JP4975491B2 - Electric motor and rotary actuator - Google Patents
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Description
本発明は、電動機及びこれを備える回転式アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric motor and a rotary actuator including the same.
回転式アクチュエータを構成する電動機の従来技術として特許文献１に示されたものがある。
この電動機は、ロータ、ステータ、基板等の各種電気部品をハウジング内に組み付けて構成されている。ここで、ロータの軸の一端部は軸受けを介してハウジングの一方をなすフロントハウジングに支持され、他端部は軸受けを介してハウジングの他方をなすリヤハウジングに支持されている。また、基板はリヤハウジング側に固定されており、ロータやステータ等の多くの電気部品は、この基板上からロータ軸の軸方向に重ねて配されるように構成されている。
したがって、この電動機において組み付けを実施する際には、比較的早い段階で基板を固定する必要があるため、他の電気部品を組み付けて基板が覆われる前に半田付け等により基板と各種電気部品の端子とを電気接続しておく必要がある。
This electric motor is configured by assembling various electric components such as a rotor, a stator, and a substrate in a housing. Here, one end of the shaft of the rotor is supported by a front housing that forms one of the housings via a bearing, and the other end is supported by a rear housing that forms the other of the housing via a bearing. Further, the substrate is fixed to the rear housing side, and many electric components such as a rotor and a stator are arranged so as to overlap each other in the axial direction of the rotor shaft from the substrate.
Therefore, when assembling with this electric motor, it is necessary to fix the board at a relatively early stage. Therefore, before the board is covered by assembling other electric parts, the board and the various electric parts are attached by soldering or the like. The terminal must be electrically connected.
しかしながら、上記従来の電動機のように、前記電気接続の後に多くの電気部品を組み付ける作業が残る場合には、前記電気接続が後の組み付け作業の影響を受けることがあり、電動機の電気的な信頼性が低下する虞がある。 However, when the work of assembling many electrical components remains after the electrical connection as in the conventional motor, the electrical connection may be affected by the subsequent assembling work, and the electrical reliability of the motor There is a risk that the performance will be reduced.
本発明は、上記事情を鑑み、電動機の電気的な信頼性を向上させることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to improve the electrical reliability of an electric motor.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の電動機は、ロータと、該ロータの回りを囲むように配されると共にコイルを巻き付けた複数のステータティースを有するリング状のステータコアと、電子部品を搭載した制御基板と、該制御基板に前記コイルを電気接続するためのモータ駆動用リードと、該制御基板に電気接続されるコネクタリードとをハウジング内に組み付けた電動機であって、前記制御基板が、前記ステータコアの軸方向と平行になるように前記ステータコアの外周側に配置され、前記制御基板を前記ハウジング内に組み付けた状態で、前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードが前記制御基板に一体の基板側リードに接触していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the electric motor of the present invention includes a rotor, a ring-shaped stator core that is arranged so as to surround the rotor and has a plurality of stator teeth wound with coils, a control board on which electronic components are mounted, and the control An electric motor in which a motor drive lead for electrically connecting the coil to a board and a connector lead electrically connected to the control board are assembled in a housing, the control board being parallel to the axial direction of the stator core The motor driving lead and the connector lead are in contact with the board-side lead integrated with the control board in a state where the control board is assembled in the housing. It is characterized by that.
この発明に係る電動機によれば、ステータコアの外周側に制御基板を配置することで、ロータのようにステータコアの内周側に配置する電気部品をハウジング内に組み付けた後に組み付けることが可能となる。すなわち、ヒュージング（溶接）や半田付け等による基板側リードとモータ駆動用リードやコネクタリードとの電気接続を実施した後に、ハウジング内に組み付ける電気部品の数を減らすことができる。
したがって、他の電気部品の組み付け時において発生する応力やハウジング寸法のばらつきに基づく応力が前述の電気接続部分にかかる等、他の電気部品の組み付け作業が前記電気接続部分に影響することを抑制して、電動機の電気的な信頼性向上を図ることができる。
According to the electric motor according to the present invention, by arranging the control board on the outer peripheral side of the stator core, it is possible to assemble the electric component arranged on the inner peripheral side of the stator core like the rotor after being assembled in the housing. That is, after the electrical connection between the board-side lead and the motor driving lead or the connector lead by fusing (welding) or soldering is performed, the number of electrical components assembled in the housing can be reduced.
Therefore, it is possible to prevent the assembly work of other electrical parts from affecting the electrical connection part, such as the stress generated when the other electrical parts are assembled and the stress based on the variation in the housing dimensions are applied to the electrical connection part. Thus, the electrical reliability of the electric motor can be improved.
