JPWO2019065007A1 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するモータと、モータシャフトに連結される減速機構と、出力シャフト部を有する出力部と、出力部の回転を検出する回転検出装置と、ケースと、モータシャフトと出力部とを相互に回転可能に連結する第１ベアリングと、ケースに対して出力部を回転可能に支持する第２ベアリングと、を備える。ケースの内面のうち、減速機構の軸方向一方側に位置する部分には、第２ベアリングが嵌合される支持筒部が設けられる。第１ベアリング、出力部、第２ベアリングおよび支持筒部が、径方向から見て互いに重なる位置に配置される。回転検出装置の少なくとも一部が、支持筒部の径方向外側に対向する位置に配置される。

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

特開２０１３−２４７７９８号公報の回転式アクチュエータは、入力軸を回転駆動するモータと、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機と、モータおよび減速機を収容するケースと、を備える。

特開２０１３−２４７７９８号公報

特開２０１３−２４７７９８号公報において、出力軸の回転を検出する回転検出装置をケース内に設ける場合には、下記の構造の変更が生じる。入力軸の一方の端部を軸方向一方側へ延ばす。入力軸の一方の端部を径方向外側から支持するフロントベアリング、フロントベアリングの径方向外側に嵌め合わされる出力軸、および、出力軸を径方向外側から支持するメタルベアリングを、軸方向一方側へ移動させる。これにより、回転検出装置の収容スペースをケース内に設ける。しかしながら、回転式アクチュエータの外形が軸方向に大きくなる。

本発明は、上述の事情に鑑み、軸方向の外形を小さく抑えることができ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。

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸に沿って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、前記減速機構、出力部および回転検出装置を収容するケースと、前記モータシャフトと前記出力部とを相互に回転可能に連結する第１ベアリングと、前記ケースに対して前記出力部を回転可能に支持する第２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、前記ケースの内面のうち、前記減速機構の軸方向一方側に位置する部分には、前記第２ベアリングが嵌合される支持筒部が設けられ、前記第１ベアリング、前記出力部、前記第２ベアリングおよび前記支持筒部が、径方向から見て互いに重なる位置に配置され、前記回転検出装置の少なくとも一部が、前記支持筒部の径方向外側に対向する位置に配置される。

本発明の一つの態様によれば、軸方向の外形を小さく抑えることができる電動アクチュエータが提供される。

図１は、本実施形態の電動アクチュエータを示す斜視図である。 図２は、本実施形態の電動アクチュエータを示す縦断面図である。 図３は、図２のIII-III断面を示す横断面図であり、減速機構を軸方向一方側へ向けて見た図である。

図１および図２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、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配線部材９１と、第２配線部材９２と、第１ベアリング５１と、第２ベアリング５４と、第３ベアリング５５と、第４ベアリング５６と、を備える。モータ２０は、ロータ２２と、ステータ２３と、制御基板７０と、バスバー８０と、回転検出部７５と、を備える。ロータ２２は、第１中心軸（中心軸）Ｊ１に沿って延びるモータシャフト２１を有する。つまりモータ２０は、モータシャフト２１を有する。減速機構３０は、モータシャフト２１に連結される。出力部４０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出力シャフト部４１を有する。出力シャフト部４１は、第１中心軸Ｊ１の軸方向に延びる。出力シャフト部４１は、モータシャフト２１が配置される軸方向の位置とは異なる軸方向の位置に配置される。本実施形態の例では、第１中心軸Ｊ１の軸方向が、上下方向である。

本実施形態では、第１中心軸Ｊ１に平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。軸方向のうち、モータシャフト２１から出力シャフト部４１へ向かう方向を軸方向一方側と呼び、出力シャフト部４１からモータシャフト２１へ向かう方向を軸方向他方側と呼ぶ。軸方向一方側は、第１中心軸Ｊ１に沿ってモータ２０から減速機構３０および出力部４０へ向かう方向である。軸方向他方側は、第１中心軸Ｊ１に沿って出力部４０および減速機構３０からモータ２０へ向かう方向である。本実施形態の例では、軸方向一方側が下側であり、図１および図２の下側である。軸方向他方側は上側であり、図１および図２の上側である。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。

第１中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、第１中心軸Ｊ１に接近する方向を径方向内側と呼び、第１中心軸Ｊ１から離れる方向を径方向外側と呼ぶ。第１中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

ケース１１は、モータ２０、減速機構３０、出力部４０および回転検出装置６０を収容する。ケース１１は、モータケース１２と、減速機構ケース１３と、を有する。モータケース１２および減速機構ケース１３は、樹脂製である。つまり、ケース１１は樹脂製である。図１に示すように、ケース１１は、ブリーザ部１７を有する。ブリーザ部１７は、ケース１１の内部と外部とを繋ぐ呼吸孔を有する。図２に示すように、モータケース１２は、軸方向一方側に開口する第１開口部１２ｉを有する。減速機構ケース１３は、軸方向他方側に開口する第２開口部１３ｊを有する。ケース１１は、モータケース１２と減速機構ケース１３とが、各々の開口部を軸方向に対向させた状態で固定される構成を有する。つまり、モータケース１２と減速機構ケース１３とは、第１開口部１２ｉと第２開口部１３ｊとが軸方向に対向した状態で互いに固定される。モータケース１２と減速機構ケース１３とが互いに固定された状態において、第１開口部１２ｉの内部と第２開口部１３ｊの内部とは、互いに通じる。

