(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に回転子の磁極位置を検出するセンサを、表面には前記センサからの検出信号に基づいて固定子鉄心に巻装した固定子巻線への通電を制御するドライブＩＣをそれぞれ実装したプリント基板を、前記回転子，固定子鉄心等とともに鋼板製のケース内に収納して構成したブラシレスモータにおいて、前記プリント基板には、ドライブＩＣによる通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因して発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサと、一方端を前記プリント基板に形成した配線パターンを介して前記コンデンサと接続して他方端をケース側に当接させるようにした伸縮性を有する導電部材からなる接地部材とを実装し、前記コンデンサを接地部材を介してケースの内側端面に電気的に接続するようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記スパイク電圧を吸収するためのコンデンサと接地部材とを実装したプリント基板の表面とケースの内側端面との間には、絶縁性に優れた合成樹脂からなる薄板状の絶縁板を介在させるとともに、前記絶縁板の接地部材と対応する位置には貫通孔を穿孔し、前記接地部材のみを貫通孔に貫通させた状態でケースと当接可能としたことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空気調和機や給湯機等において、送風用ファンの駆動源として使用されるブラシレスモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、空気調和機や給湯機等における送風用ファンの駆動源として、保守作業が不要で制御性が良く、しかも、小形・薄形に形成することが可能なブラシレスモータが、コンデンサモータに代わって多く使用されるようになってきた。
【０００３】
前記ブラシレスモータは、例えば、複数の歯部に固定子巻線を巻装した状態で鋼板製のケース内に嵌着した固定子鉄心と、前記固定子鉄心の回転子挿入孔に回転自在に挿入した永久磁石等を備えた回転子と、前記回転子が軸着された回転子軸を回転自在に支承する軸受と、裏面に回転子の磁極位置を検出するセンサ（ホールＩＣ等）を前記回転子の軸方向端面と対向配置して実装し、かつ、表面には前記センサからの検出信号に基づいて固定子巻線への通電を制御するドライブＩＣを実装したプリント基板とを備えて概略構成されている。
【０００４】
そして、前記ブラシレスモータは、例えば３相の場合は、回転子の軸方向端面と対向して配置したセンサにより前記回転子の磁極位置を検出し、かつ、前記センサからの検出信号に基づいて、ドライブＩＣにより各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の固定子巻線への通電を制御する（即ち、通電相を順次切換える）ことにより、固定子鉄心において回転磁界を発生させ、前記回転磁界によって回転子を回転させるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、前記構成のブラシレスモータにおいては、ドライブＩＣを使用して各相の固定子巻線への通電を制御するようにしている関係上、前記ドライブＩＣによる通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因してノイズが発生し、前記ブラシレスモータを駆動源とする空気調和機や給湯機等の機器に近接して設置された電気機器に、受信障害等様々な悪影響を与えることが少なからずあった。
【０００６】
前記ノイズは、ドライブＩＣによる通電相の切換動作時やＰＷＭ制御による高周波スイッチング時等に発生するスパイク電圧が、固定子巻線に印加される電圧に重畳されることにより発生するもので、一般には、前記スパイク電圧を吸収するためのコンデンサを、ドライブＩＣの出力端と固定子巻線との間に接続し、かつ、前記コンデンサをリード線等を介してブラシレスモータを駆動源として使用する空気調和機や給湯機等の金属製フレーム等に電気的に接続する（接地する）ことにより、前記ノイズに対する対策を施していた。
【０００７】
