(57)【要約】【課題】電動モータの停止状態でのねじ軸の進退移動を適切に規制することができる電動アクチュエータを低コストに提供する。【解決手段】駆動部２に、電動モータ１０の出力軸１０ａと一体回転可能に設けられたブレーキロータ７１と、ブレーキロータ７１と軸方向で当接する第１位置、およびブレーキロータ７１との間に軸方向隙間Ｇａを形成する第２位置の二位置間を相互に移動するアーマチュア７２と、第１位置に位置したアーマチュア７２と協働してブレーキロータ７１を回転不能に挟持するブレーキ板７３と、電動モータ１０への通電時にアーマチュア７２を第２位置に位置させるための磁気吸引力Ｍａが生じるステータ７４と、を備えた電磁ブレーキ７０を設ける。ステータ７４は、ブレーキロータ７１等を内周に収容した筒状部７４ｃを有する。【選択図】図１
2020141435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを有する駆動部、およびその回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部を備え、該運動変換機構部が、前記駆動部の回転運動を受けて回転するナットと、該ナットの回転に伴って軸方向に進退移動するねじ軸とを有する電動アクチュエータにおいて、
前記駆動部に、前記電動モータの出力軸と一体回転可能に設けられたブレーキロータと、前記ブレーキロータと軸方向で当接する第１位置、および前記ブレーキロータとの間に軸方向隙間を形成する第２位置の二位置間を相互に移動するアーマチュアと、前記第１位置に位置した前記アーマチュアと協働して前記ブレーキロータを回転不能に挟持するブレーキ板と、前記電動モータへの通電時に前記アーマチュアを前記第２位置に位置させるための磁気吸引力が生じるステータと、を備えた電磁ブレーキが設けられ、
前記ステータに、前記ブレーキロータ、前記アーマチュアおよび前記ブレーキ板を内周に収容した筒状部が設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動部が、前記電動モータの回転を減速して出力する遊星歯車減速機をさらに備え、
前記遊星歯車減速機のサンギヤが、前記ブレーキロータに一体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】
前記駆動部が、前記電動モータの回転を減速して出力する遊星歯車減速機をさらに備え、
前記遊星歯車減速機のリングギヤが、前記ステータに一体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４】
前記電動モータの出力軸と前記ねじ軸とが平行に配置され、前記駆動部の回転運動がギヤ機構部を介して前記ナットに伝達される請求項１〜３の何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】
近年、自動車をはじめとする車両においては、その省力化や低燃費化のために電動化が進展し、例えば、自動変速機、ブレーキおよびステアリング等の操作を電動機の力で行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、例えば下記の特許文献１には、電動モータの回転運動を直線運動に変換して出力する運動変換機構にねじ機構を採用したものが開示されている。このねじ機構を構成するねじ軸は、電動アクチュエータの出力軸（最終出力軸）を構成し、軸方向に進退移動することで操作対象を操作する。
【０００３】
上記ねじ軸は、高精度にかつスムーズに進退移動可能である。そのため、ねじ軸を最終出力軸とした電動アクチュエータは、操作対象を精度良く操作することができるという利点を有する反面、例えば、電動モータの停止状態で操作対象（ねじ軸）に外力が入力された場合、何らの対策も講じられていなければ、操作対象を誤操作してしまう可能性がある。そこで、特許文献１の電動アクチュエータには、電動モータの停止状態でねじ軸が進退移動するのを規制可能なロック機構部が設けられている。
【０００４】
