JP2010136562A - アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータに過大な荷重が作用した際に、モータを固定する挟持爪片に、変形や破損が生じるのを防止できるアクチュエータ装置を提供すること。
【解決手段】第２ケース２２に、第１ボス部１１を挟み込む一対の挟持爪片２２１ａを備え、両挟持爪片２２１ａの先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、第１ボス部１１を第１支持片２１１に圧接させる第１挟持部２２１と、第２ボス部１２を挟み込む一対の挟持爪片２２２ａを備え、両挟持爪片２２２ａの先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、第２ボス部１２を第２支持部２１２に圧接させる第２挟持部２２２と、が設けられ、第２ケース２２に、モータ１が、各挟持部２２１，２２２において、両挟持爪片２２１ａ，２２２ａを拡げる方向に移動するのを、両挟持爪片２２１ａ，２２２ａの弾性域の範囲内に規制する規制ボス２２３が一体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用空調装置のドアを動かすアクチュエータに用いるのに好適な、モータをケースに収容したアクチュエータ装置に関する。

従来、モータを、第１ケースと第２ケースとに分割されたケースに収容したアクチュエータ装置が、例えば、特許文献１などにより知られている。この従来技術では、ケース内に、モータと、このモータを駆動させる駆動回路が実装された基板と、モータの回転軸の回転を出力軸に減速して伝達する歯車機構と、が収容されている。
このようなアクチュエータ装置では、モータをケースに対して固定する際に、モータハウジングの軸方向に離れた２箇所で回転軸の周囲に設けられたボス部を、第１ケースと第２ケースとから軸直交方向に延びる支持部材で、モータを挟持して固定する構造となっている。

このようなモータの固定構造において、モータの回転軸を、歯車機構に対する正規の位置で支持すべく、後述の実施例を説明する図５、図６に示すように、支持部（２１１，２１２）と挟持部（２２１，２２２）とで弾性的に固定する構造が知られている。
すなわち、第１ケース（２１）にボス部（１１，１２）を受ける支持凹部（２１１ａ，２１２ａ）を備えた支持部（２１１，２１２）を設け、第２ケース（２２）に、一対の挟持爪片（２２１ａ，２２２ａ）を備えた挟持部（２２１，２２２）を設け、ボス部（１１，１２）を、支持部（２１１，２１２）と挟持部（２２１，２２２）との間に挟んだ際に、一対の挟持爪片（２２１ａ，２２２ａ）の間隔が広がるように弾性変形し、その復元力を利用して、回転軸（１０）を正規の位置に配置させるとともに、ボス部（１１，１２）を支持凹部（２１１ａ，２１２ａ）に圧接させる構造となっている。
実用新案登録第２５５１５３２号公報

しかしながら、上述のような挟持爪片を弾性変形させる固定構造では、アクチュエータ装置の組付後に、アクチュエータ装置を落下させるなどして、モータに、図５の矢印Ｆ方向に過大な入力があった場合に、挟持爪片の変形量が大きくなる。
この際、挟持爪片の変形量が弾性限界を超えると、挟持爪片が、塑性変形したり破損したりするおそれがあった。このような変形や破損が生じた場合、ケース外から目視できないため、そのままアクチュエータ装置が、空調装置などの装置に搭載されてしまうと、装置の作動不良を招く。

本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、モータに過大な荷重が作用した際に、モータを固定する挟持爪片に、変形や破損が生じるのを防止できるアクチュエータ装置を提供することを目的とするものである。

上述の目的を達成するために本発明は、収容空間部を囲むケースが、第１ケースと、第２ケースとに分割され、前記収容空間部に、モータが収容され、前記モータの軸方向両端部に、回転軸と同軸に円筒状の第１ボス部および第２ボス部が形成され、前記第１ケースに、前記第１ボス部を支持する第１支持部が設けられているとともに、前記第２ボス部を支持する第２支持部が設けられ、前記第２ケースに、前記第１ボス部を挟み込む一対の挟持爪片を備え、両挟持爪片の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第１ボス部を前記第１支持部に圧接させる第１挟持部と、前記第２ボス部を挟み込む一対の挟持爪片を備え、両挟持爪片の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第２ボス部を前記第２支持部に圧接させる第２挟持部と、が設けられ、前記第２ケースに、前記モータが、各挟持部において、両挟持爪片を拡げる方向に移動するのを、両挟持爪片の弾性域の範囲内に規制する規制突起が一体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置とした。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクチュエータ装置において、前記規制突起は、前記第１挟持部と前記第２挟持部との軸方向中央位置よりも、各挟持部に近い位置に配置されていることを特徴とするアクチュエータ装置とした。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ装置において、前記規制突起が、前記第２ケースに沿って延在された突条状に形成されていることを特徴とするアクチュエータ装置とした。

