JP2009219334A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境下においても安定的に動作することができるモータを提供することを課題とする。
【解決手段】コイル１３に電流を供給するための配線装置であるバスバーユニット２０において、バスバーホルダ２１が、コイル接続バスバー３１〜３３と、センサ接続バスバー４１〜４６、５１〜５３とを支持する。コイル接続バスバー３１〜３３の導電線接続部３１３、３２３、３３３は、軸方向の両側に露出し、コイル１３を形成する導電線と溶接される。センサ接続バスバー４１〜４６、５１〜５３は、複数の電子部品とともに、ホールＩＣに電気信号を入出力するホールＩＣ回路６０を構成する。センサ接続バスバー４１〜４５、５１〜５３のセンサ接続部は、軸方向両側に露出し、ホールＩＣの端子と溶接される。また、センサ接続バスバー４１〜４５、５１〜５３の電子部品接続部は、軸方向両側に露出し、各電子部品とそれぞれ溶接される。
【選択図】図２

Description

本発明は、トランスミッションまたはクラッチの駆動に用いられるモータに関する。

ブラシレスモータは、従来から様々な機器に搭載されており、たとえば、車両のトランスミッションなどに搭載される。たとえば、特許文献１に、車両のトランスミッションに搭載されるブラシレスモータが開示されている。

特許文献１が開示する電動アクチュエータは、電動モータ（ブラシレスモータ）と、電動モータを構成するロータマグネット内に配置されたボールねじ機構とで構成される。電動モータは、車両の制御システム（ＥＣＵ等）からの指示に基づいて回転する。ボールねじ機構は、ロータマグネットの回転運動を直線運動に変換する。ボールねじ機構がロータマグネット内に配置されることにより、ボールねじ機構の変換動作に伴う騒音が電動モータ内に閉じ込められる。したがって、特許文献１が開示する電動アクチュエータは、トランスミッションで発生する騒音を抑制することができる。

特開２００７−１８７２６２号公報

上述したように、特許文献１が開示する従来のブラシレスモータは、自動車などの車両に用いられるものであり、様々な環境下において安定的に動作することが求められる。たとえば、トランスミッションに搭載されるギアシフト装置は、エンジンで発生する熱、あるいはギアシフト装置の摩擦熱などによって、ギアシフト装置自体の温度が百数十度以上となることがある。したがって、ギアシフト装置に搭載されるブラシレスモータは、上述のような高温環境下で安定的に動作することが求められる。

しかしながら、ブラシレスモータにおいて、バスバーと各コイルを形成する導電線の端部とがはんだ付けによって接続されていた場合、上述の高温環境下でははんだが溶融するおそれがある。これにより、ブラシレスモータが駆動することができず、ブラシレスモータの信頼性が損なわれるという問題があった。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、高温環境下においても安定的に動作することができるモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、車両に搭載されるトランスミッションのギアセレクトに用いられるモータ、またはクラッチの駆動に用いられるモータであって、回転軸を中心に回転するロータと、前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部、および、前記コアバック部の内周面から前記ロータの径方向に突出した複数のティースを有するステータコアと、各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、前記ロータの軸方向における前記ステータコアの一端側に配置され、各コイルに駆動電流を供給するためのバスバーユニットと、を備え、前記バスバーユニットは、前記導電線の端部と接続する導電線接続部を有する複数のコイル接続バスバーと、前記複数のコイル接続バスバーを支持し、絶縁性材料で形成されるバスバーホルダと、を含み、前記導電線接続部と前記導電線の端部とが溶接されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、モータであって、回転軸を中心に回転するロータと、前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部、および、前記コアバック部の内周面から前記ロータの径方向に突出した複数のティースを有するステータコアと、各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、前記ロータの軸方向における前記ステータコアの一端側に配置され、各コイルに駆動電流を供給するためのバスバーユニットと、を備え、前記バスバーユニットは、前記導電線の端部と接続する導電線接続部を有する複数のコイル接続バスバーと、前記複数のコイル接続バスバーを支持し、絶縁性材料で形成されるバスバーホルダと、を含み、前記導電線接続部は、前記軸方向に延びる溝が形成されたＵ字状の形状であり、側面の一部に切り欠き部が形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、前記導電線の端部は、前記導電線接続部に形成された前記溝に、前記ステータコア側から前記軸方向に沿って挿入され、前記切り欠き部は、前記軸方向に沿って形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータにおいて、前記バスバーホルダには、前記バスバーホルダを前記軸方向に貫通する第１の貫通孔が、前記導電線接続部に対応する位置にそれぞれ形成されており、前記導電線接続部が前記軸方向の両側に露出していることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載のモータにおいて、前記バスバーホルダには、前記ロータの回転位置を検出するための複数のセンサをそれぞれ収納する複数のセンサホルダが形成されており、前記バスバーユニットは、さらに、各センサホルダに収納されたセンサへの駆動電流の供給、または前記センサの出力信号を出力するための複数のセンサ接続バスバー、を含み、前記バスバーホルダは、前記複数のセンサ接続バスバーを支持し、前記複数のセンサ接続バスバーのうち少なくとも一つのセンサ接続バスバーは、各センサの端子と直接接続する複数のセンサ接続部を含み、各センサ接続部と、各センサの端子とが溶接されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載のモータにおいて、前記バスバーホルダには、前記バスバーホルダを前記軸方向に貫通する第２の貫通孔が前記センサ接続部に対応する位置に形成されており、前記センサ接続部が前記軸方向の両側に露出していることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５または請求項６に記載のモータにおいて、各センサ接続バスバーは、前記複数のセンサとは別の電子部品の端部と接続する電子部品接続部を含み、前記電子部品接続部と、前記電子部品の端部とが溶接されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７に記載のモータにおいて、前記電子部品接続部は、前記軸方向に垂直な平面部と、前記平面部から前記軸方向に盛り上がった突起部とを有し、前記突起部と、前記電子部品の端部とが溶接されていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項７に記載のモータにおいて、前記電子部品接続部は、前記第１の貫通孔が形成される位置に配置されることを特徴とする。

