JP2005192357A

JP2005192357A - モータ

Info

Publication number: JP2005192357A
Application number: JP2003432704A
Authority: JP
Inventors: Suguru Watanabe; 英渡邉; Takahiro Kondo; 卓宏近藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】防水性を備えるとともに、小形化でき、さらに組立加工が容易なモータを提供することである。
【解決手段】ステータ及びロータを収納保持する有底筒状の収納部材１と収納部材１の管端を閉塞するキャップ体２とを備えてなるモータＭにおいて、キャップ体２側にリード線Ｌを保持させるとともに、当該リード線ＬをモータＭ内で収納部材１内のコイル８に着脱自在に接続する接続手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの改良に関する。

モータのコイルに電流供給する際に、電源とコイルとをリード線を介して接続する必要がある。そして、一般的には、リード線をコイルに接続するには、たとえば、ブラシレスモータであればリード線が直接的にコイル導線に半田付けや結線が行われ、ブラシ付モータであれば、リード線がブラシに半田付け等により接続されブラシを介してコイル導線に接続されるといった方法がとられている。また、上記の接続方法によりリード線をコイルに接続した後、モータのフレームの管端部をキャップで閉塞するとしている。

しかし、上記のようなリード線とコイルの接続方法においては、キャップをフレームに取付ける際には、フレームからリード線が伸びている状態となって、組立加工時にリード線が邪魔となる場合があり、その加工も煩雑となる。また、フレームからリード線が伸びている状態ではキャップ取付加工ラインへの搬送にも不便である。

そこで、上記弊害に対処する提案として、フレームに開口部を設けるとともに、この開口部にコイルに基盤を介して接続される雌コネクタ部を設け、さらに、リード線側に雄コネクタ部を設け、モータ外部からリード線を接続可能としているものがある（たとえば、特許文献1，２参照、）。
実開平６−８４７６７号公報（実施例の欄，図１）特開平７−１３１９５１号公報（実施例の欄、図３）

しかし、上記したコネクタを使用した従来モータにあっては、以下の問題点がある。

すなわち、従来のモータにあっては、リード線を接続する雄雌のコネクタ部は、モータのフレーム外部に突出して形成されており、モータが大型化してしまうとともに、雌コネクタ部はフレームの開口部に設置されており、何等防水措置も講じられていないので、風雨に晒される可能性のある部位に適用することができない。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、防水性を備えるとともに、小形化でき、さらに組立加工が容易なモータを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明におけるモータは、ステータ及びロータを収納保持する有底筒状の収納部材と収納部材の管端を閉塞するキャップ体とを備えてなるモータにおいて、キャップ体側にリード線を保持させるとともに、当該リード線をモータ内で収納部材内のコイルに着脱自在に接続する接続手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、キャップ体には、リード線がアッセンブリ化されており、従来のように、フレーム側にリード線を接続した状態でのキャップ取付加工を行う必要が無いので、モータの組立加工時にリード線が邪魔となる場合も無く、その加工が簡易となり、また、フレームをキャップ取付加工ラインへ搬送する場合にも、フレーム側にはリード線が接続されていないので、搬送にも便利である。

また、リード線とコイルとを接続する接続手段がフレームとキャップとで造られる空間、すなわち、モータの内部に収納され、従来のモータのように雄雌コネクタが外部に突出していないので、モータを小形化できるとともに、風雨に晒されても、何等故障等の原因とならない。したがって、取付スペースに制約のある部位へのモータの搭載性を向上することができ、風雨に晒される恐れのある取付部位への適用も可能となる。

さらに、キャップ体側だけを統一した規格としておけば、フレーム側を異なるロータやステータを搭載したものに交換するだけで、規格の異なるモータを製造することが可能となり、キャップ体側の規格の統一による複数の異なる規格のモータを製造する際の製造コストを低減することができる。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態におけるモータの縦断面図である。図２は、キャップ体たるキャップの斜視図である。図３（Ａ）は、一実施の形態におけるグロメットの平面図である。図３（Ｂ）は、一実施の形態におけるグロメットの縦断面図である。

