(57)【要約】【課題】モータの小型薄型化、低騒音化を図り、振動や衝撃に対する信頼性を向上させたＤＣブラシレスモータを提供する。【解決手段】モータ軸５の長手方向にメインマグネット１０の他にセンサ用マグネット１２が併設され、制御回路基板１３はハウジング１内にモータ軸５と略平行に配設され、センサ用マグネット１２に対向して磁極センサ１４が同一基板上に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータティース部にステータコイルが巻き回されたステータと、該ステータに囲まれた空間内でメインマグネットを備えたモータ軸が回転可能に軸支されたロータと、メインマグネットの磁極位置を検出する磁極センサと、磁極センサにより検出されたメインマグネットの回転位置に応じてステータコイルへの通電方向を切り換えるモータ駆動回路が設けられた制御回路基板とを備えたＤＣブラシレスモータにおいて、
モータ軸の長手方向にメインマグネットの他にセンサ用マグネットが併設され、制御回路基板はモータ軸と略平行に配設され、センサ用マグネットに対向して磁極センサが制御回路基板と同一基板上に設けられていることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
センサ用マグネットは、メインマグネットの着磁数と同数の磁極が設けられ、モータ軸の長手方向で概念上区分される３エリアで互いの電気位相角が１２０度ずらして着磁されていることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータ。                                                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用のサンルーフ駆動装置、ウィンドウ開閉装置、ドア開閉装置などの駆動源として狭い設置スペースに設けられるＤＣブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のサンルーフ装置、ウィンドウ開閉装置にはモータと該モータの回転を減速する減速機構が連繋したモータ駆動機構が設けられている。このモータ駆動機構により減速ギヤを回転させ、該減速ギヤに噛み合うプッシュプルケーブル（ギヤードケーブル）、樹脂ベルト等を移動させて当該ケーブル等に連繋するスライドパネルが開閉駆動されるようになっている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記サンルーフ装置の駆動機構に用いられる駆動モータは、フロントガラスの上端部とルーフ開口部の前端部との間の狭い空間部に配置されることから薄型のブラシ及び整流子付きのＤＣモータが用いられる。モータ軸はウォーム軸と連繋しており、ウォーム軸は減速ギヤと噛み合って減速されるようになっている。また、モータの外装をなすハウジングに制御回路基板が組み付けられて、ギヤハウジングに制御回路基板が挿入されて組み立てられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１４４０１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記サンルーフ装置の駆動モータは、モータケースの外側に制御回路基板が組み付けられるため大型であり、整流子及びブラシ付きのＤＣモータを用いているため、駆動時のブラシと整流子との摺動音が大きく耳障りであるという課題がある。
【０００５】
これに対して、ＤＣブラシレスモータを用いた場合には、整流子及びブラシ付きのＤＣモータに比べて小型化できる反面、磁極センサの配置構成に課題がある。即ち、モータの制御回路基板は、モータ軸と平行にハウジング内に収容して設置することが可能であるが、メインマグネットの磁極位置を、モータ軸に直交して配置されたセンサ基板に設けられた磁極センサ（例えばホールセンサ）により、円筒状のメインマグネットの端面より漏れた漏れ磁束を検出してステータコアのステータティース部に巻き回された３相のステータコイルへの通電方向の切り換えを行う必要がある。或いは、メインマグネットとは別にステータコイルから軸方向に離れた位置に円板状のセンサーマグネットを設ける。このセンサーマグネットの片面側にはメインマグネットと同数の磁極が放射状に着磁されており、該センサーマグネットと対向したセンサ基板に設けられた磁極センサにより磁極を検出し、ステータティース部に巻き回された３相のステータコイルへの通電方向の切り換えを行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、上述したＤＣブラシレスモータの構成では、モータ駆動回路が設けられた制御回路基板とは別個にセンサ基板を設ける必要がある。このため、基板どうしが直交配置される構成になりモータを薄型化するのに限界があり、基板どうしを配線接続する接続線の接合部分の信頼性が低下し易い。特に、車載用の制御回路基板である場合には、車体（ルーフやドアなど）に作用する振動や衝撃に対する高い信頼性が要求される。
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、モータの小型薄型化、低騒音化を図り、振動や衝撃に対する信頼性を向上させたＤＣブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ステータティース部にステータコイルが巻き回されたステータと、該ステータに囲まれた空間内でメインマグネットを備えたモータ軸が回転可能に軸支されたロータと、メインマグネットの磁極位置を検出する磁極センサと、磁極センサにより検出されたメインマグネットの回転位置に応じてステータコイルへの通電方向を切り換えるモータ駆動回路が設けられた制御回路基板とを備えたＤＣブラシレスモータにおいて、モータ軸の長手方向にメインマグネットの他にセンサ用マグネットが併設され、制御回路基板はモータ軸と略平行に配設され、センサ用マグネットに対向して磁極センサが制御回路基板と同一基板上に設けられていることを特徴とする。
また、センサ用マグネットは、メインマグネットの着磁数と同数の磁極が設けられ、モータ軸の長手方向で概念上区分される３エリアで互いの電気位相角が１２０度ずらして着磁されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したＤＣブラシレスモータを用いれば、整流子及びブラシ付きのＤＣモータに比べて小型化、静音化できるうえに、モータ軸の長手方向にメインマグネットの他にセンサ用マグネットが併設され、制御回路基板はモータ軸と略平行に配設されてセンサ用マグネットに対向して磁極センサが制御回路基板と同一基板上に設けられているため、磁極センサ用の基板を別途設けなくて済むため、更なる小型薄型化を促進できる。また、基板どうしの配線接続部が生じないため、振動や衝撃に対する信頼性を向上させることが可能となる。
