JP2021048661A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータと、ロータの回転中心に固定された回転軸と、を備えたブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a brushless motor including a stator, a rotor rotatably provided with respect to the stator, and a rotating shaft fixed to the center of rotation of the rotor.
従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付モータが採用され、これにより車両への搭載性を向上させている。また、ラジオ等の車載機器への電磁ノイズの伝播を抑制すべく、整流子およびブラシを備えないブラシレスモータを、モータ部に採用することがある。このように、ブラシレスモータをモータ部に採用することで、電磁ノイズの発生が抑えられるのは勿論のこと、整流子やブラシを備えない分、より小型軽量化が可能となる。 Conventionally, a motor with a reduction mechanism that can obtain a large output while being small has been adopted as a drive source of a wiper device or the like mounted on a vehicle such as an automobile, thereby improving the mountability on the vehicle. Further, in order to suppress the propagation of electromagnetic noise to an in-vehicle device such as a radio, a brushless motor without a commutator and a brush may be adopted for the motor unit. In this way, by adopting a brushless motor for the motor section, it is possible not only to suppress the generation of electromagnetic noise, but also to make it smaller and lighter because it is not provided with a commutator or a brush.
このようなブラシレスモータでは、回転軸の外周に環状のマグネットが固定されており、このマグネットの回転状態を複数のホール素子で検出するようにしている。これにより、コントローラは、回転軸の回転状態を把握しつつ、複数相のコイルを順次最適なタイミングで通電して、回転軸の回転数や回転方向等(回転状態)を制御可能としている。 In such a brushless motor, an annular magnet is fixed on the outer circumference of the rotating shaft, and the rotating state of the magnet is detected by a plurality of Hall elements. As a result, the controller can control the rotation speed, rotation direction, etc. (rotation state) of the rotation shaft by sequentially energizing the multi-phase coils at the optimum timing while grasping the rotation state of the rotation shaft.
そして、車両に搭載されるブラシレスモータは、さらなる小型軽量化が望まれており、これに起因して、回転軸に固定されたマグネットと、基板に実装されたホール素子とのレイアウトが困難になる場合がある。 Further, the brushless motor mounted on the vehicle is desired to be further reduced in size and weight, which makes it difficult to lay out the magnet fixed to the rotating shaft and the Hall element mounted on the substrate. In some cases.
例えば、特許文献1に記載された技術では、マグネットの径方向外側に延びるようにして略長方形の基板を配置している。そして、マグネットと基板に実装されたホール素子との間には、細長い板状に形成された合計3つの磁気伝達部材が配置されている。よって、マグネットの回転に伴う磁気の変化が、所定のタイミングでホール素子に伝達される。
For example, in the technique described in
しかしながら、上述の特許文献1に記載された技術では、合計3つの磁気伝達部材のそれぞれが、複雑な形状に折り曲げられかつ比較的長い寸法に設定されている。したがって、それぞれの磁気伝達部材の成形が難しく、かつ磁気の伝達効率を向上させるのが困難であり、さらにはブラシレスモータ全体のさらなる小型軽量化が難しいという問題が生じていた。
However, in the technique described in
本発明の目的は、磁気伝達部材の形状および配置構造を簡素化して小型軽量化を実現し、かつ高精度で制御できるブラシレスモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a brushless motor that can be controlled with high accuracy while simplifying the shape and arrangement structure of the magnetic transmission member to realize compactness and weight reduction.
本発明の一態様では、ステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、前記ロータの回転中心に固定された回転軸と、を備えたブラシレスモータであって、前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転方向に複数の磁極が交互に並べられた環状のマグネットと、前記マグネットが発生する磁気が伝達され、互いに非接触の状態で設けられた複数の磁気伝達部材と、複数の前記磁気伝達部材に伝達された磁気をそれぞれ検出する複数の回転センサと、を有し、複数の前記回転センサは、前記マグネットの径方向外側において、前記マグネットの軸線と直交する線分上に、それぞれ所定の間隔で並んで設けられ、複数の前記磁気伝達部材は、前記マグネットの軸方向一端面と対向する第1磁気伝達部と、前記回転センサの検出面と対向する第2磁気伝達部と、前記第1磁気伝達部と前記第2磁気伝達部とを連結する第3磁気伝達部と、をそれぞれ備えていることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, a brushless motor including a stator, a rotor rotatably provided with respect to the stator, and a rotation shaft fixed to the rotation center of the rotor, the rotation shaft thereof. An annular magnet that is fixed and has a plurality of magnetic poles arranged alternately in the rotation direction of the rotation axis, and a plurality of magnetic transmission members that are provided in a state in which the magnets generated by the magnets are transmitted and are not in contact with each other. It has a plurality of rotation sensors for detecting the magnetism transmitted to the plurality of magnetic transmission members, and the plurality of rotation sensors are on a line segment orthogonal to the axis of the magnet on the radial outer side of the magnet. The plurality of magnetic transmission members are provided side by side at predetermined intervals, and the plurality of magnetic transmission members are a first magnetic transmission unit facing the axial end surface of the magnet and a second magnetic transmission facing the detection surface of the rotation sensor. It is characterized by including a unit and a third magnetic transmission unit that connects the first magnetic transmission unit and the second magnetic transmission unit.
本発明の他の態様では、前記第1磁気伝達部が、前記マグネットの軸方向一端面のうちの、前記回転センサが設けられた側の180度の範囲に配置されていることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the first magnetic transmission unit is arranged in a range of 180 degrees on the axial end surface of the magnet on the side where the rotation sensor is provided. ..
本発明の他の態様では、複数の前記磁気伝達部材のうちの、前記マグネットと前記回転センサとの離間距離が長い方に設けられた前記磁気伝達部材の体積の方が、前記マグネットと前記回転センサとの離間距離が短い方に設けられた前記磁気伝達部材の体積よりも大きいことを特徴とする。 In another aspect of the present invention, of the plurality of magnetic transmission members, the volume of the magnetic transmission member provided on the side where the distance between the magnet and the rotation sensor is longer is larger than the volume of the magnet and the rotation. It is characterized in that the distance from the sensor is larger than the volume of the magnetic transmission member provided on the shorter side.
本発明の他の態様では、3つの前記回転センサが、基板に並んで実装されており、3つ並べられた前記回転センサのうちの両側に配置された一対の前記回転センサ同士の離間距離が、前記マグネットの外径寸法よりも大きいことを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the three rotation sensors are mounted side by side on the substrate, and the distance between the pair of rotation sensors arranged on both sides of the three rotation sensors arranged side by side is large. It is characterized in that it is larger than the outer diameter dimension of the magnet.
本発明の他の態様では、前記マグネットには、その周方向に極性の異なる磁極が交互に4極設けられており、前記磁気伝達部材が、前記ステータに巻装されたU相,V相,W相のコイルに対応して3つ設けられていることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the magnet is provided with four poles of magnetic poles having different polarities alternately in the circumferential direction, and the magnetic transmission member is wound around the stator in U-phase and V-phase. It is characterized in that three are provided corresponding to the W-phase coil.
本発明の他の態様では、前記回転センサが、ホール素子であることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the rotation sensor is a Hall element.
本発明の他の態様では、さらに、前記回転軸により回転される出力軸が設けられ、前記出力軸はワイパ部材を揺動させることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is further characterized in that an output shaft rotated by the rotating shaft is provided, and the output shaft swings the wiper member.
