(57)【要約】【課題】モータ内を気密に保つことができるモータを提供することである。【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明における課題解決手段は、巻線２が巻回される電機子３を内周側に収容するケース１を備えたモータＭにおいて、ケース１に巻線２と外部電源とを接続する端子５が挿通される開口部１ａを設け、開口部１ａを気密に閉塞するキャップ６を形成する樹脂に上記端子５をインサート成形して一体化し、端子５の一端５ａをケース１内に突出させるとともに端子５の他端５ｂをケース１外へ突出させたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻回される電機子を内周側に収容するケースを備えたモータにおいて、ケースに巻線と外部電源とを接続する端子が挿通される開口部を設け、開口部を気密に閉塞するキャップを形成する樹脂に上記端子をインサート成形して一体化し、端子の一端をケース内に突出させるとともに端子の他端をケース外へ突出させたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
端子がトリアジンチオール類化合物により表面処理されたのちに、インサート成形されて樹脂に一体化されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
ケースは筒状であって、キャップはケースの一端開口部を閉塞するとともに、ロータの端部を回転自在に軸支するボールベアリングを保持することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
キャップがロータの回転位置を検出するセンサを保持するとともに、センサと外部電源とを接続するセンサ端子を樹脂にインサート成形してキャップに一体化し、センサ端子の一端をケース内に突出させるとともにセンサ端子の他端をケース外へ突出させたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、電機子の巻線に電流供給する必要があるので、通常、ケース外へ伸びるリード線を介して外部に設置される電源に接続することができるようになっている。このようなモータは、内部へ水の浸入の心配が無い機器に適用される場合には、問題は無いのであるが、たとえば、自動車等の屋外で使用される機器に適用される場合には、リード線周りからケース内に水が浸入する虞があるので、当該部位に防水構造を採用して内部への水の侵入を防止しなくてならない。
【０００３】
そして、防水構造を実現したモータとしては、たとえば、電機子と界磁を収容した筒状のケースと、ケース内に回転自在に挿入されて一端から外方へ突出するロータと、ケースの他端開口部に嵌合されるキャップとを備えて構成されており、キャップは、樹脂製であって電機子の巻線へ通電する端子の挿通を許容する透孔と、透孔を介して外方へ突出される端子の外周を覆う筒状のカプラを備えている。
【０００４】
また、キャップは、ロータの回転位置を検出するセンサを保持しており、センサに接続されるセンサ端子はキャップに埋設され、外方へ突出するセンサ端子の外周を筒状のセンサカプラで覆っている。
【０００５】
このように構成されたモータは、キャップに設けたカプラおよびセンサカプラに外部電源や制御装置から伸びるリード線の先端部に設けたカプラを接続することで、外部電源等と巻線およびセンサが接続され、これらに給電することができるようになっているが、上述したように、モータの開口部にキャップが嵌合してこれを閉塞し、キャップがモールド樹脂にて一体化されるカプラおよびセンサカプラを備えて、端子およびセンサ端子がモールド樹脂内を貫通してカプラおよびセンサカプラ内へ突出するように構成されているため、確実な防水を実現することができる（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４０８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来のモータにあっては、モータ内への水の浸入を防止できるので、自動車等に適合させることが可能である点で優れているが、以下の問題点がある。
【０００８】
すなわち、従来のモータにあっては、巻線の端子がキャップに挿通されており、特に、モータが装着される機器内の圧力が高く、モータ自体が圧力容器として使用されるような場合、モータ内を気密に保つことができず、モータ内を気密の必要がある用途に使用することができない。
