JPH02260014A - 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
ギヤーに停止り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！１−／クアブソーバー内のオイルの流
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図によって詳細を説明する。

ｌは、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
に円孤状の弓状溝２Ａと、弓状溝２Ａの外側の溝端面２
Ｂより、さらに外側に向かって矩形溝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−４が取着される。

また５はソレノイドであり、コイルポビン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。

１Ｇ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！ＯＡ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１１ＪＩ 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との間で常に可
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、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ＬＯＡ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。

■可動鉄心９及び規制部１０を固定鉄心８より引離す方
向に付勢する為スプリング１１を必ず必要とするもので
あるが、このスプリング１１をセットする作業が非常に
わずられしいものでその組みっけが困難なものである。

すなわちこのスプリング１１は比較的にアクチュエータ
ーの狭い場所に配置されるからである。

［問題点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
て制御し得るとともに可動鉄心及び規制部を固定鉄心よ
り引離す弾性部材が組み付は容易な前記アクチュエータ
ーを提供することに増り、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
心として円孤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−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；セクターギヤーに、板バネ材よりなるセクターギ
ヤーを一体的に取着するとともにセクターレバーに出力
軸の軸心を中心として円孤状に穿設された弓状溝と、弓
状溝をまたいだ円形状の停止溝を穿設し、一方可動鉄心
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、さらに、可動鉄心及び規制部の長手軸心方向をセク
ターレバーのレバー面に対して直角方向に配近し、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係止部の円錐
形状部が停止溝内の進入、係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。

一方、ソレノイドへの通電によると可動鉄心及び規制部
は板バネ材の弾性力に抗して移動し、ソレノイドへの通
電がたたれると板バネ材の弾性力によって可動鉄心及び
規制部は原位置へ復帰する。

［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。

このセクターギヤー２２の端面にはギヤー２２Ａが設け
られるとともにセクターギヤー２２に板バネ材よりなる
セクターレバー２２Ｂが一体的に取り付けられる。

すなわちセクターレバー２２Ｂは出力軸２０の長手軸心
方向に直交した水平方向に配置されることになる。

セクターレバー２２Ｂ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２２Ｃ′２２Ｇ”を
形成された円孤状の弓状溝２２０と、弓状溝２２Ｄの弓
状長さ方向の中間部に弓状溝２２０をまたいだ円形状の
停＋ｈ溝２２Ｅが穿設される。

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
Ａに噛合されるピニオンギヤー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２Ｂ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２８と同期的に移動するよラ一体的に形
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２２０内を移動する円筒
部３ＱＡと、円筒部３０Ａの下部より下方に向かってそ
の径が拡大する円錐形状部３０Ｂとにより形成される。

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−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、ピニオンギヤー
２４の回転がギヤー２２Ａ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。従ってセクターレバー２２Ｂの弓状溝２２Ｄ内を規
制部３０の円筒部３０Ａが移動するもので、円筒部３０
Ａの第４図における下側の外側面が弓状溝２２Ｄの溝端
部２２Ｃ′に当接した状態で、セクターギヤー２２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２２Ａ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
。従ってセクターレバー２２Ｂの弓状溝２２Ｄ内を規制
部３０の円筒部３０Ａが移動するもので、円筒部３０Ａ
の第４図における上側の外側面が弓状溝２２Ｄの溝端部
２２Ｃ”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２２Ｄ
の溝端部２２０′、２２０′″の設定により宜適決定さ
れるものである。

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２０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２２Ｄの溝端部２２Ｃ″
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のフィル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はセクターレバー２２Ｂの弾
性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３θの円筒部３０Ａが弓状溝２２Ｄ内を移動する
とともに円錐形状部３０Ｂの円錐部分が弓状溝２２Ｄ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２２Ｅ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２２Ｅ内に進
入する。これは、規制部３０は可動鉄心２９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２
２に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、係止溝を円形とし、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。

■可動鉄心、規制部を固定鉄心より引離す方向への付勢
力を板バネ材よりなるセクターレバーにて付与したので
従来の如く比較的狭い場所へコイルスプリングを組み込
む必要がなくなったので組み付けが極めて容易と成った
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ｎ　−ＩＩ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ＩＶ−ＴＶ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・・・・ギヤー
２２Ｂ・・・・セクターレバー ２２Ｇ”　　　２２Ｇ”・・・・溝端部、２２０・・・
・弓状溝、　　　　２２Ｅ・・・・停止溝、２３・・・
・モーター ２４・・・・ピニオンギヤー ２５・・・・ンレノイド、２９・・・・可動鉄心、３０
・・・・規制部、　　　　　３０Ａ・・・・円筒部、３
０Ｂ・・・・円錐形状部、 代理人　　　弁理士　池　１）　　宏 透　ｚｔｌ ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力軸と同期的に回動し、出力軸の軸心を中心として円
   孤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；セクターギヤーに、板バネ材よりなるセクターレ
   バーを一体的に取着するとともにセクターレバーに出力
   軸の軸心を中心として円孤状に穿設された弓状溝と、弓
   状溝をまたいだ円形状の停止溝を穿設し、一方可動鉄心
   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、さらに、可動鉄心及び規制部の長手軸心方向をセク
   ターレバーのレバー面に対して直角方向に配置し、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係止部の円錐
   形状部が停止溝内への進入、係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。