JPH075190A - 電動機の回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、回転検出におけるパルス分解
能を高め、回転方向判断も可能とする。 【構成】 電動機１４のアーマチャ２６の回転に伴い、
アーマチャ２６側のマグネット３８と対応して設けられ
た固定側のホールＩＣ４０、４２毎に、パルスが発せら
れる。２個のホールＩＣ４０、４２は、角度間隔θが９
０°とされ、パルスに１／４周期の位相差がある。アー
マチャ２６の回転量に対するパルス数は、単一のホール
ＩＣに比して、２倍となる。また、アーマチャ２６の
正、逆転によって、ホールＩＣ４０、４２のパルスの発
生順序が異なるので、この異なるのを検出することによ
って、アーマチャ２６の正、逆転の判断が可能となる。
ジャムプロテクションパワーウインドウでは、ロック電
流の発生に関わらず窓ガラスの正常な閉め切りを保証す
る不感帯への突入パルスカウント数ｎが大きくとれて、
不感帯は、ホールＩＣが１個の場合に比して、１／２と
小さくなる。その分、より小さな異物についても挟み込
み防止動作が確実になされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、パワーウイン
ドウに用いられる電動機の回転検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーウインドウには、異物の挟み込み
を防止する、いわゆるジャムプロテクションパワーウイ
ンドウがある。

【０００３】このパワーウインドウでは、駆動源となる
直流電動機のアーマチャの正転、逆転により、窓ガラス
が上昇（閉方向移動）、下降（開方向移動）する。窓ガ
ラスの上昇中、窓ガラスと窓枠上縁部との間に異物が挟
み込まれると、電動機にはロック電流が生ずる。このロ
ック電流の発生によって窓ガラスは上昇を止めそして直
ちに下降し、異物の挟み込みが防止される。

【０００４】ところで、窓ガラスの閉め切りのとき、電
動機にはロック電流が生ずる。従って、窓ガラスの閉め
切りのときには、ロック電流が発生しても挟み込み防止
動作をさせないで、そのまま閉め切りを完了させる必要
がある。

【０００５】そこで、電動機のアーマチャのモータ出力
軸には、回転方向に異極が交互に並ぶ複数極のマグネッ
トが設けられるとともに、マグネットに対応して電動機
の固定側にはホールＩＣが装着され、アーマチャの回転
に伴い、ホールＩＣからパルスがＥＣＵ（ないしＣＰ
Ｕ）に発せられる。

【０００６】ＥＣＵによれば、パルス信号は、アーマチ
ャの窓ガラス上昇方向回転に伴いアップカウントされ、
逆に、アーマチャの窓ガラス下降方向回転に伴いダウン
カウントされ、窓ガラスの位置はパルスカウント数によ
って検出される。

【０００７】窓ガラスの上昇にあって、ロック電流が発
生した場合、パルスカウント数が、予め設定されたパル
スカウント数ｎに達しない間は、ロック電流の発生によ
って挟み込み防止動作が行われ、パルスカウント数が、
予め設定されたパルスカウント数ｎに達した以降は、ロ
ック電流の発生によっても挟み込み防止動作が行われな
い。すなわち、パルスカウント数ｎ以降は、挟み込み防
止動作を行わず窓ガラスの閉め切り動作を正常に行える
不感帯とされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、パルスカウン
ト数ｎは大きい程、不感帯は狭くなり、挟み込み防止の
適正化が図れる。

【０００９】このために、ホールＩＣに対応するマグネ
ットの極数を増やして、パルスの分解能を高めることが
考えられるが、極数を増すことは、構造が複雑となり、
製造コストの上昇も招く。

【００１０】また、異物が挟みこまれるのは窓ガラスの
上昇中に限られるので、窓ガラスの上昇過程で挟み込み
防止動作を行えばよく、窓ガラスの下降過程では挟み込
み防止動作は不要である。そこで、窓ガラスの上昇、下
降を判別できるのは便利である。

【００１１】更に、パルスカウント数と、窓枠に対する
窓ガラスの昇降位置との対応関係を精度よく得るため、
窓ガラスの上昇限度位置あるいは下降限度位置でパルス
カウントをリセットする必要がある。このためには、窓
ガラスの上昇、下降の判別が求められる。

