JP2008148451A - 電動モータ及び電動モータの組立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハーネスを外部に引き出す部分のシール性を向上させ、防塵防水効果を向上させることができる電動モータ及び電動モータの組立て方法を提供する。
【解決手段】開口部９を有するヨークハウジング２と、ヨークハウジング２に回転自在に支持された回転軸５と、回転軸５の回転角度を検出するレゾルバ２５と、ヨークハウジング２の開口部９に取り付けられるブラケット３０とを備え、ブラケット３０にレゾルバ２５のハーネス３５を挿通するための挿通孔３４を形成し、挿通孔３４に防塵防水のためのグロメット３６を設けた電動モータ１であって、レゾルバ２５にレゾルバステータ２５ｂの軸線方向及び回転方向への移動を規制するレゾルバホルダ４０を設け、レゾルバホルダ４０に、グロメット３６を内側から支持する延出部５２と押さえ板５３を設けると共に、ブラケット３０にグロメット３６を外側から押さえるプレート３８を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載される電動モータ及び電動モータの組立て方法に関するものである。

従来から、例えば、自動車等の車両に搭載される電動モータとして回転軸の回転角度を検出するレゾルバを備えたＤＣモータが知られている。
この種の電動モータは、有底円筒形状のヨークハウジング内に圧入された固定子と、この固定子に対して回転自在に設けられた回転子を有している。
固定子は、略円筒状の固定子鉄心を有し、固定子鉄心に絶縁部材を装着してから巻線を巻装してある。回転子は、回転軸に永久磁石と、位置検出用のレゾルバのレゾルバロータとを順番に配置してある。永久磁石は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。

また、ヨークハウジングの開口部には、電動モータを車両に取り付けるためのブラケットが設けられ、このブラケットのレゾルバロータと対応する部位に、このレゾルバロータと共にレゾルバを構成するレゾルバステータが取り付けられている。レゾルバステータは、ブラケットに締結固定されているレゾルバホルダによって回転軸に対する軸線方向、及び回転方向への移動が規制されている。レゾルバに接続されているハーネスは、防塵防水のためのグロメットを介して電動モータの外部へと引き出されている。

このグロメットは、ヨークハウジングとブラケットとで挟持されるようにして固定されている。このように構成することによって、ハーネスを外部に引き出す部分におけるヨークハウジングとグロメットとの間、及びブラケットとグロメットとの間のシール性を確保するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３２３０１９号公報

しかしながら、上述の従来技術のように、ハーネス引き出し部分に設けられたグロメットをヨークハウジングとブラケットとで挟持しただけでは、ヨークハウジングとブラケットとを圧縮する方向に交差する方向でグロメットが開放されているため、完全なシール性を確保することは困難であるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ハーネスを外部に引き出す部分のシール性を向上させ、防塵防水効果を向上させることができる電動モータ及び電動モータの組立て方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、開口部を有するヨークハウジングと、該ヨークハウジングに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の回転角度を検出するレゾルバと、前記ヨークハウジングの開口部に取り付けられるブラケットとを備え、前記ブラケットに前記レゾルバのハーネス又は外部電源に接続するためのリード線を挿通するための挿通孔を形成し、該挿通孔に防塵防水のためのグロメットを設けた電動モータであって、前記レゾルバは、前記回転軸と共に一体回転するレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外側に配置されるレゾルバステータとから成り、前記レゾルバに、前記レゾルバステータの軸線方向及び回転方向への移動を規制するレゾルバホルダを設け、前記レゾルバホルダに、前記グロメットを内側から支持する支持部材を設けると共に、前記ブラケットに前記グロメットを外側から押さえるプレートを設けたことを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記ブラケットと前記プレートとが一体成形されていてもよい。
このように構成することで、グロメットを挿通孔の軸線方向に沿って圧縮させ、さらに軸線方向に交差する方向にも圧縮力を作用させることができる。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動モータの組立て方法であって、予め前記グロメットに前記ハーネスを挿通し、該ハーネスの前記レゾルバ側とは反対端に外部の接続端子と接続するためのカプラを取り付けた後、前記レゾルバを前記ブラケットに組付けることを特徴とする。
このような組立て方法とすることで、レゾルバ、ハーネス、グロメット、及びカプラを予めユニット化しておくことが可能になる。

