JP2019068679A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化することができるアクチュエータを提供する。【解決手段】モータ４０と、モータ４０の駆動に伴って前後方向に直線運動するロッド５２と、回転可能なスリーブ６０と、ロッド５２の直線運動を回転運動に変換してスリーブ６０を回転させる回転機構８０と、スリーブ６０の回転量を検知する検知部９０と、を具備し、回転機構８０及び検知部９０は、ロッド５２の径方向外側に配置され、スリーブ６０は、筒状に形成されてロッド５２に外嵌される。【選択図】図３

Description

本発明は、モータと、モータの駆動に伴って軸方向に直線運動するロッドと、を具備するアクチュエータの技術に関する。

従来、モータと、モータの駆動に伴って軸方向に直線運動するロッドと、を具備するアクチュエータの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載されるアクチュエータは、センサ用シャフト、センサ用マグネット及び位置センサ等を具備する。センサ用シャフトは、ロッド（シャフト）の軸方向にロッドと並んで配置され、ロッドと一体的に軸方向に直線移動する。センサ用マグネットは、センサ用シャフトに固定され、センサ用シャフトと一体的に直線移動する。位置センサは、センサ用マグネットの直線移動に伴って変化する磁束密度を検出することで、ロッドの位置を検出する。

しかし、特許文献１に記載されるアクチュエータは、センサ用シャフト及びセンサ用マグネットを軸方向に直線移動させるためのスペースを確保する必要があるため、その軸方向幅（全長）が大きくなり易く、小型化することが困難となってしまう可能性があった。

特開２０１６−２０００４１号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、小型化することが可能なアクチュエータを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、モータと、前記モータの駆動に伴って軸方向に直線運動するロッドと、回転可能な回転体と、前記ロッドの直線運動を回転運動に変換して前記回転体を回転させる回転機構と、前記回転体の回転量を検知する検知部と、を具備するものである。

請求項２においては、前記回転機構及び前記検知部は、前記ロッドの径方向外側に配置されるものである。

請求項３においては、前記回転体は、筒状に形成されて前記ロッドに外嵌されるものである。

請求項４においては、前記回転機構は、前記回転体又は前記ロッドのいずれか一方に設けられ、前記回転体又は前記ロッドのいずれか他方に向けて突出する突起部と、前記他方に設けられると共に前記ロッドの軸線回りにねじれる螺旋状に形成され、前記突起部を案内可能な溝部と、をさらに具備するものである。

請求項５においては、前記突起部及び前記溝部は、それぞれ複数設けられるものである。

請求項６においては、前記検知部は、前記回転体と一体回転するように当該回転体に支持される磁性体と、前記磁性体の回転によって生じる磁束密度の変化量を検知するセンサと、をさらに有するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、小型化することができる。

請求項２においては、より小型化することができる。

請求項３においては、より小型化することができる。

請求項４においては、ロッドの直線運動を簡単に回転運動に変換することができる。

請求項５においては、突起部の耐久性を向上させることができる。

請求項６においては、より小型化することができる。

本発明の一実施形態に係るアクチュエータが用いられるターボチャージャを示した概略図。 アクチュエータを示した側面図。 同じく、側面断面図。 アクチュエータの前部を示した拡大側面断面図。 アクチュエータの後部を示した拡大側面断面図。 スリーブ及びマグネットを示した斜視断面図。 ロッドが前方へ移動した状態を示した側面断面図。 同じく、拡大側面断面図。

以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

以下では、本実施形態に係るアクチュエータ２０について説明する。

まず、図１を用いて、本実施形態に係るアクチュエータ２０が用いられるターボチャージャ１０について説明する。

ターボチャージャ１０は、エンジンの吸気通路Ｒ１の途中に設けられるコンプレッサハウジング１１と、エンジンの排気通路Ｒ２の途中に設けられるタービンハウジング１２と、を具備する。コンプレッサハウジング１１には、コンプレッサホイール１３が収容されると共に、コンプレッサ通路１６が接続されている。また、タービンハウジング１２には、タービンホイール１４が収容されると共に、スクロール通路１７が接続されている。

