JP4466511B2 - 電動アクチュエータの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータの取り付け構造に関する。

従来より、空調ユニットのケースに設けたガイド穴に、サーボモータおよびリンクを備えた電動アクチュエータの駆動軸（リンク中心軸）を組み付けることにより、空調ユニットケースに対する駆動軸の２次元方向位置のばらつきを低減するものがある。

なお、金型に用いられる上下２つのブロックの重ね合わせ位置を決めるための構造として、それぞれに円錐凹部および円錐凸部を形成して、これらを互いに嵌合させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１３２４４３号公報

しかし、駆動軸を正確に位置決めしたとしても、電動アクチュエータのケースをビス止めする際、ビスと電動アクチュエータケースに設けた固定用貫通穴との隙間により、駆動軸を中心とした上記２次元方向にある回転方向の組み付けバラツキが発生することとなる。このような回転方向の組み付けバラツキにより、リンクの電動アクチュエータケースを基準とする角度が不正確となり、本来の目的である電動アクチュエータのリンクを目標の角度だけ回転させることができなくなるという問題が生ずる。

なお、上記従来技術文献に記載の発明は、上下ブロックの位置決めに関するもので、回転部材を備えた電動アクチュエータの位置決めに関するものではない。

本発明は、上記点に鑑み、電動アクチュエータの取付部材への取り付けを容易にしつつ、回転位置精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、電動アクチュエータ（１）においてリンク（４）を駆動軸（３）により駆動するもので、駆動軸（３）の軸端部（５）は円錐形状をなし、この軸端部（５）が取付部材（１０）に設けられた円錐ガイド（１４）と嵌合することにより、駆動軸（３）の取付部材（１０）における２次元位置が決められる。電動アクチュエータ（１）には、それぞれ固定用貫通穴（６ａ、７ａ）が設けられた複数の取付部（６、７）と円錐凸状に形成された円錐嵌合部（８）とが設けられ、この円錐嵌合部（８）を取付部材（１０）に設けられた嵌合用ボス（１３）の凹部（１３ｂ）に嵌合させて電動アクチュエータ（１）の駆動軸（３）に対する回転位置決めが行われる。そして、各固定用貫通穴（６ａ、７ａ）と取付部材（１０）に設けられた各取り付けボス（１１、１２）とがそれぞれ固定用ビス（９ａ、９ｂ）により締結されていることを特徴とする。

これにより、電動アクチュエータ（１）の取付部材（１０）への取り付けを容易にしつつ、リンク（４）の電動アクチュエータ（１）に対する回転位置精度を向上させることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の電動アクチュエータ１の取付部材としての空調ユニットケース１０に対する取り付け構造を示す図である。図２は、電動アクチュエータ１が組み付けられたときの空調ユニットケース１０上への電動アクチュエータ１のサーボモータ部２の投影形状と取り付け用の各穴中心の位置関係とを示す図である。

電動アクチュエータ１はサーボモータ部２とそれにより駆動される駆動軸３と、駆動軸３に固定されて駆動軸３の回転に伴って回動するリンク４とを備えている。駆動軸３の軸端部５は円錐形状をなしている。

サーボモータ部２のケース外周には、フランジ状の取付部６、７と円錐嵌合部８とが設けられている。取付部６、７にはそれぞれ、固定用ビス９ａ、９ｂを通すための固定用の貫通穴６ａ、７ａが設けられている。円錐嵌合部８は、取付部材である空調ユニットケース１０に対して円錐状に突出する円錐凸部８ｂを備えている。この円錐凸部８ｂの中心軸には固定用ビス９ｃを通すための固定用の貫通穴８ａが設けられている。なお、各貫通穴６ａ、７ａ、８ａの内径は組み付けを容易にするために、固定用ビス９ａ、９ｂ、９ｃの径よりも大きくなっている。

これら取付部６、７はサーボモータ部２の矩形ケースの長辺の両端に設けられている。これに対して、円錐嵌合部８は一方の短辺、例えば、取付部７に対する他端に設けられている。さらに、円錐嵌合部８の貫通穴８ａと駆動軸３の中心であるリンク中心軸３ａとの距離Ｌ３は、他の取付部６、７の貫通穴６ａ、７ａとリンク中心軸３ａとのいずれの距離Ｌ１、Ｌ２よりも大きくなるよう設定されている。すなわち、円錐嵌合部８の円錐凸部８ｂの中心軸としての貫通穴８ａの中心は、全ての取り付け用の穴の中でリンク中心軸３ａより最も離れた位置に形成される。

