JP7182254B2 - モータアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両用空調装置における送風経路切換ドアを作動させるためのモータアクチュエータに関する。

この種のモータアクチュエータとして、例えば、特許文献１には、駆動源としての給電端子を有するモータと、外部コネクタの差し込み口に配されて外部の電力をモータに供給するコネクタ側ターミナルと、コネクタ側ターミナルに接続されてモータの給電端子に弾性力が付与される状態で接触する一対の給電用ターミナルと、を備えるアクチュエータ装置が記載されている。これにより、外部の電力をモータの給電端子に供給することができ、モータが動作すると、このアクチュエータ装置に接続された送風経路切換ドアが動作する。

特開２０１２－９０５１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のアクチュエータ装置では、給電用ターミナルがモータの給電端子に弾性力が付与される状態で接触しているため、モータ自体や車両等の振動により、給電用ターミナルとモータの給電端子の接触部で接触不良になりやすく接触信頼性が低下したり、びびり音が生じて特に静粛性が求められる電気自動車では問題が生じる可能性がある。

また、特許文献１に記載されたアクチュエータ装置は、給電用ターミナルとモータの給電端子との接続を容易に行うことができるという観点では有用な技術ではあるが、モータをケースに取付ける際に、給電用ターミナルとモータの給電端子との位置関係にずれが生じると、接触不良が生じる可能性がある。

そこで、本発明は、びびり音をなくして接触信頼性を高めたモータアクチュエータを提供するものである。

本発明のモータアクチュエータは、
モータケースと、前記モータケースに装着されたブラケットと、前記モータケースと前記ブラケットに軸支された回転軸と、前記回転軸に固定された整流子と、前記ブラケットに固定されて前記整流子に給電する給電端子と、を有するモータと、
給電用ターミナルを有するコネクタ側ターミナルと、
前記モータと前記コネクタ側ターミナルを内部で固定する、下ケースと上ケースとからなるハウジングを備え、
前記下ケースは、底板と、前記底板の周辺から立設された側板と、を有し、
前記上ケースは、上板と、前記上板の周辺から下設された側板と、を有し、
前記下ケースと前記上ケースは、前記底板および前記上板からそれぞれ内側に立設された立上部を有し、
前記下ケースの立上部と前記上ケースの立上部は、それぞれ前記下ケースの側板と前記上ケースの側板から離間した位置に設けられ、
前記下ケースの立上部と前記上ケースの立上部は、それぞれ端部を有し、
前記２つの端部は、前記下ケースと前記上ケースの組み込み方向から見て、重畳部分を有し、
前記給電用ターミナルは、前記コネクタ側ターミナルから、前記組み込み方向に対して垂直な第１方向に引き出されており、
前記給電端子は、前記モータから、前記第１方向に引き出されており、
前記給電用ターミナルと前記給電端子の少なくとも一部は、前記重畳部分に配置されて前記２つの立上部に挟持されていることを特徴とするものである。

よって、給電用ターミナルと給電端子は、立上部により挟持される構造のため、モータ自体や車両等の振動により、接触不良になりにくく接触信頼性が向上して、びびり音が生じずにすむ。

本発明の実施形態に係るモータアクチュエータ１の完成品であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の切断線Ａ－Ａの断面図である。 図１（ａ）の上ケース２０のみを内側から見た平面図（ａ）であり、図１（ａ）の上ケースを除いた平面図（ｂ）である。 図２（ｂ）の出力軸３２と減速ギア３１を除いた平面図（ａ）、（ａ）の切断線Ｂ－Ｂの断面図（ｂ）である。

本明細書では、図１（ｂ）において、上ケース２０と下ケース１０の組み込み方向を「組み込み方向」と呼び、図１（ｂ）において、組み込み方向に対して垂直な第１方向を「第１方向」と呼び、図２（ｂ）において、組み込み方向と第１方向に対して垂直な回転軸５３に対して平行な方向を「軸方向」と呼び、図２（ｂ）において、回転軸５３を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。

