JP2008022616A

JP2008022616A - アクチュエータ装置

Info

Publication number: JP2008022616A
Application number: JP2006191146A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takahashi; 英之高橋; Tomohiro Kawabata; 知宏川端; Kaoru Tanaka; 馨田中; Hideki Sunaga; 英樹須永
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】駆動モータからケース本体に伝達されるトルクを小さくして、振動の発生を抑制することができるアクチュエータ装置を提供すること。
【解決手段】ケース本体１１と、このケース本体１１内に配設されると共にモータケース２１を有する駆動モータ２０を備えたアクチュエータ装置１０であって、このモータケース２１の周面には平坦面部２４ｂ、２４ｄが形成され、ケース本体１１には、平坦面部２４ｂ、２４ｄのうち、モータケース２１の軸中心Ｏからの半径方向距離Ｚが最も小さくなる点Ｘ、Ｙ近傍を支持する下側支持脚１３、上側支持脚１５（モータ支持部）が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ケース本体内に配設された筒形状のモータケースを有する駆動モータを備えたアクチュエータ装置に関するものである。

従来から、ケース本体と、このケース本体内に配設された駆動モータと、この駆動モータのトルクを伝達する複数の歯車とを備えたアクチュエータ装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

このようなアクチュエータ装置の駆動モータ１は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ほぼ円筒状のモータケース２を有しており、このモータケース２の両端面２ａ、２ｂには、それぞれ固定用突部３ａ、３ｂが突出形成されている。なお、一方の固定用突部３ａからは、モータケース２に内蔵されたロータ（図示せず）と一体になった出力軸１ａが突出している。

一方、ケース本体４は、図１１（ａ）に示すように、上下方向に分割される上下ケース部４ａ、４ｂを有している。

そして、上ケース部４ａには、モータケース２の固定用突部３ａ、３ｂにそれぞれ当接する一対の支持リブ５ａ、５ｂが形成されている。また、下ケース部４ｂには、モータケース２の固定用突部３ａ、３ｂにそれぞれ当接する一対の支持リブ６ａ、６ｂと、この支持リブ６ａ、６ｂ間に位置すると共にモータケース２の周面２ｃに当接するモータ受部７とが形成されている。

そして、モータケース２の一方の固定用突部３ａは、上下に位置する支持リブ５ａと６ａとにより挟持され、他方の固定用突部３ｂは、上下に位置する支持リブ５ｂと６ｂとにより挟持されている。

さらに、モータ受部７は、横断面が湾曲したモータケース２の周面２ｃに沿って湾曲する上面７ａを有しており（図１１（ｂ）参照）、この上面７ａとモータケース２の周面２ｃとの間に両面テープ８が介在されている。モータケース２の周面２ａは、両面テープ８によりモータ受部７に固定されている。
特開２００４−１５９４７５号公報特開２００５−９４９１９号公報

ところで、上述のアクチュエータ装置では、図１１（ｂ）に示すように、モータケース２の横断面半径をＲ、モータケース２の周面２ａのうちモータ受部７に固定された部分の中央部Ａが振動する力をＷとすると、駆動モータ２からケース本体４の下ケース部４ｂに伝達されるトルクＴは、次式（１）によって求められる。

Ｔ＝Ｗ×Ｒ・・・（１）
すなわち、モータケース２の中央部Ａが振動する力Ｗが一定であっても、モータケース２の横断面半径Ｒが大きければ、ケース本体４に伝達されるトルクＴが大きくなってしまう。

そのため、アクチュエータ装置の振動が大きくなり、騒音不良が発生しやすくなるという問題が生じる。

そこで、この発明は、駆動モータからケース本体に伝達されるトルクを小さくして、振動の発生を抑制することができるアクチュエータ装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ケース本体と、このケース本体内に配設された駆動モータと、この駆動モータのトルクを伝達する複数の歯車とを備え、前記駆動モータが、マグネット及び、このマグネットの内側に回動可能に保持されると共に前記歯車のひとつと噛合する出力軸を有するロータを内蔵した筒形状のモータケースを備えたアクチュエータ装置であって、前記モータケースの周面には平坦面部が形成され、前記ケース本体には、前記平坦面部のうち、前記モータケースの軸中心からの半径方向距離が最も小さくなる点近傍を支持するモータ支持部が形成されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、モータケースの周面に平坦面部を形成すると共に、この平坦面部のうち、モータケースの軸中心からの半径方向距離が最も小さくなる点近傍をケース本体に形成されたモータ支持部によって支持する。

