(57)【要約】【課題】アクチュエータにセンサを取り付ける場合に、組み付け誤差や個々のアクチュエータのメカニカル特性の差をより理想的なセンサ特性として補正可能でアクチュエータの出力精度を向上可能なアクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法を提供する。【解決手段】このアクチュエータ１００は、センサ１１３が搭載されており、センサはアクチュエータへの取り付け後にセンサ特性の書き換えが可能である。【選択図】  図６
2009044888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサが搭載されたアクチュエータであって、
前記センサはアクチュエータへの取り付け後にセンサ特性の書き換えが可能であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記アクチュエータを作動させてその移動量とセンサ出力とを測定して出力データを取得する手段と、前記出力データと書き換え前のセンサ特性とに基づいて理想のセンサ特性を算出する手段と、前記センサ特性を前記算出されたセンサ特性に書き換える手段と、を備える請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記出力データから得たアクチュエータのがたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換える請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記アクチュエータを往復駆動させて得た前記出力データを最小二乗法により近似することでアクチュエータのがたの中央値を通る直線に近似し、その直線を理想特性の直線に近似することで前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換える請求項２または３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記センサを囲うように導電性板を取り付けた請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記センサは前記センサ特性を記憶し書き換え可能な記憶素子を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
船舶の前後進切り替えのギアシフトのための位置決めアクチュエータとして用いられる請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
センサが搭載されたアクチュエータにおいて前記センサを取り付けた後にセンサ特性を書き換えて補正するセンサ特性補正方法であって、
前記アクチュエータを作動させてその移動量とセンサ出力とを測定して出力データを取得し、前記出力データと書き換え前のセンサ特性とに基づいて理想のセンサ特性を算出し、前記センサ特性を前記算出されたセンサ特性に書き換えることを特徴とするアクチュエータのセンサ特性補正方法。
【請求項９】
前記出力データからアクチュエータのがたを測定し、前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換える請求項８に記載のアクチュエータのセンサ特性補正方法。
【請求項１０】
前記アクチュエータを往復駆動させて得た出力データを最小二乗法により近似することでアクチュエータのがたの中央値を通る直線に近似し、その直線を理想特性の直線に近似することで前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換える請求項８または９に記載のアクチュエータのセンサ特性補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサが搭載されたアクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転運動を直線運動に変換して駆動軸を直線移動させるアクチュエータが公知である（例えば、下記特許文献１参照）。例えば、アクチュエータのシャフトに回転角を検出するセンサを取り付けて駆動軸の位置を制御する場合には精度のよい回転角検出が必要とされる。
【０００３】