【００１２】窓ガラスの上昇、下降を判別するには、別
途そのための手段を設ける必要があるが、そのような手
段を別途に設けることは、構造が複雑となり、製造コス
トの上昇も招く。

【００１３】本発明は上記事実を考慮し、簡単な構造
で、回転検出におけるパルス分解能を高め、回転方向判
断も可能とする電動機の回転検出装置を提供することが
目的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の電動機の回転検出装置は、電動機のアーマチャに設け
られこの回転方向に異極が交互に並ぶ複数極のマグネッ
トと、マグネットに対応して電動機の固定部に設けられ
る複数の磁気センサを有し、各磁気センサ毎にアーマチ
ャの回転に伴いそれぞれパルスを発するとともに、各磁
気センサ間でパルスに位相差を生じさせるべく各磁気セ
ンサをアーマチャの回転方向に間隔を置いて配置してな
るパルス発生手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の本発明の電動機の回転検出装
置では、電動機のアーマチャの回転に伴い、磁気センサ
毎に、パルスが発せられる。

【００１６】磁気センサ間でパルスに位相差があるの
で、アーマチャの回転量に対するパルス数は、単一の磁
気センサに比して、磁気センサの個数倍になり、例え
ば、磁気センサが２個であればパルス数は２倍となり、
パルス分解能が高まる。

【００１７】また、アーマチャの正、逆転によって、磁
気センサでのパルスの発生順序が異なり、例えば、第１
磁気センサと第２磁気センサとの２個の磁気センサがあ
る場合、アーマチャの正転によって第１磁気センサでの
パルス発生後に第２磁気センサでのパルスが発生する
と、アーマチャの逆転によっては第２磁気センサでのパ
ルス発生後に第１磁気センサでのパルスが発生し、この
発生順序が異なることによって、アーマチャの正、逆転
の判断が可能となる。

【００１８】更に、パルス分解能を高めることは、マグ
ネットの極数を増すことなく達成され、また、アーマチ
ャの正、逆転の判断は、そのための別途手段を設けるこ
となく達成されて、簡単な構造で済む。

【００１９】

【実施例】本発明に係る電動機の回転検出装置の第１実
施例を、自動車のジャムプロテクションパワーウインド
ウに適用したものについて、図１乃至図８に基づき説明
する。

【００２０】図２に示すように、ジャムプロテクション
パワーウインドウ１０では、車両ドア１２内に、直流電
動機１４が設けられる。直流電動機１４には、これによ
って回転駆動されるドラム１６が連結され、ドラム１６
には、ワイヤ１８の両端部が螺旋状に巻き取られる。ワ
イヤ１８の中間部には、キャリアプレート２０が固定さ
れ、ドラム１６の正転、逆転によって、キャリアプレー
ト２０がガイドレール２２を上下して、キャリアプレー
ト２０に取り付けられた窓ガラス２４が上昇（扉閉方向
移動）、下降（扉開方向移動）する。

【００２１】電動機１４では、図１に示すように、回転
子（アーマチャ）２６のモータ出力軸２８の中間部に、
ウオーム３０が形成され、ウオーム３０には、ヘリカル
ギヤ３２が噛合し、これらは、電動機の固定部を構成す
るハウジング３４（図３）内に収容される。ヘリカルギ
ヤ３２には、出力歯車３６が同軸に設けられてハウジン
グ３４外に突出し、出力歯車３６には、上記ドラム１６
が噛合して連結され、アーマチャ２６の正転（矢印Ａ方
向の回転）、逆転（矢印Ｂ方向の回転）によって、ドラ
ムが正転（矢印Ａ方向の回転）、逆転（矢印Ｂ方向の回
転）する。

【００２２】モータ出力軸２８の基端には、この外周に
環状にマグネット３８が設けられる。マグネット３８
は、アーマチャ２６の回転方向に異極が交互に並んで、
複数極とされる。本実施例では、極数が２極とされる。

