JPH08340656A - モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円滑で高精度の作動を得ることができ、ま
た、小型化を図る。 【構成】 電動モータのロータ８の回転を直線運動に変
換し、出力体３を往復運動させるモータアクチュエータ
１である。ロータ８を回転自在に支持する支持軸２の基
端２ａを下側ケース５に固定すると共に、この支持軸２
の先端部に前記出力体３をねじ対偶の関係をもって嵌め
込む一方、前記支持軸２の近傍に前記ロータ８の回転を
減速しながら出力体３に伝える回転伝達手段４を設け、
出力体３を回転運動させることで支持軸２の軸線方向に
往復運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
を出力体の直線運動に変換して出力するモータアクチュ
エータに関する。更に詳述すると、本発明は、出力体の
往復運動によりニードル弁の開閉等を行うのに適してい
るモータアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の流量を調整するニードル弁では、
弁体をモータアクチュエータにより操作し、流路の開閉
及び流路面積の増減を行っている。このモータアクチュ
エータとしては、特開平３−８９８２６号に従来技術と
して示されているいわゆるセンタ軸移動式のものがあ
る。このセンタ軸移動式のモータアクチュエータは、電
動モータのロータを支持するロータ軸そのものを直線運
動する出力軸としている。即ち、ロータ軸をその軸線方
向に直線運動自在にケースに取り付けると共に、ロータ
軸をケーシングに対してねじ対偶をもって連結し、ロー
タの回転運動をロータ軸の直線運動に変換し、ロータ軸
の先端に取り付けられた弁体でニードル弁の開閉を行う
ようにしている。

【０００３】また、別のタイプのモータアクチュエータ
として、例えば、特開平１−２８８６７８号公報や特開
平３−８９８２６号公報に開示されているパルスモータ
組立体がある。この組立体では、モータのロータ軸と直
線運動する出力軸とを別にし、それらの間に減速歯車列
を介在させてパルスモータの回転を出力軸に伝達するよ
うにしている。出力軸はケース側に取り付けられた出力
軸受に対してねじ対偶をもって連結されている。したが
って、減速回転された出力軸は直線運動を行い、ニード
ル弁の弁体を往復運動させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たセンタ軸移動式のモータアクチュエータでは、ロータ
軸の回転を直接ニードル弁の弁体側に伝えているので、
大きな回転トルクで弁体側を回転させることができず、
弁体を円滑に往復運動させることが困難であった。ま
た、弁体側を低速で回転させることが出来ないことから
この弁体を低速で往復運動させることが出来ず、通路面
積の増減の微調整が困難であった。

【０００５】一方、パルスモータの回転を減速機構を介
して出力軸に伝達する特開平１−２８８６７８号公報や
特開平３−８９８２６号公報のパルスモータ組立体で
は、出力軸に伝達される回転は減速されて回転トルクが
増加されているので、弁体の円滑な移動と位置の微調整
の容易化を図ることはできるが、パルスモータの回転軸
に対して出力軸がオフセットしているので、パルスモー
タ組立体が大型化してしまう。また、モータケース中心
と出力軸とが一致していないため、モータケースを把持
して軸受にＥリング止めの溝加工をするにも偏心チャッ
クあるいはスライス加工を必要とし高価なものとなる。
また、従来のモータアクチュエータ構造では、上下ケー
スをカーリング止めあるいは全周接着剤止めによって閉
じている。そして、リード線出口をギヤボックス側のケ
ース内で止水処理することは、コストと防水不安が伴っ
た。また、出力軸が細いためニードル弁を押すために鋼
球を溶接止めする必要があった。

【０００６】本発明は、円滑で高精度の作動を得ること
ができ、しかも小型化することができるモータアクチュ
エータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、ケース内に収容された電
動モータのロータの回転を直線運動に変換し、出力体を
往復運動させるモータアクチュエータにおいて、ロータ
を回転自在に支持する支持軸の基端をケースに固定する
と共に、この支持軸先端部の同軸上に出力体を配置して
ねじ対偶をもって嵌め込む一方、支持軸の近傍にロータ
の回転を減速しながら出力体に伝える回転伝達手段を設
け、出力体を回転運動させることで支持軸との間のねじ
対偶によって軸線方向に往復運動させるようにしてい
る。

【０００８】したがって、請求項１記載のモータアクチ
ュエータでは、ロータが回転した場合、この回転は、支
持軸の周りの回転伝達手段に取り出されてから再び支持
軸と同軸上の出力体に伝達される。回転伝達手段は、ロ
ータの回転を減速しながら出力体に伝えるので、出力体
は大きなトルクでゆっくりと回転される。この出力体
は、支持軸にねじ対偶をもって嵌め込まれているので、
低速で回転しながら支持軸上をゆっくりと円滑に直線運
動し、アクチュエータとしての出力を得る。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、出力体の先
端に直線運動を与える相手部材と接触する接触部材を高
硬度の金属にて形成し嵌合させるようにしている。した
がって、請求項２記載のモータアクチュエータでは、出
力体の先端に接触部材を嵌め込むと、この接触部材は出
力体に対して同軸上に配置される。また、接触部材は高
硬度の金属製なので面圧が高く、このモータアクチュエ
ータが操作する被操作部材即ち直線運動を与える相手部
材から受ける大きな反力に対抗できる。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、回転伝達手
段は、減速ギヤ列から成り、そのうちの少なくとも１つ
のピニオンと同軸上のギヤとを分割可能に形成し、出力
体を支持軸に組み込んだ後にギヤとピニオンとを一体化
するようにしている。この場合、請求項４記載の発明
は、分割可能なピニオンと同軸上のギヤとは、出力体と
噛合する最終段のピニオンと同軸上のギヤである。

