(57)【要約】【課題】基板からターミナルピンまでの抵抗の均一化を図って、ノイズ性能を向上でき、かつ、製造コストを低減可能であり、かつ、接続用バスバーの振動吸収性能を向上させて、導通不良の発生を抑えることが可能な電動装置を提供すること。【解決手段】基板５からステータの励磁コイルに向かって立ち上げられ、励磁コイルに接続されたターミナルピン８２と、駆動電流を供給可能に基板５に設けられ、ターミナルピン８２に接続された接続バー８１と、を備え、各ターミナルピン８２に接続された接続バー８１として、それぞれ同一形状のものが用いられ、ターミナルピン８２が、ロータの回転軸を中心として円周方向に１２０度間隔で配置され、かつ、各接続バー８１が、ターミナルピン８２から、回転中心軸を中心とする円周方向に延在され、接続バー８１の基板５への接続部である立上片部８１１が、ロータの回転軸を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置されていることを特徴とする電動装置とした。【選択図】図１
2010130723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の励磁コイルを有するステータと、
このステータに対して回転可能に支持され、前記励磁コイルとの吸引および反発により回転するロータと、
前記励磁コイルへの駆動電流の供給状態を切り換えて前記ステータの発生磁界を制御する制御回路を備えた基板と、
この基板から前記励磁コイルに向かって立ち上げられ、前記励磁コイルに接続されたターミナルピンと、
前記駆動電流を供給可能に前記基板に設けられ、前記ターミナルピンに接続された接続バーと、
を備えた電動装置であって、
各接続バーとして、それぞれ同一形状のものが用いられ、
前記ターミナルピンが、前記ロータの回転軸を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置され、
各接続バーが、前記ターミナルピンから、前記回転軸を中心とする円周方向に延在されているとともに、前記基板への接続部が、前記回転軸を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置されていることを特徴とする電動装置。
【請求項２】
前記接続バーの周方向に延在される部分に、前記接続バーの変形を容易とする変形促進部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動装置。
【請求項３】
前記変形促進部は、前記接続バーを前記回転中心軸の径方向に折曲させた折曲部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動装置。
【請求項４】
前記変形促進部は、前記接続バーの一部を取り除いた取り除き部を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動装置。
【請求項５】
前記基板に、直交する２方向に延びる第１細穴と第２細穴を備えた支持用穴が形成され、
前記接続バーの前記基板への接続部に、前記第１細穴と第２細穴とに差し込み可能に略Ｌ字断面形状に形成された差込部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電動装置。
【請求項６】
前記差込部に、各細穴の幅方向に突出して各細穴の内周に圧接される凸状部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の空調装置などに用いられるいわゆるブラシレスモータと呼ばれる電動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動装置において、ブラシなどの整流機構が設けられていないブラシレスタイプの電動装置が、例えば、特許文献１などにより知られている。
このような電動装置は、複数の励磁コイルが周状に配置されたステータと、このステータに対して回転し、励磁コイルと吸引し合う永久磁石が周状に配置されたロータと、を備えている。また、ステータの励磁コイルは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各ターミナルピンに接続され、各ターミナルピンは、それぞれ、基板側のジョイントバーに接続用バスバーを介して接続されている。
【特許文献１】特開２００２−１８６２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、接続用バスバーが、それぞれ異なる長さおよび形状に形成されていた。
このため、基板から各層のターミナルピンまでの電気的な抵抗が異なる。本願発明者達は、この電気抵抗の相違がノイズを拾う原因となることを見出した。
また、各相ごとに異なる形状の接続用バスバーが必要であるため、部品点数が多くなり、単一部品を用いるものと比較して、製造コストがかかる。
