JP3482360B2

JP3482360B2 - モータの回転検出構造

Info

Publication number: JP3482360B2
Application number: JP27282199A
Authority: JP
Inventors: 勝彦石川; 浩森
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2003-12-22
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: US6346756B1; JP2001103712A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開閉装置のオート
作動機能に用いられるモータの回転検出技術に関し、特
にアーマチュアコアの回転時における整流波形のリップ
ル電圧検知方式に好適なモータの回転検出構造に適用し
て有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、車両のパワーウインドウなどの開閉装置のオート作
動機能としては、モータが停止することによる電流値の
上昇を検知する拘束電流検知方式や、導通／非導通部分
が交互に作り込まれた回転部材を回転して繰り返しパル
スを検知するスリップリング方式などがある。しかし、
拘束電流検知方式は拘束電流値の制約があり、またスリ
ップリング方式は部品点数の増加の問題がある。

【０００３】他に、モータに接続されたコントローラで
信号を読み取り、この信号を整流した整流波形のリップ
ル電圧を検知するリップル電圧検知方式があり、これは
一定の期間内で、ある電圧範囲以上のリップル電圧が発
生しない場合に、モータが拘束したと判断し、通電をＯ
ＦＦするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のモー
タは、前記整流波形のリップル電圧検知方式には対応で
きるが、コギングトルクを下げる目的で、アーマチュア
コアのスロット数を増やした結果、コンミテータのセグ
メント間の電位差が小さくなり、リップル電圧も小さく
なったため（図４）、そのリップル電圧を検知できず、
オート作動が機能しないという問題が発生している。こ
の従来のモータにおいては、各スロット毎の巻線数は同
一となっている。

【０００５】また、アーマチュアコアに巻装されるコイ
ルの巻線技術として、たとえば特開平１０−２８５８５
４号公報、特開平８−１２６２３９号公報に記載される
技術が挙げられる。前者の公報の技術は、特性変更に伴
う巻太りを防止するために、所定巻数Ｎにおいて、最初
は（Ｎ＋ｎ）、最後は（Ｎ−ｎ）の巻数でコイルを巻装
するものである。後者の公報の技術は、体格の変更なく
特性を変更するために、巻数に合わせてスロット形状を
変更するものである。従って、前記公報の技術は、いず
れもリップル電圧検知方式に対応できるものではなく、
本発明のようなリップル電圧を考慮した技術ではない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前記整流波形の
リップル電圧検知方式において、リップル電圧に影響す
るアーマチュアコアのスロット毎の巻線数に着目し、こ
の巻線数を変更することでリップル電圧を上げ、かつコ
ギングトルクと部品点数を同等にしてオート作動機能を
実現することができるモータの回転検出構造を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のスロッ
トを有するアーマチュアコアと、各スロットに巻装され
た複数のコイルと、各コイルが接続された複数のセグメ
ントを有するコンミテータとを備えたモータの回転検出
構造に適用され、以下のような特徴を有するものであ
る。

【０００８】すなわち、本発明のモータの回転検出構造
は、アーマチュアコアの各スロットに巻装される各コイ
ルの巻線数をスロット毎に変更し、コンミテータの隣り
合うセグメントの電位差を大きくして、アーマチュアコ
アの回転時における整流波形のリップル電圧を検知する
手段を有することを特徴とするものである。これによ
り、リップル電圧検知方式におけるオート作動機能にお
いて、リップル電圧を上げ、かつコギングトルクと部品
点数を同等にすることができる。

【０００９】この構成において、さらにスロット数を増
加することによる特性マッチングが取りづらくなること
に対しては、アーマチュアコアのスロット数の増加に伴
い、各スロットに巻装される各コイルの巻数および全コ
イルの総巻数を微調整することにより、特性マッチング
を取ることが容易となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態であるモータの回転検出構造におけるコイルの巻き方
を示す簡略展開図、図２は本実施の形態において、コイ
ルを巻装したときのアーマチュアコアを示す簡略図、図
３は整流波形のリップル電圧検知方式におけるリップル
電圧波形を示す波形図である。

