(57)【要約】【課題】軸方向寸法を小さくして小型化を図れる電動アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明は、電動モータ部４と、電動モータ部４の回転を伝達する減速機５と、外部から駆動力が入力される入力回転体２と、入力回転体２に対して相対回転可能な出力回転体３とを備えた電動アクチュエータにおいて、減速機５の一部又は全部を、電動モータ部４のステータ１１とロータ１２から成るモータコアの内径側に配置し、減速機５が、ロータ１２と一体に回転し、入力回転体２に対する出力回転体３の回転位相差を変更する偏心部材１５を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ部と、前記電動モータ部の回転を伝達する減速機と、外部から駆動力が入力される入力回転体と、前記入力回転体に対して相対回転可能な出力回転体とを備えた電動アクチュエータにおいて、
前記減速機の一部又は全部を、前記電動モータ部のステータとロータから成るモータコアの内径側に配置し、
前記減速機が、前記ロータと一体に回転し、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相差を変更する偏心部材を備えたことを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記電動モータ部から駆動力が入力される前記減速機の前記偏心部材の内径側に、前記出力回転体の一部又は全部を配置し、
前記偏心部材の一部又は全部と前記出力回転体の一部又は全部とを、前記モータコアの内径側に配置した請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記減速機は、前記入力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第１外歯部と、前記出力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第２外歯部と、前記入力回転体及び前記出力回転体に対して偏心した内周面を有し前記電動モータ部のロータと一体に回転する偏心部材と、前記偏心部材の内周に回転可能に配置されると共に、前記第１外歯部に対して偏心して係合する第１内歯部と、前記第２外歯部に対して偏心して係合する第２内歯部とを内周面に有する内歯車とを備える請求項１又は２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記減速機は、前記入力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第１外歯部と、前記出力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第２外歯部と、前記入力回転体及び前記出力回転体に対して偏心した内周面を有し前記電動モータ部のロータと一体に回転する偏心部材と、前記偏心部材の内周に回転可能に配置された円筒部材と、前記円筒部材の内周面と前記第１外歯部との間に配置された複数の第１ローラと、前記円筒部材の内周面と前記第２外歯部との間に配置された複数の第２ローラと、前記第１ローラ及び前記第２ローラを回転可能に保持する保持器とを備える請求項１又は２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記入力回転体の第１外歯部が設けられた部分の内周に、前記出力回転体に連結される出力軸を支持するためのすべり軸受を配置した請求項３又は４に記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記入力回転体に、前記第１外歯部が設けられた部分よりも大径の大径部を設け、
前記大径部の内周に、前記出力回転体に連結される出力軸を支持するための転がり軸受を配置した請求項３から５のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
スプロケットに対するカムシャフトの回転位相差を変更してバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置に適用した請求項１から６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】
本発明は、電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から駆動力が入力される入力側と、入力された駆動力を出力する出力側とで、回転位相差を変化させることが可能な電動アクチュエータとして、例えば、自動車のエンジンの吸気バルブと排気バルブの一方または両方のバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置に用いられるものが知られている。
【０００３】
