JP2002257585A - モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価なコストで確実にモータの回転位置を検
出しうるモータアクチュエータを得る。 【解決手段】 ホール素子８４を介してマグネット７０
の反対側では、磁性体により形成された板ばね９６がホ
ール素子８４をマグネット７０側へ付勢してセンサケー
ス７４に形成されたストッパ９０へ押し付けている。こ
れにより、センサケース７４に対するホール素子８４の
位置が決まるため、マグネット７０に対するセンサケー
ス７４の位置精度を向上させるだけで容易にマグネット
７０に対するホール素子８４の位置精度を向上できる。
しかも、板ばね９６が磁性体で形成されていることか
ら、磁束が板ばね９６へ向かうようになり、その結果、
ホール素子８４を横切る磁束を増加できるため、ホール
素子８４の検出感度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転力を
減速して出力軸に伝えて回転させるモータアクチュエー
タに係り、特に、モータの回転位置を検出する機能を有
するモータアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の空調装置用のモータアクチュエー
タやドアガラス昇降用のパワーウインド装置用のモータ
アクチュエータ、更には、サンルーフ開閉用のモータア
クチュエータ等においては、モータ駆動開始時からのモ
ータの回転位置（より厳密には、モータの駆動軸の回転
量）を検出し、所定位置まで回転した状態でモータを停
止させることによって、空調装置の切り替えやドアガラ
スの昇降、サンルーフの開閉を制御している。

【０００３】また、このようなモータアクチュエータに
おけるモータの回転位置検出には、モータの駆動軸の回
転方向に沿って交互に異極が並ぶマグネットをモータの
駆動軸に一体に設けると共に、このマグネットの側方に
ホール素子を配置してマグネットの回転に伴いホール素
子に対向するマグネットの磁極の変化をホール素子で検
出し、更に、この検出結果に基づいてモータの回転位置
を検出する構成が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なマグネットの磁気の強度等をホール素子等の磁気セン
サにより検出し、その検出結果に基づいてモータの回転
位置を検出する構成の場合、磁気センサが検出する磁気
の強度は磁気センサとマグネットとの間隔（エアギャッ
プ）で決まり、この間隔（エアギャップ）が小さいほど
磁気センサが検出する磁気の強度は強くなる。

【０００５】一方、このように磁気センサとマグネット
との間隔で磁気センサが検出する磁気の強度が変化する
ということは、すなわち、マグネットに対する磁気セン
サの位置精度によって磁気センサが検出する磁気の強度
が変化することになる。

【０００６】このため、磁気センサの組付誤差等に起因
して磁気センサとマグネットとの間隔が最大となってし
まった場合であっても磁気センサがマグネットの磁気を
検出できるように、磁気センサとマグネットとの間隔が
最大でない場合には不要に磁気の強度が強く（例えば、
保磁力や残留磁束密度が大きい）高価なマグネットを使
用しており、コスト高となっていた。

【０００７】これに対し、高価なマグネットを用いない
ようにするための手段としては、マグネットに対する磁
気センサの位置精度を高めることが考えられるが、磁気
センサの位置精度を高めるために磁気センサの組付誤差
を厳格に設定することで、工数面等からコスト高となっ
てしまう。

【０００８】本発明は、上記事実を考慮して、安価なコ
ストで確実にモータの回転位置を検出しうるモータアク
チュエータを得ることが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータア
クチュエータは、給電により駆動軸が回転する駆動モー
タと、前記駆動軸を最終の出力軸へ接続すると共に、前
記駆動軸の回転を減速しつつ出力軸へ伝達する１乃至複
数の減速ギヤと、前記駆動軸及び前記減速ギヤの何れか
１つに設けられ前記何れか１つと共に一体的に回転する
マグネットと、前記マグネットの側方に設けられ前記マ
グネットが発する磁気の変化を検出する磁気センサと、
前記磁気センサを介して前記マグネットとは反対側若し
くは前記磁気センサとマグネットとの間に設けられた磁
性体と、を備えている。

【００１０】上記構成のモータアクチュエータでは、駆
動モータが給電されると駆動モータが駆動軸を回転させ
る。さらに、この駆動軸の回転は、１乃至複数の減速ギ
ヤにより減速されつつ出力軸に伝えられ、これにより出
力軸が回転し、例えば、この出力軸に連結された他の装
置の被駆動軸に回転が伝えられる。

【００１１】また、駆動軸が回転して減速ギヤが回転す
ると、駆動軸及び減速ギヤの何れか１つに設けられたマ
グネットが前記何れか１つと共に一体的に回転する。さ
らに、このマグネットが発する磁気は、マグネットの側
方に設けられた磁気センサにより検出されるが、前記何
れか１つと共にマグネットは回転しているために磁力線
の向き等が逐次変化し、また、例えば、自らの回転方向
に沿って磁極（Ｎ極及びＳ極）が交互に並ぶようにマグ
ネットが設定されている場合には磁極が変化する。この
ため、マグネットが回転による磁気の変化を磁気センサ
が検出し、また、例えば、磁気センサが検出した磁気の
変化の周期等を算出することでマグネットの回転位置、
すなわち、前記何れか１つの回転位置が検出される。