また、本発明の電動機は、前記ハウジングが、前記ステータコアの軸方向に貫通して前記制御基板の少なくとも一部を収納する基板収納スロットを形成したハウジング本体を備え、前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードの一端部が前記基板収納スロット内に引き出され、前記制御基板を前記基板収納スロットに収納した状態で、前記基板側リードと前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードの一端部との接触部分が前記基板収納スロットの外方に突出していることを特徴とする。
この場合には、制御基板を基板収納スロットに収納した状態で、基板側リードとモータ駆動用リードやコネクタリードの一端部との接触部分が外方に突出しているため、基板側リードとモータ駆動用リードやコネクタリードとの電気接続を容易に行うことができる。
The electric motor of the present invention further includes a housing body in which the housing is formed with a board housing slot that penetrates in the axial direction of the stator core and houses at least a part of the control board, and the motor driving lead and the connector One end of the lead is pulled out into the board storage slot, and the contact portion between the board side lead, the motor driving lead, and one end of the connector lead is in a state where the control board is stored in the board storage slot. It protrudes outward from the substrate storage slot.
In this case, with the control board stored in the board storage slot, the contact portion between the board side lead and one end of the motor drive lead or connector lead protrudes outward. Electrical connection with the connector lead and the connector lead can be easily performed.
さらに、本発明の電動機は、前記基板収納スロットの一方の開口が前記制御基板を挿入する挿入口をなすと共に、他方の開口に前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードの一端部が配置され、前記制御基板の挿入方向の先端部に、前記基板側リードが設けられていることを特徴とする。
このように、基板収納スロットにおける制御基板の挿入方向の先端部側にモータ駆動用リード及びコネクタリードを配置することで、制御基板を基板収納スロットに制御基板を収納する際にモータ駆動用リードやコネクタリードが邪魔にならないため、制御基板の収納を容易に行うことができる。
Furthermore, in the electric motor of the present invention, one opening of the board storage slot forms an insertion port for inserting the control board, and one end of the motor driving lead and the connector lead is disposed in the other opening, The board-side lead is provided at the tip end in the insertion direction of the control board.
Thus, by arranging the motor drive lead and the connector lead on the front end side in the insertion direction of the control board in the board storage slot, when the control board is stored in the board storage slot, the motor drive lead or Since the connector lead does not get in the way, the control board can be stored easily.
また、本発明の回転式アクチュエータは、前記電動機を構成するロータの軸部の一端部に、前記電動機の回転力を減速して外部の出力軸に伝達する減速機を設けた回転式アクチュエータであって、前記ロータの回転を検出するモータ極検出センサと、前記出力軸の回転位置を検出する出力軸角度検出センサと、これらモータ極検出センサ及び出力角度検出センサを前記制御基板にそれぞれ電気接続するための複数のセンサ用リードが前記ハウジング内に固定され、前記センサ用リードの一端部が、前記制御基板を前記基板収納スロットに収納した状態で前記制御基板に接触していることを特徴とする。
このように、基板収納スロットに制御基板を収納した状態でセンサ用リードの一端部を制御基板に接触させることで、半田付け等によるセンサ用リードと制御基板との電気接続を容易に実施することが可能となる。
The rotary actuator of the present invention is a rotary actuator in which a speed reducer that decelerates the rotational force of the motor and transmits it to an external output shaft is provided at one end of a shaft portion of the rotor that constitutes the motor. A motor pole detection sensor for detecting the rotation of the rotor, an output shaft angle detection sensor for detecting the rotational position of the output shaft, and electrically connecting the motor pole detection sensor and the output angle detection sensor to the control board. A plurality of sensor leads are fixed in the housing, and one end of the sensor lead is in contact with the control board in a state where the control board is housed in the board housing slot. .
As described above, the sensor lead and the control board can be easily electrically connected by soldering or the like by bringing one end of the sensor lead into contact with the control board in a state where the control board is housed in the board housing slot. Is possible.
本発明によれば、電動機の電気的な信頼性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the electrical reliability of the electric motor.
