(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転を被駆動体に変速機を介して伝える変速機付きモータアクチュエータであって、
前記モータと前記被駆動体とが前記変速機を介して互いに対向するように配設され、
前記変速機が複数の伝動用機械要素を有し、かつ前記複数の伝動用機械要素が前記モータの軸線方向に重ねられた部分を有すると共に、前記複数の伝達用機械要素の一部が前記被駆動体に同軸的に固設され、
前記モータが、前記被駆動体に同軸的に固設された伝達用機械要素が前記モータのブラシホルダの側方に位置するように、前記変速機に取り付けられていることを特徴とする変速機付きモータアクチュエータ。
【請求項２】
前記ブラシホルダにより保持されているブラシが、前記変速機のケーシングへの前記モータの取り付け面に対して前記変速機側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機付きモータアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転を被駆動体に変速機を介して伝える変速機付きモータアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のエンジン用スロットルバルブを、アクセルペダルに連結されたスロットルワイヤにより直接的に開閉する代わりに、ＤＣモータにより開閉駆動するようにした電子制御スロットルチャンバ（ＥＴＣ）がある。
【０００３】
上記電子制御スロットルチャンバの一例を図５に示す。図に示されるように、スロットルバルブ１の弁体４に変速機２１を介してモータ２２が結合され、そのモータ２２が制御装置ＣＰＵにより駆動制御されるようになっている。制御装置ＣＰＵには、アクセルペダル２３に連動するように設けられたアクセル開度センサ２４からのアクセル開度信号がモータ２２の駆動制御の主制御信号として入力し、弁体４に連動するように設けられたスロットル開度センサ５からのスロットル開度信号がフィードバック信号として入力している。
【０００４】
また、弁体４はリターンスプリング９により全閉位置に戻される向きに弾発付勢されている。したがって、電子制御スロットルチャンバにあっても、機械式スロットルバルブと同様にアクセルペダル２３の踏み込み量に応じて弁体４が開弁し、アクセルペダル２３の踏み込みを無くすことにより弁体４が閉弁する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したＥＴＣ用モータ２２の配置としては、図６（ａ）に示されるようにスロットルバルブ１の弁軸２にモータ２２の軸線が平行になるように配置されているものがある。しかしながら、エンジンルームのレイアウトの制約からそのように側方に配置した状態にすることができない場合がある。
【０００６】
その場合には、図６（ｂ）に示されるように、モータ２２が変速機２１を挟んでスロットルチャンバ３に対向するように、弁軸２の軸線の延長線方向にモータ２２を配置することが考えられる。しかしながら、モータ２２の重心位置がスロットルチャンバ３の重心位置から大きく離れてしまう（図のＬ１）ため、対振動性に対して不利な構造となる。また、スロットルチャンバ３からのモータ２２のヨーク（ケーシング）の後端の突出量が大きくなるため、スロットルチャンバ３をエンジンに取り付ける際のレイアウト性も悪いという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に於いては、モータの回転を被駆動体に変速機を介して伝える変速機付きモータアクチュエータであって、前記モータと前記被駆動体とが前記変速機を介して互いに対向するように配設され、前記変速機が複数の伝動用機械要素を有し、かつ前記複数の伝動用機械要素が前記モータの軸線方向に重ねられた部分を有すると共に、前記複数の伝達用機械要素の一部が前記被駆動体に同軸的に固設され、前記モータが、前記被駆動体に同軸的に固設された伝達用機械要素が前記モータのブラシホルダの側方に位置するように、前記変速機に取り付けられているものとした。
【０００８】
これによれば、モータと被駆動体とが変速機を挟んで互いに対向するように配設されたものにおいて、モータ本体の一部が変速機内に埋没した状態になるため、モータの重心位置をできるだけ被駆動体に近付けるようにモータを変速機に取り付けることができる。それにより、モータの被駆動体からの突出量が小さくなり、耐振動性が向上する。
【０００９】
