ブラシレスモータ
【課題】ブラケットの加工工数を低減することの可能なブラシレスモータを提供する。
【解決手段】ステータ１１およびロータ１２と、ステータ１１が取り付けられた金属製のモータケース１３と、モータケース１３とギヤボックス１５との間に介在されたブラケット１６と、ロータ１２の回転角度を検出するレゾルバ２１とを有するブラシレスモータであって、ブラケット１６には、ロータ１２の回転中心となる軸線Ａに沿った方向に延ばされた円筒形状の第２インロー部１６ｄが形成されており、第２インロー部１６ｄがギヤボックス１５の取付孔１５ｄに嵌合された状態で、モータケース１３がブラケット１６を介してギヤボックス１５に固定されており、第２インロー部１６ｄの開口端に取り付けられるキャップ２９と、キャップ２９と第２インロー部１６ｄとの間に形成された取付溝３０と、取付溝３０に取り付けられたＯリング３１とを備えている。
【解決手段】ステータ１１およびロータ１２と、ステータ１１が取り付けられた金属製のモータケース１３と、モータケース１３とギヤボックス１５との間に介在されたブラケット１６と、ロータ１２の回転角度を検出するレゾルバ２１とを有するブラシレスモータであって、ブラケット１６には、ロータ１２の回転中心となる軸線Ａに沿った方向に延ばされた円筒形状の第２インロー部１６ｄが形成されており、第２インロー部１６ｄがギヤボックス１５の取付孔１５ｄに嵌合された状態で、モータケース１３がブラケット１６を介してギヤボックス１５に固定されており、第２インロー部１６ｄの開口端に取り付けられるキャップ２９と、キャップ２９と第２インロー部１６ｄとの間に形成された取付溝３０と、取付溝３０に取り付けられたＯリング３１とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアとステータコア内で回転するロータを備えるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通電用のブラシを持たない制御性能に優れたブラシレスモータが知られており、そのブラシレスモータの一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたブラシレスモータは、ステータの内側にロータを配置したインナーロータ型のものである。ブラシレスモータは、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る。ステータは、有底円筒形状のケースと、ケースの内周に固定されたステータコアと、ステータコアに巻き付けたコイルと、ステータコアに取り付けられたバスバーユニットとから構成されている。バスバーユニットは、合成樹脂製の本体部に、銅製のバスバーがインサート成形されたものである。また、バスバーは給電用端子を介してコイルと接続されている。
【０００３】
一方、ロータはロータシャフトを有しており、ロータシャフトはベアリングによって回転自在に支持されている。ロータシャフトにはロータコアが取り付けられており、ロータコアの外周にはセグメントタイプのマグネットが取り付けられている。マグネットの外側にはマグネットホルダが取り付けられている。マグネットホルダの端部には、レゾルバのロータが取り付けられている。これに対して、レゾルバのステータはレゾルバホルダに圧入され、レゾルバホルダはブラケットホルダに収容されている。ブラケットホルダはタッピンネジによってブラケットに固定されている。ブラケットは合成樹脂により構成されている。
【０００４】
さらに、ブラケットにはパワーターミナルとセンサーターミナルとがインサート成形されている。ブラケットには、パワーターミナルとセンサーターミナルに臨んで第１開口部および第２開口部が形成されている。パワーターミナルはＵ，Ｖ，Ｗの各相ごとに設けられ、そのパワーターミナルの一端が第１開口部内に配置されている。パワーターミナルはバスバーターミナルと溶接されている。センサーターミナルは、レゾルバステータの接続端子に溶接されている。センサーターミナルは第２開口部に臨んで配置されている。
【０００５】
そして、特許文献１に記載されたブラシレスモータにおいては、第１開口部および第２開口部が設けられているので、パワーターミナルとバスバーターミナルとの溶接後、さらに、センサーターミナルとレゾルバステータの接続端子との溶接後に、これらの溶接部分の溶接状態を容易に確認でき、製品品質の向上を図ることができるとされている。その溶接状態の確認後、第１開口部および第２開口部にキャップを取り付けて塞ぐことにより、モータ内部に異物が混入してしまうことを防止できるとされている。
【０００６】
ところで、特許文献１において具体的な説明はなされていないが、ブラケットの端部には円筒部が設けられている。その円筒部が、取り付け対象物である減速機構部の取付孔に嵌合されるように構成されている。また、円筒部の外周には溝が図示されており、その溝に、円筒部と対象物との嵌合部分をシールするシール部材が取り付けられる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４１８７１号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたブラシレスモータにおいては、樹脂製のブラケットをインサート成形により製造した後、ブラケットの円筒部の外周に、シール部材を取り付けるための溝を形成するための加工を施す必要があった。そのため、ブラケットの加工工数が増加する問題があった。また、第１開口部、第２開口部を塞ぐために２個のキャップを取り付ける必要があり、組立て工数が増加する問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、ブラケットの加工工数および組立て工数を低減することの可能なブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のブラシレスモータは、電力が供給されるコイルを有するステータと、このステータの内側に配置され、かつ、前記コイルに電力が供給された際に発生する回転磁界により回転するロータと、前記ステータが取り付けられた金属製のモータケースと、このモータケースの開口部を覆い、かつ、躯体に取り付けられるブラケットとを有するブラシレスモータであって、前記ブラケットには、前記ロータの回転中心となる軸線に沿って前記モータケースと相反する方向に延ばされた円筒形状の嵌め込み部が形成されており、前記嵌め込み部が前記躯体に形成された取付孔に嵌合された状態で、前記モータケースが前記ブラケットを介して前記躯体に固定されるように構成されており、前記嵌め込み部の開口端に取り付けられるとともに、前記はめ込み部の先端より外径側に張り出して形成されたフランジ部を有するキャップと、前記フランジ部と前記嵌め込み部との間に形成された取付溝と、この取付溝に取り付けられかつ、前記嵌め込み部の外周面と前記取付孔の内周面との間をシールするシール部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のブラシレスモータは、さらに、前記ロータの回転角度を検出するレゾルバを備え、前記コイルに電力を供給するバスバーターミナルが設けられており、前記レゾルバは、前記ブラケットに取り付けられた固定側部材と、前記ロータに取り付けられた回転側部材とを有しており、前記レゾルバは、前記固定側部材に電力を供給し、前記固定側部材と前記回転側部材との隙間における磁束抵抗の変化に基づいて前記ロータの回転角度を検出するように構成されており、前記固定側部材に電力を供給する接続端子が設けられており、前記ブラケットに、前記バスバーターミナルが配置された第１開口部と、前記接続端子が配置された第２開口部とが設けられており、前記キャップにより前記第１開口部および第２開口部が塞がれていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のブラシレスモータは、前記キャップと前記ブラケットとの嵌合部分に、前記キャップを前記軸線に沿った方向に前記取付孔へ挿入すると、前記軸線に沿った方向における係合力を生じて、前記キャップを前記ブラケットに固定するスナップフィット機構が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のブラシレスモータは、車両用制動装置の駆動源であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（請求項１)によれば、キャップと嵌め込み部とにより、シール部材を取り付ける取付溝を形成している。このため、嵌め込み部の外周面に取り付け溝を設けるための加工を、ブラケット単独で施す必要がない。したがって、ブラケットの加工工数を低減することができる。
【００１５】
本発明(請求項２）によれば、第１開口部および第２開口部を１個のキャップで塞ぐことができ、部品点数の低減および組み立て工数の低減を図ることができる。
【００１６】
本発明（請求項３）によれば、キャップを軸線に沿った方向に移動して取付孔に挿入すると、スナップフィット機構により係合力が生じ、キャップをブラケットに固定することができる。
【００１７】
本発明（請求項４）によれば、本発明のブラシレスモータを車両用制動装置の駆動源として用いるので、低コストの要求される車両用制動装置にも対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のブラシレスモータを示す断面図である。
【図２】本発明のブラシレスモータを構成する部品の分解斜視図である。
【図３】本発明のブラシレスモータにおいて、ブラケットにキャップを取り付ける前の状態を示す図である。
【図４】本発明のブラシレスモータを構成する部品の分解斜視図である。
【図５】本発明のブラシレスモータを用いた制動装置の模式図である。
【図６】本発明のブラシレスモータを構成する部品同士を溶接する工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明におけるブラシレスモータの実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態におけるブラシレスモータ１０は、同一の軸線Ａ上に配置されたステータ（固定子）１１およびロータ（回転子）１２を有している。本実施形態のブラシレスモータ１０は、ステータ１１の内側空間にロータ１２が配置されたインナロータ型のモータである。ステータ１１は、磁性材料である鋼板（図示せず)を積層して形成されたステータコア（固定子鉄心）１１ａと、ステータコア１１ａに取り付けた絶縁性のインシュレータ１１ｂと、インシュレータ１１ｂに巻き付けられたコイル１１ｃとを有している。本実施形態においては、コイル１１ｃは３相、具体的には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して巻き付けられているものとして説明する。また、軸線Ａに沿った方向において、ステータコア１１ａの両端側に、インシュレータ１１ｂの一部およびコイル１１ｃの一部が配置されている。
【００２０】
さらに、ブラシレスモータ１０は、ステータ１１およびロータ１２、さらにその他の部品を収容するモータケース１３を有している。モータケース１３は、金属材料、例えば、鉄、アルミニウム等をプレス加工して成形したものである。また、モータケース１３の外表面には黒色塗装を施すことにより、その熱放射率の向上が図られている。図１および図２に示すように、モータケース１３は、第１円筒部１３ａおよび第２円筒部１３ｂおよび底部１３ｃおよびテーパ部１３ｄおよびフランジ１３ｅを有する一端側が開口する有底筒状となっている。
【００２１】
第１円筒部１３ａは軸線Ａを中心として配置されており、第１円筒部１３ａにおいて軸線Ａに沿った方向の一端に底部１３ｃが連続して形成されている。第１円筒部１３ａにおける底部１３ｃとは反対側の端部にテーパ部１３ｄが形成されており、そのテーパ部１３ｄにおける第１円筒部１３ａとは反対側の端部に第２円筒部１３ｂが形成されている。第１円筒部１３ａの内径は第２円筒部１３ｂの内径よりも小さく設定されている。また、軸線Ａを含む平面内において、テーパ部１３ｄは第１円筒部１３ａから第２円筒部１３ｂに近づくことに伴い内径が大きくなる向きの傾斜を有している。
【００２２】
