JP7124099B2 - 自動車の暖房、換気および／または空調システム用の電動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の暖房、換気および／または空調システム用の可動要素を駆動するのに適した電動アクチュエータに関する。

その特定の、しかしながら非限定的な用途は、自動車用の暖房、換気および／または空調システムである。

当業者に知られている、自動車用の暖房、換気および／または空調システム用の可動要素を駆動するのに適した電動アクチュエータは、
－ ステーターとローターを含む電気モーターと、
－ 少なくとも1つの衛星（衛星歯車）を含む衛星リングギアと、
－ 前記衛星リングギアによって回転させられるのに適した出力ホイールと、
－ 前記電気モーターに接続され、前記衛星リングギアを回転させるのに適した駆動シャフトと、
を含んでいる。

この先行技術の欠点は、電動アクチュエータの適切な動作を可能にするために、特に、駆動シャフトと衛星リングギア間の良好な接続を確実にして電動アクチュエータの効率を良好なものとするために、駆動シャフトを、電気モーター、衛星リングギアおよび出力ホイールの平面に対して垂直に正しく位置合わせする必要があるということである。

この文脈において、本発明の目的は、前述の従来技術に対する代替の解決策を提案することである。

この目的のために、本発明は、自動車用の暖房、換気および／または空調システム用の可動要素を駆動するのに適した電動アクチュエータを提案するものであり、
この電動アクチュエータは、
－ ステーターとローターを含む電気モーターと、
－ 前記出力ホイールに接続された少なくとも１つの衛星を含む衛星リングギアと、
－ 前記衛星リングギアによって回転するのに適した出力ホイールと、
を備え、
－ 前記電動アクチュエータは、前記ローターに直接接続され、前記ローターによって回転させられるのに適しており、かつ、前記衛星リングギアを回転するのに適している、駆動ホイールをさらに備えており、
－ 前記出力ホイールは、前記暖房、換気および／または空調システムの前記可動要素を駆動するのに適した出力スターホイールを含む。

したがって、以下で詳細に分かるように、駆動シャフトを前記ローターに直接接続された駆動ホイールで置き換えると、一方では、アライメント（位置合わせ）の問題がなくなり、他方では、電動アクチュエータのコンパクトさが増す。さらに、歳差運動による衛星リングギアの早期摩耗の問題はもはや存在しない。

非限定的な実施形態によれば、電動アクチュエータは、以下の特徴の中から１つまたは複数の追加の特徴をさらに含むことができる。

非限定的な実施形態によれば、上記駆動ホイールは、上記電気モーターの上記ローターでオーバーモールドされる。これにより、組み立てる電動アクチュエータの部品点数を削減することができる。

非限定的な実施形態によれば、前記電気モーターを、前記出力ホイールの前記出力スターホイールが完全にまたは部分的に通過する。これにより、電動アクチュエータを暖房、換気および/または空調システムの任意の方向に取り付けることができる。

非限定的な実施形態によれば、上記電気モーターの上記ローターおよび上記駆動ホイールは中空である。これは、出力スターホイールが前記電気モーターを通過することを可能にする。

非限定的な実施形態によれば、前記電気モーター、前記駆動ホイール、前記衛星リングギア、および前記出力ホイールは、前記電気モーターの同じモーター軸に沿って延びる。これにより、前記電動アクチュエータの大部分（バルク）を減らすことができる。したがって、前記駆動ホイール、前記衛星リングギア、および前記出力ホイールは、前記電気モーターのモーター軸の周りを回転する。

非限定的な実施形態によれば、前記電動アクチュエータは、ハウジングをさらに備え、前記電気モーター、前記駆動ホイール、前記衛星リングギアおよび前記出力ホイールは、前記ハウジングに収容される。これにより、電気モーターを収容するために一般的に使用される電気モーターケーシングを省くことができる。

非限定的な実施形態によれば、前記少なくとも１つの衛星（衛星歯車）は、異なる直径を有する２つの歯車段を含む。これにより、トルクを増加させ、回転速度を低下させることができる。

非限定的な実施形態によれば、前記衛星リングギアは、奇数の衛星を含む。これにより、衛星リングギアのバランスが確保され、電動アクチュエータの出力を向上させることができる。

非限定的な実施形態によれば、前記駆動ホイール、前記衛星リングギア、および前記出力ホイールは、遊星歯車列（ギアトレイン）を形成する。これにより、大幅に削減されたスペースで電動アクチュエータが十分なトルクを利用可能となる。

非限定的な実施形態によれば、前記電動アクチュエータは、前記電気モーターの上または下に配置された電子基板をさらに含む。これにより、前記電動アクチュエータの横方向のかさ（バルク）を減らすことができ、電子基板を迅速かつ簡単に組み立てることができる。

非限定的な実施形態によれば、前記電子基板は、前記電気モーターのモーター軸に垂直な平面に沿って延びるのに適している。これにより、電動アクチュエータのコンパクト化を図ることができる。

非限定的な実施形態によれば、電子基板は、ステーター上に配置される。

非限定的な実施形態によれば、前記電子基板は、前記ローターおよび前記駆動ホイールの全部または一部を囲むのに適している。したがって、ローターの開口部は、電子基板によって隠されない。出力ホイールの出力スターホイールを、前記開口部を容易に通過させることができる。

