JP2015220969A - モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】通信制御用の電子部品を回路基板に実装するうえで、回転検出パターンの性能変化を抑えられる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において、ハウジング内に収容される回転センサ２２及び回路基板２５を備え、回転センサ２２は、出力軸の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターン５８と、回転検出パターン５８から検出信号を出力可能な出力端子６５Ｃと、を有し、回路基板２５には、出力端子６５Ｃが接続される端子接続部７１が設けられ、外部制御装置との間での通信を制御するための通信制御部を含む電子部品が実装される。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用空調システム等に用いられるモータアクチュエータに関する。

車両用空調システムでは、空気を流す空気通路の途中に複数のドアが設けられ、そのドアには、駆動用のモータアクチュエータが取り付けられる。モータアクチュエータによりドアの開度が制御され、車室内への送風量等が調整される。この種のモータアクチュエータでは、出力軸の回転位置を制御するため、その回転位置を検出するポテンショメータが用いられる（特許文献１参照）。

ポテンショメータは、出力軸の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターンと、その回転検出パターンに接するブラシを備える。一般に、回転検出パターンはハウジング内に保持される回路基板に形成され、ブラシは出力軸の出力歯車と一体に回転可能に設けられる。出力軸が回転すると、出力軸の回転位置に応じて回転検出パターンとブラシの接点位置が変化し、出力軸の回転位置に応じた検出信号が回転検出パターンから出力される。

特開２０１３−１８３５５４号

ところで、車両用空調システム等の車載システムでは、複数のモータアクチュエータをＥＣＵ（electronic control unit）により統括的に制御している。この種のシステムでは、これらを接続する電気配線の本数を減らすため、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等のシリアル通信が用いられる場合がある。この場合、ＥＣＵとの間での通信を制御するための電子部品をモータアクチュエータに実装する必要がある。これを実現するため、従来は、上述の回路基板に通信制御用の電子部品が実装されていた。

しかしながら、回路基板に電子部品を実装するうえでは、一般に、回路基板にリフロー処理をする必要がある。このリフロー処理による熱によって回転検出パターンの抵抗値やパターン位置が変化し、回転検出パターンの性能が変化しかねない。この性能が変化すると、精度よく出力軸の回転位置を検出できなくなる恐れがある。また、抵抗値変化やパターン位置変化が生じると、その調整作業が必要となり、これに伴いコストの増大を招く。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、通信制御用の電子部品を回路基板に実装するうえで、回転検出パターンの性能変化を抑えられるモータアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のモータアクチュエータは、ハウジングと、ハウジング内に収容されるモータと、モータの回転軸の回転と連動して回転する出力軸と、ハウジング内に収容される回転センサ及び回路基板と、を備え、回転センサは、出力軸の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターンと、回転検出パターンから検出信号を出力可能な出力端子と、を有し、回路基板には、出力端子が接続される端子接続部が設けられ、外部制御装置との間での通信を制御するための通信制御部を含む電子部品が実装される。

この態様によれば、回転検出パターンを有する回転センサと、通信制御部を含む電子部品が実装される回路基板が分離しているため、回転センサにリフロー処理をする必要がなくなり、回転検出パターンの性能変化を抑えられる。

本発明によれば、通信制御用の電子部品を回路基板に実装するうえで、回転検出パターンの性能変化を抑えられる。

第１実施形態に係るモータアクチュエータが用いられる制御システムを示すブロック図である。 第１実施形態に係るモータアクチュエータの外観を示す斜視図である。 第１実施形態に係るハウジングの下側ケースから上側ケースを取り外した状態を示す斜視図である。 第１実施形態に係る下側ケースから第２回路基板を取り外した状態を示す斜視図である。 第１実施形態に係るモータアクチュエータの分解斜視図である。 第１実施形態に係るモータアクチュエータの平面図である。 図７（ａ）は第１実施形態に係る下側ケースの基板収容部の構成を概略的に示す平面図であり、図７（ｂ）は基板収容部に第２回路基板を配置するときの状態を示す平面図である。 図８（ａ）は第１実施形態に係るヘッダーハウジングを左右方向に沿った方向軸から見た部分断面図であり、図８（ｂ）は高さ方向に沿った方向軸から見た構成を示す図である。 第１実施形態に係るモータアクチュエータの制御系を示すブロック図である。 第２実施形態に係るモータアクチュエータの分解斜視図である。 第３実施形態に係るモータアクチュエータの外観を示す斜視図である。 第３実施形態に係るモータアクチュエータの平面図である。 変形例に係るヘッダーハウジングを左右方向に沿った方向軸から見た部分断面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１実施形態に係るモータアクチュエータ１０（以下、アクチュエータ１０という）が用いられる制御システム２００を示すブロック図である。

制御システム２００は、車両用空調システムである。制御システム２００は、複数のアクチュエータ１０と、ＥＣＵ（electronic control unit）２１０を備える。各アクチュエータ１０は、空調装置の空気通路を開閉するドアの駆動に用いられる。ＥＣＵ２１０は各アクチュエータ１０の動作を統括的に制御する外部制御装置である。

