(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を発生するステータと、
前記ステータの内側に回転自在に配置され、回転磁界と同じ周期で回転するローターと、
前記ローターの軸心方向の一端部に固定され、前記ローターと共に回転するセンサ用のマグネットと、
前記ステータの少なくとも外周を覆う樹脂製のハウジングと、
下面に前記マグネットと対向するホールＩＣが実装された基板と、
前記基板が貫通した状態で前記ステータのインシュレータ上に設置され、前記基板の下面と前記マグネットとの間の距離を一定に保持する基板支持部と
を備え、
前記基板支持部は、内部に穴を有する有底筒状に形成された基板上面支持部と、平形の頭部および前記頭部の中心を軸心とする円柱状の挿入部を有し、当該挿入部が前記基板を貫通して前記基板上面支持部の穴に嵌め込まれた基板下面支持部とを備えていることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
前記基板には、前記インシュレータに設けられた複数のインシュレータピンが貫通し、さらに、前記基板支持部が複数取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
前記基板は、４本以上のインシュレータピンが貫通して仮止めされ、
前記インシュレータピンは、前記ステータのティース毎に３本以上設けられていることを特徴とする請求項２記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
前記基板上面支持部の肉厚は、前記上金型と前記下金型とが組み合わせられたときに、外方へ膨らむように調整されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項５】
前記基板上面支持部は、弾性部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＤＣブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣブラシレスモータに係わり、さらに詳しくは、ローターの回転位置を検出するホールＩＣとマグネットの間の距離を確保する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＤＣブラシレスモータとして、Ｌ字形状の押さえ板にホールＩＣを半田付け等で固定し、押さえ板に設けられた爪を固定子に加工した溝部に引っ掛けて機械的に固定したものや、ホールＩＣが半田付け等で固定された基板を、通しボルトとナットを用いて固定子に固定したものがある(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９７２９１号公報（第３頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来技術では、Ｌ字形状の押さえ板が必要となり、固定子に溝部を加工しなければならず、また、基板をボルトとナットを用いて固定子に固定しなければならず、ＤＣブラシレスモータの組み立て工数が増えるという課題があった。
また、ＩＰＭモータ(マグネット埋め込みモータの略称)の場合、ローターの回転位置を検出するホールＩＣ等の磁気センサは、センサ用のマグネットとの間の距離が規定されているが、工作上、成型上の制約からばらつくことがあった。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、組み立て工数を増やすことなく、ホールＩＣが実装された基板とセンサ用のマグネットとの間の距離を規定通りに確実に確保できるＤＣブラシレスモータ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】
本発明に係るＤＣブラシレスモータは、回転磁界を発生するステータと、ステータの内側に回転自在に配置され、回転磁界と同じ周期で回転するローターと、ローターの軸心方向の一端部に固定され、ローターと共に回転するセンサ用のマグネットと、ステータの少なくとも外周を覆う樹脂製のハウジングと、下面にマグネットと対向するホールＩＣが実装された基板と、基板が貫通した状態でステータのインシュレータ上に設置され、基板の下面とマグネットとの間の距離を一定に保持する基板支持部とを備え、基板支持部は、内部に穴を有する有底筒状に形成された基板上面支持部と、平形の頭部および頭部の中心を軸心とする円柱状の挿入部を有し、当該挿入部が基板を貫通して基板上面支持部の穴に嵌め込まれた基板下面支持部とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、成型金型によりハウジングを樹脂成型する際に、その成型金型の上金型と下金型とで基板に取り付けられた基板支持部を上下方向から押さえるようにしている。これにより、ハウジング成型のための樹脂を成型金型の中に射出しても、基板が基板支持部により傾くことなく固定され、そのため、基板の下面とセンサ用のマグネットとの間の距離を一定に保つことができ、ローターの回転位置の検出性能のばらつきを最小限に抑えることができる。また、ハウジングの成型時の樹脂により、基板がインシュレータ上に固定されるようにしているので、工数が増えるということがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係るＤＣブラシレスモータの縦断面図である。
