JPH02260013A - 回転位置制御用アクチュエーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、出力軸と同期的に回動するセクターギヤー、
セクターギヤーに回動力を付与するモーター、セクター
ギヤーに停Ｅ力を付与するソレノイド、とよりなり、モ
ーター及びソレノイドへの通電のしかたによって、出力
軸の回転位置を電気的に制御する回転位置制御用アクチ
ュエーターに関するものであり、このアクチュエーター
は例えば、ショックアブソーバ−内のオイルの流通路に
配置されたオリフィスの開口面積を制御するロータリー
バルブの駆動源として用いられる。

〔従来の技術〕

従来、−船釣に使用される回転位置制御用アクチュエー
ターとして、山海堂出版になる「カーエレクトロニクス
」第１０２頁、第１０３頁に示される。これを第１図、
第２図によって詳細に説明する。

１は１例えばショックアブソーバ−のロータリーバルブ
に対して駆動力を付与する出力軸であってケースＳにて
垂直方向に回動自在に配置される。

２は出力軸１と同期的に回動するよう一体的に形成され
たセクターギヤーであり、このセクターギヤー２には出
力軸１の軸心を基準に円弧状の弓状溝２Ａと、弓状溝２
Ａの外側の溝端面２Ｂより、さらに外側に向って矩形溝
２Ｃが穿設される。　２Ｄはセクターギヤー２の外側端
面に設けられたギヤーである。３はケースＳに取着され
たモーターであって、モーター３の出力軸にはセクター
ギヤー２のギヤー２Ｄに噛合するピニオンギヤー４が取
着される。

また、５はソレノイドであり、コイルボビン６の周囲に
コイル７が巻回されるとともにコイルポビン６の内部に
設けた固定鉄心８に対向して可動鉄心９が移動自在に配
置される。そして、このソレノイド５（可動鉄心９を含
む）は水平方向（出力軸１の長手軸心方向に対して直角
方向）に配置される・。

１０は可動鉄心９と一体的に形成された規制部であり、
この規制部１０のＬ字型に折れ曲がった端部には筒状部
１０Ａが形成され、この筒状部ＩＯＡが弓状溝２Ａ内に
配置されるとともに矩形溝２Ｃ内に進退する。尚１１は
、可動鉄心９を固定鉄心８より引離す方向へ弾性力を付
与するスプリングである。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の回転位置制御用アクチュエーターによると
、次の問題点を有する。

■ソレノイド５が水平方向に配置されているので、可動
鉄心９の垂直方向下部とコイルポビン６との間で単に可
動鉄心９の重さによる摺動抵抗が発生する。

これによると、摺動部分に摩耗が生じ、この摩耗が進行
すると円筒部１０Ａの弓状溝２Ａへの引掛代りが減少し
て好ましくない、また、摩耗の進行によると、摺動抵抗
が変化し、可動鉄心の動特性が変わって好ましくない。

■モーター３とソレノイド５への通電によって１円筒部
１０Ａが矩形溝２Ｃ内へ進入することによりセクターギ
ヤー２の回転を抑止して出力軸１の中間角度位置を制御
するが、矩形溝２Ｃ内に円筒部１０Ａが進入した際、セ
クターギヤー２はモーター３による回転方向の慣性力を
受け、円筒部１０Ａが矩形溝２Ｃの側壁Ｊに衝突する。

これは、長期間の繰り返し使用時において、円筒部１０
Ａ又は矩形溝２Ｃの側壁Ｊに摩耗が生ずるもので、この
摩耗によると、設定した角度位置に変化が生じ好ましく
ない。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明になる回転位置制御用アクチュエーターは前記問
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
耐久性が秀れ、且つ正確な中間角度位置を長期に渡って
制御し得る前記アクチュエーターを提供することに有り
、前記目的達成の為に以下の如くとした。

すなわち、出力軸と同期的に回動し、出力軸の軸心を中
心として円弧状に穿設された弓状溝と、弓状溝の中間部
に穿設された停止溝を穿設したセクターギヤーと： セクターギヤーにピニオンギヤーを介して回動力を付与
するモーターと； 周囲にコイルを巻回されたコイルボビン内に固定的に配
置された固定鉄心と、固定鉄心に対向して、コイルボビ
ン内を移動自在に配置された可動鉄心と、よりなり、可
動鉄心の端部に前記セクターギヤーの弓状溝内を移動す
るとともに停止溝内に進退する規制部を備えたソレノイ
ドと；よりなる回転位置制御用アクチュエーターにおい
て； セクターギヤーの停止溝を、弓状溝をまたいで円形状と
するとともに可動鉄心の端部に形成する規制部を、弓状
溝内を移動し、弓状溝の溝端部で係止する円筒部と、円
筒部に連設され、円形状よりなる停止溝に進退する円錐
形状部と、により形成し、セクターギヤーの最大移動角
度範囲を規制部の円筒部と弓状溝の溝端部にて制御する
とともに、セクターギヤーの中間角度位置を、ソレノイ
ドへの通電による停止部の円錐形状部が停止溝内への進
入、停止Ｆによって制御してなる回転位置制御用アクチ
ュエーターである。

