JP5138243B2

JP5138243B2 - アクチュエータ及び回転装置

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Publication number: JP5138243B2
Application number: JP2007068768A
Authority: JP
Inventors: 秀文阿部; 英喜佐々木; 俊郎真弓; 栄伸松本; 和幸小山
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP2008236829A

Description

本発明は、電動機を備えた回転式アクチュエータ及びこれを用いた回転装置に関する。

回転式アクチュエータの従来技術として特許文献１に示されたものがある。
この回転式アクチュエータは、同期電動機と、この同期電動機のロータ軸（第１軸）に接続された内接噛合遊星歯車減速機とを一つのハウジング内に収納した構成とされ、その内接噛合遊星歯車減速機は、前記ロータ軸の途中位置に設けられた偏心軸部を介して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車と、この外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の自転成分のみを伝達する伝達手段を介して連結された第２軸とを備えた構成とされている。この場合、第２軸は、一部が筒状に形成され、自身はハウジングにメタルベアリングを介して回転自在に支持されるとともに、内部に軸受けを介して前記ロータ軸を回転自在に支持した二重の軸受け構造となっている。
特開２００４−５２９２８号公報

このような従来の回転式アクチュエータであると、前記ロータ軸、偏心軸部、第２軸の三つの軸部が配置されていることから、これら軸部を支持する軸受けが、ロータ軸の両端部にそれぞれ１個ずつ、偏心軸部に１個、第２軸に１個の合計４個必要となり、出力側の軸受けも２個必要とすると、合計６個の軸受けが必要になり、部品点数が多くなるという問題がある。
また、その第２軸は、二重の軸受け構造となっており、その内部に電動機のロータ軸が支持されることから、このロータ軸の同軸精度が劣り、振れが生じ易い。このため、電動機のロータとステータとのエアギャップを広く確保しておく必要があり、電動機の性能、効率が低下する傾向にある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、部品点数を削減するとともに、電動機のロータ軸に対する同軸精度を高め、その性能、効率を向上させることを目的とする。

本発明の回転式アクチュエータは、電動機のロータ軸がハウジング内に回転自在に支持されるとともに、該ロータ軸の一端部がハウジングの壁を貫通して外表面に突出し、その突出端部に偏心軸部が設けられ、該偏心軸部に軸受けを介して回転自在に外歯ギヤが支持され、前記ハウジングの外表面に、前記外歯ギヤに噛み合う内歯ギヤが固定され、前記外歯ギヤに、外部の出力軸に回転力を伝えるための伝達部が設けられていることを特徴とする。

すなわち、この回転式アクチュエータは、その軸部が電動機のロータ軸と偏心軸部との２個のみであり、このため、これら軸部を支持する軸受けも、ロータ軸の両端部にそれぞれ１個、偏心軸部に１個の合計３個で済むことになる。また、前記従来技術のようにロータ軸に対して二重軸受け構造とすることなく、その両端部を高精度に支持し得るので、電動機の同軸精度が高められ、エアギャップも小さくすることができる。

さらに、ハウジング内に電動機を配置し、ハウジングの外表面に外歯ギヤと内歯ギヤとからなる減速機を配置した構造であるから、これら電動機と減速機との間をハウジングの壁により区画でき、減速機に潤滑油を使用する場合等でも電動機はシールした状態に保持することが可能である。

この場合、前記ハウジングは、前記偏心軸部が設けられる側とは反対側が着脱可能なカバーにより閉塞されているとともに、該カバーの内表面に、前記ロータ軸の他端部を回転自在に支持する軸受けを着脱可能に保持する凹部が形成されている構成としてもよい。
このような構成とすることにより、カバーを外すとハウジング内が開放状態となるので、電動機のメンテナンス等を行うことが容易になる。

また、回転装置は、この回転式アクチュエータと、該回転式アクチュエータによって駆動される前記出力軸を有する出力機構とを備え、前記出力機構は、前記出力軸が出力側ハウジング内に回転自在に支持されるとともに、該出力軸の一端部が出力側ハウジングの壁を貫通して外表面に突出し、その突出端部に、前記外歯ギヤの伝達部に着脱可能に連結されることにより外歯ギヤの自転成分の伝達を受ける出力側伝達部が設けられていることを特徴とする。
この回転装置の構成とすることにより、全体として出力軸が１個加わった合計３個の軸部からなり、その軸受けも出力軸用に２個付加しても合計５個で済むことになる。

