JP2019176674A - モータ、およびモータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】バスバーホルダに保持された回転センサの被検出部に対する周方向位置を調整可能であり、ハウジングに対するバスバーホルダの周方向の固定強度を向上できる構造を有するモータおよびモータの製造方法の提供。【解決手段】ハウジングは、軸方向に延びる筒状のハウジング本体と、第1フランジ部と、ハウジング本体よりも径方向外側に突出するカシメ固定部24と、を有する。バスバーホルダは、バスバーホルダ本体と、第2フランジ部と、バスバーホルダ本体よりも径方向外側に突出する固定凸部90と、を有する。カシメ固定部24は、固定凸部90の軸方向他方側に位置する第1基部24aと、第1基部24aから周方向両側に突出する一対の腕部24b,24cと、を有する。一対の腕部24b,24cは、軸方向一方側に延びる第1カシメ部24e,24gを有する。【選択図】図3
Description
本発明は、モータ、およびモータの製造方法に関する。
ステータケースの開口に固定される固定部材に回転センサが保持されるモータが知られる。例えば、特許文献1には、そのような回転センサとしてのレゾルバステータと、レゾルバステータによって検出される被検出部としてのセンサロータと、を備えるモータが記載される。
上記のようなモータを組み立てる際には、各部品同士の間で組み付け等による誤差が生じる。そのため、ステータケースに対する固定部材の周方向位置を調整し、回転センサと被検出部との相対位置を調整する必要がある。したがって、上記のようなモータにおいては、固定部材の周方向位置を調整した後に、ステータケースと固定部材とを固定できることが求められる。
これに対して、例えば特許文献1には、ステータケースに設けられた爪を爪の幅よりも大きいカシメ溝にカシメて固定することでステータケースに固定部材を固定する構成が記載される。この構成によれば、カシメ溝に爪をカシメられる範囲内であれば、固定部材をステータケースに対して周方向に移動させることが可能である。そのため、固定部材の周方向位置を調整した後であっても、爪をカシメ溝にカシメて固定することが可能である。しかし、このような構成では、周方向の固定が不十分であり、爪をカシメ溝にカシメた後においても爪がカシメ溝内で周方向に移動し、ステータケースに対して固定部材が周方向に移動する虞があった。
本発明は、上記事情に鑑みて、組み立てる際に、バスバーホルダに保持された回転センサの被検出部に対する周方向位置を調整可能であり、かつ、組み立てた後においては、ハウジングに対するバスバーホルダの周方向の固定強度を向上できる構造を有するモータおよびそのようなモータの製造方法を提供することを目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、中心軸に沿って配置されるシャフトおよび被検出部を有するロータと、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、前記ロータおよび前記ステータを収容し、軸方向一方側に開口する第1開口部を有するハウジングと、前記ステータの軸方向一方側に配置され、前記第1開口部を塞ぐ樹脂製のバスバーホルダと、前記バスバーホルダに保持され、前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、前記バスバーホルダに直接または間接的に保持され、前記被検出部を検出して前記ロータの回転を検出可能な回転センサと、を備える。前記ハウジングは、軸方向に延びる筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の軸方向一方側の端部から径方向外側に突出する第1フランジ部と、前記ハウジング本体よりも径方向外側に突出するカシメ固定部と、を有する。前記バスバーホルダは、前記第1開口部の軸方向一方側に配置されるバスバーホルダ本体と、前記バスバーホルダ本体から径方向外側に突出し、前記第1フランジ部の軸方向一方側の面に接触する第2フランジ部と、前記バスバーホルダ本体よりも径方向外側に突出する固定凸部と、を有する。前記カシメ固定部は、前記固定凸部の軸方向他方側に位置する第1基部と、前記第1基部から周方向両側に突出する一対の腕部と、を有する。前記一対の腕部のそれぞれは、軸方向一方側に延びる第1カシメ部を有する。前記一対の腕部における前記第1カシメ部は、前記固定凸部の周方向両側の端部にそれぞれ接触して前記固定凸部を周方向に挟持する。
本発明のモータの製造方法の一つの態様は、上記のモータを製造する方法であって、前記ハウジングに対して前記バスバーホルダを周方向に移動させて、前記被検出部に対する前記回転センサの周方向位置を調整する位置調整工程と、前記バスバーホルダを前記ハウジングに固定する固定工程と、を含む。前記固定工程においては、前記第1基部から周方向両側に延びる一対の延伸部の少なくとも一部を軸方向一方側に折り曲げてカシメることで、前記第1カシメ部を作る。
本発明の一つの態様によれば、モータを組み立てる際に、バスバーホルダに保持された回転センサの被検出部に対する周方向位置を調整可能であり、かつ、モータを組み立てた後においては、ハウジングに対するバスバーホルダの周方向の固定強度を向上できる。
各図に適宜示すZ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。X軸方向およびY軸方向は、Z軸方向と直交する方向であり、互いに直交する方向である。各図に適宜示す中心軸Jは、Z軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向Z」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
図1に示すように、本実施形態のモータ10は、ハウジング20と、ロータ30と、ベアリング33,34と、ステータ40と、バスバーユニット60と、Oリング71と、オイルシール73と、を備える。ハウジング20は、内部にロータ30およびステータ40を収容する。ハウジング20は、金属製である。ハウジング20は、ハウジング本体21と、第1フランジ部22と、を有する。
