特開 2024-112009 電動アクチュエータ、およびアクチュエータ装置

(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】P2024112009

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】電動アクチュエータ、およびアクチュエータ装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240813BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 A

H02K7/116

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016809

(22)【出願日】2023-02-07

(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】白井 寛

【テーマコード（参考）】

3J027

5H607

【Ｆターム（参考）】

3J027GC02

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD12

3J027GE11

3J027GE14

5H607AA12

5H607BB01

5H607BB14

5H607CC03

5H607DD03

5H607DD19

5H607EE36

(57)【要約】      （修正有）

【課題】出力シャフトに回転トルクが加わっても、出力シャフトが回転することを抑制できる電動アクチュエータ、およびアクチュエータ装置を提供する。
【解決手段】モータと、モータシャフトに連結された伝達機構と、出力シャフトと、ケースと、を備える。モータシャフトは、偏心軸部を有する。伝達機構は、偏心軸部にベアリングを介して連結される外歯ギヤと、ケースに固定される内歯ギヤと、外歯ギヤの回転を出力シャフトに伝達するフランジ部とを有する。外歯ギヤは、外歯ギヤを軸方向に貫通する複数の貫通孔部を有する。フランジ部には、軸方向に突出する複数の突出部が設けられる。複数の突出部は、複数の貫通孔部のそれぞれに挿入される。内歯歯車部の一部は、外歯歯車部の一部と噛み合う。外歯歯車部および内歯歯車部は、インボリュート歯車である。外歯歯車部の複数の歯部の圧力角および内歯歯車部の複数の歯部の圧力角は、２２°以上である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ軸線を中心として回転可能なモータシャフトを有するモータと、
前記モータシャフトに連結された伝達機構と、
前記伝達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と、
前記モータ、前記伝達機構、および前記出力シャフトを内部に収容するケースと、
を備え、
前記モータシャフトは、前記モータ軸線と平行な偏心軸線を中心とする偏心軸部を有し、
前記伝達機構は、
前記偏心軸部の外周面にベアリングを介して連結され、前記モータシャフトの回転が伝達される環状の外歯ギヤと、
前記外歯ギヤの径方向外側に配置され、前記ケースに固定される環状の内歯ギヤと、
前記外歯ギヤの回転を前記出力シャフトに伝達する環状のフランジ部と、
を有し、
前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方は、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方を軸方向に貫通し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の貫通孔部を有し、
前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方には、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方から軸方向に突出し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の突出部が設けられ、
前記複数の突出部のそれぞれは、前記複数の貫通孔部のそれぞれに挿入され、
前記内歯ギヤの内周面に沿って設けられる内歯歯車部の一部は、前記外歯ギヤの外周面に沿って設けられる外歯歯車部の一部と噛み合い、
前記外歯歯車部および前記内歯歯車部は、それぞれ、インボリュート歯車であり、
前記外歯歯車部を構成する複数の外歯歯部の圧力角、および前記内歯歯車部を構成する複数の内歯歯部の圧力角は、それぞれ、２２°以上である、電動アクチュエータ。

【請求項2】

複数の前記外歯歯部の圧力角、および複数の前記内歯歯部の圧力角は、それぞれ、２５.５°以下である、請求項１に記載の電動アクチュエータ。

【請求項3】

前記モータシャフトは、中空シャフトであり、
前記出力シャフトの少なくとも一部は、前記モータシャフトの内部に位置し、
前記出力シャフトは、前記モータ軸線を中心に回転可能である、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】

請求項１または２記載の前記電動アクチュエータと、前記出力シャフトと連結される対象物と、を備え、
前記電動アクチュエータは、車両のシフト操作に基づいて前記対象物を駆動する、アクチュエータ装置。

【請求項5】

前記対象物は、車両のシフト操作に基づいて駆動されるパーキング切替機構である、請求項４に記載のアクチュエータ装置。

【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、およびアクチュエータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両操作に基づいて、例えばパーキング切替機構等の対象物を駆動する電動アクチュエータが知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２４７７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような電動アクチュエータにおいては、対象物と連結される出力軸に回転トルクが加わると出力軸が回転する虞があり、これにより、対象物を構成する部材等の位置が変動する場合虞があった。係る対象物を構成する部材等の位置の変動を抑制するために、対象物にディテントプレートおよびストッパ等の部材を設けると、対象物の部品点数が増大するとともに、対象物の製造コストが増大していた。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みて、出力シャフトに回転トルクが加わっても、出力シャフトが回転することを抑制できる電動アクチュエータ、およびアクチュエータ装置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、モータ軸線を中心として回転可能なモータシャフトを有するモータと、前記モータシャフトに連結された伝達機構と、前記伝達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と、前記モータ、前記伝達機構、および前記出力シャフトを内部に収容するケースと、を備える。前記モータシャフトは、前記モータ軸線と平行な偏心軸線を中心とする偏心軸部を有する。前記伝達機構は、前記偏心軸部の外周面にベアリングを介して連結され、前記モータシャフトの回転が伝達される環状の外歯ギヤと、前記外歯ギヤの径方向外側に配置され、前記ケースに固定される環状の内歯ギヤと、前記外歯ギヤの回転を前記出力シャフトに伝達する環状のフランジ部と、を有する。前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方は、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方を軸方向に貫通し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の貫通孔部を有する。前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方には、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方から軸方向に突出し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の突出部が設けられる。前記複数の突出部のそれぞれは、前記複数の貫通孔部のそれぞれに挿入される。前記内歯ギヤの内周面に沿って設けられる内歯歯車部の一部は、前記外歯ギヤの外周面に沿って設けられる外歯歯車部の一部と噛み合う。前記外歯歯車部および前記内歯歯車部は、それぞれ、インボリュート歯車である。前記外歯歯車部を構成する複数の外歯歯部の圧力角、および前記内歯歯車部を構成する複数の内歯歯部の圧力角は、それぞれ、２２°以上である。

【0007】

本発明のアクチュエータ装置の一つの態様は、上記の前記電動アクチュエータと、前記出力シャフトと連結される対象物と、を備える。前記電動アクチュエータは、車両のシフト操作に基づいて前記対象物を駆動する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一つの態様によれば、電動アクチュエータ、およびアクチュエータ装置において、出力シャフトに回転トルクが加わっても、出力シャフトが回転することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態の駆動装置を示す側面図である。

【図2】図２は、一実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。

【図3】図３は、一実施形態の伝達機構を軸方向一方側から見た図である。

【図4】図４は、一実施形態の伝達機構を軸方向一方側から見た図であって、図３の部分拡大図である。

【図5】図５は、一実施形態の電動アクチュエータの圧力角と正駆動時の駆動効率との関係を示す図である。

【図6】図６は、一実施形態の電動アクチュエータの圧力角と逆駆動時の逆駆動トルクとの関係を示す図である。

【図7】図７は、一実施形態の比較例の電動アクチュエータの外歯ギヤに加わる力を説明する図であって、伝達機構を軸方向一方側から見た図である。

【図8】図８は、一実施形態の比較例の電動アクチュエータの外歯ギヤに加わる力を説明する図であって、伝達機構を軸方向一方側から見た第２の図である。

【図9】図９は、一実施形態の電動アクチュエータの外歯ギヤに加わる力を説明する図であって、伝達機構を軸方向一方側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の実施形態においては、一例として、車両操作に基づいて電動アクチュエータ９が変位駆動させる対象物が、パーキング切替機構７０である場合について説明する。本実施形態の電動アクチュエータ９およびパーキング切替機構７０が搭載された機器として、駆動装置１について説明する。

【0011】

以下の説明では、図１に示す本実施形態の駆動装置１が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、鉛直方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、＋Ｚ側を上側とし、－Ｚ側を下側とする鉛直方向である。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって、各図に適宜示す電動アクチュエータ９のモータ軸線Ｊ１が延びる方向である。モータ軸線Ｊ１は、仮想軸線である。本実施形態において、＋Ｘ側は、軸方向の一方側であり、－Ｘ側は、軸方向の他方側である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の両方と直交する方向であって、車両の左右方向である。本実施形態において、＋Ｙ側は、車両の左右方向一方側であり、－Ｙ側は、車両の左右方向他方側である。

【0012】

本実施形態では、Ｚ軸方向と平行な方向を「鉛直方向Ｚ」と呼び、Ｘ軸方向と平行な方向を「軸方向」と呼び、Ｙ軸方向と平行な方向を「左右方向Ｙ」と呼ぶ。また、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。Ｘ軸方向の正の側（＋Ｘ側）を単に「軸方向一方側」と呼び、Ｘ軸方向の負の側（－Ｘ側）を単に「軸方向他方側」と呼ぶ。Ｙ軸方向の正の側（＋Ｙ側）を単に「左右方向一方側」と呼び、Ｙ軸方向の負の側（－Ｙ側）を単に「左右方向他方側」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。

