JP2007181283A

JP2007181283A - アクチュエータ

Info

Publication number: JP2007181283A
Application number: JP2005375460A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uematsu; 拓植松; Tadashi Niimura; 匡新村
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP4736798B2

Abstract

【課題】モータと歯車減速機とからなるアクチュエータ本体と、モータを制御するコントローラとを一体化して、小形化とコストの低減とを図ったアクチュエータを提供する。
【解決手段】第１のケース半部１Ａと第２のケース半部１Ｂとからなるギアケース１の第１のケース半部１Ａの外側にモータ２を取り付ける。第１のケース半部１Ａ内に中板３を配置して、第１のケース半部の端部壁と中板３との間に歯車減速機４を収容する。モータ２を制御する制御部の構成部品５０１を回路基板５０２に実装してなるコントローラ５をギアケース１の第２のケース半部１Ｂ内に収容し、第２のケース半部１Ｂ内に樹脂を注入して硬化させることにより形成した樹脂モールド部７によりコントローラ５の少なくとも一部をモールドする。外部回路をコントローラに接続するために用いるカプラ６を第２のケース半部１Ｂの側壁に設けた切欠き部１２０内に嵌合させてギアケース１に固定する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータを原動機として用いる電動アクチュエータに関するものである。

各種の制御系の操作部等を操作するアクチュエータとして、モータを原動機としたものが多く用いられている。モータを原動機として用いる電動アクチュエータは、特許文献１に示されているように、モータと、該モータの回転を減速する歯車減速機とからなるアクチュエータ本体と、モータの回転を制御する制御部とにより構成される。アクチュエータ本体はギアケースを備えていて、該ギアケース内に歯車減速機が収容され、該ギアケースの外側に固定されたモータの回転軸がギアケース内に導入されて歯車減速機の入力部に結合されている。特許文献１にも示されているように、多くの場合、ギアケースは、第１のケース半部と第２のケース半部とからなる２つ割りの構造を有していて、第１及び第２のケース半部の相対する壁部に歯車減速機を構成する歯車の回転軸の両端を支持するように構成されている。

従来のアクチュエータにおいては、モータ及び歯車減速機をケース内に収容したアクチュエータ本体と、制御部の構成部品をケース内に収容したコントローラとを別々に製品化して、アクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを通して接続するようにしていた。
特開２００４−１８７３７８号公報

上記のように、従来のアクチュエータにおいては、モータ及び減速機を備えたアクチュエータ本体とコントローラとを別々に製品化していたため、使用に際してアクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを通して接続する必要があり、面倒であった。

また従来は、アクチュエータ本体及びコントローラの構成部品を別のケース内に収容していたため、コストが高くなるだけでなく、アクチュエータが大形になり、アクチュエータが組み込まれる装置が大形になるという問題があった。

更に、従来のアクチュエータでは、ギアケースを２つ割りに構成する場合に、歯車減速機を構成する歯車の回転軸の両端を２つのケース半部の相対する壁部に支持していたため、２つのケース半部を合わせてギアケースを組み立てる際に、歯車の回転軸の両端をギアケースの相対する壁部の軸支持部に正しく支持させるための位置合わせが面倒で、組み立てに手間がかかるという問題があった。

本発明の目的は、アクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを介して接続する必要性を無くして設置を簡単にするとともに、全体を一つのケース内に収容して小形化とコストの低減とを図ることができるようにしたアクチュエータを提供することにある。

本発明は、相対する１対の端部壁と該１対の端部壁の間をつなぐ側壁部とを有するギアケースと、ギアケース内に収容されて出力軸がギアケースの一方の端部壁を貫通して外部に導出された歯車減速機と、ギアケースの一方の端部壁の外側に取り付けられて回転軸がギアケース内で歯車減速機の入力部に結合されたモータとを備えたアクチュエータを対象とする。

本発明においては、出力軸の軸線と直交する板面を有する中板がギアケース内に配置されて、該中板がギアケースに対して固定される。歯車減速機は、ギアケースの一方の端部壁と中板との間に配置されて歯車減速機を構成する歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれギアケースの一方の端部壁及び中板に支持される。またモータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラがギアケースの他方の端部壁と中板との間に形成されたギアケース内のスペースに収容される。更に外部回路をコントローラに接続するために用いるカプラが回路基板に取り付けられて、該カプラがギアケースの側壁部を貫通して外部に導出され、モータと回路基板との間がギアケース内で電気的に接続される。

上記のように構成すると、モータと減速機とからなるアクチュエータの本体部分と、モータを制御するコントローラとを一体化することができるため、ケースの数を半減させて小形化とコストの低減とを図ることができる。またアクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを介して接続する必要がないため、アクチュエータの設置を簡単にすることができる。

