JP2018121420A - シールド構造を備えたモータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ装置の内部で発生した空間を伝達する電磁ノイズを良好に抑制してＥＭＣ性能を向上させることができ、しかも、このモータ装置を容易に組み立てることができるシールド機能を備えたモータ装置を提供すること。【解決手段】シールド機能を備えたモータ装置は、モータケース１２に収容され、回転軸１５を備えるロータを有するモータ本体１１と、前記回転軸１５の回転を減速するための減速機構部２０と、外部電源に接続されるコネクタ部３０と、前記コネクタ部３０に接続され、モータ本体１１に給電するための給電手段１７、１７ａと、前記減速機構部２０、前記コネクタ部３０及び前記給電手段１７、１７ａを収容し、前記モータケース１２に結合されているハウジング５０と、を有し、前記ハウジング５０は、金属部材で一体に形成されていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、良好なＥＭＣ（electromagnetic compatibility）性能の向上効果を奏することができる、減速ギヤ部及びコネクタ部を備えるシールド構造を備えたモータ装置に関する。

車両には、例えばワイパ、パワーウィンド、パワーシート、電動パワーステアリング、サンルーフ、デュアルクラッチトランスミッション、ウィンドウォッシャ液ポンプ、電動オイルポンプ、電動パワーステアリング等、多くのモータ装置が用いられている。これらのモータ装置は、減速ギヤを介して直流モータによって駆動されている。直流モータには、ブラシ付モータと、ブラシレスモータとが知られている。ブラシ付モータは、特に起動性が良く、起動時のトルクが大きいことから、ワイパ、パワーウィンド、パワーシート、サンルーフ等に多く使用されている。ブラシレスモータは、耐久性が良く、静かで低振動であることから、デュアルクラッチトランスミッション、ウィンドウォッシャ液ポンプ、電動オイルポンプ、電動パワーステアリング等に多く使用されている。

これらのモータ装置は、電磁ノイズの発生源となっている。すなわち、ブラシ付モータでは、ブラシとコンミテータとによりロータのアーマチャに流れる電流の方向を制御しているので、この部分で大きな電磁ノイズが発生する。また、ブラシレスモータでは、制御回路によってステータコアの巻線に流れる電流を制御しているため、ステータコア、巻線及び制御回路の部分で大きな電磁ノイズが発生する。これらの電磁ノイズは、発生周波数が低周波領域からＧＨｚ領域にまでにわたっており、いわゆるスマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット端末、カーナビゲーションシステム、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ等の各種電子機器に悪影響を及ぼすことがある。そのため、モータ装置から発生する電磁ノイズの強度には各種の規制が行われており、モータ装置には様々な電磁ノイズ抑制手段、すなわちＥＭＣ性能の向上手段が設けられている。近年では車両通信や車両の自動運転やスマートキーへの対応するため、より高周波数の帯域におけるＥＭＣ対策が求められてきている。

例えば、特許文献１（特開２００７−２０２２５５号公報）には、底面を有する一端が開口された略円筒状形状のエンドブラケット部材と、前記エンドブラケット部材の前記一端開口部を覆う底面部と、を有するハウジング内にブラシ付モータの回動軸部材を回転可能に保持したモータにおいて、前記エンドブラケット部材の周壁部の内側にコネクタ部形成部分を形成するとともに、ＥＭＣ性能の向上手段としてのチョークコイル及びノイズキラーコンデンサを設けた例が示されている。

また、特許文献２（特開２００８−２７１７０１号公報）には、本体の外周に形成した切り欠き部から駆動基板の一部を露出させたモータにおいて、ケーシング本体の底部開口に取り付けられる底部蓋に、シールドケース底部とシールドケース側面部を形成し、シールドケース側面部とケーシング本体の外周との間に形成される開口をシールドケース天井部で覆って磁気シールドすることによりＥＭＣ性能を向上させた例が示されている。

特開２００７−２０２２５５号公報 特開２００８−２７１７０１号公報

特許文献１に開示されているモータによれば、チョークコイル及びノイズキラーコンデンサによってブラシに給電する配線で発生した電磁ノイズを低減することはできるが、全ての周波数帯域の電磁ノイズを抑制することは困難である。また、コネクタ部が設けられているエンドブラケットは樹脂製であるため、モータ装置の内部で発生した空間を伝達する電磁ノイズがこの部分から外部へ漏出してしまう。

一方、特許文献２に開示されているモータによれば、金属製のケーシングによりシールドされた部分においては電磁ノイズを遮蔽することができるが、コネクタ部は金属製の部材で覆われていないため、コネクタ部の金属製端子から発生する電磁ノイズを抑制することはできない。

なお、特許文献２に開示されているモータは、減速ギヤを備えていない小型のモータに関するものであって、このような小型のモータに対しては、筐体を金属化してシールドするという構成を採用することは容易である。しかしながら、筐体を金属化してシールドするという構成を減速ギヤ及びコネクタ部を一体に備えている車両用のモータ装置に対してそのまま適用することは、減速ギヤ部のサイズがモータのサイズに比して大きいことや外形が複雑であるために組み立てに手間がかかるようになるので、直ちには採用し難い。そのため、減速ギヤ及びコネクタ部を一体に備えている車両用のモータ装置に対するＥＭＣ性能の向上には、モータ自体のハウジング以外の部位におけるシールドが必要となる。

本発明は、従来技術の前記のような課題を解決すべくなされたものである。すなわち、本発明は、車両用のモータ等、コネクタ部を有するとともに減速ギヤを一体に備えているモータ装置に対し、モータ装置の内部で発生した空間を伝達する電磁ノイズを良好に抑制してＥＭＣ性能を向上させることができ、しかも、このモータ装置を容易に組み立てることができるシールド機能を備えたモータ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、
モータケースに収容され、回転軸を備えるロータを有するモータ本体と、
前記回転軸の回転を減速するための減速機構部と、
電源に接続されるコネクタ部と、
前記コネクタ部に接続され、モータ本体に給電するための給電手段と、
前記減速機構部、前記コネクタ部及び前記給電手段を収容し、前記モータケースに結合されているハウジングと、
を有するシールド機能を備えたモータ装置において、
前記ハウジングは金属部材で一体に形成されていることを特徴とする。

