(57)【要約】【課題】電気的な接続作業に要する手間を軽減するとともに、センサの位置合わせを容易化する。【解決手段】下側ハウジング（ハウジング本体）２Ｂ及び上側ハウジング（カバー）２Ａを有するとともに、下側ハウジング２Ｂにモータ３及び歯車列４を取り付け、モータ３の回転を歯車列４に伝達して歯車列４を回転させる弁用アクチュエータ１であって、モータ３から突出する接続端子３ａが接続されるプリント基板５と、第６歯車１６の回転状態を検出するためのセンサ７とを備え、プリント基板５にセンサ７が装着されるとともに、プリント基板５が接続端子３ａと直交する状態で下側ハウジング２Ｂに取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング本体及びカバーを有するとともに、該ハウジング本体にモータ及び歯車を取り付け、前記モータの回転を前記歯車に伝達して該歯車を回転させるモータ駆動装置であって、
前記モータから突出する接続端子が接続される基板と、前記歯車の回転状態を検出するためのセンサとを備え、
前記基板に前記センサが装着されるとともに、該センサが装着された基板が前記接続端子と直交する状態で前記ハウジング本体に取り付けられることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ハウジング本体は、前記基板を取り付けるための基板取付部が設けられた基板ホルダを備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記基板取付部が前記基板の端部を嵌入するための凹部であることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
センサ取付部を備えたセンサホルダが前記基板に付設され、
前記センサは、前記センサホルダを介して前記基板に装着されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記モータが取り付けられるモータ支持板を該モータと前記歯車の間に備え、該モータ支持板の端部に凸部を設けるとともに、前記基板に孔を穿設し、該モータ支持板の凸部を該基板の孔に挿入した状態で、該モータ支持板を前記ハウジング本体に固定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記ハウジング本体に設けられるとともに、その端部に端子溝を有し、前記基板を外部の電気部品と接続するための外部接続端子と、一端が前記基板に接続されるとともに、他端が前記外部接続端子の端子溝と接続される内部端子とを備え、
前記端子溝の底部が、前記基板の前記接続端子の挿通孔と略々同一の高さに位置するように形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ駆動装置により構成され、前記歯車の回転により弁の開閉を制御することを特徴とする弁用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置及び弁用アクチュエータに関し、特に、流体の流れや流量を制御する電動弁等の開閉制御に使用されるアクチュエータに適したモータ駆動装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動弁等のためのアクチュエータに用いられるモータ駆動装置として、種々のものが提案されており、その一例として、図６に示すモータ駆動装置５０が知られている。このモータ駆動装置５０は、上側ハウジング５１Ａに収容されたモータ５２の下方に、下側ハウジング５１Ｂに収容された歯車列５３を配置し、モータ５２の回転を歯車列５３に伝達して歯車列５３を回転させるように構成される。
【０００３】
上記モータ駆動装置５０では、電気接続用の接続基板として、モータ５２に取り付けられた第１プリント基板５４と、上側ハウジング５１Ａに取り付けられた第２プリント基板５５とを有し、リード線５６を介して、それらの基板５４、５５を相互に接続する。第１プリント基板５４には、モータ５２から突出する複数の接続端子５２ａが接続され、また、第２プリント基板５５には、歯車５３ａに埋設された磁石５３ｂの磁気を検知し、歯車５３ａの回転量や回転角度を検出するセンサ５７と、コネクタ接続部５８に挿設された複数の外部接続端子５９とが接続される。
【０００４】
また、従来のモータ駆動装置の他の例として、例えば、特許文献１には、電気接続用の接続基板に、柔軟性を有する変形可能なフレキシブル基板を用いた装置が提案されている。このモータ駆動装置６０では、図７に示すように、略Ｌ字状に折り曲げられたフレキシブル基板６１が上側ハウジング５１Ａに取り付けられ、フレキシブル基板６１の一端部にモータ５２の接続端子５２ａが接続される。また、フレキシブル基板６１の他端部には、センサ５７及び外部接続端子５９が接続されるとともに、固定用の補強板６２が付設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３９４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図６に示すモータ駆動装置５０では、モータ５２の接続端子５２ａを接続する第１プリント基板５４と、センサ５７及び外部接続端子５９を接続する第２プリント基板５５とからなる２枚の基板を使用し、これらの基板５４、５５をリード線５６で接続した構成を有するため、半田付け箇所の数が多くなり、接続作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
