JP2012147519A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗粉やグリス等の付着物から制御基板を保護し、回転軸を長期に亘り高精度で制御し得るモータ装置の提供。
【解決手段】回転軸２２の一端側に減速機構ＤＳ１を形成する第１減速ギヤ３５を設け、回転軸２２の他端側にセンサマグネット２４を固定し、回転軸２２の軸方向から回転軸２２の他端側と対向する制御基板４２を設け、制御基板４２のセンサマグネット２４との対向部位に回転軸２２の回転状態を検出するＭＲセンサ４２ｂを設け、制御基板４２に当該制御基板４２からの駆動電流の供給により回転軸２２を回転させる電磁力を発生するコイル２７のコイル端部２７ａを電気的に接続した。これにより、回転軸２２の一端側および他端側に減速機構ＤＳ１および制御基板４２をそれぞれ配置して遠ざけることができ、摩耗粉やグリス等の付着物を制御基板４２に到達し難くすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸を有するモータ部と、回転軸の回転を減速して出力する減速機構を有するギヤ部とを備えたモータ装置に関する。

従来、車両に搭載されるワイパ装置等の駆動源として、減速機構を有するモータ装置（以下、減速機構付モータと言う）を用いている。減速機構付モータは、車両への搭載性を考慮して、小型かつ高出力の駆動源となっている。減速機構付モータは、回転軸を有するモータ部と減速機構（ウォームおよびウォームホイール等）を有するギヤ部とを備え、回転軸の回転を減速機構により減速して高トルク化し、当該回転力を減速機構に設けた出力軸から外部に出力するようになっている。

ワイパ装置の駆動源として用いられる減速機構付モータとしては、回転軸の回転方向や回転数を制御する制御基板を内蔵したものがある。このように制御基板を内蔵した減速機構付モータとしては、例えば、特許文献１に記載された減速機構付モータが知られている。

特許文献１に記載された減速機構付モータは、回転軸を有するモータ部と、ウォームおよびウォームホイールよりなる減速機構を有する減速部とを備えている。減速部は本体部とカバーとを有するギヤハウジングを備え、ギヤハウジングの内部には減速機構が回転自在に収容されている。また、ギヤハウジングの内部には、複数の回路素子（磁気センサ等）を実装した回路基板（制御基板）が収容され、当該回路基板は出力軸の軸方向から減速機構を覆うよう設けられている。

そして、外部に設けられた制御回路は、磁気センサ等からの検出信号に基づいて回転軸等の回転状態を認識し、回転軸の回転方向（正回転または逆回転）や回転速度を制御するようになっている。

特開２０１０−０９３９７７号公報（図３）

しかしながら、上述の特許文献１に記載された減速機構付モータによれば、複数の回路素子を実装した回路基板は、ギヤハウジングの内部に収容され、さらには減速機構を覆うよう減速機構に近接して配置されている。したがって、減速機構を形成するウォームおよびウォームホイールの噛み合い部分から発生する摩耗粉や当該噛み合い部分に塗布されたグリス等が、減速機構付モータの回転駆動に伴って回路基板に付着し易いという問題がある。

摩耗粉やグリス等の付着物が回路基板に付着すると、当該付着物が断熱材となって回路基板の放熱性を悪くし、ひいては各回路素子の誤動作を招いたり磁気センサ等の検出精度を低下させたりする。そのため、回転軸を高精度で制御するのが早期に困難となるばかりか、分解メンテナンスを頻繁に行う必要が生じる。

本発明の目的は、摩耗粉やグリス等の付着物から制御基板を保護し、回転軸を長期に亘り高精度で制御し得るモータ装置を提供することにある。

本発明のモータ装置は、回転軸を有するモータ部と、前記回転軸の回転を減速して出力する減速機構を有するギヤ部とを備えたモータ装置であって、前記回転軸の一端側に設けられ、前記減速機構を形成する第１減速ギヤと、前記第１減速ギヤと噛み合って前記減速機構を形成し、回転中心に出力軸を有する第２減速ギヤと、前記回転軸の他端側に固定されるセンサマグネットと、前記回転軸の軸方向から前記回転軸の他端側と対向する制御基板と、前記制御基板の前記センサマグネットとの対向部位に設けられ、前記回転軸の回転状態を検出する回転センサと、前記制御基板に一端側が電気的に接続され、前記制御基板からの駆動電流の供給により前記回転軸を回転させる電磁力を発生するコイルとを備えることを特徴とする。

