JP2010068560A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転位置検出装置の仕様が違っても共通部品数を増加して製造コストの低減化を図ることができる電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータと、電動モータの回転を減速して出力軸４８に伝達する減速機構４と、出力軸４８の回転位置を検出する回転位置検出装置８４とを備えた電動アクチュエータ１において、回転位置検出装置８４は、出力軸４８の一端にホルダ８７を介して取り付けられ出力軸４８と共回りするセンサマグネット８５と、センサマグネット８５と軸方向で対向配置され、センサマグネット８５の回転に基づいて出力軸４８の回転位置検出信号を出力するホールＩＣ９０とで構成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、自動車の２輪駆動と４輪駆動との切替え、またはニュートラルポジションとドライブポジションとの切替え等を行う駆動切替え装置に用いる電動アクチュエータに関するものである。

従来から、４輪駆動車のトランスファに電動モータの駆動によりシフトフォークをストロークさせる電動アクチュエータを設け、室内からのスイッチ操作により２輪／４輪駆動状態を切替える駆動切替え装置が知られている。
電動アクチュエータは減速機構であるウォーム減速機を備えており、このウォーム減速機が電動モータの回転軸と連係している。ウォーム減速機のウォームホイールには出力軸が連係されており、この出力軸にラック・ピニオンなどを介してシフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフトが連結される。

すなわち、電動モータの回転運動をウォーム減速機、ラック・ピニオンなどで構成される減速機構を介して往復運動に変換し、フォークシャフトによってシフトフォークをストロークさせるようになっている。
シフトフォークがストロークするとドライブトレイン上に設けられたスプライン歯を有するスリーブやドグクラッチが変位する。すると、駆動軸と従動軸の連結／解除が行われ、これによって、２輪／４輪駆動状態を切替えが行われる。

ここで、電動アクチュエータには出力軸の回転位置を検出する回転位置検出装置が設けられ、シフトフォークのストローク量の制御は、回転位置検出装置による検出結果に基づいて行われる。すなわち、電動アクチュエータの出力軸の回転量を制御することでシフトフォークのストローク量の制御が行われるようになっている。

回転位置検出装置としては、例えば、接触式の検出装置、つまり、摺動接点式の検出装置がある。この摺動接点式の検出装置は、出力軸に連結されているウォームホイールに取り付けられたコンタクトプレート（固定接点、パターン）と、このコンタクトプレートに摺接するコンタクタ（摺動接点）とで構成される場合が多い。そして、出力軸の回転に伴ってコンタクトプレートが回転し、これによってコンタクタとコンタクトプレートとの接触位置が変化したり、接触／非接触したりすることで出力軸の回転位置が検出できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１７９１３３号公報

ところで、回転位置検出装置としては、接触式である摺動接点式のほかに、非接触式の検出装置がある。非接触式の検出装置としては、磁気式の検出装置などがある。磁気式の検出装置は、出力軸と共回りするセンサマグネットと、このセンサマグネットの回転に伴う磁気変化を検出する磁気検出素子、例えば、ホール素子とを備えている。このような磁気式の検出装置を用いる場合、センサマグネットは回転軸の一端に取り付けられることが多い。

ここで、上述の従来技術のような摺動接点式の検出装置を用いた電動アクチュエータに、磁気式の検出装置を取り付けようとすると、コンタクタとセンサマグネットの取り付け位置の違いから電動アクチュエータの構造そのものを変更、具体的には出力軸などの形状を変更する必要がある。
このため、摺動接点式と磁気式の回転位置検出装置の仕様の違いに伴い、電動アクチュエータの専用部品をそれぞれ用意しなければならず、製造コストが増大するという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、回転位置検出装置の仕様が違っても共通部品数を増加して製造コストの低減化を図ることができる電動アクチュエータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出装置とを備えた電動アクチュエータにおいて、前記回転位置検出装置は、前記出力軸の一端にホルダを介して着脱可能に取り付けられ前記出力軸と共回りする第一検出部と、前記第一検出部と軸方向で対向配置され、前記第一検出部の回転に基づいて前記出力軸の回転位置検出信号を出力する第二検出部とで構成されていることを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記第一検出部は、センサマグネットであり、前記第二検出部は、前記センサマグネットから発生する磁界の変化を検出する磁気検出素子であってもよい。
また、請求項３に記載した発明のように、前記第一検出部は、接点部を有するコンタクタであり、前記第二検出部は、前記接点部の軌道に対応して形成され前記接点部が摺接するコンタクトプレートであってもよい。
このように、ホルダを介してセンサマグネットやコンタクタを出力軸に取り付けることで、出力軸を回転位置検出装置の仕様に係らず共通化できる。出力軸を共通化することで、アクチュエータの筐体の大きさが変わらず、筐体も共通化することができる。

