JPS63257449A - 回動角度制御用ロ−タリ−アクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、車輌の減衰力を３段階にコントロールするサ
スペンションシステムのショックアブソーバ内のオイル
通路面積を切替える直流モータ回動角度切替え制御系等
に用いるロータリーアクチュエータに関するもので、特
に、フィードバック系を有せずして、３段階に回動角度
を設定する制御用ロータリーアクチュエータに関するも
のである。

［従来の技術］ 従来からめるこの種の車輌の減衰力を３段階にコントロ
ールするサスペンションの３段階間度設定用のロータリ
ーアクチュエータには、実開昭６１−１７４８８１号公
報及び実開昭６１−１７８６５１号公報等の技術がある
。

上記公報で開示された回動角度制御用ロータリーアクチ
ュエータの技術は、出力軸の左回転限界及びも回転限界
を設定するセクタ・ギアと、出力軸の回動を設定された
位置で当接によって停止させるストッパ部材の凸部とプ
ランジャストッパを具備する回動角度制御用ロータリー
アクチュエータにおいて、上記出力軸と上記ストッパ部
材間によって、前記ストッパ部材の凸部とプランジャス
トッパが左回転を規制する位置と右回転を規制する位置
との差を補正するように構成したものである。

しかし、この種の回動角度制御用ロータリーアクチュエ
ータは、出力軸の左回転・限界及び右回転限界を設定す
るセクタ・ギアを停止させるストッパ部材の凸部とプラ
ンジャストッパとの当接位置を補正する必要から部品点
数が多くなるという問題点があった。

そこで、前記問題点を解決すべく電動機の原理を利用し
てマグネットとヨークとの電磁力を利用したロータリー
アクチュエータを用いる場合がある。

第８図は従来のロータリーアクチュエータの動作を説明
する説明図でおる。

図において、ロータヨーク１にはコイル２が巻回されて
いて、前記コイル２の両端に印加する電圧によって、ロ
ータヨーク１の両端に形成する磁、唖を反転するもので
ある。ステータヨーク３は永久磁石からなるものでめる
。前記ロータヨーク１は前記ステータヨーク３と同心軸
状に取付けられており、前記ロータヨーク１とステータ
ヨーク３との相互の電磁力によりロータヨーク１が回動
する。第８図（ａ）のように、コイル２の端子間に電圧
を印加したとき、左回動限界用ストッパ４で規制される
位置までロータヨーク１が左に回動する。また、第８図
（ｂ）のように、コイル２の端子間に電圧を印加したと
き、右回動限界用ストッパ５で規制される位置までロー
タヨーク１が右に回動する。

しかし、第８図に示された従来のロータリーアクチュエ
ータは、左回動限界用ストッパ４で規制される位置と、
右回動限界用ストッパ５で規制される位置との２位置で
停止できるにすぎなく、例えば、車輌の減衰力を複数段
階にコントロールして、車輌の走行状態に適応した最適
制御を行うには問題がおった。

この点を解決する方法として、第９図に示すロータリー
アクチュエータの動作を説明する説明図のように、第８
図に示された従来のロータリーアクチュエータのステー
タヨーク３を２対設ける方法が考えられる。

図において、１対のステータヨーク３１及びステータヨ
ーク３２は、直列接続されたコイル２１及びコイル２２
からなるコイルエ・が巻回されており、その端子Ａ、Ｂ
に印加される電圧によって形成される磁界が反転する。

また、他の１対のステータヨーク３３及びステータヨー
ク３４は、直列接続されたコイル２３及びコイル２４か
らなるコイル■が巻回されてあり、その端子Ｃ，Ｄに印
加される電圧によって形成される磁界が反転する。

ロータヨーク１０は永久磁石からなるもので、これら、
前記ロータヨーク１０は前記ステータヨーク３１，３２
，３３．３４と同心軸状に取付けられており、前記ロー
タヨーク１０とステータヨーク３１．３２，３３．３４
との相互のＮ磁力によりロータヨーク１０が回動する。

