JP7035445B2

JP7035445B2 - アクチュエータ

Info

Publication number: JP7035445B2
Application number: JP2017203409A
Authority: JP
Inventors: 大輔北斗; 篤田中; 高生山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: WO2019078264A1; JP2019078282A

Description

本発明は、アクチュエータに関する。

従来、例えばモータや減速機等をハウジング内に設けたアクチュエータが知られている。特許文献１に開示されたアクチュエータでは、ハウジングは、収容空間を形成する第１ハウジング部および第２ハウジング部と、それらを締結する締結部材とから構成されている。

特開２０１７－８７５７号公報

ところで、第１ハウジング部の締結穴は、シール面の外側に配置すべきである。そのため、第１ハウジング部の締結部は、シール面に対して外側に突き出すように形成される。このような形状の第１ハウジング部では、外力が作用するとき、締結部の周辺、特に根元に応力が集中しやすい。したがって、比較的大きな外力が作用する形態にアクチュエータを適用する場合、締結部周辺の強度向上が必要である。

また、収容空間には例えばモータや減速機等が収容されるので、第１ハウジング部と第２ハウジング部との間の高いシール性が必要である。それには、第１ハウジング部をワンチャックで加工すること、および、第１ハウジング部をシール面に垂直な方向にクランプして姿勢を安定させることが望まれる。しかし、特許文献１では、ワンチャック加工および垂直方向クランプが可能となる部位が設けられていない。そのため、シール面をクランプするしかなく、ワンチャックでシール面全体を一度に加工することができない。したがって、シール面を精度良く加工できず、シール性を向上するには限界があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１ハウジング部の締結部周辺の強度が高く、第１ハウジング部と第２ハウジング部との間のシール性が高いアクチュエータを提供することである。

本発明のアクチュエータは、第１ハウジング部（４１、８１、９１）と、第１ハウジング部と共に収容空間（４４）を形成している第２ハウジング部（４２）と、第１ハウジング部と第２ハウジング部とを締結している締結部材（４３）とを備えている。第１ハウジング部は、第２ハウジング部に当接しているシール面（６２）と、締結部材が螺合している締結部（６３）と、リブ（７４、８２、９２）とを有している。締結部は、シール面に垂直な方向視において外側に突き出すように形成されている。リブは、シール面に垂直な方向視において第１ハウジング部を包絡する範囲内であり且つ締結部に隣接する箇所に位置し、シール面に平行な方向視において締結部と重なるように設けられて当該締結部の側部に接続されている。また、リブは、シール面に対して第２ハウジング部とは反対側に形成され、シール面側に当該シール面に対する平行面（７５）を有している。リブは少なくとも３つ設けられている。

このように締結部に隣接する箇所にリブが設けられることで、締結部周辺の強度が高くなる。また、第１ハウジング部を包絡する範囲内にリブが設けられることで、リブ配置のための重量増加を最小限に抑えることができ、アクチュエータの重量の大幅な増加を防止している。また、シール面よりも一段下がった位置にあるリブの平行面をクランプ受座として用いることで、ワンチャック加工および垂直方向クランプが可能となる。そのため、シール面を精度良く加工することができ、第１ハウジング部と第２ハウジング部との間のシール性が向上する。

第１実施形態によるアクチュエータの外観斜視図である。アクチュエータの上面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図２のアクチュエータの第２ハウジング部等を取り外した状態を示す図である。第１ハウジング部を開口側から見たときの図である。第２ハウジング部を開口側から見たときの図である。図５の矢印ＶＩＩ方向から見た第１ハウジング部を示す図である。図５の矢印ＶＩＩＩ方向から見た第１ハウジング部を示す図である。第２実施形態によるアクチュエータの第１ハウジング部を開口側から見たときの図である。第３実施形態によるアクチュエータの第１ハウジング部を開口側から見たときの図である。

［第１実施形態］
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。図１に示す第１実施形態によるアクチュエータ１０は、出力シャフト３８から回転動力を出力するものである。回転動力は、出力シャフト３８に固定されたアクチュエータレバー３１を介して外部に伝達される。