コンプレッサホイール１３とタービンホイール１４とは、シャフト１５を介して連結されている。こうしたターボチャージャ１０において、エンジンの燃焼室から排出される排気がスクロール通路１７を通じてタービンホイール１４に供給されると、タービンホイール１４が回転する。そして、タービンホイール１４とともにコンプレッサホイール１３が回転することにより、吸気通路Ｒ１を流通する吸気が加圧され、コンプレッサ通路１６を通じて燃焼室に送り込まれる。すなわち、吸入空気の過給が行われるようになる。

また、排気通路Ｒ２には、スクロール通路１７から分岐し、タービンホイール１４を迂回するバイパス通路１８が設けられている。バイパス通路１８には、このバイパス通路１８を開閉するウェイストゲートバルブ１９が設けられている。

このように構成されるターボチャージャ１０において、コンプレッサ通路１６における過給圧が上昇すると、これに伴ってスクロール通路１７における排圧が上昇する。排圧が上昇した場合、ウェイストゲートバルブ１９は、弁体を開方向（後方）へ移動させることで、バイパス通路１８を開放する。これにより、過給圧を制御し、過回転を防止することができる。本実施形態に係るアクチュエータ２０は、このようなウェイストゲートバルブ１９を駆動させるのに用いられる。

次に、図２から図６までを用いて、アクチュエータ２０の構成について説明する。なお、以下においては、ウェイストゲートバルブ１９の弁体を全閉状態にしている（最も前方へ移動させている）場合を基準として、アクチュエータ２０の構成を説明する。また、図２から図５までは、前記弁体を全閉状態にしているアクチュエータ２０を示している。

アクチュエータ２０は、入力された電気エネルギーを物理的運動に変換するものである。図２及び図３に示すように、アクチュエータ２０は、フロントカバー３１、ブラシホルダ３２、エンドカバー３３、ベアリング３４、モータ４０、ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０、スリーブ６０、ウェーブワッシャ７０、回転機構８０及び検知部９０を具備する。

図３及び図４に示すように、フロントカバー３１は、アクチュエータ２０の前部を構成するものである。フロントカバー３１は、軸線を前後方向へ向けた有底円筒状に形成される。フロントカバー３１は、開放側を後方へ向けて配置される。フロントカバー３１には、フランジ部３１ａ、回り止め穴３１ｂ及び挿通孔３１ｃが形成される。

フランジ部３１ａは、フロントカバー３１の後端部に形成される。フランジ部３１ａは、フロントカバー３１の外周面から外側に広がるように形成される。フランジ部３１ａは、後述するヨーク４１の前端部に固定される。

回り止め穴３１ｂは、後述するリードスクリュ５１の前後方向への移動を許容すると共に、リードスクリュ５１の回転を防止するためのものである。回り止め穴３１ｂは、フロントカバー３１の後部から内底面（前部の後方を向く面）にかけて形成される。

挿通孔３１ｃは、後述するロッド５２を挿通する孔である。挿通孔３１ｃは、フロントカバー３１の前部（底部）を前後方向に貫通するように形成される。

図３及び図５に示すように、ブラシホルダ３２は、ヨーク４１の後部に収容されるものである。ブラシホルダ３２は、軸線を前後方向へ向けると共に、前後中途部において内径及び外径が変化する（前部が後部よりも大径に形成される）段付きの円筒状に形成される。

エンドカバー３３は、アクチュエータ２０の後部を構成するものである。エンドカバー３３は、軸線を前後方向へ向けた有底円筒状に形成される。エンドカバー３３は、開放側を前方へ向けて配置される。エンドカバー３３は、その前端部がヨーク４１の後端部に固定される。また、エンドカバー３３内には、ブラシホルダ３２の後部（外径が小さい部分）が配置される。

ベアリング３４は、後述する回転シャフト４５を支持するものである。ベアリング３４は、フロントカバー３１の後端部（回り止め穴３１ｂの後方）及びブラシホルダ３２の後部にそれぞれ設けられる。

