(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータの提供。【解決手段】電動アクチュエータは、軸方向に延び双方向に回転させられるモータシャフトを有するモータ部と、モータシャフトに連結される減速機構と、モータ部と電気的に接続される回路基板と、減速機構を介してモータシャフトの回転が伝達される出力シャフトを有する出力部と、モータシャフトに取り付けられるセンサマグネット４５と、センサマグネット４５の磁界を検出してモータシャフトの回転を検出するモータ部センサと、を備える。モータ部は、モータシャフトに固定されるロータマグネット４２ｂを有する。ロータマグネット４２ｂおよびセンサマグネット４５は、それぞれモータシャフトの周方向に沿って複数の磁極を有する。ロータマグネット４２ｂの磁極とセンサマグネット４５の磁極とは、互いに周方向にずれて配置される。【選択図】図５
2019122077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延び双方向に回転させられるモータシャフトを有するモータ部と、
前記モータシャフトに連結される減速機構と、
前記モータ部と電気的に接続される回路基板と、
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を有する出力部と、
前記モータシャフトに取り付けられるセンサマグネットと、
前記センサマグネットの磁界を検出して前記モータシャフトの回転を検出するモータ部センサと、
を備え、
前記モータ部は、前記モータシャフトに固定されるロータマグネットを有し、
前記ロータマグネットおよび前記センサマグネットは、それぞれ前記モータシャフトの周方向に沿って複数の磁極を有し、
前記ロータマグネットの磁極と前記センサマグネットの磁極とは、互いに前記周方向にずれて配置される、電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記モータシャフトは、前記モータシャフトに対して前記センサマグネットを前記周方向に位置決めする第１位置決め部を有する、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記モータシャフトに取り付けられ、前記センサマグネットが固定されるセンサマグネットホルダをさらに備え、
前記第１位置決め部は、前記モータシャフトの外周面から径方向内側に窪む凹部であり、
前記センサマグネットホルダは、前記凹部に嵌め合わされる凸部を有する、請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記凹部は、軸方向一方側に開口し、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうに従って周方向一方側に位置する、請求項３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記センサマグネットホルダは、前記センサマグネットホルダに対して前記センサマグネットを前記周方向に位置決めする第２位置決め部を有する、請求項３または４に記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電動アクチュエータと、
前記出力シャフトに連結される可動部と、
前記可動部の移動に伴って移動するロックアームと、
を備え、
前記電動アクチュエータは、前記可動部の位置を少なくともロック位置と非ロック位置との間で切り換え、
前記ロックアームは、前記ロック位置においてロックギアに噛み合い、かつ、前記非ロック位置において前記ロックギアから外れ、
前記モータシャフトは、前記電動アクチュエータによって前記可動部を前記ロック位置から前記非ロック位置に移動させる際に、第１回転方向に回転し、
前記センサマグネットの磁極は、前記ロータマグネットの磁極に対して、前記第１回転方向側にずれて配置される、アクチュエータ装置。
【請求項７】
車両に設けられ、シフト操作に基づいて駆動されるアクチュエータ装置であって、
前記電動アクチュエータは、前記シフト操作に基づいて前記可動部の位置を切り換え、
前記ロック位置は、車両のギアがパーキングになる位置であり、
前記非ロック位置は、車両のギアがパーキング以外になる位置である、請求項６に記載のアクチュエータ装置。
【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、およびアクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ部と、モータ部に連結される減速機構と、減速機構を介してモータ部の回転が伝達される出力部と、を備える電動アクチュエータが知られる。例えば、特許文献１には、車両走行用のエンジン出力を変速する自動変速機に搭載された電動アクチュエータが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６５７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電動アクチュエータにおいては、出力部から出力される回転方向を双方向で用いる場合がある。この場合において、一方の回転方向において必要とされる出力と、他方の回転方向において必要とされる出力とが異なる場合、大きい方の出力に合わせて電動アクチュエータの最大出力を決める必要がある。そのため、小さい方の出力によらず、大きい方の出力が大きい程、電動アクチュエータが大型化する問題がある。
【０００５】
なお、上記のような電動アクチュエータにおいて一方の回転方向において必要とされる出力と他方の回転方向において必要とされる出力とが異なる場合とは、例えば、電動アクチュエータが自動変速機に搭載されたパーキング切換機構を切り換える電動アクチュエータである場合である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、出力の回転方向が双方向で用いられる電動アクチュエータであって、大型化することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータ、およびそのような電動アクチュエータを備えるアクチュエータ装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、軸方向に延び双方向に回転させられるモータシャフトを有するモータ部と、前記モータシャフトに連結される減速機構と、前記モータ部と電気的に接続される回路基板と、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を有する出力部と、前記モータシャフトに取り付けられるセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁界を検出して前記モータシャフトの回転を検出するモータ部センサと、を備える。前記モータ部は、前記モータシャフトに固定されるロータマグネットを有する。前記ロータマグネットおよび前記センサマグネットは、それぞれ前記モータシャフトの周方向に沿って複数の磁極を有する。前記ロータマグネットの磁極と前記センサマグネットの磁極とは、互いに前記周方向にずれて配置される。
【０００８】
本発明のアクチュエータ装置の一つの態様は、上記の電動アクチュエータと、前記出力シャフトに連結される可動部と、前記可動部の移動に伴って移動するロックアームと、を備える。前記電動アクチュエータは、前記可動部の位置を少なくともロック位置と非ロック位置との間で切り換える。前記ロックアームは、前記ロック位置においてロックギアに噛み合い、かつ、前記非ロック位置において前記ロックギアから外れる。前記モータシャフトは、前記電動アクチュエータによって前記可動部を前記ロック位置から前記非ロック位置に移動させる際に、第１回転方向に回転する。前記センサマグネットの磁極は、前記ロータマグネットの磁極に対して、前記第１回転方向側にずれて配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様によれば、出力の回転方向が双方向で用いられる電動アクチュエータであって、大型化することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータ、およびそのような電動アクチュエータを備えるアクチュエータ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。
【図２】図２は、本実施形態の電動アクチュエータの一部を示す断面図であって、図１の部分拡大図である。
【図３】図３は、本実施形態のモータシャフトおよびマグネットホルダを示す斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態のモータ部用センサマグネットおよびマグネットホルダを示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態のロータマグネットおよびモータ部用センサマグネットを上側から視た模式図である。
【図６】図６は、本実施形態の電動アクチュエータにおけるモータシャフトの回転数と回転トルクとの関係を示すグラフである。
【図７】図７は、本実施形態の金属部材を示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態の他の一例であるモータシャフトの一部を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態のアクチュエータ装置を左側から視た図である。
【図１０】図１０は、本実施形態のアクチュエータ装置を左側から視た図である。
【図１１】図１１は、本実施形態のアクチュエータ装置の一部を上側から視た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
各図においてＺ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。各図に適宜示す仮想軸である中心軸Ｊ１の軸方向は、Ｚ軸方向、すなわち上下方向と平行である。以下の説明においては、中心軸Ｊ１の軸方向と平行な方向を単に「軸方向Ｚ」と呼ぶ。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、上側から視て、中心軸Ｊ１等の軸方向Ｚに延びる軸を中心として時計回りに回転する方向を「第１回転方向θ１」と呼び、中心軸Ｊ１を中心として反時計回りに回転する方向を「第２回転方向θ２」と呼ぶ。
【００１２】
本実施形態において、上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。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。
【００１３】
＜電動アクチュエータの実施形態＞
