JP2019068518A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の外形を小さくできる電動アクチュエータを提供する。【解決手段】中心軸に沿って延びるモータシャフト２１を有するロータ２２と、ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、モータシャフトの軸方向一方側の部分に連結される減速機構と、ロータの回転を検出する回転検出部７５と、ロータ、ステータおよび回転検出部を収容するケースと、ケースに設けられ、モータシャフトの軸方向他方側の部分を回転可能に支持するベアリング５１と、を備える。ケースは、ベアリングを保持するベアリング保持部１２ｅを有する。回転検出部は、モータシャフトに固定される取付部材７３と、取付部材に取り付けられるマグネット７４と、マグネットに隙間をあけて対向する回転センサ７１と、を有する。マグネットは、周方向に延びる環状であり、径方向から見てベアリングと重なる位置に配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

特許文献１の電動オイルポンプ用モータは、回転軸の周りに回転軸とともに回転可能に配置されたセンサマグネットと、センサマグネットの磁束を検出する回転センサと、を備える。

特開２０１６−２１８３８号公報

特許文献１ではセンサマグネットが、回転軸を回転可能に支持するリアベアリングに対して、軸方向に隣り合って配置される。このため、モータの外形が軸方向に大きくなる。特に、モータと減速機構とを備える電動アクチュエータでは、例えば車両に搭載される場合等において、装置の小型化が要求される。

本発明は、上述の事情に鑑み、軸方向の外形を小さくできる電動アクチュエータを提供することを目的の一つとする。

本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するロータと、前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、前記モータシャフトの軸方向一方側の部分に連結される減速機構と、前記ロータの回転を検出する回転検出部と、前記ロータ、ステータおよび回転検出部を収容するケースと、前記ケースに設けられ、前記モータシャフトの軸方向他方側の部分を回転可能に支持するベアリングと、を備え、前記ケースは、前記ベアリングを保持するベアリング保持部を有し、前記回転検出部は、前記モータシャフトに固定される取付部材と、前記取付部材に取り付けられるマグネットと、前記マグネットに隙間をあけて対向する回転センサと、を有し、前記マグネットは、周方向に延びる環状であり、径方向から見て前記ベアリングと重なる位置に配置される。

本発明の一つの態様によれば、軸方向の外形を小さくできる電動アクチュエータが提供される。

図１は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。 図２は、本実施形態の減速機構を軸方向他方側へ向けて見た図である。 図３は、図１の回転検出部を拡大して示す断面図である。 図４は、回転検出部の変形例を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の電動アクチュエータ１０は、ケース１１と、モータ２０と、減速機構３０と、出力部４０と、回転検出部７５と、回転検出装置６０と、第１ベアリング（ベアリング）５１と、第２ベアリング５２と、第３ベアリング５３と、第４ベアリング５４と、を備える。モータ２０は、ロータ２２と、ステータ２３と、制御基板７０と、バスバー８０と、を有する。ロータ２２は、第１中心軸（中心軸）Ｊ１に沿って延びるモータシャフト２１を有する。減速機構３０は、モータシャフト２１に連結される。出力部４０は、減速機構３０を介してモータシャフト２１の回転が伝達される出力シャフト部４１を有する。出力シャフト部４１は、第１中心軸Ｊ１の軸方向に延びる。出力シャフト部４１は、モータシャフト２１が配置される軸方向の位置とは異なる軸方向の位置に配置される。本実施形態の例では、第１中心軸Ｊ１の軸方向が、上下方向である。

本実施形態では、第１中心軸Ｊ１に平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。軸方向のうち、モータシャフト２１から出力シャフト部４１へ向かう方向を軸方向一方側と呼び、出力シャフト部４１からモータシャフト２１へ向かう方向を軸方向他方側と呼ぶ。軸方向一方側は、第１中心軸Ｊ１に沿ってモータ２０から減速機構３０および出力部４０へ向かう方向である。軸方向他方側は、第１中心軸Ｊ１に沿って出力部４０および減速機構３０からモータ２０へ向かう方向である。本実施形態では、軸方向一方側は下側であり、図１の下側である。軸方向他方側は上側であり、図１の上側である。なお、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

第１中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、第１中心軸Ｊ１に接近する方向を径方向内側と呼び、第１中心軸Ｊ１から離れる方向を径方向外側と呼ぶ。第１中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

ケース１１は、モータ２０および減速機構３０を収容する。ケース１１は、ロータ２２、ステータ２３、制御基板７０、回転検出部７５および回転検出装置６０を収容する。ケース１１は、モータ２０を収容するモータケース１２と、減速機構３０を収容する減速機構ケース１３と、を有する。モータケース１２は、周壁部１２ａと、蓋体１２ｇと、ケースフランジ部１２ｂと、仕切り壁部１２ｄと、ベアリング保持部１２ｅと、コネクタ部１２ｃと、を有する。

周壁部１２ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる筒状である。周壁部１２ａは、円筒状である。周壁部１２ａは、軸方向一方側の端部が開口する。周壁部１２ａは、軸方向他方側の端部が開口する。周壁部１２ａは、第１中心軸Ｊ１に沿って第１中心軸Ｊ１の周囲を覆う。周壁部１２ａの軸方向一方面および軸方向他方面は、それぞれ開口する。周壁部１２ａは、軸方向一方側および軸方向他方側にそれぞれ開口部を有する。

