(57)【要約】  本発明は、2N個の磁極（Nは1または2である）と少なくとも1つの励起コイルを有する、透磁率の大きな材料からなる固定子構造を備えるとともに、強磁性材料からなるヨークと、軸方向に交互に磁化された2N対の磁極からなる薄い部分とを有する回転子を備えていて、制限されたストロークで可動装置を移動させる回転式アクチュエータと、前記回転子の角度位置センサーとからなる単相電磁サーボ-アクチュエータにおいて、前記角度位置センサーが、前記ヨークと一体化した磁場発生装置と、前記固定子構造に対して固定されていてその磁場を受け取る磁場レシーバとを備えることを特徴とする単相電磁サーボ-アクチュエータに関する。
2008547192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2N個の磁極（Nは1または2である）と少なくとも1つの励起コイルを有する、透磁率の大きな材料からなる固定子構造を備えるとともに、強磁性材料からなるヨークと、軸方向に交互に磁化された2N対の磁極からなる薄い部分とを有する回転子を備えていて、制限されたストロークで可動装置を移動させる回転式アクチュエータと、前記回転子の角度位置センサーとからなる単相電磁サーボ-アクチュエータにおいて、前記角度位置センサーが、前記ヨークと一体化した磁場発生装置と、前記固定子構造に対して固定されていてその磁場を受け取る磁場レシーバとを備えることを特徴とする単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項２】
固定された前記磁場レシーバが、前記磁場発生装置の近くで少なくとも1つの磁極の中心対称面に位置していることを特徴とする、請求項1に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項３】
前記磁場発生装置が環状磁石であることを特徴とする、請求項1または2に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項４】
前記磁場レシーバが、ホール効果を利用した磁気検出プローブであることを特徴とする、請求項3に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項５】
前記磁気検出プローブが、前記環状磁石の一部を取り囲む2つの円弧状強磁性体で形成された集束用の2つの磁気回路の間に配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項６】
前記磁場レシーバが、2つの平面成分を測定するタイプのプローブであり、前記磁極の中心対称面同士の交線によって形成される軸線上に位置することを特徴とする、請求項1−5のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項７】
前記磁場発生装置が、直径方向に磁化された円筒形磁石であることと、前記磁場レシーバが、発生する磁場の接線方向と径方向の成分、または接線方向と軸方向の成分を測定する2つの磁気検出素子で構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項８】
前記2つの成分を組み合わせて前記回転子の回転角を明らかにする処理回路を備えることを特徴とする、請求項7に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項９】
前記磁場発生装置が、保持磁場が39839A/m（500エルステッド）未満のU字形強磁性部材であることを特徴とする、請求項6に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１０】
前記磁場発生装置がU字形の機械式保持部材であり、その中に磁石が設置されることを特徴とする、請求項6に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１１】
前記磁場発生装置が、直径方向に偏極した磁石であることを特徴とする、請求項6に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１２】
少なくとも1つの穴付き脚部を用いて引っ掛けることによって互いに接続されたキャップとケースを備えていて、その脚部は前記キャップの上に延びており、前記ケースの突起したツメと協働することを特徴とする、請求項1−11のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１３】