【0013】

また、以下の説明においては、モータ軸線Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸線Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。周方向は、各図において矢印θ１で示される。周方向のうち矢印θ１が向く側（＋θ１側）を「周方向一方側」と呼ぶ。周方向のうち矢印θ１が向く側と逆側（－θ１側）を「周方向他方側」と呼ぶ。周方向一方側は、軸方向一方側から見てモータ軸線Ｊ１回りに時計回りに進む側である。周方向他方側は、軸方向一方側から見てモータ軸線Ｊ１回りに反時計回りに進む側である。

【0014】

図１に示す本実施形態の駆動装置１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載される。駆動装置１は、ハウジング２と、駆動モータ３と、減速装置４と、差動装置５と、パークロックギヤ６と、アクチュエータ装置１００と、を備える。アクチュエータ装置１００は、パーキング切替機構７０と、電動アクチュエータ９と、を備える。

【0015】

ハウジング２は、駆動モータ３、減速装置４、差動装置５、およびパーキング切替機構７０を内部に収容する。図示は省略するが、ハウジング２の内部には、オイルが収容される。減速装置４は、駆動モータ３に接続される。差動装置５は、減速装置４に接続され、駆動モータ３から出力されるトルクを図示しない車両の車軸に伝達する。パークロックギヤ６は、減速装置４および差動装置５を介して、車両の車軸に連結される。パークロックギヤ６は、複数の歯部６ａを有する。

【0016】

パーキング切替機構７０は、車両のシフト操作に基づいて、電動アクチュエータ９によって駆動される。パーキング切替機構７０は、パークロックギヤ６をロック状態とアンロック状態との間で切り換える。パーキング切替機構７０は、車両のギヤがパーキングである場合に、パークロックギヤ６をロック状態とし、車両のギヤがパーキング以外である場合に、パークロックギヤ６をアンロック状態とする。車両のギヤがパーキング以外である場合とは、例えば、車両のギヤがドライブ、ニュートラル、リバース等である場合を含む。パーキング切替機構７０は、パーキングシャフト７８と、ロッド７６と、環状部材７３と、パークロックアーム７７と、支持部材７５と、を有する。

【0017】

パーキングシャフト７８は、電動アクチュエータ９と連結され、電動アクチュエータ９によってモータ軸線Ｊ１周りに回転させられる。本実施形態において、パーキングシャフト７８は、モータ軸線Ｊ１に沿って軸方向に延びる。図２に示すように、パーキングシャフト７８の軸方向一方側の端部には、軸方向に延びるスプライン溝が周方向に沿って複数設けられる。

【0018】

図１に示すように、ロッド７６は、パーキングシャフト７８と連結される。パーキングシャフト７８がモータ軸線Ｊ１周りに回転すると、ロッド７６は、左右方向Ｙに移動する。環状部材７３は、ロッド７６と連結される。環状部材７３は、左右方向Ｙに延びる略円錐状である。環状部材７３は、左右方向Ｙに移動可能である。図示は省略するが、環状部材７３の外周面は、左右方向一方側（＋Ｙ側）に向かうに従って外径が小さくなるテーパ面である。ロッド７６が左右方向Ｙに移動すると、環状部材７３は、ロッド７６と共に左右方向Ｙに移動する。

【0019】

支持部材７５は、環状部材７３を左右方向Ｙに移動可能に支持する。本実施形態において支持部材７５は、環状部材７３を下側から支持する。支持部材７５は、ハウジング２の内側面に固定される。

【0020】

パークロックアーム７７は、環状部材７３の上側、且つ、パークロックギヤ６の下側に配置される。パークロックアーム７７は、左右方向Ｙに延びる回転軸線Ｊ３を中心として左右方向Ｙに延びる円柱状の支持シャフト７９によって、回転軸線Ｊ３周りに回転可能に支持される。パークロックアーム７７は、アーム本体７７ａと、噛合部７７ｂと、接触部７７ｃと、を有する。

【0021】

アーム本体７７ａは、支持シャフト７９から軸方向一方側に延びる。接触部７７ｃは、アーム本体７７ａの軸方向一方側の端部から軸方向一方側に突出する。接触部７７ｃは、環状部材７３の外周面に上側から接触する。噛合部７７ｂは、アーム本体７７ａから上側に突出する。支持シャフト７９には図示しない巻きバネが装着される。巻きバネは、パークロックアーム７７に対して、回転軸線Ｊ３を中心として左右方向一方側（＋Ｙ側）から見て反時計回り向きの弾性力を加える。

【0022】

上述のように、環状部材７３の外周面の外径は、左右方向他方側（－Ｙ側）から左右方向一方側（＋Ｙ側）に向かうにしたがって大きくなる。そのため、パーキングシャフト７８の回転に伴って、環状部材７３が左右方向他方側に移動すると、接触部７７ｃが上側に持ち上げられ、パークロックアーム７７が回転軸線Ｊ３を中心として左右方向一方側（＋Ｙ側）から見て時計回りに回転する。これにより、図示は省略するが、噛合部７７ｂが、パークロックギヤ６の歯部６ａ同士の間に噛み合い、パークロックギヤ６は、ロック状態となる。

【0023】

また、パーキングシャフト７８の回転に伴って、環状部材７３が左右方向一方側（＋Ｙ側）に移動すると、環状部材７３の外周面によって持ち上げられていた接触部７７ｃが自重および図示しない巻きバネからの弾性力によって下側に移動し、パークロックアーム７７は、回転軸線Ｊ３を中心として左右方向一方側（＋Ｙ側）から見て反時計回りに回転する。これにより、噛合部７７ｂが歯部６ａ同士の間から外れ、パークロックギヤ６は、アンロック状態となる。これらにより、車両のシフト操作に基づいて電動アクチュエータ９が駆動すると、パーキングシャフト７８、ロッド７６、および環状部材７３を介して、パークロックアーム７７が回転軸線Ｊ３周りに回転し、パークロックギヤ６をロック状態とアンロック状態との間で切り替えることができる。

【0024】

なお、本実施形態の電動アクチュエータ９は、後述するように、パーキングシャフト７８と連結される出力シャフト４６にパーキングシャフト７８から回転トルクが加わっても、出力シャフト４６がモータ軸線Ｊ１周りに回転することを抑制できる。そのため、出力シャフト４６にパーキングシャフト７８から回転トルクが加わっても、パークロックアーム７７の位置が変動することを抑制できる。したがって、本実施形態のパーキング切替機構７０には、ディテントプレートおよびストッパ部材等のパークロックアーム７７の位置変動を抑制する部材が設けられていない。

【0025】

電動アクチュエータ９は、車両のシフト操作に基づいてパーキング切替機構７０、すなわち対象物を駆動する。本実施形態において、電動アクチュエータ９は、パーキングシャフト７８等の部材を介して、パークロックアーム７７を上側、または下側に移動させることにより、パークロックギヤ６をロック状態とアンロック状態との間で切り換える。

【0026】

図２に示すように、電動アクチュエータ９は、ケース１０と、モータ２０と、伝達機構３０と、出力シャフト４６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、制御基板８０と、回転センサ８１と、センサマグネット４５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。

【0027】

ケース１０は、モータ２０、伝達機構３０、出力シャフト４６を含む電動アクチュエータ９の各部を内部に収容する。ケース１０は、ケース本体１１と、蓋部材１２と、を有する。ケース本体１１は、モータ軸線Ｊ１を中心とする円筒状である。ケース本体１１は、軸方向一方側に開口する開口部１１ｈを有する。ケース本体１１は、第１収容部１１ａと、第２収容部１１ｂと、を有する。

【0028】

第１収容部１１ａは、ケース本体１１の軸方向他方側の部分である。第１収容部１１ａは、軸方向他方側に位置する底部１１ｃと、底部１１ｃの径方向外縁から軸方向一方側に延びる周壁部１１ｄと、を有する。底部１１ｃには、底部１１ｃを軸方向に貫通する孔部１１ｅが設けられる。孔部１１ｅは、モータ軸線Ｊ１を中心とする略円形状の孔である。孔部１１ｅの軸方向一方側の部分は、第１ベアリング５１を保持する第１ベアリング保持部１１ｆを構成する。第１ベアリング５１は、第１ベアリング保持部１１ｆに保持される。

