JP2010141969A - 減速機構付き電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】制御基板のアース端子を確実にアースする。
【解決手段】ギヤケース１６とギヤカバー１７との間に制御基板２２を備えたワイパモータにおいて、制御基板２２のギヤカバー１７側主面に立設されたアース端子５０に横向きのＳ字形状の折り返し部５２と接触部５３を形成し、制御基板２２に切欠部２２ａを形成し、制御基板２２に被せた保護カバー４４の切欠部２２ａに対向する部位に挿入部４５をギヤカバー１７側に突出するように形成し、ギヤケース１６内面の切欠部２２ａに対向する部位にアース端子接触部５４を突設する。アース端子接触部５４を切欠部２２ａ内にギヤケース１６側から挿入し、アース端子５０の接触部５３をアース端子接触部５４の側面にアース端子５０の弾発力で押接させることで、アース端子５０をアルミニウム合金製のギヤケース１６に確実にアースすることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、モータ本体に減速機構を取り付けてユニット化した減速機構付き電動モータに関し、特に、減速機構を収容するギヤボックスの内部にモータ本体の作動を制御する制御基板を設けたものに関する。

電動モータとしては、モータ本体の電気駆動回路を制御するための制御電気部品が搭載されたプリント基板が金属製ブラケットおよび金属製ブラケット蓋とからなるモータハウジングに収納されており、プリント基板に設けられたアース端子が金属製ブラケット蓋に接触されてアースされているものがある。例えば、特許文献１参照。

特開２００８−１７６３５号公報

しかしながら、プリント基板に設けられたアース端子を金属製ブラケット蓋に接触させてアースする電動モータにおいては、アース端子が金属製ブラケット蓋に接触しない場合があるために、確実にアースすることができないという問題点があった。

本発明の目的は、確実にアースすることができる減速機構付き電動モータを提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）回転軸を有するモータ本体と、
前記回転軸の回転を減速する減速機構と、
該減速機構を収容する有底状のギヤハウジングと、
前記モータ本体の駆動電気回路を制御する制御基板と、
前記ギヤハウジングの開口を覆い、前記制御基板が取付けられたギヤカバーと、
を備えた減速機構付き電動モータであって、
前記制御基板は、前記ギヤハウジングの内壁と接触するアース端子を有する、
ことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
（２）前記アース端子は、前記ギヤハウジングの内壁と開口部端面と外壁とに接触する折り曲げ部を有する前記（１）の減速機構付き電動モータ。
（３）前記折り曲げ部は、前記ギヤカバーによって閉塞されることにより、前記折り曲げ部の端部を前記ギヤハウジングの接触位置に固定する前記（２）の減速機構付き電動モータ。

この減速機構付き電動モータによれば、確実にアースすることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る減速機構付き電動モータは、車両のワイパ装置に使用されるワイパモータとして構成されている。

図１に示されているように、ワイパモータ１１はモータ本体１２に減速機１３が固定されて１つのユニットとされた減速機構付き電動モータとなっており、図示しない車両に設けられるワイパ装置の駆動源として用いられる。

モータ本体１２は所謂ブラシ付き直流モータとして構成されており、図２に示されているように、モータ本体１２は鋼板により底付き円筒状に形成されるモータヨーク１２ａと、モータヨーク１２ａに回転自在に支持される回転軸１２ｂとを備えおり、図示しないバッテリ（電源）から供給される直流電流により作動して回転軸１２ｂが回転するようになっている。
なお、本実施の形態においては、モータ本体１２としてブラシ付き直流モータが用いられているが、これに限らず、ブラシレス直流モータ等のような他の形式の電動モータを用いるようにしてもよい。

一方、減速機１３はギヤボックス１４を備えており、このギヤボックス１４の内部には減速機構１５が収容されている。
ギヤボックス１４はボックス本体としてのギヤケース１６と、ギヤケース１６を閉塞する蓋体としてのギヤカバー１７とを備えており、これらを組み合わせることによりギヤボックス１４が構成されている。

図２および図４に示されているように、ギヤケース１６はアルミニウム合金によりバスタブ状に形成されており、その一側部においてモータヨーク１２ａに固定されている。
モータ本体１２の回転軸１２ｂは、モータヨーク１２ａから突出してギヤケース１６つまりギヤボックス１４に回転自在に収容されており、回転軸１２ｂのギヤボックス１４に収容される部分における外周面にはウォーム１５ａが一体的に形成されている。
モータ本体１２が作動すると、ウォーム１５ａは回転軸１２ｂと共に、回転するようになっている。

