JP4623430B2

JP4623430B2 - ブスバーユニット、電動モータおよびブスバーユニットの製造方法

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Publication number: JP4623430B2
Application number: JP2006024050A
Authority: JP
Inventors: 良裕内谷; 修平山下; 真郷青野
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: JP2007209101A

Description

本発明は、ブスバーユニット、および、ブスバーユニットが利用される電動モータの技術に関する。

近年、パワーステアリングやスロットルバルブ等の自動車の様々な機構の動力源として電動モータが利用されており、このようなモータでは、高精度な制御を実現するため、様々な種類の電子部品が回路基板に実装されている。自動車は、様々な環境下において長期間、正確に動作することが求められることから、その機構部品の１つであるモータにも高い信頼性が求められる。

例えば、特許文献１では、モータ部と回路基板とが隔壁により分離され、隔壁を貫通する接続端子によってモータ部のコイルと回路基板とを電気的に接続し、接続端子の隔壁貫通部分をシール部材にてシールすることにより、モータ部から回路基板への水分や金属粉等の侵入を防止することができるスロットルバルブ用のブラシレスモータが開示されている。

また、特許文献２では、ケーシング側に形成された位置決めピンを回路基板側の位置決め穴に合わせ、回路基板がケーシングに嵌め込まれてネジまたは位置決めピンの熱かしめによりケーシングに固定されることにより、回路基板に実装された電子部品がケーシングに形成された凹部に収納されるブラシレスモータが開示されている。
特開２００２−２５２９５８号公報特開２００４−４８９０４号公報

近年、モータを利用する電動式のパワーステアリング（以下、「ＥＰＳ（Electric Power Steering）」という。）は、エンジン出力をオイルに直接伝達する油圧式のパワーステアリングに比べてエンジンのパワーロスが少ない効率的なシステムとして注目されている。このようなＥＰＳに利用されるモータとして、モータの内部がオイルで満たされた状態でオイルを送出するポンプの動力源として利用されるものがある。モータの内部がオイルで満たされる場合、何らかの原因によりオイルに金属粉が紛れ込むと短絡等の電気関係のトラブルを引き起こしてしまう恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ブスバーユニット、特に、ブスバー上に回路基板が配置されるブスバーユニットを備える電動モータの信頼性を向上することを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットであって、電機子へ駆動電流を供給する端子を有する配線または配線板を挿入して成形された非導電性の樹脂材料であるブスバーと、前記ブスバー上に固定された回路基板と、前記ブスバーと前記回路基板との間に注入されて硬化した封止剤と、前記ブスバーの成形時に内部に挿入され、一部が前記ブスバーの前記回路基板と対向する面から露出するとともに前記回路基板に電気的に接続された接続ピンとを備え、前記ブスバーの前記回路基板と対向する前記面は、前記接続ピンの一部を収容する収容部を備え、前記回路基板は前記収容部を覆うように前記ブスバーに当接し、前記封止剤の少なくとも一部が前記収容部に充填されている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブスバーユニットであって、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に前記封止剤の注入口が設けられる。

請求項３に記載の発明は、電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットであって、電機子へ駆動電流を供給する端子を有する配線または配線板を挿入して成形された非導電性の樹脂材料であるブスバーと、前記ブスバー上に固定された回路基板と、前記回路基板に電気的に接続される端子を有し、前記電動モータのロータ部の外側面に対向して前記ロータ部の磁極位置を検出するセンサと、前記ブスバーおよび前記回路基板の少なくとも一方に固定され、前記ロータ部の外側面に向かって開口して前記センサを保持する凹部を有するセンサホルダと、前記ブスバーと前記回路基板との間および前記センサと前記回路基板との間の空間に注入されて硬化した封止剤と、前記ブスバーの成形時に内部に挿入され、一部が前記ブスバーの前記回路基板と対向する面から露出するとともに前記回路基板に電気的に接続された接続ピンとを備え、前記ブスバーの前記回路基板と対向する前記面は、前記接続ピンの一部を収容する収容部を備え、前記回路基板は前記収容部を覆うように前記ブスバーに当接し、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に設けられた注入口から前記封止剤の一部が前記収容部に充填されている。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のブスバーユニットであって、前記注入口が、前記回路基板に形成された貫通穴または切り欠きである。

