JP2011114921A

JP2011114921A - 電動アクチュエータ

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Publication number: JP2011114921A
Application number: JP2009268344A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 亨高橋; Yoshinori Ikeda; 良則池田; Tatsunori Shimizu; 辰徳清水
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: US8650977B2; US20120227524A1; WO2011065470A1; CN102696168B; CN102696168A; DE112010004590T5; JP5417132B2

Abstract

【課題】外部環境から回転センサを保護すると共に、位置検出機構を備えた廉価で汎用性のある電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータ３の回転運動を駆動軸７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８を備え、ハウジング２に開口部２１が設けられ、この開口部２１を塞ぐように合成樹脂からなるセンサケース２２が取り付けられ、このセンサケース２２の凹み部２７に回転センサ９が配設されて樹脂モールドされると共に、駆動軸７に突設されたピン１２に係合する揺動リンク１３が、駆動軸７の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸１７の端部に磁石１８が取り付けられ、この磁石１８に回転センサ９が所定のエアギャップを介して対峙し、駆動軸７の位置を検出するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般産業用の電動機、自動車、船舶等の駆動部に使用されるボールねじ機構を備えた電動アクチュエータ、詳しくは、位置検出機能を備え、電動モータからの回転入力をボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換する電動アクチュエータに関するものである。

各種駆動部に使用される電動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。

例えば、内燃機関でスクリューを駆動する比較的小型の船舶においては、前進方向へのスクリューの回転と、後進方向へのスクリューの回転との切換は、操作者により操作されたレバーに接続されたワイヤを使用し、このワイヤ介してドグクラッチを切り換え、前進用ギヤあるいは後進用ギヤに係合させることで行われている。然しながら、近年、省力化のため電動にてドグクラッチの切換を行う電動アクチュエータが開発されている。

ここで、電動アクチュエータにおいては、船用の前後進切り換えにおけるドグクラッチの位置を精度良く検出して動作を行う必要がある。例えば、移動軸のストロークに応じて、センサ用ギアを介してポテンションメータに回転角度を伝達し、それにより移動軸の絶対位置を検出してストロークを求める方法が考えられるが、これでは、移動軸のストロークが長くなればなるほど、センサ用ギア比を大きくしなければならず、結果的にギアサイズが大きくなったり、センサ用ギアを多段にする必要が生じ、電動アクチュエータの大型化を招く。また、センサ用ギアのガタやピッチ誤差により、ポテンションメータで検出される回転角度の精度が低下する恐れがある。さらに、ギアの寸法精度や組み付け精度を向上させたとしても、電動アクチュエータ内等、モータの発熱により環境温度が高くなる場所でポテンションメータを使用すると、ゼロ点シフト等が生じて高い検出精度が得られない恐れもある。これに対し、ポテンションメータをハウジング外に取り付ければ、常温の環境でポテンションメータを使用できるが、その結果、海水や燃料等を被りやすくなるため、防水・耐油構造にしたりしたりする必要が生じ、さらには電磁波遮蔽構造を別に設ける必要があり、コスト高を招く恐れがある。

こうした問題を解決した電動アクチュエータとして、図５に示すようなものが知られている。この電動アクチュエータ１００は、円筒状のハウジング１０１と、このハウジング１０１に取り付けられた電動モータ１０２とを有している。

ハウジング１０１は、ハウジング本体１０１Ａと、その端面に組み付けられたカバー部材１０１Ｂと、モータブラケット１０１Ｃとからなる。ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂとを有し、モータ室１０１ａ内には、電動モータ１０２が配置されている。電動モータ１０２は、板状のモータブラケット１０１Ｃに固定されている。モータブラケット１０１Ｃは、玉軸受１１４の外輪をハウジング本体１０１Ａとの間に挟み込み、かつハウジング本体１０１Ａのモータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂを塞ぐようにして取り付けられている。

