JP5490290B1 - 電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加及びコストの増加を抑えることができる電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造の提供。
【解決手段】給電部構造は、電動モータ２のコイルに接続される接続用端子２７と、制御回路ユニット３に接続される給電用端子２８とを含み、接続用端子と給電用端子とは樹脂製の共通の保持部材２９によって保持されており、給電用端子の圧入部２８ｃは保持部材の被圧入部３０に圧入されており、保持部材の被圧入部の形状は、給電用端子の板幅方向に長く且つ給電用端子の板厚方向に短く、被圧入部における前記給電用端子の板幅方向でいう両端部の寸法をＬ１とし、中央部の寸法をＬ２とし、給電用端子の板厚をＴとしたとき、圧入されていない時の状態で、Ｌ２＜Ｔ＜Ｌ１を満たす。
【選択図】図３

Description

本発明は、操作力をアシストする電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造に関するものである。

従来、自動車等の電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造は、コイル接続用端子を含むバスバーユニットと、外部接続用端子を含むブラケットホルダユニットとで構成されている。

バスバーユニットは、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバーがインサート成形されており、バスバーは、コイル接続用端子である給電用端子と、バスバー端子とで構成されている。ブラケットホルダユニットは、合成樹脂製の本体部内に銅製のターミナルがインサート成形されており、ターミナルは、外部接続用端子である外部給電用端子と、接続端子とで構成されている。両者はそのバスバー端子と接続端子とが溶接で接続され、バスバーユニットの給電用端子は、コイルと接続されており、ブラケットホルダユニットの外部給電用端子は、ＥＣＵと接続されている（例えば特許文献１参照）。

そして、かかる給電部構造では、銅製の部材をインサート成形したバスバーユニットと、ブラケットホルダユニットとを溶接によって接続している。

特開２００８−７９４６９号公報

しかしながら、上述した従来の電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造では、コイル接続用端子を含むバスバーユニットと、外部接続用端子を含むブラケットホルダユニットとが、絶縁性の維持と寸法精度向上とのため、それぞれ合成樹脂製の本体部内に銅製の部材をインサート成形した構造となっている。このため、部品点数の増加、コストの増加という欠点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加及びコストの増加を抑えることができる、電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、アシストトルクを出力する電動モータのコイルに接続される接続用端子と、前記電動モータの駆動を制御する制御回路ユニットに接続される給電用端子とを含んだ、電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造であって、前記接続用端子と、前記給電用端子とは、樹脂製の共通の保持部材によって保持されており、前記給電用端子の圧入部は、前記保持部材の被圧入部に圧入されており、前記保持部材の被圧入部の形状は、前記給電用端子の板幅方向に長く且つ該給電用端子の板厚方向に短く、前記被圧入部における前記給電用端子の板幅方向でいう両端部の寸法をＬ１とし、前記被圧入部における前記給電用端子の板幅方向でいう中央部の寸法をＬ２とし、前記給電用端子の板厚をＴとしたとき、前記寸法Ｌ１、前記寸法Ｌ２及び前記板厚Ｔは、圧入されていない時の状態で、Ｌ２＜Ｔ＜Ｌ１を満たす。

本発明によれば、部品点数の増加及びコストの増加を抑えることができる、電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造を提供することができる。

この発明の実施の形態１に関し電動パワーステアリング用電動モータ装置の内部構造を模式的に示す図である。 電動パワーステアリング用電動モータ装置の固定子をターミナルユニット側から見た正面図である。 この発明の実施の形態１の保持部材の被圧入部の平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線からみた、保持部材の被圧入部の断面図である。 図３のＶ−Ｖ線からみた、保持部材の被圧入部の断面図である。 この発明の実施の形態１の給電用端子の正面図である。 この発明の実施の形態１の給電用端子の側面図である。 この発明の実施の形態１の保持部材の被圧入部に給電用端子の圧入部を圧入した状態の断面図である。 この発明の実施の形態２の保持部材の被圧入部の断面図である。 図９の矢印Ｘからみた保持部材の被圧入部の裏面図である。 この発明の実施の形態３の保持部材の被圧入部の断面図である。 図１１の矢印ＸＩＩからみた保持部材の被圧入部の裏面図である。

