JP3677020B2 - Power window drive motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のパワーウインドウ駆動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のパワーウインドウでは、窓ガラスは駆動モータで昇降駆動され、駆動モータはECU(制御部)で制御される。
【0003】
この制御にあたって、窓ガラスの昇降位置を知る必要がある場合には、駆動モータに、ホールICが装着される。ホールICは、アーマチャシャフトの外周面に固着されたマグネットに対応してモータハウジング側に設けられ、交番型とされ、アーマチャシャフトの回転に伴う磁気変動を検出してパルスを発する。パルスはECUに出力され、ECUでは、パルスをカウントして窓ガラスの昇降位置を検出し、窓ガラスの昇降位置に基づき、駆動モータを駆動制御する。
【0004】
ここで、従来は、駆動モータがドア内に設けられ、一方、ECUがドアのアームレスト内やハンドル下に設けられ、駆動モータとECUとは、別個に配置されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このため、図6に示すように、ECU100では、基板102が蓋104付き保護ケース106に収容されてケース106がブラケット108で車体側へ取り付けられ、ECU専用のケース106やブラケット108が別途に必要となる。
【0006】
また、図7に示すように、ECU100と窓ガラス昇降スイッチ110との間が第1コネクタ112を介して配線接続されるので加え、ECU100と、モータ本体114、ホールIC116を備えた駆動モータ118との間が第2コネクタ120を介して配線接続される。ここで、配線の複雑化、長距離化は好ましくない。
【0007】
配線が長距離化された場合には、次のような問題が生ずる。
【0008】
すなわち、ECU100内に、モータ作動用のパワーリレー(図示を省略)が設置される場合、駆動モータ118とECU100との間が遠く離れると、モータ動力線が長くなり、配線抵抗(配線が長くなると配線抵抗が増す)に基づく電圧ドロップの問題が招来される。窓ガラスの締め切りの際には窓ガラスが拘束されてロック電流が発生ずる。
【0009】
ロック電流が発生すると、大きな電圧ドロップが生じてモータトルク効率が大きく低下する。従って、窓ガラスの拘束力に抗して窓ガラスを締め切るには、駆動モータを大型化する必要がある。
【0010】
本発明は上記事実を考慮し、制御部での構成部品点数の削減を図り、また、制御部との間の配線の簡素化、短距離化を図るパワーウインドウ駆動モータを得ることが目的である。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、アーマチャシャフトを備え、前記アーマチャシャフトに設けられたウオームと噛合するウオームホイールを介して伝達した駆動力によりウインドウを開閉駆動するモータ本体と、前記モータ本体に連結されて前記アーマチャシャフト及び前記ウオームホイールを収容するギヤボックスと、前記ギヤボックスを閉止するカバーと、一部が前記ウオームを跨ぐように前記ギヤボックス内の前記カバーと前記ウオームとの間に配置されて、前記モータ本体を駆動制御する制御部が組み込まれると共に、外部の回路に接続される接続端子が取り付けられた矩形部を有する基板と、前記基板へ装着され、前記モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサと、を備え、更に、前記矩形部に取り付けられた前記制御部及び前記接続端子の少なくとも何れか一方が、前記アーマチャシャフトの回転半径方向側方で、前記基板と前記ギヤボックスの底壁との間に形成された空洞部に収容された、ことを特徴としている。
【0012】
請求項1に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータでは、基板の矩形部にモータ本体を制御するための制御部が設けられ、更に、この基板にモータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサが設けられる。しかも、この基板はモータ本体に設けられたアーマチャシャフトの一部を収容するギヤボックス内に配置される。このため、パワーウインドウ駆動モータは、モータ本体とモータ本体を制御するための制御部とが一体化される。
【0013】
これにより、制御部を別途に設ける場合に必要となる制御部専用のケースやブラケットが不要となり、制御部での構成部品点数が減らすことができる。しかも、モータ本体と制御部との間の配線は、制御部を別途に設ける場合に比べて短距離化され、簡素化される。
【0014】
さらに、上記のように制御部との一体化により、制御部内にモータ駆動用のパワーリレーを配置しても、モータ電力線が短くてよく、その配線抵抗が小さくて済み、配線抵抗に基づく電圧ドロップが抑制される。これにより、本パワーウインドウ駆動モータの全体的な小型化が可能となる。
【0015】
このようにして、パワーウインドウのシステム全体としてのコストダウンも果たされる。
【0016】
また、上記のように、モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサも基板に装着されるため、磁気センサ信号線についても、配線の短距離化、簡素化が図られる。
しかも、基板がウオームを跨ぐように配置されるために、基板をウオームやウオームホイールに接近させた状態で配置できる。このため、例えば、基板に装着された磁気センサをウオームやウオームホイールに近接配置できる。これにより、ウオームやウオームホイールの回転を検出して間接的にからモータ本体の回転を磁気センサが検出する構成とした場合には、ウオームやウオームホイールの回転を磁気センサで確実に検出できるうえ、磁気センサ等の基板に装着される各部品の配置の自由度が向上する。
【0017】
さらに、本パワーウインドウ駆動モータでは、基板に設けられた制御部及び外部の回路に接続される接続端子の少なくとも何れか一方が、アーマチャシャフトの回転半径方向側方で、基板とギヤボックスの底壁との間に形成された空洞部に収容される。このような空洞部に前記少なくとも何れか一方を収容することで、制御部や接続端子を基板上で無理に平面的に配置して基板全体を無理に薄型化しなくてもよく、結果的に、基板の小型化が可能となる。
【0018】
なお、磁気センサは、出力ギヤに対応位置して出力ギヤの回転に伴いパルスを発するようにしてもよく、あるいは、モータ本体から延出されたアーマチャシャフトに対応位置してアーマチャの回転に伴いパルスを発するようにしてもよい。
