JP2014200128A - 回転検出装置及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】センサマグネットのガタつきを抑えることで、回転時の異音の発生を抑えることができる回転検出装置を提供する。
【解決手段】回転軸８と一体回転可能に固定された保持部材２０は、径方向に撓むことが可能な弾性片２５と、センサマグネット２２と軸方向に当接する弾性支持部２８とを備え、弾性支持部２８と弾性片２５の爪部２６とでセンサマグネット２２を軸方向に挟持するように構成される。そして、弾性支持部２８は、軸方向に変形可能な弾性体よりなり、その弾性支持部２８がセンサマグネット２２を軸方向の爪部２６側に押圧するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータに備える回転検出装置に関するものである。

従来、パワーウインド装置や電動サンルーフ装置等に用いられるモータには、移動体と窓枠との間の異物挟み込みを防止するために、モータの回転軸の回転状態を検知する回転検出装置が設けられている。回転検出装置は、例えば特許文献１に開示されるように、回転軸に対し保持部材を介して一体回転可能に保持された環状のセンサマグネットと、そのセンサマグネットと対峙するように固定体に設けられたホールＩＣ等の検出素子とから構成される。

特許文献１の回転検出装置では、センサマグネットは、保持部材に対してスナップフィットにより固定されている。詳しくは、保持部材は、センサマグネットと軸方向に当接する支持部と、軸方向に延出されて径方向に撓むことが可能な弾性片とを備える。そして、センサマグネットを保持部材に対して軸方向に嵌め込むことで、弾性片がセンサマグネットと摺接しつつ径方向に撓み、センサマグネットが支持部と当接する所定位置まで嵌め込まれたときに、弾性片が弾性復帰してその先端の爪部と支持部とでセンサマグネットが軸方向に挟持されるようになっている。

特開２０１２−２４４８５１号公報

ところで、上記のようなセンサマグネットの固定構造では、支持部がセンサマグネットと当接する状態で、弾性片を弾性復帰させる必要があるため、センサマグネットと弾性片の爪部との間に軸方向の間隙を設定している。これにより、センサマグネットにガタつきが生じてしまい、そのガタによって回転時の異音が生じる虞があった。

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、センサマグネットのガタつきを抑えることで、回転時の異音の発生を抑えることができる回転検出装置及びモータを提供することにある。

上記課題を解決する回転検出装置は、回転軸に対し保持部材を介して一体回転可能に保持された環状のセンサマグネットを備え、前記保持部材は、前記センサマグネットと軸方向に当接する支持部と、軸方向に延出されて径方向に撓むことが可能な弾性片とを有し、前記支持部と前記弾性片の爪部とで前記センサマグネットを軸方向に挟持するように構成された回転検出装置であって、前記支持部は、軸方向に変形可能な弾性体よりなり、該支持部が前記センサマグネットを軸方向の前記爪部側に押圧するように構成される。

この構成によれば、弾性体よりなる支持部の押圧により、センサマグネットが爪部と軸方向に当接する状態が維持される。これにより、支持部がセンサマグネットと爪部との軸方向間の隙間を吸収するため、センサマグネットの軸方向のガタつきを抑えることができ、その結果、回転時の異音の発生を抑えることができる。

上記回転検出装置において、前記弾性片には、径方向に突出して前記センサマグネットと径方向に当接する凸部が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、弾性片の凸部がセンサマグネットに対して径方向に弾性的に当接するため、センサマグネットの径方向のガタつきを抑えることができ、その結果、回転時の異音の発生をより一層抑えることができる。

上記回転検出装置において、前記弾性片は、前記センサマグネットの内周側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、回転検出装置の径方向の大型化を抑えることができる。

上記回転検出装置において、前記支持部は、エラストマよりなることが好ましい。
この構成によれば、エラストマよりなる支持部がセンサマグネットと爪部との軸方向間の隙間を好適に吸収するため、センサマグネットの軸方向のガタつきをより好適に抑えることができる。