【図２】図１のＤＣブラシレスモータにおいてハウジング成型前の基板を示す拡大斜視図である。
【図３】図２の基板を下方から見て示す拡大斜視図である。
【図４】図３に示す基板上面支持部の側面図である。
【図５】図３に示す基板下面支持部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は実施の形態に係るＤＣブラシレスモータの縦断面図、図２は図１のＤＣブラシレスモータにおいてハウジング成型前の基板を示す拡大斜視図、図３は図２の基板を下方から見て示す拡大斜視図、図４は図３に示す基板上面支持部の側面図、図５は図３に示す基板下面支持部の側面図である。
【００１０】
図１に示すＤＣブラシレスモータは、インナーローター型のモータであり、そのローター１０４は、回転軸１０２が例えば圧入されて一体化され、回転軸１０２を介して上下の軸受１０１に回転自在に支持されている。ローター１０４は、前述の如くステータ１１３の内側に間隙を有して配設され、周方向に複数のマグネット１０４ａが埋め込まれている。また、ローター１０４の上端部には、センサ用のマグネット１０３を保持したマグネット保持部１０３ａが固定されている。
【００１１】
前述のステータ１１３は、内側に軸心に向かって突出する複数のティースを有し、そのステータ１１３の上端部および下端部に設けられたインシュレータ１０７ａ、１０７ｂを介在して各ティースにコイル１０６が巻回されて構成されている。各コイル１０６は、各相（例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に結線され、電源用リード線１１２を介して流入するインバータ（図示せず）からの電流により回転磁界を発生し、この回転磁界と同じ周期でローター１０４を回転させる。この時、ローター１０４と共にマグネット１０３も同一方向に回転する。
【００１２】
ステータ１１３の外周、即ち、軸受１０１、回転軸１０２、マグネット１０３、マグネット保持部１０３ａおよびローター１０４を除く部分は、成型金型により樹脂成型されて形成されたハウジング１０８（樹脂製）により覆われている。ステータ１１３を樹脂にて覆うことで、絶縁効果、防水効果を図ることができる。
【００１３】
ステータ１１３の上端部のインシュレータ１０７ａには、図１、図２に示すように、周方向にティース毎に例えば３本以上のインシュレータピン１０５が設けられている。そのインシュレータピン１０５は、インシュレータ１０７ａと一体成型されたものである。また、上端部のインシュレータ１０７ａには、インシュレータピン１０５が貫通し、後述する基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１とにより支持された基板１０９が配置されている。
【００１４】
基板１０９は、図２、図３に示すように、上面にコネクタ１１５が実装され、下面にはマグネット１０３と対向する３個のホールＩＣ１１４が実装されている。基板１０９は、ハウジング１０８の成型時に、コネクタ１１５および３個のホールＩＣ１１４と共に樹脂で覆われて固定されている。ハウジング１０８の成型時に基板１０９を樹脂で覆うようにすることで、工数の削減を図ることができる。
【００１５】
基板１０９が樹脂により固定された場合、図１に示すように、基板１０９の下面とセンサマグネット１０３との間の距離Ａが確保される。距離Ａの保持の方法については後述する。その距離Ａにより、基板１０９の下面に実装された３個のホールＩＣ１１４がマグネット１０３の磁界内に入り、マグネット１０３からの磁束を確実に検出することができる。
【００１６】
前述のコネクタ１１５は、制御用リード線１１６を介して例えばマイコン等の制御回路（図示せず）と接続されている。ホールＩＣ１１４は、センサ用のマグネット１０３が通過する度に信号を発生し、コネクタ１１５および制御用リード線１１６を介して制御回路に入力する。一方、制御回路は、３個のホールＩＣ１１４からの信号に基づいてローター１０４の回転位置を検出し、回転磁界に対しローター１０４の回転位置がずれているときには、ローター１０４が回転磁界と同じ周期で回転するように、インバータ（図示せず）を制御する。
【００１７】
