(57)【要約】【課題】  電動モータ２０、ウォーム３０ａがたわむことを抑える。【解決手段】  電動アクチュエータ１００ａにおいて、電動モータ２０の出力軸２１が回転すると、ウォームストッパ２６の突出部２６ａがウォーム３０ａに回転力を加える。このとき、ウォーム３０ａは、ケーシング支持軸１２により支持された状態で回転する。これに伴い、ウォームホィール３０ｂにはウォーム３０ａからの回転力が加わり、ウォームホィール３０ｂが回転する。ウォームホィール３０ｂに対してウォーム３０ａからの回転力が加わると、その反作用としてウォームホィール３０ｂからウォーム３０ａに対して力が加わるが、ウォーム３０ａは、ケーシング支持軸１２により支持されている。したがって、ウォームホィール３０ｂからウォーム３０ａに加わる力は、ケーシング支持軸１２に加わるだけで、電動モータ２０の出力軸２１には加わらない。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）と、
前記ケーシング内に配置された電動モータ（２０）と、
前記ケーシング内に配置され、筒状に形成され、かつ前記電動モータの出力軸により駆動されて回転するウォーム（３０ａ）と、
前記ケーシング内で回転自在に支持され、かつ前記ウォームに噛み合ように配置されるウォームホィール（３０ｂ）と、
前記ケーシングにより支持され、かつ前記ウォーム内にその軸方向一端側から挿入されるように形成され、前記ウォームを回転自在に支持する支持軸（１２）と、を備え、
前記ウォームおよび前記電動モータの出力軸のうち一方側には、径方向に突出するように形成される突出部（２６ａ）が設けられており、他方側には、回転方向に隙間（Ｋ１）を形成した状態で前記突出部が挿入される凹部（５０）が設けられており、
前記出力軸の回転に伴って、前記凹部および前記突出部のうち一方が他方を押すことにより、前記ウォームが回転するようになっていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記凹部は前記ウォームに設けられており、
前記電動モータの出力軸に固定され、前記突出部を構成する回転力伝達部（２６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記回転力伝達部には貫通穴（２６ｃ）が設けられており、
前記電動モータの出力軸が前記回転力伝達部の貫通穴に圧入されることにより、前記電動モータの出力軸が前記回転力伝達部に固定されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記凹部は、前記ウォームの軸方向端面に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記電動モータは、前記出力軸が外方向に突出した状態で回転自在に支持するものであり、
前記ケーシングは、前記電動モータを支持する支持部（１１）を備えており、
前記支持部は、前記電動モータにおいて前記出力軸の軸方向のうち前記ウォームの反対側を支持することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記電動モータは、アウターロータ型のモータであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータにより回転駆動されるウォームギアを備える電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動アクチュエータでは、ウォームに電動モータの出力軸が挿入されることによりウォームが電動モータの出力軸にのみにより支持され、ウォームホィールがケーシングに対して回転自在に支持された状態でウォームホィールがウォームに噛み合っているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、電動アクチュエータでは、電動モータの出力軸の先端部をケーシングにより受けるように構成されているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−９４９１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、図８に示すように、電動モータ２０１の出力軸２０１ａの回転に伴ってウォーム２０２の回転力がウォームホィール２０３に伝達されると、図８中符号Ｆに示すように、ウォームホィール２０３からウォーム２０２に対して反作用として力が作用する。
【０００５】
このとき、上述の如く、ウォーム２０２が電動モータ２０１の出力軸２０１ａにのみより支持されていると、ウォーム２０２に作用した力が電動モータ２０１の出力軸２０１ａに加わるため、図９に示すように、電動モータ２０１の出力軸２０１ａ、ひいてはウォーム２０２にたわみが生じる。
【０００６】
