JP5234797B2 - アクチュエータのモータ固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータのモータ固定方法に関する。

モータに減速ギア機構を備えたアクチュエータは、コンパクトで扱い容易なことから各種（例えば、自動車の可変ノズル式ターボチャージャ装置、パワーウィンド装置、スライドルーフ装置等）の駆動源として利用されている。この種のアクチュエータは、下ケースと上ケースとからなるハウジングにモータと減速ギアがケーシングされている（例えば、特許文献１）。

このアクチュエータのケーシング方法は、下ケースにギア収容凹部とモータ収容凹部とを併設して形成し、ギア収容凹部に減速ギアを収容し、モータ収容凹部にモータを収容する。そして、ギア収容凹部に配設された減速ギアは、下ケースに設けた軸受に回転可能に支持された出力軸に連結固定する。一方、モータ収容凹部に配置されたモータは、回転軸に取着した駆動ギアが減速ギアに噛合させ、締結バンドで下ケースに対して固定する。そして、最後に、上ケースを下ケースに対して連結することによって、アクチュエータの組み立ては完了する。

特開２００８−２２８４５６号公報

ところで、モータはモータ収容凹部に対して径方向から収容して、ギア収容凹部の減速ギアに対して回転軸に取着した駆動ギアと噛合させるようにしている。従って、そのモータの下ケースへの組み付けは、駆動ギアが減速ギアに対して軸ずれしないように、組み付ける必要があった。

しかしながら、この組み付けは、手作業で行われ、モータを位置決めすると、その状態を保持しつつ、該モータを締結バンドで下ケースに固定しなければならず、その間に手元が緩み、モータが位置ずれてしまい初めから位置決めをし直さなければならないことが多々生じていた。従って、組み付け作業に多くの時間を要し、作業効率を図る上で問題になっていた。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、精度よくモータの位置決めができ、しかも、組み付けが容易で組み付け作業の効率を上げることのできるアクチュエータのモータ固定方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、下ケースにモータ収容凹部とギア収容凹部とが併設して形成され、モータを、その回転軸に取着したウォームギアが前記ギア収容凹部に配置されるように、前記モータ収容凹部に対して径方向から収容し、前記ギア収容凹部に、ウォームホィールギアを前記ウォームギアと噛合するように収容し、前記ウォームホィールギアを固着した出力軸を前記ギア収容凹部に形成した軸受け孔に配設した軸受に回転可能に支持し、前記下ケースに対して上ケースを重ね合わせて、前記モータ収容凹部に収容された前記モータと前記ギア収容凹部に収容された前記ウォームホィールギアをケーシングされてなるアクチュエータのモータ固定方法であって、
前記モータを前記モータ収容凹部に対して径方向から収容した後、前記ギア収容凹部に嵌合し、前記軸受け孔の中心軸線と同軸に形成された前記ギア収容凹部の円弧状内壁に当接する当接面を有した嵌合部と、前記下ケースに形成した位置決め孔又は位置決め突起に嵌合する位置決め治具突起又は位置決め治具孔を有した位置決め固定部と、前記回転軸に取着したウォームギアを嵌合保持する保持溝を有した保持部を有した治具にて、前記モータのウォームギアを前記保持部の保持溝に嵌合させた状態で、前記モータを前記下ケースに連結される締結バンドで固定する。

請求項１に記載の発明によれば、位置決め固定部を下ケースの位置決め孔等に嵌合し、嵌合部の当接面をモータ収容凹部の円弧状内壁に当接して、下ケースに対して位置決めされた治具は、モータの回転軸に取着したウォームギアを保持部の保持溝にて位置決め保持する。下ケースのモータ収容凹部に径方向から収容されたモータは、そのウォームギアが軸ずれすることなく位置決めされる。その結果、モータは、精度よく下ケースに対して組み付けられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、前記治具の嵌合部は、半円筒体であって、その先端部の外周面を外周に沿って段差状に切り欠いて前記内壁の上面と当接する段差面と、前記円弧状内壁と密接する前記当接面を形成した。

