WO2018097205A1

WO2018097205A1 - 車載用モータ、および電動パワーステアリング装置

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Publication number: WO2018097205A1
Application number: PCT/JP2017/042082
Authority: WO
Inventors: 服部　隆志; 俊哉岡本; 小川　裕史; 慶宣荒尾; 佳明山下
Original assignee: 日本電産株式会社
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-05-31
Also published as: US20190348885A1; CN109983663A; JPWO2018097205A1; DE112017005932T5

Abstract

本発明の車載用モータの一つの態様は、車両に搭載される車載用モータであって、中心軸に沿って配置されるシャフトを有するロータと、ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、ステータの軸方向一方側に配置され、ステータと電気的に接続される回路基板と、を備える。ステータは、ステータコアと、コイル線がステータコアに巻き回されて構成される巻回部をそれぞれ有する複数のコイルと、を有する。複数のコイルの少なくとも一つは、巻回部からコイル線が軸方向一方側に延びて構成される第１延伸部を有する第１コイルである。第１延伸部は、巻回部と繋がる連結部と、回路基板に固定される固定部と、を有する。連結部から固定部までの第１延伸部の長さは、連結部と固定部とを結ぶ仮想線分の長さよりも大きい。

Description

車載用モータ、および電動パワーステアリング装置

　本発明は、車載用モータ、および電動パワーステアリング装置に関する。本願は、２０１６年１１月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／４２５，６６８号および２０１７年０３月１４日に出願された日本国特許出願第２０１７－０４８６４５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　コイルと接続されるバスバーを備えるモータが知られる。例えば、特許文献１には、バスバーを備えるモータとして、電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられるブラシレスモータが記載される。

特開２０１５－７０６３２号公報

　上記のようなバスバーは、製造コストが比較的大きく、モータの製造コストが大きくなりやすい。また、コイルと制御装置とを接続する場合、コイルを構成するコイル線とバスバーとを接続し、かつ、バスバーと制御装置の回路基板とを接続する必要がある。そのため、コイルと制御装置とを接続する手間が大きくなり、モータを製造する手間が増大する場合がある。

　これに対して、例えば、コイル線を直接的に回路基板と接続する方法が考えられる。この場合には、バスバーを設ける必要がなく、一度の接続作業によってコイルと制御装置とを接続できる。そのため、モータを製造する手間およびコストが増大することを抑制できる。

　ところで、車載用のモータは、使用される環境の温度差が特に大きくなりやすく、比較的低温の環境においても使用される。そのため、上記のようにコイル線を直接的に回路基板と接続する場合、コイル線の熱収縮・熱膨張により、コイル線と回路基板との接続部に比較的大きな熱応力が生じる場合がある。したがって、コイル線と回路基板との接続にクラックなどの不具合が生じる場合がある。

　本発明は、上記事情に鑑みて、コイル線と回路基板との接続に不具合が生じることを抑制できる車載用モータ、およびそのような車載用モータを備える電動パワーステアリング装置を提供することを目的の一つとする。

　本発明の車載用モータの一つの態様は、車両に搭載される車載用モータであって、中心軸に沿って配置されるシャフトを有するロータと、前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、前記ステータの軸方向一方側に配置され、前記ステータと電気的に接続される回路基板と、を備える。前記ステータは、ステータコアと、コイル線が前記ステータコアに巻き回されて構成される巻回部をそれぞれ有する複数のコイルと、を有する。前記複数のコイルの少なくとも一つは、前記巻回部から前記コイル線が軸方向一方側に延びて構成される第１延伸部を有する第１コイルである。前記第１延伸部は、前記巻回部と繋がる連結部と、前記回路基板に固定される固定部と、を有する。前記連結部から前記固定部までの前記第１延伸部の長さは、前記連結部と前記固定部とを結ぶ仮想線分の長さよりも大きい。

　本発明の電動パワーステアリング装置の一つの態様は、上記の車載用モータを備える。

　本発明の一つの態様によれば、コイル線と回路基板との接続に不具合が生じることを抑制できる車載用モータ、およびそのような車載用モータを備える電動パワーステアリング装置が提供される。

図１は、本実施形態の車載用モータを示す断面図である。図２は、本実施形態のステータ、第１支持部材および第２支持部材を示す斜視図である。図３は、本実施形態のコイルの一部および第１支持部材を示す斜視図である。図４は、本実施形態の第１コイルを示す図である。図５は、本実施形態の第２コイルを示す図である。図６は、本実施形態の第１支持部材を示す斜視図である。図７は、本実施形態の第２支持部材を示す斜視図である。図８は、本実施形態の電動パワーステアリングを示す模式図である。

　各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。

　なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

＜車載用モータの実施形態＞
　図１に示す本実施形態の車載用モータ１０は、車両に搭載されるモータである。図１に示すように、車載用モータ１０は、ハウジング１１と、ベアリングホルダ４０と、ベアリング２３，２４と、ロータ２０と、ステータ３０と、第１支持部材５０と、第２支持部材６０と、中性点バスバー７０と、回路基板８０と、を備える。

　ハウジング１１は、底部を有し、上側に開口する円筒状である。ハウジング１１の底部には、ベアリング２３が保持される。ベアリングホルダ４０は、ハウジング１１の上側の開口部に固定される。ベアリングホルダ４０は、ベアリング２４を保持する。ベアリングホルダ４０は、ベアリングホルダ４０を軸方向に貫通するホルダ貫通孔４１を有する。ハウジング１１とベアリングホルダ４０とによって囲まれた内部空間には、ロータ２０、ステータ３０、第１支持部材５０、第２支持部材６０および中性点バスバー７０が収容される。