【0019】
請求項2に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、アーマチャシャフトを備え、前記アーマチャシャフトに設けられたウオームと噛合するウオームホイールを介して伝達した駆動力によりウインドウを開閉駆動するモータ本体と、前記ギヤボックスを閉止するカバーと、一部が前記ウオームを跨ぐように前記カバーと前記ウオームとの間に配置されて、前記モータ本体を駆動制御する制御部が組み込まれると共に、外部の回路に接続される接続端子が取り付けられた矩形部を有する基板と、前記基板へ装着され、前記モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサと、前記モータ本体を収容すると共に、前記アーマチャシャフトの回転半径方向側方で前記矩形部に取り付けられた前記接続端子及び前記制御部の少なくとも何れか一方を収容する空洞部が形成されたギヤボックスと、を備えている。
【0020】
請求項2に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータでは、基板の矩形部にモータ本体を制御するための制御部が設けられ、更に、この基板にモータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサが設けられる。しかも、この基板はモータ本体に設けられたアーマチャシャフトの一部を収容するギヤボックス内に配置される。このため、パワーウインドウ駆動モータは、モータ本体とモータ本体を制御するための制御部とが一体化される。
【0021】
これにより、制御部を別途に設ける場合に必要となる制御部専用のケースやブラケットが不要となり、制御部での構成部品点数が減らすことができる。しかも、モータ本体と制御部との間の配線は、制御部を別途に設ける場合に比べて短距離化され、簡素化される。
【0022】
さらに、上記のように制御部との一体化により、制御部内にモータ駆動用のパワーリレーを配置しても、モータ電力線が短くてよく、その配線抵抗が小さくて済み、配線抵抗に基づく電圧ドロップが抑制される。これにより、本パワーウインドウ駆動モータの全体的な小型化が可能となる。
【0023】
このようにして、パワーウインドウのシステム全体としてのコストダウンも果たされる。
【0024】
また、上記のように、モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサも基板に装着されるため、磁気センサ信号線についても、配線の短距離化、簡素化が図られる。
しかも、基板がウオームを跨ぐように配置されるために、基板をウオームやウオームホイールに接近させた状態で配置できる。このため、例えば、基板に装着された磁気センサをウオームやウオームホイールに近接配置できる。これにより、ウオームやウオームホイールの回転を検出して間接的にからモータ本体の回転を磁気センサが検出する構成とした場合には、ウオームやウオームホイールの回転を磁気センサで確実に検出できるうえ、磁気センサ等の基板に装着される各部品の配置の自由度が向上する。
【0025】
さらに、本パワーウインドウ駆動モータでは、ギヤボックス内のアーマチャシャフトの回転半径方向側方に空洞部が形成される。この空洞部には基板の矩形部に設けられた制御部及び外部の回路に接続される接続端子の少なくとも何れか一方が収容される。このような空洞部に前記少なくとも何れか一方を収容することで、制御部や接続端子を基板上で無理に平面的に配置して基板全体を無理に薄型化しなくてもよく、結果的に、基板の小型化が可能となる。
【0026】
なお、磁気センサは、出力ギヤに対応位置して出力ギヤの回転に伴いパルスを発するようにしてもよく、あるいは、モータ本体から延出されたアーマチャシャフトに対応位置してアーマチャの回転に伴いパルスを発するようにしてもよい。
【0027】
請求項3に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、請求項1又は請求項2に記載の本発明において、前記矩形部から連続して形成されると共に、前記ウオームホイールの周部と対向した状態で前記ウオームホイールと前記ギヤボックスを閉止するカバーとの間に配置された環状部を含めて前記基板を構成した、ことを特徴としている。
【0028】
請求項3に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、アーマチャシャフトに設けられたウオームにウオームホイールが噛み合っている。したがって、アーマチャシャフトと共にウオームが回転すると、この回転がウオームホイールに伝えられてウオームホイールが回転する。
【0029】
一方、本パワーウインドウ駆動モータでは、基板を構成する矩形部からは連続して環状部が形成される。環状部はウオームホイールの周部と対向した状態でウオームホイールとギヤボックスを閉止するカバーとの間に配置される。
【0030】
請求項4に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の本発明において、前記ギヤボックスを閉止するカバーの一部を段差形成して、前記カバーと前記ギヤボックスの底壁との間に前記基板に取り付けられた素子が配置される素子配置空隙を形成した、ことを特徴としている。
【0031】
請求項4に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータでは、ギヤボックスを閉止するカバーの一部が段差形成され、これにより、カバーとギヤボックスとの間に素子配置空隙が形成される。本パワーウインドウ駆動モータでは、基板に設けられた素子は、この素子配置空隙に配置される。
【0032】
このように、カバーの一部を段差形成して素子配置空隙を形成することで、カバーの機械的強度を高めながらもギヤボックスの厚みを増加させることなく、基板を効率的に収容できる。
【0033】
請求項5に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の本発明において、前記アーマチャシャフトの両側に前記空洞部を形成すると共に、両空洞部のうち前記ギヤボックスの周壁側に位置する方に前記接続端子を収容した、ことを特徴としている。
【0034】
請求項5に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータでは、アーマチャシャフトの両側にそれぞれ空洞部が形成される。さらに、これらの空洞部のうち、ギヤボックスの周壁側に位置する方に接続端子が収容される。
【0035】