これにより、モータケースの軸中心から、モータ支持部に支持されることによってケース本体と接する接点までの距離を短くすることができる。そのため、駆動モータが振動した際に、この駆動モータからケース本体に伝達されるトルクが小さくなり、振動の発生を抑制することが可能となる。

次に、本発明に関わるアクチュエータ装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す１は、車両に搭載されるエアコンユニットであり、このエアコンユニット１には、ダンパ（図示せず）の開閉操作を行うためのアクチュエータ装置１０が取り付けられている。

このアクチュエータ装置１０は、図２及び図３に示すように、ケース本体１１と、このケース本体１１内に配設された駆動モータ２０と、この駆動モータ２０のトルクを伝達する第一〜第四歯車Ｈ１〜Ｈ４とを備えている。

ケース本体１１は、下ケース部１１ａと、この下ケース部１１ａ上に組みつけられる上ケース部１１ｂとを有している。

そして、下ケース部１１ａには、駆動モータ２０の後述する第一固定用突起２２ａを支持する第一下側支持リブ１２ａと、駆動モータ２０の後述する第二固定用突起２２ｂを支持する第二下側支持リブ１２ｂと、この第一、第二下側支持リブ１２ａ、１２ｂ間に位置して駆動モータ２０の周面を支持する下側支持脚（モータ支持部）１３とが形成されている。

第一、第二下側支持リブ１２ａ、１２ｂは、互いに対向する位置に設けられ、駆動モータ２０の第一、第二固定用突部２２ａ、２２ｂが嵌合する凹所（図示せず）が形成されている。また、下側支持脚１３は、駆動モータ２０の軸方向に沿って延在されている。

そして、この第一、第二下側支持リブ１２ａ、１２ｂ及び下側支持脚１３上に駆動モータ２０が載置されている。

一方、上ケース部１１ｂには、駆動モータ２０の第一固定用突起２２ａを支持する第一上側支持リブ１４ａと、駆動モータ２０の第二固定用突起２２ｂを支持する第二上側支持リブ１４ｂと、この第一、第二上側支持リブ１４ａ、１４ｂ間に位置して駆動モータ２０の周面を支持する上側支持脚（モータ支持部）１５とが形成されている（図５参照）。

そして、第一、第二上側支持リブ１４ａ、１４ｂは、互いに対向する位置に設けられ、駆動モータ２０の第一、第二固定用突部２２ａ、２２ｂが嵌合する凹所（図示せず）が形成されている。また、上側支持脚１５は、駆動モータ２０の軸方向に沿って延在されている。

さらに、第一下側支持リブ１２ａは第一上側支持リブ１４ａに対向し、第二下側支持リブ１２ｂは第二上側支持リブ１４ｂに対向し、下側支持脚１３は上側支持脚１５に対向している。

これにより、上ケース部１１ｂが下ケース部１１ａに組み付けられた際に、第一下側支持リブ１２ａと第一上側支持リブ１４ａとにより駆動モータ２０の第一固定用突起２２ａを挟持し、第二下側支持リブ１２ｂと第二上側支持リブ１４ｂとにより駆動モータ２０の第二固定用突起２２ｂを挟持し、下側支持脚１３と上側支持脚１５とにより駆動モータ２０の周面を挟持する。

さらに、上下ケース部１１ａ、１１ｂのそれぞれには、第一〜第四歯車Ｈ１〜Ｈ４をそれぞれ軸支する軸受部（図２に一部図示）Ｊが複数形成され、第一〜第四歯車Ｈ１〜Ｈ４を回動可能に支持している。

駆動モータ２０は、モータケース２１と、このモータケース２１の内周面に固定された中空筒状のマグネットＭと、マグネットＭの内側に回動自在に保持されたロータＫとを有している（図２参照）。

モータケース２１は、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように筒形状を呈しており、一方の端面２１ａの中心から第一固定用突起２２ａが突出し、他方の端面２１ｂの中心から第二固定用突起２２ｂが突出している。

