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JP7283304B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents

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JP7283304B2
JP7283304B2 JP2019153060A JP2019153060A JP7283304B2 JP 7283304 B2 JP7283304 B2 JP 7283304B2 JP 2019153060 A JP2019153060 A JP 2019153060A JP 2019153060 A JP2019153060 A JP 2019153060A JP 7283304 B2 JP7283304 B2 JP 7283304B2
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永大 姜
瞬 加藤
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ニデックパワートレインシステムズ株式会社
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Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。
従来の電動アクチュエータとして、例えば特許文献1に記載のワイパ装置が知られる。特許文献1では、ワイパモータがブラケットを介して中空フレームに固定される。ワイパモータの出力軸は、ブラケットを貫通する。
特開2000-318578号公報
しかしながら、ブラケットが板状の場合には、出力軸の回転力がブラケットに作用するなどにより、ブラケットが撓むおそれがある。
上記事情に鑑み、本発明は、ブラケットが撓むことを抑制できる電動アクチュエータを提供することを目的の一つとする。
本発明の電動アクチュエータの一つの態様は、中心軸の軸方向に延びるモータシャフトを有するモータ部と、前記モータシャフトに連結される減速機構と、前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される出力部と、前記モータ部、前記減速機構および前記出力部を収容するハウジングと、前記ハウジングの外面のうち軸方向一方側を向く底面に固定されるブラケットと、を備える。前記ブラケットは、前記中心軸と直交する方向に拡がる板状であり、前記底面に接触するブラケット本体部と、前記ブラケット本体部から軸方向他方側へ突出し、前記ハウジングの外面のうち径方向外側を向く外側面と対向し、前記外側面に沿って延びる第1立壁部と、前記ブラケット本体部から軸方向一方側へ突出する取付壁部と、を有する。
本発明の一つの態様の電動アクチュエータによれば、ブラケットが撓むことを抑制できる。
図1は、本実施形態の電動アクチュエータを示す断面図である。 図2は、本実施形態の電動アクチュエータを示す斜視図である。 図3は、本実施形態の電動アクチュエータを示す斜視図である。 図4は、本実施形態の電動アクチュエータのブラケットを示す斜視図である。
本発明の一実施形態の電動アクチュエータ10について、図面を参照して説明する。図面には、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。本実施形態の電動アクチュエータ10は、図示しない車両の駆動装置等の対象物に取り付けられる。つまり電動アクチュエータ10は、車両に搭載される。図1~図3に示すように、電動アクチュエータ10は、モータ部40と、減速機構50と、出力部60と、ハウジング11と、ブラケット20と、バスバーユニット90と、回路基板70と、モータ部センサ71と、出力部センサ72と、コネクタ部80と、を備える。
モータ部40は、中心軸J1に沿って延びるモータシャフト41を有し、中心軸J1はZ軸方向に沿って延びる。本実施形態では、中心軸J1に平行な方向を単に「軸方向Z」と呼ぶ。本実施形態において、モータ部40の軸方向Zの位置と、回路基板70の軸方向Zの位置とは、互いに異なる。つまりモータ部40と回路基板70とは、軸方向Zにおいて互いに異なる位置に配置される。軸方向Zのうち、回路基板70からモータ部40へ向かう方向を軸方向一方側(-Z側)と呼び、モータ部40から回路基板70へ向かう方向を軸方向他方側(+Z側)と呼ぶ。
本実施形態では、特に断りのない限り、中心軸J1を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸J1に近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸J1から離れる方向を径方向外側と呼ぶ。また特に断りのない限り、中心軸J1を中心とする周方向、すなわち中心軸J1の軸回りを単に「周方向」と呼ぶ。
各図においてZ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。本実施形態では、軸方向一方側(-Z側)を単に下側と呼び、軸方向他方側(+Z側)を単に上側と呼ぶ場合がある。X軸方向およびY軸方向は、Z軸方向と直交する水平方向である。X軸方向とY軸方向とは、互いに直交する方向である。Y軸方向は、本実施形態の電動アクチュエータ10のコネクタ部80が突出する方向である。以下の説明では、Y軸方向と平行な方向を「突出方向Y」と呼び、Y軸方向の正の側(+Y側)を「突出方向一方側」と呼び、Y軸方向の負の側(-Y側)を「突出方向他方側」と呼ぶ場合がある。また、X軸方向と平行な方向を「幅方向X」と呼ぶ場合がある。
