JP5945471B2

JP5945471B2 - モータアクチュエータ

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Publication number: JP5945471B2
Application number: JP2012161088A
Authority: JP
Inventors: 昭夫石水
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP2014023326A

Description

本発明は、モータの動力によって駆動対象物を動作させるモータアクチュエータに関する。

このようなモータアクチュエータとしては、例えば下記特許文献１に記載のものが公知である。下記特許文献１では、駆動対象物と連繋される出力軸（ロッド係合部１９）を有する出力部材（弁解閉操作部１０）は、出力歯車（出力軸９）に対してタッピングネジ１６により固定されている。

特開２００１−１６１０４６号公報

上記特許文献１に記載されるように、出力部材の固定にネジを用いると、部品コスト、組立コストが嵩む。また、出力部材を回転させる方向によっては、ネジの緩みを防止するために左ネジ（逆ネジ）を用いる必要がある。このような特殊な部品を用いる場合には、部品価格の上昇、組立の困難化により、さらに製造コストが増加してしまう。

上記問題に鑑みて、本発明は、モータの動力を出力する出力部材を有するモータアクチュエータにおいて、出力部材とそれに連結される部材の結合を簡単かつ確実なものとすることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明にかかるモータアクチュエータは、モータと、このモータの動力により回転する歯車であって、空間を挟んで対称に位置する弾性変形可能な二つの係合突起を有する係合部が形成された出力歯車と、前記係合突起のスナップフィットにより前記係合部が係合される貫通孔が形成されるとともに、駆動対象物に連繋される出力軸を有する出力部材と、を備え、前記係合部は、前記出力部材における前記貫通孔の周縁部分に引っ掛かる先端部分が円錐状に形成されるとともに、外側には軸方向に沿う平面であるカット面が形成される一方、前記出力部材には、前記貫通孔に面するように形成された前記カット面に接する平面である被押圧面が形成されており、前記カット面および前記被押圧面は、軸方向から見て、前記出力軸の中心と前記係合部の中心とを結んだ直線に交差するように形成されていることを要旨とするものである。

上記構成によれば、ネジ（左ネジのような特殊なネジ）等の部品を用いなくとも、出力部材と出力歯車とを結合することができる。また、係合部の先端部分は円錐状に形成されているため、貫通孔の周縁部に当該先端部分を押しつけるだけで係合突起を弾性変形させつつ係合部を貫通孔に挿入することができ、組立が容易である。さらには、カット面および被押圧面が、出力軸の中心と係合部の中心とを結んだ直線に交差するように形成されているため、出力部材に作用する駆動対象物からの反作用力の大部分をカット面で受けることができるから、係合部が破損しにくく耐久性に優れる。

上記構成において、前記カット面および前記被押圧面は、軸方向から見て、前記出力軸の中心と前記係合部の中心とを結んだ直線に直交するように形成されていればよい。

このような構成とすれば、上記耐久性をさらに向上させることができる。

また、前記カット面は、前記二つの係合突起同士が前記空間を挟んで対向する面に対して直交するように形成されていればよい。

このような構成とすれば、上記反作用力が係合部に作用した場合、当該力は係合突起が弾性変形する方向（係合突起が互いに近づく方向）に直交する方向に作用するから、当該力による係合突起の弾性変形を抑制できる。つまり、当該力によって、出力部材が係合部（出力歯車）から外れてしまうことが防止される。

また、二つの前記カット面が平行になるように形成されていればよい。

このような構成とすれば、係合部における力のかかる面が複数に分散されるため、係合部（カット面）の変形等を防止できる。

本発明にかかるモータアクチュエータによれば、部品点数（ネジ）の削減、組立の容易化による製造コストの低減を実現できる。また、出力部材と出力歯車の結合部分（動力伝達部分）の耐久性に優れる。

