JP2011125191A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】制御回路モジュールを備えたモータにおいて、小型化を可能とすること。
【解決手段】ハウジング２１に形成された差し込み孔２６に差し込まれて該ハウジング２１に組み付けられた制御回路モジュール２５とを備えたモータ１であって、制御回路モジュール２５は、モータ本体２と電気的に接続されるパワー線接続端子部５０と、ハウジング２１外に露出し外部との電気的な接続を図る給電用のコネクタ部３１と、パワー線接続端子部５０とコネクタ部３１との間に配置されモータ本体の回転を制御する制御回路部３３とを有し、制御回路モジュール２５のパワー線接続端子部５０は、回転軸１０に対してコネクタ部３１と反対側に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、差し込み式の制御回路モジュールを有するモータに関するものである。

従来、モータにおいて、回転軸を有するモータ本体と、モータ本体の出力側端部に組み付けられたハウジングと、ハウジングに形成された差し込み孔に差し込まれて該ハウジングに組み付けられた制御回路モジュールと備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。このようなモータの制御回路モジュールは、モータ本体と電気的に接続されるモータ接続部と、ハウジング外に露出し外部との電気的な接続を図る給電用のコネクタ部と、モータ接続部とコネクタ部との間に配置されモータ本体の回転を制御する制御回路部とを有しており、コネクタ部を通じて外部から供給される電源は、制御回路部に供給されるとともに、モータ接続部を介してモータ本体に供給されるようになっている。

米国特許第５２４５２５８号明細書

しかしながら、上記のようなモータでは、モータ本体と接続可能となるようにハウジング内においてモータ本体近傍に位置するモータ接続部と、外部と電気的に接続可能にハウジング外に露出するコネクタ部との間に制御回路部等の電気部品が配置されて構成されているため、制御回路モジュールの収容部分が径方向側方に突出してしまい、モータ全体が大型化してしまう虞があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、制御回路モジュールを備えたモータにおいて、小型化を可能とすることにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸を有するモータ本体と、前記モータ本体の出力側端部に組み付けられたハウジングと、前記ハウジングに形成された差し込み孔に差し込まれて該ハウジングに組み付けられた制御回路モジュールとを備えたモータであって、前記制御回路モジュールは、前記モータ本体と電気的に接続されるモータ接続部と、前記ハウジング外に露出し外部との電気的な接続を図る給電用のコネクタ部と、前記モータ接続部と前記コネクタ部との間に配置され前記モータ本体の回転を制御する制御回路部とを有し、前記モータ接続部は、前記制御回路モジュールの差し込み方向において前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側に設けられたことを特徴とする。

この発明では、制御回路モジュールのモータ接続部が回転軸に対してコネクタ部と反対側に設けられるため、ハウジング内における回転軸よりもコネクタ部側のスペースを小さく抑えつつ、モータ接続部とコネクタ部との間に電気部品等の配置スペースをとることが可能となり、ひいてはモータ全体の小型化が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部に取り付けられ前記制御回路部及びモータ接続部を保持するベース板を有し、該ベース板は、前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側まで延出されたことを特徴とする。

この発明では、回転軸より反コネクタ部側のベース板に制御回路部を搭載することも可能となり、制御回路モジュールの設計自由度の向上に寄与できる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、前記ベース板には、前記回転軸が挿通される挿通孔が形成されたことを特徴とする。

この発明では、ベース板が回転軸に対してコネクタ部とは反対側まで延出されるように構成しつつも、ベース板の強度の低下を小さく抑えることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記制御回路部は、複数の電気部品を含み、前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部に取り付けられたベース板と、該ベース板に前記電気部品を保持するための保持部材を有し、前記モータ接続部は、前記保持部材に設けられたことを特徴とする。

この発明では、保持部材によって制御回路部の電気部品とモータ接続部とを１つの構成部品としてベース板上に保持させることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータにおいて、前記保持部材は、前記制御回路モジュールの差し込み方向において前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側に設けられたことを特徴とする。

この発明では、電気部品とモータ接続部を保持する保持部材を設ける構成としつつも、モータ接続部とコネクタ部との間に電気部品等の配置スペースをとることが可能となり、ひいてはモータ全体の小型化が可能となる。