本発明によれば、グロメットを挿通孔の軸線方向に沿って圧縮させ、さらに軸線方向に交差する方向にも圧縮力を作用させることができる。これによって、グロメットが圧縮方向に対して交差する方向に外側に向かって拡がり、グロメットの周囲全てにシール機能を発揮させてグロメットと挿通孔との間の密着性を向上させることができる。このため、ハーネス引き出し部分のシール性を確実なものとすることができ、防塵防水性の優れた電動モータを提供することができる。
また、レゾルバ、ハーネス、グロメット、及びカプラを予めユニット化しておくことが可能になるため、電動モータの組立て作業効率を向上させることができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、電動モータ１は、ＤＣブラシ付モータであって、有底円筒形状のヨークハウジング２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨークハウジング２の内周面には永久磁石４が固定されている。この永久磁石４は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。

ヨークハウジング２の開口縁には外フランジ２ａが形成されている。一方、ヨークハウジング２のエンド部（底部）２ｂには、径方向中央に凹部２６が形成され、この凹部２６に軸受け２７が圧入されている。この軸受け２７に、アーマチュア３の回転軸５の一端が回転自在に支持されている。

アーマチュア３は、回転軸５にアーマチュアコア６と、コンミテータ（整流子）１３とを順番に配置したものであって、回転軸５の他端側には、回転軸５の回転角度を検出するレゾルバ２５のレゾルバロータ２５ａが設けられている。
アーマチュアコア６は、リング状の金属板８を軸線方向に複数枚積層したものである。金属板８の外周部にはＴ字型のティース（不図示）が周方向に沿って等間隔に複数個放射状に形成されている。

複数枚の金属板８を回転軸５に外嵌することにより、アーマチュアコア６の外周には隣接するティース間に蟻溝状のスロット（不図示）が形成されている。スロットは軸線方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数個形成されている。このスロット間にはエナメル被覆の巻線１２が巻装され、これによりアーマチュアコア６の外周には、複数のアーマチュアコイル７が形成されている。

コンミテータ１３は、アーマチュアコイル７に流れる電流の向きを切替える、いわゆる整流を行うためのものである。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が複数枚取り付けられている。セグメント１４は軸線方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。

各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線１２が掛け回わされ、巻線１２は、ヒュージングによりライザ１５に固定されている。これにより、セグメント１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。

ヨークハウジング２の開口部９には、略円盤形状のカバー１７が設けられている。このカバー１７には、外部コネクタを接続するためのカプラ２８が一体成形されている。カバー１７の径方向中央には、筒状の嵌合部１８が設けられている。この嵌合部１８のヨークハウジング２側は、ヨークハウジング２の周壁２ｃに嵌合している。これによって、カバー１７はヨークハウジング２に固定されるようになっている。

カバー１７の内側には、不図示のスプリングを介してブラシ（不図示）が取り付けられている。ブラシは、カプラの端子２８ａと電気的に接続されている。また、ブラシはスプリングによってコンミテータ１３側に付勢されているため、セグメント１４に摺接している。これによって、外部からの電源がブラシを介してコンミテータ１３に供給されるようになっている。

カバー１７のヨークハウジング２とは反対側には、ブラケット３０がカバー１７を覆うように設けられている。ブラケット３０は、電動モータ１を車両に取り付けるためのものであって、有底筒状に形成されており、底壁３０ａには、ボルト孔２２が２箇所設けられている（図２参照）。ブラケット３０は、このボルト孔２２に不図示のボルトが螺入され、ヨークハウジング２の開口縁に形成された外フランジ２ａと締結固定されている。また、ブラケット３０の底壁３０ａには、カバー１７の外形状に対応する凹部３１が形成されている。

この凹部３１には、径方向中央に孔２０が形成されている。この孔２０内には、軸受け２１が圧入固定されており、この軸受け２１で回転軸５を回転自在に支持している。
さらに、ヨークハウジング２の底壁３０ａには、凹部３１とは反対側の面にも凹部３２が形成され、ここにレゾルバロータ２５ａと共にレゾルバ２５を構成するレゾルバステータ２５ｂが嵌合固定されている。