上述のようなアクチュエータにシャフトの回転角検出用等のセンサを取り付けるときには、従来、アクチェータとセンサの基準に従い、アクチュエータの位置関係が合致するように人の手で、または取り付け治具を使用して取り付けていた。また、センサ検出精度の向上を目的としてセンサに対する外部からのノイズを低減するためにノイズ対策部品を挿入したり、ノイズ源から遠いところにセンサを配置するということを行っていた。
【特許文献１】特開平１０−０５１９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術のように、アクチュエータに人の手でまたは取り付け治具を使用してセンサを取り付けると、人の手または取り付け治具の能力に応じて、センサとアクチュエータとの位置関係がずれてしまうため、その分、組み付け時にセンサの位置精度が悪化することがあった。また、個々のアクチュエータ毎にメカニカル特性の差（ボールねじのリードピッチ誤差、ギア列のバックラッシュなどによるがた、リニアリティ誤差）があるためセンサ特性がアクチュエータ毎に相違し、アクチュエータにがたが存在する場合、そのがた分がセンサの取り付け誤差として一定のばらつきを持ち、アクチュエータの駆動軸の位置精度がさらに悪化する可能性が生じてしまう。
【０００５】
さらに、センサ検出精度を向上させて駆動軸の位置精度を改善するために、外部ノイズに対してセンサにノイズ対策部品を挿入することはコストの増大につながることと、他部品との干渉などシステムレイアウトの制約とにより、ノイズ源から遠い位置にセンサを設置することが必要なような困難な問題が生じることがあった。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、アクチュエータにセンサを取り付ける場合に、組み付け誤差や個々のアクチュエータのメカニカル特性の差をより理想的なセンサ特性として補正可能でアクチュエータの出力精度を向上可能なアクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によるアクチュエータは、センサが搭載されたアクチュエータであって、前記センサはアクチュエータへの取り付け後にセンサ特性の書き換えが可能であることを特徴とする。
【０００８】
このアクチュエータによれば、センサをアクチュエータに取り付けた後に、センサ特性を書き換えることができるので、組み付け誤差や個々のアクチュエータのメカニカル特性の差をより理想的なセンサ特性として補正することができ、これにより、アクチュエータの出力精度（例えば、駆動軸の位置精度）を向上できる。なお、センサ特性とは、例えば、アクチュエータ出力（例えば、駆動軸の移動量）とセンサ出力との関係である。
【０００９】
上記アクチュエータにおいて前記アクチュエータを作動させてその移動量とセンサ出力とを測定して出力データを取得する手段と、前記出力データと書き換え前のセンサ特性とに基づいて理想のセンサ特性を算出する手段と、前記センサ特性を前記算出されたセンサ特性に書き換える手段と、を備えることで、センサ特性の書き換えを行うことができる。
【００１０】
この場合、前記出力データから得たアクチュエータのがたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換えることで、より理想的なセンサ特性に書き換えることができる。
【００１１】
すなわち、前記アクチュエータを往復駆動させて得た前記出力データを最小二乗法により近似することでアクチュエータのがたの中央値を通る直線に近似し、その直線を理想のセンサ特性の直線に近似することで前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換えることが好ましい。
【００１２】
例えば、アクチュエータがギアのバックラッシュなどによりがたを持つ場合、往復駆動させて得た出力データを最小二乗法により近似することによってがたの中央値を通る直線に近似することで、メカニカル特性を含んだセンサ特性を直線近似することができ、さらにその直線を理想のセンサ特性の直線に近似することで、がたの中央値でセンサ特性を理想的なセンサ特性に近似して書き換えるとができる。
【００１３】
また、前記センサを囲うように導電性板を取り付けることで、導電性板が遮磁板として機能し、外部ノイズによる影響をいわゆるシールド効果により軽減することができ、センサの検出精度が向上することでアクチュエータの出力精度が向上する。
【００１４】
