JPWO2018051773A1 - モータ - Google Patents

Abstract

モータは、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、ロータと径方向に対向するステータと、内部にステータを保持し、軸方向一方側の端部に第１開口部を有する筒状のハウジングと、ハウジングの内部に収容されてロータの回転位置を検出する位置検出センサと、位置検出センサと電気的に接続されたセンサ接続部と、を有する。ハウジングは、内部に少なくとも位置検出センサが収容される収容部と、収容部と前記ハウジングの外面とを貫通した第２開口部を有しており、センサ接続部の少なくとも一部は、第２開口部に位置する。

Description

本開示は、モータに関する。

一般にブラシレスモータでは、ロータの回転位置を検出し、検出したロータ回転位置に基づいて、ステータ側のコイル（ステータコイル）を順次励磁してロータを回転駆動させる。ロータの回転位置検出には、高温や振動環境下に強く、構造がシンプルで故障にくいことから、レゾルバが使用されることが増える（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のモータは、外側にステータ、内側にロータを配置したインナーロータ型のブラシレスモータである。ステータは、有底円筒形状のケースを有する。ケースは、鉄等にて有底円筒状に形成される。ケースの開口部には、ブラケットが取り付けられる。ロータはロータシャフトを有する。ロータシャフトにはマグネットホルダが外挿される。マグネットは、マグネットホルダに保持される形でロータコアの外周に配置される。

マグネットホルダの端部には、ロータ回転位置検出手段であるレゾルバのロータが取り付けられる。レゾルバのステータは、金属製のレゾルバホルダ内に圧入され、ブラケットホルダユニットに固定される。レゾルバホルダはブラケットの内側に固定される。

特開２００８−７９４７０号公報

特許文献１に記載のブラシレスモータのように、レゾルバをケースの開口部近くに配することが可能であれば、ハーネスの処理が容易である。しかしながら、モータの取り付け位置、条件等によっては、レゾルバを有底円筒形状のケースの底部近傍に配置しなくてはならない場合もある。この場合、レゾルバからの信号を伝送するセンサハーネスをケース内部で配線しなくてはならず、モータの構造が複雑になり、モータの製造に手間と時間がかかる。また、モータの製造に高度な技術を要する場合もある。

そこで、本開示の実施形態は、簡単な構成を有し、ロータの位置を検出する位置検出センサおよびセンサに接続されるセンサ接続部を配置可能なモータを提供する。

本開示の例示的なモータは、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、内部に前記ステータを保持し、軸方向一方側の端部に第１開口部を有する筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部に収容されて前記ロータの回転位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサと電気的に接続されたセンサ接続部と、を有し、前記ハウジングは、内部に少なくとも前記位置検出センサが収容される収容部と、前記収容部と前記ハウジングの外面とを貫通した第２開口部を有しており、前記センサ接続部の少なくとも一部は、前記第２開口部に位置することを特徴とする。

本開示の例示的な実施形態によると、簡単な構成を有し、ロータの位置を検出する位置検出センサおよびセンサに接続されるセンサ接続部を配置可能であるモータを提供できる。

図１は、第１実施形態のモータの斜視図である。 図２は、図１に示すモータの各構成部材を分解して示した分解斜視図である。 図３は、第１バスバを示す平面図である。 図４は、センサユニットの上方から見た斜視図である。 図５は、センサユニットを下方から見た斜視図である。 図６は、センサカバーに取り付けられたレゾルバステータを上方から見た斜視図である。 図７は、ハウジングへのセンサユニットの収容を示す平面図である。 図８は、センサユニットが取り付けられたハウジングの平面図である。 図９は、ステータの取り付けを示す図である。 図１０は、第１バスバと第２バスバとを接続した状態を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示の例示的な実施形態にかかるモータについて説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示すハウジング３の中心軸Ｃ１の軸方向と平行な方向とする。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向である。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

Ｚ軸は、図１に示す状態において、上を正の側（＋Ｚ側）、下を負の側（−Ｚ側）とする。そして、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「一方側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「他方側」と呼ぶ。なお、一方側及び他方側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。特に断りのない限り、中心軸Ｃ１に平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｃ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｃ１を中心とする円弧に沿う方向、すなわち、中心軸Ｃ１の周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

＜１．モータについて＞

＜１．１ モータの概略構成＞

本開示の例示的な第１実施形態にかかるモータの概略構成について説明する。図１は、本開示の第１実施形態のモータの斜視図である。図２は、図１に示すモータの各構成部材を分解して示した分解斜視図である。

図１、図２に示すように、本実施形態にかかるモータＡは、ロータ１と、ステータ２と、ハウジング３と、第１軸受４１と、第２軸受４２と、センサユニット５と、制御基板Ｂｄとを有する。

＜１．２ ロータ＞

ロータ１は、シャフト１１と、ロータコア１２と、ロータマグネット１３と、を有する。

＜１．２．１ シャフト＞

シャフト１１は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる円柱状である。詳細は後述するが、シャフト１１は、第１軸受４１および第２軸受４２を介して、ハウジング３に回転可能に支持される。すなわち、ロータ１は、中心軸に沿って延びるシャフト１１を有する。なお、シャフト１１は、中空の部材であってもよい。

シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１は、ハウジング３の他方側に設けられた後述する底部３１３に設けられた貫通孔を貫通し、ハウジング３の外部に露出する。シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１には、モータＡで回転される被回転体が取り付けられる。なお、被回転体としては、例えば、歯車、ポンプ、ファン、コンプレッサ等を挙げることができるが、これらに限定されない。図２に示すように、シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１は、外周面から径方向外側に突出するとともに軸方向に延びる凸部を複数個備えた構成を有する。これにより、シャフト１１に取り付けられた被回転体の回転方向のずれが抑制される。

