JP4545428B2

JP4545428B2 - 電動モータ

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Publication number: JP4545428B2
Application number: JP2003418154A
Authority: JP
Inventors: 雅巳狩野
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: US7554235B2; US20070164621A1; JP2005184892A; EP1696536A1; EP1696536A4; WO2005060075A1

Description

本発明は、第１と第２の金属部品がインサート成形により固定される樹脂製のカバー本体を備え、電動モータに設けられるケース体を閉塞するモータカバーに関する。

車両に設けられるワイパ装置やパワーウインド装置、サンルーフ装置等の駆動源としては、通常、車両に搭載されたバッテリなどの電源により作動する電動モータが用いられている。これらの装置に電動モータを適応させるためには、モータの回転を所要の回転数にまで減速することが必要となる。そのため、このような用途に用いられる電動モータは、減速機構が取り付けられて減速機構付きの電動モータとして１つのユニットとされている。

このような電動モータは、通常、減速機構を収容するためのバスタブ状に形成されたケース体を有しており、ケース体の開口部はモータカバーにより閉塞されるようになっている。また、ケース体の内部にモータ本体の作動を制御する制御基板等を収容したものが知られており、この場合、モータカバーには制御基板に搭載されるＦＥＴ等の電子部品の熱を外部に放出するためのアルミニウム製のヒートシンクが固定されている。

モータカバーは、通常、樹脂製とされており、ヒートシンクをインサート成形によりモータカバーの樹脂部分つまりカバー本体に固定するようにしている。また、制御基板とモータ本体、あるいは制御基板と電源端子とを接続するために、モータカバーには銅板等により形成される給電用のターミナルが固定されるが、これらのターミナルも、たとえば特許文献１に示されるようなインサート成形により、モータカバーに固定されるようになっている。つまり、カバー本体を成形する成形型の内部にヒートシンクと各ターミナルを配置し、次いで成形型の内部に溶融した樹脂材料を流し込むことによりヒートシンクとターミナルが樹脂製のカバー本体に一体的に固定されるようになっている。

ところで、制御基板がヒートシンクに対向するようにカバー内に配置される場合には、制御基板に接続されるターミナルの制御基板側の端子部をヒートシンク上に配置することが必要となる。そのため、インサート成形時に樹脂材料が流し込まれる溝状の流入部をヒートシンクに設け、ターミナルの一方の端子部をこの流入部に配置した状態でインサート成形するようにしている。これにより、ターミナルの制御基板側の端子部は流入部に流し込まれる樹脂材料により流入部に固定され、つまり、ヒートシンク上に位置決めされることになる。
特開２０００−６１９４７号公報

しかしながら、インサート成形時に射出された樹脂材料は冷えて硬化するにつれて徐々にその体積を収縮させるので、これにインサートされるヒートシンクやターミナルの位置が樹脂材料の収縮により引かれて正規の位置に対してずれる場合がある。特に、ヒートシンクに形成される流入部の幅が広い場合には、流入部に流し込まれた樹脂材料は流入方向に大きく収縮することになるので、流入部に配置されたターミナルの端子部は収縮の方向に引っ張られてその位置が大きくずれることになる。

