JPH052575U - アクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、確実にモータの異常発熱状
態を検出できる焼損保護素子を備え、モータの小型化を
図ることができると共に、焼損保護素子の組付が容易
で、自動化に適したアクチュエータを提供することにあ
る。 【構成】 本考案に係るアクチュエータＳは、温度変化
に対する抵抗値の変化が正特性であるサーミスタ素子１
０とモータＭとを直列に接続させ、モータＭの出力と連
結された出力装置２０と、をハウジング３０内に備えて
いる。モータＭのエンドフレーム４には基盤１１が取着
され、この基板１１には貫通孔１４が形成され、また基
板１１にはモータＭの電極５ａ，５ｂと接続されるコン
タクトプレート１２ａ，１２ｃとを備えている。そして
サーミスタ素子１０を基板１１の貫通孔１４に配置し
て、モータＭのエンドフレーム４と接触させる。またコ
ンタクトプレート１２ａ，１２ｃを介してモータＭと接
続してなるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアクチュエータに係り、例えば自動車用エアコンダンパの開閉を行な うアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

モータを備えたアクチュエータにおいては、外部負荷等の原因によりモータの 回転軸が拘束、またはそれに近い状態になった際、負荷電流の急増によりモータ が異常発熱して焼損に至ることがある。このような事故を防止するために、近年 温度変化に対する抵抗変化が正特性である、いわゆる正特性サーミスタを焼損保 護素子としてモータに用いたアクチュエータが知られている。 即ち、正特性サーミスタを焼損保護素子として用いたアクチュエータにおいて 、正特性サーミスタは、モータと直列に接続されてモータ駆動用の電源電圧が印 加されるようになっているのが一般的である。そして一般的には、正特性サーミ スタは、モータ近傍に設けたプリント基板に半田付けされるか又は専用のホルダ 等に保持されている。そして、モータが何らかの原因によって拘束状態となると 、モータは負荷電流の増大により発熱するので、正特性サーミスタは、この熱を 受けて抵抗値が上昇する。同時に、正特性サーミスタは、モータの負荷電流がそ のまま流れているのでジュール熱により発熱する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述した正特性サーミスタは、常温時においてもある程度の抵抗値を有してお り、モータが正常に作動している場合にも電圧降下を生ずる。従って、アクチュ エータに用いるモータとしては、この正特性サーミスタにおける電力損失を補償 し得る程度に出力特性に余裕あるものを選定しなければならず、モータや減速部 を大きくしたりする必要があり、アクチュエータの小型化の障害となると共にコ ストアップを招いていた。 また、正特性サーミスタを取付けるためのプリント基板や専用のホルダを設け る必要があったので、装置全部の部品点数を増加させていた。さらに、プリント 基板や専用のホルダ等とアクチュエータとの組付については、自動化に適さない 構成のものであった。 一方、通常作動時の正特性サーミスタでの電圧降下を少なくするために、常温 時の抵抗値が低いものを用いれば、当然サーミスタにおける電圧降下を低くする ことはできるが、このようにすると、モータの異常時においても、正特性サーミ スタにおける発熱量が減少するため、モータへ流れる電流を十分に制限できず、 過電流通電時間が長引くこととなる。 従って、その分、モータをより長く発熱状態に晒すことになるので、モータの 駆動が停止される前にモータが焼損し、アクチュエータを破損してしまう危険性 があった。

【０００４】 本考案の目的は、確実にモータの異常発熱状態を検出できる焼損保護素子を備 え、モータの小型化を図ることができると共に、焼損保護素子の組付が容易で、 自動化に適したアクチュエータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るアクチュエータは、温度変化に対する抵抗値の変化が正特性であ る焼損保護素子を直列に接続させたモータと、該モータの出力と連結された出力 装置と、をハウジング内に備えたアクチュエータであって、該アクチュエータの モータは、モータのエンドフレームに取着された基板と、該基板に形成された貫 通孔と、基板に設けられてモータの電極と接続されるコンタクトプレートとを、 備え、前記焼損保護素子を基板の貫通孔に配置して前記モータのエンドフレーム と接触させると共に、前記コンタクトプレートを介してモータと接続してなるも のである。

【０００６】 また請求項２のように、ハウジングにおけるモータ配設位置には、前記基板側 に延出したコンタクトプレートが配置され、前記コンタクトプレートが、前記モ ータの電極と接続されるコンタクトプレートと前記モータを組付けることにより 接続してなるように構成すると好適である。

