JP6169937B2 - 制御回路付きモータの検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両のパワーウインド装置等の駆動源として用いられる制御回路付きモータの検査方法に関するものである。

従来、この種の制御回路付きモータは、例えば特許文献１に示すように、回転子を有するモータ部にギヤハウジングが組み付けられ、そのギヤハウジング内には回転子の回転を減速出力する減速ギヤが収容される。また、ギヤハウジングには、モータ部の駆動を制御するための複数の電子部品が載置される回路基板が設けられる。

そして、このような回路基板は、検査装置を電気的に接続して回路基板における電気的な検査が行われる（例えば、特許文献２参照）。具体的には、例えば、検査装置を電気的に接続して回路基板に電子部品が正常に接続されているか否か等が検査される。

国際公開（ＷＯ）０３／７１０７３号 特開２００４−２７１２９４号公報

ところで、上記のような回路基板には、モータ部からの端子を含む基板外端子が接合（半田付け）されることになる。そして、このような接合部の接合状態は、画像検査（撮像画像から判断）することが検査として有効となる。

しかしながら、画像検査では、各接合部の位置等を特定するために回路基板に画像認識可能な基準点を予め設けておく必要がある。よって、基準点が回路基板上のスペースを必要とし、例えば回路基板の大型化を招くことになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回路基板における電気的検査及び画像検査を行うことができ、回路基板の小型化を図ることが可能な制御回路付きモータの検査方法を提供することにある。

上記課題を解決する制御回路付きモータの検査方法は、回転子を回転駆動するモータ部と、前記モータ部からの端子を含む基板外端子が接合され、前記モータ部の駆動を制御するための複数の電子部品が載置される回路基板とを備え、前記回路基板には、前記基板外端子が接合された接合部群を挟むように回路基板における電気的検査を可能とする検査用接点が配置された制御回路付きモータの検査方法であって、前記検査用接点に検査装置を電気的に接続して前記回路基板における電気的な検査を行う電気的検査工程と、前記接合部群及び前記検査用接点を撮像して、その撮像画像における検査用接点を基準点として前記接合部群における各接合部の接合状態を画像検査する画像検査工程とを備える。

同方法によれば、電気的検査工程にて検査用接点に検査装置が電気的に接続されて回路基板における電気的な検査が行われ、画像検査工程にて接合部群及び検査用接点が撮像されて、その撮像画像における検査用接点が基準点とされて接合部群における各接合部の接合状態が画像検査される。このようにして、電気的検査工程においても画像検査工程においても検査用接点が利用される。
また、例えば、検査用接点とは別に回路基板上に（検査用接点の機能を有さない）基準点を設けた場合に比べて、回路基板上のスペースを有効利用することができ、ひいては回路基板の小型化を図ることが可能となる。

本発明の制御回路付きモータの検査方法では、回路基板における電気的検査及び画像検査を行うことができ、回路基板の小型化を図ることが可能となる。

一実施形態の制御回路付きモータの正面図。 同形態のコネクタモジュールをモータ扁平方向から見た側面図。 同形態のコネクタモジュールをモータ厚み方向から見た背面図。

以下、制御回路付きモータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す本実施形態の制御回路付きモータ（以下、単にモータという）１は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。モータ１は、図１において上部に位置するモータ部２と、モータ部２の出力側（下側）に設けられた減速部３と、減速部３の側方（図１において左側箇所）に組み付けられたコネクタモジュール４とから構成されている。モータ１は全体として、モータ部２の軸線（回転軸１３の軸線Ｌ１）と直交する一方向（図１において紙面直交方向）の厚さが薄い扁平な形状をなしている。なお、モータ１を軸方向から見たときの長手方向（図１において左右方向）を扁平方向とし、短手方向（図１において紙面直交方向）を厚み方向とする。即ち、モータ１の軸方向、扁平方向及び厚み方向は、それぞれ互いに直交する方向である。

［モータ部の構成］
モータ部２のヨークハウジング１１（以下、単にヨーク１１とする）は、反出力側端部（図１において上側の端部）が閉塞された有底筒状をなしている。ヨーク１１の出力側端部１１ａは、モータ１の軸方向（図１において下側）に開口しており、その出力側端部１１ａには、径方向外側に向かって延びるフランジ部１１ｂが形成されている。ヨーク１１の内周面には、図示しないマグネットが固着されるとともに、該マグネットの内側に回転子としての電機子１２が配置されている。

電機子１２は、ヨーク１１の径方向の中央部に配置された円柱状の回転軸１３と、回転軸１３に一体回転可能に固定された電機子コア１４と、電機子コア１４に巻装されたコイル１５と、回転軸１３において電機子コア１４よりも先端側（図１において下端側）に固定された整流子１６とから構成されている。