そのため、ターミナルの端子部と制御基板との接続が困難となり、このモータカバーの組付け作業性を悪化させることになっていた。

さらに、場合によってはターミナルの端子部が流入部からずれてヒートシンクに接触して、ショート等の不具合を生じる恐れもあった。

本発明の目的は、樹脂製のカバー本体にインサート成形により固定される２つの金属部品の位置ずれを防止して、このモータカバーの組付け作業性を向上させることにある。

本発明の電動モータは、制御基板により作動が制御されるモータ本体と、前記モータ本体に固定され、前記制御基板を収容するケース体と、前記モータ本体と前記制御基板とを電気的に接続する給電用のターミナルと、前記制御基板に対向して配置され、前記ケース体の内部の熱を外部に放出するヒートシンクと、前記給電用のターミナルと前記ヒートシンクとが互いに離間した状態でインサート成形により固定される樹脂製のカバー本体を備え、前記ケース体を閉塞するモータカバーとを有し、前記ヒートシンクには、直線状且つ溝状に形成され前記カバー本体をインサート成形するときに樹脂材料が流し込まれる流入部と、前記流入部に対して分岐して形成され前記流入部を介して前記樹脂材料が流し込まれる溝状の分岐部とが設けられ、前記給電用のターミナルは、直線状の本体部が前記流入部に配置されるとともに、前記本体部に対して曲げて形成された前記制御基板に接続される先端部が前記分岐部に配置されて、前記樹脂材料により前記流入部と前記分岐部とに固定されることを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記分岐部の長手方向軸線に垂直な断面の面積を前記流入部の長手方向軸線に垂直な断面の面積より小さく形成したことを特徴とする。

本発明によれば、第１の金属部品に流入部に対して分岐して形成される分岐部を設け、第２の金属部品の一部を第１の金属部品に対して離間した状態で分岐部に配置するようにしたので、流入部に流し込まれた樹脂材料が収縮しても、第２の金属部品の一部は分岐部に流し込まれた樹脂材料により分岐部に固定されてその位置ずれが抑制される。特に、分岐部を流入部より小さく形成した場合には、分岐部に流入した樹脂材料は流入部における樹脂材料より早く硬化するので、さらに第２の金属部品の位置ずれを抑制することができる。したがって、第２の金属部品の位置を修正するなどの後工程が不要となり、このモータカバーの組付け作業性を向上させることができる。

また、本発明によれば、第２の金属部品の位置ずれが抑制されるので、第２の金属部品が第１の金属部品に接することを防止することができる。特に、第１の金属部品がヒートシンクであり、第２の金属部品が電動モータへの給電用のターミナルである場合には、ヒートシンクとターミナルとの間に樹脂が介在することにより、ヒートシンクとターミナルとの接触によるショートを防止することができる。

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カバーが設けられた減速機構付き電動モータをワイパ装置に適用した場合を示す説明図であり、図１に示す車両１１にはフロントガラス１２に付着した雨や前車の飛沫等を拭き取って運転者の視界を確保するためにワイパ装置１３が設けられている。

ワイパ装置１３は車両１１に回転自在に支持された２つのワイパ軸１４ａ，１４ｂを有しており、ワイパ軸１４ａには運転席側つまりＤＲ側のワイパアーム１５ａが固定され、ワイパ軸１４ｂには助手席側つまりＡＳ側のワイパアーム１５ｂが固定されている。また、ＤＲ側のワイパアーム１５ａの先端部には運転席側つまりＤＲ側のワイパブレード１６ａが装着され、ＡＳ側のワイパアーム１５ｂの先端部には助手席側つまりＡＳ側のワイパブレード１６ｂが装着されており、それぞれのワイパブレード１６ａ，１６ｂはワイパアーム１５ａ，１５ｂに内装された図示しないスプリングにより押え力が加えられてフロントガラス１２に弾圧的に接触するようになっている。

各ワイパ軸１４ａ，１４ｂを駆動するために、このワイパ装置１３にはワイパモータとも呼ばれる電動モータとしての減速機構付き電動モータ１７が設けられている。減速機構付き電動モータ１７はリンク機構１８を介して各ワイパ軸１４ａ，１４ｂに接続されており、リンク機構１８のクランクアーム１８ａを回転駆動することによりワイパ軸１４ａ，１４ｂを所定の角度範囲で揺動するようになっている。そして、ワイパ軸１４ａ，１４ｂが揺動することによりワイパブレード１６ａ，１６ｂがフロントガラス１２上の上反転位置と下反転位置との間の払拭範囲１２ａ，１２ｂを揺動して、フロントガラス１２が払拭されるようになっている。