周壁部１２ａには、モータ２０が収容される。周壁部１２ａには、ロータ２２、ステータ２３および制御基板７０が収容される。周壁部１２ａは、ステータ２３の径方向外側を囲む。周壁部１２ａの内部は、仕切り壁部１２ｄにより軸方向一方側の部分と軸方向他方側の部分とに仕切られる。周壁部１２ａの内部のうち、仕切り壁部１２ｄよりも軸方向一方側の部分は、ステータ収容部である。周壁部１２ａの内部のうち、仕切り壁部１２ｄよりも軸方向他方側の部分は、制御基板収容部１２ｆである。本実施形態の例では、制御基板収容部１２ｆの内径が、ステータ収容部の内径よりも大きい。

蓋体１２ｇは、板状である。蓋体１２ｇは、周壁部１２ａにおいて軸方向他方側に開口する開口部を塞ぐ。蓋体１２ｇは、制御基板収容部１２ｆの軸方向他方側の開口を塞ぐ。周壁部１２ａに対して蓋体１２ｇは、ネジ等（図示省略）を用いて取り外し可能に装着される。

ケースフランジ部１２ｂは、周壁部１２ａの軸方向一方側の端部から径方向外側に広がる円環板状である。仕切り壁部１２ｄは、周壁部１２ａの内周面から径方向内側に広がる円環板状である。仕切り壁部１２ｄは、ステータ２３を軸方向他方側から覆う。仕切り壁部１２ｄは、ロータ２２およびステータ２３と、制御基板７０と、の間に位置する。仕切り壁部１２ｄは、軸方向に沿うロータ２２およびステータ２３と、制御基板７０と、の間に配置される。仕切り壁部１２ｄは、仕切り壁部１２ｄを軸方向に貫通する孔部１２ｈを有する。仕切り壁部１２ｄにおいて孔部１２ｈは、周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられる。孔部１２ｈは、例えば、周方向に互いに１２０度間隔をあけて３つ設けられる。

ベアリング保持部１２ｅは、仕切り壁部１２ｄの軸方向一方側を向く面から軸方向一方側に突出する筒状である。ベアリング保持部１２ｅは、円筒状である。ベアリング保持部１２ｅは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延び、軸方向一方側に開口する。ベアリング保持部１２ｅの内周面には、第１ベアリング５１が固定される。ベアリング保持部１２ｅは、第１ベアリング５１を保持する。つまり第１ベアリング５１は、ケース１１に設けられる。

コネクタ部１２ｃは、周壁部１２ａの軸方向他方側の端部における外周面から径方向外側に延びる。コネクタ部１２ｃのうち径方向外側の端部は、径方向に延びる筒状である。コネクタ部１２ｃには、外部電源（図示省略）が接続される。

減速機構ケース１３は、底壁部１３ａと、カバー筒部１３ｂと、突出筒部１３ｃと、を有する。底壁部１３ａは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。底壁部１３ａの径方向外端は、周壁部１２ａよりも径方向外側に位置する。底壁部１３ａは、減速機構３０を軸方向一方側から覆う。底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面は、減速機構３０と軸方向に対向する。底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面は、ケース１１の内面のうち、減速機構３０の軸方向一方側に位置する部分である。底壁部１３ａは、底壁部１３ａの軸方向他方側を向く面から軸方向一方側に窪む凹部１３ｄを有する。凹部１３ｄは、周方向に延びる環状である。

カバー筒部１３ｂは、底壁部１３ａの径方向外縁部から軸方向他方側に突出する筒状である。カバー筒部１３ｂの軸方向他方側の端部は、ケースフランジ部１２ｂの軸方向一方側を向く面の径方向外縁部に接触する。カバー筒部１３ｂは、ケースフランジ部１２ｂにネジ等（図示省略）を用いて固定される。突出筒部１３ｃは、底壁部１３ａの径方向内縁部から軸方向一方側に突出する筒状である。突出筒部１３ｃは、軸方向一方側および軸方向他方側にそれぞれ開口する。

突出筒部１３ｃの内面は、第１大径部１３ｅと、小径部１３ｆと、段差面１３ｋと、第２大径部１３ｇと、を有する。第１大径部１３ｅは、突出筒部１３ｃの内面のうち軸方向他方側の端部に位置する。第１大径部１３ｅは、突出筒部１３ｃの軸方向他方側に開口する部分に配置される。第１大径部１３ｅ内は、カバー筒部１３ｂ内に通じる。小径部１３ｆは、第１大径部１３ｅの軸方向一方側に位置する。小径部１３ｆの内径は、第１大径部１３ｅの内径よりも小さい。段差面１３ｋは、第１大径部１３ｅと小径部１３ｆとの間に位置して軸方向他方側を向く。段差面１３ｋは、軸方向に垂直な平面状である。段差面１３ｋは、周方向に延びる環状である。

第２大径部１３ｇは、小径部１３ｆの軸方向一方側に位置する。第２大径部１３ｇは、突出筒部１３ｃの内面のうち軸方向一方側の端部に位置する。第２大径部１３ｇは、突出筒部１３ｃの軸方向一方側に開口する部分に配置される。第２大径部１３ｇ内は、ケース１１の外部に通じる。第２大径部１３ｇの内径は、小径部１３ｆの内径よりも大きい。図示の例では、第２大径部１３ｇの内径と、第１大径部１３ｅの内径とが、互いに同じである。