また上記のように、ギアケース内に中板を配置するとともに、歯車減速機をギアケースの一方の端部壁と中板との間に配置して、歯車減速機を構成する歯車の回転軸の一端及び他端をそれぞれギアケースの一方の端部壁及び中板に支持するようにすると、ギアケースの他方の端部壁側に歯車減速機の歯車を支持する部分を設ける必要がなくなるため、中板とギアケースの他方の端部壁との間に、広いスペースを確保することができ、このスペースを利用して、モータのコントローラをギアケース内に容易に収容することができる。

本発明の好ましい態様では、上記の構成に加えて、更に、回転軸と該回転軸の回転角度に相応した電気信号を発生するセンサ要素と該センサ要素から導出された複数の出力端子とを有する位置センサが前記中板に取り付けられて該位置センサの回転軸が前記出力軸に結合されている。

モータの制御を正確に行わせるためには、出力軸の回転角度位置を検出する位置センサを設けて、該位置センサの出力をコントローラに入力し、位置センサにより検出された出力軸の回転角度位置と該出力軸の目標位置との偏差を零にするようにモータを制御することが好ましい。特許文献１に示されたアクチュエータのように、ギアケースに位置センサを取り付けて、該位置センサの回転軸を出力軸に連結する構成をとることも考えられるが、ギアケースに位置センサを取り付けるようにした場合には、ギアケースの内側に位置センサの取付部を設けておく必要があるため、ギアケースの構造が複雑になり、好ましくない。上記のようにギアケース内に中板を設けると、この中板に位置センサを取り付けることができるため、ギアケースの構造を複雑にすることなく、位置センサを設けることができる。

本発明の更に他の好ましい態様では、ギアケースが、１対の端部壁の一方と側壁部の一部とを構成する第１のケース半部と、１対の端部壁の他方と前記側壁部の他の部分とを構成する側壁とを有する第２のケース半部とに２分割されて、第１のケース半部に形成された合わせ面と第２のケース半部に形成された合わせ面とが突き合わされた状態で両ケース半部が相互に締結される。この場合、出力軸の軸線と直交する板面を有する中板が第１のケース半部の内側に配置されて、該第１のケース半部に固定され、歯車減速機の出力軸が第１のケース半部の端部壁に形成されたボス部に支持される。歯車減速機は、モータの回転軸に取り付けられた入力段の歯車と出力軸に取り付けられた出力段の歯車と入力段の歯車と出力段の歯車との間に配置された少なくとも一つの中間歯車とにより構成される。歯車減速機を構成する一連の歯車は、第１のケース半部の端部壁と中板との間に配置されて、中間歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれ第１のケース半部の端部壁及び中板に支持され、モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラが第２のケース半部内に収容される。回路基板には、外部回路をコントローラに接続するために用いるカプラが取り付けられ、該カプラが第２のケース半部の側壁を貫通して外部に導出されている。モータと回路基板との間はギアケース内で電気的に接続されている。

上記のように構成すると、第１のケース半部側に中板及び歯車減速機を組み込み、第２のケース半部側にコントロールユニットを収容して、両者を組み合わせることによりアクチュエータを組み立てることができ、第１のケース半部と第２のケース半部とを組み合わせて締結する際には、歯車の軸とその支持部との位置合わせを行う必要がないため、アクチュエータの組み立てを容易にすることができる。

上記のように、ギアケースを第１のケース半部と第２のケース半部とにより構成する場合も、回転軸と該回転軸の回転角度に相応した電気信号を発生するセンサ要素と該センサ要素から導出された複数の出力端子とを有する位置センサを中板に取り付けて、該位置センサの回転軸を出力軸に結合することができる。

本発明の好ましい態様では、上記第２のケース半部内に樹脂が注型されて、コントローラの少なくとも一部をモールドする樹脂モールド部が形成される。

上記のように、コントローラを第２のケース半部内に収容して樹脂でモールドするようにすると、コントローラの固定を簡単に行うことができる。

本発明の他の好ましい態様では、位置センサの複数の出力端子とコントローラとの間を接続する複数のリード線がコントローラから引き出されて該複数のリード線が、前記位置センサの出力端子に直接接触する接点部を有するコネクタを介して前記位置センサの出力端子に接続される。またコネクタに係合して該コネクタを中板に対して動かないように位置決めするコネクタ位置決め部が中板に設けられている。

上記のように、位置センサの複数の出力端子に複数のリード線をコネクタを介して接続して、該コネクタを中板に設けたコネクタ位置決め部により動かないように位置決めしておくと、リード線及びコネクタが振動等により動くのを防ぐことができるため、ギアケース内でリード線が動いて歯車に接触するのを防ぐことができる。またリード線を位置センサの出力端子に半田付けする場合には、半田付け作業に備えてある程度リード線を長くしておく必要があるため、ギアケース内でのリード線の処理が面倒になるという問題が生じるが、上記のように、リード線をコネクタを介して位置センサに接続するようにすれば、リード線と位置センサとを接続する際に半田付けを要しないため、必要最小限の長さを有するリード線を用いることができ、ギアケース内でのリード線の処理を容易にすることができる。

