(57)【要約】【課題】ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御が不要な電動アクチュエータにする。【解決手段】ドライブギヤ３３と一体に同心回転する円筒面４１、係合面４７と、静止する固定部４６のカム面４２と、円筒面４１とカム面４２間のローラ４３を保持する保持器４４と、保持器４４に回り止めされたアーマチュア４８と、電磁クラッチ５０とを有する。アーマチュア４８と係合面４７は常に対向し、電磁クラッチ５０が、アーマチュア４８と係合面４７の連結状態と、これを解除する解放状態とを切り替える。連結状態では、ドライブギヤ３３側からのトルクで保持器４４が回転し、ローラ４３が円筒面４１及びカム面４２に係合し得るが、解放状態では、中立ばね４５で保持器４４の位相を保ち、ローラ４３と円筒面４１等の係合を防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、
前記制動機構が、前記伝達機構に属するドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、前記ハウジングに対して静止する固定部に形成されたカム面と、前記円筒面と前記カム面との間に配置された係合子と、前記係合子が前記円筒面及び前記カム面に係合可能な連結状態と当該円筒面及び当該カム面に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記電磁クラッチが、前記係合子を保持する保持器と、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、前記円筒面と異なる位置で前記ドライブギヤと一体に同心回転する係合面と、前記保持器に対して回り止めされた状態で前記係合面に常に対向するアーマチュアと、を有し、
前記係合子が、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって前記円筒面及び前記カム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に設けられており、
前記電磁クラッチが、前記電磁石の通電制御によって、前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける前記連結状態と、当該アーマチュアの押し付けを解除する前記解放状態とを切り替え可能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】
前記電磁クラッチが、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける離反ばねを有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合面から離れた位置へ磁気吸引するように設けられている請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記ドライブギヤが、中空軸部を有する外歯車からなり、前記制動機構の前記円筒面が、前記中空軸部の内側に形成されており、前記係合面が、前記ドライブギヤの軸方向一端側に円環状に形成されており、前記中空軸部と前記固定部との間に転がり軸受が設けられており、前記アーマチュアが、前記固定部に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、前記電磁石が、前記アーマチュアと軸方向に対向するように前記ハウジングに対して固定されている請求項２又は３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、
前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記電磁石が、前記シャフトに固定されている請求項２又は３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記固定部が非磁性体によって形成されている請求項６に記載の電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、
前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、
前記シャフトに嵌め合う筒状の非磁性体が当該シャフトに固定されており、
前記電磁石が、前記非磁性体の外周に固定されている請求項２又は３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項９】
前記連結状態のときに接する前記係合面と前記アーマチュアの被押し付け面のうち、少なくとも一方が、非磁性体によって形成されている請求項６から８のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１０】
モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、
前記制動機構が、前記伝達機構に属する回転軸又は前記モータの駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸又は駆動軸に対して軸方向に移動可能に配置された係合部材と、前記係合部材に常に軸方向に対向する状態で前記ハウジングに対して静止する制動部材と、前記係合部材を前記制動部材に押し付ける連結状態と当該係合部材の押し付けを解除する解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有することを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記電磁クラッチが、前記係合部材に対して前記制動部材と反対側の位置で当該係合部材に常に軸方向に対向するアーマチュアと、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを介して前記係合部材を前記制動部材に押し付ける離反ばねと、前記モータの駆動時に前記係合部材を前記制動部材から離れた位置へ押し動かす弾性部材と、を有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合部材から離れた位置へ磁気吸引するように設けられている請求項１０に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１２】
前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有する請求項１０又は１１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１３】
前記回転軸が、前記伝達機構に属するドライブギヤのボス部からなり、前記係合部材が、前記回転軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている請求項１０から１２のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１４】
前記伝達機構が、前記モータの駆動軸から入力された回転を減速して前記ボールねじ側に出力する減速機を有し、
前記係合部材が、前記駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該駆動軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている請求項１０から１３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１５】
前記制動部材と前記係合部材が、互いの摩擦面間に作用する摩擦力によって連結されるものである請求項１０から１４のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項１６】
前記制動部材と前記係合部材が、互いのフェーススプライン部同士の噛み合いによって連結されるものである請求項１０から１５のいずれか１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】