請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載のブスバーユニットであって、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に、前記注入口とは別の開口が設けられる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のブスバーユニットであって、前記開口が、前記回路基板に形成された貫通穴または切り欠きである。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のブスバーユニットであって、前記回路基板の前記ブスバーに対向する面に電子部品が実装されており、前記収容部は前記電子部品をさらに収容する。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のブスバーユニットであって、前記ブスバーが、前記回転制御部に向かって突出して嵌合される突起を備え、前記突起の先端から前記接続ピンの前記回路基板と接続される側とは反対側の端部が突出し、前記端部が前記回転制御部と電気的に接続される。

請求項９に記載の発明は、電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータであって、電機子を有するステータ部と、前記電機子との間で所定の中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、前記ステータ部および前記ロータ部を収納するハウジングと、請求項１ないし８のいずれかに記載のブスバーユニットとを備える。

請求項１０に記載の発明は、電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットの製造方法であって、ａ）電機子へ駆動電流を供給する端子を有するブスバー上に回路基板を固定する工程と、ｂ）前記回路基板と前記ブスバーとの間に硬化性を有する封止剤を注入する工程とを備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のブスバーユニットの製造方法であって、前記ｂ）工程において、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に設けられた注入口から前記封止剤が注入される。

請求項１の発明では、接続ピンの一部を収容する収容部に封止剤を充填することにより、接続ピンの回路基板とブスバーとの間の部位を容易に封止することができ、電動モータの信頼性を向上することができる。請求項２および３の発明では、収容部に容易に封止剤を充填することができ、請求項３の発明では、センサの端子も封止することにより、電動モータの信頼性をさらに向上することができる。

請求項５の発明では、封止剤を効率よく充填することができ、適切に封止を行うことができる。請求項７の発明では、電子部品も容易に封止することができる。請求項８の発明では、電動モータを容易に組み立てることができる。

請求項１０の発明ではブスバー上に回路基板が配置されるブスバーユニットを備える電動モータの信頼性を向上することができ、請求項１１の発明では、封止剤を容易に充填することができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る電動モータ１（以下、単に「モータ」という。）の縦断面図である。モータ１はいわゆるブラシレスモータとなっており、例えば、自動車の操舵を補助する電動油圧式パワーステアリングに駆動源として搭載される。なお、断面の細部における平行斜線の図示を一部省略している。モータ１は、回転組立体であるロータ部２、固定組立体であるステータ部３、ロータ部２およびステータ部３を収納する略有底円筒状のハウジング１１、および、軸受機構４を備える。

モータ１が実際に使用される際には、ハウジング１１の図１における上側の開口が別途蓋部材により塞がれ、その上にモータ１の回転制御部である制御回路ユニット（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という。）７１が取り付けられる。また、ハウジング１１の底部の外側にはポンプが取り付けられ、ポンプの内部およびハウジング１１の内部はパワーステアリング用の流体である油で満たされる。すなわち、モータ１では油に浸漬されないＥＣＵ７１と油に浸漬されるロータ部２やステータ部３等の駆動部とが隔離されている。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってハウジング１１の開口側を上側、ハウジング１１の底部側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は、必ずしも重力方向に一致する必要はない。なお、駆動部とは別体のＥＣＵ７１はモータ１の一部と捉えられても捉えられなくてもよい。

ハウジング１１は、アルミダイカストにて１つの部材として形成され、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒状部１１１、筒状部１１１の下端を覆うとともに中央に開口１１２１が形成された底部１１２、開口１１２１から中心軸Ｊ１に沿って筒状部１１１の上端に向かって突出する略円筒状の軸受保持部１１３を備える。

ロータ部２は、中心軸Ｊ１を中心として一端（上端）が軸受保持部１１３の先端から突出するシャフト２１、中心軸Ｊ１を中心とする円筒部を有するとともにシャフト２１の上端にてシャフト２１に取り付けられるロータコア２２、ロータコア２２の側面に取り付けられた界磁用磁石２３、中心軸Ｊ１を中心とする環状でありロータコア２２の上端の外周面に取り付けられたセンサ用磁石２４、および、界磁用磁石２３とセンサ用磁石２４とを覆うロータカバー２５を備える。

