JP5643815B2 - ボビン保持クリップ付きブラシレス直流アクチュエータ - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００９年９月１日に出願された“ブラシレス直流アクチュエータ”というタイトルの米国出願第１２／５８４，１６１号の一部継続出願であり、その出願日と開示の利益を主張する。

また、本出願は、本明細書に述べられるすべての文献と同様に、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、２００９年５月２７日に出願された米国仮出願第６１／２１７，１００号および２００９年６月３０日に出願された米国仮出願第６１／２６９，８３４号の出願日と開示の利益を主張する。

本発明は、一般に、アクチュエータ、特に、ボビン保持クリップ付き回転式ブラシレス直流アクチュエータに関する。

従来技術のアクチュエータの例は“インジケータ針の駆動に固有の多相モータ”というタイトルの米国特許第５，８８０，５５１号に示されており、電気コイルにより励起される固定部材と磁化ロータを具備する多相モータが説明されている。ロータは、交互方向に放射状に磁化されるＮ対、より具体的には、４対か５対の極を持つ。固定部材は少なくとも２個のＷ形回路を持ち、各々が中央支柱を囲繞する電気コイルを含有する。Ｗ形回路は、中央ストラットの１つが磁気転移と対向側になるとき、もう１つの中央支柱が磁極のほぼ対向側となるように配置される。２個のＷ形回路の中央支柱に付随する極片は、１２０°の角度で離間させることができる。

電気モータは２つの主要構成要素、すなわち、ロータと固定子を具備し、固定子はそれに取り付けられた単数または複数のボビンを含有し、ボビンは公差累積により固定子上で動くことが許容される。ある用途では、ボビンは、ボビンをプリント回路基板上のピンに接続する端子を含有する。しかし、振動の結果として、ボビンの動きがボビン端子とプリント回路基板との接触喪失、ひいては電気接触喪失という結果になる場合がある。ボビンを固定子に固定するために、ボビン固定子へのオーバーモールディングが使用された。しかし、この方法はかなり高価であることが分かり、また、ボビンのワイヤが損傷する結果になる場合がある。

本発明は、ボビンをアクチュエータモータアセンブリの固定子上に据え付けるための新しいアクチュエータ構造とクリップ構造を対象とする。

本発明は一般に、第１・第２キャビティの各々を規定する第１・第２筐体部を含有する筐体、第１筐体部中の第１キャビティ中に取り付けられてロータシャフトを含有するモータアセンブリ、モータアセンブリに重なる関係で筐体中に位置し、その中でモータアセンブリのロータシャフトが回路基板アセンブリを通じて第２キャビティ中に延長する回路基板アセンブリ、回路基板アセンブリに重なる関係で第２筐体部中の第２キャビティ中に位置し、少なくともモータアセンブリの一部がロータシャフトに連結されるギアアセンブリ、および第２筐体部により規定される第２キャビティ中に延長しギアアセンブリに連結される出力シャフトを具備するアクチュエータアセンブリを対象とする。

１つの実施例において、ギアアセンブリは、第２キャビティ中のシャフトにより支持されロータシャフトに連結される少なくとも第１のギアを第２キャビティ中に具備する。第２ギアは第２キャビティ中に位置し、第１ギア上に積み重ねられる。出力シャフトは、第２ギアに連結される。

１つの実施例において、筐体部は内部周辺ショルダを含有し、回路基板アセンブリは周辺エッジを含有する。回路基板アセンブリの周辺エッジは、第１筐体部の内部ショルダに対し着座する。また、第１筐体部は周辺外側溝を含有し、第２筐体部は第１筐体部中の溝に嵌合される周辺凸部を規定する。回路基板アセンブリは、第１・第２キャビティを分離する。また、第１筐体部は上部周辺リムを規定し、アクチュエータは回路基板アセンブリの上に離間して平行する関係で第１筐体部の上部周辺リムに対し着座するプレートを筐体中にさらに具備する。

さらに、本発明は、モータアセンブリの固定子アセンブリのボビンの動きを拘束する筐体中のプレートまたはクリップを対象とする。クリップは、固定子および複数のボビンに対し着座するリングプレートを含有する。１つの実施例において、リングプレートは波状であり、複数の各ボビンに重なる複数の曲線部を規定する。また、クリップはリングプレートの外面から外側に延長して各ボビン上に規定される各スロット中に嵌合されるように適合される複数の離間した位置合わせフィンガを含有し、複数の第１スルーホールがプレート中に規定されてリングプレートを固定子に固定するための各ネジを受容するように適合される。リングプレートの各曲線部は、各複数のボビン上に着座する各ボスを規定する。