本発明のモータアクチュエータ１は、図１ないし図３に示されており、例えば、空気調整装置の気流調節弁の駆動源などに用いられる。

モータアクチュエータ１は、下ケース１０と、上ケース２０と、減速ギヤ３１と、出力軸３２と、コネクタ側ターミナル４０と、モータ５０と、を有する。

下ケース１０は、略四辺形の底板１１と、底板１１の周縁から立設された側板１２と、側板１２により形成された開口端部を有する。
上ケース２０は、略四辺形の上板２１と、上板２１の周縁から下設された側板２２と、側板２２により形成された開口端部を有する。

上ケース２０の開口端部が下ケース１０の開口端部に組み込みされて所定の内部空間を有するハウジング２が形成されている。このハウジング２の内部には、モータ５０と、減速ギヤ３１と、出力軸３２と、コネクタ側ターミナル４０が配されている。
また、下ケース１０には、モータ５０を挿入して固定する凹部１６が形成されており、上ケース２０には、モータ５０を挿入して固定する凹部２６が形成されている。

また、下ケース１０は、内側に１つの立上部１３を有する。この立上部１３は、底板１１から組み込み方向に立設されており、平面状の端部１３ａを有する。
また、上ケース２０は、内側に１つの立上部２３を有する。この立上部２３は、上板２１から組み込み方向に立設されており、平面状の端部２３ａを有する。
２つの端部１３ａ、２３ａは、第１方向と軸方向に対して平行に形成されており、２つの端部間には、組み込み方向に隙間が形成されている。

この２つの端部１３ａ、２３ａは、組み込み方向から見て、重畳部分を有する。特に、２つの端部１３ａ、２３ａの外形は、組み込み方向から見て、同じ形状となっている。
この隙間の重畳部分には、後述の給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂが配置されている。そして、給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂを重ね合わせた組み込み方向の高さは、２つの端部１３ａ、２３ａの隙間より若干高く形成されている。

また、上ケース２０にある立上部の端部２３ａの略中央には、突部２３ｂが第１方向に形成されている。
また、下ケース１０にある立上部の端部１３ａの略中央には、この突部２３ｂに嵌合する突溝１３ｂが形成されている。

また、ハウジング２の側板１２、２２の一つには、その側板１２、２２から突出する１個の外部コネクタの差し込み口１４、２４が形成されている。この差し込み口１４、２４には、外部装置から不図示のコネクタが差し込まれる。外部装置は、そのコネクタを差し込み口１４、２４に差し込んだとき、差し込み口１４、２４に設けられた後述のコネクタピン４３に電気的に接続される。

また、差し込み口１４、２４は、モータ５０の後述のブラケット５２と直接対向する側板１２、２２に形成されている。この側板１２、２２は軸方向と垂直方向に形成されている。また、差し込み口１４、２４とモータ５０は、モータの軸方向に重畳せずに配置されている。また、差し込み口の挿入方向は、モータの軸方向と平行となっている。

減速ギヤ３１は、２個有し、後述のウォームギヤ５８に連結される。
出力軸３２は、硬質樹脂で形成され、外周に溝を有するフランジ状の出力ギヤを有し、出力ギヤは、減速ギヤ３１に連結される。また、出力軸３２は、下ケース１０と上ケース２０に形成された軸孔により軸支される。
出力軸３２の一面には、出力軸３２を位置を検出するパターン基板３３が固定されており、パターン基板３３は出力軸３２の回転に対応して回転する。

コネクタ側ターミナル４０は、パターン基板３３と接触するパターン用ブラシ４１と、給電端子５６ｂに接続される給電用ターミナル４２と、外部装置との接続用のコネクタピン４３と、これらを保持する絶縁樹脂による保持部４４と、からなる。
このコネクタ側ターミナル４０は、保持部４４に一体的に設けられた取付部の穴に、下ケース１０に設けられた突起を挿通して、熱かしめにて固定されている。