非限定的な実施形態によれば、駆動ホイールは、前記衛星リングギアの少なくとも１つの衛星（衛星ギア）に直接接続される。

駆動ホイールは、前記衛星リングギアの前記少なくとも１つの衛星の歯と係合する歯を備える。これは、前記衛星リングギアが前記駆動ホイールによって直接駆動されることを可能にする。特に、駆動ホイールの歯は、前記少なくとも１つの衛星の第１の歯車段との係合に適している。

非限定的な実施形態によれば、衛星リングギアの前記少なくとも１つの衛星は、前記出力ホイールに直接接続される。

特に、それは、前記出力ホイールの歯と係合する歯を含む。これは、出力ホイールが前記少なくとも１つの衛星によって直接駆動されることを可能にする。特に、出力ホイールの歯は、前記少なくとも１つの衛星の第２の歯車段との係合に適している。

非限定的な実施形態によれば、出力スターホイールは、前記暖房、換気および／または空調システムの可動要素に直接接続される。

特に、それは、前記暖房、換気および／または空調システムの可動要素の歯と係合する歯を含む。これにより、追加の運動学的部品なしで、前記可動要素を前記出力ホイールによって直接駆動することができる。

非限定的な実施形態によれば、出力スターホイールの形状は、可動要素の一部と一致する。

前述の特徴のいずれか１つによる電動アクチュエータを備える、暖房、換気および／または空調システムも提案される。

本発明およびその様々な用途は、以下の説明を読み、添付の図面を参照すると、より良く理解されるであろう。

自動車の暖房、換気および/または空調システム用の電動アクチュエータの運動学的ブロック図を示し、前記電動アクチュエータは、非限定的な実施形態によれば、ハウジング、電気モーター、駆動ホイール、電子ボード、衛星リングギアおよび出力ホイールを含む。 非限定的な実施形態による、図１の電動アクチュエータの分解図を示す。 非限定的な実施形態による、ハウジングなしの図１および２の電動アクチュエータの側面図を示す。 非限定的な実施形態による、図３の電動アクチュエータの断面図である。 非限定的な実施形態による、図１～図４の電動アクチュエータの電気モーターのステーターおよびローターの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図１～図４の電動アクチュエータの駆動ホイール上に組み立てられた電気モーターのローターの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図５の電気モーターのステーターと組み立てられた図６ａのローター駆動ホイールアセンブリの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図６ａのローター駆動ホイールアセンブリと組み立てられた、図１～図４の電動アクチュエータの電子基板の斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図５の電気モーターのステーターと組み立てられた図７ａのローター駆動ホイール電子基板アセンブリの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、ローター駆動ホイール－電子基板アセンブリと組み立てられた、図１～図４の電動アクチュエータの衛星リングギアの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図５の電気モーターのステーターと組み立てられた図８ａのローター駆動ホイール電子基板アセンブリの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、ローター駆動ホイール－電子基板－衛星リングギアアセンブリと組み立てられた、図１～図４の電動アクチュエータの出力ホイールの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図５の電気モーターのステーターと組み立てられた図９ａのローター駆動ホイール－電子基板－衛星リングギア出力ホイールアセンブリの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図１および図２の電動アクチュエータのハウジングの斜視図を示す。 非限定的な実施形態による、図１０ａのハウジングの斜視図を示し、そこには、図１～図４の電動アクチュエータの電気モーター、駆動ホイール、衛星リングギアおよび出力ホイールが収容されている。

特に明記されていない限り、構造または機能が同一で、さまざまな図に表示される要素には、同じ参照記号を使用する。

電動アクチュエータ１は、非限定的な実施形態による図１から図１０ｂを参照して説明される。

電動アクチュエータ1は、一般にHVAC「暖房、換気および空調（Heating Ventilation and Air Conditioning）」システムと呼ばれる、自動車両用の暖房、換気および/または空調システム（図示せず）の可動要素20（図1に概略的に示されている）を駆動するように適合されている。

発明の詳細な説明の残りの部分では、暖房、換気および/または空調システムは、HVACシステムとも呼ばれる。

自動車両は、あらゆるタイプの自動車両であると理解される。

電動アクチュエータ１は、ＨＶＡＣシステムに搭載されるのに適している。非限定的な実施形態では、電動アクチュエータ１は、ＨＶＡＣシステムの壁の側面に取り付けられるのに適しており、可動要素２０は、反対側に取り付けられている。

非限定的な実施形態では、ＨＶＡＣシステムは、自動車のダッシュボードの下に配置される。

ＨＶＡＣシステムは、自動車両の客室を熱的に管理する。それは、特に前記客室を加熱および／または冷却することを目的として、客室に向けられた空気流が移動および熱調整されることを可能にする。

この目的のために、ＨＶＡＣシステムは、加熱機能を提供することを可能にする熱交換器、特にラジエータと、冷却機能を提供することを可能にする熱交換器、特にエバポレーター（蒸発器）とを備える。ＨＶＡＣシステムを循環する空気流は、所望の熱調整を実施するために、熱交換器の一方および／または他方に向けられる。