図１および図２に示す本実施形態の電動アクチュエータ１０は、車両に取り付けられる。より詳細には、電動アクチュエータ１０は、車両の運転者のシフト操作に基づいて駆動されるシフト・バイ・ワイヤ方式のアクチュエータ装置に搭載される。図１に示すように、電動アクチュエータ１０は、モータ部４０と、減速機構５０と、出力部６０と、回路基板７０と、モータ部センサ７１と、出力部センサ７２と、ハウジング１１と、バスバーホルダ９０と、図示しないバスバーと、を備える。
【００１４】
モータ部４０は、モータシャフト４１と、第１ベアリング４４ａと、第２ベアリング４４ｂと、第３ベアリング４４ｃと、第４ベアリング４４ｄと、ロータ本体４２と、ステータ４３と、モータ部用センサマグネット４５と、マグネットホルダ４６と、を有する。
【００１５】
モータシャフト４１は、軸方向Ｚに延びる。モータシャフト４１は、双方向に回転させられる。すなわち、モータシャフト４１は、第１回転方向θ１に回転させられる場合と、第２回転方向θ２に回転させられる場合とがある。第１ベアリング４４ａと第２ベアリング４４ｂと第３ベアリング４４ｃと第４ベアリング４４ｄとは、モータシャフト４１を中心軸Ｊ１周りに回転可能に支持する。本実施形態において、第１ベアリング４４ａ、第２ベアリング４４ｂ、第３ベアリング４４ｃ、および第４ベアリング４４ｄは、例えば、ボールベアリングである。
【００１６】
モータシャフト４１のうち第３ベアリング４４ｃに支持される部分である偏心軸部４１ａは、中心軸Ｊ１と平行で中心軸Ｊ１に対して偏心した偏心軸Ｊ２を中心として延びる円柱状である。モータシャフト４１のうち偏心軸部４１ａ以外の部分は、中心軸Ｊ１を中心として延びる円柱状である。
【００１７】
図２および図３に示すように、モータシャフト４１は、位置決め凹部４１ｂを有する。位置決め凹部４１ｂは、モータシャフト４１の上側の端部における外周面から径方向内側に窪む。位置決め凹部４１ｂは、上側に開口する。本実施形態において、位置決め凹部４１ｂは、第１位置決め部に相当する。
【００１８】
図１に示すように、ロータ本体４２は、モータシャフト４１に固定される。より詳細には、ロータ本体４２は、モータシャフト４１の下側の部分に固定される。ロータ本体４２は、ロータコア４２ａと、ロータマグネット４２ｂと、を有する。すなわち、モータ部４０は、ロータコア４２ａと、ロータマグネット４２ｂと、を有する。ロータコア４２ａは、モータシャフト４１のうち偏心軸部４１ａよりも下側の部分の外周面に固定される。ロータマグネット４２ｂは、ロータコア４２ａの外周面に固定される。これにより、ロータマグネット４２ｂは、ロータコア４２ａを介してモータシャフト４１に固定される。
【００１９】
ステータ４３は、ロータ本体４２の径方向外側に隙間を介して配置される。ステータ４３は、ロータ本体４２の径方向外側を囲む環状である。ステータ４３は、ステータコア４３ａと、インシュレータ４３ｂと、複数のコイル４３ｃと、を有する。コイル４３ｃは、インシュレータ４３ｂを介してステータコア４３ａに装着される。
【００２０】
図３に示すように、マグネットホルダ４６は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。マグネットホルダ４６は、例えば、金属製である。本実施形態においてマグネットホルダ４６は、金属製の板部材をプレス加工することによって作られる単一の部材である。マグネットホルダ４６は、モータシャフト４１に取り付けられる。より詳細には、マグネットホルダ４６は、モータシャフト４１の上側の端部における外周面に固定される。図２に示すように、マグネットホルダ４６は、回路基板７０よりも上側に配置される。マグネットホルダ４６は、第１円環板部４６ａと、第２円環板部４６ｂと、第１筒部４６ｃと、第２筒部４６ｄと、第３筒部４６ｅと、被支持部４６ｆと、位置決め凸部４６ｇと、を有する。
【００２１】
図３に示すように、第１円環板部４６ａおよび第２円環板部４６ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。図２に示すように、第１円環板部４６ａは、回路基板７０のうち後述する貫通孔７０ａよりも径方向外側の部分の上側に配置される。第２円環板部４６ｂは、第１円環板部４６ａよりも上側かつ径方向内側に配置される。第２円環板部４６ｂは、貫通孔７０ａの上側に配置される。第２円環板部４６ｂの外径は、第１円環板部４６ａの外径よりも小さい。
【００２２】
図３に示すように、第１筒部４６ｃは、第１円環板部４６ａの径方向外縁部から下側に突出する円筒状である。第２筒部４６ｄは、第１円環板部４６ａの径方向内縁部から上側に突出する円筒状である。第２筒部４６ｄの上側の端部には、第２円環板部４６ｂの径方向外縁部が繋がる。すなわち、第２筒部４６ｄは、第１円環板部４６ａの径方向内縁部と第２円環板部４６ｂの径方向外縁部とを繋ぐ。第２筒部４６ｄの外径および内径は、第１筒部４６ｃの外径および内径よりも小さい。
【００２３】
第３筒部４６ｅは、第２円環板部４６ｂの径方向内縁部から上側に突出する筒状である。第３筒部４６ｅは、円筒の周方向の一部が切り欠かれた形状であり、軸方向Ｚに沿って視て、径方向のうちの一方向に開口するＣ字形状である。第３筒部４６ｅの上側の端部は、マグネットホルダ４６の上側の端部である。第３筒部４６ｅの外径および内径は、第２筒部４６ｄの外径および内径よりも小さい。第３筒部４６ｅの径方向内側には、モータシャフト４１の上側の端部が嵌め合わされる。モータシャフト４１の上側の端部は、第３筒部４６ｅよりも僅かに上側に突出する。
【００２４】
図３および図４に示すように、被支持部４６ｆは、第２円環板部４６ｂの径方向内縁部から径方向内側に突出する。被支持部４６ｆは、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。被支持部４６ｆは、Ｃ字状の第３筒部４６ｅが径方向に開口する部分を介して、第３筒部４６ｅよりも径方向内側に突出する。被支持部４６ｆは、軸方向Ｚに沿って視て略矩形状である。図３に示すように、被支持部４６ｆは、位置決め凹部４１ｂの内部に嵌め合わされる。これにより、被支持部４６ｆが位置決め凹部４１ｂの内側面のうち周方向両側に位置する側面に引っ掛かり、マグネットホルダ４６をモータシャフト４１に対して周方向に位置決めできる。本実施形態において被支持部４６ｆは、凸部に相当する。
【００２５】
図２に示すように、被支持部４６ｆは、位置決め凹部４１ｂの内側面のうち下側に位置する底面に接触し、支持される。これにより、被支持部４６ｆは、モータシャフト４１の一部に下側から支持される。したがって、マグネットホルダ４６をモータシャフト４１に対して軸方向Ｚに位置決めでき、かつ、マグネットホルダ４６がモータシャフト４１に対して下側にずれることを阻止できる。
【００２６】
位置決め凸部４６ｇは、第１円環板部４６ａの径方向内縁部から下側に突出する。位置決め凸部４６ｇは、例えば、第１円環板部４６ａの一部が下側に切り起こされて作られる。位置決め凸部４６ｇの下側の端部は、第１筒部４６ｃの下側の端部よりも上側に配置される。本実施形態において、位置決め凸部４６ｇは、第２位置決め部に相当する。
【００２７】
図４に示すように、モータ部用センサマグネット４５は、中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。モータ部用センサマグネット４５の板面は、軸方向Ｚと直交する。モータ部用センサマグネット４５は、マグネットホルダ４６に固定される。より詳細には、モータ部用センサマグネット４５は、第１筒部４６ｃの径方向内側に嵌め合わされ、第１円環板部４６ａの下側の面に接着剤等により固定される。これにより、モータ部用センサマグネット４５は、マグネットホルダ４６を介してモータシャフト４１に取り付けられるセンサマグネットである。本実施形態において、マグネットホルダ４６は、センサマグネットホルダに相当する。
【００２８】
図５に示すように、ロータマグネット４２ｂとモータ部用センサマグネット４５とは、それぞれモータシャフト４１の周方向に沿って複数の磁極Ｎｐ，Ｓｐを有する。磁極Ｎｐは、Ｎ極となる磁極である。磁極Ｓｐは、Ｓ極となる磁極である。ロータマグネット４２ｂとモータ部用センサマグネット４５とのそれぞれにおいて、磁極Ｎｐと磁極Ｓｐとは、４つずつ設けられる。すなわち、ロータマグネット４２ｂとモータ部用センサマグネット４５とは、それぞれ８極のマグネットである。ロータマグネット４２ｂとモータ部用センサマグネット４５とのそれぞれにおいて、磁極Ｎｐと磁極Ｓｐとは、周方向に沿って交互に配置される。
【００２９】
ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐ，Ｓｐとモータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐ，Ｓｐとは、互いに周方向にずれて配置される。図５では、モータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐ，Ｓｐは、ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐ，Ｓｐに対して、第１回転方向θ１側に角度φだけずれて配置される。角度φは、例えば、０．１°以上、５°以下である。
【００３０】
本明細書において「ロータマグネットの磁極とセンサマグネットの磁極とが、互いに周方向にずれて配置される」とは、各磁極の最も磁力が大きい部分の周方向位置が、ロータマグネットとセンサマグネットとでそれぞれ異なり、ずれていることを含む。すなわち、図５では、磁極Ｎｐと磁極Ｓｐとの周方向の境界を基準として角度φを示しているが、角度φは、各磁極Ｎｐ，Ｓｐのそれぞれにおいて最も磁力が大きい部分を基準として各磁極Ｎｐ，Ｓｐのずれる角度を示してもよい。
【００３１】
また、本明細書において互いにずれる磁極は、同じ磁極同士であっても異なる磁極同士であってもよい。すなわち、「ロータマグネットの磁極とセンサマグネットの磁極とが、互いに周方向にずれて配置される」とは、各マグネットにおける周方向位置に対する磁力の絶対値の変化が、各マグネット同士の間で位相が異なる変化となればよい。言い換えれば、周方向において、ロータマグネットの磁力の絶対値の変化とセンサマグネットの磁力の絶対値の変化とは、互いに位相が異なる。
【００３２】
例えば、図５では、ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐとモータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐとは、周方向においてほぼ同じ位置にあり、角度φだけずれているが、ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐとモータ部用センサマグネット４５の磁極Ｓｐとが、周方向においてほぼ同じ位置にあり、角度φだけずれてもよい。
【００３３】
ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐ，Ｓｐとモータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐ，Ｓｐとが周方向にずれて配置される場合、モータシャフト４１の回転数Ｎ［ｒｐｍ］とモータシャフト４１の回転トルクＴ［Ｎｍ］との関係は、図６において実線および一点鎖線で示すような関係となる。なお、図６に示す破線は、ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐ，Ｓｐとモータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐ，Ｓｐとが周方向にずれていない場合の回転数Ｎと回転トルクＴとの関係を示す。図６に示すように、回転トルクＴは、回転数Ｎが大きくなる程、小さくなる。回転トルクＴは、回転数Ｎに対して線形に変化する。
【００３４】
回転数Ｎに対する回転トルクＴの値は、モータシャフト４１の回転方向が第１回転方向θ１と第２回転方向θ２とのいずれであるかによって異なる。具体的には、回転数Ｎが同じ場合、モータシャフト４１の回転方向が第１回転方向θ１である場合の方が、モータシャフト４１の回転方向が第２回転方向θ２である場合よりも回転トルクＴが大きい。また、モータシャフト４１の回転方向が第１回転方向θ１である場合には、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐがずれていない場合よりも、回転トルクＴが大きい。一方、モータシャフト４１の回転方向が第２回転方向θ２である場合には、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐがずれていない場合よりも、回転トルクＴが小さい。
【００３５】
回転数Ｎと回転トルクＴとの関係が上記のような関係となるのは、以下の理由による。モータ部センサ７１がモータシャフト４１の回転を検出してから、その検出結果に基づいてステータ４３に供給される電流が切り換わるまでには、僅かながら時間が掛かる。そのため、モータシャフト４１の位置がステータ４３に供給される電流を切り換えるのに好適な位置となったことを検出してから実際にステータ４３に供給される電流が切り換えられるまでの間に、モータシャフト４１が回転し、モータシャフト４１が僅かにずれた位置においてステータ４３に供給される電流が切り換わる。そのため、好適なタイミングでステータ４３に供給される電流が切り換えられる場合に比べて、モータシャフト４１の回転トルクＴが低下する。
【００３６】
ロータマグネットの磁極Ｎｐ，Ｓｐとセンサ部用マグネットの磁極Ｎｐ，Ｓｐとがずれていない場合には、第１回転方向θ１および第２回転方向θ２のいずれにモータシャフト４１を回転させても、上述した回転トルクＴの低下が生じる。そのため、第１回転方向θ１と第２回転方向θ２とのどちらに回転させても回転数Ｎに対する回転トルクＴの値が変わらない。その一方で、回転トルクＴの値は、モータ部が出力可能な回転トルクＴの最大値よりも小さくなる。
【００３７】
これに対して、本実施形態では、モータ部用センサマグネット４５の磁極Ｎｐ，Ｓｐが、ロータマグネット４２ｂの磁極Ｎｐ，Ｓｐに対して、第１回転方向θ１側にずれて配置される。そのため、モータ部センサ７１によって検出されるモータシャフト４１の回転位置が、実際のモータシャフト４１の回転位置よりも第１回転方向θ１側にずれた位置となる。これにより、モータシャフト４１の回転方向が第１回転方向θ１である場合には、モータ部センサ７１は、実際のモータシャフト４１が電流の切り換え位置に到達するよりも早く、モータシャフト４１が電流の切り換え位置に到達したと検出する。
【００３８】
したがって、モータ部センサ７１の検出結果に基づいてステータ４３に供給される電流を切り換えようとすることで、実際のモータシャフト４１の回転位置が好適な位置となったときに、ステータ４３に供給される電流を切り換えることができる。これにより、好適なタイミングでステータ４３に供給される電流を切り換えることができ、モータシャフト４１の回転トルクＴが低下することを抑制できる。そのため、モータシャフト４１を第１回転方向θ１に回転させる際においては、回転トルクＴの値をモータ部４０が出力可能な回転トルクＴの最大値とすることも可能である。
【００３９】
一方、モータシャフト４１が第２回転方向θ２に回転する場合、モータ部センサ７１は、実際のモータシャフト４１が電流の切り換え位置を過ぎた後に、モータシャフト４１が電流の切り換え位置に到達したと検出する。そのため、ステータ４３に供給される電流が切り換わるタイミングが、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらしていない場合よりも大きくずれる。これにより、回転数Ｎに対する回転トルクＴが、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらしていない場合よりも小さくなる。
【００４０】
以上により、本実施形態における回転トルクＴは、モータシャフト４１が第１回転方向θ１に回転する場合には、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらしていない場合よりも大きくなり、モータシャフト４１が第２回転方向θ２に回転する場合には、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらしていない場合よりも小さくなる。
【００４１】
本実施形態によれば、上記のようにして、モータシャフト４１を第１回転方向θ１に回転させる際の回転トルクＴを、マグネット同士の磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらしていない場合に比べて大きくできる。そのため、モータシャフト４１を第１回転方向θ１に回転させる場合の電動アクチュエータ１０の出力を向上できる。これにより、必要とされる電動アクチュエータ１０の出力が回転方向によって異なる場合に、必要とされる出力が大きい回転方向を第１回転方向θ１とすることで、電動アクチュエータ１０の大型化を抑制しつつ、必要な出力を得られる。一方、モータシャフト４１を第２回転方向θ２に回転させる際の回転トルクＴは低下するが、必要とされる出力が大きい回転方向を第１回転方向θ１とすることで、第２回転方向θ２を、必要とされる出力が小さい方の回転方向とできるため、必要な出力を十分得やすい。以上により、本実施形態によれば、出力の回転方向が双方向で用いられる電動アクチュエータであって、大型化することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータ１０が得られる。
【００４２】
また、例えば、マグネット同士を周方向にずらさずに、ステータ４３に供給される電流の切り換えをずらして行う制御を行うことも考えられる。しかし、この場合には、制御プログラムが複雑化しやすく、電動アクチュエータの製造コストが増大する場合がある。これに対して、本実施形態によれば、マグネット同士を周方向にずらすことによって、制御プログラムを変えることなく、第１回転方向θ１において電動アクチュエータ１０の出力を向上させることができる。したがって、製造コストが増大することを抑制しつつ、大型化することを抑制できる電動アクチュエータ１０が得られる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、モータシャフト４１に対してモータ部用センサマグネット４５を周方向に位置決めする第１位置決め部としての位置決め凹部４１ｂが、モータシャフト４１に設けられる。そのため、モータ部用センサマグネット４５を、ロータマグネット４２ｂに対して磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらして位置決めすることが容易である。
【００４４】
また、本実施形態によれば、第１位置決め部は、モータシャフト４１の外周面から径方向内側に窪む凹部である位置決め凹部４１ｂである。そのため、凸部としての被支持部４６ｆを位置決め凹部４１ｂに嵌め合わせることで、モータ部用センサマグネット４５が固定されるマグネットホルダ４６を、モータシャフト４１に対して容易に位置決めできる。したがって、モータ部用センサマグネット４５を、ロータマグネット４２ｂに対して磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらして位置決めすることがより容易である。
【００４５】
上述したように、マグネットホルダ４６は、回路基板７０よりも上側に配置される。これにより、図２に示すように、本実施形態においてモータ部用センサマグネット４５は、モータシャフト４１のうち回路基板７０よりも上側に突出した部分に取り付けられる。モータ部用センサマグネット４５は、回路基板７０の上側の面と隙間を介して軸方向Ｚに対向する。
【００４６】
なお、本明細書において「モータシャフトのうち被検出部が取り付けられる部分」とは、被検出部がモータシャフトに直接的に固定される場合には、モータシャフトのうち被検出部が接触する部分であり、被検出部がモータシャフトに被検出部ホルダを介して間接的に固定される場合には、モータシャフトのうち被検出部ホルダが接触する部分である。本実施形態では、被検出部としてのモータ部用センサマグネット４５は、被検出部ホルダとしてのマグネットホルダ４６を介してモータシャフト４１に固定されるため、モータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分とは、モータシャフト４１のうちマグネットホルダ４６が接触する部分である。
【００４７】
本実施形態においてモータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分は、第１ベアリング４４ａよりも上側に配置される。すなわち、第１ベアリング４４ａは、モータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分よりも下側の部分を支持する。そのため、第１ベアリング４４ａが、モータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分よりも上側の部分を支持する場合に比べて、電動アクチュエータ１０を軸方向Ｚに小型化しやすい。
【００４８】
図４に示すように、モータ部用センサマグネット４５は、位置決め凹部４５ａを有する。位置決め凹部４５ａは、モータ部用センサマグネット４５の径方向内縁部から径方向外側に窪む。位置決め凹部４５ａは、モータ部用センサマグネット４５を軸方向Ｚに貫通する。位置決め凹部４５ａの内部には、位置決め凸部４６ｇが嵌め合わされる。これにより、位置決め凸部４６ｇが位置決め凹部４５ａの内側面のうち周方向両側に位置する側面に引っ掛かり、モータ部用センサマグネット４５をマグネットホルダ４６に対して周方向に位置決めできる。すなわち、位置決め凸部４６ｇは、マグネットホルダ４６に対してモータ部用センサマグネット４５を周方向に位置決めする。したがって、被支持部４６ｆおよび位置決め凹部４１ｂと、位置決め凸部４６ｇおよび位置決め凹部４５ａとによって、モータ部用センサマグネット４５を、モータシャフト４１に対して周方向に位置決めすることができ、ロータマグネット４２ｂに対して磁極Ｎｐ，Ｓｐをずらして位置決めすることがより容易である。
【００４９】
図１に示すように、減速機構５０は、モータシャフト４１の上側に連結される。減速機構５０は、ロータ本体４２およびステータ４３の上側に配置される。減速機構５０は、外歯ギア５１と、内歯ギア５２と、出力ギア５３と、を有する。