【００１１】したがって、請求項３記載のモータアクチ
ュエータでは、組み付け時において、減速歯車列を構成
する少なくとも１つのピニオンとこれと同軸上のギヤと
を分割した状態で出力体を支持軸にねじ込むと、出力体
側の回転はモータ側へ伝わらず、出力体のねじ込み作業
が簡単に行い得る。特に、請求項４の発明のように、減
速歯車列の最終段のピニオンとギヤとを分割すれば、出
力体だけの回転で支持軸にねじ込ませることができる。

【００１２】また、請求項５記載の発明は、ケースは、
回転伝達手段と電動モータとを収容する下側ケースとこ
れを密閉する蓋状の上側ケースとで構成され、これらケ
ース間に電動モータのリード線を貫通させて液密に挟み
込んだブロック体を介在させて上下のケースを液密に溶
融接着する一方、当該リード線とブロック体との間をシ
ールするようにしている。

【００１３】したがって、請求項５記載のモータアクチ
ュエータでは、出力体付近を除く大部分が収められてい
る下側ケースに蓋をするように上側ケースを閉じて溶融
接着されて上下のケースの間がシールされる。また、電
動モータのリード線をケースの外に出す必要があるが、
リード線と該リード線が貫通するブロック体との間もシ
ールされ、さらに、ブロック体は各ケースに液密に挟み
込まれており、これらの間がシールされる。したがっ
て、ケース内が液体等の侵入より保護される。

【００１４】更に、本発明のモータアクチュエータは、
出力体でニードル弁の弁体を操作するようにしている。
したがって、請求項６記載のモータアクチュエータで
は、ロータが回転して出力体が直線運動すると、これに
伴ってニードル弁の弁体も直線運動し、ニードル弁が設
置された通路が開閉され、また、その通路面積が増減さ
れる。

【００１５】また、請求項７記載の発明は、ケース内に
収容された電動モータのロータの回転を直線運動に変換
し、出力体を往復運動させるモータアクチュエータにお
いて、ロータを回転自在に支持する支持軸の基端をケー
スに固定すると共に、この支持軸の同軸上に出力体を配
置して固定部材との間でねじ対偶をもって嵌め込む一
方、ロータの回転を減速しながら出力体に伝える回転伝
達手段を設け、出力体を回転運動させることにより固定
部材との間のねじ対偶によって軸線方向に往復運動させ
るようにしている。

【００１６】したがって、ロータが回転した場合、この
回転は回転伝達手段に取り出されてから再び支持軸と同
軸上の出力体に伝達される。回転伝達手段は、ロータの
回転を減速しながら出力体に伝えるので、出力体は大き
なトルクでゆっくりと回転される。この出力体は、固定
部材にねじ対偶をもって嵌め込まれているので、低速で
回転しながら固定部材に沿ってゆっくりと円滑に直線運
動し、アクチュエータとしての出力を得る。

【００１７】さらに、請求項８記載の発明は、ねじ対偶
は、出力体と該出力体の軸受部材との間に形成されてい
る。したがって、出力体の回転は軸受部材との間で直線
運動に変換される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１及び図２は、本発明を適用したモータ
アクチュエータの一実施例を示している。このモータア
クチュエータ１は、支持軸２，出力体３及び回転伝達手
段４等を備えており、これらは下側ケース５及び上側ケ
ース６で構成されたケース内に収容されている。

【００２０】支持軸２はケース内空間７のほぼ中央に配
置され、その基端２ａが下側ケース５に固定されてい
る。そして、この支持軸２には、電動モータを構成する
ロータ８が回転自在に取り付けられている。また、この
ロータ８を囲むようにして、電動モータを構成するステ
ータ９が配置されている。

【００２１】支持軸２の先端近傍には、雄ねじ１０が嵌
め込まれている。この雄ねじ１０は、支持軸２に対して
しまり嵌め等されて脱落不能となっている。そして、出
力体３は、この雄ねじ１０にねじ対偶をもって嵌め込ま
れている。つまり、筒状を成す出力体３は大径部３ａ及
び小径部３ｂより構成され、大径部３ａの内周面には、
雄ねじ１０にねじ対偶の関係をもって連結される雌ねじ
３ｃが形成されている。また、小径部３ｂは、支持軸２
の先端部２ｂに摺動自在に嵌め込まれている。したがっ
て、この出力体３が回転した場合、支持軸２の軸線方向
に直線運動を行う。

【００２２】出力体３の小径部３ｂの先端には、直線運
動を与える相手側部材と接触する高硬度の金属製接触部
材、例えばステンレス製のボール軸１９が嵌め込まれて
いる。ボール軸１９の先端は、半球状に成形されてい
る。ボール軸１９の中心軸は、出力体３の中心軸に一致
している。このボール軸１９は、後述する弁体２４に接
触してこれを操作する接触部材である。このボール軸１
９と出力体３との間には、座金２０が挿入されており、
ボール軸１９に加わる力を広い面積をもって出力体３で
受け止めるように設けられている。この出力体３は、ギ
ヤケース１６にかしめによって固着された軸受部材３７
によって小径部３ｂが回転自在に支持されている。