この発明は、電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の電動化が進み、例えば、自動車の自動変速機やブレーキ、ステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが搭載されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、モータの回転運動をボールねじによって直線方向の運動に変換する電動リニアアクチュエータが知られている。そのボールねじには、直線方向に移動させる操作対象が連結される。
【０００３】
ボールねじは、操作対象への駆動力伝達効率に優れる反面、操作対象側からボールねじに外力が入力された場合（逆入力）にボールねじ軸が軸方向に押し戻されたり、引き出されたりすることが懸念される。この懸念を解消するため、従来、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構が採用されている。
【０００４】
特許文献１に開示された制動機構では、モータからボールねじへ回転運動を伝達する伝達機構において、周方向に複数の係合穴部が形成されたドライブギヤを採用し、ドライブギヤに対して軸方向に進退して係合穴に対して係脱可能なロック部材と、ロック用モータの回転運動をロック部材の前後方向動に変換する滑りねじとをハウジングに搭載し、そのロック部材を前進させて係合穴に係合させ、逆入力トルクをハウジング側の制動機構で受けるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１８４４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の制動機構では、ドライブギヤを任意の位置で回転停止させると、ドライブギヤの停止位置によっては係合穴の位置がロック部材とずれる場合がある。その場合、ロック部材が係合穴に挿入できず、ロックできない可能性がある。これを抑制するため、モータでドライブギヤを回転させることにより、伝達機構側の係合穴と制動機構側のロック部材との位相合わせを行う制御が必要であった。
【０００７】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御が不要な電動アクチュエータを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するため、この発明に係る第一の手段は、モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、前記制動機構が、前記伝達機構に属するドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、前記ハウジングに対して静止する固定部に形成されたカム面と、前記円筒面と前記カム面との間に配置された係合子と、前記係合子が前記円筒面及び前記カム面に係合可能な連結状態と当該円筒面及び当該カム面に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有する構成を採用したものである。
【０００９】
上記第一の手段によれば、制動機構の電磁クラッチが連結状態の場合、ドライブギヤと一体に同心回転する円筒面と、ハウジングに対して静止する固定部のカム面とに係合子が係合可能な状態であるから、ドライブギヤが回転させられると、ドライブギヤの回転トルクが係合子を介してハウジング側のカム面に受けられ、これにより、ドライブギヤの回転が停止させられる。一方、電磁クラッチが解放状態の場合、係合子がドライブギヤ側の円筒面とハウジング側のカム面との係合を解除可能な状態であるから、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。ここで、電磁石の通電制御によって、すなわち電磁石に通電するか当該通電を遮断することによって、前述の連結状態と解放状態を切り替え可能であるから、その際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。
【００１０】
上記第一の手段においては、前記電磁クラッチが、前記係合子を保持する保持器と、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、前記円筒面と異なる位置で前記ドライブギヤと一体に同心回転する係合面と、前記保持器に対して回り止めされた状態で前記係合面に常に対向するアーマチュアと、を有し、前記係合子が、前記カム面に対する前記保持器の相対回転によって前記円筒面及び前記カム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に設けられており、前記電磁クラッチが、前記電磁石の通電制御によって、前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける前記連結状態と、当該アーマチュアの押し付けを解除する前記解放状態とを切り替え可能に設けられているとよい。このようにすると、制動機構の電磁クラッチがアーマチュアをドライブギヤ側の係合面に押し付ける連結状態の場合、ドライブギヤが回転させられると、ドライブギヤと円筒面と保持器とアーマチュアとが一体的に回転し、その保持器の回転によって係合子が係合位置に移動させられ、ドライブギヤの回転トルクが係合子を介してハウジング側のカム面に受けられ、これにより、ドライブギヤの回転が停止させられる。ここで、保持器に回り止めされたアーマチュアと係合面が常に対向するため、電磁石の通電制御により連結状態に切り替えられる際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。一方、電磁クラッチがアーマチュアを係合面に押し付けない解放状態の場合、保持器が中立ばねによって中立位置に保持され、係合子がドライブギヤ側の円筒面とハウジング側のカム面とに係合しない中立位置にあるため、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。
【００１１】
より具体的には、前記電磁クラッチが、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを前記係合面に押し付ける離反ばねを有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合面から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているとよい。このようにすると、無励磁形の電磁クラッチになり、モータの非駆動時には、電磁石の通電を遮断しても、離反ばねのばね力でアーマチュアと係合面とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石の通電を行い、磁気吸引でアーマチュアが係合面から離れた解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。
【００１２】
また、前記ドライブギヤが、中空軸部を有する外歯車からなり、前記制動機構の前記円筒面が、前記中空軸部の内側に形成されており、前記係合面が、前記ドライブギヤの軸方向一端側に円環状に形成されており、前記中空軸部と前記固定部との間に転がり軸受が設けられており、前記アーマチュアが、前記固定部に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、前記電磁石が、前記アーマチュアと軸方向に対向するように前記ハウジングに対して固定されているとよい。このようにすると、ドライブギヤと制動機構の円筒面とを単一部材で構成しつつ、ドライブギヤと固定部とアーマチュアとの同心性を転がり軸受で良好に保つことができる。
【００１３】
上記第一の手段においては、前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有するとよい。このようにすると、電磁石をハウジングに簡単に固定することができる。
【００１４】