本実施形態において、突出方向Yは、第1方向に相当する。第1方向は、中心軸J1と直交する所定の方向である。突出方向一方側(+Y側)は、第1方向の一方側に相当し、突出方向他方側(-Y側)は、第1方向の他方側に相当する。幅方向Xは、第2方向に相当する。第2方向は、中心軸J1および第1方向と直交する方向である。幅方向一方側(+X側)は、第2方向の一方側に相当し、幅方向他方側(-X側)は、第2方向の他方側に相当する。
本実施形態において、「平行な方向」は略平行な方向を含み、「直交する方向」は略直交する方向を含む。本実施形態において、平面視とは、軸方向Zに沿って上側または下側から観察することを意味する。なお、上下方向、水平方向、上側、および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
モータ部40は、モータシャフト41と、第1ベアリング44aと、第2ベアリング44bと、第3ベアリング44cと、第4ベアリング44dと、ロータ本体42と、ステータ43と、モータ部用センサマグネット45と、モータ部用マグネットホルダ46と、を有する。モータシャフト41は、中心軸J1の軸方向Zに延びる。
第1ベアリング44aと第2ベアリング44bと第3ベアリング44cと第4ベアリング44dとは、モータシャフト41を中心軸J1回りに回転可能に支持する。本実施形態において、第1ベアリング44a、第2ベアリング44b、第3ベアリング44c、および第4ベアリング44dは、例えば、ボールベアリングである。
モータシャフト41は、偏心軸部41aを有する。偏心軸部41aは、モータシャフト41のうち第3ベアリング44cに支持される部分である。偏心軸部41aは、中心軸J1と平行で中心軸J1に対して偏心した偏心軸J2を中心として、軸方向Zに延びる円柱状である。すなわち偏心軸J2は、軸方向Zに延び、中心軸J1と径方向の位置が異なる。モータシャフト41のうち偏心軸部41a以外の部分は、中心軸J1を中心として軸方向Zに延びる円柱状である。
ロータ本体42は、モータシャフト41に固定される。ロータ本体42は、モータシャフト41に固定されるロータコアと、ロータコアの外周部に固定されるロータマグネットと、を有する。
ステータ43は、ロータ本体42の径方向外側に、ロータ本体42と径方向に隙間をあけて配置される。ステータ43は、中心軸J1を中心とする環状であり、ロータ本体42を径方向外側から囲う。ステータ43は、ステータコアと、複数のインシュレータと、複数のコイルと、を有する。ステータコアは、周方向に互いに間隔をあけて配置される複数のティースを有する。各コイルは、インシュレータを介して各ティースに装着される。
モータ部用マグネットホルダ46は、中心軸J1を中心とする環状である。モータ部用マグネットホルダ46は、モータシャフト41の上側の端部における外周面に固定される。モータ部用センサマグネット45は、中心軸J1を中心とする円環板状である。モータ部用センサマグネット45の板面は、軸方向Zを向く。モータ部用センサマグネット45は、モータ部用マグネットホルダ46の上面のうち外周部に固定される。これにより、モータ部用センサマグネット45は、モータ部用マグネットホルダ46を介してモータシャフト41に取り付けられる。本実施形態において、モータ部用センサマグネット45は、回路基板70の下面と軸方向Zに隙間をあけて対向する。
減速機構50は、モータ部40に連結される。本実施形態において減速機構50は、モータシャフト41の下側部分に連結される。減速機構50は、ロータ本体42およびステータ43の下側に配置される。減速機構50は、外歯ギア51と、内歯ギア52と、出力ギア53と、を有する。なお、減速機構50は、モータシャフト41の上側部分に連結されてもよい。
外歯ギア51は、偏心軸部41aの偏心軸J2を中心として、偏心軸J2と直交する方向に拡がる円環板状である。外歯ギア51の径方向外側面には、歯車部が設けられる。外歯ギア51は、第3ベアリング44cを介してモータシャフト41に連結される。つまり減速機構50は、モータシャフト41に連結される。外歯ギア51は、第3ベアリング44cの外輪の径方向外側に嵌め合わされる。第3ベアリング44cは、モータシャフト41と外歯ギア51とを、偏心軸J2回りに相対的に回転可能に連結する。
外歯ギア51は、外歯ギア51を軸方向Zに貫通する複数の孔51aを有する。図示は省略するが、複数の孔51aは、偏心軸J2を中心とする周方向に沿って互いに間隔をあけて配置される。複数の孔51aは、偏心軸J2回りに等ピッチで配置される。孔51aは、軸方向Zに直交する断面の形状が、円形状である。つまり孔51aは、円孔状である。
内歯ギア52は、中心軸J1を中心として、中心軸J1と直交する方向に拡がる円環板状である。内歯ギア52は、外歯ギア51を径方向外側から囲う。内歯ギア52の径方向内側面には、歯車部が設けられる。内歯ギア52の歯車部は、外歯ギア51の歯車部と噛み合う。内歯ギア52の歯車部の歯数と、外歯ギア51の歯車部の歯数とは、互いに異なる。内歯ギア52は、軸方向Zから見た平面視で、外周部が例えば正12角形などの多角形状である。内歯ギア52は、後述する第2蓋部材14に対して、中心軸J1回りに回転止めされた状態で固定される。
