特開 2018-126032 電動アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-126032(P2018-126032A)

(43)【公開日】2018年8月9日

(54)【発明の名称】電動アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/116 20060101AFI20180713BHJP

   F16H 1/32 20060101ALI20180713BHJP

【ＦＩ】

   H02K7/116

   F16H1/32 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-18628(P2017-18628)

(22)【出願日】2017年2月3日

(71)【出願人】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上松 豊

(72)【発明者】

【氏名】金城 秀一

【テーマコード（参考）】

3J027

5H607

【Ｆターム（参考）】

3J027FA36

3J027FA42

3J027FB40

3J027GB03

3J027GC03

3J027GC13

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD12

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB09

5H607BB14

5H607BB25

5H607CC01

5H607CC03

5H607CC07

5H607DD03

5H607DD15

5H607EE31

5H607HH01

5H607HH03

5H607HH09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】出力部の回転を精度よく検出でき、大型化を抑制できる構造を有する電動アクチュエータの提供。
【解決手段】電動アクチュエータ１０は、軸方向に延びるモータシャフト２１を有するモータ２０と、モータシャフト２１に連結される減速機構３０と、減速機構３０を介してモータシャフト２１の回転が伝達される出力シャフト部４１を有する出力部４０と、出力部４０の回転を検出する回転検出装置６０と、モータシャフト２１と出力部４０とを互いに相対回転可能に連結する第１ベアリング５１と、を備える。出力部４０は、軸方向他方側から軸方向一方側に窪む第１凹部４０ａを有する。モータシャフト２１の軸方向一方側の端部は、第１凹部４０ａ内に収容される。第１ベアリング５１は、第１凹部４０ａの径方向内側面に固定される。回転検出装置６０の少なくとも一部は、第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びるモータシャフトを有するモータと、
前記モータシャフトの軸方向一方側の部分の径方向外側に配置され、前記モータシャフトに連結される減速機構と、
前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される出力シャフト部を有する出力部と、
前記出力部の回転を検出する回転検出装置と、
前記モータシャフトと前記出力部とを互いに相対回転可能に連結する第１ベアリングと、
を備え、
前記出力シャフト部は、軸方向に延び、前記モータシャフトの軸方向一方側に配置され、
前記出力部は、軸方向他方側から軸方向一方側に窪む第１凹部を有し、
前記モータシャフトの軸方向一方側の端部は、前記第１凹部内に収容され、
前記第１ベアリングは、前記第１凹部の径方向内側面に固定され、
前記回転検出装置の少なくとも一部は、前記第１凹部と径方向に重なる位置に配置される、電動アクチュエータ。

【請求項2】

前記回転検出装置の少なくとも一部は、前記モータシャフトにおける前記第１凹部内に収容された部分と径方向に重なる位置に配置される、請求項１に記載の電動アクチュエータ。

【請求項3】

前記第１凹部の軸方向他方側の底面と前記モータシャフトの軸方向一方側の端面との間には隙間が設けられ、
前記回転検出装置の少なくとも一部は、前記隙間と径方向に重なる位置に配置される、請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。

【請求項4】

前記回転検出装置の少なくとも一部は、前記第１ベアリングと径方向に重なる位置に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項5】

前記回転検出装置は、
前記出力部に固定される第１マグネットと、
前記第１マグネットと軸方向に対向する第１回転センサと、
を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項6】

前記第１回転センサの少なくとも一部は、前記第１凹部と径方向に重なる位置に配置される、請求項５に記載の電動アクチュエータ。

【請求項7】

前記回転検出装置は、前記第１回転センサが取り付けられる回路基板を有し、
前記回路基板の少なくとも一部は、前記第１凹部と径方向に重なる位置に配置される、請求項６に記載の電動アクチュエータ。

【請求項8】

前記モータおよび前記減速機構を収容するケースをさらに備え、
前記ケースは、前記減速機構の軸方向一方側を覆う蓋部を有し、
前記蓋部は、前記蓋部の軸方向他方側の面から軸方向一方側に窪む第２凹部を有し、
前記回路基板は、前記第２凹部内に配置される、請求項７に記載の電動アクチュエータ。

【請求項9】

前記第１回転センサは、前記第２凹部内に配置される、請求項８に記載の電動アクチュエータ。

【請求項10】

前記第１凹部の軸方向他方側の底面と前記モータシャフトの軸方向一方側の端面との間には隙間が設けられ、
前記第１回転センサの少なくとも一部、および前記回路基板の少なくとも一部は、前記隙間と径方向に重なる位置に配置される、請求項７から９のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項11】

前記第１マグネットは、前記第１ベアリングの径方向外側を囲む円環状である、請求項５から１０のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項12】

前記回転検出装置は、前記出力部に固定される第１取付部材を有し、
前記第１マグネットは、前記第１取付部材を介して前記出力部に固定される、請求項５から１１のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項13】

