特許ウォッチ

公開番号2025135344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033130
出願日2024-03-05
発明の名称直動アクチュエータ
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02P 6/06 20060101AFI20250910BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】長寿命化およびモータ周辺の設計自由度の向上と設置スペースの低減を図ることができる直動アクチュエータを提供する。
【解決手段】直動アクチュエータ1は、電動モータ4と、この電動モータ4の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構5と、この運動変換機構5の直動変位を検出するストロークセンサ6と、前記ストロークセンサ6で検出された前記直動変位を用いて電動モータ4を制御する制御装置3とを備える。電動モータ4はブラシレスモータであり、制御装置3は、ストロークセンサ6で検出された直動変位を、電動モータ4の回転角に変換する角度変換器16を有し、この角度変換器16で変換された回転角を、上位ECU19から与えられた回転角目標値に追従制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電動モータと、この電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、この運動変換機構の直動変位を検出するストロークセンサと、前記ストロークセンサで検出された前記直動変位を用いて前記電動モータを制御する制御装置とを備えた直動アクチュエータであって、
前記電動モータはブラシレスモータであり、
前記制御装置は、前記ストロークセンサで検出された直動変位を、前記電動モータの回転角に変換する角度変換器を有し、この角度変換器で変換された前記回転角を、与えられた回転角目標値に追従制御する直動アクチュエータ。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
請求項１に記載の直動アクチュエータにおいて、前記運動変換機構は、前記電動モータの回転を減速する減速機と、この減速機の回転出力を直線運動に変換する直動機構とを有する直動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の直動アクチュエータにおいて、前記制御装置は、与えられた電流目標値に対して、モータ電流をフィードバック制御する直動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の直動アクチュエータにおいて、前記制御装置は、与えられた速度目標値に対して、モータ速度をフィードバック制御する直動アクチュエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動アクチュエータに関し、長寿命化および設計自由度の向上と設置スペースの低減を図ることができる技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ボールねじを組み込んだ直動アクチュエータは、自動車のブレーキなど自動車産業において、油圧駆動部の代替となる重要な役割を担っている。従来の直動アクチュエータの設計では、制御が簡単なブラシ付きモータとストロークセンサの組み合わせが一般である。ブラシ付きモータが機械的整流システムを利用しているためで、ブラシと整流子がローターの位置に基づいて適切なコイルに自動的に通電するため、外部からの角度認識が不要になる。しかし、ブラシ付きモータは、モータの回転部と接触し続けるブラシが機械的に摩耗するため、短寿命となる。
【０００３】
一方、ブラシレスモータはブラシがなく機械的な接点がないため、長寿命となる。しかし、ブラシレスモータは、関連する巻線に正しく電力を供給するためにローターの角度を認識することに依存しているため、回転角センサが必要となる。これは回転角センサの設置スペースが限られている、あるいは回転角センサの使用が不可能な用途では、大きな課題となる。
【０００４】
図６のように、従来技術では、アクチュエータの出力位置を制御するために、ストロークセンサ５０を用いたフィードバック制御を提案している（特許文献１）。前記従来技術において、ストロークセンサ５０とブラシレスモータを組み合わせる制御が記載されているが、制御方式については、示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－７４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にブラシレスモータを制御する場合、ベクトル制御が用いられる。ブラシレスモータのベクトル制御に関して回転角センサが必要となる。回転角センサは、一般的にモーターシャフトの外周またはその近傍に設置されるため、システム全体の長さが長くなる可能性がある。回転角センサの設置スペースが限られている、回転角センサのコストが高い、あるいは回転角センサの使用が不可能な用途では、大きな課題となる。
【０００７】
本発明の目的は、ストロークセンサとブラシレスモータの組み合わせによる制御を可能にすることで長寿命化およびモータ周辺の設計自由度の向上と設置スペースの低減を図ることができる直動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】
【０００８】
本発明の直動アクチュエータ１は、電動モータ４と、この電動モータ４の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構５と、この運動変換機構５の直動変位を検出するストロークセンサ６と、前記ストロークセンサ６で検出された前記直動変位を用いて前記電動モータ４を制御する制御装置３とを備えた直動アクチュエータであって、
前記電動モータ４はブラシレスモータであり、
前記制御装置３は、前記ストロークセンサ６で検出された直動変位を、前記電動モータ４の回転角に変換する角度変換器１６を有し、この角度変換器１６で変換された前記回転角を、与えられた回転角目標値に追従制御する。
【０００９】
この構成によると、直動アクチュエータ１の駆動源である電動モータ４としてブラシレスモータを適用したため、ブラシ付きモータを用いた直動アクチュエータよりも長寿命化を図ることができる。直動アクチュエータ１は、回転角センサを使用する代わりに、直動アクチュエータ１のアクチュエータ本体２等に内蔵できるストロークセンサ６を使用することで、電動モータ４の回転角を間接的に決定し得る。この回転角を回転角目標値に追従制御する高精度なモータ制御が可能となる。
【００１０】
したがって、回転角センサを用いた直動アクチュエータよりもモータ周辺の設置スペースの低減を図ることができると共に、高精度なモータ制御が可能となる直動アクチュエータ１を実現し得る。また回転角センサを使用することなく、回転角を間接的に決定し得るため、直動アクチュエータ１の設計の自由度を高めることが可能となる。回転角センサの使用を避けることで、電動モータ４の置き換えのみで既存のシステムを使用することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許