JP6998098B1 - ステータとこのステータを用いたモータ、モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】巻線端部と回路基板との接続を容易に行えるようにするとともに、回路基板との接続部分の信頼性を高めることができるステータ、モータ、モータアクチュエータを提供する。【解決手段】ステータ１は、コア１０と、コア１０を被覆する絶縁部材２０と、絶縁部材２０の周囲に巻回される巻線３０と、巻線３０に駆動電力を供給する導電部材４０と、を有する。導電部材４０は、絶縁部材２０の下面に当接する連結部４１と、連結部４１の一端から軸方向上方に立上る挿通部４２と、連結部の他端から軸方向下方に垂下する基板接続部４３と、を有する。挿通部４２は絶縁部材２０を貫通してステータ上部に突出し、コイル端部３１と接続される。基板接続部４３は、ホール素子などを実装した回路基板にプレスフィット等の方法で固定される。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、ステータ、モータ、モータアクチュエータに関する。

従来、ステータと、ステータによって形成される回転磁界によって回転されるロータと、を備えるモータがある。図１２に示すように、従来のモータにおけるステータ２００は、磁性体からなり放射状に延びる極歯２１１を有するコア２１０と、コア２１０を被覆するコアカバー２２０と、コアカバー２２０上に巻回される巻線２３０とを有し、巻線端部２３１は、ステータベース２５０に設けられた回路基板２６０上のランドパターン２６１に対して、半田２６２により電気的に接続される。

しかし、巻線端部２３１をランドパターン２６１に半田付けする作業は、モータの小型化に伴ってランドパターン２６１と巻線２３０の距離が近づくにつれ、より困難となっている。また、半田付け時の熱が、ほぼ直上にある巻線２３０に伝わりやすく、巻線２３０の被膜の劣化などを招く危険性があった。
また、例えば、自動車用のモータにおいては、信頼性の面から巻線端部２３１と回路基板２６０との半田接続は避けられる傾向にあり、半田を使用しない、より信頼性の高い接続方法が必要とされている。

上記課題の解決方法として、例えば、特許文献１に記載のスピンドルモータが提案されている。このスピンドルモータは、コイルへの給電を中継する電気接続部材をコイルアセンブリ担体に軸方向に貫通するように取付け、電気接続部材の一方にコイル端部を巻回し、他方をコイルアセンブリ担体から下方に延出してプリント配線板と弾性圧接する構成としている。かかる構成によれば、構造が簡単で安価でありながら、コイル端部とプリント配線板上の回路部とを、確実かつ迅速に電気的に接続できるとされている。

また、電気接続部材の一部にストッパを設け、これをコイルアセンブリ担体に当接させることで、コイルアセンブリ担体への挿入長を制限するとされている。

特開２００１－０５７０１３号公報

特許文献１に示されたスピンドルモータにおいて、コイルアセンブリ担体の材質は、積層鉄心、コイルおよび電気接続部材を固定しているところから、絶縁性の樹脂であると推測される。絶縁性の樹脂は、金属材料ほどの機械的強度は有さないため、例えば、電気接続部材に対して軸方向に過大な力が加わると、コイルアセンブリ担体におけるストッパとの当接部が変形し、結果、電気接続部材の軸方向位置を精度良く保てないという問題があった、また、電気接続部材は棒状の導体を用いているが、電気接続部材に回転力が加わると、電気接続部材が不要に回動してしまう問題があった。これらの問題は、コイル端末の断線や、電気接続部材と接触回路部分との接触不良、といった不具合の原因となる危惧があった。

そこで、本発明は、電気接続部材に大きな軸方向の力が加わっても、電気接続部材の軸方向の位置が変化することを防止可能であり、また、電気接続部材に回転力が加わっても、電気接続部材が不要に回動してしまうことを防止可能な、モータのステータを提供するものである。
また、上記の特徴を利用して、ステータに設けた電気接続部材と、回路基板のスルーホールとをプレスフィット等によって接続した、モータやモータアクチュエータも併せて提供するものである。

以下、上記の課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意な組み合わせで採用することができる。また、本発明の態様あるいは技術的特徴は以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、あるいはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものである。

本発明のステータの一実施態様は、
磁性体からなるコアと、
前記コアを被覆する絶縁部材と、
前記絶縁部材上に巻回される巻線と、
前記巻線に駆動電力を供給するための導電部材と、を有し、
前記コアは、
円環部と、
前記円環部から前記円環部の径方向に伸び、前記円環部の周方向に沿って複数形成された極歯と、を有し、
前記導電部材は、
前記絶縁部材の下面に当接している連結部と、
前記連結部の一端より軸方向上方に立上がる挿通部と、
前記連結部の他端より軸方向下方に垂下する基板接続部と、を備え、
前記絶縁部材は、
前記円環部および前記極歯を被覆し、
前記挿通部を軸方向に貫通するための被貫通部と、
前記連結部を収容するための収容溝と、を備え、
前記被貫通部は、前記極歯間における前記円環部の近傍に設けられ、
前記収容溝は、前記被貫通部から前記絶縁部材の周縁まで径方向に伸び、
前記連結部は、径方向に伸びるように収容溝に配置され、
前記他端は、前記周縁と径方向で略同じ位置にあり、
前記挿通部が、前記絶縁部材の下方から前記被貫通部に挿通され、前記被貫通部を貫通するとともに、前記絶縁部材の上方にて、前記巻線と電気的に接続されている、
ことを特徴とするものであり、
また、本発明のステータの他の実施態様は、
磁性体からなるコアと、
前記コアを被覆する絶縁部材と、
前記絶縁部材上に巻回される巻線と、
前記巻線に駆動電力を供給するための導電部材と、を有し、
前記コアは、
円環部と、
前記円環部から前記円環部の径方向に伸び、前記円環部の周方向に沿って複数形成された極歯と、を有し、
前記導電部材は、
前記絶縁部材の下面に当接している連結部と、
前記連結部の一端より軸方向上方に立上がる挿通部と、
前記連結部の他端より軸方向下方に垂下する基板接続部と、を備え、
前記絶縁部材は、
前記円環部および前記極歯を被覆し、
前記挿通部を軸方向に貫通するための被貫通部を備え、
前記被貫通部は、前記極歯間における前記円環部の近傍に設けられ、
前記連結部は、周方向に伸びるように前記絶縁部材の下面に当接しており、
前記挿通部が、前記絶縁部材の下方から前記被貫通部に挿通され、前記被貫通部を貫通するとともに、前記絶縁部材の上方にて、前記巻線と電気的に接続されている、
ことを特徴とするものである。

