JP4777769B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置を搭載するモータに関するものである。

モータのヨークハウジング内に、該モータを制御する制御装置を一体に備えたものが従来より提案されている。近年、このような制御装置においては、チップ化した制御ＩＣを樹脂モールドして構成したものが用いられ、小型で高度なモータ制御が行えるようになってきている。

例えば特許文献１においては、制御装置をヨークハウジング内の円筒状のマグネットと該ハウジングとの間に配置し、該制御装置にて生じる熱を効率良くヨークハウジングから外部に放出するようになっている。
特開平８−２５８７３０号公報

しかしながら、ヨークハウジングとマグネットとの間に制御装置等、磁気的における異物が介在すると、マグネットとヨークハウジング（バックヨーク）との間の磁路の磁気抵抗が増大し、磁気性能が低下して、モータ性能に影響を与えることが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ヨークハウジング内に制御装置を配置しながらも、磁気性能の低下を防止してモータ性能を良好とすることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、磁性金属材料よりなるヨークハウジング内に一対のマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、一対の前記マグネットの対向方向と直交する方向一側の端部間に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容すべく外側に向けて凹設される収容凹部を有していることをその要旨とする。

請求項２に記載の発明は、磁性金属材料よりなるヨークハウジング内に一対のマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、一対の前記マグネットの対向方向と直交する方向一側の端部間に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、前記ヨークハウジング又は前記各マグネットには、前記制御装置の挿入方向両側に設けられ該制御装置のモータ軸方向に沿った挿入をガイドするガイド部が設けられていることをその要旨とする。

請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、制御装置は、一対のマグネットの対向方向と直交する方向一側の端部間に配置され、マグネットの磁路上に介在しない位置に配置される。そのため、磁気抵抗の増大を抑制でき、磁気性能の低下が防止される。
また、請求項１に記載の発明によれば、ヨークハウジングには外側に向けて凹設される収容凹部が設けられ、該収容凹部に制御装置が収容される。これにより、制御装置の電機子等の他部材への干渉を防止できる。
また、請求項２に記載の発明によれば、ヨークハウジング又は各マグネットには、制御装置の挿入方向両側に設けられ該制御装置のモータ軸方向に沿った挿入をガイドするガイド部が設けられる。これにより、制御装置の取り付けを容易としつつ、挿入方向以外への制御装置の移動をガイド部にて規制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容すべく外側に向けて凹設される収容凹部を有していることをその要旨とする。

同発明によれば、ヨークハウジングには外側に向けて凹設される収容凹部が設けられ、該収容凹部に制御装置が収容される。これにより、制御装置の電機子等の他部材への干渉を防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載のモータにおいて、前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容する前記収容凹部に対向する位置に前記収容凹部と同形状の凹設部が設けられていることをその要旨とする。

同発明によれば、ヨークハウジングには、制御装置を収容する収容凹部に対向する位置に該収容凹部と同形状の凹設部が設けられるため、一方のマグネットから他方のマグネットに向かうヨークハウジング内の磁路が収容凹部側と凹設部側とで略等しくなる。これにより、磁気性能を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は３に記載のモータにおいて、前記マグネットは、前記制御装置を収容する前記収容凹部が設けられる側とは反対側の端部が、前記収容凹部が設けられる側の端部よりも周方向に短く形成されていることをその要旨とする。

同発明によれば、マグネットは、制御装置を収容する収容凹部が設けられる側とは反対側の端部が、該収容凹部が設けられる側の端部よりも周方向に短く形成されるため、一方のマグネットから他方のマグネットに向かうヨークハウジング内の磁路が収容凹部側と反収容凹部側とで均等化される。これにより、磁気性能を向上することができる。

請求項６に記載の発明は、磁性金属材料よりなる有底筒状のヨークハウジング内にマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、前記マグネットに対しモータ軸方向にずれた位置に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、前記制御装置は、前記ヨークハウジングの底部側に配置され、前記電機子に設けられる回転軸を回転可能に支持する軸受を一体に備えるとともに、金属製ベース基板を備え、前記軸受は前記金属製ベース基板の前記電機子側に配置されるとともに、前記制御ＩＣは前記金属製ベース基板の前記ヨークハウジングの底部側に配置されていることをその要旨とする。
同発明によれば、制御装置は、マグネットに対しモータ軸方向にずれた位置に配置され、マグネットの磁路上に介在しない位置に配置される。そのため、磁気抵抗の増大を抑制でき、磁気性能の低下が防止される。また、制御装置はマグネット及びこの磁気回路部分とモータ軸方向に離れるため、漏れ磁束等の磁気の影響も受け難くなる。

