JP2010136588A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転位置を検出する回転位置検出装置を設けた場合であっても軸長を短くすることができる電動モータ、およびアクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータ３は、巻線が巻装され、この巻線に電流を供給することによって回転磁界を発生させるステータと、ステータの径方向内側に配置され、回転自在に設けられたロータ１２とを備え、ロータ１２は、回転軸１７の周囲に固定されたマグネット２０を有し、回転位置検出装置２４は、回転軸１７の一端側に固定され、回転軸１７と共回りするセンサマグネット２２と、センサマグネット２２の回転に基づいて回転軸１７の回転位置検出信号を出力するホール素子２５とで構成され、マグネット２０とセンサマグネット２２との間に制御基板５を配置し、制御基板５にホール素子２５を実装した。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車等に搭載されるアクチュエータに関するものである。

従来から、電動モータとして、巻線（コイル）が巻装され、この巻線に電流を供給することによって回転磁界を発生させるステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備えたブラシレスモータが知られている。
ところで、この種のブラシレスモータに被駆動体である各種デバイスを連結して各種デバイスの駆動制御を行う場合、高精度な駆動制御を実現するためにブラシレスモータに回転位置検出装置を設ける場合がある。

回転位置検出装置としては、回転軸（ロータ軸）に固定されたセンサマグネットと、このセンサマグネットの磁界の変化を検出するホール素子（磁気検出素子）とで構成される場合が多い。ホール素子は、ブラシレスモータの駆動制御を行うための制御基板（回路基板）に実装される。制御基板はセンサマグネットよりも軸方向外側に配置され、センサマグネットとホール素子とが軸方向で対向するようになっている。ホール素子は、センサマグネットに対して対向配置されることで、センサマグネットの回転による磁界の変化を確実に検出でき、これによってロータの回転位置が検出できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２７４７８号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、ホール素子が実装されている制御基板がセンサマグネットよりも軸方向外側に配置されるので、この分ブラシレスモータの軸長が長くなってしまうという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロータの回転位置を検出する回転位置検出装置を設けた場合であっても軸長を短くすることができる電動モータ、およびアクチュエータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ケーシング内に、巻線が巻装されこの巻線に電流を供給することによって回転磁界を発生させるステータ、および、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータを有する電動モータと、前記電動モータに連係される変速機構と、前記電動モータの駆動制御を行う制御基板と、前記ロータの回転位置を検出するための回転位置検出装置とを設けると共に、前記ケーシングに、前記変速機構に連係される出力軸を回転自在に設け、前記電動モータの回転力を前記変速機構を介して前記出力軸に伝達するアクチュエータにおいて、前記ロータは、回転軸と、前記回転軸の周囲に固定されたロータマグネットとを有し、前記回転位置検出装置は、前記回転軸の一端側に固定され、前記回転軸と共回りする第一検出部と、前記第一検出部の回転に基づいて前記回転軸の回転位置検出信号を出力する第二検出部とで構成され、前記ロータマグネットと前記第一検出部との間に前記制御基板を配置し、前記制御基板に前記第二検出部を実装したことを特徴とする。
このように構成することで、ステータの径方向内側にロータマグネットを配置した、所謂インナーロータ型の電動モータを有するアクチュエータにおいて、従来よりも制御基板を軸方向内側に配置することができる。このため、回転位置検出装置を設けた場合であっても電動モータの軸長を短くすることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。

請求項２に記載した発明は、前記第一検出部は、センサマグネットであり、前記第二検出部は、前記センサマグネットから発生する磁界の変化を検出する磁気検出素子であることを特徴とする。
このように構成することで、簡単な構造でロータの回転位置を検出することができる。

請求項３に記載した発明は、前記第一検出部の軸方向端面と対向する位置に、前記第二検出部を配置したことを特徴とする。
このように構成することで、第二検出部による検出精度を高めることができる。また、第一検出部と第二検出部とが軸方向で対向するので、第一検出部であるセンサマグネットを大径化しても第一検出部のレイアウトの制約を受け難い。このため、容易にセンサマグネットを大径化することができる。よって、センサマグネットの着磁を容易に行うことが可能になると共に、磁極の切り替わりが判別し易くなり、さらに第二検出部による検出精度を高めることが可能になる。