さらに、接続用バスバーの長さが異なる構造では、特に、長さの短いものは、長いものに比べ、振動吸収性能が低く、応力限界値を超え、折損したり、あるいは、ハンダ接続部が剥離したりして、導通不良が生じるおそれが高くなっていた。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、基板からターミナルピンまでの抵抗の均一化を図って、ノイズ性能を向上でき、かつ、製造コストを低減可能であり、かつ、接続用バスバーの振動吸収性能を向上させて、導通不良の発生を抑えることが可能な電動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため本発明は、複数の励磁コイルを有するステータと、このステータに対して回転可能に支持され、前記励磁コイルとの吸引および反発により回転するロータと、前記励磁コイルへの駆動電流の供給状態を切り換えて前記ステータの発生磁界を制御する制御回路を備えた基板と、この基板から前記励磁コイルに向かって立ち上げられ、前記励磁コイルに接続されたターミナルピンと、前記駆動電流を供給可能に前記基板に設けられ、前記ターミナルピンに接続された接続バーと、を備えた電動装置であって、各接続バーとして、それぞれ同一形状のものが用いられ、前記ターミナルピンが、前記ロータの回転軸を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置され、各接続バーが、前記ターミナルピンから、前記回転軸を中心とする円周方向に延在されているとともに、前記基板への接続部が、前記回転軸を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置されていることを特徴とする電動装置とした。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動装置において、前記接続バーの周方向に延在される部分に、前記接続バーの変形を容易とする変形促進部が設けられていることを特徴とする電動装置とした。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電動装置において、前記変形促進部は、前記接続バーを前記回転中心軸の径方向に折曲させた折曲部を備えていることを特徴とする電動装置とした。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の電動装置において、前記変形促進部は、前記接続バーの一部を取り除いた取り除き部を備えていることを特徴とする電動装置とした。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電動装置において、前記基板に、直交する２方向に延びる第１細穴と第２細穴を備えた支持用穴が形成され、前記接続バーの前記基板への接続部に、前記第１細穴と第２細穴とに差し込み可能に略Ｌ字断面形状に形成された差込部が形成されていることを特徴とする電動装置とした。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電動装置において、前記差込部に、各細穴の幅方向に突出して各細穴の内周に圧接される凸状部が形成されていることを特徴とする電動装置とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電動装置では、各接続バーを共用化したため、基板から励磁コイルへ駆動電流を供給する部分の電気的抵抗を均等化でき、電気抵抗の不均一によるノイズ影響を防止できる。加えて、各相の接続バーを、同一形状に形成したため、各相で接続バーの形状が異なるものと比較して、部品の共用化を図り、コスト低減が可能となる。
さらに、接続バーの基板への接続部を周状に配置し、かつ、接続バーを円周方向に延在させたため、全ての接続バーを、同長で、かつ、長い形状に形成することが可能となる。したがって、全ての接続バーの振動吸収能力を向上でき、いずれかの接続バーを短くしたものと比較して、応力限界を超えることによる接続バーの破損や、ハンダ接続部分の剥離による導通不良の発生を防止できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、接続バーに、変形を容易とする変形促進部を設けたため、接続バーの振動吸収性能が高くなり、応力限界を超えることによる接続バーの破損をさらに抑制できる。
請求項３に記載の発明では、変形促進部が、接続バーを前記回転中心軸の径方向に折曲させた折曲部を備えており、容易な加工で弾性率を下げて、振動吸収性能を向上させることができる。
さらに、請求項４に記載の発明では、変形促進部が、接続バーの一部を取り除いた取り除き部を備えており、この発明のものも、容易な加工で弾性率を下げて、衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、接続バーを基板に仮止めする際に、略Ｌ字断面形状の差込部を、基板の支持用穴の第１細穴および第２細穴に差し込む。この場合、接続バーの基板からの立上がり方向に直交する方向の入力に対し、差込部のＬ字の２面で受止めることができ、差込部が単に短冊状の場合と比較して、支持強度が向上し、接続バーの仮止め強度が向上する。