本発明によれば、複数の回転センサは、マグネットの径方向外側において、マグネットの軸線と直交する線分上に、それぞれ所定の間隔で並んで設けられ、複数の磁気伝達部材は、マグネットの軸方向一端面と対向する第1磁気伝達部と、回転センサの検出面と対向する第2磁気伝達部と、第1磁気伝達部と第2磁気伝達部とを連結する第3磁気伝達部と、をそれぞれ備えている。 According to the present invention, a plurality of rotation sensors are provided side by side at predetermined intervals on a line segment orthogonal to the axis of the magnet on the outer side in the radial direction of the magnet, and the plurality of magnetic transmission members are the axes of the magnet. A first magnetic transmission unit facing one end surface in the direction, a second magnetic transmission unit facing the detection surface of the rotation sensor, and a third magnetic transmission unit connecting the first magnetic transmission unit and the second magnetic transmission unit. Each has.
したがって、磁気伝達部材の第1磁気伝達部を、マグネットの軸方向一端面に対向させて、マグネットと回転センサとを、従前に比して近接配置することができる。よって、磁気伝達部材の形状および配置構造を簡素化することができ、ひいてはブラシレスモータ全体の小型軽量化を図ることが可能となる。 Therefore, the first magnetic transmission portion of the magnetic transmission member can be opposed to one end surface in the axial direction of the magnet, and the magnet and the rotation sensor can be arranged closer to each other than before. Therefore, the shape and arrangement structure of the magnetic transmission member can be simplified, and the entire brushless motor can be reduced in size and weight.
また、磁気伝達部材の形状を簡素化することができるので、磁気伝達部材を伝わる磁気の伝達効率を良好にすることが可能となり、ひいてはブラシレスモータをより高精度で制御することが可能となる。 Further, since the shape of the magnetic transmission member can be simplified, it is possible to improve the transmission efficiency of the magnetism transmitted through the magnetic transmission member, and it is possible to control the brushless motor with higher accuracy.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はワイパモータの車両への搭載図を、図2はワイパモータを出力軸側から見た平面図を、図3はワイパモータをカバー部材側から見た平面図を、図4は減速機構収容部の内部構造を説明する斜視図を、図5はカバー部材,基板,基板カバーを示す分解斜視図を、図6はカバー部材の内側を示す斜視図を、図7は基板の裏側を示す斜視図を、図8は磁気伝達部材の構造を説明する斜視図を、図9は第1センサマグネット,3つの磁気伝達部材,3つのホール素子を、図4の矢印A方向から見た図を、図10は図9のB矢視図を、図11(a)はセンサマグネットとホール素子との離間距離および磁束密度の関係を示すグラフ、(b)はセンサマグネットとホール素子との離間距離および磁気伝達部材の体積の関係を示すグラフをそれぞれ示している。 FIG. 1 is a view of mounting the wiper motor on a vehicle, FIG. 2 is a plan view of the wiper motor viewed from the output shaft side, FIG. 3 is a plan view of the wiper motor viewed from the cover member side, and FIG. 4 is a reduction mechanism accommodating portion. 5 is an exploded perspective view showing the cover member, the substrate, and the substrate cover, FIG. 6 is a perspective view showing the inside of the cover member, and FIG. 7 is a perspective view showing the back side of the substrate. FIG. 8 is a perspective view for explaining the structure of the magnetic transmission member, and FIG. 9 is a view of the first sensor magnet, the three magnetic transmission members, and the three Hall elements as viewed from the direction of arrow A in FIG. 9A is a view taken along the line B of FIG. 9, FIG. 11A is a graph showing the relationship between the distance between the sensor magnet and the Hall element and the magnetic flux density, and FIG. 11B is the distance and magnetic transmission between the sensor magnet and the Hall element. Graphs showing the relationship between the volumes of the members are shown.
図1に示されるように、本実施の形態では、ワイパ装置の駆動源にブラシレスモータを採用している。具体的には、自動車等の車両10の前方側には、フロントウィンドシールド11が設けられている。車両10のフロントウィンドシールド11の前端部分には、フロントウィンドシールド11に付着した雨水や埃等を払拭するワイパ装置12が搭載されている。ワイパ装置12は、運転席側(図中右側)および助手席側(図中左側)で対となったワイパアーム13を備えており、さらに1つのワイパモータ(ブラシレスモータ)20を備えている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a brushless motor is adopted as a drive source of the wiper device. Specifically, a
ワイパモータ20は、リンク機構14を介して一対のワイパアーム13の基端側に連結されており、これにより一対のワイパアーム13の先端側に設けられた一対のワイパブレード15が、フロントウィンドシールド11上でそれぞれ揺動駆動される。ここで、図1に示される車両10は、右ハンドル仕様の車両であって、ワイパ装置12は、車両10の車幅方向に沿う運転席寄りの部分に配置されている。
The
ワイパモータ20は、所定の制御ロジックに基づいて、正回転と逆回転とを交互に行う正逆回転式の所謂リバーシングワイパモータとなっている。これにより、ワイパモータ20が正逆回転を繰り返すことにより、リンク機構14が図中左右方向に往復動して、一対のワイパアーム13および一対のワイパブレード15が、一対の払拭範囲16上をそれぞれ往復払拭動作する。よって、フロントウィンドシールド11に付着した雨水や埃等が綺麗に払拭される。
The
図2ないし図4に示されるように、ワイパモータ20は、減速機構付きのモータ装置であって、モータ60および減速機構70を収容するハウジング30と、ハウジング30の第1開口部OPを閉塞するカバー部材40と、ハウジング30の第2開口部(図示せず)を閉塞するモータカバー50とを備えている。そして、これらのハウジング30,カバー部材40およびモータカバー50は、互いに組み立てられた状態で、ワイパモータ20の外郭を形成している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
ハウジング30は、溶融したアルミ材料等を鋳造成形することで所定形状に形成され、有底の略バスタブ形状に形成された減速機構収容部31を備えている。また、ハウジング30は、減速機構収容部31に一体に設けられ、有底の略円筒形状に形成されたモータ固定部32を備えている。
