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公開番号2025136901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035830
出願日2024-03-08
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 7/06 20060101AFI20250911BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】設置スペースの低減および設計の自由度の向上を図り、コスト低減を図ると共に制御システムの精度を高め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、電動モータ4の回転角を検出する回転角センサSaと、電動モータ4を制御する制御装置3とを備える。制御装置3は、回転角センサSaで検出された回転角を、運動変換機構5の直動変位に変換する直動変位変換器Lcと、直動変位の初期位置であるゼロ点を補正するゼロ点補正機構Zcとを有する。制御装置3は、直動変位変換器Lcで変換された直動変位を用いて、電動モータ4を制御する。
【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、前記電動モータの回転角を検出する回転角センサと、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、
前記制御装置は、
前記回転角センサで検出された回転角を、前記運動変換機構の直動変位に変換する直動変位変換器と、
前記直動変位の初期位置であるゼロ点を補正するゼロ点補正機構と、を有し、
前記直動変位変換器で変換された直動変位を用いて、前記電動モータを制御する直動アクチュエータ。
続きを表示（約 380 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、与えられた目標位置に対して、前記直動変位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、前記ゼロ点補正機構によるゼロ点の補正時に、前記直動機構の直動部の速度、モータ電流、モータ電圧の少なくともいずれか一つを制限する直動アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１に記載の直動アクチュエータにおいて、前記電動モータがブラシ付きモータであ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、設置スペースの低減および設計の自由度の向上を図り、コスト低減を図ると共に制御システムの精度を高めることができる技術に関する。
続きを表示（約 1,700 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。しかし、ストロークセンサは直動部に取り付けなければならないという制限がある。このため、直動アクチュエータのハウジングを拡大する必要があり、直動アクチュエータの寸法が大きくなる。これは、ストロークセンサの設置スペースが限られている、またはストロークセンサの使用が不可能な用途では、大きな課題となる。
【０００３】
図８のように、従来技術では、モータの回転と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６０と回転角センサ６１の両方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）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】
【０００４】
特開２０１７－２０７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ブラシ付きモータを使用する直動アクチュエータの出力軸位置を制御するフィードバック制御システムでは、ストロークセンサが使用される。これは、ストロークセンサの設置スペースが限られている、またはストロークセンサの使用が不可能な用途では、大きな課題となる。さらに、微細な位置制御を実現するためには、高分解能のストロークセンサが必要となり、全体コストの大幅な上昇に繋がる。
【０００６】
本発明の目的は、設置スペースの低減および設計の自由度の向上を図り、コスト低減を図ると共に制御システムの精度を高め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】
【０００７】
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、前記電動モータ４の回転角を検出する回転角センサＳａと、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、
前記制御装置３は、
前記回転角センサＳａで検出された回転角を、前記運動変換機構５の直動変位に変換する直動変位変換器Ｌｃと、
前記直動変位の初期位置であるゼロ点を補正するゼロ点補正機構Ｚｃと、を有し、
前記直動変位変換器Ｌｃで変換された直動変位を用いて、前記電動モータ４を制御する。
【０００８】
この構成によると、回転角センサＳａは、通常、モータ回転軸上またはモータ回転軸上近傍に直接組み込むことができるため、従来技術の直動アクチュエータよりも設置スペースの低減を図れる。ストロークセンサなしで直動変位を間接的に決定する代替方法を提供することで、直動アクチュエータ１の設計の自由度を高めることができる。ストロークセンサと同じコスト帯の回転角センサＳａは、ストロークセンサよりも分解能が高いため、制御システムの精度が優れている。したがって、回転角センサＳａのみを使用することで、低コストを維持しながら、高分解能により制御システムの精度を高めることができる。
【０００９】
前記運動変換機構５は、前記電動モータ４の回転を減速する減速機１１と、この減速機１１の回転出力を直線運動に変換する直動機構９とを有してもよい。この場合、電動モータ４と直動機構９との間に減速機１１を介在させることで、比較的小型の電動モータ４であっても、所望のトルクを出力することが可能となる。この構成によると、減速機が設けられていない直動アクチュエータよりも電動モータ４を小型化できるため、直動アクチュエータ全体の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【００１０】
前記制御装置３は、与えられた目標位置に対して、前記直動変位をフィードバック制御してもよい。この場合、実測値である直動変位と目標位置との間の不一致を最小限に抑えることが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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