JP4699103B2

JP4699103B2 - 電動モータ

Info

Publication number: JP4699103B2
Application number: JP2005182867A
Authority: JP
Inventors: 知行小川; 雄一柳田; 智紀神田; 亮輔岸野; 浩之渋澤
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: JP2007006593A

Description

本発明は、制御基板を備える電動モータに関し、特に、電動モータの小型化を達成するために適用して有効な技術に関する。

車両に搭載されるパワーウインド装置やサンルーフ装置は、ウインドガラスやサンルーフを開閉するための駆動源として電動モータを備えている。電動モータには駆動回路や回転センサを備えた制御基板が組み込まれており、この制御基板によってモータ本体に対する駆動電流が制御されるようになっている。このような電動モータを組み立てる際には、モータ本体から延びる給電端子を制御基板に対して電気的に接続する必要があるが、制御基板の組付方向と給電端子の挿入方向とは直交することが多く、電動モータの組立作業性を向上させることは困難となっていた。

そこで、幅方向に並べられた給電端子を折り曲げることにより、制御基板の組付方向と給電端子の挿入方向とを一致させ、組立作業性を向上させるようにした電動モータが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。また、制御基板に略Ｃ字状の電源端子を組み付け、この電源端子によって給電端子を幅方向から挟み込むことにより、組立作業性を向上させるようにした電動モータが提案されている(たとえば、特許文献２参照)。
特開２００４−１５９３８７号公報特開２００３−２７４６１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電動モータにあっては、モータ本体から延びる給電端子が幅方向に並んで配置されるとともに、幅寸法の大きなコネクタが形成されるため、給電端子の占有スペースが拡大されることになり、電動モータの大型化を招く要因となっていた。特に、パワーウインド装置やサンルーフ装置を駆動する電動モータは、空きスペースの限られたドア内やルーフ内に組み付けられるため、電動モータの小型化や薄型化を図ることが重要となっている。

なお、通常、給電端子は一対の端子からなっているが、これらの端子を如何に給電部から基板まで配線するか、また端子同士をどのように絶縁するかが課題となっている。しかしながら、特許文献１には、ここまでの技術については触れられておらず、この点も電動モータを小型化する上での課題となっている。

また、特許文献２に記載された電動モータにあっては、小型化を達成することが可能となるが、制御基板に組み付けられる電源端子は略Ｃ字状の特殊構造を有するため、電動モータの低コスト化を図る観点から端子形状の簡素化を図ることが所望されている。

本発明の目的は、電動モータの組立作業性を損なうことなく、制御基板を備える電動モータの小型化を達成することにある。

本発明の電動モータは、モータ収容室に組み込まれるモータ回転体と、基板収容室に組み込まれる制御基板とを備え、前記制御基板からの駆動電流によって前記モータ回転体を駆動する電動モータであって、前記モータ収容室と前記基板収容室とを区画するケース壁部に、前記モータ収容室と前記基板収容室とを連通させる連通孔を形成し、前記モータ収容室に組み込まれる給電機構に、前記連通孔を介して前記基板収容室に案内される第１給電端子と第２給電端子とを設け、前記第１給電端子と前記第２給電端子との間に絶縁部材を設け、前記基板収容室に配置される前記第１給電端子と前記第２給電端子とは、前記絶縁部材の上端面と下端面とに取り付けられて端子の厚み方向に重ねられるとともに、それぞれの先端部が前記制御基板に向けて曲げられ、前記モータ回転体の回転軸に直交する方向から前記制御基板を前記基板収容室に組み込むことにより、前記制御基板の接続部と前記給電端子の先端部とは電気的に接続されることを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記絶縁部材は、基端側に形成される板厚部と、先端側に形成される薄板部とを有することを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記給電機構は前記給電端子が取り付けられる基部を備え、前記絶縁部材と前記基部とは一体に樹脂形成されることを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記給電端子のうち前記制御基板側に配置される前記第１給電端子は、前記第２給電端子に向けて曲げられた後に前記制御基板に向けて曲げられることを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記第１給電端子と前記第２給電端子とは、前記第１および第２給電端子とこれらの給電端子間に挟み込まれる前記絶縁部材とを合わせた厚み寸法の範囲内で曲げられることを特徴とする。

