４０に対して回転可能に支持される。また、蓋部４０ｂの内周面と従動回転体３の従動ギア３２の外周面との間には軸受１３が設けられ、これにより従動回転体３の反シリンダヘッド１０側の端部がケーシング４０に対して回転可能に支持される。軸受１２、１３としては、例えば転がり軸受、具体的には玉軸受が使用でき、図示例では深溝玉軸受が使用されている。軸受１２の外輪はケーシング本体４０ａの内周面に固定され、軸受１２の内輪は駆動回転体２の外周面に固定される。軸受１３の外輪はケーシング４０の蓋部４０ｂの内周面に固定され、軸受１２の内輪は従動回転体３の外周面に固定される。

　図１０に拡大して示すように、ケーシング４０の本体４０ａの反シリンダヘッド１０側（図中左側）の端部付近に設けられた円筒面状の内周面４０ａ３と、蓋部４０ｂのシリンダヘッド１０側（図中右側）の端部付近に設けられた円筒面状の外周面４０ｂ１とが嵌合している。これにより、本体４０ａと蓋部４０ｂとの芯出しが行われる。

　ケーシング本体４０ａの内周面４０ａ３には、ステータ４１の外周面、図示例ではステータコア４１ａの円筒面状の外周面が嵌合している。これにより、本体４０ａとステータ４１との芯出しが行われる。この状態で、ケーシングの本体４０ａと蓋部４０ｂとでステータ４１が軸方向両側から挟持固定されている。具体的には、本体４０ａの内周面に設けられた段部４０ａ４と、蓋部４０ｂのシリンダヘッド１０側の端部４０ｂ２とで、ステータコア４１ａが軸方向両側から挟持固定される。本実施形態では、ステータ４１の外周面とケーシング本体４０ａの内周面との間に接着剤等は介在しておらず、ステータ４１は、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとの挟持のみでケーシング４０に固定される。このとき、本体４０ａの反シリンダヘッド１０側の端部４０ａ５と、蓋部４０ｂの外周面に設けられた段部４０ｂ３とは軸方向で当接しておらず、これらの間には軸方向の隙間Ｇが設けられている。

　ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとの嵌合領域の軸方向長さＬが短すぎると、両者の同軸度が不足するおそれがある。従って、両者の嵌合領域の軸方向長さＬは、例えば、当該嵌合領域におけるケーシング４０の肉厚ｔの１倍以上、好ましくは２倍以上とすることが好ましい。また、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとの嵌合領域では、両者が半径方向に重なるため、半径方向の肉厚が嵩む傾向にある。このため、両者の嵌合領域では、各部材をなるべく薄肉に形成することが好ましい。この場合、両者の嵌合領域の軸方向長さＬが長すぎると、薄肉に形成した各部材の強度が不足するおそれがある。従って、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとの嵌合領域は、両者の同軸度を確保できる範囲でなるべく小さくすることが好ましい。

　ステータ４１は、以下の手順でケーシング４０に固定される。まず、ステータコア４１ａに、ステータコイル４１ｃが巻回されたボビン４１ｂを取り付けてステータ４１を組み立てる。そして、ステータ４１をケーシング本体４０ａの内周に反シリンダヘッド１０側から挿入し、ステータコア４１ａの外周面と本体４０ａの内周面４０ａ３とを嵌合させながら、ステータコア４１ａのシリンダヘッド１０側の端面をケーシング本体４０ａの段部４０ａ４に当接させる。その後、蓋部４０ｂのシリンダヘッド１０側の端部を、ケーシング本体４０ａの内周に反シリンダヘッド１０側から挿入し、蓋部４０ｂの外周面４０ｂ１と本体４０ａの内周面４０ａ３とを嵌合させる。そして、蓋部４０ｂのシリンダヘッド１０側の端部４０ｂ２とケーシング本体４０ａの段部４０ａ４とでステータコア４１ａを軸方向両側から挟持する。このとき、ケーシング本体４０ａの反シリンダヘッド１０側の端部４０ａ５と蓋部４０ｂのシリンダヘッド１０側の段部４０ｂ３との間に軸方向隙間Ｇが残っていることで、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとでステータコア４１ａを軸方向両側から確実に挟持することができる。この状態で、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとをボルト等で固定することにより、電動モータ４の組立が完了する。

　このように、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとでステータ４１を挟持固定することで、ステータ４１のケーシング４０に対する軸方向移動が完全に規制されるため、軸方向のガタつきが無い状態で、高い信頼性で両者を固定することができる。特に、本実施形態では、後述するように遊星回転体５２が回転軸Ｏを中心として公転（偏心回転）することで偏心部材５１に振れ回りが生じ、この振れ回りの振動がケーシング４０に伝達される。この場合でも、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂでステータ４１が挟持固定されていることで、ステータ４１のケーシング４０に対する位置ズレが防止され、モータ性能の低下を回避できる。

　また、上記のように、ケーシング本体４０ａと蓋部４０ｂとを固定する工程で、ステータ４１をケーシング４０に対して半径方向及び軸方向で位置決めしながら固定することができるため、これらを別工程で行う場合と比べて工数が削減されて、生産性が向上する。

　尚、上記の例では、ケーシング本体４０ａの内周面４０ａ３に蓋部４０ｂの外周面４０ｂ１およびステータコア４１ａの外周面を嵌合させているが、これとは逆に、蓋部４０ｂの内周面に、ケーシング本体４０ａの外周面およびステータコア４１ａの外周面を嵌合させた構成としてもよい。すなわち、ケーシング本体４０ａを第二ケーシング部材とし、蓋部４０ｂを第一ケーシング部材としてもよい。

