JP2009284679A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】グロメットとブラケットホルダを安定的に固定することにより、ブラケットへの組み付け作業性を改善し、リード線の噛み込みやグロメットの取付不良等を防止する。
【解決手段】ゴムグロメット４１は、レゾルバステータ２３が取り付けられたブラケットホルダ２５の外周壁２５ａに切欠形成されたグロメット取付部４４に装着される。グロメット取付部４４の周方向両側には側壁部４５が立設されている。グロメット４１は、側壁部４５に嵌合する嵌合溝部４３を有する。側壁部４５と嵌合溝部４３を嵌合させることにより、グロメット４１は径方向の移動を規制された状態でグロメット取付部４４に装着される。グロメット４１はブラケットホルダ２５に対して径方向にズレ止めされ、ブラケットホルダ２５をブラケット８に組み付ける際の作業性が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブラシレスモータのリード線取付構造に関し、特に、ブラシレスモータの回転検出装置のリード線をブラシレスモータ本体に取り付ける際に使用されるシール用グロメットの固定構造に関する。

自動車等の操舵力補助に使用されるパワーステアリング装置として、近年、エンジン負荷軽減や重量低減等の観点から、電動モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳと略記する）が増大している。このようなＥＰＳ用のモータには、従来、ブラシ付のＤＣモータが多く用いられてきたが、昨今では、制御技術の向上も相俟って、小型高性能化の点で優れたブラシレスモータの採用が増大している。

一方、ブラシレスモータでは、ロータを回転駆動させるには、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）を順次励磁する必要がある。ロータの回転位置検出には、従来より、エンコーダやホールＩＣ等を用いた検出装置が使用されているが、近年、ブラシレスモータの高性能化・低騒音化の要請から分解能の高いセンサが求められ、検出精度が高い上に構造がシンプルで故障にくく、また、高温や振動環境下に強いレゾルバの使用が増加している。

このレゾルバは、一般に、モータのロータと共に回転するレゾルバロータと、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構成される。レゾルバステータは、励磁コイルと検出コイルを備えており、これらのコイルはリード線を介して装置外に設けられたコントローラ等と接続されている。例えば、特許文献１のようなＥＰＳ用のブラシレスモータでは、レゾルバステータは、絶縁や異物侵入防止等のため合成樹脂製のブラケットホルダに取り付けられ、アルミダイカスト製のブラケット内に装着される。その際、レゾルバのリード線は、シール性を確保するため、ゴム製のグロメットを用いてブラケットホルダに取り付けられ、ブラケットホルダは、リード線を挿入したグロメットと共にブラケットに組み付けられる。
特願2006-258111号

ところが、このような従来のブラシレスモータでは、グロメットがブラケットホルダに対して径方向・軸方向に固定されていないため、グロメットがブラブラと固定されていない状態でこれらをブラケットに組み付けなければならず、作業性が良くないという問題があった。このため、ブラケットホルダをブラケットに組み付ける際に、リード線をブラケットホルダとブラケットの間に噛み込んでしまったり、グロメットがブラケットホルダやブラケットに確実に装着されていなかったりするなどの問題があった。

また、部品点数削減等の観点から、ブラケットホルダの外周部に配されるシール用のＯリングをグロメットと一体化したものもあり、その場合、グロメットが不安定な状態となると、組み込み作業中にＯリングを傷付けてしまうおそれがある。さらに、グロメットがブラケットホルダは予め組み付けられた状態で搬送、納品されるため、輸送時の振動等により両者の組み付け状態が安定せず、ブラケットへの組み付け前に手直しが必要になるなどの問題もあった。

本発明の目的は、グロメットとブラケットホルダを安定的に固定することにより、ブラケットへの組み付け作業性を改善し、リード線の噛み込みやグロメットの取付不良、Ｏリングの傷付き等を防止することにある。

本発明のブラシレスモータは、ロータの回転位置を検出する回転検出装置が取り付けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に形成されたグロメット取付部に装着され、前記回転検出装置に接続されたリード線が挿通されるグロメットとを有してなるブラシレスモータであって、前記グロメットは、前記グロメット取付部に設けられたグロメット保持部に嵌合し、前記グロメットが径方向の移動を規制された状態で前記グロメット取付部に装着される嵌合部を有することを特徴とする。