以下、本発明の電動機及び回転式アクチュエータの一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１から図１０は本発明の一実施形態を示しており、この実施形態の回転式アクチュエータ２は、図９及び図１０に示すように、スロットルバルブの弁軸となる出力軸３（図２等参照）を有する出力機構４と共に、エンジンの吸気量を調整するためのスロットルバルブ装置（回転装置）１を構成するものである。
Hereinafter, an embodiment of an electric motor and a rotary actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 10 show an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 9 and 10, the
（回転式アクチュエータ）
前記回転式アクチュエータ２は、図１及び図３に示すように、ハウジング１１内に電動機１２が収納されるとともに、該電動機１２のロータ軸１３（後述するロータ１８の軸部）の一端部がハウジング１１の壁（後述する平板部１４）を貫通してハウジング１１の外表面に突出しており、その突出端部１３ａに外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６とからなる減速機１７が設けられた構成とされている。
(Rotary actuator)
As shown in FIGS. 1 and 3, the
前記電動機１２は、この例の場合は表面磁石形のブラシレスモータとされており、ロータ１８の外周面に複数の永久磁石１９がＮ極、Ｓ極の各磁極を周方向に沿って交互に並べて固定されている。また、このロータ１８の回りを囲むようにステータ２０が設けられている。このステータ２０は、内周部に複数のステータティース２３を径方向内方に向けて形成したリング状のステータコア２１と、各ステータティース２３に巻き付けたコイル２２とを備えており、複数のステータティース２３がロータ１８の永久磁石１９と対峙するようになっている。
図示例の場合、図３、図５、図６に示すように、永久磁石１９はロータ１８の外周面に８個設けられ、ステータティース２３はロータ１８の外周面に向けて９極形成されている。
In this example, the
In the illustrated example, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, eight
前記ハウジング１１は、モールド枠部（ハウジング本体）３１と、その一方の面に組み合わせられる表側枠体３２と、他方の面に組み合わせられるカバー３３と、モールド枠部３１に連結されるブラケット部３５とを備えている。
ここで、表側枠体３２及びカバー３３は、ステータコア２１の軸方向からモールド枠部３１を挟み込むように配されており、モールド枠部３１、表側枠体３２及びカバー３３が前記軸方向に重ね合わせて組み合わされるようになっている。また、モールド枠部３１及びブラケット部３５は合成樹脂によって形成されており、電動機１２のステータコア２１は射出成形によって前記モールド枠部３１にインサート成形されている。
The
Here, the
モールド枠部３１は、図１、図３、図５、図６に示すように、リング状に構成したステータコア２１の軸方向の両端を開放状態としてその周囲を囲むように保持しているステータ保持部３１ａと、そのステータコア２１に巻き付けられるコイル２２等を外部に電気的に接続可能なコネクタ部３１ｂとが一体に形成されるとともに、これらステータ保持部３１ａとコネクタ部３１ｂとの間に、ステータコア２１の軸方向と平行に貫通する基板収納スロット３６が形成された構成とされている。この基板収納スロット３６においては、その一方の開口（表側枠体３２が取り付けられている側の開口）が制御基板３９を挿入する挿入口をなしており、制御基板３９の一部（制御基板３９の挿入方向の先端部側）を収納するようになっている。すなわち、制御基板３９を基板収納スロット３６に収納した状態では、制御基板３９がステータコア２１の外周側に配置されるようになっている。
As shown in FIGS. 1, 3, 5, and 6, the
そして、この基板収納スロット３６内には、ステータコア２１の各ステータティース２３に巻き付けられたコイル２２の巻線に電気接続される複数のモータ駆動用リード３７と、コネクタ部３１ｂに配置されている複数のコネクタリード３８とのそれぞれの一端部が引き出されている。なお、これらモータ駆動用リード３７及びコネクタリード３８の一端部は、基板収納スロット３６の他方の開口（カバー３３が取り付けられている側の開口）に配置されている。
また、モータ駆動用リード３７とコネクタリード３８とは、基板収納スロット３６内でステータコア２１の軸方向と平行になるようにかつ制御基板３９の挿入方向（図１では右方向）に向けて屈曲されていることにより、これらリード３７，３８の一端の端子部３７ａ，３８ａがそれぞれ列をなすように並べられているとともに、相互の端子部３７ａ，３８ａの列が平行に配置され、両端子部３７ａ，３８ａの列の間に若干の隙間が形成された状態とされている。さらに、これら端子部３７ａ，３８ａは前記他方の開口から外方に突出している。そして、これら端子部３７ａ，３８ａの列の隙間に、制御基板３９に一体の基板側リード４０の列が配置されるようになっている。これにより、モータ駆動用リード３７及びコネクタリード３８が制御基板３９を介して相互に電気接続されることになる。
And in this board |
Further, the
なお、モータ駆動用リード３７の他端の端子部３７ｂは、図１及び図３に示すように、ステータコア２１の各ステータティース２３の近傍に配置され、該ステータティース２３に巻き付けたコイル２２の巻線がからげられるようになっており、一方、コネクタリード３８の他端の端子部３８ｂは、前記コネクタ部３１ｂにステータコア２１の軸方向と直交する方向に向けて形成されたコネクタ嵌合凹部４１内に配置されている。