一般的に、この種の電動アクチュエータは、電動モータ部と、電動モータ部による駆動力を得て回転力を減速して伝達する減速機とを備えている（特許文献１参照）。電動モータ部によって減速機が駆動されないときは、入力側の部材（例えば、スプロケット）と出力側の部材（例えば、カムシャフト）とが同期回転し、電動モータ部によって減速機が駆動されるときは、減速機によって入力側の部材に対する出力側の部材の回転位相差が変更されることで、バルブの開閉タイミングが調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５２７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、上記のような回転位相差を変更可能な電動アクチュエータにおいては、車両や各種機器への搭載性の観点から小型化が求められている。この点に関し、特許文献１に記載されているような電動アクチュエータは、減速機構が電動モータ部に対して軸方向に直列に配置されているため、電動アクチュエータ全体の軸方向寸法が大きくなるといった課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、軸方向の寸法を小さくして小型化を図れる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】
【０００７】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電動モータ部と、前記電動モータ部の回転を伝達する減速機と、外部から駆動力が入力される入力回転体と、前記入力回転体に対して相対回転可能な出力回転体とを備えた電動アクチュエータにおいて、前記減速機の一部又は全部を、前記電動モータ部のステータとロータから成るモータコアの内径側に配置し、前記減速機が、前記ロータと一体に回転し、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相差を変更する偏心部材を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明に係る電動アクチュエータにおいては、減速機の一部又は全部をモータコアの内径側に配置したことで、電動アクチュエータ全体の軸方向長さを短くすることができ、軸方向の小型化を図れるようになる。
【０００９】
また、本発明に係る電動アクチュエータにおいて、電動モータ部から駆動力が入力される減速機の偏心部材の内径側に、出力回転体の一部又は全部を配置することで、減速機をモータコア内に配置しやすくなる。これにより、偏心部材の一部又は全部と出力回転体の一部又は全部とを、モータコアの内径側に配置して、電動アクチュエータの軸方向の小型化を実現できる。
【００１０】
前記減速機として、入力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第１外歯部と、出力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第２外歯部と、入力回転体及び出力回転体に対して偏心した内周面を有し電動モータ部のロータと一体に回転する偏心部材と、偏心部材の内周に回転可能に配置されると共に、第１外歯部に対して偏心して係合する第１内歯部と、第２外歯部に対して偏心して係合する第２内歯部とを内周面に有する内歯車とを備えるものを採用することができる。
【００１１】
また、前記減速機として、入力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第１外歯部と、出力回転体の外周面に複数の歯が設けられた第２外歯部と、入力回転体及び出力回転体に対して偏心した内周面を有し電動モータ部のロータと一体に回転する偏心部材と、偏心部材の内周に回転可能に配置された円筒部材と、円筒部材の内周面と第１外歯部との間に配置された複数の第１ローラと、円筒部材の内周面と第２外歯部との間に配置された複数の第２ローラと、第１ローラ及び第２ローラを回転可能に保持する保持器とを備えるものを採用することも可能である。
【００１２】
また、入力回転体の第１外歯部が設けられた部分の内周に、出力回転体に連結される出力軸を支持するためのすべり軸受を配置することで、主に減速機の偏心部材から発生した出力軸の径方向の振れを低減し、出力軸の径方向の振れに伴う動力伝達効率の低下を抑制できるようになる。
【００１３】
また、入力回転体に、第１外歯部が設けられた部分よりも大径の大径部を設け、その大径部の内周に、出力回転体に連結される出力軸を支持するための転がり軸受を配置してもよい。
【００１４】
本発明に係る電動アクチュエータは、スプロケットに対するカムシャフトの回転位相差を変更してバルブの開閉タイミングを変更する連続可変バルブタイミング装置に適用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電動アクチュエータの軸方向寸法を小さくして小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。
