JP6190712B2 - モータ - Google Patents
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Description
カバーの内側とコネクタカバーの内側は、周壁部に設けた開口部を介して連通しており、ステータアッセンブリから径方向に延びる複数のコイル端子は、コネクタカバーの内側で、可撓性を有する基板を介して、対応するコネクタ端子に接続されている。
ロータを囲むステータから延びるコイル端子が、樹脂製の端子支持部で支持されたコネクタ端子に、可撓性を有する板状の配線部材を介して接続され、コネクタ端子と配線部材との接続部では、端子支持部から突出するコネクタ端子が、端子支持部に接触させた配線部材を貫通して、配線部材の端子支持部とは反対側の面に半田付けにより接続されたモータにおいて、端子支持部と配線部材との間に、絶縁性の断熱部材を設けた構成のモータとした。
なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して示すと共に重複した説明を省略する。
以下の説明では、図1に示したバルブ駆動装置1のロータ30の回転軸の軸線Xを基準として、軸線Xの軸方向におけるロータ30側を上方、流体導出管3、4側を下方として、バルブ駆動装置の各構成要素の位置関係を適宜説明する。
なお、図3では、ステータアッセンブリ40における樹脂で形成された部分をハッチングして示している。
このバルブ駆動装置1では、モータMにより弁部70を駆動して、流体室S内に導入された流体を、流体導出管3、4から冷蔵庫側に導出するようになっており、このバルブ駆動装置1のモータMとして、一対のステータ組50A、50B(A相のコイルとB相のコイル)がロータ30の回転軸の軸線X方向に並べて配置されたクローポール型ステッピングモータが採用されている。
バルブ駆動装置1において隔壁20は、底部20aを底板部10とは反対側の上方(ロータ30側の方)に向けて設けられている。隔壁20は、底部20aから離れる方向で2段に拡径した外形を有しており、底部20a側の小径部201と、底板部10側の大径部202と、を備えて構成される。
底板部10の外周縁には、大径部202の先端202aが外嵌する段部11が、全周に亘って設けられており、隔壁20は、大径部202の先端202aを段部11に嵌合させて、底板部10に固定されている。
また、バルブ駆動装置1は、モータMのロータ30を上側、流体室Sを下側に向けた配置(図1参照)で使用されるようになっている。
バルブ駆動装置1において軸部材21は、ロータ30における回転軸の軸線Xに沿って設けられており、この軸部材21の一端21aは、底部20aの凹部20bで支持されており、他端21bは、底板部10の孔部10aでロウ付けされており、軸部材21は、回り止めされた状態で設けられている。
軸部材21においてロータ30は、回転可能に支持されており、モータMの駆動時に、軸線X周りに回転するようになっている。
磁石32は、ロータ30を樹脂成形する際に、インサート成型によりロータ30と一体に形成されており、基部31において磁石32は、軸線X周りの周方向で全周に亘って設けられている。
実施の形態においてロータ30は、軸部材21の一端21a側に外挿したスプリングSpにより、底板部10側の下方に付勢されており、このスプリングSpの付勢力により、伝達軸33の先端部33aが、底板部10の上面10bに常時当接させられて、ロータ30の軸線Xの軸方向の位置決めがされている。
実施の形態では、小径部201と大径部202を接続する円板部203が、軸線Xに直交して設けられており、この円板部203により、小径部201に外挿したステータアッセンブリ40の位置決めがされて、ロータ30(磁石32)の径方向外側に、2つのステータ組50A、50Bが配置されるようになっている。
なお、ロータ30の磁石32は、隔壁20を介して後述のステータアッセンブリ40からの磁力によって駆動されるため、隔壁20は非磁性体で構成される。また流体室Sの圧力に耐えられるよう、隔壁20は金属で構成される。このため、隔壁20は非磁性金属であるステンレスで構成される。
外ステータコア59は、後記する内ステータコア51、52と同様に、磁性体の板体をプレス加工することで形成されており、ステータ組50A、50Bに外挿して取り付けた際に、外ステータコア59と内ステータコア51、52とが互いに接触した状態で設けられて、外ステータコア59と内ステータコア51、52とで磁路が構成されるようになっている。
