(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、各図面では、実施形態を説明するうえで一部の部材は適宜省略する。
【0011】
図1は、実施形態に係るアクチュエータ10の内部構造を示す平面図である。本図ではハウジング12の下側ケース48B(後述する)の内部構造を示す。
アクチュエータ10は、ハウジング12と、電動モータ14と、複数のターミナル16と、遮音部材18を備える。以下、電動モータ14のモータ軸28(後述する)と平行なモータ軸方向を前後方向Xといい、方向Xと直交する二つの軸直交方向を左右方向Y、高さ方向Zという。なお、方向Y、Zは互いに直交する。
【0012】
ハウジング12は樹脂材料等を素材とし、ハウジング12内には電動モータ14、複数の減速歯車20、出力軸22等の内部部品が収容される。ハウジング12の側部には筒状のコネクタ部24が設けられ、コネクタ部24には外部コネクタ(図示せず)が装着される。ハウジング12の詳細は後述する。
【0013】
電動モータ14は、ブラシ付きの直流モータであり、モータケーシング26と、モータ軸28を有する。モータケーシング26は、筒状のケーシング本体32と、ケーシング本体32の前後両側の開口を塞ぐブラケット34とを備え、前後両側のブラケット34によりモータケーシング26の前面部26a、後面部26bが構成される。
【0014】
モータ軸28はモータケーシング26の前面部26aから前方に突出する。モータケーシング26には前面部26aから前方に突き出る前側突設部26cが設けられる。前側突設部26cの外周面は円形状に形成される。前側突設部26cにはモータ軸28と同軸上に前側軸受36が内蔵される。
【0015】
図2はモータケーシング26の後面部26bの近傍を拡大して示す平面図であり、
図2(a)は遮音部材18を組み付けた状態を示し、
図2(b)は遮音部材18を外した状態を示す。
モータケーシング26には後面部26bから後方に突き出る後側突設部26dが設けられる。後側突設部26dの外周面は円形状に形成される。後側突設部26dにはモータ軸28と同軸上に後側軸受38が内蔵される。モータ軸28は、前側軸受36と後側軸受38により回転自在に支持される。モータケーシング26には後面部26bから後方に突出する複数のモータ端子30が設けられる。各モータ端子30は、モータケーシング26内にて後述するブラシ46に電気的に接続され、後述するコイルに給電するための電源端子として機能する。
【0016】
モータケーシング26内には、
図1に示すように、ロータ40と、整流子42と、ステータ44と、ブラシ46とが収容される。ロータ40と整流子42はモータ軸28と一体に回転し、ステータ44はモータケーシング26内に固定される。ブラシ46はモータケーシング26内の後部寄りの位置に配置され、整流子42の外周面上を摺動する。
【0017】
外部電源からモータ端子30に電流が供給されると、モータ端子30からブラシ46、整流子42を通してロータ40のコイル(図示せず)に通電される。コイルの通電により生じる磁界とステータ44の磁石の磁界との相互作用により、ロータ40と一体にモータ軸28が回転する。モータ軸28の回転は、複数の減速歯車20により減速されて出力軸22に伝達される。
【0018】
ターミナル16は、導電性を有する線材等の導電体により構成され、モータ端子30と外部電源等の外部機器とを電気的に接続するために設けられる。ターミナル16は複数のモータ端子30のそれぞれに対応して設けられる。各ターミナル16の一端部16aは、
図2(b)に示すように、対応するモータ端子30に半田等により機械的に接続され、モータ端子30と導通される。ターミナル16の他端部16bは
図1に示すように、コネクタ部24内に配置される。ターミナル16の他端部16bは、コネクタ部24内に外部コネクタ(図示せず)が装着されたとき、外部コネクタに設けられる外部接続端子(図示せず)を通して外部機器に電気的に接続される。