前記ケースが、前記キャップの内面と確実に接続する接合手段（例えば接着剤）を受け入れる溝を前部領域に備えていることを特徴とする、請求項12に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１４】
前記キャップが、外部と電気的に接続するためのコネクタを備えていて、このコネクタは、前記キャップの内側に、前記ケースの固定子組立体のコイルとの電気的相互接続手段を備えることを特徴とする、請求項12または13に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１５】
前記カバーに設けられた前記電気的相互接続手段が、切れ込みの入った薄板で構成されていることを特徴とする、請求項14に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１６】
前記固定子構造の磁極の頭部が広がっていることを特徴とする、請求項1−15のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１７】
前記固定子の磁極が、スリットを有する基部の中に物理的に嵌め込まれていて、スリットのある区画が、磁極の下部区画にほぼ対応することを特徴とする、請求項1−16のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１８】
前記固定子構造の少なくとも一部が熱可塑性材料で鋳造されていて、この鋳造部が、回転の内部ストッパと、前記回転子と一体化した軸をガイドするリングと、この鋳造部の外面上にある少なくとも1つのツメと、軸をガイドする軸受と、気密な溝とを形成していることを特徴とする、請求項12に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項１９】
前記アクチュエータで前記キャップとは反対側の面に鋳造部がなく、磁極を外部支持体に固定するための接続手段（植込みボルト、ネジ山などであり、貫通していないことが好ましい）を有する基部が露出していることを特徴とする、請求項18に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項２０】
2つの鋼鉄製側板で形成されたストッパと、ボールが収容されたプラスチック製ベアリング・ケースを備えることを特徴とする、請求項1−19のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項２１】
出力軸のロック／脱ロック装置が組み込まれていて、このロック／脱ロック装置が前記アクチュエータの回転子によって制御されることを特徴とする、請求項1−20のいずれか1項に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【請求項２２】
前記位置センサーが、前記可動装置が移動する一方の端部位置または両方の端部位置を検出するディジタル・センサーであることを特徴とする、請求項1に記載の単相電磁サーボ-アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁性材料からなるヨークと交互になった2N対の磁極とで形成された回転子と、2N個の強磁性磁極と少なくとも1つのコイルをそれぞれが備える固定子構造とを備えていて、限定された角度範囲で一定のトルクを発生させる回転式単相アクチュエータと、回転子の位置を検出するセンサーとを備える電磁サーボ-アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータにセンサーをこのように組み合わせるのは、内燃機関の吸気マニホルドの弁を回転させるためである（ただし用途はそれに限られない）。
【０００３】
特に自動車のためにアクチュエータと電磁センサーを組み合わせて弁を作動させることは従来技術で既に知られている。利用されている解決法により、一般に、さまざまな欠点がある解決法がもたらされる。アクチュエータとセンサーという2つの要素がそもそもかさばるために大きなスペースを占めること、アクチュエータを作動させるときにセンサーの信号が乱れること、センサーと弁の位置の間の割り出しが難しいことなどの問題がある。
【特許文献１】フランス国特許第2670286号明細書