【0029】

第２収容部１１ｂは、ケース本体１１の軸方向一方側の部分である。第２収容部１１ｂは、第１収容部１１ａと軸方向に繋がる。第２収容部１１ｂは、軸方向一方側に開口する筒状である。第２収容部１１ｂの内周面には、軸方向一方側を向く段差面１１ｇを有する段差が設けられる。

【0030】

蓋部材１２は、ケース本体１１の軸方向一方側の端部に固定される。蓋部材１２は、ケース本体１１の開口部１１ｈを軸方向一方側から塞ぐ。蓋部材１２は、開口部１１ｈを軸方向一方側から塞ぐ蓋本体部１２ａと、蓋本体部１２ａから軸方向他方側に突出する第２ベアリング保持部１２ｂと、を有する。第２ベアリング保持部１２ｂは、モータ軸線Ｊ１を中心とし、軸方向他方側に開口する円筒状である。第２ベアリング保持部１２ｂの内周面には、第２ベアリング５２が保持される。

【0031】

モータ２０は、ロータ２１と、ステータ２２と、を有する。ロータ２１は、モータ軸線Ｊ１を中心として回転可能である。ロータ２１は、モータシャフト２３と、ロータコア２４ａと、マグネット２４ｂと、を有する。モータシャフト２３は、モータ軸線Ｊ１を中心として回転可能である。モータシャフト２３は、モータ軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる略円筒状である。モータシャフト２３は、中空シャフトである。モータシャフト２３は、軸方向の両側に開口する。モータシャフト２３は、第１収容部１１ａの内部と第２収容部１１ｂの内部とに跨って延びている。モータシャフト２３は、本体部２３ａと、偏心軸部２３ｂと、を有する。

【0032】

本体部２３ａは、モータシャフト２３の軸方向一方側の部分である。本体部２３ａの外周面にはロータコア２４ａが固定される。本体部２３ａの軸方向一方側の端部は、第２収容部１１ｂの内部に配置される。本体部２３ａのうち軸方向一方側の端部以外の部分は、第１収容部１１ａの内部に配置される。

【0033】

偏心軸部２３ｂは、モータシャフト２３の軸方向他方側の部分である。偏心軸部２３ｂは、本体部２３ａと軸方向に繋がる。偏心軸部２３ｂは、第１収容部１１ａの内部に配置される。偏心軸部２３ｂは、ロータコア２４ａよりも軸方向他方側に配置される。軸方向に見て、偏心軸部２３ｂの内周面は、モータ軸線Ｊ１を中心とする円形状である。軸方向に見て、偏心軸部２３ｂの外周面は、モータ軸線Ｊ１に対して偏心した偏心軸線Ｊ２を中心とする円形状である。偏心軸線Ｊ２は、モータ軸線Ｊ１と平行な仮想軸線である。偏心軸部２３ｂの外周面には、第３ベアリング５３の内輪が嵌め合わされて固定される。これにより、第３ベアリング５３は、モータシャフト２３に固定される。

【0034】

ロータコア２４ａは、モータ軸線Ｊ１を中心とする円環状である。ロータコア２４ａは、第１収容部１１ａの内部に配置される。ロータコア２４ａは、本体部２３ａの外周面に固定される。マグネット２４ｂは、ロータコア２４ａの外周面に固定される。本実施形態において、マグネット２４ｂは、周方向に間隔をあけて複数配置される。

【0035】

ステータ２２は、ロータ２１と径方向に対向して配置される。ステータ２２は、ロータ２１の径方向外側に、ロータ２１と隙間を介して配置される。ステータ２２は、第１収容部１１ａの内部に配置される。ステータ２２は、ロータコア２４ａを径方向外側から囲む環状のステータコア２２ａと、ステータコア２２ａに装着されたインシュレータ２２ｂと、インシュレータ２２ｂを介してステータコア２２ａに装着された複数のコイル部２２ｃと、を有する。ステータコア２２ａの外周面は、周壁部１１ｄの内周面に固定されている。これにより、ステータ２２は、ケース１０に固定されている。

【0036】

伝達機構３０は、第１収容部１１ａの内部に配置される。伝達機構３０は、ロータコア２４ａおよびステータ２２の軸方向他方側に配置される。伝達機構３０は、モータシャフト２３および出力シャフト４６に連結される。伝達機構３０は、モータシャフト２３のモータ軸線Ｊ１周りの回転を出力シャフト４６に伝達する。すなわち、出力シャフト４６には、伝達機構３０を介してロータ２１の回転が伝達される。本実施形態において、伝達機構３０は、ロータ２１の回転を減速して出力シャフト４６に伝達する減速機構である。伝達機構３０は、ロータ２１の回転を増速して出力シャフト４６に伝達する増速機構であってもよいし、ロータ２１の回転と同じ回転速度の回転を出力シャフト４６に伝達する伝達機構であってもよい。伝達機構３０は、外歯ギヤ３１と、内歯ギヤ３２と、フランジ部４２と、複数の突出部４３と、を有する。

【0037】

外歯ギヤ３１は、偏心軸線Ｊ２を中心とする円環状である。外歯ギヤ３１は、第３ベアリング５３の外輪に嵌め合わされる。外歯ギヤ３１は、モータシャフト２３の偏心軸部２３ｂに第３ベアリング５３を介して連結される。これにより、外歯ギヤ３１には、モータシャフト２３の回転が伝達される。外歯ギヤ３１は、偏心軸線Ｊ２周りにモータシャフト２３と相対的に回転可能である。図３に示すように、外歯ギヤ３１は、複数の貫通孔部３１ｂと、外歯歯車部３１ｃと、を有する。

【0038】

本実施形態において、複数の貫通孔部３１ｂのそれぞれは、外歯ギヤ３１を軸方向に貫通する孔である。軸方向に見て、複数の貫通孔部３１ｂのそれぞれは、円形状である。複数の貫通孔部３１ｂは、モータ軸線Ｊ１を囲んで配置される。本実施形態において、貫通孔部３１ｂは、８個設けられる。

【0039】

外歯歯車部３１ｃは、外歯ギヤ３１の外周面に沿って設けられる。外歯歯車部３１ｃは、外歯ギヤ３１の外周面に沿って並ぶ複数の外歯歯部３１ｄによって構成される。本実施形態において、外歯歯車部３１ｃは、７９個の外歯歯部３１ｄによって構成される。すなわち外歯歯車部３１ｃの歯数Ｎ１は、７９である。外歯歯車部３１ｃの歯数Ｎ１は、７８以下であってもよいし、８０以上であってもよい。本実施形態において、外歯歯車部３１ｃは、インボリュート歯車である。図３に示す第１仮想線Ｌ１は、軸方向に見て、偏心軸線Ｊ２と、外歯歯部３１ｄのピッチ点３１ｆとを結ぶ仮想線である。第１仮想線Ｌ１は、偏心軸線Ｊ２と直交する直線である。図４に示すように、ピッチ点３１ｆは、外歯歯部３１ｄの歯面のうち内歯ギヤ３２の後述する内歯歯部３２ｂと接触する部分である。第１接線Ｌ３は、外歯歯部３１ｄの歯面と接する接線のうち、ピッチ点３１ｆと接する接線である。第１仮想線Ｌ１と第１接線Ｌ３とが成す角度は、外歯歯部３１ｄの圧力角α１である。本実施形態において、複数の外歯歯部３１ｄそれぞれの圧力角α１は、２２°以上、２５．５°以下である。

【0040】

図３に示すように、内歯ギヤ３２は、外歯ギヤ３１の径方向外側に配置される。内歯ギヤ３２は、外歯ギヤ３１を径方向外側から囲む。内歯ギヤ３２は、モータ軸線Ｊ１を中心とする環状である。図２に示すように、内歯ギヤ３２の外周面は、周壁部１１ｄの内周面に固定される。すなわち、内歯ギヤ３２は、ケース１０に固定される。図３に示すように、内歯ギヤ３２は、内歯歯車部３２ａを有する。