前記底部１３ｃには、モータケース１３の内部側に向けてＵ字形状もしくはＶ字形状に屈曲された折り返し部１３ｆが形成されている。この折り返し部１３ｆは、軸線Ａを中心として全周に亘り形成されている。また、軸線Ａを中心とする半径方向において、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの内側に折り返し部１３ｆが配置されている。さらに、軸線Ａに沿った方向において、インシュレータ１１ｂの一部およびコイル１１ｃの一部の配置領域と、折り返し部１３ｆの配置領域とが部分的に重なっている。
【００２３】
一方、ロータ１２は、軸線Ａを中心として回転可能な回転軸１２ａを有している。そして、軸線Ａに沿った方向において、回転軸１２ａの半分程度がモータケース１３の内部に位置しており、残りの半分程度がモータケース１３の外部に位置している。回転軸１２ａのうち、モータケース１３の内部に位置している部分、より具体的には、ステータコア１１ａの内部に位置している部分の外周にロータコア１２ｂが取り付けられている。このロータコア１２ｂの外周部分には、磁界を発生させる永久磁石１２ｃが磁石ホルダや磁石カバー等の固定手段により固定されている。また、回転軸１２ａにおける底部１３ｃ側の端部は折り返し部１３ｆの内側に配置されている。そして、折り返し部１３ｆの内側に第１の軸受としての軸受１４が設けられており、軸受１４により回転軸１２ａの一端が回転自在に軸支されている。この軸受１４は、軸線Ａを中心とする半径方向の荷重を受けるラジアル軸受である。さらに、軸線Ａに沿った方向において、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの一部の配置領域と、軸受１４の配置領域とが、部分的に重なっている。なお、回転軸１２ａにおいてモータケース１３の外部に位置している部分には、ギヤ１２ｄが固定されている。
【００２４】
次に、図１および図２を参照して、ブラシレスモータ１０を躯体としてのギヤボックス１５に固定するための構造を説明する。ギヤボックス１５は金属材料、たとえば、アルミニウムなどにより構成されている。そして、ブラシレスモータ１０は、モータケース１３の開口を覆うよう取り付けられるブラケット１６を備えている。このブラケット１６はモータケース１３とギヤボックス１５との間に介在している。このブラケット１６は、モータケース１３を構成する金属材料よりも熱伝導率が低い材料、例えば樹脂材料により一体成形されている。ブラケット１６は、環状に構成された本体部１６ａと、本体部１６ａから半径方向で内側に向けて突出したフランジ１６ｂとを有する。フランジ１６ｂは、図３のように円周方向に沿って円弧形状に設けられている。また、ブラケット１６は、本体部１６ａから軸線Ａに沿った方向でステータ１１側に向けて延ばされた第１インロー部１６ｃと、本体部１６ａから軸線Ａに沿った方向でモータケース１３と相反する方向である第１インロー部１６ｃとは逆向きに延ばされた嵌め込み部としての第２インロー部１６ｄとを有する。
【００２５】
第１インロー部１６ｃは軸線Ａを中心とする円筒形状を有しており、その第１インロー部１６ｃは、モータケース１３の第２円筒部１３ｂ内に嵌合されている。つまり、ブラケット１６はモータケース１３の開口部に取り付けられている。また、モータケース１３のフランジ１３ｅは本体部１６ａの端面１６ｆに接触しており、フランジ１３ｅを厚さ方向に貫通する孔１３ｇ，１３ｈが設けられている。そして、孔１３ｈにねじ部材１７が挿入されている。また、本体部１６ａには複数の雌ねじ１６ｅが形成されており、ねじ部材１７が雌ねじ１６ｅにねじ込まれてモータケース１３がブラケット１６に締め付け固定されている。
【００２６】
本体部１６ａの端面１６ｆと第１インロー部１６ｃとの境界部分には取付溝１６ｇが形成されている。この取付溝１６ｇは軸線Ａを中心として環状に構成されている。取付溝１６ｇは軸線Ａに沿った方向の深さを有しており、取付溝１６ｇには密封装置として環状のＯリング１８が取り付けられている。Ｏリング１８はゴム状弾性体により構成された公知のものである。このＯリング１８は、ブラシレスモータ１０の外部に存在する異物、例えば、オイル、ダストなどが、モータケース１３とブラケット１６との接触部分を経由して、ブラシレスモータ１０内に侵入することを防止するための要素である。そして、Ｏリング１８は、取付溝１６ｇの底面、第１インロー部１６ｃの外周面、フランジ１３ｅの端面の３箇所に接触してシール面を形成している。
【００２７】
一方、フランジ１６ｂの内周には円筒部材１９が固定されている。この円筒部材１９は金属材料をプレス加工したものである。円筒部材１９の外縁部１９ｃは、樹脂成形時にインサート成形によってブラケット１６のフランジ１６ｂの部分に埋設されてブラケット１６と一体化されている。なお、インサート成形については後述する。円筒部材１９は、大径部１９ａと、大径部１９ａよりも内径が小さい小径部１９ｂとを有し、大径部１９ａと小径部１９ｂとが軸線Ａに沿った方向に並べて配置されている。
【００２８】
具体的には、軸線Ａに沿った方向において、大径部１９ａは小径部１９ｂよりもステータ１１に近い位置に設けられており、大径部１９ａにおけるステータ１１側の開口端部が外側に屈曲されて、フランジ１６ｂの内周に固定されている。また、軸線Ａに沿った方向において、小径部１９ｂは大径部１９ａとギヤ１２ｄとの間に配置されており、小径部１９ｂにより第２の軸受としての軸受２０の外輪が保持され、軸受２０の内輪が回転軸１２ａに嵌合固定されている。軸受２０は、軸線Ａを中心とする半径方向の荷重を受けるラジアル軸受であり、この軸受２０によって回転軸１２ａの他端側が回転自在に軸支されている。上記した２個の軸受１４，２０により、ロータ１２は軸線Ａを中心として回転自在に軸支されている。
【００２９】
また、軸線Ａに沿った方向において、ギヤボックス１５に対するブラケット１６の取り付け位置よりもギヤボックス１５の内部側に軸受２０が配置されている。ここで、ギヤボックス１５に対するブラケット１６の取り付け位置とは、ギヤボックス１５とブラケット１６との接触部分を意味している。本実施形態においては、ギヤボックス１５の端面１５ａとブラケット１６の端面１６ｈとの接触部分を「取り付け位置」として把握する。図においては、その取り付け位置を軸線Ａに向けて直角な方向に延長したとき、その延長線上に軸受２０の一部が配置された例が示されている。
【００３０】
また、ブラシレスモータ１０は、ロータ１２の回転角度を検出するレゾルバ２１を有している。このレゾルバ２１は、大径部１９ａの内周に取り付けられたステータ２１ａと、回転軸１２ａの外周に固定されたロータ２１ｂとを有する。ロータ２１ｂとステータ２１ａとの間には半径方向の隙間が形成されている。ステータ２１ａには、図３のように６個のステータターミナル２１ｃが接続されており、各ステータターミナル２１ｃにはそれぞれセンサーターミナル２１ｄが溶接固定されている。各センサーターミナル２１ｄは、インサート成形によりブラケット１６の本体部１６ａに一体化されている。
【００３１】
一方、ブラケット１６のフランジ１６ｂの円周方向の両端部と、円筒部材１９の外縁部１９ｃとの間に第１開口部１６ｉが設けられている。第１開口部１６ｉにより、軸線Ａに沿った方向でフランジ１６ｂの両側に位置する空間同士が連通されている。そして、ステータターミナル２１ｃとセンサーターミナル２１ｄとの溶接部分は、第１開口部１６ｉ付近に配置されている。また、ブラケット１６の本体部１６ａから半径方向で外側に向けて張り出したセンサーコネクタ２２が設けられている。センサーコネクタ２２には、図示しない外部電源に接続された電源コードのコネクタが着脱されるように構成されている。そして、各センサーターミナル２１ｄの端部はセンサーコネクタ２２に取り付けられている。
【００３２】
さらに、外部電源から、センサーターミナル２１ｄおよびステータターミナル２１ｃを介して、レゾルバ２１のステータ２１ａに励磁電圧が印加されると、ステータ２１ａとロータ２１ｂとの隙間に磁束が発生する。このレゾルバ２１は電子制御装置（図示せず）に接続されており、レゾルバ２１の検出信号が電子制御装置により処理される。そして、ロータ２１ｂとステータ２１ａとの間における磁束抵抗（ギャップパーミアンス）の変化に基づいて、電子制御装置がロータ１２の回転角度を求めるように構成されている。
【００３３】
図１に示すように、モータケース１３の内部、具体的には、軸線Ａに沿った方向でインシュレータ１１ｂとフランジ１６ｂとの間にバスバーユニット２３が設けられている。このバスバーユニット２３は、回転軸１２ａの外周側を囲むように環状に配置されており、インシュレータ１１ｂに取り付けられている。バスバーユニット２３は、樹脂モールド体２３ａにバスバーが埋め込まれて構成されている。バスバーは、ステータ１１のコイル１１ｃの相数に対応する数が設けられている。本実施形態においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して３個のバスバーが設けられている。また、１つのバスバー毎にバスバーターミナル２３ｂが接続されており、各バスバーターミナル２３ｂは軸線に沿った方向に延ばされている。バスバーターミナル２３ｂの端部は、大径部１９ａの外側まで到達している。
【００３４】
さらに、図１および図２に示すように、ブラケット１６のフランジ１６ｂには、軸線Ａに沿った方向に貫通する第２開口部１６ｊが設けられている。各バスバーターミナル２３ｂの端部は第２開口部１６ｊに挿入されており、各バスバーターミナル２３ｂにパワーターミナル２４がそれぞれ溶接固定されている。一方、ブラケット１６の本体部１６ａにはパワーターミナル２４の中間部位がインサート成形されており、本体部１６ａの径方向外側にはパワーコネクタ２５が本体部１６ａと一体的に設けられている。パワーコネクタ２５に、３個のパワーターミナル２４の端部が取り付けられている。パワーコネクタ２５には、外部電源に接続された電源コードのコネクタが着脱されるように構成されている。そして、図示しないコントローラの制御信号に基づいて、外部電源からブラシレスモータ１０に供給される電力が制御されて、ブラシレスモータ１０の停止、回転、回転速度、回転方向等が制御されるように構成されている。
【００３５】
一方、樹脂モールド体２３ａの一部を、軸線Ａに沿った方向でステータ２１ａに向けて延ばした抜け止め２３ｃが設けられている。この抜け止め２３ｃは、レゾルバ２１のステータ２１ａが大径部１９ａから抜け出す向きで移動することを防止するためのストッパとして機能するものである。抜け止め２３ｃはステータ２１ａと同じ円周上に、かつ、軸線Ａを中心として全周に亘って設けられている。また、モータケース１３とブラケッと１６とが固定され、かつ、ステータ１１がモータケース１３に固定され、かつ、レゾルバ２１のステータ２１ａが大径部１９ａに固定された状態において、抜け止め２３ｃとステータ２１ａとの間には、軸線Ａに沿った方向で所定の隙間が形成されている。つまり、抜け止め２３ｃとステータ２１ａとは接触していない。
【００３６】
さらに、本体部１６ａにおいて、モータケース１３の第２円筒部１３ｂよりも半径方向で外側には取付孔１６ｍが設けられている。取付孔１６ｍは、本体部１６ａを軸線Ａに沿った方向に貫通している。取付孔１６ｍは、軸線Ａを中心とする円周方向で異なる位置に複数個設けられており、複数の取付孔１６ｍには円筒形状のカラー２６がそれぞれインサート成形や圧入等により固定されている。各カラー２６は、ブラケット１６を構成する樹脂材料よりも熱伝導率が高い金属材料、例えば、アルミニウム、鉄等により構成されている。一方、ギヤボックス１５には雌ねじ２７が形成されている。そして、モータケース１３のフランジ１３ｅの孔１３ｇに締結部材としてのねじ部材２８が挿入されており、そのねじ部材２８がカラー２６を通して雌ねじ２７にねじ込まれて締め付けられることにより、ブラケット１６がギヤボックス１５に固定され、これにより、ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定されている。ブラケット１６がギヤボックス１５に固定された状態において、軸線Ａに沿った方向におけるカラー２６の一端がギヤボックス１５に接触し、軸線Ａに沿った方向におけるカラー２６の他端がモータケース１３に接触している。
【００３７】