　差動装置５は、ロータ４２と一体に回転するモータ軸としての偏心部材５１と、偏心部材５１の内周に配置された遊星回転体５２と、偏心部材５１と遊星回転体５２の間に配置された軸受５３，５４と、遊星回転体５２と駆動回転体２との間に設けられた第一の減速機５ａと、遊星回転体５２と従動回転体３との間に設けられた第二の減速機５ｂとを主要な構成要素として備える。

　偏心部材５１は、全体として軸方向両端が開口した円筒状を成している。図示例の偏心部材５１は、ロータコア４２ａの内周に固定された第一筒部５１ａと、第一筒部５１ａより大径に形成され、第一筒部５１ａからシリンダヘッド１０側に突出する第二筒部５１ｂと、第一筒部５１ａから反シリンダヘッド１０側に突出する第三筒部５１ｃとを一体に有する。偏心部材５１の各筒部５１ａ，５１ｂ，５１ｃの外周面は、回転軸Ｏと同軸に形成された円筒面である。偏心部材５１の第一筒部５１ａおよび第二筒部５１ｂの内周面には、回転軸Ｏに対して偏心した円筒面状の偏心内周面５１ａ１、５１ｂ１が形成される。偏心部材５１の第三筒部５１ｃの内周面は、回転軸Ｏと同軸に形成された円筒面である。偏心部材５１は、偏心内周面５１ａ１、５１ｂ１を通る半径方向の断面で見ると、厚肉部分と薄肉部分とを有する（図１１および図１２参照）。

　図８に示すように、偏心部材５１のシリンダヘッド１０側の端部は、軸受１４によってケーシング４０に対して回転支持される。軸受１４は、例えば転がり軸受（深溝玉軸受）で構成される。本実施形態では、軸受１４の外輪がケーシング本体４０ａの内周面に固定され、軸受１４の内輪が偏心部材５１の第二筒部５１ｂの外周面に固定される。

　遊星回転体５２は、全体として軸方向両端が開口した円筒状を成している。図示例の遊星回転体５２は、第一筒部５２ａと、第一筒部５２ａの反シリンダヘッド１０側（図中左側）に設けられた第二筒部５２ｂとを一体に有する。第一筒部５２ａの内周面には第一内歯部５７が形成され、第二筒部５２ｂの内周面には第二内歯部５８が形成される。第一内歯部５７と第二内歯部５８は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコロイド系曲線）を描く複数の歯で構成されている。第二内歯部５８のピッチ円径は第一内歯部５７のピッチ円径よりも小さい。また、第二内歯部５８の歯数は、第一内歯部５７の歯数よりも少ない。

　遊星回転体５２の第一内歯部５７は、駆動回転体２の小径部２１の外周面に設けられた第一外歯部５５と噛み合う。また、遊星回転体５２の第二内歯部５８は、従動回転体３の従動ギア３２の外周面に設けられた第二外歯部５６と噛み合う。第一外歯部５５および第二外歯部５６は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコイド系曲線）を描く複数の歯で形成されている。第二外歯部５６のピッチ円径は第一外歯部５５のピッチ円径よりも小さく、第二外歯部５６の歯数は、第一外歯部５５の歯数よりも少ない。

　第一外歯部５５の歯数は、互いに噛み合う第一内歯部５７の歯数よりも少なく、好ましくは一つ少ない。同様に、第二外歯部５６の歯数も、互いに噛み合う第二内歯部５８の歯数よりも少なく、好ましくは一つ少ない。一例として、本実施形態では、第一内歯部５７の歯数を２４個、第二内歯部５８の歯数を２０個、第一外歯部５５の歯数を２３個、第二外歯部５６の歯数を１９個としている。

　互いに噛み合う第一内歯部５７と第一外歯部５５は第一の減速機５ａを構成し、第二内歯部５８と第二外歯部５６は第二の減速機５ｂを構成する。第一の減速機５ａおよび第二の減速機５ｂは、何れもサイクロイド減速機と呼ばれるものである。二つの減速機５ａ，５ｂの減速比は異なっており、本実施形態では第一の減速機５ａの減速比を第二の減速機５ｂの減速比よりも大きくしている。このように二つの減速機５ａ，５ｂの減速比を異ならせることで、後で述べるように、エンジンに駆動される出力軸３１の回転を、電動モータ４の作動状態に応じて変化させる（差動させる）ことが可能となる。

　軸受５３は、例えば転がり軸受で構成され、図示例では針状ころ軸受で構成される。この軸受５３は、偏心部材５１の第一筒部５１ａの偏心内周面５１ａ１と、遊星回転体５２の第二筒部５２ｂの円筒面状の外周面との間に配置される。従って、遊星回転体５２の第二筒部５２ｂの外周面および内周面の中心Ｐ（図１１参照）は、回転軸Ｏに対して偏心した位置にある。軸受５４は、例えば転がり軸受で構成され、図示例では深溝玉軸受で構成される。この軸受５４は、偏心部材５１の第二筒部５１ｂの偏心内周面５１ｂ１と、遊星回転体５２の第一筒部５２ａの円筒面状の外周面との間に配される。従って、遊星回転体５２の第一筒部５２ａの外周面および内周面の中心Ｐ（図１１参照）は、回転軸Ｏに対して偏心した位置にある。これらの軸受５３，５４により、遊星回転体５２が偏心部材５１に対して相対回転可能に支持される。

　図１１は、第一の減速機５ａで切断した断面図（図１におけるＸＩ－ＸＩ線矢視断面図）、図１２は、第二の減速機５ｂで切断した断面図（図１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面図）である。

