JP2021110368A - バルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ用電動アクチュエータの出力軸側の回転状態を非接触型のセンサにより正確に検知でき、加工性に優れた非磁性材料を用いて簡易に製作でき、帯電や静電による誤作動を防ぎつつ高い検知性能を維持できるコンパクト化可能なアクチュエータの検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータ２の回転を出力軸４に伝達するバルブ用電動アクチュエータの出力軸４の回転角度を検知する。マグネット５が非磁性材料からなるマグネットホルダ６により出力軸４に同軸状態に固定され、マグネットホルダ６に設けた連通孔３２を通してマグネット５の一部が出力軸４に接触している。
【選択図】図２

Description

本発明は、バルブ用電動アクチュエータの出力軸側の回転状態をセンサで検知するために、出力軸側に取付けられる検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータに関する。

従来、ボール弁等の回転弁に電動アクチュエータを搭載する場合、バルブを正確に回転制御するために、電動アクチュエータの出力軸側の回転状態の検知が必要になっている。そのため、出力軸、又は出力軸と同軸或は別軸に設けられた制御軸の検知用として、マイクロスイッチとカムとによる接触型の位置検出装置が多く用いられてきたが、この場合、初期の調整作業に時間を要したり、接触型であるために使用時に接点障害や故障が発生し易かったり、アクチュエータ全体が大型化するなどの問題を有している。そのため、近年では、非接触型の位置検出装置が用いられることが多くなってきており、この非接触型では汎用的なモータの使用により全体のコンパクト性を確保してアクチュエータ全体を構成し、接触型の位置検出装置の問題を解消しつつ出力軸の高精度な回転制御が可能となる。非接触型の位置検出装置のうち、特に、マグネットを用いた磁気式検出装置は、光学式に比べて簡易的で耐環境性、コンパクト性に優れ、微調整も容易であることから一般的に多く使用されている。

マグネットによる磁気式の位置検出装置を用いたアクチュエータに関する技術として、本出願人は、特許文献１を出願している。同文献１において、位置検出装置であるロータリーエンコーダが出力軸側に設けられ、このロータリーエンコーダは、永久磁石からなるマグネットと、このマグネットの回転角度を検出する非接触で磁気式のエンコーダ用ＩＣを備えている。これにより、出力軸の上部に取付けられたマグネットの回転状態をエンコーダ用ＩＣで計測し、出力軸の回転状態を検出している。

マグネットは、このマグネット取付け用のホルダにより出力軸に取り付けられて出力軸と一体に回転可能に設けられる。この場合、ホルダは、マグネットと出力軸との間に設けられ、ホルダの上部にマグネットが装着され、下部に出力軸の上端部が固定されて、軸心が一致した状態でマグネットが出力軸に取付けられる。これにより、出力軸が回転したときに、マグネットの漏れ磁束がエンコーダ用ＩＣにより正確に検出されるようになっている。

このとき、エンコーダ用ＩＣがマグネットの漏洩磁束を利用してその回転角度を検出することから、ホルダは、磁束をショートさせるおそれのある磁性材料以外の非磁性材料を材料とし、また、帯電しにくい導電材料を用いて構成されている必要がある。これらの条件に加え、ホルダには出力軸とマグネットとを同軸に装着するための高い寸法精度が要求され、一般には、ホルダは、加工性の良好な黄銅材料により製作されることが多い。
一方、マグネットは、高い漏洩磁束密度が必要となることから、磁束密度が高く、永久磁石の中では最も強力とされているネオジム磁石が通常使用される。ネオジム磁石は、非常に錆びやすい性質を有しているため、錆対策として表面にニッケルメッキ処理されたものが使用されることが多い。

特開２０１９−１９６７９９号公報

しかしながら、特許文献１のバルブ用アクチュエータにおいて、ロータリーエンコーダのホルダを黄銅材料で形成すると、費用がかかり簡易に製造することができないというデメリットがある。これに加えて、マグネットをネオジム磁石で設けた場合には、条件によっては黄銅材料によるホルダとマグネット表面との間に異金属間電蝕が生じ、ネオジム磁石の酸化劣化が促進される可能性がある。マグネットホルダに導電性樹脂材料や帯電防止樹脂材料を用いることも考えられるが、入手性が悪く高価でもあり、コスト面で不利である。

