(57)【要約】【課題】  ロータの永久磁石近傍に回転検出素子を配設し、簡便な方法で確実に取り付けることによって、ロータの永久磁石の軸方向寸法を長くする必要のないブラシレスモータのセンサ基板の取付方法および取付構造を提供する。【解決手段】  内周面側に放射状の極歯部２０ｂを一定間隔で設けたステータコア２０に、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁する絶縁材を形成し、該絶縁材を介して前記極歯部部分にステータコイルを巻回するとともに、これらステータコイルの抜けを防止するストッパ壁８３を前記絶縁材の極歯部部分の先端部に設け、これらストッパ壁８３の内周面側に台座部８４を形成し、これら台座部８４にロータ３に設けられた永久磁石３０の位置を検出する位置検出素子を装着したセンサ基板９を配置するとともに、該センサ基板９を保持する係止部を前記台座部８４のいくつかに設けて前記センサ基板９の軸方向への離脱を防止することにある。【選択図】        図２
2014011885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面側に放射状の極歯部を一定間隔で設けたステータコアに、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁する絶縁材を形成し、該絶縁材を介して前記極歯部部分にステータコイルを巻回するとともに、これらステータコイルの抜けを防止するストッパ壁を前記絶縁材の極歯部部分の先端部に設け、これらストッパ壁の内周面側に台座部を形成し、これら台座部にロータに設けられた永久磁石の位置を検出する位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、該センサ基板を保持する係止部を前記台座部のいくつかに設けて前記センサ基板の軸方向への離脱を防止することを特徴とするブラシレスモータのセンサ基板の取付方法。
【請求項２】
内周面側に放射状の極歯部を一定間隔で設けたステータコアの両面に、絶縁材で形成したステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記極歯部部分にステータコイルを巻回するとともに、これらステータコイルの抜けを防止するストッパ壁を前記ステータカバーの極歯部カバー部分の先端部に設け、これらストッパ壁の内周面側に台座部を形成し、これら台座部にロータに設けられた永久磁石の位置を検出する位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、該センサ基板を保持する係止部を前記台座部のいくつかに設けて前記センサ基板の軸方向への離脱を防止することを特徴とするブラシレスモータのセンサ基板の取付方法。
【請求項３】
前記係止部を前記ストッパ壁と一定間隔で設け、かつ前記係止部とストッパ壁との間の間隙部に、前記係止部の背面を係止して該係止部の径方向の動きを規制する抑え部材を設け、前記センサ基板が前記係止部から離脱するのを防止することを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータのセンサ基板の取付方法。
【請求項４】
前記係止部とストッパ壁との間の間隙部に、前記ステータコイルを覆うコイルエンドカバーの内径側円筒部を介在して、前記係止部の動きを規制したことを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータのセンサ基板の取付方法。
【請求項５】
ステータの軸線上にロータを同心状に配置し、ロータに設けられた永久磁石の位置を、位置検出素子で検出するようにしたブラシレスモータを備え、前記ステータのステータコアには、内周面側に円周方向に沿って一定間隔で放射状に極歯部が設けられ、これら極歯部には、少なくとも内面を除く、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁する絶縁部材を形成し、前記絶縁部材の極歯部カバー部分先端部に軸方向に突設するストッパ壁を設けて前記極歯部カバー部分に巻回された前記ステータコイルの抜けを防止するとともに、該ストッパ壁の内面側に中心軸に向けて延出した台座部を形成し、これら台座部に、前記ロータに設けられた永久磁石と軸方向に対向するように前記位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、前記センサ基板の軸方向への離脱を防止する係止部を前記台座部に設けたことを特徴とするブラシレスモータのセンサ基板の取付構造。
【請求項６】
