WO2015033430A1

WO2015033430A1 - 電動モータ

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Publication number: WO2015033430A1
Application number: PCT/JP2013/074024
Authority: WO
Inventors: 高村　有一; ヴェルナーリスナー; フランツフロッシュ; ベルンハルトマイヤー
Original assignee: Webasto SE; Mitsuba Corp
Current assignee: Webasto SE; Mitsuba Corp
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-06
Also published as: US20150326096A1; DE112013006102B4; CN104969454A; CN104969454B; US9847699B2; DE112013006102T5

Abstract

　ウォームホイール収容部３６ｂを覆うように設けられる金属製のギヤカバー４３を、ウォームホイール４１ｄと制御基板５１との間に配置して接地されるようにした。これにより、サンルーフモータ２１の内部に静電気等の外来ノイズＯＮが入り込み、ギヤカバー４３に到達されたとしても、外来ノイズＯＮをサンルーフモータ２１の外部に速やかに逃がすことができる。したがって、外来ノイズＯＮを制御基板５１に反射させないようにして、制御基板５１の誤作動等を確実に防止することができ、ひいてはサンルーフモータ２１の信頼性をより向上させることが可能となる。

Description

電動モータ

　本発明は、回転軸を収容するヨークと、減速機構および基板を収容するケーシングとを備えた電動モータに関する。

　従来、サンルーフ装置等の駆動源として、減速機構付きの電動モータが多く用いられている。このようなサンルーフ装置等に用いられる電動モータは、アーマチュア軸（回転軸）を回転自在に収容するヨークと、ヨークの開口端に接続されて、内部にアーマチュア軸の回転を減速する減速機構を備えたギヤケース（ケーシング）とを備えている。減速機構としては、アーマチュア軸により回転されるウォームと、ウォームに噛み合うギヤ歯を有するウォームホイールとを備えたものが用いられ、これにより小型でありながら大きな出力が可能となっている。

　また、サンルーフ装置等に用いられる電動モータは、開閉体であるサンルーフを開閉するため、当該サンルーフの開閉状態を検出してアーマチュア軸の回転を制御する必要がある。そのために制御基板（基板）が設けられている。この制御基板は、減速機構とともにギヤケースの内部に収容されており、これにより雨水や埃等に曝されるのを防止している。また、減速機構と制御基板との間にはギヤカバー（カバー部材）が設けられ、これにより減速機構に塗布されたグリース等の潤滑油が、制御基板に向けて飛び散るのを防止している。

　このように、減速機構と制御基板との間にギヤカバーが設けられた電動モータとしては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された電動モータは、例えば、金属製の鋼板をプレス加工等することによりギヤカバーを形成している。これにより、ギヤカバーの周囲に一体に設けられた複数の装着爪を、樹脂製のギヤケースに形成された複数の装着孔にそれぞれ差し込んで、ギヤカバーをギヤケースに対してがたつくこと無く強固に固定できるようにしている。

特開２０１０－５７２９９号公報（図３）

　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によれば、例えば、電動モータの車体に対する固定部分等（取り付け脚等）から、電動モータの内部に向けて静電気等の外来ノイズが入り込むと、当該外来ノイズが金属製のカバー部材を反射して、基板の種々の部分（不特定部分）に到達される虞がある。したがって、基板の誤作動等を防止するためにも、カバー部材に到達した外来ノイズを基板に反射させないようにする工夫が必要となっていた。

　本発明の目的は、カバー部材に到達した外来ノイズが基板の種々の部分に反射されるのを防止して、信頼性をより向上させることができる電動モータを提供することにある。

　本発明の一態様では、回転軸を収容するヨークと、前記ヨークに接続されるケーシングと、前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の回転を減速する減速機構を収容する減速機構収容部と、前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の回転を制御する基板を収容する基板収容部と、前記減速機構収容部を覆うように設けられる金属製のカバー部材と、を備え、前記カバー部材は、前記減速機構と前記基板との間に配置され、接地されている。

　本発明の他の態様では、前記ヨークと前記ケーシングとの間に、接続端子を備えた金属製のコンタクトプレートを設け、前記接続端子を前記カバー部材に接続させる。

　本発明の他の態様では、前記カバー部材は、前記ケーシングに設けられた装着孔に装着される装着爪を備え、前記接続端子を前記装着爪に接続させる。

　本発明によれば、減速機構収容部を覆うように設けられる金属製のカバー部材を、減速機構と基板との間に配置して接地されるようにした。これにより、電動モータの内部に静電気等の外来ノイズが入り込み、カバー部材に到達されたとしても、外来ノイズを電動モータの外部に速やかに逃がすことができる。したがって、外来ノイズを基板に反射させないようにして、基板の誤作動等を確実に防止することができ、ひいては電動モータの信頼性をより向上させることが可能となる。