図２は図１に示す減速機構付き電動モータの詳細を示す斜視図であり、図３は図２におけるａ−ａ線に沿う一部切り欠き断面図である。

図２に示すように、減速機構付き電動モータ１７はモータ本体２１と減速機２２とを有しており、この場合、モータ本体２１としては所謂ブラシ付き電動モータが用いられている。図３に示すように、モータ本体２１は鋼材等の導体により底付き円筒状に形成されるヨーク２１ａとヨーク２１ａから突出する回転軸２１ｂを備えており、車両１１に搭載される図示しないバッテリ（電源）からの直流電流により作動して、回転軸２１ｂを回転させるようになっている。

なお、図示する場合にはモータ本体２１はブラシ付き電動モータとなっているが、これに限らず、ブラシレス直流モータなど他の形式の電動モータを用いてもよい。

減速機２２は締結部材２３によりヨーク２１ａに固定されるバスタブ状のケース体２４を有しており、図３に示すように、このケース体２４の内部には減速機構２５が収容されている。減速機構２５はウォーム２６とウォーム２６に噛み合うウォームホイル２７とを有するウォームギヤ機構となっており、ウォーム２６はケース体２４の内部に突出する回転軸２１ｂの外周に一体的に形成されて回転軸２１ｂとともに回転するようになっている。一方、ウォームホイル２７はケース体２４に形成されたボス部２４ａに回転自在に支持される出力軸３１の基端部に固定されており、この出力軸３１とともにケース体２４の内部で回転自在となっている。これにより、回転軸２１ｂが回転すると、その回転は減速機構２５により所定の回転数にまで減速されて出力軸３１から出力される。

出力軸３１の先端部はケース体２４から外部に突出しており、その先端部には前述のクランクアーム１８ａが固定されるようになっている。これにより、モータ本体２１が作動すると、その回転が減速機構２５と出力軸３１を介してクランクアーム１８ａに伝達されてワイパ軸１４ａ，１４ｂが揺動する。

図２に示すように、ケース体２４にはモータカバー３２がクリップ３３により固定されている。つまり、この減速機構付き電動モータ１７に設けられるケース体２４の開口部はモータカバー３２により閉塞されるようになっている。このモータカバー３２は蓋状に形成された樹脂製のカバー本体３４を有しており、このカバー本体３４には複数のフィン３５ａを備えた第１の金属部品としてのヒートシンク３５がインサート成形により固定されている。ヒートシンク３５はアルミニウム合金により形成されており、その外面はモータカバー３２の裏側と表側とに露出している。

図３に示すように、ケース体２４の内部にはヒートシンク３５と対向するように制御基板４１が収容されており、モータ本体２１の作動制御はこの制御基板４１により行われるようになっている。制御基板４１は基板４１ａ上にＣＰＵやメモリ、ＦＥＴ等の複数の電子部品４１ｂにより形成される制御回路を備えた所謂マイクロコンピュータとしての機能を有するものとなっており、図示しないワイパスイッチからの指令信号に応じて車両１１に搭載された図示しないバッテリ等からの直流電流をモータ本体２１に供給してモータ本体２１の作動を制御するようになっている。

制御基板４１はヒートシンク３５に固定されており、また、制御基板４１に搭載されるＦＥＴ等の電子部品４１ｂはヒートシンク３５の裏面に接着されている。これにより、これらの電子部品４１ｂが発生する熱はヒートシンク３５により外部に放出されるようになっている。つまり、ヒートシンク３５はケース体２４の内部の熱を外部に放出するようになっている。なお、符号４２は減速機構２５と制御基板４１とを隔離するための隔離板である。