レゾルバステータ２５ｂは、レゾルバロータ２５ａの取り付け位置に対応して固定されており、回転軸５と一体に回転するレゾルバロータ２５ａの回転角度を検出できるようになっている。尚、レゾルバステータ２５ｂには、端子ボックス４３を介してハーネス３５が接続され、ハーネス３５の端子ボックス４３とは反対端には、外部コネクタ（不図示）と接続するためのカプラ１９が接続されている。

図１に示すように、ブラケット３０の周壁３０ｂには、ボス部３３が形成され、ここに周壁３０ｂを貫通する挿通孔３４が形成されている。挿通孔３４は、レゾルバステータ２５ｂに接続されているハーネス３５及びカプラ１９を外部へと引き出すためのものであって、この挿通孔３４の断面形状はカプラ１９が挿通可能に形成されている。挿通孔３４内には、外部からの塵埃や水の浸入を防止するため、挿通孔３４の内面に整合するグロメット３６が嵌着されている。このグロメット３６は、ボス部３３の挿通孔３４に対応する外形状を有し、略中央部にはハーネス３５が挿通可能な孔３７が形成されている。

ここで、グロメット３６は、ボス部３３の挿通孔３４を外側から閉塞するプレート３８と、レゾルバステータ２５ｂに取り付けられているレゾルバホルダ４０とによって、挿通孔３４の軸線方向から挟み込むようにして圧縮されている。プレート３８は、ボス部３３の外形状に対応するように形成されたものであって、ボルト４１によってボス部３３に締結固定されている（図２参照）。プレート３８の略中央には、カプラ１９が挿通可能で、且つ挿通孔３４の断面形状よりも小さい孔３９が形成されている。

レゾルバホルダ４０は、レゾルバステータ２５ｂの回転軸５に対する軸線方向、及び回転方向への移動を規制するためのものであって、ブラケット３０の凹部３２を形成している周壁３２ａにボルト４２によって締結固定されている。
図１、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、レゾルバホルダ４０は、金属製の板材をプレス加工等によって形成したものであって、略円環状のホルダ本体４５を有している。ホルダ本体４５は、径方向略中央に形成された凹部４６と、凹部４６の開口縁に連なるフランジ部５１とで構成されている。

凹部４６は、レゾルバステータ２５ｂを外嵌固定するためのものであって、周壁４６ａと上壁４６ｂとで構成されている。そして、この周壁４６ａにレゾルバステータ２５ｂが嵌合されるようになっている。凹部４６の上壁４６ｂには、径方向略中央にレゾルバロータ２５ａの外径に略一致する孔４７が形成されており、この孔４７にアーマチュア３の回転軸５が貫通している（図１参照）。

凹部４６の深さＨ１は、レゾルバステータ２５ｂの軸線方向中央に形成されているフランジ部２４からレゾルバステータ２５ｂの上面４４までの高さＨ２（図１参照）よりも大きく設定されている。これにより、ホルダ本体４５をレゾルバステータ２５ｂに外嵌固定した際、凹部３２の上壁４６ｂとレゾルバステータ２５ｂの上面４４との間に空隙が形成されるようになっている。

すなわち、レゾルバステータ２５ｂの軸線方向への移動は、凹部３２に嵌合固定されたレゾルバステータ２５ｂのフランジ部２４にホルダ本体４５のフランジ部５１が重なることによって規制されている。尚、レゾルバステータ２５ｂのフランジ部２４には、軸線方向に沿って形成されている溝２３が周方向に等間隔で複数形成されている。

また、ホルダ本体４５には、凹部３２に螺合されているボルト４２に対応する部位に、突出部４９が２箇所形成され、ここにボルト孔４８が形成されている。さらに、ホルダ本体４５には、レゾルバステータ２５ｂの端子ボックス４３に対応する切り欠き部５０が形成されている。ホルダ本体４５の凹部４６には、切り欠き部５０とは反対側に舌片部５４が設けられている。