本発明のモータは、コイル接続バスバーの導電線接続部と、複数のコイルを形成する導電線の端部とを溶接によって接続している。これにより、高温環境下においても、コイル接続バスバーと導電線の端部との接続状態が劣化しないため、モータが安定的に動作することができる。また、導電線接続部をＵ字状の形状とし、軸方向に延びる切り欠きを設けている。これにより、導電線接続部と導電線の端部との接触面積を抑えることができるので、効率よく溶接を行うことができる。

また、センサの端子とセンサ接続バスバーのセンサ接続部とを溶接によって接続し、電子部品とセンサ接続バスバーの電子部品接続部とを溶接によって接続している。これにより、高温環境下においてもセンサの端子とセンサ接続部との接続状態、および電子部品と電子部品接続部との接続状態が劣化しないため、モータが安定的に動作することができる。

また、導電線接続部が、バスバーホルダの軸方向の両側に露出している。このため、導電線接続部と導電線の端部との溶接において、コイルと溶接用の電極とが接触することを防止できるため、効率よく溶接を行うことができる。また、センサ接続部および電子部品接続部が、バスバーホルダの軸方向の両側に露出している。このため、センサの端子とセンサ接続部との溶接、および電子部品と電子部品接続部との溶接において、二つの電極間の距離を短くすることができるため、効率よく溶接を行うことができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るブラシレスモータ１の側面断面図である。図１に示すブラシレスモータ１は、ハウジング１１と、ステータコア１２と、コイル１３と、シャフト１４と、ロータ１５と、センサマグネット１６と、バスバーユニット２０とを備える。ブラシレスモータ１は、たとえば、車両に搭載されるトランスミッションのギアセレクト、またはクラッチの駆動に用いられる。ブラシレスモータ１は、ＥＣＵなどの制御装置（図示省略）を介して、バッテリーなどの電源装置から供給される電流によって駆動する。

なお、ブラシレスモータ１は、搭載機器によって取り付け状態が異なり、様々な向きに配置される。したがって、ブラシレスモータ１には、絶対的な上下方向は存在しない。しかし、以下の説明において、便宜的に、図１の図面上の上下方向がブラシレスモータ１の上下方向であるとして説明する。

ハウジング１１は、ブラシレスモータ１の回転軸Ｊ１を中心とした円筒形であり、内周面にステータコア１２が固定されている。ステータコア１２は、回転軸Ｊ１を中心として環状に構成されたコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａから回転軸Ｊ１に向って放射状に配置された複数のティース部１２ｂとを備えている。導電線１３０が各ティース部１２ｂに巻回されることによって、コイル１３が形成される。

また、ハウジング１１の上部とバスバーユニット２０の下部とにおいて、ボールベアリング１７、１７がそれぞれ保持されている。ハウジング１１が保持するボールベアリング１７と、バスバーユニット２０が保持するボールベアリング１７とによって、回転軸Ｊ１を軸心とするシャフト１４を回転自在に保持している。

ロータ１５は、ロータマグネット１５１と、ロータコア１５２とを備えており、シャフト１４と一体に回転する。ロータマグネット１５１は、シャフト１４に固定されたロータコア１５２の外周面に固定される。センサマグネット１６は、ロータ１５の下側に配置され、シャフト１４に固定されたセンサヨーク１８によって保持されている。

バスバーユニット２０は、ステータコア１２の下側を覆うように配置される。バスバーユニット２０は、コイル１３に電流を供給するための配線装置である。また、バスバーユニット２０は、センサマグネット１６の径方向外側に対向するようにしてホールＩＣ６１、６２、６３（図２参照）を保持している。

上述した構成を有するブラシレスモータ１において、ロータマグネット１５１の回転位置に応じた電流が、電源装置から制御装置を介してコイル１３へ供給される。コイル１３が通電されることに伴って磁場が発生し、ロータマグネット１５１が回転する。このようにしてブラシレスモータ１は回転駆動力を得る。

｛バスバーユニット２０の概要｝
次に、バスバーユニット２０について説明する。図２は、バスバーユニット２０の上面図である。つまり、図２は、バスバーユニット２０をステータコア１２側から見た図である。図３は、バスバーユニット２０の底面図である。図４は、バスバーユニット２０を構成する各バスバーの配置を示す図である。

