JP2012039793A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの内径および固定子鉄心の外径の寸法管理が容易で、部品点数を減らし、かつ組み立て工程の少ない安価なブラシレスモータを提供することにある。
【解決手段】固定子２は、ハウジング１の内径側に保持される。回転子４は、固定子２の内径側に固定子に対してギャップを介して配置される。端子台３は、樹脂モールド製であるとともに、固定子２と端子台３を樹脂モールドにより一体化される。ハウジング１の内径は、電機子鉄心２ｃの外径よりも大きいものである。端子台３をハウジング１に固定することにより、固定子２はハウジング１に対して保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、固定子の固定方法に特徴を有するブラシレスモータに関する。

近年、車両の低燃費化のためオイルポンプなど、車両用補機類を電動化する傾向にある。これら補機類を駆動するモータは、小型軽量化や長寿命が要求されるため永久磁石界磁形のブラシレスモータが利用されてきている。また、低コストの要求も強い。

従来の永久磁石界磁形ブラシレスモータは、ハウジング内に、固定子と、永久磁石を備えた回転子と、電機子巻線に電力を供給するコネクタ部を有する複数の端子を配置した端子台を内蔵している。出力軸側のハウジングの開ロ端側は、アルミ合金製等のカバーを兼ねるフランジを装着して構成される。固定子は、電機子鉄心を有しており電機子鉄心をハウジングに圧入または、焼き嵌め固定している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２１９７８号公報

特許文献１記載のブラシレスモータでは、電機子鉄心をハウジングへの圧入または、焼き嵌めされて固定しているために、ハウジングの内径および固定子鉄心の外径の寸法精度を高める必要があり、寸法管理が難しいものであった。

また、端子台は、固定子と軸方向に並行に別部品として配置され、コイル端と端子を電気接続している。そのために、部品点数が増加し、かつ組み立てに時間を要するという問題もあった。

本発明の目的は、ハウジングの内径および固定子鉄心の外径の寸法管理が容易で、部品点数を減らし、かつ組み立て工程の少ない安価なブラシレスモータを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、円筒状の金属製ハウジングと、該金属製ハウジングの内径側に保持された固定子と、前記金属製ハウジングに対して回転自在に支持されるともに、前記固定子の内径側に前記固定子に対してギャップを介して配置された回転子と、複数の端子を配置する端子台とを有するともに、前記固定子は、内周面側に等間隔に配列した複数の突極磁極が設けられた電機子鉄心と、前記各突極磁極に巻回された電機子巻線とを有し、前記端子台の前記端子が、前記電機子巻線のコイル端に電気接続されているブラシレスモータであって、前記端子台は、樹脂モールド製であるとともに、前記固定子と前記端子台を樹脂モールドにより一体化され、前記金属製ハウジングの内径は、前記電機子鉄心の外径よりも大きいものであり、前記端子台を前記金属製ハウジングに固定することにより、前記固定子は前記金属製ハウジングに対して保持されているものである。
かかる構成により、ハウジングの内径および固定子鉄心の外径の寸法管理が容易で、部品点数を減らし、かつ組み立て工程の少ない安価なものとできる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記端子を外部に接続するコネクタを備えるとともに、前記コネクタは、前記端子台に樹脂モールドにより一体成型されるものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記端子台は、前記ハウジングの開ロ端側を塞ぐカバーとして用いられるものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記端子台は、一体成型された、前記ハウジングに対する取り付け用フランジを備えるようにしたものである。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記端子台は、前記ハウジング内周面と嵌合する箇所に凹形状の溝を備え、該溝に収納された弾性体のシール部材を備えるようにしたものである。

本発明によれば、ハウジングの内径および固定子鉄心の外径の寸法管理が容易で、部品点数を減らし、かつ組み立て工程も少なくできる。

本発明の一実施形態によるブラシレスモータの縦断面図である。 本発明の一実施形態によるブラシレスモータの分解図である。 本発明の一実施形態によるブラシレスモータをコネクタ側から見た正面図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの縦断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータの分解図である。図３は、本発明の一実施形態によるブラシレスモータをコネクタ側から見た正面図である。図４は、図２のＡ−Ａ線の断面図である。

図１に示すように、ハウジング１は、アルミダイキャスト製であり、円筒形状（底部に貫通穴を有するカップ形状）をしている。ハウジング１の内部には、固定子２と、回転子４と、玉軸受け５とが収納されている。ハウジング１の開口端部には、端子台３が取り付けられている。