一方、図７に示すモータ駆動装置６０であれば、接続基板を単板化することができるため、半田付け箇所の数を低減することができる。しかし、柔軟性を有するフレキシブル基板６１を用いることから、接続端子５２ａや外部接続端子５９の接続時に、基板６１が変形して端子孔（不図示）の位置が変位するようになる。その結果、基板６１の端子孔に接続端子５２ａ等を挿通するのに手間取ったり、半田が付け難くなるなどの問題が生じていた。
【０００８】
また、図６及び図７に示すモータ駆動装置５０、６０では、組み立てにあたり、モータ５２が取り付けられたモータ支持板７１、歯車列５３を構成する各歯車の支持軸等が固定又は形成されたベース７２、及びセンサ５７が装着された基板５５、６１を、上側ハウジング５１Ａに取り付けた後、ベース７２の支持軸に各歯車を装着し、その後、下側ハウジング５１Ｂを上側ハウジング５１Ａに取り付けるようにしていた。
【０００９】
すなわち、歯車列５３を下側ハウジング５１Ｂに収容する一方で、センサ５７は、基板５５、６１を介して上側ハウジング５１Ａに取り付けるため、センサ５７と歯車５３ａの磁石５３ｂとの位置合わせが容易でなく、両者の位置関係にばらつきが生じ易くなっていた。このため、回転状態の検出精度が安定せず、信頼性の低下を招くという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、電気的な接続作業に要する手間を軽減することができるとともに、センサの位置合わせを容易化することが可能なモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、ハウジング本体及びカバーを有するとともに、該ハウジング本体にモータ及び歯車を取り付け、前記モータの回転を前記歯車に伝達して該歯車を回転させるモータ駆動装置であって、前記モータから突出する接続端子が接続される基板と、前記歯車の回転状態を検出するためのセンサとを備え、前記基板に前記センサが装着されるとともに、該センサが装着された基板が前記接続端子と直交する状態で前記ハウジング本体に取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明によれば、センサを装着した状態の基板をモータの接続端子と直交するようにハウジング本体に取り付けるため、電気的な接続作業に要する手間を軽減しつつ、センサの位置合わせを容易化することが可能になる。
【００１３】
上記モータ駆動装置において、前記ハウジング本体が、前記基板を取り付けるための基板取付部が設けられた基板ホルダを備えることができ、これによれば、基板を適切に位置決めした状態でハウジング本体に取り付けることが可能になる。
【００１４】
上記モータ駆動装置において、前記基板取付部を前記基板の端部を嵌入するための凹部とすることができ、これによれば、基板を容易に位置決めすることが可能になる。
【００１５】
上記モータ駆動装置において、センサ取付部を備えたセンサホルダが前記基板に付設され、前記センサを、前記センサホルダを介して前記基板に装着することができる。これによれば、基板に対するセンサの相対位置を固定することができ、センサの位置を安定させることが可能になる。
【００１６】
上記モータ駆動装置において、前記モータが取り付けられるモータ支持板を該モータと前記歯車の間に備え、該モータ支持板の端部に凸部を設けるとともに、前記基板に孔を穿設し、該モータ支持板の凸部を該基板の孔に挿入した状態で、該モータ支持板を前記ハウジング本体に固定することができる。これによれば、基板の脱落を防止することができるとともに、基板の位置決め精度を向上させることができる。
【００１７】
上記モータ駆動装置において、前記ハウジング本体に設けられるとともに、その端部に端子溝を有し、前記基板を外部の電気部品と接続するための外部接続端子と、一端が前記基板に接続されるとともに、他端が前記外部接続端子の端子溝と接続される内部端子とを備え、前記端子溝の底部を、前記基板の前記接続端子の挿通孔と略々同一の高さに位置するように形成することができる。これによれば、半田付けが必要な箇所の高さを揃えることができ、半田付け作業の円滑化を図ることが可能になる。
【００１８】