前記モータシャフトは、
第１中心軸を中心として軸方向に延びる第１軸部と、
前記第１軸部の軸方向一方側において、前記第１中心軸に対して偏心した第２中心軸を中心として軸方向に延び、前記減速機構に接続される第２軸部と、
を有し、
前記減速機構は、
前記第２軸部に第２ベアリングを介して接続される外歯ギアと、
前記外歯ギアの径方向外側を囲んで固定され、前記外歯ギアと噛み合う内歯ギアと、
前記外歯ギアに設けられた複数のピンがそれぞれ通される複数の孔を有し、前記出力シャフト部に接続される接続部と、
を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電動アクチュエータ。

【請求項14】

前記出力部は、前記接続部を有し、
前記接続部は、
前記複数の孔を有し、径方向に拡がる円環状の円環部と、
前記円環部の内縁から軸方向一方側に延びる円筒状の円筒部と、
を有し、
前記第１凹部の内側面の少なくとも一部は、前記円筒部の内側面であり、
前記出力シャフト部は、前記円筒部の軸方向一方側の端部に接続される、請求項１３に記載の電動アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

電動機と減速機とを備えるアクチュエータが知られている。例えば、特許文献１のアクチュエータは、電動機の回転軸の回転位置を検出する回転位置検出器を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１１２２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のアクチュエータにおいて、例えばギア等による電動機と減速機との間の回転動力伝達に不具合が生じた場合、回転軸の回転位置を検出しても、減速機の出力軸の回転位置の検出精度が低下する問題がある。そのため、アクチュエータの駆動力制御に不具合が生じる場合がある。これに対して、例えば、減速機の出力軸の回転位置を検出する検出器を別途設ける構成が考えられるが、単に検出器を設けると、アクチュエータが軸方向に大型化する問題があった。

【0005】

本発明は、上記問題点に鑑みて、出力部の回転を精度よく検出でき、大型化を抑制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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの態様の電動アクチュエータは、軸方向に延びるモータシャフトを有するモータと、前記モータシャフトの軸方向一方側の部分の径方向外側に配置され、前記モータシャフトに連結される減速機構と、前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される出力シャフト部を有する出力部と、前記出力部の回転を検出する回転検出装置と、前記モータシャフトと前記出力部とを互いに相対回転可能に連結する第１ベアリングと、を備え、前記出力シャフト部は、軸方向に延び、前記モータシャフトの軸方向一方側に配置され、前記出力部は、軸方向他方側から軸方向一方側に窪む第１凹部を有し、前記モータシャフトの軸方向一方側の端部は、前記第１凹部内に収容され、前記第１ベアリングは、前記第１凹部の径方向内側面に固定され、前記回転検出装置の少なくとも一部は、前記第１凹部と径方向に重なる位置に配置される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一つの態様によれば、出力部の回転を精度よく検出でき、大型化を抑制できる構造を有する電動アクチュエータが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。

【図2】図２は、本実施形態の減速機構を下側から視た図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ１０は、ケース１１と、第１中心軸Ｊ１の軸方向に延びるモータシャフト２１を有するモータ２０と、減速機構３０と、出力部４０と、回転検出装置６０と、第１ベアリング５１と、第２ベアリング５２と、第３ベアリング５３と、ブッシュ５４と、を備える。第１ベアリング５１、第２ベアリング５２および第３ベアリング５３は、例えば、ボールベアリングである。第１中心軸Ｊ１の軸方向は、上下方向と平行である。

【0010】

以下の説明においては、第１中心軸Ｊ１の軸方向を単に「軸方向」と呼び、軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、軸方向における図１の下側を単に「下側」と呼ぶ。また、第１中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、第１中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。なお、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。なお、上側は、軸方向他方側に相当し、下側は、軸方向一方側に相当する。

【0011】

ケース１１は、モータ２０および減速機構３０を収容する。ケース１１は、モータ２０を収容するモータケース１２と、減速機構３０を収容する減速機構ケース１３と、を有する。モータケース１２は、ケース筒部１２ａと、上蓋部１２ｇと、ケースフランジ部１２ｂと、円環板部１２ｄと、ベアリング保持部１２ｅと、コネクタ部１２ｃと、を有する。

【0012】

ケース筒部１２ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる円筒状である。ケース筒部１２ａは、軸方向両側に開口する。ケース筒部１２ａは、モータ２０の径方向外側を囲む。ケース筒部１２ａの内部のうち円環板部１２ｄよりも上側の部分は、制御基板収容部１２ｆである。上蓋部１２ｇは、ケース筒部１２ａの上端開口、すなわち制御基板収容部１２ｆの上端開口を塞ぐ板状の蓋である。

【0013】

ケースフランジ部１２ｂは、ケース筒部１２ａの下端部から径方向外側に拡がる円環板状である。円環板部１２ｄは、ケース筒部１２ａの内周面から径方向内側に拡がる円環板状である。円環板部１２ｄは、モータ２０の後述するステータ２３の上側を覆う。ベアリング保持部１２ｅは、円環板部１２ｄの下面から下側に突出する円筒状である。ベアリング保持部１２ｅは、第１中心軸Ｊ１を中心とし、下側に開口する。ベアリング保持部１２ｅの内周面には、第３ベアリング５３が固定されて保持される。コネクタ部１２ｃは、ケース筒部１２ａの上端部における外周面から径方向外側に延びる柱状である。コネクタ部１２ｃは、径方向外端部から径方向内側に窪む凹部を有する。コネクタ部１２ｃには、図示しない外部電源が接続される。