【００２３】回転伝達手段４は、第１〜第４歯車１１〜
１４より構成されている。第１歯車１１は、ロータ８の
先端に一体形成されている。第２歯車１２は、ケース内
空間７を仕切る地板１５とギヤケース１６との間に回転
自在に支持されている。この第２歯車１２は、ギヤ部１
２ａとピニオン１２ｂより構成され、これらは一体成形
されている。ギヤ部１２ａの歯数は、ピニオン部１２ｂ
の歯数に比べて多く設定されている。一方、ギヤ部１２
ａは、第１歯車１１に噛み合っている。ギヤ部１２ａの
歯数は第１歯車１１の歯数に比べて多く設定されおり、
第１歯車１１の回転は減速されながら第２歯車１２に伝
達される。

【００２４】第３歯車１３は、地板１５とギヤケース１
６との間に回転自在に支持されている。この第３歯車１
３は、図３に示すように、ギヤ１７と、該ギヤ１７とは
別体のピニオン１８より構成される歯車ユニットであ
る。ギヤ１７の中央には軸孔１７ａが穿孔され、この軸
孔１７ａの開口部分を囲むようにして凹部１７ｂが、例
えば４箇所に形成されている。また、ピニオン１８の中
央にも軸孔１８ａが穿孔され、この軸孔１８ａの開口部
分を囲むようにして凸部１８ｂが、例えば４箇所に形成
されている。各凸部１８ｂを各凹部１７ｂ内に挿入する
ことで、ギヤ１７とピニオン１８とを組み付けることが
でき、組み付けることによりギヤ１７とピニオン１８と
を一体的に回転させることができる。

【００２５】ギヤ１７は、第２歯車１２のピニオン部１
２ｂに噛み合っており、したがって、ロータ８側の回転
が入力される。ギヤ１７の歯数はピニオン部１２の歯数
に比べて多く設定されており、第２歯車１２の回転は減
速されながら第３歯車１３に伝達される。

【００２６】第４歯車１４は、出力体３の大径部３ａに
一体形成されている。この第４歯車１４は、第３歯車１
３のピニオン１８に噛み合っている。したがって、ピニ
オン１８の回転は、出力体３側に伝達される。第４歯車
１４の歯数はピニオン１８の歯数に比べて多く設定され
ており、第３歯車１３の回転は減速されながら第４歯車
１４に伝達される。

【００２７】なお、地板１５には、固定軸受４４が固着
されている。固定軸受４４は支持軸２のほぼ中央部分を
支持し、支持軸２の取付剛性を向上させている。支持軸
２の取付剛性を向上させて安定化を図ることで、出力体
３の、軸受部材３７に支持されている部分に作用する負
荷が減少する。したがって、出力体３のこの部分の径を
細くすることができ、出力体３の摺動抵抗を減少させる
ことができる。

【００２８】下側ケース５及び上側ケース６は、例えば
プラスチック製である。図４に示すように、上側ケース
６の外面には、溶接代６ａが形成されている。そして、
上側ケース６を下側ケース５に嵌め込み、例えば超音波
溶接を行うと、各ケース５，６の間は全周にわたって溶
着され液密にシールされる。

【００２９】電動モータの各リード線２１は、ブロック
体２６内を通って各ケース５，６の外方に延びている。
このブロック体２６は、１組の半体２７，２７を向かい
合わせに重ねて構成されている。各半体２７，２７の合
わせ面には複数の溝２７ａ，２７ａが形成されており、
各半体２７の各溝２７ａ，２７ａ同士が対向して貫通孔
２８を構成している。貫通孔２８は、各リード線２１毎
に形成されている。本実施例のモータアクチュエータ１
は６本のリード線２１を有しているので、ブロック体２
６にはその６箇所に貫通孔２８が形成される。各貫通孔
２８の直径は、リード線２１の太さに対応している。ま
た、ブロック体２６は各リード線２１の長さ方向に十分
長く、したがって、ブロック体２６と各リード線２１と
の接触面積が広くなる。

【００３０】なお、各半体２７の各溝２７ａ内には、図
６に示すように、複数箇所に凸部４５，…，４５が形成
されている。各凸部４５は各溝２７ａの長さ方向に所定
間隔をおいて配置され、周方向に沿って堤状に形成され
ている。そして、各半体２７を重ね合わせた場合、各凸
部４５同士も重ね合わされて当該貫通孔２８の径を狭め
る。したがって、各凸部４５は各リード線２１の被覆に
食い込み、各半体２７と各リード線２１の間のシール性
を向上させると共に、各リード線２１の抜け防止を図っ
ている。

【００３１】このブロック体２６は、例えばＡＢＳ樹脂
（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）によ
り成形されている。このブロック体２６は、下側ケース
５の内面と上側ケース６の外面とに挟み付けられた後、
各リード線２１との間及び各ケース５，６との間を接着
剤により接着され、さらに、封止剤３４により液密にシ
ールされている。したがって、各リード線２１とブロッ
ク体２６との間、及びブロック体２６と各ケース５，６
との間が良好にシールされる。また、上述したように、
各ケース５，６の間も良好にシールされているので、ケ
ース内空間７内への液体の侵入が防止される。

