(57)【要約】【課題】ロータとステータコイルとで構成されるブラシレスモータにおいて、基板等に支持させるステータコイルを高精度に位置決めするとともに、組み付け作業の簡易化を実現する。【解決手段】固定支持されるステータコイル４２４と、回転シャフト４２３に連結支持され、ステータコイルの周囲に配設されるロータマグネット４２８を支持するヨーク４２７を含むロータ４２６とを備えるブラシレスモータ４２において、ステータコイルを基板４５等に固定する固定手段にステータコイルの位置決め構造を設ける。固定手段は、ステータコイルのコア４２４１に一体化されるコアベース４２５を備え、コアベース４２５はヨーク４２７に一体化する係合手段と、コアベース４２５を基板４５に支持し、コアに巻回されたコイル４２４３を基板４５に電気接続するターミナル４２５ａ１〜４２５ａ４とを備える。【選択図】  図８
2004222463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定状態に支持されるステータコイルと、回転シャフトに連結支持され、前記ステータコイルの周囲に配設されるロータマグネットを支持するヨークを含むロータとを備えるブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルをハウジング又は基板に固定する固定手段は前記ステータコイルの位置決めを行う位置決め構造を備えることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
固定状態に支持されるステータコイルと、回転シャフトに連結支持され、前記ステータコイルの周囲に配設されるロータマグネットを支持するヨークを含むロータとを備えるブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルのコアに一体化されて基板に前記ステータコイルを支持するためのコアベースを備え、前記コアベースは前記コアを一体化させる係合手段と、前記コアベースを前記基板に支持させるとともに前記コアに巻回されたコイルを前記基板に電気接続するターミナルとを備えることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
固定状態に支持されるステータコイルと、回転シャフトに連結支持され、前記ステータコイルの周囲に配設されるロータマグネットを支持するヨークを含むロータとを備えるブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルはハウジングに設けた前記回転シャフトを支持するボスに嵌合可能とされ、前記ボスはステータコイルの円周方向及び軸方向の位置決めを行う手段と、前記ステータコイルのコアを前記ボスの軸方向に挟持する係合手段とを備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシレスモータに関し、特にステータコイルの組み付けに際しての位置精度を向上するとともに、組み付け作業の簡易化を図ったブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスモータは、ブラシと可動接点とで構成されるいわゆる整流器を備えておらず、小型、軽量に構成できる点で有利である。すなわち、図１５に従来のアウターロータ式のブラシレスモータの断面図を示す。なお、同図における符号は後述する本発明の実施形態の対応する部分の符号と同じ符号を付してある。機器ハウジング４１に設けた中空ボス４１４にスラスト軸受４２１及びスリーブ軸受４２２が嵌入され、このスリーブ軸受４２２内に回転シャフト４２３が回転可能に挿入支持される。また、前記ハウジング４１内に内装されたプリント基板４５上において前記中空ボス４１４にステータコイル４２４が固定的に配設される。さらに、このステータコイル４２４の周囲において回転可能に円筒容器状のロータ４２６が前記回転シャフト４２３に取着されている。ステータコイル４２４は円周方向に複数の磁極を発生させるように花弁型をしたコア４２４１に複数のコイル４２４３が円周方向に配置された状態で巻回されており、その中心穴４２４４を前記中空ボス４１４の外周に嵌合して支持を行うとともに、前記各コイル４２４３の各端子４２４３ａはプリント基板４５に電気接続され、このプリント基板４５を通して交流、例えば三相交流が供給されるように構成される。また、ロータ４２６は金属で形成された円筒容器状のヨーク４２７内に円環状のロータマグネット４２８が取着されており、当該ロータマグネット４２８は円周方向に沿って複数のＳ極、Ｎ極が交互に着磁されている。そして、前記ヨーク４２７の中心穴４２７１においてブッシュ４２７２を介して前記回転シャフト４２３が一体的に連結されており、また回転シャフト４２３の先端部には回転力を外部に伝達するための歯車４４１が一体的に嵌合されている。
【０００３】
このブラシレスモータでは、ステータコイル４２４に三相交流を供給すると、ステータコイル４２４のコア４２４１には円周方向に沿った複数箇所においてＳ極とＮ極が交番的に発生される。そのため、ステータコイル４２４の周囲に配置されているロータマグネット４２８の円周方向のＳ極とＮ極との間に生じる磁力が三相交流の位相に伴って変化され、この磁力によってロータマグネット４２８及びこれを一体のヨーク４２７が回転されることになる。そして、このヨーク４２７の回転により回転シャフト４２３が一体的に回転され、先端部に固定されている歯車４４１が回転される。このように、ブラシレスモータは電力を供給するステータコイル４２４が固定されているため、コイルに通流する電流の方向を変化させるための整流器が不要であり、モータの小型化、軽量化を図る上で有利である。