このように、周壁側の空洞部に接続端子が収容されることで、例えば、空洞部に対応したギヤボックスの周壁の一部を切り欠くだけで配線を接続端子に接続でき、又は、接続端子を外部に露出させることができる。
【0036】
請求項6に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータは、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の本発明において、前記空洞部の少なくとも一部を、前記ギヤボックス内における前記ウオームホイールの収容部分に隣接して形成した、ことを特徴としている。
【0037】
請求項6に記載の本発明に係るパワーウインドウ駆動モータでは、制御部及び接続端子の少なくとも何れか一方が収容されるギヤボックスの収容部が、ギヤボックス内におけるウオームホイールの収容部分に隣接して形成される。これにより、収容部に収容される制御部及び接続端子の少なくとも何れか一方と、ウオームホイールとが近接配置されることになり、ギヤボックス内において何も配置されない無駄なスペースを小さく又はなくすことができる。
【0038】
このため、ギヤボックスの小型化、ひいては、本パワーウインドウ駆動モータの全体的な小型化を図ることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るパワーウインドウ駆動モータ14を図1乃至図5に基づき説明する。
【0040】
図2に示すように、自動車のパワーウインドウでは、ドア12内にパワーウインドウ駆動モータ(以下、単に駆動モータ)14が設けられる。駆動モータ14にはドラム16が連結され、ドラム16にはワイヤ18の両端部が互いに異なる方向に巻き掛けられる。また、ワイヤ18の中間部にはキャリヤプレート20が固定される。
【0041】
駆動モータ14の正転、逆転に応じて、ドラム16が正転、逆転し、ドラム16の正転によりワイヤ18の一端部がドラム16に巻き取られると共に、ワイヤ18の他端部がドラム16から引き出される。これに対し、ドラム16の逆転によりワイヤ18の一端部がドラム16から引き出されると共に、ワイヤ18の他端部がドラム16に巻き取られる。これにより、駆動モータ14の正転、逆転に応じて、キャリヤプレート20がガイドレール22を上、下に移動し、キャリヤプレート20に取り付けられたウインドウとしての窓ガラス24が上昇(窓ガラス閉方向移動)、下降(窓ガラス開方向移動)する。
【0042】
図3に示すように、駆動モータ14は固定子28及び回転子(アーマチャ)30を含めて構成されるモータ本体26を備えている。また、モータ本体26には、ギヤボックス32が連結されている。ギヤボックス32にはアーマチャシャフト34が収容されている。アーマチャシャフト34にはウオーム36が設けられ、更に、ウオーム36には出力ギヤを構成するウオームホイール38(ないし、ヘリカルギヤ)が噛合する。ウオームホイール軸40は、アーマチャシャフト34と直交する。
【0043】
図1に示すように、ギヤボックス32は、ウオームホイール軸40方向一端が開放され、開放端はウオームホイール軸40方向一端側から取り付けられるカバーとしてのモータカバー42で閉成(閉止)されている。ギヤボックス32内にはウオームホイール38とモータカバー42との間に、制御部(ECU)が組み込まれた基板としての素子基板44がウオームホイール軸40方向一端側、すなわち、ギヤボックス32の開口端側から収容される。
【0044】
素子基板44は、ウオームホイール軸40と同心で、ウオームホイール38の周部に対向する環状部46を備えると共に、アーマチャシャフト34の先端部に対向する矩形部48を備える。ウオームホイール38の周部は肉薄とされて、この周部には環状のマグネット50が固着される。
【0045】
マグネット50は、環状方向(ウオームホイール38の回転方向)に沿って、異極が交互に並んだ複数極とされる。マグネット50の外周側には、素子基板44とウオームホイール38との間に、トランジスタ等の素子配置空隙51が形成される(図4を参照)。
【0046】
素子配置空隙51において素子基板44には、マグネット50と対応して磁気センサを構成する一対のホールIC52、54(ホールIC,A、ホールIC,B)が装着される。上述したように、素子基板44はウオームホイール軸40方向一端側からギヤボックス32に収容されるため、この素子基板44に装着されたホールIC52、54もまたウオームホイール軸40方向一端側からギヤボックス32に収容されることになる。
【0047】
なお、図4中、55は、トランジスタ等の素子を示す。ホールIC52、54は、交番型とされ、ウオームホイール軸40周りに所定角度間隔を置いて配置されて、マグネット50がウオームホイール38と共に回転するのに伴い生ずる磁気変動を検出し、パルスを発する。
【0048】
素子基板44の矩形部48とギヤボックス32底壁との間で且つギヤボックス32内のアーマチャシャフト34を収容した部分と、ウオームホイール38を収容した部分との間には空洞部58が形成されている。この空洞部58には制御部を構成するECU本体56が収容された状態で素子基板44の矩形部48に装着されている。
【0049】
これに対し、ギヤボックス32内のウオームホイール38を収容した部分を介して空洞部58とは反対側には、空洞部60が形成されている。この空洞部60には接続端子としての端子62が収容された状態で素子基板44の矩形部48に装着されている。このように、ECU本体56及び端子62が装着された素子基板44は、空洞部58と空洞部60との間のウオーム36を跨ぐように配置される。空洞部60に対応したギヤボックス32の側壁には、配線引出し用の開口64が形成され、開口64を通って、図3に示すように、配線66、68が端子62に接続される。
【0050】
素子基板44には、モータ作動用のパワーリレー(図示省略)が設けられ、配線66は、パワーリレーとモータ本体26との間の動力線とされる。一方、配線68には、端子62を介して窓ガラス昇降スイッチ70へ到る操作線や、電源72へ到る動力線が含まれる(図5も参照)。
【0051】
ECUでは、例えば、以下に説明するようなモータ制御が行われる。
すなわち、窓ガラス24の上昇中に、窓ガラス24と窓枠25(図2を参照)との間に異物が挟み込まれた場合に、駆動モータ14を直ちに停止し、あるいは、一旦逆転した後に停止する等の、挟み込み防止措置が採られる。この措置を採るパワーウインドウは、いわゆるジャムプロテクション型のパワーウインドウと称される。
【0052】
挟み込み防止措置は、異物が挟み込まれたときに生ずるロック電流に基づき行われる。一方、窓ガラス24の締切りの際にも、窓ガラス24の昇降が窓枠25で拘束されてロック電流が生ずる。
【0053】