車両のルーフに設けられたサンルーフ装置の概略を示す説明図である。図１に示すサンルーフモータの詳細を示す平面図である。図２に示すサンルーフモータの分解斜視図である。ギヤカバーとコンタクトプレートとの接続関係を説明する斜視図である。図２の破線円Ａ部を拡大して示す部分拡大図である。

　以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

　図１は車両のルーフに設けられたサンルーフ装置の概略を示す説明図を、図２は図１に示すサンルーフモータの詳細を示す平面図を、図３は図２に示すサンルーフモータの分解斜視図を、図４はギヤカバーとコンタクトプレートとの接続関係を説明する斜視図を、図５は図２の破線円Ａ部を拡大して示す部分拡大図をそれぞれ示している。

　図１に示すように、サンルーフ装置１１はルーフパネル（サンルーフ）１２を備えており、このルーフパネル１２により車両１３のルーフ１３ａに形成された開口部１４を開閉するようになっている。

　ルーフパネル１２の両側部にはそれぞれ一対のシュー１５ａ，１５ｂが固定され、一方、ルーフ１３ａの開口部１４の両側部にはそれぞれ車両前後方向に延びるガイドレール１６が固定されている。そして、各シュー１５ａ，１５ｂが対応するガイドレール１６にそれぞれ案内されることで、ルーフパネル１２は車両前後方向に移動自在、つまり開閉自在となっている。

　車両後方側の各シュー１５ｂにはそれぞれギヤ付きの駆動ケーブル１７ａ，１７ｂの一端が連結されており、これらの駆動ケーブル１７ａ，１７ｂの他端はそれぞれ開口部１４の車両前方側に取り回されている。

　開口部１４に対して車両前方側であって、フロントガラス１３ｂとの間のルーフ１３ａの内部には、電動モータとしてのサンルーフモータ２１が配置されている。各駆動ケーブル１７ａ，１７ｂは、サンルーフモータ２１に設けられた駆動ギヤ２２に噛み合わされている。そして、サンルーフモータ２１が作動すると、各駆動ケーブル１７ａ，１７ｂは互いに逆向きに駆動され、これによりルーフパネル１２は駆動ケーブル１７ａ，１７ｂに押し引きされて開閉するようになっている。

　図２，図３に示すように、サンルーフモータ２１は、ブラシ付きモータであるモータ本体２３を備えている。モータ本体２３を形成するヨーク２４は、鋼板をプレス加工等することにより断面が略小判型の有底筒状に形成され、当該ヨーク２４の内部には、アーマチュア２５が回転自在に収容されている。

　アーマチュア２５の回転中心にはアーマチュア軸（回転軸）２６が貫通して固定されており、このアーマチュア軸２６は、ヨーク２４の内部に回転自在に収容されている。アーマチュア軸２６の一端は、ヨーク２４の底部２４ａに設けられた軸受（図示せず）に支持されており、これによりアーマチュア２５はヨーク２４の内部で回転自在となっている。

　アーマチュア軸２６には、アーマチュアコア２７が固定されており、当該アーマチュアコア２７には複数のアーマチュアコイル２８が巻装されている。また、アーマチュア軸２６にはアーマチュアコア２７に隣接してコンミテータ２９が固定されており、各アーマチュアコイル２８のコイル端はそれぞれコンミテータ２９に接続されている。

　ヨーク２４の開口端には、アーマチュア２５、つまりアーマチュアコイル２８へ給電するためのブラシ装置３１が装着されている。ブラシ装置３１は、ブラシホルダ３２に複数のブラシ３３ａ，３３ｂ（図示では２つのみ示す）を移動自在に設けた構造とされ、各ブラシ３３ａ，３３ｂは、コンミテータ２９の外周面に摺接するようになっている。各ブラシ３３ａ，３３ｂとコンミテータ２９とを介して所定のタイミングで転流された駆動電流がアーマチュアコイル２８に供給されるようになっている。

　ヨーク２４の開口端には、一対の締結ネジ３４ａ、３４ｂを介して、ケーシングとしてのギヤケース３６が接続されている。このギヤケース３６は、樹脂材料により略バスタブ形状に形成されており、ギヤケース３６には、５箇所の係止爪３６ａを介して、図示しないケースカバーが装着されるようになっている。つまり、ギヤケース３６の開口部分はケースカバーによって閉塞され、これによりギヤケース３６の内部への雨水や埃等の進入が防止されている。

