JP7445719B2 - 回転装置および車両 - Google Patents
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Description
回転センサーには、電源端子、グランド端子及び出力端子といった入出力用の端子が設けられており、回転センサーの回転検出パターンとなる抵抗体が形成された回路基板に、それらの端子が固定されている。
(1)本発明の回転装置は、モータと、複数のギアと、複数の第1接続端子と、前記ギアの回転角を検出するポジションセンサーと、複数の第2接続端子と、を備えており、前記ポジションセンサーは、導電部を有するセンサー基板と、前記センサー基板の前記導電部に接触する導電性ブラシと、を備え、前記複数の第2接続端子は、前記センサー基板の前記導電部と直接又は他の部材を介して電気的に接続され、前記第1接続端子と前記第2接続端子は外部コネクタに接続される接続端子であり、前記複数の第1接続端子は、前記複数の第2接続端子に対して、前記モータ側に配置されており、前記第1接続端子の端面と前記センサー基板の端面は対向しており、前記第2接続端子の端面と前記センサー基板の端面は対向している。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
以下、係合される孔を係合孔、係合される突起を係合突起と呼称する。
図1に示すように、回転装置10は、面部としての第1面部21及び第1面部21の外周部に設けられた第1側壁部22を有する第1筐体23と、面部としての第2面部25及び第2面部25の外周部に設けられた第2側壁部26を有する第2筐体27と、を合わせることで構成される筐体20を備えている。
また、筐体20は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ABS等の樹脂材料で形成されている。
具体的には、後述する、モータ30、複数のギア60、センサー基板70、フレキシブル配線基板80、第1接続端子35及び第2接続端子71を筐体20は収容している。
なお、電気接続とは、2つの部材を直接又は他の部材を介して電気的に接続することをいう。
以下に記載する電気接続は、この意味で用いる。
モータ30は出力ギア50を回転させるための駆動装置であり、本実施形態ではモータ30にDCモータを用いている。
モータ30は、図3に示すように、角部が湾曲した四角柱状の外形を有する本体部31と、本体部31の第1端面31aから導出された回転軸32と、本体部31の第1端面31aの反対側に位置し、第1端面31aに対向する第2端面31bから外側に突出するように設けられた一対のモータ端子33と、を備えている。
なお、回転軸32は、モータ30の本体部31内に収容されているロータ(図示せず)に固定されている。
図2及び図3に示すように、複数のギア60には、伝達ギア40が含まれており、この伝達ギア40は、所定のギア比でモータ30の回転軸32の回転を出力ギア50に伝達させるためのギアであり、本実施形態では、伝達ギア40として3つのギア(ウォームギア41、第1二段ギア42及び第2二段ギア43)を用いている。
出力ギア50は、上述したように、図示しない空調システムのルーバーの駆動軸が接続され、モータ30の回転軸32の回転をルーバーの駆動軸を制御する駆動力として出力するためのギアである。
したがって、出力ギア50に導電性ブラシ51を取り付けた状態を示す斜視図である図5に示しように、突起52が、この導電性ブラシ51の貫通孔51aに圧入されるように、導電性ブラシ51を出力ギア50上に取り付けることで、導電性ブラシ51が出力ギア50に固定される。
例えば自動車に搭載された空調機などは、ルーバーを備えている。
この図示しないルーバーを所定の状態に駆動制御を行うために、特に出力ギア50の回転角を制御する必要があり、センサー基板70は、その出力ギア50の回転角を制御するために、その出力ギア50の回転角の検出を行うための部材である。
センサー基板70の樹脂基板は、例えば、エポキシ系樹脂で形成されている。
そして、樹脂基板の厚さは、例えば、約300μm~約1600μmである。
また、この樹脂基板は後述するフレキシブル配線基板80に比べて硬い。
なお、センサー基板70は、第1筐体23側に設けられた図示しないセンサー基板取付部に固定される。
図6に示すように、センサー基板70は、出力ギア50の回転軸(図2参照)が配置される貫通孔70aと、その貫通孔70aの外周に印刷によって形成された導電部72と、を備えている。
第1接続端子35及び第2接続端子71は、回転装置10に接続される外部コネクタに接続される接続端子である。
本実施形態では、第1接続端子35及び第2接続端子71は、金属製の板材を打ち抜きすることで同形状に形成したものを用いている。
凹部91は、筐体20の厚さ方向に凹む形状を有するとともに、外部から筐体の内部に向かう方向(図示の例では、第1接続端子35、第2接続端子71の長手方向)に延びている。
これら凹部91内に、複数の第1接続端子35及び複数の第2接続端子71それぞれが配置されている。
接続端子保持部90は、第1接続端子35及び第2接続端子71の平板部(平板部35b及び平板部71b)が互いに対向するように、第1接続端子35及び第2接続端子71を並列に保持している。
また、平板部(平板部35b及び平板部71b)が互いに対抗するように第1接続端子35及び第2接続端子71を並列に保持するようにすることで、端子を配置するためのスペースを小さくすることができ、回転装置10の小型化が行える。
この第1突起部35cは、第1接続端子35の平板部35bから突起した形状を備えている。
また、第1突起部35cは第1接続端子35が接続端子保持部90の凹部91に保持された状態のときに、凹部91内からフレキシブル配線基板80に向かって突出した形状を有している。
同様に、第2接続端子71の平板部71bには、第2突起部71cが設けられており、この第2突起部71cは、第2接続端子71の平板部71bから突起した形状を備えている。
