(57)【要約】【課題】モータを軸方向に対して薄型化する。【解決手段】環状の電機子、界磁用磁石３３を有するロータ部３、ロータ部３を電機子に対して中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持する軸受機構４、および、電機子を収納するカバー部を備える電動式のインナロータ型のモータにおいて、カバー部は電機子の外周面および下部を覆うステータカバー１３、並びに、上部を覆う上カバー１４により構成される。ロータ部３にはロータコア３２の下面側に凹部３２５が設けられ、プレス加工により形成されたステータカバー１３が有する軸受保持部１３１３の上部が凹部３２５内に位置する。また、ロータ部３の上面には環状のセンサ用磁石３４が取り付けられ、プレス加工により形成された上カバー１４が有する軸受保持部１４３の下部がセンサ用磁石３４内に位置する。これにより、モータを軸方向に対して薄型化することができる。【選択図】図１４
2009095139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式のモータであって、
環状の電機子と、
前記電機子内に挿入されるロータ部と、
前記ロータ部を前記電機子に対して前記電機子の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、
前記電機子の下面を覆うとともに前記軸受機構の少なくとも一部を保持する軸受保持部を有する下カバーと、
を備え、
前記ロータ部が、
前記軸受機構に支持されるシャフトと、
前記シャフトに固定され、下部の中央に凹部を有するロータコアと、
前記ロータコアの外周に取り付けられた界磁用磁石と、
を備え、
前記下カバーがプレス加工により成形されており、
前記下カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記凹部内に位置することを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記下カバーが前記電機子の外側面の少なくとも下部を覆う側壁部を有する略有底円筒状であり、
前記下カバーの前記側壁部が、プレス加工にて形成されて内側に突出する複数の突出部を有し、
前記電機子のコアの下面が前記複数の突出部に当接することを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータであって、
前記電機子の上面を覆うとともに前記軸受機構の一部を保持する軸受保持部を有する上カバーと、
前記ロータ部の回転位置を検出するセンサと、
をさらに備え、
前記ロータ部が、前記ロータコアの上部に取り付けられ、前記センサに対向する環状の着磁面を有する環状のセンサ用磁石をさらに備え、
前記上カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記センサ用磁石の内側に位置することを特徴とするモータ。
【請求項４】
電動式のモータであって、
環状の電機子と、
前記電機子内に挿入されるロータ部と、
前記ロータ部を前記電機子に対して前記電機子の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、
前記電機子の上面を覆うとともに前記軸受機構の少なくとも一部を保持する軸受保持部を有する上カバーと、
前記ロータ部の回転位置を検出するセンサと、
を備え、
前記ロータ部が、
前記軸受機構に支持されるシャフトと、
前記シャフトに固定されるロータコアと、
前記ロータコアの外周に取り付けられた界磁用磁石と、
前記ロータコアの上部に取り付けられ、前記センサに対向する環状の着磁面を有する環状のセンサ用磁石と、
を備え、
前記上カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記センサ用磁石の内側に位置することを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３または４に記載のモータであって、
前記電機子と前記上カバーとの間に位置する略板状の樹脂プレートと、
前記樹脂プレートの前記電機子側の面に固定され、前記センサが取り付けられる回路基板と、
をさらに備え、
前記樹脂プレートが、厚肉領域と、前記厚肉領域よりも前記電機子から離れている薄肉領域とを有し、前記回路基板が前記薄肉領域に取り付けられることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項３または４に記載のモータであって、
前記電機子と前記上カバーとの間に位置する略板状の樹脂プレートと、
前記電機子上に配置されて前記電機子への駆動電流の供給路となり、前記樹脂プレートに覆われる配線部と、
をさらに備え、
前記樹脂プレートが、厚肉領域と、前記厚肉領域よりも前記電機子から離れている薄肉領域とを有し、前記薄肉領域が、前記配線部の前記電機子と接続される内部接続部と重なることを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、
自動車の内壁と外壁との間の間隙に搭載されることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を有するロータ部が環状の電機子の内側に配置されて回転するインナロータ型の電動式モータでは、小型化を図る様々な技術が提案されている。特に、自動車の電動式スライドドアに搭載されるモータのように狭い空間内に配置されることを前提としたモータでは、軸方向に対して薄型化することが求められる。
【０００３】
なお、特許文献１では、磁石の温度上昇に伴う特性低下を防止するために、回転子のハブが、回転軸の中央部から径方向外側に向かって延在する延在部を有し、延在部の外縁部に磁石を収納する円筒部が設けられることにより、回転子の内側が冷却通風部である空洞部とされる車両用交流発電機が開示されている。この車両用交流発電機では軸受部の一部が回転子の空洞部の内部に配置される。