ＨＶＡＣシステムは、「ベース」と呼ばれる車室内の下部ゾーン、風防（フロントガラス）のゾーン、および／または、特に車両の乗客の顔の近くにある「ベンチレーション」ゾーンといった客室の特定のゾーンにおいて熱処理された空気の流れを提供する。

熱交換器を通る空気流の循環および客室の前述の様々なゾーンに向かう処理された空気流の選択的な分配は、ＨＶＡＣシステムに設けられた分配ダクトに配置された可動要素２０の作動によってモーターらされる。

（１つの）可動要素２０が（１つの）電動アクチュエータ１によって個別に電気的に制御されるか、または、いくつかの可動要素２が（１つの）電動アクチュエータ１によって電気的に制御される。それらが電動アクチュエータ１から受け取る電気設定点は、それらを特定の位置に移動させるために可動要素２０の動きに変換される。したがって、電動アクチュエータ１は、１つまたは複数の可動要素２０が自動的に制御されることを可能にする。

非限定的な実施形態では、これらの可動要素２０はエアフラップである。この非限定的な実施形態は、発明の詳細な説明の残りを通して使用される。

図１および図２に示すように、電動アクチュエータ１は、
－ ステーター１００およびローター１０１を含む電気モーター１０と、
－ 駆動ホイール１１と、
－ 少なくとも１つの衛星１２０を備える衛星リングギア１２と、
－ 出力ホイール１３と、
を備えている。

駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および出力ホイール１３は、減速装置である歯車列を形成する。

非限定的な実施形態では、電動アクチュエータ１は、電子基板１４をさらに備える。

非限定的な実施形態では、電動アクチュエータ１は、ハウジング１５をさらに備える。

非限定的な実施形態では、電動アクチュエータ１は、実質的に円形の形状を有する。

図１から図３に示すように、電気モーター１０、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２、および出力ホイール１３は同軸である。したがって、それらは、前記電気モーター１０のモーター軸１０２である同じ軸に沿って延在する。これにより、横方向のコンパクトさを増加させることができる。

図１に示すように、可動要素２０の軸もまた、モーター軸１０２と一致することに留意されたい。

非限定的な実施形態では、電動アクチュエータ１は、エアフラップなどの可動要素２０が移動限界に達したことを検出するのに適している。移動限界のところに物理的なストッパが存在する。電動アクチュエータ１は、移動限界を検出することができる。つまりそれは停止検出機能を備えている。このことは電動要素１０の制御を遮断することを可能とし、これにより、可動要素２０が停止部に到達することによるノイズがなくなり、また、電動アクチュエータの１の様々なホイール１１、１２、１３の歯が摩耗しないようにすることができる。この点において、電動アクチュエータ１は、スマート電動アクチュエータと呼ばれている。停止検出機能およびその実施は当業者に知られているので、本明細書ではこれをさらに詳細には説明しない。

電動アクチュエータ１の様々な要素については、以下で詳細に説明する。

・ ハウジング１５

ハウジング１５は、図１、図２、図１０ａおよび図１０ｂに示されている。

それは、電動アクチュエータ１がＨＶＡＣシステムに取り付けられることを可能にする。

非限定的な実施形態において、ハウジング１５は、プラスチック材料から作製される。これにより、金属材料でできている場合よりも軽く、安価で、静かなハウジング１５を提供することができる。

ハウジング１５は、電気モーター１０、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および出力ホイール１３を収容するのに適している。したがって、電気モーター１０、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および出力ホイール１３は、単一のハウジング１５に収納されている。

図示された非限定的な実施形態では、ハウジング１５は、実質的に円形の形状を有する。

図１０ａに示すように、ハウジング１５は、電動アクチュエータ１の他の要素１０、１１、１２、１３、１４を覆って保護するのに適した上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂを備えている。

非限定的な例では、上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂは、クリップによって、または接着（ボンディング）によって一緒に組み立てられる。

上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂは、実質的に、モーター軸１０２に垂直な平面内に延在する。

非限定的な実施形態では、ハウジング１５は、上部キャップ１５ａに設けられた、図１０ａに示す開口部１５０をさらに含み、当該開口部に、図１０ｂに示すように、出力ホイール１３（以下で説明する）の出力スターホイール１３０の端部を挿入することができる。この開口部１５０は、出力ホイール１３が所定の位置に保持されることを可能にする。

非限定的な実施形態では、ハウジング１５は、ＨＶＡＣシステムに取り付けるためのデバイス１５１をさらに含む。非限定的な実施形態では、取り付けデバイス１５１は、上部キャップ１５ａまたは下部キャップ１５ｂから、または２つのキャップの両側で、半径方向に突出する。

図示された非限定的な例では、取り付けデバイスは、それぞれねじを受け入れるのに適したオリフィスが通過する２つのラグ１５１によって形成される。図１０ａに示すように、２つのラグ１５１は、上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂから半径方向に突出する。

上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂの両側に取り付け装置１５１を有することにより、取り付け装置１５１と係合するねじが上部キャップ１５ａおよび下部キャップ１５ｂを保持して、上部キャップ１５ａに圧力が加えられたときにそれらが互いに離れることを防止することができることに留意されたい。そのような圧力は、可動要素２０が出力ホイール１３に取り付けられたときに加わる。

