回転式アクチュエータ
【課題】 放熱性が高く且つ出力トルクの脈動を抑制可能な回転式アクチュエータを提供する。
【解決手段】 回転式アクチュエータ１５は、ＳＲモータ４０と、ＳＲモータ４０を収容する樹脂製のハウジング２０と、放熱用金属板８０とを備える。放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４を有する。突起部８２、８３、８４は、コイル４５、４６、４７毎に１つずつ設けられる。各突起部にはステータコア４２の熱が直接伝導可能である。ステータコア４２および放熱用金属板８０は、各コイルの熱をハウジング２０外に伝導し放熱するための熱伝導路を形成する。これにより高い放熱性を得ることができる。また、各相コイル毎に放熱量を均等にし、ＳＲモータ４０の出力トルクの脈動を抑制可能である。
【解決手段】 回転式アクチュエータ１５は、ＳＲモータ４０と、ＳＲモータ４０を収容する樹脂製のハウジング２０と、放熱用金属板８０とを備える。放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４を有する。突起部８２、８３、８４は、コイル４５、４６、４７毎に１つずつ設けられる。各突起部にはステータコア４２の熱が直接伝導可能である。ステータコア４２および放熱用金属板８０は、各コイルの熱をハウジング２０外に伝導し放熱するための熱伝導路を形成する。これにより高い放熱性を得ることができる。また、各相コイル毎に放熱量を均等にし、ＳＲモータ４０の出力トルクの脈動を抑制可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシフトバイワイヤシステムの駆動部等に用いられる回転式アクチュエータが公知である。例えば、特許文献１に開示された回転式アクチュエータは、ロータおよびステータからなるモータを備えている。ステータは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを有し、各相コイルを順に通電することでロータまわりに回転する磁界を発生させる。モータは樹脂製のハウジングに覆われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７７９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された回転式アクチュエータでは、金属と比べ熱伝導率が低い樹脂によってモータが覆われているため、ステータのコイル等で生じた熱をハウジング外に逃し難い即ち放熱性が低いという問題があった。この放熱性の低さに起因しハウジング内の温度が上昇すると、モータの連続作動回数を制限せざるを得ず、また、コイルの電気抵抗が高まりモータの出力トルクが低下するおそれがあった。
【０００５】
また、特許文献１に開示された回転式アクチュエータでは、各相コイル毎に放熱量が異なるため、各相コイルが発生する磁界の強さが異なり、モータの出力トルクの脈動が大きくなるという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性が高く且つモータの出力トルクの脈動を抑制可能な回転式アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明による回転式アクチュエータは、ロータおよびステータからなるモータと、このモータを収容するハウジングと、複数の放熱手段とを備える。
ロータは、ハウジングにより回転可能に支持される。ステータは、ステータコアおよび複数相のコイルから構成され、ハウジングに固定支持される。ステータコアは、ロータの径外方向に設けられるリング部、及び、このリング部からロータ側に突き出し周方向で互いに離間する複数のティース部を有する。各コイルは、ステータコアの各ティース部に巻回する導線から構成される。
【０００７】
各放熱手段は、ステータコアのうちコイルに対する径外方向の位置からコイルの各相毎に同じ数ずつハウジング外に放射状に突き出す。各放熱手段にはステータコアの熱が直接伝導可能である。各放熱手段は当該伝導した熱を放熱する。
【０００８】
このような回転式アクチュエータによれば、ステータコアおよび放熱手段は、コイルの熱をハウジング外に伝導し放熱するための熱伝導路を形成する。各コイルで生じた熱の多くは、樹脂製のハウジングを経由することなしに上記熱伝導路を経由しハウジング外に放熱される。これにより高い放熱性が得ることができ、ハウジング内の温度の上昇を抑制可能である。したがって、モータの連続作動回数の制限を緩和することができ、また、コイルの電気抵抗が高まることに起因するモータの出力トルクの低下を抑制することができる。
【０００９】
また、放熱手段は、各相コイル毎に同じ数ずつ設けられる。これにより、各相コイル毎に放熱量を均等にすることができる。そのため、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータの出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアと一体に形成される。請求項３に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアを構成する複数枚の環状プレートのうち少なくとも１枚のプレートと同一部材からなる。
これらによれば、部品点数を削減し、組付工数を低減するとともに製造コストを削減することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアに対し軸方向に当接している。請求項５に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアの径外壁が有する環状凹部に嵌合している。
これらによれば、各放熱手段をステータコアに広範囲に接触させ、ステータコアの熱をより多く放熱手段に伝導させることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、各放熱手段は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面、軸方向の他方側の第２放熱面、及び、径外方向の第３放熱面を有する。
これによれば、放熱面が広範囲に形成されるため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、ハウジングは、各放熱手段に対し軸方向の一方側に位置する第１ハウジングと、各放熱手段に対し軸方向の他方側に位置する第２ハウジングとを有する。また、各放熱手段は、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に挟まれ、第１ハウジングおよび第２ハウジングを固定するねじに共締めされている。
これによれば、放熱手段を固定する固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングは樹脂製である。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングの一方には、ねじが挿通し放熱手段とねじの頭部との間に挟まれる金属製のインサートカラーが埋設されている。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングの他方には、ねじが螺合し放熱手段に当接するとともにハウジング外に露出する金属製のインサートナットが埋設されている。
【００１５】
これによれば、ステータコアと放熱手段とが形成する第１の熱伝導路、ステータコアと放熱手段とインサートナットとが形成する第２の熱伝導路、および、ステータコアと放熱手段とインサートカラーとねじの頭部とが形成する第３の熱伝導路を有するため、放熱性をさらに効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータを用いたシフトバイワイヤシステムを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２の矢印ＩＶ部を拡大して示す図であって、各熱伝導路を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【図６】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータは、図１に示すシフトバイワイヤシステムの駆動部として用いられる。このシフトバイワイヤシステム１は、マニュアルバルブ２を作動させることで車両用自動変速機のシフトレンジを切り替える機能と、パーキングギヤ４の回転を規制することで自動変速機の回転をロックする機能とを有する。先ず、このシフトバイワイヤシステム１を説明する。