図１～図４に示すように、第１実施形態によるアクチュエータ１０は、ハウジング３５と、ハウジング３５に組み付けられたモータ３６、減速部３７および出力シャフト３８を備えている。

ハウジング３５は、第１ハウジング部４１および第２ハウジング部４２と、それらを締結している締結部材４３とを有している。第１ハウジング部４１および第２ハウジング部４２は、内部に収容空間４４を形成している。また、第１ハウジング部４１および第２ハウジング部４２は、例えばアルミニウム合金等の金属材料からなり、ダイキャスト製である。締結部材４３は、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２との組み合わせ箇所に複数設けられている。第１実施形態では、締結部材４３は６つ設けられている。

モータ３６は、ハウジング３５内に収容され、スクリュ４７により第１ハウジング部４１に固定されている。モータ３６は、形式を問わず、例えば周知の直流モータであっても良いし、周知のステッピングモータであっても良い。出力シャフト３８は、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とにより回転自在に支持されている。出力シャフト３８の一端部は、ハウジング３５外に延び出ている。減速部３７は、モータ３６の回転を減速して出力シャフト３８に伝達する平行軸式の減速機である。モータ３６の回転は、ピニオンギヤ５１、第１中間ギヤ５２、第２中間ギヤ５３および最終ギヤ５４を介して出力シャフト３８に伝達される。

（ハウジング）
次に、ハウジング３５について参照して説明する。図３、図５に示すように、第１ハウジング部４１は、第２ハウジング部４２側に開口する開口部６１を有する。開口部６１は、第２ハウジング部４２に当接しているシール面６２と、シール面６２に垂直な方向視において外側に突き出すように形成された締結部６３および取付部６４とを有する。締結部材４３は、締結部６３のねじ穴６５に螺合している。取付部６４は、第１ハウジング部４１を他部材に取り付けるためのものであり、固定に用いる取付孔６６を有する。

図３、図６に示すように、第２ハウジング部４２は、第１ハウジング部４１側に開口する開口部６７を有する。開口部６７は、第１ハウジング部４１に当接しているシール面６８と、シール面６８に垂直な方向視において外側に突き出すように形成された締結部６９と、シール面６８に沿って形成された環状溝７１とを有する。締結部材４３は、締結部６９の挿通孔７２を挿通している。環状溝７１は、シール面６２に対して第１ハウジング部４１とは反対側に凹む溝である。環状溝７１には、環状のシール部材７３が設けられている。シール部材７３は、環状溝７１の底面とシール面６２との間に挟まれて圧縮されており、シール面６２とシール面６８との間を隙間無く封止している。

図５に示すように、第１ハウジング部４１は、さらに複数のリブ７４を有する。リブ７４は、シール面６２に垂直な方向視において第１ハウジング部４１を包絡する線（以下、包絡線Ｌ）の範囲内であって、締結部６３に隣接する箇所に位置している。すなわち、リブ７４は、包絡線Ｌとシール面６２外周との空隙内に配置されている。リブ７４は３つ設けられている。

また、リブ７４は、第１ハウジング部４１の開口部６１外周に沿って並ぶ各リブ７４の間に締結部６３が少なくとも１つ存在するように配置されている。第１実施形態では、リブ７４は、各リブ７４の間に同数の締結部６３が存在するように配置されている。すなわち、開口部６１外周に沿って、２つの締結部６３と１つのリブ７４とが交互に並ぶように配置されている。

特定のリブ７４１、７４２は、取付部６４の隣りに位置する特定の締結部６３１、６３２に隣接するように配置されている。すなわち、取付部６４の取付孔６６の近傍にリブ７４１、７４２が配置されている。

図７、図８に示すように、リブ７４は、シール面６２に対して第２ハウジング部４２とは反対側に形成されている。すなわち、リブ７４は、シール面６２から第２ハウジング部４２側に突出しておらず、シール面６２側から見てシール面６２よりも一段下がった位置に形成されている。また、リブ７４は、シール面６２側に、シール面６２と平行な面（以下、平行面７５）を有する。各平行面７５は、同一平面上に配置されている。

