JP2018088825A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け対象物へのレイアウト性を低下させること無く、モータ装置をより小型軽量化する。【解決手段】センサマグネット３０の径方向外側に隙間ＳＰを介して配置され、アーマチュア軸２６の回転状態を検出する回転センサ７０が設けられるセンサ基板６０を、アーマチュア軸２６を中心に当該アーマチュア軸２６の径方向外側に向けて延在するように設けた。これにより、従前のようにアーマチュア軸２６を跨ぐようにしてセンサ基板６０を設けなくて済む。よって、Ｚ軸方向に沿うモータ装置の厚み寸法を小さくして小型軽量化することができる。また、センサ基板６０をコンパクトにして固定部の配置自由度を向上できるので、モータ装置の取り付け対象物へのレイアウト性が向上する。【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸を有するモータ装置に関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置やサンルーフ装置等の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構を備えたモータ装置が用いられている。そして、操作者により車室内等に設けられた操作スイッチを操作することでモータ装置は回転駆動され、これによりウィンドガラスやサンルーフ等の開閉体が開閉駆動されるようになっている。

このような減速機構を備えたモータ装置として、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に記載されたモータ（モータ装置）は、モータ本体と減速部とを備えており、モータ本体を形成するヨーク内には、回転軸が回転自在に収容され、減速部を形成するギヤハウジング内には、減速機構を形成するウォームおよびウォームホイールが回転自在に収容されている。また、ギヤハウジング内には、複数の電気回路部品を実装した制御回路基板が設けられており、電気回路部品を構成するホール素子は、回転軸に固定されたセンサマグネットと対向して、回転軸の回転状態を検出するようになっている。

ギヤハウジングには、基板取付口とコネクタ取付口とが形成されており、基板取付口は回転軸を挟む一方側に配置され、コネクタ取付口は回転軸を挟む他方側に配置されている。そして、基板取付口（一方側）から制御回路基板を装着して、当該制御回路基板をギヤハウジングにネジ止めするとともに、コネクタ取付口（他方側）からコネクタハウジングを装着して、当該コネクタハウジングをギヤハウジングにネジ止めしている。

特開２００４−１６６４８１号公報（図１，図２）

ところで、上述のような自動車等の車両に搭載されるモータ装置は、幅狭のドア内やルーフ内に設置されるため、厚み寸法を薄くする等してより小型軽量化を図ることが望ましい。

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたモータ装置によれば、回転軸を挟む一方側から回転軸を挟む他方側に向けて、制御回路基板が回転軸を跨ぐようにして設けられる。したがって、モータ装置の制御回路基板が延びる方向に沿う厚み寸法が大きいばかりか、モータ装置の制御回路基板と回転軸とが重なる方向に沿う厚み寸法も大きく、ひいてはモータ装置をより小型軽量化するというニーズに応えるのが難しかった。

また、ギヤハウジングに対する制御回路基板の占める割合が大きいため、モータ装置を取り付け対象物に固定するための固定部をギヤハウジングに設ける際に、その設定自由度が低く、ひいてはモータ装置の取り付け対象物へのレイアウト性の低下を招いていた。

本発明の目的は、取り付け対象物へのレイアウト性を低下させること無く、モータ装置をより小型軽量化することができるモータ装置を提供することにある。

本発明の一態様では、回転軸を有するモータ装置であって、前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転方向に沿って複数の磁極が交互に設けられるセンサマグネットと、前記センサマグネットの径方向外側に隙間を介して配置されるセンサ基板と、前記センサ基板に設けられ、前記センサマグネットの回転に伴う前記磁極の変化から前記回転軸の回転状態を検出する回転センサと、を備え、前記センサ基板は、前記回転軸を中心に当該回転軸の径方向外側に向けて延在され、前記回転センサは、前記センサ基板の延在方向に沿う磁束成分の大きさに応じて電気抵抗値が変化する第１の磁気抵抗素子と、前記センサ基板の延在方向と直交する方向に沿う磁束成分の大きさに応じて電気抵抗値が変化する第２の磁気抵抗素子と、を有し、前記回転センサを、前記センサマグネットを挟んで反対側から見た際に、前記回転センサが、前記センサマグネットの軸方向寸法および直径寸法の範囲内に収められており、前記第１の磁気抵抗素子の電気抵抗値および前記第２の磁気抵抗素子の電気抵抗値が、前記回転軸の回転に伴い、前記センサマグネットの径方向外側で前記センサマグネットの周方向に向かう磁束成分の変化によりそれぞれ変化される。