本発明のステータの他の実施態様では、さらなる特徴として、
「前記絶縁部材は、
前記コアに軸方向上方より装着される第１のコアカバーと、
前記コアに軸方向下方より装着される第２のコアカバーと、を有すること」、
「前記基板接続部は、
他の部分と断面形状が異なるプレスフィット部を有すること」、
を含む。

また、本発明のモータの一実施態様は、
上記本発明のステータを用いたモータであって、
上記本発明のステータと、
前記ステータが形成する回転磁界によって回転するロータと、
回路基板と、を備える、
ことを特徴とするものである。

本発明のモータの他の実施態様では、さらなる特徴として、
「前記回路基板は、スルーホールを有し、
前記基板接続部が、前記スルーホールに挿入され、プレスフィットにより固定されること」、
を含む。

また、本発明のモータアクチュエータの一実施態様は、
上記本発明のモータを用いたモータアクチュエータであって、
上記本発明のモータと、
前記モータの回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構と、
回転駆動力を外部に出力する出力軸と、を備える、
ことを特徴とするものである。

また、本発明のモータアクチュエータの他の実施態様は、
上記本発明のステータを用いたモータアクチュエータであって、
上記本発明のステータと、
前記ステータと同軸に軸支され、前記ステータが形成する回転磁界によって回転するロータと、
スルーホールを有する回路基板と、
前記ロータを回転自在に支持する回転支持部と、
前記ロータの回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構と、
回転駆動力を外部に出力する出力軸と、
ケースと、を有し、
前記ステータは、前記ケースに設けられたステータ保持部に固定され、
前記基板接続部と、前記回路基板とが、前記スルーホールにて電気的に接続されている、
ことを特徴とするものである。

本発明のモータアクチュエータの他の実施態様では、さらなる特徴として、
「前記回転支持部は、前記ケースに固定された軸受であること」、
「前記回転支持部は、前記ケースに固定されたシャフトであること」、
「前記基板接続部は、他の部分と断面形状が異なるプレスフィット部を有し、前記プレスフィット部が、前記スルーホールに挿入され、プレスフィットにより固定されること」、
を含む。

本発明によれば、連結部、挿通部、基板接続部からなる導電部材を絶縁部材を貫通するように保持し、連結部を絶縁部材下面に当接させることで、導電部材に軸方向上向きの過大な力が加わっても、導電部材の軸方向位置を不動のものとすることができる。
巻線端末の断線や、導電部材と回路基板との接触不良を防止するとともに、回路基板との接続がプレスフィットで行えるようになることで、半田を使用しない接続が可能となり、信頼性の高いモータ、およびモータアクチュエータとすることができる。

本発明の第１の実施形態例に係るステータの完成図であり、（ａ）上方から見た斜視図、（ｂ）下方から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態例に係るステータの構成図である。 図２におけるＡ－Ａ断面図である。 本発明の第２の実施形態例に係るステータの完成図であり、（ａ）上方から見た斜視図、（ｂ）下方から見た斜視図である。 本発明の第２の実施形態例に係るステータの構成図であり、（ａ）上面図、（ｂ）Ｂ－Ｂ断面図である。 本発明の第３の実施形態例に係るモータの斜視図であり、（ａ）ステータの組付け図、（ｂ）ステータを固定した直後の図、（ｃ）完成図である。 本発明の第３の実施形態例に係るモータの構成図であり、（ａ）図６におけるＣ－Ｃ断面図、（ｂ）、（ｃ）スルーホールとプレスフィット部の関係を示す概念図である。 本発明の第４の実施形態例に係るモータアクチュエータの概念図であり、（ａ）ウォームギアを用いた図、（ｂ）ピニオンギアを用いた図である。 本発明の第５の実施形態例に係るモータアクチュエータの概念図であり、（ａ）外観図、（ｂ）上面図である。 本発明の第５の実施形態例に係るモータアクチュエータのモータ部の組立てを示す斜視図であり、（ａ）組付け図、（ｂ）ステータおよび回路基板を固定した直後の図、（ｃ）完成図である。 本発明の第６の実施形態例に係るモータアクチュエータのモータ部の組立てを示す斜視図であり、（ａ）組付け図、（ｂ）ステータおよび回路基板を固定した直後の図、（ｃ）完成図である。 従来例における巻線と回路基板との接続を示す概念図である。

本明細書では、図３、図５（ｂ）、図７（ａ）における中心軸と平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を「径方向」と呼び、中心軸を中心とする円周方向を「周方向」と呼ぶ。また、図３、図５（ｂ）、図７（ａ）において上方向を単に「上方向」、下方向を単に「下方向」と呼ぶ。図１０、図１１においてステータが挿入される方向を「挿入方向」と呼ぶ。
なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向とは必ずしも一致しない。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。

