JP7244248B2 - アクチュエータの固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータの固定構造、およびアクチュエータに関するものである。

アクチュエータを各種機器に用いるには、機器の被搭載部にアクチュエータを固定する必要がある。従って、アクチュエータの一部に径方向外側に突出したフランジ部を設け、フランジ部を被搭載部の受け部に当接させて、フランジ部をネジで固定する構造が多用されている。例えば、特許文献１には、リニアアクチュエータにおいて、コネクタ構造体の環状面を保持する環状部を備えたケーシングから互いに離間する方向に２つのフランジ部を突出させ、２つのフランジ部に形成された穴を利用して、フランジ部を固定する構造が提案されている。

特表２０１３－５２６２５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、アクチュエータを固定した際のアクチュエータの軸線周りの角度位置は、２つのフランジ部の突出方向によって一義的に決定される。このため、アクチュエータを搭載する機器によってコネクタ構造体等の軸線周りの角度位置を変更する必要が発生した場合、アクチュエータにおける２つのフランジ部の突出方向自体を変更せざるを得ない等、アクチュエータを固定する際の角度位置に対する自由度が低いという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、アクチュエータを被搭載部に固定する際のアクチュエータや締結位置の角度位置に対する自由度を高めることのできるアクチュエータの固定構造、およびアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るアクチュエータの固定構造の一態様は、径方向外側に張り出したフランジ部がケーシングの外周壁に設けられたアクチュエータと、前記アクチュエータが搭載される被搭載部において一方側を向く受け部に前記ケーシングの一部が前記一方側から当接した状態で、前記フランジ部に前記一方側から重なる固定具と、前記固定具を前記被搭載部に固定する締結部材と、を有し、前記外周壁は、前記フランジ部に対して前記一方側で周方向に配置された複数の平面部を備え、前記固定具は、前記複数の平面部のうちのいずれか１つの平面部である第１平面部に径方向外側から当接する回り止め用の第１支持部と、前記複数の平面部のうち、前記第１平面部とは別の１つの平面部である第２平面部に径方向外側から当接する回り止め用の第２支持部とを備えていることを特徴とする。

本発明に係るアクチュエータの固定構造では、アクチュエータが搭載される被搭載部の受け部にケーシングの一部が一方側から当接した状態で、フランジ部に固定具を一方側から重ねてケーシングを被搭載部に固定する。また、アクチュエータの外周壁にはフランジ部と隣り合う位置に、周方向に配置された複数の平面部が設けられており、固定具は、複数の平面部のうち、第１平面部に第１支持部が当接し、第２平面部に第２支持部が当接する。従って、アクチュエータの角度位置がずれることを防止することができる。また、被
搭載部の構造等の事情によって、アクチュエータを固定する際のアクチュエータの角度位置や固定具の締結部分の角度位置を変更する必要が発生した場合には、それに応じた固定具を用いる等の対応を行えばよく、ケーシングに設けたフランジ部をネジによって固定する場合と違って、アクチュエータにおけるフランジ部の角度位置を変更する必要がない。それ故、アクチュエータを被搭載部に固定する際のアクチュエータや締結位置の角度位置に対する自由度を高めることができる。

本発明に係るアクチュエータの固定構造において、前記第１平面部と前記第２平面部とは平行である態様を採用することができる。かかる態様によれば、固定具によってフランジ部を固定した際、固定具の第１支持部および第２支持部によって、アクチュエータの角度位置がずれること確実に防止することができる。

本発明に係るアクチュエータの固定構造において、前記複数の平面部には、互いに平行な２つの平面部からなる対が複数、含まれており、前記複数の対のうち、いずれかの対を成す２つの平面部の一方が前記第１平面部であり、他方が前記第２平面部であることを特徴とする態様を採用することができる。かかる態様によれば、アクチュエータを被搭載部に固定する際の角度位置を変更した場合でも、別の平面部を第１平面部および第２平面部としてアクチュエータを固定することができる。