　ロータ２０は、シャフト２１と、ロータ本体２２と、を有する。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト２１は、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。シャフト２１は、ベアリング２３，２４によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持される。シャフト２１の下側の端部は、ハウジング１１の底部に設けられた孔を介して、ハウジング１１の外部に突出する。図示は省略するが、ロータ本体２２は、シャフト２１の外周面に固定されるロータコアと、ロータコアの外周面に固定されるロータマグネットと、を有する。

　ステータ３０は、ロータ２０と隙間を介して径方向に対向する。図２に示すように、第２支持部材６０は、ステータ３０の上側に配置され、中性点バスバー７０を下側から支持する。第１支持部材５０は、第２支持部材６０の上側に配置される。図１に示すように、第１支持部材５０は、ホルダ貫通孔４１に挿入される。

　図２に示すように、中性点バスバー７０は、周方向に沿って延びる折れ線状の板部材である。中性点バスバー７０の板面は、径方向と直交する。本実施形態において中性点バスバー７０は、周方向に沿って２つ設けられる。中性点バスバー７０は、後述する複数のコイル３５のうちの２つ以上のコイル３５を中性点として繋ぐ。

　図１に示すように、回路基板８０は、径方向に拡がる板状である。回路基板８０は、ステータ３０の上側に配置される。本実施形態において回路基板８０は、ベアリングホルダ４０の上側に配置される。回路基板８０は、車載用モータ１０の制御装置の一部である。図示は省略するが、制御装置は、ベアリングホルダ４０の上側に固定される。

　ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３４と、複数のコイル３５と、絶縁チューブ３９と、を有する。ステータコア３１は、ロータ本体２２の径方向外側においてロータ本体２２を囲む環状である。ステータコア３１は、コアバック３２と、複数のティース３３と、を有する。図２に示すように、コアバック３２は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。ティース３３は、コアバック３２から径方向内側に突出する。複数のティース３３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ティース３３の数は、例えば、１２個である。

　インシュレータ３４は、絶縁性を有する部材である。インシュレータ３４は、複数のティース３３のそれぞれに装着される。複数のコイル３５は、インシュレータ３４を介して、複数のティース３３のそれぞれに装着される。本実施形態において複数のコイル３５は、第１コイル３５Ａと、第２コイル３５Ｂと、を含む。また、第１コイル３５Ａは、第３コイル３５Ａａと、第４コイル３５Ａｂと、を含む。

　本実施形態においてコイル３５は、３つの第３コイル３５Ａａと、３つの第４コイル３５Ａｂと、６つの第２コイル３５Ｂと、の合計１２個設けられる。本実施形態において各コイル３５は、スター結線によって互いに接続される。以下の説明においては、第１コイル３５Ａと第２コイル３５Ｂとを特に区別しない場合には、単にコイル３５と呼ぶ。また、第３コイル３５Ａａと第４コイル３５Ａｂとを区別しない場合には、単に第１コイル３５Ａと呼ぶ。

　図３および図４に示すように、複数のコイル３５は、巻回部３６をそれぞれ有する。巻回部３６は、コイル線がステータコア３１に巻き回されて構成される。本実施形態において巻回部３６は、コイル線がインシュレータ３４を介してティース３３に巻き回されて構成される。各コイル３５の巻回部３６は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。巻回部３６は、角部が丸みを帯びた矩形枠状である。本実施形態において巻回部３６を構成するコイル線は、丸線である。巻回部３６を構成するコイル線の線径Ｄは、例えば、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。なお、図３においては、巻回部３６のうち径方向内側の部分の図示を省略する。

　図４に示すように、第１コイル３５Ａは、第１延伸部３７を有する。すなわち、複数のコイル３５の少なくとも一つは、第１延伸部３７を有する第１コイル３５Ａである。第１延伸部３７は、巻回部３６からコイル線が上側に延びて構成される。第１延伸部３７は、巻回部３６よりも上側に延びて回路基板８０と接続される。巻回部３６を構成するコイル線と第１延伸部３７を構成するコイル線とは、連続する１本のコイル線の部分である。第１延伸部３７は、連結部３７ａと、固定部３７ｂと、を有する。

　連結部３７ａは、第１延伸部３７の下側の端部であり、巻回部３６と繋がる部分である。本実施形態において連結部３７ａは、巻回部３６を構成するコイル線の巻き終わり側の端部と繋がる。すなわち、本実施形態において第１延伸部３７は、巻回部３６を構成するコイル線の巻き終わり側の端部から上側に延びる。本実施形態において巻回部３６を構成するコイル線の巻き終わり側の端部は、巻回部３６の下側の端部である。

　固定部３７ｂは、回路基板８０に固定される部分である。固定部３７ｂは、巻回部３６よりも上側に配置される。本実施形態において固定部３７ｂは、回路基板８０を軸方向に貫通する貫通孔８１に通されて、回路基板８０の上面よりも上側に突出する。固定部３７ｂは、はんだ９０によって回路基板８０に固定される。より詳細には、はんだ９０は、回路基板８０の上面および下面に固定部３７ｂを固定する。固定部３７ｂが回路基板８０に固定されることで、回路基板８０がステータ３０と電気的に接続される。

　連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さは、連結部３７ａと固定部３７ｂとを結ぶ仮想線分ＩＬ１の長さよりも大きい。そのため、連結部３７ａと固定部３７ｂとを結ぶのに必要な最短の長さよりも、連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さが大きく、第１延伸部３７の長さに余裕がある。これにより、熱収縮によって第１延伸部３７の長さが短くなった場合であっても、第１延伸部３７の長さの余裕によって、第１延伸部３７の変形量を吸収することができる。したがって、固定部３７ｂに熱応力が加えられることを抑制でき、はんだ９０にクラックが生じる、あるいは固定部３７ｂと回路基板８０との固定が外れる等の不具合が生じることを抑制できる。以上により、本実施形態によれば、コイル線と回路基板８０との接続に不具合が生じることを抑制できる車載用モータ１０が得られる。