（第１の実施形態例）
本発明の第１の実施形態例に係るステータを図１から図３を用いて説明する。ステータ１は、いわゆるアウターロータ型ブラシレスモータにおけるステータであり、コア１０と、コア１０を被覆する絶縁部材２０と、絶縁部材２０上に巻回される複数の巻線３０と、絶縁部材２０を貫通する複数の導電部材４０と、を有する

コア１０は、中心軸２の周囲に配置される。コア１０は、磁性体から成り、中心軸２を覆うように形成された円環部１１と、円環部１１から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の極歯１２と、極歯１２の先端から円周方向に伸びる鍔部１３を有する。極歯１２の間にはスロット１４が形成される。なお、図２では、説明を容易とするため、１つの極歯１２に巻き回された巻線３０を不図示としている。

絶縁部材２０は、絶縁性樹脂により成型されており、コア１０に軸方向上方より装着される第１のコアカバー２１と、コア１０に軸方向下方より装着される第２のコアカバー２２により構成される。絶縁部材２０は、コア１０の円環部１１の上下面と外周面、極歯１２の周囲、および鍔部１３の内周面を被覆し、コア１０と後述の巻線３０や導電部材４０との絶縁を確保する。
なお、本実施形態例では、絶縁部材２０は、第１のコアカバー２１と第２のコアカバー２２とから構成されているが、インサート成型等の手法で一体の絶縁部材として構成してもよい。

絶縁部材２０は、後述の導電部材４０における挿通部４２を軸方向に貫通保持するための貫通孔２３を有している。貫通孔２３は、極歯１２間における円環部１１の近傍に設けられており、この貫通孔２３が本実施形態例における被貫通部に相当する。また、絶縁部材２０の下面には、後述する導電部材４０における連結部４１を収容するための収容溝２４が、貫通孔２３の開口端から径方向外側に向かって形成されている。収容溝２４の底面２４ａは、絶縁部材２０の下面と略平行である。貫通孔２３の開口端および収容溝２４の周囲には、軸方向に突出した凸部２５が形成されており、この凸部２５により、連結部４１を収容するのに十分な収容溝２４の深さを確保している。本実施形態例では、材料費の削減のため第１のコアカバー２１と第２のコアカバー２２とは同形状となっており、そのため、収容溝２４と凸部２５は絶縁部材２０の上面にも同様に形成されている。また、貫通孔２３、収容溝２４、および凸部２５は全ての極歯１２の間に設けられている。

導電部材４０は、絶縁部材２０に設けられた収容溝２４の底面２４ａと略平行に設けられて径方向に伸びる連結部４１と、連結部４１の径方向内方端部４１ａより軸方向上方に立上る挿通部４２と、連結部４１の径方向外方端部４１ｂより軸方向下方に垂下する基板接続部４３とを備える。本実施形態例における導電部材４０は、断面略正方形の線状導体を径方向内方端部４１ａおよび径方向外方端部４１ｂの二か所にて、折り曲げることで形成される。なお、導電部材４０は、線状導体の折り曲げでなく、例えば、板状導体を打ち抜き後にプレス曲げすること、等の任意の方法によって形成されてもよい。また、断面形状も略正方形に限られることはなく、断面円形や断面平板状とすることも可能である。

導電部材４０の挿通部４２が、絶縁部材２０の下方から貫通孔２３に挿通され、絶縁部材２０を貫通するように保持される。その際、挿通部４２の先端が、絶縁部材２０の上方の凸部２５を超えて突出し、後述の巻線３０を電気的に接続するための巻線接続部４２ａとなる。導電部材４０の連結部４１は、絶縁部材２０の下方に設けられた収容溝２４に収容され、収容溝の底面２４ａに略全域にわたって当接する。この際、導電部材４０の固定は、軽圧入によるものであるが、貫通孔２３の開口部への接着剤滴下等の方法を用いて固定してもよい。

絶縁部材２０により周囲を被覆された極歯１２に、駆動電力を供給するための巻線３０が巻回される。巻線端部３１は、導電部材４０の巻線接続部４２ａに巻回され、溶接や半田付けといった任意の方法で、電気的に接続される。ステータ１の上方に突出した巻線接続部４２ａにて、接続作業を行うため、ステータ下部と回路基板の間にて半田付けする場合と比べて、容易に接続作業を行うことができる。

導電部材４０の連結部４１が、絶縁部材２０に設けられた収容溝の底面２４ａに略全域にわたって当接しているため、導電部材４０に対して軸方向上方に向かう大きな力が加わっても、絶縁部材２０が変形して導電部材４０が軸方向上方に移動することが防止される。また、導電部材４０の連結部４１が、収容溝２４に収容されているため、導電部材４０に周方向に回動するような力が加わっても、導電部材４０が不要に回動してしまうことを防止することができる。

本実施形態例では、導電部材４０の連結部４１は径方向に伸びる形状とし、挿通部４２は連結部４１の径方向内方端部４１ａから立上り、基板接続部４３は連結部４１の径方向外方端部４１ｂから垂下する構成としているが、これに限られない。例えば、挿通部を径方向外方端部から立上げ、基板接続部を径方向内方端部から垂下してもよい。また、連結部４１は径方向に伸びるように配置していたが、周方向に伸びるように配置してもよい。この場合は、連結部の長さをより長くすることが可能なため、軸方向上方に向かう大きな力に対する耐性がより強まる。