なお、図４において、バスバーホルダ２１などの表示を省略している。また、図４において、コイル接続バスバー３１、３２、３３が配置されている側が上側（ステータコア１２側）であり、センサ接続バスバー４５が配置されている側が下側である。

図２、図３および図４に示すように、バスバーユニット２０は、バスバーホルダ２１と、ホールＩＣ６１、６２、６３と、複数のバスバーと、複数の電子部品とから構成される。バスバーホルダ２１は、絶縁性材料で形成されており、平面視で略円形状のバスバーホルダ本体部２１１と、バスバーホルダ本体部２１１から径方向の外側に設けられたコネクタ部２１２とから構成されている。

図２に示すように、ホールＩＣ６１、６２、６３は、バスバーホルダ本体部２１１の上面部２３に配置され、センサマグネット１６の位置に応じたホール信号を出力する。ホールＩＣ６１は、電源入力用の電源端子６１ａと、接地用の接地端子６１ｂと、ホール信号を出力する出力端子６１ｃとを有する。同様に、ホールＩＣ６２は、電源端子６２ａと、接地端子６２ｂと、出力端子６２ｃとを有する。ホールＩＣ６３は、電源端子６３ａと、接地端子６３ｂと、出力端子６３ｃとを有する。

また、図４に示すように、バスバーユニット２０を構成するバスバーは、コイル接続バスバー３１、３２、３３、およびセンサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３である。これらのコイル接続バスバー３１、３２、３３と、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３とは、バスバーホルダ２１によって支持される。

コイル接続バスバー３１、３２、３３は、コイル１３に三相の電流を供給するための導電性部材である。センサ接続バスバー４１、４２、４３、４６、５１、５２、５３は、ホールＩＣ６１、６２、６３が出力するホール信号を制御装置に出力するために用いられる導電性部材である。センサ接続バスバー４４は、ホールＩＣ６１、６２、６３への電源の供給に用いられる導電性部材である。センサ接続バスバー４５は、ホールＩＣ６１、６２、６３の接地に用いられる導電性部材である。

また、図３に示すように、複数の電子部品として、抵抗７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２と、コンデンサ７１３、７２３、７３３とが、バスバーホルダ本体部２１１の底面部２２に配置される。

センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３と、抵抗７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２と、コンデンサ７１３、７２３、７３３とは、ホールＩＣ回路６０（後で説明する図１６参照）を構成する。ホールＩＣ回路６０は、各ホールＩＣへ電源を供給し、各ホールＩＣが出力するホール信号を制御装置に出力する回路である。ホールＩＣ回路６０は、バスバーユニット２０に配置されるホールＩＣの数に対応して形成される。

｛バスバーホルダ２１の構成｝
次に、バスバーホルダ２１について説明する。図５は、バスバーホルダ２１の上面図である。図６は、図５に示すバスバーホルダ２１の矢視Ａ−Ａ断面図である。図７は、図５に示す矢視Ｂ方向から見たバスバーホルダ２１の側面図である。

図５および図６に示すように、コイル接続バスバー３１、３２、３３と、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５とは、一部がバスバーホルダ２１に埋め込まれている。バスバーホルダ２１と、コイル接続バスバー３１、３２、３３と、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５とは、インサート成形により一体成形される。

バスバーホルダ本体部２１１には、回転軸Ｊ１を中心とした円形の中心孔２４１が形成されている。中心孔２４１には、シャフト１４が挿入される。バスバーホルダ本体部２１１の底面部２２には、中心孔２４１を囲むようにしてベアリングホルダ２４２が形成されている。ベアリングホルダ２４２は、バスバーホルダ本体部２１１の下側に開口した孔であり、ボールベアリング１７が収納される。

バスバーホルダ本体部２１１の上側には、開口孔２４３が形成されており、開口孔２４３の底面がバスバーホルダ本体部２１１の上面部２３となる。上面部２３には、ホールＩＣ６１、６２、６３を収納するセンサホルダ２４４、２４４、２４４が形成される。センサホルダ２４４、２４４、２４４は、センサマグネット１６に対して径方向外側に対向する位置に形成される。

また、バスバーホルダ本体部２１１には、中心孔２４１の他に、底面部２２と上面部２３とを軸方向に貫通する孔が複数形成されている。つまり、バスバーホルダ本体部２１１には、軸方向に貫通する貫通孔２５１、２５２、２５３、２６１、２６２、２６３、２７２、２７３が形成されている。

貫通孔２５１、２５２、２５３は、センサホルダ２４４、２４４、２４４の径方向外側に形成される。貫通孔２６１は、貫通孔２５１と貫通孔２５３との間に形成され、貫通孔２６２は、貫通孔２５１と貫通孔２５２との間に形成され、貫通孔２６３は、貫通孔２５２と貫通孔２５３との間に形成される。貫通孔２７２は、貫通孔２５２と貫通孔２６２との間に形成され、貫通孔２７３は、貫通孔２５３と貫通孔２６１との間に形成される。