請求項４に記載した発明は、前記ケーシング内において、前記制御基板を挟んで両側に電動モータと変速機構をそれぞれ振り分け配置したことを特徴とする。
このように構成することで、アクチュエータ内に形成されるスペースを有効活用して回転位置検出装置を設けることができるので、アクチュエータの小型化を図ることができる。

本発明によれば、ステータの径方向内側にロータマグネットを配置した、所謂インナーロータ型の電動モータを有するアクチュエータにおいて、従来よりも制御基板を軸方向内側に配置することができる。このため、回転位置検出装置を設けた場合であっても電動モータの軸長を短くすることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、アクチュエータ１は、例えば、自動車に搭載され、可変ノズル式ターボチャージャのノズルベーンを開閉動作させるために用いられるものであって、ケーシングユニット２内に電動モータ３、変速機構４、および電動モータ３の駆動制御を行う制御基板５とを備えている。
ケーシングユニット２は、電動モータ３が内装されている第一ケース６と、変速機構４が内装されている第二ケース７とで構成されている。これらケース６，７は、両者６，７の間に平板状のベースプレート８を介装させた状態で複数のボルト５０によって互いに締結固定されている。

第一ケース６は、樹脂で第二ケース７側に開口部６ａを有する平面視長方形であって、かつ箱状に形成されたものである。第一ケース６のエンド部（底部）６ｂには、長手方向の一端側に、電動モータ３を固定するための有底筒状の固定部１６が突設されている。固定部１６は、エンド部（底部）１６ａを外側に向けた形で設けられている。
電動モータ３は、略円筒状のステータ１１と、ステータ１１の内側に回転自在に配置されたロータ１２とを有する、所謂インナーロータ型のブラシレスモータである。

ステータ１１は、磁性材料の板材を軸方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したり（圧粉磁心）することで形成されたものであって、周壁を形成するコア本体１３と、コア本体１３から径方向内側に向かって突設された複数のティース部１４とが一体成形されている。

コア本体１３は、環状の磁路を形成する部分である。一方、ティース部１４は、巻線１５を巻装する部分であって、周方向に等間隔で設けられている。ティース部１４は、軸方向平面視略Ｔ字状に形成されており、ティース部１４の先端部１４ａがステータ１１の内周部を形成している。各ティース部１４には、それぞれインシュレータ５６が装着され、このインシュレータ５６を介して各ティース部１４に巻線１５が巻装されている。

ここで、ステータ１１は、第一ケース６の固定部１６にインサートモールドされており、ティース部１４の先端部１４ａのみ露出した状態になっている。すなわち、固定部１６は、ステータ１１を固定するステータハウジング（モータハウジング）の役割を有している。そして、固定部１６は、ティース部１４の先端部１４ａのみが露出可能なように有底筒状に形成されている。

固定部１６の開口縁１６ｂには、軸方向に沿って突出するリング状の立ち上がり部１９が設けられている。一方、固定部１６のエンド部１６ａには、径方向略中央にボス部４２が形成され、ここに軸受け１８が設けられている。この軸受け１８は、後述するロータ１２の回転軸１７の一端を回転自在に軸支するためのものである。

図２、図４に示すように、ロータ１２は回転軸１７を有している。ロータ１２における、ステータ１１のティース部１４に対応する部位には、略円筒状のマグネット２０が外嵌固定されている。マグネット２０は、周方向に複数の磁極が着磁されている。また、回転軸１７には、マグネット２０の軸方向両端に対応する部位にフランジ部２１ａ，２１ｂが形成されており、これらフランジ部２１ａ，２１ｂによってマグネット２０の軸方向の位置決めが行われる。

さらに、回転軸１７の他端側には、固定部１６の立ち上がり部１９よりもやや外側に対応する部位に、フランジ部２３が形成されている。フランジ部２３には、円環状のセンサマグネット２２が固定されている。センサマグネット２２は、ロータ１２の回転位置を検出するための回転位置検出装置２４の一方を構成するものであって、周方向に沿って複数の磁極が着磁されている。