ステータの軸線上にロータを同心状に配置し、ロータに設けられた永久磁石の位置を、位置検出素子で検出するようにしたブラシレスモータを備え、前記ステータのステータコアには、内周面側に円周方向に沿って一定間隔で放射状に極歯部が設けられ、これら極歯部の両側には、少なくとも内面を除く、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁するステータカバーを組付けるとともに、前記ステータカバーの極歯部カバー部分先端部に軸方向に突設するストッパ壁を設けて前記極歯部カバー部分に巻回された前記ステータコイルの抜けを防止するとともに、該ストッパ壁の内面側に中心軸に向けて延出した台座部を形成し、これら台座部に、前記ロータに設けられた永久磁石と軸方向に対向するように前記位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、前記センサ基板の軸方向への離脱を防止する係止部を前記台座部に設けたことを特徴とするブラシレスモータのセンサ基板の取付構造。
【請求項７】
前記台座部に位置決めピンを軸方向に突設し、該位置決めピンを係合する凹部を前記センサ基板に設け、前記係止部として軸方向に突出した爪部を前記台座部に設け、該爪部を前記センサ基板に係合するとともに、該爪部の抜けを防止する抑え部材を爪部の背後に配置したことを特徴とする請求項５または６に記載のブラシレスモータのセンサ基板の取付構造。
【請求項８】
前記センサ基板の周縁部に所定間隔で複数の切り欠き部を形成し、該切り欠き部に前記爪部を係合させるとともに、前記爪部とストッパ壁との間に形成された間隙部に、前記抑え部材を介在させたことを特徴とする請求項７に記載のブラシレスモータのセンサ基板の取付構造。
【請求項９】
前記ステータの前記ステータコイル両面を覆うコイルエンドカバーを設け、このコイルエンドカバーの内径側円筒部を前記抑え部材として前記間隙部に挿入したことを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータのセンサ基板の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータのセンサ基板の取付方法および取付構造に関する。
詳しくは、ホールＩＣ等の位置検出素子を備えたブラシレスモータに係わり、特に軸方向の寸法を短くするために、位置検出素子を具備したプリント基板、すなわち、センサ基板をコイルエンドの内径側に配設するための取付方法および取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータは回転子（ロータ）に永久磁石を備えており、固定子（ステータ）側には回転子の永久磁石の磁極位置を検出するためのホールＩＣ等の回転位置検出素子を備えるのが一般的である。
昨今、モータに対して小形化や薄型化の要望が高まっており、ブラシレスモータにおいても例外ではない。
ブラシレスモータを薄型化する場合、ホールＩＣ等の回転位置検出素子をどの位置にどうやって配設するか、また固定強度をどのように持たせるか、が重要な要素になる。
特許文献１，２の発明においては、回転検出素子を配置したプリント基板を、固定子巻線のコイルエンドの上に載せるように配設しているため、回転検出素子が回転子の永久磁石から離れてしまい、磁極の検出に支障をきたす。
そこで、特許文献１，２では、回転子の永久磁石や磁性部分を軸方向に長くすることによって、このような問題を解決している。
特許文献３には、プリント基板の固定方法が開示されている。同文献では、プリント基板の孔に熱可塑性材料でできたピンを貫通させた後、ピンの先端を治具により熱変形させることによってプリント基板を固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０８２０８号公報
【特許文献２】特開２０００−０４１３７１号公報
【特許文献３】特開平７−２９８５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２においては、回転子（ロータ）の永久磁石や磁性部分を軸方向に長くしているため、モータの軸方向寸法が長くなったり、永久磁石や磁性部分の材料費が余計に掛かったりするという問題がある。
また、特許文献３のような、プリント基板の固定のためにピンの先端を熱変形させる方法は、新たな工程が増えるため、場所、手間、時間が余計に掛かるという問題がある。
【０００５】