　図１１に示すように、第一内歯部５７の中心Ｐは、回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心している。従って、第一内歯部５７と第一外歯部５５は、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。また、図１２に示すように、第二内歯部５８の中心Ｐも回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心しているため、第二内歯部５８と第二外歯部５６とは、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。なお、図１１及び図１２では、互いの矢視方向が異なっているため、第一内歯部５７と第二内歯部５８のそれぞれの偏心方向が各図において互いに左右逆方向に示されているが、第一内歯部５７及び第二内歯部５８は同じ方向に同じ距離Ｅだけ偏心している。

　ここで、差動装置５の減速比をｉ、モータ回転速度をｎｍ、スプロケット２０の回転速度をｎＳとすると、出力回転位相角度差は（ｎｍ－ｎＳ)／ｉとなる。

　また、第一減速機５ａの減速比をｉ１、第二減速機５ｂの減速比をｉ２とすると、差動装置５の減速比は、下記式１によって求められる。

　減速比＝ｉ１×ｉ２／｜ｉ１－ｉ２｜・・・式１

　例えば、第一減速機５ａの減速比（ｉ１）が２４／２３、第二減速機５ｂの減速比（ｉ２）が２０／１９の場合、上記式１から減速比は１２０となる。このように、差動装置５では、大きな減速比によって高トルクを得ることが可能である。

　電動アクチュエータ１では、遊星回転体５２の内周に駆動回転体２（小径部２１）および従動回転体３（出力軸３１、従動ギア３２）を配置しているため、遊星回転体５２を駆動する電動モータ４として中空モータを採用し、この中空モータを遊星回転体５２の外周に配置するレイアウトを採用することができる。そのため、スペース効率が良好となり、電動アクチュエータのコンパクト化（特に軸方向寸法のコンパクト化）を達成できるメリットが得られる。

　続いて、図８～図１２を参照しつつ、上記の電動アクチュエータ１の動作について説明する。

　エンジンの動作中は、スプロケット２０に伝達されたエンジンからの駆動力によって駆動回転体２が回転する。電動モータ４に通電されず、電動モータ４から差動装置５への入力がない状態では、駆動回転体２の回転が遊星回転体５２を介して従動回転体３に伝達され、従動回転体３は駆動回転体２と同期して回転する。すなわち、駆動回転体２と遊星回転体５２、遊星回転体５２と従動回転体３とが、それぞれに設けられた歯（第一外歯部５５と第一内歯部５７、第二外歯部５６と第二内歯部５８）によって互いにトルク伝達可能に係合しているため、駆動回転体２が回転すると、これらの係合関係を維持しながら駆動回転体２と遊星回転体５２と従動回転体３とが同期して回転する。これにより、駆動回転体２に設けられたスプロケット２０と従動回転体３の出力軸３１に連結されたカムシャフトとが同期して回転する。

　その後、例えばエンジンがアイドル運転などの低回転域に移行した際には、公知の手段、例えば、電子制御などによって電動モータ４に通電し、ロータ４２およびこれに結合された偏心部材５１を、回転軸Ｏを中心として一体に回転させる。これにより、偏心部材５１の偏心内周面５１ａ１、５１ｂ１、軸受５３、５４、および遊星回転体５２が、回転軸Ｏを中心とした偏心運動（公転）を行う。偏心部材５１が一回転するごとに、第一内歯部５７と第一外歯部５５との係合箇所、および、第二内歯部５８と第二外歯部５６との係合箇所が、それぞれ一歯分ずつ周方向にずれる。このとき、第一の減速機（第一内歯部５７と第一外歯部５５）と第二の減速機（第二内歯部５８と第二外歯部５６）の減速比が異なることで、偏心部材５１の回転に伴う、駆動回転体２の位相変化量と従動回転体３の位相変化量とが異なり、両者が相対回転する差動の状態となる。これにより、駆動回転体２に対する従動回転体３の相対的な回転位相差を正逆方向に変更することが可能となり、カムシャフトによるバルブの開閉タイミングを進角方向もしくは遅角方向に変更することができる。

　このようにバルブの開閉タイミングを変更することにより、アイドル運転時のエンジンの回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。また、アイドル状態からエンジンの運転が通常運転に移行し、例えば、高速回転に移行した際には、スプロケット２０に対する電動モータ４の相対回転の速度差を大きくすることで、スプロケット２０に対する出力軸３１及びこれに連結されたカムシャフトの回転位相差を高回転に適した回転位相差に変更することができ、エンジンの高出力化を図ることが可能である。

　電動アクチュエータの構成は、上記の説明に限られない。例えば、図１３に示す電動アクチュエータでは、偏心部材５１の軸方向両側の端部を、軸受１４，１５によってケーシング４０に対して回転支持している。具体的には、偏心部材５１のシリンダヘッド１０側の端部を、軸受１４（第一の軸受）を介してケーシング本体４０ａに対して回転支持し、偏心部材５１の反シリンダヘッド１０側の端部を、軸受１５（第二の軸受）を介して蓋部４０ｂに対して回転支持している。軸受１５は、例えば転がり軸受（深溝玉軸受）で構成される。この構成では、軸受１５の外輪がケーシング４０の蓋部４０ｂの内周面に固定され、軸受１５の内輪が偏心部材５１の第三筒部５１ｃの外周面に固定される。このように、偏心部材５１の軸方向両端を、軸受１４，１５を介してケーシング４０で支持することで、偏心部材５１の回転安定性が高められる。特に、この電動アクチュエータ１では、遊星回転体５２が回転軸Ｏを中心に公転することで偏心部材５１に振れ回りが生じるため、偏心部材５１の軸方向両側の端部を軸受１４，１５で回転支持することが好ましい。