【００３２】なお、図１中符号２５は、モータアクチュ
エータ１を相手側部品例えば電子膨張弁などに取り付け
るためのナットである。また、図中の符号３５は軸受部
材３７に取り付けられたナット２５の抜けを防ぐＥリン
グ、３６はシール用のＯリングである。

【００３３】さらに、図中符号４０は金属性のモータケ
ース、符号４２は積層板、符号４３は軸受である。モー
タケース４０内は前述した地板１５により塞がれてお
り、この地板１５には回転伝達手段４を収容するギヤケ
ース４１が固着されている。ギヤケース４１は、軸受部
材３７に固着されている。したがって、モータケース４
０内のモータやギヤケース４１内の回転伝達手段４等
は、これらのケース４０，４１等を通じ軸受部材３７を
介してナット２５により支えられている。このため、下
側ケース５及び上側ケース６は、モータアクチュエータ
１の荷重を支えるという所謂メカ的機能を備える必要が
なく、専らモータアクチュエータ１を外から覆って内部
の気密性を良好に維持するというシール部材として機能
している。即ち、最適のシール性能を得るように下側ケ
ース５及び上側ケース６を設計できる。

【００３４】モータアクチュエータ１を製造する場合、
出力体３を雄ねじ１０にねじ込む必要がある。出力体３
を雄ねじ１０にねじ込む際、第３歯車１３のギヤ１７と
ピニオン１８とを分割し、ギヤ１７に対してピニオン１
８を浮かせておく。これにより、第４ギヤ１４の回転に
伴って、ロータ８を回転させる必要がなくなる。つま
り、ロータ８を回転させながら出力体３をねじ込む必要
がなくなり、出力体３の組み付け作業が容易になる。そ
して、出力体３を所定位置までねじ込んだ後、第３歯車
１３のピニオン１８を第４ギヤ１４に対して滑らせなが
らギヤ１７に組み付け、回転伝達手段４を完成させる。

【００３５】次に、このモータアクチュエータ１の作動
について説明する。

【００３６】ロータ８が支持軸２のまわりを回転し始め
ると、このロータ８の回転は、第１歯車１１から第２歯
車１２のピニオン部１２ａに減速されながら伝達され
る。したがって、第２歯車１２のギヤ部１２ｂも回転
し、この回転は、第３歯車１３のギヤ１７に減速されな
がら伝達される。いま、第３歯車１３のギヤ１７とピニ
オン１８とは一体化されているので、このピニオン１８
も回転し、この回転は、減速されながら第４歯車１４に
伝達される。

【００３７】したがって、出力体３が回転し始める。こ
の出力体３は、支持軸２に固定された雄ねじ１０に対し
てねじ対偶で連結されているので、支持軸２の軸線方向
に直線運動を行う。出力体３は、ロータ８の回転方向に
応じて、突出又は没入する。

【００３８】いま、図５に示すように、このモータアク
チュエータ１を駆動源として使用するニードル弁を、例
えばエアコンの冷媒回路の電動膨張弁２２に適用した場
合を考える。モータアクチュエータ１を電動膨張弁２２
の本体側の所定位置に当て、そして、ナット２５を締め
付けることでこのモータアクチュエータ１が電動膨張弁
２２の本体側に固定される。そして、モータアクチュエ
ータ１を電動膨張弁２２の本体側に固定すると、出力体
３に挿入されたボール軸１９が弁体２４の後端面に接触
する。ボール軸１９の中心軸は出力体３の中心軸に一致
しているので、ボール軸１９の先端は、弁体２４の後端
面の中央の窪みに正確に当たる。

【００３９】この電動膨張弁２２は、冷媒通路２３の途
中に設置されている。したがって、冷媒通路２３内の圧
力は、弁体２４を介してボール軸１９に作用する。この
ボール軸１９は金属製であり、この反力の影響を受けて
破損することがない。そして、この反力は弁体２４を押
し開こうとする。しかしながら、出力体３と雄ねじ１０
とはねじ対偶をもって連結されているので、出力軸３は
反力を受けて回転することがない。したがって、出力体
３は各ケース５，６側に没入することがなく、弁体２４
は冷媒の圧力に抗して冷媒通路２３を閉じている。

【００４０】この状態より、モータアクチュエータ１が
作動して出力体３が没入し始めると、弁体２４は冷媒に
押され前記没入距離に応じて冷媒通路２３を開く。即
ち、弁体２４は出力体３に押し付けられた状態で、冷媒
により押し開かれる。ロータ８の回転は、回転伝達手段
４により十分減速されて出力体３に伝えられるので、出
力体４は大きなトルクで低速回転されてゆっくりと直線
運動し、したがって、弁体２４が冷媒通路２３を徐々に
開く。そして、モータアクチュエータ１は、所望の位置
まで出力体４を移動させ、冷媒通路２３の通路面積を調
整する。モータアクチュエータ１の出力体３は、ねじ対
偶をもって支持軸２に連結されているので、冷媒通路２
３内の圧力を受けても回転することがなく、したがっ
て、ロータ８が回転しない限り出力軸３が没入すること
がなく、弁体２４の位置を固定して冷媒通路２３の通路
面積を一定に保つ。