一方、ギヤボックス１５には軸線Ａを中心とする取付孔１５ｂが設けられている。前記第２インロー部１６ｄは軸線Ａを中心とする円筒形状を有しており、第２インロー部１６ｄがギヤボックス１５の取付孔１５ｂに挿入された状態で、ブラケット１６がギヤボックス１５に固定されている。図１および図４のように、第２インロー部１６ｄの先端側には、段差部１６ｎを介して第２インロー部１６ｄより小径とされた先端部１６ｑが形成されている。段差部１６ｎは軸線Ａを中心として環状に形成されている。また、第２インロー部１６ｄの開口端には、樹脂材料により一体成形されたキャップ２９が取り付けられている。キャップ２９は、オイル、ダストなどの異物がブラシレスモータ１０の内部に侵入することを防止する機能を有している。
【００３８】
キャップ２９は、第２インロー部１６ｄの内周に嵌合された円筒部２９ａと、円筒部２９ａから半径方向で内側に向けて張り出された環状のフランジ２９ｂとを有している。円筒部２９ａには円周方向に沿って所定間隔おきに複数の係止爪２９ｄが設けられている。（本実施形態においては、係止爪２９ｄは３箇所設けられている。）各係止爪２９ｄは軸線Ａに沿った方向に延ばされており、軸線Ａに沿った方向で係止爪２９ｄのフランジ２９ｂ側の端部を固定端として、キャップ２９の半径方向に各係止爪２９ｄが弾性変形できるように構成されている。
【００３９】
一方、図３のように、ブラケット１６のフランジ１６ｂには円周方向に沿って所定間隔おきに複数の係止孔１６ｐが係止爪２９ｄに対応して設けられている。そして、係止爪２９ｄが係止孔１６ｐに係合することにより、キャップ２９がブラケット１６に固定されている。軸線Ａに沿った方向において、フランジ２９ｂは小径部１９ｂの外側を取り囲むように配置されている。フランジ２９ｂの内径は大径部１９ａの外径よりも小さく、かつ、小径部１９ｂの外径よりも大きく設定されている。
【００４０】
つまり、フランジ２９ｂの内周端と、円筒部材１９の小径部１９ｂとが微小隙間を介して接近した状態にあり、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊの両方と、ブラシレスモータ１０の外部とをキャップ２９により遮断されている。
【００４１】
さらに、円筒部２９ａにおいて第２インロー部１６ｄの先端部１６ｑの外に位置する端部には、径方向外側に向けて、先端部１６ｑの外径よりも大径で、第２インロー部１６ｄの外径と同じくなるよう張り出されたフランジ２９ｃが設けられ、その外縁部には、軸線Ａに沿った方向に折返すよう形成された折返し片２９ｅが設けられている。この折返し片２９ｅと第２インロー部１６ｄの段差部１６ｎと先端部１６ｑとで環状の取付溝３０が形成されている。取付溝３０にはＯリング３１が取り付けられており、Ｏリング３１がギヤボックス１５に接触してシール面を形成している。Ｏリング３１は、ギヤボックス１５の外部に存在するダストなどの異物が、ギヤボックス１５とブラケット１６との隙間を経由して、ギヤボックス１５の内部に侵入することを防止するための密封装置である。
【００４２】
図５のように、ギヤボックス１５の内部には減速機構１５ｃが設けられている。減速機構１５ｃは、相互に噛み合わされたアイドラギヤ１５ｄおよび出力ギヤ１５ｅを有している。アイドラギヤ１５ｄはギヤ１２ｄに噛み合わされている。出力ギヤ１５ｅは出力軸１５ｆと一体回転するように構成されている。出力軸１５ｆにはピニオンギヤ（図示せず）が設けられている。このように構成された減速機構１５ｃにおいて、ギヤ１２ｄのトルクがアイドラギヤ１５ｄを経由して出力ギヤ１５ｅに伝達されたときに、ギヤ１２ｄの回転速度よりも出力ギヤ１５ｅの回転速度の方が低くなるように、変速比が決定されている。上記キャップ２９は、異物がブラシレスモータ１０の内部に侵入することを防止する機能と、Ｏリング３１を取り付ける取付溝３０を形成する機能とを兼備している。
【００４３】
ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定された状態において、外部電源の電力が、パワーターミナル２４、バスバーターミナル２３ｂを経由してコイル１１ｃに供給されると、ステータコア１１ａにより回転磁界が形成されてロータ１２が回転する。ロータ１２のトルクはギヤ１２ｄを経由して減速機構１５ｃに伝達される。また、ロータ１２が回転すると、レゾルバ２１のステータ２１ａとロータ２１ｂとの隙間における磁束抵抗が変化し、ロータ１２の回転角度が検出される。
【００４４】
本実施形態のブラシレスモータ１０は、ブラケット１６にカラー２６が取り付けられており、そのカラー２６に挿入したねじ部材２８により、ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定されている。また、ブラケット１６を構成する樹脂材料よりも、カラー２６を構成する金属材料の方が熱伝導率が高い。このため、コイル１１ｃへの通電によりステータ１１が発熱すると、その熱はモータケース１３およびカラー２６を経由してギヤボックス１５に伝達される。このように、金属製のカラー２６は、モータケース１３からギヤボックス１５に熱を伝達するための熱伝達経路としての役割をもつ。つまり、ステータ１１の熱がブラケット１６を経由してレゾルバ２１に伝達されることを防止できる。したがって、レゾルバ２１の温度上昇が抑制されて、レゾルバ２１によるロータ１２の角度検出精度のバラツキが相対的に小さくなる。
【００４５】
また、軸線Ａに沿った方向において、ギヤボックス１５とブラケット１６との接触面よりもギヤボックス１５の内部寄りの位置に、軸受２０の一部が配置されている。このため、ロータ１２が回転して、ロータ１２が半径方向に振動する場合、または、ギヤボックス１５側からブラシレスモータ１０に振動が伝達されてロータ１２が半径方向に振動する場合に、支点となる位置からロータ１２の自由端までの長さ、即ちモーメントの腕の長さを、見かけ上で短縮することができる。したがって、ロータ１２の振動により生じるモーメントを減らすことができる。その結果、ブラケット１６とギヤボックス１５との固定部分の強度が低下することを抑制できる。
【００４６】
また、図１に示す軸線Ａに沿った方向において、ステータ２１ａの側方に抜け止め２３ｃが位置している。このため、ステータ２１ａが円筒部材１９から抜け出す向きの力が作用しても、ステータ２１ａが抜け止め２３ｃに接触することで、ステータ２１ａが円筒部材１９から脱落することを防止できる。
【００４７】
さらに、本実施形態のブラシレスモータ１０は、モータケース１３の外側に黒色塗装が施されているため、ステータ１１の熱がモータケース１３に伝達されたときに、モータケース１３の表面から熱を空気中に放熱する放熱性が向上する。
【００４８】
さらに、本実施形態のブラシレスモータ１０は、軸線Ａに沿った方向で、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの端部の配置領域と、軸受１４の配置領域とが部分的に重なっている。したがって、軸線Ａに沿った方向におけるブラシレスモータ１０の全長を相対的に短くすることができ、ブラシレスモータ１０のコンパクト化を図ることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態においては円筒部材１９が、レゾルバ２１のステータ２１ａを保持する機能と、軸受２０を保持する機能とを兼備している。このため、ブラシレスモータ１０の部品点数が増加することを抑制できる。
【００５０】
次に、ブラシレスモータ１０の部品を製造する工程の一部を説明する。モータケース１３は金属材料をプレス加工して成形したものでる。このため、モータケース１３の加工工程において、第２円筒部１３ｂとフランジ１３ｅとを連続する屈曲部分に、金属材料の流動によるダレが発生する可能性がある。一方、ブラケット１６および円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４は、いわゆるインサート成形により一体化されたものである。具体的には、金属材料を加工して円筒部材およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を別個に製造し、金型のキャビティに円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を配置して金型を閉じた後、キャビティ内に樹脂材料を注入して固化させ、ブラケット１６に円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を一体化したものである。これにより、円筒部材１９の外縁部１９ｃがブラケット１６のフランジ１６ｂ内に、センサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４のそれぞれ中間部位がブラケット１６の本体部１６ａ内にインサート成形される。また、インサート成形時にブラケット１６の第２インロー部１６ｄの外周に段差部１６ｎが形成される。
【００５１】
さらに、インサート成形をおこなうため、成形しようとするブラケット１６の半径方向及び軸線Ａ方向に分割される金型を用いることができる。本実施形態のブラシレスモータ１０においては、Ｏリング３１を取り付ける取付溝３０が、フランジ２９ｃの折返し片２９ｄと第２インロー部１６ｄの段差部１６ｎと先端部１６ｑとにより形成されている。つまり、第２インロー部１６ｄ側には取付溝を構成する壁の一部しか設けられておらず、軸線Ａを含む平面内における第２インロー部１６ｄの外側形状が簡略化されている。このため、上下型のみの金型でもブラケット１６を成形することが可能となり、従来のように、ブラケットのインロー部外周を環状に切削加工して取付溝を形成する必要がなく、ブラケット１６の加工が容易となる。
【００５２】
次に、ブラシレスモータ１０の組み立て工程について説明する。まず、図１に示すステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とが別個に組み立てられる。ステータユニット３２は、モータケース１３の内部に、ステータコア１１ａとインシュレータ１１ｂとコイル１１ｃとバスバーユニット２３とを取り付けた中間組立体である。モータサブアッセンブリ３３は、一体化されたブラケット１６および円筒部材１９と、ロータ１２とレゾルバ２１と軸受２０と、Ｏリング１８とを、相互に組み付けた中間組立体である。
【００５３】
一方、モータサブアッセンブリ３３の組立工程において、円筒部材１９の内部にレゾルバ２１のステータ２１ａを取り付けると、図３のように、ブラケット１６の第１開口部１６ｉ付近において、センサーターミナル２１ｄの端部とステータターミナル２１ｃの端部とが接近した状態となる。そこで、モータサブアッセンブリ３３とステータユニット３２とを結合する前に、センサーターミナル２１ｄの端部とステータターミナル２１ｃの端部とを溶接して固定する。
【００５４】
そして、ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを相互に組み付ける工程では、ブラケット１６の取付溝１６ｇにＯリング１８を装着し、次いで、第１インロー部１６ｃを第２円筒部１３ｂ内に挿入して、ねじ部材１７を締め付けて固定する。すると、Ｏリング１８がブラケット１６およびモータケース１３のフランジ１３ｅにより圧縮されて、Ｏリング１８がブラケット１６に２箇所で接触し、モータケース１３には１箇所で接触する。つまり、Ｏリング１８は合計３箇所にシール面を形成するため、モータケース１３にダレによる形状のバラツキがあっても、組み立て完了後のブラシレスモータ１０において、モータケース１３とブラケット１６との間におけるシール性を確保することができる。
【００５５】
次に、ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを相互に組み付けた後に、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとを溶接する作業を説明する。この時点では、図３のようにブラケット１６にキャップ２９は取り付けられていない。上記ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを組み付けると、バスバーターミナル２３ｂが第２開口部１６ｊに挿入された状態となる。その後、第３開口部１６ｋからパワーターミナル２４をブラケット１６内に挿入する。すると、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとが隣り合った状態となる。