　以上の説明では、第一の減速機５ａおよび第二の減速機５ｂとしてサイクロイド減速機を使用する場合を例示したが、差動装置５としては、自転・公転する遊星回転体５２を有し、かつ二つの減速機５ａ，５ｂの減速比が異なる限り任意の構成の減速機（サイクロイド減速機、波動歯車装置、遊星歯車装置等）を使用することができる。遊星回転体５２に代えて複数のローラを保持器で保持したローラアセンブリを使用し、ローラを第一外歯部５５および第二外歯部５６に沿って転動させるタイプの減速機を使用することもできる。

　以上に説明した電動モータは、図１～図５に示す電動アクチュエータにも適用することができる。すなわち、図１～図５に示す電動アクチュエータ１の電動モータ４として、以下に述べる二つの特徴のうち何れか一方または双方を備えたものを使用することができる。
（１）ケーシングと、前記ケーシングの内周に固定されたステータと、回転軸を中心として前記ケーシングに対して回転可能のロータとを有し、前記ケーシングが第一ケーシング部材及び第二ケーシング部材を有し、前記第一ケーシング部材の内周面に、前記第二ケーシング部材の外周面および前記ステータの外周面を嵌合させ、前記第一ケーシング部材と前記第二ケーシング部材とで前記ステータを軸方向両側から挟持固定した電動モータ。
（２）前記ロータと一体に回転するモータ軸を設け、前記モータ軸の軸方向一方の端部を前記第一ケーシング部材に対して回転可能に支持する第一の軸受と、前記モータ軸の軸方向他方の端部を前記第二ケーシング部材に対して回転可能に支持する第二の軸受とを設けた電動モータ。

　以下、添付の図面に基づいて、電動アクチュエータの他例について説明する。なお、他例を説明するための以下の各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

　図１４～図１９に、当該電動アクチュエータの第一例を示す。図１４は、電動アクチュエータの縦断面図、図１５は、当該電動アクチュエータの分解斜視図である。図１６は、従動回転体の本体を取り除いた状態における電動アクチュエータの斜視図、図１７は従動回転体におけるカムシャフトの斜視図である。この電動アクチュエータは、例えばエンジン（駆動源）の可変バルブタイミング装置として用いられるが、この用途に限定されるものではない。

　図１４及び図１５に示すように、電動アクチュエータ１は、駆動回転体２と、従動回転体３と、電動モータ４と、差動装置５と、これらを収容するケーシング６とを主要な構成要素として備える。

　駆動回転体２は、全体として軸方向両端が開口した円筒状に構成されており、本体２１と、エンジンからの駆動力の入力部となるスプロケット２２とを有する。本体２１及びスプロケット２２は、何れも回転軸Ｏを中心として同軸上に配置される。従って、本体２１及びスプロケット２２は、エンジンからの駆動力により、回転軸Ｏを中心として一体に回転する。

　本体２１は、スプロケット２２が設けられる第一筒部２１ａと、ケーシング６に支持される第二筒部２１ｂと、差動装置５の一部として機能する第三筒部２１ｃと、を備える。スプロケット２２は、本体２１の第一筒部２１ａにトルク伝達可能に設けられ、エンジンからチェーンを介して伝達された駆動力により回転駆動される。

　従動回転体３は、駆動回転体２から伝達された駆動力を出力する部材であり、本体３１と、カムシャフト３２と、センタボルト３３と、位置ずれ防止部３４とを備える。

　本体３１は、軸方向両端が開口した円筒状に構成されており、その一端部にカムシャフト３２を収容するシャフト収容部３５を有する。シャフト収容部３５は筒状に構成されており、軸方向においてカムシャフト３２と接触可能な接触面３６を有する。

　カムシャフト３２は、一つあるいは複数のカム（図示省略）を備え、エンジンの吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方を駆動するように構成される。図１、図３及び図４に示すように、カムシャフト３２は、本体３１のシャフト収容部３５の接触面３６に接触する端面３７と、この端面３７に形成されるねじ穴３８とを有する。

　本体３１およびカムシャフト３２は、カムシャフト３２の端部を本体３１のシャフト収容部３５に挿入し、本体３１に挿入したセンタボルト３３の軸部をねじ穴３８に螺合することによって互いに結合されている。この結合により、本体３１及びカムシャフト３２は、回転軸Ｏ上で同軸に配置され、当該回転軸Ｏを中心として一体に回転する。

　位置ずれ防止部３４は、本体３１とカムシャフト３２との間であって、ロータ４２（ロータコア４２ａ）の内側に配置されている。位置ずれ防止部３４は、連結ピン３９と、本体３１に形成される第一穴部３１ａと、カムシャフト３２に形成される第二穴部３２ａとにより構成される。

　連結ピン３９は、丸棒状に構成されており、一端部が第一穴部３１ａに挿入され、他端部が第二穴部３２ａに挿入されている。第一穴部３１ａは、本体３１のシャフト収容部３５における接触面３６に形成されている。第一穴部３１ａは、本体３１の軸心（回転軸Ｏ）と平行に形成されるとともに円筒状の内周面を有する穴である。第二穴部３２ａは、カムシャフト３２の端面３７に形成されている。第二穴部３２ａは、カムシャフト３２の軸心（回転軸Ｏ）に平行に形成されるとともに円筒状の内周面を有する穴である。

