(57)【要約】【課題】噛み合いを確実に行い、逆入力による作動を高度に防止できるロック機構を提供する。【解決手段】電磁コイルへの通電を遮断した場合は、永久磁石の磁束によって可動磁性体６１が静止体６０に対して接近する方向に吸引され、可動磁性体６１が駆動入力によって回転しながら従動非磁性体６２に対して接触することで、可動磁性体６１と従動非磁性体６２とが同じ方向に回転しながら噛み合い、次いで、駆動入力を停止した後の逆入力により、可動磁性体６１と従動非磁性体６２とが連れ回りすることで、従動非磁性体６２と静止体６０とが噛み合ってロック状態となる。【選択図】図４
2020139614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動入力とは反対方向の逆入力による作動を防止するロック機構であって、
前記ロック機構は、永久磁石と電磁コイルとを有する静止体と、回転可能に構成されると共に前記静止体に対して接近離間する方向に移動可能な可動磁性体と、前記可動磁性体と前記静止体との間で回転可能に設けられると共にこれらに対して接近離間する方向に移動可能な従動非磁性体と、前記可動磁性体と前記従動非磁性体とを前記静止体に対して離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記静止体、前記可動磁性体、及び前記従動非磁性体は、互いに接近した際に噛み合う歯部を有し、
前記電磁コイルへの通電を行った場合は、通電により発生した前記電磁コイルの磁束により、前記可動磁性体を前記静止体側へ吸引する前記永久磁石の磁束が打ち消されて、前記可動磁性体及び前記従動非磁性体が前記付勢部材の付勢力により前記静止体に対して離間する方向に移動し、前記静止体と前記従動非磁性体との間、及び、前記可動磁性体と前記従動非磁性体との間での噛み合いが解除されて非ロック状態となり、
前記電磁コイルへの通電を遮断した場合は、前記永久磁石の磁束によって前記可動磁性体が前記静止体に対して接近する方向に吸引され、前記可動磁性体が前記駆動入力によって回転しながら前記従動非磁性体に対して接触することで、前記可動磁性体と前記従動非磁性体とが同じ方向に回転しながら噛み合い、次いで、前記駆動入力が停止した後の前記逆入力により、前記可動磁性体と前記従動非磁性体とが連れ回りすることで、前記従動非磁性体と前記静止体とが噛み合ってロック状態となることを特徴とするロック機構。
【請求項２】
前記静止体及び前記従動非磁性体の互いに対向する面に設けられた歯部は、前記駆動入力によって前記従動非磁性体が回転する際に噛み合わず、前記逆入力によって前記従動非磁性体が回転する際に噛み合う、ラチェット状の歯部で構成されている請求項１に記載のロック機構。
【請求項３】
前記電磁コイルへの通電の遮断を、前記駆動入力の目標の停止タイミングに達する前に行う請求項１又は２に記載のロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの駆動よる入力とは反対方向の逆入力による作動を防止するロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等の省力化、低燃費化のために電動化が進み、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開発され、市場に投入されている。
【０００３】
このような用途に使用される電動アクチュエータにおいては、電動アクチュエータの停止中に操作対象となる装置側から電動アクチュエータ側へ負荷（出力側から入力側への逆入力）がかかると、その負荷によって電動アクチュエータが作動してしまうといった課題がある。そのため、従来では、このような操作対象側からの逆入力による電動アクチュエータの作動を防止するため、ロック機構を備えたものが提案されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、電動モータの駆動力を伝達するドライブギヤの回転を規制することで、逆入力による電動アクチュエータの作動を防止する構成が開示されている。具体的には、先端に突起を有するロック部材を前進させ、ドライブギヤに設けられた複数の係合孔の１つに対してロック部材の突起を差し込むことで、ドライブギヤの回転を規制するようにしている。
【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、上記のような突起をドライブギヤの係合孔に挿入して、ドライブギヤの回転を規制する構成では、突起に対する応力集中が大きくなるため、突起の摩耗が生じやすくなるといった課題がある。