請求項４に記載した発明は、前記減速機構を収納し、前記出力軸の一端側に開口部を有するケーシングと、前記ケーシングの前記開口部を閉塞するカバーとを備え、前記カバーに前記第二検出部を配置したことを特徴とする。
このように構成することで、カバーを取り外すだけで容易に回転位置検出装置を変更することができる。

請求項１、請求項２、および請求項３に記載した発明によれば、ホルダを介してセンサマグネットやコンタクタを出力軸に取り付けることで、出力軸を回転位置検出装置の仕様に係らず共通化できる。出力軸を共通化することで、アクチュエータの筐体の大きさが変わらず、筐体も共通化することができる。このため、共通部品数を増加して製造コストの低減化を図ることができる。

請求項４に記載した発明によれば、カバーを取り外すだけで容易に回転位置検出装置を変更することができる。このため、組み立て作業の効率化を図ることが可能になる。

次に、この発明の第一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、電動アクチュエータ１は、例えば、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替える駆動切替え装置用として用いられるものであって、電動モータ２と電動モータ２の回転軸３に連結された減速機構４とを備えている。
電動モータ２は、有底筒状のヨーク５内にアーマチュア６を回転自在に配置した構成となっている。

ヨーク５の筒部５３は略円筒状に形成されており、この内周面に複数のセグメント型の永久磁石７が周方向に等間隔で磁極が順番となるように配設されている。
ヨーク５の底壁（エンド部）５１には、中央に軸方向外側に向かって突出するボス１９が形成され、ここに回転軸３の一端を軸支するための軸受け１８が圧入固定されている。筒部５３の開口部５３ａには、外フランジ部５２が設けられている。外フランジ部５２にはボルト孔（不図示）が形成されており、ここにボルト２４を挿通して減速機構４を収納するギヤケーシング２３に締結固定されている。

アーマチュア６は、回転軸３に外嵌固定されたアーマチュアコア８と、アーマチュアコア８に巻装されたアーマチュアコイル９と、回転軸３の他端側に配置されたコンミテータ１０とを備えている。アーマチュアコア８は、プレス加工等によって打ち抜かれたリング状の金属板１１を軸方向に複数枚積層したものである。
金属板１１の外周部には回転軸３の軸方向平面視で略Ｔ字状の複数のティース１２が周方向に沿って等間隔で放射状に形成されている。

複数枚の金属板１１を回転軸３に外嵌固定することにより、アーマチュアコア８の外周には、隣接するティース１２間に蟻溝状のスロット（不図示）が複数形成されている。スロットは軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数形成されている。これらスロット間にエナメル被覆の巻線１４を挿通し、ティース１２に絶縁材であるインシュレータ（不図示）を介して巻線１４が巻装される。これにより、アーマチュアコア８の外周に、複数のアーマチュアコイル９が形成される。

回転軸３の他端側に外嵌固定されているコンミテータ１０は、この外周面に導電材で形成されたセグメント１５が複数枚取り付けられている。セグメント１５は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
各セグメント１５のアーマチュアコア８側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１６が一体成形されている。ライザ１６には、アーマチュアコイル９の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１４が掛け回わされ、巻線１４はヒュージングによりライザ１６に固定されている。これにより、セグメント１５とこれに対応するアーマチュアコイル９とが導通される。

このように構成されたコンミテータ１０は、減速機構４を収納するギヤケーシング２３内に臨まされた状態で配設されている。ギヤケーシング２３は、電動モータ２の回転軸３と直交する方向の一端面に開口部２３ａを有する箱状に形成されたものである。また、ギヤケーシング２３の電動モータ２側の側壁２３ｂにも開口部が形成されており、ここを電動モータ２のコンミテータ１０側を受入れるブラシ収納部２２としている。ブラシ収納部２２には、電動モータ２と反対側に段差面２２ａが形成されている。

この段差面２２ａに当接するように有底筒状のホルダステー１３が底部（エンド部）１３ａを減速機構４側に向けた形で収納されている。ホルダステー１３には、一対のブラシホルダ２０が内装されている。
ブラシホルダ２０には、それぞれブラシ１７がスプリング２１を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシの先端部はスプリング２１によって付勢され、コンミテータ１０に摺接した状態になっている。

