JP2014003747A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑えることができるモータを提供する。
【解決手段】制御回路部材２６は、回転軸１３に一体回転可能に設けられた検出用マグネット３４と対向配置される回転検出素子３３が実装された第１基板３１と、第１基板３１と電気的に接続された第２基板３２と、第１基板３１及び第２基板３２を支持する基板支持部材３０とを備え、第２基板３２が第１基板３１の板面３１ｂと対向するように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用のパワーウインドウ装置等に用いられるモータに関するものである。

従来、例えば特許文献１のモータは、回転軸を有するモータ本体にギヤハウジングが組み付けられており、そのギヤハウジング内には、回転軸の回転を減速出力する減速ギヤと、回転軸の回転を制御する制御回路部材を備えている。

特開２０１０−１６６６８０号公報

近年、モータ制御の多機能化に伴って、制御回路部材の基板に搭載する電気部品の量が増加傾向にあるため、基板が大型化してしまい、その基板を収容するギヤハウジング、ひいてはモータが大型化してしまう。

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、大型化を抑え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、前記モータ本体に組み付けられ、前記回転軸の回転を減速出力する減速ギヤを収容するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに設けられた回路収容部に収容され、前記回転軸の回転を制御する制御回路部材とを備えたモータであって、前記制御回路部材は、前記回転軸に一体回転可能に設けられた検出用マグネットと対向配置される回転検出素子が実装された第１基板と、前記第１基板と電気的に接続された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板を支持する基板支持部材とを備え、前記第２基板は、前記第１基板の板面と対向するように配置されていることを特徴とする。

この発明では、電気部品を第１基板と第２基板とに分けて実装することが可能となるため、電気部品を実装する基板を１つとした構成に比べて、第１及び第２基板の平面積を小さくすることが可能となる。そして、第１基板と第２基板とが第１基板の板面直交方向に対向配置されるため、その対向方向におけるモータ投影面積の大型化を抑えることができる。また、第１及び第２基板が基板支持部材に支持されるため、制御回路部材のアッセンブリ化が可能となり、制御回路部材の組み付け性の向上に寄与できる。

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、前記減速ギヤは、前記回転軸と一体回転するウォーム軸と、該ウォーム軸に噛合するウォームホイールとから構成され、前記ギヤハウジングは、前記ウォームホイールの軸線方向の厚みが薄い扁平形状をなし、前記第１基板は、その板面が前記ウォームホイールの軸線と平行となるように配置されていることを特徴とする。

この発明では、第１及び第２基板の対向方向（並設方向）がギヤハウジングの厚み方向（ウォームホイールの軸線方向）と一致しないように構成されるため、ギヤハウジングの厚み方向への大型化を抑えることが可能となる。

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、前記第１基板は、前記回転検出素子を前記回転軸に近づけるべく該回転軸に対して傾斜していることを特徴とする。

この発明では、回転検出素子を回転軸（検出用マグネット）に近づけて構成しつつ、回転軸の軸線方向へのモータの大型化を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、前記基板支持部材には、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に導通する導通部材が設けられていることを特徴とする。

この発明では、第１及び第２基板の間の導通部材が基板支持部材に設けられるため、導通部材を基板支持部材以外の箇所に設けた構成に比べて、制御回路部材の省スペース化に寄与できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記ギヤハウジングは、前記減速ギヤが収容され、前記制御回路部材が挿入される挿入口を有するハウジング本体と、前記挿入口を覆う蓋部材とを備え、前記基板支持部材は、前記蓋部材に支持されていることを特徴とする。

この発明では、制御回路部材と蓋部材のアッセンブリ化が可能となるため、制御回路部材の組み付け性のより一層の向上に寄与できる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記第１基板と前記第２基板とは、前記回転軸の軸線直交方向に対向するように配置されるとともに、前記第１基板が前記第２基板よりも前記回転軸側に位置するように配置され、前記第２基板には、外部給電端子が接続されていることを特徴とする。

この発明では、検出用マグネットと対向する回転検出素子が実装された第１基板を内側（回転軸に近い側）に配置し、外部給電端子と接続された第２基板を外側に配置する好適な構成とすることができ、制御回路部材の省スペース化に寄与できる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記第１基板と前記第２基板との間の角度が９０度未満に設定されていることを特徴とする。
この発明では、第１及び第２基板の対向方向のスペースを狭くすることができ、制御回路部材の省スペース化に寄与できる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記第１基板には、リレー回路が設けられ、前記第２基板には、前記リレー回路を駆動する制御回路が設けられていることを特徴とする。

