JP2013128377A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】磁束案内部材の配置に要するスペースを狭くするとともに磁束案内部材の形状が複雑化されることを抑制することができるモータを提供する。
【解決手段】回路基板62の載置面62aには、電機子と一体回転するセンサマグネット40の回転に伴う磁束変化を検出する回転検出器67,68が実装されている。補助磁束案内部材69は、回転検出器67,68との間に回路基板62を挟むように回路基板62の接続面62b上に配置され、接続面62b側で回転検出器67,68間の磁束の通路を形成する。センサマグネット40と回転検出器67,68との間に介在されてセンサマグネット40と回転検出器67,68との間の磁束の通路を形成する複数の磁束案内部材には、載置面62a側で回転検出器67,68と対向する磁束案内部材82,83と、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向する磁束案内部材81とがある。
【選択図】図2
【解決手段】回路基板62の載置面62aには、電機子と一体回転するセンサマグネット40の回転に伴う磁束変化を検出する回転検出器67,68が実装されている。補助磁束案内部材69は、回転検出器67,68との間に回路基板62を挟むように回路基板62の接続面62b上に配置され、接続面62b側で回転検出器67,68間の磁束の通路を形成する。センサマグネット40と回転検出器67,68との間に介在されてセンサマグネット40と回転検出器67,68との間の磁束の通路を形成する複数の磁束案内部材には、載置面62a側で回転検出器67,68と対向する磁束案内部材82,83と、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向する磁束案内部材81とがある。
【選択図】図2
Description
本発明は、回転子の回転情報を検出するためのセンサマグネット及び回転検出器を備えたモータに関するものである。
従来、モータには、回転子の回転方向、回転数、回転速度等の回転情報を検出するために、回転子と一体回転するセンサマグネット、該センサマグネットの回転に伴う磁束変化を検出する回転検出器とを備えたものがある。
例えば、特許文献1に記載されたモータは、回転子の回転軸に一体回転可能に外嵌された円環状のセンサマグネットを備えるとともに、該センサマグネットは、N極とS極とが周方向に1つずつ並ぶように着磁されている。そして、回転子の側方には、モータの駆動を制御するための制御回路が形成された回路基板が配置されるとともに、該回路基板には、2つの回転検出器が設けられている。また、センサマグネットと回転検出器との間には、磁性体からなり、センサマグネットと回転検出器との間の磁束の通路を形成する磁束案内部材が介在されている。特許文献1に記載されたモータには、この磁束案内部が3つ備えられている。各磁束案内部材は、マグネットの外周面と対向するマグネット側対向部と、該マグネット側対向部から回転検出器まで延びる帯状の延長部と、該延長部におけるマグネット側対向部と反対側の長手方向の端部に形成され回転検出器と対向する検出器側対向部とから構成されている。そして、3つの磁束案内部材のうち、1つの磁束案内部材の検出器側対向部は、回路基板の厚さ方向の一端側で2つの回転検出器と対向している。また、残りの2つの磁束案内部材の検出器側対向部は、回路基板の厚さ方向の他端側でそれぞれ異なる回転検出器と対向している。このように、磁束案内部材を利用してセンサマグネットの磁束を回転検出器まで導くように構成すると、回転検出器の配置位置の自由度が高くなる。
しかしながら、特許文献1に記載されたモータでは、回路基板の厚さ方向の両側で検出器側対向部が回転検出器と対向している。そのため、3つの磁束案内部のうち1つの磁束案内部の延長部は、そのマグネット側対向部から回路基板の厚さ方向の一端側まで延びることになる。その一方で、残りの2つの磁束案内部の延長部は、それぞれマグネット側対向部から回路基板の厚さ方向の他端側まで延びることになる。そのため、これらの磁束案内部材を配置するために必要なスペースが広くなってしまうという問題があった。また、3つの磁束案内部の延長部は、モータの内部で回路基板に対して異なる2方向から検出器側対向部まで延びるために、複数箇所で湾曲若しくは屈曲される等複雑な形状となってしまう虞もある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、磁束案内部材の配置に要するスペースを狭くするとともに磁束案内部材の形状が複雑化されることを抑制することができるモータを提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、回転子に一体回転可能に取り付けられたセンサマグネットと、前記回転子の回転を制御するための制御回路が形成された回路基板と、前記回路基板に実装されて前記センサマグネットの回転に伴う磁束変化を検出する複数の回転検出器と、磁性体からなり前記センサマグネットと前記回転検出器との間に介在されて前記センサマグネットと前記回転検出器との間の磁束の通路を形成する複数の磁束案内部材と、を備えたモータにおいて、複数の前記回転検出器は、前記回路基板の厚さ方向の一端面上に配置され、複数の前記回転検出器との間に前記回路基板を挟むように前記回路基板の厚さ方向の他端側に配置され、前記回路基板の厚さ方向の他端側で複数の前記回転検出器間の磁束の通路を形成する磁性体からなる補助磁束案内部材を備え、前記磁束案内部材には、前記回路基板の厚さ方向の一端側で前記回転検出器と対向する磁束案内部材と、前記補助磁束案内部材との間に前記回路基板を挟むように前記回路基板の厚さ方向の一端面と対向する磁束案内部材とがあることをその要旨としている。
同構成によれば、回路基板の厚さ方向の他端側に補助磁束案内部材が設けられたため、複数の磁束案内部材は、回路基板の厚さ方向の一端側で回転検出器と対向するものと、補助磁束案内部材との間に回路基板を挟むように回路基板の厚さ方向の一端面と対向するものとがあれば、複数の磁束案内部材及び補助磁束案内部材によってセンサマグネットの磁束を複数の回転検出器に導くことができる。従って、センサマグネットから回路基板の厚さ方向の他端側まで回り込む形状の磁束案内部材を設けなくてもよい。その結果、複数の磁束案内部材の配置に要するスペースを狭くすることができるとともに、磁束案内部材の形状が複雑化されることを抑制することができる。
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、前記回転子が内部に配置されるヨークハウジングと、前記回路基板に電気的に接続されるとともに前記回転子の回転軸線方向から見て前記ヨークハウジングの内側で前記回転子と電気的に接続されて前記回転子に電源を供給するための導電性の給電部材と、を備え、前記磁束案内部材は、前記回転子の回転軸線方向から見て前記ヨークハウジングの内側で前記センサマグネットと対向するとともに前記給電部材に沿うように前記給電部材と一体的に構成されていることをその要旨としている。
同構成によれば、回路基板に電気的に接続される給電部材、同回路基板の厚さ方向の一端側で回転検出器に対向する磁束案内部材、及び補助磁束案内部材との間に回路基板を挟むように回路基板の厚さ方向の一端面と対向する磁束案内部材が一体的に構成されている。そして、給電部材及び磁束案内部材の両部材は、軸方向から見て回路基板側からヨークハウジングの内側となる場所まで延びるものである。即ち、給電部材及び磁束案内部材の両部材は、回路基板側の端部と、軸方向から見てヨークハウジングの内側に位置する端部とが類似した位置に配置される。従って、給電部材に沿うように磁束案内部材を該給電部材に一体化することで、給電部材と磁束案内部材とをそれぞれ分けて別々に配置する場合に比べて、給電部材及び磁束案内部材の配置に要するスペースを狭くすることが可能となる。また、磁束案内部材を支持するための部材を別途設けなくてもよいため、モータの内部構造が複雑化されることが抑制される。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のモータにおいて、前記回路基板は、前記回転子の回転軸線と平行に且つその厚さ方向の一端面が前記回転子側を向くように配置され、前記磁束案内部材は、前記回転子の回転軸線方向と直交する方向に沿って延び、前記補助磁束案内部材は、前記回路基板の厚さ方向の他端面上に配置されていることをその要旨としている。
同構成によれば、回路基板は、回転検出器が配置されたその厚さ方向の一端面が回転子側を向くように且つ回転子の回転軸線方向と平行に配置されている。また、センサマグネットは、回転子に一体回転可能に取り付けられている。従って、磁束案内部材は、回転子の回転軸線方向と直交する方向に沿って延びることにより、センサマグネットと回転検出器との間に介在されることが可能である。従って、磁束案内部材をより簡単な形状とすることが可能となる。また、回路基板を、回転子の回転軸線と平行に配置することにより、回転子の回転軸線と直交する方向のモータの大型化が抑制されている。そして、回転子の回転軸線と直交する方向のモータの大型化を抑制するように配置された当該回路基板の厚さ方向の他端面上に補助磁束案内部材を配置することにより、補助磁束案内部材を設けたことによるモータの大型化が抑制される。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のモータにおいて、前記回転検出器を一対備え、一対の前記回転検出器のうち一方の前記回転検出器に対向する1つの前記磁束案内部材と、他方の前記回転検出器に対向する1つの前記磁束案内部材と、2つの前記回転検出器の中間点を通り前記回路基板と直交する直線上を延びる前記磁束案内部材との3つの前記磁束案内部材を備えていることをその要旨としている。