以下、本発明の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造を、自動車等の移動体の電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造として実施した場合の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に関し電動パワーステアリング用電動モータ装置の内部構造を模式的に示す図である。電動パワーステアリング用電動モータ装置１は、自動車のハンドルに対してアシストトルクを出力する電動モータ２と、電動モータ２の出力軸の駆動を制御する制御回路ユニット３とを備えており、本電動パワーステアリング用電動モータ装置１は、１０極１２スロットのデルタ結線構造となっている。

電動モータ２は、回転子４と、ハウジング５に嵌着されたフレーム６と、フレーム６の内壁面に固定された固定子７と、固定子７の片側端面に固定されたターミナルユニット８と、回転子４の端部に圧入され減速機構（図示せず）に連結されるボス９とを有している。

回転子４は、フロントベアリング１０及びリヤベアリング１１により回転自在に支持されたシャフト１２と、シャフト１２に固定されたコア１３と、コア１３の表面に固定されたマグネット１４と、マグネット１４の表面を覆う保護カバー１５とを有している。

固定子７は、軸線方向に延びたスロット（図示せず）が周方向に間隔をおいて形成された固定子鉄心１６と、この固定子鉄心１６のスロットにボビン１７を介して銅線を巻回し構成された固定子巻線１８とを有している。

制御回路ユニット３は、ヒートシンク１９の一端側にパワー素子２０等を実装し電動モータ２に電力を供給するための駆動部２１と、マイコン２２等を実装し電力の供給を制御するための制御回路２３と、駆動部２１に電力を供給するターミナル部２４とを有している。駆動部２１のパワー素子２０には、駆動部モータターミナル２５が接合されており、駆動部２１のパワー素子２０は、駆動部モータターミナル２５を介して、ターミナルユニット８（後述する給電用端子２８）と電気的に接合されている。駆動部２１におけるヒートシンク１９側（パワー素子２０側）つまり電動モータ２との反対側には、回転子４の回転角度を検出する回転位置センサであるレゾルバ２６が取り付けられている。

図２は、電動パワーステアリング用電動モータ装置の固定子をターミナルユニット側から見た正面図である。ターミナルユニット８は、銅等の金属である接続用端子２７と、銅等の金属である給電用端子２８と、それら接続用端子２７及び給電用端子２８を保持する樹脂製の保持部材２９とを含んでいる。給電用端子２８と接続用端子２７とは、樹脂製である共通の保持部材２９で保持されている。

接続用端子２７は、Ｕ相用端子２７Ｕ、Ｖ相用端子２７Ｖ、Ｗ相用端子２７Ｗの３種類があり、各接続用端子２７Ｕ、２７Ｖ、２７Ｗはそれぞれ、本体２７ａと、腕部２７ｂと、中継接合部２７ｃとに区分される（なお、図示ではＵ相用端子２７Ｕを代表として本体、腕部、中継接合部を説明している）。給電用端子２８は、板状の部材からなり、本体２８ａと、中継接合部２８ｂと、板状の圧入部２８ｃと、制御回路ユニット３に対する電気接合部２８ｄとに区分される。保持部材２９は、溝部２９ａと、外壁２９ｂと、内壁２９ｃと、絶縁壁２９ｄと、給電用端子台２９ｅと、ボビン１７に対する嵌合部２９ｆとに区分される。

接続用端子２７の半円形状の本体２７ａは、保持部材２９の溝部２９ａに挿入、保持されており、接続用端子２７の腕部２７ｂは、固定子巻線１８のコイル端部とヒュージング溶接等にて電気的に接合されている。各接続用端子２７Ｕ、２７Ｖ、２７Ｗは、保持部材２９の絶縁壁２９ｄで絶縁されている。

一方、給電用端子２８については、本体２８ａの着座面２８ｅが、保持部材２９の給電用端子台２９ｅに着座するまで、圧入部２８ｃが保持部材２９に圧入されている。接続用端子２７の中継接合部２７ｃと給電用端子２８の中継接合部２８ｂとは溶接等により電気的に接合され、これにより、デルタ結線を構成している。

