JP4794667B2 - モータの端子構造 - Google Patents

Description

この発明は、電気的接続部の信頼性を向上したモータの端子構造に関する。

自動車等のエンジンに付帯設置されるターボチャージャーベーン開度調整装置や排気ガス再循環装置等において、それらの装置を駆動する車載用アクチュエータにモータが使用される。この車載用アクチュエータはモータと一体的に組み立てられてエンジンからの熱が伝達される環境に配置される。

モータは、複数相に巻線が巻回されたコイル部及びこのコイル部からの導線を外部へ接続するためのモータ端子を包含するモータ本体と、このモータ本体に電気信号を供給するための回路を備えた回路基板を保持していて前記モータ本体に組み付けられる回路本体を備え、上記回路において上記コイル部に対する通電量など通電条件が定められこれによりモータが所定回転量だけ、所定の回転方向で駆動される。これらモータの回転量や回転方向はモータに付帯して設けられた出力軸の移動方向と、移動量に変換され、この出力軸の動作に応じて排気ガス再循環バルブが制御される。

かかるモータにおいて、回路基板は樹脂製の回路本体に固定されている。このような回路本体をモータ本体に組み付けた状態のもとで、回路基板と上記モータ端子とが中間導体を介して電気的に接続される構成になっている。

前記した通り、モータを含む車載用アクチュエータはエンジンからの熱が伝達される環境に配置されているため、エンジンの起動、停止などに応じて環境温度が変化するのに伴い、回路本体は熱膨張、収縮を繰り返し、これにより中間導体は回路本体から繰り返しの熱応力を受ける。この繰り返し熱応力により、上記モータ端子と中間導体との電気的接続状態が不安定になるという問題がある。また、車載モータの性質上、振動による繰り返し応力も上記電気的接続を不安定にする要因となり得る。

ここで、一端側が第１の絶縁体と一体に形成された雄ターミナルの他端部が、第２の絶縁体と一体に形成された雌ターミナルに嵌挿、挟持された例がある（例えば、特許文献１参照。）しかし、かかる公知文献には、熱応力による電気的接続状態への影響を懸念する開示も、応力緩和部にかかる開示もない。

車載用としてモータを使用する場合は、熱応力、振動といった外的要因に対して信頼性が必要であるが、従来は中間導体に応力緩和部を設ける概念がないため、熱、振動による応力が中間導体にかかり、その電気的接続部の信頼性を低下させる懸念があった。

特開平１１−１８３９２号公報（段落００４４乃至００４６参照）

この発明は上記のような課題を解決するもので、中間導体に係る電気的接続部の導電信頼性を向上させることのできるモータ端子構造を提供することを目的とする。

この発明は、複数相に巻線が巻回されたコイル部及びこのコイル部からの導線を外部へ接続するためのモータ端子としての雄ターミナルを包含するモータ本体と、このモータ本体に電気信号を供給するための回路を備えた回路基板を保持し、形成された雌ターミナルに前記雄ターミナルを嵌合することにより前記モータ本体に組み付けられた回路本体と、一端側が前記回路基板に固着されて電気的に接続されるとともに、他端側が前記回路本体の雌ターミナルと一体で電気的に接続される中間導体とを備え、この中間導体は、前記一端側と前記他端側との間に応力緩和部を有していることとした。

この発明によれば、応力緩和部で熱、振動等に起因する応力が緩和されるのでかかる応力に起因する電気的接続の信頼性低下を回避することができる。

モータを備えた車載用アクチュエータの断面図である。 図１における本発明に関する要部の部分拡大断面図である。 図１において円Ａで示した箇所の部分拡大図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
モータ端子構造を説明する前に、本例におけるモータ部を含む車載用アクチュエータの概略構造を図１により説明する。車載用アクチュエータ１は大きくはアクチュエータ部２とこのアクチュエータ部２を駆動するためのモータ部３で構成され、さらに、モータ部３はモータ本体４とモータ駆動用の回路本体５とで構成されている。

