JP4843378B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、仕切り部材によって密閉状態に仕切られた一方面側から他方面側に向けて端子を引き出すための端子引き出し構造を備えたアクチュエータに関するものである。

仕切り部材によって密閉状態に仕切られた一方面側から他方面側に向けて端子を引き出すための構造としては、例えば、図４に示すように、仕切り板２′の他方面側１２′で端子穴２０′を塞ぐようにゴム製のシール部材４′を配置するとともに、矢印Ｙで示すように、シール部材４′を仕切り板２′に向けてカバー３′で押し付けて端子穴２０′を塞ぎ、ストレートの端子９′をシール部材４′に対して上下方向に貫通させた構造が考えられる。

しかしながら、図４に示す構造では、シール部材４′を端子９′が延びている方向に向けて押し付けてシール部材４′が押し付け方向に弾性変形した際、シール部材４′が押し付け方向と直交する方向にも弾性変形することを利用して端子９′の周りを塞ぐ構造であるため、シール性が低く、仕切り板２′の一方面側１１′から端子９′とシール部材４′との隙間を経て仕切り板２′の他方面側１２′にガスなどが漏れるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、仕切り部材によって密閉状態に仕切られた一方面側から他方面側に向けて端子を引き出した場合でも高いシール性を備えた端子引き出し構造を備えたアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、密閉空間を構成するための仕切り部材の一方面側から他方面側に向けて端子を引き出すための端子引き出し構造を備え、前記仕切り部材によって前記一方面側がモータ出力部分に区画され、前記他方面側がモータ本体部分に区画されているアクチュエータであって、前記端子引き出し構造は、前記仕切り部材に向けてシール部材を押し付けるカバーを有し、前記仕切り部材には端子穴が形成され、前記シール部材は、前記仕切り部材の他方面側で前記端子穴を塞ぐように配置され、前記カバーは、前記端子穴を塞ぐ方向に前記シール部材を押し付け、前記端子は、前記仕切り部材の一方面側から前記端子穴を通過して前記シール部材の内部を当該シール部材の厚さ方向の途中位置まで前記カバーの押し付け方向と平行あるいは略平行に延びているとともに、当該途中位置で屈曲して前記仕切り部材と前記カバーとの間で前記押し付け方向と交差する方向に延びて前記シール部材から突出し、前記仕切り部材の他方面側に到達しており、前記仕切り部材の一方面側に位置する部分と、前記仕切り部材と前記カバーとの間で延びる部分とが直交するＬ字形状を有しており、前記モータ本体部分に設けられているモータ端子は、前記端子において前記仕切り部材と前記カバーとの間で延びる部分と平行で、かつ、前記仕切り部材の他方面側で前記シール部材から突出している前記端子の突出方向に向かって延びており、前記モータ端子と前記端子とは、共通のフレキシブルプリント回路基板に接続されることを特徴とする。

本発明において、端子は、シール部材の厚さ方向の途中位置で屈曲して仕切り部材とカバーとの間で延びているため、仕切り部材とカバーとの間ではシール部材を押し付ける方向と交差している。従って、仕切り部材とカバーとの間でシール部材を押し付けて弾性変形させると、シール部材が弾性変形する方向は、端子の周りを塞ぐ方向と一致するため、シール性が高い。それ故、仕切り部材の一方面側から端子とシール部材との隙間を経て仕切り部材の他方面側にガスなどが漏れることを確実に防止することができる。

また、このように構成すると、カバーがシール部材を押し付けて弾性変形させると、シール部材は押し付け方向に変形するとともに、押し付け方向と直交する方向にも弾性変形する。従って、シール部材は、端子において押付け方向と平行あるいは略平行に延びる部分の周りにも密着するので、ガスなどの漏れを確実に防止することができる。

本発明において、前記仕切り部材および前記カバーは、少なくとも前記シール部材と当接する部分が板状であることが好ましい。このように構成すると、端子の周りを広い領域にわたって塞ぐ状態にシール部材を弾性変形させることができる。