【００１２】ここで、本モータアクチュエータでは、磁
気センサを介してマグネットとは反対側若しくは磁気セ
ンサとマグネットとの間に磁性体が設けられているた
め、マグネットの磁界を形成する磁力線は、この磁性体
へ向かおうとし、磁性体へ向かう磁力線が増加する。磁
性体へ向かい又は磁性体を通過した磁力線は磁気センサ
を横切ることになり、したがって、磁性体へ向かい又は
磁性体を通過した磁力線が増加することで磁気センサを
横切る磁力線が増加することになる。このため、磁気セ
ンサが検出する磁気が強くなり、結果的に磁気センサの
磁気検出感度が向上する。

【００１３】なお、本発明において、マグネットは駆動
軸及び減速ギヤの何れか１つに設けられていればよい。
したがって、実質的にマグネットを前記何れか１つとは
別体で構成して、接着剤等の固着手段等により一体に固
着してもよいし、前記何れか１つの少なくとも一部（す
なわち、前記何れか１つ全体でもよい）をマグネットで
形成してもよい。

【００１４】また、本発明における磁気センサとは、マ
グネットが発する磁気の変化を検出できる構成であれば
よく、例えば、ホール素子のような自らを横切る磁力線
の強度を検出する構成でもよい。

【００１５】さらに、本発明において磁性体は、磁気セ
ンサとマグネットとの間若しくは磁気センサを介してマ
グネットとは反対側に設けられていれば、その態様に限
定されるものではない。

【００１６】例えば、磁気センサを収容若しくは保持す
るセンサケースや保持具等の一部若しくは全部を金属等
の磁性材料で形成することで本発明における磁性体とし
てもよいし、本モータアクチュエータのハウジング（例
えば、減速ギヤ等を収容するギヤボックス）の一部を磁
性材料で形成して磁性体としてもよい。また、減速ギヤ
や駆動軸の配置位置が磁気センサを介してマグネットと
は反対側やマグネットと磁気センサとの間にある場合、
すなわち、駆動軸及び減速ギヤのうちマグネットが設け
られていないものが、磁気センサを介してマグネットと
は反対側や磁気センサとマグネットとの間に位置する場
合には、このマグネットが設けられていないものを磁性
材料で形成したり、別途、磁性材料を固定するなどし
て、磁性体としてもよい。

【００１７】請求項２記載のモータアクチュエータは、
給電により駆動軸が回転する駆動モータと、前記駆動軸
を最終の出力軸へ接続すると共に、前記駆動軸の回転を
減速しつつ出力軸へ伝達する１乃至複数の減速ギヤと、
前記駆動軸及び前記減速ギヤの何れか１つに設けられ前
記何れか１つと共に一体的に回転するマグネットと、前
記マグネットが発する磁気の変化を検出する磁気センサ
と、前記磁気センサを保持して前記マグネットの側方に
配置されると共に、前記磁気センサを介して前記マグネ
ットとは反対側に磁性体が設けられたセンサ保持手段
と、を備えている。

【００１８】上記構成のモータアクチュエータでは、駆
動モータが給電されると駆動モータが駆動軸を回転させ
る。さらに、この駆動軸の回転は、１乃至複数の減速ギ
ヤにより減速されつつ出力軸に伝えられ、これにより出
力軸が回転し、例えば、この出力軸に連結された他の装
置の被駆動軸に回転が伝えられる。

【００１９】また、駆動軸が回転して減速ギヤが回転す
ると、駆動軸及び減速ギヤの何れか１つに設けられたマ
グネットが前記何れか１つと共に一体的に回転する。一
方、このマグネットの側方には保持手段が設けられてお
り、この保持手段は磁気センサが保持され、マグネット
が発する磁気が磁気センサにより検出される。但し、前
記何れか１つと共にマグネットは回転しているために磁
力線の向き等が逐次変化し、また、例えば、自らの回転
方向に沿って磁極（Ｎ極及びＳ極）が交互に並ぶように
マグネットが設定されている場合には磁極が変化する。
このため、マグネットが回転による磁気の変化を磁気セ
ンサが検出し、また、例えば、磁気センサが検出した磁
気の変化の周期等を算出することでマグネットの回転位
置、すなわち、前記何れか１つの回転位置が検出され
る。

【００２０】ここで、本モータアクチュエータでは、保
持手段により磁気センサが保持されているため、磁気セ
ンサががたつくことなくマグネットの側方に配置され
る。これにより、マグネットと磁気センサとの間隔を常
に一定にでき、マグネットと磁気センサとの間隔の変動
に起因する磁気センサによる磁気検出感度の変動を防止
若しくは抑制できる。

