JP5726076B2 - 減速機構付きモータ - Google Patents

Description

この発明は、減速機構付きモータに関するものである。

一般に、車両に搭載されるワイパ装置には、ワイパアームを揺動させるための駆動源としての減速機構付きモータが用いられている。この減速機構付きモータは、ブラシおよびアーマチュアを有するモータ部と、モータ部のアーマチュアの回転を減速する減速機構部とを有している。減速機構部には、アーマチュアの回転を制御する制御装置が設けられ、制御装置によりワイパアームの払拭位置や払拭速度が制御されている。また、制御装置には、スイッチ素子としての複数の電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、単に「ＦＥＴ」とする。）が設けられ、これらＦＥＴのオンオフ動作により、電源からモータ部に供給される電流が制御される。

ＦＥＴは、このオンオフ動作のときに生じるスイッチング損失により発熱し、オンオフ動作が頻繁に行われた場合には高温となる。そして、ＦＥＴから発熱した熱は、モータ部からの熱とともに制御基板に伝達される。それゆえ、減速機構部のカバーには、制御装置の制御基板上に配置されたＦＥＴに近接する位置にヒートシンクが設けられており、ＦＥＴから発生した熱は、ヒートシンクにより外部に放熱される。

しかしながら、モータ部が連続運転したときなどには、ＦＥＴおよびモータ部のコイルから多くの熱が発生し、この熱は制御基板に伝達され、制御基板の温度がその仕様（耐用）温度を超えることが懸念される。そこで、制御基板上には温度検出回路が設けられ、温度検出回路により、制御基板の温度が予め定められた温度を超えたと判断した場合には、電源からＦＥＴを介して、モータ部に供給される電流が遮断される設定となっている。そして、電流を遮断することにより、制御基板の故障が防止される（例えば、特許文献１）。

特開２００７−０９７３５２号公報

上記のように、制御基板に伝達する熱の主な熱源は、ＦＥＴおよびモータ部のコイルである。しかしながら、近年、モータの小型化のために、ワイパ装置に用いられるモータにおいて、マグネットの磁極数が４極以上の多極モータが提案され、ブラシも制御基板に伝達する熱源となりえる。この多極モータにおいて、ブラシ収容部内に配置された接地側のブラシと電源側のブラシとの距離が短くなるものがある。このように、接地側および電源側のブラシが近づいた場合、ブラシで発熱した熱により、ブラシに近接して設けられ、減速機構部に一体的に取り付けられている樹脂製のカバーの温度が上昇する。そのため、カバーと、制御基板を備える減速機構部との温度勾配が大きくなり、ＦＥＴおよびモータ部のコイルのみならず、ブラシから発生した熱によっても制御基板の温度が上昇する。

そして、ブラシからの熱が制御基板にさらに加わることにより、制御基板の温度はより高温になりやすく、温度検出回路の温度が予め定められた温度に達しやすくなり、減速機構付きモータを長時間作動させることが困難になるという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブラシから発生する熱を効率よく放熱し、制御基板に伝達されるブラシから熱を減少させることができる減速機構付きモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、有底状のヨークと、ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、一端がヨークの底部に回転自在に支承されたアーマチュアシャフトと、アーマチュアシャフトに固定されたコンミテータと、アーマチュアシャフトに固定され、巻き線が巻装されるコアとを有し、マグネットの内側に回転自在に配置されるアーマチュアと、コンミテータに摺接する少なくとも２本のブラシと、少なくとも２本のブラシが取り付けられるブラシホルダと、アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部を有するとともに有底開口形状に形成されたギヤハウジングと、ギヤハウジングの開口を覆い、底部に制御基板が取り付けられるギヤハウジングカバーと、を有する減速機構付きモータであって、ギヤハウジングには、減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、ブラシから発生した熱を第１の放熱部材に伝達されやすくするように、ブラシが第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、制御基板から離間して配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングに形成された第1の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

また、ギヤハウジングカバーには、複数のＦＥＴが取付けられた制御基板が固定され、複数のＦＥＴに近接したギヤハウジングの外周面上には複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱および第１の放熱部材から伝達された熱を第２の放熱部材から放熱させることができる。

また、第１の放熱部材とブラシとの間には熱伝導部材が配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱を第１の放熱部材から熱伝導部材を介して放熱させることができる。

また、第２の放熱部材とＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱を第２の放熱部材からＦＥＴ放熱部材を介して放熱させることができる。

また、ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングの一対の平面部のうちの一方の平面部上に配置された第１の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