本発明の他の利点と特長は、以下の本発明の好適な実施例の詳細な説明、添付図面および添付の特許請求の範囲から容易に明白となろう。

本発明のこれらの特長と他の特長は、添付図面の以下の説明により最も良く理解できる。
図１は、本発明によるアクチュエータの上面斜視図である。 図２は、図１のアクチュエータの底面斜視図である。 図３は、図１と２のアクチュエータの分解斜視図である。 図４は、図２のライン４〜４に沿ったアクチュエータの拡大縦断面図である。 図５は、図１〜４に示したアクチュエータの筐体中に位置するモータの固定子とボビンの上に取り付けられた本発明によるボビン保持器の拡大上面斜視図である。 図６は、本発明のボビン保持器の拡大斜視図である。 図７は、図６に示したボビン保持器の拡大上面平面図である。 図８は、図７のライン８〜８に沿ったボビン保持器の拡大縦断面図である。 図９は、図８に示したボビン保持器の領域Ａの拡大破断側面図である。 図１０は、図８に示したボビン保持器の領域Ｂの拡大破断側面図である。

図１〜４は、本発明による小型ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）回転式アクチュエータ１０の実施例を描写している。アクチュエータ１０は、筐体２０（図１、２および３）、モータアセンブリ９８（図３）、センサアセンブリ１８０（図３）およびギアアセンブリ２２０（図３）を具備する。アクチュエータ１０は、インジケータ、スイッチ、バルブの移動および回転運動の正確な制御が要求されるその他の応用を含め多種多様な応用に使用できる。

筐体２０は、モータアセンブリ筐体部２１（図１、２、３、４および５）とギア筐体部またはカバー５０（図１、２、３および４）という２つの部分を持つ。

モータ筐体部２１（図３と４）は、共に中央内部キャビティ２２（図４と５）を規定するほぼ垂直の周辺側壁２５（図３と４）とほぼ水平の面または壁２７（図４）を含有する。円筒溝または凹部２９（図４）は、キャビティ２２の底面中央部から壁２７中に延長する。

１対の周辺の周囲に延長するオフセット溝またはショルダ３１と３２（図３、４および５）は、モータ筐体部２１の側壁２５の遠位周辺リムの上部外面に形成される。ショルダ３３（図４）は、モータ筐体部２１の側壁２５の遠位周辺リムの上部内面に規定される。

ワイヤハーネスアセンブリ３４（図３）は、モータアセンブリ筐体部２１に連結される。ワイヤハーネスアセンブリ３４は、ハーネスブラケット８２（図３）からモータ筐体部２１中に規定され延長する開口部８１（図１）を通じてその内部キャビティ２２中に外側に延長する複数のほぼＬ形で細長い金属コネクタ端子８０（図３）を含有する。ブラケット８２は、各コネクタネジ８３によりモータ筐体部２１に固定されるように適合される。シールリング８４（図３）は、ブラケット８２と筐体部２１の壁２７の外面との間に配置される。ワイヤハーネスアセンブリ３４は、電源、接地および制御信号をアクチュエータ１０に提供する。

ギア筐体部またはカバー５０（図１〜４）は、共に中央内部ギアキャビティ５２（図４）を規定する周囲垂直側壁５１（図１〜４）と上部水平壁５３（図２〜４）を含有する。溝または凹部６１（図４）は、キャビティ５２の底部から上水平壁５３の内面中に内側に延長する。さらに、上部水平壁５３は、その内面と外面の間を延長して内部ギア筐体キャビティ５２と連絡する円筒スルーホール５８（図２と４）を規定する。

図示した実施例において、取付アームまたはブラケット５５（図１〜４）はカバー５０の隅、より具体的には、その壁２７の隅の各々から外側に延長し、中央貫通孔５６（図１と２）を規定する。ネジまたはボルト５７（図３）のような留め具は各ブラケット孔５６を通じて延長し、ブラシレス直流回転式アクチュエータ１０が取り付けられる、例えば、フレーム、シャーシ、ブラケット、エンジンまたはマニホルドのような物体の嵌合ネジ山（図示なし）に装着される。

さらに、カバー５０の垂直側面５１は、モータ筐体部２１とカバー５０が共に連結されるときにモータ筐体部２１のショルダ３１中に嵌合されそれに対し当接する遠位凸部５９（図４）を含有する周辺周囲の遠位リムを含有する。シールリング６０（図３と４）はモータ筐体部２１のショルダ３２上に着座し、筐体部２１とカバー５０の間、より具体的には、モータ筐体部２１の側壁２５の外面とカバー５０の側壁５１の内面との間にシールを提供する。