本発明の他の態様では、前記センサ基板は、外部コネクタが接続されるコネクタ部材に設けられ、前記コネクタ部材は、前記回転軸を収容するハウジングに前記回転軸の径方向外側から組み付けられる。

本発明の他の態様では、前記センサマグネットと前記回転センサとの間に仕切壁が設けられる。

本発明によれば、取り付け対象物へのレイアウト性を低下させること無く、モータ装置をより小型軽量化することができる。

本発明の一実施の形態に係るモータ装置を示す部分断面図である。 図１の破線円Ａ部を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１のモータ装置のコネクタ部材を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、センサマグネットとセンサ基板との配置関係を説明する説明図である。 回転センサの内部構造を説明する説明図である。 回転センサに対するセンサマグネットの相対位置を模式的に複数示し、各々の位置での回転センサによる磁束成分の検出状態を説明する説明図である。 回転センサによる磁束成分の検出信号と回転センサの出力信号とを説明する説明図である。 図１のモータ装置の組み立て手順を説明する説明図である。

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は本発明の一実施の形態に係るモータ装置を示す部分断面図を、図２は図１の破線円Ａ部を拡大して示す部分拡大断面図を、図３は図１のモータ装置のコネクタ部材を示す斜視図をそれぞれ示している。

図１に示すモータ装置１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置（図示せず）の駆動源として用いられ、ウィンドガラスを昇降させるウィンドレギュレータ（図示せず）を駆動するものである。モータ装置１０は、小型でありながら大きな出力が可能な減速機構付モータとして形成され、車両のドア内に形成される幅狭のスペース（図示せず）に設置されるようになっている。モータ装置１０は、モータ部２０とギヤ部４０とを備えており、これらのモータ部２０およびギヤ部４０は、複数の締結ネジ１１（図示では２つ）により互いに連結され、ユニット化されている。

モータ部２０は、磁性材料よりなる鋼板をプレス加工（深絞り加工）することで有底筒状に形成されたモータケース２１を備えている。モータケース２１の内壁には、断面が略円弧形状に形成された複数のマグネット２２（図示では２つ）が固定され、各マグネット２２の内側には、コイル２３が巻装されたアーマチュア２４が、所定の隙間を介して回転自在に収容されている。そして、モータケース２１の開口側（図中左側）にはブラシホルダ２５が装着されており、当該ブラシホルダ２５によってモータケース２１の開口側は閉塞されている。

アーマチュア２４の回転中心Ｃ１には、回転軸としてのアーマチュア軸２６が貫通して固定されている。アーマチュア軸２６は、モータ部２０およびギヤ部４０の双方を横切るようにして設けられ、アーマチュア軸２６の軸方向一端側（図中右側）はモータケース２１の内部に配置され、アーマチュア軸２６の軸方向他端側（図中左側）はギヤケース４１の内部に配置されている。

アーマチュア軸２６の軸方向に沿う略中間部分で、かつアーマチュア２４に近接する部位には、コンミテータ２７が固定されている。このコンミテータ２７には、アーマチュア２４に巻装されたコイル２３の端部が電気的に接続されている。

コンミテータ２７の外周には、ブラシホルダ２５に保持された複数のブラシ２８（図示では２つ）が摺接するようになっており、各ブラシ２８は、バネ部材２９によりそれぞれコンミテータ２７に向けて所定圧で弾性接触されている。これにより、図示しないコントローラから各ブラシ２８に駆動電流を供給することでアーマチュア２４には回転力（電磁力）が発生し、ひいてはアーマチュア軸２６が所定の回転数および回転トルクで回転するようになっている。

アーマチュア軸２６の軸方向に沿う略中間部分で、かつコンミテータ２７のアーマチュア２４側とは反対側には、センサマグネット３０が固定されている。センサマグネット３０は、アーマチュア軸２６の回転方向に沿って４つの磁極（図４参照）を交互に並べることにより環状に形成されている。センサマグネット３０は、アーマチュア軸２６と共に一体回転するようになっており、したがって、アーマチュア軸２６の回転に伴い、センサマグネット３０の径方向外側に配置された回転センサ７０に対する磁束線の状態が変化するようになっている（図６参照）。