【0014】

減速機構ケース１３は、蓋部１３ａと、筒部１３ｂと、突出筒部１３ｃと、を有する。すなわち、ケース１１は、蓋部１３ａを有する。蓋部１３ａは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。蓋部１３ａの径方向外端は、ケース筒部１２ａよりも径方向外側に位置する。蓋部１３ａは、減速機構３０の下側を覆う。蓋部１３ａは、蓋部１３ａの上側の面から下側に窪む第２凹部１３ｄを有する。第２凹部１３ｄは、周方向に延びる環状である。

【0015】

筒部１３ｂは、蓋部１３ａの径方向外縁部から上側に突出する円筒状である。筒部１３ｂの上端部は、ケースフランジ部１２ｂの下面の径方向外縁部に接触して固定される。突出筒部１３ｃは、蓋部１３ａの径方向内縁部から下側に突出する円筒状である。突出筒部１３ｃは、下側に開口する。

【0016】

突出筒部１３ｃの内部は、第１大径部１３ｅと、小径部１３ｆと、第２大径部１３ｇと、を有する。第１大径部１３ｅは、突出筒部１３ｃの内部の上端部であり、上側に開口して、筒部１３ｂの内部と繋がる。小径部１３ｆは、第１大径部１３ｅの下側において、第１大径部１３ｅの下端と繋がる。小径部１３ｆの内径は、第１大径部１３ｅの内径よりも小さい。第２大径部１３ｇは、小径部１３ｆの下側において、小径部１３ｆの下端に繋がる。第２大径部１３ｇは、突出筒部１３ｃの内部の下端部であり、下側に開口して、ケース１１の外部と繋がる。第２大径部１３ｇの内径は、小径部１３ｆの内径よりも大きい。第２大径部１３ｇの内径は、例えば、第１大径部１３ｅの内径と同じである。なお、第２大径部１３ｇの内径は、第１大径部１３ｅの内径より小さくてもよいし、大きくてもよい。

【0017】

突出筒部１３ｃの内部には、軸方向に延びる円筒状のブッシュ５４が配置される。ブッシュ５４は、小径部１３ｆに嵌め合わされて、突出筒部１３ｃ内に固定される。ブッシュ５４の下端は、小径部１３ｆの下端よりも上側に位置する。ブッシュ５４は、上端部に径方向外側に突出するフランジ部を有する。ブッシュ５４のフランジ部は、第１大径部１３ｅと小径部１３ｆとの間の段差に上側から接触する。これにより、ブッシュ５４が小径部１３ｆから下側に抜けることが抑制される。

【0018】

モータ２０は、モータシャフト２１と、ロータ２２と、ステータ２３と、制御部２４と、を有する。モータシャフト２１は、第１ベアリング５１と第２ベアリング５２と第３ベアリング５３とによって、第１中心軸Ｊ１周りに回転可能に支持される。モータシャフト２１は、第１軸部２１ａと、第２軸部２１ｂと、第３軸部２１ｃと、を有する。

【0019】

第１軸部２１ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。第１軸部２１ａは、ロータ固定軸部２１ｄと、上側軸部２１ｅと、下側軸部２１ｆと、を有する。ロータ固定軸部２１ｄの外周面には、ロータ２２が固定される。上側軸部２１ｅは、ロータ固定軸部２１ｄの上側において、ロータ固定軸部２１ｄの上端と繋がる。上側軸部２１ｅは、第１軸部２１ａの上端部であり、モータシャフト２１の上端部である。上側軸部２１ｅの外径は、ロータ固定軸部２１ｄの外径よりも小さい。上側軸部２１ｅは、第３ベアリング５３に支持される。

【0020】

下側軸部２１ｆは、ロータ固定軸部２１ｄの下側において、ロータ固定軸部２１ｄの下端と繋がる。下側軸部２１ｆは、第１軸部２１ａの下端部である。下側軸部２１ｆの外径は、ロータ固定軸部２１ｄの外径よりも小さく、上側軸部２１ｅの外径よりも大きい。下側軸部２１ｆの外径は、第２ベアリング５２の内輪の内径よりも大きい。下側軸部２１ｆは、第２ベアリング５２の内輪の上側において、第２ベアリング５２の内輪と軸方向に対向する。

【0021】

第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａの下側において、第１中心軸Ｊ１に対して偏心した第２中心軸Ｊ２を中心として延びる。第２中心軸Ｊ２は、第１中心軸Ｊ１と平行である。図１では、第２中心軸Ｊ２は、第１中心軸Ｊ１に対して左側に偏心する。第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａの下端と繋がる。第２軸部２１ｂの外径は、下側軸部２１ｆの外径よりも小さい。第２軸部２１ｂは、第２ベアリング５２に支持される。

