JP2561764Y2 - モータアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車用空気調和機の
ミックスドア等のドアを作動させるモータアクチュエー
タに関し、特に、出力軸の回転方向を逆に設定した場合
の汎用性を高めたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車には、外気の温度等に応じ
て自動的に車室内を空調するいわゆるフルオートエアコ
ンと呼ばれる空気調和装置が搭載されている。このよう
な自動車用空気調和装置にあっては、車両の各部の温度
情報を入力する各種センサおよび空調に対する乗員の要
求を入力する各種設定スイッチからの各種信号に基づい
て、空気調和装置を総括的に制御する制御装置が吹出温
度・送風量・吹出口モード等の設定を自動的に行ない、
車室内を最適な空調環境に設定・維持するようになって
いる。

【０００３】そして、設定された吹出温度を実現するの
は、制御装置が空気調和装置の空気を加熱する熱交換器
とこれをバイパスする空気量を制御するためのミックス
ドアの開度を変更するモータアクチュエータを制御する
ことにより行なうようになっており、このモータアクチ
ュエータには、ミックスドアの開度を正確に制御装置に
フィードバックするための検出器が備えられている。

【０００４】従来、このようなモータアクチュエータ
は、実開昭 57-146766号公報に開示されているものがあ
り、例えば、図６に示すように構成されているものがあ
る。図示するモータアクチュエータは、制御装置から供
給される電力に応じて駆動するモータＭの出力軸２がギ
ア３、４ａ、４ｂなどからなる減速機構を介して、軸受
１１により下側ケース１ｂに回動自在に取付けられるモ
ータアクチュエータの出力軸５に接続され、上側ケース
１ａから突出するこの出力軸５の先端には、図示しない
ミックスドアに連結棒７を介して接続された回動板６が
取り付けられるようになっており、モータＭがその制御
装置により駆動されることによりこの回動板６が回動
し、ミックスドアを作動させることができるようになっ
ている。この出力軸５の先端部は、半円形状になってお
り、回動板６を後述するブラシの位置に整合させて取り
付けることができるようになっている。

【０００５】また、これらのモータＭ、ギア４ａおよび
出力軸５が取り付けられる下側ケース１ｂには、基板９
に形成され、モータＭを制御するためのパターン部１０
が設けられており、出力軸ギア４ｂの底面に取付けられ
たブラシ（図示省略）が、出力軸５の回動に応じてこの
パターン部１０を摺動することにより、制御装置は、モ
ータＭをフィードバック制御することができるようにな
っている。このパターン部１０の詳細を図７に示す。

【０００６】図示するようにパターン部１０は、モータ
Ｍへの給電を切換えるためのパターン１２および前記検
出器としての可変抵抗器（以下、ＰＢＲと称する）１３
からなり、ブラシ１４は、出力軸５の回動に応じてこれ
らのパターン１２およびＰＢＲ１３にそれぞれ摺動する
ようになっている。そして、制御装置は、ＰＢＲ１３に
よりブラシ１４の位置、すなわちミックスドアの開度に
応じた電圧を入力することができ、この電圧に基づいて
ミックスドアの開度を認識でき、また、パターン１２お
よびブラシ１４により形成される電気通路により駆動電
力を的確にモータＭに供給することができるようになっ
ている。そして、制御装置は、認識したミックスドアの
開度および前記した制御装置の設定に基づいてミックス
ドアを最適開度に制御するようになっている。

【０００７】しかしながら、このような従来のモータア
クチュエータにあっては、上記のように、パターン部
が、ミックスドアの開度を検出するためのＰＢＲおよび
モータへの給電を切換えるためのパターンからなってお
り、このようなパターン部の面積は、アクチュエータ本
体に対して比較的大きな面積を占めることから、アクチ
ュエータ本体のコンパクト化を図ろうとすると、このパ
ターン部が他の部材に干渉する等の不具合が生じ、アク
チュエータをコンパクトにすることが困難であった。こ
のため、そのパターン部の面積を少なくするように、可
変抵抗器が小型の容器内に収容され、この可変抵抗器の
抵抗値を変化させるための入力軸が取り付けられたいわ
ゆるポテンショメータ（基本的な原理は、ＰＢＲと同じ
であり、取付面積が小さい構造になっている。）を使用
することが提案されている。これは、ポテンショメータ
の入力軸をアクチュエータの出力軸にギアを介して接続
し、このポテンショメータにより、従来のＰＢＲと同様
に出力軸の回動に応じてミックスドアの開度を検出する
ものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】ところで、自動車用空
気調和装置に使用されるモータアクチュエータは、上述
したミックスドアの回動用以外にも、インテークドアや
デフドア・ベントドア・フットドア等の回動用としても
用いられる。また、自動車用空気調和装置は自動車の排
気量が多少相違しても車室内容積はさほど異ならないの
で、空調能力はほぼ等しく設定されている。したがっ
て、空気取入口や吹出口の開口面積やドア開度などもほ
ぼ近似しており、その意味でモータアクチュエータを共
用化することが試みられる。

