(57)【要約】【課題】  パターン用ブラシとコネクタ端子との電気的接続を容易に且つ確実に行える電動アクチュエータを提供する。【解決手段】  パターン用ブラシ４０は、接続孔４２ａと複数の弾性片４２ｃが形成された第１平板部４２を有する。第１コネクタ端子５１は、錐体状の接続突起５１ｂが形成された第２平板部５１ａを有する。パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１は、接続突起５１ｂが接続孔４２ａに挿入され、接続突起５１ｂの外周面に弾性片４２ｃが接触するとともに、第１平板部４２と第２平板部５１ａが接触することにより、互いに電気的に接続される。【選択図】  図４
2020171068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に、モータと、モータにより駆動される出力ギアと、該出力ギアとともに回転するパターン導体と、該パターン導体に摺動する複数のパターン用ブラシと、該パターン用ブラシに電気的に接続される第１コネクタ端子とを備える電動アクチュエータにおいて、
前記パターン用ブラシは、一端に前記パターン導体に摺動する摺動部と、他端に第１平板部を有し、
前記第１平板部は、接続孔と、前記接続孔の周囲に隣接する複数の弾性片を有し、
前記第１コネクタ端子は、一端に第２平板部を有し、
前記第２平板部は、錐体状に加工された接続突起を有し、
前記パターン用ブラシと前記第１コネクタ端子は、前記接続突起が前記接続孔に挿入され、前記接続突起の外周面に前記弾性片が接触するとともに、前記第１平板部と前記第２平板部の少なくとも一部が接触することにより、互いに電気的に接続されている。
【請求項２】
請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記接続孔は、円形であり、
前記接続突起は、円錐状または円錐台状である。
【請求項３】
請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記接続孔は、ｎ（ｎは３以上の整数）角形であり、
前記接続突起は、ｎ角錐状またはｎ角錐台状である。
【請求項４】
請求項３に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記パターン用ブラシには、ｎ角形の前記接続孔の各辺のそれぞれに対応するように、前記弾性片がｎ個形成されている。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の電動アクチュエータにおいて、
前記第１コネクタ端子の他端が第１コネクタピンとなっている。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の電動アクチュエータにおいて、
前記ハウジングは、前記第１平板部と前記第２平板部を支持する第１支持部を有し、
前記パターン用ブラシと前記第１コネクタ端子は、前記第１支持部に載置された状態で互いに電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内にモータを備える電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のエアコン用通路に設けられる気流調節弁の駆動源として、電動モータを用いたアクチュエータが知られている。
例えば特許文献１には、ハウジングと、モータにより回転する出力側歯車と、この出力側歯車の一方の面に設けられるパターン導体と、このパターン導体に摺動する複数のブラシと、この各ブラシに対となって形成される他部品と電気的に接続するコネクタピンとを有するモータアクチュエータが記載されている。このモータアクチュエータでは、ブラシとコネクタピンは、一枚の導電板から連結された状態で複数同時に製造され、絶縁樹脂によって固められて一体的にユニット化された後、電気的導通に不要な連結部分が切断されている。
【０００３】
また、特許文献２には、電動モータと、この電動モータの回転力を減速する複数の歯車を有して構成された減速機構と、この減速機構の出力側に配設された出力歯車の回転角度を検出してパルスを発生させるパルス発生装置とを備える電動アクチュエータが記載されている。この電動アクチュエータでは、パルス発生装置は、出力歯車の円周方向に配列されたパルスパターンを有して構成されたパルスパターンプレートと、このパルスパターンと摺接する複数の接触子とを備えている。そして、この複数の接触子は、複数の導電ターミナルと一体に形成され、各導電ターミナルの一方の端部はコネクタ端子を形成している。また、各導電ターミナルは、導電性板材を打ち抜き加工によって打ち抜くようにして一体的に成形され、その後、樹脂成形等によって樹脂部材内にモールド成形されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７０５５３号公報
