WO2017122766A1

WO2017122766A1 - ブラシレスモータ及び減速機構付きモータ

Info

Publication number: WO2017122766A1
Application number: PCT/JP2017/000971
Authority: WO
Inventors: 竜大堀; 利広根岸
Original assignee: 株式会社ミツバ
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-07-20
Also published as: EP3404805B1; CN108475954A; JP6629078B2; EP3404805A1; JP2017127146A; EP3404805A4; CN108475954B

Abstract

ブラシレスモータ１１のステータ１２は、巻線２５が接続される３個のコイルターミナル２６が設けられたインシュレータ２４を有する。インシュレータ２４は、巻線２５が巻き付けられるコイル巻装部５１と、コイルターミナル２６が取り付けられる端子取付部５２を有し、インシュレータ・ターミナルホルダ一体型の構成となっている。ブラシレスモータ１１が二面幅Ｗｄ内に収まるように、コイルターミナル２６のうちの１個（２６Ｕ）はモータケース上下面１４ａ,１４ｂに対し一方側の側方面１４ｄに、他の２個（２６Ｖ,２６Ｗ）は他方側の側方面１４ｅ,１４ｆに配される。

Description

ブラシレスモータ及び減速機構付きモータ

　本発明はブラシレスモータに関し、特に、ブラシレスモータのコイルターミナルの配置や位置、その取付部構造等に関する。

　通常、インナーロータ型のブラシレスモータでは、鋼製のヨーク内に、コイルが巻装されたステータが配置され、ステータの内側に、マグネットを備えたロータが回転自在に設けられる。ステータ側には、特許文献１のように、ステータコアとコイルとの間を絶縁する部品として、インシュレータが取り付けられる。コイルは、インシュレータを介して、ステータコアのティース部分に巻装される。ステータには、コイルの電気的な接続のため、ターミナルホルダやバスバー（特許文献２参照）と呼ばれる部品が取り付けられている。ティースに巻装された各コイルは、ターミナルホルダやバスバーを介して、外部の電源やコントローラと電気的に接続される。

特開２０１３－３８９４９号公報国際公開ＷＯ２００８／０５０６３７号公報特開２０１３－７０５７７号公報

　しかしながら、ターミナルホルダやバスバーを用いたブラシレスモータは、絶縁部品（インシュレータ）と電気的な接続部品（ターミナルホルダやバスバー）が別体となっているため、部品点数が多く、組み付け工程・工数が増加するという問題がある。電気接続部品を用いる場合、ステータコアに巻線を行った後、ターミナルホルダを用いて各相ごとに結線を行ったり、バスバーを用いて各コイルを結線したりする必要がある。すなわち、「巻線工程→電気接続部品組み付け工程→結線処理工程→ヒュージング又はＴＩＧ溶接工程」の各工程を実施する必要がある。このため、ステータ形成過程において、組み付け工程が多くなり、生産性が悪化する、という問題があった。

　一方、上述のような電気接続部品を用いることなくステータを形成することも可能であるが、その場合、特許文献３のように、コイルを一筆書きにて巻線する必要が生じる。ところが、一筆書き巻線を行う場合、電気的な接続端子を配する場所として、１ヵ所ステータコア外周から大きく張り出した部分を設けるのが一般的である。このような張り出し部位は、サンルーフ用モータなど、狭い空間に配置される利便系モータでは、求められるサイズ要件を満たすことが難しくなる。

　本発明のブラシレスモータは、磁性材料にて形成されたヨークと、前記ヨーク内に配置され、巻線が巻装されたコイルを備えるステータと、マグネットを備え、前記ステータ内に回転自在に配置されるロータと、を有する３相駆動のブラシレスモータであって、前記ヨークの外周には、２つの平行な対向面からなる平面部と、該平面部の両端側にそれぞれ設けられ前記平面部をつなぐ連結部が形成され、前記ステータは、前記巻線が接続される３個のコイル接続端子が設けられたインシュレータを有し、前記３個のコイル接続端子のうちの１個は、前記平面部に対し一方の前記連結部側に配置され、他の２個の前記コイル接続端子は、前記平面部に対し他方の前記連結部側に配置されることを特徴とする。この場合、前記コイル接続端子のうちの１個を、他の前記コイル接続端子と隣接しない位置に配置しても良い。

　本発明のブラシレスモータにあっては、コイル接続端子が設けられたターミナルホルダ一体型のインシュレータを使用し、３個のコイル接続端子をヨーク平面部ではなく、連結部側に分散配置する。これにより、ブラシレスモータの小型化・薄型化が図られ、モータの二面幅（平面部間の距離)を小さくできる。また、少ない渡り線にて、一筆書き巻線も可能となる。

　前記インシュレータに、前記巻線が巻き付けられるコイル巻装部と、前記コイル接続端子が取り付けられる端子取付部と、を設け、前記端子取付部を、前記コイル巻装部よりも径方向外側に配置するようにしても良い。これにより、コイルを巻装する際に、コイル巻回用のノズルに「端子を避けるための動作」をさせる必要がなくなり、巻線作業が行いやすくなる。また、前記コイル巻装部のうち、前記端子取付部が設けられていないものの径方向外側に、前記巻線が案内されるガイド部を形成しても良い。