本発明にあっては、グロメットをホルダ部材に取り付ける際に、嵌合部とグロメット保持部が嵌合され、グロメットは、ブラケットホルダに対して径方向に抜け止めされる。このため、グロメットが不安定な状態とならず、ホルダ部材を他の部品に組み付ける際の作業性が大きく改善され、リード線の噛み込み防止や、グロメットの取付不良低減も図られる。

前記ブラシレスモータにおいて、前記グロメット保持部として、前記ホルダ部材の外周壁に切欠形成された前記グロメット取付部の側壁部を設けると共に、前記嵌合部として、前記グロメットの周方向端部に形成され前記側壁部と嵌合可能な嵌合溝部を設けても良い。また、前記グロメット保持部として、前記ホルダ部材の外周壁に切欠形成された前記グロメット取付部に突設された嵌合片を設けると共に、前記嵌合部として、前記グロメットに形成され前記嵌合片と嵌合可能な嵌合孔を設けても良い。

本発明のブラシレスモータは、ロータの回転位置を検出する回転検出装置が取り付けられたホルダ部材と、ホルダ部材に形成されたグロメット取付部に装着され回転検出装置に接続されたリード線が挿通されるグロメットとを有してなるブラシレスモータにて、グロメット取付部に設けられたグロメット保持部に嵌合し、グロメットが径方向の移動を規制された状態でグロメット取付部に装着される嵌合部をグロメットに設けたので、グロメットをホルダ部材に取り付ける際に、グロメットがホルダ部材に対して径方向にズレ止めされ、ホルダ部材を他の部品に取り付ける際の作業性を改善することができる。

従って、ホルダ部材を他の部品に取り付ける際の組付工数の削減が図られ、製造コストを低減させることが可能となる。また、組付作業時におけるリード線の噛み込み防止や、グロメットの取付不良低減も図られ、製品信頼性の向上を図ることも可能となる。さらに、グロメットとＯリングを一体化したものでは、組み込み作業中のＯリングの損傷も抑えられるため、この場合も製品信頼性の向上が図られる。加えて、グロメットがホルダ部材に安定的に装着されるため、これらを予め組み付けた状態で搬送、納品する場合における両者のズレも低減され、組み付け前の手直しが不要となり、この点においても組付工数の削減を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。図１に示すように、ブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、外側にステータ（固定子）２、内側にロータ（回転子）３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。モータ１は、例えば、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。

ステータ２は、有底円筒形状のケース４と、ステータコア５、ステータコア５に巻装されたステータコイル６（以下、コイル６と略記する）及びステータコア５に取り付けられるバスバーユニット７とから構成されている。ケース４は、鉄等にて有底円筒状に形成されており、その開口部には、図示しない固定ネジによってアルミダイキャスト製のブラケット８が取り付けられる。ステータコア５は、複数個（例えば、９個）の分割コアを周方向に集成した構成となっており、複数個のティースが径方向内側に向かって突設されている。分割コアは、電磁鋼板からなるコアピースを積層して形成され、その周囲には合成樹脂製のインシュレータ１１が取り付けられている。

インシュレータ１１の外側にはコイル６が巻装され、ステータコア５の一端側には、コイル６の端部６ａが径方向に引き出されている。ステータコア５の一端側には、合成樹脂製の本体部内に銅製のバスバーがインサート成形されたバスバーユニット７が取り付けられる。バスバーユニット７の周囲には複数個の給電用端子１２が径方向に突設されており、バスバーユニット７の取り付けに際し、コイル端部６ａは、この給電用端子１２と溶接される。バスバーユニット７では、バスバーはモータ１の相数に対応した個数（ここでは、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相分の３個）設けられており、各コイル６はその相に対応した給電用端子１２と電気的に接続される。ステータコア５は、バスバーユニット７を取り付けた後、ケース４内に圧入固定される。