回転軸１３の基端部（図１において上側の端部）は、ヨーク１１の底部中央に設けられた軸受（図示略）によって軸支されている。また、回転軸１３の先端部は、ヨーク１１の出力側端部１１ａの開口から同ヨーク１１の外部に突出している。そして、電機子コア１４は、回転軸１３におけるヨーク１１の内部に配置された部分に固定されて前記マグネット（図示略）と径方向に対向している。

整流子１６は、回転軸１３におけるヨーク１１から外部に突出した部分に外嵌固定されている。これにより、整流子１６は、ヨーク１１の外部に配置されるとともに、回転軸１３と一体回転可能に構成される。この整流子１６は、円筒状をなすとともに、その外周面には、周方向に離間するように複数のセグメント１６ａが並設されている。一部のセグメント１６ａ若しくは全てのセグメント１６ａは、前記コイル１５に電気的に接続されている。即ち、整流子１６のセグメント１６ａを介してコイル１５に電源を供給できるようになっている。

なお、ヨーク１１の出力側端部１１ａには、整流子１６を囲うブラシホルダ（図示略）が設けられ、そのブラシホルダには、整流子１６のセグメント１６ａと摺接する給電用ブラシＢが支持されている。

［減速部の構成］
図１に示すように、前記減速部３は、ギヤハウジング２１と、該ギヤハウジング２１内に収容された減速ギヤ２２とを有する。ギヤハウジング２１は、ヨーク１１のフランジ部１１ｂに固定されるホルダ収容部２３と、該ホルダ収容部２３から回転軸１３の軸線Ｌ１方向に沿ってヨーク１１と反対方向に延びるウォーム軸収容部２４と、ウォーム軸収容部２４から扁平方向側方（図１において右側方）に延出形成されたホイール収容部２５とを有する。

ギヤハウジング２１は、フランジ部１１ｂに軸方向から当接したホルダ収容部２３が複数の螺子２６にて同フランジ部１１ｂに固定されることにより、ヨーク１１に固定されている。ホルダ収容部２３の内部には、回転軸１３の先端側の部位が入り込むとともに、整流子１６が配置されている。更に、ホルダ収容部２３の内部には、前記ブラシホルダにおけるヨーク１１の出力側端部１１ａから同ヨーク１１の外部に突出した部分が入り込んでいる。

ウォーム軸収容部２４の内部には、略円柱状のウォーム軸２７が収容されている。ウォーム軸２７の軸方向の略中央部には、螺子歯状のウォーム部２７ａが形成されている。ウォーム軸２７は、回転軸１３と同軸上に配置（互いの中心軸線が一致するように配置）されるとともに、ウォーム軸収容部２４の内部で回転可能に支持されている。

ウォーム軸２７と回転軸１３とは、ホルダ収容部２３内に配置されたクラッチ２８を介して連結されている。クラッチ２８は、回転軸１３の先端部に固定された駆動側回転体２８ａと、その駆動側回転体２８ａに一体回転可能に連結されるとともにウォーム軸２７の軸方向一端部（図１において上側端部）に固定された従動側回転体２８ｂとからなる。クラッチ２８は、駆動側回転体２８ａの回転を従動側回転体２８ｂに伝達する一方、従動側回転体２８ｂの回転力を駆動側回転体２８ａに伝達しないように動作する。つまり、クラッチ２８は、回転軸１３側からの回転入力はウォーム軸２７側に出力し、ウォーム軸２７側からの回転入力は遮断する。なお、駆動側回転体２８ａには、円環状のセンサマグネット１７が固定されている。

前記ホイール収容部２５の内部空間は、前記ウォーム軸収容部２４の内部空間と繋がっている。そして、ホイール収容部２５の内部には、ウォーム部２７ａと噛合する円板状のウォームホイール２９が収容されている。このウォーム軸２７とウォームホイール２９が減速ギヤ２２を構成している。ウォームホイール２９は、その軸線Ｌ２がモータ厚み方向と平行になるように配置されるとともに、ホイール収容部２５に回転可能に支持されている。また、ウォームホイール２９は、軸線Ｌ２方向の厚さが薄い扁平円板状をなしている。ウォームホイール２９の中央部には、ウォームホイール２９の軸方向に沿って延びる出力軸３０が同ウォームホイール２９と一体回転可能に設けられている。出力軸３０の先端部は、ギヤハウジング２１の外部に突出するとともに、同出力軸３０の先端部には、図示しないウインドレギュレータを介して車両のウインドガラスが連結される。