【特許文献２】フランス国特許第2670629号明細書
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的の1つは、これらの欠点を解消し、当業者にとって画期的な1つの解決法を提案することである。
【０００５】
そこでこの特許出願では、アクチュエータ＋センサーの組立体を備える画期的な電磁サーボ-アクチュエータとして、センサーがアクチュエータのヨークに簡単なやり方で一体化されていて、アクチュエータによって生じる磁場の影響がセンサーに及ばないことを特徴とする電磁サーボ-アクチュエータについて説明する。
【０００６】
ここで考えるアクチュエータのヨークは、透磁率が大きな強磁性材料で実現されることが望ましい。すると磁気がシールドされ、信号センサーに対するモーターのあらゆる影響が排除される。さらに、磁場のレシーバである磁気センサーが、アクチュエータの固定子の磁極に対して中立でモーターの磁場の影響がゼロである少なくとも1つの面に配置されていることが好ましい。
【０００７】
好ましい一実施態様では、使用するセンサーは、特許文献１に記載されているタイプのものである。このタイプのセンサーにより、温度変化の影響を受けない0ガウスの信号の周囲で作動させることができる。このセンサーは、環状磁石の形態になった磁場発生装置を備えており、2つの円弧状強磁性体によって形成される2つの集束回路が、この環状磁石の一部を取り囲むようにして配置されている。0ガウスの位置を調節するには、センサー用回転子に対するセンサー用磁石の位置を割り出す必要がある。しかし他のタイプのセンサーを使用することができる。そこで本発明の1つの目的は、実施態様に応じ、磁気感受性プローブまたは誘導性プローブを備えたさまざまなタイプのセンサーを利用できるようにすることである。
【０００８】
ストロークの最初および／または最後を検出するのにしか用いないディジタル・センサーを利用できるようにすることも、本発明の目的の1つである。
【０００９】
従来技術において、比例式の一定トルクで弁の運動を実現できる電磁アクチュエータが知られている。特許文献２には、その目的で、2N対の磁極を備えていて、供給する電流に比例したトルクを回転子に発生させ、軸方向ストッパと、固定子部にある磁石の軸方向の電磁力とが組み合わさることによって回転子を自動的に中心に来させることのできるアクチュエータが提示されている。
【００１０】
しかしこのアクチュエータを実現しても、最適な利用もできず、工業的に実現することもできない。さらに、このようなアクチュエータを角度位置センサーと組み合わせること（安全のため自動車で利用する場合にはこの組み合わせがしばしば不可欠である）で大きなスペースを占めるため、この組立体を実際に利用する上での大きな障害となる。
【００１１】
したがって本発明の別の目的は、供給する電流に比例した一定の大きなトルクを得ることができ、部品の数を制限しつつアクチュエータが作動しているときの熱的挙動を改善することができ、工業化可能なサーボ-アクチュエータにすることのできる画期的な構造を持つアクチュエータを提案することである。
【００１２】
固定子の磁極は、鋳造材料内での“型鍛造”と呼ばれる方法で実現される。このようにすると、高品質の強磁性が保証される。このようにして実現された固定子の磁極は、次に強磁性材料からなる基部プレートの中に物理的に嵌め込まれる。そうすることにより、最適な磁気的結合が保証され、ヨーク＋モータの磁極を備える回転子が固定子の磁極の上方を移動するときに残留トルクの出現が制限される。基部上での磁極の配置により、回転子が支持されるストッパを受け止めるストッパ支持体のための受座が規定される。それは、型鍛造法によって4つの磁極を実現したときにこれらの磁極のそれぞれに設けられた肩部のおかげである。
【００１３】
望ましい一実施態様によると、このようにして形成された固定子組立体は、LCP（液晶ポリマー）というタイプの熱可塑性ポリマーによって鋳造することができる。この方法を利用すると、コイルに電気を供給することによってジュール効果のために散逸される電力をより容易に逃がすことで温度の挙動を改善しつつ、ガイド用軸受と回転子のストッパ支持体を1回の操作で簡単かつ経済的に実現することができる。
【００１４】