この発明では、リレー回路と制御回路とがそれぞれ別の基板に設けられるため、各基板の平面積を小さく抑えることができ、制御回路部材の省スペース化に寄与できる。

従って、上記記載の発明によれば、モータの大型化を抑えることができる。

実施形態のモータを模式的に示す正面図である。 同形態のモータを模式的に示す側面図である。 同形態のモータの電気的構成を示すブロック図である。 別例の制御回路部材を示す模式図である。 別例の制御回路部材を示す模式図である。 別例の制御回路部材を示す模式図である。

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に示すように、本実施形態のモータ１０は、電機子１１を有するモータ本体１２を備えている。電機子１１には回転軸１３が一体に設けられており、電機子１１は通電によって回転軸１３とともに回転する。

モータ本体１２の出力側に組み付けられたギヤハウジング１４の内部には、ウォーム軸１５と、そのウォーム軸１５と噛合するウォームホイール１６とが回転可能に支持されている。ウォーム軸１５は、ギヤハウジング１４に回転可能に支持されるとともに、モータ本体１２からギヤハウジング１４内に突出する回転軸１３に一体回転可能に構成されている。回転軸１３の回転は、ウォーム軸１５及びウォームホイール１６によって減速されて、ウォームホイール１６と一体回転する出力軸１７から出力される。

ギヤハウジング１４は、モータ本体１２に組み付けられたハウジング本体２１と、ハウジング本体２１に組み付けられた蓋部材２２とから構成されている。
ハウジング本体２１には、ウォーム軸１５を収容する軸収容部２３と、軸収容部２３からウォーム軸１５の軸線（回転軸１３の軸線Ｌ１）と直交する方向に延出され、ウォームホイール１６を収容するホイール収容部２４とが形成されている。このハウジング本体２１は、ウォームホイール１６の軸線Ｌ２に沿った方向（図１において紙面直交方向）の厚みが薄い扁平形状をなしている（図２も参照）。なお、ウォームホイール１６の軸線Ｌ２方向をギヤハウジング１４の厚み方向とする。

ハウジング本体２１におけるホイール収容部２４とは反対側の側面には、回転軸１３の軸線Ｌ１と直交する方向に開口する挿入口２５が形成されている。この挿入口２５は、前記蓋部材２２によって閉塞されている。蓋部材２２は、ギヤハウジング１４の回路収容部を構成しており、この蓋部材２２の内側には制御回路部材２６が設けられている。

制御回路部材２６は、蓋部材２２の内部に固定された基板支持部材３０と、その基板支持部材３０に支持された平板状の第１基板３１及び第２基板３２とから構成されている。
第１基板３１と第２基板３２とは、ギヤハウジング１４の幅方向（軸線Ｌ１，Ｌ２と直交する方向であって、図１において左右方向）に対向するとともに、第１基板３１が第２基板３２よりも回転軸１３側に位置するように配置されている。また、第１基板３１及び第２基板３２は、その板面がウォームホイール１６の軸線Ｌ２と平行となるように配置されている。

第１基板３１の回転軸１３側の板面（第１の板面３１ａ）には、その軸線Ｌ１方向のモータ本体１２側の縁部付近に回転検出素子３３が面実装されている。回転検出素子３３は、回転軸１３に一体回転可能に設けられたリング状の検出用マグネット３４と軸線Ｌ１の径方向に対向している。そして、第１基板３１は、回転検出素子３３を回転軸１３に近づけるべくその回転軸１３の軸線Ｌ１に対して傾斜している。

第２基板３２は、その板面３２ａが第１基板３１の第２の板面３１ｂ（第１の板面３１ａの裏面）と対向するように配置されている。また、第２基板３２は、各軸線Ｌ１，Ｌ２と平行をなすように配置されている。この第２基板３２及び第１基板３１のなす角度θは、９０度未満に設定されている。

第１基板３１と第２基板３２との間において軸線Ｌ１方向の反モータ本体側の縁部付近には、前記基板支持部材３０が介装されており、その基板支持部材３０には、第１基板３１と第２基板３２とを電気的に導通する導通部材３５が設けられている。なお、本実施形態では、基板支持部材３０と各基板３１，３２との間に隙間が設けられており、基板支持部材３０から延出された固定脚（図示略）に各基板３１，３２が固定されるようになっている。

