JPH0541374U - モータアクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】同じ構成部品で出力軸の回転方向を逆に設定す
ることができる汎用性に富んだモータアクチュエータを
提供する 【構成】ケーシング１ａ，１ｂ内に、モータＭと、この
モータの回転軸２に連結されたギヤ３と、このギヤを含
む複数のギヤ群によって回転される出力軸５と、この出
力軸の回動角を検出する位置検出器４０とを有するモー
タアクチュエータにおいて、前記位置検出器４０は、前
記出力軸に形成された出力軸ギヤ４ｂと噛み合う入力軸
ギヤ２２Ａと、この入力軸ギヤにともなって回転すると
共に前記出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力軸ギ
ヤ２２Ｂと、これら２つの入力軸ギヤに挟持されて一方
の入力軸ギヤに固着されたブラシ４１が抵抗パターン４
２に摺接することにより前記出力軸の回転角を認識する
表裏対称形状の検出器本体２０とからなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用空気調和機のミックスドア等のドアを作動させるモータア クチュエータに関し、特に、出力軸の回転方向を逆に設定した場合の汎用性を高 めたものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年の自動車には、外気の温度等に応じて自動的に車室内を空調するいわゆる フルオートエアコンと呼ばれる空気調和装置が搭載されている。このような自動 車用空気調和装置にあっては、車両の各部の温度情報を入力する各種センサおよ び空調に対する乗員の要求を入力する各種設定スイッチからの各種信号に基づい て、空気調和装置を総括的に制御する制御装置が吹出温度・送風量・吹出口モー ド等の設定を自動的に行ない、車室内を最適な空調環境に設定・維持するように なっている。

【０００３】 そして、設定された吹出温度を実現するのは、制御装置が空気調和装置の空気 を加熱する熱交換器とこれをバイパスする空気量を制御するためのミックスドア の開度を変更するモータアクチュエータを制御することにより行なうようになっ ており、このモータアクチュエータには、ミックスドアの開度を正確に制御装置 にフィードバックするための検出器が備えられている。

【０００４】 従来、このようなモータアクチュエータは、実開昭 57-146766号公報に開示さ れているものがあり、例えば、図６に示すように構成されているものがある。図 示するモータアクチュエータは、制御装置から供給される電力に応じて駆動する モータＭの出力軸２がギア３、４ａ、４ｂなどからなる減速機構を介して、軸受 １１により下側ケース１ｂに回動自在に取付けられるモータアクチュエータの出 力軸５に接続され、上側ケース１ａから突出するこの出力軸５の先端には、図示 しないミックスドアに連結棒７を介して接続された回動板６が取り付けられるよ うになっており、モータＭがその制御装置により駆動されることによりこの回動 板６が回動し、ミックスドアを作動させることができるようになっている。この 出力軸５の先端部は、半円形状になっており、回動板６を後述するブラシの位置 に整合させて取り付けることができるようになっている。

【０００５】 また、これらのモータＭ、ギア４ａおよび出力軸５が取り付けられる下側ケー ス１ｂには、基板９に形成され、モータＭを制御するためのパターン部１０が設 けられており、出力軸ギア４ｂの底面に取付けられたブラシ（図示省略）が、出 力軸５の回動に応じてこのパターン部１０を摺動することにより、制御装置は、 モータＭをフィードバック制御することができるようになっている。このパター ン部１０の詳細を図７に示す。

【０００６】 図示するようにパターン部１０は、モータＭへの給電を切換えるためのパター ン１２および前記検出器としての可変抵抗器（以下、ＰＢＲと称する）１３から なり、ブラシ１４は、出力軸５の回動に応じてこれらのパターン１２およびＰＢ Ｒ１３にそれぞれ摺動するようになっている。そして、制御装置は、ＰＢＲ１３ によりブラシ１４の位置、すなわちミックスドアの開度に応じた電圧を入力する ことができ、この電圧に基づいてミックスドアの開度を認識でき、また、パター ン１２およびブラシ１４により形成される電気通路により駆動電力を的確にモー タＭに供給することができるようになっている。そして、制御装置は、認識した ミックスドアの開度および前記した制御装置の設定に基づいてミックスドアを最 適開度に制御するようになっている。