本発明において、前記シール部材は、前記端子穴を前記仕切り部材の他方面側から塞ぐ本体部分と、当該本体部分の上面から突出して前記端子穴に嵌る突起部分とを備え、前記突起部分の根元に構成される当該突起部分と前記本体部分との段差は、前記突起部分の全周に構成されることが好ましい。

本発明において、前記シール部材は、ゴム製あるいは樹脂製であり、前記端子と一体成形されていることが好ましい。このように構成すると、端子が途中で屈曲している場合でも、端子がシール部材を貫通している構造を容易に構成することができる。

本発明において、前記カバーにおいて前記板状とされた部分には、前記シール部材から離れる方向に窪んだ凹部が設けられていることが望ましい。

本発明において、端子は、シール部材の厚さ方向の途中位置で屈曲して仕切り部材とカバーとの間で延びているため、仕切り部材とカバーとの間ではシール部材を押し付ける方向と交差している。従って、仕切り部材とカバーとの間でシール部材を押し付けて弾性変形させると、シール部材が弾性変形する方向は、端子の周りを塞ぐ方向と一致するため、シール性が高い。それ故、仕切り部材の一方面側から端子とシール部材との隙間を経て仕切り部材の他方面側にガスなどが漏れることを確実に防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

［全体構成］
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したアクチュエータの斜視図、およびこのアクチュエータからケース、ステータ、パッキンなどを外した状態を示す斜視図である。図２および図３は各々、図１に示すアクチュエータの分解斜視図、および断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）および図２に示すアクチュエータ１は、平板状の仕切り板２（仕切り部材）の一方面側１１に環状のパッキン１９を介してモータ機器（図示せず）に搭載され、このモータ機器において、仕切り板２の一方面側１１はガスなどが通る密閉空間１００になっている。

図３に示すように、仕切り板２の他方面側１２には有底筒状のケース５が被せられており、このケース５内は、仕切り板２の他方面側１２に接合されたカバー３により２つの空間に仕切られている。また、ケース５とカバー３とによって囲まれた空間、および仕切り板２とカバー３とにより囲まれた空間を利用して、後述するステッピングモータ１０が構成され、ステッピングモータ１０のロータ７の回転に伴って、矢印Ｘで示すように直動する出力軸８１（出力部）が仕切り板２の中央に形成された出力用開口部２９から仕切り板２の一方面側１１に突出している。なお、ケース５の側面部には端子台６５が一体に構成されており、この端子台６５には、ステッピングモータ１０の電機子６（ステータ）に対する給電などを行うモータ端子６６が固着されている。

また、端子台６５の上方位置では、仕切り板２に形成された端子穴２０を介して仕切り板２の一方面側１１から他方面側１２に２本の端子９が引き出されており、端子穴２０を密閉しながら端子９を引き出す構造の詳細は後述する。

［ステッピングモータ１０などの構成］
本形態のアクチュエータ１において、仕切り板２では、平板状のフランジ部２１の中央部分に他方面側１２に突出する円筒部２２が形成されており、この円筒部２２の底部には出力用開口部２９が形成されている。カバー３には、放射状に延びた３枚の平板状のフランジ部３１と、これらのフランジ部３１の中央部分で凹む円筒状の受け部３２とが形成されており、モータ機器に搭載する際、仕切り板２のフランジ部２１とカバー３のフランジ部３１とが穴２１１、３１１でのボルト止めなどの方法で接合される。また、仕切り板２には位置決め用の小穴２１０が形成されている一方、カバー３にも小穴２１０と重なる位置に位置決め用の小穴３１０が形成されており、ケース５には、これらの小穴２１０、３１０を貫通する小突起５８が形成されている。

