JP2012005228A - モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でモータの回転防止ができると共に、モータの振動がケースに伝わりにくいモータアクチュエータを提供する。
【解決手段】モータアクチュエータ１の上下ケース１１、１２内に配されるモータ２０は、モータケース２１と、モータケース蓋２２を有し、モータケースの底部２１Ａと前記モータケース蓋２２には、それぞれ２つ凹部２６が設けられる。前記凹部２６は、前記モータ２０の回転軸を挟んで前記上下ケース１１、１２の組み付け方向の下方と上方に設けられ、前記上下ケース１１、１２は、内側に立上リブからなるモータ支持部３０をそれぞれ２つ有する。前記下ケース１２の２つのモータ支持部３０は、下方の凹部２６とそれぞれ係合し、前記上ケース１１の２つのモータ支持部３０は、上方の凹部２６とそれぞれ係合して、前記モータが前記上下ケースの底面と非接触な状態で支持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータアクチュエータのモータの取付構造に関する。

自動車などの車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源として、モータにより駆動されるモータアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１）。
このモータアクチュエータは、図７に示すように、ケース本体１０１及びカバー１０２が互いに組み付けられる筐体の内部に回転軸１０３を有するモータ１０４が収容されている。このモータ１０４の軸受収容部１０５は、ケース本体１０１に有するモータ支持部１０６とカバー１０２に有する協働支持部１０７により直接挟持されている。そしてモータ１０４の回転防止のため、モータ１０４に当接する回転防止支持部１０８がケースの内面に立設されている。

特開２００９−２０１３２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のモータアクチュエータでは、ケース本体１０１およびカバー１０２の底面に有するモータ収容凹部１０９にモータの一部が接触して収容されているため、モータ回転時の振動がケース本体やカバーに伝わりやすい。
また、モータ支持部１０６と協働支持部１０７は、単にモータを支持するだけのものであるため、他に回転防止支持部を設ける必要がある。

そこで本発明は、簡単な構成でモータの回転防止ができると共に、モータの振動がケースに伝わりにくいモータアクチュエータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく成された本発明のモータアクチュエータは、
ハウジングを構成する上下ケースと、前記ハウジング内に配置されるモータと、前記モータの回転軸の回転力が伝達される出力軸を備えたモータアクチュエータであって、
前記モータは、有底中空筒状のモータケースと、前記モータケースの開口端を閉塞するモータケース蓋を有し、
前記モータケースの底部と前記モータケース蓋には、それぞれ２つ凹部が設けられ、
前記凹部は、前記回転軸を挟んで前記上下ケースの組み付け方向の下方と上方に設けられ、
前記上下ケースは、内側に立上リブからなるモータ支持部をそれぞれ２つ有し、
前記下ケースの２つのモータ支持部の先端部は、前記モータケースの底部と前記モータケース蓋に設けられた下方の凹部とそれぞれ係合し、前記上ケースの２つのモータ支持部の先端部は、前記モータケースの底部と前記モータケース蓋に設けられた上方の凹部とそれぞれ係合して、
前記モータが前記上下ケースの底面と非接触な状態で支持されていることを特徴とするものである。

本発明のモータアクチュエータでは、
前記凹部は、前記回転軸方向から見て略Ｖ字形状に形成され、前記モータ支持部の先端部は、前記凹部と係合する略半円形状に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、簡単な構成でモータの回転防止ができると共に、モータの回転時に発生する振動がケースに伝わりにくくなる。

図１は、本発明の一実施形態における上ケースを除いたモータアクチュエータの平面図である。 図２（ａ）は、図１の下ケースの平面図であり、図２（ｂ）は、図１の上ケースの平面図である。 図３は、図１のモータ付近の組立斜視図である。 図４は、図１の上下ケース内に配置されたモータを回転軸方向から見たときの側面図である。 図５は、図１の上下ケース内に配置されたモータの正面図である。 図６は、図４のモータの凹部およびモータ支持部の変形例を示す。 図７（ａ）は、従来例のモータアクチュエータにおけるモータ付近の分解斜視図である。図７（ｂ）は、従来例のモータアクチュエータの筐体内に配置されたモータの側面図である。４のモータの凹部およびモータ支持部の変形例を示す。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

