(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】P2023144245
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】電動アクチュエータ
(51)【国際特許分類】
F16H 25/12 20060101AFI20231003BHJP
H02K 7/06 20060101ALI20231003BHJP
F16H 25/20 20060101ALI20231003BHJP
【FI】
F16H25/12
H02K7/06 A
F16H25/20 E
F16H25/12 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022051140
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000220505
【氏名又は名称】ニデックパワートレインシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100188673
【弁理士】
【氏名又は名称】成田 友紀
(74)【代理人】
【識別番号】100179833
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 将尚
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(72)【発明者】
【氏名】加藤 瞬
(72)【発明者】
【氏名】白井 寛
【テーマコード(参考)】
3J062
5H607
【Fターム(参考)】
3J062AA01
3J062AB21
3J062AC07
3J062BA12
3J062CD02
3J062CD23
3J062CD50
3J062CD57
3J062CG83
5H607BB01
5H607BB07
5H607BB14
5H607CC03
5H607DD03
5H607EE52
5H607EE56
5H607GG08
(57)【要約】 (修正有)
【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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【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】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【発明の効果】
【0007】
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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
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】
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】
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】
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】
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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
<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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
<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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
<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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【符号の説明】
【0070】
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