ロータコア２２は、金属粉末の加圧成形および焼結を含む工程により軸受保持部１１３の先端を覆う有蓋円筒状に形成された磁性体であり、上部の蓋部２２１がシャフト２１の上端に接続されて下側が自由端とされる。このように、ロータコア２２を、いわゆる片持ち構造にて支持することにより、軸受機構４をロータコア２２内に位置させてモータ１の高さ（軸方向の長さ）を低減することが実現される。なお、軸受機構４の全体がロータコア２２の内部に位置する必要はなく、軸受機構４の少なくとも一部が、ロータコア２２内に位置するのみであってもよい。

界磁用磁石２３は、それぞれが中心軸Ｊ１方向に長い複数の界磁用磁石要素（いわゆるセグメントマグネット）の集合体であり、周方向に沿ってロータコア２２の外周面上に配列される。界磁用磁石２３としては、例えば、ネオジウムを含む焼結体が利用される。

ハウジング１１の筒状部１１１の内周面には電機子３０が界磁用磁石２３に対向して取り付けられ、電機子３０の中心軸はシャフト２１の中心軸Ｊ１と一致する。電機子３０は、磁性体からなるコア３１の環状部（いわゆるコアバック）の内周面から、先端を中心軸Ｊ１に向けて中心軸Ｊ１を中心に放射状に配置される（すなわち、ハウジング１１の内周面からシャフト２１および界磁用磁石２３に向かって伸びる）複数のティース（図２の符号３１１参照）、複数のティースを覆うインシュレータ３２、および、複数のティースにインシュレータ３２上から多層に導線を巻回することにより設けられたコイル３５を備える。コイル３５は、ティースおよびインシュレータ３２の外周に上下方向（中心軸Ｊ１方向）に向かって導線が巻かれて形成されている。

電機子３０の上側には、ブスバーユニット５０が配置され、ブスバーユニット５０は、電機子３０のコイル３５へ駆動電流を供給する端子を有するブスバー５１、および、ブスバー５１上に固定されるとともに後述するホール素子等が実装される回路基板５２を備える。ブスバー５１はＥＣＵ７１にも接続される。

モータ１では、電機子３０およびブスバーユニット５０を主要部としてハウジング１１内に固定されたステータ部３が構成され、ハウジング１１の軸受保持部１１３の内側には軸受機構４が保持される。軸受機構４は、中心軸Ｊ１に沿って配列された１対の軸受４１，４２であり、ロータ部２のシャフト２１が軸受保持部１１３内にて１対の軸受４１，４２に支持されることにより、ロータ部２がステータ部３に対して中心軸Ｊ１を中心に相対的に回転可能に支持される。そして、ブスバー５１を介して電機子３０に駆動電流が供給されることにより、界磁用磁石２３と電機子３０との間で中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生し、ロータ部２が回転する。

回路基板５２のブスバー５１側には、種々の電子部品と共にロータコア２２の向き（すなわち、回転位置）を検出するセンサである３つのホール素子５３が下方に向かって突出するように実装されており、ホール素子５３は後述するセンサホルダ５４に保持される。ホール素子５３は、ロータ部２の外側面に対向するように中心軸Ｊ１に対してセンサ用磁石２４の外側に配置され、センサ用磁石２４はホール素子５３と対向する。センサ用磁石２４は界磁用磁石２３と同様に多極着磁されており、ホール素子５３がセンサ用磁石２４の磁極位置を検出することにより、界磁用磁石２３の回転位置が間接的に検出される。そして、検出結果に基づいて電機子３０への駆動電流が制御される。

図２は、ステータ部３の主要な構成要素を分解して示す斜視図である。図２では電機子３０についてはコア３１のみを示しているが、実際には、電機子３０にブスバーユニット５０が取り付けられる際には、コア３１のティース３１１がインシュレータ３２で覆われ、さらにインシュレータ３２の上から導線が巻回されてコイル３５が形成された電機子３０が準備される（図１参照）。

