(57)【要約】【課題】端子溶接部におけるスパッタがモータ内に侵入することを防止し、ブラシレス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、バスバー端子４６を備えるバスバーユニット７と、バスバーユニット７と軸方向に隣接配置され、外部電源と接続される接続端子４４を備えるブラケットホルダユニット３５とを備える。ブラケットホルダユニット３５は、接続端子４４が配設された開口部５４を備え、バスバー端子４６は、開口部５４に挿通されて接続端子４４と溶接固定される。バスバーユニット７とブラケットホルダユニット３５との間の開口部５４近傍に、バスバーユニット７とブラケットホルダユニット３５によってラビリンス部５５,５６を形成し、端子溶接時のスパッタがモータ内部に侵入するのを防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの一端側に取り付けられ、ステータコイル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と、前記バスバーユニットと軸方向に隣接して配置され、外部電源と電気的に接続される接続端子を備えるブラケットホルダユニットとを有してなるブラシレスモータであって、
前記ブラケットホルダユニットは、前記接続端子が配設された開口部を備え、
前記バスバー端子は、前記開口部に挿通されて前記接続端子と溶接固定され、
前記バスバーユニットと前記ブラケットホルダユニットとの間の前記開口部近傍に、前記バスバーユニットと前記ブラケットホルダユニ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２】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記ラビリンス部は、前記バスバー端子及び前記接続端子よりも外径側に形成された第１ラビリンス部と、前記バスバー端子及び前記接続端子よりも内径側に形成された第２ラビリンス部とを有す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、前記第１ラビリンス部は、前記バスバーユニットの前記ブラケットホルダユニット側の端面に軸方向に向かって突設された第１ラビリンス壁と、前記ブラケットホルダユニットの前記バスバーユニット側の端面に軸方向に向かって突設され前記第１壁部と径方向に並列に配置される第２ラビリンス壁とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項２記載のブラシレスモータにおいて、前記第２ラビリンス部は、前記バスバー端子の基部に軸方向に向かって突設され、先端部にテーパ状の先細部が形成された端子保持部と、前記開口部の内側縁を形成し、その外周面が前記端子保持部の前記先細部と対向するテーパ面となったエッジ部とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項４記載のブラシレスモータにおいて、前記エッジ部は、平板状の前記バスバー端子に対向するように連設された直線部を有す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、ブラシレスモータに関し、特に、ブラシレスモータ内の溶接部分に発生するスパッタの飛散防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラシレスモータでは、組付性向上の観点から、モータの各パーツをアッセンブリ化し、複数のアッセンブリを組み付けて１個のブラシレスモータを形成する手法が取り入れられている。図６は、従来のブラシレスモータ100（以下、モータ100と略記する）の構成を示す断面図であり、モータ100は、ブラケットアッセンブリ101と、ロータアッセンブリ102、及び、ステータアッセンブリ103とを組み付けた構成となっている。図６に示すように、ブラケットアッセンブリ101は、ブラケット104に、ベアリング105と、レゾルバステータ106が取り付けられたレゾルバホルダ107とを組み付けた構成となっている。ブラケット104には、外部の電源と電気的に接続される接続端子108が設けられている。
【０００３】
また、ロータアッセンブリ102は、ロータシャフト109を備えたロータ110と、ロータシャフト109に固定されたレゾルバロータ111とを備えており、ステータアッセンブリ103内に回転自在に配置される。さらに、ステータアッセンブリ103は、ケース112と、ケース112内に固定されたステータコア113、ステータコア113に巻装されたモータコイル114、ステータコア113の端部に取り付けられたバスバーユニット115とを備えた構成となっている。バスバーユニット115には、モータコイル114と電気的に接続されたバスバー端子116が設けられており、バスバー端子116は、ブラケット104に設けられた開口部117から外へ引き出され、溶接部118にて接続端子108と溶接固定されている。