本発明によれば、軸部が少なくなることから、これらを支持する軸受けの数も少なくなり、部品点数を削減して構造の簡略化を図ることができ、また、従来例のような二重軸受け構造もないので、各軸部を高精度に支持することができ、電動機内のエアギャップを小さくし得て、高性能、高効率のアクチュエータとすることができる。

以下、本発明の回転式アクチュエータ及び回転装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１から図１０は本発明の一実施形態を示しており、この実施形態の回転装置１は、図９及び図１０にその全体を示すように、エンジンの吸気量を調整するためのスロットルバルブ装置であり、回転式アクチュエータ２と、スロットルバルブの弁軸となる出力軸３（図２等参照）を有する出力機構４とから構成されている。

（回転式アクチュエータ）
前記回転式アクチュエータ２は、図１及び図３に示すように、ハウジング１１内に電動機１２が収納されるとともに、該電動機１２のロータ軸１３の一端部がハウジング１１の壁（後述する平板部１４）を貫通してハウジング１１の外表面に突出しており、その突出端部１３ａに外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６とからなる減速機１７が設けられた構成とされている。

前記電動機１２は、この例の場合は表面磁石形のブラシレスモータとされており、ロータ１８の外周面に複数の磁石１９がＮ極、Ｓ極の各磁極を周方向に沿って交互に並べて固定されている。また、このロータ１８の回りを囲むようにステータ２０が設けられている。このステータ２０は、リング状のステータコア２１の内周部に、コイル２２を巻き付けた複数のステータティース２３がロータ１８の磁石１９と対峙するように半径内方に向けて形成されている。図示例の場合、図３、図５、図６に示すように、磁石１９はロータ１８の外周面に８個設けられ、ステータティース２３はロータ１８の外周面に向けて９極形成されている。

前記ハウジング１１は、ハウジング本体３１と、その一方の面に組み合わせられる表側枠体３２と、他方の面に組み合わせられるカバー３３との３個の部材を重ね合わせて組み立てた構成とされている。
ハウジング本体３１は、さらに、電動機１２のステータコア２１を射出成形によりインサート成形した合成樹脂製のモールド枠部３４と、このモールド枠部３４に連結される合成樹脂製のブラケット部材３５とから構成されている。

モールド枠部３４は、リング状に構成したステータコア２１の軸方向の両端を開放状態としてその周囲を囲むように保持しているステータ保持部３４ａと、そのステータコア２１に巻き付けられるコイル２２等を外部に電気的に接続可能なコネクタ部３４ｂとが一体に形成されるとともに、これらステータ保持部３４ａとコネクタ部３４ｂとの間に、ステータコア２１の軸方向と平行に貫通する基板収納スロット３６が形成された構成とされている。

そして、この基板収納スロット３６内に、ステータコア２１のステータティース２３に巻き付けられたコイル２２の巻線が接続される複数のモータ駆動用リード３７と、コネクタ部３４ｂに配置されている複数のコネクタリード３８とのそれぞれの一端部が引き出されている。これらモータ駆動用リード３７とコネクタリード３８とは、基板収納スロット３６内でステータコア２１の軸方向と平行になるようにかつ後方（カバー３３が取り付けられている方向、図１では右方向）に向けて屈曲されていることにより、これらリード３７，３８の一端の端子部３７ａ，３８ａがそれぞれ列をなすように並べられているとともに、相互の端子部３７ａ，３８ａの列が平行に配置され、両端子部３７ａ，３８ａの列の間に若干の隙間が形成された状態とされている。そして、これら端子部３７ａ，３８ａの列の隙間に、基板３９に一体の基板側リード４０の列が配置されるようになっている。

なお、モータ駆動用リード３７の他端の端子部３７ｂは、図３に示すように、ステータコア２１の各ステータティース２３の付近に配置され、該ステータティース２３に巻き付けたコイル２２の巻線がからげられるようになっており、一方、コネクタリード３８の他端の端子部３８ｂは、前記コネクタ部３４ｂにステータコア２１の軸方向と直交する方向に向けて形成されたコネクタ嵌合凹部４１内に配置されている。

