(57)【要約】【課題】  簡単な構成で軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供する。【解決手段】  電動リニアアクチュエータの減速機５にカムクラッチ７が配設され、このカムクラッチ７が、入力側軸１３の端部に突設された駆動カム部材２５と、これに係合する従動カム部材２６と、これと出力側軸１４の端面との間に介装された弾性部材２７とを備え、従動カム部材２６の外周に傾斜して形成された摩擦面２６ｃと、これに適合してハウジング２ｂの内周面に形成された摩擦面２８とで摩擦クラッチが構成され、入力側軸１３の回転によって従動カム部材２６を弾性部材２７に抗して軸方向に移動させて摩擦クラッチを解除し、入力側軸１３の回転トルクを出力側軸１４に伝達すると共に、出力側軸１４からの逆入力を摩擦クラッチによって遮断するようにした。【選択図】図２
2007040424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、
このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、
前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、
このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、
前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、
前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、
前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにしたことを特徴とする電動リニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動カム部材が、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムで構成されると共に、前記従動カム部材が、円周等配に配置されて前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムで構成されている請求項１に記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記摩擦面のうち少なくとも一方の摩擦面に増摩処理が施されている請求項１または２に記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記減速機が、前記モータ軸に設けられたピニオンと、このピニオンに噛合する第１の中間ギアと、この第１の中間ギアと同軸上に配設された第２の中間ギアと、この第２の中間ギアに噛合し、前記ナットに外嵌された出力ギアとを備え、前記第１および第２の中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された第１の中間軸と第２の中間軸に固設されると共に、これら第１の中間軸と第２の中間軸の連結部に前記カムクラッチが配設されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記減速機が、前記モータ軸と同軸上に配設された入力ギアと、この入力ギアに噛合する中間ギアと、この中間ギアに噛合する出力ギアとを備え、前記入力ギアと中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された入力軸および中間軸に固設されると共に、前記モータ軸と入力軸の連結部に前記カムクラッチが配設されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動リニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の駆動部に使用される電動リニアアクチュエータ、特に電動モータの回転を、ボールねじ機構を介して直線運動に変換して用いる電動リニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の各種駆動部に使用される電動リニアアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。
【０００３】
しかしながら、後輪操舵機構や動力伝達制御用摩擦クラッチ機構にボールねじを適用した場合、台形ねじ等による変換機構では外部から軸方向荷重が負荷されても、電動モータに逆入力トルクが発生しないのに対し、このボールねじでは作動の方向によらず、高効率であるが故に、軸方向荷重に対する保持トルクが電動モータに発生する恐れがあり、電動モータの発熱や消費電力の増大等の新たな問題が生じている。
【０００４】
こうした問題点を解決したものとして、本出願人は、図７に示すような電動リニアアクチュエータを提案している。この電動リニアアクチュエータ５１は、ハウジング５２に取付けられた電動モータ５３と、この電動モータ５３のモータ軸５３ａに固設された平歯車５４と、この平歯車５４の歯５４ａに噛合する歯５５ａが形成されたフランジ５５を一体に有するナット５６と、このナット５６に多数のボール５７を介して内挿されたねじ軸５８と、このねじ軸５８の一端部に連結されたリニアクラッチ５９とを備えている。
【０００５】
ナット５６は、一対の転がり軸受６０、６１を介してハウジング５２に対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承され、内周には螺旋状のねじ溝５６ａが形成されている。一方、ねじ軸５８の外周にはこのねじ溝５６ａに対応する螺旋状のねじ溝５８ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。そして、これらのねじ溝５６ａ、５８ａ間に多数のボール５７を転動自在に収容してボールねじ機構を構成している。電動モータ５３に通電すると、モータ軸５３ａの回転に伴って平歯車５４を介してナット５６が回転し、このナット５６の回転によりねじ軸５８が軸方向（図中左右方向）に移動される。すなわち、このボールねじ機構により、モータ軸５３ａの回転運動がねじ軸５８の軸方向運動に変換される。