しかしながら、前記のようにコンデンサを空気調和機や給湯機等の金属製フレームに接地する場合、前記コンデンサとフレームとを接続するリード線や、前記リード線をフレームに固定するための接続端子及び止ねじ等が必要となるため、部品点数が増加するという問題があった。また、前記コンデンサとリード線とを圧着端子等を用いて接続する作業をはじめ、前記リード線を止ねじ等を使用してフレームに締着・固定する作業等が必要となるため、ブラシレスモータにノイズ対策を施すには手間と時間がかかり、非常に面倒であった。
【０００８】
本発明は、前記種々の問題に鑑み、ドライブＩＣによる通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因して発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサの接地作業を、手間と時間を要することなく、しかも、部品点数を増加させることなく簡易に行うことを可能とした、改良されたブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、裏面に回転子の磁極位置を検出するセンサを、表面には前記センサからの検出信号に基づいて固定子鉄心に巻装した固定子巻線への通電を制御するドライブＩＣをそれぞれ実装したプリント基板を、前記回転子，固定子鉄心等とともに鋼板製のケース内に収納して構成したブラシレスモータにおいて、前記プリント基板には、ドライブＩＣによる通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因して発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサと、一方端を前記プリント基板に形成した配線パターンを介して前記コンデンサと接続して他方端をケース側に当接させるようにした伸縮性を有する導電部材からなる接地部材とを実装し、前記コンデンサを接地部材を介してケースの内側端面に電気的に接続するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
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において、前記スパイク電圧を吸収するためのコンデンサと接地部材とを実装したプリント基板の表面とケースの内側端面との間には、絶縁性に優れた合成樹脂からなる薄板状の絶縁板を介在させるとともに、前記絶縁板の接地部材と対応する位置には貫通孔を穿孔し、前記接地部材のみを貫通孔に貫通させた状態でケースと当接可能としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、裏面にセンサを、表面にはドライブＩＣをそれぞれ実装したプリント基板に、スパイク電圧を吸収するためのコンデンサを実装するとともに、前記コンデンサをプリント基板に形成した配線パターンを介して、伸縮性を有する導電性部材からなる接地部材の一方端と接続し、かつ、前記接地部材の他方端側をその伸縮性を有効利用して所定の押圧力でケースに当接させることにより、前記コンデンサをケースに電気的に接続する（接地する）ようにしたので、前記コンデンサの接地作業は、手間や時間を要することなく迅速・容易に行うことが可能となり、しかも、使用部品点数を良好に低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図６により説明する。図１において、Ａは本発明のブラシレスモータである。１は前記ブラシレスモータＡの固定子鉄心であり、例えば、図１，３で示すように、複数のスロット１ｂ及び歯部１ｃを形成したけい素鋼板等を所定枚数積層・固定し、かつ、その回転子挿入孔１ａ及び外周面を除く部位に、耐熱性及び絶縁性に優れた合成樹脂からなるインシュレータ２を射出成形等の方法によって形成することにより構成されている。３は前記インシュレータ２を介して固定子鉄心１の歯部１ｃに適宜巻装した固定子巻線である。
【００１４】
次に、４は固定子鉄心１を収納・固定する鋼板製の有底筒状のケースを、４ａは前記ケース４の開口部に被着される鋼板製のブラケットをそれぞれ示し、前記ケース４の底部中央部には、軸受５を嵌合するための軸受収納部ａが、また、ブラケット４ａの中央部には、軸受５ａを嵌合するための軸受収納部ａ１  が、それぞれ前記ケース４及びブラケット４ａと一体的に形成されている。
【００１５】
６はブラシレスモータＡの回転子であり、例えば、回転子軸６ａの外周にプラスチックマグネットを射出成形等することにより形成されており、前記回転子軸６ａに嵌着した軸受５，５ａを、ケース４及びブラケット４ａの軸受収納部ａ，ａ１  にそれぞれ嵌合することにより、前記回転子６は、固定子鉄心１の回転子挿入孔１ａに挿入された状態で、回転自在に支承される。
