JP2000032713A - 電動モータユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転検出機能を備えた小型で低コストの電動
モータユニットを提供する。 【解決手段】 回転駆動する駆動軸３３を備えた電動モ
ータと、電動モータの制御回路を収容した制御装置と、
駆動軸３３に設けられたマグネット３４とマグネット３
４に対向して配設され駆動軸３３の回転に伴い信号を出
力するホール素子３５とを有する回転検出部３９と、電
動モータの回転出力を変速して出力する変速装置とを有
してなる電動モータユニットであって、ホール素子３５
を制御装置と接続された基板３６上に設ける。そして、
この基板３６をその基板面３６ｂがマグネット３４と対
向した状態でベース１７に設けた開口部２３に取り付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用パワ
ーウインドの駆動源として用いられる電動モータに関
し、特に、電動モータを制御回路や変速装置と一体にア
ッセンブリした電動モータユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パワーウインドや電動サンル
ーフ等の駆動源として、制御が容易で高出力の得られる
電動モータ（以下、モータと略す）が広く用いられてい
る。このようなモータは、自動車のドア内など狭い空間
に配置されるため、小型でかつ取付作業性が良好である
ことが求められる。このため、その駆動回路や変速装置
を一体にアッセンブリしたユニットが開発され、モータ
単品よりも電動モータユニットとして納品、組み付けが
行われる場合が増加している。

【０００３】ここで、このような電動モータユニット
（以下、モータユニットと略す）は、前述のように、モ
ータと変速装置および制御装置が一体化された構成とな
っており、制御装置内に収容された制御回路によってモ
ータが駆動される。そして、その回転出力は変速装置に
よって減速されて出力軸に出力され、出力軸に取り付け
られたプーリーやラックギア等を介して窓ガラスやサン
ルーフが駆動される。

【０００４】この際、窓ガラス等の移動量や動作状況
は、ホールＩＣ等のセンサを用いてモータの回転数や回
転方向を検出することにより把握される。図８は、従来
のモータユニットのセンサ構成を示す説明図である。そ
こでは、モータ駆動軸５１に取り付けられたセンサマグ
ネット（以下、マグネットと略す）５２の磁極変化をホ
ール素子５３にて捉え、これよりモータ回転数が検出で
きるようになっている。この場合、ホール素子５３は樹
脂ケースにて樹脂封止されたセンサアセンブリ５４に形
成されており、このセンサアセンブリ５４は、モータフ
レーム５５の外側からマグネット５２に対向する位置に
ネジ止めや嵌合、圧入等によって固定される。例えば、
特開平７−９９７５３号公報にこのようなセンサ構成を
持つ駆動モータが開示されており、そこでは、アーマチ
ュアに設けられたマグネットに対応してハウジング外に
磁気センサを装着している。そしてこれにより、ブラシ
粉や飛び半田等の異物が磁気センサのリード間に付着し
て誤作動や故障が生じるという問題を解決できるとして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、モータユニット
を設計する際、既存の変速装置付モータをそのまま生か
し、それに制御装置ユニットを組み込む構成とすること
も多い。この場合、モータユニットを既存のモータのス
ペースに収容する必要があり、そこでは既存のモータ以
上の厚みをモータユニットが持つことは許されないのが
通例である。ところが、前述のようなセンサ構成を持つ
モータユニットでは、センサアセンブリ５４の分だけユ
ニットが厚くなるため無駄なスペースが生じたり、設計
上の制約が大きいなどの問題があった。

【０００６】また、図８のようなセンサ構成の場合、検
出素子たるホール素子５３とマグネット５２との間にモ
ータフレーム５５が存在するため、検出素子とホール素
子間の距離（検出ギャップ）を小さくすることができな
い。従って、より高性能のマグネットや高感度の検出素
子が必要となり、コストアップを招来するという問題も
あった。

【０００７】さらに、モータユニットでは回転方向の検
出のため通常２個の検出素子を使用するが、前記検出ギ
ャップが大きくなると、検出素子間の距離が同じ場合、
ギャップが小さい場合に比して両検出素子の出力信号の
位相差が小さくなる。このため、回転方向を確実に検出
すべく十分な位相差を確保するには、両検出素子間の距
離を広く取る必要がある。従って、センサアッセンブリ
のサイズが大きくなったり、それを２個別々に取り付け
たりしなければならず、小型化やコストダウンの妨げと
なるという問題もあった。