　ヨーク２４の開口端には、その径方向外側に突出するようにフランジ部３７が一体に設けられ、当該フランジ部３７には、各締結ネジ３４ａ，３４ｂが貫通するようになっている。一方、ギヤケース３６側には、各締結ネジ３４ａ，３４ｂがネジ結合される一対の雌ネジ部（図示せず）が設けられている。

　ギヤケース３６の内部には、減速機構４１が回転自在に収容されている。この減速機構４１は、外周部分にウォーム４１ａが形成されたウォーム軸４１ｂと、外周部分にウォーム４１ａと噛み合うギヤ歯４１ｃが形成されたウォームホイール４１ｄとから構成されている。

　ウォーム軸４１ｂの一端には、連結部材４１ｅを介してアーマチュア軸２６の他端が一体回転可能に連結されており、ウォームホイール４１ｄの回転中心には出力軸４２が一体回転可能に連結されている。そして、出力軸４２の一端はギヤケース３６の底部から外部に延出され、当該延出部分には駆動ギヤ２２（図１参照）が固定されている。これにより、アーマチュア軸２６の回転が減速機構４１に伝達されるとともに減速機構４１により減速され、高トルク化された回転力が、出力軸４２から駆動ギヤ２２を介して各駆動ケーブル１７ａ，１７ｂに出力されるようになっている。

　ギヤケース３６の内部には、略円筒形状に形成されたウォームホイール収容部３６ｂが設けられている。このウォームホイール収容部３６ｂは、本発明における減速機構収容部を構成しており、その内部には、減速機構４１を形成するウォームホイール４１ｄが回転自在に収容されている。

　また、ギヤケース３６の内部には、略長方形形状に形成された制御基板（基板）５１を収容する、基板収容部３６ｃが設けられている。この基板収容部３６ｃは、ウォームホイール収容部３６ｂに対して、出力軸４２の軸方向に並ぶようにして設けられ、ギヤケース３６の底部側にウォームホイール収容部３６ｂが配置され、ギヤケース３６の開口側に基板収容部３６ｃが配置されている。

　ウォームホイール収容部３６ｂの開口端、つまりケースカバー側となる図２中手前側には、ギヤカバー（カバー部材）４３が装着されている。このギヤカバー４３は、ウォームホイール収容部３６ｂの開口端を覆うように設けられ、つまりギヤカバー４３は、ウォームホイール収容部３６ｂに収容されるウォームホイール４１ｄと、基板収容部３６ｃに収容される制御基板５１との間に配置されている。これにより、減速機構４１に塗布されたグリース等の潤滑油（図示せず）が、ギヤケース３６の内部の制御基板５１等に向けて漏れ出すことが防止される。

　ギヤカバー４３は、金属製の薄板（鋼板等）をプレス加工等することにより略円盤状に形成されている。ギヤカバー４３は、本体部４３ａと、その周囲に設けられる第１装着爪４３ｂ，第２装着爪４３ｃ，第３装着爪４３ｄおよび第４装着爪４３ｅとから形成されている。各装着爪４３ｂ～４３ｅは、図４に示すように、本体部４３ａからその根元部分を略直角に屈曲変形させることにより断面が略Ｌ字形状に形成されている。そして、各装着爪４３ｂ～４３ｅの先端部分には、各装着爪４３ｂ～４３ｅを先細り形状とするテーパ部ＴＰが設けられている。

　各装着爪４３ｂ～４３ｅのうちの第１装着爪４３ｂの根元部分は、アーマチュア軸２６の軸方向（図４の矢印Ｂ方向）に向けられており、これにより、第１装着爪４３ｂの先端部分が後述するコンタクトプレート６０の接続端子６２の先端部分と接続可能となっている。そして、各装着爪４３ｂ～４３ｅは、ギヤケース３６のウォームホイール収容部３６ｂの周囲に一体に設けられた第１装着孔３６ｄ，第２装着孔３６ｅ，第３装着孔３６ｆおよび第４装着孔３６ｇにそれぞれ差し込むだけで、抜け止めされた状態のもとで装着されるようになっている。ここで、各装着爪４３ｂ～４３ｅには、それぞれテーパ部ＴＰが設けられているため、各装着孔３６ｄ～３６ｇに対して容易に装着できるようになっている。

　図２，図３に示すように、ヨーク２４とギヤケース３６との間には、金属製のコンタクトプレート６０が設けられ、当該コンタクトプレート６０は、各締結ネジ３４ａ、３４ｂによって、ヨーク２４とギヤケース３６との間に挟持されている。コンタクトプレート６０は、図４に示すように、導電性に優れた黄銅等よりなる鋼板をプレス加工等することにより所定形状に形成され、ヨーク２４とギヤケース３６との間に挟持される環状本体部６１と、環状本体部６１の垂直方向に折り曲げて延在された接続端子６２とを備えている。

