JP6091086B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸を有するモータ部と、回転軸の回転が伝達され、回転中心に出力軸が設けられたウォームホイールを有するギヤ部とを備えたモータ装置に係り、特に、ウォームホイールの回転位置を検出するためのセンサマグネットおよび磁気センサを備えたモータ装置に関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置やパワーウィンド装置等の駆動源として、小型でありながら大きな出力が可能な減速機構付きの電動モータ（モータ装置）が用いられている。このようなモータ装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られており、以下、図８を参照しつつ特許文献１に記載されたモータ装置（従来技術）について説明する。図８は従来のモータ装置の概要を説明する説明図を表している。

図８に示すように、特許文献１に記載された電動モータ（モータ装置）ａは、モータ部ｂと減速機構部（ギヤ部）ｃとを備えている。モータ部ｂの内部には、アーマチュア軸（回転軸）ｄが回転自在に設けられ、減速機構部ｃの内部には、アーマチュア軸ｄに一体に設けたウォームｅと、回転中心に出力軸ｆが設けられたウォームホイールｇとが回転自在に収容されている。これによりアーマチュア軸ｄの回転がウォームｅおよびウォームホイールｇを介して出力軸ｆに伝達されるようになっている。ウォームｅおよびウォームホイールｇは減速機構ｈを形成し、アーマチュア軸ｄの回転数を所定の速度にまで減速し、減速して高トルク化された回転を出力軸ｆから外部に出力するようになっている。

ウォームホイールｇの表面でかつ回転中心には、略円盤状のセンサマグネットｉが固定され、当該センサマグネットｉの径方向一方側はＮ極に、径方向他方側はＳ極に着磁、つまりセンサマグネットｉの周方向に沿って１８０°間隔でＮ極およびＳ極に着磁されている。減速機構部ｃの内部には、モータ部ｂを回転制御するための制御基板ｊが設けられ、当該制御基板ｊのセンサマグネットｉの回転中心と対向する部分には、磁気センサｋが設けられている。

磁気センサｋは、ウォームホイールｇの回転位置、つまり出力軸ｆの回転位置を検出するようになっている。これにより、例えば電動モータａをワイパ装置の駆動源として用いた場合には、制御基板ｊに設けた制御部ｌにより、ウィンドシールドに対するワイパブレードの位置を制御することができる。また、制御基板ｊのアーマチュア軸ｄと対向する部分には、他の磁気センサｍが設けられ、当該磁気センサｍはアーマチュア軸ｄに固定されたリング状マグネットｎと対向し、これにより制御部ｌは、アーマチュア軸ｄの回転数等を検出して電動モータａの回転速度（ワイパ装置の作動速度）を制御することができる。

特開２００９−２２５５２０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された電動モータａ（図８参照）によれば、以下に示すような問題を生じ得る。なお、図９は従来のモータ装置の出力軸，センサマグネットおよび磁気センサの位置関係および磁束線の状態を説明する説明図を、図１０（ａ），（ｂ）は従来の磁気センサの検出特性を示すグラフをそれぞれ表している。

図９に示すように、電動モータａにおいては、出力軸ｆ，センサマグネットｉおよび磁気センサｋの中心位置が、出力軸ｆの軸方向に沿って同軸上にそれぞれ配置されている。したがって、出力軸ｆを中心に、センサマグネットｉが磁気センサｋに対して相対回転し、センサマグネットｉが磁気センサｋに対して１８０°回転したところで、磁気センサｋを横切る磁束線（Ｎ極からＳ極に向く図中二点鎖線矢印）の向きが逆向きになる。具体的には、磁束線がＮ極からＳ極に略真っ直ぐに向く位置に磁気センサｋを配置しているため、センサマグネットｉが磁気センサｋに対して１８０°回転すると、図９に示す右方から左方への磁束線の向きが逆方向の左方から右方へと変化するようになっている。