【００１８】
図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１は、電子制御装置５、回転式アクチュエータ１５、コントロールロッド６、ディテント機構７およびパーキング機構１１を備える。
電子制御装置５は、運転者が操作する図示しないセレクトレバーの操作位置に応じ回転式アクチュエータ１５を作動させる。回転式アクチュエータ１５は、コントロールロッド６を回転駆動する。コントロールロッド６は、回転式アクチュエータ１５の出力軸と一体に回転する。
【００１９】
ディテント機構７は、コントロールロッド６と一体に回転するディテントプレート８、および、ディテントプレート８の回転位置を固定するディテントスプリング１０から構成される。ディテントプレート８は、マニュアルバルブ２の弁部材３に対し軸方向に係合可能な係合突起９を有し、回転位置に応じ弁部材３を軸方向に移動させる。これにより自動変速機のシフトレンジが切り替わる。
【００２０】
パーキング機構１１は、パーキングギヤ４に対し接近および離間可能なパーキングロックポール１２、ディテントプレート８の回転位置に応じパーキングギヤ４の軸心に平行な方向へ移動するパークロッド１３、および、パークロッド１３の移動に伴いパーキングロックポール１２をパーキングギヤ４に接近および離間させるカム部材１４から構成される。カム部材１４は、ディテントプレート８が所定のパーキング位置に回転すると、パーキングロックポール１２をパーキングギヤ４と係合する位置に移動させる。これによりパーキングギヤ４と一体に回転する自動変速機のアウトプットシャフトの回転がロックされる。
【００２１】
次に、回転式アクチュエータ１５の構成を図２および図３に基づき詳しく説明する。
図２および図３に示すように、回転式アクチュエータ１５は、ハウジング２０、スイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」という。）４０、減速機６０、出力軸７０、ブラケット７５および放熱用金属板８０等を備えている。
【００２２】
ハウジング２０は、リヤハウジング２１およびフロントハウジング３０から構成されている。
リヤハウジング２１は、樹脂製であり、有底筒部２２、コネクタ部２３および複数の固定部２４を有している。有底筒部２２には、有底筒状に形成された金属製のステータ保持部材２５が埋設されている。コネクタ部２３は、図１の電子制御装置５と接続可能な複数の端子２６を有している。各固定部２４は、有底筒部２２から径外方向へ突き出すように形成されている。この固定部２４には、金属製のインサートナット２７が埋設されている。
【００２３】
フロントハウジング３０は、樹脂製であり、有底筒部３１、出力部３２および複数の固定部３４を有している。有底筒部３１は、有底筒部２２と同軸上に位置し、且つ有底筒部２２側に開口端部が位置するように配置されている。出力部３２は、有底筒部３１の底部の中央からリヤハウジング２１とは反対側に突き出すように筒状に形成されている。この出力部３２および有底筒部３１の底部は、共通の通孔３３を有している。各固定部２４は、有底筒部３１のうち周方向で固定部２４に対応する位置から径外方向へ突き出すように形成されている。この固定部２４には、金属製のインサートカラー３５が埋設されている。このインサートカラー３５は、インサートナット２７のねじ孔２８と同軸のねじ挿通孔３６を有している。
【００２４】
フロントハウジング３０は、リヤハウジング２１との間に放熱用金属板８０を挟んだ状態でねじ３７によりリヤハウジング２１に固定されている。ねじ３７は、インサートカラー３５のねじ挿通孔３６に挿入されるとともにインサートナット２７のねじ孔２８に螺合している。ハウジング２０内空間は、フロントハウジング３０と放熱用金属板８０との間に設けられるシール部材３８、及び、リヤハウジング２１と放熱用金属板８０との間に設けられるシール部材３９によって、ハウジング外空間に対し封止されている。
ブラケット７５は、ハウジング２０を例えば図示しないトランスミッションケース等に取り付けるためのものであり、フロントハウジング３０の底部の外壁にねじ３７で固定されている。
【００２５】
ＳＲモータ４０は、３相ブラシレスモータであり、ステータ４１およびロータ４８から構成されている。
ステータ４１は、ステータコア４２、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７を有している。ステータコア４２は、ステータ保持部材２５の径内壁に嵌合するリング部４３と、このリング部４３から径内方向に突き出す複数のティース部４４とからなる。各ティース部４４は、図３に示すように周方向で等間隔に１２個形成されている。ステータコア４２は、図２に示すように、放熱用金属板８０を含む複数枚の環状プレートを板厚方向に積層することによって形成されている。
【００２６】
Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７は、各ティース部４４に巻回された導線からなる。これらのＵ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７は、４個ずつ設けられ、周方向でＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に１個ずつ配置されている。
各コイル４５〜４７は、バスバー部５７に電気的に接続されている。バスバー部５７は、図２に示すようにステータ４１に対しリヤハウジング２１の底部側に設けられている。バスバー部５７は、例えば金属の薄板によって形成され、コネクタ部２３の端子２６と電気的に接続している。各コイル４５〜４７には、バスバー部５７を経由し電流が供給される。
【００２７】
ロータ４８は、ステータ４１の径内方向に設けられ、ロータ軸４９およびロータコア５４を有している。ロータ軸４９は、フロントハウジング３０の底部側の一端部５０がフロントベアリング５８に回転可能に支持され、リヤハウジング２１の底部側の他端部５１がリヤベアリング５９に回転可能に支持されている。またロータ軸４９は、一端部５０と他端部５１との間で一端部５０側にから順にロータコア固定部５２および偏心部５３を形成する。一端部５０とロータコア固定部５２と他端部５１とは互いに同軸上に配置され、偏心部５３はロータコア固定部５２に対し偏心するよう配置されている。
【００２８】
ロータコア５４は、ロータ軸４９のロータコア５４の径外壁に例えば圧入により固定されたボス部５５と、このボス部５５から径外方向に突き出す複数の突極５６とからなる。各突極５６は、図３に示すように周方向で等間隔に８個形成されている。ロータコア５４は、図２に示すように、複数枚のプレートを板厚方向に積層することによって形成されている。
【００２９】
減速機６０は、いわゆる遊星歯車装置の一種であり、リングギヤ６１およびプラネタリギヤ６２から構成されている。
リングギヤ６１は、ロータ軸４９の偏心部５３の径外方向に位置し、ロータ軸４９の一端部５０や他端部５１と同軸上に配置される環状の内歯車である。リングギヤ６１は、フロントハウジング３０の有底筒部２２の径内壁に固定されている。
【００３０】
プラネタリギヤ６２は、リングギヤ６１の径内方向に位置し、ロータ軸４９の偏心部５３と同軸上に配置され、リングギヤ６１に噛み合う外歯車である。プラネタリギヤ６２は、ミドルベアリング６４により偏心部５３まわりに自転可能かつロータ軸４９の回転軸まわりに公転可能に支持されている。
プラネタリギヤ６２は、ロータコア５４とは反対側に突き出す複数のトルク伝達用突起６３を形成する。各トルク伝達用突起６３は、プラネタリギヤ６２の自転軸まわりに等間隔に形成されている。トルク伝達用突起６３は、後述のトルク伝達用穴７３と共に、プラネタリギヤ６２の自転成分を出力軸７０に伝達するための回転伝達手段として機能する。