このような構成のもと、ブラシ１７は、後述するコネクタ部９４に挿入された外部コネクタ（不図示）を介して外部電源に接続され、コンミテータ１０に電力を供給する。コンミテータ１０には巻線１４が接続されているので、巻線１４に電流が供給され、アーマチュアコア８に磁界が形成される。このとき、永久磁石７との間に吸引力や反発力が生じ、回転軸３が回転する。

ギヤケーシング２３のブラシ収納部２２よりも径方向外側には、ヨーク５の不図示のボルト孔に対応する部位に雌ネジ部５４が刻設されている。この雌ネジ部５４に、ボルト２４が螺入されるようになっている。
また、ギヤケーシング２３は、ブラシ収納部２２に連なる歯車収納部２７を有している。歯車収納部２７には、減速機構４を構成する歯車群２８が収納されている。歯車群２８は、電動モータ２の回転軸３の他端に連結されたウォーム軸２５を有している。

ウォーム軸２５の両端側は、歯車収納部２７に設けられた軸受け４０，４１によって回転自在に支持されている。また、ウォーム軸２５の回転軸３とは反対側端には、スラスト軸受け４２が設けられ、ウォーム軸４２のスラスト荷重を受けられるようになっている。なお、ウォーム軸４２と回転軸３は、互いに一体成形としてもよいし、相対回転不能に連結してもよい。

ウォーム軸２５には、ウォームホイール２６が噛合されている。ウォームホイール２６の径方向中央には、ピニオンギヤ４３の基端側が相対回転不能に連結されている。このピニオンギヤ４３は、アイドラー軸４４に軸支されている。すなわち、ウォームホイール２６は、ピニオンギヤ４３を介してアイドラー軸４４に軸支された状態になっている。

ギヤケーシング２３の底壁２３ｃには、アイドラー軸４４の一端に対応する部位に、アイドラー軸４４の軸方向外側に突出する軸受け部４５が設けられている。この軸受け部４５は、アイドラー軸４４の一端を軸支するためのものである。
ピニオンギヤ４３の先端には外周面に歯部４３ａが形成されており、ここにピニオンギヤ４３よりも大径な外歯平歯車４６が噛合いされている。

図２〜図４に示すように、外歯平歯車４６には、径方向略中央に段付筒状に形成された軸嵌合部４７が一体成形されている、この軸嵌合部４７には、出力軸４８が挿通されている。外歯平歯車４６は、金属製のアーム４９を介して出力軸４８と共回りするようになっている。アーム４９は、平板をプレス加工などによって成型したものであって、出力軸４８の軸方向平面視で三つ又状に形成されている。アーム４９は、ボルト９２によって外歯平歯車４６に締結固定されている。

アーム４９の径方向略中央には、軸孔５５が形成され、ここに出力軸４８が挿通されるようになっている。出力軸４８の軸孔５５に対応する部位には、２方取り部４８ａが形成されている一方、軸孔５５は出力軸４８の２方取り部４８ａに対応するように形成されている。これにより、出力軸４８とアーム４９とが相対回転不能に連結される。

また、アーム４９の三つ又の先端部４９ａには、外歯平歯車４６側に向かって曲折された爪部５６が形成されている。一方、外歯平歯車４６には、爪部５６に対応する部位に、爪部５６を受入れ可能な係合孔５７が形成されている。この係合孔５７にアーム４９の爪部５６が係合することで、アーム４９と外歯平歯車４６との固着力がより高まるようになっている。

さらに、出力軸４８には、アーム４９に対応する箇所に段差により拡径されたフランジ部５８が形成されている。このフランジ部５８にアーム４９が当接することによって、アーム４９の軸方向に位置決めが行われるようになっている。
なお、外歯平歯車４６とアーム４９とを別体にせず、アーム４９を外歯平歯車４６に埋設させた状態で樹脂モールド成型としてもよい。

ギヤケーシング２３の底壁２３ｃには、出力軸４８に対応する部位に、外側に向かって突出するボス部５９が形成されている。ボス部５９の内周面は、軸方向略中央に出力軸４８を挿通可能な内フランジ部６２が形成されている。この内フランジ部６２よりも軸方向内側には、段差により徐々に拡径された第一ハウジング部６３と第二ハウジング部６４とがこの順で形成されている。

第二ハウジング部６４には、出力軸４８の一端側を軸支するための軸受け６０が設けられている。この軸受け６０の内輪６０ａには、外歯平歯車４６の軸嵌合部４７の先端が当接するようになっている。すなわち、外歯平歯車４６は、軸嵌合部４７の先端が軸受け６０の内輪に当接すると共に、基端側の内周面が出力軸４８のフランジ部５８に当接することによって軸方向の位置決めが行われる。