カバー３において、受け部３２は、大径部分３３と小径部分３５とからなり、大径部分３３の内側には、仕切り板２の円筒部２２が嵌っている。ここで、円筒部２２の外周面には、円筒部２２の外周面と受け部３２の大径部３３の内周面との間で弾性変形したリング状弾性体１８が装着されており、この部分での気密が確保されている。また、受け部３２において、大径部分３３と小径部分３５とを接続する円環状の段部３４と、仕切り板２の円筒部２２の底部との間には、円筒状のガイド部材８５の基端側で広がるフランジ部８８が保持され、ガイド部材８５の円筒部８７は、仕切り板２の出力用開口部２９から一方面側１１に突出している。

ケース５の開口縁部分は、仕切り板２のフランジ部２１とカバー３のフランジ部３１との重なり部分に対して接合されている。ここで、ケース５とカバー３の受け部３２とによって囲まれた環状の空間では、受け部３２の小径部分３５の周りに、コア６１に電機子コイル６２が巻回された電機子６（ステータ）が配置されている。また、受け部３２の内側には、電機子６に対して受け部３２を介して対向するマグネット７１を備えたロータ７が配置され、このロータ７は、支軸７２に回転可能に支持されている。このようにしてステッピンモータ１０が構成されている。なお、支軸７２の両端は各々、受け部３２の底部３６と、ガイド部材８５の先端部に形成された支持板部８６とに支持されている。

ガイド部材８５の内側には、出力軸８１が軸線方向に移動可能に配置され、出力軸８１の先端部は、２分割された状態で支持板部８６に形成された２つの穴の各々から突出している。ここで、出力軸８１は、ガイド部材８５との干渉によって軸線周りの回転が阻止され、仕切り板２およびガイド部材８５には、回り止めの小穴２６、およびこの小穴２６に嵌る小突起８９が形成されている。また、出力軸８１の内周部分には雌ネジ８２が形成されている。支軸７２にはスリーブ７３が回転可能に支持されており、このスリーブ７３はロータ７と一体に回転可能である。また、スリーブ７３の外周面には、出力軸８１の雌ネジ８２に噛み合う雄ネジ７３０が形成されている。従って、電機子コイル６２に給電してロータ７を回転させると、ロータ７とともにスリーブ７３が回転する。その結果、出力軸８１は、矢印Ｘで示すように、軸線方向の一方側に移動するとともに、電機子コイル６２に対する通電条件を変えてロータ７を反転させると、出力軸８１は軸線方向の他方側に移動する。

（端子引き出し構造）
このように構成したアクチュエータ１において、仕切り板２の一方面側１１から他方面側１２に２本の端子９を引き出すにあたって、仕切り板２の一方面側１１はガスが充満する密閉空間１００であることから、本形態では、以下の構造が採用されている。まず、仕切り板２には、矩形の貫通穴からなる端子穴２０が形成されている。カバー３は複数箇所で折り曲げられて、仕切り板２の端子穴２０が形成されている領域に対向する部分が平板部３０になっている。また、端子穴２０を塞ぐために、ゴム製のシール部材４が用いられ、シール部材４は２本の端子９と一体に成形されている。ここで、シール部材４は、端子穴２０を仕切り板２の他方面側１２から塞ぐ大きな直方体形状の本体部分４１と、この本体部分４１の上面から突出する小さな直方体形状の突起部分４２とを備えており、シール部材４を仕切り板２の他方面側１２に重ねた状態で、突起部分４２は端子穴２０に嵌るようになっている。また、２本の端子９はいずれもＬ字形状を有しており、一方の端部がシール部材４の突起部分４２から上方に突出し、他方の端部は、シール部材４の本体部分４１の側面で突出するようにシール部材４を貫通している。すなわち、２本の端子９は、突起部分４２（仕切り板２の一方面側１１に位置する部分）からシール部材４の厚さ方向（カバー３の押し付け方向と平行あるいは略平行な方向）に延びる第１の直線部分９１と、第１の直線部分９１の下端部（シール部材４の厚さ方向の途中位置）で直角に屈曲して仕切り板２とカバー３との間で外側に向けて延びる第２の直線部分９２とを備えており、第１の直線部分９１の端部がシール部材４の突起部分４２から上方に突出し、第２の直線部分９２の端部は、シール部材４の本体部分４１の側面で突出している。