【特許文献１】特開２００４−３５０４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車の電動式スライドドアに用いられるモータでは、モータが配置される空間が限定されることから設計の柔軟性を向上するためにさらなる薄型化、軽量化および低コスト化が求められる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、モータを軸方向に対して薄型化することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、電動式のモータであって、環状の電機子と、前記電機子内に挿入されるロータ部と、前記ロータ部を前記電機子に対して前記電機子の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、前記電機子の下面を覆うとともに前記軸受機構の少なくとも一部を保持する軸受保持部を有する下カバーとを備え、前記ロータ部が、前記軸受機構に支持されるシャフトと、前記シャフトに固定され、下部の中央に凹部を有するロータコアと、前記ロータコアの外周に取り付けられた界磁用磁石とを備え、前記下カバーがプレス加工により成形されており、前記下カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記凹部内に位置する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記下カバーが前記電機子の外側面の少なくとも下部を覆う側壁部を有する略有底円筒状であり、前記下カバーの前記側壁部が、プレス加工にて形成されて内側に突出する複数の突出部を有し、前記電機子のコアの下面が前記複数の突出部に当接する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記電機子の上面を覆うとともに前記軸受機構の一部を保持する軸受保持部を有する上カバーと、前記ロータ部の回転位置を検出するセンサとをさらに備え、前記ロータ部が、前記ロータコアの上部に取り付けられ、前記センサに対向する環状の着磁面を有する環状のセンサ用磁石をさらに備え、前記上カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記センサ用磁石の内側に位置する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、電動式のモータであって、環状の電機子と、前記電機子内に挿入されるロータ部と、前記ロータ部を前記電機子に対して前記電機子の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、前記電機子の上面を覆うとともに前記軸受機構の少なくとも一部を保持する軸受保持部を有する上カバーと、前記ロータ部の回転位置を検出するセンサとを備え、前記ロータ部が、前記軸受機構に支持されるシャフトと、前記シャフトに固定されるロータコアと、前記ロータコアの外周に取り付けられた界磁用磁石と、前記ロータコアの上部に取り付けられ、前記センサに対向する環状の着磁面を有する環状のセンサ用磁石とを備え、前記上カバーの前記軸受保持部の一部または全体が前記ロータ部の前記センサ用磁石の内側に位置する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のモータであって、前記電機子と前記上カバーとの間に位置する略板状の樹脂プレートと、前記樹脂プレートの前記電機子側の面に固定され、前記センサが取り付けられる回路基板とをさらに備え、前記樹脂プレートが、厚肉領域と、前記厚肉領域よりも前記電機子から離れている薄肉領域とを有し、前記回路基板が前記薄肉領域に取り付けられる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項３または４に記載のモータであって、前記電機子と前記上カバーとの間に位置する略板状の樹脂プレートと、前記電機子上に配置されて前記電機子への駆動電流の供給路となり、前記樹脂プレートに覆われる配線部とをさらに備え、前記樹脂プレートが、厚肉領域と、前記厚肉領域よりも前記電機子から離れている薄肉領域とを有し、前記薄肉領域が、前記配線部の前記電機子と接続される内部接続部と重なる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、自動車の内壁と外壁との間の間隙に搭載される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、４、５および６に記載の発明では、モータの軸方向の高さを低く抑えることができる。また、請求項２に記載の発明では、電気子の軸方向の位置を容易に固定することができ、請求項３に記載の発明では、モータの軸方向の高さをさらに低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電動式のモータ１（以下、「モータ１」という。）の縦断面図であり、断面より奥側の構成の一部も示している。また、断面を平行斜線を付すことなく示している。モータ１は自動車に搭載される電動スライドドアの駆動源として用いられるモータであり、自動車の内壁と外壁との間の間隙に搭載され、車内空間を広く確保するために中心軸Ｊ１方向の高さが外径に比べて小さい薄型構造となっている。図１に示すようにモータ１はインナロータ型のモータであり、中心軸Ｊ１を中心とする環状の電機子２、電機子２内に挿入される略円柱状のロータ部３、シャフト３１を介してロータ部３を電機子２に対して中心軸Ｊ１（電機子２の中心軸でもある。）を中心に回転可能に支持する軸受機構４、ロータ部３の回転位置を検出するセンサ部５、電機子２を覆うカバー部１０、および、電機子２の上面に位置する略板状の樹脂プレート１１を備える。また、樹脂プレート１１の一部はカバー部１０の外部に突出して、外部の電源と電気的に接続するための端子を有するコネクタ部１２の一部となっている。
【００１５】