パターン用ブラシ４１は、パターン基板３３と摺接することにより、出力軸３２の位置に相当する電圧値が検出され、出力軸３２の回転位置が分かる。
２つの給電用ターミナル４２は、外部装置からの電力をモータの給電端子５６ｂに供給するものである。
２つの給電用ターミナル４２は、一方の給電用ターミナルと、他方の給電用ターミナルを有し、保持部４４から、第１方向に、それぞれ引き出されている。つまり、２つの給電用ターミナル４２は、組み込み方向から見て重畳しないように、軸方向の上側と下側に位置を変えて配置されており、かつ、軸方向から見て同じ高さになるように配置されている。
コネクタピン４３は、差し込み口１４、２４に固定され、外部装置のコネクタと接続できる。

モータ５０は、モータケース５１と、ブラケット５２と、固定子と、回転子と、モータ用ブラシ５６と、を有し、下ケース１０と上ケース２０の凹部１６、２６に挿入されて固定されている。

モータケース５１は、金属材料により形成され、円筒部と上板からなり、上板の中央部にはラジアル軸受が圧入されている。
ブラケット５２は、モータケース５１の開口部に嵌着され、樹脂等の絶縁材料によって一体成形されている。ブラケット５２の中央部には、円形の凹部が形成されており、凹部の底面はスラスト軸受となっている。凹部にはラジアル軸受が圧入されている。ブラケット５２の外径は、円筒部の内径と略同一である。

固定子は、モータケース５１の円筒部の内周面に固着されており、円筒形状で円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に着磁された永久磁石からなる。
回転子は、回転軸５３と、回転軸５３に固定され薄い鋼鈑を複数枚積層してなる電機子コアと、電機子コアにコイル状に巻回された銅線と、回転軸５３に固定されて銅線に電気的に接続された整流子５４と、を有する。
回転軸５３がラジアル軸受に挿通されて回転自在に支承される。そして、回転軸５３の一端はモータケース５１から突出してウォームギヤ５８が固着され、他端はスラスト軸受により支承されている。

また、ブラケット５２の下端には、側板１２、２２が近接して配されている。

ブラケット５２には、整流子５４に摺接して電流を流すように一対のモータ用ブラシ５６が設けられている。
モータ用ブラシ５６は、銅若しくは銅合金のような導電弾性材料により、全体を略平板状に形成されている。

２つのモータ用ブラシ５６は、ブラケット５２の内側に回転軸５３を中心に線対称に配置されている。
モータ用ブラシの一端５６ａは、整流子５４に接しながらブラケット５２の内側に固定されており、モータ用ブラシの他端５６ｂは、ブラケット５２から径方向外側に（第１方向に）引き出された給電端子となっている。モータ用ブラシと給電端子は切れ目のない同一部材により構成されている。
２つのモータ用ブラシ５６があるため、給電端子５６ｂは、一方の給電端子と、他方の給電端子を有する。

２つのモータ用ブラシの一端５６ａは、組み込み方向から見て軸方向の同じ位置に固定されている。仮に、モータ用ブラシの全体形状が平板状であると、２つのモータ用ブラシの他端（すなわち、２つの給電端子５６ｂ）がブラケット５２から径方向外側に引き出されると、組み込み方向から見て、２つの給電端子５６ｂが重畳してしまう。すると、組み込み方向から見て、重畳した２つの給電端子５６ｂと、軸方向の上側と下側に位置を変えた２つの給電用ターミナル４２は、２つの立上部１３、２３により挟持できず、電気的な接続をできなくなる。

そこで、２つの給電端子５６ｂは、組み込み方向から見て、軸方向の上側と下側に位置を変えた２つの給電用ターミナル４２の位置に重なるように、軸方向の上側と下側に形状を変形させている（図２（ｂ））。このため、２つの給電用ターミナル４２と、２つの給電端子５６ｂは、２つの立上部１３、２３により挟持できて、電気的な接続をできる。つまり、一方の給電用ターミナルと一方の給電端子は、２つの立上部１３、２３により挟持できて電気的な接続をできて、また、他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、２つの立上部１３、２３により挟持できて電気的な接続をできる。