ステータアッセンブリ40においてボビン53は、その内部にステータ組50A、50Bの内ステータコア51、52がインサート成形により埋め込まれた樹脂成形体(絶縁体)であり、後記する端子保持部55と一体に形成されている。
図4に示すように、内ステータコア51、52は、軸線Xに直交する向きで配置されたリング状のフランジ部510、520と、フランジ部510、520の内周から軸線X方向に起立形成された複数の極歯511、521とを備えており、フランジ部510、520の内径側において極歯511、521は、軸線X周りの周方向に等間隔で設けられている。
ステータ組50A、50Bの一対の内ステータコア51、52は、一方の内ステータコア51の極歯511と、他方の内ステータコア52の極歯521とが、軸線X周りの周方向で交互に並んで配置されるように、互いの極歯511、521を対向させる向きで配置されている。
そして、これらフランジ部510、520が隙間なく接合された状態で、樹脂内に保持されている。
また、ステータ組50Aのフランジ部520の内径側の下面を覆う樹脂材料により、リング状の当接部58(図2参照)が形成されている。この当接部58は、ステータアッセンブリ40が隔壁20の小径部201外挿された際に、小径部201と大径部202との境界の円板部203に軸線X方向から当接するようになっており、ステータアッセンブリ40の軸方向の位置決めが、円板部203に当接させた当接部58により行われるようになっている。
この端子保持部55Bは、フランジ部510、520の両側に位置するボビン53の鍔部532、531と一体に形成されており、軸線Xの軸方向に所定の厚みを有している。
この端子保持部55Aは、ステータ組50Aのボビン53の鍔部532と一体に形成されており、軸線Xの軸方向に所定の厚みを有している。
ステータ組50A、50Bの端子保持部55A、55Bには、複数のコイル端子56が圧入されて支持されており、複数のコイル端子56は、ステータアッセンブリ40から径方向外側に突出して設けられていると共に、コイル端子56の基端は、切欠き部510b、520b内に位置している。
そして、これら端子保持部55A、55Bで支持されたコイル端子56の各々は、ポリイミド樹脂から構成される可撓性を有する共通の基板60(以下、基板60とも表記する)を介して、それぞれ対応するコネクタ端子61に接続されている。なお、コイル端子56の各々は、基板60における駆動コイル54とは反対側の面で、基板60に設けられた配線のうちの対応する配線に、半田付けにより接続されている。
なお、この上カバー部材90は、ポリカーボネートとABS樹脂の混合樹脂を樹脂成型することで形成される。
図6は、コネクタカバー部93を説明する図であり、(a)は、軸線X方向の上側から見た図であって、(b)は、斜視図であり、(c)は、コネクタカバー部93の端子支持部940に対する断熱部材946の取り付けを説明する図である。
図7は、コネクタ部94を説明する図であり、(a)は、軸線X方向の下側から見た図、(b)は、軸線X方向の斜め下側から見た斜視図である。
周壁部92の下端92b(図3参照)は、上カバー部材90とコネクタカバー部93の内側に配置されるコイル端子56や駆動コイル54よりも、軸線X方向における下側(流体導出管3、4側)に位置しており、周壁部92に掛かった水が、コイル端子56や駆動コイル54などの導電部に及ぶことが好適に防止されるようになっている。
周壁部92において開口部92aは、当該周壁部92の下端からカバー部91の近傍までの高さ範囲に形成されており(図5の(b)参照)、この開口部92aの上辺92a1は、カバー部91から下側(流体導出管3、4側)にオフセットした位置を、カバー部91に対して平行に延びている。
周壁部92の周方向における開口部92aの両側辺92a2、92a2は、軸線Xに沿って直線状に延びており、開口部92aは、径方向から見て略矩形形状を有している(図5の(c)参照)。
上カバー部材90は、コネクタカバー部93のコネクタ部94および収容部95と一体に形成されている。
コネクタカバー部93は、周壁部92の径方向外側から下方(流体導出管3、4の方)に延出しており、開口部92aよりも下側(流体導出管3、4側)に位置するコネクタ部94と、このコネクタ部94に設けられたコネクタ端子61と前記したコイル端子56とを接続する基板60を収容する収容部95と、収容部95の開口930を封止するキャップ96とを有している。