これに対して、非磁性材料として樹脂材料を用いてホルダを形成することが有効であると考えられるが、本発明者らの検討の結果、以下のことが判明した。この場合、マグネットと出力軸とが電気的に絶縁された状態で、弁体とステムが回転動作することで、発生した電荷が出力軸から静電誘導によりマグネットに向けて移動を繰り返すことになる。このとき、ホルダが樹脂材料であると電荷の逃げ道が無くなり、バルブの開閉動作回数の増加に伴ってマグネット側に電荷が引き寄せられることでマグネットが高電位に帯電する可能性がある。そのため、高電位に帯電したマグネットと対向しているエンコーダ用ＩＣの内部回路に静電誘電による帯電が発生し、エンコーダ用ＩＣが静電破壊したり、誤作動を生ずるおそれがある。

また、出力軸の軸受は、一般に含油軸受と呼ばれる軸受が使用され、出力軸の回転時には、潤滑油膜が浸入して電気的に絶縁されるが、バルブの停止時には、潤滑油が含油軸受内に移動して収納されることで軸受と出力軸とが金属接触して導通し、出力軸に帯電した電荷が含油軸受、アクチュエータを構成する筐体の経路に進んで消滅する。このことから、仮に、ホルダを単に絶縁特性のある樹脂材料で形成したとしても、出力軸（制御軸）の帯電の解消のみに留まり、マグネットには依然として帯電した状態が続き、エンコーダ用ＩＣの静電破壊や誤作動等を防ぐことができないことがある。

さらには、樹脂材料等の非磁性材料によるホルダによりマグネットを包囲するように装着すると、マグネットの周囲に磁気回路が構成されにくくなり、パーミアンスの低下（磁気抵抗の増大）による磁束の低下が生じたり、磁束の経年劣化が激しくなったり、磁気動作点の低下により磁束が不安定になるなどの問題も生じる。
特に、マグネットをネオジム磁石により設けると、低パーミアンス状態で蒸気弁などの高温環境下（例えば１２０℃）で使用したときに高温不可逆減磁が発生しやすくなり、磁石としての機能低下につながりやすい。

上述した理由から、非磁性材料として加工性に優れた樹脂材料を用いてホルダを設けた場合にも、マグネットの帯電を防いでエンコーダ用ＩＣを静電破壊したり誤作動させたりすることなく、出力軸側に設けられた検知用マグネットの回転状態を正確に検知する非接触型のバルブ用電動アクチュエータの開発が望まれていた。

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、バルブ用電動アクチュエータの出力軸側の回転状態を非接触型のセンサにより正確に検知し、加工性に優れた非磁性材料を用いて簡易に製作でき、帯電や静電による誤作動を防ぎつつ高い検知性能を維持できるコンパクト化可能なアクチュエータの検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電動モータの回転を出力軸に伝達するバルブ用電動アクチュエータの出力軸の回転角度を検知するマグネットの取付構造であって、マグネットが非磁性材料からなるマグネットホルダにより出力軸に同軸状態に固定され、マグネットホルダに設けた連通孔を通してマグネットの一部が出力軸に接触しているバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項２に係る発明は、略円筒形状に形成されたマグネットホルダの底面側に装着孔、上面側に装着孔部、これら装着孔と装着孔部との間に連通孔がそれぞれ形成され、装着孔に出力軸の上端部、装着孔部にマグネットがそれぞれ位置決め状態で装着され、出力軸又はマグネットの何れか一方に形成された突起部が連通孔を通して他方側に露出したバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項３に係る発明は、突起部の先端面側が、連通孔を通して装着孔部側又は装着孔側から突出したバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項４に係る発明は、突起部の外周側と連通孔との間に隙間が形成され、この隙間に接着剤が充填されてマグネットホルダと出力軸又はマグネットとが固着されたバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項５に係る発明は、装着孔部の外周側に空気抜き用の複数の切欠溝が均等間隔で形成されたバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項６に係る発明は、出力軸の回転角度の検知を、マグネット及びこのマグネットに対向して配置したエンコーダ用ＩＣを用いる磁気式エンコーダにより行うバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造である。