図６および図７に示すように、コネクタ部２１２は、径方向外側が開口した筒型の形状である。コネクタ部２１２において、コイル接続バスバー３１、３２、３３の端子部３１２、３２２、３３２と、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５の端子部４１２、４２２、４３２、４４２、４５２とが、バスバーホルダ本体部２１１から、径方向外側に突出している。各端子部はコネクタピンとして機能する。

｛コイル接続バスバー｝
以下、コイル接続バスバー３１、３２、３３について説明する。図８は、コイル接続バスバー３１、３２、３３の底面図である。つまり、図８は、図３に示すバスバーユニット２０の底面図から、コイル接続バスバー３１、３２、３３を抽出した図である。

コイル接続バスバー３１には、円弧状の基部３１１の径方向外側に端子部３１２が延設され、基部３１１の径方向内側に導電線接続部３１３が設けられる。コイル接続バスバー３２は、直線状の形状である。コイル接続バスバー３２には、基部３２１の径方向外側に端子部３２２が延設され、基部３２１の径方向内側に導電線接続部３２３が設けられる。コイル接続バスバー３３には、円弧状の基部３３１の径方向外側に端子部３３２が延設され、基部３３１の径方向内側に導電線接続部３３３が設けられる。基部３１１、３２１、３３１は、バスバーホルダ本体部２１１の内部に埋め込まれている。

図４に示すように、導電線接続部３１３、３２３、３３３は、基部３１１、３２１、３３１から径方向内側に延びた後、下側に屈曲している。導電線接続部３１３、３２３、３３３には、軸方向に沿って延びる溝が形成されている。また、図２、図３および図５に示すように、導電線接続部３１３、３２３、３３３は、貫通孔２６１、２６２、２６３の内周面から径方向内側にそれぞれ突出し、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。導電線接続部３１３、３２３、３３３には、コイル１３を形成する二つの導電線１３０、１３０が接続される。これは、ブラシレスモータ１において、コイル１３がデルタ結線されているためである。

図９は、コイル接続バスバー３２の斜視図である。図９に示すように、導電線接続部３２３は、Ｕ字状の形状を構成する側壁部３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃを有する。側壁部３２３ａと側壁部３２３ｂとの間、側壁部３２３ｂと側壁部３２３ｃとの間には、軸方向に沿って切り欠かれた切り欠き部３２３ｄ、３２３ｄが形成されている。

同様に、導電線接続部３１３において、側壁部３１３ａと側壁部３１３ｂとの間、側壁部３１３ｂと側壁部３１３ｃとの間には、切り欠き部３１３ｄ、３１３ｄが形成されている。導電線接続部３３３において、側壁部３３３ａと側壁部３３３ｂとの間、側壁部３３３ｂと側壁部３３３ｃとの間には、切り欠き部３３３ｄ、３３３ｄが形成されている。

｛センサ接続バスバー｝
以下、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３について説明する。なお、ここでは、バスバーホルダ本体部２１１の底面部２２に配置される抵抗７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２、およびコンデンサ７１３、７２３、７３３と、各センサ接続バスバーとの接続についても説明する。また、ホールＩＣ６１、６２、６３に対応して形成されるホールＩＣ回路６０についても説明する。

まず、センサ接続バスバー４１、４２、４３について説明する。図１０は、センサ接続バスバー４１、４２、４３の底面図である。つまり、図１０は、図３に示すバスバーユニット２０の底面図から、センサ接続バスバー４１、４２、４３を抽出した図である。

センサ接続バスバー４１は、端子部４１２と、電子部品接続部４１３とを有する。センサ接続バスバー４２は、端子部４２２と、電子部品接続部４２３とを有する。センサ接続バスバー４３は、端子部４３２と、電子部品接続部４３３とを有する。

端子部４１２、４２２、４３２は、電子部品接続部４１３、４２３、４３３から径方向外側に延設される。電子部品接続部４１３、４２３、４３３は、軸方向に垂直な平面部４１３ａ、４２３ａ、４３３ａを有する平板状の形状である。電子部品接続部４１３、４２３、４３３は、図３に示すように、バスバーホルダ本体部２１１の底面部２２に配置され、バスバーホルダ２１の下側に露出している。

電子部品接続部４１３には、平面部４１３ａから下側に盛り上がった突起部４１３ｂが形成されている（図２０参照）。電子部品接続部４１３は、抵抗７１２およびコンデンサ７１３と突起部４１３ｂで接続される。同様に、電子部品接続部４２３は、抵抗７２２およびコンデンサ７２３と突起部４２３ｂで接続される。電子部品接続部４３３は、センサ接続バスバー４６の電子部品接続部４６３と突起部４３３ｂで接続される。

次に、センサ接続バスバー４４について説明する。図１１は、センサ接続バスバー４４の斜視図である。

センサ接続バスバー４４は、バスバーホルダ本体部２１１の形状に合わせた円弧状の形状である。端子部４４２が、円弧部４４１から径方向外側に延設されている。

電子部品接続部４４３、４４４、４４５が、円弧部４４１の径方向内側、かつ下側に突設される。図３および図５に示すように、電子部品接続部４４３、４４４、４４５は、貫通孔２５１、２５２、２６１の内周面から径方向内側に突出し、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。電子部品接続部４４３、４４４、４４５は、抵抗７１１、７２１、７３１と接続される。

