WO2005076438A1 - モータ駆動装置 - Google Patents

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WO2005076438A1
WO2005076438A1 PCT/JP2005/001668 JP2005001668W WO2005076438A1 WO 2005076438 A1 WO2005076438 A1 WO 2005076438A1 JP 2005001668 W JP2005001668 W JP 2005001668W WO 2005076438 A1 WO2005076438 A1 WO 2005076438A1
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motor
case
control board
drive device
board
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PCT/JP2005/001668
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Takahiro Maruyama
Yoshikazu Ito
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Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha
Yachiyo Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60J7/00Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs
    • B60J7/02Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes
    • B60J7/04Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes with rigid plate-like element or elements, e.g. open roofs with harmonica-type folding rigid panels
    • B60J7/057Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
    • B60J7/0573Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs power driven arrangements, e.g. electrical
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    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • HELECTRICITY
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    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive device used, for example, for driving a sunroof for a vehicle.
  • Electric motors are used for home appliances such as refrigerators and cooling fans, OA equipment such as copiers and printers, sunroof devices for vehicles, window opening devices, door opening devices, shift controllers that switch the driving of engines, and the like.
  • a motor drive for operating the actuator is used.
  • various electric motors such as an inner rotor type or outer rotor type DC brush motor, a DC brushless motor, and a step motor are used, and a drive circuit (motor drive circuit) including a CPU and an MPU is used. Drive controlled.
  • These motors are usually housed in a motor case, and the motor case is fixed to the mounting surface with screws, or the stator is mounted on the mounting surface together with the control board, and is fixed by screwing through the stator. In many cases!
  • a control board is housed in a housing-like board case to protect electrical components, and is arranged in a separate room near the motor and gear case, etc. — See 189546.
  • a drive transmission mechanism including a reduction gear to actuate actuators such as cables, racks and gear pulleys.
  • actuators such as cables, racks and gear pulleys.
  • a shift controller are the board case accommodating the control board and the gear case accommodating the gear train for transmitting the motor drive arranged in separate rooms separated by a partition wall (see JP-A-2003-189546).
  • the control board is not disposed immediately below the reduction gear, and both are shifted (see JP-A-2001-30763).
  • lubricating oil such as grease is often applied to the transmission mechanism, including the reduction gear, to prevent wear of the gear teeth and enhance the rotational performance of the shaft, and this lubricating oil dripped onto the control board. In this case, it is to prevent a short circuit or a failure in the circuit, and further, to prevent interference between an electronic component mounted on the control board and the gear.
  • geared motors are likely to amplify noise due to transmission of mechanical vibrations during motor rotation, such as brush sliding noise, vibration noise due to cogging torque ripple, and rotational vibration, to the motor case power board case, resulting in increased noise.
  • mechanical vibrations during motor rotation such as brush sliding noise, vibration noise due to cogging torque ripple, and rotational vibration
  • the thickness of the housing such as the substrate case is increased in order to increase the rigidity, the device becomes large and the manufacturing cost increases.
  • control board and the drive transmission mechanism are arranged in separate chambers, it is necessary to provide a partition in the board case, so that the height of the case is increased and the entire motor driving device becomes large.
  • control board and the drive transmission mechanism are arranged so as to be shifted so as not to overlap with each other, the installation area of the device increases.
  • a first object of the present invention is to reduce the number of parts required for assembling a motor because it is arranged in a narrow installation space, to reduce the size, and to improve the assemblability of the motor. To provide a location.
  • a second object is to provide a motor drive device that reduces the noise amplified by the board case while reducing the size of the board case that houses the control board because the board case that houses the control board is placed in a narrow installation space. is there.
  • a third object is to provide a motor drive device that can be installed in a small space by reducing the height and installation area to reduce the size of the entire device.
  • the motor driving device employs the following means.
  • the first means is a motor drive device in which a motor shaft having a rotor magnet is rotatably supported by a motor case in a space surrounded by a stator core having a coil wound around a stator tooth portion.
  • One end surface in the axial direction of the stator is abutted against the inner wall surface of the case in the case, and the lid is fitted into the opening, whereby the stator is urged toward the one end surface in the axial direction from the other end surface in the axial direction. It is fixed inside the motor case.
  • an elastic body is sandwiched between the other axial end surface of the stator and the lid.
  • the lid is fitted into the opening of the motor case by snap fitting.
  • a brushless motor is mounted on the motor case.
  • the second means is a motor driving apparatus including a motor and a control board on which a drive circuit for the motor is formed, wherein a board case for housing the control board houses the motor via a damper. It is characterized by being assembled integrally with the case.
  • control board is superposed on the board receiving portion in the board case, and the superposed control board and the board receiving portion are sandwiched by a damper, and the control board is assembled to the board case.
  • the outer surface of the housing-like substrate case also has an opening formed over the side surface, and a substrate receiving portion that forms a stepped recess on the outer surface side is protrudingly provided in the substrate case at the opening.
  • the control board is superimposed on the receiving part, a damper is mounted through the side opening, the control board and the board receiving part are sandwiched, and a screw is inserted into the shaft hole of the damper to remove the motor board. It is screwed and fixed between the base and the base.
  • a third means is a motor drive device for opening and closing a sunroof for a vehicle.
  • the control means includes a motor, a speed reduction unit connected to a motor shaft for transmitting and driving, and a drive circuit for the motor.
  • the board and the board are assembled facing each other in the board case, and the same room in the board case is separated by a shielding material in which a shaft hole that allows the insertion of the output shaft of the speed reduction section is formed in the gap between the speed reduction section and the control board. It is characterized by being arranged.
  • the speed reduction is achieved by assembling the first case and the second case, in which the first case is provided with the speed reduction portion and the shielding material covering the speed reduction portion, and the control case is fixed to the second case.
  • the unit and the control board are arranged in the same room with a shielding member therebetween.
  • a smooth cloth material is used as a shielding material on the side facing the deceleration unit, and a sheet material in which a resin material is overlapped on the side facing the control board is used.
  • the motor drive device which is a motor drive device for opening and closing a sunroof for a vehicle
  • the motor is housed in the motor case in the axial direction from the opening in the motor case.
  • One end face in the axial direction of the stator is abutted against the inner wall surface of the case, and the stator is urged toward the one end face in the axial direction from the other end face in the axial direction to be fixed in the motor case.
  • Fixing work such as stop fixing is not required, and the assemblability is good. The number of parts required for motor assembly can be reduced, so that downsizing can be achieved.
  • the motor since the motor is not firmly fixed to the motor case by an adhesive or thermocompression bonding, the motor is positioned and fixed at V, which does not cause distortion between the motor case having a different coefficient of thermal expansion and the motor case. Therefore, the motor case will not be deformed or damaged even in a severe operating environment.
  • the elastic body is sandwiched between the other end face of the stator core in the axial direction and the lid, so that positioning in the motor case can be performed by the elastic force of the elastic body, and the elastic vibration of the motor is also reduced by the elastic body. Absorption can reduce noise.
  • the lid can be easily fitted into the opening of the motor case by snap fit. According to this, the motor can be housed in the case in the axial direction, and the cover can be attached and fixed simply by fitting the lid into the opening with a single touch.
  • the board case for housing the control board in the case is assembled integrally with the motor case for housing the motor via the damper, so that the motor case side generates the motor case.
  • the generated mechanical vibration is absorbed by the damper and becomes difficult to be transmitted to the substrate case. Therefore, noise reduction can be achieved while keeping the board case small and thin.
  • control board is superimposed on the board receiving section in the board case, and the superposed control board and board receiving section are sandwiched between dampers and the control board is assembled to the board case.