本発明は、ロータの永久磁石近傍に回転検出素子を配設し、簡便な方法で確実に取り付けることによって、ロータの永久磁石の軸方向寸法を長くする必要のないブラシレスモータのセンサ基板の取付方法および取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、内周面側に放射状の極歯部を一定間隔で設けたステータコアに、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁する絶縁材を形成し、該絶縁材を介して前記極歯部部分にステータコイルを巻回するとともに、これらステータコイルの抜けを防止するストッパ壁を前記絶縁材の極歯部部分の先端部に設け、これらストッパ壁の内周面側に台座部を形成し、これら台座部にロータに設けられた永久磁石の位置を検出する位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、該センサ基板を保持する係止部を前記台座部のいくつかに設けて前記センサ基板の軸方向への離脱を防止することにある。
また、本発明は、内周面側に放射状の極歯部を一定間隔で設けたステータコアの両面に、絶縁材で形成したステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記極歯部部分にステータコイルを巻回するとともに、これらステータコイルの抜けを防止するストッパ壁を前記ステータカバーの極歯部カバー部分の先端部に設け、これらストッパ壁の内周面側に台座部を形成し、これら台座部にロータに設けられた永久磁石の位置を検出する位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、該センサ基板を保持する係止部を前記台座部のいくつかに設けて前記センサ基板の軸方向への離脱を防止することにある。
さらに、本発明は、前記係止部を前記ストッパ壁と一定間隔で設け、かつ前記係止部とストッパ壁との間の間隙部に、前記係止部の背面を係止して該係止部の径方向の動きを規制する抑え部材を設け、前記センサ基板が前記係止部から離脱するのを防止することにある。
またさらに、本発明は、前記係止部とストッパ壁との間の間隙部に、前記ステータコイルを覆うコイルエンドカバーの内径側円筒部を介在して、前記係止部の動きを規制したことにある。
また、本発明は、ステータの軸線上にロータを同心状に配置し、ロータに設けられた永久磁石の位置を、位置検出素子で検出するようにしたブラシレスモータを備え、前記ステータのステータコアには、内周面側に円周方向に沿って一定間隔で放射状に極歯部が設けられ、これら極歯部には、少なくとも内面を除く、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁する絶縁部材を形成し、前記絶縁部材の極歯部カバー部分先端部に軸方向に突設するストッパ壁を設けて前記極歯部カバー部分に巻回された前記ステータコイルの抜けを防止するとともに、該ストッパ壁の内面側に中心軸に向けて延出した台座部を形成し、これら台座部に、前記ロータに設けられた永久磁石と軸方向に対向するように前記位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、前記センサ基板の軸方向への離脱を防止する係止部を前記台座部に設けたことにある。
さらに、本発明は、ステータの軸線上にロータを同心状に配置し、ロータに設けられた永久磁石の位置を、位置検出素子で検出するようにしたブラシレスモータを備え、前記ステータのステータコアには、内周面側に円周方向に沿って一定間隔で放射状に極歯部が設けられ、これら極歯部の両側には、少なくとも内面を除く、ステータコイルを巻回する箇所を外部と絶縁するステータカバーを組付けるとともに、前記ステータカバーの極歯部カバー部分先端部に軸方向に突設するストッパ壁を設けて前記極歯部カバー部分に巻回された前記ステータコイルの抜けを防止するとともに、該ストッパ壁の内面側に中心軸に向けて延出した台座部を形成し、これら台座部に、前記ロータに設けられた永久磁石と軸方向に対向するように前記位置検出素子を装着したセンサ基板を配置するとともに、前記センサ基板の軸方向への離脱を防止する係止部を前記台座部に設けたことにある。
またさらに、本発明は、前記台座部に位置決めピンを軸方向に突設し、該位置決めピンを係合する凹部を前記センサ基板に設け、前記係止部として軸方向に突出した爪部を前記台座部に設け、該爪部を前記センサ基板に係合するとともに、該爪部の抜けを防止する抑え部材を爪部の背後に配置したことにある。
また、本発明は、前記爪部とストッパ壁との間に形成された間隙部に、前記抑え部材を介在させたことにある。
またさらに、本発明は、前記ステータの前記ステータコイル両面を覆うコイルエンドカバーを設け、このコイルエンドカバーの内径側円筒部を前記抑え部材として前記間隙部に挿入したことにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ホールＩＣ等の検出素子をロータの永久磁石の近傍に配設し確実にセンサ基板を取付けできるため、ロータ磁石の軸方向寸法を長くする必要がなく、またセンサ用磁石を設ける必要もないため、モータの軸方向の長さを短くでき、薄型のブラシレスモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を実施したブラシレスモータの分解図である。
