JP6862876B2 - モータユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータユニットに関する。

下記特許文献１には、ワイパ装置の駆動原として用いられるモータが開示される。このモータでは、ロータと共に回転するブシュに嵌合されたセンサマグネットの磁束をセンサによって検出することで、ロータの位相を検出することが可能となっている。

特開２０１３−１９８２７５号公報

ところで、センサマグネットはロータと共に回転するため、回転中におけるセンサマグネットの飛散を抑制又は防止できることが望ましい。

本発明は上記事実を考慮し、センサマグネットの飛散を抑制又は防止できるモータユニットを得ることが目的である。

請求項１記載のモータユニットは、軸線回りに回転可能に支持されたロータと、磁気を検出する検出部と、前記検出部によって磁気が検出されると共に係合部を有するセンサマグネットと、前記センサマグネットと一体に形成されていると共に前記ロータと一体回転可能に設けられ、前記係合部が係合されることで前記センサマグネットの径方向外側への移動を規制する被係合部を有する保持部材と、を備え、前記センサマグネットは、円筒状に形成され、前記センサマグネットの周方向の一部には、前記検出部側が開放された凹状の窪み部が形成され、前記保持部材は、前記センサマグネットにおいて窪み部が形成された部分を除く部分を周方向に挟み込む薄肉部を備えている。

請求項１記載のモータユニットによれば、ロータが回転されると、保持部材がロータと共に回転される。これにより、保持部材に保持されたセンサマグネットが回転される。そして、回転されたセンサマグネットの磁気は、検出部によって検出される。ここで、請求項１記載の発明では、センサマグネットに設けられた係合部が保持部材に設けられた被係合部に係合されている。これにより、センサマグネットの径方向外側への移動が規制される。その結果、例えば、センサマグネットが割れた際に、センサマグネットが飛散することを抑制又は防止することができる。
請求項２記載のモータユニットは、請求項１に記載のモータユニットにおいて、前記保持部材は、前記窪み部内に配置される窪み部内配置部を備えており、
前記保持部材における前記窪み部内配置部と前記薄肉部との間には、前記検出部側が開放されたスリットが形成されている。
請求項３記載のモータユニットは、請求項１又は請求項２に記載のモータユニットにおいて、前記保持部材は、一対の前記薄肉部を周方向につなぐと共に前記センサマグネットにおいて窪み部が形成された部分を除く部分の内周面に沿って延在する接続壁部を備えている。

請求項４記載のモータユニットは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータユニットにおいて、前記センサマグネットの一部は、軸方向への寸法が他の部分の寸法に比べて小さく設定され、前記センサマグネットの一部は、前記保持部材によって軸方向に挟み込まれている。

請求項４記載のモータユニットによれば、センサマグネットにおいて保持部材によって軸方向に挟み込まれた部分に割れが生じた際に、センサマグネットが飛散することを防止又は抑制することができる。

請求項５記載のモータユニットは、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のモータユニットにおいて、前記係合部及び前記被係合部のいずれか一方は、軸方向一方側へ突出する凸状部とされ、前記係合部及び前記被係合部のいずれか他方は、軸方向他方側が開放された凹状部とされ、前記凸状部が前記凹状部の内部に配置されている。

請求項５記載のモータユニットによれば、凸状部の外周面が凹状部の内周面に接触していることで、センサマグネットが飛散することを防止又は抑制することができる。

本発明に係るモータユニットは、センサマグネットの飛散を抑制又は防止できる、という優れた効果を有する。

モータユニットを分解して示す分解斜視図である。 センサマグネットを備えた連結部材を示す斜視図である。 センサマグネットを備えた連結部材を示す正面図である。 センサマグネットを備えた連結部材を示す側面図である。 センサマグネットを備えた連結部材を示す背面図である。 連結部材と検出装置との位置関係を示す側面図である。 センサマグネットを示す側断面図である。 センサマグメットを示す正面図である。 センサマグネットを備えた連結部材を示す背面図であり、凸状部及び凹状部を破線で示している。 センサマグネットを備えた連結部材を示す側面図であり、凸状部及び凹状部を破線で示している。

図１〜図１０を用いて本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、モータユニットの回転軸２６（ロータ１４）の回転軸方向、回転径方向及び回転周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、回転軸２６（ロータ１４）の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態のモータユニット１０は、一例として車両のパワーシートを作動させるために用いられるパワーシート用モータユニットである。このモータユニット１０は、ステータ１２と、ロータ１４と、図示しないブラシを支持するブラシホルダ１６と、を備えている。また、モータユニット１０は、ロータ１４と他の部材とを連結させると共にセンサマグネット３８と一体に形成された連結部材１８と、ロータ１４の位相を検出する検出装置２０と、を備えている。