【０００７】 しかしながら、このような従来のモータアクチュエータにあっては、上記のよ うに、パターン部が、ミックスドアの開度を検出するためのＰＢＲおよびモータ への給電を切換えるためのパターンからなっており、このようなパターン部の面 積は、アクチュエータ本体に対して比較的大きな面積を占めることから、アクチ ュエータ本体のコンパクト化を図ろうとすると、このパターン部が他の部材に干 渉する等の不具合が生じ、アクチュエータをコンパクトにすることが困難であっ た。このため、そのパターン部の面積を少なくするように、可変抵抗器が小型の 容器内に収容され、この可変抵抗器の抵抗値を変化させるための入力軸が取り付 けられたいわゆるポテンショメータ（基本的な原理は、ＰＢＲと同じであり、取 付面積が小さい構造になっている。）を使用することが提案されている。これは 、ポテンショメータの入力軸をアクチュエータの出力軸にギアを介して接続し、 このポテンショメータにより、従来のＰＢＲと同様に出力軸の回動に応じてミッ クスドアの開度を検出するものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、自動車用空気調和装置に使用されるモータアクチュエータは、上述 したミックスドアの回動用以外にも、インテークドアやデフドア・ベントドア・ フットドア等の回動用としても用いられる。また、自動車用空気調和装置は自動 車の排気量が多少相違しても車室内容積はさほど異ならないので、空調能力はほ ぼ等しく設定されている。したがって、空気取入口や吹出口の開口面積やドア開 度などもほぼ近似しており、その意味でモータアクチュエータを共用化すること が試みられる。

【０００９】 ただし、車室内容積はさほど相違しないといっても、空気調和装置のユニット を取り付ける車体形状は様々であるから、空気調和装置のユニット形状は、取り 付けるべき車種に応じた形状とすることが少なくない。したがって、モータアク チュエータの共用化を図ろうとした場合、モータアクチュエータの取り付け姿勢 を逆にしたい場合もあり、このとき、従来のモータアクチュエータでは、モータ の回転方向を逆にしただけでは対応できないという問題があった。

【００１０】 例えば、図８は、ある点Ａから点Ｂに向かってθだけ出力軸を回動させるため に出力電圧比をｒに設定した場合を示しているが、このモータアクチュエータの モータの回転方向を逆にして出力電圧比をｒとすると、図９に示すように、出力 軸の点Ａからの回動角度はθ１となり、図８に示すθと等しくならない。したが って、出力軸の回転方向を逆に設定したい場合には、モータの回転方向を逆にし ただけでは共用化を実現することはできず、結局、ＰＢＲを新らたに製作する必 要があった。

【００１１】 本考案の目的は、このような従来の問題点を解決するために成されたものであ り、同じ構成部品で出力軸の回転方向を逆に設定することができる汎用性に富ん だモータアクチュエータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、ケーシング（１ａ，１ｂ）内に、モータ （Ｍ）と、このモータの回転軸（２）に連結されたギヤ（３）と、このギヤを含 む複数のギヤ群によって回転される出力軸（５）と、この出力軸の回動角を検出 する位置検出器（４０）とを有するモータアクチュエータにおいて、前記位置検 出器（４０）は、前記出力軸に形成された出力軸ギヤ（４ｂ）と噛み合う入力軸 ギヤ（２２Ａ）と、この入力軸ギヤにともなって回転すると共に前記出力軸ギヤ と噛み合う歯を有する他の入力軸ギヤ（２２Ｂ）と、これら２つの入力軸ギヤに 挟持されて一方の入力軸ギヤに固着されたブラシ（４１）が抵抗パターン（４２ ）に摺接することにより前記出力軸の回転角を認識する表裏対称形状の検出器本 体（２０）とからなることを特徴とするモータアクチュエータである。