同構成によれば、2つの回転検出器の中間点を通り回路基板と直交する直線上を延びる磁束案内部材は、一対の回転検出器とそれぞれ対向する2つの磁束案内部材のほぼ中間位置に配置されることになる。従って、3本の磁束案内部材及び補助磁束案内部材によって一対の回転検出器に導かれる磁束のバランスが良好となる。その結果、一対の回転検出器による回転子の回転位置の検出精度を高めることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のモータにおいて、前記センサマグネットは、円環状をなし前記回転子の回転軸と同軸状に配置されるとともに周方向に4極以上の磁極が着磁されており、複数の前記磁束案内部材は、前記センサマグネットの外周面における前記回路基板側の180°の範囲内で前記センサマグネットの外周面と対向することをその要旨としている。
同構成によれば、円環状のセンサマグネットは、4極以上の磁束が着磁されているため、複数の磁束案内部材は、センサマグネットの全周を囲むように該センサマグネットと対向しなくとも、センサマグネットの外周面における回路基板側の180°の範囲内で該センサマグネットの外周面と対向することで、回転子の回転方向を検出するためのセンサマグネットの回転に伴う磁束の変化を回転検出器に伝達することができる。従って、磁束案内部材の形状が複雑化されることをより抑制することができるとともに、複数の磁束案内部材の配置に要するスペースをより狭くすることができる。
本発明によれば、磁束案内部材の配置に要するスペースを狭くするとともに磁束案内部材の形状が複雑化されることを抑制することができるモータを提供できる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示す本実施形態のモータ1は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。モータ1は、図1において上部に位置するモータ部2と、モータ部2の出力側(図1においてモータ部2の下側)に設けられた減速部3と、モータ部2及び減速部3の側方(図1において右側)に組み付けられたコネクタ部4とから構成されている。
図1に示す本実施形態のモータ1は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。モータ1は、図1において上部に位置するモータ部2と、モータ部2の出力側(図1においてモータ部2の下側)に設けられた減速部3と、モータ部2及び減速部3の側方(図1において右側)に組み付けられたコネクタ部4とから構成されている。
モータ部2のヨークハウジング11(以下、単にヨーク11とする)は、一端(図1において上側の端部)が閉塞された筒状をなしている。図2に示すように、ヨーク11の側壁部は、径方向に対向する一対の平面部11a,11bを有する扁平な略円筒状をなしている。図1及び図2に示すように、ヨーク11の他端の開口部には、平面部11a,11bの対向方向と直交する方向に沿って外側に延びるフランジ部11cが形成されている。そして、図1に示すように、ヨーク11の内周面には、マグネット12が固着されるとともに、該マグネット12の内側に電機子13(回転子)が配置されている。
電機子13は、ヨーク11の直径方向の中央部に配置された円柱状の回転軸14と、該回転軸14に一体回転可能に固定された電機子コア15と、該電機子コア15に巻装されたコイル16と、電機子コア15よりも回転軸14の先端側(図1において下端側)に固定された整流子17とから構成されている。
回転軸14の基端部(図1において上側の端部)は、ヨーク11の底部中央に設けられた軸受18によって軸支されている。また、回転軸14の先端部(図1において下側の端部)は、ヨーク11の開口部から同ヨーク11の外部に突出している。前記電機子コア15及び前記整流子17は、回転軸14におけるヨーク11の内部に配置された部分に固定されるとともに、電機子コア15は、前記マグネット12と径方向に対向している。
また、整流子17は、円筒状をなすとともに、その外周面には、周方向に離間するように複数のセグメント17aが並設されている。一部のセグメント17a若しくは全てのセグメント17aは、前記コイル16に電気的に接続されている。即ち、整流子17のセグメント17aを介してコイル16に給電できるようになっている。
前記ヨーク11の開口部には、モータ部2を構成するブラシホルダ21が当該開口部を略閉塞するように配置されている。このブラシホルダ21におけるヨーク11の内部に挿入された部分は、その外形形状がヨーク11の開口部付近における同ヨーク11の内周面の外形形状と略等しい形状をなしている。また、ブラシホルダ21におけるヨーク11の開口部から減速部3側に突出した部分は、ヨーク11の開口部よりも僅かに大きく形成されている。このブラシホルダ21の中央部には、軸受22が保持されている。前記回転軸14の先端側の部分は、この軸受22によって軸支されるとともに、ブラシホルダ21を軸方向に貫通して減速部3の内部に突出している。そして、回転軸14は、この軸受22と前記ヨーク11の底部中央に設けられた軸受18とによって軸支されることにより、回転軸14の中心軸線L1を回転中心として回転可能となっている。従って、回転軸14の中心軸線L1は電機子13の回転軸線である。
また、ブラシホルダ21は、一対のブラシ23を保持している。各ブラシ23は、図示しない付勢手段によって、整流子17の外周側で該整流子17の外周面(即ちセグメント17aの外表面)に摺接可能に押し付けられている。また、各ブラシ23は、ブラシホルダ21にて保持された図2に示す一対のモータ側給電端子24にピッグテール25を介してそれぞれ電気的に接続されている。
図2に示すように、一対のモータ側給電端子24は、導電性の金属板材から形成されている。一対のモータ側給電端子24は、中心軸線L1方向から見ると、回転軸14の中心軸線L1と直交し且つ一対の平面部11a,11bの対向方向と直交する第1の直線Laの両側に1つずつ設けられている。また、一対のモータ側給電端子24は、中心軸線L1方向から見ると、回転軸14の中心軸線L1と直交し且つ一対の平面部11a,11bの対向方向に延びる第2の直線Lbよりもヨーク11の長手方向の一端側(図2において右側)となる位置に配置されている。更に、一対のモータ側給電端子24は、ヨーク11の外周面よりも径方向内側となる位置に配置されている。また、一対のモータ側給電端子24は、ブラシホルダ21から減速部3側(図2において紙面手前側)に突出するように回転軸14の中心軸線L1方向に立設されており、ヨーク11の開口部から同ヨーク11の外部に突出している。更に、各モータ側給電端子24は、中心軸線L1方向から見ると、第1の直線Laと平行に設けられ、その厚さ方向が第2の直線Lbと平行をなしている。
図1に示すように、前記減速部3は、ギヤハウジング31と、該ギヤハウジング31内に収容された減速機構32とを有する。ギヤハウジング31において、モータ部2が固定される固定端部31a(図1において上側の端部)は、ヨーク11の開口部に対応した扁平形状(略長方形状)をなしている。そして、ギヤハウジング31は、フランジ部11cに軸方向から当接した固定端部31aが複数の螺子33(図1には1つのみ図示)にて同フランジ部11cに固定されることにより、ヨーク11に固定されている。尚、前記ブラシホルダ21は、該ブラシホルダ21におけるヨーク11の開口部から同ヨーク11の外部に突出した部分の外周縁部が固定端部31aとヨーク11とによって挟持されることによりモータ1の内部に保持されている。
ギヤハウジング31には、固定端部31aから軸方向に沿ってモータ部2と反対側に凹設されたクラッチ収容凹部31bが形成されている。ブラシホルダ21にて保持された一対の前記モータ側給電端子24(図2参照)は、回転軸14の中心軸線L1方向に沿ってこのクラッチ収容凹部31bの内部に突出している。また、ギヤハウジング31には、クラッチ収容凹部31bの底部から回転軸14の中心軸線L1方向に延びるウォーム軸収容部31cが凹設されている。更に、ギヤハウジング31には、ウォーム軸収容部31cの側方(図1において左側)に、ホイール収容部31dが凹設されている。このホイール収容部31dと前記ウォーム軸収容部31cとは、ウォーム軸収容部31cの軸方向(長手方向)の中央部で繋がっている。
前記ウォーム軸収容部31cには、略円柱状のウォーム軸34が収容されている。ウォーム軸34の軸方向の中央部には螺子歯状のウォーム部34aが形成されている。そして、ウォーム軸34は、ウォーム軸収容部31cの軸方向の両端部にそれぞれ配置された軸受35,36によってその軸方向の両端部が軸支されている。ウォーム軸収容部31c内のウォーム軸34は、軸受35,36にて軸支されることにより、前記回転軸14と同軸上に配置、即ち回転軸14の中心軸線L1とウォーム軸34の中心軸線L2とが一直線上となるように配置されている。
前記ホイール収容部31dには、ウォーム軸34のウォーム部34aと噛合する円板状のウォームホイール37が回転可能に収容されている。ウォームホイール37は、ウォーム軸34と共に減速機構32を構成している。また、ウォームホイール37の径方向の中央部には、同ウォームホイール37の軸方向(図1において紙面垂直方向)に延び同ウォームホイール37と一体回転する出力軸38が設けられている。この出力軸38には、車両のウインドガラスを昇降させるための公知のウインドレギュレータ(図示略)が駆動連結される。
前記クラッチ収容凹部31bの内部には、前記回転軸14とウォーム軸34とを連結するクラッチ39が収容されている。クラッチ39は、モータ1の駆動時には回転軸14の回転に伴って該回転軸14と一体回転して該回転軸14の回転をウォーム軸34に伝達する一方、モータ1の停止時にはウォーム軸34の回転を阻止してウォーム軸34から回転軸14に回転が伝達されないように作動する。
クラッチ39には、円環状のセンサマグネット40が外嵌されている。センサマグネット40は、クラッチ39に外嵌されることで回転軸14と同軸状に配置(即ち互いの中心軸線が一致するように配置)されている。そして、センサマグネット40は、回転軸14の回転に伴って中心軸線L1を回転中心として回転軸14と一体回転するクラッチ39と一体回転可能に設けられている。従って、センサマグネット40は、クラッチ39を介して電機子13に一体回転可能に取り付けられている。また、センサマグネット40には、N極とS極とが周方向に交互となるように4極以上の磁極が着磁されている。