請求項２に記載の発明によれば、嵌合部の段差面が内壁の上面と当接するため、下ケースに固定する治具を安定した状態で下ケースに固定でき、組み付け作業をより簡単なものにすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、前記治具の位置決め固定部は、前記下ケースの開放側端面に当接する先端面を形成し、その先端面に前記位置決め突起を形成した。

請求項３に記載の発明によれば、位置決め固定部の先端面が下ケースの開放側端面と当接するため、下ケースに固定する治具をより安定した状態で下ケースに固定でき、組み付け作業をより簡単なものにすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、前記ギア収容凹部の円弧状内壁は、半円以上の円弧面であり、前記下ケースに形成した位置決め孔は、長孔であって、その長孔の長軸線が前記軸受け孔の中心軸線と直交するように形成した。

請求項４に記載の発明によれば、半円以上の円弧状内壁に、嵌合部の当接面が密接すると、嵌合部は水平方向からは外れることがなくなることから、下ケースに形成した位置決め孔は、軸受け孔との軸間ピッチを精度よく仕上げる必要がなくなる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、前記保持部の保持溝は、断面半円弧形状であって、その曲率半径をウォームギアの半径と一致させた。

請求項５に記載の発明によれば、保持溝は、ウォームギアの半周を隙間なく嵌合するため、ガタ付くことなくウォームギアを嵌合保持できる。

本発明によれば、精度よくモータの位置決めができ、しかも、組み付けが容易で組み付け作業の効率上げることができる。

本実施形態の下ケースにモータとウォームホィールギアが収容された状態を示すアクチェータを説明する図。 同じくモータのウォームギアとウォームホィールギアの噛合状態を示す要部断面図。 同じく治具、ウォームギア及びウォームホィールギアの平面から見た位置関係を説明するための説明図。 同じく治具、ウォームギア及びウォームホィールギアの側面から見た位置関係を説明するための説明図。 同じく治具を説明するための斜視図。 同じく治具を説明するための下面図。 同じく治具をハウジングに装着した状態を示す要部断面図。 下ケースに形成した位置決め孔の別例を説明するための説明図。

（第１実施形態）
以下、本発明のアクチェータのモータ固定方法を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。

図１は、アクチュエータ１０であって、ウォームホィールギアＧ１及び同ウォームホィールギアＧ１を回転させるモータＭを収容した下ケース１１をその開放側端面１１ａ側から見た図である。下ケース１１は、アルミダイカスト成型にて成形され、開放側端面１１ａからその裏面側に向けて凹むギア収容凹部１２及びモータ収容凹部１３が凹設されている。

ギア収容凹部１２は、ギア収容空間１２ａとギア噛合空間１２ｂとを有している。ギア収容空間１２ａはウォームホィールギアＧ１の外形形状にあわせて半円形状に凹設され、ウォームホィールギアＧ１が収容される空間である。ギア収容空間１２ａは、一側が円弧状内壁としての半円弧状の内壁１４を有し、他側がギア噛合空間１２ｂと連通している。ギア噛合空間１２ｂは、ウォームホィールギアＧ１とモータＭの回転軸ＭＳに取着したウォームギアＧ２とを連結させる空間であって、モータ収容凹部１３と連通している。

ギア収容空間１２ａを形成する半円弧状の内壁１４は、ウォームホィールギアＧ１の回転中心軸線Ｌ１と同じ中心軸の円弧面１４ａで形成されている。
ギア収容凹部１２のギア収容空間１２ａに位置する底面には、図２に示すように、軸受け筒１５が貫通形成されている。軸受け筒１５の両開口部の内側には軸受１６，１７がそれぞれ設けられ、両軸受１６，１７にて軸受け筒１５に貫挿した出力軸１８を回転可能に支持する。

つまり、出力軸１８は、下ケース１１に一体形成された軸受け筒１５内において両軸受１６，１７を介して回転可能に支持されている。また、出力軸１８は、その基端がギア収容凹部１２内に突出し、一方、先端が軸受け筒１５の先端開口部から突出するようになっている。

