JP2017093037A - モータ制御モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】モータの取り付けによってモータに接続される端子とモータを制御する制御回路との導通不良を抑制するモータ制御モジュールを提供する。【解決手段】モータ制御モジュール１は、樹脂によって形成された封止体２０を有する本体２と、封止体２０によって封止され、モータ９を制御する制御信号を生成する制御回路３と、本体２から突出すると共に一部が封止体２０によって封止され、外部装置から電気信号が入力する入力端子部４と、本体２から突出すると共に一部が封止体２０によって封止され、モータ９の端子部９２と接続し、入力した電気信号に基づいて制御回路３によって生成された制御信号をモータ９の端子部９２に出力する出力端子部５と、を備えて概略構成され、モータ９の端子部９２と出力端子部５との接続によってモータ９と一体となる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ制御モジュールに関する。

従来の技術として、電気モータと、電気モータに取り付けられたエンコーダユニットを制御するための電子部品を有する回路基板と、回路基板に配置され、電気モータの中ぐり穴に挿着され、電気モータに電力を供給する２本の接触ピンと、電気モータに回路基板を保持するためのクランプと、を備えたモータ・センサシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このモータ・センサシステムは、２本の接触ピンが回路基板の表面に対して垂直に取り付けられている。

特許第３７２００２１号公報

しかし従来のモータ・センサシステムは、回路基板と電気モータの取り付けによって接触ピンに負荷がかかり、接触ピンと回路基板に形成された回路との導通不良が発生する可能性がある。

従って本発明の目的は、モータの取り付けによってモータに接続される端子とモータを制御する制御回路との導通不良を抑制するモータ制御モジュールを提供することにある。

本発明の一態様は、樹脂によって形成された封止体を有する本体と、封止体によって封止され、モータを制御する制御信号を生成する制御回路と、本体から突出すると共に一部が封止体によって封止され、外部装置から電気信号が入力する入力端子部と、本体から突出すると共に一部が封止体によって封止され、モータの端子部と接続し、入力した電気信号に基づいて制御回路によって生成された制御信号をモータの端子部に出力する出力端子部と、を備え、モータの端子部と出力端子部との接続によってモータと一体となるモータ制御モジュールを提供する。

本発明によれば、モータの取り付けによってモータに接続される端子とモータを制御する制御回路との導通不良を抑制することができる。

図１は、実施の形態に係るモータ制御モジュールとモータ制御モジュールを取り付けるモータの一例を示す概略図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係るモータ制御モジュールの折り曲げ加工前の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、単位リードフレームの一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、単位リードフレームが複数形成されたリードフレームの一部の一例を示す概略図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施の形態に係るモータ制御モジュールの曲げ加工の工程の一例を示す概略図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るモータ制御モジュールは、樹脂によって形成された封止体を有する本体と、封止体によって封止され、モータを制御する制御信号を生成する制御回路と、本体から突出すると共に一部が封止体によって封止され、外部装置から電気信号が入力する入力端子部と、本体から突出すると共に一部が封止体によって封止され、モータの端子部と接続し、入力した電気信号に基づいて制御回路によって生成された制御信号をモータの端子部に出力する出力端子部と、を備えて概略構成され、モータの端子部と出力端子部との接続によってモータと一体となる。

このモータ制御モジュールは、モータの端子部と接続する出力端子部の一部が封止体により封止されるので、モータの取り付けによる、出力端子部とモータを制御する制御回路との導通不良を抑制することができる。

[実施の形態]
（モータ制御モジュール１の概要）
図１は、実施の形態に係るモータ制御モジュールとモータ制御モジュールを取り付けるモータの一例を示す概略図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るモータ制御モジュールの折り曲げ加工前の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、単位リードフレームの一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、単位リードフレームが複数形成されたリードフレームの一部の一例を示す概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

このモータ制御モジュール１は、図１及び図２（ａ）に示すように、樹脂によって形成された封止体２０を有する本体２と、封止体２０によって封止され、モータ９を制御する制御信号を生成する制御回路３と、本体２から突出すると共に一部が封止体２０によって封止され、外部装置から電気信号が入力する入力端子部４と、本体２から突出すると共に一部が封止体２０によって封止され、モータ９の端子部９２と接続し、入力した電気信号に基づいて制御回路３によって生成された制御信号をモータ９の端子部９２に出力する出力端子部５と、を備えて概略構成され、モータ９の端子部９２と出力端子部５との接続によってモータ９と一体となる。

