电动致动器、及旋转控制机构的制作方法

文档序号:18838935发布日期:2019-10-09 06:31阅读:133来源:国知局
电动致动器、及旋转控制机构的制作方法

本实用新型涉及一种电动致动器、及旋转控制机构。



背景技术:

包括电机及减速机构的致动器,已为人所知。例如,日本专利特开2001-112215号公报所示的致动器,包括:旋转位置检测器,此旋转位置检测器检测电机的旋转轴的旋转位置。而且,日本专利特开2015-023761号公报所记载的电动致动器,包括:电位计(potentiometer),此电位计检测连结于减速机构的输出构件的旋转角度。

这些电动致动器中,在将磁检测方式的传感器用于以低速旋转的输出轴的旋转角检测时,若使用小型磁体作为安装于输出轴的磁体,则有时因产生磁场弱,而导致旋转角传感器的检测精度降低。



技术实现要素:

本实用新型的一方式的一个目的在于,提供一种电动致动器,即便在使用磁力弱的磁体时,也可抑制输出轴的旋转角检测中的检测精度降低。

根据本实用新型的一方式,提供一种电动致动器,包括:电机,具有在轴向上延伸的电机轴;减速机构,连结于所述电机轴的轴向一方侧的部分;输出部,经由所述减速机构而传递所述电机轴的旋转;以及旋转检测装置,检测所述输出部的旋转;其中,所述输出部在轴向上延伸,且配置于所述电机轴的轴向一方侧;所述旋转检测装置具有:固定于所述输出部且在所述输出部的周向上延伸的磁体、及在轴向或径向上与所述磁体相向的旋转传感器;所述磁体具有配置于周向上的多个磁极,所述磁体的至少一个磁极,相对于所述输出部的旋转方向的角度基准位置,而配置于规定角度位置。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,还包括:定位部,将所述磁体与所述输出部定位。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,所述定位部包含:设于所述磁体的表面的凹部、及设于所述输出部且插入所述凹部的凸部。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,所述凹部位于所述磁体的周向中磁通密度相对较低的区域。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,所述磁体在所述输出部的周向上仅具有一对磁极。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,所述磁体为包含单一构件的环磁体。

根据本实用新型的一方式,提供一种旋转控制机构,包括:所述的电动致动器;控制轴,连结于所述电动致动器的输出部;以及动作部,根据所述控制轴的姿势,对控制对象执行不同的控制动作,其中,所述电动致动器使所述输出部在一转内的多个角度位置停止,由此能切换所述控制轴的姿势,在所述输出部停止的多个角度位置,所述旋转传感器相对于所述磁体的磁极而配置于70°以下的范围。

在本实用新型的电动致动器的实施方式中,在所述输出部停止的多个角度位置,所述旋转传感器相对于所述磁体的磁极而配置于35°以下的范围。

有以下的本实用新型的优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本实用新型的所述内容及其他特征、部件、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是表示本实施方式的电动致动器的纵截面图。

图2是从输出轴侧观看电动致动器的内部结构的立体图。

图3是角度检测装置的作用说明图。

图4是包括传动装置(transfer device)的四轮驱动车的结构图。

具体实施方式

以下,使用附图,对本实用新型的实施方式进行说明。

如图1及图2所示,本实施方式的电动致动器10包括:壳体11、电机20、减速机构30、输出部40、旋转检测装置60、第一配线构件91、第二配线构件92、第一轴承51、第二轴承54、第三轴承55及第四轴承56。电机20包括:转子22、定子23、控制基板70、汇流条80及旋转检测部75。转子22具有:沿着第一中心轴(中心轴)J1延伸的电机轴21。即,电机20具有电机轴21。减速机构30连结于电机轴21。

输出部40具有:经由减速机构30而传递电机轴21的旋转的输出轴部41。输出轴部41在第一中心轴J1的轴向上延伸。输出轴部41配置于与配置有电机轴21的轴向位置不同的轴向位置。本实施方式的示例中,第一中心轴J1的轴向为上下方向。

本实施方式中,将与第一中心轴J1平行的方向简称为“轴向”。将轴向中,从电机轴21朝向输出轴部41的方向称为轴向一方侧,将从输出轴部41朝向电机轴21的方向称为轴向他方侧。轴向一方侧是沿着第一中心轴J1从电机20朝向减速机构30及输出部40的方向。轴向他方侧是沿着第一中心轴J1从输出部40及减速机构30朝向电机20的方向。本实施方式的示例中,轴向一方侧为下侧,且为图1的下侧。轴向他方侧为上侧,且为图1的上侧。此外,上侧及下侧仅是用于说明各部的相对位置关系的名称,实际的配置关系等,也可为这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。