この舌片部５４は、凹部４６の周壁４６ａからレゾルバステータ２５ｂ側（凹部４６とは反対側、図１における下側）に向かって延出している。また、舌片部５４は、レゾルバステータ２５ｂにおけるフランジ部２４の溝２３に対応するように形成されている。
すなわち、レゾルバステータ２５ｂの回転方向への移動は、ホルダ本体４５に形成された舌片部５４がレゾルバステータ２５ｂにおけるフランジ部２４の溝２３に介在することによって規制されるようになっている。また、ホルダ本体４５に端子ボックス４３に対応する切り欠き部５０が形成されていることによって、端子ボックス４３の水平方向の移動を規制すると共に、端子ボックス４３の保護を図っている。

ホルダ本体４５のフランジ部５１には、切り欠き部５０とは反対側からブラケット３０のボス部３３に向かって（図３における右側に向かって）延出する延出部５２と、この延出部５２の先端からアーマチュア３側に屈曲して軸線方向に沿って延出する押さえ板５３とが一連に設けられている。
延出部５２の長さＬ１は、押さえ板５３がグロメット３６の内面３６ａを押圧することが可能な長さに設定されている。押さえ板５３には、ハーネス３５と押さえ板５３との干渉を防止するための切り欠き部５５が形成されている。

次に、電動モータ１の組立て方法について説明する。
まず、ヨークハウジング２の内周面に永久磁石４を取り付けると共に、ヨークハウジング２のエンド部２ｂに形成された凹部２６に軸受け２７を圧入固定する。
次に、アーマチュア３を組立てる。まず、回転軸５にアーマチュアコア６を取り付け、このアーマチュアコア６にアーマチュアコイル７を巻装する。

そして、回転軸５にコンミテータ１３を取り付け、その後コンミテータ１３のセグメント１４に一体成形されているライザ１５にアーマチュアコイル７の巻線１２を掛け回し、巻線１２をヒュージングによりライザ１５に固定する。尚、回転軸５にコンミテータ１３を取り付けた後、アーマチュアコア６にアーマチュアコイル７を巻装してもよい。
そして、このようにして組立てられたアーマチュア３をヨークハウジング２内にセットする。

ヨークハウジング２内にアーマチュア３をセットした後、ヨークハウジング２の開口部９にブラシを取り付けたカバー１７をセットし、さらに、孔２０に軸受け２１を取り付けたブラケット３０をセットする。そして、回転軸５の他端側にレゾルバロータ２５ａを取り付ける一方、ブラケット３０の凹部３２にレゾルバステータ２５ｂを取り付ける。

ここで、図４に示すように、レゾルバステータ２５ｂは予めハーネス３５を接続し、さらに、グロメット３６にハーネス３５を挿通してハーネス３５のレゾルバステータ２５ｂとは反対側端にカプラ１９を接続しておく。そして、このようにユニット化されたレゾルバユニット６０のレゾルバステータ２５ｂをブラケット３０の凹部３２に取り付けた後、ハーネス３５及びカプラ１９をブラケット３０の内側からボス部３３の挿通孔３４を介して外側へと引き出す。

ハーネス３５及びカプラ１９を外側に引き出した後、レゾルバユニット６０のグロメット３６を挿通孔３４に挿入する。そして、ボス部３３にプレート３８をボルト４１によって締結固定すると共に、レゾルバステータ２５ｂにレゾルバホルダ４０をセットし、このレゾルバホルダ４０を凹部３２の周壁３２ａにボルト４２によって締結固定する。これで電動モータ１の組立てを完了する。

したがって、上述の実施形態によれば、レゾルバステータ２５ｂの回転軸５に対する軸線方向、及び回転方向への移動を規制するためのレゾルバホルダ４０に延出部５２及び押さえ板５３が設けられているため、ボス部３３の挿通孔３４に挿入されたグロメット３６を内側から支持することができる。また、ブラケット３０のボス部３３にプレート３８が取り付けられているため、グロメット３６を外側から押さえることができる。このため、グロメット３６を所望の位置にセットすることができる。

