JP2010104211A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減及び製造効率の向上を図った上で、モータ組付時においてモータハウジング内に回転軸をぶれなく挿入することで、ステータとロータとの接触を防ぐことができるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】コイルが巻装されたステータ１２と、開口部を有し、ステータ１２が内嵌固定されたモータハウジング１１と、モータハウジング１１内で回転自在に支持された回転軸２１と、回転軸２１に外嵌固定され、ステータ１２の内周面に対向するように配置されたロータ１３と、ロータ１３の外周面においてステータ１２の内周面に対向するように配置された永久磁石と、ステータ１２の軸方向一端側に設けられ、コイルに給電するための環状のバスバーユニット３５とを備えたブラシレスモータ１０において、バスバーユニット３５の開口部３５ａの内径Ｄ１は、ステータ１２の内径Ｄ２よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

従来から、自動車等の車両に搭載され、車両の電動ブレーキ用に用いられるサーボモータとして、インナーロータ型のブラシレスモータが知られている。このブラシレスモータは、例えば特許文献１に示されるように、モータハウジングの開口部に固定されたブラケットと、モータハウジング内で回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定され永久磁石を有するロータと、ロータの外周でモータハウジングに固定され、コイルが巻装されたステータとを備えている。

ところで、上述したブラシレスモータを組み付ける際には、モータハウジング内に固定されたステータの内側に、ブラケットに支持された回転軸（ロータ）を挿入していく。この時、回転軸は、その一端側がブラケットに設けられた軸受けに片持ち状に支持されているのみであるため、回転軸の挿入時にロータの永久磁石がステータに引き付けられたりすると、モータハウジングの軸方向と回転軸の軸方向（挿入方向）とがずれてしまう。その結果、ロータの外周面とステータの内周面とが接触し、ロータが傷付いてしまうことがある。

そのため、例えば第１従来技術として、回転軸の一端側（ブラケット側）を治具等で固定し、ステータの軸方向と回転軸の軸方向とを一致させた状態でステータの内側に回転軸を挿入していく方法が知られている。
また、第２従来技術として、まずモータハウジングの底部に孔を空けてこの孔から治具等を挿入し、治具等により回転軸の他端側を支持した状態で回転軸を挿入する。そして、組付後にシール部材やキャップ等の封止部材によって、モータハウジングの底部に空けた孔を封止する方法が知られている。
特開２００２−３５４７５５号公報

しかしながら、上述した第１従来技術にあっては、モータ組付工程において治具等により回転軸を固定する余分な工程が必要であるとともに、組み付けに長い時間を要するため、製造効率が低いという問題がある。
また、第２従来技術にあっては、モータハウジングに孔を空ける工程や、空けた孔を封止部材で再び封止する工程等が必要になるため、製造効率が低下するとともに、別途封止部材を用いるため部品点数が増加して製造コストが増加するという問題がある。

また、近年では、ブラシレスモータの小型高出力化を図るために、従来用いられていたフェライト磁石に替わる永久磁石の構成材料として、フェライト磁石に比べて磁束密度が高いネオジウム系の希土類磁石を用いることが考えられる。永久磁石の構成材料として希土類磁石を用いると、フェライト磁石を用いた場合に比べて、モータ組付時においてもステータとロータとの吸引反発が強くなるため、ロータとステータとが接触する可能性が高くなる。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの低減及び製造効率の向上を図った上で、モータ組付時においてモータハウジング内に回転軸をぶれなく挿入することで、ステータとロータとの接触を防ぐことができるブラシレスモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、コイルが巻装されたステータと、開口部を有し、前記ステータが内嵌固定されたモータハウジングと、前記モータハウジング内で回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸に外嵌固定され、前記ステータの内周面に対向するように配置されたロータと、前記ロータの外周面において前記ステータの内周面に対向するように配置された永久磁石と、前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記コイルに給電するための環状のバスバーユニットとを備えたブラシレスモータにおいて、前記バスバーユニットの開口部の内径Ｄ１は、前記ステータの内径Ｄ２よりも小さく設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記回転軸は、軸方向他端側が前記モータハウジング内に設けられた第１軸受けに支持される一方、軸方向一端側が前記ロータを間に挟んで前記第１軸受けの軸方向反対側に設けられた第２軸受けに支持され、前記回転軸の軸方向他端から前記ロータの軸方向一端側の端面までの軸方向における長さＬ１が、前記第１軸受けの軸方向一端側の端面から前記バスバーユニットの軸方向他端側の端部までの軸方向における長さＬ２よりも長く設定されていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記バスバーユニットを間に挟んで、前記ロータの軸方向反対側には前記回転軸の回転角度を検出するレゾルバが設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記永久磁石は希土類磁石からなることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、Ｄ１＜Ｄ２に設定されているため、モータの組付時において回転軸の軸方向（挿入方向）がモータハウジングの軸方向に対してずれた場合には、ロータの外周面は初めにバスバーユニットの内周面に接触する。つまり、ロータとステータとが接触する前に、バスバーユニットに接触することで、回転軸の軸方向とモータハウジングの軸方向とのずれを規制することができる。これにより、回転軸の軸方向がモータハウジングの軸方向に対して大幅にずれることがないため、回転軸をぶれなくスムーズに挿入することができるとともに、ロータとステータとの接触を防止することができる。
さらに、従来のようにモータの組み付けに治具等を用いたり、モータハウジングに孔を空けたりする必要もないので、製造コストを低減できるとともに、製造効率を向上させることができる。