また、前記ギヤハウジング31には、クラッチ収容凹部31bの外周側に、前記固定端部31aから中心軸線L2方向に沿ってモータ部2と反対側に凹設された挿入凹部31eが形成されている。挿入凹部31eは、前記ウォーム軸収容部31cに対して前記ホイール収容部31dが突出した方向と反対方向(図1において右方向)に径方向に沿って延びている。そして、挿入凹部31eの径方向内側の開口部は、クラッチ収容凹部31bの内周面に開口するとともに、同挿入凹部31eの径方向外側の開口部は、ギヤハウジング31の外周面に開口している。また、挿入凹部31eの軸方向の開口部(即ちモータ部2側に開口した開口部)は、フランジ部11cによって閉塞されている。そして、挿入凹部31eは、該挿入凹部31eの軸方向の開口部を閉塞したフランジ部11cと共に、クラッチ収容凹部31bの内部空間とギヤハウジング31の外部空間とを連通する連通路41を形成している。
前記コネクタ部4は、モータ部2及び減速部3に対して組み付けられるケース51と、該ケース51の内部に収容された制御装置61とを備えている。
ケース51は、略皿状をなすケース本体52と、該ケース本体52の開口部を閉塞するカバー53とから構成されている。ケース本体52及びカバー53は、何れも絶縁性の樹脂材料から形成されている。
ケース51は、略皿状をなすケース本体52と、該ケース本体52の開口部を閉塞するカバー53とから構成されている。ケース本体52及びカバー53は、何れも絶縁性の樹脂材料から形成されている。
図2に示すように、ケース本体52は、その幅(モータ部2及び減速部3に組み付けられた状態において第2の直線Lb方向の幅)が、ヨーク11の短手方向の幅(即ち第2の直線Lb方向の幅)と略等しく形成されている。図1に示すように、ケース本体52は、カバー53にて開口部が閉塞される第1収容部52aと、該第1収容部52aの底部に凹設された第2収容部52bとを備えている。そして、前記カバー53は、第1収容部52aの開口部(即ちケース本体52の開口部)を覆う略四角形の皿状をなしている。
ケース本体52の側壁には、有底四角筒状の外部接続部52cが該側壁と一体に形成されている。外部接続部52cは、ケース本体52の側壁から同ケース本体52の外部(図1において手前側)に突出している。また、外部接続部52cの底部には複数本の外部接続端子54が埋設されるとともに、外部接続部52cは、これらの外部接続端子54を保持している。各外部接続端子54は、導電性の金属材料から形成されて棒状をなすとともに、略L字状をなすように屈曲されている。また、各外部接続端子54の一端部は、外部接続部52cの底部からケース本体52の外部に露出している。一方、各外部接続端子54の他端部は、ケース本体52の内部に突出して第1収容部52a内に至るとともに第1収容部52aの底部と直交する方向に沿って延びている。尚、複数本の外部接続端子54のうち2本の外部接続端子54a,54bは、電機子13に電源を供給するためのものである。また、外部接続部52cは、エラストマからなる略円筒状の防水部材55によってその外周が囲繞されている。この防水部材55は、ケース本体52に一体成形されている。
前記第2収容部52bの底部には、筒状の挿入部52dが該第2収容部52bの底部と一体に形成されている。挿入部52dは、コネクタ部4がモータ部2及び減速部3に組み付けられた状態において、第2収容部52bの底部における回転軸14の中心軸線L1方向の両端部のうち減速部3側の端部から、第2収容部52bの底部と直交する方向に沿ってケース本体52の外部に突出している。そして、挿入部52dの内部空間を介して、第2収容部52bの内部空間とケース51の外部空間とが連通される。また、挿入部52dの先端部の形状は、前記連通路41の外側開口部41aの形状に対応した形状をなしている。
図3(a)乃至図3(c)に示すように、前記制御装置61は、長方形の板状をなす回路基板62と、回路基板62上に実装された複数の回路素子63と、回路基板62に接続される導通部材64とから構成されている。複数の回路素子63は、回路基板62に形成されたプリント配線(図示略)と共に電機子13の回転を制御するための制御回路を形成している。
回路基板62の短手方向の幅は、図2に示すように、ヨーク11の短手方向の幅より若干狭く形成されている。そして、回路基板62の厚さ方向の一端面は、複数の回路素子63が配置される平面状の載置面62aとなっており、同回路基板62の厚さ方向の他端面は平面状の接続面62bとなっている。
図3(a)乃至図3(c)に示すように、載置面62aにおける回路基板62の長手方向の略中央部には、複数の回路素子63の1つであるリレー65が配置されている。リレー65の4本の接続端子65aは、回路基板62の長手方向の略中央部に形成された孔状の4つのスルーホール62cに載置面62a側から挿通されるとともに、接続面62b側から半田付けが施されることにより回路基板62に電気的に接続されている。
また、回路基板62の長手方向の一端部(図3においては下側の端部)には、載置面62a上に一対の回転検出器67,68(第1の回転検出器67及び第2の回転検出器68)が実装されている。各回転検出器67,68は、本実施形態ではホールICである。一対の回転検出器67,68は、載置面62aにおける回路基板62の長手方向の一端部で、同回路基板62の短手方向に離間して並んでいる。そして、各回転検出器67,68は、回路基板62に電気的に接続されている。
また、接続面62b上には、一対の回転検出器67,68の裏側となる位置に補助磁束案内部材69が設けられている。補助磁束案内部材69は、強磁性体から形成されるとともに、四角形の板状をなしている。この補助磁束案内部材69は、一対の回転検出器67,68との間に回路基板62を挟むように接続面62b上に配置されている。従って、補助磁束案内部材69は、接続面62b上で一対の回転検出器67,68間に跨るように配置されている。そして、補助磁束案内部材69は、回路基板62の厚さ方向の他端側(即ち接続面62b側)で一対の回転検出器67,68間の磁束(前記センサマグネット40の磁束)の通路を形成する。
図4(a)乃至図4(d)に示すように、前記導通部材64は、一対の給電部材71,72と、3本の磁束案内部材81〜83と、これら一対の給電部材71,72及び3本の磁束案内部材81〜83を保持する保持部材91とから構成されている。
一対の給電部材71,72は導電性の金属板材から形成されている。各給電部材71,72は、略短冊状をなすとともに、その長手方向の一端部(図4(b)において左側の端部)には、二股状の弾性接続部73が形成されている。また、各給電部材71,72の長手方向の他端部(図4(b)において右側の端部)には、弾性接続部73と反対側に突出した基板接続部74が形成されている。基板接続部74は、給電部材71,72の長手方向の中央部よりもその幅が狭く形成されている。
3本の磁束案内部材81〜83は、強磁性体から形成されるとともに、細長い帯状をなしている。そして、3本の磁束案内部材81〜83の長手方向の長さは、前記給電部材71,72の長手方向の長さと略等しい長さに形成されている。
3本の磁束案内部材81〜83うち中央に配置された第1の磁束案内部材81は、直線状に延びるとともに、長手方向の一端から他端までその幅が一定に形成されている。第1の磁束案内部材81は、細長い帯状をなす延長部81aと、該延長部81aの長手方向の一端部(図4(b)において左側の端部)に形成されたマグネット側対向部81bと、該延長部81aの長手方向の他端部(図4(b)において右側の端部)に形成された検出器側対向部81cとから構成されている。延長部81aは直線状に延びている。また、マグネット側対向部81b及び検出器側対向部81cは、延長部81aに対して直角をなすように屈曲されるとともに、その先端が何れも同方向を向いている。
また、3本の磁束案内部材81〜83のうち残りの2本の磁束案内部材82,83、即ち、第1の磁束案内部材81の両側に配置される第2の磁束案内部材82と第3の磁束案内部材83とは、長手方向の一端から他端までその幅が一定に形成されている。第2の磁束案内部材82は、第1の磁束案内部材81と平行にほぼ直線的に延びる延長部82aと、該延長部82aの長手方向の一端部(図4(b)において左側の端部)に形成されたマグネット側対向部82bと、該延長部82aの長手方向の他端部(図4(b)において右側の端部)に形成された検出器側対向部82cとから構成されている。そして、マグネット側対向部82b及び検出器側対向部82cは、延長部82aに対して直角をなすように屈曲されるとともに、その先端が何れも同方向を向いている。また、第3の磁束案内部材83は、第2の磁束案内部材82と同様に、第1の磁束案内部材81と平行にほぼ直線的に延びる延長部83aと、該延長部83aの長手方向の一端部に形成されたマグネット側対向部83bと、該延長部83aの長手方向の他端部に形成された検出器側対向部83cとから構成されている。そして、マグネット側対向部83b及び検出器側対向部83cは、延長部83aに対して直角をなすように屈曲されるとともに、その先端が何れも同方向を向いている。
また、図4(b)に示すように、第2の磁束案内部材82の延長部82aにおける検出器側対向部82c側の端部は、第1の磁束案内部材81から離間するように屈曲されている。同様に、第3の磁束案内部材83の延長部82aにおける検出器側対向部83c側の端部は、第1の磁束案内部材81から離間するように屈曲されている。そして、第2の磁束案内部材82と第3の磁束案内部材83とは、第1の磁束案内部材81の両側で対称な形状をなしている。
また、図4(a)に示すように、第1〜第3の磁束案内部材81〜83のマグネット側対向部81b,82b,83bは、その長さ(延長部81a,82a,83a側の基端から先端までの長さ)が、前記センサマグネット40の軸方向の長さより若干短く形成されるとともに、互いに等しい長さに形成されている。そして、各マグネット側対向部81b,82b,83bの幅W1は、前記センサマグネット40に着磁された各磁極の周方向の幅よりも狭く形成されている。また、図4(a)乃至図4(d)に示すように、第1〜第3の磁束案内部材81〜83の検出器側対向部81c,82c,83cは、その長さ(延長部81a,82a,83a側の基端から先端までの長さ)が、マグネット側対向部81b,82b,83bの長さと等しく形成されている。