本発明の電動モータは、前記モータ回転体の回転軸に直交する方向から前記制御基板は前記基板収容室に組み付けられ、前記給電端子の先端部は前記制御基板の組付方向を向くように曲げられることを特徴とする。

本発明によれば、第１給電端子と第２給電端子とを端子の厚み方向に重ねるとともに、第１給電端子と第２給電端子との先端部を制御基板に向けて曲げることにより、制御基板の組付方向と給電端子の挿入方向とを一致させることができ、電動モータの組立作業性を向上させることが可能となる。しかも、給電端子が厚み方向に重ねられるため、基板収容室における給電端子の占有スペースを縮小することができ、電動モータの小型化を達成することが可能となる。

また、制御基板側に配置される第１給電端子を第２給電端子に向けて折り曲げるようにしたので、制御基板の接続部を第２給電端子に近づけることができるため、基板収容室内に制御基板をコンパクトに組み込むことができる。これにより、電動モータの小型化を達成することが可能となる。

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電動モータ１０を示す斜視図であり、図２は電動モータ１０の一部を分解して示す分解斜視図である。図１に示す電動モータ１０は、車両に搭載される図示しないパワーウインド装置に組み込まれており、ドアに組み付けられたウインドガラスを開閉する際の動力源として用いられる。

図１に示すように、電動モータ１０は、モータケース１１に収容されるモータ本体１２と、ギヤケース１３に収容される減速機構１４とを備えており、モータ本体１２から出力されるモータ動力は減速機構１４を介して出力軸１５に伝達される。モータ本体１２はいわゆるブラシ付きの直流モータとなっており、モータケース１１のモータ収容室１１ａには、図示しない界磁マグネットが固定され、モータ回転体であるアマチュア１６やコミュテータ１７が回転自在に収容される。また、モータ動力を減速する減速機構１４は、回転軸としてのアマチュア軸１８に設けられるウォーム１９と、これに噛み合うとともに出力軸１５に固定されるウォームホイール２０とにより構成されている。

図２に示すように、ギヤケース１３に隣接するコントローラケース２１の基板収容室２１ａには、モータ本体１２の駆動電流を制御する制御基板２２がアマチュア軸１８に対してほぼ直交する方向から収容され、コントローラケース２１の開口部には、基板収容室２１ａを閉塞するケースカバー２３が組み付けられ、図示しないねじ等の締結手段にて固定される。また、モータ収容室１１ａと基板収容室２１ａとを区画するコントローラケース２１のケース壁部２１ｂには、モータ収容室１１ａと基板収容室２１ａとを連通する連通孔２１ｃが形成されており、この連通孔２１ｃを介して後述する給電端子４１，４２が基板収容室２１ａに案内されるようになっている。

また、コントローラケース２１には、外部に連通する矩形穴２４が形成されるとともに、外部に突出する角筒状の壁部２５が矩形穴２４を囲むように形成されている。そして、制御基板２２には矩形穴２４に対向する入力端子部２６が組み付けられており、壁部２５とこの内側に配置される入力端子部２６とによってオス型のコネクタ２７が構成されている。このコネクタ２７にはバッテリや開閉スイッチに接続される図示しないメス型のコネクタが取り付けられ、制御基板２２にはバッテリからバッテリ電流が供給されるとともに、開閉スイッチから開閉信号が入力されることになる。

このように、バッテリ電流や開閉信号が入力される制御基板２２には駆動回路部３０が設けられており、この駆動回路部３０は、ＣＰＵ、リレー、コンデンサ、トランジスタ、抵抗、ダイオード等の電子部品と、これらの電子部品を電気的に接続するプリント回路とを用いて構築される。入力端子部２６から制御基板２２に供給されるバッテリ電流は、制御基板２２に構築される駆動回路部３０を介して駆動電流に制御された後に、接続部としての出力端子部３１からモータ本体１２の給電機構であるブラシ機構３２に供給される。なお、制御基板２２は開閉スイッチからの開閉信号に基づいて駆動電流を制御するようになっている。

図３(Ａ)および(Ｂ)はブラシ機構３２とこれに接続される制御基板２２とを示す斜視図である。また、図４(Ａ)は図３(Ｂ)の矢印ａ方向からブラシ機構３２および制御基板２２を示す底面図であり、図４(Ｂ)は図３(Ｂ)の矢印ｂ方向からブラシ機構３２および制御基板２２を示す正面図である。さらに、図４(Ｃ)は図３(Ｂ)の矢印ｃ方向からブラシ機構３２および制御基板２２を示す背面図であり、図４(Ｄ)は図３(Ｂ)の矢印ｄ方向からブラシ機構３２および制御基板２２を示す側面図である。