コネクタ端子61の各々は、端子支持部940を厚み方向(軸線X方向)に貫通して設けられており、径方向から見てコネクタ端子61の各々は、前記したコイル端子56よりも下方に位置すると共に、コイル端子56に対して略直交する向きで設けられている。
ここで、コネクタ端子61の各々は、基板60の一側部に設けた円形の端子孔601に挿通された状態で、対応する配線に半田付けにより接続されている。
コネクタ端子61と基板60との接続部(半田付け部)は、コイル端子56と基板60との接続部(半田付け部)から軸線X方向に所定高さhの距離で下方(端子支持部940の方)にオフセットした位置に設けられている。そして、コイル端子56とコネクタ端子61とを接続する基板60は、湾曲部60cを境にして、その一端部60a側を軸線Xに沿う方向に、他端部60b側を軸線Xの直交方向に沿う方向に向けており、基板60の側面からみて略L字形状となるように湾曲している(図4の(a)参照)。
実施の形態では、この支持面940bは、軸線Xに対して直交する平坦面となっており、この支持面940bと基板60との間に、絶縁性の断熱部材946が設けられている(図4の(b)参照)。
この断熱部材946は、基板60をコネクタ端子61に半田付けする際に、端子支持部940が熱により軟化して支持しているコネクタ端子61が傾くことを抑制する部材である。
断熱部材946は、基板60の厚みWbよりも厚い厚みWaを有しており(図4の(b)参照)、当該断熱部材946を厚み方向に貫通する貫通孔946aが、断熱部材946の長手方向に間隔を開けて複数設けられている。
ここで、断熱部材946は、端子支持部940の径方向の幅Wdよりも小さい幅Wcに形成されており、内径側の側面946bを、端子支持部940の内径側の傾斜面940aから径方向外側に所定距離Weだけ離間した位置に配置している。
なお、図8の(b)、(c)では、コネクタ端子61の図示を省略している。
したがって、このような構成にすると、半田付けの熱が、基板60を介して端子支持部材940に直接伝わるのを防止し、熱により端子支持部材940が軟化してコネクタ端子61が傾くのを好適に防止できる。
実施の形態では、基板60と端子支持部940との間に端子支持部940よりも溶融温度の高いガラスエポキシから構成される断熱部材946を介在させることにより、半田付けの際に発生する約350℃の熱が、ポリカーボネートとABS樹脂の混合樹脂製の端子支持部940に伝わることを防止して、端子支持部940が半田付けの熱で溶けることを防いでいる。
ここで、この断熱部材946の厚みWaを、基板60の厚みWbよりも厚くしたのは、半田付けの際の熱が、端子支持部940側に伝わらないようにするためであり、断熱部材946を絶縁性の材料で構成したのは、隣接するコネクタ端子61同士が、断熱部材946を介して短絡しないようにするためである。
図7に示すように、この切欠き部944aの幅方向における中央には、相手側コネクタの係合突起(図示せず)を係止させる係止部944bが設けられている。
接続梁945、945は、軸線X側(内径側)から見て略矩形形状を有しており、コネクタ部94に対する相手側コネクタの着脱方向に沿って設けられている。
この接続梁945、945は、相手側コネクタが抜かれるときに係止部944bにかかる力に対して内壁部944を補強するために、内壁部944と端子支持部940の内径側の側縁を接続して設けられており、相手側コネクタが抜かれるときに係止部944b(内壁部944)に作用する力を端子支持部940側に伝達する(逃がす)ことで、内壁部944と側壁部942との接続部に応力が集中して、接続部から破断することを防止している。
実施の形態のコネクタ部94では、接続梁945、945を設けたことで、側壁部942、942を離して配置しても十分な強度が確保できるようになっており、これにより、切欠き部944aの幅L3(図5の(b)参照)を、基板60の幅L2(図3参照)よりも大きくことができるようになっている。
さらに、端子支持部940の切欠き部944a内に露出する側面にも、傾斜面945aと同方向に傾斜する傾斜面940aが設けられている。
そのため、図4に示すように、接続梁945と、後記する取付部85の補強壁82との間の隙間W1と、端子支持部940と、補強壁82との間の隙間W2が、上カバー部材90の上方側に向かうにつれて広くなっている。