モータケース１２には、モータ２０、第１配線部材９１および第３ベアリング５５が収容される。モータケース１２は、周壁部１２ａと、蓋体１２ｇと、仕切り壁部１２ｄと、ベアリング保持部１２ｅと、コネクタ部１２ｃと、第１配線保持部１４と、を有する。

周壁部１２ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる筒状である。周壁部１２ａは、円筒状である。周壁部１２ａは、軸方向一方側の端部が開口する。周壁部１２ａは、軸方向他方側の端部が開口する。周壁部１２ａの軸方向一方面および軸方向他方面は、それぞれ開口する。つまり周壁部１２ａは、軸方向の両側に開口する。周壁部１２ａは、第１中心軸Ｊ１に沿って第１中心軸Ｊ１の周囲を覆う。

周壁部１２ａには、ステータ２３が収容される。周壁部１２ａは、ステータ２３の径方向外側を囲む。周壁部１２ａの内部は、後述する仕切り壁部１２ｄにより軸方向一方側の部分と軸方向他方側の部分とに仕切られる。周壁部１２ａの内部のうち、仕切り壁部１２ｄよりも軸方向一方側の部分は、ステータ収容部である。周壁部１２ａの内部のうち、仕切り壁部１２ｄよりも軸方向他方側の部分は、制御基板収容部１２ｆである。本実施形態の例では、制御基板収容部１２ｆの内径が、ステータ収容部の内径よりも大きい。

図１および図２に示すように、蓋体１２ｇは、板状である。蓋体１２ｇは、周壁部１２ａの軸方向他方側に開口する開口部を塞ぐ。蓋体１２ｇは、制御基板収容部１２ｆの軸方向他方側の開口を塞ぐ。周壁部１２ａに対して蓋体１２ｇは、ネジ１６を用いて取り外し可能に装着される。

図２に示すように、仕切り壁部１２ｄは、周壁部１２ａの内周面から径方向内側に広がる円環板状である。仕切り壁部１２ｄは、ステータ２３を軸方向他方側から覆う。仕切り壁部１２ｄは、ロータ２２およびステータ２３と、制御基板７０と、の間に位置する。仕切り壁部１２ｄは、軸方向に沿うロータ２２およびステータ２３と、制御基板７０と、の間に配置される。仕切り壁部１２ｄには、仕切り壁部１２ｄを軸方向に貫通する貫通孔が設けられる。貫通孔には、例えばコイル線等が通される。コイル線は、後述するステータ２３のコイルから延び、貫通孔内を通って、制御基板７０に電気的に接続される。

ベアリング保持部１２ｅは、筒状である。ベアリング保持部１２ｅは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。ベアリング保持部１２ｅは、仕切り壁部１２ｄの径方向内縁部に設けられる。ベアリング保持部１２ｅの内周面には、第３ベアリング５５が固定される。ベアリング保持部１２ｅは、第３ベアリング５５を保持する。

図１に示すように、コネクタ部１２ｃは、周壁部１２ａの外周面から径方向外側に突出する。コネクタ部１２ｃは、径方向に延びる筒状である。コネクタ部１２ｃは、径方向外側に開口する。本実施形態の例では、コネクタ部１２ｃが、長円筒状である。コネクタ部１２ｃの開口部の形状は、周方向の長さが軸方向の長さよりも長い長円形である。図２に示すように、コネクタ部１２ｃは、仕切り壁部１２ｄと径方向に重なる位置に配置される。コネクタ部１２ｃは、後述するバスバー８０を保持する。コネクタ部１２ｃは、ケース１１外の電気的配線との接続が行われる部分である。コネクタ部１２ｃには、外部電源（図示省略）が接続される。

図２および図３に示すように、第１配線保持部１４は、周壁部１２ａから径方向外側に突出する。図２に示すように、第１配線保持部１４は、軸方向に延びる。第１配線保持部１４は、軸方向一方側に開口する。第１配線保持部１４の軸方向他方側の端部の軸方向位置は、仕切り壁部１２ｄの軸方向位置と同じである。第１配線保持部１４の周方向位置は、コネクタ部１２ｃの周方向位置と異なる。

減速機構ケース１３には、減速機構３０、出力部４０、回転検出装置６０、第２配線部材９２、第１ベアリング５１、第２ベアリング５４および第４ベアリング５６が収容される。図１および図２に示すように、減速機構ケース１３は、底壁部１３ａと、支持筒部１３ｄと、取付け壁部１３ｈと、突出筒部１３ｃと、カバー筒部１３ｂと、第２配線保持部１５と、脚部１３ｍと、を有する。

図２に示すように、底壁部１３ａは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。底壁部１３ａは、減速機構３０を軸方向一方側から覆う。底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面は、減速機構３０と軸方向に対向する。底壁部１３ａは、ケース１１の内面のうち、減速機構３０の軸方向一方側に位置する部分である。底壁部１３ａには、支持筒部１３ｄが設けられる。支持筒部１３ｄは、底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面から軸方向他方側に突出する筒状である。支持筒部１３ｄは、円筒状である。支持筒部１３ｄは、底壁部１３ａの径方向内縁部から軸方向他方側へ延びる。支持筒部１３ｄは、軸方向他方側に開口する。支持筒部１３ｄの軸方向他方側を向く端面１３ｉは、第１中心軸Ｊ１に垂直に広がる平面状である。端面１３ｉは、円環状の平面である。端面１３ｉの軸方向位置は、後述するカバー筒部１３ｂの軸方向他方端の軸方向位置よりも、軸方向一方側に配置される。

