JP6293851B2 - モータ - Google Patents

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Description

本発明は、例えば車両のパワーウインド装置等の駆動源として用いられるモータに関するものである。
従来、この種のモータは、例えば特許文献1に示すように、回転軸を有するモータ部と、モータ部の出力側端部に組み付けられたギヤハウジングとを備えている。ギヤハウジング内には、回転軸の回転を減速する減速機構と、回転軸と一体回転するセンサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板とが設けられている。このようなモータでは、回転検出素子の出力信号に基づき回転軸の回転方向と回転速度を検知可能であるため、パワーウインドの挟み込み防止制御等が可能となっている。
特開2009−11078号公報
本発明の目的は、回転検出素子と給電用ターミナルとが軸方向にずれた位置に設けられたモータを提供することにある。
上記目的を達成するモータは、回転軸を有するモータ部と、前記モータ部の出力側端部に組み付けられ、前記回転軸の軸直交方向に扁平な形状をなすギヤハウジングと、前記ギヤハウジング内に収容され、前記回転軸と一体回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板とを備えたモータであって、前記ギヤハウジングに対しその扁平方向に組み付けられ、外部と前記モータ部との電気的な接続を図るためのコネクタモジュールを備え、前記パルス出力基板は前記コネクタモジュールに設けられており、前記コネクタモジュールは、前記モータ部への給電のための給電用ターミナルを備え、前記回転検出素子と前記給電用ターミナルとは軸方向にずれた位置に設けられている。
記モータにおいて、前記コネクタモジュールは、一対の前記給電用ターミナルを備え、前記パルス出力基板は、前記一対の給電用ターミナルの間に設けられている。
本発明によれば、回転検出素子と給電用ターミナルとが軸方向にずれた位置に設けられたモータを提供することができる。
実施形態のモータの正面図である。 同形態のコネクタモジュールの正面図である。 同形態のコネクタモジュールの側面図である。 図3におけるA−A線断面図である。 同形態のパルス出力基板及びセンサマグネットの位置関係を示す模式図である。
以下、モータの一実施形態について説明する。
図1に示す本実施形態のモータ1は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。モータ1は、図1において上部に位置するモータ部2と、モータ部2の出力側(下側)に設けられた減速部3と、減速部3の側方(図1において左側箇所)に組み付けられたコネクタモジュール4とから構成されている。モータ1は全体として、モータ部2の軸線(回転軸13の軸線L1)と直交する一方向(図1において紙面直交方向)の厚さが薄い扁平な形状をなしている。なお、モータ1を軸方向から見たときの長手方向(図1において左右方向)を扁平方向とし、短手方向(図1において紙面直交方向)を厚み方向とする。即ち、モータ1の軸方向、扁平方向及び厚み方向は、それぞれ互いに直交する方向である。
[モータ部の構成]
モータ部2のヨークハウジング11(以下、単にヨーク11とする)は、反出力側端部(図1において上側の端部)が閉塞された有底筒状をなしている。ヨーク11の出力側端部11aは、モータ1の軸方向(図1において下側)に開口しており、その出力側端部11aには、径方向外側に向かって延びるフランジ部11bが形成されている。ヨーク11の内周面には、図示しないマグネットが固着されるとともに、該マグネットの内側に電機子12が配置されている。
電機子12は、ヨーク11の径方向の中央部に配置された円柱状の回転軸13と、回転軸13に一体回転可能に固定された電機子コア14と、電機子コア14に巻装されたコイル15と、回転軸13において電機子コア14よりも先端側(図1において下端側)に固定された整流子16とから構成されている。
回転軸13の基端部(図1において上側の端部)は、ヨーク11の底部中央に設けられた軸受(図示略)によって軸支されている。また、回転軸13の先端部は、ヨーク11の出力側端部11aの開口から同ヨーク11の外部に突出している。そして、電機子コア14は、回転軸13におけるヨーク11の内部に配置された部分に固定されて前記マグネット(図示略)と径方向に対向している。