本発明の好ましい態様では、上記コネクタが、位置センサの複数の出力端子及び複数のリード線にそれぞれ対応する複数のコンタクト導体と、該複数のコンタクト導体を相互に固定した状態で収容したコネクタハウジングとを備えている。この場合、コンタクト導体は、対応する出力端子に直接接触する雌形接点部及び対応するリード線の心線に圧着接続されたリード線接続部をそれぞれ一端側及び他端側に有して、リード線接続部側がコネクタハウジングの一部に埋め込まれた状態で設けられている。またコネクタ位置決め部は、コネクタハウジングの位置センサ側の端部と反対側の端部に当接してコネクタが位置センサから離脱する方向に変位するのを阻止する第１の位置決め突起と、位置センサと前記第１の位置決め突起との対向方向に対して直角な方向に相対するように設けられて、コネクタハウジングの相対する端部にそれぞれ外側から当接して該コネクタハウジングを位置決めする１対の第２の位置決め突起と、コネクタハウジングの中板に対面する側面に当接して該コネクタハウジングを中板に対して位置決めする第３の位置決め突起とにより構成される。

以上のように、本発明よれば、外側にモータを取り付けたギアケース内に減速機とコントローラとを収容することにより、モータと減速機とからなるアクチュエータの本体部分と、モータを制御するコントローラとを一体化したため、ケースの数を半減させて小形化とコストの低減とを図ることができる。また本発明によれば、アクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを介して接続する必要がないため、アクチュエータの設置を簡単にすることができる。

また本発明においては、ギアケース内に中板を配置するとともに、歯車減速機を、ギアケースの一方の端部壁と中板との間に配置して、歯車減速機を構成する歯車の回転軸の一端及び他端をそれぞれギアケースの一方の端部壁及び中板に支持するので、ギアケースの他方の端部壁側に歯車減速機の歯車を支持する部分を設ける必要がなくなる。従って本発明によれば、中板とギアケースの他方の端部壁との間に、広いスペースを確保することができ、このスペースを利用して、モータのコントローラをギアケース内に容易に収容することができる。

更に本発明において、ギアケースを第１のケース半部と第２のケース半部とにより構成するとともに、第１のケース半部内に中板を配置して、第１のケース半部内に収容した歯車減速機の歯車の軸を第１のケース半部の端部壁と中板とに支持し、モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラを第２のケース半部内に収容するようにした場合には、第１のケース半部側に歯車減速機及び中板を組み込み、第２のケース半部側にコントロールユニットを収容して、両者を組み合わせることによりアクチュエータを組み立てることができるので、第１のケース半部と第２のケース半部とを組み合わせて締結する際に、歯車の軸とその支持部との位置合わせを行う必要がないため、アクチュエータの組み立てを容易にすることができる。

以下図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
図１ないし図６は本発明の好ましい実施形態を示したもので、図１は本発明に係わるアクチュエータの正面図、図２は図１のII−II線断面図、図３及び図４はそれぞれ図１のアクチュエータの側面図及び背面図、図５（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本実施形態で用いる位置センサの側面図及び背面図、図６（Ａ）は図５に示された位置センサを中板に取り付けた状態を示した正面図、（Ｂ）は（Ａ）のVIB−VIB線断面図、（Ｃ）は（Ａ）の背面図である。

図１ないし図４において、１はほぼ直方体状に形成された第１のケース半部１Ａと、同じくほぼ直方体状に形成された第２のケース半部１Ｂとにより２つ割りに構成された樹脂製のギアケースである。第１のケース半部１Ａは、横断面の輪郭形状がほぼ矩形状を呈する側壁部１０１と、側壁部１０１の一端を閉じるように形成された底壁部１０２とを一体に有し、側壁部１０１の他端の端面に合わせ面１ａが形成されている。

また第２のケース半部１Ｂは、横断面の輪郭形状がほぼ矩形状を呈する側壁部１０５と、側壁部１０５の一端を閉じるように形成された底壁部１０６とを一体に有し、側壁部１０５の他端の端面に合わせ面１ｂが形成されている。第１のケース半部１Ａの合わせ面１ａと第２のケース半部１Ｂの合わせ面１ｂとをパッキンを介して突き合わせた状態で、両ケース半部をネジ１１０で締結することによりギアケース１が組み立てられる。

第１のケース半部１Ａの底壁部１０２の一端寄りの部分の外側に直流モータ２が取り付けられている。モータ２は、第１のケース半部１Ａの底壁部１０２に固定されたステータ２Ａと、ステータ２Ａの内側に配置されたロータ２Ｂとからなっている。ステータ２Ａは、強磁性材料からなる筒状のステータヨーク２０１と、ステータヨーク２０１の内周に固定された永久磁石２０２とからなり、ステータヨーク２０１の開口端に設けられたフランジ２０１ｂがネジ２０３（図１、図３参照）により第１のケース半部の底壁部１０２に締結されて、ステータ２Ａがギアケース１に固定されている。