また、前記センサは前記センサ特性を記憶し書き換え可能な記憶素子を備えることで、センサ特性の書き換えが可能となる。
【００１５】
また、上記アクチュエータは、船舶の前後進切り替えのギアシフトのための位置決めアクチュエータとして用いることができる。
【００１６】
本発明によるアクチュエータのセンサ特性補正方法は、センサが搭載されたアクチュエータにおいて前記センサを取り付けた後にセンサ特性を書き換えて補正するセンサ特性補正方法であって、前記アクチュエータを作動させてその移動量とセンサ出力とを測定して出力データを取得し、前記出力データと書き換え前のセンサ特性とに基づいて理想のセンサ特性を算出し、前記センサ特性を前記算出されたセンサ特性に書き換えることを特徴とする。
【００１７】
このアクチュエータのセンサ特性補正方法によれば、センサをアクチュエータに取り付けた後に、センサ特性を書き換えることができるので、組み付け誤差や個々のアクチュエータのメカニカル特性の差をより理想的なセンサ特性として補正することができ、これにより、アクチュエータの出力精度を向上できる。
【００１８】
また、前記出力データからアクチュエータのがたを測定し、前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換えることで、より理想的なセンサ特性に書き換えることができる。
【００１９】
また、前記アクチュエータを往復駆動させて得た出力データを最小二乗法により近似することでアクチュエータのがたの中央値を通る直線に近似し、その直線を理想特性の直線に近似することで前記がたの中央値で前記センサ特性を近似して書き換えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明アクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法によれば、アクチュエータにセンサを取り付ける場合に、組み付け誤差や個々のアクチュエータのメカニカル特性の差をより理想的なセンサ特性として補正可能でアクチュエータの出力精度を向上できる。また、アクチュエータの製品としてのばらつきが小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかるアクチュエータを用いる船外機の概略図である。図２は、本実施の形態のアクチュエータの正面図である。図３は、図２のアクチュエータを矢印III方向に見た図である。図４は、図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２２】
図１において、船外機２は、船体１に固定されるケーシング２ａと、その上部に取り付けられたカウリング２ｂとを有している。カウリング２ｂの内部には、出力軸３をケーシング２ａに延在させてなるエンジン（不図示）が搭載されている。出力軸３の下端には、傘歯車３ａが取り付けられている。
【００２３】
ケーシング２ａの下部には、プロペラ軸４が水平に配置され、回転可能に支持されている。プロペラ軸４の図で右端側は、ケーシング２ａから外部へ突出しており、その端部にプロペラ５が取り付けられている。
【００２４】
プロペラ軸４は、傘歯車３ａに噛合する前進用傘歯車６と後進用傘歯車７とを貫通しており、また傘歯車６，７の間にドグクラッチ８を配置している。プロペラ軸４に対して、ドグクラッチ８は軸線方向に相対移動可能であるが一体的に回転するようになっており、また傘歯車６，７は相対回転可能となっている。図示していないが、ドグクラッチ８は、軸線方向両方向に向いた突起を有しており、図で左方に移動することで突起が傘歯車６の凹部と係合し、ドグクラッチ８と傘歯車６とが一体で回転する。一方、図で右方に移動することで突起が傘歯車７の凹部と係合し、ドグクラッチ８と傘歯車７とが一体で回転する。
【００２５】
ドグクラッチ８は、カム軸９により軸線方向に駆動されるようになっている。カム軸９は、操作軸１０の回転に応じて軸線方向に変位するように連結されている。操作軸１０は、リンク部材１１を介して、アクチュエータ１００の駆動軸１１７に連結されている。
【００２６】