前記基板３９は、電動機１２の駆動を制御する電子部品等を搭載したものであり、基板収納スロット３６の両内側面に形成されているガイド溝４２に両側部が保持されるとともに、先端部に前記基板側リード４０が面方向に複数並べて固着され、これら基板側リード４０の先端部が基板３９から面方向に突出している。そして、基板収納スロット３６のガイド溝４２に基板３９が保持されることにより、モールド枠部３４の両リード３７，３８の端子部３７ａ，３８ａの列の間に基板３９の端子４０の列が挿入されて、これら端子部３７ａ，３８ａ及び基板側端子４０がはんだにより接続状態に固着され、この固着状態で基板３９はステータコア２１の軸方向に平行に保持されるようになっている。

また、前記表側枠体３２はアルミニウム等の金属からなり、モールド枠部３４の外形と同じ外形の外側枠部５１の内側に、短尺の筒体からなるボス部５２が、これらの間を連結する平板部１４によって一体に形成された構成とされている。このボス部５２は、表側枠体３２をモールド枠部３４に重ねたときに、そのステータコア２１と同じ軸心上に配置され、電動機１２のロータ軸１３を回転自在に支持する軸受け５３が内部に固定されている。また、前記平板部１４は、モールド枠部３４の基板挿入スロット３６に対応する位置が切り欠かれており、該モールド枠部３４に保持した基板３９の後端部を配置可能な窓部５４が形成されている。
この表側枠体３２と前記モールド枠部３４とは、これらに圧入される基準ピン５５（図３参照）によって高精度に位置決めされて一体化されることにより、モールド枠部３４のステータコア２１と表側枠体３２のボス部５２内の軸受け５３とが同軸上に配置されるようになっている。

そして、両者の連結状態において基板３９の後端部が表側枠体３２の窓部５４から露出しており、その露出部分を覆うように前記窓部５４内に前記ブラケット部３５が取り付けられ、前記モールド枠部３４に組み合わされて固定される。このブラケット部３５は、基板３９の後端部を覆うとともに、ホール素子等からなるモータ極検出センサ５６と出力軸角度検出センサ５７とが一体に固着されている。

モータ極検出センサ５６は、ブラケット部３５を表側枠体３２の窓部５４からモールド枠部３４に連結した状態のときに、モールド枠部３４のステータコア２１内に配置されるロータ１８の磁石１９と該ロータ１８の軸方向に対向するように配置され、ロータ１８の回転に伴って移動する磁石１９からの磁束変化を検出することにより磁石１９の回転方向位置を検出するものであり、３個のモータ極検出センサ５６（図７に５６A〜５６Cで示す）が周方向に間隔をおいて固定されている。
一方、出力軸角度検出センサ５７は、ブラケット部３５を表側枠体３２の窓部５４からモールド枠部３４に取り付けた状態のときに、表側枠体３２の外表面上における後述の角度センサ用ヨーク５８の上に配置されるようになっている。そして、これらセンサ５６，５７に接続状態のセンサ用リード５９，６０がブラケット部３５に一部を埋設した状態に固定され、その端部が前記基板３９に電気的に接続されている。

また、表側枠体３２のボス部５２には、内歯ギヤ１６が一体に固定されている。この内歯ギヤ１６は、全体として筒状に形成されるとともに、その筒状部１６ａの長さの半分の内周部に内歯１６ｂが形成され、残りの半分に前記ボス部５２が圧入されており、筒状部１６ａの外周部には、前記表側枠体３２の平板部１４から突出した２本のピン６５が係合する溝６６が形成され、該溝６６にピン６５が係合することにより回り止めされている。このように筒状部１６ａの長さの半分を圧入し、残りの半分に内歯１６ｂを形成したことにより、圧入による応力が内歯１６ｂに影響しないようにされている。
また、この内歯ギヤ１６の外側には、リング状の角度センサ用ヨーク５８が嵌合状態に固着されており、この角度センサ用ヨーク５８の周方向の一箇所の上に前記出力軸角度検出センサ５７が重なるように配置されている。

一方、ロータ軸１３の先端部は、表側枠体３２のボス部５２内の軸受け５３により回転自在に支持されるとともに、該ボス部５２の外表面から突出しており、その突出端部は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心した偏心軸部１３ａとされている。そして、この偏心軸部１３ａは、前記内歯ギヤ１６の内側に配置されており、この内歯ギヤ１６に噛み合う外歯ギヤ１５が偏心軸部１３ａに軸受け６７を介して回転自在に支持されている。このような両ギヤ１５，１６の噛み合い構造により前記減速機１７が構成され、外歯ギヤ１５はロータ軸１３の軸心を中心として内歯ギヤ１６の周方向に公転しながら自転させられるようになっており、その自転成分が、ロータ軸１３の回転に対して減速されているものである。