図３および図４に示すように、回転するコミュテータ１７に対して駆動電流を供給するブラシ機構３２は、中心部に貫通穴３３を備える樹脂製のブラシホルダ３４を有しており、ブラシホルダ３４は略楕円型の基部３５とこの基部３５から延びる一対の取付部３６とによって構成される。また、取付部３６に形成される取付孔３６ａには図示しないネジ部材が取り付けられ、取付部３６の端面をコントローラケース２１に突き当てた状態で、ブラシホルダ３４はコントローラケース２１に組み付けられる。さらに、図４(Ｃ)に示すように、貫通穴３３の内側に位置するコミュテータ１７に駆動電流を供給するため、ブラシホルダ３４には板ばね部材３７ａ，３７ｂを介してブラシ３８ａ，３８ｂが取り付けられ、対向するブラシ３８ａ，３８ｂは貫通穴３３の内側に配置されたコミュテータ１７に対して電気的に接触するようになっている。なお、板ばね部材３７ａ，３７ｂを介してブラシ３８ａ，３８ｂを取り付けることにより、コミュテータ１７に対してブラシ３８ａ，３８ｂを弾性的に押し付けることができ、回転するコミュテータ１７に対してブラシ３８ａ，３８ｂを確実に摺接させることが可能となる。

また、図４(Ｃ)に示すように、ブラシ３８ａ，３８ｂに制御基板２２からの駆動電流を供給するため、ブラシ３８ａを支持する板ばね部材３７ａには板状の第１給電端子４１が接続されており、ブラシ３８ｂを支持する板ばね部材３７ｂには板状の第２給電端子４２が接続されている。図４(Ｄ)に示すように、ブラシホルダ３４の基部３５には、アマチュア軸１８に沿って延びる絶縁部材４３が一体に樹脂成形されており、この絶縁部材４３の上端面には給電端子４１が取り付けられ、絶縁部材４３の下端面には給電端子４２が取り付けられている。このように、絶縁部材４３を挟み込む給電端子４１，４２は、端子の厚み方向αに重なるように配置されている。そして、アマチュア軸１８に対してほぼ平行に延びる給電端子４１，４２の先端部は、制御基板２２の出力端子部３１に向けてほぼ直角に折り曲げられており、図３(Ａ)に示すように、制御基板２２の組付方向βと給電端子４１，４２の挿入方向γとが一致するようになっている。つまり、給電端子４１，４２の先端部には、制御基板２２の組付方向βを向くように曲げ加工が施されている。

このように、制御基板２２の組付方向βと給電端子４１，４２の挿入方向γとを一致させることにより、コントローラケース２１に対する制御基板２２の組付作業に伴って、ブラシ機構３２の給電端子４１，４２を制御基板２２の出力端子部３１に挿し込むことができ、出力端子部３１と給電端子４１，４２とを電気的に接続することができるため、電動モータ１０の組立作業の簡素化を図ることが可能となる。しかも、給電端子４１，４２が厚み方向αに重ねられるため、基板収容室２１ａにおける給電端子４１，４２の占有スペースを縮小することができ、電動モータ１０の小型化を達成することが可能となる。

以下、図５に基づき給電端子４１，４２の折曲構造について詳細に説明する。図５は出力端子部３１に接続される給電端子４１，４２を概略的に示す説明図である。図５に示すように、絶縁部材４３は、基端側に形成される厚板部４３ａと先端側に形成される薄板部４３ｂとを備えており、ケース壁部２１ｂの連通孔２１ｃを介してモータ収容室１１ａから基板収容室２１ａに挿し込まれている。そして、絶縁部材４３の下端面に沿って設けられる給電端子４２は、その先端部が連通孔２１ｃの大きさの範囲内で略Ｌ字状に折り曲げられる一方、絶縁部材４３の上端面に沿って設けられる給電端子４１は、厚板部４３ａから薄板部４３ｂへの形状変化に沿うように、その先端部が連通孔２１ｃの大きさの範囲内で略コ字状に折り曲げられている。つまり、給電端子４２の先端部は、アマチュア軸１８にほぼ平行となる基板部４２ａと、出力端子部３１に向けてほぼ直角に折り曲げられる挿入板部４２ｂとにより略Ｌ字状に形成される一方、給電端子４１の先端部は、基板部４２ａに対してほぼ平行となる基板部４１ａと、基板部４２ａに向けてほぼ直角に折り曲げられる垂直板部４１ｂと、挿入板部４２ｂに向けてほぼ直角に折り曲げられる水平板部４１ｃと、出力端子部３１に向けてほぼ直角に折り曲げられる挿入板部４１ｄとにより略コ字状に形成されている。