また、有底状のヨークと、ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、アーマチュアコアに巻回された巻線部と、複数のセグメント部のうち対向する一対のセグメント部同士が電気的に接続された複数の接続部材とを備えたアーマチュアと、コンミテータに摺接してアーマチュアシャフトの回転中心に対して互いに略９０度ずれて配置された少なくとも２本のブラシと、ブラシをそれぞれ保持するブラシホルダとを備えたブラシホルダユニットと、ヨークの開口に連結されてアーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部とを備えたギヤハウジングと、アーマチュアの回転制御を行う制御基板が底部に取付けられてギヤハウジングの開口を覆うギヤハウジングカバーと、を有する減速機構付きモータであって、ギヤハウジングには、減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、少なくとも２本のブラシが、ブラシから発生した熱を第１の放熱部材に伝達されやすくするように第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、制御基板から離間して配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングに形成された第１の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

また、制御基板には、複数のＦＥＴが取付けられ、複数のＦＥＴに近接したギヤハウジングの外周面上には複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱および第１の放熱部材から伝達された熱を第２の放熱部材から放熱させることができる。

また、第１の放熱部材とブラシとの間には熱伝導部材が配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱を第１の放熱部材から熱伝導部材を介して放熱させることができる。

また、第２の放熱部材とＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱を第２の放熱部材からＦＥＴ放熱部材を介して放熱させることができる。

また、ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングの一対の平面部のうちの一方の平面部上に配置された第１の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

また、有底状のヨークと、ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、一端がヨークの底部に回転自在に支承されたアーマチュアシャフトと、アーマチュアシャフトに固定されたコンミテータと、アーマチュアシャフトに固定され、巻き線が巻装されるコアとを有し、マグネットの内側に回転自在に配置されるアーマチュアと、コンミテータに摺接する少なくとも２本のブラシと、少なくとも２本のブラシが取り付けられるブラシホルダと、アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部を有するとともに有底開口形状に形成されたギヤハウジングと、ギヤハウジングの開口を覆い、底部に制御基板が取り付けられるギヤハウジングカバーと、を有する減速機構付きモータであって、ギヤハウジングカバーには、ギヤハウジングに向けて突出して形成され、ブラシと電気的に接続される２本の導電部材が固定され、ブラシホルダには、２本の導電部材がそれぞれ電気的に接続されるブラシターミナル接続部が形成され、ギヤハウジングには、ブラシターミナル接続部から離間して減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、ブラシが第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、制御基板から離間して配置されている。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングに形成された第１の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

また、ギヤハウジングカバーには、複数のＦＥＴが取付けられた制御基板が固定され、複数のＦＥＴに近接したギヤハウジングの外周面上には複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されている。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱および第１の放熱部材から伝達された熱を第２の放熱部材から放熱させることができる。

また、第１の放熱部材とブラシとの間には熱伝導部材が配置されている。

このように構成することで、ブラシから発生した熱を第１の放熱部材から熱伝導部材を介して放熱させることができる。

また、第２の放熱部材とＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されている。

このように構成することで、ＦＥＴから発生した熱を第２の放熱部材からＦＥＴ放熱部材を介して放熱させることができる。

また、ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されている。

このように構成することで、ブラシから発生した熱をギヤハウジングの一対の平面部のうちの一方の平面部上に配置された第１の放熱部材に伝達させて放熱させることができる。

本発明によれば、ブラシから発生した熱を、ギヤハウジング上に配置された第１の放熱部材から放熱させることができる。このため、制御基板に熱が伝わりにくく、温度検出回路の温度が予め定められた温度に達しにくくなるため、ワイパモータを長い時間作動させることができる。

本発明の実施形態における減速機構付きモータのギヤハウジングカバー側から見た図である。 図１からギヤハウジングカバーを除いた図である。 図２Ａのヨーク部のＡ−Ａ断面図においてアーマチュアを除いた図である。 図１の減速機構付きモータの一部断面展開図である。 ギヤハウジングカバーの斜視図である。 アーマチュアの巻き線展開図である。 減速機構付きモータのモータ部を除いた図である。 図４Ａからブラシホルダユニットを除いた図である。 ブラシホルダユニットのブラシターミナル接続部側から見た斜視図である。 ブラシホルダユニットのブラシホルダ側から見た斜視図である。 本発明の実施形態における減速機構付きモータの出力軸側から見た図である。 本発明の実施形態における減速機付きモータのモータ部を除いた出力軸側から見た斜視図である。 図２Ａに制御基板を取り付けた図である。

本発明に適用される減速機構付きモータとしてのワイパモータ１は、図１および図２Ａに示されるように、通電により回転動作を行うモータ部１０と、モータ部１０の回転動作を減速して出力軸２４に伝達する減速機構部２５からなる。