突出筒部１３ｃ内には、第４ベアリング５４が配置される。第４ベアリング５４は、例えば、滑り軸受である。第４ベアリング５４は、軸方向に延びる筒状である。第４ベアリング５４は、小径部１３ｆに嵌め合わされて、突出筒部１３ｃ内に固定される。第４ベアリング５４の軸方向一方端は、小径部１３ｆの軸方向一方端よりも軸方向他方側に位置する。第４ベアリング５４は、第４ベアリング５４の軸方向他方側の端部から径方向外側に広がるフランジ部を有する。第４ベアリング５４のフランジ部は、段差面１３ｋに対して軸方向他方側から接触する。これにより、第４ベアリング５４が突出筒部１３ｃ内から軸方向一方側に抜け出ることが抑えられる。

モータシャフト２１は、第１ベアリング５１および第３ベアリング５３によって、第１中心軸Ｊ１回りに回転可能に支持される。モータシャフト２１と減速機構３０とは、第２ベアリング５２を介して、第２中心軸Ｊ２回りに相互に回転可能に連結される。第１ベアリング５１、第２ベアリング５２および第３ベアリング５３は、例えば、ボール軸受である。モータシャフト２１は、第１軸部２１ａと、第２軸部２１ｂと、第３軸部２１ｃと、を有する。

第１軸部２１ａは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。第１軸部２１ａは、ロータ固定軸部２１ｄと、支持軸部２１ｅと、中継軸部２１ｆと、を有する。ロータ固定軸部２１ｄの外周面には、ロータ２２が固定される。支持軸部２１ｅは、ロータ固定軸部２１ｄの軸方向他方側に位置する。支持軸部２１ｅは、第１軸部２１ａの軸方向他方側の端部に位置する。支持軸部２１ｅは、モータシャフト２１の軸方向他方側の端部に配置される。支持軸部２１ｅの外径は、ロータ固定軸部２１ｄの外径よりも小さい。支持軸部２１ｅは、第１ベアリング５１内に嵌め合わされる。支持軸部２１ｅは、第１ベアリング５１に支持される。つまり第１ベアリング５１は、モータシャフト２１の軸方向他方側の部分を回転可能に支持する。

中継軸部２１ｆは、ロータ固定軸部２１ｄの軸方向一方側に位置する。中継軸部２１ｆは、第１軸部２１ａの軸方向一方側の端部に位置する。図示の例では、中継軸部２１ｆの外径が、ロータ固定軸部２１ｄの外径よりも小さく、支持軸部２１ｅの外径よりも大きい。中継軸部２１ｆの外径は、第２ベアリング５２の内輪の内径よりも大きい。中継軸部２１ｆは、第２ベアリング５２の内輪の軸方向他方側に配置され、第２ベアリング５２の内輪と軸方向に対向する。

第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａの軸方向一方側に位置する。第２軸部２１ｂは、第１中心軸Ｊ１に対して偏心した第２中心軸Ｊ２を中心として延びる。第２中心軸Ｊ２は、第１中心軸Ｊ１と平行である。よって第２軸部２１ｂは、軸方向に延びる。第２軸部２１ｂは、第１軸部２１ａに接続する。第２軸部２１ｂは、中継軸部２１ｆに接続する。第２軸部２１ｂの外径は、中継軸部２１ｆの外径よりも小さい。第２軸部２１ｂは、第２ベアリング５２内に嵌め合わされる。

第３軸部２１ｃは、第１中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。第３軸部２１ｃは、第２軸部２１ｂの軸方向一方側に位置する。第３軸部２１ｃは、第２軸部２１ｂに接続する。第３軸部２１ｃの外径は、第２軸部２１ｂの外径よりも小さい。第３軸部２１ｃは、モータシャフト２１の軸方向一方側の端部に配置される。第３軸部２１ｃは、第３ベアリング５３に支持される。

ロータ２２は、モータシャフト２１と、ロータ固定軸部２１ｄの外周面に固定される筒状のロータコアと、ロータコアの外周面に固定されるロータマグネットと、を有する。ステータ２３は、ロータ２２と径方向に隙間をあけて対向する。ステータ２３は、ロータ２２の径方向外側を囲む環状のステータコアと、ステータコアに装着される複数のコイルと、を有する。ステータ２３は、周壁部１２ａの内周面に固定される。

制御基板７０は、板状である。制御基板７０の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。制御基板７０は、制御基板収容部１２ｆ内に収容される。制御基板７０は、仕切り壁部１２ｄの軸方向他方側に配置される。制御基板７０は、仕切り壁部１２ｄの軸方向他方側を向く面に固定される。制御基板７０は、ステータ２３と電気的に接続される。制御基板７０には、ステータ２３のコイルのコイル線が接続される。コイル線は、仕切り壁部１２ｄの連通孔（図示省略）内を通る。連通孔は、仕切り壁部１２ｄを軸方向に貫通する。

バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに支持される。バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに埋め込まれる。バスバー８０の両端部のうち、第１端部は、制御基板７０の軸方向他方側を向く面に固定される。バスバー８０の両端部のうち、第２端部は、コネクタ部１２ｃの径方向外側の端部に設けられた凹部からケース１１の外部に露出する。バスバー８０は、コネクタ部１２ｃに接続される外部電源と電気的に接続される。バスバー８０および制御基板７０を通して、外部電源からステータ２３のコイルに電源が供給される。

減速機構３０は、モータシャフト２１の軸方向一方側の部分に連結される。減速機構３０は、モータシャフト２１の軸方向一方側の部分の径方向外側に配置される。減速機構３０は、第２軸部２１ｂおよび第３軸部２１ｃの径方向外側に配置される。減速機構３０は、減速機構ケース１３内に収容される。減速機構３０は、軸方向に沿う底壁部１３ａとケースフランジ部１２ｂとの間に配置される。減速機構３０は、外歯ギア３１と、内歯ギア３３と、接続部３４と、を有する。