ハウジング本体21は、上側に開口する第1開口部20aを有する筒状である。すなわち、ハウジング20は、第1開口部20aを有する。ハウジング本体21は、軸方向Zに延びる円筒状である。より詳細には、ハウジング本体21は、中心軸Jを中心とする多段の円筒状である。ハウジング本体21は、ステータ保持部21aと、拡径部21bと、ベアリング保持部21cと、オイルシール保持部21dと、を有する。ステータ保持部21aの内周面には、ステータ40のうち後述するステータコア41の外周面が固定される。
拡径部21bは、ステータ保持部21aの上側の端部に繋がる。拡径部21bの内径および外径は、ステータ保持部21aの内径および外径よりも大きい。拡径部21bの上側の端部は、ハウジング本体21の上側の端部である。拡径部21bには、後述するバスバーホルダ60aの下側の部分が収容される。
ベアリング保持部21cは、ステータ保持部21aの下側の端部に繋がる。ベアリング保持部21cの内径および外径は、ステータ保持部21aの内径および外径よりも小さい。ベアリング保持部21cの内部には、ベアリング33が保持される。オイルシール保持部21dは、ベアリング保持部21cの下側の端部に繋がる。オイルシール保持部21dの内径および外径は、ベアリング保持部21cの内径および外径よりも小さい。オイルシール保持部21dは、下側に開口する。オイルシール保持部21dの内部には、オイルシール73が保持される。
第1フランジ部22は、ハウジング本体21の上側の端部から径方向外側に突出する。第1フランジ部22は、板面が軸方向Zを向く板状であり、中心軸Jを中心とする円環状である。図2に示すように、第1フランジ部22は、周方向に延びる第1フランジ部本体22aと、第1フランジ部本体22aから径方向外側に突出する第1取付部22bと、を有する。本実施形態において第1フランジ部本体22aは、中心軸Jを中心とする円環状である。第1取付部22bは、第1取付部22bを軸方向Zに貫通する第1取付孔22cを有する。第1取付孔22cは、周方向に長い長円形状である。本実施形態において、第1取付部22bは、周方向に沿って4つ設けられる。
ハウジング20は、カシメ固定部24をさらに有する。本実施形態においてカシメ固定部24は、第1フランジ部22に設けられる。カシメ固定部24は、ハウジング本体21よりも径方向外側に突出する。カシメ固定部24は、第1基部24aと、一対の腕部24b,24cと、を有する。第1基部24aは、第1フランジ部本体22aから径方向外側に突出する。図3および図4に示すように、第1基部24aは、板面が軸方向Zを向く板状である。第1基部24aは、後述する固定凸部90の下側に配置される。本実施形態において第1基部24aの上側の面は、固定凸部90の下側の面と接触する。
一対の腕部24b,24cは、第1基部24aから周方向両側に突出する。本実施形態において一対の腕部24b,24cは、第1基部24aの径方向外側の端部から周方向両側に突出する。一対の腕部24b,24cは、細長の板状である。腕部24bは、接続部24dと、第1カシメ部24eと、を有する。腕部24cは、接続部24fと、第1カシメ部24gと、を有する。
接続部24d,24fは、第1基部24aから周方向両側に延びる部分である。接続部24d,24fは、板面が軸方向Zを向く板状である。本実施形態において接続部24d,24fの上側の面は、後述する固定凸部90の下側の面と接触する。
第1カシメ部24e,24gは、接続部24d,24fの先端部から上側に延びる部分である。第1カシメ部24e,24gは、板面が周方向を向く板状である。本実施形態において第1カシメ部24e,24gの上側の端部は、後述する固定凸部90の上側の端部よりも下側に位置する。そのため、モータ10を軸方向Zに小型化しやすい。図4に示す例では、第1カシメ部24eの上側の端部と、第1カシメ部24gの上側の端部とは、軸方向Zにおいて同じ位置に配置される。第1カシメ部24e,24gは、図5および図6に示す延伸部25b,25cの先端側の部分が上側に折り曲げられてカシメられることで作られる。
図2に示すように、ハウジング20は、複数の爪部23をさらに有する。複数の爪部23は、周方向に沿って配置される。図7に示すように、爪部23は、第1フランジ部本体22aの径方向外縁部に繋がる。爪部23は、第2基部23aと、第2カシメ部23bと、を有する。第2基部23aは、第1フランジ部本体22aの径方向外縁部から上側に延びる部分である。本実施形態において第2基部23aは、板面が径方向を向く板状である。
第2カシメ部23bは、第2基部23aの上側の端部から径方向内側に延びる部分である。本実施形態において第2カシメ部23bは、板面が周方向に沿った板状である。第2カシメ部23bの径方向内側の部分は、斜め下方に向かって延びる。第2カシメ部23bのうち径方向内側の端部の少なくとも一部は、後述する収容凹部68dに収容される。第2カシメ部23bの径方向外側の部分における下側の面は、後述する第2壁部68cの上側の端部と接触する。爪部23は、図8に二点鎖線で示す状態から径方向内側かつ下側に折り曲げられてカシメられ、図7および図8に実線で示す状態になる。すなわち、図8に二点鎖線で示す状態の爪部23がカシメられることによって、第2カシメ部23bが作られる。
図1に示すように、ロータ30は、シャフト31と、ロータ本体32と、センサマグネット36と、を有する。シャフト31は、中心軸Jに沿って配置される。シャフト31は、中心軸Jを中心として軸方向Zに延びる円柱状である。シャフト31は、ベアリング33,34によって回転可能に支持される。ベアリング33,34は、例えば、ボールベアリングである。ロータ本体32は、シャフト31の外周面に固定される。図示は省略するが、ロータ本体32は、シャフト31の外周面に固定されるロータコアと、ロータコアに固定されるロータマグネットと、を有する。ロータコアは、シャフト31に直接固定されてもよく、部材等を介して間接的に固定されてもよい。ロータマグネットは、単一のマグネットであってもよく、複数のマグネットであってもよい。
センサマグネット36は、シャフト31に固定される。より詳細には、センサマグネット36は、シャフト31の上側の端部に、取付部材35を介して固定される。取付部材35は、周方向に沿った円環状である。取付部材35は、シャフト31の上端部に嵌め合わされて固定される。本実施形態においてセンサマグネット36は、中心軸Jを中心とする円環状である。センサマグネット36は、取付部材35の径方向外縁部の上面に固定される。なお、センサマグネット36は、シャフト31に直接的に固定されてもよい。また、センサマグネット36は、ロータ本体32に直接または間接的に保持されてもよい。本実施形態においてセンサマグネット36は、被検出部に相当する。