図４は図２に示すモータカバーの詳細を示す斜視図である。図４に示すように、カバー本体３４には制御基板４１とカバー本体３４に一体的に形成されるカプラ４３に設けられる図示しない接続端子とを接続する３つの電源ターミナル４４〜４６がインサート成形により固定されており、制御基板４１はこれらの電源ターミナル４４〜４６やカプラ４３の接続端子を介して車両１１に搭載される図示しないバッテリ等の電源やワイパスイッチ等に接続されるようになっている。

また、カバー本体３４には第２の金属部品としての２つの給電ターミナル４７，４８がインサート成形により固定されている。給電ターミナル４７はモータ本体２１の図示しない給電端子に接続される端子部４７ａと、制御基板４１に接続される端子部４７ｂとを備えており、給電ターミナル４８はモータ本体２１の図示しない給電端子に接続される端子部４８ａと、制御基板４１に接続される端子部４８ｂとを備えており、制御基板４１とモータ本体２１とはこれらの給電ターミナル４７，４８により電気的に接続されるようになっている。つまり、これらの給電ターミナル４７，４８は制御基板４１からモータ本体２１への給電を行う給電用のターミナルとなっている。

図５はインサート成形される前のヒートシンクとターミナルの詳細を示す斜視図であり、図６はインサート成形後の給電ターミナルの状態を示す断面図である。

図５に示すように、ヒートシンク３５には直線状に形成された流入部５１と、流入部５１からその流れ方向に対して直交する方向に曲げて形成される、つまり、流入部５１から分岐する５つの分岐部５２〜５６が設けられている。これらの流入部５１や分岐部５２〜５６はヒートシンク３５に溝状に形成されており、カバー本体３４をインサート成形するとき、つまり、カバー本体を成形する図示しない成形型に溶融した樹脂材料が射出されたときには、その樹脂材料の一部が流入部５１に流し込まれ、また、分岐部５２〜５６には流入部５１を介して樹脂材料が流し込まれるようになっている。この場合、分岐部５２〜５６の長手方向軸線つまり流入部における流れ方向に直交する軸線に垂直な断面積はそれぞれ流入部５１の長手方向軸線つまり流入方向に向く軸線に垂直な断面積より小さく形成されており、これにより、分岐部５２〜５６は流入部５１より小さく形成されている。

一方、給電ターミナル４７は銅板を所定の形状に折り曲げて形成されており、一対の端子部４７ａ，４７ｂはその両先端部に設けられている。一方の端子部４７ａが設けられる先端部はカバー本体３４側に配置されており、他方の端子部４７ｂが設けられる先端部は分岐部５２に配置されている。また、両端子部４７ａ，４７ｂの間の本体部４７ｃは流入部５１に沿って配置されている。同様に、給電ターミナル４８は銅板を所定の形状に折り曲げて形成されており、一対の端子部４８ａ，４８ｂはその両先端部に設けられている。一方の端子部４８ａは端子部４７ａに並べてカバー本体３４側に配置されており、他方の端子部４８ｂが設けられる先端部は分岐部５３に配置されている。また、両端子部４８ａ，４８ｂの間の本体部４８ｃは流入部５１に沿って配置されている。なお、これらの給電ターミナル４７，４８はヒートシンク３５に接触しないように流入部５１や分岐部５２，５３に対して所定の隙間を空けて互いに絶縁状態となるように配置されている。

図６に示すように、流入部５１や分岐部５２，５３に給電ターミナル４７，４８が配置された状態で樹脂材料のインサート成形が行われると、流入部５１に流し込まれた樹脂材料が硬化してカバー本体３４には直線状の埋め込み部５７が形成される。また、流入部５１を介して分岐部５２〜５６に流し込まれる樹脂材料が硬化することによりカバー本体３４には５つの係止部６２〜６６が形成される。２つの分岐部５２，５３に配置される給電ターミナル４７，４８の先端部は、これらの分岐部５２，５３に形成される係止部６２，６３に埋め込まれて分岐部５２，５３において固定され、これにより、係止部６２，６３から制御基板４１に向けて突出する各給電ターミナル４７，４８の端子部４７ｂ，４８ｂは分岐部５２，５３に位置決めされることになる。

