CN107112863A - 电机装置 - Google Patents

Abstract

电机装置(1)，其包括：传感器磁铁(38)，其与电机(2)的驱动轴(10)一体旋转；壳体(16)，其具有传感器收纳部(32)，传感器磁铁位于该传感器收纳部(32)；脉冲输出基板(22)，其具有导磁性基体(40)以及安装于基体的安装面(40a)、检测传感器磁铁的旋转并输出脉冲的旋转检测元件(42)；以及端子(18)，其与脉冲输出基板电连接，该端子具有插有脉冲输出基板的插入部(18c)，该插入部向传感器收纳部开口，伴随脉冲输出基板的插入，以使基体安装面的背面(40b)与传感器磁铁相对的状态将脉冲输出基板支承于传感器磁铁附近，并将脉冲输出基板电连接。

Description

电机装置

技术领域

本发明涉及电机装置。

背景技术

已知的该种电机装置，其包括：具有驱动轴的电机、与驱动轴一体旋转的传感器磁铁、具有传感器磁铁所处的传感器收纳部的壳体；以及具有霍尔元件的脉冲输出基板，该霍尔元件检测传感器磁铁的旋转、并输出脉冲。霍尔元件安装于脉冲输出基板的基体安装面。

专利文件1公开了一种齿轮电机，其中，印刷电路基板的霍尔效应单元被定位于磁性圆盘的附近，不经由隔板等物直接面对磁性圆盘。

此外，专利文件2公开了一种具备减速机构的小型电机。脉冲输出基板以霍尔元件的安装面与传感器磁铁相对的朝向固定于传感器支架。此外，在霍尔元件与传感器磁铁之间，存在有壳体隔膜(diaphragm)和传感器支架底板。此外，在传感器支架上，设置有用于固定脉冲输出基板的卡止爪和用于将脉冲输出基板定位的定位突起。此外，引线通过焊接等方式连接于霍尔元件，由此脉冲输出基板与电动窗控制电路形成电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2002-508920号公报

专利文献2：日本专利第4121108号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1中，霍尔元件的安装面与传感器磁铁相对。因此，如果伴随驱动轴的旋转，供给到驱动轴附近滑动部的润滑油飞溅而附着于霍尔元件，则从霍尔元件输出的脉冲的输出精度可能显著恶化。此外，如果在霍尔元件和传感器磁铁之间存有附着于润滑油的金属异物，则会导致脉冲输出精度的进一步恶化。

此外，由于附着于脉冲输出基板的润滑油成分，可能导致在脉冲输出基板上发生模具剂(mold agent)的破坏、腐蚀、异物短路等故障。于是，如上述专利文献2所示，以下构造被提出：通过将壳体隔膜和传感器支架底板定位于霍尔元件与传感器磁铁之间，保护霍尔元件免受润滑油等因素的影响。但是，这样一来壳体的构造就会变得复杂，造成壳体乃至电机生产率的恶化。

此外，为了确保来自霍尔元件的脉冲输出精度，必须提高脉冲输出基板乃至霍尔元件相对于传感器磁铁的位置精度。因此，在上述专利文献2中，对用于定位脉冲输出基板的传感器支架及其卡止爪、定位突起的尺寸精度提出了更高的要求，可能导致壳体乃至电机生产率的进一步恶化。

此外，在上述专利文献2中，将引线焊接于霍尔元件的工序，会增大电机的装配工时，使工序的自动化也变得困难起来。此外，当引线被拉动从而向焊接部施加负荷时，引线可能会从焊接部脱落，导致向脉冲输出基板的通电被断开，无法确保电机的品质。

本发明是鉴于这些课题作出的，其目的在于提供一种电机装置，其能够通过简单的壳体构造提高脉冲输出基板对电机转速的检测精度，从而提高电机的品质和生产率。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的电机装置包括：电机，其具有驱动轴；传感器磁铁，其与所述驱动轴一体旋转；壳体，其具有传感器收纳部，所述传感器磁铁位于所述传感器收纳部中；脉冲输出基板，其具有导磁性基体以及旋转检测元件，该旋转检测元件安装于所述基体的安装面以检测所述传感器磁铁的旋转，并输出脉冲；以及端子，其与所述脉冲输出基板电连接，所述端子，具有供所述脉冲输出基板插入的插入部，所述插入部向所述传感器收纳部开口，伴随所述脉冲输出基板的插入，以将所述基体的所述安装面的背面与所述传感器磁铁相对的状态将所述脉冲输出基板支承在所述传感器磁铁附近，且将所述脉冲输出基板电连接。