【０００７】
これに対して、例えば、図６に示すような、放射状に並ぶ複数の歯同士を噛み合わせる一対のクラッチ部材１００Ａ，１００Ｂを有するツースクラッチと称されるものの場合は、噛み合い面を広く確保できるため、応力集中を低減することが可能である。このようなツースクラッチの場合は、一方の凸と他方の凹との位相を合わせて噛み合わせるために、一方を他方に対して回転させながら接近させる必要がある。しかしながら、その際に、凸同士が当たって一旦噛み合いに失敗すると、相対な回転速度差により続けて噛み合いに失敗し、最終的に良好な噛み合い状態が得られなくなる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、噛み合いを確実に行い、逆入力による作動を高度に防止できるロック機構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】
上記課題を解決するため、本発明は、駆動源からの駆動入力とは反対方向の逆入力による作動を防止するロック機構であって、ロック機構は、永久磁石と電磁コイルとを有する静止体と、回転可能に構成されると共に静止体に対して接近離間する方向に移動可能な可動磁性体と、可動磁性体と静止体との間で回転可能に設けられると共にこれらに対して接近離間する方向に移動可能な従動非磁性体と、可動磁性体と従動非磁性体とを静止体に対して離間する方向に付勢する付勢部材と、を備え、静止体、可動磁性体、及び従動非磁性体は、互いに接近した際に噛み合う歯部を有し、電磁コイルへの通電を行った場合は、通電により発生した電磁コイルの磁束により、可動磁性体を静止体側へ吸引する永久磁石の磁束が打ち消されて、可動磁性体及び従動非磁性体が付勢部材の付勢力により静止体に対して離間する方向に移動し、静止体と従動非磁性体との間、及び、可動磁性体と従動非磁性体との間での噛み合いが解除されて非ロック状態となり、電磁コイルへの通電を遮断した場合は、永久磁石の磁束によって可動磁性体が静止体に対して接近する方向に吸引され、可動磁性体が駆動入力によって回転しながら従動非磁性体に対して接触することで、可動磁性体と従動非磁性体とが同じ方向に回転しながら噛み合い、次いで、駆動入力を停止した後の逆入力により、可動磁性体と従動非磁性体とが連れ回りすることで、従動非磁性体と静止体とが噛み合ってロック状態となることを特徴とする。
【００１０】
上記のように、本発明に係るロック機構においては、ロック状態にする際、可動磁性体が駆動入力によって回転しながら従動非磁性体に対して接触することで、従動非磁性体が可動磁性体と同じ方向に回転する。これにより、可動磁性体と従動非磁性体との間の相対的な回転速度差が小さくなる又は無くなるため、回転速度差が大きい場合の噛み合いの仕損じが発生しにくくなり、可動磁性体と従動非磁性体との噛み合いを確実に行うことができる。次いで、駆動入力停止後の逆入力によって従動非磁性体と静止体との噛み合いを行う際は、このときの逆入力による従動非磁性体の回転速度が駆動入力時の回転速度よりも遅いため、従動非磁性と静止体との噛み合いは仕損じることなく確実に行うことが可能である。このように、本発明に係るロック機構によれば、可動磁性体とこれと連れ回りする従動非磁性とによって第１段階の噛み合いを確実に行い、次いで、逆入力を利用して従動非磁性と静止体との第２段階の噛み合いを確実に行うことで、確実にロック状態にすることができる。
【００１１】
また、静止体及び従動非磁性体の互いに対向する面に設けられた歯部は、駆動入力によって従動非磁性体が回転する際に噛み合わず、逆入力によって従動非磁性体が回転する際に噛み合う、ラチェット状の歯部であることが望ましい。駆動入力による回転時に、従動非磁性体と静止体とが噛み合わないようにすることで、静止体に対する可動磁性体と従動非磁性体との連れ回りを許容することができるため、駆動入力中に従動非磁性体と静止体とが噛み合うことによる駆動源への負荷を回避できるようになる。また、このようにすることで、駆動源への負荷を回避するために、従動非磁性体と静止体との噛み合いを検知するセンサなどを設けなくてもよくなるため、ロック機構を搭載する装置の小型化も図れるようになる。
【００１２】