外歯ギア３１は、第２中心軸Ｊ２を中心とする略円環板状である。外歯ギア３１の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。図２に示すように、外歯ギア３１の外周面には、歯車部が設けられる。図１および図２に示すように、外歯ギア３１は、第２軸部２１ｂに第２ベアリング５２を介して接続する。つまり減速機構３０は、第２ベアリング５２を介してモータシャフト２１に連結される。第２ベアリング５２は、外歯ギア３１内に嵌め合わされる。第２ベアリング５２は、モータシャフト２１と外歯ギア３１とを、第２中心軸Ｊ２回りに相互に回転可能に連結する。なお、図２においては、後述する円筒部３４ｂの図示を省略している。

外歯ギア３１は、複数のピン３２を有する。図１に示すように、ピン３２は、外歯ギア３１の軸方向一方側を向く面から軸方向一方側に突出する円柱状である。図２に示すように、複数のピン３２は、第２中心軸Ｊ２を中心とする周方向に沿って等間隔に配置される。図２に示す例では、ピン３２が８つ設けられる。

内歯ギア３３は、外歯ギア３１の径方向外側を囲んで減速機構ケース１３に固定される。内歯ギア３３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。図１に示すように、内歯ギア３３は、カバー筒部１３ｂの内周面の凹部内に配置されて、カバー筒部１３ｂに固定される。図１および図２に示すように、内歯ギア３３は、外歯ギア３１と噛み合う。内歯ギア３３の内周面には、歯車部が設けられる。内歯ギア３３の歯車部は、外歯ギア３１の歯車部と噛み合う。内歯ギア３３の歯車部は、周方向の一部（図２では左側部分）において外歯ギア３１の歯車部と噛み合う。内歯ギア３３の歯車部の歯数と、外歯ギア３１の歯車部の歯数とは、互いに異なる。本実施形態では、内歯ギア３３の歯車部の歯数が、外歯ギア３１の歯車部の歯数よりも多い。

図１に示すように、接続部３４は、外歯ギア３１の軸方向一方側に配置される。接続部３４は、円環板部３４ａと、円筒部３４ｂと、を有する。円環板部３４ａは、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。円環板部３４ａの板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。円環板部３４ａは、円環板部３４ａを軸方向に貫通する複数の孔３４ｃを有する。

図２に示すように、複数の孔３４ｃは、周方向に沿って等間隔に配置される。図２に示す例では、孔３４ｃが８つ設けられる。孔３４ｃの数は、ピン３２の数と同じである。軸方向から見て、孔３４ｃは円形状である。つまり孔３４ｃは、円孔状である。孔３４ｃの内径は、ピン３２の外径よりも大きい。図１および図２に示すように、複数の孔３４ｃには、外歯ギア３１に設けられた複数のピン３２がそれぞれ挿入される。ピン３２の外周面は、孔３４ｃの内周面と内接する。つまりピン３２の外周面と、孔３４ｃの内周面とは、各周面の一部において接触する。孔３４ｃの内周面は、ピン３２を介して、外歯ギア３１を第１中心軸Ｊ１回りに揺動可能に支持する。

図１に示すように、円筒部３４ｂは、円環板部３４ａの径方向内縁部から軸方向一方側に延びる円筒状である。円筒部３４ｂは、軸方向に延びる円筒状の円筒部本体３４ｄと、円筒部本体３４ｄの軸方向一方側の端部から径方向内側に広がる円環板状の円環底板部３４ｅと、を有する。円筒部本体３４ｄの内周面における軸方向他方側の端部には、第３ベアリング５３が固定される。円筒部本体３４ｄの軸方向一方側の端部および円環底板部３４ｅは、第１大径部１３ｅ内に挿入される。円環底板部３４ｅの軸方向一方側を向く面は、第４ベアリング５４のフランジ部の軸方向他方側を向く面に接触する。接続部３４は、単一の部材である。

出力部４０は、電動アクチュエータ１０の駆動力を出力する部分である。出力部４０は、上述した減速機構３０の接続部３４と、出力シャフト部４１と、を有する。上述したように、接続部３４の円筒部本体３４ｄの内周面における軸方向他方側の端部には、第３ベアリング５３が固定される。これにより第３ベアリング５３は、モータシャフト２１と出力部４０とを、第１中心軸Ｊ１回りに相互に回転可能に連結する。

出力シャフト部４１は、軸方向に延び、モータシャフト２１の軸方向一方側に配置される。出力シャフト部４１は、第１中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。本実施形態の例では、出力シャフト部４１が、軸方向一方側へ向かうにしたがい段階的に外径が小さくなる多段円柱状である。出力シャフト部４１は、被支持部４１ａと、フランジ部４１ｂと、被取付部４１ｃと、を有する。

被支持部４１ａは、第４ベアリング５４内に嵌め合わされる。被支持部４１ａは、第４ベアリング５４に第１中心軸Ｊ１回りに回転可能に支持される。被支持部４１ａの軸方向一方端は、第２大径部１３ｇ内に位置する。フランジ部４１ｂは、被支持部４１ａの軸方向他方側の端部から径方向外側に広がるフランジ状である。フランジ部４１ｂは、円筒部本体３４ｄの径方向内側に位置する。フランジ部４１ｂの軸方向一方側を向く面は、円環底板部３４ｅの軸方向他方側を向く面に接触する。被取付部４１ｃは、被支持部４１ａの軸方向一方側に位置する。被取付部４１ｃは、突出筒部１３ｃよりも軸方向一方側に突出する。被取付部４１ｃには、電動アクチュエータ１０の駆動力が出力される他の部材が取り付けられる。

