WO2016203735A1 - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

電動アクチュエータ（１１）の作動に伴って生じる反力（Ｆ）が付与される部位のカバー（２４）に、カバー側軸受（３４）から外径方向へ伸びる複数の補強リブ（Ｒ）を設ける。この複数の補強リブ（Ｒ）により、カバー（２４）において反力（Ｆ）が付与される部位の強度を向上できる。このため、カバー（２４）に付与される反力（Ｆ）によって樹脂製のカバー（２４）に変形や亀裂等の損傷が生じる不具合を回避でき、電動アクチュエータ（１１）の長期信頼性を確保できる。

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２０１５－１２３１５７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、出力シャフトの回転出力を、アクチュエータレバーを介して対象物に伝える電動アクチュエータに関する。

　出力シャフトの回転出力を、アクチュエータレバーを介して対象物に伝え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。

　出力シャフトからアクチュエータレバーを介して対象物に動力を伝達する際、出力シャフトからカバー側軸受には反力が生じる。

　この反力は、カバー側軸受を介してカバーに伝えられる。このため、カバーには、反力を受け止める強度が要求される。

　特許文献１のカバー側軸受は、樹脂製のカバーによって支持される。

　樹脂は、鉄鋼材料に比較して強度が半分以下である。

　このため、反力を受けるカバー側軸受を、板厚が略一定の樹脂製のカバーによって支持する場合、カバー側軸受を支持する部位に反力が加わることで、カバーに変形や亀裂等の損傷が生じる懸念がある。その結果、電動アクチュエータの長期の信頼性が損なわれてしまう。

独国特許出願公開第１０２０１２１０００５４号明細書

　本開示は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、反力によって樹脂製のカバーに変形や亀裂等の損傷が生じない電動アクチュエータの提供にある。

　本開示の１つの態様に基づく電動アクチュエータは、カバーの反力作用範囲に補強リブを設けるものである。この補強リブにより、カバーの反力作用範囲の強度を向上できる。このため、カバーを樹脂で設けても、カバーに付与される反力によってカバーに変形や亀裂等の損傷が生じる不具合を回避でき、電動アクチュエータの信頼性を向上できる。

　本開示の別の態様に基づく電動アクチュエータは、カバーの反力作用範囲に肉厚部を設けるものである。この肉厚部により、カバーの反力作用範囲の強度を向上できる。このため、反力によって樹脂製のカバーに変形や亀裂等の損傷が生じる不具合を回避でき、電動アクチュエータの信頼性を向上できる。

図１は、本開示の実施形態１に基づくエンジン吸排気装置の概略図である。 図２は、実施形態１のターボチャージャの説明図である。 図３は、実施形態１の電動アクチュエータの上視図である。 図４は、実施形態１の電動アクチュエータの側面図である。 図５は、実施形態１の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、反力発生範囲の説明図である。 図１１は、出力シャフトの開度と反力の関係、および出力シャフトの開度と作動頻度の関係を示すグラフである。 図１２は、実施形態１のカバーに設けられる補強リブの説明図である。 図１３（ａ）は、実施形態１の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１３（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１３（ｃ）は、出力シャフトを軸方向から見た図である。 図１４は、本開示の実施形態２の電動アクチュエータの上視図である。 図１５は、実施形態２の電動アクチュエータの断面図である。

　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１３（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、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。

　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ものであり、減速段が複数段の平行軸式の歯車減速機である。

　具体的に、この実施形態の減速機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。

　具体的な一例として、第１中間シャフト３１の下端は、ハウジング２０に形成された第１圧入穴３９に圧入される。また、第１中間シャフト３１の上端は、カバー２４の下面に形成された第１凹部６１の内側に嵌め入れられる。

　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、下端がハウジング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。

　具体的な一例として、第２中間シャフト３２の下端は、ハウジング２０に形成された第２圧入穴４０に圧入される。また、第２中間シャフト３２の上端は、カバー２４の下面に形成された第２凹部６２の内側に嵌め入れられる。

　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、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。

　アクチュエータレバー１３は、出力シャフト２３から半径方向に延びて出力シャフト２３と一体に回動する部品であり、出力シャフト１３の回転出力を、動力を伝達する対象物に伝える。この実施形態において、動力を伝達する対象物は、ロッド１５を含むウエストゲートバルブ９である。