回路本体５は外部入出力コネクタ６、ターミナル７、ターミナル７に連結された回路基板１８等を有しモータ本体４に組み付けられている。回路基板１８はこのモータ本体に電気信号を供給するための回路（例えば、制御回路）を備える。回路基板１８はねじ２７で回路本体５に一端側を固定されている。モータ本体４は複数の極に分極された固定子８、固定子８に複数相に巻線が巻回されたコイル９、回転子１０、回転子１０と一体的に回転するマグネット１１、回転子１０を支持する軸受１２、１３、基台２５、該基台２５と一体で出力軸１４をスライド可能に支持する筒形の支持部２６等を備える。基台２５には取り付け穴２７が形成されている。この車載用アクチュエータ１は基台２５部を図示しないブラケットに固定されてエンジンルームに配置される。

アクチュエータ部２は出力軸１４を駆動する部分であり、回転子１０の軸心部に切られて雌ねじ１０ａに出力軸１４の基端部に形成された雄ねじ１４ａが螺合している。出力軸１４の先端部には被駆動体であるバルブやレバー等を駆動させるための連結用のジョイント１５がナット１６により当該出力軸１４に固定されている。

動作としては、ターミナル７に電圧が印加されることで基板１８の回路で制御された通電量の電流がコイル９に流れ、固定子８が磁化される。これにより、Ｎ極、Ｓ極に着磁されたマグネット１１が回転子１０と共に回転する。回転子１０の正逆回転に伴い、図示しない回り止め手段により回り止めされている出力軸１４は所謂ナットとネジの螺合関係により、所定の回転量に応じて矢印１７で示すように往復直動運動をして、被駆動体を動作させる。

図１におけるモータ本体４の一部（上部）と、これに組み付けられる回路本体５とを拡大して図２に示す。また、図２において、モータ本体４の上端部には嵌合用の凹部３０が形成され、また、回路本体５の下端部には凹部３０と嵌合する凸部３１が形成されている。これら凹部３０と凸部３１とが嵌合することにより、回路本体５はモータ本体４に組み付けられる。

モータ本体４の上端部にはコイル９からの導線と電気的に接続されたモータ端子としての雄ターミナル２８が突出し、これに対向する回路本体５の下端部には該雄ターミナル２８と嵌合する雌ターミナル３３が回路本体５を構成している樹脂部に保持されている。図１において、モータ本体４に回路本体５が組み付けられることにより、これら雄ターミナル２８と雌ターミナル３３とは嵌合状態になり電気的な接続がなされている。図１にこの電気的な接続部分を円Ａで示し、図３に円Ａで拡大して示している。以下、適宜これら図１乃至３を参照しつつ説明する。

回路基板１８には中間導体３４の一端側が固着され回路と電気的に接続されている。中間導体３４の他端側は雌ターミナル３３と一体または別体で電気的に接続されている。モータ本体４に回路本体５が組み付けられた状態のもとで、雄ターミナル２８は雌ターミナル３３に嵌合して電気的な接続がなされるとともに、雌ターミナル３３を介して中間導体３４とも電気的に接続される。これにより、外部入出力コネクタ６のターミナル７から導入された電圧は回路基板１８の回路を通り、さらに中間導体３４、雌ターミナル３３を介して雄ターミナル２８、コイル９へと供給される。

中間導体３４には上記一端側と上記他端側との間に、熱や振動等によって発生する応力を吸収するための応力緩和部３５が設けている。中間導体３４はその両端部をそれぞれ回路基板１８、回路本体５に固定されている。回路基板１８は一端側がねじ２７で回路本体５に固定されているものの、この固定部位と雌ターミナル３３の取り付け部位とでは、回路本体５を構成する樹脂の肉厚が相違するなどによりエンジンからの熱による熱膨張の量が異なり、中間導体３４は例えば矢印Ｂの向きに繰り返し熱応力を受ける。

これを放置すると、経時的な繰り返し応力により例えば、雌ターミナル３３と雄ターミナル２８との嵌合部に隙ができるなどにより電気的接続が不完全になるおそれがある。応力緩和部３５を設ければ、該応力緩和部３５で熱応力が吸収されることから、該嵌合部に無理な応力がかからず、電気的接続部の信頼性、耐久性の向上をはかることができる。また、中間導体３４の一端側での回路基板１８との固着部（例えば、半田付けによる固着）においても無理な応力がかからない。さらに、振動を原因とする同様の電気的接続不完全も回避することができる。