本発明の第１の態様のシールド機能を備えたモータ装置においては、前記減速機構部、前記コネクタ部及び前記給電手段は、金属部材で一体に形成されているハウジングに収容されている。電磁ノイズの発生源である給電手段及びコネクタ部は、金属部材で一体に形成されているハウジングに収容されているため、本発明の第１の態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、モータ装置内で発生した電磁ノイズは外部に漏れ難くなり、ＥＭＣ特性に優れたシールド機能を備えたモータ装置が得られる。

しかも、本発明の第１の態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、減速機構部、給電手段、及びコネクタ部を収容しているハウジングは、金属部材で一体に形成されているため、ハウジングを例えばアルミニウムないしアルミニウム合金等を用いたダイキャスト法によって製造することができるため、ハウジングの製造が容易となると共に、組立工数も低減できる。

また、本発明の第２の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第１の態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記給電手段及び前記コネクタ部は樹脂部材で一体に形成されていることを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、給電手段及び前記コネクタ部は、樹脂部材で一体に形成されており、例えば樹脂材料によるインサート成形によって一体に形成することができるため、製造が容易となると共に、組立工数も低減できる。

また、本発明の第３の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第１又は第２の態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記ハウジングは、前記コネクタ部を収容する有底箱状のコネクタ収容部を有していることを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、有底箱状のコネクタ収容部により電磁ノイズの発生源であるコネクタ部を確実に収容することができるため、コネクタ部で発生した電磁ノイズは外部に漏れ難くなり、さらにＥＭＣ特性に優れたシールド機能を備えたモータ装置が得られる。

また、本発明の第４の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第３の態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記コネクタ収容部の側壁は少なくとも前記コネクタ部の端子が覆われる高さを有することを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、コネクタ部の端子の周囲をコネクタ収容部の側壁により確実に覆うことができるため、コネクタ部の端子で発生した電磁ノイズはより外部に漏れ難くなり、さらにＥＭＣ特性に優れたシールド機能を備えたモータ装置が得られる。

また、本発明の第５の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第３又は第４の態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記コネクタ部の底部には前記コネクタ収容部の底部に当接する突起が設けられていることを特徴とする。

コネクタ部に外部コネクタを挿入する際には、コネクタ部の底部とコネクタ収容部の底部との間に隙間がある場合、コネクタ部が外部コネクタの挿入方向に押されることにより、コネクタ部と給電手段との間の接続部に応力がかかり、この接続部に亀裂が生じる等の劣化が生じる恐れがある。本発明の第５の態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、コネクタ部の底部の突起がコネクタ収容部の底部に当接することにより、接続部に応力がかかることがなく、この部分に劣化を生じることがない。

また、本発明の第６の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第３の態様のシールド機能を備えたモータ装置において、
前記ハウジングは、さらに前記減速機構部を収容する有底箱状の減速機構部収容部と、前記給電手段を収容する有底箱状の給電手段収容部と、を有し、
前記給電手段収容部は、底部が前記減速機構部収容部の側壁に一体に結合され、
前記コネクタ収容部の底部又は外側壁の一部が前記給電手段収容部の側壁と兼用されて前記給電手段収容部と一体に結合され、
前記回転軸は、前記給電手段収容部の底部及び前記減速機構部収容部の側壁の一体に結合された部分を貫通して前記減速機構部に延在され、
前記給電手段収容部の開口部は、前記モータケースによって閉鎖されていることを特徴とする。

本発明の第６の態様のシールド機能を備えたモータ部材においては、モータ本体のモータケースの開口側がフランジを介して給電手段収容部の開口部を閉鎖するように設けられている。モータケースは例えば鉄等の磁性材料で形成されている。また、給電手段収容部は金属であり導電性を有する。また、モータ本体の開口部側に位置する給電手段は、給電手段収容部と、モータケースによって形成される密閉空間に収容されている。そのため、本発明の第６の態様のシールド機能を備えたモータ部材においては、給電手段の周囲は、給電手段収容部とモータケースとによってシールドされている状態となっている。したがって、本発明の第６の態様のシールド機能を備えたモータ部材によれば、電磁ノイズの発生源である給電手段がシールドされることにより、モータ部材内で発生した電磁ノイズは外部に漏れ難くなり、さらにＥＭＣ特性に優れたシールド機能を備えたモータ部材が得られる。

また、本発明の第７の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第１〜第６のいずれかの態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記コネクタ収容部は着脱可能に形成されていることを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ部材によれば、ハウジングを例えばアルミニウムないしアルミニウム合金等を用いたダイキャスト法によって製造する際に、金型の自由度を向上することができる。しかも、コネクタ収容部を取り外した状態で給電手段及びコネクタ部を組み付けることができるので、給電手段及びコネクタ部が一体に形成されていても、組み立てが容易となる。

また、本発明の第８の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第１〜第７のいずれかの態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記給電手段は、前記ロータに設けられたコンミテータに給電するブラシを含むことを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、モータ本体としてブラシ付モータを使用したシールド機能を備えたモータ部材が得られる。

また、本発明の第９の態様のシールド機能を備えたモータ装置は、第１〜第８のいずれかの態様のシールド機能を備えたモータ装置において、前記給電手段は、前記モータ本体のステータコイルに通電するための手段を含むことを特徴とする。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、モータ本体として例えばブラシレスモータを使用したモータ部材が得られる。

以上述べたように、本発明のシールド機能を備えたモータ装置によれば、ハウジングの製造が容易となるとともに、モータ装置内で発生した電磁ノイズは外部に漏れ難くなり、ＥＭＣ特性に優れたシールド機能を備えたモータ装置が得られる。