　第一穴部３１ａの深さ寸法と第二穴部３２ａの深さ寸法の和は、連結ピン３９の長さ寸法よりも大きく設定される。この構成により、第一穴部３１ａと第二穴部３２ａとに連結ピン３９が挿入され、センタボルト３３によって本体３１とカムシャフト３２が連結された状態において、シャフト収容部３５の接触面３６とカムシャフト３２の端面とが接触する。

　位置ずれ防止部３４は、第一穴部３１ａと第二穴部３２ａとに連結ピン３９を挿入することにより、周方向（回転方向）における本体３１とカムシャフト３２との相対的な位置ずれを阻止できる。これにより、センタボルト３３の緩みを防止するとともに、トルク伝達ロスを確実に防止できる。したがって、電動アクチュエータ１の信頼性を向上させることができる。

　カムシャフト３２の外周面と、駆動回転体２に係る本体２１の第一筒部２１ａの内周面との間には軸受８が配置されている。駆動回転体２に係る本体２１の第二筒部２１ｂの外周面とケーシング６との間には軸受９が配置されている。これらの軸受８，９により、駆動回転体２と従動回転体３の間の相対回転が許容される。軸受８，９は、転がり軸受により構成されるが、これに限らず、滑り軸受その他の軸受で構成することができる。

　ケーシング６は、組み立ての都合上、有底円筒状のケーシング本体６ａと、蓋部６ｂとに分割されている。ケーシング本体６ａと蓋部６ｂとは、ボルト等の締結手段を用いて一体化される。蓋部６ｂには、電動モータ４へ給電するための給電線や、電動モータ４の回転数を検知する図示しない回転数検知センサに接続される信号線を、外部に引き出すための筒状の突起６ｃ，６ｄ（図１５参照）が設けられている。ケーシング６の蓋部６ｂの内周面と従動回転体３の本体３１の外周面との間には軸受１３が配置されている。

　電動モータ４は、ケーシング本体６ａに固定されたステータ４１と、ステータ４１の半径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ４２とを有するラジアルギャップ型のモータである。ステータ４１は、軸方向に積層した複数の電磁鋼板から成るステータコア４１ａと、ステータコア４１ａに装着された絶縁材料から成るボビン４１ｂと、ボビン４１ｂに巻き回されたステータコイル４１ｃとで構成されている。ロータ４２は、環状又は筒状のロータコア（ロータインナ）４２ａと、ロータコア４２ａに取り付けられた複数のマグネット４２ｂとで構成されている。電動モータ４は、ステータ４１とロータ４２の間に作用する励磁力により、ロータ４２を、回転軸Ｏを中心として回転させる。

　差動装置５は、駆動回転体２の本体２１と、従動回転体３の本体３１と、ロータ４２と一体に回転する偏心部材５１と、偏心部材５１の内周に配置された遊星回転体５２と、偏心部材５１と遊星回転体５２との間に配置された第一軸受５３及び第二軸受５４と、を主要な構成要素として備える。

　偏心部材５１は、軸方向両端が開口した円筒状に構成されており、大径筒部５１ａと、大径筒部５１ａよりも小径に構成される中径筒部５１ｂと、中径筒部５１ｂより小径に形成される小径筒部５１ｃとを一体に有する。

　大径筒部５１ａは、ロータコア４２ａと重ならないように、中径筒部５１ｂから軸方向に突出している。大径筒部５１ａは、軸受１７を介してケーシング６のケーシング本体６ａに回転自在に支持されている。中径筒部５１ｂは、軸方向においてロータコア４２ａと重なるように、当該ロータコア４２ａの内周に固定されている。小径筒部５１ｃは、ロータコア４２ａと重ならないように、中径筒部５１ｂから軸方向（大径筒部５１ａとは反対側）に突出している。小径筒部５１ｃは、軸受１８を介してケーシング６の蓋部６ｂに回転自在に支持されている。

　大径筒部５１ａの外周面、中径筒部５１ｂの外周面及び小径筒部５１ｃの外周面は、回転軸Ｏと同軸に形成された円筒面である。偏心部材５１の大径筒部５１ａの内周面には、回転軸Ｏに対して偏心した円筒面上の偏心内周面５１ａ１が形成されている。また、偏心部材５１の中径筒部５１ｂの内周面には、回転軸Ｏに対して偏心した円筒面状の偏心内周面５１ｂ１が形成されている。偏心部材５１の大径筒部５１ａ及び中径筒部５１ｂは、その外周面と偏心内周面５１ａ１，５１ｂ１との関係から、厚肉部分と薄肉部分とを有している。

　遊星回転体５２は、軸方向両端が開口した円筒状に構成されており、大径筒部５２ａと、小径筒部５２ｂとを備える。大径筒部５２ａの内周には第一内歯部５５が形成され、小径筒部５２ｂの内周には第二内歯部５６が形成されている。第一内歯部５５と第二内歯部５６は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコロイド系曲線）を描く複数の歯で構成されている。第一内歯部５５と第二内歯部５６は軸方向にずれた位置に形成されている。第二内歯部５６のピッチ円径は第一内歯部５５のピッチ円径よりも小さい。また、第二内歯部５６の歯数は、第一内歯部５５の歯数よりも少ない。

　第二内歯部５６の歯幅方向における第一内歯部５５側の端部５６ａは、遊星回転体５２の大径筒部５２ａの外周面と軸方向において重なるように形成されている。換言すると、第二内歯部５６の一部（端部５６ａ）は、軸方向（歯幅方向）において第二軸受５４と重なるように形成されている。