［コネクタモジュールの構成］
ホルダ収容部２３には、扁平方向一方側（反ホイール収容部側）に延出されたコネクタ取付部２３ａが形成されている。このコネクタ取付部２３ａには、コネクタモジュール４が取り付けられている。コネクタモジュール４は、モータ１の中心（回転軸１３の軸線Ｌ１）から扁平方向の一方側（ホイール収容部２５の延出方向とは反対側）に突出するように構成されている。

図１に示すように、コネクタモジュール４は、コネクタ取付部２３ａに組み付けられた樹脂製のコネクタハウジング３１を備えている。コネクタハウジング３１におけるモータ軸方向の両端面にはそれぞれ、コネクタ取付部２３ａの被係止部２３ｂに係止される係止片３１ａが形成されている。各係止片３１ａが被係止部２３ｂに係止されることにより、コネクタハウジング３１がギヤハウジング２１に固定されるようになっている。また、コネクタモジュール４の組み付けの際には、コネクタモジュール４は、コネクタ取付部２３ａに対してモータ１の扁平方向（組付方向Ｘ）に沿って組み付けられる。

図２及び図３に示すように、コネクタハウジング３１には、ギヤハウジング２１側に開口する開口部３１ｂが形成され、この開口部３１ｂは、コネクタ取付部２３ａに形成された開口部（図示略）を閉塞している。コネクタハウジング３１の開口部３１ｂと、ギヤハウジング２１の開口部との間には、シール部材３２が介在される。また、コネクタハウジング３１の開口部３１ｂの端面はモータ厚み方向に対して傾斜している。即ち、コネクタ取付部２３ａとコネクタハウジング３１との境界面がモータ厚み方向に対して傾斜するように構成されている。

コネクタハウジング３１の厚み方向の一側（図１中、紙面手前側であって、図２中、左側）には、接続基部３３が形成されている。
図１に示すように、接続基部３３には、図示しない外部コネクタが（図１中、紙面手前側から）差し込み可能な差し込み穴３３ａが形成されている。この接続基部３３は、略円筒状のコネクタブーツ３４によってその外周が囲まれている。このコネクタブーツ３４は、差し込み穴３３ａ内への水の浸入を防止するためのものである。本実施形態のコネクタブーツ３４は、エラストマにて形成されるとともに、コネクタハウジング３１に一体成形されている。

又、接続基部３３には、基板外端子である複数のコネクタターミナル３５がインサート成形により埋設されている。この各コネクタターミナル３５は、その一端部がコネクタハウジング３１の厚み方向の内部側に突出するとともに、他端部が前記差し込み穴３３ａの内部空間に突出するようにして、その中間部が接続基部３３に埋設されている。そして、各コネクタターミナル３５の他端部は、差し込み穴３３ａに差し込まれる前記外部コネクタの導体部を通じて、図示しない外部の電源制御装置に接続されることになる。

又、図２に示すように、接続基部３３には、基板外端子であってモータ部２からの端子となる一対の給電ターミナル３７が固定されている。この給電ターミナル３７は、その一端部が前記コネクタターミナル３５の一端部と同様に（平行に並んで）コネクタハウジング３１の内部側に突出するとともに、他端部に形成された音叉端子部３７ａがモータ扁平方向の回転軸１３側（組付方向Ｘ側）に延出するようにして、その中間部が接続基部３３に保持されている。そして、給電ターミナル３７の音叉端子部３７ａは、コネクタモジュール４がコネクタ取付部２３ａに組付方向Ｘに組み付けられることで、前記給電用ブラシＢに接続された給電端子（図示略）に接続されることになる。

又、図２及び図３に示すように、コネクタハウジング３１には、モータ部２の駆動を制御するための複数の電子部品が載置される回路基板４１が設けられている。本実施形態の電子部品は、ホールＩＣ４２、制御回路（マイコン）４３、リレー回路４４、コンデンサ４５等であって、それらは回路基板４１における一側面（図２中、左側面）に実装されている。尚、ホールＩＣ４２は、前記センサマグネット１７の近傍に配置されるように回路基板４１の延設部４１ａに配置されている。

又、回路基板４１の一部（図２及び図３中、上側）であって前記電子部品が実装されていない部分には外部接続部４１ｂが形成され、該外部接続部４１ｂには前記基板外端子（コネクタターミナル３５及び給電ターミナル３７）が接合される。詳しくは、外部接続部４１ｂには、前記コネクタターミナル３５及び給電ターミナル３７の一端部がそれぞれ挿通可能な孔が形成されている。そして、その孔に前記一側面（図２中、左側面）側からコネクタターミナル３５及び給電ターミナル３７の一端部が挿通され、その挿通された先端が回路基板４１における他側面（図２中、右側面であって、図３中、紙面手前側の面）に配置された図示しない導体パターンに半田付けされている。