上記のロック機構部は、主に、ねじ軸駆動用の電動モータ（駆動用モータ）とは別に設けられた小型の電動モータ（ロック用モータ）と、ロック用モータの出力を受けて軸方向に移動可能なロック部材とを備える。駆動用モータとねじ機構との間の動力伝達経路上には、駆動用モータの回転運動をねじ機構のナットに伝達するためのギヤ機構部が設けられており、ロック部材は、ギヤ機構部の駆動ギヤに設けられた孔部に対して挿脱可能とされている。以上の構成を有するロック機構部は、例えば以下のように動作する。まず、駆動用モータに電力が供給されている状態では、ロック用モータにも電力が供給され、ロック部材が駆動ギヤの孔部から離脱した状態で保持される。この場合、駆動ギヤは回転可能であり、駆動用モータの回転運動がギヤ機構部を介してナットに伝達されることから、電動アクチュエータは、ねじ軸の進退移動が許容されるロック解除状態となる。一方、駆動用モータへの電力供給が中断されると、ロック用モータへの電力供給も中断される。これに伴い、ロック部材が駆動ギヤの孔部に挿入されると、駆動ギヤの回転方向で駆動ギヤとロック部材が係合する。これにより、駆動ギヤが回転不能となるため、電動アクチュエータはねじ軸の進退移動が規制されるロック状態となる。
【０００５】
以上を小括すると、特許文献１の電動アクチュエータは、駆動用モータが駆動されると、ロック用モータも併せて駆動されてロック状態からロック解除状態に移行し、駆動用モータが停止するとロック解除状態からロック状態に移行するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
上記のロック機構部は、ロック部材が駆動ギヤに設けられた孔部に挿入されなければ、ねじ軸の進退移動を規制するロック状態にすることができない。そのため、例えば、操作対象に外力が作用した時点で上記孔部の配設位置とロック部材の配設位置とが駆動ギヤの回転方向でずれていた場合（ロック部材の移動方向の延長線上に上記孔部が存在しない場合）、ロック機構部が有効に作用せず、ねじ軸の進退移動を即座に規制することができないという問題がある。このような問題発生を回避するためには、複雑な制御が必要となり、アクチュエータの高コスト化を招来する。
【０００８】
そこで、本発明の主な目的は、複雑な制御を必要とすることなく、駆動用モータの停止状態でねじ軸に外力が作用した場合にねじ軸が進退移動するのを適切に規制することができ、かつ低コストの電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、電動モータを有する駆動部と、駆動部の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構部とを備え、運動変換機構部が、駆動部の回転運動を受けて回転するナットと、ナットの回転に伴って軸方向に進退移動するねじ軸とを有する電動アクチュエータにおいて、駆動部に、電動モータの出力軸と一体回転可能に設けられたブレーキロータと、ブレーキロータと軸方向で当接する第１位置、およびブレーキロータとの間に軸方向隙間を形成する第２位置の二位置間を相互に移動するアーマチュアと、第１位置に位置したアーマチュアと協働してブレーキロータを回転不能に挟持するブレーキ板と、電動モータへの通電時にアーマチュアを第２位置に位置させるための磁気吸引力が生じるステータと、を備えた電磁ブレーキが設けられ、ステータに、ブレーキロータ、アーマチュアおよびブレーキ板を内周に収容した筒状部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、電動モータへの通電が停止された状態では、アーマチュアに磁気吸引力が作用せずにアーマチュアが第１位置に位置することにより、アーマチュアとブレーキ板とでブレーキロータが回転不能に挟持されるので、ブレーキロータと一体回転するモータ出力軸の回転が規制される。これにより、モータ出力軸の回転運動を受けて回転するナットの回転、さらにはねじ軸の進退移動が規制されるロック状態となる。一方、電動モータに通電されると、アーマチュアが第２位置に位置（第１位置から第２位置に移動）してアーマチュアとブレーキロータとの間に軸方向隙間が形成され、ブレーキロータを回転不能に挟持する挟持力が解放されるので、モータ出力軸の回転が許容される。これにより、ナットの回転、さらにはねじ軸の進退移動が許容されるロック解除状態となる。要するに、本発明に係る電動アクチュエータでは、アーマチュアの二位置間での移動に伴って、モータ出力軸と一体回転するブレーキロータが回転不能に挟持される状態と挟持されない状態とが切り替えられることにより、ロック状態とロック解除状態とが切り替えられる。そのため、複雑な制御を必要とせずに、電動モータの停止状態でのねじ軸の進退移動を適切に規制することができる。