前記保持部材91は絶縁性の樹脂材料から形成されている。そして、保持部材91は、一対の前記給電部材71,72を保持する給電保持部92と、3本の磁束案内部材81〜83を保持するセンサ保持部93とから構成されている。
給電保持部92は略四角形の板状をなしている。給電保持部92は、互いに平行に配置された一対の給電部材71,72を、各給電部材71,72の厚さ方向と該給電保持部92の厚さ方向とが一致した状態で該給電保持部92の内部に埋設して保持している。詳しくは、給電保持部92は、一対の給電部材71,72の長手方向の略中央部から基板接続部74側の端部までの部分を内部に埋設している。従って、各給電部材71,72は、弾性接続部73及び基板接続部74が給電保持部92から突出して該給電保持部92の外部に露出している。また、図2に示すように、給電保持部92は、2つのモータ側給電端子24の配置間隔と給電部材71,72の弾性接続部73の配置間隔とが等しくなるように給電部材71,72の間隔を一定に維持した状態で該給電部材71,72を保持している。更に、図4(a)に示すように、給電保持部92は、給電部材71,72の厚さ方向の一方の側面及び他方の側面がそれぞれ同一平面内となるように該給電部材71,72を保持している。
図4(b)に示すように、給電保持部92における基板接続部74が突出した端部には、2つの基板接続部74間に、弾性接続部73側に凹む凹部92aが形成されている。この凹部92aは、給電保持部92を厚さ方向に貫通している。また、給電保持部92における基板接続部74が突出した端部には、2つの基板接続部74よりも外側(各基板接続部74に対して凹部92aと反対側)となる2箇所に、基板接続部74と同方向に突出した一対の支持突起92bが形成されている。各支持突起92bは、円柱状をなすとともに、その先端部は、先端に向かうに連れて直径が小さくなる円錐台形状をなしている。
図4(a)乃至図4(d)に示すように、前記センサ保持部93は、給電保持部92の厚さ方向の一端面(図4(a)において左側の端面)に一体に形成されている。図4(b)に示すように、センサ保持部93は、給電保持部92の厚さ方向から見ると、一対の給電部材71,72の間で該給電部材71,72の長手方向に沿って延びる略直方体状をなしている。そして、センサ保持部93は、一対の給電部材71,72に沿うように同一対の給電部材71,72の間で互いに平行に配置された3本の磁束案内部材81〜83を内部に埋設して保持している。詳しくは、センサ保持部93は、延長部81a,82a,83aの長手方向の両端部を除く部分を内部に埋設している。従って、3本の磁束案内部材81〜83は、延長部81a,82a,83aの長手方向の両端部、マグネット側対向部81b,82b,83b及び検出器側対向部81c,82c,83cが給電保持部92の長手方向の両端面から突出して給電保持部92の外部に露出している。尚、3本の磁束案内部材81〜83におけるセンサ保持部93内に埋設された部分は、互いに磁気的に絶縁されている。
導通部材64を給電保持部92の厚さ方向から見ると、第1の磁束案内部材81と一方の給電部材71との間に第2の磁束案内部材82が配置され、第1の磁束案内部材81と他方の給電部材72との間に第3の磁束案内部材83が配置されている。そして、センサ保持部93は、延長部81a,82a,83aにおける給電保持部92の厚さ方向の一方の側面及び他方の側面がそれぞれ同一平面内となるように3本の磁束案内部材81〜83を保持している。また、図4(a)及び図4(c)に示すように、センサ保持部93は、3つのマグネット側対向部81b,82b,83b及び3つの検出器側対向部81c,82c,83cにおける、給電保持部92の厚さ方向の位置が等しくなるように、3本の磁束案内部材81〜83を保持している。更に、センサ保持部93は、一対の給電部材71,72の並ぶ方向(図4(a)において上下方向)に沿って3つのマグネット側対向部81b,82b,83bが等間隔に並ぶとともに、一対の給電部材71,72の並ぶ方向に沿って3つの検出器側対向部81c,82c,83cが等間隔に並ぶように3本の磁束案内部材81〜83を保持している。また、図4(b)に示すように、センサ保持部93は、給電保持部92の厚さ方向から見ると、3つの検出器側対向部81c,82c,83cが、凹部92aの内側に配置されて給電保持部92における支持突起92bが形成された端面よりも凹部92aの底面側に位置するように磁束案内部材81〜83を保持している。そして、図2に示すように、センサ保持部93にて磁束案内部材81〜83が保持された状態において、隣り合うマグネット側対向部81b,82b,83b間の間隔D1は、センサマグネット40の外周面における各磁極の周方向の幅よりも若干広く、且つ3つのマグネット側対向部81b,82b,83bが周方向に並ぶ3つの磁極に同時にそれぞれ対向する(図5(a)に示す状態)ことができる間隔となっている。また、センサ保持部93にて磁束案内部材81〜83が保持された状態において、第1の磁束案内部材81の検出器側対向部81cの両側に配置された第2の磁束案内部材82の検出器側対向部82cと第3の磁束案内部材83の検出器側対向部83cとの配置間隔D2は、一対の前記回転検出器67,68の配置間隔D3と等しくなっている。そして、第1の磁束案内部材81の検出器側対向部81cは、第2の磁束案内部材82の検出器側対向部82c及び第3の磁束案内部材83の検出器側対向部83c間の中央に位置する。
尚、センサ保持部93における検出器側対向部81c,82c,83c側の長手方向の端部は、第2の磁束案内部材82の延長部82a及び第3の磁束案内部材83の延長部83aにおける第1の磁束案内部材81から離間するように屈曲された部分を埋設するために、センサ保持部93におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部に比べて幅(磁束案内部材81〜83の並ぶ方向の幅)が広く形成されている。
図3(c)に示すように、前記回路基板62における一対の回転検出器67,68よりも該回路基板62の長手方向の中央部寄りとなる部分には、回路基板62を貫通する一対の係合孔62dが形成されている。一対の係合孔62dは、前記導通部材64に設けられた一対の支持突起92b間の間隔と同じ間隔だけ回路基板62の幅方向に離間している。そして、各係合孔62dの内径は、支持突起92bの外径と略等しく形成されている。また、一対の係合孔62dの間には、回路基板62を貫通する一対のスルーホール62eが形成されている。一対のスルーホール62eは、給電保持部92にて保持された一対の給電部材71,72の2つの基板接続部74間の間隔と同じ間隔だけ回路基板62の幅方向に離間している。
図3(b)及び図3(c)に示すように、前記導通部材64は、載置面62a側から一対の支持突起92bを一対の係合孔62dに挿入しつつ、同じく載置面62a側から一対の給電部材71,72の基板接続部74を一対のスルーホール62eに挿入して、回路基板62に対して立設されている。そして、接続面62b側から各基板接続部74に半田付けが施されることにより、一対の給電部材71,72が回路基板62に電気的に接続されるとともに、導通部材64が回路基板62に対して固定されている。回路基板62に固定された導通部材64は、該導通部材64の厚さ方向と回路基板62の長手方向とが一致するとともに、回路基板62に対して直角をなすように立設されている。従って、一対の給電部材71,72及び3本の磁束案内部材81〜83は、回路基板62に対して直角をなすように延びている。また、3本の磁束案内部材81〜83は、保持部材91によって給電部材71,72と一体化されているため、一対の給電部材71,72が回路基板62に電気的に接続されて同回路基板62に固定されることで、保持部材91及び当該一対の給電部材71,72を介して回路基板62に対して支持されている。そして、図3(a)に示すように、回路基板62に対して支持された3本の磁束案内部材81〜83のうち第2の磁束案内部材82の検出器側対向部82cが第1の回転検出器67と回路基板62の厚さ方向に対向するとともに、第3の磁束案内部材83の検出器側対向部83cが第2の回転検出器68と回路基板62の厚さ方向に対向する。更に、図2に示すように、第1の磁束案内部材81は、一対(2つ)の回転検出器67,68の中間点Pを通り回路基板62と直交する直線Lcに沿って延びるとともに、その検出器側対向部81cは、前記中間点Pと回路基板62の厚さ方向に対向する。即ち、第1の磁束案内部材81の検出器側対向部81cは、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aにおける一対の回転検出器67,68の間の部分と対向する。また、導通部材64は、支持突起92bが係合孔62dに挿入されることにより、支持突起92bによって導通部材64の回路基板62に対する傾倒が抑制されている。
図1に示すように、上記のような制御装置61は、回路基板62の載置面62aが第1収容部52aの底部側を向くように、且つ第1収容部52aの底部と回路基板62とが平行をなすように前記ケース51の内部に収容されている。そして、複数の回路素子63のうちリレー65を含むいくつかの回路素子63は、第1収容部52aから第2収容部52b内に突出している。また、導通部材64は、前記挿入部52dを貫通し、一対の給電部材71,72の弾性接続部73及び3本の磁束案内部材81〜83におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部がケース51の外部に突出している。また、図1及び図3(c)に示すように、複数の外部接続端子54におけるケース本体52の内部に配置された端部は、回路基板62におけるスルーホール62cとスルーホール62eとの間の部分に形成された複数のスルーホール62fにそれぞれ挿入されるとともに、半田によって回路基板62と電気的に接続されている。そして、図1及び図3(a)に示すように、給電用の外部接続端子54a,54bは、回路基板62を介して一対の給電部材71,72と電気的に接続されている。