図１、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、モータ部１０は、有底状の円筒形状に形成され、その内周面上に少なくとも4極からなるマグネット１１が固定され、一方の端面にギヤハウジング２６が固定され、他方に軸受部１２が固定されるヨーク１３を備えている。

また、図２Ａおよび図３Ａに示されるように、モータ部１０は、一端が軸受部１２によって回転自在に支承され、先端にウォーム部１４ａが形成されるアーマチュアシャフト１４と、アーマチュアシャフト１４に固定されるコンミテータ１５と、コンミテータ１５に隣接してアーマチュアシャフト１４に固定されるアーマチュアコア１６と、アーマチュアコア１６に巻回された巻線部１７とからなり、複数のマグネット１１の内側に回転自在に配置されるアーマチュア１８を備えている。さらに、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、モータ部１０は、アーマチュア１８の回転により、コンミテータ１５に摺動する複数のブラシ２０，２０と、それぞれのブラシ２０，２０を保持するブラシホルダ２１，２１とからなるブラシホルダユニット１９とを備えている。

減速機構部２５は、モータ部１０の回転を減速するウォームホイール部２５ａと、ウォームホイール部２５ａを収容する有底形状の減速機構収容部２６ｆを有するギヤハウジング２６とを備えている。また、減速機構収容部２６ｆの開口を覆うギヤハウジングカバー２９と、ブラシホルダユニット１９を収容するブラシホルダ収容部２６ｄとを備えている。そして、ウォームホイール部２５ａは、モータ部１０のアーマチュア１８の回転を減速して伝達する出力軸２４を備えており、ブラシホルダ収容部２６ｄは、筒状に形成され、ギヤハウジング２６と一体に成形されている。ギヤハウジング２６とギヤハウジングカバー２９とは、複数本のネジ４０によって互いに固定されている。

減速機構部２５に備わるウォームホイール部２５ａは、ポリアセタール等の樹脂によって円盤状に形成され、外周面上にアーマチュアシャフト１４のウォーム部１４ａと噛合する噛合部２５ｂが形成されている。ウォームホイール部２５ａの回転中心には出力軸２４が一体的に取り付けられている。これにより、アーマチュア１８が回転を行うと、ウォーム部１４ａの回転により、ウォーム部１４ａと噛合するウォームホイール部２５ａが減速された回転数で回転し、アーマチュア１８の回転が減速されて出力軸２４に伝達される。

ウォームホイール部２５ａの出力軸２４の基端の近傍には、円環状マグネット２５ｃが、出力軸２４の回転軸心とその回転軸心とが一致するように取付けられている。また、円環状マグネット２５ｃは、周方向９０度の範囲にＮ極、その他の周方向２７０度の範囲にＳ極となるように着磁されている。円環状マグネット２５ｃに近接して、後述する制御基板２９ｃ上に２つの絶対位置検出用のホールＩＣ２９ｄ，２９ｄが設けられている。絶対位置検出用のホールＩＣ２９ｄ，２９ｄは、出力軸２４の回転によって円環状マグネット２５ｃから発生する磁極の切り替わりを検出する。そして、２つの絶対位置検出用のホールＩＣ２９ｄ，２９ｄが発生する円環状マグネット２５ｃから発生する磁極の切り替わりに対応する信号に基づき、減速機構付きモータの出力軸２４の先端に取付けられたワイパ装置の移動方向と移動位置とが検出される。

次に、本発明の特徴となるギヤハウジング２６の放熱構造を図２Ａ、図３Ａ、図６および図７に基づき説明する。

ヨーク１３は、プレス加工によって板材から有底状の円筒形状に一体成形されており、ヨーク１３には、その内周面上に複数のマグネット１１が固定されているマグネット固定部１３ａと、マグネット固定部１３ａに一体に連結し、一対の湾曲部１３ｂと一対の平面部１３ｃとが交互に連結され、軸方向から見た端面の形状は小判形状になっているヨーク連結部１３ｄとが形成されている。そして、ヨーク１３の端面には、フランジ状の固定部１３ｅが形成されており、後述するギヤハウジング２６がフランジ状の固定部１３ｅに固定されている。ヨーク連結部１３ｄは、マグネット固定部１３ａからヨーク端面に向かうに従って、円弧径が漸次広がるように形成されている。マグネット固定部１３ａの内周面上には、４個のマグネット１１が接着剤などにより固定されており、異なる磁極であるＮ極とＳ極とが交互に２個ずつ、つまり同極が対向するように配置されている。

