JP2009060681A

JP2009060681A - 電動モータ

Info

Publication number: JP2009060681A
Application number: JP2007223250A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Muto; 寛之武藤; Masami Nakano; 雅巳中野
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: EP2031741A2; EP2031741A3; US7546673B2; US20090056104A1; JP5173322B2

Abstract

【課題】電動モータにおいて、相並ぶ複数の接続端子の各一端を順に、相並ぶ複数の被接続端子のそれぞれにアーク溶接するに際し、アークの発生を安定化し、溶接品質を向上すること。
【解決手段】電動モータ２０の製造方法において、アーク溶接機１００のトーチ１００Ａに設けた電極棒１０１により、相並ぶ複数のコネクタターミナル６７の各一端を順に、相並ぶ複数の検出信号出力ターミナル６５のそれぞれにアーク溶接するに際し、前記複数のコネクタターミナル６７の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂのそれぞれに接続するもの。
【選択図】図３

Description

本発明は電動パワーステアリング装置等に用いて好適な電動モータに関する。

電動パワーステアリング装置等に用いられるブラシレスモータ（電動モータ）は、特許文献１に記載の如く、永久磁石を有するモータ回転子と、複数のコイルを巻装したコアを備えるモータ固定子とを有し、コイルへの通電を切り替えることでモータ回転子を回転させる。例えば、ラックタイプの電動パワーステアリング装置においては、同軸タイプのブラシレスモータが用いられ、モータ回転子の回転軸内にラック軸が挿入され、車体側に固定されるハウジング側にモータ固定子が形成される。そして、ブラシレスモータでは、コイルへの通電を切り替えるタイミングを決定するために、モータ固定子に対するモータ回転子の回転位置を検出する位置検出用センサとしてレゾルバが設けられている。レゾルバは、ハウジングの側に取付けられるレゾルバステータと、モータ回転子の側に取付けられるレゾルバロータとからなる。
特開2007-1364

従来のブラシレスモータでは、アーク溶接機のトーチに設けた電極棒により、相並ぶ複数の電源接続用コネクタターミナル（接続端子）の各一端を順に、モータ固定子の各コイル端子に接続されている相並ぶ複数の給電ターミナル（被接続端子）のそれぞれにアーク溶接する。このとき、複数のコネクタターミナルの各他端の全部をまとめて、アーク溶接機のアース端子に接続している。

相並ぶ複数のコネクタターミナルの各一端をアーク溶接機の電極棒により順にアーク溶接するに際し、それらコネクタターミナルの各他端の全部をまとめてアーク溶接機のアース端子に接続している。従って、アーク溶接機の電極棒と今回溶接対象たる１つのコネクタターミナルの一端との間だけでなく、当該１つのコネクタターミナルに隣接する他のコネクタターミナルの一端との間にもアークが発生し、アークが不安定になるおそれがある。このため、複数のコネクタターミナルの各一端と、複数の給電ターミナルとの溶接品質を損なうおそれがある。

本発明の課題は、電動モータにおいて、相並ぶ複数の接続端子の各一端を順に、相並ぶ複数の被接続端子のそれぞれにアーク溶接するに際し、アークの発生を安定化し、溶接品質を向上することにある。

請求項１の発明は、電動モータの製造方法において、アーク溶接機のトーチに設けた電極棒により、相並ぶ複数の接続端子の各一端を順に、相並ぶ複数の被接続端子のそれぞれにアーク溶接するに際し、前記複数の接続端子の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機のアース端子のそれぞれに切換えて接続するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記複数の接続端子がコネクタターミナルであり、前記複数の被接続端子がレゾルバステータの検出信号出力ターミナルである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記複数の接続端子がコネクタターミナルであり、前記複数の被接続端子がモータ固定子の給電ターミナルであるようにしたものである。

（請求項１）
(a)相並ぶ複数の接続端子の各一端をアーク溶接機の電極棒により順にアーク溶接するに際し、それら接続端子の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機のアース端子のそれぞれに切換えて接続する。従って、アーク溶接機の電極棒は、当該アーク溶接機のアース端子が１つの接続端子にのみ接続されている、今回溶接対象たる１つの接続端子との間だけに確実にアークが発生し、アークが安定する。このため、複数の接続端子の一端と、複数の被接続端子との溶接品質を向上する。

（請求項２）
(b)複数のコネクタターミナルの一端と、レゾルバステータの複数の検出信号出力ターミナルとの溶接品質を向上する。

（請求項３）
(c)複数のコネクタターミナルの一端と、モータ固定子の複数の給電ターミナルとの溶接品質を向上する。

図１は電動パワーステアリング装置を示す全体図、図２は図１の要部断面図、図３はレゾルバステータの端子溶接方法を示す模式図、図４は図３の要部側面図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、ステアリングホイールが結合される入力軸１１を支持するギヤボックス１２を有し、ギヤボックス１２を第１ハウジング部１３に取付けている。第１ハウジング部１３は車体への取付部１３Ａを有し、第１ハウジング部１３にはモータ部１５を介して第２ハウジング部１４が取付けられている。ギヤボックス１２内では、入力軸１１にトーションバーを介して出力軸（不図示）が連結され、入力軸１１と出力軸の間に操舵トルク検出装置（不図示）を組付けている。第１ハウジング部１３、第２ハウジング部１４、モータ部１５にはラック軸１６が挿入されて支持され、ラック軸１６のラック歯はギヤボックス１２内で出力軸のピニオン歯と噛み合いしてラック・アンド・ピニオン機構を形成し、ステアリングホイールの操作に応じて軸方向に直線移動する。尚、ラック軸１６の両端部にはタイロッド１７Ａ、１７Ｂが連結され、ラック軸１６の直線移動によりタイロッド１７Ａ、１７Ｂを介して左右の車輪を操舵可能にする。

