CN212033954U - 电动致动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供电动致动器，能够在检测输出轴的旋转角度时稳定并且准确地检测该旋转角度。电动致动器(10)具有：输出轴(61)，其绕着输出中心轴线(J3)旋转，输出马达的动力；以及环状的输出部用传感器磁铁(63)，其同心地安装于输出轴(61)，与输出轴(61)一同旋转。输出轴(61)具有第1外径部(64a)和第2外径部(64b)，该第1外径部(64a)具有第1外径(R1)，该第2外径部(64b)包含具有比第1外径(R1)大的第2外径(R2)的部分。第2外径部(64b)的外周面(642)与输出部用传感器磁铁(63)的内周面(632)对置，与N极的顶部(63N)的距离(L_63N)、与S极的顶部(63S)的距离(L_63S)分别大于与N极和S极的边界部(63B)的距离(L_63B)。

Description

电动致动器

技术领域

本实用新型涉及电动致动器。

背景技术

以往，作为搭载于汽车的雨刷装置的驱动源，例如，公知有专利文献1所记载的带减速器的马达。该带减速器的马达具备电动马达以及与电动马达连结的减速器。减速器能够按照规定的减速比对电动马达的输出进行减速，并将其从输出轴输出。

另外，专利文献1所记载的带减速器的马达具备检测输出轴的旋转位置、即旋转角度的旋转位置检测传感器。旋转位置检测传感器具有：圆环状的传感器磁铁，其与输出轴同心地配置，与输出轴一同旋转；以及磁传感器，其与传感器磁铁分离配置，例如固定于外壳等。当传感器磁铁旋转从而与磁传感器对置的部分的磁极发生变化时，磁传感器输出检测信号。

专利文献1：日本特开2011-244562号公报

在专利文献1所记载的带减速器的马达的传感器磁铁中，传感器磁铁的周向上的磁通密度By小于传感器磁铁与磁传感器相互分离的分离方向上的磁通密度Bz，在磁通密度Bz与磁通密度By之间产生差异。而且，根据该差异的程度，检测信号可能会比较大幅地畸变，结果为，无法准确地检测输出轴的旋转角度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供能够在检测输出轴的旋转角度时稳定并且准确地检测该旋转角度的电动致动器。

本实用新型的一个方式的电动致动器具有：马达；输出轴，其与马达连接，绕着轴线旋转，输出马达的动力；以及环状的磁铁，其同心地安装于输出轴，与输出轴一同旋转，其特征在于，磁铁是沿着其周向配置有1个N极和1个S极的2极磁铁，输出轴具有第1外径部和第2外径部，该第1外径部的从轴线到外周面的距离为第1 外径，该第2外径部具有距离为比第1外径大的第2外径的部分，第2外径部的外周面与磁铁的内周面对置，在与轴线方向垂直的方向上，第2外径部的外周面与内周面的距离中的、与N极的顶部和S极的顶部的距离大于与N极和S极的边界部的距离。

在上述方式的电动致动器中，优选为，所述第2外径部的所述外周面与所述内周面的距离中的、与所述N极的顶部和所述S极的顶部的距离为最大。

在上述方式的电动致动器中，优选为，所述第2外径部的所述外周面与所述内周面的距离中的、与所述N极和所述S极的边界部的距离为最小。

在上述方式的电动致动器中，优选为，所述第2外径部的所述外周面在所述N 极和所述S极的边界部与所述内周面接触。

在上述方式的电动致动器中，优选为，从所述轴线方向观察所述第2外径部的所述外周面时的轮廓形状为椭圆形。

在上述方式的电动致动器中，优选为，从所述轴线方向观察所述内周面时的轮廓形状为圆形。

在上述方式的电动致动器中，优选为，所述电动致动器还在从所述输出轴向径向外侧偏离的位置具有与所述磁铁对置配置的检测元件，该检测元件检测由所述磁铁的旋转引起的磁通密度的变化。