【００２１】また、上述した保持手段において磁気セン
サを介して前記マグネットとは反対側には磁性体が設け
られているため、マグネットの磁界を形成する磁力線
は、この磁性体へ向かおうとし、磁性体へ向かう磁力線
が増加する。磁性体へ向かう磁力線は磁気センサを横切
ることになり、したがって、磁性体へ向かう磁力線が増
加することで磁気センサを横切る磁力線が増加すること
になる。このため、磁気センサが検出する磁気が強くな
り、結果的に磁気センサの磁気検出感度が向上する。

【００２２】さらに、磁気センサを保持する保持手段に
磁性体を設けることで、磁気センサと磁性体との相対的
な位置関係が容易且つ自動的に決まるため、磁性体へ向
かい、又は、磁性体を通過した磁力線が確実に磁気セン
サを横切るようにすることができる。したがって、磁気
センサの磁気検出感度が向上するという上述した効果を
確実に得ることができる。

【００２３】しかも、保持手段に磁性体を設けることに
より、本モータアクチュエータに（より詳細に言えば、
上述した駆動軸や減速ギヤ等を収容するためのギヤボッ
クス等に）別途磁性体を配置するためのスペースが不要
となり、本モータアクチュエータの小型化に寄与する。

【００２４】なお、本発明において、マグネットは駆動
軸及び減速ギヤの何れか１つに設けられていればよい。
したがって、実質的にマグネットを前記何れか１つとは
別体で構成して、接着剤等の固着手段等により一体に固
着してもよいし、前記何れか１つの少なくとも一部（す
なわち、前記何れか１つ全体でもよい）をマグネットで
形成してもよい。

【００２５】また、本発明における磁気センサとは、マ
グネットが発する磁気の変化を検出できる構成であれば
よく、例えば、ホール素子のような自らを横切る磁力線
の強度を検出する構成でもよい。

【００２６】請求項３記載のモータアクチュエータは、
請求項２記載の本発明において、前記マグネットの側方
に配置されて内側に前記磁気センサを収容するセンサケ
ースと、前記マグネット側及び前記マグネットとは反対
側の何れか一方の側から前記磁気センサへ当接可能に前
記センサケースに設けられ、前記磁気センサへの当接状
態で前記何れか一方の側への前記磁気センサの変位を制
限するストッパと、前記磁気センサを介して前記ストッ
パとは反対側で前記センサケースに収容されると共に、
自らの付勢力で前記磁気センサを前記ストッパの側へ付
勢する付勢部材と、を含めて前記センサ保持手段を構成
すると共に、前記付勢部材の少なくとも一部を磁性材料
により形成して前記磁性体とした、をことを特徴として
いる。

【００２７】上記構成のモータアクチュエータでは、保
持手段を構成するセンサケースに磁気センサが収容され
る。したがって、このセンサケースを予め設定された所
定位置に取り付けることでセンサケースがマグネットの
側方に配置され、ひいては磁気センサがマグネットの側
方の所定位置に配置される。

【００２８】ところで、センサケースの内側に磁気セン
サを収容するためには、センサケースの内周部と、その
内側へ収容される磁気センサとの間にクリアランスが必
要であり、クリアランスがないと磁気センサをセンサケ
ースの内側に収容できない。しかも、センサケース自体
にも寸法誤差等が生じているため、単純にセンサケース
に磁気センサを収容してセンサケースを予め設定された
所定位置に配置しても、所謂「がたつき」等により磁気
センサの位置は安定しない。このように、磁気センサの
位置が安定しないと、磁気センサとマグネットとの間の
間隔も安定せず、このため、磁気センサが検出するマグ
ネットの磁気の検出感度が安定しない可能性がある。

【００２９】しかしながら、本発明では、センサケース
に収容された付勢部材の付勢力により磁気センサはセン
サケースに設けられたストッパの側へ付勢され、これに
よって、磁気センサがストッパへ押し付けられる（換言
すれば、磁気センサがセンサケースの内部で付勢部材と
ストッパとによって弾性挟持される）。したがって、本
発明では、センサケース内における磁気センサの変位、
特に、マグネットに対して接離する方向への変位が制限
され、磁気センサとマグネットとの間隔が常に一定とな
り、その結果、磁気センサが検出するマグネットの磁気
の検出感度が安定する。

【００３０】しかも、本発明において付勢部材は磁性材
料により形成されおり、請求項２記載の本発明で言う磁
性体としての役割を果たすため、別に磁性体を設ける必
要がないため、本モータアクチュエータの小型化等に寄
与する。

【００３１】請求項４記載のモータアクチュエータは、
請求項３記載の本発明において、略板状に形成されると
共に、所定部位にて湾曲若しくは屈曲され、当該湾曲部
位若しくは屈曲部位を境とする一方が他方に対して回動
した場合に元の状態に復元する弾性を有する板ばねを前
記付勢部材としたことを特徴としている。

【００３２】上記構成のモータアクチュエータでは、付
勢部材が所謂板ばねにより形成されているため、センサ
ケース内への収容時においては自然な状態よりも屈曲若
しくは湾曲が大きくなるように適度に屈曲若しくは湾曲
させれば容易にセンサケース内に収容でき、組み付け性
の向上を図ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図３には本発明の一実施の形態に
係るモータアクチュエータ１０の構成が平面図により示
されており、図４にはモータアクチュエータ１０におけ
る回転位置検出機構の概略的な構成がブロック図により
示されている。