【００３１】
出力軸７０は、軸部７１およびフランジ部７２から構成されている。軸部７１は、ロータ軸４９の回転軸上に配置され、フロントハウジング３０の出力部３２により回転可能に支持されている。フランジ部７２は、軸部７１のうちプラネタリギヤ６２側の端部に一体に形成されている。フランジ部７２は、プラネタリギヤ６２の各トルク伝達用突起６３が遊嵌する複数のトルク伝達用穴７３を有する。各トルク伝達用穴７３は、ロータ軸４９の回転軸まわり即ちプラネタリギヤ６２の公転軸まわりに等間隔に形成され、トルク伝達用穴７３と共に回転伝達手段を構成する。出力軸７０は、減速機６０および上記回転伝達手段を介しロータ軸４９の一端部５０にトルク伝達可能に連結されている。
【００３２】
放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成する複数枚の環状プレート間に挟まれ、これらの環状プレートと共にステータコア４２のリング部４３およびティース部４４を形成するコア部８１と、このコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４とを有している。放熱用金属板８０は、フロントハウジング３０とリヤハウジング２１との間に挟まれ、ねじ３７に共締めされている。放熱用金属板８０には、ステータコア４２の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
【００３３】
突起部８２は、各Ｕ相コイル４５のいずれか１つに対し径外方向に位置し、ステータコア４２と一体に形成されている。突起部８３は、各Ｖ相コイル４６のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。突起部８４は、各Ｗ相コイル４７のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。これらの突起部８２、８３、８４は、周方向で等間隔に配置されている。以下、突起部８２、８３、８４を特に区別しないときは単に「突起部」と記載する。放熱用金属板８０の突起部は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面８５、軸方向の他方側の第２放熱面８６、及び、径外方向の第３放熱面８７を有している。
【００３４】
インサートカラー３５は、放熱用金属板８０とねじ３７の頭部との間に挟まれている。ねじ３７の頭部は、ハウジング２０外に露出し、放熱用金属板８０からインサートカラー３５を経由し伝導する熱を放熱可能な第４放熱面８８を有している。
インサートナット２７は、一端部が放熱用金属板８０に当接し、他端部がハウジング２０外に露出している。インサートナット２７は、放熱用金属板８０から直接伝導する熱を放熱可能な第５放熱面８９を有している。
【００３５】
図４に矢印Ｘで示すように、ステータコア４２および放熱用金属板８０は第１の熱伝導路を形成する。また、図４に矢印Ｙで示すように、ステータコア４２、放熱用金属板８０およびインサートナット２７は、第２の熱伝導路を形成する。また、図４に矢印Ｚで示すように、ステータコア４２、放熱用金属板８０、インサートカラー３５、及び、ねじ３７の頭部は第３の熱伝導路を形成する。放熱用金属板８０の突起部、インサートナット２７、及び、ねじ３７の頭部は、ステータコア４２から伝導する熱をハウジング２０外空間に放熱する「放熱手段」として機能する。
【００３６】
このように構成される回転式アクチュエータ１５では、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６、Ｗ相コイル４７の順に通電を切り替えるとロータ４８が図３の反時計まわりに回転し、Ｗ相コイル４７、Ｖ相コイル４６、Ｕ相コイル４５の順に通電を切り替えるとロータ４８が図３の時計まわりに回転する。ロータ４８は、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７の通電が一巡する毎に４５度回転する。
上述のようにロータ４８が回転すると、プラネタリギヤ６２は、リングギヤ６１の径内壁を転動することによりロータ軸４９の偏心部まわりに自転しつつロータ軸の回転軸まわりに公転する。このときプラネタリギヤ６２はロータ軸４９に対し減速回転する。
【００３７】
上述のようにプラネタリギヤ６２が回転すると、プラネタリギヤ６２の自転成分がトルク伝達用突起６３およびトルク伝達用穴７３を介し出力軸７０に伝達される。出力軸７０は、この回転をコントロールロッド６に出力する。
各コイルに通電することで生じた熱は、ステータコア４２から放熱用金属板８０を経由し放熱用金属板８０の各突起部、インサートナット２７、及び、ねじ３７の頭部に伝導し、各放熱面８５〜８９から放熱される。
【００３８】
以上説明したように、第１実施形態による回転式アクチュエータ１５は、ロータ４８およびステータ４１からなるＳＲモータ４０と、このＳＲモータ４０を収容する樹脂製のハウジング２０と、放熱用金属板８０とを備える。
放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１と、このコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４とを有している。
【００３９】
突起部８２は、各Ｕ相コイル４５のいずれか１つに対し径外方向に位置し、ステータコア４２と一体に形成されている。突起部８３は、各Ｖ相コイル４６のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。突起部８４は、各Ｗ相コイル４７のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。これらの突起部８２、８３、８４は、周方向で等間隔に配置されている。突起部８２、８３、８４にはステータコア４２の熱が直接伝導可能である。これらの突起部８２、８３、８４は、ステータコア４２から伝導した熱をハウジング２０外空間に放熱する「放熱手段」として機能する。
【００４０】
このような回転式アクチュエータ１５によれば、ステータコア４２および放熱用金属板８０は、各コイルの熱をハウジング２０外に伝導し放熱するための第１の熱伝導路を形成する。各コイルで生じた熱の多くは、樹脂製のハウジング２０を経由することなしに上記第１の熱伝導路を経由しハウジング２０外に放熱される。これにより高い放熱性を得ることができ、ハウジング２０内の温度の上昇を抑制可能である。したがって、ＳＲモータ４０の連続作動回数の制限を緩和することができ、また、各コイルの電気抵抗が高まることに起因するＳＲモータ４０の出力トルクの低下を抑制することができる。
【００４１】
また、放熱用金属板８０の突起部は、各相コイル毎に１つずつ設けられる。これにより、各相コイル毎に放熱量を均等にすることができる。そのため、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、ＳＲモータ４０の出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００４２】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１と、放熱手段としての突起部８２、８３、８４とから一体に形成されている。すなわち、放熱用金属板８０の突起部８２、８３、８４は、ステータコア４２を構成するコア部８１と同一部材からなり、ステータコア４２と一体に形成される。
これによれば、放熱用金属板８０の突起部がステータコア４２とは別体に形成される場合と比べ部品点数を削減し、組付工数を低減するとともに製造コストを削減することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０の突起部８２、８３、８４は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面８５、軸方向の他方側の第２放熱面８６、及び、径外方向の第３放熱面８７を有している。
これによれば、放熱面が広範囲に形成されるため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０は、フロントハウジング３０とリヤハウジング２１との間に挟まれ、ねじ３７に共締めされている。