  • the noise of the box which is difficult to be transmitted to the control board and the board case, is absorbed by the damper, while the noise of the brush of the motor, the vibration noise due to the cogging torque ripple, etc., and the rotation vibration at the time of the motor rotation drive are suppressed. Noise can be reduced.
  • an opening is formed over the side surface of the casing-like substrate case, and a substrate receiving portion that forms a stepped recess on the exterior surface side is protrudingly provided in the substrate case at the opening.
  • the damper is mounted through the side opening to sandwich the control board and the board receiving part, so that the control board can be easily assembled to the board case, and a screw can be inserted into the shaft hole of the damper to connect it to the motor case. Since the control board can be screwed, the number of parts is small, and the threadability is good.
  • the size of the board case can be reduced and the installation can be done in a narrow installation space of the fixed roof of the vehicle, contributing to lower noise. can do.
  • the speed reduction unit that is connected to the motor shaft and transmits the drive and the control board on which the electronic components are mounted are opposed to each other in the case, and the speed reduction unit and the control unit are controlled. Since the shield with a shaft hole that allows the output shaft of the reduction unit to be inserted is placed in the same room in the gap between the reduction unit and the control unit, the reduction unit and the control substrate may not be assembled. Since it can be stored in the case at the minimum height where it does not overlap, the height and installation area of the device can be significantly reduced, and downsizing can be achieved.
  • the speed reducer and the control board which are opposed to each other in the same room, are separated by the shielding material, the speed of the speed reducer ensures the freedom of design of the control board so that lubricating oil such as grease does not drip. be able to.
  • the speed reduction is achieved by assembling the first case and the second case, in which the first case is provided with the speed reduction portion and the shielding material covering the speed reduction portion, and the control case is fixed to the second case. Since the unit and the control board are arranged in the same room with the shielding member therebetween, the assembling property is good.
  • the size of the vehicle can be reduced, so that the sunroof can be installed in a narrow installation space of a fixed roof of a vehicle.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sunroof drive device.
  • 2A and 2B are a plan view and a front view of a sunroof drive device as viewed from a substrate case side.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are a partial cutaway view of the sunroof drive device as viewed from a motor case side force, a partial sectional view taken along arrows AA, and a sectional view taken along arrows BB.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a three-phase DC brushless motor.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are explanatory views of a motor case accommodating a reduction gear and a shielding member.
  • FIG. 6 is a partial sectional view showing an assembly structure of a motor case and a lid.
  • the motor drive device can be widely applied to a device that operates an actuator by an electric motor.
  • a sunroof for a vehicle is opened and closed.
  • the sunroof drive unit is equipped with a geared cable (cable with a spiral gear groove) that engages with the output gear that is rotated by the motor drive, and a slide panel that is linked to pushing and pulling means such as a resin belt.
  • the opening of the fixed roof is opened and closed by performing a sliding operation to slide between the closed position and a tilting operation to raise the rear end side of the fully closed position force.
  • a schematic configuration of a vehicle sunroof drive device will be described with reference to the block diagram of FIG.
  • the power source 1 a battery, a fuel cell, or the like mounted on a vehicle is used, and a power source voltage (for example, a battery voltage of 12 V) is supplied to the power source processing unit 2.
  • the power supply processing unit 2 converts a power supply voltage (for example, 12 V) into a voltage for a control unit (for example, 5 V), stabilizes the power supply voltage, protects a reverse connection, and performs ONZOFF of the power supply by an external signal.
  • the voltage monitoring unit 3 monitors the control voltage supplied to the CPU (Central Control Processing Unit) 4, and sends an input signal to the CPU 4 when a voltage drop occurs.
  • the CPU Central Control Processing Unit
  • the CPU 4 controls the driving of the sunroof drive device, and performs the operation control of the sunroof and the phase switching control for forming the rotating magnetic field of the motor in combination. That is, the CPU 4 includes a roof operation control unit 5 that controls the opening and closing operation of the roof 13 and a rotating magnetic field generation control unit 6 that generates a rotating magnetic field based on a magnetic pole detection signal from the motor and controls the rotation. Is provided. A power operation start signal such as a switch 7 provided on the operation panel of the vehicle is input to the CPU 4, and the roof operation control unit 5 starts the motor through the rotating magnetic field generation control unit 6.
  • the nonvolatile memory (for example, EEPROM) 8 stores the current roof position information and control data related to the opening / closing position, deceleration position, motor rotation speed, etc. necessary for operation control of the roof in advance.
  • the data can be rewritten according to the data. For example, when power is turned on, the previously stored position information is read out, and when the voltage monitoring unit 3 detects a power supply voltage drop, the roof position information is written into the nonvolatile memory 8.
  • the motor driver 9 is a driving source through a driving circuit (three-phase bridge circuit) provided with switching elements such as transistors, IGBTs, and FETs.
  • Phase switching signal to 3-phase DC brushless motor 10 (drive voltage ) Is output.
  • the driving power of the motor driving unit 9 is supplied from the power processing unit 2.
  • the DC brushless motor 10 pushes and pulls a roof drive cable 12 connected through a deceleration unit 11 described later.
  • the roof (slide panel) 13 connected to the roof drive cable 12 is opened and closed.
  • Three-phase detection pulse signals are input to the roof operation control unit 5 and the rotating magnetic field generation control unit 6 from the magnetic pole sensors (Magnetoelectric conversion elements such as Hall elements, Hall ICs, and MR sensors) installed in the DC brushless motor 10. Is done.
  • the roof operation control unit 5 monitors the roof speed (motor rotation speed) and the number of pulses of the phase switching signal based on the control program. Instruct the rotating magnetic field generation controller 6 to update the phase switching signal.
  • the roof operation control unit 5 generates the position information of the roof using the three-phase detection pulse signals.
  • the sunroof drive device is configured by combining, for example, a resin-made substrate case 15, a motor case 14 covering the substrate case 15, and an outer case 16.
  • the motor case 14 houses a three-phase DC brushless motor 10 and a cable drive mechanism that is connected to the three-phase DC brushless motor 10 through the speed reduction unit 11 to push and pull the roof drive cable 12 (FIG. 1). reference).
  • a control board 18 on which electronic components constituting a control circuit such as the CPU 4, the motor drive unit 9, and the nonvolatile memory 8 (see FIG. 1) are mounted is mounted on the board case 15.
  • the outer case 16 covers the control board 18 attached to the board case 15.
  • the three-phase DC brushless motor 10 is inserted into the motor case 14 and is supported and fixed in the case by fitting the lid 17.
  • a pair of guide plates 19 for guiding the movement of the roof drive cable 12 are provided on the outer surface of the motor case 14 so as to project outward (see FIG. 2B).
  • FIG. 3A two through holes 20 are formed in the motor case 14 along the moving path of the roof drive cable 12, respectively.
  • a damper (a grommet, an anti-vibration rubber, etc.) 22 is fitted into a C-shaped stopper 21 formed on the inner wall of each through hole 20 by a circumferential groove (concave groove) formed on the outer periphery. .
  • These dampers 22 allow the rotational vibration of the DC brushless motor 10 to pass through the motor case 14 to support the roof drive device.
  • the roof drive cable 12 see Fig. 1).
  • the control board 18 is superimposed on the board receiving portion 15a in the board case 15, and the upper and lower surfaces of the superposed control board 18 and the board receiving portion 15a are sandwiched by dampers (grommets) 23.
  • the control board 18 is mounted on the board case 15. Specifically, an opening 15d is formed from the exterior surface 15b of the housing-like substrate case 15 to the side surface 15c.