【０００８】本発明の目的は、回転検出機能を備えた小
型で低コストのモータユニットを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のモータユニット
は、回転駆動する駆動軸を備えた電動モータと、この電
動モータの制御回路を収容した制御部と、駆動軸に設け
られたマグネットとマグネットに対向して配設され駆動
軸の回転に伴い信号を出力する回転検出体とを有する回
転検出部と、電動モータの回転出力を変速して出力する
変速部とを有してなる電動モータユニットであって、前
記回転検出体は制御部と接続された基板上に設けられ、
基板はその基板面がマグネットと対向した状態で配設さ
れることを特徴としている。

【００１０】そしてこれにより、マグネットと回転検出
体との間の検出ギャップを小さくかつ介在物なく設定す
ることができ、製品コストの低減や回転検出部の小型化
等を図ることができる。

【００１１】またこの場合、前記基板を駆動軸と平行に
配設しても良く、また、前記基板は電動モータユニット
の表面または裏面の何れに配設しても良い。

【００１２】一方、本発明のモータユニットは、回転駆
動する駆動軸を備えた電動モータと、この電動モータの
制御回路を収容した制御部と、駆動軸に設けられたマグ
ネットとマグネットに対向して配設され駆動軸の回転に
伴い信号を出力する検出体とを有る回転検出部と、電動
モータの回転出力を変速して出力する変速部と、変速部
を収容するハウジングとを有してなる電動モータユニッ
トであって、前記回転検出体を制御部と接続された基板
上に設け、この基板をハウジングのマグネット対応位置
に開設された開口部に配設することをも特徴としてい
る。

【００１３】この場合、前記基板をその基板面がマグネ
ットと対向した状態で開口部に配設するようにしても良
く、また、開口部を覆うカバーをさらに設け、前記基板
をこのカバーに設けた押止部材によって開口部内に押さ
え込むようにしても良い。さらに、前記基板に開口部に
設けられた突起と係合する切欠部を設け、前記基板を、
突起と切欠部とを係合させることによって開口部に仮保
持し、その状態でカバーに設けられた押止部材によって
押圧することにより前記基板を開口部内に押さえ込むよ
うにしても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態であるモータユニットの構成を示す説明図、図２は図
１のモータユニットのカバーを外した状態を示す説明
図、図３は図１のモータユニットを矢視Ａ方向から見た
状態を示す説明図、図４は図３においてカバーを分離し
た状態を示す説明図である。なお、このモータユニット
１も自動車のパワーウインド駆動用に用いられ、そのブ
ラケットハウジング１１に設けられたユニット固定部
（以下、固定部と略す）１２によって自動車のドア内部
に固定される。

【００１５】図１に示したように、本実施の形態のモー
タユニット１は、従来のモータユニットと同様、モータ
（電動モータ）２と変速装置（変速部）３および制御装
置（制御部）４が一体化された構成となっている。但
し、当該モータユニット１では、モータ２の駆動軸に取
り付けられたマグネットに臨んで開口部を設け、そこに
回転検出用のホール素子をマグネットに直接対向して配
設し、検出ギャップを小さくして装置の小型化とコスト
低減を図っている。

【００１６】ここでモータ２は、そのヨーク１３内に駆
動軸３３を回転自在に配した通常の電動モータであり、
ネジ１４によりブラケットハウジング１１に固定されて
いる。また、駆動軸３３には回転検出用のマグネット３
４が取り付けられている。さらに、ブラケットハウジン
グ１１にはモータ２に電力供給を行う給電部６が設けら
れており、この給電部６に制御装置４から電力を供給す
ることにより前記駆動軸が回転するようになっている。

【００１７】変速装置３は、モータ２の前記駆動軸の回
転を図示しないギア列により減速する装置であり、この
ギア列はブラケットハウジング１１に形成されたギアケ
ース１５内に収容されている。そして、モータ２をブラ
ケットハウジング１１に固定することにより、モータ２
と変速装置３が一体化されると共に、モータ２の駆動軸
に設けられたピニオンギア（図示せず）と前記ギア列の
一端が噛合するようになっている。また、減速された回
転は出力軸５に取り付けられた出力ギア９から出力され
る。さらに、ギアケース１５の図３において上部には、
出力軸５の軸受を兼ねたボトムカバー１６が取り付けら
れている。