図４に示すように、固定子２の電機子鉄心２ａは、内周面側に等間隔に配列する複数の突極磁極２ｂを有している。図示の例では、９個の突極磁極２ｂを有しており、隣接する突極磁極２ｂの間にはスロットが形成される。電機子鉄心２ａは、図４に示す形状にプレス打ち抜きされた磁性鋼板の薄板を、図１に示すように複数枚積層し、かしめ結合されている。

図４に示す隣接する突極磁極２ｂの間に形成されるスロットの内周部には、樹脂モールドにより、絶縁ボビン１３が形成される。また、この樹脂モールドにより、図１に示すように、突極磁極２ｂの軸方向両端部には、電機子巻線２ｃを保持する樹脂ホールド部１３ａも一体的に形成される。

図４に示すように、突極磁極２ｂには、電機子巻線２ｃが集中巻で巻回されて、３相巻き線を形成している。突極磁極２ｂと電機子巻線２ｃの間は、前述の絶縁ボビン１３により絶縁される。図４に示す例では、９個のスロットを有するため、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相巻線（各相コイル）は、３個ずつ備えられる。

図１に示すように、電機子巻線２ａの各相毎のコイル端２ｄは、端子６にフュージング等により電気的に接続されている。なお、端子６は、図４に示すように、３相の各相に対応して、３個備えられている。ブラシレスモータへの電力は、図示しない電源から端子６を介し３相コイルに給電される。

図１に示す例において、電機子巻線２ａの各相毎のコイル端２ｄが端子６に接続された後、各相の端子６は、電機子鉄心２ａおよび電機子巻線２ｃと共に樹脂成型され、端子台３を形成している。端子台３の樹脂部３ａは、図２のＡ−Ａ線の断面図である図４の如く、電機子巻線２ｃ間にも入り込むように成型し、固定子２と端子台３の機械的な締結を強固なものとしている。

図１に示すように、端子台３には、コネクタハウジング３ｂも一体成型されている。コネクタハウジング３ｂの内部に、端子６が突出している。

また、図２及び図４に示すように、端子台３の外周部の３カ所には、フランジ３ｄが樹脂により一体成形され、その際、フランジ３ｄには金属製のパイプ状のカラー１６が埋め込まれる。

また、図１に示すように、端子台３の樹脂部３ａの外周には、溝部３ｃを形成されている。この溝部３ｃには、硬質ゴム製のＯリング７が組み込まれる。

図１に示すように、回転子４は、永久磁石９と、ヨーク１０と、軸１１で構成されている。ヨーク１０は、鉄系の粉体を焼結した後、プレスで成形し、必要な精度に仕上げたものである。永久磁石９は、ヨーク１０の外周に等間隔で接着されている。本例では、６個の永久磁石９が用いられている。隣接する永久磁石９の極性は互いに逆方となるように着磁されている。従って、本実施形態のブラシレスモータは、６極９スロットの集中巻のブラシレスモータとなっている。ヨーク１０は、回転軸１１に圧入固定されている。また、軸１１は、ハウジング１に外輪を保持された玉軸受け５の内輪に圧入固定され、自在に回転出来る構造となっている。

軸１１の一端（図示の左側の端部）は、オイルポンプなどの被駆動体である車両用補機類に接続され、補機類を駆動する。図１及び図３に示すように、ハウジング１の外周の３カ所には、突起部１ａが一体成形されている。突起部１ａは、穴１ｂを有する。本実施形態のブラシレスモータは、穴１ｂを用いて、ボルト等により、補機類に取り付け固定される。なお、オイルポンプ等の補機類の外周ハウジングをアルミダイキャストにより成型する場合には、補機類の外周ハウジングと、本実施形態のブラシレスモータのハウジング１を一体成形することもでき、その際には、突起部１ａは不要となる。

次に、図２を用いて、本実施形態のブラシレスモータの組み立て工程について説明する。

電機子鉄心２ａの外径は、ハウジング１の内径よりも小さくなっている。一例と上げると、電機子鉄心２ａの外径は、ハウジング１の内径よりも２００μｍ程度小さくなっている。前述したように、電機子鉄心２ａの外径は、プレス打ち抜きにより決定される。一方、ハウジング１の内径は、アルミダイキャストにより決定される。このような製法により、電機子鉄心２ａやハウジング１が成型される場合には、電機子鉄心２ａの外径切削加工や、ハウジング１の内径切削加工をすることなく、前述のような両者の間に所定の隙間寸法を設けることができる。