各アクチュエータ１０とＥＣＵ２１０はワイヤーハーネス２２０を介して接続される。ワイヤーハーネス２２０は電源線２２１、グランド線２２２、通信線２２３を含んで構成される。ワイヤーハーネス２２０には各線２２１〜２２３から分岐する電線２２４を介して複数の外部コネクタ２３０が接続される。各アクチュエータ１０には外部コネクタ２３０が装着されるコネクタ部２７が設けられる。

図２はアクチュエータ１０の外観を示す斜視図である。アクチュエータ１０は、ハウジング１１と、出力軸１９を備える。以下、出力軸１９と直交する面内にて互いに直交する方向を前後方向Ｘ、左右方向Ｙといい、出力軸１９の軸方向を高さ方向Ｚという。

ハウジング１１は樹脂材料を素材とする。ハウジング１１内には後述するモータ１７、回転センサ２２、回路基板２５等の内部部品が収容される。ハウジング１１は箱状に形成され、第１ケースとしての下側ケース１３と、第２ケースとしての上側ケース１５を組み付けて構成される。下側ケース１３と上側ケース１５はハウジング１１を出力軸１９の軸方向Ｚに分割した形状を有する。

下側ケース１３は、第１底壁部１３ａと、第１底壁部１３ａの側部から上側ケース１５側に立ち上がる第１側壁部１３ｂとを含む。上側ケース１５は、第２底壁部１５ａと、第２底壁部１５ａの側部から下側ケース１３側に立ち上がる第２側壁部１５ｂとを含む。

コネクタ部２７はハウジング１１に設けられる。コネクタ部２７は出力軸１９から離れる方向である前後方向Ｘに沿って延びるように筒状に形成される。コネクタ部２７の先端部には、外部コネクタ２３０（図１参照）を挿入可能なコネクタ挿入口２９が開口する。

図３はハウジング１１の下側ケース１３から上側ケース１５を取り外した状態を示す斜視図である。アクチュエータ１０は、モータ１７と、減速歯車群２１と、回転センサ２２（本図では図示せず）と、回路基板２５を更に備える。

コネクタ部２７は、下側ケース１３に設けられる第１底面部３１と、上側ケース１５に設けられる天面部３３と、側面部３５と、第２底面部３７とを含む。第１底面部３１は、その側部から上側ケース１５側に立ち上がる側面部が設けられていない。天面部３３は、その側部から下側ケース１３側に立ち上がる側面部３５が設けられる。第２底面部３７は、コネクタ部２７の基端側部分に設けられず、先端側部分に設けられる。コネクタ部２７の基端側部分では、第１底面部３１と天面部３３と側面部３５により筒状断面が形成され、その先端側部分では、第２底面部３７と天面部３３と側面部３５により筒状断面が形成される。

図４は図３から回路基板２５を取り外した状態を示す図である。モータ１７は、その前部から回転軸３９が突出し、その後部から一対のモータ端子４１が突出する。各モータ端子４１にはモータ用中継端子４３の基端部が接続される。各中継端子４３はフォーミング加工した金属製線材により構成される。

減速歯車群２１は、出力歯車５１を含む。出力歯車５１は減速歯車群２１の最終段の歯車であり、出力軸１９と一体に回転可能に設けられる。この出力歯車５１と下側ケース１３の第１底壁部１３ａの間には、回転センサ２２が配置される。減速歯車群２１は、モータ１７の回転軸３９の回転を減速して出力軸１９に伝達する。出力軸１９は、その回転軸３９の回転と連動して回転する。

図５はアクチュエータ１０の分解斜視図である。本図ではモータ１７、出力軸１９、減速歯車群２１を省略する。出力軸１９は下側ケース１３に形成される出力軸受部４９内で回動自在に支持される。出力軸受部４９は下側ケース１３の第１底壁部１３ａから内側に突出する筒状に形成される。

回転センサ２２は、回路基板２５とは別の回路基板２３により構成される。以下、これらを区別するときは第１回路基板２３、第２回路基板２５という。回転センサ２２には、出力軸１９の軸方向Ｚに貫通する嵌合孔５３と、複数の位置決め孔５５が形成される。嵌合孔５３内には出力軸受部４９が嵌合される。下側ケース１３の第１底壁部１３ａには内側に突出するピン状の凸部５７が複数形成される。各位置決め孔５５内には凸部５７が挿入され、回転センサ２２が下側ケース１３に位置決めされる。

第１回路基板２３の表面には、出力軸１９の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターン５８が形成される。回転検出パターン５８は導体により構成され、抵抗部５９と、第１導電部６１と、第２導電部６３を含む。抵抗部５９は電気抵抗率の大きい抵抗体により構成され、各導電部６１、６３は抵抗部５９より電気抵抗率の小さい銅箔等により構成される。抵抗部５９は嵌合孔５３と同心円の円周上に円弧状に形成される。第１導電部６１は、抵抗部５９の両端部とつながるように、抵抗部５９と同じ同心円の円周上に円弧状に形成される。第２導電部６３は、抵抗部５９の内側にて、嵌合孔５３と同心円の円周上に環状に形成される。