また、図４に示すように、各係止部６２〜６６にはヒートシンク３５に対して制御基板４１側に突出する突出部７２〜７６が一体的に形成されており、制御基板４１に搭載される電子部品４１ｂ等はこれらの突起部７２〜７６の間に配置されるようになっている。つまり、これらの突起部７２〜７６は電子部品４１ｂを位置決めする機能を有している。

ここで、図６に示すように、流入部５１に流し込まれた樹脂材料が硬化して埋め込み部５７が形成される過程においては、流入部５１に流入した樹脂材料がその流れ方向に徐々に収縮することにより、給電ターミナル４７，４８は図中矢印で示す方向に引かれることになる。

しかし、このモータカバー３２では、給電ターミナル４７，４８の先端部は流入部５１に対して直交方向に分岐して形成された分岐部５２，５３に配置されているので、流入部５１における樹脂材料が流れ方向に収縮しても、分岐部５２，５３に形成される係止部６２，６３が分岐部５２，５３に係止されることにより先端部の移動は抑制される。したがって、給電ターミナル４７，４８の先端部に設けられた端子部４７ｂ，４８ｂの樹脂材料の収縮による位置ずれは抑制され、端子部４７ｂ，４８ｂは制御基板４１に対して所定の位置に保持される。

このように、このモータカバー３２では、樹脂材料が流し込まれる流入部５１に対して分岐して形成される分岐部５２，５３をヒートシンク３５に設け、給電ターミナル４７，４８の一部つまり先端部を分岐部５２，５３に、ヒートシンク３５から離間した状態で配置するようにしたので、流入部５１における樹脂材料の収縮による給電ターミナル４７，４８の端子部４７ｂ，４８ｂの位置ずれを抑制することができる。したがって、端子部４７ｂ，４８ｂは制御基板４１に対して所定の位置に固定されることになるので、その位置を修正するなどの後工程が不要となり、給電ターミナル４７，４８と制御基板４１との接続を容易にして、このモータカバー３２の組付け作業性を向上させることができる。また、端子部４７ｂ，４８ｂが位置ずれを生じてヒートシンク３５に接触することがないので、給電ターミナル４７，４８とヒートシンク３５が接触してショートを生じることを防止することができる。

さらに、このモータカバー３２では、分岐部５２〜５６の長手方向軸線に垂直な断面の面積は流入部５１の長手方向軸線に垂直な断面の面積より小さく形成されているので、分岐部５２〜５６に流入した樹脂材料は流入部５１における樹脂材料よりも早く硬化することになる。つまり、流入部５１における樹脂材料が収縮しきる前に係止部６２，６３が硬化して分岐部５２，５３に係止されることになるので、樹脂材料の収縮による端子部４７ｂ，４８ｂの位置ずれはさらに抑制されることになる。

このように、このモータカバー３２では、分岐部５２〜５６の断面積を流入部５１の断面積より小さく形成したので、分岐部５２〜５６に形成される係止部６２〜６６は流入部５１における樹脂材料より早く硬化することになり、分岐部５２，５３に配置される給電ターミナル４７，４８の端子部４７ｂ，４８ｂの位置ずれをさらに抑制することができる。

一方、給電ターミナル４７，４８が配置されない３つの分岐部５４〜５６に形成される係止部６４〜６６もそれぞれ流入部５１における樹脂材料より早く硬化し、それぞれ分岐部５４〜５６に係止されて流入部５１に形成される埋め込み部５７の移動を抑制している。つまり、このモータカバー３２では、直線状に形成される流入部５１に対して両側に複数の分岐部５２〜５６が分岐して形成されているので、これらの分岐部５２〜５６における樹脂材料が硬化して分岐部５２〜５６に係止されることにより流入部５１における樹脂材料の収縮による埋め込み部５７自体の移動が抑制される。これにより、埋め込み部５７に埋め込まれる給電ターミナル４７，４８の収縮による位置ずれがさらに抑制されることになる。