図１及び図２に示すように、蓋部材２２におけるハウジング本体２１とは反対側の側面には、ギヤハウジング１４の幅方向に延びる筒状のコネクタ部３６が形成されている。このコネクタ部３６の内部には、第２基板３２に接続された外部給電端子３７が挿通されている。コネクタ部３６には、モータ１０への電気信号の入力・出力や給電を行う外部コネクタ（図示略）が接続され、その外部コネクタは、外部給電端子３７を介して第２基板３２と電気的に接続されるようになっている。

図３に示すように、第１基板３１には、電機子１１に供給する駆動電流を生成するためのリレー回路３８が設けられ、第２基板３２にはリレー回路３８を駆動する制御回路３９が設けられる。なお、図１では図示を省略しているが、リレー回路３８は、第１基板３１における第２基板３２側の第２の板面３１ｂに実装され、制御回路３９は、第２基板３２における第１基板３１側の板面３２ａに実装されている。

次に、ギヤハウジング１４に対する制御回路部材２６の組み付けについて説明する。
まず、第１及び第２基板３１，３２を基板支持部材３０に固定し、第１基板３１と第２基板３２とを導通部材３５によって電気的に接続する。その後、基板支持部材３０を蓋部材２２に固定する。これにより、蓋部材２２と制御回路部材２６とがアッセンブリ化される。その後、第１基板３１をハウジング本体２１の挿入口２５に挿入しつつ、蓋部材２２をハウジング本体２１に対してギヤハウジング１４の幅方向に組み付ける。これにより、制御回路部材２６がギヤハウジング１４内に組み付けられるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
電機子１１への給電により回転軸１３及び検出用マグネット３４が一体回転されると、回転検出素子３３は、検出用マグネット３４の回転による磁界の変化を検出する。このとき、制御回路３９は、回転検出素子３３からの出力信号に基づいて、検出用マグネット３４の回転情報（回転角度、回転方向及び回転速度等）を検出する。そして、制御回路３９は、回転軸１３の回転情報に基づきリレー回路３８を制御して電機子１１に駆動電流を供給する。これにより、電機子１１の所望の回転が実現されるようになっている。

本実施形態の制御回路部材２６は、第１基板３１と第２基板３２を有しているため、電気部品（リレー回路３８や制御回路３９等）を第１基板３１と第２基板３２とに分けて実装することが可能となっている。これにより、電気部品を実装する基板を１つとした構成に比べて、第１及び第２基板３１，３２の平面積が小さく構成することが可能となっている。そして、第２基板３２が第１基板３１の第２の板面３１ｂと対向するように配置されているため、その対向方向におけるモータ１０の投影面積の大型化が抑えられている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）制御回路部材２６は、回転軸１３に一体回転可能に設けられた検出用マグネット３４と対向配置される回転検出素子３３が実装された第１基板３１と、第１基板３１と電気的に接続された第２基板３２と、第１基板３１及び第２基板３２を支持する基板支持部材３０とを備え、第２基板３２が第１基板３１の板面３１ｂと対向するように配置される。これにより、電気部品（リレー回路３８や制御回路３９等）を第１基板３１と第２基板３２とに分けて実装することが可能となるため、電気部品を実装する基板を１つとした構成に比べて、第１及び第２基板３１，３２の平面積を小さくすることが可能となる。そして、第１基板３１と第２基板３２とが第１基板３１の板面直交方向に対向配置されるため、その対向方向におけるモータ１０の投影面積の大型化を抑えることができる。また、第１及び第２基板３１，３２が基板支持部材３０に支持されるため、制御回路部材２６のアッセンブリ化が可能となり、制御回路部材２６の組み付け性の向上に寄与できる。

（２）減速ギヤは、回転軸１３と一体回転するウォーム軸１５と、該ウォーム軸１５に噛合するウォームホイール１６とから構成され、ギヤハウジング１４は、ウォームホイール１６の軸線Ｌ２方向の厚みが薄い扁平形状をなす。そして、第１基板３１は、その板面３１ａ，３１ｂがウォームホイール１６の軸線Ｌ２と平行となるように配置される。これにより、第１及び第２基板３１，３２の対向方向（並設方向）がギヤハウジング１４の厚み方向（ウォームホイール１６の軸線Ｌ２方向）と一致しないように構成されるため、ギヤハウジング１４の厚み方向への大型化を抑えることが可能となる。