第一ハウジング部６３には、オイルシール６１が設けられ、内部への塵埃の侵入を防止できるようになっている。
一方、内フランジ部６２より軸方向外側には、不図示の駆動切替え装置を構成する外部機器と電動アクチュエータ１とを連結するための筒状の嵌合部６５が一体成形され、出力軸４８の一端は、内フランジ部６２を介して嵌合部６５まで延出している。出力軸４８の一端には、平面取り部６７が形成されており、シフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフト（不図示）などが連結可能になっている。

また、ボス部５９の外周面は、段差により先端側が縮径するように形成されており、段差面５９ａにＯリング６６が設けられている。このＯリング６６は、外部機器と電動アクチュエータ１とを連結する際のシール部としての役割を有している。

この他に、ギヤケーシング２３には、外周面に後述するエンドカバー７０を締結固定するための雌ネジ部７１が複数形成されている。また、ギヤケーシング２３には、底壁２３ｃ側に外部機器（不図示）に電動アクチュエータ１を固定するためのブラケット７２がボルト７３によって締結固定されている。なお、電動モータ２は、ギヤケーシング２３の他にブラケット７２にも固定バンド７４を介して固定されている。固定バンド７４は、ボルト７５によってブラケット７２に締結固定されている。

ここで、アイドラー軸４４の他端、および出力軸４８の他端は、ギヤケーシング２３の開口部２３ａ周縁の近傍に配置された中間カバー６８に軸支されている。
図２、図４、図５に示すように、中間カバー６８は金属製の平板をプレス成型したものであって、出力軸４８の軸方向平面視でギヤケーシング２３の開口部２３ａ周縁よりも小さく形成されている。

中間カバー６８には、外周部に３つのボルト孔６８ａが形成されている一方、ギヤケーシング２３のボルト孔に対応する部位には、それぞれ雌ネジ部９３が刻設されている。すなわち、中間カバー６８は、ボルト孔６８ａにボルト６９を挿通し、このボルト６９がギヤケーシング２３の雌ネジ部９３に螺入されることによって、ギヤケーシング２３の内側に収納された状態で締結固定される。
ここで、３つのボルト孔６８ａは、電動モータ２側に２つ形成され、電動モータ２とは反対側に１つ形成されている。電動モータ２側に形成された２つのボルト孔６８ａ間には、凹部６８ｂが形成されている。この凹部６８ｂは、後述するターミナルホルダ９６と中間カバー６８との干渉を回避するためのものである。

また、中間カバー６８には、アイドラー軸４４の他端に対応する部位に外側に向かってバーリング加工が施され、ここをアイドラー軸４４の他端を軸支する軸受け部７６としている。一方、出力軸４８の他端に対応する部位には、外側に向かって突出するボス部７７が形成されている。

このボス部７７には、出力軸４８の他端を軸支するための軸受け７８が内装されている。ボス部７７の径方向略中央には挿通孔８０が形成されており、この挿通孔８０を介して出力軸４８の他端が外方に向かって突出している。
さらに、中間カバー６８には、軸受け部７６、およびボス部７７の周囲を取り囲むようにリブ７９が形成されている。このリブ７９は、中間カバー６８の強度を確保するためのものである。

図１、図２、図６に示すように、ギヤケーシング２３の開口部２３ａには、これを閉塞するエンドカバー７０がボルト３３によって締結固定されている。すなわち、中間カバー６８は、ギヤケーシング２３とエンドカバー７０との間に配置された状態になっている。
エンドカバー７０は、ギヤケーシング２３側の一端面に開口部７０ａを有する箱状に形成されたものである。エンドカバー７０の開口部７０ａ周縁には、全周に亘って外フランジ部８３が形成されており、この外フランジ部８３がギヤケーシング２３の開口部２３ａ周縁の合わせ面になっている。

ギヤケーシング２３の開口部２３ａ周縁には、全周に亘って溝部８１が形成され、ここにパッキン８１ａが配設されている。このパッキン８１ａは、ギヤケーシング２３とエンドカバー７０との合わせ面から内部への塵埃の侵入を防止するためのシールとして機能している。

また、エンドカバー７０の外フランジ部８３には、ギヤケーシング２３の雌ネジ部７１に対応する部位に、ボルト孔（不図示）を有するボルト座８２が外側に向かって突設されている。このボルト座８２のボルト孔にボルト３３を挿通することによって、ギヤケーシング２３にエンドカバー７０が締結固定される。
さらに、エンドカバー７０の内側には、出力軸４８の回転位置を検出するための非接触式の磁気式の回転位置検出装置（磁気式ロータリエンコーダ）８４が設けられている。