アーマチュアシャフト１４は、その一端がヨーク１３の軸受部１２に回転自在に支承されており、４個のマグネット１１の内側に配置されている。そして、アーマチュアシャフト１４の他端には、転造加工によって螺旋状に形成されたウォーム部１４ａが形成されている。アーマチュアシャフト１４には、円筒状のリングマグネット１４ｂが固定されており、リングマグネット１４ｂには、Ｎ極とＳ極とが３０度ずつ離れて交互に、つまり１２極の磁極が着磁形成されている。そして、後述する制御基板２９ｃ上には、２つの回転方向検出用のホールＩＣ２９ｂ，２９ｂが、リングマグネット１４ｂに対向した位置に設けられている。回転方向検出用のホールＩＣ２９ｂ，２９ｂは、アーマチュア１８の回転に伴ってリングマグネット１４ｂから発生する磁極の切り替わりを検出し、それぞれのホールＩＣ２９ｂ，２９ｂは、互いに位相が９０度ずれた回転信号を発生する。そして、アーマチュア１８の回転方向が、互いに位相が９０度ずれた回転信号に基づき検出される。

図３Ａおよび図４Ａに示されるように、コンミテータ１５は、熱硬化性樹脂などの絶縁材料によって円筒状に形成された絶縁円筒部１５ａと、絶縁円筒部１５ａの外周面上に周方向に所定間隔を空けて配置され、銅などの導電部材から形成される複数のセグメント部１５ｂとから構成されている。コンミテータ１５は、絶縁円筒部１５ａの内周面とアーマチュアシャフト１４の外周面とを嵌合させてアーマチュアシャフト１４に固定されている。各セグメント部１５ｂの外周面上の一端には、コイル接続部１５ｃが形成されており、各コイル接続部１５ｃにコイル１７ａが接続されている。

アーマチュアコア１６は、プレス加工によって打抜かれたコア基板を所定枚数積層することによって円筒状に形成されており、アーマチュアシャフト１４が固定されるシャフト固定部と、シャフト固定部から放射状に延びる１８本のティース部と、を備えている。

図３Ａおよび図３Ｃに示されるように、アーマチュアコア１６には銅線からなるコイル１７ａが巻回されている。コイル１７ａの一端が、セグメント部１５ｂのコイル接続部１５ｃに固定され、コイル１７ａが所定のティース部の間に、重ね巻きにより複数回巻回される。さらに、コイル１７ａが、所定のティース部の間に、重ね巻きにより複数回巻回された後、コイル１７ａの他端が異なるセグメント部１５ｂのコイル接続部１５ｃに固定される。続いて、セグメント部１５ｂと対向したセグメント部１５ｂに、接続線（電流供給線）１７ｂが接続される。このように、コイル１７ａを各ティース部に巻回する工程を繰り返して、コイル１７ａがアーマチュアコア１６に巻回される。これにより、ブラシ２０，２０に電力が供給されると、コイル１７ａに電流が流れ、アーマチュア１８が回転することで、ワイパモータ１が駆動される。

本発明のように、４極のマグネットを用いた場合、通常４つのブラシが必要になるが、対向するセグメント同士を接続線（電流供給線）１７ｂで繋ぐことにより、ブラシ２０からセグメント部に流れる電流が、接続線１７ｂを介して対向したセグメント部にも流れる。これにより、ブラシの数を４本から２本に減らすことができる。

図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、ブラシホルダユニット１９は、一対の湾曲部１９ａと、一対の平面部１９ｂとが交互に連結された小判形状に形成されたベース部１９ｃを備えている。

ベース部１９ｃには、アーマチュアシャフト１４が貫通する開口部１９ｃ１と、ネジ４１が貫通し、ブラシホルダユニット１９とギヤハウジング２６との固定を行う固定用開口部１９ｃ２とが形成されている。そして、ベース部１９ｃには、真鍮などの金属材料からなるブラシホルダ２１，２１が固定されており、ブラシホルダ２１，２１内には、２本のブラシ２０，２０が、コンミテータ１５に対して接近離反できるように配置されている。図４Ａおよび図５Ｂに示されるように、本発明では、２本のブラシ２０，２０がアーマチュア１８の回転軸心Ｏを中心として略９０度ずれて配置されている。

ブラシホルダ２１は、ベース部１９ｃの一対の平面部１９ｂのうちの一方の平面部１９ｂに近接して配置されている。そして、ブラシホルダ２１の固定爪２１ａがベース部１９ｃに形成されたブラシホルダ固定部１９ｃ３に差し込まれ、固定爪２１ａがベース部１９ｃの裏面に折り曲げられることで、ブラシホルダ２１がベース部１９ｃに固定される。