アーマチュア軸２６のセンサマグネット３０よりも軸方向他端側には、ウォームギヤ３１が設けられている。ウォームギヤ３１は略筒状に形成され、アーマチュア軸２６に圧入によって固定されている。ウォームギヤ３１には、ギヤケース４１内に回転自在に設けられたウォームホイール４２の歯部４２ａが噛み合わされている。これにより、ウォームギヤ３１はギヤケース４１内でアーマチュア軸２６の回転に伴って回転し、その回転がウォームホイール４２に伝達されるようになっている。ここで、ウォームギヤ３１およびウォームホイール４２は減速機構ＳＤを形成している。

モータケース２１の底部側（図中右側）は段付形状に形成されており、当該部位にはモータケース２１の本体部よりも小径となった小径部２１ａが設けられている。小径部２１ａには第１ラジアル軸受３２と第１スラスト軸受３３とが装着されており、これらの軸受３２，３３は、アーマチュア軸２６の軸方向一端側を回転自在に支持している。

図２に示すように、ブラシホルダ２５は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで所定形状に形成され、ホルダ本体２５ａと軸受保持筒２５ｂとを備えている。ホルダ本体２５ａは、複数のブラシ２８を移動自在に保持するとともに、モータケース２１の開口部分に装着されるようになっている（図１参照）。一方、軸受保持筒２５ｂは筒状に形成され、ホルダ本体２５ａからギヤケース４１側（図中左側）に向けて突出されている。

軸受保持筒２５ｂの先端部分には、アーマチュア軸２６の軸方向に沿う略中間部分を回転自在に支持する第２ラジアル軸受３４が装着されている。つまり、軸受保持筒２５ｂの内側には、アーマチュア軸２６が貫通するようになっている。また、アーマチュア軸２６に固定されたセンサマグネット３０は、軸受保持筒２５ｂの内側に配置され、当該軸受保持筒２５ｂの内側でアーマチュア軸２６と共に回転するようになっている。

ここで、軸受保持筒２５ｂは本発明における仕切壁を構成しており、当該軸受保持筒２５ｂは、センサマグネット３０と回転センサ７０との間に設けられている。このように、センサマグネット３０と回転センサ７０との間に仕切壁として機能する軸受保持筒２５ｂを設けることで、センサマグネット３０側にある各ブラシ２８の摩耗粉が、回転センサ７０や当該回転センサ７０を実装するセンサ基板６０に付着しないようにしている。これにより、回転センサ７０の検出性能が低下するのを長期に亘り抑制することができる。

図１に示すように、ギヤ部４０は、ギヤケース（ハウジング）４１およびコネクタ部材５０を備えている。なお、ギヤケース４１の開口側（図中手前側）は、図示しないギヤカバーによって密閉されている。ギヤ部４０を形成するギヤケース４１は、樹脂材料により所定形状に形成され、モータケース２１の開口側にブラシホルダ２５を介して連結されている。

ギヤケース４１の内部には、アーマチュア軸２６の軸方向に沿って延びるウォームギヤ収容部４１ａと、当該ウォームギヤ収容部４１ａに近接して配置されたウォームホイール収容部４１ｂとが形成されている。これらの各収容部４１ａ，４１ｂの内部には、ウォームギヤ３１と、外周部分にウォームギヤ３１と噛み合う歯部４２ａを有するウォームホイール４２とが、それぞれ回転自在に収容されている。ここで、ウォームギヤ３１は螺旋状に形成され、歯部４２ａはウォームホイール４２の軸方向に向けて緩やかな傾斜角度で傾斜されている。これにより、ウォームギヤ３１からウォームホイール４２に対して滑らかな動力伝達が可能となっている。

ウォームホイール４２の回転中心Ｃ２には、出力軸４２ｂが配置されており、当該出力軸４２ｂは、ウィンドレギュレータ（図示せず）に動力伝達可能に接続されるようになっている。つまり、アーマチュア軸２６の回転は、減速機構ＳＤにより減速されて高トルク化され、出力軸４２ｂからウィンドレギュレータに出力されるようになっている。

ウォームギヤ収容部４１ａのアーマチュア軸２６の軸方向に沿うモータケース２１側とは反対側（図中左側）には、第３ラジアル軸受４３と第２スラスト軸受４４とが設けられている。これらの第３ラジアル軸受４３および第２スラスト軸受４４は、アーマチュア軸２６の軸方向他端側を回転自在に支持している。