取付部材としての空調ユニットケース１０の側面には、電動アクチュエータ１の駆動軸３の軸端部５と嵌合するための円錐形状の凹部が形成された円錐ガイド１４と、取付部６、７にそれぞれ対応する取り付けボス１１、１２と、円錐嵌合部８に対応する嵌合用ボス１３とが設けられている。

取り付けボス１１、１２および嵌合用ボス１３は、空調ユニットケース１０の側面より突出して形成されている。さらに、嵌合用ボス１３には、円錐凸部８ｂのテーパ角と同じテーパ角の円錐凹部１３ｂが形成されている。

取り付けボス１１、１２および嵌合用ボス１３は、それぞれのボス中心１１ａ、１２ａ、１３ａにおいて固定用ビス９ａ、９ｂ、９ｃにより電動アクチュエータ１の取付部６、７および円錐嵌合部８が固定される。

当然のことであるが、電動アクチュエータ１におけるリンク中心軸３ａと貫通穴６ａ、７ａ、８ａの各中心との２次元位置関係は、空調ユニットケース１０における円錐ガイド１４の中心と各ボス中心１１ａ、１２ａ、１３ａとの２次元位置関係と合同となっている。

以上のように構成される電動アクチュエータ１の空調ユニットケース１０への取り付けは次のように行われる。

電動アクチュエータ１の駆動軸３にリンク４が組み付けられた後、まず、軸端部５を円錐ガイド１４に嵌合させて組み付けて、回転軸３すなわちリンク中心軸３ａの２次元位置を決定する。これにより、駆動軸３の回転中心であるリンク中心軸３ａと円錐ガイド１４の中心とが一致し、リンク４は駆動軸３の回転に応じて軸ブレなく円滑に回転駆動される。

この状態で、円錐嵌合部８と嵌合用ボス１３とを、互いに同一のテーパ角が形成された円錐面を密着させることにより、嵌合させる。これにより、上記決定されたリンク中心軸３ａの位置に対して、図２に示すような２次元面上における円錐嵌合部８の貫通穴８ａの中心を正確に嵌合用ボス１３のボス中心１３ａに一致させることができる。

この円錐嵌合部８と嵌合用ボス１３との嵌合が行われると同時に、他の取付部６、７の貫通穴６ａ、７ａの各中心は、予め設定されている位置関係にある取り付けボス１１、１２のボス中心１１ａ、１２ａと一致することとなる。そして、この状態で、各貫通穴６ａ、７ａ、８ａに固定用ビス９ａ、９ｂ、９ｃを通して固定することにより電動アクチュエータ１の空調ユニットケース１０への固定が完了する。

このように、本実施形態では、リンク中心軸３ａを基準として円錐嵌合部８を嵌合用ボス１３に嵌合させることにより、容易かつ正確に、電動アクチュエータ１の取付部材である空調ユニットケース１０への２次元面上での位置決めを行うことができる。

なお、円錐嵌合部８をリンク中心軸３ａより最も離れた位置に配置することの意味について、円錐嵌合部８を用いない場合との比較により説明する。

図３は、一つの貫通穴８０ａを他の貫通穴６ａ、７ａと同様のフランジ状の取付部に設けたものである。したがって、サーボモータ部２の外形を実線で示すように、各貫通穴６ａ、７ａ、８０ａの中心と、取付部材側の各ボス中心１１ａ、１２ａ、１３ａとをそれぞれ一致させることができれば、リンク４は、リンク中心軸３ａを中心とする所定の目標回転角が与えられるとき、他のリンク２１およびこのリンク２１により回転される従動軸２０に目標回転角に応じた所望の回転角を発生させることができる。

ところで、２次元面上で、３点の位置を全て所定位置に一致させて固定するには、時間や技能を要する作業が必要となる。そこで、図３において、サーボモータ部２をリンク中心軸３ａを中心に時計回りに角度θ１（数度）ずれて組み付けられた場合を考える。これを、サーボモータ部２の外形を点線で示し、これによりずれた貫通穴６１ａ、７１ａ、８１ａもそれぞれ点線で示す。このような場合においても、リンク中心軸３ａおよび従動軸２０の２次元位置は固定されて変動しない。

これに対し、サーボモータ部２の角度ずれθ１により、リンク４に目標角度が与えられても、リンク４は取付部材である空調ユニットケース１０に対してθ１の大きさの誤差が発生する。このリンク４の回転誤差θ１は、他のリンク２１により駆動される従動軸２０においては、さらに大きい回転誤差θ２（θ２＞θ１）をもたらすこととなる。