  • a board receiving portion 15a (a U-shape in plan view: see FIG. 2A) that forms a stepped recess on the exterior surface side in the opening 15d protrudes into the board case 15, and the control board 18 is overlaid on the board receiving portion 15a.
  • damper 23 Attach the damper 23 through the opening 15d on the side surface 15c side, sandwich the control board 18 and the board receiving part 15a, insert the set screw 24 into the shaft hole of the damper 23, and insert the motor case (other case). It is screwed and fixed between.
  • the damper (grommet) 23 one in which a concave groove is formed in a circumferential direction of a cylindrical rubber material, and a collar (metal cylinder) is fitted in a shaft hole is preferably used.
  • the end faces of the control board 18 and the board receiving portion 15a are abutted against the damper 23, and the upper and lower faces are sandwiched by the damper 23, and the control board 18 is assembled to the board case 15.
  • a high-speed drive is used, so that the rotational vibration is easily transmitted to the substrate case 15, and the vibration is easily transmitted even when the motor shaft is long like a geared motor. It is valid.
  • a connector 25 is connected to the control board 18 and protrudes outward from a cutout provided in the board case 15.
  • the connector portion 25 is electrically connected to a terminal portion (not shown) on the vehicle side.
  • a through hole 26 is provided in a portion corresponding to the damper 22 of the board case 15 and the control board 18 and a portion corresponding to an output shaft described later.
  • the sun roof drive unit is mounted by aligning the through hole 20 (see FIG. 3B) of the motor case 14 with a screw portion (not shown) of the roof drive cable 12. That is, a washer (not shown) is placed on the damper 22 from the substrate case 15 side, and the screw is inserted into the shaft hole of the damper 22.
  • the sunroof drive device is connected and fixed to the roof drive cable 12 by being inserted and screwed into the screw fixing portion.
  • the through hole 27 is a hole provided in the substrate case 15 for tool insertion.
  • the configuration of the DC brushless motor 10 will be described with reference to FIGS.
  • the DC brushless motor 10 for example, an inner rotor type three-phase DC brushless motor having 4 poles and 6 slots is suitably used.
  • the stator core 28 for example, a laminated core is used, and stator teeth portions 29 are protruded at six force points inward in the radial direction.
  • a stator coil 30 is wound around each stator tooth portion 29.
  • the rotor 31 is incorporated in a space surrounded by the stator core 28.
  • Magnetic pole sensors (magnetoelectric conversion elements such as Hall elements, Hall ICs, and MR sensors) 32 are provided at three locations facing the outer periphery of the rotor.
  • the DC brushless motor 10 is not limited to the 4-pole 6-slot, but the above-described embodiment is preferable in consideration of the decrease in the rotational torque accompanying the multi-pole.
  • the magnetic pole sensor 32 is provided on a sensor substrate 34 arranged orthogonal to the motor shaft 33.
  • the sensor board 34 is abutted against the end face of the stator core 28 via a spacer (for example, an insulator 49 in FIG. 6), and an elastic body 35 such as an O-ring is sandwiched between the sensor board 34 and the lid 17.
  • a spacer for example, an insulator 49 in FIG. 6
  • an elastic body 35 such as an O-ring is sandwiched between the sensor board 34 and the lid 17.
  • the sensor board 34 is wired and connected to the control board 18 and connected to a control circuit.
  • the rotor 31 is radially supported by a motor shaft 33 at bearings 36 provided at a total of three places by the motor case 14 and the lid 17. Both ends of the motor shaft 33 abut against a thrust receiver 37 provided on the motor case 14 and the lid 17.
  • the rotor 31 has a cylindrical rotor magnet 38 provided around a motor shaft 33.
  • the rotor magnet 38 has N and S poles alternately magnetized in the rotation direction. mouth
  • the motor magnet 38 may be skew-magnetized or sine-wave magnetized in the radial direction. In this case, the torque ripple and cogging torque of the motor can be reduced to reduce rotational vibration.
  • a motor shaft 33 of the DC brushless motor 10 penetrates through the stator core 28, one end is radially supported by a bearing 36 on the motor case 14 side, and the other end of the lid 17 is It is axially supported by the bearing portion 36 in the radial direction.
  • a worm portion 39 in which a spiral gear groove is formed is formed in the motor shaft 33 extending on one end side.
  • an output shaft 41 in which an output gear (pion gear) 40 is integrally formed is fitted into a shaft hole 14a of the motor case 14 from an outer surface side.
  • a cylindrical boss portion 42 is formed upright around the shaft hole 14a, and a shaft hole of a reduction gear (worm gear) 43 is fitted into the boss portion 42.
  • the reduction gear 43 is incorporated into the motor case 14 by being surrounded by a boss portion 42 on the inner peripheral side and a gear housing wall 44 formed on the motor case 14 on the outer peripheral side, and rotates with the worm portion 39 of the motor shaft 33. Engage at positions where the directions are orthogonal.
  • dampers 45 inserted at a plurality of positions are integrally assembled by lock plates 46.
  • the reduction gear 43 is fitted into the boss portion 42, the output shaft 41 is fitted into the shaft hole 14a, and a C-shaped retaining ring 47 is attached to a shaft end side protruding from the side surface of the reduction gear 43, and is integrally connected.
  • FIG. 3A the speed reduction unit 11 and the control board 18 are assembled facing each other in the case.
  • a shielding member 48 (see FIG. 5B) having a shaft hole 48a for allowing the output shaft 41 of the reduction gear 43 to be inserted is provided in a gap between the reduction portion 11 and the control board 18 in the case.
  • the reduction gear 43 is rotatably mounted in the motor case 14 (first case) (see FIG. 5A), and a shielding member 48 (see FIG. 5B) covering the reduction gear 43 is mounted. .
  • FIG. 5A four protrusions 49 are formed on the end surface of the gear housing wall 44 formed upright on the inner wall surface of the motor case 14.
  • a control board 18 is assembled and fixed to the board case (second case) 15 (see FIG. 2B).
  • the reduction gear 43 and the control board 18 are arranged in the same room with the shielding member 48 interposed therebetween (see FIG. 3C).
  • a smooth cloth material such as velvet or bellows is used on the side facing the reduction gear 43, and a sheet material in which a resin material is overlapped on the side facing the control board 18 is used.
  • the reduction gear 43 and the control board 18 on which the electronic components are mounted are arranged in the same room, separated by a shielding member 48, so that the reduction gear 43 and the control board 18 have a minimum height at which no assembly failure occurs. Since they can be stored in the case overlapping at the position, the height and installation area of the device can be greatly reduced, and the device can be downsized. Further, since the reduction gear 43 and the control board 18 are separated from each other by the shielding member 48, the degree of freedom in designing the control board 18 that ensures that lubricating oil such as a dries does not drop from the reduction gear 43 is ensured. be able to.
  • the shielding member 48 is not limited to a sheet member made of a plurality of materials, but may be a single material sheet member.
  • FIG. 6 an opening 14b is formed at an end of a case-like motor case 14.
  • a claw locking hole 14c is provided near the opening of the motor case 14.
  • a metal clip 17b is attached to both sides of the peripheral surface portion 17a of the lid 17.
  • Hook portions 17c and 17d are formed at both ends of the clip 17b by bending. The hook portion 17d side is in contact with the peripheral surface portion 17a, and the hook portion 17c side has a clearance formed in the peripheral surface portion 17a.
