JP2007185047A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータ端子台の配置と形状を改良することで、端子台の小型化と、部品点数削減による低コストとする。
【解決手段】端子台４０を、軸受２０よりも外側（モータケース１２のインロー）に配置することで、ロータ２２を挿入するための内径穴が不要となり、端子台４０の小型化を図ることができる。また、レゾルバステータ３９Ｂを端子台４０と一体成型することができるため、部品点数を削減することができる。さらに、ステータコイル３８への通電時に発生する熱が外部へ放出されやすくなり、その分、端子台４０を低グレードの合成樹脂材料とすることができる。例えば、従来は、ＰＰＳを適用していたのに対し、本実施の形態の構造であれば、ＰＥＴやＰＢＴが適用可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の相に分類され各相毎にコイルが巻き付けられたステータと、前記コイルへの励磁により回転するロータと、を備え、ロータに取り付けられた回転軸が、軸受を介して前記ステータとロータとを収容するモータケースから突出されたモータに関するものである。

従来、車両におけるステアリングを作動させる場合のアシストとして、電動パワーステアリングユニットが適用されている。この電動パワーステアリングユニットの駆動源であるモータ（以下、「ＥＰＳモータ」という）は、ステータの各相のコイル結線するために、たとえば特許文献１や、
特許文献２の形状の端子台を、ステータコア端面に配置されたインシュレータと嵌合させてステータの上部に置き、コイルと端子台の端子をヒュージング等で結線した後、フランジに組み付けたロータをステータに挿入する構造が一般的であった（特許文献３、特許文献４参照）。
特開２００３−１０３５５８公報 特開２００３−３２４８８３公報 特開２００４−１５７０５６公報 特開２００４−３０４９４５公報

しかしながら、上記構造で使用する端子台は、ステータにロータを後から挿入するため、端子台の中心にロータ径以上の内径穴を設ける必要があり、端子台が大きくなっていた。

また、ブラシレスモータは、各相コイルを通電させるために、ロータ位置検出センサ（レゾルバ等）が必要であり、一般的にもちいられるレゾルバやホールセンサを配置するスペースと、保持する構造や部品を必要とするため、複雑な構造となっていた。

本発明は上記事実を考慮し、モータ端子台の配置と形状を改良することで、端子台の小型化と、部品点数削減による低コストとすることができるモータを得ることが目的である。

本発明は、複数の相に分類され各相毎にコイルが巻き付けられたステータと、前記コイルへの励磁により回転するロータと、を備え、ロータに取り付けられた回転軸が、軸受を介して前記ステータとロータとを収容するモータケースから突出されたモータであって、前記ステータの各相のコイルを結線する端子台が、前記モータケースにおける前記軸受配置位置よりも外側に配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、ロータを挿入するために端子台に設けていたロータ径以上の内径穴を、ロータ径以下に設定する事が可能となり、端子台の小型化を実現できる。

上記発明において、前記各相のコイルは、モータケースを貫通し、当該モータケースの取付面で、ベアリング、ロータ位置センサ等が収納されているハウジング内に配置された端子台と、アーク溶接やヒュージング等により結線処理されていることを特徴としている。

モータケースのインロー内に端子台が存在することで、コイルによる発熱の影響を受けにくく、低グレードの樹脂材料が適用可能となり、端子台を低コストで製造することができる。

例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等に変更することができる。

また、上記発明において、前記端子台は、前記位置検出センサとして機能するレゾルバのステータ部と一体成形されており、前記レゾルバの進角調整機能を有することを特徴としている。

レゾルバのステータ部と、端子台の一体成形により、部品点数の削減が可能となる。また、レゾルバの進角調整も容易となる。

以上説明した如く本発明は、モータ端子台の配置と形状を改良することで、端子台の小型化と、部品点数削減による低コストとを実現することができるという優れた効果を有する。