さらに、請求項６に記載の発明では、差込部に形成した凸状部が、各細穴の内周に圧接されているため、差込部の各細穴に対する相対移動が、凸状部を有しないものよりも規制され、仮止め性能が、さらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態の電動装置は、複数の励磁コイル（３３）を有するステータ（３）と、このステータ（３）に対して回転可能に支持され、前記励磁コイル（３３）との吸引および反発により回転するロータ（４）と、前記励磁コイル（３３）への駆動電流の供給状態を切り換えて前記ステータ（３）の発生磁界を制御する制御回路を備えた基板（５）と、この基板（５）から前記励磁コイル（３３）に向かって立ち上げられ、前記励磁コイル（３３）に接続されたターミナルピン（８２）と、前記駆動電流を供給可能に前記基板（５）に設けられ、前記ターミナルピン（８２）に接続された接続バー（８１）と、を備えた電動装置であって、各接続バー（８１）として、それぞれ同一形状のものが用いられ、前記ターミナルピン（８２）が、前記ロータ（４）の回転軸（４１）を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置され、各接続バー（８１）が、前記ターミナルピン（８２）から、前記回転軸（４１）を中心とする円周方向に延在されているとともに、前記基板（５）への接続部が、前記回転軸（４１）を中心として円周方向に略１２０度間隔で配置されていることを特徴とする電動装置である。  
【実施例１】
【００１５】
以下に、図１〜図４に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の電動装置Ａについて説明する。
【００１６】
この実施例１の電動装置Ａは、例えば、自動車用空調装置のブロワユニットに適用されるものであって、シロッコタイプのファン１を回転させるのに用いる。
【００１７】
この電動装置Ａは、図３に示すように、ケース２とステータ３とロータ４とを備えている。
ケース２は、基板５やスイッチング素子６などを収容するもので、アッパケース２１とロアケース２２とを備え、両ケース２１，２２の間に、収容用空間部２３を形成している。なお、アッパケース２１の外周には、取付用のフランジ２１ｆが外周方向に延在されている。
【００１８】
ステータ３は、アッパケース２１に固定されており、アッパケース２１に固定されたステータハウジング３１と、ステータハウジング３１の外周に取り付けられたコア３２と、コア３２に巻き付けられた複数の励磁コイル３３と、を備えている。
ステータハウジング３１は、略円筒状に形成されて、その下端に外径方向に延在されたフランジ３１ｆが、アッパケース２１に固定されている。
コア３２は、図示は省略するが、金属薄板が積層されたもので、ステータハウジング３１の外周に固定されている。
励磁コイル３３は、本実施例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応するものが、それぞれ複数設けられている。
【００１９】
ロータ４は、ステータハウジング３１に貫通された回転軸４１と、この回転軸４１の先端側に固定された略逆椀状のヨーク４２と、ヨーク４２の内周に、周方向に複数設けられた永久磁石４３と、を備えている。
回転軸４１は、軸受３４を介してステータハウジング３１に回転可能に支持されている。この回転軸４１の先端部に、送風用のファン１が取り付けられている。
【００２０】
ヨーク４２は、金属製のもので、ヨーク４２に固定された永久磁石４３と、ステータ３の励磁コイル３３の磁界との相互作用で、ロータ４が回転される。
【００２１】
基板５には、図示を省略した配線パターンが設けられ、ステータ３の励磁コイル３３を流れる駆動電流を切り換えるスイッチング素子６や、その切り換えを制御する図示を省略した制御回路などが実装されている。
なお、スイッチング素子６には、放熱用のヒートシンク７が当接されている。
【００２２】
さらに、本実施例１には、基板５に、励磁コイル３３に駆動電流を供給する駆動制御回路８が設けられている。
この駆動制御回路８において基板５と励磁コイル３３との間の部分には、図１に示すように、接続バー８１，８１，８１とターミナルピン８２，８２，８２とが設けられている。各接続バー８１は、基板５から駆動電流を供給可能に基板５に電気的に接続されている。ターミナルピン８２は、接続バー８１と励磁コイル３３とに電気的に接続されている。
【００２３】
ターミナルピン８２は、金属により薄板状に形成され、基板５において、回転軸４１が貫通される軸貫通穴５１の外径方向位置において、回転軸４１の軸心を中心とする円周上に、周方向に等間隔、すなわち、１２０°の間隔に開口されているピン貫通穴５２を貫通して、回転軸４１に略平行に立設されている（図３参照）。
ターミナルピン８２の先端部には、切り起した部分を断面略Ｌ字状に折り返して、励磁コイル３３を接続させるフック部８２ａが設けられている。
【００２４】
接続バー８１は、基板５上の回路と、ターミナルピン８２とを接続するもので、軸貫通穴５１を囲むように、周方向に延在されている（図２参照）。