  • the clip 17b When the lid 17 is fitted into the opening 14b, the clip 17b is supported by the boundary 17e with the peripheral surface 17a, the hook 17c is elastically deformed to the inside of the opening, and the hook 17d is closer to the motor case 14 on the hook 17d side. It is inserted with increasing pressure on. Then, the clip 17b has a hook portion 17c protruding outward at the claw locking hole 14c. It is designed to be locked and fixed by so-called snap fit which locks by returning. As described above, by using the metal clip 17b, the distortion due to the elastic deformation of the motor case 14 on the hook portion 17d side due to the assembly of the lid 17 is caused by the swing of the hook portion 17c side with the boundary portion 17e as a fulcrum. In addition to being able to reduce by movement, the locking state with the claw locking hole 14c can be strengthened. In addition, since the lid 17 can be fixed to the motor case 14 by one-touch by snap fitting, the assembling property is extremely good.
  • one axial end surface (left hand side in the drawing) of the stator core 28 abuts against the inner wall surface 14d of the case, and the other axial end surface (right hand side in the drawing) is fitted with the lid 17 into the opening 14b.
  • the stator core 28 is urged from the other end surface in the axial direction toward the one end surface in the axial direction, and is fixed in the motor case 14.
  • a sensor substrate 34 is fixed to the other end surface side of the stator core 28 in the axial direction via an insulator 49.
  • an elastic body (O-ring) 35 is provided on the sensor board 34, and the elastic body 35 is mounted so as to be sandwiched between the lid 17 and the sensor board 34.
  • the position of the DC brushless motor 10 in the motor case 14 can be determined by the elastic force of the elastic body 35.
  • the elastic body 35 absorbs the rotational vibration of the motor to reduce noise.
  • the DC brushless motor 10 is housed in the motor case 14 through the opening 14b with the motor shaft 33 having the worm portion 39 formed at the top. Then, with one end surface in the axial direction of the stator core 28 (left side in the drawing) abutting against the inner wall surface 14d, the elastic body 35 is placed on the sensor substrate 34, and the lid 17 is snap-fitted from the opening 14a. After fitting, the elastic body 35 is sandwiched between the stator and the lid 17, and the DC brushless motor 10 is attached and fixed to the motor case 14.
  • the stator is urged toward the one end surface in the axial direction by the elastic body 35 and is fixed in the motor case 14, fixing work such as screwing is unnecessary, and the assembling property is good.
  • the DC brushless motor 10 is not firmly fixed to the motor case (plastic case) 14 with an adhesive or thermocompression bonding, a motor component having a different coefficient of thermal expansion and the plastic case are not provided. Because it is positioned and fixed without giving any distortion, it can be used in harsh operating environments. Nevertheless, the resin case will not be deformed or damaged.
  • the motor shaft 33 rotates in a predetermined direction, is reduced by the reduction gear 43 that meshes with the worm portion 39, and rotationally drives the output shaft 41 and the output gear 40 (see FIG. 3A).
  • the roof drive cable 12 meshing with the output gear 40 moves in a predetermined direction (push-pull drive), and the opening and closing operation of the roof 13 is performed (see FIG. 1).
  • This embodiment describes the power of the motor drive device for opening and closing the sunroof of the vehicle.
  • the present invention is not limited to this.
  • the motor drive device for opening and closing the sunshade may be used.