本発明の一実施形態にかかるモータアクチュエータの外観斜視図である。本発明の一実施形態にかかるモータアクチュエータの平面図であり、出力軸とカット面および被押圧面の位置関係を示した図である。本発明の一実施形態にかかるモータアクチュエータの内部を出力ユニットを分解して示した図である。本発明の一実施形態にかかるモータアクチュエータからケースおよび出力ユニットを取り外した状態であって、二組の接点部材組が面Ｐを対称面として面対称に位置する状態を示した図である。歯車列の外観斜視図である。図５とは異なる方向から見た歯車列の外観斜視図である。出力部材を下方から見た外観斜視図である。カム部材の外観図であって、図８（ａ）は上方から見た外観斜視図、図８（ｂ）は底面図（カム部の形状を示した図）である。出力歯車の外観図であって、図９（ａ）は上方から見た外観斜視図、図９（ｂ）は平面図（カット面の形状を示した図）である。回路基板の外観斜視図である。プレートの外観斜視図である。出力ユニットおよびその回転によって変位する接点部材（作動接点部材）の位置関係を説明するための図であり、（ａ１）〜（ａ３）はカム面の回転位置と接点部材の関係を、（ｂ１）〜（ｂ３）は出力部材の凹部およびカム部材の凸部と接点部材の関係を、（ｃ１）〜（ｃ３）は出力部材（出力軸）と接点部材の関係を、一方の（第一）作動接点部材と一方の（第一）固定接点部材が接触した状態から離れるまでを順を追って示したものである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の実施形態にかかるモータアクチュエータ１は、モータ１０と、歯車列を構成する歯車の一つである出力歯車６７と、出力部材２１を有する出力ユニット２０と、を備える。また、これら以外に、回路基板３０、作動接点部材４１，４２、固定接点部材５１，５２等を備える。これら各構成はプレート７０に支持される等してケース８０内に収容されている（図１〜図４参照）。以下、各構成について詳細に説明する。なお、以下の説明における上（側）とは、モータ１０の回転軸１４方向における当該回転軸１４の先端側をいい、下（側）とは、回転軸１４の基端側、すなわちモータ１０の本体部１１が位置する側をいうものとする。つまり、図２の紙面に直交する方向を上下方向とする。

モータ１０は、本アクチュエータの駆動源である。モータ１０は、ステータおよびロータが収納された本体部１１と、ロータと一体的に回転する回転軸１４と、二つの入力端子（プラス入力端子１２およびマイナス（グランド）入力端子１３）と、を有する。入力端子１２，１３は、回路基板３０に形成された導電パターンと電気的に接続されている（詳細は後述）。このモータ１０の動力は、歯車列を介して出力ユニット２０まで伝達される。歯車列の構成は次の通りである。

図５および図６に示すように、モータ１０の回転軸１４には、この回転軸１４とともに回転する一番車６１が固定されている。一番車６１は、複合歯車である二番車６２の大径歯部が噛み合っている。二番車６２の小径歯部は、三番車６３に噛み合っている。この三番車６３はモータ１０の二つの入力端子１２，１３の間に位置する。三番車６３には、歯部よりも中央側に円形の空間が形成されており、この空間に周知のラチェット機構が構築されている。ラチェット機構を構成する爪部材には四番車６４が固定されている。つまり、三番車６３の一方側の回転は四番車６４に伝達されるものの、他方側の回転は四番車６４に伝達されない構成となっている。四番車６４には、複合歯車である五番車６５の大径歯部が噛み合っている。五番車６５の小径歯部には、複合歯車である六番車６６の大径歯部が噛み合っている。六番車６６の小径歯部には、出力歯車６７の歯部６７５が噛み合っている。出力歯車６７には、出力ユニット２０を構成する出力部材２１が係合している。なお、この歯車列はあくまで一例であり、モータ１０の動力を出力ユニット２０（出力部材２１）まで伝達することができる構成であれば適宜変更可能である。

出力ユニット２０は、出力軸２１３を有しモータ１０の動力が伝達される出力部材２１およびこの出力部材２１が回転することによって回転するカム部材２２を有する（図３参照）。出力部材２１は、出力歯車６７に取り付けられることにより出力歯車６７と一体的に回転する部材である。出力歯車６７が有する係合部６７１が、出力部材２１の貫通孔２１１に係合されることにより両者は連結されている。具体的には以下の通りである。