なお、端部１１１の形状は、上述の形状に限定されるものではない。例えば、円柱の一部を切り欠いて、中心軸Ｃ１と平行な平面が形成されてもよいし、中心軸Ｃ１と直交する面で切断した断面が、円形以外の形状（例えば、三角形状、四角形状、六角形状）のもの、楕円形状のもの等であってもよい。さらには、外周面の表面に凹凸をつけた円柱形状であってもよい。シャフト１１が回転するときに、被回転体と端部１１１との周方向のずれを抑制できる形状を広く採用することができる。

＜１．２．２ ロータコア＞

ロータコア１２は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されて固定された積層体である。ロータコア１２は、シャフト１１に固定される。ロータコア１２は、シャフト１１を周方向に囲む。シャフト１１とロータコア１２とは中心軸が一致する。

＜１．２．３ ロータマグネット＞

ロータマグネット１３は、周方向に並んで配置される。ロータマグネット１３は、ロータコア１２に固定される。ロータ１において、ロータマグネット１３は、ロータコア１２に樹脂で固定される。ロータコア１２及びロータマグネットは、シャフト１１と共に回転する。なお、ロータマグネット１３のロータコア１２への固定は、樹脂に限定されない。ロータマグネット１３は、ロータコア１２に保持部材などを介して固定されてもよく、固定手段は特に限定されるものではない。

＜１．３ ステータ＞

ステータ２は、ロータ１と径方向に対向する。ステータ２とロータ１とは、中心軸が一致する。すなわち、ステータ２は、ロータ１の径方向外側を囲む。ステータ２は、ステータコア２１と、複数個のコイル２２と、第１バスバ２３と、第２バスバ２４と、を有する。

＜１．３．１ ステータコア＞

ステータコア２１は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されて固定された積層体である。ステータコア２１は、環状のコアバック（不図示）と、コアバック（不図示）から径方向内側に向かって延びる複数のティース（不図示）とを有する。ティースは、コアバックの内側面において周方向に並ぶ。ステータコア２１の少なくともティース（不図示）には、インシュレータ（不図示）が被覆される。インシュレータは、例えば、合成樹脂、エナメル、ゴム等、電気絶縁性を有する材料で形成される。なお、ステータコア２１を構成する電磁鋼板と、ロータコア１２を構成する電磁鋼板とは、１枚の被加工材をプレス加工で打ち抜くことにより製造可能である。

＜１．３．２ コイル＞

コイル２２は、ステータコア２１の外面を被覆したインシュレータ２３の外周に導線２２１を巻きつけることで構成される。コイル２２からは、導線２２１の一部が引き出される。導線２２１は、ステータ２の軸方向他方側の端部から軸方向に突出する。導線２２１を介して、コイル２２に電力を供給することで、ステータコア２１は励磁される。例えば、本実施形態において、モータＡは、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相を有する３相モータである。モータＡの各コイル２２は、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のいずれかに属する。各相には、例えば、位相をずらした正弦波形の電流が供給される。そのため、導線２２１の本数は、３相のそれぞれに電流が供給できる数（ここでは、２系統６本）である。すなわち、本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を構成する３本の導線の組が、２組存在する。

＜１．３．３ バスバ＞

モータＡでは、バスバを介して外部電源（不図示）からの電力がコイル２２に供給される。バスバは、第１バスバ２３と、第２バスバ２４とを有する。第１バスバ２３は、ステータコア２１の軸方向他方側に固定される。第１バスバ２３と、第２バスバ２４とは、導電性を有するとともに、分離可能である。本実施形態において、第１バスバ２３および第２バスバ２４は、金属製である。

図３は、第１バスバを示す平面図である。図３に示すように、第１バスバ２３は、環状部２３１と、導線接続端子２３２と、第１バスバ接続部２３３とを有する。環状部２３１は、中央に軸方向に貫通した貫通孔を有する。ステータ２をロータ１の径方向に対向して配置したとき、ロータ１のシャフト１１が環状部２３１の貫通孔を通る。

導線接続端子２３２は、３相の導線２２１それぞれと、接続する。そのため、導線接続端子２３２の数は、導線２２１の本数と同じである。導線接続端子２３２は、径方向先端側の端部に、環状部２３１の周方向に折り返された固定端部２３４を有する。第１バスバ２３が、ステータコア２１の軸方向他方側の端部に固定されることで、導線２２１は、対応した導線接続端子２３２の固定端部２３４に囲まれる。固定端部２３４が導線２２１の一部を挟むことにより、導線２２１と固定端部２３４、すなわち、導線２２１と導線接続端子２３２は、電気的に接続される。換言すると、第１バスバ２３は、複数個のコイル２２から延びる導線２２１と接続される。

外部電源（不図示）から供給される電力（電流）は、第１バスバ接続部２３３を介して３相の導線２２１のそれぞれに供給される。そのため、第１バスバ２３は、３個の第１バスバ接続部２３３を有する。第１バスバ接続部２３３のそれぞれは、対応する導線接続端子２３２と電気的に接続される。第１バスバ接続部２３３のそれぞれは、板部材であり、後述する固定具のボルトＢｔが貫通するねじ孔を有する。

図２に示すように、第２バスバ２４は、センサユニット５の後述する保持部５５に固定される。すなわち、第２バスバ２４は、保持部５５に保持される。第２バスバ２４は、外部電源と接続される。第２バスバ２４は、外部電源から３相のコイル２２のそれぞれに電力を供給する。モータＡは、３個の第２バスバ２４を有する。各第２バスバ２４は、外部接続端子２４１と、第２バスバ接続部２４２と、を有する。外部接続端子２４１は、外部電源と接続される。なお、本実施形態のモータＡの場合、ハウジング３の外部の制御基板Ｂｄに設けられた電源回路に接続される。外部接続端子２４１は、長板部材であり、導電性を有する。