取付け壁部１３ｈは、底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面から軸方向他方側に突出する。取付け壁部１３ｈは、支持筒部１３ｄの外周面から径方向外側に延びる。取付け壁部１３ｈは、支持筒部１３ｄから後述する第２配線保持部１５内へ向けて延びる。取付け壁部１３ｈの径方向内縁部は、支持筒部１３ｄの外周面に接続する。取付け壁部１３ｈの径方向外縁部は、第２配線保持部１５内に配置される。取付け壁部１３ｈの径方向外縁部の径方向位置は、後述するカバー筒部１３ｂの内周面の径方向位置よりも、径方向外側に配置される。取付け壁部１３ｈの軸方向他方側を向く面は、支持筒部１３ｄの端面１３ｉよりも軸方向一方側に位置する。図示しないが、底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面において取付け壁部１３ｈは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態の例では、取付け壁部１３ｈが２個で一組とされ、一組の取付け壁部１３ｈ同士が、一定の間隔をあけて互いに平行に延びる。取付け壁部１３ｈは、支持筒部１３ｄから径方向外側に延びる例えば２本のリブである。取付け壁部１３ｈは、後述する第１回転センサ６２を周方向に挟んで固定する。

突出筒部１３ｃは、底壁部１３ａの径方向内縁部から軸方向一方側に突出する筒状である。突出筒部１３ｃ内には、出力シャフト部４１が配置される。カバー筒部１３ｂは、底壁部１３ａの径方向外縁部から軸方向他方側に突出する筒状である。カバー筒部１３ｂは、円筒状である。カバー筒部１３ｂは、軸方向他方側に開口する。カバー筒部１３ｂは、第１中心軸Ｊ１に沿って第１中心軸Ｊ１の周囲を覆う。カバー筒部１３ｂの軸方向他方側の端部は、周壁部１２ａの軸方向一方側の端部に接触して固定される。

図２および図３に示すように、第２配線保持部１５は、カバー筒部１３ｂから径方向外側に突出する。図２に示すように、第２配線保持部１５は、軸方向他方側に開口する箱状である。第２配線保持部１５の内部は、カバー筒部１３ｂの内部と通じる。第２配線保持部１５の軸方向一方側の端部の軸方向位置は、底壁部１３ａの軸方向位置と同じである。第２配線保持部１５は、第１配線保持部１４と軸方向に対向する。第２配線保持部１５の内部は、第１配線保持部１４の内部と通じる。

図１および図３に示すように、脚部１３ｍは、カバー筒部１３ｂから径方向外側に突出する。カバー筒部１３ｂの外周面において脚部１３ｍは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態の例では、３個の脚部１３ｍが、周方向に互いに不等間隔をあけて配置される。また、３個の脚部１３ｍのカバー筒部１３ｂからの突出長さが、互いに異なる。脚部１３ｍを用いて、電動アクチュエータ１０を例えば車両等の対象物に装着することができる。

図２に示すように、ロータ２２は、モータシャフト２１と、ロータコアと、ロータマグネットと、バランスウェイト２４と、を有する。モータシャフト２１は、第１ベアリング５１および第３ベアリング５５によって、第１中心軸Ｊ１回りに回転可能に支持される。第１ベアリング５１は、モータシャフト２１の軸方向一方側の端部に嵌め合わされる。第３ベアリング５５は、モータシャフト２１の軸方向他方側の部分に嵌め合わされる。モータシャフト２１と減速機構３０とは、第４ベアリング５６を介して、第２中心軸Ｊ２回りに相互に回転可能に連結される。第４ベアリング５６は、軸方向に沿う第１ベアリング５１と第３ベアリング５５との間に配置されて、モータシャフト２１に嵌め合わされる。第１ベアリング５１、第３ベアリング５５および第４ベアリング５６は、例えば、ボール軸受である。モータシャフト２１の軸方向他方側の端部は、ベアリング保持部１２ｅ内から軸方向他方側に突出する。モータシャフト２１の軸方向他方側の端部は、仕切り壁部１２ｄよりも軸方向他方側に突出する。

モータシャフト２１は、ロータコア固定軸部２１ａと、偏芯軸部２１ｂと、ウェイト取付軸部２１ｃと、大径部２１ｄと、を有する。ロータコア固定軸部２１ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。ロータコア固定軸部２１ａの外周面には、ロータコアが固定される。ロータコア固定軸部２１ａにおいてロータコアよりも軸方向他方側に位置する部分には、第３ベアリング５５が嵌め合わされる。

偏芯軸部２１ｂは、ロータコア固定軸部２１ａよりも軸方向一方側に位置する。偏芯軸部２１ｂは、モータシャフト２１の軸方向一方側の端部に、軸方向他方側から接続する。偏芯軸部２１ｂは、第１中心軸Ｊ１に対して偏芯する。偏芯軸部２１ｂは、第１中心軸Ｊ１に対して偏芯した第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。よって偏芯軸部２１ｂは、軸方向に延びる。偏芯軸部２１ｂは、第４ベアリング５６内に嵌め合わされる。偏芯軸部２１ｂは、第４ベアリング５６を介して、減速機構３０の後述する外歯ギア３１を支持する。

