JP4292983B2 - モータ駆動装置及び電動格納式ドアミラー - Google Patents

モータ駆動装置及び電動格納式ドアミラー Download PDF

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Description

本発明は、電動モータを駆動源とし、この電動モータの駆動力によって駆動対象物の駆動を行うモータ駆動装置及びこのモータ駆動装置を備えた電動格納式ドアミラーに関する。
従来、駆動源たる電動モータの駆動力によって駆動対象物を駆動させるモータ駆動装置があり、このモータ駆動装置には、駆動対象物に電動モータの駆動力を伝達する駆動力伝達機構や、電動モータの駆動制御(電動モータへの通電の遮断等)を行うモータ駆動制御回路が設けられている。例えば、この種のモータ駆動装置は、自動車の電動格納式ドアミラーやパワーウインドウ等に適用される。以下、図10に示す電動格納式ドアミラーを例に挙げて従来のモータ駆動装置について説明する。
この電動格納式ドアミラーは、図10に示す如く、自動車のドア(図示略)に固定されるミラーベース1と、シャフト21が立設され且つミラーベース1に固定されるシャフトホルダー2と、そのシャフト21に回転可能に軸支される格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3Aと、この格納駆動ユニット3Aによる駆動対象たるミラーアセンブリ(駆動対象物)とを備える。
このミラーアセンブリは、図10に示すハウジング4,取付けブラケット(パワーユニット等)5やミラー6等により構成され、上記格納駆動ユニット3Aを介して上記シャフト21に回転可能に軸支されている。
ここで、上記格納駆動ユニット3Aは、電動モータ33,この電動モータ33の駆動力をミラーアセンブリに伝達するクラッチ機構35や減速機構36(駆動力伝達機構)等で構成されており、更に、ミラーアセンブリが所定の位置に位置したときに電動モータ33への通電を遮断して、そのミラーアセンブリを起立位置(使用位置)又は格納位置(後方傾倒位置)に停止させるスイッチ回路(モータ駆動制御回路)を備えている。
例えば、このスイッチ回路は、図11に示す如く、第1及び第2のPTC素子P1,P2と、第1及び第2のダイオードD1,D2と、リレー接点R−Sと、起動用コンデンサCと、リレー自己保持用抵抗R−Rと、リレーコイルR−Cと、放電用抵抗RDとから構成される。
また、このスイッチ回路は、電源ACC(+)側と及びアース(−)側とに図示しない格納コントロールスイッチ及びハーネスを介して電気的に接続される。尚、その格納コントロールスイッチは、上記起立位置又は格納位置の切替スイッチであって、車室内に配備されている。
このような電動格納式ドアミラーは、オペレータが格納コントロールスイッチを操作することにより、格納駆動ユニット3Aが作動して(電動モータ33が駆動し、減速機構36等が作動して)、ミラーアセンブリを起立位置又は格納位置に回動させる。そして、そのミラーアセンブリが所定の起立位置又は格納位置に達したところで上記スイッチ回路の作用により電動モータ33への通電が遮断され、その位置でミラーアセンブリが停止する。
実用新案登録第2557691号公報
ここで、電動モータは、その駆動時の電流変化(駆動開始時や正転/逆転切換え時等の瞬間的な電圧変動)により高周波の誘導ノイズが発生する。この誘導ノイズは、周辺機器に悪影響を与える。例えば、モータ駆動装置が電動格納式ドアミラーやパワーウインドウ等の自動車の機能部品に適用された場合には、車室内のラジオやテレビ、エンジン制御等を行う電子制御ユニット(ECU)等に悪影響を与え、また、家屋の天窓の開閉装置として上記モータ駆動装置が適用された場合には、室内のラジオやテレビ等に悪影響を与える。
このようなことから、電動モータが発生する誘導ノイズに対しての対策が求められる。これが為、従来は、例えば誘導ノイズの影響を受けてしまうラジオ等の周辺機器側でフィルターをかけたり、筐体によって誘導ノイズを遮断する等の対策が採られている。