出力ギア53は、出力ギア本体53aと、複数のピン53bと、を有する。出力ギア本体53aは、外歯ギア51および内歯ギア52の上側に配置される。出力ギア本体53aは、中心軸J1を中心として、中心軸J1と直交する方向に拡がる円環板状である。出力ギア本体53aの径方向外側面には、歯車部が設けられる。出力ギア本体53aは、第4ベアリング44dを介してモータシャフト41に連結される。
複数のピン53bは、出力ギア本体53aの下面から下側に突出する円筒状または円柱状である。図示は省略するが、複数のピン53bは、中心軸J1を中心とする周方向に沿って互いに間隔をあけて配置される。複数のピン53bは、中心軸J1回りに等ピッチで配置される。ピン53bの外径は、孔51aの内径よりも小さい。各ピン53bは、各孔51a内に上側から挿入される。つまり各ピン53bは、各孔51a内に配置される。ピン53bの外周面は、孔51aの内周面と内接する。
出力部60は、電動アクチュエータ10の駆動力を出力する部分である。出力部60は、モータ部40の径方向外側に配置される。出力部60は、出力シャフト61と、駆動ギア62と、出力部用センサマグネット63と、出力部用マグネットホルダ64と、を有する。
出力シャフト61は、軸方向Zに延びる筒状である。本実施形態において出力シャフト61は、出力中心軸J3を中心とする円筒状である。出力中心軸J3は、中心軸J1と平行であり、中心軸J1から径方向に離れて配置される。すなわち、モータシャフト41と出力シャフト61とは、径方向に互いに離れて配置される。出力シャフト61は、径方向から見て、モータシャフト41、ロータ本体42およびステータ43と重なる。出力シャフト61は、減速機構50を介してモータシャフト41に連結される。なお、モータシャフト41と出力シャフト61とは、軸方向Zに並んで配置されてもよい。
出力シャフト61は、下側に開口する。出力シャフト61は、出力シャフト61の内周面にスプライン溝を有する。出力シャフト61内には、下側から被駆動シャフトDSが挿入される。出力シャフト61と被駆動シャフトDSとは、出力中心軸J3回りに相対回転不能に連結される。詳しくは、被駆動シャフトDSの外周面に設けられたスプライン部が、出力シャフト61の内周面に設けられたスプライン溝に嵌め合わされることで、出力シャフト61に対して被駆動シャフトDSが、出力中心軸J3回りに回転止めされた状態で連結される。被駆動シャフトDSには、出力シャフト61を介して電動アクチュエータ10の駆動力が伝達される。これにより、電動アクチュエータ10は、被駆動シャフトDSを出力中心軸J3回りに回転させる。
駆動ギア62は、出力シャフト61に固定され、出力ギア53と噛み合う。本実施形態において駆動ギア62は、出力シャフト61の外周面に固定される。駆動ギア62は、出力シャフト61から出力ギア53に向かって延びる。駆動ギア62は、軸方向Zと直交する方向に拡がる板状である。図示は省略するが、駆動ギア62は、軸方向Zから見た平面視で扇形状である。駆動ギア62は、出力シャフト61から最も離れた端部つまり出力ギア53側の端部に、歯車部を有する。駆動ギア62の歯車部は、出力ギア53の歯車部と噛み合う。
出力部用マグネットホルダ64は、出力中心軸J3を中心として軸方向Zに延びる略円筒状の部材である。出力部用マグネットホルダ64は、軸方向両側に開口する。出力部用マグネットホルダ64内には、出力シャフト61が圧入される。出力部用マグネットホルダ64は、出力シャフト61の上部に固定される。本実施形態では出力部用マグネットホルダ64が、第2ベアリング44bの径方向外側に配置される。つまり出力部用マグネットホルダ64は、径方向から見て第2ベアリング44bと重なる。出力部用マグネットホルダ64は、軸方向Zから見て、回路基板70と重なる。出力部用マグネットホルダ64は、回路基板70よりも下側に配置される。
出力部用センサマグネット63は、出力中心軸J3を中心とする円筒状である。出力部用センサマグネット63は、出力部用マグネットホルダ64の上面の外周部に固定される。出力シャフト61に出力部用マグネットホルダ64が固定されることで、出力部用センサマグネット63は、出力部用マグネットホルダ64を介して出力シャフト61に固定される。出力部用センサマグネット63は、回路基板70の下面と軸方向Zに隙間をあけて対向する。
出力シャフト61の上端部は、出力部用マグネットホルダ64よりも上側に突出する。出力シャフト61の上端部は、回路基板70よりも上側に突出する。出力シャフト61の上端部には、レンチ等の工具を嵌合可能な操作部OPが設けられる。操作部OPは、例えば、出力中心軸J3に沿って延びる四角柱状または六角柱状である。
モータシャフト41が中心軸J1回りに回転すると、偏心軸部41aは、中心軸J1を中心として周方向に公転する。偏心軸部41aの公転は第3ベアリング44cを介して外歯ギア51に伝達され、外歯ギア51は、孔51aの内周面とピン53bの外周面との内接する位置が変化しつつ、揺動する。つまり外歯ギア51は、中心軸J1を中心として周方向に公転する。これにより、外歯ギア51の歯車部と内歯ギア52の歯車部との噛み合い位置が、周方向に変化する。
内歯ギア52は、ハウジング11の第2蓋部材14に固定されているため回転しない。外歯ギア51の公転により、内歯ギア52と外歯ギア51との噛み合い位置が周方向に一周すると、外歯ギア51の歯車部の歯数と内歯ギア52の歯車部の歯数との差分に応じて、内歯ギア52に対して外歯ギア51が偏心軸J2回りに自転する。外歯ギア51の偏心軸J2回りの自転は、孔51aとピン53bとを介して、出力ギア53に伝達される。これにより、出力ギア53が中心軸J1回りに回転する。すなわち、出力ギア53には、モータシャフト41の回転が減速されて伝達される。