従って、窓ガラス24が、異物の挟み込みの恐れのない所定位置へ達した以降は、ロック電流が生じても、挟み込み防止措置を採らずに窓ガラス24の締め切りを完了する必要がある。
【0054】
そこで、ECUでは、ホールIC52、54から発せられるパルスが、ウオームホイール38の正転(モータ正転)に伴いアップカウントされ、ウオームホイール38の逆転(モータ逆転)に伴いダウンカウントされる。パルスカウント数によって、モータ回転位置が知られ、従って、窓ガラス24の昇降位置が知られる。パルスカウント数が、窓ガラス24の上記所定位置に相当するパルスカウント数nに達した以降は、挟み込み防止措置を採らないように、モータ制御が行われる。
【0055】
ここで、ウオームホイール38の正転の場合、一方のホールIC52が先にパルスを発し、そのホールIC52が次のパルスを発する前に、他方のホールIC54がパルスを発し、ホールIC52、54間でパルスに位相差ができるように、ホールIC毎にパルスが次々に発せられる。ホールIC52のパルスと、ホールIC54のパルスとが一緒に加算されて、アップカウントされる。従って、ウオームホイール38の回転量に対応する。すなわち、窓ガラスの昇降量に対するパルスカウント数は、ホールICが単一の場合に比して2倍となり、パルス分解能が高まる。
【0056】
パルス分解能が高くなる分、窓ガラス24の上記所定位置を窓ガラス24の締め切り位置により接近させて、挟み込み防止措置を採らない不感帯(窓ガラス24の上記所定位置と窓ガラス24の締め切り位置との間)を小さくでき、これによって、より小さな異物についても挟み込み防止措置を可能としつつ、窓ガラスの正常な締め切り動作を保証する。
【0057】
また、ウオームホイール38の正転、逆転によって、ホールIC52、54のパルスの発生順序が異なるので、パルス発生順序の異なることを検出することで正転、逆転の判断が可能となる。ウオームホイール38が逆転して窓ガラス24が下降する場合には、挟み込み防止措置が不要であるので、ウオームホイール38の回転が逆転と判断されれば、挟み込み防止措置のための制御回路を省略することができる。
【0058】
さらに、ウオームホイール38の正転、逆転の判断が可能となることで、窓ガラスが昇限度端にあるか、下降限度端にあるかが知られ、上昇限度端、あるいは下降限度端において、パルスカウント数をリセットすることができ、このリセットにより、パルスカウント数と窓ガラス24の昇降位置との対応関係が、精度よく得られる。
【0059】
ギヤボックス32の開放端縁内側には、係合凹部74が形成され、係合凹部74に対応して素子基板44の環状部46の外周縁には、係合凸部76が形成され、係合凹部74に係合凸部76が係合して、素子基板44の位置決めが行われる。
【0060】
また、ギヤボックス32の開放端縁外側には、突起78が設けられ、突起78に対応してモータカバー42の周縁には、係止片80が突出され、突起78に係止片80がかしめられて、モータカバー42の取り付けが行われる。
【0061】
モータカバー42は、ウオームホイール軸40方向から見て、素子基板44の外形形状と同様な外形形状とされ、また、素子基板44との間にトランジスタ等の素子配置空隙51をなすように段差形成される。
【0062】
図4に示すように、ウオームホイール軸40の一端部は、モータカバー42の中央部に凹設された軸受部82で軸支され、ウオームホイール軸40の他端部は、ギヤボックス32の底壁に貫通支持される。ウオームホイール軸40の貫通先端は、上記ドラム16との連結部84とされる。
【0063】
ギヤボックス32には、放射方向外方に、取り付け片86が突出され、駆動モータ14は、取り付け片86を貫通したボルト等の連結手段がドア12へ取り付けられることで取り付け片86を介してドア12内に取り付けられる。
【0064】
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【0065】
窓ガラス昇降スイッチ70が上昇スイッチ操作されると、駆動モータ14が正転し、窓ガラス24が上昇する。窓ガラス昇降スイッチ70が下降スイッチ操作されれば、駆動モータ14が逆転し、窓ガラス24が下降する。
【0066】
一方、駆動モータ14の回転、すなわち、ウオームホイール38の回転に伴い、ホールIC52、54からパルスが発せられる。ECU(制御部)では、ウオームホイール38の正転により、パルスがアップカウントされて、パルスカウント数がパルスカウント数nに達しない間は挟み込み防止措置を採り、パルスカウント数がパルスカウント数nに達した以降は挟み込み防止措置を採らないように、モータ制御が行われる。
【0067】
ここで、ギヤボックス32内に、ECUが組み込まれた素子基板44が収容されており、駆動モータ14はECUと一体化される。
【0068】
従って、ECUを別途に設ける場合に必要となるECU専用のケースやプラケットが不要となり、ECUでの構成部品点数が減る。
【0069】
また、モータ本体26とECUとの配線は、ECUを別途に設ける場合に比して、短距離化され、簡素化される。
【0070】
ECUとの一体化により、ECU内に、モータ作動用のパワーリレーを設置しても、モータ動力線が短くて足りその配線抵抗が小さくて済み、配線抵抗に基づく電圧ドロップは抑制される。これにより、駆動モータの小型化が可能となる。
【0071】
このようにして、パワーウインドウのシステム全体としてのコストダウンも果たされる。
【0072】
また、素子基板44に、ECUと接続される、ホールIC52、54が装着される構成によれば、センサ信号についても、配線の短距離化、簡素化が図られる。
【0073】
さらに、ホールIC52、54は素子基板44と共にウオームホイール軸40方向に沿ってギヤボックス32内に収容されるため、ギヤボックス32へのウオームホイール38の組付方向とギヤボックス32へのホールIC52、54の収容方向とが略同一方向となる。しかも、モータカバー42の取付方向もまた同様にウオームホイール軸40方向で素子基板44と同一方向である。このように、ウオームホイール38、モータカバー42、素子基板44、及びホールIC52、54等の各部材の組付方向や収容方向を同一方向とすることにより、組付時における作業性が向上する。
【0074】
また、本駆動モータ14では、取り付け片86にボルト等の連結手段が貫通するドア12にギヤボックス32、すなわち、本駆動モータ14が取り付けられるが、取り付け片86に対する連結手段の貫通(係合)方向はウオームホイール軸40方向、すなわち、ギヤボックス32への素子基板44の組付方向と同じ方向とされているため、ギヤボックス32をドア12に取り付けたままの状態でギヤボックス32に対して素子基板44を着脱できる。