これらモータ駆動用リード３７及びコネクタリード３８は、ステータコア２１と共にハウジング１１のモールド枠部３１にインサート成形されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
The
前記制御基板３９は、電動機１２の駆動を制御する電子部品等を搭載したものであり、基板収納スロット３６の両内側面に形成されているガイド溝４２に両側部が保持されるとともに、その挿入方向の先端部に前記基板側リード４０が面方向に複数並べて固着され、これら基板側リード４０の先端部が制御基板３９から面方向に突出している。また、このガイド溝４２はステータコア２１の軸方向に延びて形成されているため、制御基板３９はこの軸方向と平行になるように、かつ、その表面がステータコア２１に対向するようにガイド溝４２に保持されることになる。
このように、基板収納スロット３６のガイド溝４２に制御基板３９が保持されることにより、モールド枠部３１の両リード３７，３８の端子部３７ａ，３８ａの列の間に制御基板３９の基板側リード４０の列が挿入されて、これら端子部３７ａ，３８ａ及び基板側リード４０が相互に接触し、この接触部分が基板収納スロット３６の外方に突出することになる。さらに、これら端子部３７ａ，３８ａ及び基板側リード４０がヒュージング（溶接）やはんだ付け等により接続状態に固着されることになる。
The
In this way, the
また、前記表側枠体３２はアルミニウム等の金属からなり、モールド枠部３１の外形と同じ外形の外側枠部５１の内側に、短尺の筒体からなるボス部５２が、これらの間を連結する平板部１４によって一体に形成された構成とされている。このボス部５２は、表側枠体３２をモールド枠部３１に重ねたときに、そのステータコア２１と同じ軸心上に配置され、電動機１２のロータ軸１３を回転自在に支持する軸受け５３が内部に固定されている。また、前記平板部１４は、モールド枠部３１の基板収納スロット３６に対応する位置が切り欠かれており、該モールド枠部３１に保持した制御基板３９の後端部を配置可能な窓部５４が形成されている。
The
そして、この表側枠体３２と前記モールド枠部３１とを連結した状態においては制御基板３９の後端部が表側枠体３２の窓部５４から露出しており、その露出部分を覆うように前記窓部５４内に前記ブラケット部３５が取り付けられ、前記モールド枠部３１に組み合わされて固定される。すなわち、ブラケット部３５は制御基板３９の後端部を覆う役割を果たしている。また、このブラケット部３５には、図１，図７，図８に示すように、ホール素子等からなるモータ極検出センサ５６と出力軸角度検出センサ５７とが一体に固着されている。
And in the state which connected this
モータ極検出センサ５６は、ブラケット部３５を表側枠体３２の窓部５４からモールド枠部３１に連結した状態のときに、モールド枠部３１のステータコア２１内に配置されるロータ１８の永久磁石１９と対向するように該ロータ１８の軸方向のうち表側枠体３２が取り付けられている側に配置される。そして、このモータ極検出センサ５６は、ロータ１８の回転に伴って移動する永久磁石１９からの磁束変化を検出することにより永久磁石１９の回転方向位置を検出するものであり、３個のモータ極検出センサ５６（図７に５６A〜５６Cで示す）が周方向に間隔をおいて固定されている。
The motor
一方、出力軸角度検出センサ５７は、ブラケット部３５を表側枠体３２の窓部５４からモールド枠部３１に取り付けた状態のときに、表側枠体３２の外表面上における後述の角度センサ用ヨーク５８の上に配置されるようになっている。そして、これらセンサ５６，５７に接続状態のセンサ用リード５９，６０がブラケット部３５に一部を埋設した状態に固着されている。これらセンサ用リード５９，６０の一端部は、ブラケット部３５をモールド枠部３１に連結した状態で、基板収納スロット３６に収納された制御基板３９に接触して電気的に接続されるようになっている。これにより、センサ用リード５９，６０が、制御基板３９及び基板側リード４０を介してコネクタリード３８に電気接続されることになる。
On the other hand, the output shaft
また、図１，３に示すように、表側枠体３２のボス部５２には、前記減速機１７の内歯ギヤ１６が一体に固定されている。この内歯ギヤ１６は、全体として筒状に形成されるとともに、その筒状部１６ａの長さの半分の内周部に内歯１６ｂが形成され、残りの半分に前記ボス部５２が圧入されており、筒状部１６ａの外周部には、前記表側枠体３２の平板部１４から突出した２本のピン６５が係合する溝６６が形成され、該溝６６にピン６５が係合することにより回り止めされている。このように筒状部１６ａの長さの半分を圧入し、残りの半分に内歯１６ｂを形成したことにより、圧入による応力が内歯１６ｂに影響しないようにされている。
また、この内歯ギヤ１６の外側には、リング状の角度センサ用ヨーク５８が嵌合状態に固着されており、この角度センサ用ヨーク５８の周方向の一箇所の上に前記出力軸角度検出センサ５７が重なるように配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
Further, a ring-shaped
一方、ロータ軸１３の一端部は、表側枠体３２のボス部５２内の軸受け５３により回転自在に支持されるとともに、該ボス部５２の外表面から突出しており、その突出端部は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心した偏心軸部１３ａとされている。そして、この偏心軸部１３ａは、前記内歯ギヤ１６の内側に配置されており、この内歯ギヤ１６に噛み合う外歯ギヤ１５が偏心軸部１３ａに軸受け６７を介して回転自在に支持されている。このような両ギヤ１５，１６の噛み合い構造により前記減速機１７が構成され、外歯ギヤ１５はロータ軸１３の軸心を中心として内歯ギヤ１６の周方向に公転しながら自転させられるようになっており、その自転成分が、ロータ軸１３の回転に対して減速されているものである。