実施形態１のモータ装置の正面図である。 実施形態１のモータ装置の正面側斜視図である。 実施形態１のモータ装置の背面側斜視図である。 実施形態１のモータ装置の分解斜視図である。 実施形態１のモータ装置の内部構造を示す縦断面図である。 変形例１のモータ装置の内部構造を示す縦断面図である。 変形例２のモータ装置の正面図である。 変形例３のモータ装置の正面図である。 実施形態２のモータ装置の分解斜視図である。 実施形態２のモータ装置の内部構造を示す縦断面図である。 図１１Ａは実施形態２の変形例のコネクタカバーを示す拡大斜視図であり、図１１Ｂは同じくコネクタカバーの拡大平面図である。

以下、本発明に係るコネクタ部及び減速ギヤ部を備えるシールド機能を備えたモータ装置について、各種実施形態を用いて詳細に説明する。ただし、以下に示す各種実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例として車両（自動車）のパワーシート駆動用モータ装置を例に取って説明するものであって、本発明をこれらの実施形態に示したものに特定することを意図するものではない。本発明は、車両のパワーシート駆動用モータ装置だけでなく、特許請求の範囲に含まれるその他のコネクタ部及び減速ギヤ部を備えるシールド機能を備えたモータ装置にも等しく適用し得るものである。

［実施形態１］
図１〜図５を用いて、本発明の実施形態１に係るコネクタ部及び減速ギヤ部を有するシールド機能を備えたモータ装置について説明する。なお、図１は、実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置の正面図であり、図２は同じく正面側斜視図であり、図３は同じく背面側斜視図であり、図４は同じく分解斜視図であり、図５は同じく内部構造を示す縦断面図である。

図１〜図３に示したように、実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａは、車両のパワーシート（図示省略）の駆動用に適合されているものである。このモータ装置１０Ａは、モータ本体１１と、減速機構部２０と、コネクタ部３０と、ハウジング５０と、カバー７０とを有している。

モータ本体１１は、図５に示したように、正逆転可能なブラシ付直流モータであり、軟質磁性材料からなる実質的に有底円筒状のモータケース１２を備えている。このモータケース１２は、ステータヨークとしての機能を有しており、モータケース１２の内周面には、複数、例えば４個の永久磁石１３が固定されており、複数の永久磁石１３はモータケース１２の周方向に沿って交互に磁極が異なるように配置されて４極のステータ界磁を構成している。モータケース１２内には、永久磁石１３の内周側に対向して、ロータの一部を構成するアーマチャ１４が回転自在に収容されている。アーマチャ１４の中心には回転軸１５が固定されており、アーマチャ１４は回転軸１５と共に回転する。回転軸１５の軸方向一端部はモータケース１２の底部１６の軸受に回転自在に支持されている。回転軸１５の軸方向他端側は、減速機構部２０にまで延在され、その先端にはウォーム２２が設けられている。なお、ウォーム２２の先端側とモータ本体側はそれぞれ軸受により回転可能に支持されている。

また、回転軸１５のアーマチャ１４の軸方向他端側にはコンミテータ１８（図４参照）が固定されており、コンミテータ１８は回転軸１５と共に回転する。コンミテータ１８はアーマチャ１４の磁極に巻回されたアーマチャコイルに電気的に接続されている。ブラシホルダ１７は、コンミテータ１８の周囲を覆うように配置されており、略環状に形成されている。ブラシホルダ１７は内面側に複数のブラシ（図示省略）を備えており、複数のブラシはアーマチャ１４のコンミテータ１８に摺接可能に当接されることにより、コンミテータ１８に給電している。ここで、ブラシホルダ１７は、「給電手段」に含まれる。また、ブラシホルダ１７には、ＥＭＣ性能の向上手段としてブラシと電気的に接続されるチョークコイルやノイズキラーコンデンサを設けることが望ましい。

ブラシホルダ１７の外周側で、ヘリカルギヤ２５の軸心と直行する方向と実質的に平行になる位置で、かつ、ウォーム２２が設けられるのと反対側には、後述のように、コネクタ部３０がブラシホルダ１７と一体に設けられている。コネクタ部３０には、モータ本体１１の回転を制御するための制御装置（図示省略）に電気的に接続するための外部接続用のプラグ(図示省略）が挿入される。なお、制御装置をハウジング５０の内部に収納することも可能であり、この場合、コネクタ部３０には電源に加え、必要に応じて、センサ等からの信号線が接続される。コネクタ部３０の内部には外部接続用のプラグに接続される端子３１が設けられており、この端子３１には一端がブラシホルダ１７に電気的に接続されている導電部材３２の他端が電気的に接続されている。なお、後述のように端子３１と導電部材３２とは一体的に構成されてもよい。実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａでは、コネクタ部３０は外部接続用のプラグが挿入されるプラグ挿入口３３の開口方向がモータ本体１１の回転軸１５の延在方向と実質的に平行で、モータ本体１１側を向く方向に設けられている。

減速機構部２０は、モータ本体１１と連結されてモータ本体１１の回転を減速するためのものであり、ここでは第１及び第２の減速機構２１ａ，２１ｂと、ハウジング５０と、カバー７０とで構成されている。ハウジング５０は、例えばアルミニウムないしアルミニウム合金等を用いたダイキャスト法で作製されたものであり、減速機構部収容部５１と、給電手段収容部５２と、コネクタ収容部５３と、を有している。減速機構部収容部５１は、有底箱状であり、ヘリカルギヤ２５の軸心方向に向けて開口しており、内部に第１及び第２の減速機構２１ａ，２１ｂを収容し、この開口は後述のカバー７０によって閉塞されている。また、減速機構部収容部５１内には、図４及び図５に示されているように、減速機構部２０の一部を構成するウォーム２２が回動可能に取り付けられている。