また、上述の特許文献２に記載の電動アクチュエータのように、電動モータの出力軸の先端部をケーシングにより受けるように構成した場合には、ウォームのたわみを抑制することが可能であるものの、電動モータで生じた振動が出力軸を介してケーシングに伝わりケーシングが振動して騒音を発生する。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、ウォームのたわみを抑制しつつ、騒音を低減できるようにした電動アクチュエータ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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、ケーシング（１０）と、
前記ケーシング内に配置された電動モータ（２０）と、
前記ケーシング内に配置され、筒状に形成され、かつ前記電動モータの出力軸により駆動されて回転するウォーム（３０ａ）と、
前記ケーシング内で回転自在に支持され、かつ前記ウォームに噛み合ように配置されるウォームホィール（３０ｂ）と、
前記ケーシングにより支持され、かつ前記ウォーム内にその軸方向一端側から挿入されるように形成され、前記ウォームを回転自在に支持する支持軸（１２）と、を備え、
前記ウォームおよび前記電動モータの出力軸のうち一方側には、径方向に突出するように形成される突出部（２６ａ）が設けられており、他方側には、回転方向に隙間（Ｋ１）を形成した状態で前記突出部が挿入される凹部（５０）が設けられており、
前記出力軸の回転に伴って、前記凹部および前記突出部のうち一方が他方を押すことにより、前記ウォームが回転するようになっていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、ウォームが支持軸により支持され、かつ支持軸がケーシングにより支持されているので、ウォームホィールからウォームに力が加わっても、その力が電動モータに加わることを抑えることができる。
【００１０】
また、上述の如く、突出部が回転方向に隙間（Ｋ１）を形成した状態で凹部内に挿入されているので、電動モータが振動してもその振動が出力軸を介してウォームに伝わり難い。したがって、電動モータの振動が原因でケーシングが騒音を発生することを未然に抑えることができる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る電動アクチュエータを車室内の空気調和を行う車両用空調装置に適用したものである。以下に、車両用空調装置の概略について図１を用いて説明する。
【００１３】
車両用空調装置は、計器盤内に収納された空調ケーシング５を備えており、空調ケーシング５内において、内外気切換ドア１ｂが、空調ケーシング５に回転可能に支持されて、内外気切替用の電動アクチュエータ１００ｃによる駆動のもとに、第１切換位置（図に実線で示す位置）に切り替えられて、空調ケーシング５内にその外気導入口５ａから外気を流入させ、一方第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り替えられて、空調ケーシング５内にその内気導入口５ｂから車室内の空気（内気）を流入させる。
【００１４】
ブロワ９は、ブロアモータ１００ｆの回転速度に応じて、外気導入口５ａからの外気または内気導入口５ｂからの内気を空気流としてエバポレータ４に送風し、エバポレータ４は、そのブロワ９から吹き出される空気流を、公知の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却する。ブロワモータ１００ｆは、ブロワ９を回転させる。
【００１５】
エアミックスドア（Ａ／Ｍドア）１ａは、電動アクチュエータ１００ｂにより駆動されて、エバポレータ４から吹き出される冷却空気流をヒータコア３に流入される気流とヒータコア３をバイパスする気流（以下、バイパス冷却気流という）とに分ける。
【００１６】
ヒータコア３に流入される気流は、ヒータコア３内のエンジン冷却水（温水）により加熱されるので、ヒータコア３から温風が吹き出されることになる。これに伴い、ヒータコア３から吹き出される温風とバイパス冷却気流とは混合されて吹出口ドア１ｃ、１ｄ、１ｅに向けて流動されることになる。温風とバイパス冷却気流との混合比ＳＷ（％）は、エアミックスドア１ａの開度により決められることになる。
【００１７】
吹出口ドア１ｃ、１ｅ、１ｄは、リンク機構（図示省略）を介して電動アクチュエータ１００ａにより独立に駆動される。
【００１８】
具体的には、吹出口ドア１ｃは、電動アクチュエータ１００ａによる駆動のもとに、デフモード時にて第１切換位置（図に実線で示す位置）から第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り換えられて、開口部５ｃを開けて開口部５ｃから主にフロントウインドシールドに向けて空気を吹き出さる。
【００１９】