ロータ２Ｂは、回転軸２０４と、回転軸２０４に固定された電機子鉄心２０５と、電機子鉄心２０５に巻装された電機子コイル２０６と、回転軸２０４に取り付けられた整流子２０７とからなっている。回転軸２０４の後端部は、ステータヨーク２０１の底壁部２０１ａに保持された軸受け２０８によりステータヨーク２０１に回転自在に支持されている。また回転軸２０４の先端部側は、第１のケース半部１Ａの底壁部に形成された軸保持部１１１に設けられた凹部内に保持された軸受け２０９によりギアケースに回転自在に支持され、回転軸２０４の先端部がギアケース１内に導入されている。整流子２０７には図示しない１対のブラシが接触させられ、電機子コイル２０６の端末部が、整流子２０７と、該整流子に接触させられた１対のブラシと、これらのブラシから引き出されて第１のケース半部１Ａの底壁部１０２を貫通してギアケース１内に導入された図示しないリード線とにより、後記するコントローラに接続されている。

ギアケースの第１のケース半部１Ａの底壁部１０２の内側には、モータの回転軸を保持した軸保持部１１１に隣接させて環状の軸保持部１１２が形成されている。軸保持部１１２の側方には環状の軸保持部１１３が形成され、更に軸保持部１１３の側方にボス部１１４が形成されている。

また本発明においては、第１のケース半部１Ａ内に、正方形または長方形の中板３が配置されている。この中板３は、十分な強度を有する樹脂の板または金属板からなっていて、その幅方向の両端の２辺３ａ，３ｂ（図６参照）を第１のケース半部１Ａの相対する側壁（図２の紙面と直角な方向に相対する側壁）の内面に隙間なく添わせた状態で、第１のケース半部１Ａの内側に嵌り込むように、その幅方向寸法Ｗが設定されている。第１のケース半部１Ａの相対する側壁には、中板３の四隅にそれぞれ当接する４つの支持突起１１５（図２には、１つの支持突起１１５のみが図示されている。）が設けられ、これらの支持突起１１５に中板３の四隅が当接させられることにより、中板３が第１のケース半部１Ａに対して位置決めされている。このようにして中板３を位置決めした際に、中板３の板面が後記する出力軸４０６の軸線と直交した状態になるように、４つの支持突起１１５の位置が設定されている。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、中板３の四隅にはネジ挿通孔３ｈが形成され、これらのネジ挿通孔３ｈを通して支持突起１１５に設けられたネジ孔にねじ込まれたネジ２０（図２参照）により、中板３が第１のケース半部１Ａに固定されている。

中板３には、第１のケース半部１Ａの軸保持部１１２及び１１３にそれぞれ対応する軸保持部３０２及び３０３が形成され、これらの軸保持部３０２及び３０３には、軸保持部１１２及び１１３側に開口した軸保持穴３０２ａ及び３０３ａが形成されている。中板３にはまた後記する出力軸と整合する位置センサ取付孔３０４が形成されている。

第２のケース半部１Ｂの側壁部１０５のモータ１寄りの端部には、合わせ面１ｂ側に開口したカプラ取付用切欠き部１２０（図２参照）が、側壁部１０５を厚み方向に貫通した状態で形成され、この切欠き部１２０と第１のケース半部１Ａの合わせ面１ａとの内側にカプラ取付孔が形成されている。

ギアケース１の第１のケース半部１Ａ内にモータ２の回転を減速する歯車減速機４が収容されている。図示の例では、第１のケース半部１Ａ内に導入されたモータの回転軸２０４の先端に歯車減速機４の入力段を構成する小歯車４０１が取り付けられ、相対する軸保持部１１２及び３０２に一端及び他端が支持された軸４０２に、減速機４の２段目を構成する歯車４０３が回転自在に支持されている。歯車４０３は、軸線方向に並ぶ大歯車４０３ａと小歯車４０３ｂとからなっていて、その小歯車４０３ｂを第２のケース半部１Ｂ側に位置させた状態で取り付けられ、大歯車４０３ａが小歯車４０１に噛み合わされている。

また相対する軸保持部１１３と３０３に一端及び他端が支持された軸４０４に減速機４の３段目を構成する歯車４０５が回転自在に支持されている。この歯車４０５は、軸線方向に並ぶ大歯車４０５ａと小歯車４０５ｂとからなっていて、大歯車４０５ａを第２のケース半部側に位置させた状態で取り付けられ、大歯車４０５ａが小歯車４０３ｂに噛み合わされている。

更に、第１のケース半部１Ａのボス部１１４により減速機の出力軸４０６が回転自在に支持され、この出力軸４０６のケース１内に位置する端部に減速機４の出力段を構成する歯車４０７が取り付けられている。出力段を構成する歯車４０７は、該歯車４０７とともに減速機の３段目を構成する小歯車４０５ｂに噛み合わされている。