本発明の別の目的は、ロック／脱ロック・システムを備えるサーボ-アクチュエータであって、このシステムが、アクチュエータによって制御される出力軸に加わる外部からのあらゆる物理的作用を阻止できるが、ある装置がアクチュエータによって制御されてこの装置の2つの回転方向に移動するのを妨げることのないサーボ-アクチュエータを提案することである。サーボ-アクチュエータ＋ロック／脱ロック・システムというこの組み合わせにより、所定の用途にとってより小さなアクチュエータを実現することができる。というのも、このアクチュエータは、制御される回転軸に外部から作用する力にもはや打ち勝つ必要がないからである。このようにすると、多くの用途にとって決定的に重要なスペースとコストが節約され、この組み合わせなしには対応できなかったであろう多くの用途でこのアクチュエータを使用することができる。
【００１５】
添付の図面を参照すると説明の理解が容易になろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図1は、好ましい一実施態様によるサーボ-アクチュエータ（1）である。このサーボ-アクチュエータ（1）は、鋳造された固定子組立体（2）とキャップ（4）で構成されており、固定子組立体（2）の表面には、サーボ-アクチュエータ（1）を外部フレームに固定するための1つまたは複数の植込みボルト（3）を配置することができ、キャップ（4）には、アクチュエータと電磁センサーを制御するとともに（例えばホール効果を利用したプローブを備える）センサーの電気信号を出力する機能を持つ一連の電気的接続線（5）が収容されている。キャップ（4）は、このキャップ（4）から延びる穴付き脚部（6）を鋳造された固定子組立体（2）の突起したツメ（7）に引っ掛けることにより、鋳造された固定子組立体（2）と一体化している。キャップ（4）とは反対側の面には、鋳造された固定子組立体（2）に形成された軸受（8）を有する。この軸受（8）により、アクチュエータ（図示せず）の軸を延ばし、回転させる外部装置を固定することができる。
【００１７】
図2Aと図2Bには、アクチュエータ（9）とセンサー（21）からなる第1の実施態様のサーボ-アクチュエータ（1）を、鋳造部もキャップ（4）もない状態で再現してある。このサーボ-アクチュエータ（1）を構成するアクチュエータ（9）は、アクチュエータの軸方向に延びていて基部（12）に固定されたここでは4つある固定子の磁極（11）を備える第1の固定子組立体（10）と、4対の磁極で軸方向に交互に磁化された円板（14）と強磁性材料からなるヨーク（15）を備える回転子（13）とで構成されている。このヨーク（15）は軸方向に延びていて、径方向に交互に磁化された2対の磁極を有する環状の第2の磁石（16）を支持している。したがってこの第2の磁石（16）はヨーク（15）と一体化し、固定された第2の固定子組立体（17）の内部で固定子に対して回転する。第2の固定子組立体（17）は2つの円弧状強磁性体（18）によって形成されていて、環状の第2の磁石（16）の一部を取り囲んでいる。2つの円弧状強磁性体（18）の間には、ホール効果による磁気検出プローブ（19）が配置されている。磁気検出プローブ（19）は、この磁気検出プローブ（19）を構成する検出素子が、少なくとも1つの固定子の磁極（11）の中心面（20）に、すなわちあらゆる磁気誘導がない領域に位置するように配置することが好ましい。円弧状強磁性体（18）は、磁気検出プローブ（19）の位置では他の位置よりも薄くなっている。そのため第2の磁石（16）から出る磁束を集束させることができる。このようにすると磁気検出プローブ（19）の位置に集束された磁束はヨーク（15）の位置の線形関数となり、したがって貫通軸（43）を通じてそのヨーク（15）によって制御される外部装置の位置の線形関数となる。
【００１８】
図3には、センサー（21）の第2の実施態様によるサーボ-アクチュエータ（1）を、鋳造部もキャップ（4）もない状態で示してある。アクチュエータのヨーク（15）は、保持磁場が39839A/m （500エルステッド）未満であるU字形の強磁性体（22）であり、この磁場が軸方向の残留磁化となる。固定子の磁極（11）の中心対称面（20）同士の交線に対応するこのU字形の強磁性体（22）の軸線上には、ホール効果を利用したプローブ（24）が配置されている。このプローブ（24）は例えばメレクシス90316というタイプであり、ホール効果を検出する少なくとも2つの素子を備えている。これらの検出素子は、U字形の強磁性体（22）が互いに直角な2つの方向に発生させる誘導を検出する。互いに直角なこれら2つの方向は、固定子の磁極（11）の中心対称面（20）によって規定されることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。得られる出力信号は、U字形の強磁性体（22）の回転角の線形関数であり、この信号は、アクチュエータ（9）が作動しても乱されることはない。というのも、ホール効果を利用したプローブ（24）の検出素子は、このアクチュエータ（9）の軸の近くに、すなわちあらゆる磁気誘導のない領域に配置されているからである。