ステータ２の内側にはロータ３が挿入されている。ロータ３はロータシャフト１３を有しており、ロータシャフト１３はベアリング１４ａ,１４ｂによって回転自在に支持されている。ベアリング１４ａはケース４の底部中央に、ベアリング１４ｂはブラケット８の中央部にそれぞれ固定されている。ロータシャフト１３には、円筒形状のロータコア１５が固定されており、その外周には、セグメントタイプのマグネット（永久磁石）１６が取り付けられている。ロータシャフト１３には合成樹脂製のマグネットホルダ１７が外挿されており、マグネット１６は、マグネットホルダ１７に保持される形でロータコア１５の外周に配設される。モータ１では、マグネット１６は、周方向に沿って６個配置されており、マグネット１６の外側には円筒形状のマグネットカバー１８が取り付けられている。

マグネットホルダ１７の端部には、回転角度検出手段であるレゾルバ２１のロータ（レゾルバロータ）２２が取り付けられている。これに対し、レゾルバ２１のステータ（レゾルバステータ）２３は、金属製のレゾルバホルダ２４内に圧入され、その状態でブラケットホルダ（ホルダ部材）２５に固定されている。ブラケットホルダ２５は合成樹脂にて形成されており、金属製の雌ネジ部２７がインサート成形されている。雌ネジ部２７には、ブラケット８の外側から取付ネジ２８がねじ込まれ、これにより、レゾルバホルダ２４がブラケット８の内側に固定される。

ブラケット８には、外部給電用端子３１（Ｕ,Ｖ,Ｗ）が接続された給電配線２９が組み付けられている。一方、バスバーユニット７には、バスバー端子３２（Ｕ,Ｖ,Ｗ）が設けられており、軸方向に向かって突設されている。このバスバー端子３２は、モータ１を組み付けると、外部給電用端子３１と並列に対向するようになっている。モータ１では、ケース４にブラケット８を取り付けた後、バスバー端子３２と外部給電用端子３１を溶接固定する。ブラケット８にはそのための作業孔３３が形成されおり、作業孔３３には、溶接工程後にブラケットキャップ３４が取り付けられる。

一方、レゾルバホルダ２４は有底円筒形状に形成されており、ブラケットホルダ２５の中央部に挿入装着される。一方、フランジ部２４ａが形成された開口側端部は、ブラケット８に設けられたリブ２６の端部外周に軽圧入される。リブ２６は、ブラケット８の中央部に、軸方向に向かって円筒形状に突設されており、その内側には、ロータシャフト１３を支持するベアリング１４ｂが固定されている。従って、リブ２６にレゾルバホルダ２４を軽圧入することにより、レゾルバステータ２３がロータシャフト１３と同心状に取り付けられる。

レゾルバステータ２３には、ロータ２２の回転に伴って出力される信号を伝送するためのリード線９が固定されている。リード線９は、ブラケット８とブラケットホルダ２５との間を周方向に沿って引き回され、ブラケット８の外周部からゴムグロメット４１（以下、グロメット４１と略記する）のリード線挿通孔１０を介して装置外へと引き出される。図２はリード線９を取り付けた状態のブラケットホルダ２５を示す平面図、図３はブラケットホルダ２５とグロメット４１の構成を示す斜視図、図４はグロメット４１の側面図である。ブラケットホルダ２５は、図２のように、グロメット４１が組み付けられた状態でブラケット８に取り付けられる。グロメット４１にはＯリング４２が一体成形されており、ブラケットホルダ２５をブラケット８に取り付けると、ブラケット８にＯリング４２が装着される。

ここで、従来のブラシレスモータでは、前述のように、グロメットがブラケットホルダに対して径方向・軸方向に固定されていないため、作業性等の面で問題があった。これに対し、当該モータ１では、グロメット４１に嵌合溝部（嵌合部）４３が形成されており、この嵌合溝部４３がブラケットホルダ２５のグロメット取付部４４に嵌合し、グロメット４１が径方向にズレ止めされる。このため、グロメット４１がブラブラと状態とならず、グロメット４１が取り付けられたブラケットホルダ２５をブラケット８に組み付ける際の作業性が大きく改善される。