また、導電部材４０の基板接続部４３に、周辺部とは断面形状が異なるプレスフィット部（不図示）を設けてもよい。プレスフィットとは、接続端子に他の部分とは断面形状が異なるプレスフィット部を設け、当該プレスフィット部を基板に設けたスルーホールに圧入して、その変形圧力により両者が接触して導通するものである。本実施形態例は、基板接続部４３の回路基板（不図示）への圧入時に生じる、特に軸方向上方に向かう力に対して大きな耐性があるため、プレスフィットによる回路基板との接続に好適であり、半田を使用しない信頼性の高い接続が可能となる。

（第２の実施形態例）
本発明の第２の実施形態例に係るステータを図４および図５を用いて説明する。ステータ１０１は、いわゆるインナーロータ型ブラシレスモータにおけるステータであり、コア１１０と、コア１１０を被覆する絶縁部材１２０と、絶縁部材１２０上に巻回される複数の巻線１３０と、絶縁部材１２０を貫通する複数の導電部材１４０と、を有する。

コア１１０は、中心軸１０２の周囲に配置される。コア１１０は、磁性体から成り、中心軸１０２を覆うように形成された円環部１１１と、円環部１１１から径方向内方に向かって放射状に延びる複数の極歯１１２と、極歯１１２の先端から円周方向に伸びる鍔部１１３を有する。極歯１１２の間にはスロット１１４が形成される。なお、図５（ａ）では、説明を容易とするため、複数の極歯１１３に巻き回された巻線１３０を不図示としており、また、絶縁部材１２０の一部を切り欠いてコア１１０を露出している。

絶縁部材１２０は、絶縁性樹脂により成型されており、コア１１０に軸方向上方より装着される第１のコアカバー１２１と、コア１１０に軸方向下方より装着される第２のコアカバー１２２により構成される。絶縁部材１２０は、コア１１０の円環部１１１の上下面と内周面、極歯１１２の周囲、および鍔部１１３の径方向外周面を被覆し、コア１１０と後述の巻線１３０や導電部材１４０との絶縁を確保する。
なお、本実施形態例では、絶縁部材１２０は、第１のコアカバー１２１と第２のコアカバー１２２とから構成されているが、インサート成型等の手法で一体の絶縁部材として構成してもよい。

絶縁部材１２０は、後述の導電部材１４０における挿通部１４２を軸方向に貫通保持するための貫通孔１２３を有している。貫通孔１２３は、極歯１１２間における円環部１１１近傍に設けられており、この貫通孔１２３が本実施形態例における被貫通部に相当する。また、絶縁部材１２０の下面には、後述する導電部材１４０における連結部１４１を収容するための収容溝１２４が、貫通孔１２３の開口端から径方向内方に向かって形成されている。収容溝１２４の底面１２４ａは、絶縁部材１２０の下面と略平行である。本実施形態例では、材料費の削減のため第１のコアカバー１２１と第２のコアカバー１２２とは同形状となっており、そのため、収容溝１２４は絶縁部材１２０の上面にも同様に形成されている。また、貫通孔１２３および収容溝１２４は全ての極歯１１２の間に設けられている。また、貫通孔１２３の開口端および収容溝１２４の周囲に軸方向に突出した凸部を形成し、この凸部により、連結部１４１を収容するのに十分な収容溝１２４の深さを確保してもよい。

導電部材１４０は、絶縁部材１２０に設けられた収容溝１２４の底面１２４ａと略平行に設けられて径方向に伸びる連結部１４１と、連結部１４１の径方向外方端部１４１ａより軸方向上方に立上る挿通部１４２と、連結部１４１の径方向内方端部１４１ｂより軸方向下方に垂下する基板接続部１４３とを備える。本実施形態例における導電部材１４０は、断面略正方形の線状導体を径方向外方端部１４１ａおよび径方向内方端部１４１ｂの二か所にて、折り曲げることで形成される。なお、導電部材１４０は、線状導体の折り曲げでなく、例えば、板状導体を打ち抜き後にプレス曲げすること、等の任意の方法によって形成されてもよい。また、断面形状も略正方形に限られることはなく、断面円形や断面平板状とすることも可能である。

導電部材１４０の挿通部１４２が、絶縁部材１２０の下方から貫通孔１２３に挿通され、絶縁部材１２０を貫通するように保持される。その際、挿通部１４２の先端が、絶縁部材１２０の上方より突出し、後述の巻線１３０を電気的に接続するための巻線接続部１４２ａとなる。導電部材１４０の連結部１４１は、絶縁部材１２０の下方に設けられた収容溝１２４に収容され、収容溝の底面１２４ａに略全域にわたって当接する。この際、導電部材１４０の固定は、軽圧入によるものであるが、貫通孔開口部への接着剤滴下等の方法により固定してもよい。

絶縁部材１２０により周囲を被覆された極歯１１２に、駆動電力を供給するための巻線１３０が巻回される。巻線端部１３１は、導電部材１４０の巻線接続部１４２ａに巻回され、溶接や半田付けといった任意の方法で、電気的に接続される。ステータ１０１の上方に突出した巻線接続部１４２ａにて接続作業を行うため、ステータ下部と回路基板の間にて半田付けする場合と比べて、容易に接続作業を行うことができる。

導電部材１４０の連結部１４１が、絶縁部材１２０に設けられた収容溝の底面１２４ａに略全域にわたって当接しているため、導電部材１４０に対して軸方向上方に向かう大きな力が加わっても、絶縁部材１２０が変形して導電部材１４０が軸方向上方に移動することが防止される。また、導電部材１４０の連結部１４１が、収容溝１２４に収容されているため、導電部材１４０に周方向に回動するような力が加わっても、導電部材１４０が不要に回動してしまうことを防止することができる。