接続バー８１は、金属により薄板状に形成されており、基板５上の回路に電気的に接続されて基板５から立ち上げられた立上片部８１１と、この立上片部８１１の先端部から円周方向に延びる中間延在部８１２と、この中間延在部８１２の先端で、ターミナルピン８２に溶接により結合される接合片部８１３と、を備えている。
【００２５】
立上片部８１１は、略長方形薄板状に形成され、図２に示すように、接合片部８１３が結合されるターミナルピン８２（例えば、図２において８２（ａ））と、図において反時計回り方向に隣り合うターミナルピン８２（例えば、図２において８２（ｂ））の外径方向位置に配置され、基板５に開口された支持用穴５３に差し込まれて、基板５を貫通し、基板５の駆動回路に接続される基端接続部（接続部：差込部）８１４を備えている。
【００２６】
支持用穴５３は、図４に示すように、軸貫通穴５１の軸心を中心とする円弧の接線方向（図において矢印ＳＳ方向）に延びる第１細穴５３１と、この第１細穴５３１の中間部から軸心の外径方向（図において矢印ＯＴ方向）に延びる第２細穴５３２と、を備えている。
【００２７】
基端接続部８１４は、立上片部８１１の基端部のみを、第１細穴５３１に差し込まれた基部８１４ａと、この基部８１４ａに対して、外径方向に略Ｌ字状に折曲した折曲部８１４ｂとにより、略Ｌ字状に形成されている。また、基端接続部８１４の基部８１４ａおよび折曲部８１４ｂには、厚み方向に凸で基板５の厚み方向に延びる凸状部８１４ｃ，８１４ｃ、８１４ｄが形成されており、この凸状部８１４ｃ，８１４ｃ，８１４ｄは、支持用穴５３に圧接されて、支持用穴５３との間に隙間が生じないようになっている。
【００２８】
中間延在部８１２は、基板５と略平行な薄板状に形成されている。そして、中間延在部８１２には、回転軸４１に沿う方向および回転軸４１の径方向の変形を容易とする変形促進部８１５が設けられている。
【００２９】
本実施例１では、変形促進部８１５は、図２に示す折曲部８１５ａと中抜き部８１５ｂとを備えている。
変形促進部８１５は、中間延在部８１２を回転軸４１の径方向に蛇行させるように略Ｗ状に折曲されている。
中抜き部８１５ｂは、中間延在部８１２の幅方向の中央部を中間延在部８１２の延在方向に沿って刳り抜いて形成されている。
【００３０】
次に、基板５の駆動回路とターミナルピン８２との接続手順を簡単に説明する。
ターミナルピン８２は、複数の励磁コイル３３を、それぞれ該当する相のターミナルピン８２のフック部８２ａに引っ掛けて電気的に接続させる。
一方、接続バー８１は、基端接続部８１４を基板５の支持用穴５３に差し込み、起立状態で仮止めする。このとき、基端接続部８１４の基部８１４ａおよび折曲部８１４ｂの凸状部８１４ｃ，８１４ｃ，８１４ｄが、支持用穴５３の第１細穴５３１および第２細穴５３２に、それぞれ隙間無く圧接され、かつ、基部８１４ａおよび折曲部８１４ｂは、矢印ＳＳの接線方向とこれに直交する矢印ＯＴの径方向との２面で支持されるため、強固に仮止めされている。
【００３１】
この状態で、ターミナルピン８２を基板５のピン貫通穴５２に差し込み、接続バー８１の接合片部８１３に当接させるように、ステータハウジング３１をアッパケース１１側に取り付ける。そして、ターミナルピン８２と、接続バー８１の接合片部８１３と、溶接あるいはハンダ付けにより、電気的に接続させる。また、ターミナルピン８２のピン貫通穴５２から基板５の裏面側に突出されている部分、および、接続バー８１の基板５の裏側に突出している部分を、それぞれ、基板５の駆動回路にロウ付けなどにより接続させる。
【００３２】
以上のように構成された実施例１では、以下に列挙する効果が得られる。
ａ）基板５において駆動電流を供給する駆動回路と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相の励磁コイル３３に接続されたターミナルピン８２とを接続する接続バー８１が、共通化されているため、この接続部分における電気的抵抗の均一化を図ることができ、各接続バー８１の形状が異なり電気抵抗が異なるものと比較して、ノイズの低減が可能となる。加えて、ノイズ低減が可能となることにより、ノイズ防止用の回路構成を省略してコストダウンを図ることが可能となる。
【００３３】
ｂ）各相の接続バー８１を共用化できたため、ＵＶＷ相で異なる接続バーを用いるものと比較して、部品点数を削減してコスト低減を図ることが可能となる。
【００３４】
ｃ）接続バー８１の基板５への接続部である立上片部８１１およびその下端の基端接続部８１４を周状に配置し、かつ、接続バー８１を円周方向に延在させたため、接続バー８１を、同長で、かつ、長い形状に形成することが可能となる。したがって、全ての接続バー８１の振動吸収能力を向上でき、いずれかの接続バーを短くしたものと比較して、応力限界を超えることによる接続バー８１の破損や、ハンダ接続部分の剥離による導通不良の発生を防止できる。
【００３５】
ｄ）接続バー８１の中間延在部８１２に、回転軸４１の軸方向および径方向に変形を容易とする変形促進部８１５を設けたため、ロータ４の回転時の振動に対する接続バー８１の振動吸収性能が向上し、応力限界を超えることによる接続バー８１の破損をさらに抑制できる。