請求項２に記載した発明によれば、Ｌ１＞Ｌ２に設定されているため、モータの組付時において回転軸の軸方向他端からロータの軸方向一端側の端部までの部位が、第１軸受けの軸方向一端側の端面からバスバーユニットの軸方向他端側の端部までの間に介在している状態では、回転軸は２点で支持（接触）される。さらに、回転軸の軸方向他端が、第１軸受け内に差し掛かった際でもロータの軸方向一端側は、バスバーユニットの軸方向他端側の端部から抜けないようになっている。この時点で、回転軸は３点で支持される。
このように、モータ組付時において、回転軸が第１軸受けと第２軸受けとの間でバスバーユニットに支持（接触）された状態で挿入されていくため、回転軸は必ず２点以上の支持部によって支持されることになる。これにより、回転軸の軸方向とモータハウジングの軸方向とのずれを規制することができ、ロータとステータとの接触を防止してロータの損傷を防ぐことができるとともに、モータの組付容易性を向上させることができる。

請求項３に記載した発明によれば、バスバーユニットを間に挟んでモータハウジングの軸方向反対側にレゾルバが設けられているため、ロータとバスバーユニットとレゾルバとが軸方向に沿って直列に配列された状態となる。この場合、例えばバスバーユニットがレゾルバの径方向外側を取り囲むように配置された場合に比べて、モータ自体の径方向の寸法を小さくすることができる。したがって、モータの小型化が可能になり、組付時のスペースファクタを向上させることができる。

請求項４に記載した発明によれば、永久磁石に希土類磁石を用いることで、従来のフェライト磁石に比べて磁束密度を増加させることができるため、モータの小型化を図った上で、小型高出力化が可能になる。特に、ロータの永久磁石として吸引反発力が強い希土類磁石を用いた場合であっても、ロータとステータとの接触を確実に防止することができるため、ロータの損傷を防ぎ、高性能なモータを提供できるとともに、モータの生産性を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１，２に示すように、ブラシレスモータ１０は、自動車の電動ブレーキ用モータとして用いられるものであって、有底筒状のモータハウジング１１に内嵌固定されたステータ１２と、ステータ１２に対して回転自在に設けられたロータ１３とを備え、モータハウジング１１の開口部１４に、これを閉塞するフロントブラケット（ブラケット）１５が設けられている。

図２に示すように、モータハウジング１１は、軸方向一端側（図２中左側）に向けて開口する開口部１４を有するとともに、軸方向他端側（図２中右側）にはエンド部（底部）１６が形成されている。エンド部１６の径方向中央部にはボス部１７が形成され、ここに軸受け（第１軸受け）２０ａが圧入されている。この軸受け２０ａに、ロータ１３の回転軸２１の他端側が回転自在に支持されている。なお、以下の説明では、図２中においてブラシレスモータ１０の軸方向を左右方向とし、軸方向に沿う左側を軸方向一端側、軸方向に沿う右側を軸方向他端側として説明する。
モータハウジング１１の周壁２３の内側は、軸方向他端側に形成されたステータ収容部２３ａと、軸方向一端側に形成されステータ収容部２３ａより直径が拡大したブラケット収容部２３ｂとで構成されている。ブラケット収容部２３ｂの軸方向一端側（開口縁）には径方向外側に張り出す外フランジ部２４が形成されている。外フランジ部２４には、図示しないボルト孔が形成されており、このボルト孔にボルト（不図示）を螺入してモータハウジング１１とフロントブラケット１５とを締結固定するようになっている。

モータハウジング１１のステータ収容部２３ａには、ステータ１２が内嵌固定されている。ステータ１２は、略円筒状のステータコア３０を有している。ステータコア３０は、プレス加工によって略環状に打ち抜いた金属板（電磁鋼板）を回転軸２１の軸方向に複数枚積層したものであって、コイル３１を巻装するためのティース部３２が放射状に複数形成されている。各ティース部３２には、全周に渡って絶縁材であるインシュレータ３３がそれぞれ装着され、このインシュレータ３３上にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応したコイル３１が巻装されている。

ステータ１２の軸方向一端側には、回転軸２１の周囲を囲むように開口部３５ａを有する環状のバスバーユニット３５が配置されている。
図３に示すように、このバスバーユニット３５は、コイル３１をスター結線方式にて結線するとともに、ステータ１２のコイル３１から引き出されたステータ巻線（不図示）と、外部電源（不図示）とを電気的に接続するものであって、回転軸２１を挿通可能な樹脂モールド体３６を有している。樹脂モールド体３６は、環状のベース部２８を備え、ベース部２８における軸方向他端側の端面がインシュレータ３３の軸方向一端側の端面に当接した状態で配置されている。

ベース部２８の内周縁には、軸方向他端に向けて延出する位置決め片３６ａが周方向に沿って等間隔に形成されている。この位置決め片３６ａは、上述したインシュレータ３３に形成された図示しないスリットに嵌合され、ステータ１２に対するバスバーユニット３５の周方向における位置決めを行う機能を有する。また、ベース部２８の軸方向一端側の端面３６ｃには、周方向全周に亘って軸方向一端側に向けて突出するリング部３６ｂが形成されている。また、リング部３６ｂの外周面には、軸方向一端側へ延出する突出部４１が２箇所形成されている。これら突出部４１は、リング部３６ｂの対向する位置（周方向において１８０度異なる位置）に形成され、後述するブラケットインシュレータ４０の内周面に嵌合するものである。