　前記コイル接続端子を、前記端子取付部に形成された端子挿入孔に挿入される差込部と、前記巻線が接続されるフック部と、該フック部と前記差込部をつなぐ中間部と、を備えた構成とし、前記端子取付部に、前記端子挿入孔の近傍に形成され、前記コイル接続端子の前記中間部が当接し、前記中間部を保持する端子ガイド部を設けても良い。これにより、フック部に引張力が加わっても、中間部の動きが規制され、引張力によって中間部が曲がってしまうのを防止できる。

　前記巻線を、一方の前記連結部側に配置された第１相の前記コイル接続端子から、該コイル接続端子の位置に存在する第１相の第１コイル、該第１相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイル、該第１相の第２コイルに隣接する第２相の第１コイル、該第２相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイル、該第２相の第２コイルに隣接する第３相の第１コイル、該第３相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイルと、連続的に巻装・配線しても良い。この場合、前記巻線を、前記第１相の第２コイルと前記第２相の第１コイルとの間で第２相の前記コイル接続端子に接続し、前記第２相の第２コイルと前記第３相の第１コイルとの間で第３相の前記コイル接続端子に接続し、前記第３相の第２コイルの後段で前記第１相の前記コイル接続端子に接続された状態で配置しても良い。これにより、少ない渡り線にて、一筆書き巻線が可能となる。

　本発明の減速機構付きモータは、前述のブラシレスモータを使用した減速機構付きモータであって、前記ブラシレスモータが取り付けられ、その内部に、前記ブラシレスモータの回転軸と接続され該回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、前記ブラシレスモータを駆動制御するための制御回路が収容されるフレームと、前記フレームに取り付けられ、一端側が前記コイル接続端子と、他端側が前記制御回路とそれぞれ電気的に接続される３個の中間ターミナルと、を備え、前記３個の中間ターミナルは、そのうちの２つが、前記出力軸の延伸方向から見て上下に重なる位置に配置されていることを特徴とする。この場合、前記３個の中間ターミナルのうちの２つを前記回転軸と垂直な第１軸上に同軸に配置し、他の組み合わせの２つを前記第１軸とは垂直な第２軸上に同軸で配置するようにしても良い。

　本発明にあっては、中間ターミナルを前述のように配置することにより、中間ターミナルとコイル接続端子の３つの接続部をバラバラに配置した場合に比して、接続部のレイアウト領域が整理され、ターミナル接続部をスペース効率良くレイアウトすることができる。

　前記減速機構付きモータにおいて、前記平面部に対し他方の前記連結部側に配置された前記２個のコイル接続端子を、前記ブラシレスモータの端部からその回転軸の延伸方向に沿って異なる長さにて延出させ、延出長さの異なる前記コイル接続端子のうち、短い方の前記コイル接続端子を、長い方の前記コイル接続端子に対し、前記フレームの底面側に配置しても良い。これにより、作業者の手前側（上側）にある長い方のコイル接続端子が先に接続され、その後、奥（下側）にある短い方のコイル接続端子が接続される。その結果、ターミナル接続作業では、長い方のコイル接続端子の挿入状態を確認しつつ、短い方のコイル接続端子の接続処理を行うことができ、誤組み付けを防止できる。

　また、前記フレームに、前記中間ターミナルを保持する端子保持部と、前記ブラシレスモータの回転軸を回転自在に支持する軸受を保持する軸受保持部と、を設け、前記端子保持部と前記軸受保持部を、前記回転軸方向に沿ってずれた位置に配置するようにしても良い。これにより、端子保持部と軸受保持部を共に肉厚な中実状の部位に形成することができ、フレームの剛性や耐久性が向上する。

　本発明のブラシレスモータによれば、コイル接続端子が設けられたターミナルホルダ一体型のインシュレータを使用し、３個のコイル接続端子をヨーク平面部ではなく、連結部側に分散配置するので、ブラシレスモータの小型化・薄型化が可能となる。

　本発明の減速機構付きモータによれば、コイル接続端子と接続される３個の中間ターミナルのうちの２つずつを、フレーム側から見て上下・左右方向に各一列に配置するようにしたので、中間ターミナルとコイル接続端子の３つの接続部をバラバラに配置した場合に比して、ターミナル接続部を効率良くレイアウトすることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるブラシレスモータを用いた減速機構付きモータユニットの構成を示す説明図ある。図１のブラシレスモータを軸方向から見た側面図である。ブラシレスモータにおけるステータの構成を示す説明図である。インシュレータにおける端子取付部の構成を示す説明図である。端子取付部を図４の矢視Ｐ方向から見た様子を示す説明図である。コイルターミナルの構成を示す斜視図である。コイルの結線図である。コイルの巻線状態を示す説明図である。コイルの巻線展開図である。巻線作業の最後に位置するコイルの巻線状態を示す説明図である。インシュレータの端子取付部近傍に設けられたポールに巻線を引っ掛ける様子を示す説明図である。コイルターミナルと中間ターミナルの接続構造を示す説明図である。（ａ）は、本発明のモータユニットにおけるターミナル接続部の位置を示す説明図、（ｂ）は、３つのターミナル接続部をバラバラに配置状態を示す説明図である。コイルターミナルと中間ターミナルの長尺、短尺の区別を示す説明図である。端子取付部を２個とした変形例を示す説明図である。差込部とフック部が同方向に延びるコイルターミナルを用いた変形例を示す説明図である。中間ターミナルと制御基板をプレスフィットにて接続する場合の中間ターミナルの構成を示す説明図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の目的は、生産性に優れた薄型のブラシレスモータを提供することにある。また、本実施形態の他の目的は、ブラシレスモータを用いた減速機構付きモータにおいて、モータ側と制御部側を接続する端子をスペース効率良く配置することにある。