将以第一中心轴J1为中心的径向简称为“径向”。将径向中,接近第一中心轴J1的方向称为径向内侧,将远离第一中心轴J1的方向称为径向外侧。将以第一中心轴J1为中心的周向简称为“周向”。

壳体11收容电机20、减速机构30、输出部40及旋转检测装置60。壳体11具有:电机壳体12及减速机构壳体13。电机壳体12及减速机构壳体13为树脂制。即,壳体11为树脂制。电机壳体12具有:在轴向一方侧开口的第一开口部12i。减速机构壳体13具有:在轴向他方侧开口的第二开口部13j。壳体11具有:将电机壳体12及减速机构壳体13以使各自的开口部在轴向上相向的状态固定的结构。即,电机壳体12与减速机构壳体13是以第一开口部12i与第二开口部13j在轴向上相向的状态相互固定。在将电机壳体12与减速机构壳体13相互固定的状态下,第一开口部12i的内部与第二开口部13j的内部相互连通。

电机壳体12中收容有电机20、第一配线构件91及第三轴承55。电机壳体12具有:周壁部12a、盖体12g、分隔壁部12d、轴承保持部12e、连接器部12c及第一配线保持部14。

周壁部12a为以第一中心轴J1为中心而在轴向上延伸的筒状。周壁部12a为圆筒状。周壁部12a的轴向一方侧的端部开口。周壁部12a的轴向他方侧的端部开口。周壁部12a的轴向一方面及轴向他方面分别开口。即,周壁部12a在轴向的两侧开口。周壁部12a沿着第一中心轴J1而覆盖第一中心轴J1的周围。

在周壁部12a中收容有定子23。周壁部12a包围定子23的径向外侧。周壁部12a的内部被后述的分隔壁部12d分隔为轴向一方侧的部分与轴向他方侧的部分。周壁部12a的内部中,较分隔壁部12d更靠轴向一方侧的部分为定子收容部。周壁部12a的内部中,较分隔壁部12d更靠轴向他方侧的部分为控制基板收容部12f。本实施方式的示例中,控制基板收容部12f的内径大于定子收容部的内径。

盖体12g为板状。盖体12g将周壁部12a的在轴向他方侧开口的开口部堵塞。盖体12g将控制基板收容部12f的轴向他方侧的开口堵塞。对于周壁部12a,使用螺杆16可装卸地安装有盖体12g。

分隔壁部12d为从周壁部12a的内周面向径向内侧扩展的圆环板状。分隔壁部12d从轴向他方侧覆盖定子23。分隔壁部12d位于转子22及定子23与控制基板70之间。分隔壁部12d配置于沿着轴向的转子22及定子23与控制基板70之间。分隔壁部12d中,设有在轴向上贯穿分隔壁部12d的贯穿孔。在贯穿孔中例如穿进线圈线等。线圈线从后述的定子23的线圈延伸,在贯穿孔内穿过而电连接于控制基板70。

轴承保持部12e为筒状。轴承保持部12e以第一中心轴J1为中心在轴向上延伸。轴承保持部12e设于分隔壁部12d的径向内缘部。在轴承保持部12e的内周面,固定有第三轴承55。轴承保持部12e保持第三轴承55。

连接器部12c从周壁部12a的外周面向径向外侧突出。连接器部12c为在径向上延伸的筒状。连接器部12c在径向外侧开口。本实施方式的示例中,连接器部12c为长圆筒状。连接器部12c的开口部的形状为:周向的长度较轴向的长度更长的长圆形。连接器部12c配置于径向上与分隔壁部12d重叠的位置。连接器部12c保持从控制基板70向电机壳体12的外侧延伸的汇流条80。连接器部12c为与壳体11外的电配线进行连接的部分。连接器部12c上连接有外部电源(图示省略)。

第一配线保持部14从周壁部12a向径向外侧突出。第一配线保持部14在轴向上延伸。第一配线保持部14在轴向一方侧开口。第一配线保持部14的轴向他方侧的端部的轴向位置,与分隔壁部12d的轴向位置相同。第一配线保持部14的周向位置,与连接器部12c的周向位置不同。

减速机构壳体13中,收容有:减速机构30、输出部40、旋转检测装置60、第二配线构件92、第一轴承51、第二轴承54及第四轴承56。减速机构壳体13具有:底壁部13a、支撑筒部13d、安装壁部13h、突出筒部13c、盖筒部13b及第二配线保持部15。