The
モータ固定部32の軸方向一側は、減速機構収容部31の側壁31bに連結されており、この側壁31bには、モータ60(図2参照)の回転軸64が貫通する第1貫通孔31eと、モータ60を形成するターミナルホルダ62のモータ側端子部62aが貫通する第2貫通孔31fと、が形成されている。
One side of the
モータ固定部32の軸方向他側には、第2開口部(図示せず)が形成されており、この第2開口部からモータ固定部32の内部にモータ60が組み付けられる。具体的には、モータ60を形成するステータ61(図2参照)が、モータ固定部32の径方向内側に固定され、モータ固定部32に固定されたステータ61の径方向内側に、所定の隙間を介してロータ63が回転自在に収容されている。なお、ステータ61の軸方向一側の略半分が、モータ固定部32の径方向内側に圧入により固定されている。
A second opening (not shown) is formed on the other side of the
モータ固定部32の軸方向他側には、径方向外側に突出された環状のフランジ部32aが一体に設けられている。フランジ部32aには、モータカバー50の軸方向に沿う底部51側とは反対側に設けられた環状のカバーフランジ52が当接されている。そして、フランジ部32aおよびカバーフランジ52は、一対の締結ネジSC1(図示では1つのみ示す)により互いに固定されている。これにより、ステータ61の軸方向他側の略半分が、モータカバー50によって覆われている。なお、ステータ61はモータカバー50に対して非接触の状態となっており、これによりモータカバー50をモータ固定部32に対して容易に装着可能となっている。
An
ここで、カバーフランジ52とフランジ部32aとの間には、シール剤等の密封部材が設けられている。これにより、モータ60が被水することが防止される。また、底部51の中央部分には、凹凸部(図示せず)が形成されており、これにより底部51の剛性が高められている。よって、モータ60の作動時等における底部51の共振が抑えられて、ワイパモータ20の静粛性が向上している。
Here, a sealing member such as a sealing agent is provided between the
図2に示されるように、モータ固定部32およびモータカバー50の内部に収容されたモータ60は、モータ固定部32の径方向内側に固定されたステータ(固定子)61を備えている。ステータ61は、磁性体である鋼板を複数枚積層することで略筒状に形成されており、その径方向内側には、複数のティース(図示せず)が設けられている。そして、これらのティースには、U相,V相,W相(三相)のコイル(図示せず)が、例えば、デルタ結線等の巻き方で巻装されている。
As shown in FIG. 2, the
また、図4に示されるように、ステータ61の軸方向一側には、プラスチック等の絶縁材料よりなるターミナルホルダ62が装着されている。ターミナルホルダ62は、ステータ61に巻装された三相のコイルを集約し、かつコイルの端部を外部に引き出している。ターミナルホルダ62は、モータ側端子部62aを備えており、このモータ側端子部62aは、側壁31bに設けられた第2貫通孔31fを貫通している。これにより、モータ固定部32の外部(減速機構収容部31の内部)に、三相のコイルの端部が引き出される。
Further, as shown in FIG. 4, a
ここで、モータ側端子部62aは、中空の略箱形状に形成されており、その内部には、三相のコイルの端部にそれぞれかしめ固定された3つのメス型端子TM1,TM2,TM3が設けられている。なお、メス型端子TM1がU相のコイルに対応し、メス型端子TM2がV相のコイルに対応し、メス型端子TM3がW相のコイルに対応している。
Here, the motor-
図2に示されるように、ステータ61の径方向内側には、所定の隙間を介してロータ(回転子)63が回転自在に収容されている。すなわち、ロータ63は、ステータ61に対して回転自在に設けられている。ロータ63は、磁性体である鋼板を複数枚積層することで略円柱状に形成されている。そして、ロータ63の外周部分には、略円筒形状に形成された永久磁石(図示せず)が装着されている。
As shown in FIG. 2, a rotor (rotor) 63 is rotatably housed inside the
このように、ワイパモータ20は、ロータ63の表面に永久磁石を装着したSPM(Surface Permanent Magnet)構造のブラシレスモータを採用している。ただし、SPM構造のブラシレスモータに限らず、ロータ63に複数の永久磁石を埋め込んだIPM(Interior Permanent Magnet)構造のブラシレスモータを採用しても良い。また、略円筒形状に形成された1つの永久磁石に換えて、ロータ63の軸線と交差する方向の断面形状が略円弧形状に形成された複数の永久磁石を、ロータ63の周方向に磁極が交互に並ぶよう等間隔で配置したものを採用しても良い。また、永久磁石の極数は、ワイパモータ20に必要とされる仕様に応じて、2極あるいは4極以上等、任意に設定できる。
As described above, the
図2に示されるように、ロータ63の回転中心には、回転軸64の基端側が固定されている。また、回転軸64の先端側には、転造加工等により形成されたウォーム71(図4参照)が一体に設けられている。ここで、ウォーム71は、減速機構収容部31に収容されたウォームホイール72とともに、減速機構70を構成している。
As shown in FIG. 2, the base end side of the
図4に示されるように、回転軸64の軸方向に沿う略中間部分には、軸受部材BEが設けられており、この軸受部材BEは、減速機構収容部31の内部に装着されている。そして、軸受部材BEは、回転軸64を回転自在に支持しつつ、回転軸64の軸方向への移動を規制している。よって、回転軸64の基端側に設けるべき軸受部材を省略している。一方、回転軸64の先端側には、ウォーム71の振れを抑えるべく、軸受部材BEよりも小型の軸受部材(図示せず)を設けている。このように、回転軸64の基端側の軸受部材を省略し、かつ回転軸64の先端側に小型の軸受部材を設けることで、ワイパモータ20の回転軸64の軸方向に沿う寸法を詰めて、小型軽量化を実現している。
As shown in FIG. 4, a bearing member BE is provided at a substantially intermediate portion along the axial direction of the
また、回転軸64の軸方向に沿うウォーム71と軸受部材BEとの間には、環状の第1センサマグネット(マグネット)MG1が設けられている。第1センサマグネットMG1は、回転軸64の径方向外側に固定されている。第1センサマグネットMG1には、回転軸64の回転方向に沿って、極性の異なる複数の磁極(N極,S極)が交互に並んで設けられている。具体的には、第1センサマグネットMG1は、その周方向に90度間隔で4極が並べられた永久磁石となっている(図9参照)。
Further, an annular first sensor magnet (magnet) MG1 is provided between the
そして、第1センサマグネットMG1は回転軸64とともに回転され、これにより第1センサマグネットMG1の磁極が回転軸64の回転に伴って交互に出現する。なお、第1センサマグネットMG1の径方向外側で、かつ基板80(図5および図7参照)の第1センサマグネットMG1との対向部分には、合計3つの磁気伝達部材101,102,103を介して、合計3つのホール素子(回転センサ)81a,81b,81c(図9参照)が配置されている。これにより、3つのホール素子81a,81b,81cによって、回転軸64の回転数や回転方向等(回転状態)が検出される。
Then, the first sensor magnet MG1 is rotated together with the
また、図10に示されるように、ホール素子81a,81b,81cは、第1センサマグネットMG1の幅寸法Wの範囲内に収まる大きさとなっている。これにより、第1センサマグネットMG1からの磁気を、3つの磁気伝達部材101,102,103を介して、3つのホール素子81a,81b,81cがばらつくこと無く検出可能としている。なお、ホール素子は、ホール効果を用いて磁束密度を測定するセンサである。
Further, as shown in FIG. 10, the
図2および図4に示すように、減速機構収容部31は、底壁31aと、当該底壁31aの周囲を取り囲むようにして設けられた側壁31bと、を備えている。より具体的には、側壁31bは、底壁31aから略直角に立ち上がるようにして設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the speed reduction
減速機構収容部31の内部には、プラスチック等の樹脂材料よりなるウォームホイール72が回転自在に収容されている。ウォームホイール72の回転中心には、出力軸73の基端側が固定されており、出力軸73の先端側は底壁31aに設けられたボス部31cを介して、ハウジング30の外部に延出されている。すなわち、出力軸73の延在方向と回転軸64の延在方向とは、互いに直交している。そして、出力軸73の先端側には固定ワッシャWSが装着されており、これにより出力軸73は、ボス部31c(ハウジング30)に対して、その軸方向に固定されている。また、出力軸73の先端側には、リンク機構14(図1参照)が固定されている。
A