  • it may be used for another motor drive device that operates an actuator.
  • the motor can be applied to various electric motors such as a DC brush motor, a DC brushless motor, and a step motor.

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Abstract

 モータケース内に開口部よりモータが軸方向に挿入されてステータの軸方向一端面がケース内壁面に突き当てられ、当該ステータが軸方向他端面側より軸方向一端面側に向かって付勢されてモータケース内で固定される。

Description

モータ駆動装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば車両用のサンルーフ駆動用に用いられるモータ駆動装置に関す る。
背景技術
[0002] 冷蔵庫、冷却ファンなどの家電製品や複写機、プリンタ等の OA機器、車両のサン ルーフ装置、ウィンドウ開閉装置、ドア開閉装置、エンジンの駆動を切換えるシフトコ ントローラなどには、電動モータにより様々なァクチユエータを作動させるモータ駆動 装置が用いられている。
これらの駆動源としては、インナーロータ型若しくはアウターロータ型の DCブラシ付 モータ、 DCブラシレスモータ、ステップモータ等様々な電動モータが用いられ、 CP Uや MPUなどを含む駆動回路 (モータドライブ回路)により駆動制御される。これらの モータは、通常モータケースに収容されて該モータケースが取付け面にねじ止め固 定されるか、ステータが制御基板と共に取付け面に搭載されて当該ステータを貫通し てねじ止めにより固定される場合が多!、。
また、ギヤードモータを用いたモータ駆動装置において、電装部品を保護するため 制御基板は筐体状の基板ケースに収納され、モータやギヤケースなどの近くにこれ らと別室で配置される(特開 2003— 189546号公報参照)。
更には、例えば車両用のシフトコントローラやサンルーフ駆動用のモータ駆動装置 においては、モータ軸の回転を、減速ギヤを含む駆動伝達機構を通じて駆動伝達し 、ケーブル、ラック、ギヤプーリなどのァクチユエータを作動させるようになつている。シ フトコントローラの場合、制御基板を収容する基板ケースとモータ駆動を伝達するギ ャ列が収納されたギヤケースとは、隔壁により仕切られた別室に配置されているか( 特開 2003- 189546号公報参照)、或いはサンルーフ駆動制御装置の場合、少なく とも減速ギヤの直下に制御基板は配置せずに両者をシフトさせた配置になっている( 特開 2001—30763号公報参照)。 これは、減速ギヤを含む伝達機構にはギヤ歯の摩耗を防 、だりシャフトの回転性能 を高めるためにグリース等の潤滑油が塗布されることが多ぐこの潤滑油が制御基板 上に滴下した場合には回路がショートしたり故障の原因となること、更には制御基板 に搭載された電子部品とギヤが干渉するのを回避するためである。
上述したモータ駆動装置を組み立てる際、モータケースにステータゃエンドブラケ ット等をねじ止めにより固定する必要があり、糸且立工数がかかり糸且立性が良 、とは ヽ えない。特に、小型化が要求されるモータ駆動装置ではモータをねじ止め固定のた めのフランジ等が必要になるため、モータ組付けに要する部品点数の増加が小型化 の妨げとなる。
また、ギヤードモータは、ブラシの摺動音、コギングゃトルクリップルなどによる振動 音や回転振動などのモータ回転駆動時の機械振動がモータケース力 基板ケース へ伝わることで増幅されて騒音を増大させるおそれがある。これに対して、基板ケー スなどの筐体の剛性を高めるため肉厚に形成すると、装置が大型化し製造コストも嵩 む。
特に、サンルーフ駆動装置のように固定ルーフの狭 、隙間に配置されるためには、 装置の小型化を図る必要性が高いうえに、合わせて搭乗者の頭部近傍で作動する ためできる限り騒音の発生を抑え、ルーフの開閉動作安定性を向上させるために振 動を抑える必要がある。
更に、制御基板と駆動伝達機構を別室に配置する場合には、基板ケースに隔壁を 設ける必要があるため、ケースの高さが高くなりモータ駆動装置全体が大型になる。 また、制御基板と駆動伝達機構が重ならな 、ようにシフトさせて配置する場合には、 装置の設置面積が増大する。
特に、サンルーフ駆動装置のように、固定ルーフの狭い隙間に配置されるためには
、モータ駆動装置の高さ方向及び設置面積をできるだけ減らして小型化を実現した いとのニーズがある。 発明の開示
本発明の第 1の目的は、狭い設置空間に配置されるためモータ組付けに要する部 品点数を減らして小型化を図り、合わせてモータの組立性を向上するモータ駆動装 置を提供することにある。
第 2の目的は、狭い設置空間に配置されるため制御基板を収納する基板ケースを 薄肉にして小型化を図りつつ、当該基板ケースで増幅される騒音を低減するモータ 駆動装置を提供することにある。
第 3の目的は、高さ及び設置面積を減らして装置全体の小型化を図り、省スペース でも設置可能なモータ駆動装置を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明に係るモータ駆動装置は以下の手段を採用する。 第 1の手段は、ステータティース部にコイルが巻き回されたステータコアに囲まれた空 間内に、ロータマグネットを備えたモータ軸がモータケースに回転可能に軸支された モータ駆動装置において、モータケース内にステータの軸方向一端面がケース内壁 面に突き当てられ、開口部に蓋体が嵌め込まれることにより、ステータが軸方向他端 面側より軸方向一端面側に向力つて付勢されてモータケース内で固定されることを特 徴とする。
また、ステータの軸方向他端面と蓋体との間には弾性体が挟み込まれていることを 特徴とする。
また、蓋体はモータケースの開口部にスナップフィットにより嵌め込まれることを特徴 とする。
また、モータケースにブラシレスモータが組み付けられることを特徴とする。
第 2の手段は、モータと、該モータの駆動回路が形成された制御基板を具備するモ ータ駆動装置にお 、て、制御基板を収納する基板ケースがダンパーを介してモータ を収納するモータケースと一体に組み付けられることを特徴とする。
また、基板ケース内に制御基板が基板受け部に重ね合わされ、重ね合わされた制 御基板及び基板受け部がダンパーにより挟み込まれて制御基板が基板ケースに組 み付けられることを特徴とする。
また、筐体状の基板ケースの外装面力も側面にわたって開口部が形成され、該開 口部に外装面側で段差凹部を形成する基板受け部が基板ケース内に突設されてお り、基板受け部に制御基板を重ね合わせて側面側開口部を通じてダンパーを装着し て制御基板及び基板受け部を挟みこみ、ダンパーの軸孔にねじを挿入してモータケ ースとの間でねじ止め固定されることを特徴とする。
また、車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置であることを特徴とする 第 3の手段は、モータと、モータ軸に連繋して駆動伝達する減速部とモータの駆動 回路が形成された制御基板とが基板ケース内で対向して組み付けられ、減速部と制 御基板との隙間に当該減速部の出力軸の挿入を許容する軸孔が形成された遮蔽材 を隔てて基板ケース内で同室配置されることを特徴とする。
また、第 1のケースに減速部及び該減速部を覆う遮蔽材が組み付けられ、第 2のケ ースに制御基板が固定された当該第 1のケースと第 2のケースとを組み付けることで 減速部と制御基板とが遮蔽材を隔てて同室配置されることを特徴とする。
また、遮蔽材として減速部に対向する側に平滑な布材、制御基板に対向する側に 榭脂材が重ね合わされたシート材が用いられることを特徴とする。
また、車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置であることを特徴とする 上述した第 1の手段に係るモータ駆動装置を用いれば、モータケース内に開口部 よりモータが軸方向に収納されてステータの軸方向一端面がケース内壁面に突き当 てられ、当該ステータが軸方向他端面側より軸方向一端面側に向力つて付勢されて モータケース内で固定されるので、モータをねじ止め固定するなどの固定作業が不 要であり組立性が良ぐモータ組付けに要する部品点数が減らせるので小型化を図 ることがでさる。
また、モータがモータケースに対して接着剤や熱圧着などにより強固に固着されて いないので、熱膨張係数の異なるモータ部品とモータケースとの間に歪みを与えな V、で位置決め固定されて 、るため、過酷な使用環境であってもモータケースに変形 や破損が発生することはな 、。