回転位置検出装置８４は、出力軸４８と共回りするセンサマグネット８５と、エンドカバー７０の底部（エンド部）７０ｂに取り付けられセンサマグネット８５と軸方向で対向するセンサ基板８６とで構成されている。
センサマグネット８５は略円板状に形成されたものであって、ホルダ８７を介して中間カバー６８から突出する出力軸４８の他端にボルト１０９によって締結固定されている。

ホルダ８７は、略円筒状のホルダ本体８７ａとホルダ本体８７ａの出力軸４８側に一体成形された筒状の嵌合部８７ｂとから成る。
嵌合部８７ｂは、ホルダ本体８７ａよりも縮径した形で形成されており、出力軸の他端に外嵌されている。これにより、ホルダ８７の径方向の位置決めが行われるようになっている。ホルダ本体８７ａには、ボルト１０９が挿通された後で出力軸４８とは反対側の開口部を閉塞するようにセンサマグネット８５が圧入固定されている。

一方、センサ基板８６は、ボルト８８によってエンドカバー７０の底部７０ｂに締結固定されている。エンドカバー７０の底部７０ｂには、ボルト８８に対応する部位に雌ネジ部（不図示）が刻設された凸部８９が形成されている。

センサ基板８６には、センサマグネット８５に対応する位置にホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）９０が実装されている。ホールＩＣ９０は、ホール素子と電子回路を備えるものであって、センサマグネット８５の磁束を検出して検出信号を出力する。センサ基板８６には、センサターミナル９１の一端が接続されており、センサターミナル９１を介して外部制御機器（不図示）に検出信号が出力されるようになっている。

ここで、エンドカバー７０の底部７０ｂには、外部コネクタ（不図示）を挿抜可能なコネクタ部９４が設けられている。このコネクタ部９４は所謂雌型コネクタであって、受入れ口９４ａを外側に向け、かつエンドカバー７０内に埋没した状態で設けられている。センサ基板８６に一端が接続されているセンサターミナル９１は、エンドカバー７０の底部７０ｂ、およびコネクタ部９４に沿うように断面略Ｓ字状に形成されている。そして、センサターミナル９１の他端は、コネクタ部９４の基端側から受入れ口９４ａ内へと突出した状態になっている。

また、コネクタ部９４の受入れ口９４ａ内には、電動モータ２のブラシ１７に一端が電気的に接続されているパワーターミナル９５の他端が突出されている。パワーターミナル９５は、電動モータ２のブラシ１７からコネクタ部９４の受入れ口９４ａ内に至るまで延在し、断面略Ｌ字状に形成されている。
これらセンサターミナル９１、およびパワーターミナル９５は、それぞれギヤケーシング２３に取り付けられているターミナルホルダ９６によって固定されている。

ターミナルホルダ９６は、電動モータ２のホルダステー１３近傍からコネクタ部９４の基端に至るまで延在するように形成された略直方体状のものであって、ボルト９７によってギヤケーシング２３のブラシ収納部２２近傍に締結固定されている。
ここで、中間カバー６８には、凹部６８ｂが形成されているので、ギヤケーシング２３にターミナルホルダ９６を取り付けてもターミナルホルダ９６と中間カバー６８とが互いに干渉することがない。したがって、ターミナルホルダ９６は、中間カバー６８からエンドカバー７０のコネクタ部９４に向かって突出した状態になっている。

ターミナルホルダ９６のコネクタ部９４側の端面９６ａには、凸部９９が形成されている。一方、コネクタ部９４の基端には、凸部９９と嵌合可能な嵌合凹部１００が形成されている。これら凸部９９と嵌合凹部１００とが互いに嵌合することによって、ターミナルホルダ９６とエンドカバー７０との位置決め固定が確実に行われる。

ターミナルホルダ９６の端面９６ａがコネクタ部９４の基端に当接することによって、センサターミナル９１の他端の抜け方向への移動が規制されている。すなわち、センサターミナル９１は、エンドカバー７０にインサート成型することなく、エンドカバー７０の内側からターミナルホルダ９６に押さえられることによって、エンドカバー７０内に固定される。

また、ターミナルホルダ９６には、パワーターミナル９５に対応する部位に、パワーターミナル９５を収納可能な収納凹部９８が形成されている。この収納凹部９８にパワーターミナル９５が収納されることで、パワーターミナル９５がギヤケーシング２３内に確実に固定されると共に、パワーターミナル９５の他端の抜け方向への移動が規制される。