【特許文献１】特開2006-33989号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図６のモータ100では、バスバー端子116と接続端子108を開口部117の近傍にて溶接する構造のため、溶接の際にスパッタが生じると、このスパッタがモータ内部に侵入するおそれがあるという問題があった。図６に矢印にて示したように、溶接部118にてスパッタが発生すると、このスパッタが開口部117からブラケット104の内側に入り込み、モータ内部にてロータ110等に付着するおそれがある。従って、モータ内部にスパッタが侵入すると、ロータ110の回転動作に支障が生じるなど、モータ故障の一因となる可能性があり、その対策が求められていた。
【０００５】
本発明の目的は、端子溶接部におけるスパッタがモータ内に侵入することを防止し、ブラシレス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】
【０００６】
本発明の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、モータコイル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と、前記バスバーユニットと軸方向に隣接して配置され、外部電源と電気的に接続される接続端子を備えるブラケットホルダユニットとを有してなるブラシレスモータであって、前記ブラケットホルダユニットは、前記接続端子が配設された開口部を備え、前記バスバー端子は、前記開口部に挿通されて前記接続端子と溶接固定され、前記バスバーユニットと前記ブラケットホルダユニットとの間の前記開口部近傍に、前記バスバーユニットと前記ブラケットホルダユニ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。
【０００７】
本発明にあっては、バスバーユニットとブラケットホルダユニットとの間の開口部近傍にラビリンス部を設け、バスバー端子と接続端子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する。これにより、溶接時にスパッタが発生しても、ラビリンス部に妨げられてそれがモータ内部に入り込まない。従って、スパッタの内部侵入によるモータ作動不良を防止でき、モータの信頼性向上が図られる。
【０００８】
前記ブラシレスモータにおいて、前記ラビリンス部に、前記バスバー端子及び前記接続端子よりも外径側に形成された第１ラビリンス部と、前記バスバー端子及び前記接続端子よりも内径側に形成された第２ラビリンス部とを設けても良い。この場合、前記第１ラビリンス部を、前記バスバーユニットの前記ブラケットホルダユニット側の端面に軸方向に向かって突設された第１ラビリンス壁と、前記ブラケットホルダユニットの前記バスバーユニット側の端面に軸方向に向かって突設され前記第１壁部と径方向に並列に配置される第２ラビリンス壁にて形成しても良い。
【０００９】
また、前記第２ラビリンス部を、前記バスバー端子の基部に軸方向に向かって突設され、先端部にテーパ状の先細部が形成された端子保持部と、前記開口部の内側縁を形成し、その外周面が前記端子保持部の前記先細部と対向するテーパ面となったエッジ部にて形成しても良く、前記エッジ部に、平板状の前記バスバー端子に対向するように直線部を連設しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のブラシレスモータによれば、ステータコイル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と、外部電源と電気的に接続される接続端子を備えるブラケットホルダユニットとを有するブラシレスモータにて、ブラケットホルダユニットに接続端子を配設した開口部を設け、バスバー端子をこの開口部に挿通して接続端子と溶接固定すると共に、バスバーユニットとブラケットホルダユニットとの間の開口部近傍に、バスバーユニットとブラケットホルダユニットによってラビリンス部を形成したので、バスバー端子と接続端子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が構築され、溶接時にスパッタが発生しても、それがモータ内部に入り込むのを防止することが可能となる。従って、スパッタの内部侵入によるモータ作動不良を防止でき、モータの信頼性向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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、図２は図１のブラシレスモータの分解斜視図である。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２、内側にロータ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。
【００１２】