これによれば、放熱用金属板８０を固定する固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、インサートカラー３５は、放熱用金属板８０とねじ３７の頭部との間に挟まれている。ねじ３７の頭部は、放熱用金属板８０からインサートカラー３５を経由し伝導する熱を放熱可能な第４放熱面８８を有している。インサートナット２７は、一端部が放熱用金属板８０に当接するとともに他端部がハウジング２０外に露出し、放熱用金属板８０から直接伝導する熱を放熱可能な第５放熱面８９を有している。
これによれば、ステータコア４２と放熱用金属板８０とインサートナット２７とが形成する第２の熱伝導路、および、ステータコア４２と放熱用金属板８０とインサートカラー３５とねじ３７の頭部とが形成する第３の熱伝導路を有するため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による回転式アクチュエータを図５および図６に基づき説明する。
図５および図６に示すように、第２実施形態では、放熱用金属板９０は、環状に形成され、ステータコア９２の径外壁に例えば圧入により固定されている。この放熱用金属板９０は、突起部８２、８３、８４と、各突起部８２、８３、８４同士を接続する３つの接続部９１とを有している。突起部８２、８３、８４は、径内方向の面がステータコア９２に当接している。放熱用金属板９０には、ステータコア９２の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
【００４７】
このような放熱用金属板９０を備える回転式アクチュエータによれば、各コイルで生じた熱がステータコア９２および放熱用金属板９０を経由し放熱用金属板９０の突起部の各放熱面から放熱されるので、第１実施形態と同様に放熱性を高めることができる。
また、放熱用金属板９０の突起部が各相コイル毎に１つずつ設けられことで各相コイル毎に放熱量を均等にすることができることも第１実施形態と同様である。これにより、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータ出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態による回転式アクチュエータを図７に基づき説明する。
図７に示すように、第３実施形態では、放熱用金属板９５は、ステータコア９７の径外壁が有する環状溝９８に嵌合する突起部８２、８３、８４と、各突起部８２、８３、８４同士を接続する３つの接続部９６とを有している。突起部８２、８３、８４は、軸方向の両側の面と径内方向の面とがステータコア９７に当接している。放熱用金属板９５には、ステータコア９７の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
このような放熱用金属板９５を備える回転式アクチュエータによれば、各コイルで生じた熱がステータコア９７および放熱用金属板９５を経由し放熱用金属板９５の突起部の各放熱面から放熱されるので、第１実施形態と同様に放熱性を高めることができる。
【００４９】
また、放熱用金属板９５の突起部が各相コイル毎に１つずつ設けられことで各相コイル毎に放熱量を均等にすることができることも第１実施形態と同様である。これにより、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータ出力トルクの脈動を抑制可能である。
また、放熱用金属板９５の突起部は、軸方向の両側の面と径内方向の面とがステータコア９７に当接しているので、突起部をステータコア９７に広範囲に接触させ、ステータコア９７の熱をより多く突起部に伝導させることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、コイルの相数は、２つあるいは４つ以上であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、各放熱手段は、周方向で互いに分離していてもよく、また、板状でなくてもよい。また、放熱手段は、コイルの相数の整数倍の数が形成されてもよい。
ステータコアは、各ティース毎に分離した複数のセグメントステータコアから形成されてもよい。
【００５１】
また、本発明の他の実施形態では、ハウジングは、必ずしも放熱用金属板に対し軸方向両側に分割されている必要はない。放熱用金属板は、例えば、ハウジングを内外に貫通する通孔を通してハウジング外に突き出すように設けられてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータは、車両のうちシフトバイワイヤシステム以外の装置に用いられてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータは、必ずしも減速機を備える必要はない。
【００５２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１５・・・回転式アクチュエータ
２０・・・ハウジング
４２、９２、９７・・・ステータコア
４３・・・リング部
４４・・・ティース部
４５・・・Ｕ相コイル（コイル）
４６・・・Ｖ相コイル（コイル）
４７・・・Ｗ相コイル（コイル）
４８・・・ロータ
８０、９０、９５・・・放熱用金属板
８２、８３、８４・・・突起部（放熱手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシフトバイワイヤシステムの駆動部等に用いられる回転式アクチュエータが公知である。例えば、特許文献１に開示された回転式アクチュエータは、ロータおよびステータからなるモータを備えている。ステータは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを有し、各相コイルを順に通電することでロータまわりに回転する磁界を発生させる。モータは樹脂製のハウジングに覆われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７７９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された回転式アクチュエータでは、金属と比べ熱伝導率が低い樹脂によってモータが覆われているため、ステータのコイル等で生じた熱をハウジング外に逃し難い即ち放熱性が低いという問題があった。この放熱性の低さに起因しハウジング内の温度が上昇すると、モータの連続作動回数を制限せざるを得ず、また、コイルの電気抵抗が高まりモータの出力トルクが低下するおそれがあった。
【０００５】
また、特許文献１に開示された回転式アクチュエータでは、各相コイル毎に放熱量が異なるため、各相コイルが発生する磁界の強さが異なり、モータの出力トルクの脈動が大きくなるという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性が高く且つモータの出力トルクの脈動を抑制可能な回転式アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明による回転式アクチュエータは、ロータおよびステータからなるモータと、このモータを収容するハウジングと、複数の放熱手段とを備える。
ロータは、ハウジングにより回転可能に支持される。ステータは、ステータコアおよび複数相のコイルから構成され、ハウジングに固定支持される。ステータコアは、ロータの径外方向に設けられるリング部、及び、このリング部からロータ側に突き出し周方向で互いに離間する複数のティース部を有する。各コイルは、ステータコアの各ティース部に巻回する導線から構成される。
【０００７】
各放熱手段は、ステータコアのうちコイルに対する径外方向の位置からコイルの各相毎に同じ数ずつハウジング外に放射状に突き出す。各放熱手段にはステータコアの熱が直接伝導可能である。各放熱手段は当該伝導した熱を放熱する。
【０００８】
