JP2019528668A

JP2019528668A - モジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ

Info

Publication number: JP2019528668A
Application number: JP2019510649A
Authority: JP
Inventors: スチュワート，ウィリアム，エス; シェン，イ; ザオ，レイ
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2019-10-10
Also published as: CN109863671A; WO2018039343A1; EP3504777A1; US20180062479A1; KR20190039436A

Abstract

モータ、プリント回路基板及びモータ軸を含む第１モジュールを備えるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。第２モジュールは歯車列と出力軸とを含む。第１モジュールは、モータ軸が第２モジュール内に延びて第２モジュールの歯車列と連結される関係に第２モジュールに連結される。第１及び第２モジュールは、互いに連通するそれぞれ第１及び第２開口及び内部凹部を画定する。第１及び第２モジュールは、プリント回路基板が第１モジュールのモータと第２モジュールの歯車列との間に配置される関係で、一緒に連結される。モータ軸は、プリント回路基板の孔を通して延び、第２モジュールの歯車列と連結関係にある。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１６年８月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／３７９，０５７号の優先権及び出願日の利益を主張しており、その開示及び内容は、参照することによりその全体が明示的に本明細書に包含される。

本発明は、アクチュエータ、より具体的にはモジュラ式車両エンジンコンポーネントアクチュエータに関する。

アクチュエータは、例えばエンジン弁または車両エンジンターボチャージャのベーンを含む車両エンジンコンポーネントを作動するために、車両等の機器に使用される。

本発明は、個別のモータモジュールと歯車モジュールとを有するモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータを対象とする。

本発明は、一般に、モータとプリント回路基板と内部に収容されたモータ軸とを含む第１モジュールと、歯車列と内部に収容された出力軸とを含む第２モジュールとを備え、第１モジュールのモータ軸が第２モジュールの内部に延び、第２モジュールの歯車列と連結する関係で第１モジュールが第２モジュールに連結されるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータを対象とする。

１つの実施形態では、第１及び第２モジュールは、それぞれ第１、第２開口及び内部凹部を画定し、第１及び第２モジュールはそれぞれの第１、第２開口及び内部凹部が互いに連通するように連結される。

１つの実施形態では、第１及び第２モジュールは、第１モジュールのモータと第２モジュールの歯車列との間にプリント回路基板が配置される関係に一緒に連結される。

１つの実施形態では、プリント回路基板は貫通孔を画定し、モータ軸は、貫通孔を通って第２モジュールの内部に延び、第２モジュール内の歯車列と連結する関係となる。

１つの実施形態では、第２モジュール内の歯車列は、リングギア組立体と、リングギア組立体の内部に位置する第１及び第２遊星歯車組立体とを含み、モータ軸は、第１遊星歯車組立体に連結され、出力軸は、第２遊星歯車組立体に連結される。

１つの実施形態では、戻しばねがリングギア組立体を囲む。

１つの実施形態では、戻しばねは、第２歯車組立体に連結される第１端部と、リングギア組立体に連結される第２端部とを含む。

１つの実施形態では、リングギア組立体及び第２歯車組立体のそれぞれは、プレートを含み、戻しばねの第１及び第２端部は、リングギア組立体及び第２歯車組立体のそれぞれのプレートに連結される。

１つの実施形態では、第２モジュールは第１、第２及び第３歯車を含み、第１及び第２歯車は、第２モジュールのプレートに対して回転可能に連結され、第３歯車は出力軸に連結され、出力軸はプレートに対して回転可能に連結される一端を含み、モータ軸は第１歯車に連結され、第１歯車は第２歯車に連結され、第２歯車は第３歯車に連結される。

更に本発明は、第１開口と第１開口に連通する第１内部凹部とを画定し、モータと貫通孔を画定するプリント回路基板とプリント回路基板の貫通孔を通って延びるモータ軸とを含む第１モジュールと、第２開口と第２開口に連通する第２内部凹部とを画定し、１つまたは複数の歯車と出力軸とを含む第２モジュールとを備え、第１及び第２モジュールは、第１、第２開口及び第１、第２内部凹部が互いに連通し、モータ軸が第２内部凹部内に延びて１つまたは複数の歯車と一緒に連結され、第１モジュールのプリント回路基板が第１モジュール内のモータを第２モジュール内の１つまたは複数の歯車から分離する関係に連結される、モジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータを対象とする。