端子台３により保持された電機子鉄心２ａは、図２に示す状態で、ハウジング１の内部に挿入される。電機子鉄心２ａの外径とハウジング１の内径のはめあいは、隙間ばめで機械的な締結力はない。端子台３の外径とハウジング１の内径のはめあいも隙間ばめである。端子台３はハウジング１の内周面と嵌合する箇所の樹脂部３ａに凹形状の溝部３ｃを形成しており、この溝部３ｃに硬質ゴム製のＯリング７を組み込んである。Ｏリング７の外径は、ハウジング１の内径よりも僅かに大きくなっている。Ｏリング７は、ハウジング１の内径と端子台３の溝部３ｃ間をシールし、外部からの水や塵埃がモータ内に浸入することを防止している。

固定子２の機械的保持は、端子台３の樹脂部３ａの一部からなるフランジ３ｄをハウジング１にねじ８により機械的に固定して保持している。前述したように、ハウジング１は、円筒形状（底部に貫通穴を有するカップ形状）をしており、一方には固定子２を挿入するための開口部が形成されている。この開口部より固定子２が挿入された後、端子台３がねじ８によりハウジング１に固定されることにより、ハウジング１の開口部は端子台３によりカバーされる。

また、Ｏリング７は、ハウジング１の内周に対して、電機子鉄心２ａを調心するために用いられる。従って、電機子鉄心２ａの中心軸は、ハウジング１の中心軸に一致する。一方、回転子１０の中心軸は、軸受け５により保持することにより、ハウジング１の中心軸に一致する。その結果、回転子１の外周と、電機子鉄心２ａの内周との間に形成されるギャップも一定にすることができる。

以上説明したように、本実施形態のブラシレスモータでは、固定子２の電機子鉄心２ａをハウジング１に圧入または、焼き嵌め固定する必要がなく、ハウジング１の内径および電機子鉄心２ａの外径の寸法管理が容易になる。

また、固定子２と端子台３を一体化できるので部品点数を削減できると共に、組み立て工程の少ないブラシレスモータにすることができる。

本発明は、車両の補機用として好適な永久磁石界磁形のブラシレスモータの普及に効果がある。採用車種が増加することでシステムの効率向上が達成され環境保護に与える効果が大きい。

１…ハウジング
１ａ…突起部
１ｂ…穴
２…固定子
２ａ…電機子鉄心
２ｂ…突極磁極
２ｃ…電機子巻線
２ｄ…コイル端
３…端子台
３ａ…樹脂部
３ｂ…コネクタハウジング
３ｃ…溝部
３ｄ…フランジ
４…回転子
５…玉軸受け
６…端子
７…Ｏリング
８…ねじ
９…永久磁石
１０…ヨーク
１１…回転軸
１３…絶縁ボビン
１３ａ…樹脂ホールド部
１６…カラー

Claims (5)

1. 円筒状の金属製ハウジングと、該金属製ハウジングの内径側に保持された固定子と、前記金属製ハウジングに対して回転自在に支持されるともに、前記固定子の内径側に前記固定子に対してギャップを介して配置された回転子と、複数の端子を配置する端子台とを有するともに、
   前記固定子は、内周面側に等間隔に配列した複数の突極磁極が設けられた電機子鉄心と、前記各突極磁極に巻回された電機子巻線とを有し、
   前記端子台の前記端子が、前記電機子巻線のコイル端に電気接続されているブラシレスモータであって、
   前記端子台は、樹脂モールド製であるとともに、前記固定子と前記端子台を樹脂モールドにより一体化され、
   前記金属製ハウジングの内径は、前記電機子鉄心の外径よりも大きいものであり、
   前記端子台を前記金属製ハウジングに固定することにより、前記固定子は前記金属製ハウジングに対して保持されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
   前記端子を外部に接続するコネクタを備えるとともに、
   前記コネクタは、前記端子台に樹脂モールドにより一体成型されることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
   前記端子台は、前記ハウジングの開ロ端側を塞ぐカバーとして用いられることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
   前記端子台は、一体成型された、前記ハウジングに対する取り付け用フランジを備えることを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１記載のブラシレスモータにおいて、
   前記端子台は、前記ハウジング内周面と嵌合する箇所に凹形状の溝を備え、
   該溝に収納された弾性体のシール部材を備えることを特徴とするブラシレスモータ。

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