【０００４】
この従来のブラシレスモータの組み立てに際しては、コイル４２４３をコア４２４１に巻回したステータコイル４２４をプリント基板４５の所定位置に載置した上でコイル４２４３の端子４２４３ａをプリント基板４５の電極に半田等により接続し、ステータコイル４２４をプリント基板４５上に浮いた状態に支持する。次いで、当該プリント基板４５をハウジング４１内に内装する。このとき、ステータコイル４２４はハウジング４１に設けた中空ボス４１４の外周に嵌合される。一方、ロータ４２６では、ロータマグネット４２８を内部に取着したヨーク４２７の中心穴４２７１にブッシュ４２７２を嵌合し、さらにこのブッシュ４２７２を介して回転シャフト４２３に圧入して固定し、さらに回転シャフト４２３の先端部に歯車４４１を圧入して取着する。そして、プリント基板４５の上方から中空ボス４１４内にスラスト軸受４２１及びスリーブ軸受４２２を嵌入するとともに、スリーブ軸受４２２内に回転シャフト４２３の基端部を挿入してその軸支を行うことにより、ロータ４２６はステータコイル４２４を覆うように配設され、ブラシレスモータの組み立てが完了される。このようなブラシレスモータは例えば特許文献１に記載の車両用灯具の回動用駆動装置として用いられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６０５８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のブラシレスモータは、ステータコイル４２４を中空ボス４１４の外周に嵌合している構成であるため、中空ボス４１４の円周方向及び軸方向のそれぞれについてステータコイル４２４の嵌合位置を高い精度に位置決めすることが困難であり、また嵌合した後の振動や衝撃によってステータコイル４２４が中空ボス４１４の周囲で移動され易く、この移動によってステータコイル４２４の位置にずれが生じ易いものとなっている。そのため、ロータ４２６とステータコイル４２４との間に位置ずれが生じ易く、ステータコイル４２４とロータ４２６のロータマグネット４２８との間に設計通りの磁力を得ることができない場合があり、モータの回転力が低下するという問題がある。また、ステータコイル４２４をプリント基板４５に搭載する際に、コイル４２４３の端子４２４３ａをプリント基板４５の電極に半田付けしているが、その作業はステータコイル４２４とプリント基板４５との間に生じる間隙内において行うため、半田付け作業が難しくかつ細かい作業が要求されることになる。
【０００７】
本発明の目的は、ステータコイルを高精度に位置決めするとともに、組み付け作業の簡易化を実現したブラシレスモータを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定状態に支持されるステータコイルと、回転シャフトに連結支持され、ステータコイルの周囲に配設されるロータマグネットを支持するヨークを含むロータとを備えるブラシレスモータにおいて、ステータコイルをハウジング又は基板に固定する固定手段にはステータコイルの位置決めを行う位置決め構造を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、ステータコイルのコアに一体化されて基板にステータコイルを支持するためのコアベースを備え、コアベースはコアを一体化させる係合手段と、コアベースを基板に支持させるとともにコアに巻回されたコイルを基板に電気接続するターミナルとを備える構成とする。あるいは、ステータコイルはハウジングに設けた回転シャフトを支持するボスに嵌合可能とされ、ボスはステータコイルの円周方向及び軸方向の位置決めを行う手段と、ステータコイルのコアをボスの軸方向に挟持する係合手段とを備える構成とする。
【００１０】
本発明によれば、ステータコイルは基板に搭載する前に、コアにベースを予め一体化してコイルの端子をターミナルに接続しておき、その上でコアベースのターミナルを基板に接続することでステータコイルの組み付けを行うことができる。これにより、基板に対するステータコイルの組み付けを容易に行うことができるとともに、コアベースによって基板に対するステータコイルの位置決めを高精度に行うことができ、ロータに対して安定したしかも高い位置精度の組み付けが実現できる。
【００１１】
また、本発明によれば、ステータコイルをボスに嵌合すれば、円周方向及び軸方向の位置決め手段によってステータコイルの位置決めが行われるとともに、係合手段によってステータコイルをボスに支持することができる。これにより、ステータコイルの組み付けが簡易でである一方で、ステータコイルはボスに対して高い位置精度が得られ、ボスに組み付けられるロータに対して安定したしかも高い位置精度の組み付けが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のブラシレスモータを自動車の適応型照明システム（ＡＦＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｆｒｏｎｔ−ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に適用した実施形態について説明する。ＡＦＳは、図１に概念図を示すように、自動車ＣＡＲの走行状況を示す情報をセンサ１により検出してその検出出力を電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ    Ｕｎｉｔ）２に出力する。