これにより、図１０（ａ）に示すように、磁気センサｋを通過する磁束密度は、ウォームホイールｇ（出力軸ｆ）の角度（回転位置）が、０°，１８０°，３６０°で最小となり、９０°，２７０°で最大となるよう変化する。ここで、磁気センサｋとしては、例えばＭＲセンサが用いられ、磁束線の向きに応じて抵抗値が変化するようになっており、よってＭＲセンサからは、図１０（ａ）に比例した電気信号（抵抗値の変化）が出力される。つまり、電動モータａにおいては、図１０（ｂ）に示すように、ウォームホイールｇの角度と磁気センサｋの認識角度とが１：１の関係で変化するよう構成されている。

したがって、従前の電動モータａを、特に、ワイパブレードをダイレクトに揺動駆動するワイパ装置（ダイレクトドライブワイパ装置）の駆動源として用いる場合には、ワイパブレードを例えば９０°の狭い範囲内（狭角範囲内）で往復払拭動作させる必要があるため、図１０（ａ）に示すように、ワイパブレードの下反転位置に対応する０°から上反転位置に対応する９０°の範囲で、磁束密度を精度良く検出できるようにする必要がある。ところが、図１０（ａ）に示すように９０°近傍においては磁束密度が略変化しなくなるため、安価な磁気センサｋでは分解能が低く、９０°の位置を精度良く検出することが困難となる。そこで、分解能の高い高精度かつ高価な磁気センサを用いることも考えられるが、単に磁気センサの分解能を上げて電動モータａを精度良く回転制御するのでは、製造コストが大幅に上昇して現実的ではない。よって、モータ装置の構造を根本的に見直しして、可能な限り安価な構成部品を用いて上述のようなダイレクトドライブワイパ装置に対応できるようにするのが望ましい。

本発明の目的は、製造コストの上昇を抑えつつ、ウォームホイールを狭角範囲内で精度良く反転動作させることが可能なモータ装置を提供することにある。

本発明のモータ装置は、回転軸を有するモータ部と、前記回転軸の回転が伝達され、回転中心に出力軸が設けられたウォームホイールを有するギヤ部と、前記ウォームホイール上に設けられ、前記ウォームホイールとともに回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットと対向するよう設けられ、前記ウォームホイールの相対回転に伴い電気信号を出力する磁気センサと、を備えたモータ装置であって、前記センサマグネットは略円盤状に形成され、前記ウォームホイールの周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するよう前記ウォームホイールに設けられ、かつ前記センサマグネットの中心を、前記ウォームホイールの前記回転中心から偏心させた位置に設け、前記磁気センサから出力される前記電気信号の大きさが前記磁気センサを横切る磁束線の向きにより変化され、前記磁気センサを、前記出力軸の軸方向に沿う前記ウォームホイールの投影範囲内で、かつ前記ウォームホイールの相対回転に伴い前記センサマグネットと対向する位置に設け、前記ウォームホイールの回転角に対して、前記磁気センサを横切る前記磁束線の向きの角度の方が大きく変化されることを特徴とする。

本発明のモータ装置は、前記磁気センサは、前記ギヤ部の内部に収容されて前記モータ部を回転制御するための制御基板上に設けられることを特徴とする。

本発明のモータ装置は、前記センサマグネットを、前記ウォームホイールの周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するよう前記ウォームホイールに設けることを特徴とする。

本発明のモータ装置によれば、センサマグネットを、ウォームホイールの回転中心から偏心させた位置に設け、磁気センサを、出力軸の軸方向に沿うウォームホイールの投影範囲内で、かつウォームホイールの相対回転に伴いセンサマグネットと対向する位置に設けるので、ウォームホイールの相対回転に応じて、センサマグネットの磁束線が円弧状に形成される位置に、磁気センサが配置されるよう構成できる。これにより、ウォームホイールの回転が１８０°未満の狭角範囲内で、磁気センサを横切る磁束線の向きを正方向から逆方向（１８０°反転）に変化させることが可能となる。したがって、ウォームホイールの回転が１８０°未満の狭角範囲内で、磁気センサを通過する磁束密度を大きく変化させることができ、ひいては分解能を高めること無く安価な磁気センサを用いつつ、出力軸の回転位置を精度良く検出できるようになる。よって、製造コストの上昇を抑えつつ、ウォームホイールを狭角範囲内で精度良く反転動作させることができる。