【００１１】まず、図１により本実施の形態のモータの
回転検出構造におけるコイルの巻き方の一例を説明す
る。

【００１２】本実施の形態のモータは、たとえば車両の
パワーウインドウなどの開閉装置のオート作動機能に用
いられ、図示しない、回転力を発生するために必要な磁
束を発生する永久磁石などが配設されているステータ
と、このステータに対して回転自在に配設され、回転力
を発生するために必要な電流が流れるアーマチュアコイ
ルが巻装されているロータと、電源から供給された電流
をロータのアーマチュアコイルに通電するブラシなどか
ら構成されている。

【００１３】このモータには、図示しない、コントロー
ラが接続されており、このコントローラによりロータの
回転が制御される。特に、このモータを本実施の形態の
ようにパワーウインドウなどの開閉装置のオート作動と
して機能させる場合には、コントローラで信号を読み取
り、この信号を整流した整流波形のリップル電圧を検知
するリップル電圧検知方式を用いてモータの回転検出構
造が構成される。

【００１４】モータのロータには、図１に示すように、
複数のスロット１を各ティース２間に有するアーマチュ
アコア３と、各スロット１に巻装された複数のコイル４
と、各コイル４が接続された複数のセグメント５を有す
るコンミテータ６などが備えられている。このロータの
コンミテータ６には、ブラシが電気的に接触可能に配設
されており、ブラシに接触されたコンミテータ６の各セ
グメント５から各コイル４に電流が流れると同時に、ス
テータの永久磁石による磁束との関係からロータが回転
力を得る構成となっている。

【００１５】特に、このロータは、アーマチュアコア３
の各スロット１に巻装される各コイル４の巻線数がスロ
ット１毎に変更されており、コンミテータ６の隣り合う
セグメント５の電位差が大きくなっている。たとえば、
図１においては、コンミテータ６のセグメント５の第１
（１），第２（２），第３（３），第６（６），第７
（７），第８（８）は巻数ａとし、セグメント５の第４
（４），第５（５），第９（９），第１０（１０）は巻
数ｂとして各コイル４が巻装されている。なお、図１
は、コンミテータ６のセグメント５が第１（１）〜第１
０（１０）までの例であり、見やすいように平面的に展
開し、セグメント５の第１（１），第９（９），第１０
（１０）を巻始めとするコイル４のみを示しており、よ
って同じ番号の部分は同じ部分を表し、実際にはセグメ
ント５の第１（１）〜第１０（１０）の全てにコイル４
が巻かれている。以降、第１（１）〜第１０（１０）
は、単に（１）〜（１０）と略記する。

【００１６】たとえば、コイル４の巻き方について、コ
ンミテータ６のセグメント５（１）を巻始めとするコイ
ル４は、セグメント５（１）から巻始め、アーマチュア
コア３のティース２（４）とティース２（５）との間の
スロット１、ティース２（１０）とティース２（１）と
の間のスロット１を巻数ａだけ繰り返して巻き、セグメ
ント５（２）で巻終わりとなる。同様に、コンミテータ
６のセグメント５（２），（３）についても、セグメン
ト５（２）を巻始めとするコイル４は、ティース２
（５），（６）、ティース２（１），（２）の間の各ス
ロット１を巻数ａだけ巻いてセグメント５（３）で巻終
わりとなる。セグメント５（３）を巻始めとするコイル
４は、ティース２（６），（７）、ティース２（２），
（３）の間の各スロットを巻数ａだけ巻いてセグメント
５（４）で巻終わりとなる。

【００１７】また、コンミテータ６のセグメント５
（４），（５）については、前記セグメント５（１）〜
（３）と巻数が異なる。セグメント５（４）を巻始めと
するコイル４は、ティース２（７），（８）、ティース
２（３），（４）の間の各スロット１を巻数ｂだけ巻い
てセグメント５（５）で巻終わりとなる。セグメント５
（５）を巻始めとするコイル４は、ティース２（８），
（９）、ティース２（４），（５）の間の各スロット１
を巻数ｂだけ巻いてセグメント５（６）で巻終わりとな
る。