ステータ40は、ロータ30の径方向外側に配置される。ステータ40は、ステータコア41と、インシュレータ44と、複数のコイル45と、を有する。ステータコア41は、中心軸Jを中心とする円環状のコアバック42と、コアバック42から径方向内側に延びる複数のティース43と、を有する。コアバック42の外周面は、ステータ保持部21aの内周面に固定される。インシュレータ44は、ティース43に装着される。複数のコイル45は、インシュレータ44を介して各ティース43に装着される。
バスバーユニット60は、ステータ40の上側に配置される。バスバーユニット60は、バスバーホルダ60aと、回路基板80と、回転センサ83と、バスバー81,82と、を有する。すなわち、モータ10は、バスバーホルダ60aと、回路基板80と、回転センサ83と、バスバー81,82と、を備える。バスバーホルダ60aは、バスバー81,82を保持する部材である。バスバーホルダ60aは、ステータ40の上側に配置される。バスバーホルダ60aは、第1開口部20aを塞ぐ。バスバーホルダ60aは、第1フランジ部22によって下側から支持される。バスバーホルダ60aは、樹脂製である。バスバーホルダ60aは、バスバーホルダ本体61と、底部65と、嵌合部62と、コネクタ部63と、ベアリング保持部64と、支持部66と、第2フランジ部67と、蓋部69と、固定凸部90と、を有する。
図1および図2に示すように、バスバーホルダ本体61は、上側に開口する第2開口部61aを有する筒状である。より詳細には、バスバーホルダ本体61は、上側に開口し、中心軸Jを中心とする略円筒状である。バスバーホルダ本体61は、第1開口部20aの上側に配置される。本実施形態においてバスバーホルダ本体61は、ステータ40の上側に配置される。
図2に示すように、バスバーホルダ本体61は、径方向外側に突出する突出部61bを有する。突出部61bは、軸方向Zに沿って視て、略矩形状である。突出部61bが突出する方向は、X軸方向と平行な方向である。以下の説明においては、突出部61bが突出する方向、すなわちX軸方向と平行な方向を「突出方向X」と呼ぶ。
図1および図2に示すように、底部65は、バスバーホルダ本体61の下側の端部から径方向内側に拡がる。底部65は、ステータ40の上側を覆う。図2に示すように、底部65は、周方向に沿った略円環状である。
図1に示すように、嵌合部62は、底部65から下側に突出する。図示は省略するが、嵌合部62は、中心軸Jを中心とする円筒状である。嵌合部62は、ハウジング20の内部に挿入される。より詳細には、嵌合部62は、拡径部21bの内側、すなわち第1開口部20aに嵌め合わされる。嵌合部62の外周面における下側の端部には、下側に向かって外径が小さくなる段差部62aが設けられる。
コネクタ部63は、バスバーホルダ本体61から径方向外側に延びる。より詳細には、コネクタ部63は、バスバーホルダ本体61から突出方向Xに延びる。コネクタ部63は、ハウジング20よりも径方向外側に突出する。コネクタ部63は、コネクタ部63の径方向外側の端部から径方向内側に窪む凹部を有する。コネクタ部63には、図示しない外部装置が接続される。外部装置は、例えば、モータ10に電力を供給してモータ10を制御する制御装置である。
ベアリング保持部64は、底部65の径方向内周縁部に繋がる。ベアリング保持部64は、中心軸Jを中心とする略円筒状である。ベアリング保持部64は、内部にベアリング34を保持する。支持部66は、ベアリング保持部64から上側に突出する。支持部66の上側の端部は、第2開口部61aを介してバスバーホルダ本体61よりも上側に突出する。図2に示すように、支持部66は、周方向に沿って複数設けられる。
第2フランジ部67は、バスバーホルダ本体61から径方向外側に突出する。図1に示すように、本実施形態において第2フランジ部67は、バスバーホルダ本体61の下側の端部から径方向外側に突出する。第2フランジ部67は、第1フランジ部22の上側の面に接触する。ここで、バスバーホルダ60aが樹脂製のため、第2フランジ部67も樹脂製である。第2フランジ部67を樹脂製とすることで、第1フランジ部22と第2フランジ部67との間に水分が浸入しても、第2フランジ部67が錆びることを防止できる。図2に示すように、第2フランジ部67は、周方向に延びる第2フランジ部本体67aと、第2フランジ部本体67aから径方向外側に突出する第2取付部67bと、を有する。
第2フランジ部本体67aは、軸方向Zに沿って視て、突出方向Xのコネクタ部63側に開口するC字形状である。第2フランジ部本体67aの周方向両側の端部は、突出部61bの周方向両側の端部のそれぞれに繋がる。第2フランジ部本体67aの径方向外縁部は、第1フランジ部本体22aの径方向外縁部よりも径方向内側に配置される。図8に示すように、第2フランジ部本体67aは、第1フランジ部本体22aの上側の面に接触する。
図2に示すように、本実施形態において第2取付部67bは、周方向に沿って4つ設けられる。各第2取付部67bは、軸方向Zに沿って視て、各第1取付部22bと重なる。第2取付部67bの下側の面は、第1取付部22bの上側の面と接触する。第2取付部67bは、第2取付部67bを軸方向Zに貫通する第2取付孔67cを有する。第2取付孔67cは、円形状である。互いに軸方向Zに重なる第1取付部22bおよび第2取付部67bにおいて、第1取付孔22cと第2取付孔67cとは、軸方向Zに沿って視て、互いに重なる。
第1取付孔22cと第2取付孔67cとには、モータ10が搭載される機器にモータ10を取り付けるためのネジが通される。そのネジによって、第1取付部22bと第2取付部67bとは、モータ10が搭載される機器に取り付けられる。本実施形態において第2取付孔67cには、軸方向Zに延びる円筒状の筒部材84が嵌め込まれて固定される。筒部材84は、軸方向両側に開口する。筒部材84は、金属製である。モータ10を取り付けるためのネジは、第2取付孔67cのうち筒部材84の内側を通る。