ウェイト取付軸部２１ｃは、軸方向に沿うロータコア固定軸部２１ａと偏芯軸部２１ｂとの間に配置される。ウェイト取付軸部２１ｃは、偏芯軸部２１ｂに軸方向他方側から接続する。ウェイト取付軸部２１ｃは、偏芯軸部２１ｂよりも大きい径を有する。ウェイト取付軸部２１ｃは、第４ベアリング５６の軸方向他方側に配置されて、第４ベアリング５６の内輪と軸方向に対向する。

大径部２１ｄは、ウェイト取付軸部２１ｃの軸方向他方側に配置される。大径部２１ｄは、ウェイト取付軸部２１ｃに軸方向他方側から接続する。大径部２１ｄは、ロータコア固定軸部２１ａの軸方向一方側に配置される。大径部２１ｄは、ロータコア固定軸部２１ａに軸方向一方側から接続する。大径部２１ｄは、ウェイト取付軸部２１ｃよりも大きい径を有する。本実施形態の例では、大径部２１ｄが、モータシャフト２１において最も大径の部分である。

ロータコアは、筒状であり、ロータコア固定軸部２１ａの外周面に固定される。ロータマグネットは、ロータコアの外周面に固定される。図２および図３に示すように、バランスウェイト２４は、ウェイト取付軸部２１ｃに取り付けられる。バランスウェイト２４は、第１中心軸Ｊ１に対して偏芯する重心軸を有する。バランスウェイト２４の重心軸は、偏芯軸部２１ｂの重心軸（第２中心軸Ｊ２）と周方向に１８０度間隔をあけて配置される。図２に示すように、バランスウェイト２４は、大径部２１ｄの軸方向一方側を向く面に接触する。

ステータ２３は、ロータ２２と径方向に隙間をあけて対向する。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。図示しないが、ステータコアは、バックヨークと、ティースと、を有する。バックヨークは、周方向に延びる環状である。ティースは、バックヨークから径方向内側へ向けて延び、周方向に互いに間隔をあけて複数配置される。

制御基板７０は、板状である。制御基板７０の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。制御基板７０は、制御基板収容部１２ｆ内に収容される。制御基板７０は、仕切り壁部１２ｄの軸方向他方側に配置される。本実施形態の例では、制御基板７０が、仕切り壁部１２ｄから軸方向他方側に離れて配置される。制御基板７０は、ステータ２３と電気的に接続される。制御基板７０には、ステータ２３のコイルのコイル線が接続される。制御基板７０には、例えば、インバータ回路が搭載される。

バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに保持される。バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに埋め込まれる。バスバー８０の両端部のうち、第１端部は、制御基板７０に固定される。図１に示すように、バスバー８０の両端部のうち、第２端部は、コネクタ部１２ｃの径方向外側の開口部内に配置されて、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を通して、外部電源からステータ２３のコイルに電源が供給される。

回転検出部７５は、ロータ２２の回転を検出する。図２に示すように、回転検出部７５は、制御基板収容部１２ｆ内に配置される。回転検出部７５は、仕切り壁部１２ｄと制御基板７０との間のスペースに配置される。回転検出部７５は、取付部材７３と、第２マグネット７４と、第２回転センサ７１と、を有する。

取付部材７３は、例えば、非磁性体製である。なお取付部材７３は、磁性体製であってもよい。取付部材７３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。取付部材７３の内周面は、モータシャフト２１の外周面における軸方向他方側の端部に固定される。取付部材７３は、第３ベアリング５５およびベアリング保持部１２ｅの軸方向他方側に配置される。取付部材７３の径方向外縁部は、径方向外縁部の径方向内側に位置する部分よりも軸方向一方側に位置する。

第２マグネット７４は、周方向に延びる環状である。第２マグネット７４は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。第２マグネット７４の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。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。第２マグネット７４は、取付部材７３に取り付けられる。第２マグネット７４は、取付部材７３の径方向外縁部において軸方向他方側を向く面に固定される。第２マグネット７４は、例えば接着剤等により、取付部材７３に固定される。第２マグネット７４の軸方向他方側および径方向外側は、マグネットカバーによって覆われる。取付部材７３および第２マグネット７４は、モータシャフト２１とともに第１中心軸Ｊ１回りに回転する。

第２回転センサ７１は、第２マグネット７４に隙間をあけて対向する。第２回転センサ７１は、第２マグネット７４と軸方向に対向する。第２回転センサ７１は、第２マグネット７４の軸方向他方側に位置する。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。第２回転センサ７１は、周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられる。第２回転センサ７１は、例えば、周方向に互いに１２０度間隔をあけて３個設けられる。第２マグネット７４によって生じる磁界は、第２マグネット７４がモータシャフト２１とともに回転することにより変化する。この磁界の変化を第２回転センサ７１が検出することにより、モータシャフト２１の回転を検出できる。第２回転センサ７１は、例えば、ケース１１に対するモータシャフト２１の周方向の回転角度位置を検出する。第２回転センサ７１は、例えば、回転角度位置検出センサまたは回転角センサ等と言い換えてもよい。第２回転センサ７１は、制御基板７０の軸方向一方側を向く板面に実装される。第２回転センサ７１、第２マグネット７４、取付部材７３の径方向外縁部およびベアリング保持部１２ｅは、軸方向から見て互いに重なる位置に配置される。