【００５６】
そして、図６に示すように、パワーターミナル２４の端部とバスバーターミナル２３ｂの端部とを接触させて、固定部品３４により把持する（挟む）。固定部品３４は純銅により構成されており、２個の把持部３４ａを有する。２個の把持部３４ａ同士の隙間量は、パワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを重ねた厚さ以下に設定されている。このため、２個の把持部３４ａによりパワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを挟むと、２個の把持部３４ａが広げられる向きに弾性変形し、弾性復元力で両者を強く挟み付けるため、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとが隙間なく密着する。その後、パワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを、固定部品３４と共に溶接、例えば、ティグ溶接して接合する。このように、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとを固定部品３４により確実に接触させた状態で溶接するため、溶接品質が向上する。
【００５７】
上記のようにして、パワーターミナル２４の端部とバスバーターミナル２３ｂの端部とを溶接固定する工程が終わった後、第２インロー部１６ｄの外周にＯリング３１を取り付ける。次いで、ブラケット１６にキャップ２９を近づけて、係止爪２９ｄを係止孔１６ｐに係合させると、キャップ２９がブラケット１６に固定されて、ブラシレスモータ１０の組み立てが完了する。このように、係止爪２９ｄと係止孔１６ｐとによりスナップフィット機構が構成されており、キャップ２９をブラケット１６に向けて押し付けるという一動作により、キャップ２９をブラケット１６に固定することができる。
【００５８】
また、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、フランジ２９ｂの内周端と、円筒部材１９の小径部１９ｂとが微小隙間を介して接近した状態となる。つまり、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊの両方と、ブラシレスモータ１０の外部とをキャップ２９により遮断することができる。したがって、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊを別々に遮断する場合に比べブラシレスモータ１０の組み立て工数を低減できる。
【００５９】
さらに、組み立てられたブラシレスモータ１０とギヤボックス１５とを近づけ、第２インロー部１６ｄを取付孔１５ｂに挿入して、ブラケット１６の端面１６ｈとギヤボックス１５の端面１５ａとを接触させる。次いで、ねじ部材２８をカラー２６内に挿入して締め付けると、図１に示すようにブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定される。ブラシレスモータ１０をギヤボックス１５に固定すると、ギヤボックス１５の内部と、ブラシレスモータ１０の内部とが、キャップ２９により遮断された状態となる。したがって、ブラシレスモータ１０の内部に雨水や塵埃等の異物が侵入することを防止できる。
【００６０】
本実施形態におけるブラシレスモータ１０は、図５に示すような車両の制動装置４０に用いられている。この制動装置４０においては、ブレーキペダル４０ａに加えられた踏力がマスターシリンダ４０ｂに伝達されるように構成されている。また、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧を、車輪４１のホイールシリンダ４１ａに伝達する油路４２が設けられている。その油路４２には、開閉弁４３およびモータ式油圧制御装置４４が設けられている。開閉弁４３は周知のソレノイドバルブなどにより構成されており、通電・非通電を切り替えることにより、油路４２に接続されたポートが開閉される。この開閉弁４３のポートの開閉を制御する電子制御装置（図示せず）が設けられている。モータ式油圧制御装置４４は、金属材料により構成されたシリンダ本体４４ａと、シリンダ本体４４ａに形成された油圧室４４ｂと、シリンダ本体４４ａに移動可能に設けられたピストン４４ｃとを有する。
【００６１】
また、モータ式油圧制御装置４４は、ピストン４４ｃを所定方向に押圧するバネ４４ｄと、ピストン４４ｃをバネ４４ｄとは逆向きに押圧するプランジャ４４ｅとを有している。さらに、モータ式油圧制御装置４４は、出力軸１５ｆの回転運動をプランジャ４４ｅの直線運動に変換するために、周知のボールねじ機構を備えた動力伝達機構４４ｆを有している。
【００６２】
上記のように構成された制動装置４０において、開閉弁４３のポートが開かれると、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃ油圧がホイールシリンダ４１ａに伝達され、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧に応じた制動力が発生する。一方、開閉弁４３のポートが閉じられると、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧はホイールシリンダ４１ａに伝達されず、油圧室４４ｂの油圧がホイールシリンダ４１ａに伝達される。この油圧室４４ｂの油圧は、ブラシレスモータ１０のコイル１１ｃへの電力供給を制御することによって調整される。
【００６３】
このように、本実施形態のブラシレスモータ１０は、車輪４１に与える制動力を制御する車両用制動装置のようなアクチュエータとして、高い制御性、つまり、ロータの高い回転角度検出精度の要求される装置に用いることができる。
【００６４】
ここで、本実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、ステータ１１が、本発明のステータに相当し、ロータ１２が、本発明のロータに相当し、ギヤボックス１５が、本発明の躯体に相当し、ステータターミナル２１ｃが、本発明の接続端子に相当する。また、円筒部材１９が、本発明の保持部材に相当し、ステータ２１ａが、本発明の固定側部材に相当し、ロータ２１ｂが、本発明の回転側部材に相当し、軸受２０が、本発明の軸受に相当し、係止爪２９ｄおよび係止孔１６ｐが、本発明のスナップフィット機構に相当する。さらに、抜け止め２３ｃが、本発明の脱落防止部材に相当し、第２インロー部１６ｄが、本発明の嵌め込み部に相当し、取付孔１５ｂが、本発明の取付孔に相当し、取付溝３０が、本発明の取付溝に相当し、Ｏリング３１が、本発明のシール部材に相当する。
【００６５】
また、本発明は上記実施の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。本発明のブラシレスモータは、車両のパワーステアリング装置のアクチュエータとして用いることもできる。また、軸線に沿った方向における軸受の配置位置について、取り付け位置を軸線に向けて直角な方向に延長したとき、その延長線上よりも躯体の内部側に軸受の全部を配置することもできる。また、ねじ部材が挿入される筒部材は、断面形状が円形の円筒部材に限らず、断面形状が四角形の角筒部材であってもよい。
【００６６】
さらに、本発明の締結部材として前記ねじ部材２８に代えて、対象物にスタットボルトを設けることもできる。このスタットボルトを筒部材内に挿入し、そのスタットボルトの雄ねじ部にナットを取り付けて締め付けることにより、ブラケットを対象物に固定できる。
【００６７】
また、ギヤボックス１５を設けずに、減速機構１５ｃをシリンダ本体４４ａ内に設け、ブラケット１６をシリンダ本体４４ａの外壁に固定してもよい。このように構成すると、シリンダ本体４４ａが、本発明の躯体に相当する。さらに、抜け止め２３ｃは、軸線Ａを中心とする円周方向で所定間隔おきに設けることもできる。また、ねじ部材２８の本数、ねじ部材１７は複数であればよく、その本数は任意に決定すればよい。さらに、本発明の操作部材には、足で操作するブレーキペダルの他、手で操作するレバー、ノブ等が含まれる。さらに、本発明の躯体は、組み立てが完了したブラシレスモータが固定されるものであり、本発明の躯体には、前述したギヤボックスの他、機器のハウジング、構造体のフレーム等が含まれる。さらに、本発明の回転部材は、ブラシレスモータのトルクを動力伝達機構に伝達する要素であり、本発明の回転部材には、前述した回転軸の他、各種のギヤ、プーリ、スプロケット、遊星歯車機構のキャリヤ等が含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１０ ブラシレスモータ
１１，２１ａ ステータ
１１ａ ステータコア
１１ｂ インシュレータ
１１ｃ コイル
１２，２１ｂ ロータ
１２ａ 回転軸
１２ｂ ロータコア
１２ｃ 永久磁石
１２ｄ ギヤ
１３ モータケース
１３ａ 第１円筒部
１３ｂ 第２円筒部
１３ｃ 底部
１３ｄ テーパ部
１３ｅ，１６ｂ，２９ｂ，２９ｃ フランジ
１３ｆ 折り返し部
１３ｇ，１３ｈ 孔
１４，２０ 軸受
１５ ギヤボックス
１５ａ，１６ｆ，１６ｈ 端面
１５ｂ，１６ｍ 取付孔
１５ｃ 減速機構
１５ｄ アイドラギヤ
１５ｅ 出力ギヤ
１５ｆ 出力軸
１６ ブラケット
１６ａ 本体部
１６ｃ 第１インロー部
１６ｄ 第２インロー部
１６ｅ，２７ 雌ねじ
１６ｇ，３０ 取付溝
１６ｉ 第１開口部
１６ｊ 第２開口部
１６ｋ 第３開口部
１６ｎ 段差部
１６ｐ 係止孔
１６ｑ 先端部
１７，２８ ねじ部材
１８，３１ Ｏリング
１９ 円筒部材
１９ａ 大径部
１９ｂ 小径部
１９ｃ 外縁部
２１ レゾルバ
２１ｃ ステータターミナル
２１ｄ センサーターミナル
２２ センサーコネクタ
２３ バスバーユニット
２３ａ 樹脂モールド体
２３ｂ バスバーターミナル
２４ パワーターミナル
２５ パワーコネクタ
２６ カラー
２９ キャップ
２９ａ 円筒部
２９ｄ 係止爪
２９ｅ 折返し片
３２ ステータユニット
３３ モータサブアッセンブリ
３４ 固定部品
３４ａ 把持部
４０ 制動装置
４０ａ ブレーキペダル
４０ｂ マスターシリンダ
４０ｃ 油圧室
４１ 車輪
４１ａ ホイールシリンダ
４２ 油路
４３ 開閉弁
４４ モータ式油圧制御装置
４４ａ シリンダ本体
４４ｂ 油圧室
４４ｃ ピストン
４４ｄ バネ
４４ｅ プランジャ
４４ｆ 動力伝達機構
Ａ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアとステータコア内で回転するロータを備えるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通電用のブラシを持たない制御性能に優れたブラシレスモータが知られており、そのブラシレスモータの一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたブラシレスモータは、ステータの内側にロータを配置したインナーロータ型のものである。ブラシレスモータは、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る。ステータは、有底円筒形状のケースと、ケースの内周に固定されたステータコアと、ステータコアに巻き付けたコイルと、ステータコアに取り付けられたバスバーユニットとから構成されている。バスバーユニットは、合成樹脂製の本体部に、銅製のバスバーがインサート成形されたものである。また、バスバーは給電用端子を介してコイルと接続されている。
【０００３】
一方、ロータはロータシャフトを有しており、ロータシャフトはベアリングによって回転自在に支持されている。ロータシャフトにはロータコアが取り付けられており、ロータコアの外周にはセグメントタイプのマグネットが取り付けられている。マグネットの外側にはマグネットホルダが取り付けられている。マグネットホルダの端部には、レゾルバのロータが取り付けられている。これに対して、レゾルバのステータはレゾルバホルダに圧入され、レゾルバホルダはブラケットホルダに収容されている。ブラケットホルダはタッピンネジによってブラケットに固定されている。ブラケットは合成樹脂により構成されている。