さらに、アクチュエータ１０は、ロータアセンブリ１００（図３と４）と固定子アセンブリ１５０（図３、４および５）を一般に含有するモータアセンブリ９８（図３）を具備する。

ロータアセンブリ１００はモータ筐体部２１のキャビティ２２中に位置して取り付けられ、円形スカート部１０３（図３と４）と円筒中央ピニオン、ポストまたはシャフト１０４（図３と４）を持つヨーク１０２（図３と４）を含有する。スカート部１０３は、各々のほぼ垂直の周囲内部の離間、平行する壁１０８と１０９（図４）と、壁１０８と１０９の上面と一体のほぼ水平の上半径方向の周囲壁またはショルダ１０７（図４）とにより規定される。壁１０８と１０９は共に、内部周囲スロット１０６（図４）を規定する。

モータギア２２２（図３と４）は、ロータシャフト１０４の上端外面に形成される。シャフト１０４の底端は、モータ筐体２１の底面中に規定される溝２９中に着座する。ベアリング１１３（図３と４）は溝２９中に圧入され、モータ筐体２１に対する回転のためにシャフト１０４の端を支持する。スラストワッシャ１１５（図３と４）はシャフト１０４底端を囲繞し、モータ筐体壁２７中の内部ショルダ１１７（図４）に対し着座し、溝２９を囲繞してロータシャフト１０４、ひいてはロータアセンブリ１００をモータ筐体２１のキャビティ２２中に垂直に支持、維持する。円筒形のモータマグネット１１０（図３と４）はスカート壁１０９の下部周辺外側エッジの回りを延長し、交番極性Ｎ極とＳ極の区域に磁化される。ほぼドーナッツ形のセンサマグネット１１４（図３と４）はスカート壁１０７の上部外面に着座し、交番極性Ｎ極とＳ極の区域に磁化される。マグネット１１０と１１４は、ネオジム鉄ホウ素で形成され、適当な磁化器の使用により磁化しても良い。

また、固定子アセンブリ１５０（図３と４）は、ロータアセンブリ１００を囲繞してそこから離間する関係で下モータ筐体部２１のキャビティ２２中に取り付けられる。固定子アセンブリ１５０はいくつかのスチール薄板１５２（図３と４）、ボビン１５４（図３と４）および巻線１５６（図３、４および５）を含有し、中央孔１７２（図４と５）を規定する。薄板１５２は、ほぼ円形である。複数の薄板は、積み重ねられて固定子アセンブリ１５０を形成できる。ロータアセンブリ１００は、中央固定子開口部１７２を通じて延長する。銅巻線１５６は、各プラスチックボビン１５４に巻かれる。各巻線１５６は、固定子端子１６０ａと１６０ｂ（図３と５）に電気的に接続される端を規定する。

本出願で開示した形態のロータアセンブリと固定子アセンブリの構造と操作に関するさらなる詳細は以下の米国特許および特許広報の単数または複数に開示されており、それらの説明をここに参照により援用する。

“特にインジケータ針を駆動させる多相モータ”というタイトルの米国特許第５，８８０，５５１号、“絶対位置信号でスイッチを切り替えるモータ低減装置”というタイトルの米国特許第７，３０４，４５０号および“多相モータ”というタイトルの米国特許第７，４６６，０９２号の全内容をここに参照により援用する。

ボビン保持クリップ３１０（図３、４および５〜１０）はボビン１５４を固定子アセンブリ１５０に保持し、これについて以下により詳細に説明する。

図５は、モータ筐体部２１のキャビティ２２中に取り付けられる固定子アセンブリ１５０の上面に固定される本発明によるボビン保持器またはクリップ３１０の１つの実施例を描写している。

既述の実施例においてほぼリング形である固定子アセンブリ１５０は、それに固定される３個のボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃを含有する。図示していないものの、固定子アセンブリ１５０は各フィンガ（図示なし）を規定し、また、各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃは指輪が人の指に滑動して嵌合されるのと同様の方法で各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃを各固定子フィンガ上に滑動するのを可能にする中央孔を規定することが理解されよう。

各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃは、各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの上面からほぼ垂直上方および外側に延長する１対の離間、平行する端子１６０ａと１６０ｂ（図３、４および５）を含有する。各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃは、その各端子１６０ａと１６０ｂの間に細長い垂直スロット３２６（図５）を規定する。

各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの端子１６０ａと１６０ｂは固定子アセンブリ１５０上に位置して取り付けられるプリント回路基板２００（図４）に連結されるように適合され、より具体的には、プリント回路基板２００（図３と４）上のソケット（図示なし）と電気接触するように適合される。