本発明のモータ装置は、前記回転軸にマグネットを装着し、前記コイルをステータの内側に巻線し、前記マグネットと前記コイルとが非接触の状態のもとで、前記回転軸を前記ステータの内側に回転自在に設けることを特徴とする。

本発明のモータ装置は、前記制御基板を、外部コネクタが接続されるコネクタ接続部を有する基板ケースに収容し、当該基板ケースを、前記モータ部を形成するモータケースの端部に装着することを特徴とする。

本発明のモータ装置は、前記回転センサを、前記センサマグネットの回転に伴う磁界の変化により抵抗値が変化するＭＲセンサとしたことを特徴とする。

本発明のモータ装置によれば、回転軸の一端側に減速機構を形成する第１減速ギヤを設け、回転軸の他端側にセンサマグネットを固定し、回転軸の軸方向から回転軸の他端側と対向する制御基板を設け、制御基板のセンサマグネットとの対向部位に回転軸の回転状態を検出する回転センサを設け、制御基板に当該制御基板からの駆動電流の供給により回転軸を回転させる電磁力を発生するコイルの一端側を電気的に接続する。これにより、回転軸の一端側および他端側に減速機構および制御基板をそれぞれ配置して遠ざけることができ、摩耗粉やグリス等の付着物を制御基板に到達し難くすることができる。よって、制御基板の放熱性が低下するのを抑制して各回路素子の誤動作や磁気センサ等の検出精度の低下を抑えて、従前に比して分解メンテナンスを少なくしつつ、長期に亘り回転軸を高精度で制御することが可能となる。

本発明のモータ装置によれば、回転軸にマグネットを装着し、コイルをステータの内側に巻線し、マグネットとコイルとが非接触の状態のもとで、回転軸をステータの内側に回転自在に設けるので、モータ装置をブラシレスモータで形成することができる。したがって、ブラシ摩耗粉の発生が無いので、制御基板に付着物が付着するのをより抑制することができる。

本発明のモータ装置によれば、制御基板を、外部コネクタが接続されるコネクタ接続部を有する基板ケースに収容し、当該基板ケースを、モータ部を形成するモータケースの端部に装着するので、基板ケースに制御基板を予め収容させておくことができる。したがって、仕様の異なる種々の制御基板を共通の基板ケースに収容しておき、その中から必要な仕様に応じて任意に選定することで、仕様の異なるモータ装置を容易に構築することができる。

本発明のモータ装置によれば、回転センサを、センサマグネットの回転に伴う磁界の変化により抵抗値が変化するＭＲセンサとしたので、スイッチング部品等の可動部分を無くすことができる。したがって、モータ装置の信頼性を向上させつつ、より長期に亘り回転軸を高精度で制御することが可能となる。

本発明に係るモータ装置を備えたワイパ装置を説明する説明図である。 図１のモータ装置を拡大して示す斜視図である。 図２のモータ装置の回転軸および出力軸の軸方向に沿う断面図である。 図３のモータ部の内部構造を説明する分解斜視図である。 図３のモータケースを底部側から見た斜視図である。 図３の基板ケースを開口部側から見た斜視図である。 第２実施の形態に係るモータ装置の図３に対応する断面図である。

以下、本発明の第１実施の形態に係るモータ装置について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るモータ装置を備えたワイパ装置を説明する説明図を、図２は図１のモータ装置を拡大して示す斜視図を、図３は図２のモータ装置の回転軸および出力軸の軸方向に沿う断面図を、図４は図３のモータ部の内部構造を説明する分解斜視図を、図５は図３のモータケースを底部側から見た斜視図を、図６は図３の基板ケースを開口部側から見た斜視図をそれぞれ表している。

図１に示すように、自動車等の車両１０の前方側には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１が設けられ、車両１０におけるフロントガラス１１の前端部分には、フロントガラス１１に付着した雨水や埃等を払拭するワイパ装置１２が搭載されている。ワイパ装置１２は、運転席側および助手席側で対となったワイパ部材１３を備え、さらに一のワイパモータ（モータ装置）１４を備えている。ワイパモータ１４は、リンク機構１５を介して各ワイパ部材１３の基端側に連結され、各ワイパ部材１３の先端側に設けられた各ワイパブレード１３ａを、フロントガラス１１上で揺動駆動するようになっている。