　図１は、本発明の一実施の形態であるブラシレスモータ１１を用いた減速機構付きモータユニット１の構成を示す説明図、図２は、ブラシレスモータ１１を軸方向から見た側面図である。図１のモータユニット１は、モータと制御部が一体化されたいわゆる機電一体構造の減速機構付きモータである。モータユニット１は、ブラシレスモータ１１を備えたモータ部２と、ウォームギヤを用いた減速機構部３、及び、ブラシレスモータ１１を駆動制御するための制御回路が搭載された制御部４とから構成されている。モータユニット１は、例えば、自動車の電動サンルーフの駆動源として使用される。

　モータ部２にはブラシレスモータ１１が配されている。ブラシレスモータ１１は、外側にステータ１２、内側にロータ１３を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。ステータ１２は、ヨークを兼ねたモータケース１４と、モータケース１４の内周側に固定されたステータコア（コア部材）１５、及び、ステータコア１５に巻装されたコイル１６とを備えている。モータケース１４は、鉄等にて有底筒状に形成されており、断面が六角形状となっている。モータケース１４の開口部には、合成樹脂製のフレーム１７が取り付けられている。フレーム１７の上部は開口しており、開口部分にはカバー１８が取り付けられる。モータケース１４は、モータ取付用のネジ孔１７ｂに、ネジ１９によって固定される。ネジ孔１７ｂは、フレーム１７のフランジ部１７ａに設けられている。

　ステータコア１５は、鋼板を多数積層した一体コア構造となっている。ステータコア１５は、六角形状の継鉄部２１と、継鉄部２１から内側方向へ突出形成されたティース２２とを備えている。ティース２２は、周方向に沿って複数個（ここでは６個）設けられている。各ティース２２の間には、スロット２３（６個）が形成されている。ステータコア１５の内側には、軸方向両端側から、合成樹脂製のインシュレータ２４が取り付けられている。各ティース２２には、インシュレータ２４を介して巻線２５が巻装され、コイル１６が形成される。インシュレータ２４には、各相（ここでは、Ｕ,Ｖ,Ｗの３相）に対応したコイルターミナル（コイル接続端子）２６（２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗ）が設けられている。コイル１６（巻線２５）は、各コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗに電気的に接続されている。

　ロータ１３は、ステータ１２の内側に配置されている。ロータ１３は、回転軸３１と、ロータコア３２、マグネット３３を同軸状に配した構成となっている。回転軸３１の外周には、鋼板を多数積層した円筒形状のロータコア３２が取り付けられている。ロータコア３２の外周には、周方向に沿って複数極に着磁されたマグネット３３が固定されている。回転軸３１の一端部は、軸受３４に回転自在に支持されている。軸受３４は、モータケース１４の底部に圧入されている。回転軸３１の他端部は、軸受メタル３５,３６によって回転自在に支持されている。軸受メタル３５,３６は、フレーム１７の軸受保持部１７ｃ,１７ｄに取り付けられている。

　回転軸３１の端部（図１において右端部）には、ウォーム３７が形成されている。ウォーム３７は、フレーム１７内に配置されたウォームホイール３８と噛合している。ウォーム３７とウォームホイール３８により、減速機構部３が構成されている。ウォームホイール３８は、出力軸３９に取り付けられている。モータユニット１では、ブラシレスモータ１１の回転軸３１の回転は、減速機構部３にて減速されて出力軸３９に伝達され、出力軸３９が回転駆動される。

　回転軸３１には、ロータ１３の回転を検知するためのセンサマグネット４１が取り付けられている。センサマグネット４１は、周方向に沿って複数極に着磁されている。フレーム１７内には、センサマグネット４１の磁極に対向する形で図示しないホールＩＣ（磁気検出素子）が配されている。ホールＩＣは、制御部４の制御基板４２に配置されている。制御基板４２には、ホールＩＣの他、制御用ＩＣや抵抗、コンデンサ等の素子が搭載されている。制御基板４２とブラシレスモータ１１は、中間ターミナル（基板接続端子）４３によって電気的に接続されている。中間ターミナル４３は、フレーム１７の端子保持部１７ｅに圧入固定されている。端子保持部１７ｅは、軸受保持部１７ｃに対して軸方向にずれた位置に設けられており、両者が軸方向に重ならないようになっている。その結果、端子保持部１７ｅ，軸受保持部１７ｃを共に肉厚な中実状の部位に形成でき、フレーム１７の剛性や耐久性が向上し、信頼性の向上や出力の増大が可能となる。

　モータユニット１では、ステータコア１５にインシュレータ２４を取り付け、インシュレータ２４上にコイル１６を巻装・配線したステータアッセンブリを形成する。そして、このステータアッセンブリをフレーム１７に圧入すると、ブラシレスモータ１１のコイルターミナル２６（２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗ）と中間ターミナル４３（４３Ｕ,４３Ｖ,４３Ｗ；図１２参照）の一端側が嵌合し電気的に接続される。その際、ターミナル同士の接続により中間ターミナル４３に加わる荷重は、端子保持部１７ｅによって受け止められる。制御基板４２は、両ターミナル２６,４４を接続した後、フレーム１７に組み付けられ、中間ターミナル４３の他端側（基板接続部４３ａ）と半田付け固定される。これにより、制御基板４２とブラシレスモータ１１が電気的に接続され、制御部４によるブラシレスモータ１１の駆動制御が可能となる。