図３に示すモータ４０は、アクチュエータ２０の駆動源である。モータ４０は、ヨーク４１、マグネット４２、コイル４３、コア４４及び回転シャフト４５を具備する。

ヨーク４１は、軸線を前後方向へ向けた円筒状の部材である。ヨーク４１は、フロントカバー３１とブラシホルダ３２との間に配置される。ヨーク４１には、マグネット４２と、コア４４と、コア４４に巻回されたコイル４３と、が収容される。

図３及び図４に示すように、回転シャフト４５は、軸線を前後方向へ向けた円筒状に形成される。回転シャフト４５の内周面には、雌ねじ部４５ａが形成される。雌ねじ部４５ａは、回転シャフト４５の前端部近傍から後部までに亘って形成される。このような回転シャフト４５は、コア４４に挿通されて、その前部及び後部がコア４４から突出する。また、回転シャフト４５の前端部及び後端部は、ベアリング３４に支持される。これにより、回転シャフト４５は、フロントカバー３１、ブラシホルダ３２及びエンドカバー３３に対して軸線回りに回転可能に構成される。

このように構成されるモータ４０は、コイル４３に通電されることで、回転シャフト４５を軸線回りに回転させることができる。

ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０は、モータ４０の駆動に伴って前後方向に直線移動するものである。ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０は、リードスクリュ５１、ロッド５２、キャップ５３、ばね５４及びピン５５を具備する。

リードスクリュ５１は、回転シャフト４５からモータ４０の動力が伝達されるものである。リードスクリュ５１は、軸線を前後方向へ向けた筒状に形成される。リードスクリュ５１は、頭部５１ａ、軸部５１ｂ、雄ねじ部５１ｃ及び貫通孔５１ｄを具備する。

頭部５１ａは、リードスクリュ５１の前部を構成する部分である。頭部５１ａは、フロントカバー３１の回り止め穴３１ｂに係合可能に形成される。頭部５１ａは、回転シャフト４５の前方に配置され、回り止め穴３１ｂに係合する。これにより、リードスクリュ５１は、フロントカバー３１、ブラシホルダ３２及びエンドカバー３３に対して回転不能、かつ前後方向に移動可能に構成される。

軸部５１ｂは、リードスクリュ５１の後部を構成する部分である。軸部５１ｂは、頭部５１ａから後方へ突出するように形成される。軸部５１ｂは、回転シャフト４５の内径と略同一の外径を有する円筒状に形成される。軸部５１ｂは、回転シャフト４５に収容される。これにより、リードスクリュ５１は、回転シャフト４５と軸線が一致するように設けられる。

雄ねじ部５１ｃは、軸部５１ｂの外周面に形成される。雄ねじ部５１ｃは、軸部５１ｂの前端部近傍から後端部までに亘って形成される。雄ねじ部５１ｃは、回転シャフト４５の雌ねじ部４５ａと螺合している。

貫通孔５１ｄは、リードスクリュ５１を前後方向に貫通する正面視円状の孔である。貫通孔５１ｄの前部（頭部５１ａの内側に形成される部分）の内径は、当該前部を除く部分（軸部５１ｂの内側に形成される部分）の内径よりも大径に形成される。

ロッド５２は、リードスクリュ５１に対して前後方向に相対移動自在に連結されたものである。ロッド５２は、その軸線を前後方向へ向けた略円柱状（棒状）に形成される。ロッド５２は、リードスクリュ５１の貫通孔５１ｄに挿通され、リードスクリュ５１と軸線が一致するように設けられる。また、ロッド５２は、その前部がフロントカバー３１の挿通孔３１ｃに挿通され、フロントカバー３１から前方へ突出する。また、ロッド５２は、回転シャフト４５から後方へ突出すると共に、その後端部がエンドカバー３３の底部近傍まで延出する。図４及び図５に示すように、ロッド５２は、フランジ部５２ａ及び取付孔５２ｂを具備する。