また、前記ブラシホルダにより保持されているブラシが、前記変速機のケーシングへの前記モータの取り付け面に対して前記変速機側に配置されていることにより、モータの変速機への取り付け面とブラシのピグテールスポット溶接部の高さを同じにすることができ、その結果、取り付け面回りの振動によるスポット溶接部へのダメージを低減し得る。また、モータ本体の変速機内に埋没する側にブラシホルダが配置されると共に、モータにおける重量が大きいアーマチュア・ヨーク部分が変速機外に配置されるため、両者が取り付け面を介して互いに相反する側に配置されることになり、重量が大きい部分の振動がブラシホルダ部分へ伝達されることを取り付け面部分で抑えることができ、ブラシ−コンミテータ間の安定した整流を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用された電子制御スロットルチャンバの一例を示す要部斜視図である。なお、制御系は従来例で示したものと同じであって良く、その説明を省略する。また、従来例と同様であって良い部分には同一の符号を付している。
【００１２】
図１に示されるように、スロットルバルブ１のスロットルチャンバ２に枢支された弁軸３の中間部に弁体４が取り付けられている。弁軸３の両端部がスロットルチャンバ２の周壁の外方に延出しており、その弁軸４の一方の延出端部にはスロットル開度センサ５が結合されている。
【００１３】
スロットルチャンバ２の側方には、電子制御スロットルチャンバの駆動力発生源としてのＤＣモータからなるモータ６が配設されている。モータ６は、スロットルチャンバ２に例えばねじ止めされたモータユニットのケーシング（図示せず）に取り付けられている。図示例のモータユニットにあっては、モータ６と、複数のギア結合により減速する変速機１０とにより構成されている。
【００１４】
本発明が適用された電子制御スロットルチャンバにあっては、被駆動体としての弁体２（弁軸４）の軸線方向にモータ６を配置するものであり、弁体２とモータ６とが対向するように配設される。したがって、弁体２を受容するスロットルチャンバ３の周壁から上記変速機１０とモータ６とが突出するように配設される。また、本図示例における変速機１０のケーシングは、図２に示されるように、スロットルチャンバ３の周壁に設けられた環状周壁部１１と、その環状周壁部１１に蓋のように取り付けられたモータブラケット１２とにより形成されている。
【００１５】
なお、弁軸４の被駆動ギア８を設けられた方の延出端部には、弁体２を全閉位置に弾発的に戻すためのリターンスプリング９が設けられている。したがって、モータ６の回転が変速機１０で減速されて弁軸４に伝達され、モータ６に通電することにより弁体２が開弁駆動される。また、モータ６への通電をオフすると、リターンスプリング９のばね力により弁体２が全閉位置まで強制的に戻される。
【００１６】
本発明に基づく変速機１０にあっては、変速機１０内にモータ６のピニオン６ａ側の一部（図示例ではブラシホルダ部分６ｂ）が没入するように、モータブラケット１２にモータ６のケーシングの中間部が固定されモータ６が変速機に１０に取り付けられている。したがって、モータ６の駆動軸に固着されているピニオン６ａがスロットルチャンバ３の周壁直近に位置している。
【００１７】
ピニオン６ａには、図２及び図３に示されるように、モータブラケット１２により枢支された大小のギアからなる２段ギアの大ギア７ａが噛み合わされている。この２段ギアの大ギア７ａがスロットルチャンバ３側に配置され、小ギア７ｂがスロットルチャンバ３に対して遠い側に配置されている。その小ギア７ｂには、弁軸４の他方の延出端部に同軸的に固設された大径の被駆動ギア８が噛み合わされている。これら各ギアが伝動用機械要素として設けられ、このようにして変速機１０が構成されている。
【００１８】
なお、弁軸４はモータブラケット１２を貫通して延出されており、その延出端部に上記したリターンスプリング９が連結されている。
【００１９】
上記したように、ピニオン６ａはスロットルチャンバ３の周壁近傍に位置し、そのピニオン６ａに噛み合う大ギア７ａもスロットルチャンバ３の周壁近傍に位置し、それに対して小ギア７ｂ及びそれに噛み合う被駆動ギア８はブラシホルダ部分６ｂの側方に位置する。このように変速機１０を構成するギア群の一部とモータ６の一部とがモータ６の軸線に直交する方向から見て互いに重なるように配設されていることから、変速機１０内にモータ６の一部が埋没した状態になり、モータ６がスロットルチャンバ３に近い位置に配設されることになる。
【００２０】
したがって、スロットルチャンバ３の重心位置Ｇｓとモータ６の重心位置Ｇｍとの距離Ｌが、モータ６のケーシングを変速機１０に埋没させないで取り付けた場合（図２の想像線）に対して短くなる。これにより、弁体２に対向するようにモータ６を配設しても、その突出量が小さいことから、耐振動性を高めることかできる。また、振動を抑制し得ることから、振動時にモータ６のケーシングへの負荷やたわみによる相手ギア（大ギア７ａ）との噛み合いへの影響も低減される。さらに、モータ６のヨーク部６ｃのスロットルチャンバ３からの突出量が小さいため、エンジンにおけるレイアウト性も良い。