電動モータ１０２の回転軸１０２ａは、モータブラケット１０１Ｃから突出しており、その端部には第１ギヤ１０３が圧入により相対回転不能に取り付けられている。モータブラケット１０１Ｃに植設された長軸１０４の周囲には、樹脂製の第２ギヤ１０５が回転自在に配置され、第１ギヤ１０３および第３ギヤ１０６に噛合している。樹脂製の第３ギヤ１０６は、ねじ軸１０７の端部にセレーション結合で相対回転不能に取り付けられている。ねじ軸１０７は、左端側に雄ねじ溝１０７ａが形成され、ハウジング本体１０１Ａに対して、図で右端側を玉軸受１１４により回転自在に支持されている。

ねじ軸１０７は、円筒状のナット１１５を貫通している。ナット１１５の内周面には、雄ねじ溝１０７ａに対向して雌ねじ溝１１５ａが形成され、両ねじ溝１０７ａ、１１５ａによって形成される螺旋状の転走路には多数のボール１１６が転動自在に配置され、ボールねじ機構を構成している。ナット１１５は、ハウジング本体１０１Ａに対して回り止めが設けられ、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能で、相対回転不能となっている。なお、ボールねじ機構と移動軸１１７とで駆動機構を構成している。

ねじ軸１０７の左端は、丸軸状の移動軸１１７に形成された袋孔１１７ａ内に侵入している。移動軸１１７の右端は、ナット１１５に対して同軸に嵌合し、ピンで連結されて一体的に移動するようになっている。ハウジング本体１０１Ａに対して、移動軸１１７はブッシュ１１８により軸線方向に移動可能に支持されている。ハウジング本体１０１Ａから突出した駆動軸１１７の端部には、リンク部材（図示せず）に連結するための孔１１７ｂが形成されている。

図６は、電動モータ１０２の内部構造の概略図、図７は、図６の構成をＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図６、図７において、ロータ１０２ｄを取り付けた回転軸１０２ａには、環状マグネットＭＧが一体的に回転するように取り付けられている。環状マグネットＭＧは、回転軸１０２ａを挟んで半環状部ＭＧｓと半環状部ＭＧｎとに着磁されている。環状部ＭＧｓは外周側にＳ極を有し、環状部ＭＧｎは外周側にＮ極を有する。環状マグネットＭＧに近接して、第１のセンサＳＡと第２のセンサＳＢとが、回転軸１０２ａの軸線回りに９０度位相をずらせて、モータハウジング１０２ｃの内壁に取り付けられている。

移動軸１１７のストロークは、電動モータ１０２の回転軸１０２ａの回転量と、減速ギア１０３、１０５、１０６のギア比と、ボールねじ機構のリードにより決定されるが、このうちギア比とリードは既知であるので、回転軸１０２ａの回転量が正確に測定できれば、ドグクラッチ（図示せず）の位置検出が可能となる。すなわち、センサＳＡの波形に対して、センサＳＢの波形の位相が進んだ時は、環状マグネットＭＧが時計回り（ＣＷ）方向に回転していることが分かる。一方、センサＳＡの波形に対して、センサＳＢの波形の位相が遅れた時は、環状マグネットＭＧが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転していることが分かる。したがって、センサＳＡ、ＳＢの出力信号に基づいて、制御装置ＥＣＵは、意同軸１１７のストロークと移動方向とを精度良く求めることができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２７４９７１号公報

こうした従来の電動アクチュエータ１００では、アクチュエータを有する電動モータ１０２のハウジング１０１の内部に、電動モータ１０２の回転に応じたパルス状の信号を出力するセンサＳＡ、ＳＢを備え、これらのセンサＳＡ、ＳＢからの出力に基づいて移動軸１１７のストロークと方向を求める制御装置が配置されているので、外部環境からセンサＳＡ、ＳＢを保護することができると共に、システムとしての信頼性を向上させることができる。

然しながら、電動モータ１０２のハウジング１０１の中にセンサＳＡ、ＳＢを配設する構造および技術は、専門的な知識や専門的な設計手法が必要となるため、電動モータ１０２自体が特殊なものとなって汎用性を失う。また、電動モータ１０２に要求される性能が異なるアプリケーションでは、電動モータ１０２を兼用して標準化することができなくなるため、アクチュエータのコストが高騰するという問題が内在している。

本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、外部環境から回転センサを保護すると共に、位置検出機構を備えた廉価で汎用性のある電動アクチュエータを提供することを目的とする。