端子１６０ａと１６０ｂはプリント回路基板２００との電気接触を継続的に保たなければならないため、ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの動作は最小限であることが必須となる。しかし、ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃは固定子アセンブリ１５０とは別個の要素であるため、ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃは、拘束されない限り、例えば、筐体２０の振動に応じて、固定子アセンブリ１５０に対して移動する。本発明のボビン保持器３１０は、以下により詳細に説明する通り、そのような移動とその結果としての電気接触の損失を最小限にする。

ボビン保持器またはクリップ３１０は、対向する上面と下面３２７と３２８（図５〜１０）、外側のほぼ垂直の周辺の円周状に延長する面または表面３３０（図５〜９）および内部のほぼ垂直の周辺の円周状に延長するリング内面または表面３３２（図５〜１０）を含有する、金属平板や金属片などの頑丈な材料で形成されるリング形のプレート３２４（図５〜１０）を含有する。

保持器３１０、より具体的には、そのリングプレート３２４（図５〜１０）は、リング面３３０に対しほぼ垂直で面３２７と３２８とほぼ同一平面上の関係で外側リング面３３０から外側に突出する３つの保持器位置合わせフィンガ３３６、３３８および３４０（図３、５、６、７、８および９）を含有する。図示した実施例において、３３６、３３８および３４０は互いに離間し、１２０°の間隔でリングプレート３２４の周辺を延長する。

さらに、リングプレート３２４は、リングプレート３２４の面３２７と３２８を通じて延長、突出する第１組のほぼ円形の孔またはスルーホール３４２、３４４および３４６（図５、６および７）および第２組のほぼ円形の孔またはスルーホール３４８、３５０および３５２（図５、６および７）を規定する。

第１組のスルーホール３４２、３４４および３４６は、以下により詳細に説明する通り、固定子位置合わせスルーホールを規定する。第２組のスルーホール３４８、３５０および３５２は、以下により詳細に説明する通り、保持器取付スルーホールを規定する。

スルーホール３４２と３４８は離間した同一線上の関係でフィンガ３３６と３３８の間のリングプレート３２４のほぼ中央に位置し、そこではスルーホール３４２はフィンガ３３６に隣接し、スルーホール３４８はフィンガ３３８に隣接する。スルーホール３４４と３５０は離間した同一線上の関係でフィンガ３３８と３４０の間のリングプレート３２４のほぼ中央に位置し、そこではスルーホール３４４はフィンガ３３８に隣接し、スルーホール３５０はフィンガ３４０に隣接する。スルーホール３４６と３５２は離間した同一線上の関係でフィンガ３４０と３３６の間のリングプレート３２４のほぼ中央に位置し、そこではスルーホール３４６はフィンガ３４０に隣接し、スルーホール３５２はフィンガ３３６に隣接する。

図示した実施例において、スルーホール３４２、３４４および３４６はすべて直径が同じであり、また、スルーホール３４８、３５０および３５２はすべて直径が同じであり、スルーホール３４２、３４４および３４６の直径はスルーホール３４８、３５０および３５２の直径より若干大きい。１つの実施例において、各スルーホール３４８、３５０および３５２は若干延伸または細長い場合がある。

さらに、保持器３１０、より具体的には、そのリングプレート３２４は、各フィンガ３３６、３３８および３４０と対向側の領域のリング内面３３２に形成され延長する３つの細長い切欠３５４、３５６および３５８（図５、６および７）を含有する。

図２と４に示す通り、保持器３１０、より具体的には、そのリングプレート３２４は、リングプレート３２４が第１組の曲線領域３６０、３６２および３６４（図６と７）と領域３６０、３６２および３６４の曲線と反対の方向に湾曲する第２組の曲線領域３６６、３６８および３７０（図６と７）とを規定するように、製造工程で曲げられて成形される。第１組の曲線領域３６０、３６２および３６４は、各フィンガ３３６、３３８および３４０を含有するリングプレート３２４の領域に規定される。第２組の曲線領域３６６、３６８および３７０は、各スルーホール３４２と３４８、３４４と３５０および３４６と３５２のほぼ間のリングプレート３２４の領域に規定される。

リングプレート３２４の面３２７がリングプレート３２４の上面である図６、７および８の配置では、曲線領域３６０、３６２および３６４は各凸形の領域を規定し、曲線領域３６６、３６８および３７０は各凹形の領域を規定し、共に連続する波状の曲線の上下パターンでリングプレート３２４を形成する。

図８と９に示す通り、各曲線領域３６０、３６２および３６４はさらに、各領域３６０、３６２および３６４の曲線に対しほぼ垂直の配置でリングプレート３２４の外面と内面３３０と３３２の間を横に延長する窪み、トラフまたはボス３６５（図５、６、７および８）を規定する。