【０００７】

【作用】

本考案に係るアクチュエータでは、焼損保護素子がモータのエンドフレームに 直接接触するので、モータに過電流が流れようとした時、焼損保護素子のジュー ル熱とモータ自身の発熱を焼損保護素子が直接受熱することになる。このため焼 損保護素子に作用する温度変化幅を大きく採ることができるので、焼損保護素子 の抵抗値変化を大きくできる。即ち、モータの通常作動時の抵抗値を小さくでき る一方、過電流通電による発熱時には高抵抗となり、モータに流れる電流を制限 し、モータの焼損を防止する。よって、従来のようにプリント基板の取付けスペ ースや専用ホルダが不要となるばかりでなく、モータのエンドフレームと直接接 触しているので、熱伝導率が向上し、モータの異常発熱を迅速かつ確実に捉える ことが出来ることとなる。

【０００８】 またハウジングにおけるモータ配設位置には、基板側に延出したコンタクトプ レートが配置され、このコンタクトプレートが、モータの電極と接続されるコン タクトプレートとモータを組付けることにより接続するように構成すると、モー タの電極との半田付け等の接続が不要となり、組付工程の自動化に、より適合す る。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部 材，配置等は本考案を限定するものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変す ることができるものである。 第１図及至第３図に本考案に係るアクチュエータの一実施例が示されており、 以下これらの図に基づいてその構成について説明する。

【００１０】 本例のアクチュエータＳは、モータＭと、温度変化に対する抵抗値の変化が正 特性である焼損保護素子であるサーミスタ素子１０と、このサーミスタ素子１０ を保持する基板１１と、モータＭの出力と連結された出力装置２０と、ハウジン グ３０とから構成されている。 アクチュエータＳとしては、例えば、自動車用エアコンダンパの開閉を行うた めのモータＭを用いた電動アクチュエータＳであり、図５に示すように、ハウジ ング３０内に、モータＭと、出力装置２０が配設されている。 本例ではハウジング３０は、上側ハウジング３１と下側ハウジング３２とから 構成されており、下側ハウジング３２には、図４で示すように、モータＭの配設 部３３が形成され、このモータ配設部３３の一端側（図４における左側）には、 モータＭ側、即ち上側ハウジング３１方向（つまり紙面手前側）にコンタクトプ レート３４，３５が延出して配置されている。このコンタクトプレート３４，３ ５は、ばねとして下側ハウジング３２の内側方向（図４に右側）に若干張出して 配設されている。図４中の符号３６は、次述する減速部２１を配設する配設部で ある。

【００１１】 本例の出力装置２０は減速部２１と出力部２２とから構成され、モータＭの回 転軸１の一端側である出力軸１ａには、ウオーム２が形成され、このウオーム２ と減速部２１を構成する複数の中間歯車２１ａが噛合し、この中間歯車２１ａと ，出力部２２を構成する出力歯車２２ａとが噛合する。この出力歯車２２ａには アクチュエータＳの出力軸２３が一体に形成され、モータＭの出力が出力軸２３ に伝達されるように構成されている。

【００１２】 本例のモータＭの出力軸１と反対側には、図１で示すように、モータＭのエン ドフレーム４が形成され、このエンドフレーム４には回転軸１の出力軸１ａと反 対側の一端であるモータ軸１ｂが延出しており、このモータ軸１ｂを挟んで対向 して電極（ターミナル）５ａ，５ｂがエンドフレーム４より突出している。 本例の基板１１は樹脂製のプレートから構成されており、エンドフレーム４と 当接する平面部１１ａと、この平面部１１ａと反対側の面に、コンタクトプレー ト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、サーミスタ素子１０等が配設される配設面１１ｂと から構成されている。即ち、本例の基板１１には、モータ軸１ｂを収容する中心 穴１３と、サーミスタ素子１０を配設するための貫通孔１４と、コンタクトプレ ート１２ａ，１２ｂ，１２ｃを収容する凹部１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成され 、凹部１４ａには突起１５ａ，１５ｂと、電極５ａを貫通する孔１６ａが形成さ れ、凹部１４ｂには突起１７ａが形成されている。また凹部１４ｃには突起１８ ａ，１８ｂと、電極５ｂを貫通する孔１６ｂが形成されている。

