JP4083365B2

JP4083365B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP4083365B2
Application number: JP2000085392A
Authority: JP
Inventors: 英樹須永; 和則山田; 克浩町田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP2001275328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来品の一例を示す断面図である。このブラシレスモータａは、特開平９−１９１６２５号公報に記載されたものであり、回路保護ケースｂ内に、モータシャフトｃを回転させる駆動回路ｄが収容されている。
【０００３】
この駆動回路ｄは、所定の配線パターンを有する回路基板ｅに形成されており、一般的に、供給電力からサージを除去するフィルタ回路ｄ１と、このフィルタ回路ｄ１を通過した電流のステータｆへの電流経路を所定時期に切り換えてステータｆの磁界を制御する制御回路ｄ２とを備えている。この制御回路ｄ２は、ステータｆのコイルｆ１を流れる電流のフィルタ回路ｄ１からの電流経路を切り換えるスイッチング素子ｇを備え、このスイッチング素子ｇは、その発熱を回路保護ケースｂ外へ放熱するヒートシンクｈに取り付けられている。
【０００４】
制御回路ｄ２とステータｆのコイルｆ１とは、このコイルｆ１に電気的に接続されたターミナルピンｉと、回路基板ｅに実装されたジョイントバーｊと、このジョイントバーｊとターミナルピンｉとを電気的に接続する接続用バスバーｋとを介して電気的に接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このブラシレスモータａでは、制御回路ｄ２とコイルｆ１との電気的な接続にターミナルピンｉ，ジョイントバーｊ，接続用バスバーｋの３部品が必要であり、制御回路ｄ２とコイルｆ１との電気接続のための部品点数が多い。このため、制御回路ｄ２とコイルｆ１との電気接続のための作業工数が多くなり、歩留まりの低下と製造コストの上昇とを招いてしまう。
【０００６】
しかも、ジョイントバーｊとターミナルピンｉとに接続用バスバーｋを溶接等で接続する際には、接続用バスバーｋを所定位置に保持する保持治具が必要になる。このため、接続用バスバーｋの接続作業の作業効率が低くなり、この点でも製造コストの上昇を招いてしまう。
【０００７】
そこで、本発明では、従来品と比べて、ステータのコイルと制御回路との電気接続のための作業工数を減少させることができ、接続用バスバーの接続時に接続用バスバーを所定位置に保持する保持治具を不要にすることもでき、その結果、歩留まりの向上と製造コストの低減とを図ることができるブラシレスモータを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、供給電力からサージを除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路を通過した電流のステータへの電流経路を所定時期に切り換えてステータの磁界を制御する制御回路とが回路保護ケース内に収容され、ステータのコイルに電気的に接続されたターミナルピンと、前記制御回路とが接続用バスバーを介して電気的に接続されているブラシレスモータにおいて、フィルタ回路は、配線用バスバーが組み付けられ回路保護ケースに固定され当該回路保護ケースの内部空間内の所定位置に配置された合成樹脂製のインナーケースに形成され、制御回路は、所定の配線パターンを備えインナーケースに固定された回路基板に形成され、接続用バスバーは、インナーケースに組み付けられて回路保護ケース内の所定位置に配置されていると共に、一端が回路基板に半田付けされ、他端がターミナルピンに電気的に接続されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のブラシレスモータであって、配線用バスバーは、コネクタによって電気的に接続されるコネクタ端子を少なくとも２本備え、該コネクタ端子は、配線用バスバーのバスバー本体とは別体に形成され、該バスバー本体に固着されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のブラシレスモータであって、配線用バスバーは、インナーケースにインサート成形によって組み付けられ、コネクタ端子とバスバー本体との固着箇所がインナーケースの合成樹脂中に埋め込まれていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、接続用バスバーは、一端が回路基板に半田付けされ、他端がターミナルピンに電気的に接続されているので、図９図示の従来品では必要なジョイントバーを不要にすることができる。従って、図９図示の従来品と比べて、ステータのコイルと制御回路との電気接続のための作業工数を減少させることができ、歩留まりの向上と製造コストの低減とを図ることができる。