【００１８】さらに、コンミテータ６のセグメント５
（６）〜（８）については、前記セグメント５（１）〜
（３）と巻数が同じである。セグメント５（６）を巻始
めとするコイル４は、ティース２（９），（１０）、テ
ィース２（５），（６）の間の各スロット１を巻数ａだ
け巻いてセグメント５（７）で巻終わりとなる。セグメ
ント５（７）を巻始めとするコイル４は、ティース２
（１０），（１）、ティース２（６），（７）の間の各
スロット１を巻数ａだけ巻いてセグメント５（８）で巻
終わりとなる。セグメント５（８）を巻始めとするコイ
ル４は、ティース２（１），（２）、ティース２
（７），（８）の間の各スロット１を巻数ａだけ巻いて
セグメント５（９）で巻終わりとなる。

【００１９】また、コンミテータ６のセグメント５
（９），（１０）については、前記セグメント５
（４），（５）と巻数が同じである。セグメント５
（９）を巻始めとするコイル４は、ティース２（２），
（３）、ティース２（８），（９）の間の各スロット１
を巻数ｂだけ巻いてセグメント５（１０）で巻終わりと
なる。セグメント５（１０）を巻始めとするコイル４
は、ティース２（３），（４）、ティース２（９），
（１０）の間の各スロット１を巻数ｂだけ巻いてセグメ
ント５（１）で巻終わりとなる。

【００２０】よって、隣り合うセグメント５間におい
て、各スロット１に巻かれた各コイル４の巻線の数が同
じ巻数ａのセグメント５（１）とセグメント５（２）、
セグメント５（２）とセグメント５（３）、セグメント
５（６）とセグメント５（７）、セグメント５（７）と
セグメント５（８）の間、巻数ｂのセグメント５（４）
とセグメント５（５）、セグメント５（９）とセグメン
ト５（１０）の間に比べ、巻数ａのセグメント５（３）
と巻数ｂのセグメント５（４）、巻数ｂのセグメント５
（５）と巻数ａのセグメント５（６）、巻数ａのセグメ
ント５（８）と巻数ｂのセグメント５（９）、巻数ｂの
セグメント５（１０）と巻数ａのセグメント５（１）の
間は電位差は大きくなる。

【００２１】たとえば、図２は、ダブルフライヤーの重
ね巻き方法で、一定の巻数を１４ｔ（ｔｕｒｎ）と１１
ｔとした例において、コイル４を全て巻装したときの簡
略図である。アーマチュアコア３のティース２（１），
（２）の間のスロット１には１４ｔと１４ｔ、ティース
２（２），（３）の間のスロット１には１４ｔと１１
ｔ、ティース２（３），（４）の間のスロット１には１
１ｔと１１ｔ、ティース２（４），（５）の間のスロッ
ト１には１４ｔと１１ｔ、ティース２（５），（６）の
間のスロット１には１４ｔと１４ｔ、ティース２
（６），（７）の間のスロット１には１４ｔと１４ｔ、
ティース２（７），（８）の間のスロット１には１４ｔ
と１１ｔ、ティース２（８），（９）の間のスロット１
には１１ｔと１１ｔ、ティース２（９），（１０）の間
のスロット１には１４ｔと１１ｔ、ティース２（１
０），（１）の間のスロット１には１４ｔと１４ｔのコ
イル群が、それぞれ巻かれている。

【００２２】以上のようなアーマチュアコア３の各スロ
ット１へのコイル４の巻き方において、アーマチュアコ
ア３のスロット１毎の巻線数を変更することにより、異
なる巻数ａ，ｂが隣り合うセグメント５（３），（４）
｛（８），（９）｝および（５），（６）｛（１０），
（１）｝は電位差が大きくなる。このため、コントロー
ラで読み取った信号の整流波形のリップル電圧検知方式
において、アーマチュアコア３の回転時のリップル電圧
はスロット１毎の巻数が同一のもの（前記した図４）に
対して、たとえば図３のように大きくなる。すなわち、
ノイズなどを誤って検知しないように所定の電圧値に設
定された検知範囲に対して、この検知範囲以上の高い電
圧、検知範囲以下の低い電圧によるリップル電圧を発生
させることができる。