給電手段収容部５２は、有底箱状であり、底部が減速機構部収容部５１の外側壁に一体に結合されており、モータ本体１１側が開口しており、給電手段としてのブラシホルダ１７を収容し、この開口は後述のように、モータケース１２及びフランジ１２ａにより閉塞されている。

コネクタ収容部５３は、有底箱状であり、外側壁の一部が給電手段収容部５２の外側壁と兼用され、給電手段収容部５２と一体に結合されている。そして、コネクタ収容部５３は、モータ本体１１の回転軸１５の軸心と実質的に平行な方向で、モータ本体側に開口を有しており、この開口の内部にコネクタ部３０を収容しており、後述のように、コネクタ部３０は、この開口側から外部接続用のプラグが挿入され、外部電源に接続される。

すなわち、減速機構部収容部５１、給電手段収容部５２及びコネクタ収容部５３は、全て導電性材料で一体に形成された単一の金属部材であり、シールド部材としても機能するものである。なお、ハウジング５０は、車両にボディーアースされることにより、接地されている。

第１の減速機構２１ａは、ウォーム２２とウォームホイール２３との組み合わせからなる。モータ本体１１の回転軸１５の他方端側は、ブラシホルダ１７の内部を通されて減速機構部２０内まで延在され、この回転軸１５の他方端側にウォーム２２が取り付けられている。ウォームホイール２３は、略円板状に形成されており、ウォームホイール２３の外周部にウォーム２２が噛合している。

第２の減速機構は、ウォームホイール２３と一体化された第１のヘリカルギヤ２４と、第１のヘリカルギヤ２４に噛合する第２のヘリカルギヤ２５との組み合わせからなる。第１のヘリカルギヤ２４は、中心がピン２６によって回転可能に減速機構部収容部５１内に取り付けられている。第２のヘリカルギヤ２５は、中心に例えばパワーシートの駆動軸（図示省略）が挿入・固定される開口部２７を有しており、同じくパワーシートの駆動軸が挿入される減速機構部収容部５１の開口５４及びカバー７０の開口７１と同軸となるように配置されている。

これにより、モータ本体１１におけるアーマチャ１４の回転は、回転軸１５、ウォーム２２、ウォームホイール２３、第１のヘリカルギヤ２４を介して第２のヘリカルギヤ２５にまで所定の減速比で減速され、第２のヘリカルギヤ２５の開口部２７に固定されているパワーシートの駆動軸（図示省略）が所定の回転速度で駆動されることになる。

なお、カバー７０は、ここでは合成樹脂製であり、減速機構部収容部５１との間に第１の減速機構２１ａ及び第２の減速機構２１ｂが配置された状態で、複数のスクリュ７２によって有底箱状の減速機構部収容部５１の開口端を覆うように固定されている。

また、ブラシホルダ１７とコネクタ部３０とは、モータ本体１１側に配置された薄板状の合成樹脂製ブリッジ部３４によって一体に結合されている。そして、ブラシホルダ１７とコネクタ部３０の端子３１との間を電気的に接続する導電部材３２もこのブリッジ部３４に例えばインサート成形により一体に形成されている。導電部材３２は、例えば銅板で成形されたバスバーであり、導電部材３２のブラシホルダ１７側の端部はブラシに電気的に接続されており、導電部材３２のコネクタ部３０側の端部には端子３１が導電部材３２と一体に成形されている。端子３１は導電部材３２から、モータ本体の軸方向に実質的に平行にコネクタ収容部５３の開口側に向けて略垂直方向に立ち上げられている。コネクタ部３０は有底箱状で、底部は略矩形となるように形成されており、導電部材３２は、ブリッジ部３４と、コネクタ部３０の側壁の給電手段収容部５２側の部分と、コネクタ部３０の底部において成形樹脂に埋め込まれている。そして、端子３１はコネクタ部の側壁の内側において、コネクタ収容部５３の開口側へ向けて、コネクタ部３０の底部の成形樹脂からコネクタ部３０の底部と略垂直に突出している。コネクタ部３０の側壁のコネクタ部３０の底部からコネクタ部３０の開口までの距離は、コネクタ部３０の底部から端子３１の先端までの距離よりも、所定の寸法だけ長くなるように設定されている。すなわち、端子３１はコネクタ部３０の側壁に覆われるように、側壁の内部において底部から開口側へ立ち上げられている。

コネクタ部３０が収納されるコネクタ収容部５３は、コネクタ部３０の形状に対応するように、底部が略矩形の有底箱状の形状をしており、開口側からコネクタ部３０が挿入されることにより、コネクタ部３０が収容される。コネクタ部３０がコネクタ収容部５３に収容された状態では、コネクタ部３０の側壁の一部は、所定長さだけコネクタ収容部５３の開口側へ突出している。これにより、コネクタ部３０へ外部接続用のプラグを挿入する作業をやり易くなる。

また、コネクタ部３０がコネクタ収容部５３に収容された状態では、コネクタ収容部５３の側壁のコネクタ収容部５３底部からコネクタ収容部５３開口までの距離は、コネクタ収容部５３底部から端子３１の先端までの距離よりも所定の寸法だけ長くなるように設定されている。これにより、端子３１は、導電金属製のコネクタ収容部５３の側壁により覆われる状態となるため、端子３１において発生する電磁ノイズを遮蔽することができる。

コネクタ収容部５３にコネクタ部３０が収容された状態でコネクタ収容部５３の底部とコネクタ部３０の底部との間に隙間があると、コネクタ部３０に外部接続用のプラグを挿入する際に、ブリッジ部３４とコネクタ部３０との接続部周辺において、コネクタ部３０の底部がコネクタ収容部５３に近づく方向の応力が発生し、この応力によりブリッジ部３４とコネクタ部３０との接続部周辺に亀裂が生じる等の劣化が生じる恐れがある。そこで、コネクタ部３０の底部の外側（コネクタ収容部５３に面する側）には、複数のコネクタ部突起３５が設けられており、このコネクタ部突起３５がコネクタ収容部５３の底部の内面側に当接するように構成されていることにより、コネクタ部３０に外部接続用のプラグを挿入する際にブリッジ部３４とコネクタ部３０との接続部周辺に応力が発生することを解消することができる。