【０００６】
ここで、ねじ軸５８の一端部には伝達ピン６２を介してリニアクラッチ５９が連結されている。このリニアクラッチ５９は、ハウジング５２ｂに嵌合され、円筒状の内周面６３ａを有する外輪６３と、ねじ軸５８の一端部に形成された円筒状の保持部６４と、この保持部６４にスライド自在に内挿された出力軸６５とを備えている。この出力軸６５の外周には径方向内方に傾斜する一対の係合面６５ａ、６５ａ形成され、この一対の係合面６５ａ、６５ａと、外輪６３の内周面６３ａとの間に環状の楔形空間６７が形成され、この楔形空間６７に複数の係合子（ボール）６６が収容されている。なお、保持部６４にはポケット６４ａが穿設され、このポケット６４ａ内に弾性部材６８を介して複数の係合子６６が円周等配に、かつ軸方向の中立位置に保持されている。
【０００７】
また、出力軸６５は、ねじ軸５８の一端部に形成された保持部６４に内挿され、保持部６４と出力軸６５の径方向に貫通して挿入された伝達ピン６２によって両者が連結されている。なお、出力軸６５には、この伝達ピン６２の外径よりも所定の寸法だけ大径になるようピン挿入孔６９が形成され、ねじ軸５８に対してこの出力軸６５は軸方向に所定量相対移動することができる。
【０００８】
ここで、ねじ軸５８の保持部６４に固定された伝達ピン６２は、出力軸６５のピン挿入孔６９に所定の軸方向すきまを介して挿入されているため、ねじ軸５８が、例えば、図中右方向に移動すると、伝達ピン６２がピン挿入孔６９に接触してねじ軸５８と一体に出力軸６５を同方向に移動させる。この時、保持部６４のポケット６４ａ内に収容された係合子６６は、弾性部材６８によって楔形空間６７における中立位置を保持した状態で出力軸６５と共に移動し、係合面６５ａに係合することはないので、出力軸６５の軸方向の移動を阻害することはない。
【０００９】
一方、出力軸６５に外部から、例えば、図中右方向からの荷重が負荷された場合、出力軸６５はねじ軸５８に対して図中左方向に移動しようとするが、出力軸６５の係合面６５ａに係合子６６が接触して楔形空間６７に係合する。これにより、出力軸６５の軸方向の移動は阻止され、ボールねじ機構を介して電動モータ５３に逆入力トルクが発生するのを防止する。したがって、電動モータ５３への衝撃を緩和すると共に、電動モータ５３の発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−８３４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、こうした従来の電動リニアアクチュエータ５１は、出力軸６５と同軸に機械式のリニアクラッチ５９が配設されているため、軸方向のスペースを必要とし、アクチュエータの大型化に繋がっていた。また、このリニアクラッチ５９は、中立位置の状態では、係合子６６と環状の楔形空間６７との間にガタが存在するため、係合子６６の微動によって係合面６５ａに微動摩耗を発生させると共に、電動リニアアクチュエータ５１の振動・騒音を誘発する恐れがあった。
【００１１】
本発明は、こうした従来の課題を解消し、簡単な構成で軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、振動・騒音の発生を抑制した電動リニア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】
【００１２】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断した。
【００１３】
このように、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットとモータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、従動カム部材の外周に、駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合してハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、入力側軸の回転によって従動カム部材を弾性部材に抗して軸方向に移動させて摩擦クラッチを解除し、入力軸側の回転トルクをカム機構を介して出力側軸に伝達すると共に、出力側軸からの逆入力を摩擦クラッチによって遮断するようにしたので、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータへの衝撃を緩和することができると共に、電動モータの発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供することができる。
【００１４】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記駆動カム部材が、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムで構成されると共に、前記従動カム部材が、円周等配に配置されて前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムで構成されていれば、弾性部材の付勢力によって係合すきまを実質的にゼロにすることができ、振動・騒音の発生を一層抑制することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、前記摩擦面のうち少なくとも一方の摩擦面に増摩処理が施されていれば、摩擦クラッチの拘束力を増大させることができ、省スペースで所望の拘束力を得ることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、前記減速機が、前記モータ軸に設けられたピニオンと、このピニオンに噛合する第１の中間ギアと、この第１の中間ギアと同軸上に配設された第２の中間ギアと、この第２の中間ギアに噛合し、前記ナットに外嵌された出力ギアとを備え、前記第１および第２の中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された第１の中間軸と第２の中間軸に固設されると共に、これら第１の中間軸と第２の中間軸の連結部に前記カムクラッチが配設されていても良い。