JP3301708B2

JP3301708B2 - モータ装置

Info

Publication number: JP3301708B2
Application number: JP01206397A
Authority: JP
Inventors: 和憲西川
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1997-01-07
Filing date: 1997-01-07
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JPH10201162A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータ等の駆動部
を組込んだモータケースにモータ地板を嵌合固定したモ
ータと、ロータの回転力を伝達する歯車列とをケース体
内に収納するモータ装置に関する。特に、給湯器等に供
給する湯の温度調節及び水量調節に使用する調整弁（バ
ルブ）を駆動するのに好適なモータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図１６から図１８に示すよう
な、調整弁（図示省略）を駆動するためのモータ装置１
０１が知られている。このモータ装置１０１は、上ケー
ス１０２と下ケース１０３とを固定してなるケース体１
０４と、ステッピングモータ１０５と、歯車列１０６
と、出力部１０７と、図示しない制御機器との接続部と
なる端子部１０８とを有している。

【０００３】ステッピングモータ１０５は、カップ状の
モータケース１０９と、このモータケース１０９内に配
置されたステータ部１１０及びロータ部１１１から主に
構成されている。そして、ステッピングモータ１０５
は、図１８に示すように、底面に形成した凹部１０５
ａ，１０５ａを下ケース１０３に形成された位置決め突
起１０３ａ，１０３ａに挿入するように位置合わせされ
た状態で下ケース１０３内に配置される。また、モータ
ケース１０９の側面部には、切欠きが形成されており、
この切欠き部分にステータ部１１０に固定されたモータ
端子部１１２が配置されている。

【０００４】一方、モータケース１０９の上面には、モ
ータ地板１０５ｂが位置合わせをしながら固定されてい
る。そして、モータ地板１０５ｂの上側には、地板１１
３が載置され固定されている。すなわち、モータケース
１０９の上面部の外周端には、４ヶ所に突起部１０９
ｂ，１０９ｂ，１０９ｂ，１０９ｂが形成されている。
一方、地板１１３の外周縁部分には、モータケース１０
９の４つの突起部１０９ｂとそれぞれ係合する４つの切
欠き部１１３ｂが設けられている。そして、このように
モータケース１０９等に固定された地板１１３の上に
は、固定軸１１４，１１５が立設されている。

【０００５】固定軸１１４には、一体的に形成された第
１歯車１１６と第２歯車１１７とが、回転自在に挿通さ
れている。また、固定軸１１５には、一体的に形成され
た第３歯車１１８と第４歯車１１９とが回転自在に挿通
されている。これらの第１歯車１１６と第２歯車１１７
と第３歯車１１８と第４歯車１１９とが、歯車列１０６
の一部を構成している。

【０００６】一方、ステータ部１１０は、２つのコイル
ボビン１２０，１２０と、これらのコイルボビン１２
０，１２０にそれぞれ巻回されたコイル１２１，１２１
と、磁性部材で形成されたコア部材１２２，１２２から
構成されている。また、ステータ部１１０の外側には、
モータ端子部１１２が固定されている。このモータ端子
部１１２は、回路基板に複数のピンを立設して形成され
ており、この複数のピンにコイル１２１，１２１の端末
がそれぞれ半田付け固定により接続されている。

【０００７】さらに、このモータ端子部１１２の複数の
ピンには、複数のリード線１２３の一端がそれぞれ半田
付け固定により接続されている。この複数のリード線１
２３は、下ケース１０３内を引き回されると共に、下ケ
ース１０３に設けたリード線引き出し孔１２４よりケー
ス体１０４の外部に引き出されている。さらに、複数の
リード線１２３の他端は、モータ制御機器に接続するた
めの端子部１０８に接続されている。したがって、この
端子部１０８をモータ制御機器に接続することによっ
て、ステッピングモータ１０５のコイル１２１，１２１
は、図示しないモータ制御機器からの電流が供給される
ようになっており、この電流の供給によってステータ部
１１０は励磁されるようになっている。

【０００８】一方、ロータ部１１１は、ステータ部１１
０の内側に対向する位置に配置されている。ロータ部１
１１は、回転軸１２５と、この回転軸１２５に固定され
た円筒状のロータマグネット１２６とから主に構成され
ている。そして、ステータ部１１０が励磁されると、ロ
ータマグネット１２６とステータ部１１０との間で反発
・吸引動作を起こし、これによってロータ部１１１が回
転するようになっている。

【０００９】ロータ部１１１の回転軸１２５は、モータ
ケース１０９の上面側に固定された地板１１３に形成さ
れた孔より上方へ突出されている。そして、回転軸１２
２の突出している部分には、モータピニオン１２７が固
定されている。このモータピニオン１２７は、歯車列１
０６の初段となる第１歯車１１６と係合しており、ロー
タ部１１１が回転すると、この回転力が歯車列１０６に
伝達されるようになっている。

【００１０】歯車列１０６は、モータピニオン１２７と
係合する第１歯車１１６と、この第１歯車１１６と一体
的に回転する第２歯車１１７と、この第２歯車１１７と
係合する第３歯車１１８と、この第３歯車１１８と一体
的に回転する第４歯車１１９と、この第４歯車１１９と
係合する出力歯車１２８とから構成されている。なお、
第１歯車１１６と第２歯車１１７とは、地板１１３に立
設された固定軸１１４に回転自在に挿通されている。ま
た、第３歯車１１８と第４歯車１１９とは、地板１１３
に立設された固定軸１１５に回転自在に挿通されてい
る。さらに、第４歯車１１９は、出力部１０７に係合し
ており、歯車列１０６で減速したロータ部１１０の回転
力を出力部１０７に伝達するようになっている。

【００１１】出力部１０７は、歯車列１０６の第４歯車
１１９と係合する出力歯車１２８と、この出力歯車１２
８と一体的に形成された出力軸１２９とから構成されて
いる。そして、ロータ部１１０が回転すると、この回転
が歯車列１０６で減速されて出力部１０７に伝達され、
出力部１０７が回転するようになっている。