【0022】

第３軸部２１ｃは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。第３軸部２１ｃは、第２軸部２１ｂの下側において、第２軸部２１ｂの下端と繋がる。第３軸部２１ｃの外径は、第２軸部２１ｂの外径よりも小さい。第３軸部２１ｃは、モータシャフト２１の下端部である。第３軸部２１ｃは、第１ベアリング５１に支持される。

【0023】

ロータ２２は、ロータ固定軸部２１ｄの外周面に固定される円筒状のロータコアと、ロータコアの外周面に固定されるマグネットと、を有する。ステータ２３は、ロータ２２の径方向外側を囲む環状のステータコアと、ステータコアに装着される複数のコイルと、を有する。ステータ２３は、ケース筒部１２ａの内周面に固定される。

【0024】

制御部２４は、制御基板７０と、第２取付部材７３と、第２マグネット７４、第２回転センサ７１と、バスバー８０と、を有する。制御基板７０は、軸方向と直交する平面に拡がる板状である。制御基板７０は、制御基板収容部１２ｆ内に収容され、円環板部１２ｄの上面に固定される。図示は省略するが、制御基板７０には、ステータ２３のコイルが電気的に接続される。

【0025】

第２取付部材７３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。第２取付部材７３の内周面は、ロータ固定軸部２１ｄにおけるロータ２２よりも上側の部分の外周面に固定される。第２取付部材７３の径方向外縁部は、上側に突出した位置に配置される。第２取付部材７３の径方向外縁部は、第３ベアリング５３およびベアリング保持部１２ｅの径方向外側を囲む。第２取付部材７３は、例えば、非磁性体製である。なお、第２取付部材７３は、磁性体製であってもよい。

【0026】

第２マグネット７４は、第１中心軸Ｊ１を中心とし、軸方向と直交する平面に拡がる円環板状である。第２マグネット７４は、第２取付部材７３の径方向外縁部の上端面に固定される。第２マグネット７４の第２取付部材７３への固定方法は、特に限定されず、例えば、接着剤等である。第２取付部材７３と第２マグネット７４とは、モータシャフト２１とともに回転する。第２マグネット７４は、第３ベアリング５３およびベアリング保持部１２ｅの径方向外側を囲み、第３ベアリング５３と径方向に重なる位置に配置される。第２マグネット７４は、周方向に沿って交互に配置されるＮ極とＳ極とを有する。

【0027】

第２回転センサ７１は、制御基板７０の下面に取り付けられる。第２回転センサ７１は、円環板部１２ｄを軸方向に貫通する孔部の内側に配置される。第２回転センサ７１は、第２マグネット７４と隙間を介して軸方向に対向する。第２回転センサ７１は、第２マグネット７４によって生じる磁界を検出する。第２回転センサ７１は、例えばホール素子である。図示は省略するが、第２回転センサ７１は、周方向に沿って複数、例えば３つ設けられる。第２回転センサ７１用いて、モータシャフト２１とともに回転する第２マグネット７４によって生じる磁界の変化を検出することで、モータシャフト２１の回転を検出することができる。

【0028】

バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに埋め込まれて保持される。バスバー８０の一端は、制御基板７０の上面に固定される。バスバー８０の他端は、コネクタ部１２ｃの径方向外端部に設けられた凹部からケース１１の外部に露出する。バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに接続される外部電源と電気的に接続される。バスバー８０および制御基板７０を介して、外部電源からステータ２３のコイルに電源が供給される。

【0029】

減速機構３０は、モータシャフト２１の下側の部分の径方向外側に配置される。より詳細には、減速機構３０は、第２軸部２１ｂおよび第３軸部２１ｃの径方向外側に配置される。減速機構３０は、減速機構ケース１３の内部に収容される。減速機構３０は、蓋部１３ａとケースフランジ部１２ｂとの軸方向の間に配置される。減速機構３０は、外歯ギア３１と、内歯ギア３３と、接続部３４と、を有する。

【0030】

外歯ギア３１は、第２中心軸Ｊ２を中心として、軸方向と直交する平面に拡がる略円環板状である。図２に示すように、外歯ギア３１の径方向外側面には、歯車部が設けられる。図１および図２に示すように、外歯ギア３１は、第２軸部２１ｂに第２ベアリング５２を介して接続される。すなわち、第２軸部２１ｂは、第２ベアリング５２を介して、減速機構３０接続され、減速機構３０は、モータシャフト２１に連結される。外歯ギア３１は、第２ベアリング５２の外輪に径方向外側から嵌め合わされる。これにより、第２ベアリング５２はモータシャフト２１と外歯ギア３１とを、第２中心軸Ｊ２周りに相対的に回転可能に連結する。なお、図２においては、後述する円筒部３４ｂの図示を省略している。