整流子16は、回転軸13におけるヨーク11から外部に突出した部分に外嵌固定されている。これにより、整流子16は、ヨーク11の外部に配置されるとともに、回転軸13と一体回転可能に構成される。この整流子16は、円筒状をなすとともに、その外周面には、周方向に離間するように複数のセグメント16aが並設されている。一部のセグメント16a若しくは全てのセグメント16aは、前記コイル15に電気的に接続されている。即ち、整流子16のセグメント16aを介してコイル15に電源を供給できるようになっている。
ヨーク11の出力側端部11aには、樹脂製のブラシホルダ17が装着されている。ブラシホルダ17には、整流子16のセグメント16aと接触するブラシ(図示略)と、そのブラシと電気的に接続されたブラシ側ターミナル(図示略)とが設けられている。
[減速部の構成]
減速部3は、ギヤハウジング21と、該ギヤハウジング21内に収容された減速機構22とを有する。ギヤハウジング21は、ヨーク11のフランジ部11bに固定されるホルダ収容部23と、該ホルダ収容部23から回転軸13の軸線L1方向に沿ってヨーク11と反対方向に延びるウォーム軸収容部24と、ウォーム軸収容部24から扁平方向側方(図1において右側方)に延出形成されたホイール収容部25とを有する。
ギヤハウジング21は、フランジ部11bに軸方向から当接したホルダ収容部23が複数の螺子26にて同フランジ部11bに固定されることにより、ヨーク11に固定されている。ホルダ収容部23の内部には、回転軸13の先端側の部位が入り込むとともに、整流子16及びブラシホルダ17の一部が配置されている。また、ホルダ収容部23内には、回転軸13に一体回転可能に固定されたセンサマグネット18が配置されている。
ウォーム軸収容部24の内部には、略円柱状のウォーム軸27が収容されている。ウォーム軸27の軸方向の略中央部には、螺子歯状のウォーム部27aが形成されている。ウォーム軸27は、回転軸13と同軸上に配置(互いの中心軸線が一致するように配置)されるとともに、ウォーム軸収容部24の内部で回転可能に支持されている。
ウォーム軸27と回転軸13とは、ホルダ収容部23内に配置されたクラッチ28を介して連結されている。このクラッチ28は、回転軸13の回転駆動力をウォーム軸27に伝達する一方、ウォーム軸27からの回転力を回転軸13に伝達しないように作動するものである。
前記ホイール収容部25の内部空間は、前記ウォーム軸収容部24の内部空間と繋がっている。そして、ホイール収容部25の内部には、ウォーム部27aと噛合する円板状のウォームホイール29が収容されている。このウォーム軸27とウォームホイール29が減速機構22を構成している。ウォームホイール29は、その回転軸線L2がモータ厚み方向と平行になるように配置されるとともに、ホイール収容部25に回転可能に支持されている。また、ウォームホイール29は、軸線L2方向の厚さが薄い扁平円板状をなしている。ウォームホイール29の中央部には、ウォームホイール29の軸方向に沿って延びる出力軸29aが同ウォームホイール29と一体回転可能に設けられている。出力軸29aの先端部は、ギヤハウジング21の外部に突出するとともに、同出力軸29aの先端部には、図示しないウインドレギュレータを介して車両のウインドガラスが連結される。
[コネクタモジュールの構成]
ホルダ収容部23には、扁平方向一方側(反ホイール収容部側)に延出されたコネクタ取付部23aが形成されている。このコネクタ取付部23aには、コネクタモジュール4が取り付けられている。コネクタモジュール4は、モータ1の中心(回転軸13の軸線L1)から扁平方向の一方側(ホイール収容部45の延出方向とは反対側)に突出するように構成されている。
図1及び図2に示すように、コネクタモジュール4は、コネクタ取付部23aに組み付けられた樹脂製のコネクタハウジング31を備えている。コネクタハウジング31における軸線L1方向の両側には、コネクタ取付部23aに対して係止される係止片31aがそれぞれ形成されている。コネクタハウジング31は、コネクタ取付部23aに対してモータ1の扁平方向(組付方向X)に沿って組み付けられるとともに、各係止片31aの係止によりコネクタハウジング31がコネクタ取付部23aに固定される。