【００１２】なお、この出力軸１２９の一端は、上ケー
ス１０２に形成された軸受部１３０に軸受されていると
共に、他端は、下ケース１０３に形成された出力軸受部
１３１内に回動自在に嵌まっている。なお、出力軸１２
９の他端側には、係合孔１３２が形成されており、この
係合孔１３２内にはセレーションが切られている。この
係合孔１３２内には、図示しない調整弁（バルブ）駆動
軸が遊嵌している。そして、調整弁駆動軸にもセレーシ
ョンが切られており、出力軸１２９が回転することによ
り調整弁駆動軸が図１７において、上下方向に駆動する
ようになっている。

【００１３】また、出力歯車１２８の下側の面、すなわ
ち、出力歯車１２８の下ケース１０３側の面には、出力
部１０７の回転位置を検出するための検出用磁石１３３
が埋め込まれている。一方、下ケース１０３には、磁気
センサー１３４，１３４を固定した回路基板１３５が固
定されている。この磁気センサー１３４，１３４は、出
力歯車１２８に埋め込まれた検出用磁石１３３の回転軌
道と近接する位置に配置されており、この磁気センサー
１３４，１３４と検出用磁石１３３との位置関係によっ
て出力歯車１２８の回転位置が検出されるようになって
いる。

【００１４】また、回路基板１３５には、複数の接続部
１３６が形成されており、この複数の接続部１３６に複
数のリード線１３７の一端が半田付け固定によってそれ
ぞれ接続されている。この複数のリード線１３７は、下
ケース１０３内を引き回されてリード線引き出し孔１２
４から、ケース体１０４の外部に引き出されている。ま
た、複数のリード線１３７の他端は、端子部１０８に接
続されている。この端子部１０８は、上述したようにモ
ータ制御機器に接続されるようになっており、これによ
って、磁気センサー１３４，１３４で検出された出力歯
車１２８の回転位置のデータがモータ制御機器に伝送さ
れることとなる。

【００１５】このように構成された従来のモータ装置１
０１の動作について、以下に説明する。

【００１６】モータ装置１０１は、図示しないモータ制
御機器から所定の電流が供給されることによって駆動さ
れる。すなわち、モータ制御機器側から電流が供給され
ると、この電流は端子部１０８及びリード線１２３を介
してモータ端子部１１２に入力される。さらにこの電流
は、モータ端子部１１２よりコイル１２１，１２１へ供
給されステータ部１１０は励磁される。ステータ部１１
０が励磁されると、このステータ部１１０に対向配置さ
れたロータ部１１１のロータマグネット１２６が、ステ
ータ部１１０に吸引・反発され、これによってロータ部
１１１は回転する。

【００１７】このようにロータ部１１１が回転すると、
ロータ部１１１の回転軸１２５に一体的に固定されたモ
ータピニオン１２７は一体的に回転する。このモータピ
ニオン１２７は、歯車列１０６の第１歯車１１６と係合
しており、ロータ部１１１の回転は第１歯車１１６、第
２歯車１１７、第３歯車１１８及び第４歯車１１９に順
に伝達されることとなる。なお、第１歯車１１６と第２
歯車１１７、第２歯車１１７と第３歯車１１８、第３歯
車１１８と第４歯車１１９とは、それぞれ歯車の歯数の
比が大きく取られており、これによって、ロータ部１１
１の回転は大きく減速されて第４歯車１１９に伝達され
ることとなる。

【００１８】この第４歯車１１９には、出力部１０７の
出力歯車１２８が係合しており、第４歯車１１９の回転
は出力部１０７に伝達される。これにより、出力部１０
７の出力軸１２９が回転する。この出力軸１２９には、
係合孔１３２が設けられており、この係合孔１３２には
図示しない調整弁駆動軸が遊嵌されている。なお、係合
孔１３２及び調整弁駆動軸には、セレーションがそれぞ
れ形成されている。したがって、出力軸１２９が回転す
ると、この出力軸１２９に回転に伴い調整弁駆動軸が回
転すると共に、図１７において上下方向に移動するよう
になる。この動作によって、図示しない調整弁の開閉動
作を行う。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモータ
装置１０１においては、ステッピングモータ１０５の回
転軸１２５に固定したモータピニオン１２７の回転を、
地板１１３に立設した固定軸１１４，１１５に挿通され
た歯車列１０６に伝達し、この回転を歯車列１０６で十
分減速して、出力部１０７に伝達するようになってい
る。この歯車列１０６は、限られたスペースの中で減速
比を高くするため、各歯車の歯数の比率を高くしてい
る。

【００２０】したがって、歯車列１０６の各歯車の噛み
合いを正確にするため、上述したモータ装置１０１にお
いては、ステッピングモータ１０５の回転軸１２５と、
第１歯車１１６及び第２歯車１１７を挿通した固定軸１
１４と、第３歯車１１８及び第４歯車１１９を挿通した
固定軸１１５と、出力部１０７の一方を回転自在に支承
するケース体１０３との位置精度を高くしておく必要が
ある。そこで、モータ装置１０１では、地板１１３をス
テッピングモータ１０５に対して位置決めして固定し、
さらに地板１１３を固定したステッピングモータ１０５
を下ケース１０３に位置決めしながら固定している。

【００２１】しかしながら、地板１１３とステッピング
モータ１０５とを固定する際に、地板１１３とステッピ
ングモータ１０５との間に、僅かながら位置精度に僅か
な誤差が生じる恐れがある。また、ステッピングモータ
１０５を下ケース１０３内に配置する際にも、ステッピ
ングモータ１０５と下ケース１０３との間に、僅かなが
ら誤差が生じる恐れがある。すなわち、固定軸１１４，
１１５を立設した地板１１３と、出力部１０７の一方を
支承する出力軸受部１３１を設けた下ケース１０３と間
では、上述した僅かな位置精度の誤差が累積して大きな
誤差となってしまう。このように地板１１３とケース体
１０４との間の位置精度に大きな誤差が生じると、歯車
列１０６の噛み合わせが不正確となり、ステッピングモ
ータ１０５の回転力がスムーズに出力部１０７に伝達さ
れなくなる。このため、出力部１０７のスムーズな駆動
が出来ないという問題が生じている。