本実施形態例では、導電部材１４０の連結部１４１は径方向に伸びる形状とし、挿通部１４２は連結部１４１の径方向外方端部１４１ａから立上り、基板接続部１４３は連結部１４１の径方向内方端部１４１ｂから垂下する構成としているが、これに限られない。例えば、挿通部を径方向内方端部から立上げ、基板接続部を径方向外方端部から垂下してもよい。また、連結部１４１は径方向に伸びるように配置していたが、周方向に伸びるように配置してもよい。この場合は、連結部の長さをより長くすることが可能なため、軸方向上方に向かう大きな力に対する耐性がより強まる。

また、導電部材１４０の基板接続部１４３に、周辺部とは断面形状が異なるプレスフィット部（不図示）を設けてもよい。本実施形態例においては、基板接続部１４３の回路基板（不図示）への圧入時に生じる、特に軸方向上方に向かう力に対して大きな耐性があるため、プレスフィットによる回路基板との接続に好適であり、半田を使用しない信頼性の高い接続が可能となる。

（第３の実施形態例）
本発明の第３の実施形態例に係るブラシレスモータを図６および図７を用いて説明する。ブラシレスモータ５０は、ステータベース５１と、ステータベース５１上に固定された軸受ハウジング５２および回路基板５３と、軸受ハウジング５２内に設けられた軸受５５と、ステータ１と、シャフト５６を有するロータ５７と、を有する。ステータ１の構成は、第１の実施形態例に示したステータ１と同じであるため、ステータ１の構成については、適宜、図１から図３を参照し、同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

ステータベース５１は、鉄またはアルミニウム等の金属製薄板からなり、プレスにて所定の形状に加工され、その中央付近に中央孔５１ａを有している。中央孔５１ａに対し、有底略円筒状からなる軸受ハウジング５２が同軸状に固定されている。軸受ハウジング５２の内側には、例えば、焼結含油材質からなる軸受５５が、任意の方法で固定されている。

ロータ５７は、有蓋略円筒状に形成されており、筒部５７ａと筒部５７ａの上端に設けられた略円盤状の蓋部５７ｂを有する。蓋部５７ｂの中央には、シャフト５６が上下に貫通するように圧入されている。筒部５７ａの内周面には駆動用マグネット（不図示）が設けられており、駆動用マグネットがステータ１のコア１０の極歯１２および鍔部１３と径方向に対向するように配置される。シャフト５６は、軸受５５に軸支されている。

回路基板５３は、中心孔５３ａを有し、軸受ハウジング５２が中心孔５３ａを挿通するように、ステータベース５１上に接着等任意の方法で固定されている。回路基板５３上には、ロータ５７の磁極の位置検出手段として、ホール素子（不図示）が設けられている。また、回路基板５３は、ステータ１に設けられた導電部材４０の基板接続部４３に対応した位置に、スルーホール５４を有している。

ステータ１は、軸受ハウジング５２の外周面にコア１０における円環部１１の内周面を接するように挿入され、固定されている。導電部材４０が、回路基板５３に設けられたスルーホール５４に挿通され、半田付け等任意の方法で電気的に接続される。

導電部材４０の基板接続部４３に、周辺とは断面形状の異なるプレスフィット部を設け、導電部材４０とスルーホール５４とをプレスフィットによって接続してもよい。基板接続部４３に設けるプレスフィット部は、例えば、図７（ｂ）に示すように、基板接続部４３の一部をつぶして大径部４３ａとしてもよく、また、図７（ｃ）に示すように、基板接続部４３の一部を加工して弾性コンタクト部４３ｂとしてもよい。

大径部４３ａあるいは弾性コンタクト部４３ｂは、スルーホール５４への挿入前は、スルーホール５４の穴径よりもわずかに大径であるため、はめあいの関係が圧入となる。大径部４３ａあるいは弾性コンタクト部４３ｂを、スルーホール５４に圧入すると、大径部４３ａあるいは弾性コンタクト部４３ｂが変形して復元力Ｆｒが発生する。その復元力Ｆｒによって、スルーホール５４の内面に対して、電気的に接続されると共に、高い固定力を得ることができる。

基板接続部４３の大径部４３ａあるいは弾性コンタクト部４３ｂをスルーホール５４に圧入する際には、導電部材４０に対して、軸方向上方に向かう大きな反力Ｆが発生する。本実施形態例においては、導電部材４０に設けられた連結部４１が略全域にわたって、絶縁部材２０に設けられた収容溝２４の底面２４ａに当接しているため、大きな反力Ｆを受けても、導電部材４０が軸方向に不要に動くことが無い。したがって、プレスフィットによる回路基板との接続に好適であり、半田を使用しない信頼性の高い接続が可能となる。

本実施形態例では、アウターロータ型のブラシレスモータの例について説明したが、これに限られない。例えば、図４および図５に示されたステータ１０１を用いてインナーロータ型のブラシレスモータとすることも可能である。

（第４の実施形態例）
本発明の第４の実施形態例に係るモータアクチュエータを図８（ａ）を用いて説明する。モータアクチュエータ７０は、下ケース７１と、上ケース（不図示）と、駆動源となるブラシレスモータ５０と，回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構７２と、出力軸７３と、を有する。ブラシレスモータ５０の構成は、第３の実施形態例に示したブラシレスモータ５０と同じであるため、ブラシレスモータ５０の構成については、適宜、図６および図７を参照し、同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