第２のケース半部１Ｂ内には、モータ２を制御する制御部を構成する部品５０１を回路基板５０２に実装してなるコントローラ５が収容されている。図示の例では、回路基板５０２が、第２のケース半部２Ｂの底壁部１０６の内面に対向配置されている。

回路基板５０２のモータ２寄りの端部には、コントローラ５を外部の回路に接続するために用いるカプラ６が取り付けられている。カプラ６は、絶縁材料により形成されたカプラ本体６０１と、互いに平行に配置されてカプラ本体６０１内に埋設された複数のリード状導体６０２とからなっている。カプラ本体６０１は、一方向に開口した凹所６０１a1を先端に有する頭部６０１ａと、頭部６０１ａの後端部から凹所６０１a1の開口方向に対して直角な方向に突出した首部６０１ｂとを一体に有し、首部６０１ｂの頭部６０１ａ寄りの部分の外周にはＯリング嵌合溝６０１b1が形成されている。リード状導体６０２の一端６０２ａはカプラ本体の頭部６０１ａの凹所６０１a1内に導出され、他端６０２ｂは、首部６０１ｂの頭部６０１ａと反対側の端部から外部に引き出されている。図示の例では、リード状導体６０２が５本（図１参照）設けられていて、凹所６０１a1内に導出されたリード状導体６０２の一端６０２ａによりカプラの接触子が構成されている。リード状導体６０２の一端６０２ａにより構成された接触子と、凹所６０１a1とにより、外部回路につながる相手側カプラを接続する相手側カプラ接続部６ａが構成されている。カプラ６は、その頭部６０１ａの先端に設けられた凹所６０１a1の開口方向を回路基板５０２の板面と直角な方向に向けた状態で配置され、リード状導体６０２の他端６０２ｂが回路基板５０２側に折り曲げられて、該回路基板に形成された導電パターンに半田付けされることにより、カプラ６がコントローラ５に電気的及び機械的に接続されている。

カプラ６は、その頭部６０１ａをギアケース１の側壁部の外側に露呈させ、かつその首部６０１ｂを、第２のケース半部１Ｂの切欠き部１２０内に嵌合させた状態で配置されている。カプラ６の首部６０１ｂの外周に形成されたＯリング嵌合溝６０１b1内にはＯリング（図示せず。）が嵌合され、このＯリングにより、カプラ６とギアケース１との嵌合部の液密が図られている。この状態で第２のケース半部１Ｂ内にエポキシ樹脂などの樹脂が注入されて硬化されることにより、回路基板５０２と該回路基板に実装された部品５０１の少なくとも一部とをモールドする樹脂モールド部７が形成され、この樹脂モールド部７（図２参照）によりコントローラ５がギアケース１に対して固定されている。また、切欠き部１２０内に嵌合されたカプラの首部６０１ｂが、第２のケース半部に締結された第１のケース半部の合わせ面１ａにより押さえつけられた状態で、カプラ６がギアケース１の側壁部に固定されている。

また本実施形態では、中板３に設けられた位置センサ取付孔３０４を通して位置センサ８が取り付けられている。本発明で用いる位置センサは、回転軸と該回転軸の回転角度に相応した電気信号を発生するセンサ要素と該センサ要素から導出された複数の出力端子とを有するもので、該位置センサが中板に取り付けられて該位置センサの回転軸が出力軸に結合される。

本実施形態で用いている位置センサ８は、図５（Ａ），（Ｂ）に示されているように、抵抗体と該抵抗体上を摺動するスライダとをセンサ要素としてケース８０１内に収容して、スライダを回転操作する回転軸８０２をケース８０１から外部に突出させた周知のポテンショメータ（可変抵抗器）からなっている。ケース８０１には、回転軸８０２の導出部を囲むネジ部８０３が設けられて、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように該ネジ部８０３が位置センサ取付孔３０４に嵌合され、位置センサ取付孔３０４を貫通したネジ部８０３にワッシャ９が嵌合されるとともに、ナット９が螺合されて、位置センサ８が中板３に締結されている。位置センサ８は抵抗体の両端につながる２つの出力端子８０４及び８０６と、スライダにつながる出力端子８０５とを有している。図５に示されているように、出力端子８０４ないし８０６は、リード線の心線を挿入する孔ｈを備えたラグ端子の形状を有し、これら３つの出力端子８０４ないし８０６にそれぞれリード線１１ないし１３の心線の一端が半田付けされている。リード線１１ないし１３の心線の他端はコントローラ５に接続されている。

上記実施形態のように構成すると、モータ２と減速機３とからなるアクチュエータの本体部分と、モータ２を制御するコントローラ４とを一体化することができるため、ケースの数を半減させて小形化とコストの低減とを図ることができる。またアクチュエータ本体とコントローラとの間をワイヤハーネスを介して接続する必要がないため、アクチュエータの設置を簡単にすることができる。