第２バスバ接続部２４２は、板部材であり、中央にボルトＢｔが貫通するねじ孔を有する。外部接続端子２４１と第２バスバ接続部２４２とが同一の部材で連続して形成される。第１バスバ接続部２３３と第２バスバ接続部２４２とを、ねじ孔の軸方向に重ね、固定具であるボルトＢｔおよびナットＮｔで固定する。すなわち、第１バスバ２３と第２バスバ２４とは、固定具にて固定される。固定具は、ボルトＢｔ、ナットＮｔに限定されるものではない。固定具は、例えば、リベット、導電性接着剤による接着等であってもよい。固定具は、第１バスバ２３と第２バスバ２４とを固定できる部材・構造・構成を広く採用することができる。これにより、第１バスバ２３と第２バスバ２４とが電気的に接続される。なお、第２バスバ２４と、センサユニット５の保持部５５との詳細については、後述する。

＜１．４ ハウジングの構成＞

ハウジング３は筒状であり、カバー部３２と、基板配置部３３と、を有する。

＜１．４．１ ハウジング本体＞

ハウジング３は、中心軸Ｃ１に沿って延びる筒状である。ハウジング３は、モータＡの内部を保護する外装筐体の役割を果たす。そのため、本実施形態では、ハウジング３は、内部を保護する強度を有する金属製である。なお、外装筐体として十分な強度を有する場合、ハウジング３は、金属以外の材料で構成されてもよい。

ハウジング３は、第１開口部３１１と、第２開口部３１２と、底部３１３と、収容部３１４と、カバー固定部３１５と、軸受固定部３１６とを有する。ハウジング３は、内部にステータ２を保持する。ハウジング３は、ロータ１およびセンサユニット５を収容する。

＜１．４．１．１ 第１開口部＞

第１開口部３１１は、ハウジング３において軸方向一方側に位置する。すなわち、ハウジング３は、軸方向一方側の端部に第１開口部を有する。底部３１３は、ハウジング３において軸方向他方側に位置する。ステータ２は、第１開口部３１１から挿入される。ステータコア２１の外周面がハウジング３の内周面に圧入されることにより、ステータ２は、ハウジング３の内部に固定される。これにより、ステータ２およびハウジング３の中心軸（Ｃ１）が一致する。すなわち、ハウジング３は、内部にステータを保持する。

なお、本実施形態では、ステータコア２１をハウジング３の内部に圧入することにより、ステータ２のハウジング３へ固定する。しかしながら、ステータ２のハウジング３への固定方法は、例えば、焼嵌めなどの他の固定方法であってもよく、ステータ２をハウジング３の内部に固定できる固定方法を広く採用することができ、特に限定されるものではない。ハウジング３は、軸方向一方側の端部に、外周面から径方向外側に突出する複数個（ここでは、４個）のカバー固定部３１５を有する。カバー固定部３１５は、雌ねじを有する。カバー部３２がカバーて固定部に固定される際に、雌ねじには、ねじＳｃがねじ込まれる。

＜１．４．１．２ 底部＞

底部３１３は、ハウジング３の軸方向他方側を塞ぐ。底部３１３の径方向の中心部には、軸方向に内部から外部に貫通する貫通孔を有する。底部３１３には、第１軸受４１を固定する軸受固定部３１６が設けられる。なお、ハウジング３では、底部３１３に設けられた貫通孔の軸方向一方側の部分が、軸受固定部３１６である。軸受固定部３１６には、第１軸受４１が固定される。シャフト１１の軸方向一方側の端部は、ハウジング３の外部に突出する。

＜１．４．１．３ 収容部＞

収容部３１４は、ハウジング３の内部に設けられて、センサユニット５を収容する空間である。収容部３１４は、ハウジング３の底部３１３の軸方向一方側に隣接して位置する。収容部３１４は、底部３１３とステータ２との間に位置する。センサユニット５が収納部３１４に収納された際、センサユニット５の保持部５５は、底部３１３に固定される。なお、保持部５５は、例えば、ねじにて固定される。保持部５５が収容部３１４内に収容されることで、収容部３１４の内部には、少なくともセンサユニット５の後述する位置検出センサ５１が収容される。

＜１．４．１．４ 第２開口部＞

第２開口部３１２は、収容部３１４とハウジング３の外面とを貫通する。第２開口３１２は、ハウジング３を径方向に貫通する貫通孔である。第２開口３１２は、センサユニット５を挿入可能な形状および大きさを有する。センサユニット５は収納部３１４に挿入され、保持部５５が固定される。これにより、センサユニット５のセンサ接続部５３および第２バスバ２４の外部接続端子２４１が、第２開口部３１２からハウジング３の外部に露出する。

＜１．４．２ カバー部＞

本実施形態において、カバー部３２は、円柱状である。カバー部３２は、ハウジング３の第１開口部３１１にはめ込まれる。カバー部３２は、第１開口部３１１を塞ぐ。このとき、カバー部３２は、ハウジング３の軸方向一方側の端部を補強することができる。そのため、カバー部３２は、例えば、金属製であることが望ましい。なお、補強に十分な強度を有する場合、カバー部３２の材料は金属に限定されず、他の材料が用いられてもよい。