　なお、上述した連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さと仮想線分ＩＬ１の長さとの関係は、少なくとも常温環境下で満たされればよい。すなわち、例えば、常温よりも低い温度の環境下においては、第１延伸部３７が熱収縮することによって、連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さが仮想線分ＩＬ１の長さと同じになってもよい。常温とは、例えば、ＪＩＳ　Ｚ　８７０３：１９８３に常温として規定される５℃以上、３５℃以下の温度範囲を含む。

　また、仮想線分ＩＬ１が結ぶ固定部３７ｂの点は、例えば、固定部３７ｂのうち最も連結部３７ａ側、すなわち本実施形態では下側の点である。本実施形態において仮想線分ＩＬ１が結ぶ固定部３７ｂの点は、回路基板８０の下面よりも下側に配置される。

　本実施形態のように固定部３７ｂがはんだ９０によって回路基板８０に固定される場合、例えば固定部３７ｂが溶接およびカシメ等によって回路基板８０に固定される場合に比べて、固定部３７ｂの固定強度が低くなりやすい。したがって、固定部３７ｂに熱応力が加えられることを抑制できる効果は、固定部３７ｂがはんだ９０によって回路基板８０に固定される構成において、特に有用である。

　また、例えば、固定部３７ｂを溶接によって回路基板８０に固定する場合には、溶接による熱を避けるために、回路基板８０から突出する金属部分等を別途設け、固定部３７ｂを金属部分等に固定する必要がある。また、例えば、固定部３７ｂをカシメによって回路基板８０に固定する場合には、回路基板８０にカシメ処理する部分を設ける必要がある。このように、溶接およびカシメによって固定部３７ｂを固定する場合、回路基板８０の構造が複雑化し、車載用モータ１０を製造する手間およびコストが増加する場合がある。

　これに対して、固定部３７ｂをはんだ９０で回路基板８０に固定する場合には、回路基板８０に固定するための部分を特に設ける必要がなく、回路基板８０に対して直接的に固定部３７ｂを固定できる。そのため、回路基板８０の構造が複雑化することがなく、車載用モータ１０を製造する手間およびコストが増加することを抑制できる。

　また、第１延伸部３７を構成するコイル線の線径Ｄが大きい程、固定部３７ｂに生じる熱応力が大きくなりやすい。そのため、固定部３７ｂに熱応力が加えられることを抑制できる効果は、コイル線の線径Ｄが大きい程、有用である。具体的には、線径Ｄが０．５ｍｍ以上である場合に、固定部３７ｂに熱応力が加えられることを抑制できる効果を、特に有用に得られる。コイル線の線径Ｄが０．５ｍｍ以上である構成は、車両に搭載される車載用モータにおいて、特に採用される場合が多い。

　また、本実施形態によれば、第１延伸部３７は巻回部３６を構成するコイル線の巻き終わり側の端部から上側に延びる。そのため、第１コイル３５Ａを作る際、コイル線を巻き回して巻回部３６を作った後に、第１延伸部３７の長さを調整しやすい。これにより、連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さを、仮想線分ＩＬ１よりも大きく調整しやすい。また、後述する屈曲部３７ｃ，３７ｄを作りやすく、第１延伸部３７に応力緩和構造を設けやすい。

　また、本実施形態によれば、巻回部３６を構成するコイル線の巻き終わり側の端部は、巻回部３６の下側の端部である。そのため、巻回部３６の構成するコイル線の巻き終わり側の端部に繋がる連結部３７ａから固定部３７ｂまでの第１延伸部３７の長さを大きくできる。これにより、第１延伸部３７に後述する屈曲部３７ｃ，３７ｄ等を設けやすく、第１延伸部３７に長さの余裕をより持たせやすい。

　第１延伸部３７は、折り曲げられた屈曲部を２つ以上有する。本実施形態において屈曲部は、１つの第１延伸部３７ごとに、屈曲部３７ｃと屈曲部３７ｄとの２つが設けられる。屈曲部３７ｃ，３７ｄを設けることによって、第１延伸部３７の長さを容易に仮想線分ＩＬ１の長さよりも大きくできる。

　また、例えば、第１延伸部３７が熱膨張する場合、屈曲部３７ｃ，３７ｄが設けられないと、第１延伸部３７が軸方向に伸びることによって生じる力が固定部３７ｂに直接的に加えられやすく、固定部３７ｂに生じる熱応力が比較的大きくなる場合がある。一方、屈曲部３７ｃ，３７ｄが設けられる場合、例えば、第１延伸部３７のうち連結部３７ａから屈曲部３７ｃまでの部分が軸方向に伸びても、屈曲部３７ｃが上側に移動することで、連結部３７ａから屈曲部３７ｃまでの部分が膨張することで生じる力を逃がすことができる。また、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄから固定部３７ｂまでの部分が膨張することで生じる力についても、同様に、屈曲部３７ｄが下側に移動することで逃がすことができる。これにより、第１延伸部３７が熱膨張することによって生じる力が固定部３７ｂに直接的に加えられにくくでき、固定部３７ｂに生じる熱応力を低減できる。これは、第１延伸部３７が熱収縮する場合についても同様である。

　このように本実施形態によれば、本来、熱収縮・熱膨脹をする際に固定部３７ｂにかかる熱応力を、屈曲部３７ｃ，３７ｄにて吸収することができる。すなわち、屈曲部３７ｃ，３７ｄによって、第１延伸部３７に応力緩和構造を設けることができる。そのため、固定部３７ｂに熱応力が加えられることをより抑制でき、コイル線と回路基板８０との接続部位にクラックなどの不具合が生じることをより抑制できる。また、屈曲部３７ｃ，３７ｄを２つ以上設けることで、第１延伸部３７が延びる方向を調整しやすく、回路基板８０における第１延伸部３７が固定される部分まで、第１延伸部３７を導きやすい。