吹出口ドア１ｅは、電動アクチュエータ１００ａによる駆動のもとに、フェイスモード時に第１切換位置（図に実線で示す位置）から第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り換えられて、開口部５ｅを開けこの開口部５ｅから車室の乗員上半身に向けて空気を吹き出させる。
【００２０】
吹出口ドア１ｄは、電動アクチュエータ１００ａによる駆動のもとに、フットモード時にて第１切換位置（図に実線で示す位置）から第２切換位置（図に破線で示す位置）に切り換えられて、開口部５ｄを開け開口部５ｄから車室の乗員下半身に向けて空気を吹き出させる。
【００２１】
なお、電動アクチュエータ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、特許請求範囲に記載の電動アクチュエータにそれぞれ相当する。
【００２２】
次に、本実施形態の電動アクチュエータ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの代表例として電動アクチュエータ１００ａの構造について図２、図３を参照して説明する。図２は電動アクチュエータ１００ａの全体構造を示す図である。
【００２３】
本実施形態のアクチュエータ１００ａは、ケーシング１０、電動モータ２０、ウォーム３０ａ、ウォームホィール３０ｂ、平歯車３２、３６、３８、４２、回転軸３４、４０、および出力軸４４を備える。ケーシング１０は、樹脂製であって、電動モータ２０、ウォーム３０ａ、ウォームホィール３０ｂ、平歯車３２〜４２、回転軸３４、４０、および出力軸４４を収納している。
【００２４】
図３は図２中の電動モータ２０の周辺部分、および電動モータ２０の内部を示す部分断面である。
【００２５】
本実施形態の電動モータ２０は、アウターロータ型のブラシレスモータである。具体的には、電動モータ２０は、筒状に形成された金属製のモータハウジング２０ａを備えている。
【００２６】
出力軸２１は、モータハウジング２０ａの軸線方向に並行に配置されており、出力軸２１は、モータハウジング２０ａの内外を貫通した状態で配置されている。すなわち、出力軸２１は、モータハウジング２０ａの外方向に突出した状態で配置されている。
【００２７】
モータハウジング２０ａ内には、ブラケット２２、ステータコイル２３、ロータマグネット２４が配置されており、ブラケット２２にはモータハウジング２０ａとステータコイル２３と固定されている。ステータコイル２３は、電源装置（図示省略）から給電されて回転磁界を発生する。
【００２８】
ロータマグネット２４は、筒状に形成されており、ロータマグネット２４はステータコイル２３に対して外側に配置されている。ロータマグネット２４の軸線方向と出力軸２１の軸線方向とは一致するように配置されており、ロータマグネット２４には出力軸２１が固定されている。ロータマグネット２４は、モータハウジング２０ａと出力軸２１により回転自在に支持されて、ステータコイル２３からの回転磁界により回転して出力軸２１を回転させることになる。
【００２９】
モータハウジング２０ａに対して出力軸２１の軸方向一端側には、支持板２５が配置されている。支持板２５は出力軸２１の軸方向に対して垂直に配置されており、支持板２５は、ケーシング１０のケーシング支持部１１により支持されている。ケーシング支持部１１は、支持板２５が嵌合する凹状に形成されており、支持板２５はブラケット２２により支持されている。
【００３０】
出力軸２１の軸方向他端側（すなわち、支持板２５に対して反対側）には、ウォーム３０ａが配置されており、ウォーム３０ａは、筒状に形成されている。ウォーム３０ａは、その軸線方向が出力軸２１の軸方向と一致するように配置されている。
【００３１】
図４に電動モータ２０のうち軸方向他端側を示す斜視図を示す。図４では、ウォーム３０ａおよび電動モータ２０が組み立てられる以前の状態を示す。
【００３２】
モータハウジング２０ａに対して軸方向他端側には、回転力伝達部としてのウォームストッパ２６が配置されており、ウォームストッパ２６は、金属製部材である。ウォームストッパ２６は、プロペラ状に形成されている。すなわち、ウォームストッパ２６は、貫通穴２６ｃを有する円板部２６ｂと、円板部２６ｂから径方向に突出する２つの突出部２６ａとを有している。貫通穴２６ｃに出力軸２１が圧入されることにより、ウォームストッパ２６には、出力軸２１が固定されている。
【００３３】
ここで、ウォーム３０ａのうち軸方向一端側には歯５１が形成され、軸方向他端側には軸方向一端側に比べて径方向寸法が大きく設定されている大径部５２が設けられている。
【００３４】
大径部５２の端面には、軸方向一端側に窪むように形成される凹部５０が形成されており、凹部５０は、軸孔部５３から内外に貫通するように形成されている。軸孔部５３は、ウォーム３０ａのうち軸方向に延びるように形成される孔部である。ここで、出力軸２１の先端部は、ウォーム３０ａのうち大径部５２内の凹部５０（すなわち、軸方向他端側）に位置する。
【００３５】
