(57)【要約】【課題】ブラケット開口部からの異物混入を防止し、モータの信頼性向上を図る。【解決手段】ブラシレスモータ１は、パワーターミナル３１とセンサターミナル３２がインサート成形されたブラケット８を備える。ブラケット８には、各ターミナル３１,３２に臨んで開口部３３,３４が形成されている。ブラケット８は、センサターミナル３２とレゾルバステータ２３の接続端子３７を溶接した後、ケース４に取り付けられ、その後、開口部３３を用いて、パワーターミナル３１とバスバー端子３５が溶接される。パワーターミナル３１とバスバー端子３５を溶接した後、開口部３３,３４にはパワーキャップ５２とセンサキャップ５３がそれぞれ装着され、モータ内部に異物が混入しないように開口部３３,３４が塞がれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケース端部に取り付けられるブラケットに、ステータ巻線と外部電源とを電気的に接続するパワーターミナルと、ロータ回転位置検出装置と外部制御機器とを電気的に接続するためのセンサターミナルとを備えたブラシレスモータであって、
前記ブラケットは、前記パワーターミナルに臨んで形成されモータ外部に向かって開口する第１開口部と、前記センサターミナルに臨んで形成されモータ外部に向かって開口する第２開口部とを備え、
前記第１及び第２開口部にはそれぞれ、モータ外部側から、該第１及び第２開口部を塞ぐキャップ部材が装着されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラシレスモータは、ステータコアの一端側に取り付けられ、ステータ巻線と電気的に接続されたバスバー端子を備えるバスバーユニットをさらに備え、前記パワーターミナルは、前記ブラケットを前記モータケースに取り付けた後、前記第１開口部を用いて前記バスバー端子と溶接されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２記載のブラシレスモータにおいて、前記バスバーユニットと前記ブラケットとの間の前記第１開口部近傍に、前記バスバーユニットと前記ブラケットによって形成されるラビリンス部を設けたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記センサターミナルは、前記ブラケットを前記モータケースに取り付ける前に、前記第２開口部を用いて前記ロータ回転位置検出装置の接続端子と溶接されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラケットは合成樹脂にて形成され、前記パワーターミナルと前記センサターミナルは、前記ブラケット内にインサート成形されることを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータケース端部に取り付けられるブラケットにパワー系とセンサ系の電気的接合部を備えたブラシレスモータに関し、特に、ブラケット端面に接合部の溶接・確認用の開口部を有するブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータの小型軽量化のため、モータケース端部に取り付けられるブラケットを合成樹脂にて形成したブラシレスモータが知られている（特許文献１）。そこでは、樹脂製ブラケット内に、ステータ巻線と外部電源とを電気的に接続するパワーターミナルや、レゾルバ等のロータ回転位置検出装置と外部制御機器とを電気的に接続するためのセンサターミナルがインサート成形されている。パワーターミナルやセンサターミナルには、電源配線やセンサハーネスの端子が溶接あるいは半田付けされ、ブラケット端面には、これらの作業を行ったり、接合状態を確認したりするため、モータ内外を連通する形で開口部（窓孔）が設けられている。
【特許文献１】国際公開WO 2005/101616 A1 号公報
【特許文献２】特願2008-075150号
【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、このようなブラシレスモータでは、溶接や半田作業の際に、ブラケットの開口部からモータ内部に異物が混入するおそれがあり、モータ内部に異物が混入すると、その異物によりモータがロックしてしまう可能性があるという問題があった、また、溶接作業時や確認作業時以外も窓孔が開口しているため、モータを他の部品に組み付ける際に開口部から異物が入り込んでしまうおそれもあり、その対策が求められていた。
【０００４】