このような回転式アクチュエータによれば、ステータコアおよび放熱手段は、コイルの熱をハウジング外に伝導し放熱するための熱伝導路を形成する。各コイルで生じた熱の多くは、樹脂製のハウジングを経由することなしに上記熱伝導路を経由しハウジング外に放熱される。これにより高い放熱性が得ることができ、ハウジング内の温度の上昇を抑制可能である。したがって、モータの連続作動回数の制限を緩和することができ、また、コイルの電気抵抗が高まることに起因するモータの出力トルクの低下を抑制することができる。
【０００９】
また、放熱手段は、各相コイル毎に同じ数ずつ設けられる。これにより、各相コイル毎に放熱量を均等にすることができる。そのため、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータの出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアと一体に形成される。請求項３に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアを構成する複数枚の環状プレートのうち少なくとも１枚のプレートと同一部材からなる。
これらによれば、部品点数を削減し、組付工数を低減するとともに製造コストを削減することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアに対し軸方向に当接している。請求項５に記載の発明では、各放熱手段は、ステータコアの径外壁が有する環状凹部に嵌合している。
これらによれば、各放熱手段をステータコアに広範囲に接触させ、ステータコアの熱をより多く放熱手段に伝導させることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、各放熱手段は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面、軸方向の他方側の第２放熱面、及び、径外方向の第３放熱面を有する。
これによれば、放熱面が広範囲に形成されるため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、ハウジングは、各放熱手段に対し軸方向の一方側に位置する第１ハウジングと、各放熱手段に対し軸方向の他方側に位置する第２ハウジングとを有する。また、各放熱手段は、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に挟まれ、第１ハウジングおよび第２ハウジングを固定するねじに共締めされている。
これによれば、放熱手段を固定する固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、第１ハウジングおよび第２ハウジングは樹脂製である。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングの一方には、ねじが挿通し放熱手段とねじの頭部との間に挟まれる金属製のインサートカラーが埋設されている。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングの他方には、ねじが螺合し放熱手段に当接するとともにハウジング外に露出する金属製のインサートナットが埋設されている。
【００１５】
これによれば、ステータコアと放熱手段とが形成する第１の熱伝導路、ステータコアと放熱手段とインサートナットとが形成する第２の熱伝導路、および、ステータコアと放熱手段とインサートカラーとねじの頭部とが形成する第３の熱伝導路を有するため、放熱性をさらに効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータを用いたシフトバイワイヤシステムを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２の矢印ＩＶ部を拡大して示す図であって、各熱伝導路を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【図６】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による回転式アクチュエータを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転式アクチュエータは、図１に示すシフトバイワイヤシステムの駆動部として用いられる。このシフトバイワイヤシステム１は、マニュアルバルブ２を作動させることで車両用自動変速機のシフトレンジを切り替える機能と、パーキングギヤ４の回転を規制することで自動変速機の回転をロックする機能とを有する。先ず、このシフトバイワイヤシステム１を説明する。
【００１８】
図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１は、電子制御装置５、回転式アクチュエータ１５、コントロールロッド６、ディテント機構７およびパーキング機構１１を備える。
電子制御装置５は、運転者が操作する図示しないセレクトレバーの操作位置に応じ回転式アクチュエータ１５を作動させる。回転式アクチュエータ１５は、コントロールロッド６を回転駆動する。コントロールロッド６は、回転式アクチュエータ１５の出力軸と一体に回転する。
【００１９】
ディテント機構７は、コントロールロッド６と一体に回転するディテントプレート８、および、ディテントプレート８の回転位置を固定するディテントスプリング１０から構成される。ディテントプレート８は、マニュアルバルブ２の弁部材３に対し軸方向に係合可能な係合突起９を有し、回転位置に応じ弁部材３を軸方向に移動させる。これにより自動変速機のシフトレンジが切り替わる。
【００２０】
パーキング機構１１は、パーキングギヤ４に対し接近および離間可能なパーキングロックポール１２、ディテントプレート８の回転位置に応じパーキングギヤ４の軸心に平行な方向へ移動するパークロッド１３、および、パークロッド１３の移動に伴いパーキングロックポール１２をパーキングギヤ４に接近および離間させるカム部材１４から構成される。カム部材１４は、ディテントプレート８が所定のパーキング位置に回転すると、パーキングロックポール１２をパーキングギヤ４と係合する位置に移動させる。これによりパーキングギヤ４と一体に回転する自動変速機のアウトプットシャフトの回転がロックされる。
【００２１】
次に、回転式アクチュエータ１５の構成を図２および図３に基づき詳しく説明する。
図２および図３に示すように、回転式アクチュエータ１５は、ハウジング２０、スイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」という。）４０、減速機６０、出力軸７０、ブラケット７５および放熱用金属板８０等を備えている。
【００２２】
ハウジング２０は、リヤハウジング２１およびフロントハウジング３０から構成されている。
リヤハウジング２１は、樹脂製であり、有底筒部２２、コネクタ部２３および複数の固定部２４を有している。有底筒部２２には、有底筒状に形成された金属製のステータ保持部材２５が埋設されている。コネクタ部２３は、図１の電子制御装置５と接続可能な複数の端子２６を有している。各固定部２４は、有底筒部２２から径外方向へ突き出すように形成されている。この固定部２４には、金属製のインサートナット２７が埋設されている。
【００２３】
フロントハウジング３０は、樹脂製であり、有底筒部３１、出力部３２および複数の固定部３４を有している。有底筒部３１は、有底筒部２２と同軸上に位置し、且つ有底筒部２２側に開口端部が位置するように配置されている。出力部３２は、有底筒部３１の底部の中央からリヤハウジング２１とは反対側に突き出すように筒状に形成されている。この出力部３２および有底筒部３１の底部は、共通の通孔３３を有している。各固定部２４は、有底筒部３１のうち周方向で固定部２４に対応する位置から径外方向へ突き出すように形成されている。この固定部２４には、金属製のインサートカラー３５が埋設されている。このインサートカラー３５は、インサートナット２７のねじ孔２８と同軸のねじ挿通孔３６を有している。
【００２４】
フロントハウジング３０は、リヤハウジング２１との間に放熱用金属板８０を挟んだ状態でねじ３７によりリヤハウジング２１に固定されている。ねじ３７は、インサートカラー３５のねじ挿通孔３６に挿入されるとともにインサートナット２７のねじ孔２８に螺合している。ハウジング２０内空間は、フロントハウジング３０と放熱用金属板８０との間に設けられるシール部材３８、及び、リヤハウジング２１と放熱用金属板８０との間に設けられるシール部材３９によって、ハウジング外空間に対し封止されている。