また、第２スラスト軸受４４のアーマチュア軸２６側とは反対側には、ゴムブッシュ４５が設けられ、当該ゴムブッシュ４５は、第２スラスト軸受４４をアーマチュア軸２６に向けて比較的弱い力で押し付けるようになっている。これにより、アーマチュア軸２６の回転抵抗が増加するのを抑制しつつ、アーマチュア軸２６が軸方向にがたつくのを抑制している。

このように、アーマチュア軸２６の軸方向一端側を第１ラジアル軸受３２と第１スラスト軸受３３とで回転自在に支持し、アーマチュア軸２６の軸方向に沿う略中間部分を第２ラジアル軸受３４で回転自在に支持し、アーマチュア軸２６の軸方向他端側を第３ラジアル軸受４３と第２スラスト軸受４４とで回転自在に支持している。これにより、アーマチュア軸２６はスムーズに回転できるようになっている。

ギヤケース４１には、さらに、段付形状のコネクタ部材装着孔４１ｃが設けられている。コネクタ部材装着孔４１ｃは、ブラシホルダ２５の近傍で、かつアーマチュア軸２６を挟んで、ウォームホイール収容部４１ｂ側とは反対側に配置されている。コネクタ部材装着孔４１ｃは、アーマチュア軸２６の径方向に向けて延在され、当該コネクタ部材装着孔４１ｃには、ギヤケース４１とは別体となったコネクタ部材５０が差し込み固定されるようになっている。

ここで、コネクタ部材装着孔４１ｃの延在方向についてより詳細に述べると、アーマチュア軸２６の軸方向をＸ軸方向、出力軸４２ｂの軸方向をＺ軸方向（図面奥行き方向）とした場合に、コネクタ部材装着孔４１ｃの延在方向は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に直角となるＹ軸方向となっている。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向はモータ装置１０の縦横の幅方向を示し、Ｚ軸方向はモータ装置１０の厚み方向を示している。

図２に示すように、コネクタ部材装着孔４１ｃの内部には、ブラシホルダ２５から突出された一対の駆動用導電部材２５ｃ（図示では１つ）が露出されている。各駆動用導電部材２５ｃは、導電性に優れた黄銅等によって棒状に形成され、各駆動用導電部材２５ｃの一端側は、各ブラシ２８にそれぞれ電気的に接続されている。また、各駆動用導電部材２５ｃの他端側は、コネクタ部材５０に設けられた一対の電源ターミナル５３の一端側に電気的に接続されるようになっている。

ここで、コネクタ部材５０をコネクタ部材装着孔４１ｃに差し込むだけで、各電源ターミナル５３の一端側は、各駆動用導電部材２５ｃの他端側に自動的に電気的に接続されるようになっている。

ギヤケース４１には、図１に示すように、３つの固定部４１ｄが設けられている。各固定部４１ｄは、出力軸４２ｂを囲うようにしてギヤケース４１の周囲にそれぞれ所定間隔（略１２０度間隔）で配置されている。そして、各固定部４１ｄには、モータ装置１０を車両のドア内に固定するための固定ボルト（図示せず）がそれぞれ装着されるようになっている。このように、各固定部４１ｄを、出力軸４２ｂを囲うようにして所定間隔で設けることにより、幅狭のドア内においてモータ装置１０をバランス良く支持することができ、ひいてはモータ装置１０に高負荷が掛かったとしても、モータ装置１０がドア内でふらつくのを効果的に防止することができる。

図１および図３に示すように、コネクタ部材５０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより略Ｌ字形状に形成され、コネクタ接続部５１と差し込み部５２とを備えている。コネクタ接続部５１には、車両側の外部コネクタＣＮ（図１参照）が接続されるようになっており、差し込み部５２は、ギヤケース４１のコネクタ部材装着孔４１ｃに差し込まれるようになっている。ここで、外部コネクタＣＮは、車両に搭載されるバッテリやコントローラ等（何れも図示せず）に電気的に接続されている。

コネクタ接続部５１および差し込み部５２の内部には、一対の電源ターミナル５３と、４本の信号ターミナル５４とがインサート（埋設）されている。各電源ターミナル５３および各信号ターミナル５４は、いずれも導電性に優れた黄銅等により、コネクタ部材５０の形状に沿わせて略Ｌ字形状に形成されている。また、各電源ターミナル５３の方が各信号ターミナル５４よりも太くなっており、これは、各電源ターミナル５３の方に各信号ターミナル５４よりも大電流が流れるためである。