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、円筒状のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、前記駆動軸の位置検出をする回転センサとを備えた電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記電動モータに連結され、前記駆動軸と一体に、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記ハウジングに装着された転がり軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持されたナットとで構成されると共に、前記駆動軸に突設されたピンに係合する揺動リンクが、前記駆動軸の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸の端部に磁石が取り付けられ、この磁石に所定のエアギャップを介して対峙した回転センサによって前記駆動軸の位置を検出する。

このように、電動モータの回転力を伝達する減速機構と、この減速機構を介して電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、駆動軸の位置検出をする回転センサを備えた電動アクチュエータにおいて、ボールねじ機構が、電動モータに連結され、駆動軸と一体に、ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に多数のボールを介して外挿され、ハウジングに装着された転がり軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持されたナットとで構成されると共に、駆動軸に突設されたピンに係合する揺動リンクが、駆動軸の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸の端部に、径方向にＮＳ磁極が着磁された磁石が取り付けられ、この磁石に所定のエアギャップを介して対峙した回転センサによって駆動軸の位置を検出するようにしたので、外部環境から回転センサおよびその周辺部を遮断し、保護することができると共に、位置検出機構を備えた廉価で汎用性のある電動アクチュエータを提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記ハウジングに非磁性体からなるセンサケースが取り付けられ、このセンサケースに前記回転センサが配設され、前記センサケースを介して検出角を計測するようにすれば、潤滑グリースの飛散やコンタミ等の影響を受けず、内部環境から回転センサおよびその周辺部を保護することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記センサケースの前記磁石と対峙する部分を貫通させ、非磁性体からなる板状の壁によって当該センサケースが閉塞され、前記回転センサが前記板状の壁を介して検出角を計測するようにすれば、回転センサと磁石とのエアギャップ調整を容易にすることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記ハウジングに開口部が設けられ、この開口部を塞ぐように前記センサケースが取り付けられていれば、揺動リンクの取り付けが容易となり、組立作業が簡素化できる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記回転軸の一端部が前記ハウジングに装着された軸受で支持されると共に、前記センサケースの内壁に円筒状の凹所が形成され、この凹所に前記回転軸の他端部が収容されていれば、回転軸を凹所と軸受とで安定した姿勢で両持ち支持することができると共に、凹所によって、コンタミ中の鉄粉等が磁石に付着するのを防止することができ、信頼性を向上させることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記センサケースに凹み部が形成され、この凹み部に前記回転センサが配設されて当該凹み部が樹脂モールドされていれば、外部環境から回転センサおよびその周辺部を遮断し、保護することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記回転センサが、磁気センサと信号処理回路とが集積され絶対角度を検出する機能が組み込まれた半導体センサで構成されていれば、自動車等の車両の厳しい使用条件における振動等が生じても長期間に亘って安定した検出精度を確保することができ、信頼性を向上させることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記回転センサからの出力が電圧とデジタル信号の両方が得られるものであれば、システムに応じてデジタル信号とアナログ信号を自在に選択することができ、設計自由度を高めることができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記センサケースが熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されていれば、複雑な形状を廉価に成形することができると共に、回転センサの感知精度に影響を及ぼすことがない。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記揺動リンクが、前記駆動軸のピンに係合する第１のリンク部材と、この第１のリンク部材に枢軸を介して屈曲自在に結合された第２のリンク部材とで構成されていれば、この揺動リンクによって駆動軸の回転を阻止し、駆動軸の軸方向の移動を妨げないように振り子運動が可能となると共に、一層コンパクトな電動アクチュエータを提供することができる。

本発明に係る電動アクチュエータは、円筒状のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、前記駆動軸の位置検出をする回転センサとを備えた電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記電動モータに連結され、前記駆動軸と一体に、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記ハウジングに装着された転がり軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持されたナットとで構成されると共に、前記駆動軸に突設されたピンに係合する揺動リンクが、前記駆動軸の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸の端部に、径方向にＮＳ磁極が着磁された磁石が取り付けられ、この磁石に所定のエアギャップを介して対峙した回転センサによって前記駆動軸の位置を検出するようにしたので、外部環境から回転センサおよびその周辺部を遮断し、保護することができると共に、位置検出機構を備えた廉価で汎用性のある電動アクチュエータを提供することができる。