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（端子ユニット）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２３によってアルミダイキャスト製のブラケット２４が取り付けられる。ステータコア５は、複数個の分割コア８からなり、分割コア８を周方向に９個集成した構成となっている。分割コア８は、電磁鋼板からなるコアピースを積層して形成され、その周囲には合成樹脂製のインシュレータ９が取り付けられている。
【００１３】
インシュレータ９の外側にはコイル６が巻装され、ステータコア５の一端側には、コイル６の端部６ａが径方向に引き出されている。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。バスバーユニット７の周囲には複数個の給電用端子１１が径方向に突設されており、バスバーユニット７の取り付けに際し、コイル端部６ａは、この給電用端子１１と溶接される。バスバーユニット７では、バスバーはモータ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１１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内に圧入され、ケース内周面に接着固定される。
【００１４】
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２１を有しており、ロータシャフト２１はベアリング２２ａ,２２ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング２２ａはケース４の底部中央に、ベアリング２２ｂはブラケット２４の中央部にそれぞれ固定されている。ロータシャフト２１には、円筒形状のロータコア２５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）２６が取り付けられている。ロータシャフト２１には合成樹脂製のマグネットホルダ２７が外挿されており、マグネット２６は、マグネットホルダ２７に保持される形でロータコア２５の外周に配設される。モータ１では、マグネット２６は、周方向に沿って６個配置されており、マグネット２６の外側には、有底円筒形状のマグネットカバー２８が取り付けられている。
【００１５】
マグネットホルダ２７の端部には、回転角度検出手段であるレゾルバ３１のロータ（レゾルバロータ）３２が取り付けられている。これに対し、レゾルバ３１のステータ（レゾルバステータ）３３は、金属製のレゾルバホルダ３４内に圧入され、その状態でブラケットホルダユニット３５に固定されている。レゾルバステータ３３には、ロータ３２の回転に伴って出力される信号を伝送するためのセンサハーネス３６が固定されている。センサハーネス３６はステータ３３の端子部３３ａに溶接され、端子部３３ａの部分には合成樹脂製のインシュレータ３７が取り付けられる。センサハーネス３６は、ブラケット２４とブラケットホルダユニット３５との間を周方向に沿って引き回され、ゴムグロメット３８を介してブラケット２４の外周部から装置外へと引き出される。
【００１６】
モータ１では、レゾルバホルダ３４は有底円筒形状に形成されており、ブラケットホルダユニット３５の中央部に挿入装着される。一方、フランジ部３４ａが形成された開口側端部は、ブラケット２４に設けられたリブ３９の端部外周に軽圧入される。リブ３９は、ブラケット２４の中央部に、軸方向に向かって円筒形状に突設されており、その内側には、ロータシャフト２１を支持するベアリング２２ｂが固定されている。従って、リブ３９にレゾルバホルダ３４を軽圧入することにより、レゾルバステータ３３がロータシャフト２１と同心状に取り付けられ、レゾルバ３１のステータ３３とロータ３２の芯精度が向上し、ロータ位置検出精度の向上が図られる。
【００１７】
ブラケットホルダユニット３５は合成樹脂にて形成されており、金属製の雌ネジ部４１がインサート成形されている。雌ネジ部４１には、ブラケット２４に設けられたレゾルバ固定孔４８ｂから取付ネジ４２がねじ込まれ、これにより、レゾルバホルダ３４がブラケット２４の内側に固定される。なお、レゾルバホルダ３４のフランジ部３４ａに形成された取付孔３４ｂは、周方向に延びる長孔となっており、レゾルバホルダ３４の位置を周方向に微調整できるようになっている。ブラケットホルダユニット３５にはまた、外部給電用端子４３が３個設けられている。外部給電用端子４３はＵ,Ｖ,Ｗの各相ごとに設けられ、ブラケットホルダユニット３５をブラケット２４に組み付けたとき、外部給電用端子４３は、ブラケット２４の側面から径方向に突出するよう設けられている。
【００１８】
各外部給電用端子４３（４３Ｕ,４３Ｖ,４３Ｗ）は、ブラケットホルダユニット３５内に設けられた接続端子４４（４４Ｕ,４４Ｖ,４４Ｗ）と電気的に接続されている。各接続端子４４は、ブラケットホルダユニット３５の本体部４５から軸方向に向かって突設されており、バスバーユニット７に設けられたバスバー端子４６（４６Ｕ,４６Ｖ,４６Ｗ）と溶接される。バスバー端子４６もまた、バスバーユニット７の本体部４７から軸方向に向かって突設されており、モータ１を組み付けると、バスバー端子４６は、ブラケットホルダユニット３５に形成され接続端子４４が配設された開口部５４から軸方向に突出し、接続端子４４と並列に対向する。モータ１では、ケース４にブラケット２４を取り付けた後、バスバー端子４６と接続端子４４を溶接固定する。ブラケット２４にはそのための溶接作業孔４８ａが形成されおり、溶接作業孔４８ａには、溶接工程後にブラケットキャップ４９が取り付けられる。