このとき、コイル■の端子Ａ、Ｂ及びコイル■の端子Ｃ
，Ｄに印加される電圧を とすれば、このときのロータヨーク１０の回動位置を図
示すると、第１０図のロータリーアクチュエータの停止
位置動作を説明する説明図のようになる。

図において、第１０図（ａ）は中間位置、第１０図（ｂ
）は左限界位置、第１０図（Ｃ）は右限界位置を示すも
のである。特に、第１０図（ｂ）は左回動限界用ストッ
パ４０で規制される位置まで、ロータヨーク１０が左に
回動したものでおる。

また、第」０図（Ｃ）は右回動限界用ストッパ５０で規
制される位置まで、ロータヨーク１０が右に回動したも
のである。

したがって、このロータリーアクチュエータにおいては
、第１０図（ａ）に示す中間位置、第１Ｏ図（ｂ）に示
す左限界位置、第１０図（Ｃ）に示す右限界位置の３位
置で停止させることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、第１０図に示すロータリーアクチュエータにお
いては、ロータヨーク１０はステータヨーク３１，３２
，３３．３４と同心軸状に取付けられているから、ロー
タヨーク１０とステータヨーク３１，３２，３３．３４
との間のギャップ長は、いずれの位置でも一定である。

したがって、ロータヨーク１０とステータヨーク３１．
３２．３３．３４とが対向する位置方向に、ロータヨー
ク１０の回動角度が増加すると、総磁束の増加串が減少
するから、第１１図の特性図の特性で示すように、中間
位置で停止させようとする場合、トルクダウンと摩擦の
ために停止位置が正確に行われない可能性があった。

そこで、本発明は上記問題点を解決すべ（なされたもの
で、ロータヨークの停止位置が正確な回動角度制御用ロ
ータリーアクチュエータの提供を目的とするものである
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にがかる回動角度制御用ロータリーアクチュエー
タは、固定された複数対のステータヨークと、前記ステ
ータヨーク内に同心軸状に配置され、回動角度を出力す
るロータヨークとを具備し、両者間の電磁力により３位
置に停止させる回動角度制御用ロータリーアクチュエー
タにおいて、前記ロータヨークが設定された停止位置か
らずれたとき、その位置を修正すべく所定の回動位置に
停止できるように機械的に回動するベクトル力を生じさ
せる弾性手段及びその弾性手段に当接する切欠溝、例え
ば、ロータヨーク側及びステータヨーク側に設けたＶ字
状の切欠溝または前記Ｖ字状の切欠溝に当接するＶ字状
の突起を有する弾性体等からなる位置修正手段をステー
タヨーク側またはロータヨーク側に配置したもので必る
。

［作用］ 本発明においては、ロータヨークが所定の設定位置、例
えば、中間位置で停止する場合、ステータヨークとロー
タヨークが対向したとき、ロータヨークのトルクが最小
になるから、接触抵抗等によりトルクが最小位置になる
以前で、ロータヨークがその回動を停止することがある
。このように、前記ロータヨークが設定された停止位置
からずれて停止したとき、位置修正手段を構成する弾性
手段とその弾性手段に当接する切欠溝によって、所定の
回動位置に停止できるように閤械的に回動するベクトル
力をロータヨークに附与し、位置を修正するものである
。したがって、所定の設定位置で安定した停止状態が得
られる。

［実施例コ 第１図は本発明の実施例の回動角度制御用ロータリーア
クチュエータの断面図である。なお、ロータヨークとそ
の周囲に配設されているステータヨーク並びに直列接続
されたコイル■及びコイル■の配置構造は、第９図及び
第１０図に記載の構造と同一であるので、その説明を省
略する。

図において、ロータヨーク１０は出力シャフト１１に直
接接続されており、出力シャフト１１にはハウジングベ
ース１９ａに形成した左回動限界用ストッパ１４または
右回動限界用ストッパ１５で規制される突部を有する当
接部材１２が装着されている。また、ロータヨーク１０
の周囲には、ステータヨーク３３及びステータヨーク３
４がハウジングケース１９ｂに配設されている。前記ス
テータヨーク３３及びステータヨーク３４には、直列接
続されたコイル２３及びコイル２４からなるコイル■が
巻回されている。