【００５０】
図示は省略するが、外歯ギア５１は、偏心軸部４１ａの偏心軸Ｊ２を中心として、偏心軸Ｊ２の径方向に拡がる円環板状である。外歯ギア５１の径方向外側面には、歯車部が設けられる。外歯ギア５１は、モータシャフト４１に第３ベアリング４４ｃを介して接続される。これにより、減速機構５０は、モータシャフト４１に連結される。外歯ギア５１は、第３ベアリング４４ｃの外輪に径方向外側から嵌め合わされる。これにより、第３ベアリング４４ｃはモータシャフト４１と外歯ギア５１とを、偏心軸Ｊ２周りに相対的に回転可能に連結する。
【００５１】
外歯ギア５１は、外歯ギア５１を軸方向Ｚに貫通する複数の孔５１ａを有する。図示は省略するが、複数の孔５１ａは、偏心軸Ｊ２を中心とする周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。孔５１ａの軸方向Ｚに沿って視た形状は、円形状である。
【００５２】
内歯ギア５２は、外歯ギア５１の径方向外側を囲んで回路基板ケース２０に固定され、外歯ギア５１と噛み合う。内歯ギア５２は、ハウジング１１の後述する金属部材２２に保持される。内歯ギア５２は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。内歯ギア５２の内周面には、歯車部が設けられる。内歯ギア５２の歯車部は、外歯ギア５１の歯車部と噛み合う。
【００５３】
出力ギア５３は、出力ギア本体５３ａと、複数のピン５３ｂと、を有する。出力ギア本体５３ａは、外歯ギア５１および内歯ギア５２の下側に配置される。出力ギア本体５３ａは、中心軸Ｊ１を中心として径方向に拡がる円環板状である。出力ギア本体５３ａの径方向外側面には、歯車部が設けられる。出力ギア本体５３ａは、モータシャフト４１に第４ベアリング４４ｄを介して接続される。
【００５４】
複数のピン５３ｂは、出力ギア本体５３ａの上面から上側に突出する円筒状である。図示は省略するが、複数のピン５３ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ピン５３ｂの外径は、孔５１ａの内径よりも小さい。複数のピン５３ｂは、複数の孔５１ａのそれぞれに下側から通される。ピン５３ｂの外周面は、孔５１ａの内周面と内接する。孔５１ａの内周面は、ピン５３ｂを介して、外歯ギア５１を中心軸Ｊ１周りに揺動可能に支持する。
【００５５】
出力部６０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。出力部６０は、モータ部４０の径方向外側に配置される。出力部６０は、出力シャフト６１と、駆動ギア６２と、出力部用センサマグネット６３と、マグネットホルダ６４と、を有する。
【００５６】
出力シャフト６１は、モータシャフト４１の軸方向Ｚに延びる筒状である。このように、出力シャフト６１がモータシャフト４１と同じ方向に延びるため、モータシャフト４１の回転を出力シャフト６１に伝達する減速機構５０の構造を簡単化できる。本実施形態において出力シャフト６１は、仮想軸である出力中心軸Ｊ３を中心とする円筒状である。出力中心軸Ｊ３は、中心軸Ｊ１と平行であり、中心軸Ｊ１から径方向に離れて配置される。すなわち、モータシャフト４１と出力シャフト６１とは、モータシャフト４１の径方向に離れて配置される。
【００５７】
出力シャフト６１は、下側に開口する開口部６１ｄを有する。本実施形態において出力シャフト６１は、軸方向両側に開口する。出力シャフト６１は、内周面の下部にスプライン溝を有する。出力シャフト６１は、円筒状の出力シャフト本体６１ａと、出力シャフト本体６１ａから出力中心軸Ｊ３の径方向外側に突出するフランジ部６１ｂと、を有する。出力シャフト６１は、モータシャフト４１の径方向においてロータ本体４２と重なる位置に配置される。出力シャフト６１の下側の端部、すなわち開口部６１ｄは、モータ部４０の下側の端部よりも上側に配置される。本実施形態においてモータ部４０の下側の端部とは、モータシャフト４１の下側の端部である。
【００５８】
出力シャフト６１には、下側から開口部６１ｄを介して被駆動シャフトＤＳが挿入されて連結される。より詳細には、被駆動シャフトＤＳの外周面に設けられたスプライン部が、出力シャフト６１の内周面に設けられたスプライン溝に嵌め合わされることで、出力シャフト６１と被駆動シャフトＤＳとが連結される。被駆動シャフトＤＳには、出力シャフト６１を介して電動アクチュエータ１０の駆動力が伝達される。これにより、電動アクチュエータ１０は、被駆動シャフトＤＳを出力中心軸Ｊ３周りに回転させる。
【００５９】
以上に説明したように、軸方向Ｚにおいて、被駆動シャフトＤＳが挿入される開口部６１ｄが開口する側は、減速機構５０に対してモータ部４０が配置されるのと同じ側である。そのため、モータ部４０を、電動アクチュエータ１０が取り付けられる被取付体側に配置することができる。これにより、被駆動シャフトＤＳの径方向において、被駆動シャフトＤＳの外側の空間を、モータ部４０を配置する空間として利用できる。したがって、電動アクチュエータ１０をより近づけた状態で被取付体に取り付けることができる。そのため、本実施形態によれば、被取付体に取り付けた際に取り付け高さを小さくできる電動アクチュエータ１０が得られる。本実施形態において被取付体は、車両である。
【００６０】
また、本実施形態によれば、モータシャフト４１がモータ部４０から減速機構５０に向かって延びる向きは、上向きであり、出力シャフト６１の開口部６１ｄが開口する向きと逆向きである。そのため、出力シャフト６１が減速機構５０から延びる向きを、モータシャフト４１がモータ部４０から減速機構５０に向かって延びる向きと逆向きにできる。これにより、モータシャフト４１と出力シャフト６１とを、モータシャフト４１の径方向に重ねて配置することができ、電動アクチュエータ１０を軸方向Ｚに小型化できる。また、出力シャフト６１がモータシャフト４１の径方向においてロータ本体４２と重なるため、電動アクチュエータ１０をより軸方向Ｚに小型化できる。これにより、被取付体に取り付けた際に電動アクチュエータ１０の取り付け高さをより小さくしやすい。
【００６１】
また、本実施形態によれば、モータ部４０の下側の端部は、開口部６１ｄよりも下側に配置される。そのため、モータ部４０をより被取付体に近づけて配置することができる。これにより、被取付体に取り付けた際に電動アクチュエータ１０の取り付け高さをより小さくしやすい。
【００６２】
駆動ギア６２は、出力シャフト６１に固定され出力ギア５３と噛み合う。本実施形態において駆動ギア６２は、出力シャフト本体６１ａの外周面のうちフランジ部６１ｂよりも上側の部分に固定される。駆動ギア６２は、フランジ部６１ｂの上面と接触する。図示は省略するが、駆動ギア６２は、出力シャフト６１から出力ギア５３に向かって延び、出力ギア５３に近づくに従って幅が大きくなる扇形ギアである。駆動ギア６２の出力ギア５３側の端部には、歯車部が設けられる。駆動ギア６２の歯車部は、出力ギア５３の歯車部と噛み合う。
【００６３】
マグネットホルダ６４は、出力中心軸Ｊ３を中心として軸方向Ｚに延びる略円筒状の部材である。マグネットホルダ６４は、軸方向両側に開口する。マグネットホルダ６４は、出力シャフト６１の上側、かつ、減速機構５０の径方向外側に配置される。マグネットホルダ６４は、回路基板７０を軸方向Ｚに貫通する。マグネットホルダ６４の内部は、出力シャフト６１の内部と繋がる。マグネットホルダ６４には、出力シャフト６１に挿入された被駆動シャフトＤＳの上端部が圧入される。これにより、マグネットホルダ６４は、被駆動シャフトＤＳに固定される。
【００６４】
出力部用センサマグネット６３は、出力中心軸Ｊ３を中心とする円環状である。出力部用センサマグネット６３は、マグネットホルダ６４の上側の端部における外周面に固定される。被駆動シャフトＤＳにマグネットホルダ６４が固定されることで、出力部用センサマグネット６３は、マグネットホルダ６４を介して被駆動シャフトＤＳに固定される。出力部用センサマグネット６３は、回路基板７０の上側の面と隙間を介して対向する。
【００６５】
モータシャフト４１が中心軸Ｊ１周りに回転されると、偏心軸部４１ａは、中心軸Ｊ１を中心として周方向に公転する。偏心軸部４１ａの公転は第３ベアリング４４ｃを介して外歯ギア５１に伝達され、外歯ギア５１は、孔５１ａの内周面とピン５３ｂの外周面との内接する位置が変化しつつ、揺動する。これにより、外歯ギア５１の歯車部と内歯ギア５２の歯車部との噛み合う位置が、周方向に変化する。したがって、内歯ギア５２に、外歯ギア５１を介してモータシャフト４１の回転力が伝達される。
【００６６】
ここで、本実施形態では、内歯ギア５２は固定されているため回転しない。そのため、内歯ギア５２に伝達される回転力の反力によって、外歯ギア５１が偏心軸Ｊ２周りに回転する。このとき外歯ギア５１の回転する向きは、モータシャフト４１の回転する向きと反対向きとなる。外歯ギア５１の偏心軸Ｊ２周りの回転は、孔５１ａとピン５３ｂとを介して、出力ギア５３に伝達される。これにより、出力ギア５３が中心軸Ｊ１周りに回転する。出力ギア５３には、モータシャフト４１の回転が減速されて伝達される。
【００６７】
出力ギア５３が回転すると、出力ギア５３に噛み合う駆動ギア６２が出力中心軸Ｊ３周りに回転する。これにより、駆動ギア６２に固定された出力シャフト６１が出力中心軸Ｊ３周りに回転する。このようにして、出力シャフト６１には、減速機構５０を介してモータシャフト４１の回転が伝達される。
【００６８】
本実施形態においてモータシャフト４１の回転方向と出力シャフト６１の回転方向とは、互いに同じである。すなわち、モータシャフト４１が第１回転方向θ１に回転する場合には、出力シャフト６１は、第１回転方向θ１に回転する。モータシャフト４１が第２回転方向θ２に回転する場合には、出力シャフト６１は、第２回転方向θ２に回転する。
【００６９】
回路基板７０は、ロータ本体４２よりも上側に配置される。回路基板７０は、減速機構５０の上側に配置される。回路基板７０は、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。回路基板７０は、回路基板７０を軸方向Ｚに貫通する貫通孔７０ａを有する。貫通孔７０ａには、モータシャフト４１が通される。これにより、モータシャフト４１は、回路基板７０を軸方向Ｚに貫通する。回路基板７０は、図示しないバスバーを介して、ステータ４３と電気的に接続される。すなわち、回路基板７０は、モータ部４０と電気的に接続される。
【００７０】
モータ部センサ７１は、回路基板７０の上面に固定される。より詳細には、モータ部センサ７１は、回路基板７０の上側の面のうちモータ部用センサマグネット４５と隙間を介して軸方向Ｚに対向する部分に固定される。モータ部センサ７１は、モータ部用センサマグネット４５の磁界を検出する磁気センサである。モータ部センサ７１は、例えば、ホール素子である。図示は省略するが、モータ部センサ７１は、例えば、周方向に沿って３つ設けられる。モータ部センサ７１は、モータ部用センサマグネット４５の磁界を検出することでモータ部用センサマグネット４５の回転位置を検出してモータシャフト４１の回転を検出する。