【0031】

外歯ギア３１は、複数のピン３２を有する。図１に示すように、ピン３２は、下側に突出する円柱状である。図２に示すように、複数のピン３２は、第２中心軸Ｊ２を中心とする周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。図２では、ピン３２は、例えば、８つ設けられる。

【0032】

内歯ギア３３は、外歯ギア３１の径方向外側を囲んで固定され、外歯ギア３１と噛み合う。図１および図２に示すように、内歯ギア３３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。図１に示すように、内歯ギア３３の径方向外縁部は、筒部１３ｂの内周面に設けられた径方向外側に窪む凹部内に配置されて固定される。図２に示すように、内歯ギア３３の内周面には、歯車部が設けられる。内歯ギア３３の歯車部は、外歯ギア３１の歯車部と噛み合う。より詳細には、内歯ギア３３の歯車部は、外歯ギア３１の歯車部と一部（図２では左側部分）において噛み合う。

【0033】

図１に示すように、接続部３４は、外歯ギア３１の下側に配置される。接続部３４は、円環部３４ａと、円筒部３４ｂと、を有する。円環部３４ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として径方向に拡がる円環板状である。円環部３４ａは、円環部３４ａを軸方向に貫通する複数の孔３４ｃを有する。すなわち、接続部３４は、複数の孔３４ｃを有する。

【0034】

図２に示すように、複数の孔３４ｃは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。図２では、孔３４ｃは、例えば、８つ設けられる。孔３４ｃの軸方向に沿って視た形状は、円形状である。孔３４ｃの内径は、ピン３２の外径よりも大きい。図１および図２に示すように、複数の孔３４ｃには、外歯ギア３１に設けられた複数のピン３２がそれぞれ通される。ピン３２の外周面は、孔３４ｃの内周面と内接する。孔３４ｃの内周面は、ピン３２を介して、外歯ギア３１を第１中心軸Ｊ１周りに揺動可能に支持する。

【0035】

図１に示すように、円筒部３４ｂは、円環部３４ａの内縁から下側に延びる円筒状である。円筒部３４ｂは、軸方向両側に開口する円筒状の円筒部本体３４ｄと、円筒部本体３４ｄの下端部から径方向内側に突出し、周方向に延びる円環板状の円環底板部３４ｅと、を有する。円筒部本体３４ｄの上端部における内周面には、第１ベアリング５１が固定される。円筒部本体３４ｄの下端部および円環底板部３４ｅは、第１大径部１３ｅに挿入される。円環底板部３４ｅの下面は、ブッシュ５４のフランジ部の上面と接触する。本実施形態において接続部３４は、単一の部材である。

【0036】

出力部４０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４０は、上述した減速機構３０の接続部３４と、出力シャフト部４１と、を有する。上述したように、接続部３４の円筒部本体３４ｄの上端部における内周面には、モータシャフト２１を支持する第１ベアリング５１が固定される。これにより、第１ベアリング５１は、モータシャフト２１と出力部４０とを互いに相対回転可能に連結する。

【0037】

出力シャフト部４１は、軸方向に延び、モータシャフト２１の下側に配置される。本実施形態において出力シャフト部４１は、第１中心軸Ｊ１を中心とする多段の円柱状である。出力シャフト部４１は、被支持部４１ａと、フランジ部４１ｂと、被取付部４１ｃと、を有する。

【0038】

被支持部４１ａは、ブッシュ５４の径方向内側に挿入される。被支持部４１ａは、ブッシュ５４に、第１中心軸Ｊ１周りに回転可能に支持される。被支持部４１ａの下端は、第２大径部１３ｇ内に位置する。フランジ部４１ｂは、被支持部４１ａの上端部から径方向外側に拡がる。フランジ部４１ｂは、円筒部本体３４ｄの径方向内側に位置する。フランジ部４１ｂの下面は、円環底板部３４ｅの上面と接触する。被取付部４１ｃは、被支持部４１ａの下側において、被支持部４１ａの下端と繋がる。被取付部４１ｃは、突出筒部１３ｃよりも下側に突出する。被取付部４１ｃには、電動アクチュエータ１０の駆動力が出力される他の部材が取り付けられる。

【0039】

出力シャフト部４１は、接続部３４に固定されて接続される。より詳細には、出力シャフト部４１は、例えば、被支持部４１ａまたはフランジ部４１ｂが円環底板部３４ｅと溶接されることで、接続部３４に固定される。これにより、出力シャフト部４１は、円筒部３４ｂの下側の端部に接続される。

【0040】

出力部４０は、上側から下側に窪む第１凹部４０ａを有する。本実施形態において第１凹部４０ａは、円筒部本体３４ｄの内周面と出力シャフト部４１の上端面とによって構成される。より具体的には、第１凹部４０ａの径方向内側面は、円筒部本体３４ｄの内周面の上側部分であり、第１凹部４０ａの下側の底面は、出力シャフト部４１の上端面である。すなわち、本実施形態において第１凹部４０ａの内側面の少なくとも一部は、円筒部３４ｂの内側面である。このように、本実施形態では、出力部４０が、互いに別部材の接続部３４と出力シャフト部４１とによって構成されるため、第１凹部４０ａを設けやすく、出力部４０を作りやすい。