図１は、本発明の一実施形態における上ケースを除いたモータアクチュエータの平面図である。図２（ａ）は、図１の下ケースの平面図であり、図２（ｂ）は、図１の上ケースの平面図である。図３は、図１のモータ付近の組立斜視図である。図４は、図１の上下ケース内に配置されたモータを回転軸方向から見たときの側面図である。図５は、図１の上下ケース内に配置されたモータの正面図である。

図１乃至図５に示すように、本例のモータアクチュエータ１は、自動車などの車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源などに用いられ、ハウジングを構成する上下ケース１１、１２と、ハウジング内に配置されるモータ２０と、モータ２０の回転軸２０Ａに固着されるウォームギヤ２０Ｂと連結される減速ギヤ４０と、減速ギヤ４０と連結されてモータ２０の回転軸２０Ａの回転力が伝達される出力軸４１と、出力軸４１の回転角を検出する回転角検出器４２を備えている。

ハウジングは、硬質樹脂で形成され、上ケース１１と下ケース１２の開口端部が互いに嵌合して所定の内部空間を有する箱状に形成される。

モータ２０は、軟鉄のような金属材料により有底中空筒状に形成されるモータケース２１と、樹脂材料のような絶縁材料によって形成され、モータケース２１の開口端を閉塞する円板状のモータケース蓋２２を有する。本例のモータ２０は、ブラシ付のモータであって、モータケース２１の内周面に固着されたマグネット２３と対向するように、モータ２０の回転軸２０Ａと一体に回転するロータ２９が配置されている。ロータ２９には図示しない整流子が設けられ、この整流子と摺接する図示しない２本のブラシがモータケース蓋２２に設けられている。モータケースの底部２１Ａ中央およびモータケース蓋２２中央には、軸受収容部２４が形成され、ロータ２９を回転自在に軸支する図示しない軸受が配置される。そしてモータケース蓋２２は、外部電源に接続される接続端子２５が設けられている。

このモータ２０のモータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２の外周面には、それぞれ凹部２６が２つ設けられ、この凹部２６は、回転軸２０Ａを挟んで上下ケース１１、１２の組み付け方向６０の下方と上方に設けられている。具体的には、この組み付け方向６０は、上ケース１１および下ケース１２が、上ケース１１および下ケース１２の底面１４と略直角方向に移動する方向であり、凹部２６は、モータ２０の回転軸２０Ａと直角方向の直線上であると共に上下ケース１１、１２の組み付け方向と平行な線上であって回転軸２０Ａを挟んで両側に設けられる。本例のモータ２０は、モータケースの底部２１Ａに下方の凹部２６と上方の凹部２６が形成され、また、モータケース蓋２２に下方の凹部２６と上方の凹部２６がそれぞれ形成される。

上述の凹部２６は、半径方向外方に開口された略Ｖ字形状に形成される。この略Ｖ字形状は、モータケースの底部２１Ａやモータケース蓋２２の外周面から一段下がった段部形状となっており、一対の傾斜面２７と側面２８を有する。一対の傾斜面２７は、平面状に形成され、上下ケース１１、１２の組み付け方向に沿って互いに近づくように形成され、回転軸方向と平行に形成されている。

上下ケース１１、１２は、内側の底面１４に同じ高さの立上リブからなるモータ支持部３０がそれぞれ２つ設けられる。このモータ支持部３０は、モータ２０の回転軸方向の両側に配置され、上下ケース１１、１２の底面１４と略垂直に一体に立設される。