また、上記係合子、アーマチュア等を有する電磁クラッチを採用する場合、前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記電磁石が、前記シャフトに固定されているとよい。このようにすると、固定部上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト上に電磁石とアーマチュアを配置するので、電磁石とアーマチュア間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。
【００１５】
ここで、前記固定部が非磁性体によって形成されているとよい。このようにすると、電磁石から固定部への磁束漏洩を抑制することができる。
【００１６】
また、上記係合子、アーマチュア等を有する電磁クラッチを採用する場合、前記固定部が、前記ドライブギヤと同心に延びるシャフトを含み、かつ前記ハウジングに連結された部材からなり、前記アーマチュアが、前記シャフトに対して軸方向に移動可能に嵌合されており、前記シャフトに嵌め合う筒状の非磁性体が当該シャフトに固定されており、前記電磁石が、前記非磁性体の外周に固定されているようにしてもよい。このようにすると、固定部上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト上に電磁石とアーマチュアを配置するので、電磁石とアーマチュア間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。さらに、電磁石と固定部のシャフト間に非磁性体が介在するため、電磁石から固定部への磁束漏洩を抑制することができる。
【００１７】
また、前記連結状態のときに接する前記係合面と前記アーマチュアの被押し付け面のうち、少なくとも一方が、非磁性体によって形成されているとよい。このようにすると、電磁石によるアーマチュアの吸引時、アーマチュアからドライブギヤ側の係合面への磁束漏洩を抑えることができる。
【００１８】
上記の課題を達成するため、この発明に係る第二の手段は、モータと、前記モータからの回転運動を軸方向の直線運動に変換するボールねじと、前記モータから前記ボールねじへ駆動力を伝達する伝達機構と、前記ボールねじの駆動を抑制する制動機構と、前記モータと前記伝達機構と前記制動機構とを支持するハウジングと、を備える電動アクチュエータにおいて、前記制動機構が、前記伝達機構に属する回転軸又は前記モータの駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸又は駆動軸に対して軸方向に移動可能に配置された係合部材と、前記係合部材に常に軸方向に対向する状態で前記ハウジングに対して静止する制動部材と、前記係合部材を前記制動部材に押し付ける連結状態と当該係合部材の押し付けを解除する解放状態とを電磁石の通電制御で切り替え可能に設けられた電磁クラッチと、を有する構成を採用したものである。
【００１９】
上記第二の手段によれば、制動機構の電磁クラッチが伝達機構側の係合部材をハウジング側の制動部材に押し付ける連結状態の場合、逆入力がボールねじから伝達機構に伝達されると、伝達機構に属する回転軸又はモータの駆動軸と一体的に係合部材が回転しようとし、その係合部材からハウジング側の制動部材に回転トルクが伝わり、制動部材と係合部材間の摩擦力によって回転軸又は駆動軸の回転が制動される。ここで、係合部材と、これに常に軸方向に対向する制動部材とを電磁石の通電制御で連結状態に切り替えることが可能なため、その切り替えの際、伝達機構側と制動機構側との位相合わせを行う制御が不要である。一方、電磁クラッチが係合部材を制動部材に押し付けない解放状態の場合、回転軸が制動されないため、モータ駆動によるボールねじ駆動が可能である。
【００２０】
上記第二の手段においては、前記電磁クラッチが、前記係合部材に対して前記制動部材と反対側の位置で当該係合部材に常に軸方向に対向するアーマチュアと、前記モータの非駆動時に前記アーマチュアを介して前記係合部材を前記制動部材に押し付ける離反ばねと、前記モータの駆動時に前記係合部材を前記制動部材から離れた位置へ押し動かす弾性部材と、を有し、前記電磁石が、前記モータの駆動時に前記アーマチュアを前記係合部材から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているとよい。このようにすると、無励磁形の電磁クラッチになり、モータの非駆動時には、電磁石の通電を遮断しても、離反ばねのばね力で間接的に係合部材と制動部材とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石の通電を行い、磁気吸引でアーマチュアが係合部材から離され、かつ弾性部材のばね力で係合部材が制動部材から離された解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。
【００２１】
上記第二の手段においては、前記ハウジングが、前記電磁石を固定するスナップフィット部を有するとよい。このようにすると、電磁石をハウジングに簡単に固定することができる。
【００２２】
上記第二の手段においては、例えば、前記回転軸が、前記伝達機構に属するドライブギヤのボス部からなり、前記係合部材が、前記回転軸と一体に同心回転可能な状態で当該回転軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。
【００２３】
上記第二の手段においては、前記伝達機構が、前記モータの駆動軸から入力された回転を減速して前記ボールねじ側に出力する減速機を有し、前記係合部材が、前記駆動軸と一体に同心回転可能な状態で当該駆動軸に対して軸方向に移動可能に嵌合されているとよい。このようにすると、モータ駆動時は、減速機でトルクを増大してボールねじを駆動できる一方、逆入力に対しては、減速機が増速機となるため、モータの駆動軸の回転を阻止するために必要な保持トルクを小さくすることができ、ひいては、電磁クラッチの小型化や省電力化を図ることができる。
【００２４】
上記第二の手段においては、例えば、前記制動部材と前記係合部材が互いの摩擦面間に作用する摩擦力によって連結されるものである。
【００２５】
上記第二の手段においては、前記制動部材と前記係合部材が、互いのフェーススプライン部同士の噛み合いによって連結されるものであるとよい。このようにすると、摩擦力による場合に比して大きな保持トルクにすることができ、ひいては、電磁石の小型化や省電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
上述のように、この発明は、上記第一又は第二の手段の採用により、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第一実施形態に係る電動アクチュエータを示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の切断面を示す断面図
【図３】図１の電磁クラッチ付近の拡大図
【図４】第一実施形態に係る制動機構の分解斜視図
【図５】図２のローラ付近の拡大図
【図６】この発明の第二実施形態に係る電動アクチュエータの電磁クラッチ付近の断面図
【図７】この発明の第三実施形態に係る電動アクチュエータの電磁石付近の断面図
【図８】この発明の第四実施形態に係る電動アクチュエータのアーマチュア付近の断面図
【図９】この発明の第五実施形態に係る電動アクチュエータのアーマチュア付近の断面図
【図１０】この発明の第六実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す断面図
【図１１】図１０の電磁クラッチの解除状態を示す部分拡大断面図
【図１２】この発明の第七実施形態に係る電動アクチュエータの要部を示す断面図
【図１３】図１０、図１２に係る制動部材と係合部材の変更例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
この発明の一例として、第一実施形態に係る電動アクチュエータを図１〜図５に基づいて説明する。この電動アクチュエータは、前述の第一の手段に対応のものである。
【００２９】
図１に示すように、この電動アクチュエータは、モータ１０と、モータ１０からの回転運動を直線運動に変換するボールねじ２０と、モータ１０からボールねじ２０へ駆動力を伝達する伝達機構（３１〜３４）と、ボールねじ２０の駆動を抑制する制動機構（４１〜５２）と、モータ１０と伝達機構と制動機構とを支持するハウジング６０と、を備える。