図８と９にも示す通り、リングプレート３２４はさらに、リング垂直内面３３２に隣接するリング面３２７に形成されそこから外側に突出する複数の耳部またはバンプ３７２、３７４および３７６（図５、６、７および８）を含有する。バンプ３７２はスルーホール３４６と３５２の間、ひいてはフィンガ３３６と３４０の間の面３２７に形成され、バンプ３７４はスルーホール３４２と３４８の間、ひいてはフィンガ３３６と３３８の間の面３２７に形成され、また、バンプ３７６は、スルーホール３４４と３５０の間、ひいてはフィンガ３３８と３４０の間の面３２７に形成される。

図５に示した本発明によれば、保持器３１０はリングプレート３２４の面３２８が固定子アセンブリ１５０の上面に対し着座する関係で固定子アセンブリ１５０の上面上に着座し、その各保持器フィンガ３３６、３３８および３４０は各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの各端子１６０ａと１６０ｂのスロット３３６と位置合わせされその中に着座し、各曲線リング部３６０、３６２および３６４は各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの上面に重なり、各ボス３６５は各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの上面に対し着座し、また、各取付スルーホール３４８、３５０および３５２は固定子１５０中の各スルーホール（図示なし）と位置合わせされる。

図示はないものの、リングプレート３２４中に形成される各固定子位置合わせスルーホール３４２、３４４および３４６は、当業者に周知の通り固定子１５０の位置合わせを可能にするように組立工程でそこに挿入されるように適合される固定子位置合わせピン（図示なし）用のアクセスまたは入口開口を規定することが理解されよう。筐体２０中の固定子アセンブリ１５０が適切に位置合わせされると、各固定子取付ネジ３８０、３８２および３８４（図３と５）がリングプレート３２４中の各取付スルーホール３４８、３５０および３５２と固定子１５０中の各スルーホール（図示なし）に貫通され、固定子アセンブリ１５０を筐体２０に、また、保持器３１０を固定子アセンブリ１５０の上面に対し固定する。

より具体的には、取付ネジ３８０、３８２および３８４が締め付けられると、リングプレート３２４、より具体的には、その各曲線部３６０、３６２および３６４が各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの上面に対し圧縮スプリング力を発揮し、ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃと固定子１５０との間の相対運動を確保、捕捉、最小化し、ひいてはボビン端子１６０ａと１６０ｂのいずれかと端子１６０ａと１６０ｂがその中を延長するプリント回路基板２００中の各接触ソケット（図示なし）との間の接触損失を防止する。

本発明によれば、各曲線領域３６０、３６２および３６４に形成されるボスまたは窪み３６５は、各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの上面に対し着座して、リングプレート３２４上の尖った端部やバリにより各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃに巻かれるワイヤの絶縁が損なわれるのを防止する平坦な面を規定する。リングプレート３２４中の切欠３５４、３５６および３５８は、各ボビン１５４ａ、１５４ｂおよび１５４ｃの前面フレームとリングプレート３２４の内面３３２との間に隙間を提供する。耳部３７２、３７４および３７６は、製造工程で個々のプレート３２４を分離し、組立により１個だけの保持器３１０が設置されるのを確実にするのを容易にするネスティング防止機能である。

センサアセンブリ１８０（図３）は、センサマグネット１１４（図３と４）と、筐体２０中に取り付けられるほぼ平らのプリント回路基板２００（図３と４）の下側に取り付けられそこから下方に垂れ下がる少なくとも１個のホール効果センサ２１０（図４）とを具備する。

プリント回路基板２００は、モータ筐体部２１の壁２５の内部ショルダ３３の輪郭を辿りその上に着座する周辺周囲エッジ２００ａ（図３と４）を規定する。回路基板２００は、モータ筐体キャビティ２２、ひいてはキャビティ２２中に着座するロータアセンブリと固定子アセンブリ１００と１５０の上に重なる。回路基板２００は上側または面２０１（図３と４）と底側または面２０２（図４）を持ち、中央孔２０３（図４）と複数のめっきスルーホール２０５（図４）を規定する。図示した実施例において、ギア２２２を含有するロータ１００のシャフト１０４の上端は、基板中央孔２０３を通じてカバー５０により規定されるキャビティ５２中に延長する。

プロセッサまたはコントローラ（図示なし）とその他の受動能動電気構成要素２０８（図３と４）を含めた複数の電気構成要素は、回路基板２００の上側２０１に取り付けられる。ホール効果センサ２１０は、回路基板２００の底側２０２に取り付けられる。ホール効果センサ２１０は、ロータセンサマグネット１１４により生成される磁場を感知する。固定子端子１６０ａと１６０ｂ（図３と４）は固定子アセンブリ１５０から外側に上側に延長し、固定子アセンブリ１５０を覆う基板２００中の選択されたいずれかのめっきスルーホール２０５中に挿入され、締り嵌めやはんだ付けなどにより保持される。