また、センサ用マグネットは、磁極センサが検出できる程度の磁束密度があれば良く、メインマグネットと同じマグネットを使う必要はなく、部品コストを廉価に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るＤＣブラシレスモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態のＤＣブラシレスモータは、ステータティース部にステータコイルが巻き回されたステータと、該ステータに囲まれた空間内でメインマグネットを備えたモータ軸が回転可能に軸支されたロータと、メインマグネットの磁極位置を検出する磁極センサと、磁極センサにより検出されたメインマグネットの回転位置に応じてステータコイルへの通電方向を切り換えるモータ駆動回路が設けられた制御回路基板とを備えたモータに広く適用でき、本実施例では、車両用のサンルーフ駆動装置の駆動源として用いられる場合について説明する。
【００１１】
図１及び図２を参照して、ＤＣブラシレスモータの概略構成について説明する。
図１において、ハウジング１は、モータケースを兼用しており、内部にステータコア２が固定されている。ハウジング１は、車両のルーフの一部などの狭いスペースに設置されるため扁平形状をしている。ステータコア２は、径方向内側に向けてステータティース部３ａ、３ｂ、３ｃが突設されており、各ステータティース部にはステータコイル４ａ、４ｂ、４ｃが巻き回されている。ステータコア２としては、例えばプレスにより打ち抜きされたケイ素鋼鈑が積層された積層コアが用いられる。
【００１２】
ステータコア２に囲まれた空間内にはモータ軸５が軸受部６、７に回転可能に軸支されている。モータ軸５の一端側にはウォームギヤ部８が形成されている。ウォームギヤ部８は、モータ軸５と直交してハウジング１に軸支された出力軸９を中心に回転する減速ギヤ１６と噛み合っている。減速ギヤ１６を通じて出力軸９のギヤ部９ａを回転駆動することにより、図示しないケーブル、樹脂ベルトなどの押し引き手段を移動させるようになっている。モータ軸５にはステータティース部３に対向してメインマグネット１０が嵌め込まれており、ロータ１１が形成されている。
【００１３】
モータ軸５の長手方向にメインマグネット１０の他にセンサ用マグネット１２が同軸に併設されている。センサ用マグネット１２は、メインマグネット１０の周方向の着磁数と同数の磁極が設けられている。センサ用マグネット１２は、モータ軸５の長手方向で概念上区分される３エリア（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）で互いの電気位相角が１２０度ずらして着磁されている。尚、メインマグネット１０及びセンサ用マグネット１２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ると、トルクリップルやコギングトルクを減らすことができる。
また、制御回路基板１３はハウジング１内にモータ軸５と平行に配設されている。この制御回路基板１３には、モータ駆動回路を構成する電子部品１５が搭載されている他に、センサ用マグネット１２に対向して磁極センサ（例えばホールセンサ）１４が同一基板上に設けられている。磁極センサ１４はセンサ用マグネット１２の磁極位置を検出することにより対応するメインマグネット１０の磁極位置を検出する。磁極センサ１４により検出されたメインマグネット１０の回転位置に応じて、モータ駆動回路はステータコイル４ａ、４ｂ、４ｃへの通電方向を切り換える。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｃ）において、例えばステータコア２には２極３スロットのものが用いられ、ステータティース部３ａ、３ｂ、３ｃが３スロット形成されている。各ステータティース部には３相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル４ａ、４ｂ、４ｃが巻き回されている。メインマグネット１０は周方向にＮ極・Ｓ極の２極に着磁されている。また、センサ用マグネット１２は、周方向にＮ極・Ｓ極の２極に着磁されたマグネットが、軸方向で概念上区分される３エリアで電気位相角を１２０度ずつずらして着磁されている。このセンサ用マグネット１２の磁極位置を検出して、ステータコイル４ａ、４ｂ、４ｃのうち２相を選んで通電することにより、ロータ１１の回転を付勢するようになっている。
【００１５】
尚、メインマグネット１０の極数とステータコア２のスロット数は２極３スロットの場合を例示したが、これに限定されるものではなく、４極６スロット、８極１２スロットなど、他の構成であってもよい。また、メインマグネット１０は、出力側へトルクを伝達する必要があるため、磁束密度が必要量に最適化された磁石が望ましいが、センサ用マグネット１２は、磁極センサ１４に検出できる程度の磁束密度があれば足りる。このため、センサ用マグネット１２は、メインマグネット１０と同じマグネットを使う必要はなく、部品コストを廉価に抑えることができる。
【００１６】
上述したＤＣブラシレスモータを起動すると、モータ軸５の先端側に設けられたウォームギヤ部８と噛み合う減速ギヤ１６が所定方向へ回転し出力軸９が回転駆動される。サンルーフ駆動装置は、ＤＣブラシレスモータを正逆回転駆動することにより出力軸９に設けられたギヤ部９ａを正逆回転させ、該ギヤ部９ａに噛み合うケーブル、樹脂ベルト等を押し引き駆動するようになっている。
【００１７】
上記実施例はサンルーフ駆動装置の駆動源として用いられるＤＣブラシレスモータについて説明したがこれに限定されるものではなく、車載用のウィンドウ開閉装置等、他の装置の駆動源として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＤＣブラシレスモータの断面説明図である。
【図２】ステータコイルへの通電切り換えの状態説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ハウジング
２  ステータコア
３ａ、３ｂ、３ｃ  ステータティース部
４ａ、４ｂ、４ｃ  ステータコイル
５  モータ軸
６、７軸受部
８  ウォームギヤ部
９  出力軸
９ａ  ギヤ部
１０  メインマグネット
１１  ロータ
１２  センサ用マグネット
１３  制御回路基板
１４  磁極センサ
１５  電子部品
１６  減速ギヤ                                                   
【図１】
2005229688.tif 000003
【図２】
2005229688.tif 000004