底壁部13a为以第一中心轴J1为中心的圆环板状。底壁部13a从轴向一方侧覆盖减速机构30。底壁部13a的朝向轴向他方侧的面,在轴向上与减速机构30相向。底壁部13a为壳体11的内表面中,位于减速机构30的轴向一方侧的部分。在底壁部13a设有支撑筒部13d。支撑筒部13d为从底壁部13a的朝向轴向他方侧的面,向轴向他方侧突出的筒状。支撑筒部13d为圆筒状。支撑筒部13d从底壁部13a的径向内缘部向轴向他方侧延伸。支撑筒部13d在轴向他方侧开口。支撑筒部13d的朝向轴向他方侧的端面13i为:垂直于第一中心轴J1而扩展的平面状。端面13i为圆环状的平面。端面13i的轴向位置,配置于较后述的盖筒部13b的轴向他方侧的轴向位置更靠轴向一方侧。

安装壁部13h从底壁部13a的朝向轴向他方侧的面,向轴向他方侧突出。安装壁部13h从支撑筒部13d的外周面向径向外侧延伸。安装壁部13h从支撑筒部13d向后述的第二配线保持部15内延伸。安装壁部13h的径向内缘部连接于支撑筒部13d的外周面。安装壁部13h的径向外缘部配置于第二配线保持部15内。安装壁部13h的径向外缘部的径向位置,配置于较后述的盖筒部13b的内周面的径向位置更靠径向外侧。安装壁部13h的朝向轴向他方侧的面,位于较支撑筒部13d的端面13i更靠轴向一方侧。虽未图示,但在底壁部13a的朝向轴向他方侧的面,在周向上相互空开间隔而设有多个安装壁部13h。本实施方式的示例中,安装壁部13h以两个为一组,一组安装壁部13h彼此空开一定的间隔而相互平行地延伸。安装壁部13h为从支撑筒部13d向径向外侧延伸的例如两根肋。安装壁部13h在周向上夹持固定后述的第一旋转传感器62。

突出筒部13c为从底壁部13a的径向内缘部,向轴向一方侧突出的筒状。在突出筒部13c内配置有输出轴部41。盖筒部13b为从底壁部13a的径向外缘部,向轴向他方侧突出的筒状。盖筒部13b为圆筒状。盖筒部13b在轴向他方侧开口。盖筒部13b沿着第一中心轴J1而覆盖第一中心轴J1的周围。盖筒部13b的轴向他方侧的端部,与周壁部12a的轴向一方侧的端部接触并固定。

第二配线保持部15从盖筒部13b向径向外侧突出。第二配线保持部15为在轴向他方侧开口的箱状。第二配线保持部15的内部与盖筒部13b的内部连通。第二配线保持部15的轴向一方侧的端部的轴向位置,与底壁部13a的轴向位置相同。

第二配线保持部15在轴向上与第一配线保持部14相向。第二配线保持部15的内部,与第一配线保持部14的内部连通。

转子22具有:电机轴21、转子芯22a、转子磁体22b及平衡重锤(balance-weight)24。电机轴21是由第一轴承51及第三轴承55绕第一中心轴J1可旋转地支撑。第一轴承51嵌合于电机轴21的轴向一方侧的端部。第三轴承55嵌合于电机轴21的轴向他方侧的部分。电机轴21与减速机构30经由第四轴承56而绕第二中心轴J2相互可旋转地连结。第四轴承56配置于沿着轴向的第一轴承51与第三轴承55之间,嵌合于电机轴21。第一轴承51、第三轴承55及第四轴承56例如为球轴承。电机轴21的轴向他方侧的端部,从轴承保持部12e内向轴向他方侧突出。电机轴21的轴向他方侧的端部,较分隔壁部12d更向轴向他方侧突出。

电机轴21具有:转子芯固定轴部21a、偏芯轴部21b、重锤安装轴部21c及大径部21d。转子芯固定轴部21a以第一中心轴J1为中心而在轴向上延伸。在转子芯固定轴部21a的外周面,固定有转子芯。在转子芯固定轴部21a中的位于较转子芯22a更靠轴向他方侧的部分,嵌合有第三轴承55。

偏芯轴部21b位于较转子芯固定轴部21a更靠轴向一方侧。偏芯轴部21b相对于第一中心轴J1而偏芯。偏芯轴部21b以相对于第一中心轴J1而偏芯的第二中心轴J2为中心延伸。第二中心轴J2与第一中心轴J1平行。因此,偏芯轴部21b在轴向上延伸。在偏芯轴部21b,嵌合有第四轴承56的内径侧。偏芯轴部21b经由第四轴承56而可旋转地支撑减速机构30的后述的外齿合齿轮31。

