JP6614309B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、ターボチャージャ用の電動アクチュエータに関する。

ターボチャージャ用の電動アクチュエータの一例として、特許文献１に開示される技術が知られている。
特許文献１には、部品を組付けるハウジングに、電動モータ、歯車減速機、レバー、下カバー、上カバー等を組付ける電動アクチュエータが開示されている。

特開２００２−３４９６４１号公報

近年、排出ガスの規制強化に伴い、ターボチャージャに用いられるバルブ類の開度をモニターすることが求められる。具体的には、ウエストゲートバルブの開度や、可変容量式のノズルベーンや切替バルブの作動状態をモニターすることが求められる。そのためには、電動アクチュエータに回転角センサを搭載することが要求される。
しかし、特許文献１に開示されるものには、回転角センサが搭載されていない。このため、特許文献１に開示されるものに回転角センサを搭載すると、電動アクチュエータの大型化を招いてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ターボチャージャ用の電動アクチュエータにおいて、回転角センサの搭載に伴う大型化を防止することにある。

請求項１の手段を採用することにより、電動アクチュエータにおいて、最終ギヤを設けない回動スペースを利用して磁束発生部を配置することができる。これにより、電動アクチュエータの大型化を招くことなく、電動アクチュエータに回転角センサを搭載することができる。

エンジン吸排気装置の概略図である。 ターボチャージャの説明図である。 電動アクチュエータの上視図である。 電動アクチュエータの側面図である。 電動アクチュエータの下視図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 （ａ）最終ギヤを成す樹脂部品が固定された出力シャフトの斜視図、（ｂ ）樹脂部品にモールドされる磁束発生部の斜視図、（ｃ）出力シャフトを軸方向から 見た図である。 寸法の説明図である。

以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。

［実施形態１］
図１〜図１０に基づいて実施形態１を説明する。
自動車に搭載される走行用のエンジン１には、吸気をエンジン１の気筒内へ導く吸気通路２と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路３とが設けられる。

吸気通路２の途中には、ターボチャージャＴの吸気コンプレッサ４と、エンジン１に供給される吸気量の調整を行うスロットルバルブ５とが設けられる。
排気通路３の途中には、ターボチャージャＴの排気タービン６と、排気ガスの浄化を行う触媒７とが設けられる。なお、触媒７はモノリス構造を採用する周知な三元触媒であり、活性化温度に昇温することで排気ガス中に含まれる有害物質を酸化作用と還元作用により浄化する。

排気タービン６は、エンジン１から排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール６ａと、このタービンホイール６ａを収容する渦巻形状のタービンハウジング６ｂとを備える。
吸気コンプレッサ４は、タービンホイール６ａの回転力を受けて回転するコンプレッサホイール４ａと、このコンプレッサホイール４ａを収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング４ｂとを備える。

タービンハウジング６ｂには、タービンホイール６ａを迂回して排気ガスを流すバイパス通路８が設けられる。
バイパス通路８は、タービンハウジング６ｂに流入した排気ガスを直接タービンハウジング６ｂの排気出口へ導く。このバイパス通路８は、ウエストゲートバルブ９によって開閉可能に設けられる。

ウエストゲートバルブ９は、タービンハウジング６ｂの内部で回動可能に支持されるスイングバルブである。具体的に、ウエストゲートバルブ９は、タービンハウジング６ｂに対して回転自在に支持されるバルブ軸１０を介して回動操作される。

このウエストゲートバルブ９は、エンジン１の高回転時などに、バイパス通路８の開度を調整してターボチャージャＴによる過給圧をコントロールする。

また、ウエストゲートバルブ９は、冷間始動直後など、触媒７の温度が活性化温度に達していない時に、バイパス通路８を全開にして触媒７の暖機を行う。これにより、タービンホイール６ａに熱を奪われていない高温の排気ガスを触媒７へ導くことができ、触媒７の早期暖機を実施できる。

ウエストゲートバルブ９を回動操作する手段として、ターボチャージャＴは、電動アクチュエータ１１を備える。この電動アクチュエータ１１は、エンジン制御を行うＥＣＵ１２によって通電制御される。
電動アクチュエータ１１は、排気ガスの熱影響を回避する目的で、排気タービン６から離れた吸気コンプレッサ４に搭載される。このように、電動アクチュエータ１１は、ウエストゲートバルブ９から離れた位置に搭載される。このため、ターボチャージャＴには、電動アクチュエータ１１の出力をウエストゲートバルブ９に伝達するためのリンク機構が設けられる。

リンク機構は、所謂４節リンクであり、電動アクチュエータ１１によって回動操作されるアクチュエータレバー１３と、バルブ軸１０に結合されるバルブレバー１４と、アクチュエータレバー１３に付与される回動トルクをバルブレバー１４に伝えるロッド１５とを備える。

電動アクチュエータ１１を説明する。
電動アクチュエータ１１は、吸気コンプレッサ４に取り付けられるハウジング２０と、このハウジング２０に組み付けられる電動モータ２１、歯車減速機２２、出力シャフト２３、カバー２４と、出力シャフト２３の先端に固定されるアクチュエータレバー１３とを備えて構成される。