また、外歯ギヤ１５の外表面にはロータ軸１３に平行な連結ピン６８が周方向に間隔をおいて複数設けられ、これら連結ピン６８の先端部は表側枠体３２の外部取付面となる外側表面３２ａから外側に突出している。
なお、前記カバー３３は、ハウジング本体３１の表側枠体３２とは反対側に取り付けられ、基板３９における端子部３７ａ，３８ａと基板側端子４０との接続箇所及びステータコア２１等を覆うとともに、中央部に凹部６９が形成され、該凹部６９に、ロータ軸１３の端部を回転自在に支持する軸受け７０が嵌合される構成である。

（出力機構）
一方、前記出力機構４は、図示例ではバタフライ形のスロットルバルブであり、図２及び図４に示すように、スロットルボディ８１内を横断するように配置された出力軸（弁軸）３の両端部がスロットルボディ８１の壁に軸受け８２を介して回転自在に支持され、この出力軸３に板状の弁体８３が固定されている。この場合、出力軸３には、その長さ方向に沿うスリット８４が形成されており、前記弁体８３は、このスリット８４内に挿入された状態で、中央部がねじ８５により固定されている。また、スロットルボディ８１の側部には外部に開放状態のケース部８６が一体に形成され、該ケース部８６の外部取付面となる外側表面８６ａに前記回転式アクチュエータ２の表側枠体３２の外側表面３２ａが突き合わせられ、ねじ止めにより固定されるようになっている。

そして、このケース部８６内に前記出力軸３の一端部が突出しているとともに、該出力軸３の先端に、前記外歯ギヤ１５の各連結ピン６８が挿入可能な孔８７を有する円板状のプレート８８が直角に固定されており、ケース部８６に回転式アクチュエータ２の表側枠体３２を取り付けたときにプレート８８の孔８７内に外歯ギヤ１５の連結ピン６８が挿入状態に連結される構成とされている。このプレート８８の孔８７は、前記連結ピン６８の外径よりも大きい内径に形成されていることにより、偏心軸部１３ａの偏心運動（外歯ギヤ１５の公転運動）を吸収して外歯ギヤ１５の自転成分のみが伝達されるようになっている。すなわち、外歯ギヤ１５の連結ピン６８と孔８７を有するプレート８８とが、回転式アクチュエータ２の駆動力を出力機構４に伝えるための伝達部とされ、これら両伝達部が組み合わされることにより伝達手段８９が構成される。

また、この出力機構４のケース部８６の内壁と出力軸３との間には、出力軸３を弁体８３の閉止方向に付勢するコイルスプリングからなるリターンスプリング９１が設けられている。このリターンスプリング９１は、出力軸３の長さ方向に間隔をあけて配置された一組の保持部材９２，９３に両端部が保持されている。これら保持部材９２，９３は、ともに円盤状に形成されるとともに、それぞれ半径方向外方に向けた突出部９２ａ，９３ａが形成され、ケース部８６の内壁には、突出部９２ａ，９３ａを当接してリターンスプリング９１の復元位置を規制するストッパ部９４，９５が形成されている。

また、両保持部材９２，９３の間には、出力軸３に固定状態のアーム部材９６が配置されるとともに、該アーム部材９６には、各保持部材９２，９３の円弧溝９７，９８（図４には一方の保持部材９３についてのみ円弧溝９８を示している）にそれぞれ係合する突出片９６ａ，９６ｂが形成されており、各突出片９６ａ，９６ｂが保持部材９２，９３の円弧溝９７，９８内に配置されるように、これら保持部材９２，９３間にアーム部材９６が組み込まれている。

この場合、両保持部材９２，９３は出力軸３に回転自在に挿通されているが、出力軸３の先端部は角形断面のキー部３ａとして形成され、この出力軸３を挿通している前記プレート８８及びアーム部材９６の穴８８ａ，９６ｃも角形に形成され、この穴８８ａ，９６ｃにキー部３ａが嵌合することにより、これら出力軸３、プレート８８、アーム部材９６は一体に固定されている。
そして、各保持部材９２，９３は、前記突出部９２ａ，９３ａがストッパ９４，９５に当接している状態から、円弧溝９７，９８の角度範囲内で出力軸３と各保持部材９２，９３との相対回転が許容され、該円弧溝９７，９８の終端部をアーム部材９６の突出片９６ａ，９６ｂが係止することにより一体回転させられる構成とされている。