【００１８】制御装置４は、ベース１７にモータ２を制
御駆動するための制御回路１８を設置し、その上にカバ
ー１９をネジ３８によって取り付けた構成となってい
る。また、ベース１７は、取付金具１０によってモータ
２に固定されている。この場合、ベース１７の周囲には
シール溝２６が形成されており、この部分にシール材
（液状ガスケット）を流し込んだ上でカバー１９が取り
付けられる。なお、カバー１９のシール溝２６と対向す
る部分にも図示しないシール溝が設けられている。そし
てこれにより、ベース１７にカバー１９が密閉状態で取
り付けられ、その内部に制御回路１８が水滴や埃などか
ら保護された状態で収容される。

【００１９】制御回路１８にはダイレクトカプラ２０が
設けられており、モータユニット１をドア内部に取り付
けたときにドア側の雄カプラ２１と接続される。すなわ
ち、図１のモータユニット１では、モータユニット１と
ドア側の接続点とを結ぶコードは省かれている。これに
より、コードに要する価格や重量が低減でき、さらにそ
れを留めるクリップやワイヤハーネスなども省略できる
ため、部品点数や作業工数を削減できる。

【００２０】また、制御回路１８にはモータ２に電力を
供給するための通電ワイヤ７が設けられている。そし
て、通電ワイヤ７の先端に取り付けられたカプラ８を給
電部６に接続させることにより、モータ２と制御回路１
８とが電気的に結合される。なお、ベース１７の図１，
２において左側の一辺には通電ワイヤ７の引き出し部を
密封するための封止室２７が設けられている。この封止
室２７に前述のシール溝２６とは別個にシール材を注入
することにより、通電ワイヤ７の引き出し部分にシール
部３２を形成し通電ワイヤ７を二重に密閉してカバー１
９内の密閉性の向上を図っている。

【００２１】この場合、当該モータユニット１では、制
御装置４がモータ２の中心軸ＣＬに対して給電部６と同
じ側に設けられている。このため、制御装置４と給電部
６をつなぐ通電ワイヤ７を短くすることができ、モータ
２への最短給電が可能となり、通電ワイヤ７によるパワ
ーロスを最小限に留めることが可能となる。また、通電
ワイヤ７を短くできるため、通電ワイヤ７の価格や重量
を低減できる。さらに通電ワイヤ７を留めるクリップや
ワイヤハーネスなども省略できるため、部品点数や作業
工数を削減できる。加えて、通電ワイヤ７と他の周辺装
置との干渉も防止することが可能となる。

【００２２】さらに、制御回路１８には、制御回路１８
とは別体に形成された回転検出回路２２が接続されてい
る。この回転検出回路２２は、面実装タイプのホール素
子（回転検出体）３５を２個、基板３６に設けた構成と
なっている。この場合、回転検出回路２２は、これらの
ホール素子３５を図２の裏面側に向けた状態でベース１
７に形成された開口部２３に嵌め込まれる。そして、こ
れらの２個のホール素子３５とマグネット３４により回
転検出部３９が形成され、マグネット３４の極変化を捉
えることにより、モータ２の回転角度や回転方向が検出
される。なお、図１のモータユニット１では、回転検出
部３９がモータユニット１の表側（図１において手前側
の面）に設けられているが、モータユニット１の裏側
（図１において裏面側）に設けても良い。

【００２３】ここで開口部２３は、駆動軸３３に取り付
けられたマグネット３４に臨んだ位置に設けられてお
り、ブラケットハウジング１１にも同様の開口部４０が
形成されている。図５はこの開口部２３，４０と回転検
出回路２２の概要を示す説明図、図６は回転検出部３９
の構成を示した拡大断面図である。

【００２４】図５に示したように、開口部２３には開口
側に向けて突出した突起２４が形成されており、また、
基板３６の側にも、この突起２４に対応して突起２４よ
りも若干大きく形成された切欠（切欠部）３７が設けら
れている。さらに、回転検出回路２２を覆うカバー１９
には、図４に示したように押え棒（押止部材）２５が設
けられており、切欠３７を突起２４に係合させ、その状
態で押え棒２５によって上から押さえつけることによ
り、基板３６が開口部２３に固定される。

【００２５】また、モータユニット１では図６に示した
ように、回転検出回路２２の基板３６が、その基板面３
６ｂが駆動軸３３のマグネット３４に直接対向するよう
に開口部２３，４０に取り付けられる。この際、基板３
６上に取り付けられたホール素子３５もまたマグネット
３４に直接対向するように配設され、モータフレーム等
の介在物なしに両者が向き合う状態となる。このため、
マグネット３４とホール素子３５との間の検出ギャップ
Ｇを図８のものに比して小さく、かつ介在物なく設定す
ることができる。従って、高性能のマグネット３４やホ
ール素子３５を用いることなく通常の製品で回転検出を
行うことができ、その分コストを抑えることができる。