本発明のように、可動磁性体と従動非磁性との噛み合いを、駆動入力により行うにあたっては、これらの噛み合いを駆動入力の目標の停止タイミングに達する前に完了させてから、駆動入力を停止させることが望ましい。これとは異なり、目標の停止タイミングの後に、電磁コイルへの通電を遮断して可動磁性体と従動非磁性との噛み合いが行われるようにすると、噛み合うまで駆動入力を継続する必要があるため、駆動入力を目標のタイミングで停止させることができなくなる。従って、電磁コイルへの通電の遮断を、駆動入力の目標の停止タイミングに達する前に行うことで、駆動入力を目標の停止タイミングで停止させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、噛み合いを確実に行うことができ、逆入力による作動を高度に防止できるロック機構を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の一形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。
【図２】アーマチュア、クラッチリング、及び静止体が、それぞれ噛み合ったロック状態を示す図である。
【図３】アーマチュア、クラッチリング、及び静止体の噛み合いが解除された非ロック状態を示す図である。
【図４】アーマチュアとクラッチリングとが噛み合った状態を示す図である。
【図５】アーマチュアとクラッチリングとが噛み合った状態で、さらにクラッチリングと静止体とが噛み合った状態を示す図である。
【図６】ツースクラッチの一般的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の一形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係る電動アクチュエータの基本構成及び動作について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ１は、駆動源である電動モータ２と、電動モータ２の回転運動を減速して出力する減速機構３と、減速機構３によって減速された回転運動を電動モータ２の回転軸２ａと平行な軸に伝達する駆動力伝達機構４と、駆動力伝達機構４によって伝達された回転運動を直線運動に変換する直動変換機構５と、電動アクチュエータ１の駆動を防止するロック機構６と、を主な構成としている。
【００１７】
電動モータ２は、モータケース７内に収容されている。電動モータ２の軸方向の一端部側（図１における左端部側）は、モータケース７の内周面によって支持され、これとは反対の他端部側は、円筒状のモータ支持部材１５によって支持されている。モータ支持部材１５は、減速機構３を収容する減速機構ケース１４に取り付けられている。
【００１８】
減速機構ケース１４は、モータケース７に連結されている。本実施形態では、減速機構３として、複数の遊星ギヤ１０を有する遊星歯車減速機構を用いている。具体的に、減速機構３は、電動モータ２の回転軸２ａに固定された入力回転体としての太陽ギヤ９と、太陽ギヤ９の周囲に配置された遊星回転体としての複数の遊星ギヤ１０と、減速機構ケース１４と一体に形成された軌道リングとしてのリングギヤ１１と、複数の遊星ギヤ１０を保持する出力回転体としてのキャリア１２と、を有している。
【００１９】
電動モータ２が回転駆動を開始すると、太陽ギヤ９が回転し、これに伴って、太陽ギヤ９と噛み合う複数の遊星ギヤ１０が自転しながらリングギヤ１１に沿って公転する。そして、遊星ギヤ１０の公転運動がこれを支持するキャリア１２の回転運動となることで、電動モータ２の回転運動が減速されて出力される。
【００２０】
駆動力伝達機構４は、減速機構３から出力された駆動力が入力される駆動側のドライブギヤ１６と、ドライブギヤ１６と噛み合う被駆動側のドリブンギヤ１７と、を有している。ドライブギヤ１６及びドリブンギヤ１７は、減速機構ケース１４に対してモータケース７側とは反対側に連結された伝達機構ケース１９内に収容されている。ドライブギヤ１６の中央部には、筒状のギヤボス１８が圧入されて固定されている。ドライブギヤ１６は、ギヤボス１８の軸方向両端部に配置された一対の転がり軸受５２，５３によって回転可能に支持されている。これらの転がり軸受５２，５３のうち、一方（図１における左側の転がり軸受５２）は、伝達機構ケース１９に設けられ、他方（図１における右側の転がり軸受５３）は、伝達機構ケース１９に対して減速機構ケース１４側とは反対側に連結された直動変換機構ケース２５に設けられている。ドリブンギヤ１７は、直動変換機構５が有するナット２１の外周面に固定されることで回転可能に支持されている。
【００２１】