このような構成のもと、コネクタ部９４に外部コネクタが挿入されると、外部コネクタを介して回転位置検出装置８４の検出信号を外部制御機器に出力したり、外部電源からの電力を電動モータ２のブラシ１７に供給したりする。

次に、電動アクチュエータ１の動作について説明する。
例えば、駆動切替え装置により四輪車の駆動を二輪駆動や四輪駆動に切替えるためにシフトフォークをストロークさせる場合、まず、電動アクチュエータ１の電動モータ２を駆動させ、回転軸３を回転させる。このとき、コネクタ部９４に挿入された不図示の外部コネクタを介して電動モータ２に電力が供給される。

回転軸３が回転すると、回転軸３の他端に連結されたウォーム軸２５が回転し、このウォーム軸２５に噛合されているウォームホイール２６が回転する。
ウォームホイール２６が回転すると、ウォームホイール２６に連結されているピニオンギヤ４３の基端側が回転する。ピニオンギヤ４３には、外歯平歯車４６が噛合されているので、外歯平歯車４６が回転し、出力軸４８が回転する。出力軸４８の一端には、シフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフト（不図示）などが連結されているので、これにより、シフトフォークがストロークする。

ここで、シフトフォークのストローク量は、出力軸４８の回転位置を制御することによって行われる。出力軸４８の回転位置の検出は、出力軸４８の他端側に設けられた回転位置検出装置８４によって行われる。

すなわち、出力軸４８の他端に固定されているセンサマグネット８５が出力軸４８と共回りすると、センサ基板８６のホールＩＣ９０が検出する磁束が変化する。この磁束の変化をホールＩＣ９０が検出し、検出信号を出力する。この出力信号はコネクタ部９４、および外部コネクタ（不図示）を介して外部制御機器に送信される。外部制御機器は、回転位置検出装置８４の検出結果に基づいて、電動モータ２の回転軸３を停止したり、正／逆回転させたりする。これによって、シフトフォークを進退移動させて二輪駆動、または四輪駆動に切替わる。

したがって、上述の第一実施形態によれば、出力軸４８の回転位置を検出するにあたって、回転位置検出装置８４の一方を構成するセンサマグネット８５をホルダ８７を介して出力軸４８の他端に取り付けている一方、回転位置検出装置８４の他方を構成するセンサ基板８６をエンドカバー７０に取り付けているので、ホルダ８７ごとセンサマグネット８５を他のセンサに交換することができる。すなわち、例えば、非接触式の磁気式の回転位置検出装置８４に代わって接触式である摺動接点式の回転位置検出装置を使用する場合にあっては、出力軸４８の他端にコンタクタを取り付ける一方、エンドカバー７０側のセンサ基板８６を摺動接点式の回転位置検出装置用の基板に取り替えるだけでよい。このため、出力軸４８の回転位置を検出する装置の仕様に係らず、出力軸４８を共通化することができる。また、出力軸４８が共通化できるので、ギヤケーシング２３の大きさが変更になることもなく、設計変更の必要がない。このように、電動アクチュエータ１の共通部品数を増加して製造コストの低減化を図ることができる。

また、回転位置検出装置８４をメンテナンスしたり、回転位置検出装置８４に代わって他の回転位置検出装置を取り付けたりするにあたって、エンドカバー７０を取り外すだけで容易にメンテナンス作業、または交換作業を行うことができる。このため、電動アクチュエータ１の組み立て作業性を向上させることができる。

次に、この発明の第二実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
この第二実施形態において、電動アクチュエータ１０１は、電動モータ２と電動モータ２の回転軸３に連結された減速機構４とを備えている点、電動モータ２は、有底筒状のヨーク５内にアーマチュア６を回転自在に配置した構成となっている点、減速機構４は、ギヤケーシング２３内に、歯車群２８が収納されているものである点、アイドラー軸４４の他端、および出力軸４８の他端は、ギヤケーシング２３の開口部２３ａ周縁近傍に配置された中間カバー６８に軸支された状態になっている点、ギヤケーシング２３の開口部２３ａには、これを閉塞するエンドカバー７０が設けられている点、エンドカバー７０の底部７０ｂには、外部コネクタ（不図示）を挿抜可能なコネクタ部９４がこの受入れ口９４ａを外側に向け、かつエンドカバー７０内に埋没された状態で設けられている点、センサターミナル９１、およびパワーターミナル９５は、それぞれギヤケーシング２３に取り付けられているターミナルホルダ９６によって固定されている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。