１つの実施形態では、プリント回路基板が貫通孔を画定し、モータ軸が貫通孔を通って、第２モジュールの第２内部凹部内に延びる。

１つの実施形態では、１つまたは複数の歯車は、遊星歯車と、遊星歯車を囲むリングギアとを含み、モータ軸がリングギア内に延びて遊星歯車と連結され、出力軸は遊星歯車に連結される。

１つの実施形態では、１つまたは複数の歯車は、支持プレートに回転可能に装着される第１及び第２歯車と、出力軸に装着される第３歯車とを含み、モータ軸は第１歯車に連結される。

本発明は更に、モータ用第１内部凹部を画定する第１ハウジングとプリント回路基板とモータ軸とを含む第１モジュールと、１つまたは複数の歯車用第２内部凹部を画定する第２ハウジングと出力軸とを含む第２モジュールとを備え、第１及び第２モジュールは、第１及び第２内部凹部が互いに連通し、モータ軸が第２モジュール内に延びて第２モジュールの１つまたは複数の歯車と連結する関係にあり、プリント回路基板が第１モジュール内のモータを第２モジュール内の１つまたは複数の歯車から分離する関係に一緒に連結されるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータを対象とする。

本発明の他の利点及び特徴は、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明、添付図面及び添付の特許請求の範囲からより容易に明らかとなる。

本発明のこれら及び他の特徴は、以下のように、添付の図面の説明によって最もよく理解することができる。

本発明によるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの斜視図である。図１に示すモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの展開した斜視図である。図１に示すモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの垂直断面図である。図１のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの歯車モジュールの内部の破断した斜視図である。本発明によるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの他の実施形態の斜視図である。図５に示すモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの展開斜視図である。図５に示すモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの垂直断面図である。

図１〜４は、本発明によるモジュール式アクチュエータ１０を示し、これは、図示の実施形態では、例えば自動車エンジンにおけるエンジン弁またはターボチャージャのベーン等の車両コンポーネントを作動するように構成されるモジュール式アクチュエータ１０である。

モジュール式アクチュエータ１０は、一緒に連結されてアクチュエータ１０を画定する個別の第１及び第２アクチュエータモジュール２０、３０から構成される。図示の実施形態では、第１及び第２アクチュエータモジュール２０、３０のそれぞれは、それぞれの内部ハウジング凹部２４、３４をそれぞれ画定するそれぞれのハウジング２２、３２を含む。

モジュール２０のハウジングの内部ハウジング凹部２４は、次に第１及び第２内部凹部セクション２４ａ、２４ｂをそれぞれ画定する。内部凹部セクション２４ｂは、アクチュエータ１０の垂直長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な方向に延びる内壁２５により一部が画定される。内部凹部２４ａは、長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な方向に延び、内壁２５にほぼ平行でかつ内壁２５から離隔する内壁２７により一部が画定される。

図示の実施形態では、ハウジング２２及びモジュール２０の第１端部は、内部凹部２４、より具体的には、内部凹部セクション２４ａに連通する開口を画定し、この内部凹部セクション２４ａは次に、内壁２５で閉じられる内部凹部セクション２４ｂに開口し、この内壁はハウジング２２及びモジュール２０の天井または屋根または閉端を画定する。ハウジング２２は、周囲外壁２２ａを含む。

伸縮プラグ２２ｂが、ハウジング２２の周囲外壁２２ａに画定される貫通孔２２ｃを覆う。

第１アクチュエータモジュール２０は、アクチュエータモータモジュールを備え、電気モータ４０、より具体的には、例えばＫｉｎｇらに対する米国特許出願公開第ＵＳ２０１６／０２４１１０７号に開示されているタイプ及び構造のアキシャル型電気ブラシレスＤＣモータを収容するように構成され、この特許出願の記載は、参照することにより、本明細書に完全に記載されていると同様に本明細書に包含される。

モータ４０は、ステータ組立体４２と、ロータ組立体４４と、ステータ組立体４２の中央を介して延びてロータ組立体４４と連結関係となるモータ軸４６とを含む。ロータ組立体４２は、これに装着されるディスク状磁石４８を含む。ロータ組立体４２及びモータ軸４６は、ステータ組立体４２に対して回転可能に構成される。