この第一、第二固定用突起２２ａ、２２ｂは円筒形状を呈しており、第一固定用突起２２ａの中心からロータＫと一体にされた出力軸２３が回動可能に突出している。

さらに、このモータケース２１の外周面には、四つの平坦面部２４ａ〜２４ｄと、四つの湾曲面部２５ａ〜２５ｄとが形成されている。

なお、「平坦面部」とは、横断面が直線状に形成された面であり、「湾曲面部」とは、横断面が円弧状に形成された面である（図４（ｂ）及び（ｃ）参照）。

そして、これらの平坦面部２４ａ〜２４ｄと湾曲面部２５ａ〜２５ｄとは交互に形成されている。さらに、平坦面部２４ａと平坦面部２４ｃとが対になってモータケース２１の軸中心Ｏを挟んで互いに反対側に位置し、平坦面部２４ｂと平坦面部２４ｄとが対になってモータケース２１の軸中心Ｏを挟んで互いに反対側に位置し、湾曲面部２５ａと湾曲面部２５ｃとが対になってモータケース２１の軸中心Ｏを挟んで互いに反対側に位置し、湾曲面部２５ｂと湾曲面部２５ｄとが対になってモータケース２１の軸中心Ｏを挟んで互いに反対側に位置している。

そして、ここでは図６に示すように、一つの平坦面部２４ｄが下側支持脚１３に当接し、これに対向する位置にある平坦面部２４ｂが上側支持脚１５に当接している。また、この平坦面部２４ｂ及び２４ｄは、それぞれ上下ケース部１１ａ、１１ｂと平行になっている。

このとき、図６に示すように、下側支持脚１３は、平坦面部２４ｄのうち、モータケース２１の軸中心Ｏからの半径方向距離Ｚが最も小さくなる点Ｘ近傍を支持している。なお、この点Ｘは、軸中心Ｏの真下に位置すると共に、平坦面部２４ｄの幅方向中央に位置している。

また、上側支持脚１５は、平坦面部２４ｂのうち、モータケース２１の軸中心Ｏからの半径方向距離Ｚが最も小さくなる点Ｙ近傍を支持している。なお、この点Ｙは、軸中心Ｏの真上に位置すると共に、平坦面部２４ｂの幅方向中央に位置している。

そして、モータケース２１から突出した出力軸２３の先端部には、ウォームＳが嵌合されている（図３参照）。

このウォームＳは、周面に図示しないねじ溝が形成された円筒形状を呈しており、出力軸２３と一体に回動するようになっている。また、このウォームＳの周面のネジ溝には、第一歯車Ｈ１の周面Ｈ１ａが噛合されている。

第一〜第四歯車Ｈ１〜Ｈ４はいわゆる減速ギアであり、第一ギアＨ１の回転軸Ｈ１ｂと第二ギアＨ２の周面Ｈ２ａとが噛合し、第二ギアＨ２の回転軸Ｈ２ｂと第三ギアＨ３の周面Ｈ３ａとが噛合し、第三ギアＨ３の回転軸Ｈ３ｂと第四ギアＨ４の周面Ｈ４ａとが噛合している。なお、第一〜第四歯車Ｈ１〜Ｈ４は、次第に径が大きくなるように形成されている。

そして、第四歯車Ｈ４の回転軸Ｈ４ｂには、ダンパを開閉操作するためのリンク機構Ｑ（図１参照）が連結されている。

次に、この発明のアクチュエータ装置１０の作用について説明する。

このアクチュエータ装置１０では、駆動モータ２０を駆動させると、ロータＫに電流が流れて回転する。

このロータＫの回転より出力軸２３及びウォームＳが一体となって回転し、出力軸２３からのトルクがウォームＳに噛合した第一歯車Ｈ１に伝達される。そして、第一歯車Ｈ１から第二、第三、第四歯車Ｈ２〜Ｈ４へと順次トルクが伝達され、リンク機構Ｑが駆動する。

ここで、駆動モータ２０のモータケース２１は、周面に四つの平坦面部２４ａ〜２４ｄが形成されている。そして、下ケース部１１ａに形成された下側支持脚１３は、一つの平坦面部２４ｄのうち、モータケース２１の軸中心Ｏからの半径方向距離Ｚが最も小さくなる点Ｘ近傍を支持し、上ケース部１１ｂに形成された上側支持脚１５は、一つの平坦面部２４ｂのうち、モータケース２１の軸中心Ｏからの半径方向距離Ｚが最も小さくなる点Ｙ近傍を支持している。