請求項７に係る発明は、バルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造により検知用マグネットを取り付けたバルブ用電動アクチュエータである。

請求項１に係る発明によると、マグネットをマグネットホルダにより出力軸に同軸に固定していることで、コンパクト化を図りつつマグネットの漏れ磁束により出力軸側の回転角度を検出でき、この場合、マグネットホルダを非磁性材料により形成し、このマグネットホルダに設けた連通部を通してマグネットの一部が出力軸に常時接触していることからマグネット側への帯電を防ぎ、静電によるマグネットの検知側の誤作動を防ぎつつ非接触のセンサで出力軸側の回転状態を検知して正確な検知性能を発揮する。マグネットホルダを構成する非磁性材料を一般的な汎用の樹脂材料により形成すれば、この材料を簡単に入手でき、切削加工も必要のないことから容易に製造できる。マグネットホルダとマグネットとの間に電蝕が生じるおそれもないため、マグネットの酸化劣化を防止して正確な出力軸の回転状態の検知機能を維持できる。

請求項２に係る発明によると、略円筒形状に形成したマグネットホルダを用いてマグネットを出力軸に装着して省スペース化を図ることができ、しかも、装着孔、装着孔部にそれぞれ出力軸、マグネットを位置決め状態で装着することで、これらを正確に芯出しした状態で強固に一体化できる。出力軸又はマグネットの何れか一方に形成した突起部が、連通部を通して他方側に露出していることで、これらを確実に接触させて帯電防止できる。

請求項３に係る発明によると、マグネットホルダにより出力軸とマグネットとを組み合わせたときに、これらを芯出しして位置決めした状態で出力軸又はマグネットの何れか一方に形成した突起部の先端面側を他方側に確実に接触させ、マグネットのパーミアンス低下を防止して安定した漏洩磁束を得ることが可能となる。このため、電動アクチュエータ本体に接続されるバルブ内に蒸気などの高温流体を流す場合でも、マグネットの不可逆消磁を防止し、これによってバルブ内を流れる流体の温度範囲を拡大しつつ、弁体回転時の位置制御の精度が向上する。

請求項４に係る発明によると、接着剤を用いてマグネットホルダを出力軸又はマグネットに固着していることで固定用ねじを必要とすることがなく、この簡略化した取付け構造によりマグネットホルダを位置決め調整することなく、高精度な組立て作業が簡便になる。

請求項５に係る発明によると、マグネットホルダにマグネットを装着するときに、切欠溝を通して空気を抜きながらマグネットを装着孔部に収納でき、このマグネットを傾けることなく配置して出力軸の回転状態を正確に検知できる。

そして、本発明の検知用マグネットの取付構造は、請求項６に係る発明のように、出力軸の回転角度を磁気式エンコーダにより検出する場合に特に有効である。

請求項７に係る発明によると、マグネットをマグネットホルダにより出力軸に同軸に固定していることで、コンパクト化を図りつつマグネットの漏れ磁束により出力軸側の回転角度を検出でき、この場合、マグネットホルダを非磁性材料により形成し、このマグネットホルダに設けた連通部を通してマグネットの一部が出力軸に常時接触していることからマグネット側への帯電を防ぎ、静電によるマグネットの検知側の誤作動を防ぎつつ非接触のセンサで出力軸側の回転状態を検知して正確な検知性能を発揮するバルブ用電動アクチュエータを提供できる。マグネットホルダを構成する非磁性材料を一般的な汎用の樹脂材料により形成すれば、この材料を簡単に入手でき、切削加工も必要のないことから容易に製造できる。マグネットホルダとマグネットとの間に電蝕が生じるおそれもないため、マグネットの酸化劣化を防止して正確な出力軸の回転状態の検知機能を維持できる。

バルブ用電動アクチュエータの縦断面図である。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ部拡大図である。 マグネットの取り外し状態を示す分離斜視図である。 マグネットの装着部付近を示す斜視図である。