ウォームホイール72の外周部には、ギヤ歯72a(詳細図示せず)が形成されており、このギヤ歯72aには、回転軸64に一体に設けられたウォーム71が噛み合わされている。ここで、ウォーム71およびウォームホイール72は減速機構70を形成しており、当該減速機構70は、回転軸64の回転を所定の回転数にまで減速して高トルク化し、高トルク化された回転力を出力軸73からリンク機構14に出力する。すなわち、出力軸73は、回転軸64の回転により回転され、出力軸73は、リンク機構14を介してワイパアーム13およびワイパブレード15からなるワイパ部材を揺動させる。
また、図4に示されるように、ウォームホイール72の回転中心であって、かつ出力軸73側とは反対側には、第2センサマグネットMG2が固定されている。第2センサマグネットMG2には、出力軸73(図2参照)の回転方向に沿って、極性の異なる複数の磁極(N極,S極)が並んで設けられている。これにより、第2センサマグネットMG2の磁極が出力軸73の回転に伴って交互に出現する。そして、基板80(図5および図7参照)の第2センサマグネットMG2との対向部分には、1つのMRセンサ82が設けられている。これにより、MRセンサ82によって、出力軸73の回転方向や回転位置等(回転状態)が検出される。
Further, as shown in FIG. 4, the second sensor magnet MG2 is fixed at the center of rotation of the
図2に示されるように、減速機構収容部31の底壁31aには、合計3つの取付脚31dが設けられている。これらの取付脚31dは、ボス部31cの周囲に分散して配置され、ボス部31cの突出方向と同じ方向(図中手前方向)に突出されている。そして、取付脚31dには、雌ネジ部Fが形成されており、これにより、ワイパモータ20は、車両10側に装着された取付ブラケットに対して、3つの固定ボルト(図示せず)により固定される。
As shown in FIG. 2, a total of three mounting
なお、ボス部31cの周囲には、複数の補強リブRBが放射状に設けられており、これにより底壁31aが補強されている。よって、底壁31aの肉厚をより薄くすることが可能となり、これによっても、ワイパモータ20の小型軽量化を実現している。
A plurality of reinforcing ribs RB are radially provided around the
減速機構収容部31の第1開口部OPは、図5および図6に示されるカバー部材40によって閉塞されている。ここで、カバー部材40は、減速機構収容部31に対して3つの固定ネジSC2(図3参照)で固定されている。なお、減速機構収容部31とカバー部材40との間には、ゴムパッキン等の弾性シール(図示せず)が設けられ、これにより、減速機構収容部31の内部への雨水等の進入が防止される。カバー部材40は、溶融したプラスチック材料を射出成形等することで有底状に形成され、その外郭形状は、図2および図3に示されるように、減速機構収容部31の外郭形状と略同じ形状になっている。
The first opening OP of the speed reduction
図5および図6に示されるように、カバー部材40は、当該カバー部材40の底部を形成するカバー本体41を備えている。また、カバー本体41の周囲には、内側に弾性シールが装着されるシール装着部42が一体に設けられている。さらに、カバー部材40のシール装着部42には、車両10側の外部コネクタCN(図2参照)が接続されるコネクタ接続部43が一体に形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
ここで、コネクタ接続部43は略箱形状に形成されており、その内部には、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINの一端側がそれぞれ露出されている(図示せず)。また、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINは、導電性に優れた銅板等をプレス成形等することで屈曲されており、カバー本体41にインサート成形によりそれぞれ一体化されている。そして、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINの他端側は、カバー本体41の内側のコネクタ接続部43の近傍にそれぞれ露出されており、基板80(図5および図7参照)に電気的に接続されている。
Here, the
なお、コネクタ側導電部材UBATには、外部コネクタCNから駆動電流(バッテリ電源)が供給され、コネクタ側導電部材GNDは、外部コネクタCNを介してボディアース(接地)され、コネクタ側導電部材LINには、外部コネクタCNからワイパスイッチ(図示せず)等の操作信号が入力される。 A drive current (battery power supply) is supplied to the connector-side conductive member UBAT from the external connector CN, and the connector-side conductive member GND is body-grounded (grounded) via the external connector CN to the connector-side conductive member LIN. Is input with an operation signal such as a wiper switch (not shown) from the external connector CN.
図6に示されるように、カバー本体41の内側には、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINに加えて、3つのモータ側導電部材MC1,MC2,MC3がインサート成形によりそれぞれ一体化されている。これらのモータ側導電部材MC1,MC2,MC3においても、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINと同様に、導電性に優れた銅板等をプレス成形等することで屈曲されている。
As shown in FIG. 6, inside the cover
そして、モータ側導電部材MC1,MC2,MC3の一端側は、ワイパモータ20を組み立てた状態で、モータ側端子部62aのメス型端子TM1,TM2,TM3(図4参照)にそれぞれ電気的に接続される。つまり、モータ側導電部材MC1,MC2,MC3の一端側は、オス型端子になっている。また、モータ側導電部材MC1がU相のコイルに対応し、モータ側導電部材MC2がV相のコイルに対応し、モータ側導電部材MC3がW相のコイルに対応している。
Then, one end side of the motor-side conductive members MC1, MC2, MC3 is electrically connected to the female terminals TM1, TM2, TM3 (see FIG. 4) of the motor-
図6に示されるように、モータ側導電部材MC1,MC2,MC3の他端側は、カバー本体41の内側における略中央部分にそれぞれ配置されている。そして、モータ側導電部材MC1,MC2,MC3の他端側は、基板80(図5および図7参照)に電気的に接続されている。このように、モータ側導電部材MC1,MC2,MC3は、それぞれ基板80とモータ60との間に設けられている。
As shown in FIG. 6, the other ends of the motor-side conductive members MC1, MC2, and MC3 are respectively arranged at substantially central portions inside the cover
ここで、コネクタ側導電部材UBAT,GND,LINの他端側、およびモータ側導電部材MC1,MC2,MC3の他端側は、それぞれ半田付け等によって基板80に電気的に接続されている。なお、図6では、それぞれの導電部材UBAT,GND,LIN,MC1,MC2,MC3(合計6つ)の配置関係を判り易くするために、これらの導電部材UBAT,GND,LIN,MC1,MC2,MC3に網掛けを施している。
Here, the other end side of the connector side conductive members UBAT, GND, and LIN, and the other end side of the motor side conductive members MC1, MC2, and MC3 are electrically connected to the
図5および図7に示されるように、カバー本体41の内側には、ワイパモータ20を制御する基板80が装着されている。具体的には、基板80は、カバー本体41の内側に、複数の固定ネジ(図示せず)によって固定されている。そして、基板80の表面80a(図5参照)および裏面80b(図7参照)には、それぞれ複数の電子部品EPが実装されている。
As shown in FIGS. 5 and 7, a
また、図7に示されるように、基板80の裏面80bには、合計3つのホール素子81a,81b,81cが実装されている。これらのホール素子81a,81b,81cは、ワイパモータ20を組み立てた状態で、第1センサマグネットMG1の径方向外側に設けられている(図9および図10参照)。
Further, as shown in FIG. 7, a total of three
より具体的には、図9に示されるように、ホール素子81a,81b,81cは、第1センサマグネットMG1の径方向外側において、第1センサマグネットMG1の軸線(回転中心C)と直交する線分LN1上に、それぞれ所定の間隔S3で並んで設けられている。これにより、ホール素子81a,81b,81cは、回転軸64(第1センサマグネットMG1)の回転数や回転方向等を検出する。