【０００４】
さらに、ブラケットにはパワーターミナルとセンサーターミナルとがインサート成形されている。ブラケットには、パワーターミナルとセンサーターミナルに臨んで第１開口部および第２開口部が形成されている。パワーターミナルはＵ，Ｖ，Ｗの各相ごとに設けられ、そのパワーターミナルの一端が第１開口部内に配置されている。パワーターミナルはバスバーターミナルと溶接されている。センサーターミナルは、レゾルバステータの接続端子に溶接されている。センサーターミナルは第２開口部に臨んで配置されている。
【０００５】
そして、特許文献１に記載されたブラシレスモータにおいては、第１開口部および第２開口部が設けられているので、パワーターミナルとバスバーターミナルとの溶接後、さらに、センサーターミナルとレゾルバステータの接続端子との溶接後に、これらの溶接部分の溶接状態を容易に確認でき、製品品質の向上を図ることができるとされている。その溶接状態の確認後、第１開口部および第２開口部にキャップを取り付けて塞ぐことにより、モータ内部に異物が混入してしまうことを防止できるとされている。
【０００６】
ところで、特許文献１において具体的な説明はなされていないが、ブラケットの端部には円筒部が設けられている。その円筒部が、取り付け対象物である減速機構部の取付孔に嵌合されるように構成されている。また、円筒部の外周には溝が図示されており、その溝に、円筒部と対象物との嵌合部分をシールするシール部材が取り付けられる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４１８７１号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたブラシレスモータにおいては、樹脂製のブラケットをインサート成形により製造した後、ブラケットの円筒部の外周に、シール部材を取り付けるための溝を形成するための加工を施す必要があった。そのため、ブラケットの加工工数が増加する問題があった。また、第１開口部、第２開口部を塞ぐために２個のキャップを取り付ける必要があり、組立て工数が増加する問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、ブラケットの加工工数および組立て工数を低減することの可能なブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のブラシレスモータは、電力が供給されるコイルを有するステータと、このステータの内側に配置され、かつ、前記コイルに電力が供給された際に発生する回転磁界により回転するロータと、前記ステータが取り付けられた金属製のモータケースと、このモータケースの開口部を覆い、かつ、躯体に取り付けられるブラケットとを有するブラシレスモータであって、前記ブラケットには、前記ロータの回転中心となる軸線に沿って前記モータケースと相反する方向に延ばされた円筒形状の嵌め込み部が形成されており、前記嵌め込み部が前記躯体に形成された取付孔に嵌合された状態で、前記モータケースが前記ブラケットを介して前記躯体に固定されるように構成されており、前記嵌め込み部の開口端に取り付けられるとともに、前記はめ込み部の先端より外径側に張り出して形成されたフランジ部を有するキャップと、前記フランジ部と前記嵌め込み部との間に形成された取付溝と、この取付溝に取り付けられかつ、前記嵌め込み部の外周面と前記取付孔の内周面との間をシールするシール部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のブラシレスモータは、さらに、前記ロータの回転角度を検出するレゾルバを備え、前記コイルに電力を供給するバスバーターミナルが設けられており、前記レゾルバは、前記ブラケットに取り付けられた固定側部材と、前記ロータに取り付けられた回転側部材とを有しており、前記レゾルバは、前記固定側部材に電力を供給し、前記固定側部材と前記回転側部材との隙間における磁束抵抗の変化に基づいて前記ロータの回転角度を検出するように構成されており、前記固定側部材に電力を供給する接続端子が設けられており、前記ブラケットに、前記バスバーターミナルが配置された第１開口部と、前記接続端子が配置された第２開口部とが設けられており、前記キャップにより前記第１開口部および第２開口部が塞がれていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のブラシレスモータは、前記キャップと前記ブラケットとの嵌合部分に、前記キャップを前記軸線に沿った方向に前記取付孔へ挿入すると、前記軸線に沿った方向における係合力を生じて、前記キャップを前記ブラケットに固定するスナップフィット機構が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のブラシレスモータは、車両用制動装置の駆動源であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（請求項１)によれば、キャップと嵌め込み部とにより、シール部材を取り付ける取付溝を形成している。このため、嵌め込み部の外周面に取り付け溝を設けるための加工を、ブラケット単独で施す必要がない。したがって、ブラケットの加工工数を低減することができる。
【００１５】
本発明(請求項２）によれば、第１開口部および第２開口部を１個のキャップで塞ぐことができ、部品点数の低減および組み立て工数の低減を図ることができる。
【００１６】
本発明（請求項３）によれば、キャップを軸線に沿った方向に移動して取付孔に挿入すると、スナップフィット機構により係合力が生じ、キャップをブラケットに固定することができる。
【００１７】
本発明（請求項４）によれば、本発明のブラシレスモータを車両用制動装置の駆動源として用いるので、低コストの要求される車両用制動装置にも対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のブラシレスモータを示す断面図である。
【図２】本発明のブラシレスモータを構成する部品の分解斜視図である。
【図３】本発明のブラシレスモータにおいて、ブラケットにキャップを取り付ける前の状態を示す図である。
【図４】本発明のブラシレスモータを構成する部品の分解斜視図である。
【図５】本発明のブラシレスモータを用いた制動装置の模式図である。
【図６】本発明のブラシレスモータを構成する部品同士を溶接する工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明におけるブラシレスモータの実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態におけるブラシレスモータ１０は、同一の軸線Ａ上に配置されたステータ（固定子）１１およびロータ（回転子）１２を有している。本実施形態のブラシレスモータ１０は、ステータ１１の内側空間にロータ１２が配置されたインナロータ型のモータである。ステータ１１は、磁性材料である鋼板（図示せず)を積層して形成されたステータコア（固定子鉄心）１１ａと、ステータコア１１ａに取り付けた絶縁性のインシュレータ１１ｂと、インシュレータ１１ｂに巻き付けられたコイル１１ｃとを有している。本実施形態においては、コイル１１ｃは３相、具体的には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して巻き付けられているものとして説明する。また、軸線Ａに沿った方向において、ステータコア１１ａの両端側に、インシュレータ１１ｂの一部およびコイル１１ｃの一部が配置されている。
【００２０】
さらに、ブラシレスモータ１０は、ステータ１１およびロータ１２、さらにその他の部品を収容するモータケース１３を有している。モータケース１３は、金属材料、例えば、鉄、アルミニウム等をプレス加工して成形したものである。また、モータケース１３の外表面には黒色塗装を施すことにより、その熱放射率の向上が図られている。図１および図２に示すように、モータケース１３は、第１円筒部１３ａおよび第２円筒部１３ｂおよび底部１３ｃおよびテーパ部１３ｄおよびフランジ１３ｅを有する一端側が開口する有底筒状となっている。
【００２１】
第１円筒部１３ａは軸線Ａを中心として配置されており、第１円筒部１３ａにおいて軸線Ａに沿った方向の一端に底部１３ｃが連続して形成されている。第１円筒部１３ａにおける底部１３ｃとは反対側の端部にテーパ部１３ｄが形成されており、そのテーパ部１３ｄにおける第１円筒部１３ａとは反対側の端部に第２円筒部１３ｂが形成されている。第１円筒部１３ａの内径は第２円筒部１３ｂの内径よりも小さく設定されている。また、軸線Ａを含む平面内において、テーパ部１３ｄは第１円筒部１３ａから第２円筒部１３ｂに近づくことに伴い内径が大きくなる向きの傾斜を有している。
【００２２】
前記底部１３ｃには、モータケース１３の内部側に向けてＵ字形状もしくはＶ字形状に屈曲された折り返し部１３ｆが形成されている。この折り返し部１３ｆは、軸線Ａを中心として全周に亘り形成されている。また、軸線Ａを中心とする半径方向において、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの内側に折り返し部１３ｆが配置されている。さらに、軸線Ａに沿った方向において、インシュレータ１１ｂの一部およびコイル１１ｃの一部の配置領域と、折り返し部１３ｆの配置領域とが部分的に重なっている。
【００２３】
一方、ロータ１２は、軸線Ａを中心として回転可能な回転軸１２ａを有している。そして、軸線Ａに沿った方向において、回転軸１２ａの半分程度がモータケース１３の内部に位置しており、残りの半分程度がモータケース１３の外部に位置している。回転軸１２ａのうち、モータケース１３の内部に位置している部分、より具体的には、ステータコア１１ａの内部に位置している部分の外周にロータコア１２ｂが取り付けられている。このロータコア１２ｂの外周部分には、磁界を発生させる永久磁石１２ｃが磁石ホルダや磁石カバー等の固定手段により固定されている。また、回転軸１２ａにおける底部１３ｃ側の端部は折り返し部１３ｆの内側に配置されている。そして、折り返し部１３ｆの内側に第１の軸受としての軸受１４が設けられており、軸受１４により回転軸１２ａの一端が回転自在に軸支されている。この軸受１４は、軸線Ａを中心とする半径方向の荷重を受けるラジアル軸受である。さらに、軸線Ａに沿った方向において、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの一部の配置領域と、軸受１４の配置領域とが、部分的に重なっている。なお、回転軸１２ａにおいてモータケース１３の外部に位置している部分には、ギヤ１２ｄが固定されている。
【００２４】
次に、図１および図２を参照して、ブラシレスモータ１０を躯体としてのギヤボックス１５に固定するための構造を説明する。ギヤボックス１５は金属材料、たとえば、アルミニウムなどにより構成されている。そして、ブラシレスモータ１０は、モータケース１３の開口を覆うよう取り付けられるブラケット１６を備えている。このブラケット１６はモータケース１３とギヤボックス１５との間に介在している。このブラケット１６は、モータケース１３を構成する金属材料よりも熱伝導率が低い材料、例えば樹脂材料により一体成形されている。ブラケット１６は、環状に構成された本体部１６ａと、本体部１６ａから半径方向で内側に向けて突出したフランジ１６ｂとを有する。フランジ１６ｂは、図３のように円周方向に沿って円弧形状に設けられている。また、ブラケット１６は、本体部１６ａから軸線Ａに沿った方向でステータ１１側に向けて延ばされた第１インロー部１６ｃと、本体部１６ａから軸線Ａに沿った方向でモータケース１３と相反する方向である第１インロー部１６ｃとは逆向きに延ばされた嵌め込み部としての第２インロー部１６ｄとを有する。
【００２５】
第１インロー部１６ｃは軸線Ａを中心とする円筒形状を有しており、その第１インロー部１６ｃは、モータケース１３の第２円筒部１３ｂ内に嵌合されている。つまり、ブラケット１６はモータケース１３の開口部に取り付けられている。また、モータケース１３のフランジ１３ｅは本体部１６ａの端面１６ｆに接触しており、フランジ１３ｅを厚さ方向に貫通する孔１３ｇ，１３ｈが設けられている。そして、孔１３ｈにねじ部材１７が挿入されている。また、本体部１６ａには複数の雌ねじ１６ｅが形成されており、ねじ部材１７が雌ねじ１６ｅにねじ込まれてモータケース１３がブラケット１６に締め付け固定されている。