この、センサ１としては例えば自動車ＣＡＲのステアリングホイールＳＷの操舵角を検出するステアリングセンサ１Ａと、自動車ＣＡＲの車速を検出する車速センサ１Ｂと、自動車ＣＡＲの水平状態（レベリング）を検出するために前後の車軸のそれぞれの高さを検出する車高センサ１Ｃ（後部車軸のセンサのみ図示）が設けられており、これらのセンサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが前記ＥＣＵ２に接続される。前記ＥＣＵ２は入力されたセンサ１の各出力に基づいて自動車の前部の左右にそれぞれ装備されたスイブルランプ３Ｒ，３Ｌ、すなわち照射方向を左右方向に偏向制御してその配光特性を変化することが可能な前照灯３を制御する。このようなスイブルランプ３Ｒ，３Ｌとしては、例えば前照灯内に設けられているリフレクタやプロジェクタランプを水平方向に回動可能な構成として駆動モータ等の駆動力源によって回転駆動する回転駆動手段を備えたものがあり、この回転駆動手段を含む機構をここではアクチュエータと称している。この種のＡＦＳによれば、自動車がカーブした道路を走行する際には、当該自動車の走行速度に対応してカーブ先の道路を照明することが可能になり、走行安全性を高める上で有効である。
【００１３】
図２は図１に示した本発明のランプ偏向角度制御手段としてのＡＦＳの構成要素のうち、照射方向を左右に偏向可能なスイブルランプで構成した前照灯の内部構造の縦断面図、図３はその主要部の部分分解斜視図である。灯具ボディ１１の前部開口にはレンズ１２が、後部開口には後カバー１３がそれぞれ取着されて灯室１４が形成されており、当該灯室１４内にはプロジェクタランプ３０が配設されている。前記プロジェクタランプ３０はスリーブ３０１、リフレクタ３０２、レンズ３０３及び光源３０４が一体化されており、既に広く使用されているものであるのでここでは詳細な説明は省略するが、ここでは光源３０４には放電バルブを用いたもの使用している。前記プロジェクタランプ３０は概ねコ字状をしたブラケット３１に支持されている。また、前記灯具ボディ１１内のプロジェクタランプ３０の周囲にはレンズ１２を通して内部が露呈しないようにエクステンション１５が配設されている。さらに、この実施形態では、前記灯具ボディ１１の底面開口に取着される下カバー１６を利用してプロジェクタランプ３０の放電バルブ３０４を点灯させるための点灯回路７が内装されている。
【００１４】
前記プロジェクタランプ３０は、前記ブラケット３１の垂直板３１１からほぼ直角に曲げ形成された下板３１２と上板３１３との間に挟さまれた状態で支持されている。前記下板３１２の下側には後述するアクチュエータ４がネジ３１４により固定されており、当該アクチュエータ４の回転出力軸４４８は下板３１２に開口された軸穴３１５を通して上側に突出されている。ネジ３１４は下板３１２の下面に突出されたボス３１８にネジ止めされる。そして、前記プロジェクタランプ３０の上面に設けられた軸部３０５が上板３１３に設けられた軸受３１６に嵌合され、プロジェクタランプ３０の下面に設けられた連結部３０６が前記アクチュエータ４の回転出力軸４４８に嵌合して連結されており、これによりプロジェクタランプ３０はブラケット３１に対して左右方向に回動可能とされ、かつ後述するようにアクチュエータ４の動作によって回転出力軸４４８と一体に水平方向に回動動作されるようになっている。
【００１５】
ここで、前記ブラケット３１は正面から見て左右の各上部にエイミングナット３２１，３２２が一体的に取着されており、右側の下部にレベリング軸受３２３が一体的に取着されている。前記各エイミングナット３２１，３２２にはそれぞれ灯具ボディ１１に軸転可能に支持された水平エイミングスクリュ３３１、垂直エイミングスクリュ３３２が螺合される。また、前記レベリング軸受３２３には灯具ボディ１１に支持されたレベリング機構５のレベリングボール５１が嵌合される。この構成により、水平エイミングスクリュ３３１を軸転操作することでブラケット３１は右側のエイミングナット３２２とレベリング軸受３２３を結ぶ線を支点にして水平方向に回動することが可能である。また、水平エイミングスクリュ３３１と垂直エイミングスクリュ３３２を同時に軸転操作することでブラケット３１をレベリング軸受３２３を支点にして上下方向に回動することが可能である。さらに、レベリング機構５を動作させることで、レベリングポール５１が軸方向に前後移動され、ブラケット３１を左右の各エイミングナット３２１，３２２を結ぶ線を支点として上下方向に回動することが可能である。これにより、プロジェクタランプ３０の光軸を左右方向及び上下方向に調整するためのエイミング調整、及び自動車の車高変化に伴うレベリング状態に対応してプロジェクタランプの光軸を上下方向に調整するレベリング調整が可能になる。なお、プロジェクタランプ３０のリフレクタ３０２の下面には突起３０７が突出されており、またこれに対向するブラケット３１の下板３１２には左右位置にそれぞれ一対のストッパ３１７が切り起こし形成されており、プロジェクタランプ３０の回動に伴って突起３０７がいずれか一方のストッパ３１７に衝接することで、当該プロジェクタ３０の回動範囲が規制されるようになっている。
【００１６】
図４は前記スイブルランプ３Ｒ，３Ｌをスイブル動作するための前記アクチュエータ４の要部の分解斜視図、図５はその組み立て状態の平面構成図、図６は縦断面図である。ケース４１はそれぞれ五角形に近い皿状をした下ハーフ４１Ｄと上ハーフ４１Ｕとで構成され、下ハーフ４１Ｄの周面に突設された複数の突起４１０と上ハーフ４１Ｕの周面から下方に垂下された複数嵌合片４１１とが互いに嵌合されて内部にケース室が形成される。また、前記上ハーフ４１Ｕと下ハーフ４１Ｄの両側面にはそれぞれ支持片４１２，４１３が両側に向けて突出形成されており、ケース４１を前記したようにブラケット３１のボス３１８にネジ３１４により固定するために利用される。そして、前記ケース４１の上面にはスプライン構成をした回転出力軸４４８が突出されて前記プロジェクタランプ３０の底面の連結部３０６に結合される。また、前記ケース４１の背面にはコネクタ４５１が配設され、前記ＥＣＵ２に接続された外部コネクタ２１（図２参照）が嵌合されるようになっている。