More specifically, as shown in FIG. 9, the
なお、ホール素子81aは、U相のコイルを駆動するのに用いられ、ホール素子81bはV、相のコイルを駆動するのに用いられ、ホール素子81cは、W相のコイルを駆動するのに用いられる。つまり、三相(U相,V相,W相)のコイルを備えたモータ60(図2参照)は、U相,V相,W相の三相のコイルに対応させて3つのホール素子81a,81b,81cを備えている。
The
さらに、基板80の裏面80bには、1つのMRセンサ82が実装されている。MRセンサ82は、ワイパモータ20を組み立てた状態で、第2センサマグネットMG2(図4参照)と対向するようになっている。これにより、MRセンサ82は、出力軸73の回転方向や回転位置等を検出する。
Further, one
また、図7に示されるように、基板80の裏面80bには、1つのCPU83と、U相,V相,W相でそれぞれ2つずつのFET素子84(合計6つ)が実装されている。そして、CPU83には、ホール素子81a,81b,81cおよびMRセンサ82からのセンサ信号がそれぞれ入力される。CPU83は、これらのセンサ信号の入力に応じて、FET素子84をそれぞれ所定のタイミングでスイッチング動作させ、これにより、モータ60(図2参照)が所定方向に所定の回転数で回転駆動(制御)される。
Further, as shown in FIG. 7, one
基板80の角部の近傍には、第1,第2,第3スルーホールTH1,TH2,TH3が、それぞれ並んで設けられている。そして、第1スルーホールTH1には、コネクタ側導電部材UBATの他端側(図6参照)が電気的に接続され、第2スルーホールTH2には、コネクタ側導電部材GNDの他端側(図6参照)が電気的に接続され、第3スルーホールTH3には、コネクタ側導電部材LINの他端側(図6参照)が電気的に接続されている。
The first, second, and third through holes TH1, TH2, and TH3 are provided side by side in the vicinity of the corners of the
基板80の略中央部分には、第4,第5,第6スルーホールTH4,TH5,TH6が、それぞれ並んで設けられている。そして、第4スルーホールTH4には、モータ側導電部材MC1の他端側(図6参照)が電気的に接続され、第5スルーホールTH5には、モータ側導電部材MC2の他端側(図6参照)が電気的に接続され、第6スルーホールTH6には、モータ側導電部材MC3の他端側(図6参照)が電気的に接続されている。
Fourth, fifth, and sixth through holes TH4, TH5, and TH6 are provided side by side in a substantially central portion of the
さらに、基板80には、図5および図8に示されるような基板カバー90が装着される。つまり、基板80は、減速機構収容部31(図4参照)の内部において、カバー本体41と基板カバー90との間に配置される。
Further, the
基板カバー90は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形等することで薄板状に形成されており、基板80側の表面90a(図5参照)と、減速機構70(図4参照)側の裏面90b(図8参照)と、を備えている。このように、基板80と減速機構70との間に基板カバー90を設けることで、減速機構70(ウォーム71およびウォームホイール72)に塗布されたグリス(図示せず)が、基板80に飛散して付着することが防止される。
The
なお、基板カバー90の略中央部分には、表面90a側と裏面90b側とを貫通する貫通穴91が設けられている。貫通穴91は、第2センサマグネットMG2(図4参照)およびMRセンサ82(図7参照)との対向部分に設けられ、これにより、第2センサマグネットMG2とMRセンサ82との間の障害物を無くして、MRセンサ82の検出精度が低下することを防止している。ここで、グリスは、ウォーム71とウォームホイール72との噛み合い部分に塗布されるため、貫通穴91の部分には到達しない。
A through
図5に示されるように、基板カバー90の表面90a側には、合計3つの支持爪92が設けられており、これらの支持爪92は、カバー本体41に固定された基板80に引っ掛けられるようになっている。これにより、基板カバー90は、基板80を介して、がたつくこと無くカバー部材40に固定される。
As shown in FIG. 5, a total of three
また、図8に示されるように、基板カバー90の裏面90b側には、ウォーム71(図4参照)の周囲の一部を覆う被覆壁93が設けられている。被覆壁93の内側には、ウォーム71が回転自在に収容され、被覆壁93は、ウォーム71に塗布されたグリスが周囲に飛散することを防止している。
Further, as shown in FIG. 8, a covering
ここで、被覆壁93の内側には、複数の保持壁93aが設けられ、これらの保持壁93aは、ウォーム71の軸方向(回転中心Cの延在方向)と直交する方向に延び、かつウォーム71の軸方向に略等間隔で並んで配置されている。そして、保持壁93aは、ウォーム71に塗布されたグリスが、ウォーム71の回転に伴い、当該ウォーム71の軸方向一側または軸方向他側に偏ってしまうことを防止している。これにより、減速機構70(図4参照)は、長期に亘ってスムーズに動作可能となっている。
Here, a plurality of holding
さらに、図5および図8に示されるように、基板カバー90の表面90aと裏面90bとの間には、基板カバー90の厚み方向に横切るようにして、合計3つの磁気伝達部材101,102,103が設けられている。これらの磁気伝達部材101,102,103は、互いに非接触の状態とされ、基板カバー90を射出成形する際に、それらの一部が基板カバー90に埋設されるようになっている。すなわち、磁気伝達部材101,102,103は、インサート成形により基板カバー90に一体化されている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 8, a total of three
磁気伝達部材101,102,103は、磁力を保持する力が小さく、かつ透磁性に優れた軟磁性材料(フェライト系ステンレス等)からなり、図8に示されるような形状をなしている。磁気伝達部材101,102,103は、板状の軟磁性材料を打ち抜いて屈曲させることで所定形状に形成されている。そして、磁気伝達部材101,102,103は、第1センサマグネットMG1(図9および図10参照)が発生する磁気が伝わり、当該磁気を3つのホール素子81a,81b,81c(図9および図10参照)に伝達する機能を有している。
The
なお、磁気伝達部材101は、ホール素子81a(U相のコイル)に対応して設けられ、磁気伝達部材102は、ホール素子81b(V相のコイル)に対応して設けられ、磁気伝達部材103は、ホール素子81c(W相のコイル)に対応して設けられている。
The
より具体的には、磁気伝達部材101は、基板カバー90の裏面90b側に配置された第1磁気伝達部101aと、基板カバー90の表面90a側に配置された第2磁気伝達部101bと、第1磁気伝達部101aと第2磁気伝達部101bとを連結する第3磁気伝達部101cと、を備えている。
More specifically, the
また、磁気伝達部材102は、基板カバー90の裏面90b側に配置された第1磁気伝達部102aと、基板カバー90の表面90a側および裏面90b側の双方に露出(図5および図8参照)された第2磁気伝達部102bと、第1磁気伝達部102aと第2磁気伝達部102bとを連結する第3磁気伝達部102cと、を備えている。
Further, the
さらに、磁気伝達部材103は、基板カバー90の裏面90b側に配置された第1磁気伝達部103aと、基板カバー90の表面90a側に配置された第2磁気伝達部103bと、第1磁気伝達部103aと第2磁気伝達部103bとを連結する第3磁気伝達部103cと、を備えている。ここで、図9に示されるように、磁気伝達部材103は、磁気伝達部材101に対して、回転軸64の回転中心Cの部分を境に、図中左右側で鏡像対象の形状となっている。
Further, the
すなわち、図9に示されるように、回転中心Cの図中両側に配置された磁気伝達部材101および磁気伝達部材103の体積は、それぞれ同じ体積VL1に設定されている。これに対し、回転中心Cの図中真下に配置された磁気伝達部材102の体積は、磁気伝達部材101,103の体積VL1よりも小さい体積VL2に設定されている(VL2<VL1)。
That is, as shown in FIG. 9, the volumes of the
このように、磁気伝達部材101,102,103のうちの、第1センサマグネットMG1とホール素子との離間距離が長い方に設けられた磁気伝達部材の体積の方、つまり、離間距離がL1でホール素子81a,81cに対応した磁気伝達部材101,103の体積VL1の方が、第1センサマグネットMG1とホール素子との離間距離が短い方に設けられた磁気伝達部材の体積、つまり、離間距離がL2でホール素子81bに対応した磁気伝達部材102の体積VL2よりも大きくなっている。
As described above, of the
ここで、図9においては、磁気伝達部材101,102,103の配置関係を判り易くするために、磁気伝達部材101,102,103に網掛けを施すとともに、磁気伝達部材101,102,103、第1センサマグネットMG1が固定された回転軸64、ホール素子81a,81b,81cが実装された基板80のみを図示している。