　ここで、本発明によるブラシレスモータ１１は、次のような点で従来のブラシレスモータとは異なる特徴を備えている。
（１）ステータのコイルターミナル配置
（２）コイルターミナル位置
（３）インシュレータにおけるコイルターミナル取付部構造
（４）コイルの巻線順序
（５）中間ターミナル配置
　以下、各特徴について順に説明する。

（１）コイルターミナル配置
　図２に示すように、ブラシレスモータ１１では、３相のコイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗがモータユニット１の二面幅Ｗｄの中に収まるように配置されている。モータユニット１は、サンルーフ用モータのように設置幅（高さ）に制約のある条件にて使用される。そこで、サンルーフ用モータとしてのサイズ要件を満たすべく、各コイルターミナル２６を二面幅から突出しない形で設けている。

　ブラシレスモータ１１のモータケース１４は、上下面（平面部）１４ａ,１４ｂと、側方面（連結部）１４ｃ,１４ｄ・１４ｅ,１４ｆと、を備えている。上下面１４ａ,１４ｂは、モータユニット１の出力軸３９に直交する形で延びる平坦面（図１,２おける上下面）１ａ,１ｂに沿って平行に配される。側方面１４ｃ,１４ｄ・１４ｅ,１４ｆは、上下面１４ａ,１４ｂを接続する形で上下方向に配される。上下面１４ａ,１４ｂの距離は、出力軸３９に対して直角方向の二面幅Ｗｄによって規制される。ブラシレスモータ１１は、コイルターミナル２６の部位も含め、二面幅Ｗｄによる規制値内に収まる必要がある。

　そこで、本発明によるブラシレスモータ１１では、上下面１４ａ,１４ｂに対し、一方側の側方面１４ｃ,１４ｄの部位（図２において右側の部位）と、他方側の側方面１４ｅ,１４ｆの部位（図２において左側の部位）にコイルターミナル２６を分散配置する。つまり、上下面１４ａ,１４ｂ側にはコイルターミナル２６を配することなく、例えば、一方側の側方面１４ｄにコイルターミナル２６Ｕ、他方側の側方面１４ｅ,１４ｆにコイルターミナル２６Ｖ,２６Ｗというように、一方側に複数個、他方側に１個のコイルターミナル２６を配置する。

　従って、３相の各コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗのうち少なくとも１つは、他のコイルターミナル２６と隣り合わない位置に配置される。また、各コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗは、ネジ孔１７ｂが設けられたフランジ部１７ａ側に配置される。さらに、上下面１４ａ,１４ｂに近いコイルターミナル２６の角部が、ステータコア１５の幅Ｗｄ’（二面幅Ｗｄ側の厚さ）から外へ出ないように配置される。その結果、ブラシレスモータ１１の外径を二面幅Ｗｄ内に収めることができ、モータのサイズ要件に応じて、モータの小型化・薄型化が可能となる。

　３相の各コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗを３ヶ所に分けて配置することにより、コイルターミナル２６がステータコア１５から径方向に突出する面積を低減できる。すなわち、コイルターミナル１ヵ所あたりの張り出し面積が小さくなり、インシュレータ２４の連続した断面係数を大きくでき、その分、インシュレータ２４の剛性を向上させることが可能となる。また、インシュレータ２４のコイルターミナル一ヶ所あたりの張り出し面積が小さくなることで、ステータアッセンブリが組み付けられるフレーム１７の肉厚を厚くでき、フレーム１７の剛性も向上させることが可能となる。

（２）コイルターミナル位置
　ブラシレスモータ１１においては、３相のコイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗがコイル１６よりも径方向外側に配置されている。この場合、上下面１４ａ,１４ｂ側には、コイル背後に寸法的な余裕はなく、コイルターミナル２６は、側方面１４ｃ,１４ｄ,１４ｅ,１４ｆに対応した４部位のうちの３カ所に配される。図３は、ブラシレスモータ１１におけるステータ１２の構成を示す説明図であり、コイルターミナル２６とコイル１６の巻装状態を示している。

　図３に示すように、インシュレータ２４には、コイル１６が巻き付けられるコイル巻装部５１と、コイルターミナル２６が取り付けられる端子取付部５２が設けられている。インシュレータ２４は、絶縁機能と共にコイルターミナル２６の保持機能を有しており、ブラシレスモータ１１は、「インシュレータ・ターミナルホルダ一体型」の構成を採用している。インシュレータとターミナルホルダを一体構造とすることにより、電気接続部品の組み付けが不要となり、組付工数や部品点数を削減することが可能となると共に、コイルターミナルの組み付け寸法誤差を低減することも可能となる。

　端子取付部５２は、コイル巻装部５１の背後、すなわち径方向外側に３個形成されている。また、コイル巻装部５１のうち、端子取付部５２のない部位の背後には、壁状のコイルガイド部５３が形成されている。コイルターミナル２６をコイル１６よりも径方向外側に配することにより、コイル１６を巻装する際に、コイル巻回用のノズルに「端子を避けるための動作」をさせる必要がなくなる。その結果、巻線作業が効率化され、ステータの製造工数を削減することが可能となる。