上記回転検出装置において、前記支持部は、樹脂製の前記保持部材に対して二色成形により一体に形成されていることが好ましい。
この構成によれば、弾性体よりなる支持部を保持部材に対して容易に一体形成することが可能となる。

また、上記課題を解決するモータは、上記の回転検出装置を備えるモータである。
この構成によれば、回転検出装置のセンサマグネットの径方向のガタつきが抑えられ、それにより、回転時の異音の発生が抑えられたモータを実現できる。

本発明の回転検出装置及びモータによれば、センサマグネットのガタつきを抑えることで、回転時の異音の発生を抑えることができる。

実施形態のモータの断面図である。 同形態のジョイントの断面図である。 （ａ）は弾性片の正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 同形態のジョイントをウォーム軸側から見た平面図である。 ジョイントに対するセンサマグネットの組付態様を説明するための断面図である。

以下、回転検出装置を備えるモータの一実施形態について説明する。
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、モータ本体２の回転出力を減速し高トルクにして出力する減速部３とで構成された所謂ギヤードモータである。

モータ本体２のヨークハウジング４（以下、ヨーク４）は、導電性の金属材料よりなり、有底筒状に形成されている。ヨーク４の開口部４ａにはフランジ４ｂが形成され、そのフランジ４ｂは、減速部３のギヤハウジング６の固定部６ａとボルトＢにて連結固定されている。

ヨーク４の開口部４ａには、合成樹脂等の絶縁材料よりなるブラシホルダ５が同開口部４ａを閉塞するように組み付けられている。ブラシホルダ５は、ヨーク４とギヤハウジング６がボルトＢにて連結固定される際、ヨーク４のフランジ４ｂとギヤハウジング６の固定部６ａとで挟持固定されるようになっている。

ヨーク４の内側面には、複数のマグネットＭＧが相対向するように配置固定されている。相対向するマグネットＭＧの内側には、アーマチャ（回転子）７が回転可能に収容されている。ヨーク４の内底部にはアーマチャ７に固着された回転軸８の基端部を回転可能に支持する軸受９ａが設けられている。また、ブラシホルダ５の中央位置には、ギヤハウジング６内に突出する回転軸８の先端部を回転可能に支持する軸受９ｂが取着されている。

ブラシホルダ５は、給電用の一対のブラシ５ａを保持している。各ブラシ５ａは、アーマチャ７に設けたコンミテータ７ａのセグメントＳＧと摺接して、該セグメントＳＧに電流を供給するようになっている。また、ブラシホルダ５は、図示しない外部コネクタと接続可能なコネクタ部５ｂを有し、そのコネクタ部５ｂに設けられたターミナル５ｃを介して前記外部コネクタからの電流がブラシ５ａに供給されるようになっている。

減速部３は、ギヤハウジング６と、該ギヤハウジング６内に収容された減速機構１１とを有する。ギヤハウジング６において、ヨーク４と固定された前記固定部６ａには、ジョイント収容部１２がヨーク４側に開口するように形成されている。また、ギヤハウジング６には、ジョイント収容部１２から回転軸８の軸線Ｌ方向に沿ってヨーク４と反対方向に延びるウォーム軸収容部１３と、ウォーム軸収容部１３の側方（図１において右側方）に形成されたホイール収容部１４とを有する。

ジョイント収容部１２の内部には、ブラシホルダ５を貫通する回転軸８の先端部８ａが入り込むとともに、その回転軸８の先端部８ａとウォーム軸収容部１３に収容されたウォーム軸１５とを連結するジョイント１６が収容されている。

ウォーム軸１５は、回転軸８と同軸上に配置されるとともに、ジョイント１６と接続された基端部（図１において上端部であり、後述する連結凸部１５ａ）付近でギヤハウジング６に設けられた軸受１７ａにより軸支されている。また、ウォーム軸１５の先端部は、ウォーム軸収容部１３に設けられた軸受１７ｂに軸支されており、ウォーム軸１５の軸方向中間部（軸受１７ａ，１７ｂ間の部位）には、螺子歯状のウォーム部１５ｂが形成されている。尚、ウォーム軸収容部１３の軸方向底部には、ウォーム軸１５のスラスト荷重を受けるためのスラスト受けプレート１７ｃが設けられている。