Here, in FIG. 9, in order to make it easy to understand the arrangement relationship of the
図8および図9に示されるように、磁気伝達部材101,102,103を形成する第1磁気伝達部101a,102a,103aは、第1センサマグネットMG1の軸方向一端側の端面(軸方向一端面)EM1に沿い、かつ対向するよう配置され、それぞれ略円弧形状に形成されている。そして、第1磁気伝達部101a,102a,103aは、第1センサマグネットMG1の端面EM1と対向する対向面SF1(図8参照)をそれぞれ備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the first
このように、第1磁気伝達部101a,102a,103aを、第1センサマグネットMG1の端面EM1と対向させることで、第1センサマグネットMG1の径方向外側に第1磁気伝達部を配置する必要が無く、ひいてはワイパモータ20(図2参照)を小型化可能としている。
In this way, by making the first
ここで、第1センサマグネットMG1の端面EM1と、第1磁気伝達部101a,102a,103aの対向面SF1との間の隙間寸法は、図10に示されるように、磁気伝達部材101,102,103の肉厚寸法よりも小さい隙間寸法S1に設定されている。これにより、第1センサマグネットMG1の磁気を、第1磁気伝達部101a,102a,103aに対して確実に伝達されるようにしている(センシング精度の向上)。
Here, as shown in FIG. 10, the clearance dimensions between the end surface EM1 of the first sensor magnet MG1 and the facing surfaces SF1 of the first
そして、図9に示されるように、第1磁気伝達部101a,102a,103aは、第1センサマグネットMG1の端面EM1のうちの、ホール素子81a,81b,81cが設けられた側(図中下側)の180度の範囲に配置されている。具体的には、回転中心Cに対して直交するとともに当該回転中心Cを通り、かつホール素子81a,81b,81cを繋いだ線分LN1に対して平行な線分LN2よりも、ホール素子81a,81b,81c側(基板80側)に、第1磁気伝達部101a,102a,103aが配置されている。
Then, as shown in FIG. 9, the first
これにより、磁気伝達部材101,102,103の大型化が避けられるとともに、基板80の裏面80b側、つまりホール素子81a,81b,81cが実装された側(図9中上側)から、第1センサマグネットMG1が固定された回転軸64を、規定の位置に容易に組み付け可能としている(組み付け性の向上)。
As a result, it is possible to avoid increasing the size of the
なお、第1磁気伝達部101a,102a,103aはそれぞれ同じ大きさ(体積)に設定されており、第1センサマグネットMG1の回転方向に対する略60度の範囲にそれぞれ配置されている。そして、第1磁気伝達部101a,102a,103aは、互いに所定隙間S2を介して非接触の状態となっている。ここで、所定隙間S2は、第1磁気伝達部101a,102a,103aを通るそれぞれの磁気が、他の磁気伝達部に悪影響を与えない(伝達されない)程度の隙間に設定されている(S2≒3×S1)。よって、センシング精度の低下が抑制されている(センシング精度の向上)。
The first
図8および図9に示されるように、磁気伝達部材101,102,103を形成する第2磁気伝達部101b,102b,103bは、それぞれ同じ大きさ(体積)に設定され、略長方形の平板状となっている。そして、第2磁気伝達部101b,102b,103bは、ホール素子81a,81b,81cの検出面EM2(図7参照)と対向する対向面SF2をそれぞれ備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the second
そして、図9に示されるように、第2磁気伝達部101b,102b,103bと、ホール素子81a,81b,81cとの間の隙間寸法は、第1センサマグネットMG1と、第1磁気伝達部101a,102a,103aとの間の隙間寸法S1と、略同じ隙間寸法S1に設定されている。これにより、第2磁気伝達部101b,102b,103bに伝達されたそれぞれの磁気を、それぞれのホール素子81a,81b,81cにより、正確に検出可能としている(センシング精度の向上)。
Then, as shown in FIG. 9, the gap dimensions between the second
また、図8および図9に示されるように、第3磁気伝達部101c,102c,103cは、第1磁気伝達部101a,102a,103aと第2磁気伝達部101b,102b,103bとを、それぞれ連結している。つまり、第3磁気伝達部101c,102c,103cは、第1磁気伝達部101a,102a,103aに伝達された磁気を、第2磁気伝達部101b,102b,103bに伝達する機能を有している。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the third
そして、磁気伝達部材101および磁気伝達部材103の第3磁気伝達部101c,103cが、それぞれ同じ体積に設定され、磁気伝達部材102の第3磁気伝達部102cの体積は、第3磁気伝達部101c,103cの体積よりも小さくなっている。このように、第3磁気伝達部101c,103cと、第3磁気伝達部102cとの体積を異ならせることにより、磁気伝達部材102の全体の体積VL2を、磁気伝達部材101,103の全体の体積VL1よりも小さくしている。
Then, the third
ここで、3つのホール素子81a,81b,81cは、図9に示されるように、基板80の平坦な裏面80bに所定の間隔で並んで設けられている。具体的には、第1センサマグネットMG1の半径寸法D/2よりも大きい間隔S3を介して、3つのホール素子81a,81b,81cは並んでいる(S3>D/2)。すなわち、3つ並べられたホール素子81a,81b,81cのうちの両側に配置された一対のホール素子81a,81c同士の離間距離(2×S3)が、第1センサマグネットMG1の外径寸法Dよりも大きくなっている(2×S3>D)。
Here, as shown in FIG. 9, the three
このように、3つのホール素子81a,81b,81cの間隔S3を比較的大きく設定することで、それぞれのホール素子81a,81b,81cが他の磁気伝達部材からの磁気を拾わないようにしている。よって、これによっても、センシング精度の低下が抑制されている(センシング精度の向上)。
In this way, by setting the distance S3 of the three
さらには、ホール素子81a,81b,81cの間隔S3を比較的大きく設定することで、第1センサマグネットMG1とホール素子81b(V相のコイルに対応)との離間距離L2に比して、第1センサマグネットMG1とホール素子81a,81c(U相のコイルおよびW相のコイルに対応)との離間距離L1を長くして、その差(L1−L2)を大きくしている。具体的には、離間距離L1は、離間距離L2の略3倍の距離となっている(L1≒3×L2)。
Furthermore, by setting the distance S3 between the
このように、本実施の形態においては、隣り合うホール素子81a,81b,81cの間隔S3を大きく設定することで、離間距離L1と離間距離L2との差(L1−L2)を大きくしている。これに伴って、磁気伝達部材101,103の全体の体積VL1(図8参照)も、磁気伝達部材102の全体の体積VL2(図8参照)よりも大きくなっている。この体積VL1と体積VL2との大きさの違いは、それぞれのホール素子81a,81b,81cにおけるセンシング精度を向上させる上で、有利に作用することが判っている。
As described above, in the present embodiment, the difference (L1-L2) between the separation distance L1 and the separation distance L2 is increased by setting the distance S3 between the
つまり、図11(a)のグラフに示されるように、センサマグネットとホール素子との離間距離Lが遠くなる(大きくなる)ほど、ホール素子に対して磁気が届き難くなる。言い換えれば、離間距離Lが遠くなるほど、ホール素子を通過する磁束密度Bが弱くなってしまう。このホール素子を通過する磁束密度Bの低下は、センシング精度の低下を招くことになる。 That is, as shown in the graph of FIG. 11A, the farther (larger) the separation distance L between the sensor magnet and the Hall element is, the more difficult it is for magnetism to reach the Hall element. In other words, the farther the separation distance L is, the weaker the magnetic flux density B passing through the Hall element. A decrease in the magnetic flux density B passing through the Hall element causes a decrease in sensing accuracy.