ブスバー５１は、環状の樹脂本体５１１、樹脂本体５１１内で中心軸Ｊ１の向く方向に間隔を開けて積層される複数（本実施の形態では４つ）の円弧状の配線板５１２（図１参照）、および、それぞれが剛性を有する略線状の金属である複数の接続ピン５１３を備える。ブスバー５１は、配線板５１２（線状の配線であってもよい。）を挿入して非導電性の樹脂材料を射出成形することにより形成され、接続ピン５１３もブスバー５１の成形時に内部に挿入される。各接続ピン５１３はＪ字状となっており、両端部５１３ａ，５１３ｂが樹脂本体５１１の上面から上方へと露出する。配線板５１２は、電機子３０との結線用の複数の端子５１２１、および、外部の電流供給部との結線用の平端子５１２２を有し、端子５１２１および平端子５１２２の間を接続する部位、および、接続ピン５１３の両端部間の一部が、射出成形時のインサート成形により樹脂本体５１１内に位置するように樹脂モールドされる。このように、ブスバー５１の樹脂本体５１１内には大きく分けて２種類の金属部材が配置され、複数の配線板５１２の一部および複数の接続ピン５１３の一部が樹脂本体５１１に覆われることにより互いに電気的に絶縁されつつ固定されている。

ステータ部３では、コイル３５（図１参照）からの導線がカシメにより外周の端子５１２１に接続されることによりブスバーユニット５０が電機子３０と電気的に接続される。このとき、樹脂本体５１１の外周に設けられた複数の脚部５１４がコア３１の上面に当接し、さらに、脚部５１４の先端に形成された突起部がコア３１の外周面の縦溝に係合することにより、コア３１に対するブスバーユニット５０の位置が決定される。

図３は、ブスバーユニット５０のホール素子５３の位置での部分断面を拡大して示す縦断面図である。ブスバーユニット５０は、図３に示すように、ブスバー５１と回路基板５２との間に注入されて硬化した封止剤５１７をさらに備え、ブスバー５１の回路基板５２と対向する面には、図２および図３に示すように、封止剤５１７が充填された収容部５１５が形成されている。なお、封止剤５１７は収容部５１５からはみ出していてもよく、充填された封止剤５１７の一部が収容部５１５に収容されるのみでもよい。また、ブスバー５１の内周面には、樹脂製で円弧状のセンサホルダ５４が収容される円弧状の凹部５１６が形成されている。センサホルダ５４には、ロータ部２の外側面に向かって開口してホール素子５３を保持する凹部５４１が形成され、ホール素子５３の両側面が隙間なく嵌り込む形状となっている。ホール素子５３は、センサ面をセンサホルダ５４の中心軸Ｊ１側を向く面にほぼ一致させつつセンサホルダ５４により移動不可能な状態で保持される。

ブスバーユニット５０では、図３に示すように、ブスバー５１からの各接続ピン５１３の両端部のうちの一の端部（以下、「基板側端部」という。）５１３ａが、樹脂本体５１１の回路基板５２と対向する表面のうち、収容部５１５の底面から垂直に突出して露出し、収容部５１５を覆うようにブスバー５１に当接する回路基板５２に半田付けにて電気的に接続される。これにより、接続ピン５１３の回路基板５２とブスバー５１との間の部位が収容部５１５に収容され、封止剤５１７で覆われる。これにより、回路基板５２とブスバー５１との間においても接続ピン５１３がモータ１内部の油から隔離され、万一、油に金属粉などが混入しても電気関係のトラブルを防ぐことができる。なお、後述するように、ブスバー５１や回路基板５２の他の部分も適宜封止剤の塗布が行われている。特に、図３に示すように、ホール素子５３と回路基板５２との間の空間にも封止剤５１７ａが充填されている。

また、回路基板５２のブスバー５１に対向する面には電子部品５１９が実装されており、収容部５１５は電子部品５１９も収容する。これにより、電子部品５１９も容易に封止することができる。