また、本発明は、弁用アクチュエータであって、上記いずれかに記載のモータ駆動装置により構成され、前記歯車の回転により弁の開閉を制御することを特徴とする。そして、本発明によれば、前記発明と同様に、電気的な接続作業に要する手間を軽減し得るとともに、センサの位置合わせを容易化することができ、製造時の作業性及び信頼性を向上させることが可能な弁用アクチュエータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、電気的な接続作業に要する手間を軽減することができるとともに、センサの位置合わせを容易化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかるモータ駆動装置の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は、上側ハウジングを取り外した状態のモータ駆動装置の上面図、（ｂ）は、モータ駆動装置（全体）を（ａ）のＡ−Ａ線で切断した状態の断面図、（ｃ）は、モータ駆動装置（全体）を（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した状態の断面図である。
【図２】モータ及びモータ支持板を取り外した状態での下側ハウジング及びその装着部品の断面図である。
【図３】図１の下側ハウジングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図３の外部接続端子の先端部を示す拡大図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ線矢視図である。
【図５】図１のモータ支持板の上面図である。
【図６】従来のモータ駆動装置の一例を示す断面図である。
【図７】従来のモータ駆動装置の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、本発明にかかるモータ駆動装置を、弁装置の開閉を制御するための弁用アクチュエータに適用した場合を例示する。
【００２２】
図１は、本発明にかかるモータ駆動装置を適用した弁用アクチュエータの一実施の形態を示し、この弁用アクチュエータ１は、大別して、ハウジング２（２Ａ、２Ｂ）と、ステッピングモータ（以下、「モータ」という）３と、歯車列４と、プリント基板５等で構成される。
【００２３】
ハウジング２は、２つ割りに形成された上側ハウジング（カバー）２Ａ及び下側ハウジング（ハウジング本体）２Ｂから構成される。
【００２４】
下側ハウジング２Ｂの上部には、図１（ｂ）に示すように、モータ支持板２５がベース２６とともに取り付けられ、このモータ支持板２５の上面に、水平方向に突出する複数の接続端子３ａと、下方に突出する出力軸３ｂとを備えたモータ３が取り付けられる。
【００２５】
また、下側ハウジング２Ｂの内部には、下側ハウジング２Ｂの底面とベース２６の裏面との間の空隙を利用して歯車列４が収容され、歯車列４は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、モータ３の出力軸３ｂに装着された第１歯車１１と、第２歯車１２〜第６歯車１６とで構成される。
【００２６】
第１歯車１１と噛合する第２歯車１２と、第３歯車（ピニオン）１３とは、一体的に形成されるとともに、ベース２６に上端が固着された固定軸１８に回転自在に軸支される。また、第３歯車１３と噛合する第４歯車１４と、第５歯車（ピニオン）１５とは、一体的に形成されるとともに、ベース２６に上端が固着された固定軸１９に回転自在に軸支される。さらに、第５歯車１５と噛合する第６歯車１６は、ベース２６に形成された固定軸受２０に回転自在に軸支され、この第６歯車１６には、磁石８（被検知体）が埋設される。
【００２７】
尚、上記の固定軸１８、１９の下端は、下側ハウジング２Ｂの底部に形成された凹部４１、４２（図３（ａ）参照）に挿入され、また、第６歯車１６の下部は、下側ハウジング２Ｂの底部に形成された筒状部４３（図３（ａ）参照）内に挿入される。
【００２８】
さらに、図２に示すように、下側ハウジング２Ｂには、外部の電源や制御装置からのコネクタ（不図示）を接続するためのコネクタ接続部２１が設けられる。コネクタ接続部２１は、下方に開口するように形成され、その蓋部（開口と反対側の端部）には、上方に延びる複数の外部接続端子９が挿設される。これら外部接続端子９の上端部には、図４に示すように、同端部を二股に分ける直線状の溝９ａが形成される。
【００２９】
また、図３に示すように、下側ハウジング２Ｂの内側部には、プリント基板５を保持するための一対の基板ホルダ２２が一体に形成される。各々の基板ホルダ２２の上面２２ａには、プリント基板５（図２参照）の左右両下端部を嵌入するための凹部２２ｂと、モータ支持板２５及びベース２６を固定するための凸部２２ｃとが設けられる。
【００３０】
さらに、下側ハウジング２Ｂの上部には、基板ホルダ２２の上面２２ａと面一の上面を有する保持台３１〜３４が設けられ、保持台３１には、基板ホルダ２２の凸部２２ｃと同様の凸部２２ｄが設けられる。これら保持台３１〜３４には、図１（ｂ）に示すように、ベース２６と重ねられた状態のモータ支持板２５が載置される。