カバー部３２は、固定部３２１と、軸受固定部３２２とを有する。固定部３２１は、カバー部３２の軸方向一方側の端部から、径方向外側に突出する。固定部３２１は、軸方向に貫通する貫通孔を有する。固定部３２１の数は、カバー固定部３１５の数と同じである。固定部３２１と、カバー固定部３１５とを軸方向に重ね、固定部３２１の貫通孔にねじＳｃを貫通させ、ねじＳｃをカバー固定部３１５の雌ねじにねじ込む。これにより、カバー部３２は、第１開口部３１１を塞ぎ、ハウジング３に固定される。

軸受固定部３２２は、カバー部３２の軸方向他方側の中央部に設けられる。軸受固定部３２２は、中心軸と同軸の内周面（不図示）を有する。軸受固定部３２２に第２軸受４２が固定される。

＜１．４．３ 基板配置部＞

モータＡの回転は、制御基板Ｂｄにより制御される。制御基板Ｂｄは、センサユニット５からのロータ１の回転角（位置）の情報に基づいて、ステータ２の各相のコイル２２に所定の電力を供給する。図１に示すように、制御基板Ｂｄは、基板配置部３３に取り付けられる。基板配置部３３は、ハウジング３の外面に設けられる。基板配置部３３は、外周の少なくとも一部を囲む壁部３３１を有する。すなわち、ハウジング３は、外面に制御基板Ｂｄを配置する基板配置部３３を有する。モータＡでは、基板配置部３３の壁部３３１で囲まれた部分に、制御基板Ｂｄが配される。基板配置部３３は、第２開口部３１２とハウジング３の径方向に隣接する。

そのため、基板配置部３３に制御基板Ｂｄを配置することで、制御基板Ｂｄが第２開口部３１２の外側を覆う。制御基板Ｂｄの第２開口部３１２の外面側とハウジング３の径方向に重なる部分には、外部接続端子２４１と接続するコネクタ（不図示）、および、導通部５３１と接続するコネクタ（不図示）が、実装される。これより、外部接続端子２４１およびセンサ導通部５３１を直接、制御基板Ｂｄに接続することが可能である。

＜１．５ 軸受＞

シャフト１１は、ロータコア１２よりも軸方向一方側を第１軸受４１に、軸方向他方側を第２軸受４２にそれぞれ回転可能に支持される。すなわち、ロータ１は第１軸受４１および第２軸受４２に回転可能に支持される。言い換えると、シャフト１１の軸方向一方側の端部は、第１軸受４１に回転可能に支持される。シャフト１１の軸方向他方側の端部は、第２軸受４２に回転可能に支持される。

＜１．５．１ 第１軸受＞

本実施形態では、第１軸受４１は、転がり軸受（ボールベアリング）であり、外輪と、内輪と、複数のボールとを有する。外輪と内輪とは、同軸に配置されており、外輪と内輪との間の部分に複数個のボールが周方向に配置される。なお、第１軸受４１は、ボールの代わりに、円柱状の回転体であるコロを用いた構成であってもよい。第１軸受４１は、ボールベアリングに限られず、含油軸受などの他の種類の軸受が用いられてもよい。

第１軸受４１の外輪が軸受固定部３１６の内周面に圧入される。これにより、第１軸受４１は、軸受固定部３１６に固定される。シャフト１１は、第１軸受４１の内輪に圧入される。これにより、シャフト１１は、軸受４１に固定される。シャフト１１は、第１軸受４１を介してハウジング３に取り付けられる。

シャフト１１は、軸方向他方側の端部１１１から一定長さ離れた部分を、第１軸受４１に回転可能に支持される。シャフト１１は、第１軸受を介してハウジング３に回転可能に支持される。シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１は、底部３１３の貫通孔を通って、ハウジング３の外部に露出する。

＜１．５．２ 第２軸受＞

本実施形態では、第２軸受４２は、第１軸受４１と同様の構成を有する、いわゆる、ボールベアリングである。第２軸受４２は、外輪と、内輪と、複数のボールとを有する。なお、第２軸受４２は、ボールの代わりに、円柱状の回転体であるコロを用いた構成であってもよい。第２軸受４２は、含油軸受など他の種類の軸受が用いられてもよい。第２軸受４２は、第１軸受４１と異なる種類の軸受であってもよい。

第２軸受４２の外輪は、カバー部３２の軸受固定部３２２の内周面に圧入される。これにより、第２軸受４２は、軸受固定部３２２に固定される。カバー部３２が、第１開口部３１１を塞いで、ハウジング３に固定される。このとき、カバー部３２の軸受固定部３２２に固定された第２軸受４２は、ハウジング３と同軸（中心軸Ｃ１）となる。そして、第２軸受４２の内輪には、シャフト１１の軸方向他方側の端部が圧入される。これによりシャフト１１は、第２軸受４２に回転可能に支持される。

＜１．６ センサユニット＞

次に、センサユニット５について、図面を参照して説明する。図４は、センサユニットの上方から見た斜視図である。図５は、センサユニットを下方から見た斜視図である。図６は、センサカバーに取り付けられたレゾルバステータを上方から見た斜視図である。

モータＡでは、シャフト１１の回転位置、すなわち、ロータ１の回転位置を検出する位置検出センサ５１がハウジング３の内部に収容される。モータＡは、位置検出センサ５１を含むセンサユニット５を有する。本実施形態のモータＡは、例えば、油圧機器において、油圧を維持するポンプの駆動用である。このような用途の場合、モータＡは比較的、低速にて駆動する。そのため、本実施形態にかかるモータＡにおいて、ロータ１の回転位置を検出する位置検出センサ５１は、レゾルバである。レゾルバは、比較的低速域におけるロータ１の回転位置を検出することができる。レゾルバは、レゾルバステータ５１１およびレゾルバロータ５１２を有する。