【００１３】

【作用】

出力軸（５）の回転方向を逆にするためには、モータ（Ｍ）の回転軸（２）の 回転方向を逆に設定すると共に、２つの入力軸ギヤ（２２Ａ，２２Ｂ）にて挟持 したＰＢＲ本体（２０）をケース（１）に表裏逆に取り付ける。これにより、入 力軸ギヤ（２２Ｂ）が出力軸ギヤ（４ｂ）と噛み合うことになるが、入力軸ギヤ （２２Ｂ）と入力軸ギヤ（２２Ａ）とはともに回転するので、入力軸ギヤ（２２ Ｂ）が出力軸ギヤ（４ｂ）にともなって回転すると入力軸ギヤ（２２Ａ）も同じ 回転速度で回転し、当該入力軸ギヤ（２２Ａ）の裏面に取り付けられたブラシ （４１）とＰＢＲ本体（２０）の抵抗パターン（４２）とが摺設し、これにより 内部の可変抵抗器をその回動角度に応じた抵抗値に設定することができる。この とき、出力軸（５）の回転方向に対するブラシ（４１）と抵抗パターン（４２） との摺設方向は同じであるから、正転時と同じ出力電圧比を付与すると出力軸の 回動角も等しくなり、その結果、同じ部品を用いて正逆回転のモータアクチュエ ータの共用化を図ることができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例に係るモータアクチュエータを示す分解斜視図、図２ は同実施例に係るポテンショメータを示す分解斜視図、図３は同じくポテンショ メータを示し、モータ回転方向を逆に設定した場合の組み付け状態を示す分解斜 視図、図４は図３に示す実施例の出力電圧比と回転角との関係を示すグラフ、図 ５は図４に示す実施例の出力電圧比と回転角との関係を示すグラフである。

【００１５】 図１には、ポテンショメータの入力軸とアクチュエータの出力軸とをギアを介 して接続し、このポテンショメータにより従来のＰＢＲと同様に出力軸の回動に 応じて出力軸の回転角度を検出することができるモータアクチュエータが示され ている。なお、従来の技術で説明した部材と同一部材には、同一符号が付してあ り、それらの詳細な説明は省略する。

【００１６】 図示するように、従来のＰＢＲに相当する可変抵抗器（位置検出器４０）が比 較的小型の容器２０に収容され、この可変抵抗器の抵抗値を設定する抵抗パター ン４２が容器表面に形成され、一方、この抵抗パターン４２に摺設するブラシ４ １が入力軸ギヤ２２Ａの裏面に取り付けられている。また、この入力軸ギヤ２２ Ａの歯形と同じ歯形を有する別の入力軸ギヤ２２Ｂ（両入力軸ギヤ２２Ａ，２２ Ｂのギヤ比は同一でなくても良い）が、入力軸ギヤ２２Ａと共働してＰＢＲ本体 ２０を挟み込むように組み付けられる。すなわち、両入力軸ギヤの軸４４，４５ はＰＢＲ本体２０に穿設された通孔４６に挿入され、さらに、入力軸ギヤ２２Ａ ，２２Ｂの軸に穿設された通孔４７，４８にはケース１ｂから突出するピン４３ が挿入され、これによりＰＢＲ本体２０と２つの入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂとが ケース１ｂに取り付けられる。２つの入力軸ギヤの軸４４，４５の先端には互い に係合する段部４９，５０が形成されており、両入力軸ギヤの軸をＰＢＲ本体の 通孔４６に挿入したときに、これら段部４９，５０が係合して組み付けられ、両 入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂは同一の回転速度にて回転するようになっている。図 ２に示す状態は、入力軸ギヤ２２Ａが出力軸５に一体的に形成された出力軸ギア ４ｂと噛み合い、出力軸ギア４ｂが回動することにより、すなわち、モータＭに より作動するドアの回動角度に応じて入力軸ギヤ２２Ａの裏面に取り付けられた ブラシ４１とＰＢＲ本体の表面に形成された抵抗パターン４２との摺設位置が変 化するもので、これにより内部の可変抵抗器をその回動角度に応じた抵抗値に設 定するようになっている。そして、これによりポテンショメータ４０は、図示省 略する制御装置に、設定した抵抗値に応じた電圧を出力し、制御装置は、この電 圧に基づいてドアの開度を正確に認識することができるようになっている。