本発明のアクチュエータ装置では、モータに、挟持爪片を変形させる方向に入力があった場合、モータが、ケースに対して入力の作用方向に相対移動するのが、規制突起により規制され、挟持爪片の変形量が、弾性域の範囲内に規制される。
したがって、モータに過大な入力があっても、挟持爪片が、弾性限界を超えて変形されるのが防止され、挟持爪片の塑性変形や破損が防止される。

さらに、請求項２に記載の発明では、モータへの挟持爪片を変形させる方向の入力で、モータに、規制突起を支点として回動するモーメントが作用した場合に、このモーメントが規制突起よりも両挟持部の軸方向中央位置側に作用しやすくなり、このモーメントによる両挟持部における変位量を抑えることができる。よって、挟持爪片の変形量を抑えて、挟持爪片の塑性変形や破損の発生を、いっそう抑えることができる。

また、請求項３に記載の発明では、規制突起が、第２ケースにとって延在された突条状に形成されているため、規制突起として単なる突起を用いた場合よりも、第２ケースの強度が増す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態のアクチュエータ装置は、収容空間部（２３）を囲むケース（２）が、第１ケース（２１）と、第２ケース（２２）とに分割され、前記収容空間部（２３）に、モータ（１）が収容され、前記モータ（１）の軸方向両端部に、回転軸（１０）と同軸に円筒状の第１ボス部（１１）および第２ボス部（１２）が形成され、前記第１ケース（２１）に、前記第１ボス部（１１）を支持する第１支持部（２１１）が設けられているとともに、前記第２ボス部（１２）を支持する第２支持部（２１２）が設けられ、前記第２ケース（２２）に、前記第１ボス部（１１）を挟み込む一対の挟持爪片（２２１ａ）を備え、両挟持爪片（２２１ａ）の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第１ボス部（１１）を前記第１支持部（２１１）に圧接させる第１挟持部（２２１）と、前記第２ボス部（１２）を挟み込む一対の挟持爪片（２２２ａ）を備え、両挟持爪片（２２２ａ）の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第２ボス部（１２）を前記第２支持部（２１２）に圧接させる第２挟持部（２２２）と、が設けられ、前記第２ケース（２２）に、前記モータ（１）が、各挟持部（２２１，２２２）において、両挟持爪片（２２１ａ，２２２ａ）を拡げる方向に移動するのを、両挟持爪片（２２１ａ，２２２ａ）の弾性域の範囲内に規制する規制突起（２２３）が一体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置である。

以下に、図１〜図６に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１のアクチュエータ装置Ａについて説明する。
この実施例１のアクチュエータ装置Ａは、例えば、自動車用空調装置のエアミックスドアを回動させるのに適用されるものであって、図２に示すように、モータ１と、このモータ１を収容するケース２とを備えている。

ケース２は、図示の第１ケース２１と第２ケース２２とに２分割されており、両者の結合状態で両者の間に形成された収容空間部２３に、モータ１や、図示を省略した減速機構および基板を収容する。