ハウジング２０は、一方に向けて開口する開口部αを備える。
以下では、説明の便宜上、ハウジング２０において開口部αが開口する方向を上、逆方向を下として説明する。もちろん、この上下方向は、搭載方向を限定するものではない。なお、図３に示す符合２０ａは、電動アクチュエータ１１を吸気コンプレッサ４に組付ける際に用いられるボルト挿通穴である。

ハウジング２０は、例えばアルミニウム等によるダイキャスト製である。このハウジング２０の上部には、カバー２４が装着される。
そして、ハウジング２０とカバー２４との間に形成される空間βに、電動モータ２１や歯車減速機２２等が配置される。

電動モータ２１は、ハウジング２０に組み付けられる。具体的に電動モータ２１は、ハウジング２０に形成されたモータ挿入室γに挿入された後、スクリュ等によってハウジング２０に固定される。電動モータ２１は限定するものではなく、例えば周知の直流モータであっても良いし、周知のステッピングモータであっても良い。

歯車減速機２２は、ハウジング２０に組み付けられるものである。この歯車減速機２２は、電動モータ２１の発生する回転力を減速する平行軸式である。
具体的に、歯車減速機２２は、電動モータ２１によって駆動されるピニオンギヤ２６と、このピニオンギヤ２６によって回転駆動される第１中間ギヤ２７と、この第１中間ギヤ２７によって回転駆動される第２中間ギヤ２８と、この第２中間ギヤ２８によって回転駆動される最終ギヤ２９とを備える。

ピニオンギヤ２６は、電動モータ２１の回転軸に固定された小径の外歯歯車である。
第１中間ギヤ２７は、第１大径ギヤ２７ａと第１小径ギヤ２７ｂが同芯で設けられた２重歯車である。この第１中間ギヤ２７は、ハウジング２０に固定される第１中間シャフト３１によって回転自在に支持される。そして、第１大径ギヤ２７ａがピニオンギヤ２６と常に噛合する。

第２中間ギヤ２８は、第１中間ギヤ２７と同様、第２大径ギヤ２８ａと第２小径ギヤ２８ｂが同芯で設けられた２重歯車である。この第２中間ギヤ２８は、ハウジング２０に固定される第２中間シャフト３２によって回転自在に支持される。そして、第２大径ギヤ２８ａが第１小径ギヤ２７ｂと常に噛合し、第２小径ギヤ２８ｂが最終ギヤ２９と常に噛合する。

最終ギヤ２９は、出力シャフト２３に固定された大径の外歯歯車である。この最終ギヤ２９は、所定の回動範囲のみに設けられる。
なお、出力シャフト２３は、ハウジング２０に組み付けられる下ベアリング３３と、カバー２４に組み付けられる上ベアリング３４とによって回転自在に支持される。

電動アクチュエータ１１は、出力シャフト２３の回転角度を検出することで出力レバー１３の駆動角度を検出し、結果的にウエストゲートバルブ９の開度を検出する回転角センサ３５を備える。
回転角センサ３５は、非接触型であり、出力シャフト２３と一体に回動する磁束発生部３６と、カバー２４またはハウジング２０の一方に取り付けられて磁束発生部３６の発生する磁束を検出する磁気検出部３７とを備える。そして、回転角センサ３５によって検出される出力シャフト２３の回転角度は、ＥＣＵ１２へ出力される。なお、この回転角センサ３５の詳細は後述する。

ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータを搭載するエンジン・コントロール・ユニットであり、電動アクチュエータ１１を通電制御する制御プログラムを備える。
具体的に、ＥＣＵ１２は、エンジン１の運転状態からエンジン１の運転状態に適したウエストゲートバルブ９の目標開度を算出する。そして、算出した目標開度と回転角センサ３５によって検出した検出開度とが一致するように電動アクチュエータ１１をフィードバック制御する。もちろん、この過給圧制御は一例であり、限定するものではない。

また、ＥＣＵ１２は、冷間始動直後など、触媒７の実温度または予測温度が活性化温度に達していない時に、触媒７の早期暖機を実施する。具体的に、ＥＣＵ１２は、触媒７の早期暖機を行う際に、ウエストゲートバルブ９を所定の開度に設定する。これにより、排気ガスの熱がウエストゲートバルブ９に奪われるのを防ぐことができる。もちろん、この触媒７の早期暖機制御は一例であり、限定するものではない。

（特徴技術１）
電動アクチュエータ１１の製造方法を説明する。
ハウジング２０には、上方へ向けて開口する開口部αが設けられている。この開口部αの内側には、上述したモータ挿入室γの他に、歯車減速機２２や出力シャフト２３等の組付スペースが設けられている。そして、ハウジング２０に直接組み付けられる全ての部品は、電動モータ２１、歯車減速機２２、出力シャフト２３、カバー２４を含め、全て上方から下方へ向けてハウジング２０に組付けられる。

このことを具体的に説明する。
電動アクチュエータ１１の組立を行う際、開口部αが上方に向くようにハウジング２０を配置して、内部組付工程と、カバー組付工程と、レバー組付工程とを実施する。