【００１７】 このポテンショメータ４０には、上記電圧を出力する出力端子３０が設けられ ており、この出力端子３０は、基板９に形成されたパターン３１を介して下側ケ ース１ｂに形成されたコネクタ部３２の出力端子３３に接続され、外部の制御装 置に上記電圧を出力することができるようになっている。また、本実施例のポテ ンショメータ４０の出力端子３０は、表裏対称、すなわち、ＰＢＲ本体２０をケ ース１ｂに対し表裏逆に取り付けられるように構成している。なお、この出力端 子３０は、配線により制御装置に接続するようにしても良い。

【００１８】 また、モータＭへの給電を切換えるためのパターン１２は、従来と同様に基板 ９により下側ケース１ｂに設けられ、出力軸ギア４ｂに取付けらた図示省略する ブラシがこのパターン１２に摺動することによりその切換えを行なうことができ るようになっている。そして、このパターン１２は、コネクタ部３２の入力端子 ３４に接続され、その制御装置から供給される電力をモータＭに供給することが できるようになっている。さらに、出力軸５に取付けられ、この出力軸５の回転 力を、作動させるドアに伝達するレバー２３には、出力軸５に嵌合させるための 嵌合孔２４が形成されている。

【００１９】 なお、このように構成したモータアクチュエータは、以下のようにして組み立 てられる。 まず従来と同様に、予めパターン１２が形成されている基板９、および同様に 予め出力軸２にギア３が取付けられたモータＭを下側ケース１ｂに取り付け、さ らに、ギア４、出力軸５および、予め入力軸２１に入力軸ギア２２が取り付けら れたポテンショメータ４０を下側ケース１ｂに取り付ける。この時点では、出力 軸ギア４ｂと入力軸ギア２２との噛み合わせ位置は任意で良く、出力軸５の回動 角度とポテンショメータ２０の初期設定角度とを整合させなくて良い。

【００２０】 そして、このように各部材を下側ケース１ｂに取り付けた後、上側ケース１ａ を下側ケース１ｂに取り付け、上側ケース１ａから出力軸５の先端部が突出した 状態に組立てる。

【００２１】 次に、コネクタ部３２の入力端子３４に給電を行ない、モータＭを駆動させ、 これによりポテンショメータ４０から出力される電圧を出力端子３３により検出 し、この電圧が基準となる所定電圧となるようにモータＭを駆動して出力軸５を 位置決めする。つまり、ポテンショメータ４０により出力軸５を初期設定角度に 整合する位置に位置決めする。

【００２２】 そして、このように位置決めされた出力軸５に対して、レバー２３をその初期 設定角度に対応する方向に向けて、出力軸５の先端部をレバー２３の嵌合孔２４ に挿入固定して、出力軸５にレバー２３を取り付け、モータアクチュエータの組 立てを完了する。

【００２３】 次に、出力軸５の回転方向を逆にするためにモータＭの回転方向を逆に設定し た場合には、図３に示すように、２つの入力軸ギヤ２２Ａ，２２Ｂにて挟持した ＰＢＲ本体２０をケース１ｂのピン４３に挿入するにあたり表裏逆に挿入する。 このとき、入力軸ギヤ２２Ｂが出力軸ギヤ４ｂと噛み合うことになるが、入力軸 ギヤ２２Ｂと入力軸ギヤ２２Ａとはこれらの軸４４，４５が段部４９，５０によ って係合しているので、入力軸ギヤ２２Ｂが出力軸ギヤ４ｂにともなって回転す ると入力軸ギヤ２２Ａも同じ回転速度で回転し、当該入力軸ギヤ２２Ａの裏面に 取り付けられたブラシ４１とＰＢＲ本体２０の抵抗パターン４２とが摺設し、こ れにより内部の可変抵抗器をその回動角度に応じた抵抗値に設定する。