　（３）インシュレータにおけるコイルターミナル取付部構造
　図４は、インシュレータ２４における端子取付部５２の構成を示す説明図、図５は、端子取付部５２を図４の矢視Ｐ方向から見た様子を示す説明図である。図６はコイルターミナル２６の構成を示す斜視図である。図４に示すように、端子取付部５２には、コイルターミナル２６が挿入される端子挿入孔５４が形成されている。コイルターミナル２６は、この端子挿入孔５４に図４において下方向から挿入される。コイルターミナル２６は、オス端子であり、図６に示すように、端子挿入孔５４に挿入される差込部６１と、コイル１６が接続されるフック部６２、フック部６２と差込部６１をつなぐ中間部６３とから構成されている。差込部６１には、係合爪６４が設けられている。端子挿入孔５４に差込部６１を挿入すると、係合爪６４の先端が端子取付部５２に突出形成された端子保持部５５に係合し、コイルターミナル２６は端子取付部５２に抜け止め固定される。

　端子取付部５２の裏面側（矢視Ｐ側）には、図５に示すように、インシュレータ本体側から延びるリブ５６が設けられている。リブ５６の底面５６ａは、ステータコア１５の端面に当接する。コイルターミナル２６は、ブラシレスモータ１１をフレーム１７に組み付ける際に中間ターミナル４３と嵌合し、そのとき、中間ターミナル４３側から荷重を受ける。リブ５６は、この挿入荷重を受けるべく設けられており、ターミナル同士を接続する際、端子取付部５２はリブ５６によって支持される。従って、端子取付部５２の剛性が向上し、係合爪６４を介して挿入荷重を受けても、端子取付部５２が変形しにくくなる。その結果、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３の接続作業が行いやすくなると共に、挿入荷重による端子取付部５２の破損も防止され、信頼性の向上も図られる。

　端子取付部５２にはさらに、コイルターミナル２６の中間部６３を保持する端子ガイド部５７が設けられている。端子ガイド部５７は、図４,５に示すように、端子挿入孔５４の下端近傍に、端子挿入孔５４に臨んで設けられている。端子挿入孔５４にコイルターミナル２６を挿入すると、端子ガイド部５７と中間部６３の側面６３ａが当接する。コイルターミナル２６のフック部６２にはコイル巻装時に引張力が加わり、巻線２５の引張力でターミナルが曲がってしまう恐れがある。これに対し、当該ブラシレスモータ１１では、フック部６２と差込部６１をつなぐ中間部６３が、インシュレータ２４の端子ガイド部５７によって支持され、その移動が規制される。これにより、フック部６２に引張力が加わっても、それに引っ張られて中間部６３が曲がってしまうことがなく、製品の歩留まりや信頼性の向上を図ることが可能となる。

　加えて、インシュレータ２４のコイル巻装部５１には、巻線２５が巻装される巻回部５１ａと、巻回部５１ａの内径側に形成されたフランジ部５１ｂが設けられている。巻回部５１ａとフランジ部５１ｂの角隅部にはそれぞれ、コイル巻線時におけるノズルの軌道を考慮し、ノズル逃げとしてＲ形状の曲面部５１ｃが形成されている。角隅部に曲面部５１ｃを設けることにより、巻回部５１ａのより近くでノズルを作動させノズル動作距離を短縮することができ、巻線速度を向上させ、製造工数を削減することが可能となる。

（４）コイルの巻線順序
　図７はコイル１６の結線図、図８はコイル１６の巻線状態を示す説明図、図９はコイル１６の巻線展開図である。図７に示すようにコイル１６はΔ結線となっており、始線～終線の間ですべてのスロットの巻線作業が完了する、いわゆる一筆書き巻線となっている。図８,９に示すように、ここでは、一方側の側方面１４ｄに単独で配されたコイルターミナル２６Ｕを始点とし、次のような順序で巻線作業が行われる。
　(a)コイルターミナル２６ＵからＵ相の第１コイルＵ１を巻装する。
　(b)Ｕ１巻装後、間に２つのティース２２を隔てて対向するＵ相の第２コイルＵ２を巻装する。
　(c)Ｕ２巻装後、Ｕ２からコイルターミナル２６Ｖに結線し、Ｕ２に隣接するＶ相の第１コイルＶ１を巻装する。
　(d)Ｖ１巻装後、間に２つのティース２２を隔てて対向するＶ相の第２コイルＶ２を巻装する。
　(e)Ｖ２巻装後、Ｖ２からコイルターミナル２６Ｗに結線し、Ｖ２に隣接するＷ相の第１コイルＷ１を巻装する。
　(f)Ｗ１巻装後、間に２つのティース２２を隔てて対向するＷ相の第２コイルＷ２を巻装する。
　(g)Ｗ２巻装後、Ｗ２に隣接する位置のコイルターミナル２６Ｕに結線する。この場合、巻線作業の最後に来るコイルＷ２では、巻線２５の張力を維持するため、図１０に示すように、コイルの巻き始めと巻き終わりの入口が同じ箇所となる。

　つまり、当該ブラシレスモータ１１では、単独で存在するコイルターミナルから、対向する同相コイル１６を巻装した後（(b),(d),(f)）、隣接する他相のコイル１６を巻装する（(c),(e)）。このように、本発明のブラシレスモータ１１は、一体構造のステータコア１５に対し、ターミナルホルダが一体化されたインシュレータを組み付け、上述のような一筆書き巻線にてΔ結線を行うので、電気接続部品の組み付け工程や結線処理工程が不要になる。その結果、生産時の工程を削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。

　一方、前述のような結線を行うに際しては、図１１に示すように、インシュレータ２４の各端子取付部５２近傍に設けられたポール５８に巻線２５を引っ掛ける。一筆書き巻線の工程中に、巻線２５をポール５８に沿わせることにより、巻線２５をフック部６２に係止する際、巻線２５に張力を付加できる。その結果、コイルターミナル２６と巻線２５の密着度を高めることができ、ヒュージングなどの電気的接続性を向上させることが可能となる。