出力シャフト部４１は、接続部３４に固定される。出力シャフト部４１は、例えば、被支持部４１ａまたはフランジ部４１ｂが円環底板部３４ｅと溶接されることで、接続部３４に固定される。これにより、出力シャフト部４１は、円筒部３４ｂの軸方向一方側の端部に接続される。出力シャフト部４１の軸方向他方側の端面と、モータシャフト２１の軸方向一方側の端面との間には、隙間ＤＰが設けられる。

モータシャフト２１が第１中心軸Ｊ１回りに回転させられると、第２軸部２１ｂ（第２中心軸Ｊ２）は、第１中心軸Ｊ１を中心として周方向に公転する。第２軸部２１ｂの公転は、第２ベアリング５２を介して外歯ギア３１に伝達され、外歯ギア３１は、内歯ギア３３内で第１中心軸Ｊ１回りに公転する。外歯ギア３１は、孔３４ｃの内周面とピン３２の外周面との内接する位置が変化しつつ、揺動する。このとき、外歯ギア３１の歯車部と内歯ギア３３の歯車部とが噛み合う位置が、周方向に変化する。外歯ギア３１の歯数と内歯ギア３３の歯数とは互いに異なっており、かつ、内歯ギア３３は、減速機構ケース１３に固定されており回転しない。このため、外歯ギア３１が、内歯ギア３３に対して第２中心軸Ｊ２回りに自転する。

外歯ギア３１が自転する向きは、モータシャフト２１が回転する向きと反対方向となる。外歯ギア３１の第２中心軸Ｊ２回りの回転（自転）は、孔３４ｃとピン３２とを介して、接続部３４に伝達される。これにより、接続部３４が第１中心軸Ｊ１回りに回転し、出力部４０が第１中心軸Ｊ１回りに回転する。このように、モータシャフト２１の回転が、減速機構３０を介して出力シャフト部４１に伝達される。

出力部４０の回転は、減速機構３０によって、モータシャフト２１の回転に対して減速される。具体的に、本実施形態の減速機構３０では、モータシャフト２１の回転に対する出力部４０の回転の減速比Ｒが、Ｒ＝−（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ２で表される。減速比Ｒを表す式の右辺の先頭の負符号は、モータシャフト２１の回転方向に対して、減速される出力部４０の回転方向が逆向きになることを示している。Ｎ１は、外歯ギア３１の歯数であり、Ｎ２は、内歯ギア３３の歯数である。一例として、外歯ギア３１の歯数Ｎ１が５９で、内歯ギア３３の歯数Ｎ２が６０の場合、減速比Ｒは、−１／６０となる。このように、本実施形態の減速機構３０は、モータシャフト２１の回転に対する出力部４０の回転の減速比Ｒを大きくできる。これにより、出力部４０の回転トルクを大きくできる。

回転検出部７５は、ロータ２２の回転を検出する。図１および図３に示すように、回転検出部７５は、第１取付部材（取付部材）７３と、第１マグネット（マグネット）７４と、第１回転センサ（回転センサ）７１と、を有する。

第１取付部材７３は、例えば、非磁性体製である。なお第１取付部材７３は、磁性体製であってもよい。第１取付部材７３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。第１取付部材７３は、モータシャフト２１に固定される。第１取付部材７３は、モータシャフト２１における第１ベアリング５１の軸方向一方側に位置する部分に固定される。この構成により、例えば、第１取付部材７３がモータシャフト２１における第１ベアリング５１の軸方向他方側に位置する部分に固定される構成に比べて、構造の複雑化を抑えることができる。

第１取付部材７３の径方向内縁部は、ロータ固定軸部２１ｄの外周面におけるロータ２２のロータコアよりも軸方向他方側に位置する部分に固定される。つまり、第１取付部材７３は、モータシャフト２１における軸方向に沿う第１ベアリング５１とロータコアとの間に位置する部分に固定される。第１取付部材７３の径方向外縁部は、第１ベアリング５１およびベアリング保持部１２ｅの径方向外側を囲む。

図３に示すように、第１取付部材７３は、固定板部７３ａと、筒部７３ｂと、取付け板部７３ｃと、を有する。第１取付部材７３は、単一の部材である。固定板部７３ａは、モータシャフト２１に固定されて径方向に広がるフランジ状である。固定板部７３ａは、周方向に延びる円環板状である。固定板部７３ａの板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。固定板部７３ａの径方向外縁部は、第１ベアリング５１およびベアリング保持部１２ｅよりも径方向外側に位置する。固定板部７３ａは、第１取付部材７３において軸方向一方側の端部に配置される。固定板部７３ａは、第１取付部材７３において径方向内側の端部に配置される。図示の例では、固定板部７３ａの軸方向一方側を向く面と、ロータ２２のロータコアの軸方向他方側を向く面とが、互いに接触する。固定板部７３ａの軸方向他方側を向く面と、第１ベアリング５１およびベアリング保持部１２ｅとは、軸方向に隙間をあけて対向する。