本発明の目的は、端子接合作業のみならず、品質確認の面においても不可欠な存在であるブラケットの開口部からの異物混入を防止し、モータの信頼性向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のブラシレスモータは、モータケース端部に取り付けられるブラケットに、ステータ巻線と外部電源とを電気的に接続するパワーターミナルと、ロータ回転位置検出装置と外部制御機器とを電気的に接続するためのセンサターミナルとを備えたブラシレスモータであって、前記ブラケットは、前記パワーターミナルに臨んで形成されモータ外部に向かって開口する第１開口部と、前記センサターミナルに臨んで形成されモータ外部に向かって開口する第２開口部とを備え、前記第１及び第２開口部にはそれぞれ、モータ外部側から、該第１及び第２開口部を塞ぐキャップ部材が装着されることを特徴とする。
【０００６】
本発明にあっては、パワーターミナルとセンサターミナルに臨んでブラケットに第１及び第２開口部を設け、そこにキャップ部材を装着するようにしたので、開口部からの異物混入を阻止でき、異物混入によるモータロックを防止できる。また、開口部にて、各ターミナルの接合状態をチェックでき、製品品質の向上も図られる。
【０００７】
前記ブラシレスモータにおいて、ステータコアの一端側に取り付けられ、ステータ巻線と電気的に接続されたバスバー端子を備えるバスバーユニットをさらに設け、前記ブラケットを前記モータケースに取り付けた後、前記第１開口部を用いて、前記パワーターミナルを前記バスバー端子に溶接するようにしても良い。また、前記バスバーユニットと前記ブラケットとの間の前記第１開口部近傍に、前記バスバーユニットと前記ブラケットによって形成されるラビリンス部を設けても良く、これにより、溶接作業によるスパッタ等の異物が開口部からモータ内部に入り込んでしまうのを防止できる。
【０００８】
さらに、前記ブラケットを前記モータケースに取り付ける前に、前記第２開口部を用いて、前記センサターミナルを前記ロータ回転位置検出装置の接続端子と溶接しても良い。このように、ブラケット組み付け前にセンサターミナルの溶接作業を行えば、溶接時のスパッタ等の異物を容易に除去できる。従って、異物除去後にブラケットの組み付けを行うことができ、モータ内部への異物混入を未然に防止できる。
【０００９】
このように、当該モータでは、ブラケットは、センサターミナルとロータ回転位置検出装置の接続端子を溶接した後、モータケースに取り付けられ、その後、第１開口部を用いて、パワーターミナルとバスバー端子が溶接される。パワーターミナルとバスバー端子を溶接した後、第１及び第２開口部にはそれぞれキャップ部材が装着される。
【００１０】
一方、前記ブラケットを合成樹脂にて形成し、前記パワーターミナルと前記センサターミナルを、前記ブラケット内にインサート成形しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるブラシレスモータは、パワーターミナルとセンサターミナルを備えたブラケットを有するブラシレスモータにて、このブラケットに、パワーターミナルとセンサターミナルに臨んで第１及び第２開口部を設け、そこにモータ外部側からキャップ部材を装着するようにしたので、開口部からの異物混入を防止でき、当該モータを他の部品に組み付ける際などに開口部から異物が入り込むことがない。このため、異物混入によるモータロックを防止することができ、モータの信頼性向上が図られる。また、開口部にて、各ターミナルの接合状態を確認することができるため、製品品質の向上も図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であるブラシレスモータの断面図である。図１に示すように、ブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。モータ１は、例えば、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。
【００１３】
ステータ２は、有底円筒形状のケース４と、ステータコア５、ステータコア５に巻装されたステータコイル６（以下、コイル６と略記する）及びステータコア５に取り付けられるバスバーユニット７とから構成されている。ケース４は、鉄等にて有底円筒状に形成されており、その開口部には、固定ネジ１０によって合成樹脂製のブラケット８が取り付けられる。ステータコア５には合成樹脂製のインシュレータ１１が取り付けられており、インシュレータ１１の外側にはコイル６が巻装されている。ステータコア５の一端側には、コイル６の端部６ａが引き出されている。
【００１４】
ステータコア５の一端側には、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバー９がインサート成形されたバスバーユニット７が取り付けられる。バスバー９には複数個の給電用端子１２が径方向に突設されており、バスバーユニット７の周囲にはこの給電用端子１２が放射状に突出している。一方、バスバー９の端部は、バスバーユニット７の端面から軸方向に延出され、バスバー端子３５を形成している。バスバーユニット７の取り付けに際し、コイル端部６ａは給電用端子１２と溶接される。バスバーユニット７では、バスバー９は、モータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個）設けられており、各コイル６は、その相に対応した給電用端子１２と電気的に接続される。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、ケース４内に圧入固定される。