本発明のモータ装置によれば、磁気センサを、ギヤ部の内部に収容されてモータ部を回転制御するための制御基板上に設けることができる。また、センサマグネットを、ウォームホイールの周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するようウォームホイールに設けることもできる。

本発明に係るモータ装置のダイレクトドライブワイパ装置への適用例を説明する説明図である。 図１のモータ装置の構造を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、図２のウォームホイールの動作を説明する動作説明図である。 図１のモータ装置の出力軸，センサマグネットおよび磁気センサの位置関係および磁束線の状態を説明する説明図である。 磁気センサを通過する磁束線の向きを説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、磁気センサの検出特性を従来と比較して示すグラフである。 第２実施の形態に係るモータ装置の構造を説明する説明図である。 従来のモータ装置の概要を説明する説明図である。 従来のモータ装置の出力軸，センサマグネットおよび磁気センサの位置関係および磁束線の状態を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の磁気センサの検出特性を示すグラフである。

以下、本発明の第１実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るモータ装置のダイレクトドライブワイパ装置への適用例を説明する説明図を、図２は図１のモータ装置の構造を説明する説明図を、図３（ａ），（ｂ）は図２のウォームホイールの動作を説明する動作説明図を、図４は図１のモータ装置の出力軸，センサマグネットおよび磁気センサの位置関係および磁束線の状態を説明する説明図を、図５は磁気センサを通過する磁束線の向きを説明する説明図を、図６（ａ），（ｂ）は磁気センサの検出特性を従来と比較して示すグラフをそれぞれ表している。

図１に示すように、自動車等の車両１０の前方側には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１が装着され、フロントガラス１１の下端側には、当該フロントガラス１１に付着した雨水等の付着物を払拭して、運転者の視界を確保するためにワイパ装置１２が搭載されている。ワイパ装置１２は、車両１０の運転席側（ＤＲ側）に配置されるＤＲ側ワイパモータ（モータ装置）２０と、車両１０の助手席側（ＡＳ側）に配置されるＡＳ側ワイパモータ（モータ装置）３０とを備えており、各ワイパモータ２０，３０は同様に構成され、車両１０の左右側に相互に対向配置されている。

各ワイパモータ２０，３０は、ＤＲ側ワイパ部材２１およびＡＳ側ワイパ部材３１を有している。ＤＲ側ワイパ部材２１は、ＤＲ側ワイパアーム２１ａおよびＤＲ側ワイパブレード２１ｂを備え、ＡＳ側ワイパ部材３１は、ＡＳ側ワイパアーム３１ａおよびＡＳ側ワイパブレード３１ｂを備えている。各ワイパアーム２１ａ，３１ａの基端部は、各ワイパモータ２０，３０の各出力軸２２，３２に固定されており、各ワイパモータ２０，３０は、各ワイパ部材２１，３１をリンク機構等を介さずに直接揺動駆動するようになっている。このようにワイパ装置１２は、対向払拭型のダイレクトドライブワイパ装置となっている。

各ワイパブレード２１ｂ，３１ｂは、図１に示すように、下反転位置ＬＲＰと上反転位置ＵＲＰとの間の９０°の範囲内（狭角範囲内）で揺動駆動、つまり往復払拭動作されるようになっている。各ワイパモータ２０，３０は、各出力軸２２，３２の回転位置を検出することで、各ワイパブレード２１ｂ，３１ｂを下反転位置ＬＲＰおよび上反転位置ＵＲＰで反転動作させるようにしている。

各ワイパモータ２０，３０の内部には、ＤＲ側制御基板２３およびＡＳ側制御基板３３が収容されており、各制御基板２３，３３間には通信線１３が設けられている。つまり、各ワイパモータ２０，３０は、通信線１３を介して互いに通信するようになっており、このように通信線１３を介して各出力軸２２，３２の回転位置情報（各ワイパブレード２１ｂ，３１ｂの位置情報）を相互に通信することで、各ワイパブレード２１ｂ，３１ｂを、フロントガラス１１上で衝突することなく往復払拭動作させることができるようにしている。