樹脂モールド体３６には、コイル３１の相毎に設けられた３つの相用バスバー３７と、中性点用バスバー３４とが樹脂モールド体３６の厚さ方向に沿って積層された状態で、かつ互いに絶縁された状態で埋設されている。各相用バスバー３７はベース部２８の形状に対応するように略円弧状に形成されている。

相用バスバー３７の外周縁には、それぞれ対応する相のコイル３１の端末部に対応する位置において、ベース部２８の外周面から径方向外側に向けて突出する相用端子３７ａが形成されている。したがって、各相用バスバー３７を積層すると、樹脂モールド体３６の外周面に周回り方向に沿ってＵ相の相用端子３７ａ、Ｖ相の相用端子３７ａ、Ｗ相の相用端子３７ａが順に突出した状態になる。
また、各相用バスバー３７には、給電部３７ｂが一体成形されている。給電部３７ｂは、外部電源の後述する電源線６０（図４参照）に接続される部位であり、リング部３６ｂに形成された基部２９からバスバーユニット３５の軸方向一端側へ向けて突出している。各給電部３７ｂは、各相用バスバー３７を積層した状態で互いに干渉しないように周方向にずれて配置されている。

一方、中性点用バスバー３４は、ベース部２８の形状に対応するように略円環状に形成されている。中性点用バスバー３４の外周縁には、各コイル３１の中性点側の端末部に対応する位置において、ベース部２８の外周面から径方向外側に向けて突出する中性点用端子３４ａが形成されている。
なお、樹脂モールド体３６の位置決め片３６ａと軸方向反対側の端面３６ｃ（軸方向一端側の端面）には、樹脂モールド体３６の周方向に沿って複数のピン孔２８が形成されている。このピン孔２８は、樹脂モールド時に用いられる不図示の金型に設けられた位置決めピン（不図示）を引抜いた後に形成されるものである。

図２に示すように、ロータ１３は、ステータ１２の内周面に対向するように回転軸２１の他端側に外嵌固定されたロータコア４２を有している。ロータコア４２は、金属板（電磁鋼板）が軸方向に積層されたものであり、ロータコア４２の径方向略中央には、回転軸２１を圧入するための圧入孔４３がそれぞれ形成されている。ロータコア４２の外周側には、瓦状に形成された希土類磁石からなる複数の永久磁石（不図示）が周方向に磁極が順番に変わるように配置されている。このように、永久磁石に希土類磁石を用いることで、従来のフェライト磁石に比べて磁束密度を増加させることができるため、ブラシレスモータ１０の小型化を図った上で、小型高出力化が可能になる。各永久磁石は、マグネットホルダ４４によって周方向の位置決めが行われ、このマグネットホルダ４４と永久磁石の外周面は図示しないマグネットカバーで被覆されている。

マグネットホルダ４４は、ロータコア４２の軸方向一端側の端面に当接した状態で、回転軸２１に外嵌された略円板状のベース部４５を有している。ベース部４５の径方向略中央には、軸方向一端側に向かって延出する筒部４６が突設され、筒部４６の径方向内側に軸方向に貫通する回転軸挿通孔４７が形成されている。また、筒部４６の先端には、軸方向に延出する突起部４８（図４参照）が周方向に等間隔で一体成形されている。この突起部４８は、後述するレゾルバロータ８２とマグネットホルダ４４との相対位置を決定するものである。ベース部４５の外周縁には、複数のアーム部４９が周方向に等間隔でロータコア４２側に向かって突設されている。アーム部４９は、ロータコア４２の外周面に沿って軸方向他端側に向けて延出しており、これら隣接するアーム部４９間に永久磁石が保持されている。

図１，２に示すように、フロントブラケット１５は、平面視略円板状に形成されたものであり、その軸方向他端側には、モータハウジング１１のブラケット収容部２３ｂに嵌合される筒状のハウジングインロー部５０が設けられている。そして、フロントブラケット１５の周壁１５ａにおける軸方向他端側の端面は、モータハウジング１１との合わせ面１５ｃを構成しており、この合わせ面１５ｃに形成されたＯリング溝２５にＯリング２６を配置した状態で、合わせ面１５ｃと外フランジ部２４とが突き合わされている。一方、フロントブラケット１５のモータハウジング１１とは反対側（外面側）には、その外周部分に減速機等が嵌合される筒状の減速機インロー部５２が設けられている。この減速機インロー部５２の外周面には、Ｏリング（不図示）を取り付けるためのＯリング溝５３が形成されている。

フロントブラケット１５の径方向中央部には、軸方向一端側に向けて突出するボス部７１が形成されている。このボス部７１の径方向中央部には、ロータ１３の回転軸２１を挿通するための挿通孔７２が形成され、ボス部７１の内側は軸受け（第２軸受け）２０ｂが圧入される軸受けハウジング７７を構成している。そして、この軸受け２０ｂに回転軸２１が内嵌固定されることで、ロータ１３の回転軸２１の一端側が回転自在に支持されている。