センサ接続部４４６、４４７、４４８が、円弧部４４１の径方向内側、かつ上側に突設される。センサ接続部４４６、４４７、４４８には、軸方向上側に盛り上がった突起部４４６ｂ、４４７ｂ、４４８ｂが形成される。図２および図５に示すように、センサ接続部４４６、４４７、４４８は、貫通孔２５１、２５２、２５３の内周面から径方向内側に突出し、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。突起部４４６ｂ、４４７ｂ、４４８ｂは、電源端子６１ａ、６２ａ、６３ａと接続される。

次に、センサ接続バスバー４５について説明する。図１２は、センサ接続バスバー４５の斜視図である。

センサ接続バスバー４５は、バスバーホルダ本体部２１１の形状に合わせた円弧状の形状である。端子部４５２が、円弧部４５１から径方向外側に延設されている。

電子部品接続部４５３、４５４、４５５が、円弧部４５１の径方向内側、かつ下側に突設される。図３および図５に示すように、電子部品接続部４５３、４５４、４５５は、貫通孔２６２、２６２、２６３の内周面から突出し、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。電子部品接続部４５３、４５４、４５５は、コンデンサ７１３、７２３、７３３と接続される。

センサ接続部４５６、４５７、４５８が、円弧部４５１の径方向内側、かつ上側に突設される。センサ接続部４５６、４５７、４５８には、軸方向下側に盛り上がった突起部４５６ｂ、４５７ｂ、４５８ｂが形成される。図２および図５に示すように、センサ接続部４５６、４５７、４５８は、貫通孔２５１、２５２、２５３の内周面から径方向内側に突出し、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。突起部４５６ｂ、４５７ｂ、４５８ｂは、接地端子６１ｂ、６２ｂ、６３ｂと接続される。

次に、センサ接続バスバー５１、５２、５３について説明する。図１３は、センサ接続バスバー５１の斜視図である。図１４は、センサ接続バスバー５２の斜視図である。図１５は、センサ接続バスバー５３の斜視図である。

図１３に示すように、センサ接続バスバー５１は、電子部品接続部５１３と、センサ接続部５１６とを有する。電子部品接続部５１３は、貫通孔２５１（図５参照）に上側から挿入される。このため、電子部品接続部５１３の先端５１３ａは、底面部２２に突出し、抵抗７１１、７１２に接続される。センサ接続部５１６には、平面部５１６ａから上側に盛り上がった突起部５１６ｂが形成されている。突起部５１６ｂは、出力端子６１ｃに接続される。

同様に、図１４に示すセンサ接続バスバー５２において、電子部品接続部５２３は、貫通孔２７２（図５参照）に上側から挿入される。底面部２２側に突出した電子部品接続部５２３の先端５２３ａは、抵抗７２１、７２２に接続される。センサ接続部５２６には、平面部５２６ａから上側に盛り上がった突起部５２６ｂが形成されている。突起部５２６ｂは、出力端子６２ｃに接続される。

図１５に示すセンサ接続バスバー５３において、電子部品接続部５３３は、貫通孔２７３（図５参照）に上側から挿入される。底面部２２側に突出した電子部品接続部５３３の先端５３３ａは、抵抗７３１、７３２に接続される。センサ接続部５３６には、平面部５３６ａから上側に盛り上がった突起部５３６ｂが形成されている。突起部５３６ｂは、出力端子６３ｃに接続される。

次に、センサ接続バスバー４６について説明する。図３に示すように、センサ接続バスバー４６は円弧状の形状の導電性部材である。センサ接続バスバー４６は、中心孔２４１を挟んで反対側に位置するセンサ接続バスバー４３と、抵抗７３２およびコンデンサ７３３とを接続する延長ケーブルとして用いられる。センサ接続バスバー４６の一端は、電子部品接続部４６３であり、センサ接続バスバー４３に接続される。センサ接続バスバー４６の他端は、電子部品接続部４６４であり、貫通孔２５３においてバスバーホルダ２１の軸方向両側に露出している。電子部品接続部４６４は、抵抗７３２およびコンデンサ７３３と接続される。

次に、ホールＩＣ６１、６２、６３に対して形成されるホールＩＣ回路６０の回路図を図１６に示す。図１６（ａ）は、ホールＩＣ６１に対応するホールＩＣ回路６０を示す図である。図１６（ｂ）は、ホールＩＣ６２に対応するホールＩＣ回路６０を示す図である。図１６（ｃ）は、ホールＩＣ６３に対応するホールＩＣ回路６０を示す図である。

図１６（ａ）、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）に示すホールＩＣ回路６０は、基本的に同じ構成であることがわかる。センサ接続バスバー４４、４５は、各ホールＩＣに対応するホールＩＣ回路６０で共通に使用される。抵抗７１１、７２１、７３１は、ホールＩＣ６１、６２、６３のホール信号のハイレベルを生成するためのプルアップ抵抗である。