【００３４】図４に示されるように、モータアクチュエ
ータ１０はケース１４を備えている。ケース１４は、深
さ方向一端が開口した略箱形状のケース本体１６と、ケ
ース本体１６の開口端（深さ方向一端）に取り付けられ
てケース本体１６を閉止する図示しない蓋とにより構成
されている。

【００３５】ケース本体１６の内側には駆動モータとし
てのモータ２０が収容されている。このモータ２０は所
謂「Ｄ・Ｃモータ」とされており、モータ２０の駆動軸
としてのシャフト２２の先端側には後述するウオームホ
イール２６、ギヤ２８、３０、３２と共に減速ギヤを構
成するウオームギヤ２４が一体的且つ同軸的に固定され
ている。ウオームギヤ２４の側方にはウオームホイール
２６が配置されている。ウオームホイール２６は、その
軸方向一端がケース本体１６の底部に形成された図示し
ない軸受に回動自在に軸支されており、他端がケース１
４の蓋に形成された図示しない軸受に回動自在に軸支さ
れた状態でウオームギヤ２４に噛み合っている。

【００３６】このウオームホイール２６の軸方向一端側
（すなわち、ケース本体１６の底部側）にはギヤ２８が
ウオームホイール２６に対して一体的且つ同軸的に設け
られており、ウオームホイール２６及びギヤ２８の側方
に設けられたギヤ３０に噛み合っている。ギヤ３０はそ
の軸方向一端がケース本体１６の底部に形成された図示
しない軸受に回動自在に軸支されており、他端がケース
１４の蓋に形成された図示しない軸受に回動自在に軸支
されている。また、ギヤ３０の軸方向他端側にはギヤ３
２がギヤ３０に対して同軸的且つ一体的に設けられてい
る。

【００３７】このギヤ３２の側方には出力軸としての出
力ギヤ３４が配置されており、ギヤ３２はこの出力ギヤ
３４に噛み合っている。出力ギヤ３４はその軸方向一端
がケース本体１６の底部に形成された図示しない軸受に
回動自在に軸支されている。また、出力ギヤ３４の他端
側はケース１４の蓋に形成された図示しない軸受に回動
自在に軸支され、更に、出力ギヤ３４の他端部はケース
１４の蓋を貫通してケース１４の外部に設けられた車両
用空調装置の切替部材（図示省略）へ機械的に直接又は
他の連結手段を介して間接的に連結されている。

【００３８】空調装置の切替部材は、例えば、空調装置
の内気循環モードと外気取入モードとを切り替えるため
の切替ダンパや、送風方向を切り替えるための切替ダン
パ、更には、温風と冷風をミックスして送風するための
エアミックスドア等を指すが、切替部材の態様はこれら
に限定されるものではない。また、本発明に係るモータ
アクチュエータが空調装置用のモータアクチュエータに
限定されるものではない。

【００３９】一方、モータ２０のケーシングを兼ねるヨ
ーク４０には軸受４２が設けられており、上述したシャ
フト２２の軸方向中間部と基端部を回転自在に軸支して
いる。また、ヨーク４０の内側には回転子４４が収容さ
れている。回転子４４にはシャフト２２が一体的且つ同
軸的に貫通しており、シャフト２２と共に一体的に回転
する。また、回転子４４にはコイル４６が幾重にも巻き
掛けられており、このコイル４６が通電されることによ
り周囲に磁界が生ずる。

【００４０】さらに、回転子４４の軸方向側方には整流
子４８が設けられている。整流子４８はシャフト２２周
りに所定角度毎に複数設けられ、回転子４４並びにシャ
フト２２へ一体的に取り付けられて上述したコイル４６
へ電気的に接続されている。

【００４１】これに対し、ヨーク４０には一対のブラシ
５０が設けられている。これらのブラシ５０はシャフト
２２の回転半径方向に沿い、且つ、シャフト２２を介し
て互いに対向する如く配置されている。各ブラシ５０は
回転子４４と共に整流子４８がシャフト２２周りに回転
した際に、整流子４８の何れかに摺接するように設けら
れており、何れか一方のブラシ５０が整流子４８の何れ
か１つに摺接した状態では、何れか他方のブラシ５０が
整流子４８の他の何れか１つに摺接する。

【００４２】これらのブラシ５０はリード線等の電気的
接続手段を介してバッテリー５２（図４参照）へ電気的
に接続されており、したがって、一方のブラシ５０から
これが摺接する一方の整流子４８、コイル４６、他方の
整流子４８、他方のブラシ５０と電流が流れ、これによ
り、コイル４６が通電されて周囲に磁界を発生させる構
成である。