【0041】

内歯歯車部３２ａは、内歯ギヤ３２の内周面に沿って設けられる。内歯歯車部３２ａは、内歯ギヤ３２の内周面に沿って並ぶ複数の内歯歯部３２ｂによって構成される。本実施形態において、内歯歯車部３２ａは、８０個の内歯歯部３２ｂによって構成される。すなわち内歯歯車部３２ａの歯数Ｎ２は、８０である。内歯歯車部３２ａの歯数Ｎ２は、７９以下であってもよいし、８１以上であってもよい。内歯歯車部３２ａの一部は、外歯歯車部３１ｃの一部と噛み合っている。本実施形態において、内歯歯車部３２ａは、インボリュート歯車である。図３に示す第２仮想線Ｌ２は、軸方向に見て、モータ軸線Ｊ１と、内歯歯部３２ｂのピッチ点３２ｄとを結ぶ仮想線である。第２仮想線Ｌ２は、モータ軸線Ｊ１と直交する直線である。図４に示すように、ピッチ点３２ｄは、内歯歯部３２ｂの歯面のうち外歯歯部３１ｄのピッチ点３１ｆと接触する部分である。第２接線Ｌ４は、内歯歯部３２ｂの歯面と接する接線のうち、ピッチ点３２ｄと接する接線である。第２仮想線Ｌ２と第２接線Ｌ４とが成す角度は、内歯歯部３２ｂの圧力角α２である。本実施形態において、複数の内歯歯部３２ｂそれぞれの圧力角α２は、２２°以上、２５．５°以下である。圧力角α１と圧力角α２とは、互いに同じ角度であってもよいし、互いに異なる角度であってもよい。本実施形態において、圧力角α１と圧力角α２とは、互いに同じ角度である。

【0042】

図２に示すように、フランジ部４２は、外歯ギヤ３１の軸方向他方側に配置される。フランジ部４２は、外歯ギヤ３１と軸方向に間隔をあけて配置される。フランジ部４２は、モータ軸線Ｊ１を中心とする円環状である。フランジ部４２は、出力シャフト４６のうちモータシャフト２３よりも軸方向他方側の部分に固定される。フランジ部４２には、複数の突出部４３が設けられる。

【0043】

本実施形態において、複数の突出部４３のそれぞれは、フランジ部４２から軸方向一方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４３とフランジ部４２とは、同一の単一部材の一部である。図３に示すように、複数の突出部４３それぞれの外径は、複数の貫通孔部３１ｂそれぞれの内径よりも小さい。複数の突出部４３は、モータ軸線Ｊ１を囲んで配置される。本実施形態において、突出部４３は、８個設けられる。図２に示すように、複数の突出部４３のそれぞれは、複数の貫通孔部３１ｂのそれぞれに軸方向他方側から挿入される。図３に示すように、各突出部４３は、貫通孔部３１ｂの内側面を介して、外歯ギヤ３１をモータ軸線Ｊ１周りに揺動可能に支持する。

【0044】

出力シャフト４６は、電動アクチュエータ９の駆動力をパーキング切替機構７０に出力する。図２に示すように、出力シャフト４６は、軸方向に延びる。出力シャフト４６は、モータ軸線Ｊ１を中心に回転可能である。出力シャフト４６には、伝達機構３０を介してモータシャフト２３の回転が伝達される。出力シャフト４６は、モータシャフト２３の内部を軸方向に通される。出力シャフト４６は、モータシャフト２３から軸方向両側に突出している。すなわち、出力シャフト４６の少なくとも一部は、モータシャフト２３の内部に位置する。なお、出力シャフト４６とフランジ部４２とは、同一の単一部材の一部であってもよい。出力シャフト４６は、出力シャフト本体４１と、出力シャフト本体４１の外周面に固定される取付部材４４と、を有する。

【0045】

出力シャフト本体４１は、軸方向に延びる。出力シャフト本体４１は、第１ベアリング５１および第２ベアリング５２によって、モータ軸線Ｊ１周りに回転可能に支持される。出力シャフト本体４１は、連結部４１ａと、延伸部４１ｂと、を有する。

【0046】

連結部４１ａは、出力シャフト本体４１の軸方向他方側の部分である。連結部４１ａは、モータ軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる円筒状である。連結部４１ａは、軸方向他方側に開口する。連結部４１ａの軸方向他方側の端部は、孔部１１ｅの内部に挿入されている。連結部４１ａの軸方向一方側の端部は、偏心軸部２３ｂの内部に挿入されている。連結部４１ａは、第１ベアリング５１によってモータ軸線Ｊ１周りに回転可能に支持される。

【0047】

連結部４１ａの内部には、軸方向他方側からパーキングシャフト７８の軸方向一方側の部分が挿入可能である。パーキングシャフト７８の外周面に設けられた複数のスプライン溝が、連結部４１ａの内周面に設けられた複数のスプライン溝に嵌め合わされると、連結部４１ａとパーキングシャフト７８とが互いに連結される。これにより、パーキング切替機構７０、すなわち対象物は、出力シャフト４６と連結される。モータシャフト２３の回転は、出力シャフト４６を介して、パーキングシャフト７８に伝達される。これにより、電動アクチュエータ９は、パーキング切替機構７０を駆動する。

【0048】

延伸部４１ｂは、出力シャフト本体４１の軸方向一方側の部分である。延伸部４１ｂは、モータ軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる円柱状である。延伸部４１ｂは、連結部４１ａと軸方向に繋がる。延伸部４１ｂは、モータシャフト２３の内部を軸方向に通される。延伸部４１ｂの軸方向一方側の部分は、モータシャフト２３よりも軸方向一方側に突出する。延伸部４１ｂの軸方向一方側の端部は、第２ベアリング５２によってモータ軸線Ｊ１周りに回転可能に支持される。上述のように、連結部４１ａは、第１ベアリング５１によってモータ軸線Ｊ１周りに回転可能に支持される。これらにより、出力シャフト４６は、第１ベアリング５１および第２ベアリング５２を介して、ケース１０に支持される。

【0049】

本実施形態において、延伸部４１ｂの外径は、モータシャフト２３の本体部２３ａの内径よりも僅かに小さい。延伸部４１ｂは、本体部２３ａの内部に隙間嵌めされる。延伸部４１ｂと本体部２３ａとの間の径方向の隙間は、延伸部４１ｂによって、モータシャフト２３をモータ軸線Ｊ１周りに回転可能に支持できる程度に小さい。よって、モータシャフト２３は、出力シャフト４６、第１ベアリング５１、および第２ベアリング５２を介して、ケース１０に支持される。これにより、ケース１０に対して、モータシャフト２３が径方向に移動することを抑制できる。なお、延伸部４１ｂと本体部２３ａとの隙間には、例えば、潤滑油を配置してもよい。

【0050】

取付部材４４は、延伸部４１ｂの外周面のうちモータシャフト２３よりも軸方向一方側の部分に固定される。取付部材４４は、固定筒部４４ａと、環状部４４ｂと、を有する。固定筒部４４ａは、モータ軸線Ｊ１を中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。固定筒部４４ａは、延伸部４１ｂの外周面に固定される。環状部４４ｂは、固定筒部４４ａの軸方向他方側の端部から径方向外側に広がる略円環板状である。

【0051】

センサマグネット４５は、モータ軸線Ｊ１を囲む環状である。センサマグネット４５は、固定筒部４４ａの外周面に固定される。センサマグネット４５の径方向外縁部は、環状部４４ｂよりも径方向外側に位置し、回転センサ８１と軸方向に対向する。

【0052】

軸方向において、モータシャフト２３の本体部２３ａの軸方向他方側の端部と、出力シャフト４６の連結部４１ａの軸方向一方側の端部との間には、ワッシャ６１が配置される。ワッシャ６１は、延伸部４１ｂを囲む円環板状である。ワッシャ６１の板面は、軸方向を向く。ワッシャ６１は、本体部２３ａおよび連結部４１ａのそれぞれと軸方向に接触する。また、軸方向において、本体部２３ａの軸方向一方側の端部と環状部４４ｂとの間には、ワッシャ６２が配置される。ワッシャ６２は、延伸部４１ｂを囲む円環板状である。ワッシャ６２の板面は、軸方向を向く。ワッシャ６２は、本体部２３ａおよび環状部４４ｂのそれぞれと軸方向に接触する。ワッシャ６１およびワッシャ６２は、例えば、スリップワッシャである。本実施形態では、ワッシャ６１およびワッシャ６２によって、出力シャフト４６に対するモータシャフト２３の軸方向の位置が決まる。これにより、モータシャフト２３と出力シャフト４６とが直接的に軸方向に接触する場合と比較して、モータシャフト２３と出力シャフト４６との間の摩擦力を低減できる。したがって、電動アクチュエータ９の出力効率を高めることができる。