従って、上記記載の発明によれば、制御回路モジュールを備えたモータにおいて、小型化が可能となる。

本実施形態のモータの側面図である。 モータの分解側面図である。 モータの分解平面図である。 モータ本体を軸方向出力側端部側から見た平面図である。 モータにおけるハウジングの差し込み孔付近を部分的に示す側面図である。

以下、本発明を車両におけるパワーウインド装置用のモータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図１に示すように、本実施形態のモータ１は、モータ本体２と、該モータ本体２の回転を減速して出力するための減速部３を備えている。

モータ本体２は、図１及び図２に示すように、扁平の略有底筒状に形成されたヨークハウジング（以下、単にヨークという）４と、該ヨーク４内面に固定された一対のマグネット（図示略）と、該ヨーク４内で回転可能に支持されるアーマチャ（図示略）と、一対の給電用のブラシ７（図４参照）を保持するブラシホルダ８とを備えている。

ブラシホルダ８は、樹脂材料よりなり、ヨーク４の出力側端部（図１及び２における下端部）に形成されたフランジ部４ａに固定されている。ブラシホルダ８は、ヨーク４のフランジ部４ａに固定されるベース部１１と、ブラシ７を保持するブラシ保持部１２と、ブラシ７と電気的に接続される一対の接続端子１３（図４参照）とが一体形成されている。

ベース部１１は、ヨーク４の出力側端部の開口部を略覆っており、ベース部１１の中央部には、前記アーマチャの回転軸１０を回転可能に支持する軸受（図示略）が固定されている。また、ブラシ保持部１２は、減速部３側（反モータ本体側）の面に形成され、ヨーク４の外部に位置している。尚、ベース部１１の一部は、ヨーク４のフランジ部４ａと回転軸１０の軸方向（図１における上下方向）に当接している。接続端子１３は、図２に示すように、ベース部１１から軸方向下方（反ヨーク側）に突出して延びている。また、各接続端子１３は、図４に示すように、接続線１４を介してブラシ７と電気的に接続されている。尚、図１及び図２においては、接続線１４の図示を省略している。

回転軸１０には、整流子１５が一体回転可能に設けられ、その整流子１５及び回転軸１０における整流子１５よりも先端側は、ヨーク４の外部に位置している。尚、回転軸１０における整流子１５の先端側には、センサマグネット１６が固定されている。ブラシ保持部１２内のブラシ７は、図示しない付勢部材により押圧され、該ブラシ７の先端は整流子１５に対し給電可能に押圧接触している。

減速部３は、ハウジング２１と、クラッチ２２と、ウォーム軸２３と、ウォームホイール２４と、制御回路モジュール２５とを備える。
ハウジング２１は、樹脂材料よりなり、モータ取付部２１ａと、クラッチ収容部２１ｂと、ウォーム収容部２１ｃと、ホイール収容部２１ｄと、コネクタ固定部２１ｅとを備えている。

モータ取付部２１ａは、その軸方向上端部（モータ本体２側端部）が軸方向に開口しており、その上端部は、ヨーク４のフランジ部４ａと軸方向に当接している。そして、モータ取付部２１ａの上端部とヨーク４のフランジ部４ａとは、図示しないねじ等で互いに固定されるようになっている。モータ取付部２１ａ内には、モータ本体２におけるブラシホルダ８のブラシ保持部１２、ブラシ７及び整流子１５が収容されている。尚、ブラシホルダ８は、ベース部１１の一部がモータ取付部２１ａの上端部とヨーク４のフランジ部４ａとにより挟持されるようになっている。

モータ取付部２１ａの軸方向下部（反モータ本体側部分）には、該モータ取付部２１ａと軸方向に連通するクラッチ収容部２１ｂが形成されている。また、クラッチ収容部２１ｂの軸方向下部には、該クラッチ収容部２１ｂと軸方向に連通し、回転軸１０の延長線上で筒状に延びるウォーム収容部２１ｃが形成されている。クラッチ収容部２１ｂには、モータ本体２の回転軸１０とウォーム収容部２１ｃ内に回転可能に支持されたウォーム軸２３との間に介在されるクラッチ２２が収容されている。クラッチ２２は、モータ本体２の駆動による回転軸１０の回転時にその回転力をウォーム軸２３に伝達する一方、ウォーム軸２３側からの回転力が入力されると、制動力が生じて自身の回転が規制されるように作動するものである。

