WO2016203734A1 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

ハウジング（２０）に対するカバー（２４）の位置決めは、「第１中間シャフト（３１）と第１凹部（６１）の嵌合」と「第２中間シャフト（３２）と第２凹部（６２）の嵌合」の２箇所で成される。これにより、カバー（２４）の負荷がカバー側軸受（３４）を介して出力シャフト（２３）に伝わらない。このため、カバー（２４）がハウジング（２０）に固定された状態において、カバー側軸受（３４）と出力シャフト（２３）の間、およびハウジング側軸受（３３）と出力シャフト（２３）の間に、過大な荷重が発生することがない。

Description

電動アクチュエータ 関連出願の相互参照

　本願は、２０１５年６月１８日に出願された日本国特許出願第２０１５－１２３１０２号に基づくものであり、この開示をもってその内容を本明細書中に開示したものとする。

　本開示は、出力シャフトを回動操作する電動アクチュエータに関する。

　出力シャフトを回動操作する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。

　この特許文献１の電動アクチュエータは、電動モータが発生する回転出力を平行軸式の歯車減速機で減速して出力シャフトを駆動する。歯車減速機は、出力シャフトと平行な中間シャフトを備える。この中間シャフトは、ハウジングに支持される。

　一方、出力シャフトの一端は、ハウジングと出力シャフトの間に配置される軸受（以下、ハウジング側軸受と称す）によって回転自在に支持される。

　また、出力シャフトの他端は、カバーと出力シャフトの間に配置される軸受（以下、カバー側軸受と称す）によって回転自在に支持される。

　特許文献１の電動アクチュエータは、出力シャフトと中間シャフトを用いてハウジングに対するカバーの位置決めを行っている。

　このため、カバーをハウジングに組付ける際、カバー側軸受と出力シャフトの隙間、およびハウジング側軸受と出力シャフトの隙間を管理することができない。このため、カバー側軸受と出力シャフトの間、およびハウジング側軸受と出力シャフトの間に、隙間が存在しない状態で組み付くことで、出力シャフトに過大な荷重が加えられた状態で、カバーがハウジングに固定される可能性がある。

　カバー側軸受が出力シャフトに過大な荷重で押し付けられるとともに、ハウジング側軸受が出力シャフトに過大な荷重で押し付けられた状態で、出力シャフトが回動すると、カバー側軸受、ハウジング側軸受、出力シャフトに摩耗等の損傷が生じる懸念がある。具体的には、電動アクチュエータの作動不良や異音の発生に繋がる懸念が生じる。

韓国公開特許第２０１１－００７６７３５号公報（ＵＳ２０１２／０２５５３７９Ａ１に対応）

　本開示の目的は、カバーがハウジングに固定された状態において、カバー側軸受と出力シャフトの間、およびハウジング側軸受と出力シャフトの間に、過大な荷重が発生することのない電動アクチュエータの提供にある。

　上記の目的を達成するために、本開示では、電動モータ、ハウジング、平行軸式の歯車減速機、出力シャフト、カバー、ハウジング側軸受およびカバー側軸受を備える電動アクチュエータを提供する。電動モータは、電力を回転出力に変換する。ハウジングには、電動モータが固定される。歯車減速機は、電動モータの発生する回転出力を減速する。出力シャフトは、歯車減速機によって減速された回転出力により駆動される。カバーは、ハウジングに組み付けられ、ハウジングとの間に電動モータと歯車減速機を収容する空間を形成する。ハウジング側軸受は、ハウジングと出力シャフトの間に配置されて、ハウジングに対して出力シャフトを回転自在に支持する。カバー側軸受は、カバーと出力シャフトの間に配置されて、カバーに対して出力シャフトを回転自在に支持する。歯車減速機は、出力シャフトに平行な複数の中間シャフトを備え、複数の中間シャフトの一端は、ハウジングに固定され、複数の前記中間シャフトの他端は、カバーに形成された複数の凹部の内側に嵌め入れられる。複数の中間シャフトの他端と、複数の凹部との嵌合によって、ハウジングに対するカバーの位置決めが成される。