ワイパモータ１４は、所定の制御ロジックに基づいて、正回転と逆回転とを交互に行う正逆回転式のワイパモータ（リバーシングワイパモータ）となっている。したがって、ワイパモータ１４が図中矢印Ｒに示すように正逆回転を繰り返すことでリンク機構１５が図中矢印Ｓ方向に揺動し、各ワイパブレード１３ａは、図１に示す各払拭範囲１１ａを往復払拭動作する。これにより、フロントガラス１１に付着した雨水や埃等を払拭することができる。

図２ないし図６に示すように、ワイパモータ１４は減速機構ＤＳ１を備えた減速機構付モータであり、モータ部２０，ギヤ部３０およびコントローラ部４０を備えている。モータ部２０およびギヤ部３０は、接続部材５０を介して複数の締結ネジＳＣにより互いに連結され、ギヤ部３０およびコントローラ部４０は、連結機構ＣＳにより互いに連結されている。

モータ部２０は、鋼板を深絞り加工（プレス加工）等することにより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の底部２１ａには、回転軸２２の他端側（図３中右側）が貫通する貫通孔２１ｂが設けられ、貫通孔２１ｂの近傍でモータケース２１内側には、軸受保持部２１ｃが一体に設けられている。軸受保持部２１ｃは、回転軸２２をスムーズに回転させるための第１ラジアル軸受２３を保持している。

モータケース２１の外周側には、図５に示すように、モータケース２１の周方向に沿うよう複数の係合凹部２１ｄが設けられている。係合凹部２１ｄは、モータケース２１の周方向に沿って等間隔（９０°間隔）で計４つ（図示では２つのみ示す）設けられ、モータケース２１の径方向外側から径方向内側に向けて窪んでいる。各係合凹部２１ｄには、各係合凹部２１ｄに対応させて基板ケース４１に一体に設けた各係合爪部４１ａ（図６参照）が係合するようになっている。ここで、各係合凹部２１ｄおよび各係合爪部４１ａは連結機構ＣＳを構成し、各係合凹部２１ｄに各係合爪部４１ａを係合させることで、基板ケース４１をモータケース２１にワンタッチで強固に固定できるようにしている。

モータケース２１の開口側（図３中左側）には、径方向外側に突出した環状のフランジ部２１ｅが一体に設けられている。フランジ部２１ｅは、接続部材５０に設けた第１フランジ部５０ａに当接するようになっており、各締結ネジＳＣを所定の締め付けトルクで締め付けることにより、両者をズレ無く接続できるようにしている。

回転軸２２の一端側（図３中左側）には、その軸方向に延在する複数の凹凸よりなるセレーション部２２ａが一体に設けられている。セレーション部２２ａには、減速機構ＤＳ１を形成する第１減速ギヤ３５が固定され、第１減速ギヤ３５をセレーション部２２ａに固定することで両者を強固に固定し、ひいては第１減速ギヤ３５の空転を防止している。

回転軸２２の一端側は、接続部材５０に設けた第２ラジアル軸受５２により回転自在に支持され、第２ラジアル軸受５２を越えてギヤ部３０側に突出している。

回転軸２２の他端側は、第１ラジアル軸受２３により回転自在に支持され、第１ラジアル軸受２３および貫通孔２１ｂを越えてコントローラ部４０側に突出している。回転軸２２の他端側の端面には、回転軸２２の軸方向に沿って窪んだ装着凹部２２ｂが設けられている。装着凹部２２ｂには、略円盤形状に形成されたセンサマグネット２４が固定され、センサマグネット２４は、その周方向に沿ってＮ極，Ｓ極・・・のように交互に複数の極性を有するよう着磁され、回転軸２２とともに回転するようになっている。

回転軸２２の軸方向に沿う略中央部分でその外周部分には、略円筒形状に形成されて回転軸２２の軸方向に延在するようマグネット２５が固定されている。マグネット２５は、その外周側に設けられたコイル２７の電磁力によって回転し、マグネット２５においても、その周方向に沿ってＮ極，Ｓ極・・・のように交互に複数の極性を有するよう着磁され、回転軸２２とともに回転するようになっている。

モータケース２１の内側には、略円筒形状に形成されたステータ２６が圧入により固定されている。ステータ２６の径方向内側には、当該ステータ２６の中心部分に向けて放射状に延在する複数のティース（図示せず）が一体に設けられ、各ティースにはそれぞれコイル２７が集中巻きにより巻線されている。

