(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数磁極形成用の永久磁石を有する回転子と、複数の通電用コイルを有して前記回転子の外周に配置され、該回転子に回転力を発生させる固定子とを備えたＤＣモータを、輻射熱を発する発熱体に取り付けた電動アクチュエータにおいて、前記ＤＣモータと前記発熱体との間に遮熱手段を配置し、前記遮熱手段は、前記ＤＣモータを搭載保持するモータ保持部と、前記発熱体への取付部と、該取付部から前記ＤＣモータの周囲に延びて該ＤＣモータとの間に断熱空間を形成する遮熱板部とを有し、前記保持部には、前記ＤＣモータのハウジングの軸方向一端部に装着されたボスを嵌め込む凹部が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
遮熱手段は、ＤＣモータを保持して該ＤＣモータの少なくとも発熱体への取付側を覆っていることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
遮熱手段は、ＤＣモータの外周との間に断熱空間を形成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
凹部の周壁とボスとの間には断熱空間が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車に使用されるスロットバルブや排気ガス再循環用バルブ（ＥＧＲバルブ）、過給機の過給圧制御用等に使用される電動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車載用電動アクチュエータの駆動源としてＤＣモータが使用されているが、使用環境温度が高温であり、モータのコイルを流れる電流による発熱を考慮すると、その構成部材として耐熱性が非常に高い材料を使用することを余儀なくされている。
【０００３】
しかしながら、各種用途の電動アクチュエータの駆動源として使用するＤＣモータは、極力統一された仕様で、安価に製造されることが望ましく、そのために樹脂材を多用した構成とすることが多く、例えば外装部材などの強度が要求される部位や、コイルを形成する線材の絶縁用部材等の機能部位に樹脂が使用されており、高温使用時における各樹脂材構成部品の強度や精度の確保のため、さらには、ＤＣモータを駆動するための電子部品がモータ内部に装着される場合もあることから、ＤＣモータの周囲温度は極力低くなるように搭載位置や方向を配慮しなければならない場合が殆どである。
【０００４】
特に過給機の過給圧制御に使用される場合には、電動アクチュエータは、排気ガスの熱によって高温となる排気管や過給機のタービン近傍に配置される場合が殆どであり、この場合、それらの輻射熱を受けて高温状態に晒されて使用されることとなり、他の用途の電動アクチュエータに対して、より耐熱性が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動アクチュエータは以上のように構成されているので、高温雰囲気の環境で使用する場合、例えばエンジン排気管や過給機のタービン等の発熱体からの輻射熱によって電動アクチュエータ本体が加熱・高温化され、電動アクチュエータ本体内の電磁部品や電子部品等の支障を来すという課題があった。また、電動アクチュエータは、被装着側へ固定するための構成部位が必要であるが、その電動アクチュエータの駆動源となるＤＣモータは、被装着側の部位が統一形状に設定されているため、被装着側への装着用部位を、用途、被装着側の形状に応じて変更させる目的でＤＣモータとは別の装着用部材が必要になるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、発熱体からの輻射熱を遮断することができ、その輻射熱に起因したＤＣモータの不都合を解消することが可能な電動アクチュエータを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動アクチュエータは、外周に複数磁極形成用の永久磁石を有する回転子と、複数の通電用コイルを有して前記回転子の外周に配置され、該回転子に回転力を発生させる固定子とを備えたＤＣモータを、輻射熱を発する発熱体に取り付けた電動アクチュエータにおいて、前記ＤＣモータと前記発熱体との間に遮熱手段を配置し、前記遮熱手段は、前記ＤＣモータを搭載保持するモータ保持部と、前記発熱体への取付部と、該取付部から前記ＤＣモータの周囲に延びて該ＤＣモータとの間に断熱空間を形成する遮熱板部とを有し、前記保持部には、前記ＤＣモータのハウジングの軸方向一端部に装着されたボスを嵌め込む凹部が形成されているものである。
【０００８】
この発明に係る電動アクチュエータの遮熱手段は、ＤＣモータを保持して該ＤＣモータの少なくとも発熱体への取付側を覆っているものである。