出力ギア53が回転すると、出力ギア53に噛み合う駆動ギア62が、出力中心軸J3回りに回転する。これにより、駆動ギア62に固定された出力シャフト61が出力中心軸J3回りに回転する。このようにして、出力部60には、減速機構50を介してモータシャフト41の回転が伝達される。
ハウジング11は、モータ部40、減速機構50、出力部60、バスバーユニット90、回路基板70、モータ部センサ71、および出力部センサ72を収容する。つまりハウジング11は、モータ部40、減速機構50および出力部60を収容する。ハウジング11は、金属製である。本実施形態ではハウジング11が、例えばアルミダイカスト製である。ハウジング11は、上側に開口する平面視多角形状のハウジング本体12と、ハウジング本体12の上側の開口部12aに固定される第1蓋部材13と、ハウジング本体12の下側の開口部12bに固定される第2蓋部材14と、を有する。
ハウジング本体12は、多角形筒状の外壁部30と、外壁部30の下側の端部から径方向内側に拡がる底壁部31と、底壁部31に設けられるモータケース部32および出力シャフト保持部33と、を有する。
図2に示すように、外壁部30は、多角形筒状である。外壁部30は、軸方向Zから見て、四角形状である。図1に示すように、外壁部30は、モータケース部32および出力シャフト保持部33を径方向外側から囲う。外壁部30の上側の開口部が、ハウジング本体12の上側の開口部12aである。底壁部31は、下側に開口する開口部を有する。底壁部31の開口部の周縁に、底壁部31から下側に突出する筒状の筒状壁31aが設けられる。筒状壁31aに囲まれる開口部が、ハウジング本体12の下側の開口部12bである。モータケース部32および出力シャフト保持部33は、底壁部31の上面に設けられる。
モータケース部32は、モータ部40を径方向外側から囲う筒状である。本実施形態においてモータケース部32は、中心軸J1を中心とし、下側に開口する円筒状である。モータケース部32は、モータ部40を内側に保持する。モータケース部32の内周面には、モータ部40のステータ43が固定される。モータケース部32は、底壁部31から上側に延びる筒状部32bと、筒状部32bの上側の端部から径方向内側に拡がる円環板状の区画壁32aと、を有する。
区画壁32aは、ベアリング保持部32cを有する。ベアリング保持部32cは、軸方向Zから見て区画壁32aの中央部に配置される。ベアリング保持部32cは、区画壁32aの下面から下側に突出する。ベアリング保持部32cは、軸方向Zに延びる円筒状である。ベアリング保持部32cの内周面には、第2ベアリング44bが保持される。
出力シャフト保持部33は、底壁部31から上側に延びる筒状である。出力シャフト保持部33の周壁の一部は、モータケース部32の周壁の一部と繋がる。出力シャフト保持部33は、出力シャフト保持部33を軸方向Zに貫通する孔部33aを有する。孔部33aの内側には、円筒状のブッシュ65が嵌め合わされる。
ブッシュ65は、ブッシュ65の下側の端部から出力中心軸J3を中心とする径方向の外側に拡がるフランジ部を有する。駆動ギア62の上面は、ブッシュ65のフランジ部を下側から支持する。ブッシュ65の内側には、出力シャフト61が嵌め合わされる。ブッシュ65は、出力シャフト61を出力中心軸J3回りに回転可能に支持する。
第1蓋部材13は、回路基板70および出力部60を上側から覆う。第1蓋部材13の上面は、ハウジング11の外面のうち上側を向く頂面に相当する。第1蓋部材13は、有頂筒状である。第1蓋部材13は、下側に開口する収容凹部13bを有する容器状である。第1蓋部材13とハウジング本体12とは、第1蓋部材13を軸方向Zに貫通する複数のネジ部材により締結される。収容凹部13bには、回路基板70の上面に実装される電子部品および被駆動シャフトDSの操作部OPが収容される。収容凹部13bには、例えば、回路基板70に実装されるキャパシタ、トランジスタなどが収容される。
第1蓋部材13は、出力シャフト61の上側に位置する操作開口孔13cを有する。操作開口孔13cには、キャップ15が取り付けられる。キャップ15は、キャップ15の外周面に設けられた雄ネジ部が操作開口孔13cの内周面に設けられた雌ネジ部にねじ込まれることで、操作開口孔13cに着脱可能に装着される。操作開口孔13cのキャップ15を取り外すことにより、操作開口孔13cを通して、電動アクチュエータ10の外部から操作部OPにレンチ等の工具を接続可能である。
第2蓋部材14は、減速機構50および出力部60を下側から覆う。第2蓋部材14の下面は、ハウジング11の外面のうち下側を向く底面に相当する。第2蓋部材14は、有底筒状である。第2蓋部材14とハウジング本体12とは、ブラケット20の後述するブラケット本体部21および第2蓋部材14を軸方向Zに貫通する複数のボルト部材29により締結される。
第2蓋部材14は、中心軸J1を中心とする有底筒状のシャフト収容部14aと、中心軸J1を中心とする筒状であり、シャフト収容部14aよりも径方向外側に配置される内歯ギア収容部14bと、ハウジング本体12に固定される固定筒部14cと、軸方向Zから見て出力部60と重なる出力開口孔14eと、を有する。つまりハウジング11は、シャフト収容部14aを有する。