【００１９】
図4には、センサー（21）の第3の実施態様によるサーボ-アクチュエータ（1）を、鋳造部もキャップ（4）もない状態で示してある。アクチュエータのヨーク（15）は、直径方向に磁化された円筒形フェライト磁石（25）を備えている。固定子の磁極（11）の中心対称面（20）同士の交線に対応するこの円筒形フェライト磁石（25）の軸線上には、ホール効果を利用したプローブ（24）が配置されている。このプローブ（24）は例えばメレクシス90316というタイプであり、ホール効果を検出する少なくとも2つの素子を備えている。これらの検出素子は、円筒形フェライト磁石（25）が互いに直角な2つの方向に発生させる誘導を検出する。互いに直角なこれら2つの方向は、固定子の磁極（11）の中心対称面（20）によって規定されることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。得られる出力信号は、円筒形フェライト磁石（25）の回転角の線形関数であり、この信号は、アクチュエータ（9）が作動しても乱されることはない。というのも、ホール効果を利用したプローブ（24）の検出素子は、このアクチュエータ（9）の軸の近くに、すなわちあらゆる磁気誘導のない領域に配置されているからである。
【００２０】
図5には、センサー（21）の第4の実施態様によるサーボ-アクチュエータ（1）を、鋳造部もキャップ（4）もない状態で示してある。アクチュエータのヨーク（15）はU字形部材（26）を備えており、このU字形部材（26）のスリット（28）の中に磁石（27）を保持できる任意の材料からなる。固定子の磁極（11）の中心対称面（20）同士の交線に対応するこのU字形部材（26）の軸線上には、ホール効果を利用したプローブ（24）が配置されている。このプローブ（24）は例えばメレクシス90316というタイプであり、ホール効果を検出する互いに直角な2つの方向の少なくとも2つの素子を備えている。互いに直角なこれら2つの方向は、固定子の磁極（11）の中心対称面（20）によって規定されることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。これらの検出素子は、磁石（27）が発生させる誘導を検出する。得られる出力信号は、磁石（27）の回転角の線形関数であり、この信号は、アクチュエータ（9）が作動しても乱されることはない。というのも、ホール効果を利用したプローブ（24）の検出素子は、このアクチュエータ（9）の軸の近くに、すなわちあらゆる磁気誘導のない領域に配置されているからである。
【００２１】
図6は、センサー（21）の第1の実施態様によるサーボ-アクチュエータ（1）を閉じるキャップ（4）を示している。このキャップ（4）には、センサー（21）の固定子組立体と、図2Aと図2Bに関して説明したセンサー（21）が発生させる磁束を測定する第2の磁気検出センサー（19）が収容されている。この実施態様では、この第2の磁気検出センサー（19）はホール効果を利用したプローブであり、アクチュエータ（9）の回転子（13）のヨークに固定されたセンサー用第2の磁石（16）が発生させる磁束を、回転子（13）の位置に比例して受け取る。固定子の磁極（11）に対するセンサー（21）の固定子組立体と磁気検出センサー（19）の位置決めは、サーボ-アクチュエータ（1）の鋳造部によって保証される。アクチュエータ（9）の軸方向に磁化された円板（14）に対してヨーク（15）上に配置されたセンサー用第2の磁石（16）をこのようにして形成された組立体と組み合わせることにより、回転子（13）の絶対位置がわかったコンパクトなサーボ-アクチュエータ（1）をいくつでも製造することができる。得られるキャップ（4）は、このキャップ（4）を鋳造された固定子組立体（2）と接続して一体に保持するための穴付き脚部（6）を有する。キャップ（4）は、鋳造された固定子組立体（2）と確実に電気的に接続するための2つの電気的接続部材（29）も備えている。これら電気的接続部材（29）は、切れ目の入った薄板の形態である。この形態になっていることで、固定子組立体（2）とキャップ（4）を組み立てるときに両者の間の位置決めの誤差に関係なく弾性接続が保証される。アクチュエータ（9）とセンサー（21）の電気的接続は、キャップ（4）の一連の電気的接続線（5）の位置でなされる。外部の接続装置（図示せず）を用いると、本発明のサーボ-アクチュエータ（1）を接続することができる。