図４に示すフランジ部５２ａは、ロッド５２の前後中途部において径方向外側に広がるように形成される。フランジ部５２ａは、リードスクリュ５１の貫通孔５１ｄの前部（頭部５１ａの内側）に配置され、貫通孔５１ｄの前方を向いた面（貫通孔５１ｄにおいて内径が変化する部分）と当接する。これにより、ロッド５２は、リードスクリュ５１に対する後方への相対移動が規制されている。

図５に示す取付孔５２ｂは、後述するピン５５が取り付けられる平面視円状の孔である。取付孔５２ｂは、ロッド５２の後端部に形成される。取付孔５２ｂは、ロッド５２を上下に貫通する。また、取付孔５２ｂは、ロッド５２の中心を通るように形成される。

このように構成されるロッド５２は、その前端部に所定の連結部材が取り付けられ、当該連結部材を介してウェイストゲートバルブ１９に接続される。ロッド５２は、前後方向へ移動することで、ウェイストゲートバルブ１９の弁体を開閉することができる。

図４に示すキャップ５３は、リードスクリュ５１の貫通孔５１ｄの前端部を塞ぐものである。キャップ５３は、リードスクリュ５１に溶接等により固定されている。

ばね５４は、ロッド５２を後方へ付勢するものである。ばね５４は、リードスクリュ５１の貫通孔５１ｄの前部に設置される。また、当該ばね５４は、収縮（伸長）方向を前後方向へ向けて設置される。

図５に示すピン５５は、ロッド５２の取付孔５２ｂに取り付けられる。なお、ピン５５の構成については後述する。

スリーブ６０は、ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０に対して相対的に回転するものである。図５及び図６に示すように、スリーブ６０は、軸線を前後方向へ向けた円筒状に形成される。スリーブ６０は、フランジ部６１、貫通孔６２及び溝部６３を具備する。

フランジ部６１は、スリーブ６０の前端部において径方向外側に広がるように形成される。フランジ部６１の前端部には、切欠部６１ａが形成される。切欠部６１ａは、フランジ部６１の前端部の外縁を切り欠いたような形状に形成され、フランジ部６１の全周に亘って形成される。これにより、フランジ部６１は、その前端部（切欠部６１ａ）の外径が、当該前端部を除く部分の外径よりも小さくなるように形成される。このようなフランジ部６１は、その前端部（切欠部６１ａ）の外径がブラシホルダ３２の後端部の内径よりも小さくなるように形成されると共に、前端部を除く部分の外径がブラシホルダ３２の後端部の内径よりも大きくなるように形成される。

貫通孔６２は、スリーブ６０を前後方向に貫通する正面視円状の孔である。貫通孔６２は、その内径がロッド５２の外径よりも大きくなるように形成される。

溝部６３は、貫通孔６２に形成される溝である。なお、溝部６３の構成については後述する。

このように構成されるスリーブ６０は、エンドカバー３３に収容されると共に、フランジ部６１の前端部がブラシホルダ３２の後端部に挿入される。これにより、スリーブ６０は、ブラシホルダ３２の後面と当接する。また、スリーブ６０の貫通孔６２には、ロッド５２の後端部が挿通される。これにより、スリーブ６０は、ロッド５２に外嵌され、ロッド５２と軸線が一致するように設けられる。

ウェーブワッシャ７０は、スリーブ６０を前方へ押圧するためのものである。ウェーブワッシャ７０は、スリーブ６０とエンドカバー３３との間に圧縮された状態で設けられる。これにより、ウェーブワッシャ７０は、スリーブ６０を前方へ押圧してブラシホルダ３２に押し付ける。これによって、ウェーブワッシャ７０は、ブラシホルダ３２との間でスリーブ６０の前後方向への移動を規制すると共に、スリーブ６０の軸線回りの回転を許容する。