また、外歯ギヤ１５の外表面にはロータ軸１３に平行な連結ピン６８が周方向に間隔をおいて複数設けられ、これら連結ピン６８の先端部は表側枠体３２の外部取付面となる外側表面３２ａから外側に突出している。
On the other hand, one end portion of the
In addition, a plurality of connecting
また、前記カバー３３は、モールド枠部３１に対して表側枠体３２とは反対側に取り付けられ、制御基板３９における端子部３７ａ，３８ａと基板側リード４０との接続箇所及びステータコア２１等を覆うように構成されている。さらに、このカバー３３の中央部には凹部６９が形成されており、該凹部６９にロータ軸１３の他端部を回転自在に支持する軸受け７０が嵌合されるようになっている。すなわち、このカバー３３及び前記表側枠体３２は、軸受け５３，７０を介してロータ軸１３の両端部をそれぞれ支持する役割を果たしている。
The
さらに、モールド枠部３１、表側枠体３２及びカバー３３には、図３に示すように、ステータコア２１やロータ軸１３の軸方向に同一の基準ピン５５を圧入する連通孔３１ｃ，３２ｃ，３３ｃがそれぞれ形成されている。そして、この基準ピン５５の圧入によってモールド枠部３１、表側枠体３２及びカバー３３が高精度に位置決めされて一体化され、モールド枠部３１のステータコア２１と表側枠体３２のボス部５２内の軸受け５３とカバー３３の凹部６９内の軸受け７０とが同軸上に配置されるようになっている。すなわち、ロータ１８とステータコア２１とが同軸上に配置されることになる。
Further, as shown in FIG. 3, communication holes 31 c, 32 c, and 33 c that press-fit the
（出力機構）
一方、前記出力機構４は、図示例ではバタフライ形のスロットルバルブであり、図２及び図４に示すように、スロットルボディ８１内を横断するように配置された出力軸（弁軸）３の両端部がスロットルボディ８１の壁に軸受け８２を介して回転自在に支持され、この出力軸３に板状の弁体８３が固定されている。この場合、出力軸３には、その長さ方向に沿うスリット８４が形成されており、前記弁体８３は、このスリット８４内に挿入された状態で、中央部がねじ８５により固定されている。また、スロットルボディ８１の側部には外部に開放状態のケース部８６が一体に形成され、該ケース部８６の外部取付面となる外側表面８６ａに前記回転式アクチュエータ２の表側枠体３２の外側表面３２ａが突き合わせられ、ねじ止めにより固定されるようになっている。
(Output mechanism)
On the other hand, the output mechanism 4 is a butterfly type throttle valve in the illustrated example, and as shown in FIGS. 2 and 4, both ends of an output shaft (valve shaft) 3 arranged so as to traverse the inside of the
そして、このケース部８６内に前記出力軸３の一端部が突出しているとともに、該出力軸３の先端に、前記外歯ギヤ１５の各連結ピン６８が挿入可能な孔８７を有する円板状のプレート８８が直角に固定されており、ケース部８６に回転式アクチュエータ２の表側枠体３２を取り付けたときにプレート８８の孔８７内に外歯ギヤ１５の連結ピン６８が挿入状態に連結される構成とされている。このプレート８８の孔８７は、前記連結ピン６８の外径よりも大きい内径に形成されていることにより、偏心軸部１３ａの偏心運動（外歯ギヤ１５の公転運動）を吸収して外歯ギヤ１５の自転成分のみが伝達されるようになっている。すなわち、外歯ギヤ１５の連結ピン６８と孔８７を有するプレート８８とが、回転式アクチュエータ２の駆動力を出力機構４に伝えるための伝達部とされ、これら両伝達部が組み合わされることにより伝達手段８９が構成される。
Then, one end portion of the output shaft 3 protrudes into the
また、この出力機構４のケース部８６の内壁と出力軸３との間には、出力軸３を弁体８３の閉止方向に付勢するコイルスプリングからなるリターンスプリング９１が設けられている。このリターンスプリング９１は、出力軸３の長さ方向に間隔をあけて配置された一組の保持部材９２，９３に両端部が保持されている。これら保持部材９２，９３は、ともに円盤状に形成されるとともに、それぞれ半径方向外方に向けた突出部９２ａ，９３ａが形成され、ケース部８６の内壁には、突出部９２ａ，９３ａを当接してリターンスプリング９１の復元位置を規制するストッパ部９４，９５が形成されている。
A
また、両保持部材９２，９３の間には、出力軸３に固定状態のアーム部材９６が配置されるとともに、該アーム部材９６には、各保持部材９２，９３の円弧溝９７，９８（図４には一方の保持部材９３についてのみ円弧溝９８を示している）にそれぞれ係合する突出片９６ａ，９６ｂが形成されており、各突出片９６ａ，９６ｂが保持部材９２，９３の円弧溝９７，９８内に配置されるように、これら保持部材９２，９３間にアーム部材９６が組み込まれている。
An
この場合、両保持部材９２，９３は出力軸３に回転自在に挿通されているが、出力軸３の先端部は角形断面のキー部３ａとして形成され、この出力軸３を挿通している前記プレート８８及びアーム部材９６の穴８８ａ，９６ｃも角形に形成され、この穴８８ａ，９６ｃにキー部３ａが嵌合することにより、これら出力軸３、プレート８８、アーム部材９６は一体に固定されている。
そして、各保持部材９２，９３は、前記突出部９２ａ，９３ａがストッパ部９４，９５に当接している状態から、円弧溝９７，９８の角度範囲内で出力軸３と各保持部材９２，９３との相対回転が許容され、該円弧溝９７，９８の終端部をアーム部材９６の突出片９６ａ，９６ｂが係止することにより一体回転させられる構成とされている。