【図２】本実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】本発明に係る電動アクチュエータを、可変バルブタイミング装置に適用した例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図である。
【図７】他の実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。
【図８】図６におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図９】図６におけるＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１０】モータ回転速度、スプロケット（入力回転体）回転速度、出力回転位相角度差の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図、図２は、本実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電動アクチュエータ１は、入力回転体２と、出力回転体３と、電動モータ部４と、減速機５と、これらを収容するケーシング６とを主な構成とする。
【００２０】
入力回転体２は、図示しない外部の駆動源から駆動力が入力されて回転駆動する部材である。出力回転体３は、入力回転体２に入力された駆動力を外部へ出力する部材であり、その内周に出力軸としてのシャフト７が連結可能に構成されている。本実施形態では、ボルト８を介して出力回転体３とシャフト７とが一体に回転するように締結される。また、出力回転体３は、入力回転体２に対して同軸上に配置されると共に相対回転可能に構成されている。
【００２１】
入力回転体２は、軸方向の両端部にて開口する筒状に形成されており、小径部２ａと、これよりも大径の大径部２ｂとを有する。小径部２ａの内周にはすべり軸受９が配置され、大径部２ｂの内周には転がり軸受１０が配置されている。これにより、図１に示すように、シャフト７が、入力回転体２内に挿入されて出力回転体３に連結された状態になると、入力回転体２の内周面とシャフト７の外周面との間に配置されたすべり軸受９と転がり軸受１０とによって、シャフト７が入力回転体２の内周面に対して回転可能に支持される。これにより、シャフト７の径方向の振れを低減し、シャフト７の径方向の振れに伴う動力伝達効率の低下を抑制できるようになる。なお、すべり軸受９を含油軸受とし、転がり軸受１０を深溝玉軸受とすると、より効果的に動力伝達効率の低下を抑制できる。
【００２２】
ケーシング６は、組み立ての都合上、有底円筒状のケーシング本体６ａと、蓋部６ｂとに分割されている。ケーシング本体６ａと蓋部６ｂとは、ボルト等の締結手段を用いて一体化される。蓋部６ｂには、電動モータ部４へ給電するための給電線や、電動モータ部４の回転数を検知する図示しない回転数検知センサに接続される信号線を、外部に引き出すための筒状の突起６ｃ，６ｄ（図２参照）が設けられている。
【００２３】
電動モータ部４は、ケーシング本体６ａに固定されたステータ１１と、ステータ１１の半径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ１２とを有するラジアルギャップ型のモータである。ステータ１１は、軸方向に積層した複数の電磁鋼板から成るステータコア１１ａと、ステータコア１１ａに装着された絶縁材料から成るボビン１１ｂと、ボビン１１ｂに巻き回されたステータコイル１１ｃとで構成されている。ロータ１２は、環状のロータコア（ロータインナ）１２ａと、ロータコア１２ａに取り付けられた複数のマグネット１２ｂとで構成されている。
【００２４】
減速機５は、入力回転体２の外周面に設けられた複数の曲線状の歯（突起）から成る第１外歯部１３と、出力回転体３の外周面に設けられた複数の曲線状の歯（突起）から成る第２外歯部１４と、ロータ１２と一体に回転する筒状の偏心部材１５と、偏心部材１５の内周に配置された環状の内歯車１６等を備える、いわゆるサイクロイド減速機である。
【００２５】
偏心部材１５は、ロータコア１２ａの内周に固定された小径筒部１５ａと、小径筒部１５ａより大径に形成されロータコア１２ａから軸方向に突出する大径筒部１５ｂとを有する。小径筒部１５ａの内周面は、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）に対して偏心するように配置されている。これに対して、大径筒部１５ｂの内周面は、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）と同軸上に配置されている。大径筒部１５ｂの内周とケーシング６との間には軸受部材としての転がり軸受１７（この場合、深溝玉軸受）が配置されており、この転がり軸受１７によって偏心部材１５はケーシング６に対して回転可能に支持されている。なお、転がり軸受１７を支持するケーシング６の部分は、強度を確保するため金属製の環状部材６ｅで構成されており、樹脂製のケーシング６の蓋部６ｂに対してインサート成型されて一体化されている。さらに、この環状部材６ｅの内周面と出力回転体３の外周面との間には、環状のシール部材１８が配置されている。
