JP2016063746A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】騒音が少ないアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータが、ウォームを駆動するためのモータと、ギアボックスと、モータ制御モジュールとを含む。ギアボックスは、ギアボックスハウジングと、ギアボックス内に取り付けられてウォームと噛合するウォームホイールと、ウォームホイールに同軸的に固定されて共に回転可能な出力機構とを含む。モータ制御モジュールは、制御モジュールハウジングと、制御モジュールハウジング内に収容されたプリント基板と、プリント基板に接続されて制御モジュールハウジングの開放端に取り付けられたコネクタとを含み、制御モジュールハウジングは、ギアボックスハウジングに接続される。制御モジュールハウジングは、弾性振動吸収体が取り付けられた少なくとも１つの平面を含み、弾性振動吸収体は平面の上方に突出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータの形の駆動装置に関し、特にモータ及びギアボックスを含むアクチュエータに関する。

既存のアクチュエータは、通常、動力源としてのモータと、減速のためのギアボックスと、モータを制御するための制御モジュールとを含む。モータは、ウォームを介して出力を提供する。ギアボックス内には、ウォームと噛合するためのウォームホイールが配置される。モータの動作中には振動が生じ、これによって騒音が発生する。また、アクチュエータの動作中にも、噛合したウォームとウォームホイールの間の相互作用力が振動を引き起こし、これによってアクチュエータ全体に騒音が発生する。

従って、騒音が少ないアクチュエータに対する要望がある。

従って、本発明は、その１つの態様において、ウォームを駆動するためのモータと、ギアボックスハウジング、前記モータによって駆動されるギヤトレイン、及びギヤトレインによって駆動される出力機構を含むギアボックスと、制御モジュールハウジング、制御モジュールハウジング内に収容されたプリント基板、及びプリント基板に接続されて制御モジュールハウジングの開放端に取り付けられたコネクタを含むモータ制御モジュールとを備え、制御モジュールハウジングが、ギアボックスハウジングに接続され、制御モジュールハウジングが、弾性振動吸収体が取り付けられた少なくとも１つの平面を含み、弾性振動吸収体が平面の上方に突出するアクチュエータを提供する。

制御モジュールハウジングは、下側ハウジング及び上側ハウジングを含み、下側ハウジングは、底部プレートと、底部プレートの対向する側部にそれぞれ接続された２つの側部プレートとを含み、底部プレートは、プリント基板と実質的に平行であり、少なくとも１つの平面は、プリント基板に面する底部プレートの面を含み、プリント基板に面する底部プレートの面に取り付けられた弾性振動吸収体は、第１の弾性振動吸収体であることが好ましい。

第１の弾性振動吸収体は、コネクタと底部プレートとの間で圧縮されることが好ましい。

コネクタは、長方形の外側ハウジングを含み、第１の弾性振動吸収体はプレート状であって、底部プレートと長方形の外側ハウジングとの間で圧縮されることが好ましい。

制御モジュールハウジングは、下側ハウジング及び上側ハウジングを含み、上側ハウジングは、カバープレートを含み、少なくとも１つの平面は、プリント基板に面するカバープレートの面を含み、プリント基板に面するカバープレートの面に取り付けられた弾性振動吸収体は、第２の弾性振動吸収体であることが好ましい。

第２の弾性振動吸収体は、コネクタとカバープレートとの間に配置されることが好ましい。

プリント基板に面するカバープレートの面は、第３の弾性振動吸収体をさらに有し、この第３の弾性振動吸収体は、カバープレートとプリント基板との間に配置されることが好ましい。

ギヤトレインは、モータによって駆動されるウォームと、ギアボックス内に取り付けられてウォームと噛合するウォームホイールとを含み、出力機構は、ウォームホイールに同軸的に固定されてウォームホイールと共に回転可能であることが好ましい。

制御モジュールハウジングの少なくとも一部は、ギアボックスハウジングの少なくとも一部と一体的に形成されることが好ましい。

ギアボックスハウジングは、ウォームを収容するウォームチャンバと、ウォームホイールを収容するウォームホイールチャンバとを定め、制御モジュールハウジングは、プリント基板を収容する制御モジュールチャンバを定め、制御モジュールチャンバ及びウォームチャンバは、ウォームの両側に位置することが好ましい。

弾性振動吸収体は、ゴム部材であることが好ましい。

このように、制御モジュールハウジングの平面は、弾性振動吸収体を有する。弾性振動吸収体は、平面の上方に突出する。従って、弾性振動吸収体は、振動を吸収し、従って騒音を低減するように、プリント基板又はコネクタなどの別の構成部品によって圧縮することができる。