また、ホールＩＣ回路６０にはローパスフィルタが形成されている。ローパスフィルタは、図１６（ａ）では抵抗７１２とコンデンサ７１３とによって構成され、図１６（ｂ）では抵抗７２２とコンデンサ７２３とによって構成され、図１６（ｃ）では抵抗７３２とコンデンサ７３３とによって構成される。

このような構成のバスバーユニット２０が、ＥＣＵ等の制御装置（図示省略）を介して電源装置に接続される。具体的には、図７に示すように、端子部３１２、３２２、３３２、４１２、４２２、４３２、４４２、４５２が、それぞれリード線を介して制御装置に接続される。ここで、コイル接続バスバー３１、３２、３３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかに対応している。これにより、ホールＩＣ６１、６２、６３から出力されるホール信号に応じた三相の電流が、コイル接続バスバー３１、３２、３３を介して各コイル１３に供給される。

｛バスバーユニット２０の組み立て｝
以下、バスバーユニット２０の組み立てについて説明する。まず、バスバーホルダ２１と、コイル接続バスバー３１、３２、３３と、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５とがインサート成形により、バスバーホルダ２１と一体成形される。

次に、センサ接続バスバー５１、５２、５３がバスバーホルダ２１に取り付けられる。具体的には、電子部品接続部５１３、５２３、５３３が、貫通孔２５１、２７２、２７３にそれぞれ挿入される。また、バスバーホルダ本体部２１１の上面部２３に形成された突起部２２５が、センサ接続バスバー５１、５２、５３の孔に挿入される。突起部２２５が加熱されて押しつぶされる熱溶着によって、センサ接続バスバー５１、５２、５３がバスバーホルダ２１に固定される。

次に、コイル１３を形成する導電線１３０、１３０の各端部が、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接によって、導電線接続部３１３、３２３、３３３に接続される。

ここで、導電線接続部３２３と導電線１３０、１３０の各端部との溶接を例にして説明する。図１７は、導電線接続部３２３および導電線１３０、１３０の各端部の溶接前の状態を示す図である。図１８は、導電線接続部３２３および導電線１３０、１３０の各端部の溶接後の状態を示す図である。

図１７に示すように、導電線接続部３２３に導電線１３０、１３０がバスバーホルダ２１の上側から挿入された状態で、側壁部３２３ａ、３２３ｃが導電線１３０、１３０を囲むように折り曲げられる。これにより、側壁部３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃと導電線１３０、１３０の各端部とが接触する。導電線接続部３２３に切り欠き部３２３ｄ、３２３ｄ（図９参照）が形成されているため、側壁部３２３ａ、３２３ｃを容易に折り曲げることができる。

その後、ＴＩＧ溶接用のタングステン電極と、アース電極とが、バスバーホルダ２１の下側から貫通孔２６２に挿入される。タングステン電極は、導電線１３０、１３０の各端部の下側に位置する。アース電極は、導電線接続部３２３と基部３３１との境界部に当接する。タングステン電極と導電線１３０、１３０の各端部との間にアークが発生することで、導電線１３０、１３０の各端部が溶融し、その次に側壁部３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃが溶融する。これにより、導電線接続部３２３と、導電線１３０、１３０の各端部とが溶接される。

この結果、導電線接続部３２３と、導電線１３０、１３０の各端部とは、図１８に示すような状態となる。導電線接続部３２３がバスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出しているため、導電線１３０、１３０の挿入方向と、タングステン電極およびアース電極の挿入方向とを、反対にすることができる。したがって、導電線１３０、１３０と、タングステン電極７４およびアース電極７５とが、溶接時に接触することを防止できる。

また、側壁部３２３ａ、３２３ｃを内側に折り曲げることにより、導電線接続部３２３と導電線１３０、１３０との接触面積を抑えることができる。したがって、導電線接続部３２３を溶融させる面積を抑えることができるため、導電線接続部３２３と導電線１３０との溶接を容易に行うことができる。同様に、導電線接続部３１３、３３３と導電線１３０、１３０の各端部とがＴＩＧ溶接によって接続される。

なお、導電線接続部３２３と、導電線１３０、１３０の各端部とを抵抗溶接によって接続してもよい。たとえば、抵抗溶接用の二つの電極を、側壁部３２３ａと導電線１３０の端部とにそれぞれ当接させることによって、側壁部３２３ａと導電線１３０の端部とを溶接することができる。側壁部３２３ｂ、３２３ｃと導電線１３０の端部とを抵抗溶接する場合も同様である。

次に、センサホルダ２４４、２４４、２４４にホールＩＣ６１、６２、６３を配置する。センサ接続部の突起部とホールＩＣの端子とが、抵抗溶接によって接続される。図１９は、センサ接続部４５８と接地端子６３ｂとの溶接時の電極７４、７５の配置を示す図である。なお、図１９は、図６に示す領域Ｃに対応する図である。図１９に示すように、電極７４が下側から貫通孔２５３を通って突起部４５８ｂに当接し、電極７５が上側から貫通孔２５３を通って接地端子６３ｂに当接する。突起部４５８ｂと接地端子６３ｂとの間に電流が流れることによって、突起部４５８ｂと接地端子６３ｂとが溶接される。同様に、各センサ接続部とホールＩＣの端子とが溶接される。なお、各センサ接続部とホールＩＣとの溶接に、抵抗溶接ではなく、ＴＩＧ溶接を用いてもよい。