【図２】本発明のセンサ基板の取付方法および取付構造において、センサ基板をステータカバーに装着した状態を示す図である。
【図３】本発明のセンサ基板の取付方法および取付構造において、コイルエンドカバーを装着した状態を示す図である。
【図４】ステータカバーの爪部と、コイルエンドカバーの組付け状態を示した図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】ステータカバーを示す斜視図である。
【図７】ステータカバーの間隙部とコイルエンドカバーの厚みとの関係を示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図７に示す図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はブラシレスモータの分解斜視図を示したもので、ブラシレスモータ１は、ステータ２と、このステータ２の軸線上に配置されたロータ３と、ステータ２の片側に組付けられたリード線固定板４と、ステータ２の両側に組付けられた一対のコイルエンドカバー５１，５２と、これらコイルエンドカバー５１，５２のさらに外側に組付けられ、各構成要素を一体に組み付けるブラケット６とフランジ７で構成されている。ブラシレスモータ１は、ブラケット６およびフランジ７と、ステータ２の外面とでモータケースが構成されている。
【００１０】
ブラシレスモータ１のステータ２は、図２に示すように、珪素鋼板等の鋼板をプレス加工し、この薄い打ち抜き鋼板を積層して周縁のヨーク部分２０ａの内側に形成した極歯部２０ｂと、極歯部２０ｂ間に形成されるスロット２０ｃを有するステータコア２０と、このステータコア２０の両面から組付けられ、ヨーク部分２０ａの内面側と、内面を除く極歯部２０ｂの周囲を絶縁する１対のステータカバー（インシュレータとも言う。）８１，８２と、このステータカバー８１，８２の極歯部２０ｂの周囲に巻回されたステータコイル２１とで構成されている。
前記ロータ３はステータ２の軸線上に同心状に配置され、このロータ３は、周面に一定間隔で永久磁石３０が設けられている。
【００１１】
図６はステータカバー８１を示したもので、ステータカバー８１は、例えば射出成形によって成形された樹脂材を用いた絶縁材で、環状のリング部８１の内面に円周方向に一定間隔で横断面逆Ｕ字状の極歯部カバー部８２を放射状に延出したものである。１対のステータカバー８１，８２は、上下両側から組付けることでステータ２の両面を挟むように覆い特に極歯部２０ｂの周囲とヨーク部分２０ａの内側を外部から絶縁するものである。この極歯部２０ｂの周囲を覆った極歯部カバー部８２の外側にステータコイル２１がコイル巻き機によって巻回されている。少なくとも一方のステータカバー８１の極歯部カバー部８２の内径側には軸方向外側に向けてステータコイル２１の抜けを防ぐため台形状のストッパ壁８３が突設されている。この極歯部カバー部８２に設けられたストッパ壁８３の内面側には、極歯部カバー部８２を延長するように中心軸に向けて延出した台座部８４が形成されている。各極歯部カバー部８２のストッパ壁８３の先に設けられた台座部８４相互によって、略環状の台座部が形成され、この台座部８４に円弧状のセンサ基板９が載置されている。
【００１２】
前記センサ基板９は、図２および図４に示すように、モータ制御用の他の電子部品とは別にして、ホールＩＣ等の回転位置検出素子が組付けられた略環状のプリント基板９０で、プリント基板９０の外周縁部に所定数の切り欠き部９１が形成され、かつ板面周縁部の所定箇所に複数の位置決め用凹部９２が形成されている。
【００１３】
図６および図７に示すように前記台座部８４のいくつか、例えば３か所以上には、係止部として軸方向の爪部８５と、軸方向の例えば１本以上のピン８６が突設されており、この爪部８５を前記切り欠き部９１に係合して軸方向の抜けを防止し、かつピン８６を前記位置決め用凹部９２に係合することで、前記センサ基板９を円周方向に位置決め固定している。爪部８５が設けられる台座部８４には、一段低い段差部８４ａが設けられ、この段差部８４ａに前記爪部８５が立設されて爪部８５の軸部８５ａの長さを確保している。この爪部８５とストッパ壁８３との間には一定の間隙部８７が設けられ、この間隙部８７に少なくとも一方の前記コイルエンドカバー５１の内側円筒部５１が組付けられている。コイルエンドカバー５１，５２には、図３ないし図５に示すように、環状の蓋部５０の内周側に内側円筒部５１が設けられ、かつ環状の蓋部５０の外周側に外側円筒部５２が設けられている。外側円筒部５２は先端の内側に設けられた爪部５２ａをステータカバー８１，８２のリング部８１外面の突起部８１ａに組付けられて、前記コイルエンドカバー５１，５２をステータカバー８１，８２に組付けている。