さらに、ブラシホルダユニット１９は、ブラシホルダ案内壁１９ｄとブラシターミナル接続部１９ｅとを備え、ブラシホルダ案内壁１９ｄは、ベース部１９ｃの外形（小判形状）とほぼ同形状に形成されてベース部１９ｃから直角に延出して配置されている。また、ブラシターミナル接続部１９ｅは、ベース部１９ｃからブラシホルダ案内壁１９ｄとは反対方向に、かつベース部１９ｃに対し直角に突出している。そして、ブラシターミナル接続部１９ｅは、ブラシ２０と対向した位置、つまり、ブラシ２０，２０が配置される一方の平面部１９ｂと離れた他方の平面部１９ｂに配置されている。これにより、ブラシ２０から発生した熱がブラシターミナル接続部１９ｅおよびブラシターミナル接続部１９ｅに電気的に接続された制御基板２９ｃに伝達されにくくなる。

ベース部１９ｃには、雑音防止素子としてのチョークコイル２２，２２が取付けられ、チョークコイル２２，２２の一端とブラシ２０，２０とが、ピグテール２０ａ，２０ａを介して電気的に接続されている。チョークコイル２２の他端には、雌形ブラシターミナル２３が電気的に接続されており、雌形ブラシターミナル２３はギヤハウジングカバー２９に設けられた雄型ターミナル２９ｇと電気的に接続される。雌形ブラシターミナル２３の先端は、ブラシターミナル接続部１９ｅの内部に収容されており、ギヤハウジングカバー２９の雄型ターミナル２９ｇと電気的に接続できるようにブラシターミナル接続部１９ｅから露出している。ブラシホルダユニット１９をブラシホルダ収容部２６ｄに組付ける際、ブラシホルダ案内壁１９ｄは、ブラシホルダ収容部２６ｄの内壁２６ｄ１に当接して、ブラシホルダユニット１９は、ブラシホルダ収容部２６ｄの底部２６ｄ２に案内される。そして、ブラシホルダユニット１９とギヤハウジング２６とが、ベース部１９ｃに形成された固定用開口部１９ｃ２に貫通されたネジ４１によって固定される。

図２Ａ、図３Ａおよび図４Ｂに示されるように、ギヤハウジング２６は、アルミ等の金属材料を用いてダイカスト成形によって形成されている。そして、ギヤハウジング２６には、ヨーク固定部２６ａが形成され、ヨーク固定部２６ａとヨーク１３のフランジ状の固定部１３ｅとが互いに当接されて、複数のネジ４２によりギヤハウジング２６にヨーク１３が取り付けられる。

ヨーク固定部２６ａは、フランジ状の固定部１３ｅの形状に合わせて一対の湾曲部２６ｂと、一対の平面部２６ｃとが交互に連結された小判形状に形成されている。そして、ギヤハウジング２６には、ブラシホルダ収容部２６ｄがヨーク固定部２６ａと一体に形成されており、ブラシホルダ収容部２６ｄにブラシホルダユニット１９が収容されている。ブラシホルダ収容部２６ｄの底部２６ｄ２には、ブラシホルダ２１の固定爪２１ａと当接するブラシホルダ当接部２６ｅが、底部２６ｄ２から突出して形成されており、ブラシ２０，２０から発生した熱が、ブラシホルダ２１の固定爪２１ａからブラシホルダ当接部２６ｅを介してギヤハウジング２６に伝達され、ギヤハウジング２６から外部に放熱される。

さらに、ギヤハウジング２６には、ウォームホイール部２５ａを収容する減速機構収容部２６ｆが、ブラシホルダ収容部２６ｄに隣接して形成される。そして、ギヤハウジング２６には、出力軸２４を支承する出力軸支承部２６ｇが、減速機構収容部２６ｆの開口と反対方向に形成されている。

さらに、減速機構収容部２６ｆには、カバー接続部２６ｈが開口しており、前述したブラシホルダユニット１９がブラシホルダ収容部２６ｄに収容された後、ギヤハウジングカバー２９の底面から減速機構収容部２６ｆに向けて突出して設けられた２本の雄型ターミナル２９ｇが、カバー接続部２６ｈを貫通して減速機構収容部２６ｆに配置されたブラシホルダユニット１９の雌形ブラシターミナル２３に電気的に接続される。

出力軸支承部２６ｇから突出した出力軸２４は、出力軸固定部（ティースワッシャ）２７によって固定される。そして、出力軸２４の先端にはワイパ装置固定部２４ａが形成され、ワイパ装置（図示せず）を構成する部品が機械的に結合される。