【特許文献１】特開２００４−１６３１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のアクチュエータでは、パターン導体（パターンプレート）に摺接する複数のブラシ（接触子）と、コネクタピン（コネクタ端子）を構成する部材は、一枚の導電板を打ち抜き加工することによって一体的に成形されている。このため、ブラシとコネクタピンを半田等を用いて電気的接続する必要がなく、電気的接続が不安定になる問題もない。
【０００６】
一方、ブラシにはばね性・高導電性・耐摩耗性などが要求され、コネクタピンにはある程度の剛性と機械的強度が要求される。このため、ブラシとコネクタピンを一枚の導電板を打ち抜き加工することによって一体的に形成すると、この導電板の板厚が厚い場合にはブラシに要求される所望のばね性が得られず、この導電板の板厚が薄い場合にはコネクタピンに要求される所望の剛性が得られない問題がある。
【０００７】
上記の問題を解決するために特許文献１では、ブラシの所望のばね性が得られる薄板を用いた上で、コネクタピンとなる部分にリブを形成したり折り曲げ加工を施したりして、コネクタピンに必要な板厚を確保している。
【０００８】
しかしながら、ブラシとコネクタピンを同一素材で形成しているため、ブラシのばね性・高導電性・耐摩耗性やコネクタピンの機械的強度を十分に満足することが難しい問題がある。また、コネクタピンとなる部分にリブを形成したり折り曲げ加工を施したりする場合、複数のコネクタピン同士の間隔が制限されてしまう問題もある。
【０００９】
本発明は、従来のアクチュエータが抱える上記の課題を解決し得る電動アクチュエータの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成すべく成された本発明は、
ハウジングの内部に、モータと、モータにより駆動される出力ギアと、該出力ギアとともに回転するパターン導体と、該パターン導体に摺動する複数のパターン用ブラシと、該パターン用ブラシに電気的に接続される第１コネクタ端子とを備える電動アクチュエータにおいて、
前記パターン用ブラシは、一端に前記パターン導体に摺動する摺動部と、他端に第１平板部を有し、
前記第１平板部は、接続孔と、前記接続孔の周囲に隣接する複数の弾性片を有し、
前記第１コネクタ端子は、一端に第２平板部を有し、
前記第２平板部は、錐体状に加工された接続突起を有し、
前記パターン用ブラシと前記第１コネクタ端子は、前記接続突起が前記接続孔に挿入され、前記接続突起の外周面に前記弾性片が接触するとともに、前記第１平板部と前記第２平板部の少なくとも一部が接触することにより、互いに電気的に接続されていることを特徴としているものである。
【００１１】
本発明の電動アクチュエータでは、さらなる好ましい特徴として、
「前記接続孔は、円形であり、
前記接続突起は、円錐状または円錐台状であること」、
「前記接続孔は、ｎ（ｎは３以上の整数）角形であり、
前記接続突起は、ｎ角錐状またはｎ角錐台状であること」、
「前記パターン用ブラシには、ｎ角形の前記接続孔の各辺のそれぞれに対応するように、前記弾性片がｎ個形成されていること」、
「前記第１コネクタ端子の他端が第１コネクタピンとなっていること」、
「前記ハウジングは、前記第１平板部と前記第２平板部を支持する支持部を有し、
前記パターン用ブラシと前記第１コネクタ端子は、前記第１支持部に載置された状態で互いに電気的に接続されていること」、
を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電動アクチュエータによれば、パターン用ブラシには所望のばね性が得られる薄い素材を用いるとともに、第１コネクタ端子には所望の剛性・機械的強度が得られる若干厚い素材を用いることができる。また、パターン用ブラシと第１コネクタ端子は、第２平板部の錐体状の接続突起が第１平板部の接続孔に挿入された状態で、接続突起の外周面に複数の弾性片が接触するとともに、第１平板部と第２平板部が接触することにより互いに電気的に接続される。このため、半田等を用いることなく、パターン用ブラシと第１コネクタ端子の電気的接続が安定して保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係る電動アクチュエータの平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１から上ケースを除いた平面図である。
【図５】図４から中間ギアと出力ギアを除いた平面図である。