図１，４に示すように、フロントブラケット１５の周壁１５ａの下部（図４中下部）には、外部電源から引き回された電源線６０をフロントブラケット１５内に引き込むための貫通孔６１が形成されている。この貫通孔６１内には、外部からの塵埃や水分の侵入を防止するためのグロメット６２が挿入され、このグロメット６２を外側から覆うようにプレート６３が設けられている。このプレート６３はフロントブラケット１５の周壁１５ａにボルト６５（図１参照）によって締結固定され、グロメット６２及びプレート６３に形成された挿通孔６２ａ，６３ａからフロントブラケット１５内（径方向内側）に向けて電源線６０が挿入されている。なお、図１においては電源線６０や後述するキャップ７０、ボルト３８，３９等の記載を省略している。

また、フロントブラケット１５の底部１５ｂの下部には、底部１５ｂを厚さ方向に貫通する貫通孔６６が形成され、この貫通孔６６からは各相用バスバー３７の給電部３７ｂが露出するようになっている（図４参照）。貫通孔６６は、各相用バスバー３７の給電部３７ｂと電源線６０との端末部６０ａとを電気的に接続するためのものであり、フロントブラケット１５とモータハウジング１１との組付後に貫通孔６６を通じて給電部３７ｂと端末部６０ａとを溶接（例えば、アーク溶接）するようになっている。そして、貫通孔６６には、給電部３７ｂと端末部６０ａとの溶接後に貫通孔６６を封止するキャップ７０が設けられている。

フロントブラケット１５の軸受け２０ｂより軸方向他端側には、レゾルバ８０を構成するレゾルバステータ８１が配設されている。一方、回転軸２１におけるロータ１３と軸受け２０ｂとの間には、レゾルバステータ８１の内周面に対向した状態で、レゾルバ８０を構成するレゾルバロータ８２が固定されている。つまり、本実施形態ではロータ１３、バスバーユニット３５、レゾルバ８０（レゾルバロータ８２）及び軸受け２０ｂが回転軸２１の軸方向に沿って直列に配列された状態となっている。

レゾルバ８０は、回転軸２１の回転角度を検出するための回転角度検出装置であり、上述したようにレゾルバステータ８１とレゾルバロータ８２とにより構成されている。レゾルバステータ８１は、磁性材料からなるプレートを積層して構成された略円環状のコア８３を有している。このコア８３には、径方向内側に向かって突出する複数のティース部８４が放射状に等間隔で設けられている。これらティース部８４には、絶縁材であるインシュレータ８５を装着した上からコイル８６（励磁コイル及び検出コイル）が巻装されている。インシュレータ８５には、径方向外側に向かって延出する平面視略矩形の端子保持部（不図示）が一体成形されており、この端子保持部には、レゾルバステータ８１に巻装されたコイル８６から引き出されたレゾルバ巻線（不図示）の端末部が引き回されて保持されている。そして、レゾルバ巻線の端末部は、端子保持部において外部から引き込まれたセンサ線に接続されている。
レゾルバロータ８２は、金属板を積層した構成となっており、周方向に沿って三方向に凸部が形成されたものであり、回転軸２１が回転するとレゾルバロータ８２もまたレゾルバステータ８１内にて回転する。

フロントブラケット１５の底部１５ｂには、レゾルバステータ８１が内嵌固定されたレゾルバホルダ５４が設けられている。このレゾルバホルダ５４は、レゾルバステータ８１の回転軸２１に対する軸線方向、及び回転方向への移動を規制するためのものであって、ボス部７１を軸方向他端側から覆うように設けられ、後述するブラケットインシュレータ４０との間に挟まれた状態でフロントブラケット１５の底部１５ｂにボルト３８によって締結固定されている。

図５，６に示すように、レゾルバホルダ５４は、金属製の板材をプレス加工等によって形成したものであって、略円環状のホルダ本体５５を有している。ホルダ本体５５は、径方向略中央に形成された凹部５６と、凹部５６の開口縁に連なるフランジ部５７とで構成されている。
凹部５６は、レゾルバステータ８１を外嵌固定するためのものであって、周壁５６ａと上壁５６ｂとで構成されている。そして、この周壁５６ａの内側にレゾルバステータ８１が嵌合されるようになっている。凹部５６の上壁５６ｂには、径方向略中央にレゾルバロータ８２の外径より大きい孔５８が形成されており、この孔５８に回転軸２１が貫通している。

フランジ部５７には、径方向外側に向けて突出する突出部５９ａ，５９ｂが３箇所形成されている。これら突出部５９ａ，５９ｂのうち、突出部５９ａはフランジ部５７の対向する位置（周方向において１８０度異なる位置）に形成され、長円形状を有する進角調整用の取付孔６４ａが形成されている。一方、突出部５９ａ，５９ｂのうち、突出部５９ｂは対向する突出部５９ａ間に形成され、円形状を有する位置決め用の取付孔６４ｂが形成されている。そして、これら取付孔６４ａ，６４ｂとフロントブラケット１５の底部１５ｂに形成されたボルト孔７０ａ，７０ｂ（図１参照）とを重ねた状態で、ボルト３８（図２参照）が螺入されることでレゾルバホルダ５４とフロントブラケット１５とが締結固定されている。

また、ホルダ本体５５には、周壁５６ａからフランジ部５７にかけて切り欠き部６７が形成されている。この切欠き部６７は、レゾルバステータ８１のインシュレータ８５に形成された端子保持部（不図示）に嵌合するように形成されている。