ブラシホルダ１７、コネクタ部３０及びブリッジ部３４は、合成樹脂材料を用いて例えば射出成形により全て単一の部材として成形されているため、容易に成形することができる。これにより、ブラシホルダ１７、コネクタ部３０及びブリッジ部３４が一体化されているため、給電手段収容部５２及びコネクタ収容部５３の開口側から、それぞれブラシホルダ１７及びコネクタ部３０を挿入することによって組み立てることができるので、組み立てが容易となり、組立工数も低減できる。

次に、本発明の実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａの作用及び効果について説明する。

コネクタ部３０の端子３１に、モータ本体１１の回転を制御するための制御装置(図示省略）に電気的に接続するための外部接続用のプラグ(図示省略）が挿入されると、コネクタ部３０の端子３１には、モータ本体１１の回転軸１５を所定の方向に回転させるときには正方向の電流が、モータ本体１１の回転軸１５を所定の方向と逆方向に回転させるときには逆方向の電流が制御装置から供給される。また、制御装置がパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行うものであるときには、制御装置は、モータ本体１１の回転軸１５の回転速度に応じたデューティーの駆動電圧を端子３１に供給する。すなわち、制御装置は、モータ本体１１の回転軸１５の回転速度を早くするときには駆動電圧のデューティーを大きくし、モータ本体１１の回転軸１５の回転速度を遅くするときには駆動電圧のデューティーを小さくする。

端子３１に入力された電流は、ブリッジ部３４の導電部材３２を通じて給電手段であるブラシホルダ１７に備えられたブラシによってモータ本体１１のコンミテータ１８に給電される。コンミテータ１８はアーマチャ１４の磁極に巻回されたアーマチャコイルに電気的に接続されているので、コンミテータ１８に電流が供給されると、アーマチャコイルに電流が流れ、アーマチャ１４の磁極が励磁される。アーマチャ１４の磁極はステータ界磁と磁気的に吸引・反発することにより、アーマチャ１４が回転する。アーマチャ１４の回転は、回転軸１５を介してウォーム２２に伝わり、さらにウォーム２２に噛合しているウォームホイール２３に伝達されることにより、所定の減速比で減速される。さらに、ウォームホイール２３は、ウォームホイール２３と同軸に形成されているヘリカルギヤ２４を介して、ヘリカルギヤ２４と噛合しているヘリカルギヤ２５に伝達されることにより、所定の減速比で減速され、この減速された回転はヘリカルギヤ２５の開口部２７に挿入・固定されているパワーシートの駆動軸に伝達される。このパワーシートの駆動軸に伝達された回転により、パワーシートが駆動される。

給電手段であるブラシホルダ１７に備えられたブラシによってモータ本体１１のコンミテータ１８に給電される際には、ブラシがコンミテータ１８に摺接しているために、大きな電磁ノイズが発生する。ブラシホルダ１７に、ＥＭＣ性能の向上手段としてチョークコイルやノイズキラーコンデンサがブラシと電気的に接続されて設けられている場合には、ある程度は電磁ノイズの発生を低減することができるが、全ての周波数帯域の電磁ノイズを抑制できるものではない。

実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａでは、電磁ノイズの発生源である給電手段としてのブラシホルダ１７は、導電性金属製のハウジング５０の給電手段収容部５２と磁性材料製のモータケース１２及びフランジ１２ａとにより収納されているため、ブラシホルダ１７において発生する電磁ノイズはシールドされている。また、モータ本体１１のモータケース１２は、開口側にモータケース１２と同部材で外方に延在するフランジ１２ａが形成され、このフランジ１２ａは複数のスクリュ１９によって給電手段収容部５２の開口部分を覆うように取り付けられている。これにより、導電性材料製のハウジング５０は、減速機構部収容部５１によって減速機構部２０の一方の面側を覆うとともに、給電手段収容部５２によって給電手段としてのブラシホルダ１７の外周側を覆い、コネクタ収容部５３でコネクタ部の外周側を覆っていることになる。そして、上述のように、給電手段収容部５２の開口端は、モータ本体１１のモータケース１２とそのフランジ部１２ａによって覆われているため、電磁ノイズの発生源である給電手段としてのブラシホルダ１７が配置されているモータ本体１１の内部空間の周囲は、導電性部材で覆われてシールドされている状態となっている。

電磁ノイズの発生源である給電手段としてのブラシホルダ１７は、導電金属製、例えばアルミニウムないしアルミニウム合金製のハウジング５０の給電手段収容部５２と、磁性材料、例えば鉄製のモータケース１２及びフランジ１２ａとによってシールドされている。ここで、ハウジング５０は減速機構収容部５１と給電手段収容部５２とコネクタ収容部５３とが一体成形された大きな容積を持つ部材であるため、大きなコンデンサのような役割を果たし、静電容量を大きくすることができる。さらに、モータケース１２も導電性を有するために、さらに静電容量を大きくすることができる。このために、本発明の実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａのハウジング５０を用いると、電磁ノイズの吸収能力が高く、ＥＭＣ性能が高い。

コネクタ部３０の端子３１からも電磁ノイズが発生するが、端子３１は有底箱状で、底部が略矩形状のコネクタ収容部５３により覆われているので、この電磁ノイズはシールドされている。しかも、コネクタ部３０の側壁のコネクタ部３０の底部からコネクタ部３０の開口までの距離は、コネクタ部３０の底部から端子３１の先端までの距離よりも、所定の寸法だけ長くなるように設定されている。すなわち、端子３１はコネクタ部３０の側壁に覆われるように、側壁の内部において底部から開口側へ立ち上げられているため、ＥＭＣ性能をより向上することができる。