【０００９】ただし、車室内容積はさほど相違しないと
いっても、空気調和装置のユニットを取り付ける車体形
状は様々であるから、空気調和装置のユニット形状は、
取り付けるべき車種に応じた形状とすることが少なくな
い。したがって、モータアクチュエータの共用化を図ろ
うとした場合、モータアクチュエータの取り付け姿勢を
逆にしたい場合もあり、このとき、従来のモータアクチ
ュエータでは、モータの回転方向を逆にしただけでは対
応できないという問題があった。

【００１０】例えば、図８は、ある点Ａから点Ｂに向か
ってθだけ出力軸を回動させるために出力電圧比をｒに
設定した場合を示しているが、このモータアクチュエー
タのモータの回転方向を逆にして出力電圧比をｒとする
と、図９に示すように、出力軸の点Ａからの回動角度は
θ１となり、図８に示すθと等しくならない。したがっ
て、出力軸の回転方向を逆に設定したい場合には、モー
タの回転方向を逆にしただけでは共用化を実現すること
はできず、結局、ＰＢＲを新らたに製作する必要があっ
た。

【００１１】本考案の目的は、このような従来の問題点
を解決するために成されたものであり、同じ構成部品で
出力軸の回転方向を逆に設定することができる汎用性に
富んだモータアクチュエータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案は、ケーシング（１ａ，１ｂ）内に、モータ
（Ｍ）と、このモータの回転軸（２）に連結されたギヤ
（３）と、このギヤを含む複数のギヤ群によって回転さ
れる出力軸（５）と、この出力軸の回動角を検出する位
置検出器（４０）とを有するモータアクチュエータにお
いて、前記位置検出器（４０）は、前記出力軸に形成さ
れた出力軸ギヤ（４ｂ）と噛み合う入力軸ギヤ（２２
Ａ）と、この入力軸ギヤにともなって回転すると共に前
記出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力軸ギヤ（２
２Ｂ）と、これら２つの入力軸ギヤに挟持されて一方の
入力軸ギヤに固着されたブラシ（４１）が抵抗パターン
（４２）に摺接することにより前記出力軸の回転角を認
識する表裏対称形状の検出器本体（２０）とからなるこ
とを特徴とするモータアクチュエータである。

【００１３】

【作用】出力軸（５）の回転方向を逆にするためには、
モータ（Ｍ）の回転軸（２）の回転方向を逆に設定する
と共に、２つの入力軸ギヤ（２２Ａ，２２Ｂ）にて挟持
したＰＢＲ本体（２０）をケース（１）に表裏逆に取り
付ける。これにより、入力軸ギヤ（２２Ｂ）が出力軸ギ
ヤ（４ｂ）と噛み合うことになるが、入力軸ギヤ（２２
Ｂ）と入力軸ギヤ（２２Ａ）とはともに回転するので、
入力軸ギヤ（２２Ｂ）が出力軸ギヤ（４ｂ）にともなっ
て回転すると入力軸ギヤ（２２Ａ）も同じ回転速度で回
転し、当該入力軸ギヤ（２２Ａ）の裏面に取り付けられ
たブラシ（４１）とＰＢＲ本体（２０）の抵抗パターン
（４２）とが摺設し、これにより内部の可変抵抗器をそ
の回動角度に応じた抵抗値に設定することができる。こ
のとき、出力軸（５）の回転方向に対するブラシ（４
１）と抵抗パターン（４２）との摺設方向は同じである
から、正転時と同じ出力電圧比を付与すると出力軸の回
動角も等しくなり、その結果、同じ部品を用いて正逆回
転のモータアクチュエータの共用化を図ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本考案の一実施例に係るモータアクチュ
エータを示す分解斜視図、図２は同実施例に係るポテン
ショメータを示す分解斜視図、図３は同じくポテンショ
メータを示し、モータ回転方向を逆に設定した場合の組
み付け状態を示す分解斜視図、図４は図３に示す実施例
の出力電圧比と回転角との関係を示すグラフ、図５は図
４に示す実施例の出力電圧比と回転角との関係を示すグ
ラフである。

【００１５】図１には、ポテンショメータの入力軸とア
クチュエータの出力軸とをギアを介して接続し、このポ
テンショメータにより従来のＰＢＲと同様に出力軸の回
動に応じて出力軸の回転角度を検出することができるモ
ータアクチュエータが示されている。なお、従来の技術
で説明した部材と同一部材には、同一符号が付してあ
り、それらの詳細な説明は省略する。