【００１５】
ステータ２の内側にはロータ３が挿入されている。ロータ３はロータシャフト１３を有しており、ロータシャフト１３はベアリング１４ａ,１４ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング１４ａは、ケース４の底部中央に圧入固定されている。また、ベアリング１４ｂは、金属製のベアリングホルダ１９によって、ブラケット８の中央部に固定されている。ロータシャフト１３には、円筒形状のロータコア１５ａ〜１５ｃが固定されており、その外周には、セグメントタイプのマグネット（永久磁石）１６ａ〜１６ｃが取り付けられている。マグネット１６ａ〜１６ｃの外側には、有底円筒形状のマグネットカバー１８が取り付けられている。
【００１６】
マグネット１６ａ〜１６ｃの外側には、合成樹脂製のマグネットホルダ１７ａ〜１７ｃが取り付けられている。マグネット１６ａ〜１６ｃは、マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃに保持される形でロータコア１５ａ〜１５ｃの外周に配される。モータ１では、マグネット１６ａ〜１６ｃは、各マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃによって軸方向に３列配置されている。
【００１７】
マグネットホルダ１７ａの端部には、回転角度検出手段であるレゾルバ２１のロータ（レゾルバロータ）２２が取り付けられている。これに対し、レゾルバ２１のステータ（レゾルバステータ）２３は、金属製のレゾルバホルダ（ホルダ部材）２４内に圧入され、合成樹脂製のブラケットホルダ２５に収容されている。レゾルバホルダ２４は有底円筒形状に形成されており、ブラケット８の中央部に設けられたリブ２６の端部外周に軽圧入される。ブラケットホルダ２５は、タッピンネジ４１（図３参照）によって、ブラケット８の内側に固定される。
【００１８】
ブラケットホルダ２５とブラケット８は、両者間にレゾルバホルダ２４のフランジ部２４ａを介在させた形で、前述のタッピンネジにて固定される。フランジ部２４ａは、ブラケットホルダ２５とブラケット８との間にて、周方向に若干移動可能に取り付けられており、レゾルバホルダ２４は、ステータ２３の位置調整後、レゾルバ固定ネジ２８によってブラケットホルダ２５に固定される。図１に示すように、ブラケットホルダ２５には、金属製のレゾルバ固定ナット２７が取り付けられている。レゾルバ固定ナット２７には、ブラケット８の外側からレゾルバ固定ネジ２８がねじ込まれ、ベアリングホルダ１９とレゾルバホルダ２４がブラケット８に共締めされる。これにより、レゾルバホルダ２４は、周方向の位置が調整された状態でブラケット８の内側に固定される。
【００１９】
ブラケット８にはまた、パワーターミナル３１とセンサターミナル３２がインサート成形されている。図２はブラケット８の構成を示す説明図であり、図２に示すように、ブラケット８には、パワーターミナル３１とセンサターミナル３２に臨んで、開口部３３,３４が設けられている。パワーターミナル３１はＵ,Ｖ,Ｗの各相ごとに設けられ、その一端側３１ａが開口部（第１開口部）３３内に配置されている。また、パワーターミナル３１の他端側３１ｂは、パワーコネクタ３６内に配置されている。ブラケット８をケース４に組み付けると、バスバーユニット７から軸方向に延びるバスバー端子３５がパワーターミナル３１と並列に対向する。モータ１では、ケース４にブラケット８を取り付けた後、開口部３３内にてバスバー端子３５とパワーターミナル３１を溶接固定する。
【００２０】
センサターミナル３２は６個設けられており、レゾルバステータ２３の接続端子に溶接される。図３は、センサターミナル３２の溶接作業の様子を示す説明図である。センサターミナル３２は、ブラケット８をケース４に組み付ける前に、レゾルバステータ２３の接続端子３７に溶接される。図３に示すように、センサターミナル３２は、一端側３２ａが開口部（第２開口部）３４内に臨んで配置されており、その他端側３２ｂはセンサコネクタ３８内に配置されている。センサターミナル３２を接続端子３７に溶接する際には、開口部３４を介して一方の溶接ヘッド３９ａをセンサターミナル３２に当接させる。他方の溶接ヘッド３９ｂは、ブラケット８の反対面側から接続端子３７に当接させ、両ヘッド３９ａ,３９ｂにより、センサターミナル３２と接続端子３７をスポット溶接する。
【００２１】