このモータ制御モジュール１は、一例として、設置スペースが狭い車両のミラー装置内などにモータ９と一体となって配置される。このモータ９は、一例として、ミラー装置の鏡面の角度調整用のモータやミラー装置の電動格納を行うための駆動用のモータである。

（本体２の構成）
本体２は、図１に示すように、四角柱形状を有している。モータ制御モジュール１は、モータ９の面９１と本体２の取付面２１とが対向するようにモータ９に取り付けられる。

この本体２は、上述のように、制御回路３を樹脂によって封止して形成された封止体２０を有している。封止体２０は、一例として、エポキシ樹脂を主成分に、シリカ充填材などを加えた熱硬化性成形材料を用いて形成される。この樹脂による封止は、例えば、制御回路３を光、熱及び湿度などから保護することを目的として行われる。

本体２は、図２（ｃ）に示すリードフレーム７が形成された後に形成される。そして本体２が形成された後、折り曲げ加工される前のモータ制御モジュール１が枠６０から切り離される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、入力端子部４及び出力端子部５の一部は、本体２の同じ側面２２から突出している。

本体２は、図１に示すように、出力端子部５の後述する第１の出力端子５１の上面５１１ａ、及び第２の出力端子５２の上面５２１ａが取り付けられたモータ９と接触しないような厚みを有する。つまり図１の紙面において、上面５１１ａ及び上面５２１ａは、取付面２１よりも下方にある。

なお変形例としてモータ制御モジュール１は、第１の出力端子５１の中部５１１、及び第２の出力端子５２の中部５２１が、モータ９の端子部９２とそれぞれの接続端部（接続端部５１２及び接続端部５２２）が接続した後のモータ９と接触しない短手方向の幅を有するように構成されても良い。

つまりモータ制御モジュール１は、図１に示すように、上面５１１ａを有する中部５１１の幅、及び上面５２１ａを有する中部５２１の幅を狭くしてモータ９と上面５１１ａ及び上面５２１ａが接触しないように構成されても良いし、本体２の厚みと中部５１１及び中部５２１の幅を調整して接触しないように構成されても良い。

（制御回路３の構成）
制御回路３は、入力端子部４及び出力端子部５に電子部品が直接取り付けられることで形成されている。具体的には、制御回路３は、図２（ｂ）に示すように、封止体２０によって封止される封止領域２００の入力端子部４の搭載部４１０及び搭載部４２０と、出力端子部５の搭載部５１７及び搭載部５２７と、に電子部品が取り付けられることにより形成される。

具体的には制御回路３は、モータ９を駆動するための制御ＩＣ（Integrated Circuit）や抵抗、コンデンサなどの電子部品が第１の入力端子４１の搭載部４１０、第２の入力端子４２の搭載部４２０、第１の出力端子５１の搭載部５１７、及び第２の出力端子５２の搭載部５２７にはんだや溶接によって直接取り付けられる。

従って第１の入力端子４１、第２の入力端子４２、第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２は、制御回路３の配線として機能する。

第１の入力端子４１及び第２の入力端子４２は、一例として、一方が電気信号を出力する外部装置に電気的に接続され、他方が接地回路に電気的に接続されている。この外部装置は、一例として、車両の車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

また第１の出力端子５１は、モータ９の第１の端子９３と接続される。第２の出力端子５２は、モータ９の第２の端子９４と接続される。

モータ制御モジュール１が車両のミラー装置のミラーの角度を調整するモータ９を制御する場合、一例として、調整用のスイッチの操作に基づいて車両ＥＣＵから電気信号が入力端子部４に供給される。次に制御回路３は、入力端子部４を介して電気信号が入力するとこれを処理してモータ９を制御する制御信号を出力端子部５からモータ９に出力する。

制御信号は、一例として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。モータ９は、このＰＷＭ信号に基づいて駆動される。

（入力端子部４及び出力端子部５の構成）
入力端子部４及び出力端子部５は、リードフレーム７を加工することにより形成される。入力端子部４は、第１の入力端子４１及び第２の入力端子４２を有している。

