JP2011200025A - モータアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上端側が上ケース11に支持され、下端側が下ケース12に支持される出力軸41と、出力軸41の回転角を検出する回転角検出器51を備えたモータアクチュエータであって、上下ケースは、内側に立上部13を有し、出力軸41は、断面が非円形の挿通部位45を有し、回転角検出器51は、出力軸41の挿通部位45が挿通される装着孔52を有する回転体53と、回転体53を軸支する非回転体54と、回転体53の回転により出力軸41の回転角を検出する検出手段を備え、非回転体54は、上下ケースの立上部13により挟持され、装着孔52の内周面もしくは挿通部位45には、挿通部位45が回転体の厚み方向の一部だけに接触するように規制するためのリブ57が設けられている。
【選択図】 図2
Description
このようなモータアクチュエータは、図12(a)、図12(b)に示す上ケース101と下ケース102とを備え、モータ103の回転が伝えられる出力軸104が上下ケースの嵌合により挟持されている。また出力軸104が挿嵌され出力軸104の角度検出をする回転角検出器のポテンショメータ105が、下ケース102に取り付けられている。
このポテンショメータ105は、出力軸104の一端が装着される挿嵌孔を有しブラシ106が設けられる回転体107と、回転体107を軸支すると共に、ブラシ106に対向配置される抵抗体基板が設けられる非回転体108を有する。
そのため、回転体と非回転体との間に過大な側圧が加わり異常磨耗が発生すると共に、ブラシの荷重が増加し、ブラシの磨耗が促進され、耐久性が低下する。
出力軸と回転体の挿嵌孔とのクリアランスを大きくとれば、出力軸が傾いても回転体が傾かないようにできるが、角度検出精度が低下してしまう。また、上下ケースの嵌合誤差をなくすように嵌合精度を極限まで高めると、加工コストが増大してコストアップしてしまう。
ハウジングを構成する上下ケースと、前記ハウジング内に配置されるモータと、前記モータの回転軸に連結される減速ギヤと、上端側が前記上ケースに支持され、下端側が前記下ケースに支持され、前記減速ギヤに連結されて回転する出力軸と、前記出力軸の回転角を検出する回転角検出器を備えたモータアクチュエータであって、
前記上下ケースは、内側に立上部を有し、
前記出力軸は、断面が非円形の挿通部位を有し、
前記回転角検出器は、前記出力軸の挿通部位が挿通される装着孔を有する回転体と、前記回転体を軸支する非回転体と、前記回転体の回転により前記出力軸の回転角を検出する検出手段を備え、
前記非回転体は、前記上下ケースの立上部により挟持され、
前記装着孔の内周面もしくは前記挿通部位には、前記挿通部位が前記回転体の厚み方向の一部だけに接触するように規制するためのリブが設けられているものである。
「前記リブは、前記回転体の装着孔に、前記回転体の厚み方向の一部に全周にわたって突状に設けられていること」、
「前記リブは、前記出力軸の挿通部位に、軸方向の一部に全周にわたって突状に設けられていること」、
「前記回転体の装着孔は断面がD形状に形成され、
前記リブは、前記D形状を対称に2等分する線により分割される前記装着孔の左平坦部、右平坦部、左湾曲部及び右湾曲部にそれぞれ少なくとも1個設けられ、
前記リブは、前記回転体の厚み方向の一部に、当該厚み方向と直交する同一平面上に位置するように設けられていること」を含むものである。
図1乃至図2に示すように、本発明のモータアクチュエータ1は、自動車などの車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源などに用いられ、ハウジングを構成する上下ケースと、ハウジング内に配置されるモータ31と、モータ31の回転軸31Aに連結される減速ギヤと、減速ギヤと連結されて回転する出力軸41と、出力軸41の回転角を検出する回転角検出器51を備えているものである。
本例の減速ギヤは、第1中間ギヤ33と第2中間ギヤ34を有し、第1中間ギヤ33は、ウォームギヤ32と連結され、第2中間ギヤ34は、第1中間ギヤ33と連結される。
出力軸の下端44は、出力軸の上端43と同軸上にあって、下ケース12の内底面に一体に設けられる軸受12Aに挿入され回転支持される。
出力軸の下端44側には、断面が非円形の挿通部位45が設けられている。本例では、挿通部位45の断面はD形状になっている。
回転体53にはブラシ55が設けられている。一方、非回転体54には、ブラシ55に摺接される図示しない抵抗体基板が設けられている。
ブラシ55と抵抗体基板は、回転体53の回転により出力軸41の回転角を検出する検出手段として機能し、出力軸41の回転角に応じた電圧信号を検出できるようになっている。
一方、ポテンショメータの非回転体54には、上下ケースの立上部13A、13Bに対応する3ケ所の部分に保持部56A、56B、56Cが設けられており、非回転体54はこの保持部56A、56B、56Cの部分で上下ケースの立上部13A、13Bによって挟持される。保持部56A、56Bは、非回転体54の左右両端側に設けられ、保持部56Cは、非回転体54の外周に設けられた腕部先端に設けられ、これらの保持部56A、56B、56Cは、非回転体54の外周部分に互いに離れて配置される。
したがって、本例のモータアクチュエータでは、上下ケースに嵌合誤差があっても、出力軸の角度検出精度を低下させることなく、ポテンショメータの回転体の傾きを抑制でき、耐久性の低下を防止できる。
図7(a)は、第2の実施形態にかかる回転角検出器の要部を示す断面図、図7(b)は、図7(a)の上面図を示す。