【0053】

制御基板８０は、ステータ２２の軸方向一方側に配置される。制御基板８０は、ケース１０の段差面１１ｇに固定される。制御基板８０は、径方向に広がる板状である。図示は省略するが、制御基板８０には、モータ２０に電力を供給するインバータ回路が設けられる。図示は省略するが、制御基板８０は、ステータ２２の複数のコイル部２２ｃのそれぞれと電気的に接続される。制御基板８０は、複数のコイル部２２ｃのそれぞれに供給する電力を制御する。制御基板８０には、貫通孔８０ａが設けられる。軸方向に見て、貫通孔８０ａは、モータ軸線Ｊ１を中心とする円形状である。貫通孔８０ａには、出力シャフト４６の延伸部４１ｂが軸方向に通される。制御基板８０には、回転センサ８１が取り付けられる。

【0054】

回転センサ８１は、制御基板８０の軸方向一方側を向く面うち貫通孔８０ａの周縁部に固定される。回転センサ８１は、出力シャフト４６に固定されるセンサマグネット４５の径方向外縁部と軸方向に対向する。本実施形態において、回転センサ８１は、磁気センサである。回転センサ８１は、例えば、ホールＩＣなどのホール素子である。回転センサ８１は、センサマグネット４５の磁界を検出することでセンサマグネット４５の回転を検出する。これにより、回転センサ８１は、出力シャフト４６の回転を検出する。

【0055】

制御基板８０からモータ２０に電力が供給されてモータシャフト２３がモータ軸線Ｊ１周りに回転すると、偏心軸部２３ｂは、モータ軸線Ｊ１を中心として周方向に公転する。偏心軸部２３ｂの公転は、第３ベアリング５３を介して外歯ギヤ３１に伝達される。外歯ギヤ３１は、貫通孔部３１ｂの内周面と突出部４３の外周面との接触する位置が変化しつつ、モータ軸線Ｊ１周りに公転する。外歯ギヤ３１がモータ軸線Ｊ１周りに公転すると、外歯ギヤ３１の外歯歯車部３１ｃと内歯ギヤ３２の内歯歯車部３２ａとの噛み合う位置が、周方向に変化する。これにより、外歯ギヤ３１を介して、内歯ギヤ３２にモータシャフト２３の駆動力が伝達される。

【0056】

上述のように、内歯ギヤ３２は、ケース１０に固定されている。そのため、内歯ギヤ３２に伝達される駆動力の反力によって、外歯ギヤ３１は偏心軸線Ｊ２周りに回転する。このとき、外歯ギヤ３１の回転は、モータシャフト２３の回転に対して減速される。本実施形態の伝達機構３０の構成では、モータシャフト２３の回転に対する出力シャフト４６の回転の減速比、すなわち伝達機構３０の減速比Ｒは、Ｒ＝（Ｎ２－Ｎ１）／Ｎ１で表される。上述のように、本実施形態において、外歯歯車部３１ｃの歯数Ｎ１は、７９であり、内歯歯車部３２ａの歯数Ｎ２は、８０である。したがって、本実施形態における減速比Ｒは、１／７９となる。したがって、本実施形態の伝達機構３０によれば、モータシャフト２３の回転に対する出力シャフト４６の回転の減速比Ｒを比較的大きくできるとともに、モータシャフト２３の回転トルクに対する出力シャフト４６の回転トルクを大きくできる。

【0057】

外歯ギヤ３１の偏心軸線Ｊ２周りの回転は、貫通孔部３１ｂの内側面および突出部４３を介して、フランジ部４２に伝達され、フランジ部４２がモータ軸線Ｊ１周りに回転する。上述のように、出力シャフト４６は、フランジ部４２と固定されるため、出力シャフト４６は、フランジ部４２とともにモータ軸線Ｊ１周りに回転する。すなわち、フランジ部４２によって、外歯ギヤ３１の回転は出力シャフト４６に伝達される。このようにして、出力シャフト４６には、伝達機構３０を介してモータシャフト２３の回転が伝達される。

【0058】

図５は、本実施形態の電動アクチュエータ９の外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２のそれぞれと、電動アクチュエータ９の正駆動時の駆動効率Ｅｄとの関係を示す図である。図５における横軸は、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２である。上述のように、本実施形態において、圧力角α１および圧力角α２は互いに同じ角度である。図５における縦軸は、駆動効率Ｅｄである。本実施形態において、駆動効率Ｅｄ［％］は、Ｅｄ＝（Ｔｏ／Ｔｍ）×Ｒ×１００で表される。Ｔｏは、出力シャフト４６の回転トルクである。Ｔｍは、モータシャフト２３の回転トルクである。Ｒは、上述の伝達機構３０の減速比である。なお、本実施形態において、正駆動では、上述のように、制御基板８０からステータ２２に電力を供給してモータシャフト２３をモータ軸線Ｊ１周りに回転させ、伝達機構３０を介してモータシャフト２３の回転を出力シャフト４６に伝達して、出力シャフト４６をモータ軸線Ｊ１周りに駆動する。なお、本実施形態の電動アクチュエータ９における駆動効率Ｅｄの目標値は、５４％以上である。なお、例えば、モータシャフトにウォームギヤが設けられ、出力シャフトと連結されるギヤとウォームギヤとが噛み合うことにより、モータシャフトの回転が出力シャフトに減速して伝達される構成の伝達機構の駆動効率は、最大でも５０％程度である。したがって、本実施形態の電動アクチュエータ９における駆動効率Ｅｄが５４％以上である場合、上述の構成の伝達機構よりも駆動効率を高めることができる。

【0059】

駆動効率Ｅｄは、圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが２０°において最大となり、圧力角α１および圧力角α２が２１°よりも大きくなるにしたがって、単調に減少する。図４に示すように、圧力角α１が大きくなるにしたがって、外歯歯部３１ｄの歯面は、径方向外側を向き、圧力角α２が大きくなるにしたがって、内歯歯部３２ｂの歯面は径方向内側を向く。そのため、圧力角α１および圧力角α２が大きくなるにしたがって、外歯歯部３１ｄから内歯歯部３２ｂに加わる力のうち周方向を向く周方向成分が低下する。これにより、内歯歯部３２ｂから外歯歯部３１ｄに加わる反力の周方向成分が低下するため、外歯ギヤ３１が偏心軸線Ｊ２周りに回転する回転トルクが低下する。すなわち、圧力角α１および圧力角α２が大きくなるにしたがって、外歯ギヤ３１と内歯ギヤ３２との間の駆動伝達効率が低下する。したがって、圧力角α１および圧力角α２が大きくなるにしたがって、出力シャフト４６の回転トルクＴｏが低下するため、駆動効率Ｅｄが減少する。

【0060】

これに対して、本実施形態によれば、上述のように、複数の外歯歯部３１ｄの圧力角α１および複数の内歯歯部３２ｂの圧力角α２は、それぞれ、２５.５°以下である。よって、外歯ギヤ３１と内歯ギヤ３２との間の駆動伝達効率が低下しすぎることを抑制できるため、電動アクチュエータ９の駆動効率Ｅｄが低下しすぎることを抑制できる。より詳細には、図５に示すように、電動アクチュエータ９の駆動効率Ｅｄが、駆動効率Ｅｄの目標値である５４％よりも低下することを抑制できる。したがって、出力シャフト４６の回転トルクＴｏが低下しすぎることを抑制できるため、出力シャフト４６と連結されるパーキング切替機構７０、すなわち対象物を安定的に駆動できる。

【0061】

図６は、本実施形態の電動アクチュエータ９の外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２のそれぞれと、電動アクチュエータ９の逆駆動時の逆駆動トルクＴｒとの関係を示す図である。本実施形態において、逆駆動では、出力シャフト４６に回転トルクを加えて出力シャフト４６をモータ軸線Ｊ１周りに回転させ、伝達機構３０を介して出力シャフト４６の回転をモータシャフト２３に伝達して、モータシャフト２３をモータ軸線Ｊ１周りに駆動する。本実施形態において、逆駆動では、制御基板８０からステータ２２への電力の供給は停止されている。本実施形態において、逆駆動トルクＴｒは、出力シャフト４６に加える回転トルクであって、電動アクチュエータ９を逆駆動するために必要な回転トルクである。図６において、逆駆動トルクＴｒの欄に示す「×」は、電動アクチュエータ９の逆駆動トルクＴｒが大きくなりすぎたため、電動アクチュエータ９を逆駆動できなかったことを示す。

【0062】

圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが１７°以上、２１°以下においては、逆駆動トルクＴｒは、１．３［Ｎ・ｍ］以上、１０．６［Ｎ・ｍ］以下の範囲であり、電動アクチュエータ９を逆駆動できた。また、圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが２２°より大きくなると、電動アクチュエータ９の逆駆動トルクＴｒが大きくなりすぎたため、電動アクチュエータ９を逆駆動できなかった。以下に、これらの理由について説明する。