【００１６】
７は円板状のプリント基板であり、図１，２で示すように、前記プリント基板７の裏面（図１の右側）には、回転子６の磁極位置を検出する複数のセンサ（ホールＩＣ等）８ｕ，８ｖ，８ｗが、前記回転子６の軸方向端面（図１の左側）と対向配置した状態で実装されており、また、表面（図１の左側）には、前記センサ８ｕ，８ｖ，８ｗからの検出信号に基づいて固定子鉄心１に巻装した各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の固定子巻線３への通電を制御するドライブＩＣ９，前記ドライブＩＣ９による通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因して発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサ１０，電源供給用のコネクタ１１がそれぞれ実装されている。
【００１７】
なお、前記プリント基板７の中央部には、図１，２で示すように、前記回転子６の軸方向の一方端側（図１の左側）及び回転子軸６ａの先端側（図１の左側）を挿通することが可能な大きさで、挿通孔７ａが穿孔されている。
【００１８】
１２は前記プリント基板７を固定子鉄心１の一方の端面（図１の左側）との間に所定の間隔を保った状態で係載するための係止部であり、前記係止部１２は、図１〜３で示すように、固定子鉄心１に形成したインシュレータ２と一体となし、前記固定子鉄心１の一方の端面側からブラケット４ａ側に向けて、前記固定子鉄心１の周方向に所定の角度間隔を保った状態で、複数突設されている。
【００１９】
そして、図３で示すように、前記係止部１２の先端側に形成した係合溝１２ａに、矢印で示す方向からプリント基板７の外周縁に凹設した凹溝７ｂを係合させることにより、前記プリント基板７は、その裏面に実装したセンサ８ｕ，８ｖ，８ｗを回転子６の軸方向端面と対向配置させ、かつ、固定子鉄心１の一方の端面との間に所定の間隔を保った状態で、図１で示すように、前記固定子鉄心１の一方の端面側において係載される。
【００２０】
１３は前記プリント基板７の表面に、ドライブＩＣ９，コンデンサ１０，コネクタ１１とともに実装した接地部材であり、前記接地部材１３は、図４で示すように、伸縮性を有する導電性部材、例えば、円錐状のコイルばねによって構成されている。なお、前記接地部材１３は、その高さ寸法（軸方向寸法）を、プリント基板７の表面とブラケット４ａの内側端面との間の隙間寸法Ｌ（図５参照）よりも若干長くして形成する。また、前記接地部材１３のプリント基板７への実装作業は、前記ドライブＩＣ９，コンデンサ１０，コネクタ１１のプリント基板７への実装作業と同時に行うようにすればよい。
【００２１】
そして、前記接地部材１３は、図２，５で示すように、プリント基板７の表面に実装した状態で、その一方端１３ａをプリント基板７に形成した配線パターン７ｃを介して、同じくプリント基板７の表面に実装したスパイク電圧吸収用のコンデンサ１０と接続するとともに、他方端１３ｂ側をブラケット４ａの内側端面に、図５で示すように、その伸縮性（弾力性）を利用して所定の押圧力で当接させることにより、前記コンデンサ１０をブラケット４ａに対して電気的に接続する（接地する）ことが可能となる。
【００２２】
１４は前記プリント基板７の表面とブラケット４ａの内側端面との間に介在させた絶縁性に優れた合成樹脂からなる薄板状で、かつ、円板状に形成した絶縁板である。図２，６で示すように、前記絶縁板１４の中央部には、プリント基板７の中央部に穿孔した挿通孔７ａとほぼ同一径寸法で透孔１４ａが穿孔されており、また、プリント基板７の表面に実装した接地部材１３と対応する位置には、図２，５で示すように、前記接地部材１３が貫通可能な大きさで、貫通孔１４ｂが穿孔されている。１４ｃは前記絶縁板１４の外周縁に、該絶縁板１４と一体的に形成した複数のガイド部材である。
【００２３】
次に、本発明のブラシレスモータＡを組立てる場合について説明する。はじめに、図１で示すように、回転子６をケース４内に収納し、その回転子軸６ａの基端側（図１の右側）に嵌着した軸受５を、前記ケース４の底面中央部に形成した軸受収納部ａに嵌合する。つづいて、歯部１ｃに固定子巻線３を巻装するとともに、一方の端面側に係止部１２を介してプリント基板７を係載した固定子鉄心１を、図１で示すように、その回転子挿入孔１ａに回転子６を回転自在に挿入し、かつ、プリント基板７の挿通孔７ａに前記回転子６の一方端側及び回転子軸６ａの先端側を挿通した状態で、ケース４の内周面に圧入・嵌着する。