【０００９】
また、センサ端子は、コードで被覆されており、コードとコード内の導線との間がシールされず、コードと樹脂であるキャップとの間もモールド樹脂の型内射出時の温度や圧力や材質の違いによってはコードが溶融せずコードとモールド樹脂との間に隙間が生じてモータ内の気密を確保することができない虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、内部の気密に保つことができるモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するため、本発明における課題解決手段は、巻線が巻回される電機子を内周側に収容するケースを備えたモータにおいて、ケースに巻線と外部電源とを接続する端子が挿通される開口部を設け、開口部を気密に閉塞するキャップを形成する樹脂に上記端子をインサート成形して一体化し、端子の一端をケース内に突出させるとともに端子の他端をケース外へ突出させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明におけるモータによれば、開口部を閉塞するキャップに端子がインサート成形にて一体化されているので、モータを圧力容器として使用する場合にあっても、端子の周りからモータ内部の圧力の漏れを生じることが無く、ケース内を気密に保つことができる。
【００１３】
また、キャップに端子がインサート成形にて一体化されるので、端子の周りをシールする必要がなくなり、外周にシールリングを装着するだけという簡素な構成で、ケースの開口部を気密に閉塞することができ、部品点数を削減できる。そしてまた、組付性もよいので、製造コストを削減することができるとともに作業負担も軽減されるとともに、端子周りにシールの設置が無い分、モータを小型化することができる。
【００１４】
さらに、キャップに端子がインサート成形にて一体化されるため、端子の周りをシールする必要がなく、端子の断面形状を円形とせずともシールすることができるから、端子の設計自由度が向上することになって、たとえば、端子を平板形状とすることで断面が円形であるものに比較してケース内にてスペースを採らずに済み、この点でもモータの小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施の形態におけるモータの縦断面図である。
【図２】一実施の形態の一変形例におけるモータの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態におけるモータMは、巻線２が巻回される電機子３を内周側に収容する筒状のケース１と、ケース１内に回転自在に挿入されてケース１の一端たる図１中下端側から突出されるロータ４と、巻線２と図外の外部電源とを接続する端子５と、当該端子５が挿通されるケース１の他端たる図１中上端における開口部１ａを気密に閉塞するキャップ６と、キャップ６に保持されてロータ４の回転位置を検出するセンサ７と、センサ７と図外の外部電源とを接続するセンサ端子８とを備えて構成され、キャップ６を形成する樹脂に上記端子５およびセンサ端子８をインサート成形して一体化したものである。
【００１７】
以下、各部について詳しく説明する。ケース１は、図１に示すように、筒状に形成されており、内部に、この場合ステータとして機能する巻線２が巻回される電機子３と、界磁となる磁石９を外周に装着したロータ４とを収容している。
【００１８】
ロータ４は、ケース１の図１中下端内周に嵌合される環状のブラケット１０の内周に保持されたボールベアリング１１と、ケース１の図１中上端に嵌合されるキャップ６に保持されるボールベアリング１２に軸支されており、ケース１に対して回転自在とされている。
【００１９】
電機子３は、円筒状であって複数のスロットを備えたコア３ａと、コア３ａの各スロットに巻回される巻線２とを備えて構成されており、ケース１の内周に固定されている。
【００２０】