ウォーム収容部２１ｃの側方には、扁平の円盤形状をなすホイール収容部２１ｄが形成されており、そのホイール収容部２１ｄ内には、ウォームホイール２４が回転可能に支持されている。ウォーム収容部２１ｃとホイール収容部２１ｄとはその内部が一部で連通し、該連通部分でウォーム軸２３とウォームホイール２４とが噛合されている。ウォームホイール２４には、ホイール収容部２１ｄの外部へと突出された出力軸（図示略）が一体回転可能に連結されている。そして、本実施形態のモータ１では、この出力軸にウインドガラス（図示略）を開閉させるためのワイヤ式レギュレータ（図示略）が連結される構成となっている。

上記構成のハウジング２１において、モータ取付部２１ａには、その径方向外側（図１及び図２において右側）に延出されたコネクタ固定部２１ｅが一体に形成されている。コネクタ固定部２１ｅとモータ取付部２１ａとは、その内部で回転軸１０の軸方向に対して直交する方向（軸直交方向）に連通している。尚、コネクタ固定部２１ｅは、回転軸１０の軸線Ｌに対してホイール収容部２１ｄの反対側に形成されている。コネクタ固定部２１ｅの延出方向の端部（図１及び図２において右側端部）には、制御回路モジュール２５をハウジング２１に組み付ける際の差し込み孔２６が形成されている（図５参照）。差し込み孔２６は、軸直交方向に開口する形状をなし、制御回路モジュール２５は、差し込み孔２６に軸直交方向（図１及び図２中、差し込み方向）に差し込まれて、ハウジング２１に組み付けられるようになっている。

制御回路モジュール２５は、コネクタ固定部２１ｅに固定されたコネクタ部３１と、コネクタ部３１に取り付けられたベース板としての回路基板３２とを有する。
コネクタ部３１の軸方向両端部（上下端部）にはそれぞれ、コネクタ固定部２１ｅに固定される固定片３１ａが形成され、この各固定片３１ａによって制御回路モジュール２５はハウジング２１に対して固定されている。また、コネクタ部３１は、回路基板３２に電気的に接続されたターミナル（図示略）を有し、該ターミナルは、コネクタ部３１に嵌着される外部コネクタ（図示略）の端子と接続可能となっている。

回路基板３２は、その板面が回転軸１０の軸線Ｌと直交するように設けられるとともに、コネクタ部３１からモータ取付部２１ａ内における回転軸１０の軸線Ｌよりも反コネクタ部側まで延びている。回路基板３２には、その板面方向に貫通する挿通孔３２ａ（図３参照）が形成されており、その挿通孔３２ａには、回転軸１０の先端部１０ａが挿通されている。尚、回路基板３２の挿通孔３２ａには、クラッチ２２における回転軸１０の先端部１０ａとの接続部分も挿通されている。また、回転軸１０の先端部１０ａは、二面幅形状をなしている。

図１〜図３に示すように、回路基板３２のモータ本体２側の面には、回転軸１０の回転を制御するための制御回路部３３と、回路基板３２と電気的に接続されたリレー３４及び一対のホールＩＣ３５が設けられている。リレー３４は、回路基板３２の差し込み方向の中間部に設けられており、ハウジング２１内において回転軸１０とコネクタ部３１との間に位置している。各ホールＩＣ３５は、挿通孔３２ａの近傍に設けられている。ホールＩＣ３５は、回転軸１０のセンサマグネット１６と軸方向に対向しており、これらホールＩＣ３５及びセンサマグネット１６は、回転軸１０の回転情報（回転方向や回転数等）を検出するための回転センサを構成している。ホールＩＣ３５は、センサマグネット１６の回転に伴う磁界変化を検出し、その検出信号に基づき回転軸１０の回転が制御可能となっている。