【００２３】マグネット３８に対応して、モータ出力軸
２８の半径方向でハウジング３４外に、磁気センサを構
成するホールＩＣが、２個設けられる（第１ホールＩＣ
４０、第２ホールＩＣ４２）。各ホールＩＣ４０、４２
は、図３に示すように、基板５０に組込まれ、基板５０
は、ケース４４に内蔵される。ケース４４は、図４、図
７及び図８に示すように、ハウジング３４外面に固定さ
れ、ケース４４の一端がハウジング４４壁の雌ねじ部４
７にビス４８で螺合締め付けられるとともに、この一端
側及び他端側のかしめ孔４６に、ハウジング４４壁の突
起４５（図７に示す）が挿通して熱かしめられる。

【００２４】第１ホールＩＣ４０は、図４に示すよう
に、第２ホールＩＣ４２に対して、アーマチャ２６の逆
転方向に角度間隔θを置いて位置される。本実施例で
は、角度間隔θは９０°とされる。図５に示すように、
アーマチャ２６の正転に伴い、第１ホールＩＣ４０がパ
ルスを発すると、このパルスの１／４周期遅れて、第２
ホールＩＣ４２がパルスを発して、ホールＩＣ４０、４
２毎に、パルスが次々と発せられ、発せられたパルス
は、基板５０上のターミナル５２（図４）から図示しな
いＥＣＵ（ないしＣＰＵ；制御装置）に送られる。ＥＣ
Ｕへは、図３に示すように、ホールＩＣ４０、４２と共
に、電動機１４が、中継用コネクタ５６を介して接続さ
れる。図３中５４は、パルス信号線５４であり、５８
は、電動機電源線である。

【００２５】アーマチャ２６が逆転する場合には、パス
ル発生順序が逆となり、第２ホールＩＣ４２がパルスを
発した後、このパルスの１／４周期遅れて、第１ホール
ＩＣ４０がパルスを発する。

【００２６】すなわち、アーマチャ２６の正転時には、
第１ホールＩＣ４０のパルスが先に立ち上がり、次に、
第２ホールＩＣ４２のパルスが立ち上がる。また、第１
ホールＩＣ４０のパルスが先に立ち下がり、次に、第２
ホールＩＣ４２のパルスが立ち下がる。

【００２７】アーマチャの逆転時には、第２ホールＩＣ
４２のパルスが先に立ち上がり、次に、第１ホールＩＣ
４０のパルスが立ち上がる。また、第２ホールＩＣ４２
のパルスが先に立ち下がり、次に、第１ホールＩＣ４０
のパルスが立ち下がる。

【００２８】ＥＣＵでは、第１ホールＩＣ４０のパルス
と第２ホールＩＣ４２のパルスとが一緒に加算されて、
アーマチャ２６の窓ガラス閉方向回転、ないし窓ガラス
上昇方向回転（正転）に伴いアップカウントされ、アー
マチャ２６の窓ガラス開方向回転、ないし窓ガラス下降
方向回転（逆転）に伴いダウンカウントされる。すなわ
ち、第１ホールＩＣ４０で発せられるパルスのパルスカ
ウント数は、１、３、５、・・・となり、第２ホールＩ
Ｃ４２で発せられるパルスのパルスカウント数は、２、
４、６、・・・となる。

【００２９】パルスカウント数は、図６に示すように、
窓ガラス２４の昇降位置に対応する。

【００３０】窓ガラス２４の上昇にあって、ＥＣＵの制
御につき説明する。なお、窓ガラス２４の下降限度位置
でのパルスカウント数を０とし、窓ガラス２４の上昇限
度位置でのパルスカウント数をｎ＋１とする。

【００３１】窓ガラス２４の上昇過程で、電動機１４に
ロック電流（過電流）が発生した場合、パルスカウント
数がｎに達しないときは、ロック電流の発生によって、
窓ガラス２４は上昇を止め直ちに下降する、挟み込み防
止動作を行う。指等の異物が窓ガラス２４と窓枠上縁２
５との間に挟み込まれると、電動機１４にロック電流が
発生するが、上記挟み込み動作によって、異物の取り除
きが難なく行われる。なお、挟み込み防止動作は、窓ガ
ラス２４の上昇を止めるだけでもよい等、種々の動作が
可能である。