図４において、アクチュエータ１００の円筒状のハウジング１０１は、アルミ製のハウジング本体１０１Ａと、その端面に対してボルトＢ（図３）により組み付けられた樹脂製または金属製のカバー部材１０１Ｂと、モータブラケット１０１Ｃとからなる。ハウジング本体１０１Ａの内部には、モータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂとを有する。モータ室１０１ａ内には、モータ１０２が配置されている。モータ１０２は、板状のモータブラケット１０１Ｃに固定されており、モータブラケット１０１Ｃは、後述する玉軸受１１４の外輪をハウジング本体１０１Ａとの間に挟み込み、且つハウジング本体１０１Ａのモータ室１０１ａとねじ軸室１０１ｂをふさぐようにして取り付けられている。
【００２７】
電動のモータ１０２の回転軸１０２ａは、モータブラケット１０１Ｃから突出しており、その端部には金属製の第１ギヤ１０３が圧入により相対回転不能に取り付けられている。モータブラケット１０１Ｃに植設された長軸１０４の周囲には、樹脂製の第２ギヤ１０５が回転自在に配置され、これは第１ギヤ１０３及び第３ギヤ１０６の大ギヤ部１０６ａに噛合している。
【００２８】
樹脂製の第３ギヤ１０６は、大ギヤ部１０６ａと小ギヤ部１０６ｂとを同軸に形成しており、更にねじ軸１０７の端部に、セレーション結合で相対回転不能に取り付けられている。第３ギヤ１０６の一部を覆うようにして、支持部材１０８がモータブラケット１０１Ｃに取り付けられている。ここで、第１ギヤ１０３，第２ギヤ１０５，第３ギヤ１０６が第１動力伝達機構を構成する。
【００２９】
第２ギヤ１０５に隣接して配置された第４ギヤ１０９が、長軸１０４の周囲に回転自在に支持されている。樹脂製の第４ギヤ１０９は、第３ギヤ１０６の小ギヤ部１０６ｂに噛合した大ギヤ部１０９ａと、小ギヤ部１０９ｂとを同軸に形成している。
【００３０】
第４ギヤ１０９の小ギヤ部１０９ｂは、長軸１０４に平行して支持部材１０８に植設された短軸１１０に対して回転自在に支持された第５ギヤ１１１の大ギヤ部１１１ａに噛合している。樹脂製の第５ギヤ１１１は、大ギヤ部１１１ａと小ギヤ部１１１ｂとを同軸に形成している。小ギヤ部１１１ｂは、第５ギヤ１１１に隣接して配置され長軸１０４の周囲に回転自在に支持された第６ギヤ１１２に噛合している。尚、長軸１０４及び短軸１１０と各ギヤとの間には、回転を円滑に行うためのブッシュが配置されていてよい。
【００３１】
回転角検出用のセンサ１１３がカバー部材１０１Ｂの孔１０１ｃに配置され小ねじＢＳ（図３）で固定されることで取り付けられている。センサ１１３の測定軸１１３ａは第６ギヤ１１２に連結され、一体的に回転するようになっている。片持ち状に延在している長軸１０４の先端は、第６ギヤ１１２と測定軸１１３ａとを介して、センサ１１３によって支持されることとなる。センサ１１３は、測定軸１１３ａの所定範囲（例えば９０度）の角度を精度良く検出できるものである。ここで、第１ギヤ１０３，第２ギヤ１０５，第３ギヤ１０６、第４ギヤ１０９，第５ギヤ１１１，第６ギヤ１１２が第２動力伝達機構を構成する。カバー部材１０１Ｂは、各ギヤに異物が侵入しないように密閉するギヤカバーとしての機能を有する。尚、噛合するギヤの樹脂素材を互いに異なるものにすると、摩滅を抑制できるので好ましい。
【００３２】
図４において、ねじ軸１０７は、ハウジング本体１０１Ａに対して、図で右端側を玉軸受１１４により回転自在に支持されている。ねじ軸１０７は、左端側に雄ねじ溝１０７ａを形成している。
【００３３】
ねじ軸１０７は、円筒状のナット１１５を貫通している。ナット１１５の内周面には、雄ねじ溝１０７ａに対向して、雌ねじ溝１１５ａが形成され、両ねじ溝１０７ａ、１１５ａによって形成される螺旋状の空間（転走路）には、多数のボール１１６が転動自在に配置されている。ナット１１５は、ハウジング本体１０１Ａに対して回り止め（不図示）が設けられ、ねじ軸室１０１ｂ内において、軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能となっている。尚、軸線方向移動要素であるナット１１５と、回転要素であるねじ軸１０７と、転動体であるボール１１６とでボールねじ機構を構成し、このボールねじ機構と、以下の駆動軸１１７とで駆動機構を構成する。
【００３４】
ねじ軸１０７の左端は、丸軸状の駆動軸１１７に形成された袋孔１１７ａ内に侵入している。駆動軸１１７の図で右端は、ナット１１５に対して同軸に嵌合しピンで連結されて一体的に移動するようになっている。ハウジング本体１０１Ａに対して、駆動軸１１７はブッシュ１１８により軸線方向に移動可能に支持されており、且つブッシュ１１８の左方（外部側）にはシール１１９が配置され、ハウジング本体１０１Ａと駆動軸１１７との間から海水や塵埃等の異物が侵入することを防止している。尚、ハウジング本体１０１Ａから突出した駆動軸１１７の端部には、リンク部材１１に連結するための孔１１７ｂが形成されている。