【００１２】
しかも、接続用バスバーは、回路保護ケースに固定されたインナーケースに組み付けられて回路保護ケース内の所定位置に配置されているので、回路保護ケースにインナーケースを固定した後に接続用バスバーとターミナルピンとの接続を行うことにより、この接続の際には、インナーケースによって接続用バスバーを所定位置に保持することができる。従って、接続用バスバーの接続時に接続用バスバーを所定位置に保持する保持治具を不要にすることができ、この保持治具が必要な図９図示の従来品と比べて、接続用バスバーの接続作業の作業効率を向上させることができ、この点でも製造コストの低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、配線用バスバーの少なくとも２本のコネクタ端子は、配線用バスバーのバスバー本体とは別体に形成され、該バスバー本体に固着されているので、コネクタ端子と結合される相手側端子の形状や配置が変更された場合であっても、コネクタ端子の形状の変更、バスバー本体に対するコネクタ端子の固着位置の変更等によって対処することができる。従って、コネクタの種類に応じた対応が容易で、かつ、その対応に用する変更を低コストで実現することができる。
【００１４】
また、コネクタ端子に酸化防止用のメッキ処理を施す場合には、コネクタ端子のみにメッキ処理を容易に施すこともできる。これに対し、配線用バスバーのバスバー本体とコネクタ端子とが一体成形されているものでは、配線用バスバーの全体メッキかコネクタ端子の部分メッキが必要となる。従って、配線用バスバーのバスバー本体とコネクタ端子とが一体成形されているものと比べて、酸化防止用のメッキ処理のコスト低減を図ることもできる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、配線用バスバーは、コネクタ端子とバスバー本体との固着箇所がインナーケースの合成樹脂中に埋め込まれているので、コネクタ端子とバスバー本体との固着箇所をインナーケースの合成樹脂によって補強することができると共に、その固着箇所の酸化を防止して固着箇所の信頼性を向上させることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。このブラシレスモータ１は、自動車用空気調和装置のブロアファンモータとして使用されるものであり、モータシャフト２の上端部に送風用のシロッコファンが取り付けられるようになっている。モータシャフト２は、上下一対の軸受部３，３を介してハウジング４に回転自在に支持されている。
【００１７】
このハウジング４には、モータシャフト２下端側に位置する軸受部３が設けられていると共に、外周面にステータ５が組み付けられている。このステータ５は、金属薄板を積層させたコア５ａと、このコア５ａに組み付けられた上下一対の電気絶縁体５ｂ，５ｂと、これらの電気絶縁体５ｂを介在させてコア５ａに巻かれたコイル５ｃとを備えている。コア５ａの上部に組み付けられた電気絶縁体５ｂには、モータシャフト２上端側に位置する軸受部３が設けられている。
【００１８】
ステータ５の外側には、ステータ５に近接して４個の永久磁石６が略等間隔に配置されている。これらの永久磁石６を保持するヨーク７は、ステータ５を覆ってモータシャフト２の上部に固定されている。ハウジング４の下端部に設けられたフランジ部４ａには、防振ゴム８を介在させて合成樹脂製の回路保護ケース１０がビス止め固定されている。この回路保護ケース１０は、モータシャフト２上端側に位置するアッパーケース１１と、モータシャフト２下端側に位置するロアケース１２とからなっている。
【００１９】
回路保護ケース１０内には、モータシャフト２の下端部に固定されたセンサ磁石１３と、モータシャフト２を回転させる駆動回路１４とが収容されている。センサ磁石１３は、各永久磁石６の配設位置に対応する部位が、その対応する永久磁石６と同極に着磁されている。駆動回路１４は、供給電力からサージを除去するフィルタ回路２０と、このフィルタ回路２０を通過した電流のステータ５への電流経路を所定時期に切り換えてステータ５の磁界を制御する制御回路３０とを備えている。
【００２０】
図２は、図１に示すものの駆動回路を示す平面図である。図１，図２に示すように、制御回路３０は、所定の配線パターンを備えた回路基板３１に形成されている。この回路基板３１には、フィルタ回路２０を通過してステータ５のコイル５ｃを流れる電流のフィルタ回路２０からの電流経路を切り換えるスイッチング素子３２、このスイッチング素子３２の電流経路切換時期を制御する制御ＩＣ３３、センサ磁石１３と協働して永久磁石６の回転位置を検出するホール素子（図示省略）、電解コンデンサ３４等の電気部品が実装されている。