ＡＳ側制御基板３３には、車室内（図示せず）に設けられたワイパスイッチ１４が接続されており、操作者によりワイパスイッチ１４を操作することで、各ワイパモータ２０，３０は、高速（High），低速（Low）または間欠（Int）で回転制御されるようになっている。このように、通信線１３には、上述の回転位置情報に加えて、各ワイパモータ２０，３０の回転速度情報等も行き来するようになっている。

次に、各ワイパモータ２０，３０の構造について、図面を用いて詳細に説明する。なお、ＤＲ側ワイパモータ２０およびＡＳ側ワイパモータ３０は、何れも同様に構成されるため、以下、ＡＳ側ワイパモータ３０の説明は省略し、ＤＲ側ワイパモータ２０を代表してその詳細構造を説明する。

図２に示すように、ＤＲ側ワイパモータ２０は、モータ部４０とこれに接続されるギヤ部５０とを有している。モータ部４０は、磁性材料よりなる鋼板をプレス加工することにより有底筒状に形成されたヨーク４１を備え、当該ヨーク４１の内側には一対の永久磁石４２が装着されている。各永久磁石４２の内側には、所定の隙間（エアギャップ）を介してアーマチュア４３が回動自在に設けられ、当該アーマチュア４３にはコイル（図示せず）が所定の巻き方および巻数で巻装されている。

アーマチュア４３の回転中心には、回転軸としてのアーマチュア軸４４が貫通して固定され、当該アーマチュア軸４４の基端側（図中右側）は、図示しないラジアル軸受を介してヨーク４１の底部に回動自在に支持されている。また、アーマチュア軸４４の先端側（図中左側）は、ギヤ部５０のケース５１内に延出されている。

アーマチュア軸４４の先端側にはウォーム４５が一体に形成されており、当該ウォーム４５はウォームホイール５２の歯部５２ａに噛み合わされている。ここで、ウォーム４５およびウォームホイール５２は減速機構ＳＤを構成しており、当該減速機構ＳＤは、アーマチュア軸４４の回転を減速して高トルク化するとともに、高トルク化された回転をウォームホイール５２に固定された出力軸２２を介してＤＲ側ワイパアーム２１ａ（図１参照）に向けて出力するようになっている。

アーマチュア軸４４のアーマチュア４３に近接する位置には、整流子４６が一体に設けられている。整流子４６にはコイルの端部が電気的に接続されるとともに、一対のブラシ４７が摺接するようになっている。これにより、各ブラシ４７に駆動電流を供給することで、整流子４６を介してコイルに駆動電流が流れて、アーマチュア４３には電磁力が発生し、ひいてはアーマチュア軸４４が正方向または逆方向に所定の回転数で回転するようになっている。

ギヤ部５０のケース５１には、ウォームホイール５２が回転自在に収容され、当該ウォームホイール５２にはウォーム４５からの回転が伝達されるようになっている。ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１には、出力軸２２の基端側が一体回転可能に固定され、当該出力軸２２の先端側は、ケース５１のボス部（図示せず）を介して外部に延出され、ＤＲ側ワイパアーム２１ａに連結されている（図１参照）。

ウォームホイール５２上の表側面５２ｂ、つまり出力軸２２が固定される側とは反対側の面には、略円盤状に形成されたセンサマグネット５３（図中網掛け部分）が装着されている。センサマグネット５３は、従前のものと同様の汎用のセンサマグネットを用いており、ウォームホイール５２とともに回転するようになっている。センサマグネット５３の径方向に沿う一方側はＮ極に着磁され、センサマグネット５３の径方向に沿う他方側はＳ極に着磁されている。つまり、センサマグネット５３は、その周方向に沿うよう１８０°間隔でＮ極およびＳ極（２極）に着磁されている。