非限定的な実施形態では、ハウジング１５は、電気プラグ１５２をさらに備える。電気プラグ１５２は、ハウジング１５から現れ、半径方向に延びる。それは、後述する電子基板１４と、電子基板１４をそれぞれ制御および給電するための制御信号および電力信号を送信する電気コネクタ（図示せず）との間に電気インターフェースを形成する。これらの制御信号および電力信号は、自動車両の電子制御ユニット（図示せず）によって生成される。

・ 電気モーター１０

電気モーター１０は、図１から図９ｂにおいて、完全にまたは部分的に示されている。

非限定的な実施形態では、電気モーター１０は、双極ステッピングモーターまたは三相モーター、またはブラシ付きまたはブラシレス直流モーターである。

それはハウジング１５に収納されている。

電気モーター１０は、図１および３に示されるモーター軸１０２を含む。

図５に示すように、非限定的な実施形態では、ローター１０１は内部ローターであり、すなわち、ステーター１００の内側に配置されている。したがって、ステーター１００内に入れ子にされている。

ステーター１００は、中空環状形状を想定し、ローター１０１を取り囲む一連の銅コイル１０４を備える。図示の例では、３つのコイル１０４がある。図示されていない他の非限定的な例では、６つまたは８つのコイル１０４がある。

電気モーター１０は、駆動ホイール１１を回転させるのに適しており、それにより、衛星リングギア１２および出力ホイール１３を回転させ、その結果、可動要素２０を移動させる。

より具体的には、電気モーター１０のローター１０１は、駆動ホイール１１を回転させるのに適している。

図６ａに示される非限定的な実施形態では、例えば、ローター１０１および駆動ホイール１１は、互いに堅固に接続される。したがって、ローター１０１は、駆動ホイール１１に直接接続される。これにより、ローター１０１は、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および前記出力ホイール１３によって形成される歯車列の一部を形成することができる。

非限定的な代替実施形態では、ローター１０１および駆動ホイール１１は、一緒に入れ子にされている。別の非限定的な実施形態では、駆動ホイール１１は、ローター１０１にオーバーモールドされる。これにより、組み立てる部品が少なくなるので、電動アクチュエータ１のより簡単かつ迅速な組み立てが可能になる。

図示された非限定的な実施形態では、ローター１０１の直径は、駆動ホイール１１の直径よりも大きい。

図示されていない非限定的な実施形態において、ローター１０１内に入れ子にされた駆動ホイール１１の部分は、ローター１０１の直径よりも小さい直径を有し、衛星リングギア１２に接続された他の部分は、ローター１０１よりも大きい直径を有する。

図５に示される非限定的な実施形態では、例えば、ローター１０１は中空円筒である。そのようなローター１０１は、中実のローターを備える電気モーター１０よりも軽い電気モーター１０が得られることを可能にする。実際、この後者の場合、等しいトルクとするなら、ステーターの磁束を増加させる必要があり、そのためには、より大きなコイルを備えたステーター、すなわちより重いより大きなステーターが必要となる。

非限定的な実施形態において、出力スターホイール１３０は、電気モーター１０を完全にまたは部分的に通過する。したがって、前記電気モーターは、前記出力ホイールの前記出力スターホイールによって完全または部分的に通過される。

特に、中空円筒であるローター１０１は、前記出力ホイール１３の出力スターホイール１３０によって完全にまたは部分的に通過される。したがって、ローター１０１は開口１０３を含み、これを前記出力ホイール１３の出力スターホイール１３０（以下で説明する）が完全にまたは部分的に通過する。

したがって、ローター１０１は、出力スターホイール１３０が通過できるように広いベース１０１０を備える。ローター１０１のベース１０１０を広げることにより、電気モーター１０の高さを低くすることができる。このようにして、比較的扁平でより強力な電気モーター１０が得られる。

さらに、これによりより大きな磁場を得ることができ、したがってより小さなローターの場合よりも多くのトルクを得ることができる。

駆動ホイール１１がローター１０１に堅固に接続されているので、出力スターホイール１３０も完全にまたは部分的に駆動ホイール１１を通過する。したがって、駆動ホイール１１もまた、前記開口部１０３を備える。

・ 駆動ホイール１１

駆動ホイール１１は、図１から図４および図６ａから図９ｂに示されている。

駆動ホイールは、内遊星歯車とも呼ばれる。

前述のように、非限定的な実施形態では、駆動ホイール１１は、ローター１０１に堅固に接続される。非限定的な代替実施形態では、駆動ホイール１１は、電気モーター１０のローター１０１と一体成形される。

図６ｂに示されるように、ローター駆動ホイールアセンブリは、ステーター１００内に入れ子にされる。

駆動ホイールがローター１０１に堅固に接続されていると、歳差運動を発生させることができない。さらに、ベアリングやドライブシャフトを軸内に保持する必要はもはや無い。したがって、取り付けがより簡単となる。これにより、部品点数を削減することができる。

駆動ホイール１１は、
－ 前述のように、電気モーター１０のローター１０１によって回転させられること、そして
－ 衛星リングギア１２により回転させられること、
に適している。