また、ステータコアの軸方向他端面と蓋体との間には弾性体が挟み込まれることに より、弾性体の弾性力によりモータケース内での位置決めが行え、あわせてモータの 回転振動を弾性体が吸収することで低騒音化を図ることができる。
また、蓋体はモータケースの開口部にスナップフィットにより容易に嵌め込まれるこ とにより、ケース内にモータを軸方向力 収納して蓋体を開口部にワンタッチで嵌め 込むだけで取付け固定できるので、糸且立'性が極めて良!、。
また、モータケースにブラシレスモータが収納されて組み付けられる場合には、低 騒音化に寄与できる。
また、第 2の手段に係るモータ駆動装置を用いれば、ケース内に制御基板を収納 する基板ケースがダンパーを介してモータを収納するモータケースと一体に組み付 けられるので、モータケース側で発生した機械振動がダンパーにより吸収され基板ケ ースへ伝達され難くなる。したがって、基板ケースを小型薄型にしたままで低騒音化 を図ることができる。
特に、基板ケース内の基板受け部に制御基板が重ね合わされ、重ね合わされた制 御基板及び基板受け部がダンパーに挟み込まれて制御基板が基板ケースに組み付 けられるので、基板ケースを小型薄型にしたままで、モータ固有のブラシの摺動音、 コギングゃトルクリップルなどによる振動音やモータ回転駆動時の回転振動がダンバ 一により吸収されて制御基板及び基板ケースへ伝達され難ぐ箱鳴りを抑えて低騒 音化できる。
また、筐体状の基板ケースの外装面力も側面にわたって開口部が形成され、該開 口部に外装面側で段差凹部を形成する基板受け部が基板ケース内に突設されてお り、側面側開口部を通じてダンパーを装着して制御基板及び基板受け部を挟み込め るので、制御基板の基板ケースへの組み付けが容易であり、ダンパーの軸孔にねじ を挿入してモータケースとの間で制御基板をねじ止めできるので、部品点数も少なく 糸且立'性が良い。
更に、車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置に採用することで、基 板ケースの小型化を促進し車両の固定ルーフの狭い設置スペースに設置することが でき、合せて低騒音化に寄与することができる。
また、第 3の手段に係るモータ駆動装置を用いれば、モータ軸に連繋して駆動伝達 する減速部と電子部品が搭載された制御基板とがケース内で対向して組み付けられ 、減速部と制御基板との隙間に、減速部の出力軸の挿入を許容する軸孔が形成され た遮蔽材を隔てて同室配置されるので、減速部と制御基板とを組み付け不具合の生 じない最小の高さ位置でオーバーラップしてケース内に収納できるので、装置の高さ や設置面積を大幅に減らして小型化を図ることができる。
また、同室内で対向配置される減速部と制御基板とが遮蔽材により隔てられている ので、減速部力 グリース等の潤滑油が滴下するおそれはなぐ制御基板の設計上 の自由度を確保することができる。
また、第 1のケースに減速部及び該減速部を覆う遮蔽材が組み付けられ、第 2のケ ースに制御基板が固定された当該第 1のケースと第 2のケースとを組み付けることで 減速部と制御基板とが遮蔽材を隔てて同室配置されるので、組立性が良い。
また、遮蔽材として減速部に対向する側に平滑な布材、制御基板に対向する側に 絶縁性榭脂材が重ね合わされたシート材を用いることで、潤滑油が滴下或いは飛散 しても布材で吸収され、電子部品が遮蔽材と当接しても絶縁性シートであるため駆動 回路との絶縁性を確保することができる。
更に、車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置に採用することで、小 型化されているので、車両の固定ルーフの狭い設置スペースに設置することができる 図面の簡単な説明
[0004] [図 1]サンルーフ駆動装置のブロック構成図である。
[図 2]図 2A、Bはサンルーフ駆動装置を基板ケース側から見た平面図及び正面図で ある。
[図 3]図 3A、 B、 Cはサンルーフ駆動装置をモータケース側力 見た部分破断図、矢 印 A-A部分断面図及び矢印 B-B断面図である。
[図 4]3相 DCブラシレスモータの説明図である。
[図 5]図 5A、Bは減速ギヤを収納したモータケース及び遮蔽材の説明図である。
[図 6]はモータケースと蓋体との組付構造を示す部分断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0005] 以下、本発明に係るモータ駆動装置の好適な実施の形態について添付図面と共 に詳述する。モータ駆動装置は、電動モータによりァクチユエータを作動させる装置 に広く適用できる。本実施の形態は、一例として車両用のサンルーフを開閉駆動す るサンルーフ駆動装置に適用した場合について説明する。サンルーフ駆動装置は、 モータ駆動により回転する出力ギヤに嚙み合うギヤードケーブル (スパイラル状のギ ャ溝が形成されたケーブル)、榭脂ベルトなどの押し引き手段に連繋するスライドパ ネルを全開位置と全閉位置との間でスライドさせるスライド動作及び全閉位置力 後 端側を上昇させるチルト動作を行って、固定ルーフの開口を開閉するようになってい る。
図 1のブロック図を参照して、車両用のサンルーフ駆動装置の概略構成について 説明する。電源 1は車両に搭載されているバッテリー、燃料電池等が用いられ、電源 電圧 (例えばバッテリー電圧 12V)が電源処理部 2へ供給される。電源処理部 2は、 電源電圧 (例えば 12V)を制御部用電圧 (例えば 5V)の変換、電源電圧の安定化、 逆接続等の保護、外部信号による電源の ONZOFFを行う。電圧監視部 3は CPU ( 中央制御処理装置) 4へ供給される制御電圧を監視し、電圧降下が生じた場合には 、 CPU4へ入力信号を送信する。
CPU4は、サンルーフ駆動装置を駆動制御するもので、サンルーフの動作制御と モータの回転磁界を形成するための相切替え制御とを合せて行うようになっている。 即ち、 CPU4には、ルーフ 13の開閉動作を制御するルーフ動作制御部 5と、モータ からの磁極検出信号により回転磁界を発生させて回転制御を行う回転磁界発生制 御部 6がーつのチップに設けられている。 CPU4には車両の操作パネルに設けられ たスィッチ 7など力 動作開始信号が入力され、ルーフ動作制御部 5は回転磁界発 生制御部 6を通じてモータを起動する。
また、不揮発性メモリ(例えば EEPROMなど) 8には、現在のルーフ位置情報と予 めルーフの動作制御に必要な開閉位置、減速位置やモータ回転数などに関する制 御データが書き込まれており、必要に応じてデータを書き換えることができるようにな つている。例えば、電源投入時に前回記憶した位置情報を読み出し、電源電圧低下 を電圧監視部 3が検出したときに不揮発性メモリ 8にルーフ位置情報を書き込む。ま た、回転磁界発生制御部 6から送信された相切替え信号に応じてモータ駆動部 9は 、トランジスタ、 IGBT、 FETなどのスイッチング素子を設けた駆動回路(3相ブリッジ 回路)を通じて駆動源である 3相 DCブラシレスモータ 10へ相切替え信号 (駆動電圧 )を出力する。モータ駆動部 9の駆動電源は電源処理部 2から供給される。 DCブラシ レスモータ 10は後述する減速部 11を通じて連繋するルーフ駆動用ケーブル 12を押 し引き駆動する。これにより、ルーフ駆動用ケーブル 12に連繋するルーフ (スライドパ ネル) 13を開閉動作するようになっている。
ルーフ動作制御部 5及び回転磁界発生制御部 6には DCブラシレスモータ 10に設 けられた磁極センサ(ホール素子、ホール IC、 MRセンサなどの磁電変換素子)から 3相の検出パルス信号が各々入力される。また、ルーフ動作制御部 5は制御プロダラ ムに基づいてルーフ速度 (モータ回転数)と相切替え信号のパルス数を監視しており 、ルーフ速度 (モータ回転数)に過不足がある場合には、回転磁界発生制御部 6に指 令して相切替え信号を更新する。また、ルーフ動作制御部 5は、 3相の検出パルス信 号を用いてルーフの位置情報を生成して 、る。
次に、サンルーフ駆動装置の具体的な構成について図 2及び図 3を参照して説明 する。図 2A、 Bにおいて、サンルーフ駆動装置は、例えば榭脂製の基板ケース 15と 該基板ケース 15を覆うモータケース 14及び外装ケース 16とを組み合わせて構成さ れている。モータケース 14には、 3相 DCブラシレスモータ 10ゃ該 3相 DCブラシレス モータ 10に減速部 11を通じて連繋してルーフ駆動用ケーブル 12を押し引き駆動す るケーブル駆動機構が収納されている(図 1参照)。基板ケース 15には、 CPU4、モ ータ駆動部 9、不揮発性メモリ 8 (図 1参照)などの制御回路を構成する電子部品を搭 載した制御基板 18が組み付けられて 、る。外装ケース 16は基板ケース 15に組み付 けられた制御基板 18を覆って 、る。