在上述方式的电动致动器中，优选为，所述输出轴将所述马达的动力减速地输出。

根据本实用新型的一个方式的电动致动器，能够在检测输出轴的旋转角度时稳定并且准确地检测该旋转角度。

附图说明

图1是示出本实用新型的电动致动器的实施方式的剖视图。

图2是图1中的磁传感器的俯视图。

图3是沿图2中的A-A线的剖视图。

图4是沿图2中的B-B线的剖视图。

图5是示出图2所示的磁传感器中的旋转角度与磁通密度之间的关系的图形。

图6是示出图2所示的磁传感器中的旋转角度与反正切的值之间的关系的图形。

图7是磁传感器的变形例的俯视图。

图8是沿着图7中的C-C线的剖视图。

图9是磁传感器的变形例的俯视图。

图10是沿着图9中的D-D线的剖视图。

图11是现有的磁传感器的纵剖视图。

图12是示出现有的磁传感器中的旋转角度与磁通密度之间的关系的图形。

标号说明

10：电动致动器；11：壳体；11a：壳体主体；20：电路板外壳；21：电路板外壳主体；21a：底壁；21b：侧壁；21c：凹部；21d：中央贯通孔；22：金属部件；23a：圆环板部；23b：外侧筒部；23c：内侧筒部；23d：顶板部；24：输出轴支承部；24a：贯通孔；25：臂部；26：电路板外壳罩；30：马达外壳；31：马达外壳主体；32：马达收纳部；32a：环状凸部；33：输出部保持部；33a：基部；33b：输出轴保持部； 37：定子固定部件；40：马达部(马达)；41：马达轴；41a：偏心轴部；42：转子主体；42a：转子铁芯；42b：转子磁铁；43：定子；43a：定子铁芯；43b：绝缘件；43c：线圈；44a：第1轴承；44b：第2轴承；44c：第3轴承；44d：第4轴承；45：马达部用传感器磁铁；46：磁铁保持架；47：预压部件；50：减速机构；51：外齿轮；51a：孔；52：内齿轮；53：输出齿轮；53a：输出齿轮主体；53b：销；60：输出部；61：输出轴；61a：输出轴主体；61b：凸缘部；61c：嵌合部；61d：开口部；62：驱动齿轮；63：输出部用传感器磁铁(磁铁)；632：内周面；63B：边界部；63N：顶部； 63S：顶部；64：磁铁保持架；64a：第1外径部；64b：第2外径部；64c：凸缘部；641：外周面；642：外周面；70：电路板；70a：贯通孔；71：马达部传感器；72：输出部传感器(检测元件)；80A：磁传感器；80B：磁传感器；90：汇流条保持架； By：磁通密度；Bz：磁通密度；DS：被驱动轴；G0：理论值的曲线；G1：实用新型产品的值的曲线；G2：现有产品的值的曲线；J1：中心轴线；J2：偏心轴线；J3：输出中心轴线(轴线)；L_63B：距离；L_63N：距离；L_63S：距离；R1：第1外径；R2：第 2外径；t₆₃：厚度；W₆₃：宽度。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式对本实用新型的电动致动器进行详细说明。

参照图1～图12对本实用新型的电动致动器的实施方式进行说明。另外，以下，为了便于说明，将相互垂直的3个轴设定为X轴、Y轴以及Z轴。包含X轴和Y轴的XY平面为水平，Z轴为铅直。另外，将以轴线为中心的径向简称为“径向”，将以轴线为中心的周向简称为“周向”。在本说明书中，“上下方向”、“水平方向”、“上侧”以及“下侧”仅是用于对各部分的相对位置关系进行说明的名称，实际的配置关系等也可以是这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。

图1所示的本实施方式的电动致动器10安装于车辆。更详细地说，本实施方式的电动致动器10作为根据驾驶员的换挡操作而进行驱动的线控换挡方式的致动器搭载于车辆。如图1所示，电动致动器10具备马达部(马达)40、减速机构50、输出部60、电路板70、马达部传感器71、输出部传感器(检测元件)72、壳体11、汇流条保持架90以及未图示的汇流条。

马达部40具有马达轴41、第1轴承44a、第2轴承44b、第3轴承44c、第4 轴承44d、转子主体42、定子43、马达部用传感器磁铁45以及磁铁保持架46。

马达轴41沿Z轴方向延伸。第1轴承44a、第2轴承44b、第3轴承44c以及第4轴承44d对马达轴41进行支承，使得该马达轴41能够绕着中心轴线J1旋转。在本实施方式中，第1轴承44a、第2轴承44b、第3轴承44c以及第4轴承44d例如是球轴承。

作为马达轴41中的被第3轴承44c支承的部分的偏心轴部41a呈以偏心轴线J2 为中心延伸的圆柱状，其中，该偏心轴线J2与中心轴线J1平行并且相对于中心轴线 J1偏心。马达轴41中的偏心轴部41a以外的部分呈以中心轴线J1为中心延伸的圆柱状。

转子主体42固定于马达轴41。更详细地说，转子主体42固定于马达轴41的下侧的部分。转子主体42具有转子铁芯42a和转子磁铁42b。转子铁芯42a固定于马达轴41中的比偏心轴部41a靠下侧的部分的外周面。转子磁铁42b固定于转子铁芯42a的外周面。

定子43隔着间隙而配置于转子主体42的径向外侧。定子43呈包围转子主体 42的径向外侧的环状。定子43具有定子铁芯43a、绝缘件43b以及多个线圈43c。线圈43c隔着绝缘件43b安装于定子铁芯43a。

磁铁保持架46呈以中心轴线J1为中心的圆环状。磁铁保持架46例如是金属制的。在本实施方式中，磁铁保持架46是通过对金属制的板部件进行冲压加工而制成的一个部件。磁铁保持架46安装于马达轴41。更详细地说，磁铁保持架46固定于马达轴41的上侧的端部的外周面。另外，磁铁保持架46配置在比电路板70靠上侧的位置。

马达部用传感器磁铁45呈以中心轴线J1为中心的圆环板状。马达部用传感器磁铁45的板面与Z轴方向垂直。马达部用传感器磁铁45固定于磁铁保持架46。

如上所述，磁铁保持架46配置在比电路板70靠上侧的位置。由此，在本实施方式中，马达部用传感器磁铁45安装于马达轴41中的突出到比电路板70靠上侧的位置的部分。马达部用传感器磁铁45与电路板70的上侧的面隔着间隙而在Z轴方向上对置。

减速机构50与马达轴41的上侧连结。减速机构50配置于转子主体42和定子 43的上侧。减速机构50具有外齿轮51、内齿轮52以及输出齿轮53。

虽然省略了图示，但外齿轮51呈以偏心轴部41a的偏心轴线J2为中心沿偏心轴线J2的径向扩展的圆环板状。在外齿轮51的径向外侧面上设置有齿轮部。外齿轮 51经由第3轴承44c与马达轴41连接。由此，减速机构50与马达轴41连结。外齿轮51从径向外侧与第3轴承44c的外圈嵌合。由此，第3轴承44c将马达轴41和外齿轮51以能够绕着偏心轴线J2相对旋转的方式连结起来。