同発明によれば、制御装置はヨークハウジングの底部側に配置され、該制御装置には電機子に設けられる回転軸を回転可能に支持する軸受が一体に備えられる。これにより、制御装置のヨークハウジングの底部への取り付けとともに軸受が配設されるため、モータの組み立てが簡単となる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のモータにおいて、前記制御装置は、前記金属製ベース基板がインサートされており、該ベース基板上に金属製の前記軸受が接合され樹脂モールドされてなることをその要旨とする。

同発明によれば、制御装置は、インサートされる金属製ベース基板上に金属製の軸受が接合され樹脂モールドされる。これにより、軸受を金属板上に固定することから、軸受を強固に固定できる。

従って、上記記載の発明によれば、ヨークハウジング内に制御装置を配置しながらも、磁気性能の低下を防止してモータ性能を良好とすることができるモータを提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施の形態のギヤードモータ１を示す。本実施の形態のギヤードモータ１は、車両用パワーウインド装置に用いられるものである。このギヤードモータ１は、回転駆動するモータ部２と、該モータ部２にて生じる回転を減速出力する減速部３とが一体に組み付けられて構成されている。

モータ部２は、磁性金属材料よりなる有底筒状のヨークハウジング４を有し、該ヨークハウジング４の内側面には、一対の円弧状のマグネット５が固着されている。マグネット５の内側では電機子６が回転可能に収容されており、該電機子６を構成する回転軸７には整流子８が固着されている。回転軸７の整流子８から突出する部分は減速部３内に挿入され、その減速部３内に挿入される部分にはウォーム７ａが形成されている。

因みに、減速部３は、モータ部２（ヨークハウジング４）と一体に組み付けられる樹脂製のギヤハウジング１０を有しており、該ギヤハウジング１０内には、回転軸７に設けられるウォーム７ａと噛合するウォームホイール１１が回転可能に収容されている。このウォームホイール１１には一体回転するように出力軸１２が連結されており、該出力軸１２は、ウインドガラスを開閉するためのウインドレギュレータ（図示略）に駆動連結される。つまり、モータ部２の駆動により回転軸７が回転すると、ウォーム７ａ及びウォームホイール１１を介して出力軸１２に駆動力が伝達されて該出力軸１２が回転し、ウインドレギュレータが作動してウインドガラスが開閉するようになっている。

前記モータ部２のヨークハウジング４内には、モータ１（モータ部２）の回転を制御する略直方体形状の制御装置１５が収容されている。制御装置１５は、前記モータ部２への駆動電源の供給・遮断を行うパワーＩＣやそのパワーＩＣをオンオフ動作させるドライバＩＣ等の制御ＩＣ１６を搭載（図中、１つのみを図示）したベース基板（図示略）が樹脂モールドされてなる。

図２に示すように、制御装置１５を収容すべく前記ヨークハウジング４には、一対のマグネット５の対向方向と直交する方向一側の端部５ａ間において、外側に向けて凹設される収容凹部４ａが形成されている。収容凹部４ａには、一対のマグネット５の対向方向と平行な平面をなす当接面４ｂが設けられており、制御装置１５の一側面がその当接面４ｂと面接触するように該収容凹部４ａに固定されている。この場合、収容凹部４ａに固定された制御装置１５は、電機子６の回転に干渉しないように配置されている。そして、制御装置１５は、前記整流子８と摺接する給電用ブラシや他のモータ内部端子（ともに図示略）等に接続され、車載バッテリ（図示略）からの電源供給を受けて、モータ部２の回転駆動を制御し、ウインドガラスの開閉作動を制御している。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、制御装置１５は、一対のマグネット５の対向方向と直交する方向一側の端部５ａ間に配置され、マグネット５の磁路上に介在しない位置に配置されている。そのため、磁気抵抗の増大を抑制でき、磁気性能の低下を防止することができる。つまり、ヨークハウジング４内に制御装置１５を配置しながらも、モータ性能を良好とすることができる。

（２）本実施の形態では、ヨークハウジング４には外側に向けて凹設される収容凹部４ａが設けられ、該収容凹部４ａに制御装置１５が収容されている。これにより、制御装置１５の電機子６等の他部材への干渉を防止することができる。

尚、上記した第１の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１の実施の形態では、制御装置１５が配置されるマグネット５の端部５ａ間にのみに収容凹部４ａを形成したが、例えば図３に示すように、ヨークハウジング４の収容凹部４ａと対向するマグネット５の端部５ｂ間に、該収容凹部４ａと同形状の凹設部４ｃを設けてもよい。このようにすれば、ヨークハウジング４において各マグネット５の周方向両側（収容凹部４ａ側と凹設部４ｃ側）の磁路が略等しくなり、磁気性能を向上することができる。

また、ヨークハウジング４において各マグネット５の周方向両側の磁路を均等化すべく、図４に示すように、制御装置１５が配置される側とは反対側の各マグネット５の周方向端部５ｂを短く形成しても、同様に磁気性能を向上することができる。