減速機構３０は、モータシャフト２１の軸方向一方側の部分に連結される。減速機構３０は、モータシャフト２１の軸方向一方側の部分の径方向外側に配置される。減速機構３０は、径方向から見て偏芯軸部２１ｂに重なる位置に配置される。減速機構３０は、軸方向に沿う底壁部１３ａとステータ２３との間に配置される。

図２および図３に示すように、減速機構３０は、外歯ギア３１と、内歯ギア３３と、環状板部４０ｃと、を有する。外歯ギア３１は、第２中心軸Ｊ２を中心とする略円環板状である。外歯ギア３１の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。外歯ギア３１の外周面には、歯車部が設けられる。外歯ギア３１は、偏芯軸部２１ｂに第４ベアリング５６を介して接続する。つまり減速機構３０は、第４ベアリング５６を介してモータシャフト２１に連結される。第４ベアリング５６は、外歯ギア３１内に嵌め合わされる。第４ベアリング５６は、モータシャフト２１と外歯ギア３１とを、第２中心軸Ｊ２回りに相互に回転可能に連結する。

外歯ギア３１は、複数のピン３２を有する。ピン３２は、外歯ギア３１の軸方向一方側を向く面から軸方向一方側に突出する円柱状である。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等間隔に配置される。本実施形態の例では、ピン３２が８個設けられる。

内歯ギア３３は、外歯ギア３１の径方向外側を囲んで減速機構ケース１３に固定される。内歯ギア３３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。内歯ギア３３は、カバー筒部１３ｂの内周面の窪み部１３ｎ内に配置されて、カバー筒部１３ｂに固定される。窪み部１３ｎは、カバー筒部１３ｂの内周面における軸方向他方側の端部に位置し、軸方向他方側および径方向内側に開口する。図示しないが、内歯ギア３３の外周面は、軸方向から見て多角形状である。内歯ギア３３の外周面は、周方向に並ぶ複数の平面部を有する。窪み部１３ｎの内周面には、内歯ギア３３の平面部に対して径方向外側から接触する凸部が設けられる。内歯ギア３３の平面部と、窪み部１３ｎの凸部とが接触することで、減速機構ケース１３に対する内歯ギア３３の回転が抑制される。内歯ギア３３の軸方向一方側を向く面は、窪み部１３ｎにおいて軸方向他方側を向く面に接触する。内歯ギア３３の軸方向他方側を向く面は、周壁部１２ａの軸方向一方側を向く端面に接触する。

内歯ギア３３は、外歯ギア３１と噛み合う。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。内歯ギア３３の歯車部は、周方向の一部（図２および図３の各左側部分）において外歯ギア３１の歯車部と噛み合う。内歯ギア３３の歯車部の歯数と、外歯ギア３１の歯車部の歯数とは、互いに異なる。内歯ギア３３の歯車部の歯数は、外歯ギア３１の歯車部の歯数よりも多い。

環状板部４０ｃは、出力部４０の一部である。環状板部４０ｃは、減速機構３０と出力部４０とを連結する連結部である。図２に示すように、環状板部４０ｃは、外歯ギア３１の軸方向一方側に配置される。環状板部４０ｃは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。環状板部４０ｃのうち径方向外側の部分は、径方向内側の部分よりも軸方向他方側に位置する。環状板部４０ｃの径方向外側の部分は、環状板部４０ｃの径方向内側の部分よりも軸方向の厚さが厚い。環状板部４０ｃは、環状板部４０ｃを軸方向に貫通する複数の孔４０ｄを有する。孔４０ｄは、環状板部４０ｃの径方向外側の部分に配置される。

図３に示すように、複数の孔４０ｄは、第１中心軸Ｊ１を中心とする周方向に沿って等間隔に配置される。本実施形態の例では、孔４０ｄが８個設けられる。孔４０ｄの数は、ピン３２の数と同じである。孔４０ｄは、円孔状である。孔４０ｄの内径は、ピン３２の外径よりも大きい。複数の孔４０ｄには、複数のピン３２がそれぞれ挿入される。ピン３２の外周面は、孔４０ｄの内周面と内接する。つまりピン３２の外周面と、孔４０ｄの内周面とは、周面の一部において接触する。孔４０ｄの内周面は、ピン３２を介して、外歯ギア３１を揺動可能に支持する。

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。図２に示すように、出力部４０は、筒状壁部４０ｂと、環状板部４０ｃと、出力シャフト部４１と、を有する。筒状壁部４０ｂは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる筒状である。筒状壁部４０ｂは、環状板部４０ｃの径方向内縁部から軸方向一方側に延びる円筒状である。筒状壁部４０ｂは、軸方向他方側に開口する有底の円筒状である。筒状壁部４０ｂの内周面における軸方向一方側の端部には、第１ベアリング５１が嵌め合わされる。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とを相互に回転可能に連結する。第１ベアリング５１は、モータシャフト２１と出力部４０とを、第１中心軸Ｊ１回りに相対的に回転可能に連結する。筒状壁部４０ｂの内部には、モータシャフト２１の軸方向一方側の端部が位置する。モータシャフト２１の軸方向一方側を向く端面は、筒状壁部４０ｂの底部の軸方向他方側を向く面に、隙間をあけて対向する。