その一方で、図11(b)のグラフに示されるように、センサマグネットとホール素子との間に配置される磁気伝達部材の体積Vが大きくなるほど、センサマグネットとホール素子との離間距離Lが遠くても、磁気伝達部材を伝わる磁気をホール素子に対して届き易くすることができる。すなわち、図11(b)のグラフは、センサマグネットとホール素子との離間距離Lが遠くなるに連れて、センサマグネットとホール素子との間に配置される磁気伝達部材の体積Vを大きくすれば、センシング精度の低下が抑えられることを示している。 On the other hand, as shown in the graph of FIG. 11B, the larger the volume V of the magnetic transmission member arranged between the sensor magnet and the Hall element, the larger the separation distance L between the sensor magnet and the Hall element. Even if it is far away, the magnetism transmitted through the magnetic transmission member can easily reach the Hall element. That is, in the graph of FIG. 11B, as the separation distance L between the sensor magnet and the Hall element increases, the volume V of the magnetic transmission member arranged between the sensor magnet and the Hall element increases. , It is shown that the decrease in sensing accuracy can be suppressed.
上述の理由に基づき、本実施の形態では、隣り合うホール素子の間隔S3を比較的大きな値に設定している(S3>D/2)。これにより、それぞれのホール素子が、他の磁気伝達部材からの磁気の影響を受け難くすることができ、しかも磁気伝達部材101,103の体積VL1を、磁気伝達部材102の体積VL2よりも大きくすることができる(VL1>VL2)。したがって、それぞれのホール素子81a,81b,81cにおいて、第1センサマグネットMG1からの磁気のセンシング精度にばらつきが生じることが抑えられて、ひいてはワイパモータ20(図2参照)をより高精度で駆動可能となる。
Based on the above reasons, in the present embodiment, the distance S3 between adjacent Hall elements is set to a relatively large value (S3> D / 2). As a result, each Hall element can be made less susceptible to the influence of magnetism from other magnetic transmission members, and the volume VL1 of the
以上詳述したように、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、ホール素子81a,81b,81cは、第1センサマグネットMG1の径方向外側において、第1センサマグネットMG1の軸線(回転中心C)と直交する線分LN1上に、それぞれ所定の間隔S3で並んで設けられ、磁気伝達部材101,102,103は、第1センサマグネットMG1の端面EM1と対向する第1磁気伝達部101a,102a,103aと、ホール素子81a,81b,81cの検出面EM2と対向する第2磁気伝達部101b,102b,103bと、第1磁気伝達部101a,102a,103aと第2磁気伝達部101b,102b,103bとを連結する第3磁気伝達部101c,102c,103cと、をそれぞれ備えている。
As described in detail above, according to the
したがって、磁気伝達部材101,102,103の第1磁気伝達部101a,102a,103aを、第1センサマグネットMG1の端面EM1に対向させて、第1センサマグネットMG1とホール素子81a,81b,81cとを、従前に比して近接配置することができる。よって、磁気伝達部材101,102,103の形状および配置構造を簡素化することができ、ひいてはワイパモータ20全体の小型軽量化を図ることが可能となる。
Therefore, the first
また、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、第1磁気伝達部101a,102a,103aが、第1センサマグネットMG1の端面EM1のうちの、ホール素子81a,81b,81cが設けられた側の180度の範囲に配置されている。
Further, according to the
これにより、磁気伝達部材101,102,103の大型化が避けられるとともに、基板80の裏面80b側、つまりホール素子81a,81b,81cが実装された側から、第1センサマグネットMG1が固定された回転軸64を、規定の位置に容易に組み付けることができる(組み付け性の向上)。
As a result, it is possible to avoid increasing the size of the
さらに、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、磁気伝達部材101,102,103のうちの、第1センサマグネットMG1とホール素子との離間距離が長い方に設けられた磁気伝達部材の体積の方、つまり、離間距離がL1でホール素子81a,81cに対応した磁気伝達部材101,103の体積VL1の方が、第1センサマグネットMG1とホール素子との離間距離が短い方に設けられた磁気伝達部材の体積、つまり、離間距離がL2でホール素子81bに対応した磁気伝達部材102の体積VL2よりも大きくなっている。
Further, according to the
これにより、それぞれのホール素子81a,81b,81cにおいて、第1センサマグネットMG1からの磁気のセンシング精度にばらつきが生じることが抑えられて、ひいてはワイパモータ20をより高精度で駆動することができる。
As a result, it is possible to prevent variations in the magnetic sensing accuracy from the first sensor magnet MG1 in the
また、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、3つのホール素子81a,81b,81cが、基板80に並んで実装されており、3つ並べられたホール素子81a,81b,81cのうちの両側に配置された一対のホール素子81a,81c同士の離間距離(2×S3)が、第1センサマグネットMG1の外径寸法Dよりも大きくなっている。
Further, according to the
これにより、それぞれのホール素子81a,81b,81cが他の磁気伝達部材からの磁気を拾わないようにでき、ひいてはセンシング精度の低下を抑制することができる。
As a result, the
さらに、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、第1センサマグネットMG1には、その周方向に極性の異なる磁極が交互に4極設けられており、磁気伝達部材101,102,103が、ステータ61に巻装されたU相,V相,W相のコイルに対応して3つ設けられている。
Further, according to the
これにより、回転軸64が1回転する間に、ホール素子81a,81b,81cのそれぞれに対して、4回の磁気の変化を異なるタイミングで検出させることができる。よって、基板80に実装されたCPU83は、回転軸64の回転状態を高精度で制御することができる。
As a result, it is possible to detect four magnetic changes at different timings for each of the
また、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、回転軸64の回転状態を検出するのに、ホール素子81a,81b,81cを用いている。
Further, according to the
これにより、比較的安価で、かつ小型で軽量な上に故障を減らすことができ、ひいては、ワイパモータ20のさらなる小型軽量化および信頼性向上を図ることができる。
As a result, it is possible to reduce the number of failures in addition to being relatively inexpensive, compact and lightweight, and it is possible to further reduce the size and weight of the
さらに、本実施の形態に係るワイパモータ20によれば、回転軸64により回転される出力軸73が設けられ、出力軸73はワイパアーム13およびワイパブレード15を揺動させる。
Further, according to the
これにより、出力軸73を精度良く正逆回転させることができ、ひいてはワイパアーム13およびワイパブレード15を、規定の反転位置(上反転位置および下反転位置)で確実に反転させることができ、予め定められた払拭範囲16を綺麗に払拭させることが可能となる。
As a result, the
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態では、出力軸73の回転方向や回転位置等を検出するセンサがMRセンサ82であるものを示したが、本発明はこれに限らず、複数のホール素子を1つの部品で構成した回転角度センサを用いることもできる。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the sensor for detecting the rotation direction, rotation position, etc. of the
また、上記実施の形態では、ワイパモータ20を、車両10のフロントウィンドシールド11を払拭するワイパ装置の駆動源に用いた場合を示したが、本発明はこれに限らず、自動車等の車両のリヤワイパ装置や、鉄道車両や航空機等のワイパ装置の駆動源に用いることもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the
その他、上記実施の形態における各構成要素の材質,形状,寸法,数,設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。 In addition, the material, shape, dimensions, number, installation location, etc. of each component in the above embodiment are arbitrary as long as the present invention can be achieved, and are not limited to the above embodiment.