【００１７】
前記ケース４１の下ハーフ４１Ｄの内底面には所要位置にそれぞれ４本の中空ボス４１４，４１５，４１６，４１７が立設されており、第１中空ボス４１４には駆動モータとしての後述するブラシレスモータ４２が組み立てられる。また、第２ないし第４中空ボス４１５，４１６，４１７には後述するように歯車機構４４の各シャフトが挿入支持されている。また、前記下ハーフ４１Ｄの内底面の周縁に沿って段状リブ４１８が一体に形成されており、この段状リブ４１８上にプリント基板４５がその周縁部において当接された状態で載置され、上ハーフ４１Ｕに設けられた図には表れない下方に向けられたリブと前記段状リブ４１８との間に挟持された状態でケース４１内に内装支持されている。このプリント基板４５は前記第１中空ボス４１４が貫通されるとともに、当該プリント基板４５上には組み立てられるブラシレスモータ４２が電気接続され、かつ後述する制御回路４３としての図には表れない各種電子部品と前記コネクタ４５１が搭載されている。
【００１８】
前記ブラシレスモータ４２は、図４に示したように、前記下ハーフ４１Ｄの第１中空ボス４１４にスラスト軸受４２１及びスリーブ軸受４２２によって回転シャフト４２３が軸転可能に支持されている。また、第１中空ボス４１４を貫通して下ハーフ４１Ｄに支持されたプリント基板４３には円周方向に等配された３対のコイルを含むステータコイル４２４が固定的に支持されており、かつプリント基板４５に電気接続されて給電されるようになっている。ここではステータコイル４２４はコアベース４２５と一体的に組み立てられており、このコアベース４２５に設けられたターミナル４２５ａを利用して前記プリント基板４３に対して電気接続する構成がとられている。そして、前記回転シャフト４２３の上端部には前記ステータコイル４２４を覆うように円筒容器状のロータ４２６が固定的に取着されている。前記ロータ４２６は樹脂成形された円筒容器型のヨーク４２７と、このヨーク４２７の内周面に取着されて円周方向にＳ極、Ｎ極が交互に着磁された円環状のロータマグネット４２８とで構成されている。
【００１９】
図７は前記ステータコイル４２４及びコアベース４２５の部分分解斜視図、図８はこのステータコイル４２４を組み立てたブラシレスモータの断面図である。前記ステータコイル４２４は６個の放射状腕４２４２を有する花弁状に形成されたコア４２４１を有しており、各放射状腕４２４２にコイル４２４３が巻回されるとともに互いに直径位置にあるコイル４２４３が直列に接続されることで３対のコイルが形成される。また、コア４２４１の中心穴４２４４の内周面には円周方向の三箇所に外径方向に向けて凹設された嵌合溝４２４５が軸方向にわたって形成されている。３対の各コイル４２４３にはそれぞれ端子４２４３ａが引き出されている。
【００２０】
一方、前記コアベース４２５は円環状をした円環部４２５１の円周方向３箇所に軸方向の一方に向けて３本の細い嵌合支持片４２５２が一体に突出形成され、またこれら嵌合支持片４２５２の円周方向の間の円環部４２５１の一方の面には軸方向に短い支持座４２５３が一体に形成されている。前記各嵌合支持片４２５２は先端部にフック４２５４が形成されており、前記ステータコイル４２４のコア４２４１の中心穴４２４４に挿通されたときにはそれぞれ前記嵌合溝４２４５内に挿通され、当該フック４２５４がコア４２４１の一方側の縁部に係合したときに当該フック４２５４と支持座４２５３との間にコア４２４１を挟持してコアベース４２５とステータコイル４２４とを一体化させる。また、前記コアベース４２５の円環部４２５１の他方の面には円周方向に６等分した各位置の２箇所に反対方向に向けて２本の脚部４２５５が一体に突出形成されるとともに、他の４箇所には円環部４２５１を貫通するようにそれぞれ導電性線材（金属線）を曲げ加工したターミナル４２５ａが挿通支持されており、各ターミナル４２５ａの先端部がそれぞれ円環部４２５１から突出されている。また、これらターミナル４２５ａが貫通された箇所では前記ベースの内周面に凹部４２５６が形成され、これら凹部４２５６の箇所において円環部４２５１が径方向に薄肉に形成されている。前記各ターミナル４２５ａのうち円周方向に隣接した３本のターミナル４２５ａ１〜４２５ａ３は個別ターミナルとして構成されており、各基端部には前記コイル４２４３の３対の各一方の端子４２４３ａがそれぞれ半田付けにより電気接続されている。また、残りの１本のターミナル３２５ａ４は共通ターミナルとして構成されており、その基端部には前記コイル４２４３の３対の各他方の端子４２４３ａが共通に半田付けにより電気接続されている。
【００２１】