制御回路部３３には、コンデンサ４２及び一対のチョークコイル４３（雑防素子）が含まれており、このコンデンサ４２及びチョークコイル４３は、回路基板３２のモータ本体２側の面に設けられた保持部材４１により保持されている。保持部材４１は、回路基板３２における反コネクタ部側の端部（図１及び図２において左側の端部）に設けられており、制御回路モジュール２５の差し込み方向において回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側に位置している。また、この保持部材４１には、制御回路部３３とモータ本体２とを電気的に接続するための一対のパワー線接続端子部５０（モータ側接続部）が保持されている。

図３に示すように、保持部材４１は、軸方向から見て略Ｖ字状をなしている。保持部材４１において、コンデンサ４２を保持するコンデンサ保持部４１ａは、回路基板３２の幅方向（図３において上下方向）の中央に設けられるとともに、回路基板３２の反コネクタ部側の端部に設けられている。また、保持部材４１において、コンデンサ保持部４１ａの幅方向両側にはそれぞれ、一対のチョークコイル４３をそれぞれ保持するコイル保持部４１ｂが形成されるとともに、各コイル保持部４１ｂの反コンデンサ側には、一対のパワー線接続端子部５０をそれぞれ保持する端子保持部４１ｃが形成されている。尚、端子保持部４１ｃはそれぞれ、回路基板３２の幅方向の両端部に位置している。保持部材４１に保持されたコンデンサ４２、チョークコイル４３は、回路基板３２と電気的に接続されている。

各パワー線接続端子部５０は、回路基板３２に電気的に接続されるとともに、ブラシホルダ８の接続端子１３と接続されている（図１参照）。これにより、制御回路モジュール２５のコネクタ部３１を通じて前記外部コネクタから供給される駆動電源は、前記ターミナル、回路基板３２、各パワー線接続端子部５０、接続端子１３及び接続線１４を介してブラシ７に供給され、ブラシ７と摺接する整流子１５を通じてアーマチャの回転のための電源供給がなされるようになっている。尚、パワー線接続端子部５０と接続端子１３とは、軸方向に組み付けられて接続されるようになっている。

ここで、図１に示すように、制御回路モジュール２５の差し込み方向において、コネクタ部３１は回転軸１０よりも一方側（図１における右側）に設けられ、パワー線接続端子部５０は回転軸１０よりも他方側（図１における左側）に設けられている。即ち、パワー線接続端子部５０は、制御回路モジュール２５の差し込み方向において回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側に設けられている。これにより、ハウジング２１内における回転軸１０よりもコネクタ部３１側のスペースを小さく抑えつつ、パワー線接続端子部５０とコネクタ部３１との間にリレー３４等の配置スペースをとることが可能となり、ひいてはモータ１全体の小型化が可能となる。

尚、ハウジング２１に対する制御回路モジュール２５及びモータ本体２の組み付けの際には、まず、制御回路モジュール２５をハウジング２１の差し込み孔２６に差し込み方向に差し込んでハウジング２１内に組み付ける。その後、モータ本体２をモータ取付部２１ａの上端部に軸方向に組み付けて、前記ねじ等により締結固定する。このとき、ハウジング２１内部において、モータ本体２の回転軸１０の先端部１０ａが回路基板３２の挿通孔３２ａに軸方向に挿通されるとともに、ブラシホルダ８から延びる接続端子１３がパワー線接続端子部５０に軸方向に組み付けられて電気的に接続されるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）制御回路モジュール２５のパワー線接続端子部５０が回転軸１０に対してコネクタ部３１と反対側に設けられるため、ハウジング２１内における回転軸１０よりもコネクタ部３１側のスペースを小さく抑えつつ、パワー線接続端子部５０とコネクタ部３１との間にリレー３４等の配置スペースをとることが可能となり、ひいてはモータ１全体の小型化が可能となる。

（２）制御回路モジュール２５は、コネクタ部３１に取り付けられ制御回路部３３及びパワー線接続端子部５０を保持する回路基板３２を有し、該回路基板３２は、回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側まで延出される。このため、回転軸１０より反コネクタ部側の回路基板３２に制御回路部３３を搭載することも可能となり、制御回路モジュール２５の設計自由度の向上に寄与できる。

（３）回路基板３２には、回転軸１０が挿通される挿通孔３２ａが形成されるため、回路基板３２が回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側まで延出されるように構成しつつも、回路基板３２の強度の低下を小さく抑えることができる。