なお、このモータＭの場合、電機子にはＵ，Ｖ，Ｗ相の三相の巻線２が設けられており、各相の巻線２にそれぞれ端子５が一つずつ接続され、当該端子５を介して巻線２が外部電源に接続されるようになっている。すなわち、このモータＭにあっては、端子５を介して巻線２に給電できるようになっており、モータＭは、たとえば、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相の巻線に１２０度の位相差で正弦波電圧を印加して電機子であるステータに回転磁界を発生させて、界磁となる磁石９がこれに追随してロータ４を回転駆動させる従来周知の三相ブラシレスモータとして構成されており、端子５は上記のように巻線２へ電圧を印加させるためインバータ回路等のモータドライバ回路を介して外部電源に接続される。
【００２１】
このように、本実施の形態においては、モータＭがブラシレスモータとして構成されており、各巻線２への通電制御のためにロータ４の回転位置を検出する必要があるため、これを検出するセンサ７を備えている。センサ７は、具体的には、レゾルバとされており、ロータ４の図１中上端外周にレゾルバロータ７ａが装着され、キャップ６に保持されてレゾルバロータ７ａに対向する位置にレゾルバステータ７ｂが設けられている。
【００２２】
そして、センサ７のレゾルバステータ７ｂへ通電するとともに出力信号を外部へ取り出すためのセンサ端子８が設けられており、センサ端子８を通じてレゾルバステータ７ｂが外部電源と出力信号を受け取る図外のコントローラへ接続される。なお、コントローラはセンサ７の出力からロータ４の位置を得て、モータドライバ回路を制御してモータＭを正しく回転駆動する。
【００２３】
つづいて、キャップ６は、樹脂製で有頂筒状とされており、外周をケース１の図１中上端の開口部１ａに嵌合させて、当該開口部１ａを閉塞し、ケース１の上端を加締めることでケース１に固定されている。なお、この加締め固定をするために、電機子３のコア３ａとキャップ６との間には、筒状のスペーサ１５が介装されており、キャップ６が当該スペーサ１５とケース１の上端の加締め部（符示せず）とで挟持されてケース１に固定されているが、キャップ６のケース１への固定について上記方法に代表される加締め固定以外の固定方法を採用してもよい。
【００２４】
また、キャップ６は、外周に環状溝６ａを備えており、当該環状溝６ａ内には環状のシールリング１３が装着されて、当該キャップ６とケース１の開口部１ａとの間が密にシールされている。また、キャップ６は、上端に筒状のコネクタ６ｂを備えており、図外の外部電源およびコントローラから伸びるリード線の先端に設けられる外部側コネクタ１４に接続することができるようになっている。
【００２５】
さらに、キャップ６は、内周でレゾルバステータ７ｂとボールベアリング１２を保持しており、ロータ４の図１中上端を回転自在に支持するとともに、センサホルダとしても機能している。
【００２６】
加えて、キャップ６には、バー状の端子５とセンサ端子８が埋め込まれており、端子５およびセンサ端子８は、図１中下端となる一端５ａ，８ａをケース１内に突出させるとともに図１中上端となる他端５ｂ，８ｂを上記のコネクタ６ｂ内へ突出させてケース外へ臨ませている。
【００２７】
このコネクタ６ｂを上述の外部側コネクタ１４に接続すると、端子５の他端５ｂが外部側コネクタ１４内に設けられる外部電源に接続される図示しない端子に接続されるとともに、センサ端子８の他端８ｂも端子５と同様に外部側コネクタ１４の外部電源とコントローラに接続される図示しない端子に接続されるようになっている。
【００２８】
そして、上記した端子５およびセンサ端子８は、キャップ６を形成する樹脂にインサート成形にて一体化されている。詳しくは、キャップ６を成形する型内に端子５およびセンサ端子８を挿入しておき、上記型内に加熱および加圧した樹脂を注入するインサート成形することによって、端子５およびセンサ端子８の外周を樹脂で取り巻いてキャップ６と端子５、センサ端子８との間に隙間を生じさせずケース１内を気密に保持することができるようになっている。
【００２９】
ここで、樹脂を熱可塑性樹脂として、これに、含酸素炭化水素樹脂を配合して、金属製に溶融した樹脂を接触させると金属と樹脂とを接着させることができ、接着効果を利用して機密性を向上させることができる。すなわち、キャップ６の材料に含酸素炭化水素樹脂を配合した熱可塑性樹脂を利用して、金属製の端子５およびセンサ端子８を型内に挿入して、溶融した上記熱可塑性樹脂を型内に注入するインサート成形を行うことにより、金属と樹脂とを接着するようにすれば、金属と樹脂とが剥離しないのでケース１の気密性を向上させることができる。
【００３０】