【００１６】図示するように、従来のＰＢＲに相当する
可変抵抗器（位置検出器４０）が比較的小型の容器２０
に収容され、この可変抵抗器の抵抗値を設定する抵抗パ
ターン４２が容器表面に形成され、一方、この抵抗パタ
ーン４２に摺設するブラシ４１が入力軸ギヤ２２Ａの裏
面に取り付けられている。また、この入力軸ギヤ２２Ａ
の歯形と同じ歯形を有する別の入力軸ギヤ２２Ｂ（両入
力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂのギヤ比は同一でなくても良
い）が、入力軸ギヤ２２Ａと共働してＰＢＲ本体２０を
挟み込むように組み付けられる。すなわち、両入力軸ギ
ヤの軸４４，４５はＰＢＲ本体２０に穿設された通孔４
６に挿入され、さらに、入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂの軸
に穿設された通孔４７，４８にはケース１ｂから突出す
るピン４３が挿入され、これによりＰＢＲ本体２０と２
つの入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂとがケース１ｂに取り付
けられる。２つの入力軸ギヤの軸４４，４５の先端には
互いに係合する段部４９，５０が形成されており、両入
力軸ギヤの軸をＰＢＲ本体の通孔４６に挿入したとき
に、これら段部４９，５０が係合して組み付けられ、両
入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂは同一の回転速度にて回転す
るようになっている。図２に示す状態は、入力軸ギヤ２
２Ａが出力軸５に一体的に形成された出力軸ギア４ｂと
噛み合い、出力軸ギア４ｂが回動することにより、すな
わち、モータＭにより作動するドアの回動角度に応じて
入力軸ギヤ２２Ａの裏面に取り付けられたブラシ４１と
ＰＢＲ本体の表面に形成された抵抗パターン４２との摺
設位置が変化するもので、これにより内部の可変抵抗器
をその回動角度に応じた抵抗値に設定するようになって
いる。そして、これによりポテンショメータ４０は、図
示省略する制御装置に、設定した抵抗値に応じた電圧を
出力し、制御装置は、この電圧に基づいてドアの開度を
正確に認識することができるようになっている。

【００１７】このポテンショメータ４０には、上記電圧
を出力する出力端子３０が設けられており、この出力端
子３０は、基板９に形成されたパターン３１を介して下
側ケース１ｂに形成されたコネクタ部３２の出力端子３
３に接続され、外部の制御装置に上記電圧を出力するこ
とができるようになっている。また、本実施例のポテン
ショメータ４０の出力端子３０は、表裏対称、すなわ
ち、ＰＢＲ本体２０をケース１ｂに対し表裏逆に取り付
けられるように構成している。なお、この出力端子３０
は、配線により制御装置に接続するようにしても良い。

【００１８】また、モータＭへの給電を切換えるための
パターン１２は、従来と同様に基板９により下側ケース
１ｂに設けられ、出力軸ギア４ｂに取付けらた図示省略
するブラシがこのパターン１２に摺動することによりそ
の切換えを行なうことができるようになっている。そし
て、このパターン１２は、コネクタ部３２の入力端子３
４に接続され、その制御装置から供給される電力をモー
タＭに供給することができるようになっている。さら
に、出力軸５に取付けられ、この出力軸５の回転力を、
作動させるドアに伝達するレバー２３には、出力軸５に
嵌合させるための嵌合孔２４が形成されている。

【００１９】なお、このように構成したモータアクチュ
エータは、以下のようにして組み立てられる。まず従来
と同様に、予めパターン１２が形成されている基板９、
および同様に予め出力軸２にギア３が取付けられたモー
タＭを下側ケース１ｂに取り付け、さらに、ギア４、出
力軸５および、予め入力軸２１に入力軸ギア２２が取り
付けられたポテンショメータ４０を下側ケース１ｂに取
り付ける。この時点では、出力軸ギア４ｂと入力軸ギア
２２との噛み合わせ位置は任意で良く、出力軸５の回動
角度とポテンショメータ２０の初期設定角度とを整合さ
せなくて良い。

【００２０】そして、このように各部材を下側ケース１
ｂに取り付けた後、上側ケース１ａを下側ケース１ｂに
取り付け、上側ケース１ａから出力軸５の先端部が突出
した状態に組立てる。

【００２１】次に、コネクタ部３２の入力端子３４に給
電を行ない、モータＭを駆動させ、これによりポテンシ
ョメータ４０から出力される電圧を出力端子３３により
検出し、この電圧が基準となる所定電圧となるようにモ
ータＭを駆動して出力軸５を位置決めする。つまり、ポ
テンショメータ４０により出力軸５を初期設定角度に整
合する位置に位置決めする。

【００２２】そして、このように位置決めされた出力軸
５に対して、レバー２３をその初期設定角度に対応する
方向に向けて、出力軸５の先端部をレバー２３の嵌合孔
２４に挿入固定して、出力軸５にレバー２３を取り付
け、モータアクチュエータの組立てを完了する。