しかしながら、周辺機器が影響を受けるノイズはモータ駆動装置における電動モータからの誘導ノイズだけではなく、ある周波数帯域のノイズのみ低減又は除去できればよいというものではないので、周辺機器側においては、種々の周波数帯域のノイズに対する対策を講じなければならず、その対策に要する費用の増大が懸念される。これが為、ノイズの発生源又はその近くでノイズの発生を抑えることが好ましいが、従来のモータ駆動装置においてはその策が講じられていない。
また、モータ駆動制御回路にはリレー接点R−S等の誘導負荷系の部品が配備されており、この誘導負荷系からもノイズが発生する。
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、電動モータやモータ駆動制御回路から発生したノイズを低減又は除去し得るモータ駆動装置及びこのモータ駆動装置を備えた電動格納式ドアミラーを提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、駆動源たる電動モータと、該電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御回路が形成されたモータ駆動制御回路基板とを備え、前記電動モータと前記モータ駆動制御回路基板とを所定の間隔を設けて対向配置し、そのモータ駆動制御回路基板における前記電動モータとの対向箇所に導体パターンを設けて擬似コンデンサを形成している。
また、上記目的を達成する為、請求項2記載の発明では、上記請求項1記載のモータ駆動装置において、前記モータ駆動制御回路における他の誘導負荷系部品に、ノイズ除去手段を配置している。
また、上記目的を達成する為、請求項3記載の発明では、ミラーアセンブリと、駆動源たる電動モータ及び当該電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御回路が形成されたモータ駆動制御回路基板を有し、前記ミラーアセンブリを駆動するモータ駆動装置とを備えた電動格納式ドアミラーにおいて、前記電動モータと前記モータ駆動制御回路基板とを所定の間隔を設けて対向配置し、そのモータ駆動制御回路基板における前記電動モータとの対向箇所に導体パターンを設けて擬似コンデンサを形成している。
本発明に係るモータ駆動装置によれば、対向する電動モータとモータ駆動制御回路基板の導体パターンとによって擬似的なコンデンサが形成されるので、電動モータにおいて瞬間的に電圧変動が生じた際に、その電圧変動に相当する電荷が擬似コンデンサに蓄えられる。そして、これにより電動モータから発生する誘導ノイズを低減又は除去することができる。また、このようなモータ駆動装置を電動格納式ドアミラーに設けることによって、この電動格納式ドアミラーからの誘導ノイズが低減又は除去されるので、例えば車室内のラジオやテレビの受信状況が良好になる。
以下に、本発明に係るモータ駆動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
本発明に係るモータ駆動装置の実施例1を図1−1から図4に基づいて説明する。ここでは、電動格納式ドアミラーに適用されたモータ駆動装置を例示する。
本実施例1の電動格納式ドアミラーは、前述した図10に示す従来の電動格納式ドアミラーに対して格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3Aを図1−1に示す格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3に置き換えたものである。以下、図1−1から図2を用いて本実施例1の格納駆動ユニット3について詳述する。
本実施例1の格納駆動ユニット3は、ギアケース31及びカバー32を備えており、これらギアケース31とカバー32とにより画成された内部に、駆動源たる電動モータ33と、この電動モータ33を保持するモータケース34と、その電動モータ33の駆動力を伝達する動力伝達機構(クラッチ機構35と減速機構36)と、スイッチ回路が実装されたスイッチ回路基板(モータ駆動制御回路が実装されたモータ駆動制御回路基板)37とを備えている。
先ず、上記ギアケース31には、図1−2及び図1−3に示す如く、クラッチ機構35の収納部311と減速機構36の収納部312とが並設され、夫々にクラッチ機構35及び減速機構36が配設される。
ここで、そのクラッチ機構35の収納部311の底部には、シャフト21を挿通する為の図1−2に示す貫通孔313が形成されており、この貫通孔313において、そのシャフト21にはクラッチ機構35が図2に示すワッシャー40Aを介して取り付けられている。