ここで、第一実施形態と第二実施形態との相違点は、第一実施形態においては、エンドカバー７０の内側に磁気式の回転位置検出装置８４が設けられているのに対し、第二実施形態においては、エンドカバー７０の内側に接触式である摺動接点式の回転位置検出装置１０４が設けられている点にある。
図７、図８に示すように、回転位置検出装置１０４は、出力軸と共回りするコンタクタ１０５と、エンドカバー７０の底部７０ｂに取り付けられコンタクタ１０５が摺動するセンサ基板１０６とで構成されている。

コンタクタ１０５は、ホルダ１０７を介して出力軸４８の他端にボルト１０９によって締結固定されている。
ホルダ１０７は、略円板状のホルダ本体１１３とホルダ本体１１３の一側に一体成形されたベース部１１４とで構成されている。

ホルダ本体１１３には、ボルト１０９に対応する部位にボルト孔１１６が形成されている。ボルト孔１１６は段付状に形成され、ボルト１０９の頭部がホルダ本体１１３から殆ど突出しないようになっている。
ホルダ本体１１３の出力軸４８側の面には、出力軸４８に対応する位置に筒状の嵌合部１１５が一体成形されている。嵌合部１１５は出力軸４８の他端に外嵌され、これによってホルダ１０７の径方向の位置決めが行われるようになっている。

ベース部１１４は、出力軸４８の軸方向平面視で略Ｔ字状に形成されたものである。ベース部１１４は、径方向に沿って延在する第一ベース部１１４ａと第一ベース部１１４ａの先端に一体成形され周方向に沿って延在する第二ベース部１１４ｂとで構成されている。第二ベース部１１４ｂには、ビス孔１１７が形成され、ここにビス１１０が挿通される。ビス孔１１７の周方向両側には、コンタクタ１０５を位置決めするための一対の凸部１１９，１１９が形成されている。

コンタクタ１０５は板バネ材を平面視略コの字状にプレス加工したものである。コンタクタ１０５は、ホルダ１０７にビス１１０によって固定された平面視略長方形状の本体部１１１と、本体部１１１の長手方向両端から本体部１１１の長手方向と交差する方向に沿うように出力軸４８側に向かって延出し、出力軸４８を挟んで両側に配置された一対のアーム部１１２とが一体成形されている。
本体部１１１には、ホルダ１０７のビス孔１１７に対応する位置にビス孔１１８が形成されている。ホルダ１０７のビス孔１１７、およびコンタクタ１０５のビス孔１１８にビス１１０を挿通し、このビス１１０を座屈変形させることで、両者１０７，１０５が互いに固着する。

また、コンタクタ１０５には、ホルダ１０７の凸部１１９に対応する部位に、嵌合孔１２０が形成されている。この嵌合孔１２０を凸部１１９に嵌合することでコンタクタ１０５の位置決めが行われる。
コンタクタ１０５の一対のアーム部１１２は、それぞれ二又状に形成されている。アーム部１１２は、基端側がセンサ基板１０６側に屈曲されており、先端側がセンサ基板１０６に摺接可能になっている。アーム部１１２の二又状の先端には、それぞれセンサ基板１０６側に突出した接点部１０８が形成されており、この接点部１０８が後述するセンサ基板１０６のコンタクトプレート１２１に摺接する。

図７、図９に示すように、センサ基板１０６は、ボルト８８によってエンドカバー７０の底部７０ｂに締結固定されている。
センサ基板１０６には、コンタクタ１０５の接点部１０８の軌道に対応して形成されたコンタクトプレート１２１が設けられている。コンタクトプレート１２１は、略円環状のアース用プレート１２２と、このアース用プレート１２２の径方向外側にアース用プレート１２２と同心上に形成されたＣ字状の電極用プレート１２３とを有している。電極用プレート１２３は、一端が不図示のセンサ用電源に接続されていると共に、周方向に複数に分割されている。すなわち、電極用プレート１２３は、複数の円弧プレート１２３ａで構成され、隣接する円弧プレート１２３ａ同士はそれぞれ抵抗（不図示）で接続されている。

コンタクタ１０５の一対のアーム部１１２は、一方がアース用プレート１２２に摺接し、他方が電極用プレート１２３に摺接するように配置されている。コンタクトプレート１２１の２つのプレート１２２，１２３は、コンタクタ１０５を介して電気的に接続されることになる。