重锤安装轴部21c配置于沿着轴向的转子芯固定轴部21a与偏芯轴部21b之间。重锤安装轴部21c位于偏芯轴部21b的轴向他方侧。重锤安装轴部21c具有较偏芯轴部21b更大的直径。重锤安装轴部21c邻接于第四轴承56的轴向他方侧而配置,重锤安装轴部21c的轴向一方侧端部在轴向上与第四轴承56的内轮相向。

大径部21d配置于重锤安装轴部21c的轴向他方侧。大径部21d位于重锤安装轴部21c的轴向他方侧。大径部21d配置于转子芯固定轴部21a的轴向一方侧。大径部21d位于转子芯固定轴部21a的轴向一方侧。大径部21d具有大于重锤安装轴部21c的直径。本实施方式的示例中,大径部21d为电机轴21中最大径的部分。

转子芯22a为筒状,固定于转子芯固定轴部21a的外周面。转子磁体22b固定于转子芯22a的外周面。平衡重锤24固定于重锤安装轴部21c。

定子23在径向上空开间隙而与转子22相向。定子23具有:包围转子22的径向外侧的环状的定子芯、及安装于定子芯的多个线圈。虽未图示,但定子芯具有背轭(back yoke)及齿。背轭为在周向上延伸的环状。齿从背轭向径向内侧延伸,在周向上相互空开间隔而配置有多个。

控制基板70为板状。控制基板70的板面朝向轴向,垂直于轴向而扩展。控制基板70收容于控制基板收容部12f内。控制基板70配置于分隔壁部12d的轴向他方侧。本实施方式的示例中,控制基板70从分隔壁部12d向轴向他方侧远离而配置。控制基板70与定子23电连接。控制基板70上连接有定子23的线圈的线圈线。控制基板70上例如搭载有反相器电路。

汇流条80保持于连接器部12c。汇流条80埋入连接器部12c。汇流条80的两端部中,第一端部固定于控制基板70。汇流条80的两端部中,第二端部配置于连接器部12c的径向外侧的开口部内,在壳体11的外部露出。汇流条80与连接于连接器部12c的外部电源电连接。通过汇流条80及控制基板70,而从外部电源向定子23的线圈提供电源。

旋转检测部75检测转子22的旋转。旋转检测部75配置于控制基板收容部12f内。旋转检测部75配置于分隔壁部12d与控制基板70之间的空间中。旋转检测部75具有:安装构件73、第二磁体74及第二旋转传感器71。

安装构件73例如为非磁性体制。此外,安装构件73也可为磁性体制。安装构件73为以第一中心轴J1为中心的圆环状。安装构件73的内周面,固定于电机轴21的外周面的轴向他方侧的端部。安装构件73配置于第三轴承55及轴承保持部12e的轴向他方侧。安装构件73的径向外缘部,位于较位于径向外缘部的径向内侧的部分更靠轴向一方侧。

第二磁体74为在周向上延伸的环状。第二磁体74为以第一中心轴J1为中心的圆环板状。第二磁体74的板面朝向轴向,垂直于轴向而扩展。第二磁体74具有:沿着周向而交替配置的N极及S极。第二磁体74安装于安装构件73。第二磁体74固定于安装构件73的径向外缘部中朝向轴向他方侧的面。第二磁体74例如利用接着剂等,而固定于安装构件73。第二磁体74的轴向他方侧及径向外侧是由磁体盖所覆盖。安装构件73及第二磁体74,与电机轴21一起绕第一中心轴J1旋转。

第二旋转传感器71空开间隙而与第二磁体74相向。第二旋转传感器71在轴向上与第二磁体74相向。第二旋转传感器71位于第二磁体74的轴向他方侧。第二旋转传感器71检测由第二磁体74所产生的磁场。第二旋转传感器71例如为霍尔元件。第二旋转传感器71在周向上相互空开等间隔,而设有多个。第二旋转传感器71例如在周向上相互空开120度间隔,而设有3个。

减速机构30连结于电机轴21的轴向一方侧的部分。减速机构30配置于电机轴21的轴向一方侧的部分的径向外侧。减速机构30配置于从径向观看而与偏芯轴部21b重叠的位置。减速机构30配置于沿着轴向的底壁部13a与定子23之间。

减速机构30具有:外齿合齿轮31、内齿合齿轮33及环状板部40c。外齿合齿轮31为以第二中心轴J2为中心的大致圆环板状。外齿合齿轮31的板面朝向轴向,垂直于轴向而扩展。在外齿合齿轮31的外周面设有齿轮部。外齿合齿轮31经由第四轴承56而连接于偏芯轴部21b。即,减速机构30经由第四轴承56而连结于电机轴21。第四轴承56嵌合于外齿合齿轮31内。第四轴承56将电机轴21与外齿合齿轮31,绕第二中心轴J2相互可旋转地连结。