センサマグネット５３の直径寸法は、ウォームホイール５２の半径寸法と略等しい寸法に設定され、センサマグネット５３は、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１、つまり出力軸２２の回転中心Ｃ１から偏心（オフセット）した位置に設けられている。具体的には、図２，３に示すように、センサマグネット５３の中心に形成されるＮ極とＳ極とを分ける境界線５３ａの一端部Ｐが、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１に位置するよう、センサマグネット５３はウォームホイール５２の半径範囲内に配置されている。これにより、センサマグネット５３の境界線５３ａは、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１を中心にウォームホイール５２の径方向に延在し、センサマグネット５３は、ウォームホイール５２の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するようウォームホイール５２に設けられている。

ギヤ部５０は、ケース５１の開口部分（図中手前側）を閉塞するカバー部材（図示せず）を備えている。カバー部材の内側には、ウォームホイール５２と対向するようにしてＤＲ側制御基板２３（図中二点鎖線，以下、単に制御基板２３と言う）が装着され、これにより制御基板２３は、ギヤ部５０の内部に収容されている。制御基板２３はモータ部４０を回転制御するもので、制御基板２３上にはトランジスタや抵抗等の複数の電子部品（図示せず）に加えて、ＲＡＭやＲＯＭ等を備えたＣＰＵよりなる制御部２３ａが実装されている。また、制御基板２３上のセンサマグネット５３と対向する部位には１つのＭＲセンサ（磁気抵抗素子）２３ｂが実装されている。

本実施の形態では、ＭＲセンサ２３ｂを、ギヤ部５０の内部に収容される制御基板２３上の所定位置に実装するようにしている。したがって、制御基板２３をギヤ部５０の内部に収容してＤＲ側ワイパモータ２０を組み付けるだけで、ＭＲセンサ２３ｂを、センサマグネット５３に対する正規位置に位置決めできるようにし、組み立て手順の簡素化を図っている。ただし、ＭＲセンサ２３ｂは、制御基板２３上に実装するに限らず、例えば、カバー部材の内側に直接設置するようにしても良い。

ＭＲセンサ２３ｂは、図２，３に示すように、出力軸２２の軸方向に沿うウォームホイール５２の投影範囲内で、かつウォームホイール５２の相対回転に伴いセンサマグネット５３と対向する位置に設けられている。具体的には、ＭＲセンサ２３ｂは、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１とセンサマグネット５３の中心Ｃ２との間に配置されるようになっている。

このようにＭＲセンサ２３ｂを、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１とセンサマグネット５３の中心Ｃ２との間に配置するとともに、センサマグネット５３をウォームホイール５２の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するようウォームホイール５２に設けることにより、図４に示すように、センサマグネット５３の磁束線（図中二点鎖線矢印）が円弧状に形成される位置に、ＭＲセンサ２３ｂが配置されるよう構成される。ここで、ＭＲセンサ２３ｂは、本発明における磁気センサを構成している。

ＭＲセンサ２３ｂは、従前のものと同様の安価なＭＲセンサを用いており、自身を横切る磁束の向きにより電気信号の大きさ（抵抗値の変化量）が変化するようになっている（従前の図１０を参照）。センサマグネット５３の相対回転に伴って発生するＭＲセンサ２３ｂからの電気信号は、制御部２３ａに送出されるようになっており、制御部２３ａは、ＭＲセンサ２３ｂからの電気信号の大きさに応じて、ウォームホイール５２のケース５１に対する回転位置、つまりフロントガラス１１に対するＤＲ側ワイパブレード２１ｂの位置を把握し、これに基づいてモータ部４０を回転制御して、ＤＲ側ワイパ部材２１を反転動作させるようになっている（図１参照）。

次に、以上のように形成したＤＲ側ワイパモータ２０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

ワイパスイッチ１４を操作してＤＲ側ワイパモータ２０を回転駆動すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、狭角範囲である回転角度９０°の範囲で、出力軸２２が、破線矢印ＦＷＤ方向（正方向）への回転と、破線矢印ＲＥＶ方向（逆方向）への回転とを繰り返し行う。これにより、フロントガラス１１上を９０°の範囲でＤＲ側ワイパブレード２１ｂが往復払拭動作し、フロントガラス１１に付着した雨水等が払拭される（図１参照）。

