JP2021010262A - 回転式アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す回転式アクチュエータ1は、例えば車両の自動変速機のシフトを切り替えるシフトバイワイヤシステムの駆動部として適用される。
このように、回転式アクチュエータ1により回転駆動されるマニュアルシャフト200の回転角度、すなわち回転方向の所定の位置は、自動変速機108の各シフトレンジに対応している。
図1に示すように、回転式アクチュエータ1は、ハウジング10、入力軸20、モータ3、ギア機構としての減速機50、出力ギア60、出力軸80、マグネットホルダ90、マグネット35、角度センサ45等を備えている。
図1、3に示すように、マグネットホルダ90は、ホルダ本体91、シール部92、ホルダ穴部93等を有している。ホルダ本体91は、例えば耐熱性および耐油性を有する樹脂により形成されている。ここで、ホルダ本体91の硬度および弾性率は、出力軸80の出力軸筒部85およびマニュアルシャフト200の硬度および弾性率より低い。
マグネット保持部94は、ホルダ大径部910より外径が大きい円柱状に形成されている。マグネット保持部94は、ホルダ大径部910のホルダ小径部911とは反対側においてホルダ大径部910と同軸(軸Ax4)となるようホルダ大径部910と一体に形成されている。マグネット保持部94は、ホルダ大径部910とは反対側の端面から円形に凹むよう形成された保持凹部940を有している。保持凹部940は、ホルダ大径部910と同軸(軸Ax4)となるよう形成されている。
シール部92は、例えばアクリルゴムやシリコーンゴム等の弾性材料により形成されている。ここで、シール部92の硬度および弾性率は、ホルダ本体91の硬度および弾性率より低い。よって、シール部92の硬度および弾性率は、出力軸80の出力軸筒部85およびマニュアルシャフト200の硬度および弾性率より低い。
シール部92は、ホルダ本体91と一体成型により一体に形成されている。シール部92は、シール筒部920、シール環状部921を有している。シール筒部920は、円筒状に形成されている。シール筒部920は、ホルダ本体91のホルダ小径部911の径方向外側に設けられている。シール筒部920は、ホルダ小径部911と一体に形成されている。そのため、シール部92とホルダ本体91とは、特にシール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との接触面において、相対回転不能に形成されている。ここで、シール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との接触面に、軸方向に沿って延びる複数の溝や複数の凹部または凸部を形成してもよい。これにより、シール部92とホルダ本体91との相対回転を確実に規制することができる。なお、当該溝および凹部の深さ、ならびに、突部の高さは、シール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との相対回転を規制可能であれば、どのように設定してもよい。
図4に示すように、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93の周方向の一部に切欠き状のスリット95を有している。スリット95は、ホルダ穴部93とホルダ小径部911の外周壁とを接続しつつ、ホルダ小径部911の端面からホルダ大径部910側へ延びるよう形成されている。スリット95は、ホルダ穴部93の周方向に等間隔で2つ形成されている。
マニュアルシャフト200の第1嵌合部210がホルダ穴部93に嵌合していないとき、2つのホルダ穴平面部930間の距離Dh1は、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210の2つの平面部211間の距離Ds1より小さい。そのため、平面部211がホルダ穴平面部930に接触するようマニュアルシャフト200の第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させると、ホルダ本体91のホルダ小径部911は、2つのホルダ穴平面部930が離れる方向に押し広げられるようにして変形する。これにより、ホルダ穴平面部930からマニュアルシャフト200の平面部211に対し径内方向の力F1が作用する。その結果、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を確実に規制できるとともに、マグネットホルダ90をマニュアルシャフト200に安定して取り付けることができる。ここで、ホルダ穴平面部930は、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を規制可能な部位である「回転規制部位」に対応している。
このように、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93からマニュアルシャフト200に対し径内方向の力F1が作用するよう形成されている。
本実施形態では、ホルダ穴部93の径方向外側に、弾性材料からなるシール部92が設けられている。そのため、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させると、第1嵌合部210の平面部211等の外壁に、シール部92からホルダ本体91を経由して径内方向の力が作用する。
マグネット35は、例えば磁性材料を焼結することにより円板状に形成されている。マグネット35は、磁束を発生可能である。マグネットは、例えば圧入によりマグネット保持部94の保持凹部940に設けられている。マグネット35の外周壁には、マグネット保持部94の保持凹部940の内周壁から径方向内側の力が作用する。そのため、マグネット35は、マグネット保持部94により安定して保持されている。
