JP2011083159A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】質量当たりのトルクを略最大値とすることができるモータを提供すること。
【解決手段】モータは、ロータの回転に応じて回転するセンサマグネット６の磁界を検出するための磁気センサ２４（一対のホールＩＣ３１）と、ノイズを除去するためのチョークコイル２２とを備える。そして、磁気センサ２４は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両用ワイパ装置等に用いられるモータに関するものである。

従来、モータとしては、回転子の回転に応じて回転するセンサマグネットの磁界を検出するためのホールＩＣ等の磁気センサと、ノイズを除去するためのチョークコイルとを備えたものがある。そして、このようなモータとしては、磁気センサ（ホールＩＣ）に対してチョークコイルを大きく離間させて配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなモータでは、電流が流れることでチョークコイルで発生される磁界が磁気センサ（ホールＩＣ等）に悪影響を及ぼすことが低減され、磁気センサの誤検出が低減される。

特開２００２−１８６２３３号公報

しかしながら、上記のようなモータでは、磁気センサに対してチョークコイルを大きく離間させて配置する必要があるため、その制約によってモータが大型化してしまうといった問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、磁気センサの誤検出を低減しながらも小型化を図ることができるモータを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、回転子の回転に応じて回転するセンサマグネットの磁界を検出するための磁気センサと、ノイズを除去するためのチョークコイルとを備えたモータであって、前記磁気センサを、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に配置したことを要旨とする。

同構成によれば、磁気センサは、チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に配置される。このようにすると、チョークコイルでは、電流が流れると磁界が発生されるが、その発生した磁界はチョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向では磁気センサに悪影響を与えないため、磁気センサの誤検出を低減しながらもチョークコイルを磁気センサの近傍位置に配置することができる。よって、例えば、磁気センサに対してチョークコイルを大きく離間させて配置するといった制約がなくなり、モータの小型化を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のモータにおいて、前記センサマグネットの回転中心を、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に沿って配置したことを要旨とする。

同構成によれば、センサマグネットの回転中心は、チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に沿って配置される。このようにすると、チョークコイルでは、電流が流れると磁界が発生されるが、その発生した磁界はチョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向ではセンサマグネットに悪影響を与えないため、磁気センサの誤検出を更に低減しながらもチョークコイルを磁気センサの近傍位置に配置することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記磁気センサは、それぞれ磁界を検出するための一対のセンサ部材が並設されてなり、一対の前記センサ部材を、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置で該軸線方向と直交する面を中心として対称に並設したことを要旨とする。

同構成によれば、一対のセンサ部材は、チョークコイルの軸線方向の中心位置で該軸線方向と直交する面を中心として対称に並設される。このようにすると、磁気センサにおける各センサ部材の誤検出を均等且つ良好に低減しながらもチョークコイルを磁気センサ（センサ部材）の近傍位置に配置することができる。

本発明によれば、磁気センサの誤検出を低減しながらも小型化を図ることができるモータを提供することができる。

本実施の形態におけるモータの分解斜視図。 本実施の形態における回路部品及びコネクタの平面図。 本実施の形態における回路部品及びコネクタの底面図。 本実施の形態における回路部品の一部分模式側面図。

以下、本発明を車両用ワイパ装置のワイパ用モータに具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、ワイパ用モータ（以下、単にモータという）１は、モータ本体２とギヤ部３とを備えている。本実施の形態のモータ本体２は、ブラシ付き直流モータであって、略有底円筒形状のヨークハウジング４と、該ヨークハウジング４の内周面に固定される複数の図示しないマグネットと、同ヨークハウジング４内のマグネットの内側に収容される図示しない回転子としてのロータ（電機子）とを備えている。ロータは回転軸を有し、ヨークハウジング４の開口部から突出する回転軸の先端側には、ウォーム５が形成されている。又、ヨークハウジング４の開口部から突出する回転軸においてウォーム５の基端側にはロータ（その回転軸）と一体回転するセンサマグネット６が固定されている。

ギヤ部３は、ハウジング１１とハウジング１１の開口部１１ａを閉塞するためのハウジングカバー１２と、それぞれハウジング１１及びハウジングカバー１２内に収容されるウォームホイール１３と回路部品１４と該回路部品１４に接続され前記ロータに給電するためのブラシホルダ装置１５とを備える。又、ギヤ部３は、図２及び図３に示すように、回路部品１４に接続されるとともに、前記ハウジング１１（図１参照）とハウジングカバー１２とに挟持されるコネクタ部材１６を備える。

