JP4923188B2 - モータアクチュエータ - Google Patents

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本発明は、モータ端子と給電用のアクチュエータ端子との端子間接続構造を改善したモータアクチュエータに関する。
自動車用空調装置における通風路の切り替えを行うドアの制御や、給湯システムの通水路の切り替えを行うバルブの制御等には、モータアクチュエータが用いられる。
このようなモータアクチュエータの内部には、駆動力を発生するモータ、モータの回転駆動力を伝達する複数のギヤ、及び外部からモータに給電するためのアクチュエータ端子等が配置されている。このアクチュエータ端子は、モータから延出するモータ端子に接続されているが、これらの接続は一般にはんだ付けにより行われている。
また、これらアクチュエータ端子とモータ端子との接続は、はんだ付けによる接続以外に、クリップ状のばね接点を用いる接続方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
この接続方法では、アクチュエータ端子にクリップ状のばね接点を設け、そのばね接点が板状のモータ端子を両面から挟持するようにし、ばね接点のばね力によるモータ端子への圧接により電気的に接続するようにしている。
特許第3131565号公報
ところで、近年の環境上の理由から、はんだ付けには、鉛フリーのはんだを使用するようになってきている。しかしながら、鉛フリーのはんだは、未だ技術的に確立していないため、はんだ接合時に濡れ性のばらつきによる接合不良が生じてしまうことがある。また、鉛フリーのはんだは、融点の仕様が高温のため設備への負担が大きく、はんだ自体のコストも高いという問題点があった。
また、特許文献1に記載のようなばね接点を用いるものは、ばね接点を別部品としてアクチュエータ端子に取り付ける必要があるため、部品点数がそれだけ増えるとともに、ばね接点を加締め、モールド等により取り付けるため製造コストも高くなる。また、ばね力による圧接では接合強度が小さいため、特にモータアクチュエータが自動車用空調装置に用いられる場合には、車両走行時等の振動等により端子間の接合不良が生じてしまう可能性があるという問題点があった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、接続信頼性が高く、かつ部品コスト及び加工コストを抑制できる端子間接続構造、端子間接続方法及びモータアクチュエータを提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、モータ端子に給電用のアクチュエータ端子を接続したモータアクチュエータにおいて、前記アクチュエータ端子及び前記モータ端子の一方の端子が、他方の端子を挿通させる挿通部を有し、前記挿通部が、前記一方の端子の先端部に設けられて、その先端が開放されたスリットからなり、前記一方の端子の前記他方の端子との対向面に前記スリットの長手方向に沿って複数の突起部が形成され、前記挿通部に前記他方の端子を挿通した状態で、前記一方の端子の前記挿通部近傍を外側から挟むようにして加圧して加締めるととともに、その加圧部をスポット溶接することにより、前記アクチュエータ端子と前記モータ端子とが接続され、前記スリットを介して対向する前記突起部が、前記長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とするモータアクチュエータが提供される。
このようなモータアクチュエータによれば、モータ端子とアクチュエータ端子とが、加圧による圧接力とスポット溶接による接合力とにより強固に接続される。
発明のモータアクチュエータによれば、モータ端子とアクチュエータ端子とが加締めによる圧接力と複数の突起部の複数のスポット溶接による接合力とにより強固に接続されるため、その接続信頼性が高くなる。また、端子間の接続にはんだを使用しないため、モータアクチュエータを低コストに実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明の端子間接続構造及び端子間接続方法を、自動車用空調装置の通風路の切り替えに用いられるモータアクチュエータに適用したものである。
図1は、本実施の形態に係るモータアクチュエータの上部カバーを外した状態を表す平面図である。図2は、そのモータアクチュエータの正面図である。
図1に示すように、本実施の形態のモータアクチュエータは、ケース1に、回転駆動力を発生するモータ2、モータ2の回転駆動力を伝達するギヤ群3、電源供給用の端子やスイッチ用の端子が実装されたターミナル4等を配置して構成されている。
すなわち、モータ2の出力軸5にはウォームギヤ6が取り付けられ、このウォームギヤ6に順次噛み合うようにウォームホイール7、減速ギヤ8が配置されている。減速ギヤ8は、図示しない駆動軸に同軸状に設けられたギヤに接続され、その駆動軸を回転させる。
ターミナル4は、ケース1に収納可能な形状をなすプリント基板11と、プリント基板11に実装された板状の給電用端子パターン12,13及びスイッチ用端子パターン14〜16とからなる。給電用端子パターン12,13は、プリント基板11の先端部から延出してそれぞれアクチュエータ端子21,22を形成し、モータ2の後部に延出した一対のモータ端子10,10にそれぞれ接続されている。各スイッチ用端子パターンには図示しないブラシが摺動可能になっており、そのブラシがスイッチ用端子パターン14とスイッチ用端子パターン15とを架橋する位置にきたときに回転軸を正転させ、スイッチ用端子パターン16とスイッチ用端子パターン15とを架橋する位置にきたときに回転軸を逆転させる。ブラシがいずれの位置にもないときには回転停止(ニュートラル)となる。