　屈曲部３７ｃは、第１延伸部３７のうち巻回部３６よりも上側の部分に設けられる。屈曲部３７ｃは、軸方向に対して周方向に傾く向きに第１延伸部３７が折り曲げられた部分である。屈曲部３７ｄは、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｃよりも固定部３７ｂに近い部分に設けられる。屈曲部３７ｄは、屈曲部３７ｃよりも上側に配置される。屈曲部３７ｄは、屈曲部３７ｃによって軸方向に対して傾いた第１延伸部３７の延びる方向を、元の方向に戻す向きに第１延伸部３７が折り曲げられた部分である。

　屈曲部３７ｃの折り曲げ角度θ１と屈曲部３７ｄの折り曲げ角度θ２とは、直角または鈍角である。そのため、折り曲げ角度θ１，θ２が鋭角である場合に比べて、屈曲部３７ｃ，３７ｄを作るために第１延伸部３７を折り曲げる角度が小さくてよく、屈曲部３７ｃ，３７ｄを作りやすい。また、第１延伸部３７を作るために必要なコイル線の使用量を少なくできる。図４では、折り曲げ角度θ１，θ２は、例えば、鈍角である。

　なお、折り曲げ角度θ１，θ２は、直角であることが好ましい。これは、以下の理由による。例えば、第１延伸部３７が熱膨張する場合について考える。この場合、第１延伸部３７のうち連結部３７ａから屈曲部３７ｃまでの間の部分が軸方向に膨脹することで、屈曲部３７ｃには上向きの力が加えられる。また、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄから固定部３７ｂまでの間の部分が軸方向に膨脹することで、屈曲部３７ｄには下向きの力が加えられる。これにより、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｃ，３７ｄ同士の間の部分には、両端部にそれぞれ上向きの力と下向きの力とが加えられ、屈曲部３７ｃ，３７ｄ同士の間の部分を軸方向と直交する軸周りに回転させる回転モーメントが生じる。以下、第１延伸部３７における屈曲部３７ｃ，３７ｄ同士の間の部分を「中間部分」と呼ぶ。

　ここで、中間部分に加えられる回転モーメントを生じさせる力は、中間部分の両端部に加えられる力のうち、中間部分が延びる方向に対して直交する向きの成分である。そして、折り曲げ角度θ１，θ２が直角の場合には、中間部分の延びる方向が軸方向に対して直交する。そのため、第１延伸部３７が熱膨脹する際に、中間部分の両端部に加えられた軸方向の力の全て、あるいは大部分が、中間部分を回転させる回転モーメントを生じさせる力として使われる。これにより、折り曲げ角度θ１，θ２を直角にすることで、第１延伸部３７が熱膨張することによって生じる力が固定部３７ｂに加えられることを抑制でき、固定部３７ｂに生じる熱応力をより低減することができる。また、第１延伸部３７が熱収縮する場合についても、上述した第１延伸部３７が熱膨張する場合と同様にして、固定部３７ｂに加えられる熱応力をより低減することができる。

　折り曲げ角度θ１は、第１延伸部３７のうち連結部３７ａと屈曲部３７ｃとの間の部分と、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｃと屈曲部３７ｄとの間の部分とが成す角度である。折り曲げ角度θ２は、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｃと屈曲部３７ｄとの間の部分と、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄと固定部３７ｂとの間の部分と、が成す角度である。

　本実施形態において折り曲げ角度θ１と折り曲げ角度θ２とは、例えば、互いに同じである。これにより、第１延伸部３７のうち連結部３７ａと屈曲部３７ｃとの間の部分が延びる方向と、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄと固定部３７ｂとの間の部分が延びる方向と、を互いに平行な方向とすることができる。

　第１延伸部３７のうち連結部３７ａと屈曲部３７ｃとの間の部分は、軸方向と平行に延びる。第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｃと屈曲部３７ｄとの間の部分は、軸方向に対して周方向一方側に傾いた向きに延びる。第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄと固定部３７ｂとの間の部分は、軸方向と平行に延びる。

　図３に示すように、第３コイル３５Ａａは、上述した第１延伸部３７としての第３延伸部３７Ａａを有する。第３延伸部３７Ａａの固定部３７ｂは、第３延伸部３７Ａａが繋がる巻回部３６の上側に配置される。第３延伸部３７Ａａの屈曲部３７ｃは、軸方向に対して周方向の巻回部３６側に傾く向きに第３延伸部３７Ａａが折り曲げられた部分である。第３延伸部３７Ａａのうち屈曲部３７ｃと屈曲部３７ｄとの間の部分は、上側に向かうに従って周方向の巻回部３６側に位置する。

　第４コイル３５Ａｂは、上述した第１延伸部３７としての第４延伸部３７Ａｂを有する。第４延伸部３７Ａｂの固定部３７ｂは、第４延伸部３７Ａｂが繋がる巻回部３６とは異なる巻回部３６の上側に配置される。本実施形態において第４延伸部３７Ａｂの固定部３７ｂは、第３延伸部３７Ａａが繋がる巻回部３６の上側に配置される。第４延伸部３７Ａｂの屈曲部３７ｃは、軸方向に対して周方向の巻回部３６側と逆側に傾く向きに第４延伸部３７Ａｂが折り曲げられた部分である。

　第４延伸部３７Ａｂは、２つの屈曲部３７ｃ，３７ｄ同士の間の部分である這回部３７ｅを有する。這回部３７ｅは、第４延伸部３７Ａｂが繋がる巻回部３６とは異なる巻回部３６の上側まで延びる。本実施形態において這回部３７ｅは、周方向において第４延伸部３７Ａｂが繋がる巻回部３６から離れる側に延びて、第３延伸部３７Ａａが繋がる巻回部３６の上側まで延びる。