図３に示すように、ブラケットホルダ２５には、グロメット４１を取り付けるため、外周壁２５ａにグロメット取付部４４が切欠形成されている。グロメット取付部４４の周方向両側には、外周壁２５ａの端部が側壁部（グロメット保持部）４５として立設されている。グロメット４１をブラケットホルダ２５に取り付ける際は、図３に示すように、グロメット４１をブラケットホルダ２５の上方からグロメット取付部４４内に挿入する。この際、ブラケットホルダ２５の側壁部４５と、グロメット取付部４４の底面両端部４４ａが嵌合溝部４３内に挿入され、グロメット４１はグロメット取付部４４に嵌合装着される。

このように嵌合溝部４３を側壁部４５に嵌合すると、グロメット４１は、径方向の移動が規制された状態で、グロメット取付部４４に装着される。また、嵌合溝部４３を側壁部４５に装着することより、ブラケットホルダ２５とグロメット４１との間には、ラビリンス状のシール部４６が形成される。このため、従来のブラシレスモータのように、嵌合構造がないグロメットに比して、ブラケットホルダ２５内部のシール性向上が図られる。

さらに、図４に示すように、嵌合溝部４３内には、凸部４７が径方向に向かって突設されている。この凸部４７は、側壁部４５を嵌合溝部４３内に挿入すると、側壁部４５と当接し、側壁部４５によって押圧される。これにより、側壁部４５は、凸部４７の弾性力によって嵌合溝部４３内に保持される。従って、軸方向（図３,４において上方向）にも抜けにくくなる。

グロメット４１をブラケットホルダ２５に取り付けた後、グロメット４１の内周側に設けられた押圧片４８によって、図２に示すように、リード線９をブラケットホルダ２５内に押し込む。すなわち、押圧片４８の上片部４８ａを図３,４において下方に押し込むことにより、その下端部４８ｂが押し下げられ、下端部４８ｂの下方に延びるリード線９（図４参照）が下方に押される。これにより、ブラケットホルダ２５の側壁部４５の内側に形成されたリード線収容部４９内にリード線９が押し込まれ、配線作業の効率化が図られる。

このように、本発明のモータ１では、グロメット４１をブラケットホルダ２５に取り付ける際に、嵌合溝部４３と側壁部４５が嵌合され、グロメット４１は、ブラケットホルダ２５に対して径方向に抜け止めされる。このため、グロメット４１が不安定な状態とならず、ブラケットホルダ２５をブラケット８に組み付ける際の作業性が大きく改善され、組付工数の削減が図られる。また、ブラケットホルダ２５をブラケット８に組み付ける際に、リード線９の噛み込み防止や、グロメット４１の取付不良低減を図ることができ、さらに、組み込み作業中のＯリング４２の損傷も抑えられるため、製品信頼性の向上が図られる。加えて、グロメット４１がブラケットホルダ２５に安定的に装着されるため、これらを予め組み付けた状態で搬送、納品する場合における両者のズレも低減され、組み付け前の手直しが不要となり、この点においても組付工数の削減が図られる。

次に、本発明の実施例２であるブラシレスモータについて説明する。図５は実施例２のブラシレスモータにて使用されるゴムグロメット５１（以下、グロメット５１と略記する）の構成を示す斜視図、図６はその平面図、図７はグロメット５１が装着されるブラケットホルダ５２の構成を示す斜視図である。なお、実施例２のブラシレスモータは、グロメット５１以外の部分は実施例１のモータ１と同様の構成となっており、当該実施例においては、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５,６に示すように、実施例２のグロメット５１にはＯリングが一体成形されていない。また、本体部５１ａの内周面５１ｂには、径方向に向かって取付片５３が突設されている。取付片５３の中央には、軸方向（図５において上下方向）に沿って、嵌合孔（嵌合部）５４が貫通形成されている。一方、これに対しブラケットホルダ５２には、グロメット５１を取り付けるため、外周壁５２ａにグロメット取付部５５が切欠形成されている。グロメット取付部５５の中央部には、図７に示すように、嵌合片（グロメット保持部）５６が立設されており、この嵌合片５６の周方向の寸法Ｘ１は、グロメット５１の嵌合孔５４の周方向寸法Ｘ２と略同寸法に形成されている。