本実施形態において、センサユニット５は、レゾルバステータ５１１と、レゾルバロータ５１２と、センサ接続部５３と、センサカバー５４と、保持部５５とを有する。なお、ロータ１の回転角を検出する位置検出センサ５１は、レゾルバに限定されるものではない。位置検出センサは、ホール素子を備えるセンサであってもよい。位置検出センサには、ロータ１の回転角を検出できるセンサを広く採用することができる。

＜１．６．１ レゾルバステータ＞

レゾルバステータ５１１は、環状である。レゾルバステータ５１１は、周方向に並んだコイルを有する。レゾルバステータ５１１は、レゾルバロータ５１２の径方向外側に位置する。なお、レゾルバステータ５１１は、センサカバー５４及び保持部５５を介して、ハウジング３に取り付けられる。

＜１．６．２ レゾルバロータ＞

レゾルバロータ５１２は、シャフト１１に固定される。レゾルバロータ５１２は、レゾルバステータ５１１の径方向内側に配置される。位置検出センサ５１は、レゾルバステータ５１１およびレゾルバロータ５１２とで、シャフト１１の回転角度を検出する。レゾルバロータ５１２は、ハウジング３の内部に収容される。すなわち、少なくとも、位置検出センサ５１はハウジング３の内部に収容される。

＜１．６．３ センサ接続部＞

センサ接続部５３は、レゾルバステータ５１１と電気的に接続される。すなわち、センサ接続部５３は、位置検出センサ５１と電気的に接続される。センサ接続部５３はレゾルバステータ５１１と制御基板Ｂｄとを接続する。センサ接続部５３は金属製の端子であり、複数個設けられる。センサ接続部５３は、レゾルバステータ５１１で生成された信号を外部に送信する端子である。複数個のセンサ接続部５３は、互いに並行に並べられており、互いに独立して固定される。本実施形態において、位置検出センサ５１およびセンサ接続部５３は、保持部５５に保持される。センサ接続部５３の先端部分は、導通部５３１と接続される。すなわち、保持部５５に保持されたセンサ接続部５３は、位置検出センサ５１と電気的に接続された導通部５３１を備える。導通部５３１の先端部分は、保持部５５の後述する曲面部５５４と反対側の外周面よりも外側に延びる。

＜１．６．４ センサカバー＞

センサカバー５４は、レゾルバステータ５１１をカバーする。すなわち、位置検出センサ５１は、センサカバー５４を有する。センサカバー５４は、筒部５４１と、フランジ部５４２とを有する。筒部５４１の内部には、レゾルバステータ５１１が圧入される。これにより、レゾルバステータ５１１がセンサカバー５４に固定される。筒部５４１は、内部にレゾルバステータ５１１が固定されたときに、センサ接続部５３を外部に引き出す開口を有する。フランジ部５４２は、筒部５４１の軸方向他方側の端部から径方向外側に延びる。フランジ部５４２は、保持部５５への固定具として用いられる。

＜１．６．５ 保持部＞

保持部５５は、レゾルバ取付孔５５１と、バスバ固定部５５２と、バスバ孔５５３とを有する。保持部５５は、外周面の一部に円柱状の曲面部５５４を有する。保持部５５の一部は、収容部３１４に収容される。曲面部５５４は、保持部５５を収容部３１４に収容したとき、ハウジング３の内周面と接触する。レゾルバ取付孔５５１は、曲面部５５４と同軸の円柱状に延びる貫通孔である。すなわち、レゾルバ取付孔５５１は、曲面部５５４と同軸の円筒状の内側面を有する貫通孔である。レゾルバ取付孔５５１には、センサカバー５４に固定されたレゾルバステータ５１１が、固定される。なお、本実施形態において、レゾルバステータ５１１の固定は、センサカバー５４のフランジ部５４２を保持部５５に、ねじで固定する。センサカバー５４の保持部５５への固定は、ねじに限定されない。センサカバー５４の保持部５５への固定は、例えば、溶着、圧入等の他の固定方法を採用することが可能である。

レゾルバ取付孔５５１にレゾルバステータ５１１を取り付けたとき、センサ接続部５３は、保持部５５に保持される。すなわち、保持部５５は、位置検出センサ５１およびセンサ接続部５３を保持する。保持部５５には、凹部５５０が設けられる。レゾルバステータ５１１がレゾルバ取付孔５５１に取り付けられたとき、センサ接続部５３は、凹部５５０にはまる。これにより、センサ接続部５３は、保持部５５に保護される。その結果、センサ接続部５３の折れや曲がり等を抑制可能である。

保持部５５のバスバ固定部５５２は、バスバ孔５５３と連結される。バスバ固定部５５２は、軸方向一方側に開口する。バスバ取付孔５５２には、第２バスバ２４の第２バスバ接続部２４２が固定される。第２バスバ接続部２４２とナットＮｔとは、バスバ取付孔５５２に取り付けられたとき、中心軸が一致する。この中心軸は、外部接続端子２４１が延びる方向、ここでは、Ｙ軸と平行に延びる。なお、第２バスバ接続部２４２は、バスバ固定部５５２に固定される。本実施形態では、第２バスバ接続部２４２の固定は、例えば、溶着により行われるが、これに限定されない。第２バスバ接続部２４２をバスバ固定部５５２に固定できる方法は、他の方法であってもよい。

バスバ孔５５３は、バスバ固定部５５２から保持部５５の曲面部５５４と反対側の端面に貫通する。すなわち、バスバ孔５５３は、Ｙ軸方向に延びる。バスバ孔５５３の内部には、第２バスバ２４の外部接続端子２４１が配置される。外部接続端子２４１は、保持部５５の外部に露出する。外部接続端子２４１は、曲面部５５４と反対側に向かって、外部に突出する。保持部５５は、軸方向他方側の端面に、軸方向他方側に延びるスペーサ５５５を有する。保持部５５が収容部３１４に収容されたとき、スペーサ５５５は底部３１３と接触する。