【００１１】
また、電磁ブレーキを構成するステータには、ブレーキロータ、アーマチュアおよびブレーキ板を内周に収容した筒状部を設けているので、ステータを電動アクチュエータのケーシングの一構成部材として活用することができる。この場合、電動アクチュエータに、電磁ブレーキを収容するための専用部品を別途設ける必要がなくなるので、電動アクチュエータの低コスト化に寄与することができる。
【００１２】
駆動部に電動モータの回転を減速して出力する遊星歯車減速機をさらに設ければ、電動モータの小型化を図ることができるので、電動アクチュエータの軽量・コンパクト化を図る上で有利となる。このとき、遊星歯車減速機のサンギヤは、ブレーキロータと一体に設けても良いし、遊星歯車減速機のリングギヤは、ステータと一体に設けても良い。
【００１３】
本発明は、例えば、電動モータの出力軸とねじ軸とが平行に配置され、駆動部の回転運動がギヤ機構部を介して運動変換機構部に伝達されるタイプの電動アクチュエータに好ましく適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のことから、本発明によれば、複雑な制御を必要とすることなく、駆動部（電動モータ）の停止状態でねじ軸が軸方向に進退移動するのを適切に規制することができる電動アクチュエータを低コストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの概略縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】（ａ）図は、電動モータの駆動時における電動アクチュエータの部分拡大図、（ｂ）図は、電動モータの停止時における電動アクチュエータの部分拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動アクチュエータの部分拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電動アクチュエータの部分拡大図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電動アクチュエータの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で使用する「軸方向一方側」とは図１の紙面左側であり、「軸方向他方側」とは図１の紙面右側である。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータ１の概略縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。電動アクチュエータ１は、回転駆動力を発生させる駆動部２と、駆動部２から出力された回転駆動力（回転運動）を直線運動に変換して出力する運動変換機構部３と、駆動部２の回転運動を運動変換機構部３に伝達するギヤ機構部４と、運動変換機構部３を支持する支持部５と、運動変換機構部３の直線運動を操作対象に出力（伝達）する操作部６とを備える。駆動部２は、モータ部８および減速機構部９と、ロック機構部７とで構成される。
【００１８】
モータ部８は、主に、電動モータ１０と、電動モータ１０を収容したモータケース１１とを備える。モータケース１１は、ケース本体１２と、ケース本体１２の軸方向一方側の端部開口を封止する封止部材１３とを備える。電動モータ１０のモータ端子（図示省略）は、図示外の導電部材や動力線を介して動力電源に接続されている。電動モータ１０としては、その出力軸１０ａの回転量を検出・制御することができるブラシ付きのＤＣモータやブラシレスモータが使用される。