上記のように構成すると、第１のケース半部１Ａ側に中板３及び歯車減速機４を組み込み、第２のケース半部１Ｂ側にコントロールユニット５を収容して、両者を組み合わせることによりアクチュエータを組み立てることができ、第１のケース半部と第２のケース半部とを組み合わせて締結する際に、歯車の軸とその支持部との位置合わせを行う必要がないため、アクチュエータの組み立てを容易にすることができる。

上記の実施形態では、位置センサ８とコントローラ５との間を接続するためにコントローラから引き出された複数のリード線１１ないし１３の心線を位置センサ８の端子８０４ないし８０６に半田付けするようにしたが、図７（Ａ）ないし（Ｃ）及び図８に示したように、リード線１１ないし１３をコネクタ１５を介して位置センサ８の出力端子８０４ないし８０６に接続することもできる。この場合、コネクタ１５に係合して該コネクタを中板３に対して動かないように位置決めするコネクタ位置決め部を中板に設けておく。

図示のコネクタ１５は、位置センサ８の複数の出力端子８０４ないし８０６及びコントローラから引き出された複数のリード線１１ないし１３にそれぞれ対応する複数のコンタクト導体１５ａないし１５ｃと、該複数のコンタクト導体１５ａないし１５ｃを相互に固定した状態で収容したコネクタハウジング１５ｄとからなっている。コンタクト導体１５ａないし１５ｃは、リード線１１ないし１３の端末部にそれぞれ取り付けられて、位置センサの出力端子８０４ないし８０６に直接接触されられるもので、銅等の良導電材料により同形状同寸法を有するように構成されている。

図８を参照すると、３つのコンタクト導体１５ａないし１５ｃの内、中央に配置されたコンタクト導体１５ｂの構造が詳細に示されている。図８から明らかなように、各コンタクト導体は、対応する出力端子に直接接触する雌形接点部Ｃ1を一端側に有し、対応するリード線の心線に圧着接続されたリード線接続部Ｃ2を他端側に有して、リード線接続部Ｃ2側が、樹脂成形品からなるコネクタハウジング１５ｄの基部１５d1に埋め込まれた状態で設けられている。ハウジング１５ｄの先端側には、該ハウジングの先端に開口した先端開口部Ａ1と該ハウジングの厚み方向の一方の側に開口した側面開口部Ａ2とを有する空所Ａが形成されていて、この空所内にコンタクト導体１５ａないし１５ｃの接点部Ｃ1が並べて配置されている。各コンタクト導体は、対応するリード線の心線に接続された後に、該リード線の端部とともにコネクタハウジング１５ｄを成型する金型内に挿入されて、各コンタクト導体のリード線接続部と該リード線接続部に接続されたリード線の端部とがコネクタハウジング１５ｄの基部１５d1内に鋳込まれる。

コネクタ１５は、コネクタハウジング１５ｄの先端開口部Ａ1を位置センサ８側に向け、側面側開口部Ａ2を中板３と反対側に向けた状態で配置されて、コンタクト導体１５ａないし１５ｃが位置センサ８の対応する出力端子８０４ないし８０６にそれぞれ接続される。各コンタクト導体の雌形接点部Ｃ1は、位置センサの対応する出力端子の孔ｈ内にほぼ隙間なく嵌合した状態で、対応する出力端子を挟持するように構成されている。

コネクタ１５を中板３に対して動かないように位置決めする図示のコネクタ位置決め部は、コネクタハウジング１５ｄの位置センサ８側の端部と反対側の端部に当接してコネクタ１５が位置センサ８から離脱する方向に変位するのを阻止する第１の位置決め突起３１０と、位置センサ８と第１の位置決め突起３１０との対向方向に対して直角な方向に相対するように設けられて、コネクタハウジング１５ｄの相対する端部にそれぞれ外側から当接して該コネクタハウジングを位置決めする１対の第２の位置決め突起３１１，３１２と、コネクタハウジング１５ｄの中板３に対面する側面に当接して該コネクタハウジングを中板３に対して位置決めする第３の位置決め突起とからなっている。図示の例では、中板３に設けられた１つの軸支持部３０３の突出部が、第３の位置決め突起を兼ねていて、この突出部の上にコネクタハウジング１５ｄが着座させられている。

上記のように、位置センサの複数の出力端子８０４ないし８０６に複数のリード線１１ないし１３をコネクタ１５を介して接続して、該コネクタを中板に設けたコネクタ位置決め部により動かないように位置決めしておくと、リード線及びコネクタが振動等により動くのを防ぐことができるため、ギアケース１内でリード線が動いて歯車に接触するのを防ぐことができる。またリード線を位置センサの出力端子に半田付けする場合には、ギアケース組み立てる前に行う半田付け作業に備えて、コントローラから引き出しておくリード線の長さを十分に長くしておく必要があるため、ギアケース内でのリード線の処理が面倒になることがあるが、上記のように、リード線をコネクタを介して位置センサに接続するようにすれば、リード線と位置センサとを接続する際に半田付けを要しないため、必要最小限の長さを有するリード線を用いることができ、ギアケース１内でのリード線の処理を容易にすることができる。