ここで、固定部１６の立ち上がり部１９の内径Ｄ１は、マグネット２０の外径Ｄ２よりもやや大きい程度に設定されており、センサマグネット２２の外径Ｄ３よりも小さく設定されている。
この他に、回転軸１７の他端には、第二ケース７に内装されている変速機構４に噛合うピニオンギア４１が設けられている。

図２、図３、図５、および図６に示すように、第一ケース６の内周面６ｃには、開口縁からエンド部（底部）６ｂに向かうに従って徐々に開口面積が小さくなるように第一段差部９と第二段差部１０とが順に形成されている。
第一段差部９には、平面視略長方形状のベースプレート８が内周面６ｃに内嵌された状態で配置されている。また、第一段差部９の段差面９ａには、全周に亘って溝５９が形成され、ここに段差面９ａとベースプレート８との合わせ面をシールするためのパッキン６０が設けられている。

一方、第二段差部１０には、制御基板５が配置されている。制御基板５は、平面視略長方形状に形成されており、周縁に沿って位置決め孔３３が６箇所形成されている。第二段差部１０には、制御基板５の位置決め孔３３に対応する部位に、位置決めピン３４が突設されている。この位置決めピン３４に制御基板５の位置決め孔３３が嵌合することによって、制御基板５の第一段差部９上でのガタツキを抑えることができるようになっている。

また、制御基板５には、第一ケース６の立ち上がり部１９に対応する部位に、開口部５７が形成されている。この開口部５７に、立ち上がり部１９が内嵌された状態になる。すなわち、開口部５７の内径Ｄ４は、マグネット２０の外径Ｄ２よりもやや大きく、かつセンサマグネット２２の外径Ｄ３よりも小さくなるように設定されている。また、立ち上がり部１９は、開口部５７を貫通した状態になるので、立ち上がり部１９の先端よりも第一ケース６のエンド部６ｂ寄りに制御基板５が配置された状態になる。

さらに、ロータ１２の回転軸１７に設けられているセンサマグネット２２は、制御基板５よりも軸方向外側に配置された状態になっている。すなわち、制御基板５は、ロータ１２のマグネット２０とセンサマグネット２２との間に配置されている。このため、ロータ１２は、第一ケース６の第二段差部１０に制御基板５を配置した後、第一ケース６の開口部６ａ側から立ち上がり部１９に差し込むようにして取り付けることが可能になっている（図６における矢印参照）。

図５、図７に詳示するように、制御基板５の開口部５７の周囲には、第二ケース７側の面に３つのホール素子２５が周方向に沿って６０度間隔で配置されている。ホール素子２５は、回転位置検出装置２４の他方を構成するものである。開口部５７の内径Ｄ４は、マグネット２０の外径Ｄ２よりもやや大きく、かつセンサマグネット２２の外径Ｄ３よりも小さくなるように設定されていることから、ホール素子２５はロータ１２に設けられているセンサマグネット２２と軸方向で対向するように配置された状態になっている。ホール素子２５は、センサマグネット２２から発生する磁界の変化を示す情報として検出し、回転位置検出信号としてそれぞれ６０度位相のずれた正弦波アナログ信号を出力する。

また、制御基板５には、制御回路を構成する複数の電子チップ２７が実装されており、ホール素子２５からの出力信号に基づいて電動モータ３のロータ１２の回転位置が検出できるようになっている。
さらに、制御基板５には、第二ケース７側の面に、変速機構４に設けられたセンサマグネット２８の磁界の変化を示す情報として検出する磁気抵抗素子２９が実装されている。

そして、制御基板５には、ステータ１１のティース部１４に巻装されている巻線１５が接続されており、各巻線１５に電流を供給するようになっている。制御回路を構成する複数の電子チップ２７は、所定の巻線１５に順次電流を供給できるようにスイッチング素子などを含むドライブ回路も構成している。すなわち、制御基板５は、電動モータ３を駆動させるための駆動用（コントロール用）基板と、センサ基板とが一体化したものになっている。
この他に、制御基板５には、長手方向の電動モータ３とは反対側端の一側と、長手方向略中央の一側とに、それぞれ後述する雑防素子を実装するための端子接続部５ａ，５ｂが設けられている。