【００３０】
モータ１０は、回転を出力する駆動軸１１を有する。駆動軸１１は、モータ１０の内部で回転するロータの回転軸からなる。モータ１０は、直流電源で駆動可能なＤＣモータになっている。ハウジング６０は、モータ１０を収容するモータケース６１を有する。
【００３１】
ボールねじ２０は、外周に螺旋溝を有するボールねじ軸２１と、内周に螺旋溝を有するボールねじナット２２と、ボールねじ軸２１の螺旋溝とボールねじナット２２の螺旋溝との間に介在する多数のボール２３とを有し、ボール２３を前述の螺旋溝間に循環させることが可能な構造になっている。
【００３２】
ボールねじ軸２１は、その後端部（図１の右端部）に設けられた回転規制部とハウジング６０との係合によって回転が規制されている。ボールねじナット２２は、モータ１０からの駆動力を受けて正方向または逆方向に回転する。ボールねじナット２２が回転すると、ボール２３が循環しつつ、ボールねじ軸２１が軸方向に進退する。
【００３３】
ここで、軸方向は、ボールねじナット２２とボールねじ軸２１の相対回転の軸線に沿った方向のことである。以下では、軸方向の中心線回りの円周方向のことを「周方向」といい、軸方向に対して直角な方向のことを「径方向」という。
【００３４】
モータ１０の駆動軸１１は、軸方向に向いており、ボールねじ軸２１と平行に配置されている。なお、図１は、ボールねじ軸２１が最も後退した初期位置に配置された状態を示している。モータ１０からの回転運動は、ボールねじ２０において駆動軸１１と平行なボールねじ軸２１の軸方向の直線運動に変換される。ボールねじ軸２１の前進方向の先端部（図１において左端部）が、操作対象を操作するアクチュエータヘッドとして機能する。
【００３５】
前述の伝達機構は、図１、図２に示すように、モータ１０側からボールねじ２０側へ順に、ピニオンギヤ３１と、減速機３２と、ドライブギヤ３３と、ドリブンギヤ３４とを有する。
【００３６】
ピニオンギヤ３１は、モータ１０の駆動軸１１に取り付けられている。
【００３７】
減速機３２は、駆動軸１１から入力された回転を減速してボールねじ２０側に出力するギヤ変速機になっている。減速機３２は、遊星歯車減速機に構成されており、図１、図３に示すように、太陽歯車として回転するピニオンギヤ３１と、ピニオンギヤ３１の回転に比して減速した回転を出力する遊星キャリア軸３２ａとを有する。ハウジング６０は、減速機３２の内歯車を兼ねた減速機ケース６２を有する。減速機ケース６２とモータケース６１とが、ねじ部材（図示省略）によって軸方向に締結されている。
【００３８】
ドライブギヤ３３は、図１〜図３に示すように、モータ１０側から伝達された駆動力をボールねじ２０側に出力する。ドライブギヤ３３は、外歯部３３ａと、中空軸部３３ｂとを一体に有する外歯車からなる。
【００３９】
ドライブギヤ３３の外歯部３３ａは、ドリブンギヤ３４と噛み合っている。ドリブンギヤ３４は、ボールねじナット２２の外周に固定されている。
【００４０】
図３に示すように、ドライブギヤ３３の中空軸部３３ｂは、段付き穴状になっており、外歯部３３ａに対して軸方向両側に延びている。中空軸部３３ｂの小径穴部分は、遊星キャリア軸３２ａと一体に同心回転可能に連結されている。
【００４１】
図１、図３に示すように、ハウジング６０は、軸方向に二分割された軸受ケース６３，６４を有する。軸受ケース６３，６４は、ドライブギヤ３３、ドリブンギヤ３４、ボールねじ軸２１の大部分、及びボールねじナット２２を収容する。これら軸受ケース６３，６４同士が、ねじ部材（図示省略）によって軸方向に締結されている。また、軸受ケース６３と減速機ケース６２とが、ねじ部材（図示省略）によって軸方向に締結されている。
【００４２】
図３に示すように、遊星キャリア軸３２ａの外周と、軸受ケース６３の内周との間には、転がり軸受７１が設けられている。中空軸部３３ｂの大径穴側の外周と、軸受ケース６４の内周との間には、転がり軸受７２が設けられている。遊星キャリア軸３２ａ及びドライブギヤ３３は、転がり軸受７１，７２を介してハウジング６０に支持されている。
【００４３】
図１に示すように、ボールねじナット２２と、軸受ケース６４との間には、転がり軸受７３が設けられている。ボールねじ２０は、転がり軸受７３を介してハウジング６０に支持されている。
【００４４】
軸受ケース６４には、軸カバー６５が取り付けられている。軸カバー６５は、ボールねじ軸２１の後端側を収容し、ボールねじ軸２１をハウジング６０に対して回り止めする相手側部分になっている。軸受ケース６４と軸カバー６５とが、ねじ部材（図示省略）によって軸方向に締結されている。
【００４５】
軸受ケース６３と、ボールねじ軸２１の前端側との間には、軸方向に伸縮可能なブーツ６６が取り付けられている。ブーツ６６は、ハウジング６０とボールねじ軸２１間を水密に密封するためのものである。なお、ハウジング６０の各カバー（６１，６２，６３，６４）間の合せ目は、適宜、インロー構造、Ｏリング等で水密に密封されている。
【００４６】
前述の制動機構は、図２、図３に示すように、ドライブギヤ３３と一体に同心回転する円筒面４１と、円筒面４１との間に周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間を形成するカム面４２と、円筒面４１とカム面４２との間に配置されたローラ４３と、ローラ４３を保持する保持器４４と、カム面４２に対する保持器４４の相対回転によって弾性変形させられる中立ばね４５と、を有する。
【００４７】
円筒面４１は、ドライブギヤ３３の中空軸部３３ｂのうち、大径穴部分の内側に形成されている。円筒面４１は、周方向全周に連続する。
【００４８】
カム面４２は、ハウジング６０に対して静止する固定部４６に形成されている。カム面４２と円筒面４１との間の径方向の距離は、カム面４２の周方向中央に位置する図２、図３のローラ４３の位置から周方向両側（図２において左回り及び右回り）に向かって次第に小さくなっている。なお、カム面４２を単一平面で構成した例を示したが、カム面を複数の面で構成してもよいし、単一の曲面で構成することも可能である。
【００４９】
固定部４６は、図２〜図４に示すように、ハウジング６０と別体に形成されたカムリング部材からなる。固定部４６の内周にキー溝４６ａが形成されている。軸受ケース６４は、軸方向に延びる支持軸部６４ａを有する。支持軸部６４ａは、モータ１０の駆動軸１１と軸方向に対向する位置にある。固定部４６は、キー溝４６ａに打ち込むキー（図示省略）によって、支持軸部６４ａに固定されている。支持軸部６４ａは、固定部４６と、ドライブギヤ３３と、モータ１０の駆動軸１１とを同一軸線上に支持する。なお、固定部４６と支持軸部６４ａの固定手段は特に限定されず、例えば、セレーション嵌合、ねじ締結等が挙げられる。また、固定部４６は、軸受ケース６４の一部としてハウジング６０と一体に形成してもよい。
【００５０】
固定部４６の外周は、軸方向中間位置において径方向に突き出た形状になっており、その突出部分には、周方向に間隔をおいて複数のカム面４２が形成されている。すなわち、複数のくさび空間が形成され、各くさび空間にローラ４３が配置されている。固定部４６の外周のうち、カム面４２に対して軸方向両側に位置する両端部の外径は、カム面４２よりも小径である。固定部４６のモータ１０側の端部と、ドライブギヤ３３の中空軸部３３ｂの内周との間には、転がり軸受７４が設けられている。転がり軸受７４は、ドライブギヤ３３を固定部４６に対して回転自在に支持するためのものである。
【００５１】
ローラ４３は、円筒面４１、カム面４２と接触可能な円筒状面を有する。ローラ４３は、図５に示すように、固定部４６に対する保持器４４の相対回転によって円筒面４１及びカム面４２に係合する係合位置（同図において一点鎖線で描いたローラ４３の位置参照）と、当該係合を解除する中立位置（同図において実線で描いたローラ４３の位置参照）との間を移動可能に設けられている。ローラ４３は、固定部４６に対して保持器４４が相対回転した際、円筒面４１およびカム面４２に係合して、カム面４２に回転トルクを伝達する。
【００５２】
保持器４４は、図３、図４に示すように、各ローラ４３をかご形のポケット部４４ｄで保持する係合部材からなる。保持器４４の全体的な形状は、例えば、プレス加工によって形成され、その素材として、例えば、鋼板が挙げられる。
【００５３】