本発明に係わるアクチュエータの一実施形態を示した正面図である。図１のII−II線断面図である。図１のアクチュエータの側面図である。図１のアクチュエータの背面図である。（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図１の実施形態で用いる位置センサの側面図及び背面図である。（Ａ）は図５に示された位置センサを中板に取り付けた状態を示した正面図、（Ｂ）は（Ａ）のVIB−VIB線断面図、（Ｃ）は（Ａ）の背面図である。（Ａ）は本発明に係わるアクチュエータの他の実施形態において、位置センサを中板に取り付けた状態を示した正面図、（Ｂ）は（Ａ）のVIIB−VIIB線断面図、（Ｃ）は同位置センサを中板に取り付けた状態を示した背面図である。図７に示された位置センサとコネクタとの接続部の構造の一例を詳細に示した要部拡大断面図である。

符号の説明

１ケース
１Ａ第１のケース半部
１Ｂ第２のケース半部
２モータ
３中板
４歯車減速機
４０１，４０３，４０５，４０７歯車
４０２，４０４歯車の回転軸
５コントローラ
６カプラ
７樹脂モールド部
８位置センサ
１５コネクタ
１５ａないし１５ｃコンタクト導体
１５ｄコネクタハウジング
Ｃ1 接点部
Ｃ2 リード線接続部