下ケース７１は、底面壁７１ａと４つの側壁７１ｂを有しており、１面が開口された略矩形の容器形状となっている。同じく１面が開口された上ケース（不図示）と開口面を合わせて組み付ける事で、所定の内部空間をもったハウジングが形成される。

下ケース７１の底面壁７１ａには、ブラシレスモータ５０の収容部（不図示）が設けられており、ブラシレスモータ５０のシャフト５６が、後述する出力軸７３と直交する方向となるように、ブラシレスモータ５０が配置される。

ブラシレスモータ５０の回転駆動力は、ウォームギア７２ａを含む歯車機構７２を介して出力軸７３に伝達されるようになっている。この出力軸７３には、図示しないクランク等が取り付けられている。

以上のように、ブラシレスモータ５０とモータアクチュエータ７０を構成することで、ステータ１の導電部材４０と回路基板５３とをプレスフィット等により接続した、信頼性の高いモータアクチュエータを実現でき、特に高い信頼性を要求される車載用モータアクチュエータ等に好適である。

本実施形態例においては、駆動源として、ステータ１を有するアウターロータ型のブラシレスモータ５０を用いたが、これに限られない。駆動源として、図４および図５に示したステータ１０１を有するインナーロータ型のブラシレスモータを用いてもよい。また、図８（ｂ）に示すように、シャフト５６にピニオンギア７２ｂを取付け、ブラシレスモータ５０のシャフト５６と出力軸７３が平行になるようにブラシレスモータ５０を配置した構成とすることも可能である。

（第５の実施形態例）
本発明の第５の実施形態例に係るモータアクチュエータを図９および図１０を用いて説明する。本実施形態例のモータアクチュエータ８０は、例えば、車両用グリルシャッター装置の駆動源などに用いることができるものであり、主に、下ケース８１と、上ケース８２と、下ケース８１に組み込まれ駆動源となるブラシレスモータ９０と、回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構８５と、出力軸８６と、を有する。

ブラシレスモータ９０はいわゆるアウターロータ―型のブラシレスモータであり、ステータおよび回路基板の構成は、第１の実施形態例および第３の実施形態例に示したものと同じである。したがって、ブラシレスモータ９０におけるステータおよび回路基板の構成については、適宜、図１から図３および図６、図７を参照し、同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

下ケース８１は、底面壁８１ａと４つの側壁８１ｂを有しており、１面が開口された略矩形の容器形状となっている。上ケース８２と開口面を合わせて組み付ける事で、所定の内部空間をもったハウジングが形成される。上ケース８２には、後述の出力軸８６を上ケース外方に露出させるための開口部（不図示）が設けられている。

下ケース８１の底面壁８１ａには、ブラシレスモータ９０のステータ１を固定するための、略円筒形状からなるステータ保持部８３が、下ケース８１の底面壁８１ａと一体に形成されている。ステータ保持部８３の筒状部の内側には、例えば、焼結含油材質からなる軸受８４が、圧入等の任意の方法で固定されている。軸受８４が、本実施形態例における回転支持部に相当する。回路基板５３が、中心孔５３ａをステータ保持部８３に嵌合するように固定されている。なお、図１０（ａ）～（ｃ）では、説明を容易とするため、ブラシレスモータ９０周辺の図示に限定し、歯車機構８５等を省略している。

ロータ９１は、有蓋略円筒状に形成されており、筒部９１ａと筒部９１ａの上端に設けられた略円盤状の蓋部９１ｂを有する。蓋部９１ｂの中央にはシャフト９２が圧入により固定されている。筒部９１ａの内周面には駆動用マグネット（不図示）が設けられており、駆動用マグネットが、ステータ１のコア１０の極歯１２および鍔部１３と径方向に対向するように配置される。シャフト９２は、軸受８４に軸支されている。また、蓋部９１ｂの上方には、ピニオンギア９３が、シャフト９２と同軸に設けられており、歯車機構８５における初段の歯車８５ａと噛合している。

ステータ１は、ステータ保持部８３の外周面にコア１０における円環部１１の内周面を接するように挿入され、固定されている。絶縁部材２０を貫通するように設けられた導電部材４０が、回路基板５３に設けられたスルーホール５４に挿通され、任意の方法で電気的に接続される。導電部材４０に駆動電力が供給されると、コア１０の極歯１２から駆動用マグネット（不図示）に対して回転磁界が発生し、ロータ９１に回転駆動力が発生する。ロータ９１に発生した回転駆動力は、ピニオンギア９３から歯車機構８５に伝達され、出力軸８６を通じて外部に出力される。

導電部材４０の基板接続部４３に、周辺とは断面形状の異なるプレスフィット部を設け、導電部材４０とスルーホール５４とをプレスフィットによって接続してもよい。導電部材４０は、特に軸方向上方に向かう力に対して大きな耐性があるため、プレスフィットによる基板との接続に好適であり、半田を使用しない信頼性の高い接続が可能である。

本実施形態例において、ステータ保持部８３は下ケース８１の底面壁８１ａと一体とし、ステータ保持部８３に回路基板５３とステータ１を、ステータ１が上方になるように嵌合固定しているが、これに限られない。ステータ保持部はケースと別体とし、接着等任意の方法でケースの底面壁に固定してもよい。また、ステータ１と回路基板５３をステータ１が下方となるように嵌合固定してもよい。この場合は、ステータ１が回路基板５３に対して下方になるため、基板接続部４３が軸方向上向きとなるように実装される。

（第６の実施形態例）
本発明の第６の実施形態例に係るモータアクチュエータを図９および図１１を用いて説明する。本実施形態例は、第５の実施形態例におけるブラシレスモータ９０をいわゆるインナーロータ型のブラシレスモータ１９０に置き換えたものであり、主に、下ケース８１と、上ケース８２と、下ケース８１に組み込まれ駆動源となるブラシレスモータ１９０と、回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構８５と、出力軸８６と、を有する。