保持器４４は、転がり軸受７４側に位置する内向きのフランジ４４ａを有する。保持器４４は、フランジ４４ａの内周において固定部４６の外周に回転自在に嵌合されている。フランジ４４ａは、転がり軸受７４の内輪の端面と、これに軸方向に対向する固定部４６の端面との間に位置しており、これら端面により、保持器４４の軸方向移動が規制されている。
【００５４】
中立ばね４５は、ローラ４３が中立位置となるように保持器４４を弾性的に保持する。中立ばね４５は、Ｃ形のリング部の両端に一対の係合片４５ａを外向きに形成した金属ばねからなる。中立ばね４５のリング部は、固定部４６に形成された凹部４６ｂに嵌合されている。凹部４６ｂは、固定部４６の端面において軸方向に一定の深さをもっている。一対の係合片４５ａは、凹部４６ｂの外側壁に形成された切欠部から、保持器４４に形成された切欠部４４ｂ内に挿入されている。一対の係合片４５ａは、凹部４６ｂの切欠部、保持器４４の切欠部４４ｂを周方向の相反する方向に向かって押圧する。その押圧によって、保持器４４は、ローラ４３が中立位置となる位相に保持される。
【００５５】
前述の制動機構は、円筒面４１と異なる位置でドライブギヤ３３と一体に同心回転する係合面４７と、保持器４４に対して回り止めされた状態で係合面４７に常に対向するアーマチュア４８と、アーマチュア４８と係合面４７間のトルク伝達と遮断を行う電磁クラッチ５０と、を有する。
【００５６】
係合面４７は、ドライブギヤ３３の軸方向一端側（図３、図４において右側）の端面に位置し、かつ周方向に連続する円環状に形成されている。
【００５７】
アーマチュア４８は、固定部４６に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなる。アーマチュア４８は、その内径面において、固定部４６の外周の一端部にスライド自在に嵌合されている。
【００５８】
アーマチュア４８は、周方向全周で係合面４７に軸方向に対向する側面部と異なる部位に係合穴部４８ａを有する。保持器４４は、係合穴部４８ａに挿入された係合突片４４ｃを有する。アーマチュア４８は、係合突片４４ｃと係合穴部４８ａの周方向係合により、保持器４４に対して回り止めされている。なお、係合穴部４８ａと係合突片４４ｃは、それぞれ一箇所又は複数箇所にあればよい。
【００５９】
電磁クラッチ５０は、モータ１０の非駆動時にアーマチュア４８を係合面４７に押し付ける離反ばね５１と、アーマチュア４８に対して離反ばね５１と同側でアーマチュア４８と軸方向に対向する電磁石５２とを有する。
【００６０】
電磁石５２は、フィールドコアと、フィールドコアに支持された電磁コイルとからなる。電磁石５２は、アーマチュア４８と軸方向に対向するように軸受ケース６４に対して固定されている。
【００６１】
電磁石５２は、そのフィールドコアの内周において支持軸部６４ａに嵌合されている。また、電磁石５２は、フィールドコアの端面に形成された軸方向の突起を有し、その突起と、軸受ケース６４に形成された穴部との嵌合により、軸受ケース６４に対して回り止めされている。
【００６２】
軸受ケース６４は、電磁石５２を固定するスナップフィット部６４ｂを有する。電磁石５２は、フィールドコアの外周に形成された周溝部５２ａを有する。スナップフィット部６４ｂは、電磁石５２のフィールドコア外周に嵌合する筒状であって、その筒内周側に形成された爪部で周溝部５２ａに係合するようになっている。この係合状態では、スナップフィット部６４ｂが、電磁石５２の回り止めや支持軸部６４ａとの嵌合を維持できるように、軸受ケース６４に対する電磁石５２のアーマチュア４８側への軸方向移動を規制する。これにより、電磁石５２が軸受ケース６４に対して固定される。
【００６３】
離反ばね５１は、電磁石５２のフィールドコアとアーマチュア４８との間に介在している。離反ばね５１は、アーマチュア４８の内径側に形成された周溝部４８ｂによって径方向に支持されている。離反ばね５１は、周方向に均等な複数箇所で周溝部４８ｂを軸方向に押圧する。離反ばね５１として、ウェーブワッシャを例示したが、コイルばねを採用することも可能である。
【００６４】
図示省略のコントローラが電磁石５２の通電を遮断すると、離反ばね５１によって、アーマチュア４８が係合面４７に押し付けられる。このため、電磁クラッチ５０は、離反ばね５１によってアーマチュア４８を係合面４７に押し付ける連結状態となる。一方、そのコントローラが電磁石５２の通電を行うと、電磁石５２がアーマチュア４８を磁気吸引することによって、アーマチュア４８が離反ばね５１に抗して係合面４７から離れた位置へ移動させられる。このため、電磁クラッチ５０は、アーマチュア４８の係合面４７への押し付けを解除する解放状態となる。このように、電磁クラッチ５０は、連結状態と解放状態とを電磁石５２の通電制御で切り替え可能に設けられている。その解放状態では、離反ばね５１が周溝部４８ｂに収まり、アーマチュア４８が電磁石５２に磁気吸着される。アーマチュア４８が保持器４４から軸方向に離反する量は、離反ばね５１又は電磁石５２により制限されることになるが、いずれの場合でも、アーマチュア４８が、固定部４６の凹部４６ｂからの中立ばね４５の脱出を抑制可能な位置に制限される。
【００６５】
図１に示す電動アクチュエータの動作について説明する。この電動アクチュエータは、モータ１０の通電を行ってモータ１０を駆動するとき、電磁クラッチ５０の電磁石５２の通電も行い、モータ１０の通電を遮断してモータ１０の駆動を停止するとき、電磁石５２の通電も遮断するようになっている。
【００６６】
モータ１０、電磁石５２の通電が遮断されている図１、図３のＯＦＦ状態では、アーマチュア４８が、離反ばね５１のばね力により、係合面４７に押し付けられ、これに伴って係合面４７とアーマチュア４８間に作用する摩擦力により、ドライブギヤ３３側に連結されている。また、保持器４４が、中立ばね４５のばね力により、カム面４２に対してローラ４３を中立位置に保つ位相に保持される。
【００６７】
このとき、外部からボールねじ軸２１に与えられた軸方向の逆入力でボールねじナット２２が回転させられると、ボールねじナット２２と一体にドリブンギヤ３４が回転させられる。そのドリブンギヤ３４に噛み合うドライブギヤ３３も回転させられ、ドライブギヤ３３側の係合面４７に連結されたアーマチュア４８も回転し、アーマチュア４８と回り止めされた保持器４４が、中立ばね４５に抗して回転させられる。このため、中立ばね４５は、一対の係合片４５ａ間が狭くなるように弾性変形させられると共に、その保持器４４のポケット部４４ｄに保持されたローラ４３は、ポケット部４４ｄによって保持器４４の回転方向側へ押されることによって係合位置へ移動させられ（図２、図５参照）、ドライブギヤ３３側の円筒面４１及び固定部４６のカム面４２に係合する状態になる。この係合状態になると、ドライブギヤ３３の回転トルクがローラ４３を介して固定部４６のカム面４２に受けられ、ドライブギヤ３３の回転が強制的に停止させられる。このため、ドリブンギヤ３４の回転も停止させられ、逆入力によるボールねじナット２２の回転が停止させられる。
【００６８】
一方、モータ１０、電磁石５２の通電が行われているＯＮ状態では、保持器４４が、中立ばね４５のばね力により、カム面４２に対してローラ４３を中立位置に保つ位相に保持され、また、アーマチュア４８が、電磁石５２の磁気吸引により、離反ばね５１に抗して軸方向に移動させられ、ドライブギヤ３３側の係合面４７から離れ、電磁石５２に磁気吸着された状態に保持される。このため、モータ１０側から与えられたドライブギヤ３３の回転トルクが固定部４６のカム面４２へ伝達されず、ドライブギヤ３３が、図１における左回り又は右回りのいずれに回転する場合でも自由に回転（フリー回転）する。なお、この状態でもアーマチュア４８と保持器４４間の回り止めは、係合穴部４８ａと係合突片４４ｃとによって維持される。
【００６９】
前述のＯＮ状態の後、ＯＦＦ状態に切り替えられた場合、ＯＮ状態のときにアーマチュア４８によって軸方向に圧縮された離反ばね５１が反発し、そのばね力により、アーマチュア４８がドライブギヤ３３側の係合面４７に押し付けられる。
【００７０】
また、前述のＯＦＦ状態で逆入力によるドライブギヤ３３の回転が停止させられた後、ＯＮ状態に切り替えられた場合、逆入力による保持器４４の相対回転で弾性変形させられた中立ばね４５が反発し、そのばね力により、保持器４４が復帰回転させられて、そのポケット部４４ｄに保持されたローラ４３が中立位置へ戻される。