どの図にも示していないものの、モータ筐体２１（図３）中のコネクタ端子８０も同様に基板２００中の選択されたいずれかのめっきスルーホール２０５中に挿入され、締り嵌めやはんだ付けなどにより保持されることが理解されよう。

図３にさらに示す通り、複数のネジ２０６は基板２００と筐体２１中の各孔を通じて延長し、基板２００をモータ筐体部２１の壁２５の内部ショルダ３３に固定する。

図３と４に示す通り、アクチュエータ１０はさらに、筐体２０中に位置して、回路基板２００を覆いそれと離間、平行する関係でモータ筐体部２１の壁２５の上リムに対し着座する周辺周囲エッジ２１３を含有する中間プレート２１２を具備する。プレート２１２は、上面２１１と底面２１４を含有する。上面２１３は、少なくとも第１と第２の凹部または溝２１５と２１６および中央貫通孔２１７を規定する。ギア２２２を形成するロータシャフト１０４の端は、孔２１７を通じてギア筐体キャビティ５２中に延長する。

ベアリング２１８は開口部２１７中に圧入され、プレート２１２に対して回転するようにロータシャフト１０４を支持する。スラストワッシャ２１９はギア２２２を持つロータシャフト１０４の端を囲繞し、プレート２１２の底面２１４に形成されるショルダに対し着座し、筐体部２１とプレート２１２に対する筐体２０中のロータアセンブリ１００の必要な垂直配置と支持を支持し、維持する。

ギアアセンブリ２２０（図３と４）は、カバー５０のキャビティ５２中のプレート２１２上に位置する。ギアアセンブリ２２０は、ロータシャフト１０４の遠位上端を囲繞するギア２２２とそれに続く積み重ねられたギア：中間全ギア２２４、全ピニオンギア２２６、および全出力ギア２２８（図３と４）を含有する。ギア２２２、２２４、２２６および２２８は、プラスチックで形成できる。図示した実施例において、ギアアセンブリ２２０の少なくとも一部はモータアセンブリ９８を覆う。

前述した通り、ギア２２２はロータシャフト１０４の遠位上端に形成される。ギア２２２は、モータギア２２２と隣接しほぼ同一平面上に位置してモータアセンブリ９８の少なくとも一部に重なる中間ギア２２４に連結されてそれを駆動する。ピニオンギア２２６は、中間ギア２２４のほぼ中央上に位置してそれに連結される。ピニオンギア２２６は、ピニオンギア２２６と隣接しほぼ同一平面上に位置する出力ギア２２８を駆動し、中間ギア２２４上に積み重ねられ、モータアセンブリ９８の少なくとも一部に重なる。中間ギア２２４とピニオンギア２２６は共に、中央内部スルーホール２２５（図４）を規定する。

金属製の中間ギアシャフト２３６（図３と４）は、ギア２２４と２２６中に規定される各孔を通じて延長する。シャフト２３６の上端はカバー５０の内面に規定される凹部６１中に圧入され、シャフト２３６の底端はプレート２１２中に規定される凹部２１５中に圧入される。孔２２５中に圧入される１対のベアリング２４８（図３と４）および１個がプレート２１２とギア２２４の底面との間に挟まれもう１個がカバー５０の内面とピニオンギア２２６の上面との間に挟まれる１対のスラストワッシャ２４９は、プレート２１２とカバー５０に対し回転するようにシャフト２３６、ひいてはギア２２４と２２６を支持する。図示した実施例において、中間ギアシャフト２３６はロータシャフト１０４と離間、平行する。

出力ギア２２８（図３と４）は、出力シャフト２４０（図３と４）の中央部を受容する中央円筒スルーホールまたは開口２３０（図４）を規定する。

出力シャフト２４０の上端はカバー５０中に形成される円筒スルーホール５８を通じて突出し、アクチュエータ１０が連結されるバルブ、スイッチ、インジケータなどの装置のシャフト（図示なし）の雄端を受容するように適合される上部スプライン雌溝又は凹部を規定する。出力シャフト２４０の底端は、プレート２１２中に規定される凹部２１６中に延長する。第１出力シャフトベアリング２４４（図３と４）はカバー５０のスルーホール５８中に圧入され、第２出力シャフトベアリング２４５（図３と４）はプレート２１２中の凹部２１６中に圧入され、カバー５０とプレート２１２に対し回転運動するように出力シャフト２４０とギア２２８を支持する。また、１対のスラストワッシャ２４６と２４７は、カバー５０とプレート２１２に対しシャフト２４０とギア２２８を支持する。ワッシャ２４６はギア２２８の上面とカバー５０の内面との間に挟まれ、一方、ワッシャ２４７はギア２２８の底面とプレート２１２との間に挟まれる。