（４）制御回路部３３は、複数の電気部品（コンデンサ４２及びチョークコイル４３）を含み、制御回路モジュール２５は、コネクタ部３１に取り付けられた回路基板３２と、該回路基板３２に電気部品を保持するための保持部材４１を有し、パワー線接続端子部５０は保持部材４１に設けられる。このため、保持部材４１によって制御回路部３３の電気部品とパワー線接続端子部５０とを１つの構成部品として回路基板３２上に保持させることができる。

（５）保持部材４１は、制御回路モジュール２５の差し込み方向において回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側に設けられるため、電気部品とモータ接続部を保持する保持部材を設ける構成としつつも、モータ接続部とコネクタ部との間にリレー３４等の配置スペースをとることが可能となり、ひいてはモータ全体の小型化が可能となる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、制御回路モジュール２５は、ハウジング２１の差し込み孔２６に回転軸１０の軸方向に対して直交する方向に差し込まれる構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ハウジング２１に対して斜めに差し込むように構成してもよい。

・上記実施形態において、回路基板３２に実装される電気部品の構成（部品の種類や設置位置等）を適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、ベース板を回路基板３２にて構成したが、これ以外に例えば、ターミナル部材がインサート成形された樹脂部材にて構成してもよい。

・上記実施形態では、回路基板３２に挿通孔３２ａを形成し、その挿通孔３２ａに回転軸１０が挿通される構成としたが、回路基板３２は回転軸１０を避けるような構成であればよく、例えば、挿通孔３２ａの替わりに、回路基板３２の反コネクタ部側端部まで延びる切欠きを形成してもよい。また、例えば、回路基板３２の全体が回転軸１０よりもコネクタ部３１側に位置する構成としてもよい。

・上記実施形態では、保持部材４１は、制御回路モジュール２５の差し込み方向において回転軸１０に対してコネクタ部３１とは反対側に設けられたが、特にこれに限定されるものではなく、回転軸１０に対してコネクタ部３１側に設けてもよい。

・上記実施形態では、パワー線接続端子部５０及び接続端子１３がそれぞれ一対設けられたが、特にこれに限定されるものではなく、１つ又は３つ以上設けてもよい。
・上記実施形態では、ブラシ７及び整流子１５がヨーク４の外部に構成されたが、特にこれに限定されるものではなく、ヨーク４の内部に構成してもよい。

・上記実施の形態では、パワーウインド装置の駆動源として用いられるモータ１に具体化したが、勿論、他の装置の駆動源として用いられるモータに具体化してもよい。

１…モータ、２…モータ本体、１０…回転軸、２１…ハウジング、２５…制御回路モジュール、２６…差し込み孔、３１…コネクタ部、３２…ベース板としての回路基板、３２ａ…挿通孔、３３…制御回路部、３５…電気部品としてのホールＩＣ、４１…保持部材、４２…電気部品としてのコンデンサ、４３…電気部品としてのチョークコイル、５０…モータ接続部としてのパワー線接続端子部。

Claims (5)

1. 回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体の出力側端部に組み付けられたハウジングと、
   前記ハウジングに形成された差し込み孔に差し込まれて該ハウジングに組み付けられた制御回路モジュールとを備えたモータであって、
   前記制御回路モジュールは、前記モータ本体と電気的に接続されるモータ接続部と、前記ハウジング外に露出し外部との電気的な接続を図る給電用のコネクタ部と、前記モータ接続部と前記コネクタ部との間に配置され前記モータ本体の回転を制御する制御回路部とを有し、
   前記モータ接続部は、前記制御回路モジュールの差し込み方向において前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側に設けられ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、
   前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部に取り付けられ前記制御回路部及びモータ接続部を保持するベース板を有し、該ベース板は、前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側まで延出されたことを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記ベース板には、前記回転軸が挿通される挿通孔が形成されたことを特徴とするモータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記制御回路部は、複数の電気部品を含み、
   前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部に取り付けられたベース板と、該ベース板に前記電気部品を保持するための保持部材を有し、
   前記モータ接続部は、前記保持部材に設けられたことを特徴とするモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   前記保持部材は、前記制御回路モジュールの差し込み方向において前記回転軸に対して前記コネクタ部とは反対側に設けられたことを特徴とするモータ。

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