なお、基板60の他端部60bに設けられる端子孔601の内径d3は、断熱部材946の貫通孔946aの内径d1と同じであり、端子支持部940に支持されるコネクタ端子61の直径D1よりも大きく、直径D1の2倍の直径よりも小さくなるように形成されているのが好適である。(図8参照)。
そのため、基板60の長手方向の長さL1(図3参照)を長くして、基板60の長さL1に余裕を持たせる必要が生じることになる。
実施の形態では、内壁部944の端子支持部940側を切り欠いて、端子支持部940の内径側を、切欠き部944a内に露出させており、端子支持部940の内径側の隙間Saを広げている。
さらに、接続梁945と端子支持部940の各々に、傾斜面945a、940aを設けてこの補強壁82との間の隙間を広くすると共に、端子支持部940の支持面940bにおいて、これら傾斜面945a、940aに近接してコネクタ端子61を位置させている。
そして、傾斜面940a、945aを設けていることにより、これら傾斜面940a、945aの分だけ隙間が広がるので、傾斜面940a、945aを、基板60を湾曲させる際のガイドとして機能させつつ、基板60を湾曲させる際の基板60の曲げ半径の拡大に貢献させている。
これら上壁部951および側壁部952、952は、周壁部92の外周面から径方向外側に突出しており、軸線Xの径方向から見て、周壁部92に設けた開口部92aの上側と両側を囲むように設けられている。
図6の(b)に示すように、側壁部952の下端部側は、下側(流体導出管3、4側)に向かうに連れて周壁部92から離れる方向に膨出しており、この膨出した部分(膨出部952c)の下端に、前記した端子支持部940が一体に連結されている。
そして、この端子支持部940が設けられた部分を、軸線Xの径方向から見ると、端子支持部940と、上壁部951と、側壁部952、952により、周壁部92の開口部92aを囲む周壁(囲繞壁)が形成されている。
さらに、前記したように端子支持部940は、周壁部92から径方向外側に離れた位置に配置されており、端子支持部940の上面(支持面940b)は、開口930の上方側(キャップ96の方)からも視認可能となっている。
ここで、端子支持部940の径方向外側と上側には、端子支持部940へのアクセスを阻害する壁などが存在しないので、端子支持部940への断熱部材946の取り付けが容易に行えるようになっている。
具体的には、端子支持部940の側縁940cから、周壁部92の開口部92aの上辺92a1に沿って設けられた上壁部951の位置まで径方向外側に上カバー部材90が形成されていないため、断熱部材946を端子支持部材940に取り付ける際に邪魔になる部材がなく、断熱部材946を端子支持部940に容易に取り付けられる。
図9は、バルブ駆動装置1における下カバー部材80、弁部70、台部材86およびモータMの部分の分解斜視図である。
ギヤ71は、モータMの伝達軸33の外周に設けられた歯部33cと歯合する外歯車である。
接続部材15の中央部には、軸方向の断面形状がほぼ円形となる棒状部材である軸部材73を支持するための穴部15aが、流体室S側に開口して形成されており、接続部材15において、この穴部15aの径方向外側の位置には、流体導出管3の開口3aと、流体導出管4の開口4aが位置している(図9参照)。
流体導出管3、4は、それぞれ接続部材15を軸線X方向に貫通して設けられており、底板部10の上方(ロータ30の方)に形成される流体室Sに連通している。
台部87では、前記した伝達軸33を挿通させる穴部87aがその中央部に形成されており、この穴部87aの径方向外側には、支持孔89aを備える腕部89が、軸線Xまわりの周方向に沿って設けられている。
この際、脚部88bは脚部88aよりも径方向外側に突出して設けられているので、台部材86は、脚部88bを隔壁20の大径部202の内周に押し当てた状態で、隔壁20内で保持されるようになっている。
下カバー部材80は、板状の基部81の中央に、隔壁20の大径部202が挿入される開口81aが設けられており、開口81aの内周縁には、軸線X方向の上側に向けて起立形成された当接片81bが、軸線X周りの周方向で複数設けられている。
当接片81bの各々は、開口81aから軸線X側に膨出して設けられており、軸線Xの径方向外側に弾性変形可能とされている。