また、このギアケース31には、上記減速機構36の収納部312の開口を覆うようにしてモータケース34が取り付けられる。
続いて、このモータケース34について説明する。このモータケース34には、電動モータ33の取付部(以下、「モータ取付部」という。)341が形成されている。このモータ取付部341は、電動モータ33の外形に対応した筒状の外壁を有するものであり、その内部に電動モータ33が収納されて保持される。また、その外壁における後述するスイッチ回路基板37との対向部分には、図2に示す切り欠き341aが形成されている。
ここで、電動モータ33の出力軸331は、後述する如く減速機構36の第1ウォームギア361にジョイント332を介して結合される。これが為、上記モータ取付部341の底部には、その出力軸331とジョイント332を挿通する為の図1−3に示す貫通孔341bが形成されている。この貫通孔341bは、減速機構36の収納部312と連通するが如く形成される。
また、このモータケース34には、図1−3及び図2に示す如く、スイッチ回路基板37の下端を挿入する溝部342と、そのスイッチ回路基板37の貫通孔371に挿通する爪部343とが形成されている。スイッチ回路基板37は、その溝部342と爪部343,更には後述する図1−3に示すカバー32の溝部322によりモータケース34に保持される。
このスイッチ回路基板37に実装されているスイッチ回路は、図3に示す如く、第1及び第2のPTC素子P1,P2と、第1及び第2のダイオードD1,D2と、リレー接点R−Sと、起動用コンデンサCと、リレー自己保持用抵抗R−Rと、リレーコイルR−Cと、放電用抵抗RDとから構成される。更に、このスイッチ回路は、電源ACC(+)側と及びアース(−)側とに図示しない格納コントロールスイッチ及びハーネスを介して電気的に接続される。その格納コントロールスイッチは、上記起立位置又は格納位置の切替スイッチであって、車室内に配備されている。
また、本実施例1のスイッチ回路基板37には、図4に示す如く導体パターン372が電動モータ33の金属ケースと対向する位置に設けられている。この導体パターン372は、少なくともモータケース34の上記切り欠き341aを介して電動モータ33の金属ケースと所定の間隔で対向しており、本実施例1にあってはリレーコイルR−Cのアース(−)側と電気的に接続させている。これにより、この導体パターン372と金属ケースとこれらの間の誘電体(空気)とによって図3に示す擬似的なコンデンサ(以下、「擬似コンデンサ」という。)Cpが形成される。尚、図4に示すスイッチ回路基板37においては、説明の便宜上、実装されている抵抗等のスイッチ回路構成の図示を省略する。
本実施例1にあっては、上記の如く電動モータ33とスイッチ回路(ここではリレーコイルR−Cとアース(−)間)との間に擬似コンデンサCpを設けているので、電動モータ33の駆動開始時等、電動モータ33において瞬間的に電圧変動が起きた際に、その電圧変動に相当する電荷が擬似コンデンサCpに蓄えられる。そして、このように擬似コンデンサCpが電圧の変動を吸収することによって、電動モータ33から発生する誘導ノイズが吸収され、そのような誘導ノイズの低減や除去が可能となる。
ここで、一般に、コンデンサは静電容量が大きいほどノイズ吸収効果が高く、この静電容量は、対向する導体の面積に比例し、この導体間の距離に反比例して大きくなる。これが為、本実施例1の擬似コンデンサCpにおいて、より有効なノイズ吸収効果を得る為には、上記導体パターン372及び切り欠き341aの面積を大きくすることが好ましく、また、電動モータ33と導体パターン372との間の距離(上記所定の間隔)を小さくすることが好ましい。
以上示したモータケース34は、ギアケース31の外周壁314の内側に嵌合され、スクリューSによって固定される。
続いて、クラッチ機構35について説明する。このクラッチ機構35は、図2に示す如く、クラッチホルダー351と、クラッチギア352と、スプリング353と、プッシュナット354とを備える。そして、このクラッチ機構35は、上記ギアケース31の収納部311に挿入されたシャフト21に、ワッシャー40A、クラッチホルダー351、クラッチギア352、スプリング353を順次嵌め合せ、プッシュナット354でスプリング353を縮設することによって構成される。その際、クラッチホルダー351の上面に形成された凸部351aがクラッチギア352の内面に形成された凹部352aに噛み合っている。