【０００９】
この発明に係る電動アクチュエータの遮熱手段は、ＤＣモータの外周との間に断熱空間を形成しているものである。
【００１１】
この発明に係る電動アクチュエータは、凹部の周壁とボスとの間には断熱空間が形成されているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電動アクチュエータを示す断面図、図２は図１中のモータ保持部材を示す斜視図である。
図において、１は車載用電動アクチュエータの駆動源となるＤＣモータ、２はそのＤＣモータ１の外装部となるハウジングである。このハウジング２はＰＰＳ系樹脂もしくはそれ以上の耐熱性を有する樹脂材料（電気絶縁材）で筒状に形成されたもので、その軸方向一端には外向きの取付片部２ａが一体形成されている。
【００１３】
３は前記ハウジング２の内周面に設けられた固定子、４はその固定子３に巻装された複数（３相）のコイルであり、それらの固定子３とコイル４は前記ハウジング２と一体に樹脂モールドされている。５は前記ハウジング２の軸心部に挿入配置された回転子である。この回転子５はＰＰＳ系樹脂などの電気絶縁材からなるもので、その軸方向両端部が軸受６ａ，６ｂによって回転自在に保持されている。７は前記回転子５の外周に一体的に保持された永久磁石である。この永久磁石７は、前記ＰＰＳ系樹脂の回転子５の外周にインサート成形されて一体的に固定されたフェライト系マグネットからなっている。なお、前記永久磁石７は希土類系マグネットであってもよく、要するに、前記回転子５の外周に一体化されて表面に複数の磁極を形成するものであればよい。
【００１４】
８は前記回転子５の中心部に貫通螺合させたモータシャフト、９はモータシャフト８と一体的に構成させ、モータシャフト８と連動して軸方向に移動するプランジャ部であり、このプランジャ部９には、被駆動体として例えば車両エンジン排気系統のＥＧＲバルブを連動させるものである。１０は前記ハウジング２の軸方向一端部（上端部）に取り付けられたケーシング部材である。このケーシング部材１０は前記ハウジング２に対して塑性変形または熱溶着等の手段で固定され、ＤＣモータ１の内部気密を確保して外部からの水や粉塵等の侵入を防止する取付構造となっている。また、前記ケーシング部材１０には外部電源に接続してＤＣモータ１に電圧を供給するコネクタ１１が一体形成されている。
【００１５】
１２は前記コイル４に電気的に接続されたターミナル、１３はそのターミナル１２を介して前記コイル４に電圧を印加する通電手段である。この通電手段１３は、前記ケーシング部材１０側に設けられたブラシ１３ａと、前記回転子５の軸方向一端部（上端部）に取り付けられて該回転子５と一体回転するコンミテータ（整流子）１３ｂとからなっている。したがって、前記ＤＣモータ１はブラシ付きＤＣモータである。
【００１６】
１４は前記ハウジング２の軸方向他端部（下端部）に取り付けられたボスである。このボス１４は、製造コストの低減を目的に樹脂材で形成され、前記ハウジング２に対して塑性変形または熱溶着等の手段で固定されており、その固定状態で前記ハウジング２の下端から下方に向って突出する下向き凸状部１４ａを有している。かかるボス１４は前記ハウジング２および前記ケーシング部材１０とともにＤＣモータ１の外装部を形成している。なお、前記プランジャ部９のロッド部９ａは前記ボス１４を緩貫通して被駆動体（ＥＧＲバルブ）側に向って下方に延びている。
【００１７】
１５は前記回転子５の下部軸受６ｂを下方から押圧するプリロードスプリングである。このプリロードスプリング１５は、前記ボス１４によって前記下部軸受６ｂとの間に保持されているもので、前記回転子５および前記下部軸受６ｂに軸方向のプリロードを加えている。かかるプリロードスプリング１５は、特にモータ回転部を構成する複数部品の軸方向寸法のバラツキによる部品相互間の軸方向の隙間を吸収し、かつ振動による回転子５と軸受６ａ，６ｂとのガタツキを防止するもので、図示の板バネのほか圧縮型コイルスプリングを適用してもよく、要するに、前記下部軸受６ｂを上方に付勢する弾性体であればよい。
【００１８】
２０は前記ＤＣモータ１を保持して外部発熱体（図示せず）に取り付けるためのモータ保持部材である。さらに詳しく述べると、前記モータ保持部材２０は、例えば車両のエンジンブロックのような輻射熱を発する発熱体と該発熱体に取り付ける前記ＤＣモータ１との間を遮熱する遮熱手段となるもので、前記ハウジング２の下面に当接させてＤＣモータ１を搭載するためのモータ搭載保持部となる座板部２１と、該座板部２１の略中央に設けられて前記ボス１４の下向き凸状部１４ａを嵌め込む凹部２２と、前記座板部２１の外縁部から前記ハウジング２に沿って立ち上がる遮熱板部２３と、前記座板部２１の外側縁部からモータ搭載側とは反対方向に延びて前記発熱体に取り付け固定するための取付片部２４とからなり、前記凹部２２の底部にプランジャロッド部９ａを挿通させるための開口２２ａを設けた構成となっている。