給電用端子２８の圧入部２８ｃの圧入先である、保持部材２９の被圧入部３０を平面的にみた状態を、図３に示す。また、かかる被圧入部３０の異なる方向の断面を、図４及び図５に示す。また、図６及び図７は、給電用端子の正面図及び側面図である。さらに、図８は、保持部材の被圧入部に、給電用端子の圧入部を圧入した状態の断面図である。

保持部材２９の被圧入部３０は、図３〜図５から了解されるように、給電用端子２８の板幅方向（図３の紙面左右方向）に長く且つ給電用端子２８の板厚方向（図３の紙面上下方向）に短い、平面視、略長方形の穴である。換言すれば、被圧入部３０における、給電用端子２８の板幅方向の寸法が、被圧入部３０における、給電用端子２８の板厚方向の寸法よりも大きい。また、圧入されていない時の状態で、被圧入部３０における給電用端子２８の板厚方向の寸法は、給電用端子２８の板幅方向にわたって一定ではない。すなわち、図３に示されるように、平面的にみた上記略長方形の、給電用端子２８の板幅方向でいう中央部３１の寸法Ｌ２は、平面的にみた上記略長方形の、給電用端子２８の板幅方向でいう両端部の寸法Ｌ１に比べて小さくなっている。そして、給電用端子２８の板厚をＴとすると、圧入されていない時の状態で、Ｌ２＜Ｔ＜Ｌ１の関係が満たされる。

上記のような関係により、給電用端子２８の圧入部２８ｃは、保持部材２９の被圧入部３０全体というよりも被圧入部３０の中央部３１（すなわち被圧入部３０の長手方向である給電用端子２８の板幅方向の中央部）のみに圧入される。

また、保持部材２９における、被圧入部３０が形成された部分は、その一面側が圧入側としての開口側（開口部）３２であり、他面側が閉口側３３となっている。開口側３２には、穴奥側から開口に向かって幅広となる４面のテーパ部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが設けられている。

給電用端子２８の圧入部２８ｃは、図６に示されるように、平らな先端３４と、テーパ部３５と、テーパ部３５との接続部３８とを有している。テーパ部３５は、接続部３８に向かって幅広となっており、テーパ部３５の幅広部の終端３６と、接続部３８との連結部は、円弧部３７となっている。

以上のように構成された電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造においては、給電用端子２８と接続用端子２７とは、同一の樹脂製の保持部材２９で保持されているため、部品点数の削減、コスト削減ができる。また、給電用端子２８の一部は、保持部材２９に圧入する構造であるが、樹脂部材の寸法精度には限界がある。このため、圧入部の締代にバラツキが発生することにより、給電用端子の圧入が不適となり、位置精度が悪化し組立て性も悪化することが考えられるところ、本実施の形態１では次のような工夫がなされている。すなわち、本実施の形態１では、保持部材２９の被圧入部３０の形状は、給電用端子２８の板幅方向に長く、板厚方向に短い略長方形で、且つ、被圧入部３０の中央部３１の寸法Ｌ２は、両端部の寸法Ｌ１に比べて小さくなっている。このため、給電用端子２８の圧入部２８ｃは、保持部材２９の被圧入部３０の中央部３１のみに圧入される構造となっている。これにより、保持部材２９の圧入部寸法にバラツキが発生しても圧入力のバラツキは抑制されるため、給電用端子２８は保持部材２９に正常且つ所望に圧入、着座、保持、位置決めされることとなり、給電用端子２８の位置精度が向上し、組み立て性も向上する。

また、保持部材２９において被圧入部３０のある部分は、一面側が開口側３２であり、他面側が閉口側３３である。すなわち、被圧入部３０は、底のある穴部（凹部）であるため、万が一、圧入により樹脂製の保持部材２９が削れることがあったとしても、削れ滓は、保持部材２９の被圧入部３０という凹部内に留まるため、削れ滓がモータ内に落下し回転子と固定子との間に挟まれることによるロストルクが増加してしまうといった問題を予防することができる。

また、保持部材２９の被圧入部３０の圧入入口側（開口側３２）は、穴奥側から開口に向かって幅広となるテーパ部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有しているため、給電用端子２８を圧入する際、保持部材２９と多少の位置ズレが発生しても位置矯正されるため、給電用端子２８は保持部材２９に正常に圧入される。