ゴム製の出力シール２４２（図３と４）は、出力シャフト２４０とスルーホール５８を規定するカバー５０の円筒内壁との間の領域を密封する。スルーホール５８から突出する出力シャフト２４０の上端は、例えばバルブのような正確または的確に動作させることが望ましい物体に連結できる。図１〜４に示したアクチュエータ１０の実施例において、出力シャフト２４０は、ロータシャフト１０４と中間ギアシャフト２３６の両方と離間、平行する関係でモータアセンブリ９８、回路基板２００およびプレート２１２の上に重なる。

動作中、ホール効果センサ２１０はセンサマグネット１１４（図３と４）により生成される磁場を感知し、プロセッサ（図示なし）に対してロータアセンブリ１００の位置の信号表示を提供する。プロセッサは、付随する各コラムが適時に切り替えられてロータアセンブリ１００を回転させるモータマグネット１１０を引き付けるか遠ざけるＮ極またはＳ極の電磁石となるように、巻線１５６を通過する電流の方向を調整または伝達するか切り替える。ロータアセンブリ１００の回転はモータギア２２２を駆動し、モータギアは中間ギア２２４とピニオンギア２２６を駆動し、ピニオンギアは出力ギア２２８と出力シャフト２４０を駆動する。それにより、プロセッサは出力シャフト２４０の回転位置を正確に決定、制御できる。

本発明を上に説明した実施例の具体的な参照により教示してきたが、当業者は本発明の精神と範囲から逸脱することなく形態と詳細において変更が可能であることを認識するであろう。説明した実施例はすべての観点において例証的なものとして解釈すべきであり、限定的なものと解釈すべきでない。従って、本発明の範囲は、上記の説明によるよりもむしろ添付の特許請求の範囲により表明される。請求項の意味及び均等の範囲内となるすべての変更は、請求項の範囲に包含されることとなる。
以下は、出願時の特許請求の範囲の各請求項の写しである。
［請求項１］
第１・第２キャビティの各々を規定する第１・第２筐体部を有する筐体、
前記第１筐体部中の前記第１キャビティ中に取り付けられる、ロータシャフトを有するモータアセンブリ、
前記モータアセンブリに重なる関係で前記筐体中に位置する回路基板アセンブリであって、前記ロータシャフトが前記回路基板アセンブリを通して前記第２キャビティ中に延長する前記回路基板アセンブリ、
前記回路基板アセンブリと前記モータアセンブリの少なくとも一部に重なる関係で前記第２筐体部中の前記第２キャビティ中に位置し、前記ロータシャフトに連結されるギアアセンブリ、および、
前記第２筐体部により規定される前記第２キャビティ中に延長し、前記ギアアセンブリに連結される出力シャフト
を具備するアクチュエータアセンブリ。
［請求項２］
前記ギアアセンブリが前記第２キャビティ中のシャフトにより支持され前記ロータシャフトに連結される少なくとも第１のギアを前記第２キャビティ中に具備する請求項１のアクチュエータアセンブリ。
［請求項３］
前記ギアアセンブリが前記第２キャビティ中に位置して前記第１ギア上に積み重ねられる第２ギアを具備する請求項２のアクチュエータアセンブリ。
［請求項４］
前記出力シャフトが前記第２ギアに連結される請求項３のアクチュエータアセンブリ。
［請求項５］
前記第１筐体部が内部周辺ショルダを有し、前記回路基板アセンブリが周辺エッジを有し、前記回路基板アセンブリの前記周辺エッジが前記第１筐体部の前記内部ショルダに対し着座する請求項１のアクチュエータアセンブリ。
［請求項６］
前記第１筐体部が周辺外側溝を有し、前記第２筐体部が前記第１筐体部中の前記溝に嵌合される周辺凸部を規定する請求項１のアクチュエータアセンブリ。
［請求項７］
前記回路基板アセンブリが前記第１・第２キャビティを分離する請求項１のアクチュエータアセンブリ。
［請求項８］
前記第１筐体部が上部周辺リムを規定し、前記アクチュエータが前記回路基板アセンブリの上に離間して平行する関係で前記第１筐体部の前記上部周辺リムに対し着座するプレートを前記筐体中にさらに具備する請求項１のアクチュエータアセンブリ。
［請求項９］
キャビティを規定する筐体、
前記筐体中の前記キャビティ中に取り付けられ、ロータシャフトを有するロータと少なくとも１個のボビンを有する固定子を有するモータ、
前記ボビンを前記固定子上で保持するように前記ボビンに対し着座して前記固定子に固定される前記筐体中の前記キャビティ中のプレート、
前記筐体中の前記キャビティ中に位置して前記ロータシャフトに連結されるギアアセンブリ、および
前記筐体中の前記キャビティ中に延長して前記ギアアセンブリに連結される出力シャフトを具備するアクチュエータ。
［請求項１０］
前記ボビンがスロットをその間に規定する１対の端子を有し、前記プレートが前記ボビン中の前記スロットに嵌合される保持器位置合わせフィンガを有する請求項９のアクチュエータ。
［請求項１１］
少なくとも１つの固定子取付ネジが前記固定子を前記筐体に固定し、前記プレートがその中に規定されて前記プレートを前記固定子に固定するために前記固定子取付ネジを受容する少なくとも１つのスルーホールを有する請求項１０のアクチュエータ。
［請求項１２］
各々がスロットをその間に規定する１対の端子を有する複数のボビンが前記固定子上に保持され、前記プレートが前記複数のボビンに対し着座するリングの形態であり、前記リングが各前記スロット中に嵌合される３つの離間したフィンガを有し、前記リングが固定子位置合わせピン用のアクセス開口を規定する少なくとも１つの固定子位置合わせスルーホールをさらに規定する請求項１１のアクチュエータ。
［請求項１３］
前記リングが波状の曲線パターンを有する請求項１２のアクチュエータ。
［請求項１４］
複数のボビンを固定子上で保持するためのクリップであって、
前記固定子と前記複数のボビンに対し着座し、波状で各前記複数のボビンに重なる複数の曲線領域を規定するリングプレート、
前記リングプレートの外面から外側に延長して各前記ボビン上に規定される各スロット中に嵌合されるように適合される複数の離間した位置合わせフィンガ、および
前記プレート中に規定されて前記リングプレートを前記固定子に固定するための各ネジを受容するように適合される複数の第１スルーホールを具備するクリップ。
［請求項１５］
前記リングプレートの各前記曲線領域が各前記複数のボビン上に着座するボスを規定する請求項１４のクリップ。