出力軸２２の回転方向の切り替え制御、つまりフロントガラス１１上でのＤＲ側ワイパブレード２１ｂの払拭方向の切り替え制御は、ＭＲセンサ２３ｂからの電気信号に基づき制御部２３ａが行うようになっている。例えば、図３（ａ）に示すように、ＤＲ側ワイパブレード２１ｂが上反転位置ＵＲＰ（９０°）にある場合は、モータ部４０を逆回転（復路駆動）させる切り替えタイミングとなっており、このときのセンサマグネット５３に対するＭＲセンサ２３ｂの相対位置は、センサマグネット５３のＮ極上となっている。そして、Ｎ極上にあるＭＲセンサ２３ｂには、図５の右半分に示すように、図中右下側から図中左上側に向けて、略４５°の角度で磁束線が出力軸２２の回転中心Ｃ１に向けて横切るようになっている。

一方、図３（ｂ）に示すように、ＤＲ側ワイパブレード２１ｂが下反転位置ＬＲＰ（０°）にある場合は、モータ部４０を正回転（往路駆動）させる切り替えタイミングとなっており、このときのセンサマグネット５３に対するＭＲセンサ２３ｂの相対位置は、センサマグネット５３のＳ極上となっている。そして、Ｓ極上にあるＭＲセンサ２３ｂには、図５の左半分に示すように、図中右上側から図中左下側に向けて、略４５°の角度で磁束線が出力軸２２の回転中心Ｃ１から横切るようになっている。

このように、ＤＲ側ワイパモータ２０は、ウォームホイール５２が９０°回転したところで、ＭＲセンサ２３ｂを横切る磁束線の向きが１８０°反転するようになっている。したがって、図６（ａ）の実線（本発明）で示すように、ＭＲセンサ２３ｂを通過する磁束密度は、ウォームホイール５２の角度（回転位置）が０°（下反転位置ＬＲＰ）および９０°（上反転位置ＵＲＰ）で最小となり、中間位置である４５°で最大となるよう変化するようになっている。なお、図６（ａ）破線は、図１０（ａ）の実線と同じ特性を示し、従来技術を表している。

つまり、ウォームホイール５２の回転位置が０°および９０°となる位置の近傍で磁束密度の変化量が大きくなり、これに比例してＭＲセンサ２３ｂからの電気信号の変化量も大きくなる。これは、安価なＭＲセンサ２３ｂであっても、ウォームホイール５２の回転位置が０°および９０°となる位置（下反転位置ＬＲＰ／上反転位置ＵＲＰ）を、制御部２３ａにより精度良く検出できることを意味している。このように、ＤＲ側ワイパモータ２０においては、図６（ｂ）の実線（本発明）に示すように、ウォームホイール５２の角度とＭＲセンサ２３ｂの認識角度とが１：２の関係で変化するようになっている。なお、図６（ｂ）破線は、図１０（ｂ）の実線と同じ特性を示し、従来技術を表している。

以上詳述したように、本実施の形態に係るＤＲ側ワイパモータ２０によれば、センサマグネット５３を、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１から偏心させた位置に設け、ＭＲセンサ２３ｂを、出力軸２２の軸方向に沿うウォームホイール５２の投影範囲内で、かつウォームホイール５２の相対回転に伴いセンサマグネット５３と対向する位置に設けたので、ウォームホイール５２の相対回転に応じて、センサマグネット５３の磁束線が円弧状に形成される位置に、ＭＲセンサ２３ｂが配置されるよう構成できる。