【００３２】窓ガラス２４の上昇過程で、電動機１４に
ロック電流が発生した場合、パルスカウント数がｎに達
していれば、ロック電流が発生しても、窓ガラス２４は
挟み込み防止動作を行なわい。窓ガラス２４の閉め切り
のときには、窓ガラス２４が窓枠上縁２５との間で抵抗
を受けてロック電流が発生するが、窓ガラス２４の閉め
切り動作は正常に行われる。すなわち、パルスカウント
数ｎ以降は、ロック電流が流れても挟み込み防止動作を
行なわず閉め切り動作を正常に行える、不感帯６０とさ
れる。

【００３３】また、ＥＣＵでは、パルス発生順序がいず
れであるかを検出して、アーマチャ２６の正転、逆転が
判断される。窓ガラス２４の下降にあっては、挟み込み
防止動作を行わう必要がないので、逆転と判断したとき
は挟み込み防止動作の回路を省略することができ、便利
である。更に、アーマチャ２６の正転、逆転を判断する
ことによって、窓ガラス２４が上昇限度端に達したか、
下降限度端に達したかを判別でき、その上昇限度位置や
下降限度位置で、パスルカウント数をリセットすること
ができる。例えば、窓ガラス２４を閉め切ったときのパ
ルスカウント数がｎ＋１に達しないで、あるいは、パル
スカウント数がｎ＋１を越えても、窓ガラス２４の上昇
限度位置で、パルスカウント数をｎ＋１にリセットする
ことにより、パルスカウント数と、窓枠に対する窓ガラ
ス２４の昇降位置との対応関係が、精度よく得られる。

【００３４】次に上記実施例の作用を説明する。電動機
１４のアーマチャ２６の回転に伴い、ホールＩＣ４０、
４２毎に、パルスが発せられる。ホールＩＣ４０、４２
間でパルスに位相差があり、アーマチャ２６の回転量に
対するパルス数は、単一のホールＩＣに比して、２倍と
なり、パルス分解能が高くなる。

【００３５】従って、不感帯６０は、ホールＩＣが２個
の場合、１個の場合に比して、１／２となり、小さくな
る。不感帯６０が小さくなることにより、その分、窓ガ
ラスの正常な閉め切りを保証して、より小さな異物につ
いても挟み込み防止動作を確実になすことが可能とな
る。

【００３６】また、アーマチャ２６の正、逆転によっ
て、ホールＩＣ４０、４２のパルスの発生順序が異なる
ので、この異なるのを検出することによって、アーマチ
ャ２６の正、逆転の判断が可能となる。

【００３７】更に、パルス分解能を高めることは、マグ
ネット３８の極数を増すことなく達成され、また、アー
マチャ２６の正、逆転の判断は、そのための別途手段を
設けることなく達成されて、簡単な構造で済む。

【００３８】また、ホールＩＣの素子がハウジング内に
露出すると、導電性のあるブラシ粉や飛び半田等の異物
がリード間に付着して誤作動または故障が起きる恐れが
あり、これを防止しようとすれば、耐用期間が短くなら
ざるを得ない。上記構成によれば、ホールＩＣ４０、４
２の素子は、ケース４４壁、ハウジング３４壁によっ
て、ハウジング３４内（電動機内）と遮断され、ハウジ
ング３４内で露出せず、そのような問題は起きない。

【００３９】なお、上記実施例では、図５に示すよう
に、ホールＩＣ４０、４２間のパルスの位相差は、パル
ス幅に対してはこの５０％に相当し、これが特に好まし
いが、ホールＩＣ４０、４２のパルスが同期しない限
り、限定されない。なお、角度間隔θを変更することに
より、位相差の変更が可能である。ただ、各部品の組み
付け誤差等を考慮すれば、パルス幅に対して５〜９５％
の範囲内の位相差が好ましい。