外齿轮51具有沿Z轴方向贯通外齿轮51的多个孔51a。虽然省略了图示，但多个孔51a沿着以偏心轴线J2为中心的周向在一周范围内等间隔地配置。孔51a的沿Z轴方向观察时的形状为圆形形状。

内齿轮52包围外齿轮51的径向外侧而固定于电路板外壳20，并与外齿轮51 啮合。内齿轮52被壳体11的金属部件22保持。内齿轮52呈以中心轴线J1为中心的圆环状。在内齿轮52的内周面上设置有齿轮部。内齿轮52的齿轮部与外齿轮51 的齿轮部啮合。

输出齿轮53具有输出齿轮主体53a和多个销53b。输出齿轮主体53a配置于外齿轮51和内齿轮52的下侧。输出齿轮主体53a呈以中心轴线J1为中心并沿径向扩展的圆环板状。在输出齿轮主体53a的径向外侧面上设置有齿轮部。输出齿轮主体 53a经由第4轴承44d与马达轴41连接。

多个销53b呈圆筒状，从输出齿轮主体53a的上表面向上侧突出。虽然省略了图示，但多个销53b沿周向在一周范围内等间隔地配置。销53b的外径小于孔51a的内径。多个销53b从下侧分别通过多个孔51a。销53b的外周面与孔51a的内周面内切。孔51a的内周面经由销53b对外齿轮51进行支承，使得该外齿轮51能够绕着中心轴线J1摆动。

输出部60经由减速机构50与马达部40连接，是输出马达部40的动力的部分。输出部60配置于马达部40的径向外侧。输出部60具有输出轴61、驱动齿轮62以及输出部用传感器磁铁(磁铁)63。

输出轴61呈沿马达轴41的Z轴方向延伸的筒状。这样，输出轴61与马达轴 41沿相同的方向延伸，因此能够简化将马达轴41的旋转向输出轴61传递的减速机构50的构造。并且，通过减速机构50，输出轴61能够将马达部40的动力减速地输出。由此，能够将电动致动器10用作减速器。在本实施方式中，输出轴61呈以作为假想轴线的输出中心轴线(轴线)J3为中心的圆筒状。输出中心轴线J3与中心轴线 J1平行，在径向上与中心轴线J1分离配置。即，马达轴41和输出轴61在马达轴41 的径向上分离配置。

输出轴61具有在下侧开口的开口部61d。在本实施方式中，输出轴61在轴向两侧开口。输出轴61在内周面的下部具有花键槽。输出轴61具有圆筒状的输出轴主体61a和从输出轴主体61a向输出中心轴线J3的径向外侧突出的凸缘部61b。输出轴 61配置于在马达轴41的径向上与转子主体42重叠的位置。输出轴61的下侧的端部、即开口部61d配置在比马达部40的下侧的端部靠上侧的位置。在本实施方式中，马达部40的下侧的端部是马达轴41的下侧的端部。

被驱动轴DS从下侧经由开口部61d插入于输出轴61中并连结在一起。更详细地说，使设置于被驱动轴DS的外周面上的花键部与设置于输出轴61的内周面上的花键槽嵌合，由此将输出轴61与被驱动轴DS连结起来。电动致动器10的驱动力经由输出轴61传递给被驱动轴DS。由此，电动致动器10使被驱动轴DS绕着输出中心轴线J3旋转。

驱动齿轮62固定于输出轴61并与输出齿轮53啮合。在本实施方式中，驱动齿轮62固定于输出轴主体61a的外周面中的比凸缘部61b靠上侧的部分。驱动齿轮62 与凸缘部61b的上表面接触。虽然省略了图示，但驱动齿轮62是从输出轴61朝向输出齿轮53延伸并且宽度随着接近输出齿轮53而变大的扇形齿轮。在驱动齿轮62的输出齿轮53侧的端部设置有齿轮部。驱动齿轮62的齿轮部与输出齿轮53的齿轮部啮合。

输出轴61具有对输出部用传感器磁铁63进行保持的磁铁保持架64。磁铁保持架64是以输出轴61的输出中心轴线J3为中心并沿Z轴方向延伸的大致圆筒状的部件。另外，如图2所示，磁铁保持架64(输出轴61)具有：第1外径部64a，其从输出中心轴线J3到外周面641的距离为第1外径R1；以及凸缘部64c，其向第1 外径部64a的Z轴方向正侧呈圆板状突出设置。第1外径部64a贯穿输出部用传感器磁铁63。另外，在本实施方式中，沿着第1外径部64a的周向，第1外径R1是恒定的，但第1外径R1也可以沿着第1外径部64a的周向而发生变化。凸缘部64c从Z 轴方向正侧与输出部用传感器磁铁63接触。由此，进行输出部用传感器磁铁63的输出中心轴线J3方向上的定位。另外，磁铁保持架64是在Z轴方向两侧开口的大致圆筒状的部件(参照图1)，但在图2～图4中，为了避免附图的复杂化，表示为大致圆柱状的部件。磁铁保持架64配置于输出轴61的上侧并且减速机构50的径向外侧。磁铁保持架64沿Z轴方向贯通电路板70。磁铁保持架64的内部与输出轴61的内部相连。插入于输出轴61中的被驱动轴DS的上端部压入磁铁保持架64中。由此，磁铁保持架64被固定于被驱动轴DS。