＜２． モータの組み立て＞

本実施形態にかかるモータＡの組み立て手順について、図面を参照して説明する。図７は、ハウジングへのセンサユニットの収容を示す平面図である。図８は、センサユニットが取り付けられたハウジングの平面図である。図９は、ステータの取り付けを示す図である。図１０は、第１バスバと第２バスバとを接続した状態を示す図である。なお、図８〜図１０は、ハウジング３の内部における動作を示し、ハウジング３自体の図示を省略する。

まず、センサユニット５を製造する。センサカバー５４にレゾルバステータ５１１を取り付けた後、レゾルバステータ５１１をセンサカバー５４と共に保持部５５のレゾルバ取付孔５５１に取り付ける。センサカバー５４を保持部５５にねじ止めすることにより、レゾルバステータ５１１は、保持部５５に固定される。このとき、レゾルバステータ５１１とレゾルバ取付孔５５１とは、中心軸が一致する。レゾルバステータ５１１をレゾルバ取付孔５５１に取り付けたとき、センサ接続部５３または導通部５３１は、保持部５５の外部に突出する。センサ接続部５３または導通部５３１は、曲面部５５４と反対側の外周面よりも外側に延びる。

保持部５５のバスバ固定部５５２には、第２バスバ２４の第２バスバ接続部２４２が配置される。このとき、第２バスバ２４の外部接続端子２４１の先端は、バスバ孔５５３を通って、保持部５５の外部に突出する。外部接続端子２４１は、保持部５５の外周面のうち、曲面部５５４と反対側の面から突出する（図４、図５、図６等参照）。すなわち、センサユニット５では、レゾルバステータ５１１をレゾルバ取付孔５５１に取り付け、第２バスバ２４の第２バスバ接続部２４２をバスバ固定部５５２に固定する。これにより、導通部５３１および外部接続端子２４１は、それぞれ、保持部５５の曲面部５５４と反対側に延びる。導通部５３１の先端および外部接続端子２４１の先端は、保持部５５の外周面の曲面部５５４と反対側の面よりも外側に位置する。

図７に示すように、センサユニット５は、曲面部５５４側から第２開口部３１２に＋Ｙ方向に挿入される。曲面部５５４は、ハウジング３の内周面と当接する。このとき、保持部５５のレゾルバ取付孔５５１は、ハウジング３の内周面と中心軸（Ｃ１）が一致する。すなわち、レゾルバ取付孔５５１に取り付けられたレゾルバステータ５１１は、ハウジング３の内周面と中心軸（Ｃ１）が一致する。保持部５５は、ねじＳｃ１（図２参照）で、底部３１３に固定される。このとき、スペーサ５５５は、底部３１３と接触する。これにより、保持部５５の軸方向他方側の面と、底部３１３に設けられた貫通孔の軸方向一方側の軸受固定部３１６に固定された第１軸受４１と、の接触が抑制される。

保持部５５が底部３１３に固定されたとき、保持部５５のバスバ孔５５３が設けられた部分は、第２開口部３１２に位置する。バスバ孔５５３の外壁側の端部は、ハウジング３の外周面よりも外側に位置する。また、外部接続端子２４１および導通部５３１もハウジング３の外周面よりも外側に位置する（図１参照）。すなわち、導通部５３１の少なくとも一部は、ハウジング３の外部に露出する。換言すると、センサ接続部５３の少なくとも一部は、第２開口部３１２に位置する。

モータＡでは、ハウジング３の径方向側面に、収容部３１４から外部に貫通した第２開口部３１２を有する。第２開口部３１２を介してセンサユニット５を収容部３１４に挿入する。そのため、軸方向一方側の端部である第１開口部３１１からセンサユニット５を挿入する場合に比べて、取付が容易である。また、センサ接続部５３および外部接続端子２４１が、第２開口部３１２からハウジング３の外部に露出する。そのため、ハウジング３の内部に配線を引き回さなくてもよく、それだけ、構造を簡略化できるとともに製造にかかる手間と時間を削減できる。さらに、センサユニット５は保持部５５で位置検出センサを保持する構成である。そのため、位置検出センサの大きさや検出方法などが異なった場合であっても、保持部５５の形状や大きさ等を変更すればよく、センサユニット５に対する位置検出センサの位置調整などが容易である。

図８に示すように、センサユニット５を第２開口部３１２から収容部３１４に収容した状態で、ステータ２が第１開口部３１１からハウジング３の内部に挿入される。このとき、ステータコア２１の軸方向他方側の端部には、第１バスバ２３が取り付けられる。第１バスバ２３の導線接続端子２３２は、固定端部２３４を介してそれぞれ対応する導線２２１と接続される。

ステータ２は、ステータコア２１の外周面をハウジング３の内周面に圧入することにより、ハウジング３の内部に固定される。ステータ２をハウジング３内へ圧入するときの力は、ステータコア２１に作用する。また、ステータ２を圧入するときの力は、コイル２２および第１バスバ２３に作用しにくい。これにより、ステータ２をハウジング３の内部に挿入するとき、コイル２２および第１バスバ２３の変形等を抑制できる。

ステータ２がハウジング３の内部の収容部３１４よりも軸方向一方側のステータ固定部３１０まで移動する。このとき、第１バスバ接続部２３３は、収容部３１４に収容された保持部５５のバスバ固定部５５２に軸方向一方側から挿入される。すなわち、ハウジング３は、内部に、ステータ２が固定されるステータ固定部３１０を収容部３１４の軸方向一方側に有する。ステータ２はハウジング３に圧入されるため、ハウジング３の内部でスタータ２を回転させることが難しい。そのため、ステータ２は、第１バスバ接続部２３３をバスバ固定部５５２と軸方向に重ねた状態で、第１開口部３１１から挿入されることが好ましい。