駆動ホイール１１は、モーター軸１０２を中心に回転する。

駆動ホイール１１は、以下に説明する衛星リングギア１２０内に、特にその支持体１２１内に入れ子になっている。

駆動ホイール１１は、衛星リングギア１２の少なくとも１つの衛星１２０と係合する。図に示される例では、駆動ホイール１１は、３つの衛星１２０と係合する。

非限定的な実施形態において、衛星１２０が異なる直径を有する２つの歯車段１２０ａ、１２０ｂを含む場合、駆動ホイール１１は、衛星１２０の単一の歯車段１２０ａと係合する。前記歯車段１２０ａは、電気モーター１０に最も近い歯車段である。

駆動ホイール１１は、衛星１２０に直接接続されており、この場合、特にその歯車段１２０ａに直接接続されている。

非限定的な実施形態では、駆動ホイール１１は歯が形成された外面を含み、その歯は衛星１２０（特に、歯車段１２０ａ）の歯と係合し、それにより、回転させられることができる。

出力トルクおよび速度の値を調整するために、駆動ホイール１１および歯車アセンブリの歯の数が調整される。

遊星歯車装置（以下に説明される）により、ローター２０を移動させるために出力トルクが増大させられる。したがって、高出力の電気モーター１０を備える必要がない。このため、電気モーターを回転させるためのエネルギーが節約される。非限定的な例では、電気モーター１０の出力は、少なくとも０．２Ｎ／ｃｍである。このように、例えば遊星歯車装置などのギア比を調整することにより、電気モーター１０の出力が低いほど、出力トルクは高くなる。

・ 衛星リングギア１２

衛星リングギア１２は、図１から図４および図８ａから図９ｂに示されている。

衛星リングギア１２は、
－ 少なくとも1つの衛星（衛星歯車）１２０と、
－ 衛星キャリアとも呼ばれる支持部材１２１と
を含む。

衛星１２０は、遊星歯車とも呼ばれる。

衛星リングギア１２は、
－ 前述のように、駆動ホイール１１によって回転させられること
－ 出力ホイール１３を回転させること
に適している。

衛星１２０は、それ自体の周りを回転する（自転する）のに適している。軸を中心に１回転を完了する。さらに、モーター軸１０２を中心に回転するのに適している。

非限定的な実施形態では、衛星１２０は、歯車（ギア）とも呼ばれる少なくとも１つの歯付きのホイールによって形成され、その歯は、後述する出力ホイール１３に形成された歯と噛み合い、回転させることができる。

非限定的な実施形態では、衛星リングギア１２は、二段ギアである。したがって、衛星１２０は、２つの歯車段１２０ａ、１２０ｂを備える。

非限定的な実施形態において、衛星１２０は、異なる直径および異なる数の歯を有する２つの歯車段１２０ａ、１２０ｂを備える。非限定的な実施形態では、衛星１２０は、ワンピース部品である。

上部歯車段１２０ｂとも呼ばれる歯車段１２０ｂの直径は、下部歯車段１２０ａとも呼ばれる歯車段１２０ａより大きい。

これにより、トルクを上げ、速度を下げることができる。

特に、下部歯車段１２０ａは、前述のように、駆動ホイール１１との係合に適している。 これは駆動ホイール１１に直結されている。

上部歯車段１２０ｂは、出力ホイール１３と係合して回転させられるのに適している。それは、前記出力ホイール１３に直接接続されている。特に、それは、出力ホイール１３の外遊星歯車１３１（以下で説明する）の歯と接触している。

非限定的な実施形態では、衛星リングギア１２は、複数の衛星１２０を備える。これにより、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および前記出力ホイール１３によって形成される歯車列（ギアトレイン）の効率を向上させることができる。なぜなら、互いに噛み合う歯の間の滑りが少なくなる、言い換えると、歯飛びが少なくなるからである。

非限定的な実施形態において、それは奇数の衛星１２０を含む。図示された非限定的な例において、それは３つの衛星１２０を含む。これは、衛星リングギア１２がバランスされることを可能にする。 ３つの衛星１２０を有することは、効率とかさとの間のよい妥協である。

図８ａに示すように、支持体１２１は、衛星１２０が回転する機械軸（図示せず）を保持するのに適した２つの支持リング１２１ａおよび１２１ｂによって形成される。したがって、衛星１２０は、２つの支持リング１２１ａおよび１２１ｂの間に配置される。

衛星リングギア１２は、モーター軸１０２を中心に回転する。特に、衛星１２０を前記モーター軸１０２を中心に回転させるように前記モーター軸１０２を中心に回転するのは、その支持体１２１である。

・ 出力ホイール１３

出力ホイール１３は、図１から図４、図９ａ、図９ｂおよび図１０ｂに示されている。

出力ホイール１３は、
－ 以前に理解したように、衛星リングギア１２によって回転させられること、
－ ＨＶＡＣシステムの可動要素２０を駆動すること、
に適している。