このように、センサ接続部４５８がバスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出しているため、電極７４の挿入方向と電極７５の挿入方向とを反対にすることができる。つまり、センサ接続部４５８と接地端子６３ｂとを介した電極７４と電極７５との距離を短くすることができるため、溶接時の電流経路を短くすることができる。また、センサ接続部４５８に突起部４５８ｂを設けることによって、センサ接続部４５８と接地端子６３ｂとの接触面積が抑えることができる。したがって、溶接作業を効率よく行うことができる。

次に、センサ接続バスバー４６と、抵抗７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２と、コンデンサ７１３、７２３、７３３とをバスバーホルダ本体部２１１の底面部２２に配置する。その後、電子部品接続部と、抵抗およびコンデンサとが、抵抗溶接によって接続される。このようにして、バスバーユニット２０が組み立てられる。

図２０は、電子部品接続部４１３およびコンデンサ７１３の端部の溶接前の状態を示す図である。なお、図２０は、電子部品接続部４１３の径方向の断面図であり、図６に示す領域Ｄに対応する図である。図２０に示すように、コンデンサ７１３の端部および電子部品接続部４１３には、下側から電極７４、７５が当接する。コンデンサ７１３の端部と突起部４１３ｂとの間に電流が流れることによって、コンデンサ７１３の端部と、電子部品接続部４１３の突起部４１３ｂとが溶接される。このように、電子部品接続部４１３に突起部４１３ｂを設けることによって、電子部品接続部４１３とコンデンサ７１３の端部との接触面積を小さくすることができる。したがって、溶接作業を効率良く行うことができる。同様に、電子部品接続部４１３と抵抗７１２とが溶接される。また、電子部品接続部４２３と、抵抗７２２およびコンデンサ７２３とが溶接される。電子部品接続部４３３と電子部品接続部４６３とが溶接される。

また、上述したように、電子部品接続部４４３、４４４、４４５、４５３、４５４、４５５、４６４は、バスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出している。そのため、これら電子部品接続部４４３、４４４、４４５、４５３、４５４、４５５、４６４と、抵抗またはコンデンサとの溶接は、センサ接続部４５８と接地端子６３ｂとの溶接と同様にして行われる。したがって、電子部品接続部と電子部品とを介した電極７４と電極７５との距離を短くすることができるため、溶接作業を効率よく行うことができる。なお、各センサ接続部とホールＩＣとの溶接に、抵抗溶接ではなく、ＴＩＧ溶接を用いてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係るブラシレスモータ１において、コイル接続バスバー３１、３２、３３に設けられた導電線接続部３１３、３２３、３３３と、導電線１３０、１３０の各端部とが溶接によって接続される。これにより、高温環境下においても、導電線接続部３１３、３２３、３３３と、導電線１３０、１３０の各端部との接続が、はんだ付けなどによる接続と比べて劣化しにくいため、高温環境下でも安定して動作できるモータを提供できる。また、導電線接続部３１３、３２３、３３３がバスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出しているため、溶接作業が容易となる。

また、センサ接続バスバー４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３の電子部品接続部およびセンサ接続部は、ホールＩＣの端子、抵抗またはコンデンサと溶接によって接続される。これにより、高温環境下でも安定して動作できるモータを提供できる。また、一部の電子部品接続部およびセンサ接続部がバスバーホルダ２１の軸方向の両側に露出しているため、溶接作業が容易となる。

なお、本実施の形態において、センサ接続バスバー４４の電子部品接続部４４３、４４４、４４５と、センサ接続バスバー４５の電子部品接続部４５３、４５４、４５５とに、突起部を形成しない場合を説明したが、これに限られない。上述の各電子部品接続部において、突起部を形成してもよい。

また、本実施の形態においては、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のいずれかに対応するコイル接続バスバーが三本である場合を説明したが、これに限られない。しかし、ブラシレスモータの相数、スロット数に応じて、コイル１３の数も変わるため、それに応じて本実施の形態に係るコイル接続バスバー、あるいは導電線接続部の数を変更してもよい。