〔作用〕

出力軸の中間角度位置を制御する際には、モーター、及
びソレノイドへ通電する。これによると、規制部の円錐
形状部が円形状よりなる停止溝内に進入し、もってセク
ターギヤーの回転を停止して、出力軸を中間角度位置に
制御する。

〔実施例〕

以下、本発明になる回転位置制御用アクチュエーターの
一実施例を第３図、第４図により説明する。

２０はケースＳに軸受２１を介して垂直方向に回動自在
に配置された出力軸である。この出力軸２０には、出力
軸２０と同期的に回動するセクターギヤー２２が一体的
にかつ出力軸２０の長手軸心方向に直交した水平方向に
形成される。セクターギヤー２２には、出力軸２０の軸
心Ｃを基準とし、その両端が閉塞されて溝端部２２Ｂ　
’　、　２２Ｂ　’を形成された円弧状の弓状溝２２Ａ
と、弓状溝２２Ａの弓状長さ方向の中間部に弓状溝２２
Ａをまたいだ円形状の停止溝２２Ｃが穿設され、さらに
弓状溝２２Ａの出力軸２０をはさんだ反対側のセクター
ギヤー２２の端面にはギヤー２２０が設けられる。

２３はケースＳに取着されたモーターであり、このモー
ター２３の出力軸にはセクターギヤー２２のギヤー２２
Ｄに噛合されるピニオンギヤ−２４が取り付けられる。

２５はケースＳに取着されたソレノイドで有り、コイル
ボビン２６の周囲にコイル２７が巻回されるとともにコ
イルボビン２６の内部に設けた固定鉄心２８に対向して
可動鉄心２９が移動自在に配置される。

そして、可動鉄心２９等を含むソレノイド２５は出力軸
２０の長手軸心方向と同一の垂直方向に配置される。

３０は可動鉄心２９と同期的に移動するよう一体的に形
成された規制部であり、この規制部３０は垂直方向に配
置される。すなわち、より具体的には可動鉄心２９の長
手軸心方向と同一とする。そして、規制部３０は、弓状
溝２２Ａ内を移動する円筒部３ＯＡと、円筒部３０Ａの
下部より下方に向ってその径が拡大する円錐形状部３０
Ｂとにより形成される。

３１は可動鉄心２９を固定鉄心２Ｂより引離す方向に付
勢するスプリングであり、このスプリング３１によって
、ソレノイド２５へ通電されないとき、規制部３０の円
錐形状部３０Ｂは停止溝２２Ｃより離れて位置する。

次にその作用について説明する。

まず、出力軸２０の最大移動角度の制御について述べる
と、かかる際においてソレノイド２５は、無通電状態と
する。この状態において、モーター２３に通電し、モー
ターを正転（第４図において時計方向）させると、ピニ
オンギヤー２４もモーター２３と同期して時計方向へ回
転する。これによると、セクターギヤー２２は、ピニオ
ンギヤ−２４の回転がギヤー２２０を介して伝達される
ので、第４図においてセクターギヤー２２は反時計方向
へ回転する。

従ってセクターギヤー２２の弓状溝２２Ａ内を規制部３
００円筒部３０Ａが移動するもので１円筒部３０Ａの第
４図における下側の外側面が弓状溝２２Ａの溝端部２２
Ｂ′に当接した状態で、セクターギヤーの反時計方向へ
の回転が抑止されて第１の出力軸２０の角度状態を保持
できるものである。

次にモーター２３への極性を変えて通電すると、モータ
ー２３は逆転（第４図において反時計方向）するもので
、ピニオンギヤー２４もモーター２３と同期して反時計
方向へ回転する。

これによると、セクターギヤー２２はピニオンギヤ−２
４の回転がギヤー２２０を介して伝達されるので、第４
図において、セクターギヤー２２は時計方向へ回転する
。従ってセクターギヤー２２の弓状溝２２Ａ内を規制部
３０の円筒部３０Ａが移動するもので、円筒！３０Ａの
第４図における上側の外側面が弓状溝２２Ａの溝端部２
２Ｂ”に当接した状態で、セクターギヤー２２の時計方
向への回転が抑止されて第２の出力軸２０の、角度状態
を保持できるものである。

すなわち、出力軸２０の最大移動角度範囲は前記第１及
び第２の出力軸２０の角度状態によるものである。

尚、この出力軸２０の最大移動角度範囲は弓状溝２２Ａ
の溝端部２２Ｂ　’　、　２２Ｂ　”の設定により適宜
決定されるものである０次に出力軸２０の中間角度位置
の制御について述べる。

今、仮に出力軸２Ｇが、前述した第２の出力軸２０の角
度状態（円筒部３０Ａが弓状溝２２Ａの溝端部２２Ｂ＃
に当接した状態）に有り、それを中間角度位置へ移動す
る際について説明する。これには。