回転センサ２２はブラシ（図示せず）と組み合わせてポテンショメータを構成する。ブラシは出力歯車５１の第１回路基板２３と対向する面に取り付けられ、出力歯車５１と一体に回転可能に設けられる。ブラシは、回転検出パターン５８が形成される第１回路基板２３のパターン面２３ａに接する。より詳細には、ブラシは、回転検出パターン５８の抵抗部５９と第２導電部６３に接する。

回転センサ２２には複数のセンサ用端子６５が設けられる。各端子６５は第１回路基板２３に実装される。センサ用端子６５は、電源端子６５Ａと、グランド端子６５Ｂと、出力端子６５Ｃを含む。電源端子６５Ａ及びグランド端子６５Ｂは抵抗部５９に電圧を印加可能に接続される。出力端子６５Ｃは第２導電部６３に接続される。各端子６５Ａ〜６５Ｃは回転センサ２２の側端部２２ａに並べて設けられる。各端子６５Ａ〜６５Ｃの先端部６６は回転センサ２２の側端部２２ａから離れる方向に直線状に延びるピン状に形成される。

各センサ用端子６５は、後述のように、第２回路基板２５に電気的に接続される。電源端子６５Ａには後述する電源回路１０１から第１供給電圧（たとえば、＋５Ｖ）が供給され、回転検出パターン５８の抵抗部５９に第１供給電圧が印加される。

回転センサ２２では、出力軸１９が出力歯車５１とともに回転すると、出力歯車５１の回転位置に応じて回転検出パターン５８とブラシの接点位置が変化し、電源端子６５Ａとブラシの間での抵抗値が変化し、それらの間での電圧が変化する。出力端子６５Ｃは出力軸１９の回転位置に応じた大きさの電圧信号を検出信号として回転検出パターン５８から第２回路基板２５に出力する。この検出信号の変化を第２回路基板２５のモータ制御部１０９（後述する）により測定し、出力軸１９の回転位置が検出される。

なお、各モータ用中継端子４３の先端部４４は、図４に示すように、回転センサ２２の側端部２２ａから離れる方向に直線状に延びるピン状に形成される。各モータ用中継端子４３と各センサ用端子６５の先端部４４、６６は、ハウジング１１の基板収容部４５内において左右方向Ｙに並べて配置される。

また、下側ケース１３の第１底壁部１３ａには上側ケース１５に向けて突出する突壁部６７が形成され、突壁部６７には複数の位置決め用溝部６９が形成される。各溝部６９は方向Ｙに間隔を空けて形成され、各端子４３、６５の先端部４４、６６に沿って延びるように形成される。各端子４３、６５の先端部４４、６６は溝部６９内に配置され、その先端部４４、６６が下側ケース１３に位置決めされる。

図６はアクチュエータ１０の平面図を示す。本図では回転センサ２２等の内部部品の位置を破線で示す。第２回路基板２５はハウジング１１の基板収容部４５に収容される。基板収容部４５は、回転センサ２２とコネクタ部２７の間に形成される。第２回路基板２５は、回転センサ２２とコネクタ部２７の間に配置されることになる。第２回路基板２５は、出力軸１９の軸方向（高さ方向Ｚ）に対して平行となるように基板収容部４５に収容される。第２回路基板２５は第１回路基板２３に対して直交するように収容されることになる。

第２回路基板２５には、図３、図５に示すように、各モータ用中継端子４３と各センサ用端子６５が接続される端子接続部７１が設けられる。端子接続部７１は、第２回路基板２５の左右方向Ｙ両側の横側面２５ｃのうち、一方の横側面２５ｃに近い側に設けられる。端子接続部７１には各端子４３、６５の先端部４４、６６が挿通される端子穴７３が複数形成される。各端子穴７３は、各端子４３、６５の先端部４４、６６が並ぶ方向である左右方向Ｙに間隔を空けて形成される。各端子４３、６５の先端部４４、６６は端子穴７３から突出し、第２回路基板２５の配線パターン（図示せず）にハンダ（図示せず）により接続される。この配線パターンは、各端子４３、６５の先端部４４、６６が突出する側にある第２回路基板２５の外側面２５ａと、外側面２５ａと反対側にある内側面２５ｂとに形成される。

第２回路基板２５の外側面２５ａには、図５に示すように、複数のコネクタ端子７７が実装される。コネクタ端子７７は、一対の給電端子７７Ａと信号伝送端子７７Ｂを含む。各端子７７は、その基端部（図示せず）が第２回路基板２５の配線パターンに接続される。各端子７７は、左右方向Ｙに間隔を空けて並べて配置され、それらの基端部寄りの位置が樹脂製のヘッダーハウジング７９により保持される。各端子７７の先端部７８は、コネクタ部２７の内側に配置され、コネクタ挿入口２９に向けて直線状に延びるピン状に形成される（図６参照）。

第２回路基板２５の外側面２５ａには、通信制御部１０７（後述する）を含む電子部品としてＩＣチップ７５が実装される。ＩＣチップ７５は第２回路基板２５の配線パターンを介して各端子４３、６５、７７と接続される。