モータ４０、より具体的にはそのステータ組立体４２は、モータ装着ブラケット４９に装着される。モータ４０は、モジュール２０の内部凹部２４の内部凹部セクション２４ｂ内に、ブラケット４９がアクチュエータ長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な関係にハウジング壁２５の内面に装着され、モータ軸４６がアクチュエータ長手方向軸線Ｌとほぼ共直線の関係で延びる関係に、配置されかつ装着される。複数のねじ４９ａが、ブラケット４９を内部ハウジング壁２５に装着する。

モータモジュール２０は更に、例えば、ホール効果センサＩＣ５２ｂを含むその対向する外面の一方または双方に装着される素子５２ａ、５２ｂ及び５２ｃ等の複数の電気素子を含むプリント回路基板５０を備える。プリント回路基板５０は、モータ軸４６用の中央貫通開口５１を画定する。

複数の押さえねじ５３は、内部凹部セクション２４ａ内のプリント回路基板５０を、ハウジング壁２７の内面に、プリント回路基板５０の周縁部が内部ハウジング壁２７の周部に当接しかつ固定され、プリント回路基板５０がそれぞれの内部凹部セクション２４ａ、２４ｂ間に画定される開口に位置しかつ横断して延び、プリント回路基板５０がアクチュエータ長手方向軸線Ｌにほぼ垂直に延び、モータ軸４６の端部が内部ハウジングセクション２ｂを通って、プリント回路基板５０の中央貫通開口５１を通って、内部凹部セクション２４ａ内に延びる関係に、装着する。

第１アクチュエータモジュール２０は更に、モジュール２０のハウジング２２の外壁２２ａから外方に突出し、プリント回路基板５０と電気的に連結するように構成される電気コンタクト端子６０ｂを含む電気コネクタ６０を包含する。コネクタワイヤ（図示しない）は、コネクタ６０をエンジンコントローラ（図示しない）に連結する。

複数の押さえねじ６０ａが、コネクタ６０をモジュール２０のハウジング２２の外壁２２ａに装着する。

第２アクチュエータモジュール３０は、トルク伝達歯車箱／歯車列／顧客インターフェースアクチュエータモジュールを備え、これは、図示の実施形態では、以下により詳細に説明するように、１つまたは複数の歯車及びアクチュエータ出力軸８０を収容する。

モジュール３０のハウジング３２は、周囲遠位肩６２と遠位肩６２の周囲半径方向端面から外方に突出する周囲リップ６３とを有する周囲外壁６１を含む。

ハウジング３２は、周囲リップ６３を含むその端部に、内部凹部３４と連通する開口を画定する。ハウジング３２、したがってモジュール３０は更に、ハウジング３２したがってモジュール３０の閉端部を形成及び画定する下部床壁６４を含む。下部床壁６４は、アクチュエータ長手方向軸線Ｌに垂直な方向に延び、内部貫通孔６７を画定する中央円筒状スリーブ６６を含む。

アクチュエータ出力軸８０は、アクチュエータ長手方向軸線Ｌ及びモータ軸４６の双方と共直線の関係に、スリーブ６６に画定される貫通孔６７を通って延びる。ブラケット８２は、アクチュエータ出力軸８０の一端に固定される。同じ数字８４で全体的に指定される複数の軸受及びシールが、アクチュエータ出力軸８０を内部スリーブ６６内でスリーブ６６に対して回転可能に装着及びシールする。

図２〜４を参照すると、モジュール３０は更に、複数の歯車／歯車列７０、７２、７４、７６及び７７を含む歯車列を以下により詳細に記載するように収容する。

図示の実施形態では、歯車組立体７０は、ギアキャリアプレートブラケット７１に対して回転可能に連結される静止リングギア７３を含む。キャリアプレートブラケット７１は、その下部外面から外方に突出してその間に開口スロットを画定し、以下により詳細に説明するように戻しばね８０の端部８０ｂを収容する、少なくとも第１対の離隔した突起またはフィンガ７１ａを含む。

第１段の歯車組立体７２は、平坦なキャリアプレート７５に回転可能に装着される３つの回転可能な遊星歯車７２ａの第１セットを含む。外歯７６ａを有するカラー歯車７６が、キャリアプレート７５の下面から外方に垂下する。

第２段の歯車組立体７４は、ディスク状キャリアプレート７９に回転可能に装着される３つの回転可能な遊星歯車７４ａの第２セットを含む。キャリアプレート７９の下面は、ブラケット凹部９０を画定する。