このように、制御基板２２側に配置される給電端子４１を給電端子４２に向けて折り曲げることにより、給電端子４１の先端部を略コ字状に形成するようにしたので、給電端子４１，４２および絶縁部材４３の高さ寸法(厚み寸法)Ｈ１を確保しながら、出力端子部３１を入り込ませるためのスペースを確保することができ、出力端子部３１を給電端子４２に近づけることが可能となる。つまり、基板部４１ａの高さレベルＬ１から水平板部４１ｃの高さレベルＬ２まで出力端子部３１を挿入することができるため、基板収容室２１ａに制御基板２２をコンパクトに組み込むことができ、電動モータ１０の小型化を達成することが可能となる。

また、給電端子４１を略コ字状に形成することにより、挿入板部４１ｄ，４２ｂの挿入代を確保しながら、挿入板部４２ｂの高さ寸法Ｈ２を高さ寸法Ｈ１よりも小さく設定することが可能となる。これにより、連通孔２１ｃの高さ寸法Ｈ３を最小限に設定することができるため、ケース壁部２１ｂの剛性を十分に確保することができるだけでなく、基板収容室２１ａの防水性や防塵性を高めることが可能となる。さらに、挿入板部４１ｄ，４２ｂの間隔Ｗを自在に設定することができるため、出力端子部３１に形成される挿入口の間隔に合わせて挿入板部４１ｄ，４２ｂの間隔Ｗを設定することが可能となる。つまり、規格品の出力端子部３１を採用することが容易になるため、電動モータ１０の低コスト化を達成することができる。

なお、図２に示すように、コネクタ２７を構成する壁部２５をコントローラケース２１に形成するようにしたので、コネクタ２７を接続する際の押し付け荷重をコントローラケース２１によって支えることが可能となる。これにより、制御基板２２にかかる荷重を軽減することができるため、制御基板２２の耐荷重容量を低く設定することができ、制御基板２２の低コスト化や軽量化を達成することが可能となる。

また、図２および図４(Ａ)に示すように、アマチュア軸１８には多極着磁磁石４４が固定されており、この多極着磁磁石４４に近接するように制御基板２２には２つのホール素子４５が組み付けられている。電動モータ１０を駆動させると、それぞれのホール素子４５からアマチュア軸１８の回転に応じたパルス信号が出力されるため、前述した駆動回路部３０はモータ回転数に基づいて駆動電流をフィードバック制御することが可能となる。

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、図５に示すように、連通孔２１ｃの高さ寸法Ｈ３を縮小するため、挿入板部４２ｂの高さ寸法Ｈ２を高さ寸法Ｈ１よりも小さく設定することが望ましいが、高さ寸法Ｈ１を超えて挿入板部４２ｂの高さ寸法Ｈ２を設定するようにしても良い。

また、図示する場合には、ブラシ機構３２に対向する２つのブラシ３８ａ，３８ｂが取り付けられているが、これに限られることはなく、ブラシを追加するようにしても良い。この場合には、追加されるブラシに応じて給電端子も増加することになるが、全ての給電端子を厚み方向に重ねることにより、給電端子の占有スペースを縮小して電動モータの小型化を達成することが可能となる。

また、図示する場合には、給電端子４１，４２の先端部がほぼ直角に折り曲げられているが、直角に限られることはなく、ブラシホルダ３４に対する給電端子４１，４２の取付角度や、コントローラケース２１に対する制御基板２２の組付角度などに応じて適宜変更しても良い。さらに、給電端子４１，４２を折り曲げることなく湾曲させるようにしても良いことはいうまでもない。