　具体的に、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。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く、例えば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を所定の角度に設定する。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）
　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。

　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。具体的には、後述するベアリングホルダ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。

　ここで、反力Ｆを説明する。

　電動アクチュエータ１１の発生する出力は、出力シャフト２３からアクチュエータレバー１３を介して対象物に伝えられる。即ち、アクチュエータレバー１３からロッド１５を介してウエストゲートバルブ９に伝えられる。

　このように、出力シャフト２３からアクチュエータレバー１３とロッド１５を介してウエストゲートバルブ９を駆動する場合、図７に示すように、出力シャフト２３からカバー側軸受３４およびベアリングホルダ５５に反力Ｆが作用する。なお、反力Ｆの方向は、駆動時のロッド１５やレバー等の慣性モーメントや、ピン４４とロッドの穴部との接触状態等によって変わるものである。であるから、反力Ｆの方向は、図７に示す方向に限定されるものではない。

　出力シャフト２３からカバー側軸受３４に加わる反力Ｆの発生方向は、図１０に示すように、アクチュエータレバー１３の角度変化に伴って変化する。

　具体的に、アクチュエータレバー１３は、ウエストゲートバルブ９がバイパス通路８を閉塞する全閉角度θ０から、ウエストゲートバルブ９がバイパス通路８を最大に開く最大角度θｘの範囲で角度変化する。 
　このため、アクチュエータレバー１３の角度が全閉角度θ０から最大角度θｘの範囲で変化すると、出力シャフト２３からカバー側軸受３４に加わる反力Ｆの発生方向は、全閉角度θ０の時の反力Ｆの発生方向Ｆ０から、最大角度θｘの時の反力Ｆの発生方向Ｆｘの範囲で変化する。

　ここで、カバー２４のうち、カバー側軸受３４の周囲を軸受支持範囲Ａとする。即ち、カバー２４においてカバー側軸受３４を支持する部分を軸受支持範囲Ａとする。

　また、カバー側軸受３４の周囲のうちで、アクチュエータレバー１３が回動してカバー側軸受３４を介してカバー２４に反力が与えられる範囲を反力発生範囲Ｂとする。即ち、軸受支持範囲Ａのうちで、上述した発生方向Ｆ０から発生方向Ｆｘの範囲を反力発生範囲Ｂとする。

　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。

　このように、カバー２４を樹脂材料で設けることにより、電動アクチュエータ１１の軽量化を図るとともに、カバー２４の製造コストを抑えることができる。

　しかし、カバー２４を樹脂材料で設けたことにより、カバー２４においてカバー側軸受３４を支持する軸受支持範囲Ａの強度不足が懸念される。特に、反力Ｆが作用する反力発生範囲Ｂの強度不足が懸念される。

　そこで、この実施形態では、カバー側軸受３４の周囲のカバー２４のうちで、少なくとも反力発生範囲Ｂに、カバー側軸受３４から外径方向（即ち、半径方向）に向かって筋状に伸びる補強リブＲを設けている。即ち、カバー２４のうちの少なくとも反力発生範囲Ｂに補強リブＲを設けている。

　補強リブＲは、断面が上方へ向かう突起形状を呈する。そして、この実施形態では、複数の補強リブＲがカバー側軸受３４の周囲において放射状に設けられる。もちろん、補強リブＲは、カバー２４を成す樹脂材料によってカバー２４と一体に設けられる。

　補強リブＲと隣接する補強リブＲとの間隔、補強リブＲの厚み寸法、および補強リブＲの高さ寸法は、反力Ｆが加えられても十分な強度が得られるように設けられる。

　このことを具体的に説明する。反力Ｆによりカバー２４に生じる応力は、カバー側軸受３４に近いほど大きく、カバー側軸受３４から径方向に遠ざかるに従い分散されて小さくなる。そこで、この実施形態では、図４に示すように、カバー側軸受３４に近いほど補強リブＲの高さ寸法を高く設け、カバー側軸受３４から径方向に遠ざかるに従って補強リブＲの高さ寸法を低く設けている。