【００７１】
ここで、保持器４４に回り止めされたアーマチュア４８と係合面４７が常に対向するため、電磁石５２の通電制御により連結状態に切り替えられる際、伝達機構側の係合面４７と制動機構側のアーマチュア４８との位相合わせを行うモータ１０の駆動制御が不要である。したがって、この電動アクチュエータは、ボールねじ２０にモータ１０からの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじ２０の駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。
【００７２】
上述のように、この電動アクチュエータは、伝達機構に属するドライブギヤ３３と一体に同心回転する円筒面４１と、ハウジング６０に対して静止する固定部４６に形成されたカム面４２と、円筒面４１とカム面４２との間に配置されたローラ４３と、ローラ４３が円筒面４１及びカム面４２に係合可能な連結状態と当該円筒面４１及び当該カム面４２に対する係合を解除可能な解放状態とを電磁石５２の通電制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）で切り替え可能に設けられた電磁クラッチ５０と、を有する制動機構の採用により、ボールねじ２０にモータ１０からの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじ２０の駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御が不要な電動アクチュエータを実現することができる。
【００７３】
また、この電動アクチュエータは、電磁クラッチ５０がモータ１０の非駆動時にアーマチュア４８を係合面４７に押し付ける離反ばね５１を有し、電磁石５２がモータ１０の駆動時にアーマチュア４８を係合面４７から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているので、無励磁形の電磁クラッチ５０になり、モータ１０の非駆動時には、電磁石５２の通電を遮断しても、離反ばね５１のばね力でアーマチュア４８と係合面４７とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータ１０の駆動時には、電磁石５２の通電を行い、磁気吸引でアーマチュア４８が係合面４７から離れた解放状態に保たれるので、モータ１０の駆動力の摩擦損失を低減することができる。
【００７４】
また、この電動アクチュエータは、ドライブギヤ３３が中空軸部３３ｂを有する外歯車からなり、制動機構の円筒面４１が中空軸部３３ｂの内側に形成されており、係合面４７がドライブギヤ３３の軸方向一端側に円環状に形成されており、中空軸部３３ｂと固定部４６との間に転がり軸受７４が設けられており、アーマチュア４８が固定部４６に対して軸方向に移動可能に嵌合された環状部材からなり、電磁石５２がアーマチュア４８と軸方向に対向するようにハウジング６０に対して固定されているので、ドライブギヤ３３と制動機構の円筒面４１とを単一部材で構成しつつ、ドライブギヤ３３と固定部４６とアーマチュア４８との同心性を転がり軸受７４で良好に保つことができる。
【００７５】
また、この電動アクチュエータは、ハウジング６０が電磁石５２を固定するスナップフィット部６４ｂを有するので、電磁石５２をハウジング６０に簡単に固定することができる。
【００７６】
なお、電磁クラッチ５０として、ディスク状のアーマチュア４８が係合面４７に常に周方向全周で対向する電磁ディスククラッチ形を例示したが、アーマチュアと係合面の形状は互いの周方向の相対位置関係を問わずに対向可能な関係であればよく、例えば、一方を円環面状とし、他方を一方に軸方向に対向する円弧面状にしてもよい。
【００７７】
第一実施形態では、電磁石５２をハウジング６０の軸受ケース６４に固定したが、電磁石５２を固定部４６側に固定してもよい。その一例としての第二実施形態を図６に示す。なお、図６例の説明では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。
【００７８】
図６に示す固定部４６は、カム面４２よりも小径なシャフト４６ｃを含むカムリング部材からなる。シャフト４６ｃは、凹部４６ｂからドライブギヤ３３と同心に延びている。シャフト４６ｃは、固定部４６の両端部のうち、軸受ケース６４側（反モータ側）の端部を構成している。
【００７９】
固定部４６は、非磁性体によって形成されている。ここで、非磁性体は、常磁性体と反磁性体を包含する概念である。例えば、常磁性体として非磁性鋼、アルミニウム等が挙げられ、反磁性体として銅、亜鉛等が挙げられる。非磁性鋼として、透磁率が１．０２以下のオーステナイト系ステンレス鋼、高マンガン鋼が挙げられる。
【００８０】
中立ばね４５は、シャフト４６ｃの端から凹部４６ｂに嵌められる。また、アーマチュア４８の内周は、シャフト４６ｃの端からシャフト４６ｃの外周に嵌合される。離反ばね５１は、電磁石５２のフィールドコアに形成された周溝部に嵌っている。電磁石５２の内周は、シャフト４６の端からシャフト４６ｃの外周に圧入嵌合される。この圧入嵌合により、電磁石５２がシャフト４６ｃに固定されている。この嵌合位置を定めるため、シャフト４６ｃには、電磁石５２のフィールドコアの端面を軸方向に受ける肩４６ｄが形成されている。アーマチュア４８は、肩４６ｄよりもカム面４２及び係合面４７に近い側に配置されている。
【００８１】
シャフト４６ｃの内周の端部は、軸受ケース６４の支持軸部６４ａに嵌合されている。なお、支持軸部６４ａに対するシャフト４６ｃの回り止めは、キーに代えてＤカットや二面幅、スプライン嵌合等を採用してもよい。
【００８２】
シャフト４６ｃの内周の残部には、雌ねじ４６ｅが形成されている。雌ねじ４６ｅは、カム面４２の内方を通過している。シャフト４６ｃの内周の端部が支持軸部６４ａに嵌合され、さらに軸受ケース６４の外側から雄ねじ部材６７が雌ねじ４６ｅにねじ込まれることにより、固定部４６がハウジング６０の軸受ケース６４に連結されている。
【００８３】
第二実施形態によれば、固定部４６の凹部４６ｂに中立ばね４５を嵌め、アーマチュア４８をシャフト４６ｃに嵌合し、離反ばね５１を保持する電磁石５２をシャフト４６ｃに嵌合固定することにより、これらをアセンブリ化することができる。さらに、ドライブギヤ３３の内側と固定部４６間に転がり軸受７４、係合子４３及び保持器４４を配置した状態に組み立てると、ドライブギヤ３３と固定部４６と電磁クラッチとを同心にアセンブリ化することができる。
【００８４】
また、電磁石５２とアーマチュア４８間のエアギャップは、同じシャフト４６ｃ上に電磁石５２とアーマチュア４８を配置するので、電磁石５２とアーマチュア４８間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力（電磁石５２がアーマチュア４８を吸引する磁力）の安定化を図ることができる。すなわち、第一実施形態では、電磁石５２を軸受ケース６４に固定し、アーマチュア４８を固定部４６の端部に嵌合するため、ハウジング６０の寸法誤差や組立て誤差がアーマチュア４８に対する電磁石５２の配置に悪影響を及ぼす構造であるのに対し、第二実施形態では、ハウジング６０の寸法誤差や組立て誤差がアーマチュア４８に対する電磁石５２の配置に影響しない。このため、電磁石５２の嵌合位置を肩４６ｄで決めるだけで、アーマチュア４８に対する電磁石５２の配置を適切に行うことができる。
【００８５】
また、第二実施形態では、固定部４６が非磁性体によって形成されているので、電磁石５２の通電時、電磁石５２から固定部４６への磁束漏洩を抑制することができる。したがって、固定部４６のシャフト４６ｃに電磁石５２を嵌合しても、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。
【００８６】
電磁石５２を固定部４６側に固定する別例としての第三実施形態を図７に示す。なお、図７例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。
【００８７】