出力シャフト１１がハウジングベース１９ａの貫通側は
、出力シャフト１１とハウジングベース１９ａとの間に
ベアリング１６ａが配設されている。出力シャフト１１
のハウジングケース１９ｂ内の端部は、ハウジングケー
ス１９ｂに固着された支点部材１７及び両者間に介在さ
せたベアリング１６ｂで軸支されている。そして、支点
部材１７には弾性体からなるスプリングワッシャ１８が
取付けられており、出力シャフト１１の端面に当接して
いる。前記スプリングワッシャ１８とそのスプリングワ
ッシャ１８が当接する出力シャフト１１の端面は、位置
修正手段を構成する。

更に、前記位置修正手段の構成及び作用について、第２
図から第７図を用いて詳述する。

第２図は第１図の実施例の位置修正手段を構成する部品
の斜視図、＠３図は支点部材とスプリングワッシャとの
嵌合状態を示す斜視図、第４図（ｂ）は第３図の切断線
Ａ−Ａによる断面図を、第４図（ａ）は第３図の切断線
Ｂ−８による断面図を示すものでおる。第５図は位置修
正手段の一部断面を有する要部拡大正面図、第６図はス
プリングワッシャが出力シャフトの端面に弾性力を附与
することにより回転力を得る説明図である。また、第７
図は本実施例によるトルク特性図である。

出力シャフト１１の端面１１ａには、支点部材１７の端
部に装着されたベアリング１６ｂの挿入孔１１ｂが穿設
されている。また、出力シャフト１１の端面１１ａには
、出力シャフト１１の中心を通るＶ字状の切欠溝１１Ｇ
が設けられている。

そして、スプリングワッシャ１８は弾性材料から形成さ
れており、同一平面上のその中心を通る直線上にＶ字状
の突起１８ａを２箇所配設されている。また、前記スプ
リングワツシｔ１Ｂの内側には、その中心を通る直線上
に凸部１８ｂが２箇所配設されている。前記凸部１８ｂ
は支点部材１７の凹部１７ａに嵌合される。この支点部
材１７とスプリングワッシャ１８との嵌合状態を示す斜
視図を第３図に、及び第３図の切断線Ａ−Ａによる断面
図を第４図（ｂ）に、第３図の切断線Ｂ−Ｂによる断面
図を第４図（ａ）に示す。したがって、第５図の位置修
正手段の要部拡大正面図のように、スプリングワッシャ
１８の凸部１８ｂが支点部材１７の凹部１７ａに支持さ
れることにより、Ｖ字状の突起１８ａが当接する出力シ
ャフト１１の端部１１ａに弾性力を附与する。

第６図はスプリングワッシャ１８が出力シャフト１１の
端面１１ａに、その軸方向の弾性力を附与することによ
り、回転力を得る説明図である。

第６図において、第６図（ａ）に示すように、スプリン
グワッシャ１８の弾性力Ｆが、出力シャフト１１の端面
１１ａのＶ字状の切欠溝１１ｃ以外の位置に附与される
とき、前記弾性力Ｆは出力シャフト１１の軸方向のみの
力となり、出力シャフト１１に回転力は生じない。第６
図（ｂ）のように、スプリングワッシャ１８のＶ字状の
突起１８ａが、出力シャフト１１の端面１１ａのＶ字状
の切欠溝１１０の中心から比較的ずれた位置に弾性力Ｆ
を附与すると、出力シャフト１１の周方向に　ｆｌ　＝
ＦＳ　ｉ　ｎθ１　の回転力が生ずる。また、第６図（
Ｃ）のように、スプリングワッシャ１８のＶ字状の突起
１８ａが、出力シャフト１１の端面１１ａのＶ字状の切
欠溝１１ｃの中心に近い位置に弾性力Ｆを附与すると、
出力シャフト１１の周方向に　ｆ２　＝Ｆｓ　ｉ　ｎθ
２　の回転力が生ずる。なお、この例では、出力シャフ
ト１１の端面１１ａのＶ字状の切欠溝１１Ｇが曲線とな
っているが、Ｖ字状の切欠溝１１０を直線で形成しても
よい。しかし、第１１図の特性図によるトルクの低下を
補正するように、Ｖ字状の切欠溝１１Ｃを曲線に設定す
ると、設定停止位置附近のトルクを均一化することがで
きる。このときの、模式したトルク特性を第７図に示す
。