この第１の入力端子４１及び第２の入力端子４２は、図２（ｂ）に示すように、同じ形状である。第１の入力端子４１及び第２の入力端子４２は、細長い形状を有し、封止される部分が本体２の外に出ている接続端部４１１及び接続端部４２１の方よりも幅が広くなっている。この入力端子部４は、例えば、車両のハーネスのコネクタに接続される。

出力端子部５は、第１の出力端子５１と第２の出力端子５２を有している。図２（ａ）に示す加工前の第１の出力端子５１と第２の出力端子５２は、図２（ａ）の紙面において両者の中央の線に対して線対称となる形状を有する。

また図１に示す加工後の第１の出力端子５１は、第２の出力端子５２の鏡像体となっている。

出力端子部５は、モータ９の端子部９２と接続するそれぞれの接続端部より本体２側に形成されて互いに同方向に曲がり、その曲げの起点となる第１の起点（起点５１５）及び第２の起点（起点５２５）と、それぞれの接続端部が向かい合うように曲り、その曲げの起点となる第３の起点（５１６）及び第４の起点（５２６）と、を有している。

加工前の第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２は、図２（ａ）に示すように、本体２から突出する部分がクランク形状を有している。

具体的には第１の出力端子５１は、一部が本体２の内部に位置する基部５１０と、接続端部５１２と基部５１０の間に形成され、基部５１０の伸びる方向と交差する方向に伸びる中部５１１と、基部５１０と同じ方向に伸び、モータ９の第１の端子９３に接続される接続端部５１２と、を備えている。

この基部５１０、中部５１１及び接続端部５１２は、基部５１０の終端、及び接続端部５１２の先端以外が同じ幅となるように形成されている。単位リードフレーム６の状態では、図２（ｂ）に示すように、基部５１０の終端、及び接続端部５１２の先端は、切断部６１によって枠６０と繋がっている。また基部５１０は、ダムバー６２によって枠６０と繋がっている。

基部５１０と中部５１１の曲げの起点５１５は、基部５１０と中部５１１の境界に位置する。中部５１１は、接続端部５１２と一体となって起点５１５から本体２に向かって曲げられる。この曲げの角度は、一例として、９０°である。

中部５１１と接続端部５１２の曲げの起点５１６は、中部５１１と接続端部５１２の境界に位置する。接続端部５１２は、基部５１０の方向に曲げられる。この曲げの角度は、一例として、９０°である。この曲げによって、接続端部５１２は、図１に示すように、本体２の取付面２１の法線方向に向くと共に、短手方向が本体２の長手方向にそろうように向く。

第２の出力端子５２は、一部が本体２の内部に位置する基部５２０と、接続端部５２２と基部５２０の間に形成され、基部５２０の伸びる方向と交差する方向に伸びる中部５２１と、基部５２０と同じ方向に伸び、モータ９の第２の端子９４に接続される接続端部５２２と、を備えている。

この中部５２１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、接続端部５２２が形成される位置が第１の出力端子５１の中部５１１において接続端部５１２が形成される位置の反対側となっている。

基部５２０と中部５２１の曲げの起点５２５は、基部５２０と中部５２１の境界に位置する。中部５２１は、接続端部５２２と一体となって起点５２５から本体２に向かって曲げられる。この曲げの角度は、一例として、９０°である。

中部５２１と接続端部５２２の曲げの起点５２６は、中部５２１と接続端部５２２の境界に位置する。接続端部５２２は、基部５２０の方向に曲げられる。この曲げの角度は、一例として、９０°である。この曲げによって、接続端部５２２は、図１に示すように、本体２の取付面２１の法線方向に向くと共に、短手方向が本体２の長手方向にそろうように向く。そして接続端部５１２と接続端部５２２は、図１に示すように、向かい合う。

基部５２０、中部５２１及び接続端部５２２は、第１の出力端子５１と同様に基部５２０の終端、及び接続端部５２２の先端以外が同じ幅となるように形成されている。単位リードフレーム６の状態では、図２（ｂ）に示すように、基部５２０の終端、及び接続端部５２２の先端は、切断部６１によって枠６０と繋がっている。また基部５２０は、ダムバー６２によって枠６０と繋がっている。