　這回部３７ｅには、絶縁チューブ３９が装着される。絶縁チューブ３９は、這回部３７ｅの少なくとも一部を被覆する絶縁性のチューブである。絶縁チューブ３９が這回部３７ｅを被覆することで、這回部３７ｅが他のコイル３５と短絡することを抑制できる。本実施形態において絶縁チューブ３９は、這回部３７ｅが内部に通される円筒状であり、這回部３７ｅのほぼ全体を覆う。

　第４延伸部３７Ａｂの屈曲部３７ｃ，３７ｄの折り曲げ角度θ１，θ２は、第３延伸部３７Ａａの屈曲部３７ｃ，３７ｄの折り曲げ角度θ１，θ２よりも小さい。本実施形態において第４延伸部３７Ａｂの屈曲部３７ｃ，３７ｄの折り曲げ角度θ１，θ２は、ほぼ９０°である。これにより、這回部３７ｅは、軸方向とほぼ直交する方向に延びる。這回部３７ｅは、周方向に並んで配置された複数のコイル３５の上側を直線状に延びる。

　本実施形態において第３コイル３５Ａａは、例えば、周方向に隣り合って３つ設けられる。本実施形態において第４コイル３５Ａｂは、例えば、周方向に隣り合って３つ設けられる。３つの第３コイル３５Ａａ群と、３つの第４コイル３５Ａｂ群とは、周方向に隣り合って配置される。

　図５に示すように、第２コイル３５Ｂは、第２延伸部３８を有する。すなわち、複数のコイル３５の少なくとも一つは、第２延伸部３８を有する第２コイル３５Ｂである。第２延伸部３８は、巻回部３６からコイル線が上側に延びて構成される。第２延伸部３８は、巻回部３６よりも上側に延びて中性点バスバー７０と接続される。巻回部３６を構成するコイル線と第２延伸部３８を構成するコイル線とは、連続する１本のコイル線の部分である。第２延伸部３８は、連結部３８ａと、固定部３８ｂと、を有する。

　連結部３８ａは、第２延伸部３８の下側の端部であり、巻回部３６と繋がる部分である。本実施形態において連結部３８ａは、巻回部３６を構成するコイル線の巻き始め側の端部と繋がる。すなわち、本実施形態において第２延伸部３８は、巻回部３６を構成するコイル線の巻き始め側の端部から上側に延びる。本実施形態において巻回部３６を構成するコイル線の巻き始め側の端部は、巻回部３６の下側の端部である。

　固定部３８ｂは、中性点バスバー７０に固定される部分である。固定部３８ｂは、巻回部３６よりも上側に配置される。本実施形態において固定部３８ｂは、中性点バスバー７０の板面のうち径方向外側の面に溶接によって固定される。第２延伸部３８は、巻回部３６から中性点バスバー７０まで直線状に延びて、中性点バスバー７０に固定される。そのため、連結部３８ａから固定部３８ｂまでの第２延伸部３８の長さは、好ましくは連結部３８ａと固定部３８ｂとを結ぶ仮想線分ＩＬ２の長さと同じである。

　なお、仮想線分ＩＬ２が結ぶ固定部３８ｂの点は、例えば、固定部３８ｂのうち最も連結部３８ａ側、すなわち本実施形態では下側の点である。本実施形態において仮想線分ＩＬ２が結ぶ固定部３８ｂの点は、中性点バスバー７０の下端部と軸方向においてほぼ同じ位置に配置される。

　第２延伸部３８は中性点バスバー７０に固定されるため、第２延伸部３８を中性点バスバー７０に対して溶接によって直接的に接続できる。したがって、上述した回路基板８０とは異なり、溶接を用いても中性点バスバー７０の構造が複雑化することがない。そのため、車載用モータ１０を製造する手間およびコストが増大することを抑制しつつ、溶接によって第２延伸部３８と中性点バスバー７０とを強固に固定できる。これにより、固定部３８ｂに熱応力が生じても、第２延伸部３８と中性点バスバー７０との接続に不具合が生じることを抑制できる。したがって、第２延伸部３８を直線状に延ばして中性点バスバー７０に固定する構成を採用でき、第２延伸部３８を作るために必要なコイル線の使用量を少なくできる。

　また、第２延伸部３８においては、第１延伸部３７とは異なり、中性点バスバー７０に接続できるならば特に長さを調整する必要がない。そのため、第２延伸部３８が巻回部３６を構成するコイル線の巻き始め側の端部から上側に延びる構成も採用しやすい。コイル線の巻き始め側の部分は、巻回部３６によって押えられるため、コイル線の巻き終わり側の部分に比べて移動しにくい。そのため、第２延伸部３８の位置を安定させやすく、第２延伸部３８を中性点バスバー７０に固定しやすい。

　図２に示すように、本実施形態において第２コイル３５Ｂは、例えば、周方向に隣り合って６つ設けられる。６つの第２コイル３５Ｂのうち周方向に隣り合う３つの第２コイル３５Ｂの第２延伸部３８は、一方の中性点バスバー７０に固定される。６つの第２コイル３５Ｂのうち周方向に隣り合う他の３つの第２コイル３５Ｂの第２延伸部３８は、他方の中性点バスバー７０に固定される。これにより、各中性点バスバー７０は、それぞれ３つの第２コイル３５Ｂを中性点として繋ぐ。