本発明に係るアクチュエータの固定構造において、前記外周壁は、前記複数の平面部の間の位置する部分が周方向に沿って円弧状に湾曲している態様を採用することができる。

本発明に係るアクチュエータの固定構造において、前記ケーシングには、径方向外側に向けて開口するコネクタハウジング部を備えている態様を採用することができる。かかる態様の場合、コネクタハウジング部の向きを変更する必要がある場合でも、容易に対応することができる。

本発明に係るアクチュエータの固定構造において、前記アクチュエータは、前記ケーシングの内側に配置されたモータと、前記モータを駆動源にして駆動される出力部材と、を有する態様を採用することができる。

本発明では、アクチュエータが搭載される被搭載部の受け部にケーシングの一部が一方側から当接した状態で、フランジ部に固定具を一方側から重ねてケーシングを被搭載部に固定する。また、アクチュエータの外周壁にはフランジ部と隣り合う位置に、周方向に配置された複数の平面部が設けられており、固定具は、複数の平面部のうち、第１平面部に第１支持部が当接し、第２平面部に第２支持部が当接する。従って、アクチュエータの角度位置がずれることを防止することができる。また、被搭載部の構造等の事情によって、アクチュエータを固定する際のアクチュエータの角度位置や固定具の締結部分の角度位置を変更する必要が発生した場合には、それに応じた固定具を用いる等の対応を行えばよく、ケーシングに設けたフランジ部をネジによって固定する場合と違って、アクチュエータにおけるフランジ部の角度位置を変更する必要がない。それ故、アクチュエータを被搭載部に固定する際のアクチュエータや締結位置の角度位置に対する自由度を高めることができる。

本発明の実施形態１に係るアクチュエータの一態様を示す斜視図。 図１に示すアクチュエータの断面図。 図１に示す固定具による回り止め構造を示す説明図。 本発明の実施形態１の変形例１に係るアクチュエータの説明図。 本発明の実施形態１の変形例２に係るアクチュエータの説明図。 本発明の実施形態２に係るアクチュエータにおける固定具による回り止め構造を示す説明図。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、アクチュエータ１の軸線にＬを付し、軸線Ｌ方向において、回転軸６１がモータケース２１から突出する側を出力側Ｌａとし、出力側Ｌａとは反対側を反出力側Ｌｂとして説明する。なお、本発明では、アクチュエータ１を固定する際の「一方側」が反出力側Ｌｂである場合を中心に説明する。

［実施形態１］
（アクチュエータ１の全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係るアクチュエータ１の一態様を示す斜視図である。図２は、図１に示すアクチュエータ１の断面図である。

図１および図２に示すアクチュエータ１は、モータケース２１と、モータケース２１の反出力側Ｌｂに配置された封止部材２２とによってケーシング２が構成されている。

図２に示すように、アクチュエータ１は、ケーシング２の内側に配置されたモータ１０と、モータ１０を駆動源にして回転駆動あるいは直線駆動等の駆動が行われる出力部材７１とを有している。本実施形態において、アクチュエータ１は、モータ１０を駆動源にして出力部材７１が直線駆動されるリニアアクチュエータである。モータ１０は、ケーシング２のうち、モータケース２１の内側に円筒状のステータ５を有しており、ステータ５の内側にロータ６を有している。

ステータ５は、ステータコア５２を備える。本形態では、コイル５１が巻回されるコイルボビン５３を成形する際、モータケース２１の反出力側Ｌｂの開口を塞ぐ蓋部５４を一体に形成する。ロータ６は、回転軸６１と、回転軸６１の外周面に固定された永久磁石６２とを有しており、回転軸６１は、モータケース２１から出力側Ｌａに向けて一部が突出している。

回転軸６１は、反出力側Ｌｂの端部が鋼球６６およびラジアル軸受６７によって支持され、鋼球６６およびラジアル軸受６７は、蓋部５４に支持されている。回転軸６１は、モータケース２１の出力側Ｌａの端部に保持されたラジアル軸受６８によっても回転可能に支持されている。