一方、各接続ピン５１３の回路基板５２とは反対側の端部（以下、「コネクタ側端部」という。）５１３ｂは、樹脂本体５１１に上方に突出するように設けられた突出部５１８の先端からさらに上方に突出する。詳細には、突出部５１８の先端には複数のコネクタ側端部５１３ｂの周囲にて上方に、すなわち、ＥＣＵ７１に向かって突出するコネクタ用突起５１８ａが設けられ、コネクタ用突起５１８ａの先端から複数のコネクタ側端部５１３ｂが突出する。そして、コネクタ用突起５１８ａおよびコネクタ側端部５１３ｂを含むコネクタ５１０が、ＥＣＵ７１（図１参照）のコネクタ７１１に嵌合されることにより、コネクタ側端部５１３ｂとＥＣＵ７１とが電気的に接続される。すなわち、ブスバー５１では樹脂本体５１１のコネクタ側端部５１３ｂの周囲の部位が、コネクタ７１１と嵌合されるコネクタ５１０の一部となっている。ＥＣＵ７１に出力される信号は、ホール素子５３からの信号に基づいて回路基板５２上に実装された電子部品により生成される。ＥＣＵ７１がブスバー５１に直接接続されることにより、モータ１の組み立てを容易に行うことができる。

次に、モータ１に利用されるブスバーユニット５０の製造方法について説明する。図４は、ブスバーユニット５０の製造の流れを示す図であり、図５ないし図９は、ブスバーユニット５０の製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニット５０が製造される際には、図５に示すように、まず、ホール素子５３（すなわち、センサ）がセンサホルダ５４の各凹部５４１に挿入されて保持され、回路基板５２上のランドに形成された孔にホール素子５３の端子が挿入された上で、センサホルダ５４が回路基板５２の樹脂本体５１１側の面（図２参照）に取り付けられる。センサホルダ５４の回路基板５２への固定は、図５および図６に示すように、センサホルダ５４の突起部５４２を回路基板５２の孔５２１に挿入して突起部５４２を加熱溶融して押し潰す熱溶着により行われる（ステップＳ１１）。その後、ホール素子５３の端子が半田付けにより回路基板５２に接合される（ステップＳ１２）。なお、センサホルダ５４はブスバー５１に固定されてもよく、回路基板５２とブスバー５１の双方に固定されてもよい。

次に、図６に示すように、センサホルダ５４が凹部５１６内に嵌め込まれ、樹脂本体５１１の上面に設けられた２つの樹脂製の突起部５１１１が回路基板５２の孔５２２に挿入されるとともに複数の接続ピン５１３の基板側端部５１３ａが回路基板５２に設けられた孔５２３に挿入されて回路基板５２がブスバー５１に取り付けられる。そして、図９に示すように、突起部５１１１を加熱溶融して押し潰す熱溶着により、ブスバー５１上に回路基板５２が強固に固定される（ステップＳ１３）。さらに、基板側端部５１３ａが半田付けにより回路基板５２に接合される（ステップＳ１４）。

モータ１は、既述のように、流体である油を送出するポンプの動力源として利用され、ハウジング１１内が油で満たされる。そこで、次に、ブスバー５１の各端子５１２１（図２参照）に、あるいは、ホール素子５３や他の電子部品等の端子と回路基板５２との接合部等に適宜、封止処理が施される。

封止処理では、まず、回路基板５２とブスバー５１との間の封止が行われる。回路基板５２には、図６に示すように、封止剤５１７の注入口５５となる貫通穴、および、注入口５５とは別の開口であり、エア抜き穴５６となる切り欠きが形成されている。注入口５５およびエア抜き穴５６は、ブスバー５１の上面に設けられた収容部５１５と対向する位置に設けられる。なお、正確には、収容部５１５の一部と切り欠き５２５とが組み合わされることにより、収容部５１５に対するエア抜き穴５６が形成される。エア抜き穴５６は主として収容部５１５からエアを排出するために利用されるが、付随的に封止剤５１７の充填範囲を確認するためにも利用される。