筒状壁部４０ｂは、支持筒部１３ｄ内に配置される。筒状壁部４０ｂと支持筒部１３ｄとの間には、第２ベアリング５４が配置される。支持筒部１３ｄには、第２ベアリング５４が嵌合される。つまり支持筒部１３ｄ内に、第２ベアリング５４が嵌め合わされる。第２ベアリング５４内には、筒状壁部４０ｂが嵌め合わされる。第２ベアリング５４は、筒状壁部４０ｂの外周面と、支持筒部１３ｄの内周面との間に挟まれる。第２ベアリング５４は、ケース１１に対して出力部４０を回転可能に支持する。

筒状壁部４０ｂは、第１ベアリング５１と第２ベアリング５４との間に径方向から挟まれる。径方向に沿う支持筒部１３ｄと第１ベアリング５１との間に、第２ベアリング５４および筒状壁部４０ｂが挟まれる。第１ベアリング５１、筒状壁部４０ｂ、第２ベアリング５４および支持筒部１３ｄは、径方向に重なる位置に配置される。つまり、第１ベアリング５１、出力部４０、第２ベアリング５４および支持筒部１３ｄは、径方向から見て互いに重なる位置に配置される。本実施形態によれば、径方向に沿うモータシャフト２１と支持筒部１３ｄとの間に、第１ベアリング５１、出力部４０および第２ベアリング５４が挟まれる。つまり、支持筒部１３ｄが、第１ベアリング５１、出力部４０および第２ベアリング５４を介して、モータシャフト２１を径方向外側から支持する。このため、モータシャフト２１が高速で回転させられた場合でも、偏芯荷重による出力部４０の径方向の振動が抑えられる。また、減速機構３０の歯車部から騒音が発生することを抑えられる。出力部４０および減速機構３０の異常摩耗が抑制される。電動アクチュエータ１０の出力トルクが安定して、電動アクチュエータ１０の作動信頼性が高められる。本実施形態とは異なり、例えば、第１ベアリング５１と第２ベアリング５４とが、径方向から見て互いに異なる位置に配置される場合、下記の問題が生じる可能性がある。すなわち、モータシャフト２１が高速回転させられて偏芯荷重が発生すると、偏芯荷重が第１ベアリング５１を介して出力部４０に作用し、出力部４０は第２ベアリング５４を支点として径方向に振動させられ、減速機構３０の歯車部から騒音が発生する可能性がある。このような問題を、本実施形態によれば抑制できる。

第２ベアリング５４は、軸方向に延びる筒状である。第２ベアリング５４は、滑り軸受である。本実施形態では、第２ベアリング５４が滑り軸受であるので、出力部４０を介して、第１ベアリング５１およびモータシャフト２１を径方向外側から強固に支持できる。第２ベアリング５４は、軸方向において第１ベアリング５１の軸方向一方側および軸方向他方側に突出する。つまり、第２ベアリング５４は、第１ベアリング５１に対して軸方向の両側に突出する。第１ベアリング５１は、径方向から見て第２ベアリング５４の内部に位置する。本実施形態によれば、第１ベアリング５１が、出力部４０を介して、軸方向全長にわたって第２ベアリング５４により径方向外側から支持されるので、振動および騒音がより抑制される。

第２ベアリング５４は、ベアリング筒部５４ａと、ベアリングフランジ部５４ｂと、を有する。ベアリング筒部５４ａ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。ベアリング筒部５４ａは、筒状壁部４０ｂと支持筒部１３ｄとの間に径方向から挟まれる。

ベアリングフランジ部５４ｂは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。ベアリングフランジ部５４ｂは、ベアリング筒部５４ａの軸方向他方側の端部から径方向外側に広がる。ベアリングフランジ部５４ｂの板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。ベアリングフランジ部５４ｂは、支持筒部１３ｄの軸方向他方側を向く端面１３ｉと、環状板部４０ｃとの間に軸方向から挟まれる。ベアリングフランジ部５４ｂの軸方向一方側を向く面は、支持筒部１３ｄの端面１３ｉに接触する。ベアリングフランジ部５４ｂの軸方向他方側を向く面は、環状板部４０ｃの径方向内側の部分の軸方向一方側を向く面に接触する。第２ベアリング５４は、ケース１１に対して径方向および軸方向に移動することが抑制される。本実施形態によれば、出力部４０が、滑り軸受である第２ベアリング５４のベアリング筒部５４ａおよびベアリングフランジ部５４ｂを介して、支持筒部１３ｄに支持される。支持筒部１３ｄの径方向外側に後述する回転検出装置６０の収容スペースを確保しつつ、出力部４０の姿勢がより安定する。

環状板部４０ｃは、筒状壁部４０ｂの軸方向他方側の端部から径方向外側に広がる。出力シャフト部４１は、軸方向に延び、モータシャフト２１の軸方向一方側に配置される。出力シャフト部４１は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。出力シャフト部４１は、筒状壁部４０ｂの底部から軸方向一方側に延びる。出力シャフト部４１は、突出筒部１３ｃ内に挿入される。出力シャフト部４１の軸方向一方側の部分は、突出筒部１３ｃよりも軸方向一方側に突出する。出力シャフト部４１の軸方向一方側の部分には、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。本実施形態において出力部４０は、単一の部材である。

モータシャフト２１が第１中心軸Ｊ１回りに回転させられると、偏芯軸部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。偏芯軸部２１ｂの公転は、第４ベアリング５６を介して外歯ギア３１に伝達され、外歯ギア３１は、内歯ギア３３内で第１中心軸Ｊ１回りに公転する。外歯ギア３１は、孔４０ｄ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。このとき、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。外歯ギア３１の歯数と内歯ギア３３の歯数とは互いに異なり、かつ、内歯ギア３３は、減速機構ケース１３に固定されて回転しない。このため、外歯ギア３１が、内歯ギア３３に対して第２中心軸Ｊ２回りに自転する。