【００２２】本発明の目的は、上述した問題に鑑みて、
歯車列を正確に噛み合わせ、出力部をスムーズに動作さ
せることが可能なモータ装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する
ため、請求項１記載のモータ装置は、ロータ部等のモー
タ駆動部を組込んだモータケースにモータ地板を嵌合固
定したモータと、ロータ部の回転力を伝達する歯車列と
をケース体内に収納してなるモータ装置において、歯車
列は、ケース体の輪列支持部によってのみその回転を支
持された歯車を当該歯車列の一部として含み、他の歯車
をモータ地板とケース体との輪列支持部によってその回
転を支持させ、ロータ部の回転力を他の歯車側からケー
ス体の輪列支持部によってのみその回転を支持された歯
車側に伝達する減速輪列で構成し、モータ地板にケース
体との係合部を備えると共に、ケース体に係合部と係合
し、モータ地板を周方向及び径方向に位置決めする位置
決め部を備えている。

【００２４】また、請求項２記載のモータ装置は、請
求項１記載の発明に加えて、モータ地板は、カップ形状
のモータケースの開口端を塞ぐものとなっていると共
に、このモータ地板によりモータケースおよびケース体
とを周方向及び径方向に位置決めしている。さらに、請
求項３記載のモータ装置は、請求項１または２記載の発
明に加えて、モータ地板の係合部は、モータケースの外
周端部分より径方向に突出した凸片で形成されていると
共に、ケース体の位置決め部には、係合部を嵌め込む切
欠き部が形成されている。またさらに、請求項４記載の
モータ装置は、請求項２記載の発明に加えて、モータケ
ースには、モータ地板の係合部をモータケースに対し周
方向及び径方向に位置決めする嵌合部が設けられている
と共に、嵌合部は、係合部の一部を嵌め込むＵ字状の溝
で形成されている。

【００２５】請求項１及び３記載の発明によれば、固
定軸を立設するモータ地板に備えた係合部をケース体の
位置決め部に係合させて、モータを周方向及び径方向に
位置決めしているので、モータ地板に立設された固定軸
が、ケース体に対して直接的に位置決めされている。す
なわち、モータ地板をモータに対して位置決め固定し、
このモータをケース体に位置決め固定した構成を有する
従来の技術に比して、固定軸の位置ずれが累積すること
がなくケース体に対する固定軸の位置精度がよくなる。
加えて、モータ地板に支持される歯車と、ケース体にの
み支持されている出力軸の噛合関係に関しても、モータ
地板がケース体に直接位置決めされることから、位置精
度が良好なものとなる。

【００２６】請求項２及び請求項４の発明によれば、
モータケースの開口部を塞ぐモータ地板が、モータケー
スとケース体とを位置決めするように構成されている。
したがって、モータ地板に立設された固定軸が、ケース
体に加えモータケースに対しても直接的に位置決めされ
ることとなり、固定軸に対するステータ部等のモータ駆
動部の位置精度が良くなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明のモータ装置の実施の形態
について、図１から図１５を用いて説明する。

【００２８】モータ装置１は、図１及び図２に示したよ
うに、上ケース２と下ケース３とを固定してなるケース
体４で覆われたものとなっている。このケース体４内に
は、ステッピングモータ５と、このステッピングモータ
５の回転力を伝達する歯車列６と、ステッピングモータ
５の所定の位置に固定されたモータ地板７と、モータ地
板７に立設された固定軸８，９と、出力部１０と、可撓
性のフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣとい
う）１１が収納されている。なお、固定軸８，９は、輪
列支持部の一部となっていると共に、歯車列６を構成す
る第１歯車１２と第２歯車１３と第３歯車１４と第４歯
車１５とを回転自在に支持している。

【００２９】ケース体４は、上ケース２に形成された係
合爪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ（図３参照）を、下ケース
３に形成された引っ掛け部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（図
４参照）にそれぞれ嵌合固定することによって形成され
ている。上ケース２は、図３に示すように、固定軸８，
９を支持するための有底軸孔１６，１７と、出力部１０
を支持するための出力孔１８と、下ケース３と嵌合する
ための係合爪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとを有している。
有底軸孔１６，１７は、それぞれ固定軸８，９の径とほ
ぼ同様の径を有する凹部で形成されており、固定軸８，
９がそれぞれ圧入されている。また、出力孔１８は、挿
通孔となっており、内周面で出力部１０の出力軸１９を
回転支持するように形成されている。

【００３０】また、下ケース３は、図４に示すように、
ステッピングモータ５を収容するモータ収容部２０と、
可撓性のＦＰＣ１１を載置するＦＰＣ載置部２１と、図
示しないモータ制御機器と電気的に接続するための端子
部２２と、出力部８の一端を軸受する軸受凹部２３と、
出力部１０の回動を規制するための規制ピン２４と、引
っ掛け部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを有している。な
お、軸受凹部２３と出力孔１８とが、輪列支持部の一部
を構成している。

【００３１】モータ収容部２０は、円筒形状のステッピ
ングモータ５を収容するための略カップ形状で形成され
た大空間２０ａと、ステッピングモータ５の側面に固定
されるモータ端子部２５を収容するための小空間２０ｂ
とから構成されている。また、モータ収容部２０の大空
間２０ａには、モータ地板７の外周端部分に形成される
係合部７ａ，７ｂ，７ｃ（図７参照）と係合し、ステッ
ピングモータ５を周方向及び径方向に位置決めする位置
決め部２０ｃ，２０ｄ，２０ｅが形成されている。これ
らの位置決め部２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは、それぞれ下
ケース３の内側に突出した形状で形成されていると共
に、その突出した部分に切欠き部２０c1，２０d1，２０
e1が形成されたものとなっている。そして、位置決め部
２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは、これらの切欠き部２０c1，
２０d1，２０e1内に、モータ地板７の係合部７ａ，７
ｂ，７ｃをそれぞれ嵌め込むことによってステッピング
モータ５を固定している。