本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。図１のボールねじ機構を示す断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。本発明に係るセンサケースを示す正面図である。従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。図５の電動モータの内部構造を示す概略図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。

円筒状のハウジングと、このハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、前記駆動軸の位置検出をする回転センサとを備えた電動アクチュエータにおいて、前記ボールねじ機構が、前記電動モータに連結され、前記駆動軸と一体に、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記ハウジングに装着された転がり軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持されたナットとで構成されると共に、前記ハウジングに開口部が設けられ、この開口部を塞ぐように合成樹脂からなるセンサケースが取り付けられ、このセンサケースの凹み部に回転センサが配設されて樹脂モールドされ、前記駆動軸に突設されたピンに係合する揺動リンクが、前記駆動軸の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸の端部に、径方向にＮＳ磁極が着磁された磁石が取り付けられ、この磁石に前記回転センサが所定のエアギャップを介して対峙し、前記駆動軸の位置を検出するようにした。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のボールねじ機構を示す断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４は、本発明に係るセンサケースを示す正面図である。

この電動アクチュエータ１は、円筒状のハウジング２と、このハウジング２に取り付けられた電動モータ３と、この電動モータ３の回転力をモータ軸３ａを介して伝達する一対の平歯車４、５からなる減速機構６と、この減速機構６を介して電動モータ３の回転運動を駆動軸７の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構８と、駆動軸７の位置検出をする回転センサ９（図３参照）とを備えている。

ハウジング２は、第１のハウジング２ａと、その端面に組み付けられた第２のハウジング２ｂとからなる。第１のハウジング２ａの内部には電動モータ３が配置されている。電動モータ３は、円板状のモータブラケット１０に固定されている。モータブラケット１０は、第１のハウジング２ａと第２のハウジング２ｂを塞ぐようにして取り付けられ、玉軸受１１の外輪が内嵌されている。この玉軸受１１は、後述するボールねじ機構８のナット２４を回転自在に支承している。

電動モータ３のモータ軸３ａはモータブラケット１０から突出しており、その端部には小平歯車４が圧入により相対回転不能に取り付けられている。大平歯車５は、ボールねじ機構８を構成するナット２４に固定され、小平歯車４に噛合している。

第２のハウジング２ｂの内部には駆動軸７が収容されている。この駆動軸７にはピン１２が突設され、揺動リンク１３が連結されている。揺動リンク１３は、第１のリンク部材１４と、この第１のリンク部材１４に枢軸１５を介して屈曲自在に結合された第２のリンク部材１６からなり、振り子機構を構成している。この揺動リンク１３によって駆動軸７の回転を阻止し、駆動軸７の軸方向の移動を妨げないように振り子運動が可能となると共に、コンパクトな電動アクチュエータ１を提供することができる。

第２のリンク部材１６の他端には振り子基準点をなす回転軸１７が回転自在に挿入され、この回転軸１７の端部に磁石１８が取り付けられている。なお、第２のハウジング２ｂには摺動用ブッシュ１９とオイルシール２０が装着され、第２のハウジング２ｂに対して駆動軸７を回転不可で軸方向移動可能に支持案内すると共に、外部から雨水等の異物が内部に侵入するのを防止している。

本実施形態では、第２のハウジング２ｂには開口部２１が設けられ、この開口部２１を塞ぐようにセンサケース２２が取り付けられている。これにより、揺動リンク１３の取り付けが容易となり、組立作業が簡素化できる。センサケース２２は、回転センサ９の感知精度に影響を及ぼすことがない、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂、あるいはアルミ合金、オーステナイト系ステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）等の非磁性体材料から形成されている。特に、合成樹脂から射出成形によって形成されていれば、複雑な形状を廉価に成形することができる。

ボールねじ機構８は、図２に示すように、外周に螺旋状のねじ溝２３ａが形成されたねじ軸２３と、このねじ軸２３のねじ溝２３ａに対向し、内周に螺旋状のねじ溝２４ａが形成されたナット２４と、両ねじ溝２３ａ、２４ａによって形成される螺旋状の空間に転動自在に収容された多数のボール２５とで構成されている。ナット２４の外周には前述した大平歯車５が圧入固定されると共に、第１のハウジング２ａとモータブラケット１０に嵌合された玉軸受１１が止め輪２６を介して位置決め固定され、軸方向に相対移動不可で、相対回転可能となっている。