回転軸６１において、モータケース２１から出力側Ｌａに向けて突出している部分には雄ねじ６１０が形成されており、雄ねじ６１０には、出力部材７１の雌ねじ７１０が噛み合っている。出力部材７１は後述するバルブ装置に用いられるため、出力側Ｌａの端部に円錐面が形成されている。出力部材７１には、反出力側Ｌｂに開口する溝状の凹部７１１が形成されており、凹部７１１の内側には、モータケース２１の出力側Ｌａの端部に固定されたストッパ７２が配置されている。ストッパ７２は、回転軸６１が軸線Ｌ周りに回転した際、出力部材７１が供回りすることを防止する。従って、回転軸６１が軸線Ｌ周りに回転した際、出力部材７１は、軸線Ｌに沿って直動する。凹部７１１の内側には、コイルバネ７３が配置されている。コイルバネ７３は、出力部材７１を出力側Ｌａに付勢することにより、雄ねじ６１０と雌ねじ７１０とのバックラッシュを抑制する。

（ケーシング２の構成）
ケーシング２のうち、封止部材２２は、樹脂製であり、モータケース２１の外周面のうち、反出力側Ｌｂに位置する部分を覆い、モータケース２１と蓋部５４との隙間を封止する。蓋部５４には、軸線Ｌに対して直交する方向に延在する複数の端子ピン５５が支持されている。端子ピン５５の一方端５５１はカバー２９で覆われ、カバー２９は封止部材２２によって覆われている。封止部材２２には、軸線Ｌに対して直交する径方向外側に開口する筒状のコネクタハウジング部２３が形成されており、コネクタハウジング部２３の内側に端子ピン５５の他方端５５２が位置する。

図１および図２に示すように、ケーシング２のうち、封止部材２２は、全体として円筒状の外周壁２２０を有しており、外周壁２２０の軸線Ｌ方向の中央付近には、径方向外側に向けて突出した円環状のフランジ部２２５が設けられている。従って、外周壁２２０は
、フランジ部２２５に対して出力側Ｌａで隣り合う第１外周部分２２１と、フランジ部２２５に対して反出力側Ｌｂで隣り合う第２外周部分２２２とを有している。

第１外周部分２２１には、周方向に複数の半円形状の凸部２２３が形成されており、凸部２２３の間は、周方向に沿って円弧状に湾曲している。

第２外周部分２２２には、周方向に複数の平面部２２４が形成されており、平面部２２４の間は、周方向に沿って円弧状に湾曲している。

（固定構造）
図２に示すように、アクチュエータ１は、モータ１０を駆動源として出力部材７１を軸線Ｌ方向に沿って駆動することから、出力部材７１を弁体として利用するバルブ装置１００等に用いられる。従って、バルブ装置１００には、アクチュエータ１を搭載する被搭載部１１０が構成されている。また、バルブ装置１００には、隔壁１５０を介して区画された第１流路１６０と第２流路１７０とが設けられており、隔壁１５０には、第１流路１６０と第２流路１７０とを連通させる連通穴１５５が形成されている。

アクチュエータ１を被搭載部１１０に固定すると、出力部材７１は第２流路１７０において、連通穴１５５と重なる位置に配置される。従って、図２に示すように、出力部材７１を反出力側Ｌｂに駆動して連通穴１５５から離間させると、連通穴１５５が開状態となるので、第１流路１６０から第２流路１７０に流体Ｇが流れ込む。これに対して、出力部材７１を出力側Ｌａに駆動して連通穴１５５を閉状態にすると、第１流路１６０から第２流路１７０への流体Ｇの流入が停止する。なお、図２とは反対に、第２流路１７０から連通穴１５５を介して第１流路１６０に流体Ｇを流入させることもある。