続いて、減速機構36について説明する。この減速機構36は、図2に示す如く、上記電動モータ33の出力軸331にジョイント332を介して結合された第1ウォームギア361と、この第1ウォームギア361に噛み合うヘリカルギア362と、このヘリカルギア362に噛み合う第2ウォームギア363とを備える。ここで、その第2ウォームギア363は、クラッチ機構35のクラッチギア352と噛み合っている。
かかるクラッチ機構35及び減速機構36を介して、電動モータ33の駆動力がシャフト21に伝達される。
以上示した各種部品が配置されたギアケース31には、カバー32が取り付けられる。このカバー32には、ギアケース31の貫通孔313と対向する位置に両端が開口された筒状部321が形成されている。また、この筒状部321は、その内壁がシャフト21の軸受として機能すると共に、図示しないハーネスの挿通孔としても機能する。尚、そのハーネスは、中空のシャフト21の内部にも挿通されている。
更に、このカバー32の内側には、少なくともスイッチ回路基板37の上端を嵌合する図1−3示す溝部322が形成されている。尚、この溝部322は、図示しないがスイッチ回路基板37の側端部や傾斜端部等をも嵌合するよう形成してもよい。
このように形成されたカバー32は、その内部において上記溝部322にスイッチ回路基板37を嵌合すると共に、その下端の外周壁323をギアケース31の外周壁314に嵌合し、任意の方法(ホットメルト、スクリュー等)で固定される。
以上示した如く構成された格納駆動ユニット3は、シャフトホルダー2のシャフト21に図2に示すボール39とワッシャー40Bを介して回転可能に軸支され、ミラーアセンブリを回動させる。
次に、本実施例1の電動格納式ドアミラーの動作説明を行う。
この電動格納式ドアミラーは、オペレータが車室内の格納コントロールスイッチ(図示略)を操作することによって格納駆動ユニット3の電動モータ33を駆動させる。これにより、この電動モータ33の駆動力が、モータ出力軸331、ジョイント332、減速機構36を介してシャフト21に固定されたクラッチギア352伝達される。
この際、格納駆動ユニット3内のクラッチギア352がシャフト21に対して回転不能に固定されている為、減速機構36の第2ウォームギア363は、クラッチギア352を中心として回転する。この回転により格納駆動ユニット3を内蔵したミラーアセンブリ(格納駆動ユニット3を内蔵するハウジング4、取付ブラケット5、ミラー6等)は、シャフト21を中心に回転する。
そして、そのミラーアセンブリが起立位置又は格納位置に達したところで、スイッチ回路のスイッチ作動により電動モータ33への通電が遮断され、ミラーアセンブリが所定の位置に停止する。
また、何等かの事情で電動モータ33から伝達力が過度に作用した場合やミラーアセンブリに衝撃が加わった場合には、クラッチギア352がスプリング353の押圧力に抗して回転し、クラッチホルダー351の凸部351aとクラッチギア352の凹部352aとの噛み合いが解除される。これが為、電動モータ33への負荷が解除されるので、その損傷を回避し得る。
ここで、上記電動モータ33の駆動開始時には、この電動モータ33において瞬間的に電圧変動が生じる。その際、本実施例1にあっては、その電圧変動に相当する電荷が擬似コンデンサCpに蓄えられ、これにより、電動モータ33から発生する誘導ノイズを低減又は除去することができる。
このように、本実施例1にあっては電動モータ33からの誘導ノイズを電動モータ33の近傍で低減又は除去することが可能であり、車輌に搭載されている周辺機器への悪影響を有効に回避することができる。例えば、車室内のラジオやテレビの受信状況が良好になり、また、ECUの誤作動を防止することができる。
次に、本発明に係るモータ駆動装置の実施例2を図5に基づいて説明する。本実施例2にあっても、電動格納式ドアミラーに適用されたモータ駆動装置について例示する。
本実施例2の電動格納式ドアミラーは、前述した実施例1の電動格納式ドアミラーが具備する格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3のスイッチ回路を図5に示す如く変更したものである。