【００７１】
本実施形態では、減速機構５０がモータシャフト４１の上側に連結され、回路基板７０がロータ本体４２よりも上側かつ減速機構５０の上側に配置される。そのため、回路基板７０とロータ本体４２との軸方向Ｚの間に減速機構５０が配置される。これにより、回路基板７０に固定されるモータ部センサ７１を、ロータ本体４２およびステータ４３から離して配置することができる。したがって、モータ部センサ７１がロータ本体４２およびステータ４３から生じる磁界の影響を受けにくくでき、モータ部センサ７１の検出精度を向上できる。
【００７２】
出力部センサ７２は、回路基板７０の上面に固定される。より詳細には、出力部センサ７２は、回路基板７０の上側の面のうち出力部用センサマグネット６３と隙間を介して軸方向Ｚに対向する部分に固定される。出力部センサ７２は、出力部用センサマグネット６３の磁界を検出する磁気センサである。出力部センサ７２は、例えば、ホール素子である。図示は省略するが、出力部センサ７２は、例えば、出力中心軸Ｊ３を中心とする周方向に沿って３つ設けられる。出力部センサ７２は、出力部用センサマグネット６３の磁界を検出することで出力部用センサマグネット６３の回転位置を検出して被駆動シャフトＤＳの回転を検出する。
【００７３】
本実施形態によれば、減速機構５０がモータ部４０よりも回路基板７０側に配置される構成により、出力ギア５３に回転駆動力を伝達する駆動ギア６２を出力部用センサマグネット６３に近づけて配置できる。そのため、出力ギア５３における回転駆動力が伝達される部分から出力部用センサマグネット６３が固定される部分までの軸方向Ｚの距離を短くでき、出力部用センサマグネット６３が固定される部分における被駆動シャフトＤＳの軸ぶれを抑制できる。これにより、出力部センサ７２による被駆動シャフトＤＳの回転検出精度を向上できる。
【００７４】
ハウジング１１は、モータ部４０、減速機構５０、出力部６０、回路基板７０、モータ部センサ７１、出力部センサ７２、バスバーホルダ９０および図示しないバスバーを収容する。ハウジング１１は、モータケース３０と、回路基板ケース２０と、を有する。モータケース３０は、上側に開口する。モータケース３０は、モータケース本体３１と、ステータ固定部材３７と、を有する。回路基板ケース２０は、略直方体の箱状である。回路基板ケース２０は、モータケース３０の上側に取り付けられてモータケース３０の開口を塞ぐ。回路基板ケース２０は、回路基板７０を収容する。回路基板ケース２０は、回路基板ケース本体２１と、金属部材２２と、回路基板ケースカバー２６と、を有する。
【００７５】
回路基板ケース本体２１とモータケース本体３１とは、樹脂製である。本実施形態においては、回路基板ケース本体２１とモータケース本体３１とによってハウジング本体１１ａが構成される。すなわち、ハウジング１１は、樹脂製のハウジング本体１１ａを有する。
【００７６】
回路基板ケース本体２１は、上側に開口する箱状である。回路基板ケース本体２１は、底壁２１ａと、側壁２１ｂと、を有する。底壁２１ａは、軸方向Ｚと直交する平面に沿って拡がる。底壁２１ａは、軸方向Ｚに沿って視て、モータケース本体３１よりも径方向外側に拡がる。底壁２１ａは、モータケース３０の上側の開口を塞ぐ。底壁２１ａは、ステータ４３の上側を覆う。
【００７７】
底壁２１ａは、底壁２１ａの下側の面から上側に窪む凹部２１ｃを有する。底壁２１ａは、底壁２１ａを軸方向Ｚに貫通する中央貫通孔２１ｄを有する。中央貫通孔２１ｄは、凹部２１ｃの底面から底壁２１ａの上側の面まで底壁２１ａを貫通する。中央貫通孔２１ｄは、軸方向Ｚに沿って視て、中心軸Ｊ１を中心とする円形状である。中央貫通孔２１ｄには、モータシャフト４１が通される。
【００７８】
側壁２１ｂは、底壁２１ａの外縁部から上側に突出する角筒状である。側壁２１ｂの内側には、回路基板７０が収容される。すなわち、回路基板ケース２０は、底壁２１ａよりも上側において回路基板７０を収容する。側壁２１ｂは、上側に開口する。側壁２１ｂの上側の開口、すなわち回路基板ケース２０の上側の開口は、回路基板ケースカバー２６によって塞がれる。回路基板ケースカバー２６は、例えば、金属製である。
【００７９】
金属部材２２は、金属製である。金属部材２２は、回路基板ケース本体２１に保持される。すなわち、金属部材２２は、ハウジング本体１１ａに保持される。金属部材２２は、凹部２１ｃ内に収容されて保持される。本実施形態において金属部材２２の一部は、ハウジング本体１１ａに埋め込まれる。そのため、金型に金属部材２２を挿入して樹脂を流し込むインサート成形を用いて、ハウジング本体１１ａの一部または全体を作ることができる。したがって、ハウジング１１の作製が容易である。本実施形態では、ハウジング本体１１ａのうち回路基板ケース本体２１が、金型に金属部材２２を挿入して樹脂を流し込むインサート成形によって作られる。
【００８０】
図７に示すように、金属部材２２は、ベアリング保持部２３と、腕部２５と、出力シャフト支持部２４と、を有する。ベアリング保持部２３は、円環板部２３ａと、外側筒部２３ｂと、内側筒部２３ｃと、天板部２３ｄと、を有する。円環板部２３ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。円環板部２３ａの板面は、軸方向Ｚと直交する。
【００８１】
外側筒部２３ｂは、円環板部２３ａの外周縁部から下側に突出する円筒状である。外側筒部２３ｂは、外側筒部２３ｂの壁部を径方向に貫通する複数のスリット２３ｅを有する。複数のスリット２３ｅは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。スリット２３ｅは、下側に開口する。
【００８２】
図１に示すように、外側筒部２３ｂの径方向内側には、内歯ギア５２が保持される。これにより、減速機構５０は、金属部材２２を介して底壁２１ａの下側の面に保持される。図示は省略するが、内歯ギア５２の外周面には径方向外側に突出する複数の突起部が設けられ、その突起部は、スリット２３ｅのそれぞれに挿入される。これにより、突起部がスリット２３ｅの内側面に引っ掛かり、内歯ギア５２が金属部材２２に対して周方向に動くことを抑制できる。外側筒部２３ｂは、中央貫通孔２１ｄの径方向内側に埋め込まれて保持される。
【００８３】
内側筒部２３ｃは、円環板部２３ａの内周縁部から上側に突出する円筒状である。内側筒部２３ｃの径方向内側には、第１ベアリング４４ａが保持される。これにより、ベアリング保持部２３は、第１ベアリング４４ａを保持する。内側筒部２３ｃは、底壁２１ａよりも上側に突出する。内側筒部２３ｃは、側壁２１ｂの径方向内側に配置される。内側筒部２３ｃは、貫通孔７０ａを介して回路基板７０を軸方向Ｚに貫通し、回路基板７０よりも上側に突出する。
【００８４】
これにより、内側筒部２３ｃに保持される第１ベアリング４４ａの少なくとも一部は、貫通孔７０ａに挿入される。そのため、第１ベアリング４４ａによって、モータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分に近い位置で、モータシャフト４１を支持することができる。これにより、モータシャフト４１のうちモータ部用センサマグネット４５が取り付けられる部分の軸がぶれることを抑制でき、モータ部用センサマグネット４５の位置がぶれることを抑制できる。したがって、モータ部センサ７１によるモータシャフト４１の回転検出精度が低下することを抑制できる。また、径方向に沿って視て、第１ベアリング４４ａと回路基板７０とを重ねて配置できるため、電動アクチュエータ１０を軸方向Ｚに小型化しやすい。
【００８５】
本明細書において「ベアリング保持部が第１ベアリングを保持する」とは、ベアリング保持部が第１ベアリングを径方向に位置決めできればよく、第１ベアリングがベアリング保持部に固定されなくてもよい。本実施形態において第１ベアリング４４ａは、内側筒部２３ｃに嵌め合わされることで、径方向に位置決めされる。第１ベアリング４４ａは、内側筒部２３ｃに対して固定されない。
【００８６】
天板部２３ｄは、内側筒部２３ｃの上側の端部から径方向内側に突出する。天板部２３ｄは、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。天板部２３ｄの内側には、モータシャフト４１の上側の端部が通される。天板部２３ｄの内周縁部は、下側に湾曲する。天板部２３ｄは、第１ベアリング４４ａの上側を覆う。
【００８７】
図２に示すように、天板部２３ｄと第１ベアリング４４ａとの軸方向Ｚの間には、予圧部材４７が配置される。すなわち、電動アクチュエータ１０は、予圧部材４７を備える。予圧部材４７は、周方向に沿って延びる円環状のウェーブワッシャである。予圧部材４７は、天板部２３ｄの下側の面と第１ベアリング４４ａの外輪の上側の端部とに接触する。予圧部材４７は、第１ベアリング４４ａの外輪に対して下向きの予圧を加える。これにより、予圧部材４７は、第１ベアリング４４ａに下側向きに予圧を加え、第１ベアリング４４ａを介してモータシャフト４１に下側向きに予圧を加える。
【００８８】
予圧部材４７によって下側向きに予圧を受けるモータシャフト４１は、図１に示す第２ベアリング４４ｂによって下側から支持される。より詳細には、第２ベアリング４４ｂは、外輪が後述するモータ収容部３２の環状凸部３２ａによって下側から支持され、モータシャフト４１の外周面に固定された内輪によってモータシャフト４１を下側から支持する。本実施形態において第２ベアリング４４ｂは、モータシャフト４１を下側から支持する支持部に相当する。すなわち、電動アクチュエータ１０は、支持部としての第２ベアリング４４ｂを備える。
【００８９】
支持部としての第２ベアリング４４ｂが設けられることで、予圧部材４７によってモータシャフト４１に下側向きの予圧を加えても、モータシャフト４１が下側に移動することを抑制できる。予圧部材４７は、モータシャフト４１に下側向きの予圧を加え、モータシャフト４１を支持部としての第２ベアリング４４ｂに押し付ける。これにより、電動アクチュエータ１０に振動が加えられていない状態において、モータシャフト４１の軸方向Ｚの位置を最も下側の位置に維持することができる。したがって、電動アクチュエータ１０に振動が加えられてモータシャフト４１が軸方向Ｚに移動する場合であっても、モータシャフト４１が下側に移動することを抑制でき、モータシャフト４１が移動する向きを上側向きとすることができる。
【００９０】
そして、モータ部用センサマグネット４５は回路基板７０の上側の面と隙間を介して軸方向Ｚに対向し、かつ、モータ部センサ７１は回路基板７０の上側の面のうちモータ部用センサマグネット４５と隙間を介して軸方向Ｚに対向する部分に固定される。すなわち、モータシャフト４１に取り付けられるモータ部用センサマグネット４５は、モータ部センサ７１の上側に配置される。これにより、電動アクチュエータ１０に振動が加えられた際のモータシャフト４１の移動する向きを上側向きにできることで、モータシャフト４１が移動しても、モータ部用センサマグネット４５がモータ部センサ７１から離れる向きに移動する。したがって、モータ部用センサマグネット４５がモータ部センサ７１に接触することを抑制できる。なお、モータシャフト４１が上側に移動する際、予圧部材４７は、軸方向Ｚに圧縮弾性変形する。