図６および図７に示されるように、減速機構収容部２６ｆの裏面に位置するギヤハウジング２６の外周面上には、電気的な要因であるブラシ２０，２０とコンミテータ１５の間の接触抵抗により発生したジュール熱、および機械的な要因であるブラシ２０，２０とコンミテータ１５との摺動により発生した摩擦熱を放出する第１の放熱部材としての第１のヒートシンク２６ｉと、後述する制御基板上に取付けられたＦＥＴ２９ｅから発生する熱を放出する第２の放熱部材としての第２のヒートシンク２６ｊおよび第３の放熱部材としての第３のヒートシンク２６ｋと、が形成されている。

第１のヒートシンク２６ｉは、ブラシホルダ収容部２６ｄの一対の平面部２６ｃのうち、ブラシ２０，２０が近接して配置される一方の平面部２６ｃの外周面から突出しており、所定間隔を空けて平行に複数形成される。第１のヒートシンク２６ｉは、アーマチュアシャフト１４の長手方向に平行になるように形成される。

図７に示されるように、本発明では、互いに略９０度の角度を隔てて配置された２本のブラシ２０，２０が、第１のヒートシンク２６ｉに近接した位置に配置されているため、ブラシ２０，２０から発生した熱は、第１のヒートシンク２６ｉに伝達されて外部に放熱される。また、ブラシ２０，２０は、第１のヒートシンク２６ｉに対し、制御基板２９ｃから離間した位置に配置されているため、ブラシから発生した熱は、第１のヒートシンク２６ｉに伝達されやすく、制御基板２９ｃには伝達され難い。

さらに、図５Ａに示されるようにベース部１９ｃとギヤハウジング２６のブラシホルダ当接部２６ｅとの間には、ゲル状の熱伝導部材２８が配置され、ブラシ２０，２０から発生した熱が、熱伝導部材２８を介して第１のヒートシンク２６ｉに容易に伝達される。

ギヤハウジング２６の開口には、絶縁材料によって形成された有底状のギヤハウジングカバー２９が設けられており、ギヤハウジング２６の開口した端面とギヤハウジングカバー２９とが当接され、複数本のネジ４０によりギヤハウジングカバー２９はギヤハウジング２６に固定されている。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４Ａに示されるように、ギヤハウジングカバー２９は、カプラ部２９ａを備えており、カプラ部２９ａには複数のターミナル２９ｆが設けられている。複数のターミナル２９ｆの一端は、車両に設けられたコネクタ部（図示せず）に電気的に接続されており、複数のターミナル２９ｆの他端は、制御基板２９ｃに電気的に接続されている。そして、ターミナル２９ｆの中間部はギヤハウジングカバー２９に埋設される。

さらに、ギヤハウジングカバー２９の底部２９ｈから２本の雄型ターミナル２９ｇが突出しており、ブラシホルダユニット１９に配置された雌形ブラシターミナル２３と電気的に接続されている。この構成により、車両の電源から供給された電力は、複数のターミナル２９ｆ、制御基板２９ｃ、雄型ターミナル２９ｇ、雌形ブラシターミナル２３、ピグテール２０ａ、ブラシ２０，２０を通って、モータ部１０に電流が供給される。

図８に示されるように、制御基板２９ｃは、ギヤハウジングカバー２９の底部２９ｈに複数本のネジによって取り付けられ、ギヤハウジング２６の減速機構収容部２６ｆの内部に収容されている。

ギヤハウジングカバーの底部２９ｈに対向する制御基板２９ｃの面上には、回転検出用のホールＩＣ２９ｂ，２９ｂと、絶対位置検出用のホールＩＣ２９ｄ，２９ｄが設けられている。回転検出用のホールＩＣ２９ｂ，２９ｂは、アーマチュア１８のアーマチュアシャフト１４に設けられたリングマグネット１４ｂに近接して配置され、アーマチュア１８の回転状態を検出する。また、絶対位置検出用のホールＩＣ２９ｄ，２９ｄは、ウォームホイール部２５ａに設けられた円環状マグネット２５ｃに近接して配置され、ウォームホイール部２５ａに一体的に取り付けられているワイパモータ１の出力軸２４の回転状態を検出する。

そして、制御基板２９ｃは、モータ部１０のアーマチュア１８の回転状態や、ワイパモータ１の出力軸２４の回転状態に基づき、モータ部１０のアーマチュア１８の回転を制御する。