　さらに、巻線工程(d)において、Ｖ１からＶ２に巻線２５を引き回すとき、その渡り線５９が既に巻装が完了しているＵ１上を跨いで通過する。このコイルＵ１には、径方向外側にコイルターミナル２６Ｕが存在するため、その背後に渡り線を通すことができない。一方、渡り線が先に存在すると、コイルＵ１の巻装作業が非常に行いにくい。これに対し、前述のような巻線工程を実行すれば、コイル形成後に渡り線が配されるため、特に支障を来すことなく巻線作業を行うことができる。また、一般的な一筆書き巻線と異なり、巻装が完了しているコイルの上を弦状に渡り線が通過する箇所が存在するため、渡り線の長さを短くすることも可能となる。なお、他のコイルターミナル２６Ｖ,２６Ｗでは、渡り線５９はそれらの背後を通ることなく、フック部６２に引っ掛けられた後、フック部６２側の隣接コイル１６に向かうため、渡り線の引き回しに関する問題は生じない。

　加えて、ブラシレスモータ１１においては、渡り線５９が重なる箇所においても、重複本数が最大４本に抑えられる。この場合、例えば特許文献３のモータでは、渡り線が６本重複する部位が存在し、巻線２５の収容や取り回しが煩雑となる。この点、当該ブラシレスモータ１１では、渡り線５９の重なりは最大でも４本であるため、渡り線の収容保持が容易となり、インシュレータの小型軽量化が可能となる。

（５）中間ターミナル配置
　前述のように、モータユニット１では、ブラシレスモータ１１と制御基板４２は、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３が結合されることにより電気的に接続される。図１２は、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３の接続構造を示す説明図、図１３（ａ）は、モータユニット１におけるターミナル接続部７１（７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗ）の位置を示す説明図である。ターミナル接続部７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗでは、それぞれ、コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗの差込部６１と、中間ターミナル４３Ｕ,４３Ｖ,４３Ｗの嵌合部４３ｂが接続される。

　一般に、機電一体構造の減速機構付きモータは、モータ側のターミナルと制御基板側のターミナルが存在し、両ターミナルの接続レイアウトがモータの体格や構造を左右する重要な要素となっている。近年、サンルーフ用モータは、ブラシ付きからブラシレスへの移行が進んでおり、それに伴って、両ターミナルの接続箇所が２つから３つに増加する。しかしながら、ターミナルが増えたにもかかわらず、装置フレームを大きくすることはできず、現状のスペース内に３つのターミナルをレイアウトしなければならない、という非常に困難な課題が存在していた。

　これに対し、本発明によるモータユニット１では、ターミナル同士の接続箇所３つ（７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗ）のうちの２つが、出力軸３９の延伸方向から見て上下に重なる位置に配置されている。すなわち、ターミナル接続部７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗは、図１３に示すように、上方の制御基板４２側から見て、そのうちの２つ（７１Ｕ,７１Ｖ）が、モータ回転軸３１と垂直な軸（軸Ｘ：第１軸）上に同軸で配置される。また、他の組み合わせの２つ（７１Ｖ,７１Ｗ）が、軸Ｘと垂直（回転軸３１と平行）な軸（軸Ｙ：第２軸）上に同軸で配置されている。また、ターミナル接続部７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗを、フレーム１７側から回転軸３１の延伸方向に沿って見ると、それらの２つずつ（例えば、図１３における、７１Ｕ,７１Ｖや７１Ｖ,７１Ｗ）が上下・左右方向に重なるように一列に配置されている。

　ターミナル接続部７１をこのように配置することにより、制御基板４２上におけるターミナル接続部７１のＸ－Ｙ座標を１つずつにすることができる。すると、３つの接続部をバラバラに配置した場合（図１３（ｂ））に比して、ターミナル接続部７１のレイアウト領域が整理される（図１３（ｂ）の場合はＸ－Ｙ座標が３つ）。従って、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３の接続部を、スペースの少ない箇所に効率良くレイアウトすることが可能となり、中間ターミナル４３が接続される制御基板４２の作製も容易となる。

　また、モータユニット１では、コイルターミナル２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗの差込部６１の長さと、中間ターミナル４３Ｕ,４３Ｖ,４３Ｗの嵌合部４３ｂから基板接続部４３ａの先端までの長さとが、長尺×１、短尺×２の組み合わせにて構成されている。図１４は、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３の長尺、短尺の区別を示す説明図である。本実施形態では、図１２に示すように、コイルターミナル２６側は、２６Ｕが長尺、２６Ｖ,２６Ｗが短尺、中間ターミナル４３側は、４３Ｖが長尺、４３Ｕ,４３Ｗが短尺となっている。コイルターミナル２６Ｕと２６Ｖ,２６Ｗは、回転軸３１の延伸方向に沿って、異なる長さにてブラシレスモータ１１から延出している。そして、ターミナル接続部７１Ｕでは２６Ｕ（長尺）と４３Ｕ（短尺）が、同７１Ｖでは２６Ｖ（短尺）と４３Ｖ（長尺）が、同７１Ｗでは２６Ｗ（短尺）と４３Ｗ（短尺）がそれぞれ組み合わされて接続される。