【００３２】また、ＦＰＣ載置部２１は、十字状のリブ
で形成されており、ＦＰＣ１１の中央部分が載置される
ようになっている。そして、十字状のリブの各先端に
は、ＦＰＣ１１と、そのＦＰＣ１１上に載置される補強
板２６の両部材を貫通すると共に熱着固定するための突
起２１ａが設けられている。また、端子部２２には、８
本の端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２
ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈが立設されている。なお、
この端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２
ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈは、下ケース３の内部から
外部にかけて挿通するように固定されている。さらに、
端子部２２には、防水用の端子カバー２２ｉが固定され
ている（図１参照）。

【００３３】ステッピングモータ５は、図２に示すよう
に、下ケース３内に設けられたモータ収容部２０の大空
間２０ａ内に配置されている。ステッピングモータ５
は、モータケース２７と、モータケース２７内に配置さ
れた円筒形状のステータ部２８と、ステータ部２８の内
側に配置されたロータ部２９から主に構成されている。
モータケース２７は、図５及び図６に示すように、段付
きの円形底面３０と、円筒状の側壁部３１からなる略カ
ップ形状で形成されている。

【００３４】円形底面３０の窪んだ部分には、後述する
ロータ部２９の固定軸３２の一端を固定する軸受部３３
が固定されている。この軸受部３３には、ロータマグネ
ット３４を常時モータ地板７の方向に付勢する付勢ばね
３３ａが設けられている。また、側壁部３１の上端縁部
分には、モータ地板７が固定されている。このモータ地
板７の外周縁部分には、図７に示すように、ステッピン
グモータ５の側壁部３１より外周側に突出する凸片で形
成された係合部７ａ，７ｂ，７ｃが形成されている。な
お、これらの係合部７ａ，７ｂ，７ｃは、それぞれモー
タケース２７に係合する幅広部７ａ1，７ｂ1，７ｃ1
と、下ケース３に係合する幅狭部７ａ2，７ｂ2，７ｃ2
から形成されている。

【００３５】一方、側壁部３１の上端縁部分には、図５
及び図６に示すように、モータ地板７の係合部７ａ，７
ｂ，７ｃの幅広部７a1，７b1，７c1を係合するための嵌
合部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成されている。この嵌
合部３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、各々、側壁部３１の上
端縁部分より上方に突出する凸片を所定の間隔を空けて
２つ設けＵ字状の溝を形成したものとなっており、Ｕ字
状の溝に幅広部７a1，７b1，７c1を嵌め込んでモータ地
板７を固定するようになっている。

【００３６】また、モータ地板７の係合部７ａ，７ｂ，
７ｃの先端部分、すなわち幅狭部７a2，７b2，７c2は、
モータ収容部２０に設けられた位置決め部２０ｃ，２０
ｄ，２０ｅの切欠き部２０c1，２０d1，２０e1にそれぞ
れ係合している。これによって、ステッピングモータ５
及びモータ地板７は、ケース体４に対してモータ収容部
２０内で、周方向及び径方向に位置決め固定される。

【００３７】また、モータ地板７の中心部分には、図７
及び図８に示すように、ブリッジ状に上方に突出すると
共に両側方部分が開放された形状に形成された出窓部３
５が設けられている。この出窓部３５は、ロータ部２９
の固定軸３２の他端を固定するようになっている。さら
に、モータ地板７の上面部分には、歯車列６を回転自在
に支承する固定軸８，９を立設するための孔７ｄ，７ｅ
が設けられている。

【００３８】モータケース２７の内側には、図２に示す
ように、円筒形状のステータ部２８が配置されている。
このステータ部２８は、磁性部材で形成された２組のヨ
ーク３６，３６と、このヨーク３６，３６にそれぞれ嵌
め込まれた２組のコイルボビン３７，３７と、このコイ
ルボビン３７，３７にそれぞれ巻回された２組のコイル
３８，３８とから構成されている。ヨーク３６，３６
は、固定軸３２の軸方向に重ねて配置されていると共
に、モータケース２７の円形底面３０と、モータケース
２７の上縁部分にカシメ固定されたモータ地板７によっ
て固定されている。また、ヨーク３６，３６の外周部分
には、２組のヨーク３６，３６にまたがるようにモータ
端子部２５が固定されている（図１５参照）。

【００３９】このモータ端子部２５には、６本のモータ
端子ピン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２
５ｆが立設されている。このモータ端子ピン２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆは、図９（Ａ）
に示すように、それぞれ２組のコイル３８，３８の両端
と、さらに２組のコイル３８，３８の途中部分に接続さ
れている。また、モータ端子ピン２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆには、可撓性のＦＰＣ１１
が半田付け固定によって接続されている。

【００４０】一方、このＦＰＣ１１は、図１０に示すよ
うに、別部材となるモータ制御機器に接続するための端
子部２２の端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，
２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈに半田付け固定により
接続されている。そして、図１１のＦＰＣ１１の展開図
（対応する各端子ピンの符号付き）に示したように、端
子ピン２２ａとモータ端子ピン２５ａとは、導通部１１
ａによって接続されている。また、端子ピン２２ｂとモ
ータ端子ピン２５ｂとは、導通部１１ｂによって接続さ
れている。また、端子ピン２２ｃとモータ端子ピン２５
ｅとは、導通部１１ｃによって接続されている。また、
端子ピン２２ｄとモータ端子ピン２５ｆとは、導通部１
１ｄによって接続されている。また、端子ピン２２ｅと
モータ端子ピン２５ｃ及び２５ｄとは、導通部１１ｅに
よって接続されている。