そのため、下カバー部材80を隔壁20の大径部202に外挿して取り付ける際に、大径部202が当接片81bを径方向外側に押し広げながら、基部81の開口81a内に挿入されて、下カバー部材80が隔壁20に固定されるようになっている。
実施の形態では、図1および図3に示すように、一方側の補強壁82の上方(カバー部材90の方)にコイル端子56が位置するようになっており、他方側の補強壁83に、下カバー部材80と上カバー部材90とを係合状態で保持するための係合腕84が設けられている。
係合部84aは、上カバー部材90をモータMの外ステータコア59に外挿して取り付けた際に、上カバー部材90の被係合部922に係合するようになっており、これにより、上カバー部材90の下カバー部材80からの脱落が防止されている。
これは、下カバー部材80を隔壁20の大径部202に外挿(圧入)して取り付ける際に、大径部202が当接片81bを径方向外側に押し広げながら、基部81の開口81a内に挿入されて、下カバー部材80が隔壁20に固定されるようになっているため、この際の応力で、基部81が大きく変形しないようにするためである。
ここで、実施の形態の下カバー部材80では、長手方向の両側の補強壁82、83が、それぞれ同じ上方向に折り曲げられているため、曲げ加工により、補強壁82、83と取付部85を形成する際の加工が、補強壁82、83が軸線Xの軸方向で異なる方向(上下方向)に曲げられる場合よりも容易に行えるようになっている。
(1)ロータ30を囲むステータアッセンブリ40(ステータ)から延びるコイル端子56が、樹脂製の端子支持部940で支持されたコネクタ端子61に、可撓性を有する板状の基板60(配線部材)を介して接続され、
コネクタ端子61と基板60との接続部(他端部60b)では、端子支持部940から突出するコネクタ端子61が、端子支持部940に接触させた基板60を貫通して、基板60における端子支持部940とは反対側の面に、半田付けにより接続されたモータにおいて、端子支持部940と基板60との間に、絶縁性の断熱部材946を設けた構成とした。
これにより、端子支持部940が半田付けの熱で熔解して破損することや、端子支持部940の熔解によりコネクタ端子61が傾いて、コネクタ端子61と図示しない相手側部材との接続ができなくなることを防止できる。
上記のように構成すると、端子支持部940を耐熱性の材料で構成する必要が無いので、本来耐熱性が必要とされない上カバー部材90やコネクタカバー部93を、耐熱性を有する樹脂で形成する必要が無い。よって、樹脂の材質の自由度が向上すると共に、耐熱性を持たせるために必要となる作成コストの上昇も生じない。
コネクタカバー部63は、基板60を径方向外側から視認可能とする開口930を有しており、径方向外側から見て開口930内には、端子支持部940が回転軸方向から突出しており、端子支持部940の径方向外側の側縁940c(側面)が視認可能となっている構成とした。
また、断熱部材946を別途設ける場合、作業コストの増加が見込まれるが、断熱部材946の取り付けを容易に行えるので、作業コストの増加を抑えることができる。
内壁部944に切欠き部944aを設けて、この切欠き部944a内に端子支持部940の内径側の側縁(傾斜面940a)を露出させた構成とした。
この際に、内壁部944に切欠き部944aを設けて端子支持部940の内径側に側縁を露出させることで、コネクタカバー部93の内側であって端子支持部940の内径側の空間的な余裕が多くなるので、基板60を湾曲させる際に、基板60のコネクタ端子61との接続作業が容易に行えるようになる。
上記のように構成すると、基板60の他端部60bが、断熱部材946に引っかかることを好適に防止できるので、支持面940bに支持させた断熱部材946が外れてしまう恐れがない。
2 流体導入管
3、4 流体導出管
40 ステータアッセンブリ
50A ステータ組
50B ステータ組
51、52 内ステータコア
54 コイル
55 端子保持部
56a コイル端子
59 外ステータコア
60 基板(基板)
61 コネクタ端子
65 コイル端子
90 上カバー部材
91 カバー部
92 周壁部
92a 開口部
93 コネクタカバー部
94 コネクタ部
95 収容部
96 キャップ
97 壁部
98 嵌合壁部
940 端子支持部
940a テーパ部
940b 支持面
940c 側縁
941 周壁部
942 側壁部
943 外壁部