【００１９】
減速機構部９は、電動モータ１０の回転を減速して出力する減速機と、減速機を収容した減速機ケース１６とを備える。減速機ケース１６は、その軸方向一方側に隣接配置された電磁ブレーキ７０のステータ７４（詳細は後述する）に対して分離可能に連結されている。
【００２０】
減速機は遊星歯車減速機１５で構成される。すなわち、減速機は、電動モータ１０の出力軸１０ａと一体回転可能に設けられたサンギヤ１７と、サンギヤ１７の径方向外側（ここでは減速機ケース１６の内周）に設けられたリングギヤ１８と、サンギヤ１７とリングギヤ１８の間に配置され、サンギヤ１７およびリングギヤ１８に噛み合った複数（例えば、３つ）の遊星ギヤ１９と、遊星ギヤ１９を回転自在に保持した遊星ギヤホルダ２０および遊星ギヤキャリア２１とを備える。遊星ギヤキャリア２１は、遊星ギヤ１９に連結された環状部２１ａと、環状部２１ａの内径端部から軸方向他方側に延びた円筒部２１ｂとを一体に有し、遊星ギヤ１９の公転運動を取り出して出力する。遊星ギヤキャリア２１の円筒部２１ｂは、後述する転がり軸受４５（の内輪）およびギヤボス４４と一体回転可能に連結されている。
【００２１】
上記構成を有する減速機１５により、電動モータ１０の出力軸１０ａの回転運動が減速された上でギヤ機構部４、さらには運動変換機構部３に伝達される。これにより、ギヤ機構部４の回転トルクを増加することができるので、小型の電動モータ１０を採用することができる。
【００２２】
運動変換機構部３は、ボールねじ３０で構成される。ボールねじ３０は、電動モータ１０の出力軸１０ａと平行に配置されたねじ軸３１と、多数のボール３３を介してねじ軸３１の外周に回転可能に嵌合されたナット３２と、循環部材としてのこま３４とを備える。ねじ軸３１の外周面に形成された螺旋状溝３１ａとナット３２の内周面に形成された螺旋状溝３２ａとの間に多数のボール３３が装填され、こま３４が組み込まれている。このような構成により、ナット３２が回転するのに伴ってねじ軸３１が軸方向に進退移動する際には、両螺旋状溝３１ａ，３２ａの間でボール３３が循環する。
【００２３】
ねじ軸３１は、電動アクチュエータ１の出力部材を構成するものであり、その軸方向一方側の端部には、図示外の操作対象を操作するための操作部６が設けられている。図示例において、操作部６は、操作対象とねじ軸３１とを連結するための連結部材が挿入される径方向の貫通孔で構成される。
【００２４】
電動アクチュエータ１には、筒部３５ａおよび底部３５ｂを有する有底筒状の軸ケース３５が設けられ、この軸ケース３５にねじ軸３１の一部が収容されている。本実施形態の軸ケース３５には、筒部３５ａの軸方向一方側の端部から径方向外側に延びたフランジ部３５ｃが一体に設けられ、このフランジ部３５ｃは、支持部５を構成する軸受ケース５１に対して分離可能に連結されている。
【００２５】
電動アクチュエータ１には、ねじ軸３１の軸方向位置（進退移動量）を検出するための位置検出装置が設けられる。この位置検出装置は、例えば、モータケース１１に取り付けられたストロークセンサとしての磁気センサ（図示省略）と、ねじ軸３１に取り付けられたセンサターゲットとしての永久磁石３７とで構成される。永久磁石３７は、保持部材３８を介してねじ軸３１に取り付けられている。この場合、ねじ軸３１が進退移動すると、これに伴って移動する永久磁石３７の磁場（例えば磁束密度の向きおよび強さ）の変化が磁気センサで検出されることにより、ねじ軸３１の進退移動量が検出される。
【００２６】
ねじ軸３１の軸方向他方側の端部には、ねじ軸３１がその軸線回りに回転するのを規制するための回転規制部６０を設けている。図２にも示すように、回転規制部６０は、ねじ軸３１に設けられた径方向の貫通孔３１ｂに挿入（圧入）され、両端部がねじ軸３１の外側に突出した支持ピン６１と、支持ピン６１の突出部に外嵌され、支持ピン６１に回転可能に支持されたガイドローラ６２と、軸ケース３５の筒部３５ａの内周面に設けられて軸方向に延び、ガイドローラ６２が転動可能に嵌め込まれた一対の案内溝３５ｄとを備える。
【００２７】