各コネクタ端子７７は、図１に示すように、コネクタ部２７に外部コネクタ２３０が装着されたとき、外部コネクタ２３０、電線２２４を通してワイヤーハーネス２２０の各線２２１〜２２３に接続される。ワイヤーハーネス２２０の電源線２２１とグランド線２２２には一対の給電端子７７Ａが接続され、通信線２２３には信号伝送端子７７Ｂが接続される。

図７（ａ）は下側ケース１３の基板収容部４５の構成を概略的に示す平面図であり、図７（ｂ）は基板収容部４５に第２回路基板２５を配置するときの状態を示す平面図である。下側ケース１３の第１側壁部１３ｂには、第２回路基板２５の外側面２５ａと対向する箇所にて基板挿入部８１が形成される。基板挿入部８１は、下側ケース１３の第１側壁部１３ｂに形成される切り欠きにより構成される（図３参照）。基板挿入部８１は下側ケース１３の外側から内側に第２回路基板２５を挿入可能な大きさに形成される。また、下側ケース１３の第１側壁部１３ｂには、第２回路基板２５の一方の横側面２５ｃに対向する箇所にて切欠部８２が形成される。ここでの「一方の横側面２５ｃ」とは、第２回路基板２５の左右方向Ｙ両側の横側面２５ｃのうち、端子接続部７１が近傍にある横側面２５ｃをいう。

なお、コネクタ部２７は、前述のように、第１底面部３１から立ち上がる側面部が設けられていない。よって、下側ケース１３の基板挿入部８１を通して第２回路基板２５を挿入するとき、第２回路基板２５との接触による干渉を抑えられる。つまり、コネクタ部２７は、第２回路基板２５を挿入するとき、第２回路基板２５と接触して干渉せずに、その第２回路基板２５が挿入可能となる形状を有する。

上側ケース１５の第２側壁部１５ｂには、図２、図３に示すように、下側ケース１３の基板挿入部８１に対応する位置にて、基板挿入部８１を覆う第１蓋部８３が形成される。第１蓋部８３は、第２回路基板２５の外側面２５ａと対向する箇所にて、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂに形成される。また、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂには、下側ケース１３の切欠部８２に対応する位置にて、切欠部８２を覆う第２蓋部８４が形成される。第２蓋部８４は、第２回路基板２５の一方の横側面２５ｃと対向する箇所にて、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂに形成される。各蓋部８３、８４は、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂの他の箇所よりも、下側ケース１３に向けて延びる高さ寸法が大きくなるように形成される。

下側ケース１３の第１底壁部１３ａには、図５、図７に示すように、上側ケース１５に向けて突き出る複数の突設部８５が形成される。各突設部８５は左右方向Ｙに間隔を空けて形成される。各突設部８５には第２回路基板２５が載せられる載置面８７が形成される。左右方向Ｙの両端側の突設部８５には、第２回路基板２５の内側面２５ｂと対向する第１係合面８９が形成される。第２回路基板２５が内側面２５ｂ側に倒れようとしたとき、突設部８５の第１係合面８９との接触により、その倒れが防がれる。また、左右方向Ｙの両端側の突設部８５には、第２回路基板２５の左右方向Ｙの横側面２５ｃと対向する第２係合面９１が形成される。第２回路基板２５の左右方向Ｙの位置ずれが第２係合面９１との係合により防がれる。

下側ケース１３の第１底壁部１３ａとコネクタ部２７の第１底面部３１の間には、上側ケース１５に向けて突き出る段状の第１位置決め部９３が形成される。第１位置決め部９３は左右方向Ｙに沿って延びるように形成される。コネクタ部２７の第１底面部３１には、上側ケース１５に向けて突き出る段状の第２位置決め部９５が形成される。第２位置決め部９５は、左右方向Ｙに間隔を空けて設けられ、前後方向Ｘに沿って延びるように形成される。第２位置決め部９５は、コネクタ部２７の先端側から基端側に向かう途中位置に、その基端側に向かうにつれて左右方向Ｙの幅を狭めるように傾斜するガイド部９６が形成される。

第２回路基板２５のヘッダーハウジング７９は、第２回路基板２５を基板収容部４５内に配置するとき、第１位置決め部９３との係合により、下側ケース１３に前後方向Ｘに位置決めされる。このとき、ガイド部９６が形成されるため、コネクタ部２７の基端側に向けて第２回路基板２５を移動させるときに、第２回路基板２５がガイド部９６により案内され、位置決め時の作業性が良好となる。また、ヘッダーハウジング７９は、第２位置決め部９５との係合により、下側ケース１３に左右方向Ｙに位置決めされる。なお、前後方向Ｘは端子穴７３より各センサ用端子６５の先端部６６が延びる方向と一致し、左右方向Ｙはこれに直交する方向に一致する。