シャフト収容部14aは、第2蓋部材14の下面つまりハウジング11の底面から、下側に突出する。シャフト収容部14a内には、第1ベアリング44aの外輪が嵌め合わされ、固定される。すなわちシャフト収容部14aの径方向内側には、第1ベアリング44aが保持される。第1ベアリング44aは、シャフト収容部14aに対してモータシャフト41を中心軸J1回りに回転可能に支持する。シャフト収容部14a内には、モータシャフト41の一部が収容される。シャフト収容部14aの内部には、モータシャフト41の下側の端部が配置される。シャフト収容部14aは、内歯ギア収容部14bよりも内径および外径が小さい。シャフト収容部14aは、内歯ギア収容部14bよりも下側に位置する。
軸方向Zにおいて、シャフト収容部14aの底壁と第1ベアリング44aとの間には、予圧部材47が配置される。予圧部材47は、周方向に沿って延びる円環板状であり、例えばウェーブワッシャ等である。予圧部材47は、シャフト収容部14aの底壁の上面と、第1ベアリング44aの外輪の下側の端部とに接触する。予圧部材47は、第1ベアリング44aの外輪に対して上向きの予圧を加える。
内歯ギア収容部14bは、軸方向Zから見た平面視で、内周部が例えば正12角形などの多角形状である。内歯ギア収容部14bの内周部には、内歯ギア52の外周部が嵌め合わされ、固定される。すなわち内歯ギア収容部14bは、内歯ギア収容部14bの径方向内側に、内歯ギア52を保持する。
固定筒部14cは、軸方向Zに延びる筒状である。固定筒部14c内には、ハウジング本体12の筒状壁31aが嵌め合わされる。第2蓋部材14は、出力シャフト61の外周面から径方向外側に拡がるシャフトフランジ部61bに対して、下側から接触しまたは隙間をあけて対向する。シャフトフランジ部61bは、軸方向Zから見て、出力開口孔14eの周囲に配置され、出力開口孔14eを外側から囲う。出力開口孔14eは、第2蓋部材14を軸方向Zに貫通する。出力シャフト61の下側の端部は、出力開口孔14eを通して下側に露出する。出力開口孔14e内には、被駆動シャフトDSが挿入される。
図1~図4に示すように、ハウジング11は、ハウジング11の外面のうち径方向外側を向く外側面11aを有する。外側面11aは、第1蓋部材13の径方向外側を向く外周面と、ハウジング本体12の外壁部30の径方向外側を向く外周面と、第2蓋部材14の径方向外側を向く外周面と、により構成される。つまり外側面11aは、第1蓋部材13、ハウジング本体12および第2蓋部材14の各外周面にわたって配置される。外側面11aは、湾曲面部11bと、平坦部11cと、を有する。
図2に示すように、湾曲面部11bは、出力シャフト61の出力中心軸J3回りに沿って延びる。湾曲面部11bは、出力中心軸J3を中心とし、出力中心軸J3と直交する径方向の外側へ向けて膨出する凸曲面状である。本実施形態では湾曲面部11bが、外側面11aのうち幅方向他方側(-X側)を向く部分に配置される。湾曲面部11bは、第1蓋部材13、ハウジング本体12および第2蓋部材14の各外周面にわたって配置される。
図3に示すように、平坦部11cは、平面状である。本実施形態では平坦部11cが、外側面11aのうち幅方向一方側(+X側)を向く部分に配置される。平坦部11cは、第1蓋部材13、ハウジング本体12および第2蓋部材14の各外周面にわたって配置される。
図1~図4に示すように、ブラケット20は、ハウジング11の外面のうち下側を向く底面に固定される。すなわちブラケット20は、第2蓋部材14の下面に固定される。ブラケット20は、金属製であり、例えば板金素材をプレス加工することにより作られる。つまりブラケット20は、板金製である。ブラケット20は、ブラケット本体部21と、第1立壁部22と、取付壁部23と、第2立壁部24と、を有する。
ブラケット本体部21は、中心軸J1と直交する方向に拡がる板状であり、ハウジング11の底面つまり第2蓋部材14の下面に接触する。ブラケット本体部21は、軸方向Zから見た平面視で、外周部が四角形状である。つまりブラケット本体部21は、複数の角部を有する多角形板状である。本実施形態ではブラケット本体部21が、4つの角部を有する四角形板状である。ブラケット本体部21は、突出方向Yに延びる第1辺部21aと、幅方向Xに延びる第2辺部21bと、貫通孔21cと、ボルト挿入孔21dと、を有する。
第1辺部21aは、ブラケット本体部21の幅方向Xの両端部に、一対配置される。第2辺部21bは、ブラケット本体部21の突出方向Yの両端部に、一対配置される。貫通孔21cは、ブラケット本体部21を軸方向Zに貫通する。図1に示すように、貫通孔21cには、出力シャフト61が挿入される。貫通孔21cには、モータシャフト41が挿入される。貫通孔21cには、減速機構50の一部が挿入される。貫通孔21cには、第2蓋部材14のうち、固定筒部14cの下側の端部、内歯ギア収容部14bおよびシャフト収容部14aが挿入される。貫通孔21cには、ハウジング本体12の筒状壁31aが挿入される。
図4に示すように、ボルト挿入孔21dは、ブラケット本体部21のうち、貫通孔21cの径方向外側に位置する部分に配置される。ボルト挿入孔21dは、複数設けられる。複数のボルト挿入孔21dは、周方向に互いに間隔をあけて配置される。図3に示すように、各ボルト挿入孔21dには、ボルト部材29が下側からそれぞれ挿入され、各ボルト部材29は、第2蓋部材14を貫通してハウジング本体12の雌ネジ部にねじ込まれる。つまり複数のボルト部材29は、ブラケット20とハウジング11とを固定する。