内部組付工程は、電動モータ２１、歯車減速機２２、出力シャフト２３を、上方から開口部αの内側へ組み付ける工程である。
内部組付工程の詳細を説明する。
上方からモータ挿入室γの底にウエーブワッシャ３８を組み入れる。このウエーブワッシャ３８は、モータ挿入室γの底と電動モータ２１との間で圧縮されて、電動モータ２１の振動を抑制するものである。
次に、上方からモータ挿入室γに電動モータ２１を挿し入れる。
次に、上方から複数のスクリュ等をハウジング２０に螺合して、電動モータ２１をハウジング２０に固定する。

上方から第１中間シャフト３１と第２中間シャフト３２をハウジング２０に圧入する。具体的に、開口部αの内側の底面には、第１中間シャフト３１を圧入するための第１圧入穴３９と、第２中間シャフト３２を圧入するための第２圧入穴４０が予め形成されている。
そして、第１圧入穴３９に第１中間シャフト３１を圧入するとともに、第２圧入穴４０に第２中間シャフト３２を圧入する。

上方から下ベアリング３３をハウジング２０に圧入する。具体的に、ハウジング２０には、下ベアリング３３を圧入するための下ベアリング穴４１が予め形成されている。そして、その下ベアリング穴４１に下ベアリング３３を圧入する。

上方から出力シャフト２３を下ベアリング３３の内側に圧入する。具体的に、出力シャフト２３には、最終ギヤ２９と磁束発生部３６が設けられている。このため、出力シャフト２３を下ベアリング３３の内側に圧入することで、最終ギヤ２９と磁束発生部３６もハウジング２０に組み付けられる。

次に、第２中間シャフト３２に第２中間ギヤ２８を組付ける。続いて、第１中間シャフト３１に第１中間ギヤ２７を組付ける。
以上により、内部組付工程を終了する。

続いて、カバー組付工程を実施する。
カバー組付工程は、ハウジング２０にカバー２４を組付ける工程である。
具体的に、上方からカバー２４をハウジング２０に装着する。この時、カバー２４に圧入された上ベアリング３４の内側に出力シャフト２３を圧入する。
次に、上方から複数のボルト４２をハウジング２０に螺合して、カバー２４をハウジング２０に固定する。

なお、カバー２４には、電動モータ２１および磁気検出部３７と電気的な接続を行うコネクタ４３が設けられるとともに、磁気検出部３７が設けられる。このため、カバー２４をハウジング２０に組付けることで、コネクタ４３と磁気検出部３７の組付けも完了する。
以上により、カバー組付工程を終了する。

続いて、レバー組付工程を実施する。
レバー組付工程は、上方からアクチュエータレバー１３を出力シャフト２３の先端に固定する工程である。出力シャフト２３とアクチュエータレバー１３の固定技術は限定するものではないが、カシメまたは溶接により固定される。なお、図面では、出力シャフト２３の先端をカシメることでアクチュエータレバー１３を出力シャフト２３に固定する例を示す。

アクチュエータレバー１３の回動端には、出力シャフト２３と平行なピン４４が設けられる。このピン４４は、ロッド１５の端部に回動自在に連結されて、アクチュエータレバー１３の回動トルクをロッド１５に伝える部品である。なお、ピン４４は、アクチュエータレバー１３にカシメや溶接等の結合技術により前もって結合されるものである。
以上により、レバー組付工程が終了して電動アクチュエータ１１の組付が完了する。

（効果）
この実施形態は、上述したように、ハウジング２０を反転させることなく、ターボチャージャＴに用いられる電動アクチュエータ１１の組付けを行うことができる。
このため、電動アクチュエータ１１の組付性を向上でき、電動アクチュエータ１１の製造コストを抑えることができる。
また、従来技術とは異なり、反転させて組付ける部品を無くすことができるため、電動アクチュエータ１１の部品点数を低減できる。この部品点数の低減によっても、電動アクチュエータ１１のコストを抑えることができる。

（特徴技術２）
ハウジング２０には、上述したように、電動モータ２１を組付けるためのモータ挿入室γが設けられる。
モータ挿入室γの上端には、挿入口を拡径した形状の拡径穴４５が設けられる。この拡径穴４５は、モータ挿入室γの軸芯と同軸の丸穴形状を呈する。
そして、この実施形態では、電動モータ２１に固定されたモータフランジ４６を拡径穴４５の内側に嵌め入れることで、ハウジング２０に対する電動モータ２１の位置決めを行っている。

（効果）
電動モータ２１の回転軸と第１中間シャフト３１の軸間ピッチ、第１中間シャフト３１と第２中間シャフト３２の軸間ピッチ、第２中間シャフト３２と出力シャフト２３の軸間ピッチの全てを、ハウジング２０が規定する。
このため、歯車減速機２２の噛合精度を高めることができる。即ち、電動アクチュエータ１１の機械的な精度を高めることができる。なお、軸間ピッチは、２つの軸中心の離間距離である。

（特徴技術３）
歯車減速機２２は、第１大径ギヤ２７ａと第１小径ギヤ２７ｂを同軸に設けた第１中間ギヤ２７を備えるとともに、第２大径ギヤ２８ａと第２小径ギヤ２８ｂを同軸に設けた第２中間ギヤ２８を備える。
そして、第１中間ギヤ２７は、第１大径ギヤ２７ａより第１小径ギヤ２７ｂが下方に配置される。同様に、第２中間ギヤ２８は、第２大径ギヤ２８ａより第２小径ギヤ２８ｂが下方に配置される。