【００２２】
図7は、鋳造された固定子組立体（2）を示している。好ましい一実施態様では、固定子組立体の鋳造部（10）は、熱可塑性材料（例えばLCP（液晶ポリマー））を用いて実現される。固定子の磁極（11）と電気を供給されるコイル（33）の全体を取り囲むこの鋳造部により、コイル（33）に電気を供給する際にこのコイルの位置でジュール効果によって発生する熱をよりよく逃がすことができると同時に、追加ステップなしに、固定子の磁極（11）の肩部（48）に支持されるLCPからなるストッパ支持体（31）と、アクチュエータ（9）のキャップ（4）とは反対側の面にある軸受（図では見ることができない）を実現することができる。さらに、鋳造部には、キャップ（4）の穴付き脚部（6）を引っ掛ける突起したツメ（7）が存在すると同時に、鋳造された固定子組立体（2）をキャップ（4）と確実に接触させる接着剤を受け入れる溝（30）が存在しているおかげで、鋳造された固定子組立体（2）をキャップ（4）と物理的に接続することができる。電気的接続は、十字形になった電気的接続領域（23）の位置でなされる。この電気的接続領域（23）により、キャップ（4）に設けられた切れ目の入った薄板の形態の2つの電気的接続部材（29）を弾性接続できる。最後に、この鋳造部は、使用中にこの組立体が動作しているときにサーボ-アクチュエータ（1）を外部の振動から保護する振動防止機能を有する。
【００２３】
図8は、強磁性材料からなる基部（12）の中に物理的に嵌め込まれたアクチュエータの固定子の磁極（11）だけを示す図である。4つの固定子の磁極（11）のそれぞれが、頭部に磁極片（32）を有する。そのため有効な角度ストロークを大きくすることができ、80°近い値になる。4つの固定子の磁極（11）と磁極片（32）を回転子の磁極と組み合わせることにより、最適な数の磁極を用いてあるトルク比を実現できる。好ましい一実施態様では、固定子の磁極（11）は、1回だけの操作でその固定子の磁極（11）を実現できる“型鍛造”と呼ばれる方法で得られる。磁束がうまく伝わるようにするため、固定子の磁極（11）は、強磁性材料からなる基部（12）の中に物理的に嵌め込まれる。基部（12）の後部では固定子の磁極（11）の基部が平坦ではないことにより、固定子の磁極（11）の頭部が平坦であることが保証される。物理的に嵌め込む操作により、得られる磁気的結合が最適になり、残留静磁トルクを生じさせないことと、アクチュエータ（9）の電流なしでトルクを変形させることなく固定子の磁極（11）間で誘導磁束をうまく伝達することが可能になる。固定子の磁極（11）は、アクチュエータ（9）の回転子（13）のストッパ支持部（31）の受座として機能する肩部（48）を備えることが好ましい。電気を供給されてアクチュエータ（9）が利用する磁束を発生させるコイル（33）は、それぞれの固定子の磁極（11）の上に配置されている。図8には、これらコイル（33）のうちの1つだけを示してある。
【００２４】
図9は、鋳造された固定子組立体（2）と、軸方向ストッパ（34）と、本発明で提案する電磁アクチュエータ（9）の回転子（13）の分解組立図である。軸方向ストッパ（34）は、鋳造された固定子組立体（2）によって実現されたストッパ支持部（31）に支持される。強磁性材料からなるヨーク（15）と、交互に磁化された4対の磁極を備える軸方向に磁化された円板（14）とからなるアクチュエータの回転子（13）は、軸（43）と一体化しているおかげで、鋳造された固定子組立体（2）でキャップ（4）とは反対側の面上に設けられた軸受（8）によってガイドされて軸方向ストッパ（34）と接触する。この好ましい実施態様により、固定子の磁極（11）に対する回転子（13）の磁気引力が、鋳造された固定子組立体（2）に設けられた軸方向ストッパ（34）と軸受（8）によってそれぞれ軸方向と径方向にガイドされることと組み合わされることで、固定子の磁極（11）の面に対して回転子（13）が自動的に中心に来ることと平行になることが保証される。