以下に、本発明におけるバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１においては、バルブ用電動アクチュエータの縦断面図を示し、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ部拡大図を示している。

本発明は、電動アクチュエータの出力軸側に設けられるマグネットの取付構造に関するものであり、このマグネットにより出力軸の回転角度を検知可能になっている。
図１、図２において、バルブ用電動アクチュエータ（以下、アクチュエータ本体１という）は、電動モータ２、減速歯車列３、出力軸４、マグネット５、マグネットホルダ６、エンコーダ制御用基板７を備え、これら各部品はアクチュエータ本体１のハウジング８を成す、下部の基台９と上部側を覆うカバー１０との間に収納される。

基台９は、円形枠状に形成され、この基台９の枠内に減速歯車列３が配置される。減速歯車列３の入力側には電動モータ２、出力側には出力軸４がそれぞれ設けられ、この出力軸４に図示しないボール弁等のバルブのステムが接続可能に設けられる。電動モータ２の回転は、減速歯車列３により減速回転されて出力軸４より出力され、この出力軸４によりステムを通して弁体が回転駆動される。

本例では、出力軸４の上部に制御軸４ａが同軸に形成され、これら出力軸４と制御軸４ａとが軸受２０、軸受２０ａにより基台９に取付けられて一体回転するようになっている。制御軸４ａ（出力軸４）の上端には、この制御軸４ａの外径よりも縮径した円柱状の突起部２１が突出形成され、この突起部２１の上端側にマグネット５が取付けられ、このマグネット５が、マグネットホルダ６により制御軸４ａと基板７との間に配置される。このとき、マグネット５と基板７との間には適宜の空間が設けられる。

軸受２０、軸受２０ａは、銅系或は鉄系などの金属製の含油軸受よりなり、内部には潤滑油が注入されている。出力軸４の回転時には、この出力軸４と軸受２０、軸受２０ａとの生じる間隙に潤滑油膜が浸入することにより電気的に絶縁可能となる。

出力軸４の下部側は、基台９底面から突出するように設けられ、その下端部には凹状溝２２が形成される。凹状溝２２には、バルブのステム上端に形成された図示しない平行二面部が係合可能に設けられ、これら凹状溝２２と平行二面部との係合によりステムが出力軸４に接続される。

減速歯車列３の上方には、円板状の仕切板２３が取付けられ、この仕切板２３の上面に柱状のスペーサ２４が適宜間隔により複数箇所に立設するように取付けられ、このスペーサ２４の上部に基板７が固定される。これにより、基板７は、仕切板２３から適正な距離で配置される。

基板７において、制御軸４ａ（出力軸４）の上端面側との対向位置には、回転角度計測用の磁気式エンコーダ（用）ＩＣ２５が取付けられている。エンコーダＩＣ２５には、被検出体であるマグネット５の回転角度を検出するための情報が記録され、これらマグネット及びこのマグネットに対向して配置したエンコーダＩＣ２５を用いる磁気式エンコーダにより、出力軸４の回転角度の検知を行っている。

図３、図４において、マグネット５は、略円筒形状の永久磁石からなり、例えば、ネオジム磁石等のパーミアンスが大きく、最大エネルギ積が大きい磁石を材料として扁平状の円板形状に形成される。本例では、例えば、φ８ｍｍ〜φ１０ｍｍ程度の外径の円板状に設けられ、中心部より二分割するようにＮ極とＳ極とが厚み方向に着磁されている。マグネット５の表面には、防錆用としてニッケルメッキが施され、このマグネット５は、マグネットホルダ６により制御軸４ａの上端側に装着される。

マグネットホルダ６は、非磁性材料である汎用の樹脂材料により略円筒形状に成型される。マグネットホルダ６の底面側には、制御軸４ａの上端部が嵌合可能な穴径の装着孔３０が適宜深さにより形成され、一方、マグネットホルダ６の上面側には、マグネット５が嵌合状態で装着可能な装着孔部３１が適宜深さにより形成される。さらに、これら装着孔３０と装着孔部３１との間には連通孔３２が形成され、この連通孔３２は、制御軸４ａの突起部２１の外径よりもやや大きい径に設けられる。