【００２６】
内歯車１６は、第１内歯部１９と第２内歯部２０とを内周面に有する。第１内歯部１９と第２内歯部２０は、それぞれ内歯車１６の内周面に設けられた複数の曲線状の歯（突起）で構成されている。第１内歯部１９は内歯車１６の軸方向の一端部側に設けられ、第２内歯部２０は内歯車１６の軸方向の他端部側に設けられている。また、第１内歯部１９は、入力回転体２に設けられた第１外歯部１３に対向し、第２内歯部２０は、出力回転体３に設けられた第２外歯部１４に対向している。
【００２７】
内歯車１６は、その外周面と上記偏心部材１５の小径筒部１５ａの内周面との間に配置された軸受部材としての針状ころ軸受２１によって、偏心部材１５に対して回転可能に支持されている。また、内歯車１６は、針状ころ軸受２１を介して偏心部材１５の小径筒部１５ａの内周に配置されていることで、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）に対して偏心して配置されている。
【００２８】
図３は、第１内歯部１９と第１外歯部１３とが対向する箇所で切断した断面図（図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図）、図４は、第２内歯部２０と第２外歯部１４とが対向する箇所で切断した断面図（図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図）である。
【００２９】
上記のように、内歯車１６が入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）に対して偏心して配置されているため、図３に示すように、第１内歯部１９の中心軸Ｐ１も、第１外歯部１３の中心軸Ｏ１に対して径方向に距離Ｅ偏心している。これにより、第１内歯部１９と第１外歯部１３とは、周方向の一部の箇所（図３の右側）において互いに接近して係合し、これとは反対側の箇所（図３の左側）において互いに離間して係合しない状態に配置されている。また、図４に示すように、第２内歯部２０の中心軸Ｐ２も、第２外歯部１４の中心軸Ｏ２に対して偏心径方向に距離Ｅ偏心している。これにより、第２内歯部２０と第２外歯部１４とは、周方向の一部の箇所（図４の左側）において互いに接近して係合し、これとは反対側の箇所（図４の右側）において互いに離間して係合しない状態に配置されている。なお、図３及び図４では、互いの矢視方向が異なっているため、第１内歯部１９と第２内歯部２０とのそれぞれの偏心方向が各図において互いに左右逆方向に示されているが、第１内歯部１９及び第２内歯部２０は同じ方向に同じ距離偏心している。
【００３０】
続いて、図１〜図４を参照しつつ本実施形態に係る電動アクチュエータの動作について説明する。
【００３１】
電動モータ部４に通電されず、電動モータ部４から減速機５へ駆動力が供給されない状態では、外部からの駆動力によって入力回転体２が回転駆動すると、入力回転体２の回転が内歯車１６を介して出力回転体３に伝達されることで、出力回転体３は入力回転体２と同期して回転する。すなわち、入力回転体２と内歯車１６、内歯車１６と出力回転体３とが、それぞれに設けられた歯（第１外歯部１３と第１内歯部１９、第２外歯部１４と第２内歯部２０）によって互いに係合しているため、入力回転体２が回転すると、これらの係合関係を維持しながら入力回転体２と内歯車１６と出力回転体３とが同期して回転する。
【００３２】
これに対して、電動モータ部４に通電されて、電動モータ部４から減速機５に駆動力が供給された場合は、ロータ１２と偏心部材１５とが一体に回転することで、内歯車１６が入力回転体２及び出力回転体３に対して偏心運動する。これにより、偏心部材１５が１回転するごとに、第１内歯部１９と第１外歯部１３との係合箇所が一歯分ずつ周方向にずれることで、内歯車１６は回転駆動する入力回転体２に対して減速されて回転する。
【００３３】
また、この内歯車１６の回転運動と上記偏心運動とが相俟って、内歯車１６と出力回転体３との関係では、偏心部材１５が１回転するごとに、第２内歯部２０と第２外歯部１４との係合箇所が一歯分ずつ周方向にずれる。これにより、出力回転体３が内歯車１６に対して相対回転させられる。
【００３４】
ここで、減速比をｉ、モータ回転速度をｎm、スプロケット（入力回転体）回転速度を
ｎSとすると、出力回転位相角度差は（ｎm−ｎS)／ｉとなる（図１０参照）。
【００３５】