鋳造された固定子組立体（2）の後部には、サーボ-アクチュエータ（1）を外部要素（例えば自動車の吸気マニホルドの弁）に固定するのに適したネジを切られた1つまたは複数の植込みボルト（3）を配置することができる。植込みボルト（3）の形状と数に制限はないが、例えば図10に示したように植込みボルト（3）を2つ配置することができる。これら植込みボルト（3）をガイド部材（35）と組み合わせて位置決めをした後、サーボ-アクチュエータ（1）を固定することができる。ガイド部材（35）と固定部材は、一般に基部（12）の中または固定子の磁極（11）の基部の中にねじ込まれる。なぜならアクチュエータ（9）の後部には、ある用途での使用中にアクチュエータ（9）がジュール効果によって発生させる熱をよりよく逃がすことができるよう、鋳造部がまったく存在していないからである。さらに、アクチュエータの位置決めは、基部（12）の位置に平坦な溝（36）が存在することによって容易になる。
【００２５】
図11は、本発明などで利用できるボール式の軸方向ストッパ（34）を示している。この軸方向ストッパ（34）は、3つの簡単な要素で構成されていることが好ましい。一群のボール（38）が2つの側板（37）からなる組立体に収容されていて、ボール（38）はこれら2つの側板（37）の間を滑り、2つの側板（37）は、一般に、軸方向ストッパ（34）と確実に一体化するプラスチック材料からなるベアリング・ケース（39）によって保持されている。したがって2つの側板（37）は、互いに独立に滑ることができる。この軸方向ストッパ（34）は鋳造された固定子組立体（2）の上に配置され、回転子（13）を支持し、回転子（13）が自動的に中心に来ることを保証し、回転子（13）が鋳造された固定子組立体（2）の上に配置されたときに摩擦が最少になるようにしながら回転できるようにする。
【００２６】
図12は、本発明のアクチュエータ（9）の第2の実施態様によるサーボ-アクチュエータ（2）であり、この明細書に開示したアクチュエータ（9）の実施態様の詳細をこのサーボ-アクチュエータ（2）に適用できる。このアクチュエータ（9）は、例えばヨーク（15）で形成された回転子（13）を備えており、その上に2対の磁極を有する磁石（40）が固定されている。この回転子は軸方向ストッパ（34）の上に配置されており、軸方向ストッパ（34）のほうは、2つの強磁性磁極（49）と電気を供給される1つのコイル（42）からなる固定子（41）の一部の上に配置されている。使用するセンサーのタイプに制限のないこの実施態様では、図3に示したセンサー（21）の第2の実施態様で明らかにしたように、軸（43）は、上部がU字形にされていて、保持磁場が39839A/m （500エルステッド）未満で軸方向の残留磁化を持つ材料で作られている。
【００２７】
図13では、この明細書で説明したサーボ-アクチュエータ（1）にロック／脱ロック・システム（44）が付随している。このシステムはここでは機械式であり、その機能は、出力軸に及ぼされる外部からの力学的作用を阻止することである。その目的でこのシステムは、アクチュエータ（9）の回転子（13）の下に位置していて互いに回転する2つの異なる部分で構成された機械式ラッチ（45）を備えている。この機械式ラッチ（45）は、アクチュエータ（9）の制御された運動を妨げることなく、外部からのあらゆる作用を阻止できる機能を持つ。このロック／脱ロック・システム（44）を付加することで、所定の体積に対するアクチュエータのサイズを小さくすることができる。というのも、アクチュエータは、回転子（13）に固定された軸（43）によって制御される装置に外部から及ぼされる負荷の変動をもはや受けないからである。このシステムは、ここでは機械式組立体でできているが、そうでなくてもよく、別の性質の組立体（例えば電磁、水力、空気圧などを利用した組立体）を用いて作ることもできる。
【００２８】
図14は、図12のサーボ-アクチュエータ（1）の変形例であり、アクチュエータ（9）の後部の面上で装置を移動させるため、回転子（13）の軸（43）がアクチュエータ（9）の後部を貫通している。その目的で、アクチュエータのコイル（42）は、軸（43）がアクチュエータ（9）を貫通するのに十分なスペースが残るようにして物理的に2つに分離されている。この構成により、自由度の大きなセンサー（21）を回転子（13）の上部に位置させることができる。というのも、回転子（13）の上部に出力軸（43）が必要とされないからである。したがって、この明細書に記載したようなあらゆるタイプのセンサー（21）を制限なく使用することができる。