図1及び図2に示すように、前記コネクタ部4は、導通部材64における挿入部52dからケース51の外部に突出した部分(即ち一対の給電部材71,72の弾性接続部73、3本の磁束案内部材81〜83におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部及びセンサ保持部93におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部)を外側開口部41aから連通路41に挿入しつつ、挿入部52dの先端部を外側開口部41aから連通路41に差し込むことにより、モータ部2及び減速部3に対して組み付けられている。そして、外側開口部41aは、挿入部52dが連通路41に差し込まれることによりケース51によって閉塞されている。
また、挿入部52dが連通路41に差し込まれるまで導通部材64が連通路41に差し込まれると、図2に示すように、二股状の各弾性接続部73に対してそれぞれモータ側給電端子24が差し込まれる。これにより、一対の給電部材71,72と一対のモータ側給電端子24とがそれぞれ電気的に接続される。尚、給電部材71,72は、回転軸14の中心軸線L1方向から見てヨーク11の内側でモータ側給電端子24と電気的に接続されることにより、電機子13と電気的に接続される。また、図1及び図2に示すように、挿入部52dが連通路41に差し込まれるまで導通部材64が連通路41に差し込まれると、3本の磁束案内部材81〜83のマグネット側対向部81b,82b,83bがセンサマグネット40の外周面と対向する。詳しくは、3本の磁束案内部材81〜83のマグネット側対向部81b,82b,83bは、回転軸14の中心軸線L1方向から見てヨーク11の内側でセンサマグネット40の外周面と対向する。また、3つのマグネット側対向部81b,82b,83bは、センサマグネットの外周面における回路基板62側の180°の範囲内でセンサマグネット40の外周面と対向する。従って、3本の磁束案内部材81〜83は、センサマグネット40と一対の回転検出器67,68との間に介在されてセンサマグネット40と回転検出器67,68との間の磁束(センサマグネット40から出る磁束)の通路を形成する。そして、3本の磁束案内部材81〜83は、センサマグネット40に対するマグネット側対向部81b,82b,83bの対向位置に応じた磁束を回転検出器67,68に伝達する。回転検出器67,68は、3本の磁束案内部材81〜83を介してセンサマグネット40の回転に伴う磁束変化を検出することができる。そして、回転検出器67,68は、センサマグネット40の回転に伴う磁束変化を検出し、検出した磁束変化に応じたパルス信号を出力する。尚、第1の回転検出器67が出力するパルス信号を第1の出力信号とし、第2の回転検出器68が出力するパルス信号を第2の出力信号とする。
図1及び図2に示すように、モータ部2及び減速部3に組み付けられたコネクタ部4においては、回路基板62は、回転軸14の中心軸線L1方向と平行に且つ載置面62aが電機子13側を向くように配置されている。また、回路基板62は、その短手方向が、ヨーク11の短手方向(一対の平面部11a,11bの対向方向に同じ)と一致するとともに、その長手方向が回転軸14の中心軸線L1方向と一致するように配置されている。そして、3本の磁束案内部材81〜83は、回転軸14の中心軸線L1方向と直交する方向(図2において第1の直線Laと平行な方向)に延びている。詳しくは、延長部81a,82a,83aは、回転軸14の中心軸線L1と直交する一方向(第2の直線Lb方向)から見ると、中心軸線L1方向と直交するように直線状に延びている。また、3本の磁束案内部材81〜83は、回転軸14の中心軸線L1方向の位置が互いに等しい。更に、同コネクタ部4において、挿入部52dは、第2収容部52bの底部における回転軸14の中心軸線L1方向の一端部に形成されている。そのため、第2収容部52bの底部における回転軸14の中心軸線L1方向の一端部が減速部3側、且つ第2収容部52bの底部における回転軸14の中心軸線L1方向の他端部がヨーク11の底部側となるように挿入部52dを連通路41に差し込んでコネクタ部4をモータ部2及び減速部3に組み付けることにより、コネクタ部4を減速部3ではなくモータ部2と隣り合うように配置することができる。更に、同コネクタ部4の外部接続部52cは、コネクタ部4がヨーク11及びギヤハウジング31に組み付けられた状態において、回転軸14の中心軸線L1と直交する方向であってヨーク11の一対の平面部11a,11bの対向方向(即ち前記第2の直線Lb方向)にケース本体52の側壁から突出している。この外部接続部52cに、電気信号の入力・出力や給電を行うための外部コネクタ(図示略)が接続されると、複数の外部接続端子54が外部コネクタに電気的に接続されるようになっている。
尚、本実施形態のモータ1を製造する際には、まず、互いに組付けられたモータ部2及び減速部3に対して、外側開口部41aから連通路41に挿入部52dを差し込んでケース本体52を組み付ける。その後、ケース本体52の開口部からケース本体52の内部に導通部材64を挿入し、更に、一対の給電部材71,72の弾性接続部73及び3本の磁束案内部材81〜83におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部が挿入部52dから連通路41を通ってクラッチ収容凹部31b内に達するまで導通部材64を差し込む。それに伴って、一対の給電部材71,72の弾性接続部73に一対のモータ側給電端子24がそれぞれ差し込まれて電気的に接続されるとともに、3つの検出器側対向部81cがセンサマグネット40の外周面に対向する。その後、リレー65をケース本体52の内部に固定する。尚、リレー65は、導通部材64をケース本体52に差し込む前にケース本体52の内部に固定してもよい。その後、載置面62aが第1収容部52aの底面と対向するように、ケース本体52の開口部から回路基板62を同ケース本体52の内部に配置する。このとき、図1及び図3(a)乃至図3(c)に示すように、リレー65の4本の接続端子65aが4つのスルーホール62cに挿通されるとともに、一対の支持突起92bが一対の係合孔62dに挿通され、更に、一対の基板接続部74が一対のスルーホール62eに挿通される。更に、複数の外部接続端子54が複数のスルーホール62fに挿通される。その後、回路基板62の接続面62bがフロー半田槽に浸漬されることにより、リレー65の4本の接続端子65a、一対の基板接続部74及び複数の外部接続端子54が半田によって回路基板62に電気的に接続される。その後、ケース本体52の開口部がカバー53にて閉塞されてモータ1が完成する。そして、モータ1は、ギヤハウジング31が車両側の取付け箇所に固定されることにより車両に固定される。
次に、本実施形態のモータ1の作用を説明する。
図1及び図2に示すように、外部コネクタからコネクタ部4の外部接続端子54a,54bに供給された電源は、給電部材71,72、モータ側給電端子24及びピッグテール25を介してブラシ23に供給される。そして、ブラシ23に供給された電源は、整流子17を介してコイル16に供給される。その結果、電機子13(回転軸14)が回転駆動され、回転軸14の回転は、クラッチ39を介してウォーム軸34に伝達されるとともに、ウォーム部34a及びウォームホイール37にて減速されて出力軸38から出力される。すると、出力軸38の回転方向に応じて、該出力軸38に連結されたウインドレギュレータを介してウインドガラスが下降若しくは上昇される。
図1及び図2に示すように、外部コネクタからコネクタ部4の外部接続端子54a,54bに供給された電源は、給電部材71,72、モータ側給電端子24及びピッグテール25を介してブラシ23に供給される。そして、ブラシ23に供給された電源は、整流子17を介してコイル16に供給される。その結果、電機子13(回転軸14)が回転駆動され、回転軸14の回転は、クラッチ39を介してウォーム軸34に伝達されるとともに、ウォーム部34a及びウォームホイール37にて減速されて出力軸38から出力される。すると、出力軸38の回転方向に応じて、該出力軸38に連結されたウインドレギュレータを介してウインドガラスが下降若しくは上昇される。
また、モータ1の駆動中には、センサマグネット40が電機子13と一体回転する。センサマグネット40の回転に伴う磁束変化は、3本の磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69を通じて一対の回転検出器67,68に伝達される。そして、回転検出器67,68は、センサマグネット40の回転に伴う磁束変化を検出し、検出した磁束変化に応じた第1の出力信号及び第2の出力信号を出力する。
ここで、図5及び図6を参照して、3本の磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69による一対の回転検出器67,68へのセンサマグネット40の磁束の伝達について詳述する。尚、図5及び図6に図示した丸で囲んだ数字(1〜12)は、図7に図示した丸で囲んだ数字(1〜12)と対応している。また、図5及び図6において、センサマグネット40の回転方向を表す矢印αを除く矢印は磁束の流れを表している。そして、矢印の太さは、磁束量の多さを表している。破線の矢印、中線の実線の矢印、太線の実線の矢印の順に磁束量が多くなっていく。
図5(a)に示すように、第1の磁束案内部材81(マグネット側対向部81b)がセンサマグネット40のN極の周方向の中央部と対向するときには、第2の磁束案内部材82(マグネット側対向部82b)及び第3の磁束案内部材83(マグネット側対向部83b)は、第1の磁束案内部材81が対向するN極の周方向の両側のS極にそれぞれ対向する。従って、第1の磁束案内部材81と対向するN極から出た磁束が、マグネット側対向部81bから検出器側対向部81cの方へ該第1の磁束案内部材81内を流れた後、回路基板62を横切って補助磁束案内部材69に流れ込む。そして、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち一部の磁束は、補助磁束案内部材69から第1の回転検出器67を通って第2の磁束案内部材82へ流れ込み、第2の磁束案内部材82と対向するS極へと流れる。また、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち残りの磁束は、補助磁束案内部材69から第2の回転検出器68を通って第3の磁束案内部材83へ流れ込み、第3の磁束案内部材83と対向するS極へと流れる。