【００１９】
前述のように、バスバー端子４６と接続端子４４を溶接固定する際、スパッタが発生し、それがモータ内部に侵入すると、モータ動作に支障が生じるおそれがある。これに対し、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ユニット３５との間の開口部５４近傍にラビリンス部５５,５６を形成し、万一、溶接時にスパッタが生じても、それがモータ内部に入り込まないよう対策を施している。図３は、ラビリンス部５５,５６の構成を示す説明図、図４は、バスバーユニット７とブラケットホルダユニット３５におけるラビリンス部５５,５６を形成する部位の拡大断面図である。
【００２０】
図３,４に示すように、バスバーユニット７のブラケットホルダユニット３５側の端面には、ラビンリンス壁５７（第１ラビリンス壁）が軸方向に向かって突設されている。これに対し、ブラケットホルダユニット３５には、バスバーユニット７側の端面にラビンリンス壁５８（第２ラビリンス壁）が軸方向に向かって突設されている。ブラケットホルダユニット３５側のラビンリンス壁５８は、バスバーユニット７側のラビンリンス壁５７よりも径方向外側に設けられており、バスバーユニット７とブラケットホルダユニット３５を組み付けると、ラビンリンス壁５７の外周面とラビンリンス壁５８の内周面とが若干の隙間を空けて対向するようになっている。また、その際、ラビンリンス壁５７,５８の上端面もそれぞれ、ブラケットホルダユニット３５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５５（第１ラビリンス部）が形成される。
【００２１】
一方、バスバーユニット７のブラケットホルダユニット３５側の端面には、バスバー端子４６の基部に、端子保持部５９が軸方向に向かって突設されている。端子保持部５９の先端部は、テーパ状の先細部６１となっている。これに対し、ブラケットホルダユニット３５には、開口部５４の内側縁を形成するエッジ部６２が設けられており、エッジ部６２の外周面は、端子保持部５９の先細部６１と同様のテーパ面となっている。バスバーユニット７とブラケットホルダユニット３５を組み付けると、先細部６１とエッジ部６２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５６（第２ラビリンス部）が形成される。
【００２２】
この場合、ユニット組付時に、エッジ部６２の外縁とバスバー端子４６との間の隙間は、従来のモータに比して小さく抑えられている（２〜３mm程度→１mm以下）。また、図５に示すように、エッジ部６２は、平板状のバスバー端子４６に合わせて、直線部６３を３個連設した形となっており、エッジ部６２を円弧状に形成した場合よりも、バスバー端子４６との間の最大隙間が小さくなるよう設定されている。すなわち、ラビリンス部５６では、先細部６１とエッジ部６２の両テーパ面による隘路と共に、その入口部においても隙間が最小となるよう配慮されている。
【００２３】
このように、当該モータ１では、バスバーユニット７のブラケットホルダユニット３５によりラビリンス部５５,５６を形成し、バスバー端子４６と接続端子４４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５５,５６に妨げられ、それがモータ内部に入り込むことがなく、スパッタの内部侵入によるモータ作動不良を防止することができる。
【００２４】
このようなモータ１は次のように組み付けられる。まず、ステータ２やロータ３、ブラケットアッセンブリ５１を個々に組み付ける。この場合、ブラケットアッセンブリ５１は、ベアリング２２ｂを組み込んだブラケット２４と、レゾルバステータ３３関係の部品を組み付けたブラケットホルダユニット３５とを一体化し、タッピンネジ５２にて固定したアッセンブリ品である。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１１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。また、ロータ３は、ロータシャフト２１にロータコア２５を固定し、マグネットホルダ２７を取り付けた後、マグネット２６を圧入しマグネットカバー２８を装着すると共に、マグネットホルダ２７にレゾルバロータ３２を圧入固定したアッセンブリ品である。
【００２５】