図５に示すシール面６２、および、第１ハウジング部４１内の平面７６は、切削加工により形成される。リブ７４の平行面７５は、シール面６２および平面７６を加工するときのクランプの受座として機能する。平行面７５をクランプすることで、第１ハウジング部４１を位置規制治具にシール面６２に垂直な方向（すなわち法線方向）に押しつけて、第１ハウジング部４１の姿勢を安定させることが可能である。しかも、クランプし直すことなく、ワンチャックでシール面６２および平面７６が一度に加工される。

図６に示すように、第２ハウジング部４２にも、第１ハウジング部４１のリブ７４と同様のリブ７７が３つ設けられている。リブ７７の平行面７８は、第２ハウジング部４２のシール面６８および内部の平面７９を加工するときのクランプの受座として機能する。

（効果）
以上説明したように、アクチュエータ１０は、第１ハウジング部４１と、第１ハウジング部４１と共に収容空間４４を形成している第２ハウジング部４２と、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２とを締結している締結部材４３とを備えている。第１ハウジング部４１は、第２ハウジング部４２に当接しているシール面６２と、締結部材４３が螺合している締結部６３と、リブ７４とを有している。締結部６３は、シール面６２に垂直な方向視において外側に突き出すように形成されている。リブ７４は、シール面６２に垂直な方向視において第１ハウジング部４１を包絡する範囲内であり且つ締結部６３に隣接する箇所に位置している。また、リブ７４は、シール面６２に対して第２ハウジング部４２とは反対側に形成され、シール面６２側に当該シール面６２に対する平行面７５を有している。

このように締結部６３に隣接する箇所にリブ７４が設けられることで、締結部６３周辺の強度が高くなる。また、第１ハウジング部４１を包絡する範囲内にリブ７４が設けられることで、リブ７４配置のための重量増加を最小限に抑えることができ、アクチュエータ１０の重量の大幅な増加を防止している。また、シール面６２よりも一段下がった位置にあるリブ７４の平行面７５をクランプ受座として用いることで、ワンチャック加工および垂直方向クランプが可能となる。そのため、シール面６２を精度良く加工することができ、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２との間のシール性が向上する。また、ワンチャックでシール面６２および平面７６を加工するので、加工工数を低減することができる。あわせて、チャックをし直さないことにより、加工基準が安定し、平面７６の加工精度も向上し、モータ組付け精度やギヤ組付け精度が向上する。

また、第１実施形態では、リブ７４は３つ設けられている。これにより第１ハウジング部４１をより安定的にクランプすることが可能であり、シール面６２および平面７６の加工精度向上が実現する。

また、第１実施形態では、リブ７４は、第１ハウジング部４１の開口部６１外周に沿って並ぶ各リブ７４の間に締結部６３が少なくとも１つ存在するように配置されている。これにより各リブ７４がほどよく分散して配置され、締結部６３の強度を高める範囲を広くすることができる。

また、第１実施形態では、リブ７４は、第１ハウジング部４１の開口部６１外周に沿って並ぶ各リブ７４の間に同数の締結部６３が存在するように配置されている。これにより締結力バランスが均等になり、第１ハウジング部４１と第２ハウジング部４２との間のシール性が向上する。また、第１ハウジング部４１をより安定的にクランプすることが可能であるため、シール面６２および平面７６の加工精度が向上する。

また、第１実施形態では、特定のリブ７４１、７４２は、取付部６４の隣りに位置する特定の締結部６３１、６３２に隣接するように配置されている。これにより取付部６４の取付孔６６の近傍にリブ７４１、７４２が配置される。そのため、外部から取付部６４を通じて伝達される負荷、例えば振動により締結部６３１、６３２がひずむことを抑制することができる。