【図６】図５におけるＶＩ部分の拡大平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態例に係る電動アクチュエータにおけるパターン用ブラシと第１コネクタ端子の接続後の状態を示す部分斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態例に係る電動アクチュエータにおけるパターン用ブラシと第１コネクタ端子の接続前の状態を示す部分斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態例に係る電動アクチュエータにおけるパターン用ブラシと第１コネクタ端子の接続前の状態を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の電動アクチュエータの実施形態例を、図面を参照して説明する。なお、本明細書では、ハウジングを構成する２つのケースを上ケースと下ケースとしているが、これは説明の便宜上のものであって、必ずしもハウジングが上方向に配されるケースと下方向に配されるケースで構成されることに限定している趣旨のものではなく、上下が逆であっても、左右であってもよい。したがって、例えば上ケースは下ケースと、下ケースは上ケースと言い換えることもできる。
【００１５】
（第１の実施形態例）
本発明の第１の実施形態例に係る電動アクチュエータ１は、例えば車両用空調装置の気流調節弁の駆動源として用いることができるものであり、図１から図８を用いて詳細に説明する。
【００１６】
本例の電動アクチュエータ１は、ハウジング１０の内部に、モータ２０と、ウォームギア３０と、中間ギア３１，３２と、出力ギア３３と、パターン基板３３ｂと、パターン用ブラシ４０と、コネクタ部５０などを備えている。
【００１７】
ハウジング１０は、強化プラスチック等の絶縁性樹脂にて成形された上ケース１１と下ケース１２を互いに組み付け、内部空間を有する箱状に形成されている。上ケース１１と下ケース１２は、いずれも１面が開放された略矩形の容器形状を呈しており、上ケース１１は上面壁１１ａと４つの側壁１１ｂを有し、下部ケース１２は底面壁１２ａと４つの側壁１２ｂを有している。
【００１８】
駆動源としてのモータ２０は、ブラシ付モータであり、固定子と回転子を収容するモータケース２１と、モータケース２１の開口端に装着されたブラケット２２を備え、モータケース２１の反開口端側からシャフト（モータ軸）２３が突出している。ブラケット２２には、回転子に設けられた整流子２４に接触する２本のモータブラシ２５が保持されている。
【００１９】
モータブラシ２５は、バネ性を有する導電性金属の板材によって形成されている。２本のモータブラシ２５の一端側は、ブラケット２２からシャフト２３に対して略垂直な方向に延出され、給電端子２６となっている。なお、モータブラシ２５の板材には、整流子に摺接する部分に貴金属が張り合わされている。
【００２０】
シャフト２３には、ウォームギア３０が装着されている。シャフト２３の回転駆動力は、ウォームギア３０と２つの中間ギア３１，３２と、出力ギア３３を介して、出力ギア３３と一体に回転する出力軸３３ａに伝達されるようになっている。この出力軸３３ａには、図示しないクランク等が取り付けられる。
なお、中間ギア３１，３２と出力ギア３３は、上ケース１１と下ケース１２に形成された不図示の軸受部により軸支されている。
【００２１】
出力ギア３３の一面には、出力軸３３ａの位置を検出するためのパターン基板３３ｂが固定されている。このパターン基板３３ｂには、バネ性を有する板材によって形成された３本のパターン用ブラシ４０が摺接され、これにより出力軸３３ａの位置に相当する電圧値を検出することができる。
【００２２】
コネクタ部５０は、３本の第１コネクタ端子５１と、２本の第２コネクタ端子５２と、これらを保持する絶縁性樹脂製の保持体５３で構成されている。第１コネクタ端子５１と第２コネクタ端子５２の一方の端部は、それぞれ第１コネクタピン５１ｃと第２コネクタピン５２ｃとなっており、保持体５３から突出している。第１コネクタピン５１ｃと第２コネクタピン５２ｃは、上ケース１１と下ケース１２を互いに組み付けられた状態で、外部電源等との電気的接続を行うプラグを差し込むジャックを構成するようになっている。
【００２３】
３本の第１コネクタ端子５１の他方の端部は、保持体５３から３本のパターン用ブラシ４０の側に引き出されている。また、２本の第２コネクタ端子５２の他方の端部は、保持体５３から２本の給電端子２６の側に引き出されている。
【００２４】
パターン用ブラシ４０の一方の端部は適宜の形状に湾曲した摺動部４１となっており、この摺動部４１がパターン基板３３ｂに摺接される。また、パターン用ブラシ４０の他方の端部には、平板状の第１平板部４２が形成されている。この第１平板部４２には、円形状に開けられた接続孔４２ａと、この接続孔４２ａに連続して４箇所に等間隔に配された切欠部４２ｂが設けられている。これにより、接続孔４２ａの周囲に隣接して４つの弾性片４２ｃが形成されている。
【００２５】
一方、第１コネクタ端子５１には、保持体５３からパターン用ブラシ４０の側に引き出された部分に、平板状の第２平板部５１ａが形成されている。この第２平板部５１ａの幅は、第１平板部４２の幅と同等もしくは僅かに大きい。第２平板部５１ａには、上方に突出して錐体状に加工された接続突起５１ｂが設けられている。この接続突起５１ｂは、円錐台状を成しており、上端の直径は接続孔４２ａの直径よりも小さく、下端の直径は接続孔４２ａの直径よりも大きい。