In this case, both the holding
The holding
図２及び図４の例では、出力軸３の先端側の保持部材９２は、弁体８３の閉止状態においては、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９２ａがストッパ部９４に当接しており、弁体８３を開く方向に回転駆動されると、リターンスプリング９１の付勢力に抗してアーム部材９６が保持部材９２を係止しながら回転するようになっている。一方、他方の保持部材９３は、弁体８３の閉止状態においても開放状態においても、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９３ａがストッパ部９５に当接した状態に維持される。なお、弁体８３の閉止状態は、弁体８３がスロットルボディ８１の流路８１ａを完全に閉止しているのではなく、わずかな隙間を有しており、その完全な閉止状態における保持部材９３の回転位置を規制する突出部９３ｃとストッパ部９９とが別に設けられている。各ストッパ部９４，９５，９９はねじ部材によって構成されていることにより、その位置を微調整することができるようになっている。
In the example of FIGS. 2 and 4, the holding
そして、回転式アクチュエータ２によって出力軸３を回転駆動すると、該出力軸３に一体のアーム部材９６が保持部材９２を係止しながらストッパ部９４から突出部９２ａを離間させる方向に回転し、駆動力を解放すると、リターンスプリング９１の付勢力によって突出部９２ａがストッパ部９４に当接する位置まで復帰させられるようになっている。
なお、図２及び図４中の符号１００はキー部３ａを挿通して保持部材９３を回転自在としているカラーを示している。
When the output shaft 3 is rotationally driven by the
2 and 4,
また、前記プレート８８の外周部には、前記回転式アクチュエータ２のリング状の角度センサ用ヨーク５８と同じ径の円弧状磁石１０１が周方向に沿って固着され、出力機構４に回転式アクチュエータ２を組み込んだときに、円弧状磁石１０１が、角度センサ用ヨーク５８に対向して配置されるようになっている。この円弧状磁石１０１は、周方向の中央部が最も厚く形成されていることにより、プレート８８の表面から最も高く突出した***部１０１ａが形成されており、その***部１０１ａから周方向に漸次厚さが薄くなるように形成されている。そして、この出力機構４のケース部８６に回転式アクチュエータ２の表側枠体３２を組み合わせたときに、角度センサ用ヨーク５８の上に配置されている出力軸角度検出センサ５７が、角度センサ用ヨーク５８と円弧状磁石１０１との間に介在され、円弧状磁石１０１の回動に伴う磁束変化から出力軸角度を検出することができるようになっている。
An arc-shaped
このように構成されたスロットルバルブ装置１は、回転式アクチュエータ２の電動機１２を駆動状態とすると、そのロータ軸１３の回転に伴い、該ロータ軸１３の端部の偏心軸部１３ａが偏心回転することにより、内歯ギヤ１６に噛み合っている外歯ギヤ１５が内歯ギヤ１６に沿って公転しながら自転することになる。そして、この外歯ギヤ１５から突出している連結ピン６８が出力機構４のプレート８８の孔８７に係合しているため、このプレート８８に外歯ギヤ１５の回転力が伝達されることになるが、このプレート８８の孔８７と外歯ギヤ１５の連結ピン６８との間に隙間があることから、この隙間内で外歯ギヤ１５の公転成分が吸収され、自転成分のみがプレート８８に伝達することになる。この場合、外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６とからなる減速機１７の機能により、電動機１２の回転力が減速されてプレート８８に伝わり、該プレート８８に連結されている出力軸３を回動して弁体８３を開閉することができるのである。
そして、この弁の開閉駆動に際して、モータ極検出センサ５６の検出結果に基づき、ロータ１８の位置に応じてモータ制御されるとともに、出力軸角度検出センサ５７の検出結果に基づきフィードバック制御しながら、弁体８３を適切に開閉するのである。
In the
When opening and closing the valve, the motor is controlled according to the position of the
このような構造のスロットルバルブ装置１に備える回転式アクチュエータ２及び電動機１２によれば、ステータコア２１の外周側に制御基板３９を配置することで、ロータ１８のようにステータコア２１の内周側に配置する電気部品をハウジング１１内に組み付けた後に組み付けることが可能となる。すなわち、ヒュージング（溶接）や半田付け等による基板側リード４０とモータ駆動用リード３７やコネクタリード３８との電気接続を実施した後に、ハウジング１１内に組み付ける電気部品の数を減らすことができる。特に、この実施形態においては、カバー３３を除く回転式アクチュエータ２の組み付け作業が完了した後に、前記電気接続を実施することができる。
したがって、他の電気部品の組み付け時において発生する応力やハウジング１１を構成するモールド枠部３１、表側枠体３２及びカバー３３の寸法のばらつきに基づく応力が前述の電気接続部分にかかる等、他の電気部品の組み付け作業が前記電気接続部分に影響することを抑制して、電動機１２、回転式アクチュエータ２及びスロットルバルブ装置１の電気的な信頼性向上を図ることができる。
According to the
Therefore, the stress generated when assembling other electrical components and the stress based on the variation in the dimensions of the