このとき、モータケース２１の平坦面部２４ｄのうち、下側支持脚１３に固定された部分の中央部が点Ｘとなり、この点Ｘが振動する力をＷ´とすると、駆動モータ２０から下ケース部１１ａに伝達されるトルクＴ１は、次式（２）によって求められる。

Ｔ１＝Ｗ´×Ｚ・・・（２）
ここで、Ｚはモータケース２１の軸中心Ｏからの点Ｘまでの半径方向距離であるが、これはモータケース２１の軸中心Ｏから湾曲面部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄまでの半径方向距離Ｒよりも短くなっている。なお、この「半径方向距離Ｒ」は、図６において軸中心Ｏから湾曲面部２５ｃまでの間にのみ示す。

そのため、例えば、点Ｘが振動する力Ｗ´が一定であれば、ケース本体１１に伝達されるトルクＴ１は、湾曲面部２５ａ〜２５ｄのいずれかを下側支持脚１３で支持した場合にケース本体１１に伝達されるトルクＴ（式（１）参照）よりも小さくなる。

このように、モータケース２１の軸中心Ｏから、モータケース２１がケース本体１１と接する接点である点Ｘまでの距離Ｚを比較的短くすることができ、駆動モータ２０が振動した際に、この駆動モータ２０からケース本体１１に伝達されるトルクＴ１を小さくすることができる。

また、モータケース２１の平坦面部２４ａのうち、上側支持脚１５に固定された部分の中央部が点Ｙとなり、この点Ｙが振動する力をＷ´とすると、駆動モータ２０から上ケース部１１ｂに伝達されるトルクＴ２は、次式（３）によって求められる。

Ｔ２＝Ｗ´×Ｚ・・・（３）
ここで、Ｚはモータケース２１の軸中心Ｏからの点Ｙまでの半径方向距離であるが、これはモータケース２１の軸中心Ｏから湾曲面部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄまでの半径方向距離Ｒよりも短くなっている。

そのため、例えば、点Ｘが振動する力Ｗ´が一定であれば、ケース本体１１に伝達されるトルクＴ２は、湾曲面部２５ａ〜２５ｄのいずれかを上側支持脚１５で支持した場合にケース本体１１に伝達されるトルクＴ（式（１）参照）よりも小さくなる。

このように、モータケース２１の軸中心Ｏから、モータケース２１がケース本体１１と接する接点である点Ｙまでの距離Ｚを比較的短くすることができ、駆動モータ２０が振動した際に、この駆動モータ２０からケース本体１１に伝達されるトルクＴ２を小さくすることができる。

これにより、駆動モータ２０からケース本体１１に伝達されるトルクＴ１、Ｔ２が小さくなってケース本体１１が振動しにくくなり、アクチュエータ装置１０の振動の発生を抑制することが可能となる。

また、モータケース２１の周面に平坦面部２４ａ〜２４ｄを形成することにより、モータケース２１の横断面積を小さくすることができる。

これにより、駆動モータ２０の配置スペースの縮小化を図ることができ、アクチュエータ装置１０を小型化及び軽量化をすることが可能となる。

なお、上述の実施の形態では、上下ケース部１１ａ、１１ｂにそれぞれ形成された下側支持脚１３、上側支持脚１５によって駆動モータ２０の周面を挟持しているので、両面テープ等の駆動モータ２０を固定するための専用部材が不要になる。そのため、部品製造費、組立加工費等を低減することができて、製造コストを抑制することが可能となる。

また、上述の実施の形態では、駆動モータ２０の平坦面部２４ｂ及び２４ｄが上下ケース部１１ａ、１１ｂと平行になるように配置されているので、ケース本体１１を薄型化することができる。

以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

例えば、図７に示すように、駆動モータ２０のモータケース２１に形成された一つの平坦面部２４ｄを、両面テープＰを介して下ケース部１１ｂに固定してもよい。

また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、下ケース部１１ａに第一〜第三下側支持突起３１〜３３を設け、上ケース部１１ｂに第一、第二上側支持突起３４、３５を設けてもよい。