【0075】
さらに、本駆動モータ14では、アーマチャシャフト34の軸方向に沿った方向から見ると、アーマチャシャフト34を介してウオームホイール38とは略反対側に端子62が位置する空洞部60に端子62が配置される。このため、アーマチャシャフト34に対してウオームホイール軸40方向に沿って方向の側方に端子62を配置した場合に比べて、ウオームホイール軸40方向に沿ったギヤボックス32の寸法を小さくでき、本駆動モータ14の小型化、薄型化が可能となる。
しかも、空洞部58と空洞部60との間のウオーム36を跨ぐように素子基板44が配置されるため、素子基板44をウオーム36やウオーム36に噛み合うウオームホイール38に対して近接配置でき、この結果、素子基板44に装着されたホールIC52、54をウオームホイール38に設けられたマグネット50に近接配置できる。これにより、ウオームホイール38の回転によるマグネット50の磁気変動をホールIC52、54により精度よく確実に検出できるうえ、ホールIC52、54等の素子基板44での配置の自由度も向上する。
【0076】
また、本駆動モータ14では、素子基板44に装着されたECU本体56が空洞部58に収容され、素子基板44に装着された端子62が空洞部60に収容される。このように空洞部58、60に素子基板44上のECU本体56や端子62を収容する構造とすることで、ECU本体56や端子62の構造や組み付け等を素子基板44上で無理に平面的にしなくてもよい。これにより、素子基板44の面積を小さくでき、結果的に素子基板44の小型化が可能となる。
【0077】
さらに、駆動モータ14では、上記のようにモータカバー42の一部が段差形成され、これにより、モータカバー42とギヤボックス32との間に素子配置空隙51が形成される。本駆動モータ14では、素子基板44に設けられた素子は、この素子配置空隙51に配置される。
【0078】
このように、モータカバー42の一部を段差形成して素子配置空隙51を形成することで、モータカバー42の機械的強度を高めながらもギヤボックス32の厚みを増加させることなく、素子基板44を効率的に収容できる。
【0079】
また、本駆動モータ14では、アーマチャシャフト34の両側にそれぞれ空洞部58、60が形成される。さらに、これらの空洞部58、60のうち、ギヤボックス32の周壁側に位置する空洞部60に端子62が収容される。
【0080】
このように、周壁側の空洞部60に端子62が収容されることで、例えば、空洞部60に対応したギヤボックス32の周壁の一部を切り欠いて開口64を形成するだけで端子62に配線66、68を接続できる。
【0081】
また、本駆動モータ14では、上述したように、空洞部58、60のうち、空洞部58はギヤボックス32内のアーマチャシャフト34を収容した部分と、ウオームホイール38を収容した部分との間に形成されている。このような位置に形成した空洞部58にECU本体56を収容する構造とすることで、ECU本体56がウオームホイール38に近接配置される。これにより、ギヤボックス32内において部材が何も配置されない無駄なスペースを小さく又はなくすことができる。
【0082】
このため、ギヤボックス32の小型化、ひいては、本駆動モータ14の全体的な小型化を図ることができる。
【0083】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変更しない限り種々の変更が可能である。
【0084】
例えば、上記実施例では、磁気センサとしてのホールIC52、54は、ウオームホイール38に対応位置してウオームホイール38の回転位置を検出しているが、これに限定されず、アーマチャシャフトの基端部の外周にマグネットを設けると共に、このマグネットと基板との間にホールIC52、54を設け、あるいは、アーマチャシャフトの先端部の外周にマグネットを設けると共に、このマグネットと基板との間にホールIC52、54を設けてアーマチャシャフトの回転位置を検出してもよく、また回転位置に限らず、回転速度等の回転に係る他の検出を行うものでもよく、更に、磁気センサは、ホールIC52、54に限定されるものではない。
【0085】
なお、このような構成とした場合には、通常、アーマチャシャフトの軸方向に沿ったモータ本体の端部側方のスペースをホールIC52、54等の磁気センサの設置スペースとして利用できるため、駆動モータの小型化に寄与するというメリットがある。
【0086】
また、上記実施例では、ホールICを2個設けているが、その個数は限定されず、一個でもよく、3個以上の複数個でもよい。ホールICが複数個である場合には、パルス分解能は、ホールICの個数倍となる。なお、マグネット50の極数が多くなるのに従い、パルス分解能は高くなる。
【0087】
更に、ギヤボックス32では、ウオーム36とウオームホイール38とで構成されるウオームギヤが設けられているが、これに限定されるものではない。
【0088】
また更に、ECUによるモータ制御も、上記実施例の制御に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るパワーウインドウ駆動モータの分解斜視図である。
【図2】パワーウインドウの概略斜視図である。
【図3】パワーウインドウ駆動モータのアーマチャシャフトの軸直角方向から見た一部破断図である。
【図4】図3の4−4線断面図である。
【図5】本実施例のパワーウインドウの配線図である。
【図6】従来のパワーウインドウ駆動モータの制御部を示す斜視図である。
【図7】従来のパワーウインドウの配線図である。
【符号の説明】
14・・・パワーウインドウ駆動モータ、24・・・窓ガラス(ウインドウ)、26・・・モータ本体、32・・・ギヤボックス、34・・・アーマチャシャフト、36・・・ウオーム、38・・・ウオームホイール、42・・・モータカバー(カバー)、44・・・素子基板(基板)、46・・・環状部、48・・・矩形部、51・・・素子配置空隙、52、54・・・ホールIC(磁気センサ)、56・・・ECU本体(制御部)、58、60・・・空洞部、62・・・端子(接続端子)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power window drive motor of an automobile, for example.
[0002]
[Prior art]
In a power window of an automobile, the window glass is driven up and down by a drive motor, and the drive motor is controlled by an ECU (control unit).