図３〜図６、図９に示すように、出力歯車６７の係合部６７１は二つの係合突起６７１１を有する。両係合突起６７１１は、空間６７２を挟んで対称に位置し、少なくとも当該空間６７２側に（互いに近づく方向に）弾性変形可能である。係合部６７１の先端部分６７３は円錐状に形成されている。なお、ここでいう円錐状とは、厳密に言えば、係合部６７１が、上記空間６７２が存在せず二つの係合突起６７１１が一体であり、かつ、後述するカット面６７４が形成されていない形状であると仮定した場合において、当該先端部分６７３が（周方向に切り欠かれた部分のない）円錐になるという意味である。また、本実施形態では、当該円錐状の先端部分６７３の先端側の一部は面取りされている。この係合部６７１の先端部分６７３は、両係合突起６７１１が弾性変形していない状態において、最も基端側の部分の径方向の大きさが、出力部材２１の貫通孔２１１よりも大きくなるように形成されている。また、当該最も基端側の部分の径方向の大きさは、両係合突起６７１１が互いに近づく方向に一定量以上弾性変形したときに、出力部材２１の貫通孔２１１よりも小さくなるように形成されている。

係合部６７１の外側上部には出力歯車６７の回転中心軸方向に沿う平面であるカット面６７４が形成されている。本実施形態では、二つのカット面６７４が平行になるように、かつ、二つの係合突起６７１１同士が空間６７２を挟んで対向する面（空間に臨む面）に対して直交するように（換言すれば、二つの係合突起６７１１が互いに近づく方向に沿う方向に）形成されている。

一方、出力部材２１の貫通孔２１１は、その断面形状が、上記係合部６７１の先端部分６７３より根元部分の断面形状（空間６７２を含む）と同じになるように形成されている。つまり、出力部材２１には、貫通孔２１１に面するように形成された平面（被押圧面２１２）が形成されている（図７参照）。また、出力部材２１における貫通孔２１１が形成された周囲は、端面よりもモータ１０側に窪んでいる（図３参照）。

このように形成された出力部材２１の貫通孔２１１に、出力歯車６７の係合部６７１の先端部分６７３を押しつけると、貫通孔２１１の周縁によって円錐状に形成された係合部６７１の先端部分６７３が押され、両係合突起６７１１が互いに近づく方向に弾性変形していく。両係合突起６７１１が所定量以上弾性変形すると、係合部６７１の先端部分６７３が貫通孔２１１を通過する。係合部６７１の先端部分６７３が貫通孔２１１を通過すると両係合突起６７１１の弾性変形が解消され、係合部６７１の先端部分６７３が貫通孔２１１の周縁（窪みの底面）に引っ掛かった状態となる。また、係合部６７１の断面形状と貫通孔２１１の断面形状は同じであるため、係合部６７１に形成された二つのカット面６７４のそれぞれは、出力部材２１に形成された各被押圧面２１２に密接した状態になる。このように、二つの係合突起６７１１の弾性変形、いわゆるスナップフィットにより、出力歯車６７の係合部６７１が出力部材２１の貫通孔２１１に係合される。

かかる状態となることにより、出力歯車６７が回転すると、その出力歯車６７の係合部６７１に形成されたカット面６７４が出力部材２１に形成された被押圧面２１２を押し、出力部材２１も回転する。つまり、出力歯車６７と出力部材２１が一体的に回転する。

このように出力歯車６７に係合される出力部材２１は、その端面（モータ１０が位置する側の反対の端面）から突出する出力軸２１３を有する。この出力軸２１３は、本実施形態にかかるモータアクチュエータ１によって駆動される図示されない駆動対象物に連繋される部材である。つまり、出力部材２１の回転中心軸を中心とした円運動する出力軸２１３の動力が、各種伝達部材を介して、または直接、駆動対象物に伝達される。出力軸２１３は、上記カット面６７４および被押圧面２１２が形成された側に位置する。詳しくは、上記カット面６７４および被押圧面２１２は、出力軸２１３の中心と係合部６７１の中心（出力歯車６７の回転中心）とを結んだ直線Ｌに交差するように形成されている。本実施形態では、カット面６７４および被押圧面２１２は、軸方向（すなわち上下方向）から見て、出力軸２１３の中心と係合部６７１の中心（出力歯車６７の回転中心）とを結んだ直線Ｌに直交するように形成されている（図２参照）。