　もちろん、高さ方向を変化させるものに限定するものではない。他の具体例を示すと、カバー側軸受３４に近いほど補強リブＲの厚み寸法を大きく設け、カバー側軸受３４から径方向に遠ざかるに従って補強リブＲの厚み寸法を小さくしても良い。

（効果）
　この実施形態では、上述したように、カバー２４のうちの少なくとも反力発生範囲Ｂに複数の補強リブＲを設けている。複数の補強リブＲにより、カバー２４の反力発生範囲Ｂの強度を向上できる。このため、カバー２４に付与される反力Ｆによって樹脂製のカバー２４に変形や亀裂等の損傷が生じる不具合を回避できる。

　これにより、カバー２４を樹脂で形成しつつ、電動アクチュエータ１１の長期信頼性を確保できる。

（特徴技術２）
　以下では、補強リブＲが伸びる方向をリブ長手方向とする。

　また、以下では、反力発生範囲Ｂにおいて最も大きな反力Ｆが生じる方向を最大反力方向Ｆｍａｘとする。

　具体的に、電動アクチュエータ１１は、ウエストゲートバルブ９によってバイパス通路８を閉塞する際に最大の出力トルクを発生する。その結果、図１１の実線Ｊに示すように、アクチュエータレバー１３が全閉角度θ０の時に最も大きな反力Ｆが発生する。このときに反力Ｆが発生する方向が最大反力方向Ｆｍａｘである。

　そして、この実施形態では、複数の補強リブＲのうちの１つ補強リブＲのリブ長手方向が、最大反力方向Ｆｍａｘと同一方向に一致するように設けられている。

　理解補助を目的として具体的な一例を開示すると、図１２の矢印Ｒｍａｘで示す補強リブＲのリブ長手方向が、図１０で示した最大反力方向Ｆｍａｘと同一方向に一致するものである。

（効果）
　最大反力方向Ｆｍａｘと補強リブＲのリブ長手方向が一致して設けられることにより、カバー２４に対して最も大きな反力Ｆが作用する部位の強度を向上できる。

　これにより、カバー２４の一部に局所的な反力Ｆが加わることにより生じる破断を回避できる。即ち、カバー２４の破断耐久性を向上できる。

（特徴技術３）
　以下では、反力発生範囲Ｂのうちで最も大きな頻度で反力Ｆが生じる方向を高頻度方向Ｆａとする。

　具体的に、電動アクチュエータ１１は、ウエストゲートバルブ９がバイパス通路８の開度を調整することによりターボチャージャＴによる過給圧をコントロールする。即ち、アクチュエータレバー１３の角度は、エンジン１の運転状態に応じて変化する。その結果、図１１の破線Ｈに示すように、アクチュエータレバー１３の角度は、頻度の高い作動角と、頻度の低い作動角が存在する。ここで、エンジン１の設計上で、最も頻度が高い作動角を高頻度角θａとする。この高頻度角度θａの時における反力Ｆの発生方向が高頻度方向Ｆａである。

　そして、この実施形態では、複数の補強リブＲのうちの１つ補強リブＲのリブ長手方向が、高頻度方向Ｆａと同一方向に一致するように設けられている。

　理解補助を目的として具体的な一例を開示すると、図１２の矢印Ｒａで示す補強リブＲのリブ長手方向が、図１０で示した高頻度方向Ｆａと同一方向に一致するものである。

（効果）
　高頻度方向Ｆａと補強リブＲのリブ長手方向が一致して設けられることにより、カバー２４に対して最も疲労が蓄積する部位の強度を向上できる。

　これにより、カバー２４の一部に疲労が蓄積されることにより生じる変形や亀裂等の損傷を回避できる。即ち、カバー２４の疲労耐久性を向上できる。

（特徴技術４） 
　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、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と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９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４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の部品である。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５）
　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。

［実施形態２］
　図１４、図１５に基づいて実施形態２を説明する。なお、以下において上記実施形態１と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下では、実施形態１に対する変更箇所のみを開示するものであり、実施形態２において説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。

　この実施形態２は、カバー側軸受３４の周囲のカバー２４のうちで、少なくとも反力発生範囲Ｂに、カバー２４の平均的な厚み寸法Ｗより厚み寸法の大きい肉厚部Ｄを設けたものである。即ち、カバー２４のうちの少なくとも反力発生範囲Ｂに肉厚部Ｄを設けたものである。