【００２６】
パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１は、接続突起５１ｂが接続孔４２ａに挿入されて互いに電気的に接続されている。具体的には、第２平板部５１ａに第１平板部４２が当接するまで接続突起５１ｂを接続孔４２ａに押し込むことにより、接続突起５１ｂの外周面に４つの弾性片４２ｃが適宜の弾性力でもって接触するとともに、第１平板部４２と第２平板部５１ａの少なくとも一部が接触することにより、互いに電気的に接続されている。なお、パターン用ブラシ４０の板厚は所定のばね性を確保するために通常０．１ｍｍ前後であり、第１コネクタ端子５１の板厚は所定の剛性・機械的強度を確保するために通常０．５ｍｍ前後である。
【００２７】
パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の接続部分は、下ケース１２の底面壁１２ａから上方に突出して一体形成された第１支持部１２ｃの上に配されている。第１支持部１２ｃは全体的に直方体の形状を呈し、その上面に凸状の２つの隔離壁１２ｄが設けられている。この隔離壁１２ｄは、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１が、隣接する他のパターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１に接触しなようにするために設けられており、隔離壁１２ｄを隔てて各パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１が配されている。
【００２８】
以上のように本例の電動アクチュエータでは、パターン用ブラシ４０ブラシと第１コネクタ端子５１を一枚の導電板を打ち抜き加工することによって一体的に成形するものではない。このため、パターン用ブラシ４０には所望のばね性が得られる薄い素材を用いるとともに、第１コネクタ端子５１には所望の剛性・機械的強度が得られる若干厚い素材を用いることができる。
それに加え本例の電動アクチュエータでは、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１は、第２平板部５１ａの錐体状の接続突起５１ｂが第１平板部４２の接続孔４２ａに挿入された状態で、接続突起５１ｂの外周面に複数の弾性片４２ｃが接触するとともに、第１平板部４２と第２平板部５１ａが接触することにより互いに電気的に接続される。このため、半田等を用いることなく、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の電気的接続が安定して保持される。
【００２９】
また、本例の電動アクチュエータでは、パターン用ブラシ４０に円形の接続孔４２ａを形成し、第１コネクタ端子５１に円錐台状の接続突起５１ｂを形成しているため、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の電気的接続部の加工が容易であるとともに、これらの電気的接続も容易に行うことができる。
【００３０】
また、本例の電動アクチュエータでは、バネ性を有する板材によって形成されたパターン用ブラシ４０の弾性片４２ｃが、第１コネクタ端子５１の接続突起５１ｂに極めて安定した状態で接触できる。このため、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の電気的接続が極めて安定して保持される。
【００３１】
また、本例の電動アクチュエータでは、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の接続部分は、下ケース１２の底面壁１２ａから上方に突出して形成された第１支持部１２ｃに載置された状態で互いに電気的に接続されている。このため、振動による影響を受け難く、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の電気的接続が極めて安定して保持される。
【００３２】
また、本例の電動アクチュエータでは、下ケース１２の第１支持部１２ｃに隔離壁１２ｄを設け、この隔離壁１２ｄを挟むように３つのパターン用ブラシ４０と３つの第１コネクタ端子５１を配置している。このため、３つのパターン用ブラシ同士、３つの第１コネクタ端子同士が接触する心配がなく、これらの短絡を確実に防止することができる。
【００３３】