【００１４】
前記リード線固定板４は、環状のプレート４０にリード線引出孔４１が多数形成されており、これらリード線引出孔４１からリード線を引き出して接続するとともに、プレート４０の周囲に設けられた爪部４２を介して少なくとも一方のステータカバー８１に組付けられている。
【００１５】
外側のブラケット６およびフランジ７には、それぞれ四隅にボルト穴６ａ，７ａが形成されており、このボルト穴６ａ，７ａにボルト６０を挿通してブラケット６およびフランジ７は、一体に締結されている。この際、ステータ２の四隅に設けられたボルト穴２ａにもボルト６０が挿通されてブラケット６およびフランジ７間に共締めされている。
前記ブラケット６およびフランジ７には、前記ロータ３の出力軸３ａの挿通孔に、図示しない軸受がそれぞれ内蔵されており、前記ロータ３の出力軸３ａを回転自在に支持している。
前記ブラケット６には、電源ケーブルおよび信号ケーブルを集めた外部ケーブル６１が引き出されて制御部等に接続される。６２，６３は制御部等に接続するコネクタである。６４はブラケット６に一体成形された半割のクランプ部６４ａに組付けて外部ケーブル６１を保持するケーブルクランプである。
【００１６】
上記センサ基板の取付方法を説明すると、ステータコア２０に組付けられたステータカバー８１，８２の一方に設けられた台座部８４に、センサ基板９を組み付ける。センサ基板９の組付けに際しては、センサ基板９の位置決め用凹部９２にピン８６を位置させて、切り欠き部９１に係止部として爪部８５を係合させて、センサ基板９を押し込む。こうして、位置決め穴９２にピン８６が挿通されて位置決めが図られ、爪部８５が弾発力で切り欠き部９１に係合してセンサ基板９が固定される。次に、コイルエンドカバー５１，５２をステータカバー８１，８２に組付けて外側円筒部５２の先端の爪部５２ａをステータカバー８１，８２のリング部８１外面の突起部８１ａに係合させて、コイルエンドカバー５１，５２をステータカバー８１，８２に組付ける。このとき、コイルエンドカバー５１，５２の一方の内側円筒部５１が抑え部材として爪部８５とストッパ壁８３との間の間隙部８７に配置され、爪部８５の背面を抑えるので、爪部８５が径方向に動いてセンサ基板９の切り欠き部９１から外れるのを規制する。図７に示すように、爪部８５の幅Ｌ１と、内側円筒部５１の厚みＬ２を加えると、間隙部８７の幅Ｌ３よりも大きくなるように設定することで、爪部８５の離脱が防止されている。こうして、センサ基板９を爪部８５によって設定位置に保持することができるので、センサ基板９が台座部８４から軸方向に離脱するのを防ぐことができる。
【００１７】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ステータコア２０の両面から組付けられたヨーク部分２０ａの内側に形成した極歯部２０ｂの周囲を絶縁する一対のステータカバー８１，８２の代わりに、ステータコア２０を樹脂モールドによる一体成形により、上記ステータカバー８１，８２と同等の絶縁構造を形成しても良い。
また、センサ基板９に設ける位置決め用凹部９２および切り欠き部９１の数は、必要に応じて任意に設定すればよく、ステータカバー８１，８２に設ける爪部８５、ピン８６の数もセンサ基板９に合わせて任意に設定することができる。また、位置決め用凹部９２は、単に板面に穴を設けても良い。さらに、コイルエンドカバー５１，５２の内側円筒部５１は、爪部８５の抜けを防ぐことができれば、特に内側円筒部５１でなくても良い等、その他本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施しうることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００１８】
１  ブラシレスモータ
２  ステータ
３  ロータ
４  リード線固定板
５１，５２    コイルエンドカバー
６  ブラケット
７  フランジ
８１，８２    ステータカバー
９    センサ基板
２０    ステータコア
２０ｂ  極歯部
２０ｃ  スロット
２１    ステータコイル
３０    永久磁石
５１    内側円筒部
８２    極歯部カバー部分
８３    ストッパ壁
８４    台座部
８５    爪部
８６    ピン
９１    切り欠き部
９２    位置決め用凹部
【図１】
2014011885.tif 000003
【図２】
2014011885.tif 000004
【図３】
2014011885.tif 000005
【図４】
2014011885.tif 000006
【図５】
2014011885.tif 000007
【図６】
2014011885.tif 000008
【図７】
2014011885.tif 000009