・上記第１の実施の形態の収容凹部４ａにおいて、例えば図５に示すように、モータ部２の軸方向に沿って設けられ、該軸方向に沿って挿入される制御装置１５の挿入方向両側をガイドする一対のガイド部４ｄを設けてもよい。このようにすれば、制御装置１５の取り付けを容易としつつ、挿入方向以外への制御装置１５の移動をガイド部４ｄにて規制できる。

また、図６に示すように、各マグネット５の端部５ａに制御装置１５をガイドするガイド部５ｃを設けても、同様に制御装置１５の取り付けを容易としつつ、挿入方向以外への制御装置１５の移動をガイド部５ｃにて規制できる。尚、図６に示すヨークハウジング４は円筒状に形成されたものを使用している。

・上記第１の実施の形態では、モータ部２と減速部３とを一体に組み付けたモータ１に実施したが、減速部３を省略したモータに実施してもよい。
・上記第１の実施の形態では、車両用パワーウインド装置に用いられるモータ１に実施したが、パワーウインド装置以外の車載装置のモータに実施してもよく、また車載以外のモータに実施してもよい。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に従って説明する。尚、本実施の形態では、モータ部２（ヨークハウジング４）内の制御装置の配置を若干変更したものである。

図７に示すように、本実施の形態では、制御装置２０が２つの制御部、即ち第１及び第２制御部２０ａ，２０ｂで構成されている。第１制御部２０ａは、モータ部２への駆動電源の供給・遮断を行うパワーＩＣからなる制御ＩＣ２１ａが樹脂モールドされてなり、第２制御部２０ｂは、そのパワーＩＣ（制御ＩＣ２１ａ）をオンオフ動作させるドライバＩＣからなる制御ＩＣ２１ｂが樹脂モールドされてなる。第１及び第２制御部２０ａ，２０ｂは互いに電気的に接続されるとともに、整流子８と摺接する給電用ブラシや他のモータ内部端子（ともに図示略）等に接続され、制御に応じた駆動電源を供給している。

このような本実施の形態の制御装置２０は、マグネット５とはモータ軸方向にずらしたヨークハウジング４の開口部側（減速部３側）、即ち電機子６の本体部から整流子８が設けられる側のヨークハウジング４の内側面において、第１及び第２制御部２０ａ，２０ｂがその整流子８を挟んで対向するようにそれぞれ固定されている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、制御装置２０（制御部２０ａ，２０ｂ）は、マグネット５に対しモータ軸方向にずれたヨークハウジング４の開口部側に配置され、マグネット５の磁路上に介在しない位置に配置されている。そのため、本実施の形態においても磁気抵抗の増大を抑制でき、磁気性能の低下を防止することができる。つまり、ヨークハウジング４内に制御装置２０を配置しながらも、モータ性能を良好とすることができる。また、制御装置２０はマグネット５及びこの磁気回路部分とモータ軸方向に離れるため、漏れ磁束等の磁気の影響も受け難くなる。

（２）本実施の形態では、制御装置２０は、電機子６の本体部から整流子８が設けられる側に配置されている。つまり、整流子８の外周面には図示しないが給電用ブラシが配置されるため、該給電用ブラシと電気的に接続する必要のある制御装置２０をその近傍位置に配置することで、相互の電気的接続が容易となる。

尚、上記した第２の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第２の実施の形態では、制御装置２０を２つの制御部２０ａ，２０ｂとしたが、１つで構成してもよい。

・上記第２の実施の形態においても、減速部３を省略したモータに実施してもよく、また、車両用パワーウインド装置以外の車載装置のモータや車載以外のモータに実施してもよい。

（第３の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施の形態を図面に従って説明する。尚、本実施の形態においても、モータ部２（ヨークハウジング４）内の制御装置の配置を若干変更したものである。

図８に示すように、本実施の形態では、有底筒状のヨークハウジング４の底部に制御装置２５がマグネット５とはモータ軸方向にずらして配置されている。制御装置２５は、モータ部２への駆動電源の供給・遮断を行うパワーＩＣやそのパワーＩＣをオンオフ動作させるドライバＩＣ等の制御ＩＣ２６を搭載（図中、１つのみを図示）した金属製ベース基板２７が樹脂モールドされてなる。因みに、ベース基板２７はその平面がモータ軸方向と直交するように制御装置２５内に配置され、制御ＩＣ２６はそのベース基板２７において電機子６とは反対側の面に配置されている。