図１に示すように、一実施の形態におけるモータMは、たとえば、収納部材たる有底筒状のフレーム１と、フレーム１の図１中下端を覆うキャップ体たるキャップ２と、リード線Lと、リード線Lに接続されるプラグＰと、フレーム１内にボールベアリング２０およびフレーム１の図１中上方側に嵌合する図示しないボールベアリングを介して回転自在に挿入したシャフトＳと、フレーム１の内周側に取付けられるコア９に巻装したU，Ｖ，Wの三相のコイル８と、コイル８に接続されるプラグソケットＰＳと、シャフトＳの外周に取付けられる駆動用磁石６と、回転角センサたる磁気センサ１９とで構成され、駆動用磁石６はコイル８およびコア９に対向するように設けられている。したがって、このモータＭの場合、ロータはシャフトＳと駆動用磁石６で構成され、ステータは、フレーム１とコイル８とコア９で構成されている。なお、コイル８は、U，Ｖ，Wの三相のコイルとして形成されているので、それぞれのコイルに電流を供給する為にリード線Ｌは三本となっている。また、シャフトＳの図１中下端側外周にはセンシング用磁石１６が取付けられており、また、ホール素子やＭＲ素子等を備えた磁気センサ１９が、上記センシング用磁石１６に対向するようにキャップ２に固定されている。そして、コイル８へ電流供給することにより、コイル８を励磁すると、駆動用磁石６がコイル８に吸引されシャフトＳが回転し、それと同時に、シャフトＳに取付けられているセンシング用磁石１６も回転する。このとき、磁気センサ１９は、図示しないモータ駆動回路に接続され、センシング用磁石１６の回転による磁界の変化に応じた電気信号を駆動回路に出力可能なようになっており、シャフトＳの回転位置を検出するものである。さらに、上記フレーム１とキャップ２との間には、Oリング１１が介装されており、また、このOリング１１と一体成形されたリード線引出用のグロメット１０がフレーム１とキャップ２との間に介装されている。なお、上記したところでは回転角センサとして磁気センサ１９を用い、シャフトＳの回転位置を検出するために磁気センサ１９とセンシング磁石１６とを使用しているが、これにかえてレゾルバを設けるとしてもよく、光学式のものや他のシャフトＳの回転位置を検出する為の回転角センサを設けるとしてもよい。

以下、詳細に説明すると、フレーム１は、上述のように有底筒状に形成され、図１中下端、すなわち、管端の内周側には、面取りが施され、傾斜部１ａが形成されている。また、フレーム１の管端外周の２箇所に図示しないフランジが設けられ、このフランジにはそれぞれ孔が設けられている。さらに、フレーム１内のには、ボールベアリング２０を保持する保持部材２１が設けられており、この保持部材２１にはコイル８の末端に接続されるプラグソケットＰＳが取付けられている。プラグブラケットＰＳは、有底筒状の導電材料で形成されコイル８にそれぞれ接続される３つの端子部４１と、３つの端子部４１を覆う絶縁材料で形成されるホルダ４２とからなり、当該ホルダ４２を保持部材２１に設けた孔２２に嵌合して保持部材２１に固定してある。そして、このプラグソケットＳＰには、リード線Ｌの図１中モータＭ内に配置される先端側に接続される後述のプラグＰが挿入される。リード線Ｌの他端は、図示しないモータＭ駆動用のコントローラに接続されており、当該コントローラは、電源に接続されている。これにより、コイル８とコントローラとが上記リード線ＬおよびプラグＰ及びプラグソケットＰＳを介して電気的に接続され、コイル８に電流供給を行うことが可能となり、モータＭを駆動することができる。このプラグＰは、略Ｌ字形状をした導電材料で形成された端子部４５と、端子部４５を保持する絶縁材料で形成したホルダ４６とで構成されている。