また、第１実施形態では、各平行面７５は、同一平面上に配置されている。これにより、シール面６２等の切削加工時に第１ハウジング部４１をクランプし易くなり、クランプするとき用いる位置規制治具の構造を簡素化することができる。また、安定的なクランプが実現し、シール面６２および平面７６の加工精度が向上する。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図９に示すように、第１ハウジング部８１は、３つのリブ８２を有している。２つのリブ８２は、第１実施形態のリブ７４と配置が異なる。しかし、（２－１）締結部６３に隣接する箇所にリブ８２が設けられること、（２－２）第１ハウジング部８１を包絡する範囲内にリブ８２が設けられること、（２－３）リブ８２の平行面８３がシール面６２よりも一段下がった位置に形成されていること、（２－４）平行面８３がシール面６２と平行であること、（２－５）各リブ８２の間に同数の締結部６３が存在していること、（２－６）各平行面８３が同一平面上に配置されていることは、第１実施形態と同様である。そのため、第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図１０に示すように、第１ハウジング部９１は、３つのリブ９２を有している。３つのリブ９２は、第１実施形態のリブ７４と配置が異なる。しかし、（３－１）締結部６３に隣接する箇所にリブ９２が設けられること、（３－２）第１ハウジング部９１を包絡する範囲内にリブ９２が設けられること、（３－３）リブ９２の平行面９３がシール面６２よりも一段下がった位置に形成されていること、（３－４）平行面９３がシール面６２と平行であること、（３－５）各リブ９２の間に１つ以上の締結部６３が存在していること、（３－６）各平行面９３が同一平面上に配置されていることは、第１実施形態と同様である。そのため、第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、第１ハウジング部および第２ハウジング部のリブは、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。また、各リブの平行面は、同一平面上になくてもよい。各平行面は、シール面と平行であればよい。また、２つのリブの間に締結部が位置していなくてもよい。また、締結部材は、ボルトに限らず、他の締結部材であってもよい。また、ハウジング内には、モータ、減速機および出力シャフトの一部が設けられてもよいし、他のものがさらに設けられてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０・・・アクチュエータ
４１、８１、９１・・・第１ハウジング部
４２・・・第２ハウジング部
４３・・・締結部材
４４・・・収容空間
６２・・・シール面
６３・・・締結部
７４、８２、９２・・・リブ
７５・・・平行面

Claims

第１ハウジング部（４１、８１、９１）と、
前記第１ハウジング部と共に収容空間（４４）を形成している第２ハウジング部（４２）と、
前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とを締結している締結部材（４３）と、
を備え、
前記第１ハウジング部は、
前記第２ハウジング部に当接しているシール面（６２）と、
前記シール面に垂直な方向視において外側に突き出すように形成され、前記締結部材が螺合している締結部（６３）と、
前記シール面に垂直な方向視において前記第１ハウジング部を包絡する範囲内であり且つ前記締結部に隣接する箇所に位置し、前記シール面に平行な方向視において前記締結部と重なるように設けられて当該締結部の側部に接続され、前記シール面に対して前記第２ハウジング部とは反対側に形成され、前記シール面側に当該シール面に対する平行面（７５）を有しているリブ（７４、８２、９２）と、
を有し、
前記リブは少なくとも３つ設けられている、アクチュエータ。
前記リブは、前記第１ハウジング部の外周に沿って並ぶ各前記リブの間に前記締結部が少なくとも１つ存在するように配置されている請求項１に記載のアクチュエータ。
前記リブは、前記第１ハウジング部の外周に沿って並ぶ各前記リブの間に同数の前記締結部が存在するように配置されている請求項２に記載のアクチュエータ。
前記第１ハウジング部は、前記シール面に垂直な方向視において外側に突き出すように形成され、前記第１ハウジング部を他部材に取り付けるための取付部（６４）、をさらに有しており、
特定の前記リブは、前記取付部の隣りに位置する特定の前記締結部に隣接するように配置されている請求項１～３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
各前記平行面は、同一平面上に配置されている請求項１～４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。