図７に示す固定部４６のシャフト４６ｃは、第二実施形態に比して外径を小さくされている。これは、シャフト４６ｃに嵌め合う筒状の非磁性体４６ｆを配置するためである。筒状の非磁性体４６ｆの内周がシャフト４６ｃの外周に圧入されることにより、非磁性体４６ｆがシャフト４６ｃに固定されている。  
【００８８】
固定部４６を形成する材料は、非磁性体４６ｆよりも磁化され易い常磁性体又は軟質磁性体によって形成されている。
【００８９】
電磁石５２は、シャフト４６ｃに固定された非磁性体４６ｆの外周に対する圧入嵌合によって、非磁性体４６ｆの外周に固定されている。シャフト４６ｃの肩４６ｄは、非磁性体４６ｆ及び電磁石５２の各嵌合位置を規制する。
【００９０】
第三実施形態によれば、第二実施形態と同様に、固定部４６上で電磁クラッチのアセンブリ化を図ることが可能になるので、組立て性を良くすることができ、また、同じシャフト４６ｃ上に電磁石５２とアーマチュア４８を配置するので、電磁石５２とアーマチュア４８間のエアギャップの管理が容易になり、ひいては、電磁クラッチの吸引力の安定化を図ることができる。さらに、電磁石５２と固定部４６のシャフト４６ｃ間に非磁性体４６ｆが介在するため、電磁石５２から固定部４６への磁束漏洩を抑制することができる。このため、固定部４６が非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。
【００９１】
電磁石５２とアーマチュア４８間の磁気回路外への磁束漏洩対策は、電磁石５２と固定部４６間以外の箇所でも行うことが可能である。その一例としての第四実施形態を図８に示す。なお、図８例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。
【００９２】
図８に示す係合面４７は、非磁性体によって形成されている。係合面４７は、中空軸部３３ｂに固定された摩擦材からなる。
【００９３】
第四実施形態によれば、電磁石５２によるアーマチュア４８の吸引時、アーマチュア４８からドライブギヤ側の係合面４７への磁束漏洩を抑えることができる。このため、中空軸部３３ｂを含むドライブギヤが非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。
【００９４】
電磁石５２と固定部４６間以外の箇所で磁束漏洩対策を行う別例としての第五実施形態を図９に示す。なお、図９例の説明では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。
【００９５】
図９に示すアーマチュア４８は、非磁性体によって形成された被押し付け面４８ａを有する。被押し付け面４８ａは、係合面４７と軸方向に対向する位置にあり、前述の連結状態のときに係合面４７に接する部位となる。被押し付け面４８ａは、アーマチュア４８の溝部に固定された摩擦材からなる。その摩擦材以外のアーマチュア４８の残部全体は、強磁性体によって形成されている。
【００９６】
第五実施形態によれば、電磁石５２によるアーマチュア４８の吸引時、アーマチュア４８からドライブギヤ側の係合面４７への磁束漏洩を抑えることができる。このため、係合面４７、中空軸部３３ｂを含むドライブギヤが非磁性体製のものでなくとも、電磁クラッチの吸引力への悪影響を抑えることができる。
【００９７】
なお、図示説明を省略するが、第三〜第五実施形態は適宜に組み合わせてもよく、例えば、係合面と被押し付け面の双方を非磁性体で形成してもよいし、加えて筒状の非磁性体を採用してもよい。
【００９８】
この発明の別の一例として、上述の第二の手段に対応の第六実施形態を図１０、図１１に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。第二実施形態に係る電動アクチュエータは、第一実施形態の制動機構に代えて他の制動機構を採用した点で相違するものである。
【００９９】
第六実施形態に係る制動機構は、ドライブギヤ８０のボス部からなる回転軸８１と、回転軸８１上に配置された係合部材９１と、を有する。
【０１００】
回転軸８１は、軸受ケース１１０との間に介在する転がり軸受１００用の軸受嵌め合い面と異なる位置にスプライン軸部８１ａを有する。スプライン軸部８１ａは、転がり軸受１００を介して軸受ケース１１０に回転自在に支持されている。なお、回転軸８１として中空状のボス部を例示したが、外周に係合部材を配置可能な回転軸であればよく、中実軸にしてもよい。
【０１０１】
係合部材９１は、スプライン軸部８１ａに対応のスプライン穴部９１ａを有する。係合部材９１は、スプライン穴部９１ａとスプライン軸部８１ａとのスプライン嵌合により、回転軸８１と一体に同心回転可能かつ回転軸８１に対して軸方向に移動可能に配置されている。
【０１０２】
この制動機構は、係合部材９１に常に軸方向に対向する状態で軸受ケース１１０に対して静止する制動部材９２と、係合部材９１と制動部材９２間のトルク伝達と遮断を行う電磁クラッチ１２０と、を有する。
【０１０３】
制動部材９２は、周方向全周で係合部材９１と軸方向に対向する環状板になっている。制動部材９２は、軸受ケース１１０に固定されている。この固定は、外歯付きの制動部材９２と軸受ケース１１０のインサート成形、軸受ケース１１０に対する制動部材９２のねじ止め等、適宜の手段を採用すればよい。
【０１０４】
係合部材９１と制動部材９２は、互いに対向する摩擦面９１ｂ，９２ａを有する。摩擦面９１ｂ，９２ａは、それぞれ径方向に沿った平坦な円環面状に形成されている。
【０１０５】
電磁クラッチ１２０は、係合部材９１に対して制動部材９２と反対側の位置で係合部材９１に常に軸方向に対向するアーマチュア１２１と、モータの非駆動時にアーマチュア１２１を介して係合部材９１を制動部材９２に押し付ける離反ばね１２２と、アーマチュア１２１に対して係合部材９１と反対側でアーマチュア１２１に軸方向に対向する電磁石１２３と、モータの駆動時に係合部材９１を制動部材９２から離れた位置へ押し動かす弾性部材１２４と、を有する。
【０１０６】
軸受ケース１１０は、転がり軸受１００よりも大径な係合部材９１、アーマチュア１２１等を収容するため、さらにディスクケース部１１１と、マグネットケース部１１２とに分割されている。マグネットケース部１１２は、電磁石１２３を固定するスナップフィット部１１２ａを有する。アーマチュア１２１は、マグネットケース部１１２に形成された支持軸部に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。そのアーマチュア１２１と電磁石１１２のフィールドコア間に離反ばね１２２が介在している。
【０１０７】
弾性部材１２４は、スプライン軸部８１ａに遊嵌された環状の金属ばねからなる。弾性部材１２４としてコイルばねを例示したが、ウェーブワッシャを採用してもよい。回転軸８１には、弾性部材１２４を軸方向に受ける肩部８２が設けられている。弾性部材１２４は、肩部８２と係合部材９１との間に介在している。
【０１０８】
また、回転軸８１には、係合部材９１に対してアーマチュア１２１側の位置に止め輪８３が取り付けられている。止め輪８３は、弾性部材１２４のばね力によって押される係合部材９１の軸方向移動を規制する。係合部材９１と制動部材９２が軸方向に接触するとき（図１０参照）、止め輪８３と係合部材９１との間には、僅かな隙間が生じる一方、この隙間に比して大きな隙間がアーマチュア１２１と電磁石１２３との間に生じる。これら隙間の大小設定は、図１１に示すように、止め輪８３によって係合部材９１の軸方向移動が規制されたとき、係合部材９１の摩擦面９１ｂと制動部材９２の摩擦面９２ａ間を非接触の状態とし、かつ係合部材９１とアーマチュア１２１の対向面９１ｃ、１２１ａ間を非接触の状態にするためのものである。
【０１０９】