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。たとえば、前記実施の形態においては、本発明は減速機構２５を収容するケース体２４を閉塞するモータカバー３２に適用されているが、これに限らず、たとえば、モータ本体２１のヨーク２１ａの開口部を閉塞するフロントブラケットであってヒートシンクとターミナルとを有するものなど、電動モータに設けられるケース体を閉塞するものであれば他の形態であってもよい。

また、前記実施の形態においては、第１の金属部品はヒートシンク３５であり、第２の金属部品は給電ターミナル４７，４８とされているが、これに限らず、モータカバーにインサート成形により固定される金属部品であれば、他の金属部品としてもよい。

さらに、前記実施の形態においては分岐部５２〜５６は流入部５１に対して直交する方向に分岐しているが、分岐方向はこれに限られない。

本発明の一実施の形態であるモータカバーが設けられた減速機構付き電動モータをワイパ装置に適用した場合を示す説明図である。図１に示す減速機構付き電動モータの詳細を示す斜視図である。図２におけるａ−ａ線に沿う一部切り欠き断面図である。図２に示すモータカバーの詳細を示す斜視図である。インサート成形される前のヒートシンクとターミナルの詳細を示す斜視図である。インサート成形後の給電ターミナルの状態を示す断面図である。

符号の説明

１１車両
１２フロントガラス
１２ａ，１２ｂ払拭範囲
１３ワイパ装置
１４ａ，１４ｂワイパ軸
１５ａＤＲ側のワイパアーム
１５ｂＡＳ側のワイパアーム
１６ａＤＲ側のワイパブレード
１６ｂＡＳ側のワイパブレード
１７減速機構付き電動モータ
１８リンク機構
１８ａクランクアーム
２１モータ本体
２１ａヨーク
２１ｂ回転軸
２２減速機
２３締結部材
２４ケース体
２４ａボス部
２５減速機構
２６ウォーム
２７ウォームホイル
３１出力軸
３２モータカバー
３３クリップ
３４カバー本体
３５ヒートシンク（第１の金属部品）
３５ａフィン
４１制御基板
４１ａ基板
４１ｂ電子部品
４２隔離板
４３カプラ
４４〜４６電源ターミナル
４７，４８給電ターミナル（第２の金属部品）
４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂ端子部
４７ｃ，４８ｃ本体部
５１流入部
５２〜５６分岐部
５７埋め込み部
６２〜６６係止部
７２〜７６突出部

Claims

制御基板により作動が制御されるモータ本体と、
前記モータ本体に固定され、前記制御基板を収容するケース体と、
前記モータ本体と前記制御基板とを電気的に接続する給電用のターミナルと、
前記制御基板に対向して配置され、前記ケース体の内部の熱を外部に放出するヒートシンクと、
前記給電用のターミナルと前記ヒートシンクとが互いに離間した状態でインサート成形により固定される樹脂製のカバー本体を備え、前記ケース体を閉塞するモータカバーとを有し、
前記ヒートシンクには、直線状且つ溝状に形成され前記カバー本体をインサート成形するときに樹脂材料が流し込まれる流入部と、前記流入部に対して分岐して形成され前記流入部を介して前記樹脂材料が流し込まれる溝状の分岐部とが設けられ、
前記給電用のターミナルは、直線状の本体部が前記流入部に配置されるとともに、前記本体部に対して曲げて形成された前記制御基板に接続される先端部が前記分岐部に配置されて、前記樹脂材料により前記流入部と前記分岐部とに固定されることを特徴とする電動モータ。
請求項１記載の電動モータにおいて、前記分岐部の長手方向軸線に垂直な断面の面積を前記流入部の長手方向軸線に垂直な断面の面積より小さく形成したことを特徴とする電動モータ。