　上記の構成では、複数の中間シャフトと、カバーに設けた複数の凹部との嵌合によって、ハウジングに対するカバーの位置決めが成される。

　このため、出力シャフトがカバーの位置決めに用いられない。その結果、出力シャフトに位置決めの荷重が作用しない。これにより、カバーがハウジングに固定された状態において、カバー側軸受と出力シャフトの間、およびハウジング側軸受と出力シャフトの間に、過大な荷重が発生しない。

図１は、本開示の実施形態に基づくエンジン吸排気装置の概略図である。 図２は、本開示の実施形態に基づくターボチャージャの説明図である。 図３は、本開示の実施形態に基づく電動アクチュエータの上視図である。 図４は、本開示の実施形態に基づく電動アクチュエータの側面図である。 図５は、本開示の実施形態に基づく電動アクチュエータの下視図である。 図６は、図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。 図７は、図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図８は、図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図９は、図３のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０は、許容クリアランスの説明図である。 図１１は、カバーに形成される凹部の説明図である。 図１２（ａ）は、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であり、図１２（ｂ）は、樹脂部品にモールドされる磁束発生部の斜視図であり、図１２（ｃ）は、出力シャフトを軸方向から見た図である。

　以下では、図面に基づいて本開示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、本開示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１２（ｃ）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の回転出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、電力を回転出力に変換するものであり、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の型式等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の発生する回転出力を減速する減速段が３段以上の平行軸式である。

　具体的に、この実施形態の歯車減速機２２は、３段の減速段を有するものであり、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、ピニオンギヤ２６と第１大径ギヤ２７ａが噛合して１段目の減速段が構成される。なお、ハウジング２０に対する第１中間シャフト３１の固定技術として、この実施形態では圧入を採用している。

　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１小径ギヤ２７ｂと第２大径ギヤ２８ａが噛合して２段目の減速段が構成される。なお、ハウジング２０に対する第２中間シャフト３２の固定技術として、この実施形態では圧入を採用している。

　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。そして、第２小径ギヤ２８ｂと最終ギヤ２９が噛合して３段目の減速段が構成される。

　出力シャフト２３には、上述したように最終ギヤ２９が設けられている。このため、出力シャフト２３は、歯車減速機２２によって減速された回転出力により駆動される。

　カバー２４は、ハウジング２０に組み付けられる。そして、上述したようにハウジング２０とカバー２４の間には、電動モータ２１や歯車減速機２２を収容する空間βが形成される。また、カバー２４は、出力シャフト２３の上部が貫通するものであり、出力シャフト２３の上端がカバー２４の外部に露出する。

　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の根元部と、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、カバー２４をハウジング２０に固定するためのボルト４２が挿通される複数の金属製のカラー５４と、カバー側軸受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。

　アクチュエータレバー１３は、カバー２４の上部に露出した出力シャフト２３の上端に固定される。なお、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。

　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。

　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）
　以下では、出力シャフト２３、第１中間シャフト３１、第２中間シャフト３２の各軸芯が伸びる方向を軸方向と称する。

　ハウジング２０は、カバー２４が接するハウジング端面２０ｂを備える。このハウジング端面２０ｂは、軸方向に対して垂直な平面に設けられる。

　同様に、カバー２４は、ハウジング２０と接するカバー端面２４ｂを備える。このカバー端面２４ｂも軸方向に対して垂直な平面に設けられる。

　カバー２４は、ハウジング２０に対して位置決めが成されている。そして、位置決めが成された状態でカバー２４は、複数のボルト４２によってハウジング２０に固定されている。

　以下では、ハウジング２０に対するカバー２４の位置決め構造を説明する。

　ハウジング２０と出力シャフト２３の間には、ハウジング２０に対して出力シャフト２３を回転自在に支持するハウジング側軸受３３が配置される。

　また、カバー２４と出力シャフト２３の間には、カバー２４に対して出力シャフト２３を回転自在に支持するカバー側軸受３４が配置される。

　ハウジング側軸受３３およびカバー側軸受３４は、ボールベアリングやローラベアリング等の転がり軸受であっても良いし、メタルベアリング等の滑り軸受であっても良い。なお、この実施形態では、ボールベアリングを採用するものとして説明する。このボールベアリングは、ゴムシールを有する周知な構造を採用する。即ち、外側のアウターレースと、内側のインナーレースとの間に複数のボールが配置される構造を採用する。