ギヤボス１８の減速機構３側の端部には、減速機構３のキャリア１２が圧入されて固定されている。このため、キャリア１２が回転すると、これと一体的にドライブギヤ１６が回転する。本実施形態では、ドリブンギヤ１７がドライブギヤ１６よりも歯数の多い大径のギヤで構成されているため、ドライブギヤ１６からドリブンギヤ１７へ回転運動が伝達されると、回転速度がさらに減速される。このように、本実施形態では、電動モータ２の回転運動が、上述の減速機構３によって減速され、さらに駆動力伝達機構４においても減速されることで、回転トルクを大幅に増大させることができ、小型の電動モータを用いても十分な出力を得ることが可能である。なお、本実施形態とは異なり、ドライブギヤ１６とドリブンギヤ１７とを同じ歯数のギヤで構成し、回転運動を減速せずに伝達するようにしてもよい。
【００２２】
直動変換機構５は、ボールねじ機構で構成されている。具体的に、直動変換機構５は、円筒状のナット２１と、ナット２１の内側に挿入されたねじ軸２２と、ねじナット２１の内周面とねじ軸２２の外周面とのそれぞれ形成された螺旋状溝間に配置された多数のボール２３と、ボール２３を螺旋状溝間で循環させる循環部材２４と、を有している。ナット２１は、直動変換機構ケース２５に設けられた複列の軸受部材２６によって回転可能に支持されている。本実施形態では、軸受部材２６として、複列アンギュラ玉軸受を用いているが、それ以外の軸受を用いてもよい。
【００２３】
ねじ軸２２は、電動モータ２の回転軸２ａと平行に配置されている。ねじ軸２２の先端側（図１における左端側）には、連結孔２２０が設けられており、この連結孔２２０にボルト等の締結具を挿入することで、ねじ軸２２に対して操作対象となる使用機器の対応部位を連結することができる。
【００２４】
電動モータ２の回転運動が減速機構３から駆動力伝達機構４に伝達されて、ドリブンギヤ１７が回転すると、これと一体的にナット２１が回転することで、多数のボール２３が両螺旋状溝に沿って循環移動し、ねじ軸２２がその軸方向の一方又は他方に直線移動する。図１における状態では、ねじ軸２２が最も図の右側へ後退した位置に配置されており、この状態から電動モータ２を正回転させると、ねじ軸２２が図の左側へ前進する。また、前進後、電動モータ２を逆回転させると、ねじ軸２２が図の右側へ後退する。このように、ねじ軸２２が前進又は後退することで、電動モータ２の正方向又は逆方向の回転運動が電動モータ２の回転軸２ａと平行な直線運動に変換される。
【００２５】
ねじ軸２２の後端部（図１における右端部）は、ねじ軸ケース２９によって覆われている。ねじ軸ケース２９は、直動変換機構ケース２５に対して伝達機構ケース１９側とは反対側に連結されている。また、ねじ軸２２の後端部には、ねじ軸２２の回転を規制する回転規制部材としての回り止めピン２８が設けられている。回り止めピン２８は、ねじ軸２２をこれと直交又は交差する方向に貫通しており、回り止めピン２８の両端部には、それぞれ回転可能なガイドローラ３０が取り付けられている。各ガイドローラ３０は、ねじ軸ケース２９の軸方向に伸びるように設けられた一対のガイド溝２９ａ内に挿入されている。ガイドローラ３０がガイド溝２９ａに沿って軸方向へ移動することで、ねじ軸２２は周方向に回転することなく軸方向に前進又は後退する。
【００２６】
ねじ軸２２の先端側には、電動アクチュエータ１内への異物侵入を防止するブーツ３１と、ブーツ３１を保護するためのブーツカバー３４と、が設けられている。ブーツ３１は樹脂製又はゴム製であり、大径端部３１ａと小径端部３１ｂとこれらを繋いで軸方向に伸縮する蛇腹部３１ｃとで構成されている。大径端部３１ａは、伝達機構ケース１９に設けられた円筒部１９ａの外周面にブーツバンド３２によって締め付け固定され、小径端部３１ｂは、ねじ軸２２の先端側の外周面にブーツバンド３３によって締め付け固定されている。本実施形態では、ブーツカバー３４が、ブーツ３１の外側を覆うように、モータケース７と一体に構成されている。
【００２７】
また、ねじ軸２２の外周面には、ねじ軸２２の軸方向位置を検出するための磁石４５（センサーターゲット）が設けられている。ねじ軸２２が前進又は後退すると、これに伴って磁石４５の磁場（例えば磁束密度の向き及び強さ）が変化するため、この磁場の変化をモータケース７の外側に設けられた図示しないストロークセンサが検出することにより、磁石４５の軸方向位置、ひいてはねじ軸２２の軸方向位置が検出される。
【００２８】
以下、本実施形態に係る電動アクチュエータの特徴部分であるロック機構６の構成について説明する。
【００２９】