そして、図5(a)に示す状態から図5(b)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第2の磁束案内部材82は、図5(a)において第1の磁束案内部材81と対向していたN極と第2の磁束案内部材82と対向していたS極との境界部分と対向する。従って、第1の磁束案内部材81と対向するN極から出た磁束は、第1の磁束案内部材81を通って回路基板62を横切り補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが第2の回転検出器68を通って第3の磁束案内部材83へ流れ込み、第3の磁束案内部材83と対向するS極へと流れる。
そして、図5(b)に示す状態から図5(c)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81と第2の磁束案内部材82とが、図5(b)において第1の磁束案内部材81と対向していたN極と対向する。一方、第3の磁束案内部材83は、第1の磁束案内部材81及び第2の磁束案内部材82が対向するN極の隣のS極と対向する。従って、第1の磁束案内部材81及び第2の磁束案内部材82が対向するN極から出た磁束は、その一部が第2の磁束案内部材82及び第1の回転検出器67を通って補助磁束案内部材69に流れ込むとともに、また別の一部が第1の磁束案内部材81を通って補助磁束案内部材69に流れ込む。そして、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束は、第2の回転検出器68を通って第3の磁束案内部材83へ流れ込み、第3の磁束案内部材83と対向するS極へと流れる。
そして、図5(c)に示す状態から図5(d)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81が、図5(c)において該第1の磁束案内部材81が対向していたN極と第3の磁束案内部材83が対向していたS極との境界部分と対向する。そして、第2の磁束案内部材82及び第3の磁束案内部材83は、図5(c)において対向していたN極及びS極とそれぞれ対向する。従って、第2の磁束案内部材82と対向するN極から出た磁束は、第2の磁束案内部材82及び第1の回転検出器67を通って補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが第2の回転検出器68を通って第3の磁束案内部材83へ流れ込み、第3の磁束案内部材83と対向するS極へと流れる。
そして、図5(d)に示す状態から図5(e)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81と第3の磁束案内部材83とが、図5(d)において第3の磁束案内部材83と対向していたS極と対向する。一方、第2の磁束案内部材82は、第1の磁束案内部材81及び第3の磁束案内部材83が対向するS極の隣のN極と対向する。従って、第2の磁束案内部材82と対向するN極から出た磁束は、第2の磁束案内部材82及び第1の回転検出器67を通って補助磁束案内部材69に流れ込む。そして、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち一部の磁束は、補助磁束案内部材69から回路基板62を横切って第1の磁束案内部材81へ流れ込み、第1の磁束案内部材81と対向するS極へと流れる。また、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち残りの磁束は、補助磁束案内部材69から第2の回転検出器68を通って第3の磁束案内部材83へ流れ込み、第3の磁束案内部材83と対向するS極へと流れる。
そして、図5(e)に示す状態から図5(f)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第3の磁束案内部材83は、図5(e)において該第3の磁束案内部材83と対向していたS極と該S極に対してセンサマグネット40の回転方向の後方側に位置するN極との境界部分と対向する。従って、第2の磁束案内部材82と対向するN極から出た磁束は、第2の磁束案内部材82及び第1の回転検出器67を通って補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが回路基板62を横切って第1の磁束案内部材81へ流れ込み、第1の磁束案内部材81と対向するS極へと流れる。
そして、図5(f)に示す状態から図6(a)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81は、図5(f)において対向していたS極の周方向の中央部と対向する。また、第2の磁束案内部材82及び第3の磁束案内部材83は、第1の磁束案内部材81が対向するS極の周方向の両側のN極にそれぞれ対向する。従って、第2の磁束案内部材82と対向するN極から出た磁束が第2の磁束案内部材82及び第1の回転検出器67を通って補助磁束案内部材69に流れ込むとともに、第3の磁束案内部材83と対向するN極から出た磁束が第3の磁束案内部材83及び第2の回転検出器68を通って補助磁束案内部材69に流れ込む。補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束は、回路基板62を横切って第1の磁束案内部材81へ流れ込み、第1の磁束案内部材81と対向するS極へと流れる。
そして、図6(a)に示す状態から図6(b)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第2の磁束案内部材82は、図6(a)において第1の磁束案内部材81と対向していたS極と第2の磁束案内部材82と対向していたN極との境界部分と対向する。従って、第3の磁束案内部材83と対向するN極から出た磁束は、第3の磁束案内部材83及び第2の回転検出器68を通って補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが回路基板62を横切って第1の磁束案内部材81へ流れ込み、第1の磁束案内部材81と対向するS極へと流れる。
そして、図6(b)に示す状態から図6(c)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81と第2の磁束案内部材82とが、図6(b)において第1の磁束案内部材81と対向していたS極と対向する。一方、第3の磁束案内部材83は、第1の磁束案内部材81及び第2の磁束案内部材82が対向するS極の隣のN極と対向する。従って、第3の磁束案内部材83と対向するN極から出た磁束は、第3の磁束案内部材83及び第2の回転検出器68を通って補助磁束案内部材69に流れ込む。そして、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち一部の磁束は、補助磁束案内部材69から回路基板62を横切って第1の磁束案内部材81へ流れ込み、第1の磁束案内部材81と対向するS極へと流れる。また、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束のうち残りの磁束は、補助磁束案内部材69から第1の回転検出器67を通って第2の磁束案内部材82へ流れ込み、第2の磁束案内部材82と対向するS極へと流れる。
そして、図6(c)に示す状態から図6(d)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81が、図6(c)において該第1の磁束案内部材81が対向していたS極と第3の磁束案内部材83が対向していたN極との境界部分と対向する。そして、第2の磁束案内部材82及び第3の磁束案内部材83は、図6(c)において対向していたS極及びN極とそれぞれ対向する。従って、第3の磁束案内部材83と対向するN極から出た磁束は、第3の磁束案内部材83及び第2の回転検出器68を通って補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが第1の回転検出器67を通って第2の磁束案内部材82へ流れ込み、第2の磁束案内部材82と対向するS極へと流れる。
そして、図6(d)に示す状態から図6(e)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第1の磁束案内部材81と第3の磁束案内部材83とが、図6(d)において第3の磁束案内部材83と対向していたN極と対向する。一方、第2の磁束案内部材82は、第1の磁束案内部材81及び第3の磁束案内部材83が対向するS極の隣のS極と対向する。従って、第1の磁束案内部材81及び第3の磁束案内部材83が対向するN極から出た磁束は、その一部が第3の磁束案内部材83及び第2の回転検出器68を通って補助磁束案内部材69に流れ込むとともに、また別の一部が第1の磁束案内部材81を通って補助磁束案内部材69に流れ込む。そして、補助磁束案内部材69に流れ込んだ磁束は、第1の回転検出器67を通って第2の磁束案内部材82へ流れ込み、第2の磁束案内部材82と対向するS極へと流れる。
そして、図6(e)に示す状態から図6(f)に示す状態となるまでセンサマグネット40が矢印α方向に回転すると、第3の磁束案内部材83は、図6(e)において該第3の磁束案内部材83と対向していたN極と該N極に対してセンサマグネット40の回転方向の後方側に位置するS極との境界部分と対向する。従って、第1の磁束案内部材81と対向するN極から出た磁束は、第1の磁束案内部材81を通って補助磁束案内部材69に流れ込んだ後、その殆どが第1の回転検出器67を通って第2の磁束案内部材82へ流れ込み、第2の磁束案内部材82と対向するS極へと流れる。