（ステータ１２の構成）
ステータ１２は、略有底円筒状に形成されたモータヨーク２２を備えている。このモータヨーク２２の内周面には、複数のステータマグネット２４が固定されており、また複数のステータマグネット２４は周方向に沿って等間隔に配列されている。

（ロータ１４の構成）
ロータ１４は、その大部分がモータヨーク２２内配置されており、このロータ１４は、回転軸２６と、固定子コア２８と、整流子３０と、を含んで構成されている。

回転軸２６は、モータヨーク２２と同軸上に配置されており、回転軸２６の軸方向他方側（矢印Ｚ方向とは反対側）の端部は、図示しない軸受部材を介してモータヨーク２２の底部に回転自在に支持されている。さらに、回転軸２６の軸方向一方側の部分は、ブラシホルダ１６に支持された図示しない軸受部材を介して回転自在に支持されている。また、回転軸２６の軸方向一方側の端部は、連結部材１８が固定される連結部材固定部２６Ａとされている。

固定子コア２８は、回転軸２６に固定されると共に、モータヨーク２２内に配置されている。また、固定子コア２８は、径方向外側に向けて放射状に延びると共に周方向に沿って等間隔に配列された複数のティース部を備えており、この複数のティース部の回りには、導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルがそれぞれ形成されている。

整流子３０は、回転軸２６の軸方向一方側の部分に圧入によって固定されている。この整流子３０は、複数の整流子片３０Ａを有しており、整流子片３０Ａは整流子３０の外周面に同心状に配置されている。また、整流子３０の各整流子片３０Ａには、コイルを形成する巻線の端末部が電気的に接続されている。

（ブラシホルダ１６の構成）
ブラシホルダ１６は、絶縁性の材料を用いて形成されており、このブラシホルダ１６は、筒状に形成されていると共に内周部に整流子３０が配置される本体部１６Ａと、本体部１６Ａから径方向外側に向けて延びると共に図示しない相手側コネクタが接続されるコネクタ部１６Ｂと、を備えている。本体部１６Ａには、図示しない一対のブラシが支持されている。そして、この一対のブラシが整流子３０の整流子片３０Ａと摺接ことで、固定子コア２８のティース部の回りに形成されたコイルへ通電される電流が切替えられるようになっている。なお、ブラシホルダ１６には、相手側コネクタに支持された端子とブラシ又は後述する検出装置２０とを繋ぐターミナル３２が取付けられている。

（検出装置２０の構成）
図１に示されるように、検出装置２０は、ブラシホルダ１６と当該ブラシホルダ１６に取付けられるエンドブラケット３７との間に設けられており、この検出装置２０は、矩形板状に形成された回路基板３４と、回路基板３４に取付けられた検出部としてのホールＩＣ３６と、を含んで構成されている。回路基板３４は、軸方向を厚み方向として延在しており、この回路基板３４の長手方向の中間部には、回転軸２６が挿通される円形の挿通孔３４Ａが形成されている。また、回路基板３４の軸方向一方側の面における挿通孔３４Ａの周縁部には、ホールＩＣ３６がハンダ付け等により取付けられている。このホールＩＣ３６は、連結部材１８に支持されたセンサマグネット３８と軸方向に対向して配置されている。そして、このホールＩＣ３６が、センサマグネット３８の磁気を検出する。そしてさらに、ホールＩＣ３６により検出される磁気の強さ（磁束）が所定値を超えると、当該ホールＩＣ３６がＯＮ信号を出力するようになっている。

（センサマグネット３８の構成）
図２及び図４に示されるように、センサマグネット３８は、連結部材１８と一体に形成されることにより連結部材１８と一体回転可能とされている。また、センサマグネット３８の径方向外側の面は露出されている。なお、センサマグネット３８は、当該センサマグネット３８が所定の金型内にセットされて、当該金型内に連結部材１８を形成する樹脂材料が注入されて冷却されることで、連結部材１８と一体に形成されている（インサート成形により連結部材１８と一体化されている）。

具体的には、センサマグネット３８は、回転軸２６（図１参照）と同軸上に配置される円筒状に形成されたリングマグネットである。また、センサマグネット３８の径方向一方側の部分は、Ｎ極の磁極とされたＮ極部３８Ｎとされており、センサマグネット３８の径方向他方側の部分は、Ｓ極の磁極とされたＳ極部３８Ｓとされている。また、本実施形態では、センサマグネット３８におけるＮ極部３８ＮとＳ極部３８Ｓとの境界３８Ａの周縁部、すなわち、Ｎ極部３８ＮとＳ極部３８Ｓとの境界部３８Ｂ（以下当該境界部３８Ｂのことを「磁極境界部３８Ｂ」という）には、検出装置２０側（軸方向他方側）が開放された凹状の窪み部３８Ｃが形成されている。これにより、図６に示されるように、センサマグネット３８の磁極境界部３８Ｂ（窪み部３８Ｃが形成された部分）とホールＩＣ３６との軸方向距離Ｌ１が、センサマグネット３８における磁極境界部３８Ｂを除く部分３８ＤとホールＩＣ３６との軸方向距離Ｌ２よりも遠くなっている。なお、本実施形態のセンサマグネット３８は一対の磁極（Ｎ極部３８Ｎ及びＳ極部３８Ｓ）を有するため、センサマグネット３８には、上記窪み部３８Ｃが２箇所形成されている。また、本実施形態では、窪み部３８Ｃの深さＤが、周方向に沿って略一定の深さとされている。