図2に示すように、第2フランジ部67は、周方向に沿って配置される複数のカシメ収容部68をさらに有する。本実施形態においてカシメ収容部68は、第2フランジ部本体67aに設けられる。図7および図8に示すように、カシメ収容部68は、一対の第1壁部68aと、第2壁部68cと、を有する。図7に示すように、一対の第1壁部68aは、径方向に延び、互いに周方向に間隔を空けて配置される。一対の第1壁部68aは、互いに平行である。一対の第1壁部68aは、第2フランジ部本体67aから径方向外側に突出する。一対の第1壁部68aの上側の端部は、第2フランジ部本体67aよりも上側に配置され、第2フランジ部本体67aの上側の面上を径方向に延びてバスバーホルダ本体61と繋がる。
一対の第1壁部68a同士の周方向の間には、爪部23が配置される。一対の第1壁部68a同士の周方向距離は、爪部23の周方向の幅よりも大きい。一対の第1壁部68aにおける径方向外側の端部同士の間には、第2基部23aが配置される。
図7および図8に示すように、第2壁部68cは、第2フランジ部本体67aの径方向外縁部のうち一対の第1壁部68a同士の間の部分から上側に突出する。第2壁部68cは、周方向に沿って直線状に延びて一対の第1壁部68a同士を繋ぐ。図8に示すように、周方向と直交する断面において第2壁部68cの上側の端面68fは、上側に凸となる曲面であり、曲率が径方向に沿って変化する部分を有する。
図7および図8に示すように、カシメ収容部68は、収容凹部68dを有する。収容凹部68dは、下側に窪む凹部であり、第2フランジ部本体67aと一対の第1壁部68aと第2壁部68cとバスバーホルダ本体61とに囲まれて構成される。すなわち、収容凹部68dの周方向両側には、第1壁部68aが配置される。収容凹部68dの周方向の寸法は、第2カシメ部23bの周方向の寸法よりも大きい。
各第2カシメ部23bは、各カシメ収容部68において、第1フランジ部本体22aとの間で第2フランジ部67を軸方向Zに挟み込む。これにより、バスバーホルダ60aがハウジング20に対して軸方向Zに移動することを抑制できる。より詳細には、第2カシメ部23bの下側の面は、第2壁部68cの上側の端面68fに接触し、上側から第2壁部68cを第1フランジ部本体22aに押し付ける。
ここで、本実施形態によれば、端面68fは、曲率が径方向に沿って変化する部分を有する。そのため、端面68fの曲率が一定である場合に比べて、第2カシメ部23bと端面68fとの接触を面接触としやすく、第2カシメ部23bが接触するバスバーホルダ60aの面積を大きくできる。これにより、第2カシメ部23bからバスバーホルダ60aに対して好適に下向きの力を加えることができる。したがって、第2カシメ部23bによってより強固にバスバーホルダ60aをハウジング20に固定でき、バスバーホルダ60aがハウジング20に対して軸方向Zに移動することをより抑制できる。
また、本実施形態によれば、第2壁部68cの周方向両側の端部には、第1壁部68aが繋がる。そのため、第2カシメ部23bから第2壁部68cに加えられた力を第1壁部68aに分散させて逃がすことができる。したがって、第2カシメ部23bから第2壁部68cに比較的大きな力が加えられた場合であっても、バスバーホルダ60aが破損することを抑制できる。また、一対の第1壁部68aが第2フランジ部本体67aから径方向外側に突出するため、一対の第1壁部68aによってカシメ収容部68の強度を向上させることができる。したがって、よりバスバーホルダ60aが破損することを抑制できる。
図8に示すように、収容凹部68dの内部には、第2カシメ部23bのうち径方向内側の端部の少なくとも一部が収容される。そのため、第2カシメ部23bが第2壁部68cと接触した状態で、第2カシメ部23bの径方向内側の端部を第2壁部68cの上側の端部よりも下側にカシメることができる。これにより、第2壁部68cに対して、より強く第2カシメ部23bを押し当てることができる。したがって、バスバーホルダ60aがハウジング20に対して軸方向Zに移動することをより抑制できる。また、第2カシメ部23bが収容凹部68dに引っ掛かるため、第2カシメ部23bがカシメ収容部68から外れることを抑制できる。
図1に示すように、蓋部69は、バスバーホルダ本体61の上側の端部に固定されて第2開口部61aを閉塞する。蓋部69は、径方向に拡がる蓋部本体69aと、蓋部本体69aの径方向外周縁部から下側に延びる筒状の蓋筒部69bと、を有する。蓋筒部69bの下側の端部は、バスバーホルダ本体61の上側の端部に固定される。蓋部69は、樹脂製である。
蓋部69は、バスバーホルダ60aの蓋部69以外の部分とは別々に作られる単一の部材である。蓋部69は、バスバーホルダ本体61と溶着されて固定される。より詳細には、蓋部69は、蓋筒部69bの下側の端部における全周がバスバーホルダ本体61の上側の端部の全周と溶着されて固定される。蓋部69とバスバーホルダ本体61との溶着は、例えば、蓋部69とバスバーホルダ本体61との接合部にレーザを照射するレーザ溶着によって行われる。本実施形態によれば、蓋部69が樹脂製であるため、金属製のカバーを設けるような場合と異なり、蓋部69が錆びることを防止できる。なお、図2においては、蓋部69の図示を省略する。
固定凸部90は、バスバーホルダ本体61よりも径方向外側に突出する。図3に示すように、固定凸部90は、固定凸部本体91と、一対のリブ92と、を有する。本実施形態において固定凸部本体91は、略直方体状である。固定凸部本体91は、第2フランジ部本体67aから径方向外側に突出する。図2に示すように、本実施形態において固定凸部本体91は、突出方向Xにおけるコネクタ部63が突出する側と逆側に突出する。すなわち、固定凸部90は、中心軸Jを径方向に挟んでコネクタ部63と逆側に配置される。
図3に示すように、固定凸部本体91の上側の部分は、第2フランジ部本体67aよりも上側に配置される。固定凸部本体91の上側の部分は、第2フランジ部本体67aの上側の面上を径方向に延びてバスバーホルダ本体61と繋がる。すなわち、本実施形態において固定凸部本体91は、バスバーホルダ本体61と第2フランジ部本体67aとに跨った部分から径方向外側に突出する。固定凸部本体91の上側の端部は、バスバーホルダ本体61の上側の端部よりも下側に位置する。