筒部７３ｂは、固定板部７３ａの外周縁から軸方向他方側へ向けて延びる筒状である。本実施形態では、筒部７３ｂが、第１中心軸Ｊ１を中心とし、固定板部７３ａの径方向外縁部から軸方向他方側へ突出する円筒状である。なお、筒部７３ｂは、固定板部７３ａの外周縁から軸方向他方側へ向かうにしたがい拡径するテーパ筒状であってもよい。また筒部７３ｂは、固定板部７３ａの外周縁から軸方向他方側へ向かうにしたがい縮径するテーパ筒状であってもよい。筒部７３ｂは、ベアリング保持部１２ｅよりも径方向外側に配置される。筒部７３ｂの内周面と、ベアリング保持部１２ｅの外周面との間には、隙間が設けられる。筒部７３ｂの軸方向他方端は、仕切り壁部１２ｄの軸方向一方側を向く面から軸方向一方側に離れて配置される。

取付け板部７３ｃは、筒部７３ｂの軸方向他方側の端部から径方向外側に広がるフランジ状である。取付け板部７３ｃは、周方向に延びる円環板状である。取付け板部７３ｃの板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。取付け板部７３ｃは、第１取付部材７３において軸方向他方側の端部に配置される。取付け板部７３ｃは、第１取付部材７３において径方向外側の端部に配置される。取付け板部７３ｃは、ベアリング保持部１２ｅの径方向外側に対向する位置に配置される。

第１マグネット７４は、周方向に延びる環状である。第１マグネット７４は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。第１マグネット７４の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。第１マグネット７４は、周方向に沿って交互に配置されるＮ極とＳ極とを有する。第１マグネット７４は、第１取付部材７３に取り付けられる。第１マグネット７４は、例えば接着剤等により、第１取付部材７３に固定される。第１取付部材７３および第１マグネット７４は、モータシャフト２１とともに第１中心軸Ｊ１回りに回転する。

本実施形態では、第１マグネット７４が、取付け板部７３ｃに取り付けられる。第１マグネット７４は、取付け板部７３ｃの軸方向他方側を向く面に固定される。第１マグネット７４、取付け板部７３ｃおよび後述する第１回転センサ７１は、軸方向から見て互いに重なる位置に配置される。第１マグネット７４が取付け板部７３ｃに取り付けられることで、第１マグネット７４と、第１回転センサ７１との軸方向の距離を、第１マグネット７４の周方向全域で均等化しやすい。よって第１回転センサ７１による回転の検出が安定する。

第１マグネット７４は、径方向から見て、第１ベアリング５１と重なる位置に配置される。第１マグネット７４は、ベアリング保持部１２ｅの径方向外側に対向する位置に配置される。第１マグネット７４は、第１ベアリング５１およびベアリング保持部１２ｅの径方向外側を囲む。第１マグネット７４は、第１ベアリング５１およびベアリング保持部１２ｅの径方向外側のスペースに配置される。第１マグネット７４は、ロータ２２のロータコアと仕切り壁部１２ｄとの間のスペースに配置される。第１マグネット７４と第１ベアリング５１とは、軸方向に隣り合わず、径方向に隣り合って配置される。本実施形態によれば、モータシャフト２１と制御基板７０とを、軸方向に互いに距離を近づけて配置できるので、電動アクチュエータ１０の軸方向の外形を小さく抑えることができる。また、電動アクチュエータ１０の製造時において、ロータ２２のロータマグネットと、回転検出部７５の第１マグネット７４とを、モータシャフト２１に組み付けた状態で着磁でき、着磁相の誤差を抑えることができる。これにより、モータ２０の性能のばらつきを抑制できる。

第１回転センサ７１は、第１マグネット７４に隙間をあけて対向する。第１回転センサ７１は、第１マグネット７４と軸方向に対向する。第１回転センサ７１は、第１マグネット７４の軸方向他方側に位置する。第１回転センサ７１は、第１マグネット７４によって生じる磁界を検出する。第１回転センサ７１は、例えばホール素子である。第１回転センサ７１は、周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられる。第１回転センサ７１は、例えば、周方向に互いに１２０度間隔をあけて３つ設けられる。第１マグネット７４によって生じる磁界は、第１マグネット７４がモータシャフト２１とともに回転することにより変化する。この磁界の変化を第１回転センサ７１が検出することにより、モータシャフト２１の回転を検出できる。第１回転センサ７１は、例えば、ケース１１に対するモータシャフト２１の周方向の回転角度位置を検出する。第１回転センサ（回転センサ）７１は、例えば、回転角度位置検出センサまたは回転角センサ等と言い換えてもよい。

第１回転センサ７１は、制御基板７０の軸方向一方側を向く板面に実装される。第１回転センサ７１は、仕切り壁部１２ｄの孔部１２ｈ内に配置される。図示の例では、第１回転センサ７１が、仕切り壁部１２ｄの軸方向一方側を向く面から軸方向一方側に突出することなく、孔部１２ｈ内に収容される。本実施形態によれば、第１回転センサ７１の軸方向の厚さが、仕切り壁部１２ｄの軸方向の厚さ内に含まれる。したがって、電動アクチュエータ１０の軸方向の外形をより小さくできる。

図４に示す本実施形態の変形例では、第１マグネット７４が、筒部７３ｂに取り付けられる。第１マグネット７４は、筒部７３ｂの外周面に固定される。図示を省略するが、第１マグネット７４は、筒部７３ｂの内周面に固定されて、第１回転センサ７１と軸方向に対向してもよい。また第１マグネット７４は、筒部７３ｂの軸方向他方側を向く端面に固定されて、第１回転センサ７１と軸方向に対向してもよい。本実施形態の変形例によれば、第１取付部材７３の取付け板部７３ｃを削除できる。つまり、第１取付部材７３の筒部７３ｂに第１マグネット７４を取り付けることで、第１ベアリング５１の径方向外側のスペースに第１マグネット７４を配置しつつ、構造を簡素化できる。