ギア収容凹部１２に突出した出力軸１８の基端部には、同ギア収容凹部１２に収容されたウォームホィールギアＧ１が連結固定されている。従って、ウォームホィールギアＧ１は、出力軸１８と連結固定されることによって、ギア収容凹部１２内において出力軸１８を回転中心として回転可能に収容保持されている。つまり、出力軸１８は、ウォームホィールギアＧ１が回転することによって回転する。

軸受け筒１５の先端開口部から突出した出力軸１８の先端部には、板状の作動アーム１９が連結されている。作動アーム１９は、図示しない駆動機構のレバーに連結されていて、出力軸１８の回転とともに回動し図示しない駆動機構のレバーを作動させて駆動機構を所望の動作を行うようにさせる。

モータ収容凹部１３は、モータＭの外形形状にあわせた形状に凹設され、一側がギア収容凹部１２のギア噛合空間１２ｂと連通している。
モータ収容凹部１３に収容されるモータＭは、その回転軸ＭＳがギア収容凹部１２のギア噛合空間１２ｂ内に配置されている。モータＭは、下ケース１１の開放側端面１１ａに連結固定される固定バンドＢにてモータＭの本体が押さえ付けられて、移動不能に固定されている。モータＭの回転軸ＭＳはウォームギアＧ２が連結固定され、そのウォームギアＧ２はギア収容凹部１２に収容されたウォームホィールギアＧ１と噛合されている。

従って、モータＭが回転すると、ウォームホィールギアＧ１を介して出力軸１８が回転し、出力軸１８に連結した作動アーム１９にて図示しない駆動機構のレバーを作動させることになる。

前記下ケース１１であってギア収容凹部１２のギア噛合空間１２ｂ側の開放側端面１１ａには、位置決め孔２０が形成されている。位置決め孔２０は、真円の孔であって、下ケース１１に貫通形成されている。

次に、モータＭを下ケース１１のモータ収容凹部１３に収容する際に使用する治具２１を図５及び図６に従って説明する。
図５に示すように、治具２１は、四角形状の基板２２を有し、その基板２２の下面２２ａには、嵌合部としての嵌合壁２３が突出形成されている。嵌合壁２３は、半円筒体であって、その外周面２３ａの先端部（下部）には、外周に沿って段差状に切り欠き形成されて小径の当接面２４が形成されている。

当接面２４は、円弧面であって、その曲率半径が、ギア収容空間１２ａに形成された円弧状の内壁１４の円弧面１４ａの曲率半径と同じになっている。そして、本実施形態では、嵌合壁２３は半円弧壁であって、その嵌合壁２３の両端部を結ぶ線（直径線Ｌ２）が、図３に示すように、内壁１４の円弧面１４ａの中心軸（ウォームホィールギアＧ１の回転中心軸線Ｌ１）を直交するようになっている。

従って、治具２１に設けた嵌合壁２３は、その当接面２４を内壁１４の円弧面１４ａに当接させることにより、ギア収容凹部１２のギア収容空間１２ａに嵌合することができる。そして、嵌合壁２３がギア収容凹部１２の半円弧状のギア収容空間１２ａに嵌合したとき、嵌合壁２３の当接面２４の中心軸と内壁１４の円弧面１４ａの中心軸は、ウォームホィールギアＧ１の回転中心軸線Ｌ１（出力軸１８の中心軸線）と一致するようになっている。

なお、当接面２４と外周面２３ａを結ぶ平面を段差面２５としている。そして、この段差面２５が内壁１４の上面１４ｂに当接することによって、ガタ付くことなく安定した状態で当接面２４と内壁１４の円弧面１４ａと密接させるとともに、嵌合壁２３のそれ以上のギア収容凹部１２内への侵入を規制している。

また、基板２２の下面２２ａであって嵌合壁２３の内側面２３ｂ側には、保持部としての四角柱状の保持アーム３１が突出形成されている。保持アーム３１に先端面（下面）には、モータＭの回転軸ＭＳに取着したウォームギアＧ２を保持する保持溝３２が、前記嵌合壁２３の両端部を結ぶ直径線Ｌ２と平行になるように形成されている。保持溝３２は、断面半円形であって、その半円の半径は本実施形態では、モータＭの回転軸ＭＳに取着したウォームギアＧ２の半径と一致させている。従って、保持溝３２は、ウォームギアＧ２の上半分と隙間なく嵌合することができる。