装着孔部３１の外周側には、空気抜き用の複数の切欠溝３３が所定間隔で形成され、本例では、３つの切欠溝３３が等間隔でマグネットホルダ６の外周側まで貫通するように形成されている。一方、装着孔３２の外周側には、軸方向に沿って複数の切欠溝部３４が等間隔で形成され、この切欠溝部３４により装着孔３０が径方向に拡縮することで制御軸４ａへの取付けが容易になっている。

マグネットホルダ６は、上面側の装着孔部３１に位置決め状態でマグネット５が嵌合装着され、底面側の装着孔３０に出力軸４ａの上端部側が位置決め状態で嵌合固定される。このとき、出力軸４に形成された突起部２１が、連通孔３２を通して装着孔部３１の他方側である装着孔３０から露出し、マグネット５の一部と出力軸４とが接触してこれらが電気的に接続された状態となる。しかも、これらを部分的に接触させて磁気回路を形成していることで、マグネット５の周囲に磁気回路を確保してパーミアンス係数の低下を防止する。この場合、マグネット５の上面側から側面を通じて裏面、或はその逆方向に分布する安定した漏洩磁束が確保される。

マグネット５は、マグネットホルダ６に対してエンコーダＩＣ２５から数ミリ程度の間隙で対向した状態で、制御軸４ａに対して着磁角度にこだわらず任意の角度で取り付けられる。制御軸４ａが回転したときには、マグネットホルダ６とともにマグネット５が制御軸４ａと一体に回転する。

マグネットホルダ６の出力軸４ａへの装着時には、出力軸４ａの突起部２１の先端面２１ａ側が連通孔３２を通して装着孔３０側よりも上方に突出し、この突起部先端面２１にマグネット５が載置されることで、マグネット５が確実に出力軸４に接触した状態となる。このとき、マグネット５の中心位置がエンコーダＩＣ２５の中心位置と一致した状態に配置される。

この場合、連通孔３２の内径が突起部２１の外径よりもやや大径であることから、突起部２１の外周側と連通孔３２との間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓに接着剤３５を充填することでこの接着剤３５によりマグネットホルダ６と出力軸４とが一体に固着される。接着剤３５は、マグネット５と装着孔部３１、出力軸４と装着孔３０との間にも塗布される。

出力軸４の回転時には、マグネット５のＮ極とＳ極とによる漏洩磁束をエンコーダＩＣ２５に鎖交させて、このエンコーダＩＣ２５の内部に配置された図示しないホール素子からの出力電圧より連続してベクトル演算して角度アナログ信号を得た後、この角度アナログ信号をデジタル信号に変換することでその回転角度が検出される。

この場合、エンコーダＩＣ２５の角度アナログ信号は、高速シリアル通信により基板７上の銅箔パターンを通じてデジタル信号に伝達されるため、出力軸４の正確な回転角度のデータが得られる。

このように、エンコーダＩＣ２５により、制御軸４ａのマグネット５の回転を信号として取り込むことで、アクチュエータ本体１の出力開度の絶対値がデジタル値として得られ、制御軸４ａの回転状態が計測される。マグネット５の回転は、非接触式のエンコーダＩＣ２５により計測され、この電子式無接点状態であることにより接点障害が防がれる。
このことから、制御軸４ａ（マグネット５）は、どのような回転状態であっても、エンコーダＩＣ２５により高精度に計測される。

この場合、出力軸４がバルブの全閉位置又は全開で停止したときには、マグネット５から発生する漏洩磁束の方向の変化が停止し、エンコーダＩＣ２５から出力される角度データ値の変化が停止する。この角度データの無変化の継続時間を全閉又は全開状態として予め認知させ、これを全閉又は全開位置データとして記録しておく。バルブの開閉動作時には、これら全閉又は全開位置データとマグネット５による出力軸４の回転状態とを比較することで、バルブの全閉又は全開状態を検知可能となる。