【0041】

上述したように、第１ベアリング５１は円筒部本体３４ｄの上端部における内周面に固定されるため、第１ベアリング５１は、第１凹部４０ａの径方向内側面に固定される。また、第１ベアリング５１に支持される第３軸部２１ｃ、すなわちモータシャフト２１の下側の端部は、第１凹部４０ａ内に収容される。

【0042】

第１凹部４０ａの下側の底面、すなわち本実施形態では出力シャフト部４１の上端面と、モータシャフト２１の下側の端面、すなわち本実施形態では第３軸部２１ｃの下端面との間には、隙間ＤＰが設けられる。

【0043】

モータシャフト２１が第１中心軸Ｊ１周りに回転されると、第２軸部２１ｂ（第２中心軸Ｊ２）は、第１中心軸Ｊ１を中心として周方向に公転する。第２軸部２１ｂの公転は第２ベアリング５２を介して外歯ギア３１に伝達され、外歯ギア３１は、孔３４ｃの内周面とピン３２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３１の歯車部と内歯ギア３３の歯車部とが噛み合う位置が、周方向に変化する。したがって、内歯ギア３３に外歯ギア３１を介してモータシャフト２１の回転力が伝達される。

【0044】

ここで、本実施形態では、内歯ギア３３は固定されているため回転しない。そのため、内歯ギア３３に伝達される回転力の反力によって、外歯ギア３１が第２中心軸Ｊ２周りに回転する。このとき外歯ギア３１の回転する向きは、モータシャフト２１の回転する向きと反対向きとなる。外歯ギア３１の第２中心軸Ｊ２周りの回転は、孔３４ｃとピン３２とを介して、接続部３４に伝達される。これにより、接続部３４が第１中心軸Ｊ１周りに回転し、出力部４０が第１中心軸Ｊ１周りに回転する。このようにして、出力シャフト部４１には、減速機構３０を介してモータシャフト２１の回転が伝達される。

【0045】

出力部４０の回転は、減速機構３０によって、モータシャフト２１の回転に対して減速される。具体的に、本実施形態の減速機構３０の構成では、モータシャフト２１の回転に対する出力部４０の回転の減速比Ｒは、Ｒ＝−（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ２で表される。減速比Ｒを表す式の先頭の負符号は、モータシャフト２１の回転する向きに対して、減速される出力部４０の回転の向きが逆向きとなることを示している。Ｎ１は、外歯ギア３１の歯数であり、Ｎ２は、内歯ギア３３の歯数である。一例として、外歯ギア３１の歯数Ｎ１が５９で、内歯ギア３３の歯数Ｎ２が６０の場合、減速比Ｒは、−１／６０となる。

【0046】

このように、本実施形態の減速機構３０によれば、モータシャフト２１の回転に対する出力部４０の回転の減速比Ｒを比較的大きくできる。そのため、出力部４０の回転トルクを比較的大きくできる。

【0047】

回転検出装置６０は、出力部４０の回転を検出する。回転検出装置６０の少なくとも一部は、第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。出力部４０とモータシャフト２１とが連結される第１ベアリング５１が配置される第１凹部４０ａは、本実施形態の電動アクチュエータ１０のように出力シャフト部４１がモータシャフト２１の軸方向一方側に配置されて、軸方向に連結される構成の場合、必然的に設けられる。そのため、回転検出装置６０の少なくとも一部を第１凹部４０ａと径方向に重ねて配置することで、出力部４０の回転を検出する回転検出装置６０を設けても、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。これにより、回転検出装置６０によって出力部４０の回転を精度よく検出でき、大型化を抑制できる構造を有する電動アクチュエータ１０が得られる。

【0048】

また、回転検出装置６０を設ける場合、回転検出装置６０の電源をモータ２０の電源から得ることで、電動アクチュエータ１０に接続される外部電源を１つにすることができ、電動アクチュエータ１０の構成を簡単化できる。具体的には、本実施形態の場合、コネクタ部１２ｃに接続される外部電源から、回転検出装置６０の電源を得ることで、電動アクチュエータ１０に接続される外部電源を一つにできる。この場合、回転検出装置６０とモータ２０の制御部２４とを電気的に繋ぐ必要があるが、回転検出装置６０がモータ２０から離れて配置される程、回転検出装置６０と制御部２４とを繋ぐ配線が長くなり、配線の引き回しが困難になる。

【0049】

これに対して、本実施形態では、モータシャフト２１と出力部４０とを連結する第１ベアリング５１が配置される第１凹部４０ａに、回転検出装置６０の少なくとも一部が径方向に重なる位置に配置される。そのため、例えば、回転検出装置６０が出力シャフト部４１の下側部分と径方向に重なるような場合に比べて、回転検出装置６０をモータ２０に近づけて配置できる。したがって、回転検出装置６０と制御部２４とを繋ぐ配線を短くすることができ、配線の引き回しを容易にできる。これにより、電動アクチュエータ１０の構成を簡単化できるとともに、電動アクチュエータ１０を組み立てやすくできる。