このような構成のもと、摺動接点式の回転位置検出装置１０４は、出力軸４８が回転すると、これに伴ってコンタクタ１０５が出力軸４８を中心にして回転する。するとコンタクタ１０５の各アーム部１１２がアース用プレート１２２に摺接すると共に、電極用プレート１２３の複数の円弧プレート１２３ａのうち何れかに摺接する。

ここで、電極用プレート１２３の円弧プレート１２３ａに、他方のアーム部１１２が摺接する位置によって抵抗値が変化する。このため、各抵抗値に応じた電圧値が出力軸４８の回転位置信号としてコネクタ部９４、および外部コネクタ（不図示）を介して外部制御機器に送信される。外部制御機器は、回転位置検出装置１０４の検出結果に基づいて、電動モータ２の回転軸３を停止したり、正／逆回転させたりする。これによって、シフトフォークを進退移動させて二輪駆動、または四輪駆動に切替わる。

したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、コンタクタ１０５がホルダ１０７を介して出力軸４８の他端に取り付けられているので、ホルダ１０７ごとコンタクタ１０５に代わって上述の第一実施形態のようなセンサマグネット８５を出力軸４８の他端に取り付けることができる。
また、エンドカバー７０に取り付けられているセンサ基板１０６も上述の第一実施形態のようなセンサ基板８６に容易に交換することができる。

これに加え、コンタクタ１０５の接点部１０８とセンサ基板１０６のコンタクトプレート１２１とを摺接させるにあたって、これらコンタクタ１０５とセンサ基板１０６との離間距離（以下、ただ単に離間距離という）を調整する必要が生じるが、コンタクタ１０５にホルダ１０７を取り付けることによって、離間距離の調整を容易に行うことが可能になる。すなわち、例えば、コンタクタ１０５を直接出力軸４８に取り付けた場合にあっては、出力軸４８を軸方向にスライド自在に設けることが困難である。このため、離間距離を調整するために、センサ基板１０６とエンドカバー７０の底部７０ｂとの間に調整用のシムを介在させるなど、作業が煩わしくなる。しかしながら、この第二実施形態のようにホルダ１０７を用いることで、ホルダ１０７の取り付け位置のみ調整すれば容易に離間距離を調整することが可能になる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の第一実施形態では、センサマグネット８５を取り付けたホルダ８７を出力軸４８の他端にボルト１０９によって締結固定した場合について説明した。さらに、上述の第二実施形態では、コンタクタ１０５を取り付けたホルダ１０７を出力軸４８の他端にボルト１０９によって締結固定した場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、それぞれホルダ８７，１０７を出力軸４８の他端に圧入固定としてもよい。

そして、上述の実施形態では、電動モータ２の回転軸３の他端に連結されているウォーム軸２５に、ウォームホイール２６が噛合されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、ウォームホイール２６に代わってヘリカルギアを用いてもよい。

本発明の実施形態における電動アクチュエータの平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における電動アクチュエータのエンドカバーを外した状態を示す平面図である。 図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 本発明の第二実施形態における電動アクチュエータの断面図である。 本発明の第二実施形態におけるコンタクタの平面図である。 本発明の第二実施形態におけるセンサ基板の平面図である。

符号の説明

１，１０１ 電動アクチュエータ
２ 電動モータ
４ 減速機構
２３ ギヤケーシング（ケーシング）
２３ａ 開口部
４８ 出力軸
７０ エンドカバー（カバー）
８４，１０４ 回転位置検出装置
８５ センサマグネット
８６，１０６ センサ基板
８７，１０７ ホルダ
９０ ホールＩＣ（磁気検出素子）
１０５ コンタクタ
１０８ 接点部
１２１ コンタクトプレート
１２２ アース用プレート
１２３ 電極用プレート

Claims (4)

1. 電動モータと、
   前記電動モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、
   前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出装置とを備えた電動アクチュエータにおいて、
   前記回転位置検出装置は、
   前記出力軸の一端にホルダを介して着脱可能に取り付けられ前記出力軸と共回りする第一検出部と、
   前記第一検出部と軸方向で対向配置され、前記第一検出部の回転に基づいて前記出力軸の回転位置検出信号を出力する第二検出部とで構成されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 前記第一検出部は、センサマグネットであり、
   前記第二検出部は、前記センサマグネットから発生する磁界の変化を検出する磁気検出素子であることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記第一検出部は、接点部を有するコンタクタであり、
   前記第二検出部は、前記接点部の軌道に対応して形成され前記接点部が摺接するコンタクトプレートであることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記減速機構を収納し、前記出力軸の一端側に開口部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの前記開口部を閉塞するカバーとを備え、
   前記カバーに前記第二検出部を配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動アクチュエータ。
   
   

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