例１．
具体的には、応力緩和部３５をばね性部とすることにより応力を吸収する。導電性の弾性材を用いたり、或いは、薄い帯状に形成することでばね性を得ることができる。
例２．
図３に示したように熱応力が回路本体５と中間導体３４との間で矢印Ｂの方向に作用する場合には、矢印Ｂ方向の熱応力を吸収する方向に弾性をもつように構成する。一例として図示するようにＬ字状或いはＳ字状の屈曲部で構成する。

例３．
上記ばね性部は、中間導体３４の中間部に別素材、別形状のものを接続して中間導体３４と一体的に設けてもよいし、中間導体３４と一体物として構成してもよい。さらに、中間導体３４は雌ターミナル３３と一体としてもよいし、或いは、雌ターミナル３３に固着してもよい。雌ターミナル３３と一体とした構成とすれば、応力緩和部３５を含めてプレス加工により容易に構成でき、生産性が向上し、コストの低減が可能となる。
さらに、中間導体の端部と雌ターミナル３３と一体に形成した場合には、接続する場合に比べて接続部での電気抵抗の増加を抑制することができ電圧ロスが軽減され、電気的接続の信頼性が向上する。

例４．
中間導体３４の一端側における回路基板１８との固着態様は、図３に示したように金属パイプ内への挿入により接続が確実となるスルーホール３６を介しての半田付けにより電気的接続をなす構成とすることができる。これにより、強固な接続と良好な電気的接続を確保できる。
半田付けには鉛フリー半田を用いる。応力緩和部３５を設けたことにより、半田付け部に対する応力が軽減されたことにともない、半田付けには環境性に優れた鉛フリー半田３７を用いることが可能になった。

例５．
上記例では、回路本体５側に雌ターミナル３３、モータ本体４側に雄ターミナル２８で説明したが、回路本体５側に雄ターミナル、モータ本体４側に雌ターミナルの組合せとする場合でも上記した例に準じて実施することができる。

上記例では、回路本体５の下方に回路基板１８が位置する構成で説明したが、回路本体５の上方に回路基板１８が位置する構成の場合には、中間導体３４は回路本体５を貫通して回路基板１８に電気的に接続される。その場合にも該中間導体３４に応力緩和部を設けることにより、上記例と同じ効果を得る。

以上のように、この発明に係るモータの端子構造は、応力緩和部を設けた中間導体を有することで、モータ端子と中間導体との電気的接続部の信頼性を向上することのできるモータの端子構造としたので、車載用アクチュエータに使用されるモータなどに用いるのに適している。

Claims (7)

1. 複数相に巻線が巻回されたコイル部及びこのコイル部からの導線を外部へ接続するためのモータ端子としての雄ターミナルを包含するモータ本体と、
   このモータ本体に電気信号を供給するための回路を備えた回路基板を保持し、形成された雌ターミナルに前記雄ターミナルを嵌合することにより前記モータ本体に組み付けられた回路本体と、
   一端側が前記回路基板に固着されて電気的に接続されるとともに、他端側が前記回路本体の雌ターミナルと一体で電気的に接続される中間導体とを備え、
   この中間導体は、前記一端側と前記他端側との間に応力緩和部を有していることを特徴とするモータの端子構造。
2. 前記応力緩和部は、ばね性部であることを特徴とする請求項１記載のモータの端子構造。
3. 前記ばね性部は、前記回路本体と前記中間導体との間に作用する熱応力を吸収する方向に弾性を有するように設けられていることを特徴とする請求項２記載のモータの端子構造。
4. 前記ばね性部は、前記中間導体に設けられた屈曲部であることを特徴とする請求項３記載のモータの端子構造。
5. 前記ばね性部は、前記中間導体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項２記載のモータの端子構造。
6. 前記回路基板と前記中間導体とは、前記回路基板に設けられたスルーホールで固着されていることを特徴とする請求項１記載のモータの端子構造。
7. 前記スルーホールでの固着は鉛フリー半田でなされていることを特徴とする請求項６記載のモータの端子構造。

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