図５に示す回転機構８０は、ロッド５２の前後方向の直線移動に伴ってスリーブ６０を回転させるものである。回転機構８０は、ピン５５及び溝部６３を具備する。

ピン５５は、後述する溝部６３を摺動するものである。ピン５５は、軸線を上下方向に向けた略円柱状（棒状）に形成される。ピン５５は、その上下方向幅がロッド５２の取付孔５２ｂの上下方向幅よりも大きくなるように形成される。ピン５５は、取付孔５２ｂに挿通され、当該取付孔５２ｂに固定される。このようなピン５５は、その上部及び下部がロッド５２から突出する。以下においては、ピン５５のロッド５２から突出する部分（上部及び下部）を「突起部５５ａ」と称する。

図５及び図６に示す溝部６３は、突起部５５ａ（ピン５５）を案内する部分である。溝部６３は、スリーブ６０の貫通孔６２の内周面に形成される。溝部６３は、スリーブ６０の軸線回りにねじれるような螺旋状に形成される。溝部６３は、貫通孔６２の前端部から後端部までに亘って形成される。溝部６３は、その前端部から後端部までの間において貫通孔６２の周方向に略９０°変位するように形成される。このような溝部６３は、上下の突起部５５ａをそれぞれ案内可能となるように（貫通孔６２の周方向に互いに１８０°間隔をあけて）、貫通孔６２に一対設けられる。

検知部９０は、スリーブ６０の回転量を検知するためのものである。検知部９０は、マグネット９１及びセンサ９２を具備する。

マグネット９１は、スリーブ６０の回転に伴って、後述するセンサ９２に対して磁束密度の変化を生じさせるためのもの（磁性体）である。マグネット９１は、軸線を前後方向へ向けた略円筒状に形成される。マグネット９１は、その内径がスリーブ６０の外径と略同一となるように形成される。このようなマグネット９１は、スリーブ６０の前後中途部に固定され、その前端部がスリーブ６０のフランジ部６１と当接する。また、マグネット９１は、スリーブ６０と共にエンドカバー３３に収容される。

センサ９２は、マグネット９１の磁束密度の変化を検知するものである。センサ９２は、エンドカバー３３の内側に設けられ、マグネット９１の下方に配置される。センサ９２は、例えば、リニアホールＩＣ等によって構成される。

次に、図１、図３、図４及び図７を参照してアクチュエータ２０の動作について説明する。

図３及び図４に示す状態において、モータ４０は、コイル４３に通電されると回転シャフト４５を軸線回りに回転させる。回転シャフト４５が軸線回りに回転すると、回転シャフト４５と螺合されるリードスクリュ５１に、その回転力が伝達される。しかし、リードスクリュ５１の頭部５１ａがフロントカバー３１の回り止め穴３１ｂに係合しているため、リードスクリュ５１の回転は防止される。すると、図７に示すように、回転シャフト４５の回転運動がリードスクリュ５１の直線運動に変換され、リードスクリュ５１が前方へ直線移動する。

また、リードスクリュ５１が前方へ直線移動すると、リードスクリュ５１がロッド５２のフランジ部５２ａを前方へ押圧する。これにより、ロッド５２は、リードスクリュ５１と一体的に前方へ直線移動する。また、ピン５５は、ロッド５２の移動に伴って前方へ直線移動する。アクチュエータ２０は、このようにしてロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０を前方へ移動させることにより、図１に示すウェイストゲートバルブ１９を開くことができる。

一方、図７に示す回転シャフト４５がロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０を前方へ直線移動させた場合とは反対方向に回転したときは、リードスクリュ５１は後方へ直線移動する。このとき、ロッド５２は、キャップ５３によって後方へ押圧され、リードスクリュ５１と一体的に後方へ直線移動する。また、ピン５５は、ロッド５２の移動に伴って後方へ直線移動する。こうして、ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０は、モータ４０の駆動に伴って後方へ直線移動する。アクチュエータ２０は、このようにしてロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０を後方へ移動させることにより、図１に示すウェイストゲートバルブ１９を閉じることができる。