コネクタハウジング31には、組付方向Xに延びる基板支持部32が形成されている。基板支持部32は、ホルダ収容部23内に挿入されており、この基板支持部32の先端部には、パルス出力基板33が組付方向Xに対して垂直に設けられている。パルス出力基板33は、ホルダ収容部23内でセンサマグネット18と径方向に対向している。また、パルス出力基板33は、モータ厚み方向の幅寸法がセンサマグネット18よりも小さく設定されている(図5参照)。
図2及び図3に示すように、パルス出力基板33は、モータ厚み方向の両端部に切り欠き部34(挿通部)をそれぞれ有している。各切り欠き部34には、基板支持部32に形成された位置決め部35が挿通されるとともに、位置決め部35の先端が熱で変形(熱かしめ)されることで、パルス出力基板33が位置決め部35によって面方向及び板厚方向に位置決めされつつ固定されている。
また、コネクタハウジング31には、前記ブラシ側ターミナルと接続される一対の給電用ターミナル36が支持されており、その給電用ターミナル36の一部が基板支持部32の切り欠き部34に挿通されている。これにより、つまり、切り欠き部34によって給電用ターミナル36と基板支持部32との干渉が抑制されている。なお、本実施形態では、給電用ターミナル36に二股形状を有する端子(音叉端子)を用いており、コネクタモジュール4の組付方向Xへの組付動作に伴い、給電用ターミナル36の二股部位が前記ブラシ側ターミナルを弾性的に挟んで接続されるようになっている。
また、給電用ターミナル36は、切り欠き部34に挿通された一端部が前記ブラシ側ターミナルと接続されるとともに、他端部はコネクタハウジング31に形成された外部接続部37まで延びている。外部接続部37は、軸方向反モータ部側に突出しており、この外部接続部37に外部コネクタ(図示略)が接続されるようになっている。
パルス出力基板33の表面(基板支持部32とは反対側の面)には、一対のホールIC38(回転検出素子)がモータ厚み方向に並んで実装されている。なお、各ホールIC38は、切り欠き部34よりも軸方向下側に配置されている。ホールIC38は、モータ軸方向においてセンサマグネット18と同位置に設けられ、該センサマグネット18に対して径方向に対向している(図1参照)。
基板支持部32は、パルス出力基板33の裏面に接触されるとともに、パルス出力基板33におけるホールIC38の裏面側部位を支持している。これにより、基板支持部32の基板支持面(先端面)とホールIC38との間隔がパルス出力基板33の板厚分の大きさとなり、該基板支持面とホールIC38とが極めて近い構成となっている。
パルス出力基板33は、コネクタハウジング31にインサート成形された複数の接続端子40と電気的に接続されている。接続端子40は、その一端部がパルス出力基板33に組付方向Xに接続(つまり、パルス出力基板33に対して垂直に接続)されるとともに、他端部は外部接続部37まで延びている。なお、接続端子40の一端部は、パルス出力基板33の切り欠き部34よりも軸方向下側の位置ではんだ接続されている。
図4に示すように、接続端子40は、一端部から他端部までの間の一部が基板支持部32に埋設され、その接続端子40における基板支持部32に埋設された部位には、少なくとも組付方向Xへの弾性変形が可能な可撓部41が形成されている。可撓部41は、組付方向Xと直交するモータ軸方向に屈曲されて窪んだ形状をなしている。詳述すると、可撓部41は、パルス出力基板33に対して平行な一対の平行部41aと、その平行部41a同士を繋ぐ連結部41bとを有し、連結部41bがパルス出力基板33との接続部位に対してモータ軸方向にずれた構成となっている。また、可撓部41の平行部41a及び連結部41bの屈曲内側の空間には、基板支持部32を構成する樹脂が充填されておらず、空洞部42が形成されている。つまり、可撓部41の平行部41a及び連結部41bの屈曲内側面は露出されている。