　ハウジング側軸受３３の外周面は、ハウジング２０に圧入される。また、出力シャフト２３の下側は、ハウジング側軸受３３の内周面に圧入される。

　カバー側軸受３４の外周面は、カバー２４に圧入される。具体的に、カバー２４は、樹脂材料によって設けられる。このため、カバー２４には、カバー側軸受３４を圧入するために金属製のベアリングホルダ５５がモールドされている。そして、カバー側軸受３４の外周面は、ベアリングホルダ５５に圧入される。また、出力シャフト２３の上側は、カバー側軸受３４の内周面に圧入される。

　このように設けることで、出力シャフト２３が回転自在に支持される。

　歯車減速機２２は、出力シャフト２３に平行な第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の下端はハウジング２０に圧入される。同様に、第２中間シャフト３２の下端もハウジング２０に圧入される。具体的に、第１中間シャフト３１と第２中間シャフト３２は、開口部αの内側の底面に形成された第１圧入穴３９と第２圧入穴４０に圧入される。

　第１中間シャフト３１の上端は、カバー２４に形成される第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の上方は、カバー２４に形成される第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。

　ハウジング２０に対するカバー２４の位置決めは、複数の中間シャフトの他端と、複数の凹部との嵌合によって成される。

　即ち、ハウジング２０に対するカバー２４の位置決めは、「第１中間シャフト３１と第１凹部６１の嵌合」と「第２中間シャフト３２と第２凹部６２の嵌合」の２箇所で成される。

　以下では、「第１中間シャフト３１と第１凹部６１の嵌合」を第１嵌合と称し、「第２中間シャフト３２と第２凹部６２の嵌合」を第２嵌合と称して説明する。

　第１嵌合と第２嵌合がなされた状態では、ハウジング端面２０ｂとカバー端面２４ｂを摺動できる範囲は、第１嵌合と第２嵌合によって規制される。

　そして、第１嵌合と第２嵌合がなされた状態では、ハウジング端面２０ｂに対してカバー端面２４ｂをどの方向に摺動させても、カバー２４の負荷が出力シャフト２３に与えられないように設けられている。即ち、この実施形態では、カバー２４の組付負荷が出力シャフト２３に伝わるのを防ぐクリアランスｘが設けられる。

　この実施形態のように、カバー側軸受３４がボールベアリングの場合、クリアランスｘはアウターレースとインナーレースの間に設けられる。

　また、この実施形態とは異なり、カバー側軸受３４がメタルベアリングの場合は、図１０に示すように、カバー側軸受３４と出力シャフト２３の間にクリアランスｘが設けられる。

　なお、図１０は、ハウジング２０に対するカバー２４の組付けのズレ、即ちハウジング側軸受３３とカバー側軸受３４の径方向の組付けのズレによって出力シャフト２３が傾斜した状態を示す。そして、図１０中の一点鎖線ｙ１は、ハウジング２０に対して出力シャフト２３が傾くことなく組み付けられた場合の軸方向を示す。また、図１０中の一点鎖線ｙ２は、傾斜した状態の出力シャフト２３の軸方向を示す。

（効果）
　この実施形態では、上述したように、「第１中間シャフト３１と第１凹部６１の嵌合」と、「第２中間シャフト３２と第２凹部６２の嵌合」とにより、ハウジング２０に対するカバー２４の位置決めが成される。

　これにより、カバー２４がハウジング２０に固定された状態であれば、カバー２４を組付ける際に加えられた負荷が、カバー側軸受３４およびハウジング側軸受３３を介して出力シャフト２３に伝わらないようにできる。即ち、クリアランスｘ＞０（ゼロ）となるようにカバー２４とハウジング２０の位置決めをすることができる。

　なお、クリアランスｘ＝０（ゼロ）であっても、カバー側軸受３４およびハウジング側軸受３３を介して出力シャフト２３に伝わる荷重を許容荷重以下にできる。このため、クリアランスｘ≧０（ゼロ）であれば良い。