カバー部１０は電機子２の側面および下面（すなわち、樹脂プレート１１とは反対側の面）を覆う略有底円筒状の下カバーであるステータカバー１３、および、ステータカバー１３上に取り付けられて樹脂プレート１１を覆う略板状の上カバー１４を備え、電機子２および樹脂プレート１１を収納する。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿って上カバー１４側を上側、ステータカバー１３側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向に一致する必要はない。
【００１６】
電機子２は複数の薄板状の珪素鋼板を積層して形成されたコア２１、コア２１を覆うインシュレータ２２、および、インシュレータ２２の上から巻回されたコイル２３を有する。電機子２上には、電機子２への駆動電流の供給路となる配線部である複数のバスバー２４が配置され、バスバー２４は樹脂プレート１１に覆われる。軸受機構４は、中心軸Ｊ１に沿って配列された一対の玉軸受４１，４２であり、ステータカバー１３の中央に設けられた軸受保持部１３１３、および、上カバー１４の中央に設けられた軸受保持部１４３に保持される。センサ部５は回路基板５１およびホール素子等の磁界検出素子であるセンサ５２を有し、センサ５２がロータ部３に取り付けられているセンサ用磁石３４に対向して磁界を検出することにより、ロータ部３の電機子２に対する回転位置が検出される。
【００１７】
図２はカバー部１０のステータカバー１３の底面図であり、図３は図２中の矢印Ａにて示す位置での縦断面図である。図２および図３に示すように、ステータカバー１３は円板状の底部１３１、底部１３１の外縁から上方に伸びる円筒状の側壁部１３２、および、側壁部１３２の上端から中心軸Ｊ１に垂直な方向に外側に広がるフランジ部１３３を有する。底部１３１は中央に図１のシャフト３１が挿入される穴部１３１１、および、穴部１３１１の周囲にて中心軸Ｊ１を中心として上方に突出する環状凸部１３１２を有し、環状凸部１３１２の内側の部位は、図１に示す軸受機構４の玉軸受４１を保持する軸受保持部１３１３となっている。
【００１８】
図３に示すように、電機子２の外側面を覆う側壁部１３２にはコネクタ部１２が配置される位置に図１の樹脂プレート１１、および、バスバー２４を通過させるための切欠１３２１が形成されており、さらに、内側に僅かに突出する複数の突出部１３２２が周方向に均等な４箇所に設けられる。図１に示すように、電機子２はステータカバー１３に圧入により固定され（必要に応じて接着剤が併用されてもよい。）、電機子２のコア２１の下面が複数の突出部１３２２に当接することにより電機子２が位置決めされるとともに支持される。これにより、電機子２の軸方向の位置を容易に固定することができ、電機子２の振動のカバー部１０への伝播を抑制することも実現される。
【００１９】
図２に示すように、フランジ部１３３は三角形の３つの角が丸められた形状を有し、図１の上カバー１４を固定するためのネジ穴１３３１を３つの角部に有する。また、コネクタ部１２が配置される位置にてフランジ部１３３の一部が側壁部１３２の切欠１３２１と共に切り取られている。なお、ステータカバー１３は薄い板状部材のプレス加工により安価に成形され、薄い板材を使用することによりモータ１の軸方向の高さが低く抑えられ、複数の突出部１３２２もプレス加工により側壁部１３２の一部を破断させて内側に湾曲させることにより容易に形成される。
【００２０】
図４は電機子２の上面を覆う上カバー１４を示す平面図であり、図５は図４中の矢印Ｂにて示す位置での上カバー１４の断面図である。上カバー１４は図２のステータカバー１３のフランジ部１３３と同じ略三角形であり、穴部１４４がステータカバー１３のネジ穴１３３１に対応する３箇所に形成されている。また、上カバー１４は中央に図１のシャフト３１が挿入される穴部１４１、および、穴部１４１の周囲にて中心軸Ｊ１を中心として下方に突出する環状凸部１４２を有し、環状凸部１４２の内側の部位は図１に示す軸受機構４の玉軸受４２を保持する軸受保持部１４３となっている。
【００２１】
図６は電機子２およびバスバー２４ａ，２４ｂ，２４ｃを示す平面図であり、図７は電機子２の環状のコア２１を示す図であり、図８はコア２１に２種類のインシュレータ２２ａ，２２ｂが取り付けられた様子を示す図である（図１の符号２２はこれらのインシュレータを区別することなく示している。）。コア２１は図７に示すように中心軸Ｊ１を中心としてロータ部３（図１参照）の周囲にて放射状に配置される複数（本実施の形態では９本）のティース２１１、および、中心軸Ｊ１とは反対側にて複数のティース２１１にそれぞれ接続された略円弧状の複数のコアバック要素２１２を有する。各ティース２１１と１つのコアバック要素２１２とは分割コア２１ａを形成し、複数の分割コア２１ａが環状に配列されることにより、ティース２１１の先端が図１のロータ部３へと向けられ、コアバック要素２１２が複数のティース２１１の外側を磁気的に連結する環状のコアバック２１０を形成する。図８に示すように、各分割コア２１ａのティース２１１およびコアバック要素２１２の一部は第１インシュレータ２２ａまたは第２インシュレータ２２ｂにより覆われる。
【００２２】
図９および図１０は２種類のインシュレータ部品２２０ａ，２２０ｂを示す斜視図であり、第１インシュレータ２２ａはインシュレータ部品２２０ａの下にインシュレータ部品２２０ｂの上下を反転して組み合わせることにより構成され、第２インシュレータ２２ｂは２つのインシュレータ部品２２０ｂを上下に組み合わせることにより構成される。
【００２３】
図８に示すように、９個のティース２１１をそれぞれ覆う９個のインシュレータのうちの４つが第１インシュレータ２２ａであり、残りの５つが第２インシュレータ２２ｂなっている。インシュレータ部品２２０ａは、図９に示すように上方（すなわち、図１の樹脂プレート１１側）に突出する３つの突起２２５を有し、インシュレータ部品２２０ｂは突起２２５を有しない点以外はインシュレータ部品２２０ａと同様の形状である。
【００２４】