図2に示すように、固定凸部本体91の周方向の寸法は、径方向外側に向かうに従って大きくなる。固定凸部本体91の周方向の寸法は、第1基部24aの周方向の寸法よりも大きい。本実施形態において固定凸部本体91の径方向外側面は、軸方向Zに沿って視て円弧状の曲面である。固定凸部本体91の径方向外側面は、第1基部24aの径方向外側の端部と径方向においてほぼ同じ位置にある。固定凸部本体91の周方向両側の面は、周方向と直交する平坦面である。固定凸部本体91の軸方向両側の面は、軸方向Zと直交する平坦面である。
図3および図4に示すように、一対のリブ92は、固定凸部本体91から周方向両側に突出する。一対のリブ92は、第2フランジ部本体67aよりも径方向外側に位置する。一対のリブ92は、固定凸部本体91の径方向外側面よりも径方向内側に離れて配置される。本実施形態において一対のリブ92は、軸方向Zに延びる。本実施形態において一対のリブ92は、所謂クラッシュリブである。リブ92の上側の端部は、第2フランジ部本体67aよりも上側に位置する。リブ92の下側の端部は、第2フランジ部本体67aの上側の面よりも下側に位置する。リブ92の下側の端部は、固定凸部本体91の下側の面よりも上側に離れて配置される。
図4に示すように、一対のリブ92の下側の部分は、塑性変形部92aである。塑性変形部92aは、リブ92のうち第1カシメ部24e,24gによって径方向に押しつぶされて塑性変形した部分である。本実施形態において塑性変形部92aは、固定凸部本体91よりも周方向に突出する。リブ92の径方向の寸法は、第1カシメ部24e,24gの径方向の寸法よりも小さい。
固定凸部90の周方向両側には、第1カシメ部24eと第1カシメ部24gとが配置される。固定凸部90の周方向両側の端部には、第1カシメ部24eと第1カシメ部24gとがそれぞれ接触する。これにより、一対の腕部24b,24cにおける第1カシメ部24e,24gは、固定凸部90の周方向両側の端部にそれぞれ接触して固定凸部90を周方向に挟持する。そのため、一対の第1カシメ部24e,24gによって固定凸部90を周方向に固定でき、バスバーホルダ60aがハウジング20に対して周方向に移動することを抑制できる。したがって、ハウジング20に対するバスバーホルダ60aの周方向の固定強度を向上でき、バスバーホルダ60aがハウジング20に対して周方向に移動することをより抑制できる。
一方、図5および図6に示すように、延伸部25b,25cをカシメて第1カシメ部24e,24gを作る前においては、固定凸部90が延伸部25b,25cに対して周方向に移動可能であり、バスバーホルダ60aをハウジング20に対して周方向に移動させることができる。そして、バスバーホルダ60aの周方向位置を決めた後に延伸部25b,25cをカシメることで、固定凸部90を周方向に挟持する第1カシメ部24e,24gを作ることができる。したがって、バスバーホルダ60aを回転させて回転センサ83の周方向位置を調整しても、バスバーホルダ60aとハウジング20とを周方向に強固に固定することができる。
このように本実施形態によれば、モータ10を組み立てる際に、バスバーホルダ60aに保持された回転センサ83のセンサマグネット36に対する周方向位置を調整可能であり、かつ、モータ10を組み立てた後においては、ハウジング20に対するバスバーホルダ60aの周方向の固定強度を向上できる。
図3に示すように、本実施形態において固定凸部90は、径方向外側の端部における周方向両側の部分を第1カシメ部24e,24gによって周方向に挟持される。図4に示すように、本実施形態では、一対の腕部24b,24cにおける第1カシメ部24e,24gは、一対のリブ92とそれぞれ接触して、固定凸部90を挟持する。より詳細には、第1カシメ部24e,24gは、塑性変形部92aと接触する。上述したように、本実施形態において塑性変形部92aは、固定凸部本体91よりも周方向に突出する。これにより、第1カシメ部24e,24gは、塑性変形部92aの突出高さ分だけ固定凸部本体91から周方向に離れて配置される。第1カシメ部24e,24gは、固定凸部本体91の周方向側面と隙間を介して周方向に対向する部分を有する。
本実施形態においてバスバーホルダ60aのうち蓋部69を除いた部分は、例えば、インサート部材をバスバー81,82としたインサート成形によって単一の部材として作られる。
図1に示すように、回路基板80は、板面が軸方向Zを向く板状である。回路基板80は複数の支持部66によって下側から支持される。これにより、回路基板80は、バスバーホルダ60aに保持される。回路基板80は、バスバーホルダ本体61よりも上側に配置される。回路基板80は、蓋筒部69bの径方向内側に収容される。なお、図2においては、回路基板80の図示を省略する。
図1に示すように、回転センサ83は、回路基板80の下面に取り付けられる。すなわち、本実施形態において回転センサ83は、回路基板80を介して、バスバーホルダ60aに間接的に保持される。回転センサ83は、センサマグネット36の上側に隙間を介して対向して配置される。回転センサ83は、被検出部としてのセンサマグネット36を検出してロータ30の回転を検出可能なセンサである。本実施形態において回転センサ83は、磁気センサである。磁気センサとしては、特に限定されず、ホールIC等のホール素子、および磁気抵抗素子等が挙げられる。回転センサ83は、センサマグネット36の磁界を検出して、ロータ30の回転を検出可能である。
本実施形態では、モータ10が3相モータであるため、磁気センサとして、3つのホール素子が用いられる。なお、回転センサ83は、回路基板80を介さずにバスバーホルダ60aに直接保持されてもよい。回転センサ83は、ロータ30の回転位置だけでなく、ロータ30の回転速度を検出するセンサであってもよい。モータ10の相の数および回転センサ83の種類などに応じて、回転センサ83の数および配置などは適宜変更されるのが好ましい。
バスバー81は、ステータ40と電気的に接続される。バスバー81の一端は、コイル45と接続される。バスバー81の他端は、コネクタ部63の凹部の底面から径方向外側に突出する。バスバー81の他端は、モータ10の外部に露出する。バスバー82の一端は、回路基板80の上側の面に接続される。バスバー82の他端は、コネクタ部63の凹部の底面から径方向外側に突出する。バスバー82の他端は、モータ10の外部に露出する。
バスバー81,82は、コネクタ部63に接続される制御装置と電気的に接続される。バスバー81には、制御装置から電流が供給される。これにより、バスバー81を介して制御装置からの電流がコイル45に供給される。バスバー82は、回路基板80に取り付けられた回転センサと制御装置とを電気的に接続する。バスバー81,82は、一部がバスバーホルダ60aに埋め込まれて保持される。