このように、ステータコイル４２４とは別体に形成されているコアベース４２５の嵌合支持片４２５２をコア４２４１の嵌合溝４２４５を通して挿通して行くことで、嵌合支持片４２５２のフック４２５４がコア４２４１の一方の縁部に嵌合され、コアベース４２５に設けた支持座４２５３とフック４２５４との間でコア４２４１を挟持し一体化する。このとき、各支持座４２５３がコア４２４１の他方の端部に当接されることで、コアベース４２５に対するコア４２４１の位置決めが行われる。また、コイル４２４３の３対の各端子４２４３ａをコアベース４２５の３本の個別ターミナル４２５ａ１〜４２５ａ３と１本の共通ターミナル４２５ａ４にそれぞれ電気接続した上で、２つの脚部４２５５がプリント基板４５の表面に当接されるまで各ターミナル４２５ａ１〜４２５ａ４の先端部をプリント基板４５に設けた穴４５２に挿通し、かつプリント基板４５の裏面側において回路電極に対して半田付けを行うことでコアベース４２５をプリント基板４５に搭載し、かつ各コイル４２４３への電気接続を行うことになる。これにより、コアベース４２５は脚部４２５５によってプリント基板４５に対する位置決めがなされた状態で固定支持され、さらにステータコイル４２４もプリント基板４５に対して位置決めされた状態で安定に支持され、同時にプリント基板４５を介して給電が可能な状態とされる。なお、この実施形態では３本の個別ターミナル４２５ａ１〜４２５ａ３は先端部においてプリント基板４５に半田付けを行っているが、これらはその各基端部に各コイルの端子が半田付けされているため、これら端子の半田が溶融されてしまうようなことはない。また、各コイルの端子が共通に電気接続されている１本の共通ターミナル４２５ａ４については外部接続を行う必要がないため、プリント基板４５に対して半田付けは行っておらず、したがってここでは先端部に３つのコイルの端子を共通に半田付けしても溶融の問題はない。また、半田付け後にプリント基板４５から各ターミナル４２５ａ１〜４２５ａ４に応力が伝えられても、各ターミナルが挿通される箇所におけるコアベース４２５の円環部４２５１は凹部４２５６によって薄肉に形成されているため、更にコアとコアベース間に十分な隙間があるため、当該応力が円環部４２５１を伝わってステータコイル４２４に悪影響を及ぼすことはない。
【００２２】
一方、前記回転シャフト４２３の上端部に固定的に取着されているロータ４２６は、図４に示したように、前記ステータコイル４２４の周囲及び上部を覆うように配置される。前記したように、前記ロータ４２６は樹脂成形された円筒容器状のヨーク４２７と、このヨーク４２７の内周面に取着されて円周方向にＳ極、Ｎ極が交互に着磁された円環状のロータマグネット４２８とで構成されているが、前記ヨーク４２７の円形をした外底面の中央には後述する歯車機構４４の第１歯車４４１が一体に突出形成されるとともに、この第１歯車４４１を貫通する軸穴に前記回転シャフト４２３が嵌合されて一体化されている。
【００２３】
さらに、図７に示したように、前記プリント基板４５には前記ロータ４２６の円周方向に沿って所要の間隔で並んだ複数個、ここでは３個のホールＩＣ、又はホール素子（ここではホールＩＣ）Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が配列支持されており、前記ロータ４２６と共にロータマグネット２８７が回転されたときに各ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３における磁界が変化され、各ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３のオン、オフ状態が変化されてロータ４２６の回転周期に対応したパルス信号を出力するように構成されている。
【００２４】
前記ロータ４２６のヨーク４２７に一体に樹脂成形された前記第１歯車４４１は歯車機構４４の一部として構成され、前記回転出力軸４４８を減速回転駆動するように構成されている。すなわち、前記歯車機構４４は、前記第１歯車４４１に加えて、前記第２中空ボス４１５に支持された第１固定シャフト４４２に回転可能に支持された第２歯車４４３と、前記第３中空ボス４１６に支持された第２固定シャフト４４４に回転可能に支持された第３歯車４４５と、前記第４中空ボス４１７に支持された第３固定シャフト４４６に回転可能に支持されて前記回転出力軸４４８に一体に形成されたセクタ歯車４４７とを含んで構成され、それぞれ樹脂により成形されている。図５及び図６に示すように、前記第２歯車４４３は第２大径歯車４４３ａと第２小径歯車４４３ｂが軸方向に一体化されており、第２大径歯車４４３ａは前記第１歯車４４１に噛合される。また、前記第３歯車４４５は第３大径歯車４４５ａと第３小径歯車４４５ｂが軸方向に一体化されており、第３大径歯車４４５ａは前記第２小径歯車４４３ｂに噛合される。さらに、第３小径歯車４４５ｂは前記セクタ歯車４４７に噛合される。これにより、ブラシレスモータ４２のロータ４２７と一体に回転される第１歯車４４１の回転力は第２歯車４４３、第３歯車４４５及びセクタ歯車４４７を介して減速されて回転出力軸４４８に伝達されることになる。また、前記セクタ歯車４４７の回転方向の両側の前記下ハーフ４１Ｄの内面には、それぞれ当該セクタ歯車４４７の各端部に衝接されるストッパ４１９が突出形成されており、これらのストッパ４１９により前記セクタ歯車４４７の全回動角度範囲、換言すれば回転出力軸４４８の全回動角度範囲を規制するようになっている。
【００２５】