上記のとおり、本実施形態の電動アクチュエータ１には、ねじ軸３１の軸方向位置を検出するための位置検出装置を設けており、また、ねじ軸３１は、ねじ軸３１に取り付けたガイドローラ６２が軸ケース３５に設けられた案内溝３５ｄに沿って転動することで進退移動することから、ねじ軸３１の前進限および後退限を制御することができる。従って、ねじ軸３１は基本的に所定の停止位置を越えて前進又は後退しない。しかしながら、位置検出装置の故障などにより、ねじ軸３１が誤作動して所定の停止位置を越えて後退（軸方向他方側に移動）すると、ねじ軸３１の他端部が軸ケース３５の底部３５ｂに衝突し、軸ケース３５が変形・破損等するおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、ねじ軸３１と軸ケース３５の底部３５ｂとの間にゴム、樹脂又は熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成された緩衝部材６３を設けている。これにより、仮にねじ軸３１が軸ケース３５の底部３５ｂに衝突した場合でも、緩衝部材６３によって衝撃荷重が緩和されるので、軸ケース３５が破損等する可能性を低減することができる。
【００２９】
本実施形態の緩衝部材６３は、ねじ軸３１の軸方向他方側の端面３１ｃに開口した凹部３１ｄに挿入される円柱状の差込部６４と、ねじ軸３１と軸ケース３５の底部３５ｂとの間に介在するフランジ状の緩衝部６５とで構成されている。緩衝部材６３の差込部６４には径方向の貫通孔６６が設けられており、緩衝部材６３は、貫通孔６６に支持ピン６１を挿通することでねじ軸３１に対して取付固定される。要するに、支持ピン６１は、ガイドローラ６２の支持軸として機能するだけでなく、緩衝部材６３の取付部材としても機能する。このような構成により、ねじ軸３１、支持ピン６１、ガイドローラ６２および緩衝部材６３等を備えたアセンブリを容易に組み立てることができる。
【００３０】
図１に示すように、ギヤ機構部４は、駆動部２の出力を受けて回転駆動される駆動ギヤ４１と、駆動ギヤ４１と噛み合った従動ギヤ４２と、駆動ギヤ４１および従動ギヤ４２を収容したギヤケース４３と、駆動ギヤ４１の内周に配置されたギヤボス４４と、ギヤボス４４を電動アクチュエータ１のケーシングに対して回転自在に支持した一対の転がり軸受（例えば深溝玉軸受）４５，４６とを備える。従動ギヤ４２は、ナット３２の外周面が圧入された円筒状のナット装着部４２ａを有する。ギヤボス４４は、電動モータ１０の出力軸１０ａと同軸に配置されており、その外周面には遊星ギヤキャリア２１の円筒部２１ａの内周面、および駆動ギヤ４１の内周面が圧入されている。
【００３１】
以上の構成により、電動モータ１０の出力軸１０ａが回転し、その回転駆動力が減速機１５を介してギヤボス４４に伝達されると、ギヤボス４４および駆動ギヤ４１が一体回転すると共に、駆動ギヤ４１と噛み合った従動ギヤ４２、さらには従動ギヤ４２に固定されたボールねじ３０のナット３２が一体回転する。これにより、ナット３２の回転方向に応じてボールねじ３０のねじ軸３１が軸方向に進退移動し、ねじ軸３１の操作部６に連結された操作対象が操作される。
【００３２】
なお、本実施形態では、従動ギヤ４２に、駆動ギヤ４１よりも大径でかつの歯数の多いものを採用している。そのため、ギヤ機構部４に入力された回転運動は、減速されると共にトルクが増加された上でナット３２に伝達される。これにより、電動モータ１０の一層の小型化を図ることができる。
【００３３】
ギヤケース４３は、ねじ軸３１の一部を収容した円筒部４３ａを有する。円筒部４３ａとねじ軸３１との間には筒状のブーツ４７が取り付けられる。ブーツ４７は、樹脂、ゴムあるいは熱可塑性エラストマー等の弾性材料で形成され、小径筒部４７ａおよび大径筒部４７ｂと、両筒部４７ａ，４７ｂを接続する蛇腹部４７ｃとを一体に有する。小径筒部４７ａはブーツバンド４８Ａによってねじ軸３１に対して締め付け固定され、大径筒部４７ｂはブーツバンド４８Ｂによってギヤケース４３の円筒部４３ａに対して締め付け固定される。このような構成により、ギヤケース４３内への異物侵入が防止される。ブーツ４７の外周には、ブーツ４７を保護するためのブーツカバー４９が配置されている。本実施形態のブーツカバー４９は、モータケース１１を構成するケース本体１２と一体に設けられている。