【００２４】
この後、プリント基板７上に薄板状の絶縁板１４を、その透孔１４ａに回転子６の一方端側及び回転子軸６ａの先端側を、貫通孔１４ｂに接地部材１３の他方端（先細）１３ｂ側をそれぞれ貫通させた状態（図１，５参照）で乗載する。そして、回転子軸６ａの先端側に嵌着した軸受５ａをブラケット４ａの軸受収納部ａ１  に嵌合し、かつ、前記回転子軸６ａの先端側をブラケット４ａの突出孔ｂから外方に突出させた状態で、前記ブラケット４ａをケース４の開口部端縁に、例えば、カシメ固定することにより、図１で示すように、ブラシレスモータＡを組立てる。
【００２５】
前記のようにしてブラシレスモータＡを組立てることにより、回転子６は固定子鉄心１の回転子挿入孔１ａ内に挿入された状態で、回転自在に支承されるとともに、プリント基板７の表面に実装した状態でスパイク電圧吸収用のコンデンサ１０と接続した接地部材１３は、絶縁板１４の貫通孔１４ｂを貫通した状態で、ブラケット４ａの内側端面に、その伸縮性（弾力性）を利用して所定の押圧力で当接し、前記コンデンサ１０をブラケット４ａに対して電気的に接続する（接地する）。
【００２６】
そして、前記ブラシレスモータＡを運転する場合は、回転子６の軸方向端面と対向配置したセンサ８ｕ，８ｖ，８ｗによって、前記回転子６の磁極位置を検出し、かつ、前記センサ８ｕ，８ｖ，８ｗからの検出信号に基づいて、ドライブＩＣ９により固定子鉄心１に巻装した各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の固定子巻線３への通電を制御する（即ち、通電相を順次切換える）ことにより、前記固定子鉄心１において回転磁界を発生させ、前記回転磁界によって回転子６を回転させる。
【００２７】
このとき、接地部材１３は、一方端がプリント基板７の配線パターン７ｃを介してスパイク電圧吸収用のコンデンサ１０に接続され、他方端を絶縁板１４の貫通孔１４ｂに貫通した状態で、ブラケット４ａの内側端面に、その弾力性を利用して所定の押圧力で常時当接させているので、各相の固定子巻線３への通電切換時やＰＷＭ制御による高周波スイッチング時等に、ドライブＩＣ９において発生するスパイク電圧は、前記コンデンサ１０→接地部材１３を介してブラケット４ａ側に除去することが可能となり、この結果、前記スパイク電圧が固定子巻線３に印加される電圧に重畳されることによって、ノイズが発生するという問題を確実に解消することができる。
【００２８】
前記のように、本発明においては、回転子６の軸方向端面と対向配置した磁極位置検出用のセンサ８ｕ，８ｖ，８ｗからの検出信号に基づき、ドライブＩＣ９において各相の固定子巻線３への通電を制御する際に発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサ１０を、接地部材１３を介してブラケット４ａに接地するようにしたので、前記コンデンサ１０は、リード線や止ねじ等を使用することなく、迅速・容易に接地することが可能となり、その上、使用部品点数を良好に低減することも可能となる。
【００２９】
また、通電相の切換動作時やＰＷＭ制御による高周波スイッチング時等にドライブＩＣ９において発生するスパイク電圧は、前記コンデンサ１０→接地部材１３を介して良好にブラケット４ａ側に除去することが可能となり、この結果、前記スパイク電圧が固定子巻線３に印加される電圧に重畳されることによりノイズが発生し、ブラシレスモータＡを駆動源として組込んだ空気調和機や給湯機等の機器に近接して設置した電気機器に、受信障害等様々な悪影響を与えるという問題を確実に解決することができる。
【００３０】
更に、プリント基板７とブラケット４ａとの間に、絶縁性に優れた合成樹脂からなる薄板状の絶縁板１４を介在させるようにしたので、前記プリント基板７の充電部（コネクタ１１等）とブラケット４ａとを確実に絶縁することが可能となる一方、前記絶縁板１４の接地部材１３と対応する位置には、前記接地部材１３が貫通する貫通孔１４ｂを穿孔し、前記接地部材１３のみを貫通孔１４ｂに貫通させた状態で、ブラケット４ａに当接させることができるので、コンデンサ１０によって吸収されたスパイク電圧は、良好にブラケット４ａ側に除去することが可能となり、この結果、ノイズの発生を確実に抑制することができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、接地部材１３として円錐状のコイルばねを使用した例について説明したが、例えば、板ばね等コイルばね以外のばね部材であってもよい。