図９は前記ＥＣＵ２及びアクチュエータ４を含む照明装置の電気回路構成を示すブロック回路図である。なお、アクチュエータ４は自動車の左右のスイブルランプ３Ｒ，３Ｌに装備されたものであり、ＥＣＵ２との間で双方向通信が可能とされている。前記ＥＣＵ２内には前記センサ１からの情報により所定のアルゴリズムでの処理を行なって所要の制御信号Ｃ０を出力するメインＣＰＵ２０１と、当該メインＣＰＵ２０１と前記アクチュエータ４との間で前記制御信号Ｃ０を入出力するためのインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと称する）回路２０２とを備えている。また、前記ＥＣＵ２には自動車に設けられた照明スイッチＳ１のオン、オフ信号が入力可能とされ、この照明スイッチＳ１のオン・オフに基づいて制御信号Ｎにより図外の車載電源に接続されてプロジェクタランプ３０の放電バルブ３０４に電力を供給するための点灯回路７を制御して前記両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの点灯、消灯が切替可能とされている。また、ＥＣＵ２は、プロジェクタランプ３０を支持しているブラケット３１の光軸を上下方向に調整するためのレベリング機構５を制御するためのレベリング制御回路６をレベリング信号ＤＫによって制御し、自動車の車高変化に伴なうプロジェクタランプ３０の光軸調整を行うようになっている。なお、これらの電気回路は自動車に設けられた電気系統をオン、オフするためのイグニッションスイッチＳ２により電源との接続状態がオン、オフされるものであることは言うまでもない。
【００２６】
また、自動車の左右の各スイブルランプ３Ｒ，３Ｌにそれぞれ設けられた前記アクチュエータ４内に内装されているプリント基板４５上に構成される制御回路４３は、前記ＥＣＵ２との間の信号を入出力するためのＩ／Ｆ回路４３２と、前記Ｉ／Ｆ回路４３２から入力される信号及び前記ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐに基づいて所定のアルゴリズムでの処理を行うサブＣＰＵ４３１と、回転駆動手段としての前記ブラシレスモータ４２を回転駆動するためのモータドライブ回路４３４とを備えている。ここで、前記ＥＣＵ２からは前記制御信号Ｃ０の一部としてスイブルランプ３Ｒ，３Ｌの左右偏向角度信号ＤＳが出力され前記アクチュエータ４に入力される。
【００２７】
図１０は前記アクチュエータ４内の前記制御回路４３のモータドライブ回路４３４及びブラシレスモータ４２を模式的に示す回路図である。前記モータドライブ回路４３４は、前記制御回路４３のサブＣＰＵ４３１から制御信号として速度制御信号Ｖ、スタート・ストップ信号Ｓ、正転・逆転信号Ｒがそれぞれ入力され、かつ前記３つのホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号が入力されるスイッチングマトリクス回路４３５と、このスイッチングマトリクス回路４３５の出力を受けて前記ブラシレスモータ４２のステータコイル４２４の３対のコイルに供給する三相の電力（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の位相を調整する出力回路４３６とを備えている。このモータドライブ回路４３４では、ステータコイル４２４に対しＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電力を供給することによりマグネットロータ４２８が回転し、これと一体のヨーク４２７、すなわちロータ４２６及び回転シャフト４２３が回転する。マグネットロータ４２８が回転すると磁界の変化を各ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３が検出しパルス信号Ｐを出力し、このパルス信号Ｐはスイッチングマトリクス回路４３５に入力され、スイッチングマトリクス回路４３５においてパルス信号のタイミングにあわせて出力回路４３６でのスイッチング動作を行うことによりロータ４２６の回転が継続されることになる。
【００２８】
前記スイッチングマトリクス回路４３５はサブＣＰＵ４３１からの速度制御信号Ｖ、スタート・ストップ信号Ｓ、正転・逆転信号Ｒに基づいて所要の制御信号Ｃ１を出力回路４３６に出力し、出力回路４３６はこの制御信号Ｃ１を受けてステータコイル４２４に供給する三相の電力の位相を調整し、ブラシレスモータ４２の回転動作の開始と停止、回転方向、回転速度を制御する。また、サブＣＰＵ４３１には前記各ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐの各一部がそれぞれ入力され、ブラシレスモータ４２の回転状態を認識する。ここでは、サブＣＰＵ４３１内にはアップ・ダウンカウンタ４３７が内蔵されており、ホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号をカウントすることで、そのカウント値をブラシレスモータ４２の回転位置に対応させている。
【００２９】
以上の構成によれば、イグニッションスイッチＳ２をオンし、かつ照明スイッチＳ１をオンした状態では、図１に示したように自動車に配設されたセンサ１から、当該自動車のステアリングホイールＳＷの操舵角、自動車の速度、自動車の車高等の情報がＥＣＵ２に入力されると、ＥＣＵ２は入力されたセンサ出力に基づいてメインＣＰＵ２０１で演算を行い、自動車のスイブルランプ３Ｒ，３Ｌにおけるプロジェクタランプ３０の左右偏向角度信号ＤＳを算出し両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの各アクチュエータ４に入力する。アクチュエータ４では入力された左右偏向角度信号ＤＳによりサブＣＰＵ４３１が演算を行い、当該左右偏向角度信号ＤＳに対応した信号を算出してモータドライブ回路４３４に出力し、ブラシレスモータ４２を回転駆動する。ブラシレスモータ４２の回転駆動力は減速歯車機構４４により減速して回転出力軸４４８に伝達されるため、回転出力軸４４８に連結されているプロジェクタランプ３０が水平方向に回動し、スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸方向が左右に偏向される。このプロジェタクランプ３０の回動動作に際しては、ブラシレスモータ４２の回転角からプロジェタクランプ３０の偏向角を検出する。すなわち、図９に示したように、ブラシレスモータ４２に設けられた３つのホールＩＣＨ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に基づいてサブＣＰＵ４３１が検出する。さらに、サブＣＰＵ４３１は検出した偏向角の検出信号をＥＣＵ２から入力される左右偏向角度信号ＤＳと比較し、両者が一致するようにブラシレスモータ４２の回転角度をフィードバック制御してプロジェクタランプ３０の光軸方向、すなわちスイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸方向を左右偏向角度信号ＤＳにより設定される偏向位置に高精度に制御することが可能になる。