【００４３】また、図３に示されるように、ヨーク４０
の内側には、一対の永久磁石５４が設けられている。こ
れらの永久磁石５４はシャフト２２の回転半径方向に沿
ってコイル４６と対向するように配置された状態でヨー
ク４０の内周部に固着されてヨーク４０と一体とされて
いる。ここで、ヨーク４０は金属で形成されており、永
久磁石５４が形成する磁力線の磁路となっている。周知
のように、モータ２０はコイル４６が通電された際に形
成する磁界と永久磁石５４が形成する磁界の相互作用で
回転子４４が回転する構成である。

【００４４】また、図４に示されるように、モータ２０
は制御部６０を構成する制御手段及び判定手段としての
モータ制御回路６２へ電気的に接続されており、このモ
ータ制御回路６２によりバッテリー５２からモータ２０
（より詳細に言えば、一対のブラシ５０の一方）へ送ら
れる電流の制御がなされる。

【００４５】一方、図３に示されるように、シャフト２
２のヨーク４０とウオームギヤ２４との間にはマグネッ
ト７０が配置されている。このマグネット７０は全体的
に略円盤形状若しくは略円柱形状に形成された永久磁石
で、シャフト２２へ同軸的且つ一体的に固定されてい
る。また、このマグネット７０を模式的に表した図１に
示されるように、自らの軸周り方向に沿ってＮ極とＳ極
とが一定角度（例えば、４５度や６０度）毎に交互に位
置するように形成されている。

【００４６】さらに、図３に示されるように、ケース本
体１６の内側には、磁気センサユニット７２が設けられ
ている。ここで、図２には、図３の磁気センサユニット
７２設置部分を拡大した図が示されている。この図に示
されるように、磁気センサユニット７２はセンサ保持手
段としてのセンサケース７４を備えている。センサケー
ス７４はマグネット７０の外周面と対向する側及びシャ
フト２２の軸方向に沿った方向の一方の側が開口した略
箱形状とされており、図１に示されるように、下壁７８
から連続して延出された取付脚８２をケース本体１６の
底部に形成された図示しない取付部へ係合させることで
センサケース７４をケース本体１６上の所定位置に取り
付けることができるようになっている。

【００４７】なお、本実施の形態では、上記のように下
壁７８に形成された取付脚８２をケース本体１６の底部
に形成された取付部へ係合させることでセンサケース７
４をケース本体１６上の所定位置に取り付ける構成であ
るが、取付脚８２や取付部の位置はセンサケース７４の
下壁７８やケース本体１６の底部に限定されるものでは
なく、例えば、取付脚８２をセンサケース７４のマグネ
ット７０とは反対側の側壁８０に形成して、取付脚８２
が係合する取付部を側壁８０と対向するケース本体１６
の側壁に形成してもよい。また、本実施の形態は、取付
脚８２はケース本体１６の取付部に係合させる構成であ
るが、取付脚８２をケース本体１６の底部上の所定位置
に接着剤等の固着手段で固着して、センサケース７４を
ケース本体１６の底部上に取り付ける構成としてもよ
い。

【００４８】さらに、図１及び図２に示されるように、
センサケース７４の内側には、磁気センサとしてのホー
ル素子８４が配置されている。ホール素子８４は外郭部
８６と、この外郭部８６の内側に埋設されている素子本
体８８とにより構成されており、素子本体８８を横切る
磁束を検出し、横切った磁束の磁束密度に応じた電気信
号を発信する。

【００４９】図４に示されるように、ホール素子８４は
上述したモータ制御回路６２へ電気的に接続されてお
り、ホール素子８４からの電気信号はモータ制御回路６
２へ送られる。モータ制御回路６２では、ホール素子８
４からの電気信号に基づいてホール素子８４と対向する
マグネット７０の極性の変化を検出すると共に、ホール
素子８４と対向するマグネット７０の極性が変化した回
数をカウントし、このカウント数に基づいてシャフト２
２の回転位置を判定するように設定されている。

【００５０】一方、図１示されるように、上述したセン
サケース７４を構成する上壁７６及び下壁７８の各々に
はストッパ９０が形成されている。ストッパ９０は上壁
７６及び下壁７８のマグネット７０側の端部に形成され
ており、これらのストッパ９０の間の寸法は、上壁７６
と下壁７８との間隔よりも小さく、更には、上壁７６と
下壁７８との間隔に沿った（すなわち、上下方向に沿っ
た）ホール素子８４の外郭部８６の寸法よりも小さい。
このため、ホール素子８４がセンサケース７４の内側か
らマグネット７０側へ移動してセンサケース７４の外部
へ抜け出ようとすると、ストッパ９０が外郭部８６に係
合してホール素子８４の移動を規制する。

【００５１】また、各ストッパ９０のマグネット７０と
は反対側の面にはテーパ部９２が形成されている。テー
パ部９２はマグネット７０とは反対方向に対して他方の
ストッパ９０側へ傾斜した（すなわち、上下方向に傾斜
した）傾斜面とされている。これらのテーパ部９２に対
応して外郭部８６のマグネット７０側の面には一対のテ
ーパ部９４が形成されている。各テーパ部９４は対向す
るテーパ部９２に対応した角度で傾斜した傾斜面で、実
質的にはテーパ部９４がテーパ部９２に当接することで
マグネット７０側へのホール素子８４の移動が規制され
る。