（効果）
電動モータ２１の軸方向の寸法Ｈ１内に、歯車減速機２２における全歯車の軸方向寸法Ｈ２を治めることができる。これにより、電動アクチュエータ１１の軸方向寸法を抑えることが可能になる。
また、歯車減速機２２は、電動モータ２１の出力トルクを下方向へ伝える。このため、歯車減速機２２の重心位置を、電動モータ２１の重心位置に近づけることができる。これにより、電動アクチュエータ１１の振幅を抑えることが可能になり、電動アクチュエータ１１の耐振性を向上できる。

（特徴技術３の関連技術）
この実施形態では、第１中間ギヤ２７、第２中間ギヤ２８、最終ギヤ２９を樹脂によって設ける。
これにより、歯車減速機２２の軽量化を図るとともに、歯車減速機２２の製造コストを抑えることができる。
また、歯車減速機２２の軽量化に伴って電動アクチュエータ１１を軽量化できる。電動アクチュエータ１１を軽量化することで、電動アクチュエータ１１の耐振性をさらに向上できる。

（特徴技術４）
ハウジング２０には、環状の壁４７が一体に設けられている。この壁４７は、開口部αの周縁を成すものであり、壁４７の上端にカバー２４が組み付けられる。

（効果）
開口部αの周縁を成す壁４７が補強リブの作用を奏する。このため、ハウジング２０の強度を確保しつつ、ハウジング２０の薄肉化を図ることができる。

（特徴技術５）
カバー２４は、樹脂材料によって設けられる。そして、カバー２４を成す樹脂材料は、電動モータ２１に電力を付与するモータターミナル５１をモールドするとともに、外部機器との接続を行うためのコネクタ４３を形成する。
具体的に、カバー２４は、モータターミナル５１の他に、電動モータ２１の通電端子２１ｂと結合して電気的な接続を行う中継ターミナル５２と、磁気検出部３７と、この磁気検出部３７に電気的に接続されるセンサターミナル５３と、ボルト４２が挿通される複数の金属製のカラー５４と、上ベアリング３４が圧入される金属製のベアリングホルダ５５とがモールドされる。
なお、モータターミナル５１の端部およびセンサターミナル５３の端部は、コネクタ４３の内部に露出配置される。もちろん、中継ターミナル５２の一部は、カバー２４の裏面に露出するものであり、カバー２４がハウジング２０に組付けられることで、中継ターミナル５２が電動モータ２１の通電端子と電気的に接続される。

（効果）
カバー２４を成す樹脂材料に、モータターミナル５１を含めて種々の電気部品をモールドしている。カバー２４をハウジング２０に組付けることで、種々の電気部品の組付けが完了する。このため、電動アクチュエータ１１の組付性を向上できる。
また、カバー２４を構成する樹脂によってコネクタ４３が形成される。このため、電動アクチュエータ１１を構成する部品の数を抑えることができる。

（特徴技術５の関連技術）
カバー２４には、ガスケット５６を組み付けるガスケット溝が、カバー２４の成型時に同時に形成される。なお、ガスケット５６は、ハウジング２０とカバー２４の当接箇所をシールする環状のゴム材である。

（特徴技術６）
カバー２４を成す樹脂材料には、ボルト４２が挿通される筒状を呈した複数の金属製のカラー５４がモールドされる。
そして、コネクタ４３は、複数のカラー５４のうちの２つのカラー５４の間に設けられる。即ち、隣接する２つのカラー５４の中間部位にコネクタ４３が設けられる。

（効果）
コネクタ４３は、ハウジング２０に締結される２つのボルト４２の間で支持される。このため、コネクタ４３の振動を抑えることができる。これにより、車両振動やエンジン振動を長期に亘って受けても、コネクタ４３の付根部等の破損を回避できる。

（特徴技術７）
歯車減速機２２は、出力シャフト２３に対して平行な第１中間シャフト３１と第２中間シャフト３２を備える。
第１中間シャフト３１の下方は、圧入によってハウジング２０に固定される。また、第１中間シャフト３１の上方は、カバー２４に形成した第１凹部６１の内側に嵌め入れられる。
同様に、第２中間シャフト３２の下方は、圧入によってハウジング２０に固定される。また、第２中間シャフト３２の上方は、カバー２４に形成した第２凹部６２の内側に嵌め入れられる。
なお、第１凹部６１と第２凹部６２は、カバー２４の下面において下方に向かって開口する窪み部であり、カバー２４の成形時に同時に形成されるものである。

（効果）
第１中間シャフト３１の倒れを第１凹部６１によって防ぐことができる。同様に、第２中間シャフト３２の倒れを第２凹部６２によって防ぐことができる。即ち、歯車減速機２２に負荷荷重が加えられた状態であっても、電動モータ２１の回転軸、第１中間シャフト３１、第２中間シャフト３２、出力シャフト２３の軸間ピッチを保つことができる。これにより、負荷荷重が加えられた状態であっても、歯車減速機２２の噛合性を保つことができる。