インナーロータ型のブラシレスモータ１９０におけるステータの構成は、第２の実施形態例に示したものと同じである。したがって、ブラシレスモータ１９０におけるステータ１０１の構成については、適宜、図４および図５を参照し、同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

下ケース８１の底面壁８１ａには、ブラシレスモータ１９０のステータ１０１を固定するための、略円環形状からなるステータ保持部１８３が、下ケース８１の底面壁８１ａと一体に形成されている。ステータ保持部１８３の内側には、シャフト１９２が、ステータ保持部１８３と同軸になるように圧入等の任意の方法で固定されている。シャフト１９２が、本実施形態例における回転支持部に相当する。回路基板１５３が、周縁部１５３ａをステータ保持部１８３に係合するように固定されている。なお、図１１（ａ）～（ｃ）では、説明を容易とするため、ブラシレスモータ１９０周辺の図示に限定し、歯車機構８５等を省略している。

ロータ１９１は、略円柱状に形成されており、駆動用マグネット１９１ａとシャフト１９２を挿通するための貫通孔１９１ｂとを有する。ロータ１９１が、シャフト１９２に回転可能に軸支され、駆動用マグネット１９１ａが、ステータ１０１のコア１１０の極歯１１２および鍔部１１３と径方向に対向するように配置される。また、ロータ１９１の上方には、ピニオンギア１９３が、貫通孔１９１ｂと同軸に設けられており、歯車機構８５における初段の歯車８５ａと噛合している。

ステータ１０１は、ステータ保持部１８３の内周面にコア１１０における円環部１１１の外周面を接するように挿入され、固定されている。絶縁部材１２０を貫通するように設けられた導電部材１４０が、回路基板１５３に設けられたスルーホール１５４に挿通され、任意の方法で電気的に接続される。導電部材１４０に駆動電力が供給されると、コア１１０の極歯１１２から駆動用マグネット１９１ａに対して回転磁界が発生し、ロータ１９１に回転駆動力が発生する。ロータ１９１に発生した回転駆動力は、ピニオンギア１９３から歯車機構８５に伝達され、出力軸８６を通じて外部に出力される。

導電部材１４０の基板接続部１４３に、周辺とは断面形状の異なるプレスフィット部を設け、導電部材１４０とスルーホール１５４とをプレスフィットによって接続してもよい。導電部材１４０は、特に軸方向上方に向かう力に対して大きな耐性があるため、プレスフィットによる基板との接続に好適であり、半田を使用しない信頼性の高い接続が可能である。

本実施形態例において、ステータ保持部１８３は下ケース８１の底面壁８１ａと一体とし、ステータ保持部１８３に回路基板１５３とステータ１０１を、ステータ１０１が上方になるように嵌合固定していたが、これに限られない。ステータ保持部はケースと別体とし接着等任意の方法でケースの底面部に固定してもよい。また、ステータ１０１と回路基板１５３をステータ１０１が下方となるように嵌合固定してもよい。この場合は、ステータ１０１が回路基板１５３に対して下方になるため、導電部材１４０の基板接続部１４３が軸方向上向きとなるように実装される。また、シャフトをロータに設け、このシャフトをケースに設けた軸受に軸支させてもよい。

以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は、上述に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において、上述以外にも種々変形して実施することが可能である。

例えば、本発明の実施形態例では、導電部材は絶縁部材に設けた貫通孔のみを貫通する構成としていたが、コアにも貫通孔や切欠を設けて、コアと絶縁部材の両方を貫通する構成としてもよい。また、本発明の実施形態例は、径方向空隙型のモータについて記載しているが、軸方向空隙型のモータに適用することも、当然、可能である。

また、本発明の実施形態例では、ステータ１およびステータ１０１が、ブラシレスモータ５０およびブラシレスモータを組み入れたモータアクチュエータ８０に適用される場合について説明したが、これに限られない。本発明におけるステータは、誘導電動機・同期電動機・ステッピングモーター・リラクタンスモータなどの公知の他のモータおよびモータアクチュエータに適用することも可能である。

１、１０１ ステータ
２、１０２ 中心軸
１０、１１０ コア
１１、１１１ 円環部
１２、１１２ 極歯
１３、１１３ 鍔部
１４、１１４ スロット
２０、１２０ 絶縁部材
２１、１２１ 第１のコアカバー
２２、１２２ 第２のコアカバー
２３、１２３ 貫通孔
２４、１２４ 収容溝
２４ａ、１２４ａ 収容溝の底面
２５ 凸部
３０、１３０ 巻線
３１、１３１ 巻線端部
４０、１４０ 導電部材
４１、１４１ 連結部
４１ａ、１４１ｂ 径方向内方端部
４１ｂ、１４１ａ 径方向外方端部
４２、１４２ 挿通部
４２ａ、１４２ａ 巻線接続部
４３，１４３ 基板接続部
４３ａ 大径部
４３ｂ 弾性コンタクト部
５０ ブラシレスモータ
５１ ステータベース
５１ａ 中央孔
５２ 軸受ハウジング
５３、１５３ 回路基板
５３ａ 中心孔
５４、１５４ スルーホール
５５ 軸受
５６ シャフト
５７ ロータ
５７ａ 筒部
５７ｂ 蓋部
７０ モータアクチュエータ
７１ 下ケース
７１ａ 底面壁
７１ｂ 側壁
７２ 歯車機構
７２ａ ウォームギア
７２ｂ ピニオンギア
７３ 出力軸
８０ モータアクチュエータ
８１ 下ケース
８１ａ 底面壁
８１ｂ 側壁
８２ 上ケース
８３、１８３ ステータ保持部
８４ 軸受
８５ 歯車機構
８５ａ 初段の歯車
８６ 出力軸
９０、１９０ ブラシレスモータ
９１、１９１ ロータ
９１ａ 筒部
９１ｂ 蓋部
９２、１９２ シャフト
９３、１９３ ピニオンギア
１５３ａ 周縁部
１９１ａ 駆動用マグネット
１９１ｂ 貫通孔
２００ ステータ
２１０ コア
２１１ 極歯
２２０ コアカバー
２３０ 巻線
２３１ 巻線端部
２５０ ステータベース
２６０ 回路基板
２６１ ランドパターン
２６２ 半田
Ｆｒ 復元力
Ｆ 反力