図１１は第１インシュレータ２２ａ、すなわち、インシュレータ部品２２０ａおよびインシュレータ部品２２０ｂにより上面、下面および側面の大部分が覆われた分割コア２１ａを示す断面図である。なお、第２インシュレータ２２ｂでは、上面、下面および側面は２つのインシュレータ部品２２０ｂによりほぼ覆われる。図９ないし図１１に示すように、インシュレータ部品２２０ａおよびインシュレータ部品２２０ｂは、ティース２１１の先端から図８に示す中心軸Ｊ１に平行に突出する内壁部２２２、および、ティース２１１のコアバック要素２１２側にて中心軸Ｊ１に平行に突出する外壁部２２３を有し、内壁部２２２は中心軸Ｊ１を中心とする円筒面状となっており、外壁部２２３は中心軸Ｊ１に平行な板状となっている。内壁部２２２と外壁部２２３との間には、ティース２１１の上面または下面を覆う底部２２４、および、ティース２１１の側面を覆う側部２２６が設けられ、外壁部２２３の外側に２つの溝２２１が平行に並ぶように設けられる。なお、図９および図１０では２つの溝２２１のうち一方が外壁部２２３に隠れている。
【００２５】
図９および図１１に示すように、突起２２５は溝２２１のさらに外側にて溝２２１に平行に並び、図８に示すように、インシュレータ２２ａ，２２ｂが放射状に配列されることにより、２つの溝２２１が、環状に並ぶコアバック要素２１２の上面に沿って径方向に垂直（すなわち、略周方向）に伸びるとともに、径方向に配列される。以上のように、全てのインシュレータ２２ａ，２２ｂが径方向に垂直な２つの溝２２１を有しており、多くのインシュレータにおいて形状が共通化されることにより、モータ１の製造コストが削減される。なお、図１１中に二点鎖線にて示すように、コイル２３を形成する導線はインシュレータ２２ａ，２２ｂ上の内壁部２２２と外壁部２２３との間に巻回され、２つの溝２２１の位置は複数のコイル２３の外側とされる。
【００２６】
図１２は３つの配線部材であるバスバー２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（図１では符号２４を付している。）の配置を示す図であり、コア２１およびコネクタ部１２の輪郭を二点鎖線にて示している。バスバー２４ａ，２４ｂ，２４ｃはそれぞれＵ相用、Ｖ相用およびＷ相用のバスバーである。図１３はＵ相用のバスバー２４ａを示す斜視図である。バスバー２４ａは、一端が外部の電源と接続される駆動用接続部である外部接続端子２４１となっており、他端が電機子２に電流を供給する内部接続部である内部接続端子２４２となっている（図１２参照）。樹脂プレート１１（図１参照）に平行に伸びる外部接続端子２４１は平らな端子支持部２４３により支持され、端子支持部２４３と内部接続端子２４２とは、折線状に折り曲げられた腕部２４５により接続される。端子支持部２４３は、穴部２４４が設けられるとともに外部接続端子２４１よりも幅が広くされており、これにより、穴部２４４を設けることによる端子支持部２４３の電気抵抗の上昇が防止される。他のバスバー２４ｂ，２４ｃも基本構造はバスバー２４ａと同様となっている。
【００２７】
図６に示すようにＵ相用のバスバー２４ａの外部接続端子２４１は図６において最も上に位置する１つの第１インシュレータ２２ａ（インシュレータ部品２２０ａ）上に配置され、図９に示すインシュレータ部品２２０ａの突起２２５の１つが穴部２４４に挿入され、突起２２５が溶融される熱溶着により固定される。バスバー２４ａの腕部２４５は時計回りに隣接する第２インシュレータ２２ｂ（インシュレータ部品２２０ｂ）の２本ある溝２２１のうち外側の溝２２１に保持され、次の第１インシュレータ２２ａの内側の溝２２１に保持され、外部接続端子２４１の位置から周方向に３つ目の第２インシュレータ２２ｂでは内側の溝２２１に内部接続端子２４２近傍の部位が保持される。
【００２８】
Ｖ相用のバスバー２４ｂの外部接続端子２４１はバスバー２４ａの外部接続端子２４１と同じ第１インシュレータ２２ａ上に配置され、バスバー２４ａと同様に中央の突起２２５に熱溶着により固定される。バスバー２４ｂの腕部２４５は時計回りに隣接する第２インシュレータ２２ｂへと伸び、内部接続端子２４２近傍の部位が第２インシュレータ２２ｂの内側の溝２２１に保持される。
【００２９】
Ｗ相用のバスバー２４ｃの外部接続端子２４１はバスバー２４ａ，２４ｂと同じ第１インシュレータ２２ａに配置され、突起２２５の１つが穴部２４４に挿入され、熱溶着により固定される。バスバー２４ｃの腕部２４５はバスバー２４ａと左右対称であり、バスバー２４ｃの内部接続端子２４２は、外部接続端子２４１が配置されるインシュレータ２２ａから反時計回りに３つ目のインシュレータ２２ｂ上に配置される。
【００３０】
以上のように、バスバー２４ａ〜２４ｃは複数のコイル２３の外側にて複数のインシュレータ２２ａ，２２ｂ上に配置され、各インシュレータにおいて径方向に配列された２つの溝２２１を利用して保持される。３つのバスバー２４ａ〜２４ｃのうち、バスバー２４ｃは、電機子２の外縁部の外側に設けられた外部接続部であるコネクタ部１２から周方向反時計回りの方向に伸び、バスバー２４ａおよびバスバー２４ｂは、径方向に並びつつコネクタ部１２から周方向時計回りの方向に伸びる。さらに、バスバー２４ｃがバスバー２４ａおよびバスバー２４ｂのいずれとも径方向において重ならないように配置され、径方向に並ぶバスバーの数は最大でも２とされる。その結果、電機子２の外径を小さくし、モータ１を小型化することが実現される。また、インシュレータの溝２２１を利用してバスバーを保持することにより、電機子２のさらなる小型化も実現される。もちろん、バスバーを支持する専用の部材が不要になるとともにバスバーは軸方向に重ならないため、モータ１の高さも抑えられる。
【００３１】
図６に示すように、電機子２におけるティース２１１およびコイル２３の数はそれぞれ９であり、３つのティース２１１が連続して並ぶ３組のコイル群のそれぞれにおいて、巻回方向を反転しつつ１本の導線が３つのティース２１１に巻回される（例えば、中心軸Ｊ１から径方向外側を向いて見た場合に、１つ目のコイル２３から順に時計回り、反時計回り、時計回りの向きで巻回される）。これにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つのコイル群が形成される。また、電機子２では、コイル群の導線の両端が異なる相の２つのバスバーの内部接続端子２４２に接続されることにより、３組のコイル群がいわゆるデルタ結線にて接続される。換言すれば、隣り合うコイル群の導線の端部が１つのバスバーの内部接続端子２４２の位置に重なって配置され、各内部接続端子２４２間に３つのコイル２３が連続に接続されている。これにより、各バスバーの内部接続端子２４２とコイル２３とを容易に結線することができる。