（連結部材１８の細部の構成）
図２〜図５に示されるように、保持部材としての連結部材１８は、樹脂材料を用いて形成されており、この連結部材１８は、センサマグネット３８が固定（保持）されるセンサマグネット固定部１８Ａと、センサマグネット固定部１８Ａの軸方向一方側の端部から突出する３つの伝達突起１８Ｂと、を備えている。

図２〜図４に示されるように、センサマグネット固定部１８Ａは、軸方向を厚み方向として径方向に延在する円板状に形成された円板部１８Ｅと、円板部１８Ｅの軸心部から軸方向他方側に向けて突出する円筒状に形成された円筒部１８Ｆと、を備えている。円筒部１８Ｆの軸心部には、回転軸２６の連結部材固定部２６Ａ（図１参照）が係合される係合孔１８Ｃが形成されている。そして、回転軸２６の連結部材固定部２６Ａ（図１参照）が係合孔１８Ｃに係合されることで、連結部材１８が回転軸２６の軸方向一方側の端部に固定されるようになっている。

また、図２、図４及び図５に示されるように、センサマグネット固定部１８Ａは、センサマグネット３８に形成された一対の窪み部３８Ｃ内にそれぞれ配置される一対の窪み部内配置部１８Ｇを備えている。この窪み部内配置部１８Ｇにおける周方向の両端側には、径方向外側から見て軸方向他方側が開放されたスリット１８Ｈがそれぞれ形成されている。また、窪み部内配置部１８Ｇにおける周方向の両端部は、センサマグネット３８における磁極境界部３８Ｂを除く部分３８Ｄの周方向の端面に密着された薄肉部１８Ｉとされている。この薄肉部１８Ｉの厚みＴ２（周方向への寸法）は、窪み部内配置部１８Ｇの周方向の中央部の厚みＴ１（周方向への寸法）よりも薄い寸法に設定されている。また、一方の窪み部内配置部１８Ｇの薄肉部１８Ｉと他方の窪み部内配置部１８Ｇの薄肉部１８Ｉとは、センサマグネット３８における磁極境界部３８Ｂを除く部分３８Ｄの内周面に沿って延在する接続壁部１８Ｊを介してつながれている。

（センサマグネット３８の飛散防止構造）
次に、本実施形態の要部であるセンサマグネット３８の飛散防止構造について説明する。

本実施形態では、センサマグネット３８が割れた際に、センサマグネット３８が連結部材１８から脱落して飛散することを抑制又は防止するための飛散防止構造が適用されている。この飛散防止構造は、図７〜図１０に示されるように、センサマグネット３８に設けられた係合部としての４つの凸状部３８Ｅと、連結部材１８に設けられた被係合部としての４つの凹状部１８Ｋと、を含んで構成されている。なお、センサマグネット３８に割れが生じることは通常では考えられないが、モータユニット１０に衝撃が加えられた場合やセンサマグネット３８の製造時に不具合があった場合にセンサマグネット３８に割れが生じることを想定して、本飛散防止構造が適用されている。

具体的には、図７及び図８に示されるように、凸状部３８Ｅは、センサマグネット３８の軸方向一方側の面から軸方向一方側へ向けて突出する凸状に形成されている。本実施形態では、センサマグネット３８に形成された一方の窪み部３８Ｃの周方向の両側部分に２つの凸状部３８Ｅがそれぞれ配置されており、他方の窪み部３８Ｃの周方向の両側部分に残り２つの凸状部３８Ｅがそれぞれ配置されている。換言すると、凸状部３８Ｅ及び凹状部１８Ｋが、センサマグネット３８において連結部材１８の円板部１８Ｅと窪み部内配置部１８Ｇとの間に挟み込まれた部分の周方向の両側に配置されている。