【００４１】一方、モータアクチュエータ１のロータ８
が逆方向に回転した場合、出力体３はゆっくりと突出し
始め、弁体２４を徐々に押し戻す。冷媒通路２３内には
高圧の冷媒が流れているが、出力体３は高トルクで回転
されて円滑に突出する。したがって、冷媒通路２３の通
路面積は徐々に減少し、冷媒の流量が減少する。そし
て、出力体３が所定位置まで突出すると、弁体２４が冷
媒通路２３を完全に閉じ、冷媒の流れを禁止する。

【００４２】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。

【００４３】例えば、図７及び図８に示すモータアクチ
ュエータ２９のように、樹脂ケース３０にプレス加工に
より製造されたケース３１をパッキン３２を介してねじ
止めなどで固定し、さらに、ケース３１の先端にプレス
加工により製造されたフランジ状のナット受け３３をか
しめるようにしても良い。ナット受け３３は、ナット２
５をケース３１の小径部３９に嵌め込んだ後に、小径部
３９の先端にかしめによって固定される。尚、ナット受
け３３とナット２５との間にはＯリング３８が介在され
る。また、ナット受け３３は出力体３の小径部３ｂを回
転自在に支持している。このモータアクチュエータ２９
においても、ケース内空間７は液密にシールされてい
る。また、ロータ８の回転は、第１歯車１１、第２歯車
１２、第３歯車のギヤ１７及びピニオン１８、第４歯車
１４を介して減速されながら出力体３に伝達される。そ
して、出力体３は直線運動を行い、接触部材１９’によ
り弁体２４を操作する。また、モータアクチュエータ２
９においては、ブロック体２６’の各半体２７’はゴム
パッキンであり、接着剤により接着されている。なお、
図７及び図８のモータアクチュエータ２９において、図
１及び図２のモータアクチュエータ１を構成する部材と
同種の部材には同一の符号を付し、それらの説明は省略
する。

【００４４】さらに、本実施例のモータアクチュエータ
１については、エアコンの冷媒回路の電動膨張弁２２に
適用した場合について説明したが、このモータアクチュ
エータ１は、その他流量制御弁等の駆動源として適用す
ることが可能である。

【００４５】次に、図９及び図１０に基づいて、本発明
に係るモータアクチュエータのさらに他の例を説明す
る。このモータアクチュエータ５１は、支持軸（ロータ
軸）５２，出力体５３及び回転伝達手段５４等を備えて
おり、これらは下側ケース（モールドケース）５５及び
上側ケース５６で構成されたケース内に収容されてい
る。

【００４６】支持軸５２はケース内空間５７のほぼ中央
に配置され、その基端５２ａが下側ケース５５側、具体
的には積層板９２に、先端近傍が地板６５の凸部６５ａ
にそれぞれ固定されている。そして、この支持軸５２に
は、電動モータを構成するロータ５８が回転自在に取り
付けられている。また、このロータ５８を囲むようにし
て、電動モータを構成するステータ５９が配置されてい
る。

【００４７】出力体５３の上半部は、軸受部材（固定部
材）８７により支持されている。出力体５３の外周面に
は雄ねじが、軸受部材８７の内周面には雌ねじがそれぞ
れ形成されている。また、出力体５３の下端は、支持軸
５２に回転自在に支持されている。即ち、支持軸２の同
軸上に出力体３を配置し、軸受部材８７との間でねじ対
偶をもって嵌め込まれてる。したがって、この出力体５
３が回転した場合、支持軸５２の軸線方向に直線運動を
行う。即ち、このモータアクチュエータ５１は出力体５
３と軸受部材８７との間がねじ対偶になっている点にお
いて、前述のモータアクチュエータ１が出力体３と雄ね
じ１０（支持軸２側）との間がねじ対偶になっている点
と機構的に相違する。

【００４８】また、出力体５３の先端面の中央位置に
は、半球部５３ａが膨出するように形成されている。こ
の半球部５３ａは、前述したモータアクチュエータ１の
ボール軸１９に相当するものである。なお、軸受部材８
７は、ギヤカバー６６にかしめによって固定されてお
り、このギヤカバー６６は、上側ケース５６の内側に取
り付けられている。

【００４９】回転伝達手段５４は、第１〜第４歯車６１
〜６４より構成されている。第１歯車６１は、ロータ５
８の先端に固着されている。第２歯車６２は、地板６５
とギヤカバー６６との間に回転自在に支持されている。
この第２歯車６２は、ギヤ部６２ａとピニオン６２ｂよ
り構成され、これらは一体成形されている。ギヤ部６２
ａの歯数は、ピニオン部６２ｂの歯数に比べて多く設定
されている。一方、ギヤ部６２ａは、第１歯車６１に噛
み合っている。ギヤ部６２ａの歯数は第１歯車６１の歯
数に比べて多く設定されおり、第１歯車６１の回転は減
速されながら第２歯車６２に伝達される。