【0019】
図3は
図1のA−A線断面図である。本図では電動モータ14は外観のみ示して内部構造を省略する。また、電動モータ14のモータ軸28と同軸的に取り付けられる減速歯車20としてのウォームギア20A(
図1参照)も省略する。
ハウジング12は、ハウジング12を高さ方向Zに分割した形状を有する第1分割体としての上側ケース48Aと、第2分割体としての下側ケース48Bとにより構成される。各ケース48A、48Bは電動モータ14を挟んだ高さ方向Zの両側に配置され、上側ケース48Aと下側ケース48Bの高さ方向Zに対向する部位には内底部50が設けられる。
【0020】
ハウジング12は、モータケーシング26を収容するケース収容部52と、モータ軸28を収容する軸収容部54とを有する。また、ハウジング12は、モータケーシング26の後面部26bの後方に後壁部56を有する。後壁部56はハウジング12の外殻を構成し、モータケーシング26の後面部26b全体を後方から覆うように設けられる。
【0021】
上側ケース48A、下側ケース48Bのそれぞれには、電動モータ14の前側突設部26cと高さ方向Zに対向する部位に第1前側固定部58A、第2前側固定部58Bが設けられる。各前側固定部58A、58Bは、前側突設部26cから離れる高さ方向Zに窪む溝により構成され、その前側突設部26cが嵌合する形状に形成される。各前側固定部58A、58Bは、前側突設部26cを高さ方向Zから挟むことにより、ハウジング12に対してモータケーシング26の前側部分を固定する。
【0022】
ハウジング12には、下側ケース48Bの内底部50から上側ケース48Aの内底部50に向けて突き出る第1内壁部60が設けられる。第1内壁部60は、モータケーシング26の後側突設部26dと高さ方向Zに対向する部位に第2後側固定部62が設けられる。第2後側固定部62は、後側突設部26dから離れる高さ方向Zに窪む溝により構成され、その後側突設部26dが嵌合する形状に形成される。
【0023】
図4は
図3のB−B線断面図から遮音部材18を省略した図である。
ハウジング12の第1内壁部60は、前後方向Xから見たとき、モータケーシング26の後面部26bに部分的に重なり合う。モータケーシング26の後面部26bは高さ方向Zの一部である下側部分26eが第1内壁部60により後方から覆われ、上側部分26fが第1内壁部60から上方にはみ出るように設けられる。この上側部分26fからはモータ端子30が後方に突き出ている。
【0024】
ハウジング12のケース収容部52は、
図3、
図4に示すように、モータケーシング2
6の外周面との間で一定の隙間53が設けられるように、モータケーシング26の外形に応じた形状を有する。
【0025】
ハウジング12のケース収容部52には、
図3に示すように、ハウジング12の後壁部56とモータケーシング26の後面部26bとの間に後方空間64が形成される。後方空間64には、ハウジング12の後壁部56とモータケーシング26の後面部26bとの間で前後方向Xに連続して形成される隙間空間66と、ハウジング12の第1内壁部60と後壁部56との間に形成される壁間空間68とが含まれる。
図2(b)、
図3、
図4では隙間空間66が形成される領域を一点鎖線で示し、
図3、
図4では壁間空間68が形成される領域も一点鎖線で示す。壁間空間68は隙間空間66から高さ方向Zに広がるように連続して形成される。
【0026】
ハウジング12内には、
図4に示すように、後方空間64から左右方向Yに広がるように引出空間70が形成される。引出空間70は後方空間64からターミナル16の他端側部分が引き出される。ハウジング12内には、後方空間64に対して引出空間70よりさらに左右方向Yにずれた位置には、後述する第2内部空間72が設けられる。第2内部空間72の内部には電動モータ14以外の内部部品が収容される。この内部部品には、複数の減速歯車20、出力軸22等が含まれる。上側ケース48Aには、後方空間64と第2内部空間72との間に両者を部分的に仕切る隔壁部74が設けられる。