このように、サーボモータ部２の組み付け時の回転ずれにより、リンク４の先において、従動軸２０によるエアミックスドアや吹出モードドアなどの各種ドアの作動を正確に行うことができなくなる。

この回転ずれの発生において、各貫通穴６１、７１ａ、８１ａの中心と各ボス中心１１ａ、１２ａ、１３ａとのずれ量が最も大きくなるのは、リンク中心軸３ａからの距離が最も大きい貫通穴８１ａおよびボス中心１３ａである。

したがって、このリンク中心軸３ａからの距離が最も大きい貫通穴８０ａとボス中心１３ａとを一致または最小限にすることができれば、他の貫通穴６ａ、７ａとボス中心１１ａ、１２ａとの２次元面上での位置ずれを最小限、すなわち実質的に０とすることができる。その効果は、リンク中心軸３ａからの距離が大きいほど大きくなる。

なお、上記実施形態では、円錐嵌合部８には貫通穴８ａを設けて、これに固定用ビス９ｃを通して嵌合用ボス１３と固定する例を示したが、これに限らない。すなわち、円錐嵌合部８に貫通穴を設けず、対応する嵌合用ボス１３と円錐嵌合部８とを単に２次元方向の位置決め部材として用いるようにしてもよい。このとき、ビス固定は上記実施形態と同様、取付部６、７において行う。さらに、この場合、円錐嵌合部８および取付部６、７とは別にフランジ状の取付部および貫通穴と、これらに対応する位置に取り付けボスを設けてこれらをビス固定するようにしてもよい。

本実施形態の電動アクチュエータの空調ユニットケースに対する取り付け構造を示す図である。 空調ユニットケース上へのサーボモータ部の投影形状と取り付け用の各穴中心の位置関係とを示す図である。 電動アクチュエータの組み付け時の位置ずれ状態を説明するための図である。

符号の説明

１…電動アクチュエータ、２…サーボモータ部、３ａ…リンク中心軸、４…リンク、
５…軸端部、６、７…取付部、８…円錐嵌合部、８ｂ…円錐凸部、
９ａ、９ｂ、９ｃ…固定用ビス、１０…取付部材（空調ユニットケース）、
１１、１２…取り付けボス、１３…嵌合用ボス、１３ｂ…円錐凸部。

Claims (3)

1. リンク（４）と前記リンクを回転させる駆動軸（３）とを備えた電動アクチュエータ（１）を取付部材（１０）に取り付ける電動アクチュエータの取り付け構造であって、
   前記駆動軸（３）は円錐形状の軸端部（５）を備え、
   前記電動アクチュエータ（１）には、それぞれ固定用貫通穴（６ａ、７ａ）が設けられた複数の取付部（６、７）と円錐凸状に形成された円錐嵌合部（８）とが設けられ、
   前記取付部材（１０）には、前記駆動軸のガイド用の円錐ガイド（１４）と、ビス固定用の複数の取り付けボス（１１、１２）と、円錐形状の凹部（１３ｂ）が形成された嵌合用ボス（１３）とが設けられ、
   前記電動アクチュエータ（１）を前記取付部材（１０）に取り付ける際に、前記軸端部（５）と前記円錐ガイド（１４）とを嵌合させて前記駆動軸（３）の前記取付部材（１０）における２次元位置が決められ、前記円錐嵌合部（８）を前記嵌合用ボス（１３）の凹部（１３ｂ）に嵌合させて前記電動アクチュエータ（１）の前記駆動軸（３）に対する回転位置決めが行われ、かつ、前記各固定用貫通穴（６ａ、７ａ）と前記各取り付けボス（１１、１２）とがそれぞれ固定用ビス（９ａ、９ｂ）により締結されていることを特徴とする電動アクチュエータの取り付け構造。
2. 前記円錐嵌合部（８）の中心と前記駆動軸（３）との距離（Ｌ３）は、前記各固定用貫通穴（６ａ、７ａ）の中心と前記駆動軸（３）との各距離（Ｌ１、Ｌ２）よりも大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータの取り付け構造。
3. 前記円錐嵌合部（８）の中心には貫通穴（８ａ）が設けられ、前記円錐嵌合部（８）は前記貫通穴（８ａ）を通る固定用ビス（９ｃ）により前記嵌合用ボス（１３）と締結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動アクチュエータの取り付け構造。
   

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