ここで、制御基板５の第一ケース６のエンド部６ｂ側の面には、電動モータ３を駆動する際に発生する電磁ノイズを低減するための雑防素子として、コンデンサ３０やインダクタ３１が実装されている。これらコンデンサ３０やインダクタ３１は、第一ケースのエンド部６ｂに一体成形されている収納部３２に収納されており、第一ケース６のエンド部６ｂに埋設されたターミナルユニット１２１を介して制御基板５に接続されている。

収納部３２は、第一ケース６のエンド部６ｂの長手方向略中央に配置され、それぞれコンデンサ３０、およびインダクタ３１の形状に対応するように、外側に向かって突設された断面略Ｕ字状の複数の凸部３２ａで構成されている。
ターミナルユニット１２１は、コンデンサ３０、およびインダクタ３１から制御基板５の接続端子５ａ，５ｂに至る間に延在する不図示のターミナルを有している。また、ターミナルユニット１２１は、後述するコネクタ３５の端子３７と一体化された不図示のコネクタ用ターミナルを有している。コネクタ用ターミナル（不図示）は、コネクタ３５の端子３７と制御基板５の接続端子５ａとの間を跨るように形成されている。

また、第一ケース６のエンド部６ｂには、制御基板５と不図示の外部電源、および外部制御機器とを電気的に接続するためのコネクタ３５が一体成形されている。コネクタ３５は、不図示の外部コネクタが嵌着可能な受入れ口３６を軸方向外側に向けた形で第一ケース６の長手方向他端側に配置されている。すなわち、コンデンサ３０やインダクタ３１を収納するための収納部３２（凸部３２ａ）は、ステータ１１がインサートモールドされている固定部１６とコネクタ３５との間に配置された状態になる。
収納部３２の凸部３２ａは、コンデンサ３０、およびインダクタ３１を収納可能な突出高さに設定されているので、固定部１６やコネクタ３５の突出高さと比較して低くなる。

コネクタ３５の受入れ口３６には、端子３７が設けられている。この端子３７の一端は、受入れ口３６内に突出している一方、他端はターミナルユニット１２１を介して制御基板５に接続されている。これによって、外部電源（不図示）の電力をコネクタ３５、ターミナルユニット１２１、および制御基板５を介して電動モータ３に供給することができる。また、制御基板５と外部制御機器（不図示）との間でコネクタ３５を介して信号の入出力を行うことができる。

図２、図８に示すように、第一ケース６の第一段差部９に設けられたベースプレート８には、電動モータ３の回転軸１７に対応する部位に、軸受けハウジング３９が設けられている。この軸受けハウジング３９には、回転軸１７の他端を回転自在に軸支するための軸受け３８が設けられている。また、軸受けハウジング３９には、第一ケース６とは反対側に挿通孔４０が形成されている。回転軸１７の他端に設けられたピニオンギア４１は、軸受けハウジング３９の挿通孔４０から第二ケース７側に向かって突出している。そして、第二ケース７に内装されている変速機構４に噛合い、変速機構４に電動モータ３（回転軸１７）の回転力を伝達する。

第二ケース７は、金属製で第一ケース６側に開口部７ａを有する平面視略長方形であって、かつ箱状に形成されたものであり、変速機構４を収納する変速機構収納凹部４３を有している。第二ケース７は、この外周縁が第一ケース６に内嵌された状態で固定されている。すなわち、ベースプレート８は、第二ケース７の周壁７ｂの端面７ｃと第一ケース６の第一段差部９の段差面９ａとで挟持された状態になっている。このため、第一ケース６の内部と第二ケース７の内部は、ベースプレート８によってそれぞれ区分けされた状態になる。

また、ベースプレート８には、第二ケース７の周壁７ｂの端面７ｃに対応する部位に、全周に亘って溝８２が形成され、ここにベースプレート８と第二ケース７の端面７ｃとの合わせ面をシールするためのパッキン８３が設けられている。
ここで、ベースプレート８よりも第一ケース６の内側に制御基板５が配置されているので、第一ケース６に収納されている電動モータ３と、第二ケース７に収納されている変速機構４は、制御基板５を挟んでそれぞれ振り分け配置された状態になっている。