図２及び図４の例では、出力軸３の先端側の保持部材９２は、弁体８３の閉止状態においては、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９２ａがストッパ９４に当接しており、弁体８３を開く方向に回転駆動されると、リターンスプリング９１の付勢力に抗してアーム部材９６が保持部材９２を係止しながら回転するようになっている。一方、他方の保持部材９３は、弁体８３の閉止状態においても開放状態においても、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９３ａがストッパ９５に当接した状態に維持される。なお、弁体８３の閉止状態は、弁体８３がスロットルボディ８１の流路８１ａを完全に閉止しているのではなく、わずかな隙間を有しており、その完全な閉止状態における保持部材９３の回転位置を規制する突出部９３ｃとストッパ９９とが別に設けられている。各ストッパ９４，９５，９９はねじ部材によって構成されていることにより、その位置を微調整することができるようになっている。

そして、回転式アクチュエータ２によって出力軸１３を回転駆動すると、該出力軸１３に一体のアーム部材９６が保持部材９２を係止しながらストッパ部９４から突出部９２ａを離間させる方向に回転し、駆動力を解放すると、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９２ａがストッパ部９４に当接する位置まで復帰させられるようになっている。
なお、図２及び図４中の符号１００はキー部３ａを挿通して保持部材９３を回転自在としているカラーを示している。

また、前記プレート８８の外周部には、前記回転式アクチュエータ２のリング状の角度センサ用ヨーク５８と同じ径の円弧状磁石１０１が周方向に沿って固着され、出力機構４に回転式アクチュエータ２を組み込んだときに、円弧状磁石１０１が、角度センサ用ヨーク５８に対向して配置されるようになっている。この円弧状磁石１０１は、周方向の中央部が最も厚く形成されていることにより、プレート８８の表面から最も高く突出した隆起部１０１ａが形成されており、その隆起部１０１ａから周方向に漸次厚さが薄くなるように形成されている。そして、この出力機構４のケース部８６に回転式アクチュエータ２の表側枠体３２を組み合わせたときに、角度センサ用ヨーク５８の上に配置されている出力軸角度検出センサ５７が、角度センサ用ヨーク５８と円弧状磁石１０１との間に介在され、円弧状磁石１０１の回動に伴う磁束変化から出力軸角度を検出することができるようになっている。

このように構成された回転装置１は、回転式アクチュエータ２の電動機１２を駆動状態とすると、そのロータ軸１３の回転に伴い、該ロータ軸１３の端部の偏心軸部１３ａが偏心回転することにより、内歯ギヤ１６に噛み合っている外歯ギヤ１５が内歯ギヤ１６に沿って公転しながら自転することになる。そして、この外歯ギヤ１５から突出している連結ピン６８が出力機構４のプレート８８の孔８７に係合しているため、このプレート８８に外歯ギヤ１５の回転力が伝達されることになるが、このプレート８８の孔８７と外歯ギヤ１５の連結ピン６８との間に隙間があることから、この隙間内で外歯ギヤ１５の公転成分が吸収され、自転成分のみがプレート８８に伝達することになる。この場合、外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６とからなる減速機１７の機能により、電動機１２の回転力が減速されてプレート８８に伝わり、該プレート８８に連結されている出力軸３を回動して弁体８３を開閉することができるのである。
そして、この弁の開閉駆動に際して、モータ極検出センサ５６の検出結果に基づき、ロータ１８の位置に応じてモータ制御されるとともに、出力軸角度検出センサ５７の検出結果に基づきフィードバック制御しながら、弁体８３を適切に開閉するのである。