【００３４】
支持部５は、ボールねじ３０のナット３２を回転自在に支持する支持軸受５０と、支持軸受５０を収容した軸受ケース５１とを備える。軸受ケース５１は、軸方向一方側に隣接配置されたギヤケース４３に対して分離可能に連結されている。
【００３５】
支持軸受５０としては、外輪５０ａおよび内輪５０ｂと、これらの間に転動自在に配されたボール５０ｃと、ボール５０ｃを保持した図示外の保持器とを備えた転がり軸受（玉軸受）のうち、ラジアル荷重および両方向のアキシャル荷重を支持することができる複列アンギュラ玉軸受が使用される。軸受ケース５１と支持軸受５０との間には、径方向内向きの鍔部を一体に有する鍔付き円筒状のスリーブ５２が配置されており、支持軸受５０の外輪５０ａは、スリーブ５２の鍔部とスリーブ５２の内周面に装着された止め輪５３とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。一方、支持軸受５０の内輪５０ｂは、従動ギヤ４２とナット３２の外周面に装着された止め輪５４とで挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。
【００３６】
以下、本実施形態の電動アクチュエータ１で採用しているロック機構部７について詳細に説明する。ロック機構部７は、ねじ軸３１の進退移動を許容するロック解除状態と、ねじ軸３１の進退移動を規制するロック状態とを切り替える機能を有する。
【００３７】
図１に示すように、ロック機構部７は、電動モータ１０と遊星歯車減速機１５との間に配置された電磁ブレーキ７０で構成される。図３（ａ）（ｂ）にも示すように、電磁ブレーキ７は、主に、ブレーキロータ７１と、ブレーキロータ７１の軸方向一方側に配置されたアーマチュア７２と、ブレーキロータ７１（の環状部７１ｂ）の軸方向他方側に配置されたブレーキ板７３と、ステータ７４と、押圧バネ７５とを備える。
【００３８】
ブレーキロータ７１は、電動モータ１０の出力軸１０ａと一体回転可能に設けられたハブ部７１ａと、アーマチュア７２とブレーキ板７３との間に介在する環状部７１ｂとを有する。本実施形態の環状部７１ｂは、ハブ部７１ａとは別部材とされ、適宜の手段でハブ部７１ａに対して固定されているが、ハブ部７１ａと一体に設けることも可能である。環状部７１ｂの一端面は、ハブ部７１ａの一端面よりも僅かに軸方向一方側に位置している。
【００３９】
ステータ７４は、コイル部７４ａと、コイル部７４ａを保持したコア部７４ｂと、コア部７４ｂの軸方向他方側の端部外周部から軸方向に延び、ブレーキロータ７１、アーマチュア７２およびブレーキ板７３を内周に収容した筒状部７４ｃとを有する。このステータ７４は、コア部７４ｂの軸方向一方側の端部がモータケース１１のケース本体１２に対して分離可能に連結されると共に、筒状部７４ｃの軸方向他方側の端部が減速機ケース１６に対して分離可能に連結されることにより、固定的に保持されている。そのため、コア部７４ｂおよび筒状部７４ｃは、電動アクチュエータ１のケーシングとしての機能を有する。コイル部７４ａを構成するコイルは、図示外の導電部材や動力線を介して動力電源（例えば、電動モータ１０が接続された動力電源）に接続されている。
【００４０】
ブレーキ板７３は、軸方向の所定位置に固定的に配置され、アーマチュア７２は、軸方向移動可能な状態でブレーキロータ７１とステータ７４との間に配置されている。より具体的には、アーマチュア７２は、ブレーキロータ７１と軸方向で当接する（ブレーキ板７３と協働してブレーキロータ７１を回転不能に挟持する）第１位置［図３（ｂ）参照］と、ブレーキロータ７１との間に軸方向隙間Ｇａを形成し、ブレーキロータ７１の回転を許容する第２位置［図３（ａ）参照］の二位置間を相互に移動可能とされている。なお、図３（ａ）では、理解の容易化のために軸方向隙間Ｇａの隙間幅を誇張して描いているが、実際の隙間幅は０．５ｍｍ前後である。
【００４１】
押圧バネ７５は、ステータ７４（のコア部７４ｂ）の内径部に設けられた環状突起とアーマチュア７２との間に圧縮状態で配設された圧縮コイルバネからなり、アーマチュア７２を軸方向他方側に付勢している。