　環状本体部６１には、一対のネジ挿通切欠部６１ａが形成されており、各ネジ挿通切欠部６１ａには、サンルーフモータ２１（図２参照）を組み立てた状態のもとで、各締結ネジ３４ａ，３４ｂが挿通されるようになっている。これにより、コンタクトプレート６０をヨーク２４とギヤケース３６との間に、ずれること無く精度良く装着できるようになっている。

　また、環状本体部６１には、合計４つの接点部６１ｂが設けられており、各接点部６１ｂには、ブラシ装置３１側の合計４つの接点部（図示せず）が電気的に接触されるようになっている。これにより、ブラシ装置３１側で発生したブラシノイズＢＮ（図５参照）が、コンタクトプレート６０に伝達されるようになっている。

　接続端子６２の先端部分は、サンルーフモータ２１を組み立てた状態のもとで、アーマチュア軸２６の軸方向（図４の矢印Ｂ方向）に向けられており、これにより、ギヤカバー４３の第１装着爪４３ｂと接続可能となっている。ここで、接続端子６２の先端部分は、図５に示すように、ギヤケース３６に設けられた端子挿通孔（図示せず）を介して、ギヤケース３６の第１装着孔３６ｄの内部に配置されるようになっている。

　なお、図５においては、金属製のギヤカバー４３と金属製のコンタクトプレート６０とを判り易くするために、ギヤカバー４３およびコンタクトプレート６０の双方に網掛けを施している。

　図２，図３に示すように、基板収容部３６ｃに収容される制御基板５１は、モータ本体２３を形成するアーマチュア軸２６の回転を制御するものである。この制御基板５１には、アーマチュアコイル２８に供給する駆動電流、つまり各ブラシ３３ａ，３３ｂへの給電を制御する制御回路（図示せず）が実装されている。なお、当該制御回路には、アーマチュア軸２６の回転を検出するための回転センサ（図示せず）等も含まれている。

　ブラシ装置３１には一対の電源端子５３，５４（図２参照）が設けられ、制御基板５１には一対の接続片５５，５６（図５参照）が設けられている。そして、制御基板５１を基板収容部３６ｃに収容して固定することにより、各接続片５５，５６が各電源端子５３，５４にそれぞれ接続され、制御基板５１と各ブラシ３３ａ，３３ｂとが電気的に接続されるようになっている。

　ブラシ装置３１の各電源端子５３，５４は、それぞれ板状に形成されており、その長手方向がアーマチュア軸２６の軸方向に向けられ、さらに短手方向（幅方向）がギヤケース３６の開口方向に対して直交する方向に向けられている。これにより、各電源端子５３，５４と各接続片５５，５６とをそれぞれ接続され易くして、サンルーフモータ２１の組み立て性を向上させている。

　また、サンルーフモータ２１を組み立てた状態のもとで、制御基板５１の接続端子６２との対向部分には、接地用接続片５７（図３，図５参照）が設けられている。そして、接地用接続片５７においても、各接続片５５，５６と同様の形状に形成されている。したがって、長手方向がアーマチュア軸２６の軸方向に向けられ、さらに短手方向（幅方向）がギヤケース３６の開口方向に対して直交する方向に向けられた接続端子６２に対して、接地用接続片５７は接続され易くなっている。

　制御基板５１の長手方向に沿う接地用接続片５７側とは反対側には、外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ部５８が設けられている。コネクタ部５８には、車両１３に搭載されたバッテリ等の電源（図示せず）や、車室内に設けられたサンルーフスイッチ（図示せず）等が接続されるようになっている。また、接地用接続片５７は、制御基板５１およびコネクタ部５８を介して、車両１３の車体（ルーフ１３ａ等）に接地（アース）されている。つまり、ギヤカバー４３は、接地用接続片５７，制御基板５１およびコネクタ部５８を介して接地されている。

　このように、コンタクトプレート６０の接続端子６２と、制御基板５１の接地用接続片５７とを電気的に接続するため、図３の二点鎖線矢印に示すように、コンタクトプレート６０の環状本体部６１側から伝達されるブラシノイズＢＮや、金属製のギヤカバー４３に伝達された外来ノイズＯＮが、それぞれ接地用接続片５７に伝達されるようになっている。その後、接地用接続片５７に伝達されたブラシノイズＢＮや外来ノイズＯＮは、図３の二点鎖線矢印に示すように、制御基板５１およびコネクタ部５８を介して、車両１３のルーフ１３ａ等（車体）に逃がされる。