そして、保持アーム３１は、その保持溝３２の中心軸線Ｌ３が、図３に示すように、平面視して同中心軸線Ｌ３と平行の直径線Ｌ２と予め定めた第１距離Ｄ１だけ離間するとともに、嵌合壁２３の段差面２５が内壁１４の上面１４ｂに当接した状態の時、図４に示すように、その中心軸線Ｌ３が側面視してウォームホィールギアＧ１の幅方向（図４において上下方向）の中心線Ｌ４と同じ高さ位置になるように形成されている。しかも、本実施形態では、保持アーム３１は、その保持溝３２が、同保持溝３２の中心軸線Ｌ３を通りかつ前記直径線Ｌ２を直交する線（直交線Ｌ５（図６参照））より、反モータ収容凹部１３側（モータＭの回転軸ＭＳに取着したウォームギアＧ２の先端側）に予め定めた第２距離Ｄ２だけ偏倚するように、基板２２に形成されている。

さらに、基板２２の下面２２ａには、位置決め固定部としての位置決め固定柱３４が突出形成され、その先端面（下面）３４ａに位置決め治具突起としての位置決め突起３５が突出形成されている。位置決め固定柱３４は、嵌合壁２３の段差面２５が内壁１４の上面１４ｂに当接した状態の時、先端面（下面）３４ａが下ケース１１の開放側端面１１ａに当接するとともに、位置決め突起３５が下ケース１１の位置決め孔２０に貫挿されるように形成されている。この先端面３４ａが下ケース１１の開放側端面１１ａに当接することによって、治具２１は下ケース１１に対してガタ付くことなく安定した状態で支持される。

そして、このように構成した治具２１について、図７に示すように、嵌合壁２３の段差面２５を内壁１４の上面１４ｂに当接して当接面２４と円弧面１４ａを密接させた状態で、位置決め固定柱３４の位置決め突起３５を下ケース１１の位置決め孔２０に嵌着させると、下ケース１１に対して治具２１は位置決めされる。このとき、治具２１に設けた保持アーム３１の保持溝３２の中心軸線Ｌ３は、ギア収容凹部１２に収容され出力軸１８に固着したウォームホィールギアＧ１とモータ収容凹部１３に収容されモータＭの回転軸ＭＳに取着されたウォームギアＧ２が噛合した時の、回転軸ＭＳの中心軸線Ｌｍと一致した状態となる。つまり、治具２１が下ケース１１に対して位置決めされると、保持アーム３１の保持溝３２が、ウォームホィールギアＧ１と噛合するウォームギアＧ２の先端部上半分と嵌合した状態となる。

次に、上記のように構成した治具２１を使って、モータＭを下ケース１１に固定する方法にていて説明する。
今、下ケース１１のギア収容凹部１２にウォームホィールギアＧ１に収容され、出力軸１８に固着されたウォームホィールギアＧ１が下ケース１１のギア収容凹部１２に位置決めされ回転可能に収容されている。

この状態から、モータＭを、下ケース１１のモータ収容凹部１３に対して径方向から収容する。このとき、ギア収容凹部１２のギア噛合空間１２ｂに配置されるモータＭのウォームギアＧ２をウォームホィールギアＧ１に噛合させながら収容する。

次に、治具２１を下ケース１１に対して位置決め固定する。すると、ギア噛合空間１２ｂに配置されたウォームホィールギアＧ１と噛合するウォームギアＧ２の先端部上半分が、保持アーム３１の保持溝３２に嵌合して、モータＭの回転軸ＭＳの中心軸線Ｌｍが保持溝３２の中心軸線Ｌ３と一致した状態で、回転軸ＭＳが下ケース１１に対して位置決め固定される。