上記の接続端子40及び給電用ターミナル36は、外部接続部37に接続される前記外部コネクタと電気的に接続され、この外部コネクタを通じてパルス出力基板33からの信号出力及びモータ部2への給電が可能となっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記のように構成されたモータ1では、外部コネクタが外部接続部37に接続され、その外部コネクタから給電用ターミナル36及び前記ブラシ側ターミナルを介して電機子12に給電されると、電機子12(回転軸13)が回転駆動される。すると、回転軸13と共にセンサマグネット18が回転し、そのセンサマグネット18の回転による磁界の変化は、パルス出力基板33のホールIC38にて検出される。そして、ホールIC38は、センサマグネット18の回転による磁界の変化に応じた回転検出信号を、接続端子40及び外部コネクタを介して外部の制御回路(図示略)に出力する。制御回路は、この回転検出信号に基づいて電機子12の回転情報(回転速度、回転角度等)を検出し、その検出した回転情報に応じて電機子12への給電を行うようになっている。
ここで、図5に示すように、パルス出力基板33は、センサマグネット18と径方向に対向するように配置されているため、モータ1の軸方向への大型化が抑えられている。更に、パルス出力基板33は、コネクタモジュール4の組付方向Xに対して垂直配置されている。つまり、パルス出力基板33の表面が、センサマグネット18に対してモータ扁平方向に対向するように構成されるため、モータ厚み方向への小型化も可能となっている。
また、本実施形態では、基板支持部32の基板支持面とホールIC38とが近い(パルス出力基板33の板厚分のみの間隔を有した)構成であるため、ホールIC38の位置のばらつきが抑えられる。これにより、例えば、ギヤハウジング21にパルス出力基板33の位置決め部を別途設ける等の対策が不要となり、構成の簡素化ができるようになっている。
また、本実施形態では、パルス出力基板33と接続された接続端子40に可撓部41が形成されている。このため、例えば、基板支持部32が熱によってモータ扁平方向に変形したとき、その基板支持部32の変形に追従するように可撓部41が撓むため、接続端子40とパルス出力基板33との接続部位に加わる応力を小さく抑えることが可能となっている。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)ギヤハウジング21に対しその扁平方向に組み付けられ、外部とモータ部2との電気的な接続を図るためのコネクタモジュール4を備え、パルス出力基板33は、コネクタモジュール4の組付方向に対して垂直、かつセンサマグネット18と径方向に対向するように、コネクタモジュール4に設けられている。この構成によれば、パルス出力基板33がセンサマグネット18に対し径方向に対向するように配置されるため、モータ1の軸方向への大型化を抑えることができる。また、パルス出力基板33とセンサマグネット18とが、コネクタモジュール4の組付方向、つまり、ギヤハウジング21の扁平方向(厚み方向と直交する方向)に対向するように構成されるため、ギヤハウジング21の厚み方向への大型化も抑えることができる。
(2)コネクタモジュール4は、パルス出力基板33におけるホールIC38の裏面側部位を支持する基板支持部32を備えるため、基板支持部32からホールIC38までの距離を近く構成でき、その結果、ホールIC38の位置のばらつきを抑えることができる。
(3)コネクタモジュール4は、モータ部2への給電のための給電用ターミナル36を備え、パルス出力基板33には、給電用ターミナル36が挿通される切り欠き部34が形成される。この構成によれば、パルス出力基板33と給電用ターミナル36との干渉を抑制することができ、その結果、モータ品質の向上に寄与できる。
(4)コネクタモジュール4は、切り欠き部34に挿通されてパルス出力基板33の位置決めをする位置決め部35を備える。この構成によれば、給電用ターミナル36との干渉を抑制するための切り欠き部34を利用してパルス出力基板33の少なくとも面方向の位置決めが可能となるため、位置決めのための構成をパルス出力基板33に別途設ける必要がなく、基板設計が容易となる。
(5)コネクタモジュール4は、パルス出力基板33を支持する樹脂製のコネクタハウジング31と、コネクタハウジング31にインサート成形されるとともにパルス出力基板33に対してコネクタモジュール4の組付方向から接続された接続端子40とを備える。そして、接続端子40は、コネクタモジュール4の組付方向への弾性変形が可能な可撓部41を備える。この構成によれば、樹脂製のコネクタハウジング31の熱膨張に応じて接続端子40が可撓部41で撓むため、接続端子40とパルス出力基板33との接続不良の発生を抑制することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、接続端子40における基板支持部32を通る部位に可撓部41を形成したが、これに限らず、それ以外の部位に可撓部41を形成してもよい。