【００４０】また、上記実施例では、マグネット３８の
極数が２極であるが、２極に限らず、４極、６極等の偶
数の複数極も可能である。ホールＩＣ間のパスルの位相
差を１／４周期とする角度間隔θは、４極の場合、４５
°であり、６極の場合、３０°となる。すなわち、角度
間隔θ＝１８０／極数（偶数）となる。

【００４１】更に、上記実施例では、ホールＩＣの個数
は２個であるが、これに限定されず、ただ、角度間隔θ
を置いてホールＩＣをそれぞれ配置するのであれば、２
個以上の複数が可能である。この場合、パルスカウント
数は、ホールＩＣの個数倍となり、パルス分解能が一層
高くなる。

【００４２】次に、第２実施例を図９及び図１０に基づ
き説明する。本実施例では、ホールＩＣ４０、４２を２
個内蔵したケース７０が、止め具７２によってハウジン
グ７４外面に固定される。止め具７２は、一端がハウジ
ング３４外面に固着され、他端部が、ケース７０をハウ
ジング７４壁との間で挟み込むようにされる。

【００４３】止め具７２をＦｅ等の磁性体で形成すれ
ば、マグネット３８の磁力線が、マグネット３８の半径
方向外方へ止め具７２に向けて作用し、止め具７２とマ
グネット３８との間に介在するホールＩＣ４０、４２
は、ケース７０壁、ハウジング７４壁によってハウジン
グ７４内のマグネット３８と遮断されても、マグネット
３８の磁界の検出を確実になす。

【００４４】他の構成、作用効果は上記第１実施例と同
様である。本発明は、上記各実施例に限定されるもので
はなく、種々の変更が可能である。例えば、上記各実施
例では、ジャムプロテクションパワーウインドウに適用
した電動機の回転検出装置について説明したが、電動機
回転検出装置は、そのようなパワーウインドウに限定さ
れるものではなく、また、パワーウインドウだけでな
く、回転位置や回転角度、回転速度等を検出するその他
の装置にも適用可能である。また、電動機は、直流電動
機に限定されず、他の電動機であってもよい。

【００４５】更に、上記実施例では、パルス発生手段を
ホールＩＣで構成して、磁気センサと信号処理回路とを
単一部品化してあるが、これに限定されず、磁気センサ
と信号処理回路とを別部品として構成することも可能で
ある。また、磁気センサも種々のものが可能である。

【００４６】また、上記実施例では、ホールＩＣがケー
スに内蔵されてハウジング外に装着されているが、ホー
ルＩＣをハウジング内に設けても、本発明の作用効果を
減ずるものではなく、ホールＩＣの装着手段について
も、種々のものが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上から明らかなように本発明は、簡単
な構造で、回転検出におけるパルス分解能が高められ、
回転方向判断も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る電動機の回転検出装
置を示す要部斜視図である。

【図２】第１実施例に係る電動機の回転検出装置を適用
したパワーウインドウを示す斜視図である。

【図３】電動機の全体斜視図である。

【図４】図８の４−４線断面図である。

【図５】パルスのタイムチャートである。

【図６】パルスカウント数に対応する窓ガラスの昇降位
置を示す図である。

【図７】ホールＩＣ未装着状態の電動機を示す平面図で
ある。

【図８】ホールＩＣ装着状態の電動機を示す平面図であ
る。

【図９】第２実施例に係る、ホールＩＣ未装着状態の電
動機を示す斜視図である。

【図１０】第２実施例に係る、ホールＩＣ装着状態の電
動機を示す斜視図である。

【符号の説明】

１４ 電動機 ２６ アーマチャ ３８ マグネット ３４ ハウジング（固定部） ４０、４２ ホールＩＣ（磁気センサ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のアーマチャに設けられこの回転
   方向に異極が交互に並ぶ複数極のマグネットと、 前記マグネットに対応して電動機の固定部に設けられる
   複数の磁気センサを有し、各磁気センサ毎にアーマチャ
   の回転に伴いそれぞれパルスを発するとともに、磁気セ
   ンサ間でパルスに位相差を生じさせるべく各磁気センサ
   をアーマチャの回転方向に間隔を置いて配置してなるパ
   ルス発生手段と、 を備えたことを特徴とする電動機の回転検出装置。