以下、添付図面の図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図では、複数の図に出現する同一の構造、要素又は部品には、一般にこれらが出現する全ての図において同じ参照番号を付している。一般に、図に示す構成要素及び特徴部の寸法は、表現の便宜上明瞭にするために選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、各図を列挙する。

本発明の１つの実施形態によるアクチュエータを示す図である。 図１に示すアクチュエータの分解図である。 図１に示すアクチュエータの別の角度から見た分解図である。 図１に示すアクチュエータの平面図である。 図４に示すアクチュエータの切断面Ｐ１に沿って切り取った断面図である。 図４に示すアクチュエータの切断面Ｐ２に沿って切り取った断面図である。 図４に示すアクチュエータ切断面Ｐ３に沿って切り取った、制御モジュールハウジングの上側ハウジングを除去した断面図である。 図７に示すアクチュエータのモータ及び制御モジュールを除去した図である。 図８に示す部品の断面図である。

図１〜図３に示すように、本発明の１つの実施形態による駆動装置又はアクチュエータ４０は、モータ５０、ギアボックス６０及びモータ制御モジュール７０を含む。

この実施形態で用いるモータ５０は、トルク出力のためのシャフト５１を有する永久磁石式直流モータである。具体的には、モータ５０は、ステータ及びロータを含む。ステータは、外側ハウジングと、外側ハウジングの内面に取り付けられた永久磁石と、外側ハウジングの端部に取り付けられた端部キャップ及びブラシアセンブリとを含む。ロータは、シャフト５１に取り付けられたロータコア及び整流器と、ロータコアの周囲に巻かれて整流器のセグメントに電気的に接続されたロータ巻線とを含む。ロータ巻線には、ブラシアセンブリのブラシ及び整流器を介して電力が供給される。

モータのシャフト５１は、ウォーム５２（図９を参照）に接続される。モータ５０が回転すると、ウォーム５２も回転する。図示の実施形態では、ウォーム５２とモータ５０のシャフト５１が別個に製造され、その後に軸継手を介して互いに接続される。別の実施形態では、ウォームが、シャフトに固定して取り付けられたウォームスリーブの形を取ることができる。別の実施形態では、例えばロール成形、旋盤加工又は切削加工によってウォームの歯をシャフト上に直接形成することができる。

ギアボックス６０は、ギアボックスハウジング６２と、ギアボックスハウジング６２内でウォーム５２と噛合するように取り付けられたウォームホイール６３（図９）と、ウォームホイール６３に同軸的に固定されて共に回転する出力ギヤ６４とを含む。具体的には、ギアボックスハウジング６２は、ウォーム５２を収容するためのウォームチャンバと、ウォームホイール６３を収容するためのウォームホイールチャンバとを形成する。ウォームチャンバは、シャフト５１がギアボックス６０内に延びるようにするための、モータ５０に面した開口部を有する。

制御モジュール７０は、制御モジュールハウジングと、ハウジング内に配置されたプリント基板９１と、プリント基板９１に接続されたコネクタ９３とを含む。図示の実施形態では、制御モジュールハウジングが、下側ハウジング７２及び上側ハウジング８１を含む。下側ハウジング７２及び上側ハウジング８１は、プリント基板９１を収容するための制御モジュールチャンバを協働的に定める。コネクタ９３は、制御モジュールチャンバの開放端に取り付けられる。制御モジュールチャンバの開放端は、ウォームチャンバの開口部から離れる方向に向けられる。図示の実施形態では、制御モジュール７０の下側ハウジング７２が、ギアボックスハウジング６２（又はギアボックスハウジング６２の主要部）と一体的に形成され、制御モジュール７０のチャンバ及びギアボックスハウジング６２のウォームホイールチャンバは、ウォームチャンバの両側に位置する。

具体的には、下側ハウジング７２は、底部プレート７３と、底部プレート７３の対向する縁部にそれぞれ接続された２つの側部プレート７４とを含む。底部プレート７３は、プリント基板９１と実質的に平行である。２つの側部プレート７４の外面には、複数のラッチ突起７６が形成される。上側ハウジング８１は、カバープレート８８と、各々がラッチ穴８６を有する複数の弾性ラッチタブ８４とを含む。上側ハウジング８１を下側ハウジング７２に取り付ける際には、ラッチ突起７４が弾性ラッチタブ８４のラッチ穴８６に係合して上側ハウジング８１が下側ハウジング７２に固定されるまで、弾性ラッチタブ８４がラッチ突起７４のガイド面に沿ってラッチ突起７４上を摺動する。