【0063】

図７に、本実施形態の電動アクチュエータ９の比較例の電動アクチュエータ１０９の伝達機構１３０を示す。以下の説明において、上述の本実施形態の伝達機構３０と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0064】

伝達機構１３０は、外歯ギヤ１３１と、内歯ギヤ１３２と、フランジ部４２と、複数の突出部４３と、を有する。外歯ギヤ１３１は、複数の貫通孔部３１ｂと、外歯歯車部１３１ｃと、を有する。外歯歯車部１３１ｃは、外歯ギヤ１３１の外周面に沿って並ぶ複数の外歯歯部１３１ｄによって構成される。外歯歯車部１３１ｃは、インボリュート歯車である。第１仮想線Ｌ５は、軸方向に見て、偏心軸線Ｊ２と、外歯歯部１３１ｄのピッチ点１３１ｆとを結ぶ仮想線である。第１仮想線Ｌ５は、偏心軸線Ｊ２と直交する直線である。第１接線Ｌ７は、外歯歯部１３１ｄの歯面と接する接線のうち、ピッチ点１３１ｆと接する接線である。第１仮想線Ｌ５と第１接線Ｌ７とが成す角度は、外歯歯部１３１ｄの圧力角α１である。比較例の電動アクチュエータ１０９において、複数の外歯歯部１３１ｄそれぞれの圧力角α１は、１７°である。外歯ギヤ１３１のその他の構成等は、上述の外歯ギヤ３１のその他の構成等と同一である。

【0065】

図示は省略するが、内歯ギヤ１３２は、ケース１０に固定される。内歯ギヤ１３２は、内歯歯車部１３２ａを有する。内歯歯車部１３２ａは、内歯ギヤ１３２の内周面に沿って並ぶ複数の内歯歯部１３２ｂによって構成される。内歯歯車部１３２ａの一部は、外歯歯車部１３１ｃの一部と噛み合っている。内歯歯車部１３２ａは、インボリュート歯車である。ピッチ点１３２ｄは、内歯歯部１３２ｂの歯面のうち外歯歯部１３１ｄのピッチ点１３１ｆと接触する部分である。図示は省略するが、比較例の電動アクチュエータ１０９において、複数の内歯歯部１３２ｂそれぞれの圧力角α２は、１７°である。

【0066】

次に、比較例の電動アクチュエータ１０９を逆駆動する際に外歯ギヤ１３１に加わる力について説明する。以下の説明では、出力シャフト４６に周方向他方側（－θ１側）を向く回転トルクを加える場合について説明する。この場合、外歯ギヤ１３１は、偏心軸線Ｊ２周りを周方向他方側に向けて自転しようとし、外歯ギヤ１３１の中心である偏心軸線Ｊ２は、矢印Ｒｈで示すように、モータ軸線Ｊ１周りを周方向一方側（＋θ１側）に向けて公転しようとする。図示は省略するが、モータシャフト２３は、モータ軸線Ｊ１周りを周方向一方側に向けて回転する。また、以下の説明において、外歯歯部１３１ｅは、外歯ギヤ１３１の複数の外歯歯部１３１ｄのうち、内歯歯車部１３２ａと噛み合っている外歯歯部である。

【0067】

出力シャフト４６に周方向他方側（－θ１側）を向く回転トルクを加えると、出力シャフト４６に固定されるフランジ部４２および複数の突出部４３は、モータ軸線Ｊ１周りを周方向他方側に回転しようとする。そのため、外歯ギヤ１３１の貫通孔部３１ｂの内側面には、複数の突出部４３から周方向他方側を向く力である押圧力Ｆｐが加わる。これにより、外歯歯部１３１ｅは、偏心軸線Ｊ２を中心として周方向他方側に向けて回転しようとするため、外歯歯部１３１ｅの周方向他方側に位置する内歯歯部１３２ｃのピッチ点１３２ｄには、外歯歯部１３１ｅから周方向他方側を向く力である第２押圧力Ｆｇが加わる。

【0068】

第２押圧力Ｆｇは、内歯歯部１３２ｃのピッチ点１３２ｄに対して第１仮想線Ｌ５と直交する方向に加わる力である。第２法線力Ｆｎ２は、第２押圧力Ｆｇのうち、外歯歯部１３１ｅのピッチ点１３１ｆにおける外歯歯部１３１ｅの歯面の法線方向を向く成分である。第２法線力Ｆｎ２は、内歯歯部１３２ｃのピッチ点１３２ｄにおける内歯歯部１３２ｃの歯面の法線方向を向く。ピッチ点１３１ｆから見て、第２法線力Ｆｎ２は、周方向他方側（－θ１側）と径方向外側との間の方向を向く。第２接線力Ｆｔ２は、第２押圧力Ｆｇのうち、外歯歯部１３１ｅのピッチ点１３１ｆにおける外歯歯部１３１ｅの歯面の接線方向を向く成分である。ピッチ点１３１ｆから見て、第２接線力Ｆｔ２は、周方向他方側と径方向内側との間の方向を向く。

【0069】

上述のように、内歯ギヤ１３２は、ケース１０に固定されるため、外歯歯部１３１ｅには、内歯歯部１３２ｃから第２法線力Ｆｎ２の反力Ｆｒ２が加わる。反力Ｆｒ２は、第２法線力Ｆｎ２と同じ大きさの力であり、第２法線力Ｆｎ２の向きと逆方向を向く力である。したがって、外歯歯部１３１ｅには、第２接線力Ｆｔ２と、反力Ｆｒ２との合力である推進力Ｆ２が加わる。

【0070】

ピッチ点１３１ｆから見て、推進力Ｆ２は、周方向一方側（＋θ１側）と径方向内側との間を向く方向を向く力である。第３仮想線Ｌｔ２は、外歯歯部１３１ｅのピッチ点１３１ｆを通り、第１仮想線Ｌ５と直交する直線である。外歯歯部１３１ｅに推進力Ｆ２が加わる向きと、第３仮想線Ｌｔ２とが成す角度αｆ２は、３０°程度である。すなわち、外歯歯部１３１ｅには、周方向一方側に対して３０°程度、径方向内側寄りを向く推進力Ｆ２が加わる。つまり、外歯歯部１３１ｅには、径方向内側よりも周方向一方側寄りを向く推進力Ｆ２が加わる。

【0071】

図示は省略するが、複数の外歯歯部１３１ｄのうち、内歯歯車部１３２ａと噛み合う外歯歯部１３１ｅ以外の外歯歯部１３１ｄにも、周方向一方側に対して３０°程度、径方向内側寄りを向く推進力が加わる。よって、内歯歯車部１３２ａと噛み合う複数の外歯歯部１３１ｄのそれぞれには、径方向内側よりも周方向一方側寄りを向く推進力が加わる。よって、図８に示すように、外歯ギヤ１３１は、モータ軸線Ｊ１周りを周方向一方側に向けて公転しつつ、図示は省略するが、偏心軸線Ｊ２周りを周方向他方側に向けて自転する。これにより、図２に示す第３ベアリング５３を介して、モータシャフト２３を、モータ軸線Ｊ１周りに周方向一方側（＋θ１側）に向けて回転させることができる。したがって、圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが、１７°である、比較例の電動アクチュエータ１０９は、出力シャフト４６に加わる回転トルクによって、逆駆動可能である。

【0072】

なお、図示は省略するが、比較例の電動アクチュエータ１０９において、出力シャフト４６に周方向一方側（＋θ１側）を向く回転トルクが加わる場合、内歯歯車部１３２ａと噛み合う複数の外歯歯部１３１ｄには、周方向他方側（－θ１側）に対して３０°程度、径方向内側寄りを向く推進力が加わるため、外歯ギヤ１３１は、モータ軸線Ｊ１周りを周方向他方側に向けて公転しつつ、偏心軸線Ｊ２周りを周方向一方側に向けて自転する。これにより、モータシャフト２３を、モータ軸線Ｊ１周りに周方向他方側に向けて回転する。したがって、比較例の電動アクチュエータ１０９は、出力シャフト４６に周方向一方側（＋θ１側）を向く回転トルクが加わる場合においても、逆駆動可能である。

【0073】

次に、図９に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ９を逆駆動する際に外歯ギヤ３１に加わる力について説明する。以下の説明では、上述の比較例の電動アクチュエータ１０９と同様に、出力シャフト４６に周方向他方側（－θ１側）を向く回転トルクを加える場合について説明する。以下の説明では、圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが２５．５°である場合について説明する。以下の説明において、外歯歯部３１ｅは、外歯ギヤ３１の複数の外歯歯部３１ｄのうち、内歯歯車部３２ａと噛み合っている外歯歯部である。