このように、本実施例は、固定された複数対のステータ
ヨーク３１．３２，３３．３４と、前記ステータヨーク
３１，３２，３３．３４内に同心軸状に配置され、回動
角度を出力するロータヨーク１０とを真価し、両者間の
Ｎ磁力により３位置に停止させる回動角度制御用ロータ
リーアクヂュ工−タにおいて、前記ロータヨーク１０が
設定された停止位置からずれているとき、その位置を修
正すべく所定の回動位置に停止できるように機械的に回
動するベクトル力を生じざぜるスプリングワッシャ１８
からなる弾性手段及びその弾性手段に当接するＶ字状の
切欠溝１１Ｇからなる位置修正手段を配設したものであ
る。

したがって、ステータヨーク３１，３２，３３゜３４と
ロータヨーク１０とのトルクダウンが太きくなる附近か
ら、弾性手段に当接するＶ字状の切欠に１１ｃを設け、
弾性手段が前記Ｖ字状の切欠溝１１Ｇに弾性力を附与す
ることにより、前記電磁力によるトルクダウンを一械的
手段でトルク補償することができるから、ロータヨーク
１０の停止位置を正確にすることができる。

なお、上記実施例では、ロータヨーク１０が設定された
停止位置からずれているとき、その位置を修正すべく所
定の回動位置に停止できるように機械的に回動するベク
トル力を生じさせるＶ字状の突起１８ａを有するスプリ
ングワッシャ１８かうなる弾性手段及びその弾性手段の
Ｖ字状の突起１８ａに当接するＶ字状の切欠溝１１０か
らなる位置修正手段を構成しているが、本発明を実施す
る場合には、弾性手段を構成するＶ字状の突起１８ａを
有するスプリングワッシャ１８は、Ｖ字状の切欠溝１１
Ｇに対して限られた少ない範囲に弾性力を附与すればよ
いことから、スプリングワッシャ１８に当接部が線接触
に近い板状片を設けたもの、或いは当接部が点接触に近
い略円錐状の突起を設けたものとすることができる。ま
た、スプリングワッシャ１８についても、本発明を実施
する場合には、スプリングワッシャ１８に限定されるも
のではない。例えば、支点部材１７の中心を通る２位置
に穴を穿設し、そこに螺旋状スプリングを装着し、その
スプリングの弾性力をＶ字状のり欠溝１１ｃに附与して
もよい。゛いずれにせよ、本発明を実施する場合弾性手
段は切欠溝１１０に弾性力を与えることにより、相対的
に回転力が得られるものでおればよい。

したがって、本発明を実施する場合の、位置修正手段を
構成する切欠溝及び弾性手段は、上記実施例のように、
ロータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝及びステータヨ
ーク側に配設した前記Ｖ字状の切欠溝に当接するＶ字状
の突起を有する弾性体で構成することができる。このと
ぎ、前記ロータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝は、上
記実施例のように、ロータヨークのシャフトの端面に刻
設してもよいし、ロータヨークのシャフトの外周に刻設
したものとすることができる。前記ロータ゛ヨークのシ
ャフトの外周に刻設したものの場合には、弾性手段はロ
ータヨークの半径方向に弾性力を附与する構成とされる
。

また、前記位置修正手段を構成する切欠溝及び弾性手段
は、相対的に回転力が得られればよいことから、ロータ
ヨーク側に配】父したＶ字状の突起を有する弾性体及び
ステータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝から構成する
こともできる。この場合にも、前記ロータヨーク側に配
設した７字状の突起を有する弾性体は、ロータヨークの
シャフトの外周に配設することができる。或いは、前記
ロータヨーク側に配設したＶ字状の突起を有する弾性体
は、ロータヨークのシャフトの外周に配設することもで
きる。