また、第１中間シャフト３１の倒れを第１凹部６１によって防ぐことができるため、第１中間シャフト３１を、両端が支持される軸として設計できる。このため、第１中間シャフト３１を小径化でき、電動アクチュエータ１１の小型化および軽量化に貢献できる。
同様に、第２中間シャフト３２の倒れを第２凹部６２によって防ぐことができため、第２中間シャフト３２を、両端が支持される軸として設計できる。このため、第２中間シャフト３２を小径化でき、電動アクチュエータ１１の小型化および軽量化に貢献できる。

（特徴技術８）
出力シャフト２３は、ハウジング２０に組み付けられる下ベアリング３３と、カバー２４に組み付けられる上ベアリング３４とによって回転自在に支持される。
下ベアリング３３と上ベアリング３４のそれぞれは、図９に示すように、インナーレース６３ａとアウターレース６３ｂの間がゴム材によって設けられたシール材６３ｃによってシールされるボールベアリング６３を採用する。

下ベアリング３３の外周面は、ハウジング２０に圧入される。また、下ベアリング３３の内周には、出力シャフト２３が圧入される。
上ベアリング３４の外周面は、カバー２４に圧入される。詳細には、上ベアリング３４の外周面がカバー２４にモールドされたベアリングホルダ５５に圧入される。また、上ベアリング３４の内周には、出力シャフト２３が圧入される。

（効果）
このように設けることにより、電動アクチュエータ１１の防水性を確保できる。具体的には、上ベアリング３４または下ベアリング３３が被水しても、上ベアリング３４または下ベアリング３３を通ってアクチュエータの内部に水が浸入する不具合を回避できる。

（特徴技術９）
ハウジング２０において下ベアリング３３を圧入する下ベアリング穴４１には、下ベアリング３３の下方への移動を規制する下鍔４１ａが設けられる。
この下鍔４１ａは、下ベアリング穴４１の下端を縮径した段差部であり、ハウジング２０と一体に設けられている。

同様に、カバー２４において上ベアリング３４を圧入する上ベアリング穴６４にも、上ベアリング３４の上方への移動を規制する上鍔６４ａが設けられる。
この実施形態において上ベアリング３４が圧入される対象物は、カバー２４にモールドされるベアリングホルダ５５である。このため、この実施形態では、上ベアリング穴６４がベアリングホルダ５５に設けられている。そして、上鍔６４ａは、上ベアリング３４を圧入する上ベアリング穴６４の上端を縮径した段差部であり、ベアリングホルダ５５と一体に設けられている。

（効果）
ハウジング２０に下鍔４１ａを設けたことで、下ベアリング３３の位置決めが容易になる。
同様に、ベアリングホルダ５５に上鍔６４ａを設けたことで、上ベアリング３４の位置決めが容易になる。
これにより、下ベアリング３３と上ベアリング３４の組付性を向上できる。

（特徴技術１０）
下ベアリング穴４１の内周面には、ハウジング２０に圧入された下ベアリング３３の上方への移動を規制する複数の下部分カシメ４１ｂが施される。
同様に、上ベアリング穴６４の内周面には、ベアリングホルダ５５に圧入された上ベアリング３４の下方への移動を規制する複数の上部分カシメ６４ｂが施される。
下部分カシメ４１ｂおよび上部分カシメ６４ｂは、ハウジング２０またはベアリングホルダ５５を成す金属の一部を局所的に塑性変形させて突起を形成する技術である。

ハウジング２０に対して組付けが完了した下ベアリング３３は、下鍔４１ａと下部分カシメ４１ｂにより固定される。
同様に、カバー２４に対して組付けが完了した上ベアリング３４は、上鍔６４ａと下部分カシメ６４ｂにより固定される。
このため、出力シャフト２３に軸方向の荷重が加えられても、下ベアリング３３と上ベアリング３４の軸方向のズレを防ぐことができ、出力シャフト２３の軸方向のズレを防ぐことができる。

（特徴技術１１）
カバー２４に形成される上ベアリング３４の上ベアリング穴６４は、アクチュエータレバー１３によって覆われる。即ち、上鍔６４ａの内側がアクチュエータレバー１３によってガードされる。
具体的に、アクチュエータレバー１３には、出力シャフト２３が挿し入れされる貫通穴１３ａが設けられている。一方、アクチュエータレバー１３は、貫通穴１３ａと同芯の円弧を呈する外縁を備える。そして、その円弧の直径が、上鍔６４ａの内径寸法より大きく設けられる。
このように設けることで、上鍔６４ａと上ベアリング３４が、アクチュエータレバー１３によって覆われる。換言すれば、上鍔６４ａの内縁は、電動アクチュエータ１１を上方から見た場合にアクチュエータレバー１３によって隠される。

（効果）
高圧洗浄などによって高圧の水が電動アクチュエータ１１の上面に当たる場合が考えられる。この場合、アクチュエータレバー１３が、水の浸入ルートをガードするため、高圧の水が当たっても電動アクチュエータ１１の内部に水が浸入する不具合を回避できる。

（特徴技術１２）
アクチュエータレバー１３の回動端には、出力シャフト２３と平行なピン４４が設けられる。このピン４４は、アクチュエータレバー１３の上方に延びる。そして、ピン４４とロッド１５は、アクチュエータレバー１３の上側で連結される。
ここで、アクチュエータレバー１３の上面で、且つピン４４が設けられる部位を、ピン端面Ａとする。そして、この実施形態では、出力シャフト２３の上端Ｂより、ピン端面Ａを上に設けている。
具体的に、アクチュエータレバー１３の径方向の中間部位には、出力シャフト２３に結合される根元側に対して、ピン端面Ａを上方にするための段差Ｃが設けられている。