また、給電用端子２８の圧入部２８ｃには、先端３４に向かって幅狭となるようなテーパ部３５が設けられているため、給電用端子２８を圧入する際、保持部材２９と多少の位置ズレが発生しても位置矯正されるため、給電用端子２８は保持部材２９に正常に圧入される。

さらに、給電用端子２８の圧入部２８ｃは、テーパ部３５の幅広部の終端３６と接続部３８とがつながる部分（連結する部分）に円弧部３７を有しているため、給電用端子２８を圧入する際、保持部材２９と多少の位置ズレが発生しても、保持部材２９の被圧入部３０の内壁に接触する面積が小さいため、圧入力の増大を抑制することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。図９は、本実施の形態２の保持部材の被圧入部の断面図であり、図１０は、図９の矢印Ｘからみた保持部材の被圧入部の裏面図である。

本実施の形態２における、保持部材１２９では、上述した実施の形態１と同様な被圧入部３０が設けられており、その被圧入部３０の圧入入口（略長方形の圧入側開口部３２）との反対側に、一対の裏面溝１３８が形成されている。裏面溝１３８は、被圧入部３０における給電用端子２８の板厚方向両側に配置されている。図１０における、一対の裏面溝１３８と、投影的に点線で示される被圧入部３０との位置・形状関係から分かるように、裏面溝１３８は、圧入方向から投影的（平面的）にみて、略長方形の被圧入部３０の長手側の外形と、距離をおいて配置するように形成されている。換言すると、一対の裏面溝１３８はそれぞれ、圧入方向から投影的（平面的）にみて、被圧入部３０から、給電用端子２８の板厚方向に離れている。

このように構成された本実施の形態２の電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造においては、上述した実施の形態１における利点に加え、次のような利点が得られている。給電用端子２８の圧入部２８ｃは、その長手方向である板幅方向の中央部３１が圧入されるが、その際、上記のＬ２＜Ｔ＜Ｌ１の関係から、保持部材２９の被圧入部３０は、外側に広がろうとする。一方、保持部材２９の略長方形圧入側開口部３２の反対側には、略長方形の長手側から外側に、ある距離を置いて一対の裏面溝１３８が設けられているため、保持部材２９の被圧入部３０から裏面溝１３８までの肉厚が薄くなっている。このため、裏面溝１３８が無い場合と比較して少ない力で圧入することができ、結果、圧入力のバラツキはさらに抑制される。尚、上記裏面溝１３８は、底のある凹部から形成された態様として説明しているが、これに代えて、底のない貫通穴から形成された態様でもよい。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１又は２と同様であるものとする。図１１は、本実施の形態３の保持部材の被圧入部の断面図であり、図１２は、図１１の矢印ＸＩＩからみた保持部材の被圧入部の裏面図である。

本実施の形態２における、保持部材２２９は、上述した実施の形態１における被圧入部３０に代えて、貫通穴からなる被圧入部２３９が設けられている。貫通穴からなる被圧入部２３９は、実施の形態１における被圧入部３０において底を無くし、裏面側２３３（他面側、圧入側開口部３２との反対側）まで貫通させた態様である。

また、本実施の形態２における、保持部材２２９は、その被圧入部２３９の圧入入口（略長方形の圧入側開口部３２）との反対側に、一対の裏面穴２４０が形成されている。裏面穴２４０は、被圧入部２３９における給電用端子２８の板厚方向両側に配置されている。図１２における、一対の裏面穴２４０と、投影的に点線で示される被圧入部２３９との位置・形状関係から分かるように、裏面穴２４０は、圧入方向から投影的（平面的）にみて、略長方形の被圧入部２３９の長手側の外形と、距離をおいて配置するように形成されている。換言すると、一対の裏面穴２４０はそれぞれ、圧入方向から投影的（平面的）にみて、被圧入部２３９から、給電用端子２８の板厚方向に離れている。