第2実施形態による回転式アクチュエータの一部を図5に示す。第2実施形態は、マグネットホルダ90および出力軸筒部85の構成等が第1実施形態と異なる。
本実施形態では、シール部92は、シール突出部925が出力軸溝部853に入り込んだ状態となるよう出力軸筒部85と一体成型により接続している。そのため、シール部92と出力軸筒部85とは、特にシール突出部925と出力軸溝部853との接触面において、相対回転不能に形成されている。ここで、第2所定値は、第1所定値より小さいため、マニュアルシャフト200およびホルダ本体91が出力軸筒部85に対し第1所定値の範囲で相対回転したとき、シール板部923の内縁部とシール突出部925とは相対回転し、シール部92は周方向に捩れるように変形する。ここで、シール突出部925と出力軸溝部853との接触面に、軸方向に沿って延びる複数の溝や複数の凹部または凸部を形成してもよい。これにより、シール突出部925と出力軸溝部853との相対回転を確実に規制することができる。なお、当該溝および凹部の深さ、ならびに、突部の高さは、シール突出部925と出力軸溝部853との相対回転を規制可能であれば、どのように設定してもよい。
図5に示すように、本実施形態では、シール部92と出力軸筒部85との接触部であるシール突出部925と出力軸溝部853との接触部97は、少なくとも1つの屈曲した部位である屈曲部971を有するラビリンス状に形成されている。軸Ax4を含む仮想平面による断面において、シール突出部925と出力軸溝部853との接触面は、直角に折れ曲がるよう形成されている(図5参照)。
第3実施形態による回転式アクチュエータの一部を図6に示す。第3実施形態は、マグネット35およびマグネットホルダ90の構成等が第1実施形態と異なる。
本実施形態では、マグネット35は、例えば磁性体を練り込んだゴムにより形成されている。マグネット35は、磁束を発生可能なよう着磁されている。
他の実施形態では、マグネットホルダ90は、スリット95を有していなくてもよい。
Claims (10)
- 駆動対象(110)のシャフト(200)を回転駆動可能な回転式アクチュエータ(1)であって、
ハウジング(10)と、
前記ハウジング内に設けられたモータ(3)と、
前記シャフトが挿通および嵌合する軸穴部(83)を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸(80)と、
前記シャフトが嵌合するホルダ穴部(93)を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ(90)と、
前記マグネットホルダに設けられ、磁束を発生可能なマグネット(35)と、
前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ(45)と、を備え、
前記出力軸は、前記軸穴部が形成された軸筒部(81)、および、前記軸筒部に対し前記駆動対象とは反対側に位置する出力軸筒部(85)を有し、
前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部が形成されたホルダ本体(91)、および、前記ホルダ本体と一体に形成され前記出力軸筒部の内周壁(851)または外周壁(852)に接触し前記出力軸筒部との間をシール可能なシール部(92)を有している回転式アクチュエータ。 - 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部から前記シャフトに対し径内方向の力(F1)が作用するよう形成されている請求項1に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の周方向の一部に切欠き状のスリット(95)を有している請求項1または2に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記マグネットホルダは、前記マグネットホルダと前記シャフトとの相対回転を規制可能な部位である回転規制部位(930)を有している請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記ホルダ本体と前記シール部とは硬度が異なる材料により形成されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記シール部は、前記ホルダ穴部の径方向外側に設けられている請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記シール部は、前記出力軸筒部と一体成型により接続している請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記シール部と前記出力軸筒部との接触部(97)は、少なくとも1つの屈曲した部位である屈曲部(971)を有するラビリンス状に形成されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
- 前記ホルダ本体は、前記マグネットを保持するマグネット保持部(94)を有し、
前記マグネットは、インサート成型、圧入または接着により前記マグネット保持部に設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。 - 前記ホルダ本体は、前記マグネットと同じ材料により前記マグネットと一体に形成されている請求項1〜8のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
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