また、ケース1は、その上端縁に段部9が周設されている。そして、図示しない上部カバーをその段部9に嵌合するようにケース1に被せ、さらにケース1及び上部カバーの外周部にそれぞれ一体に形成された複数のフックを互いに嵌合させてケース1と上部カバーとを固定することにより、モータアクチュエータを構成するようになっている。
アクチュエータ端子21は、一方のモータ端子10に向けて延出する細長い板状の端子本体部23と、端子本体部23から直角方向に延出してモータ端子10に接続される接続部24とからなる。接続部24は、端子本体部23と同一面をなす連設部分25と、その連設部分25の先端から直角に立ち上がってモータ端子10に接続される接続部分26とからなる。
アクチュエータ端子22も同様に、他方のモータ端子10に向けて延出する細長い板状の端子本体部27と、端子本体部27から直角方向に延出してモータ端子10に接続される接続部28とからなる。接続部28は、端子本体部27と同一面をなす連設部分29と、その連設部分29の先端から直角に立ち上がってモータ端子10に接続される接続部分30とからなる。
各端子パターン12〜16は、そのアクチュエータ端子21,22と反対側の端部が整列配置されてケース1の外部に露出し、図示しないコネクタの各端子に接続されるようになっている。
図2に示すように、端子本体部23の接続部分26、端子本体部27の接続部分30には、それぞれ先端側に開放されたスリット31が形成され、そのスリット31にモータ端子10が挿通されて接続されている。この接続は、後述するように、各接続部分の加締めとモータ端子10へのスポット溶接による複合接合により行われる。
図3は、モータ端子及びアクチュエータ端子の配置及び構造を表す説明図である。(A)はモータの背面を表し、(B)はアクチュエータ端子の加締め前の構造を表している。
同図(A)に示すように、モータ端子10は、モータ2の左右の周縁部に軸対称に設けられている。モータ2をケース1に取り付ける際には、図示のようにモータ端子10の幅方向を上下に向けた状態でアクチュエータ端子21,22に挿通する。
また、同図(B)に示すように、アクチュエータ端子21の接続部分26及びアクチュエータ端子22の接続部分30は、それぞれスリット31を形成する一対の接続片32の対向面に、その長手方向に波形状を形成する複数の突起部33が設けられている。各突起部33は、接続片32の長手方向に互いにずれて配置されている。このため、モータ端子10が各アクチュエータ端子のスリット31に挿入されたときには、各突起部33がモータ端子10の両側面でその幅方向(接続片32の長手方向)に千鳥状に接触することになる。
次に、本実施の形態の端子間接続方法について説明する。図4は、アクチュエータ端子とモータ端子との接続工程を表す説明図である。図5は、端子間の接続工程の詳細を表す拡大図である。ここでは、アクチュエータ端子22側を例に端子間接続方法を説明する。
アクチュエータ端子21,22とモータ端子10との接続工程においては、まず、図4(A)に示すように、モータ2を、その一対のモータ端子10を各アクチュエータ端子のスリット31に挿通するようにしてケース1内に載置する。このとき、図5(A)に示すように、接続片32の少なくとも一部の突起部33の頂点がモータ端子10の両側面に所定の接触圧で当接した状態となる。
続いて、図4(B)に示すように、一対の溶接電極41,41を、アクチュエータ端子22のスリット31の近傍を外側から挟むように配置する。この状態が、図5(B)にも拡大表示されている。
そして、図4(C)に示すように、その一対の溶接電極41,41をその電極間を狭くする側に動作させてアクチュエータ端子22を外側から挟むように加圧すると同時に、溶接電極41,41に通電する。このとき、図5(C)に示すように、一対の接続片32,32の間にその突起部33を介して電流が流れる。それにより、突起部33が溶融変形して潰れてモータ端子10に密着接合されるとともに、一対の接続片32,32が互いに近接する方向に加締められて変形する。すなわち、アクチュエータ端子22とモータ端子10とが、加締め及びスポット溶接による複合接合によって強固に接続される。その後、溶接電極41,41を取り除いた状態が図5(D)に示されている。
なお、アクチュエータ端子22の接続部分30が連設部分29(図1参照)によりつながっているため、溶接電極41からの電流の一部は、その連設部分29を回り込むように分流する。しかし、接続部分30が外側から加圧されることによって、接続片32とモータ端子10との間に十分な接触圧が得られるため、その接触抵抗は小さくなっており、スポット溶接自体は良好に行われる。
なお、図4及び図5においては、アクチュエータ端子22側の端子間接続方法を示したが、アクチュエータ端子21側の端子間接続も同様にして行われる。このため、アクチュエータ端子21側の端子間接続方法については、その説明を省略する。
以上に説明したように、本実施の形態のモータアクチュエータにおいては、スポット溶接を行うための溶接電極41,41によりアクチュエータ端子21,22とモータ端子10,10との圧接及びスポット溶接が同時に行われる。その際、加締めによる圧接力によってアクチュエータ端子21,22とモータ端子10,10とがその接触状態を良好に保つため、その接触抵抗が小さくなって溶接部の通電性を高める。また、端子間にスパークが発生するのを防止することができる。このため、スポット溶接が効率よく実施される。また、スポット溶接によってアクチュエータ端子21,22の一部が溶融することにより、加締めによる各アクチュエータ端子の変形が促進される。