また、制御基板３９を基板収納スロット３６に収納した状態では、基板側リード４０とモータ駆動用リード３７やコネクタリード３８の一端部との接触部分が外方に突出しているため、基板側リード４０とモータ駆動用リード３７やコネクタリード３８との電気接続を容易に行うことができる。
さらに、基板収納スロット３６における制御基板３９の挿入方向の先端部側にモータ駆動用リード３７及びコネクタリード３８を配置することで、制御基板３９を基板収納スロットに制御基板３９を収納する際にモータ駆動用リード３７やコネクタリード３８が邪魔にならないため、制御基板３９の収納を容易に行うことができる。
また、基板収納スロット３６に制御基板３９を収納した状態でセンサ用リード５９，６０の一端部を制御基板３９に接触させることで、半田付け等によるセンサ用リード５９，６０と制御基板３９との電気接続も容易に実施することが可能となる。
In the state where the
Further, the
Further, the sensor leads 59 and 60 are brought into contact with the
なお、本発明の電動機及びこれを適用した回転式アクチュエータは、前記実施形態の構成のみ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で変更可能である。
例えば、モータ駆動用リード３７及びコネクタリード３８は、モールド枠部３１に一体成形されることに限らず、少なくともハウジング１１内に組み付けられていればよい。
また、モータ極検出センサ５６、出力軸角度検出センサ５７及びセンサ用リード５９，６０は、ブラケット部３５に一体に固着されるとしたが、少なくともハウジング１１内に固定されると共に制御基板３９を基板収納スロット３６に収納した状態で制御基板３９に接触していればよい。さらに、モータ極検出センサ５６は、ロータ１８の永久磁石１９と該ロータ１８の軸方向に対向配置されていればよく、例えば、カバー３３が取り付けられている側に配置されるとしても構わない。
The electric motor of the present invention and the rotary actuator to which the electric motor is applied are not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be changed without departing from the gist of the present invention.
For example, the
Further, the motor
さらに、モールド枠部３１の基板収納スロット３６は、制御基板３９の先端部側を収納するように形成されるとしたが、例えば制御基板３９の全体を収納するように形成されるとしてもよい。
また、制御基板３９は、モールド枠部３１に形成された基板収納スロット３６に収納されるとしたが、少なくともステータコア２１の軸方向と平行になるように、かつ、ステータコア２１の外周側に配置されるように、ハウジング１１内に組み付けられていればよい。そして、制御基板３９をハウジング１１内に組み付けた状態で、基板側リード４０がモータ駆動用リード３７やコネクタリード３８に接触していればよい。
Further, although the
Further, the
さらに、永久磁石１９はロータ１８の外周面に配置されるとしたが、例えばロータ１８の内部に固定されるとしても構わない。さらに、ロータ１８は永久磁石１９を備えて構成されることに限らず、例えば、その外周面から突出して鉄等の磁性体からなる複数の突極を形成して構成されるとしてもよい。すなわち、ロータ１８は、少なくともこれら永久磁石１９や突極等の回転子磁極を備えて構成されていればよい。
Furthermore, although the
また、モータ極検出センサ６５は、永久磁石１９の磁束変化を検出するとしたが、例えば、永久磁石１９等の回転子磁極に相応した別個のセンサマグネットの磁束変化を検出するとしても構わない。なお、このセンサマグネットは、例えばＮ極、Ｓ極の各磁極を周方向に沿って交互に並べてロータ軸１３を中心とした略環状に形成されるものであり、ロータ１８のうちモータ極検出センサ６５に対向する端面に設けられていればよい。
また、減速機１７は、外歯ギヤ１５と内歯ギヤ１６によって構成されるとしたが、これに限ることはなく、電動機１２の回転力を減速して電動機１２の外部にある出力機構４の出力軸３に伝達するように構成されていればよい。なお、減速機の構成によってはロータ軸１３の一端部に偏心軸部１３ａを形成する必要もない。
Further, although the motor
Further, the
また、前記実施形態の例では、本発明の回転式アクチュエータをスロットルバルブ装置に設けた例を示したが、例えば図１１に示す可変吸気バルブ装置（回転装置）１４１に設けることも可能である。
この可変吸気バルブ装置１４１の場合、その主吸気管路１４２と副吸気管路１４３とを切り換える管路切換えバルブが出力機構１４４とされ、その出力軸１４５に複数の弁体１４６が固定され、この出力軸１４５を駆動する機構として回転式アクチュエータ２が適用される。この回転式アクチュエータ２としては前記一実施形態のものと同一構造のものが使用され、出力機構１４４は、その出力軸１４５に弁体１４６が複数連続して設けられている点以外は、前記一実施形態と同一構造のものが使用される。
In the example of the above embodiment, the example in which the rotary actuator of the present invention is provided in the throttle valve device has been described. However, for example, it may be provided in the variable intake valve device (rotary device) 141 shown in FIG.