[0003]
In this control, when it is necessary to know the raising / lowering position of the window glass, a Hall IC is attached to the drive motor. The Hall IC is provided on the motor housing side corresponding to the magnet fixed to the outer peripheral surface of the armature shaft, is an alternating type, and detects a magnetic fluctuation accompanying the rotation of the armature shaft and emits a pulse. The pulses are output to the ECU, and the ECU counts the pulses to detect the raising / lowering position of the window glass, and drives and controls the drive motor based on the raising / lowering position of the window glass.
[0004]
Here, conventionally, the drive motor is provided in the door, while the ECU is provided in the armrest of the door or under the handle, and the drive motor and the ECU are arranged separately.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, as shown in FIG. 6, in the
[0006]
Further, as shown in FIG. 7, the
[0007]
When the wiring is extended, the following problem occurs.
[0008]
That is, when a power relay (not shown) for operating the motor is installed in the
[0009]
When the lock current is generated, a large voltage drop occurs and the motor torque efficiency is greatly reduced. Therefore, in order to close the window glass against the restraining force of the window glass, it is necessary to enlarge the drive motor.
[0010]
In consideration of the above facts, the present invention aims to reduce the number of components in the control unit, and to obtain a power window drive motor that simplifies wiring and shortens the distance to the control unit. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A power window drive motor according to a first aspect of the present invention includes an armature shaft, and a motor main body that opens and closes the window by a drive force transmitted through a worm wheel that meshes with a worm provided on the armature shaft. A gear box connected to the motor body and containing the armature shaft and the worm wheel;A cover that closes the gear box, and a part of the cover that is disposed between the cover and the worm so as to straddle the worm;A control unit for driving and controlling the motor body is incorporated, and a connection terminal connected to an external circuit is attached.Has a rectangular partA board, and a magnetic sensor mounted on the board and emitting a pulse as the motor body rotates,Attached to the rectangular partAt least one of the control unit and the connection terminal is accommodated in a cavity formed between the base plate and the bottom wall of the gear box on the side in the rotational radial direction of the armature shaft. It is a feature.
[0012]
In the power window drive motor according to the first aspect of the present invention, a substrate is provided.Rectangle part ofControl unit for controlling the motor bodyIs further provided on this substrate.A magnetic sensor that emits pulses as the motor body rotates is provided.The Moreover,This substrate is disposed in a gear box that accommodates a part of the armature shaft provided in the motor body. For this reason, in the power window drive motor, the motor main body and the control unit for controlling the motor main body are integrated.
[0013]
This eliminates the need for a case or bracket dedicated to the control unit that is required when a control unit is provided separately, and the number of components in the control unit can be reduced. In addition, the wiring between the motor body and the control unit is shortened and simplified as compared with the case where the control unit is provided separately.
[0014]
Furthermore, by integrating with the control unit as described above, even if a power relay for driving the motor is arranged in the control unit, the motor power line may be short, its wiring resistance is small, and voltage drop based on the wiring resistance Is suppressed. Thereby, the overall size reduction of this power window drive motor is attained.
[0015]
In this way, the cost of the entire power window system is also reduced.
[0016]
In addition, as described above, since the magnetic sensor that emits a pulse as the motor body rotates is also mounted on the substrate, the wiring distance of the magnetic sensor signal line can be shortened and simplified.
And since a board | substrate is arrange | positioned so that a worm may be straddled, it can arrange | position in the state which made the board | substrate approach to a worm and a worm wheel. For this reason, for example, the magnetic sensor mounted on the substrate can be disposed close to the worm or worm wheel. Thus, when the rotation of the motor body is detected indirectly by detecting the rotation of the worm or worm wheel, the rotation of the worm or worm wheel can be reliably detected by the magnetic sensor. The degree of freedom of arrangement of each component mounted on a substrate such as a magnetic sensor is improved.
[0017]
Further, in this power window drive motor, at least one of the control unit provided on the board and the connection terminal connected to the external circuit is on the side of the armature shaft in the rotational radius direction, and the bottom wall of the board and the gear box. Is accommodated in a cavity formed between the two. By accommodating at least one of the above in such a cavity, it is not necessary to forcibly flatten the control unit and the connection terminal on the substrate, and to reduce the thickness of the entire substrate. The substrate can be miniaturized.
[0018]
The magnetic sensor may be positioned corresponding to the output gear and emit a pulse as the output gear rotates. Alternatively, the magnetic sensor may be positioned corresponding to the armature shaft extending from the motor body and pulsed as the armature rotates. May be issued.
[0019]
A power window drive motor according to a second aspect of the present invention includes an armature shaft, and a motor main body that opens and closes the window by a driving force transmitted through a worm wheel that meshes with a worm provided on the armature shaft. ,A cover that closes the gear box, and a part of the cover is disposed between the cover and the worm so as to straddle the worm;A control unit for driving and controlling the motor body is incorporated, and a connection terminal connected to an external circuit is attached.Has a rectangular partA substrate, a magnetic sensor mounted on the substrate and emitting a pulse as the motor body rotates, and the motor bodyAs well asAt the side of the armature shaft in the radial direction of rotationAttached to the rectangular partAnd a gear box in which a hollow portion that accommodates at least one of the connection terminal and the control unit is formed.
[0020]
In the power window drive motor according to the second aspect of the present invention, a substrate is provided.Rectangle part ofControl unit for controlling the motor bodyIs further provided on this substrate.A magnetic sensor that emits pulses as the motor body rotates is provided.The Moreover,This substrate is disposed in a gear box that accommodates a part of the armature shaft provided in the motor body. For this reason, in the power window drive motor, the motor main body and the control unit for controlling the motor main body are integrated.
[0021]
This eliminates the need for a case or bracket dedicated to the control unit that is required when a control unit is provided separately, and the number of components in the control unit can be reduced. In addition, the wiring between the motor body and the control unit is shortened and simplified as compared with the case where the control unit is provided separately.
[0022]
Furthermore, by integrating with the control unit as described above, even if a power relay for driving the motor is arranged in the control unit, the motor power line may be short, its wiring resistance is small, and voltage drop based on the wiring resistance Is suppressed. Thereby, the overall size reduction of this power window drive motor is attained.
[0023]
In this way, the cost of the entire power window system is also reduced.