変速機構４は、第一ギア４４、第二ギア４５、および出力軸４７を有するセクタギア４６を備え、電動モータ３の回転軸１７の回転速度を減速させると共に、トルクを増大させて出力軸４７に伝達させるものである。
変速機構４の第一ギア４４は、電動モータ３の回転軸１７に取り付けられているピニオンギア４１と噛合う大径歯車４４ａと、この大径歯車４４ａよりも小さい小径歯車４４ｂとが一体成形されたものである。第一ギア４４は、第一アイドラ軸４８に回転自在に軸支されている。第一アイドラ軸４８は、両端がそれぞれベースプレート８と第二ケース７のエンド部（底部）７ｃに支持されている。

ベースプレート８には、第一アイドラ軸４８に対応する部位に、この一端を嵌合固定可能なボス部５１が第一ギア４４側に向かって突出形成されている。一方、第二ケース７のエンド部７ｃには、第一アイドラ軸４８に対応する部位に、この他端を嵌合固定可能なボス部５２が外側に向かって突出形成されている。また、これらボス部５１，５２によって、第一ギア４４の軸方向への移動が規制されている。

第一ギア４４の小径歯車４４ｂには、第二ギア４５の大径歯車４５ａが噛合されている。第二ギア４５は、大径歯車４５ａと、この大径歯車４５ａよりも小さい小径歯車４５ｂとが一体成形されたものである。第二ギア４５は、第二アイドラ軸４９に回転自在に軸支されている。第二アイドラ軸４９は、両端がそれぞれベースプレート８と第二ケース７のエンド部（底部）７ｃに支持されている。

ベースプレート８には、第二アイドラ軸４９に対応する部位に、この一端を嵌合固定可能なボス部５３が第二ギア４５側に向かって突出形成されている。一方、第二ケース７のエンド部７ｃには、第二アイドラ軸４９に対応する部位に、この他端を嵌合固定可能なボス部５４が外側に向かって突出形成されている。また、これらボス部５３，５４によって、第二ギア４５の軸方向への移動が規制されている。第二ギア４５の小径歯車４５ｂには、セクタギア４６が噛合されている。

図２、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、セクタギア４６は、略円板状の歯車本体６１と、歯車本体６１の径方向略中央に設けられ、軸方向に延びる有底円筒部６２とが一体成形されたものである。
歯車本体６１には、第一ケース６側の面に平面視略環状の溝６３が形成されており、ここに平面視略Ｃ字状の凸部７９が形成されている。この凸部７９が形成された溝６３には、リターンスプリング（不図示）が設けられている。リターンスプリングは、セクタギア４６が回動した際、セクタギア４６に対して初期位置への復帰習性を付与するためのものである。なお、アクチュエータ１の仕様によっては、歯車本体６１の溝６３にリターンスプリングを設けずに、セクタギア４６に初期位置への復帰習性を付与しなくてもよい。

有底円筒部６２は、エンド部（底部）６２ａを第一ケース６側に向けた形で設けられている。有底円筒部６２のエンド部６２ａには、段差によって縮径された縮径部７６が設けられている。縮径部７６の端部には、第一ケース６側に向かって突出するマグネットホルダ６４が一体成形されている。マグネットホルダ６４には、平面視長方形状のセンサマグネット２８が設けられている。

また、有底円筒部６２には、出力軸４７が内嵌されている。出力軸４７の歯車本体６１に対応する箇所には、セレーション６５が形成されている。ここで、出力軸４７は、セレーション６５を形成することによって、セクタギア４６のインサートモールドを可能としている。有底円筒部６２のエンド部６２ａに形成されている貫通孔６６は、出力軸４７にセクタギア４６をインサートモールドする際の抑え孔として使用される。
また、出力軸４７の先端側には、先端に向かうに従って徐々に先細りとなるように形成された先細り部６７が設けられており、ここにセレーション６８が形成されている。

図２、図８に示すように、ベースプレート８には、セクタギア４６の有底円筒部６２に対応する部位に、軸受けハウジング７２が設けられ、ここに有底円筒部６２の縮径部７６を回転自在に支持する軸受け７３が設けられている。一方、第二ケース７のエンド部７ｃには、出力軸４７に対応する部位に、外部に向かって突出するボス部７４が形成され、ここに出力軸４７を回転自在に支持する軸受け７５が設けられている。
セクタギア４６は、有底円筒部６２に設けられている縮径部７６の段差面７６ａがベースプレート８の軸受け７３の内輪に当接すると共に、有底円筒部６２の先端が第二ケース７の軸受け７５の内輪に当接することによって軸方向への移動が規制されている。

