(57)【要約】【課題】ステータの樹脂モールド時に、成形圧によりバスバーがインシュレータからずれることを防止できる電動モータを提供する。【解決手段】リア側インシュレータ１９には、コイル１８の端部を電気的に接続するためのバスバー端子２５を備えたバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃが配設される。バスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃには、一端が開いたスリット状部を有するバスバー端子２５が複数形成されており、各コイル１８の端部が係合される。そして、帯状に形成されたバスバー１７ｂ，１７ｃの環状の導体部が、リア側インシュレータ１９に所定の間隔で設けられた複数の直線状の収納溝２６に沿って一体に嵌め込まれている。収納溝２６の開口部には、外径側に突出して複数の突起２７が形成されており、各収納溝２６に対して２個の突起２７が所定の間隔で設けられ、バスバー１７ｂ，１７ｃの環状部端面を係止している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割されたステータコアと、
前記ステータコアを覆うことにより絶縁するインシュレータと、
前記インシュレータを介して、前記ステータコアに巻回されるコイルと、
前記各コイルの端部を係合する複数のバスバー端子が形成されたバスバーと、を備え、
前記コイルが巻回された前記インシュレータと前記バスバーとを一体にモールドして形成される電動モータにおいて、
前記インシュレータは、この一方の側面に所定の間隔を隔てて配置された、前記バスバーを嵌め込む複数の直線状の収納溝を備え、
前記収納溝の開口部には、外径側に突出して前記バスバーを係止する複数の突起が形成されていることを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータは、回転するロータと、このロータの外周面の外側に固定されたステータとで構成される。ステータは、ステータコアに装着されたインシュレータを介してコイルが巻回されている。例えば、３相の電動モータであれば、対向した３組のコイルでＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成している。これらの各コイル間の接続線（渡り線）および電源に繋がるリード線を結線し、コイルの結線作業を容易にする手段として、各コイルの端部と接続するための複数の端子を備える板状のバスバーと、バスバーを固定するバスバーホルダーとを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ステータコアに樹脂製インシュレータを介してコイルを直接巻回する場合に、インシュレータにコイル相互間およびコイル−電源間を接続するバスバーを一体にモールドする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４８４９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の電動モータでは、インシュレータやバスバーホルダーが必要になるためモータ軸長が長くなるとともに、インシュレータを使用した配線方法は、各相のコイルに応じたステータの結線作業が煩雑となるうえ、配線のためのスペース確保が必要となり大形化する。また、インシュレータに巻回されたコイル相互間およびコイル−電源間を接続したバスバーを一体に樹脂モールドする場合、インシュレータ近傍に、あるいはインシュレータに当接して配置されたバスバーに成形圧がかかり、樹脂によってバスバーがインシュレータから押し出され、コイルとバスバー間、あるいはバスバー同士の接触や絶縁不良が発生する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステータの樹脂モールド時に、成形圧によりバスバーがインシュレータからずれることを防止できる電動モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、分割されたステータコアと、前記ステータコアを覆うことにより絶縁するインシュレータと、前記インシュレータを介して、前記ステータコアに巻回されるコイルと、前記各コイルの端部を係合する複数のバスバー端子が形成されたバスバーと、を備え、前記コイルが巻回された前記インシュレータと前記バスバーとを一体にモールドして形成される電動モータにおいて、前記インシュレータは、この一方の側面に所定の間隔を隔てて配置された、前記バスバーを嵌め込む複数の直線状の収納溝を備え、前記収納溝の開口部には、外径側に突出して前記バスバーを係止する複数の突起が形成されていることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、ステータコアに装着したインシュレータに巻回されたコイルの端部と、インシュレータに嵌め込まれたバスバーに配置された複数のバスバー端子との係合部位が結線され電気的に接続されている。インシュレータには、帯状に形成されたバスバーの導体部を支持するために、一方の側面に開口した直線状の収納溝が径方向に所定の間隔を隔てて複数設けられている。さらに、収納溝の開口部の一方の壁面には、外径側に突出して収納溝に収納されたバスバーを係止する複数の突起が形成されている。これにより、バスバーが浮いて収納溝から抜けることを防止できるので、他の部材、例えばハウジングの内周面やロータに接触しない。この結果、ステータを一体成形でモールドする場合、成形圧が大きくなっても樹脂によってバスバーがインシュレータから押し出されることがなく、コイルとバスバー間、あるいはバスバー同士の接触や絶縁不良を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ステータの樹脂モールド時に、成形圧によりバスバーがインシュレータからずれることを防止できる電動モータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す軸方向断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る電動モータのステータ部分をモータ側から見た端面図。