【００９１】
以上に説明したように、本実施形態によれば、予圧部材４７がモータシャフト４１に予圧を加える向きをモータ部用センサマグネット４５からモータ部センサ７１に向かう向きとすることで、モータ部用センサマグネット４５がモータ部センサ７１に接触することを抑制できる。これにより、モータ部用センサマグネット４５およびモータ部センサ７１が損傷することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータ１０が得られる。
【００９２】
また、例えば、モータ部用センサマグネットが回路基板よりも下側に配置され、モータ部センサが回路基板の下側の面に取り付けられる場合について考える。この場合、上述したようにしてモータ部用センサマグネットとモータ部センサとの接触を抑制するためには、予圧部材によってモータシャフトに対して上側向きの予圧を加えて、電動アクチュエータに振動が加えられた際のモータシャフトの移動する向きを下側向きとすればよい。しかし、この場合、モータシャフトが下側に移動した際に、モータ部を収容するモータケース等にモータ部用センサマグネットまたはモータ部用センサマグネットを保持するマグネットホルダが接触する場合がある。これにより、モータシャフトに対するモータ部用センサマグネットの位置が上側にずれる場合がある。この状態で、モータシャフトが元の位置に戻ると、上側に位置するモータ部センサにモータ部用センサマグネットが接触する虞があった。
【００９３】
これに対して、本実施形態によれば、モータシャフト４１は、ロータ本体４２よりも上側に配置される回路基板７０を軸方向Ｚに貫通し、モータ部用センサマグネット４５は、モータシャフト４１のうち回路基板７０よりも上側に突出した部分に取り付けられる。したがって、電動アクチュエータ１０に振動が加えられた際にモータシャフト４１が移動する向きは、モータ部４０を収容するモータケース３０から離れる向きとなる。そのため、モータシャフト４１が移動した際に、モータ部用センサマグネット４５およびマグネットホルダ４６がモータケース３０と接触することを抑制でき、モータシャフト４１に対するモータ部用センサマグネット４５の位置がずれることを抑制できる。これにより、モータシャフト４１の軸方向Ｚの位置が元に戻った際に、モータ部用センサマグネット４５とモータ部センサ７１とが接触することを抑制できる。したがって、モータ部用センサマグネット４５およびモータ部センサ７１が損傷することをより抑制できる。
【００９４】
本実施形態では、図２に示すように、モータシャフト４１の上側の端部、モータ部用センサマグネット４５、およびマグネットホルダ４６と、回路基板ケースカバー２６との軸方向Ｚの間には、隙間Ｓが設けられる。隙間Ｓは、電動アクチュエータ１０に振動が加えられた際に上側に移動するモータシャフト４１の最大移動量よりも大きい。したがって、モータシャフト４１が上側に移動した場合であっても、モータシャフト４１の上側の端部、モータ部用センサマグネット４５、およびマグネットホルダ４６が回路基板ケースカバー２６と接触することを抑制できる。
【００９５】
また、本実施形態によれば、第１ベアリング４４ａがボールベアリングであるため、予圧部材４７によって第１ベアリング４４ａに予圧が加えられることで、第１ベアリング４４ａによるモータシャフト４１の軸保持精度を向上できる。また、予圧部材４７による予圧は、モータシャフト４１を介して、ボールベアリングである第２ベアリング４４ｂ、第３ベアリング４４ｃ、および第４ベアリング４４ｄにも伝達される。したがって、各ボールベアリングによるモータシャフト４１の軸保持精度を向上できる。また、１つの予圧部材４７によって、第１ベアリング４４ａに予圧を加えるとともにモータシャフト４１にも予圧加えることができるため、電動アクチュエータ１０の部品点数が増加することを抑制できる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、モータ部用センサマグネット４５を保持するマグネットホルダ４６は、モータシャフト４１の一部に下側から支持される被支持部４６ｆを有する。そのため、モータシャフト４１が上側に移動した際、仮にマグネットホルダ４６がハウジング１１に接触した場合であっても、被支持部４６ｆによってマグネットホルダ４６がモータシャフト４１に対して下側に移動することを抑制できる。そのため、モータ部用センサマグネット４５がモータシャフト４１に対して下側に移動することを抑制でき、モータシャフト４１の軸方向Ｚの位置が元に戻った際に、モータ部用センサマグネット４５がモータ部センサ７１に接触することを抑制できる。
【００９７】
また、本実施形態のように、被検出部がマグネットである場合、他の部材と接触した際に、被検出部の一部が欠ける等、損傷が生じやすい。したがって、上述した被検出部としてのモータ部用センサマグネット４５の損傷を抑制できる効果は、本実施形態のように被検出部がマグネットである場合に、特に有用に得られる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、予圧部材４７は、ウェーブワッシャである。そのため、例えば、予圧部材がコイルスプリング等である場合に比べて、電動アクチュエータ１０を軸方向Ｚに小型化できる。
【００９９】
図１に示すように、腕部２５は、ベアリング保持部２３からモータシャフト４１の径方向外側に延びる。図７に示すように、腕部２５は、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。腕部２５は、軸方向Ｚに沿って視て、長方形状である。腕部２５は、ベアリング保持部２３と出力シャフト支持部２４とを繋ぐ。これにより、金属部材２２のうちベアリング保持部２３と出力シャフト支持部２４と以外の部分の大きさを最小限に抑えやすく、金属部材２２を小型化しやすい。したがって、ハウジング１１の製造コストを低減しやすく、ハウジング１１の重量を小さくしやすい。
【０１００】
出力シャフト支持部２４は、腕部２５の径方向外側の端部に繋がる。出力シャフト支持部２４は、出力中心軸Ｊ３を中心とする円環状であり、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。このように、本実施形態によれば、出力シャフト支持部２４および腕部２５が板状であるため、出力シャフト支持部２４および腕部２５を金属製の板部材を打ち抜く、または折り曲げる等のプレス加工によって容易に作ることができる。本実施形態において金属部材２２は、金属製の板部材をプレス加工することによって作られる単一の部材である。
【０１０１】
出力シャフト支持部２４は、出力シャフト支持部２４を軸方向Ｚに貫通する貫通孔２４ａを有する。図１に示すように、貫通孔２４ａには、出力シャフト本体６１ａの上側の端部である嵌合部６１ｃが嵌め合わされる。すなわち、出力シャフト６１は、貫通孔２４ａに嵌め合わされる嵌合部６１ｃを有する。これにより、出力シャフト支持部２４は、出力シャフト６１を支持する。
【０１０２】
このように、本実施形態によれば、金属製の金属部材２２によって第１ベアリング４４ａを保持でき、かつ、出力シャフト６１を支持できる。これにより、第１ベアリング４４ａに支持されるモータシャフト４１と出力シャフト６１とを、相対位置精度よく配置できる。また、金属部材２２が保持されるハウジング本体１１ａは、樹脂製であるため、ハウジング１１を軽量化できる。以上により、本実施形態によれば、軽量化でき、かつ、モータシャフト４１と出力シャフト６１との相対位置精度が低下することを抑制できる構造を有する電動アクチュエータ１０が得られる。また、金属部材２２は、金属製であるため、樹脂に比べて強度および耐熱性が高い。そのため、ハウジング１１に外力および熱が加えられた場合であっても、金属部材２２が大きく変形・損傷することを抑制でき、モータシャフト４１と出力シャフト６１とがずれることを抑制できる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、貫通孔２４ａに嵌合部６１ｃを嵌め合わせることで、出力シャフト６１を金属部材２２に対して、容易に支持させることができ、かつ、容易に位置決めすることができる。したがって、電動アクチュエータ１０の組み立てを容易にできる。
【０１０４】
モータケース本体３１は、モータ収容部３２と、出力部保持部３３と、を有する。モータ収容部３２は、底部を有し上側に開口する筒状である。モータ収容部３２は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。モータ収容部３２は、モータ部４０を収容する。すなわち、モータケース本体３１は、モータ部４０を収容する。
【０１０５】
なお、本明細書において「モータケース本体がモータ部を収容する」とは、モータケース本体によってモータ部の一部が収容されればよく、モータ部の他の一部がモータケース本体の外部に突出してもよい。本実施形態では、モータケース本体３１、すなわちモータ収容部３２は、モータシャフト４１の下側の部分、ロータ本体４２、ステータ４３、および第２ベアリング４４ｂを収容する。
【０１０６】
モータ収容部３２は、モータ収容部３２の底面から上側に突出する環状凸部３２ａを有する。図示は省略するが、環状凸部３２ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。環状凸部３２ａは、第２ベアリング４４ｂの外輪を下側から支持する。環状凸部３２ａの径方向内側部分は、軸方向Ｚに沿って視て、第２ベアリング４４ｂの内輪およびモータシャフト４１の下側の端部と重なる。そのため、モータシャフト４１に下側向きの予圧が加えられて、第２ベアリング４４ｂの内輪およびモータシャフト４１の下側の端部が、第２ベアリング４４ｂの外輪より下側に突出して配置される場合であっても、第２ベアリング４４ｂの内輪およびモータシャフト４１の下側の端部がモータ収容部３２の底面と接触することを抑制できる。
【０１０７】
出力部保持部３３は、モータ収容部３２から径方向外側に突出する。出力部保持部３３は、基部３３ａと、出力シャフト保持部３３ｂと、を有する。基部３３ａは、モータ収容部３２から径方向外側に突出する。出力シャフト保持部３３ｂは、基部３３ａの径方向外側の端部から軸方向両側に突出する。出力シャフト保持部３３ｂは、出力中心軸Ｊ３を中心とする円筒状である。出力シャフト保持部３３ｂは、軸方向両側に開口する。出力シャフト保持部３３ｂの内部は、基部３３ａを軸方向Ｚに貫通する。
【０１０８】
出力シャフト保持部３３ｂの内側には、円筒状のブッシュ６５が嵌め合わされる。ブッシュ６５の上側の端部には、出力中心軸Ｊ３を中心とする径方向の外側に突出するフランジ部が設けられる。ブッシュ６５のフランジ部は、出力シャフト保持部３３ｂの上側の端部によって下側から支持される。ブッシュ６５の内側には、出力シャフト本体６１ａのうちフランジ部６１ｂよりも下側の部分が嵌め合わされる。ブッシュ６５は、出力シャフト６１を出力中心軸Ｊ３周りに回転可能に支持する。フランジ部６１ｂは、ブッシュ６５のフランジ部を介して出力シャフト保持部３３ｂの上側の端部によって下側から支持される。出力シャフト６１の下側の開口部６１ｄは、ブッシュ６５よりも下側に配置される。