他方、キャップ２は、図１および図２に示すように、有底筒状に形成したキャップ本体２ａと、キャップ本体２ａの端部から起立する一部開口する筒状のガイド２ｂと、キャップ本体２ａの側部を一部切欠いて形成したグロメット挿入部２ｃとで構成され、キャップ本体２ａの２ヵ所が外周側に向けて膨出されるとともに２つの孔２ｄが設けられ、キャップ２をフレーム１に取付けるには、キャップ体２のガイド２ｂをフレーム１の管端内周に挿入し、上記孔２ｄとフレーム１のフランジに設けた孔とを対向させ、孔２ｄとフランジに設けた孔とにボルトを挿入しナットで固定することで取付けられ、キャップ２はフレーム１の管端に固定される。

また、キャップ本体２ａの底部には、磁気センサ１９が取付けられており、この磁気センサ１９は、キャップ２がフレーム１に取付けられた際に、上記センシング用磁石１６に対向するように位置決められている。この上記磁気センサ１９には、磁気センサ１９で検出する信号をモータＭの外部に設けられるモータＭ駆動用のコントローラ（図示せず）に伝達する為のセンサリード線３０が６つ取付けられている。なお、上述したように、磁気センサ１９とセンシング用磁石１６の換わりに、シャフトＳにロータコイルもしくはレゾルバコアを設け、キャップ２側にステータコイルを設けて構成されるレゾルバを用いるとしてもよく、また、他の回転角センサをキャップ本体２ａに取付けるとしてもよい。

さらに、キャップ本体２ａの底部には、プラグＰを保持する上記ホルダ４６が設けられ、このホルダ４６は、図２に示すように、図２中側部から上部にかけて形成した開口部４７が３つ設けられており、絶縁材料によって形成されている。そして、たとえば、このホルダ４６は、図示したように、螺子止めによってキャップ本体２ａのグロメット挿入部２ｃに対向する位置に固定されている。なお、ホルダ４６の図２中下面に突起を複数設けるとともに、キャップ本体２ａの底部に突起に対応する孔を設けて、当該突起を上記孔に圧入等するとしてホルダ４６をキャップ本体２ａの底部に取付けるとしてもよい。そして、このホルダ４６の開口部４７のそれぞれには、プラグＰの略Ｌ字状の端子部４５が嵌合される。このプラグＰは、上述したように、一端がリード線Ｌに接続され、他端が上記プラッグソケットＳＰ内に挿入される。すなわち、リード線Ｌは、プラグＰのホルダ４６を介してキャップ２によって保持されている。なお、上記プラグＰの各端子部４５は、フレーム１側に設けられるプラグブラケットＰＳの各端子部４１にそれぞれ対向するように位置決められている。

したがって、上述したところでは、接続手段は、上記プラグＰとプラグソケットＳＰということとなる。なお、プラグＰを保持部材２１側に取付けるとともにコイル８に接続して、プラグソケットＰＳをキャップ本体２ａ側に取付けるとともにリード線Ｌに接続するとしてもよい。また、上述したところでは、キャップ本体２ａにホルダ４６を取付けて端子部４５をホルダ４６に嵌合してプラグＰを形成しているが、たとえば、キャップ２を絶縁材料としてキャップ本体２ａの底部に導電性材料で形成した端子部を直接取付けるとしてもよい。したがって、フレーム１にキャップ２を取付ける際に、リード線もしくはコイルの一方に接続されたプラグソケット内にリード線もしくはコイルの他方に接続されたプラグを挿入することができる限りにおいては、他の構成であっても差し支えはない。ただし、上述したような構成とする場合においては、フレーム１の図１中下方からキャップ２を取付ける際に、個別に、プラグＰとプラグソケットＰＳとを接続する手間はなく、フレーム１の図１中下方からキャップ２を押込むと、プラグＰがプラグソケットＰＳ内に挿入されるので、組付加工が簡易となりその作業も効率化される。