【００３２】
図１４はロータ部３近傍の拡大図であり、ロータ部３は、軸受機構４（玉軸受４１，４２）に支持される円柱状のシャフト３１、シャフト３１に固定されるロータコア３２、ロータコア３２の外周に取り付けられた界磁用磁石３３、ロータコア３２の上部に取り付けられた環状のセンサ用磁石３４、並びに、界磁用磁石３３およびセンサ用磁石３４を覆う略円筒状の磁石カバー３５を備え、電機子２（図１参照）と界磁用磁石３３との間に発生するトルクにより、中心軸Ｊ１を中心として回転する。なお、図１４ではロータ部３の左右を異なる位置での断面にて示している。界磁用磁石３３は、それぞれが中心軸Ｊ１に平行な略板状の複数の界磁用磁石要素（いわゆるセグメントマグネット）の集合であり、周方向に沿ってロータコア３２の外周面上に配列され、ロータ部３の磁極数は８となっている。界磁用磁石要素としては、例えば、ネオジウムを含む焼結体が利用される。
【００３３】
図１５はロータコア３２の図１４における下面を上方に向けた斜視図である。ロータコア３２は複数の板状部材を中心軸Ｊ１方向に積層して形成されており、図１４および図１５に示すように、ロータコア３２は外周部である磁石保持部３２１、中央部であるシャフト固定部３２２、および、磁石保持部３２１とシャフト固定部３２２との間を連結する連結部３２４を有する。磁石保持部３２１は中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、シャフト固定部３２２も中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。連結部３２４はシャフト固定部３２２の外側面と磁石保持部３２１の内側面とを接続するリブ状となっており、隣り合う連結部３２４の間は中心軸Ｊ１方向に平行な貫通穴３２３となっており、周方向の４箇所に位置する。換言すれば、複数の貫通穴３２３の間の４つの部位が連結部３２４となっている。図１４に示すように、磁石保持部３２１は外側面に界磁用磁石３３を保持し、シャフト固定部３２２にはシャフト３１が挿入されて固定され、シャフト３１の一端（上端）は上カバー１４から突出する。
【００３４】
図１５に示すように、磁石保持部３２１は外周が正八角形状であり、角部は径方向外側に突出するとともに中心軸Ｊ１に平行な方向に伸びるリブ状となっている。そして、角部が界磁用磁石３３の両側と当接することにより、界磁用磁石３３の周方向への移動が防止される。磁石保持部３２１の内周は円筒面状となっており、ロータコア３２の図１４における下部（図１５では上部）の中央に凹部３２５が形成され、図１４の中心軸Ｊ１の右側に示すように、連結部３２４の中心軸Ｊ１方向の高さは磁石保持部３２１の中心軸Ｊ１方向の高さより小さくなっている。
【００３５】
また、図１５に示すように、磁石保持部３２１の連結部３２４近傍の部分が凹部３２５の内側に凸部３２３１として突出している。すなわち、連結部３２４の磁石保持部３２１近傍の部分が中心軸Ｊ１方向の全体において磁石保持部３２１と径方向に連続している。これにより、磁石保持部３２１は凸部３２３１の近傍にて径方向の幅が大きくされ、複数の板状部材をカシメ固定するパンチのための厚さが確保される。その結果、磁石保持部３２１の径方向の幅を小さくしつつ凸部３２３１の近傍の位置にて複数の板状部材をカシメにより接合することが実現される。
【００３６】
図１６はセンサ用磁石３４の図１４における下側を上方に向けた斜視図である。センサ用磁石３４は、図１４に示すセンサ５２に対向する環状部３４１、および、環状部３４１の内縁部から下方（図１６の上方）に突出する複数の係止部３４２を有し、図１４における上面は、多極着磁された中心軸Ｊ１に垂直なセンサ５２に対向する環状の着磁面となっている。複数の係止部３４２は図１４（の中心軸Ｊ１の左側）および図１５に示すロータコア３２の貫通穴３２３にそれぞれ挿入され、貫通穴３２３内において中心軸Ｊ１を中心とする周方向全体に連続して存在する円弧状の凸部となっている。
【００３７】
連結部３２４により係止部３４２が周方向に関して係止されることにより、回転時にセンサ用磁石３４の位置が周方向にずれることが防止される。また、センサ用磁石３４の係止部３４２が貫通穴３２３内にて周方向全体に連続していることにより、周方向両端にのみ突起が設けられる場合と比べて係止部３４２の強度を向上することができる。さらに、全ての貫通穴３２３に係止部３４２が嵌合することにより、センサ用磁石３４の回り止めの信頼性を向上することができる。また、ロータコア３２の貫通穴３２３にセンサ用磁石３４の係止部３４２が係止されることにより、ロータ部３では簡単な構造にてロータコア３２の軽量化とセンサ用磁石３４の周方向への回り止めとが実現される。ロータコア３２に複数の貫通穴３２３、および、凹部３２５が形成されることにより、ロータコア３２の重量をさらに低減することができ、慣性モーメントを低減してモータ１の応答特性を向上することができる。これにより、自動車のスライドドアの開閉が指示されてからのタイムラグの抑制が実現される。
【００３８】
図１４に示すように、界磁用磁石３３およびセンサ用磁石３４を覆うカバー部材である磁石カバー３５は非磁性のステンレス鋼で形成されており、センサ用磁石３４の上面の外縁部、センサ用磁石３４の外側面、界磁用磁石３３の外側面、および、界磁用磁石３３の下面を覆う。磁石カバー３５は、上側カバー３５ａおよび下側カバー３５ｂから構成され、上側カバー３５ａは環状の上部と上部の外縁から下方に伸びる円筒状の側部とを有し、下側カバー３５ｂは環状の下部と下部の外縁から上方に伸びる円筒状の側部とを有する。上側カバー３５ａはロータコア３２、界磁用磁石３３およびセンサ用磁石３４の組立体に上方から圧入され、下側カバー３５ｂは下方から圧入されて固定される。これにより、界磁用磁石３３およびセンサ用磁石３４のロータコア３２からの軸方向および径方向への分離を容易に防止することができる。