また、２つの給電端子５６ｂは、ブラケット５２から径方向外側に（第１方向に）それぞれ引き出されている。仮に、モータ用ブラシの全体形状が平板状であると、この２つの給電端子５６ｂは、軸方向から見て、異なる高さに配置される。すると、軸方向から見て、異なる高さに配置された２つの給電端子５６ｂと、同じ高さに配置された２つの給電用ターミナル４２は、平面状の端部１３ａ、２３ａにより挟持できず、電気的な接続をできなくなる。

そこで、２つの給電端子５６ｂは、軸方向から見て、同じ高さになるように形状を変形させている（図３（ｂ））。このため、２つの給電端子５６ｂと、２つの給電用ターミナル４２は、平面状の端部１３ａ、２３ａにより挟持できて、電気的な接続をできる。つまり、一方の給電用ターミナルと一方の給電端子は、２つの立上部１３、２３により挟持できて電気的な接続をできて、また、他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、２つの立上部１３、２３により挟持できて電気的な接続をできる。

また、ブラケット５２から径方向外側に引き出された２つの給電端子５６ｂは、それぞれ波板となっている。

また、給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂは、重畳部分に配置されていると共に、重畳部分から第１方向に延出された状態で、２つの立上部１３、２３に挟持されて電気的に接続されている。
具体的に、一方の給電用ターミナルと一方の給電端子は、重畳部分で重なると共に、重畳部分から第１方向に延出された状態で、２つの立上部１３、２３に挟持されて電気的に接続されている。また、他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、重畳部分で重なると共に、重畳部分から第１方向に延出された状態で、２つの立上部１３、２３に挟持されて電気的に接続されている。また、重なった一方の給電用ターミナルと一方の給電端子と、重なった他方の給電用ターミナルと他方の給電端子の間には、嵌合した突部２３ｂと突溝１３ｂが配置されており、重なった一方の給電用ターミナルと一方の給電端子と、重なった他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、絶縁されている。

上述の構成により、モータの回転が、ウォームギヤ５８、減速ギヤ３１、出力軸３２を介して、例えば、空気調整装置の気流調節弁の回転軸に伝達できる。

本例のモータアクチュエータ１は、モータ５０と、コネクタ側ターミナル４０と、ハウジング２を有する。
モータ５０は、モータケース５１と、モータケース５１に装着されたブラケット５２と、モータケース５１とブラケット５２に軸支された回転軸５３と、回転軸５３に固定された整流子５４と、ブラケット５２に固定されて整流子５４に給電する給電端子５６ｂと、を有する。
コネクタ側ターミナル４０は、給電用ターミナル４２を有する。
ハウジング２は、モータ５０とコネクタ側ターミナル４０を内部で固定する、下ケース１０と上ケース２０とからなる。

そして、下ケース１０と上ケース２０は、内側にそれぞれ立上部１３、２３を有する。
下ケースの立上部１３と上ケースの立上部２３は、それぞれ端部１３ａ、２３ａを有する。
２つの端部１３ａ、２３ａは、下ケース１０と上ケース２０の組み込み方向から見て、重畳部分を有する。
給電用ターミナル４２は、コネクタ側ターミナル４０から、組み込み方向に対して垂直な第１方向に、引き出されている。
給電端子５６ｂは、モータ５０から、第１方向に引き出されている。
給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂの少なくとも一部は、重畳部分に配置されて２つの立上部１３、２３に挟持されている。

よって、給電用ターミナルと給電端子は、２つの立上部により挟持される構造のため、モータ自体や車両等の振動により、接触不良になりにくく接触信頼性が向上して、びびり音が生じずにすむ。

また、給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂは、重畳部分から第１方向に延出されている。
給電用ターミナルと給電端子が、立上部の重畳部分に、僅かに重なって配置されていると、コネクタ側ターミナルまたはモータをケースに取付けた際に位置ずれがある場合、給電用ターミナルと給電端子は、立上部により挟持されない可能性がある。
しかし、給電用ターミナルと給電端子が、重畳部分から第１方向に延出されていると、コネクタ側ターミナルまたはモータをケースに取り付ける際の位置ずれが吸収できて、接触不良を生じない。