【００３１】
尚、モータ支持板２５には、図５に示すように、複数の取付孔２５ｃ、２５ｄが穿設されており、これらの取付孔２５ｃ、２５ｄに基板ホルダ２２及び保持台３１の凸部２２ｃ、２２ｄを挿入することで、モータ支持板２５が位置決めされる。また、ベース２６においても、モータ支持板２５の取付孔２５ｃ、２５ｄと同様の取付孔（不図示）が穿設され、取付孔２５ｃ、２５ｄの場合と同様、基板ホルダ２２及び保持台３１の凸部２２ｃ、２２ｄが挿入される。モータ支持板２５及びベース２６と下側ハウジング２Ｂとの固定は、凸部２２ｃ、２２ｄの先端部をつぶす等してかしめることにより行う。但し、図１（ｃ）には、かしめる前の状態の凸部２２ｃを示している。
【００３２】
プリント基板５は、平板状のリジッド基板であり、図１（ｂ）に示すように、モータ３の接続端子３ａと直交するように配置される。プリント基板５には、図１（ｃ）に示すように、モータ３の接続端子３ａ（図１（ｂ）参照）を挿通する端子孔５ａと、折り曲げ形成された内部端子１０（図１（ｂ）参照）の一端部を挿通する端子孔５ｂとが穿設される。
【００３３】
前記外部接続端子９の上端には、前述のように、内部端子１０の他端部をその上部より挿入する端子溝９ａが形成されているが、この端子溝９ａの底部は、半田付け作業の円滑化を図るため、図１（ｂ）に示すように、プリント基板５の端子孔５ａと略々同一の高さに位置するように形成される。換言すれば、外部接続端子９の端子溝９ａに挿入された内部端子１０の他端が、プリント基板５の端子孔５ａと略々同一の高さとなるように、外部接続端子９が取り付けられる。
【００３４】
また、プリント基板５には、図１（ｃ）に示すように、横長状の孔５ｃが穿設され、これら孔５ｃには、図５に示すモータ支持板２５の凸部２５ａが挿入される。このように、モータ支持板２５の凸部２５ａをプリント基板５の孔５ｃに挿入しつつ、プリント基板５の左右両下端を基板ホルダ２２の凹部２２ｂに嵌入した上で、モータ支持板２５を下側ハウジング２Ｂに固定するため、プリント基板５の鉛直方向への動きを規制してプリント基板５の脱落を防止することができる。また、プリント基板５の位置が適切な場合に限り、モータ支持板２５の凸部２５ａをプリント基板５の孔５ｃに挿入可能となるため、プリント基板５の位置決め精度を向上させることもできる。
【００３５】
さらに、プリント基板５の下部には、図２に示すように、センサ取付部２３ａを有するセンサホルダ２３が付設される。このセンサホルダ２３では、センサ７と第６歯車１６の磁石８との位置関係が適正となるように、プリント基板５への取付位置及びセンサ取付部２３ａの位置が設定される。このため、センサホルダ２３は、センサ７を保持する保持部材としての役割の他、プリント基板５に対するセンサ７の相対位置を定める位置決め部材としての役割も果たす。
【００３６】
センサ７は、第６歯車１６の回転量や回転角度を検出するために備えられ、ホールＩＣ等の磁気検出素子によって構成される。このセンサ７は、第６歯車１６の磁石８の磁極形成面と対向して配置され、磁石８の磁気（センサ７の下方での磁界の変化）を検知する。
【００３７】
次に、上記構成を有する弁用アクチュエータ１の組立方法について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００３８】
先ず、予め出力軸３ｂに第１歯車１１が装着されたモータ３をモータ支持板２５に取り付けておく。また、プリント基板５にセンサホルダ２３を介してセンサ７を取り付けるとともに、折り曲げられた内部端子１０を取り付けておく。次に、固定軸１８、１９の上端が固定されたベース２６（図１（ａ）、（ｂ）参照）を裏返し、ベース２６の裏面が上を向く状態とする。その状態で、第２〜第６歯車１２〜１６を順に載置し、その後、第２〜第６歯車１２〜１６を被うように下側ハウジング２Ｂを被せる。
【００３９】
このとき、固定軸１８、１９の下端を、下側ハウジング２Ｂの底部に形成した凹部４１、４２（図３参照）に挿入するとともに、第６歯車１６の下部を、下側ハウジング２Ｂの底部に形成した筒状部４３（図３参照）に挿入する。また、下側ハウジング２Ｂに形成した凸部２２ｃ、２２ｄ（図３参照）を、ベース２６に穿設した取付孔（不図示）に挿入し、ベース２６と下側ハウジング２Ｂの位置決めを行う。
【００４０】
上記のようにして組み付けた構造体の上下を再度反転してベース２６が上側に位置する状態としておく。
【００４１】
次に、モータ支持板２５に取り付けられたモータ３の接続端子３ａを、センサ７及び内部端子１０が取り付けられた状態のプリント基板５（図２参照）の端子孔５ａに挿通させながら、モータ支持板２５の凸部２５ａをプリント基板５の孔５ｃに挿入する。このようにしてモータ支持板２５をプリント基板５に差し込んだ後、この状態を維持しつつこれらを下側ハウジング２Ｂに装着する。この装着は、モータ支持板２５に穿設した取付孔２５ｃ、２５ｄ（図５参照）に下側ハウジング２Ｂの凸部２２ｃ、２２ｄ（図３参照）を挿入してベース２６上にモータ支持板２５を載置することにより行われるが、その際、プリント基板５の下部左右両端を基板ホルダ２２に形成した凹部２２ｂに嵌入し、かつ各内部端子１０の開放端を外部接続端子９の端子溝９ａ（図４参照）に差し込むようにする。