如图2所示，输出部用传感器磁铁63是呈以输出中心轴线J3为中心的环状、尤其是圆环状的环状磁铁。输出部用传感器磁铁63经由磁铁保持架64同心地安装于输出轴61。由此，输出部用传感器磁铁63能够在输出轴61绕着输出中心轴线J3旋转时与输出轴61一同旋转。另外，如图3所示，在输出部用传感器磁铁63中，沿着其周向，宽度W₆₃即与输出中心轴线J3垂直的方向(径向)上的长度恒定，厚度t₆₃即输出中心轴线J3方向上的长度也是恒定的。输出部用传感器磁铁63固定于磁铁保持架64的上侧的端部的外周面。通过将磁铁保持架64固定于被驱动轴DS，输出部用传感器磁铁63经由磁铁保持架64固定于被驱动轴DS。输出部用传感器磁铁63 与电路板70的上侧的面隔着间隙而对置。输出部用传感器磁铁63例如是通过对含有磁性粉末的树脂材料进行注射成型而得到的。作为树脂材料，例如，能够举出聚酰胺、聚苯硫醚、聚丙烯。另外，作为磁性粉末的构成材料，例如，能够举出铁氧体系、铝镍钴系、钐-钴系、钕-铁-硼系的磁性材料。

当马达轴41绕着中心轴线J1旋转时，偏心轴部41a以中心轴线J1为中心沿周向公转。偏心轴部41a的公转经由第3轴承44c传递给外齿轮51，外齿轮51在孔51a 的内周面与销53b的外周面内切的位置发生变化的同时进行摆动。由此，外齿轮51 的齿轮部与内齿轮52的齿轮部啮合的位置在周向上发生变化。因此，经由外齿轮51 将马达轴41的旋转力传递给内齿轮52。

这里，在本实施方式中，内齿轮52是固定的，因此不旋转。因此，由于向内齿轮52传递的旋转力的反作用力，外齿轮51绕着偏心轴线J2旋转。此时，外齿轮51 旋转的方向与马达轴41旋转的方向相反。外齿轮51的绕着偏心轴线J2的旋转经由孔51a和销53b传递给输出齿轮53。由此，输出齿轮53绕着中心轴线J1旋转。马达轴41的旋转被减速而传递给输出齿轮53。

当输出齿轮53旋转时，与输出齿轮53啮合的驱动齿轮62绕着输出中心轴线 J3旋转。由此，固定于驱动齿轮62的输出轴61绕着输出中心轴线J3旋转。这样，马达轴41的旋转经由减速机构50而传递给输出轴61。

电路板70配置在比转子主体42靠上侧的位置。电路板70配置于减速机构50 的上侧。电路板70呈板状，板面与Z轴方向垂直。电路板70具有沿Z轴方向贯通电路板70的贯通孔70a。马达轴41穿过贯通孔70a。由此，马达轴41沿Z轴方向贯通电路板70。电路板70经由未图示的汇流条与定子43电连接。即，电路板70与马达部40电连接。

马达部传感器71固定于电路板70的上表面。更详细地说，马达部传感器71 固定于电路板70的上侧的面中的与马达部用传感器磁铁45隔着间隙在Z轴方向上对置的部分。马达部传感器71是检测马达部用传感器磁铁45的磁场的磁传感器。马达部传感器71例如是霍尔元件。虽然省略了图示，但马达部传感器71例如沿着周向设置有3个。马达部传感器71通过检测马达部用传感器磁铁45的磁场来检测马达部用传感器磁铁45的旋转位置，从而检测马达轴41的旋转。

在本实施方式中，减速机构50与马达轴41的上侧连结，电路板70配置在比转子主体42靠上侧并且减速机构50的上侧的位置。因此，在电路板70与转子主体42 的Z轴方向之间配置有减速机构50。由此，能够将固定于电路板70的马达部传感器 71与转子主体42和定子43分离配置。因此，马达部传感器71不易受到从转子主体 42和定子43产生的磁场的影响，能够提高马达部传感器71的检测精度。

输出部传感器72固定于电路板70的上表面。更详细地说，输出部传感器72 配置并固定于电路板70的上侧的面中的与输出部用传感器磁铁63隔着间隙在Z轴方向上对置的部分。另外，输出部传感器72配置在从输出中心轴线J3(第1外径部64a) 向径向外侧偏离的位置。这样，输出部传感器72采用了所谓的“侧轴方式”作为配置方式。输出部传感器72是检测由输出部用传感器磁铁63的旋转引起的磁通密度的变化的检测元件。输出部传感器72例如是霍尔元件。如图3、图4所示，输出部传感器72与固定于磁铁保持架64并以输出中心轴线J3为中心旋转的输出部用传感器磁铁63一同构成磁传感器80A。该输出部传感器72通过检测由输出部用传感器磁铁 63的旋转引起的磁通密度的变化而检测输出部用传感器磁铁63的旋转位置，从而检测被驱动轴DS的旋转角度。然后，能够根据输出部传感器72的检测结果、即由输出部用传感器磁铁63的旋转引起的磁通密度的变化，而准确地求取与输出轴61连结的被驱动轴DS的旋转角度。