図８（ａ）はヘッダーハウジング７９を左右方向Ｙに沿った方向軸から見た部分断面図を示し、（ｂ）は高さ方向Ｚに沿った方向軸から見た構成を示す。ヘッダーハウジング７９の側壁部７９ａには左右方向Ｙ及び高さ方向Ｚに沿って延びる突条部７９ｂが形成される。上側ケース１５は、ヘッダーハウジング７９の突条部７９ｂを保持する第１位置保持部９７を有する。第１位置保持部９７は突条部７９ｂの延びる方向に沿って延びる溝状に形成され、ヘッダーハウジング７９の左右方向Ｙ両側と高さ方向Ｚの一方（図８（ａ）中上側）に設けられる。下側ケース１３に上側ケース１５を組み付けたとき、第１位置保持部９７内にヘッダーハウジング７９の突条部７９ｂが配置される。突条部７９ｂと第１位置保持部９７の係合により、コネクタ部２７が延びる方向である前後方向Ｘのヘッダーハウジング７９の移動が規制される。これにより、ヘッダーハウジング７９の左右方向Ｙ両側と高さ方向Ｚの一方の突条部７９ｂがハウジング１１に保持される。この結果、コネクタ部２７に外部コネクタ２３０を脱着するとき、各コネクタ端子７７の位置ずれを防止できる。

なお、図示しないが、第２回路基板２５は、耐振動性を得るため、下側ケース１３と上側ケース１５とにより挟み込まれた状態で保持される。

図９はアクチュエータ１０の制御系を示すブロック図である。第２回路基板２５は、電源回路１０１と、ドライバ回路１０３と、制御部１０５を有する。制御部１０５は、ハードウェア的にはＣＰＵ、メモリ等の素子で実現され、通信制御部１０７と、モータ制御部１０９を有する。これらは単一のＩＣチップ７５に組み込まれる。

電源回路１０１には、ＥＣＵ２１０から電源線２２１と給電端子７７Ａを通して電力が供給される。電源回路１０１はこの電力を受けて第１供給電圧と第２供給電圧を生成する。第１供給電圧は回転センサ２２の電源端子６５Ａを通して回転検出パターン５８に供給される。回転センサ２２では、出力軸１９の回転位置に応じて回転検出パターン５８とブラシ６０の接点位置が変化し、その回転位置に応じた検出信号が出力端子６５Ｃを通してモータ制御部１０９に出力される。第２供給電圧は制御部１０５に供給され、その第２供給電圧に基づき制御部１０５が動作する。

通信制御部１０７は、ＥＣＵ２１０との間での通信線２２３や信号伝送端子７７Ｂを介した通信を制御する。通信制御部１０７は、所定の通信プロトコル（たとえば、ＬＩＮ）に従って、単一の通信線２２３を用いたシリアル通信を実行する。

モータ制御部１０９は、ＥＣＵ２１０から送信される制御信号に基づきモータ１７の動作を制御する。この制御では、ドライバ回路１０３用の駆動信号を生成し、駆動信号をドライバ回路１０３に出力する。ドライバ回路１０３は、モータ制御部１０９から送られる駆動信号に基づき駆動電圧を生成する。ドライバ回路１０３は、生成した駆動電圧をモータ用中継端子４３を通してモータ１７に供給し、モータ１７を駆動させる。

次に、上述のアクチュエータ１０を組み立てる方法の一例を説明する。

まず、下側ケース１３内に回転センサ２２を組み付ける。回転センサ２２は、図５に示すように、その嵌合孔５３内に下側ケース１３の出力軸受部４９を嵌合させるとともに、各位置決め孔５５内に下側ケース１３の凸部５７を挿入させて、下側ケース１３に位置決めする。このとき、回転センサ２２の各センサ用端子６５は、下側ケース１３の位置決め用溝部６９内に先端部６６を配置し、その先端部６６も下側ケース１３に位置決めする。

こののち、下側ケース１３内に減速歯車群２１やモータ１７を組み付ける。このとき、図４に示すように、モータ１７の各モータ用中継端子４３は、下側ケース１３の位置決め用溝部６９内に先端部４４を配置し、その先端部４４も下側ケース１３に位置決めする。下側ケース１３に回転センサ２２が位置決めされているため、出力軸１９とともに出力歯車５１を組み付けたとき、出力歯車５１に取り付けられるブラシを回転センサ２２の回転検出パターン５８に精度よく当てられる。

そして、下側ケース１３内に第２回路基板２５を組み付ける。第２回路基板２５は、図７（ｂ）に示すように、各モータ用中継端子４３や各センサ用端子６５の先端部４４、６６が、その端子穴７３に挿通されるように、下側ケース１３の基板挿入部８１を通して外側から内側に挿入する。このとき、第２回路基板２５は、下側ケース１３の第１位置決め部９３、第２位置決め部９５にヘッダーハウジング７９を係合させ、下側ケース１３に前後方向Ｘ、左右方向Ｙに位置決めする。

こののち、第２回路基板２５の端子穴７３から突出する各端子４３、６５の先端部４４、６６をハンダにより第２回路基板２５の配線パターンに接続する。つづいて、下側ケース１３に上側ケース１５を組み付けて、アクチュエータ１０の組み立てが完了する。