また、２つの端部１３ａ、２３ａの間には、組み込み方向に隙間が形成されている。
給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂを重ね合わせた組み込み方向の高さは、２つの立上部の隙間より若干高い。
よって、給電用ターミナルと給電端子は２つの立上部に挟持されて確実に導通できる。

また、給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂのどちらか一方は、重畳部分において、波板である。
よって、給電用ターミナルと給電端子が重畳部分において板状である場合に比べて、この場合の給電用ターミナルと給電端子は弾性的に接圧されるため、立上部に過大な応力が加わりにくくできて、信頼性を向上できる。

また、給電端子５６ｂは、ブラケット５２から径方向外側に引き出されている。
ハウジング２は、側板１２、２２を有する。
側板１２、２２には、外部コネクタの差し込み口１４、２４が設けられている。
差し込み口１４、２４とモータ５０は、モータの軸方向において重畳せずに、側板１２、２２は、ブラケット５２と直接対向するように配置されている。
よって、給電端子がブラケットから軸方向外側に引き出されている場合に比べて、側板がブラケットと直接対向するように配置されているため、ハウジングを小型化できる。

また、給電用ターミナル４２は、一方の給電用ターミナルと、他方の給電用ターミナルを有する。
給電端子５６ｂは、一方の給電端子と、他方の給電端子を有する。
一方の給電用ターミナルと一方の給電端子は、重畳部分で重なる。
他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、重畳部分で重なる。
２つの端部１３ａ、２３ａのうち一方には突部２３ｂが形成されている。
２つの端部１３ａ、２３ａのうち他方には突部２３ｂに嵌合する突溝１３ｂが形成されている。
重なった一方の給電用ターミナルと一方の給電端子と、重なった他方の給電用ターミナルと他方の給電端子との間には、嵌合した突部２３ｂと突溝１３ｂが形成されている。
よって、重なった一方の給電用ターミナルと一方の給電端子と、重なった他方の給電用ターミナルと他方の給電端子は、嵌合した突部と突溝により電気的にショートしない。

また、モータ５０は、モータ用ブラシ５６を有する。
モータ用ブラシの一端５６ａは、整流子５４に接しながらブラケット５２の内側に固定されており、モータ用ブラシの他端５６ｂは、給電端子である。
よって、モータ用ブラシの他端が給電端子であるため、モータ用ブラシと給電端子が別体の構成に比べて、部品点数が少なくなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上述以外にも種々変形して実施することが可能である。

上述の給電用ターミナル４２は、重畳部分において、平板であり、給電端子は、重畳部分において、波板であったが、これに限定されない。
例えば、給電用ターミナルが、重畳部分において、波板であり、給電端子が、重畳部分において、平板であってもよい。
また、例えば、給電用ターミナルと給電端子は、重畳部分において、共に、平板でもよい。この場合の給電用ターミナルと給電端子を重ね合わせた組み込み方向の高さは、２つの立上部の隙間とほぼ同じとする。

また、上述の給電用ターミナル４２と給電端子５６ｂは、重畳部分に配置されていると共に重畳部分から第１方向に延出されているが、これに限定されない。
例えば、給電用ターミナルと給電端子は２つの立上部により挟持されて導通すればよく、給電用ターミナルと給電端子の少なくとも一方は、重畳部分に配置されていると共に重畳部分から第１方向に延出されなくもてよい。

また、上述のモータ用ブラシの他端は給電端子となりモータ用ブラシと給電端子は切れ目のない同一部材により構成されているが、モータ用ブラシと給電端子が別部材に構成されて電気的に接続された構成でもよい。