図５に、図３中のＡ−Ａ断面図を示す。大径部５２の凹部５０にはウォームストッパ２６が挿入されている。このとき、２つの突出部２６ａが回転方向に隙間Ｋ１を形成して、さらに円板部２６ｂが径方向に隙間Ｋ２を形成している。
【００３６】
一方、図３に示すように、ウォーム３０ａの軸孔部５３内には、ケーシング１０のケーシング支持軸１２が軸方向一端側から挿入されており、ケーシング支持軸１２はウォーム３０ａを回転自在に支持している。
【００３７】
ケーシング支持軸１２は、ケーシング１０から突出してウォーム３０ａの軸方向他端側に向かって延びるように形成されている。これにより、ウォーム３０ａの軸方向の大半をケーシング支持軸１２が支えることになる。ケーシング支持軸１２およびケーシング１０は一体に成形されている。このことにより、ケーシング支持軸１２はケーシング１０により支持されていることになる。
【００３８】
図２に示すように、ウォーム３０ａの歯５１にはウォームホィール３０ｂに噛み合うように配置されている。ウォームホィール３０ｂおよび平歯車３２は、回転軸３４に対して回転自在に支持されており、回転軸３４は、ケーシング１０から一体成型されている。  このことにより、ウォームホィール３０ｂおよび平歯車３２が、ケーシング１０に対して回転自在に支持されることになる。平歯車３２は、平歯車３６に噛み合うように配置されている。
【００３９】
平歯車３６、３８は、回転軸４０に対して回転自在に支持されており、回転軸４０は、ケーシング１０から一体成型されている。平歯車３８は、平歯車４２に噛み合うように配置されている。平歯車４２には、出力軸４４が一体成型されており、出力軸４４は、ケーシング１０に対して回転自在に支持されている。出力軸４４は、リンク機構を介して空調ユニット内のドアに接続されている。
【００４０】
次に、本実施形態のアクチュエータ１００ａの組み立てについて説明する。
【００４１】
まず、ケーシング１０、電動モータ２０、ウォームストッパ２６、ウォーム３０ａ、ウォームホィール３０ｂ、平歯車３４、３６、３８、４２をそれぞれ別々に用意する。
【００４２】
次に、電動モータ２０の出力軸２１にウォームストッパ２６の貫通穴２６ｃを圧入して電動モータ２０の出力軸２１にウォームストッパ２６を固定する。
【００４３】
次に、ケーシング１０のケーシング支持軸１２に対してウォーム３０ａを挿入する。その後、平歯車３６、３８をケーシング１０内の回転軸４０に配置する。
【００４４】
次に、ウォームストッパ２６をウォーム３０ａの凹部５０に挿入して、電動モータ２０の支持板２５にケーシング支持部１１を嵌合する。
【００４５】
次に、ウォームホィール３０ｂおよび平歯車３２をケーシング１０内の回転軸３４に配置する。このとき、ウォームホィール３０ｂとウォーム３０ａとが互いに噛み合う。これと共に、平歯車３２、３６が互いに噛み合う。
【００４６】
その後、平歯車４２および出力軸４４をケーシング１０内に配置する。このとき、平歯車３８、４２が互いに噛み合う。
【００４７】
次に本実施形態のアクチュエータ１００ａの作動について説明する。
【００４８】
まず、電動モータ２０に電力供給されて電動モータ２０の出力軸２１が回転する。これに伴い、ウォームストッパ２６が回転する。すると、ウォームストッパ２６の２つの突出部２６ａがウォーム３０ａを回転方向に押してウォーム３０ａに回転力を加える。このとき、ウォーム３０ａは、ケーシング支持軸１２により支持された状態で回転する。
【００４９】
これに伴い、ウォームホィール３０ｂにはウォーム３０ａからの回転力が加わり、ウォームホィール３０ｂおよび平歯車３２が回転する。この平歯車３２の回転に伴って平歯車３６および３８が回転する。この平歯車３８の回転に伴って平歯車４２および出力軸４４が回転する。
【００５０】
ここで、ウォームホィール３０ｂに対してウォーム３０ａからの回転力が加わると、その反作用として図２中符号Ｆに示すように、ウォームホィール３０ｂからウォーム３０ａに対して力が加わる。
【００５１】
ここで、図６に示すように、ケーシング支持軸１２が設けられていないと、ウォームホィール３０ｂからウォーム３０ａに加わる力により電動モータ２０にたわみが生じる。特に、本実施形態のように、ケーシング支持部１１により、電動モータ２０において出力軸２１の軸方向のうちウォーム３０ａの反対側を支持する場合には、図６に示すようにたわみが大きくなる。図６において一点鎖線がたわむ前の電動モータ２０の軸線を示し、二点鎖線がたわんだ状態の電動モータ２０の軸線を示している。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、ウォーム３０ａは、上述の如く、ケーシング支持軸１２により支持されている。したがって、ウォームホィール３０ｂからウォーム３０ａに加わる力は、ケーシング支持軸１２に加わるだけで、電動モータ２０の出力軸２１には加わらない。このため、ウォーム３０ａ、電動モータ２０、およびその出力軸２１がたわむことが抑えられる。