【００４１】なお、ＦＰＣ１１には、後述する磁気セン
サーとなるセンサー部３９が固定されている。そして、
端子ピン２２ｆ，２２ｇ，２２ｈは、センサー部３９と
導通部１１ｆ，１１ｇ，１１ｈを介してそれぞれ接続さ
れている。

【００４２】このようにモータ端子部２５のモータ端子
ピン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ
は、ＦＰＣ１１を介して図示しないモータ制御機器に電
気的に接続されており、これによってステッピングモー
タ５は、モータ制御機器から電力を供給される。なお、
ステッピングモータ５のステータ部２８は、コイル３８
に電力を供給することにより励磁され、ロータ部２９を
回転させるための回転磁界を発生する。

【００４３】一方、ステータ部２８の内側には、ロータ
部２９が固定軸３２に回転自在に支承されている。この
ロータ部２９は、固定軸３２に支承されるロータ軸部２
９ａと、円環状のロータマグネット３４から構成されて
いる。ロータ軸部２９ａは、付勢ばね３３ａでモータ地
板７の方向に付勢されている。ロータマグネット３４
は、ステータ部２８のヨーク３６，３６に対向するよう
にロータ軸部２９ａの外周に固定されている。そして、
ロータマグネット３４は、ステータ部２８が励磁される
と、ステータ部２８に反発・吸引される。この反発・吸
引力によってロータ部２９のロータ軸部２９ａとロータ
マグネット３４は、固定軸３２を回転中心として回転す
るようになっている。

【００４４】また、固定軸３２の一端は、モータケース
２７の円形底面３０に設けられた軸受部３３に固定され
ている。また、固定軸３２の他端は、モータ地板７の出
窓部３５に固定されている。また、ロータ軸部２９ａの
出窓部３５側には、モータピニオン４０が一体形成され
ている。このモータピニオン４０は、出窓部３５の開放
部分で、歯車列６の初段となる第１歯車１２と係合して
いる。これによって、ステッピングモータ５の出力が、
モータピニオン４０から歯車列６に伝達されるようにな
っている。

【００４５】また、モータ地板７の上面部分には、モー
タピニオン４０からロータ部２９の回転が伝達され、こ
の回転を減速するための歯車列６が配置されている。こ
の歯車列６は、第１歯車１２と、第２歯車１３と、第３
歯車１４と、第４歯車１５と、出力歯車４１とから構成
されている。そして、第１歯車１２と第２歯車１３とは
一体的に形成されていると共に、モータ地板７の上面部
分に立設された固定軸８に回転自在に挿通されている。
また、第３歯車１４と第４歯車１５とは一体的に形成さ
れていると共に、モータ地板７の上面部分に立設された
固定軸９に回転自在に挿通されている。なお、固定軸
８，９は、一端がモータ地板７に固定されていると共
に、他端は上ケース２に形成された有底軸孔１６，１７
にそれぞれ嵌合固定されている。

【００４６】なお、モータピニオン４０と第１歯車１
２、第１歯車１２と第２歯車１３、第２歯車１３と第３
歯車１４、第３歯車１４と第４歯車１５とは、それぞれ
歯車の歯数の比が大きく取られており、これによって、
ロータ部２９の回転は大きく減速されて第４歯車１５に
伝達されることとなる。そして、第４歯車１５は、出力
部１０の出力歯車４１と係合している。したがって、ス
テッピングモータ５のロータ部２９の回転は、歯車列６
で減速されて出力部１０に伝達される。

【００４７】出力部１０は、図１２、図１３及び図１４
に示すように、出力歯車４１と、支承軸４２と、出力軸
１９と、回転規制溝４３から形成されている。歯車列６
の出力歯車４１は、第４歯車１５と係合している。支承
軸４２は、出力歯車４１の下ケース３と対向する側の面
の中心部分に突出するように形成されている。出力軸１
９は、出力歯車４１の上ケース２と対向する側の面の中
心部分に突出する筒形状で形成されており、有底孔１９
ａを有している。なお、出力軸１９の有底孔１９ａの内
周側には、図１２及び図１４に示すように、バルブ調整
弁（図示省略）と係合するためのセレーション４４が設
けられている。

【００４８】この出力部１０は、支承軸４２を下ケース
３に設けた軸受凹部２３に遊嵌させると共に、出力軸１
９を上ケース２に設けた出力孔１８の内周に支承させる
ことによって、ケース体４によって回転自在に支承され
ている。この出力孔１８は、ケース体４の内部と外部と
を挿通するような貫通孔で形成されており、ケース体４
の外部に配置されたバルブ調整弁（図示省略）を出力孔
１８に挿通させて出力軸１９のセレーション４４に係合
させている。したがって、出力部１０が回転すると、出
力軸１９のセレーション４４と係合しているバルブ調整
弁が図２において上下方向に移動し、バルブの開閉動作
を行うようになっている。

【００４９】また、回転規制溝４３は、図１３に示すよ
うに、出力歯車４１の下ケース３と対向する側の面に角
度αとして３３１°の円弧状で形成されている。この回
転規制溝４３には、下ケース３の軸受凹部２３より少し
ずれた位置に立設された規制ピン２４が挿入されるよう
になっている。すなわち、出力部１０は、回転規制溝４
３と規制ピン２４とを係合させることによって、通常動
作範囲が０°から３１５°に対し、−８゜から３２３゜
の範囲でしか回転できないように規制されている。これ
は、ステッピングモータ５が暴走した場合に、出力部１
０の回転を角度αの範囲に規制することで、出力部１０
に係合しているバルブ調整弁の破損を防止するためと、
初期化時の原点を得るためである。