【００３０】
このようなプロジェクタランプ３０の偏向動作により、両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌでは出射される偏向された光が自動車の直進方向から偏向された左右方向に向いた領域を照明し、自動車の走行中において自動車の直進方向のみならず操舵された方向の前方を照明することが可能になり、安全運転性を高めることが可能になる。
【００３１】
そして、前記ブラシレスモータ４２においては、ステータコイル４２４はプリント基板４５に搭載する前に、コア４２４１にコアベース４２５を予め一体化してコイル４２４３の端子をターミナル４２５ａ１〜４２５ａ４に半田付けしておき、その上でコアベース４２５の各ターミナル４２５ａ１〜４２５ａ４をプリント基板４５の穴４５２に挿通し、プリント基板４５の裏面側から半田付けを行うことで搭載が実現できる。そのため、プリント基板４５に対するステータコイル４２４の組み付け及び半田付けを容易に行うことができるとともに、コアベース４２５によってプリント基板４５に対するステータコイル４２４の位置決めを高精度に行うことができる。したがって、プリント基板４５をハウジング４１内の所定の位置に内装し、上下の各ハーフ４１Ｕ，４１Ｄで挟持して固定状態とすることで、第１中空ボス４１４に対するステータコイル４２４の位置についても高精度に組み付けを行うことが可能になる。
【００３２】
図１１はステータコイル４２４の他の支持構造を示す第２の実施形態の部分分解斜視図、図１２はそのステータコイル４２４を用いたブラシレスモータの組立状態の断面図である。この実施形態では、従来と同様にステータコイル４２４をハウジング４１の第１中空ボス４１４に対して直接的に嵌合支持する構成としているが、第１中空ボス４１４に対する位置決めの精度の向上と支持の安定性を高めたものである。ステータコイル４２４のコア４２４１の中心穴４２４４の内面には、円周方向の３箇所に内径方向に突出したキー４２４６が軸方向に延長形成されている。一方、ハウジング４１の第１中空ボス４１４の先端部の外周面には、前記キー４２４６に対応して円周方向の３箇所にキー溝４１４１が先端面から軸方向に所要の長さで形成されている。また、当該第１中空ボス４１４の同じく外周面には前記３つのキー溝４１４１の円周方向の間にはそれぞれ径方向に弾性力を有し、かつ先端部にフック４１４３を有する舌片状の係止片４１４２が形成されている。ここでは、各係止片４１４２はそれぞれ第１中空ボス４１４の外周面に形成した溝４１４４内において径方向に弾性変形可能に形成されている。
【００３３】
この構造によれば、従来と同様にプリント基板４５の電極４５３にステータコイル４２４のコイル４２４３の各端子４２４３ａを半田付けし、これら端子の剛性によって当該ステータコイル４２４をプリント基板４５上に浮いた状態に搭載した後、当該プリント基板４５をハウジング４１の下ハーフ４１Ｄ内に内装したときに、ステータコイル４２４のキー４２４６を第１中空ボス４１４のキー溝４１４１に対応させた状態でステータコイル４２４を第１中空ボス４１４に嵌合させる。これにより、ステータコイル４２４のコア４２４１は下縁部においてキー溝４１４１の下端面に当接され、同時にコア４２４１の中心穴の上縁部において係止片４１４２のフック４１４３に係合されるため、ステータコア４２４はキー４２４６とキー溝４１４１とによって円周方向の位置決めが行われ、かつ係合片４１４２のフック４１４３によって第１中空ボス４１４からの脱落が防止される。したがって、この第２の実施形態では、プリント基板４５に対するステータコイル４２４の搭載作業は若干手間がかかるが、その後におけるステータコイル４２４の内装に際しては、第１中空ボス４１４に対するステータコイル４２４の高い位置精度が得られ、第１中空ボス４１４に組み付けられるロータ４２６に対して安定した、しかも高い位置精度が得られる。
【００３４】
図１３は第２の実施形態の変形例の第３の実施形態のステータコイル４２４の部分分解斜視図、図１４はそのステータコイル４２４を用いたブラシレスモータの組立状態の断面図である。この変形例ではステータコイル４２４のコア４２４１の中心穴４２４４の内面にキー４２４６を形成する構成は第２の実施形態と同じである。一方、第１中空ボス４１４では、前記キー４２４６に対応する円周位置に先端にフック４１４６を有する係合片４１４５を形成している構成が相違している。すなわち、第１中空ボス４１４には、前記キー４２４６に対応する円周位置に先端面から所要の長さの切溝４１４７を形成し、この切溝４１４７内に舌片状に形成した係合片４１４５を形成している。この係合片４１４５は内側面が第１中空ボス４１４の軸穴４１４８の内周面に沿って形成されている。
【００３５】