出力軸４７の先細り部６７よりも先端側は、第二ケースのボス部７４から外側に突出した状態になっている。ボス部７４の軸受け７５よりも先端側には、オイルシール７７が設けられており、外部から第二ケース７内への塵埃の侵入を防止できるようになっている。
回転軸１７の先細り部６７に形成されているセレーション６８には、出力アーム６９が取り付けられる（図１参照）。この出力アーム６９は、例えば、可変ノズル式ターボチャージャのノズルベーンに連係されるものである。出力軸４７の先細り部６７よりも先端側には、雄ネジ部７０が設けられており、ここにナット７１を螺入することによって出力アーム６９が出力軸４７に締結固定されるようになっている。

このように、ベースプレート８、および第二ケース７に回転自在に支持されているセクタギア４６は、有底円筒部６２に設けられたセンサマグネット２８がベースプレート８よりも制御基板５側に突出した状態になっている。そして、センサマグネット２８と制御基板５の磁気抵抗素子２９とが対向するようになっている。これらセンサマグネット２８と磁気抵抗素子２９は、セクタギア４６の回転位置を検出する回転位置検出装置８０を構成している。磁気抵抗素子２９は、センサマグネット２８から発生する磁界の変化を示す情報として検出し信号出力する。この信号を制御基板５の電子チップ２７などによって処理し、セクタギア４６の回転位置が検出できるようになっている。

このような構成のもと、アクチュエータ１は、例えば、可変ノズル式ターボチャージャのタービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を調整する際、電動モータ３が駆動する。電動モータ３は、外部電源からの電力によって所定の巻線１５に順次電流が供給されると、ステータ１１に回転磁界が生じる。そして、この回転磁界とロータ１２のマグネット２０との間に吸引力、または反発力が生じ、ロータ１２が回転する。

ロータ１２の回転軸１７が回転すると、変速機構４を介して出力軸４７が回転する。すると、出力軸４７の先細り部６７に締結固定されている出力アーム６９が回動し、出力アーム６９に連係されているノズルベーンが開閉動作を行う。このとき、ノズルベーンの開閉制御は、電動モータ３側に設けられている回転位置検出装置２４、およびセクタギア４６側に設けられている回転位置検出装置８０の検出結果に基づいて行われる。

ロータ１２の回転軸１７の回転位置を検出する回転位置検出装置２４にあっては、ホール素子２５が回転軸１７と共回りするセンサマグネット２２から発生する磁界の変化を検出する。そして、正弦波アナログ信号を出力し、この出力信号を電子チップ２７で処理することによって回転軸１７の回転位置が検出される。
同様に、セクタギア４６の回転位置を検出する回転位置検出装置８０にあっては、磁気抵抗素子２９がセクタギア４６のセンサマグネット２８から発生する磁界の変化を検出し、この出力信号を電子チップ２７で処理することによってセクタギア４６と一体化している出力軸４７の回転位置が検出される。
ロータ１２の回転軸１７、およびセクタギア４６の出力軸４７の回転位置を制御することによってノズルベーンの開閉制御が行われると、タービンホイールの回転が制御される。具体的には、ノズルベーンが開けば開くほどタービンホイールが高速回転する。

したがって、上述の実施形態によれば、ロータ１２のマグネット２０と回転位置検出装置２４の一方を構成するセンサマグネット２２との間に、他方を構成するホール素子２５が実装された制御基板５が配置されているので、回転位置検出装置２４を従来よりも内側に配置することができる。このため、アクチュエータ１の電動モータ３に対応する部位は、軸方向の長さが短くなる。この結果、アクチュエータ１を小型化できる。

また、回転位置検出装置２４をセンサマグネット２２とホール素子２５とで構成することにより、例えば、ロータリエンコーダなどの光学式センサと比較して簡単な構造でロータ１２の回転位置を検出することができる。