943a 上端
944 内壁部
945 接続梁
945a 傾斜面
955 内側嵌合壁部
Claims (11)
- ロータを囲むステータから延びるコイル端子が、樹脂製の端子支持部で支持されたコネクタ端子に、可撓性を有する板状の配線部材を介して接続され、
前記コネクタ端子と前記配線部材との接続部では、前記端子支持部から突出する前記コネクタ端子が、前記端子支持部に接触させた前記配線部材を貫通して、前記配線部材の前記端子支持部とは反対側の面に半田付けにより接続されたモータにおいて、
前記端子支持部と前記配線部材との間に、絶縁性の断熱部材を設けたことを特徴とするモータ。 - 前記ステータの外周を囲む周壁を有する樹脂製の本体カバーは、前記周壁の径方向外側に位置する樹脂製のコネクタカバーと一体に形成されており、
前記端子支持部は、前記コネクタカバーと一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。 - 前記周壁には、前記本体カバーの内側と前記コネクタカバーの内側とを連通させる開口部が設けられており、
前記開口部を通って前記ステータの径方向外側に延びる前記コイル端子は、前記コネクタカバーの内側で、前記ロータの回転軸方向に延びる前記コネクタ端子に、前記配線部材を介して接続されており、
前記コネクタカバーは、前記配線部材を径方向外側から視認可能とする開口を、有しており、
径方向外側から見て前記開口内には、前記端子支持部が前記回転軸方向から突出しており、前記端子支持部の径方向外側の側面が視認可能となっていることを特徴とする請求項2に記載のモータ。 - 前記コネクタカバーには、前記開口を塞ぐキャップが着脱自在に設けられており、
前記コネクタカバーにおいて前記開口は、前記開口部の径方向外側で開口しており、
前記周壁と前記コネクタカバーと前記キャップとにより、前記コイル端子と前記コネクタ端子と前記配線部材の径方向外側が覆われていることを特徴とする請求項3に記載のモータ。 - 前記コネクタ端子に沿って前記回転軸方向に延びる壁部を、前記端子支持部の内径側に設けると共に、前記壁部を、前記回転軸方向から見て前記コイル端子よりも径方向外側に位置させて、前記本体カバーと前記ステータとを組み付ける際に、前記コイル端子を通過させる隙間を、前記コネクタカバーの内側における前記壁部の内径側に形成したことを特徴とする請求項3から4の何れか一項に記載のモータ。
- 前記コネクタカバー内において前記コイル端子と前記コネクタ端子は、湾曲させた配線部材を介して接続されており、
前記隙間を、長手方向の一端側が前記コイル端子に接続された前記配線部材を通過可能に形成し、
前記壁部に切欠きを設けて、当該切欠き内に前記端子支持部の内径側の側縁を露出させたことを特徴とする請求項5に記載のモータ。 - 前記断熱部材の径方向の幅は、前記端子支持部の径方向の幅よりも狭くなっており、
前記断熱部材の内径側の側縁は、前記端子支持部の内径側の側縁よりも、径方向外側に位置していることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のモータ。 - 前記配線部材と前記コネクタ端子との前記接続部と、前記配線部材と前記コイル端子との接続部は、前記回転軸方向でオフセットした位置に設けられていることを特徴とする請求項5から請求項7の何れか一項に記載のモータ。
- 前記断熱部材には、前記コネクタ端子を挿通させる貫通孔が、前記断熱部材の厚み方向に貫通して形成されており、
前記配線部材の一側部には、前記コネクタ端子を挿通させる端子孔が、前記配線部材の厚み方向に貫通して形成されており、
前記貫通孔の内径を前記端子孔を囲むランド部の外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか一項に記載のモータ。 - 前記断熱部材の融解温度は、樹脂製の前記端子支持部の融解温度よりも高いことを特徴とする請求項1から請求項9の何れか一項に記載のモータ。
- 前記コイル端子は、前記ステータに設けた前記端子保持部で支持されており、
コイルから引き出された巻き線は、前記配線部材と前記コイル端子との半田付け部よりも前記端子保持部側で、前記コイル端子に絡げられていることを特徴とする請求項5から請求項8の何れか一項に記載のモータ。
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