また、第１外歯部１３の歯数をｚ１、第２外歯部１４の歯数をｚ２とすると、本実施形態に係る減速機による減速比は、下記式１によって求められる。
【００３６】
減速比＝ｚ１×ｚ２／｜ｚ１−ｚ２｜・・・式１
【００３７】
例えば、第１外歯部１３の歯数（ｚ１）が６０、第２外歯部１４の歯数（ｚ２）が６３の場合、上記式１から減速比は１２６０となる。このように、本実施形態に係る減速機５では、大きな減速比によって高トルクを得ることが可能である。
【００３８】
ところで、本実施形態に係る電動アクチュエータにおいては、図１に示すように、電動モータ部４から駆動力が入力される部材である減速機５の偏心部材１５が外径側に配置され、反対に出力回転体３が内径側に配置されているが、これらの配置を外径側と内径側とで逆転させることも可能である。しかしながら、電動モータ部からの駆動力が減速機の内径側で入力され、外径側で出力されるように構成すると、電動モータ部の内径側にモータ出力軸を設けて、このモータ出力軸に対して減速機の入力軸となる部材を連結しなければならないため、減速機が電動モータ部の軸方向に直列に配置されることになり、電動アクチュエータ全体の軸方向寸法が大きくなってしまう。
【００３９】
そこで、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータにおいては、図１に示すように、電動モータ部４から駆動力が入力される減速機５の偏心部材１５を外径側に配置し、偏心部材１５の内径側に出力回転体３の一部又は全部を配置することで、電動モータ部４からの駆動力が減速機５の外径側で入力され、内径側で出力される構成にしている。これにより、偏心部材や出力回転体等の減速機の各構成部材を、ステータとロータから成るモータコアの内径側に配置できるようになる。その結果、減速機を電動モータ部に対して軸方向に直列に配置しなくてもよくなるので、電動アクチュエータの軸方向の小型化を図れるようになる。本実施形態では、図１に示すように、モータコア（ステータ１１及びロータ１２）の内径側に、減速機５の構成要素である、偏心部材１５、入力回転体２に設けられた第１外歯部１３、出力回転体３に設けられた第２外歯部１４、内歯車１６及び針状ころ軸受２１を配置することで、電動アクチュエータの軸方向の小型化を実現している。なお、モータコアの内径側に配置される減速機の部分は、減速機の全部である場合に限らず、その一部であってもよい。
【００４０】
図５に、本発明に係る電動アクチュエータを、可変バルブタイミング装置に適用した例を示す。
【００４１】
図５に示す電動アクチュエータ１では、入力回転体２にエンジンから駆動力が伝達されるスプロケット２２が一体に設けられ、出力回転体３に対して連結される出力軸がエンジンの吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方を駆動するカムシャフト２３である。それ以外は、上記実施形態に係る電動アクチュエータとほぼ同様の構成である。
【００４２】
この電動アクチュエータ１において、エンジンが始動し、クランクシャフトからタイミングチェーンを介してスプロケット２２に駆動力が伝達された場合は、カムシャフト２３がスプロケット２２と同期して回転する。すなわち、この場合、電動モータ部４によって減速機５は駆動されず、入力回転体２と内歯車１６、内歯車１６と出力回転体３とが、互いの係合を維持しながら回転することで、カムシャフト２３はスプロケット２２と同期して回転する。
【００４３】
その後、エンジンがアイドル運転などの低回転域に移行し、カムシャフト２３がエンジンの吸気バルブを駆動させる場合、公知の手段、例えば、電子制御などによって、電動モータ部４のロータ１２を、スプロケット２２の回転速度よりも相対的に遅く又は速く回転させる。
【００４４】
この相対回転の結果、上述の減速機５の動作で、出力回転体３が入力回転体２に対して減速回転し、スプロケット２２に対するカムシャフト２３の回転位相差が変更される。これにより、アイドル運転時のエンジンの回転の安定化と燃費の向上が図れる。また、アイドル状態からエンジンの運転が通常運転に移行し、例えば、高回転時になった場合、スプロケット２２に対する電動モータ部４の相対回転の速度差を大きくすることで、スプロケット２２に対するカムシャフト２３の回転位相差を高回転に適した回転位相差に変更することができ、エンジンの高出力化を図ることが可能である。
【００４５】
このように、本発明に係る電動アクチュエータを可変バルブタイミング装置に適用することで、エンジンの運転状態に応じてスプロケットに対するカムシャフトの回転位相差を変化させ、バルブの開閉タイミングを変更することが可能である。また、本発明に係る電動アクチュエータを採用することで、小型で搭載性に優れる可変バルブタイミング装置を提供することが可能となる。なお、本発明に係る電動アクチュエータは、可変バルブタイミング装置に限らず、高減速比で高出力が要求されるその他の装置に対しても適用可能である。