以上のアクチュエータ１０によれば、回転検出パターン５８を有する回転センサ２２と、通信制御部１０７を含むＩＣチップ７５が実装される第２回路基板２５が分離しているため、回転センサ２２にリフロー処理をする必要がなくなる。よって、回転センサ２２の回転検出パターン５８がリフロー処理による熱の影響を受けず、その熱による抵抗値変化やパターン位置変化の発生を抑えられ、回転検出パターン５８の性能変化を抑えられる。また、回転検出パターン５８の抵抗値変化やパターン位置変化が生じないため、その調整作業が不要となり、調整作業に伴うコストの増大を抑えられる。

また、アクチュエータ１０の内部部品のうち、モータ１７、減速歯車群２１、回転センサ２２、モータ用中継端子４３は、ＬＩＮ等のシリアル通信を用いない既製のアクチュエータの内部部品と共用できる。よって、部品の共用化により専用品の点数が抑えられ、その製造、管理に伴うコストの増大を抑えられる。

また、図６に示すように、第２回路基板２５が出力軸１９の軸方向に対して平行となるようにハウジング１１内に収容されるため、出力軸１９の軸直交方向である前後方向Ｘでの第２回路基板２５の寸法が抑えられる。よって、その前後方向Ｘでのハウジング１１の寸法を抑えられ、ハウジング１１のサイズを小型化できる。

また、第２回路基板２５が回転センサ２２とコネクタ部２７の間に配置されるため、回転センサ２２からコネクタ部２７までの間での各端子４３、６５、７７の長さを抑え易くなり、ハウジング１１のサイズを小型化できる。

また、下側ケース１３の第１側壁部１３ｂには第２回路基板２５を挿入可能な基板挿入部８１が形成されるため、以下のメリットがある。回転センサ２２は、回転検出パターン５８とブラシの接点位置にばらつきがあると、その検出結果に悪影響を及ぼすため、下側ケース１３に精度よく位置決めする必要がある。また、第２回路基板２５は、コネクタ部２７内でのコネクタ端子７７の位置にばらつきがあると、外部コネクタ２３０の端子との間で接触不良が生じかねないため、下側ケース１３に精度よく位置決めする必要がある。つまり、回転センサ２２と第２回路基板２５（以下、回転センサ２２等という）はそれぞれ下側ケース１３に精度よく位置決めする必要がある。

ここで、下側ケース１３内に回転センサ２２等を組み付ける前にこれらをハンダ等により接続する場合、両者を精度よく位置決めした状態で接続しなければ、回転センサ２２等の相対位置にずれが生じ、下側ケース１３に精度よく位置決めできなくなる。また、下側ケース１３内に回転センサ２２等を組み付ける前にこれらを精度よく位置決めした状態で接続するとなると作業難度が高く、製品品質の確保が難しくなる。

この点、本実施形態に係るハウジング１１には基板挿入部８１が形成されるため、下側ケース１３内に回転センサ２２を組み付けてから、下側ケース１３内に第２回路基板２５を組み付け可能となる。よって、回転センサ２２等を下側ケース１３に同時に組み付けるよりも作業難度が抑えられ、製品品質の確保が容易となる。特に、下側ケース１３には第１位置決め部９３、第２位置決め部９５が形成されるため、第２回路基板を下側ケース１３に位置決めするときの作業性が良好となる。

また、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂには下側ケース１３の基板挿入部８１を覆う第１蓋部８３が形成されるため、その第１蓋部８３によりモータ用中継端子４３やセンサ用端子６５の先端部４４、６６を保護できる。

［第２の実施の形態］
図１０は第２実施形態に係るアクチュエータ１０の分解斜視図を示す。以下では第１実施形態で説明した要素と同一の要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

複数のコネクタ端子７７は、左右方向Ｙではなく高さ方向Ｚに並べて設けられる。この高さ方向Ｚは、第２回路基板２５と平行な方向であって、端子穴７３から離れる左右方向Ｙと直交する方向となる。これにより、各コネクタ端子７７を左右方向Ｙに並べて設けるよりも、各コネクタ端子７７から端子穴７３までの距離を離せる。よって、センサ用端子６５の先端部６６をハンダ付けする際にコテ先を入れるスペースを広くとれ、そのスペースの近傍の樹脂に対して、コテ先の接触や輻射熱による溶解を防げる。

［第３の実施の形態］
図１１は第３実施形態に係るアクチュエータ１０の外観を示す斜視図であり、図１２はその平面図である。ハウジング１１には、出力軸１９に対してモータ１７と反対側にある第１側壁部１３ｂ、第２側壁部１５ｂに膨出部９９が形成される。膨出部９９は、ハウジング１１の各側壁部１３ｂ、１５ｂを外側に向けて膨らみ出すように形成され、その内側には出力歯車５１（図示せず）の一部が収容される。ハウジング１１の基板収容部４５は、出力軸１９に対して、この膨出部９９が膨らみ出る方向である左右方向Ｙと直交する前後方向Ｘに離れた位置に形成される。