コネクタ９３は、プリント基板９１の底部プレート７３に面する面上に配置される。底部プレート７３は、コネクタ９３が底部プレート７３とプリント基板９１との間に確実に位置するようにコネクタ９３を安定して支持するための、コネクタ９３に対応する平面７９を含む。図示の実施形態では、底部プレート７３の平面上に、平面７９の上方に突出する第１の弾性振動吸収体７５が配置される。第１の弾性振動吸収体７５は、コネクタ９３と底部プレート７３の間で圧縮されることが好ましい。モータ５０の振動がギアボックスハウジング６２に伝わり、その後、ギアボックスハウジング６２に接続された制御モジュールの下側ハウジング７２に伝わると、平面７９に起因して、下側ハウジング７２の底部プレート７３が振動及び騒音を生じやすくなってしまう。第１の弾性振動吸収体７５は、底部プレート７３の平面７９上に配置されてコネクタ９３によって圧縮され、底部から伝わる振動を吸収して騒音を低減することができる。

図示の実施形態では、コネクタ９３が、絶縁コネクタ本体と、コネクタ本体内に配置されてプリント基板９１に接続された複数の端子と、コネクタ本体を取り囲んで配置されたコネクタハウジング９４とを含む。コネクタハウジング９４は長方形である。

上側ハウジング８１のカバープレート８８も、プリント基板９１と実質的に平行である。カバープレート８８の内面８９、すなわちプリント基板９１に面した面は実質的に平らである。カバープレート８８の内面８９も、弾性振動吸収体、すなわちプリント基板９１に接触する第２の弾性振動吸収体８２及び第３の弾性振動吸収体８３を有する。カバープレート８８の内面８９は、実質的に平らであるため、アクチュテータ４０の動作中に振動及び騒音を生じやすくなってしまう。プリント基板９１に接触する第２の弾性振動吸収体８２及び第３の弾性振動吸収体８３は、カバープレート８８の振動を吸収し、従って騒音を低減することができる。

図４〜図６に示すように、第２の弾性振動吸収体８２は、コネクタ９３の領域内でカバープレート８８とプリント基板９１の間で圧縮され、第３の弾性振動吸収体８３も、カバープレート８８とプリント基板９１の間で圧縮される。

カバープレート８８の内面８９は、第２の弾性振動吸収体８２及び第３の弾性振動吸収体８３にそれぞれ対応する突出ブロック８５、８７を有することが好ましい。第２の弾性振動吸収体８２及び第３の弾性振動吸収体８３は、プリント基板９１に上手く接触できるように、突出ブロック８５、８７の端面に取り付けられる。

第１の弾性振動吸収体７５、第２の弾性振動吸収体８２及び第３の弾性振動吸収体８３は、限定するわけではないが、ゴム及びゴム状化合物などの好適な振動吸収材料で形成されることが好ましい。底部プレート７３及び上側ハウジング８１の弾性振動吸収体の数及び形状は、本明細書で説明した特定の数及び形状に限定されるものではない。

図４及び図７に示すように、制御モジュールチャンバ及びウォームホイールチャンバは、ウォームチャンバの両側に位置する。制御モジュールチャンバとウォームホイールチャンバの間には、ウォームホイールチャンバと制御モジュールチャンバの間の接続部分を分離し、従ってウォームホイールチャンバから制御モジュールチャンバに伝わる振動を弱めるための分離スロット７７が形成される。具体的には、分離スロット７７は、制御モジュールの下側ハウジング７２の底部プレート７３を貫いて形成される。分離スロット７７は、ウォームチャンバから制御モジュールチャンバへの振動伝達路を遮断し、従って底部プレート７３に対するウォームチャンバの振動の衝撃を低減するように、ウォームチャンバに隣接して位置する。分離スロット７７に近接する側部プレート７４は、制御モジュールチャンバ内に延びる遮蔽部７８（図７）を含むことが好ましい。遮蔽部７８は、アクチュエータの誤動作を引き起こす恐れのある異物が制御モジュールチャンバに入り込んでプリント基板９１に付着するのを妨げるように、上側ハウジング８１の方向に分離スロット７７と位置合わせされて下側ハウジング７２に接続される。遮蔽部７８の形状及びサイズは、分離スロット７７と一致することが好ましい。図示の実施形態では、遮蔽部７８が、底部プレート７３と平行に配置される。