根据本实施方式，通过减速机构50配置在比马达部40靠电路板70侧的位置的结构，能够将向输出齿轮53传递旋转驱动力的驱动齿轮62接近输出部用传感器磁铁 63而配置。因此，能够缩短从输出齿轮53中的被传递旋转驱动力的部分到输出部用传感器磁铁63所固定的部分的Z轴方向上的距离，能够抑制在输出部用传感器磁铁 63所固定的部分的被驱动轴DS的轴抖动。由此，能够提高输出部传感器72对被驱动轴DS的旋转检测精度。

壳体11收纳马达部40、减速机构50、输出部60、电路板70、马达部传感器 71、输出部传感器72、汇流条保持架90以及未图示的汇流条。壳体11具有马达外壳30和电路板外壳20。马达外壳30在上侧开口。马达外壳30具有马达外壳主体31 和定子固定部件37。电路板外壳20呈大致长方体的箱状。电路板外壳20安装于马达外壳30的上侧，封闭马达外壳30的开口。电路板外壳20收纳电路板70。电路板外壳20具有电路板外壳主体21、金属部件22以及电路板外壳罩26。

电路板外壳主体21和马达外壳主体31是树脂制的。在本实施方式中，由电路板外壳主体21和马达外壳主体31构成了壳体主体11a。即，壳体11具有树脂制的壳体主体11a。

电路板外壳主体21呈在上侧开口的箱状。电路板外壳主体21具有底壁21a和侧壁21b。底壁21a沿着与Z轴方向垂直的平面扩展。沿Z轴方向观察时，底壁21a 扩展到比马达外壳主体31靠径向外侧的位置。底壁21a封闭马达外壳30的上侧的开口。底壁21a覆盖定子43的上侧。

底壁21a具有从底壁21a的下侧的面向上侧凹陷的凹部21c。底壁21a具有沿Z 轴方向贯通底壁21a的中央贯通孔21d。中央贯通孔21d从凹部21c的底面贯通底壁 21a直至底壁21a的上侧的面。沿Z轴方向观察时，中央贯通孔21d呈以中心轴线J1 为中心的圆形形状。马达轴41穿过中央贯通孔21d。

侧壁21b呈方筒状，从底壁21a的外缘部向上侧突出。在侧壁21b的内侧收纳有电路板70。即，电路板外壳20在比底壁21a靠上侧的位置收纳电路板70。侧壁 21b在上侧开口。侧壁21b的上侧的开口、即电路板外壳20的上侧的开口被电路板外壳罩26封闭。电路板外壳罩26例如是金属制的。

金属部件22是金属制的。金属部件22被电路板外壳主体21保持。即，金属部件22被壳体主体11a保持。金属部件22被收纳并保持于凹部21c内。在本实施方式中，金属部件22的一部分埋入壳体主体11a中。因此，能够使用将金属部件22插入于模具中并使树脂流入的嵌件成型来制作壳体主体11a的一部分或整体。因此，易于制作壳体11。在本实施方式中，壳体主体11a中的电路板外壳主体21是通过将金属部件22插入于模具中并使树脂流入的嵌件成型而制作的。

金属部件22具有轴承保持部、臂部25以及输出轴支承部24，其中，该轴承保持部具有圆环板部23a、外侧筒部23b、内侧筒部23c以及顶板部23d。圆环板部23a 呈以中心轴线J1为中心的圆环板状。圆环板部23a的板面与Z轴方向垂直。

外侧筒部23b呈圆筒状，从圆环板部23a的外周缘部向下侧突出。在外侧筒部 23b的径向内侧保持有内齿轮52。由此，减速机构50经由金属部件22被保持于底壁 21a的下侧的面。外侧筒部23b埋入中央贯通孔21d的径向内侧而被保持。

内侧筒部23c呈圆筒状，从圆环板部23a的内周缘部向上侧突出。在内侧筒部 23c的径向内侧保持有第1轴承44a。由此，上述轴承保持部对第1轴承44a进行保持。内侧筒部23c突出到比底壁21a靠上侧的位置。内侧筒部23c配置于侧壁21b的径向内侧。内侧筒部23c经由贯通孔70a沿Z轴方向贯通电路板70，突出到比电路板70靠上侧的位置。

由此，被内侧筒部23c保持的第1轴承44a的至少一部分插入于贯通孔70a中。因此，能够利用第1轴承44a在马达轴41中的接近马达部用传感器磁铁45所安装的部分的位置对马达轴41进行支承。由此，能够抑制马达轴41中的马达部用传感器磁铁45所安装的部分的轴抖动，能够抑制马达部用传感器磁铁45的位置抖动。因此，能够抑制马达部传感器71对马达轴41的旋转检测精度降低。另外，由于能够在沿径向观察时重叠配置第1轴承44a和电路板70，因此易于使电动致动器10在Z轴方向上小型化。

顶板部23d从内侧筒部23c的上侧的端部向径向内侧突出。顶板部23d呈以中心轴线J1为中心的圆环状，并且呈板面与Z轴方向垂直的板状。马达轴41的上侧的端部通过顶板部23d的内侧。顶板部23d的内周缘部向下侧弯曲。顶板部23d覆盖第 1轴承44a的上侧。