第１ケース２１は、図２および図３に示すように、下蓋板２１ａの周囲が周壁２１ｂで囲まれた略凹状に形成されており、周壁２１ｂの内側に第１空間部２１ｃを備えている。図３は、図２に示す第１ケース２１を上方から見下ろした状態を示す平面図であって、第１空間部２１ｃは、モータ１を収容する第１モータ収容部２１ｄと、図示を省略した複数の歯車を備えた減速機構を収容する第１減速機構収容部２１ｅと、図示を省略した基板を収容する第１基板収容部２１ｆと、を備えている。
第２ケース２２は、図２および図４に示すように、上蓋板２２ａの周囲が周壁２２ｂで囲まれた略凹状に形成されており、周壁２２ｂの内側に第２空間部２２ｃを備えている。なお、図４は、図２に示す第２ケース２２を下方から見上げた状態を示す底面図であって、第２空間部２２ｃは、モータ１を収容する第２モータ収容部２２ｄと、図示を省略した複数の歯車を備えた減速機構を収容する第２減速機構収容部２２ｅと、図示を省略した基板を収容する第２基板収容部２２ｆと、を備えている。なお、第２基板収容部２２ｆには、上蓋板２２ａに、図示を省略した出力軸を貫通させてケース２から突出させる出力軸用穴２２ｇが開口されている。

上述した第１ケース２１と第２ケース２２とを、結合させて、第１空間部２１ｃと第２空間部２２ｃとが合体された収容空間部２３が形成される。

次に、第１ケース２１と第２ケース２２との結合構造について簡単に説明する。
第２ケース２２には、図２の下方に向けて、複数の結合用片２２ｈが垂下されている。これら結合用片２２ｈには、結合用片２２ｈの延在方向に沿って細長い略長方形の係合穴２２ｊが開口されている。

一方、第１ケース２１の周壁２１ｂの外側面には、係合穴２２ｊに係合可能に、外方向に凸の係合突起２１ｊが、各係合穴２２ｊに対応して形成されている。

したがって、図２において、第２ケース２２を下方に移動させると、結合用片２２ｈが、周壁２１ｂの外方へ弾性変形しながら係合突起２１ｊを乗り越え、係合突起２１ｊの位置に係合穴２２ｊが達した時点で、結合用片２２ｈが元の垂下状態に復元するとともに、係合穴２２ｊと係合突起２１ｊとが係合状態となって、両ケース２１，２２が結合される。

次に、モータ１の収容時にモータ１を固定する構造について説明する。
図３に示すように、第１ケース２１では、第１モータ収容部２１ｄにおいて、モータ１の回転軸１０の軸線ｍ上の位置に、第１支持片２１１および第２支持片２１２が立設されている。
一方、第２ケース２２では、図４に示すように、第２モータ収容部２２ｄにおいて、モータ１の回転軸１０の軸線ｍ上の位置に、一対の第１挟持部２２１と第２挟持部２２２とが設けられている。

これを、構造を簡略化して表示する図１により説明すると、モータ１の軸方向両端部には、回転軸１０を支持する軸受けを内部に収容する円筒状の第１ボス部１１と第２ボス部１２とが、設けられている。なお、回転軸１０の先端部には、ウォームギア１３が設けられている。
両支持片２１１，２１２は、モータ１の各ボス部１１，１２を支持可能に、各ボス部１１，１２と、軸直交方向で重なる位置に立設されている。
そして、各支持片２１１，２１２の先端部に、各ボス部１１，１２を、支持可能に円弧状の支持凹部２１１ａ，２１２ａが形成されている。なお、支持凹部２１１ａ，２１２ａを形成する円弧は、図５に示すように、各ボス部１１，１２の円弧よりも大径に形成されている。

図１に戻り、両挟持部２２１，２２２は、それぞれ、軸直交方向に離れた一対の挟持爪片２２１ａ，２２１ａ，２２２ａ，２２２ａを備えている。そして、図５に示すように、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａは、その軸直交方向の間隔ｈ１が、両ボス部１１，１２の直径ｈ２よりも小さな寸法に設定されている。そして、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａは、その先端に各ボス部１１，１２に当接する傾斜面２２１ｂ，２２２ｂが形成されており、傾斜面２２１ｂ，２２２ｂは、各ボス部１１，１２に当接された際に、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａを、ボス部１１，１２の外径方向に導く方向に傾斜されている。

モータ１は、両ケース２１，２２の下蓋板２１ａおよび上蓋板２２ａの間隔よりも小さな外寸に形成されており、モータ１は、両蓋板２１ａ，２２ａから離れて配置されているとともに、周壁２１ｂ，２２ｂから離れて配置されている。
そこで、両ケース２１，２２の両モータ収容部２１ｄ，２２ｄには、モータ１が、軸直交方向に変位するのを所定位置で規制する略三角形状の規制リブ２１ｋ，２２ｋが形成されている。
すなわち、図１および図３に示すように、第１ケース２１には、第１モータ収容部２１ｄにおいて、周壁２１ｂと一体に３個の規制リブ２１ｋが形成されている。
また、図１および図４に示すように、第２ケース２２には、第２モータ収容部２２ｄの軸直交方向の両側に、規制リブ２２ｋが、３個ずつ形成されている。