本形態では、アクチュエータ１をバルブ装置１００に搭載する際、壁状の被搭載部１１０に形成されている穴１１１に、アクチュエータ１のうち、モータケース２１より出力側Ｌａの部分を差し込む。穴１１１の内面には段部が形成されており、反出力側Ｌｂ（一方側）に向いた受け部１１２が円環状の面として形成されている。従って、穴１１１にモータケース２１を差し込むと、ケーシング２の一部が受け部１１２に反出力側Ｌｂから当接する。本実施形態では、穴１１１にモータケース２１を差し込むと、封止部材２２のフランジ部２２５において、出力側Ｌａに向く一方面２２８が、ケーシング２の一部として、受け部１１２に反出力側Ｌｂから当接する。

この状態で、フランジ部２２５において、反出力側Ｌｂに向く他方面２２９に板状の固定具９を反出力側Ｌｂから重ね、固定具９をねじ等の締結部材９９によって被搭載部１１０に固定する。より具体的には、固定具９には、締結部材９９を通す穴９１が形成されている一方、被搭載部１１０には、締結部材９９を止めるねじ穴１１９が形成されている。従って、締結部材９９をねじ穴１１９に止めて締結部材９９を被搭載部１１０に固定すると、フランジ部２２５は、固定具９と受け部１１２との間に固定される。従って、アクチュエータ１は、被搭載部１１０に固定される。

（固定具９による回り止め構造）
図３は、図１に示す固定具９による回り止め構造を示す説明図であり、図３には、ケーシング２に形成した平面部２２４の配置構造（ａ）を示すとともに、固定具９による周り止め構造（ｂ）～（ｅ）を示してある。

図３の配置構造（ａ）に示すように、本形態では、ケーシング２（封止部材２２）の外周壁２２０の第２外周部分２２２には、複数の平面部２２４が形成されている。本形態では、複数の平面部２２４には、互いに平行な２つの平面部２２４からなる対が複数、含ま
れている。本形態においては、平面部２２４が周方向に沿って等角度間隔に４つ形成されている。このため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が２つ、含まれている。

また、図３の周り止め構造（ｂ）を示すように、固定具９は、ねじ等の締結部材９９を通す穴９１が形成された基部９２と、フランジ部２２５に重なる腕状の第１支持部９６と、第１支持部９６と離間する位置でフランジ部２２５に重なる第２支持部９７とが形成されている。

ここで、第１支持部９６は、外周壁２２０に形成された複数の平面部２２４のうちのいずれか１つの平面部２２４である第１平面部２２４ａに径方向から当接し、第２支持部９７は、外周壁２２０に形成された複数の平面部２２４のうち、第１平面部２２４ａと異なる１つの平面部２２４である第２平面部２２４ｂに径方向外側から当接する。従って、アクチュエータ１を固定した際の角度位置がずれることを防止することができる。

本形態では、第１支持部９６と第２支持部９７とは平行である。従って、複数の平面部２２４において、互いに平行な平面部２２４の２つの対のうち、いずれかの対を成す２つの平面部２２４の一方が第１平面部２２４ａであり、２つの平面部２２４の他方は第２平面部２２４ｂである。

このように、本形態では、図２および図３を参照して説明したように、アクチュエータ１が搭載される被搭載部１１０の受け部１１２にフランジ部２２５の一方面２２８が当接した状態で、フランジ部２２５の他方面２２９側から固定具９を重ねてフランジ部２２５を受け部１１２に固定する。

また、アクチュエータ１の外周壁２２０にはフランジ部２２５と隣り合う位置に、周方向に配置された複数の平面部２２４が設けられており、固定具９は、複数の平面部２２４のうち、第１平面部２２４ａに第１支持部９６が当接し、第２平面部２２４ｂに第２支持部９７が当接する。従って、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止することができる。

また、被搭載部１１０の構造等の事情によって、アクチュエータ１を固定する際のアクチュエータ１の角度位置や固定具９の締結部分（穴９１）の角度位置を変更する必要が発生した場合には、それに応じた固定具９を用いる等の対応を行えばよく、ケーシング２に設けたフランジ部２２５をネジによって固定する場合と違って、アクチュエータ１におけるフランジ部２２５の角度位置等を変更する必要がない。