本実施例2のスイッチ回路基板37に実装されているスイッチ回路は、実施例1の図3に示すスイッチ回路の誘導負荷系の部品に以下のノイズ除去手段たる回路構成を加えたものである。
先ず、このスイッチ回路には誘導負荷系の部品として図5に示す如くリレー接点R−Sが設けられているが、このリレー接点R−Sは、そのON/OFF時に逆起電力が発生して高周波の誘導ノイズが生じる。これが為、本実施例2にあっては、図5に示す直列配置したコンデンサC1及び抵抗Rをリレー接点R−Sと並列に設け、発生した誘導ノイズを低減又は除去する。
また、このスイッチ回路には誘導負荷系の部品として図5に示す如くリレーコイルR−Cが設けられているが、このリレーコイルR−Cにおいても高周波の誘導ノイズが発生する。これが為、本実施例2にあっては、図5に示すコンデンサC2をリレーコイルR−Cと並列に設け、発生した誘導ノイズを低減又は除去する。
更に、実施例1において説明したように誘導負荷系の部品たる電動モータ33からも高周波の誘導ノイズが発生する。そこで、本実施例2にあっては、図5に示すコイルL1を電動モータ33の電源ACC(+)側に直列に設けると共に、コイルL2を電動モータ33のアース(−)側に直列に設ける。これにより、このコイルL1,L2は、電動モータ33から出たノイズを熱エネルギに変換して誘導ノイズの低減又は除去を行う。尚、この誘導ノイズの低減又は除去用のコイルL1,L2は、何れか一方のみであってもよい。
また、本実施例2にあっては、その直列配置されたコイルL1,L2及び電動モータ33と並列にコンデンサC3,C4及びコンデンサC5が設けられており、これにより電動モータ33から発生した誘導ノイズを低減又は除去する。
ここで、本実施例2にあっても、電動モータ33と導体パターン372との間で擬似コンデンサCpが形成される。ここでは、コンデンサC3とコンデンサC4との間に導体パターン372が電気的に接続され、これにより図5に示す擬似コンデンサCpが形成される。
このように、本実施例2によれば、擬似コンデンサCpにより前述した実施例1と同様の誘導ノイズの低減又は除去効果を奏するだけでなく、コイルL1,L2やコンデンサC3,C4,C5によって、より有効に誘導ノイズを低減又は除去することができる。また、この本実施例2のスイッチ回路は、誘導負荷系毎に上記のノイズ除去手段を設けているので、本回路全体における誘導ノイズの低減又は除去効果を奏することも可能になる。
尚、本実施例2にあってはノイズ除去手段を誘導負荷系毎に夫々設けているが、必ずしもその全てに設ける必要は無く、誘導ノイズの低減又は除去レベルの要求値に応じて適宜設ければよい。即ち、このノイズ除去手段は、少なくとも一つの誘導負荷系に設けたものであってもよい。
次に、本発明に係るモータ駆動装置の実施例3を図6から図8に基づいて説明する。本実施例3にあっても、電動格納式ドアミラーに適用されたモータ駆動装置について例示する。
本実施例3の電動格納式ドアミラーは、前述した実施例1の格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3に、図6及び図7に示す短絡手段41を設けたものである。この短絡手段41とは、電動モータ33の金属ケースとスイッチ回路基板37の導体パターン372とを導通させるものであって、例えば本実施例3においてはその間で撓ませて圧接される金属等の導電材料からなる圧接バネを使用する。ここで、上記短絡手段41が設けられた本実施例3のスイッチ回路は、図8に示す如くなる。
このように、本実施例3の如く電気的に接続される短絡手段41を設けることによって、電動モータ33から発生した誘導ノイズを低減又は除去することができる。
次に、本発明に係るモータ駆動装置の実施例4を図6,図7及び図9に基づいて説明する。本実施例4にあっても、電動格納式ドアミラーに適用されたモータ駆動装置について例示する。
本実施例4の電動格納式ドアミラーは、前述した実施例2の格納駆動ユニット(モータ駆動装置)3に上記実施例3の短絡手段41を設けたものである。この短絡手段41を有する本実施例4のスイッチ回路は図9に示す如くなり、これにより、実施例2の誘導負荷系毎の誘導ノイズの低減又は除去効果を奏すると共に、電動モータ33から発生した誘導ノイズの低減又は除去効果を短絡手段41によって奏することができる。