図示省略のコントローラが電磁石１２３の通電を遮断すると、離反ばね１２２によって、アーマチュア１２１が係合部材９１側へ移動させられる。離反ばね１２２が弾性部材１２４に比して優勢なばね力を発揮するため、離反ばね１２２に押されるアーマチュア１２１によって、係合部材９１が弾性部材１２４に抗して制動部材９２に押し付けられる。このため、電磁クラッチ１２０は、係合部材９１の摩擦面９１ｂを制動部材９２の摩擦面９２ａに押し付ける連結状態となる（図１０参照）。このとき、係合部材９１と制動部材９２は、互いの摩擦面９１ｂと摩擦面９２ａ間に作用する摩擦力によって連結される。一方、そのコントローラが電磁石１２３の通電を行うと、電磁石１２３がアーマチュア１２１を磁気吸引することによって、アーマチュア１２１が離反ばね１２２に抗して電磁石１２３側へ移動させられ、これに伴って弾性部材１２４が反発するばね力によって、係合部材９１が制動部材９２から離れた位置へ移動させられる。これにより、電磁クラッチ１２０は、係合部材９１の制動部材９２への押し付けを解除する解放状態となる。このように、電磁クラッチ１２０は、連結状態と解放状態とを電磁石１２３の通電制御で切り替え可能に設けられている。その解放状態では、離反ばね１２２が軸方向に圧縮された状態でアーマチュア１２１が電磁石１２３に磁気吸着され、係合部材９１が弾性部材１２４によって止め輪８３に当接する状態に保持され、係合部材９１、制動部材９２及びアーマチュア１２１の三者が非接触の状態に保たれる（図１１参照）。
【０１１０】
電磁石１２３の通電制御がモータと同期する点は第一実施形態と同様である。電磁石１２３の通電が遮断されている図１０のＯＦＦ状態では、電磁クラッチ１２０の離反ばね１２２により、係合部材９１が制動部材９２に押し付けられ、これに伴って係合部材９１と制動部材９２間に作用する摩擦力によって連結されている。このとき、逆入力によってドライブギヤ８０が回転させられようとすると、その回転トルクが回転軸８１を経て係合部材９１から制動部材９２へ伝達されるため、制動部材９２と係合部材９１間の摩擦力がブレーキ力として作用し、回転軸８１の回転が制動され、ドライブギヤ８０の回転が停止させられる。
【０１１１】
電磁石１２３の通電が行われている図１１のＯＮ状態では、アーマチュア１２１が電磁石１２３の磁気吸引により、離反ばね１２２に抗して軸方向に移動させられ、係合部材９１から離れ、電磁石１２３に磁気吸着されると共に、係合部材９１が弾性部材１２４により制動部材９２から離れた位置に保持される。このため、ドライブギヤ８０が、自由に回転（フリー回転）する。
【０１１２】
前述のＯＮ状態の後、ＯＦＦ状態に切り替えられた場合、ＯＮ状態のときにアーマチュア１２１によって軸方向に圧縮された離反ばね１２２が反発し、そのばね力により、アーマチュア１２１を介して係合部材９１が制動部材９２に押し付けられる。
【０１１３】
ここで、係合部材９１と、これに軸方向に対向する制動部材９２とを電磁石１２３の通電制御で連結状態に切り替えることが可能なため、その切り替えの際、伝達機構側の係合部材９１と制動機構側の制動部材９２との位相合わせを行うモータの制御が不要である。したがって、この電動アクチュエータも、ボールねじにモータからの駆動力を伝達する伝達機構側と、逆入力によるボールねじの駆動を抑制する制動機構側との位相合わせを行う制御を不要にすることができる。
【０１１４】
また、この電動アクチュエータは、電磁クラッチ１２０が係合部材９１に対して制動部材９２と反対側の位置で係合部材９１に常に軸方向に対向するアーマチュア１２１と、モータの非駆動時にアーマチュア１２１を介して係合部材９１を制動部材９２に押し付ける離反ばね１２２と、モータの駆動時に係合部材９１を制動部材９２から離れた位置へ押し動かす弾性部材１２４とを有し、電磁石１２３がモータの駆動時にアーマチュア１２１を係合部材９１から離れた位置へ磁気吸引するように設けられているので、無励磁形の電磁クラッチ１２０になり、モータの非駆動時には、電磁石１２３の通電を遮断しても、離反ばね１２２のばね力で間接的に係合部材９１と制動部材９２とが連結状態に保たれるので、節電することができる一方、モータの駆動時には、電磁石１２３の通電を行い、磁気吸引でアーマチュア１２１が係合部材９１から離され、かつ弾性部材１２４のばね力で係合部材９１が制動部材９２から離された解放状態に保たれるので、摩擦損失を低減することができる。
【０１１５】
第六実施形態からの更なる変更例として、第七実施形態に係る電動アクチュエータを図１２に示す。なお、以下では、第六実施形態との相違点を述べるに留める。第七実施形態に係る電動アクチュエータは、係合部材の嵌合相手を変更した点で第六実施形態と相違したものである。
【０１１６】
第七実施形態では、ドライブギヤ１３０の回転軸１３１からスプライン軸部が省略されている。モータの駆動軸１４０が、減速機の出力軸である中空状の遊星キャリア軸３２ａ及び回転軸１３１内を貫通し、制動部材９２よりも電磁石１２３の近い位置まで延びている。駆動軸１４０は、スプライン軸部１４１を有する。スプライン軸部１４１は、回転軸１３１から突き出ている。係合部材１５０は、スプライン軸部１４１にスプライン嵌合されている。駆動軸１４０には、弾性部材１５１を軸方向に受ける肩部１４２が設けられている。また、駆動軸１４０には、係合部材１５０に対してアーマチュア１２１側の位置に止め輪１４３が取り付けられている。
【０１１７】
第七実施形態では、逆入力によって伝達機構が作動させられる際、ドライブギヤ１３０、遊星キャリア軸３２ａを経由して減速機で減じた逆入力トルクがモータの駆動軸１４０に伝達する。係合部材１５１がモータの駆動軸１４０と一体に同心回転可能な状態で駆動軸１４０に対して軸方向に移動可能に嵌合されているので、モータ駆動時は、減速機でトルクを増大してボールねじを駆動できる一方、逆入力に対しては、減速機が増速機となるため、モータの駆動軸１４０の回転を阻止するために必要な保持トルクを小さくすることができ、ひいては、電磁クラッチの電磁石１２３、離反ばね１２２等の小型化や省電力化を図ることができる。
【０１１８】
上述の第六実施形態や第七実施形態では、電磁クラッチとして、ディスク状の制動部材と係合部材が互いの摩擦面間の摩擦力によって連結される電磁ディスククラッチ形を例示したが、任意噛み合い形の電磁クラッチに変更してもよい。
【０１１９】
具体的には、図１３に示すように、制動部材１６０と係合部材１７０が、互いのフェーススプライン部１６１，１７１同士の噛み合いによって連結されるものである。制動部材１６０のフェーススプライン部１６１は、制動部材１６０の円環状の中心から放射状に延びる多数の歯１６２によって構成されている。係合部材１７０のフェーススプライン部１７１は、フェーススプライン部１６１に対応した放射状の多数の歯によって構成されている。フェーススプライン部１６１と１７１の相対する歯は、係合部材１７０のいずれの回転位置でも噛み合うことができる。
【０１２０】
このように、フェーススプライン部１６１と１７１の噛み合いによる連結状態の場合、図１０、図１２例のように平坦な摩擦面間の摩擦力による保持トルクに比して大きな保持トルクにすることができ、ひいては、電磁石１２３等の小型化や省電力化を図ることができる。
【０１２１】
なお、上述の各実施形態では係合子としてローラを例示したが、カム面を円筒面状とし、係合子として、係合位置と中立位置との間で傾動可能に配置されたスプラグを採用し、そのカム面に対する保持器の相対回転によりスプラグの傾動位置を制御するようにしてもよい。
【０１２２】
今回開示された各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  モータ
１１，１４０  駆動軸
２０  ボールねじ
３１  ピニオンギヤ
３２  減速機
３２ａ  遊星キャリア軸
３３，８０，１３０  ドライブギヤ
３３ａ  外歯部
３３ｂ  中空軸部
３４  ドリブンギヤ
４１  円筒面
４２  カム面
４３  係合子（ローラ）
４４  保持器
４５  中立ばね
４６  固定部
４６ｃ  シャフト
４６ｆ  非磁性体
４７  係合面
４８，１２１  アーマチュア
４８ａ  被押し付け面
５０，１２０  電磁クラッチ
５１，１２２  離反ばね
５２，１２３  電磁石
６０  ハウジング
６４ｂ，１１２ａ  スナップフィット部
８１，１３１  回転軸
９１，１５０，１７０  係合部材
９２，１６０  制動部材
１２４，１５１  弾性部材
１６１，１７１  フェーススプライン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020058215.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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