ステータ２がハウジング３の内部のステータ固定部３１０まで移動したときに、ステータ２の軸方向の移動を停止させる構造を有していてもよい。例えば、ハウジング３は、内周面から径方向内側に突出した凸部および底部３１３から軸方向に延びる凸部等を有してもよい。これにより、ステータ２の軸方向への移動を停止させることができ、ステータ２が軸方向他方側に所定の位置よりもずれて配置されることを抑制することが可能である。

なお、ステータ２をハウジング３の内部で回転させることができる固定方法もある。このような固定方法を採用する場合においては、ステータ２を第１開口部３１１から挿入するときに、第１バスバ接続部２３３とバスバ固定部５５２とが軸方向に重なっていなくてもよい。

ステータ２がハウジング３の内部のステータ固定部３１０まで移動したとき、第１バスバ接続部２３３は、バスバ固定部５５２に挿入される。このとき、第１バスバ接続部２３３のねじ孔の中心軸は、Ｙ軸に沿った方向となる。一方、バスバ固定部５５２には、第２バスバ２４の第２バスバ接続部２４２およびナットＮｔが固定される。バスバ孔５５３の外壁側の端部は、ハウジング３の外周面よりも外側である。そのため、ハウジング３の径方向の外部からバスバ孔５５３を介して、バスバ固定部５５２にボルトＢｔを挿入することができる。

ボルトＢｔを第１バスバ接続部２３３のねじ孔および第２バスバ接続部２４２のねじ孔に貫通させる。ボルトＢｔの先端を、ナットＮｔにねじ込む。これにより、ボルトＢｔおよびナットＮｔを用いて、第１バスバ接続部２３３と第２バスバ接続部２４２とが電気的に接続される。すなわち、第１バスバ２３と第２バスバ２４とが電気的に接続される。また、本実施形態のモータＡでは、第１バスバ２３と第２バスバ２４の接続を、ハウジング３の側部から挿入するボルトＢｔを用いて行う。そのため、モータＡの製造が容易である。また、モータＡでは上述の構成を有するため、溶接や圧着等に比べて、モータＡにおいて取り付けに必要なスペースが小さくて済む。これにより、モータＡの外形を小さくできる。

ハウジング３の内部に、ステータ２およびセンサユニット５を配置した後、第１開口部３１１からロータ１を挿入する。シャフト１１の中間部分には、ロータコア１２が取り付けられる。シャフト１１のロータコア１２よりも軸方向他方側にレゾルバロータ５１２が取り付けられる。

ロータ１は、シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１から第１開口部３１１に挿入される。シャフト１１の軸方向他方側の端部１１１は、底部３１３に設けられた貫通孔を軸方向他方側に通り、ハウジング３の外部に露出する。シャフト１１は、ロータコア１２よりも軸方向他方側において、第１軸受４１の内輪に圧入される。これにより、シャフト１１は、第１軸受４１を介して、ハウジング３に回転可能に支持される。

シャフト１１が第１軸受４１に圧入されることにより、シャフト１１に取り付けられたレゾルバロータ５１２と、収容部３１４に収容されたレゾルバステータ５１１とが、径方向に対向する。これにより、シャフト１１の回転位置を検出する位置検出センサ５１として動作可能となる。すなわち、位置検出センサは、ロータ１に取り付けられたレゾルバロータ５１２と、レゾルバロータ５１２と径方向に対向するレゾルバステータ５２とを有する。同様に、ロータコア１２が、ハウジング３の内部に固定されたステータコア２１と径方向に対向する。すなわち、ステータ２は、ロータ１と径方向に対向する。

ロータ１がハウジング３の内部に配置された後に、カバー部３２を第１開口部３１１にはめ込む。このとき、カバー部３２の軸受固定部３２２に第２軸受４２が固定される。カバー部３２を第１開口部３１に取り付けるときに、シャフト１１の軸方向一方側の端部が、第１軸受４１の内輪に圧入される。カバー部３２の固定部３２１をハウジング３のカバー固定部３１５と軸方向に重ねて配置する。固定部３２１が有する貫通孔をねじＳｃで貫通する。ねじＳｃの貫通孔を貫通した先端を、カバー固定部３１５が有する雌ねじ孔にねじ込んで、カバー部３２をハウジング３に固定する。これにより、カバー部３２の軸受固定部３２２に固定された第２軸受４２は、ハウジング３の内周面と中心軸（Ｃ１）が一致する。

以上のように、第１軸受４１および第２軸受４２は、ハウジング３と中心軸（Ｃ１）が一致する。そして、シャフト１１は、第１軸受４１および第２軸受４２に回転可能に支持される。

さらに、ハウジング３の外部の基板配置部３３に、制御基板Ｂｄが取り付けられる。制御基板Ｂｄは、第２開口部３１２のハウジング３の径方向外側を覆って取り付けられる。制御基板Ｂｄの、第２開口部３１２の外面側とハウジング３の径方向に重なる部分には、外部接続端子２４１と接続するコネクタ（不図示）および導通部５３１と接続するコネクタ（不図示）が実装される。外部接続端子２４１と接続されるコネクタは、電源回路の一部であり、外部接続端子２４１から３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電力を供給する。導通部５３１と接続されるコネクタは、制御回路の一部であり、ロータ１の回転角度の情報を制御回路に送る。