１ モータアクチュエータ
２ ハウジング
１０ 下ケース
１１ 下ケースの底板
１２ 下ケースの側板
１３ 立上部
１３ａ 立上部の端部
１３ｂ 立上部の端部の突溝
１４ 上ケースの差し込み口
１６ 凹部
２０ 上ケース
２１ 上ケースの上板
２２ 上ケースの側板
２３ 立上部
２３ａ 立上部の端部
２３ｂ 立上部の端部の突部
２４ 下ケースの差し込み口
２６ 凹部
３１ 減速ギヤ
３２ 出力軸
３３ パターン基板
４０ コネクタ側ターミナル
４１ パターン用ブラシ
４２ 給電用ターミナル
４３ コネクタピン
４４ 保持部
５０ モータ
５１ モータケース
５２ ブラケット
５３ 回転軸
５４ 整流子
５６ モータ用ブラシ
５６ａ モータ用ブラシの一端
５６ｂ モータ用ブラシの他端（給電端子）
５８ ウォームギヤ

Claims (7)

1. モータケースと、前記モータケースに装着されたブラケットと、前記モータケースと前記ブラケットに軸支された回転軸と、前記回転軸に固定された整流子と、前記ブラケットに固定されて前記整流子に給電する給電端子と、を有するモータと、
   給電用ターミナルを有するコネクタ側ターミナルと、
   前記モータと前記コネクタ側ターミナルを内部で固定する、下ケースと上ケースとからなるハウジングを備え、
   前記下ケースは、底板と、前記底板の周辺から立設された側板と、を有し、
   前記上ケースは、上板と、前記上板の周辺から下設された側板と、を有し、
   前記下ケースと前記上ケースは、前記底板および前記上板からそれぞれ内側に立設された立上部を有し、
   前記下ケースの立上部と前記上ケースの立上部は、それぞれ前記下ケースの側板と前記上ケースの側板から離間した位置に設けられ、
   前記下ケースの立上部と前記上ケースの立上部は、それぞれ端部を有し、
   前記２つの端部は、前記下ケースと前記上ケースの組み込み方向から見て、重畳部分を有し、
   前記給電用ターミナルは、前記コネクタ側ターミナルから、前記組み込み方向に対して垂直な第１方向に引き出されており、
   前記給電端子は、前記モータから、前記第１方向に引き出されており、
   前記給電用ターミナルと前記給電端子の少なくとも一部は、前記重畳部分に配置されて前記２つの立上部に挟持されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 前記給電用ターミナルと前記給電端子は、前記重畳部分から前記第１方向に延出されていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
3. 前記２つの端部間には、前記組み込み方向に隙間が形成されており、
   前記給電用ターミナルと前記給電端子を重ね合わせた前記組み込み方向の高さは、前記２つの立上部の前記隙間より若干高いことを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
4. 前記給電用ターミナルと前記給電端子のどちらか一方は、前記重畳部分において、波板であることを特徴とする請求項３に記載のモータアクチュエータ。
5. 前記給電端子は、前記ブラケットから径方向外側に引き出されており、
   前記側板には、外部コネクタの差し込み口が設けられており、
   前記差し込み口と前記モータは、前記モータの軸方向において重畳せずに、前記側板は、前記ブラケットと直接対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
6. 前記給電用ターミナルは、一方の給電用ターミナルと、他方の給電用ターミナルを有し、
   前記給電端子は、一方の給電端子と、他方の給電端子を有し、
   前記一方の給電用ターミナルと前記一方の給電端子は、前記重畳部分で重なり、
   前記他方の給電用ターミナルと前記他方の給電端子は、前記重畳部分で重なり、
   前記２つの端部のうち一方には突部が形成されており、
   前記２つの端部のうち他方には前記突部に嵌合する突溝が形成されており、
   重なった前記一方の給電用ターミナルと前記一方の給電端子と、重なった前記他方の給電用ターミナルと前記他方の給電端子との間には、嵌合した前記突部と前記突溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
7. 前記モータは、モータ用ブラシを有し、
   前記モータ用ブラシの一端は、前記整流子に接しながら前記ブラケットの内側に固定されており、前記モータ用ブラシの他端は、前記給電端子であることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
   

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