グロメット５１をブラケットホルダ２５に取り付ける際は、当該実施例においても前述同様、グロメット５１をブラケットホルダ２５の上方からグロメット取付部５５内に挿入する。この際、ブラケットホルダ２５の嵌合片５６が嵌合孔５４内に挿入され、グロメット５１はグロメット取付部５５に嵌合装着される。すなわち、実施例２のブラシレスモータでは、グロメット５１をブラケットホルダ２５に取り付ける際に、嵌合片５６と嵌合孔５４が嵌合され、グロメット５１がブラケットホルダ２５に対して径方向にズレ止めされる。

このため、実施例２のブラシレスモータにおいても、グロメット５１がブラブラと状態とならず、ブラケットホルダ２５をブラケット８に組み付ける際の作業性が大きく改善され、組付工数の削減が図られる。また、リード線９の噛み込み防止や、グロメット５１の取付不良低減を図ることができ、製品信頼性の向上が図られる。さらに、搬送、納品時におけるグロメット５１とブラケットホルダ２５のズレも低減され、組み付け前の手直しが不要となり組付工数の削減が図られる。

本発明は前記実施例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、前述の実施例では、コラムアシスト式のＥＰＳに使用されるブラシレスモータを示したが、他の方式のＥＰＳ用モータにも本発明は適用可能である。加えて、ＥＰＳや各種車載電動品用のモータのみならず、本発明は、広くブラシレスモータ一般にも適用可能である。

本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。 リード線を取り付けた状態のブラケットホルダを示す平面図である。 ブラケットホルダとグロメットの構成を示す斜視図である。 グロメットの側面図である。 本発明の実施例２であるブラシレスモータにて使用されるゴムグロメットの構成を示す斜視図である。 図５のゴムグロメットの平面図である。 グロメットが装着されるブラケットホルダの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
２ ステータ
３ ロータ
４ ケース
５ ステータコア
６ ステータコイル
６ａ コイル端部
７ バスバーユニット
８ ブラケット
９ リード線
１０ リード線挿通孔
１１ インシュレータ
１２ 給電用端子
１３ ロータシャフト
１４ａ,１４ｂ ベアリング
１５ ロータコア
１６ マグネット
１７ マグネットホルダ
１８ マグネットカバー
２１ レゾルバ
２２ ロータ
２３ レゾルバステータ
２４ レゾルバホルダ
２４ａ フランジ部
２５ ブラケットホルダ（ホルダ部材）
２５ａ 外周壁
２６ リブ
２７ 雌ネジ部
２８ 取付ネジ
２９ 給電配線
３１ 外部給電用端子
３２ バスバー端子
３３ 作業孔
３４ ブラケットキャップ
４１ ゴムグロメット
４２ Ｏリング
４３ 嵌合溝部（嵌合部）
４４ グロメット取付部
４４ａ 底面両端部
４５ 側壁部（グロメット保持部）
４６ シール部
４７ 凸部
４８ 押圧片
４８ａ 上片部
４８ｂ 下端部
４９ リード線収容部
５１ ゴムグロメット
５１ａ 本体部
５１ｂ 内周面
５２ ブラケットホルダ
５２ａ 外周壁
５３ 取付片
５４ 嵌合孔（嵌合部）
５５ グロメット取付部
５６ 嵌合片（グロメット保持部）
Ｘ１ 嵌合片周方向寸法
Ｘ２ 嵌合孔周方向寸法

Claims (3)

1. ロータの回転位置を検出する回転検出装置が取り付けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に形成されたグロメット取付部に装着され、前記回転検出装置に接続されたリード線が挿通されるグロメットとを有してなるブラシレスモータであって、
   前記グロメットは、前記グロメット取付部に設けられたグロメット保持部に嵌合し、前記グロメットが径方向の移動を規制された状態で前記グロメット取付部に装着される嵌合部を有す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、前記グロメット保持部は、前記ホルダ部材の外周壁に切欠形成された前記グロメット取付部の側壁部であり、前記嵌合部は、前記グロメットの周方向端部に形成され前記側壁部と嵌合可能な嵌合溝部であ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、前記グロメット保持部は、前記ホルダ部材の外周壁に切欠形成された前記グロメット取付部に突設された嵌合片であり、前記嵌合部は、前記グロメットに形成され前記嵌合片と嵌合可能な嵌合孔であることを特徴とするブラシレスモータ。

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