モーター２３を時計方向に回転させるとともにソレノイ
ド２５のコイル２７へ通電する。

これによると、セクターギヤー２２は前述と同様にして
反時計方向へ回転するもので、一方ソレノイド２５への
通電によって可動鉄心２９はスプリング３１の力に抗し
て固定鉄心２８側へ吸引される。

従って、セクターギヤー２２の反時計方向への回転時、
規制部３０の円筒部３０Ａが弓状溝２２Ａ内を移動する
とともに円錐形状部３０Ｂの円錐部分から弓状溝２２Ａ
の下側の溝端部に当接しつつ移動する。

そして、セクターギヤー２２の回転が進んで、円形状よ
りなる停止溝２２Ｃと円錐形状部３０Ｂが合致するや、
規制部３０の円錐形状部３０Ｂは、停止溝２２Ｃ内へ進
入する。これは規制部３０は可動鉄心２３によって第１
図において上方に吸引されていることによる。

従って、セクターギヤー２２の回転は規制部３０の円錐
形状部３０Ｂによって抑止され、出力軸２０の中間角度
位置を制御できたものである。尚、この中間角度位置の
角度及び段階的制御は停止溝２２Ｃの位置と数とによっ
て自在に制御し得るものである。

〔発明の効果〕

前述した本発明になる回転位置制御用アクチュエーター
によると、次の効果を奏する。

■ソレノイドを出力軸の軸心方向と同じ垂直方向に配置
したので、可動鉄心とコイルボビンとの接触位置が常に
同一となることがなく、更には可動鉄心とコイルボビン
との接触部に可動鉄心の重力が作用しないので可動鉄心
又はコイルボビンとの摺動抵抗が軽減でき、可動鉄心す
なわち規制部の長期に渡る動特性の劣化を防止できたも
のである。

■仮に、可動鉄心の上端（固定鉄心側）又は下端が摩耗
したとしても、停止溝を円形とし、それに規制部の円錐
形状部を進入させたのでその垂直方向の接触位置が変わ
るのみで、出力軸に対する中間角度位置は何等変わるも
のでなく、長期に渡って正確な中間角度位置を設定保持
できる。

また、停止溝と円錐形状部との当接によってそれらに摩
耗が生じたとしても垂直方向における停止溝と円錐形状
部との接触位置が変化するのみで出力軸の中間角度位置
を変化させるものでない。

■セクターギヤーの中間角度位置への停止機能を円形の
停止溝と円錐形状部とによって行なったことによると、
規制部による停止制御が弓状溝による架内部を除いた円
形の停止溝と円錐形状部とによって大きな接触部にて制
御できたので、接触部の接触荷重が低減でき、接触部の
摩耗を減少することができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転位置制御用アクチュエーターの要部
縦断面図、第２図は第１図の■−■線における要部横断
面図、第３図は本発明になる回転位置制御用アクチュエ
ーターの一実施例を示す要部縦断面図、第４図は第３図
ｒＶ−ＩＴ、線における要部横断面図である。 ２０、、、、出力軸　　　　　２２．、、、セクターギ
ヤー２２Ａ　、、、、弓状溝 ２２Ｂ　’　、　２２Ｂ　’　、、、、溝端部２２Ｃ、
、、、停止溝　　　　２２Ｄ、、、、ギヤー２３、、、
、モーター　　　　２４．、、、ピニオンギヤ−２５、
、、、ソレノイド　　　２９．、、、可動鉄心３０、、
、、規制部　　　　　３０Ａ　、、、、円筒部３０Ｂ　
、、、、円錐形状部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力軸と同期的に回動し、出力軸の軸心を中心と
   して円弧状に穿設された弓状溝と、弓状溝の中間部に穿
   設された停止溝を穿設したセクターギヤーと； セクターギヤーにピニオンギヤーを介して回動力を付与
   するモーターと； 周囲にコイルを巻回されたコイルボビン内に固定的に配
   置された固定鉄心と、固定鉄心に対向して、コイルボビ
   ン内を移動自在に配量された可動鉄心と、よりなり、可
   動鉄心の端部に前記セクターギヤーの弓状溝内を移動す
   るとともに停止溝内に進退する規制部を備えたソレノイ
   ドと；よりなる回転位置制御用アクチュエーターにおい
   て； セクターギヤーの停止溝を、弓状溝をまたいで円形状と
   するとともに可動鉄心の端部に形成する規制部を、弓状
   溝内を移動し、弓状溝の溝端部で係止する円筒部と、円
   筒部に連設され、円形状よりなる停止溝に進退する円錐
   形状部と、により形成し、セクターギヤーの最大移動角
   度範囲を規制部の円筒部と弓状溝の溝端部にて制御する
   とともに、セクターギヤーの中間角度位置を、ソレノイ
   ドへの通電による停止部の円錐形状部が停止溝内への進
   入、停止によって制御してなる回転位置制御用アクチュ
   エーター。
2. （２）前記ソレノイド、規制部を垂直方向に配置してな
   る請求項第１項記載の回転位置制御用アクチュエーター
   。
3. （３）ソレノイドの可動鉄心と規制部を同一軸線上に配
   置してなる請求項第１項記載の回転制御用アクチュエー
   ター。