在顶板部23d与第1轴承44a的Z轴方向之间配置有预压部件47。即，电动致动器10具备预压部件47。预压部件47是沿周向延伸的圆环状的波形垫圈。预压部件47与顶板部23d的下侧的面和第1轴承44a的外圈的上侧的端部接触。预压部件 47对第1轴承44a的外圈施加向下的预压。由此，预压部件47对第1轴承44a朝向下侧施加预压，从而经由第1轴承44a对马达轴41朝向下侧施加预压。

通过预压部件47而朝向下侧受到预压的马达轴41被图1所示的第2轴承44b 从下侧支承。更详细地说，在第2轴承44b中，外圈被马达收纳部32的环状凸部32a 从下侧支承，通过固定于马达轴41的外周面的内圈从下侧对马达轴41进行支承。

通过设置第2轴承44b，即使通过预压部件47对马达轴41施加朝向下侧的预压，也能够抑制马达轴41向下侧移动。预压部件47对马达轴41施加朝向下侧的预压，将马达轴41向作为支承部的第2轴承44b按压。由此，在未对电动致动器10 施加振动的状态下，能够将马达轴41的Z轴方向上的位置维持在最下侧的位置。因此，即使在对电动致动器10施加振动而马达轴41沿Z轴方向移动的情况下，也能够抑制马达轴41向下侧移动，能够使马达轴41移动的方向为朝向上侧。

而且，马达部用传感器磁铁45与电路板70的上侧的面隔着间隙在Z轴方向上对置，并且，马达部传感器71固定于电路板70的上侧的面中的与马达部用传感器磁铁45隔着间隙在Z轴方向上对置的部分。即，安装于马达轴41的马达部用传感器磁铁45配置于马达部传感器71的上侧。由此，能够使对电动致动器10施加了振动时的马达轴41移动的方向为朝向上侧，由此即使马达轴41移动，也是马达部用传感器磁铁45向远离马达部传感器71的方向移动。因此，能够抑制马达部用传感器磁铁 45与马达部传感器71接触。另外，当马达轴41向上侧移动时，预压部件47在轴向 Z上发生压缩弹性变形。

像以上说明的那样，根据本实施方式，通过将预压部件47对马达轴41施加预压的方向设为从马达部用传感器磁铁45朝向马达部传感器71的方向，能够抑制马达部用传感器磁铁45与马达部传感器71接触。由此，得到了具有能够抑制马达部用传感器磁铁45和马达部传感器71损伤的构造的电动致动器10。

输出轴支承部24具有沿Z轴方向贯通输出轴支承部24的贯通孔24a。在贯通孔24a中嵌合有作为输出轴主体61a的上侧的端部的嵌合部61c。即，输出轴61具有与贯通孔24a嵌合的嵌合部61c。由此，输出轴支承部24对输出轴61进行支承。

马达外壳主体31具有马达收纳部32和输出部保持部33。马达收纳部32呈具有底部并且在上侧开口的筒状。马达收纳部32呈以中心轴线J1为中心的圆筒状。马达收纳部32收纳马达部40。即，马达外壳主体31收纳马达部40。

马达收纳部32具有从马达收纳部32的底面向上侧突出的环状凸部32a。虽然省略了图示，但环状凸部32a呈以中心轴线J1为中心的圆环状。环状凸部32a从下侧支承第2轴承44b的外圈。沿Z轴方向观察时，环状凸部32a的径向内侧部分与第 2轴承44b的内圈和马达轴41的下侧的端部重叠。因此，即使在对马达轴41施加朝向下侧的预压而将第2轴承44b的内圈和马达轴41的下侧的端部配置在比第2轴承 44b的外圈向下侧突出的位置的情况下，也能够抑制第2轴承44b的内圈和马达轴41 的下侧的端部与马达收纳部32的底面接触。

输出部保持部33从马达收纳部32向径向外侧突出。输出部保持部33具有基部 33a和输出轴保持部33b。基部33a从马达收纳部32向径向外侧突出。输出轴保持部 33b从基部33a的径向外侧的端部向轴向两侧突出。输出轴保持部33b呈以输出中心轴线J3为中心的圆筒状。输出轴保持部33b在轴向两侧开口。输出轴保持部33b的内部沿Z轴方向贯通基部33a。

在输出轴保持部33b的内侧嵌合有圆筒状的衬套65。在衬套65的上侧的端部设置有向以输出中心轴线J3为中心的径向的外侧突出的凸缘部。衬套65的凸缘部被输出轴保持部33b的上侧的端部从下侧支承。在衬套65的内侧嵌合有输出轴主体61a 中的比凸缘部61b靠下侧的部分。衬套65对输出轴61进行支承，使得该输出轴61 能够绕着输出中心轴线J3旋转。凸缘部61b隔着衬套65的凸缘部被输出轴保持部 33b的上侧的端部从下侧支承。输出轴61的下侧的开口部61d配置在比衬套65靠下侧的位置。

定子固定部件37呈具有底部并且在上侧开口的筒状。定子固定部件37呈以中心轴线J1为中心的圆筒状。定子固定部件37嵌合于马达收纳部32的内侧。在定子固定部件37的底部设置有沿周向配置的多个贯通孔。在定子固定部件37的贯通孔中分别嵌合有设置于马达收纳部32的底部的多个突起。

定子固定部件37的上侧的端部突出到比马达收纳部32靠上侧的位置。在定子固定部件37的底部保持有第2轴承44b。在定子固定部件37的内周面上固定有定子 43的外周面。定子固定部件37是金属制的。马达外壳30例如是通过在将定子固定部件37插入于模具中的状态下使树脂流入的嵌件成型而制作的。