さらに、図１および図４〜図６に示すように、第２ケース２２の上蓋板２２ａには、モータ１の回転軸１０の軸線ｍに重なる位置であって、両挟持部２２１，２２２の軸方向中央位置と、両挟持部２２１，２２２との中央位置よりも、各挟持部２２１，２２２に近い位置に、規制突起としての円柱状の一対の規制ボス２２３，２２３が突設されている。

この規制ボス２２３の突出代は、モータ１が、図５、図６の上方である上蓋板２２ａに近づく方向に移動した際に、挟持爪片２２１ａ，２２２ａが弾性限界を超えて変形するのを規制する量に設定されている。

したがって、アクチュエータ装置Ａを、ケース２ごと落下させて、モータ１に重力加速度が作用した場合など、モータ１に、図５、図６の矢印Ｆ方向に荷重が作用した際には、ケース２に対するモータ１の矢印Ｆ方向の移動が、規制ボス２２３に当接した時点で規制される。

このように、モータ１が移動した際には、各一対の挟持爪片２２１ａ，２２１ａ、２２２ａ，２２２ａが、矢印Ｈで示すように、両者の間隔を拡げる方向に弾性変形するが、この変形が、弾性域の範囲内に抑えられ、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａが、弾性限界を超えて塑性変形したり、破損したりするのが防止される。

また、規制ボス２２３，２２３は、それぞれ、軸線ｍ上において、図４に示すように、両挟持部２２１，２２２どうしの軸方向中央位置と、各挟持部２２１，２２２と、の中央位置よりも、各挟持部２２１，２２２に近い位置に配置されている。
したがって、仮に、モータ１に、矢印Ｆ方向の荷重が作用した際に、モータ１に、規制ボス２２３を支点とするモーメントが生じた場合に、このモーメントが、矢印Ｍｏに示すように、モータ１の中央位置側に向きやすく、各挟持部２２１，２２２に作用しにくくなる。よって、モータ１に量挟持部２２１，２２２のいずれかを支点とするモーメントによる、各ボス部１１，１２の変位量を小さく抑えることができ、規制ボス２２３の少ない突出量で、確実な移動規制を行うことができる。

また、上述のように、規制ボス２２３により、モータ１が上蓋板２２ａに近づく方向の移動を規制できるため、上蓋板２２ａをモータ１から離して配置することができる。これにより、各挟持部２２１，２２２において、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａの長さを確保でき、これらの長さが短い場合よりも、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａの弾性係数を低くして、モータ１の回転軸１０の調芯機能を確保できる。

加えて、本実施例１では、規制ボス２２３を、上蓋板２２ａに一体に形成したため、上蓋板２２ａと別体の部品を用いるのと比較して、部品点数を抑えて製造コストを抑えることができる。

（他の実施例）
以下に、本発明の実施の形態の他の実施例について説明する。
なお、これら他の実施例を説明するのにあたり、実施例１と共通する構成には、実施例１で示した符号を付けることで、説明を省略する。また、作用についても、実施例１と共通する作用については説明を省略する。

次に、図７に基づいて、実施例２のアクチュエータ装置について説明する。
この実施例２では、第２ケース２２の上蓋板２２ａに、規制リブ２２ｋと一体に第２モータ収容部２２ｄの、略全幅にわたって、補強リブ２００を形成し、この補強リブ２００の突出量を、モータ１が、上蓋板２２ａに近づく方向に移動した際に、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａが弾性限界を超えて変形するのを規制する量に設定されている。