そして、上記実施例で説明したように、位置修正手段を
構成する切欠溝及び弾性手段の配設は、ロータヨークの
中間位置で停止させるときにそのトルクダウンが著しい
ことから必要になるが、ロータヨークの回動角度を大き
くした場合には、左右停止位置で使用することも弓能で
ある。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の回動角度制御用ロータリアクチ
ュエータは、固定された複数対のステータヨークと、前
記ステータヨーク内に同心軸状に配置され、回動角度を
出力するロータヨークとを具備し、両者間の電磁力によ
り３位置に停止させる回動角度制御用ロータリーアクチ
ュエータにおいて、前記ロータヨークが設定された停止
位置からずれているとき、弾性手段及びその弾性手段に
当接する切欠溝からなる位置修正手段によって、その位
置を修正すべく所定の回動位置に停止できるように機械
的に回動するベクトル力を生じさせるものであるから、
ステータヨークとロータヨークとのトルクダウンが大き
くなる附近から、弾性手段に当接する切欠溝により、前
記電磁力によるトルクダウンを機械的手段でトルク補償
することができるから、ロータヨークの停止位置を正確
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回動角度制御用ロータリーア
クチュエータの断面図、第２図は第１図の実施例の位置
修正手段を構成する部品の斜視図、第３図は支点部材と
スプリングワッシャとの嵌合状態を示す斜視図、第４図
は第３図の切断線による断面図、第５図は位置修正手段
の一部断面を有する要部拡大正面図、第６図はスプリン
グワッシャが出力シャフトの端面に弾性力を附与するこ
とにより回転力を）ｑる説明図、第７図は本実施例によ
るトルク特性図、第８図は従来のロータリーアクチュエ
ータの動作を説明する説明図、第９図はロータリーアク
チュエータの動作を説明する説明図、第１０図はロータ
リーアクチュエータの停止位置動作を説明する説明図、
第１１図は従来の回動角度制御用ロータリーアクチュエ
ータの特性図で必る。 ・図中、 １０：ロータヨーク、 １１Ｃ：切欠溝、 １８・ニスプリングワッシャ、 ３１．３２，３３，３４　：ステータヨーク、でめる。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。 特許出願人　アイシン精確株式会社 外１名

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定された複数対のステータヨークと、前記ステ
   ータヨーク内に同心軸状に配置され、回動角度を出力す
   るロータヨークとを具備し、両者間の電磁力により３位
   置に停止させる回動角度制御用ロータリーアクチュエー
   タにおいて、 前記ロータヨークが設定された停止位置からずれている
   とき、その位置を修正すべく所定の回動位置に停止でき
   るように機械的に回動するベクトル力を生じさせる弾性
   手段及びその弾性手段に当接する切欠溝からなる位置修
   正手段を配設したことを特徴とする回動角度制御用ロー
   タリーアクチュエータ。
2. （２）前記位置修正手段を構成する切欠溝及び弾性手段
   は、ロータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝及びステー
   タヨーク側に配設した前記Ｖ字状の切欠溝に当接するＶ
   字状の突起を有する弾性体からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の回動角度制御用ロータリア
   クチュエータ。
3. （３）前記ロータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝は、
   ロータヨークのシャフトの外周に刻設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の回動角度制御用ロー
   タリーアクチュエータ。
4. （４）前記ロータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝は、
   ロータヨークのシャフトの端面に刻設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の回動角度制御用ロー
   タリーアクチュエータ。
5. （５）前記位置修正手段を構成する切欠溝及び弾性手段
   は、ロータヨーク側に配設したＶ字状の突起を有する弾
   性体及びステータヨーク側に設けたＶ字状の切欠溝から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回
   動角度制御用ロータリーアクチュエータ。
6. （６）前記ロータヨーク側に配設したＶ字状の突起を有
   する弾性体は、ロータヨークのシャフトの外周に配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の回動
   角度制御用ロータリーアクチュエータ。
7. （７）前記ロータヨーク側に配設したＶ字状の突起を有
   する弾性体は、ロータヨークのシャフトの端部に配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の回動
   角度制御用ロータリーアクチュエータ。
8. （８）前記位置修正手段を構成する切欠溝及び弾性手段
   の配設は、ロータヨークの中間位置のみとしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか１
   つに記載の回動角度制御用ロータリーアクチュエータ。