また、ギヤケース１６には出力軸１８に固定されたウォームホイル１５ｂが回転自在に収容されており、このウォームホイル１５ｂとウォーム１５ａとが噛み合わされてギヤケース１６の内部にはウォーム歯車減速機構つまり減速機構１５が構成されている。
これにより、モータ本体１２が作動して回転軸１２ｂが回転すると、その回転は減速機構１５により所定の回転数にまで減速されて出力軸１８から出力される。

図２に示されているように、ギヤカバー１７は樹脂材料が使用されて蓋状に形成されており、ギヤケース１６の開口部に組み合わされてギヤケース１６を閉塞するようになっている。
図１に示されているように、ギヤカバー１７には複数のフィンを備えたアルミニウム合金製のヒートシンク２１が設けられており、ギヤカバー１７の外面部分の略半分はヒートシンク２１により占められている。

図４に示されているように、ギヤカバー１７の裏面にはヒートシンク２１と対向するように制御基板２２が固定されている。制御基板２２はプリント配線基板上にＣＰＵやメモリ、ＦＥＴ等の複数の電子部品が搭載されており、マイクロコンピュータとしての機能を有する所謂マザーボードとなっている。
制御基板２２は、ギヤカバー１７がギヤケース１６に固定されることにより、ギヤボックス１４に収容されるとともに、固定されるようになっている。
制御基板２２は図示しない給電線によりモータ本体１２に接続されるとともに、図示しない給電線によりギヤカバー１７に設けられたコネクタ２３（図１および図５参照）を介して図示しないワイパスイッチや図示しないバッテリ（電源）に接続されており、ワイパスイッチからの指令信号に応じてモータ本体１２に直流電流を供給して作動制御を行うようになっている。

図３に示されているように、ギヤカバー１７の縁部には断面凹形状の係合溝１７ａが形成されている。一方、ギヤケース１６の縁部には断面凸形状の係合縁部１６ａが形成されている。
ギヤカバー１７はその係合溝１７ａにギヤケース１６の係合縁部１６ａが入り込むようにギヤケース１６に組み合わされるようになっている。
図１に示されているように、ギヤケース１６とギヤカバー１７との組み合わせ部分には、所定の間隔を空けて３つの固定部２４が設けられている。これらの固定部２４にはそれぞれ締結部材としてのクリップ２５が装着されており、これらのクリップ２５から固定部２４に締結力が加えられて、ギヤケース１６とギヤカバー１７とが互いに固定されるようになっている。

図３に示されているように、クリップ２５は平板形状に形成された基部２５ａと、基部２５ａの両側に設けられた一対の断面Ｓ字状の弾性変形部２５ｂ，２５ｃとを有しており、これらの弾性変形部２５ｂ，２５ｃにはそれぞれ係合孔２５ｄ，２５ｅが形成されている。
一方、固定部２４には係合溝１７ａに対して反対側に突出する係合突起２４ａがギヤカバー１７側に設けられており、係合縁部１６ａとは反対側に突出する係合突起２４ｂがギヤケース１６側に設けられている。弾性変形部２５ｂの係合孔２５ｄはギヤカバー１７側の係合突起２４ａに係合し、弾性変形部２５ｃの係合孔２５ｅはギヤケース１６側の係合突起２４ｂに係合するようになっている。
これにより、クリップ２５は、各弾性変形部２５ｂ，２５ｃが互いに離れる方向に弾性変形した状態で、各係合孔２５ｄ，２５ｅにおいて各係合突起２４ａ，２４ｂに係合するので、各弾性変形部２５ｂ，２５ｃの弾性力により、各係合突起２４ａ，２４ｂは互いに近づく方向に付勢され、ギヤケース１６とギヤカバー１７とはクリップ２５により組み合わせ方向に弾性力を付与された状態で固定される。

図３および図４に示されているように、ギヤカバー１７にはギヤケース１６の縁部３０と嵌合する溝部３１が全周にわたって形成されており、溝部３１の溝幅はギヤケース１６の縁部３０の厚さよりも充分に大きく設定されている。
ギヤカバー１７がギヤケース１６に固定された状態において、溝部３１の一方の側壁である内側壁３２の端面３３は、ギヤケース１６とギヤカバー１７とに固定された制御基板２２のギヤカバー１７側の主面における外周縁部に接した状態になっている。
溝部３１の内側壁３２の外周面には傾斜部３４が、溝開口側に行くに従って溝幅が広くなるように形成されている。つまり、傾斜部３４は溝部３１に敷設されたシール部材３５を径方向内側に逃がすように形成されている。