グロメット１０は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、弾性な樹脂材料やゴム等の材料で形成されたグロメット本体１０ａと、グロメット本体１０ａの一端部たる図３（Ｂ）中上端には、Ｏリング１１が一体的に形成されている。また、グロメット本体１０ａの図３（Ｂ）中上端のＯリング１１より内周側にはＯリング１１の内周に沿う彎曲面を備えた突起部１０ｂが設けられるとともに、グロメット１０の図３（Ａ）および図３（Ｂ）中左端、すなわち、モータＭの外方に配置される端部側の側部および底部には、膨出部１０ｃが形成され、その底部には凹部１０ｄが形成されている。この突起部１０ｂは、グロメット１０がフレーム１に取付けられた際に、フレーム１の内周面に当接してグロメット１０とフレーム１との間をシールできるようにフレーム１の内周面に沿うよう彎曲されている。さらに、グロメット本体１０ａのモータＭの外方に配置される端部とモータＭの内方に配置される端部とを連通するリード線引出用のリード線挿入孔１０ｆ，１０ｆ，１０ｆが３つ設けられるとともに、磁気センサ１９から伸びるセンサリード線３０引出用のセンサリード線挿入孔１０ｈが３列２段に合計６つ設けられている。

また、リード線挿入孔１０ｆ，１０ｆ，１０ｆは、途中２箇所で直径が絞られており、リード線挿入孔１０ｆ，１０ｆ，１０ｆ内にリード線Ｌが挿入されると、上記絞られた箇所でリード線Ｌを若干圧迫して上記リード線挿入孔１０ｆ，１０ｆ，１０ｆとリード線Ｌとの間のシール性が高められている。

そして、上述のように構成されたグロメット１０は、図３（Ｂ）中下端側からグロメット本体１０ａをキャップ２のグロメット挿入部２ｃに凹部１０ｄ符合させて嵌め込み、さらにＯリング１１をキャップ体２のガイド２ｂの外周に嵌め込んでキャップ２に取付けられる。このとき、グロメット本体１０ａの凹部１０ｄは、キャップ２のグロメット挿入部２ｃの内面と外面を挟持する形となり、上記膨出部１０ｃは、キャップ２の側部外周面に当接する。さらに、リード線Ｌは、グロメット１０のリード線挿入孔１０ｆ，１０ｆ，１０ｆに挿入され、センサリード線３０引出用のセンサリード線挿入孔１０ｈに挿入される。すなわち、キャップ２には、リード線ＬとプラグＰとがアッセンブリ化された状態となる。

そして、その状態で、フレーム１をガイド２ｂの外周に嵌合し、上記孔２ｄとフレーム１のフランジに設けた孔とを対向させ、孔２ｄとフランジに設けた孔とにボルトを挿入しナットでフレーム１にキャップ２に固定する。なお、フレーム１にキャップ２を取付ける際には、あらかじめフレーム１にはロータ及びステータが取付けられた状態まで加工してある。

すると、フレーム１の管端はキャップ２により閉塞されるとともに、Ｏリング１１は、フレーム１の傾斜部１ａの面とガイド２ｂの図１中下端外周面とキャップ本体２ａの図１中筒部上面とで作られる空間に押し込まれ、これらの各面により圧縮されながら当接して、フレーム１とキャップ２との間をシールするとともに、グロメット本体１０ａは、グロメット挿入部２ｃ内に挿入され、キャップ２のグロメット挿入部２ｃとフレーム１との間をシールする。このとき、上述のように、プラグＰとプラグソケットＰＳとを接続する手間はなく、フレーム１の図１中下方からキャップ２を押込むと、プラグＰがプラグソケットＰＳ内に挿入されるので、組付加工が簡易となりその作業も効率化される。