各コイル２７の内側には、所定隙間（エアギャップ）を介してマグネット２５が設けられ、これによりマグネット２５と各コイル２７とが非接触の状態で、回転軸２２はステータ２６の内側で回転自在となっている。ここで、回転軸２２，マグネット２５，ステータ２６および各コイル２７は、ブラシレスモータを形成している。そして、各コイル２７はＵ相，Ｖ相，Ｗ相を備え、各コイル２７の一端側に設けられた３つのコイル端部２７ａは、図５に示すようにモータケース２１の底部２１ａを貫通して、基板ケース４１内に収容された制御基板４２に電気的に接続されている。

Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイル２７には、制御基板４２から所定のタイミングで駆動電流が供給され、各コイル２７の周囲には電磁力が発生するようになっている。電磁力の発生によりマグネット２５には回転力が発生し、ひいては回転軸２２が所定の回転トルク，回転数，回転方向で回転するようになっている。なお、各コイル２７への駆動電流の供給方向を一側（Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相）から他側（Ｗ相→Ｖ相→Ｕ相）に切り替えることで、回転軸２２の回転が正回転から逆回転に切り替えられる。

ギヤ部３０は、溶融したアルミ材料を鋳造成形等することにより有底筒状に形成されたギヤケース３１を備えている。ギヤケース３１の開口側（図３中右側）はモータケース２１の開口側と対向しており、ギヤケース３１の開口側には、径方向外側に突出したフランジ部３１ａが一体に設けられている。フランジ部３１ａは、接続部材５０に設けた第２フランジ部５１ａに当接するようになっており、各締結ネジＳＣを所定の締め付けトルクで締め付けることにより、両者をズレ無く接続できるようにしている。

ギヤケース３１の底部３１ｂには、略円筒形状に形成された支持筒３１ｃが一体に設けられている。支持筒３１ｃには、回転軸２２と平行の出力軸３２が貫通して設けられ、支持筒３１ｃと出力軸３２との間には、第３ラジアル軸受３３が設けられている。第３ラジアル軸受３３は、出力軸３２の回転をスムーズにするものである。

出力軸３２の直径寸法は、回転軸２２の直径寸法よりも大きい直径寸法に設定され、回転軸２２に比して出力軸３２の方が高剛性となっている。これにより、減速機構ＤＳ１によって高トルク化された出力を、安定して外部に出力できるようにしている。

出力軸３２の一端側（図３中左側）には、その軸方向に延在する複数の凹凸よりなる第１セレーション部３２ａと、第１セレーション部３２ａに近接する雄ネジ部３２ｂとが一体に設けられている。第１セレーション部３２ａには、リンク機構１５を形成する出力プレート１５ａ（図１参照）の一端側が嵌合するようになっている。また、雄ネジ部３２ｂには、出力プレート１５ａを出力軸３２に固定するための固定ナット（図示せず）がネジ結合されるようになっている。これにより、出力プレート１５ａは出力軸３２に対して空転しないよう強固に固定される。

出力軸３２の一端側には止め輪３４が装着されており、止め輪３４は出力軸３２の支持筒３１ｃに対する軸方向へのがたつきを防止している。これにより、ワイパモータ１４の回転駆動時において、リンク機構１５のがたつきを防止し、ひいてはリンク機構１５からの異音の発生や、リンク機構１５の可動部分、つまりジョイントボール部分等（図示せず）の偏摩耗を抑制することができる。

出力軸３２の他端側（図３中右側）には、その軸方向に延在する複数の凹凸よりなる第２セレーション部３２ｃが一体に設けられている。第２セレーション部３２ｃには、第１減速ギヤ３５と噛み合って減速機構ＤＳ１を形成する第２減速ギヤ３６が固定されている。第２減速ギヤ３６の回転中心に第２セレーション部３２ｃを固定することで両者を強固に固定し、ひいては第２減速ギヤ３６の空転を防止している。また、出力軸３２の他端側は、接続部材５０に設けた第４ラジアル軸受５３により回転自在に支持されている。