外歯ギア３１が自転する向きは、モータシャフト２１が回転する向きと反対方向となる。外歯ギア３１の第２中心軸Ｊ２回りの回転（自転）は、孔４０ｄとピン３２とを介して、環状板部４０ｃに伝達される。これにより、環状板部４０ｃが第１中心軸Ｊ１回りに回転し、出力部４０が第１中心軸Ｊ１回りに回転する。このように、モータシャフト２１の回転が、減速機構３０を介して出力シャフト部４１に伝達される。

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が、Ｒ＝−（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ２で表される。減速比Ｒを表す式の右辺の先頭の負符号は、モータシャフト２１の回転方向に対して、減速される出力部４０の回転方向が逆向きになることを示す。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。このように、本実施形態の減速機構３０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を大きくできる。これにより、出力部４０の回転トルクを大きくできる。

回転検出装置６０は、出力部４０の回転を検出する。図２に示すように、回転検出装置６０は、第１マグネット（マグネット）６３と、第１回転センサ（回転センサ）６２と、を有する。回転検出装置６０の少なくとも一部は、支持筒部１３ｄの径方向外側に対向する位置に配置される。つまり、回転検出装置６０の少なくとも一部は、径方向外側から支持筒部１３ｄに対向する。本実施形態によれば、ケース１１の内面に支持筒部１３ｄが設けられ、支持筒部１３ｄの径方向外側に回転検出装置６０の収容スペースが配置される。つまり、支持筒部１３ｄと径方向に重なる位置に、回転検出装置６０が配置される。これにより、電動アクチュエータ１０の軸方向の外形を小さく抑えることができる。

第１マグネット６３は、周方向に延びる環状である。第１マグネット６３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。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。第１マグネット６３は、環状板部４０ｃの軸方向一方側を向く面に取り付けられる。第１マグネット６３は、環状板部４０ｃの径方向外側の部分に固定される。つまり、第１マグネット６３は、出力部４０に固定される。第１マグネット６３は、環状板部４０ｃとともに第１中心軸Ｊ１回りに回転する。

第１マグネット６３は、径方向から見て、支持筒部１３ｄと重なる位置に配置される。第１マグネット６３は、支持筒部１３ｄの径方向外側に対向する位置に配置される。第１マグネット６３は、支持筒部１３ｄの径方向外側を囲む。第１マグネット６３の内周面と、支持筒部１３ｄの外周面との間には、隙間が設けられる。第１マグネット６３は、径方向に沿う支持筒部１３ｄとカバー筒部１３ｂとの間に位置する。第１マグネット６３は、支持筒部１３ｄの径方向外側のスペースに配置される。第１マグネット６３は、環状板部４０ｃと底壁部１３ａとの間のスペースに配置される。

第１回転センサ６２は、第１マグネット６３に隙間をあけて対向する。第１回転センサ６２は、第１マグネット６３と軸方向に対向する。第１回転センサ６２は、第１マグネット６３の軸方向一方側に位置する。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。第１マグネット６３によって生じる磁界は、第１マグネット６３が出力部４０とともに回転することにより変化する。この磁界の変化を第１回転センサ６２が検出することにより、出力部４０の回転を検出できる。第１回転センサ６２は、例えば、ケース１１に対する出力部４０の周方向の回転角度位置を検出する。第１回転センサ６２は、例えば、回転角度位置検出センサまたは回転角センサ等と言い換えてもよい。

第１回転センサ６２は、径方向から見て、支持筒部１３ｄと重なる位置に配置される。第１回転センサ６２は、支持筒部１３ｄの径方向外側に対向する位置に配置される。第１回転センサ６２は、底壁部１３ａの軸方向他方側に位置する。第１回転センサ６２は、底壁部１３ａと第１マグネット６３との間に配置される。第１回転センサ６２は、取付け壁部１３ｈに取り付けられる。第１回転センサ６２は、取付け壁部１３ｈに保持される。第１回転センサ６２は、互いに平行に延びる一組の取付け壁部１３ｈ同士の間に架け渡されて、固定される。第１回転センサ６２と底壁部１３ａとの間には、隙間が設けられる。取付け壁部１３ｈは、底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面に設けられ、支持筒部１３ｄの外周面に接続されるため、剛性が確保される。この取付け壁部１３ｈに第１回転センサ６２が取り付けられることで、第１回転センサ６２の検出が安定する。図示を省略するが、第１回転センサ６２には、３個のセンサ端子が設けられる。３個のセンサ端子は、電源用のセンサ端子と、信号伝達用のセンサ端子と、接地用のセンサ端子と、である。

第１配線部材９１および第２配線部材９２は、制御基板７０と第１回転センサ６２とを電気的に接続する。第１配線部材９１および第２配線部材９２は、３本の配線をそれぞれ有する。第１配線部材９１は、モータケース１２に保持される。第１配線部材９１は、第１配線保持部１４を通る。第１配線部材９１の少なくとも一部は、第１配線保持部１４に埋め込まれる。第１配線部材９１は、制御基板７０と第２配線部材９２とに電気的に接続される。第２配線部材９２は、減速機構ケース１３に保持される。第２配線部材９２は、第２配線保持部１５を通る。第２配線部材９２の少なくとも一部は、第２配線保持部１５に埋め込まれる。第２配線部材９２は、第１回転センサ６２と第１配線部材９１とに電気的に接続される。モータケース１２と減速機構ケース１３とが組み立てられることで、第１配線部材９１と第２配線部材９２とは、互いに電気的に接続される。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