制御基板２９ｃには、ＦＥＴ２９ｅが複数設けられ、ＦＥＴ２９ｅのオンオフ動作により、モータ部１０に供給される電流が制御され、モータ部１０のアーマチュア１８の正方向および逆方向の回転が制御される。さらに、制御基板２９ｃ上には、図示しない温度検出部が配置され、制御基板２９ｃの温度が検出される。

ワイパモータ１に負荷が加わり、温度検出部により、制御基板２９ｃの温度が、予め定められた温度以上になったと検出された場合には、温度検出部からの予め定められた温度以上になった旨の信号に基づき、制御基板２９ｃは、アーマチュア１８の回転数を低くし、さらには、アーマチュア１８の回転を停止させて、温度検出部により、ワイパモータ１の制御基板２９ｃの保護が図られる。

また、減速機構収容部２６ｆのＦＥＴ２９ｅに近接した面上には、ＦＥＴ放熱部２６ｍが形成されている。ＦＥＴ放熱部２６ｍは、減速機構収容部２６ｆの底面から開口方向に向けて突出し、ＦＥＴ２９ｅが固定された制御基板２９ｃの裏面に近接して形成される。ＦＥＴ放熱部２６ｍには、ゲル状であって、熱伝導性の高い材料によって形成されたＦＥＴ放熱部材３０が制御基板２９ｃとＦＥＴ放熱部２６ｍとの隙間を埋めるように取付けられており、ＦＥＴ２９ｅから発生した熱が、制御基板２９ｃおよびＦＥＴ放熱部材３０を介してＦＥＴ放熱部２６ｍに伝達され、ギヤハウジング２６の外周面上に形成された第２のヒートシンク２６ｊおよび第３のヒートシンク２６ｋからギヤハウジングの外部に放熱される。これにより、ＦＥＴ２９ｅの発熱による制御基板２９ｃの温度上昇を抑えることができる。このため、ワイパモータ１をより長く作動させることができる。

さらに、減速機構収容部２６ｆに収容されたウォームホイール部２５ａと制御基板２９ｃとの間には、絶縁性材料からなる制御基板カバー３１が、ギヤハウジングカバー２９に取り付けられている。制御基板カバー３１は、ウォームホイール部２５ａと制御基板２９ｃとの間に配置されており、減速機構部２５に塗布されたグリスが制御基板２９ｃに付着しないように固定されている。

ワイパ装置を長時間作動させた場合、ブラシ２０，２０、モータ部１０およびＦＥＴ２９ｅが熱を発生し、ワイパ装置の連続作動ができなくなるおそれがある。このため、本発明では、さらに、第１のヒートシンク２６ｉに近接して、ギヤハウジング２６の外周面上に、第２のヒートシンク２６ｊおよび第３のヒートシンク２６ｋが外部（ギヤハウジングカバー２９と反対側）に延出して形成されている。複数のＦＥＴ２９ｅが、制御基板２９ｃを挟んで第２のヒートシンク２６ｊおよび第３のヒートシンク２６ｋに近接して配置されている。これにより、ＦＥＴ２９ｅから発生した熱が、制御基板２９ｃを介して第２のヒートシンク２６ｊおよび第３のヒートシンク２６ｋからギヤハウジング２６の外部に放熱される。

以上のように、実施するための形態では、接続線を有するワイパモータに適用した場合につき説明したが、本発明はこれに限らず、小判形状を有するギヤハウジングに収容されるブラシと、ブラシに近接したギヤハウジングの外周面上にヒートシンクを配置する構造を有する減速機構付きモータ全般に適用することができる。

減速機構付きモータは、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源として用いられ、ワイパアームを揺動駆動してウィンドシールドに付着した雨水等を払拭するために用いられる。

Claims (15)