【００５２】さらに、センサケース７４の内側で且つ外
郭部８６のマグネット７０とは反対側には付勢部材とし
てセンサ保持手段を構成し更に磁性体としての板ばね９
６が配置されている。板ばね９６は金属等の磁性材料に
より略板状に形成されており、特に外力が付与されてい
ない状態にあっては、上下方向（上述した上壁７６から
下壁７８への方向及びその反対方向）に沿った寸法が上
壁７６と下壁７８との間隔よりも充分に大きく、外力が
付与されて上下方向が小さくなるように湾曲されること
で元の状態に戻る方向への復元力（弾性力）が生ずる。

【００５３】この板ばね９６は、上下方向の端部が上壁
７６、下壁７８、及びマグネット７０とは反対側の側壁
８０に当接可能状態まで外力が付与されて湾曲されてお
り、この状態でセンサケース７４の内側に収容されてい
る。

【００５４】ここで、板ばね９６は、上下方向の端部が
上壁７６、下壁７８、及びマグネット７０とは反対側の
側壁８０に当接可能状態まで単純に湾曲されているだけ
であれば、湾曲状態の板ばね９６の張出寸法（すなわ
ち、ストッパ９０側を開口端としマグネット７０とは反
対側の側壁８０を底とみなして、ストッパ９０側からマ
グネット７０とは反対側の側壁８０側及びその反対をセ
ンサケース７４の深さ方向とした場合、この深さ方向に
沿って板ばね９６で最もストッパ９０側に位置する部分
から最もマグネット７０とは反対側の側壁８０までの長
さ）は、テーパ部９２とテーパ部９４とが当接した状態
でのマグネット７０とは反対側の側壁８０とこの側壁と
対向する外郭部８６の側面との間隔よりも大きい。

【００５５】したがって、上下方向のみならず、センサ
ケース７４の深さ方向に沿った外力が板ばね９６に付与
されていることで、板ばね９６は自らの弾性力Ｆで外郭
部８６をマグネット７０側へ押圧している。

【００５６】次に、本実施の形態の作用並びに効果につ
いて説明する。

【００５７】本モータアクチュエータ１０では、図示し
ないスイッチから操作信号を制御部６０のモータ制御回
路６２が受信することでモータ２０への通電が開始さ
れ、これにより、回転子４４がシャフト２２周りに回転
する。回転子４４の回転と共にシャフト２２が回転する
と、シャフト２２に取り付けられたウオームギヤ２４が
回転し、このウオームギヤ２４に噛み合うウオームホイ
ール２６が回転する。ウオームホイール２６の回転は、
ギヤ２８〜３２を介して減速されながら出力ギヤ３４へ
伝えられ、これにより出力ギヤ３４が回転させられる。

【００５８】さらに、出力ギヤ３４は自らに連結された
被駆動軸を回転させ、例えば、この被駆動軸が空調装置
の内気循環モードと外気取入モードとを切り替えるため
の切替ダンパに連結されているのであれば、内気循環モ
ード及び外気取入モードの何れか一方のモードから他方
のモードへと移行する方向へ切替ダンパを変位させる。

【００５９】また、モータ制御回路６２はモータ２０に
対する通電を開始すると、ホール素子８４と対向するマ
グネット７０の極性変化のカウント数をリセットする。

【００６０】この状態でモータ２０が通電されることで
シャフト２２が回転し、シャフト２２と共にマグネット
７０が一体的に回転する。マグネット７０の各磁極から
は磁束が放出され、或いは、放出された磁束を吸引して
いる。これらの磁束がホール素子８４の素子本体８８を
横切ると、この横切った磁束の量に応じた電気信号がホ
ール素子８４からモータ制御回路６２へ送られる。

【００６１】ここで、上述したように、マグネット７０
は回転するため、ホール素子８４がＮ極と対向している
か、Ｓ極と対向しているか、Ｎ極とＳ極との境界近傍部
分が対向しているかで素子本体８８を横切る磁束量が変
化する。したがって、モータ制御回路６２では、素子本
体８８を横切る磁束量に対応したホール素子８４からの
電気信号を受けることで、ホール素子８４がＮ極と対向
しているか、Ｓ極と対向しているか、Ｎ極とＳ極との境
界近傍部分が対向しているかを検出できる。

【００６２】さらに、マグネット７０はその回転方向に
沿って一定角度毎（例えば、４５度毎）にＮ極とＳ極が
交互に位置するように形成されているため、シャフト２
２が１回転する際には一定回数のホール素子８４とＮ極
及びＳ極との対向が検出される。