図７および図８は、流動体である封止剤５１７が収容部５１５に注入される様子を示す図である。封止剤５１７が注入される際には、ノズル８１が注入口５５に押し当てられてノズル８１から封止剤５１７が吐出されることにより、回路基板５２とブスバー５１との間の収容部５１５内に封止剤５１７が注入される（ステップＳ１５）。その結果、もう一つの開口であるエア抜き穴５６から収容部５１５内のエアが容易に抜けるため、封止剤５１７を効率よく充填して適切に封止を行うことができる。また、封止剤５１７の注入は、図８に示すように、エア抜き穴５６までの封止剤５１７の充填が確認された時点で停止される。これにより、封止剤５１７を適切な量にて適切な範囲に充填することができる。封止剤５１７は硬化性を有し、適当な時間放置されることにより収容部５１５内で硬化する。これにより、接続ピン５１３の回路基板５２とブスバー５１との間の部位（および、回路基板５２のブスバー５１側における、回路基板５２と基板側端部５１３ａとの接合部）が、後工程でモータ１内に注入される油に対して電気的に確実に絶縁される。

回路基板５２とブスバー５１との間の封止処理が完了すると、図９に示すように、回路基板５２のブスバー５１とは反対側の表面に封止剤５１７が塗布され、回路基板５２と基板側端部５１３ａとの接合部および回路基板５２とホール素子５３の端子との接合部が封止（すなわち、コーティング）される。さらに、ホール素子５３の端子の回路基板５２よりも下側の部分にも封止剤５１７が塗布され、ブスバー５１の端子５１２１等の他の部位にも封止剤が適宜塗布される。その後、封止剤が硬化することによりブスバーユニット５０の製造が完了する（ステップＳ１６）。図９では、ステップＳ１６にて塗布される封止剤の図示を省略しており、塗布される領域に平行斜線および符号５１７を付している。

なお、回路基板５２とブスバー５１との間の領域のうち、回路基板５２をブスバー５１に取り付ける前に封止剤５１７の塗布が可能な領域（例えば、表面実装された電子部品の電極部）に対しては、回路基板５２がブスバー５１に取り付けられる前に予め封止剤５１７が塗布されてもよい。

以上に説明したように、モータ１では、回路基板５２に設けられた注入口５５から封止剤５１７が注入されることにより、回路基板５２をブスバー５１に固定した後であっても回路基板５２とブスバー５１との間（特に、接続ピン５１３のこの間隙内の部位）を封止剤５１７で容易に封止することができ、接続ピン５１３と回路基板５２との接合部の周囲の油に万一、金属粉が混入しても短絡等の電気関係のトラブルが確実に防止され、モータ１の信頼性を向上することができる。

また、樹脂本体５１１の回路基板５２と対向する面に封止剤５１７が充填される収容部５１５が形成されることにより、封止剤を所望の領域に容易に充填することができる。さらに、回路基板５２にエア抜き穴５６を設けることにより、封止剤５１７を容易に充填することができるとともに封止剤５１７の充填範囲を確認することができ、作業性を向上して適切に封止を行うことができる。

次に、ブスバーユニット５０の他の好ましい例について説明する。図１０は、他の例に係るブスバーユニット５０ａの一部を拡大して示す平面図である。図６に示すブスバーユニット５０では、注入口５５が回路基板５２に形成された貫通穴とされ、エア抜き穴５６が回路基板５２に形成された切り欠きとされるが、注入口５５およびエア抜き穴５６の形状はこれらに限定されるものではなく、図１０に示すブスバーユニット５０ａでは、注入口５５が回路基板５２に形成された切り欠きとされ、収容部５１５に通じるエア抜き穴５６が回路基板５２に形成された貫通穴とされる。

図１１は、さらに他の例に係るブスバーユニット５０ｂの一部を拡大して示す平面図であり、図１２は、図１１に示すブスバーユニット５０ｂの縦断面図である。ブスバーユニット５０ｂでは、ブスバー５１の樹脂本体５１１に収容部５１５に通じる注入口５５が設けられ、図７に示すブスバーユニット５０の製造方法と同様にして、エア抜き穴５６から封止剤５１７の充填が確認されるまで注入口５５からノズル８１にて封止剤５１７が注入されることにより、回路基板５２とブスバー５１との間を封止剤５１７にて封止することができる。