図１に示すように、ロック機構６は、静止体６０と、静止体６０に対して接近離間する方向に移動可能な可動磁性体としてのアーマチュア６１と、静止体６０とアーマチュア６１との間でこれらに対して接近離間する方向に移動すると共にアーマチュア６１と噛み合った際に連れ回る従動非磁性体としてのクラッチリング６２と、アーマチュア６１を静止体６０に対して離間する方向に付勢する付勢部材としての第１コイルばね６３と、クラッチリング６２を静止体６０に対して離間する方向に付勢する付勢部材としての第２コイルばね６４と、を備えている。
【００３０】
静止体６０は、内部に永久磁石６５と電磁コイル６６とを有し、直動変換機構ケース２５に対して伝達機構ケース１９側とは反対側に連結されたロック機構ケース６７内に収容されている。静止体６０は、ロック機構ケース６７によって移動や回転が生じないように保持されている。
【００３１】
アーマチュア６１は、直動変換機構ケース２５内に配置され、ギヤボス１８の端部にスプライン嵌合などにより取り付けられている。このため、アーマチュア６１は、ギヤボス１８に対する軸方向移動が許容される一方で、ギヤボス１８に対する相対的な回転は規制される。従って、アーマチュア６１は、ギヤボス１８に対して軸方向に移動しながら、ギヤボス１８と一体的に回転するように構成されている。
【００３２】
クラッチリング６２は、静止体６０とアーマチュア６１との間に配置され、静止体６０に設けられた軸部６００によって支持されている。この軸部６００の外周面は円筒面状に形成されているため、クラッチリング６２は、軸部６００に対して軸方向に移動可能で、かつ、相対的回転可能に支持されている。
【００３３】
図２に示すように、静止体６０、アーマチュア６１、及びクラッチリング６２には、互いに接近した際に噛み合う歯部６０ａ，６１ａ，６２ａ，６２ｂが設けられている。これらの歯部６０ａ，６１ａ，６２ａ，６２ｂは、それぞれの回転中心から放射状に伸びる凹凸から成る複数の歯で構成されている。本実施形態では、アーマチュア６１とクラッチリング６２との互い対向する面に設けられた歯部６１ａ，６２ａが、それぞれ二等辺三角形状の断面の歯で構成されている。一方、クラッチリング６２と静止体６０との互いに対向する面に設けられた歯部６２ｂ，６０ａは、それぞれ軸方向と平行に立ち上がる面とこれに対して傾斜する面とで構成されたラチェット状（直角三角形状）の歯で構成されている。
【００３４】
続いて、本実施形態に係るロック機構６の動作について説明する。
【００３５】
まず、電動アクチュエータ１を作動させない状態、すなわち、電動モータ２を駆動させない状態では、図２に示すように、静止体６０、アーマチュア６１、及びクラッチリング６２の、互いに対向する歯部６０ａ，６１ａ，６２ａ，６２ｂ同士が噛み合ったロック状態で保持されている。すなわち、ロック状態では、磁性材料で構成されたアーマチュア６１が、静止体６０が有する永久磁石６５の磁束によって静止体６０側に吸引されていることで、アーマチュア６１がクラッチリング６２に対して押し当てられ、さらに、クラッチリング６２が静止体６０に対して押し当てられることで、これらの歯部６０ａ，６１ａ，６２ａ，６２ｂ同士が噛み合っている。なお、クラッチリング６２は、非磁性材料で構成されているため、クラッチリング６２に対する永久磁石６５による吸引力は生じない。このように、ロック状態では、互いに対向する歯部６０ａ，６１ａ，６２ａ，６２ｂ同士の噛み合いによってアーマチュア６１及びクラッチリング６２の回転が規制されるため、直動変換機構５のねじ軸２２側から電動モータ２側への逆入力があったとしても、アーマチュア６１が固定されたドライブギヤ１６は回転せず、電動アクチュエータ１は作動しない状態で維持される。
【００３６】
次に、電動アクチュエータ１を作動させる場合は、ロック状態を解除する。具体的には、静止体６０が有する電磁コイル６６に通電し、永久磁石６５の磁束の向きとは逆向きの磁束を発生させる。これにより、永久磁石６５の磁束が打ち消され、アーマチュア６１を静止体６０に対して吸引していた磁力が消滅する。その結果、図３に示すように、アーマチュア６１及びクラッチリング６２は、第１コイルばね６３及び第２コイルばね６４の付勢力によって静止体６０に対して離間する方向に付勢され、静止体６０とクラッチリング６２との間、及び、アーマチュア６１とクラッチリング６２との間での噛み合いが解除されて非ロック状態となる。このように、非ロック状態となることで、ドライブギヤ１６が自由に回転することができるようになるため、電動モータ２を駆動させて、電動アクチュエータ１を作動させることができるようになる。
【００３７】