【図３】図２のステータ部分に装着されるインシュレータの形状を示す図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ方向から見たインシュレータ部分（バスバー、コイルを含む）の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を具体化した実施形態について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動オイルポンプ装置１の概略構成を示す軸方向断面図である。本実施形態である電動モータ（以下、ブラシレスモータという）２は、３相のブラシレスモータであり、自動車のトランスミッション用の油圧ポンプとして用いられる電動オイルポンプ装置１に使用されるものである。ここで、ブラシレスモータ２は、対向した３組のコイルでＵ，Ｕ’相、Ｖ，Ｖ’相、およびＷ，Ｗ’相を構成して、直列にスター結線されている。図１に示すように、電動オイルポンプ装置１は、オイルを吸引・吐出するオイルポンプ（例えば、内接ギヤポンプ）３を備えており、オイルポンプ３とブラシレスモータ２とはユニット化（一体化）されている。
【００１２】
オイルポンプ３は、ここではトロコイド曲線型ポンプを用いていて、トロコイド歯形を有する内歯を備えたポンプ用アウタロータ（以下、アウタロータという）９の内周側に、外歯を備えたポンプ用インナロータ（以下、インナロータという）１０を噛み合わせ、ポンプハウジング１２内にこれらのアウタロータ９およびインナロータ１０を偏心して回転自在に配置したものである。
【００１３】
インナロータ１０は、回転駆動軸６におけるロータ５を形成した部分より一方（図１の左側）に寄った部分に外嵌固着されて、この回転駆動軸６とともに回転するようになっている。アウタロータ９は、このインナロータ１０の外歯よりも１歯多い内歯を備え、回転駆動軸６に対して偏心した位置を中心にポンプハウジング１２内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータ１０は、外歯がこのアウタロータ９の内歯に全周の一部で噛み合うとともに、各外歯がこのアウタロータ９の内面に全周の各所でそれぞれほぼ内接しながら回転するようになっている。
【００１４】
したがって、ブラシレスモータ２により回転駆動軸６が回転駆動されると、このオイルポンプ３のアウタロータ９およびインナロータ１０の間隙の容積がこの回転駆動軸６の回転の間に拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じる図示しないインポートからアウトポートに向けてオイルを送り出すポンプ動作が行われることになる。
【００１５】
また、図１に示すように、ブラシレスモータ２は、回転するモータ用ロータ（以下、ロータという）５と、このロータ５の外周面の外側に固定されたモータ用ステータ（以下、ステータという）４とで構成される。ロータ５は、回転駆動軸６の外周面に、例えば、複数個の永久磁石７を周方向に沿って並べて配置し形成したものである。回転駆動軸６は、ブラシレスモータ２とオイルポンプ３とで共用する回転軸であり、両端部をモータハウジング１２の内部に軸受（例えば、転がり軸受）２３，２４によって回転自在に軸支されている。
【００１６】
ステータ４は、ロータ５の外周面の外側にわずかなエアギャップを介してステータコア８の内向きの突極（以下、ティースという）を複数配置している。ティースの数は、本実施例では６個としている。このステータコア８の各ティースにはそれぞれコイル１８が巻回されている。ここで、ステータコア８の軸方向両端に、コイル１８をステータコア８から絶縁するためのインシュレータ１３，１９が装着されている。なお、便宜的にステータ４におけるポンプ側をフロント側インシュレータ１３、その反対側をリア側インシュレータ１９として説明する。
【００１７】
ポンプハウジング１２およびモータハウジング１１は、非磁性材料（例えば、アルミダイカスト）で構成される。フロント側インシュレータ１３およびリア側インシュレータ１９は、樹脂材料（例えば、ＰＰＳ等の絶縁体）により形成される。ハウジング本体は、上記ポンプハウジング１２、フロント側インシュレータ１３、モータハウジング１１、および後述する本体ケース２０で構成されている。
【００１８】
フロント側インシュレータ１３には、ステータコア８に巻回されたコイル１８が一体に埋設（モールド）されている。さらに、フロント側インシュレータ１３には、６本のボルト１４を挿通するための貫通穴が軸中心に対して周方向に等間隔で配置されている。
【００１９】
また、ステータコア８に装着したリア側インシュレータ１９には、６個の金属製（例えば、鉄または銅等）のナット１６がインサート成形により埋設されている。そして、ポンプハウジング１２から挿入されたボルト１４をリア側インシュレータ１９に埋設されたナット１６にねじ止めすることにより、ブラシレスモータ２のステータ４が固定されている。
【００２０】
本実施形態である電動オイルポンプ装置１には、樹脂製（例えば、ＰＰＳ）の本体ケース２０の外側端面に、ブラシレスモータ２を制御するための制御基板２１が取り付けられている。制御基板２１には、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ２の各コイル１８に駆動電流を供給するインバータ回路と、ホール素子等のセンサが検出したアウタロータ９の回転位置の情報に基づいてこのインバータ回路を制御する制御回路が実装されている。
【００２１】
また、制御基板２１は、上記回路の基板上の図示しないコイルやコンデンサ等の電子部品とともに熱伝導性のよい金属製（例えば、アルミダイカスト）のコントローラハウジング２２に密閉して収容され、それら各部材によって電動オイルポンプ装置１のコントローラが構成されている。このコントローラハウジング２２内に制御基板２１や上記電子部品が密閉して収容されることで、コントローラへの防水性が確保されている。
【００２２】
そして、上記構成により、制御基板２１によって制御された駆動電流がリア側インシュレータ１９のバスバー端子２５（図２参照）を介して各コイル１８に供給されるようになっている。これにより、コイル１８に回転磁界が発生し、永久磁石７にトルクが生じてロータ４が回転駆動される。このようにして、インナロータ１０が回転駆動されると、アウタロータ９がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ９の内歯と，インナロータ１０の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、インポートおよびアウトポートを通じてオイルを吸入・吐出するポンプ動作が行われる。
【００２３】
次に、図２は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ２のステータ部分をモータ側から見た端面図、図３は、図２のステータ部分に装着されるインシュレータ１９の形状を示す図、図４は、図２におけるＡ−Ａ方向から見たインシュレータ部分（バスバー、コイルを含む）の断面図である。
【００２４】
図２〜図４に示すように、ステータ４に用いられているステータコア８は、３相構造に対応するもので、６個のティースは、それぞれ周方向に対向して配置されたティースと対をなして、Ｕ，Ｕ’相、Ｖ，Ｖ’相およびＷ，Ｗ’相の各相を構成している。また、ステータコア８に装着されるインシュレータ１３，１９は、ポンプ側から挿入されるフロント側インシュレータ１３（図１参照）と、その反対側から挿入されるリア側インシュレータ１９とからなる一対の組部材として構成されている。
【００２５】
ステータコア８に装着されたフロント側インシュレータ１３およびリア側インシュレータ１９を介してコイル１８が巻回されている。リア側インシュレータ１９には、コイル１８同士あるいはコイル１８と制御基板２１（図１参照）とを電気的に接続するための複数のバスバー端子２５を備えた３種類のバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃが配設される。ここで、バスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、長尺の金属板材（例えば、銅、銅合金）が平板を折り曲げる等の加工を施すことで、所定の形状に成形されたものである。このバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃには、一端が開いたスリット状部を有するバスバー端子２５が複数形成されている。そして、各コイル１８の端部が係合されて、この係合部がさらにヒュージング加工により抵抗溶接されている。
【００２６】
ここで、バスバー１７ａは、各相のコイル１８の巻き始めの端部を電気的に接続する結線部材であり、本実施例では３個のリア側インシュレータ１９にそれぞれバスバー１７ａがモールドされている。バスバー１７ａのコイル１８と接続されるバスバー端子２５と反対側の円環部は、外部の制御基板２１と電気的に接続される中継部材として形成され、それぞれＵ，Ｖ，Ｗ相の電極を構成している。
【００２７】
また、バスバー１７ｂは、対向するＵ，Ｕ’相、Ｖ，Ｖ’相およびＷ，Ｗ’相の各相のコイル１８間を電気的に接続する３個の結線部材であり、バスバー１７ｃは、各相のコイル１８の巻き終わりの端部を電気的に接続する１個のＵ’相、Ｖ’相およびＷ’相の各相のアース側の共通端子（ｃｏｍｍｏｎ）を構成する共用結線部材である。
【００２８】
各バスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃには、それぞれ一端が開いたスリット状部（開口部）を有するバスバー端子２５がリア側インシュレータ１９の外周から径方向に突出した状態で所定の個数だけ一体形成されている。そして、バスバー端子２５には、それぞれＵ，Ｕ’相、Ｖ，Ｖ’相およびＷ，Ｗ’相の各相を構成するコイル１８の一方の端部が接続されている。
【００２９】
そして、帯状に形成されたバスバー１７ｂ，１７ｃの環状導体部は、リア側インシュレータ１９に周方向に設けられた複数の直線状の収納溝２６に沿って一体に嵌め込まれている。このとき、収納溝２６の一方の壁面の端部に外径側に突出した複数の突起２７が形成されている。本実施例では、各収納溝２６に対して２個の突起２７が所定の間隔で設けられ、バスバー１７ｂ，１７ｃの環状部端面を係止している。
【００３０】
以下に、図２を参照して、ステータ４のリア側の組み立て方法について説明する。まず、モータハウジング１１内に分割されたステータコア８にフロント側インシュレータ１３（図１参照）、リア側インシュレータ１９および巻回されたコイル１８が組み込まれた各ステータアッセンブリが圧入される。次に、巻回されたコイル１８の巻き始め端部（例えば、Ｕ相）は、バスバー１７ａのバスバー端子２５の先端部（スリット状部）に挟み込まれる。同じくＵ相コイル１８の巻き終わり端部は、リア側インシュレータ１９に嵌め込まれたバスバー１７ｂの一方のバスバー端子２５の先端部に挟み込まれる。
【００３１】
続いて、Ｕ相の周方向反対側のティースから巻回されたコイル１８（例えば、Ｕ’相）の巻き始め端部は、バスバー１７ｂの他方のバスバー端子２５の先端部に挟み込まれる。同じくＵ’相コイル１８の巻き終わり端部は、リア側インシュレータ１９に嵌め込まれたバスバー１７ｃのバスバー端子２５の先端部に挟み込まれる。以上によりＵ相とＵ’相とは直列に接続される。上記Ｕ，Ｕ’相と同様に、Ｖ，Ｖ’相、およびＷ，Ｗ’相に巻回されたコイル１８の端部を各バスバー端子２５の先端部に挟み込み、ヒュージングにより抵抗溶接する。さらに、ヒュージング加工後、バスバー端子２５を周方向に９０°以上折り曲げ、ステータ４のリア側が形成される。
【００３２】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るブラシレスモータ２の作用および効果について説明する。
【００３３】
上記構成によれば、分割されたステータコア８に装着したフロント側インシュレータ１３およびリア側インシュレータ１９に巻回されたコイル１８の端部と、リア側インシュレータ１９に嵌め込まれたバスバー１７a，１７ｂ，１７ｃに配置された複数のバスバー端子２５との係合部位がヒュージングにより結線され電気的に接続される。リア側インシュレータ１９には、バスバー１７ｂ，１７ｃの帯状に形成された導体部を支持するための周方向に直線状の収納溝２６が径方向に所定の間隔を隔てて複数設けられており、さらに、収納溝２６の開口部の一方の壁面に外径側に突出して、収納溝２６に収納されたバスバー１７ｂ，１７ｃを係止する複数の突起２７が形成されている。
【００３４】
これにより、リア側インシュレータ１９にバスバー１７ｂ，１７ｃを直接挿入する収納溝２６を設けたので、ブラシレスモータ２の軸長を短くできるとともに、バスバー１７ｂ，１７ｃをリア側インシュレータ１９に設けられた直線状の収納溝２６に沿って容易に嵌め込み、突起２７によって確実に固定することができる。さらに、突起２７によってバスバー１７ｂ，１７ｃが浮いて収納溝２６から抜けることが防止できるので、他の部材、たとえばモータハウジング１１の内周面やロータ５に接触しない。この結果、ステータ４を一体成形でモールドする場合、バスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃに成形圧がかかり樹脂によってバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃがリア側インシュレータ１９から押し出されることがなく、コイル１８とバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ間、あるいはバスバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ同士の接触や絶縁不良を防止することができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、ステータを樹脂モールドするときに、成形圧によりバスバーがインシュレータからずれることを防止できるブラシレスモータを提供できる。また、軸方向寸法が短縮されることで、小型・軽量なブラシレスモータとすることができる。
【００３６】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
【００３７】
上記実施形態では、リア側インシュレータ１９に設けた複数の収納溝２６に複数の突起２７を形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、確実にバスバー１７ｂ，１７ｃの抜け止めができるものであれば、突起２７が配置される収納溝２６および突起２７の個数は、少なくてもよい。
【００３８】
上記実施形態では、ブラシレスモータ２を電動オイルポンプ装置１に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ２を用いた他の装置（例えば、電動パワーステアリング装置等）に適用してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、オイルポンプ３として内接ギヤ式ポンプを用いる場合を示したが、これに限定されるものでなく、ベーン駆動や外接ギアなどを用いた回転型ポンプであってもよい。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、ブラシレスモータ２のロータ５は、回転駆動軸６の外周部に複数個の永久磁石７を配置し固着する場合を示したが、リング状の永久磁石を固着したものを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：電動オイルポンプ装置、２：ブラシレスモータ（電動モータ）、３：オイルポンプ、
４：モータ用ステータ、５：モータ用ロータ、６：回転駆動軸、７：永久磁石、
８：ステータコア、９：ポンプ用アウタロータ、１０：ポンプ用インナロータ、
１１：モータハウジング、１２：ポンプハウジング、１３：フロント側インシュレータ、
１４：ボルト、１６：ナット、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ：バスバー、１８：モータコイル、
１９：リア側インシュレータ、２０：本体ケース、２１：制御基板、
２２：コントローラハウジング、２３、２４：軸受、２５：バスバー端子、
２６：リア側インシュレータ収納溝、２７：突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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