また、出力部材２１の下側、すなわち、以下で詳述するカム部材２２が位置する側には、周方向に沿う凹部２１４が形成されている（図７参照）。この凹部２１４の内側には、カム部材２２に形成される凸部２２１が入り込んだ状態にある。

図３および図８に示す出力部材２１とともに出力ユニット２０を構成するカム部材２２は、係合部６７１に対して回転自在に支持されている。具体的には、断面円形の軸である係合部６７１の下部（カット面６７４の下側）に回転自在に支持されている。つまり、出力歯車６７の中心軸方向において出力歯車６７の歯部６７５と出力部材２１との間で、係合部６７１に対して回転自在に支持されている。このカム部材２２の上側の縁部には、上方に向かって突出した周方向に沿う凸部２２１が形成されている。この凸部２２１の周方向長さは上述した出力部材２１の凹部２１４の周方向長さよりも短くなるように形成されており、当該凸部２２１は凹部２１４の内側に入り込んだ状態にある。したがって、出力部材２１が一方に回転すると、周方向における凹部２１４の一方の壁面が凸部２２１の一方の壁面に接触し、カム部材２２も一方に回転する。出力部材２１が他方に回転すると、周方向における凹部２１４の他方の壁面が凸部２２１の他方の壁面に接触し、カム部材２２も他方に回転する。ただし、凸部２２１と凹部２１４には上述した周方向長さの関係があるため、出力部材２１とカム部材２２の間には周方向に「遊び（ガタ）」がある。つまり、両者の周方向における係合には、凹部２１４の周方向長さと凸部２２１の周方向長さの差分、当該「遊び」が存在する。そのため、当該「遊び」の大きさ分、カム部材２２は出力部材２１から独立して回転することが可能である。例えば、周方向における凹部２１４の一方の壁面が凸部２２１の一方の壁面に接触した状態にあるとき、凹部２１４の周方向長さと凸部２２１の周方向長さの差分、カム部材２２は出力部材２１とは別に他方に回転することが可能である。

また、カム部材２２の下側には、周方向に沿うカム部２２２が形成されている。カム部２２２は、相対的に大径の大径部２２２２、および相対的に小径の小径部２２２１とを含む。大径部２２２２と小径部２２２１の境界部分２２２３は、両者を繋げるなだらかな傾斜面となっている。このカム部２２２に、詳細を後述する作動接点部材４１，４２が接触している。

図３、図４、および図１０に示す回路基板３０は、少なくともその上面に導電性材料がパターニングされてなる導電パターンが形成された部材である。この回路基板３０は、ケース８０に取り付けられたプレート７０に支持されている。回路基板３０に形成された導電パターンは、端子側導電パターン３１および電源側導電パターン３２１，３２２を含む。端子側導電パターン３１は、モータ１０の入力端子１２，１３の一つに電気的に接続された導電パターンである。本実施形態では、モータ１０のマイナス（グランド）入力端子１３に電気的に接続される一つの端子側導電パターン３１が形成されている。

電源側導電パターンは、電源の出力端子の一方（端子側導電パターン３１に接続されるモータ１０の入力端子１２，１３と同じ極性）に接続された導電パターンである。本実施形態では、電源のマイナス（グランド）に接続される二つの電源側導電パターン（第一電源側導電パターン３２１および第二電源側導電パターン３２２）が形成されている。本実施形態では、電源のマイナス出力側の電気系統は二系統用意されており、一方の系統の一部を第一電源側導電パターン３２１が、他方の系統の一部を第二電源側導電パターン３２２が構成する。第一電源側導電パターン３２１および第二電源側導電パターン３２２における一方側の端部（作動接点部材４１，４２が接続された側の端部とは反対側の端部）が、電源のマイナスと接続されるマイナス接続部３７１，３７２となっている。

図示されない制御手段は、例えばスイッチ等を制御することにより、当該電源のマイナス出力側の電気系統を、第一電源側導電パターン３２１を含む系統、または第二電源側導電パターン３２２を含む系統のいずれかに切り替えることが可能である。