1. 有底状のヨークと、
   前記ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、
   一端が前記ヨークの底部に回転自在に支承されたアーマチュアシャフトと、前記アーマチュアシャフトに固定されたコンミテータと、前記アーマチュアシャフトに固定され、巻き線が巻装されるコアとを有し、前記マグネットの内側に回転自在に配置されるアーマチュアと、
   前記コンミテータに摺接する少なくとも２本のブラシと、
   前記少なくとも２本のブラシが取り付けられるブラシホルダと、
   前記アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部を有するとともに有底開口形状に形成されたギヤハウジングと、
   前記ギヤハウジングの開口を覆い、底部に制御基板が取り付けられるギヤハウジングカバーと、
   を有する減速機構付きモータであって、
   前記ギヤハウジングには、前記減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、前記ブラシから発生した熱を前記第１の放熱部材に伝達されやすくするように、前記ブラシが前記第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、前記制御基板から離間して配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
2. 請求項１に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記ギヤハウジングカバーには、複数のＦＥＴが取付けられた制御基板が固定され、前記複数のＦＥＴに近接した前記ギヤハウジングの外周面上には前記複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
3. 請求項１に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記第１の放熱部材と前記ブラシとの間には熱伝導部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
4. 請求項２に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記第２の放熱部材と前記ＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
5. 請求項１に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
6. 有底状のヨークと、
   前記ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、
   前記４極のマグネットの内側に配置されて一端が前記ヨークの底部に回転自在に支承されたアーマチュアシャフトと、前記アーマチュアシャフトに固定され複数のセグメントからなるコンミテータと、前記アーマチュアシャフトに固定され、巻線が巻装されるコアとを有し、前記マグネットの内側に回転自在に配置されるアーマチュアと、
   前記アーマチュアコアに巻回された巻線部と、前記複数のセグメント部のうち対向する一対のセグメント部同士が電気的に接続された複数の接続部材とを備えたアーマチュアと、
   前記コンミテータに摺接してアーマチュアシャフトの回転中心に対して互いに略９０度ずれて配置された少なくとも２本のブラシと、前記ブラシをそれぞれ保持するブラシホルダを備えたブラシホルダユニットと、
   前記ヨークの開口に連結されて前記アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部を備えたギヤハウジングと、
   前記アーマチュアの回転制御を行う制御基板が底部に取付けられて前記ギヤハウジングの開口を覆うギヤハウジングカバーと、
   を有する減速機構付きモータであって、
   前記ギヤハウジングには、前記減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、前記少なくとも２本のブラシが、前記ブラシから発生した熱を前記第１の放熱部材に伝達されやすくするように前記第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、前記制御基板から離間して配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
7. 請求項６に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記制御基板には、複数のＦＥＴが取付けられ、前記複数のＦＥＴに近接した前記ギヤハウジングの外周面上には前記複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
8. 請求項６に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記第１の放熱部材と前記ブラシとの間には熱伝導部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
9. 請求項７に記載された減速機構付きモータにおいて、
   前記第２の放熱部材と前記ＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
10. 請求項６に記載された減速機構付きモータにおいて、
    前記ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
11. 有底状のヨークと、
    前記ヨークの内周面上に配置されて異なる磁極が交互に配置された少なくとも４極からなるマグネットと、
    一端が前記ヨークの底部に回転自在に支承されたアーマチュアシャフトと、前記アーマチュアシャフトに固定されたコンミテータと、前記アーマチュアシャフトに固定され、巻き線が巻装されるコアとを有し、前記マグネットの内側に回転自在に配置されるアーマチュアと、
    前記コンミテータに摺接する少なくとも２本のブラシと、
    前記少なくとも２本のブラシが取り付けられるブラシホルダと、
    前記アーマチュアシャフトに形成されたウォームと噛合する減速機構が収容される減速機構収容部を有するとともに有底開口形状に形成されたギヤハウジングと、
    前記ギヤハウジングの開口を覆い、底部に制御基板が取り付けられるギヤハウジングカバーと、
    を有する減速機構付きモータであって、
    前記ギヤハウジングカバーには、前記ギヤハウジングに向けて突出して形成され、前記ブラシと電気的に接続される２本の導電部材が固定され、
    前記ブラシホルダには、前記２本の導電部材がそれぞれ電気的に接続されるブラシターミナル接続部が形成され、
    前記ギヤハウジングには、前記ブラシターミナル接続部から離間して前記減速機構収容部の裏面に第１の放熱部材が形成され、前記ブラシが前記第１の放熱部材に近接して配置されるとともに、前記制御基板から離間して配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
12. 請求項１１に記載された減速機構付きモータにおいて、
    前記ギヤハウジングカバーには、複数のＦＥＴが取付けられた制御基板が固定され、前記複数のＦＥＴに近接した前記ギヤハウジングの外周面上には前記複数のＦＥＴから発生した熱が放熱される第２の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
13. 請求項１１に記載された減速機構付きモータにおいて、
    前記第１の放熱部材と前記ブラシとの間には熱伝導部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
14. 請求項１２に記載された減速機構付きモータにおいて、
    前記第２の放熱部材と前記ＦＥＴとの間にはＦＥＴ放熱部材が配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
15. 請求項１１に記載された減速機構付きモータにおいて、
    前記ギヤハウジングには、一対の平面部と、一対の湾曲部とが交互に配置された小判形状に形成され、一対の平面部のうち一方の平面部上に第１の放熱部材が形成されていることを特徴とする減速機構付きモータ。

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