複数のねじ８２が、キャリアプレートブラケット７１をハウジング壁６１の周部リップ６２の半径方向端面に装着し、これにより、リングギア組立体７０を、モジュール３０の内部凹部３４内に、リングギア７３の外部周壁がモジュール３０の外部周壁６１から離隔する関係に装着する。

歯車組立体７２、７４は、積み重ねられた関係でモジュール３０の内部凹部３４内に配置され、より具体的には、リングギア７３の内部に配置され、更により詳細には、リングギア７３の外部周壁により画定される内部凹部８５内に配置される。

更により詳細には、歯車７２ａは、リングギア７３の周壁の内面に形成された内歯７３ａと噛み合う外歯７２ｂを含む。歯車７４は、プレートブラケット７５に対向して配置され、プレートブラケット７５から垂下するカラー歯車７６の外歯７６ａと噛み合う外歯７４ａを周囲に有する。

アクチュエータ出力歯車８０のブラケット８２は、歯車７４ａを装着し、したがって出力軸８０をアクチュエータ長手方向軸線Ｌ及びモータ軸４６とほぼ共直線の関係で装着するディスク状プレート７９に画定された溝またはキー孔９０内に着座しかつキー止めされる。

ディスク状プレート７９は、スロット９２を更に画定する。

歯車７７は、モータ軸４６の歯付き下端を歯車７２ａに連結するモータピニオン歯車である。

モジュール３０は更に、モジュール３０の内部凹部３４内に、リングギア７３を囲みかつ離隔した関係に配置される螺旋状戻しばね８０を更に含み、より具体的には、戻しばね８０は、ハウジング３２の外壁６１の内面とリングギア７３の周壁の外面との間に配置される。

第１及び第２アクチュエータモジュール２０、３０は、それぞれのモジュール２０、３０の開口端が互いに向き合う関係、より具体的には、モジュール２０のハウジング２２の周囲外壁２２ａの半径方向遠位端面がモジュール３０のハウジング３２の半径方向遠位肩６２に当接し、周囲肩６２から外方に突出する周囲リップ６３がモジュール２０の内部凹部セクション２４ａ内に延び、モジュール２０の内部凹部セクション２４ａ内に配置されるモータピニオンギア７７が、モータ軸４６の遠位端４６ａの外歯に噛み合う内歯を周囲に有する第１端部と３つの歯車７２ａ間の中央に延びかつ歯車７２ａの外歯７２ｂと噛み合う外歯を有する対向した第２端部とを含み、歯車組立体７０のキャリアプレート７１がモジュール２０の内部凹部セクション２４ａ内に延びる関係に互いに重ねられて一緒に連結される。

複数の押さえねじ９６は、モジュール３０の半径方向肩６２を介して、モジュール２０の外壁２２ａの半径方向端面内に延び、モジュール２０、３０を一緒に連結する。

したがって、モジュール２０、３０が一緒に連結される図１〜４の実施形態では、モジュール２０内のモータ４０とモジュール３０内の歯車７０、７２及び７４とは、プリント回路基板５０が歯車組立体７０のキャリアプレート７１に直接対向しかつ離隔して、より具体的には、プリント回路基板５０が間に配置されてモジュール２０内のモータ４０をモジュール３０内の複数の歯車から分離する関係に対向しかつ共直線の関係に配置される。

更に、モジュール２０、３０が一緒に連結される状態では、それぞれのモジュール開口は、内部凹部２４、３４が互いに連通する状態に互いに向き合う。

アクチュエータ１０の動作にしたがって第１アクチュエータモジュール２０の内部のモータ４０を作動すると、モータ軸４６が回転し、この結果、モータピニオン歯車７７が回転し、この結果、歯車７７に連結された遊星歯車７２ａが回転し、この結果、キャリアプレート７５が回転し、この結果、キャリアプレート７５から垂下するカラー歯車７６が回転し、この結果、歯車７６に連結された歯車７４ａが回転し、この結果、キャリアプレート７９が回転し、この結果、プレート７９に連結された出力軸ブラケット８２が回転し、この結果、出力軸８０が回転し、この結果、出力側歯車軸８０の下端に作動可能に設けられかつ接続された車両エンジンコンポーネント（図示しないが、例えば、弁またはターボチャージャベーンを含む）が作動しまたは移動する。