【0074】

出力シャフト４６に周方向他方側（－θ１側）を向く回転トルクを加えると、上述の比較例の電動アクチュエータ１０９と同様に、外歯ギヤ３１の貫通孔部３１ｂの内側面には、複数の突出部４３から周方向他方側を向く力である押圧力Ｆｐが加わり、外歯歯部３１ｅの周方向他方側に位置する内歯歯部３２ｃには、外歯歯部３１ｅから周方向他方側を向く力である第２押圧力Ｆｇが加わる。

【0075】

第２法線力Ｆｎ１は、第２押圧力Ｆｇのうち、外歯歯部３１ｅのピッチ点３１ｆにおける外歯歯部３１ｅの歯面の法線方向を向く成分である。ピッチ点３１ｆから見て、第２法線力Ｆｎ１は、周方向他方側（－θ１側）と径方向外側との間の方向を向く。第２接線力Ｆｔ１は、第２押圧力Ｆｇのうち、外歯歯部３１ｅのピッチ点３１ｆにおける外歯歯部３１ｅの歯面の接線方向を向く成分である。ピッチ点３１ｆから見て、第２接線力Ｆｔ１は、周方向他方側と径方向内側との間の方向を向く。本実施形態の圧力角α１および圧力角α２は、比較例の圧力角α１および圧力角α２よりも大きいため、第２法線力Ｆｎ１は図７に示す比較例の第２法線力Ｆｎ２よりも径方向外側を向き、第２接線力Ｆｔ１は、図７に示す比較例の第２接線力Ｆｔ２よりも、周方向他方側を向く。また、第２法線力Ｆｎ１は、第２法線力Ｆｎ２よりも小さい力であり、第２接線力Ｆｔ１は、第２接線力Ｆｔ２よりも大きい力である。

【0076】

上述のように、内歯ギヤ３２は、ケース１０に固定されるため、外歯歯部３１ｅには、内歯歯部３２ｃから第２法線力Ｆｎ１の反力Ｆｒ１が加わる。反力Ｆｒ１は、第２法線力Ｆｎ１と同じ大きさの力であり、第２法線力Ｆｎ１の向きと逆方向を向く力である。反力Ｆｒ１は、図７に示す比較例の反力Ｆｒ２よりも小さい力であり、反力Ｆｒ１は、反力Ｆｒ２よりも径方向内側を向く。外歯歯部３１ｅには、第２接線力Ｆｔ１と、反力Ｆｒ１との合力である推進力Ｆ１が加わる。

【0077】

ピッチ点３１ｆから見て、推進力Ｆ１は、周方向一方側（＋θ１側）と径方向内側との間を向く方向を向く力である。上述のように、第２接線力Ｆｔ１は、図７に示す第２接線力Ｆｔ２よりも、周方向他方側を向き、第２接線力Ｆｔ２よりも大きい力である。さらに、上述のように、反力Ｆｒ１は、図７に示す反力Ｆｒ２よりも径方向内側を向き、反力Ｆｒ２よりも小さい力である。そのため、推進力Ｆ１は、図７に示す推進力Ｆ２よりも、径方向内側を向く。第３仮想線Ｌｔ１は、外歯歯部３１ｅのピッチ点３１ｆを通り、第１仮想線Ｌ１と直交する直線である。外歯歯部３１ｅに推進力Ｆ１が加わる向きと、第３仮想線Ｌｔ１とが成す角度αｆ１は、５２°程度である。すなわち、外歯歯部３１ｅには、周方向一方側に対して５２°程度、径方向内側寄りを向く推進力Ｆ１が加わる。つまり、外歯歯部３１ｅには、周方向一方側よりも、径方向内側寄りを向く推進力Ｆ１が加わる。

【0078】

図示は省略するが、複数の外歯歯部３１ｄのうち、内歯歯車部３２ａと噛み合う外歯歯部３１ｅ以外の外歯歯部３１ｄにも、周方向一方側（＋θ１側）に対して５２°程度、径方向内側寄りを向く推進力が加わる。よって、内歯歯車部３２ａと噛み合う複数の外歯歯部３１ｄのそれぞれには、周方向一方側よりも、径方向内側すなわちモータシャフト２３側を向く推進力が加わる。そのため、比較例の電動アクチュエータ１０９と比較して、推進力の周方向一方側を向く成分が小さくなるため、外歯ギヤ３１は、偏心軸線Ｊ２を中心として周方向一方側に回転しづらくなる。また、比較例の電動アクチュエータ１０９と比較して、推進力の径方向内側を向く成分が大きくなるため、外歯ギヤ３１を図２に示す第３ベアリング５３を介して、モータシャフト２３に押し付ける力が大きくなる。上述のように、モータシャフト２３は、出力シャフト４６、第１ベアリング５１、および第２ベアリング５２を介して、ケース１０に支持され、ケース１０に対して径方向に移動することが抑制されている。これらにより、外歯ギヤ３１は、偏心軸線Ｊ２を中心として周方向一方側に回転できず、かつ、径方向内側に移動できないため、内歯歯車部３２ａと噛み合っている複数の外歯歯部３１ｄと、内歯歯車部３２ａとが噛み合った状態が維持される。したがって、圧力角α１および圧力角α２のそれぞれが、２５．５°である本実施形態の電動アクチュエータ９では、逆駆動によって、外歯ギヤ３１が、モータ軸線Ｊ１周りを周方向一方側に向けて公転することを抑制できる。よって、本実施形態の電動アクチュエータ９では、逆駆動することを抑制できる。

【0079】

なお、図示は省略するが、本実施形態の電動アクチュエータ９において、出力シャフト４６に周方向一方側（＋θ１側）を向く回転トルクが加わる場合、内歯歯車部３２ａと噛み合う複数の外歯歯部３１ｄには、周方向他方側（－θ１側）に対して５２°程度、径方向内側寄りを向く推進力が加わるため、外歯ギヤ１３１が、モータ軸線Ｊ１周りを周方向一方側に向けて公転することを抑制できる。よって、本実施形態の電動アクチュエータ９では、出力シャフト４６に周方向一方側）を向く回転トルクが加わる場合においても、逆駆動することを抑制できる。

【0080】

上記の説明では、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２のそれぞれが、１７°および２５.５°の場合について説明したが、例えば、出力シャフト４６に周方向他方側（－θ１側）を向く回転トルクを加える場合において、複数の外歯歯部３１ｄのうち、内歯歯車部３２ａと噛み合う外歯歯部３１ｄに加わる推進力の向きは、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２が大きくなるにしたがって、径方向内側寄り、すなわちモータシャフト２３側を向いていく。図６に示すように、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２が２１°以下の場合では、逆駆動において、外歯ギヤ３１を偏心軸線Ｊ２周りに回転させる力が、外歯ギヤ３１をモータシャフト２３に押し付ける力よりも比較的大きいため、電動アクチュエータ９は逆駆動可能である。これに対して、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２が２２°以上の場合では、逆駆動において、外歯ギヤ３１をモータシャフト２３に押し付ける力が、外歯ギヤ３１を偏心軸線Ｊ２周りに回転させる力よりも比較的大きくなるため、逆駆動することを抑制できる。

【0081】

このように外歯歯車部３１ｃおよび内歯歯車部３２ａをインボリュート歯車とし、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２を２２°以上とすることによって、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できる知見は、本発明者らによって新たに得られた知見である。本発明者らは、計算機実験および実機検証等によって、外歯歯車部３１ｃの歯数および内歯歯車部３２ａの歯数が、本実施形態と異なる場合についても検証を行ったが、同様に圧力角α１，α２を２２°以上とすることで、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できることが分かった。これは、外歯歯車部３１ｃおよび内歯歯車部３２ａの歯数によらず、圧力角α１，α２が２２°以上の場合、外歯ギヤ３１に加わる力のうち外歯ギヤ３１をモータシャフト２３に押し付ける成分が、外歯ギヤ３１に加わる力のうち外歯歯部３１ｄと内歯歯部３２ｂ同士の噛み合いが外れる向きに外歯ギヤ３１を移動させて、外歯ギヤ３１をモータ軸線Ｊ１周りに公転させる成分よりも大きくなるためであると考えられる。圧力角α１，α２が２２°以上の場合には、出力シャフト４６に対して逆駆動させる回転トルクを加えるほど、外歯ギヤ３１がモータシャフト２３に押し付けられる力の反力で外歯歯部３１ｄと内歯歯部３２ｃ同士が強く噛み合うため、逆駆動トルクＴｒが無限大となり、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できるものと考えられる。