ウォーム軸収容部１３の内部空間は、ホイール収容部１４の内部空間と繋がっている。ホイール収容部１４の内部には、ウォーム部１５ｂと噛合する円板状のウォームホイール１８が回転可能に収容されている。ウォームホイール１８の回転軸線は、ウォーム軸１５の軸直交方向（図１において紙面直交方向）と平行であり、このウォームホイール１８とウォーム軸１５とによって前記減速機構１１が構成されている。ウォームホイール１８の径方向の中央部には、ウォームホイール１８の軸方向に沿って延びる出力軸１９が同ウォームホイール１８と一体回転可能に設けられている。出力軸１９は、その回転が出力可能となるように、先端部がホイール収容部１４から外部に突出している。

［ジョイントの構成］
図２に示すように、回転軸８とウォーム軸１５とを連結するジョイント１６は、回転軸８の先端部８ａに一体回転可能に固定された樹脂製の保持部材２０と、その保持部材２０に二色成形にて一体形成されたエラストマよりなる一対の緩衝部材３２とを有している。

保持部材２０は、回転軸８の先端部８ａに固定された略円筒状の固定部２１を有している。回転軸８の先端部８ａは二面幅形状をなし、固定部２１の中央部に軸方向に貫通形成された圧入孔２１ａに圧入固定されている。固定部２１の外周には、円環状のセンサマグネット２２が装着されている。

センサマグネット２２は、周方向にＮ・Ｓ極が等ピッチで着磁されたリングマグネットであり、径方向に沿った断面が略矩形状をなしている。センサマグネット２２は、その中心軸が回転軸８の軸線Ｌと一致するように配置される。なお、センサマグネット２２は、その軸方向の第１端面２２ａ（ブラシホルダ５側の端面）と外周面とが金属板状のカバー部材２３にて被覆されている。

固定部２１の外周には、軸線Ｌと直交する平面上をなすマグネット対向面２４と、そのマグネット対向面２４から軸方向に延出された一対の弾性片２５が形成されている。
一対の弾性片２５は、センサマグネット２２の内周側に周方向等間隔（１８０度間隔）に形成されている。各弾性片２５の先端部（図２において上端部）には、径方向外側に突出する爪部２６が形成されている。爪部２６は、カバー部材２３を介してセンサマグネット２２と軸方向に係合する。各弾性片２５の径方向内側には空隙が形成され、これにより、弾性片２５の径方向内側への撓みが許容されている。

図２及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、各弾性片２５の外側面２５ａ（径方向外側端面）における爪部２６の下側位置には、該外側面２５ａから径方向外側に突出する２つのビード２７（凸部）が形成されている。各ビード２７は断面円弧状をなし、センサマグネット２２の内周面に対して径方向に当接している。

保持部材２０のマグネット対向面２４は、軸方向から見て、弾性片２５よりも外周側に環状に形成され、センサマグネット２２の軸方向の第２端面２２ｂ（第１端面２２ａの裏面）と軸方向に対向している。マグネット対向面２４は、センサマグネット２２の軸方向の第２端面２２ｂ（第１端面２２ａの裏面）と当接する弾性支持部２８（支持部）を有している。弾性支持部２８は、エラストマよりなる緩衝部材３２と一体をなすように形成されるものであり、周方向等間隔に複数設けられている。つまり、弾性支持部２８及び緩衝部材３２は同質の材料よりなり、その材料（エラストマ）は、保持部材２０を形成する樹脂材料よりも軟質の材料である。弾性支持部２８は、センサマグネット２２の非装着状態において、マグネット対向面２４から軸方向に突出しており（図５参照）、センサマグネット２２の装着状態においては、センサマグネット２２に押し潰され、変形状態でセンサマグネット２２に対して当接する。これにより、弾性支持部２８は、センサマグネット２２を軸方向の爪部２６側に押圧し、その押圧力を受ける爪部２６とでセンサマグネット２２を軸方向に挟持している。