また、インサート成形前に、金属である端子５およびセンサ端子８をトリアジンチオール類化合物で表面処理を行うようにしておけば、より強固に金属と樹脂とを接着することができるので、よりケース１の気密性を向上させることができる。この場合には、熱可塑性樹脂以外の樹脂を利用してもよい。
【００３１】
なお、熱可塑性樹脂、これに配合される含酸素炭化水素樹脂の選定、トリアジンチオール類化合物で金属を表面処理する手順等については、たとえば、特開平１１−５８６０４号公報や特開２００１−１４４５号公報に記載された方法や手順に準じて行うことができる。
【００３２】
上述したところからキャップ６は、樹脂とされて端子５およびセンサ端子８にインサート成形により一体化されるので、モータMを圧力容器として使用する場合にあっても、端子５およびセンサ端子８の周りからモータ内部の圧力の漏れを生じることが無く、ケース１を気密に保つことができる。
【００３３】
また、キャップ６に端子５およびセンサ端子８がインサート成形にて一体化されるので、端子５およびセンサ端子８の周りをシールする必要がなくなり、外周にシールリング１３を装着するだけという簡素な構成で、ケース１の開口部１ａを気密に閉塞することができ、部品点数を削減できる。そしてまた、組付性もよいので、製造コストを削減することができるとともに作業負担も軽減されるとともに、各端子５，８周りにシールの設置が無い分、モータＭを小型化することができる。
【００３４】
さらに、キャップ６に端子５およびセンサ端子８がインサート成形にて一体化されるため、端子５およびセンサ端子８の周りをシールする必要がなく、端子５やセンサ端子８の断面形状を円形とせずともシールすることができるから、端子５およびセンサ端子８の設計自由度が向上することになって、たとえば、端子５およびセンサ端子８を平板形状とすることで断面が円形であるものに比較してケース１内にてスペースを採らずに済み、この点でもモータＭの小型化に寄与することができる。
【００３５】
また、本実施の形態にあっては、三相ブラシレスモータで三つの端子５をケース１外へ突出させているが、端子数は巻線相数に応じて必要な数を設ければよい。ロータ４の位置検出をするセンサ７にレゾルバを用いているが、ホール素子等の他のセンサを用いてもよく、さらに、モータＭがブラシ付モータであってセンサの設置を要しない場合には、巻線２の通電用の端子５のみをインサート成形によってキャップ６に一体化すればよい。
【００３６】
また、さらに、上述したところでは、ケース１外へ突出させる端子５と、センサ７に接続されるセンサ端子８を単一のコネクタ６ｂ内へ突出させるようにしているが、電源用とセンサ用のコネクタを別個に設けてもよいし、図２に示すように、キャップ６の図２中上端外周に筒状のコネクタ６ｂを設けて、外部側コネクタ１４に対して側方へ向けてリード線を収容したハーネス１６が伸びるようにしてもよく、このようにモータＭの搭載スペースや搭載箇所による制約によってコネクタ６ｂの形状、大きさ、構造を適宜に設計変更することができる。
【００３７】
本実施の形態にあっては、ケース１が筒状であって上端を開口部としているが、ケースの開口部をケースの側方に設けるようにしてもよい。加えて、この実施の形態の場合、キャップ６がセンサホルダおよびボールベアリングを保持するホルダを兼ねているので、センサホルダ等を別途設ける必要が無く、部品点数を少なくすることができるが、センサホルダやボールベアリングを保持するホルダを別途設けることも可能ではある。
【００３８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、モータに利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ケース
１ａ  ケースにおける開口部
２  巻線
３  電機子
３ａ  コア
４  ロータ
５  端子
５ａ  端子の一端
５ｂ  端子の他端
６  キャップ
６ａ  環状溝
６ｂ，１４  コネクタ
７  センサ
７ａ  レゾルバロータ
７ｂ  レゾルバステータ
８  センサ端子
９  磁石
１０  ブラケット
１１，１２  ボールベアリング
１３  シールリング
１５  スペーサ
１６  ハーネス
Ｍ  モータ
【図１】
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【図２】
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