【０１０９】
ステータ固定部材３７は、底部を有し上側に開口する筒状である。ステータ固定部材３７は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。ステータ固定部材３７は、モータ収容部３２の内側に嵌め合わされる。ステータ固定部材３７の底部には周方向に沿って配置される複数の貫通孔が設けられる。ステータ固定部材３７の貫通孔には、モータ収容部３２の底部に設けられた複数の突起がそれぞれ嵌め合わされる。
【０１１０】
ステータ固定部材３７の上側の端部は、モータ収容部３２よりも上側に突出する。ステータ固定部材３７の底部には、第２ベアリング４４ｂが保持される。ステータ固定部材３７の内周面には、ステータ４３の外周面が固定される。ステータ固定部材３７は、金属製である。モータケース３０は、例えば、金型にステータ固定部材３７が挿入された状態で樹脂が流し込まれるインサート成形によって作られる。
【０１１１】
バスバーホルダ９０は、ステータ固定部材３７の上側の開口に配置される。バスバーホルダ９０は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、板面が軸方向Ｚと直交する板状である。バスバーホルダ９０は、図示しないバスバーを保持する。バスバーホルダ９０は、ステータ４３の上側を覆う。
【０１１２】
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。ロータマグネットの磁極数およびモータ部用センサマグネットの磁極数は、それぞれ２つ以上であれば、特に限定されない。また、各マグネットの種類は、特に限定されない。ロータマグネットの磁極とモータ部用センサマグネットの磁極とがずれる角度φは、０°よりも大きければ、特に限定されない。
【０１１３】
モータシャフトの第１位置決め部は、図８に示すモータシャフト１４１の位置決め凹部１４１ｂのような構成であってもよい。位置決め凹部１４１ｂは、モータシャフト１４１の外周面から径方向内側に窪む凹部である。位置決め凹部１４１ｂは、上側に開口し、上側から下側に向かうに従って周方向一方側に位置する。この構成によれば、位置決め凹部１４１ｂの下側の端部に凸部としての被支持部４６ｆを嵌め合わせることで、モータ部用センサマグネット４５を位置決め凹部１４１ｂの上側の端部に対して周方向にずらして配置できる。そのため、位置決め凹部１４１ｂの上側の端部を利用して、ロータマグネット４２ｂを周方向に位置決めしつつ、モータ部用センサマグネット４５をロータマグネット４２ｂに対して周方向にずらして配置できる。したがって、ロータマグネット４２ｂとモータ部用センサマグネット４５とを、磁極Ｎｐ，Ｓｐを周方向にずらして配置することが容易である。
【０１１４】
予圧部材は、モータシャフトに予圧を加えられるならば、特に限定されない。予圧部材は、コイルスプリング等であってもよい。また、予圧部材は、モータシャフトに直接的に接触して予圧を加えてもよい。また、第１ベアリング等のボールベアリングに予圧を加える部材とは別に、モータシャフトに予圧を加える予圧部材が設けられてもよい。
【０１１５】
支持部は、モータシャフトを下側から支持できるならば、特に限定されない。支持部は、例えば、モータ収容部の底部から上側に突出する凸部であってもよい。この場合、凸部は、例えば、モータシャフトの下側の端部の中心と点接触し、モータシャフトを下側から直接的に支持する。
【０１１６】
モータ部センサは、ホール素子以外の磁気センサであってもよいし、磁気センサ以外のセンサであってもよい。モータ部センサは、例えば、磁気抵抗素子であってもよいし、光学式センサであってもよい。被検出部は、モータ部センサによって検出されるならば、特に限定されず、マグネット以外であってもよい。被検出部は、モータシャフトに直接的に取り付けられてもよい。これらについては、出力部センサ等についても同様である。
【０１１７】
ハウジング本体は、単一の部材であってもよい。ハウジング本体は、射出成形により単体で作られてもよい。この場合、金属部材は、ハウジング本体が作られた後に、ハウジング本体に保持される。ハウジング本体の形状は、特に限定されない。ハウジング本体は、軸方向に沿って視て、多角形状であってもよいし、円形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。ハウジング本体は、樹脂製でなくてもよく、例えば、金属製であってもよい。
【０１１８】
金属部材は、特に限定されない。金属部材は、複数の別部材が連結されて構成されてもよい。金属部材は、設けられなくてもよい。第１ベアリング、第２ベアリング、第３ベアリングおよび第４ベアリングは、ボールベアリングでなくてもよく、滑り軸受等であってもよい。減速機構の構成は、特に限定されない。出力シャフトが延びる方向は、モータシャフトが延びる方向と異なってもよい。
【０１１９】
出力シャフトのうち被駆動シャフトが挿入される開口部は、上側に開口してもよい。出力シャフトが配置される位置は、特に限定されない。
【０１２０】
上述した実施形態の電動アクチュエータの用途は、特に限定されず、車両以外に搭載されてもよい。
【０１２１】
＜アクチュエータ装置の実施形態＞
図９から図１１に示すＸ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であり、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の両方と直交する方向である。Ｘ軸方向と平行な方向を「前後方向Ｘ」と呼び、Ｙ軸方向と平行な方向を「左右方向Ｙ」と呼ぶ。前後方向Ｘにおいては、Ｘ軸方向の正の側を前側とし、Ｘ軸方向の負の側を後側とする。左右方向Ｙにおいては、Ｙ軸方向の正の側を左側とし、Ｙ軸方向の負の側を右側とする。
【０１２２】
なお、前側、後側、左側、右側、前後方向および左右方向とは、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。
【０１２３】
図９および図１０に示す本実施形態のアクチュエータ装置１は、車両に設けられ、運転者のシフト操作に基づいて駆動されるシフト・バイ・ワイヤ方式のアクチュエータ装置である。アクチュエータ装置１は、運転者のシフト操作に基づいてマニュアルバルブＭＶを移動させ、油路ボディ１００内の油圧回路を切り換える。これにより、アクチュエータ装置１は、車両のギアを、例えば、パーキング、リバース、ニュートラル、ドライブの間で切り換える。
【０１２４】
また、アクチュエータ装置１は、運転者のシフト操作に基づいてロックギアＧをロック状態とアンロック状態との間で切り換える。アクチュエータ装置１は、車両のギアがパーキングである場合に、ロックギアＧをロック状態とし、車両のギアがパーキング以外の場合に、ロックギアＧをアンロック状態とする。ロックギアＧは、車軸に連結されたギアである。ロックギアＧは、外周面に複数の歯部Ｇａを有し、左右方向Ｙに延びる回転軸Ｇｊ周りに回転する。
【０１２５】
アクチュエータ装置１は、内部に油路を有する油路ボディ１００と、上述した電動アクチュエータ１０と、可動部２と、ロックアーム３と、を備える。油路ボディ１００は、複数の油路で構成される油圧回路を内部に有する。図１１に示すように、油路ボディ１００は、左右方向Ｙに窪む挿入穴１１０を有する。挿入穴１１０は、油路ボディ１００内の油路と繋がる。挿入穴１１０内には、マニュアルバルブＭＶが左右方向Ｙに移動可能に配置される。これにより、マニュアルバルブＭＶは、油路ボディ１００に装着される。マニュアルバルブＭＶは、左右方向Ｙに延びる棒状である。マニュアルバルブＭＶが左右方向Ｙに移動することで、油路ボディ１００内の油路同士の接続が変化し、油圧回路が切り換えられる。
【０１２６】
図９に示すように、可動部２は、マニュアルシャフト２ａと、連結部２ｂと、ロッド２ｃと、支持部２ｄと、フランジ部２ｆと、コイルバネ２ｇと、アーム部２ｈと、を有する。マニュアルシャフト２ａは、軸方向Ｚに延びる円柱状である。マニュアルシャフト２ａは、出力中心軸Ｊ３に沿って配置される。マニュアルシャフト２ａは、図１に示す被駆動シャフトＤＳに相当する。すなわち、マニュアルシャフト２ａは、出力シャフト６１に連結される。これにより、可動部２は、出力シャフト６１に連結される。
【０１２７】
連結部２ｂは、マニュアルシャフト２ａに固定される。連結部２ｂは、一方向に延びる長方形板状である。図示は省略するが、連結部２ｂは、一端部に連結部２ｂを軸方向Ｚに貫通する固定孔を有する。固定孔には、マニュアルシャフト２ａが通されて固定される。これにより、連結部２ｂの一端部は、マニュアルシャフト２ａに固定される。連結部２ｂは、マニュアルシャフト２ａから出力中心軸Ｊ３の径方向外側に延びる。
【０１２８】
ロッド２ｃは、前後方向Ｘに沿って移動可能に配置される。ロッド２ｃは、後側の端部が連結部２ｂに連結される。支持部２ｄは、前後方向Ｘに延びる軸を中心とする円錐台状である。支持部２ｄの外径は、前側から後側に向かうに従って大きくなる。支持部２ｄは、支持部２ｄを前後方向Ｘに貫通する貫通孔２ｅを有する。貫通孔２ｅには、ロッド２ｃの前側の端部が通される。支持部２ｄは、ロッド２ｃに対して前後方向Ｘに移動可能である。支持部２ｄとロッド２ｃとは、例えば、同心に配置される。
【０１２９】
フランジ部２ｆは、支持部２ｄよりも後側において、ロッド２ｃに固定される。コイルバネ２ｇは、前後方向Ｘに延びる。コイルバネ２ｇは、支持部２ｄとフランジ部２ｆとの前後方向Ｘの間に配置される。コイルバネ２ｇの内側にはロッド２ｃが通される。コイルバネ２ｇの後端は、フランジ部２ｆに固定される。コイルバネ２ｇの前端は、支持部２ｄに固定される。コイルバネ２ｇは、支持部２ｄがロッド２ｃに対して前後方向Ｘに相対移動することで伸縮し、支持部２ｄに対して前後方向Ｘの弾性力を加える。
【０１３０】
アーム部２ｈは、マニュアルシャフト２ａの下端部に固定される。図１１に示すように、アーム部２ｈは、マニュアルシャフト２ａから出力中心軸Ｊ３の径方向外側に延びる。アーム部２ｈの先端部は、マニュアルバルブＭＶと連結される。
【０１３１】
可動部２は、電動アクチュエータ１０によって駆動される。具体的には、マニュアルシャフト２ａは、電動アクチュエータ１０によって出力中心軸Ｊ３周りに回転させられる。マニュアルシャフト２ａの回転に伴って、連結部２ｂおよびアーム部２ｈも出力中心軸Ｊ３周りに回転する。ロッド２ｃは、連結部２ｂが出力中心軸Ｊ３周りに回転することで、前後方向Ｘに移動する。ロッド２ｃは、連結部２ｂが第１回転方向θ１に回転することで、後側に移動する。ロッド２ｃは、連結部２ｂが第２回転方向θ２に回転することで、前側に移動する。ロッド２ｃの前後方向Ｘの移動に伴って、支持部２ｄ、フランジ部２ｆおよびコイルバネ２ｇも前後方向Ｘに移動する。
【０１３２】