特に、出力ホイール１３は、
－ 外遊星歯車１３１と、
－ 出力スターホイール１３０と、
を備えている。

外遊星歯車１３１は、衛星リング歯車１２によって回転するのに適している。特に、外遊遊星歯車１３１は、前述のように、衛星リング歯車１２の衛星１２０の上部歯車段１２０ｂと係合するのに適している。外遊遊星歯車１３１は、歯付きの内面１３０１（図９ｂに示される）を含み、その歯は、衛星リングギア１２の衛星１２０の歯と係合する。

出力スターホイール１３０は、可動要素２０を駆動するのに適しているので、当該要素は動く。したがって、可動要素２０は、出力スターホイール１３０と同じ回転速度を有する。

特に、出力スターホイール１３０は、可動要素２０の突出部２００（図１に概略的に示されている）と係合するのに適している。

したがって、出力スターホイール１３０の形状は、可動要素２０の突出部分２００と一致する。

非限定的な実施形態では、出力スターホイール１３０は、例えば、図４に示されるように、中空であり、その内面１３００にスプラインを有する。したがって、出力ホイール１３は、この非限定的な実施形態では、雌ホイールと呼ばれる出力ホイールである。

出力スターホイール１３０の高さは、可動要素２０の突出部分２００を押し込むのに十分である。

図９ａに示すように、出力スターホイール１３０は、図１０ｂに示すようにハウジング１５の上部キャップ１５ａに挿入されるように、外遊遊星歯車１３１から部分的に軸方向に突出している。電動アクチュエータ１の他の要素１０、１１、１２、１４はアクセスできないようにハウジング１５に収容されているが、可動要素２０の突出部２００をその中に挿入するために、出力スターホイール１３０にはアクセス可能である。

図４に示すように、出力スターホイール１３０は、モーター軸１０２に沿ってステーター１０１に向かって延びる。

非限定的な実施形態において、出力スターホイール１３は、電動アクチュエータ１を完全にまたは部分的に通過する。

これにより、可動要素２０の突出部２００をアクチュエータ１の一側またはその反対側に挿入することが可能になる。これにより、アクチュエータ１をＨＶＡＣシステムに設置する際の柔軟性が高まる。最後に、このことにより、非貫通ホイールであり主にハウジング１５からの突起として延びる出力スターホイールに比べて軸方向によりコンパクトである電動アクチュエータを提供することが可能となる。

非限定的な実施形態において、出力スターホイール１３は、完全または部分的に電気モーター１０を通過する。特に、それにより、それは、完全にまたは部分的に、前述のローター１００の開口部１０３を通過する。

図１および図４に示す非限定的な代替実施形態では、出力スターホイール１３０は、それがアクチュエータ１のステーター側１００に現れるまで、電気モーター１０を完全に通過する。したがって、それは電動アクチュエータを全体にわたって通過する。これにより、出力スターホイール１３０のスプラインと可動要素２０の突出部２００との間により大きい接続面を設けることが可能になり、したがって、可動要素２０を電動アクチュエータ１に取り付けることをより頑丈かつより確実にする。

出力スターホイール１３０と外遊遊星歯車１３１は、しっかりと接続されている。その結果、外遊星歯車１３１の回転により、出力スターホイール１３１が回転する。非限定的な実施形態では、出力スターホイール１３０は、外遊星歯車１３１と一体成形されるか、または前記外遊星歯車１３１内に入れ子にされる。

したがって、説明される駆動ホイール１１、衛星リングギア１２、および前記出力ホイール１３は、積み重ねられて入れ子にされる。それらは、遊星歯車減速機とも呼ばれる遊星歯車列を形成する。

衛星リングギア１２の衛星１２０が２つの歯車段１２０ａおよび１２０ｂを備える場合、デュアルステージ（二段）遊星ギアトレインが参照されることに留意されたい。

遊星歯車装置により、大幅に削減されたスペースで十分なトルクを提供できる。これにより、電力が供給されていないときに電動アクチュエータ１の不可逆性を提供するのに十分な保持トルクを提供することもできる。したがって、非限定的な例では、保持トルクは１００Ｎ／ｃｍ（ニュートン／センチメートル）未満である。つまり、電動アクチュエータ１を回転させるために加えられるトルクは、電力が供給されていないとき、１００Ｎ／ｃｍ以上である。したがって、１００Ｎ／ｃｍ未満の力では、電動アクチュエータ１は逆転不能である（回転できない）。

したがって、遊星歯車装置は、自動車両が動いているとき、たとえば、スピードバンプを通過するときに生じ得る振動中に可動要素２０が動くのを防ぐために、十分な保持トルクを提供することを可能にする。これにより、ローター２０に起因するノイズが抑制される。

さらに、可動要素２０の移動を防止するのに十分な保持トルクを有することにより、可動要素２０を所定の位置に配置するための熱的な調整（暖房、空調、および／または換気の調整）が実行された後に、電動アクチュエータ１の電源を遮断することができる。前記電動アクチュエータ１は、可動要素２０が所定の位置に留まるために操作される必要はない。これにより、消費されるエネルギーが少なくなる。