そして、治具２１を下ケース１１に対して位置決め固定し、保持アーム３１の保持溝３２にてウォームギアＧ２がウォームホィールギアＧ１に対して位置決め保持している状態で、固定バンドＢにてモータＭの本体を押さえ付ける。これによって、モータＭは、移動不能にモータ収容凹部１３に固定される。

モータＭをモータ収容凹部１３に固定すると、治具２１を下ケース１１から外し、治具２１を外した下ケース１１に対して図示しない上ケースを連結してアクチュエータ１０の組み付けは終了する。

次に、上記のように構成した第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、治具２１を下ケース１１に対して位置決め固定せるだけで、保持アーム３１の保持溝３２に嵌合したウォームギアＧ２をウォームホィールギアＧ１に対して軸ずれすることなく噛合させて、モータＭを下ケース１１のモータ収容凹部１３に収容させることができる。

（２）上記実施形態によれば、治具２１は、嵌合壁２３の段差面２５を内壁１４の上面１４ｂに当接して当接面２４と円弧面１４ａを密接させ、位置決め固定柱３４の位置決め突起３５を下ケース１１の位置決め孔２０に嵌着させるだけで、簡単に下ケース１１に対して位置決することができる。

（３）しかも、上記実施形態によれば、治具２１は、嵌合壁２３の当接面２４と内壁１４の円弧面１４ａを密接させ、位置決め固定柱３４の位置決め突起３５を下ケース１１の位置決め孔２０に嵌着させるようにして、下ケース１１に保持した。従って、治具２１は下ケース１１の開放側端面１１ａと平行の方向の移動が規制されてウォームギアＧ２の開放側端面１１ａと平行の方向の軸ずれは生じない。その結果、固定作業中にモータＭが開放側端面１１ａと平行の方向にずれる心配はない。

（４）さらに、上記実施形態によれば、治具２１は、嵌合壁２３の段差面２５と内壁１４の上面１４ｂに当接させ、位置決め固定柱３４の先端面３４ａと下ケース１１の開放側端面１１ａと当接させるように保持した。従って、治具２１は下ケース１１の開放側端面１１ａの面と直交する移動が規制されてウォームギアＧ２の開放側端面１１ａと直交する方向の軸ずれは生じない。その結果、固定作業中にモータＭが面方向にずれる心配はない。しかも、治具２１は、安定した状態で下ケース１１に支持されているため、組み付け作業が非常に簡単になる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、治具２１の嵌合壁２３は、断面半円形であったが、これに限定されない。例えば、断面半円未満の形状で実施してもよい。

○上記実施形態では、治具２１の保持アーム３１は、保持溝３２がウォームギアＧ２の先端部分と嵌合するように、基板２２に設けたがこれに限定されない。要は、ウォームギアＧ２と噛合うウォームホィールギアＧ１が邪魔になって保持溝３２がウォームギアＧ２と嵌合できない箇所を除けば、どの箇所でも嵌合保持するようにして実施してもよい。従って、ウォームギアＧ２の基端部分を、又は、ウォームギアＧ２の基端部及び先端部分を嵌合保持するようにしてもよい。

○上記実施形態では、下ケース１１のギア収容凹部１２（内壁１４の円弧面１４ａ）は半円であったが、半円未満であってもよい。
○上記実施形態では、アクチュエータ１０はウォームギアＧ２とウォームホィールギアＧ１からなる減速ギア機構であったが、例えば、平歯車で構成した減速ギア機構であってもよい。

○上記実施形態では、下ケース１１のギア収容凹部１２（内壁１４の円弧面１４ａ）は半円であったが、半円以上であってもよい。この場合、下ケース１１に形成した位置決め孔２０は、円形であったが、この位置決め孔２０を長孔にする。つまり、図８に示すように、長孔の長手方向の長軸の延長線Ｌ６が中心軸線Ｌ１と交差するように、長孔の位置決め孔２０を下ケース１１に形成する。これによって、半円以上の内壁１４に、嵌合壁２３の当接面２４が密接すると、嵌合壁２３は水平方向からは外れることがなくなることから、下ケース１１に形成した位置決め孔２０は、その位置決め孔の中心軸線と中心軸線Ｌ１の軸間ピッチを高精度に保って形成する必要がなくなる。