[0024]
In addition, as described above, since the magnetic sensor that emits a pulse as the motor body rotates is also mounted on the substrate, the wiring distance of the magnetic sensor signal line can be shortened and simplified.
And since a board | substrate is arrange | positioned so that a worm may be straddled, it can arrange | position in the state which made the board | substrate approach to a worm and a worm wheel. For this reason, for example, the magnetic sensor mounted on the substrate can be disposed close to the worm or worm wheel. Thus, when the rotation of the motor body is detected indirectly by detecting the rotation of the worm or worm wheel, the rotation of the worm or worm wheel can be reliably detected by the magnetic sensor. The degree of freedom of arrangement of each component mounted on a substrate such as a magnetic sensor is improved.
[0025]
Furthermore, in this power window drive motor, a cavity is formed on the side in the rotational radial direction of the armature shaft in the gear box. This cavity has a substrateRectangle part ofAt least one of a control unit provided in the terminal and a connection terminal connected to an external circuit is accommodated. By accommodating at least one of the above in such a cavity, it is not necessary to forcibly flatten the control unit and the connection terminal on the substrate, and to reduce the thickness of the entire substrate. The substrate can be miniaturized.
[0026]
The magnetic sensor may be positioned corresponding to the output gear and emit a pulse as the output gear rotates. Alternatively, the magnetic sensor may be positioned corresponding to the armature shaft extending from the motor body and pulsed as the armature rotates. May be issued.
[0027]
A power window drive motor according to a third aspect of the present invention is the power window drive motor according to the first or second aspect of the present invention.Formed continuously from the rectangular portion,An annular ring disposed between the worm wheel and a cover for closing the gear box in a state of being opposed to the peripheral portion of the worm wheel.PartThe above-described substrate is configured.
[0028]
In the power window drive motor according to the third aspect of the present invention, the worm wheel meshes with the worm provided on the armature shaft. Therefore, when the worm rotates together with the armature shaft, this rotation is transmitted to the worm wheel and the worm wheel rotates.
[0029]
On the other hand, in this power window drive motor, the substrateContinuously from the rectangular partAnnulusIs formed.The annular portion is disposed between the worm wheel and the cover for closing the gear box in a state of being opposed to the peripheral portion of the worm wheel.
[0030]
A power window drive motor according to a fourth aspect of the present invention is the power window drive motor according to the first aspect of the present invention, wherein a part of the cover that closes the gear box is stepped. An element disposition gap is formed between the cover and the bottom wall of the gear box, in which elements attached to the substrate are disposed.
[0031]
In the power window drive motor according to the fourth aspect of the present invention, a part of the cover for closing the gear box is formed with a step, whereby an element disposition gap is formed between the cover and the gear box. In this power window drive motor, the elements provided on the substrate are arranged in the element arrangement gap.
[0032]
Thus, by forming a step in part of the cover to form the element arrangement gap, the substrate can be efficiently accommodated without increasing the gear box thickness while increasing the mechanical strength of the cover.
[0033]
A power window drive motor according to a fifth aspect of the present invention is the power window drive motor according to the first aspect of the present invention, wherein the hollow portion is formed on both sides of the armature shaft, The connection terminal is accommodated in the hollow portion located on the peripheral wall side of the gear box.
[0034]
In the power window drive motor according to the fifth aspect of the present invention, the hollow portions are formed on both sides of the armature shaft. Furthermore, a connection terminal is accommodated in the direction located in the surrounding wall side of a gear box among these hollow parts.
[0035]
In this way, the connection terminal is accommodated in the cavity on the peripheral wall side, so that, for example, the wiring can be connected to the connection terminal simply by cutting out a part of the peripheral wall of the gear box corresponding to the cavity, or the connection terminal Can be exposed to the outside.
[0036]
A power window drive motor according to a sixth aspect of the present invention is the power window drive motor according to any one of the first to fifth aspects, wherein at least a part of the hollow portion is disposed in the gear box. It is characterized in that it is formed adjacent to the housing portion of the worm wheel.
[0037]
In the power window drive motor according to the sixth aspect of the present invention, the housing portion of the gear box in which at least one of the control portion and the connection terminal is housed is adjacent to the housing portion of the worm wheel in the gear box. It is formed. As a result, at least one of the control unit and the connection terminal accommodated in the accommodation unit and the worm wheel are arranged close to each other, and a useless space where nothing is arranged in the gear box can be reduced or eliminated. it can.
[0038]
For this reason, it is possible to reduce the size of the gear box, and thus the overall size of the power window drive motor.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a power
[0040]
As shown in FIG. 2, a power window driving motor (hereinafter simply referred to as a driving motor) 14 is provided in a
[0041]
The
[0042]
As shown in FIG. 3, the
[0043]
As shown in FIG. 1, the
[0044]
The
[0045]
The
[0046]
A pair of
[0047]
In FIG. 4,
[0048]
A
[0049]
On the other hand, a
[0050]
The
[0051]
In the ECU, for example, motor control as described below is performed.
That is, when a foreign object is caught between the
[0052]
The pinching prevention measure is performed based on a lock current generated when a foreign object is pinched. On the other hand, when the
[0053]
Therefore, after the
[0054]
Therefore, in the ECU, pulses emitted from the
[0055]
Here, in the case of the normal rotation of the
[0056]
As the pulse resolution is increased, the predetermined position of the
[0057]
In addition, since the generation order of the pulses of the
[0058]
Furthermore, since it is possible to determine whether the
[0059]
An
[0060]
In addition, a
[0061]
The
[0062]
As shown in FIG. 4, one end of the
[0063]
A mounting
[0064]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0065]
When the window glass raising / lowering
[0066]
On the other hand, a pulse is emitted from the
[0067]
Here, an
[0068]
Therefore, a case or a plaque dedicated to the ECU, which is required when the ECU is separately provided, is not necessary, and the number of components in the ECU is reduced.