封止体２０が形成された後、切断部６１及びダムバー６２が切断され、図２（ａ）に示す加工前のモータ制御モジュール１が得られる。

（単位リードフレーム６とリードフレーム７の構成）
リードフレーム７は、例えば、機械的強度、電気伝導度、熱伝導度、耐食性などに優れた銅合金系材料や鉄合金系材料を用いて１枚の薄い板として形成される。

このリードフレーム７には、図２（ｃ）に示すように、複数の単位リードフレーム６が形成される。この単位リードフレーム６は、プレスやエッチングなどでリードフレーム７を加工することで形成される。

単位リードフレーム６には、１組の入力端子部４及び出力端子部５が形成される。モータ制御モジュール１は、上述のように、単位リードフレーム６の状態で電子部品が取り付けられ、そして電子部品を封止するように封止体２０が形成される。

ここで、一例として、出力端子部５が、曲げ加工が１回で済むＬ字形状を有する場合、図２（ｂ）に示す単位リードフレーム６の幅が広くなってプレスやエッチングで除去する領域が、本実施の形態の出力端子部５が形成された場合と比べて増え、リードフレーム７から作られるモータ制御モジュール１の数が減ってしまう。

しかしモータ制御モジュール１は、モータ９の端子部９２と接続される出力端子部５の接続端部（接続端部５１２及び接続端部５２２）が、入力端子部４及び出力端子部５が切り離されていない単位リードフレーム６の状態において、本体２から突出する方向に伸びた形状を有している。つまり単位リードフレーム６は、図２（ｂ）の紙面において上下に細長い形状を有するので、曲げ加工が１回の場合と比べてリードフレーム７から作られるモータ制御モジュール１の数が多くなる。

（モータ９の構成）
モータ９は、例えば、図１に示すように、モータ本体９０と、端子部９２と、モータ本体９０の面９１に形成された開口９１０及び開口９１１と、出力軸９５と、を備えて概略構成されている。

出力軸９５は、モータ制御モジュール１から出力される制御信号に基づいて正逆回転するように構成されている。

開口９１０には、第１の出力端子５１が挿入される。この開口９１０には、先端に突起を有する細長い板形状の第１の端子９３が露出しており、挿入された第１の出力端子５１と導通するように構成されている。

また開口９１１には、第２の出力端子５２が挿入される。この開口９１１には、先端に突起を有する細長い板形状の第２の端子９４が露出しており、挿入された第２の出力端子５２と導通するように構成されている。

この第１の端子９３及び第２の端子９４は、モータ本体９０内のコイルと電気的に接続されている。

なお端子部９２の形状は、上述の形状に限定されず、開口９１０及び開口９１１に挿入された出力端子部５を挟んで導通する形状などであっても良い。

（出力端子部５の形成について）
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施の形態に係るモータ制御モジュールの曲げ加工の工程の一例を示す概略図である。以下では、封止体２０が形成されて単位リードフレーム６から加工前のモータ制御モジュール１が切り離された後の曲げ加工について説明する。

図３（ａ）に示すように、封止体２０を形成した後、切断部６１及びダムバー６２を切断して単位リードフレーム６から曲げ加工前のモータ制御モジュール１を切り離す。

次に図３（ｂ）に示すように、第１の出力端子５１を起点５１５から本体２側に折り曲げると共に、第２の出力端子５２を起点５２５から本体２側に折り曲げる。つまり第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２は、同じ方向に折り曲げられる。

次に図３（ｃ）に示すように、接続端部５１２が第２の出力端子５２側に向くように起点５１６から折り曲げると共に、接続端部５２２が第１の出力端子５１側に向くように起点５２６から折り曲げられて加工が終了する。つまり第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２は、接続端部５１２と接続端部５２２が向かい合うように、そして平行となるように折り曲げられる。なお図３（ｂ）の工程と図３（ｃ）の工程は、上記の順番に限定されず、図３（ｃ）の工程が行われた後、図３（ｂ）の工程が行われても良い。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るモータ制御モジュール１は、モータ９の取り付けによってモータ９に接続される出力端子部５とモータ９を制御する制御回路３との導通不良を抑制することができる。具体的には、モータ制御モジュール１は、出力端子部５の一部が封止され、また出力端子部５が制御回路３にはんだなどで取り付けられていないので、モータ９の取付けの際の負荷による導通不良を抑制することができる。