【００２３】従って、本実施の形態では、整流波形のリ
ップル電圧検知方式を用いたモータの回転検出構造にお
いて、アーマチュアコア３のスロット１毎の巻線数を変
更し、コンミテータ６の隣り合うセグメント５の電位差
を大きくすることにより、コギングトルクと部品点数を
同等にしながら、リップル電圧を大きくすることができ
るので、このリップル電圧を検知してオート作動機能を
実現することができる。

【００２４】本発明は前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
あることはいうまでもない。

【００２５】たとえば、コンミテータのセグメントは
（１）〜（１０）までの例で説明したが、コギングトル
クを低減するためにスロット数を増やし、セグメント数
を１１以上に増加するような場合についても適用可能で
ある。このように、スロット数を増加する場合には、た
とえば重ね巻きで一定の巻数１０ｔとすると、１スロッ
トに２０ｔとなり、１０スロットの場合、その総巻数は
２００ｔとなる。このようなモータを基本として１スロ
ットの巻数を増減させた場合、１９ｔでは総巻数１９０
ｔ、２１ｔでは総巻数２１０ｔとなる。その差は２０ｔ
である。

【００２６】しかし、コギングトルクを低減するために
１２スロットとすると、その差は２４ｔと大きくなって
しまう。従って、通常は、スロット数が多くなると１ｔ
でその特性の変動が大きくなって特性マッチングが取り
づらいが、本実施の形態においては、スロット毎の巻線
数を変更する際に、このスロット数の増加に伴い、各ス
ロットに巻装される各コイルの巻数を細かく調整した
り、さらに全コイルの総巻数を微調整することができる
ので、スロット数の増加に対しても特性マッチングを取
ることが容易になる。

【００２７】また、コイルの巻き方についても、ダブル
フライヤーの重ね巻きによる１４ｔと１１ｔはあくまで
一例であり、他に種々の変形が可能であることはいうま
でもない。

【００２８】さらに、パワーウインドウに限らず、オー
トスライドドアなどの他の開閉装置のオート作動機能と
しても広く適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のモータの
回転検出構造によれば、整流波形のリップル電圧検知方
式において、アーマチュアコアの各スロットに巻装され
る各コイルの巻線数をスロット毎に変更することで、コ
ンミテータの隣り合うセグメントの電位差を大きくする
ことができるので、リップル電圧を上げ、かつコギング
トルクと部品点数を同等にしてオート作動機能を実現す
ることが可能となる。

【００３０】さらに、アーマチュアコアのスロット数の
増加に伴い、各スロットに巻装される各コイルの巻数お
よび全コイルの総巻数を微調整することで、スロット数
が増加することによる特性変動に対しても、特性マッチ
ングを取ることが容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるモータの回転検出
構造におけるコイルの巻き方を示す簡略展開図である。

【図２】本発明の一実施の形態において、コイルを巻装
したときのアーマチュアコアを示す簡略図である。

【図３】本発明の一実施の形態において、整流波形のリ
ップル電圧検知方式におけるリップル電圧波形を示す波
形図である。

【図４】本発明の前提となるモータの回転検出構造にお
いて、整流波形のリップル電圧検知方式におけるリップ
ル電圧波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１スロット２ティース３アーマチュアコア４コイル５セグメント６コンミテータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 11/00 H02K 3/00 - 3/28 H02K 23/00 - 23/68 H02K 29/00 - 29/14 H02H 7/06 - 7/097 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスロットを有するアーマチュアコ
アと、前記複数の各スロットに巻装された複数のコイル
と、前記複数の各コイルが接続された複数のセグメント
を有するコンミテータとを備え、前記アーマチュアコアの少なくとも一部のスロットに巻
装されるコイルの巻線数を他のスロットと異なる数と
し、該コイルが接続される前記コンミテータの隣り合う
セグメントの電位差を大きくして、前記アーマチュアコ
アの回転時における整流波形のリップル電圧を大きくす
るようにしたことを特徴とするモータの回転検出構造。
【請求項２】請求項１記載のモータの回転検出構造に
おいて、前記アーマチュアコアのスロット数の増加に伴
い、前記各スロットに巻装される各コイルの巻数および
全コイルの総巻数を微調整することを特徴とするモータ
の回転検出構造。