この実施例２にあっては、実施例１と同様の効果が得られるのに加えて、モータ１の移動を規制する構成を利用して、上蓋板２２ａを補強できる。

次に、図８に基づいて、実施例３のアクチュエータ装置について説明する。
この実施例３では、規制突起として、両挟持部２２１，２２２の間の略全長にわたって軸線ｍ（図３参照）と重なるように、薄板状の規制リブ３００を突設させている。この規制リブ３００の突出代も、実施例１，２と同様に、モータ１が、上蓋板２２ａに近づく方向に移動した際に、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａが弾性限界を超えて変形するのを規制する量に設定されている。
この実施例３では、実施例１と同様の効果が得られるのに加えて、モータ１に矢印Ｆ方向の荷重が作用した際に、規制リブ３００を支点とする転びが生じるのを防止でき、各挟持爪片２２１ａ，２２２ａの弾性限界を超える変形をより確実に防止できる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１〜３を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例１において、規制突起として、円柱状の規制ボス２２３を示したが、このような突起の断面形状は、実施例１で示した円形に限定されるものではなく、三角や四角などの多角形に形成してもよい。また、柱状に限定されるものではなく、円筒などの筒状に形成してもよい。

また、実施例１〜３では、支持部として、板状の支持片２１１，２１２を示したが、その形状は、このような板状のものに限定されず、ボス部を支持可能な形状であれば、下蓋板２１ａに中実あるいは中空の段部を設け、この段部にボス部を支持可能な湾曲形状を形成した支持部を用いてもよい。

また、規定突起として、実施例２および実施例３では、軸線ｍの直交方向に延在された補強リブ２００および軸線ｍに沿う方向の規制リブ３００を示したが、規制突起として、両者を一体に形成したリブや、井形状に形成したリブを用いてもよい。

本発明の最良の実施の形態の実施例１のアクチュエータ装置Ａの要部を示す分解斜視図である。 実施例１のアクチュエータ装置Ａを示す、第１ケース２１と第２ケース２２とを離した状態の側面図である。 実施例１のアクチュエータ装置Ａに用いた第１ケース２１を示す平面図である。 実施例１のアクチュエータ装置Ａに用いた第２ケース２２を示す底面図である。 実施例１のアクチュエータ装置Ａの要部を示す側面図であって、図１の左方向から見た状態を示している。 実施例１のアクチュエータ装置Ａの要部を示す正面図である。 実施例２のアクチュエータ装置の要部を示す分解斜視図である。 実施例３のアクチュエータ装置の要部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ モータ
２ ケース
１０ 回転軸
１１ 第１ボス部
１２ 第２ボス部
２１ 第１ケース
２１ｄ 第１モータ収容部
２２ 第２ケース
２２ｄ 第２モータ収容部
２３ 収容空間部
２１１ 第１支持片（第１支持部）
２１１ａ支持凹部
２１２ 第２支持片（第２支持部）
２１２ａ支持凹部
２２１ 第１挟持部
２２１ａ挟持爪片
２２２ 第２挟持部
２２２ａ挟持爪片
２２３ 規制ボス（規制突起）
２００ 補強リブ（規制突起）
３００ 規制リブ（規制突起）
Ａ アクチュエータ装置

Claims (3)

1. 収容空間部を囲む箱状のケースが、第１ケースと、第２ケースとに分割され、
   前記収容空間部に、モータが収容され、
   前記モータの軸方向両端部に、回転軸と同軸に円筒状の第１ボス部および第２ボス部が形成され、
   前記第１ケースに、前記第１ボス部を支持する第１支持部が設けられているとともに、前記第２ボス部を支持する第２支持部が設けられ、
   前記第２ケースに、前記第１ボス部を挟み込む一対の挟持爪片を備え、両挟持爪片の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第１ボス部を前記第１支持部に圧接させる第１挟持部と、前記第２ボス部を挟み込む一対の挟持爪片を備え、両挟持爪片の先端部が離間する方向に弾性変形する反力で、前記第２ボス部を前記第２支持部に圧接させる第２挟持部と、が設けられ、
   前記第２ケースに、前記モータが、各挟持部において、両挟持爪片を拡げる方向に移動するのを、両挟持爪片の弾性域の範囲内に規制する規制突起が一体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置。
2. 前記規制突起は、前記第１挟持部と前記第２挟持部との軸方向中央位置と、各挟持部と、の中央位置よりも、各挟持部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ装置。
3. 前記規制突起が、前記第２ケースに沿って延在された突条状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ装置。

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