优选地，所述端子具有通过夹持所述脉冲输出基板的所述安装面和所述背面形成所述插入部的接触端子。

优选地，所述接触端子由可动销和固定销构成，所述可动销通过弹性变形将所述脉冲输出基板夹持在其与所述固定销之间，被容许在远离所述固定销的方向上发生位移，另一方面，所述固定销被固定于所述壳体，以阻止其在远离所述可动销的方向上的位移。

优选地，所述传感器收纳部具有限定所述脉冲输出基板对所述插入部的插入深度的插入限制部。

优选地，所述端子设置有多个，在所述脉冲输出基板上形成有多个接触部，在所述脉冲输出基板向所述插入部插入时，所述多个端子的各所述接触端子会接触到所述多个接触部。

优选地，所述脉冲输出基板具有前端面，所述脉冲输出基板以所述前端面开始插入所述插入部，所述前端面具有使所述前端面向所述脉冲输出基板的插入方向台阶状突出的台阶部。

优选地，所述多个端子的各所述可动销，在所述脉冲输出基板插入方向上的不同位置具有与所述脉冲输出基板对应的抵接部。

发明的效果

根据本发明的电机装置，能够通过简单的壳体构造，提高脉冲输出基板对电机转速的检测精度，从而提高电机的品质和生产率。

附图说明

图1是本发明一个实施方式涉及的电机装置1的立体图。

图2是将图1中齿轮单元的一部分以截面示出的电机装置局部立体图。

图3是将图2中脉冲输出基板安装前的齿轮壳体的一部分以截面示出的局部立体图。

图4是在图3中安装脉冲输出基板后的立体图。

图5是将图2中脉冲输出基板安装前的齿轮壳体从齿轮壳体开口端侧示出的局部立体图。

图6是在图5中安装脉冲输出基板后的立体图。

图7是将图2中脉冲输出基板放大示出的侧面图。

图8是将图2中脉冲输出基板从其安装面侧观察的平面图。

图9是将图7中脉冲输出基板和端子的变形例的抵接状态从脉冲输出基板的安装面侧观察的平面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是本发明的一个实施方式涉及的电机装置1的立体图。如图1所示，电机装置1包括电机2、供电连接器4、以及齿轮单元6。齿轮单元6例如可以是减速器；电机装置1是配置有防水齿轮单元的直流电机装置，其适用于自动开闭汽车窗玻璃的电动窗、安装于车身顶部的电动天窗、电动滑动门等汽车用电装设备的驱动。

图2是将图1中齿轮单元6的一部分以截面示出的电机装置1局部立体图。如图2所示，电机2包括电机壳8、驱动轴10以及端罩帽(end bell cap)12。电机壳8具有设置有凸缘的电机壳开口端14。驱动轴10和端罩帽12，穿过未图示的完成转子(completed rotor)和电机壳开口端14，并从电机壳8突出。

端罩帽12由端罩(end bell)、刷握、刷、端子(均未图示)等构成。供电连接器4与后述齿轮壳体(壳体)16由树脂一体成型，并具有多个端子18和有底圆筒状连接器安装部20。

端子18由金属制成，例如在齿轮壳体16中埋入成型有四个端子18，各端子18的连接端子18a从连接器安装部20底部沿驱动轴10的轴线方向X向电机2突出。通过在连接器安装部20安装未图示的外部连接器，能够由连接端子18a向端子18乃至后述脉冲输出基板22通电。

齿轮单元6具有齿轮壳体16和收纳于齿轮壳体16的齿轮系24。齿轮壳体16具有齿轮壳体开口端26。驱动轴10自电机2起向齿轮单元6延伸，电机壳开口端14的凸缘，在轴线方向X上经螺栓连接于齿轮壳体开口端26。齿轮系24由固定于驱动轴10的蜗杆28和与蜗杆28啮合的蜗轮30构成。