【００２１】
また、ブラシホルダ部分６ｂにあっては、図４に示されるように、モータブラケット１２の一部を突設してブラシホルダ受容部１２ａが形成されており、そのブラシホルダ受容部１２ａ内にブラシホルダ１３が組み付けられている。そして、ブラシホルダ１３により保持されているブラシ１４が、変速機１０のケーシングを構成する環状周壁部１１に対するモータブラケット１２の取り付け面１２ｂ（図２参照）に対して変速機側に配置されている。
【００２２】
ブラシホルダ部分６ｂがこのように構成されていることにより、ブラシ１４のピグテール１４ａを結合した部分であるピグテールスポット溶接部１４ｂの位置を取り付け面１２ｂと略同一にすることができる。これにより、ピグテールスポット溶接部１４ｂの取り付け面１２ｂからの長さ（図４の矢印Ｈ）をほぼ０にすることができるため、モータ６が振動した場合に取り付け面１２ｂからの長さに応じて振幅が大きくなるのに対して、その振幅の大きさに影響する長さが無くなるため、振動によるスポット溶接部へのダメージを低減し得る。
【００２３】
また、変速機１０内に埋没する側にブラシホルダ１３が配置されており、モータにおける重量が大きいアーマチュア１５及びヨーク（図示せず）部分が変速機１０に対してその外方に配置されている。そのため、ブラシホルダ１３とアーマチュア１５及びヨーク部分とが取り付け面１２ｂを介して互いに相反する側に配置されることになり、重量が大きい部分の振動がブラシホルダ１３へ伝達されることを取り付け面１２ｂ部分で抑えることができる。したがって、ブラシ−コンミテータ間の安定した整流を確保することができる。
【００２４】
なお、上記図示例では電子制御スロットルチャンバについて示したが、本発明のアクチュエータの駆動対象はスロットルバルブに限られるものではなく、モータの回転を変速して被駆動体に伝動する構造のものであれば適用可能である。また、ギア結合により構成された変速機を示したが、伝動用機械要素としてはギアに限られるものではない。例えばプーリとベルトとによるベルト伝動機構であっても良く、その場合には、複数のプーリを軸線方向に重ね合わせて配置した構造のものに適用し得る。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、モータと被駆動体とが変速機を挟んで互いに対向するように配設されたものにおいて、モータ本体の一部が変速機内に埋没した状態になるため、モータの重心位置をできるだけ被駆動体に近付けるようにモータを変速機に取り付けることができる。それにより、モータの被駆動体からの突出量が小さくなり、耐振動性が向上すると共に、振動時にモータのケーシングへの負荷やたわみによる変速機の伝動部への影響も低減される。さらに、モータの被駆動体からの突出量が小さいため、レイアウト性も良い。
【００２６】
また、ブラシホルダを伝動用機械要素の一部と重なる部分に配置することにより、モータの変速機への取り付け面とブラシのピグテールスポット溶接部の高さを同じにすることができるため、取り付け面回りの振動によるスポット溶接部へのダメージを低減し得る。また、ブラシホルダと重量が大きいアーマチュア・ヨーク部分とが取り付け面を介して互いに相反する側に配置されることにより、重量が大きい部分の振動がブラシホルダ部分へ伝達されることを取り付け面部分で抑えることができ、ブラシ−コンミテータ間の安定した整流を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された電子制御スロットルチャンバの一例を示す要部斜視図。
【図２】図１の矢印II線から見た要部破断側面図。
【図３】図２の矢印III線から見た各ギアの結合状態を示す図。
【図４】ブラシホルダ部分を示す要部破断側面図。
【図５】電子制御スロットルチャンバの一例を示す模式図。
【図６】（ａ）は変速機付きモータアクチュエータの配置の一例を示す模式図であり、（ｂ）は他の例を示す同様の図。
【符号の説明】
１  スロットルバルブ
２  スロットルチャンバ
３  弁軸
４  弁体
５  スロットル開度センサ
６  モータ、６ａ  ピニオン
７ａ  大ギア、７ｂ  小ギア
８  被駆動ギア
９  リターンスプリング
１０  変速機
１１  環状ボス部
１２  モータブラケット、１２ａ  取り付け面
１３  ブラシホルダ
１４  ブラシ、１４ｂ  ピグテールスポット溶接部
２１  変速装置
２２  モータ
２３  アクセルペダル
２４  アクセル開度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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