また、ベース基板２７の電機子６側の面には、電機子６の回転軸７の基端部を回転可能に支持する金属製の滑り軸受２８が予め接合されて固定されており、該軸受２８の一部はベース基板２７とともに樹脂モールドされている。因みに、制御装置２５と電気的に接続され外部電源との接続を図るコネクタ部２９をヨークハウジング４の底部から外部に突出させてもよい。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、制御装置２５は、マグネット５に対しモータ軸方向にずれたヨークハウジング４の底部側に配置され、マグネット５の磁路上に介在しない位置に配置されている。そのため、本実施の形態においても磁気抵抗の増大を抑制でき、磁気性能の低下を防止することができる。つまり、ヨークハウジング４内に制御装置２５を配置しながらも、モータ性能を良好とすることができる。また、制御装置２５はマグネット５及びこの磁気回路部分とモータ軸方向に離れるため、漏れ磁束等の磁気の影響も受け難くなる。

（２）本実施の形態では、制御装置２５には電機子６に設けられる回転軸７の基端部を回転可能に支持する軸受２８が一体に備えられている。これにより、制御装置２５のヨークハウジング４の底部への取り付けとともに軸受２８が配設されるため、モータの組み立てが簡単となる。

（３）本実施の形態では、制御装置２５は、インサートされる金属製ベース基板２７上に金属製の軸受２８が接合され樹脂モールドされる。これにより、軸受２８を金属板上に固定することから、軸受２８を強固に固定することができる。

尚、上記した第３の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第３の実施の形態では、制御装置２５に軸受２８を一体に構成したが、別体としてもよい。

・上記第３の実施の形態においても、減速部３を省略したモータに実施してもよく、また、車両用パワーウインド装置以外の車載装置のモータや車載以外のモータに実施してもよい。

（ａ）は第１の実施の形態のモータの平面図、（ｂ）はその側面図である。 モータ部の縦断面図である図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施の形態の変形例を示すモータ部の縦断面図である。 第１の実施の形態の変形例を示すモータ部の縦断面図である。 第１の実施の形態の変形例を示すモータ部の縦断面図である。 第１の実施の形態の変形例を示すモータ部の縦断面図である。 第２の実施の形態におけるモータ部の横断面図である。 第３の実施の形態におけるモータ部の横断面図である。

符号の説明

２…モータとしてのモータ部、４…ヨークハウジング、４ａ…収容凹部、４ｃ…凹設部、４ｄ…ガイド部、５…マグネット、５ａ…端部、５ｂ…端部、５ｃ…ガイド部、６…電機子、１５…制御装置、１６…制御ＩＣ、２０…制御装置、２０ａ，２０ｂ…制御装置を構成する第１及び第２制御部、２１ａ，２１ｂ…制御ＩＣ、２５…制御装置、２６…制御ＩＣ、２７…金属製ベース基板、２８…軸受。

Claims (7)

1. 磁性金属材料よりなるヨークハウジング内に一対のマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、
   前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、一対の前記マグネットの対向方向と直交する方向一側の端部間に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、
   前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容すべく外側に向けて凹設される収容凹部を有していることを特徴とするモータ。
2. 磁性金属材料よりなるヨークハウジング内に一対のマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、
   前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、一対の前記マグネットの対向方向と直交する方向一側の端部間に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、
   前記ヨークハウジング又は前記各マグネットには、前記制御装置の挿入方向両側に設けられ該制御装置のモータ軸方向に沿った挿入をガイドするガイド部が設けられていることを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容すべく外側に向けて凹設される収容凹部を有していることを特徴とするモータ。
4. 請求項１又は３に記載のモータにおいて、
   前記ヨークハウジングには、前記制御装置を収容する前記収容凹部に対向する位置に前記収容凹部と同形状の凹設部が設けられていることを特徴とするモータ。
5. 請求項１又は３に記載のモータにおいて、
   前記マグネットは、前記制御装置を収容する前記収容凹部が設けられる側とは反対側の端部が、前記収容凹部が設けられる側の端部よりも周方向に短く形成されていることを特徴とするモータ。
6. 磁性金属材料よりなる有底筒状のヨークハウジング内にマグネットが配設されるとともに、該マグネットの内側で電機子が回転可能に収容され、モータを制御する制御ＩＣが樹脂モールドされて構成される制御装置が該ヨークハウジング内に収容されてなるモータであって、
   前記ヨークハウジング内において、前記制御装置は、前記マグネットに対しモータ軸方向にずれた位置に配置され、前記マグネットの磁路上に介在しない位置に配置され、
   前記制御装置は、前記ヨークハウジングの底部側に配置され、前記電機子に設けられる回転軸を回転可能に支持する軸受を一体に備えるとともに、金属製ベース基板を備え、
   前記軸受は前記金属製ベース基板の前記電機子側に配置されるとともに、前記制御ＩＣは前記金属製ベース基板の前記ヨークハウジングの底部側に配置されていることを特徴とするモータ。
7. 請求項６に記載のモータにおいて、
   前記制御装置は、前記金属製ベース基板がインサートされており、該ベース基板上に金属製の前記軸受が接合され樹脂モールドされてなることを特徴とするモータ。

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