【００５３】
また、ウォーム３０ａのたわみが生じると、ウォームホィール３０ｂとウォーム３０ａとの間の噛み合わせ状態が変わるので、異音の増大化を招く可能性がある。これに対して、本実施形態では、ウォーム３０ａのたわみが未然に抑えられるので、ウォームホィール３０ｂとウォーム３０ａとの間の噛み合わせ状態の変化に伴う異音の増大化を抑制できる。
【００５４】
また、本実施形態では、ウォーム３０ａのうち大径部５２の凹部５０には、２つの突出部２６ａが回転方向に隙間Ｋを形成した状態でウォームストッパ２６が挿入されている。このため、電動モータ２０の出力軸２１がケーシング１０に対して直接接触することを避けている。このため、電動モータ２０が振動しても、その振動がウォーム３０ａに伝わり難い。
【００５５】
したがって、上述の如く、ウォーム３０ａがケーシング１０のケーシング支持軸１２により支持されていても、電動モータ２０の振動がケーシング１０に伝わり難い。このため、ケーシング１０が振動して騒音を発生することも未然に抑えられる。
【００５６】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、電動モータ２０の出力軸２１の先端部が、ウォーム３０ａのうち軸方向他端側に位置するようにしたものを示したが、これに限らず、本第２実施形態では、図７に示すように、ウォーム３０ａのうち軸方向中間部に電動モータ２０の出力軸２１の先端部が位置するようにしてもよい。この場合、ケーシング支持軸１２の先端部はウォーム３０ａのうち軸方向中間部に位置する。これにより、電動モータ２０の出力軸２１の先端部がウォーム３０ａのうち軸方向中間部でケーシング支持軸１２の先端部に対向することになる。
【００５７】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、ケーシング支持軸１２とケーシング１０とを一体成形したものについて説明したが、これに限らず、ケーシング支持軸１２とケーシング１０とを別々に形成して、その後、ケーシング支持軸１２とケーシング１０とを接着するようにしてもよい。
【００５８】
また、支持軸１２をケーシング１０に圧入してもよい。
【００５９】
上述の実施形態では、ウォームストッパ（回転力伝達部）２６として、円板部２６ｂから２つの突出部２６ａが径方向に突出するプロペラ状に形成されているものを用いたが、これに限らず、突出部２６ａは１つでもよく、３つ以上の突出部２６ａを設けてもよい。また、ウォームストッパ（回転力伝達部）２６として、電動モータ２０の出力軸２１に対して径方向に突出する突出部を有する形状ならば、軸線方向から視て、三角形、或いは四角形になる形状のものでもよい。
【００６０】
上述の実施形態では、ウォームストッパ（回転力伝達部）２６に突出部２６ａを設け、ウォーム３０ａに凹部５０を設けた例について説明したが、これに限らず、ウォームストッパ２６に凹部を設け、ウォーム３０ａに突出部を設けてもよい。
【００６１】
上述の実施形態では、本発明に係る電動アクチュエータを車両用空調装置のドア駆動に用いた例について説明したが、これに限らず、あらゆる機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る電動アクチュエータが適用された車両用空調装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】図１の電動アクチュエータの内部構成を示す図である。
【図３】図２の電動モータおよびその周辺の構成を示す図である。
【図４】図２の電動モータおよびウォームを示す斜視図である。
【図５】図３中Ａ−Ａ断面図である。
【図６】電動モータのたわみを説明するための図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の電動モータおよびウォームを示す図である。
【図８】従来の電動アクチュエータのたわみを説明するための図である。
【図９】従来の電動アクチュエータのたわみを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…電動アクチュエータ、１０…ケーシング、
１１…ケーシング支持部、１２…ケーシング支持軸、２０…電動モータ、
２６…ウォームストッパ、３０ａ…ウォーム、３０ｂ…ウォームホィール、
３２、３６、３８、４２…平歯車。
【図１】
2008302750.tif 000003
【図２】
2008302750.tif 000004
【図３】
2008302750.tif 000005
【図４】
2008302750.tif 000006
【図５】
2008302750.tif 000007
【図６】
2008302750.tif 000008
【図７】
2008302750.tif 000009
【図８】
2008302750.tif 000010
【図９】
2008302750.tif 000011