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明のように、前記減速機が、前記モータ軸と同軸上に配設された入力ギアと、この入力ギアに噛合する中間ギアと、この中間ギアに噛合する出力ギアとを備え、前記入力ギアと中間ギアが、前記ハウジングに対して回転自在に支承された入力軸および中間軸に固設されると共に、前記モータ軸と入力軸の連結部に前記カムクラッチが配設されていても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電動リニアアクチュエータは、ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設された駆動カム部材、およびこの駆動カム部材に係合し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力軸側の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにしたので、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータへの衝撃を緩和することができると共に、電動モータの発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記減速機の入力側軸と出力側軸との連結部にカムクラッチが配設され、このカムクラッチが、前記入力側軸の端部に突設され、円周等配に配置された複数の略Ｖ字形の凹状カムを有する駆動カム部材、および前記凹状カムに係合する複数の略Ｖ字形の凸状カムを有し、前記出力側軸の端部にトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材からなるカム機構と、前記従動カム部材と出力側軸の端面との間に付勢した状態で介装された弾性部材とを備え、前記従動カム部材の外周に、前記駆動カム部材に向って漸次小径になる傾斜した摩擦面、およびこの摩擦面に適合して前記ハウジングの内周面に形成された摩擦面で摩擦クラッチが構成され、前記入力側軸の回転によって前記従動カム部材を前記弾性部材に抗して軸方向に移動させて前記摩擦クラッチを解除し、前記入力側軸の回転トルクを前記カム機構を介して前記出力側軸に伝達すると共に、前記出力側軸からの逆入力を前記摩擦クラッチによって遮断するようにした。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、本発明に係るカムクラッチを構成する駆動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。また、図４は、本発明に係るカムクラッチを構成する従動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【００２１】
この電動リニアアクチュエータ１は、ハウジング２ａに取付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸３ａに平行に配設されたボールねじ機構４と、このボールねじ機構４と電動モータ３との間に介装された減速機５と、ボールねじ機構４に延設された出力軸６と、減速機５内に配設されたカムクラッチ７とを備えている。
【００２２】
減速機５は、電動モータ３のモータ軸３ａに設けられたピニオン８と、このピニオン８の平歯８ａに噛合する平歯９ａが形成された第１の中間ギア９と、この第１の中間ギア９と同軸上に後述するカムクラッチ７を介して配設された第２の中間ギア１０と、この第２の中間ギア１０の平歯１０ａに噛合する平歯１１ａが形成され、後述するナット１７に外嵌された出力ギア１１とからなる。第１および第２の中間ギア９、１０は、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１２、１２を介して回転自在に支承されたそれぞれ第１の中間軸１３と第２の中間軸１４に固設されている。こうした減速機５により、出力ギア１１の外径を大きくすることなくスペースを有効利用して大きな減速比が得られる。
【００２３】
ボールねじ機構４は、ねじ軸１５と、このねじ軸１５にボール１６を介して外挿されたナット１７とを備えている。ねじ軸１５は、外周に螺旋状のねじ溝１５ａが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット１７はねじ軸１５に外装されると共に、内周にねじ軸１５のねじ溝１５ａに対応する螺旋状のねじ溝１７ａが形成され、これらねじ溝１５ａ、１７ａとの間に多数のボール１６が転動自在に収容されている。そして、ナット１７は、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１８、１９を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。２０は、ナット１７のねじ溝１７ａを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材２０によって多数のボール１６が無限循環することができる。
【００２４】
電動モータ３に通電することにより、モータ軸３ａの回転に伴ってピニオン８が回転し、第１および第２の中間軸１３、１４を介して出力ギア１１が回転し、モータ軸３ａの回転がナット１７に減速して伝達される。そして、このナット１７の回転に伴いねじ軸１５が軸方向（図中左右方向）に移動する。すなわち、ボールねじ機構４により、モータ軸３ａの回転運動がねじ軸１５の軸方向運動に変換される。
【００２５】