　このように、カバー２４がハウジング２０に固定された状態において、カバー側軸受３４と出力シャフト２３の間、およびハウジング側軸受３３と出力シャフト２３の間に、過大な荷重が発生しない。 

（特徴技術２）
　ハウジング２０に対するカバー２４の位置決めは、複数の中間シャフトのうちで最も出力シャフト２３に近い中間シャフトを用いる。

　即ち、この実施形態では、第２中間シャフト３２を位置決めに用いる。

（効果）
　このように、出力シャフト２３に最も近い第２中間シャフト３２を用いてカバー２４の位置決めを行うことで、出力シャフト２３に対するカバー側軸受３４の組付精度を高めることができる。

（特徴技術３）
　この実施形態では、第１凹部６１または第２凹部６２の一方が丸穴に設けられる。また、第１凹部６１または第２凹部６２の他方が長穴に設けられる。

　そして、図１１に示すように、長穴（第１凹部６１参照）の長手方向は、長穴から丸穴（第２凹部６２参照）に向かう直線Ｌに沿って設けられる。

　なお、丸穴と長穴は、カバー２４を下面から見た第１凹部６１と第２凹部６２の穴形状である。具体的に、丸穴は、真円の穴形状である。また、長穴は、真円を２つに分割した各円弧の端を、平行な直線で接続した穴形状である。

　丸穴の内径寸法Ｍａは、この丸穴に嵌合する中間シャフトの外径寸法Ｍｂより僅かに大きく設けられる。具体的に、この実施形態では、丸穴に嵌合する中間シャフトは第２中間シャフト３２である。このため、丸穴の内径寸法Ｍａは、第２中間シャフト３２の外径寸法Ｍｂより僅かに大きく設けられる。

　一方、長穴における長手方向に対して垂直方向の内径寸法Ｎａは、この長穴に嵌合する中間シャフトの外径寸法Ｎｂより僅かに大きく設けられる。具体的に、この実施形態では、長穴に嵌合する中間シャフトは第１中間シャフト３１である。このため、長穴における長手方向に対して垂直方向の内径寸法Ｎａは、第１中間シャフト３１の外径寸法Ｎｂより僅かに大きく設けられる。

（効果）
　丸穴によってハウジング２０に対するカバー２４の基準位置が規制される。また、長穴によって丸穴を中心としたカバー２４の回転方向の位置が規制される。このように、長穴は、回転方向の規制のみを行う。このため、長穴の長手方向の公差を大きくすることができる。

（特徴技術４）
　丸穴は、複数の中間シャフトのうちで最も出力シャフト２３に近い中間シャフトに嵌合する凹部に設けられる。

　即ち、この実施形態では、第２凹部６２に丸穴が設けられ、第１凹部６１が長穴に設けられる。

（効果）
　このように、出力シャフト２３に最も近い第２凹部６２によってハウジング２０に対するカバー２４の基準位置を規制するため、出力シャフト２３に対するカバー側軸受３４の組付精度を高めることができる。

（特徴技術５）
　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。

　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とが別々に設けられる。即ち、出力シャフト２３を軸方向から見た場合に、ギヤ範囲θ１と検出範囲θ２が重ならないように設けられている。

（効果）
　電動アクチュエータ１１に機械的なロックが生じた場合には、回転角センサ３５により異常を検出することができる。

　回転角センサ３５によって検出した出力シャフト２３の回転角に基づいてウエストゲートバルブの開度を読み取ることができる。

　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。これにより、電動アクチュエータ１１の軸方向の短縮が可能になる。

　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の小型化が可能になる。そして、電動アクチュエータ１１の小型化により、吸気コンプレッサ４に対する搭載性を向上できる。

（特徴技術５の関連技術）
　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鉄製部品である。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６）
　カバー２４は、上述したように、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、磁気検出部３７をモールドしている。

（効果）
　磁気検出部３７をカバー２４にモールドしたことで、ハウジング２０に組付ける部品点数を減らすことができる。

［他の実施形態］
　上記実施形態では、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流路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と流路切替バルブの両方を操作しても良い。

　上記実施形態では、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に本開示を適用する例を示したが、ターボチャージャＴとは異なる用途の電動アクチュエータ１１に本開示を適用しても良い。