（効果）
このように設けることで、ロッド１５が出力シャフト２３に干渉しない。即ち、ピン４４に対してロッド１５をどの方向に配置しても、ロッド１５が出力シャフト２３に当たる不具合がない。
このため、ターボチャージャＴに対する電動アクチュエータ１１の搭載性を向上できる。

（特徴技術１３）
電動アクチュエータ１１は、出力シャフト２３の回転角度を検出する回転角センサ３５を備える。
この回転角センサ３５は、出力シャフト２３と一体に回動する磁束発生部３６と、カバー２４またはハウジング２０の一方に取り付けられて磁束発生部３６の発生する磁束を検出する磁気検出部３７とを備える。なお、この実施形態では、磁気検出部３７をカバー２４に設ける例を示す。

（特徴技術１４）
出力シャフト２３の周囲には、歯車減速機２２の最終ギヤ２９が設けられるギヤ範囲θ１と、磁束発生部３６が設けられる検出範囲θ２とが別々に存在する。
ギヤ範囲θ１と検出範囲θ２は、出力シャフト２３の周囲のラジアル方向においてそれぞれが異なる範囲に設けられる。即ち、ギヤ範囲θ１と検出範囲θ２は、ラジアル方向において重ならないように設けられている。

（効果）
近年、排出ガスの規制強化に伴い、ターボチャージャＴに用いられるバルブ類の開度をモニターすることが求められる。具体的には、この実施形態のウエストゲートバルブ９の開度や、この実施形態とは異なるが、可変容量式のノズルベーンや切替バルブの作動状態をモニターすることが求められる。そのためには、電動アクチュエータ１１に回転角センサ３５を搭載することが要求される。
しかし、特許文献１に開示されるものには、回転角センサ３５が搭載されていない。このため、特許文献１に開示されるものに回転角センサ３５を搭載すると、電動アクチュエータ１１の大型化を招いてしまう。

これに対し、この実施形態の電動アクチュエータ１１は、出力シャフト２３の軸芯から外れた位置に回転角センサ３５を配置する。これにより、出力シャフト２３の軸端に回転角センサ３５を配置しなくても良い。このため、電動アクチュエータ１１に回転角センサ３５を搭載しても、電動アクチュエータ１１の軸方向の増大を招かない。
具体的に、この実施形態では、最終ギヤ２９を設けない回動スペースを利用して磁束発生部３６を配置する。これにより、電動アクチュエータ１１の大型化を招くことなく、電動アクチュエータ１１に回転角センサ３５を搭載できる。

（特徴技術１５）
検出範囲θ２は、ギヤ範囲θ１よりラジアル方向において大きく設けられる。
なお、検出範囲θ２は、磁束発生部３６の発生する磁束で磁気検出部３７が出力する信号が、出力シャフト２３の角度変化に対して単調に増減する範囲である。

（効果）
ウエストゲートバルブ９に要求される作動角に合わせてギヤ範囲θ１が設定される。このため、ウエストゲートバルブ９の作動範囲は、ギヤ範囲θ１に限定される。
そこで、検出範囲θ２をギヤ範囲θ１より大きく設けておくことで、ウエストゲートバルブ９の作動角の全範囲を確実に回転角センサ３５により検出することができる。

（特徴技術１６）
出力シャフト２３の軸芯が伸びる方向を軸方向とする。
磁束発生部３６の軸方向の厚み寸法を磁束部厚みＨ３とする。
最終ギヤ２９の軸方向の厚み寸法を終段厚みＨ４とする。
この実施形態では、磁束部厚みＨ３は、終段厚みＨ４の範囲内に設けられる。

（効果）
これにより、磁束発生部３６が電動アクチュエータ１１の軸方向寸法を大きくする不具合がない。即ち、電動アクチュエータ１１の大型化を招くことなく、電動アクチュエータ１１に回転角センサ３５を搭載できる。

（特徴技術１７）
磁束部厚みＨ３の軸方向の中心Ｈ３Ｃは、終段厚みＨ４の軸方向の中心Ｈ４Ｃより下に設けられる。

（効果）
これにより、磁束発生部３６を、ハウジング２０における開口部αの底面に近づけることができる。即ち、出力シャフト２３の下側の支持箇所に磁束発生部３６を近づけることができる。
このため、出力シャフト２３が下ベアリング３３の中心を起点に振れても、磁束発生部３６の振れを抑えることができる。このため、回転角センサ３５の角度検出精度を高めることができ、信頼性を高めることができる。

（特徴技術１８）
終段厚みＨ４の中心Ｈ４Ｃは、下ベアリング３３と上ベアリング３４の軸方向の距離Ｈ５の中心Ｈ５Ｃより下に設けられる。

（効果）
このように設けることで、出力ギヤ２９を、ハウジング２０における開口部αの底面に近づけることができる。即ち、下ベアリング３３に出力ギヤ２９を近づけることができる。
これにより、出力ギヤ２９に作用するトルクによる出力シャフト２３を撓み難くできる。出力シャフト２３の撓みが抑えられることで、出力シャフト２３の撓みによる磁束発生部３６の振れを抑えることができる。このため、回転角センサ３５の角度検出精度を高めることができ、信頼性を高めることができる。