・位置決め部35を含む基板支持部32の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、パルス出力基板33には、給電用ターミナル36との干渉を抑制する構成として切り欠き部34を形成したが、これ以外に例えば、パルス出力基板33の板厚方向に貫通する貫通孔を形成し、その貫通孔に給電用ターミナル36が挿通される構成としてもよい。
・上記実施形態では、給電用ターミナル36が挿通される切り欠き部34でパルス出力基板33の位置決めをしているが、これ以外に例えば、位置決め部35が挿通される貫通孔等を切り欠き部34とは別にパルス出力基板33に設けてもよい。
・上記実施形態では、基板支持部32は、パルス出力基板33におけるホールIC38の裏面側部位を支持しているが、これ以外に例えば、基板支持部32とホールIC38とがモータ扁平方向に重ならないように構成してもよい。
・上記実施形態では、本発明をパワーウインド装置の駆動源に用いられるモータ1に適用したが、パワーウインド装置以外の例えば車両用ワイパ装置の駆動源に用いられるモータに適用してもよい。
・ところで、特許文献1のモータでは、パルス出力基板は、回転軸の軸方向に対して垂直に設けられ、そのパルス出力基板に実装された回転検出素子がセンサマグネットに対して回転軸の軸方向に対向するように構成されている。つまり、このような構成では、センサマグネットとパルス出力基板とが回転軸の軸方向に対向するように配置されるため、モータが軸方向に大型化してしまう。
以下に示す技術的思想の目的は、軸方向への大型化を抑えることができるモータを提供することにある。
・回転軸を有するモータ部と、前記モータ部の出力側端部に組み付けられ、前記回転軸の軸直交方向に扁平な形状をなすギヤハウジングと、前記ギヤハウジング内に収容され、前記回転軸と一体回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板とを備えたモータであって、前記ギヤハウジングに対しその扁平方向に組み付けられ、外部と前記モータ部との電気的な接続を図るためのコネクタモジュールを備え、前記パルス出力基板は、前記コネクタモジュールの組付方向に対して垂直、かつ前記センサマグネットと径方向に対向するように、前記コネクタモジュールに設けられており、前記コネクタモジュールは、前記モータ部への給電のための給電用ターミナルを備え、前記パルス出力基板には、該パルス出力基板と前記給電用ターミナルとの干渉を抑制するための切り欠き部が形成されており、前記給電用ターミナルは前記切り欠き部に挿通されている。
この構成によれば、パルス出力基板がセンサマグネットに対し径方向に対向するように配置されるため、モータの軸方向への大型化を抑えることができる。また、パルス出力基板とセンサマグネットとが、コネクタモジュールの組付方向、つまり、ギヤハウジングの扁平方向(厚み方向と直交する方向)に対向するように構成されるため、ギヤハウジングの厚み方向への大型化も抑えることができる。
また、パルス出力基板と給電用ターミナルとの干渉を抑制することができ、その結果、モータ品質の向上に寄与できる。
・回転軸を有するモータ部と、前記モータ部の出力側端部に組み付けられ、前記回転軸の軸直交方向に扁平な形状をなすギヤハウジングと、前記ギヤハウジング内に収容され、前記回転軸と一体回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板とを備えたモータであって、前記ギヤハウジングに対しその扁平方向に組み付けられ、外部と前記モータ部との電気的な接続を図るためのコネクタモジュールを備え、前記パルス出力基板は、前記コネクタモジュールの組付方向に対して垂直、かつ前記センサマグネットと径方向に対向するように、前記コネクタモジュールに設けられており、前記コネクタモジュールは、前記モータ部への給電のための給電用ターミナルを備え、前記パルス出力基板には、前記給電用ターミナルが挿通される挿通部が形成されており、前記コネクタモジュールは、前記挿通部に挿通されて前記パルス出力基板の位置決めをする位置決め部を備えている。