　本実施形態においては、１本の連続したコイル線によって、１つの第１コイル３５Ａと１つの第２コイル３５Ｂとが構成される。すなわち、１本の連続したコイル線は、２つの巻回部３６と、１つの第１延伸部３７と、１つの第２延伸部３８と、を構成する。１本の連続したコイル線において、巻き始め側の端部は第２延伸部３８であり、巻終わり側の端部は第１延伸部３７である。本実施形態においては、６本の連続したコイル線によって、６つの第１コイル３５Ａと６つの第２コイル３５Ｂとが構成される。より詳細には、６本の連続したコイル線のうち３本のコイル線によって、３つの第３コイル３５Ａａと３つの第２コイル３５Ｂとが構成される。６本の連続したコイル線のうち他の３本のコイル線によって、３つの第４コイル３５Ａｂと３つの第２コイル３５Ｂとが構成される。

　第１支持部材５０は、絶縁性を有する部材である。図３に示すように、第１支持部材５０は、第１延伸部３７を支持する。第１支持部材５０は、基部５１と、板状部５２と、ガイド部５３と、を有する。基部５１は、周方向に沿って延びる。図６に示すように、基部５１は、複数の下側ガイド筒部５１ａと、連結部５１ｂと、を有する。下側ガイド筒部５１ａは、軸方向に延びる円筒状である。下側ガイド筒部５１ａは、軸方向両側に開口する。下側ガイド筒部５１ａは、基部５１における周方向の両端部に１つずつと、基部５１における周方向の中央部に２つとの、合計４つ設けられる。基部５１における周方向の中央部に配置される２つの下側ガイド筒部５１ａは、周方向に隣接して配置される。

　連結部５１ｂは、下側に開口する四角筒状である。連結部５１ｂは、周方向に沿って直線状に延びる。連結部５１ｂは、２つ設けられる。連結部５１ｂのうちの一方は、基部５１における周方向一方側の端部に配置される下側ガイド筒部５１ａと、基部５１における周方向の中央部に配置される一方の下側ガイド筒部５１ａと、を連結する。連結部５１ｂのうちの他方は、基部５１における周方向他方側の端部に配置される下側ガイド筒部５１ａと、基部５１における周方向の中央部に配置される他方の下側ガイド筒部５１ａと、を連結する。

　板状部５２は、周方向に沿って折れ線状に延びる板状である。板状部５２の板面は、軸方向と直交する。板状部５２は、基部５１の上側に繋がる。板状部５２の周方向両側の端部は、基部５１よりも周方向両側に突出する。板状部５２は、板状部５２を軸方向に貫通する貫通孔５２ａを有する。貫通孔５２ａは、板状部５２のうち基部５１よりも周方向両側に突出した部分に１つずつと、図示は省略するが板状部５２のうち各下側ガイド筒部５１ａと軸方向に重なる部分にそれぞれ１つずつと、の合計６つ設けられる。

　ガイド部５３は、板状部５２の上面から上側に突出する。ガイド部５３は、２つの上側ガイド筒部５３ａと、複数のリブ５４と、を有する。２つの上側ガイド筒部５３ａは、軸方向両側に開口する円筒状である。２つの上側ガイド筒部５３ａは、周方向に隣接して配置される。図１に示すように、上側ガイド筒部５３ａの内径は、上側ガイド筒部５３ａの上側の部分において小さくなる。

　図３および図６に示すように、ガイド部５３は、板状部５２における周方向の両端部に１つずつと、板状部５２における周方向の中央部に１つと、の合計３つ設けられる。３つのガイド部５３における合計６つの上側ガイド筒部５３ａのうち周方向両端部に配置される２つの上側ガイド筒部５３ａは、基部５１よりも周方向両側に突出した板状部５２の部分に配置される。２つの上側ガイド筒部５３ａの内部は、板状部５２の貫通孔５２ａを介して第１支持部材５０の外部に露出する。６つの上側ガイド筒部５３ａのうち周方向両端部に配置された上側ガイド筒部５３ａ以外の４つの上側ガイド筒部５３ａは、それぞれ下側ガイド筒部５１ａと軸方向に重なる位置に配置される。４つの上側ガイド筒部５３ａの内部は、板状部５２の貫通孔５２ａを介して下側ガイド筒部５１ａの内部と繋がる。

　図１に示すように、上側ガイド筒部５３ａは、ベアリングホルダ４０のホルダ貫通孔４１に挿入される。上側ガイド筒部５３ａの内部には、第１延伸部３７が通される。より詳細には、図３に示すように、上側ガイド筒部５３ａの内部には、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄよりも固定部３７ｂ側、すなわち上側の部分が通される。これにより、第１支持部材５０は、第１延伸部３７のうち屈曲部３７ｄよりも上側の部分を支持する。したがって、固定部３７ｂの位置を安定させることができ、固定部３７ｂを回路基板８０に固定しやすくできる。また、屈曲部３７ｄよりも下側の部分を支持する場合に比べて、第１延伸部３７を上側ガイド筒部５３ａに通しやすい。

　６つの上側ガイド筒部５３ａのうち周方向両端部に配置される２つの上側ガイド筒部５３ａの内部に通される第１延伸部３７は、板状部５２の貫通孔５２ａから上側ガイド筒部５３ａの内部に挿入される。２つの上側ガイド筒部５３ａ以外の４つの上側ガイド筒部５３ａの内部に通される第１延伸部３７は、下側ガイド筒部５１ａに下側から挿入され、板状部５２の貫通孔５２ａを介して、上側ガイド筒部５３ａの内部に挿入される。

　各ガイド部５３における２つの上側ガイド筒部５３ａには、それぞれ、第３コイル３５Ａａの第１延伸部３７である第３延伸部３７Ａａと、第４コイル３５Ａｂの第１延伸部３７である第４延伸部３７Ａｂと、が通される。