各電源ターミナル５３の一端側は、差し込み部５２からそれぞれ突出して外部に露出されており、この露出された部分には、各駆動用導電部材２５ｃ（図２参照）の他端側が挿入されるスリットＳＬが形成されている。ここで、図３においては、一方の電源ターミナル５３のスリットＳＬのみを示している。また、各電源ターミナル５３の他端側は、コネクタ接続部５１の内部に露出されており、これにより、外部コネクタＣＮ側の各電源ターミナル（図示せず）に電気的に接続されるようになっている。

各信号ターミナル５４の一端側は、差し込み部５２に設けられたセンサ基板６０にそれぞれ電気的に接続されている。一方、各信号ターミナル５４の他端側は、各電源ターミナル５３の他端側と同様に、コネクタ接続部５１の内部に露出されている。これにより、各信号ターミナル５４の他端側は、外部コネクタＣＮ側の各信号ターミナル（図示せず）に電気的に接続されるようになっている。

差し込み部５２のコネクタ接続部５１側には、ゴム等の弾性部材よりなるシール部材５５が設けられ、当該シール部材５５は差し込み部５２の周囲を取り囲むようにして装着されている。シール部材５５は、コネクタ部材５０をギヤケース４１に装着した状態のもとで、差し込み部５２とコネクタ部材装着孔４１ｃとの間に配置されるようになっている（図１参照）。これにより、ギヤケース４１の外部からコネクタ部材装着孔４１ｃの内部に向けて、雨水や埃等が進入するのを防止している。

差し込み部５２には、センサ基板６０が一体に設けられている。センサ基板６０は略長方形形状に形成され、一対の長辺６１と一対の短辺６２とを備えている。センサ基板６０の一方の短辺６２側は、差し込み部５２に固定されており、これにより各短辺６２がＹ軸方向に沿って対向し、各長辺６１がＺ軸方向に沿って対向している。

そして、センサ基板６０の一方の短辺６２側には、４本の信号ターミナル５４の一端側が電気的に接続されており、センサ基板６０の他方の短辺６２側には、回転センサ７０が実装されている。つまり、センサ基板６０は、図１および図２に示すように、コネクタ部材５０をギヤケース４１に装着した状態のもとで、アーマチュア軸２６を中心に、当該アーマチュア軸２６の径方向外側に向けて延在されている。

ここで、アーマチュア軸２６に固定されたセンサマグネット３０と、回転センサ７０が実装されたセンサ基板６０との配置関係について、図面を用いてより詳細に説明する。

図４（ａ），（ｂ）はセンサマグネットとセンサ基板との配置関係を説明する説明図を示している。

図４に示すように、センサ基板６０の他方の短辺６２側は、センサマグネット３０の径方向外側に隙間ＳＰを介して配置されており、この隙間ＳＰには、仕切壁として機能する軸受保持筒２５ｂが配置されている。ここで、隙間ＳＰの寸法は、次の３つの条件を満たす寸法に設定されている。つまり、回転センサ７０をセンサマグネット３０に可能な限り近付けて十分な検出性能が得られ、センサマグネット３０の回転時に当該センサマグネット３０が軸受保持筒２５ｂに接触せず、差し込み部５２をコネクタ部材装着孔４１ｃに差し込んだ際にセンサ基板６０と軸受保持筒２５ｂとが接触しない寸法となっている。

図４（ａ）に示すように、回転センサ７０を含むセンサ基板６０のアーマチュア軸２６の軸方向に沿う厚み寸法ｔ１は、センサマグネット３０のアーマチュア軸２６の軸方向（Ｘ軸方向）に沿う厚み寸法ｔ２以下に設定されている。つまり、回転センサ７０を含むセンサ基板６０は、センサマグネット３０を挟んで反対側にある目視ポイントＬＰから見た際に、センサマグネット３０の軸方向寸法（＝ｔ２）の範囲内（図中網掛け範囲内）に収められることが可能になっていて、回転センサ７０は、目視ポイントＬＰから見た際に、センサマグネット３０の軸方向寸法（＝ｔ２）の範囲内（図中網掛け範囲内）に配置される。

これにより、アーマチュア軸２６の軸方向（Ｘ軸方向）に沿うモータ装置１０の寸法、つまりモータ装置１０の幅寸法が増大するのを抑制することができ、モータ装置１０の小型化を実現している。