図8は、図7の回転体の装着孔に出力軸の挿通部位が傾いて挿嵌されている場合の断面図である。
図7、図8において第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において第1の実施形態と異なる点は、突状のリブ60の先端が半球状突起である点である。この実施形態であれば、突状のリブ60の内径が出力軸41の挿通部位45の外径より若干小さく形成され、出力軸41の挿通部位45が突状のリブ60に軽圧入されても、リブの先端が半球状突起であるため、出力軸の傾きに伴ってポテンショメータの回転体はほとんど傾斜することがない。よって、回転体を回転支持する非回転体内周に過大な側圧が加わるのをさらに効果的に低減できると共に、回転角検出器のブラシ荷重が増えることがないため、耐久性の低下が防止できる。
図9(a)は、第3の実施形態にかかる回転角検出器の要部を示す断面図、図9(b)は、図9(a)の上面図を示す。
図9において第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において第1の実施形態と異なる点は、回転体53の装着孔52は断面がD形状に形成され、D形状を対称に2等分する線75により分割される左平坦部71、右平坦部72、左湾曲部73、右湾曲部74に、突状のリブ58がそれぞれ少なくとも1個設けられ、この突状のリブ58は回転体53の厚み方向の一部に、当該厚み方向と直交する同一平面上に位置するように設けられている点である。この突状のリブ58は、少なくとも隣接する二つが連続して設けられてもよい。
図10は、第4の実施形態にかかるモータアクチュエータの要部を示す断面図である。
図10において第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において第1の実施形態と異なる点は、回転体53の装着孔52内周と対向する出力軸41の挿通部位45には、出力軸41の軸方向の一部に全周にわたって突状のリブ59が設けられる点である。
この実施形態であっても、第1の実施形態と同様の効果を得られる。
図11は、第1の実施形態にかかるモータアクチュエータの回転角検出器の変形例について説明する。
本変形例において上述の第1の実施形態と異なる点は、上述の説明では回転角検出器はポテンショメータであったが、この変形例の回転角検出器81は、導電部と絶縁部が所定の間隔をおいて配置された図示しないプレート部が設けられ出力軸41と一体に回転する回転体82と、このプレート部と対向するブラシ83が設けられ回転体82を軸支する非回転体84と、回転体82の回転により出力軸41の回転角を検出する検出手段を備えるパルスセンサとなる点である。
このパルスセンサにおいても、上述と同様な効果を有する。
11 上ケース
11A ガイド孔
12 下ケース
12A 軸受
13A 立上部
13B 立上部
31 モータ
31A 回転軸
32 ウォームギヤ
33 第1中間ギヤ
34 第2中間ギヤ
41 出力軸
42 出力ギヤ
43 出力軸の上端
44 出力軸の下端
45 挿通部位
51 回転角検出器
52 装着孔
53 回転体
53A 傾斜面
54 非回転体
55 ブラシ
56A 保持部
56B 保持部
56C 保持部
57 突状のリブ
58 突状のリブ
59 突状のリブ
60 突状のリブ
71 左平坦部
72 右平坦部
73 左湾曲部
74 右湾曲部
75 2等分する線
81 回転角検出器
82 回転体
83 ブラシ
84 非回転体
H1 リブの高さ
W 回転体の厚み
W1 リブ先端の幅
α リブの傾斜角度
β 出力軸の生じる最大の傾き角度
Claims (4)
- ハウジングを構成する上下ケースと、前記ハウジング内に配置されるモータと、前記モータの回転軸に連結される減速ギヤと、上端側が前記上ケースに支持され、下端側が前記下ケースに支持され、前記減速ギヤに連結されて回転する出力軸と、前記出力軸の回転角を検出する回転角検出器を備えたモータアクチュエータであって、
前記上下ケースは、内側に立上部を有し、
前記出力軸は、断面が非円形の挿通部位を有し、
前記回転角検出器は、前記出力軸の挿通部位が挿通される装着孔を有する回転体と、前記回転体を軸支する非回転体と、前記回転体の回転により前記出力軸の回転角を検出する検出手段を備え、
前記非回転体は、前記上下ケースの立上部により挟持され、
前記装着孔の内周面もしくは前記挿通部位には、前記挿通部位が前記回転体の厚み方向の一部だけに接触するように規制するためのリブが設けられていることを特徴とするモータアクチュエータ。 - 前記リブは、前記回転体の装着孔に、該回転体の厚み方向の一部に全周にわたって突状に設けら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。
- 前記リブは、前記出力軸の挿通部位に、軸方向の一部に全周にわたって突状に設けら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。
- 前記回転体の装着孔は断面がD形状に形成され、
前記リブは、前記D形状を対称に2等分する線により分割される前記装着孔の左平坦部、右平坦部、左湾曲部及び右湾曲部にそれぞれ少なくとも1個設けられ、
前記リブは、前記回転体の厚み方向の一部に、当該厚み方向と直交する同一平面上に位置するように設けら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。
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