ギヤケース３１の内部には、回転軸２２の回転を減速して出力軸３２から外部に出力する減速機構ＤＳ１が回転自在に収容されている。減速機構ＤＳ１は、回転軸２２のセレーション部２２ａに固定された第１減速ギヤ３５と、出力軸３２の第２セレーション部３２ｃに固定された第２減速ギヤ３６とから構成されている。第１減速ギヤ３５の直径寸法は第２減速ギヤ３６の直径寸法よりも小さい直径寸法に設定され、これにより所定の減速比で回転軸２２の回転を減速して高トルク化し、この高トルク化された出力が出力軸３２から外部に出力される。

接続部材５０は、溶融したアルミ材料を鋳造成形等することにより有底筒状に形成されている。接続部材５０の開口側（図３中右側）は、モータケース２１の開口側と対向し、接続部材５０の底部５１側（図３中左側）は、ギヤケース３１の開口側と対向している。つまり、接続部材５０はモータケース２１とギヤケース３１との間に配置されている。

接続部材５０の開口側には、モータケース２１のフランジ部２１ｅに当接する第１フランジ部５０ａが一体に設けられ、接続部材５０の底部５１側には、ギヤケース３１のフランジ部３１ａに当接する第２フランジ部５１ａが一体に設けられている。これにより、接続部材５０は、各締結ネジＳＣを介してモータケース２１とギヤケース３１との間に強固に固定されている。

接続部材５０の底部５１には、ギヤケース３１側に向けて窪んだ第１軸受固定凹部５１ｂと、モータケース２１側に向けて窪んだ第２軸受固定凹部５１ｃとが一体に設けられている。第１軸受固定凹部５１ｂには、回転軸２２の一端側を回転自在に支持する第２ラジアル軸受５２が固定され、第２軸受固定凹部５１ｃには、出力軸３２の他端側を回転自在に支持する第４ラジアル軸受５３が固定されている。これにより、減速機構ＤＳ１を形成する第１減速ギヤ３５と第２減速ギヤ３６との噛み合い状態を最適に保持しつつ、回転軸２２および出力軸３２をスムーズに回転可能としている。

コントローラ部４０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形等することにより有底筒状に形成され、モータケース２１の端部に装着される基板ケース４１を備えている。基板ケース４１の開口側（図３中左側）は、モータケース２１の底部２１ａと対向しており、基板ケース４１の開口側には、図６に示すように、複数の係合爪部４１ａが設けられている。各係合爪部４１ａの先端側はモータケース２１側に延在しており、各係合爪部４１ａの先端部はモータケース２１の外周側に設けた各係合凹部２１ｄに係合するようになっている。各係合爪部４１ａは、各係合凹部２１ｄに対応して基板ケース４１の周方向に沿って等間隔（９０°間隔）で計４つ設けられている。

基板ケース４１の内部には、例えば、フェノール樹脂等の樹脂材料により略円盤形状に形成された制御基板４２が収容され、当該制御基板４２は、基板ケース４１の底部４１ｂに装着されている。制御基板４２は回転軸２２の軸方向から当該回転軸２２の他端側と対向するよう設けられ、制御基板４２には各コイル２７の一端側に設けた各コイル端部２７ａが電気的に接続されている。

制御基板４２には、各コイル２７に駆動電流を供給するための６つの駆動回路（回路素子）４２ａと、センサマグネット２４の回転状態を検出する回転センサとしてのＭＲセンサ（磁気センサ）４２ｂとが実装されている。各駆動回路４２ａは、制御基板４２の周方向に沿って並んで設けられ、車載コントローラ（図示せず）の制御により各コイル２７にＵ相→Ｖ相→Ｗ相の順またはＷ相→Ｖ相→Ｕ相の順で駆動電流を供給するようになっている。

ＭＲセンサ４２ｂは、制御基板４２のセンサマグネット２４との対向部位に設けられている。ＭＲセンサ４２ｂは、センサマグネット２４の回転に伴う磁界の変化に応じて抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出信号として発生するようになっている。ＭＲセンサ４２ｂは、抵抗値の変化から回転軸２２の回転状態（回転速度や回転位置等）を検出し、当該検出信号（抵抗値）を車載コントローラに送出するようになっている。

制御基板４２には、黄銅等の導電性に優れた金属材料により板状に形成された複数の接続端子４２ｃ（図示では２つのみ示す）が設けられている。各接続端子４２ｃの一端側は制御基板４２の外周寄りに電気的に接続され、各接続端子４２ｃの他端側は基板ケース４１を貫通し、回転軸２２の軸方向と直交する方向に延在している。