さらに、回路基板３０には共通導電パターン３３が形成されている。共通導電パターン３３は、モータ１０の入力端子１２，１３の一つと電源の出力端子の一方（同じ極性のもの）を電気的に接続する導電パターンである。本実施形態では、共通導電パターン３３は、モータ１０のプラス入力端子１２と電源のプラス出力端子を電気的に接続する。共通導電パターン３３の一方側の端部（プラス入力端子１２が接続された側とは反対側の端部）が、電源のプラスと接続されるプラス接続部３６となっている。

図３および図４に示す作動接点部材は、弾性のある導電性材料で形成された板材である。本実施形態では、二つの作動接点部材（第一作動接点部材４１および第二作動接点部材４２）が用いられている。両作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１は、端子側導電パターン３１に電気的に接続されている。つまり、両作動接点部材４１，４２は、端子側導電パターン３１を介してモータ１０のマイナス入力端子１３と電気的に接続されている。

両作動接点部材４１，４２は同一形状であり、カム部２２２の回転中心軸（すなわち、カム部材２２、出力部材２１、出力歯車６７の回転中心軸）を含む面Ｐを対称面として面対称に位置する。両作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１は略Ｌ字状に形成されている。第一作動接点部材４１の一端４１１と第二作動接点部材４２の一端４２１は、互いに突き合わされた状態で回路基板３０に形成された切り込み３４１に挿入されている。なお、両作動接点部材４１，４２が互いに突き合われた面は、上記対称面と一致する。この切り込み３４１の幅方向両側には、端子側導電パターン３１の一部であるランド３５１が形成されている。このランド３５１に両作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１が半田付けされている。また、本実施形態では、両作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１（ランド３５１に半田付けされた部分）よりも他端４１３，４２３側の一部は略Ｌ字状に屈曲しており、この屈曲部分４１２，４２２はプレート７０に形成された溝（上方が開口している）である接点部材固定部７１，７２に圧入されている。つまり、両作動接点部材４１，４２はプレート７０に支持されている。

図３および図４に示す固定接点部材は、弾性のある導電性材料で形成された板材である。本実施形態では、二つの固定接点部材（第一固定接点部材５１および第二固定接点部材５２）が用いられている。第一固定接点部材５１の一端５１１は、第一電源側導電パターン３２１に電気的に接続され、第二固定接点部材５２の一端５２１は、第二電源側導電パターン３２２に電気的に接続されている。つまり、両作動接点部材４１，４２は、いずれか一方の電源側導電パターンを介して電源のマイナス出力端子と電気的に接続されている。

両固定接点部材５１，５２は同一形状であり、カム部２２２の回転中心軸（すなわち、カム部材２２、出力部材２１、出力歯車６７の回転中心軸）を含む面Ｐを対称面として面対称に位置する。具体的には、上記第一作動接点部材４１の外側に第一固定接点部材５１が位置し、上記第二作動接点部材４２の外側に第二固定接点部材５２が位置する。つまり、本実施形態では、一の作動接点部材と一の固定接点部材からなる接点部材組が二組設けられており、両接点部材組は上記面Ｐを対称面として面対称に位置する。

第一固定接点部材５１および第二固定接点部材５２の一端５１１，５２１は、それぞれ、回路基板３０に形成された切り込み３４２，３４３に挿入されている。この切り込み３４２，３４３の幅方向両側には、第一電源側導電パターン３２１または第二電源側導電パターン３２２の一部であるランド３５２，３５３が形成されている。このランド３５２，３５３に両固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１が半田付けされている。また、本実施形態では、両固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１（ランド３５２，３５３に半田付けされた部分）よりも他端５１３，５２３側の一部は略Ｌ字状に屈曲しており、この屈曲部分５１２，５２２はプレート７０に形成された溝（上方が開口している）である接点部材固定部７３，７４に圧入されている。つまり、両固定接点部材５１，５２はプレート７０に支持されている。