以上示した各実施例1〜4においては自動車の電動格納式ドアミラーに適用したモータ駆動装置(格納駆動ユニット)を例示したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、本発明に係るモータ駆動装置を、自動車のパワーウインドウの開閉装置やアンテナの伸縮装置等として用いてもよく、また、家屋における天窓の開閉装置等として用いてもよい。
以上のように、本発明に係るモータ駆動装置は、自身が発生するノイズの低減又は除去に有用であり、特に、ノイズの影響を受け易い機器が周辺に配備されている場合に適している。
本発明に係るモータ駆動装置の一例としての電動格納式ドアミラーの格納駆動ユニットを示す図であって、便宜上、カバーを外した状態の上面図である。 図1−1の格納駆動ユニットをX−X線方向からみた断面図である。 図1−1の格納駆動ユニットをY−Y線方向からみた拡大断面図である。 実施例1,2の格納駆動ユニット及びシャフトホルダーの分解斜視図である。 実施例1の格納駆動ユニットが具備するスイッチ回路図である。 実施例1の格納駆動ユニットが具備するスイッチ回路基板を電動モータ側からみた概略図である。 実施例2の格納駆動ユニットが具備するスイッチ回路図である。 図1−1の格納駆動ユニットをY−Y線方向からみた拡大断面図であって、実施例3,4の構成を示す図である。 実施例3,4の格納駆動ユニット及びシャフトホルダーの分解斜視図である。 実施例3の格納駆動ユニットが具備するスイッチ回路図である。 実施例4の格納駆動ユニットが具備するスイッチ回路図である。 従来の電動格納式ドアミラーの一部断面図である。 従来の電動格納式ドアミラーにおける格納駆動ユニットのスイッチ回路図である。
符号の説明
1 ミラーベース
2 シャフトホルダー
3,3A 格納駆動ユニット(モータ駆動装置)
4 ハウジング
5 取付けブラケット
6 ミラー
21 シャフト
31 ギアケース
32 カバー
33 電動モータ
34 モータケース
35 クラッチ機構
36 減速機構
37 スイッチ回路基板(モータ駆動制御回路基板)
41 短絡手段
322 カバーの溝部
341 モータ取付部
341a 切り欠き
342 モータケースの溝部
343 爪部
371 スイッチ回路基板の貫通孔
372 導体パターン
P1 第1PTC素子
P2 第2PTC素子
D1 第1ダイオード
D2 第2ダイオード
R−Sリレー接点
C 起動用コンデンサ
R−R リレー自己保持用抵抗
R−C リレーコイル
RD 放電用抵抗
Cp 擬似コンデンサ
C1〜C5 コンデンサ
L1,L2 コイル

Claims (3)

  1. 駆動源たる電動モータと、該電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御回路が形成されたモータ駆動制御回路基板とを備え、駆動対象物を駆動するモータ駆動装置であって、
    前記電動モータと前記モータ駆動制御回路基板とを所定の間隔を設けて対向配置し、該モータ駆動制御回路基板における前記電動モータとの対向箇所に導体パターンを設けて擬似コンデンサを形成したことを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 前記モータ駆動制御回路における他の誘導負荷系部品に、ノイズ除去手段を配置したことを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。
  3. ミラーアセンブリと、駆動源たる電動モータ及び当該電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御回路が形成されたモータ駆動制御回路基板を有し、前記ミラーアセンブリを駆動するモータ駆動装置とを備えた電動格納式ドアミラーであって、
    前記電動モータと前記モータ駆動制御回路基板とを所定の間隔を設けて対向配置し、該モータ駆動制御回路基板における前記電動モータとの対向箇所に導体パターンを設けて擬似コンデンサを形成したことを特徴とする電動格納式ドアミラー。
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