ここで、図１において、電動モータ３が駆動されると、減速機構６を介してボールねじ機構８のナット２４に減速して伝達され、ねじ軸２３が軸方向に直線運動をする。そして、このねじ軸２３と同軸上に一体に形成された駆動軸７の直線運動に連動される。この駆動軸７の直動運動に伴い、揺動リンク１３の各リンク部材１４、１６が揺動して直動範囲を規制する。この時、回転軸１７が所定の検出角の範囲で回転する。すなわち、駆動軸７の直動範囲の任意の位置で、後述する回転センサ９で検出角を計測することによって駆動軸７の位置を直接検出することができる。

回転センサ９は、図３および図４に示すように、センサケース２２に配設されている。すなわち、第２のハウジング２ｂに固定ボルト２９を介して取り付けられたセンサケース２２に鍵穴状の凹み部２７が形成され、この凹み部２７に回転センサ９が配設されている。回転軸１７は、第２のリンク部材１６に嵌挿されると共に、第２のハウジング２ｂに対して針状ころ軸受２８を介して回転自在に支承され、その先端部に磁石１８が固定されている。回転センサ９は、この磁石１８に所定のエアギャップを介して対峙した状態で配設されている。

鍵穴状の凹み部２７は、円状部２７ａと半円部２７ｂで構成されている。そして、円状部２７ａの中心に、磁石１８の中心と回転センサ９の中心が一致するように配置され、センサ基盤９ａからのセンサ電源用および出力用のハーネス３０が、鍵穴状の凹み部２２ａの円状部２７ａから半円部２７ｂを越えて延び、外部に配設された制御装置（図示せず）に接続されている。回転センサ９からの出力はアナログ電圧とデジタル信号の両方が得られるものであれば、システムに応じてデジタル信号とアナログ信号が選択できるため望ましい。なお、ここでは、凹み部２７として鍵穴形状を例示したが、これに限らず、回転センサ９の中心位置が設定し易い形状であれば良く、例えば、楕円形状や矩形状であっても良い。

前述したように、凹み部２７には回転センサ９が配設されているが、この回転センサ９は樹脂モールドされている。これにより、外部環境から回転センサ９およびその周辺部を遮断し、保護することができると共に、位置検出機構を備えた廉価で汎用性のある電動アクチュエータ１を提供することができる。ここでは、凹み部２７はセンサケース２２の内壁に貫通させずに形成されているので、潤滑グリースの飛散やコンタミ等の影響を受けず、内部環境から回転センサ９およびその周辺部を保護することができる。なお、図示はしないが、センサケース２２を貫通させ、合成樹脂等の非磁性体からなる板状の壁によって閉塞するようにしても良い。これにより、回転センサ９と磁石１８とのエアギャップ調整を容易にすることができる。

また、センサケース２２の内壁には円筒状の凹所２２ａが形成され、回転軸１７の先端部が収容されている。これにより、回転軸１７をガイドすることができ、組立性を向上させることができると共に、回転軸１７をこの凹所２２ａと針状ころ軸受２８とで安定した姿勢で両持ち支持することができる。さらに、この凹所２２ａによって、コンタミ中の鉄粉等が磁石１８に付着するのを防止することができ、信頼性を向上させることができる。

回転センサ９は非接触式のホールＩＣで構成されていても良いが、ここでは、耐震性に優れ、磁気センサと信号処理回路とが集積され絶対角度を検出する機能が組み込まれた半導体センサが採用されている。これにより、自動車等の車両の厳しい使用条件における振動等が生じても長期間に亘って安定した検出精度を確保することができ、信頼性を向上させることができる。

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。

本発明に係る電動アクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車、船舶等の駆動部に使用され、位置検出機能を備え、電動モータからの回転入力をボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動アクチュエータに適用できる。