そして、図２，７に示すように、フロントブラケット１５の内面側には、バスバーユニット３５を軸方向一端側から覆うようにブラケットインシュレータ４０が設けられている。このブラケットインシュレータ４０は、フロントブラケット１５とバスバーユニット３５との間の絶縁を図るとともに、モータハウジング１１内への塵埃や水分の侵入を抑制するためのものであって、外筒部４０ａと内筒部４０ｃと、これら外筒部４０ａと内筒部６８とを架け渡すベース部４０ｂとで構成されている。外筒部４０ａは、ステータ収容部２３ａの直径より大きく形成され、フロントブラケット１５の周壁１５ａの内周面に沿って配置されている。外筒部４０ａは、バスバーユニット３５を取り囲むように配置され、その軸方向他端側はインシュレータ３３の軸方向一端側を覆う位置まで延出している。

外筒部４０ａの軸方向一端側には、フロントブラケット１５の底部１５の底部に沿って径方向内側に向けて張り出すベース部４０ｂが形成されている。このベース部４０ｂは、外筒部４０ａの軸方向一端側の端部から径方向内側に向けてバスバーユニット３５の外周部分にラップする位置まで延出している。ベース部４０ｂには、平面視矩形状の貫通孔７３が周方向に並んで３箇所形成されている。この貫通孔７３は、バスバーユニット３５の各相用バスバー３７の給電部３７ｂが挿通される孔であり、フロントブラケット１５とモータハウジング１１との組み付けた状態において、給電部３７ｂがフロントブラケット１５の外面側から露出するようになっている（図４参照）。

また、ベース部４０ｂには、厚さ方向に沿って貫通する２組のボルト孔６７ａ，６７ｂが、ベース部４０ｂの周方向に沿って２箇所ずつ形成されている。これらボルト孔６７ａ，６７ｂのうち、ボルト孔６７ａは、レゾルバホルダ５４の進角調整用の取付孔６４ａ（図６参照）と重なる位置に形成され、ボルト孔６７ａ、取付孔６４ａ、及びフロントブラケット１５のボルト孔７０ａ（図１参照）にボルト３８を螺入して、レゾルバホルダ５４とブラケットインシュレータ４０とを共締めしている。一方、ボルト孔６７ａ，６７ｂのうち、ボルト孔６７ｂは、フロントブラケット１５の底部１５ｂに形成されたボルト孔７０ｃ（図１参照）と軸方向において重なる位置に形成されている。そして、フロントブラケット１５の外面側からボルト３９を螺入することで、フロントブラケット１５とブラケットインシュレータ４０とが締結固定されている。これにより、ベース部４０ｂとフロントブラケット１５の底部１５ｂとの間にレゾルバホルダ５４のフランジ部５７を挟んだ状態で、ブラケットインシュレータ４０が固定される。

ベース部４０ｂの内周縁には、ベース部４０ｂの全周に亘って軸方向他端側へ延出する内筒部４０ｃが形成されている。この内筒部４０ｃは、レゾルバホルダ５４の周壁５６ａを内嵌固定するものであり、レゾルバホルダ５４のホルダ本体５５が内筒部４０ｃの内側から軸方向他端側を臨むように配置されている。内筒部４０ｃの内周面には、径方向内側へ突出してレゾルバホルダ５４の周壁５６ａの外周面に接触する突起部６９が形成されている。

ここで、図２，８に示すように、フロントブラケット１５とモータハウジング１１とは、レゾルバホルダ５４の周壁５６ａ及び上壁５６ｂがバスバーユニット３５のリング部３６ｂの内側に挿入されるとともに、ブラケットインシュレータ４０の外筒部４０ａによりバスバーユニット３５の径方向外側を取り囲んだ状態で組み付けられている。具体的には、レゾルバホルダ５４の上壁５６ｂの外表面とバスバーユニット３５の軸方向一端側の端面３６ｃとが対向するとともに、レゾルバホルダ５４の周壁５６ａの軸方向他端側とバスバーユニット３５のリング部３６ｂの内周面とが対向している。したがって、レゾルバホルダ５４の外周面とバスバーユニット３５の内周縁部との間には、周方向全周に亘って入り組んだ断面Ｌ字状のラビリンス部１１０が形成されることになる。

また、フロントブラケット１５とモータハウジング１１とが組み付けられた状態において、ブラケットインシュレータ４０の内筒部４０ｃの軸方向他端側の先端面とバスバーユニット３５のリング部３６ｂの軸方向一端側の先端面とが対向している。この時、内筒部４０ｃの先端面とバスバーユニット３５のリング部３６ｂの先端面との間の間隙をＴ１、上述したステータ１２の内周面とロータ１３の外周面との間に形成された間隙をＴ２とすると、間隙Ｔ１は間隙Ｔ２に比べて狭く設定されている（Ｔ１＜Ｔ２）。具体的には、ステータ１２とロータ１３との間の間隙Ｔ２が約０．４５ｍｍ程度に設定されている一方、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの先端面間の間隙Ｔ１は０．３ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。