電動アクチュエータ１０は、運転者のシフト操作に基づいて可動部２の位置を少なくともパーキング位置ＰＰと非パーキング位置との間で切り換える。非パーキング位置は、パーキング位置ＰＰ以外の位置であり、本実施形態では、図１１に示すように、ドライブ位置ＤＰと、ニュートラル位置ＮＰと、リバース位置ＲＰと、を含む。すなわち、本実施形態では、電動アクチュエータ１０は、運転者のシフト操作に基づいて可動部２の位置を、ドライブ位置ＤＰと、ニュートラル位置ＮＰと、リバース位置ＲＰと、パーキング位置ＰＰとの間で切り換える。本実施形態において、パーキング位置ＰＰは、ロック位置に相当し、非パーキング位置は、非ロック位置に相当する。
【０１３３】
ドライブ位置ＤＰは、車両のギアがドライブである場合の可動部２の位置である。ニュートラル位置ＮＰは、車両のギアがニュートラルである場合の可動部２の位置である。リバース位置ＲＰは、車両のギアがリバースである場合の可動部２の位置である。パーキング位置ＰＰは、車両のギアがパーキングである場合の可動部２の位置である。図９は、可動部２が非パーキング位置のうち例えばリバース位置ＲＰにある場合を示している。図１０図１１は、可動部２がパーキング位置ＰＰにある場合を示している。
【０１３４】
図１１に示すように、パーキング位置ＰＰにおいてアーム部２ｈは、上側から視て前後方向Ｘに対して第２回転方向θ２側に傾く仮想線ＬＰに沿って配置される。図示は省略するが、リバース位置ＲＰにおいてアーム部２ｈは、上側から視て前後方向Ｘに延びる仮想線ＬＲに沿って配置される。ニュートラル位置ＮＰにおいてアーム部２ｈは、上側から視て前後方向Ｘに対して第１回転方向θ１側に傾く仮想線ＬＮに沿って配置される。ドライブ位置ＤＰにおいてアーム部２ｈは、上側から視て前後方向Ｘに対して仮想線ＬＮよりも第１回転方向θ１側に傾く仮想線ＬＤに沿って配置される。
【０１３５】
アーム部２ｈにおける先端部の左右方向Ｙの位置は、パーキング位置ＰＰ、リバース位置ＲＰ、ニュートラル位置ＮＰ、ドライブ位置ＤＰの順に、右側から左側になる。アーム部２ｈにおける先端部の左右方向Ｙの位置が変化するとともに、アーム部２ｈにおける先端部が連結されたマニュアルバルブＭＶの左右方向Ｙの位置が変化する。すなわち、マニュアルバルブＭＶの左右方向Ｙの位置は、パーキング位置ＰＰ、リバース位置ＲＰ、ニュートラル位置ＮＰ、ドライブ位置ＤＰの順に、右側から左側になる。このようにして、アーム部２ｈは、マニュアルバルブＭＶを移動させる。
【０１３６】
図９に示すように、ロックアーム３は、可動部２の前側に配置される。ロックアーム３は、回転軸３ｄを中心として回転可能に配置される。回転軸３ｄは、左右方向Ｙに延びる軸である。ロックアーム３は、第１部分３ａと、第２部分３ｂと、を有する。第１部分３ａは、回転軸３ｄから後側に延びる。第１部分３ａの後端は、支持部２ｄの外周面に接触する。第２部分３ｂは、回転軸３ｄから上側に向かって前側に僅かに傾いて延びる。第２部分３ｂは、上端部に前側に突出する噛合部３ｃを有する。
【０１３７】
ロックアーム３は、可動部２の移動に伴って移動する。より詳細には、ロックアーム３は、ロッド２ｃおよび支持部２ｄの前後方向Ｘへの移動に伴って、回転軸３ｄ周りに回転する。マニュアルシャフト２ａが図９に示すリバース位置ＲＰから第２回転方向θ２に回転すると、連結部２ｂが第２回転方向θ２に回転し、ロッド２ｃおよび支持部２ｄが前側に移動する。支持部２ｄの外径は、前側から後側に向かうに従って大きくなるため、支持部２ｄが前側に移動すると、支持部２ｄに接触する第１部分３ａが上側に持ち上げられ、ロックアーム３が回転軸３ｄを中心として左側から視て反時計回りに回転する。これにより、噛合部３ｃがロックギアＧに近づき、図１０に示すように、歯部Ｇａ同士の間に噛み合う。すなわち、ロックアーム３は、パーキング位置ＰＰにおいて車軸に連結されたロックギアＧに噛み合う。
【０１３８】
このとき、歯部Ｇａの位置によっては、噛合部３ｃが歯部Ｇａに接触し、ロックアーム３は、噛合部３ｃが歯部Ｇａ同士の間に噛み合う位置まで回転できず、パーキング位置ＰＰに移動できない場合がある。このような場合であっても、本実施形態では、支持部２ｄがロッド２ｃに対して前後方向Ｘに移動可能であるため、ロッド２ｃはパーキング位置ＰＰに移動しつつ、支持部２ｄがパーキング位置ＰＰよりも後側に位置する状態を許容できる。これにより、マニュアルシャフト２ａの回転が阻害されることを抑制でき、電動アクチュエータ１０に負荷が掛かることを抑制できる。
【０１３９】
また、ロッド２ｃがパーキング位置ＰＰに位置し、支持部２ｄがパーキング位置ＰＰよりも後側に位置する状態では、コイルバネ２ｇが圧縮変形した状態となる。そのため、コイルバネ２ｇによって支持部２ｄに前向きの弾性力が加えられる。これにより、支持部２ｄを介して、コイルバネ２ｇからロックアーム３に、回転軸３ｄを中心として左側から視て反時計回りに回転する向きの回転モーメントが加えられる。従って、ロックギアＧが回転して歯部Ｇａの位置がずれると、ロックアーム３が回転して、噛合部３ｃが歯部Ｇａ同士の間に噛み合う。
【０１４０】
マニュアルシャフト２ａが図１０に示すパーキング位置ＰＰから第１回転方向θ１に回転すると、連結部２ｂが第１回転方向θ１に回転し、ロッド２ｃおよび支持部２ｄが後側に移動する。支持部２ｄが後側に移動すると、支持部２ｄによって持ち上げられていた第１部分３ａが自重で、あるいはロックギアＧから力を受けて下側に移動し、ロックアーム３が回転軸３ｄを中心として左側から視て時計回りに回転する。これにより、噛合部３ｃがロックギアＧから離れ、図９に示すように、歯部Ｇａ同士の間から外れる。すなわち、ロックアーム３は、非パーキング位置、すなわち図９ではリバース位置ＲＰにおいてロックギアＧから外れる。
【０１４１】
このように、本実施形態では、マニュアルシャフト２ａが第１回転方向θ１に回転した際に、可動部２がパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰに移動する。本実施形態において、モータシャフト４１の回転方向と出力シャフト６１の回転方向とは、互いに同じである。そのため、マニュアルシャフト２ａの回転方向は、モータシャフト４１の回転方向と同じである。したがって、モータシャフト４１は、電動アクチュエータ１０によって可動部２をロック位置であるパーキング位置ＰＰから非ロック位置であるリバース位置ＲＰに移動させる際に、第１回転方向θ１に回転する。
【０１４２】
ここで、本実施形態において可動部２をパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰに移動させる際には、可動部２を非パーキング位置同士の間、または非パーキング位置からパーキング位置ＰＰに移動させる場合に比べて、大きな出力が必要となる。これは、以下の理由による。パーキング位置ＰＰでは、ロックアーム３がロックギアＧと噛み合い、車軸と連結されたロックギアＧの回転を止める。そのため、ロックアーム３には、大きな負荷が加えられ、第１部分３ａが支持部２ｄに強く押し付けられる。したがって、支持部２ｄを後側に移動させて、可動部２をパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰに移動させるためには、大きな力が必要となる。
【０１４３】
これに対して、上述したように、本実施形態によれば、モータシャフト４１を第１回転方向θ１に回転させる場合の電動アクチュエータ１０の出力を向上できる。したがって、電動アクチュエータ１０が大型化することを抑制しつつ、マニュアルシャフト２ａを第１回転方向θ１に回転させて、可動部２をパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰに移動させることができる。
【０１４４】
一方、可動部２を非パーキング位置からパーキング位置ＰＰに移動させる際、および可動部２を非パーキング位置間で移動させる際においては、モータシャフト４１は、第２回転方向θ２に回転する。上述したように、モータシャフト４１を第２回転方向θ２に回転させる場合、電動アクチュエータ１０の出力は低下する。しかし、可動部２を非パーキング位置からパーキング位置ＰＰに移動させる際、および可動部２を非パーキング位置間で移動させる際においては、可動部２を移動させるために必要な力が比較的小さい。したがって、電動アクチュエータ１０の出力が低下する第２回転方向θ２であっても、可動部２を移動させることができる。
【０１４５】
車両においてパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰへの切り換えには、特に大きな出力が必要となりやすい。そのため、上述した効果は、本実施形態のアクチュエータ装置１のようなシフト操作に基づいて駆動される車両用のアクチュエータ装置において、特に有用に得られる。また、可動部２をパーキング位置ＰＰからリバース位置ＲＰに移動させる際においてマニュアルシャフト２ａの回転数は小さくてよい。そのため、図６に示すように、モータシャフト４１の回転数Ｎを小さくして、回転トルクＴをより大きく得ることができる。
【０１４６】
なお、本実施形態において、モータシャフト４１の回転方向と、出力シャフト６１の回転方向およびマニュアルシャフト２ａの回転方向とは、同じ方向としたが、これに限られない。モータシャフト４１の回転方向と、出力シャフト６１の回転方向およびマニュアルシャフト２ａの回転方向とは、互いに逆方向であってもよい。この場合、モータシャフト４１が第１回転方向θ１に回転し、マニュアルシャフト２ａが第２回転方向θ２に回転した際に、可動部２は、パーキング位置ＰＰから非パーキング位置に移動させられる。
【０１４７】
上述したアクチュエータ装置１は、運転者のシフト操作に基づいて駆動されるシフト・バイ・ワイヤ方式のアクチュエータ装置としたが、これに限られない。アクチュエータ装置は、電動アクチュエータの出力の回転方向が双方向で用いられ、回転方向によって必要となる電動アクチュエータの出力が異なるアクチュエータ装置であれば、特に限定されない。アクチュエータ装置は、上述した実施形態のアクチュエータ装置１以外のアクチュエータ装置であって、ロックギアに噛み合うロックアームを外す際に大きな力が必要となるようなロック機構の切り換えを行うアクチュエータ装置であってもよい。
【０１４８】
なお、上述した電動アクチュエータおよびアクチュエータ装置において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１…アクチュエータ装置、２…可動部、３…ロックアーム、１０…電動アクチュエータ、４０…モータ部、４１，１４１…モータシャフト、４１ｂ…位置決め凹部（第１位置決め部）、４２ｂ…ロータマグネット、４５…モータ部用センサマグネット（センサマグネット）、４６…マグネットホルダ（センサマグネットホルダ）、４６ｆ…被支持部（凸部）、４６ｇ…位置決め凸部（第２位置決め部）、５０…減速機構、６０…出力部、６１…出力シャフト、７０…回路基板、７１…モータ部センサ、Ｇ…ロックギア、Ｎｐ，Ｓｐ…磁極、Ｚ…軸方向、θ１…第１回転方向
【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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【図１１】
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