【００２１】
スイッチング素子３２は、その発熱を回路保護ケース１０外へ放熱する放熱フィン３５ａを備えたアルミ製のヒートシンク３５に、スプリング部材３６によって圧接されている。ヒートシンク３５は、門型の形状を有し、回路基板３１に固定されている。スプリング部材３６は、スイッチング素子３２の下方に配置され回路基板３１に固定されている。
【００２２】
図３は、図１に示すものからロアケースを取り外した状態を示す下面図である。図４は、図１に示すもののフィルタ回路を示す平面図である。図３，図４に示すように、フィルタ回路２０は、配線用バスバー４０がインサート成形によって組み付けられた合成樹脂製のインナーケース２１に、電解コンデンサ２２，コモンモードチョークコイル２３，バリスタ２４，ヒューズ部材２５等の電気部品が実装されて形成されている。
【００２３】
図１〜図４に示すように、インナーケース２１は、アッパーケース１１頂壁に垂設された取付ボス部にビス固定されて回路保護ケース１０内の所定位置に配置されている。回路基板３１は、インナーケース２１に取り付けられ、インナーケース２１を介してアッパーケース１１に固定されており、インナーケース２１の上方に位置している。
【００２４】
インナーケース２１には、３本の接続用バスバー１５もインサート成形によって組み付けられている。各接続用バスバー１５は、ステータ５のコイル５ｃに溶接されて電気的に接続されアッパーケース１１を貫通するターミナルピン１６と、制御回路３０とを電気的に接続しており、ステータ５からの振動が制御回路３０の回路基板３１に伝わるのを防止するＵ字状の防振構造（図１参照）を備えている。
【００２５】
そして、各接続用バスバー１５は、インナーケース２１に組み付けられて回路保護ケース１０内の所定位置に配置されていると共に、一端が上方へ折曲され回路基板３１のスルーホール３７（図２参照）に挿通されて回路基板３１に半田付けされ、他端が下方へ折曲されてターミナルピン１６の下端部に溶接されている。この溶接は抵抗溶接によって行われている。接続用バスバー１５とターミナルピン１６との溶接は、インナーケース２１を回路基板３１と共にアッパーケース１１に固定した後に行われる。
【００２６】
回路基板３１には、その所定位置に、配線用バスバー４０の所定部位が上方へ折曲されて半田付けされている。この半田付けによって、フィルタ回路２０と制御回路３０とは電気的に接続されている。
【００２７】
図５は、インナーケースへの組付前の配線用バスバー及び接続用バスバーを示す下面図である。図６は、図５に示すもののコネクタ端子を示す下面図であり、（ａ）はアース端子及びプラス端子を示し、（ｂ）は信号端子を示している。
【００２８】
図５に示すように、配線用バスバー４０と接続用バスバー１５とは、ハッチングを施した複数の架橋箇所で互いに連結されており、この連結された状態でインサート成形され、インサート成形後に、架橋箇所が除去され所定の部位が所定の方向へ折曲されるようになっている。
【００２９】
図５，図６に示すように、配線用バスバー４０は、コネクタによって電気的に接続されるコネクタ端子として、車載電源から電力を受電するプラス端子４１と、車体と電気的に接続されるアース端子４２と、外部制御信号を受信する信号端子４３とを備えている。これらの端子４１，４２，４３は、配線用バスバー４０のバスバー本体４４に溶接によって固着されている。そして、これらの端子４１，４２，４３とバスバー本体４４との溶接箇所は、インナーケース２１のインサート成形時に、インナーケース２１を形成する合成樹脂中に埋め込まれるようになっている。
【００３０】
プラス端子４１が溶接されたバスバー本体４４は、信号端子４３が溶接された信号端子４３用のバスバー本体４４によって分断されている。しかし、この分断された箇所は、ヒューズ部材２５（図４参照）によって架橋されるようになっている。信号端子４３は、信号端子４３用のバスバー本体４４を介して制御回路３０の回路基板３１と電気的に接続されるようになっている。そして、信号端子４３には、プラス端子４１及びアース端子４２と比べて微弱な電流が流れるので、コネクタ接続される相手側端子との酸化膜による導通不良を防止する酸化防止用のメッキ処理が施されている。
【００３１】
図７は、図５に示すものとは異なるものの一例を示す下面図である。図８は、図７に示すもののコネクタ端子を示す下面図であり、（ａ）はアース端子、（ｂ）は信号端子、（ｃ）はプラス端子をそれぞれ示している。図７，図８に示すように、図７に示すものは、配線用バスバー４０′のプラス端子４１′，アース端子４２′，信号端子４３′が図５に示すものとは異なっている。
【００３２】