基板ケース４１の各接続端子４２ｃに対応する箇所には、中空のコネクタ接続部４１ｃが一体に設けられ、コネクタ接続部４１ｃの内部には、各接続端子４２ｃの他端側が露出している。コネクタ接続部４１ｃには、図２中矢印Ｍに示すように、車両１０側に設けられた外部コネクタＯＣが差し込まれるようになっており、これにより制御基板４２と車載コントローラとを電気的に接続することができる。

次に、以上のように形成したワイパモータ１４の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

車室内に設けられたワイパスイッチ（図示せず）をオン操作すると、車載コントローラから制御基板４２の各駆動回路４２ａを介して、各コイル２７に駆動電流が供給される。すると、各コイル２７には電磁力が発生し、これによりマグネット２５（回転軸２２）がステータ２６（各コイル２７）に対して相対回転する。そして、回転軸２２の回転が減速機構ＤＳ１（第１減速ギヤ３５および第２減速ギヤ３６）により減速されて高トルク化される。この高トルク化された回転力は、出力軸３２を介してリンク機構１５に伝達され、各ワイパ部材１３が揺動運動する。各ワイパ部材１３の反転位置や停止位置の検出（位置検出）は、ＭＲセンサ４２ｂの検出信号の抵抗値の変化をカウントすることにより行われる。

ここで、第１減速ギヤ３５と第２減速ギヤ３６との噛み合い部分には、両者の回転をスムーズにするために所定量のグリスが塗布されている。また、第１減速ギヤ３５および第２減速ギヤ３６は、ワイパモータ１４の長期使用により摩耗して摩耗粉を発生する。これにより、ワイパモータ１４が動作することで、ギヤケース３１の内部には摩耗粉やグリス等が飛散するが、本実施の形態においては、減速機構ＤＳ１と制御基板４２との間に、接続部材５０の底部５１およびモータケース２１の底部２１ａが配置されている。したがって、各底部５１，２１ａが障壁（隔壁）となって、摩耗粉やグリス等が制御基板４２に到達するのを抑制して、制御基板４２をクリーンな状態に保持することができる。

以上詳述したように、第１実施の形態に係るワイパモータ１４によれば、回転軸２２の一端側に減速機構ＤＳ１を形成する第１減速ギヤ３５を設け、回転軸２２の他端側にセンサマグネット２４を固定し、回転軸２２の軸方向から回転軸２２の他端側と対向する制御基板４２を設け、制御基板４２のセンサマグネット２４との対向部位に回転軸２２の回転状態を検出するＭＲセンサ４２ｂを設け、制御基板４２に当該制御基板４２からの駆動電流の供給により回転軸２２を回転させる電磁力を発生するコイル２７のコイル端部２７ａを電気的に接続した。

これにより、回転軸２２の一端側および他端側に減速機構ＤＳ１および制御基板４２をそれぞれ配置して遠ざけることができ、摩耗粉やグリス等の付着物を制御基板４２に到達し難くすることができる。よって、制御基板４２の放熱性が低下するのを抑制して各駆動回路４２ａの誤動作やＭＲセンサ４２ｂの検出精度の低下を抑えて、従前に比して分解メンテナンスを少なくしつつ、長期に亘り回転軸２２を高精度で制御することが可能となる。

また、第１実施の形態に係るワイパモータ１４によれば、回転軸２２にマグネット２５を装着し、コイル２７をステータ２６の内側に巻線し、マグネット２５とコイル２７とが非接触の状態のもとで、回転軸２２をステータ２６の内側に回転自在に設けたので、ワイパモータ１４をブラシレスモータで形成することができる。したがって、ブラシ摩耗粉の発生が無いので、制御基板４２に付着物が付着するのをより抑制することができる。

さらに、第１実施の形態に係るワイパモータ１４によれば、制御基板４２を、外部コネクタＯＣが接続されるコネクタ接続部４１ｃを有する基板ケース４１に収容し、当該基板ケース４１を、モータ部２０を形成するモータケース２１の端部に装着したので、基板ケース４１に制御基板４２を予め収容させておくことができる。したがって、仕様の異なる種々の制御基板４２を共通の基板ケース４１に収容しておき、その中から必要な仕様に応じて任意に選定することで、仕様の異なるワイパモータ１４を容易に構築することができる。