図１２（ａ１）〜（ａ３）に示すように、上記両作動接点部材４１，４２の他端４１３，４２３は、略Ｖ字状に屈曲しており、この屈曲部分が上記カム部２２２に接触している。第一作動接点部材４１の屈曲部分がカム部２２２の大径部２２２２に接触した状態にあるときは、第一作動接点部材４１は第一固定接点部材５１側に大きく弾性変形し、第一固定接点部材５１の他端５１３に接触する。第二作動接点部材４２の屈曲部分がカム部２２２の大径部２２２２に接触した状態にあるときは、第二作動接点部材４２は第二固定接点部材５２側に大きく弾性変形し、第二固定接点部材５２の他端５２３に接触する。一方、作動接点部材４１，４２の屈曲部分がカム部２２２の小径部２２２１に接触しているときには、弾性変形量が小さく、作動接点部材４１，４２は固定接点部材５１，５２に接触しない。つまり、カム部２２２の小径部２２２１は、作動接点部材４１，４２と固定接点部材５１，５２を非接触状態とし、両接点部材を介した給電を遮断する。本実施形態では、一方の作動接点部材４１（４２）と固定接点部材５１（５２）が非接触状態にあるとき、他方の作動接点部材４２（４１）と固定接点部材５２（５１）が接触状態となるような位置に小径部２２２１が形成されている。具体的には、一方の作動接点部材４１（４２）および一方の固定接点部材５１（５２）と、他方の作動接点部材４２（４１）および他方の固定接点部材５２（５１）とは、カム部２２２の回転中心軸を含む面Ｐを対称面として面対称に位置するから、カム部２２２における小径部２２２１が形成された部分の反対側（１８０度回転した位置）には大径部２２２２が位置する。

また、上述したように、作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１および固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１は、回路基板３０に形成された導電パターンの一部であるランド３５１，３５２，３５３に半田付けされているが、当該一端は回路基板３０に形成された切り込み３４１，３４２，３４３に挿入されている。本実施形態にかかるモータアクチュエータ１は、回路基板３０にこれらの切り込み３４１，３４２，３４３が形成されたことを利用して、作動接点部材４１，４２および固定接点部材５１，５２をプレート７０に取り付けた後、回路基板３０を取り付けることが可能となるように構成されている。具体的には以下の通りである。

図３、図４、および図１１に示すプレート７０には、上方に向かって延びる先端に爪７６１が形成された係止片７６が形成されている。爪７６１は上方（先端）向かって先細である。また、プレート７０には上方に向かって突出した二つの位置決め突起７５が形成されている。一方、回路基板３０には二つの位置決め孔３８が形成されている。回路基板３０を上方からプレート７０に近づけると、回路基板３０によって係止片７６が押されて外側に弾性変形する。回路基板３０が爪７６１の下側に入り込むと、係止片７６の弾性変形が解消し、回路基板３０が爪７６１に引っ掛かった状態となる。また、二つの位置決め突起７５のそれぞれが位置決め孔３８に入り込むことにより、回路基板３０とプレート７０の位置決めがなされる。このように位置決めがなされると、回路基板３０に形成された切り込み３４１，３４２，３４３の位置と、作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１および固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１の位置が一致し、これら接点部材の一端４１１，４２１，５１１，５２１が切り込み３４１，３４２，３４３内に入り込んだ状態となる。

以下、このような構成を備える本実施形態にかかるモータアクチュエータ１の動作について、一部上記説明と重複するが説明する。

駆動対象物を動作させようとするときには、制御手段が電源からモータ１０に電力を供給する。電源のプラス出力側の電気系統は共通導電パターン３３を介して常にモータ１０のプラス入力端子１２に接続されているため、制御手段は電源のマイナス出力側の電気系統を、第一電源側導電パターン３２１を含む系統または第二電源側導電パターン３２２を含む系統のいずれかに設定することによりモータ１０に電力を供給する。例えば、第一作動接点部材４１と第一固定接点部材５１が接触状態にある駆動前の状態において、電源のマイナス出力側の電気系統を第一電源側導電パターン３２１を含む系統に設定した場合には、第一電源側導電パターン３２１、第一固定接点部材５１、第一作動接点部材４１、および端子側導電パターン３１を通じてモータ１０に電力を供給する。