【００４６】
図６は、本発明の他の実施形態に係る電動アクチュエータの縦断面図、図７は、当該実施形態に係る電動アクチュエータの分解斜視図である。また、図８は、図６におけるＣ−Ｃ線矢視断面図、図９は、図６におけるＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【００４７】
本実施形態に係る電動アクチュエータは、上記実施形態に係る電動アクチュエータとは減速機の構成が異なる。それ以外は基本的に同様の構成である。
【００４８】
図６及び図７に示すように、本実施形態における減速機５は、入力回転体２の外周面に複数の歯（突起）が設けられた第１外歯部３１と、出力回転体３の外周面に複数の歯（突起）が設けられた第２外歯部３２と、ロータ１２と一体に回転する筒状の偏心部材１５と、偏心部材１５の内周に軸受部材としての針状ころ軸受２１を介して配置された円筒部材３３と、円筒部材３３の内周面と第１外歯部３１との間に配置された複数の第１ローラ３４と、円筒部材３３の内周面と第２外歯部３２との間に配置された複数の第２ローラ３５と、第１ローラ３４及び第２ローラ３５を回転可能に保持する保持器３６とを備える。
【００４９】
第１外歯部３１及び第２外歯部３２は、それぞれ複数の歯が周方向に等間隔に配置され、各歯の間は曲線状の歯溝が形成されている。第１外歯部３１の歯数と第２外歯部３２の歯数とは異なる数に設定されている。
【００５０】
偏心部材１５は、ロータコア１２ａの内周に固定された小径筒部１５ａと、小径筒部１５ａより大径に形成されロータコア１２ａから軸方向に突出する大径筒部１５ｂとを有する。小径筒部１５ａの内周面は、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）に対して偏心するように配置されている。これに対して、大径筒部１５ｂの内周面は、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸（回転軸）と同軸上に配置されている。大径筒部１５ｂの内周とケーシング６との間には軸受部材としての転がり軸受１７（この場合、深溝玉軸受）が配置されており、この転がり軸受１７によって偏心部材１５はケーシング６に対して回転可能に支持されている。
【００５１】
保持器３６は、円筒部材３３と第１外歯部３１との間、円筒部材３３と第２外歯部３２との間に、回転可能に配置されている。保持器３６には、周方向に等間隔に配置された複数のポケット３６ａ，３６ｂが軸方向に二列形成されている（図７参照）。一方の列のポケット（第１ポケット）３６ａには、第１ローラ３４が１つずつ収容され、他方の列のポケット（第２ポケット）３６ｂには、第２ローラ３５が１つずつ収容されている。また、各ローラ３４，３５は、ポケット３６ａ，３６ｂ内で径方向に移動可能に保持されている。
【００５２】
各ローラ３４，３５は、円筒部材３３の滑らかに形成された内周面に対して転動可能に配置されている。ここで、円筒部材３３は、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸に対して偏心する偏心部材１５（小径筒部１５ａ）の内周面に針状ころ軸受２１を介して配置されているため、円筒部材３３の内周面も、入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸に対して偏心して配置されている。従って、図８及び図９に示すように、円筒部材３３の内周面上に並ぶ各ローラ３４，３５の中心軸を通る円の中心Ｑ１，Ｑ２も入力回転体２及び出力回転体３の各中心軸Ｏ１，Ｏ２に対して径方向に距離Ｆ偏心している。このため、第１ローラ３４及び第２ローラ３５は、それぞれの軌道の周方向の一部の箇所（図８及び図９の上側）において対向する外歯部（第１外歯部３１又は第２外歯部３２）の歯溝に対して接近して係合する位置（歯溝内に入り込んだ位置）に配置され、これとは反対側の箇所（図８及び図９の下側）において対向する外歯部の歯溝に対して離間し係合しない位置に配置されている。
【００５３】
各ローラ３４，３５の個数は、対応する外歯部（第１外歯部３１又は第２外歯部３２）の減速比に応じて適宜決定される。具体的には、第１外歯部３１の減速比をｉ１、第２外
歯部３２の減速比をｉ２とすると、各ローラ３４，３５の個数は、対応する外歯部の減速
比よりも１つ多い数（ｉ１＋１），（ｉ２＋１）、又は１つ少ない数（ｉ１−１），（ｉ
２−１）に設定される。また、各ローラ３４，３５の個数は、各減速比ｉ１，ｉ２の約数
に設定される。
【００５４】