【００２３】次に、出力軸５の回転方向を逆にするため
にモータＭの回転方向を逆に設定した場合には、図３に
示すように、２つの入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂにて挟持
したＰＢＲ本体２０をケース１ｂのピン４３に挿入する
にあたり表裏逆に挿入する。このとき、入力軸ギヤ２２
Ｂが出力軸ギヤ４ｂと噛み合うことになるが、入力軸ギ
ヤ２２Ｂと入力軸ギヤ２２Ａとはこれらの軸４４，４５
が段部４９，５０によって係合しているので、入力軸ギ
ヤ２２Ｂが出力軸ギヤ４ｂにともなって回転すると入力
軸ギヤ２２Ａも同じ回転速度で回転し、当該入力軸ギヤ
２２Ａの裏面に取り付けられたブラシ４１とＰＢＲ本体
２０の抵抗パターン４２とが摺設し、これにより内部の
可変抵抗器をその回動角度に応じた抵抗値に設定する。

【００２４】この様子を図４および図５に基づいて説明
する。図４は、出力電圧比をｒに設定して、ある点Ａか
ら点Ｂに向かってθだけ出力軸を回動させた場合を示し
ており、このモータアクチュエータのモータの回転方向
を逆にすると共に、ＰＢＲおよび２つの入力軸ギヤも表
裏逆に取り付けてモータアクチュエータを組み立て、こ
れの出力電圧比をｒとすると、図５に示すように、ＰＢ
Ｒの回転角に対する出力電圧比特性も対称となり、出力
軸の点Ａからの回動角度はθとなって、図４に示す場合
と等しくなる。

【００２５】このように、本実施例のモータアクチュエ
ータでは、出力軸の回転方向を逆に設定したい場合に
は、モータの回転方向を逆にすると共に、ＰＢＲおよび
２つの入力軸ギヤを表裏逆に取り付けて組み立てれば、
同一の部品を用いて共用化を実現することができる。

【００２６】

【考案の効果】以上の説明より明らかように本考案によ
れば、位置検出器を、出力軸に形成された出力軸ギヤと
噛み合う入力軸ギヤと、この入力軸ギヤにともなって回
転すると共に出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力
軸ギヤと、これら２つの入力軸ギヤに挟持されて一方の
入力軸ギヤに固着されたブラシが抵抗パターンに摺接す
ることにより出力軸の回転角を認識する表裏対称形状の
検出器本体とから構成したため、同じ構成部品で出力軸
の回転方向を逆に設定することができる汎用性に富んだ
モータアクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の一実施例に係るモータアクチ
ュエータを示す分解斜視図である。

【図２】図２は同実施例に係るポテンショメータを示す
分解斜視図である。

【図３】図３は同じくポテンショメータを示し、モータ
回転方向を逆に設定した場合の組み付け状態を示す分解
斜視図である。

【図４】図４は図２に示す実施例の出力電圧比と回転角
との関係を示すグラフである。

【図５】図５は図３に示す実施例の出力電圧比と回転角
との関係を示すグラフである。

【図６】図６は従来のモータアクチュエータを示す分解
斜視図である。

【図７】図７は同じく従来のモータアクチュエータを示
す電気回路図である。

【図８】図８は従来のモータアクチュエータの出力電圧
比と回転角との関係を示すグラフである。

【図９】図９は従来のモータアクチュエータの出力電圧
比と回転角との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…ケーシング、 Ｍ…モータ、２…
モータの回転軸、 ３…ウォームギヤ、４ｂ…出力
軸ギヤ、 ５…出力軸、２０…検出器本
体、 ２２Ａ，２２Ｂ…入力軸ギヤ、４
０…位置検出器、４１…ブラシ、４２…抵抗パターン

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（１ａ，１ｂ）内に、モータ
   （Ｍ）と、このモータの回転軸（２）に連結されたギヤ
   （３）と、このギヤを含む複数のギヤ群によって回転さ
   れる出力軸（５）と、この出力軸の回動角を検出する位
   置検出器（４０）とを有するモータアクチュエータにお
   いて、前記位置検出器（４０）は、前記出力軸に形成さ
   れた出力軸ギヤ（４ｂ）と噛み合う入力軸ギヤ（２２
   Ａ）と、この入力軸ギヤにともなって回転すると共に前
   記出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力軸ギヤ（２
   ２Ｂ）と、これら２つの入力軸ギヤに挟持されて一方の
   入力軸ギヤに固着されたブラシ（４１）が抵抗パターン
   （４２）に摺接することにより前記出力軸の回転角を認
   識する表裏対称形状の検出器本体（２０）とからなるこ
   とを特徴とするモータアクチュエータ。