如图1所示，蜗轮30具有立设于轮本体中央部的输出轴31，在输出轴31的顶端部，其外周形成有齿轮部31a。齿轮部31a配置在电机装置1的外部且与旋转部件(例如，电缆盘的轴)的齿轮部啮合，其中，旋转部件与未图示的被驱动装置连接。

这样，电机2的旋转驱动力，通过驱动轴10，依次经由蜗杆28、蜗轮30、输出轴31，被传递至旋转部件、即外部被驱动装置。另外，也可以将蜗轮30的旋转经由未图示的缓冲橡胶等传递至输出轴31。

如图2所示，在齿轮壳体16内，作为连通空间，形成有传感器收纳部32、轴收纳部34、以及齿轮收纳部36。传感器收纳部32形成于驱动轴10的径向Y(在图2中观察则为上下方向)与供电连接器4相邻的位置，并在齿轮壳体开口端26开口，收纳有从电机壳体开口端14突出的端罩帽12、脉冲输出基板22、以及后述传感器磁铁38等。

轴收纳部34自传感器收纳部32沿轴线方向X在与电机2相反的方向上延伸，具有与传感器收纳部32相比直径缩小的形状，收纳有驱动轴10和蜗杆28等。齿轮收纳部36自轴收纳部34沿径向Y在与供电连接器4相反的方向上延伸，收纳有蜗轮30等。

收纳于传感器收纳部32的传感器磁铁38形成为环状，被固定为能够与驱动轴10一体旋转，在与驱动轴10一体旋转的同时产生磁通。脉冲输出基板22，在传感器收纳部32内，且在传感器磁铁38附近，被定位成在径向Y上与传感器磁铁38相对。

图3是将脉冲输出基板22安装前的齿轮壳体16的一部分以截面示出的局部立体图。图4是在图3中安装脉冲输出基板22后的立体图。如图3所示，脉冲输出基板22，为图案和元件等仅在单面存在的单面安装基板，具有导磁性基体40。在基体40的安装面40a，安装有基于磁通变化检测传感器磁铁38旋转的GMR元件(旋转检测元件)41以及未图示的、诸如电容器、二极管等电子芯片。

GMR元件41为巨磁阻元件、即利用了巨磁阻效应的半导体元件，在由磁场作用引起物质电阻率变化的磁阻效应中，巨磁阻效应中的相对变化程度也尤其明显，GMR元件41将基于检测到的传感器磁铁38旋转的脉冲，输出到电机2中未图示的转速控制部中。各端子18具有：前述连接端子18a；垂直部18b，其从连接端子18a向径向Y弯曲、并且其一部分被埋设于供电连接器4；以及插入部18c，其向传感器收纳部32开口，并接受脉冲输出基板22的插入。

如图4所示，插入部18c，伴随着脉冲输出基板22的插入，以使基体40的安装面40a的背面40b与传感器磁铁38相对的状态将脉冲输出基板22支承于传感器磁铁38附近(参见图2)，且将脉冲输出基板22电连接以便能够向脉冲输出基板22通电。

图5是将脉冲输出基板22安装前的齿轮壳体16从齿轮壳体开口端26侧示出的局部立体图，图6是在图5中安装脉冲输出基板22后的立体图。如图5和图6所示，各端子18具有接触端子42，各端子18的四个接触端子42，并列配置在驱动轴10的径向Z(图5和图6中的左右方向)上，通过夹持脉冲输出基板22的安装面40a和背面40b形成插入部18c。

如图5所示，在齿轮壳体16中，其传感器收纳部32的侧面形成有基板导槽(插入限制部)43。脉冲输出基板22通过被插入基板导槽43而收纳于传感器收纳部32。在基板导槽43中形成有对接部43a，当脉冲输出基板22插入到基板导槽43时，限制脉冲输出基板22对插入部18c的插入深度。即，通过基板导槽43中的对接部43a的位置限定脉冲输出基板22对插入部18c的插入深度。