（特徴技術１９）
磁束発生部２６の半径方向の寸法であるセンサ半径ｒ１は、最終ギヤ２９の半径方向の寸法であるギヤ半径ｒ２と同じか、ギヤ半径ｒ２より小さく設けられる。即ち、ｒ１≦ｒ２の関係に設けられる。

（効果）
この実施形態に示すように、磁束発生部２６を出力シャフト２３の周囲に配置する場合は、センサ半径ｒ１を大きくすることで、磁気検出部３７の位置の検出精度を高めることができる。しかし、ギヤ半径ｒ２を超えてセンサ半径ｒ１を大きくすると、電動アクチュエータ１１の体格が大きくなってしまう。
これに対し、センサ半径ｒ１をギヤ半径ｒ２と同じか、センサ半径ｒ１をギヤ半径ｒ２より小さく設けることで、電動アクチュエータ１１の大型化を回避できる。即ち、電動アクチュエータ１１の大型化を招くことなく、電動アクチュエータ１１に回転角センサ３５を搭載できる。
特に、センサ半径ｒ１をギヤ半径ｒ２と同じに設けることで、電動アクチュエータ１１の小型化を図りつつ、磁気検出部３７の検出精度を最大にできる。

（特徴技術２０）
磁束発生部３６は、最終ギヤを成す樹脂部品にモールドされるものであり、２つの永久磁石７１と、２つの磁性体金属製のヨーク７２とを組み合わせて閉磁路を成す。２つのヨーク７２は、曲率半径の異なる円弧形状を呈した２つのヨーク７２を組み合わせて設けられる。

永久磁石７１の種類は限定するものではなく、例えば、希土類磁石であっても良いし、フェライトマグネットであっても良い。
２つのヨーク７２は、曲率半径の異なる円弧形状を呈するものであり、例えば鉄の薄板をプレスしたものによって設けられる。そして、２つのヨーク７２は、その両端において永久磁石７１を１つずつ挟む。
２つのヨーク７２の間には、磁気検出部３７が挿し入れられる円弧状の円弧隙間δが形成される。この円弧隙間δは、出力シャフト２３の軸中心と同芯の円弧である。２つのヨーク７２の対向幅は、ラジアル方向において一定に設けられる。そして、円弧隙間δは、出力シャフト２３が回動に伴って磁束発生部３６が回動しても、磁気検出部３７に対して非接触の状態を保つように設けられる。

２つの永久磁石７１は、それぞれの極が逆に配置される。具体的に、一方の永久磁石７１は、Ｓ極が出力シャフト２３に向けて配置される。また、他方の永久磁石７１は、Ｎ極が出力シャフト２３に向けて配置される。このように設けることで、一方の永久磁石７１→外側のヨーク７２→他方の永久磁石７１→内側のヨーク７２を磁束が通る閉磁路が形成される。

磁束発生部３６に生じる磁束の一部は、円弧隙間δに挿し入れられた磁気検出部３７を通過する。具体的には、一方のヨーク７２の磁束の一部が磁気検出部３７を介して他方のヨーク７２へ流れる。この磁気検出部３７には、通過する磁束に応じた信号を発生するホールＩＣが設けられる。このため、出力シャフト２３の回動に伴って磁束発生部３６が回動すると、ホールＩＣを通過する磁束量が変化し、磁気検出部３７の出力信号が変化する。そして、ＥＣＵ１２は、磁気検出部３７から入力した信号から出力シャフト２３の角度、即ちアクチュエータレバー１３の駆動角度を読み取る。

（効果）
閉磁路を成す磁束発生部３６を用いることにより、磁気ノイズなど外部から付与される磁気的な影響を受け難くできる。このため、回転角センサ３５による出力シャフト２３の検出精度を高めることができる。

（特徴技術２１）
この実施形態の電動アクチュエータ１１は、上述した製造方法によって製造される。即ち、上述した製造方法によって製造された電動アクチュエータ１１は、ハウジング２０に対する各部品の一方向組付けが可能であり、製造コストが抑えられる。
また、上述した特徴技術１〜２０の構成を備えるため、安価で小型で高性能な電動アクチュエータ１１を提供できる。

［他の実施形態］
上記の実施形態では、ウエストゲートバルブ９を駆動する電動アクチュエータ１１を例示したが、電動アクチュエータ１１の駆動対象物をウエストゲートバルブ９に限定しない。
具体的な一例を開示すると、電動アクチュエータ１１によってタービンハウジング６ｂに設けた第２排気スクロールの開閉を行う切替バルブを駆動しても良い。もちろん、電動アクチュエータ１１によってウエストゲートバルブ９と切替バルブの両方を操作しても良い。
または、可変ノズル機構を用いるターボチャージャＴのノズルベーン（バルブの一例）の操作を行う電動アクチュエータ１１に本発明を適用しても良い。
あるいは、２基のターボチャージャＴを用いた２ステージターボにおいて、２基のターボチャージャＴの切替等を行う電動アクチュエータ１１に本発明を適用しても良い。