　ここで、図２に示す符号ＩＬは、サンルーフモータ２１をルーフ１３ａ（図１参照）の内部に固定するための取り付け脚であって、この取り付け脚ＩＬは、ウォームホイール収容部３６ｂを挟むようにして対向配置されている。各取り付け脚ＩＬは、金属製のブッシュを介して固定ボルト（何れも図示せず）によりルーフ１３ａの内部に固定され、当該各取り付け脚ＩＬを介して、静電気等の外来ノイズＯＮが、サンルーフモータ２１の内部に比較的入り易くなっている。

　そして、運転者等によりサンルーフスイッチが操作されると、電源からコネクタ部５８を介して制御基板５１に駆動電流が供給され、この駆動電流が制御回路により所定の電流に制御されて、各接続片５５，５６，各電源端子５３，５４，各ブラシ３３ａ，３３ｂおよびコンミテータ２９を介して、アーマチュアコイル２８に供給される。

　以上詳述したように、本実施の形態に係るサンルーフモータ２１によれば、ウォームホイール収容部３６ｂを覆うように設けられる金属製のギヤカバー４３を、ウォームホイール４１ｄと制御基板５１との間に配置して接地されるようにした。これにより、サンルーフモータ２１の内部に静電気等の外来ノイズＯＮが入り込み、ギヤカバー４３に到達されたとしても、外来ノイズＯＮをサンルーフモータ２１の外部に速やかに逃がすことができる。したがって、外来ノイズＯＮを制御基板５１に反射させないようにして、制御基板５１の誤作動等を確実に防止することができ、ひいてはサンルーフモータ２１の信頼性をより向上させることが可能となる。

　また、本実施の形態に係るサンルーフモータ２１によれば、ヨーク２４とギヤケース３６との間に、接続端子６２を備えた金属製のコンタクトプレート６０を設け、接続端子６２をギヤカバー４３に接続させたので、モータ本体２３側からのブラシノイズＢＮについても、サンルーフモータ２１の外部に速やかに逃がすことができる。

　さらに、本実施の形態に係るサンルーフモータ２１によれば、ギヤカバー４３は、ギヤケース３６に設けられた各装着孔３６ｄ～３６ｇに装着される各装着爪４３ｂ～４３ｅを備え、接続端子６２を第１装着爪４３ｂに接続させたので、各装着爪４３ｂ～４３ｅを、各３６ｄ～３６ｇにそれぞれ差し込むだけで、接続端子６２を第１装着爪４３ｂに対して、容易に電気的に接続することができる。

　本発明は上記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、上記実施の形態においては、制御基板５１の接地用接続片５７およびコネクタ部５８を介して、コンタクトプレート６０に伝達される外来ノイズＯＮやブラシノイズＢＮを、車両１３のルーフ１３ａに逃がしたもの（接地したもの）を示したが、本発明はこれに限らない。要は、コンタクトプレート６０に伝達された種々のノイズを、車両１３の車体に逃がせれば良く、コンタクトプレート６０に接触し得る各締結ネジ３４ａ，３４ｂを介して、種々のノイズを車両１３の車体に逃がすこともできる。この場合、接地用接続片５７を無くすことができるので、制御基板５１やコネクタ部５８の構造を簡素化することが可能となる。

　また、上記実施の形態においては、本発明を車両１３のサンルーフ装置１１に用いられるサンルーフモータ２１に適用しているが、これに限らず、例えば、車両に設けられるスライドドア装置やパワーウインド装置等に用いられる電動モータに適用することもできる。

　電動モータは、自動車等の車両に搭載されるサンルーフ装置等の駆動源として用いられ、駆動ケーブルを押し引きしてルーフパネルを開閉するために用いられる。

Claims

　回転軸を収容するヨークと、
　前記ヨークに接続されるケーシングと、
　前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の回転を減速する減速機構を収容する減速機構収容部と、
　前記ケーシングに設けられ、前記回転軸の回転を制御する基板を収容する基板収容部と、
　前記減速機構収容部を覆うように設けられる金属製のカバー部材と、
を備え、
　前記カバー部材は、前記減速機構と前記基板との間に配置され、接地されている、電動モータ。
　請求項１記載の電動モータにおいて、
　前記ヨークと前記ケーシングとの間に、接続端子を備えた金属製のコンタクトプレートを設け、前記接続端子を前記カバー部材に接続させる、電動モータ。
　請求項２記載の電動モータにおいて、
　前記カバー部材は、前記ケーシングに設けられた装着孔に装着される装着爪を備え、前記接続端子を前記装着爪に接続させる、電動モータ。