一対の転がり軸受１８、１９のうち一方の転がり軸受１８は、複列のアンギュラ玉軸受からなり、他方の転がり軸受１９は深溝玉軸受で構成されている。複列のアンギュラ玉軸受からなる転がり軸受１８は、所定の接触角を有し、深溝玉軸受に比べ負荷容量が大きく、また、角振れを小さく抑制することができるため、ナット１７の振動を抑制して電動リニアアクチュエータ１の振動や騒音の発生を抑えることができる。また、深溝玉軸受からなる転がり軸受１９は、運転中に温度上昇によってナット１７が軸方向に膨張しても、この軸受内部すきまによって許容することができるため、転がり軸受１８、１９が昇温時にすきま過小になって焼付くのを防止することができる。なお、ここでは、一方の転がり軸受１８に複列のアンギュラ玉軸受を使用した構成を例示したが、これに限らず、一対の単列のアンギュラ玉軸受を組み合せて使用しても良いし、あるいは、一対の転がり軸受１８、１９として単列アンギュラ玉軸受をそれぞれナット１７の両端部に配設しても良い。
【００２６】
出力軸６は、ねじ軸１５の長手方向の一部として延設されており、その先端部が図示しない被駆動部材に連結されると共に、ハウジング２ｃに結合された円筒状のガイド管２１に嵌挿されている。また、出力軸６は、その中央部に大径部２２が形成され、この大径部２２によってスライド自在に支持されている。さらに、大径部２２には環状溝２３が形成され、この環状溝２３にＯリング等からなる弾性リング２４が装着されている。これによって、ガイド管２１に対して出力軸６がスムーズにスライドできると共に、ボールねじ機構４の内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が内部に侵入するのを防止することができる。
【００２７】
カムクラッチ７は、減速機５内の第１の中間軸１３と第２の中間軸１４との連結部に配設されている。このカムクラッチ７は、図２に拡大して示すように、第１の中間軸１３の端部に突設された駆動カム部材２５と、第２の中間軸１４の端部にセレーション（またはスプライン）２６ｂを介してトルク伝達可能に、かつ軸方向スライド可能に嵌挿された従動カム部材２６と、この従動カム部材２６と第２の中間軸１４との間に介装されたコイルスプリング等からなる弾性部材２７とを備えている。なお、この弾性部材２７は、従動カム部材２６に形成された環状の凹所２６ｄに収容され、第２の中間軸１４の端面との間に付勢した状態で介装されている。
【００２８】
駆動カム部材２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、円周等配に配置された複数（ここでは３つ）の略Ｖ字形の凹状カム２５ａで構成されている。一方、従動カム部材２６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、内周にセレーション２６ｂが形成され、駆動カム部材２５の凹状カム２５ａに係合する複数（ここでは３つ）の略Ｖ字形の凸状カム２６ａが円周等配に配置されている。これら凹状カム２５ａ、凸状カム２６ａでカム機構が構成されている。これにより、弾性部材２７の付勢力によってカム機構の係合すきまを実質的にゼロにすることができ、振動・騒音の発生を一層抑制することができる。
【００２９】
また、従動カム部材２６の外周には、軸線に対して所定の傾斜角θからなるテーパ状の摩擦面２６ｃが形成されている。この摩擦面２６ｃは、軸方向に対向する第１の中間軸１３に向かって漸次小径になるように形成されている。図１に示すように、静止部材となるハウジング２ｂの内周に、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃと適合するテーパ状の摩擦面２８が形成され、これらの摩擦面２６ｃ、２８で摩擦クラッチが構成されている。
【００３０】
ここで、従動カム部材２６は、弾性部材２７の弾性力によって、常時、駆動カム部材２５側に軸方向に押圧付勢されている。このため、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃがハウジング２ｂの摩擦面２８に密着して摩擦クラッチが作動している。すなわち、従動カム部材２６がハウジング２ｂに対して回転方向にバックラッシなしの状態で拘束されている。
【００３１】
なお、摩擦面２６ｃ、２８からなる摩擦クラッチの拘束力を増大させるために、両摩擦面２６ｃ、２８のうち少なくとも一方に、摩擦係数を大きくするための表面処理を施すのが好ましい。この表面処理として、例えば、増摩剤の塗布や化学的な表面処理、あるいはローレット加工等による機械加工による粗面化処理を例示することができる。これにより、省スペースで所望の拘束力を得ることができる。
【００３２】
次に、図５を用いてカムクラッチ７の作用を詳細に説明する。
モータ軸３ａの回転によりピニオン８が回転し、このピニオン８に噛合する第１の中間ギア９が回転することにより第１の中間軸１３が回転する。図５（ａ）に示すように、この第１の中間軸１３が、例えば、図中黒矢印に示す方向に回転することにより、中立位置の状態（図中破線にて示す）から、駆動カム部材２５が同方向に回転し、凹状カム２５ａに係合する凸状カム２６ａが、弾性部材２７に対抗して図中白矢印に示す方向（図中右方向）に移動する。この時、ハウジング２ｂの摩擦面２８に対して従動カム部材２６の摩擦面２６ｃが離反して摩擦クラッチが解除される。したがって、第２の中間軸１４は第１の中間軸１３と同方向（図中黒矢印）に回転することになる。すなわち、摩擦クラッチが解除されることによって、第１の中間軸１３の回転トルクが駆動カム部材２５および従動カム部材２６を介してスムーズに第２の中間軸１４に伝達される。
【００３３】
一方、駆動源が停止し、入力側の回転動力がなくなると、従動カム部材２６が弾性部材２７の付勢力によって第１の中間軸１３側に軸方向変位して元の中立位置に復帰する。そして、この状態で、図５（ｂ）に示すように、出力側の第２の中間軸１４に外部から回転トルクが負荷された場合、所謂逆入力が発生した場合、第２の中間軸１４が、例えば、図中黒矢印に示す方向に回転しようとするが、弾性部材２７の付勢力によって従動カム部材２６が第１の中間軸１３側に押圧されているため、従動カム部材２６の摩擦面２６ｃがハウジング２ｂの摩擦面２８に密着して摩擦クラッチが機能している。したがって、第２の中間軸１４の回転は固定部材となるハウジング２ｂに拘束され、回転トルクは入力側の第１の中間軸１３に伝達されずに逆入力がこのカムクラッチ７によって遮断される。ここで、摩擦クラッチの拘束力は、弾性部材２７のばね力、摩擦面２６ｃ、２８の傾斜角θおよび摩擦係数によって決まるため、これらを回転トルクに応じて適宜設定することにより、所望の応答性を得ることができる。