その後、電動アクチュエータ１を作動させ、再びロック状態にするには、電磁コイル６６への通電を遮断する。ただし、電動モータ２の駆動（駆動入力）は停止せず、後述のタイミングまで継続させる。電磁コイル６６への通電を遮断すると、永久磁石６５の磁束を打ち消していた逆向きの磁束が無くなるため、図４に示すように、永久磁石６５の磁束によってアーマチュア６１は静止体６０側へ吸引される。このとき、電動モータ２の駆動（駆動入力）によってドライブギヤ１６が回転していることで、アーマチュア６１は回転しながらクラッチリング６２に対して接近する。そして、アーマチュア６１とクラッチリング６２との互いに対向する歯部６１ａ，６２ａ同士の位相（凹と凸の位相）が合致することで、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが互いに噛み合って連れ回りする。また、このとき、クラッチリング６２と静止体６０との互いに対向する歯部６２ｂ，６０ａ同士も接触するが、これらの歯部６２ａｂ，６０ａはこのときの回転方向では互いに噛み合わないラチェット状に形成されているため、静止体６０に対するクラッチリング６２及びアーマチュア６１の連れ回りは許容される。
【００３８】
その後、電動モータ２の駆動（駆動入力）を停止することで、アーマチュア６１及びクラッチリング６２の回転を停止させる。ただし、このとき、クラッチリング６２と静止体６０とが完全に噛み合った状態となっているとは限らない。そこで、クラッチリング６２と静止体６０との噛み合いを完全にするため、電動アクチュエータに作用する逆入力を利用する。すなわち、電動モータ２の駆動（駆動入力）の停止後、ねじ軸２２側から作用する逆入力に起因して、ドライブギヤ１６に回転力が生じることで、図５に示すように、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが、上記電動モータ駆動時（駆動入力時）の回転方向とは逆方向に連れ回りする。これにより、クラッチリング６２が静止体６０に対して逆回転し、クラッチリング６２と静止体６０との互いに対向する歯部６２ｂ，６０ａ同士が完全に噛み合って、ロック状態となる。
【００３９】
このように、本発明に係る実施形態では、アーマチュア６１とこれと連れ回りするクラッチリング６２とによって第１段階の噛み合いを行い、次いで、逆入力を利用してクラッチリング６２と静止体６０との第２段階の噛み合いを行うことで、図６に示すような一般的なツースクラッチ機構に比べて、ロック機構６を確実にロック状態にすることができるようになる。すなわち、図６に示す構成では、静止しているクラッチ部材１００Ａと回転するクラッチ部材１００Ｂとの相対回転の速度差により一旦噛み合いが失敗すると、続けて噛み合いが失敗する虞があるが、本発明に係る実施形態の構成によれば、回転するアーマチュア６１がクラッチリング６２に接触した際に、クラッチリング６２がアーマチュア６１と同じ方向に回転することで、両部材間の相対的な回転速度差を小さくする又は無くす（同期回転させる）ことができる。このため、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが互いに噛み合いやすくなり、これらの噛み合いを確実に行うことができる。次いで、逆入力によるクラッチリング６２と静止体６０との噛み合いは、このときの逆入力によるクラッチリング６２の回転速度が電動モータ駆動時（駆動入力時）の回転速度よりも遅いため、クラッチリング６２と静止体６０との噛み合いは仕損じることなく確実に行うことが可能である。
【００４０】
以上のように、本発明に係る実施形態によれば、ロック機構の噛み合いを確実に行うことができるので、逆入力による電動アクチュエータの作動を高度に防止できるようになり、信頼性を向上させることができるようになる。特に、上述の実施形態のように、クラッチリング６２と静止体６０との互いに噛み合う歯部６２ｂ，６０ａをラチェット状に形成した場合は、比較的大きな逆入力があっても、その逆入力に伴う不測の回転を確実に防止することができるようになる。なお、逆入力の荷重が小さい場合は、クラッチリング６２及び静止体６０の各歯部６２ｂ，６０ａの形状を、ラチェット状でなく、断面二等辺三角形状などにしてもよい。
【００４１】
また、作動時間よりも停止時間の方が長い電動アクチュエータにおいては、上述のように、非ロック状態とするときに電磁コイル６６へ通電し、ロック状態とするときに電磁コイル６６への通電を遮断する構成とすることが望ましい。すなわち、このようにすることで、長時間に亘って電磁コイル６６への通電を行わなくてもよくなるので、電力の消費を低減できるようになる。
【００４２】