また、ロッド５２は、リードスクリュ５１に対して所定の範囲内で前後方向に相対移動自在に連結されている。具体的には、ロッド５２は、フランジ部５２ａがリードスクリュ５１の貫通孔５１ｄの前方を向いた面に当接する位置（図４に示す位置）から、ばね５４が最も収縮した状態となる位置まで、リードスクリュ５１に対して前方へ相対移動可能とされている。よって、ロッド５２が前方への負荷（荷重）を受けた場合、ロッド５２はリードスクリュ５１に対して前方へ相対移動することができる。よって、リードスクリュ５１に対して前方への負荷がかかるのを回避することができ、ひいては回転シャフト４５の雌ねじ部４５ａにかかる負荷を低減することができる。

次に、図３、図５、図７及び図８を参照してロッド５２の移動量（変位量）を検知する流れについて説明する。なお、以下においては、図３及び図５に示すロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０が前方へ移動した場合の移動量（前方への移動量）を検知する場合を例に挙げて説明する。また、図８に白塗りで示す矢印は、ロッドＳｕｂＡＳＳＹ５０の移動方向を示している。また、図８に黒塗りで示す矢印は、スリーブ６０の回転を示している。

前述の如く、図３及び図５に示すピン５５は、ロッド５２の前方への直線移動に伴って前方へ直線移動する。ピン５５が前方へ直線移動すると、スリーブ６０には、突起部５５ａ及び溝部６３を介してロッド５２の移動力が伝達される。しかし、スリーブ６０は、ウェーブワッシャ７０及びブラシホルダ３２によって前後方向への移動が規制されているため、ピン５５の移動に伴ったスリーブ６０の前方への移動は防止される。また、ロッド５２の移動力が伝達されるスリーブ６０の溝部６３は、螺旋状に形成されている。このような構成によれば、図７及び図８に示すように、ピン５５が前方へ移動しようとすると、当該ピン５５（突起部５５ａ）を案内する溝部６３を介してスリーブ６０に回転力が付与されるようになる。回転機構８０は、このようにしてロッド５２の直線運動をスリーブ６０の回転運動に変換し、スリーブ６０を軸線回りに回転させる。

スリーブ６０が回転すると、当該スリーブ６０に固定されたマグネット９１も一体的に回転する。マグネット９１が回転すると、磁束密度が変化する。センサ９２は、この磁束密度の変化量を検知する。検知部９０は、当該変化量に基づいてスリーブ６０の回転量を検知する。そして、検知部９０は、当該回転量に基づいてロッド５２の前方への移動量を検知する。

なお、ロッド５２が後方へ直線移動した場合、当該直線移動に伴ってスリーブ６０及びマグネット９１は、ロッド５２が前方へ直線移動した場合とは反対方向に回転する。検知部９０は、このマグネット９１の反対方向への回転によって生じる磁束密度の変化をセンサ９２で検知することで、ロッド５２の後方への移動量を検知する。

このように、本実施形態に係る検知部９０は、スリーブ６０の回転量に基づいてロッド５２の移動量を検知することができる。これによれば、アクチュエータ２０を小型化することができる。

具体的には、ロッド５２の直線移動を変換してスリーブ６０を回転させることで、ロッド５２が直線移動してもスリーブ６０及びマグネット９１をその場に留めることができる（図３及び図７参照）。これによれば、スリーブ６０及びマグネット９１（ロッド５２の移動量を検知するための部材）を設けるための前後方向に沿ったスペースを大きくなり難くすることができる。これにより、アクチュエータ２０は、その前後方向幅（全長）を小さくし易くすることができるため、小型化することができる。

また、スリーブ６０、回転機構８０及び検知部９０は、ロッド５２の径方向外側（本実施形態では下方）に配置されている。これによれば、スリーブ６０、回転機構８０及び検知部９０を設けてもアクチュエータ２０の前後方向幅をより小さくし易くすることができるため、アクチュエータ２０をより小型化することができる。

また、スリーブ６０は、ロッド５２に外嵌されている。これによれば、スリーブ６０とロッド５２とを前後方向や上下方向に並べなくて済む（例えば、ロッド５２の後方等にスリーブ６０を配置しなくて済む）ため、アクチュエータ２０をより小型化することができる。