【００５０】第３歯車６３は、地板６５とギヤカバー６
６との間に回転自在に支持されている。この第３歯車６
３は、ギヤ６３ａとピニオン６３ｂより構成され、これ
らは一体成形されている。ピニオン６３ｂは、軸方向に
長く形成されている。即ち、出力体５３に伴って詳しく
は後述する第４歯車６４が直線運動を行った場合でも、
この第４歯車６４との噛み合い状態を維持する。

【００５１】ギヤ６３ａは、第２歯車６２のピニオン部
６２ｂに噛み合っており、したがって、ロータ５８側の
回転が入力される。ギヤ６３ａの歯数はピニオン部６２
ｂの歯数に比べて多く設定されており、第２歯車６２の
回転は減速されながら第３歯車６３に伝達される。

【００５２】第４歯車（出力歯車）６４は、出力体５３
の下端部に嵌ま込まれてＥリング６７で固定されてい
る。この第４歯車６４は、第３歯車６３のピニオン６３
ｂに噛み合っている。したがって、ピニオン６３ｂの回
転は、出力体５３側に伝達される。第４歯車６４の歯数
はピニオン６３ｂの歯数に比べて多く設定されており、
第３歯車６３の回転は減速されながら第４歯車６４に伝
達される。

【００５３】なお、地板６５には、凸部６５ａが形成さ
れており、凸部６５ａの下方に第１歯車６１が配置され
ている。凸部６５ａは、図１１に詳しく示すように、い
わゆるブリッジ状に形成されており閉断面構造となって
いる。凸部６５ａをブリッジ形状にすることで、片持ち
形状の開断面構造に比べて剛性を向上させることができ
ると共に、この凸部６５ａの両側方に切欠７７，７７を
形成することができる。そして、一方の切欠７７を通し
て第１歯車６１と第２歯車６２のギヤ部６２ａが噛み合
っている。このような構造にすることで、地板６５を隔
てて配置されているロータ５８と第２歯車６２との間で
回転を伝達することができる。

【００５４】また、凸部６５ａは支持軸５２の先端近傍
を支持し、支持軸５２の取付剛性を向上させている。支
持軸５２の取付剛性を向上させて安定化を図ることで、
出力体５３に第４歯車６４から入力する外力を支持軸５
２を介して地板６５で受けることができ、支持軸５２の
がたつきを防止して出力体５３と軸受部材８７との間の
ねじ部分を摩耗し難いものとし、且つ、出力体５３の直
線運動を振れの少ないものにする。なお、ねじ部分の寿
命要求がなければ、支持軸５２を出力体５３に挿入しな
くとも初期特性は守ることができる。

【００５５】さらに、凸部６５ａは、出力体５３の下降
時のストッパとして機能する。ただし、出力体５３の孔
寸法を精度良く出すことができる場合は、支持軸５２の
先端をストッパとしても良い。

【００５６】下側ケース５５及び上側ケース５６は、例
えばプラスチック製である。前述のモータアクチュエー
タ１の場合と同様に、上側ケース５６の外面には、図示
しない溶接代が形成されている。そして、上側ケース５
６を下側ケース５５に嵌め込み、例えば超音波溶接を行
うと、各ケース５５，５６の間は全周にわたって溶着さ
れ液密にシールされる。

【００５７】電動モータの各リード線７１は、中継板７
６内を通って各ケース５５，５６の外方に延びている。
この中継板７６は、図１２及び図１３に示すように、中
央を折り返して重ね合わせて使用される。このため、中
央部分（図１２の１点鎖線で示す部分）は薄肉に成形さ
れており、いわゆる樹脂ヒンジ７６ｄを構成している。
折り返した状態では、上下一対の引掛片７６ｃが対向す
る各突片７６ｂに引っかかており、この中継板７６が広
がるのを防止する。中継板７６の合わせ面には、複数の
溝７６ａ，…，７６ａが形成されており、折返し時に対
となる溝７６ａ，７６ａ同士が対向して貫通孔７８を構
成する。貫通孔７８は、各リード線７１毎に形成されて
いる。本実施例のモータアクチュエータ５１は６本のリ
ード線７１を有しているので、中継板７６にはその６箇
所に貫通孔７８が形成される。各貫通孔７８の直径は、
リード線７１の太さに対応している。また、中継板７６
は各リード線７１の長さ方向に十分長く、したがって、
中継板７６と各リード線７１との接触面積が広くなる。
なお、本例では、６本のリード線７１を使用している
が、リード線７１の本数はこれに限るものではなく、５
本のリード線を使用する場合もある。

【００５８】なお、中継板７６の各溝７６ａ内には、前
述のモータアクチュエータ１のブロック体２６の凸部４
５と同様に、複数の凸部９５，…，９５が形成されてい
る。そして、中継板７６を重ね合わせた場合、各凸部９
５は各リード線７１の被覆に食い込み、中継板７６と各
リード線７１の間のシール性を向上させると共に、各リ
ード線７１の抜け防止を図る。

【００５９】この中継板７６は、例えばＡＢＳ樹脂（ア
クリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）により成
形されている。この中継板７６は、下側ケース５５の内
面と上側ケース５６の外面とに挟み付けられた後、各リ
ード線７１との間及び各ケース５５，５６との間を接着
剤により接着され、さらに、紫外線硬化樹脂８４により
液密にシールされている。したがって、各リード線７１
と中継板７６との間、及び中継板７６と各ケース５５，
５６との間が良好にシールされる。また、上述したよう
に、各ケース５５，５６の間も良好にシールされている
ので、ケース内空間５７内への液体の侵入が防止され
る。