图7是将图2的脉冲输出基板22放大示出的侧面图。也如图7所示，各接触端子42形成为：具有在图7中观察时位于上侧的可动销42a和在图7中观察时位于下侧的固定销42b的夹子形状。可动销42a抵接于安装面40a，通过弹性变形将脉冲输出基板22夹持在其与固定销42b之间，被容许在远离固定销42b的方向上发生位移。另一方面，固定销42b抵接于背面40b，阻止其在远离可动销42a的方向上的位移，其一部分被埋设、固定于齿轮壳体16。

此外，各可动销42a上，形成有与脉冲输出基板22对应的抵接部42a2，抵接部42a2在图7中观察时为圆弧状。由此，可动销42a与脉冲输出基板22对应的接触面积会变小，能够提高可动销42a对安装面40a的按压力，所以通过夹子形状的接触端子42能够将脉冲输出基板22紧紧夹持。

图8是从安装面40a侧观察脉冲输出基板22的平面图。如图8所示，脉冲输出基板22的安装面40a上，形成有四个电极部(接触部)44，在脉冲输出基板22向插入部18c插入时，各接触端子42的可动销42a接触该电极部44。此外，脉冲输出基板22具有前端面40c，脉冲输出基板22以前端面40c开始插入插入部18c，在该前端面40c，在左右两侧具有使前端面40c在脉冲输出基板22的插入方向(即轴线方向X)阶梯状突出的两个台阶部40c1，40c2。

如上所述，在本实施方式中，端子18具有供脉冲输出基板22插入的插入部18c，该插入部18c向传感器收纳部32开口，伴随脉冲输出基板22的插入，以使基体40的安装面40a的背面40b与传感器磁铁38相对的状态将脉冲输出基板22支承于传感器磁铁38附近，且将脉冲输出基板22电连接而通电。

由此，能够通过基体40遮蔽润滑油和金属异物向脉冲输出基板22乃至GMR元件41的飞溅。基体40由导磁材料形成，所以不会影响GMR元件41的脉冲输出精度。由此，不需要在齿轮壳体16形成润滑油等的遮蔽部。此外，通过端子18形成脉冲输出基板22的插入部18c，所以不需要在齿轮壳体16形成用于将脉冲输出基板22固定并定位的传感器支架、及其卡止爪、定位突起等部位。

此外，仅通过将脉冲输出基板22插入到插入部18c，就能够实现对脉冲输出基板22的供电、以及来自脉冲输出基板22上所安装的GMR元件41等的脉冲的外部输出，所以能够省略向脉冲输出基板22焊接引线的焊接工序，此外，脉冲输出基板22向插入部18c的插入容易实现自动化。因此，能够通过简单的齿轮壳体16的结构提高脉冲输出基板22对电机2转速的检测精度，从而提高电机2的品质和生产率。

更详细而言，插入部18c通过以端子18的接触端子42夹持脉冲输出基板22的安装面40a和背面40b，使脉冲输出基板22的定位和通电能够同时进行。接触端子42对脉冲输出基板22的夹持，是通过与安装面40a接触的可动销42a和与背面40b接触的固定销42b实现的。可动销42a通过弹性变形将脉冲输出基板22夹持于其与固定销42b之间，并被容许向远离固定销42b的方向发生位移，以容许脉冲输出基板22对插入部18c的插入。

另一方面，固定销42b被固定于齿轮壳体16，以阻止其在远离可动销42a的方向上的位移。由此，如图7所示，背面40b与传感器磁铁38间的距离D1是恒定不变的。而脉冲输出基板22的厚度t是恒定的，因此作为距离D1和厚度t之和的距离D2也是恒定的，其被保护为GMR元件41和传感器磁铁38间的间距。

此外，通过基板导槽43，能够限定脉冲输出基板22对插入部18c的插入深度。由此，能够防止脉冲输出基板22过度塞入插入部18c引起的距离D2的变动、脉冲输出精度乃至电机2转速检测精度的下降。

此外，通过在脉冲输出基板22的前端面40c形成台阶部40c1、40c2，在脉冲输出基板22向插入部18c插入时，各接触端子42会逐步接触到各电极部44以及位于其前侧的部分基体40。由此，对脉冲输出基板22的插入负荷在时间上被分散，可防止伴随向插入部18c的插入而导致的脉冲输出基板22的破裂、破损。