【００２９】
図15は、図12のサーボ-アクチュエータ（1）の変形例であり、センサー（21）が、直径方向に磁化していて軸（43）と一体化した円筒形の磁場発生装置（50）を備えている。軸（43）の近くには、発生した磁場の接線方向と径方向の成分、または接線方向と軸方向の成分を測定する2つの磁気検出素子を備える磁場レシーバ（51）が、この軸に対して固定された状態で配置されている。磁場レシーバ（51）は、これら2つの成分を組み合わせて軸（43）の回転角を明らかにする処理回路を備えている。この構成では、センサー（21）の磁場レシーバ（51）は軸（43）から外れているため、軸（43）はアクチュエータ（9）の上方に突起している。したがって、移動させる装置に軸（43）を固定することができる。
【００３０】
制御する装置を元の位置に戻すのに弾性バネ系を必要とする多くの用途では、ロック／脱ロック・システム（44）により、弾性バネ系をさらに2つに分割することができる。したがって、装置をバネに逆らって移動させるためにアクチュエータが打ち勝つことになる力学的トルクが分割される。図13は、バネ系を備えるこのようなサーボ-アクチュエータ（1）であり、第1の弾性バネ部材（46）を、アクチュエータの下に位置していて、アクチュエータ（9）に制御されて戻しトルクを軸（43）に及ぼす捩じり棒バネの形態で示してある。捩じり棒バネの形態になった第2の弾性バネ部材（47）がアクチュエータ（9）の回転子（13）の位置にあり、戻しトルクを回転子（13）に直接及ぼす。したがってラッチ（45）がロックされているとき、アクチュエータは、制御する装置の位置を決めるのに第2の弾性バネ部材（47）に打ち勝つだけでよい。ラッチが外されると、2つの弾性バネ部材（46）と（47）のトルクが合わさり、移動させる装置を元の位置に再び戻す。したがってこうすることにより、サーボ-アクチュエータ（1）のサイズを小さくし、ロック／脱ロック・システム（44）なしでは実現できないと考えられる用途でこのサーボ-アクチュエータ（1）を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるサーボ-アクチュエータの好ましい一実施態様の斜視図である。
【図２Ａ】センサーの第1の実施態様によるサーボ-アクチュエータだけを鋳造部なしで示した図である。
【図２Ｂ】センサーの第1の実施態様によるサーボ-アクチュエータだけを鋳造部なしで示した図である。
【図３】センサーの第2の実施態様によるサーボ-アクチュエータだけを鋳造部なしで示した図である。
【図４】センサーの第3の実施態様によるサーボ-アクチュエータだけを鋳造部なしで示した図である。
【図５】センサーの第4の実施態様によるサーボ-アクチュエータだけを鋳造部なしで示した図である。
【図６】鋳造された固定子組立体に固定されるサーボ-アクチュエータのキャップを単独で示した図である。
【図７】LCPからなる鋳造部を備える固定子組立体を示している。
【図８】LCPからなる鋳造部なしの固定子組立体を示している。
【図９】LCPからなる鋳造部を備える固定子と、回転子と、軸方向ストッパの分解組立図である。
【図１０】鋳造された固定子組立体を横にした状態の図である。
【図１１】好ましい一実施態様におけるボール式ストッパを単独で示した図であり、このストッパは、アクチュエータの回転子を固定子部の上に配置したり、固定子部の上で自由に回転させたりするのに使用できる。
【図１２】アクチュエータの第2の実施態様による鋳造部なしのサーボ-アクチュエータの分解組立図である。
【図１３】図1のサーボ-アクチュエータの分解組立図であり、機械式ロック／脱ロック・システムが取り付けられている。
【図１４】図12のサーボ-アクチュエータの変形例であり、回転子がサーボ-アクチュエータ貫通する軸を有する。
【図１５】図12のサーボ-アクチュエータの変形例であり、アクチュエータの回転子の軸を上方に通すセンサーが利用されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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