また、図４（ｂ）に示すように、回転センサ７０を含むセンサ基板６０の短辺６２が延びる方向に沿う幅寸法ｗ１は、センサマグネット３０のアーマチュア軸２６の径方向（Ｙ軸方向／Ｚ軸方向）に沿う厚み寸法ｗ２以下に設定されている。つまり、回転センサ７０を含むセンサ基板６０は、センサマグネット３０を挟んで反対側にある目視ポイントＬＰから見た際に、センサマグネット３０の直径寸法（＝ｗ２）の範囲内（図中網掛け範囲内）に収められることが可能になっていて、回転センサ７０は、目視ポイントＬＰから見た際に、センサマグネット３０の直径寸法（＝ｗ２）の範囲内（図中網掛け範囲内）に配置される。

これにより、出力軸４２ｂ（図１参照）の軸方向（Ｚ軸方向）に沿うモータ装置１０の寸法、つまりモータ装置１０の厚み寸法が増大するのを抑制することができ、モータ装置１０の薄型化を実現している。

次に、回転センサ７０の構造および動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図５は回転センサの内部構造を説明する説明図を、図６は回転センサに対するセンサマグネットの相対位置を模式的に複数示し、各々の位置での回転センサによる磁束成分の検出状態を説明する説明図を、図７は回転センサによる磁束成分の検出信号と回転センサの出力信号とを説明する説明図をそれぞれ示している。

図５に示すように、回転センサ７０は、当該回転センサ７０と対向するセンサマグネット３０の磁極（Ｓ極／Ｎ極）の変化、つまり磁束線の向きやその変化を捉える磁気センサとなっている。これにより回転センサ７０は、アーマチュア軸２６（図４参照）の回転状態、つまりアーマチュア軸２６の回転方向や回転速度を検出可能となっている。具体的には、回転センサ７０は、センサ素子としての磁気抵抗素子（ＭＲ素子）備えており、さらには巨大磁気抵抗効果現象（Giant Magneto Resistance Effect）を応用したＧＭＲセンサとなっている。

回転センサ７０は、Ｙ軸方向に沿う磁束成分の大きさに応じてその電気抵抗値が変化するＹ軸方向素子（第１ＭＲ素子）７１と、Ｚ軸方向に沿う磁束成分の大きさに応じてその電気抵抗値が変化するＺ軸方向素子（第２ＭＲ素子）７２とを備えている。回転センサ７０は、さらに波形変換回路７３を備えており、当該波形変換回路７３には、Ｙ軸方向素子７１およびＺ軸方向素子７２からの正弦波信号（図７参照）がそれぞれ入力されるようになっている。そして、波形変換回路７３は、入力された各正弦波信号（Ｙ軸方向磁束成分／Ｚ軸方向磁束成分）を、それぞれ矩形波信号に変換して出力するようになっている。

図６および図７に示すように、回転センサ７０に対してセンサマグネット３０が「０°」の基準位置にある場合（図４（ｂ）に示す位置関係）には、回転センサ７０には、略Ｚ軸方向のみに沿って磁束線が通過する。したがって、当該状態においては、Ｚ軸方向磁束成分、つまりＺ軸方向に沿う磁界の強さＨが最大となり、Ｚ軸方向素子７２の出力が最大となる。一方、Ｙ軸方向磁束成分、つまりＹ軸方向に沿う磁界の強さＨは最小となり、Ｙ軸方向素子７１の出力は最小となる。ここで、図６の破線矢印に示す「磁束ベクトル量」を分解すると、それぞれ黒塗り矢印の「Ｙ軸方向磁束成分」および白抜き矢印の「Ｚ軸方向磁束成分」となる。

回転センサ７０に対してセンサマグネット３０が「９０°」の位置にある場合には、上記とは逆に、回転センサ７０には、略Ｙ軸方向のみに沿って磁束線が通過するようになり、さらには磁束線の向きはセンサマグネット３０のＳ極に向けられる。したがって、当該状態においては、Ｙ軸方向磁束成分、つまりＹ軸方向に沿う磁界の強さＨが負側で最大となり、Ｙ軸方向素子７１の出力が負側で最大となる。一方、Ｚ軸方向磁束成分、つまりＺ軸方向に沿う磁界の強さＨは最小となり、Ｚ軸方向素子７２の出力は最小となる。