さらに、ラビリンス部１１０の間隙、すなわちレゾルバホルダ５４の周壁５６ａの外表面とバスバーユニット３５のリング部３６ｂの内周面との間の間隙Ｔ３、及びレゾルバホルダ５４の上壁５６ｂとバスバーユニット３５の端面３６ｃとの間の間隙Ｔ４も、上述したステータ１２の内周面とロータ１３の外周面との間に形成された間隙Ｔ２に比べて狭く設定されている。間隙Ｔ３，Ｔ４は、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの先端面間の間隙Ｔ１と同様に０．３ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。
このように、本実施形態では、ブラケット１５からモータハウジング１１に至るまでの間に、ボス部７１の外表面とバスバーユニット３５の内周縁部との間には、間隙Ｔ２に比べて狭い間隙（間隙Ｔ１，Ｔ２、Ｔ３）が複数形成されている。但し、少なくとも間隙Ｔ１が、間隙Ｔ２に比べて狭く形成されていれば、ラビリンス部１１０の間隙（間隙Ｔ３，Ｔ４）は、ステータ１２の内周面とロータ１３の外周面との間に形成された間隙Ｔ２に比べて広く設定されていても構わない。

また、本実施形態において、バスバーユニット３５の開口部３５ａの内径Ｄ１は、上述したステータ１２の内径Ｄ２に比べて小さく、ロータ１３の外径Ｄ３に比べて大きく設定されている（Ｄ３＜Ｄ１＜Ｄ２）。同時に、回転軸２１の軸方向他端からロータ１３のマグネットホルダ４４におけるベース部４５の端面までの軸方向における長さＬ１が、軸受け２０ａの軸方向一端側の端面からバスバーユニット３５の軸方向他端側の端部、すなわち位置決め片３６ａの先端部までの軸方向における長さＬ２に比べて長く設定されている（Ｌ１＞Ｌ２）。

また、回転軸２１の軸方向他端からロータ１３のマグネットホルダ４４におけるベース部４５の端面までの軸方向における長さＬ１は、回転軸２１の軸方向他端からバスバーユニット３５の位置決め片３６ａの先端部までの軸方向における長さに比べて短く設定されている。これにより、モータ組付時において、マグネットホルダ４４とバスバーユニット３５との接触を防止することができ、回転軸２１の回転に何ら影響を与えることがない。

次に、作用を説明する。初めに、電源線６０の端末部６０ａとバスバーユニット３５の給電部３７ｂとを溶接するための貫通孔６６から、溶接時のスラグや金属粒子（いわゆる、スパッタ）や、レゾルバ８０が損傷した場合の破片等の塵埃の侵入経路について説明する。

まず、図１，２に示すように、フロントブラケット１５内において、電源線６０の端末部６０ａとバスバーユニット３５の給電部３７ｂとを溶接する際に発生したスパッタやレゾルバ８０の破片（以下、まとめて塵埃という）は、ブラケットインシュレータ４０の貫通孔４１等を通ってブラケットインシュレータ４０の内側へ侵入する（図４中矢印Ｃ１参照）。そして、ブラケットインシュレータ４０の貫通孔４１から侵入した塵埃は、ブラケットインシュレータ４０の内筒部４０ｃの軸方向他端側の先端面とバスバーユニット３５のリング部３６ｂの軸方向一端側の先端面との間からモータハウジング１１内へ侵入しようとする。この時、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの間の間隙Ｔ１（図４参照）は、０．３ｍｍ以下と非常に狭く設定されているため、塵埃が塞き止められ、モータハウジング１１内へ侵入し難くなっている。

また、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの間から、モータハウジング１１内に向けて塵埃が入り込んだとしても、ラビリンス部１１０の間隙（間隙Ｔ３，Ｔ４）も同様にステータ１２とロータ１３との間の間隙Ｔ２に比べて狭く設定されているため、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの間から入り込んだ塵埃がラビリンス部１１０で塞き止められ、モータハウジング１１内へ侵入し難くなっている。
この時、レゾルバホルダ５４の外表面とバスバーユニット３５の内周縁部との間には、上述したように入り組んだラビリンス部１１０が形成されているため、ラビリンス部１１０に入り込んだ塵埃がモータハウジング１１内へ行き届き難くなっている。なお、万が一ラビリンス部１１０を通ってモータハウジング１１内に塵埃が入り込んだとしても、内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの間の間隙Ｔ１を通ってラビリンス部１１０から入り込んだ塵埃は、ステータ１２とロータ１３との間の間隙Ｔ２に比べて小さい非常に微小な塵埃である。そのため、例えモータハウジング１１内に入り込んだとしても、ブラシレスモータ１０に何ら影響を与えるものではない。

また、フロントブラケット１５における貫通孔４１以外の孔から塵埃が入り込んだとしても（例えば、図８中矢印Ｃ２）、同様に内筒部４０ｃとリング部３６ｂとの間や、及びラビリンス部１１０からモータハウジング１１内へ侵入し難くなっている。

次に、図９〜１２に基づいて、ロータ１３が固定されたフロントブラケット１５と、ステータ１２が固定されたモータハウジング１１とを組み付ける際の組付方法について説明する。なお、以下の説明において、回転軸２１またはロータ１３の外周面とフロントブラケット１５またはモータハウジング１１とが支持されている部位、または接触している部位を支持部とする。例えば、モータ組付前において、回転軸２１の支持部Ｓ１は、フロントブラケット１５に固定された軸受け２０ｂの一点のみである。

まず、図９に示すように、フロントブラケット１５をモータハウジング１１に組み付ける際には、回転軸２１の軸方向（挿入方向）とモータハウジング１１の軸方向とを一致させた状態で、バスバーユニット３５の開口部３５ａから回転軸２１の他端側を挿入していく。回転軸２１を挿入していくと、回転軸２１に固定されたロータ１３は初めにバスバーユニット３５の開口部３５ａに差し掛かる。すると、ロータ１３は、その外周面がバスバーユニット３５の開口部３５ａの内周面に摺接するようにモータハウジング１１内へ挿入されていく。この時点で、回転軸２１の支持部は、軸受け２０ｂにおける支持部Ｓ１と、ロータ１３とバスバーユニット３５とが接触している部位（支持部Ｓ２）との２点となっている。