【００３５】
図１において、モータ１０２の配線１０２ｂと、センサ１１３の配線１１３ｂは、ブリーザパイプ１２を通ってカウリング２ｂ側に延在し、更に制御装置（図示省略）に接続されている。
【００３６】
次に、本実施の形態のアクチュエータの動作について説明する。ここで、傘歯車３ａが前進用傘歯車６と後進用傘歯車７のいずれにも常時噛合しているから、内燃機関が動作している限り、傘歯車３ａから動力を伝達された傘歯車６，７は互いに逆方向に回転している。しかしながら、ニュートラルの状態においては、図１に示すように、ドグクラッチ８がいずれの傘歯車６，７と係合していないので、出力軸３の動力は、プロペラ軸４に伝達されずプロペラ５は回転しないこととなる。
【００３７】
ここで、ニュートラルの状態から、操作者がシフトレバー（図示省略）を前進方向に操作したとすると、図４において、モータ１０２に所定の極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが所定の方向に回転する。回転軸１０２ａの回転力は、第１ギヤ１０３，第２ギヤ１０５，第３ギヤ１０６を介してねじ軸１０７に伝達されるので、ねじ軸１０７の回転に応じてナット１１５が図４で左方へと変位する。ナット１１５が左方に変位すると、駆動軸１１７が突出する方向に移動するので、図１においてリンク部材１１が枢動する。従って、操作軸１０が所定の方向に回転し、不図示のカム機構を介してカム軸９が左方に移動し、ドグクラッチ８を前進用傘歯車６と係合させる。これにより出力軸３の動力を、傘歯車３ａ、６及びドグクラッチ８を介してプロペラ軸４に伝達し、プロペラ５を正回転させることができる。
【００３８】
一方、回転軸１０２ａの回転力は、第１ギヤ１０３，第２ギヤ１０５，第３ギヤ１０６、第４ギヤ１０９，第５ギヤ１１１，第６ギヤ１１２を介してセンサ１１３の測定軸１１３ａに伝達される。測定軸１１３ａの回転に応じた信号は、センサ１１３から配線１１３ｂを介して制御装置（図示省略）に入力される。かかる信号に基づいてねじ軸１０７が所定の回転量だけ回転したと判断すれば、制御装置（図示省略）はモータ１０２への電力供給を停止させる。
【００３９】
これに対し、操作者がシフトレバー（図示省略）を後進方向に操作したときは、図４において、モータ１０２に逆極性の電力が供給され、回転軸１０２ａが逆方向に回転するので、上述とは逆の動作で、アクチュエータ１００の駆動軸１１７が引き込む方向に移動する。従って、図１においてリンク部材１１を介して操作軸１０が逆方向に回転し、不図示のカム機構を介してカム軸９が右方に移動し、ドグクラッチ８を後進用傘歯車７と係合させる。これにより出力軸３の動力を、傘歯車３ａ、７及びドグクラッチ８を介してプロペラ軸４に伝達し、プロペラ５を逆回転させることができる。
【００４０】
上述のセンサ１１３について更に説明する。センサ１１３は、図４の測定軸１１３ａに内蔵したマグネットの磁界をホールＩＣにより検出し、測定軸１１３ａの回転角に応じた電圧を出力するセンサであり、そのホールＩＣ内部の記憶素子にセンサ特性に伴うパラメータ値を書き込むことにより、任意にセンサ出力特性を構成できる。
【００４１】
センサ１１３は、センサの可能な機械角度に充分な余裕角を残した可動角度になるような減速比で構成されたセンサギアに測定軸１１３ａを埋め込み、２箇所でねじＢＳ（図３）により固定されて取り付けられている。
【００４２】
アクチュエータ１００とセンサ１１３を取り付ける基準に関し、アクチュエータ１００をシステム（船外機２）に取り付ける穴から駆動軸１１７の先端に形成された袋孔１１７ａまでの寸法を基準にしており、センサ出力の中央の電圧に合わせた状態で２箇所のねじＢＳ（図３）によりセンサ１１３を固定する。この場合、図５のように、アクチュエータ１００の駆動軸１１７が直線移動する際に袋孔１１７ａの基準点ｚが図の左右のストローク限界位置ＲとＦとの間で移動するが、駆動軸１１７を基準点ｚが中立位置Ｎになるように位置決めてセンサ１１３を固定する。しかし、従来、人の手または組み付け治具でセンサを固定するため、その能力により組み付け誤差が発生してしまう。
【００４３】