（３）第１基板３１は、回転検出素子３３を回転軸１３に近づけるべく該回転軸１３に対して傾斜している。これにより、回転検出素子３３を回転軸１３（検出用マグネット３４）に近づけて構成しつつ、回転軸１３の軸線Ｌ１方向へのモータ１０の大型化を抑えることができる。

（４）基板支持部材３０には、第１基板３１と第２基板３２とを電気的に導通する導通部材３５が設けられる。このため、導通部材３５を基板支持部材３０以外の箇所に設けた構成に比べて、制御回路部材２６の省スペース化に寄与できる。

（５）ギヤハウジング１４は、減速ギヤ（ウォーム軸１５及びウォームホイール１６）が収容され、制御回路部材２６が挿入される挿入口２５を有するハウジング本体２１と、挿入口２５を覆う蓋部材２２とを備え、蓋部材２２に基板支持部材３０が支持される。これにより、制御回路部材２６と蓋部材２２のアッセンブリ化が可能となるため、制御回路部材２６の組み付け性のより一層の向上に寄与できる。

（６）第１基板３１と第２基板３２とは、ギヤハウジング１４の幅方向（回転軸１３の軸線Ｌ１と直交する方向）に対向するように配置されるとともに、第１基板３１が第２基板３２よりも回転軸１３（軸線Ｌ１）側に位置するように配置される。そして、第２基板３２には、外部給電端子３７が接続される。このため、検出用マグネット３４と対向する回転検出素子３３が実装された第１基板３１を内側（回転軸１３に近い側）に配置し、外部給電端子３７と接続された第２基板３２を外側に配置する好適な構成とすることができ、制御回路部材２６の省スペース化に寄与できる。

（７）第１基板３１と第２基板３２との間の角度θが９０度未満に設定されるため、第１及び第２基板３１，３２の対向方向のスペースを狭くすることができ、制御回路部材２６の省スペース化に寄与できる。

（８）第１基板３１にはリレー回路３８が設けられ、第２基板３２にはリレー回路３８を駆動する制御回路３９が設けられる。これにより、リレー回路３８と制御回路３９とがそれぞれ別の基板に設けられるため、各基板３１，３２の平面積を小さく抑えることができ、制御回路部材２６の省スペース化に寄与できる。

なお、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、基板支持部材３０と各基板３１，３２との間に隙間が設けられ、基板支持部材３０の前記固定脚に各基板３１，３２が固定されたが、これに限定されるものではなく、例えば、各基板３１，３２を基板支持部材３０に隙間無く接触させた状態で固定してもよい。

・上記実施形態では、第２基板３２が回転軸１３の軸線Ｌ１と平行をなすように配置されたが、これ以外に例えば、図４に示すように、第２基板３２を回転軸１３の軸線Ｌ１に対して傾斜させて、第１基板３１に対して平行に配置してもよい。また、例えば図５に示すように、第２基板３２をウォームホイール１６の軸線Ｌ２に対して平行、かつ第１基板３１に対して垂直に配置してもよい。また、例えば図６に示すように、第２基板３２をギヤハウジング１４の厚み方向（軸線Ｌ２方向）と直交、かつ第１基板３１に対して垂直に配置してもよい。

・上記実施形態では、第１基板３１を回転軸１３の軸線Ｌ１に対して傾斜させたが、回転軸１３の軸線Ｌ１に対して平行に配置してもよい。また、上記実施形態では、第１基板３１をウォームホイール１６の軸線Ｌ２に対して平行に配置したが、これ以外に例えば、第１基板３１をウォームホイール１６の軸線Ｌ２に対して垂直に配置してもよい。

・上記実施形態では、第１基板３１と第２基板３２とがギヤハウジング１４の幅方向（回転軸１３の軸線Ｌ１と直交する方向）に対向するように配置されたが、これ以外に例えば、ギヤハウジング１４の厚み方向や、回転軸１３の軸線Ｌ１方向に対向するように配置してもよい。

・上記実施形態では、第２基板３２が第１基板３１の第２の板面３１ｂと対向するように配置されたが、第２基板３２を第１基板３１よりも回転軸１３（軸線Ｌ１）側に配置して、第２基板３２が第１基板３１の第１の板面３１ａと対向するように構成してもよい。