　このような組み合わせにて各コイルターミナル２６および中間ターミナル４３を配置すると、フレーム１７側から見て、長尺のオスターミナルである２６Ｕが手前（上側）に、短尺のオスターミナルである２６Ｖ,２６Ｗが奥（下側：フレーム１７の下面１ｂ側）に配置される。そこで、コイルターミナル２６と中間ターミナル４３を結合する工程を考えると、この場合、まず、延出長の大きい２６Ｕと、それに対応する４３Ｕとが接続される。すなわち、他の短尺オスターミナルよりも先に、長尺オスターミナルである２６Ｕが４３Ｕと接続される。一般に、長尺のターミナルは、短尺のターミナルに比して、先端位置がずれ易く、長短のターミナルが存在する状態で複数ターミナルをトラブルなく結合させるのは容易ではない。また、同尺のターミナルが複数存在すると、誤組み付けの恐れもある。

　これに対し、本発明によるモータユニット１では、ターミナル２６,４４の接続に際し、手前側にある長尺オスターミナル２６Ｕが先に接続され、その後、奥にある短尺オスターミナル２６Ｖ,２６Ｗが接続される。その結果、ターミナル接続作業では、長尺オスターミナル２６Ｕの挿入状態を確認しつつ、短尺オスターミナル２６Ｖ,２６Ｗの接続処理を行うことができる。従って、長尺オスターミナルの挿入完了を容易に視認でき、その後、確実に短尺オスターミナルを接続できるため、ターミナルの曲がりやターミナル間違いによる誤組み付けを防止することが可能となる。

　本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、前述の実施形態では、端子取付部５２を３個設けた構成を示したが、図１５のように、２相分を１つにまとめて端子取付部５２を２個としても良い。また、コイルターミナル２６の形状も前述のものには限られず、例えば、図１６のように、差込部６１とフック部６２が同方向に延びる形状であっても良い。但し、図１５,１６の場合でも、コイルターミナル２６を含めてステータ１２が二面幅Ｗｄのサイズ要件を満たしていることが必要である。

　さらに、前述の実施形態では、中間ターミナル４３を制御基板４２に半田付けする構成を示したが、図１７のような中間ターミナル６５を用いて、中間ターミナル６５と制御基板４２をプレスフィットにて接続しても良い。この場合、制御基板４２をカバー１８側に取り付け、カバー１８をフレーム１７に取り付ける際、中間ターミナル６５と制御基板４２がプレスフィットにて接続されるようにしても良い。

　加えて、ブラシレスモータ１１のティース・スロット数はあくまでも例示であり、その個数は前述の６個には限定されない。また、巻線順序におけるＩＮ・ＯＵＴは、その順序が逆になっても問題はない。同様に、３相のＵＶＷもその順序は任意であり、例えば、反時計回りの順番がＵ,Ｗ,Ｖであっても良い。さらに、ターミナル接続部７１における３相Ｕ,Ｖ,Ｗの組み合わせも任意であり、上述の例には限定されない。

　本発明は、サンルーフ用のモータ以外にも、例えば、パワーウインド、スライドドア、リアゲート、オイルポンプ等の駆動源として使用される車載モータや、家電製品等の各種電気製品、ロボットや電動機械等の産業機器などにも広く適用可能である。

　１　　モータユニット　　　　　　　　１ａ　上面
　１ｂ　下面　　　　　　　　　　　　　２　　モータ部
　３　　減速機構部　　　　　　　　　　４　　制御部
１１　　ブラシレスモータ　　　　　　１２　　ステータ
１３　　ロータ　　　　　　　　　　　１４　　モータケース
１４ａ　上面　　　　　　　　　　　　１４ｂ　下面
１４ｃ～１４ｆ　側方面　　　　　　　１５　　ステータコア
１６　　コイル　　　　　　　　　　　１７　　フレーム
１７ａ　フランジ部　　　　　　　　　１７ｂ　ネジ孔
１７ｃ　軸受保持部　　　　　　　　　１７ｄ　軸受保持部
１７ｅ　端子保持部　　　　　　　　　１８　　カバー
１９　　ネジ　　　　　　　　　　　　２１　　継鉄部
２２　　ティース　　　　　　　　　　２３　　スロット
２４　　インシュレータ　　　　　　　２５　　巻線
２６　　コイルターミナル（コイル接続端子）
２６Ｕ,２６Ｖ,２６Ｗ　コイルターミナル
３１　　回転軸　　　　　　　　　　　３２　　ロータコア
３３　　マグネット　　　　　　　　　３４　　軸受
３５　　軸受メタル　　　　　　　　　３７　　ウォーム
３８　　ウォームホイール　　　　　　３９　　出力軸
４１　　センサマグネット　　　　　　４２　　制御基板
４３　　中間ターミナル
４３Ｕ,４３Ｖ,４３Ｗ　中間ターミナル
４３ａ　基板接続部　　　　　　　　　４３ｂ　嵌合部
５１　　コイル巻装部　　　　　　　　５１ａ　巻回部
５１ｂ　フランジ部　　　　　　　　　５１ｃ　曲面部
５２　　端子取付部　　　　　　　　　５３　　コイルガイド部
５４　　端子挿入孔　　　　　　　　　５５　　端子保持部
５６　　リブ　　　　　　　　　　　　５６ａ　底面
５７　　端子ガイド部　　　　　　　　５８　　ポール
５９　　渡り線　　　　　　　　　　　６１　　差込部
６２　　フック部　　　　　　　　　　６３　　中間部
６３ａ　側面　　　　　　　　　　　　６４　　係合爪
６５　　中間ターミナル　　　　　　　７１　　ターミナル接続部
７１Ｕ,７１Ｖ,７１Ｗ　ターミナル接続部
Ｕ１　　Ｕ相第１コイル　　　　　　　Ｕ２　　Ｕ相第２コイル
Ｖ１　　Ｖ相第１コイル　　　　　　　Ｖ２　　Ｖ相第２コイル
Ｗ１　　Ｗ相第１コイル　　　　　　　Ｗ２　　Ｗ相第２コイル
Ｗｄ　　二面幅　　　　　　　　　　　Ｗｄ’　ステータコアの幅