また、回転機構８０は、突起部５５ａと溝部６３とによりロッド５２の直線運動をスリーブ６０の回転運動に変換している。これによれば、ねじ溝が形成されたねじ軸及び前記ねじ溝を転動する複数のボールを有するボールねじ等を用いてロッド５２の直線運動を変換する場合と比較して、その部品点数を削減して構成を簡素化することができる。このため、ロッド５２の直線運動を簡単に回転運動に変換することができる。

また、突起部５５ａ及び溝部６３は、複数（本実施形態では２つ）設けられている。これによれば、ロッド５２が直線運動したときに突起部５５ａに作用する荷重を複数箇所に分散させることができるため、突起部５５ａの耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る突起部５５ａ及び溝部６３は、１８０°間隔をあけて一対設けられている。これによれば、スリーブ６０をバランスよく回転させることができる。

また、検知部９０は、スリーブ６０と一体的に回転するマグネット９１を具備している。これによれば、ロッド５２が直線運動しても、マグネット９１をその場に留めた状態で磁束密度を変化させることができる。これにより、磁束密度の変化を生じさせるのに必要なスペース（前後方向に沿ったスペース）を大きくなり難くすることができる。これにより、アクチュエータ２０は、その前後方向幅（全長）を小さくし易くすることができるため、より小型化することができる。

以上の如く、本実施形態に係るアクチュエータ２０は、モータ４０と、前記モータ４０の駆動に伴って軸方向（前後方向）に直線運動するロッド５２と、回転可能なスリーブ６０（回転体）と、前記ロッド５２の直線運動を回転運動に変換して前記スリーブ６０を回転させる回転機構８０と、前記スリーブ６０の回転量を検知する検知部９０と、を具備するものである。

このように構成することにより、アクチュエータ２０は、ロッド５２と一体的に直線移動しない（その場に留まる）スリーブ６０の回転量に基づいてロッド５２の変位量を検知することが可能となる。これにより、スリーブ６０を設けるための前後方向に沿ったスペースを大きくなり難くすることができる。これによって、アクチュエータ２０の軸方向幅（全長）を小さくし易くすることができるため、アクチュエータ２０を小型化することができる。

また、前記回転機構８０及び前記検知部９０は、前記ロッド５２の径方向外側に配置されるものである。

このように構成することにより、アクチュエータ２０の軸方向幅をより小さくし易くすることができるため、アクチュエータ２０をより小型化できる。

また、前記スリーブ６０は、筒状に形成されて前記ロッド５２に外嵌されるものである。

このように構成することにより、スリーブ６０とロッド５２とを前後方向に並べなくて済むため、アクチュエータ２０をより小型化できる。

また、前記回転機構８０は、前記スリーブ６０又は前記ロッド５２のいずれか一方に設けられ、前記スリーブ６０又は前記ロッド５２のいずれか他方に向けて突出する突起部５５ａと、前記他方に設けられると共に前記ロッド５２の軸線回りにねじれる螺旋状に形成され、前記突起部５５ａを案内可能な溝部６３と、をさらに具備するものである。

このように構成することにより、ロッド５２の直線運動を簡単に回転運動に変換することができる。

また、前記突起部５５ａ及び前記溝部６３は、それぞれ複数設けられるものである。

このように構成することにより、突起部５５ａに作用する荷重を複数箇所に分散させることができるため、突起部５５ａの耐久性を向上させることができる。

また、前記検知部９０は、前記スリーブ６０と一体回転するように当該スリーブ６０に支持されるマグネット９１（磁性体）と、前記マグネット９１の回転によって生じる磁束密度の変化に基づいて前記スリーブ６０の回転量を検知するセンサ９２と、をさらに有するものである。

このように構成することにより、マグネット９１をその場に留めた状態で磁束密度を変化させることができる。これにより、磁束密度の変化を生じさせるのに必要なスペース（前後方向に沿ったスペース）を大きくなり難くすることができるため、アクチュエータ２０より小型化することができる。