【0027】
遮音部材18は、
図3に示すように、ハウジング12の後壁部56とモータケーシング26の後面部26bとの間に介装される。遮音部材18は隙間空間66を含む後方空間64に配置される。
【0028】
図5は遮音部材18を示し、
図5(a)は遮音部材18を後側(
図3の左側)から見た後面図、
図5(b)は遮音部材18を前側(
図3の右側)から見た前面図、
図5(c)は遮音部材18を
図5(a)の右側から見た側面図、
図5(d)は
図5(a)のC−C線断面図である。
遮音部材18は、覆い部76と、第1後側固定部78と、位置決め部80とを有する。遮音部材18は、その全体が弾性を有するゴム等の素材により構成される。遮音部材18は、覆い部76や第1後側固定部78を含む部位が弾性を有する素材により構成されることになる。
【0029】
図6は
図3のB−B線断面図を示す。
遮音部材18の覆い部76は、モータケーシング26の後面部26b全体を後方から覆うように設けられる。ここで、モータケーシング26の後面部26bには、隙間空間66を画定する領域として対向領域82が設けられる。
図4では対向領域82がある範囲を破線を用いたハッチングで示す。覆い部76は、
図4、
図6に示すように、モータケーシング26の対向領域82全体を後方から覆うように設けられる。また、覆い部76は、
図3に示すように、モータケーシング26の後面部26bからハウジング12の後壁部56に至る前後方向Xに直線状の経路上にある隙間空間66を、前後方向Xの少なくとも一部の範囲で埋めるように設けられる。このとき、覆い部76は、
図6に示すように、その左右方向Y、高さ方向Zの四周の外周部76aの周囲にある上側ケース48A、下側ケース48Bの内壁面48aに接触する。この内壁面48aは、隔壁部74より後方空間64寄りの位置にあり、後方空間64を画定する壁面である。これにより、覆い部76は、モータケーシング26の後面部26bからハウジング12の後壁部56に、隙間空間66を通して前後方向Xに直接に空気伝搬する振動を遮断する形状に形成されることになる。
【0030】
第1後側固定部78は、
図3に示すように、遮音部材18の覆い部76からモータケーシング26の後面部26bの対向領域82に向けて突出して設けられる。第1後側固定部78には、モータケーシング26の後側突設部26dと高さ方向Zに対向する部位に嵌合部78aが設けられる(
図5、
図6参照)。嵌合部78aは後側突設部26dから離れる高さ方向Zに窪む溝により構成され、その後側突設部26dが嵌合する形状に形成される。
【0031】
第1後側固定部78は、上側ケース48Aとモータケーシング26の後側突設部26dとの間にて高さ方向Zに挟み込まれ、遮音部材18の第1後側固定部78と下側ケース48Bの第2後側固定部62との間にモータケーシング26の後側突設部26dが挟まれる。これにより、ハウジング12に対してモータケーシング26の後側部分が固定される。このようにモータケーシング26は前側突設部26cと後側突設部26dを高さ方向Zに挟まれた状態で固定され、前側突設部26cや後側突設部26d以外の部位は上側ケース48A、下側ケース48Bと接触せずに浮かせた状態で保持される。
【0032】
位置決め部80は、
図3、
図6に示すように、覆い部76の高さ方向Zの一方にある側辺部に形成され、下側ケース48Bの内底部50には、位置決め部80と高さ方向Zに対向する位置に係合部84が形成される。位置決め部80は前後方向Xに延びる溝状の凹部として構成され、係合部84は位置決め部80が嵌合可能であり、前後方向Xに延びる突条状の凸部として構成される。位置決め部80は、遮音部材18とは別の他部材である下側ケース48Bの係合部84との係合により、遮音部材18の左右方向Yの位置や、モータケーシング26の後面部26bに対する向きを決めて、モータケーシング26の後面部26bに対する位置を合わせるために設けられる。ここでの「向き」とは、