　上記実施形態では、歯車減速機２２の具体的な一例として、減速段が３段の平行軸式の歯車減速機２２を示した。減速段は３段に限定するものではなく、４段以上であっても良い。即ち、３本以上の中間シャフトを設けるものであっても良い。

　上記実施形態では、第１凹部６１を長穴にし、第２凹部６２を丸穴にしているが、第１凹部６１および第２凹部６２の形状は、これらの形状に限定されるものではなく、必要に応じて任意の形状にしてもよい。例えば、第１凹部６１は、第１凹部６１の内周壁が第１中間シャフト３１に当接し、第２中間シャフト３２を中心としたカバー２４の回動を抑制することが可能であれば、長穴以外の丸穴、楕円穴、多角形穴などの他の任意の形状にしてもよい。
 

 

Claims (6)

1. 　電力を回転出力に変換する電動モータ（２１）と、
   　前記電動モータ（２１）が固定されるハウジング（２０）と、
   　前記電動モータ（２１）の発生する回転出力を減速する平行軸式の歯車減速機（２２）と、
   　前記歯車減速機（２２）によって減速された回転出力により駆動される出力シャフト（２３）と、
   　前記ハウジング（２０）に組み付けられ、前記ハウジング（２０）との間に前記電動モータ（２１）と前記歯車減速機（２２）を収容する空間（β）を形成するカバー（２４）と、
   　前記ハウジング（２０）と前記出力シャフト（２３）の間に配置されて、前記ハウジング（２０）に対して前記出力シャフト（２３）を回転自在に支持するハウジング側軸受（３３）と、
   　前記カバー（２４）と前記出力シャフト（２３）の間に配置されて、前記カバー（２４）に対して前記出力シャフト（２３）を回転自在に支持するカバー側軸受（３４）とを備え、
   　前記歯車減速機（２２）は、前記出力シャフト（２３）に平行な複数の中間シャフト（３１、３２）を備え、
   　複数の前記中間シャフト（３１、３２）の一端は、前記ハウジング（２０）に固定され、
   　複数の前記中間シャフト（３１、３２）の他端は、前記カバー（２４）に形成された複数の凹部（６１、６２）の内側に嵌め入れられ、
   　複数の前記中間シャフト（３１、３２）の他端と、複数の前記凹部（６１、６２）との嵌合によって、前記ハウジング（２０）に対する前記カバー（２４）の位置決めが成される電動アクチュエータ。
2. 　請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
   　前記ハウジング（２０）に対する前記カバー（２４）の位置決めは、複数の前記中間シャフト（３１、３２）のうちで最も前記出力シャフト（２３）に近い前記中間シャフトを用い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、
   　前記ハウジング（２０）に対する前記カバー（２４）の位置決めは、２つの前記凹部（６１、６２）を用いるものであり、
   　２つの前記凹部（６１、６２）のうち、一方の前記凹部が丸穴に設けられ、他方の前記凹部が長穴に設けられ、
   　前記長穴の長手方向は、当該長穴から前記丸穴に向かう直線（Ｌ）に沿う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、
   　前記丸穴は、複数の前記中間シャフト（３１、３２）のうちで最も前記出力シャフト（２３）に近い前記中間シャフトに嵌合する前記凹部に設けられる電動アクチュエータ。
5. 　請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、
   　この電動アクチュエータは、前記出力シャフト（２３）の回転角度を検出する回転角センサ（３５）を備え、
   　前記回転角センサ（３５）は、前記出力シャフト（２３）と一体に回動する磁束発生部（３６）と、前記カバー（２４）または前記ハウジング（２０）の一方に支持されて前記磁束発生部（３６）の発生する磁束を検出する磁気検出部（３７）とを備え、
   　前記出力シャフト（２３）の周囲には、前記歯車減速機（２２）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（３６）が設けられる検出範囲（θ２）とが別々に設けられる電動アクチュエータ。
6. 　請求項５に記載の電動アクチュエータにおいて、
   　前記カバー（２４）は、樹脂材料によって設けられるものであり、
   　前記カバー（２４）を成す樹脂材料は、前記磁気検出部（３７）をモールドしている電動アクチュエータ。 

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