　駆動回転体２に係る本体２１の第三筒部２１ｃの外周面には、第一内歯部５５と噛み合う第一外歯部５７が形成されている。また、従動回転体３に係る本体３１の外周面には、第二内歯部５６と噛み合う第二外歯部５８が形成されている。第一外歯部５７および第二外歯部５８は、何れも半径方向の断面が曲線（例えばトロコイド系曲線）を描く複数の歯で形成されている。第二外歯部５８のピッチ円径は第一外歯部５７のピッチ円径よりも小さく、第二外歯部５８の歯数は、第一外歯部５７の歯数よりも少ない。

　第二外歯部５８における歯幅方向の一端部５８ａは、遊星回転体５２の大径筒部５２ａの外周面と軸方向において重なるように配されている。換言すると、第二外歯部５８の一部（端部５８ａ）は、軸方向（歯幅方向）において第二軸受５４と重なるように形成されている。

　互いに噛み合う第一内歯部５５と第一外歯部５７は第一減速機５ａを構成し、第二内歯部５６と第二外歯部５８は第二減速機５ｂを構成する。第一減速機５ａおよび第二減速機５ｂは、何れもサイクロイド減速機と呼ばれるものである。二つの減速機５ａ，５ｂの減速比は異なっており、本実施形態では第一減速機５ａの減速比を第二減速機５ｂの減速比よりも大きくしている。このように二つの減速機５ａ，５ｂの減速比を異ならせることで、カムシャフト３２の回転を、電動モータ４の作動状態に応じて変化させる（差動させる）ことが可能となる。

　第一軸受５３は、偏心部材５１の偏心内周面５１ｂ１と、遊星回転体５２の小径筒部５２ｂの外周面との間に配置される。従って、遊星回転体５２の外周面および内周面の中心（Ｐ）は、回転軸Ｏに対して偏心した位置にある。この第一軸受５３により、遊星回転体５２は、偏心部材５１に対して相対回転可能に支持される。第一軸受５３は、例えば外輪５３ａと、転動体５３ｂ（針状ころ）とを有する針状ころ軸受で構成される。外輪５３ａは、偏心部材５１に係る中径筒部５１ｂの偏心内周面５１ｂ１に固定されている。転動体５３ｂは、遊星回転体５２の小径筒部５１ｃの外周面（転走面）に接触している。

　第二軸受５４は、電動モータ４のロータコア４２ａの内周に重ならないように、第一軸受５３から軸方向にずれた位置に配される。具体的には、第二軸受５４は、遊星回転体５２の大径筒部５２ａと、偏心部材５１に係る大径筒部５１ａの偏心内周面５１ａ１との間に配される。

　第二軸受５４は、外輪５４ａと、内輪５４ｂと、転動体５４ｃ（ボール）とを有する深溝玉軸受で構成される。第二軸受５４の外輪５４ａは、偏心部材５１の大径筒部５１ａの偏心内周面５１ａ１に固定（圧入）されている。第二軸受５４の内輪５４ｂは、遊星回転体５２の大径筒部５２ａの外周面に固定（圧入）されている。

　第二軸受５４は、第一減速機５ａと第二減速機５ｂの双方を支持するように、各減速機５ａ，５ｂに跨って配置される。すなわち、第二軸受５４は、軸方向において第一減速機５ａの一部と重なるように、かつ軸方向において第二減速機５ｂの一部と重なるように偏心部材５１と遊星回転体５２との間に配される。

　図１８は、第一減速機５ａで切断した断面図（図１４におけるＡ－Ａ線矢視断面図）、図１９は、第二減速機５ｂで切断した断面図（図１４におけるＢ－Ｂ線矢視断面図）である。

　図１８に示すように、第一内歯部５５の中心Ｐは、回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心している。従って、第一内歯部５５と第一外歯部５７は、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。また、図１９に示すように、第二内歯部５６の中心Ｐも回転軸Ｏに対して径方向に距離Ｅ偏心しているため、第二内歯部５６と第二外歯部５８とは、周方向の一部の領域で互いに噛み合った状態となり、これとは径方向反対側の領域で噛み合わない状態となる。なお、図１８及び図１９では、互いの矢視方向が異なっているため、第一内歯部５５と第二内歯部５６のそれぞれの偏心方向が各図において互いに左右逆方向に示されているが、第一内歯部５５及び第二内歯部５６は同じ方向に同じ距離Ｅだけ偏心している。

　ここで、差動装置５の減速比をｉ、モータ回転速度をｎｍ、スプロケット２２の回転速度をｎｓとすると、出力回転位相角度差は（ｎｍ－ｎｓ)／ｉとなる。

　減速比＝ｉ１×ｉ２／｜ｉ１－ｉ２｜・・・式１

　電動アクチュエータ１では、遊星回転体５２の内径側に駆動回転体２および従動回転体３を配置しているため、遊星回転体５２を駆動する電動モータ４として中空モータを採用し、この中空モータを遊星回転体５２の外径側に配置するレイアウトを採用している。そのため、スペース効率が良好となり、電動アクチュエータ１のコンパクト化（特に軸方向寸法のコンパクト化）を達成できるメリットが得られる。

　続いて、図１４～図１９を参照しつつ電動アクチュエータの動作について説明する。

　エンジンの動作中は、スプロケット２２に伝達されたエンジンからの駆動力によって駆動回転体２が回転する。

　電動モータ４に通電されず、電動モータ４から差動装置５への入力がない状態では、駆動回転体２の回転が遊星回転体５２を介して従動回転体３に伝達され、従動回転体３は駆動回転体２と一体に回転する。すなわち、駆動回転体２と遊星回転体５２は、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い部でのトルク伝達により、この噛み合い状態を保持したまま一体に回転する。同様に、遊星回転体５２と従動回転体３も第二内歯部５６と第二外歯部５８の噛み合い位置を保持したまま一体に回転する。そのため、駆動回転体２と従動回転体３は同じ回転位相を保持しながら回転する。