ハウジング１１のコネクタ部２７は、第２回路基板２５の外側面２５ａ側にて、その第２回路基板２５と平行な方向である左右方向Ｙに沿って延びるように形成され、その先端側にコネクタ挿入口２９が形成される。コネクタ部２７は、膨出部９９が膨らみ出る方向と同じ左右方向Ｙに沿って延びるように形成される。

複数のコネクタ端子７７は、第２実施形態と同様に高さ方向Ｚに並べて設けられる。各コネクタ端子７７は、その中間位置に曲げ部が設けられてＬ字状に形成される。

以上のアクチュエータ１０では、コネクタ部２７が第２回路基板２５と平行な左右方向Ｙに沿って延びるように形成される。よって、コネクタ部２７が出力軸１９から離れる前後方向Ｘに沿って延びるように形成されず、ハウジング１１の前後方向Ｘの寸法が抑えられ、ハウジング１１を小型化できる。特に、コネクタ部２７が膨出部９９が膨らみ出る方向と同じ方向に延びるように形成されると、ハウジング１１全体の左右方向Ｙの寸法の増大が抑えられ、ハウジング１１の小型化に効果的に寄与する。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

上述の実施形態に係るアクチュエータ１０は、車両用空調システムに用いられたが、これに限られず、パワーウィンドウ等に用いられてもよい。また、その用途は車両に限られない。

回転センサ２２は、出力軸１９の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターン５８と、その生成した検出信号を回転検出パターン５８から出力可能な出力端子６５Ｃとを有していればよく、その構成や検出方法は、上述したものに限られない。回転センサ２２は、上述の実施形態では第１回路基板２３により構成される例を説明したが、第１回路基板２３とブラシをケーシング内に収容したロータリーセンサにより構成されてもよい。

また、この他に、回転センサ２２は、ブラシと組み合わせてブラシ式のエンコーダを構成してもよい。この場合、回転センサ２２は、出力軸１９の回転位置を示す検出信号として、その回転位置に応じた大きさの電圧信号ではなくパルス信号を回転検出パターン５８で生成する。この場合、検出信号としてのパルス信号が出力端子６５Ｃから出力され、そのパルス信号をカウントすることにより出力軸１９の回転位置を検出できる。この場合でも、回転センサ２２と第２回路基板２５が分離しているため、回転センサ２２にリフロー処理をする必要がなくなる。よって、回転センサ２２の回転検出パターン５８がリフロー処理による熱の影響を受けず、その熱によるパターン位置変化の発生を抑えられ、回転検出パターン５８の性能変化を抑えられる。

また、上述の例では、ブラシが出力軸１９と一体に回転可能に構成されたが、ブラシではなく回転検出パターン５８が出力軸１９と一体に回転可能に構成されてもよい。つまり、出力軸１９が回転したときに、ブラシと回転検出パターン５８が相対的に回転可能であればよい。ブラシと回転検出パターン５８の何れが回転する場合でも、出力軸１９が回転したときに、回転検出パターン５８に対するブラシの接点位置が変化することにより、出力軸１９の回転位置に応じた検出信号が出力端子６５Ｃから出力される。

回転センサ２２は出力歯車５１と下側ケース１３の間に配置され、第２回路基板２５は出力軸１９の軸方向に対して平行となるようにハウジング１１内に収容された例を説明したが、これらの配置態様はこれに限られない。

ハウジング１１は、下側ケース１３に基板挿入部８１、切欠部８２が形成され、上側ケース１５に第１蓋部８３、第２蓋部８４が形成される例を説明したが、これらがなくともよい。この場合、回転センサ２２と第２回路基板２５は予め接続して一体化した状態で下側ケース１３内に組み付けてもよい。また、この場合、下側ケース１３の各位置決め部９３、９５はなくともよい。

コネクタ部２７は、上側ケース１５の第２側壁部１５ｂに設けられる例を説明した。コネクタ部２７は、この他に、上側ケース１５の第２底壁部１５ａや、下側ケース１３の第１底壁部１３ａ、第１側壁部１３ｂに設けられてもよい。コネクタ部２７が各底壁部１３ａ、１５ａに設けられる場合、コネクタ部２７は、出力軸１９の軸方向（高さ方向Ｚ）に沿って延びるように筒状に形成される。この場合、コネクタ部２７は第２回路基板２５と平行な方向である軸方向Ｚに沿って延びるように形成されることになる。この場合でも、コネクタ部２７が出力軸１９から離れる前後方向Ｘに沿って延びるように形成されず、ハウジング１１の前後方向Ｘの寸法が抑えられ、ハウジング１１を小型化できる。なお、出力軸１９の軸方向Ｚのうち、ハウジング１１から出力軸１９が突出する方向（図２の下方向）には、通常、アクチュエータ１０により駆動されるダンパ等の被駆動部材がある。よって、被駆動部材との干渉を抑える観点から、コネクタ部２７は、出力軸１９の軸方向Ｚのうち、ハウジング１１から出力軸１９が突出する方向とは反対側に延びるように形成されると好ましい。