【００１３】 コンタクトプレート１２ａには、前記突起１５ａ，１５ｂと係合する穴４１ａ ，４１ｂが形成され、このコンタクトプレート１２ａには、前記基板１１の孔１ ６ａと整合するように孔４２ａが形成されている。またコンタクトプレート１２ ｂには前記突起１７ａと係合する孔４３ａが形成されている。さらに同様にコン タクトプレート１２ｃには前記突起１８ａ，１８ｂと係合する孔４４ａ，４４ｂ が形成され、前記基板１１の孔１６ｂと整合するように孔４２ｂが形成されてい る。そして、２つのコンタクトプレート１２ａ，１２ｂは少なくとも前記下側ハ ウジング３２に延出して形成されたコンタクトプレート３４，３５の位置に整合 するように配置されるものである。なお符号４５はコンタクトプレート１２ａと コンタクトプレート１２ｂとを仕切る仕切り部であり、符号４６はコンタクトプ レート１２ｂとコンタクトプレート１２ｃとを仕切る仕切り部である。

【００１４】 本例では焼損保護素子としては、サーミスタ素子１０が用いられるが、これは 温度変化に対する抵抗変化が正特性を有する周知のものが用いられる。本例にお けるサーミスタ素子１０は、基本的には上述した公知の特性を有するものである が、常温時の抵抗値が、この種の保護装置で用いられるサーミスタ素子に比べ低 いものを用いている。尚、その理由については、後述する作用説明において述べ る。 本例のサーミスタ素子１０は、円盤状に形成されており、上記コンタクトプレ ート１２ａと１２ｂとに接続され、このコンタクトプレート１２ａ，１２ｂは下 側ハウジング３２に設けられた電極側であるコンタクトプレート３４，３５と接 続される。 つまり電極側のコンタクトプレート３４は、コンタクトプレート１２ａに接続 され、また、もう一方の電極側のコンタクトプレート３５は、上記と同じように 、コンタクトプレート１２ｂに接続されている。

【００１５】 次に、上記構成における実施例の組み立て手順について以下に説明する。 まず、モータＭのエンドフレーム４側に基板を取付ける。このとき中心穴１３ とモータ軸１ｂ，電極５ａ，５ｂと孔１６ａ，１６ｂとが嵌合する。次に、各コ ンタクトプレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃを取付けるが、このとき、コンタクト プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれの孔４１ａ，４１ｂ，４３ａ，４４ ａ，４４ｂとを嵌合する。なおコンタクトプレート１２ａの孔４２ａとコンタク トプレート１２ｃの孔４２ｂについては、電極５ａ，５ｂとも嵌合する。そして 各プレートの孔から突出した突起を溶着してかしめて一体とする。 サーミスタ素子１０は、基板１１の貫通孔１４に配置され、リード１０ａ，１ ０ｂによりコンタクトプレート１２ａ，１２ｂと接続される。 尚、サーミスタ素子１０と２つのコンタクトプレート１２ａ，１２ｂとの接合 、さらに前記した電極５ａ，５ｂとコンタクトプレート１２ａ，１２ｃとの接合 は、半田付けやスポット溶接等の周知の接合手段を用いてなされる。

【００１６】 次に、モータＭと基板１１が一体となったものを、下側ハウジング３２のモー タ配設部３３に取付ける。この組付によって、コンタクトプレート１２ａ，１２ ｃは、電極側のコンタクトプレート３４，３５と接続される。そして出力装置２ ０を組み込んで下側ハウジング３２と上側ハウジング３１とをビス等により組み 付けるものである。

【００１７】 図６には、アクチュエータのモータＭにサーミスタ素子１０を用いた駆動回路 例が示されている。このモータＭは、例えば自動車用エアコンダンパの開閉を行 うアクチュエータＳとして用いられるもので、モータＭに対してサーミスタ素子 は直列接続状態となる。さらに、電源６は直列接続されてモータＭの通電回路が 構成される。

【００１８】 モータＭが正常に作動している状態にあっては、モータＭの正常作動時の発熱 による熱がエンドフレーム４から直接サーミスタ素子に伝達される。この結果、 サーミスタ素子は、この伝達された熱に応じた抵抗値を示すこととなる。しかし 、本考案においてサーミスタ素子１０は、従来この種の装置に用いられるサーミ スタ素子より、比較的低い抵抗値を有するものを用いるために、作動時（後述す るようなモータＭの異常時も含める）のサーミスタ素子における電圧降下は従来 に比し比較的小さいものとなる。