図１３は、さらに他の例に係るブスバーユニット５０ｃを示す縦断面図である。ブスバーユニット５０ｃでは、ブスバー５１の樹脂本体５１１の側面に収容部５１５に通じる貫通穴が注入口５５として設けられ、ノズル８１にて注入口５５から収容部５１５に封止剤５１７が充填されることにより回路基板５２とブスバー５１との間が封止される。

なお、ブスバー５１の樹脂本体５１１に収容部５１５は必ずしも形成される必要はなく、この場合、ブスバー５１と回路基板５２との間の隙間の開口部が注入口およびエア抜き穴として利用されてよい（すなわち、注入口およびエア抜き穴が意図的に明瞭に設けられる必要はなく、注入口およびエア抜き穴として機能する部位があればよい）。もちろん、封止剤５１７を適切に充填するという観点からは、樹脂本体５１１に収容部５１５による略密閉空間が形成されることが好ましい。

以上のように、注入口５５は、回路基板５２もしくはブスバー５１、または、回路基板５２とブスバー５１との間に様々な手法にて設けられてよく、エア抜き穴５６も同様に、回路基板５２もしくはブスバー５１、または、回路基板５２とブスバー５１との間に様々な手法にて設けられてよい。また、注入口５５およびエア抜き穴５６の形状は様々に変更されてよく、ブスバー５１に載置される回路基板５２の形状、回路基板５２に実装される電子部品の種類や数、および、回路基板５２に形成されるパターンの形状等に基づいて注入口５５およびエア抜き穴５６の形状や位置が決定される。いずれの場合においても回路基板５２のブスバー５１側の面を封止剤５１７にて封止することができ、モータ１およびポンプの信頼性を向上することができる。なお、注入口５５およびエア抜き穴５６を容易に設けるという観点からは、これらの開口は回路基板５２の貫通穴または切り欠きとして設けられることが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、ブスバー５１から他の端子（例えば、中性点の端子）が突出して回路基板５２に接続される場合においても、端子の封止に上記の封止剤５１７の注入方法が利用されることが好ましい。

軸受機構４は、１対の軸受４１，４２以外の軸受を有していてもよく、例えば、含油スリーブによりシャフト２１が支持されてもよい。また、シャフト２１は片持ち構造にて支持される必要はなく、両持ち構造にて支持されてもよい。すなわち、ハウジング１１に対してシャフト２１を回転可能に支持する軸受機構は、ロータコア２２に対して上下に分離されてもよい。

モータ１は、高い信頼性が確保されるため、自動車の電動パワーステアリング以外に、電動ブレーキシステムや電磁サスペンション、トランスミッションシステムに利用されてもよく、また、自動車以外の車両の運転操作を補助する様々なシステムに利用されてよい。なお、モータ１は、油以外の流体のポンプに利用することも可能である。さらに、、ポンプとして利用されない場合であっても上記封止を行うことにより、モータの信頼性を向上することが実現される。

本発明の一の実施の形態に係る電動モータの縦断面図である。ステータ部の主要な構成要素を分解して示す斜視図である。ブスバーの一部を拡大して示す縦断面図である。ブスバーユニットの製造の流れを示す図である。ブスバーユニットの製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニットの製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニットの製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニットの製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニットの製造途上の様子を示す図である。ブスバーユニットの一部を拡大して示す平面図である。ブスバーユニットの一部を拡大して示す平面図である。ブスバーユニットの一部を拡大して示す縦断面図である。ブスバーユニットの一部を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１モータ
２ロータ部
３ステータ部
４軸受機構
１１ハウジング
２３界磁用磁石
３０電機子
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃブスバーユニット
５１ブスバー
５２回路基板
５３ホール素子
５４センサホルダ
５５注入口
５６エア抜き穴
５１３接続ピン
５１５収容部
５１７，５１７ａ封止剤
５１８ａコネクタ用突起
５１９電子部品
５１２１端子
５１２２平端子
７１ＥＣＵ（回転制御部）
Ｊ１中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１６ステップ