電動パワーステアリング装置１０は、第１ハウジング部１３と第２ハウジング部１４のそれぞれにボルト１８、１９によりモータ部１５のヨークを構成するようにアルミニウム等からなるモータハウジング２１を取付け、ラック軸１６と同軸をなすブラシレスモータ２０を構成する。ブラシレスモータ２０（電動モータ）は、モータ固定子３０と、モータ固定子３０の内周側に回転自在に配置されるモータ回転子４０と、モータ固定子３０に対するモータ回転子４０の回転位置を検出するレゾルバ６０を有する。

モータ固定子３０は、図２に示す如く、モータハウジング２１の内周に組込まれて固定される、複数、本実施例では例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相毎に4個（全12個)のコア小組体３０Ｂを円周上に隣接配置して構成されるコア組立体３０Ａを有する。コア小組体３０Ｂは、複数の珪素鋼板からなるコア３１を積層し、この積層コア３１に樹脂製ボビン３２を取付け、ボビン３２のコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす各モータコイル３３を巻装して構成される。各モータコイル３３の端子には、本実施例ではボビン３２に取付けられる樹脂部３４に埋設された不図示のバスリングを介して３個の給電ターミナル３５（被接続端子）が接続される。各給電ターミナル３５はバスリングにつながる付け根を樹脂部３４に樹脂モールドされるとともに、樹脂部３４から突出している部分のそれぞれに、コネクタ３６の樹脂部３６Ａに埋設されているＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電源接続用コネクタターミナル３７（接続端子）の樹脂部３６Ａから突出されてモータハウジング２１の内部に引き込まれた各一端を順に溶接している。コネクタ３６はモータハウジング２１に固定される。

モータ回転子４０は、図２に示す如く、モータハウジング２１の長手方向に渡ってラック軸１６の周囲に配置される中空回転軸４１を有し、回転軸４１の一端部には後述するボールナット５２が固定され、このボールナット５２はギヤハウジング１３のベアリング４２Ａに圧入されて軸支され、回転軸４１の他端部は第２ハウジング部１４のベアリング４２Ｂに圧入されて軸支される。回転軸４１の外周でモータ固定子３０に臨む位置には回転子マグネット４３がマグネットホルダ４４を介して周方向に位置決めされ固定されている。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、ラック軸１６にボールねじ５１を設けてあり、ボールねじ５１に噛み合うボールナット５２を前述の回転軸４１の一端部に固定している。ボールねじ５１のねじ溝とボールナット５２のねじ溝の間にスチールボール５３を保持し、ボールナット５２の回転をボールねじ５１によりラック軸１６の直線移動に変換する。

レゾルバ６０は、図２〜図４に示す如く、モータ固定子３０に対して一定の周方向位置に組付けられるレゾルバステータ６１と、モータ回転子４０に対して一定の周方向位置に組付けられるレゾルバロータ７１とからなる。レゾルバロータ７１は、複数の突極を周方向に配置した環状コアから構成されている。レゾルバステータ６１は、環状の樹脂部６２に保持される積層鉄芯６３に巻線を巻き回した複数のステータコイル６４を有する。各ステータコイル６４の端子は、樹脂部６２に樹脂モールドされて保持される複数（本実施例では６個）の検出信号出力ターミナル６５（被接続端子）に接続される。各検出信号出力ターミナル６５は樹脂部６２から突出している部分のそれぞれに、コネクタ６６の樹脂部６６Ａに埋設されている複数（本実施例では６個）の各信号取出用コネクタターミナル６７（接続端子）の樹脂部６６Ａから突出されてハウジング部１４の内部に引き込まれた各一端を順に溶接している。コネクタ６６はハウジング部１４に固定される。

電動パワーステアリング装置１０において、レゾルバステータ６１は、モータ回転子４０の回転軸４１とともに回転するレゾルバロータ７１を囲むように配置され、この回転によってレゾルバロータ７１との間で生ずるリラクタンスの変化により、回転軸４１の回転位置を検出する。検出した回転軸４１の回転位置に応じて、外部の制御回路により、モータ固定子３０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル３３に所定の電流を供給し、モータ２０を駆動制御する。

従って、電動パワーステアリング装置１０は以下の如くに動作する。
(1)操舵トルク検出装置が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。