また、アクチュエータ１００におけるメカニカル特性（図４のボールねじ機構のリニアリティ、センサギア列のがた・リニアリティ）の影響はそのまま残るため、アクチュエータ１００のがた及び上記組み付け誤差に起因して、アクチュエータ１００の精度が理論値からずれてしまう。
【００４４】
上記アクチュエータのがた及び組み付け誤差の補正のために、アクチュエータ１００にセンサ１１３を取り付けた後にセンサ特性を書き換える構成について図６を参照して説明する。
【００４５】
図６はセンサ１１３のセンサ特性を書き換えるセンサ特性書換装置の概略的構成を示すブロック図である。
【００４６】
図６のセンサ特性書換装置２０は、アクチュエータ１００の駆動軸１１７のストローク量を検出しストローク信号ｈを出力するストロークセンサ２１と、ストローク信号ｈが入力しアクチュエータ１００のモータ１０２（図４）を作動させて駆動軸１１７を移動させるモータコントローラ２２と、ストローク信号ｈから得たストローク量に対するセンサ電圧値を測定する測定器２３と、センサ１１３との間でセンサの特性データを読み取りかつ書き込むセンサ書換治具２４と、測定器２３で測定したストローク量に対するセンサ電圧値ｃ及びセンサ１１３から取得した書き換え前の特性データに基づいて理想値を近似演算する演算装置２５と、測定器２３でのセンサ電圧の測定モードとセンサの特性データの読み書きモードとを切り換える切換スイッチ２６と、を備える。
【００４７】
切換スイッチ２６で測定モードとすると、駆動軸１１７の往復動データを取得するとき、モータコントローラ２２にセンサ１１３からのセンサ信号ｇをフィードバック入力させて駆動軸１１７を移動させる。
【００４８】
切換スイッチ２６で特性データの読み書きモードとすると、センサ１１３からセンサ書き換え入力信号ｇがセンサ書換治具２４に入力し、演算装置２５で近似演算した理想値をセンサ書換治具２４からセンサ書き換え出力信号ｅとしてセンサ１１３内の記憶素子に書き込み更新する。
【００４９】
次に、図６のセンサ特性書換装置２０によるセンサ特性の書き換えの手順について説明する。
【００５０】
(1)図６のストロークセンサ２１を使用してモータ１０２（図４）を駆動し、駆動軸１１７を図５のストローク限界位置Ｒ，Ｆ間で全ストローク往復移動する。
【００５１】
(2)駆動軸１１７が往復移動したときのストローク量（移動量）とセンサ１１３からのセンサ電圧とをサンプリングし、図７のように、実線で示す往復のデータを基に最小二乗法によりがた中央の１次直線（図７の破線で示す）を算出し、次の直線近似式（１）を得る。
【００５２】
ＶＲｎ＝ＡＸｎ＋Ｂ  ・・・（１）
ただし、
ＶＲｎ：ｎ点のセンサ電圧［Ｖ］
Ｘｎ：ｎ点の駆動軸の位置［ｍｍ］
ｎ：ｎ番目のサンプル点
Ａ：最小二乗近似での傾き
Ｂ：最小二乗近似での切片
【００５３】
なお、駆動軸１１７の往復データのうち、折り返し部分のデータは最小二乗法の重み付けにより近似歪みを生じるため、採用しない方が望ましい。
【００５４】
(3)上記算出した１次直線近似式（１）と書き換え前の特性データから、センサ１１３のホールＩＣ内部での位置データに変換し、任意の位置データを理想直線のセンサ電圧値に最小二乗法で近似して所望の１次直線の傾きと切片を得る。なお、ホールＩＣ内部での位置データは、ホールＩＣのプレートで受けた磁界強度にあたり、測定軸１１３ａに埋め込まれたマグネット回転角度のデジタル値となる。
【００５５】
次に、上述のアクチュエータのがたの中央値を通る近似直線をさらに理想のセンサ特性の直線に近似することでがたの中央値で理想的なセンサ特性を近似する具体的な方法について説明する。
【００５６】
上記(2)で算出されたストローク量Ｘｎとセンサ電圧ＶＲｎとの関係式（１）は以下のとおりである。
【００５７】
ＶＲｎ＝ＡＸｎ＋Ｂ  ・・・（１）
【００５８】
センサ１１３の記憶素子の書き換え前の特性データをセンサ書換治具２４で読み込むことで得られる直線の傾きをＸsense、切片をＶｐとし、例えばデジタル値のフルスケールは２０４８で５Ｖの分解能（デジタル値４０９．６／１Ｖ）を有するとすると、ホールＩＣ内部の位置データＳｎを下記のように算出し、式（１）を用いて式（２）を得る。
【００５９】
下記式（２）により、式（１）のセンサ電圧ＶＲｎと書き換え前のセンサ特性値から、ストローク量Ｘｎと測定軸１１３ａに埋め込まれたマグネットからホールＩＣのプレートで受けた磁界強度の関係が導出される。
Ｓｎ＝２０４８／５｛（ＶＲｎ−Ｖｐ）／Ｘsence｝