しかも、ハウジング５０は、減速機構収容部５１と給電手段収容部５２とコネクタ収容部５３とが一体成形されているので、ダイキャスト成形等により成形する際に金型が１つですむので、製造が容易である。また、ハウジング５０が一体成形されていると、部品点数が少なくなるので、組立が容易になり、組立工数も低減できる。さらに、ブラシホルダ１７とコネクタ部３０とブリッジ部３４とは、合成樹脂材料を用いて例えば射出成形により一体成形されているため、容易に成形することができると共に、部品点数を少なくすることができる。これにより、給電手段収容部５２及びコネクタ収容部５３の開口側から、それぞれブラシホルダ１７及びコネクタ部３０を挿入することによって組み立てることができるので、組み立てが容易となり、部品点数が少なくなり、組立工数も低減できる。

これにより、実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａによれば、モータ本体１１の内部空間は実質的に全方向が電磁シールドされている状態となっているので、モータ本体１１の内部で発生した空間を伝播する電磁ノイズも効果的に抑制することができ、ＥＭＣ性能が非常に良好となる。加えて、減速機構部収容部５１、給電手段収容部５２及びコネクタ収容部５３は、全て導電性材料で一体に形成されているため、製造が容易となる。

［変形例１］
実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａは、モータ本体１１としてブラシ付モータを用いた例を示したが、ブラシレスモータも使用することができる。このようなブラシレスモータを使用した実施形態１の変形例を図６を用いて説明する。なお、図６は実施形態１の変形例のシールド機能を備えたモータ装置の縦断面図であり、図６においては図１〜図５に示した実施形態１のモータ装置１０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

この変形例のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｂが実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａと構成が相違する点は、モータ本体１１ａがブラシレスモータである点である。そのため、変形例のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｂにおけるモータ本体１１ａは、実施形態１のモータ本体１１が備えているモータケース１２の内側に取り付けられた永久磁石１３、アーマチャ１４及びコンミテータ１８、コンミテータ１８に摺動するブラシを備えるブラシホルダ１７を有していない。その代わりに、変形例のモータ本体１１ａは、回転軸１５に例えば４極の永久磁石を外周面に有するロータ１４ａが設けられ、モータケース１２の内側には内周側に複数の磁極を有するステータコア１３ａが設けられ、ステータコア１３ａの各磁極にはステータコイルが巻回されており、さらに、ステータコイルに通電するための制御回路１７ａが設けられている。制御回路１７ａはモータ装置１０Ａのブラシホルダ１７が設けられていた部分に配置されている。そして、制御回路１７ａは「給電手段」に含まれる。

制御回路１７ａは、ブリッジ部３４の導電部材３２を介してコネクタ部３０の端子３１に電気的に接続されており、端子３１から電源を供給さている。制御回路の出力電流は導電部材３２ａを介してステータコア１３ａの磁極に例えば集中巻されたステータコイルに給電される。ロータ１４ａの永久磁石の軸方向端面に対向するように、位置検出手段としてのホール素子が回路基板に固定されている。なお、位置検出手段としてはホール素子に限らず、例えばホールＩＣ、磁気抵抗素子、ＭＲセンサ等、どのような磁気検出素子を用いてもよい。制御回路１７ａは位置検出手段によって検出されたロータ１４ａの永久磁石による界磁の位置に応じて、ステータコア１３ａの各磁極のステータコイルを励磁する位相を切り替える。ステータコア１３ａの磁極は、例えば３相６極からなり、制御回路１７ａには例えば３相ブリッジ回路を構成する６個の電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという。）等のパワー素子（図示省略）が実装されており、制御回路１７ａは３相ブリッジ回路によりステータコア１３ａの各磁極のステータコイルの通電を制御することにより、ロータ１４ａの回転方向及び回転速度を制御している。

このような構成の変形例のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｂにおいては、ブラシ及びコンミテータが存在しないため、ブラシ付モータのような大きな電磁ノイズは生じ難いが、制御回路１７ａにおいてはパワー素子によるスイッチング制御を行っているため、スイッチングノイズに起因する電磁ノイズが発生する。電磁ノイズの発生源である給電手段としての制御回路１７ａは実施形態１のブラシ付モータ本体１１を備えるモータ装置１０Ａと同様に、ハウジング５０の給電手段収容部５２とモータケース１２及びフランジ１２ａとにより収容されているため、制御回路１７ａから発生する電磁ノイズはシールドされる。しかも、変形例のモータ装置１０Ｂでは、実施形態１のブラシ付モータ１１を備えるモータ装置１０Ａとシールド構造は実質的に同様となるので、モータ本体の構成の差異に基づく動特性の差異が生じることがあるとしても、実施形態１のブラシ付モータ本体１１を備えるシールド機能を備えたモータ装置１０ＡよりもＥＭＣ性能が良好となる。

［変形例２及び３］
実施形態１の変形例２のモータ装置１０Ｃを図７を用いて、同じく変形例３のモータ装置１０Ｄを図８を用いて説明する。なお、図７は変形例２のモータ装置の正面図であり、図８は変形例３のモータ装置の正面図である。また、図７及び図８においては、図１〜図５に示した実施形態１のモータ装置１０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａでは、コネクタ部３０のプラグ挿入口３３がモータ本体１１の回転軸１５の延在方向と実質的に平行となるように設けられている。それに対し、変形例２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｃでは、コネクタ部３０ａのプラグ挿入口３３ａがモータ本体１１の回転軸１５の延在方向と実質的に垂直であって、正面視上方に向かうように配置されたものである。また、変形例３のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｄでは、コネクタ部３０ｂのプラグ挿入口３３ｂがモータ本体１１の回転軸１５の延在方向と実質的に垂直であるが、正面視手前に向かうように配置されたものである。