これにより、ウォームホイール５２の回転が１８０°未満の狭角範囲内（本実施の形態では９０°の範囲内）で、ＭＲセンサ２３ｂを横切る磁束線の向きを正方向から逆方向（１８０°反転）に変化させることが可能となる。したがって、ウォームホイール５２の回転が１８０°未満の狭角範囲内（本実施の形態では９０°の範囲内）で、ＭＲセンサ２３ｂを通過する磁束密度を大きく変化させることができ、ひいては分解能を高めた高価な磁気センサを用いること無く安価なＭＲセンサ２３ｂを用いつつ、出力軸２２の回転位置を精度良く検出できるようになる。よって、製造コストの上昇を抑えつつ、ウォームホイール５２を狭角範囲内で精度良く反転動作させることができる。

次に、本発明の第２実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分には同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は第２実施の形態に係るモータ装置の構造を説明する説明図を表している。

図７に示すように、アーマチュア軸４４のウォーム４５と整流子４６との間には、リング状の多極マグネット４８（図中網掛け部分）が固定されており、当該多極マグネット４８は、その周方向に等間隔でＮ極，Ｓ極・・・と交互に着磁（例えば６極）することにより形成されている。この多極マグネット４８は、制御基板２３に実装された一対のホールセンサ２３ｃ，２３ｄとともに、アーマチュア軸４４の回転数，回転方向等を検出するために用いられる。各ホールセンサ２３ｃ，２３ｄは、制御基板２３上の多極マグネット４８と対向する部位に、互いに所定間隔を持って実装されている。

第２実施の形態では、各ホールセンサ２３ｃ，２３ｄおよびＭＲセンサ２３ｂを、ギヤ部５０の内部に収容される制御基板２３上の所定位置に実装するようにしている。したがって、制御基板２３をギヤ部５０の内部に収容してＤＲ側ワイパモータ２０を組み付けるだけで、各ホールセンサ２３ｃ，２３ｄおよびＭＲセンサ２３ｂを、多極マグネット４８およびセンサマグネット５３に対する正規位置に位置決めできるようにし、組み立て手順の簡素化を図っている。ただし、各ホールセンサ２３ｃ，２３ｄおよびＭＲセンサ２３ｂは、制御基板２３上に実装するに限らず、例えば、カバー部材の内側に直接設置するようにしても良い。

各ホールセンサ２３ｃ，２３ｄは、多極マグネット４８の回転に伴い矩形波状の電気信号（パルス信号）をそれぞれ発生し、これらのパルス信号は制御部２３ａに送出されるようになっている。そして、制御部２３ａは各パルス信号の出現タイミングや出現数をカウントすることで、アーマチュア軸４４の回転数や回転方向等の回転状態を把握し、これに基づいてモータ部４０を回転制御するようになっている。

以上のように形成した第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、制御部２３ａによりアーマチュア軸４４の回転数や回転方向等の回転状態を把握するようにしたので、モータ部４０をより精度良く回転制御することができる。

本発明は上記各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言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、本発明における磁気センサとして、ＭＲセンサ２３ｂを用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、センサマグネット５３の回転（移動）を連続的に検出することが可能なリニアホールセンサやホールセンサ等の他の磁気センサを用いることもでき、要は、磁気により回転角度を検出し得る回転角度センサであれば良い。

また、上記各実施の形態においては、ＭＲセンサ２３ｂを、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１とセンサマグネット５３の中心Ｃ２との間に配置し（図２，７参照）、９０°の狭角範囲でＤＲ側ワイパブレード２１ｂを往復払拭動作させるようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、ワイパ装置１２の仕様に応じて、ＭＲセンサ２３ｂの位置を、例えば、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１に近接配置したり、センサマグネット５３の中心Ｃ２に近接配置したりしても良く、これにより任意の大きさの挟角範囲（１８０°未満）を設定することができる。さらに、ＭＲセンサ２３ｂの配置箇所は、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１とセンサマグネット５３の中心Ｃ２との間でなくても良い。