図2~図4に示すように、第1立壁部22は、ブラケット本体部21から上側へ突出する。第1立壁部22は、板状である。第1立壁部22は、ハウジング11の外側面11aと対向し、外側面11aに沿って延びる。第1立壁部22は、径方向において外側面11aと隙間をあけて対向する。第1立壁部22は、突出方向Yに延びる部分を有する。第1立壁部22は、一対の第1辺部21aにそれぞれ設けられる。本実施形態では第1立壁部22が、一対の第1辺部21aに1つずつ、つまり計2つ設けられる。
取付壁部23は、ブラケット本体部21から下側へ突出する。取付壁部23は、板状である。取付壁部23は、一対の第2辺部21bにそれぞれ設けられる。取付壁部23は、第2辺部21bに、幅方向Xに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では取付壁部23が、一対の第2辺部21bに2つずつ、つまり計4つ設けられる。
本実施形態によれば、ブラケット本体部21が板状であっても、ブラケット本体部21から軸方向他方側(+Z側)へ突出する第1立壁部22と、軸方向一方側(-Z側)へ突出する取付壁部23とが設けられるため、ブラケット20の剛性が確保される。これにより、出力部60の回転力がブラケット20に作用しても、ブラケット20が撓むことが抑制される。したがって、電動アクチュエータ10を車両の駆動装置等の対象物に安定して固定でき、電動アクチュエータ10の性能が良好に維持される。
また電動アクチュエータ10の製造時には、第1立壁部22をガイドにして、ハウジング11をブラケット20に位置決めしつつ組み付けることができる。このため、組み立てが容易である。また、第1立壁部22がハウジング11の外側面11aと対向し、かつ外側面11aに沿って延びているので、第1立壁部22により強度を高めつつ、ブラケット20の外形をコンパクトに抑えることができる。また、第1立壁部22が軸方向Zにおいて取付壁部23とは反対側へ向けて突出しているので、取付壁部23を用いて電動アクチュエータ10を車両の駆動装置等の対象物に取り付ける際に、第1立壁部22が対象物の部材と干渉することが抑えられ、第1立壁部22が組み立ての邪魔になりにくい。
また本実施形態では、第1立壁部22および取付壁部23により、ブラケット本体部21の周縁部(外周部)を構成する一対の第1辺部21aおよび一対の第2辺部21bの剛性が高められる。このため、ブラケット20が撓み変形することがより抑制される。
第1立壁部22は、湾曲部22aと、ストレート部22bと、を有する。湾曲部22aは、出力中心軸J3回りに沿って延びる。湾曲部22aは、ハウジング11の湾曲面部11bに沿って延びる。本実施形態では湾曲部22aが、湾曲面部11bのうちハウジング本体12に位置する部分および第2蓋部材14に位置する部分に沿って延びる。本実施形態によれば、第1立壁部22が湾曲部22aを有するので、出力シャフト61の回転力に対するブラケット20のねじり強度が安定して高められる。
ストレート部22bは、突出方向Yに延びる。本実施形態ではストレート部22bが、一対の第1立壁部22にそれぞれ設けられる。つまりストレート部22bは、複数設けられる。図3に示すように、一対のストレート部22bのうち、幅方向一方側(+X側)に位置する一方のストレート部22bは、平坦部11cと対向する。一方のストレート部22bは、ハウジング11の平坦部11cに沿って延びる。本実施形態では一方のストレート部22bが、平坦部11cのうちハウジング本体12に位置する部分および第2蓋部材14に位置する部分に沿って延びる。本実施形態によれば、第1立壁部22がストレート部22bを有するので、ハウジング11の外側面11aの平坦部11cに沿って第1立壁部22を配置できる。また第1立壁部22の構造を簡素化できる。
図4に示すように、一対のストレート部22bのうち、幅方向他方側(-X側)に位置する他方のストレート部22bは、突出方向Yにおいて湾曲部22aと繋がる。本実施形態によれば、ストレート部22bと湾曲部22aとが接続されることにより、第1立壁部22の強度がより高められ、ブラケット20の剛性が向上する。
取付壁部23は、ブラケット本体部21の複数の角部にそれぞれ配置される。本実施形態では取付壁部23が、ブラケット本体部21の4つの角部にそれぞれ配置される。ブラケット本体部21の各角部に配置される各取付壁部23により、電動アクチュエータ10を車両の駆動装置等の対象物に安定して固定できる。また、複数の取付壁部23によって、ブラケット20の剛性がより高められる。
取付壁部23は、貫通孔21cの径方向外側に、中心軸J1回りの周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、ブラケット本体部21の貫通孔21cの周囲に複数の取付壁部23が配置されるので、貫通孔21cを設けてもブラケットの剛性が確保される。
取付壁部23は、取付座23aと、取付孔23bと、屈曲部23cと、を有する。取付座23aは、中心軸J1と直交する方向に拡がる板状であり、ブラケット本体部21よりも下側に位置する。特に図示しないが、取付座23aの下面は、車両の駆動装置等の対象物に接触する。本実施形態では取付座23aが、多角形板状である。取付孔23bは、取付座23aを軸方向Zに貫通する。ブラケット20を車両の駆動装置等の対象物に取り付ける際に、取付孔23bにはボルト等が挿入される。