以後、センサマグネット40の回転に伴って、図5(a)乃至図5(f)及び図6(a)乃至図6(f)に示す状態が順に繰り返される。そして、第1の回転検出器67は、図7(a)に示すようにセンサマグネット40の磁束を検出する。そして、第1の回転検出器67は、検出した磁束に応じて、図7(c)に示すような第1の出力信号を出力する。また、第2の回転検出器68は、図7(b)に示すようにセンサマグネット40の磁束を検出する。そして、第2の回転検出器68は、検出した磁束に応じて、図7(d)に示すような第2の出力信号を出力する。制御装置61は、第1の出力信号及び第2の出力信号に基づいて、電機子13(回転軸14)の回転方向、回転速度(回転数)、回転位置等の電機子13の回転情報を検出する。そして、制御装置61は、検出した電機子13の回転情報に基づいて、モータ部2への電源の供給を制御する。
尚、図5及び図6におけるセンサマグネット40の回転方向(即ち矢印α方向)と反対方向にセンサマグネット40が回転された場合においても同様に、磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69によって形成される磁気回路をセンサマグネット40の磁束が流れることにより、一対の回転検出器67,68によってセンサマグネット40の回転に伴う磁束変化が検出される。
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)回路基板62の厚さ方向の他端側(即ち接続面62b側)に補助磁束案内部材69が設けられている。そのため、複数の磁束案内部材81〜83は、回路基板62の厚さ方向の一端側(即ち載置面62a側)で回転検出器67,68と対向する第2及び第3の磁束案内部材82,83と、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように回路基板62の厚さ方向の一端面(即ち載置面62a)と対向する第1の磁束案内部材81とがあれば、複数の磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69によってセンサマグネット40の磁束を2つの回転検出器67,68に導くことができる。従って、センサマグネット40から回路基板62の厚さ方向の他端側(即ち接続面62b側)まで回り込む形状の磁束案内部材を設けなくてもよい。その結果、複数の磁束案内部材81〜83の配置に要するスペースを狭くすることができるとともに、磁束案内部材81〜83の形状が複雑化されることを抑制することができる。
(1)回路基板62の厚さ方向の他端側(即ち接続面62b側)に補助磁束案内部材69が設けられている。そのため、複数の磁束案内部材81〜83は、回路基板62の厚さ方向の一端側(即ち載置面62a側)で回転検出器67,68と対向する第2及び第3の磁束案内部材82,83と、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように回路基板62の厚さ方向の一端面(即ち載置面62a)と対向する第1の磁束案内部材81とがあれば、複数の磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69によってセンサマグネット40の磁束を2つの回転検出器67,68に導くことができる。従って、センサマグネット40から回路基板62の厚さ方向の他端側(即ち接続面62b側)まで回り込む形状の磁束案内部材を設けなくてもよい。その結果、複数の磁束案内部材81〜83の配置に要するスペースを狭くすることができるとともに、磁束案内部材81〜83の形状が複雑化されることを抑制することができる。
(2)回路基板62に電気的に接続される給電部材71,72、同回路基板62の載置面62a側で回転検出器67,68に対向する磁束案内部材82,83、及び補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向する磁束案内部材81が一体的に構成されている。そして、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83の両部材は、軸方向から見て回路基板62側からヨーク11の内側となる場所まで延びるものである。即ち、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83の両部材は、回路基板62側の端部と、軸方向から見てヨーク11の内側に位置する端部(電機子13側の端部)とが類似した位置に配置される。従って、給電部材71,72に沿うように磁束案内部材81〜83を該給電部材71,72に一体化することで、給電部材71,72と磁束案内部材81〜83とをそれぞれ分けて別々に配置する場合に比べて、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83の配置に要するスペースを狭くすることが可能となる。また、磁束案内部材81〜83を支持するための部材を別途設けなくてもよいため、モータ1の内部構造が複雑化されることが抑制される。
(3)回路基板62は、回転検出器67,68が配置された載置面62aが電機子13側を向くように且つ回転軸14の中心軸線L1(電機子13の回転軸線)と平行に配置されている。また、センサマグネット40は、電機子13に一体回転可能に取り付けられている。従って、磁束案内部材81〜83は、回転軸14の中心軸線L1方向と直交する方向に沿って延びることにより、センサマグネット40と回転検出器67,68との間に介在されることができる。従って、磁束案内部材81〜83をより簡単な形状とすることができる。また、回路基板62を、回転軸14の中心軸線L1と平行に配置することにより、回転軸14の中心軸線L1と直交する方向のモータ1の大型化が抑制されている。そして、回転軸14の中心軸線L1と直交する方向のモータ1の大型化を抑制するように配置された当該回路基板62の接続面62b上に補助磁束案内部材69を配置することにより、補助磁束案内部材69を設けたことによるモータ1の大型化が抑制される。
(4)2つの回転検出器67,68の中間点Pを通り回路基板62と直交する直線Lc上を延びる第1の磁束案内部材81は、一対の回転検出器67,68とそれぞれ対向する第2の磁束案内部材82及び第3の磁束案内部材83のほぼ中間位置に配置されることになる。従って、3本の磁束案内部材81〜83及び補助磁束案内部材69によって一対の回転検出器67,68に導かれる磁束のバランスが良好となる。その結果、一対の回転検出器67,68による電機子13の回転位置の検出精度を高めることができる。
(5)円環状のセンサマグネット40は、4極以上の磁束が着磁されている。そのため、3本の磁束案内部材81〜83は、センサマグネット40の全周を囲むように該センサマグネット40と対向しなくとも、センサマグネット40の外周面における回路基板62側の180°の範囲内で該センサマグネット40の外周面と対向することで、電機子13の回転方向を検出するためのセンサマグネット40の回転に伴う磁束の変化を回転検出器67,68に伝達することができる。従って、磁束案内部材81〜83におけるマグネット側対向部81b,82b,83b側の端部の形状が複雑化されることを抑制できる。その結果、磁束案内部材81〜83の形状が複雑化されることをより抑制することができるとともに、複数の磁束案内部材81〜83の配置に要するスペースをより狭くすることができる。
(6)導通部材64を回転軸14の中心軸線L1方向から見ると、離間して配置された一対のモータ側給電端子24に合わせて離間して配置された給電部材71,72の間に3本の磁束案内部材81〜83が配置されている。そのため、例えば、回転軸14の中心軸線L1方向から見て、給電部材71,72の外側に3本の磁束案内部材81〜83が配置される場合に比べて、磁束案内部材81〜83の形状が複雑化されることを抑制できるとともに、導通部材64の大型化を抑制できる。
(7)給電部材71,72と磁束案内部材81〜83とは、絶縁性の樹脂材料からなる保持部材91によって一体化されているため、保持部材91によって給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83の互いの間隔が一定に維持されている。従って、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83間の間隔を狭くしても、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83が接触することが抑制される。そのため、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83間の間隔を狭くすることが可能である。そして、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83間の間隔を狭くすると、給電部材71,72及び磁束案内部材81〜83の配置に要するスペースを更に狭くすることができる。
(8)例えば、電機子13への給電を行うための制御回路が形成された回路基板と、電機子13の回転情報を検出するための回路が形成された回路基板との2つの回路基板をモータ1に備える場合には、2つの回路基板を電気的に接続する配線が必要となるため、モータ1の組付けが煩雑となる。本実施形態の回路基板62には、電機子13への給電を行うための制御回路と、電機子13の回転情報を検出するための回路との両方が形成されている。従って、モータ1の組付け作業を容易に行うことができる。
(9)モータ1は、ギヤハウジング31が車両側の取付け箇所に固定されることにより車両に固定されるものであるため、車両によってギヤハウジング31の形状が変更されることがある。本実施形態のモータ1においては、コネクタ部4は、減速部3ではなくモータ部2と隣り合うように配置されている。従って、モータ部2及びコネクタ部4の形状を変更することなく、ギヤハウジング31の形状を変更することが可能である。そして、モータ部2及びコネクタ部4の形状を変更することなくギヤハウジング31の形状のみを変更することで、様々な車両にモータ1を取り付けることができる。
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、第1の磁束案内部材81は、2つの回転検出器67,68の中間点Pを通り回路基板62と直交する直線Lcに沿って延びている。しかしながら、第1の磁束案内部材81は、その検出器側対向部81cが補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向するのであれば、直線Lcからずれた位置に設けられてもよい。