この電力供給によってモータ１０が駆動すると、上記歯車列（一番車６１〜六番車６６）を介してモータ１０の動力が伝達され、出力歯車６７が回転する。出力歯車６７が回転すると、その係合部６７１に形成されたカット面６７４と接触（対向）する被押圧面２１２を有する出力部材２１が回転する。この出力部材２１の回転は、出力軸２１３を通じて駆動対象物に伝達される。

出力部材２１が回転すると、出力部材２１の凹部２１４の内側に入り込んだ凸部２２１を有するカム部材２２も回転する。カム部材２２が所定量回転すると、カム部２２２の大径部２２２２に接触し続けていた第一作動接点部材４１の他端４１３（Ｖ字状に屈曲した部分）が、小径部２２２１に接触した状態となる。第一作動接点部材４１の他端４１３が小径部２２２１に接触した状態となると、第一作動接点部材４１の弾性変形量が小さくなり、第一作動接点部材４１は第一固定接点部材５１から離れる。つまり、電源とモータ１０を繋ぐ電気系統が遮断され、モータ１０が停止する。このように、本実施形態にかかるモータアクチュエータ１は、駆動対象物を動作させるモータ１０の動力を利用して、そのモータ１０自体を自動的に停止させる構成を備えるものである。

再びアクチュエータを駆動させる場合には、カム部２２２の大径部２２２２によって大きく弾性変形した状態にある第二作動接点部材４２が第二固定接点部材５２に接触した状態にあるから、電源のマイナス出力側の電気系統を第二電源側導電パターン３２２を含む系統に設定する。そうすると、第二電源側導電パターン３２２、第二固定接点部材５２、第二作動接点部材４２、および端子側導電パターン３１を通じてモータ１０に電力が供給され、モータ１０が駆動する。カム部材２２が所定量回転し、第二作動接点部材４２の他端４２３がカム部２２２の小径部２２２１に接触した状態となると、第二作動接点部材４２の弾性変形量が小さくなり、第二作動接点部材４２が第二固定接点部材５２から離れる。これにより、モータ１０は再び停止する。

このように、モータアクチュエータ１では、カム部２２２の大径部２２２２に接触していた作動接点部材（第一作動接点部材４１または第二作動接点部材４２）の他端４１３，４２３が、小径部２２２１に進入することにより給電の電気系統が遮断されてモータ１０が停止する。この遮断を実行するための動力は、駆動対象物を動作させる動力を供給するモータ１０そのものが提供する構成であるため、当該給電の電気系統は素早く遮断される必要があるところ、本実施形態では以下のような原理により当該「素早い遮断」が実行される。

上述したように、カム部２２２の大径部２２２２と小径部２２２１の境界部分２２２３はなだらかな傾斜面となっている。図１２（ａ１）〜（ｃ１）に示した状態からカム部材２２が反時計回り（矢印Ａ方向）に回転すると、カム部２２２の大径部２２２２に接触していた作動接点部材４１（４２）の他端４１３（４２３）は、当該境界部分２２２３を経て小径部２２２１に進入しようとする。図１２（ａ２）〜（ｃ２）に示すように、作動接点部材４１，４２の他端４１３，４２３が境界部分２２２３に接触した状態となると、弾性を有する作動接点部材４１，４２が傾斜面である境界部分２２２３を押圧する。上述したように、出力部材２１とカム部材２２の間には周方向に「遊び（ガタ）」があり、凹部２１４の周方向長さと凸部２２１の周方向長さの差分、カム部材２２は出力部材２１から独立して回転することが可能であるから、当該作動接点部材４１，４２による押圧力がカム部材２２に作用すると、図１２（ａ３）〜（ｃ３）に示すようにカム部材２２は出力部材２１とは別に回転する。具体的には、図１２（ｂ３）に示すように、接触した状態にあった、周方向における凸部２２１の一方の壁面が凹部２１４の一方の壁面から離れる方向に回転する。つまり、カム部材２２がこのように出力部材２１とは別に回転することができるようになっているため、境界部分２２２３に作動接点部材４１，４２の弾性力が作用すると、すぐにその弾性力を開放する方向にカム部材２２が回動し、作動接点部材４１，４２が固定接点部材５１，５２から離れることになる。