　複数のリブ５４は、上側ガイド筒部５３ａの外周面から外側に突出し、軸方向に延びる板状である。リブ５４は、上側ガイド筒部５３ａごとに、例えば、少なくとも３つずつ設けられる。リブ５４が設けられることで、上側ガイド筒部５３ａの剛性を向上させることができる。

　第２支持部材６０は、絶縁性を有する部材である。図７に示すように、第２支持部材６０は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。第２支持部材６０は、バスバー支持部６１と、保持凸部６４と、第１支持部材連結部６２と、連結凸部６５と、突出部６３と、支持脚部６６と、を有する。

　バスバー支持部６１は、周方向に沿って円弧状に延びる板状である。バスバー支持部６１の板面は、軸方向と直交する。図２に示すように、バスバー支持部６１は、６つの第２コイル３５Ｂの上側に配置される。バスバー支持部６１の上側には中性点バスバー７０が保持される。

　バスバー支持部６１は、バスバー支持部６１の径方向外側の端部から径方向内側に窪む支持凹部６１ａを有する。支持凹部６１ａは、周方向に沿って６つ設けられる。各支持凹部６１ａの内側には、第２延伸部３８がそれぞれ通される。これにより、支持凹部６１ａの内側面によって第２延伸部３８を支持することができ、第２延伸部３８の位置を安定させることができる。したがって、第２延伸部３８を中性点バスバー７０に固定しやすい。

　保持凸部６４は、バスバー支持部６１の上面から上側に突出する。保持凸部６４は、周方向に沿って複数設けられる。保持凸部６４は、下側に窪む溝を有する。保持凸部６４の溝には、中性点バスバー７０が嵌め合わされる。これにより、バスバー支持部６１の上側において、複数の保持凸部６４を介して中性点バスバー７０が保持される。

　図７に示すように、第１支持部材連結部６２は、バスバー支持部６１の周方向の端部から周方向に沿って円弧状に延びる。第１支持部材連結部６２の径方向の寸法は、バスバー支持部６１の径方向の寸法よりも小さい。図２に示すように、第１支持部材連結部６２の上側には、第１支持部材５０が連結される。第１支持部材連結部６２は、第１支持部材５０を下側から支持する。

　図７に示すように、連結凸部６５は、第１支持部材連結部６２から上側に突出する板状である。連結凸部６５の板面は、径方向と直交する。連結凸部６５は、連結部５１ｂの内部に挿入される。これにより、第１支持部材５０が第２支持部材６０に対して径方向に移動することを抑制できる。したがって、第１支持部材５０と第２支持部材６０とを好適に連結できる。

　突出部６３は、周方向に沿って円弧状に延びる板状である。突出部６３の板面は、軸方向と直交する。突出部６３は、バスバー支持部６１の周方向の端部と、第１支持部材連結部６２の周方向の端部と、を繋ぐ。突出部６３は、バスバー支持部６１および第１支持部材連結部６２よりも上側に突出して配置される。図２に示すように、突出部６３は、３つの第４コイル３５Ａｂの上側に配置される。そのため、突出部６３の下側に、這回部３７ｅが延びる空間を確保できる。

　突出部６３は、屈曲部３７ｃ，３７ｄよりも上側に配置される。すなわち、屈曲部３７ｃ，３７ｄは、第２支持部材６０よりも下側に配置される。そのため、第１延伸部３７を第２支持部材６０の下側において屈曲部３７ｃ，３７ｄによって折り曲げて這い回し、第１延伸部３７の固定部３７ｂを周方向の所定の範囲内に集めることが容易である。

　本実施形態では、第１延伸部３７の固定部３７ｂは、第１支持部材連結部６２の周方向位置に集められ、第１支持部材５０に支持される。そのため、第１支持部材５０の周方向の寸法を小さくでき、第１支持部材連結部６２の周方向の寸法も小さくできる。これにより、相対的に、バスバー支持部６１の周方向の寸法を大きくすることができる。したがって、バスバー支持部６１に支持される中性点バスバー７０の配置自由度を向上させることができる。また、本実施形態のように中性点バスバー７０が複数設けられる場合であっても、複数の中性点バスバー７０を周方向に並べて容易に配置することができる。

　図７に示すように、支持脚部６６は、バスバー支持部６１、第１支持部材連結部６２および突出部６３のそれぞれから下側に突出する。支持脚部６６は、各部ごとに１つまたは複数ずつ設けられる。図２に示すように、支持脚部６６は、コアバック３２の上面と接触する。これにより、第２支持部材６０は、ステータコア３１によって下側から支持される。

　本発明は上述の実施形態に限られず、以下の他の構成を採用することもできる。１つの第１延伸部が有する屈曲部の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。屈曲部の折り曲げ角度は、鋭角であってもよい。複数の屈曲部同士の折り曲げ角度は、互いに異なってもよい。第１延伸部は、屈曲部を有しなくてもよい。この場合、第１延伸部は、例えば、曲線状に延びてもよい。第１延伸部の固定部は、例えば溶接およびカシメ等、はんだ以外の方法によって回路基板に固定されてもよい。第１延伸部は、巻回部を構成するコイル線の巻き始め側の端部から延びてもよい。

　上記実施形態では、第１コイル３５Ａは、第３コイル３５Ａａと、第４コイル３５Ａｂと、を含む構成としたが、これに限られない。第１コイル３５Ａは、すべて第３コイル３５Ａａであってもよいし、すべて第４コイル３５Ａｂであってもよい。各コイルは、デルタ結線によって接続されてもよい。コイルを構成するコイル線の線径Ｄは、特に限定されない。コイル線は、丸線でなくてもよく、平角線であってもよい。這回部を有する第４延伸部を有するコイルは、設けられなくてもよい。絶縁チューブは、設けられなくてもよい。第１支持部材および第２支持部材は、設けられなくてもよい。中性点バスバーの数は、１つであってもよい。中性点バスバーは、設けられなくてもよい。