【００６０】なお、図９中符号７５は、モータアクチュ
エータ５１を相手側部品例えば電子膨張弁などに取り付
けるためのナットである。また、符号８６はシール用の
Ｏリングである。また、符号９０は金属性のモータケー
スである。さらに、符号９１は、ロータ５８を上方に押
しつけるばね座金である。

【００６１】このモータアクチュエータ５１を組み付け
る場合、上側ケース５６に固定されたギヤカバー６６と
上側ケース５６を位置決めして下側ケース５５に挿入す
ると、出力体５３に取り付けられた第４歯車６４が、地
板６５から突出している第３歯車６３のピニオン１８に
噛み合う。下側ケース５５とギヤカバー６６及び上側ケ
ース５６との位置決めは、下側ケース５５の内周面に設
けられた各ガイド溝５５ａに、ギヤカバー６６の外周に
設けられた各突起６６ａ（図１１）と上側ケース５６の
外周に設けられた各突起５６ａ（図１０）を挿入するこ
とで容易に行うことができる。各ガイド溝５５ａ及び各
突起５６ａ，６６ａは、例えば３箇所ずつ設けられてい
る。

【００６２】次に、このモータアクチュエータ５１の作
動について説明する。

【００６３】ロータ５８が支持軸５２のまわりを回転し
始めると、このロータ５８の回転は、第１歯車６１から
第２歯車６２のピニオン部６２ａに伝達される。したが
って、第２歯車６２のギヤ部６２ｂも回転し、この回転
は、第３歯車６３のギヤ６３ａに伝達され、さらにピニ
オン６３ｂから第４歯車６４に伝達される。

【００６４】したがって、出力体５３が回転し始める。
この出力体５３は、軸受部材８７に対してねじ対偶で連
結されているので、支持軸５２の軸線方向に直線運動を
行う。出力体５３は、ロータ５８の回転方向に応じて、
突出又は没入し、前述のモータアクチュエータ１と同様
に、例えばエアコンの冷媒回路の電動膨張弁２２を操作
する。

【００６５】このモータアクチュエータ５１では、上側
ケース５６を下側ケース５５に嵌め合わせるだけで第４
歯車６４が第３歯車６３に噛み合い、これによって回転
伝達手段５４が完成されるので、組付けが容易である。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のモー
タアクチュエータは、ロータを回転自在に支持する支持
軸の基端をケースに固定すると共に、この支持軸先端部
の同軸上に出力体を配置してねじ対偶をもって嵌め込む
一方、支持軸の近傍にロータの回転を減速しながら出力
体に伝える回転伝達手段を設け、出力体を回転運動させ
ることで支持軸との間のねじ対偶によって軸線方向に往
復運動させているので、モータ軸と同軸上で出力体が減
速されて大きなトルクで円滑に直線運動を行う。このた
め、出力体の移動距離の微調整を行い易く、モータアク
チュエータの出力制御の高精度化を図ることができる。
また、出力体をロータと同軸上に配置しているので、モ
ータアクチュエータを小型化することができると共に取
り付けの際の方向性がなくなる。しかも、出力体の軸と
ロータ軸（ケース中心軸）とが一致しているＥリング止
めの溝などを加工しようとする場合にも、旋削などの通
常の加工で偏心チャックなどを使わずに容易に実施で
き、加工コストを安価にできる。

【００６７】また、請求項２記載モータアクチュエータ
は、出力体の先端に高硬度の金属製の接触部材を嵌合さ
せているので、接触部材の中心軸を出力体の中心軸に簡
単に一致させることができ、製造の容易化を図ることが
できる。また、接触部材は高硬度な金属製なので面圧を
高くでき、このモータアクチュエータが操作する被操作
部材から受ける大きな反力に対抗でき、出力体等の破損
を防止してモータアクチュエータの耐久性の向上を図る
ことができる。

【００６８】また、請求項３記載のモータアクチュエー
タは、回転伝達手段が減速ギヤ列から構成され、かつそ
のうちの少なくとも１つのピニオンとこれと同軸上のギ
ヤとを分割可能に形成し、出力体を支持軸に組み込んだ
後にギヤとピニオンを一体化するようにしているので、
出力体を支持軸にねじ込むときに、モータ側まで回転さ
せないで済み、組み込みが容易となる。特に、最終段の
ピニオンとギヤを分割する請求項４記載の発明の場合、
出力体のみを回転させるだけで出力体のねじ込み作業が
完了する。

【００６９】また、請求項５記載のモータアクチュエー
タによると、ケース内にモータ及び回転伝達手段を収め
た状態で、上下ケース間に電動モータのリード線を貫通
させたブロック体を挟み込んで液密に溶融接着している
ので、ケース内への液体の侵入を防止できてシール性の
向上を図ることができる。

【００７０】さらに、請求項６記載のモータアクチュエ
ータは、出力体がニードル弁の弁体を操作するので、ニ
ードル弁の駆動源として好適なモータアクチュエータを
提供することができる。