すなわち、実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａと、変形例２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｃと、変形例３のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｄとは、それぞれコネクタ部のプラグ挿入口３３、３３ａ、３３ｂが向く方向が立体的に９０°ずつ回転した方向となるようにしたものである。このプラグ挿入口３３、３３ａ、３３ｂが向く方向は、それぞれのモータ装置の用途に応じて適宜に定めればよい。このような変形例２及び３のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｃ、１０Ｄであっても、実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａと実質的に同様のＥＭＣ性能及び製造容易性を確保することができる。

［実施形態２］
実施形態２のモータ装置１０Ｅを図９及び図１０を用いて説明する。なお、図９は実施形態２のモータ装置の分解斜視図であり、図１０は実施形態２のモータ装置の内部構造を示す縦断面図である。また、図９及び図１０においては、図１〜図５に示した実施形態１のモータ装置１０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

実施形態１のモータ装置１０Ａにおけるハウジング５０は、ブラシホルダ１７及びコネクタ部３０の外周側を同時に覆う構成とされている。そのため、ハウジング５０は、減速機構部収容部５１、給電手段収容部５２及びコネクタ収容部５３が一体化されていることと相まって複雑な構成となっており、ダイキャスト法によって一度に作成することができるとはいえ、製造時に欠陥品が生じる恐れがある。

そこで、実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅは、コネクタ収容部５３の一部の構成を別構成として、実質的に実施形態１のモータ装置１０Ａと実質的に同様のＥＭＣ性能の向上効果を奏しながらも製造が容易となるようにしたものである。

実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅが実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａと構成が相違する点は、コネクタ収容部５３が給電手段収容部５２の外壁に取り付け及び取り外し可能に形成された、コネクタ部３０のプラグ挿入口３３側及び前記給電手段収容部５２と対向する部分がそれぞれ開口された４方壁部材からなるコネクタカバー５５によって形成されている点である。コネクタカバー５５は導電性金属、例えばアルミニウムないしアルミニウム合金を材料としたダイキャスト法やプレス加工法等により形成されている。

そして、実施形態２における４方壁部材からなるコネクタカバー５５には給電手段収容部５２の外側壁側に複数の嵌合突起５６が形成されており、また、給電手段収容部５２の外側壁には、これらの嵌合突起５６と対向する位置に、これらの嵌合突起５６が嵌合される複数の溝５６が形成されている。この状態でコネクタカバー５５の複数の嵌合突起４６を給電手段収容部５２の外側壁に形成されている溝５７内に挿入して嵌合させると、給電手段収容部５２の外側壁の一部がコネクタ収容部５３の内壁５３ａを形成し、実質的に実施形態１のコネクタ収容部５３と同様の構成となる。なお、溝５７に嵌合突起４６のみを挿入するのではなく、溝５７にコネクタカバー５５の４方壁部材の中、給電手段収容部５２にモータ本体の軸心方向と実質的に平行となる辺で対向する一対の側壁の給電手段収容部５２に対向する一対の辺が、溝５７に挿入されるようにすることもできる。この場合、溝５７の嵌合突起４６に対応する部分を、嵌合突起４６の形状に合わせて深い溝としておくことが望ましい。これによりコネクタカバー５５が一対の辺の略全体で給電手段収容部５２に接触することになり、コネクタカバー５５の電位がより安定し、コネクタ部３０の端子３１に対するＥＭＣ性能をより向上することができる。

かかる態様のシールド機能を備えたモータ装置によれば、単に４方壁部材からなるコネクタカバー５５の複数の嵌合突起５６を給電手段収容部５２に形成された複数の溝５７に嵌合させるのみで、４方壁部材からなるコネクタカバー５５と給電手段収容部５２とを一体化してコネクタ収容部５３を形成することができる。また、４方壁部材からなるコネクタカバー５５を引き抜くのみでコネクタカバー５５を給電手段収容部５２から分離させることができる。

これにより、実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅによれば、４方壁部材からなるコネクタカバー５５を給電手段収容部５２の外壁から取り外した状態でブラシホルダ１７ないし軸受け部１７ｂとコネクタ部３０とを組み付けることができるので、ブラシホルダ１７ないし軸受け部１７ｂが一体に形成されていても、組み立てが容易となる。しかも、コネクタカバー５５は給電手段収容部５２の外壁に電気的に接続さているため、実施形態１のモータ装置１０Ａと同等のＥＭＣ性能を発揮することができる。

［変形例］
実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅの変形例について図１１を用いて説明する。
実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅでは、コネクタ収容部５３を４方壁部材からなるコネクタカバー５５の嵌合突起５６を給電手段収容部５２の外壁側に形成された複数の溝５７に嵌合させることによりコネクタ収容部５３を形成するようにしている。しかし、このようなモータ装置１０Ｅを車両等の振動が大きな部材に対して用いると、コネクタカバー５５の嵌合突起５６が給電手段収容部５２に形成された溝５７から外れてしまう可能性がある。そこで、実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅの変形例においては、４方壁部材からなるコネクタカバー５５の嵌合突起５６と給電手段収容部５２の外壁側に形成された複数の溝５７とが強固に結合できるようにしたものである。

すなわち、変形例の４方壁部材からなるコネクタカバー５５ａの対向する２辺の嵌合突起５６ａに、嵌合突起５６ａの突出方向と交差する方向であってかつそれぞれ同じ方向に切り欠き５８を形成するとともに、溝５７内には嵌合突起の切り欠きに対する係合部（図示省略）を形成したものである。このような係合部の構成は、周知であるので図示省略したが、例えば、溝５７の側壁間を横断するように形成された棒状部材とすること、溝５７の内部に切り欠き５８を有する嵌合突起５６ａの形状に対応した凹部を形成すること等が挙げられる。