回転検出装置６０は、出力部４０の回転を検出する。図１に示すように、回転検出装置６０は、回路基板６１と、第２取付部材６４と、第２マグネット６３と、第２回転センサ６２と、を有する。

回路基板６１は、板状である。回路基板６１の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。本実施形態の例では、回路基板６１が、円筒部本体３４ｄの径方向外側を囲む円環板状である。回路基板６１は、底壁部１３ａの凹部１３ｄ内に配置される。回路基板６１は、凹部１３ｄにおいて軸方向他方側を向く底面に固定される。回路基板６１は、配線（図示省略）により、制御基板７０と電気的に接続される。これにより、コネクタ部１２ｃに接続される外部電源から、制御基板７０を通して回転検出装置６０に電源が供給される。

第２取付部材６４は、例えば、非磁性体製である。なお第２取付部材６４は、磁性体製であってもよい。第２取付部材６４は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。第２取付部材６４は、出力部４０に固定される。第２取付部材６４は、接続部３４に固定される。第２取付部材６４は、円筒部本体３４ｄの外側に嵌め合わされる。第２取付部材６４の径方向内縁部は、円筒部本体３４ｄの外周面における軸方向他方側の端部に固定される。第２取付部材６４の軸方向他方側を向く面は、円環板部３４ａの軸方向一方側を向く面に接触する。

第２取付部材６４の径方向内縁部は、円環板部３４ａの軸方向一方側を向く面に対して、軸方向一方側から接触する。第２取付部材６４の径方向外縁部は、第２取付部材６４の径方向外縁部以外の部位よりも軸方向一方側に位置する。第２取付部材６４の径方向外縁部は、円環板部３４ａの軸方向一方側を向く面に対して、軸方向一方側に離れて配置される。第２取付部材６４の径方向外縁部は、第３ベアリング５３の径方向外側を囲む。第２取付部材６４の径方向外縁部は、径方向から見て第３ベアリング５３と重なる位置に配置される。本実施形態の例では、第２取付部材６４の全体が、径方向から見て第３ベアリング５３と重なる位置に配置される。第２取付部材６４は、第３ベアリング５３に対して、軸方向一方側および軸方向他方側に突出しない。

第２取付部材６４の径方向外縁部は、周方向に延びる円環板状である。第２取付部材６４の径方向外縁部の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。第２取付部材６４の径方向外縁部は、ピン３２から径方向内側に離れて配置される。第２取付部材６４の径方向外縁部において軸方向他方側を向く面は、ピン３２の軸方向一方側を向く端面よりも軸方向一方側に配置される。このため、例えばピン３２が、図１に示す位置よりも径方向内側の位置に配置された場合でも、ピン３２と第２取付部材６４とが互いに接触することは抑えられる。

第２マグネット６３は、周方向に延びる環状である。第２マグネット６３は、第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。第２マグネット６３の板面は軸方向を向き、軸方向に垂直に広がる。第２マグネット６３は、周方向に沿って交互に配置されるＮ極とＳ極とを有する。第２マグネット６３は、第２取付部材６４に取り付けられる。第２マグネット６３は、例えば接着剤等により、第２取付部材６４に固定される。第２取付部材６４および第２マグネット６３は、接続部３４とともに第１中心軸Ｊ１回りに回転する。

第２マグネット６３は、第２取付部材６４の径方向外縁部に取り付けられる。第２マグネット６３は、第２取付部材６４の径方向外縁部において軸方向一方側を向く面に固定される。第２取付部材６４の径方向外縁部、第２マグネット６３および後述する第２回転センサ６２は、軸方向から見て互いに重なる位置に配置される。第２マグネット６３が第２取付部材６４の径方向外縁部に取り付けられることで、第２マグネット６３と、第２回転センサ６２との軸方向の距離を、第２マグネット６３の周方向全域で均等化しやすい。よって第２回転センサ６２による回転の検出が安定する。

第２マグネット６３は、径方向から見て、第３ベアリング５３と重なる位置に配置される。第２マグネット６３は、円筒部本体３４ｄの径方向外側に対向する位置に配置される。第２マグネット６３は、第３ベアリング５３の径方向外側を囲む。第２マグネット６３は、第３ベアリング５３の径方向外側のスペースに配置される。第２マグネット６３は、円環板部３４ａと底壁部１３ａとの間のスペースに配置される。これにより、電動アクチュエータ１０の軸方向の外形をより小さく抑えることができる。

第２回転センサ６２は、第２マグネット６３に隙間をあけて対向する。第２回転センサ６２は、第２マグネット６３と軸方向に対向する。第２回転センサ６２は、第２マグネット６３の軸方向一方側に位置する。第２回転センサ６２は、第２マグネット６３によって生じる磁界を検出する。第２回転センサ６２は、例えばホール素子である。第２回転センサ６２は、周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられる。第２回転センサ６２は、例えば、周方向に互いに１２０度間隔をあけて３つ設けられる。第２マグネット６３によって生じる磁界は、第２マグネット６３が出力部４０とともに回転することにより変化する。この磁界の変化を第２回転センサ６２が検出することにより、出力部４０の回転を検出できる。第２回転センサ６２は、例えば、ケース１１に対する出力部４０の周方向の回転角度位置を検出する。第２回転センサ６２は、例えば、回転角度位置検出センサまたは回転角センサ等と言い換えてもよい。