【００２６】また、検出ギャップＧを小さく取れるた
め、回転方向検出に必要な位相差を得るためのホール素
子３５間の距離を小さくすることができ、その結果、回
転検出部のサイズダウンが図られる。さらに、面実装タ
イプのホール素子３５を用い、しかも基板３６を開口部
２３，４０を塞ぐ形で駆動軸３３と平行にブラケットハ
ウジング１１に挿入する構成としたため、専ら足付きタ
イプのホール素子を縦方向に配置して回転検出を行って
いた従来の方式に比して回転検出部の構成を薄くするこ
とが可能である。

【００２７】一方、この回転検出回路２２は次のように
して開口部２３，４０に取り付けられる。図７は開口部
２３，４０に回転検出回路２２を装着する場合の手順を
示す説明図である。なお、図７では要部のみ示し、配線
や周囲の構成は省略して示している。

【００２８】ここではまず図７（ａ）に示したように、
基板３６を、ホール素子３５を下面側して開口部２３に
対し斜め上方から挿入する。この際、切欠３７を開口部
２３の突起２４に嵌め込むようにして基板３６を挿入す
る。これにより、基板３６は開口部２３の突起２４にて
仮保持される。基板３６を仮保持したところで、次にカ
バー１９を取り付ける。この場合、カバー１９には前述
のように、基板３６に対応した位置に押え棒２５が設け
られている。従って、カバー１９を取り付けると、図７
（ｂ）に示したようにこの押え棒２５が基板３６に当接
する。なお、カバー１９取り付けの際には、ベース１７
とカバー１９との間には前述のようにシール材が塗布さ
れている。

【００２９】カバー１９を取り付け、カバー固定用のネ
ジ３８を締め付けるに従い、基板３６は押え棒２５によ
って下側に押し下げられる。この際、基板３６の図中右
側の端面３６ａが、開口部２３の壁面２３ａに摺接し、
さらに壁面２３ａに設けられた高さ０．５ｍｍ程度の小
突起２３ｂを乗り越えることにより基板３６は開口部２
３内に軽圧入状態で押し込まれる。そして、カバー１９
が完全に取り付けられると、基板３６は押え棒２５によ
って上から押さえ付けられた状態で開口部２３内に収容
される。これにより、基板３６はその基板面３６ｂをマ
グネット３４に対向させた状態で開口部２３に押し込め
られた状態で取り付けられる。

【００３０】このように、当該モータユニット１では、
基板３６の仮保持が可能な構成となっているため組み付
け作業性が良く、また、カバー１９の取り付けに伴い基
板３６も軽圧入されて開口部２３に固定されるため、簡
単な作業で確実に基板３６の固定を行うことができる。

【００３１】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００３２】たとえば、前述の実施の形態では本発明に
よるモータユニットをパワーウインド駆動用に適用した
例を示したが、その適用対象はパワーウインドには限ら
れず、電動サンルーフや自動開閉扉等にも適用可能であ
る。また、前述の例では検出体としてホール素子を用い
た例を示したが、磁極の変化を捉えて信号を出力する素
子であればホール素子以外の他の素子を用いることも可
能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明のモータユニットでは、ホール素
子を設けた基板をその基板面が駆動軸に取り付けられた
マグネットと直接対向するように設けたことにより、検
出ギャップを小さく、かつ介在物なく設定することがで
きる。従って、高性能のマグネットやホール素子を用い
ることなく通常の製品でモータの回転検出を行うことが
でき、製品コストの低減を図ることが可能となる。

【００３４】また、検出ギャップを小さく取れるため、
回転方向検出に必要な位相差を得るためのホール素子間
の距離を小さくすることができ、回転検出部の小型化を
図ることができる。

【００３５】さらに、面実装タイプのホール素子を用
い、しかも基板を開口部を塞ぐ形でブラケットハウジン
グに配設する構成としたため、従来のセンサ構成に比し
て回転検出部の構成を薄くすることが可能となる。この
ため、厚さ方向の張り出しが小さくなり、モータユニッ
トのドア内等への取り付け性の向上を図ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるモータユニットの
構成を示す説明図である。