なお、本実施形態に係るスリーブ６０は、本発明に係る回転体の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るマグネット９１は、本発明に係る磁性体の実施の一形態である。
本実施形態における前後方向は、本発明に係るロッドの軸方向に対応する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、アクチュエータ２０は、ウェイストゲートバルブ１９を駆動させる用途に用いられるものとしたが、アクチュエータ２０の用途はこれに限定されるものではなく、他の装置を駆動させる用途に用いることができる。

また、スリーブ６０は、ロッド５２の直線運動に伴って回転可能であれば、必ずしもロッド５２に外嵌される必要はない。スリーブ６０は、例えば、ロッド５２の下方に配置されるものであってもよい。スリーブ６０は、ロッド５２に外嵌されない場合、その外周面がロッド５２と当接し、ロッド５２の直線運動に伴ってその軸線回りに回転するものであってもよい。

また、スリーブ６０、回転機構８０及び検知部９０は、ロッド５２の後端部に配置されるものとしたが、スリーブ６０、回転機構８０及び検知部９０の前後位置は、これに限定されるものではなく、任意の位置に配置することができる。スリーブ６０、回転機構８０及び検知部９０は、例えば、ロッド５２の前後中途部に配置されていてもよい。

また、本実施形態においては、突起部５５ａがロッド５２に設けられると共に、溝部６３がスリーブ６０に設けられるものとしたが、突起部５５ａ及び溝部６３が設けられる部材は、これに限定されるものではない。例えば、突起部５５ａがスリーブ６０に設けられると共に、溝部６３がロッド５２に設けられるものであってもよい。

また、突起部５５ａ及び溝部６３の個数は、２つに限定されるものではない。突起部５５ａ及び溝部６３の個数は、例えば、１つであっても、３つ以上であってもよい。

また、回転機構８０は、ロッド５２の直線運動をスリーブ６０の回転運動に変換可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。回転機構８０は、例えば、ロッド５２の直線運動に伴って直線運動するラックと、ラックと歯合されるピニオン（回転体）によって、ロッド５２の直線運動をスリーブ６０の回転運動に変換してもよい。

また、検知部９０は、回転体の回転に伴って磁束密度を変化させることができる磁性体を具備していればよく、当該磁性体が必ずしもマグネット９１である必要はない。すなわち、検知部９０は、マグネット９１に替えて磁化された金属部材等を具備していてもよい。

また、検知部９０は、必ずしも磁束密度の変化に基づいてスリーブ６０の回転量を検知する必要はない。

また、検知部９０は、少なくともスリーブ６０の回転量を検知するものであればよく、必ずしも本実施形態のようにロッド５２の移動量まで検知する必要はない。このような場合においては、例えば、検知部９０が検知したスリーブ６０の回転量に基づいて、アクチュエータ２０とは別に設けられた制御部がロッド５２の移動量を検知してもよい。

２０ アクチュエータ
４０ モータ
５２ ロッド
６０ スリーブ（回転体）
８０ 回転機構
９０ 検知部

Claims (6)

1. モータと、
   前記モータの駆動に伴って軸方向に直線運動するロッドと、
   回転可能な回転体と、
   前記ロッドの直線運動を回転運動に変換して前記回転体を回転させる回転機構と、
   前記回転体の回転量を検知する検知部と、
   を具備する、
   アクチュエータ。
2. 前記回転機構及び前記検知部は、
   前記ロッドの径方向外側に配置される、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記回転体は、
   筒状に形成されて前記ロッドに外嵌される、
   請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記回転機構は、
   前記回転体又は前記ロッドのいずれか一方に設けられ、前記回転体又は前記ロッドのいずれか他方に向けて突出する突起部と、
   前記他方に設けられると共に前記ロッドの軸線回りにねじれる螺旋状に形成され、前記突起部を案内可能な溝部と、
   をさらに具備する、
   請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記突起部及び前記溝部は、
   それぞれ複数設けられる、
   請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記検知部は、
   前記回転体と一体回転するように当該回転体に支持される磁性体と、
   前記磁性体の回転によって生じる磁束密度の変化量を検知するセンサと、
   をさらに有する、
   請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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