【００４２】
その後、下側ハウジング２Ｂの凸部２２ｃ、２２ｄ（図３参照）をつぶす等してモータ支持板２５及びベース２６をかしめ、モータ支持板２５及びベース２６を下側ハウジング２Ｂに固定する。
【００４３】
次いで、モータ３の接続端子３ａとプリント基板５の半田付けを行うとともに、内部端子１０と外部接続端子９の半田付けを行う。この際、プリント基板５の端子孔５ａと、外部接続端子９の端子溝９ａの底部との高さが同一であるため、半田付けが行い易く、速やかに作業を進めることができる。尚、半田付けは、手作業で行ってもよいし、機械的に行ってもよい。
【００４４】
最後に、上側ハウジング２Ａを被せて下側ハウジング２Ｂと接合し、これにより、弁用アクチュエータ１の組立が完了する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、プリント基板５を起立状態で下側ハウジング２Ｂに取り付け、モータ３及び外部接続端子９との接続を行うため、プリント基板を単板化し、半田付け箇所の数を低減することができる。また、プリント基板５にリジッド基板を用いるため、従来のモータ駆動装置６０のように、接続作業時に基板が変形することもなく、接続作業に要する手間を軽減することが可能になる。
【００４６】
さらに、センサ７を装着した状態のプリント基板５を下側ハウジング２Ｂに取り付けるため、センサ７及び第６歯車１６の双方を下側ハウジング２Ｂ側に取り付け可能となり、センサ７と第６歯車１６上の磁石８との位置合わせが容易となる。これにより、両者の位置関係に製品毎のばらつきが生じることを防止し、回転状態の検出精度を安定させることが可能になる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、センサホルダ２３を介してプリント基板５にセンサ７を装着するため、プリント基板５に対するセンサ７の相対位置を固定することができる。これに加え、凹部２２ｂが設けられた基板ホルダ２２を下側ハウジング２Ｂに形成し、プリント基板５の下端部を基板ホルダ２２の凹部２２ｂに嵌入してプリント基板５を取り付けるため、プリント基板５を適切に位置決めすることができる。これらにより、センサ７の位置を安定させることができ、磁石８との間隔がばらつくのを防止することが可能になる。
【００４８】
尚、上記実施の形態においては、本発明にかかるモータ駆動装置を弁用アクチュエータに適用した場合を例示したが、本発明は、他のアクチュエータにも広く適用することができる。
【００４９】
また、基板ホルダ２２に凹部２２ｂを設けてプリント基板５の位置決めを行うが、基板ホルダ２２に一対の突起部を設け、それら突起部の間にプリント基板５を嵌入するようにしてもよいし、或いは、プリント基板５をねじ止めするための固定部を基板ホルダ２２に設けるようにしてもよい。
【００５０】
さらに、モータ支持板２５とベース２６を別体で構成し、重ね合わせて配置するようにしているが、これらは一体に形成するようにしてもよい。
【００５１】
また、センサ７として磁気センサを例示したが、歯車列４の回転状態を検出し得るものであれば、他のセンサを用いることもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１  弁用アクチュエータ
２  ハウジング
２Ａ  上側ハウジング（カバー）
２Ｂ  下側ハウジング（ハウジング本体）
３  モータ
３ａ  接続端子
３ｂ  出力軸
４  歯車列
５  プリント基板
５ａ、５ｂ  端子孔
５ｃ  孔
７  センサ
８  磁石
９  外部接続端子
９ａ  端子溝
１０  内部端子
１１  第１歯車
１２  第２歯車
１３  第３歯車
１４  第４歯車
１５  第５歯車
１６  第６歯車
１８、１９  固定軸
２０  固定軸受
２１  コネクタ接続部
２２  基板ホルダ
２２ａ  上面
２２ｂ  凹部
２２ｃ、２２ｄ  凸部
２３  センサホルダ
２３ａ  センサ取付部
２５  モータ支持板
２５ａ  凸部
２５ｃ、２５ｄ  取付孔
２６  ベース
３１〜３４  保持台
４１、４２  凹部
４３  筒状部
【図１】
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【図２】
2011160609.tif 000004
【図３】
2011160609.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011160609.tif 000007
【図６】
2011160609.tif 000008
【図７】
2011160609.tif 000009