以上説明した本実施形態にかかるモータアクチュエータ１によれば、次のような作用効果が奏される。

本実施形態では、出力歯車６７の係合部６７１に形成されたカット面６７４と出力部材２１の被押圧面２１２の接触によりモータ１０の動力が出力部材２１に伝達される構成であるため、ネジ等の部品を用いなくとも、出力部材２１と出力歯車６７とを結合することができる。そして、係合部６７１の先端部分６７３は円錐状に形成されているため、貫通孔２１１の周縁部に当該先端部分６７３を押しつけるだけで係合突起６７１１を弾性変形させつつ係合部６７１を貫通孔２１１に挿入することができ、出力部材２１と出力歯車６７の係合（組立）が容易である。さらには、カット面６７４および被押圧面２１２が、出力軸２１３の中心と係合部６７１の中心とを結んだ直線Ｌに交差するように形成されているため、出力部材２１に作用する駆動対象物からの反作用力の大部分をカット面６７４で受けることができるから、係合部６７１が破損しにくく耐久性に優れる。特に、本実施形態のように、カット面６７４および被押圧面２１２が、出力軸２１３の中心と係合部６７１の中心とを結んだ直線Ｌに直交するように形成されていれば、上記耐久性をさらに向上させることができる。

また、カット面６７４は、二つの係合突起６７１１同士が空間６７２を挟んで対向する面に対して直交するように形成されているから、上記反作用力が係合部６７１に作用した場合、当該力は係合突起６７１１が弾性変形する方向（係合突起６７１１が互いに近づく方向）に直交する方向に作用するから、当該力による係合突起６７１１の弾性変形を抑制できる。つまり、当該力によって、出力部材２１が係合部６７１（出力歯車６７）から外れてしまうことが防止される。

また、二つのカット面６７４が平行になるように形成されているから、係合部６７１における力のかかる面が複数に分散され、係合部６７１（カット面６７４）の変形等を防止できる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１が端子側導電パターン３１に電気的に接続され、固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１が電源側導電パターン３２１，３２２に接続されていることを説明したが、その逆であってもよい。つまり、作動接点部材４１，４２の一端４１１，４２１が電源側導電パターン３２１，３２２に電気的に接続され、固定接点部材５１，５２の一端５１１，５２１が端子側導電パターン３１に接続されている構成としてもよい。

また、上記実施形態では、モータの動力によって回転する出力ユニット２０が、出力部材２１およびカム部材２２という二つの部材によって構成されていることを説明したが、出力軸２１３を有する一つの部材で構成することも可能である。

１モータアクチュエータ
１０モータ
２０出力ユニット
２１出力部材
２１２被押圧面
２１３出力軸
６７出力歯車
６７１係合部
６７１１係合突起
６７２空間
６７３先端部分
６７４カット面
Ｌ出力軸の中心と係合部の中心とを結んだ直線

Claims

モータと、
このモータの動力により回転する歯車であって、空間を挟んで対称に位置する弾性変形可能な二つの係合突起を有する係合部が形成された出力歯車と、
前記係合突起のスナップフィットにより前記係合部が係合される貫通孔が形成されるとともに、駆動対象物に連繋される出力軸を有する出力部材と、を備え、
前記係合部は、前記出力部材における前記貫通孔の周縁部分に引っ掛かる先端部分が円錐状に形成されるとともに、外側には軸方向に沿う平面であるカット面が形成される一方、
前記出力部材には、前記貫通孔に面するように形成された前記カット面に接する平面である被押圧面が形成されており、
前記カット面および前記被押圧面は、軸方向から見て、前記出力軸の中心と前記係合部の中心とを結んだ直線に交差するように形成されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
前記カット面および前記被押圧面は、軸方向から見て、前記出力軸の中心と前記係合部の中心とを結んだ直線に直交するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
前記カット面は、前記二つの係合突起同士が前記空間を挟んで対向する面に対して直交するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータアクチュエータ。
二つの前記カット面が平行になるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータアクチュエータ。