(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを有する固定子と、
前記コイルに供給する励磁電流を切換える制御回路と、
前記固定子が形成する磁界の変化にともない回転する回転子と、
前記制御回路および前記コイルと電気的に接続し、端子母材を分割して形成されている端子部と、を備え、
前記制御回路は、回路本体、ならびに前記回路本体と前記端子部とを接続する回路端子を有し、前記端子部を構成する複数の端子は、前記端子母材を分割する前の状態において前記回路本体よりも外周側において互いに連結されており、
前記端子母材は、内周側に前記回路端子と接続される複数の接続部を有し、外周側に前記コイルとフュージング接続される複数の爪を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記端子部は、前記爪と前記接続部とを連結する電気経路から突出している部分を有することを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記複数の接続部は同一平面上に存在することを特徴とする請求項１または２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記端子母材を分割した状態において前記制御回路は前記端子部を支持していることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記回路端子は前記回路本体よりも外周側で前記端子部と接続していることを特徴とする請求項４記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記回路端子と前記端子部との接続箇所は矩形上に配置されていることを特徴とする請求項４または５記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載のブラシレスモータと、
前記回転子とともに回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転により吸入燃料を加圧するポンプ部とを備えることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のブラシレスモータの製造方法であって、
前記端子母材を端子支持部材に装着する工程と、
前記端子母材を分割し、前記コイルおよび前記制御回路と電気的に接続する前記端子部を形成する工程とを有することを特徴とするブラシレスモータの製造方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載のブラシレスモータの製造方法であって、
前記端子母材と前記制御回路とを電気的に接続する工程と、
前記端子母材を分割し、前記制御回路および前記コイルと電気的に接続する前記端子部を形成する工程とを有することを特徴とするブラシレスモータの製造方法。
【請求項１０】
前記端子母材を１回の打ち抜きにより分割することを特徴とする請求項８または９記載のブラシレスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数相のコイルに供給する励磁電流を制御回路で切換えるブラシレスモータ、その製造方法およびブラシレスモータを用いた燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転子とともに回転する整流子の各セグメントに対応してコイルが巻回されており、回転する整流子にブラシが摺動することによりコイルに供給する励磁電流を切換えるモータでは、電気的接続部である整流子とブラシとの摺動部に摩耗が生じるという問題がある。
【０００３】
そこで、特開平５−３４０３４５号公報に開示されている燃料供給装置のように、複数相のコイルに供給する励磁電流を制御回路で切換えれば、電気的接続部における摺動を廃止したブラシレスモータを構成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各相のコイルおよび制御回路と接続する端子をそれぞれ別々に形成すると、部品点数が増加するとともに端子の位置決めが煩雑であり、製造工数が増加するという問題がある。
本発明の目的は、部品点数が少なく製造の容易なブラシレスモータ、その製造方法およびブラシレスモータを用いた燃料ポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のブラシレスモータによると、複数相のコイルと各コイルに供給する励磁電流を切換える制御回路とを電気的に接続する端子部を端子母材を分割して形成している。したがって、支持部材等に装着してから端子母材を分割すれば、端子部を構成する各端子毎に組付ける場合に比べ、部品点数が減少するとともに端子の位置決めが容易である。したがって、製造工数が減少し製造コストが低減する。
【０００６】
本発明の請求項２記載のブラシレスモータによると、端子部は、コイルとの接続部と制御回路との接続部との間を連結する電気経路から突出している部分を有しているので、端子部を構成する端子の熱容量を大きくすることができる。したがって、端子部と制御回路とをはんだ付けした後、端子部とコイルとをフュージング等により電気的に接続する場合、コイルと電気的に接続する端子部の接続部を加熱しても、端子部と制御回路との接続部における温度上昇を抑制することができる。したがって、端子部と制御回路との電気的接続を保持できる。
【０００７】
本発明の請求項３記載のブラシレスモータによると、制御回路と電気的に接続する端子部の接続部が同一平面上に存在するので、例えばはんだ付け等による端子部と制御回路の各端子との電気的接続が容易である。
【０００８】
本発明の請求項４記載のブラシレスモータによると、端子部を構成する複数の端子は、端子母材の分割前に制御回路の回路本体よりも外周側において連結されており、端子部と電気的に接続している制御回路は端子部を機械的に支持している。したがって、制御回路と端子母材とを電気的に接続する前に例えば樹脂に端子母材をインサ−ト成形し樹脂材により端子母材を支持しておかなくても、端子母材と制御回路とを電気的に接続してから各端子の連結を切断し端子部を形成することができる。これにより、インサート成形の工数を低減することができる。
【０００９】
さらに、端子母材を分割する前の状態で各端子が回路本体よりも外周側で連結されているので、一回の打ち抜きにより端子母材を各端子に分割することができる。端子母材の分割工数が低減するので、製造工数が減少し製造コストが低減する。
【００１０】
本発明の請求項５記載のブラシレスモータによると、制御回路の回路端子は回路本体よりも外周側で端子部と接続している。したがって、はんだ付けに加え、溶接治具により端子部と回路端子との接続箇所を挟持して行う溶接によっても端子部と回路端子とを電気的かつ機械的に接続することができる。
【００１１】
本発明の請求項６記載のブラシレスモータによると、回路端子と端子部との接続箇所は矩形上に配置されている。したがって、回路素子と端子部とを電気的かつ機械的に接続するとき、接続箇所の四隅を合わせることにより制御回路および端子部の位置合わせが容易になる。
【００１２】
本発明の請求項７記載の燃料ポンプによると、請求項１から６のいずれか一項記載のブラシレスモータを用いているので、燃料ポンプの部品点数が減少するとともに、燃料ポンプの製造が容易になる。
【００１３】
本発明の請求項８記載のブラシレスモータの製造方法によると、端子母材を端子支持部材に装着してから端子母材を分割し、コイルおよび制御回路と電気的に接続する端子部を形成するので、部品点数が減少するとともに、端子の位置決めが容易である。したがって、製造工数が減少し製造コストが低減する。
【００１４】
本発明の請求項９記載のブラシレスモータの製造方法によると、端子母材と制御回路とを電気的に接続してから端子母材を分割するので、端子支持部材に端子母材を装着してから端子母材を分割する工程を省略することができる。したがって、製造コストを低減できる。
【００１５】
本発明の請求項１０記載のブラシレスモータの製造方法によると、１回の打ち抜きにより端子母材を分割するので、分割工数が低減する。したがって、製造工数が減少し製造コストが低減する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明のブラシレスモータを燃料ポンプに用いた第１実施例を図２に示す。図２に示す燃料ポンプ１０は、例えば車両等の燃料タンク内に収容されており、燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側に供給するものである。
【００１７】
燃料ポンプ１０は、ポンプ部２０とポンプ部２０を駆動する電磁駆動部としてのモータ部３０とから構成されている。モータ部３０はブラシレスモータを構成している。
ポンプ部２０は、ケーシング本体２１、ケーシングカバー２２およびインペラ２３等から構成されている。ケーシング本体２１およびケーシングカバー２２により一つのケーシング部材が構成され、その内部に回転部材としてのインペラ２３が回転自在に収容されている。ケーシング本体２１およびケーシングカバー２２は、例えばアルミのダイカスト成形により形成されている。ケーシング本体２１はハウジング１１の一方の端部内側に圧入固定されており、その中心に軸受２４が嵌着されている。ケーシングカバー２２は、ケーシング本体２１に被せられた状態でハウジング１１の一端にかしめ等により固定されている。
【００１８】
ケーシングカバー２２に燃料吸入口６０が形成されており、周縁部に羽根片を形成したインペラ２３が回転することにより図示しない燃料タンク内の燃料が燃料吸入口６０からポンプ流路６１に吸入される。ポンプ流路６１は、インペラ２３の外周に沿いケーシング本体２１とケーシングカバー２２との間にＣ字状に形成されている。ポンプ流路６１に吸入された燃料はインペラ２３の回転により加圧され、モータ部３０の燃料室６２に圧送される。
モータ部３０は、回転子３１、固定子３５、端子部４３および制御回路５０等からなる。
【００１９】
回転子３１は、有底円筒状のヨーク３２と、ヨーク３２の内周壁に接着剤等により固定された永久磁石３３と、ヨーク３２に貫挿されヨーク３２とともに回転するシャフト３４とからなる。シャフト３４は、軸受け２４およびベアリング２５により軸受けされている。ベアリング２５はベアリング支持部材４０の内周に配設されている。ヨーク３２のシャフト支持部３２ａの外周壁は後述する固定子３５の円筒部材３８の内周壁と隙間を形成しているので、回転子３１は固定子３５と干渉することなく回転する。
【００２０】
固定子３５は回転子３１の内周側に配設されている。固定子３５は、固定コア３６と、固定コア３６に巻回された三相のコイル３７と、固定コア３６の内周に配設され固定コア３６を支持する円筒部材３８とを有する。円筒部材３８がベアリング支持部材４０の収容部４０ａに圧入することにより、固定子３５はベアリング支持部材４０に取付けられている。
ベアリング支持部材４０は、収容部４０ａ、円環部４０ｂ、ならびに収容部４０ａと円環部４０ｂとを連結する腕部４０ｃからなり、ハウジング１１に圧入されている。
【００２１】
樹脂製の端子支持部材４１はベアリング支持部材４０に溶着等により固定されており、端子支持部材４１に端子部４３がインサート成形されている。端子部４３は、各相のコイル３７および制御回路５０の各端子と電気的に接続している。制御回路５０は端子支持部材４１の中央部に形成された凹部４１ａに収容されている。制御回路５０は、各相毎に巻回されたコイル３７に供給する励磁電流を切換える。
出口カバー６３は、ベアリング支持部材４０に被せられた状態でハウジング１１の一端にかしめ等により固定されている。出口カバー６３には燃料吐出口６３ａが形成されており、燃料室６２を通った燃料が燃料吐出口６３ａから燃料ポンプ１０外に送出される。
【００２２】
次に、端子部４３の構造を詳細に説明する。制御回路５０を取り去り図２の上方からみた端子部４３を図１に示し、制御回路５０の底面に設けた端子を図３に示す。
図１に示すように、端子部４３は、Ｕ相端子４４、Ｖ相端子４５、Ｗ相端子４６、Ｎ相端子４７、＋端子４８、−端子４９からなり、各端子はスリット１００、１０１、１０２により電気的に絶縁されている。Ｕ相端子４４、Ｖ相端子４５、Ｗ相端子４６、Ｎ相端子４７に爪４２ａが形成されており、爪４２ａが各相のコイル３７とフュージングにより電気的に接続している。図５に示すように、＋端子４８、−端子４９は出口カバー６３から燃料ポンプ１０の外部に突出している。この突出部から制御回路５０に電力が供給される。
【００２３】
図３に示すように、制御回路５０の底面に端子部４３の各端子とはんだ付けにより電気的に接続される端子が形成されている。Ｕ相端子４４とＵ相端子５０ａ、Ｖ相端子４５とＶ相端子５０ｂ、Ｗ相端子４６とＷ相端子５０ｃ、Ｎ相端子４７とＮ相端子５０ｄ、＋端子４８と＋端子５０ｅ、−端子４９と−端子５０ｆとが電気的に接続されている。制御回路５０の各端子と接続する端子部４３の図１に示す各端子の接続部４４ａ、４５ａ、４６ａ、４７ａ、４８ａ、４９ａは同一平面上に配置されている。したがって、図４に示すように端子支持部材４１の凹部４１ａに制御回路５０を嵌合すると、端子部３７と制御回路５０との各端子同士が当接する。
【００２４】
次に、モータ部３０の製造方法について説明する。
(1) 図６に示す端子母材４２を端子支持部材４１にインサート成形する。インサート成形に代えて端子支持部材４１に端子母材４２を接着してもよい。図１に示すように、端子母材４２にスリット１００、１０１、１０２を形成し、各端子に分割して端子部４３を構成する。端子部４３の外形線は各スリットを介して連続している。端子部４３の各端子は一つの端子母材４２を分割して形成されているので、電気的接続に不要な突出部分を有している。
【００２５】
(2) 端子部４３の各端子と制御回路５０の各端子とをはんだ付けする。
(3) 端子部４３の爪４２ａでコイル３７をかしめた後、爪４２ａとコイル３７とをフュージングにより電気的に接続する。Ｕ相端子４４、Ｖ相端子４５、Ｗ相端子４６およびＮ相端子４７は、コイル３７との接続部と、制御回路５０の端子との接続部とを連結する電気経路から突出する部分を有しているので熱容量が大きい。したがって、端子部４３と制御回路５０の端子とをはんだ付けした後にＵ相端子４４、Ｖ相端子４５、Ｗ相端子４６およびＮ相端子４７の爪４２ａとコイル３７とをフュージングにより加熱しても、端子部４３と制御回路５０の端子とのはんだ付け箇所の温度上昇が抑制される。これにより、端子部４３とコイル３７とをフュージングしても、端子部４３と制御回路５０との電気的接続を保持できる。
上記(1) 、(2) および(3) の各工程の前後で他部材を組付けることによりモータ部３０を製造する。そして、モータ部３０を用いて燃料ポンプ１０を製造する。
【００２６】
このように製造された燃料ポンプ１０の制御回路５０から各端子を介して各相のコイル３７に供給する励磁電流を切換えることにより、固定子３５が形成する磁界が変化し、この変化に伴い回転子３１が回転する。回転子３１の回転に伴いインペラ２３が回転すると、燃料吸入口６０からポンプ流路６１に燃料が吸入され、この燃料がインペラ２３の各羽根片から運動エネルギーを受けてポンプ流路６１から燃料室６２に圧送される。燃料室６２に圧送された燃料は、回転子３１の周囲を通過し燃料吐出口６３ａから燃料ポンプ外に吐出される。
【００２７】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による端子母材を図７に示す。
端子母材７０は径方向外側に突出するコ字状の突部７７を３箇所設けている。この突部７７、ならびに＋端子７５および−端子７６の所定位置１１０を打ち抜くことにより、一度の打ち抜きで端子母材７０をＵ相端子７１、Ｖ相端子７２、Ｗ相端子７３、Ｎ相端子７４、＋端子端子７５、−端子端子７６に分割することができる。
【００２８】
以上説明した第１実施例および第２実施例では、予め端子支持部材に端子母材を装着してから分割することにより、組付け部品の点数が減少するとともに端子の位置決めが容易である。したがって、モータ部の製造が容易になる。
また上記複数の実施例では、固定子の外周に配置した回転子が回転するブラシレスモータについて説明したが、本発明のブラシレスモータの構成および製造方法は固定子の内周に配置した回転子が回転するブラシレスモータにも適用できる。
【００２９】
（第３実施例）
図１０に示すように、燃料ポンプ８０のブラシレスのモータ部９０は、回転子８２、固定子８６、端子部１３１および制御回路１４０等からなる。回転子８２は固定子８６の内周側に配設されている。
【００３０】
回転子８２は、円筒状のヨーク８３と、ヨーク８３の外周壁に接着剤等により固定された永久磁石８４と、ヨーク８３とともに回転するシャフト８５とからなる。固定子８６は、固定コア８７と、固定コア８７に巻回されたコイル８８とを有する。シャフト８５は、軸受け９１およびベアリング９２により軸受けされている。ベアリング９２はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）で形成されたベアリング支持部材９３の内周に配設されている。
【００３１】
図９は、図１０に示すカバー８１を取り除いた状態で矢印IX方向から見た矢視図である。端子部１３１は、ａ相端子１２１、ｂ相端子１２２、ｃ相端子１２３、ｄ相端子１２４、ｅ相端子１２５の５相の端子と、中性端子１２６、１２７と、＋端子１２８、−端子１２９とを有する。端子部１３１の爪１２０ａとコイル８８とが電気的に接続されており、端子部１３１の内周側に位置する図９に図示されていない接続部１２０ｂ（図１０参照）と制御回路１４０の回路端子１４２とが電気的に接続している。接続部１２０ｂと回路端子１４２との接続箇所は長方形の同一平面上に配置されている。＋端子１２８および−端子１２９を介し制御回路１４０の回路本体１４１に電力が供給される。
【００３２】
図８に示すように、端子母材１２０は、ａ相端子１２１、ｂ相端子１２２、ｃ相端子１２３、ｄ相端子１２４、ｅ相端子１２５と、中性端子１２６、１２７と、＋端子１２８、−端子１２９と、＋端子１２８および−端子１２９を除く各端子を各端子の外周で接続している円環部１３０とからなる。＋端子１２８および−端子１２９は、分割前にそれぞれ中性端子１２６、１２７と連結している。つまり、端子母材１２０を分離する前の状態において、端子部１３１の各端子は回路本体１４１よりも外周側で互いに連結している。
端子母材１２０を図８に示す一点鎖線１５０で切断することにより各端子は電気的に切断される。端子部１３１の接続部１２０ｂは回路端子１４２と溶接により電気的かつ機械的に接続されている。
【００３３】
次に、モータ部９０の製造方法について説明する。
(1) 端子母材１２０の内周側の接続部１２０ｂと回路端子１４２とを溶接する。その後、接続部１２０ｂと回路端子１４２との接続箇所と爪１２０ａとの間を環状に樹脂モールドし、端子支持部材１４５を形成する。
【００３４】
(2) 図８の一点鎖線１５０で示す位置を一回の工程でポンチにより打ち抜き、各端子を電気的に切断する。
(3) 端子部１３１の爪１２０ａでコイル８８をかしめた後、爪１２０ａとコイル８８とをフュージングにより電気的に接続する。
上記(1) 、(2) および(3) の各工程の前後で他部材を組付けることによりモータ部９０を製造する。そして、モータ部９０を用いて燃料ポンプ８０を製造する。
【００３５】
第３実施例では、端子部１３１の接続部１２０ｂと回路端子１４２とが回路本体１４１よりも外周側で電気的に接続するので、はんだ付けに加え、接続部１２０ｂと回路端子１４２とを溶接治具で挟持し溶接することができる。
また第３実施例では、端子母材１２０を分割する前の状態で回路本体１４１よりも外周側で各端子が互いに連結しているので、端子母材１２０の接続部１２０ｂと回路端子１４２とを溶接した後で、ポンチを用いた一回の打ち抜きにより各端子を電気的に切断できる。
【００３６】
また第３実施例では、端子母材１２０の接続部１２０ｂと回路端子１４２とを溶接した後樹脂モールドし端子支持部材１４５を形成したが、接続部１２０ｂと回路端子１４２とを溶接した状態で、制御回路１４０が端子母材１２０を機械的にも支持しているので、樹脂モールドすることなく端子母材１２０を分割可能である。この場合、端子母材１２０と制御回路１４０とを溶接した後端子母材１２０を分割した状態で絶縁材で形成されたベアリングホルダー９２に直接端子部１３１を載置すればよい。これにより、樹脂モールドの工程が省略され、製造工数が低減する。
また、接続部１２０ｂと回路端子１４２との接続箇所が長方形の同一平面上に配置されているので、接続箇所の四隅を合わせることにより端子母材１２０と制御回路１４０とを容易に位置合わせできる。
【００３７】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、制御回路に電力を供給する＋端子および−端子を端子部に設けたが、コイルと電気的に接続する端子だけで端子部を構成してもよい。
また、燃料ポンプのモータ部として本発明のブラシレスモータを適用したが、どような装置の駆動源として本発明のブラシレスモータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のIV−IV線断面から制御回路を除いた状態を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による燃料ポンプを示す断面図である。
【図３】第１実施例の制御回路を示す底面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のＶ方向矢視図である。
【図６】（Ａ）は分割前の端子母材を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施例による端子母材を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施例による端子母材と制御回路とを接続した状態を示す平面図である。
【図９】図１０においてカバー８１を取った状態におけるIX方向矢視図である。
【図１０】第３実施例による燃料ポンプを示す断面図である。
【符号の説明】
１０    燃料ポンプ              、  ２３    インペラ（回転部材）
３１    回転子                  、  ３２    ヨーク（回転子）
３３    永久磁石（回転子）      、  ３４    シャフト（回転子）
３５    固定子                  、  ３６    固定コア（固定子）
３７    コイル（固定子）        、  ３８    円筒部材（固定子）
４１    端子支持部材            、  ４２    端子母材
４３    端子部                  、  ４４    Ｕ相端子
４５    Ｖ相端子                、  ４６    Ｗ相端子
４７    Ｎ相端子                、  ４８    ＋端子
４９    −端子                  、  ５０    制御回路
７０    端子母材                、  ８０    燃料ポンプ
８２    回転子                  、  ８６    固定子
９０    モータ部                、１２０    端子母材
１２１    ａ相端子                、１２２    ｂ相端子
１２３    ｃ相端子                、１２４    ｄ相端子
１２５    ｅ相端子                、１２６、１２７    中性端子
１２８    ＋端子                  、１２９    −端子
１３１    端子部                  、１４０    制御回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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