図2(a)に示すように、遮音部材18を高さ方向Zから見たときに、モータ軸28の軸方向Xに対して遮音部材18の厚さ方向Pが向いている方向をいう。位置決め部80は、上述のように、モータケーシング26の対向領域82全体を覆い部76が後方から覆う位置に配置されるように、モータケーシング26の後面部26bに対する位置を合わせる。
【0033】
なお、遮音部材18の覆い部76は、
図3、
図6に示すように、ハウジング12の後方空間64から引出空間70にターミナル16が通るように、ターミナル16に対して後方に設けられる。また、遮音部材18は、
図5(b)、
図5(c)に示すように、第1後側固定部78の左右方向Yの両側に第1後側固定部78より後側(
図5(c)の左側)に窪む窪み部86が設けられる。窪み部86は、
図6に示すように、電動モータ14のモータ端子30と前後方向Xに対向して配置され、モータ端子30を覆い部76に接触させないために設けられる。
【0034】
以上の遮音部材18は、上側ケース48Aと下側ケース48Bの間にて覆い部76や第1後側固定部78が高さ方向Zに挟み込まれ、位置決め部80により位置を合わせた状態で固定される。このとき、遮音部材18は、上側ケース48A等による挟み込みにより、覆い部76、第1後側固定部78を含む全体が高さ方向Zに弾性変形した状態で保持される。
【0035】
次に、上述のアクチュエータ10を組み立てる方法の一例を説明する。
まず、下側ケース48B内に電動モータ14、各減速歯車20、ターミナル16を組み付ける。このとき、モータケーシング26は前側突設部26c、後側突設部26dのそれぞれが下側ケース48Bの第2前側固定部58B、第2後側固定部62により支持される。
【0036】
次に、下側ケース48B内に遮音部材18を組み付ける。遮音部材18は、第1後側固定部78をモータケーシング26の後側突設部26dに載せつつ、位置決め部80と下側ケース48Bの係合部84とを係合させて、モータケーシング26の後面部26bに対する位置を合わせる。さらに、遮音部材18は、位置決め部80と係合部84を嵌合させることにより、下側ケース48Bに対して固定する。
【0037】
このように、遮音部材18は位置決め部80を有するため、下側ケース48B内に遮音部材18を組み付けるときに正しい位置関係に配置し易くなり、組み付け時の作業性が良好になる。また、かりに、位置決め部80がない場合、後側突設部26dの外周面が円形状であるため、第1後側固定部78をモータケーシング26の後側突設部26dに載せたときに、遮音部材18の後側突設部26d周りの回転位置が決まり難くなる。この点、本実施形態によれば、遮音部材18の位置決め部80により、遮音部材18の回転位置を決め易くなるため、第1後側固定部78を設ける場合に組み付け時の作業性がさらに良好になるといえる。
【0038】
最後に、下側ケース48Bに上側ケース48Aを組み付けて、アクチュエータ10の組み立てが完了する。このとき、モータケーシング26は、各ケース48A、48Bの前側固定部58A、58Bにより前側突設部26cが高さ方向Zから挟まれることにより、ハウジング12に対して前側部分が固定される。また、モータケーシング26は、遮音部材18の第1後側固定部78と下側ケース48Bの第2後側固定部62とにより後側突設部26dが高さ方向Zから挟まれることにより、ハウジング12に対して後側部分が固定される。ここで、遮音部材18は、上側ケース48Aと下側ケース48Bの間にて覆い部76や第1後側固定部78が高さ方向Zに挟み込まれることにより、圧縮力が導入されて弾性変形した状態になる。
【0039】
以上のアクチュエータ10によれば、ハウジング12の後壁部56とモータケーシング26の後面部26bの間の隙間空間66に配置した遮音部材18により、モータケーシング26の後面部26bの対向領域82全体を後方から覆っている。よって、モータケーシング26の後面部26bからハウジング12の後壁部56に、隙間空間66を通して空気伝搬する振動が遮音部材18により遮断され、ハウジング12の後壁部56から外部に発せられる騒音の発生を効果的に抑えられる。