本発明の一実施の形態に係るモータの断面図である。 バスバーユニットの上面図である。 バスバーユニットの底面図である。 バスバーユニットを構成する各バスバーの配置を示す図である。 バスバーホルダの上面図である。 図５に示すバスバーホルダの矢視Ａ−Ａ断面図である。 図５に示す矢視Ｂ方向から見たバスバーホルダの側面図である。 コイル接続バスバーの底面図である。 コイル接続バスバーの斜視図である。 センサ接続バスバーの底面図である。 ホールＩＣに電源を供給するセンサ接続バスバーの斜視図である。 ホールＩＣを接地するセンサ接続バスバーの斜視図である。 ホールＩＣの出力端子に接続されるセンサ接続バスバーの斜視図である。 ホールＩＣの出力端子に接続されるセンサ接続バスバーの斜視図である。 ホールＩＣの出力端子に接続されるセンサ接続バスバーの斜視図である。 各ホールＩＣに対応するホールＩＣ回路を示す図である。 導電線接続部および導電線の端部の溶接前の状態を示す図である。 導電線接続部および導電線の端部の溶接後の状態を示す図である。 ホールＩＣの端子およびセンサ接続部の溶接前の状態を示す図である。 コンデンサの端部および電子部品接続部の溶接前の状態を示す図である。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
１２ ステータコア
１２ａ コアバック部
１２ｂ ティース部
１３ コイル
２０ バスバーユニット
２１ バスバーホルダ
３１、３２、３３ コイル接続バスバー
４１、４２、４３、４４、４５、４６、５１、５２、５３ センサ接続バスバー
６１、６２、６３ ホールＩＣ
２４４ センサホルダ
２５１、２５２、２５３、２６１、２６２、２６３ 貫通孔
３１２、３２２、３３２、４１２、４２２、４３２、４４２、４５２ 端子部
３１３、３２３、３３３ 導電線接続部
３１３ｄ、３２３ｄ、３３３ｄ 切り欠き部
４４３、４４４、４４５、４５３、４５４、４５５、４６３、４６４、５１３、５２３、５３３ 電子部品接続部
４４６、４４７、４４８、４５６、４５７、４５８、５１６、５２６、５３６ センサ接続部

Claims (9)

1. 車両に搭載されるトランスミッションのギアセレクトに用いられるモータ、またはクラッチの駆動に用いられるモータであって、
   回転軸を中心に回転するロータと、
   前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部、および、前記コアバック部の内周面から前記ロータの径方向に突出した複数のティースを有するステータコアと、
   各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、
   前記ロータの軸方向における前記ステータコアの一端側に配置され、各コイルに駆動電流を供給するためのバスバーユニットと、
   を備え、
   前記バスバーユニットは、
   前記導電線の端部と接続する導電線接続部を有する複数のコイル接続バスバーと、
   前記複数のコイル接続バスバーを支持し、絶縁性材料で形成されるバスバーホルダと、
   を含み、
   前記導電線接続部と前記導電線の端部とが溶接されていることを特徴とするモータ。
2. モータであって、
   回転軸を中心に回転するロータと、
   前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部、および、前記コアバック部の内周面から前記ロータの径方向に突出した複数のティースを有するステータコアと、
   各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、
   前記ロータの軸方向における前記ステータコアの一端側に配置され、各コイルに駆動電流を供給するためのバスバーユニットと、
   を備え、
   前記バスバーユニットは、
   前記導電線の端部と接続する導電線接続部を有する複数のコイル接続バスバーと、
   前記複数のコイル接続バスバーを支持し、絶縁性材料で形成されるバスバーホルダと、
   を含み、
   前記導電線接続部は、
   前記軸方向に延びる溝が形成されたＵ字状の形状であり、側面の一部に切り欠き部が形成されていることを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記導電線の端部は、前記導電線接続部に形成された前記溝に、前記ステータコア側から前記軸方向に沿って挿入され、
   前記切り欠き部は、前記軸方向に沿って形成されていることを特徴とするモータ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータにおいて、
   前記バスバーホルダには、前記バスバーホルダを前記軸方向に貫通する第１の貫通孔が、前記導電線接続部に対応する位置にそれぞれ形成されており、
   前記導電線接続部が前記軸方向の両側に露出していることを特徴とするモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   前記バスバーホルダには、前記ロータの回転位置を検出するための複数のセンサをそれぞれ収納する複数のセンサホルダが形成されており、
   前記バスバーユニットは、さらに、
   各センサホルダに収納されたセンサへの駆動電流の供給、または前記センサの出力信号を出力するための複数のセンサ接続バスバー、
   を含み、
   前記バスバーホルダは、前記複数のセンサ接続バスバーを支持し、
   前記複数のセンサ接続バスバーのうち少なくとも一つのセンサ接続バスバーは、各センサの端子と直接接続する複数のセンサ接続部を含み、
   各センサ接続部と、各センサの端子とが溶接されていることを特徴とするモータ。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記バスバーホルダには、前記バスバーホルダを前記軸方向に貫通する第２の貫通孔が前記センサ接続部に対応する位置に形成されており、
   前記センサ接続部が前記軸方向の両側に露出していることを特徴とするモータ。
7. 請求項５または請求項６に記載のモータにおいて、
   各センサ接続バスバーは、前記複数のセンサとは別の電子部品の端部と接続する電子部品接続部を含み、
   前記電子部品接続部と、前記電子部品の端部とが溶接されていることを特徴とするモータ。
8. 請求項７に記載のモータにおいて、
   前記電子部品接続部は、前記軸方向に垂直な平面部と、前記平面部から前記軸方向に盛り上がった突起部とを有し、
   前記突起部と、前記電子部品の端部とが溶接されていることを特徴とするモータ。
9. 請求項７に記載のモータにおいて、
   前記電子部品接続部は、前記第１の貫通孔が形成される位置に配置されることを特徴とするモータ。
   

Images