モータ支持部３０の先端部３１は、略半円状に形成され、モータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２の凹部２６と係合できる。そして上下ケース１１、１２を組み付けたとき、下ケース１２の２つのモータ支持部３０の先端部３１は、モータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２に設けられた下方の凹部２６とそれぞれ係合し、また、上ケース１１の２つのモータ支持部３０の先端部３１は、モータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２に設けられた上方の凹部２６とそれぞれ係合して、モータ支持部３０はモータ２０を支持している。このような構成であるため、モータ２０が回転しようとすると、凹部２６の傾斜面２７が上下ケース１１、１２に立設されるモータ支持部３０の先端部３１と当接するため、モータ２０は、上下ケース１１、１２に対しモータ２０の回転防止ができる。

モータ支持部３０の間隔は、回転軸方向のモータ２０の凹部２６の側面２８間と略同一に形成されている。
よって、モータ２０を上下ケース１１、１２に組み付けたとき、モータ２０がモータ支持部３０間に配置されると、モータ２０は回転軸方向に移動しない。
ここで従来例に記載されるモータ支持部は、モータの回転軸方向の両側に形成され、そのモータ支持部の間隔は、回転軸方向のモータの長さと略同一に形成されている。本例のモータ支持部３０の間隔は、モータ２０の凹部２６の側面２８間と略同一に形成されるため、上述の従来例に比べ、距離が短くなり、上下ケース１１、１２の内部空間が小さくなるためモータアクチュエータの小型化ができる。

そしてモータ２０を上下ケース１１、１２に組み付けたとき、モータ支持部３０がモータ２０を支持した状態で、モータ２０は、上下ケース１１、１２の底面１４と当接することなく非接触な状態で支持される。これによりモータケースの外周面２１Ｂは、上下ケース１１、１２の底面１４と非接触に配置される。

減速ギヤ４０は、モータ２０の回転軸２０Ａに固着されたウォームギヤ２０Ｂと連結される。本例の減速ギヤ４０は、硬質樹脂で形成された、第１中間ギヤ４０Ａと第２中間ギヤ４０Ｂを有し、第１中間ギヤ４０Ａは、ウォームギヤ２０Ｂと連結され、第２中間ギヤ４０Ｂは、第１中間ギヤ４０Ａと連結される。

出力軸４１は、硬質樹脂で形成され、第２中間ギヤ４０Ｂと連結される。
出力軸４１の上端は、筒状に形成され、上ケース１１の底面１４に設けられた係合孔１３から突出されると共に、筒状の内周に図示しない空気調整装置の気流調節弁の回転軸が係止される。
上記の構成により、モータ２０の回転が、ウォームギヤ２０Ｂ、減速ギヤ４０、出力軸４１を介して、空気調整装置の気流調節弁の回転軸に伝達できる。

本例のモータアクチュエータを組み立てる際は、下ケース１２の所定の位置にモータ２０及び減速ギヤ４０及び回転角検出器４２及び出力軸４１を配置し、下ケース１２のモータ支持部３０にモータ２０を載置した状態で、組み付け方向に上ケース１１を下ケース１２に嵌合せしめる。すると、モータ支持部３０の先端部３１がモータ２０の凹部２６に係合した状態で、モータ支持部３０はモータ２０を支持する。

本例のモータアクチュエータ１は、給電端子２５を介してモータ２０に電源が供給されると、モータケース２１に固着されたマグネット２３内のロータが回転するが、ロータとマグネット２３との磁気的な吸引反発力により発生する微小な振動がモータケースの外周面２１Ｂに伝わる。しかしながら、本例のモータ２０は、上下ケース１１、１２の底面１４と非接触な状態で支持されているため、モータ２０の振動が上下ケースに伝わりにくい。そして、モータ支持部３０は、ロータの回転方向に比べ振動の発生が小さい回転軸方向のモータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２の凹部２６と係合してモータ２０を支持するため、モータ２０の振動は、さらに上下ケースに伝わりにくくすることができる。

このように本例のモータアクチュエータ１では、下ケース１２の２つのモータ支持部３０の先端部３１は、モータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２に設けられた下方の凹部２６とそれぞれ係合すると共に、上ケース１１の２つのモータ支持部３０の先端部３１は、モータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２に設けられた上方の凹部２６とそれぞれ係合して、モータ２０が上下ケース１１、１２の底面１４と非接触な状態で支持されている。