Claims

　磁性材料にて形成されたヨークと、
　前記ヨーク内に配置され、巻線が巻装されたコイルを備えるステータと、
　マグネットを備え、前記ステータ内に回転自在に配置されるロータと、を有する３相駆動のブラシレスモータであって、
　前記ヨークの外周には、２つの平行な対向面からなる平面部と、該平面部の両端側にそれぞれ設けられ前記平面部をつなぐ連結部が形成され、
　前記ステータは、前記巻線が接続される３個のコイル接続端子が設けられたインシュレータを有し、
　前記３個のコイル接続端子のうちの１個は、前記平面部に対し一方の前記連結部側に配置され、他の２個の前記コイル接続端子は、前記平面部に対し他方の前記連結部側に配置されることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
　前記コイル接続端子のうちの１個は、他の前記コイル接続端子と隣接しない位置に配置されることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項１又は２記載のブラシレスモータにおいて、
　前記インシュレータは、前記巻線が巻き付けられるコイル巻装部と、前記コイル接続端子が取り付けられる端子取付部と、を有し、
　前記端子取付部は、前記コイル巻装部よりも径方向外側に配置されることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項３記載のブラシレスモータにおいて、
　前記端子取付部は、前記コイル巻装部の径方向外側に設けられ、
　前記コイル巻装部のうち、前記端子取付部が設けられていないものの径方向外側には、前記巻線が案内されるガイド部が形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項３又は４記載のブラシレスモータにおいて、
　前記コイル接続端子は、前記端子取付部に形成された端子挿入孔に挿入される差込部と、前記巻線が接続されるフック部と、該フック部と前記差込部をつなぐ中間部と、を備え、
　前記端子取付部は、前記端子挿入孔の近傍に形成され、前記コイル接続端子の前記中間部が当接し、前記中間部を保持する端子ガイド部を有することを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項１～５の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
　前記巻線は、
　一方の前記連結部側に配置された第１相の前記コイル接続端子から、該コイル接続端子の位置に存在する第１相の第１コイル、
　該第１相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイル、
　該第１相の第２コイルに隣接する第２相の第１コイル、
　該第２相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイル、
　該第２相の第２コイルに隣接する第３相の第１コイル、
　該第３相の第１コイルと対向位置にある同相の第２コイルとを有し、
　前記第１相の第１コイル、前記第１相の第２コイル、前記第２相の第１コイル、前記第２相の第２コイル、前記第３相の第１コイル、前記第３相の第２コイルは、連続的に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項６記載のブラシレスモータにおいて、
　前記巻線は、
　前記第１相の第２コイルと前記第２相の第１コイルとの間で、第２相の前記コイル接続端子に接続され、
　前記第２相の第２コイルと前記第３相の第１コイルとの間で、第３相の前記コイル接続端子に接続され、
　前記第３相の第２コイルの後段で、前記第１相の前記コイル接続端子に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
　請求項１～７の何れか１項に記載のブラシレスモータを使用した減速機構付きモータであって、
　前記ブラシレスモータが取り付けられ、その内部に、前記ブラシレスモータの回転軸と接続され該回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、前記ブラシレスモータを駆動制御するための制御回路が収容されるフレームと、
　前記フレームに取り付けられ、一端側が前記コイル接続端子と、他端側が前記制御回路とそれぞれ電気的に接続される３個の中間ターミナルと、を備え、
　前記３個の中間ターミナルは、そのうちの２つが、前記出力軸の延伸方向から見て上下に重なる位置に配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
　請求項８記載の減速機構付きモータにおいて、
　前記３個の中間ターミナルは、そのうちの２つが前記回転軸と垂直な第１軸上に同軸で配置され、他の組み合わせの２つが前記第１軸とは垂直な第２軸上に同軸で配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
　請求項８記載の減速機構付きモータにおいて、
　前記３個の中間ターミナルは、そのうちの２つが前記ブラシレスモータの回転軸と垂直な第１軸上に同軸で配置され、他の組み合わせの２つが前記第１軸とは垂直な第２軸上に同軸で配置されていることを特徴とする減速機構付きモータ。
　請求項８～１０の何れか１項に記載の減速機構付きモータにおいて、
　前記平面部に対し他方の前記連結部側に配置された前記２個のコイル接続端子は、前記ブラシレスモータの端部からその回転軸の延伸方向に沿って異なる長さにて延出し、
　延出長さの異なる前記コイル接続端子のうち、短い方の前記コイル接続端子は、長い方の前記コイル接続端子に対し、前記フレームの底面側に配置されることを特徴とする減速機構付きモータ。
　請求項８～１１の何れか１項に記載の減速機構付きモータにおいて、
　前記フレームは、前記中間ターミナルを保持する端子保持部と、前記ブラシレスモータの回転軸を回転自在に支持する軸受を保持する軸受保持部と、を有し、
　前記端子保持部と前記軸受保持部は、前記回転軸方向に沿ってずれた位置に配置されることを特徴とする減速機構付きモータ。