【0050】

回転検出装置６０は、回路基板６１と、第１取付部材６４と、第１マグネット６３と、第１回転センサ６２と、を有する。回路基板６１には、第１回転センサ６２が取り付けられる。回路基板６１は、軸方向と直交する平面に拡がる板状である。本実施形態において回路基板６１は、円筒部本体３４ｄの径方向外側を囲む円環板状である。回路基板６１の少なくとも一部は、第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。そのため、本実施形態のように回転検出装置６０が回路基板６１を有する構成であっても、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。

【0051】

また、第１回転センサ６２が取り付けられる回路基板６１が設けられることで、第１回転センサ６２を配置しやすい。本実施形態では、回路基板６１のほぼ全体が、第１凹部４０ａ内における隙間ＤＰと径方向に重なる位置に配置される。回路基板６１の下面は、出力シャフト部４１の上端部、すなわちフランジ部４１ｂと径方向に重なる位置に配置される。

【0052】

回路基板６１は、第２凹部１３ｄ内に配置される。そのため、例えば、第２凹部１３ｄが設けられずに回路基板６１が蓋部１３ａの上面に配置されるような場合に比べて、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。したがって、電動アクチュエータ１０をより小型化できる。回路基板６１は、第２凹部１３ｄの底面に固定される。回路基板６１は、図示しない配線を介して、制御基板７０と電気的に接続される。これにより、回転検出装置６０と制御部２４とが電気的に接続され、コネクタ部１２ｃに接続される外部電源から回転検出装置６０に電源が供給される。

【0053】

第１取付部材６４は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。第１取付部材６４は、出力部４０に固定される。より詳細には、第１取付部材６４は、接続部３４に固定される。第１取付部材６４は、円筒部本体３４ｄの径方向外側に嵌め合わされる。第１取付部材６４の上面は、円環部３４ａの下面と接触する。第１取付部材６４を接続部３４に固定する方法は、特に限定されず、例えば、接着剤等である。

【0054】

第１取付部材６４の径方向外縁部は、下側に突出する位置に配置される。第１取付部材６４の径方向外縁部は、円環部３４ａの下面よりも下側に間隔を空けて配置される。第１取付部材６４の径方向外縁部の上面は、ピン３２よりも下側に位置する。そのため、例えば、ピン３２が図１に示す位置よりも径方向内側の位置に配置されても、ピン３２が第１取付部材６４と接触することを抑制できる。第１取付部材６４は、例えば、非磁性体製である。なお、第１取付部材６４は、磁性体製であってもよい。

【0055】

第１マグネット６３は、第１中心軸Ｊ１を中心とし、軸方向と直交する平面に拡がる円環板状である。第１マグネット６３は、第１取付部材６４の径方向外縁部の下端面に固定される。これにより、第１マグネット６３は、第１取付部材６４を介して出力部４０に固定される。そのため、第１マグネット６３を直接的に出力部４０に固定するような場合に比べて、第１マグネット６３を出力部４０に対して固定しやすい。

【0056】

また、上述したように、第１取付部材６４の径方向外縁部を円環部３４ａから下側に離して配置することによって、第１マグネット６３がピン３２と干渉することを抑制しやすい。第１マグネット６３の第１取付部材６４への固定方法は、特に限定されず、例えば、接着剤等である。第１取付部材６４と第１マグネット６３とは、出力部４０とともに回転する。第１マグネット６３は、周方向に沿って交互に配置されるＮ極とＳ極とを有する。

【0057】

本実施形態において第１取付部材６４および第１マグネット６３は、第１凹部４０ａの径方向外側を囲み、それぞれ全体が第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。より詳細には、第１取付部材６４および第１マグネット６３は、モータシャフト２１における第１凹部４０ａ内に収容された部分、すなわち本実施形態では第３軸部２１ｃと径方向に重なる位置に配置される。また、第１取付部材６４および第１マグネット６３は、第１ベアリング５１と径方向に重なる位置に配置される。本実施形態では、第１取付部材６４および第１マグネット６３は、それぞれ全体がモータシャフト２１における第１凹部４０ａ内に収容された部分および第１ベアリング５１と径方向に重なる位置に配置される。

【0058】

このように、本実施形態では、回転検出装置６０の少なくとも一部が、モータシャフト２１における第１凹部４０ａ内に収容された部分、あるいは第１ベアリング５１と径方向に重なる位置に配置される。したがって、回転検出装置６０をよりモータ２０に近い位置に配置することができ、回転検出装置６０と制御部２４とを繋ぐ配線をより短くすることができる。

【0059】

また、出力部４０を支持する第１ベアリング５１と径方向に重なる位置に回転検出装置６０の少なくとも一部を配置することで、出力部４０を支持するために必要な軸方向の空間を利用して回転検出装置６０を配置できる。したがって、出力部４０が軸方向に大型化することを抑制できる。