本发明不限定于上述实施方式，其能够进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，通过各端子18的四个接触端子42形成插入部18c，但端子18乃至接触端子42的数量不受限定，插入部18c的形式也不限定于夹子形状的接触端子42。

此外，在上述实施方式中，将GMR元件使用于传感器磁铁38的转速检测，但可以使用其它磁性传感器(例如、霍尔元件)代替GMR元件41。

此外，在上述实施方式中，脉冲输出基板22为图案、GMR元件41元件以及其它电子芯片全部仅存在安装面40a所在单面的单面安装基板。但是，不限于此，脉冲输出基板22的形式，至少将GMR元件41安装于安装面40a即可，图案以及GMR元件41以外的电子芯片可以存在于安装面40a的背面40b。

此外，在上述实施方式中，在脉冲输出基板22的前端面40c设置台阶部40c1，40c2。但是，不限于此，可以代替在脉冲输出基板22的前端面40c设置台阶部40c1，40c2，如图9所示，可以改变各接触端子42的可动销42a的长度，在脉冲输出基板22的插入方向使抵接部42a2逐步抵接于脉冲输出基板22的不同位置。在该情况下，与设置台阶部40c1、40c2的情况同样地，将各接触端子42对脉冲输出基板22的插入负荷在时间上分散开来，可防止脉冲输出基板22的破裂等引起的破损。

附图标记说明

1 电机装置

2 电机

10 驱动轴

16 齿轮壳体(壳体)

18 端子

18c 插入部

22 脉冲输出基板

32 传感器收纳部

38 传感器磁铁

40 基体

40a 安装面

40b 背面

40c 前端面

40c1、40c2 台阶部

41 GMR元件(旋转检测元件)

42 接触端子

42a 可动销

42b 固定销

43 基板导槽(插入限制部)

42a2 抵接部

44 电极部(接触部)

Claims (7)

1.一种电机装置，其特征在于，其包括：

电机，其具有驱动轴；

传感器磁铁，其与所述驱动轴一体旋转；

壳体，其具有传感器收纳部，所述传感器磁铁位于所述传感器收纳部；

脉冲输出基板，其具有导磁性基体以及安装于所述基体的安装面以检测所述传感器磁铁的旋转、并输出脉冲的旋转检测元件；以及

端子，其与所述脉冲输出基板电连接，

所述端子具有供所述脉冲输出基板插入的插入部，

所述插入部向所述传感器收纳部开口，伴随所述脉冲输出基板的插入，以将所述基体的所述安装面的背面与所述传感器磁铁相对的状态将所述脉冲输出基板支承于所述传感器磁铁附近，且将所述脉冲输出基板电连接。

2.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，

所述端子具有通过夹持所述脉冲输出基板的所述安装面和所述背面形成所述插入部的接触端子。

3.根据权利要求2所述的电机装置，其特征在于，

所述接触端子由可动销和固定销构成，

所述可动销通过弹性变形将所述脉冲输出基板夹持于其与所述固定销之间，被容许在远离所述固定销的方向上发生位移，另一方面，所述固定销被固定于所述壳体，以阻止其在远离所述可动销的方向上的位移。

4.根据权利要求3所述的电机装置，其特征在于，

所述传感器收纳部具有限定所述脉冲输出基板对所述插入部的插入深度的插入限制部。

5.根据权利要求3或4所述的电机装置，其特征在于，

所述端子设置有多个，

在所述脉冲输出基板形成有多个接触部，在所述脉冲输出基板向所述插入部插入时，所述多个端子的各所述接触端子会接触到所述多个接触部。

6.根据权利要求5所述的电机装置，其特征在于，

所述脉冲输出基板具有前端面，所述脉冲输出基板以所述前端面开始插入所述插入部，

所述前端面具有使所述前端面向所述脉冲输出基板的插入方向台阶状突出的台阶部。

7.根据权利要求5所述的电机装置，其特征在于，

所述多个端子的各所述可动销，在所述脉冲输出基板插入方向上的不同位置具有与所述脉冲输出基板对应的抵接部。