外齿合齿轮31具有多个销32。销32为从外齿合齿轮31的朝向轴向一方侧的面,向轴向一方侧突出的圆柱状。多个销32沿着以第二中心轴J2为中心的周向而等间隔地配置。本实施方式的示例中,销32设有8个。

内齿合齿轮33包围外齿合齿轮31的径向外侧而固定于减速机构壳体13。内齿合齿轮33为以第一中心轴J1为中心的圆环状。内齿合齿轮33配置于盖筒部13b的内周面的凹陷部13n内,固定于盖筒部13b。凹陷部13n位于盖筒部13b的内周面的轴向他方侧的端部,在轴向他方侧及径向内侧开口。

内齿合齿轮33与外齿合齿轮31啮合。在内齿合齿轮33的内周面设有齿轮部。内齿合齿轮33的齿轮部与外齿合齿轮31的齿轮部啮合。内齿合齿轮33的齿轮部在周向的一部分(图2及图3的各左侧部分),与外齿合齿轮31的齿轮部啮合。内齿合齿轮33的齿轮部的齿数、与外齿合齿轮31的齿轮部的齿数互不相同。内齿合齿轮33的齿轮部的齿数,多于外齿合齿轮31的齿轮部的齿数。

环状板部40c为输出部40的一部分。环状板部40c为将减速机构30与输出部40连结的连结部。环状板部40c配置于外齿合齿轮31的轴向一方侧。环状板部40c为以第一中心轴J1为中心的圆环板状。环状板部40c中径向外侧的部分,位于较径向内侧的部分更靠轴向他方侧。环状板部40c的径向外侧的部分,较环状板部40c的径向内侧的部分而轴向的厚度更厚。环状板部40c具有在轴向上贯穿环状板部40c的多个孔40d。孔40d配置于环状板部40c的径向外侧的部分。

如图1及图2所示,多个孔40d沿着以第一中心轴J1为中心的周向而等间隔地配置。本实施方式的示例中,设有8个孔40d。孔40d的个数与销32的个数相同。孔40d为圆孔状。孔40d的内径大于销32的外径。在多个孔40d中分别插入多个销32。销32的外周面与孔40d的内周面内接。即,销32的外周面与孔40d的内周面在周面的一部分接触。孔40d的内周面经由销32而可摇动地支撑外齿合齿轮31。

输出部40为输出电动致动器10的驱动力的部分。如图1所示,输出部40具有:筒状壁部40b、环状板部40c及输出轴部41。筒状壁部40b为以第一中心轴J1为中心在轴向上延伸的筒状。筒状壁部40b为从环状板部40c的径向内缘部,向轴向一方侧延伸的圆筒状。筒状壁部40b为在轴向他方侧开口的有底的圆筒状。在筒状壁部40b的内周面的轴向一方侧的端部,嵌合有

第一轴承51。由此,第一轴承51将电机轴21与输出部40相互可旋转地连结。第一轴承51将电机轴21与输出部40绕第一中心轴J1相对可旋转地连结。电机轴21的轴向一方侧的端部,位于筒状壁部40b的内部。电机轴21的朝向轴向一方侧的端面,空开间隙而与筒状壁部40b的底部的朝向轴向他方侧的面相向。

筒状壁部40b配置于支撑筒部13d内。在筒状壁部40b与支撑筒部13d之间配置有第二轴承54。支撑筒部13d上嵌合有第二轴承54。即,支撑筒部13d内嵌合有第二轴承54。第二轴承54内嵌合有筒状壁部40b。第二轴承54夹持在筒状壁部40b的外周面、与支撑筒部13d的内周面之间。第二轴承54相对于壳体11而可旋转地支撑输出部40。

第二轴承54具有:轴承筒部54a及轴承凸缘部54b。轴承筒部54a为以第一中心轴J1为中心在轴向上延伸的圆筒状。轴承筒部54a从径向夹持在筒状壁部40b与支撑筒部13d之间。

轴承凸缘部54b为以第一中心轴J1为中心的圆环板状。轴承凸缘部54b从轴承筒部54a的轴向他方侧的端部向径向外侧扩展。轴承凸缘部54b的板面朝向轴向,垂直于轴向而扩展。轴承凸缘部54b从轴向夹持在支撑筒部13d的朝向轴向他方侧的端面13i、与环状板部40c之间。