前述の実施形態では、第１回転センサ６２が、取付け壁部１３ｈに取り付けられる例を挙げたが、これに限定されない。例えば、第１回転センサ６２は、底壁部１３ａに取り付けられてもよい。第１回転センサ６２は、出力部４０の回転を検出できればよく、例えば磁気抵抗素子であってもよい。第２回転センサ７１は、モータシャフト２１の回転を検出できればよく、例えば磁気抵抗素子であってもよい。

また、回転検出装置６０が、図示しない回路基板を有してもよい。この場合、回路基板は、減速機構ケース１３内に配置される。第１回転センサ６２は回路基板に電気的に接続され、回路基板は制御基板７０に電気的に接続される。回路基板が、支持筒部１３ｄの径方向外側に対向する位置に配置されてもよい。回転検出装置６０において、第１マグネット６３、第１回転センサ６２および回路基板の少なくとも一部が、支持筒部１３ｄの径方向外側に対向する位置に配置されればよい。

前述の実施形態では、第２ベアリング５４が、軸方向において第１ベアリング５１の軸方向一方側および軸方向他方側に突出する例を挙げたが、これに限定されない。第２ベアリング５４は、軸方向において第１ベアリング５１の軸方向一方側または軸方向他方側に突出してもよい。第２ベアリング５４は、軸方向において第１ベアリング５１の軸方向一方側および軸方向他方側に突出しなくてもよい。ただし、第２ベアリング５４が、軸方向において第１ベアリング５１の軸方向一方側および軸方向他方側に突出することで、出力部４０および減速機構３０の振動および騒音がより抑制され、好ましい。また、第２ベアリング５４は、ベアリングフランジ部５４ｂを有していなくてもよい。また、第２ベアリング５４は、滑り軸受に限定されない。

また、減速機構３０は、モータシャフト２１の回転を減速させて出力部４０に伝達することで、トルクを増大させる機能を有すればよく、前述の実施形態で説明した構成に限定されない。

前述の実施形態では、出力部４０が単一の部材であるが、これに限定されない。例えば、出力部４０の環状板部４０ｃおよび筒状壁部４０ｂと、出力シャフト部４１とが、溶接等により固定されてもよい。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

本出願は、２０１７年９月２８日に出願された日本特許出願である特願２０１７−１８９０３１号に基づく優先権を主張し、当該日本特許出願に記載されたすべての記載内容を援用する。

１０…電動アクチュエータ、１１…ケース、１３ｄ…支持筒部、１３ｈ…取付け壁部、１３ｉ…端面、２０…モータ、２１…モータシャフト、３０…減速機構、４０…出力部、４０ｂ…筒状壁部、４０ｃ…環状板部、４１…出力シャフト部、５１…第１ベアリング、５４…第２ベアリング、５４ａ…ベアリング筒部、５４ｂ…ベアリングフランジ部、６０ …回転検出装置、６２…第１回転センサ（回転センサ）、６３…第１マグネット（マグネット）、Ｊ１…第１中心軸（中心軸）

Claims (5)

1. 中心軸に沿って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、前記減速機構、前記出力部および前記回転検出装置を収容するケースと、
   前記モータシャフトと前記出力部とを相互に回転可能に連結する第１ベアリングと、
   前記ケースに対して前記出力部を回転可能に支持する第２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、
   前記ケースの内面のうち、前記減速機構の軸方向一方側に位置する部分には、前記第２ベアリングが嵌合される支持筒部が設けられ、
   前記第１ベアリング、前記出力部、前記第２ベアリングおよび前記支持筒部が、径方向から見て互いに重なる位置に配置され、
   前記回転検出装置の少なくとも一部が、前記支持筒部の径方向外側に対向する位置に配置される、電動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の電動アクチュエータであって、
   前記第２ベアリングは、軸方向において前記第１ベアリングの軸方向一方側および軸方向他方側に突出する、電動アクチュエータ。
3. 請求項１または２に記載の電動アクチュエータであって、
   前記回転検出装置は、
   前記出力部に固定されるマグネットと、
   前記マグネットと軸方向に対向する回転センサと、を有し、
   前記回転センサは、前記支持筒部の外周面から径方向外側に延びる取付け壁部に取り付けられる、電動アクチュエータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動アクチュエータであって、
   前記第２ベアリングは、滑り軸受である、電動アクチュエータ。
5. 請求項４に記載の電動アクチュエータであって、
   前記出力部は、
   前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間に径方向から挟まれる筒状壁部と、
   前記筒状壁部の軸方向他方側の端部から径方向外側に広がる環状板部と、を有し、
   前記第２ベアリングは、
   前記筒状壁部と前記支持筒部との間に径方向から挟まれるベアリング筒部と、
   前記ベアリング筒部の軸方向他方側の端部から径方向外側に広がるベアリングフランジ部と、を有し、
   前記ベアリングフランジ部が、前記支持筒部の軸方向他方側を向く端面と、前記環状板部との間に軸方向から挟まれる、電動アクチュエータ。

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