Claims

相対する１対の端部壁と該１対の端部壁の間をつなぐ側壁部とを有するギアケースと、前記ギアケース内に収容されて出力軸が前記ギアケースの一方の端部壁を貫通して外部に導出された歯車減速機と、前記ギアケースの前記一方の端部壁の外側に取り付けられて回転軸が前記ギアケース内で前記歯車減速機の入力部に結合されたモータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記出力軸の軸線と直交する板面を有する中板が前記ギアケース内に配置されて、該中板が前記ギアケースに対して固定され、
前記歯車減速機は、前記ギアケースの前記一方の端部壁と前記中板との間に配置されて前記歯車減速機を構成する歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれ前記ギアケースの一方の端部壁及び前記中板に支持され、
前記モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラが前記ギアケースの他方の端部壁と前記中板との間に形成されたギアケース内のスペースに収容され、
外部回路を前記コントローラに接続するために用いるカプラが前記回路基板に取り付けられて、該カプラが前記ギアケースの側壁部を貫通して外部に導出され、
前記モータと前記回路基板との間が前記ギアケース内で電気的に接続されていることを特徴とするアクチュエータ。
相対する１対の端部壁と該１対の端部壁の間をつなぐ側壁部とを有するギアケースと、前記ギアケース内に収容されて出力軸が前記ギアケースの一方の端部壁を貫通して外部に導出された歯車減速機と、前記ギアケースの前記一方の端部壁の外側に取り付けられて回転軸が前記ギアケース内で前記歯車減速機の入力部に結合されたモータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記出力軸の軸線と直交する板面を有する中板が前記ギアケース内に配置されて、該中板が前記ギアケースに対して固定され、
前記歯車減速機は、前記ギアケースの前記一方の端部壁と前記中板との間に配置されて前記歯車減速機を構成する歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれ前記ギアケースの一方の端部壁及び前記中板に支持され、
回転軸と該回転軸の回転角度に相応した電気信号を発生するセンサ要素と該センサ要素から導出された複数の出力端子とを有する位置センサが前記中板に取り付けられて該位置センサの回転軸が前記出力軸に結合され、
前記モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラが前記ギアケースの他方の端部壁と前記中板との間に形成されたギアケース内のスペースに収容され、
外部回路を前記コントローラに接続するために用いるカプラが前記回路基板に取り付けられて、該カプラが前記ギアケースの側壁部を貫通して外部に導出され、
前記モータと前記回路基板との間が前記ギアケース内で電気的に接続されていることを特徴とするアクチュエータ。
相対する１対の端部壁と該１対の端部壁の間をつなぐ側壁部とを有するギアケースと、前記ギアケース内に収容されて出力軸が前記ギアケースの一方の端部壁を貫通して外部に導出された歯車減速機と、前記ギアケースの前記一方の端部壁の外側に取り付けられて回転軸が前記ギアケース内で前記歯車減速機の入力部に結合されたモータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記ギアケースは、前記１対の端部壁の一方と前記側壁部の一部とを構成する第１のケース半部と、前記１対の端部壁の他方と前記側壁部の他の部分とを構成する側壁とを有する第２のケース半部とに２分割されて、前記第１のケース半部に形成された合わせ面と第２のケース半部に形成された合わせ面とが突き合わされた状態で前記両ケース半部が相互に締結され、
前記出力軸の軸線と直交する板面を有する中板が前記第１のケース半部の内側に配置されて、該第１のケース半部に固定され、
前記出力軸は前記第１のケース半部の端部壁に形成されたボス部に支持され、
前記歯車減速機は、前記モータの回転軸に取り付けられた入力段の歯車と前記出力軸に取り付けられた出力段の歯車と前記入力段の歯車と出力段の歯車との間に配置された少なくとも一つの中間歯車とからなり、
前記歯車減速機を構成する一連の歯車は前記第１のケース半部の端部壁と前記中板との間に配置されて、前記中間歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれ前記第１のケース半部の端部壁及び前記中板に支持され、
前記モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラが前記第２のケース半部内に収容され、
外部回路を前記コントローラに接続するために用いるカプラが前記回路基板に取り付けられて、該カプラが前記第２のケース半部の側壁を貫通して外部に導出され、
前記モータと前記回路基板との間が前記ギアケース内で電気的に接続されていることを特徴とするアクチュエータ。
相対する１対の端部壁と該１対の端部壁の間をつなぐ側壁部とを有するギアケースと、前記ギアケース内に収容されて出力軸が前記ギアケースの一方の端部壁を貫通して外部に導出された歯車減速機と、前記ギアケースの前記一方の端部壁の外側に取り付けられて回転軸が前記ギアケース内で前記歯車減速機の入力部に結合されたモータとを備えたアクチュエータにおいて、
前記ギアケースは、前記１対の端部壁の一方と前記側壁部の一部とを構成する第１のケース半部と、前記１対の端部壁の他方と前記側壁部の他の部分とを構成する側壁とを有する第２のケース半部とに２分割されて、前記第１のケース半部に形成された合わせ面と第２のケース半部に形成された合わせ面とが突き合わされた状態で前記両ケース半部が相互に締結され、
前記出力軸の軸線と直交する板面を有する中板が前記第１のケース半部の内側に配置されて、該第１のケース半部に固定され、
前記出力軸は前記第１のケース半部の端部壁に形成されたボス部に支持され、
前記歯車減速機は、前記モータの回転軸に取り付けられた入力段の歯車と前記出力軸に取り付けられた出力段の歯車と前記入力段の歯車と出力段の歯車との間に配置された少なくとも一つの中間歯車とからなり、
前記歯車減速機を構成する一連の歯車は前記第１のケース半部の端部壁と前記中板との間に配置されて、前記中間歯車の回転軸の一端及び他端がそれぞれ前記第１のケース半部の端部壁及び前記中板に支持され、
回転軸と該回転軸の回転角度に相応した電気信号を発生するセンサ要素と該センサ要素から導出された複数の出力端子とを有する位置センサが前記中板に取り付けられて該位置センサの回転軸が前記出力軸に結合され、
前記モータを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラが前記第２のケース半部内に収容され、
外部回路を前記コントローラに接続するために用いるカプラが前記回路基板に取り付けられて、該カプラが前記第２のケース半部の側壁を貫通して外部に導出され、
前記モータと前記回路基板との間が前記ギアケース内で電気的に接続されていることを特徴とするアクチュエータ。
前記第２のケース半部内に樹脂が注型されて、前記コントローラの少なくとも一部をモールドする樹脂モールド部が形成されている請求項３または４に記載のアクチュエータ。
前記位置センサの複数の出力端子と前記コントローラとの間を接続する複数のリード線が前記コントローラから引き出されて該複数のリード線が、前記位置センサの出力端子に直接接触する接点部を有するコネクタを介して前記位置センサの出力端子に接続され、
前記コネクタに係合して該コネクタを前記中板に対して動かないように位置決めするコネクタ位置決め部が前記中板に設けられていること、
を特徴とする請求項２または４に記載のアクチュエータ。
前記コネクタは、前記位置センサの複数の出力端子及び前記複数のリード線にそれぞれ対応する複数のコンタクト導体と、該複数のコンタクト導体を相互に固定した状態で収容したコネクタハウジングとを備え、
前記コンタクト導体は、対応する出力端子に直接接触する雌形接点部を一端側に有し、対応するリード線の心線に圧着接続されたリード線接続部を他端側に有して、前記リード線接続部側が前記コネクタハウジングの一部に埋め込まれた状態で設けられ、
前記コネクタ位置決め部は、前記コネクタハウジングの前記位置センサ側の端部と反対側の端部に当接して前記コネクタが前記位置センサから離脱する方向に変位するのを阻止する第１の位置決め突起と、前記位置センサと前記第１の位置決め突起との対向方向に対して直角な方向に相対するように設けられて、前記コネクタハウジングの相対する端部にそれぞれ外側から当接して該コネクタハウジングを位置決めする１対の第２の位置決め突起と、前記コネクタハウジングの前記中板に対面する側面に当接して該コネクタハウジングを前記中板に対して位置決めする第３の位置決め突起とを備えていること、
を特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。