また、上記各実施の形態においては、センサマグネット５３の境界線５３ａの一端部Ｐが、ウォームホイール５２の回転中心Ｃ１に位置するよう、センサマグネット５３をウォームホイール５２の半径範囲内に配置したもの（図２，７参照）を示したが、本発明はこれに限らず、ワイパ装置１２の仕様に応じて、センサマグネット５３を、図２，７に示す状態からその中心Ｃ２を中心として所定角度（例えば正方向に１５°または逆方向に１５°）回転させた状態で、ウォームホイール５２に設けるようにしても良い。この場合においても、任意の大きさの挟角範囲（１８０°未満）を設定することができる。さらに、センサマグネット５３の直径寸法を、ウォームホイール５２の半径寸法と略等しい寸法に設定したものを示したが、本発明はこれに限らず、センサマグネット５３の直径寸法は任意の大きさに設定しても良い。

また、上記各実施の形態においては、車両１０のフロントガラス１１を払拭するワイパ装置１２のＤＲ側ワイパモータ２０に、本発明を適用したものを示したが、これに限らず、車両１０のリヤウィンドガラスや、鉄道車両や航空機等のウィンドシールドを払拭するのに用いるワイパモータにも適用することができる。

１０ 車両
１１ フロントガラス
１２ ワイパ装置
１３ 通信線
１４ ワイパスイッチ
２０ ＤＲ側ワイパモータ（モータ装置）
２１ ＤＲ側ワイパ部材
２１ａ ＤＲ側ワイパアーム
２１ｂ ＤＲ側ワイパブレード
２２ 出力軸
２３ ＤＲ側制御基板（制御基板）
２３ａ 制御部
２３ｂ ＭＲセンサ（磁気センサ）
２３ｃ，２３ｄ ホールセンサ
３０ ＡＳ側ワイパモータ（モータ装置）
３１ ＡＳ側ワイパ部材
３１ａ ＡＳ側ワイパアーム
３１ｂ ＡＳ側ワイパブレード
３２ 出力軸
３３ ＡＳ側制御基板（制御基板）
４０ モータ部
４１ ヨーク
４２ 永久磁石
４３ アーマチュア
４４ アーマチュア軸（回転軸）
４５ ウォーム
４６ 整流子
４７ ブラシ
４８ 多極マグネット
５０ ギヤ部
５１ ケース
５２ ウォームホイール
５２ａ 歯部
５２ｂ 表側面
５３ センサマグネット
５３ａ 境界線
Ｐ 一端部
Ｃ１ 回転中心
Ｃ２ 中心
ＳＤ 減速機構
ＬＲＰ 下反転位置
ＵＲＰ 上反転位置
ａ 電動モータ
ｂ モータ部
ｃ 減速機構部
ｄ アーマチュア軸
ｅ ウォーム
ｆ 出力軸
ｇ ウォームホイール
ｈ 減速機構
ｉ センサマグネット
ｊ 制御基板
ｋ 磁気センサ
ｌ 制御部
ｍ 磁気センサ
ｎ リング状マグネット

Claims (2)

1. 回転軸を有するモータ部と、前記回転軸の回転が伝達され、回転中心に出力軸が設けられたウォームホイールを有するギヤ部と、前記ウォームホイール上に設けられ、前記ウォームホイールとともに回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットと対向するよう設けられ、前記ウォームホイールの相対回転に伴い電気信号を出力する磁気センサと、を備えたモータ装置であって、
   前記センサマグネットは略円盤状に形成され、前記ウォームホイールの周方向に沿ってＮ極とＳ極とが対峙するよう前記ウォームホイールに設けられ、かつ前記センサマグネットの中心を、前記ウォームホイールの前記回転中心から偏心させた位置に設け、
   前記磁気センサから出力される前記電気信号の大きさが前記磁気センサを横切る磁束線の向きにより変化され、前記磁気センサを、前記出力軸の軸方向に沿う前記ウォームホイールの投影範囲内で、かつ前記ウォームホイールの相対回転に伴い前記センサマグネットと対向する位置に設け、
   前記ウォームホイールの回転角に対して、前記磁気センサを横切る前記磁束線の向きの角度の方が大きく変化されることを特徴とするモータ装置。
2. 請求項１記載のモータ装置において、前記磁気センサは、前記ギヤ部の内部に収容されて前記モータ部を回転制御するための制御基板上に設けられることを特徴とするモータ装置。

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