図示は省略するが、Oリング71は、中心軸Jを中心とする円環状である。Oリング71は、嵌合部62の下側の端部に径方向外側から嵌め合わされて保持される。Oリング71は、段差部62aに配置される。Oリング71は、段差部62aにおける下側を向く段差面と接触する。Oリング71は、ハウジング本体21の径方向内側面とバスバーホルダ60aの径方向外側面との間を封止する。より詳細には、Oリング71は、拡径部21bの内周面と嵌合部62の外周面とに接触して、拡径部21bの内周面と嵌合部62の外周面との間を封止する。
Oリング71は、径方向に弾性圧縮変形した状態である。Oリング71は、バスバーホルダ60aに径方向内向きの弾性力を加える。これにより、バスバーホルダ60aが径方向に移動することを抑制でき、かつ、径方向においてバスバーホルダ60aを位置精度よく配置できる。したがって、バスバーホルダ60aに保持されるベアリング34も径方向において位置精度よく配置でき、シャフト31を軸精度よく配置できる。
本実施形態のモータ10の製造方法は、配置工程S1と、位置調整工程S2と、固定工程S3と、を含む。配置工程S1は、ハウジング20に対してバスバーホルダ60aを配置する工程である。配置工程S1においてモータ10を組み立てる作業者等は、ハウジング20にステータ40およびロータ30を収容した後、第2フランジ部67を第1フランジ部22に接触させてバスバーホルダ60a、すなわちバスバーユニット60をステータの40の上側に配置する。このとき、嵌合部62には予めOリング71を嵌め合わせておく。また、このとき、ハウジング20の爪部23は、図4に二点鎖線で示すカシメられる前の状態である。
また、カシメ固定部24は、図5および図6に示すカシメられる前の状態である。カシメられる前の状態において、一対の腕部24b,24cは、周方向に円弧状に延びる一対の延伸部25b,25cである。一対の延伸部25b,25cは、第1基部24aの径方向外側の端部から周方向両側に延びる細長の板状である。一対の延伸部25b,25cの板面は、軸方向Zを向く。延伸部25bの先端部から延伸部25cの先端部までの周方向の寸法は、固定凸部90の周方向の寸法よりも大きい。また、図5に示すように、リブ92は、塑性変形部92aを有しない状態である。
位置調整工程S2は、センサマグネット36に対する回転センサ83の周方向位置を調整する工程である。位置調整工程S2において作業者等は、ハウジング20に対してバスバーホルダ60aを周方向に移動させて、センサマグネット36に対する回転センサ83の周方向位置を調整する。このとき、本実施形態では、第2カシメ部23bが収容凹部68dに挿入可能な範囲内で、かつ、軸方向Zに沿って視て一対の延伸部25b,25cの先端部が共に固定凸部90よりも周方向に突出する範囲内で、回転センサ83の周方向位置、すなわちバスバーホルダ60aの周方向位置を決める。軸方向Zに沿って視て一対の延伸部25b,25cの先端部が共に固定凸部90よりも周方向に突出する範囲内とは、延伸部25b,25cの先端側の部分をカシメて第1カシメ部24e,24gを作製可能な範囲内である。
ここで、本実施形態によれば、第2基部23aが一対の第1壁部68a同士の周方向の間に配置される。そのため、収容凹部68d内に第2カシメ部23bを挿入できない位置にバスバーホルダ60aを移動させようとすると、第1壁部68aに第2基部23aが接触する。これにより、ハウジング20に対してバスバーホルダ60aを過剰に移動させることが抑制される。したがって、第2カシメ部23bを収容凹部68dに収容させることができ、第2カシメ部23bによってバスバーホルダ60aを好適に固定できる。また、バスバー81とコイル45との接続部に負荷が過剰に加えられることを抑制できる。
また、本実施形態では、例えば、第2カシメ部23bが収容凹部68dに挿入可能な範囲内は、軸方向Zに沿って視て一対の延伸部25b,25cの先端部が共に固定凸部90よりも周方向に突出する範囲内よりも狭い。そのため、第2カシメ部23bが収容凹部68dに挿入可能な範囲内にバスバーホルダ60aの周方向位置を決めることで、バスバーホルダ60aの周方向位置を、固定凸部90を挟持する第1カシメ部24e,24gを作製可能な範囲内にすることができる。
また、本実施形態によれば、第1開口部20aに嵌め合わされる嵌合部62が設けられる。そのため、位置調整工程S2において、バスバーホルダ60aを安定して中心軸J回りに回転させることができる。したがって、回転センサ83の周方向位置の調整が容易である。
固定工程S3は、バスバーホルダ60aをハウジング20に固定する工程である。固定工程S3において作業者等は、爪部23の上側の部分をカシメて第2カシメ部23bを作り、第2カシメ部23bと第1フランジ部22とによって第2フランジ部67を軸方向Zに挟持させる。
さらに、固定工程S3において作業者等は、一対の延伸部25b,25cのうち固定凸部90よりも周方向に突出する部分を上側に折り曲げてカシメることで、固定凸部90を周方向に挟持する一対の第1カシメ部24e,24gを作る。すなわち、固定工程S3において作業者等は、第1基部24aから周方向両側に延びる一対の延伸部25b,25cの少なくとも一部を上側に折り曲げてカシメることで、第1カシメ部24e,24gを作る。これにより、第1カシメ部24e,24gによって固定凸部90を周方向に挟持することができる。
このとき、本実施形態においては、折り曲げられた延伸部25b,25cの部分、すなわち第1カシメ部24e,24gは、リブ92に接触する。これにより、第1カシメ部24e,24gによって、リブ92の少なくとも一部が周方向に押しつぶされて塑性変形部92aとなる。
一対の延伸部25b,25cをカシメる作業は、例えば、図4に二点鎖線で示すような金型Mを用いて行われる。金型Mは、上側に開口部Maを有する。作業者等は、金型Mを一対の延伸部25b,25cの下側から近づけて、金型Mの上側の端部で延伸部25b,25cの先端側の部分を上側に折り曲げつつ、延伸部25b,25cの先端側の部分と固定凸部90とを開口部Maを介して金型M内に収容していく。これにより、作業者等は、第1カシメ部24e,24gを作り、一対の腕部24b,24cを作ることができる。なお、このとき、作業者等は、バスバーホルダ60aを治具等によって固定した状態としておく。