第２回転センサ６２は、回路基板６１の軸方向他方側を向く板面に実装される。第２回転センサ６２は、底壁部１３ａの凹部１３ｄ内に配置される。図示の例では、第２回転センサ６２が、底壁部１３ａの軸方向他方端から軸方向他方側に突出することなく、凹部１３ｄ内に収容される。つまり、第２回転センサ６２および回路基板６１の軸方向の厚さが、底壁部１３ａの軸方向の厚さ内に含まれる。第２回転センサ６２および回路基板６１は、隙間ＤＰと径方向に重なる位置に配置される。本実施形態によれば、電動アクチュエータ１０の軸方向の外形をより小さくできる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

前述の実施形態では、第１取付部材７３が、固定板部７３ａと、筒部７３ｂと、取付け板部７３ｃと、を有する例を挙げた。本発明は、第１取付部材７３に取り付けられる第１マグネット７４が、径方向から見て第１ベアリング５１と重なる位置に配置されればよい。このため、第１取付部材７３の構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第１取付部材７３の筒部７３ｂが設けられずに、固定板部７３ａと取付け板部７３ｃとが直接接続されてもよい。ただし、筒部７３ｂが設けられることによって、第１ベアリング５１と径方向に重なる位置に第１マグネット７４を配置しやすいことから、より好ましい。

前述の実施形態では、第１回転センサ７１が、制御基板７０の軸方向一方側を向く板面に実装されるとしたが、これに限定されない。第１回転センサ７１は、例えば仕切り壁部１２ｄに取り付けられてもよい。第１回転センサ７１は、モータシャフト２１の回転を検出できればよく、例えば磁気抵抗素子であってもよい。また、第２回転センサ６２が、回路基板６１の軸方向他方側を向く板面に実装されるとしたが、これに限定されない。第２回転センサ６２は、例えば底壁部１３ａに取り付けられてもよい。第２回転センサ６２は、出力部４０の回転を検出できればよく、例えば磁気抵抗素子であってもよい。また、回転検出装置６０に、回路基板６１が設けられなくてもよい。

前述の実施形態では、接続部３４と出力シャフト部４１とが、溶接により固定されるとしたが、これに限定されない。接続部３４と出力シャフト部４１とは、相互に回転しなければよい。例えば固定ピン等を用いて、接続部３４と出力シャフト部４１との相対的な回転を抑制してもよい。また、接続部３４の内周面の一部に平面部（Ｄカット部）を設けて、出力シャフト部４１が、接続部３４の内周面に回転不能に嵌合してもよい。また、出力部４０を単一の部材とし、接続部３４と出力シャフト部４１とを、それぞれ出力部４０の部分としてもよい。

また、減速機構３０は、モータシャフト２１の回転を減速させて出力部４０に伝達することで、トルクを増大させる機能を有すればよく、前述の実施形態で説明した構成に限定されない。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１０…電動アクチュエータ、１１…ケース、１２ｄ…仕切り壁部、１２ｅ…ベアリング保持部、１２ｈ…孔部、２１…モータシャフト、２２…ロータ、２３…ステータ、３０…減速機構、５１…第１ベアリング（ベアリング）、７０…制御基板、７１…第１回転センサ（回転センサ）、７３…第１取付部材（取付部材）、７３ａ…固定板部、７３ｂ…筒部、７３ｃ…取付け板部、７４…第１マグネット（マグネット）、７５…回転検出部、Ｊ１…第１中心軸（中心軸）

Claims (5)

1. 中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するロータと、
   前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、
   前記モータシャフトの軸方向一方側の部分に連結される減速機構と、
   前記ロータの回転を検出する回転検出部と、
   前記ロータ、ステータおよび回転検出部を収容するケースと、
   前記ケースに設けられ、前記モータシャフトの軸方向他方側の部分を回転可能に支持するベアリングと、を備え、
   前記ケースは、前記ベアリングを保持するベアリング保持部を有し、
   前記回転検出部は、
   前記モータシャフトに固定される取付部材と、
   前記取付部材に取り付けられるマグネットと、
   前記マグネットに隙間をあけて対向する回転センサと、を有し、
   前記マグネットは、周方向に延びる環状であり、径方向から見て前記ベアリングと重なる位置に配置される、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であって、
   前記取付部材は、前記モータシャフトにおける前記ベアリングの軸方向一方側に位置する部分に固定される、電動アクチュエータ。
3. 請求項２に記載の電動アクチュエータであって、
   前記取付部材は、
   前記モータシャフトに固定されて径方向に広がるフランジ状の固定板部と、
   前記固定板部の外周縁から軸方向他方側へ向けて延びる筒部と、を有する、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であって、
   前記取付部材は、前記筒部の軸方向他方側の端部から径方向外側に広がるフランジ状の取付け板部を有し、
   前記マグネットは、前記取付け板部に取り付けられ、
   前記回転センサ、前記マグネットおよび前記取付け板部が、軸方向から見て互いに重なる位置に配置される、電動アクチュエータ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動アクチュエータであって、
   前記ステータと電気的に接続される制御基板を備え、
   前記ケースは、前記ロータおよび前記ステータと、前記制御基板と、の間に位置する仕切り壁部を有し、
   前記回転センサは、前記制御基板の軸方向一方側を向く板面に実装されて、前記仕切り壁部を軸方向に貫通する孔部内に配置される、電動アクチュエータ。

Images