　なお、図１４における符合Ｃは、カバー側軸受３４の周囲のラジアル方向において、肉厚部Ｄが設けられる肉厚形成範囲を示す。そして、肉厚形成範囲Ｃ内に反力発生範囲Ｂが含まれるものである。

（効果）
　カバー２４に肉厚部Ｄを設けることで、上述した実施形態１と同様の効果を得ることができる。

　なお、最大反力方向Ｆｍａｘの厚みを、他の肉厚部Ｄより厚く設けても良い。

　同様に、高頻度方向Ｆａの厚みを、他の肉厚部Ｄより厚く設けても良い。

　もちろん、実施形態１と実施形態２を組み合わせても良い。

［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に本発明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に本発明を適用しても良い。

　上記実施形態では、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。

　また、減速機２２は、平行軸式の歯車減速機に限定するものではない。
 

 

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減速機（２２）と、
   　前記減速機（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、
   　前記出力シャフト（２３）から半径方向に延びて設けられ、前記出力シャフト（２３）の回転出力を、動力を伝達する対象物（１５）に伝えるアクチュエータレバー（１３）とを備え、
   　前記出力シャフト（２３）から前記アクチュエータレバー（１３）を介して前記対象物（１５）に動力を伝達する際に、前記出力シャフト（２３）から前記カバー側軸受（３４）に作用する力を反力（Ｆ）とし、
   　前記カバー側軸受（３４）の周囲のうちで、前記アクチュエータレバー（１３）が回動して前記カバー側軸受（３４）を介して前記カバー（２４）に反力（Ｆ）が与えられる範囲を反力発生範囲（Ｂ）とした場合、
   　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、
   　前記カバー側軸受（３４）の周囲における前記カバー（２４）のうちの少なくとも前記反力発生範囲（Ｂ）には、前記カバー側軸受（３４）から径方向へ伸びる補強リブ（Ｒ）が設けら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、
   　前記補強リブ（Ｒ）が伸びる方向をリブ長手方向、
   　前記反力発生範囲（Ｂ）において最も大きな反力が生じる方向を最大反力方向（Ｆｍａｘ）とした場合、
   　前記補強リブ（Ｒ）の前記リブ長手方向は、前記最大反力方向（Ｆｍａｘ）に一致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、
   　前記補強リブ（Ｒ）が伸びる方向をリブ長手方向、
   　前記反力発生範囲（Ｂ）のうちで最も大きな頻度で反力（Ｆ）が生じる方向を高頻度方向（Ｆａ）とした場合、
   　前記補強リブ（Ｒ）の前記リブ長手方向は、前記高頻度方向（Ｆａ）に一致する電動アクチュエータ。
4. 　請求項１ないし請求項３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）が設けられ検出範囲（θ２）とが、別々に設けられる電動アクチュエータ。
5. 　請求項４に記載の電動アクチュエータにおいて、
   　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。
6. 　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減速機（２２）と、
   　前記減速機（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、
   　前記出力シャフト（２３）から半径方向に延びて設けられ、前記出力シャフト（２３）の回転出力を、動力を伝達する対象物（１５）に伝えるアクチュエータレバー（１３）とを備え、
   　前記出力シャフト（２３）から前記アクチュエータレバー（１３）を介して前記対象物（１５）に動力を伝達する際に、前記出力シャフト（２３）から前記カバー側軸受（３４）に作用する力を反力（Ｆ）とし、
   　前記カバー側軸受（３４）の周囲のうちで、前記アクチュエータレバー（１３）が回動して前記カバー側軸受（３４）を介して前記カバー（２４）に反力（Ｆ）が与えられる範囲を反力発生範囲（Ｂ）とした場合、
   　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、
   　前記カバー側軸受（３４）の周囲における前記カバー（２４）のうちの少なくとも前記反力発生範囲（Ｂ）には、前記カバー（２４）の平均的な厚み寸法（Ｗ）より厚み寸法の大きい肉厚部（Ｄ）が設けられる電動アクチュエータ。 
   
    

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