このような構成を備える変形例のシールド機能を備えたモータ装置では、４方壁部材からなるコネクタカバー５５ａの対向する複数の嵌合突起５６ａを給電手段収容部５２に形成された複数の溝に嵌合させた後、コネクタカバー５５ａの対向する２辺の嵌合突起に形成された切り欠きが給電手段収容部５２に形成された係合部に係合するように、モータ本体１１とは反対側へスライドさせる。この状態でモータケース１２のフランジ１２ａをモータ本体１１側からハウジング５０の給電手段収容部５２の開口を塞ぐように被せると、フランジ１２ａはコネクタカバー５５ａをコネクタカバー５５ａの対向する２辺の嵌合突起５６ａに形成された切り欠きが給電手段収容部５２に形成された係合部に係合する方向に押し付けることになり、嵌合突起５６ａが溝５７から抜け止めされるように構成される。これによって、コネクタカバー５５ａと給電手段収容部５２とを強固に一体化してコネクタ収容部５３を形成することができる。
なお、コネクタカバー５５ａを給電手段収容部５２から分離させるには、コネクタカバー５５ａを給電手段収容部５２の嵌合突起に形成された切り欠きから離脱する方向にスライドさせた後、コネクタカバー５５ａを引き抜くのみで取り外すことができるので、組み立て及び分解が容易となる。

［実施形態３］
実施形態３のシールド機能を備えたモータ装置が実施形態１のシールド機能を備えたモータ装置１０Ａ〜１０Ｄ、又は、実施形態２のシールド機能を備えたモータ装置１０Ｅと異なるのは、ハウジング５０は合成樹脂を材料とする射出成形等により一体成形されており、この成形樹脂の表面に導電性金属によるメッキが施されている点である。ハウジング５０の材質が導電性金属ではなく合成樹脂である場合にも、この成形樹脂の表面に導電性金属によるメッキを施すことにより、電磁ノイズの発生源である給電手段としてのブラシホルダ１７や制御回路１７ａ等が導電性金属によってシールドされる状態となっているので、ブラシホルダ１７や制御回路１７ａ等において発生する電磁ノイズはシールドされている。また、コネクタ部３０の端子３１からも電磁ノイズが発生するが、端子３１は同じく導電性金属によりメッキを施されているハウジング５０のコネクタ収容部５３により覆われているので、この電磁ノイズはシールドされている。さらに、ハウジング５０は合成樹脂を材料とする射出成形等により一体成形されているので製造が容易であり、しかも、例えばアルミニウムないしアルミニウム合金等を用いたダイキャスト法で作製するよりも製造コストを低減することができる。

１０Ａ〜１０Ｅ：シールド機能を備えたモータ装置 １１、１１ａ：モータ本体
１２：モータケース １２ａ：フランジ １３：永久磁石
１３ａ：モータ巻線 １４：アーマチャ １４ａ：ロータ
１５：回転軸 １６：底部 １７：ブラシホルダ
１７ａ：制御回路 １８：コンミテータ １９：スクリュ
２０：減速機構部 ２１ａ，２１ｂ：減速機構 ２２：ウォーム
２３：ウォームホイール ２４、２５：ヘリカルギヤ ２６：ピン
２７：開口部 ３０、３０ａ、３０ｂ：コネクタ部 ３１、３１ｂ：端子
３２、３２ａ：導電部材 ３３、３３ａ、３３ｂ：プラグ挿入口
３４：ブリッジ部 コネクタ部突起３５ ５０：ハウジング ５１：減速機構部収容部 ５２：給電手段収容部 ５３：コネクタ収容部
５３ｂ：内壁 ５４：開口
５５、５５ａ：コネクタカバー（４方壁部材） ５６、５６ａ：嵌合突起
５７：溝 ５８：切り欠き ７０:カバー
７１：開口 ７２：スクリュ

Claims (9)

1. モータケースに収容され、回転軸を備えるロータを有するモータ本体と、
   前記回転軸の回転を減速するための減速機構部と、
   電源に接続されるコネクタ部と、
   前記コネクタ部に接続され、モータ本体に給電するための給電手段と、
   前記減速機構部、前記コネクタ部及び前記給電手段を収容し、前記モータケースに結合されているハウジングと、
   を有するシールド機能を備えたモータ装置において、
   前記ハウジングは金属部材で一体に形成されていることを特徴とするシールド機能を備えたモータ装置。
2. 前記給電手段及び前記コネクタ部は樹脂部材で一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド機能を備えたモータ装置。
3. 前記ハウジングは、前記コネクタ部を収容する有底箱状のコネクタ収容部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールド機能を備えたモータ装置。
4. 前記コネクタ収容部の側壁は少なくとも前記コネクタ部の端子が覆われる高さを有することを特徴とする請求項３に記載のシールド機能を備えたモータ装置。
5. 前記コネクタ部の底部には前記コネクタ収容部の底部に当接する突起が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のシールド機能を備えたモータ装置。
6. 前記ハウジングは、さらに前記減速機構部を収容する有底箱状の減速機構部収容部と、前記給電手段を収容する有底箱状の給電手段収容部と、を有し、
   前記給電手段収容部は、底部が前記減速機構部収容部の側壁に一体に結合され、
   前記コネクタ収容部の底部又は外側壁の一部が前記給電手段収容部の側壁と兼用されて前記給電手段収容部と一体に結合され、
   前記回転軸は、前記給電手段収容部の底部及び前記減速機構部収容部の側壁の一体に結合された部分を貫通して前記減速機構部に延在され、
   前記給電手段収容部の開口部は、前記モータケースによって閉鎖されていることを特徴とする請求項３に記載のシールド機能を備えたモータ装置。
7. 前記コネクタ収容部は着脱可能に形成されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のシールド機能を備えたモータ装置。
8. 前記給電手段は、前記ロータに設けられたコンミテータに給電するブラシを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシールド機能を備えたモータ装置。
9. 前記給電手段は、前記モータ本体のステータコイルに通電するための手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシールド機能を備えたモータ装置。