【００１９】 ところが、外部負荷等の原因でモータＭの出力軸１が拘束され、或は略拘束に 近い状態となった場合には、モータＭの負荷電流が増大する。この負荷電流は、 サーミスタ素子１０にも流れるため、サーミスタ素子１０自身によるジュール熱 で発熱するが、前述のようにサーミスタ素子１０は通常作動時（低温時）の抵抗 値の小さいものを使用しているので、サーミスタ素子１０自身の発熱は少ない。 しかし、サーミスタ素子１０はモータＭのエンドフレーム４に直接接触して配設 されているため、モータＭ自身の発熱温度を直接受熱することができる。すなわ ち、保護対象物の温度を直接検出できる構成となっている。このため、モータＭ が加熱している場合は大きな熱量を受けることができ、その温度に応じて大きな 抵抗値となる。これによってモータＭに流れる過電流を制限している。

【００２０】 また、本例のサーミスタ素子１０の抵抗値は、先に述べたように従来、この種 の装置に用いられていたものに比べ比較的低い値のものを使用している。その理 由は、第１にモータＭのエンドフレーム４に接触した状態でサーミスタ素子１０ を取り付けたことによってモータＭ自身の発熱状態を直ちにサーミスタ素子１０ が、直接受けることができるので、モータＭの状態に合わせた制御が可能となる ことであり、このため、モータＭからサーミスタ素子１０への熱伝導率が従来に 比べ良いことにある。そして、もし従来と同様な抵抗値を有するサーミスタ素子 を用いたとすれば、モータＭからの熱伝達が良好なために、さほどモータＭが発 熱していない状態、即ち、モータＭへの通電を制限しなくて良いにもかかわらず モータＭへの通電を制限することとなり、却って、モータＭの作動に支障を来す こととなるためである。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は上記のようにモータのエンドフレームに直接、焼損保護素子を接触し ているので、モータ自身の発熱状態を直接受けることができ、モータの保護を迅 速かつ確実に行なうことができる。また従来のように焼損保護素子を取付けるた めのプリント基板やホルダが不要となり、小スペースを有効に活用できモータの 小型化を図ると共に、簡単な組付作業で済むので、コストダウンが図れる。 またモータの電極をコンタクトプレートと接続し、このコンタクトプレートと 電源側のコンタクトプレートを組付けるだけで接続しているため、モータへの給 電方法が簡素化出来、組付け性が非常に向上して自動化に適したものとなる。 さらにモータと焼損保護素子との間の熱伝導率を向上させて、焼損保護素子が 受熱する温度幅を大きくすることができるのでモータの常温作動時の抵抗値の低 い焼損保護素子を用いることができ、この結果、従来に比べ容量の小さいモータ を用いることができ、装置の小型化等の顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るアクチュエータを構成するモータ
のエンドフレームの取付け状態の一例を示す分解斜視図
である。

【図２】アクチュエータを構成するモータの側面図であ
る。

【図３】図２のＸ方向から見た矢視図である。

【図４】ハウジングの一方を示す平面図である。

【図５】アクチュエータの断面図である。

【図６】焼損保護素子によるモータ保護回路の概略説明
図である。

【符号の説明】

４ エンドフレーム ５ａ，５ｂ 電極（ターミナル） １０ 焼損保護素子（サーミスタ素子） １１ 基板 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ コンタクトプレート １４ 貫通孔 ２０ 出力装置 ３０ ハウジング ３４，３５ コンタクトプレート（電源側） Ｍ モータ Ｓ アクチュエータ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度変化に対する抵抗値の変化が正特性
   である焼損保護素子を直列に接続させたモータと、該モ
   ータの出力と連結された出力装置とを、ハウジング内に
   備えたアクチュエータであって、該アクチュエータのモ
   ータは、モータのエンドフレームに取着された基板と、
   該基板に形成された貫通孔と、基板に設けられてモータ
   の電極と接続されるコンタクトプレートと、を備え、前
   記焼損保護素子を基板の貫通孔に配置して前記モータの
   エンドフレームと接触させると共に、前記コンタクトプ
   レートを介してモータと接続してなることを特徴とする
   アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記ハウジングにおけるモータ配設位置
   には、前記基板側に延出したコンタクトプレートが配置
   され、前記コンタクトプレートが、前記モータの電極と
   接続されるコンタクトプレートと前記モータを組付ける
   ことにより接続してなる請求項１記載のアクチュエー
   タ。