【００７１】また、請求項７記載の発明は、ロータを回
転自在に支持する支持軸の基端をケースに固定すると共
に、この支持軸の同軸上に出力体を配置して固定部材と
の間でねじ対偶をもって嵌め込む一方、ロータの回転を
減速しながら出力体に伝える回転伝達手段を設け、出力
体を回転運動させることにより固定部材との間のねじ対
偶によって軸線方向に往復運動させるので、上述の場合
と同様に出力体を大きなトルクで円滑に直線運動を行わ
せることができる。

【００７２】この場合、請求項８記載の発明は、ねじ対
偶を、出力体と該出力体の軸受部材との間に形成してい
るので、軸受部材を利用して出力体に直線運動を与える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したモータアクチュエータの一実
施例を示す断面図である。

【図２】図１のモータアクチュエータの平面図である。

【図３】図１のモータアクチュエータの第３歯車を分割
した状態を示す断面図である。

【図４】図１のモータアクチュエータの下側ケースと上
側ケースとの溶接部分を詳しく示す拡大断面図である。

【図５】図１のモータアクチュエータをエアコンの冷媒
回路の電動膨張弁に使用した例を示す概略構成図であ
る。

【図６】図１のモータアクチュエータのブロック体を構
成する半体を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は
（Ａ）の矢線Ｂ−Ｂに沿う断面の一部拡大図、（Ｃ）は
（Ａ）の矢線Ｃ−Ｃに沿う断面の一部拡大図である。

【図７】本発明を適用したモータアクチュエータの他の
実施例を示す断面図である。

【図８】図７のモータアクチュエータの平面図である。

【図９】本発明を適用したモータアクチュエータのさら
に他の実施形態を示す断面図である。

【図１０】図９のモータアクチュエータの平面図であ
る。

【図１１】図９のモータアクチュエータの上側ケースを
外した状態の平面図である。

【図１２】図９のモータアクチュエータの中継板を示
し、展開した状態の正面図である。

【図１３】図１２の中継板の側面図である。

【符号の説明】

１，２９，５１ モータアクチュエータ ２，５２ 支持軸 ３，５３ 出力体 ４，５４ 回転伝達手段 ５，５５ 下側ケース ６，５６ 上側ケース ８，５８ ロータ ９，５９ ステータ １１〜１４，６１〜６４ 第１〜第４歯車 １７ ギヤ １８ ピニオン １９ ボール軸（接触部材） ２１，２１ リード線 ２２ 電動膨張弁（ニードル弁） ２４ 弁体 ２６，２６’ ブロック体 ２８ 貫通孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に収容された電動モータのロー
   タの回転を直線運動に変換し、出力体を往復運動させる
   モータアクチュエータにおいて、前記ロータを回転自在
   に支持する支持軸の基端を前記ケースに固定すると共
   に、この支持軸先端部の同軸上に前記出力体を配置して
   ねじ対偶をもって嵌め込む一方、前記支持軸の近傍に前
   記ロータの回転を減速しながら前記出力体に伝える回転
   伝達手段を設け、前記出力体を回転運動させることで前
   記支持軸との間の前記ねじ対偶によって軸線方向に往復
   運動させることを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記出力体の先端に直線運動を与える相
   手部材と接触する接触部材を高硬度の金属にて形成し嵌
   合させたことを特徴とする請求項１記載のモータアクチ
   ュエータ。
3. 【請求項３】 前記回転伝達手段は、減速ギヤ列から成
   り、そのうちの少なくとも１つのピニオンと同軸上のギ
   ヤとを分割可能に形成し、前記出力体を前記支持軸に組
   み込んだ後に前記ギヤとピニオンとを一体化したことを
   特徴とする請求項１又は２記載のモータアクチュエー
   タ。
4. 【請求項４】 分割可能なピニオンと同軸上のギヤと
   は、前記出力体と噛合する最終段のピニオンと同軸上の
   ギヤであることを特徴とする請求項３記載のモータアク
   チュエータ。
5. 【請求項５】 前記ケースは、回転伝達手段と電動モー
   タとを収容する下側ケースとこれを密閉する蓋状の上側
   ケースとで構成され、これらケース間に電動モータのリ
   ード線を貫通させて液密に挟み込んだブロック体を介在
   させて上下のケースを液密に溶融接着する一方、当該リ
   ード線と前記ブロック体との間をシールすることを特徴
   とする請求項１から４のいずれかに記載されたモータア
   クチュエータ。
6. 【請求項６】 前記出力体でニードル弁の弁体を操作す
   ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載さ
   れたモータアクチュエータ。
7. 【請求項７】 ケース内に収容された電動モータのロー
   タの回転を直線運動に変換し、出力体を往復運動させる
   モータアクチュエータにおいて、前記ロータを回転自在
   に支持する支持軸の基端を前記ケースに固定すると共
   に、この支持軸の同軸上に前記出力体を配置して固定部
   材との間でねじ対偶をもって嵌め込む一方、前記ロータ
   の回転を減速しながら前記出力体に伝える回転伝達手段
   を設け、前記出力体を回転運動させることにより前記固
   定部材との間のねじ対偶によって軸線方向に往復運動さ
   せることを特徴とするモータアクチュエータ。
8. 【請求項８】 前記ねじ対偶は、前記出力体と該出力体
   の軸受部材との間に形成されたことを特徴とする請求項
   ７記載のモータアクチュエータ。