なお、モータの給電端子２６と第２コネクタ端子５２の電気的接続についても、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１と全く同様の構造を採用することができる。すなわち、給電端子２６と第２コネクタ端子５２の一端にそれぞれ平板部を設け、給電端子２６の平板部に先と同様の接続孔、切欠部および弾性片を形成し、第２コネクタ端子５２の平板部に先と同様の接続突起を形成する。そして、第２コネクタ端子５２の平板部に給電端子２６の平板部が当接するまで接続突起を接続孔に押し込むことにより電気的接続をおこなうことができる。また、給電端子２６と第２コネクタ端子５２の接続部分についても、下ケース１２の底面壁１２ａから上方に突出して一体形成された直方体形状の第２支持部１２ｅの上に配することができる。
【００３４】
（第２の実施形態例）
図９は、本発明の第２の実施形態例に係る電動アクチュエータにおけるパターン用ブラシと第１コネクタ端子の接続前の状態を示す部分斜視図である。
図９において第１の実施形態例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。
【００３５】
本例において第１の実施形態例と異なる点は、パターン用ブラシ４０に設けられている接続孔４２ａの形状と、第１コネクタ端子５１に設けられている接続突起５１ｂの形状である。
【００３６】
具体的には、本例のパターン用ブラシ４０には、第１平板部４２に正方形の接続孔４２ａが設けられ、この接続孔４２ａの４つの頂点に連続して等間隔に直線状の切欠部４２ｂが設けられている。これにより、接続孔４２ａの周囲に隣接して４つの同形状の弾性片４２ｃが形成されている。
【００３７】
一方、本例の第１コネクタ端子５１には、第２平板部５１ａに正四角錐台状に加工された接続突起５１ｂが設けられている。この接続突起５１ｂは、上端の一辺が接続孔４２ａの一辺よりも小さく、下端の一辺は接続孔４２ａの一辺よりも大きい。
【００３８】
パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１は、第２平板部５１ａに第１平板部４２が当接するまで接続突起５１ｂを接続孔４２ａに押し込むことにより、互いに電気的に接続される。具体的には、接続突起５１ｂの４つの錐体面に４つの弾性片４２ｃが接触するとともに、第１平板部４２と第２平板部５１ａの少なくとも一部が接触することにより、互いに電気的に接続される。本例においても、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の電気的接続が安定して保持される。
【００３９】
以上、本発明の２つの実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態例を適宜に変形できることは言うまでもない。
【００４０】
例えば、パターン用ブラシ４０に設ける接続孔４２ａは任意の形状とすることができ、円形や正方形に限らず、例えば楕円やｎ（ｎは３以上の整数）角形であってもよい。また、第１コネクタ端子５１に設ける接続突起５１ｂも、接続孔４２ａに適合する任意の形状とすることができ、円錐台や正四角錐台に限らず、例えば円錐、ｎ角錐またはｎ角錐台であってもよい。
【００４１】
また、上記の実施形態例では、バネ性を有する板材によって形成されたモータブラシ２５の一端側が給電端子２６となっているが、モータブラシに別部材からなる給電端子を接合してもよい。
【００４２】
また、上記の実施形態例では、パターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の接続部分を下ケース１２の支持部１２ｃに載置しているが、上ケース１１にも同様の支持部を設け、上下両方の支持部によってパターン用ブラシ４０と第１コネクタ端子５１の接続部分を挟持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  電動アクチュエータ
１０  ハウジング
１１  上ケース
１１ａ  上面壁
１１ｂ  側壁
１２  下ケース
１２ａ  底面壁
１２ｂ  側壁
１２ｃ  第１支持部
１２ｄ  隔離壁
１２ｅ  第２支持部
２０  モータ
２１  モータケース
２２  ブラケット
２３  シャフト
２４  整流子
２５  モータブラシ
２６  給電端子
３０  ウォームギア
３１、３２  中間ギア
３３  出力ギア
３３ａ  出力軸
３３ｂ  パターン基板
４０  パターン用ブラシ
４１  摺動部
４２  第１平板部
４２ａ  接続孔
４２ｂ  切欠部
４２ｃ  弾性片
５０  コネクタ部
５１  第１コネクタ端子
５１ａ  第２平板部
５１ｂ  接続突起
５１ｃ  第１コネクタピン
５２  第２コネクタ端子
５２ｃ  第２コネクタピン
５３  保持体
【図１】
2020171068.tif 000003
【図２】
2020171068.tif 000004
【図３】
2020171068.tif 000005
【図４】
2020171068.tif 000006
【図５】
2020171068.tif 000007
【図６】
2020171068.tif 000008
【図７】
2020171068.tif 000009
【図８】
2020171068.tif 000010
【図９】
2020171068.tif 000011