【００１９】
２５は前記ハウジング２の取付片部２ａを前記モータ保持部材２０の座板部２１に締着固定しているネジ、２６は前記座板部２１上の前記ハウジング２と前記モータ保持部材２０の立ち上がり遮熱板部２３との間に形成された断熱空間、２７は前記モータ保持部材２０の凹部２２の内周壁面と該凹部２２に嵌め込まれた前記ボス１４の下向き凸状部１４ａとの間に形成された断熱空間である。
【００２０】
以上のように、ＤＣモータ１のボス１４の下向き凸状部１４ａをモータ保持部材２０の凹部２２に嵌め込んでＤＣモータ１のハウジング２の下面を保持部材２０の座板部２１上に当接させ、該座板部２１に前記ハウジング２下端の取付片部２ａをネジ２５で締着することにより、ＤＣモータ１とモータ保持部材２０がユニット化される。そして、車両のエンジンブロックなどのように輻射熱を発する発熱体に前記モータ保持部材２０を取り付け固定することにより、前記ＤＣモータ１と発熱体との間が前記モータ保持部材２０によって遮熱される。
【００２１】
以上説明した実施の形態１によれば、電動アクチュエータの駆動源となるＤＣモータ１をモータ保持部材２０に搭載保持させ、そのモータ保持部材２０をエンジンブロック等の発熱体に取り付けて該発熱体と前記ＤＣモータ１との間を前記モータ保持部材２０で遮熱するように構成したので、前記発熱体からの輻射熱による熱影響によって、例えば通電手段１３のブラシ１３ａが早期摩耗するのを防止することができ、モータ稼動時間の延長を図ることが可能になるという効果がある。
【００２２】
また、前記ハウジング２とボス１４とが万一外れても、そのボス１４はモータ保持部材２０の凹部２２に嵌め込み保持されているので、前記ボス１４がハウジング２から脱落するようなことがないという効果がある。さらに、前記ハウジング２とモータ保持部材２０の立ち上がり遮熱板部２３との間、および前記ボス１４の下向き凸状部１４ａと前記モータ保持部材２０の凹部２２の内周面との間にはそれぞれ断熱空間２６，２７が形成されるので、前記発熱体からの輻射熱をいっそう効率的に遮断できるという効果がある。さらには、１つのモータ保持部材２０によって、ＤＣモータ１の保持機能と発熱体への取り付け固定機能と発熱体側からの輻射熱遮断機能を発揮させることができるという効果がある。
【００２３】
さらには、ＤＣモータ１の外形形状に対応してモータ保持部材２０の形状を変更することが可能であり、そのモータ保持部材２０の形状変更によって、ＤＣモータ１の形状を変更することなく、用途に応じたＤＣモータ１の形状に対応させることができると共に、モータ搭載位置や方向に応じてモータ保持部材２０の形状を決定することができ、形状が異なるＤＣモータ１に前記モータ保持部材２０を共用化することが可能になるという効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による電動アクチュエータを示す断面図であり、図１および図２と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。前記実施の形態１では電動アクチュエータの駆動源としてブラシ付きＤＣモータ１を適用したが、この実施の形態２では、ブラシレスＤＣモータ１を電動アクチュエータの駆動源とするものである。
図３において、３０は回転子５の回転位置を検出する位置検出手段であり、この位置検出手段３０は、回転子５の軸方向一端部に設けたマグネット３０ａと、ケーシング部材１０の回路基板上に設けられたホール素子３０ｂとからなり、前記マグネット３０ａの磁力変化によって前記ホール素子３０ｂが発するＯＮ／ＯＦＦ信号によって前記マグネット３０ａの磁気を検出することで前記回転子５の回転位置を検出するようになっている。
【００２５】
ここで、前記ブラシレスＤＣモータ１の各部に使用されている樹脂材ともども前記ホール素子３０ｂの耐熱性が問題となるが、この実施の形態２の場合も前記実施の形態１の場合と同様のモータ保持部材２０が適用され、このモータ保持部材２０によってブラシレスＤＣモータ１の周囲が覆われるため、そのブラシレスＤＣモータ１に対する外部から熱を前記モータ保持部材２０によって遮断することができ、前記ホール素子３０ｂの耐熱性を向上させることができると共に、前記実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。なお、前記位置検出手段３０は、マグネット３０ａとホール素子３０ｂとによる磁気検出以外の手段であってもよく、電動アクチュエータに要求される機能や性能に応じた位置検出手段であればよい。