図１に示すように、センサマグネット２２は、ジョイント収容部１２内に配置された回転検出素子Ｒａ（例えば、ホールＩＣ等）と径方向に対向している。回転検出素子Ｒａは、センサマグネット２２の各磁極に応じてＨ・Ｌレベルに変化するパルス信号を、コネクタ部５ｂを介してＥＣＵ（図示略）に出力する。ＥＣＵは、回転検出素子Ｒａから出力されたパルス信号に基づいて、回転軸８の回転方向や回転数、回動量、回動位置の算出を逐次行う。そして、これらを基に、出力軸１９と連結された駆動対象の動作を監視している。この回転検出素子Ｒａとセンサマグネット２２とから本実施形態の回転検出装置Ｒが構成されている。

図２及び図４に示すように、固定部２１のウォーム軸１５側には、該固定部２１よりも大径の略円筒状をなすウォーム軸側連結部３０が一体形成されている。
図４に示すように、ウォーム軸側連結部３０の中央部には、軸方向のウォーム軸１５側に開口する連結孔３１が形成されており、その連結孔３１には、ウォーム軸１５の基端部に形成された連結凸部１５ａが挿入されている。ウォーム軸１５の連結凸部１５ａは、二面幅形状をなしている。

ウォーム軸側連結部３０には、一対の緩衝部材３２が二色成形によって埋設されている。各緩衝部材３２は、連結凸部１５ａに対して回転方向に当接する第１当接部３３と、連結凸部１５ａに対して軸線Ｌと直交する方向に当接する第２当接部３４とが形成されている。第１及び第２当接部３３，３４は、連結孔３１の内面と連結凸部１５ａとの間にクリアランスを設けつつ、該連結凸部１５ａを支持している。これにより、連結凸部１５ａのがたつきの発生が抑制されている。

保持部材２０（回転軸８）の回転時において、ウォーム軸１５側の負荷が所定以上の場合には、第１当接部３３が押し潰されて連結孔３１の内面と連結凸部１５ａとが直接接触し、保持部材２０の回転力が連結凸部１５ａに伝達される。また、ウォーム軸１５側の負荷が所定未満の場合には、保持部材２０の回転は、第１当接部３３を介して連結凸部１５ａに伝達される。

次に、保持部材２０に対するセンサマグネット２２の組み付け態様を、本実施形態の作用と併せて説明する。
図５に示すように、センサマグネット２２及びカバー部材２３の一体部品を固定部２１に軸方向に外挿すると、センサマグネット２２と接触した弾性片２５が径方向内側に撓み、その状態でセンサマグネット２２を弾性支持部２８に軸方向に突き当てる。そして、弾性支持部２８がセンサマグネット２２の第２端面２２ｂにて押し潰された状態で、弾性片２５が弾性復帰して、その爪部２６がカバー部材２３を介してセンサマグネット２２と軸方向に係合する。この状態では、弾性支持部２８は、センサマグネット２２を軸方向の爪部２６側に押圧しており、この押圧により、センサマグネット２２（カバー部材２３）が爪部２６と軸方向に係合する状態が維持される。つまり、弾性支持部２８の弾性によって、センサマグネット２２（カバー部材２３）と爪部２６との軸方向間の隙間が吸収され、その結果、センサマグネット２２の軸方向のガタつきが抑えられている。

また、弾性片２５が弾性復帰した状態では、その外側面２５ａのビード２７がセンサマグネット２２の内周面と径方向に当接する。このとき、ビード２７は、弾性片２５の径方向への弾性によって外側に若干付勢された状態でセンサマグネット２２に当接する。つまり、ビード２７が弾性片２５の外側面２５ａとセンサマグネット２２の内周面の間の隙間を吸収し、径方向のがたつきが抑制されている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）保持部材２０は、弾性支持部２８と弾性片２５の爪部２６とでセンサマグネット２２を軸方向に挟持するように構成される。そして、弾性支持部２８は、軸方向に変形可能な弾性体よりなり、その弾性支持部２８がセンサマグネット２２を軸方向の爪部２６側に押圧するように構成される。この構成によれば、弾性支持部２８の押圧により、センサマグネット２２（カバー部材２３）が爪部２６と軸方向に当接する状態が維持される。つまり、センサマグネット２２と爪部２６との軸方向間の隙間が弾性支持部２８にて吸収され、センサマグネット２２の軸方向のガタつきを抑えることができ、その結果、回転時の異音の発生を抑えることができる。