【００５０】また、出力歯車４１の下側の面には、図１
３に示すように、出力部１０の回転基準位置を検出する
ための検出用マグネット４５が固定されている。さら
に、出力歯車４１の下側の面の一部は、下ケース３に配
置されたＦＰＣ１１に対向するようになっている。この
ＦＰＣ１１には、上述したように、ホールＩＣで形成さ
れたセンサー部３９が固定されている。そして、センサ
ー部３９は、検出用マグネット４５がセンサー部３９に
対向する位置にきた場合に、この位置を出力部１０の回
転基準位置（０°）として検出する。

【００５１】なお、センサー部３９は、ＦＰＣ１１上に
おいて導通部１１ｆ，１１ｇ，１１ｈを介して端子部２
２ｆ，２２ｇ，２２ｈに接続されている。ここで、端子
部２２ｆには、プラス電圧が供給され、端子部２２ｈが
グランドとされている。そして、センサー部３９は、出
力部１０が回転基準位置（０°）となったことを、図示
しないモータ制御機器に対して、端子部２２ｇより送出
するようになっている。

【００５２】ＦＰＣ１１は、先に示した回路パターンを
有する他に、図１１に示すように、３つの突起２１ａが
それぞれ貫通する３つの孔１１ｉを有している。また、
ＦＰＣ１１上に固定されたセンサー部３９の周囲には、
センサー部３９のＦＰＣ１１に対する固定を補強すると
共に、センサー部３９の高さ方向及び横方向の位置ずれ
を防止するための補強板２６が配置されている。この補
強板２６は、ガラス布基材エポキシ樹脂で構成されてお
り、センサー部３９の周囲を取り囲む形状で形成されて
いる。そして、この補強板２６の貫通孔（図示省略）に
突起２１ａを挿通させＦＰＣ１１の回路パターン面上に
被せた状態で突起２１ａの先端を熱をかけて押圧するこ
とによって、補強板２６がＦＰＣ１１をＦＰＣ載置部２
１側に押圧しながらＦＰＣ１１を固定する。

【００５３】また、ＦＰＣ１１は可撓性の回路基板とな
っており、図１５に示すように、下ケース３内に湾曲さ
れて配置されている。さらに、ＦＰＣ１１のセンサー部
３９が固定される中央部分は、下ケース３に十字状のリ
ブで形成されたＦＰＣ載置部２１に載置されている。ま
た、ＦＰＣ１１の端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２
２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈと接続される部
分は、下ケース３のＦＰＣ載置部２１より上下方向にお
いて少し低くなっている端子部２２上に載置される。ま
た、ＦＰＣ１１のモータ端子部２５と接続される部分
は、モータ収容部２０の小空間２０ｂ内で略Ｕ字状に湾
曲される。これは、モータ端子部２５の接続面と下ケー
ス３のＦＰＣ載置部２１の接続面とが、直交した位置関
係にあるためである。

【００５４】このように配置されたＦＰＣ１１の一端側
には、ステッピングモータ５の側面に形成されたモータ
端子部２５のモータ端子ピン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，
２５ｄ，２５ｅ，２５ｆが挿通接続されている。また、
ＦＰＣ１１の他端側には、下ケース３に立設された端子
ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２
ｆ，２２ｇ，２２ｈが挿通接続されている。

【００５５】次に、以上のように構成されたモータ装置
１の動作について説明する。

【００５６】モータ装置１は、端子部２２を介して図示
しないモータ制御機器に電気的に接続されている。モー
タ制御機器から電流が供給されると、この電流は端子部
２２の端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２
ｅに選択的に入力される。すなわち、モータ制御機器が
端子ピン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅのう
ちのどの端子ピンに電流を流すかは、モータ制御機器側
の電子回路によって適宜選択される。

【００５７】端子ピン２２ａに入力された電流は、ＦＰ
Ｃ１１の導通部１１ａを通ってモータ端子部２５のモー
タ端子ピン２５ａに入力されるようになる。端子ピン２
２ｂに入力された電流は、ＦＰＣ１１の導通部１１ｂを
通ってモータ端子部２５のモータ端子ピン２５ｂに入力
されるようになる。端子ピン２２ｃに入力された電流
は、ＦＰＣ１１の導通部１１ｃを通ってモータ端子部２
５のモータ端子ピン２５ｅに入力されるようになる。端
子ピン２２ｄに入力された電流は、ＦＰＣ１１の導通部
１１ｄを通ってモータ端子部２５のモータ端子ピン２５
ｆに入力されるようになる。端子ピン２２ｅに入力され
た電流は、ＦＰＣ１１の導通部１１ｅを通ってモータ端
子部２５のモータ端子ピン２５ｃ，２５ｄに入力される
ようになる。

【００５８】上述したようにモータ端子部２５のモータ
端子ピン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅに選
択的に電流が供給されると、２組のコイル３８，３８に
それぞれ選択的に電流が流れて、ステータ部２８が励磁
される。そして、ステータ部２８が励磁されると、この
ステータ部２８に対向配置されたロータ部２９のロータ
マグネット３４が、ステータ部２８に吸引・反発をし、
ロータ部２９は固定軸３２を中心としてステップ駆動さ
れる。

【００５９】なお、ステータ部２８の励磁方法として
は、特にどのような方法の励磁方法でもよいが、本実施
の形態においては２相励磁が採用されている。すなわ
ち、図９に示すように、コイル３８，３８の途中部分に
接続されるモータ端子ピン２５ｃ，２５ｄには、常時プ
ラスの電圧を供給する。

【００６０】それと同時に、第１番目のステップでは、
モータ端子ピン２５ｅ，２５ｆをマイナス側としてそれ
らに電流が流れるようにする。また、第２番目のステッ
プでは、モータ端子ピン２５ｅ，２５ｂに電流が流れる
ようにする。また、第３番目のステップでは、モータ端
子ピン２５ｂ，２５ａに電流が流れるようにする。ま
た、第４番目のステップでは、モータ端子ピン２５ａ，
２５ｆに電流を流す。この第１番目から第４番目のステ
ップ動作のサイクルを繰り返すことによって、ロータ部
２９は同方向に回転駆動される。また、モータ制御機器
からの電流の供給の仕方を替えることによって、ロータ
部２９は逆の方向にもステップ駆動することが出来る。
なお、ロータ部２９を何ステップさせるか、どちらの方
向に回転させるかは、状況に応じてモータ制御機器で制
御されるようになっている。