すなわち、これらの端子４１′，４２′，４３′は、図５に示すもののプラス端子４１，アース端子４２，信号端子４３とは形状と、バスバー本体４４への取付位置とが異なっている。従って、図７に示すものでは、バスバー本体４４及び接続用バスバー１５は、図５に示すものと共用することができる。
【００３３】
なお、配線用バスバー４０′でも、配線用バスバー４０と同様、プラス端子４１′，アース端子４２′，信号端子４３′は、バスバー本体４４に溶接によって固着され、インナーケース２１のインサート成形時に、バスバー本体４４との溶接箇所が合成樹脂中に埋め込まれるようになっている。
【００３４】
以上説明したブラシレスモータ１では、接続用バスバー１５は、インナーケース２１に組み付けられて一端が回路基板３１に半田付けされ、他端がターミナルピン１６に溶接されているので、図９図示の従来品では必要なジョイントバーｊを不要にすることができる。従って、図９図示の従来品と比べて、ステータ５のコイル５ｃと制御回路３０との電気接続のための作業工数を減少させることができ、歩留まりの向上と製造コストの低減とを図ることができる。
【００３５】
しかも、接続用バスバー１５はインナーケース２１に組み付けられており、接続用バスバー１５とターミナルピン１６との溶接は、インナーケース２１をアッパーケース１１に固定した後に行われるので、接続用バスバー１５とターミナルピン１６との溶接による接続時には、アッパーケース１１に固定されたインナーケース２１によって接続用バスバー１５を所定位置に保持することができる。このため、接続用バスバー１５の接続時に接続用バスバー１５を所定位置に保持する保持治具を不要にすることができる。従って、この保持治具が必要な図９図示の従来品と比べて、接続用バスバー１５の接続作業の作業効率を向上させることができ、この点でも製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
ところで、図９図示の従来品では、ステータｆのコイルｆ１とターミナルピンｉとの接続、ターミナルピンｉと接続用バスバーｋとの接続、接続用バスバーｋとジョイントバーｊとの接続は、抵抗溶接によって行うのが一般的である。ところが、ステータｆのコイルｆ１は抵抗値が小さいため、ターミナルピンｉの抵抗値をある程度大きくしないと、コイルｆ１とターミナルピンｉとの抵抗溶接の歩留まりが悪くなる。従って、図９図示の従来品では、ターミナルピンｉの抵抗値をある程度大きくし、接続用バスバーｋの抵抗値は小さくし、ジョイントバーｊの抵抗値はある程度大きくせざるを得ず、ターミナルピンｉとジョイントバーｊとで電力の一部が熱に浪費されてしまう。
【００３７】
これに対し、ブラシレスモータ１では、図９図示の従来品では必要なジョイントバーｊを不要にすることができるので、図９図示の従来品と比べて、電力の浪費を抑えることができ、その結果、モータ効率を向上させることができる。
【００３８】
また、ブラシレスモータ１では、配線用バスバー４０のプラス端子４１，アース端子４２，信号端子４３と、配線用バスバー４０′のプラス端子４１′，アース端子４２′，信号端子４３′とは、配線用バスバー４０，４０′のバスバー本体４４とは別体に形成され、そのバスバー本体４４に溶接されている。このため、相手側コネクタの変更により、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′と結合される相手側端子の形状や配置が変更された場合であっても、プラス端子４１，４１′，アース端子４２，４２′，信号端子４３，４３′の形状の変更、バスバー本体４４に対する溶接位置の変更等によって対処することができる。従って、相手側コネクタの種類に応じた対応が容易で、かつ、その対応に用する変更を低コストで実現することができる。
【００３９】
また、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′に酸化防止用のメッキ処理を施す場合には、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′のみにメッキ処理を容易に施すこともできる。これに対し、配線用バスバー４０，４０′のバスバー本体４４とこれらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′とが一体成形されている場合には、配線用バスバー４０，４０′の全体メッキか、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′の部分メッキが必要となる。従って、配線用バスバー４０，４０′のバスバー本体４４とこれらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′とが一体成形されているものと比べて、酸化防止のメッキ処理のコスト低減を図ることもできる。
【００４０】