（２）弾性片２５には、径方向に突出してセンサマグネット２２と径方向に当接するビード２７が設けられる。この構成によれば、弾性片２５のビード２７がセンサマグネット２２に対して径方向に弾性的に当接するため、センサマグネット２２の径方向のガタつきを抑えることができ、その結果、回転時の異音の発生をより一層抑えることができる。

（３）弾性片２５は、センサマグネット２２の内周側に配置されるため、保持部材２０の径方向の大型化を抑えることができる。
（４）弾性支持部２８がエラストマよりなるため、センサマグネット２２と爪部２６との軸方向間の隙間を好適に吸収させることが可能となり、その結果、センサマグネット２２の軸方向のガタつきをより好適に抑えることができる。

（５）弾性支持部２８（緩衝部材３２）は、樹脂製の保持部材２０に対して二色成形により一体に形成されるため、弾性支持部２８を保持部材２０に対して容易に一体形成することが可能となる。

（６）弾性支持部２８は、第１及び第２当接部３３，３４を有する緩衝部材３２と同質の材料よりなるため、弾性支持部２８及び緩衝部材３２を容易に二色成形することが可能となる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、弾性支持部２８と緩衝部材３２とが繋がって構成されているが、弾性支持部２８と緩衝部材３２とを分離させた構成としてもよい。

・弾性支持部２８と緩衝部材３２の材質はエラストマに限定されるものではなく、これ以外に例えば、ゴム等で形成してもよい。
・弾性片２５の個数は２つに限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、弾性片２５をセンサマグネット２２の内周側に設けたが、センサマグネット２２の外周側に設けてもよい。
・弾性片２５におけるビード２７の形状、個数、形成位置等の構成は、適宜変更可能である。

・センサマグネット２２を保持する保持部材２０を設ける対象としては、上記実施形態のジョイント１６の他に、逆転防止クラッチ等が考えられる。なお、逆転防止クラッチは、回転軸８の回転をウォーム軸１５に伝達する一方、ウォーム軸１５の回転を回転軸８側に伝達しない（回転を阻止する）ものである。

・上記実施形態では、センサマグネット２２と回転検出素子Ｒａとが径方向に対向するように構成されたが、これに特に限定されるものではなく、軸方向に対向するように構成してもよい。

Ｒ…回転検出装置、８…回転軸、２０…保持部材、２２…センサマグネット、２４…マグネット対向面、２５…弾性片、２６…爪部、２７…ビード（凸部）、２８…弾性支持部（支持部）。

Claims (6)

1. 回転軸に対し保持部材を介して一体回転可能に保持された環状のセンサマグネットを備え、
   前記保持部材は、前記センサマグネットと軸方向に当接する支持部と、軸方向に延出されて径方向に撓むことが可能な弾性片とを有し、前記支持部と前記弾性片の爪部とで前記センサマグネットを軸方向に挟持するように構成された回転検出装置であって、
   前記支持部は、軸方向に変形可能な弾性体よりなり、該支持部が前記センサマグネットを軸方向の前記爪部側に押圧することを特徴とする回転検出装置。
2. 請求項１に記載の回転検出装置において、
   前記弾性片には、径方向に突出して前記センサマグネットと径方向に当接する凸部が設けられていることを特徴とする回転検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の回転検出装置において、
   前記弾性片は、前記センサマグネットの内周側に配置されていることを特徴とする回転検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転検出装置において、
   前記支持部は、エラストマよりなることを特徴とする回転検出装置。
5. 請求項４に記載の回転検出装置において、
   前記支持部は、樹脂製の前記保持部材に対して二色成形により一体に形成されていることを特徴とする回転検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転検出装置を備えたことを特徴とするモータ。