【００６１】このようにして、ロータ部２９がどちらか
の方向に回転されると、ロータ部２９の固定軸３２に回
転可能に支承されているモータピニオン４０が、ロータ
軸部２９ａと一体的に回転する。そして、ロータ部２９
の回転は、モータピニオン４０より歯車列６の初段とな
る第１歯車１２に伝達される。

【００６２】そして、さらにロータ部２９の回転は、歯
車列６を構成する第２歯車１３、第３歯車１４、第４歯
車１５に順に伝達されていき、第４歯車１５より出力部
１０に伝達される。なお、ロータ部２９の回転は、各歯
車比を大きくとった歯車列６の各歯車を介して出力部１
０に伝達されることにより、大きく減速されて出力部１
０に入力されることとなる。

【００６３】ステッピングモータ５のロータ部２９の回
転が減速されて出力部１０に入力されると、出力部１０
はいずれかの方向に回転する。なお、出力部１０には、
規制ピン２４が挿入される回転規制溝４３が設けてあ
り、この回転規制溝４３と規制ピン２４との突き当たり
によって、出力部１０の回転は−８°から３２３°まで
に規制されている。また、出力部１０の出力歯車４１に
は、検出用マグネット４５が固定されている。出力部１
０は、最初の電源接続時や停電後の再接続時に、一旦、
規制ピン２４に回転規制溝４３が突き当たるまで回転さ
れる。その後、ステッピングモータ５の駆動力によっ
て、検出用マグネット４５がセンサー部３９上に重なる
位置（出力部１０の回転基準位置となる位置）にくるま
で回動される。

【００６４】そして、出力部１０の検出用マグネット４
５がセンサー部３９上にくると、センサー部３９は出力
部１０が回転基準位置（０°）にきたことを検出する。
そして、センサー部３９が検出した検出データは、ＦＰ
Ｃ１１の導通部１１ｇ及び端子ピン２２ｇを介してモー
タ制御機器に伝送される。一方、モータ制御機器は、出
力部１０を回転基準位置（０°）からどのくらい回動さ
せるかを演算する。そして、モータ制御機器は、この演
算値に基づいてステッピングモータ５を上述したような
手順で駆動するようになっている。

【００６５】本発明の実施の形態は、上述したように構
成されているが、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
更可能である。例えば、本実施の形態では、モータ地板
７の係合部７ａ，７ｂ，７ｃを幅広部７a1，７b1，７c1
と幅狭部７a2，７b2，７c2とから構成し、幅広部７a1，
７b1，７c1をモータケース２７に係合させると共に、幅
狭部７a2，７b2，７c2をケース体４に係合させている
が、モータ地板７は、特にこの形状に限定されるもので
はない。

【００６６】例えば、モータ地板７に、ケース体４と係
合するための係合部と、モータケース２７と係合するた
めの係合部とを別に設けても良い。このように構成して
も、モータ地板７は、直接的にケース体４に対し位置決
めされることとなるので、ケース体４に対しての固定軸
８，９の位置精度を高くすることが可能となる。しかし
ながら、係合部７ａ，７ｂ，７ｃをケース体４及びモー
タケース２７の双方との位置決めとしての係合部とする
ことにより、ケース体４やモータケース２７との係合部
を簡単に形成できるので、本実施の形態においては、上
述した構成としたものである。

【００６７】また、上述の実施の形態では、モータを周
方向のみならず径方向に位置決めする位置決め部を設け
ているが、ステッピングモータ５の径方向の位置決めは
他の手段、例えば、モータ収容部２０の大空間２０ａの
内径とステッピングモータ５の外径を略同一とし、嵌合
させることで径方向の位置決めをするようにしても良
い。すなわち、モータ地板７の係合部７ａ，７ｂ，７ｃ
では、モータ地板７の周方向の位置決めだけを行なうよ
うにし、モータ地板７の径方向の位置決めは他の手段で
行なうようにしても良い。

【００６８】また、歯車列を減速歯車列としているが、
増速歯車列等他の歯車列としても良い。またさらに、出
力部１０の出力軸１９は、上ケース２に設けられた出力
孔１８内で、図示しないバルブ調整弁に係合するように
構成されているが、出力孔１８を下ケース３に設け、出
力軸１９を下ケース３側に配置しても良い。また、出力
部１０を駆動するための駆動源として、ステッピングモ
ータ５を使用しているが、ＡＣ同期モータ等、他の形式
のモータでも良い。

【００６９】さらに、本実施の形態では、ＦＰＣ１１上
のセンサー部３９の上面を含む周囲には、センサー部３
９を精度よく固定するための補強板２６が設けられてい
るが、必要に応じてこの補強板２６はなくしても良い。

【００７０】また、本実施の形態では、モータ地板７に
出窓部３５を設けて、この出窓部３５の部分でモータピ
ニオン４０と第１歯車１２との係合をさせているが、出
窓部３５を設けずにモータ地板７の上側でモータピニオ
ン４０と第１歯車１２とを係合させても良い。この場
合、ロータ部２９を支える固定軸３２を回転軸として、
モータ地板７には、その回転軸を挿通するための挿通孔
と、この挿通孔内に回転軸を支承するための軸受部を設
けることとなる。

【００７１】さらに、モータケース２７をヨーク３６，
３６と別部材とするのではなく、ヨーク３６，３６がモ
ータケースを兼ねるようにし、そのヨーク３６，３６の
一方の軸方向端部に固定軸７，８を立設するようにして
も良い。また、モータ地板７を２枚重ね構造とし、ロー
タ側の地板でモータケース２７との位置決めをし、歯車
列６側の地板でケース体４との位置決めをするように構
成しても良い。