汇流条保持架90配置于定子固定部件37的上侧的开口。汇流条保持架90呈以中心轴线J1为中心的圆环状，并且呈板面与Z轴方向垂直的板状。汇流条保持架90 对未图示的汇流条进行保持。汇流条保持架90覆盖定子43的上侧。

如上所述，在本实施方式中，由输出部用传感器磁铁63和输出部传感器72构成了磁传感器80A。当被驱动轴DS旋转时，输出部用传感器磁铁63与被驱动轴DS 一同旋转。磁传感器80A通过输出部传感器72检测由输出部用传感器磁铁63的旋转引起的磁通密度的变化而检测输出部用传感器磁铁63的旋转位置，从而能够检测被驱动轴DS的旋转角度。

如图2所示，输出部用传感器磁铁63呈圆环状。该输出部用传感器磁铁63在与输出中心轴线J3方向垂直的平面、即使输出中心轴线J3与Z轴平行时的XY平面中具有沿周向配置的N极和S极。在本实施方式中，输出部用传感器磁铁63是沿其周向配置有1个半圆弧状的N极和1个半圆弧状的S极的2极磁铁。因此，输出部用传感器磁铁63以与输出中心轴线J3方向垂直的方向作为磁化方向(magnetization direction)。

作为输出部传感器72能够检测的磁通密度，存在输出中心轴线J3(Z轴)方向上的磁通密度Bz(Sin)和输出部用传感器磁铁63的周向上的磁通密度By(Cos)。在磁传感器80A中，由输出部传感器72检测磁通密度Bz和磁通密度By的2相信号，运算反正切(Sin/Cos)的值，由此能够检测被驱动轴DS的旋转角度(参照图5)。

反正切的值与旋转角度的理想的(理论上的)关系为图6中的点划线所示的直线图形。以下，将该图形称为“理论值的曲线G0”。

伴随着输出部用传感器磁铁63的磁场角度的变化，由输出部传感器72检测到的磁通密度By的变化量小于磁通密度Bz的变化量，它们之间存在差异。因此，反正切(ATAN)的值与旋转角度之间的实际关系成为图6中的实线所示的曲线图形或虚线所示的曲线图形那样。另外，实线所示的曲线图形是使用实用新型产品所取得的图形。以下，将该图形称为“实用新型产品的值的曲线G1”。与此相对，虚线所示的曲线图形是使用现有产品所取得的图形。以下，将该图形称为“现有产品的值的曲线 G2”。

现有产品的值的曲线G2与理论值的曲线G0偏差较大，与理论值的曲线G0之间产生较大的误差。

与此相对，实用新型产品的值的曲线G1比现有产品的值的曲线G2接近理论值的曲线G0，与理论值的曲线G0之间产生的较大的误差被消除。作为其原因，如图2～图4所示，举出了磁铁保持架64(输出轴61)具有第2外径部64b的情况。该第2 外径部64b也作为磁传感器80A的一部分发挥功能。第2外径部64b位于输出部用传感器磁铁63的内侧，其外周面642与输出部用传感器磁铁63的内周面632对置。此外，如图2所示，第2外径部64b包含从输出中心轴线J3到外周面642的距离具有比第1外径R1大的第2外径R2的部分。

这里，作为现有产品，考虑图11所示的结构的磁传感器80B的情况。磁传感器80B与磁传感器80A不同，省略了第2外径部64b。在该情况下，当输出部用传感器磁铁63的磁场角度发生变化时，如图12所示，磁通密度Bz以比磁通密度By 大的振幅发生变动。因此，当根据磁通密度Bz和磁通密度By来运算反正切的值时，来自输出部传感器72的检测信号(ATAN信号)大幅畸变。在图6所示的图形中，例如，关注“arctan(度)”为“120”的位置，理论上“旋转角度(度)”应该被检测为“120”，但在现有产品中被检测为大约“100”。

另一方面，在实用新型产品中，磁传感器80A具有第2外径部64b。第2外径部64b包含具有比第1外径R1大的第2外径R2的部分。此外，在本实施方式中，第2外径R2沿着第2外径部64b的周向而发生变化，从输出中心轴线J3方向观察第 2外径部64b时，第2外径部64b的外周面642的轮廓形状为椭圆形。

然后，比较观察图5所示的图形和图12所示的图形，在图5所示的图形中，磁通密度By增大。这样，在实用新型产品中，第2外径部64b具有以下功能：减小伴随着输出部用传感器磁铁63的磁场角度的变化而输出部传感器72检测到的磁通密度Bz的变化量与磁通密度By的变化量的差异。以下，将该功能称为“差异减小功能”。在图6所示的图形中，例如，关注“arctan(度)”为“120”的位置，理论上“旋转角度(度)”会被检测为“120”，而在实用新型产品中被检测为大约“110”。如上所述，在现有产品中被检测为大约“100”，因此在实用新型产品中检测为更接近“120”的大约“110”的情况表示磁传感器80A的检测精度提高了。