＝２０４８／５｛（ＡＸｎ＋Ｂ）−Ｖｐ｝／Ｘsence  ・・・（２）
【００６０】
ここで、理想的な一次直線を次式（３）とする。
Ｖｎ＝ＣＸｎ＋Ｄ  ・・・（３）
ただし、Ｖｎ：ｎ番目のセンサ電圧［Ｖ］
Ｘｎ：ｎ番目のストローク値［ｍｍ］
Ｃ：１ｍｍあたりのセンサ電圧［Ｖ］
Ｄ：０ｍｍ位置（中立位置）のセンサ電圧［Ｖ］
なお、理想直線は、アクチュエータの構成によってセンサ電圧との関係を任意に設定可能である。
【００６１】
ｎ個分のストローク位置での内部位置データＳｎと、近似したいセンサ電圧Ｖｎを、上記式（２）、（３）に式より算出して、下記式（数１）に代入しａ，ｂを算出する。（測定軸１１３ａのマグネットの任意磁界を所望の任意センサ電圧値に補正する。）
【００６２】
【数１】
2009044888.tif 000003
【００６３】
上記ａ，ｂをアクチュエータ１００のがた及び組み付け誤差を補正したセンサ特性として書き換え治具２４にて書き換えてセンサ書き換え出力信号ｆをセンサ１１３に送り、その内部の記憶素子に書き込んで更新する。
【００６４】
図８は、センサ１１３に対しセンサ特性を書き換えない場合（取り付けた状態）のストローク量とストローク誤差との関係でセンサ特性を示すグラフ（ａ）及び上述のようにがたの中央値で書き換えた場合のストローク量とストローク誤差との関係でセンサ特性を示すグラフ（ｂ）である。
【００６５】
図８（ａ）において、人の手にてセンサを組み付けたことで組み付け誤差やがたがあり、メカニカル特性（ボールねじのリニアリティ、センサギア列のがた・リニアリティ）の影響はそのままのため、取り付け誤差・アクチュエータのがたにより、理論値よりもずれたアクチュエータ精度となってしまっている。図８（ａ）、（ｂ）においてＸ軸のストローク誤差０ｍｍ上が理想のセンサ特性であるが、図８（ａ）では往復移動のいずれもＸ軸上をなぞらず、往復移動のヒステリシスループがオフセットしており、波形の直線性も悪い。
【００６６】
これに対し、図８（ｂ）は、センサ１１３の組み付け後にセンサ特性をがたの中央値を理論値となるように近似して補正し書き換えた場合のセンサ特性を示し、メカニカル特性の補正を行うため、センサ特性のリニアリティが向上している。すなわち、往復移動のヒステリシスループのほぼ中央にＸ軸が位置しており、がたの中央値を理想値として近似できている。また、図８（ｂ）の方が直線性においても理想特性に近い特性として近似されている。つまり、個々のアクチュエータにあったセンサ特性として書き換えられており、組み付け誤差とアクチュエータのメカニカル特性の直線性誤差が解消されている。
【００６７】
上述の本実施の形態のアクチュエータ１００は、図１の船外機２に前後進切り替えのギアシフト用の位置決めアクチュエータとして取り付けられるが、センサ特性を書換え可能なセンサ１１３を搭載しているため、アクチュエータ１００への取付後で書換前にアクチュエータ１００の駆動軸１１７を往復駆動させて、アクチュエータが個々に持つリニアリティや組み付け誤差などのメカニカルな特性を把握した後にセンサ特性を理想的なセンサ特性に書き換えて補正できる。
【００６８】
すなわち、アクチュエータ１００がギアのバックラッシュなどによりがたを持つ場合には往復駆動させたデータを最小二乗法により近似することでがたの中央値を通る直線に近似（メカニカル特性を含んだセンサ特性の直線近似）し、その直線を理想特性の直線に近似することでがたの中央値で理想的なセンサ特性を近似する。これにより、センサ１１３の記憶素子に記憶させるセンサ特性をアクチェータ個々のがたの中央値にセンサ特性を近似して理想的なセンサ特性に書き換えて補正できる。なお、センサへの書換え方法によっては近似手法を最小領域法で行うことも可能である。
【００６９】
以上のように、本実施の形態のアクチュエータ１００によれば、従来、人の手あるいは組み付け治具の能力に応じた組み付け誤差、個々のアクチュエータのメカニカル特性の差（ボールねじのリードピッチ誤差、ギア列のバックラッシュなどによるがた、リニアリティ誤差）をより理想的なセンサ特性として補正が可能となり、駆動軸１１７の位置精度が向上し、アクチュエータの製品としてのばらつきも小さくなる。
【００７０】
次に、上述のアクチュエータにおいてセンサを囲うように導電性板を取り付けるセンサシールド構造について図９を参照して説明する。
【００７１】
図９は、センサシールド構造を示す要部断面図（ａ）及びＢＢ方向からみたセンサの要部平面図（ｂ）である。