输出轴部41在轴向上延伸,配置于电机轴21的轴向一方侧。输出轴部41为以第一中心轴J1为中心的圆柱状。输出轴部41从筒状壁部40b的底部向轴向一方侧延伸。输出轴部41插入突出筒部13c内。输出轴部41的轴向一方侧的部分,较突出筒部13c更向轴向一方侧突出。在输出轴部41的轴向一方侧的部分,安装有输出电动致动器10的驱动力的其他构件。本实施方式中,输出部40为单一的构件。

当使电机轴21绕第一中心轴J1旋转时,偏芯轴部21b(第二中心轴J2)以第一中心轴J1为中心在周向上公转。偏芯轴部21b的公转经由第四轴承56而传递至外齿合齿轮31,外齿合齿轮31在内齿合齿轮33内绕第一中心轴J1公转。对于外齿合齿轮31而言,孔40d的内周面与销32的外周面的内接位置变化同时摇动。此时,外齿合齿轮31的齿轮部与内齿合齿轮33的齿轮部啮合的位置在周向上变化。外齿合齿轮31的齿数与内齿合齿轮33的齿数互不相同,且内齿合齿轮33固定于减速机构壳体13而不旋转。因此,外齿合齿轮31相对于内齿合齿轮33绕第二中心轴J2自转。

外齿合齿轮31自转的朝向与电机轴21旋转的朝向为相反方向。外齿合齿轮31的绕第二中心轴J2的旋转(自转)经由孔40d及销32而传递至环状板部40c。由此,环状板部40c绕第一中心轴J1旋转,输出部40绕第一中心轴J1旋转。这样,电机轴21的旋转经由减速机构30而传递至输出轴部41。

输出部40的旋转是由减速机构30相对于电机轴21的旋转而予以减速。具体而言,本实施方式的减速机构30中,输出部40的旋转相对于电机轴21的旋转的减速比R是以R=-(N2-N1)/N2表示。表示减速比R的式子的右边最初的负符号表示:相对于电机轴21的旋转方向,经减速的输出部40的旋转方向成为反向。N1为外齿合齿轮31的齿数,N2为内齿合齿轮33的齿数。作为一例,当外齿合齿轮31的齿数N1为59,内齿合齿轮33的齿数N2为60时,减速比R成为-1/60。这样,本实施方式的减速机构30能够增大输出部40的旋转相对于电机轴21的旋转的减速比R。由此,能够增大输出部40的旋转扭矩。

旋转检测装置60检测输出部40的旋转。如图1及图2所示,旋转检测装置60具有:第一磁体63及第一旋转传感器62。如图1所示,旋转检测装置60在支撑筒部13d的径向外侧,配置于底壁部13a与环状板部40c之间。由此,能够抑制电动致动器10的轴向长度。

第一磁体63为在周向上延伸的环状。第一磁体63为以第一中心轴J1为中心的圆筒状。第一磁体63具有配置在周向上的多个磁极。本实施方式的情况下,第一磁体63在轴向一方侧的面,具有沿着周向而配置的一个N极及一个S极。第一磁体63为周向单面二极的环磁体。第一磁体63为包含单一构件的环磁体。即,能够使用相对较廉价的磁体作为第一磁体63。

第一磁体63固定于输出部40。第一磁体63固定于环状板部40c的朝向轴向一方侧的面。第一磁体63与环状板部40c一起绕第一中心轴J1旋转。

第一旋转传感器62空开间隙而与第一磁体63相向。第一旋转传感器62在轴向上与第一磁体63相向。第一旋转传感器62位于第一磁体63的轴向一方侧。第一旋转传感器62检测由第一磁体63所产生的磁场。第一旋转传感器62例如为霍尔元件。第一旋转传感器62的位置的磁场因第一磁体63与输出部40一起旋转而变化。通过第一旋转传感器62检测此磁场的变化,而可检测输出部40的旋转。第一旋转传感器62可检测相对于壳体11的输出部40的周向的旋转角度位置。第一旋转传感器62例如也可改称为旋转角度位置检测传感器或旋转角传感器等。

第一旋转传感器62配置于从径向观看而与支撑筒部13d重叠的位置。第一旋转传感器62配置于与支撑筒部13d的径向外侧相向的位置。第一旋转传感器62位于底壁部13a的轴向他方侧。第一旋转传感器62配置于底壁部13a与第一磁体63之间。第一旋转传感器62安装于安装壁部13h。第一旋转传感器62保持于安装壁部13h。通过将第一旋转传感器62安装于安装壁部13h,而第一旋转传感器62的检测稳定。如图2所示,第一旋转传感器62具有3个传感器端子。3个传感器端子为:电源用的传感器端子、信号传递用的传感器端子、及接地用的传感器端子。3个传感器端子经由第二配线构件92及第一配线构件91而连接于控制基板70。