シール部材３５はギヤケース１６とギヤカバー１７との組み合わせ部分からギヤボックス１４の内部に雨水等が侵入するのを防止するためのものである。
本実施の形態において、シール部材３５は熱可塑性を有する弾性体、つまり、所定温度（約６０℃〜８０℃）にまで加熱されると軟化し、常温では弾性を備えた固体状となるホットメルト系シール剤で形成されている。
その組成成分割合は、例えば、合成ゴム７％、プロセスオイル５２％、粘着性付与樹脂２５％、耐熱性付与樹脂４％、充填材８％、老化防止剤４％とされている。
本実施の形態に係るシール部材３５は組成材料成分により密着性を有するが、再度組付け等によりギヤケース１６やギヤカバー１７を剥がしたいときには、材料が残ることなく剥がすことができる。

図４に示されているように、制御基板２２のウォームホイル１５ｂに対向する側の主面にはセンサ系の電気部品４１が実装されており、図６に示されているように、これらの電気部品４１および電気配線（図示せず）の上には防湿剤によって形成されたコーティング膜４２が被覆されている。
制御基板２２のウォームホイル１５ｂ側と反対側の主面には、パワー系の電気部品４３が実装されている。
図４および図５に示されているように、制御基板２２のウォームホイル１５ｂ側主面には、保護カバー４４が被せられて固定されている。

図５〜図７に示されているように、制御基板２２のギヤカバー１７側主面におけるコネクタ２３に対向する部位には、アース端子５０が立設されている。アース端子５０は導電性を有する板ばね材が使用されて一体成形されている。例えば、板ばね材がプレス加工によって矩形の平板形状に形成されるとともに、所望の形状に屈曲されることにより、アース端子５０は一体成形される。
図７に示されているように、アース端子５０は直線形状に形成された接続部５１を備えている。接続部５１の一端は制御基板２２を貫通して保護カバー４４側主面に突出されており、突出端部は制御基板２２に形成された電気配線に半田付けされている。接続部５１の他端には折り返し部５２が１８０度反転するように屈曲されており、折り返し部５２の先端部には接触部５３が再度１８０度反転するように屈曲されている。つまり、折り返し部５２と接触部５３とは横向きの略Ｓ字形状に形成されている。接触部５３の反転面は制御基板２２のギヤカバー１７側主面と一致している。

制御基板２２には切欠部２２ａがアース端子５０の接触部５３に対向する部位に切り欠かれている。保護カバー４４の切欠部２２ａに対向する部位には、挿入部４５がギヤカバー１７側に突出するように形成されており、挿入部４５は切欠部２２ａ内に挿入されている。挿入部４５の先端はアース端子５０の接触部５３の反転面に突き当たっている。
図７および図８に示されているように、ギヤケース１６の内周面における切欠部２２ａに対向する部位には、アース端子接触部５４がギヤカバー１７側に延在して切欠部２２ａ内に挿入するように形成されている。アース端子接触部５４は先端が切欠部２２ａ内に挿入した状態において、制御基板２２のギヤカバー１７側主面よりもギヤカバー１７側に突出している。
アース端子接触部５４の先端面における外側端辺には係合部５５が切り欠かれており、係合部５５はギヤケース１６の内周面と平行に延在する一定幅一定高さの段差形状に形成されている。

図７に示されているように、ギヤケース１６とギヤカバー１７と制御基板２２と保護カバー４４とが組み立てられた状態において、アース端子接触部５４は切欠部２２ａ内にギヤケース１６側からギヤカバー１７側に挿入した状態になっており、アース端子５０の接触部５３はアース端子接触部５４の側面に接触した状態になっている。このとき、アース端子５０の接触部５３はアース端子接触部５４の側面に、アース端子５０自体の弾発力と折り返し部５２および接触部５３のＳ字形状による弾発力とによって強力に押接した状態になっている。
以上のように、アース端子５０の接触部５３はギヤケース１６のアース端子接触部５４の側面に弾発力によって強力に押接した状態になっているので、アース端子はアルミニウム合金製のギヤケース１６に確実にアースする。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

（１）アルミニウム合金製のギヤケース内壁と接触するアース端子を制御基板に設けることにより、アース端子を確実にアースすることができる。

（２）アース端子の接触部をギヤケース内壁面に弾発力によって押接させることにより、アース端子をより一層確実にアースすることができる。

（３）制御基板に切欠部を設けるとともに、ギヤケース内周面に切欠部に挿入するギヤケースのアース端子接触部を設けることにより、制御基板のギヤカバー側においてアース端子をギヤケースのアース端子接触部に押接させることができるので、ギヤボックスの厚さを低減することができ、減速機構付き電動モータの小型軽量化を図ることができる。