【００６３】モータ制御回路６２では、ホール素子８４
から送られた電気信号に基づいてホール素子８４とＮ極
及びＳ極との対向回数をカウントしており、所定回数の
対向回数をカウントした場合、例えば、内気循環モード
及び外気取入モードの何れか一方のモードから他方のモ
ードへ完全に移行するまでの切替ダンパの変位量に対応
した対向回数をカウントした場合に、モータ制御回路６
２によってモータ２０が停止される。

【００６４】一方、本モータアクチュエータ１０では、
板ばね９６の付勢力（押圧力）Ｆでホール素子８４の外
郭部８６に形成されたテーパ部９４がストッパ９０のテ
ーパ部９２へ圧接されるため、センサケース７４の内部
でホール素子８４ががたつくことがない。これにより、
マグネット７０とホール素子８４との間隔を常に一定に
でき、マグネット７０とホール素子８４との間隔の変動
に起因するホール素子８４による磁気検出感度の変動を
防止若しくは抑制できる。

【００６５】しかも、このように、板ばね９６がその付
勢力（押圧力）Ｆでテーパ部９４をテーパ部９２へ圧接
させることで、センサケース７４に対するホール素子８
４の位置が自動的に決定し、変動することがない。した
がって、マグネット７０に対するセンサケース７４の位
置精度、すなわち、ケース本体１６の底部に形成された
図示しない取付部に対する取付脚８２の位置精度だけで
ホール素子８４とマグネット７０との間隔（エアギャッ
プ）の精度が決まる。このため、本モータアクチュエー
タ１０では、ケース本体１６の底部に形成された図示し
ない取付部に対する取付脚８２の位置精度だけに注意す
れば、常に、ホール素子８４とマグネット７０との間隔
（エアギャップ）を一定にできるため、保磁力や残留磁
束密度が不要に大きく高価なマグネット７０を使用しな
くても、ホール素子８４の素子本体８８にマグネット７
０が形成する次回の磁束を確実に横切らせることがで
き、ホール素子８４の検出感度を確保若しくは向上でき
る。このように、本モータアクチュエータ１０では、保
磁力や残留磁束密度が不要に大きく高価なマグネット７
０を使用しなくても、ホール素子８４の検出感度を確保
若しくは向上できるため、コストを安価にできる。

【００６６】一方、上述したように、本実施の形態にお
いてホール素子８４を介してマグネット７０とは反対側
に金属等の磁性体で形成された板ばね９６を配置するこ
とで、マグネット７０が形成する次回の磁束は板ばね９
６へ向かおうとし、板ばね９６に向かう磁束がホール素
子８４の素子本体８８を横切る。

【００６７】すなわち、板ばね９６等の磁性体を設けな
い場合には、マグネット７０が形成する磁界の磁束Ｂ１
（図１参照）の少なくともその一部が素子本体８８を横
切らない。ここで、本実施の形態の如く、磁性体（板ば
ね９６）を設けると磁性体（板ばね９６）に磁束Ｂ１が
吸引され、その結果、それまで素子本体８８を横切らな
かった磁束Ｂ１が素子本体８８を横切る（すなわち、図
１に示す磁束Ｂ２となる）。

【００６８】ホール素子８４は素子本体８８を横切る磁
束が多いほど検出感度が高いため、磁性体で形成した板
ばね９６により磁束を吸引することで素子本体８８を横
切る磁束を増加させることにより、保磁力や残留磁束密
度の小さなマグネット７０でも充分にホール素子８４で
磁束を検出できるため、更に、コストを安価にできる。

【００６９】さらに、ホール素子８４を収容するセンサ
ケース７４内に板ばね９６を設けることで、センサケー
ス７４に対するホール素子８４の相対的な位置関係を容
易且つ自動的に決めることができるため、ホール素子８
４の磁気検出感度が向上するという上述した効果を確実
且つ容易に得ることができる。

【００７０】しかも、センサケース７４内に板ばね９６
を設けることにより、ケース本体１６内に別途板ばね９
６を配置するためのスペースがを設けなくてもよく、本
モータアクチュエータ１０の小型化に寄与すると共に、
ケース本体１６内にセンサケース７４を組み付ければ、
自動的にホール素子８４及び板ばね９６のケース本体１
６内への組み付けが完了することから、ケース本体１６
内という狭い場所でホール素子８４と板ばね９６とを個
別にケース本体１６内に組み付けることに比べて作業性
が大幅に向上する。

【００７１】なお、本実施の形態では、板ばね９６を磁
性体で形成して付勢手段と磁性体とを兼ねさせる構成と
したが、例えば、板ばね９６を合成樹脂材等で形成した
うえで、センサケース７４のマグネット７０とは反対側
の側壁８０を金属等の磁性体で形成する等、付勢手段と
磁性体を別体で構成してもよい。

【００７２】また、本実施の形態では、ホール素子８４
を介してマグネット７０とは反対側に板ばね９６を配置
してホール素子８４をストッパ９０へ押し付ける構成と
したが、板ばね９６をホール素子８４とマグネット７０
との間に配置し、ストッパ９０で板ばね９６を保持しつ
つ、板ばね９６の弾性力でホール素子８４をセンサケー
ス７４のマグネット７０とは反対側の側壁８０へ押し付
ける構成としてもよい。この構成であっても、磁性体と
しての板ばね９６へ磁束が向かうことになるため、基本
的には上述した作用と略同等の作用を奏し、略同等の効
果を得ることができる。