次に、このようなモータ１は以下ようにして組み付けられる。まず、ステータ２やロータ３、ブラケット８を個々に組み付ける。この際、ブラケット８には、ベアリング１４ｂが組み込まれると共に、レゾルバステータ２３を組み付けたブラケットホルダ２５がタッピンネジ４１にて固定されている。また、前述のように、ブラケット８では、モータ組み付け前に、センサターミナル３２と接続端子３７が溶接されており、ブラケット８は、ベアリング１４ｂやブラケットホルダ２５等が一体に組み付けられたアッセンブリ品となっている。
【００２２】
また、ステータ２は、コイル６を巻装したステータコア５にバスバーユニット７を取り付け、給電用端子１２とコイル端部６ａを溶接したものをケース４内に収容固定したアッセンブリ品である。さらに、ロータ３は、ロータシャフト１３にロータコア１５ａ〜１５ｃを固定し、マグネットホルダ１７ａ〜１７ｃを取り付けた後、マグネット１６ａ〜１６ｃを圧入しマグネットカバー１８を装着すると共に、マグネットホルダ１７ａにレゾルバロータ２２を圧入固定したアッセンブリ品である。
【００２３】
このようなアッセンブリ品をそれぞれ組み立てた後、ロータ３をブラケット８に取り付け、そこにステータ２を外装して固定ネジ１０にてケース４とブラケット８を締結する。この場合、ブラケット８は、センサターミナル３２と接続端子３７の溶接作業の後に、ケース４に組み付けられる。このため、溶接時におけるスパッタ等の異物は、作業時に容易に除去することができ、異物除去後にモータに組み込むことができる。また、溶接状態は、作業時に容易に確認でき、これにより、溶接部分の信頼性も確保される。
【００２４】
ケース４とブラケット８を締結した後、開口部３３を介して、バスバー端子３５とパワーターミナル３１を溶接固定する。この際、溶接によってスパッタ等の異物が生じると、モータ内部にこの異物が混入してしまうおそれがある。そこで、モータ１では、開口部３３の内側（モータ内部側）を、異物が入りにくいようにラビリンス構造にしている。すなわち、図１に示すように、バスバーユニット７のブラケット８側の端面には、ラビンリンス壁４２が軸方向に向かって突設されている。これに対し、ブラケットホルダ２５には、バスバーユニット７側の端面にラビンリンス壁４３が軸方向に向かって突設されている。
【００２５】
ブラケットホルダ２５側のラビンリンス壁４３は、バスバーユニット７側のラビンリンス壁４２よりも径方向外側に設けられており、ケース４とブラケット８を組み付けると、ラビンリンス壁４２の外周面とラビンリンス壁４３の内周面とが若干の隙間を空けて対向する。また、その際、ラビンリンス壁４２,４３の上端面もそれぞれ、ブラケットホルダ２５やバスバーユニット７の端面と若干の隙間を空けて対向し、これにより、ラビリンス部４４が形成される。
【００２６】
一方、バスバーユニット７のブラケットホルダ２５側の端面には、バスバー端子３５の基部に、端子保持部４５が軸方向に向かって突設されている。端子保持部４５の先端部は、テーパ部４６となっている。これに対し、ブラケットホルダ２５には、開口部３３に臨んでエッジ部４７が設けられており、エッジ部４７には、端子保持部４５のテーパ部４６と同様のテーパ面が設けられている。バスバーユニット７とブラケットホルダ２５を組み付けると、端子保持部４５とエッジ部４７の両テーパ面が若干の隙間を空けて対向し、そこに、ラビリンス部４８が形成される。
【００２７】
このように、当該モータ１では、バスバーユニット７とブラケットホルダ２５によりラビリンス部４４,４９を形成し、バスバー端子３５とパワーターミナル３１の溶接部分とモータ内部との間にスパッタが通りにくい狭隘部を構築している。このため、溶接時にスパッタが発生しても、ラビリンス部４４,４９に妨げられ、それがモータ内部に入り込みにくい。また、スパッタ等が発生しても、ラビリンス部４４,４９に引っ掛かるため、容易にエアー吸引などによって除去することができる。従って、スパッタ等の異物がモータ内に混入するのを回避することができ、異物によるモータ作動不良を防止することができる。さらに、開口部３３という窓孔が開いているので、溶接状態を容易に確認でき、製品品質の向上も図られる。
【００２８】
ケース４とブラケット８を締結し、バスバー端子３５とパワーターミナル３１を溶接固定した後、モータ抵抗や絶縁チェック等を行い、その後、レゾルバ２１の原点調整を行う。原点調整は、レゾルバホルダ２４の位置をブラケット８の外側から周方向に微調整して実施される。ブラケット８にはレゾルバ調整孔５１が形成されており、原点調整は、このレゾルバ調整孔５１から行われる。その際、レゾルバ調整孔５１には図示しない調整用治具が挿入され、レゾルバホルダ２４の位置が周方向に微調整され、レゾルバ２１の原点が調整される。原点調整した後、ブラケット８の外側から、レゾルバ固定ネジ２８を挿入し、レゾルバ固定ナット２７にねじ込む。これにより、レゾルバホルダ２４は、周方向の位置が調整された状態でブラケット８の内側に固定される。