このような構造の回転装置１としたことにより、回転式アクチュエータ２においては、軸部がロータ軸１３とこれに一体の偏心軸部１３ａとの２個のみとなり、したがって、これら軸部１３，１３ａを受ける軸受けも、表側枠体５１のボス部５２内に配置される軸受け５３の２個の軸受け、及びロータ軸１３の回転を支持するために、カバー３３の凹部６９内に配置される軸受け７０と、このロータ軸１３の先端の偏心軸部１３ａに設けられた外歯ギヤ１５を支持する軸受け６７との合計３個で済むことになる。
一方、出力機構４においては、軸部は出力軸（弁軸）３の１個であり、これを支持する軸受け８２が２個となる。したがって、回転装置１全体としては、軸部（１２，１３ａ，３）が３個で、軸受け（５３，７０，６７，８２，８２）が５個となり、従来例の構造に比べて、軸部、軸受けともそれぞれ１個ずつ削減することができる。

この構造を従来例の場合と比較して模式的に図示したのが図１１である。この図１１の（Ａ）が本実施形態の場合で、（Ｂ）が従来例の場合を示している。
（Ｂ）の従来例の場合は、ハウジング１２１内にモータ１２２のロータ軸１２３、減速機１２４の外歯ギヤ１２５を支持する偏心軸１２６、内歯ギヤ１２７との噛み合いにより偏心軸１２６の公転が連結ピン１２８を介して伝えられる第二軸１２９の計３個の軸部が設けられるとともに、ロータ軸１２３がハウジング１２１に固定の軸受け１３０と第二軸１２９内の軸受け１３１とに支持され、外歯ギヤ１２５は偏心軸１２６に対して軸受け１３２によって回転自在に支持され、第二軸１２９はハウジング１２１に軸受け１３３を介して回転自在に支持されている。また、出力機構側は、出力軸１３４が一対の軸受け１３５によって回転自在に支持されている。つまり、この従来例の場合は、軸部がロータ軸１２３、偏心軸１２６、第二軸１２９、出力軸１３４の４個、これらを支持する軸受けが符号１３０，１３１，１３２，１３３，１３５，１３５で示す６個必要であったのに対して、（Ａ）の本実施形態の場合は軸部が３個、軸受けが５個となっており、部品点数が削減されているのが理解できる。

しかも、従来例の場合は、二重構造の軸部１２９があったことから、ロータ軸１２３が二重の軸受け構造とされていたが、本実施形態の場合は、ロータ軸１３の両端部がそれぞれ単独の軸受け５３，７０により確実にハウジング１１に支持されており、このため、ロータ軸１３の軸心が高精度に位置決めされ、回転時に心振れ等が生じることがない。これを逆に言えば、電動機１２としてのロータ１８とステータ２０との間のエアギャップが小さいものの使用が可能になり、高性能、高効率の電動機を適用することができる
すなわち、この回転装置１は、外歯ギヤ１５の連結ピン６８までの構成部品を回転式アクチュエータ２に組み込み、一方、この連結ピン６８に係合するプレート８８以降の構成部品を出力機構４に組み込んで、これら連結ピン６８とプレート８８との間で両者を分離可能な構造としたことにより、部品点数の削減と高性能、高効率化の両方を達成することができるものである。

また、回転式アクチュエータ２におけるハウジング１１をハウジング本体３１、表側枠体３２、カバー３３の３個の要素から構成し、その表側枠体３２の平板部１４の外表面側に外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６とからなる減速機１７を配置し、その平板部１４の反対側の内表面側に電動機１２を配置しているから、これら減速機１７と電動機１２とが平板部１４により区画された状態となる。この場合、この平板部１４の中央ボス部５２に固定されているロータ軸１３の軸受け５３は、シール機構付の構造にすることができ、減速機１７に潤滑油を使用する場合でも、電動機１２側への油の影響を阻止した状態に保持することができ、高負荷の場合でも耐久性、信頼性を向上させることができる。

なお、本発明の回転式アクチュエータ及びこれを適用した回転装置は、前記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、例えば、前記実施形態では外歯ギヤにピンを設けて、出力機構のプレートに孔を形成したが、逆に外歯ギヤに孔を設けて、プレートにピンを突出形成してもよい。
また、前記実施形態の例では、本発明の回転装置をスロットルバルブ装置に適用した例を示したが、図１２に示す可変吸気バルブ装置に適用することも可能である。
この回転装置１４１の場合、その主吸気管路１４２と副吸気管路１４３とを切り換える管路切換えバルブが出力機構１４４とされ、その出力軸１４５に複数の弁体１４６が固定され、この出力軸１４５を駆動する機構として回転式アクチュエータ２が適用される。この回転式アクチュエータ２としては前記一実施形態のものと同一構造のものが使用され、出力機構１４４は、その出力軸１４５に弁体１４６が複数連続して設けられている点以外は、前記一実施形態と同一構造のものが使用される。