図１において、電動モータ２は、一般的な構造のＤＣ（直流）ブラシレスモータよりなり、仕切板２３の上面に固定される。電動モータ２をＤＣブラシレスモータとした場合、機械的に摺動する接点部分がなく、整流時に火花やアーク放電の発生を回避して絶縁物の生成を抑え、動作時のデッドポイントを防止可能になる。そのため、開閉位置を調整した出力軸４を高精度に回転可能な信頼性の高い電動バルブを提供可能になる。また、絶縁低下を防止し、長期に渡って高精度な動作が維持される。電動モータ２には、アクチュエータ本体１の外部からケーブル３６が接続可能に設けられ、このケーブル３６並びに制御用基板７を通して図示しない外部電源から電圧が供給されて回転する。

減速歯車列３は、図示しない入力軸、出力軸４、複数の減速歯車３ａを有し、電動モータ２から入力軸に入力された回転が減速歯車３ａにより減速され、この減速回転が出力軸４から出力可能に設けられる。

なお、前記実施形態では、出力軸４側に突起部２１を設け、この突起部２１を連通孔３２からマグネット５側に露出させているが、マグネット５側に設けた突起部２１を、連通孔３２から出力軸４側に露出させるようにしてもよい。この場合、突起部２１の先端面２１ａ側が、連通孔３２を通して装着孔部３１側に突出することでこの突起部先端面２１ａが出力軸４に接触可能となる。さらに、突起部２１の外周側と連通孔３２との間の隙間Ｓに接着剤３５を充填すれば、マグネットホルダ６とマグネット５とを一体に固着することが可能となる。

また、出力軸４の上部に制御軸４ａを一体化し、この制御軸４ａの上端側にマグネットホルダ６でマグネット５を取付けて出力軸４の回転角度を検知しているが、必ずしも制御軸４ａを出力軸４と一体に設ける必要はなく、制御軸４ａを減速歯車列３の途中位置に出力軸４とは別体に設け、この制御軸４ａの回転角度を検知するようにしてもよい。この場合、制御軸４ａを出力軸と見なすものとする。

電動モータ２と出力軸４との間には必ずしも減速歯車列３が設けられている必要はなく、電動モータ２の回転が適宜の手段により出力軸４側に伝達される構造であれば、各種のアクチュエータに対しても上述したマグネットの取付構造を適用できる。

アクチュエータ本体１に接続されるバルブは、ボール弁以外のバルブであってもよく、例えばバタフライ弁等の各種のバルブを接続した場合にも、マグネット５を用いた高精度の回転制御が可能となる。

次いで、本発明のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造とバルブ用電動アクチュエータの上記実施形態における作用を述べる。
アクチュエータ本体１において、マグネットホルダ６によりマグネット５を出力軸４（制御軸４ａ）に同軸状態に固定し、マグネットホルダ６の連通孔３２を通してマグネット５の一部を出力軸４に接触させていることから、これらが電気的に常時接続された状態となる。そのため、動作時に弁体に帯電した電荷が出力軸４を通してマグネット５に帯電したとしても、動作停止時には出力軸４と軸受２０とが電気的に接続されることで出力軸４に帯電した電荷が放電され、エンコーダＩＣ２５の静電破壊や、誤作動等を確実に防止する。これにより、マグネット５が一時的に帯電したとしても、定期的に放電することも可能となる。

この場合、弁体に帯電した電荷は、出力軸４から一旦はマグネット５に帯電されるが、アクチュエータ本体１が回転を停止したときに軸受２０内に潤滑油が収納されることで、軸受２０と出力軸４とが潤滑油を介することなく直接接触して電気的に接続され、マグネット５に帯電した電荷が効率的に放電される。

マグネットホルダ６底面側の装着孔３０に出力軸４（制御軸４ａ）の上端部、マグネットホルダ６上面側の装着孔部３１にマグネット５をそれぞれ位置決め状態で装着し、出力軸４の突起部先端面２１ａを接触させているため、マグネット５のパーミアンスを低減させることなく、安定した漏洩磁束が得られる。特に、バルブに高圧蒸気などの高温流体を流した場合にも、マグネット５の不可逆減磁の防止を図り、マグネット５による高精度の位置制御を持続する。