更に、アクチュエータ１０の動作にしたがって、モータ４０のロータ４４が回転すると、磁石４８が回転し、この結果、モータ磁石４８により生成される磁界の強さ及び／または方向が変化し、これはホール効果センサ５２ｂにより検知され、ロータ４４の位置、したがって、モータ軸４６及び歯車７０、７２及び７４を介して作動可能に接続される車両エンジンコンポーネントの位置を決定することを可能とする。

図５〜７は、本発明によるモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ１００の他の実施形態を示す。

モジュラアクチュエータ１００は、一緒に連結されてアクチュエータ１００を画定する第１及び第２アクチュエータモジュール１２０、１３０を備える。図示の実施形態では、第１及び第２アクチュエータモジュール１２０、１３０のそれぞれは、それぞれの内部ハウジング凹部１２４、１３４を画定するそれぞれのハウジング１２２、１３２を含む。

モジュール１２０のハウジング１２２の内部ハウジング凹部１２４は、第１及び第２内部凹部セクション１２４ａ、１２４ｂのそれぞれを順に画定する。内部凹部セクション２４ｂは、アクチュエータ１１０の垂直長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な方向に延びる内壁１２５により一部が画定される。内部凹部１２４ａは、長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な方向に延びかつ内壁１２５からほぼ平行でかつ離隔した内壁１２７により一部が画定される。

図示の実施形態では、ハウジング１２２及びモジュール１２０の第１端部は、内部凹部１２４に連通し、より具体的には、内部凹部セクション１２４ａに連通する開口を画定し、これは次に内部凹部セクション１２４ｂに開口し、これは次に内壁１２５により閉じられ、この内壁はハウジング１２２及びモジュール１２０の天井または屋根または閉端部を画定する。ハウジング１２２は、周囲外壁１２２ａを含む。

第１アクチュエータモジュール１２０は、アクチュエータモータモジュールを備え、電気モータ１４０、より具体的には、例えばＫｉｎｇらに対する米国特許出願公開第ＵＳ２０１６／０２４１１０７号に開示されているタイプ及び構造のアキシャル型電気ブラシレスＤＣモータを収容するように構成され、この特許出願の記載は、参照することにより、本明細書に完全に記載されているものとして本明細書に包含される。

モータ１４０は、ステータ組立体１４２と、ロータ組立体１４４と、ステータ組立体１４２の中央を介して延びてロータ組立体１４４と連結関係となるモータ軸１４６とを含む。ロータ組立体１４２は、これに装着されるディスク状磁石１４８を含む。ロータ組立体１４２及びモータ軸１４６は、ステータ組立体１４２に対して回転可能に構成される。

モータ１４０、より具体的にはそのステータ組立体１４２は、モータ装着ブラケット１４９に装着される。モータ１４０は、モジュール１２０の内部凹部１２４の内部凹部セクション１２４ｂ内に配置されかつ装着され、ブラケット１４９はハウジング壁１２５の内面に、アクチュエータ長手方向軸線Ｌに対してほぼ垂直な関係に装着され、モータ軸１４６はアクチュエータ長手方向軸線Ｌと同じ方向に延びる。複数のねじ１４９ａが、ブラケット１４９を内部ハウジング壁１２５に装着する。

モータモジュール１２０は更に、例えばホール効果センサＩＣ１２５ｂを含み、その対向する外面の一方または双方に装着される素子１５２ａ〜１５２ｅ等の複数の電気素子を含むプリント回路基板１５０を備える。プリント回路基板１５０は、モータ軸１４６用の中央貫通開口１５１を画定する。

複数の押さえねじ１５３が、内部凹部セクション１２４ａ内のプリント回路基板１５０を、プリント回路基板１５０の周縁部が内部ハウジング壁１２７に当接しかつ固定される関係にハウジング壁１２７の内面に装着し、プリント回路基板１５０はそれぞれの内部凹部セクション１２４ａ、１２４ｂ間に画定される開口に位置しかつ横断して延び、プリント回路基板１５０はアクチュエータ長手方向軸線Ｌにほぼ垂直な関係に延び、モータ軸１４６の端部は内部ハウジングセクション１２４ｂ、プリント回路基板１５０の中央貫通開口１５１を通って内部凹部セクション１２４ａ内に延びる。

第１アクチュエータモジュール１２０は更に、モジュール１２０のハウジング１２２の外壁１２２ａから外方に突出し、プリント回路基板１５０と電気的に連結するように構成される電気コンタクト端子１６０ｂを有する電気コネクタ１６０を包含する。コネクタワイヤ（図示しない）は、コネクタ６０をエンジンコントローラ（図示しない）に連結する。