ブラケット７５は、ハウジング２０を例えば図示しないトランスミッションケース等に取り付けるためのものであり、フロントハウジング３０の底部の外壁にねじ３７で固定されている。
【００２５】
ＳＲモータ４０は、３相ブラシレスモータであり、ステータ４１およびロータ４８から構成されている。
ステータ４１は、ステータコア４２、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７を有している。ステータコア４２は、ステータ保持部材２５の径内壁に嵌合するリング部４３と、このリング部４３から径内方向に突き出す複数のティース部４４とからなる。各ティース部４４は、図３に示すように周方向で等間隔に１２個形成されている。ステータコア４２は、図２に示すように、放熱用金属板８０を含む複数枚の環状プレートを板厚方向に積層することによって形成されている。
【００２６】
Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７は、各ティース部４４に巻回された導線からなる。これらのＵ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７は、４個ずつ設けられ、周方向でＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に１個ずつ配置されている。
各コイル４５〜４７は、バスバー部５７に電気的に接続されている。バスバー部５７は、図２に示すようにステータ４１に対しリヤハウジング２１の底部側に設けられている。バスバー部５７は、例えば金属の薄板によって形成され、コネクタ部２３の端子２６と電気的に接続している。各コイル４５〜４７には、バスバー部５７を経由し電流が供給される。
【００２７】
ロータ４８は、ステータ４１の径内方向に設けられ、ロータ軸４９およびロータコア５４を有している。ロータ軸４９は、フロントハウジング３０の底部側の一端部５０がフロントベアリング５８に回転可能に支持され、リヤハウジング２１の底部側の他端部５１がリヤベアリング５９に回転可能に支持されている。またロータ軸４９は、一端部５０と他端部５１との間で一端部５０側にから順にロータコア固定部５２および偏心部５３を形成する。一端部５０とロータコア固定部５２と他端部５１とは互いに同軸上に配置され、偏心部５３はロータコア固定部５２に対し偏心するよう配置されている。
【００２８】
ロータコア５４は、ロータ軸４９のロータコア５４の径外壁に例えば圧入により固定されたボス部５５と、このボス部５５から径外方向に突き出す複数の突極５６とからなる。各突極５６は、図３に示すように周方向で等間隔に８個形成されている。ロータコア５４は、図２に示すように、複数枚のプレートを板厚方向に積層することによって形成されている。
【００２９】
減速機６０は、いわゆる遊星歯車装置の一種であり、リングギヤ６１およびプラネタリギヤ６２から構成されている。
リングギヤ６１は、ロータ軸４９の偏心部５３の径外方向に位置し、ロータ軸４９の一端部５０や他端部５１と同軸上に配置される環状の内歯車である。リングギヤ６１は、フロントハウジング３０の有底筒部２２の径内壁に固定されている。
【００３０】
プラネタリギヤ６２は、リングギヤ６１の径内方向に位置し、ロータ軸４９の偏心部５３と同軸上に配置され、リングギヤ６１に噛み合う外歯車である。プラネタリギヤ６２は、ミドルベアリング６４により偏心部５３まわりに自転可能かつロータ軸４９の回転軸まわりに公転可能に支持されている。
プラネタリギヤ６２は、ロータコア５４とは反対側に突き出す複数のトルク伝達用突起６３を形成する。各トルク伝達用突起６３は、プラネタリギヤ６２の自転軸まわりに等間隔に形成されている。トルク伝達用突起６３は、後述のトルク伝達用穴７３と共に、プラネタリギヤ６２の自転成分を出力軸７０に伝達するための回転伝達手段として機能する。
【００３１】
出力軸７０は、軸部７１およびフランジ部７２から構成されている。軸部７１は、ロータ軸４９の回転軸上に配置され、フロントハウジング３０の出力部３２により回転可能に支持されている。フランジ部７２は、軸部７１のうちプラネタリギヤ６２側の端部に一体に形成されている。フランジ部７２は、プラネタリギヤ６２の各トルク伝達用突起６３が遊嵌する複数のトルク伝達用穴７３を有する。各トルク伝達用穴７３は、ロータ軸４９の回転軸まわり即ちプラネタリギヤ６２の公転軸まわりに等間隔に形成され、トルク伝達用穴７３と共に回転伝達手段を構成する。出力軸７０は、減速機６０および上記回転伝達手段を介しロータ軸４９の一端部５０にトルク伝達可能に連結されている。
【００３２】
放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成する複数枚の環状プレート間に挟まれ、これらの環状プレートと共にステータコア４２のリング部４３およびティース部４４を形成するコア部８１と、このコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４とを有している。放熱用金属板８０は、フロントハウジング３０とリヤハウジング２１との間に挟まれ、ねじ３７に共締めされている。放熱用金属板８０には、ステータコア４２の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
【００３３】
突起部８２は、各Ｕ相コイル４５のいずれか１つに対し径外方向に位置し、ステータコア４２と一体に形成されている。突起部８３は、各Ｖ相コイル４６のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。突起部８４は、各Ｗ相コイル４７のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。これらの突起部８２、８３、８４は、周方向で等間隔に配置されている。以下、突起部８２、８３、８４を特に区別しないときは単に「突起部」と記載する。放熱用金属板８０の突起部は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面８５、軸方向の他方側の第２放熱面８６、及び、径外方向の第３放熱面８７を有している。
【００３４】
インサートカラー３５は、放熱用金属板８０とねじ３７の頭部との間に挟まれている。ねじ３７の頭部は、ハウジング２０外に露出し、放熱用金属板８０からインサートカラー３５を経由し伝導する熱を放熱可能な第４放熱面８８を有している。
インサートナット２７は、一端部が放熱用金属板８０に当接し、他端部がハウジング２０外に露出している。インサートナット２７は、放熱用金属板８０から直接伝導する熱を放熱可能な第５放熱面８９を有している。
【００３５】
図４に矢印Ｘで示すように、ステータコア４２および放熱用金属板８０は第１の熱伝導路を形成する。また、図４に矢印Ｙで示すように、ステータコア４２、放熱用金属板８０およびインサートナット２７は、第２の熱伝導路を形成する。また、図４に矢印Ｚで示すように、ステータコア４２、放熱用金属板８０、インサートカラー３５、及び、ねじ３７の頭部は第３の熱伝導路を形成する。放熱用金属板８０の突起部、インサートナット２７、及び、ねじ３７の頭部は、ステータコア４２から伝導する熱をハウジング２０外空間に放熱する「放熱手段」として機能する。
【００３６】
このように構成される回転式アクチュエータ１５では、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６、Ｗ相コイル４７の順に通電を切り替えるとロータ４８が図３の反時計まわりに回転し、Ｗ相コイル４７、Ｖ相コイル４６、Ｕ相コイル４５の順に通電を切り替えるとロータ４８が図３の時計まわりに回転する。ロータ４８は、Ｕ相コイル４５、Ｖ相コイル４６およびＷ相コイル４７の通電が一巡する毎に４５度回転する。
上述のようにロータ４８が回転すると、プラネタリギヤ６２は、リングギヤ６１の径内壁を転動することによりロータ軸４９の偏心部まわりに自転しつつロータ軸の回転軸まわりに公転する。このときプラネタリギヤ６２はロータ軸４９に対し減速回転する。
【００３７】