また、端子間の接続が加締めとスポット溶接の複合接合によるため、仮にスポット溶接の条件や溶接電極41,41の磨耗のばらつきにより溶接強度が不安定となっても、加締めによる接合力があるため、アクチュエータ端子21,22とモータ端子10,10とが剥がれる可能性も極めて低くなる。
また、アクチュエータ端子21,22とモータ端子10,10とが加締めの圧接力とスポット溶接の接合力との複合接合により接続されるため、端子間の接合強度が大きく、その接続信頼性が高くなる。
さらに、端子間の接続にはんだを使用しないため、低コストに実現することができる。また、はんだの濡れ性による作業性を考慮する必要がないため、工程不良が低減する。
なお、上記実施の形態では、モータアクチュエータにおけるアクチュエータ端子とモータ端子との端子間接続構造及び端子間接続方法の一例を示したが、それ以外の端子間接続構造及び端子間接続方法を採用することも可能である。
図6は、上記実施の形態の第1の関連技術を表す説明図である。(A)は、スポット溶接等の実施後のモータアクチュエータを表す正面図である。(B)は、スポット溶接等の実施前のモータアクチュエータを表す正面図である。
すなわち、上記実施の形態では、各アクチュエータ端子21,22の一対の接続片32,32の対向面を、複数の突起部33を有する波形状にした例を示したが、同図(B)に示すように、一対の接続片232,232の対向面を、フラットに構成している。このようにして上記実施の形態と同様に加締め及びスポット溶接を行うと、同図(A)に示すような端子間の接合状態が得られる。
この場合、加締めによる接触圧は小さくなるが、接触面積は大きくなる。このような構造も溶接の効率を考慮して適宜選択すればよい。
図7は、上記実施の形態の第2の関連技術を表す説明図である。(A)は、スポット溶接等の実施後のモータアクチュエータを表す正面図である。(B)は、スポット溶接等の実施前のモータアクチュエータを表す正面図である。
同図(B)に示すように、一対の接続片332,332の対向面を、基本的にフラットにし、その対向面の同じ高さ位置の一箇所に突起部333を設けた構成としている。このようにして上記実施の形態と同様に加締め及びスポット溶接を行うと、同図(A)に示すような端子間の接合状態が得られる。
また、上記実施の形態では、モータ端子10を挿通する挿通部として、アクチュエータ端子21,22の接続部分26,30にその先端が開放されたスリット31を形成した例を示したが、その挿通部を先端が開放されていない孔部等の他の構造で構成してもよい。
また、上記実施の形態では、アクチュエータ端子側でモータ端子を挟み込む形態について説明したが、モータ端子側にスリットを形成して、アクチュエータ端子を挟み込むような形態としてもよい。この場合には、溶接電極によりモータ端子側を外側から挟むようにして加圧することになる。
また、上記実施の形態では、本発明の端子間接続構造及び端子間接続方法を、自動車用空調装置の通風路の切り替えに用いられるモータアクチュエータに適用した例を示したが、給湯システムの通水路の切り替えや、その他の制御対象を駆動するモータアクチュエータに適用することもできる。また、モータアクチュエータに限らず、端子同士の接続であれば適用することは可能である。
実施の形態に係るモータアクチュエータの上部カバーを外した状態を表す平面図である。 モータアクチュエータの正面図である。 モータ端子及びアクチュエータ端子の配置及び構造を表す説明図である。 アクチュエータ端子とモータ端子との接続工程を表す説明図である。 端子間の接続工程の詳細を表す拡大図である。 実施の形態の第1の関連技術を表す説明図である。 実施の形態の第2の関連技術を表す説明図である。
符号の説明
1 ケース
2 モータ
3 ギヤ群
4 ターミナル
5 出力軸
10 モータ端子
11 プリント基板
12,13 給電用端子パターン
14,15,16 スイッチ用端子パターン
21,22 アクチュエータ端子
23 端子本体部
24,28 接続部
25,29 連設部分
26,30 接続部分
31 スリット
32,232,332 接続片
33,333 突起部
41 溶接電極

Claims (1)

  1. モータ端子に給電用のアクチュエータ端子を接続したモータアクチュエータにおいて、
    前記アクチュエータ端子及び前記モータ端子の一方の端子が、他方の端子を挿通させる挿通部を有し、
    前記挿通部が、前記一方の端子の先端部に設けられて、その先端が開放されたスリットからなり、
    前記一方の端子の前記他方の端子との対向面に前記スリットの長手方向に沿って複数の突起部が形成され、
    前記挿通部に前記他方の端子を挿通した状態で、前記一方の端子の前記挿通部近傍を外側から挟むようにして加圧して加締めるととともに、その加圧部をスポット溶接することにより、前記アクチュエータ端子と前記モータ端子とが接続され、
    前記スリットを介して対向する前記突起部が、前記長手方向に互いにずれて配置されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
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