これによって、外部の電源制御装置は、コネクタターミナル３５を介して回路基板４１に電気的に接続され、該回路基板４１は給電ターミナル３７を介して給電用ブラシＢ（モータ部２）に電気的に接続される。

ここで、図３に示すように、本実施形態の回路基板４１には、前記基板外端子（コネクタターミナル３５及び給電ターミナル３７）が接合された接合部群Ｇを挟むように回路基板４１における電気的検査を可能とする一対の検査用接点５１が配置されている。検査用接点５１は、回路基板４１における他側面（図３中、紙面手前側の面）に配置された図示しない前記導体パターンから僅かに凸設された（導体パターンに半田が盛られた）接点であって、外部の接点が当接されると導体パターンに電気的に接続されるように絶縁コーティングがされていない接点である。この検査用接点５１は、前記導体パターンを介して前記電子部品（例えば、その内の１つ）に接続され、検査装置５２が電気的に接続されることで、前記電子部品が正常に回路基板４１に取り付けられているか否かの検査を可能とする。

上記のように構成されたモータ１の検査方法は、「電気的検査工程」と「画像検査工程」とを備える。
「電気的検査工程」では、前記検査用接点５１に検査装置５２を電気的に接続して回路基板４１における電気的な検査を行う。具体的には、例えば、検査用接点５１に検査装置５２を電気的に接続して通電してみることで、導体パターンに接続された電子部品が正常に回路基板４１に取り付けられているか否かの合否判定を行う。

又、「画像検査工程」では、前記接合部群Ｇ及び前記検査用接点５１を撮像して、その撮像画像における検査用接点５１を基準点として接合部群Ｇにおける各接合部の接合状態を画像検査する。具体的には、例えば、撮像画像における検査用接点５１を基準点として各接合部の位置や大きさや形が画像検査装置に予め設定された情報の範囲内にあるか否かを画像検査装置に判定させて接合状態の合否判定を行う。

このように、「電気的検査工程」においても「画像検査工程」においても検査用接点５１が利用されて、回路基板４１に関する検査が終了される。
次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。

（１）回路基板４１には、基板外端子（コネクタターミナル３５及び給電ターミナル３７）が接合された接合部群Ｇを挟むように回路基板４１における電気的検査を可能とする検査用接点５１が配置されるため、該検査用接点５１を用いて回路基板４１における電気的検査を行うことができる。しかも、検査用接点５１は、接合部群Ｇを挟むように配置されるため、それら接合部群Ｇにおける各接合部の接合状態を画像検査する際の基準点として検査用接点５１を用いることができる。これにより、例えば、検査用接点５１とは別に回路基板４１上に（検査用接点の機能を有さない）基準点を設けた場合に比べて、回路基板４１上のスペースを有効利用することができ、ひいては回路基板４１の小型化を図ることが可能となる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では特に言及していないが、「電気的検査工程」と「画像検査工程」とを実施する順番は、上記実施形態に記載した順に限定されず、どちらを先に実施してもよい。

・上記実施形態の回路基板４１に実装される電子部品は、ホールＩＣ４２、制御回路（マイコン）４３、リレー回路４４、コンデンサ４５等であるとしたが、モータ部２の駆動を制御（保護や補助を含む）するためのものであれば、例えばチョークコイル等の雑防素子を含めてもよい。

・上記実施形態では、パワーウインド装置の駆動源としてのモータ１に具体化したが、他の装置の駆動源であるモータに具体化してもよい。

２…モータ部、１２…電機子（回転子）、３５…コネクタターミナル（基板外端子）、３７…給電ターミナル（モータ部からの端子である基板外端子）、４１…回路基板、４２…ホールＩＣ（電子部品）、４３…制御回路（電子部品）、４４…リレー回路（電子部品）、４５…コンデンサ（電子部品）、５１…検査用接点、５２…検査装置、Ｇ…接合部群。

Claims (1)

1. 回転子を回転駆動するモータ部と、
   前記モータ部からの端子を含む基板外端子が接合され、前記モータ部の駆動を制御するための複数の電子部品が載置される回路基板とを備え、
   前記回路基板には、前記基板外端子が接合された接合部群を挟むように回路基板における電気的検査を可能とする検査用接点が配置された制御回路付きモータの検査方法であって、
   前記検査用接点に検査装置を電気的に接続して前記回路基板における電気的な検査を行う電気的検査工程と、
   前記接合部群及び前記検査用接点を撮像して、その撮像画像における検査用接点を基準点として前記接合部群における各接合部の接合状態を画像検査する画像検査工程と
   を備えたことを特徴とする制御回路付きモータの検査方法。