さらに、ブラシレスモータ１では、配線用バスバー４０，４０′は、プラス端子４１，４１′アース端子４２，４２′信号端子４３，４３′とバスバー本体４４との溶接箇所がインナーケース２１の合成樹脂中に埋め込まれている。このため、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′とバスバー本体４４との溶接箇所をインナーケース２１の合成樹脂によって補強することができると共に、その溶接箇所の酸化を防止して溶接箇所の信頼性を向上させることもできる。
【００４１】
なお、ブラシレスモータ１では、接続用バスバー１５とターミナルピン１６との接続を溶接によって行っている。しかし、接続用バスバー１５とターミナルピン１６との接続は、溶接に限定されず、例えば、ビス止めによる接続やコネクタによる接続等であっても良い。
【００４２】
また、ブラシレスモータ１では、配線用バスバー４０，４０′は、プラス端子４１，４１′アース端子４２，４２′信号端子４３，４３′がバスバー本体４４に溶接によって固着されている。しかし、これらの端子４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′のバスバー本体４４への固着は、溶接に限定されず、例えば、銀ロウによる接合やビス止めによる固着等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すものの駆動回路を示す平面図である。
【図３】図１に示すものからロアケースを取り外した状態を示す下面図である。
【図４】図１に示すもののフィルタ回路を示す下面図である。
【図５】インナーケースへの組付前の配線用バスバー及び接続用バスバーを示す下面図である。
【図６】図５に示すもののコネクタ端子を示す下面図であって、（ａ）はアース端子及びプラス端子を示し、（ｂ）は信号端子を示している。
【図７】図５に示すものとは異なるものの一例を示す下面図である。
【図８】図７に示すもののコネクタ端子を示す下面図であって、（ａ）はアース端子、（ｂ）は信号端子、（ｃ）はプラス端子をそれぞれ示している。
【図９】従来品の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ブラシレスモータ
５ステータ
５ｃコイル
１０回路保護ケース
１５接続用バスバー
１６ターミナルピン
２０フィルタ回路
２１インナーケース
３０制御回路
３１回路基板
４０，４０′ 配線用バスバー
４１，４１′ プラス端子（コネクタ端子）
４２，４２′ アース端子（コネクタ端子）
４３，４３′ 信号端子（コネクタ端子）
４４配線用バスバーのバスバー本体

Claims

供給電力からサージを除去するフィルタ回路（２０）と、該フィルタ回路（２０）を通過した電流のステータ（５）への電流経路を所定時期に切り換えてステータ（５）の磁界を制御する制御回路（３０）とが回路保護ケース（１０）内に収容され、ステータ（５）のコイル（５ｃ）に電気的に接続されたターミナルピン（１６）と、前記制御回路（３０）とが接続用バスバー（１５）を介して電気的に接続されているブラシレスモータにおいて、
フィルタ回路（２０）は、配線用バスバー（４０，４０′）が組み付けられ回路保護ケース（１０）に固定され当該回路保護ケース（１０）の内部空間内の所定位置に配置された合成樹脂製のインナーケース（２１）に形成され、制御回路（３０）は、所定の配線パターンを備えインナーケース（２１）に固定された回路基板（３１）に形成され、接続用バスバー（１５）は、インナーケース（２１）に組み付けられて回路保護ケース（１０）内の所定位置に配置されていると共に、一端が回路基板（３１）に半田付けされ、他端がターミナルピン（１６）に電気的に接続されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１記載のブラシレスモータであって、
配線用バスバー（４０，４０′）は、コネクタによって電気的に接続されるコネクタ端子（４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′）を少なくとも２本備え、該コネクタ端子（４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′）は、配線用バスバー（４０，４０′）のバスバー本体（４４）とは別体に形成され、該バスバー本体（４４）に固着されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項２記載のブラシレスモータであって、
配線用バスバー（４０，４０′）は、インナーケース（２１）にインサート成形によって組み付けられ、コネクタ端子（４１，４１′，４２，４２′，４３，４３′）とバスバー本体（４４）との固着箇所がインナーケース（２１）の合成樹脂中に埋め込まれていることを特徴とするブラシレスモータ。