【００７２】
図９（ａ）、（ｂ）のように、図４と同様のセンサ１１３を包囲するようにセンサ１１３の側面側に複数の支柱２０１をカバー部材１０１Ｂに立設し、センサ１１３の側面及び上面を覆うように支柱２０１に金属製の導電性の高い導電性板２０２をボルト２０１ａで固定し取り付けることで、センサシールド構造をアクチュエータ１００に付与するようにしてもよい。
【００７３】
上述のセンサシールド構造によれば、導電性板２０２のシールド効果によりセンサ１１３に対する外部ノイズによる影響を軽減できるので、外部ノイズの影響によるセンサの出力変動を抑えることができ、センサ１１３の検出精度が向上し、アクチュエータ１００の駆動軸１１７の位置精度が向上する。
【００７４】
また、センサの電気回路にノイズ対策部品を挿入したり、センサをノイズ源から遠いところに配置するといった対策が不要となる。また、センサ１１３の外面を複数の支柱２０１と導電性板２０２とで囲う構造とするので、アクチュエータ１００において重要部品であるセンサ１１３を物理的に保護（落下などでの損傷保護）することができる。
【００７５】
なお、アクチュエータ１００が船舶等の用途により、海水がかかるような場所に設置される場合には導電性板２０２に海水が付着し錆が発生することでシールド効果が薄れるおそれがあるので、導電性板２０２に関し、導電性を損なわない防錆塗装の適用や錆にくい材質（ステンレス鋼等）の採用が好ましい。
【００７６】
図９のセンサシールド構造を上述のアクチュエータ１００に加えることで、特に位置決めアクチュエータの精度誤差及び外部誘導ノイズに対する耐性の両方を改善することができ、位置決めアクチュエータの位置精度を向上できる。
【００７７】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明のアクチュエータは、船舶の前後進切り替えのギアシフトに用いられる位置決めアクチュエータとして用いられて好適であるが、これに限定されず、他の用途であってもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施の形態にかかるアクチュエータを用いる船外機の概略図である。
【図２】本実施の形態のアクチュエータの正面図である。
【図３】図２のアクチュエータを矢印III方向に見た図である。
【図４】図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】図４のセンサをアクチュエータに取り付けるときアクチュエータ１００の駆動軸１１７の基準位置（中立位置Ｎ）を概略的に示す図である。
【図６】図４のセンサ１１３のセンサ特性を書き換えるセンサ特性書換装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図７】センサ１１３の駆動軸１１７を往復移動させたときのストローク量（移動量）とセンサ１１３から出力したセンサ電圧とをサンプリングして得た測定データ（実線）と、かかる往復の測定データを基に最小二乗法により算出したがた中央の１次近似直線（破線）を示す図である。
【図８】センサ１１３に対しセンサ特性を書き換えない場合（取り付けた状態）のストローク量とストローク誤差との関係でセンサ特性を示すグラフ（ａ）及び上述のようにがたの中央値で書き換えた場合のストローク量とストローク誤差との関係でセンサ特性を示すグラフ（ｂ）である。
【図９】センサシールド構造を示す要部断面図（ａ）及びＢＢ方向からみたセンサの要部平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００７９】
２ 船外機
２０ センサ特性書換装置
２１ ストロークセンサ
２２ モータコントローラ
２３ 測定器
２４ センサ書換治具
２５ 演算装置
２６ 切換スイッチ
１００ アクチュエータ
１１３ センサ
１１３ａ 測定軸
１１７ 駆動軸
２０１ 支柱
２０２ 導電性板
【図１】
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【図２】
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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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