また、第１実施の形態に係るワイパモータ１４によれば、回転センサとして、センサマグネット２４の回転に伴う磁界の変化により抵抗値が変化するＭＲセンサ４２ｂとしたので、スイッチング部品等の可動部分を無くすことができる。したがって、ワイパモータ１４の信頼性を向上させつつ、より長期に亘り回転軸２２を高精度で制御することが可能となる。

次に、本発明の第２実施の形態に係るモータ装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は第２実施の形態に係るモータ装置の図３に対応する断面図を表している。

図７に示すように、第２実施の形態に係るワイパモータ（モータ装置）６０は、第１実施の形態に係るワイパモータ１４（図３参照）に比して、減速機構ＤＳ１の構造を変更し、回転軸２２の形状の変更し、ギヤケース３１の形状を変更し、接続部材５０を省略した点が異なっている。

ワイパモータ６０は、モータ部７０およびギヤ部８０を備えており、これらは複数の締結ネジＳＣにより互いに連結されている。

モータ部７０は、第１実施の形態の回転軸２２（図３参照）に比して長尺の回転軸７１を備えている。回転軸７１の一端側は、ギヤ部８０を形成するギヤケース８１の内部にまで延在しており、回転軸７１の一端側には、減速機構ＤＳ２を形成するウォーム（第１減速ギヤ）７２が一体に設けられている。ウォーム７２は、回転軸７１の回転に伴いギヤケース８１の内部で回転するようになっている。

ギヤ部８０は、略バスタブ状に形成されたギヤケース８１を備えている。ギヤケース８１の内部には、ウォーム７２と噛み合って減速機構ＤＳ２を形成するウォームホイール（第２減速ギヤ）８２が回転自在に収容され、ウォームホイール８２の回転中心には、出力軸８３の基端側が固定されている。

出力軸８３の先端側は、ギヤケース８１の底部８１ａに一体に設けられたボス部（図示せず）を介して外部に延在しており、出力軸８３の先端側には、図１に示す出力プレート１５ａの一端側が固定されるようになっている。これにより、回転軸７１の回転はウォーム７２およびウォームホイール８２により減速され、出力軸８３から外部に出力される。

ギヤケース８１のモータケース２１側には、回転軸７１が貫通する壁部８４が一体に設けられ、当該壁部８４には、回転軸７１の略中央部分を回転自在に支持する第２ラジアル軸受８５が設けられている。また、ギヤケース８１のモータケース２１側とは反対側には、回転軸７１の一端側を回転自在に支持する第３ラジアル軸受８６が設けられている。

このように回転軸７１は、その両端側および略中央部分が、第１ラジアル軸受２３，第２ラジアル軸受８５および第３ラジアル軸受８６により回転自在に支持されているため、ワイパモータ６０の回転駆動時に振れることが無く、安定して回転できるようになっている。なお、回転軸７１（ウォーム７２）にはウォームホイール８２からの反力（図中矢印）が作用するが、ギヤケース８１に設けた調整ネジ８７により、その軸方向へのがたつきを抑制している。これにより、ワイパモータ６０からの異音の発生等を防止している。

ワイパモータ６０においては、減速機構ＤＳ２と制御基板４２との間に、ギヤケース８１の壁部８４およびモータケース２１の底部２１ａが配置されており、壁部８４および底部２１ａが障壁（隔壁）となっている。これにより、摩耗粉やグリス等が制御基板４２に到達するのを抑制して、制御基板４２をクリーンな状態に保持することができる。

以上のように形成した第２実施の形態に係るワイパモータ６０においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態に係るワイパモータ６０によれば、従前のようにウォーム７２およびウォームホイール８２よりなる減速機構ＤＳ２を備えたものにおいて、ギヤケース８１の内部に制御基板を備えないので、ギヤケース８１の出力軸８３の軸方向に沿う厚み寸法を薄くすることができる。したがって、ワイパモータ６０をコンパクト化して車載性を向上させることができる。

本発明は上記各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、上記各実施の形態においては、回転軸２２（回転軸７１）にマグネット２５を設け、ステータ２６の内側にコイル２７を設け、駆動源をブラシレスモータとしたものを示したが、本発明はこれに限らず、回転軸にコンミテータおよびコイルを設け、モータケース側にマグネットおよびブラシを設けたブラシ付きモータに、本発明を適用しても良い。