そのため、従来例のように回転防止の部材を設けることなく簡単な構成でモータ２０の回転防止ができると共に、モータ２０は、上下ケース１１、１２の底面１４と非接触に配置されているため、モータ２０の振動が上下ケース１１、１２に伝わりにくく、さらに、モータ支持部３０は、ロータの回転方向に比べ振動の発生が小さい回転軸方向のモータケースの底部２１Ａとモータケース蓋２２の凹部２６と係合するため、モータにＯリングを装着して支持することなくモータの振動が上下ケースに伝わりにくくすることができる。

また、本例のモータアクチュエータ１では、モータ２０の凹部２６は、回転軸方向から見てＶ字形状に形成された、半径方向外方に開口する段部形状であり、モータ支持部３０の先端部３１は、凹部２６と係合する略半円形状に形成されている。このような形状であれば、モータ支持部３０の先端部３１は、Ｖ字形状の傾斜面２７と線接触するため、接触部分の大きさが小さくなり、さらにモータの振動が上下ケースに伝わりにくくすることができる。

図６は、図４のモータ２０の凹部２６およびモータ支持部３０の変形例を示す。図６に示すように、モータ支持部３０Ａの先端部３１Ａは、略四角形状に形成され、これと係合するモータ２０の凹部２６Ａは、回転軸方向から見て略半円に形成され、内面に湾曲面５０を有するものであっても上述と同様の効果を有する。

また、本例のアクチュエータでは、モータケース蓋２２に設けられる２本のブラシは、組み付け方向６０と略直角方向に回転軸２０Ａを挟んでそれぞれ設けられることが好ましい。このように構成すると、ロータ２９の回転時に整流子と摺接するブラシに微小な振動が発生しても、このブラシは、モータ支持部３０に支持される凹部２６から離れて設けられるため、その振動はモータ支持部３０に伝わりにくく、さらにまたモータの振動が上下ケースに伝わりにくくすることができる。

１ モータアクチュエータ
１１ 上ケース
１２ 下ケース
１３ 係合孔
１４ 底面
２０ モータ
２０Ａ 回転軸
２０Ｂ ウォームギヤ
２１ モータケース
２１Ａ モータケースの底部
２１Ｂ モータケースの外周面
２２ モータケース蓋
２３ マグネット
２４ 軸受収容部
２５ 接続端子
２６ 凹部
２６Ａ 凹部
２７ 傾斜面
２８ 側面
２９ ロータ
３０ モータ支持部
３０Ａ モータ支持部
３１ 先端部
３１Ａ 先端部
４０ 減速ギヤ
４０Ａ 第１中間ギヤ
４０Ｂ 第２中間ギヤ
４１ 出力軸
４２ 回転角検出器
５０ 湾曲面
６０ 組み付け方向

Claims (2)

1. ハウジングを構成する上下ケースと、前記ハウジング内に配置されるモータと、前記モータの回転軸の回転力が伝達される出力軸を備えたモータアクチュエータであって、
   前記モータは、有底中空筒状のモータケースと、前記モータケースの開口端を閉塞するモータケース蓋を有し、
   前記モータケースの底部と前記モータケース蓋には、それぞれ２つ凹部が設けられ、
   前記凹部は、前記回転軸を挟んで前記上下ケースの組み付け方向の下方と上方に設けられ、
   前記上下ケースは、内側に立上リブからなるモータ支持部をそれぞれ２つ有し、
   前記下ケースの２つのモータ支持部の先端部は、前記モータケースの底部と前記モータケース蓋に設けられた下方の凹部とそれぞれ係合し、前記上ケースの２つのモータ支持部の先端部は、前記モータケースの底部と前記モータケース蓋に設けられた上方の凹部とそれぞれ係合して、
   前記モータが前記上下ケースの底面と非接触な状態で支持されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 前記凹部は、前記回転軸方向から見て略Ｖ字形状に形成され、
   前記モータ支持部の先端部は、前記凹部と係合する略半円形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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