本实施方式中,第一磁体63的至少一个磁极的位置,相对于输出部40的旋转方向的角度基准位置,而配置于规定角度位置。即,第一磁体63与输出部40以经定位的状态而固定。本实施方式中,第一磁体63的N极及S极的位置是以相对于输出部40的角度基准位置而经定位的状态固定。

第一磁体63具有:从内周面向径向外侧凹陷的凹部63a。输出部40具有:从环状板部40c的朝向轴向一方侧的面,向轴向一方侧突出的凸部40e。通过将凸部40e插入凹部63a,而将第一磁体63与输出部40在周向上定位。因此,电动致动器10具有:包含凹部63a及凸部40e的定位部34。通过具有定位部34,而能够将第一磁体63容易地配置于规定位置。由此,电动致动器10的装配作业变得容易。

第一磁体63的凹部63a,位于第一磁体63的周向上磁通密度相对较低的区域。本实施方式中,凹部63a配置于从第一磁体63的N极的位置偏离90°的角度位置的内周部。第一磁体63的N极与S极,隔着第一中心轴J1而彼此位于径向的相反侧,因此,从N极偏离90°的位置为第一磁体63中磁通密度最低的部分。

在设有凹部63a的位置,第一磁体63的体积变小,因而磁通密度降低。此处,通过将凹部63a配置于第一磁体63中的磁通密度低的部分,可不使N极、S极周边的磁通密度降低,而进行第一磁体63与输出部40的定位。根据此结构,即便在使用磁力弱的小型磁体时,也能够制成不易产生角度检测的不良状况的旋转检测装置60。

图3为从轴向一方侧观看第一磁体63及输出部40的平面图。图3中,在第一磁体63的径向外侧,标示了由第一磁体63所产生的磁场的磁通密度分布MF。此外,磁通密度分布MF为第一磁体63的朝向轴向一方侧的面中的轴向的磁通密度分布。

如图3所示,输出部40在输出轴部41的外周面具有角度基准位置P0。本实施方式的情况下,角度基准位置P0为输出轴部41的花键凹刻部(spline cut-out part)41a的周向的中心位置。角度基准位置P0为相对于连接电动致动器10的外部机器而表示输出轴部41的角度位置的标记。因此,角度基准位置P0为标示于输出轴部41的线或图形的位置。

第一磁体63配置于,第一磁体63的N极相对于输出部40的角度基准位置P0以图3所示的角度γ偏离的位置。角度γ是根据使用电动致动器10时,使输出部40停止的角度位置的配置而设定。以下,例示将本实施方式的电动致动器10,用于四轮驱动车的传动装置的旋转控制机构的情况进行说明。

图4是包括传动装置的四轮驱动车的结构图。

图4所示的四轮驱动车包括:发动机1、变速器2及传动装置3。传动装置3经由前传动轴(front propeller shaft)4F而与前差速器(front differential)5F连接。前差速器5F经由半轴(axle shaft)而连结于两个前轮6。传动装置3经由后传动轴4R而与后差速器5R连接。后差速器5R经由半轴而连结于两个后轮7。

传动装置3包括:作为二驱四驱切换机构而发挥功能的旋转控制机构100。旋转控制机构100具有:电动致动器10、连结于电动致动器10的输出部40的输出轴部41的控制轴101、及连结于控制轴101的动作部102。动作部102根据控制轴101的姿势,而对作为控制对象的传动装置3执行二驱四驱切换动作。

传动装置3可切换第一驱动模式~第三驱动模式的此3种驱动模式。第一驱动模式是作为高速变速档的二轮驱动的“2H模式”。第二驱动模式是作为高速变速档的四轮驱动的“4H模式”。第三驱动模式是作为低速变速档的四轮驱动的“4L模式”。

旋转控制机构100利用电动致动器10将控制轴101旋转驱动,使控制轴101停止于一转内的规定角度位置,由此执行驱动模式的切换。控制轴101使传动装置3在切换至2H模式的“2H位置”、切换至4H模式的“4H位置”、切换至4L模式的“4L位置”此3处位置间旋转驱动。动作部102在控制轴101的角度位置与和切换的驱动模式对应的角度位置一致时,对传动装置3执行切换驱动模式的控制。

图3中表示了将控制轴101配置于2H位置、4H位置、4L位置时,与第一旋转传感器62相向的第一磁体63的部位。旋转控制机构100中,电动致动器10以使第一磁体63的和2H位置、4H位置、4L位置对应的角度位置与和第一旋转传感器62相向的位置一致的方式,使输出部40旋转。