このようなシール部材４を用いて端子９を引き出しながら、アクチュエータ１を組み立てるにあたっては、図２および図３に示すように、まず、仕切り板２の他方面側１２にシール部材４を配置し、端子穴２０に突起部分４２を嵌める。次に、仕切り板２にカバー３を重ねる。その際、仕切り板２の円筒部２２の外周面にはリング状弾性体１８を装着しておき、円筒部２２をカバー３の受け部３２の内側に嵌める。その結果、リング状弾性体１８は、仕切り板２の円筒部２２の外周面とカバー３の受け部３２の大径部分３３の内周面との間で弾性変形し、その形状復帰力で、仕切り板２とカバー３とが重なった状態が保持される。この状態で、仕切り板２とカバー３の平板部３０との間にはシール部材４が保持されており、端子９において、第１の直線部分９１の端部は仕切り板２の一方面側１１に位置し、第２の直線部分９２の端部は、仕切り板２の他方面側１２で端子台６５の上方に位置する。

なお、仕切り板２とカバー３とを重ねる際、図２に示すように、仕切り板２の側にガイド部材８５、出力軸８１、支軸７２、ロータ７などを取り付けておく。

次に、仕切り板２のフランジ部２１とカバー３のフランジ部３１とが密着するように、矢印Ｙで示すように、仕切り板２に向けてカバー３を押し付けた後、仕切り板２のフランジ部２１とカバー３のフランジ部３１とをボルト（図示せず）などで接合する。その結果、シール部材４は、仕切り板２とカバー３との間で弾性変形し、端子９の第２の直線部分９２とシール部材４との隙間が塞がれる。また、シール部材４は、端子９の第１の直線部分９１との間を塞ぐ方向にも弾性変形する。

次に、カバー３の小径部分３５の周りに電機子６を配置した後、ケース５を被せ、ケース５をカバー３や仕切り板２と固着する。次に、端子台６５のモータ端子６６および端子９にフレキシブルプリント回路基板６９を接続すると、アクチュエータ１が完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、端子９は、シール部材４の厚さ方向の途中位置で屈曲して仕切り板２とカバー３との間で延びているため、仕切り板２とカバー３との間ではシール部材４を押し付ける方向と交差している。従って、仕切り板２とカバー３との間でシール部材４を押し付けて弾性変形させると、シール部材４が弾性変形する方向は、端子９の周りを塞ぐ方向と一致するため、シール性が高い。従って、仕切り板２の一方面側１１をガスが充満する密閉空間１００とした状態で、密閉空間１００と外部との間で端子９を介して通電することができ、その場合でも、仕切り板２の一方面側１１から端子９とシール部材４との隙間を経て仕切り板２の他方面側１２にガスなどが漏れることがない。

また、シール部材４は、ゴム製であり、端子９と一体成形されているので、端子９が途中で屈曲している場合でも、端子９がシール部材４を貫通している構造を容易に構成することができる。また、仕切り板２およびカバー３は、シール部材４と当接する部分が板状であるため、端子９の第２の直線部分９２を広い領域にわたって塞ぐ状態にシール部材４を弾性変形させることができる。

さらに、リング状弾性体１８の形状復帰力によって、仕切り板２の円筒部２２がカバー３の受け部３２に嵌った状態を保持するので、仕切り板２とカバー３とを接合してシール部材４が弾性変形した状態を保持する際、カバー３と仕切り板２とを治具などで仮固定する必要がない。それ故、アクチュエータ１の組み立ての作業性がよい。

さらにまた、ロータ７などが配置された空間の周りでは、仕切り板２とカバー３との間はリング状弾性体１８で密封されている。また、受け部３２の内側にロータ７が配置され、受け部３２の外側に電機子６が配置されているため、カバー３の外側から内側に配線を行わなくてもステッピングモータ１０を構成できる。それ故、カバー３の内側と外側との密閉状態を保持したまま、ロータ７の回転を仕切り板２の一方面側１１に伝達することができる。