図９及び図１０に示されるように、凹状部１８Ｋは、軸方向他方側が開放された凹状に形成されており、この凹状部１８Ｋは、センサマグネット３８を連結部材１８にインサート成形する際にセンサマグネット３８の凸状部がその内部に配置されることで形成されている。これにより、本実施形態では、凸状部３８Ｅの数に対応する４つの凹状部１８Ｋが形成されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１に示されるように、本実施形態のモータユニット１０では、ブラシホルダ１６内に設けられた図示しないブラシが整流子３０に摺接して、ロータ１４の一部を構成する複数のコイルへの通電が切替えられることによって、ロータ１４が回転する。これにより、ロータ１４の回転軸２６に固定された連結部材１８を介して車両のパワーシートの一部を構成する部材が回転されて、車両のパワーシートが作動される。

また、ロータ１４が回転されると、連結部材１８に支持されたセンサマグネット３８が回転される。そして、センサマグネット３８の磁気がホールＩＣ３６によって検出されると共に、ホールＩＣ３６によって検出される磁気の強さ（磁束）が所定値を超えると、ホールＩＣ３６からＯＮ信号が出力される。そして、このＯＮ信号がカウントされることで、回転軸２６の回転角度が算出される。

ここで、図９及び図１０に示されるように、本実施形態では、センサマグネット３８の凸状部３８Ｅが連結部材１８の凹状部１８Ｋに係合されている。これにより、凸状部３８Ｅの外周面が凹状部１８Ｋの内周面に接触していることで、回転中におけるセンサマグネット３８の径方向外側への移動が規制される。その結果、センサマグネット３８が割れた際に、センサマグネット３８が飛散することを抑制又は防止することができる。

特に、本実施形態では、上記の凸状部３８Ｅ及び凹状部１８Ｋが、センサマグネット３８において連結部材１８の円板部１８Ｅと窪み部内配置部１８Ｇとの間に挟み込まれた部分の周方向の両側に設けられている。換言すると、上記の凸状部３８Ｅ及び凹状部１８Ｋが、センサマグネット３８において軸方向への寸法が他の部分に対して小さくなっている窪み部３８Ｃが形成された部分の周方向の両側に設けられている。これにより、センサマグネット３８において割れが発生し易いと考えられる窪み部３８Ｃが形成された部分に割れが生じた際に、センサマグネット３８が飛散することを効果的に抑制又は防止することができる。

なお、本実施形態では、凸状部３８Ｅをセンサマグネット３８に設けると共に凹状部１８Ｋを連結部材１８に設けることにより、センサマグネット３８の飛散を抑制又は防止した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、軸方向一方側が開放された凹状部をセンサマグネット３８に設けると共に軸方向他方側へ向けて突出する凸状部を連結部材１８に設けることにより、センサマグネット３８の飛散を抑制又は防止してもよい。また、凸状部や凹状部に代えて他の構成の係合部及び被係合部をセンサマグネット３８及び連結部材１８にそれぞれ設けることにより、センサマグネット３８の飛散を抑制又は防止してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ モータユニット
１４ ロータ
１８ 連結部材（保持部材）
１８Ｋ 凹状部（被係合部）
３６ ホールＩＣ（検出部）
３８ センサマグネット
３８Ｅ 凸状部（係合部）

Claims (5)

1. 軸線回りに回転可能に支持されたロータと、
   磁気を検出する検出部と、
   前記検出部によって磁気が検出されると共に係合部を有するセンサマグネットと、
   前記センサマグネットと一体に形成されていると共に前記ロータと一体回転可能に設けられ、前記係合部が係合されることで前記センサマグネットの径方向外側への移動を規制する被係合部を有する保持部材と、
   を備え、
   前記センサマグネットは、円筒状に形成され、
   前記センサマグネットの周方向の一部には、前記検出部側が開放された凹状の窪み部が形成され、
   前記保持部材は、前記センサマグネットにおいて窪み部が形成された部分を除く部分を周方向に挟み込む薄肉部を備えているモータユニット。
2. 前記保持部材は、前記窪み部内に配置される窪み部内配置部を備えており、
   前記保持部材における前記窪み部内配置部と前記薄肉部との間には、前記検出部側が開放されたスリットが形成されている請求項１に記載のモータユニット。
3. 前記保持部材は、一対の前記薄肉部を周方向につなぐと共に前記センサマグネットにおいて窪み部が形成された部分を除く部分の内周面に沿って延在する接続壁部を備えている請求項１又は請求項２に記載のモータユニット。
4. 前記センサマグネットの一部は、軸方向への寸法が他の部分の寸法に比べて小さく設定され、
   前記センサマグネットの一部は、前記保持部材によって軸方向に挟み込まれている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータユニット。
5. 前記係合部及び前記被係合部のいずれか一方は、軸方向一方側へ突出する凸状部とされ、
   前記係合部及び前記被係合部のいずれか他方は、軸方向他方側が開放された凹状部とされ、
   前記凸状部が前記凹状部の内部に配置されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のモータユニット。

Images