複数の押さえねじ１６０ａがコネクタ１６０をモジュール１２０のハウジング１２２の外壁１２２ａに装着する。

第２アクチュエータモジュール１３０はトルク伝達歯車箱／歯車列／顧客インターフェースアクチュエータモジュールを備え、これは、図示の実施形態では、以下により詳細に説明するように、複数の歯車及びアクチュエータ出力軸１８０を収容する。

モジュール１３０のハウジング１３２は、周囲遠位肩１６２と、遠位肩１６２の周囲半径方向端面から外方に突出する周囲リップ１６３とを有する周囲外壁１６１を含む。

ハウジング１３２は、周囲リップ１６３を含むその端部で開口し、より具体的には、その内部凹部１３４に開口しかつ連通する。ハウジング１３２、したがってモジュール１３０は更に、ハウジング１３２したがってモジュール１３０の閉端部を形成及び画定する下部床壁１６４を含む。下部床壁１６４は、アクチュエータ長手方向軸線Ｌに垂直な方向に延び、内部貫通孔１６７を画定する中央円筒状スリーブ１６６を含む。

アクチュエータ出力軸１８０は、スリーブ１６６に画定される貫通孔１６７を通って、アクチュエータ長手方向軸線Ｌ及びモータ軸１４６の双方に平行な関係に延びる。同じ数字１８４で全体的に指定される複数の軸受及びシールが、アクチュエータ出力軸１８０を内部スリーブ１６６内でスリーブ１６６に対して回転可能に装着しかつシールする。

図２〜４を参照すると、モジュール１３０は更に、以下により詳細に説明するように複数の歯車／歯車組立体１７２、１７３及び１７４を収容する。

図示の実施形態では、歯車１７２は外歯１７２ａを有する中間円形歯車であり、歯車１７３は、外歯１７３ａを有するカラー歯車であり、円形歯車１７２の中心から下方に垂下する。

歯車１７４は、外歯１７４ａを有する出力扇形歯車である。ブラケット１７４ｂが、歯車１７４を出力軸１８０の一端に連結する。

モジュール１３０は更に、貫通開口１７１ａを画定するギア支持プレート１７１と、その下面から突出するブラケット１７１ｂとを含む。

ギアプレート１７１は、モジュール１３０の内部凹部１３４内に配置されて装着され、より具体的には、その周辺周縁部がモジュール１３０のハウジング１３２の内周壁１６２に、アクチュエータ長手方向軸線Ｌに対してほぼ垂直な関係で着座しかつ装着される。

歯車１７２、１７３は、モジュール１３０の内部凹部１３４内に、歯車１７２がギアプレート１７１の頂部外面に対して着座しかつ回転可能に、歯車１７３がギアプレート１７１に画定される貫通孔１７１ａを通って延びる関係に配置されかつ装着される。

歯車１７４は、ギア支持プレート１７１の下面から外方に突出するブラケット１７１ｂ内に延びる出力軸１８０の端部を囲む装着ブラケット１７４ｂを含む。出力軸１８０は、モジュール１３０の内部凹部１３４を介して、モータ軸１４６及びアクチュエータ長手方向軸線Ｌの双方から離隔しかつほぼ平行な関係で延びる。ギアプレート１７１に連結されるその端部に対向する出力軸１８０の端部は、スリーブ１６６の内部を通って延びる。出力軸１８０は、ギア支持プレート１７１及びスリーブ１６６に対して回転可能である。

第１及び第２アクチュエータモジュール１２０、１３０は、それぞれのモジュール１２０、１３０の開口端を互いに向き合わせ、それぞれの内部凹部１２４、１３４を互いに連通させる関係、より具体的には、モジュール１２０のハウジング１２２の周囲外壁１２２ａの半径方向遠位端がモジュール１３０のリップ１６３の半径方向遠位面に当接し、回転可能なモータ軸１４６の遠位端がモジュール１３０の内部凹部１３４内に延びて歯車１７２の外歯１７２ａに噛み合う外歯１４６ａを有し、歯車１７３の外歯１７３ａが扇形歯車１７４の外歯１７４ａと噛み合う関係で、互いに積重ねられて一緒に連結される。