さらに、前述の説明では、本発明の電動モータ１０をパワーウインド装置に組み込むようにしているが、これに限られることはなく、ワイパ装置に組み込まれる電動モータに本発明を適用しても良い。さらには、サンルーフやテールゲートを自動的に開閉するサンルーフ装置やテールゲート装置に本発明の電動モータ１０を組み込むようにしても良い。

なお、図示する場合には、モータ本体１２としてブラシ付き直流モータを用いるようにしているが、これに限られることはなく、ブラシレス直流モータなど他の形式のモータ回転体を採用しても良いことはいうまでもない。

本発明の一実施の形態である電動モータを示す斜視図である。電動モータの一部を分解して示す分解斜視図である。 (Ａ)および(Ｂ)はブラシ機構とこれに接続される制御基板とを示す斜視図である。 (Ａ)は図３(Ｂ)の矢印ａ方向からブラシ機構および制御基板を示す底面図であり、(Ｂ)は図３(Ｂ)の矢印ｂ方向からブラシ機構および制御基板を示す正面図であり、(Ｃ)は図３(Ｂ)の矢印ｃ方向からブラシ機構および制御基板を示す背面図であり、(Ｄ)は図３(Ｂ)の矢印ｄ方向からブラシ機構および制御基板を示す側面図である。出力端子部に接続される給電端子を概略的に示す説明図である。

符号の説明

１０電動モータ
１１モータケース
１１ａモータ収容室
１２モータ本体
１３ギヤケース
１４減速機構
１５出力軸
１６アマチュア(モータ回転体)
１７コミュテータ
１８アマチュア軸(回転軸)
１９ウォーム
２０ウォームホイール
２１コントローラケース
２１ａ基板収容室
２１ｂケース壁部
２１ｃ連通孔
２２制御基板
２３ケースカバー
２４矩形穴
２５壁部
２６入力端子部
２７コネクタ
３０駆動回路部
３１出力端子部(接続部)
３２ブラシ機構(給電機構)
３３貫通穴
３４ブラシホルダ
３５基部
３６取付部
３６ａ取付孔
３７ａ，３７ｂ板ばね部材
３８ａ，３８ｂブラシ
４１給電端子(第１給電端子)
４１ａ基板部
４１ｂ垂直板部
４１ｃ水平板部
４１ｄ挿入板部
４２給電端子(第２給電端子)
４２ａ基板部
４２ｂ挿入板部
４３絶縁部材
４３ａ厚板部
４３ｂ薄板部
４４多極着磁磁石
α 厚み方向
β 組付方向
γ 挿入方向

Claims

モータ収容室に組み込まれるモータ回転体と、基板収容室に組み込まれる制御基板とを備え、前記制御基板からの駆動電流によって前記モータ回転体を駆動する電動モータであって、
前記モータ収容室と前記基板収容室とを区画するケース壁部に、前記モータ収容室と前記基板収容室とを連通させる連通孔を形成し、
前記モータ収容室に組み込まれる給電機構に、前記連通孔を介して前記基板収容室に案内される第１給電端子と第２給電端子とを設け、
前記第１給電端子と前記第２給電端子との間に絶縁部材を設け、
前記基板収容室に配置される前記第１給電端子と前記第２給電端子とは、前記絶縁部材の上端面と下端面とに取り付けられて端子の厚み方向に重ねられるとともに、それぞれの先端部が前記制御基板に向けて曲げられ、
前記モータ回転体の回転軸に直交する方向から前記制御基板を前記基板収容室に組み込むことにより、前記制御基板の接続部と前記給電端子の先端部とは電気的に接続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、前記給電機構は前記給電端子が取り付けられる基部を備え、前記絶縁部材と前記基部とは一体に樹脂形成されることを特徴とする電動モータ。
請求項１または２記載の電動モータにおいて、前記給電端子のうち前記制御基板側に配置される前記第１給電端子は、前記第２給電端子に向けて曲げられた後に前記制御基板に向けて曲げられることを特徴とする電動モータ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、前記第１給電端子と前記第２給電端子とは、前記第１および第２給電端子とこれらの給電端子間に挟み込まれる前記絶縁部材とを合わせた厚み寸法の範囲内で曲げられることを特徴とする電動モータ。
請求項４記載の電動モータにおいて、前記絶縁部材は、基端側に形成される板厚部と、先端側に形成される薄板部とを有することを特徴とする電動モータ。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、前記給電端子の先端部は前記制御基板の組付方向を向くように曲げられることを特徴とする電動モータ。