上記実施形態では、ピニオンギヤ２６と最終ギヤ２９との間に第１中間ギヤ２７と第２中間ギヤ２８を設ける例を示したが限定するものではない。即ち、ピニオンギヤ２６と最終ギヤ２９との間に１つの中間ギヤを設けるものであっても良いし、３つ以上の中間ギヤを設けるものであっても良い。

９ バルブ １３ アクチュエータレバー １１ 電動アクチュエータ ２０ ハウジング ２１ 電動モータ ２２ 歯車減速機 ２３ 出力シャフト ２４ カバー ２９ 最終ギヤ ３５ 回転角センサ ３６ 磁束発生部 ３７ 磁気検出部 Ｔ ターボチャージャ α 開口部 β 空間 θ１ ギヤ範囲 θ２ 検出範囲

Claims (10)

1. 一方向へ向けて開口する開口部（α）を有するハウジング（２０）と、
   前記ハウジングに組み付けられる電動モータ（２１）と、
   前記ハウジングに組み付けられ、前記電動モータの発生する回転力を減速する平行軸式の歯車減速機（２２）と、
   前記ハウジングに組み付けられ、前記歯車減速機によって減速された回転力により駆動される出力シャフト（２３）と、
   前記ハウジングに組み付けられ、前記ハウジングとの間に前記電動モータと前記歯車減速機を収容する空間（β）を形成し、前記出力シャフトの先端を外部に露出させるカバー（２４）と、
   前記カバーの外部に露出した前記出力シャフトの先端に固定されて、ターボチャージャ（Ｔ）に設けられるバルブ（９）を駆動するアクチュエータレバー（１３）と、
   前記出力シャフトの回転角度を検出する回転角センサ（３５）とを備え、
   前記回転角センサは、前記出力シャフトと一体に回動する磁束発生部（３６）と、前記カバーまたは前記ハウジングの一方に取り付けられて前記磁束発生部の発生する磁束を検出する磁気検出部（３７）とを備え、
   前記出力シャフトの周囲には、前記歯車減速機の最終ギヤ（２９）が設けられるギヤ範囲（θ１）と、前記磁束発生部が設けられる検出範囲（θ２）とが別々に存在し、
   前記ギヤ範囲と前記検出範囲とは、前記出力シャフトの周囲のラジアル方向において重ならないように存在することを特徴とする電動アクチュエータ（１１）。
2. 請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記検出範囲は、前記ギヤ範囲よりラジアル方向において大きいことを特徴とする電動アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記出力シャフトの軸芯が伸びる方向を軸方向とした場合、
   前記磁束発生部の軸方向の厚み寸法である磁束部厚み（Ｈ３）は、前記最終ギヤの軸方向の厚み寸法である終段厚み（Ｈ４）の範囲内に存在することを特徴とする電動アクチュエータ。
4. 請求項３に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記開口部が開口する方向を上とした場合、
   前記磁束部厚みの軸方向の中心（Ｈ３Ｃ）は、前記終段厚みの軸方向の中心（Ｈ４Ｃ）より下に存在することを特徴とする電動アクチュエータ。
5. 請求項３または請求項４に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記開口部が開口する方向を上とした場合、
   前記出力シャフトは、前記ハウジングに組み付けられる下ベアリング（３３）と、前記カバーに組み付けられる上ベアリング（３４）とによって回転自在に支持されるものであり、
   前記終段厚みの軸方向の中心は、前記上ベアリングと前記下ベアリングの軸方向の距離（Ｈ５）の中心（Ｈ５Ｃ）より下に存在することを特徴とする電動アクチュエータ。
6. 請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記磁束発生部の半径方向の寸法であるセンサ半径（ｒ１）は、前記最終ギヤの半径方向の寸法であるギヤ半径（ｒ２）と同じか、あるいは前記ギヤ半径より小さいことを特徴とする電動アクチュエータ。
7. 請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記磁束発生部は、前記最終ギヤをなす樹脂部品にモールドされるものであり、２つの永久磁石（７１）と、２つの磁性体金属製のヨーク（７２）とを組み合わせて閉磁路を成すことを特徴とする電動アクチュエータ。
8. 請求項１ないし請求項７の内のいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記開口部が開口する方向を上とした場合、
   前記出力シャフトは、前記ハウジングに組み付けられる下ベアリング（３３）と、前記カバーに組み付けられてこの下ベアリングよりも上側に存在する上ベアリング（３４）とによって回転自在に支持されるものであり、
   前記ハウジングにおいて前記下ベアリングを圧入する下ベアリング穴（４１）には、前記下ベアリングの下方への移動を規制する下鍔（４１ａ）が設けられるとともに、前記カバーにおいて前記上ベアリングを圧入する上ベアリング穴（６４）には、前記上ベアリングの上方への移動を規制する上鍔（６４ａ）が設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。
9. 請求項８に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記下ベアリング穴の内周面には、前記下ベアリングの上方への移動を規制する複数の下部分カシメ（４１ｂ）が施され、
   前記上ベアリング穴の内周面には、前記上ベアリングの下方への移動を規制する複数の上部分カシメ（６４ｂ）が施されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
10. 請求項８または請求項９に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記上鍔は、前記アクチュエータレバーによって上側を覆われていることを特徴とする電動アクチュエータ。

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