【００２６】
本体部１６ａの端面１６ｆと第１インロー部１６ｃとの境界部分には取付溝１６ｇが形成されている。この取付溝１６ｇは軸線Ａを中心として環状に構成されている。取付溝１６ｇは軸線Ａに沿った方向の深さを有しており、取付溝１６ｇには密封装置として環状のＯリング１８が取り付けられている。Ｏリング１８はゴム状弾性体により構成された公知のものである。このＯリング１８は、ブラシレスモータ１０の外部に存在する異物、例えば、オイル、ダストなどが、モータケース１３とブラケット１６との接触部分を経由して、ブラシレスモータ１０内に侵入することを防止するための要素である。そして、Ｏリング１８は、取付溝１６ｇの底面、第１インロー部１６ｃの外周面、フランジ１３ｅの端面の３箇所に接触してシール面を形成している。
【００２７】
一方、フランジ１６ｂの内周には円筒部材１９が固定されている。この円筒部材１９は金属材料をプレス加工したものである。円筒部材１９の外縁部１９ｃは、樹脂成形時にインサート成形によってブラケット１６のフランジ１６ｂの部分に埋設されてブラケット１６と一体化されている。なお、インサート成形については後述する。円筒部材１９は、大径部１９ａと、大径部１９ａよりも内径が小さい小径部１９ｂとを有し、大径部１９ａと小径部１９ｂとが軸線Ａに沿った方向に並べて配置されている。
【００２８】
具体的には、軸線Ａに沿った方向において、大径部１９ａは小径部１９ｂよりもステータ１１に近い位置に設けられており、大径部１９ａにおけるステータ１１側の開口端部が外側に屈曲されて、フランジ１６ｂの内周に固定されている。また、軸線Ａに沿った方向において、小径部１９ｂは大径部１９ａとギヤ１２ｄとの間に配置されており、小径部１９ｂにより第２の軸受としての軸受２０の外輪が保持され、軸受２０の内輪が回転軸１２ａに嵌合固定されている。軸受２０は、軸線Ａを中心とする半径方向の荷重を受けるラジアル軸受であり、この軸受２０によって回転軸１２ａの他端側が回転自在に軸支されている。上記した２個の軸受１４，２０により、ロータ１２は軸線Ａを中心として回転自在に軸支されている。
【００２９】
また、軸線Ａに沿った方向において、ギヤボックス１５に対するブラケット１６の取り付け位置よりもギヤボックス１５の内部側に軸受２０が配置されている。ここで、ギヤボックス１５に対するブラケット１６の取り付け位置とは、ギヤボックス１５とブラケット１６との接触部分を意味している。本実施形態においては、ギヤボックス１５の端面１５ａとブラケット１６の端面１６ｈとの接触部分を「取り付け位置」として把握する。図においては、その取り付け位置を軸線Ａに向けて直角な方向に延長したとき、その延長線上に軸受２０の一部が配置された例が示されている。
【００３０】
また、ブラシレスモータ１０は、ロータ１２の回転角度を検出するレゾルバ２１を有している。このレゾルバ２１は、大径部１９ａの内周に取り付けられたステータ２１ａと、回転軸１２ａの外周に固定されたロータ２１ｂとを有する。ロータ２１ｂとステータ２１ａとの間には半径方向の隙間が形成されている。ステータ２１ａには、図３のように６個のステータターミナル２１ｃが接続されており、各ステータターミナル２１ｃにはそれぞれセンサーターミナル２１ｄが溶接固定されている。各センサーターミナル２１ｄは、インサート成形によりブラケット１６の本体部１６ａに一体化されている。
【００３１】
一方、ブラケット１６のフランジ１６ｂの円周方向の両端部と、円筒部材１９の外縁部１９ｃとの間に第１開口部１６ｉが設けられている。第１開口部１６ｉにより、軸線Ａに沿った方向でフランジ１６ｂの両側に位置する空間同士が連通されている。そして、ステータターミナル２１ｃとセンサーターミナル２１ｄとの溶接部分は、第１開口部１６ｉ付近に配置されている。また、ブラケット１６の本体部１６ａから半径方向で外側に向けて張り出したセンサーコネクタ２２が設けられている。センサーコネクタ２２には、図示しない外部電源に接続された電源コードのコネクタが着脱されるように構成されている。そして、各センサーターミナル２１ｄの端部はセンサーコネクタ２２に取り付けられている。
【００３２】
さらに、外部電源から、センサーターミナル２１ｄおよびステータターミナル２１ｃを介して、レゾルバ２１のステータ２１ａに励磁電圧が印加されると、ステータ２１ａとロータ２１ｂとの隙間に磁束が発生する。このレゾルバ２１は電子制御装置（図示せず）に接続されており、レゾルバ２１の検出信号が電子制御装置により処理される。そして、ロータ２１ｂとステータ２１ａとの間における磁束抵抗（ギャップパーミアンス）の変化に基づいて、電子制御装置がロータ１２の回転角度を求めるように構成されている。
【００３３】
図１に示すように、モータケース１３の内部、具体的には、軸線Ａに沿った方向でインシュレータ１１ｂとフランジ１６ｂとの間にバスバーユニット２３が設けられている。このバスバーユニット２３は、回転軸１２ａの外周側を囲むように環状に配置されており、インシュレータ１１ｂに取り付けられている。バスバーユニット２３は、樹脂モールド体２３ａにバスバーが埋め込まれて構成されている。バスバーは、ステータ１１のコイル１１ｃの相数に対応する数が設けられている。本実施形態においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して３個のバスバーが設けられている。また、１つのバスバー毎にバスバーターミナル２３ｂが接続されており、各バスバーターミナル２３ｂは軸線に沿った方向に延ばされている。バスバーターミナル２３ｂの端部は、大径部１９ａの外側まで到達している。
【００３４】
さらに、図１および図２に示すように、ブラケット１６のフランジ１６ｂには、軸線Ａに沿った方向に貫通する第２開口部１６ｊが設けられている。各バスバーターミナル２３ｂの端部は第２開口部１６ｊに挿入されており、各バスバーターミナル２３ｂにパワーターミナル２４がそれぞれ溶接固定されている。一方、ブラケット１６の本体部１６ａにはパワーターミナル２４の中間部位がインサート成形されており、本体部１６ａの径方向外側にはパワーコネクタ２５が本体部１６ａと一体的に設けられている。パワーコネクタ２５に、３個のパワーターミナル２４の端部が取り付けられている。パワーコネクタ２５には、外部電源に接続された電源コードのコネクタが着脱されるように構成されている。そして、図示しないコントローラの制御信号に基づいて、外部電源からブラシレスモータ１０に供給される電力が制御されて、ブラシレスモータ１０の停止、回転、回転速度、回転方向等が制御されるように構成されている。
【００３５】
一方、樹脂モールド体２３ａの一部を、軸線Ａに沿った方向でステータ２１ａに向けて延ばした抜け止め２３ｃが設けられている。この抜け止め２３ｃは、レゾルバ２１のステータ２１ａが大径部１９ａから抜け出す向きで移動することを防止するためのストッパとして機能するものである。抜け止め２３ｃはステータ２１ａと同じ円周上に、かつ、軸線Ａを中心として全周に亘って設けられている。また、モータケース１３とブラケッと１６とが固定され、かつ、ステータ１１がモータケース１３に固定され、かつ、レゾルバ２１のステータ２１ａが大径部１９ａに固定された状態において、抜け止め２３ｃとステータ２１ａとの間には、軸線Ａに沿った方向で所定の隙間が形成されている。つまり、抜け止め２３ｃとステータ２１ａとは接触していない。
【００３６】
さらに、本体部１６ａにおいて、モータケース１３の第２円筒部１３ｂよりも半径方向で外側には取付孔１６ｍが設けられている。取付孔１６ｍは、本体部１６ａを軸線Ａに沿った方向に貫通している。取付孔１６ｍは、軸線Ａを中心とする円周方向で異なる位置に複数個設けられており、複数の取付孔１６ｍには円筒形状のカラー２６がそれぞれインサート成形や圧入等により固定されている。各カラー２６は、ブラケット１６を構成する樹脂材料よりも熱伝導率が高い金属材料、例えば、アルミニウム、鉄等により構成されている。一方、ギヤボックス１５には雌ねじ２７が形成されている。そして、モータケース１３のフランジ１３ｅの孔１３ｇに締結部材としてのねじ部材２８が挿入されており、そのねじ部材２８がカラー２６を通して雌ねじ２７にねじ込まれて締め付けられることにより、ブラケット１６がギヤボックス１５に固定され、これにより、ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定されている。ブラケット１６がギヤボックス１５に固定された状態において、軸線Ａに沿った方向におけるカラー２６の一端がギヤボックス１５に接触し、軸線Ａに沿った方向におけるカラー２６の他端がモータケース１３に接触している。
【００３７】
一方、ギヤボックス１５には軸線Ａを中心とする取付孔１５ｂが設けられている。前記第２インロー部１６ｄは軸線Ａを中心とする円筒形状を有しており、第２インロー部１６ｄがギヤボックス１５の取付孔１５ｂに挿入された状態で、ブラケット１６がギヤボックス１５に固定されている。図１および図４のように、第２インロー部１６ｄの先端側には、段差部１６ｎを介して第２インロー部１６ｄより小径とされた先端部１６ｑが形成されている。段差部１６ｎは軸線Ａを中心として環状に形成されている。また、第２インロー部１６ｄの開口端には、樹脂材料により一体成形されたキャップ２９が取り付けられている。キャップ２９は、オイル、ダストなどの異物がブラシレスモータ１０の内部に侵入することを防止する機能を有している。
【００３８】
キャップ２９は、第２インロー部１６ｄの内周に嵌合された円筒部２９ａと、円筒部２９ａから半径方向で内側に向けて張り出された環状のフランジ２９ｂとを有している。円筒部２９ａには円周方向に沿って所定間隔おきに複数の係止爪２９ｄが設けられている。（本実施形態においては、係止爪２９ｄは３箇所設けられている。）各係止爪２９ｄは軸線Ａに沿った方向に延ばされており、軸線Ａに沿った方向で係止爪２９ｄのフランジ２９ｂ側の端部を固定端として、キャップ２９の半径方向に各係止爪２９ｄが弾性変形できるように構成されている。
【００３９】
一方、図３のように、ブラケット１６のフランジ１６ｂには円周方向に沿って所定間隔おきに複数の係止孔１６ｐが係止爪２９ｄに対応して設けられている。そして、係止爪２９ｄが係止孔１６ｐに係合することにより、キャップ２９がブラケット１６に固定されている。軸線Ａに沿った方向において、フランジ２９ｂは小径部１９ｂの外側を取り囲むように配置されている。フランジ２９ｂの内径は大径部１９ａの外径よりも小さく、かつ、小径部１９ｂの外径よりも大きく設定されている。
【００４０】
つまり、フランジ２９ｂの内周端と、円筒部材１９の小径部１９ｂとが微小隙間を介して接近した状態にあり、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊの両方と、ブラシレスモータ１０の外部とをキャップ２９により遮断されている。
【００４１】
さらに、円筒部２９ａにおいて第２インロー部１６ｄの先端部１６ｑの外に位置する端部には、径方向外側に向けて、先端部１６ｑの外径よりも大径で、第２インロー部１６ｄの外径と同じくなるよう張り出されたフランジ２９ｃが設けられ、その外縁部には、軸線Ａに沿った方向に折返すよう形成された折返し片２９ｅが設けられている。この折返し片２９ｅと第２インロー部１６ｄの段差部１６ｎと先端部１６ｑとで環状の取付溝３０が形成されている。取付溝３０にはＯリング３１が取り付けられており、Ｏリング３１がギヤボックス１５に接触してシール面を形成している。Ｏリング３１は、ギヤボックス１５の外部に存在するダストなどの異物が、ギヤボックス１５とブラケット１６との隙間を経由して、ギヤボックス１５の内部に侵入することを防止するための密封装置である。
【００４２】
図５のように、ギヤボックス１５の内部には減速機構１５ｃが設けられている。減速機構１５ｃは、相互に噛み合わされたアイドラギヤ１５ｄおよび出力ギヤ１５ｅを有している。アイドラギヤ１５ｄはギヤ１２ｄに噛み合わされている。出力ギヤ１５ｅは出力軸１５ｆと一体回転するように構成されている。出力軸１５ｆにはピニオンギヤ（図示せず）が設けられている。このように構成された減速機構１５ｃにおいて、ギヤ１２ｄのトルクがアイドラギヤ１５ｄを経由して出力ギヤ１５ｅに伝達されたときに、ギヤ１２ｄの回転速度よりも出力ギヤ１５ｅの回転速度の方が低くなるように、変速比が決定されている。上記キャップ２９は、異物がブラシレスモータ１０の内部に侵入することを防止する機能と、Ｏリング３１を取り付ける取付溝３０を形成する機能とを兼備している。