【図２】図１のモータユニットのカバーを外した状態を
示す説明図である。

【図３】図１のモータユニットを矢視Ａ方向から見た状
態を示す説明図である。

【図４】図３においてカバーを分離した状態を示す説明
図である。

【図５】ブラケットハウジングおよびベースに形成した
開口部と回転検出回路の概要を示す説明図である。

【図６】回転検出部の構成を示した拡大断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は開口部に回転検出回路を装着
する場合の手順を示す説明図である。

【図８】従来のモータユニットにおけるセンサ構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 電動モータユニット ２ 電動モータ ３ 変速装置（変速部） ４ 制御装置（制御部） ５ 出力軸 ６ 給電部 ７ 通電ワイヤ ８ カプラ ９ 出力ギア １０ 取付金具 １１ ブラケットハウジング １２ ユニット固定部 １３ ヨーク １４ ネジ １５ ギアケース １６ ボトムカバー １７ ベース １８ 制御回路 １９ カバー ２０ ダイレクトカプラ ２１ 雄カプラ ２２ 回転検出回路 ２３ 開口部 ２３ａ 壁面 ２３ｂ 小突起 ２４ 突起 ２５ 押え棒（押止部材） ２６ シール溝 ２７ 封止室 ３２ シール部 ３３ 駆動軸 ３４ マグネット ３５ ホール素子（回転検出体） ３６ 基板 ３６ａ 端面 ３６ｂ 基板面 ３７ 切欠（切欠部） ３８ ネジ ３９ 回転検出部 ４０ 開口部 ５１ モータ駆動軸 ５２ センサマグネット ５３ ホール素子 ５４ センサアセンブリ ５５ モータフレーム ＣＬ 中心軸 Ｇ 検出ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 寛彦 群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地 株式会社ミツバ内 Ｆターム(参考） 2E052 AA09 CA06 EA14 EB01 EC01 GA07 GB15 KA04 KA12 KA13 KA17 3D127 AA17 AA19 BB01 DF04 DF35 EE15 FF05 FF06 GG05 5H611 AA01 BB01 PP07 QQ03 RR02 TT01 UA01 UA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動する駆動軸を備えた電動モータ
   と、前記電動モータの制御回路を収容した制御部と、前
   記駆動軸に設けられたマグネットと前記マグネットに対
   向して配設され前記駆動軸の回転に伴い信号を出力する
   回転検出体とを有する回転検出部と、前記電動モータの
   回転出力を変速して出力する変速部とを有してなる電動
   モータユニットであって、 前記回転検出体は前記制御部と接続された基板上に設け
   られ、前記基板はその基板面が前記マグネットと対向し
   た状態で配設されることを特徴とする電動モータユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動モータユニットであ
   って、前記基板は前記駆動軸と平行に配設されることを
   特徴とする電動モータユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電動モータユニ
   ットであって、前記基板は当該電動モータユニットの表
   面または裏面の何れかに配設されることを特徴とする電
   動モータユニット。
4. 【請求項４】 回転駆動する駆動軸を備えた電動モータ
   と、前記電動モータの制御回路を収容した制御部と、前
   記駆動軸に設けられたマグネットと前記マグネットに対
   向して配設され前記駆動軸の回転に伴い信号を出力する
   検出体とを有る回転検出部と、前記電動モータの回転出
   力を変速して出力する変速部と、前記変速部を収容する
   ハウジングとを有してなる電動モータユニットであっ
   て、 前記回転検出体は前記制御部と接続された基板上に設け
   られ、前記基板は前記ハウジングの前記マグネット対応
   位置に開設された開口部に配設されることを特徴とする
   電動モータユニット。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電動モータユニットであ
   って、前記基板はその基板面が前記マグネットと対向し
   た状態で前記開口部に配設されることを特徴とする電動
   モータユニット。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の電動モータユニ
   ットであって、前記電動モータユニットは前記開口部を
   覆うカバーをさらに有し、前記基板は前記カバーに設け
   られた押止部材によって前記開口部内に押さえ込まれる
   ことを特徴とする電動モータユニット。
7. 【請求項７】 請求項６記載の電動モータユニットであ
   って、前記基板に、前記開口部に設けられた突起と係合
   する切欠部を設け、前記基板は、前記突起と前記切欠部
   とを係合させることによって前記開口部に仮保持され、
   その状態で前記カバーに設けられた押止部材によって押
   圧されて前記開口部内に押さえ込まれることを特徴とす
   る電動モータユニット。