したがって、キャップ体には、リード線およびプラグがアッセンブリ化されており、従来のように、フレーム１側にリード線を接続した状態でのキャップ取付加工を行う必要が無いので、モータの組立加工時にリード線が邪魔となる場合も無く、その加工が簡易となり、また、フレームをキャップ取付加工ラインへ搬送する場合にも、フレーム側にはリード線が接続されていないので、搬送にも便利である。

さらに、接続手段をプラグとプラグソケットとしてので、キャップ体をフレームに取付けるだけで、リード線とコイルとを電気的に接続することが可能となり、この点においてもモータ組立作業が簡易となり、作業効率が向上する。

また、キャップ体に回転角センサを搭載する場合にあっては、回転角センサのセンサリード線をもキャップ体に保持させることが可能となり、モータ組立作業がより一層簡易になるとともに、そのメンテナンスにあたっても、回転角センサのみに不具合がある場合にモータ取付部位からモータ全体を取り外す必要は無くキャップ体のみをフレームから分離すれば、回転角センサを交換することができるので、メンテナンスの点でも有利である。

さらに、本実施の形態の場合、グロメット１０の突起部１０ｂは、フレーム１の内周に当接し、グロメット本体１０ａの膨出部１０ｃは、キャップ２の側部外周面に当接するとともに、凹部１０ｄはグロメット挿入部２ｃを挟持することとなるので、グロメット１０にモータＭの内方もしくは外方へ向けて引張力が作用することがあっても、フレーム１およびキャップ２からの脱落が防止されるとともに、グロメット１０のフレーム１およびキャップ２に対する移動をも防止されるので、Ｏリング１１がフレーム１の端面とキャップ本体２ａの筒部上面との狭い隙間に噛み込まれて損傷してしまう危険も防止されている。

なお、上記したところでは、モータＭをブラシレスモータとして説明したが、ブラシ付モータの場合には、フレーム１側に取付けられるプラグもしくはプラグソケットをブラシに接続するとしておけばよい。

また、本実施の形態においては、モータのシール性の観点からキャップ体の形状や収納部材たるフレームの形状を図示したような形状としているが、他の形状とするとしても差し支えなく、さらに、グロメットとＯリングを一体化しているが、モータＭをシールすることが可能であれば別体としても差し支えない。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態におけるグロメットを適用した電気機器たるモータの縦断面図である。一実施の形態におけるキャップ体の斜視図である。（Ａ）一実施の形態におけるグロメットの平面図である。

（Ｂ）一実施の形態におけるグロメットの縦断面図である。

符号の説明

１収納部材たるフレーム
１ａ傾斜面
２キャップ体たるキャップ
２ａキャップ本体
２ｂガイド
２ｃグロメット挿入部
２ｄ孔
６駆動用磁石
８コイル
９コア
１０グロメット
１０ａグロメット本体
１０ｂ突起部
１０ｃ膨出部
１０ｄ凹部
１０ｆリード線挿入孔
１０ｈセンサリード線挿入孔
１１Ｏリング
１６センシング用磁石
１９回転角センサたる磁気センサ
２０ボールベアリング
２１保持部材
３０センサリード線
４１，４５端子部
４２，４６ホルダ
４７開口部
Ｌリード線
Ｍモータ
Ｐプラグ
ＰＳプラグソケット
Ｓシャフト

Claims

ステータ及びロータを収納保持する有底筒状の収納部材と収納部材の管端を閉塞するキャップ体とを備えてなるモータにおいて、キャップ体側にリード線を保持させるとともに、当該リード線をモータ内で収納部材内のコイルに着脱自在に接続する接続手段を設けたことを特徴とするモータ。
接続手段が、コイルに接続され収納部材側に設けられたプラグソケットもしくはプラグの一方と、リード線に接続されキャップ体側に設けられたプラグソケットもしくはプラグの他方とで構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ
キャップ体に回転角センサを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。