【００４３】
ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定された状態において、外部電源の電力が、パワーターミナル２４、バスバーターミナル２３ｂを経由してコイル１１ｃに供給されると、ステータコア１１ａにより回転磁界が形成されてロータ１２が回転する。ロータ１２のトルクはギヤ１２ｄを経由して減速機構１５ｃに伝達される。また、ロータ１２が回転すると、レゾルバ２１のステータ２１ａとロータ２１ｂとの隙間における磁束抵抗が変化し、ロータ１２の回転角度が検出される。
【００４４】
本実施形態のブラシレスモータ１０は、ブラケット１６にカラー２６が取り付けられており、そのカラー２６に挿入したねじ部材２８により、ブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定されている。また、ブラケット１６を構成する樹脂材料よりも、カラー２６を構成する金属材料の方が熱伝導率が高い。このため、コイル１１ｃへの通電によりステータ１１が発熱すると、その熱はモータケース１３およびカラー２６を経由してギヤボックス１５に伝達される。このように、金属製のカラー２６は、モータケース１３からギヤボックス１５に熱を伝達するための熱伝達経路としての役割をもつ。つまり、ステータ１１の熱がブラケット１６を経由してレゾルバ２１に伝達されることを防止できる。したがって、レゾルバ２１の温度上昇が抑制されて、レゾルバ２１によるロータ１２の角度検出精度のバラツキが相対的に小さくなる。
【００４５】
また、軸線Ａに沿った方向において、ギヤボックス１５とブラケット１６との接触面よりもギヤボックス１５の内部寄りの位置に、軸受２０の一部が配置されている。このため、ロータ１２が回転して、ロータ１２が半径方向に振動する場合、または、ギヤボックス１５側からブラシレスモータ１０に振動が伝達されてロータ１２が半径方向に振動する場合に、支点となる位置からロータ１２の自由端までの長さ、即ちモーメントの腕の長さを、見かけ上で短縮することができる。したがって、ロータ１２の振動により生じるモーメントを減らすことができる。その結果、ブラケット１６とギヤボックス１５との固定部分の強度が低下することを抑制できる。
【００４６】
また、図１に示す軸線Ａに沿った方向において、ステータ２１ａの側方に抜け止め２３ｃが位置している。このため、ステータ２１ａが円筒部材１９から抜け出す向きの力が作用しても、ステータ２１ａが抜け止め２３ｃに接触することで、ステータ２１ａが円筒部材１９から脱落することを防止できる。
【００４７】
さらに、本実施形態のブラシレスモータ１０は、モータケース１３の外側に黒色塗装が施されているため、ステータ１１の熱がモータケース１３に伝達されたときに、モータケース１３の表面から熱を空気中に放熱する放熱性が向上する。
【００４８】
さらに、本実施形態のブラシレスモータ１０は、軸線Ａに沿った方向で、インシュレータ１１ｂおよびコイル１１ｃの端部の配置領域と、軸受１４の配置領域とが部分的に重なっている。したがって、軸線Ａに沿った方向におけるブラシレスモータ１０の全長を相対的に短くすることができ、ブラシレスモータ１０のコンパクト化を図ることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態においては円筒部材１９が、レゾルバ２１のステータ２１ａを保持する機能と、軸受２０を保持する機能とを兼備している。このため、ブラシレスモータ１０の部品点数が増加することを抑制できる。
【００５０】
次に、ブラシレスモータ１０の部品を製造する工程の一部を説明する。モータケース１３は金属材料をプレス加工して成形したものでる。このため、モータケース１３の加工工程において、第２円筒部１３ｂとフランジ１３ｅとを連続する屈曲部分に、金属材料の流動によるダレが発生する可能性がある。一方、ブラケット１６および円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４は、いわゆるインサート成形により一体化されたものである。具体的には、金属材料を加工して円筒部材およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を別個に製造し、金型のキャビティに円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を配置して金型を閉じた後、キャビティ内に樹脂材料を注入して固化させ、ブラケット１６に円筒部材１９およびセンサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４を一体化したものである。これにより、円筒部材１９の外縁部１９ｃがブラケット１６のフランジ１６ｂ内に、センサーターミナル２１ｄおよびパワーターミナル２４のそれぞれ中間部位がブラケット１６の本体部１６ａ内にインサート成形される。また、インサート成形時にブラケット１６の第２インロー部１６ｄの外周に段差部１６ｎが形成される。
【００５１】
さらに、インサート成形をおこなうため、成形しようとするブラケット１６の半径方向及び軸線Ａ方向に分割される金型を用いることができる。本実施形態のブラシレスモータ１０においては、Ｏリング３１を取り付ける取付溝３０が、フランジ２９ｃの折返し片２９ｄと第２インロー部１６ｄの段差部１６ｎと先端部１６ｑとにより形成されている。つまり、第２インロー部１６ｄ側には取付溝を構成する壁の一部しか設けられておらず、軸線Ａを含む平面内における第２インロー部１６ｄの外側形状が簡略化されている。このため、上下型のみの金型でもブラケット１６を成形することが可能となり、従来のように、ブラケットのインロー部外周を環状に切削加工して取付溝を形成する必要がなく、ブラケット１６の加工が容易となる。
【００５２】
次に、ブラシレスモータ１０の組み立て工程について説明する。まず、図１に示すステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とが別個に組み立てられる。ステータユニット３２は、モータケース１３の内部に、ステータコア１１ａとインシュレータ１１ｂとコイル１１ｃとバスバーユニット２３とを取り付けた中間組立体である。モータサブアッセンブリ３３は、一体化されたブラケット１６および円筒部材１９と、ロータ１２とレゾルバ２１と軸受２０と、Ｏリング１８とを、相互に組み付けた中間組立体である。
【００５３】
一方、モータサブアッセンブリ３３の組立工程において、円筒部材１９の内部にレゾルバ２１のステータ２１ａを取り付けると、図３のように、ブラケット１６の第１開口部１６ｉ付近において、センサーターミナル２１ｄの端部とステータターミナル２１ｃの端部とが接近した状態となる。そこで、モータサブアッセンブリ３３とステータユニット３２とを結合する前に、センサーターミナル２１ｄの端部とステータターミナル２１ｃの端部とを溶接して固定する。
【００５４】
そして、ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを相互に組み付ける工程では、ブラケット１６の取付溝１６ｇにＯリング１８を装着し、次いで、第１インロー部１６ｃを第２円筒部１３ｂ内に挿入して、ねじ部材１７を締め付けて固定する。すると、Ｏリング１８がブラケット１６およびモータケース１３のフランジ１３ｅにより圧縮されて、Ｏリング１８がブラケット１６に２箇所で接触し、モータケース１３には１箇所で接触する。つまり、Ｏリング１８は合計３箇所にシール面を形成するため、モータケース１３にダレによる形状のバラツキがあっても、組み立て完了後のブラシレスモータ１０において、モータケース１３とブラケット１６との間におけるシール性を確保することができる。
【００５５】
次に、ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを相互に組み付けた後に、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとを溶接する作業を説明する。この時点では、図３のようにブラケット１６にキャップ２９は取り付けられていない。上記ステータユニット３２とモータサブアッセンブリ３３とを組み付けると、バスバーターミナル２３ｂが第２開口部１６ｊに挿入された状態となる。その後、第３開口部１６ｋからパワーターミナル２４をブラケット１６内に挿入する。すると、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとが隣り合った状態となる。
【００５６】
そして、図６に示すように、パワーターミナル２４の端部とバスバーターミナル２３ｂの端部とを接触させて、固定部品３４により把持する（挟む）。固定部品３４は純銅により構成されており、２個の把持部３４ａを有する。２個の把持部３４ａ同士の隙間量は、パワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを重ねた厚さ以下に設定されている。このため、２個の把持部３４ａによりパワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを挟むと、２個の把持部３４ａが広げられる向きに弾性変形し、弾性復元力で両者を強く挟み付けるため、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとが隙間なく密着する。その後、パワーターミナル２４およびバスバーターミナル２３ｂを、固定部品３４と共に溶接、例えば、ティグ溶接して接合する。このように、パワーターミナル２４とバスバーターミナル２３ｂとを固定部品３４により確実に接触させた状態で溶接するため、溶接品質が向上する。
【００５７】
上記のようにして、パワーターミナル２４の端部とバスバーターミナル２３ｂの端部とを溶接固定する工程が終わった後、第２インロー部１６ｄの外周にＯリング３１を取り付ける。次いで、ブラケット１６にキャップ２９を近づけて、係止爪２９ｄを係止孔１６ｐに係合させると、キャップ２９がブラケット１６に固定されて、ブラシレスモータ１０の組み立てが完了する。このように、係止爪２９ｄと係止孔１６ｐとによりスナップフィット機構が構成されており、キャップ２９をブラケット１６に向けて押し付けるという一動作により、キャップ２９をブラケット１６に固定することができる。
【００５８】
また、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、フランジ２９ｂの内周端と、円筒部材１９の小径部１９ｂとが微小隙間を介して接近した状態となる。つまり、キャップ２９をブラケット１６に固定すると、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊの両方と、ブラシレスモータ１０の外部とをキャップ２９により遮断することができる。したがって、第１開口部１６ｉおよび第２開口部１６ｊを別々に遮断する場合に比べブラシレスモータ１０の組み立て工数を低減できる。
【００５９】
さらに、組み立てられたブラシレスモータ１０とギヤボックス１５とを近づけ、第２インロー部１６ｄを取付孔１５ｂに挿入して、ブラケット１６の端面１６ｈとギヤボックス１５の端面１５ａとを接触させる。次いで、ねじ部材２８をカラー２６内に挿入して締め付けると、図１に示すようにブラシレスモータ１０がギヤボックス１５に固定される。ブラシレスモータ１０をギヤボックス１５に固定すると、ギヤボックス１５の内部と、ブラシレスモータ１０の内部とが、キャップ２９により遮断された状態となる。したがって、ブラシレスモータ１０の内部に雨水や塵埃等の異物が侵入することを防止できる。
【００６０】