また、本発明に係る実施形態のように、アーマチュア６１とクラッチリング６２との第１段階の噛み合いを、電動モータ２を駆動させつつ（電動モータ２の駆動入力により）行うにあたっては、これらの噛み合いを電動モータ２（駆動入力）の目標の停止タイミングに達する前に完了させてから、電動モータ２の駆動（駆動入力）を停止させることが望ましい。これとは異なり、目標の停止タイミングの後に、電磁コイル６６への通電を遮断してアーマチュア６１とクラッチリング６２との噛み合いが行われるようにすると、噛み合うまでの電動モータ２の駆動（駆動入力）が必要になるため、電動モータ２（駆動入力）を目標の停止タイミングで停止させることができなくなり、ねじ軸２２の位置が目標の直動位置からずれる場合がある。従って、電磁コイル６６への通電の遮断を、電動モータ２（駆動入力）の目標の停止タイミングに達する前に（例えば、ボールねじリードの半分ほど手前の位置で）行い、その後、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが噛み合ってから電動モータ２の駆動（駆動入力）を停止させることで、電動モータ２を目標の停止タイミングで停止させることができるようになる。これにより、目標の直動位置に対するねじ軸２２のずれを低減でき、操作対象の位置保持を精度良く行うことができるようになる。
【００４３】
ところで、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが噛み合うタイミングにはばらつきがあるため、電磁コイル６６への通電を遮断してから電動モータ２の駆動を停止するまでの時間は、アーマチュア６１とクラッチリング６２とが噛み合うまでに要する種々の時間のうちの最大時間以上に設定される必要がある。一方で、電動モータ２の駆動時間がこのような最大時間に設定されると、アーマチュア６１とクラッチリング６２との噛み合いが早いタイミングで行われた場合は、残りの時間分、電動モータ２が継続して駆動し続けることになる。このとき、クラッチリング６２が静止体６０に対して噛み合うと、この噛み合いによって電動モータ２の駆動が拘束されて負荷がかかるため、電動モータ２が昇温する可能性がある。
【００４４】
このような電動モータ２への負荷を回避するため、上述の実施形態のように、クラッチリング６２と静止体６０との互いに噛み合う歯部６２ｂ，６０ａをラチェット状に形成し、電動モータ２の駆動中、クラッチリング６２と静止体６０とが噛み合わないように構成することが望ましい。このようにすることで、静止体６０に対するアーマチュア６１とクラッチリング６２との連れ回りを許容することができるので、電動モータ２の駆動中にクラッチリング６２と静止体６０とが噛み合うことによる電動モータ２への負荷を回避できるようになる。また、このようにすることで、電動モータ２への負荷を回避するために、クラッチリング６２と静止体６０との噛み合い（ロック状態）を検知するセンサなどを設けなくてもよくなるので、電動アクチュエータの小型化も図れるようになる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の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である。
【００４６】
上述の実施形態では、直動変換機構５としてボールねじ機構を備える電動アクチュエータ１を例に挙げて説明したが、本発明に係るロック機構は、ボールねじ機構を備える電動アクチュエータに限らず、ボールを有しないすべりねじや台形ねじなど、他の直動変換機構を備えるものにも適用可能である。また、本発明に係るロック機構は、上述の実施形態のような、電動モータの回転運動をその回転軸と平行な直線運動に変換する電動アクチュエータに限らず、電動モータの回転運動をその回転軸と同軸の直線運動に変換する電動アクチュエータにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１      電動アクチュエータ
２      電動モータ（駆動源）
５      直動変換機構
６      ロック機構
６０    静止体
６０ａ  歯部
６１    アーマチュア（可動磁性体）
６１ａ  歯部
６２    クラッチリング（従動非磁性体）
６２ａ  歯部
６２ｂ  歯部
６３    第１コイルばね（付勢部材）
６４    第２コイルばね（付勢部材）
６５    永久磁石
６６    電磁コイル
【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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