【００２４】 この様子を図４および図５に基づいて説明する。 図４は、出力電圧比をｒに設定して、ある点Ａから点Ｂに向かってθだけ出力 軸を回動させた場合を示しており、このモータアクチュエータのモータの回転方 向を逆にすると共に、ＰＢＲおよび２つの入力軸ギヤも表裏逆に取り付けてモー タアクチュエータを組み立て、これの出力電圧比をｒとすると、図５に示すよう に、ＰＢＲの回転角に対する出力電圧比特性も対称となり、出力軸の点Ａからの 回動角度はθとなって、図４に示す場合と等しくなる。

【００２５】 このように、本実施例のモータアクチュエータでは、出力軸の回転方向を逆に 設定したい場合には、モータの回転方向を逆にすると共に、ＰＢＲおよび２つの 入力軸ギヤを表裏逆に取り付けて組み立てれば、同一の部品を用いて共用化を実 現することができる。

【００２６】

【考案の効果】

以上の説明より明らかように本考案によれば、位置検出器を、出力軸に形成さ れた出力軸ギヤと噛み合う入力軸ギヤと、この入力軸ギヤにともなって回転する と共に出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力軸ギヤと、これら２つの入力軸 ギヤに挟持されて一方の入力軸ギヤに固着されたブラシが抵抗パターンに摺接す ることにより出力軸の回転角を認識する表裏対称形状の検出器本体とから構成し たため、同じ構成部品で出力軸の回転方向を逆に設定することができる汎用性に 富んだモータアクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の一実施例に係るモータアクチ
ュエータを示す分解斜視図である。

【図２】図２は同実施例に係るポテンショメータを示す
分解斜視図である。

【図３】図３は同じくポテンショメータを示し、モータ
回転方向を逆に設定した場合の組み付け状態を示す分解
斜視図である。

【図４】図４は図２に示す実施例の出力電圧比と回転角
との関係を示すグラフである。

【図５】図５は図３に示す実施例の出力電圧比と回転角
との関係を示すグラフである。

【図６】図６は従来のモータアクチュエータを示す分解
斜視図である。

【図７】図７は同じく従来のモータアクチュエータを示
す電気回路図である。

【図８】図８は従来のモータアクチュエータの出力電圧
比と回転角との関係を示すグラフである。

【図９】図９は従来のモータアクチュエータの出力電圧
比と回転角との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…ケーシング、 Ｍ…モータ、２…
モータの回転軸、 ３…ウォームギヤ、４ｂ…出力
軸ギヤ、 ５…出力軸、２０…検出器本
体、 ２２Ａ，２２Ｂ…入力軸ギヤ、４
０…位置検出器、４１…ブラシ、４２…抵抗パターン

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（１ａ，１ｂ）内に、モータ
   （Ｍ）と、このモータの回転軸（２）に連結されたギヤ
   （３）と、このギヤを含む複数のギヤ群によって回転さ
   れる出力軸（５）と、この出力軸の回動角を検出する位
   置検出器（４０）とを有するモータアクチュエータにお
   いて、前記位置検出器（４０）は、前記出力軸に形成さ
   れた出力軸ギヤ（４ｂ）と噛み合う入力軸ギヤ（２２
   Ａ）と、この入力軸ギヤにともなって回転すると共に前
   記出力軸ギヤと噛み合う歯を有する他の入力軸ギヤ（２
   ２Ｂ）と、これら２つの入力軸ギヤに挟持されて一方の
   入力軸ギヤに固着されたブラシ（４１）が抵抗パターン
   （４２）に摺接することにより前記出力軸の回転角を認
   識する表裏対称形状の検出器本体（２０）とからなるこ
   とを特徴とするモータアクチュエータ。