このように構成された本実施の形態３の電動パワーステアリング用電動モータ装置の給電部構造においては、上述した実施の形態１における利点に加え、次のような利点が得られている。本実施の形態３では、保持部材２２９の被圧入部２３９は、貫通穴となっており、さらに、保持部材２２９の略長方形圧入側開口部３２の長手側から外側に、ある距離を置いて裏面穴２４０が設けられ、その裏面穴２４０が貫通穴となっている。このため、裏面側が閉じている底のある被圧入部の場合と比べ、少ない力で圧入することができ、結果、圧入力のバラツキはさらに抑制され、且つ、圧入により樹脂製の保持部材の削れを大幅に抑制することもできる。また、裏面穴２４０は、貫通穴であるので、圧入の開始段階から、圧入力の低下及び保持部材の削れ抑制の効果が得られる利点がある。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

まず、上記実施の形態は、主に自動車のハンドルの操舵動作をアシストする対象に適用するものとして説明しているが、本発明は、これに限定されず、自動車以外の移動体における操作動作をアシストする対象や、施設・設備における操作動作をアシストする対象に適用することも可能であろう。

また、本発明は、給電部構造として説明しているが、かかる給電部構造を備えた電動パワーステアリング用電動モータ装置、さらには、電動パワーアシスト用モータ装置として実施することも可能である。

また、本発明に関する、電動モータは、１０極１２スロットのデルタ結線で例示されているものの、これには限定されない。すなわち、電動モータにおける極数とスロット数との組み合わせは任意でよく、結線もデルタ、Ｙ結線いずれでもよい。

１ 電動パワーステアリング用電動モータ装置、２ 電動モータ、３ 制御回路ユニット、２７ 接続用端子、２８ 給電用端子、２８ｃ 圧入部、２９，１２９，２２９ 保持部材、３０，２３９ 被圧入部、３２ 開口側、３２ａ〜３２ｄ テーパ部、３４ 先端、３５ テーパ部、３６ 終端、３７ 円弧部、１３８ 裏面溝、２４０ 裏面穴。

Claims (8)

1. アシストトルクを出力する電動モータのコイルに接続される接続用端子と、前記電動モータの駆動を制御する制御回路ユニットに接続される給電用端子とを含んだ、電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造であって、
   前記接続用端子と、前記給電用端子とは、樹脂製の共通の保持部材によって保持されており、
   前記給電用端子の圧入部は、前記保持部材の被圧入部に圧入されており、
   前記保持部材の被圧入部の形状は、前記給電用端子の板幅方向に長く且つ該給電用端子の板厚方向に短く、
   前記被圧入部における前記給電用端子の板幅方向でいう両端部の寸法をＬ１とし、
   前記被圧入部における前記給電用端子の板幅方向でいう中央部の寸法をＬ２とし、
   前記給電用端子の板厚をＴとしたとき、
   前記寸法Ｌ１、前記寸法Ｌ２及び前記板厚Ｔは、圧入されていない時の状態で、Ｌ２＜Ｔ＜Ｌ１を満たす、
   電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
2. 前記保持部材において前記被圧入部のある部分は、一面側が開口側であり、他面側が閉口側であり、前記被圧入部は、底のある穴部である、
   請求項１の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
3. 前記保持部材の被圧入部は、貫通穴である、
   請求項１の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
4. 前記保持部材において前記被圧入部の圧入入口側は、穴奥側から開口に向かって幅広となるテーパ部を有している、
   請求項２又は３の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
5. 前記保持部材において前記被圧入部の圧入入口側と反対側には、一対の裏面溝が形成されており、
   前記裏面溝は、前記被圧入部における前記給電用端子の板厚方向両側に配置されており、
   前記一対の裏面溝はそれぞれ、圧入方向から投影的にみて、前記被圧入部から、前記給電用端子の板厚方向に離れている、
   請求項１〜４の何れか一項の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
6. 前記被圧入部における前記給電用端子の板厚方向両側には、裏面穴が形成されており、
   前記一対の裏面穴はそれぞれ、圧入方向から投影的にみて、前記被圧入部から、前記給電用端子の板厚方向に離れている、
   請求項１〜４の何れか一項の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
7. 前記給電用端子の圧入部には、先端に向かって幅狭となるようなテーパ部が設けられている、
   請求項１〜６の何れか一項の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。
8. 前記給電用端子の圧入部は、前記テーパ部の幅広部の終端と該テーパ部への接続部とがつながる部分に、円弧部を有している、
   請求項７の電動パワーアシスト用モータ装置の給電部構造。

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