【0040】
特に、ブラシ付きの電動モータ14を用いる場合、振動源となるブラシ46は、通常、モータ端子30が突き出ているモータケーシング26の後面部26b寄りの位置に配置されるため、モータケーシング26の後面部26bからは大振幅の振動を発し易い。本形態では、このモータケーシング26の後面部26bから発する振動の空気伝搬を遮音部材18により遮断しているため、ハウジング12から発せられる騒音を特に効果的に抑えられる。
【0041】
また、遮音部材18はハウジング12に対してモータケーシング26を固定する第1後側固定部78を有するため、次の利点がある。従来、上側ケース48A、下側ケース48Bのそれぞれに後側固定部を一体成形により設け、その後側固定部により電動モータ14の後側突設部26dを挟むことにより、ハウジング12に対してモータケーシング26を固定していた。これに対して、本形態によれば、上側ケース48Aと別体に第1後側固定部78を遮音部材18に設けているため、ハウジング12にモータケーシング26を固定するうえで、モータケーシング26から上側ケース48Aへ直接に伝搬する振動を抑えられる。よって、遮音部材18の第1後側固定部78により、モータケーシング26から伝搬した振動を吸収したうえで上側ケース48Aに伝達できるため、モータケーシング26から外部に発せられる騒音を効果的に抑えられる。
【0042】
特に、遮音部材18が弾性を有する素材により構成されるため、ハウジング12とモータケーシング26との間での挟み込みにより第1後側固定部78が圧縮変形することになる。一般に、遮音材による振動吸収効果は、硬質材より軟質材の方が良好であるうえ、大きい弾性反発力が作用するほど良好になる。よって、本形態によれば、遮音部材18の第1後側固定部78による振動吸収効果が特に良好となり、モータケーシング26から伝搬した振動を効果的に吸収したうえで上側ケース48Aに伝達でき、モータケーシング26から外部に発せられる騒音を更に効果的に抑えられる。
【0043】
なお、本実施形態に係るアクチュエータ10は、更なる騒音対策として、以下の構造的工夫を採用している。
【0044】
図7は
図1のD−D線断面図である。本図では電動モータ14、減速歯車20、出力軸22等を省略する。
ハウジング12は、モータケーシング26の外周面部26eを全周に亘り外側から取り囲む壁部88、90、92、94を有する。壁部88、90、92、94には、モータケーシング26の外周面部26eの上方に設けられる上壁部88と、外周面部26eの下方に設けられる下壁部90と、外周面部26eの一側方(
図7中右側)に設けられる側壁部92と、外周面部26eの他側方(
図7中左側)に設けられる第2内壁部94とが含まれる。各壁部88、90、92、94は、モータケーシング26の外周面部26eを前後方向Xの全範囲、高さ方向Zの全範囲で取り囲む。上壁部88はモータケーシング26の外周面部26eを上側から覆い、下壁部90は下側から覆い、側壁部92は一側方側から覆い、第2内壁部94は他側方側から覆う。
【0045】
上壁部88、下壁部90、側壁部92は、ハウジング12の外殻を構成する。第2内壁部94は、上側ケース48A、下側ケース48Bのそれぞれの内底部50から突き出る壁部分94a、94bにより構成される。第2内壁部94は、モータケーシング26を収容するケース収容部52内の第1内部空間55と、ハウジング12内に第1内部空間55とは別に形成される第2内部空間72とを隔てる。第2内部空間72には、前述の通り、複数の減速歯車20、出力軸22を含む内部部品が収容される。
【0046】