回転センサ７０に対してセンサマグネット３０が「−９０°」の位置にある場合には、回転センサ７０には、略Ｙ軸方向のみに沿って磁束線が通過するようになり、さらには磁束線の向きは上記「９０°」の場合とは逆になる。したがって、当該状態においては、Ｙ軸方向磁束成分、つまりＹ軸方向に沿う磁界の強さＨが正側で最大となり、Ｙ軸方向素子７１の出力が正側で最大となる。一方、Ｚ軸方向磁束成分、つまりＺ軸方向に沿う磁界の強さＨは最小となり、Ｚ軸方向素子７２の出力は最小となる。

このように、回転センサ７０のＹ軸方向素子７１およびＺ軸方向素子７２は、図６の上段に示すように、位相差が９０°となった２種類の正弦波信号（実線／一点鎖線）をそれぞれ出力するようになっている。その後、これらの正弦波信号は波形変換回路７３に入力されて、波形変換回路７３は、図６の下段に示すように、位相差が９０°となった２種類の矩形波信号（ＯＵＴ１／ＯＵＴ２）を生成し、生成した２種類の矩形波信号をそれぞれ出力するようになっている。

ここで、波形変換回路７３は、正側の第１閾値ｔｈ１と負側の第２閾値ｔｈ２とを備えており、２種類の正弦波信号と各閾値ｔｈ１，ｔｈ２とを比較することにより、各矩形波信号（ＯＵＴ１／ＯＵＴ２）の立ち上がりポイントと立ち下がりポイントとを決定している。

このように、回転センサ７０は、位相差が９０°の２種類の矩形波信号を出力し、これらの矩形波信号は、車両に搭載されるコントローラ（図示せず）に入力されるようになっている。そして、コントローラは、各矩形波信号の立ち上がりタイミングや立ち下がりタイミングを監視することにより、センサマグネット３０、つまりアーマチュア軸２６の回転方向や回転速度を把握し、これに基づいてモータ装置１０を回転制御するようになっている。

次に、以上のように形成したモータ装置１０の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。

図８は図１のモータ装置の組み立て手順を説明する説明図を示している。

まず、モータケース２１に、アーマチュア２４やブラシホルダ２５等を組み付けたモータ部２０を準備するとともに、ギヤケース４１を準備する。そして、図中矢印（１）に示すように、モータ部２０を形成するウォームギヤ３１を、ギヤケース４１のウォームギヤ収容部４１ａに臨ませて、ウォームギヤ３１をウォームギヤ収容部４１ａの内部に挿入していく。その後、ブラシホルダ２５をギヤケース４１に突き当てる。次いで、図中矢印（２）に示すように、図示しない締結工具を用いて締結ネジ１１をギヤケース４１にネジ結合することにで、モータケース２１とギヤケース４１と連結して一体化させる。

その後、図中矢印（３）に示すように、コネクタ部材５０の差し込み部５２側、つまりセンサ基板６０側を、コネクタ部材装着孔４１ｃに臨ませる。そして、差し込み部５２をコネクタ部材装着孔４１ｃに差し込んでいき、これにより各電源ターミナル５３の一端側のスリットＳＬ（図３参照）に各駆動用導電部材２５ｃの他端側が差し込まれて、両者が電気的に接続される。このようにして、コネクタ部材５０は、アーマチュア軸２６の径方向外側からギヤケース４１に組み込まれて、コネクタ部材５０のギヤケース４１への装着が完了する。

ここで、シール部材５５がコネクタ部材装着孔４１ｃに嵌合されるので、コネクタ部材５０とギヤケース４１との連結強度は十分であるが、コネクタ部材５０とギヤケース４１との連結強度をより強固なものとすべく、両者を締結ネジ（図示せず）により固定しても良い。

次いで、ギヤケース４１の開口側から、ギヤケース４１のウォームホイール収容部４１ｂの内部にウォームホイール４２を収容し、さらに、ギヤケース４１の開口側をギヤカバー（図示せず）によって密閉する。これによりモータ装置１０が完成する。ただし、コネクタ部材５０をギヤケース４１に差し込み固定する前の段階において、ウォームホイール４２をウォームホイール収容部４１ｂの内部に収容しても良い。

以上詳述したように、本実施の形態に係るモータ装置１０によれば、センサマグネット３０の径方向外側に隙間ＳＰを介して配置され、アーマチュア軸２６の回転状態を検出する回転センサ７０が設けられるセンサ基板６０を、アーマチュア軸２６を中心に当該アーマチュア軸２６の径方向外側に向けて延在するように設けている。したがって、従前のようにアーマチュア軸２６を跨ぐようにしてセンサ基板６０を設けなくて済む。