本実施形態におけるブラシレスモータ１０は、図５に示すような車両の制動装置４０に用いられている。この制動装置４０においては、ブレーキペダル４０ａに加えられた踏力がマスターシリンダ４０ｂに伝達されるように構成されている。また、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧を、車輪４１のホイールシリンダ４１ａに伝達する油路４２が設けられている。その油路４２には、開閉弁４３およびモータ式油圧制御装置４４が設けられている。開閉弁４３は周知のソレノイドバルブなどにより構成されており、通電・非通電を切り替えることにより、油路４２に接続されたポートが開閉される。この開閉弁４３のポートの開閉を制御する電子制御装置（図示せず）が設けられている。モータ式油圧制御装置４４は、金属材料により構成されたシリンダ本体４４ａと、シリンダ本体４４ａに形成された油圧室４４ｂと、シリンダ本体４４ａに移動可能に設けられたピストン４４ｃとを有する。
【００６１】
また、モータ式油圧制御装置４４は、ピストン４４ｃを所定方向に押圧するバネ４４ｄと、ピストン４４ｃをバネ４４ｄとは逆向きに押圧するプランジャ４４ｅとを有している。さらに、モータ式油圧制御装置４４は、出力軸１５ｆの回転運動をプランジャ４４ｅの直線運動に変換するために、周知のボールねじ機構を備えた動力伝達機構４４ｆを有している。
【００６２】
上記のように構成された制動装置４０において、開閉弁４３のポートが開かれると、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃ油圧がホイールシリンダ４１ａに伝達され、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧に応じた制動力が発生する。一方、開閉弁４３のポートが閉じられると、マスターシリンダ４０ｂの油圧室４０ｃの油圧はホイールシリンダ４１ａに伝達されず、油圧室４４ｂの油圧がホイールシリンダ４１ａに伝達される。この油圧室４４ｂの油圧は、ブラシレスモータ１０のコイル１１ｃへの電力供給を制御することによって調整される。
【００６３】
このように、本実施形態のブラシレスモータ１０は、車輪４１に与える制動力を制御する車両用制動装置のようなアクチュエータとして、高い制御性、つまり、ロータの高い回転角度検出精度の要求される装置に用いることができる。
【００６４】
ここで、本実施形態において説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、ステータ１１が、本発明のステータに相当し、ロータ１２が、本発明のロータに相当し、ギヤボックス１５が、本発明の躯体に相当し、ステータターミナル２１ｃが、本発明の接続端子に相当する。また、円筒部材１９が、本発明の保持部材に相当し、ステータ２１ａが、本発明の固定側部材に相当し、ロータ２１ｂが、本発明の回転側部材に相当し、軸受２０が、本発明の軸受に相当し、係止爪２９ｄおよび係止孔１６ｐが、本発明のスナップフィット機構に相当する。さらに、抜け止め２３ｃが、本発明の脱落防止部材に相当し、第２インロー部１６ｄが、本発明の嵌め込み部に相当し、取付孔１５ｂが、本発明の取付孔に相当し、取付溝３０が、本発明の取付溝に相当し、Ｏリング３１が、本発明のシール部材に相当する。
【００６５】
また、本発明は上記実施の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。本発明のブラシレスモータは、車両のパワーステアリング装置のアクチュエータとして用いることもできる。また、軸線に沿った方向における軸受の配置位置について、取り付け位置を軸線に向けて直角な方向に延長したとき、その延長線上よりも躯体の内部側に軸受の全部を配置することもできる。また、ねじ部材が挿入される筒部材は、断面形状が円形の円筒部材に限らず、断面形状が四角形の角筒部材であってもよい。
【００６６】
さらに、本発明の締結部材として前記ねじ部材２８に代えて、対象物にスタットボルトを設けることもできる。このスタットボルトを筒部材内に挿入し、そのスタットボルトの雄ねじ部にナットを取り付けて締め付けることにより、ブラケットを対象物に固定できる。
【００６７】
また、ギヤボックス１５を設けずに、減速機構１５ｃをシリンダ本体４４ａ内に設け、ブラケット１６をシリンダ本体４４ａの外壁に固定してもよい。このように構成すると、シリンダ本体４４ａが、本発明の躯体に相当する。さらに、抜け止め２３ｃは、軸線Ａを中心とする円周方向で所定間隔おきに設けることもできる。また、ねじ部材２８の本数、ねじ部材１７は複数であればよく、その本数は任意に決定すればよい。さらに、本発明の操作部材には、足で操作するブレーキペダルの他、手で操作するレバー、ノブ等が含まれる。さらに、本発明の躯体は、組み立てが完了したブラシレスモータが固定されるものであり、本発明の躯体には、前述したギヤボックスの他、機器のハウジング、構造体のフレーム等が含まれる。さらに、本発明の回転部材は、ブラシレスモータのトルクを動力伝達機構に伝達する要素であり、本発明の回転部材には、前述した回転軸の他、各種のギヤ、プーリ、スプロケット、遊星歯車機構のキャリヤ等が含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１０ ブラシレスモータ
１１，２１ａ ステータ
１１ａ ステータコア
１１ｂ インシュレータ
１１ｃ コイル
１２，２１ｂ ロータ
１２ａ 回転軸
１２ｂ ロータコア
１２ｃ 永久磁石
１２ｄ ギヤ
１３ モータケース
１３ａ 第１円筒部
１３ｂ 第２円筒部
１３ｃ 底部
１３ｄ テーパ部
１３ｅ，１６ｂ，２９ｂ，２９ｃ フランジ
１３ｆ 折り返し部
１３ｇ，１３ｈ 孔
１４，２０ 軸受
１５ ギヤボックス
１５ａ，１６ｆ，１６ｈ 端面
１５ｂ，１６ｍ 取付孔
１５ｃ 減速機構
１５ｄ アイドラギヤ
１５ｅ 出力ギヤ
１５ｆ 出力軸
１６ ブラケット
１６ａ 本体部
１６ｃ 第１インロー部
１６ｄ 第２インロー部
１６ｅ，２７ 雌ねじ
１６ｇ，３０ 取付溝
１６ｉ 第１開口部
１６ｊ 第２開口部
１６ｋ 第３開口部
１６ｎ 段差部
１６ｐ 係止孔
１６ｑ 先端部
１７，２８ ねじ部材
１８，３１ Ｏリング
１９ 円筒部材
１９ａ 大径部
１９ｂ 小径部
１９ｃ 外縁部
２１ レゾルバ
２１ｃ ステータターミナル
２１ｄ センサーターミナル
２２ センサーコネクタ
２３ バスバーユニット
２３ａ 樹脂モールド体
２３ｂ バスバーターミナル
２４ パワーターミナル
２５ パワーコネクタ
２６ カラー
２９ キャップ
２９ａ 円筒部
２９ｄ 係止爪
２９ｅ 折返し片
３２ ステータユニット
３３ モータサブアッセンブリ
３４ 固定部品
３４ａ 把持部
４０ 制動装置
４０ａ ブレーキペダル
４０ｂ マスターシリンダ
４０ｃ 油圧室
４１ 車輪
４１ａ ホイールシリンダ
４２ 油路
４３ 開閉弁
４４ モータ式油圧制御装置
４４ａ シリンダ本体
４４ｂ 油圧室
４４ｃ ピストン
４４ｄ バネ
４４ｅ プランジャ
４４ｆ 動力伝達機構
Ａ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されるコイルを有するステータと、このステータの内側に配置され、かつ、前記コイルに電力が供給された際に発生する回転磁界により回転するロータと、少なくとも一端が開口し、内部に前記ステータが固定された金属製のモータケースと、このモータケースの開口を覆い、かつ、躯体に取り付けられるブラケットとを有するブラシレスモータであって、
前記ブラケットには、前記ロータの回転中心となる軸線に沿って前記モータケースと相反する方向に延ばされた円筒形状の嵌め込み部が形成されており、
前記嵌め込み部が前記躯体に形成された取付孔に嵌合された状態で、前記モータケースが前記ブラケットを介して前記躯体に固定されるように構成されており、
前記嵌め込み部の開口端に取り付けられるとともに、前記嵌め込み部の先端より外径側に張り出して形成されたフランジ部を有するキャップと、前記フランジ部と前記嵌め込み部との間に形成された取付溝と、
この取付溝に取り付けられかつ、前記嵌め込み部の外周面と前記取付孔の内周面との間をシールするシール部材とを備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記ロータの回転角度を検出するレゾルバを備え、
前記コイルに電力を供給するバスバーターミナルが設けられており、
前記レゾルバは、前記ブラケットに取り付けられた固定側部材と、前記ロータに取り付けられた回転側部材とを有しており、前記レゾルバは、前記固定側部材に電力を供給し、前記固定側部材と前記回転側部材との隙間における磁束抵抗の変化に基づいて前記ロータの回転角度を検出するように構成されており、
前記固定側部材に電力を供給する接続端子が設けられており、
前記ブラケットに、前記バスバーターミナルが配置された第１開口部と、前記接続端子が配置された第２開口部とが設けられており、
前記キャップにより前記第１開口部および第２開口部が塞がれていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記キャップと前記ブラケットとの嵌合部分に、前記キャップを前記軸線に沿った方向に前記取付孔へ挿入すると、前記軸線に沿った方向における係合力を生じて、前記キャップを前記ブラケットに固定するスナップフィット機構が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラシレスモータは、車両用制動装置の駆動源であることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１】
電力が供給されるコイルを有するステータと、このステータの内側に配置され、かつ、前記コイルに電力が供給された際に発生する回転磁界により回転するロータと、少なくとも一端が開口し、内部に前記ステータが固定された金属製のモータケースと、このモータケースの開口を覆い、かつ、躯体に取り付けられるブラケットとを有するブラシレスモータであって、
前記ブラケットには、前記ロータの回転中心となる軸線に沿って前記モータケースと相反する方向に延ばされた円筒形状の嵌め込み部が形成されており、
前記嵌め込み部が前記躯体に形成された取付孔に嵌合された状態で、前記モータケースが前記ブラケットを介して前記躯体に固定されるように構成されており、
前記嵌め込み部の開口端に取り付けられるとともに、前記嵌め込み部の先端より外径側に張り出して形成されたフランジ部を有するキャップと、前記フランジ部と前記嵌め込み部との間に形成された取付溝と、
この取付溝に取り付けられかつ、前記嵌め込み部の外周面と前記取付孔の内周面との間をシールするシール部材とを備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
さらに、前記ロータの回転角度を検出するレゾルバを備え、
前記コイルに電力を供給するバスバーターミナルが設けられており、
前記レゾルバは、前記ブラケットに取り付けられた固定側部材と、前記ロータに取り付けられた回転側部材とを有しており、前記レゾルバは、前記固定側部材に電力を供給し、前記固定側部材と前記回転側部材との隙間における磁束抵抗の変化に基づいて前記ロータの回転角度を検出するように構成されており、
前記固定側部材に電力を供給する接続端子が設けられており、
前記ブラケットに、前記バスバーターミナルが配置された第１開口部と、前記接続端子が配置された第２開口部とが設けられており、
前記キャップにより前記第１開口部および第２開口部が塞がれていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記キャップと前記ブラケットとの嵌合部分に、前記キャップを前記軸線に沿った方向に前記取付孔へ挿入すると、前記軸線に沿った方向における係合力を生じて、前記キャップを前記ブラケットに固定するスナップフィット機構が設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラシレスモータは、車両用制動装置の駆動源であることを特徴とするブラシレスモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０６４１０（Ｐ２０１３−１０６４１０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７７５３（Ｐ２０１１−２４７７５３）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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