（４）アース端子の制御基板に半田付けされる接続部の他端にＳ字形状の折り返し部と接触部を設けるとともに、接触部は制御基板のギヤカバー側主面と一致させることにより、アース端子が制御基板からギヤケース側に突出するのを防止することができるので、ギヤカバーとギヤケースとの組立作業等において、アース端子が損傷するのを未然に防止することができる。

（５）制御基板のギヤケース側主面に保護カバーを被せ着けることにより、ギヤケース側のグリースが制御基板のパワー系の電気部品が実装された側に流れ込むのを防止することができるので、制御基板のパワー系の電気部品にグリースが付着することによる悪影響を未然に回避することができる。

図９は本発明の他の実施形態であるワイパモータのアース端子部分を示す断面図である。
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、アース端子が係合形接触部６１を備えたアース端子６０に形成されている点と、ギヤカバー１７に係合形接触部６１を押さえる押さえ凹部６２が形成されている点である。
図９に示されているように、ギヤケース１６とギヤカバー１７と制御基板２２と保護カバー４４とが組み立てられた状態において、アース端子接触部５４は切欠部２２ａ内にギヤケース１６側からギヤカバー１７側に挿入した状態になり、アース端子６０の係合形接触部６１はアース端子接触部５４の先端部に被さって弯曲部先端が係合部５５に係合した状態になる。このとき、ギヤカバー１７の押さえ凹部６２は係合形接触部６１を押さえた状態になって、アース端子６０の係合形接触部６１をアース端子接触部５４に確実に係合させる。
本実施形態においては、アース端子６０の係合形接触部６１がアース端子接触部５４の先端部に確実に係合した状態になっているので、アース端子６０はアルミニウム合金製のギヤケース１６に確実にアースする。

なお、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に変更が可能であることはいうまでもない。

前記実施の形態においては、ワイパモータに適用した場合について述べてが、本発明はこれに限らず、車両用のパワーウインド装置やサンルーフ装置等に使用される減速機構付き電動モータ全般に適用することができる。

本発明の一実施の形態であるワイパモータを示す斜視図である。 ギヤケースの内部を示す正面図である。 図１のIII −III 線に沿う断面図である。 出力軸を通り側面断面図である。 ギヤカバーアッシーの背面図である。 保護カバーを除いたギヤカバーアッシーの背面図である。 アース端子部分を示す断面図である。 ギヤケースの斜視図である。 本発明の他の実施形態であるワイパモータのアース端子部分を示す断面図である。

符号の説明

１１ ワイパモータ（減速機構付き電動モータ）
１２ モータ本体
１２ａ モータヨーク
１２ｂ 回転軸
１３ 減速機
１４ ギヤボックス
１５ 減速機構
１５ａ ウォーム
１５ｂ ウォームホイル
１６ ギヤケース
１７ ギヤカバー
１８ 出力軸
２１ ヒートシンク
２２ 制御基板
２２ａ 切欠部
２３ コネクタ
４１ センサ系の電気部品
４２ コーティング膜
４３ パワー系の電気部品
４４ 保護カバー
４５ 挿入部
５０ アース端子
５１ 接続部
５２ 折り返し部
５３ 接触部
５４ アース端子接触部
５５ 係合部
６０ アース端子
６１ 係合形接触部
６２ 押さえ凹部

Claims (3)

1. 回転軸を有するモータ本体と、
   前記回転軸の回転を減速する減速機構と、
   該減速機構を収容する有底状のギヤハウジングと、
   前記モータ本体の駆動電気回路を制御する制御基板と、
   前記ギヤハウジングの開口を覆い、前記制御基板が取付けられたギヤカバーと、
   を備えた減速機構付き電動モータであって、
   前記制御基板は、前記ギヤハウジングの内壁と接触するアース端子を有する、
   ことを特徴とする減速機構付き電動モータ。
2. 前記アース端子は、前記ギヤハウジングの内壁と開口部端面と外壁とに接触する折り曲げ部を有する請求項１の減速機構付き電動モータ。
3. 前記折り曲げ部は、前記ギヤカバーによって閉塞されることにより、前記折り曲げ部の端部を前記ギヤハウジングの接触位置に固定する請求項２の減速機構付き電動モータ。

Images