第２回路基板２５は、各位置決め部９３、９５にヘッダーハウジング７９を係合させて下側ケース１３に位置決めされたが、その一部が各位置決め部９３、９５に係合されて下側ケース１３に位置決めされていればよい。

第２回路基板２５の電源回路１０１、ドライバ回路１０３、通信制御部１０７、モータ制御部１０９は、単一のＩＣチップ７５に組み込まれる例を説明したが、別々のＩＣチップ等の電子部品に組み込まれてもよい。この場合、ＩＣチップ等の電子部品は、図５等のように、第２回路基板２５の外側面２５ａの他にも、第２回路基板２５の内側面２５ｂに実装されてもよいし、これら両方に実装されてもよい。また、通信制御部１０７はＥＣＵ２１０との間で通信線２２３を用いてシリアル通信を実行したが、パラレル通信を実行してもよいし、有線通信の他に無線通信をしてもよい。

図１３は変形例に係るヘッダーハウジング７９を左右方向に沿った方向軸から見た部分断面図である。下側ケース１３はヘッダーハウジング７９の突条部７９ｂを保持する第２位置保持部９８を有する。第２位置保持部９８は突条部７９ｂの延びる方向である左右方向Ｙに沿って延びる溝状に形成される。下側ケース１３内に第２回路基板２５を組み付けたとき、突条部７９ｂと第２位置保持部９８の係合により、前後方向Ｘのヘッダーハウジング７９の移動が規制される。これにより、下側ケース１３内に第２回路基板２５を組み付けてから、下側ケース１３に上側ケース１５を組み付けるまでの間、第２位置保持部９８にて第２回路基板２５を保持できる。

なお、下側ケース１３には、第２位置保持部９８よりもコネクタ部２７が延びる方向である前後方向Ｘの前方（図中左側）にて、第１底面部３１の内面に案内面１１１が形成される。下側ケース１３の基板挿入部８１（図７参照）を通して第２回路基板２５を外側から内側に挿入するとき、ヘッダーハウジング７９が案内面１１１により案内されつつ、第２位置保持部９８内に配置可能となる。

１０ モータアクチュエータ、 １１ ハウジング、 １３ 第１ケース（下側ケース）、 １５ 第２ケース（上側ケース）、 １７ モータ、 １９ 出力軸、 ２２ 回転センサ、２３ 第１回路基板、 ２５ 第２回路基板、 ２７ コネクタ部、 ５８ 回転検出パターン、 ６５Ｃ 出力端子、 ７１ 端子接続部、 ７３ 端子穴、 ７７ コネクタ端子、 ８１ 基板挿入部、 ８３ 蓋部、 ９３ 第１位置決め部、９５ 第２位置決め部、 １０７ 通信制御部、 ２３０ 外部コネクタ。

Claims (8)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に収容されるモータと、
   前記モータの回転軸の回転と連動して回転する出力軸と、
   前記ハウジング内に収容される回転センサ及び回路基板と、を備え、
   前記回転センサは、出力軸の回転位置を示す検出信号を生成するための回転検出パターンと、前記回転検出パターンから前記検出信号を出力可能な出力端子と、を有し、
   前記回路基板には、前記出力端子が接続される端子接続部が設けられ、外部制御装置との間での通信を制御するための通信制御部を含む電子部品が実装されることを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 前記回路基板は、前記出力軸の軸方向に対して平行となるように前記ハウジング内に収容され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。
3. 前記ハウジングは、外部コネクタを装着可能なコネクタ部を有し、
   前記回路基板は、前記回転センサと前記コネクタ部の間に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータアクチュエータ。
4. 前記回路基板は、前記出力軸の軸方向に対して平行となるように前記ハウジング内に収容され、
   前記ハウジングは、外部コネクタを装着可能なコネクタ部を有し、
   前記コネクタ部は、前記回路基板と平行な方向に沿って延びるように形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータアクチュエータ。
5. 前記ハウジングは、前記出力軸の軸方向に該ハウジングを分割した形状を有する第１ケースと第２ケースを組み付けて構成され、
   前記端子接続部には、前記出力端子の先端部が挿通される端子穴が形成され、
   前記第１ケースには、前記端子穴から前記出力端子の先端部が突出する側にある前記回路基板の外側面と対向する箇所において、該第１ケースの外側から内側に前記回路基板を挿入可能な基板挿入部が形成されることを特徴とするを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータアクチュエータ。
6. 前記第２ケースには、前記基板挿入部を覆う蓋部が形成されることを特徴とする請求項５に記載のモータアクチュエータ。
7. 前記第１ケースには、前記出力端子の先端部が延びる方向に前記回路基板を位置決めする位置決め部が形成されることを特徴とする請求項５または６に記載のモータアクチュエータ。
8. 前記ハウジングは、外部コネクタを装着可能なコネクタ部を有し、
   前記回路基板には、前記コネクタ部の内側に配置される複数のコネクタ端子が実装され、
   前記端子接続部には、前記出力端子の先端部が挿通される端子穴が形成され、
   前記複数のコネクタ端子は、前記回路基板と平行な方向であって、前記端子穴から離れる方向と直交する方向に並べて設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のモータアクチュエータ。

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