以上の構成によれば、モータケーシング26の後面部26bの対向領域82全体を後方から遮音部材18により覆いつつ、モータケーシング26の外周面部26eをハウジング12の壁部88、90、92、94により取り囲む。よって、モータケーシング26から発する振動の空気伝搬を、遮音部材18の他に、ハウジング12の壁部88、90、92、94により遮断でき、その振動の第1内部空間55外への漏洩を防ぎ易くなる。特に、減速歯車20等が収容される比較的に広い第2内部空間72への振動の空気伝搬が第2内壁部94により遮断されるため、振動が空気伝搬する範囲を第1内部空間55内にとどめ易くなる。よって、外部空間と第2内部空間72を連通させる隙間がハウジング12のコネクタ部24等にある場合でも、その隙間を通して第2内部空間72から外部空間に直接に振動が漏洩するのを防ぎ、更なる騒音対策を実現できる。
【0047】
なお、ハウジング12は、
図1、
図3、
図7に示すように、モータ軸28周りに配置され、モータケーシング26の前面部26aのモータ軸28周りの部位を前方から覆う前壁部96を更に備える。前壁部96は、左右方向Yの一部の範囲S1(
図1参照)がハウジング12の外殻を構成する。また、前壁部96は、更に一部の範囲S2(
図1参照)が第1内部空間55と第2内部空間72を隔てる。この前壁部96によっても、第2内部空間72への振動の空気伝搬が遮断され、振動が空気伝搬する範囲を第1内部空間55内にとどめ易くなる。
【0048】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【0049】
電動モータ14は、ブラシ付きの直流モータを例に説明したが、ブラシのないブラシレス直流モータでもよいし、直流モータ以外のステッピングモータ等でもよい。また、電動モータ14の前側突設部26cや後側突設部26dには、防振性を高めるためにOリングが装着されてもよい。このOリングは弾性を有する素材により構成される。
【0050】
遮音部材18は、第1後側固定部78がモータケーシング26に接し、モータケーシング26の振動が遮音部材18に直接に伝搬する例を説明した。この場合、遮音部材18が硬質な素材により構成されると、ハウジング12内での遮音部材18のがたつきにより異音が生じ易くなる。よって、この場合、遮音部材18に伝搬する振動を吸収してがたつきによる異音を抑える観点から、遮音部材18は、弾性を有する素材により全体が構成されるとよい。
【0051】
この他に、遮音部材18は、第1後側固定部78を有さずに覆い部76を有する構成とし、モータケーシング26から離れて配置されてもよい。この場合、モータケーシング26の振動が遮音部材18に直接に伝搬せず、ハウジング12内での遮音部材18のがたつきによる異音が生じ難くなる。よって、この場合、遮音部材18は、弾性を有する素材の他に、樹脂等を用いた硬質な素材により構成されてもよい。
【0052】
遮音部材18の覆い部76は、モータケーシング26の後面部26b全体を後方から覆うように設けられたが、少なくとも後面部26bの対向領域82全体を後方から覆うように設けられていればよい。また、覆い部76は、上側ケース48A、下側ケース48Bの内壁面48aに接触したが、何れの内壁面48aに接触しなくともよいし、上側ケース48Aの内壁面48aにのみ接触してもよい。
【0053】
遮音部材18の第1後側固定部78は、上側ケース48Aとモータケーシング26の後側突設部26dとの間に挟み込まれることにより、ハウジング12に対してモータケーシング26の後側部分を固定したが、その挟み込まれる位置はこれに限られない。たとえば、遮音部材18の第1後側固定部78は、上側ケース48Aとモータケーシング26の外周面との間に高さ方向Zに挟み込まれてもよい。いずれにしても、第1後側固定部78は上側ケース48Aとモータケーシング26との間に高さ方向Zに挟み込まれていればよい。
【0054】
遮音部材18の位置決め部80は凹部であり、下側ケース48Bの係合部84は凸部である例を説明したが、位置決め部80が凸部であり、係合部84が凹部でもよい。つまり、遮音部材18の位置決め部80は凹部又は凸部であり、下側ケース48Bの係合部84は位置決め部80が嵌合可能な凸部又は凹部でもよい。