本実施形態に係る減速機５は、上記実施形態に係る減速機と同様に、偏心部材１５を外径側に配置し、反対に出力回転体３を内径側に配置することで、電動アクチュエータの軸方向の小型化を図っている。具体的に、本実施形態では、図６に示すように、モータコア（ステータ１１及びロータ１２）の内径側に、減速機５の構成要素である、偏心部材１５、入力回転体２に設けられた第１外歯部３１、出力回転体３に設けられた第２外歯部３２、第１ローラ３４、第２ローラ３５、保持器３６、円筒部材３３及び針状ころ軸受２１を配置することで、電動アクチュエータの軸方向の小型化を実現している。なお、モータコアの内径側に配置される減速機の部分は、減速機の全部である場合に限らず、その一部であってもよい。これにより、本実施形態に係る電動アクチュエータ１も、上記実施形態に係る電動アクチュエータと同様に、可変バルブタイミング装置や、高減速比で高出力が要求されるその他の装置などへの搭載性が向上する。
【００５５】
続いて、図６〜図９を参照しつつ本実施形態に係る電動アクチュエータの動作について説明する。
【００５６】
電動モータ部４に通電されず、電動モータ部４から減速機５へ駆動力が供給されない状態では、外部からの駆動力によって入力回転体２が回転駆動すると、入力回転体２の回転が第１ローラ３４、保持器３６、第２ローラ３５を介して出力回転体３に伝達されることで、出力回転体３は入力回転体２と同期して回転する。すなわち、入力回転体２に設けられた第１外歯部３１と第１ローラ３４、出力回転体３に設けられた第２外歯部３２と第２ローラ３５とが、周方向の一部の箇所において互いに係合し、さらに第１ローラ３４と第２ローラ３５とが保持器３６によって保持されているため、入力回転体２が回転すると、これらの係合関係を維持しながら入力回転体２、第１ローラ３４、第２ローラ３５、保持器３６及び出力回転体３が同期して回転する。
【００５７】
これに対して、電動モータ部４に通電されて、電動モータ部４から減速機５に駆動力が供給された場合は、ロータ１２と偏心部材１５とが一体に回転することで、第１ローラ３４及び第２ローラ３５が入力回転体２及び出力回転体３に対して径方向に往復運動する。このとき、第１ローラ３４が入力回転体２の第１外歯部３１の歯溝に沿って回転しながら隣の歯溝へ移動することで、偏心部材１５が１回転するごとに、保持器３６が第１外歯部３１の一歯分ずつ周方向に移動する。これにより、保持器３６が回転駆動する入力回転体２に対して減速されて回転する。
【００５８】
また、保持器３６が回転すると、保持器３６に保持されている第２ローラ３５も回転する。これと同時に、第２ローラ３５は上記偏心部材１５の回転に伴う径方向の往復運動もするので、第２ローラ３５は第２外歯部３２の歯溝に沿って回転しながら隣の歯溝へ移動する。このとき、第２ローラ３５が歯溝の壁を押すことで、第２外歯部３２を有する出力回転体３が周方向の力を受け回転する。これにより、出力回転体３は、偏心部材１５が１回転するごとに、保持器３６に対して第２外歯部３２の一歯分ずつ回転する。
【００５９】
ここで、第１外歯部３１の減速比をｉ１、第２外歯部３２の減速比をｉ２とすると、本
実施形態に係る減速機５による減速比は、上記式１と同様の式によって求められる。すなわち、上記式１におけるｚ１に代わりにｉ１、ｚ２の代わりにｉ２を入力する。従って、
本実施形態に係る減速機５の場合も、上記実施形態に係る減速機と同様に、大きな減速比によって高トルクを得ることが可能である。
【００６０】
以上、本発明に係る電動アクチュエータの実施形態について説明したが、本発明は上記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る。
【００６１】
上述の実施形態では、減速機として、第１外歯部と第２外歯部とを有する、あるいは第１ローラと第２ローラとを有する二段減速タイプを採用しているが、これに限らず、減速機は、１つの外歯部あるいは１列のローラを有する一段減速タイプであってもよい。また、ボルト８を介して出力回転体３とシャフト７とが一体的に回転されるように締結されているが、出力回転体３とシャフト７にスプライン溝を設け、互いに嵌合することで一体に回転されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１      電動アクチュエータ
２      入力回転体
２ａ    小径部
２ｂ    大径部
３      出力回転体
４      電動モータ部
５      減速機
７      シャフト（出力軸）
９      すべり軸受
１０    転がり軸受
１１    ステータ
１２    ロータ
１３    第１外歯部
１４    第２外歯部
１５    偏心部材
１６    内歯車
１９    第１内歯部
２０    第２内歯部
２２    スプロケット
２３    カムシャフト（出力軸）
３１    第１外歯部
３２    第２外歯部
３３    円筒部材
３４    第１ローラ
３５    第２ローラ
３６    保持器
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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