図７〜図９に示すように、ウォーム５２は、ウォームシャフトと、このウォームシャフト上に形成された噛合部５４とを含む。噛合部５４は、ウォームホイール６３と噛合する。ウォームシャフトは、噛合部の両端を２つの軸受５６、５７によって支持される。図示の実施形態では、モータの端部に近接する軸受５６が、（スリーブブッシュとしても知られている）直線状の滑り軸受であり、モータの端部から離れた軸受５７は、（自動調心ブッシュとしても知られている）球状の滑り軸受である。分離スロット７７は、ウォームホイール６３とウォーム５２の噛合振動が軸受５７を介して制御モジュールに伝わるのを最小限に抑え、従って振動及び騒音を低減するように、軸受５７に隣接して位置することが好ましい。

分離スロット７７は、より良好な振動及び騒音低減結果を達成するように、ウォームの軸方向に沿った長さが軸受５７よりも長い。ウォームの軸方向に沿って測定した分離スロット７７の長さは、軸受５７の長さの２〜５倍であることが好ましい。

本出願の明細書及び特許請求の範囲では、記述する項目又は特徴の存在を明示する一方でさらなる項目又は特徴の存在を排除しないように、「備える、含む、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ及びｈａｖｅ）」という動詞、並びにその派生形の各々を包括的な意味で使用している。

明確化のために別個の実施形態の文脈で説明した本発明のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできると理解されたい。これとは逆に、簡潔さを期すために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴を別個に、又はいずれかの好適な下位の組み合わせで提供することもできる。

上述した実施形態はほんの一例にすぎず、当業者には、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が明らかになるであろう。

４０ アクチュエータ
５０ モータ
６０ ギアボックス
７０ モータ制御モジュール

Claims (11)

1. アクチュエータであって、
   ウォームを駆動するためのモータと、
   ギアボックスハウジングと、前記モータによって駆動されるギヤトレインと、該ギヤトレインによって駆動される出力機構とを含むギアボックスと、
   制御モジュールハウジングと、該制御モジュールハウジング内に収容されたプリント基板と、該プリント基板に接続されて前記制御モジュールハウジングの開放端に取り付けられたコネクタとを含むモータ制御モジュールと、
   を備え、前記制御モジュールハウジングは、前記ギアボックスハウジングに接続され、
   前記制御モジュールハウジングは、弾性振動吸収体が取り付けられた少なくとも１つの平面を含み、前記弾性振動吸収体は、前記平面の上方に突出する、
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記制御モジュールハウジングは、下側ハウジング及び上側ハウジングを含み、前記下側ハウジングは、底部プレートと、該底部プレートの対向する側部にそれぞれ接続された２つの側部プレートとを含み、前記底部プレートは、前記プリント基板と実質的に平行であり、前記少なくとも１つの平面は、前記プリント基板に面する前記底部プレートの面を含み、前記プリント基板に面する前記底部プレートの前記面に取り付けられた前記弾性振動吸収体は、第１の弾性振動吸収体である、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記第１の弾性振動吸収体は、前記コネクタと前記底部プレートとの間で圧縮される、
   請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記コネクタは、長方形の外側ハウジングを含み、前記第１の弾性振動吸収体はプレート状であって、前記底部プレートと前記長方形の外側ハウジングとの間で圧縮される、
   請求項２に記載のアクチュエータ。
5. 前記制御モジュールハウジングは、下側ハウジング及び上側ハウジングを含み、該上側ハウジングは、カバープレートを含み、前記少なくとも１つの平面は、前記プリント基板に面する前記カバープレートの面を含み、前記プリント基板に面する前記カバープレートの前記面に取り付けられた前記弾性振動吸収体は、第２の弾性振動吸収体である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
6. 前記第２の弾性振動吸収体は、前記コネクタと前記カバープレートとの間に配置される、
   請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記プリント基板に面する前記カバープレートの前記面は、第３の弾性振動吸収体をさらに有し、該第３の弾性振動吸収体は、前記カバープレートと前記プリント基板との間に配置される、
   請求項５又は６に記載のアクチュエータ。
8. 前記ギヤトレインは、前記モータによって駆動されるウォームと、前記ギアボックス内に取り付けられて前記ウォームと噛合するウォームホイールとを含み、前記出力機構は、前記ウォームホイールに同軸的に固定されて該ウォームホイールと共に回転可能である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
9. 前記制御モジュールハウジングの少なくとも一部は、前記ギアボックスハウジングの少なくとも一部と一体的に形成される、
   請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記ギアボックスハウジングは、前記ウォームを収容するウォームチャンバと、前記ウォームホイールを収容するウォームホイールチャンバとを定め、前記制御モジュールハウジングは、前記プリント基板を収容する制御モジュールチャンバを定め、前記制御モジュールチャンバ及び前記ウォームチャンバは、前記ウォームの両側に位置する、
    請求項９に記載のアクチュエータ。
11. 前記弾性振動吸収体は、ゴム部材である、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。