この構成によれば、パルス出力基板がセンサマグネットに対し径方向に対向するように配置されるため、モータの軸方向への大型化を抑えることができる。また、パルス出力基板とセンサマグネットとが、コネクタモジュールの組付方向、つまり、ギヤハウジングの扁平方向(厚み方向と直交する方向)に対向するように構成されるため、ギヤハウジングの厚み方向への大型化も抑えることができる。
また、パルス出力基板と給電用ターミナルとの干渉を抑制することができ、その結果、モータ品質の向上に寄与できる。
また、給電用ターミナルとの干渉を抑制するための挿通部を利用してパルス出力基板の面方向の位置決めが可能となるため、位置決めのための構成をパルス出力基板に別途設ける必要がなく、基板設計が容易となる。
・回転軸を有するモータ部と、前記モータ部の出力側端部に組み付けられ、前記回転軸の軸直交方向に扁平な形状をなすギヤハウジングと、前記ギヤハウジング内に収容され、前記回転軸と一体回転するセンサマグネットと、前記センサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板とを備えたモータであって、前記ギヤハウジングに対しその扁平方向に組み付けられ、外部と前記モータ部との電気的な接続を図るためのコネクタモジュールを備え、前記パルス出力基板は、前記コネクタモジュールの組付方向に対して垂直、かつ前記センサマグネットと径方向に対向するように、前記コネクタモジュールに設けられており、前記コネクタモジュールは、前記パルス出力基板を支持する樹脂製のコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングにインサート成形されるとともに前記パルス出力基板に対して前記コネクタモジュールの組付方向から接続された接続端子とを備え、前記接続端子は、前記コネクタモジュールの組付方向への弾性変形が可能な可撓部を備えている。
この構成によれば、パルス出力基板がセンサマグネットに対し径方向に対向するように配置されるため、モータの軸方向への大型化を抑えることができる。また、パルス出力基板とセンサマグネットとが、コネクタモジュールの組付方向、つまり、ギヤハウジングの扁平方向(厚み方向と直交する方向)に対向するように構成されるため、ギヤハウジングの厚み方向への大型化も抑えることができる。
また、樹脂製のコネクタハウジングの熱膨張に応じて接続端子が可撓部で撓むため、接続端子とパルス出力基板との接続不良の発生を抑制することができる。
・前記コネクタモジュールは、前記パルス出力基板における前記回転検出素子の裏面側部位を支持する基板支持部を備えている。
この構成によれば、基板支持部から回転検出素子までの距離を近く構成できるため、回転検出素子の位置のばらつきを抑えることができる。
1…モータ、2…モータ部、4…コネクタモジュール、11a…出力側端部、13…回転軸、18…センサマグネット、21…ギヤハウジング、31…コネクタハウジング、32…基板支持部、33…パルス出力基板、34…切り欠き部(挿通部)、35…位置決め部、36…給電用ターミナル、38…ホールIC(回転検出素子)、40…接続端子、41…可撓部、X…組付方向。

Claims (2)

  1. 回転軸を有するモータ部と、
    前記モータ部の出力側端部に組み付けられ、前記回転軸の軸直交方向に扁平な形状をなすギヤハウジングと、
    前記ギヤハウジング内に収容され、前記回転軸と一体回転するセンサマグネットと、
    前記センサマグネットの回転を検出する回転検出素子を備えたパルス出力基板と
    を備えたモータであって、
    前記ギヤハウジングに対しその扁平方向に組み付けられ、外部と前記モータ部との電気的な接続を図るためのコネクタモジュールを備え、
    前記パルス出力基板は前記コネクタモジュールに設けられており、
    前記コネクタモジュールは、前記モータ部への給電のための給電用ターミナルを備え、
    前記回転検出素子と前記給電用ターミナルとは軸方向にずれた位置に設けられていることを特徴とするモータ。
  2. 請求項1に記載のモータにおいて、
    前記コネクタモジュールは、一対の前記給電用ターミナルを備え、
    前記パルス出力基板は、前記一対の給電用ターミナルの間に設けられていることを特徴とするモータ。
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