3相 DCブラシレスモータ 10はモータケース 14に挿入され、蓋体 17を嵌め込むこと でケース内に支持固定される。モータケース 14の外面にはルーフ駆動ケーブル 12 の移動をガイドする一対のガイドプレート 19が外側に向力つて突設されている(図 2B 参照)。また、図 3Aにおいて、モータケース 14にはルーフ駆動ケーブル 12の移動経 路に沿って 2箇所に貫通孔 20が各々形成されている。図 3Bにおいて、各貫通孔 20 の内壁に形成された C型止め部 21に、ダンパー(グロメット、防振ゴムなど) 22が外周 に形成された周溝(凹溝)にて各々嵌め込まれている。これらのダンパー 22は、 DC ブラシレスモータ 10の回転振動がモータケース 14を通じてルーフ駆動装置支持部 及びルーフ駆動ケーブル 12 (図 1参照)に伝達しないように設けられている。
図 2A、 Bにおいて、基板ケース 15内に制御基板 18が基板受け部 15aに重ね合さ れ、重ね合された制御基板 18及び基板受け部 15aの上下面がダンパー(グロメット) 23により挟み込まれて制御基板 18が基板ケース 15に組み付けられる。具体的には 、筐体状の基板ケース 15の外装面 15bから側面 15cにわたつて開口部 15dが形成さ れている。開口部 15dに外装面側で段差凹部を形成する基板受け部 15a (平面視 U 字状:図 2A参照)が基板ケース 15内に突設されている、基板受け部 15aに制御基板 18を重ね合わせて側面 15c側の開口部 15dを通じてダンパー 23を装着して制御基 板 18及び基板受け部 15aを挟みこみ、ダンパー 23の軸孔に止めねじ 24を挿入して モータケース(他のケース) 14との間でねじ止め固定される。ダンパー(グロメット)23 は、円筒状のゴム材の周方向に凹溝が形成され、軸孔にカラー (金属円筒)が嵌め 込まれたものが好適に用いられる。
このように、制御基板 18及び基板受け部 15aの端面がダンパー 23に突き当てられ 、上下面がダンパー 23に挟み込まれて制御基板 18が基板ケース 15に組み付けら れるので、基板ケース 15を小型薄型にしても、モータ駆動時の回転振動がダンパー 23により吸収されて制御基板 18及び基板ケース 15へ伝達され難ぐ箱鳴りを抑えて 低騒音化できる。特に、ロータ径の小さいモータにおいては、高回転駆動を行うため 回転振動が基板ケース 15へ伝わり易ぐギヤードモータのようにモータ軸が長い場 合にも振動が伝わり易いためダンパー 23を設けることが有効である。
制御基板 18にはコネクタ部 25が接続されており、基板ケース 15に設けられた切欠 部より外方へ突設されている。コネクタ部 25は、サンルーフ駆動装置を車両の固定 ルーフ内に組み付ける際に、車両側の端子部(図示せず)と結合して電気的に接続 される。
尚、図 2Aにおいて、基板ケース 15及び制御基板 18のダンパー 22に対応する部 位及び後述する出力軸に対応する部位には貫通孔 26が設けられている。サンルー フ駆動装置は、ルーフ駆動用ケーブル 12のねじ止め部(図示せず)にモータケース 14の貫通孔 20 (図 3B参照)を位置合わせして取り付けられる。即ち、基板ケース 15 側よりダンパー 22にワッシャー(図示せず)を重ねて、ねじをダンパー 22の軸孔へ揷 入してねじ止め部へねじ嵌合することでサンルーフ駆動装置がルーフ駆動用ケープ ル 12へ連繋して固定される。また、図 2Aにおいて、貫通孔 27は、基板ケース 15に 設けられる工具挿入用の孔である。即ち、サンルーフ駆動装置が非常停止した場合 に、貫通孔 27より工具を出力軸 41に嵌合させて後述する出力ギヤ 40を回転させる ことで、ルーフ駆動用ケーブル 12を移動させてルーフ 13 (図 1参照)を手動で開閉す るために設けられている。
次に、図 3及び図 4を参照して DCブラシレスモータ 10の構成につ ヽて説明する。 図 4において、 DCブラシレスモータ 10としては、例えば 4極 6スロットのインナーロー タ型の 3相 DCブラシレスモータが好適に用いられる。ステータコア 28は例えば積層 コアが用いられ、径方向内側に向力つてステータティース部 29が 6力所に突設されて いる。各ステータティース部 29にはステータコイル 30が巻き回されている。このステ ータコア 28に囲まれた空間内にロータ 31が組み込まれている。このような、ロータ径 が小さいインナーロータ型のモータを用いることでイナ一シャが小さぐ回転振動が少 ないので静音化を促進するうえにモータの回転バランス取り加工も不要となる。ロー タ外周付近に対向して磁極センサ(ホール素子、ホール IC、 MRセンサなどの磁電 変換素子) 32が 3箇所に設けられている。尚、 DCブラシレスモータ 10は、 4極 6スロッ トに限定されるものではないが、多極ィ匕に伴う回転トルクの減少を考慮すると、上記 実施態様が好ましい。
図 3Aにお!/、て、磁極センサ 32はモータ軸 33と直交して配置されたセンサ基板 34 に設けられている。センサ基板 34は、ステータコア 28の端面に間座 (例えば図 6のィ ンシユレータ 49)を介して突き当てられ、 Oリング等の弾性体 35がセンサ基板 34と蓋 体 17との間で挟み込まれてモータケース 14内で固定されている。センサ基板 34は制 御基板 18と配線接続され、制御回路に接続されて!、る。
また、図 3Aにおいて、ロータ 31はモータ軸 33がモータケース 14と蓋体 17とで合計 3力所に設けられた軸受部 36にてラジアル方向で軸支されている。モータ軸 33の両 端部は、モータケース 14及び蓋体 17に設けられたスラスト受け 37に突き当てられて いる。ロータ 31は、モータ軸 33の周囲に円筒状のロータマグネット 38が設けられて いる。ロータマグネット 38は、回転方向で N極及び S極が交互に着磁されている。口 ータマグネット 38は、ラジアル方向にスキュー着磁若しくは正弦波着磁されていても 良ぐこの場合にはモータのトルクリップルゃコギングトルクを減らして回転振動を低 減することができる。
次に、減速部 11の構成ついて説明する。図 3Aにおいて、 DCブラシレスモータ 10 のモータ軸 33は、ステータコア 28を貫通して、一端側がモータケース 14側で軸受部 36にてラジアル方向に軸支されており、他端側は蓋体 17の軸受部 36にてラジアル 方向に軸支されている。この一端側に延設されたモータ軸 33には、スパイラル状の ギヤ溝が形成されたウォーム部 39が形成されている。
図 3Cにおいて、モータケース 14の軸孔 14aには、出力ギヤ(ピ-オンギヤ) 40がー 体に形成された出力軸 41が外面側より嵌め込まれる。モータケース 14の内面側に は軸孔 14aの周囲に円筒状のボス部 42が起立形成されており、ボス部 42には減速 ギヤ(ウォームギヤ) 43の軸孔が嵌め込まれる。減速ギヤ 43は、内周側をボス部 42 に、外周側をモータケース 14に形成されたギヤ収納壁 44に囲まれてモータケース 1 4内に組み込まれ、モータ軸 33のウォーム部 39と回転方向が直交する位置で嚙み 合う。
減速ギヤ 43の内周面側には複数箇所で挿入されたダンパー 45がロックプレート 4 6により一体に組み付けられている。減速ギヤ 43はボス部 42に嵌め込まれ、出力軸 4 1が軸孔 14aに嵌め込まれて減速ギヤ 43の側面より突出した軸端側に C形止め輪 4 7が取り付けられて一体に連繋する。
図 3Aにおいて、減速部 11と制御基板 18とがケース内で対向して組み付けられて いる。図 3Cにおいて、ケース内の減速部 11と制御基板 18との隙間に、減速ギヤ 43 の出力軸 41の挿入を許容する軸孔 48aが形成された遮蔽材 48 (図 5B参照)を隔て て同室配置されている。具体的には、モータケース 14 (第 1のケース)内に減速ギヤ 4 3が回転可能に組み付けられ(図 5A参照)、該減速ギヤ 43を覆う遮蔽材 48 (図 5B参 照)が組み付けられる。
即ち、図 5Aにおいて、モータケース 14の内壁面に起立形成されたギヤ収納壁 44 の端面には、突起 49が 4箇所に形成されている。図 5Bに示す遮蔽材 48に 4箇所に 形成された嵌め込み孔 50へ突起 49を各々挿通することによって、遮蔽材 48がギヤ 収納壁 44の端面に突き当てられ、減速ギヤ 43を覆って組み付けられる。一方、基板 ケース (第 2のケース) 15には制御基板 18が組付固定されている (図 2B参照)。上記 モータケース 14と基板ケース 15とを組み付けることで減速ギヤ 43と制御基板 18とが 遮蔽材 48を隔てて同室配置される(図 3C参照)。