屈曲部23cは、ブラケット本体部21と取付座23aとを接続する。すなわち、屈曲部23cは、ブラケット本体部21の外周部の一部と、取付座23aの外周部の一部とを繋ぐ。本実施形態では、取付壁部23が屈曲部23cおよび取付座23aを有するので、取付壁部23の剛性がより高められる。これにより、電動アクチュエータ10を車両の駆動装置等の対象物に安定して固定できる。
第2立壁部24は、幅方向Xに隣り合う取付壁部23間に配置される。詳しくは、第2立壁部24は、軸方向Zから見て、幅方向Xにおいて一対の取付壁部23間に位置する。第2立壁部24は、ブラケット本体部21から上側へ突出する。第2立壁部24は、板状である。第2立壁部24は、幅方向Xに延びる。第2立壁部24は、一対の第2辺部21bにそれぞれ設けられる。本実施形態では第2立壁部24が、一対の第2辺部21bに1つずつ、つまり計2つ設けられる。
本実施形態によれば、ブラケット20に第2立壁部24が設けられるため、ブラケット20が撓み変形することが、より抑制される。また第2立壁部24が、軸方向Zにおいてブラケット本体部21から取付壁部23とは反対側へ向けて突出するので、電動アクチュエータ10を車両の駆動装置等の対象物に取り付ける際に、第2立壁部24が対象物の部材と干渉することが抑えられ、第2立壁部24が組み立ての邪魔になりにくい。
図1に示すように、バスバーユニット90は、区画壁32aの上面に配置される。バスバーユニット90は、円環板状のバスバーホルダ91と、バスバーホルダ91に保持される複数のバスバー92と、を有する。バスバーホルダ91は、樹脂製である。バスバー92は、例えば、6本設けられる。本実施形態ではバスバーホルダ91が、バスバー92をインサート部材とするインサート成形によって作られる。
バスバー92の両端部のうち、第1の端部92aは、バスバーホルダ91の上面から上側へ突出する。本実施形態ではバスバー92の第1の端部92aが、回路基板70を軸方向Zに貫通する。第1の端部92aは、回路基板70を貫通する位置で、はんだ付け、溶接、圧入などの接続方法によって回路基板70と電気的に接続される。図示は省略するが、バスバー92の第2の端部は、ステータ43のコイルから引き出されるコイル引出線を把持し、半田付けまたは溶接によりコイルと接続される。これにより、ステータ43と回路基板70とが、バスバー92を介して電気的に接続される。
回路基板70は、モータ部40およびバスバーユニット90の上側に配置される。回路基板70は、板状であり、一対の板面が軸方向Zを向く。図示は省略するが、回路基板70は、軸方向Zから見て多角形状である。回路基板70は、バスバーユニット90を介して、ステータ43のコイルと電気的に接続される。すなわち、回路基板70は、モータ部40と電気的に接続される。本実施形態において回路基板70は、ハウジング本体12における開口部12aの内側に収容される。回路基板70は、第1蓋部材13によって上側から覆われる。
回路基板70は、複数のネジ96により、モータケース部32の区画壁32aに締結される。ネジ96は、回路基板70と、バスバーホルダ91とを軸方向Zに貫通し、区画壁32aのネジ孔に締結される。
モータ部センサ71は、回路基板70の下面に固定される。詳しくは、モータ部センサ71は、回路基板70の下面のうちモータ部用センサマグネット45と軸方向Zに隙間をあけて対向する部分に固定される。モータ部センサ71は、モータ部用センサマグネット45の磁界を検出する磁気センサである。モータ部センサ71は、例えば、ホールIC等のホール素子である。本実施形態ではモータ部センサ71が、周方向に互いに間隔をあけて3つ設けられる。モータ部センサ71は、モータ部用センサマグネット45の磁界を検出することでモータ部用センサマグネット45の回転位置を検出し、モータシャフト41の回転を検出する。
出力部センサ72は、回路基板70の下面に固定される。詳しくは、出力部センサ72は、回路基板70の下面のうち出力部用センサマグネット63と軸方向Zに隙間をあけて対向する部分に固定される。出力部センサ72は、出力部用センサマグネット63の磁界を検出する磁気センサである。出力部センサ72は、例えば、ホールIC等のホール素子である。出力部センサ72は、出力部用センサマグネット63の磁界を検出することで出力部用センサマグネット63の回転位置を検出し、出力シャフト61の回転を検出する。
図2および図3に示すように、コネクタ部80は、ハウジング11の外側面11aから突出する。コネクタ部80は、ハウジング11の外壁部30に固定される。コネクタ部80には、電動アクチュエータ10を制御する図示しない制御装置が接続される。制御装置は、電動アクチュエータ10に電力を供給する電源を有する。コネクタ部80は、コネクタ本体81と、図示しない配線部材と、を有する。
コネクタ本体81は、樹脂製である。コネクタ本体81は、配線部材をインサート部材とするインサート成形によって作られる。配線部材は、コネクタ本体81に保持される。配線部材は、一部がコネクタ本体81に埋め込まれて保持される。本実施形態において配線部材は、金属製のバスバーである。配線部材は、ハウジング11の外部および内部にわたって延びる。配線部材は、複数設けられる。
配線部材の一端部には、コネクタ部80に接続される制御装置が電気的に接続される。配線部材の他端部は、回路基板70に設けられた孔に通されて、回路基板70から上側に突出する。図示は省略するが、配線部材の他端部は、例えば、はんだによって回路基板70に固定され、回路基板70と電気的に接続される。