ここで、固定凸部90の周方向の寸法、および延伸部25b,25cの厚さには、公差等によるばらつきが生じる場合がある。そのため、上述した金型Mを用いて第1カシメ部24e,24gを作る場合、固定凸部90の周方向の寸法と、一対の第1カシメ部24e,24gの周方向の寸法との合計が、金型M内の周方向の寸法より小さくなる場合がある。これにより、第1カシメ部24e,24gが、固定凸部90における周方向両側の端部の少なくとも一方と接触しない場合があり、バスバーホルダ60aとハウジング20との周方向位置がずれる場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、固定凸部本体91から周方向両側に突出する一対のリブ92が設けられる。そのため、リブ92の突出高さを十分に大きくしておくことで、固定凸部90の周方向の寸法、および延伸部25b,25cの厚さにばらつきが生じる場合であっても、第1カシメ部24e,24gをリブ92に接触させることができる。そして、第1カシメ部24e,24gによってリブ92を周方向に押し潰すことで、固定凸部90および第1カシメ部24e,24gに生じる寸法のばらつきを吸収できる。したがって、上述したような金型Mを用いて第1カシメ部24e,24gを作る場合であっても、固定凸部90に第1カシメ部24e,24gをより確実に接触させることができる。
また、本実施形態によれば、リブ92は、軸方向Zに延びる。そのため、第1カシメ部24e,24gとリブ92との接触面積を大きくしやすく、第1カシメ部24e,24gによって固定凸部90をより安定して挟持することができる。また、バスバーホルダ60aの周方向位置に応じて、第1カシメ部24e,24gの軸方向Zの寸法が変化しても、第1カシメ部24e,24gをリブ92に接触させやすい。
また、本実施形態によれば、固定凸部本体91の周方向の寸法は、径方向外側に向かうに従って大きくなる。そのため、固定凸部本体91の周方向両側の面を、周方向に対して直交した面としやすい。これにより、ハウジング20に対してバスバーホルダ60aを周方向に回転させて位置を調整した場合であっても、第1カシメ部24e,24gと固定凸部本体91とにおいて互いに対向する面同士を平行にしやすい。したがって、調整されたバスバーホルダ60aの周方向位置によらず、固定凸部90を第1カシメ部24e,24gによって安定して挟持することができる。
以上のようにして、位置調整工程S2で調整した周方向位置において、バスバーユニット60をハウジング20に対して強固に固定することができる。なお、固定工程S3において、爪部23をカシメる作業と、第1カシメ部24e,24gを作る作業とは、いずれの作業が先に行われてもよい。
また、上述した説明では、第1カシメ部24e,24gを作る作業は、ハウジング20がバスバーホルダ60aの下側にある状態で行われる例について説明したが、これに限られない。第1カシメ部24e,24gを作る作業は、上下反転した状態で行われてもよい。この場合、ハウジング20がバスバーホルダ60aの上側にある状態で、第1カシメ部24e,24gを作る作業が行われる。
また、図4の例では、第1カシメ部24eの軸方向Zの寸法と第1カシメ部24gの軸方向Zの寸法とが同じ場合について示したが、これに限られない。位置調整工程S2において調整されたバスバーホルダ60aの周方向位置によっては、図9に示すように、第1カシメ部24eの軸方向Zの寸法と第1カシメ部24gの軸方向Zの寸法とが、互いに異なってもよい。図9の例では、第1カシメ部24gの軸方向Zの寸法が、第1カシメ部24eの軸方向Zの寸法より大きい。図9の例では、第1カシメ部24gの上側の端部は、第1カシメ部24eの上側の端部よりも上側に位置する。図9の例においては、バスバーホルダ60aは、図4の例よりも、ハウジング20に対して第1カシメ部24e側に相対回転した位置に調整されている。
また、位置調整工程S2において調整されたバスバーホルダ60aの周方向位置によっては、一対の腕部24b,24cのいずれか一方が接続部を有しなくてもよい。この場合、一対の腕部24b,24cのいずれか一方は、全体が第1カシメ部となる。
なお、本明細書において「作業者等」とは、モータ10を組み立てる作業者およびモータ10を組み立てる組立装置等を含む。モータ10の組み立ては、作業者のみによって行われてもよいし、組立装置のみによって行われてもよいし、作業者と組立装置とによって行われてもよい。
また、バスバーユニット60において、バスバーホルダ60aに回路基板80および回転センサ83を保持させる作業は、位置調整工程S2の前であれば、配置工程S1の後に行ってもよいし、配置工程S1の前に行ってもよい。また、蓋部69をバスバーホルダ本体61に固定する作業は、バスバーホルダ60aに回路基板80および回転センサ83を保持させた後であれば、配置工程S1の後に行ってもよいし、配置工程S1の前に行ってもよい。蓋部69をバスバーホルダ本体61に固定する作業は、固定工程S3の後に行ってもよい。
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。固定凸部は、バスバーホルダ本体よりも径方向外側に突出するならば特に限定されない。固定凸部は、第2フランジ部のみから径方向外側に突出してもよいし、バスバーホルダ本体のみから径方向外側に突出してもよい。固定凸部の形状は、特に限定されない。固定凸部本体の周方向の寸法は、一様であってもよい。固定凸部本体の周方向両側の面は、周方向と直交する平坦面でなくてもよく、テーパー面であってもよいし、湾曲面であってもよい。固定凸部本体の軸方向両側の面のうち少なくとも一方は、軸方向Zと直交する平坦面でなくてもよく、軸方向Zに突出する部位を有していてもよい。例えば、固定凸部本体の軸方向他方側の面が当該突出する部位を有する場合、第1基部および一対の腕部は、当該突出する部位に沿って曲げられるのが好ましい。固定凸部本体の軸方向他方側の面は、例えば、径方向外側から視て軸方向他方側に凸となる湾曲面であってもよい。リブは、径方向に延びてもよい。リブは、例えば、固定凸部本体の周方向両側の面に、それぞれ複数ずつ設けられてもよい。また、リブにおける塑性変形部は、固定凸部本体の周方向側面まで押しつぶされてもよい。この場合、塑性変形部は、固定凸部本体の周方向側面と一体化する。リブは、設けられなくてもよい。