図１０，１１に示すように、さらに回転軸２１を挿入していくと、回転軸２１は支持部Ｓ１，Ｓ２により支持された状態でモータハウジング１１内に内嵌されたステータ１２に差し掛かる。つまり、Ｌ１＞Ｌ２に設定されているため、回転軸２１の軸方向他端からマグネットホルダ４４のベース部４５までの部位が、軸受け２０ａの軸方向一端側の端面からバスバーユニット３５の位置決め片３６ａの端部までの間に介在している状態では、回転軸２１は必ず支持部Ｓ１，Ｓ２により支持されるようになっている。そして、上述したようにバスバーユニットの開口部３５ａの内径Ｄ１は、ステータ１２の内径Ｄ２に比べて小さく、ロータ１３の外径Ｄ３に比べて大きく設定されている設定されているため（Ｄ３＜Ｄ１＜Ｄ２）、回転軸２１がぶれなく挿入されている際にロータ１３とステータ１２とが接触することはない。

ここで、ロータ１３がステータ１２の内側を通過している際に、永久磁石の吸引反発力等により回転軸２１の軸方向（挿入方向）がモータハウジング１１の軸方向に対してずれた場合には、ロータ１３の外周面は初めにバスバーユニット３５の内周面に接触する。すなわち、Ｄ１＜Ｄ２に設定されることで、回転軸２１は支持部Ｓ１，Ｓ２の２点で支持されながら挿入されているので、ロータ１３とステータ１２とが接触する前に、バスバーユニット３５に接触することになる。これにより、回転軸２１の軸方向とモータハウジング１１の軸方向とのずれを規制することができる。その結果、回転軸２１の軸方向がモータハウジング１１の軸方向に対して大幅にずれることがないため、回転軸２１をぶれなくスムーズに挿入することができるとともに、ロータ１３とステータ１２との接触を防止することができる。なお、ロータ１３の外径Ｄ３は、バスバーユニット３５の開口部３５ａの内径Ｄ１に近接した寸法に設定してある。具体的には、ロータ１３の組付時に、ロータ１３の外周面とバスバーユニット３５の開口部３５ａの内周面との間に形成された間隙が、ステータ１２の内周面とロータ１３の外周面との間に形成された間隙Ｔ２よりも小さくなるように設定している。そのため、ロータ１３の組み付け時にロータ１３が倒れても、ロータ１３がステータ１２の内周面に接触しないでバスバーユニット３５の開口部３５ａに案内されて挿入される。

次いで、図１２に示すように、さらに回転軸２１を挿入していくと、回転軸２１の他端側がエンド部１６のボス部１７に圧入された軸受け２０ａ内に挿入されていく。この時点で、回転軸２１は上述した支持部Ｓ１，Ｓ２に加えてモータハウジング１１側の軸受け２０ａにも支持され（支持部Ｓ３）、３点で支持された状態でモータハウジング１１内に挿入されていく。このように、回転軸２１の他端側が支持部Ｓ３によって支持されることで、回転軸２１の他端側が支持部Ｓ２から離れたとしても、永久磁石の吸引反発力等に影響されることなく、回転軸２１はスムーズに挿入されていく。この場合、Ｌ１＞Ｌ２に設定されているため、回転軸２１の軸方向他端が、軸受け２０ａ内に差し掛かった際でもマグネットホルダ４４のベース部４５は、バスバーユニット３５の位置決め片３６ａから抜けないようになっている。

そして、回転軸２１の他端側が軸受け２０ａ内に完全に挿入されると、すなわち回転軸２１がモータハウジング１１内に完全に挿入されると、支持部Ｓ２の支持が解除される。つまり、上述した長さＬ１が、回転軸２１の軸方向他端からバスバーユニット３５の位置決め片３６ａの先端部までの長さに比べて短く設定されているため、回転軸２１が軸受け２０ａに完全に挿入された時点では、マグネットホルダ４４のベース部４５の端面がバスバーユニット３５の位置決め片３６ａの端部から必ず抜けるようになっている。これにより、モータ組付後にバスバーユニット３５とロータ１３とが干渉することがなく、回転軸２１の回転に何ら影響を与えることがない。
そして、回転軸２１の挿入後にフロントブラケット１５とモータハウジング１１とをボルトにより締結固定することにより、モータの組付工程が完了する。

このように、本実施形態ではＤ１＜Ｄ２に設定されているため、ステータ１２と支持部Ｓ１（軸受け２０ｂ）との間に支持部Ｓ２（バスバーユニット３５）が設定されることになる。すなわち、回転軸２１の軸方向（挿入方向）がモータハウジング１１の軸方向に対してずれた場合には、ロータ１３の外周面は初めにバスバーユニット３５の内周面に接触する。これにより、回転軸２１は支持部Ｓ１，Ｓ２の２点で支持されながら挿入されていくので、ロータ１３とステータ１２とが接触する前に、バスバーユニット３５に接触することで、回転軸２１の軸方向とモータハウジング１１の軸方向とのずれを規制することができる。したがって、回転軸２１の軸方向がモータハウジング１１の軸方向に対して大幅にずれることがないため、回転軸２１をぶれなくスムーズに挿入することができるとともに、ロータ１３とステータ１２との接触を防止することができる。