例えば、図３の周り止め構造（ｂ）に示す状態から、固定具９の角度位置を変えずに、アクチュエータ１の角度位置を９０°変更した場合でも、別の２つの平面部２２４を第１平面部２２４ａおよび第２平面部２２４ｂとして、第１支持部９６および第２支持部９７が当接し、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止する。従って、アクチュエータ１を被搭載部１１０に固定する際のアクチュエータ１の角度位置に対する自由度を高めることができる。

また、図３の周り止め構造（ｂ）に示す状態から図３の周り止め構造（ｃ）に示すように、穴９１の位置を９０°変更する必要が発生した場合でも、固定具９の角度位置を９０°変更すれば、周り止め構造（ｂ）に示す平面部２２４と異なる２つの平面部を各々、第１平面部２２４ａおよび第２平面部２２４ｂとして、第１支持部９６および第２支持部９７が当接し、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止する。それ故、アクチュエータ１を被搭載部１１０に固定する際の締結位置（穴９１）の角度位置に対する自由度を
高めることができる。また、図３の周り止め構造（ｃ）においても、アクチュエータ１の角度位置を９０°変更することが可能である。

また、図３の周り止め構造（ｄ）に示すように、２つの穴９１を必要とするため、第１支持部９６および第２支持部９７の各々に穴９１を設けた固定具９を用いた場合も、４つの平面部２２４のうち、互いに平行な２つの平面部２２４を第１平面部２２４ａおよび第２平面部２２４ｂとして、第１支持部９６および第２支持部９７が当接し、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止する。また、図３の周り止め構造（ｄ）においても、アクチュエータ１の角度位置を９０°変更することが可能である。

さらに、図３の周り止め構造（ｄ）から図３の周り止め構造（ｅ）に示すように変更した結果、４つの平面部２２４のうち、互いに平行ではない２つの平面部２２４を第１平面部２２４ａおよび第２平面部２２４ｂとして、第１支持部９６および第２支持部９７が当接する構造になっても、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止する。また、図３の周り止め構造（ｅ）においても、アクチュエータ１の角度位置を９０°変更することが可能である。

［実施形態１の変形例１］
図４は、本発明の実施形態１の変形例１に係るアクチュエータ１の説明図である。なお、本例の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施形態１では、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が等角度間隔に４つ形成されていたため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が２つ、含まれている。これに対して、図４に示す態様では、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が等角度間隔に８つ形成されていたため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が４つ、含まれている。かかる態様でも、実施形態１と同様な効果を奏する。

なお、平面部２２４の数が多くなりすぎると、第１支持部９６および第２支持部９７が当接する部分が狭くなる。従って、平面部２２４を等角度間隔に形成する場合、平面部２２４の数は８つ以下であることが好ましい。

［実施形態１の変形例２］
図５は、本発明の実施形態１の変形例２に係るアクチュエータ１の説明図である。なお、本例の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施形態１では、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が等角度間隔に４つ形成されていたため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が２つ、含まれている。これに対して、図５に示す態様では、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が６つ形成されており、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が３つ、含まれている。なお、６つの平面部２２４は各々、４５°間隔に形成されているため、ケーシング２の外周壁２２０には、平面部２２４に挟まれた２箇所に円弧状の部分が存在している。かかる態様でも、実施形態１と同様な効果を奏する。

［実施形態２］
図６は、本発明の実施形態２に係るアクチュエータ１における固定具９による回り止め構造を示す説明図であり、図６には、ケーシング２に形成した平面部２２４の配置構造（ａ）を示すとともに、固定具９による周り止め構造（ｂ）、（ｃ）を示してある。なお、
本形態の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施形態１では、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が等角度間隔に４つ形成されていたため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が２つ、含まれている。これに対して、本形態では、図６に示すように、ケーシング２の外周壁２２０に平面部２２４が等角度間隔に２つ形成されているだけであるため、複数の平面部２２４には、互いに平行な平面部２２４の対が１つ含まれている。