【００３４】
本実施形態では、カムクラッチ７を減速機５内の第１および第２の中間軸１３、１４の連結部に配設することにより、ハウジング２ｂの摩擦面２８に従動カム部材２６の摩擦面２６ｃが密着し、その摩擦力によって出力側からの回転トルクを遮断することができ、従来のような機械式のクラッチに比べ、電動モータ３への衝撃を緩和することができると共に、電動モータ３の発熱や消費電力の増大等が生じるのを防止することができる。したがって、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で振動・騒音の発生を抑制した電動リニアアクチュエータ１を提供することができる。
【実施例２】
【００３５】
図６は、本発明に係る電動リニアアクチュエータの第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態に対してカムクラッチの配置と減速機の構成が一部異なるのみで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３６】
この電動リニアアクチュエータ３１は、ハウジング２ａに取付けられた電動モータ３と、この電動モータ３のモータ軸２９に平行に配設されたボールねじ機構４と、このボールねじ機構４と電動モータ３との間に介装された減速機３０と、ボールねじ機構４に延設された出力軸６と、モータ軸２９と同軸上に配設されたカムクラッチ７とを備えている。
【００３７】
減速機３０は、電動モータ３のモータ軸２９と同軸上に配設された入力ギア３３と、この入力ギア３３の平歯３３ａに噛合する平歯３４ａが形成された中間ギア３４と、この中間ギア３４の平歯３４ａに噛合する平歯１１ａが形成された出力ギア１１とからなる。入力ギア３３および中間ギア３４は、入力軸３５および中間軸３６にそれぞれ固設され、ハウジング２に対して、一対の転がり軸受１２、１２を介して回転自在に支承されている。こうした減速機３０により、出力ギア１１の外径を大きくすることなくスペースを有効利用して大きな減速比が得られる。
【００３８】
電動モータ３に通電することにより、モータ軸２９の回転に伴って入力ギア３３が回転し、中間ギア３４を介して出力ギア１１が回転し、モータ軸２９の回転がナット１７に減速して伝達される。そして、このナット１７の回転に伴いねじ軸１５が軸方向（図中左右方向）に移動する。すなわち、ボールねじ機構４により、モータ軸２９の回転運動がねじ軸１５の軸方向運動に変換される。
【００３９】
ここで、本実施形態では、カムクラッチ７は、モータ軸２９と減速機３０との連結部に配設され、モータ軸２９の端部に突設された駆動カム部材２５と、この駆動カム部材２５の軸方向に対向して配設された従動カム部材２６と、この従動カム部材２６と入力軸３５との間に介装された弾性部材２７とでカムクラッチ７を構成している。従動カム部材２６は、入力軸３５にトルク伝達可能に、かつ軸方向移動可能に装着されている。
【００４０】
本実施形態では、カムクラッチ７をモータ軸２９と減速機３０との連結部に配設することにより、このカムクラッチ７によってモータ軸２９の回転トルクが入力軸３５にスムーズに伝達されると共に、入力軸３５からの回転トルクは固定部材となるハウジング２ｂによって拘束されて回転トルクはモータ軸２９に伝達されず、出力側からの逆入力が遮断される。これにより、電動モータ３への衝撃を緩和することができると共に、減速機３０の川上側、すなわち、減速される前の回転トルクが小さい部位にカムクラッチ７が配設されているので、カムクラッチ７自体を小型化することができる。したがって、一層、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、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、特許請求の範囲の記載によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る電動リニアアクチュエータは、自動車等の車両の後輪操舵機構や動力伝達制御用の摩擦クラッチ機構等のアクチュエータとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る電動リニアアクチュエータの第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係るカムクラッチを構成する駆動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明に係るカムクラッチを構成する従動カム部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明に係るカムクラッチの作用を示す説明図で、（ａ）は、入力側から出力側へ回転トルクが伝達される状態を表している。（ｂ）は、出力側から回転トルクが負荷された状態を表している。
【図６】本発明に係る電動リニアアクチュエータの第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】従来の電動リニアアクチュエータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動リニアアクチュエータ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・・・・・・・・・ハウジング
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
３ａ、２９・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ機構
５、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・減速機
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カムクラッチ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピニオン
８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、３３ａ、３４ａ・・平歯
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の中間ギア
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の中間ギア
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力ギア
１２、１８、１９・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の中間軸
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の中間軸
１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
１５ａ、１７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナット
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駒部材
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ガイド管
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大径部
２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リング
２５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動カム部材
２５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹状カム
２６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・従動カム部材
２６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凸状カム
２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
２６ｃ、２８・・・・・・・・・・・・・・・・・摩擦面
２６ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所
２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力ギア
３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間ギア
３５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力軸
３６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間軸
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動リニアアクチュエータ
５２、５２ａ、５２ｂ・・・・・・・・・・・・・ハウジング
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・平歯車
５４ａ、５５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・歯
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナット
５６ａ、５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ溝
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・リニアクラッチ
６０、６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達ピン
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
６３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周面
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持部
６４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
６５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係合面
６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係合子
６７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・楔形空間
６８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性部材
６９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピン挿入孔
θ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・傾斜角
【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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