【0060】

また、第１マグネット６３が第１ベアリング５１の径方向外側を囲む円環状であるため、第１マグネット６３の周方向位置を第１回転センサ６２によって精度よく検出しやすい。また、第１マグネット６３を第１取付部材６４に接着剤等で固定する際に、接着面積を大きくしやすく、第１マグネット６３を強固に固定できる。

【0061】

第１回転センサ６２は、回路基板６１の上面に取り付けられる。第１回転センサ６２は、第１マグネット６３と隙間を介して軸方向に対向する。第１回転センサ６２は、第１マグネット６３によって生じる磁界を検出する。第１回転センサ６２は、例えばホール素子である。図示は省略するが、第１回転センサ６２は、周方向に沿って複数、例えば３つ設けられる。第１回転センサ６２用いて、出力部４０とともに回転する第１マグネット６３によって生じる磁界の変化を検出することで、回転検出装置６０は、出力部４０の回転を検出することができる。

【0062】

第１回転センサ６２の少なくとも一部は、第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。例えば、回転検出装置６０の構成を最小限にする場合であっても、回転を検出する第１回転センサ６２等のセンサは、必須の構成要素である。そのため、第１回転センサ６２の少なくとも一部を第１凹部４０ａと径方向に重ねて配置することで、より電動アクチュエータ１０を軸方向に小型化しやすい。本実施形態では、第１回転センサ６２の全体が、第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置される。

【0063】

また、本実施形態において第１回転センサ６２の少なくとも一部は、隙間ＤＰと重なる位置に配置される。すなわち、回転検出装置６０の少なくとも一部は、隙間ＤＰと径方向に重なる位置に配置される。本実施形態の電動アクチュエータ１０のように出力シャフト部４１がモータシャフト２１の軸方向一方側に配置されるような構成の場合、モータシャフト２１と出力シャフト部４１との軸方向の間には必然的に隙間ＤＰが設けられる。そのため、回転検出装置６０の少なくとも一部を隙間ＤＰと径方向に重ねて配置することで、回転検出装置６０を設けても、電動アクチュエータ１０が軸方向に大型化することをより抑制しやすい。

【0064】

また、本実施形態では、第１回転センサ６２の少なくとも一部、および回路基板６１の少なくとも一部が、隙間ＤＰと径方向に重なる位置に配置されるため、回路基板６１を設けて第１回転センサ６２を配置しやすくしつつ、より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しやすい。本実施形態において第１回転センサ６２は、全体が隙間ＤＰと径方向に重なる位置に配置される。

【0065】

本実施形態において第１回転センサ６２は、第２凹部１３ｄ内に配置される。そのため、第１回転センサ６２が第２凹部１３ｄの上側に突出して配置されるような場合に比べて、電動アクチュエータ１０を軸方向に小型化しやすい。

【0066】

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。接続部３４と出力シャフト部４１とは、互いに相対的に回転しなければ、どのように固定されてもよい。例えば、ピン等を用いて接続部３４と出力シャフト部４１との相対的な回転を抑制する構成であってもよいし、接続部３４にＤカットされた孔が設けられ、その孔に出力シャフト部４１が挿入される構成であってもよい。また、出力部４０を単一の部材として、接続部３４と出力シャフト部４１とを、それぞれ一つの単一部材の部分としてもよい。

【0067】

また、回転検出装置６０の構成は、出力部４０の回転を検出でき、少なくとも一部が第１凹部４０ａと径方向に重なる位置に配置されるならば、特に限定されない。例えば、回路基板６１は、設けられなくてもよい。また、第１回転センサ６２は、出力部４０の回転を検出できるならば特に限定されず、磁気抵抗素子であってもよい。また、第２回転センサ７１についても同様に、磁気抵抗素子であってもよい。また、減速機構３０の構成は、モータシャフト２１の回転を減速できるならば、特に限定されない。また、第１ベアリング５１、第２ベアリング５２および第３ベアリング５３は、モータシャフト２１を支持できるならば、特に限定されず、例えば、滑り軸受等であってもよい。

【0068】

また、本発明の電動アクチュエータの用途は限定されず、本発明の電動アクチュエータは、いかなる機器に搭載されてもよい。また、上述した各構成は、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。

【符号の説明】

【0069】

１０…電動アクチュエータ、１１…ケース、１３ａ…蓋部、１３ｄ…第２凹部、２０…モータ、２１…モータシャフト、２１ａ…第１軸部、２１ｂ…第２軸部、３０…減速機構、３１…外歯ギア、３２…ピン、３３…内歯ギア、３４…接続部、３４ａ…円環部、３４ｂ…円筒部、３４ｃ…孔、４０…出力部、４０ａ…第１凹部、４１…出力シャフト部、５１…第１ベアリング、５２…第２ベアリング、６０…回転検出装置、６１…回路基板、６２…第１回転センサ、６３…第１マグネット、６４…第１取付部材、ＤＰ…隙間、Ｊ１…第１中心軸、Ｊ２…第２中心軸

【図1】

【図2】