上述のようにプラネタリギヤ６２が回転すると、プラネタリギヤ６２の自転成分がトルク伝達用突起６３およびトルク伝達用穴７３を介し出力軸７０に伝達される。出力軸７０は、この回転をコントロールロッド６に出力する。
各コイルに通電することで生じた熱は、ステータコア４２から放熱用金属板８０を経由し放熱用金属板８０の各突起部、インサートナット２７、及び、ねじ３７の頭部に伝導し、各放熱面８５〜８９から放熱される。
【００３８】
以上説明したように、第１実施形態による回転式アクチュエータ１５は、ロータ４８およびステータ４１からなるＳＲモータ４０と、このＳＲモータ４０を収容する樹脂製のハウジング２０と、放熱用金属板８０とを備える。
放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１と、このコア部８１からハウジング２０外に放射状に突き出す３つの突起部８２、８３、８４とを有している。
【００３９】
突起部８２は、各Ｕ相コイル４５のいずれか１つに対し径外方向に位置し、ステータコア４２と一体に形成されている。突起部８３は、各Ｖ相コイル４６のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。突起部８４は、各Ｗ相コイル４７のいずれか１つに対し径外方向に形成されている。これらの突起部８２、８３、８４は、周方向で等間隔に配置されている。突起部８２、８３、８４にはステータコア４２の熱が直接伝導可能である。これらの突起部８２、８３、８４は、ステータコア４２から伝導した熱をハウジング２０外空間に放熱する「放熱手段」として機能する。
【００４０】
このような回転式アクチュエータ１５によれば、ステータコア４２および放熱用金属板８０は、各コイルの熱をハウジング２０外に伝導し放熱するための第１の熱伝導路を形成する。各コイルで生じた熱の多くは、樹脂製のハウジング２０を経由することなしに上記第１の熱伝導路を経由しハウジング２０外に放熱される。これにより高い放熱性を得ることができ、ハウジング２０内の温度の上昇を抑制可能である。したがって、ＳＲモータ４０の連続作動回数の制限を緩和することができ、また、各コイルの電気抵抗が高まることに起因するＳＲモータ４０の出力トルクの低下を抑制することができる。
【００４１】
また、放熱用金属板８０の突起部は、各相コイル毎に１つずつ設けられる。これにより、各相コイル毎に放熱量を均等にすることができる。そのため、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、ＳＲモータ４０の出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００４２】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０は、ステータコア４２を構成するコア部８１と、放熱手段としての突起部８２、８３、８４とから一体に形成されている。すなわち、放熱用金属板８０の突起部８２、８３、８４は、ステータコア４２を構成するコア部８１と同一部材からなり、ステータコア４２と一体に形成される。
これによれば、放熱用金属板８０の突起部がステータコア４２とは別体に形成される場合と比べ部品点数を削減し、組付工数を低減するとともに製造コストを削減することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０の突起部８２、８３、８４は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面８５、軸方向の他方側の第２放熱面８６、及び、径外方向の第３放熱面８７を有している。
これによれば、放熱面が広範囲に形成されるため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、放熱用金属板８０は、フロントハウジング３０とリヤハウジング２１との間に挟まれ、ねじ３７に共締めされている。
これによれば、放熱用金属板８０を固定する固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、インサートカラー３５は、放熱用金属板８０とねじ３７の頭部との間に挟まれている。ねじ３７の頭部は、放熱用金属板８０からインサートカラー３５を経由し伝導する熱を放熱可能な第４放熱面８８を有している。インサートナット２７は、一端部が放熱用金属板８０に当接するとともに他端部がハウジング２０外に露出し、放熱用金属板８０から直接伝導する熱を放熱可能な第５放熱面８９を有している。
これによれば、ステータコア４２と放熱用金属板８０とインサートナット２７とが形成する第２の熱伝導路、および、ステータコア４２と放熱用金属板８０とインサートカラー３５とねじ３７の頭部とが形成する第３の熱伝導路を有するため、放熱性を効果的に高めることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による回転式アクチュエータを図５および図６に基づき説明する。
図５および図６に示すように、第２実施形態では、放熱用金属板９０は、環状に形成され、ステータコア９２の径外壁に例えば圧入により固定されている。この放熱用金属板９０は、突起部８２、８３、８４と、各突起部８２、８３、８４同士を接続する３つの接続部９１とを有している。突起部８２、８３、８４は、径内方向の面がステータコア９２に当接している。放熱用金属板９０には、ステータコア９２の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
【００４７】
このような放熱用金属板９０を備える回転式アクチュエータによれば、各コイルで生じた熱がステータコア９２および放熱用金属板９０を経由し放熱用金属板９０の突起部の各放熱面から放熱されるので、第１実施形態と同様に放熱性を高めることができる。
また、放熱用金属板９０の突起部が各相コイル毎に１つずつ設けられことで各相コイル毎に放熱量を均等にすることができることも第１実施形態と同様である。これにより、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータ出力トルクの脈動を抑制可能である。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態による回転式アクチュエータを図７に基づき説明する。
図７に示すように、第３実施形態では、放熱用金属板９５は、ステータコア９７の径外壁が有する環状溝９８に嵌合する突起部８２、８３、８４と、各突起部８２、８３、８４同士を接続する３つの接続部９６とを有している。突起部８２、８３、８４は、軸方向の両側の面と径内方向の面とがステータコア９７に当接している。放熱用金属板９５には、ステータコア９７の熱が例えば空気や樹脂部材等を経由することなしに直接伝導可能である。
このような放熱用金属板９５を備える回転式アクチュエータによれば、各コイルで生じた熱がステータコア９７および放熱用金属板９５を経由し放熱用金属板９５の突起部の各放熱面から放熱されるので、第１実施形態と同様に放熱性を高めることができる。
【００４９】
また、放熱用金属板９５の突起部が各相コイル毎に１つずつ設けられことで各相コイル毎に放熱量を均等にすることができることも第１実施形態と同様である。これにより、各相コイルが発生する磁界の強さを回転方向で均等にすることができ、モータ出力トルクの脈動を抑制可能である。
また、放熱用金属板９５の突起部は、軸方向の両側の面と径内方向の面とがステータコア９７に当接しているので、突起部をステータコア９７に広範囲に接触させ、ステータコア９７の熱をより多く突起部に伝導させることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、コイルの相数は、２つあるいは４つ以上であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、各放熱手段は、周方向で互いに分離していてもよく、また、板状でなくてもよい。また、放熱手段は、コイルの相数の整数倍の数が形成されてもよい。
ステータコアは、各ティース毎に分離した複数のセグメントステータコアから形成されてもよい。
【００５１】