また、伸縮性を有する導電性の部材であれば、特にばね部材に限定する必要はない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、裏面に回転子の磁極位置を検出するためのセンサを、表面には前記センサからの検出信号に基づいて固定子巻線への通電を制御するドライブＩＣをそれぞれ実装したプリント基板に、前記ドライブＩＣによる通電相の切換動作やＰＷＭ制御による高周波スイッチング等に起因して発生するスパイク電圧を吸収するためのコンデンサを実装し、かつ、前記コンデンサを接地部材を介してブラケットに電気的に接続する（接地する）ようにしたので、前記スパイク電圧は、コンデンサ→接地部材を介して良好にブラケット側に除去されて、固定子巻線に印加される電圧に重畳されることがないため、ノイズの発生を良好に抑制することが可能となり、この結果、この種のブラシレスモータを駆動源として組込んだ空気調和機や給湯機等の機器に近接して電気機器を設置しても、ノイズの発生によって前記電気機器が受信障害等様々な悪影響を受けるということは全くない。
【００３３】
また、前記スパイク電圧吸収用のコンデンサをブラケットに電気的に接続する（接地する）接地部材を、伸縮性を有する導電性部材によって構成し、前記接地部材をプリント基板の挟溢なスペースを有効利用して実装した状態で、その一方端を前記プリント基板に形成した配線パターンを介して前記コンデンサと接続するとともに、ブラシレスモータを組立てた（ブラケットをケースに固定した）段階で、前記接地部材の他方端側をブラケットの内側端面にその伸縮性（弾力性）を利用して所定の押圧力で当接させるようにしたので、前記コンデンサはリード線等を一切使用することなく、簡易に接地することが可能となる。
【００３４】
この結果、従来のように、コンデンサをリード線等を介して空気調和機や給湯機等の金属製フレームに接地する場合に比べて、使用部品点数を容易に低減することが可能となり、しかも、コンデンサとリード線とを圧着端子等を用いて接続する作業や、リード線をフレームに止ねじ等を使用して締着・固定する作業等を一切行う必要がないため、この種のブラシレスモータを手間や時間を要することなく、作業性を向上させて製造することができる。
【００３５】
更に、前記コンデンサ等を実装したプリント基板とブラケットとの間に、絶縁性に優れた合成樹脂からなる薄板状の絶縁板を介在させるようにしたので、前記プリント基板を鋼板製のケース内に固定子鉄心に係載した状態で収納し、かつ、鋼板製のブラケットを前記プリント基板と近接させた状態で前記ケースに固定するようにした場合でも、前記ブラケットとプリント基板の充電部とを確実に絶縁することができる。
【００３６】
また、プリント基板とブラケットとの間には、絶縁板が介在されているものの、前記絶縁板の接地部材と対応する位置には、該接地部材が貫通する貫通孔が穿孔されているので、前記接地部材のみを貫通孔に貫通した状態でブラケットに確実に当接させる（接地する）ことが可能となり、この結果、ドライブＩＣによる通電相の切換動作時やＰＷＭ制御による高周波スイッチング時等に発生するスパイク電圧は、コンデンサ→接地部材を介して良好にブラケット側に除去されるので、前記スパイク電圧が固定子巻線に印加される電圧に重畳されることによってノイズが発生するのを確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシレスモータの縦断側面図である。
【図２】本発明のブラシレスモータにおいてブラケットを取外した状態を示す平面図である。
【図３】固定子鉄心とプリント基板とを分解して示す斜視図である。
【図４】接地部材の斜視図である。
【図５】接地部材をブラケットに当接させた状態を拡大して示す縦断側面図である。
【図６】絶縁板の斜視図である。
【符号の説明】
１  固定子鉄心
２  インシュレータ
３  固定子巻線
４  ケース
４ａ  ブラケット
６  回転子
７  プリント基板
８ｕ，８ｖ，８ｗ  センサ
９  ドライブＩＣ
１０  コンデンサ
１２  係止部
１３  接地部材
１４  絶縁板
Ａ  ブラシレスモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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