ウォームホイール１３は、ハウジング１１及びハウジングカバー１２内において回転可能に支持されるとともに、前記ウォーム５と噛合される。そして、ウォームホイール１３と一体回転可能に固定された図示しない出力軸は、ハウジング１１の中央に形成された図示しない貫通孔を貫通して外部（図１中、下方）に突出され、図示しないワイパアームに連結されることになる。

回路部品１４は、図２及び図３に示すように、回路基板２１にチョークコイル２２，２３、磁気センサ２４、コンデンサ２５、パワートランジスタ２６、制御ＩＣ２７等の種々の素子が実装されてなり、ハウジング１１及びハウジングカバー１２内において固定される。尚、チョークコイル２２，２３は、円柱状のコアの外周にコイルが螺旋状に巻装されてなるものであって、流れる電流のノイズを除去するためのものである。そして、本実施の形態のモータ１では、コネクタ部材１６に図示しない外部コネクタが嵌着され、その外部コネクタに接続された電源制御装置からの信号に応じて、コンデンサ２５、チョークコイル２２，２３及びブラシホルダ装置１５等を介してロータ（電機子）に電源が供給され、ロータひいてはウォームホイール１３（出力軸）が回転駆動される。

ここで、本実施の形態の磁気センサ２４は、図２及び図３に示すように、近傍に配置されたチョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向（図中、一点鎖線Ｌの方向）に配置されている。

詳しくは、本実施の形態の磁気センサ２４は、それぞれ磁界を検出するための一対のセンサ部材としてのホールＩＣ３１が並設されてなり、センサマグネット６の回転に応じた磁界の変化にてその回転速度及び回転方向を検出可能とされている。そして、この一対のホールＩＣ３１は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１で該軸線Ｘ方向と直交する面（図中、一点鎖線Ｌ）を中心として対称に並設されている。又、本実施の形態のチョークコイル２２（２３）は、図４に示すように、前記回路基板２１の上面（ハウジングカバー１２側）に実装され、磁気センサ２４（一対のホールＩＣ３１）は、前記センサマグネット６と対向すべく回路基板２１の下面（ハウジング１１側であって、ウォーム５やセンサマグネット６と対向する側）に実装されている。尚、磁気センサ２４（一対のホールＩＣ３１）が配置された位置の回路基板２１の上面には、上方から組み付けることで前記ブラシホルダ装置１５の端子１５ａ（図１参照）に電気的に接続される一対の回路側端子２８が設けられている。又、回転軸（ウォーム５）及びセンサマグネット６の回転中心は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向（図２及び図３中、一点鎖線Ｌの方向）に沿って（回路基板２１の平面直交方向から見て一致するように）配置されている。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）磁気センサ２４は、（近傍の）チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向（図２及び図３中、一点鎖線Ｌの方向）に配置される。このようにすると、チョークコイル２２では、電流が流れると磁界が発生されるが、その発生した磁界はチョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向では磁気センサ２４に悪影響を与えないため、磁気センサ２４の誤検出を低減しながらもチョークコイル２２を磁気センサ２４の近傍位置に配置することができる。よって、例えば、磁気センサ２４に対してチョークコイル２２を大きく離間させて配置するといった制約がなくなり、ひいてはモータ１の小型化を図ることが可能となる。

（２）センサマグネット６の回転中心は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向に沿って配置される。このようにすると、チョークコイル２２では、電流が流れると磁界が発生されるが、その発生した磁界はチョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向ではセンサマグネット６に悪影響を与えないため、磁気センサ２４の誤検出を更に低減しながらもチョークコイル２２を磁気センサ２４の近傍位置に配置することができる。

（３）本実施の形態の磁気センサ２４は、それぞれ磁界を検出するための一対のホールＩＣ３１が並設されてなり、それら一対のホールＩＣ３１は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１で該軸線Ｘ方向と直交する面を中心として対称に並設される。このようにすると、磁気センサ２４における各ホールＩＣ３１の誤検出を均等且つ良好に低減しながらもチョークコイル２２を磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）の近傍位置に配置することができる。