10 車両
11 フロントウィンドシールド
12 ワイパ装置
13 ワイパアーム(ワイパ部材)
14 リンク機構
15 ワイパブレード(ワイパ部材)
16 払拭範囲
20 ワイパモータ(ブラシレスモータ)
30 ハウジング
31 減速機構収容部
31a 底壁
31b 側壁
31c ボス部
31d 取付脚
31e 第1貫通孔
31f 第2貫通孔
32 モータ固定部
32a フランジ部
40 カバー部材
41 カバー本体
42 シール装着部
43 コネクタ接続部
50 モータカバー
51 底部
52 カバーフランジ
60 モータ
61 ステータ
62 ターミナルホルダ
62a モータ側端子部
63 ロータ
64 回転軸
70 減速機構
71 ウォーム
72 ウォームホイール
72a ギヤ歯
73 出力軸
80 基板
80a 表面
80b 裏面
81a,81b,81c ホール素子(回転センサ)
82 MRセンサ
83 CPU
84 FET素子
90 基板カバー
90a 表面
90b 裏面
91 貫通穴
92 支持爪
93 被覆壁
93a 保持壁
101,102,103 磁気伝達部材
101a,102a,103a 第1磁気伝達部
101b,102b,103b 第2磁気伝達部
101c,102c,103c 第3磁気伝達部
B 磁束密度
BE 軸受部材
C 回転中心
CN 外部コネクタ
EM1 端面(軸方向一端面)
EM2 検出面
EP 電子部品
F 雌ネジ部
GND コネクタ側導電部材
L,L1,L2 離間距離
LIN コネクタ側導電部材
LN1,LN2 線分
MC1,MC2,MC3 モータ側導電部材
MG1 第1センサマグネット(マグネット)
MG2 第2センサマグネット
OP 第1開口部
RB 補強リブ
SC1 締結ネジ
SC2 固定ネジ
SF1,SF2 対向面
TH1 第1スルーホール
TH2 第2スルーホール
TH3 第3スルーホール
TH4 第4スルーホール
TH5 第5スルーホール
TH6 第6スルーホール
TM1,TM2,TM3 メス型端子
UBAT コネクタ側導電部材
V,VL1,VL2 体積
WS 固定ワッシャ
10
14
16
30
82
84
EM2 Detection surface EP Electronic component F Female thread part GND Connector side conductive member L, L1, L2 Separation distance LIN Connector side conductive member LN1, LN2 Line segment MC1, MC2, MC3 Motor side conductive member MG1 First sensor magnet (magnet)
MG2 2nd sensor magnet OP 1st opening RB Reinforcing rib SC1 Fastening screw SC2 Fixing screw SF1, SF2 Facing surface TH1 1st through hole TH2 2nd through hole TH3 3rd through hole TH4 4th through hole TH5 5th through hole TH6 6th Through Hole TM1, TM2, TM3 Female Terminal UBAT Connector Side Conductive Member V, VL1, VL2 Volume WS Fixed Washer
Claims (7)
前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、
前記ロータの回転中心に固定された回転軸と、
を備えたブラシレスモータであって、
前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転方向に複数の磁極が交互に並べられた環状のマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気が伝達され、互いに非接触の状態で設けられた複数の磁気伝達部材と、
複数の前記磁気伝達部材に伝達された磁気をそれぞれ検出する複数の回転センサと、
を有し、
複数の前記回転センサは、
前記マグネットの径方向外側において、前記マグネットの軸線と直交する線分上に、それぞれ所定の間隔で並んで設けられ、
複数の前記磁気伝達部材は、
前記マグネットの軸方向一端面と対向する第1磁気伝達部と、
前記回転センサの検出面と対向する第2磁気伝達部と、
前記第1磁気伝達部と前記第2磁気伝達部とを連結する第3磁気伝達部と、
をそれぞれ備えていることを特徴とするブラシレスモータ。 With the stator
A rotor rotatably provided with respect to the stator and
A rotating shaft fixed to the center of rotation of the rotor,
It is a brushless motor equipped with
An annular magnet fixed to the rotating shaft and having a plurality of magnetic poles arranged alternately in the rotating direction of the rotating shaft.
The magnetism generated by the magnet is transmitted, and a plurality of magnetic transmission members provided in a state of non-contact with each other
A plurality of rotation sensors for detecting the magnetism transmitted to the plurality of magnetic transmission members, and
Have,
The plurality of rotation sensors
On the radial outer side of the magnet, they are provided side by side at predetermined intervals on a line segment orthogonal to the axis of the magnet.
The plurality of the magnetic transmission members are
A first magnetic transmission unit facing the axial end surface of the magnet, and
A second magnetic transmission unit facing the detection surface of the rotation sensor,
A third magnetic transmission unit that connects the first magnetic transmission unit and the second magnetic transmission unit,
A brushless motor that is characterized by having each.
3つ並べられた前記回転センサのうちの両側に配置された一対の前記回転センサ同士の離間距離が、前記マグネットの外径寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のブラシレスモータ。 The three rotation sensors are mounted side by side on the board.
Any of claims 1 to 3, wherein the distance between the pair of rotation sensors arranged on both sides of the three arranged rotation sensors is larger than the outer diameter of the magnet. The brushless motor according to item 1.
さらに、前記回転軸により回転される出力軸が設けられ、
前記出力軸はワイパ部材を揺動させることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 6.
Further, an output shaft rotated by the rotation shaft is provided.
The output shaft is a brushless motor characterized by swinging a wiper member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019168276A JP2021048661A (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019168276A JP2021048661A (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Brushless motor |
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Family Applications (1)
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JP2019168276A Pending JP2021048661A (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Brushless motor |
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2019
- 2019-09-17 JP JP2019168276A patent/JP2021048661A/en active Pending
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