【００７２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータ地
板にケース体との係合部を備えると共に、ケース体に係
合部と係合し、モータを周方向及び径方向に位置決めす
る位置決め部を備えたので、モータ地板がケース体に直
接的に位置決めされることとなり、モータ地板に固定さ
れた固定軸のケース体に対する位置精度が高くなる。こ
れによって、固定軸に支持された歯車列とケース体に支
持された歯車列とが互いに正確に噛み合い、モータの回
転力をスムーズに伝達することが可能となる。すなわ
ち、モータ駆動によるスムーズな回転を実現でき、信頼
性の高い高品質のモータ装置となる。

【００７３】また、請求項２記載の発明によれば、モー
タケースにモータ地板の係合部と係合し位置決めする嵌
合部を設けたので、モータ地板はケース体と同時にモー
タケースとも位置決めされることとなる。したがって、
本発明によれば、モータケースとモータ地板とが位置決
めされるので、モータケースとモータ地板の固定軸との
位置関係の精度が高くなり、ロータやステータ等の位置
を考慮した精密な出力を実現できる高品質のモータ装置
となる。

【００７４】さらに、請求項３記載の発明によれば、モ
ータ地板の係合部は凸片で形成されていると共に、ケー
ス体の位置決め部には係合部を嵌め込む切欠き部が形成
されているので、モータ地板は確実に周方向及び径方向
に位置決めされることとなり、信頼性の高いモータ装置
となる。また、請求項４記載の発明によれば、モータケ
ースに設けられた嵌合部は、係合部を嵌め込むＵ字状の
溝で形成されているので、モータ地板はモータケースに
対して確実かつ簡単に周方向に位置決めされることとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ装置の実施の形態の一部を破断
して上方より示した一部破断平面図である。

【図２】図１に示したモータ装置のＩＩ−ＩＩ断面図で
ある。

【図３】図１及び図２のモータ装置の上ケースの平面図
で、図２の矢示Ａ方向から見た図である。

【図４】図１及び図２のモータ装置の下ケースの平面図
で、図２の矢示Ａ方向から見た図である。

【図５】図１及び図２のモータ装置のモータケースの平
面図で、図２の矢示Ａ方向から見た図である。

【図６】図５の矢示ＶＩ方向から見た一部断面側面図で
ある。

【図７】図１及び図２のモータ装置のモータ地板の平面
図で、図２の矢示Ａ方向から見た図である。

【図８】図７の矢示ＶＩＩＩ方向から見た図である。

【図９】図１及び図２のモータ装置のステッピングモー
タの動作を説明するための図で、（Ａ）は、各端子ピン
とコイルとの接続を示した結線図であり、（Ｂ）は、各
ステップにおける各端子ピンと印加電流との関係を示し
た図である。

【図１０】図１及び図２のモータ装置から上ケース及び
歯車列を取り除き、その状態で図２の矢示Ａ方向から見
た平面図である。

【図１１】図１及び図２のモータ装置のフレキシブルプ
リント回路基板を示す図で、その回路パターンに接続さ
れる端子ピン及びモータ端子ピンの位置を付記した図で
ある。

【図１２】図１及び図２のモータ装置の出力部の断面図
で、図１４のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。

【図１３】図１２の矢示Ａ方向から見た底面図である。

【図１４】図１２の矢示Ｂ方向から見た上面図である。

【図１５】図１のＸＶ−ＸＶ要部断面図である。

【図１６】従来のモータ装置の上ケースを取り除いた状
態の平面図である。

【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図で、地板
と歯車列を仮想的に付加した断面図である。

【図１８】図１６に示したモータ装置の主要部分の分解
斜視図で、下ケースと、ステッピングモータと、地板を
示す外観斜視図である。

【符号の説明】

１モータ装置２上ケース３下ケース４ケース体５ステッピングモータ（モータ）６歯車列７モータ地板７ａ，７ｂ，７ｃ係合部８，９固定軸（輪列支持部の一部）１０出力部１８出力孔（輪列支持部の一部）２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ位置決め部２０c1，２０d1，２０e1 切欠き部２３軸受凹部（輪列支持部の一部）２７モータケース２９ロータ部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ嵌合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/00 H02K 7/116 H02K 37/14 535

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ部等のモータ駆動部を組込んだモ
ータケースにモータ地板を嵌合固定したモータと、上記
ロータ部の回転力を伝達する歯車列とをケース体内に収
納してなるモータ装置において、上記歯車列は、上記ケ
ース体の輪列支持部によってのみその回転を支持された
歯車を当該歯車列の一部として含み、他の歯車を上記モ
ータ地板と上記ケース体との輪列支持部によってその回
転を支持させ、上記ロータ部の回転力を上記他の歯車側
から上記ケース体の輪列支持部によってのみその回転を
支持された歯車側に伝達する減速輪列で構成し、上記モ
ータ地板に上記ケース体との係合部を備えると共に、上
記ケース体に上記係合部と係合し、上記モータ地板を周
方向及び径方向に位置決めする位置決め部を備えたこと
を特徴とするモータ装置。
【請求項２】前記モータ地板は、カップ形状の前記モ
ータケースの開口端を塞ぐものとなっていると共に、こ
のモータ地板により前記モータケースと前記ケース体と
を周方向及び径方向に位置決めすることを特徴とする請
求項１記載のモータ装置。
【請求項３】前記モータ地板の係合部は、前記モータ
ケースの外周端部分より径方向に突出した凸片で形成さ
れていると共に、前記ケース体の位置決め部には、上記
係合部を嵌め込む切欠き部が形成されていることを特徴
とする請求項１または２記載のモータ装置。
【請求項４】前記モータケースには、前記モータ地板
の係合部を前記モータケースに対し周方向及び径方向に
位置決めする嵌合部が設けられていると共に、上記嵌合
部は、前記係合部の一部を嵌め込むＵ字状の溝で形成さ
れていることを特徴とする請求項２記載のモータ装置。