出力軸４（制御軸４ａ）と二極に着磁されたマグネット５との位置関係は、デジタル制御により制約を受けることがないため、出力軸４、マグネットホルダ６、マグネット５を、円周方向においてそれぞれ任意の向きで取り付けでき、これらの部品形状を簡素化しつつマグネット５の固定が可能になる。

しかも、マグネットホルダ６を一般的な汎用樹脂材料により成型加工し、この樹脂製マグネットホルダ６を通して、出力軸４の上面側とマグネット５底面側とを必要最小限の面積で接触させていることにより、マグネット５の異金属接触による電蝕を最小限に抑制し、帯電の生じ易い劣悪な環境下であっても、長時間に渡って帯電を阻止して信頼性の高いアクチュエータ本体１を提供できる。
さらに、マグネットホルダ６を樹脂材料で成形していることで切削加工を省略することもでき、加工工数を削減して簡便に製作可能となる。

突起部２１外周側と連通孔３２との間の隙間Ｓに接着剤３５を充填し、この接着剤３５でマグネットホルダ６と出力軸４とを任意の回転状態で固着することで、固定用ねじなどの外部部品を用いることなく構造を簡略化でき、マグネット５の位置決め調整を必要とすることなく安定した漏洩磁束を確保できる。

エンコーダＩＣ２５とマグネット５とが接触していないため、アクチュエータ本体１が車両などの振動や衝撃が発生しやすい環境下に配置される場合にも、破損、接点障害、誤作動を防いで長寿命化を図ることができる。制御軸４ａにその回転を検知するための側圧が加わることもないため、長期間の使用後にも制御軸４ａのガタを抑えて出力軸４の回転角度が変化するおそれもない。

マグネット５のＮ極からＳ極に向かう漏洩磁束の分布が常に一定であり、出力軸４の回転により磁束分布も回転し、エンコーダＩＣ２５内部の図示しない複数のホール素子に磁束を錯交させて発生する各ホール電圧をベクトル演算することで、正確な出力軸４の角度データを得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

１ アクチュエータ本体
２ 電動モータ
３ 減速歯車列
４ 出力軸
５ マグネット
６ マグネットホルダ
２１ 突起部
２１ａ 先端面
３０ 装着孔
３１ 装着孔部
３２ 連通孔
３３ 切欠溝
３５ 接着剤
Ｓ 隙間

Claims (7)

1. 電動モータの回転を出力軸に伝達するバルブ用電動アクチュエータの出力軸の回転角度を検知するマグネットの取付構造であって、前記マグネットが非磁性材料からなるマグネットホルダにより前記出力軸に同軸状態に固定され、前記マグネットホルダに設けた連通孔を通して前記マグネットの一部が前記出力軸に接触していることを特徴とするバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
2. 略円筒形状に形成された前記マグネットホルダの底面側に装着孔、上面側に装着孔部、これら装着孔と装着孔部との間に前記連通孔がそれぞれ形成され、前記装着孔に前記出力軸の上端部、前記装着孔部に前記マグネットがそれぞれ位置決め状態で装着され、前記出力軸又は前記マグネットの何れか一方に形成された突起部が前記連通孔を通して他方側に露出した請求項１に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
3. 前記突起部の先端面側が、前記連通孔を通して前記装着孔部側又は前記装着孔側から突出した請求項２に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
4. 前記突起部の外周側と前記連通孔との間に隙間が形成され、この隙間に接着剤が充填されて前記マグネットホルダと前記出力軸又は前記マグネットとが固着された請求項２又は３に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
5. 前記装着孔部の外周側に空気抜き用の複数の切欠溝が均等間隔で形成された請求項２乃至４の何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
6. 前記出力軸の回転角度の検知を、前記マグネット及びこのマグネットに対向して配置したエンコーダ用ＩＣを用いる磁気式エンコーダにより行う請求項１乃至５の何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のバルブ用電動アクチュエータの検知用マグネットの取付構造により検知用マグネットを取り付けたバルブ用電動アクチュエータ。

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