【００３９】
モータ１では、図１４に示すように、モータ１の軸方向の高さを低く抑え、薄型化を実現するために、ステータカバー１３の軸受保持部１３１３の上部がロータコア３２の凹部３２５内に位置する。一方、上カバー１４の軸受保持部１４３の下部もロータ部３のセンサ用磁石３４の内側に位置し、これにより、モータ１の軸方向の高さをさらに低く抑えることが実現されている。すなわち、軸受保持部１３１３の上部とロータコア３２の外周部とが径方向において重なり、軸受保持部１４３の下部とセンサ用磁石３４とが径方向において重なることにより、モータ１が薄型化されている。さらに、ステータカバー１３および上カバー１４が薄板部材のプレス成形にて形成されることにより（例えば、アルミダイキャスト等により形成される場合と比べて）モータ１が薄型化される。
【００４０】
図１７は図１に示す電機子２と上カバー１４との間に位置する樹脂プレート１１を示す斜視図であり、図１８は樹脂プレート１１の底面図である。樹脂プレート１１は中央に図１のシャフト３１が挿入される開口部１１１１を有する円板部１１１、円板部１１１の外縁の３箇所に配置される円弧状の溶着部１１２、円板部１１１の外縁の３箇所に配置される脚部１１３、および、円板部１１１から連続するように形成されてカバー部１０（図１参照）の外側に突出する平板状の端子配置部１１４を備える。
【００４１】
図１７に示すように、溶着部１１２は、円板部１１１の外縁から下方に伸びる側部と、側部の下端から径方向外側に広がる略円弧状の溶着平板部１１２３とを有し、図１７および図１８に示すように、溶着平板部１１２３には周方向に並ぶ３つの貫通孔である穴部１１２１が形成され、溶着平板部１１２３の外縁には下方に突出する脚部１１２２が設けられる。
【００４２】
溶着部１１２を介して図９に示す第１インシュレータ２２ａの上部であるインシュレータ部品２２０ａは樹脂プレート１１と接合可能とされており、穴部１１２１にインシュレータ部品２２０ａの突起２２５が挿入され、インシュレータ部品２２０ａの突起２２５が溶融されて溶着部１１２に熱溶着されることにより、第１インシュレータ２２ａに樹脂プレート１１が容易に接合される。そして、インシュレータ２２ａ，２２ｂの溝２２１にバスバー２４ａ〜２４ｃが確実に固定されることにより、バスバー２４ａ〜２４ｃが径方向に占める幅を低減することができ、その結果、樹脂プレート１１をバスバー２４の外側にて容易に第１インシュレータ２２ａと接合することができ、電機子２およびバスバー２４が周囲の部材から容易に絶縁される。さらに、第１インシュレータ２２ａとの熱溶着による樹脂プレート１１の接合により、樹脂プレート１１が電機子２上に高い信頼性にて容易かつ確実に固定される。
【００４３】
既述のように第１インシュレータ２２ａのインシュレータ部品２２０ａ上の突起２２５は、熱溶着によるバスバー２４ａ〜２４ｃ（図６参照）との接合にも利用され、インシュレータ２２の種類が樹脂プレート１１と接合可能な第１インシュレータ２２ａと他の第２インシュレータ２２ｂとの２種類のみに限定される（これにより、インシュレータ部品も２種類に限定される。）ことにより、モータ１の製造コストを削減することができる。
【００４４】
溶着部１１２に設けられる脚部１１２２は図６に示す電機子２のコアバック要素２１２に設けられた切欠２１２１の位置でコアバック要素２１２の外縁部と係合し、図１および図３に示すステータカバー１３の側壁部１３２とコアバック要素２１２との間に挟まれる。他の脚部１１３も脚部１１２２と同様にコアバック要素２１２の外縁部に係合して側壁部１３２とコアバック要素２１２との間に挟まれ、これにより、円板部１１１の電機子２からの高さが固定され、切欠２１２１により樹脂プレート１１が周方向に対しても位置決めされる。樹脂プレート１１では、電機子２上に固定される溶着部１１２に脚部１１２２が設けられることにより、全ての脚部を溶着部１１２から独立して設けるよりも樹脂プレート１１の構造が簡素化される。
【００４５】
樹脂プレート１１の上面は凹凸のない平面であり、下面は図１８に示す厚肉領域１１５と、厚肉領域１１５よりも電機子２（図１参照）から中心軸Ｊ１方向に関して離れている薄肉領域１１６とを有し、図１８では薄肉領域１１６に平行斜線を付すとともに、回路基板５１の外形を二点鎖線で示している。また、樹脂プレート１１の下面（すなわち、電機子２側の面）では、センサ５２（図１４参照）を有する回路基板５１が配置される（すなわち、回路基板５１と重なる）基板配置領域１１６１が円板部１１１および端子配置部１１４に跨って存在し、基板配置領域１１６１上に形成された複数の突起１１６２が回路基板５１の貫通孔に挿入されて溶融される熱溶着により回路基板５１が基板配置領域１１６１に固定される。
【００４６】
基板配置領域１１６１は全体が薄肉領域１１６に含まれ、これにより、回路基板５１と樹脂プレート１１とが重なる部位の軸方向の厚さを薄くすることができ、モータ１が薄型化される。また、電機子２と接続されるバスバー２４ａ，２４ｂの内部接続端子２４２（図１２参照）と重なる部位である、図１８の左下および右下の脚部１１３も薄肉領域１１６に含まれることにより、モータ１が薄型化可能とされる。以上のように、樹脂プレート１１では必要な部分のみ薄肉領域１１６とし、他を厚肉領域１１５とすることにより、樹脂プレート１１の強度が確保されている。
【００４７】
図１９は図１８中の矢印Ｃにて示す位置での端子配置部１１４の断面を示す図であり、回路基板５１の図１９における下面（図１の電機子２側の面）にはセンサ５２（図１参照）からの信号を外部へと出力する信号用接続部であるコネクタ５１１が取り付けられ、コネクタ５１１の接合端子５１１１が回路基板５１を貫通して回路基板５１の樹脂プレート１１側の面にて半田等で接合されている。
【００４８】