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をブラケットアッセンブリ５１に取り付け、そこにステータ２を外装して固定ネジ２３にてケース４とブラケット２４を締結する。次に、溶接作業孔４８ａを介して、バスバー端子４６と接続端子４４を溶接固定する。前述のように、この際、溶接によってスパッタが生じても、スパッタはラビリンス部５５,５６に妨げられモータ内部には侵入しない。この状態にてモータ抵抗や絶縁チェック等を行い、その後、レゾルバ３１の原点調整を行う。原点調整は、長孔の取付孔３４ｂを利用して、レゾルバホルダ３４の位置をブラケット２４の外側から周方向に微調整して実施される。ブラケット２４にはレゾルバ調整孔４８ｃが形成されており、原点調整は、このレゾルバ調整孔４８ｃから行われる。その際、レゾルバ調整孔４８ｃには図示しない調整用治具が挿入され、レゾルバホルダ３４の位置が取付孔３４ｂを利用して周方向に微調整され、レゾルバ３１の原点が調整される。
【００２６】
原点調整した後、ブラケット２４の外側からレゾルバ固定孔４８ｂを介して取付ネジ４２を挿入し、雌ネジ部４１に螺入固定する。これにより、レゾルバホルダ３４のフランジ部３４ａが、ブラケット２４とブラケットホルダユニット３５との間に挟まれる形で固定される。取付ネジ４２を締め付けた後、ブラケットキャップ４９を取り付ける。これにてモータ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。
【００２７】
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。
例えば、前述の実施例では、ラビリンス部５５にて、ラビンリンス壁５８をラビンリンス壁５７よりも径方向外側に設けた構成としているが、何れのラビンリンス壁を径方向外側に配しても良い。また、ラビンリンス壁をさらに増設し、二重・三重のラビリンス部を構築することも可能である。さらに、ラビンリンス壁を径方向に突設してラビリンス部を形成することも可能である。
【００２８】
さらに、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以外にも広くブラシレスモータ一般にも適用可能であり、さらに、ブラシ付モータや電気機器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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の分解斜視図である。
【図３】ラビリンス部の構成を示す説明図である。
【図４】バスバーユニットとブラケットホルダユニットのラビリンス部を形成する部位の拡大断面図である。
【図５】エッジ部の構成を示す説明図である。
【図６】従来のブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
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  コイル端部
７    バスバーユニット
８    分割コア
９    インシュレータ
１１    給電用端子
２１    ロータシャフト
２２ａ,２２ｂ    ベアリング
２３    固定ネジ
２４    ブラケット
２５    ロータコア
２６    マグネット
２７    マグネットホルダ
２８    マグネットカバー
３１    レゾルバ
３２    ロータ
３３    ステータ
３３ａ  端子部
３４    レゾルバホルダ
３４ａ  フランジ部
３４ｂ  取付孔
３５    ブラケットホルダユニット
３６    センサハーネス
３７    インシュレータ
３８    ゴムグロメット
３９    リブ
４１    雌ネジ部
４２    取付ネジ
４３    外部給電用端子
４４    接続端子
４５    本体部
４６    バスバー端子
４７    本体部
４８ａ  溶接作業孔
４８ｂ  レゾルバ固定孔
４８ｃ  レゾルバ調整孔
４９    ブラケットキャップ
５１    ブラケットアッセンブリ
５２    タッピンネジ
５４    開口部
５５    ラビリンス部（第１ラビリンス部）
５６    ラビリンス部（第２ラビリンス部）
５７    ラビンリンス壁（第１ラビリンス壁）
５８    ラビンリンス壁（第２ラビリンス壁）
５９    端子保持部
６１    先細部
６２    エッジ部
６３    直線部
100     ブラシレスモータ
101     ブラケットアッセンブリ
102     ロータアッセンブリ
103     ステータアッセンブリ
104     ブラケット
105     ベアリング
106     レゾルバステータ
107     レゾルバホルダ
108     接続端子
109     ロータシャフト
110     ロータ
111     レゾルバロータ
112     ケース
113     ステータコア
114     モータコイル
115     バスバーユニット
116     バスバー端子
117     開口部
118     溶接部
【図１】
2008079466.tif 000003
【図２】
2008079466.tif 000004
【図３】
2008079466.tif 000005
【図４】
2008079466.tif 000006
【図５】
2008079466.tif 000007
【図６】
2008079466.tif 000008