また、第2突起部71cは第2接続端子71が接続端子保持部90の凹部91に保持された状態のときに、凹部91内からフレキシブル配線基板80に向かって突出した形状を有している。
図3に示すように、フレキシブル配線基板80は、大きく分けて3つの面(図示の例では3つの平面)を有しており、具体的には、第1接続端子35及び第2接続端子71と接続される一端側の第1面部81と、モータ30のモータ端子33に接続される他端側の第2面部82と、その第1面部81と第2面部82とを繋ぐ中間面部83と、を備えている。
図示の例では、第1面部81、第2面部82、中間面部83は、それぞれ平面となっている。
フレキシブル配線基板80は、例えば厚さが約12μmから50μmのフィルム(樹脂基板)の上に接着層を形成し、接着層の上に例えば厚みが約12μm~約50μmの導体が印刷又は貼りあわされた構造を有する。
フィルムはポリイミドやポリエステルなどの、絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。
そして、導体は銅などの金属材料で形成されている。
また、接着層にはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂で形成されている。
このようなフレキシブル配線基板80は、90度以上の角度で折り曲げても折り曲げ前の形態に復元できる基板になっている。
具体的には、図3に示すように、フレキシブル配線基板80の第1面部81と第2面部82との間を繋ぐ中間面部83に、第1面部81と第2面部82をほぼ直交するように配置する折曲部83aを設けるようにしており、その折曲部83aの形状も折り返し構造が設けられた折曲部としている。
この折曲部83aに、折り返し構造を設ける代わりに、湾曲した構造を設けても構わない。
なお、図示の例では、第1面部81が延在する方向と第2面部82が延在する方向は、折曲部83aによって、交差している。
この折曲部83aは、第1接続端子35からモータ30のモータ端子33(図3参照)に至る途中に設けられ、振動等に応じて第1面部81と第2面部82とが成す角度(折曲角度)を変えるとともにバネ性を示す。
よって、折曲部83aにより、第1接続端子35とフレキシブル配線基板80との接続部分やモータ端子33とフレキシブル配線基板80との接続部分に引っ張り応力等が加わることが回避でき、接続不良の発生を抑制することができるとともに、フレキシブル配線基板80自体の断線等の発生を抑制することができる。
図8は実施形態の回転装置10を備える空調システム100を説明するための概略図であり、図9は図8の空調システム100を備えた車両を示す図である。
したがって、上述したように、回転装置10によって、ルーバー104が回動制御(図8の両矢印参照)され、所定の状態となるようにされる。
このため、この切り替え部分に設けられたルーバーを制御するのにも回転装置10は好適に用いることができる。
上記実施形態では、センサー基板70を出力ギア50の回転角を検出するように配置し、出力ギア50に導電性ブラシ51を設けるようにした場合について説明してきたが、回転角の検出は、出力ギア50に限定されるものではない。
したがって、回転角を検出するセンサー基板70を、伝達ギア40のうちのいずれかのギアの回転角を検出するように配置し、その回転角を検出するギアに導電性ブラシ51をもうけるようにしてもよい。
回路基板に加締め等で入出力用の端子を固定すると、その加締め作業時に回路基板を破損する場合がある。
また、回路基板に、直接、入出力用の端子を固定すると、車両の振動等の影響によって回路基板と端子との接続部分に応力がかかるため、そのような応力が長期にわたって加わると接続部分が疲労し、亀裂や破断に至ることで接続不良が発生する場合がある。
(1)一つの実施形態の回転装置は、モータと、前記モータの回転を外部に伝達する複数のギアと、前記モータの複数のモータ端子に電気接続される複数の第1接続端子と、導電部を有するセンサー基板と、前記ギアに設けられ、前記センサー基板の前記導電部に接触する導電性ブラシと、前記センサー基板の導電部と電気接続される複数の第2接続端子と、前記センサー基板の前記導電部と前記第2接続端子との間を電気接続するフレキシブル配線基板と、を備えている。
Claims (6)
- モータと、
前記モータの回転を外部に伝達する複数のギアと、
前記モータの複数のモータ端子に電気接続される複数の第1接続端子と、
導電部を有するセンサー基板と、
前記ギアに設けられ、前記センサー基板の前記導電部に接触する導電性ブラシと、
前記センサー基板の前記導電部と電気接続される複数の第2接続端子と、
導体を有するフィルムと、
を備え、
前記導体を有するフィルムは、形状変化する第1面部と、形状変化する第2面部と、当該第1面部と当該第2面部をつなぐ中間面部と、を備え、
前記センサー基板の前記導電部は、前記フィルムの第1面部を介して、前記第2接続端子と電気接続され、
前記第1接続端子と前記第2接続端子は外部コネクタに接続される接続端子であり、
前記第1接続端子は前記モータ端子と前記フィルムの第2面部を介して電気接続され、
前記フィルムの中間面部は、折り返し構造又は湾曲した構造を有する折曲部を備え、
前記折曲部は折曲角度を変えるとともにバネ性を示す、回転装置。 - 前記モータがDCモータであり、
前記複数のギアは、出力ギアと伝達ギアを備えている請求項1に記載の回転装置。 - 前記導電性ブラシが前記出力ギアに設けられている請求項2に記載の回転装置。
- 前記センサー基板の前記導電部は、前記導電性ブラシの接触位置の変位に応じて抵抗値
が変わる可変抵抗部を構成している請求項1から3のいずれか1項に記載の回転装置。 - 前記第1接続端子は、前記第2接続端子より前記モータに近い側に設けられている請求
項1から4のいずれかに記載の回転装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の回転装置と、
前記回転装置によって制御されるルーバーと、を備えている空調システムを有している
車両。
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