○上記実施形態では、下ケース１１に位置決め孔２０を形成し、治具２１の位置決め固定柱３４に形成した位置決め突起３５を該位置決め孔２０に嵌合させて、下ケース１１に対する治具２１の位置決めを行った。これを、下ケース１１に位置決め突起を形成し、治具２１の位置決め固定柱３４の先端面３４ａに位置決め治具孔を凹設する。そして、下ケース１１に形成した位置決め突起に位置決め治具孔を嵌合させて、下ケース１１に対する治具２１の位置決めを行うようにしてもよい。

１０…アクチュエータ、１１…下ケース、１１ａ…開放側端面、１２…ギア収容凹部、１２ａ…ギア収容空間、１２ｂ…ギア噛合空間、１３…モータ収容凹部、１４…内壁、１４ａ…円弧面、１４ｂ…上面、１８…出力軸、２０…位置決め孔、２１…治具、２２…基板、２２ａ…下面、２３…嵌合壁、２３ａ…外周面、２３ｂ…内側面、２４…当接面、２５…段差面、３１…保持アーム、３２…保持溝、３４…位置決め固定柱、３４ａ…先端面、３５…位置決め突起、Ｂ…固定バンド、Ｍ…モータ、ＭＳ…回転軸、Ｇ１…ウォームホィールギア、Ｇ２…ウォームギア、Ｌ１…回転中心軸線、Ｌ２…直径線、Ｌ３…中心軸線、Ｌ４…中心線、Ｌ５…直交線、Ｌ６…延長線、Ｌｍ…中心軸線。

Claims (5)

1. 下ケースにモータ収容凹部とギア収容凹部とが併設して形成され、モータを、その回転軸に取着したウォームギアが前記ギア収容凹部に配置されるように、前記モータ収容凹部に対して径方向から収容し、前記ギア収容凹部にウォームホィールギアを前記ウォームギアと噛合するように収容し、前記ウォームホィールギアを固着した出力軸を前記ギア収容凹部に形成した軸受け孔に配設した軸受に回転可能に支持し、前記下ケースに対して上ケースを重ね合わせて、前記モータ収容凹部に収容された前記モータと前記ギア収容凹部に収容された前記ウォームホィールギアをケーシングされてなるアクチュエータのモータ固定方法であって、
   前記モータを前記モータ収容凹部に対して径方向から収容した後、前記ギア収容凹部に嵌合し、前記軸受け孔の中心軸線と同軸に形成された前記ギア収容凹部の円弧状内壁に当接する当接面を有した嵌合部と、前記下ケースに形成した位置決め孔又は位置決め突起に嵌合する位置決め治具突起又は位置決め治具孔を有した位置決め固定部と、前記回転軸に取着したウォームギアを嵌合保持する保持溝を有した保持部を有した治具にて、前記モータのウォームギアを前記保持部の保持溝に嵌合させた状態で、前記モータを前記下ケースに連結される締結バンドで固定することを特徴とするアクチュエータのモータ固定方法。
2. 請求項１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、
   前記治具の嵌合部は、半円筒体であって、その先端部の外周面を外周に沿って段差状に切り欠いて前記内壁の上面と当接する段差面と、前記円弧状内壁と密接する前記当接面を形成したことを特徴とするアクチュエータのモータ固定方法。
3. 請求項１又は２に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、
   前記治具の位置決め固定部は、前記下ケースの開放側端面に当接する先端面を形成し、その先端面に前記位置決め突起を形成したことを特徴とするアクチュエータのモータ固定方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、
   前記ギア収容凹部の円弧状内壁は、半円以上の円弧面であり、
   前記下ケースに形成した位置決め孔は、長孔であって、その長孔の長軸線が前記軸受け孔の中心軸線と直交するように形成したことを特徴とするアクチュエータのモータ固定方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載のアクチュエータのモータ固定方法において、
   前記保持部の保持溝は、断面半円弧形状であって、その曲率半径をウォームギアの半径と一致させたことを特徴とするアクチュエータのモータ固定方法。

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