・上記実施形態では、第1の磁束案内部材81は、2つの回転検出器67,68の中間点Pを通り回路基板62と直交する直線Lcに沿って延びている。しかしながら、第1の磁束案内部材81は、その検出器側対向部81cが補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向するのであれば、直線Lcからずれた位置に設けられてもよい。
・上記実施形態では、モータ1は、一対の回転検出器67,68を備えているが、3つ以上の回転検出器を備えてもよい。また、回転検出器の数に応じて、磁束案内部材81〜83の数を変更してもよい。但し、複数の磁束案内部材は、回路基板62の載置面62a側で回転検出器と対向する磁束案内部材と、補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向する磁束案内部材とからなる。
・上記実施形態では、回路基板62は、回転軸14の中心軸線L1と平行に且つ載置面62aが電機子13側を向くように配置されている。しかしながら、回路基板62の配置の態様はこれに限らない。例えば、回路基板62は、回転軸14の中心軸線L1方向と直交するように配置されてもよい。また、回路基板62は、接続面62bが電機子13側を向くように配置されてもよい。
・上記実施形態では、3本の磁束案内部材81〜83は、回転軸14の中心軸線L1方向と直交する方向(図2において第1の直線Laと平行な方向)に延びている。しかしながら、磁束案内部材81〜83は、マグネット側対向部81b,82b,83bがセンサマグネット40と対向し、検出器側対向部82c,83cが回転検出器67,68と対向し、更に検出器側対向部81cが補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向するのであれば、回転軸14の中心軸線L1方向と直交する方向と異なる方向に延びていてもよい。
・上記実施形態では、補助磁束案内部材69は、接続面62b上に配置されている。しかしながら、補助磁束案内部材69は、回転検出器67,68との間に回路基板62を挟むように回路基板62の接続面62b側に配置され、接続面62b側で回転検出器67,68間の磁束の通路を形成するものであればよい。従って、補助磁束案内部材69は、回路基板62の接続面62b側で回転検出器67,68との間に回路基板62を挟むように接続面62bから離間して配置されてもよい。
・上記実施形態では、給電部材71,72と磁束案内部材81〜83とが保持部材91によって一体化されている。しかしながら、給電部材71,72と磁束案内部材81〜83とは一体化されず、別々に配置されてもよい。
・上記実施形態では、給電部材71,72は、回転軸14の中心軸線L1方向から見てヨーク11の内側でモータ側給電端子24に電気的に接続されているが、ヨーク11の外側でモータ側給電端子24と電気的に接続されてもよい。この場合には、モータ側給電端子24がヨーク11の外側まで延出される。
・第1の磁束案内部材81は、センサマグネット40と対向し且つ補助磁束案内部材69との間に回路基板62を挟むように載置面62aと対向するのであれば、上記実施形態の形状に限らない。また、第2の磁束案内部材82及び第3の磁束案内部材83は、センサマグネット40と対向し且つ回路基板62の載置面62a側で回転検出器67,68と対向するのであれば、上記実施形態の形状に限らない。例えば、マグネット側対向部81b,82b,83bと延長部81a,82a,83aとが異なる幅に形成されてもよい。
・上記実施形態では、補助磁束案内部材69は、四角形の板状をなしている。しかしながら、補助磁束案内部材69の形状はこれに限らない。補助磁束案内部材69は、例えば、円形の板状、多角形の板状、直方体状等であってもよい。
・上記実施形態では、補助磁束案内部材69は強磁性体から形成されている。しかしながら、補助磁束案内部材69は、磁性体から形成されるのであれば、必ずしも強磁性体から形成されなくてもよい。
・上記実施形態では、磁束案内部材81〜83は強磁性体から形成されている。しかしながら、磁束案内部材81〜83は、磁性体から形成されるのであれば、必ずしも強磁性体から形成されなくてもよい。
・上記実施形態では、モータ1は、パワーウインド装置の駆動源として用いられているが、パワーウインド装置以外の装置の駆動源として用いられてもよい。例えば、車両用ワイパを駆動するワイパ装置の駆動源として用いられてもよい。
11…ヨークハウジング、13…回転子としての電機子、14…回転軸、40…センサマグネット、62…回路基板、62a…回路基板の厚さ方向の一端面としての載置面、62b…回路基板の厚さ方向の他端面としての接続面、67…回転検出器としての第1の回転検出器、68…回転検出器としての第2の回転検出器、69…補助磁束案内部材、71,72…給電部材、81…磁束案内部材としての第1の磁束案内部材、82…磁束案内部材としての第2の磁束案内部材、83…磁束案内部材としての第3の磁束案内部材、L1…回転子の回転軸線としての回転軸の中心軸線、Lc…直線、P…中間点。
Claims (5)
- 回転子に一体回転可能に取り付けられたセンサマグネットと、
前記回転子の回転を制御するための制御回路が形成された回路基板と、
前記回路基板に実装されて前記センサマグネットの回転に伴う磁束変化を検出する複数の回転検出器と、
磁性体からなり前記センサマグネットと前記回転検出器との間に介在されて前記センサマグネットと前記回転検出器との間の磁束の通路を形成する複数の磁束案内部材と、
を備えたモータにおいて、
複数の前記回転検出器は、前記回路基板の厚さ方向の一端面上に配置され、
複数の前記回転検出器との間に前記回路基板を挟むように前記回路基板の厚さ方向の他端側に配置され、前記回路基板の厚さ方向の他端側で複数の前記回転検出器間の磁束の通路を形成する磁性体からなる補助磁束案内部材を備え、
前記磁束案内部材には、前記回路基板の厚さ方向の一端側で前記回転検出器と対向する磁束案内部材と、前記補助磁束案内部材との間に前記回路基板を挟むように前記回路基板の厚さ方向の一端面と対向する磁束案内部材とがあることを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記回転子が内部に配置されるヨークハウジングと、
前記回路基板に電気的に接続されるとともに前記回転子の回転軸線方向から見て前記ヨークハウジングの内側で前記回転子と電気的に接続されて前記回転子に電源を供給するための導電性の給電部材と、を備え、
前記磁束案内部材は、前記回転子の回転軸線方向から見て前記ヨークハウジングの内側で前記センサマグネットと対向するとともに前記給電部材に沿うように前記給電部材と一体的に構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項1又は請求項2に記載のモータにおいて、
前記回路基板は、前記回転子の回転軸線と平行に且つその厚さ方向の一端面が前記回転子側を向くように配置され、
前記磁束案内部材は、前記回転子の回転軸線方向と直交する方向に沿って延び、
前記補助磁束案内部材は、前記回路基板の厚さ方向の他端面上に配置されていることを特徴とするモータ。 - 請求項3に記載のモータにおいて、
前記回転検出器を一対備え、
一対の前記回転検出器のうち一方の前記回転検出器に対向する1つの前記磁束案内部材と、他方の前記回転検出器に対向する1つの前記磁束案内部材と、2つの前記回転検出器の中間点を通り前記回路基板と直交する直線上を延びる前記磁束案内部材との3つの前記磁束案内部材を備えていることを特徴とするモータ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記センサマグネットは、円環状をなし前記回転子の回転軸と同軸状に配置されるとともに周方向に4極以上の磁極が着磁されており、
複数の前記磁束案内部材は、前記センサマグネットの外周面における前記回路基板側の180°の範囲内で前記センサマグネットの外周面と対向することを特徴とするモータ。
Priority Applications (1)
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JP2011277437A JP2013128377A (ja) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | モータ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102016003993A1 (de) | 2015-07-27 | 2017-02-02 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Anordnung zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit eines bewegbaren Teils |
JP2020165914A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ミネベアミツミ株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
-
2011
- 2011-12-19 JP JP2011277437A patent/JP2013128377A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020165914A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ミネベアミツミ株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
JP7303655B2 (ja) | 2019-03-29 | 2023-07-05 | ミネベアミツミ株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
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