　その後、例えばエンジンがアイドル運転などの低回転域に移行した際には、公知の手段、例えば、電子制御などによって電動モータ４に通電し、ロータ４２をスプロケット２２の回転数よりも相対的に遅く又は速く回転させる。電動モータ４を作動させると、ロータ４２のロータコア４２ａに結合された偏心部材５１が回転軸Ｏを中心として一体に回転する。これに伴い、薄肉部分と厚肉部分とを備えた偏心部材５１の回転に伴う押圧力が第一軸受５３を介して遊星回転体５２に作用する。この押圧力により、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い部で周方向の分力が生じるため、遊星回転体５２が駆動回転体２に対して相対的に偏心回転運動を行う。つまり、遊星回転体５２が回転軸Ｏを中心として公転しながら、第一内歯部５５および第二内歯部５６の中心Ｐを中心として自転する。この際、遊星回転体５２が１回公転するごとに、第一内歯部５５と第一外歯部５７との噛み合い位置が一歯分ずつ周方向にずれるため、遊星回転体５２は減速されつつ回転（自転）する。

　また、遊星回転体５２が上述の偏心回転運動を行うことにより、遊星回転体５２の１回の公転ごとに、第二内歯部５６と第二外歯部５８との噛み合い箇所が一歯分ずつ周方向にずれる。これにより、従動回転体３が遊星回転体５２に対して減速されつつ回転する。このように、遊星回転体５２を電動モータ４で駆動することにより、スプロケット２２からの駆動力に電動モータ４からの駆動力が重畳され、従動回転体３の回転が、電動モータ４からの駆動力の影響を受ける差動の状態となる。そのため、駆動回転体２に対する従動回転体３の相対的な回転位相差を正逆方向に変更することが可能となり、カムシャフト３２のカムによるバルブの開閉タイミングを進角方向もしくは遅角方向に変更することができる。このようにバルブの開閉タイミングを進角方向もしくは遅角方向に変更する場合であっても、位置ずれ防止部３４によって、従動回転体３の本体３１およびカムシャフト３２の周方向における位置ずれが防止される。

　上記のようにバルブの開閉タイミングを変更することにより、アイドル運転時におけるエンジンの回転の安定化と燃費の向上を図ることができる。また、アイドル状態からエンジンの運転が通常運転に移行し、例えば、高速回転に移行した際には、スプロケット２２に対する電動モータ４の相対回転の速度差を大きくすることで、スプロケット２２に対するカムシャフト３２の回転位相差を高回転に適した回転位相差に変更することができ、エンジンの高出力化を図ることが可能である。

　図２０～図２２に、電動アクチュエータの他例を示す。図２０は、電動アクチュエータの縦断面図、図２１は、当該電動アクチュエータの斜視図、図２２はカムシャフトの斜視図である。

　この電動アクチュエータ１において、従動回転体３及びカムシャフト３２に設けられる位置ずれ防止部３４は、本体３１に形成されるキー３１ｂと、カムシャフト３２の外周面に形成されるキー溝３２ｂと、を備える。

　キー３１ｂは、本体３１のシャフト収容部３５の内周面から半径方向内方に突出する突起部である。キー溝３２ｂは、カムシャフト３２の一端部（端面３７）からカムシャフト３２の外周面の中途部までの範囲に形成されている。

　本体３１とカムシャフト３２がセンタボルト３３によって連結された状態では、位置ずれ防止部３４のキー３１ｂとキー溝３２ｂとが嵌合することにより、本体３１とカムシャフト３２との周方向における位置ずれが防止される。なお、図２１では、キー３１ｂとキー溝３２ｂとの嵌合状態を示すために、本体３１の全体の表示を省略し、キー３１ｂの部分のみを示している。

　図２３～図２５に、電動アクチュエータの他例を示す。図２３は、電動アクチュエータの縦断面図、図２４は、当該電動アクチュエータの斜視図、図２５は、カムシャフトの斜視図である。

　この電動アクチュエータ１において、位置ずれ防止部３４は、本体３１のシャフト収容部３５の内周面に形成される第一平面３１ｃと、カムシャフト３２の外周面に形成される第二平面３２ｃと、を備える。第一平面３１ｃ及び第二平面３２ｃは、いわゆるＤカット形状により構成される。

　本体３１とカムシャフト３２がセンタボルト３３によって連結された状態では、位置ずれ防止部３４の第一平面３１ｃと第二平面３２ｃとが接触することにより、本体３１とカムシャフト３２との周方向における位置ずれが防止される。なお、図２４では、第一平面３１ｃと第二平面３２ｃとの接触状態を示すために、本体３１の全体の表示を省略し、第一平面３１ｃの部分のみを示している。

図１４では、一本の連結ピン３９を有する位置ずれ防止部３４を例示したが、電動アクチュエータはこの構成に限定されない。位置ずれ防止部３４は、複数本の連結ピン３９及び複数の第一穴部３１ａ及び第二穴部３２ａを備え得る。

　図２０では、本体３１に形成されたキー３１ｂと、カムシャフト３２に形成されたキー溝３２ｂとにより構成された位置ずれ防止部３４を例示したが、電動アクチュエータはこの構成に限定されない。例えば、位置ずれ防止部３４は、本体３１に形成されたキー溝と、カムシャフト３２に形成されたキーとにより構成され得る。また、キー３１ｂ及びキー溝３２ｂは、一つでなくともよく、複数であってもよい。位置ずれ防止部３４は、セレーション嵌合により構成されてもよい。