【００７３】さらに、本実施の形態では、センサケース
７４ひいてはホール素子８４をマグネット７０の外周部
の側方に配置した構成であったが、センサケース７４ひ
いてはホール素子８４をマグネット７０の軸方向側方に
配置してもよい。

【００７４】また、本実施の形態では、マグネット７０
を駆動軸としてのシャフト２２へ一体的に設けた構成で
あったが、シャフト２２の一部をマグネット７０で形成
する構成としてもよい。

【００７５】さらに、マグネット７０を駆動軸としての
シャフト２２に設けずに、減速ギヤとしてのウオームホ
イール２６、ギヤ３０や出力軸としての出力ギヤ３２へ
一体的且つ同軸的に設けて、これに対応して磁気センサ
ユニット７２を設ける構成としてもよい。

【００７６】また、本実施の形態では磁気センサとして
のホール素子８４を１個しか設けていなかったが、ホー
ル素子８４をシャフト２２周りに所定の角度をあけて２
個設けて、これらのホール素子８４の位相差でモータ２
０の回転方向をも検出する構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るモータアクチュエ
ータの要部を拡大した図２の１−１線に沿った正面断面
図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るモータアクチュエ
ータの要部を拡大した平面断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るモータアクチュエ
ータの平面図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係るモータアクチュエ
ータの制御系の概略を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ モータアクチュエータ ２０ モータ（駆動モータ） ２２ シャフト（駆動軸） ２４ ウオームギヤ（減速ギヤ） ２６ ウオームホイール（減速ギヤ） ２８ ギヤ（減速ギヤ） ３０ ギヤ（減速ギヤ） ３２ ギヤ（減速ギヤ） ３４ 出力ギヤ（出力軸） ７０ マグネット ７４ センサケース（センサ保持手段） ８４ ホール素子（磁気センサ） ９０ ストッパ ９６ 板ばね（付勢部材、センサ保持手段、磁性体）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 BA30 BC04 DA01 DA05 DB07 DD02 EA03 GA52 GA67 GA73 ZA01 2F077 AA49 DD05 JJ01 JJ08 JJ23 NN25 PP12 VV21 5H611 AA01 BB01 BB03 PP07 QQ03 RR02 UA04 UA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給電により駆動軸が回転する駆動モータ
   と、 前記駆動軸を最終の出力軸へ接続すると共に、前記駆動
   軸の回転を減速しつつ出力軸へ伝達する１乃至複数の減
   速ギヤと、 前記駆動軸及び前記減速ギヤの何れか１つに設けられ前
   記何れか１つと共に一体的に回転するマグネットと、 前記マグネットの側方に設けられ前記マグネットが発す
   る磁気の変化を検出する磁気センサと、 前記磁気センサを介して前記マグネットとは反対側若し
   くは前記磁気センサとマグネットとの間に設けられた磁
   性体と、 を備えるモータアクチュエータ。
2. 【請求項２】 給電により駆動軸が回転する駆動モータ
   と、 前記駆動軸を最終の出力軸へ接続すると共に、前記駆動
   軸の回転を減速しつつ出力軸へ伝達する１乃至複数の減
   速ギヤと、 前記駆動軸及び前記減速ギヤの何れか１つに設けられ前
   記何れか１つと共に一体的に回転するマグネットと、 前記マグネットが発する磁気の変化を検出する磁気セン
   サと、 前記磁気センサを保持して前記マグネットの側方に配置
   されると共に、前記磁気センサを介して前記マグネット
   とは反対側に磁性体が設けられたセンサ保持手段と、 を備えるモータアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記マグネットの側方に配置されて内側
   に前記磁気センサを収容するセンサケースと、 前記マグネット側及び前記マグネットとは反対側の何れ
   か一方の側から前記磁気センサへ当接可能に前記センサ
   ケースに設けられ、前記磁気センサへの当接状態で前記
   何れか一方の側への前記磁気センサの変位を制限するス
   トッパと、 前記磁気センサを介して前記ストッパとは反対側で前記
   センサケースに収容されると共に、自らの付勢力で前記
   磁気センサを前記ストッパの側へ付勢する付勢部材と、 を含めて前記センサ保持手段を構成すると共に、前記付
   勢部材の少なくとも一部を磁性材料により形成して前記
   磁性体とした、 をことを特徴とする請求項２記載のモータアクチュエー
   タ。
4. 【請求項４】 略板状に形成されると共に、所定部位に
   て湾曲若しくは屈曲され、当該湾曲部位若しくは屈曲部
   位を境とする一方が他方に対して回動した場合に元の状
   態に復元する弾性を有する板ばねを前記付勢部材とした
   ことを特徴とする請求項３記載のモータアクチュエー
   タ。