モータ制御モジュール１は、電子部品がリードフレーム７から形成された入力端子部４及び出力端子部５に直接取り付けられて制御回路３が形成されるので、基板に電子部品を取り付ける場合と比べて、基板が不要となって低コストで製造することができる。またモータ制御モジュール１は、入力端子部４、出力端子部５、及び電子部品を封止するので、入力端子部４や出力端子部５に負荷がかかっても導通不良が発生し難く、小型である。

モータ制御モジュール１は、二回曲げ加工を行うことで、単位リードフレーム６の面積が一回曲げ加工する場合と比べて小さくなるので、端材が少なくなって低コストで製造することができる。またモータ制御モジュール１は、単位リードフレーム６の面積が小さいので、一枚のリードフレーム７に形成される単位リードフレーム６の数が多くなり、低コストで製造することができる。さらにモータ制御モジュール１は、一枚のリードフレーム７に形成される単位リードフレーム６が多いので、サイクルタイムが短縮され、低コストで製造することができる。

モータ制御モジュール１は、リードフレーム７によって入力端子部４及び出力端子部５を形成すると共に、入力端子部４及び出力端子部５に直接電子部品を取り付けて制御回路３を形成するので、基板に電子部品が配置される場合と比べて、端子のレイアウトの自由度が高く、異なるモータ９に対応させ易い。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…モータ制御モジュール、２…本体、３…制御回路、４…入力端子部、５…出力端子部、６…単位リードフレーム、７…リードフレーム、９…モータ、２０…封止体、２１…取付面、２２…側面、４１…第１の入力端子、４２…第２の入力端子、５１…第１の出力端子、５２…第２の出力端子、６０…枠、６１…切断部、６２…ダムバー、９０…モータ本体、９１…面、９２…端子部、９３…第１の端子、９４…第２の端子、９５…出力軸、２００…封止領域、４１０…搭載部、４１１…接続端部、４２０…搭載部、４２１…接続端部、５１０…基部、５１１…中部、５１１ａ…上面、５１２…接続端部、５１５…起点、５１６…起点、５１７…搭載部、５２０…基部、５２１…中部、５２１ａ…上面、５２２…接続端部、５２５…起点、５２６…起点、５２７…搭載部、９１０…開口、９１１…開口

Claims (6)

1. 樹脂によって形成された封止体を有する本体と、
   前記封止体によって封止され、モータを制御する制御信号を生成する制御回路と、
   前記本体から突出すると共に一部が前記封止体によって封止され、外部装置から電気信号が入力する入力端子部と、
   前記本体から突出すると共に一部が前記封止体によって封止され、前記モータの端子部と接続し、入力した前記電気信号に基づいて前記制御回路によって生成された前記制御信号を前記モータの端子部に出力する出力端子部と、
   を備え、
   前記モータの端子部と前記出力端子部との接続によって前記モータと一体となるモータ制御モジュール。
2. 前記出力端子部は、第１の出力端子と第２の出力端子を備え、
   前記第１の出力端子が前記第２の出力端子の鏡像体となるように、
   前記モータの端子部と接続するそれぞれの接続端部より前記本体側に形成されて互いに同方向に曲がり、その曲げの起点となる第１の起点及び第２の起点と、前記それぞれの接続端部が向かい合うように曲り、その曲げの起点となる第３の起点及び第４の起点と、
   を有する、
   請求項１に記載のモータ制御モジュール。
3. 前記第１の出力端子の前記第１の起点と前記第３の起点の間の第１の中部、及び前記第２の出力端子の前記第２の起点と前記第４の起点の間の第２の中部が、
   前記モータの端子部と前記それぞれの接続端部が接続した後の前記モータと接触しない短手方向の幅を有する、
   請求項２に記載のモータ制御モジュール。
4. 前記入力端子部及び前記出力端子部の一部分が前記本体の同じ側面から突出する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御モジュール。
5. 前記制御回路は、前記入力端子部及び前記出力端子部に電子部品が直接取り付けられることで形成される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ制御モジュール。
6. 前記モータの端子部と接続される前記出力端子部の接続端部が、前記入力端子部及び前記出力端子部が切り離されていない単位リードフレームの状態において、前記本体から突出する方向に伸びた形状を有する、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモータ制御モジュール。

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