米国特許第５７３７９６８号公報

Claims (6)

1. キャビティを規定する筐体、
   前記筐体中の前記キャビティ中に取り付けられ、ロータシャフトを有するロータと少なくとも１個のボビンを有する固定子を有するモータ、
   前記ボビンを前記固定子上で保持するように前記ボビンに対し着座して前記固定子に固定される前記筐体中の前記キャビティ中のプレート、
   前記筐体中の前記キャビティ中に位置して前記ロータシャフトに連結されるギアアセンブリ、および
   前記筐体中の前記キャビティ中に延長して前記ギアアセンブリに連結される出力シャフトを具備し、
   前記ボビンがスロットをその間に規定する１対の端子を有し、前記プレートが前記ボビン中の前記スロットに嵌合される保持器位置合わせフィンガを有するアクチュエータ。
2. 少なくとも１つの固定子取付ネジが前記固定子を前記筐体に固定し、前記プレートがその中に規定されて前記プレートを前記固定子に固定するために前記固定子取付ネジを受容する少なくとも１つのスルーホールを有する請求項１のアクチュエータ。
3. 各々がスロットをその間に規定する１対の端子を有する複数のボビンが前記固定子上に保持され、前記プレートが前記複数のボビンに対し着座するリングの形態であり、前記リングが各前記スロット中に嵌合される３つの離間したフィンガを有し、前記リングが固定子位置合わせピン用のアクセス開口を規定する少なくとも１つの固定子位置合わせスルーホールをさらに規定する請求項２のアクチュエータ。
4. 前記リングが波状の曲線パターンを有する請求項３のアクチュエータ。
5. 複数のボビンを固定子上で保持するためのクリップであって、
   前記固定子と前記複数のボビンに対し着座し、波状で各前記複数のボビンに重なる複数の曲線領域を規定するリングプレート、
   前記リングプレートの外面から外側に延長して各前記ボビン上に規定される各スロット中に嵌合されるように適合される複数の離間した位置合わせフィンガ、および
   前記プレート中に規定されて前記リングプレートを前記固定子に固定するための各ネジを受容するように適合される複数の第１スルーホールを具備するクリップ。
6. 前記リングプレートの各前記曲線領域が各前記複数のボビン上に着座するボスを規定する請求項５のクリップ。

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