歯車１７２、１７３は、ギアプレート１７１に画定される貫通開口１７１ａを通して延びかつモジュール１２０の内壁１２７及びモジュール１３０の内壁１６４のそれぞれに装着される端部をそれぞれが有する細長い軸１９０上に回転可能に装着される。

したがって、モジュール１２０、１３０が一緒に連結される図５〜７の実施形態では、モジュール１２０のモータ１４０とモジュール１３０の歯車１７２、１７３及び１７４とは、間に配置されてモジュール１２０のモータ１４０をモジュール１３０の複数の歯車１７２、１７３及び１７４から分離するプリント回路基板１５０と対向する関係に配置される。

アクチュエータ１００の動作にしたがい、第１アクチュエータモジュール１２０の内部のモータ１４０を作動すると、モータ軸１４６が回転し、この結果、モータ軸１４６に連結される歯車１７２が回転し、この結果、歯車１７３が回転し、この結果、歯車１７３に連結された歯車１７４が回転し、この結果、歯車１７４に連結された出力軸１８０が回転し、この結果、作動可能に設けられかつ出力歯車軸８０の下端に接続される車両エンジンコンポーネント（図示しないが、例えば弁またはターボチャージャベーンを含む）が作動しまたは移動する。

更に、アクチュエータ１００の動作にしたがい、モータ１４０のロータ１４４が回転すると、磁石１４８が回転し、この結果、モータ磁石１４８で生成される磁界の大きさ及び方向が変化し、これはホール効果センサ１５２ｂにより検知され、ロータ１４４の位置、したがって、モータ軸１４６と歯車１７２、１７３及び１７４とを介してこれに作動可能に接続される車両エンジンコンポーネントの位置を決定することができる。

本発明にしたがい、第１アクチュエータモジュール２０及び１２０の設計は、構成の数が制限される。第２アクチュエータモジュール３０及び１３０は、用途ごとに、顧客のトルク／応答時間／分解能／取り付け要件に合致するように設計される。

本発明によると、アクチュエータ１０及び１００のモジュラ構造は、少なくとも以下の利点を提供し、つまり、それぞれの第１モータモジュール２０及び１２０とそれぞれの第２歯車及び出力軸モジュール３０及び１３０とは、単独で検証される、それぞれの第１モータモジュール２０及び１２０とそれぞれの第２歯車及び出力軸モジュール３０及び１３０とは、用途にしたがって独立した設計及び構成の対象となる、それぞれの第１モータモジュール２０及び１２０とそれぞれの第２歯車及び出力軸モジュール３０及び１３０とは、種々の要求に合致するように混合及び整合の対象となる、それぞれのモジュール２０、１２０、３０及び１３０間の共通性がアクチュエータ１０及び１００の単品当たりのコストを低減する、及び、それぞれの第１及び第２モジュールの一方または双方の任意の改善は、多数のアクチュエータプラットホームを横断する適用の対象となる。

特に、それぞれのモータモジュール２０及び１２０の設計及び構成の共通性、より具体的には、それぞれの内部モジュール凹部２４及び１２４内のブラケットで支えられるそれぞれのモータ４０及び１４０を含む内部のモータコンポーネント、それぞれの内部モジュール壁２７及び１２７に連結されるそれぞれのプリント回路基板５０及び１５０、及び、それぞれの歯車モジュール３０及び１３０のそれぞれの内部凹部３４及び１３４内に延びて別箇の歯車モジュールの歯車に連結関係となるそれぞれのモータ軸４６及び１４６の設計及び構成における共通性は、同じ基本的モータモジュール設計を、異なる歯車モジュール設計を必要とする多くの用途に使用することを可能とする。

同様に、それぞれの歯車及び出力軸モジュール３０及び１３０の設計及び構成の共通性、より具体的には、その内部凹部内に延びるモータの軸と連結する関係に構成されるそれぞれの歯車組立体を含む歯車モジュールの設計及び構成の共通性は、同じ基本的歯車モジュール設計（ギアチェーンのデザインを除いて）を多くの用途に使用することを可能とする。

本発明の新規な特徴の精神及び範囲から逸脱することなく、上述のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの実施形態の多くの変形及び変更を行うことができる。本明細書に示した特定のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータの実施形態は、限定することを意図するものではなく、推測させるものでもないことを理解すべきである。勿論、特許請求の範囲に含まれる全てのそのような変更は、添付の特許請求の範囲に包含されることを意図する。