[0069]
Further, the wiring between the
[0070]
Due to the integration with the ECU, even if a power relay for operating the motor is installed in the ECU, the motor power line is short and the wiring resistance is small, and the voltage drop based on the wiring resistance is suppressed. As a result, the drive motor can be reduced in size.
[0071]
In this way, the cost of the entire power window system is also reduced.
[0072]
Further, according to the configuration in which the
[0073]
Further, since the
[0074]
In the
[0075]
Further, in the
In addition, since the
[0076]
Further, in the
[0077]
Further, in the
[0078]
In this way, by forming a step in part of the
[0079]
In the
[0080]
As described above, the terminal 62 is accommodated in the
[0081]
Further, in the
[0082]
For this reason, it is possible to reduce the size of the
[0083]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without changing the gist.
[0084]
For example, in the above embodiment, the
[0085]
In such a configuration, the drive motor can be used because the space on the side of the end of the motor body along the axial direction of the armature shaft can be used as a space for installing magnetic sensors such as
[0086]
In the above embodiment, two Hall ICs are provided. However, the number is not limited, and may be one or three or more. When there are a plurality of Hall ICs, the pulse resolution is a multiple of the number of Hall ICs. Note that the pulse resolution increases as the number of poles of the
[0087]
Further, the
[0088]
Furthermore, the motor control by the ECU is not limited to the control in the above embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a power window drive motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a power window.
FIG. 3 is a partially cutaway view of the armature shaft of the power window drive motor as seen from the direction perpendicular to the axis.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
FIG. 5 is a wiring diagram of a power window according to the present embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing a control unit of a conventional power window drive motor.
FIG. 7 is a wiring diagram of a conventional power window.
[Explanation of symbols]
14 ... Power window drive motor, 24 ... Window glass (window), 26 ... Motor body, 32 ... Gear box, 34 ... Armature shaft, 36 ... Worm, 38 ... Worm wheel, 42 ... motor cover (cover), 44 ... element substrate (substrate), 46 ... annular part, 48 ... rectangular part, 51 ... element arrangement gap, 52, 54,. Hall IC (magnetic sensor), 56 ... ECU body (control unit), 58, 60 ... hollow portion, 62 ... terminal (connection terminal)
Claims (6)
前記モータ本体に連結されて前記アーマチャシャフト及び前記ウオームホイールを収容するギヤボックスと、
前記ギヤボックスを閉止するカバーと、
一部が前記ウオームを跨ぐように前記ギヤボックス内の前記カバーと前記ウオームとの間に配置されて、前記モータ本体を駆動制御する制御部が組み込まれると共に、外部の回路に接続される接続端子が取り付けられた矩形部を有する基板と、
前記基板へ装着され、前記モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサと、
を備え、更に、前記矩形部に取り付けられた前記制御部及び前記接続端子の少なくとも何れか一方が、前記アーマチャシャフトの回転半径方向側方で、前記基板と前記ギヤボックスの底壁との間に形成された空洞部に収容された、
ことを特徴とするパワーウインドウ駆動モータ。A motor body that includes an armature shaft and that opens and closes the window by a driving force transmitted through a worm wheel that meshes with a worm provided on the armature shaft;
A gear box connected to the motor body and containing the armature shaft and the worm wheel;
A cover for closing the gear box;
A connection terminal that is arranged between the cover and the worm in the gear box so that a part thereof straddles the worm, incorporates a control unit that drives and controls the motor body, and is connected to an external circuit A substrate having a rectangular portion to which is attached;
A magnetic sensor mounted on the substrate and emitting a pulse as the motor body rotates;
Further, at least one of the control unit and the connection terminal attached to the rectangular part is between the base plate and the bottom wall of the gear box on the side in the rotational radial direction of the armature shaft. Housed in the formed cavity,
A power window drive motor characterized by that.
前記ギヤボックスを閉止するカバーと、
一部が前記ウオームを跨ぐように前記カバーと前記ウオームとの間に配置されて、前記モータ本体を駆動制御する制御部が組み込まれると共に、外部の回路に接続される接続端子が取り付けられた矩形部を有する基板と、
前記基板へ装着され、前記モータ本体の回転に伴いパルスを発する磁気センサと、
前記モータ本体を収容すると共に、前記アーマチャシャフトの回転半径方向側方で前記矩形部に取り付けられた前記接続端子及び前記制御部の少なくとも何れか一方を収容する空洞部が形成されたギヤボックスと、
を備えるパワーウインドウ駆動モータ。A motor body that includes an armature shaft and that opens and closes the window by a driving force transmitted through a worm wheel that meshes with a worm provided on the armature shaft;
A cover for closing the gear box;
A rectangle in which a part is arranged between the cover and the worm so as to straddle the worm, a control unit for driving and controlling the motor body is incorporated, and a connection terminal connected to an external circuit is attached A substrate having a portion ;
A magnetic sensor mounted on the substrate and emitting a pulse as the motor body rotates;
A gear box that accommodates the motor main body and has a hollow portion that accommodates at least one of the connection terminal and the control unit attached to the rectangular portion on the side of the rotational radius direction of the armature shaft;
A power window drive motor comprising:
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーウインドウ駆動モータ。 The substrate is formed by including an annular portion formed continuously from the rectangular portion and disposed between the worm wheel and a cover for closing the gear box in a state of being opposed to the peripheral portion of the worm wheel. did,
The power window drive motor according to claim 1, wherein the power window drive motor is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のパワーウインドウ駆動モータ。A part of the cover that closes the gear box is stepped to form an element arrangement gap in which elements attached to the substrate are arranged between the cover and the bottom wall of the gear box.
The power window drive motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor is a power window drive motor.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のパワーウインドウ駆動モータ。The hollow portion is formed on both sides of the armature shaft, and the connection terminal is accommodated on the side located on the peripheral wall side of the gear box among the hollow portions.
The power window drive motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the power window drive motor is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のパワーウインドウ駆動モータ。Forming at least a portion of the cavity adjacent to a housing portion of the worm wheel in the gear box;
The power window drive motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor is a power window drive motor.
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