しかも、Ｌ１＞Ｌ２に設定されているため、回転軸２１の軸方向他端からマグネットホルダ４４のベース部４５までの部位が、軸受け２０ａの軸方向一端側の端面からバスバーユニット３５の位置決め片３６ａの端部までの間に介在している状態では、回転軸２１は必ず支持部Ｓ１，Ｓ２により支持される。さらに、回転軸２１の軸方向他端が、軸受け２０ａ内に差し掛かった際でも、マグネットホルダ４４のベース部４５はバスバーユニット３５の位置決め片３６ａから抜けないようになっている。この時点で、回転軸２１は支持部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３点で支持される。

このように、モータ組付時において、軸受け２０ａと軸受け２０ｂとの間でバスバーユニット３５に支持（接触）された状態で挿入されていくため、回転軸２１は必ず２点以上の支持部（例えば、支持部Ｓ１，Ｓ２）によって支持されることになる。これにより、回転軸２１の軸方向とモータハウジング１１の軸方向とのずれを規制することができ、モータの組付容易性を向上させることができる。そして、本実施形態ではロータ１３の永久磁石として吸引反発力が強い希土類磁石を用いた場合であっても、ロータ１３とステータ１２との接触を確実に防止することができるため、ロータ１３の損傷を防ぎ、高性能なブラシレスモータ１０を提供できるとともに、ブラシレスモータ１０の生産性を向上させることができる。
さらに、従来のようにモータの組み付けに治具等を用いたり、モータハウジングに孔を空けたりする必要もないので、製造コストを低減できるとともに、製造効率を向上させることができる。

ここで、上述したように本実施形態では、バスバーユニット３５を間に挟んで、ロータ１３の軸方向反対側（軸方向一端側）には回転軸２１の回転角度を検出するレゾルバ８０が設けられているため、ロータ１３、バスバーユニット３５、レゾルバ８０及び軸受け２０ｂが回転軸２１の軸方向に沿って直列に配列された状態となる。これにより、例えばバスバーユニット３５がレゾルバ８０の径方向外側を取り囲むように配置された場合に比べて、モータ自体の径方向の寸法を小さくすることができる。したがって、ブラシレスモータ１０の小型化が可能になり、車両組付時のスペースファクタを向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、本実施形態で挙げた具体的な形状、構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では、ブラシレスモータが車両用ブレーキ装置に用いられるものである場合について説明したが、これに限られるものではない。

本発明の実施形態におけるブラシレスモータの平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本実施形態におけるバスバーユニットの斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるレゾルバホルダの斜視図である。 本発明の実施形態におけるレゾルバホルダの平面図である。 本発明の実施形態におけるブラケットインシュレータの平面図である。 図１の拡大図である。 本発明の実施形態における作用を説明するための図１のＡ−Ａ線に相当する断面図である。 本発明の実施形態における作用を説明するための図１のＡ−Ａ線に相当する断面図である。 図１０の拡大図である。 本発明の実施形態における作用を説明するための図１のＡ−Ａ線に相当する断面図である。

符号の説明

１０…ブラシレスモータ
１２…ステータ
１３…ロータ
１４…開口部
１５…ブラケット
２０ａ…軸受け（第１軸受け）
２０ｂ…軸受け（第２軸受け）
３１…コイル
３５…バスバーユニット
３５ａ…開口部
８０…レゾルバ
Ｄ１…バスバーユニットの開口部の内径
Ｄ２…ステータの内径
Ｌ１…回転軸の軸方向他端からロータのマグネットホルダにおけるベース部の端面までの軸方向における長さ（回転軸の軸方向他端からロータの軸方向一端側の端面までの軸方向における長さ）
Ｌ２…軸受けの軸方向一端側の端面からバスバーユニットの軸方向他端側の端部までの軸方向における長さ（第１軸受けの軸方向一端側の端面からバスバーユニットの軸方向他端側の端部までの軸方向における長さ）

Claims (4)

1. コイルが巻装されたステータと、
   開口部を有し、前記ステータが内嵌固定されたモータハウジングと、
   前記モータハウジング内で回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸に外嵌固定され、前記ステータの内周面に対向するように配置されたロータと、
   前記ロータの外周面において前記ステータの内周面に対向するように配置された永久磁石と、
   前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記コイルに給電するための環状のバスバーユニットとを備えたブラシレスモータにおいて、
   前記バスバーユニットの開口部の内径Ｄ１は、前記ステータの内径Ｄ２よりも小さく設定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記回転軸は、軸方向他端側が前記モータハウジング内に設けられた第１軸受けに支持される一方、軸方向一端側が前記ロータを間に挟んで前記第１軸受けの軸方向反対側に設けられた第２軸受けに支持され、
   前記回転軸の軸方向他端から前記ロータの軸方向一端側の端面までの軸方向における長さＬ１が、前記第１軸受けの軸方向一端側の端面から前記バスバーユニットの軸方向他端側の端部までの軸方向における長さＬ２よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
3. 前記バスバーユニットを間に挟んで、前記ロータの軸方向反対側には前記回転軸の回転角度を検出するレゾルバが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。
4. 前記永久磁石は希土類磁石からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のブラシレスモータ。

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