カシメ固定部は、ハウジング本体から直接径方向外側に突出してもよい。第1基部は、固定凸部の下側に隙間を介して配置されてもよい。第1カシメ部は、固定凸部の周方向両側の端部に接触して固定凸部を周方向に挟持できるならば、特に限定されない。第1カシメ部は、固定凸部の軸方向一方側の面の少なくとも一部と接触してもよい。この場合、第1カシメ部の先端部は、例えば、固定凸部の軸方向一方側の面に向かってさらに折り曲げられる。また、この場合において、固定凸部の軸方向一方側の面が、上述したような軸方向Zに突出する部位を有する場合、第1カシメ部は、当該突出する部位に沿って曲げられるのが好ましい。この構成によれば、バスバーホルダがハウジングに対して軸方向Zに移動することをより抑制できる。カシメ固定部および固定凸部は、複数ずつ設けられてもよい。延伸部を折り曲げて第1カシメ部を作る方法は、特に限定されない。例えば、一対の延伸部を1つずつ別々に折り曲げてもよい。
蓋部は、レーザを照射する以外の方法でバスバーホルダ本体と溶着されてもよいし、溶着以外の方法でバスバーホルダ本体と固定されてもよい。蓋部は、例えば、超音波溶着、高周波溶着、誘導溶着等によってバルバーホルダ本体と溶着されてもよい。被検出部と回転センサとは、回転センサによって被検出部を検出してロータの回転を検出できるならば、特に限定されない。例えば、回転センサは、光学式のセンサであってもよい。被検出部がレゾルバロータであって、回転センサがレゾルバステータであってもよい。Oリングは、設けられなくてもよい。
上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されない。また、上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
10…モータ、20…ハウジング、20a…第1開口部、21…ハウジング本体、22…第1フランジ部、23…爪部、23a…第2基部、23b…第2カシメ部、24…カシメ固定部、24a…第1基部、24b,24c…腕部、24e,24g…第1カシメ部、25b,25c…延伸部、30…ロータ、31…シャフト、36…センサマグネット(被検出部)、40…ステータ、60a…バスバーホルダ、61…バスバーホルダ本体、67…第2フランジ部、81…バスバー、83…回転センサ、90…固定凸部、91…固定凸部本体、92…リブ、J…中心軸、S2…位置調整工程、S3…固定工程、Z…軸方向
Claims (9)
- 中心軸に沿って配置されるシャフトおよび被検出部を有するロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、
前記ロータおよび前記ステータを収容し、軸方向一方側に開口する第1開口部を有するハウジングと、
前記ステータの軸方向一方側に配置され、前記第1開口部を塞ぐ樹脂製のバスバーホルダと、
前記バスバーホルダに保持され、前記ステータと電気的に接続されるバスバーと、
前記バスバーホルダに直接または間接的に保持され、前記被検出部を検出して前記ロータの回転を検出可能な回転センサと、
を備え、
前記ハウジングは、
軸方向に延びる筒状のハウジング本体と、
前記ハウジング本体の軸方向一方側の端部から径方向外側に突出する第1フランジ部と、
前記ハウジング本体よりも径方向外側に突出するカシメ固定部と、
を有し、
前記バスバーホルダは、
前記第1開口部の軸方向一方側に配置されるバスバーホルダ本体と、
前記バスバーホルダ本体から径方向外側に突出し、前記第1フランジ部の軸方向一方側の面に接触する第2フランジ部と、
前記バスバーホルダ本体よりも径方向外側に突出する固定凸部と、
を有し、
前記カシメ固定部は、
前記固定凸部の軸方向他方側に位置する第1基部と、
前記第1基部から周方向両側に突出する一対の腕部と、
を有し、
前記一対の腕部のそれぞれは、軸方向一方側に延びる第1カシメ部を有し、
前記一対の腕部における前記第1カシメ部は、前記固定凸部の周方向両側の端部にそれぞれ接触して前記固定凸部を周方向に挟持する、モータ。 - 前記ハウジングは、前記第1フランジ部に繋がる爪部を有し、
前記爪部は、
前記第1フランジ部から軸方向一方側に延びる第2基部と、
前記第2基部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる第2カシメ部と、
を有し、
前記第2カシメ部は、前記第2フランジ部に軸方向一方側から接触する、請求項1に記載のモータ。 - 前記第1カシメ部の軸方向一方側の端部は、前記固定凸部の軸方向一方側の端部よりも軸方向他方側に位置する、請求項1または2に記載のモータ。
- 前記一対の腕部における前記第1カシメ部の軸方向の寸法は、それぞれ、同じである、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記一対の腕部のうち、一方の前記腕部の前記第1カシメ部の軸方向の寸法と他方の前記腕部の前記第1カシメ部の軸方向の寸法とは、互いに異なる、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記固定凸部は、
固定凸部本体と、
前記固定凸部本体から周方向両側に突出する一対のリブと、
を有し、
前記一対の腕部における前記第1カシメ部は、前記一対のリブとそれぞれ接触して、前記固定凸部を挟持する、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記リブは、軸方向に延びる、請求項6に記載のモータ。
- 前記固定凸部は、周方向の寸法が径方向外側に向かうに従って大きくなる固定凸部本体を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載のモータ。
- 請求項1に記載のモータを製造する方法であって、
前記ハウジングに対して前記バスバーホルダを周方向に移動させて、前記被検出部に対する前記回転センサの周方向位置を調整する位置調整工程と、
前記バスバーホルダを前記ハウジングに固定する固定工程と、
を含み、
前記固定工程においては、前記第1基部から周方向両側に延びる一対の延伸部の少なくとも一部を軸方向一方側に折り曲げてカシメることで、前記第1カシメ部を作る、モータの製造方法。
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