　以上に説明した各位置ずれ防止部３４は、図１～図５に示す電動アクチュエータにも適用することができる。すなわち、図１～図５に示す電動アクチュエータ１の従動回転体３として、本体と、本体に連結されるシャフトと、本体とシャフトの周方向における相対的な位置ずれを防止する位置ずれ防止部と、を備えるものを使用することができる。

　以上、本発明に係る電動アクチュエータの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことである。

１　　　電動アクチュエータ
２　　　駆動回転体
３　　　従動回転体
４　　　電動モータ
５　　　差動装置
５ａ　　第一の減速機
５ｂ　　第二の減速機
６　　　ケーシング（静止部材）
１０　　シリンダヘッド
２２　　排気用カムシャフト（第二出力部材）
２３　　スプロケット（駆動力入力部）
３２　　吸気用カムシャフト（第一出力部材）
５２　　遊星回転体
５５　　第一内歯部
５６　　第二内歯部
５７　　第一外歯部
５８　　第二外歯部
Ｏ　　　回転軸

Claims

　回転軸を中心として回転可能の駆動回転体、自転可能でかつ前記回転軸を中心として公転可能の遊星回転体、および前記回転軸を中心として回転可能の従動回転体を有し、前記遊星回転体が前記駆動回転体および従動回転体のそれぞれと噛み合い、前記遊星回転体と前記駆動回転体との間に第一の減速機を形成し、前記遊星回転体と前記従動回転体との間に第二の減速機を形成し、前記第一の減速機と前記第二の減速機の減速比を異ならせた差動装置と、
　前記遊星回転体を駆動する電動モータとを備え、
　前記駆動回転体は外部からの駆動力によって回転駆動され、
　前記従動回転体に第一出力部材を設けた電動アクチュエータにおいて、
　前記駆動回転体に第二出力部材を設けたことを特徴とする電動アクチュエータ。
　前記第一出力部材と第二出力部材の何れか一方が吸気用カムシャフトであり、他方が排気用カムシャフトである請求項１に記載の電動アクチュエータ。
　前記吸気用カムシャフトおよび排気用カムシャフトのうち、どちらか一方を中空形状とし、当該一方の内周に他方を配置した請求項２に記載の電動アクチュエータ。
　前記第一出力部材が吸気用カムシャフトで、前記第二出力部材が排気用カムシャフトであり、前記排気用カムシャフトを中空形状とし、前記排気用カムシャフトの内周に吸気用カムシャフトを配置した請求項１に記載の電動アクチュエータ。
　吸気用カムシャフトと、排気用カムシャフトと、電動モータとを備え、電動モータの駆動力で前記吸気用カムシャフトもしくは排気用カムシャフトを進角方向もしくは遅角方向に回転可能にした電動アクチュエータにおいて、
　前記吸気用カムシャフトおよび排気用カムシャフトのうち、どちらか一方を中空形状とし、当該一方の内周に他方を配置したことを特徴とする電動アクチュエータ。
　ＳＯＨＣ型のエンジンに使用される請求項１～５の何れか１項に記載の電動アクチュエータ。
　前記電動モータが、ケーシングと、前記ケーシングの内周に固定されたステータと、回転軸を中心として前記ケーシングに対して回転可能のロータとを有し、
　前記ケーシングが第一ケーシング部材及び第二ケーシング部材を有し、
　前記第一ケーシング部材の内周面に、前記第二ケーシング部材の外周面および前記ステータの外周面を嵌合させ、
　前記第一ケーシング部材と前記第二ケーシング部材とで前記ステータを軸方向両側から挟持固定した請求項１～６何れか１項に記載の電動アクチュエータ。
　前記ロータと一体に回転するモータ軸を設け、
　前記モータ軸の軸方向一方の端部を前記第一ケーシング部材に対して回転可能に支持する第一の軸受と、前記モータ軸の軸方向他方の端部を前記第二ケーシング部材に対して回転可能に支持する第二の軸受とを設けた請求項７に記載の電動アクチュエータ。
　前記従動回転体は、本体と、前記本体に連結されるシャフトと、前記本体と前記シャフトとの周方向における相対的な位置ずれを防止する位置ずれ防止部と、を備える請求項１～８何れか1項に記載の電動アクチュエータ。
　前記位置ずれ防止部は、前記本体に形成される第一穴部と、前記シャフトの端面に形成される第二穴部と、前記第一穴部と前記第二穴部とに挿入される連結ピンと、を備える請求項９に記載の電動アクチュエータ。
　前記位置ずれ防止部は、前記本体および前記シャフトの一方に形成されるキー溝と、他方に形成されるキーと、を備える請求項９に記載の電動アクチュエータ。
　前記本体は、前記シャフトを内部に挿入可能な筒状に構成されており、
　前記位置ずれ防止部は、前記本体の内周面に形成される第一平面と、前記シャフトの外周面に形成されるとともに前記第一平面に接触する第二平面と、を備える請求項９に記載の電動アクチュエータ。
　前記電動モータは、環状のロータを備え、
　前記位置ずれ防止部は、前記ロータの内側に配置される請求項９～１２のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。
　前記駆動回転体に設けられるスプロケットと、前記シャフトに設けられるカムとを備え、前記スプロケットに対する前記シャフトの回転位相差を変更してバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置に適用した請求項９～１３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。