因此，根据磁传感器80A，在检测输出轴61(被驱动轴DS)的旋转角度时，能够稳定并且准确地检测其旋转角度。

如图2所示，关于第2外径部64b的外周面642，在与输出中心轴线J3方向垂直的方向上，与输出部用传感器磁铁63的内周面632的距离中的、与N极的顶部63N 的距离L_63N、与S极的顶部63S的距离L_63S分别大于与N极和S极的边界部63B的距离L_63B。在本实施方式中，外周面642与N极的顶部63N的距离L_63N、与S极的顶部63S的距离L_63S分别为最大，与N极和S极的边界部63B的距离L_63B为最小。由此，能够在检测输出轴61的旋转角度时更稳定并且准确地检测其旋转角度。

此外，第2外径部64b的外周面642在输出部用传感器磁铁63的边界部63B 与内周面632接触。由此，能够显著地产生第2外径部64b的周向上的磁通密度的差，由此，能够更准确地检测输出轴61的旋转角度。另外，在本实施方式中，第2外径部64b与输出部用传感器磁铁63接触，但也可以稍微分离。在第2外径部64b与输出部用传感器磁铁63分离的情况下，其分离距离优选为第2外径R2的1/20倍以上并且2/3倍以下，更优选为1/20倍以上并且1/5倍以下。

如上所述，从输出中心轴线J3方向观察第2外径部64b的外周面642时的轮廓形状为椭圆形。由此，输出轴61的外形形状采用在有助于检测输出轴61的旋转角度的同时尽可能简单的形状，能够提高制造输出轴61时的加工性。另外，外周面642 的长半径优选为外周面642的短半径的1.2倍以上并且10倍以下，更优选为2倍以上并且5倍以下。此外，在本实施方式中，外周面642的短半径与第1外径R1相同。在该情况下，从输出中心轴线J3方向观察时，第2外径部64b的外周面642在短半径方向上与第1外径部64a的外周面641重叠。

另一方面，从输出中心轴线J3方向观察输出部用传感器磁铁63的内周面632 时的轮廓形状为圆形。由此，输出部用传感器磁铁63的外形形状采用在有助于检测输出轴61的旋转角度的同时尽可能简单的形状，能够提高制造输出部用传感器磁铁63时的加工性。

另外，作为输出轴61(磁铁保持架64)的构成材料，例如，能够举出电磁钢(硅钢)、碳钢、结构钢、纯铁、软铁、不锈钢透磁合金等软质磁性材料。

＜变形例1＞

在本变形例中，如图7和图8所示，第2外径部64b的外周面642的短半径大于第1外径R1。即，在本变形例中，第2外径R2在第2外径部64b的整周范围内大于第1外径R1。由此，能够进一步增大磁通密度By，由此第2外径部64b的差异减小功能提高。

另外，第1外径部64a和第2外径部64b可以由一个部件构成，也可以分别由分体部件构成，并且该分体部件彼此连接起来。在后者的情况下，能够采用以下结构：在第2外径部64b设置供第1外径部64a嵌合的贯通孔，由此能够将第1外径部64a 和第2外径部64b连接起来。

＜变形例2＞

在本变形例中，如图9和图10所示，第2外径部64b的外周面642的短半径小于第1外径R1。在该情况下，从输出中心轴线J3方向观察时，第2外径部64b的外周面642在短半径方向上位于比第1外径部64a的外周面641靠输出中心轴线J3侧的位置。

关于该形状，能够由一个部件构成第1外径部64a和第2外径部64b，通过切削加工而制作。

以上，针对图示的实施方式对本实用新型的电动致动器进行了说明，但本实用新型不限于此，构成电动致动器的各部分可置换为能够发挥同样功能的任意结构的部分。另外，也可以附加任意的构成物。

例如，在图示的结构中，第2外径部64b的第2外径R2连续地变化，但不限于此，也可以阶段性地变化。在后者的情况下，第2外径部64b的轮廓形状(外形形状)可以是六边形形状那样的多边形形状。

Claims (8)

1.一种电动致动器，其具有：

马达；

输出轴，其与所述马达连接，绕着轴线旋转，输出所述马达的动力；以及

环状的磁铁，其同心地安装于所述输出轴，与所述输出轴一同旋转，

其特征在于，

所述磁铁是沿着其周向配置有1个N极和1个S极的2极磁铁，

所述输出轴具有第1外径部和第2外径部，该第1外径部的从所述轴线到外周面的距离为第1外径，该第2外径部具有所述距离为比所述第1外径大的第2外径的部分，

所述第2外径部的所述外周面与所述磁铁的内周面对置，在与所述轴线方向垂直的方向上，所述第2外径部的所述外周面与所述内周面的距离中的、与所述N极的顶部和所述S极的顶部的距离大于与所述N极和所述S极的边界部的距离。

2.根据权利要求1所述的电动致动器，其特征在于，

所述第2外径部的所述外周面与所述内周面的距离中的、与所述N极的顶部和所述S极的顶部的距离为最大。

3.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

所述第2外径部的所述外周面与所述内周面的距离中的、与所述N极和所述S极的边界部的距离为最小。

4.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

所述第2外径部的所述外周面在所述N极和所述S极的边界部与所述内周面接触。

5.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

从所述轴线方向观察所述第2外径部的所述外周面时的轮廓形状为椭圆形。

6.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

从所述轴线方向观察所述内周面时的轮廓形状为圆形。

7.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

所述电动致动器还在从所述输出轴向径向外侧偏离的位置具有与所述磁铁对置配置的检测元件，该检测元件检测由所述磁铁的旋转引起的磁通密度的变化。

8.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

所述输出轴将所述马达的动力减速地输出。

Images