【００４２】
ロック機構部７としての電磁ブレーキ７０は以上の構成を有し、以下のように動作することでロック解除状態とロック状態とを切り替える。
【００４３】
まず、図３（ａ）に示すように、電動モータ１０に通電され、電動モータ１０の出力軸１０ａが回転駆動されている状態では、ステータ７４のコイル部７４ａに通電されるようになっている。コイル部７４ａに通電されると、コイル部７４ａは磁気回路Ｍを発生させ、この磁気回路Ｍの発生に伴って生じる磁気吸引力Ｍａによりアーマチュア７２は押圧バネ７５の付勢力に抗して軸方向一方側に吸引（ステータ７４に吸着）される。これにより、アーマチュア７２は、第２位置に位置し、アーマチュア７２とブレーキロータ７１との間に軸方向隙間Ｇａが形成される。そのため、ブレーキロータ７１には制動力（摩擦力）が作用せず、ブレーキロータ７１が一体回転可能に設けられた電動モータ１０の出力軸１０ａの回転も許容される。出力軸１０ａの回転が許容されれば、出力軸１０ａの回転運動を受けて回転するボールねじ３０のナット３２の回転、さらには、ねじ軸３１の進退移動も許容される。要するに、電磁ブレーキ７０は、電動モータ１０への通電時には、電動アクチュエータ１をロック解除状態に保持する。
【００４４】
一方、電動モータ１０への通電が停止（中断）されると、ステータ７４のコイル部７４ａへの通電も停止される。これにより、磁気回路Ｍが消失し、アーマチュア７２を吸引していた磁力Ｍａがアーマチュア７２に作用しなくなるので、アーマチュア７２は、押圧バネ７５の付勢力を受けて軸方向他方側に押圧され、ブレーキロータ７１と軸方向で当接する第１位置に移動する。アーマチュア７２が第１位置に位置したときには、アーマチュア７２とブレーキ板７３の協働によってブレーキロータ７１が回転不能に挟持されるので、電動モータ１０の出力軸１０ａの回転が規制される。出力軸１０ａの回転が規制されれば、出力軸１０ａの回転運動を受けて回転するナット３２の回転、さらには、ねじ軸３１の進退移動も規制される。従って、電動モータ１０の停止状態でねじ軸３１に外力が入力された場合でも、ねじ軸３１および操作対象は所定位置に保持される。
【００４５】
以上で説明したように、本発明に係る電動アクチュエータ１では、電動モータ１０の駆動又は停止に連動してアーマチュア７２が二位置間で移動するのに伴って、ブレーキロータ７１が回転不能に挟持される状態と挟持されない状態とが切り替えられるだけで、ねじ軸３１の進退移動を規制するロック状態とねじ軸３１の進退移動を許容するロック解除状態とが切り替えられる。そのため、複雑な制御を必要とせずに、電動モータ１０の停止状態でのねじ軸３１の進退移動を適切に規制することができる。
【００４６】
なお、本発明で採用している電磁ブレーキ７０は、いわゆる摩擦式の無励磁型電磁ブレーキであるため、その制動力は、電磁ブレーキの中でも歯面同士の噛み合いによって制動力を生じさせるツース式電磁ブレーキと比較するとどうしても小さくなる。但し、本発明では、ブレーキロータ７１が電動モータ１０の出力軸１０ａに一体回転可能に設けられている関係上、ブレーキロータ７１に作用する回転トルクは比較的小さいので、摩擦式の無励磁型電磁ブレーキでも十分な制動力を確保することができる。
【００４７】
また、電磁ブレーキ７０のステータ７４には、ブレーキロータ７１、アーマチュア７２およびブレーキ板７３を内周に収容した筒状部７４ｃを設け、ステータ７４を電動アクチュエータ１のケーシングの一構成部材として活用している。このようにすれば、電動アクチュエータ１に電磁ブレーキ７０を収容するための専用部品を別途設ける必要がなくなるので、電動アクチュエータ１の低コスト化に寄与することができる。
【００４８】
以上で述べたような作用効果が相俟って、本発明によれば、複雑な制御を必要とすることなく、電動モータ１０の停止状態でねじ軸３１が進退移動するのを適切に規制することができて信頼性に富む電動アクチュエータ１を低コストに実現することができる。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータ１について説明したが、ロック機構部７としての電磁ブレーキ７０は、例えば図４〜図６に示すような構成とすることもできる。