しかも、レゾルバホルダ４０の延出部５２の長さＬ１は、押さえ板５３がグロメット３６の内面３６ａを押圧することが可能な長さに設定されているため、グロメット３６を押さえ板５３とプレート３８とによって挿通孔３４の軸線方向に沿って圧縮させることができる。これによって、グロメット３６が圧縮方向に対して交差する方向に外側に向かって拡がり、グロメット３６周囲全てにシール機能を発揮させてグロメット３６と挿通孔３４との間の密着性を向上させることができる。このため、グロメット３６によるシール性が向上し、防塵防水性の優れた電動モータ１を提供することが可能になる。

また、グロメット３６のシール性を向上させるためにシール剤等をグロメット３６と挿通孔３４との間に塗布することも考えられる。しかしながら、この実施形態によれば、従来のレゾルバホルダに延出部５２、及び押さえ板５３を設けるだけでグロメット３６のシール性を向上させることができるため、シール剤の量を低減、又はシール剤を廃止することが可能になる。このため、製造コストの低減を図ることができる。
さらに、上述の実施形態によれば、レゾルバ２５（レゾルバステータ２５ｂ）、ハーネス３５、及びカプラ１９を予めレゾルバユニット６０としてユニット化しておくことが可能になるため、電動モータ１の組立て作業効率を向上させることができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、電動モータ１がＤＣブラシ付モータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＤＣブラシレスモータであってもよい。
さらに、上述の実施形態では、ブラケット３０のボス部３３にグロメット３６を外側から押さえるプレート３８を設けた場合について説明したが、これに限られるものではなく、プレート３８をブラケット３０と一体成形としてもよい。この場合、電動モータ１の部品点数を削減することができるため、製造コストをさらに低減することが可能になる。

そして、上述の実施形態では、ブラケット３０のボス部３３に挿通孔３４を形成し、ここにグロメット３６を介してレゾルバステータ２５ｂのハーネス３５を引き出した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、外部電源に接続するためのリード線等をグロメット３６を介して挿通してもよい。
また、上述の実施形態では、レゾルバホルダ４０に設けられた延出部５２及び押さえ板５３によってグロメット３６を内側から支持する場合について説明したが、これを応用してレゾルバホルダ４０に他の部品を支持する支持部材を追加してもよい。

本発明の実施形態における電動モータの縦断面図である。 本発明の実施形態における電動モータの上面図である。 本発明の実施形態におけるレゾルバホルダを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるレゾルバユニットの構成図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ ヨークハウジング
５ 回転軸
９ 開口部
１９ カプラ
２５ レゾルバ
２５ａ レゾルバロータ
２５ｂ レゾルバステータ
３０ ブラケット
３４ 挿通孔
３５ ハーネス
３６ グロメット
３８ プレート
４０ レゾルバホルダ
５２ 延出部（支持部材）
５３ 押さえ板（支持部材）
６０ レゾルバユニット

Claims (3)

1. 開口部を有するヨークハウジングと、該ヨークハウジングに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の回転角度を検出するレゾルバと、前記ヨークハウジングの開口部に取り付けられるブラケットとを備え、
   前記ブラケットに前記レゾルバのハーネス又は外部電源に接続するためのリード線を挿通するための挿通孔を形成し、該挿通孔に防塵防水のためのグロメットを設けた電動モータであって、
   前記レゾルバは、前記回転軸と共に一体回転するレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外側に配置されるレゾルバステータとから成り、
   前記レゾルバに、前記レゾルバステータの軸線方向及び回転方向への移動を規制するレゾルバホルダを設け、
   前記レゾルバホルダに、前記グロメットを内側から支持する支持部材を設けると共に、前記ブラケットに前記グロメットを外側から押さえるプレートを設けたことを特徴とする電動モータ。
2. 前記ブラケットと前記プレートとが一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動モータの組立て方法であって、
   予め前記グロメットに前記ハーネスを挿通し、該ハーネスの前記レゾルバ側とは反対端に外部の接続端子と接続するためのカプラを取り付けた後、前記レゾルバを前記ブラケットに組付けることを特徴とする電動モータの組立て方法。

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