１電動アクチュエータ
２ハウジング
２ａ第１のハウジング
２ｂ第２のハウジング
３電動モータ
３ａモータ軸
４小平歯車
５大平歯車
６減速機構
７駆動軸
８ボールねじ機構
９回転センサ
９ａセンサ基盤
１０モータブラケット
１１玉軸受
１２ピン
１３揺動リンク
１４第１のリンク部材
１５枢軸
１６第２のリンク部材
１７回転軸
１８磁石
１９摺動用ブッシュ
２０オイルシール
２１開口部
２２センサケース
２２ａ凹所
２３ねじ軸
２３ａ、２４ａねじ溝
２４ナット
２５ボール
２６止め輪
２７凹み部
２７ａ円状部
２７ｂ半円部
２８針状ころ軸受
２９固定ボルト
３０ハーネス
１００電動アクチュエータ
１０１ハウジング
１０１Ａハウジング本体
１０１Ｂカバー部材
１０１Ｃ電動モータブラケット
１０１ａモータ室
１０１ｂねじ軸室
１０２電動モータ
１０２ａ回転軸
１０２ｃモータハウジング
１０２ｄロータ
１０３第１ギヤ
１０４長軸
１０５第２ギヤ
１０６第３ギヤ
１０７ねじ軸
１０７ａ雄ねじ溝
１１４玉軸受
１１５ナット
１１５ａ雌ねじ溝
１１６ボール
１１７移動軸
１１７ａ袋孔
１１７ｂ孔
１１８ブッシュ
ＭＧ環状マグネット
ＭＧｓ、ＭＧｎ半環状部
ＳＡ第１のセンサ
ＳＢ第２のセンサ

Claims

円筒状のハウジングと、
このハウジングに取り付けられた電動モータと、
この電動モータの回転力をモータ軸を介して伝達する減速機構と、
この減速機構を介して前記電動モータの回転運動を駆動軸の軸方向の直線運動に変換するボールねじ機構と、
前記駆動軸の位置検出をする回転センサとを備えた電動アクチュエータにおいて、
前記ボールねじ機構が、前記電動モータに連結され、前記駆動軸と一体に、前記ハウジングに対して回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に多数のボールを介して外挿され、前記ハウジングに装着された転がり軸受を介して回転可能に、かつ軸方向移動不可に支持されたナットとで構成されると共に、
前記駆動軸に突設されたピンに係合する揺動リンクが、前記駆動軸の直線運動に連動して振り子運動可能に配設され、この振り子運動の基準点となる回転軸の端部に磁石が取り付けられ、この磁石に所定のエアギャップを介して対峙した回転センサによって前記駆動軸の位置を検出することを特徴とする電動アクチュエータ。
前記ハウジングに非磁性体からなるセンサケースが取り付けられ、このセンサケースに前記回転センサが配設され、前記センサケースを介して検出角を計測するようにした請求項１に記載の電動アクチュエータ。
前記センサケースの前記磁石と対峙する部分を貫通させ、非磁性体からなる板状の壁によって当該センサケースが閉塞され、前記回転センサが前記板状の壁を介して検出角を計測するようにした請求項１に記載の電動アクチュエータ。
前記ハウジングに開口部が設けられ、この開口部を塞ぐように前記センサケースが取り付けられている請求項２または３に記載の電動アクチュエータ。
前記回転軸の一端部が前記ハウジングに装着された軸受で支持されると共に、前記センサケースの内壁に円筒状の凹所が形成され、この凹所に前記回転軸の他端部が収容されている請求項２乃至４いずれかに記載の電動アクチュエータ。
前記センサケースに凹み部が形成され、この凹み部に前記回転センサが配設されて当該凹み部が樹脂モールドされている請求項２乃至５いずれかに記載の電動アクチュエータ。
前記回転センサが、磁気センサと信号処理回路とが集積され絶対角度を検出する機能が組み込まれた半導体センサで構成されている請求項１乃至６いずれかに記載の電動アクチュエータ。
前記回転センサからの出力が電圧とデジタル信号の両方が得られるものである請求項７に記載の電動アクチュエータ。
前記センサケースが熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されている請求項１乃至６いずれかに記載の電動アクチュエータ。
前記揺動リンクが、前記駆動軸のピンに係合する第１のリンク部材と、この第１のリンク部材に枢軸を介して屈曲自在に結合された第２のリンク部材とで構成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。