また、上記各実施の形態においては、各コイル２７の一端側の各コイル端部２７ａを、制御基板４２に直に電気的に接続したものを示したが、本発明はこれに限らず、各コイル端部２７ａと制御基板４２とを、互いにコネクタを介して電気的に接続させても良い。この場合、モータケース２１に基板ケース４１を装着する際に、各コイル端部２７ａと制御基板４２とをワンタッチで電気的に接続可能となり、組み付け工程の簡素化を図ることができる。

さらに、上記各実施の形態においては、モータ装置としてのワイパモータ１４，６０を、車両１０のフロントガラス１１を払拭するワイパ装置の駆動源としたものを示したが、本発明はこれに限らず、自動車等の車両のリヤワイパ装置や、鉄道車両や航空機等のワイパ装置の駆動源としても用いることができる。

１０ 車両
１１ フロントガラス
１１ａ 払拭範囲
１２ ワイパ装置
１３ ワイパ部材
１３ａ ワイパブレード
１４ ワイパモータ（モータ装置）
１５ リンク機構
１５ａ 出力プレート
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 底部
２１ｂ 貫通孔
２１ｃ 軸受保持部
２１ｄ 係合凹部
２１ｅ フランジ部
２２ 回転軸
２２ａ セレーション部
２２ｂ 装着凹部
２３ 第１ラジアル軸受
２４ センサマグネット
２５ マグネット
２６ ステータ
２７ コイル
２７ａ コイル端部
３０ ギヤ部
３１ ギヤケース
３１ａ フランジ部
３１ｂ 底部
３１ｃ 支持筒
３２ 出力軸
３２ａ 第１セレーション部
３２ｂ 雄ネジ部
３２ｃ 第２セレーション部
３３ 第３ラジアル軸受
３４ 止め輪
３５ 第１減速ギヤ
３６ 第２減速ギヤ
４０ コントローラ部
４１ 基板ケース
４１ａ 係合爪部
４１ｂ 底部
４１ｃ コネクタ接続部
４２ 制御基板
４２ａ 駆動回路
４２ｂ ＭＲセンサ（回転センサ）
４２ｃ 接続端子
５０ 接続部材
５０ａ 第１フランジ部
５１ 底部
５１ａ 第２フランジ部
５１ｂ 第１軸受固定凹部
５１ｃ 第２軸受固定凹部
５２ 第２ラジアル軸受
５３ 第４ラジアル軸受
６０ ワイパモータ（モータ装置）
７０ モータ部
７１ 回転軸
７２ ウォーム（第１減速ギヤ）
８０ ギヤ部
８１ ギヤケース
８１ａ 底部
８２ ウォームホイール（第２減速ギヤ）
８３ 出力軸
８４ 壁部
８５ 第２ラジアル軸受
８６ 第３ラジアル軸受
８７ 調整ネジ
ＤＳ１，ＤＳ２ 減速機構
ＣＳ 連結機構
ＳＣ 締結ネジ
ＯＣ 外部コネクタ

Claims (4)

1. 回転軸を有するモータ部と、前記回転軸の回転を減速して出力する減速機構を有するギヤ部とを備えたモータ装置であって、
   前記回転軸の一端側に設けられ、前記減速機構を形成する第１減速ギヤと、
   前記第１減速ギヤと噛み合って前記減速機構を形成し、回転中心に出力軸を有する第２減速ギヤと、
   前記回転軸の他端側に固定されるセンサマグネットと、
   前記回転軸の軸方向から前記回転軸の他端側と対向する制御基板と、
   前記制御基板の前記センサマグネットとの対向部位に設けられ、前記回転軸の回転状態を検出する回転センサと、
   前記制御基板に一端側が電気的に接続され、前記制御基板からの駆動電流の供給により前記回転軸を回転させる電磁力を発生するコイルとを備えることを特徴とするモータ装置。
2. 請求項１記載のモータ装置において、前記回転軸にマグネットを装着し、前記コイルをステータの内側に巻線し、前記マグネットと前記コイルとが非接触の状態のもとで、前記回転軸を前記ステータの内側に回転自在に設けることを特徴とするモータ装置。
3. 請求項１または２記載のモータ装置において、前記制御基板を、外部コネクタが接続されるコネクタ接続部を有する基板ケースに収容し、当該基板ケースを、前記モータ部を形成するモータケースの端部に装着することを特徴とするモータ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ装置において、前記回転センサを、前記センサマグネットの回転に伴う磁界の変化により抵抗値が変化するＭＲセンサとしたことを特徴とするモータ装置。

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