このような態様では、図６の周り止め構造（ｂ）に示すように、２つの平面部２２４の一方は、第１支持部９６が当接する第１平面部２２４ａであり、２つの平面部２２４の他方は、第２支持部９７が当接する第２平面部２２４ｂである。従って、アクチュエータ１の角度位置がずれることを防止することができる。

また、図６の周り止め構造（ｂ）に示す状態から図６の周り止め構造（ｃ）に示すように、穴９１の位置を９０°変更する必要が発生した場合でも、固定具９の角度位置を９０°変更することができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、アクチュエータ１を被搭載部１１０に固定する際、封止部材２２のフランジ部２２５が、ケーシング２の一部として、受け部１１２に反出力側Ｌｂから当接する構造を採用した、但し、穴１１１の内部等に形成された他の受け部にケーシング２の一部が反出力側Ｌｂから当接する構造であれば、フランジ部２２５以外の部分が受け部に反出力側Ｌｂから当接する構造を採用してもよい。

上記実施形態では、アクチュエータ１としてリニアアクチュエータを例示したが、他のアクチュエータを固定する場合に本発明を適用してもよい。

１…アクチュエータ、２…ケーシング、５…ステータ、６…ロータ、９…固定具、１０…モータ、２１…モータケース、２２…封止部材、２３…コネクタハウジング部、５５…端子ピン、６１…回転軸、６２…永久磁石、７１…出力部材、９６…第１支持部、９７…第２支持部、９９…締結部材、１００…バルブ装置、１１０…被搭載部、１１２…受け部、１５０…隔壁、１５５…連通穴、１６０…第１流路、１７０…第２流路、２２０…外周壁、２２１…第１外周部分、２２２…第２外周部分、２２４…平面部、２２４ａ…第１平面部、２２４ｂ…第２平面部、２２５…フランジ部、２２８…一方面、２２９…他方面、Ｇ…流体、Ｌ…軸線

Claims (6)

1. 径方向外側に張り出したフランジ部がケーシングの外周壁に設けられたアクチュエータと、
   前記アクチュエータが搭載される被搭載部において一方側を向く受け部に前記ケーシングの一部が前記一方側から当接した状態で、前記フランジ部に前記一方側から重なる固定具と、
   前記固定具を前記被搭載部に固定する締結部材と、
   を有し、
   前記外周壁は、前記フランジ部に対して前記一方側で周方向に配置された複数の平面部を備え、
   前記固定具は、前記複数の平面部のうちのいずれか１つの平面部である第１平面部に径方向外側から当接する回り止め用の第１支持部と、前記複数の平面部のうち、前記第１平面部とは別の１つの平面部である第２平面部に径方向外側から当接する回り止め用の第２支持部とを備えていることを特徴とするアクチュエータの固定構造。
2. 請求項１に記載のアクチュエータの固定構造において、
   前記第１平面部と前記第２平面部とは平行であることを特徴とするアクチュエータの固定構造。
3. 請求項２に記載のアクチュエータの固定構造において、
   前記複数の平面部には、互いに平行な２つの平面部からなる対が複数、含まれており、
   前記複数の対のうち、いずれかの対を成す２つの平面部の一方が前記第１平面部であり、他方が前記第２平面部であることを特徴とするアクチュエータの固定構造。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のアクチュエータの固定構造において、
   前記外周壁は、前記複数の平面部の間の位置する部分が周方向に沿って円弧状に湾曲していることを特徴とするアクチュエータの固定構造。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のアクチュエータの固定構造において、
   前記ケーシングには、径方向外側に向けて開口するコネクタハウジング部を備えていることを特徴とするアクチュエータの固定構造。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載のアクチュエータの固定構造において、
   前記アクチュエータは、前記ケーシングの内側に配置されたモータと、前記モータを駆動源にして駆動される出力部材と、を有することを特徴とするアクチュエータの固定構造。
   

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