ｅ）変形促進部８１５が、接続バー８１を回転軸４１の径方向に折曲させた折曲部８１５ａを備えており、容易な加工で弾性率を下げて、振動吸収性能を向上させることができる。
ｆ）変形促進部８１５が、接続バー８１の幅方向中間部を取り除いた中抜き部８１５ｂを備えており、容易な加工で弾性率を下げて、衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００３６】
ｇ）接続バー８１を基板５に仮止めする際に、略Ｌ字断面形状の基端接続部８１４を、基板５の支持用穴５３の略直交する第１細穴５３１および第２細穴５３２に差し込むようにした。この場合、接続バー８１の基板５からの立上がり方向に直交する方向であって、回転軸４１と同軸の円弧の接線方向および径方向の入力に対し、基端接続部８１４のＬ字の基部８１４ａおよび折曲部８１４ｂの２面で受止めることができ、基端接続部が単に短冊状の場合と比較して、支持強度が向上し、接続バー８１の仮止め強度が向上する。
【００３７】
ｈ）基端接続部８１４に形成した凸状部８１４ｃ，８１４ｃ，８１４ｄが、各細穴５３１，５３２の内周に圧接されているため、基端接続部８１４の各細穴５３１，５３２に対する相対移動が、凸状部８１４ｃ，８１４ｃ，８１４ｄを有しないものよりも規制され、仮止め性能がさらに向上する。
また、これにより、作業性能も向上する。
【００３８】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００３９】
例えば、実施例１では、電動装置として、自動車用空調装置のブロワユニットに適用されるものを示したが、自動車用に限らず、家庭用、産業用など他のブロワユニットに適用することができ、さらに、ブロワユニットに限らず、家庭用、産業用の他の機器にも適用することができる。
【００４０】
また、実施例１では、電動機として、ステータ３の外側にロータ４を設けたものを示したが、これとは逆に、ステータの内側にロータを設けたものに適用することもできる。
【００４１】
また、実施例１では、接続バー８１の長さは、周方向に隣り合う２本のターミナルピン８２，８２と径方向に略重なる長さとしたものを示したが、これに限定されず、これよりも長くすれば、より応力限界を越える破損を防止するのに有利となる。また、所望の性能が得られるのなら、実施例で示したものよりも、短く形成してもよい。
【００４２】
また、変形促進部８１５は、折曲部８１５ａと中抜き部８１５ｂとを備えたものを示したが、いずれか一方のみを設けた構成としてもよい。
また、変形促進部は、接続バーの変形を容易とするものであれば、中間延在部以外の箇所に設けてもよい。さらに、変形促進部は、実施例で示した折曲部８１５ａと中抜き部８１５ｂに限定されるものではなく、例えば、接続バーの板厚を一部薄くしたものや、折曲部としても、接続バーの厚み方向に折曲させたものを用いてもよい。また、取り除き部として、実施例１で示した中抜き部８１５ｂ以外にも、接続バーの一部を端縁側から切り欠いたものでもよいし、一部を刳り抜いた中抜き部であっても、実施例１のように延在方向に連続した溝状に形成したものに限定されず、丸や多角形の穴を複数設けたものを用いてもよい。
【００４３】
また、実施例１では、差込部としての基端接続部８１４のＬ字の向きを、接線方向および径方向としたが、その向きは、略直交する２方向であれば、実施例１で示した向きに限定されるものではなく、例えば、径方向に略４５°で傾けてもよい。
【００４４】
また、実施例１では、凸状部は、略一定断面厚で折曲して形成したものを示したが、これに限定されるものではなく、凸状部のみ厚みを厚く形成してもよい。さらに、凸状部の形状や数や突出方向は、実施例１で示したものに限定されず、例えば、接続バーの厚み方向の両方向に突出させてもよい。この場合、多数設けて、波状などに形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電動装置Ａの主要部を示す斜視図である。
【図２】実施例１の電動装置Ａの主要部を示す平面図である。
【図３】実施例１の電動装置Ａを示す断面図である。
【図４】実施例１の電動装置Ａの基端接続部８１４を支持用穴５３に差し込んだ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
３     ステータ
４     ロータ
５     基板
３３   励磁コイル
４１   回転軸
５３   支持用穴
８１   接続バー
８２   ターミナルピン
５３１  第１細穴
５３２  第２細穴
８１１ 立上片部（接続部）
８１４ 基端接続部（接続部：差込部）
８１４ａ      基部
８１４ｂ      折曲部
８１４ｃ      凸状部
８１４ｄ      凸状部
８１５ 変形促進部
８１５ａ      折曲部
８１５ｂ      中抜き部（取り除き部）
Ａ     電動装置
【図１】
2010130723.tif 000003
【図２】
2010130723.tif 000004
【図３】
2010130723.tif 000005
【図４】
2010130723.tif 000006