図１及び図２には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング用のモータ（ＥＰＳモータ）１０が示されている。ＥＰＳモータ１０は、その主要部品が円筒状のモータケース１２に収容され、内部空間はほぼ密閉状態とされている。モータケース１２の一端面（図１の左側端面）からは、後述するロータ軸１４が突出されている。また、ケース１２の図１の左端部側には、断面が略Ｌ字型に屈曲されたフランジ１６が設けられている。

フランジ１６は、変速機構部であるギヤボックスユニット（図示省略）との連結固定用としての役目を有している。前記ロータ軸１４は、モータケース１２の図１の左右端部に設けられた軸受２０によって支持されており、ケース１２の内部ではロータ２２に嵌合している。

ロータ２２は、前記ロータ軸１４を中心とした軸直角断面が、内側から順にロータコア２４、マグネット２６、ロータカバー２８の３層構造となっている。

また、モータケース１２の内周面には、ステータ３２が圧入され、前記ロータ２２の外周面と対向している。ステータ３２は、ステータコア３４にインシュレータ３６が挿入された状態で、ステータコイル３８が巻き付けられた構造となっている。

このステータ３２とロータ２２との間で磁界の変化を起こすことで、両者は相対回転（実質的には、ロータ２２が回転）し、前記ロータ軸１４を介して、この回転駆動力を外部（例えば、ギヤボックス）へ出力することができる。

ロータ軸１４の出力側端部（図１の左側端部）には、レゾルバロータ３９Ａが取り付けられている。レゾルバロータ３９Ａは、ロータ軸１４の外径に対して拡大された外径となっており、その外周面が端子台４０に取り付けられたレゾルバステータ３９Ｂと、所定の間隙をもって対向している。

端子台４０は、ビス４４によってモータケース１２のインローに固定されている。この端子台４０は、各相に分類された前記ステータ３２のインシュレータ３６に巻き付けられたステータコイル３８と外部からのリード線４６とを接続する役目を有しており、端子台４０には、端子４０Ａが予め取り付けられている。端子台４０に設けられた端子４０Ａの一端部には、コイル挿入穴４０Ｂが穿設され、このコイル挿入穴４０Ｂからステータコイル３８が挿入され、端子４０Ａとかしめられている。これにより、ステータコイル３８と端子４０Ａとは電気的に導通状態となる。

一方、リード線４６からむき出された導線にはリード線端子４６Ａがスポット溶接されており、モータケース１２に設けられたブッシュ１２Ａにこのリード線端子４６Ａを挿入後、前記端子台４０の端子４０Ａとアーク溶接することで、電気的導通を実現している。

このリード線４６によって外部からの通電を受け、各相のステータコイル３８に順次電流を流すことで、ロータ２２が回転するようになっている。

前記端子台４０は、軸受２０の外側に配置されており、ロータ軸１４に取り付けられたロータ２２がモータケース１２内に収容された後に取り付け可能であり、従来のように、最初に端子台を取り付けたときのロータ２２を収容するため、穴（内径穴）が不要な構造となっている。

また、端子台４０のさらに外側には、ボス５０が取り付けられ、前述したギヤボックスの入力軸との連結用となっている。図２に示すように、コイル３０Ａはフランジ１６を貫通して、端子台４０に接続されている。なお、符号５２はセンサリード線である。

以下に本実施の形態の作用を説明する。ロータ２２は、ロータ軸１４に同軸に配置されたロータコア２４と、ロータコア２４の外周に固定されたマグネット２６をロータカバー２８で覆い、モータケース１２に配置した軸受２０に圧入固定した後、レゾルバロータ３９Ａをロータ軸１４に挿入し、さらに、ボス５０を圧入してレゾルバロータ３９Ａを固定したものである。

ステータ３２は、ステータコア３４にインシュレータ３６を挿入した状態で、ステータコイル３８を巻線し、モータケース１２に圧入して固定したものである。

ロータ２２をステータ３２に挿入後、モータケース１２内に端子台４０を挿入し、ステータ３２のインシュレータ３６に巻き付けられたステータコイル３８を端子台４０のコイル挿入穴４０Ｂに通して、端子台４０の端子４０Ａとステータコイル３８とをかしめる。