　＜電動パワーステアリング装置の実施形態＞
　図８に示す電動パワーステアリング装置１は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、車載用モータ１０の動力により操舵力を直接的に軽減するコラム式のパワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置１は、車載用モータ１０と、操舵軸５と、車軸４と、を備える。操舵軸５は、ステアリング２からの入力を、車輪３を有する車軸４に伝える。車載用モータ１０の動力は、図示略のボールねじを介して、車軸４に伝えられる。

　本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、コイル線と回路基板８０との接続に不具合が生じることを抑制できる本実施形態の車載用モータ１０を備える。そのため、信頼性に優れた電動パワーステアリング装置１が得られる。なお、ここでは、本実施形態の車載用モータ１０の使用方法の一例として電動パワーステアリング装置１を挙げたが、車載用モータ１０の使用方法は、車両に搭載されるならば、特に限定されない。

　なお、以上に説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせることができる。

　１…電動パワーステアリング装置、１０…車載用モータ、２０…ロータ、２１…シャフト、３０…ステータ、３１…ステータコア、３５…コイル、３５Ａ…第１コイル、３５Ａａ…第３コイル、３５Ａｂ…第４コイル、３５Ｂ…第２コイル、３６…巻回部、３７…第１延伸部、３７ａ…連結部、３７ｂ…固定部、３７ｃ，３７ｄ…屈曲部、３７ｅ…這回部、３８…第２延伸部、３９…絶縁チューブ、５０…第１支持部材、６０…第２支持部材、７０…中性点バスバー、８０…回路基板、３７Ａａ…第３延伸部、３７Ａｂ…第４延伸部、Ｄ…線径、ＩＬ１…仮想線分、Ｊ…中心軸、θ１，θ２…角度

Claims

　車両に搭載される車載用モータであって、
　中心軸に沿って配置されるシャフトを有するロータと、
　前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、
　前記ステータの軸方向一方側に配置され、前記ステータと電気的に接続される回路基板と、
　を備え、
　前記ステータは、
　　ステータコアと、
　　コイル線が前記ステータコアに巻き回されて構成される巻回部をそれぞれ有する複数のコイルと、
　を有し、
　前記複数のコイルの少なくとも一つは、前記巻回部から前記コイル線が軸方向一方側に延びて構成される第１延伸部を有する第１コイルであり、
　前記第１延伸部は、
　　前記巻回部と繋がる連結部と、
　　前記回路基板に固定される固定部と、
　を有し、
　前記連結部から前記固定部までの前記第１延伸部の長さは、前記連結部と前記固定部とを結ぶ仮想線分の長さよりも大きい、車載用モータ。
　前記第１延伸部は、折り曲げられた屈曲部を２つ以上有する、請求項１に記載の車載用モータ。
　前記屈曲部の折り曲げ角度は、直角または鈍角である、請求項２に記載の車載用モータ。
　絶縁性を有し、前記第１延伸部を支持する第１支持部材をさらに備え、
　前記第１支持部材は、前記第１延伸部のうち前記屈曲部よりも軸方向一方側の部分を支持する、請求項２または３に記載の車載用モータ。
　前記複数のコイルのうちの２つ以上のコイルを中性点として繋ぐ中性点バスバーと、
　絶縁性を有し、前記中性点バスバーを支持する第２支持部材と、
　をさらに備え、
　前記複数のコイルの少なくとも一つは、前記巻回部から前記コイル線が軸方向一方側に延びて構成される第２延伸部を有する第２コイルであり、
　前記第２延伸部は、前記中性点バスバーに固定され、
　前記屈曲部は、前記第２支持部材よりも軸方向他方側に配置される、請求項２から４のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　前記複数のコイルのうちの２つ以上のコイルを中性点として繋ぐ中性点バスバーをさらに備え、
　前記複数のコイルの少なくとも一つは、前記巻回部から前記コイル線が軸方向一方側に延びて構成される第２延伸部を有する第２コイルであり、
　前記第２延伸部は、前記巻回部から前記中性点バスバーまで直線状に延びて、前記中性点バスバーに固定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　前記第２延伸部は、前記巻回部を構成する前記コイル線の巻き始め側の端部から軸方向一方側に延びる、請求項５または６に記載の車載用モータ。
　前記第１延伸部は、前記巻回部を構成する前記コイル線の巻き終わり側の端部から軸方向一方側に延びる、請求項１から７のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　前記巻回部を構成する前記コイル線の巻き終わり側の端部は、前記巻回部の軸方向他方側の端部である、請求項８に記載の車載用モータ。
　前記固定部は、はんだによって前記回路基板に固定される、請求項１から９のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　前記コイル線の線径は、０．５ｍｍ以上である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　前記第１コイルは、複数設けられ、
　前記複数の第１コイルは、
　　前記第１延伸部としての第３延伸部を有する第３コイルと、
　　前記第１延伸部としての第４延伸部を有する第４コイルと、
　を含み、
　前記第３延伸部の前記固定部は、前記第３延伸部が繋がる前記巻回部の軸方向一方側に配置され、
　前記第４延伸部の前記固定部は、前記第４延伸部が繋がる前記巻回部とは異なる前記巻回部の軸方向一方側に配置され、
　前記第４延伸部は、
　　折り曲げられた２つの屈曲部と、
　　２つの前記屈曲部同士の間の部分である這回部と、
　を有し、
　前記這回部は、前記第４延伸部が繋がる前記巻回部とは異なる前記巻回部の軸方向一方側まで延び、
　前記ステータは、前記這回部の少なくとも一部を被覆する絶縁性の絶縁チューブを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の車載用モータ。
　請求項１から１２のいずれか一項に記載の車載用モータを備える、電動パワーステアリング装置。