（その他の実施の形態）
上記形態では、出力軸８１がロータ７の回転に伴って直線運動を行うように構成されていたが、ロータ７の回転により、出力軸８１が回転するアクチュエータ１に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、仕切り板２の一方面側１１は、ガスが充満する密閉空間１００とした例を説明したが、密閉空間１００に液体が充満する場合に本発明を適用することができる。

さらに、上記形態では、シール部材４がゴム製の場合を例に説明したが、シール部材４が弾性を備えた樹脂製のシール部材を用いた場合に本発明を適用してもよい。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したアクチュエータの斜視図、およびこのアクチュエータからケース、ステータ、パッキンなどを外した状態を示す斜視図である。 図１に示すアクチュエータの分解斜視図である。 図１に示すアクチュエータの断面図である。 従来の端子引き出し構造を示す説明図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
２ 仕切り板（仕切り部材）
３ カバー
４ シール部材
６ 電機子
７ ロータ
９ 端子
１０ ステッピングモータ
１１ 仕切り板の一方面側
１２ 仕切り板の他方面側
１８ リング状弾性体
２０ 端子穴
２２ 仕切り板の円筒部
２９ 出力用開口部
３０ カバーの平板部
３２ カバーの受け部
８４ 出力軸
９１ 端子の第１の直線部分
９２ 端子の第２の直線部分

Claims (5)

1. 密閉空間を構成するための仕切り部材の一方面側から他方面側に向けて端子を引き出すための端子引き出し構造を備え、前記仕切り部材によって前記一方面側がモータ出力部分に区画され、前記他方面側がモータ本体部分に区画されているアクチュエータであって、
   前記端子引き出し構造は、前記仕切り部材に向けてシール部材を押し付けるカバーを有し、
   前記仕切り部材には端子穴が形成され、
   前記シール部材は、前記仕切り部材の他方面側で前記端子穴を塞ぐように配置され、
   前記カバーは、前記端子穴を塞ぐ方向に前記シール部材を押し付け、
   前記端子は、前記仕切り部材の一方面側から前記端子穴を通過して前記シール部材の内部を当該シール部材の厚さ方向の途中位置まで前記カバーの押し付け方向と平行あるいは略平行に延びているとともに、当該途中位置で屈曲して前記仕切り部材と前記カバーとの間で前記押し付け方向と交差する方向に延びて前記シール部材から突出し、前記仕切り部材の他方面側に到達しており、前記仕切り部材の一方面側に位置する部分と、前記仕切り部材と前記カバーとの間で延びる部分とが直交するＬ字形状を有しており、
   前記モータ本体部分に設けられているモータ端子は、前記端子において前記仕切り部材と前記カバーとの間で延びる部分と平行で、かつ、前記仕切り部材の他方面側で前記シール部材から突出している前記端子の突出方向に向かって延びており、
   前記モータ端子と前記端子とは、共通のフレキシブルプリント回路基板に接続されることを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１において、
   前記仕切り部材および前記カバーは、少なくとも前記シール部材と当接する部分が板状であることを特徴とするアクチュエータ。
3. 請求項２または３において、
   前記シール部材は、前記端子穴を前記仕切り部材の他方面側から塞ぐ本体部分と、当該本体部分の上面から突出して前記端子穴に嵌る突起部分とを備え、
   前記突起部分の根元に構成される当該突起部分と前記本体部分との段差は、前記突起部分の全周に構成されることを特徴とするアクチュエータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記シール部材は、ゴム製あるいは樹脂製であり、前記端子と一体成形されていることを特徴とするアクチュエータ。
5. 請求項２において、
   前記カバーにおいて前記板状とされた部分には、前記シール部材から離れる方向に窪んだ凹部が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。

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