端子台４０には、レゾルバステータ３９Ｂが一体成形されており、進角調整をするために端子台４０の角度調整を行った後、ビス４４でモータケース１２のインローへ固定する。その後、端子台４０とステータコイル３８とをアーク溶接する。

次に、ブッシュ１２Ａにリード線４６を挿入し、リード線４６のむき出された導線にスポット溶接されたリード線端子４６Ａと、端子台４０の端子４０Ａとをアーク溶接し、導通を図る。

なお、本実施の形態では、モータケース１２の開口、すなわちインローが開口されたまま端子台４０が露出された構成となっているが、図３及び図４に示される如く、合成樹脂製のカバー５２を取付けるようにしてもよい（変形例１）。

また、本実施の形態では、モータケース１２のインローに端子台４０を配置したが、図５及び図６に示される如く、モータケース１２の図５の右側を開口し、合成樹脂製のカバー５４を着脱可能とすることで、ロータ軸１４の出力（突出）側端部とは反対側に端子台４０を設けることも可能である（変形例２）。

以上説明したように本実施の形態では、端子台４０を、軸受２０よりも外側（モータケース１２のインロー）に配置することで、ロータ２２を挿入するための内径穴が不要となり、端子台４０の小型化を図ることができる。また、レゾルバステータ３９Ｂを端子台４０と一体成型することができるため、部品点数を削減することができる。さらに、ステータコイル３８への通電時に発生する熱が外部へ放出されやすくなり、その分、端子台４０を低グレードの合成樹脂材料とすることができる。例えば、従来は、ＰＰＳを適用していたのに対し、本実施の形態の構造であれば、ＰＥＴやＰＢＴが適用可能である。

また、ステータコイル３８と端子台４０の端子４０Ａとのアーク溶接、リード線４６のリード線端子４６Ａと、端子台４０の端子４０Ａとのアーク溶接等を、全てモータケース１２のインロー内で行うため、作業工程を削減することができる。

さらに、モータケース１２の内部には、ステータ３２とロータ２２のみとなるため、部品の割れや欠けによるモータロックの発生が軽減される。

本実施の形態に係るステアリングモータを軸方向から見た正面図である。 本実施の形態に係る図１の右側面断面図である。 変形例１に係るステアリングモータを軸方向から見た正面図である。 変形例１に係る図３の右側面断面図である。 変形例２に係る図５の右側面断面図である。 変形例２に係るステアリングモータを軸直角方向から見た正面図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング用のモータ（モータ）
１２ モータケース
１４ ロータ軸
１６ フランジ
２０ 軸受
２２ ロータ
２４ ロータコア
２６ マグネット
２８ ロータカバー
３２ ステータ
３４ ステータコア
３６ インシュレータ
３８ ステータコイル（コイル）
３９Ａ レゾルバロータ
３９Ｂ レゾルバステータ
４０ 端子台
４０Ａ 端子
４０Ｂ コイル挿入穴
４４ ビス
４６ リード線
４６Ａ リード線端子
５０ ボス
５２ センサリード線

Claims (3)

1. 複数の相に分類され各相毎にコイルが巻き付けられたステータと、前記コイルへの励磁により回転するロータと、を備え、ロータに取り付けられた回転軸が、軸受を介して前記ステータとロータとを収容するモータケースから突出されたモータであって、
   前記ステータの各相のコイルを結線する端子台が、前記モータケースにおける前記軸受配置位置よりも外側に配置されていることを特徴とするモータ。
2. 前記各相のコイルは、モータケースを貫通し、当該モータケースの取付面で、ベアリング、ロータ位置センサ等が収納されているハウジング内に配置された端子台と、溶接等により結線処理されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 前記端子台は、前記ロータ位置検出センサとして機能するレゾルバのステータ部と一体成形されており、前記レゾルバの進角調整機能を有することを特徴とする請求項２記載のモータ。
   
   

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