【００５０】
図４に示す第２実施形態では、、ブレーキロータ７１に減速機１５のサンギヤ１７を一体に設けている。より具体的には、ブレーキロータ７１を構成するハブ部７１ａを軸方向他方側に延長し、この延長部７１ｃに遊星歯車減速機１５のサンギヤ１７を設けると共に、延長部７１ｃを電動モータ１０の出力軸１０ａに固定している。このような構成によれば、ハブ部７１ａとサンギヤ１７を個別に設けると共に、両者を個別に出力軸１０ａに固定していた図１に示す第１実施形態に比べ、部品点数や組立工数を削減することができるので、電動アクチュエータ１を低コスト化することができる。
【００５１】
図５に示す第３実施形態では、電磁ブレーキ７０のステータ７４（の筒状部７４ｃ）に遊星歯車減速機１５のリングギヤ１８を一体に設け、図１および図４に示す実施形態でリングギヤ１８を設けていた減速機ケース１６を省略している。これに伴い、ステータ７４の筒状部７４ｃに対してギヤケース４３を連結している。また、遊星歯車減速機１５のサンギヤ１７の一端外径面（小径外径面）にブレーキディスク７１のハブ部７１ａを一体回転可能に固定し、サンギヤ１７とブレーキディスク７１（のハブ部７１ａ）とを軸方向でオーバーラップさせている。このようにすれば、ケース同士の連結部に設けられるシールリング（連結部のシール性を担保するための部材であり、図１や図５中に示す断面楕円形状の部材）を省略できることに加え、電動アクチュエータ１を軸方向にコンパクト化することができる。
【００５２】
図６に示す第４実施形態では、ブレーキロータ７１のハブ部７１ａに減速機１５のサンギヤ１７を一体に設けると共に、ステータ７４の筒状部７４ｃに減速機１５のリングギヤ１８を一体に設けている。要するに、この実施形態の電動アクチュエータ１は、図４および図５に示す実施形態で採用している特徴的構成を併せ持つ。このようにすれば、部品点数および組立工数の削減による低コスト化と、軸方向のコンパクト化とを同時に実現することができる。
【００５３】
以上で説明した実施形態では、運動変換機構部３をボールねじ３０で構成したが、本発明は、運動変換機構部３をすべりねじで構成した電動アクチュエータ１に適用することもできる。すべりねじとは、ボール３３およびこま３４が省略され、実質的にねじ軸３１およびその外周に回転可能に嵌合されたナット３２のみで構成されたねじ機構である。
【００５４】
また、以上で説明した実施形態では、駆動部２に減速機構部９を設けたが、減速機構部９は省略することもできる。図示は省略するが、減速機構部９を省略した場合には、電動モータ１０の出力軸１０ａとギヤ機構部４のギヤボス４４とを一体回転可能に連結すれば良い。
【００５５】
また、以上で説明した実施形態では、駆動ギヤ４１よりも従動ギヤ４２の歯数を多くすることにより、ギヤ機構部４内に減速機構を形成したが、ギヤ機構部４内の減速機構は省略しても構わない。すなわち、駆動ギヤ４１および従動ギヤ４２の歯数は同数とすることも可能である。
【００５６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５７】
１      電動アクチュエータ
２      駆動部
３      運動変換機構部
１０    電動モータ
１０ａ  出力軸
１５    遊星歯車減速機
１７    サンギヤ
１８    リングギヤ
３０    ボールねじ
３１    ねじ軸
３２    ナット
７０    電磁ブレーキ
７１    ブレーキロータ
７１ａ  ハブ部
７１ｂ  環状部
７２    アーマチュア
７３    ブレーキ板
７４    ステータ
７４ａ  コイル部
７４ｂ  コア部
７４ｃ  筒状部
７５    押圧バネ
Ｍ      磁気回路
Ｍａ    磁気吸引力
【図１】
2020141435.tif 000003
【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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