(2)操舵トルク検出装置が検出した操舵トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０では、必要な操舵アシスト力を発生するようにモータ固定子３０のコイル３３に通電し、モータ固定子３０に発生する磁界によってモータ回転子４０が回転するように駆動される。モータ２０の発生トルクはモータ回転子４０から回転軸４１を介してボールナット５２に伝えられ、ボールナット５２の回転をボールねじ５１によりラック軸１６の直線運動とし、ラック軸１６に連動する車輪に操舵アシスト力として付与される。

しかるに、本実施例では、電動モータ２０の製造時にアーク溶接機１００を用いて、コネクタ６６の相並ぶ複数（本実施例では6個）のコネクタターミナル６７（第１〜第６のコネクタターミナル６７Ａ〜６７Ｆ）（接続端子）を順に、レゾルバステータ６１の相並ぶ複数（本実施例では6個）の検出信号出力ターミナル６５（第１〜第６の検出信号出力ターミナル６５Ａ〜６５Ｆ）（被接続端子）のそれぞれにアーク溶接する（図３の溶接部６９）に際し、アークの発生を安定化し、溶接品質を向上するため、以下の溶接方法を採用する。

アーク溶接機１００は、例えばイナートガスタングステンアーク溶接（TIG溶接）を行なうものであり、図３に示す如く、電極棒１０１を保持するトーチ１００Ａを備えるとともに、アース接続具２００を接続するアース端子１００Ｂを備える。アース接続具２００は、コネクタ６６に着脱できるプラグ２０１を有し、コネクタ６６の複数のコネクタターミナル６７に接続されるプラグ２０１の複数（本実施例では6個）の接続部２０２（第１〜第６の接続部２０２Ａ〜２０２Ｆ）に順に切換接続できるスイッチ端子２０３を備え、スイッチ端子２０３をアース端子１００Ｂに接続する。

アーク溶接機１００のトーチ１００Ａに設けた電極棒１０１により、コネクタ６６の相並ぶ複数のコネクタターミナル６７の各一端を順に、レゾルバステータ６１の相並ぶ複数の検出信号出力ターミナル６５のそれぞれにアーク溶接するに際し、プラグ２０１をコネクタ６６に嵌着する。そして、複数のコネクタターミナル６７の各一端に対応する各他端を、プラグ２０１の各接続部２０２及びスイッチ端子２０３を介して順に、アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂに接続する。例えば、アーク溶接機１００のトーチ１００Ａに設けた電極棒１０１により、第１のコネクタターミナル６７Ａの一端を第１の検出信号出力ターミナル６５Ａにアーク溶接するとき、第１のコネクタターミナル６７Ａの一端に対応する他端を、プラグ２０１の第１の接続部２０２Ａと、この接続部２０２Ａに接続されているスイッチ端子２０３を介して、アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂに接続する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)相並ぶ複数のコネクタターミナル６７の各一端をアーク溶接機１００の電極棒１０１により順にアーク溶接するに際し、それらコネクタターミナル６７の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂのそれぞれに切換えて接続する。従って、アーク溶接機１００の電極棒１０１は、当該アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂが１つの接続端子にのみ接続されている、今回溶接対象たる１つのコネクタターミナル６７との間だけに確実にアークが発生し、アークが安定する。このため、複数のコネクタターミナル６７の一端と、複数の検出信号出力ターミナル６５との溶接品質を向上する。

(b)複数のコネクタターミナル６７の一端と、レゾルバステータ６１の複数の検出信号出力ターミナル６５との溶接品質を向上する。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、モータ固定子３０の側において、アーク溶接機１００のトーチ１００Ａに設けた電極棒１０１により、相並ぶ複数のコネクタターミナル３７の各一端を順に、相並ぶ複数の給電ターミナル３５のそれぞれにアーク溶接するに際し、前述のアース接続具２００の如くを用いることにより、複数のコネクタターミナル３７の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機１００のアース端子１００Ｂのそれぞれに接続するものであっても良い。これによれば、複数のコネクタターミナル３７の一端と、モータ固定子３０の複数の給電ターミナル３５との溶接品質を向上できる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す全体図である。図２は図１の要部断面図である。図３はレゾルバステータの端子溶接方法を示す模式図である。図４は図３の要部側面図である。

符号の説明

２０電動モータ
３５給電ターミナル（被接続端子）
３７コネクタターミナル（接続端子）
６５検出信号出力ターミナル（被接続端子）
６７コネクタターミナル（接続端子）
１００アーク溶接機
１００Ａトーチ
１００Ｂアース端子
１０１電極棒

Claims

電動モータの製造方法において、
アーク溶接機のトーチに設けた電極棒により、相並ぶ複数の接続端子の各一端を順に、相並ぶ複数の被接続端子のそれぞれにアーク溶接するに際し、
前記複数の接続端子の各一端に対応する各他端を順に、アーク溶接機のアース端子のそれぞれに切換えて接続することを特徴とする電動モータの製造方法。
前記複数の接続端子がコネクタターミナルであり、
前記複数の被接続端子がレゾルバステータの検出信号出力ターミナルである請求項１に記載の電動モータの製造方法。
前記複数の接続端子がコネクタターミナルであり、
前記複数の被接続端子がモータ固定子の給電ターミナルである請求項１に記載の電動モータの接続方法。