Claims

モータ、プリント回路基板、及び、その内部に収容されるモータ軸を含む第１モジュールと、
歯車列及びその内部に収容される出力軸を含む第２モジュールとを備え、前記第１モジュールは、前記第１モジュールの前記モータ軸が前記第２モジュールの内部に延び、前記第２モジュールの前記歯車列と連結される関係に前記第２モジュールに連結される、モジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記第１及び第２モジュールは、それぞれ第１、第２開口及び内部凹部を画定し、前記第１及び第２モジュールは、前記それぞれの第１、第２開口及び内部凹部と互いに連通する関係に連結される、請求項１に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記第１及び第２モジュールは、前記プリント回路基板が前記第１モジュールの前記モータと前記第２モジュールの前記歯車列との間に位置する関係に一緒に連結される、請求項１に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記プリント回路基板は貫通孔を画定し、前記モータ軸は、前記貫通孔を通して前記第２モジュールの前記内部に延びて前記第２モジュールの前記歯車列に連結関係にある、請求項１に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記第２モジュールの前記歯車列は、リングギア組立体と、前記リングギア組立体の内部に配置される第１及び第２遊星歯車組立体とを含み、前記モータ軸は前記第１遊星歯車組立体に連結され、前記出力軸は前記第２遊星歯車組立体に連結される、請求項１に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
更に、前記リングギア組立体を囲む戻しばねを備える、請求項５に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記戻しばねは、前記第２歯車組立体に連結される第１端部と、前記リングギア組立体に連結される第２端部とを含む、請求項６に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記リングギア組立体と前記第２歯車組立体のそれぞれはプレートを含み、前記戻しばねの前記第１及び第２端部は、前記リングギア組立体及び前記第２歯車組立体のそれぞれのプレートに連結される、請求項７に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記第２モジュールは、第１、第２及び第３歯車を含み、前記第１及び第２歯車は、前記第２モジュールのプレートに対して回転可能に連結され、前記第３歯車は前記出力軸に連結され、前記出力軸は、前記プレートに対して回転可能に連結される一端を含み、前記モータ軸は前記第１歯車に連結され、前記第１歯車は前記第２歯車に連結され、前記第２歯車は前記第３歯車に連結される、請求項１に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
第１開口と前記第１開口と連通する第１内部凹部とを画定し、モータと、貫通孔を画定するプリント回路基板と、前記プリント回路基板の前記貫通孔を通って延びるモータ軸を含む第１モジュールと、
第２開口と前記第２開口に連通する第２内部凹部とを画定し、１つまたは複数の歯車及び出力軸を含む第２モジュールとを備え、
前記第１及び第２モジュールは、前記第１、第２開口及び前記第１、第２内部凹部が互いに連通し、前記モータ軸が前記第２内部凹部内に延びて前記１つまたは複数の歯車と連結し、前記第１モジュールの前記プリント回路基板が前記第１モジュールの前記モータを前記第２モジュールの前記１つまたは複数の歯車から分離する関係で一緒に連結される、モジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記プリント回路基板は貫通孔を画定し、前記モータ軸は前記貫通孔を通って、前記第２モジュールの前記第２内部凹部内に延びる、請求項１０に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記１つまたは複数の歯車は、遊星歯車と前記遊星歯車を囲むリングギアとを含み、前記モータ軸は前記リングギア内に延びて前記遊星歯車に連結され、前記出力軸は前記遊星歯車に連結される、請求項１０に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
前記１つまたは複数の歯車は、支持プレートに回転可能に装着される第１及び第２歯車と前記出力軸に装着される第３歯車とを含み、前記モータ軸は前記第１歯車に連結される、請求項１０に記載のモジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。
モータ、プリント回路基板及びモータ軸用第１内部凹部を画定する第１ハウジングを含む第１モジュールと、
１つまたは複数の歯車及び出力軸用第２内部凹部を画定する第２ハウジングを含む第２モジュールとを備え、
前記第１及び第２モジュールは、前記第１及び第２内部凹部が互いに連通し、前記モータ軸が前記第２モジュール内に延びて前記第２モジュールの前記１つまたは複数の歯車と連結し、前記プリント回路基板が前記第１モジュールの前記モータを前記第２モジュールの前記１つまたは複数の歯車から分離する関係で一緒に連結される、モジュール式車両エンジンコンポーネントアクチュエータ。