【0082】

本実施形態によれば、伝達機構３０は、偏心軸部２３ｂの外周面に第３ベアリング５３を介して連結され、モータシャフト２３の回転が伝達される環状の外歯ギヤ３１と、外歯ギヤ３１の径方向外側に配置され、ケース１０に固定される環状の内歯ギヤ３２と、外歯ギヤ３１の回転を出力シャフト４６に伝達する環状のフランジ部４２と、を有する。外歯ギヤ３１は、外歯ギヤ３１を軸方向に貫通し、モータ軸線Ｊ１を囲んで配置される複数の貫通孔部３１ｂを有し、フランジ部４２には、フランジ部４２から軸方向に突出し、モータ軸線Ｊ１を囲んで配置される複数の突出部４３が設けられる。内歯ギヤ３２の内周面に沿って設けられる内歯歯車部３２ａの一部は、外歯ギヤ３１の外周面に沿って設けられる外歯歯車部３１ｃの一部と噛み合い、外歯歯車部３１ｃおよび内歯歯車部３２ａは、それぞれ、インボリュート歯車である。外歯歯車部３１ｃを構成する複数の外歯歯部３１ｄの圧力角α１、および内歯歯車部３２ａを構成する複数の内歯歯部３２ｂの圧力角α２は、それぞれ、２２°以上である。よって、上述のように、出力シャフト４６に回転トルクが加わっても、外歯ギヤ３１をモータシャフト２３に押し付ける力が、外歯ギヤ３１を偏心軸線Ｊ２周りに回転させる力よりも比較的大きくなる。これにより、外歯ギヤ３１が、モータ軸線Ｊ１周りを周方向に向けて公転することを抑制できるため、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できる。したがって、出力シャフト４６に回転トルクが加わっても、出力シャフト４６が回転することを抑制できる。

【0083】

また、本実施形態によれば、外歯歯部３１ｄの圧力角α１および内歯歯部３２ｂの圧力角α２のそれぞれを２２°以上にすることによって、上述したように、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できる。よって、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制するための部材等を追加的に設ける必要が無いため、電動アクチュエータ９の部品点数および製造コストが増大することを抑制できる。

【0084】

本実施形態によれば、モータシャフト２３は、中空シャフトであり、出力シャフト４６の少なくとも一部は、モータシャフト２３の内部に位置し、出力シャフト４６は、モータ軸線Ｊ１を中心に回転可能である。よって、出力シャフト４６をモータシャフト２３の径方向外側に配置する場合と比較して、電動アクチュエータ９が径方向に大型化することを抑制できる。

【0085】

本実施形態によれば、アクチュエータ装置１００は、電動アクチュエータ９と、出力シャフト４６と連結される対象物と、を備え、電動アクチュエータ９は、車両のシフト操作に基づいて対象物を駆動する。よって、電動アクチュエータ９および対象物の停止時において、対象物から出力シャフト４６に回転トルクが加わっても、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できるため、出力シャフト４６が回転することを抑制できる。これにより、電動アクチュエータ９および対象物の停止時において、対象物を構成する各部材の位置が変動することを抑制できる。よって、アクチュエータ装置１００に、対象物を構成する各部材の位置が変動することを抑制するためのディテントプレートおよびストッパ部材等の部材を設ける必要が無い。したがって、アクチュエータ装置１００の部品点数が増大すること、およびアクチュエータ装置１００の製造コストが増大することを抑制できる。

【0086】

本実施形態によれば、対象物は、車両のシフト操作に基づいて駆動されるパーキング切替機構７０である。よって、電動アクチュエータ９が、パーク・バイ・ワイヤ方式のアクチュエータ装置１００に搭載される場合において、パーキング切替機構７０から出力シャフト４６に回転トルクが加わっても、電動アクチュエータ９が逆駆動することを抑制できるため、出力シャフト４６が回転することを抑制できる。したがって、アクチュエータ装置１００に、ディテントプレートおよびストッパ部材等の部材を設ける必要が無いため、アクチュエータ装置１００の部品点数、およびアクチュエータ装置１００の製造コストが増大することを抑制できる。

【0087】

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【0088】

伝達機構の構成は、本実施形態に限定されず、例えば、外歯歯車部および内歯歯車部のそれぞれはインボリュート歯車であり、外歯歯部の圧力角および内歯歯部の圧力角のそれぞれが２２°以上であれば、外歯歯部の圧力角および内歯歯部の圧力角それぞれの角度は特に限定されない。また、外歯歯車部の歯数および内歯歯車部の歯数のそれぞれは、特に限定されない。

【0089】

また、複数の突出部は外歯ギヤに設けられ、複数の貫通孔部は出力フランジ部に設けられてもよい。この場合、複数の突出部のそれぞれは、外歯ギヤから出力フランジ部に向かって、すなわち軸方向他方側に向かって突出し、貫通孔部に挿入される。また、伝達機構に設けられる突出部の個数および貫通孔部の個数は、それぞれ、７個以下であってもよいし、９個以上であってもよい。

【0090】

また、複数の突出部とフランジ部とは別体であってもよい。この場合、複数の突出部のそれぞれは、フランジ部を貫通する複数の孔のそれぞれに圧入等によって固定される。

【0091】

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、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、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。

【0092】

なお、本技術は以下のような構成をとることが可能である。
（１） モータ軸線を中心として回転可能なモータシャフトを有するモータと、前記モータシャフトに連結された伝達機構と、前記伝達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と、前記モータ、前記伝達機構、および前記出力シャフトを内部に収容するケースと、を備え、前記モータシャフトは、前記モータ軸線と平行な偏心軸線を中心とする偏心軸部を有し、前記伝達機構は、前記偏心軸部の外周面にベアリングを介して連結され、前記モータシャフトの回転が伝達される環状の外歯ギヤと、前記外歯ギヤの径方向外側に配置され、前記ケースに固定される環状の内歯ギヤと、前記外歯ギヤの回転を前記出力シャフトに伝達する環状のフランジ部と、を有し、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方は、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか一方を軸方向に貫通し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の貫通孔部を有し、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方には、前記外歯ギヤおよび前記フランジ部のいずれか他方から軸方向に突出し、前記モータ軸線を囲んで配置される複数の突出部が設けられ、前記複数の突出部のそれぞれは、前記複数の貫通孔部のそれぞれに挿入され、前記内歯ギヤの内周面に沿って設けられる内歯歯車部の一部は、前記外歯ギヤの外周面に沿って設けられる外歯歯車部の一部と噛み合い、前記外歯歯車部および前記内歯歯車部は、それぞれ、インボリュート歯車であり、前記外歯歯車部を構成する複数の外歯歯部の圧力角、および前記内歯歯車部を構成する複数の内歯歯部の圧力角は、それぞれ、２２°以上である、電動アクチュエータ。
（２） 複数の前記外歯歯部の圧力角、および複数の前記内歯歯部の圧力角は、それぞれ、２５.５°以下である、（１）に記載の電動アクチュエータ。
（３） 前記モータシャフトは、中空シャフトであり、前記出力シャフトの少なくとも一部は、前記モータシャフトの内部に位置し、前記出力シャフトは、前記モータ軸線を中心に回転可能である、（１）または（２）に記載の電動アクチュエータ。
（４） （１）から（３）のいずれか一項に記載の前記電動アクチュエータと、前記出力シャフトと連結される対象物と、を備え、前記電動アクチュエータは、車両のシフト操作に基づいて前記対象物を駆動する、アクチュエータ装置。
（５） 前記対象物は、車両のシフト操作に基づいて駆動されるパーキング切替機構である、（４）に記載のアクチュエータ装置。

【符号の説明】

【0093】

９…電動アクチュエータ、１０…ケース、２０…モータ、２３…モータシャフト、２３ｂ…偏心軸部、３０…伝達機構、３１…外歯ギヤ、３１ｂ…貫通孔部、３１ｃ…外歯歯車部、３１ｄ…外歯歯部、３２…内歯ギヤ、３２ａ…内歯歯車部、３２ｂ…内歯歯部、４２…フランジ部、４３…突出部、４６…出力シャフト、５３…第３ベアリング（ベアリング）、７０…パーキング切替機構（対象物）、１００…アクチュエータ装置、Ｊ１…モータ軸線、Ｊ２…偏心軸線、α１，α２…圧力角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】