・ 電子基板１４

電子基板１４は、図１から図４および図７ａから図９ｂに示されている。

非限定的な実施形態では、電子基板１４は平坦であり、モーター軸１０２に垂直な平面内に延びる。したがって、この延在面はモーター軸１０２と交差する。

非限定的な実施形態において、電子基板１４は、前記電気モーター１０の上または下に配置される。

図７ｂに示される非限定的な代替実施形態では、それは、電気モーター１０のステーター１００上に配置される。

非限定的な実施形態では、それは、ローター１０１の全体または一部を囲むのに適している。したがって、それは、完全にまたは部分的に穴が開けられているディスクである。

電子基板１４は、ステータ１００上に配置する必要があるだけなので、簡単かつ迅速に組み立てることができる。したがって、電子基板１４の組み立てを自動化することができる。

例示の非限定的な代替実施形態では、電子基板１４は、実質的に円形であり、開口部を有し、その中に前記ローター１０１を挿入することができる。したがって、それは、モーター１０２の軸を中心とする完全に穴の開いたディスク（円板）である。したがって、電子基板１４は、ローター１０１上に嵌め込むだけでだけでよい。

図示された非限定的な実施形態において、電子基板１４は、ステーター１００のコイル１０４を通過させるように適合された窓１４０を備える。したがって、コイル１０４は、電子基板１４をステーター１００に位置決めするためのポカヨケ（poka-yoke）として使用される。組み立て中、コイル１０４は窓１４０に強制的に挿入される。

電子基板１４は、複数の導電性トラックおよび複数の電子部品（図示せず）を支持する電気絶縁基板（substrate）を含む。非限定的な実施形態において、それはまた、電気プラグ１５２から生じる制御信号および電気モーター１０のための電力信号を受信するのに適した、電気モーター１０のための「ドライバ」と呼ばれる制御デバイスを含む。

さらに、電子基板１４は、ステーター１０１のコイル１０４に接続され、したがって、それらに電力を供給することができる。

電子基板１４は、非限定的な例では、ＰＣＢＡ（「プリント回路基板アセンブリ（Printed Circuit Board Assembly）」）と呼ばれるプリント回路基板である。

電気モーター１０の上または下に前述した電子基板１４を配置することにより、能動素子（能動部品）（コンデンサ、トランジスタ、インダクタなど）を互いに十分に離して配置するのに十分に大きい電子基板１４を提供することができ、優れた電磁両立性を確保することができる。

理解できるように、図６ｂ、図７ｂ、図８ｂ、図９ｂおよび図１０ｂは、非限定的な実施形態における、電動アクチュエータ１の要素を組み立てるための方法のステップを示す。

この非限定的な実施形態では：
－ 駆動ホイール１１は、ローター１０１でオーバーモールドされている。
－ 電子基板はディスク形状であり、オリフィス（開口）を有し、そこをローター１０１および駆動ホイール１１が通過することができる。

したがって、手順（ステップ）は次の通りである。
－ ローター１０１－駆動ホイール１１アセンブリをステーター１００内に入れ子にする（図６ｂ）。
－ 電子基板１４をステーター１０１上に配置する（図７ｂ）。
－ 衛星リングギア１２を駆動ホイール１１内に入れ子にして前記駆動ホイール１１を囲み、前記衛星リングギア１２を電子基板１４上に配置する（図８ｂ）。
－ 出力スターホイール１３０を電気モーターのローター１０１に挿入して、出力ホイール１３を衛星リングギア１２内およびドライブホイール１１内に入れ子にする（図９ｂ）。
－ アセンブリ１０－１１－１２－１３－１４をハウジング１５の下部キャップ１５ｂ内に配置する。
－ 上部キャップ１５ａを下部キャップ１５ｂの上に置いて、ハウジング１５を閉じる。

これにより、電気モーター１０、駆動ホイール１１、電子基板１４、衛星リングギア１２および出力ホイール１３が、モーター軸１０２に沿ってこの順に積層される。

もちろん、本発明の説明は、上記の用途および実施形態に限定されない。

すなわち、ＨＶＡＣシステムでの使用に加えて、電動アクチュエータ１はまた、エンジンルーム内の吸気を調整するため、および自動車の前面に配置されたフラップなどの可動要素２０を駆動するために使用することができる。自動車の空力的ペネトレーション（aerodynamic penetration）を改善します。

すなわち、電動アクチュエータ１は、可動要素の回転を必要とする任意のシステムで使用することができる。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、ハウジング１５は金属材料で作製される。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、ハウジング１５の形状は円形とは異なっていてもよく、そうすると、その取り付けデバイス１５１は、既存のＨＶＡＣシステム上の取り付けポイントに適合させることができ、したがって、既存の電動アクチュエータを、本発明の主題であるアクチュエータに置き換えることができる。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、電子基板１４は、半円形の形状であり、半円形の開口部を有する。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、電子基板は、「フレックスボード」と呼ばれるフレキシブル基板である。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、電子基板１４は、電動アクチュエータ１から電気コネクタ（図示せず）（これは電気プラグ１５２と係合する）を介してＣＡＮまたはＬＩＮタイプのマルチプレックスネットワークに診断信号を送るのにも適している。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、可動要素２０は、複数のエアフラップに接続された運動学的部品である。すなわち、出力ホイール１３の出力スターホイール１３０は、前記運動学的部品との係合に適している。したがって、電動アクチュエータ１は、複数のエアフラップを電気的に制御するように適合されている。