コネクタ部１２は、図１９の３本のバスバー２４ａ〜２４ｃの外部接続端子２４１、並びに、樹脂プレート１１の端子配置部１１４および回路基板５１のコネクタ５１１近傍の部位から構成され、図１に示すように、コネクタ部１２はステータカバー１３の外部に位置する。図１９にて二点鎖線にて示すように、端子配置部１１４の下面側は、底部が平板状であって側壁部を有する略トレイ状のコネクタカバー１２１で覆われており、コネクタカバー１２１により、図３に示すステータカバー１３の切欠１３２１が閉塞され、モータ１内に異物が侵入することが防止される。
【００４９】
図１７に示すように、端子配置部１１４には、回路基板５１側からみて凹状であり反対側にて凸状になる凹部１１４１が設けられ、図１９に示すように、凹部１１４１によりコネクタ５１１の接合部が覆われる。端子配置部１１４はカバー部１０（図１参照）から外部に突出し、端子配置部１１４上には上カバー１４は存在しないことから、上カバー１４の厚さを考慮することなく樹脂プレート１１に凹部１１４１を設けることができ、モータ１を薄型化することができる。また、図１８および図１９に示すように、端子配置部１１４には外縁部から下方（すなわち、外部接続端子２４１側）に突出する外縁リブ１１４２が設けられ、外縁リブ１１４２により、樹脂プレート１１の薄肉領域１１６に含まれるカバー部１０より外の部位の強度が向上される。さらに、端子配置部１１４は下面（電機子２側の面）に３つの外部接続端子２４１の間に向かって突出する２つの隔離リブ１１４３を有し、隔離リブ１１４３により外部接続端子２４１同士の接触が妨げられる。
【００５０】
コネクタ部１２では、回路基板５１のコネクタ５１１とバスバー２４ａ〜２４ｃの外部接続端子２４１とが隣接することにより、コネクタ５１１および外部接続端子２４１に対する接続作業を行う際にモータ１の向きを作業者に対して変更する工程を省略することができ、外部の各種配線とモータ１との接続作業を容易に行うことができる。また、コネクタ部１２がカバー部１０の外側に位置するため、モータ１の組み立て後においてもモータ１への各種配線を容易に行うことができる。
【００５１】
図２０は本発明の第２の実施の形態に係る電動式のモータ１ａの縦断面図である。図２０では断面より奥側の構成の一部も示し、断面を平行斜線を付すことなく示している。モータ１ａは図１に示すモータ１と同様に自動車に搭載される電動スライドドアの駆動源として用いられるモータであり、自動車の内壁と外壁との間の間隙に搭載される。インナロータ型であるモータ１ａは、環状の電機子２ａ、電機子２ａ内に挿入されるロータ部３、ロータ部３を電機子２ａに対して回転可能に支持する軸受機構４、ロータ部３の回転位置を検出するセンサ部５、電機子２ａを覆うカバー部１０、電機子２ａの上面に位置するバスバーユニット１５、および、外部の電源や電気回路と接続するためのコネクタ部１２を備える。なお、コネクタ部１２の内部はバスバーユニット１５の一部となっている。
【００５２】
モータ１ａは図１のモータ１と比べ、バスバー２４および樹脂プレート１１に代えてバスバーユニット１５が設けられ、電機子２ａの構造が図１の電機子２と異なっており、その他の部分についてはほぼ同様となっている。カバー部１０のステータカバー１３は電機子２ａの側面および下面を覆い、ステータカバー１３および上カバー１４により電機子２ａおよびバスバーユニット１５が収納される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿って上カバー１４側を上側、ステータカバー１３側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向に一致する必要はない。
【００５３】
ステータカバー１３は、図２および図３に示す第１の実施の形態に係るステータカバー１３と同様に、底部の環状凸部１３１２の内側の部位が、軸受機構４の玉軸受４１を保持する軸受保持部１３１３となっている。電機子２ａの外側面を覆う側壁部１３２には、内側に僅かに突出する複数の突出部１３２２が設けられ、電機子２ａのコア２１の下面が複数の突出部１３２２に当接して電機子２ａが支持されることにより、電機子２ａの軸方向の位置が容易に固定される。また、ステータカバー１３は薄い板状部材のプレス加工により安価に成形され、これにより、モータ１ａの軸方向の高さが低く抑えられる。
【００５４】
ロータ部３は図１４に示すモータ１のロータ部３と比べ、全体の径がやや大きくされる点以外は同様の構造である。図１５と同様に、モータ１ａのロータ部３のロータコア３２は、下部に凹部３２５を有し、ステータカバー１３の軸受保持部１３１３の上部が凹部３２５内に位置することにより、モータ１ａの軸方向の高さが低く抑えられる。
【００５５】
モータ１ａのセンサ用磁石の形状は第１の実施の形態（図１６参照）と同様であり、係止部の強度が高く、センサ用磁石の回り止めに対して高い信頼性を有する。また、モータ１ａの磁石カバーも第１の実施の形態と同様であり、界磁用磁石およびセンサ用磁石のロータコアからの分離が容易に防止される。
【００５６】
図２１は電機子２ａを示す平面図であり、電機子２ａは、図６ないし図８に示す電機子２に比べ、ティース２１１の数が１２とされ、インシュレータ２２ｃの形状が異なっており、その他は同様となっている。インシュレータ２２ｃは図９および図１０に示すインシュレータ部品２２０ａ，２２０ｂから溝２２１および突起２２５が省略された形状となっており、図２１中で二点鎖線にて示すコイル２３は、各インシュレータ２２ｃに１本の導線が巻回されて形成されている。
【００５７】
図２２はバスバーユニット１５を示す斜視図である。バスバーユニット１５は、中央部にシャフト３１が挿入される開口を有する円板部１５１、および、円板部１５１の外周部の５箇所に設けられた脚部１５２を備える。脚部１５２は径方向において外側に伸びるとともに下方へ突出し、図２１の電機子２ａのコアバック要素２１２に設けられた切欠２１２１と係合する。円板部１５１の下面の一部は電機子２ａとの間の中心軸Ｊ１方向の距離が大きくされる薄肉領域１５６となっており、薄肉領域１５６上にセンサ部５の回路基板５１が配置され、回路基板５１の一部がコネクタ５１１が接合される端子配置部５１２として円板部１５１から外側に突出する。
【００５８】