【００２９】
このようにして、レゾルバホルダ２４を固定した後、開口部３３,３４にパワーキャップ５２、センサキャップ５３をそれぞれ取り付ける。図４はパワーキャップ５２、図５はセンサキャップ５３の構成を示す図面であり、両図共、（ａ）は上面側の斜視図、（ｂ）は底面図の斜視図である。パワーキャップ５２は合成樹脂にて形成されており、図４に示すように、キャップ本体５４と、キャップ本体５４の底面側に突出形成された係止爪５５とから構成されている。また、センサキャップ５３もパワーキャップ５２と同様に合成樹脂にて形成され、図５に示すように、キャップ本体５６と、キャップ本体５６の底面側に突出形成された係止爪５７とから構成されている。
【００３０】
パワーキャップ５２とセンサキャップ５３は、係止爪５５,５７が開口部３３,３４の内部側にスナップフィットする形で、ブラケット８の端面８ａに装着される。パワーキャップ５２とセンサキャップ５３をブラケット８に取り付けると、開口部３３,３４が、各キャップ５２,５３のキャップ本体５４,５６によって覆われる。これにより、開口部３３,３４が塞がれ、そこからモータ内部に異物が混入してしまうことを防止できる。従って、異物混入によるモータロックを防止することができ、モータの信頼性向上が図られる。これらのパワーキャップ５２、センサキャップ５３を取り付けにより、モータ１の組み付け作業は完了し、その後、各種特性チェック等が行われ、完成品となる。
【００３１】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３２】
例えば、前述の実施例では、コラムアシスト式のＥＰＳに使用されるブラシレスモータを示したが、他の方式のＥＰＳ用モータにも本発明は適用可能である。また、ＥＰＳや各種車載電動品用のモータのみならず、本発明は、広くブラシレスモータ一般にも適用可能である。さらに、前述の実施例では、パワーキャップ５２とセンサキャップ５３を別々に形成したものを説明したが、両キャップ５２,５３を一体に形成しても良い。その場合、両キャップ５２,５３のキャップ本体５４,５６を一体化した円弧状のキャップや、キャップ本体５４,５６間を紐状のブリッジ部にて連結したものなど、種々の形態が採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例であるブラシレスモータの断面図である。
【図２】図１のブラシレスモータにおけるブラケットの構成を示す説明図である。
【図３】センサターミナルの溶接作業の様子を示す説明図である。
【図４】パワーキャップの構成を示す図面であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図５】センサキャップの構成を示す図面であり、両図共、（ａ）は上面側の斜視図、（ｂ）は底面図の斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ブラシレスモータ
２    ステータ
３    ロータ
４    ケース
５    ステータコア
６    ステータコイル
６ａ  端部
７    バスバーユニット
８    ブラケット
８ａ  端面
９    バスバー
１０    固定ネジ
１１    インシュレータ
１２    給電用端子
１３    ロータシャフト
１４ａ,１４ｂ    ベアリング
１５ａ〜１５ｃ    ロータコア
１６ａ〜１６ｃ    マグネット
１７ａ〜１７ｃ    マグネットホルダ
１８    マグネットカバー
１９    ベアリングホルダ
２１    レゾルバ
２２    レゾルバロータ
２３    レゾルバステータ
２４    レゾルバホルダ
２４ａ  フランジ部
２５    ブラケットホルダ
２６    リブ
２７    レゾルバ固定ナット
２８    レゾルバ固定ネジ
３１    パワーターミナル
３１ａ  一端側
３１ｂ  他端側
３２    センサターミナル
３２ａ  一端側
３２ｂ  他端側
３３    開口部（第１開口部）
３４    開口部（第２開口部）
３５    バスバー端子
３６    パワーコネクタ
３７    接続端子
３８    センサコネクタ
３９ａ,３９ｂ    溶接ヘッド
４１    タッピンネジ
４２    ラビンリンス壁
４３    ラビンリンス壁
４４    ラビリンス部
４５    端子保持部
４６    テーパ部
４７    エッジ部
４８    ラビリンス部
５１    レゾルバ調整孔
５２    パワーキャップ
５３    センサキャップ
５４    キャップ本体
５５    係止爪
５６    キャップ本体
５７    係止爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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