Claims (11)

1. 磁性体からなるコアと、
   前記コアを被覆する絶縁部材と、
   前記絶縁部材上に巻回される巻線と、
   前記巻線に駆動電力を供給するための導電部材と、を有し、
   前記コアは、
   円環部と、
   前記円環部から前記円環部の径方向に伸び、前記円環部の周方向に沿って複数形成された極歯と、を有し、
   前記導電部材は、
   前記絶縁部材の下面に当接している連結部と、
   前記連結部の一端より軸方向上方に立上がる挿通部と、
   前記連結部の他端より軸方向下方に垂下する基板接続部と、を備え、
   前記絶縁部材は、
   前記円環部および前記極歯を被覆し、
   前記挿通部を軸方向に貫通するための被貫通部と、
   前記連結部を収容するための収容溝と、を備え、
   前記被貫通部は、前記極歯間における前記円環部の近傍に設けられ、
   前記収容溝は、前記被貫通部から前記絶縁部材の周縁まで径方向に伸び、
   前記連結部は、径方向に伸びるように収容溝に配置され、
   前記他端は、前記周縁と径方向で略同じ位置にあり、
   前記挿通部が、前記絶縁部材の下方から前記被貫通部に挿通され、前記被貫通部を貫通するとともに、前記絶縁部材の上方にて、前記巻線と電気的に接続されている、
   ことを特徴とするステータ。
   
2. 磁性体からなるコアと、
   前記コアを被覆する絶縁部材と、
   前記絶縁部材上に巻回される巻線と、
   前記巻線に駆動電力を供給するための導電部材と、を有し、
   前記コアは、
   円環部と、
   前記円環部から前記円環部の径方向に伸び、前記円環部の周方向に沿って複数形成された極歯と、を有し、
   前記導電部材は、
   前記絶縁部材の下面に当接している連結部と、
   前記連結部の一端より軸方向上方に立上がる挿通部と、
   前記連結部の他端より軸方向下方に垂下する基板接続部と、を備え、
   前記絶縁部材は、
   前記円環部および前記極歯を被覆し、
   前記挿通部を軸方向に貫通するための被貫通部を備え、
   前記被貫通部は、前記極歯間における前記円環部の近傍に設けられ、
   前記連結部は、周方向に伸びるように前記絶縁部材の下面に当接しており、
   前記挿通部が、前記絶縁部材の下方から前記被貫通部に挿通され、前記被貫通部を貫通するとともに、前記絶縁部材の上方にて、前記巻線と電気的に接続されている、
   ことを特徴とするステータ。
   
3. 前記絶縁部材は、
   前記コアに軸方向上方より装着される第１のコアカバーと、
   前記コアに軸方向下方より装着される第２のコアカバーと、を有する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のステータ。
   
4. 前記基板接続部は、
   他の部分と断面形状が異なるプレスフィット部を有する、
   ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のステータ。
   
5. 請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のステータと、
   前記ステータが形成する回転磁界によって回転するロータと、
   回路基板と、
   を備えたモータ。
   
6. 前記回路基板は、スルーホールを有し、
   前記基板接続部が、前記スルーホールに挿入され、プレスフィットにより固定される、
   ことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
   
7. 請求項５または請求項６のいずれか一項に記載のモータと、
   前記モータの回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構と、
   回転駆動力を外部に出力する出力軸と、
   を備えたモータアクチュエータ。
   
8. モータの回転駆動力を、歯車機構により減速しながら伝達し、出力軸にて外部に出力するモータアクチュエータであって、
   前記モータアクチュエータは、
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のステータと、
   前記ステータと同軸に軸支され、前記ステータが形成する回転磁界によって回転するロータと、
   スルーホールを有する回路基板と、
   前記ロータを回転自在に支持する回転支持部と、
   前記ロータの回転駆動力を減速しながら伝達する歯車機構と、
   回転駆動力を外部に出力する出力軸と、
   ケースと、を有し、
   前記ステータは、前記ケースに設けられたステータ保持部に固定され、
   前記基板接続部と、前記回路基板とが、前記スルーホールにて電気的に接続されている、
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
   
9. 前記回転支持部は、前記ケースに固定された軸受である、
   ことを特徴とする請求項８に記載のモータアクチュエータ。
   
10. 前記回転支持部は、前記ケースに固定されたシャフトである、
    ことを特徴とする請求項８に記載のモータアクチュエータ。
    
11. 前記基板接続部は、
    他の部分と断面形状が異なるプレスフィット部を有し、
    前記プレスフィット部が、前記スルーホールに挿入され、プレスフィットにより固定される、
    ことを特徴とする請求項８～請求項１０のいずれか一項に記載のモータアクチュエータ。
    

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