以上示したように、本実施形態にかかるモータＡにおいて、ハウジング３は、軸方向一方側に開口した第１開口部３１１と、径方向に収納部から外部に貫通した第２開口部３１２と、を有する。第２開口部３１２からセンサユニット５を挿入可能とすることで、センサユニット５の取り付けが容易である。

＜３． 変形例等＞

以上示した実施形態において、第２バスバ２４が、保持部５５に固定される構成とするが、第２バスバ２４は、保持部５５とは別に、取り付けてもよい。例えば、モータＡの構成によっては、バスバを第１開口部３１１側に配する場合もある。このような場合、保持部５５に第２バスバ２４を固定しない。また、保持部５５を収容部３１４に収容して固定した後、第２バスバ２４をバスバ孔５５３からバスバ固定部５５２に取り付けてもよい。

以上示した実施形態においては、レゾルバステータ５１１をセンサカバー５４に固定した後、保持部５５に取り付けてセンサユニット５とする。しかしながら、モータＡの組立方法は上述の方法に限定されない。例えば、レゾルバステータ５１１をセンサカバー５４に取り付けた状態で、第２開口部３１２から収容部３１４に挿入し、センサカバー５４を底部３１３、ハウジング３の内周面等のハウジング３の内部に固定してもよい。この場合も、センサ接続部５３の一部が、第２開口部３１２に位置する、すなわち、センサ接続部５３が第２開口部３１２から外部に露出する。レゾルバステータ５１１は、センサカバー５４によって保護されるため、レゾルバステータ５１１の取り付け時等の破損を抑制できる。また、第２開口部３１２から保持部５５が挿入されないので、第２開口部３１２を小さくすることが可能である。

さらには、位置検出センサとセンサ接続部とをセンサカバーに取り付けずに、第２開口部３１２から挿入してもよい。例えば、収容部３１４に位置検出センサを固定する固定部を有する場合には、センサカバーおよび保持部を省略することが可能である。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

本開示の実施形態は、油圧を維持するポンプを駆動するモータとして用いることができる。なお、本開示の実施形態は、油圧を維持するポンプ以外にも様々な電動装置の動力源にも利用できる。

Ａ・・・モータ、１・・・ロータ、１１・・・シャフト、１２・・・ロータコア、１３・・ロータマグネット、２・・・ステータ、２１・・・ステータコア、２２・・・コイル、２２１・・・導線、２３・・・第１バスバ、２３１・・・環状部、２３２・・・導線接続端子、２３３・・・第１バスバ接続部、２３４・・・固定端部、２４・・・第２バスバ、２４１・・・外部接続端子、２４２・・・第２バスバ接続部、３・・・ハウジング、３１１・・・第１開口部、３１２・・・第２開口部、３１３・・・底部、３１４・・・収容部、３１５・・・カバー固定部、３１６・・・軸受固定部、３２・・・カバー部、３２１・・・固定部、３２２・・・軸受固定部、３３・・・基板配置部、３３１・・・壁部、４１・・・第１軸受、４２・・・第２軸受、５・・・センサユニット、５１１・・・レゾルバステータ、５１２・・・レゾルバロータ、５３・・・センサ接続部、５３１・・・導通部、５４・・・センサカバー、５４１・・・筒部、５４２・・・フランジ部、５５・・・保持部、５５０・・・凹部、５５１・・・レゾルバ取付孔、５５２・・・バスバ固定部、５５３・・・バスバ孔、５５４・・・曲面部、５５５・・・スペーサ

Claims (9)

1. 
   中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、
   
   前記ロータと径方向に対向するステータと、
   
   内部に前記ステータを保持し、軸方向一方側の端部に第１開口部を有する筒状のハウジングと、
   
   前記ハウジングの内部に収容されて前記ロータの回転位置を検出する位置検出センサと、
   
   前記位置検出センサと電気的に接続されたセンサ接続部と、
   
   を有し、
   
   前記ハウジングは、
   
   内部に少なくとも前記位置検出センサが収容される収容部と、
   
   前記収容部と前記ハウジングの外面とを貫通した第２開口部と、
   
   を有しており、
   
   前記センサ接続部の少なくとも一部は、前記第２開口部に位置することを特徴とするモータ。
   
2. 前記位置検出センサはセンサカバーを有する請求項１に記載のモータ。
   
3. 前記位置検出センサは、
   
   前記ロータに取り付けられたレゾルバロータと、
   
   前記レゾルバロータと径方向に対向するレゾルバステータと、
   
   を有する請求項１または請求項２に記載のモータ。
   
4. 前記位置検出センサは、ホール素子を備える請求項１または請求項２に記載のモータ。
   
5. 前記位置検出センサおよび前記センサ接続部を保持して一部が前記収容部に収容される保持部を、さらに有し、
   
   前記保持部に保持された前記センサ接続部は、前記位置検出センサと電気的に接続された導通部を備え、
   
   前記導通部の少なくとも一部は、前記ハウジングの外部に露出する請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータ。
   
6. 前記ステータは、
   
   複数個のコイルと、
   
   前記複数個のコイルから延びる導線と接続された第１バスバと、
   
   外部電源に接続された第２バスバと、
   
   をさらに有し、
   
   前記第２バスバは、前記保持部に保持され、
   
   前記第１バスバと前記第２バスバとが電気的に接続される請求項５に記載のモータ。
   
7. 前記第１バスバと前記第２バスバとは、固定具にて固定される請求項６に記載のモータ。
   
8. 前記ハウジングは、内部に、前記ステータが固定されるステータ固定部を前記収容部の軸方向一方側に有する請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータ。
   
9. 前記ハウジングは、前記外面に制御基板を配置する基板配置部を有する、請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータ。

Images