コネクタ部80に図示しない制御装置が接続されることで、制御装置の電源から、配線部材および回路基板70を介して、モータ部40に電力が供給される。また、モータ部センサ71の出力および出力部センサ72の出力が、配線部材および回路基板70を介して、制御装置に送られる。制御装置は、モータ部センサ71の出力および出力部センサ72の出力に基づいて、モータ部40に供給する電力を調整し、モータ部40を制御する。このようにして、図示しない制御装置は、電動アクチュエータ10を制御する。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
前述の実施形態では、取付壁部23が取付座23aを有する例を挙げたが、これに限らない。電動アクチュエータ10を取り付ける対象物の形状や配置等によっては、取付壁部23が、取付座23aを有さなくてもよい。この場合、取付壁部23は、例えば、屈曲部23cを対象物に接触させた状態で、屈曲部23cを用いて対象物に固定されてもよい。
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
10…電動アクチュエータ、11…ハウジング、11a…外側面、11b…湾曲面部、20…ブラケット、21…ブラケット本体部、21a…第1辺部、21b…第2辺部、21c…貫通孔、22…第1立壁部、22a…湾曲部、22b…ストレート部、23…取付壁部、23a…取付座、23c…屈曲部、24…第2立壁部、40…モータ部、41…モータシャフト、50…減速機構、60…出力部、61…出力シャフト、J1…中心軸、J3…出力中心軸、Z…軸方向

Claims (8)

  1. 中心軸の軸方向に延びるモータシャフトを有するモータ部と、
    前記モータシャフトに連結される減速機構と、
    前記減速機構を介して前記モータシャフトの回転が伝達される出力部と、
    前記モータ部、前記減速機構および前記出力部を収容するハウジングと、
    前記ハウジングの外面のうち軸方向一方側を向く底面に固定されるブラケットと、を備え、
    前記ブラケットは、
    前記中心軸と直交する方向に拡がる板状であり、前記底面に接触するブラケット本体部と、
    前記ブラケット本体部から軸方向他方側へ突出し、前記ハウジングの外面のうち径方向外側を向く外側面と対向し、前記外側面に沿って延びる第1立壁部と、
    前記ブラケット本体部から軸方向一方側へ突出する取付壁部と、を有する、
    電動アクチュエータ。
  2. 前記ブラケット本体部は、
    前記中心軸と直交する所定の第1方向に延びる第1辺部と、
    前記中心軸および前記第1方向と直交する第2方向に延びる第2辺部と、を有し、
    前記第1辺部は、前記ブラケット本体部の前記第2方向の両端部に一対配置され、
    前記第2辺部は、前記ブラケット本体部の前記第1方向の両端部に一対配置され、
    前記第1立壁部は、一対の前記第1辺部にそれぞれ設けられ、
    前記取付壁部は、一対の前記第2辺部にそれぞれ設けられる、
    請求項1に記載の電動アクチュエータ。
  3. 前記取付壁部は、前記第2辺部に、前記第2方向に間隔をあけて複数設けられ、
    前記ブラケットは、前記第2方向に隣り合う前記取付壁部間に配置される第2立壁部を有し、
    前記第2立壁部は、前記ブラケット本体部から軸方向他方側へ突出する、
    請求項2に記載の電動アクチュエータ。
  4. 前記出力部は、前記減速機構を介して前記モータシャフトに連結される出力シャフトを有し、
    前記ハウジングの前記外側面は、前記出力シャフトの出力中心軸回りに沿って延びる湾曲面部を有し、
    前記第1立壁部は、前記湾曲面部に沿って延びる湾曲部を有する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
  5. 前記第1立壁部は、前記中心軸と直交する所定の第1方向に延びるストレート部を有する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
  6. 前記ブラケット本体部は、複数の角部を有する多角形板状であり、
    前記取付壁部は、複数の前記角部にそれぞれ配置される、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
  7. 前記取付壁部は、
    前記中心軸と直交する方向に拡がる板状であり、前記ブラケット本体部よりも軸方向一方側に位置する取付座と、
    前記ブラケット本体部と前記取付座とを接続する屈曲部と、を有する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
  8. 前記出力部は、前記減速機構を介して前記モータシャフトに連結される出力シャフトを有し、
    前記ブラケット本体部は、前記ブラケット本体部を軸方向に貫通し、前記出力シャフトが挿入される貫通孔を有し、
    前記取付壁部は、前記貫通孔の径方向外側に、前記中心軸回りの周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の電動アクチュエータ。
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