Claims

電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットであって、
電機子へ駆動電流を供給する端子を有する配線または配線板を挿入して成形された非導電性の樹脂材料であるブスバーと、
前記ブスバー上に固定された回路基板と、
前記ブスバーと前記回路基板との間に注入されて硬化した封止剤と、
前記ブスバーの成形時に内部に挿入され、一部が前記ブスバーの前記回路基板と対向する面から露出するとともに前記回路基板に電気的に接続された接続ピンと、
を備え、
前記ブスバーの前記回路基板と対向する前記面は、前記接続ピンの一部を収容する収容部を備え、
前記回路基板は前記収容部を覆うように前記ブスバーに当接し、前記封止剤の少なくとも一部が前記収容部に充填されていることを特徴とするブスバーユニット。
請求項１に記載のブスバーユニットであって、
前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に前記封止剤の注入口が設けられることを特徴とするブスバーユニット。
電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットであって、
電機子へ駆動電流を供給する端子を有する配線または配線板を挿入して成形された非導電性の樹脂材料であるブスバーと、
前記ブスバー上に固定された回路基板と、
前記回路基板に電気的に接続される端子を有し、前記電動モータのロータ部の外側面に対向して前記ロータ部の磁極位置を検出するセンサと、
前記ブスバーおよび前記回路基板の少なくとも一方に固定され、前記ロータ部の外側面に向かって開口して前記センサを保持する凹部を有するセンサホルダと、
前記ブスバーと前記回路基板との間および前記センサと前記回路基板との間の空間に注入されて硬化した封止剤と、
前記ブスバーの成形時に内部に挿入され、一部が前記ブスバーの前記回路基板と対向する面から露出するとともに前記回路基板に電気的に接続された接続ピンと、
を備え、
前記ブスバーの前記回路基板と対向する前記面は、前記接続ピンの一部を収容する収容部を備え、
前記回路基板は前記収容部を覆うように前記ブスバーに当接し、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に設けられた注入口から前記封止剤の一部が前記収容部に充填されていることを特徴とするブスバーユニット。
請求項２または３に記載のブスバーユニットであって、
前記注入口が、前記回路基板に形成された貫通穴または切り欠きであることを特徴とするブスバーユニット。
請求項２ないし４のいずれかに記載のブスバーユニットであって、
前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に、前記注入口とは別の開口が設けられることを特徴とするブスバーユニット。
請求項５に記載のブスバーユニットであって、
前記開口が、前記回路基板に形成された貫通穴または切り欠きであることを特徴とするブスバーユニット。
請求項１ないし６のいずれかに記載のブスバーユニットであって、
前記回路基板の前記ブスバーに対向する面に電子部品が実装されており、
前記収容部は前記電子部品をさらに収容することを特徴とするブスバーユニット。
請求項１ないし７のいずれかに記載のブスバーユニットであって、
前記ブスバーが、前記回転制御部に向かって突出して嵌合される突起を備え、
前記突起の先端から前記接続ピンの前記回路基板と接続される側とは反対側の端部が突出し、前記端部が前記回転制御部と電気的に接続されることを特徴とするブスバーユニット。
電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータであって、
電機子を有するステータ部と、
前記電機子との間で所定の中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、
前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、
前記ステータ部および前記ロータ部を収納するハウジングと、
請求項１ないし８のいずれかに記載のブスバーユニットと、
を備えることを特徴とする電動モータ。
電動油圧式パワーステアリングに搭載され、油に浸漬されない回転制御部と油に浸漬される駆動部とが隔離された電動モータの前記駆動部に配置されたブスバーユニットの製造方法であって、
ａ）電機子へ駆動電流を供給する端子を有するブスバー上に回路基板を固定する工程と、
ｂ）前記回路基板と前記ブスバーとの間に硬化性を有する封止剤を注入する工程と、
を備えることを特徴とするブスバーユニットの製造方法。
請求項１０に記載のブスバーユニットの製造方法であって、
前記ｂ）工程において、前記回路基板もしくは前記ブスバーまたは前記回路基板と前記ブスバーとの間に設けられた注入口から前記封止剤が注入されることを特徴とするブスバーユニットの製造方法。