バスバーユニット１５は、３相に対応する３つのバスバー２５を樹脂モールドにより一体としたものであり、端子配置部５１２の側方にてバスバー２５の外部接続端子２５１が３つ並んで突出し、これにより、組み立て時の結線作業が簡素化される。なお、図２０に示すように、端子配置部５１２および外部接続端子２５１はコネクタ部１２のコネクタカバー１２１，１２２により上下から覆われる。バスバー２５の内部接続端子２５２は円板部１５１の外側面から径方向の外側に突出しており、内部接続端子２５２は各相につき４つ設けられる。Ｕ，Ｖ，Ｗ相のバスバー２５が軸方向に重なり、各相の内部接続端子２５２が周方向に順番に（例えば、図２１の中心軸Ｊ１を中心に時計回りにＵ，Ｖ，Ｗの順になるように）配置される。各コイル２３を形成する導線の両端が隣り合う２つの内部接続端子２５２に接続され、各コイル２３はＵ−Ｖ間、Ｖ−Ｗ間、Ｗ−Ｕ間のいずれかに接続されて電流が供給される。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、また、上記実施の形態では様々な変更が可能である。
【００６０】
例えば、図１６のセンサ用磁石３４の係止部３４２は円弧状である必要はなく、直線状（すなわち、平板状）であってもよい。また、一部の貫通穴３２３のみにセンサ用磁石３４の係止部３４２が係合してもよい。図７に示すコア２１はティース２１１がそれぞれ個別に形成された分割コア２１ａの集合には限定されず、例えば３つのティース２１１が一組とされる分割コアの集合であってもよく、また、全体が一体的な１つのコア２１とされてもよい。
【００６１】
図３のステータカバー１３の突出部１３２２は３箇所以上であれば周方向におよそ均等にいくつ設けられてもよく、軸受保持部１３１３，１４３の形状も上記実施の形態に示したものには限定されない。軸受保持部１３１３，１４３の全体がロータコア３２の凹部３２５やセンサ用磁石３４の内側に位置してもよく、軸受機構４は玉軸受４１，４２以外のものが採用されてもよい。また、カバー部１０では上カバー１４が電機子２の外側面を覆い、ステータカバー１３に代えて板状の下カバーが設けられてもよい。
【００６２】
図１５に示すロータコア３２の貫通穴３２３はロータコア３２をほぼ貫通するのであれば完全に貫通している必要はなく、例えば、センサ用磁石３４の反対側や中心軸Ｊ１方向に関して中央にて貫通穴３２３が板状部材等で塞がれていてもよい。磁石保持部３２１の径方向の幅が十分に確保される場合は、ロータコア３２の連結部３２４の中心軸Ｊ１方向の高さは連結部３２４の全体において外周部である磁石保持部３２１の高さよりも小さくされてもよい。
【００６３】
また、図１４に示す磁石カバー３５はロータ部３の外側面、上面および下面を全て覆う必要はなく、少なくともセンサ用磁石３４の着磁面の外周部および界磁用磁石３３のセンサ用磁石３４側の部位を覆うことにより、これらの磁石をまとめて効率よく保持することができる。さらに、センサ用磁石３４の外側面が着磁面となっていてもよく、この場合、センサ５２はセンサ用磁石３４の外側面に対向するように設けられる。
【００６４】
図６および図８に示すインシュレータ２２ａ，２２ｂはティース２１１毎に個別に設けられる必要はなく、複数のティース２１１に対して一体化されたインシュレータが設けられてもよい。また、第１インシュレータ２２ａに設けられた突起２２５の数は４以上でもよい。樹脂プレート１１の溶着部１１２に形成された穴部１１２１は、インシュレータ部品２２０ａ（図９参照）上の突起２２５が挿入されて熱溶着されるのであれば切欠でもよい。
【００６５】
外部接続部であるコネクタ部１２は、電機子２の外縁部の外側ではなく、電機子２の外縁部上に位置してもよく、外部接続端子２４１やコネクタ５１１の形状や構造として様々なものが採用されてよい。
【００６６】
モータ１は自動車の電動スライドドアとしての用途には限定されず、パワーウィンドウまたは電動ルーフの駆動源として用いられてもよい。モータ１は自動車用としてではなく、他の用途に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１の実施の形態に係るモータを示す縦断面図である。
【図２】ステータカバーの底面図である。
【図３】ステータカバーの縦断面図である。
【図４】上カバーの平面図である。
【図５】上カバーの縦断面図である。
【図６】電機子およびバスバーの平面図である。
【図７】電機子のコアを示す平面図である。
【図８】電機子のコアおよびインシュレータを示す平面図である。
【図９】インシュレータ部品の斜視図である。
【図１０】インシュレータ部品の斜視図である。
【図１１】第１インシュレータおよび分割コアの縦断面図である。
【図１２】バスバーの配置を示す平面図である。
【図１３】Ｕ相用のバスバーの斜視図である。
【図１４】ロータ部近傍の拡大図である。
【図１５】ロータコアの斜視図である。
【図１６】センサ用磁石の斜視図である。
【図１７】樹脂プレートの斜視図である。
【図１８】樹脂プレートの底面図である。
【図１９】端子配置部の近傍の縦断面図である。
【図２０】第２の実施の形態に係るモータを示す縦断面図である。
【図２１】電機子の平面図である。
【図２２】バスバーユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１ａ    モータ
２，２ａ    電機子
３    ロータ部
４    軸受機構
１１    樹脂プレート
１３    ステータカバー
１４    上カバー
２１    コア
２４，２５    バスバー
３１    シャフト
３２    ロータコア
３３    界磁用磁石
３４    センサ用磁石
５１    回路基板
５２    センサ
１１５    厚肉領域
１１６    薄肉領域
１３２    側壁部
１４３    軸受保持部
３２５    凹部
１３１３    軸受保持部
１３２２    突出部
Ｊ１    中心軸
【図１】
2009095139.tif 000003
【図２】
2009095139.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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