また、本発明の他の実施形態では、ハウジングは、必ずしも放熱用金属板に対し軸方向両側に分割されている必要はない。放熱用金属板は、例えば、ハウジングを内外に貫通する通孔を通してハウジング外に突き出すように設けられてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータは、車両のうちシフトバイワイヤシステム以外の装置に用いられてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータは、必ずしも減速機を備える必要はない。
【００５２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１５・・・回転式アクチュエータ
２０・・・ハウジング
４２、９２、９７・・・ステータコア
４３・・・リング部
４４・・・ティース部
４５・・・Ｕ相コイル（コイル）
４６・・・Ｖ相コイル（コイル）
４７・・・Ｗ相コイル（コイル）
４８・・・ロータ
８０、９０、９５・・・放熱用金属板
８２、８３、８４・・・突起部（放熱手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なロータと、
前記ロータの径外方向に設けられるリング部、及び、当該リング部から前記ロータ側に突き出し周方向で互いに離間する複数のティース部を有するステータコアと、
前記ステータコアの前記各ティース部に巻回する導線から構成される複数相のコイルと、
前記ロータ、前記ステータコアおよび前記各コイルを収容し、前記ロータを回転可能に支持し、前記ステータコアを固定支持するハウジングと、
前記ステータコアのうち前記コイルに対する径外方向位置から前記コイルの各相毎に同じ数ずつ前記ハウジング外に放射状に突き出し、前記ステータコアの熱が直接伝導可能であり、当該伝導した熱を放熱する複数の金属製の放熱手段と、
を備えることを特徴とする回転式アクチュエータ。
【請求項２】
前記各放熱手段は、前記ステータコアと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項３】
前記ステータコアは、複数枚の環状プレートが軸方向に積層されてなり、
前記各放熱手段は、前記各環状プレートのうち少なくとも１枚のプレートと同一部材からなることを特徴とする請求項２に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項４】
前記各放熱手段は、前記ステータコアに対し軸方向に当接していることを特徴とする請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項５】
前記各放熱手段は、前記ステータコアの径外壁が有する環状凹部に嵌合していることを特徴とする請求項４に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項６】
前記各放熱手段は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面、軸方向の他方側の第２放熱面、及び、径外方向の第３放熱面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記各放熱手段に対し軸方向の一方側に位置する第１ハウジングと、前記各放熱手段に対し軸方向の他方側に位置する第２ハウジングとを有し、
前記各放熱手段は、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に挟まれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングを固定するねじに共締めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングは樹脂製であり、
前記ねじの頭部は前記ハウジング外に露出し、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの一方には、前記ねじが挿通し前記放熱手段と前記ねじの頭部との間に挟まれる金属製のインサートカラーが埋設され、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの他方には、前記ねじが螺合し前記放熱手段に当接するとともに前記ハウジング外に露出する金属製のインサートナットが埋設されていることを特徴とする請求項７に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項１】
回転可能なロータと、
前記ロータの径外方向に設けられるリング部、及び、当該リング部から前記ロータ側に突き出し周方向で互いに離間する複数のティース部を有するステータコアと、
前記ステータコアの前記各ティース部に巻回する導線から構成される複数相のコイルと、
前記ロータ、前記ステータコアおよび前記各コイルを収容し、前記ロータを回転可能に支持し、前記ステータコアを固定支持するハウジングと、
前記ステータコアのうち前記コイルに対する径外方向位置から前記コイルの各相毎に同じ数ずつ前記ハウジング外に放射状に突き出し、前記ステータコアの熱が直接伝導可能であり、当該伝導した熱を放熱する複数の金属製の放熱手段と、
を備えることを特徴とする回転式アクチュエータ。
【請求項２】
前記各放熱手段は、前記ステータコアと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項３】
前記ステータコアは、複数枚の環状プレートが軸方向に積層されてなり、
前記各放熱手段は、前記各環状プレートのうち少なくとも１枚のプレートと同一部材からなることを特徴とする請求項２に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項４】
前記各放熱手段は、前記ステータコアに対し軸方向に当接していることを特徴とする請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項５】
前記各放熱手段は、前記ステータコアの径外壁が有する環状凹部に嵌合していることを特徴とする請求項４に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項６】
前記各放熱手段は、軸方向に厚みを持つ板状であり、軸方向の一方側の第１放熱面、軸方向の他方側の第２放熱面、及び、径外方向の第３放熱面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記各放熱手段に対し軸方向の一方側に位置する第１ハウジングと、前記各放熱手段に対し軸方向の他方側に位置する第２ハウジングとを有し、
前記各放熱手段は、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に挟まれ、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングを固定するねじに共締めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングは樹脂製であり、
前記ねじの頭部は前記ハウジング外に露出し、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの一方には、前記ねじが挿通し前記放熱手段と前記ねじの頭部との間に挟まれる金属製のインサートカラーが埋設され、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの他方には、前記ねじが螺合し前記放熱手段に当接するとともに前記ハウジング外に露出する金属製のインサートナットが埋設されていることを特徴とする請求項７に記載の回転式アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９９１９８（Ｐ２０１３−９９１９８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２２８３（Ｐ２０１１−２４２２８３）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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