上述した遮蔽材 48としては、減速ギヤ 43に対向する側にビロードやべロア等平滑 な布材、制御基板 18に対向する側に榭脂材が重ね合わされたシート材が用いられ る。これにより、潤滑油が滴下或いは飛散しても布材で吸収され、電子部品が遮蔽材 48と当接しても絶縁性シートであるため駆動回路との絶縁性を確保することができる このように、ケース内で減速ギヤ 43と電子部品が搭載された制御基板 18とが遮蔽 材 48により隔てられて同室配置されており、減速ギヤ 43と制御基板 18とが組み付け 不具合の生じない最小の高さ位置でオーバーラップしてケース内に収納できるので 、装置の高さや設置面積を大幅に減らして小型化を図ることができる。また、減速ギ ャ 43と制御基板 18とが遮蔽材 48により隔てられているので、減速ギヤ 43からダリー ス等の潤滑油が滴下するおそれはなぐ制御基板 18の設計上の自由度を確保する ことができる。尚、遮蔽材 48は複数素材よりなるシート材に限定されるものではなぐ 単一素材のシート材であっても良い。
次に、 DCブラシレスモータ 10のモータケース 14への組付構造について図 3A及び 図 6を参照して説明する。図 6において、筐体状のモータケース 14の端部には開口 部 14bが形成されている。この開口部 14bに軸受部 36及びスラスト受け 37がー体に 嵌め込まれた蓋体 (エンドブラケット) 17が装着される。モータケース 14の開口部近 傍には、爪係止孔 14cが設けられている。また、蓋体 17の周面部 17aには、金属製 のクリップ 17bが両側に組み付けられて 、る。クリップ 17bの両端側にはフック部 17c 、 17dが折曲げにより形成されている。フック部 17d側は周面部 17aに当接しており、 フック部 17c側は周面部 17aに逃げが形成されている。蓋体 17を開口部 14bに嵌め 込む際に、クリップ 17bは周面部 17aとの境界部 17eを支点とし、フック部 17cがー且 開口部内側へ弾性変形しフック部 17d側でモータケース 14側への押圧を強めたまま 挿入される。そして、クリップ 17bは、爪係止孔 14cでフック部 17cが外側に弹発して 戻ることで係止する、いわゆるスナップフィットにより係止固定されるようになっている。 このように、金属製のクリップ 17bを用いたことにより、蓋体 17の組み付けに伴うフック 部 17d側におけるモータケース 14の弾性変形による歪を、境界部 17eを支点とする フック部 17c側の揺動により低減することができるうえに、爪係止孔 14cとの係止状態 を強固にすることができる。また、蓋体 17をモータケース 14にスナップフィットによつ てワンタッチで固定できるので、組立性が極めて良い。
図 3Aにおいて、ステータコア 28の軸方向一端面(図面左手側)がケース内壁面 14 dに突き当てられ軸方向他端面(図面右手側)が開口部 14bに蓋体 17が嵌め込まれ ることで、ステータコア 28が軸方向他端面側から軸方向一端面側に向かって付勢さ れてモータケース 14内で固定される。具体的には、図 6において、ステータコア 28の 軸方向他端面側にはインシユレータ 49を介してセンサ基板 34が固定されている。ま た、センサ基板 34上には弾性体 (Oリング) 35が設けられており、該弾性体 35を蓋体 17とセンサ基板 34との間で挟み込むように装着される。
このように、ステータコア 28と蓋体 17との間には弾性体 35が挟み込まれているので 、該弾性体 35の弾性力により DCブラシレスモータ 10のモータケース 14内での位置 決めが行え、あわせてモータの回転振動を弾性体 35が吸収することで低騒音化を 図ることができる。
図 3Aにおいて、 DCブラシレスモータ 10は、ウォーム部 39が形成されたモータ軸 3 3を先頭にして開口部 14bよりモータケース 14内に収納される。そして、ステータコア 28の軸方向一端面(図面左手側)がケース内壁面 14dに突き当てられた状態で、セ ンサ基板 34上に弾性体 35を載せて開口部 14aより蓋体 17をスナップフィットにより 嵌め込んで、弾性体 35がステータと蓋体 17との間で挟み込まれて DCブラシレスモ ータ 10がモータケース 14に取付け固定される。
このように、ステータが弾性体 35により軸方向一端面側に付勢されてモータケース 14内で固定されるので、ねじ止めなどの固定作業が不要であり組立性が良い。また 、 DCブラシレスモータ 10がモータケース (榭脂ケース) 14に対して接着剤や熱圧着 などにより強固に固着されていないので、熱膨張係数の異なるモータ部品と榭脂ケ ースとの間に歪みを与えな 、で位置決め固定されて 、るため、過酷な使用環境であ つても榭脂ケースに変形や破損が発生することはない。
DCブラシレスモータ 10を起動すると、モータ軸 33が所定方向へ回転し、ウォーム 部 39と嚙み合う減速ギヤ 43により減速されて出力軸 41及び出力ギヤ 40を回転駆動 する(図 3A参照)。これにより、出力ギヤ 40に嚙み合うルーフ駆動用ケーブル 12が 所定方向へ移動 (押し引き駆動)して、ルーフ 13の開閉動作が行われる(図 1参照)。 本実施例は車両のサンルーフ開閉用のモータ駆動装置について説明した力 これ に限定されるものではなぐ例えばサンシェード開閉用のモータ駆動装置に用いても 良ぐ更には家電製品、 OA機器、車両用装置などにおいてァクチユエータを作動さ せる他のモータ駆動装置に用いてもよい。また、モータは DCブラシ付モータ、 DCブ ラシレスモータ、ステップモータ等様々な電動モータに適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] ステータティース部にコイルが巻き回されたステータコアに囲まれた空間内に、ロー タマグネットを備えたモータ軸がモータケースに回転可能に軸支されたモータ駆動装
¾【こ; i l /、て、
モータケース内にステータの軸方向一端面がケース内壁面に突き当てられ、開口部 に蓋体が嵌め込まれることにより、ステータが軸方向他端面側より軸方向一端面側に 向かって付勢されてモータケース内で固定されることを特徴とするモータ駆動装置。
[2] ステータの軸方向他端面と蓋体との間には弾性体が挟み込まれていることを特徴と する請求項 1記載のモータ駆動装置。
[3] 蓋体はモータケースの開口部にスナップフィットにより嵌め込まれることを特徴とす る請求項 1記載のモータ駆動装置。
[4] モータケースにブラシレスモータが組み付けられることを特徴とする請求項 1記載の モータ駆動装置。
[5] モータと、該モータの駆動回路が形成された制御基板を具備するモータ駆動装置 において、
制御基板を収納する基板ケースがダンパーを介してモータを収納するモータケース と一体に組み付けられることを特徴とするモータ駆動装置。
[6] 基板ケース内に制御基板が基板受け部に重ね合わされ、重ね合わされた制御基 板及び基板受け部がダンパーにより挟み込まれて制御基板が基板ケースに組み付 けられることを特徴とする請求項 5記載のモータ駆動装置。
[7] 筐体状の基板ケースの外装面力 側面にわたって開口部が形成され、該開口部に 外装面側で段差凹部を形成する基板受け部が基板ケース内に突設されており、基 板受け部に制御基板を重ね合わせて側面側開口部を通じてダンパーを装着して制 御基板及び基板受け部を挟みこみ、ダンパーの軸孔にねじを挿入してモータケース との間でねじ止め固定されることを特徴とする請求項 5記載のモータ駆動装置。
[8] 車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置であることを特徴とする請求 項 5記載のモータ駆動装置。
[9] モータと、モータ軸に連繋して駆動伝達する減速部とモータの駆動回路が形成さ れた制御基板とが基板ケース内で対向して組み付けられ、減速部と制御基板との隙 間に当該減速部の出力軸の挿入を許容する軸孔が形成された遮蔽材を隔てて基板 ケース内で同室配置されることを特徴とするモータ駆動装置。
[10] 第 1のケースに減速部及び該減速部を覆う遮蔽材が組み付けられ、第 2のケースに 制御基板が固定された当該第 1のケースと第 2のケースとを組み付けることで減速部 と制御基板とが遮蔽材を隔てて同室配置されることを特徴とする請求項 9記載のモー タ駆動装置。
[11] 遮蔽材として減速部に対向する側に平滑な布材、制御基板に対向する側に榭脂 材が重ね合わされたシート材が用いられることを特徴とする請求項 9記載のモータ駆 動装置。
[12] 車両用のサンルーフを開閉駆動するモータ駆動装置であることを特徴とする請求 項 9記載のモータ駆動装置。
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