さらに、制御基板５の開口部５７の内径Ｄ４がマグネット２０の外径Ｄ２よりもやや大きく、かつセンサマグネット２２の外径Ｄ３よりも小さくなるように設定されている。そして、このように形成された開口部５７の周囲に、３つのホール素子２５を配置している。このため、ホール素子２５はロータ１２に設けられているセンサマグネット２２と軸方向で対向するように配置された状態になる（図７参照）。よって、ホール素子２５の検出精度を高めることができる。
また、ホール素子２５とセンサマグネット２２とが軸方向で対向するので、センサマグネット２２の周囲にスペースを形成し易く、センサマグネット２２を大径化してもこのセンサマグネット２２のレイアウトの制約を受け難い。このため、容易にセンサマグネット２２を大径化することができる。よって、センサマグネット２２の着磁を容易に行うことが可能になると共に、磁極の切り替わりが判別し易くなり、さらにホール素子２５による検出精度を高めることが可能になる。

そして、第一ケース６の内周面６ｃに、開口縁からエンド部（底部）６ｂに向かうに従って徐々に開口面積が小さくなるように第一段差部９と第二段差部１０とを順次形成し、第一段差部９にベースプレート８を配置すると共に、第二段差部１０に制御基板５を配置している。そして、これらベースプレート８、および制御基板５を中心に電動モータ３と変速機構４とを振り分け配置している。ここで、ベースプレート８と制御基板５との間にスペースが形成されるが、このスペースを有効活用すべく、センサマグネット２２とホール素子２５とを配置している。このため、さらにアクチュエータ１の小型化を図ることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、回転位置検出装置２４としてセンサマグネット２２とホール素子２５とを用いた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、回転位置検出装置として光学式のロータリエンコーダを用いてもよい。この場合、センサマグネット２２に代わって円板状のロータリスケールを用いると共に、ホール素子２５に代わって、例えば、ロータリスケールに向かって受発光を行う光学式センサモジュールなどを制御基板５に実装する。

本発明の実施形態におけるアクチュエータの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における第一ケースの断面図である。 本発明の実施形態におけるロータの斜視図である。 本発明の実施形態における制御基板の平面図である。 本発明の実施形態におけるロータの組み付け方法を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるロータと制御基板との位置関係を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるベースプレートの断面図である。 本発明の実施形態におけるセクタギアを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
２ ケーシングユニット（ケーシング）
３ 電動モータ
４ 変速機構
５ 制御基板
６ 第一ケース（ケーシング）
７ 第二ケース（ケーシング）
１１ ステータ
１２ ロータ
１５ 巻線
１７ 回転軸
２０ マグネット（ロータマグネット）
２２ センサマグネット
２４ 回転位置検出装置
２５ ホール素子（磁気検出素子）
４７ 出力軸

Claims (4)

1. ケーシング内に、
   巻線が巻装されこの巻線に電流を供給することによって回転磁界を発生させるステータ、および、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータを有する電動モータと、
   前記電動モータに連係される変速機構と、
   前記電動モータの駆動制御を行う制御基板と、
   前記ロータの回転位置を検出するための回転位置検出装置とを設けると共に、
   前記ケーシングに、前記変速機構に連係される出力軸を回転自在に設け、
   前記電動モータの回転力を前記変速機構を介して前記出力軸に伝達するアクチュエータにおいて、
   前記ロータは、
   回転軸と、
   前記回転軸の周囲に固定されたロータマグネットとを有し、
   前記回転位置検出装置は、
   前記回転軸の一端側に固定され、前記回転軸と共回りする第一検出部と、
   前記第一検出部の回転に基づいて前記回転軸の回転位置検出信号を出力する第二検出部とで構成され、
   前記ロータマグネットと前記第一検出部との間に前記制御基板を配置し、前記制御基板に前記第二検出部を実装したことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第一検出部は、センサマグネットであり、
   前記第二検出部は、前記センサマグネットから発生する磁界の変化を検出する磁気検出素子であることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記第一検出部の軸方向端面と対向する位置に、前記第二検出部を配置したことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記ケーシング内において、
   前記制御基板を挟んで両側に前記電動モータと前記変速機構とをそれぞれ振り分け配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のアクチュエータ。
   
   

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