本発明の回転式アクチュエータの一実施形態を示す縦断面図である。図１の回転式アクチュエータによって駆動される出力機構の一実施形態としてスロットルボディを示す縦断面図である。図1の回転式アクチュエータの分解斜視図である。図２の出力機構の分解斜視図である。図1の回転式アクチュエータのカバーを開けた状態を示す斜視図である。図1の回転式アクチュエータにおけるハウジングを示す斜視図である。図１の回転式アクチュエータにおけるブラケットと基板を組み込んだ状態を示す斜視図である。図７に示す状態を反対側から見た斜視図である。本発明の回転式アクチュエータ及び出力機構からなる回転装置の一実施形態として、回転式アクチュエータと出力機構とを分離して示す斜視図である。図９に示す状態を異なる方向から見た斜視図である。本実施形態の回転装置と従来例の回転装置とをモデル化して示した断面図であり、（Ａ）が本実施形態の場合で、（Ｂ）が従来例の場合を示している図1の回転式アクチュエータを適用した回転装置の他の実施形態として可変吸気装置の管路切換えバルブの駆動装置として適用した例を示す斜視図である。

符号の説明

１…回転装置、２…回転式アクチュエータ、３…出力軸、４…出力機構、１１…ハウジング、１２…電動機、１３…ロータ軸、１４…平板部、１５…外歯ギヤ、１６…内歯ギヤ、１７…減速機、１８…ロータ、１９…磁石、２０…ステータ、２１…ステータコア、２２…コイル、２３…ステータティース、３１…ハウジング本体、３２…表側枠体、３３…カバー、３４…モールド枠部、３５…ブラケット部、３６…基板収納スロット、３７…モータ駆動用リード、３８…コネクタリード、３９…基板、４０…基板側端子、４１…コネクタ嵌合凹部、４２…ガイド溝、５１…外側枠体、５２…ボス部、５３…軸受け、５４…窓部、５５…基準ピン、５６，５６A〜５６C…モータ極検出センサ、５７…出力軸角度検出センサ、５８…角度センサ用ヨーク、５９，６０…センサ用リード、６５…ピン、６６…溝、６７…軸受け、６８…連結ピン（伝達部）、６９…凹部、７０…軸受け、８１…スロットルボディ、８２…軸受け、８３…弁体、８４…スリット、８５…ねじ、８６…ケース部、８７…孔、８８…プレート（伝達部）、８９…伝達手段、９１…リターンスプリング、９２，９３…保持部材、９４，９５，９９…ストッパ、９６…アーム部材、９７，９８…円弧溝、１００…カラー、１０１…円弧状磁石、１４１…回転装置、１４４…出力機構、１４５…出力軸

Claims

電動機のロータ軸がハウジング内に回転自在に支持されるとともに、
該ロータ軸の一端部がハウジングの壁を貫通して外表面に突出し、
その突出端部に偏心軸部が設けられ、
該偏心軸部に第１の軸受けを介して回転自在に外歯ギヤが支持され、
前記ハウジングの内側に筒体として一体に形成されたボス部の外表面に、前記外歯ギヤに噛み合う内歯ギヤが固定され、
前記ボス部の内側に、前記ロータ軸を回転自在に支持する第２の軸受けが固定され、
前記外歯ギヤに、外部の出力軸に回転力を伝えるための伝達部が設けられていることを特徴とする回転式アクチュエータ。
前記ハウジングは、前記偏心軸部が設けられる側とは反対側が着脱可能なカバーにより閉塞されているとともに、該カバーの内表面に、前記ロータ軸の他端部を回転自在に支持する第３の軸受けを着脱可能に保持する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転式アクチュエータ。
請求項１又は請求項２記載の回転式アクチュエータと、該回転式アクチュエータによって駆動される前記出力軸を有する出力機構とを備え、
前記出力機構は、前記出力軸が出力側ハウジング内に回転自在に支持されるとともに、該出力軸の一端部が前記出力側ハウジングの壁を貫通して外表面に突出し、その突出端部に、前記外歯ギヤの前記伝達部に着脱可能に連結されることにより前記外歯ギヤの自転成分の伝達を受ける出力側伝達部が設けられていることを特徴とする回転装置。