・上記実施形態では、外部給電端子３７が第２基板３２に接続される構成としたが、第１基板３１に接続される構成としてもよい。
・上記実施形態では、導通部材３５を基板支持部材３０に設けたが、これに特に限定されるものではなく、導通部材３５の設置位置は構成に応じて適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、第１基板３１の第２の板面３１ｂにリレー回路３８を設けたが、第１の板面３１ａに設けてもよい。また、上記実施形態では、第２基板３２における第１基板３１側の板面３２ａに制御回路３９を設けたが、その板面３２ａの裏面に設けてもよい。

・上記実施形態では、リレー回路３８を第１基板３１に設け、制御回路３９を第２基板３２に設けたが、反対に、リレー回路３８を第２基板３２に設け、制御回路３９を第１基板３１に設けてもよい。また例えば、リレー回路３８と制御回路３９の両方を第１及び第２基板３１，３２のいずれかに設けてもよい。

・上記実施形態では、ウォーム軸１５とウォームホイール１６で減速ギヤを構成したが、これに特に限定されるものではなく、回転軸１３の回転を減速可能な構成であればよい。

・上記実施形態では、基板支持部材３０が蓋部材２２に固定される構成としたが、これに特に限定されるものではなく、ハウジング本体２１に基板支持部材３０を固定してもよい。

・上記実施形態では、蓋部材２２がハウジング本体２１に対してギヤハウジング１４の幅方向に組み付けられる構成としたが、これ以外に例えば、回転軸１３の軸線Ｌ１方向、又は、軸線Ｌ１に対して斜め方向に組み付けられる構成としてもよい。

１０…モータ、１２…モータ本体、１３…回転軸、１４…ギヤハウジング、１５…ウォーム軸、１６…ウォームホイール、２１…ハウジング本体、２２…回路収容部を構成する蓋部材、２５…挿入口、２６…制御回路部材、３０…基板支持部材、３１…第１基板、３１ａ，３１ｂ…第１基板の板面、３２…第２基板、３２ａ…第２基板の板面、３３…回転検出素子、３４…検出用マグネット、３５…導通部材、３７…外部給電端子、３８…リレー回路、３９…制御回路、Ｌ１…回転軸の軸線、Ｌ２…ウォームホイールの軸線、θ…角度。

Claims (8)

1. 回転軸を有するモータ本体と、
   前記モータ本体に組み付けられ、前記回転軸の回転を減速出力する減速ギヤを収容するギヤハウジングと、
   前記ギヤハウジングに設けられた回路収容部に収容され、前記回転軸の回転を制御する制御回路部材と
   を備えたモータであって、
   前記制御回路部材は、
   前記回転軸に一体回転可能に設けられた検出用マグネットと対向配置される回転検出素子が実装された第１基板と、
   前記第１基板と電気的に接続された第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板を支持する基板支持部材と
   を備え、前記第２基板は、前記第１基板の板面と対向するように配置されている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、
   前記減速ギヤは、前記回転軸と一体回転するウォーム軸と、該ウォーム軸に噛合するウォームホイールとから構成され、
   前記ギヤハウジングは、前記ウォームホイールの軸線方向の厚みが薄い扁平形状をなし、
   前記第１基板は、その板面が前記ウォームホイールの軸線と平行となるように配置されている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、
   前記第１基板は、前記回転検出素子を前記回転軸に近づけるべく該回転軸に対して傾斜している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、
   前記基板支持部材には、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に導通する導通部材が設けられていることを特徴とするモータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記ギヤハウジングは、
   前記減速ギヤが収容され、前記制御回路部材が挿入される挿入口を有するハウジング本体と、前記挿入口を覆う蓋部材とを備え、
   前記基板支持部材は、前記蓋部材に支持されていることを特徴とするモータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記第１基板と前記第２基板とは、前記回転軸の軸線直交方向に対向するように配置されるとともに、前記第１基板が前記第２基板よりも前記回転軸側に位置するように配置され、
   前記第２基板には、外部給電端子が接続されていることを特徴とするモータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記第１基板と前記第２基板との間の角度が９０度未満に設定されていることを特徴とするモータ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記第１基板には、リレー回路が設けられ、
   前記第２基板には、前記リレー回路を駆動する制御回路が設けられていることを特徴とするモータ。