よって、センサ基板６０が延在する方向と交差する方向（Ｚ軸方向）に沿うモータ装置１０の厚み寸法を小さくして、モータ装置１０をより小型軽量化することが可能となる。

また、センサ基板６０を従前に比してコンパクトに纏めることができるので、ギヤケース４１に対するセンサ基板６０の占める割合を減らして、ギヤケース４１に対する固定部４１ｄの配置自由度を向上させることができる。したがって、モータ装置１０の取り付け対象物へのレイアウト性を向上させることが可能となる。

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、回転センサとして、センサマグネット３０が形成する磁束線に反応する２つのＭＲ素子を有する１つのＧＭＲセンサを採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、１つのＭＲ素子を有する安価なＭＲセンサを２つ採用しても良い。さらには、他の磁気センサ（ホールＩＣ等）を採用することもできる。

また、上記実施の形態においては、モータ装置１０を、車両に搭載されるパワーウィンド装置の駆動源として用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、サンルーフ装置等の他の駆動源としても用いることができる。

１０ モータ装置
１１ 締結ネジ
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 小径部
２２ マグネット
２３ コイル
２４ アーマチュア
２５ ブラシホルダ
２５ａ ホルダ本体
２５ｂ 軸受保持筒（仕切壁）
２５ｃ 駆動用導電部材
２６ アーマチュア軸（回転軸）
２７ コンミテータ
２８ ブラシ
２９ バネ部材
３０ センサマグネット
３１ ウォームギヤ
３２ 第１ラジアル軸受
３３ 第１スラスト軸受
３４ 第２ラジアル軸受
４０ ギヤ部
４１ ギヤケース（ハウジング）
４１ａ ウォームギヤ収容部
４１ｂ ウォームホイール収容部
４１ｃ コネクタ部材装着孔
４１ｄ 固定部
４２ ウォームホイール
４２ａ 歯部
４２ｂ 出力軸
４３ 第３ラジアル軸受
４４ 第２スラスト軸受
４５ ゴムブッシュ
５０ コネクタ部材
５１ コネクタ接続部
５２ 差し込み部
５３ 電源ターミナル
５４ 信号ターミナル
５５ シール部材
６０ センサ基板
６１ 長辺
６２ 短辺
７０ 回転センサ
７１ Ｙ軸方向素子
７２ Ｚ軸方向素子
７３ 波形変換回路
ＣＮ 外部コネクタ
ＬＰ 目視ポイント
ＳＤ 減速機構
ＳＬ スリット
ＳＰ 隙間

Claims (3)

1. 回転軸を有するモータ装置であって、
   前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転方向に沿って複数の磁極が交互に設けられるセンサマグネットと、
   前記センサマグネットの径方向外側に隙間を介して配置されるセンサ基板と、
   前記センサ基板に設けられ、前記センサマグネットの回転に伴う前記磁極の変化から前記回転軸の回転状態を検出する回転センサと、
   を備え、
   前記センサ基板は、前記回転軸を中心に当該回転軸の径方向外側に向けて延在され、
   前記回転センサは、前記センサ基板の延在方向に沿う磁束成分の大きさに応じて電気抵抗値が変化する第１の磁気抵抗素子と、前記センサ基板の延在方向と直交する方向に沿う磁束成分の大きさに応じて電気抵抗値が変化する第２の磁気抵抗素子と、を有し、
   前記回転センサを、前記センサマグネットを挟んで反対側から見た際に、前記回転センサが、前記センサマグネットの軸方向寸法および直径寸法の範囲内に収められており、
   前記第１の磁気抵抗素子の電気抵抗値および前記第２の磁気抵抗素子の電気抵抗値が、前記回転軸の回転に伴い、前記センサマグネットの径方向外側で前記センサマグネットの周方向に向かう磁束成分の変化によりそれぞれ変化される、
   モータ装置。
2. 請求項１記載のモータ装置において、
   前記センサ基板は、外部コネクタが接続されるコネクタ部材に設けられ、前記コネクタ部材は、前記回転軸を収容するハウジングに前記回転軸の径方向外側から組み付けられる、モータ装置。
3. 請求項１または２記載のモータ装置において、
   前記センサマグネットと前記回転センサとの間に仕切壁が設けられる、モータ装置。

Images