この第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様にしてステータコイル４２４をプリント基板４５に搭載し、当該プリント基板４５を下ハーフ４１Ｄに内装すると同時にステータコイル４２４を第１中空ボス４１４に嵌合すると、キー４２４６は係合片４１４５を内径方向に弾性変形させながら切溝４１４７内に進入されて行く。そして、キー４２４６が切溝４１４７の下端面に当接すると、係合片４１４５が外径方向に弾性復帰してフック４１４６がコア４２４１の上縁部に係合し、ステータコイル４２４は第１中空ボス４１４に軸方向に挟持された状態で取着される。このときステータコイル４２４は、キー４２４６と切溝４１４７によって円周方向及び軸方向についてそれぞれ位置決めが行われる。さらに係合片４１４５のフック４１４６とステータコイル４２４の上縁部との係合によって第１中空ボス４１４からの脱落が防止される。したがって、この第３の実施形態では、プリント基板４５に対するステータコイル４２４の搭載作業は若干手間がかかるが、その後におけるステータコイル４２４の内装に際しては、第１中空ボス４１４に対するステータコイル４２４の高い位置精度が得られ、第１中空ボス４１４に組み付けられるロータ４２６に対しても高くしかも安定した位置精度が得られる。さらに、この第３の実施形態では、ステータコイル４２４を第１中空ボス４１４に嵌合した後に、スリーブ軸受４２２を第１中空ボス４１４の軸穴４１４８内に圧入すると、係合片４２４５は内面がスリーブ軸受４２２の外周面に当接される状態となるため、それ以降は係合片４１４５が内径方向に弾性変形することが防止され、フック４２４６がステータコイル４２４の上縁部から外れることが無くなり、ステータコイル４２４の脱落を確実に防止することが可能になる。
【００３６】
なお、前記実施形態では、本発明のブラシレスモータをＡＦＳにおけるスイブルランプの駆動用アクチュエータに適用した例を示しているが、他の用途に用いるブラシレスモータとして適用できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ブラシレスモータのステータコイルは基板に搭載する前に、コアにベースを予め一体化してコイルの端子をターミナルに接続しておき、その上でコアベースのターミナルを基板に接続することでステータコイルの組み付けを行うことができる。これにより、基板に対するステータコイルの組み付けを容易に行うことができるとともに、コアベースによって基板に対するステータコイルの位置決めを高精度に行うことができ、ロータに対して安定したしかも高い位置精度の組み付けが実現できる。
【００３８】
また、本発明は、ステータコイルを回転シャフトを支持するボスに嵌合すれば、円周方向及び軸方向の位置決め手段によってステータコイルの位置決めが行われるとともに、係合手段によってステータコイルをボスに支持することができる。これにより、ステータコイルの組み付けが簡易でである一方で、ステータコイルはボスに対して高い位置精度が得られ、ボスに組み付けられるロータに対して安定したしかも高い位置精度の組み付けが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＦＳの概念構成を示す図である。
【図２】スイブルランプの縦断面図である。
【図３】スイブルランプの内部構造の分解斜視図である。
【図４】アクチュエータの部分分解斜視図である。
【図５】アクチュエータの平面図である。
【図６】アクチュエータの縦断面図である。
【図７】ステータコイルの部分分解斜視図である。
【図８】ブラシレスモータの要部の断面図である。
【図９】ＡＦＳの回路構成を示すブロック回路図である。
【図１０】アクチュエータの回路構成を示す回路図である。
【図１１】第２の実施形態のステータコイルの部分分解斜視図である。
【図１２】第２の実施形態のブラシレスモータの断面図である。
【図１３】第３の実施形態のステータコイルの部分分解斜視図である。
【図１４】第３の実施形態のブラシレスモータの断面図である。
【図１５】従来のブラシレスモータの断面図である。
【符号の説明】
１  センサ
２  ＥＣＵ
３  前照灯
３Ｌ，３Ｒ  スイブルランプ
４  アクチュエータ
５  レベリング機構
７  点灯回路
４２  ブラシレスモータ
４５  プリント基板
４１４  第１中空ボス
４２４  ステータコイル
４２５  コアベース
４２６  ロータ
４２７  ヨーク
４２８  ロータマグネット
４１４１  キー溝
４１４２  係合片
４１４５  係合片
４２４１  コア
４２４３  コイル
４２４３ａ  端子
４２４６  キー
４２５１  円環部
４２５２  係合片
４２５ａ１〜４２５ａ４  ターミナル
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３  ホールＩＣ
Ｓ１  イグニッションスイッチ
Ｓ２  照明スイッチ
【図１】
2004222463.tif 000003
【図２】
2004222463.tif 000004
【図３】
2004222463.tif 000005
【図４】
2004222463.tif 000006
【図５】
2004222463.tif 000007
【図６】
2004222463.tif 000008
【図７】
2004222463.tif 000009
【図８】
2004222463.tif 000010
【図９】
2004222463.tif 000011
【図１０】
2004222463.tif 000012
【図１１】
2004222463.tif 000013
【図１２】
2004222463.tif 000014
【図１３】
2004222463.tif 000015
【図１４】
2004222463.tif 000016
【図１５】
2004222463.tif 000017