（４）磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）とチョークコイル２２とは、同じ回路基板２１に実装されるため、それらを高精度に（位置ずれを少なく）配置することができるとともに、それらからなる回路部品１４の取り扱いが容易となる。言い換えると、磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）とチョークコイル２２とを異なる回路基板に実装すると、それら回路基板の組み付け誤差等によって磁気センサとチョークコイルとに位置ずれが発生し、上記効果が小さくなってしまう虞があるがこれを回避することができる。又、磁気センサとチョークコイルとを異なる回路基板に実装すると、それらの部品管理や組み付け工程等、取り扱いが煩雑となるがこれを回避することができる。

（５）磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）とチョークコイル２２とは、回路基板２１の異なる面（上面と下面）に実装されるため、言い換えると磁気センサ２４とチョークコイル２２との間に回路基板２１が介在されることになるため、チョークコイル２２で発生した磁界が磁気センサ２４に悪影響を与えることが元々低減される。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、センサマグネット６の回転中心は、チョークコイル２２の軸線Ｘ方向の中心位置Ｘ１から該軸線Ｘ方向と直交する方向に沿って（回路基板２１の平面直交方向から見て一致するように）配置されるとしたが、これに限定されず、若干ずれた位置に配置してもよい。

・上記実施の形態では、磁気センサ２４は、それぞれ磁界を検出するための一対のホールＩＣ３１が並設されてなるとしたが、これに限定されず、例えば、回転速度のみを検出可能な一つの素子よりなる磁気センサとしてもよいし、センサマグネット６の磁界を検出することができれば他の種類の磁気センサに変更してもよい。又、３つ以上の素子（ホールＩＣ３１等）が並設されてなる磁気センサとしてもよい。

・上記実施の形態では、磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）とチョークコイル２２とは、同じ回路基板２１に実装されるとしたが、それぞれ異なる（独立した別体の）回路基板に実装してもよい。

・上記実施の形態では、磁気センサ２４（ホールＩＣ３１）とチョークコイル２２とは、回路基板２１の異なる面（上面と下面）に実装されるとしたが、これに限定されず、回路基板２１の同じ面に実装してもよい。

・上記実施の形態では、車両用ワイパ装置のワイパ用モータ１（ブラシ付き直流モータ）に具体化したが、磁気センサ及びチョークコイルを備えたモータであれば、パワーウインドウ装置用等、他の装置用のモータに具体化してもよいし、また、ブラシレスモータ等、他の種類のモータに具体化してもよい。

上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記磁気センサと前記チョークコイルとは、同じ回路基板に実装されたことを特徴とするモータ。

同構成によれば、磁気センサとチョークコイルとは、同じ回路基板に実装されるため、それらを高精度に（位置ずれを少なく）配置することができるとともに、それらからなる回路部品の取り扱いが容易となる。言い換えると、磁気センサとチョークコイルとを異なる回路基板に実装すると、それら回路基板の組み付け誤差等によって磁気センサとチョークコイルとに位置ずれが発生し、上記効果が小さくなってしまう虞があるがこれを回避することができる。又、磁気センサとチョークコイルとを異なる回路基板に実装すると、それらの部品管理や組み付け工程等、取り扱いが煩雑となるがこれを回避することができる。

（ロ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記磁気センサと前記チョークコイルとは、前記回路基板の異なる面に実装されたことを特徴とするモータ。
同構成によれば、磁気センサとチョークコイルとは、前記回路基板の異なる面に実装されるため、言い換えると磁気センサとチョークコイルとの間に回路基板が介在されることになるため、チョークコイルで発生した磁界が磁気センサに悪影響を与えることが元々低減される。

６…センサマグネット、２２…チョークコイル、２４…磁気センサ、３１…ホールＩＣ（センサ部材）、Ｘ…チョークコイルの軸線、Ｘ１…中心位置。

Claims (3)

1. 回転子の回転に応じて回転するセンサマグネットの磁界を検出するための磁気センサと、ノイズを除去するためのチョークコイルとを備えたモータであって、
   前記磁気センサを、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に配置したことを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記センサマグネットの回転中心を、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置から該軸線方向と直交する方向に沿って配置したことを特徴とするモータ。
3. 請求項１又は２に記載のモータにおいて、
   前記磁気センサは、それぞれ磁界を検出するための一対のセンサ部材が並設されてなり、
   一対の前記センサ部材を、前記チョークコイルの軸線方向の中心位置で該軸線方向と直交する面を中心として対称に並設したことを特徴とするモータ。

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