ここでは、第一下側支持突起３１は、モータケース２１の軸中心Ｏのほぼ真下に設けられ、第二、第三下側支持突起３２、３３は、モータケース２１の軸中心Ｏを挟んで左右に対向する位置に設けられている（図８（ｂ）参照）。なお、第一、第二上側支持突起３４、３５は、モータケース２１の軸中心Ｏのほぼ真上に設けられている。

これにより、各支持突起３１〜３５とモータケース２１の周面との接触面積を小さくすることができ、さらに駆動モータ２０のガタツキを低減させて、振動発生を抑制することができる。

また、下ケース部１１ａに第一〜第三下側支持突起３１〜３３を形成することで、駆動モータ２０の安定感をさらに向上させることが可能となる。すなわち、三箇所で駆動モータ２０を支持することができ、駆動モータ２０が安定した状態となる。

さらに、図９（ａ）に示すように、駆動モータ２０のモータケース２１を横断面が正方形なるようにしてもよいし、図９（ｂ）に示すように、横断面が八角形になるようにしてもよい。

特に、モータケース２１の横断面を正方形にした場合では、輸送時の梱包性を向上させることができ、輸送コストの低減を図ることが可能となると共に、輸送時の揺れに対しての安定性が向上して損傷を受けにくくすることができる。また、ケース本体１１内での配置効率が向上する。

また、モータケース２１の横断面を八角形にした場合や、上述の実施の形態のように平坦面部２４ａ〜２４ｄと交互に湾曲面部２５ａ〜２５ｄを形成した場合では、モータケース２１の周面にバリが発生することを防止できる。

さらに、下側支持脚１３や上側支持脚１５の先端形状を、Ｒ面や先細り面にしてもよい。これにより、下側支持脚１３等とモータケース２１の周面との接触面積を少なくして、駆動モータ２０からの振動伝達をさらに抑制することが可能となる。

そして、上述の実施の形態では、駆動モータ２０のモータケース２１の周面を上下方向から挟持して固定しているが、左右方向から挟持してもよい。すなわち、平坦面部２４ａ及び平坦面部２４ｃをケース本体１１に設けたモータ支持部（図示せず）によって支持してもよい。

これにより、アクチュエータ装置１０の左右方向の揺れに対して安定して固定することが可能となり、駆動モータ２０の横滑りを防止することができる。

この発明に係るアクチュエータ装置を備えたエアコンユニットの外観を示す斜視図である。この発明に係るアクチュエータ装置を示す横断面である。この発明に係るアクチュエータ装置の上カバー部を外した状態を示す平面図である。（ａ）はこの発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの側面図であり、（ｂ）はこの駆動モータの正面図であり、（ｃ）はこの駆動モータの背面図である。この発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの固定状態を模式的に示す説明図である。図５におけるＡ−Ａ断面図である。この発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの固定状態の他の例を模式的に示す説明図である。（ａ）はこの発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの固定状態のさらに他の例を示す説明図であり、（ｂ）は図８（ａ）に示す下ケース部において、駆動モータを外した状態の平面図である。（ａ）はこの発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータのモータケースの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）はこの発明に係るアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータのモータケースのさらに他の例を示す斜視図である。（ａ）は従来のアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの側面図であり、（ｂ）はこの駆動モータの正面図であり、（ｃ）はこの駆動モータの背面図である。（ａ）は従来のアクチュエータ装置に内蔵された駆動モータの固定状態を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は図１１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０アクチュエータ装置
１１ケース本体
１３下側支持脚（モータ支持部）
１５上側支持脚（モータ支持部）
２０駆動モータ
２１モータケース
２４ｂ、２４ｄ平坦面部
Ｏ軸中心

Claims

ケース本体と、このケース本体内に配設された駆動モータと、この駆動モータのトルクを伝達する複数の歯車とを備え、
前記駆動モータが、マグネット及び、このマグネットの内側に回動可能に保持されると共に前記歯車のひとつと噛合する出力軸を有するロータを内蔵した筒形状のモータケースを備えたアクチュエータ装置であって、
前記モータケースの周面には平坦面部が形成され、前記ケース本体には、前記平坦面部のうち、前記モータケースの軸中心からの半径方向距離が最も小さくなる点近傍を支持するモータ支持部が形成されていることを特徴とするアクチュエータ装置。