【００２６】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による電動アクチュエータを示す側面図であり、図３と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図において、３１はブラシレスＤＣモータ１を作動させるために必要な通電切替えを電気的に行う制御回路部である。この制御回路部３１の場合も耐熱性が大きな問題となる。
そこで、この実施の形態３では、前記制御回路部３１を備えたブラシレスＤＣモータ１に前記実施の形態１，２の場合と同様のモータ保持部材２０を適用し、このモータ保持部材２０で前記ブラシレスＤＣモータ１の周囲を覆う構成したものである。これにより、前記制御回路部３１の耐熱性を向上させることができると共に、前記実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
【００２７】
実施の形態４．
前記実施の形態１から実施の形態３では、モータ保持部材２０の立ち上がり遮熱板部２３がハウジング２の外周を部分的に覆う図示例構成となっているが、前記遮熱板部２３は前記ハウジング２の外周全域を間隙を存して覆う形状のものであってもよく、この場合、遮熱効果をいっそう向上させることができるという効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、外周に複数磁極形成用の永久磁石を有する回転子と、複数の通電用コイルを有して前記回転子の外周に配置され、該回転子に回転力を発生させる固定子とを備えたＤＣモータを、輻射熱を発する発熱体に取り付けた電動アクチュエータにおいて、前記ＤＣモータと前記発熱体との間に遮熱手段を配置し、前記ＤＣモータを搭載保持するモータ保持部と、前記発熱体への取付部と、該取付部から前記ＤＣモータの周囲に延びて該ＤＣモータとの間に断熱空間を形成する遮熱板部とを有し、前記保持部には、前記ＤＣモータのハウジングの軸方向一端部に装着されたボスを嵌め込む凹部が形成された遮熱手段によって前記ＤＣモータを覆うように構成したので、前記発熱体からの輻射熱でＤＣモータが高温化するのを防止することができ、前記輻射熱に起因したＤＣモータの機能および性能低下を防止することが可能になり、１つの遮熱手段によって、ＤＣモータの保持機能と前記発熱体への取り付け固定機能と前記発熱体からＤＣモータに向かう輻射熱の遮熱機能を発揮させることができると共に、万一、前記ボスが前記ハウジングから外れても、そのボスは前記凹部に保持されるため前記ハウジングから脱落するようなことがないという効果が得られる。
【００２９】
この発明によれば、ＤＣモータを保持して該ＤＣモータの少なくとも発熱体への取付側を遮熱手段で覆うように構成したので、前記発熱体からの輻射熱でＤＣモータが高温化するのを防止することができ、前記輻射熱に起因したＤＣモータの機能および性能低下を防止することが可能になるという効果がある。
【００３０】
この発明によれば、ＤＣモータの外周との間に断熱空間を形成する遮熱手段で前記ＤＣモータの外周を覆うように構成したので、前記発熱体からＤＣモータに向かう輻射熱を前記断熱空間によっていっそう効率的に遮熱することができるという効果がある。
【００３２】
この発明によれば、遮熱手段の凹部の周壁とＤＣモータのボスとの間に断熱空間を形成するように構成したので、前記発熱体からの輻射熱がＤＣモータのボス側に及ぶのを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電動アクチュエータを示す断面図である。
【図２】  図１中のモータ保持部材を示す斜視図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による電動アクチュエータを示す断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態３による電動アクチュエータを示す側面図である。
【符号の説明】
１  ＤＣモータ、２  ハウジング、２ａ  取付片部、３  固定子、４  コイル、５  回転子、６ａ，６ｂ  軸受、７  永久磁石、８  モータシャフト、９  プランジャ部、９ａ  プランジャロッド部、１０  ケーシング部材、１１  コネクタ、１２  ターミナル、１３  通電手段、１３ａ  ブラシ、１３ｂ  整流子、１４  ボス、１４ａ  凸状部、１５  プリロードスプリング、２０  モータ保持部材（遮熱手段）、２１  座板部、２２  凹部、２３  遮熱板部、２４  取付片部、２５  ネジ、２６，２７  断熱空間、３０  位置検出手段、３０ａ  マグネット、３０ｂ  ホール素子、３１  制御回路部。
【図１】
0003833510.tif 000002
【図２】
0003833510.tif 000003
【図３】
0003833510.tif 000004
【図４】
0003833510.tif 000005