すなわち、別の非限定的な実施形態では、衛星リングギア１２は、単段または２段以上の衛星１２０を備える。段数が増加するほど、ギアトレインのギア減速比が大きくなり、出力トルクが増加することに留意されたい。

すなわち、記載された発明は特に以下の利点を有する。
－ 半径方向および軸方向によりコンパクトな電動アクチュエータ１を提供することができる。高さと幅が縮小される。
－ 可動要素２０と電動アクチュエータ１との間に中間運動学的部分を有することを回避する可能性が提供される。したがって、中間可動部分によってノイズが生成されることはない。中間部品を取り除くことにより、ＨＶＡＣシステムの全体の重量および可動要素２０を動かすための部品の数が減少する。したがって、この利点は、製造業者が自動車のユーザーの熱的に快適な領域を増やすために自動車の可動要素２０の数を増加させる傾向にあるため、特に有利である。さらに、ＨＶＡＣ可動要素連鎖（チェーン）の摩耗が少ないため、ＨＶＡＣシステムの信頼性と強度が向上する。
－ 歯車列を作動させ、十分な保持トルクを提供するためにエンドレススクリューを使用する必要がなく、よってＨＶＡＣシステムに電気モーターを設置する必要がない。実際、エンドレススクリューを使用するには、モーターの軸が出力スターホイールの軸に垂直になるように電気モーターを配置する必要がある。こうすると、水平電気モーターを備えたそのような電動アクチュエータの高さの増加につながる。なぜなら、前記電気モーターが電動アクチュエータの高さより大きい直径を有しているからである。
－ 遊星歯車装置により、効率を向上させ、可動要素２０から発生する騒音を低減することができる。
－ 電動アクチュエータ１の単一のハウジング１５により、電気モーター１０用のケーシングと、駆動ホイール１１、衛星リングギア１２および出力ホイール１３によって形成される歯車列用の別のハウジングとを含む２つの別個のハウジングを有する必要がなくなる。
－ 駆動シャフトをもはや使用しなくてもよく、関連する欠点を回避できる。

Claims (9)

1. 自動車両の暖房、換気および／または空調システムの可動要素（２０）を駆動するのに適した電動アクチュエータ（１）であって、
   － ステーター（１００）およびローター（１０１）を含む電気モーター（１０）と、
   － リング状の支持体（１２１）と、前記支持体（１２１）により支持された少なくとも１つの衛星（１２０）と、を含む衛星リングギア（１２）と、
   － 前記衛星リングギア（１２）によって回転させられる出力ホイール（１３）と、を備え、
   － 前記電動アクチュエータ（１）は駆動ホイール（１１）をさらに備え、この駆動ホイール（１１）は、前記ローター（１０１）に直接接続され、かつ、前記ローター（１０１）によって回転させられ、かつ、前記衛星リングギア（１２）を回転させるように設けられており、
   － 前記出力ホイール（１３）は、前記衛星リングギア（１２）の衛星（１２０）とかみ合う内歯を有する外遊星歯車（１３１）と、前記暖房、換気および／または空調システムの前記可動要素（２０）を駆動するための出力スターホイール（１３０）を含み、
   前記出力スターホイール（１３０）は、前記外遊星歯車（１３１）と同軸の中空軸として形成され、前記出力スターホイール（１３０）の内面に、前記可動要素（２０）の外面とのスプライン嵌合を可能とするスプラインが形成されている、電動アクチュエータ（１）。
2. 前記電気モーター（１０）の前記ローター（１０１）、及び前記駆動ホイール（１１）が中空であり、前記出力ホイール（１３）の前記出力スターホイール（１３０）は、前記衛星リングギア（１２）の前記リング状の支持体（１２１）および前記駆動ホイール（１１）を貫通して前記ローター（１０１）の内部へと延びて、前記電気モーター（１０）を完全にまたは部分的に通過している、請求項１に記載の電動アクチュエータ（１）。
3. 前記駆動ホイール（１１）は、前記電気モーター（１０）の前記ローター（１０１）にてオーバーモールドされている、請求項１または請求項２に記載の電動アクチュエータ（１）。
4. 前記電気モーター（１０）、前記駆動ホイール（１１）、前記衛星リングギア（１２）および前記出力ホイール（１３）は、前記電気モーター（１０）の同じモーター軸（１０２）に沿って延びている、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。
5. 前記電動アクチュエータ（１）はハウジング（１５）をさらに備え、前記電気モーター（１０）、前記駆動ホイール（１１）、前記衛星リングギア（１２）および前記出力ホイール（１３）は、前記ハウジング（１５）に収容されており、前記出力スターホイール（１３０）の端部が前記ハウジング（１５）から露出している、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。
6. 前記少なくとも１つの衛星（１２０）が、互いに異なる直径を有する２つの歯車段（１２０ａ、１２０ｂ）を備える、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。
7. 前記衛星リングギア（１２）が奇数の衛星（１２０）を含む、請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。
8. 前記駆動ホイール（１１）、前記衛星リングギア（１２）および前記出力ホイール（１３）が遊星歯車装置を形成する、請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。
9. 前記電動アクチュエータ（１）が、前記電気モーター（１０）の上または下に配置された電子基板（１４）をさらに備える、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（１）。

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