In the case of this variable
１…スロットルバルブ装置（回転装置）、２…回転式アクチュエータ、３…出力軸、４…出力機構、１１…ハウジング、１２…電動機、１３…ロータ軸、１４…平板部、１５…外歯ギヤ、１６…内歯ギヤ、１７…減速機、１８…ロータ、１９…永久磁石、２０…ステータ、２１…ステータコア、２２…コイル、２３…ステータティース、３１…モールド枠部（ハウジング本体）、３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ…連通孔、３２…表側枠体、３３…カバー、３５…ブラケット部、３６…基板収納スロット、３７…モータ駆動用リード、３８…コネクタリード、３９…基板、４０…基板側リード、４１…コネクタ嵌合凹部、４２…ガイド溝、５１…外側枠部、５２…ボス部、５３…軸受け、５４…窓部、５５…基準ピン、５６，５６A〜５６C…モータ極検出センサ、５７…出力軸角度検出センサ、５８…角度センサ用ヨーク、５９，６０…センサ用リード、６５…ピン、６６…溝、６７…軸受け、６８…連結ピン（伝達部）、６９…凹部、７０…軸受け、８１…スロットルボディ、８２…軸受け、８３…弁体、８４…スリット、８５…ねじ、８６…ケース部、８７…孔、８８…プレート（伝達部）、８９…伝達手段、９１…リターンスプリング、９２，９３…保持部材、９４，９５，９９…ストッパ部、９６…アーム部材、９７，９８…円弧溝、１００…カラー、１０１…円弧状磁石、１４１…可変吸気バルブ装置（回転装置）、１４４…出力機構、１４５…出力軸、１４６…弁体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御基板が、前記ステータコアの軸方向と平行になるように前記ステータコアの外周側に配置され、
前記制御基板を前記ハウジング内に組み付けた状態で、前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードが前記制御基板に一体の基板側リードに接触し、
前記ハウジングが、前記ステータコアの軸方向に貫通して前記制御基板の少なくとも一部を収納する基板収納スロットを形成したハウジング本体を備え、
前記モータ駆動用リード及び前記コネクタリードの一端部が前記基板収納スロット内に引き出され、
前記モータ駆動用リード、前記コネクタリード及び前記ステータコアが、前記ハウジング本体に一体成形されている
ことを特徴とする電動機。 A rotor, a ring-shaped stator core disposed around the rotor and having a plurality of stator teeth wound with a coil, a control board on which electronic components are mounted, and the coil is electrically connected to the control board A motor driving lead and a connector lead electrically connected to the control board assembled in a housing,
The control board is disposed on the outer peripheral side of the stator core so as to be parallel to the axial direction of the stator core,
In a state where the control board is assembled in the housing, the motor driving lead and the connector lead are in contact with a board side lead integrated with the control board ,
The housing includes a housing main body formed with a board housing slot penetrating in an axial direction of the stator core and housing at least a part of the control board;
One end of the motor drive lead and the connector lead is drawn into the board storage slot,
The motor drive lead, the connector lead, and the stator core are integrally formed in the housing body .
前記制御基板の挿入方向の先端部に、前記基板側リードが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。 One opening of the board storage slot forms an insertion port for inserting the control board, and the other opening is provided with one end of the motor driving lead and the connector lead,
The electric motor according to claim 2, wherein the board-side lead is provided at a distal end portion in the insertion direction of the control board.
前記ロータの回転を検出するモータ極検出センサと、前記出力軸の回転位置を検出する出力軸角度検出センサと、これらモータ極検出センサ及び出力角度検出センサを前記制御基板にそれぞれ電気接続するための複数のセンサ用リードが前記ハウジング内に固定され、
前記センサ用リードの一端部が、前記制御基板を前記基板収納スロットに収納した状態で前記制御基板に接触していることを特徴とする回転式アクチュエータ。 A rotary actuator comprising a speed reducer that decelerates the rotational force of the motor and transmits it to an external output shaft at one end of a shaft portion of a rotor constituting the motor according to claim 2 or claim 3. ,
A motor pole detection sensor for detecting the rotation of the rotor, an output shaft angle detection sensor for detecting the rotational position of the output shaft, and for electrically connecting the motor pole detection sensor and the output angle detection sensor to the control board, respectively. A plurality of sensor leads are fixed in the housing,
One end of the sensor lead is in contact with the control board in a state where the control board is housed in the board housing slot.
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