本实施方式中,以控制轴101停止于2H位置、4H位置、4L位置时,与第一旋转传感器62相向的第一磁体63的部位配置于距N极或S极70°以内的角度位置的方式,设定第一磁体63中的2H位置、4H位置、4L位置的检测位置。

在控制轴101的2H位置、4H位置、4L位置,分别唯一地决定相对于壳体11的角度基准位置P0的相对位置。例如图3中,表示了将控制轴101配置于2H位置的状态。在此2H位置,角度基准位置P0配置于相对于固定于壳体11的第一旋转传感器62而偏离角度β的位置。

此时,以第一旋转传感器62与第一磁体63的N极的角度α成为70°以下的范围的方式,相对于输出部40而将第一磁体63定位。关于4H位置及4L位置,也与2H位置同样,当输出部40处于规定的停止位置时,以相对于第一旋转传感器62而第一磁体63的N极或S极成为70°以下的范围的方式,设定第一磁体63的位置。

图3所示的示例中,当将控制轴101配置于2H位置时,距第一磁体63的N极15°~25°的部位与第一旋转传感器62相向。当将控制轴101配置于4H位置时,距第一磁体63的S极20°~30°的部位与第一旋转传感器62相向。当将控制轴101配置于4L位置时,距第一磁体63的N极0°~15°的部位与第一旋转传感器62相向。

即,2H位置与4L位置的间隔为15°左右而相对较近,4H位置位于4L位置的大致相反侧,因此,将2H位置及4L位置的与第一旋转传感器62的相向部位配置于N极附近,将4H位置的与第一旋转传感器62的相向部位配置于S极附近。

通过设为这种结构,当旋转控制机构100动作时,能够将与第一旋转传感器62相向的第一磁体63的部位设为第一磁体63中磁通密度高的部位。即,第一磁体63中,不将磁通密度低的部位用于角度检测,因而只要在磁通密度高的部位,具有可进行第一旋转传感器62的磁场检测的磁场强度即可。由此,即便使用磁力弱的小型磁体作为第一磁体63时,也能够高精度地检测与控制轴101的各位置对应的输出部40的角度位置。

而且,若如本实施方式那样,构成为当控制轴101停止在2H位置、4H位置、4L位置时,与第一旋转传感器62相向的第一磁体63的部位配置于距N极或S极35°以内的角度位置,则可使用第一磁体63中磁通密度更高的部位进行角度检测。由此,可实现输出部40的角度位置检测精度的提高、或第一磁体63的小型化。

第一配线构件91及第二配线构件92,将控制基板70与第一旋转传感器62电连接。第一配线构件91及第二配线构件92分别具有3根配线。第一配线构件91保持于电机壳体12。第一配线构件91穿过第1配线保持部14。第一配线构件91的至少一部分埋入第一配线保持部14。第一配线构件91电连接于控制基板70及第二配线构件92。第二配线构件92保持于减速机构壳体13。第二配线构件92穿过第二配线保持部15。第二配线构件92的至少一部分埋入第二配线保持部15。第二配线构件92电连接于第一旋转传感器62及第一配线构件91。通过将电机壳体12与减速机构壳体13装配,而第一配线构件91与第二配线构件92相互电连接。

此外,本实用新型不限定于所述实施方式,例如可如下述说明那样,在不偏离本实用新型的主旨的范围内变更结构等。

例如本实施方式中,对使用周向单面二极的环磁体作为第一磁体63的情况进行了说明,但第一磁体63也可使用将多个N极与多个S极在周向上交替配置的单面多极的环磁体。而且,第一磁体63不限于圆环状,例如也可为圆弧状的磁体。本实施方式的情况下,与控制轴101的停止位置对应的第一磁体63的部位(图3所示的2H、4H、4L)配置于180°以下的角度范围。因此,若为具有180°以上的周向长度的圆弧状磁体,则可用作第一磁体63。

本实施方式中,对将第一磁体63与输出部40定位的定位部34为凹部63a与凸部40e的嵌合结构的情况进行了说明,但定位部34也可构成为设于第一磁体63的凸部、与设于输出部40的凹部嵌合。而且,也可构成为在第一磁体63及输出部40的表面标示表示各自的基准位置的线或图形等标记,将第一磁体63的标记与输出部40的标记对位。

除此以外,也可在不偏离本实用新型的主旨的范围内,将所述实施方式、变形例及补充说明等中说明的各结构(结构部件)组合,而且也可进行结构的附加、省略、置换、其他变更。另外,本实用新型不受所述实施方式的限定,而仅由权利要求限定。

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