基板１０９は、例えば４個以上の貫通穴１０９ａを有し（図３参照）、前述したように、各貫通穴１０９ａにインシュレータピン１０５が挿入されてインシュレータ１０７ａ上に設置されている（図２参照）。基板１０９をインシュレータ１０７ａ上に設置する際、インシュレータピン１０５の本数と貫通穴１０９ａの個数との関係で、ステータ１１３のティースを跨がって設置される。また、基板１０９は、前述したように、周方向２カ所に基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１とにより支持されている。なお、基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１とで基板支持部が構成されている。
【００１８】
基板上面支持部１１０は、図４に示すように、内部に穴１１０ａを有する有底筒状に形成されており、基板下面支持部１１１は、図５に示すように、平形の頭部１１１ａと頭部１１１ａの中心を軸心とする円柱状の挿入部１１１ｂとで構成されている。なお、基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１は、例えば、ＰＰＳ、不飽和ポリエステル、ＰＥＴ等の材料で成型されたものである。
【００１９】
基板１０９をインシュレータ１０７ａ上に設置する際、先ず、基板１０９に設けられた２個の貫通穴（図示せず）にそれぞれ基板下面支持部１１１の挿入部１１１ｂを貫通させ、さらに、各挿入部１１１ｂを基板上面支持部１１０の穴１１０ａにそれぞれ嵌め込んで、基板上面支持部１１０の周縁部１１０ｂと基板下面支持部１１１の頭部１１１ａとで基板１０９を支持する（図３参照）。そして、その状態で、基板１０９に設けられた各貫通穴１０９ａにインシュレータピン１０５を挿入して、基板１０９をインシュレータ１０７ａ上に設置する（図２参照）。この時、基板１０９の下面とセンサマグネット１０３との間の距離はＡとなっている。
【００２０】
前述の基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１は、成型金型によりハウジング１０８を樹脂成型する際、その成型金型の上金型と下金型とでそれぞれ上下方向から固定される。このため、成型金型の中に８ＭＰａ〜１２ＭＰａの射出圧力で樹脂（液状）が注入された場合でも、基板１０９は、固定された基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１により、インシュレータピン１０５から外れたり傾いたりせず、前述の距離Ａが確保される。なお、成型金型によりハウジング１０８を樹脂成型する際、液状の樹脂を成型金型の中に注入することになるが、その注入口は、ステータ１１３の下端部のインシュレータ１０７ｂ側に設けられている。これは、基板に樹脂が直接射出されないようにするためである。
【００２１】
以上のように実施の形態においては、成型金型によりハウジング１０８を樹脂成型する際に、その成型金型の上金型と下金型とで基板１０９に予め取り付けられた２本の基板支持部（基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１とで構成）を上下方向から押さえるようにしている。これにより、ハウジング成型のための樹脂を成型金型の中に射出しても、基板１０９が基板支持部により傾くことなく固定され、そのため、基板１０９の下面とセンサ用のマグネット１０３との間の距離Ａを確実に確保でき、ローター１０４の回転位置の検出性能のばらつきを最小限に抑えることができる。
【００２２】
また、ハウジング１０８の成型時の樹脂により、基板１０９がインシュレータ１０７ａ上に固定されるようにしているので、工数が増えるということがない。さらに、ティース毎に３本以上のインシュレータピン１０５をインシュレータ１０７ａ上に設けているので、基板１０９の位置決めを容易に、しかも任意に設置することができる。
【００２３】
なお、実施の形態では、上金型と下金型とで基板１０９に予め取り付けられた基板上面支持部１１０と基板下面支持部１１１を上下方向から押さえるようにしたことを述べたが、上金型と下金型とで押さえたときに筒状の基板上面支持部１１０が外方に膨らむようにしても良い。その場合、圧力で基板上面支持部１１０が破損することなく外方へ膨らむように肉厚を調整し、さらに、基板上面支持部１１０が膨らんでも高さが樹脂面（ハウジング１０８の外面）と同じ高さとなるように、その分の高さを考慮した基板上面支持部１１０を用いる。これにより、基板上面支持部１１０が破損するということがなくなり、そのため、基板１０９の下面とセンサ用のマグネット１０３との間の距離Ａを確保することができる。
【００２４】
また、これに代えて、基板上面支持部１１０を硬質ゴム等の弾性部材で形成し、上金型と下金型とで押さえたときに、その筒状の基板上面支持部１１０が外方へ膨らむようにしても良い。その場合、前記と同様に、基板上面支持部１１０が膨らんでも高さが樹脂面と同じ高さとなるように、その分の高さを考慮した基板上面支持部１１０を用いる。このように基板上面支持部１１０を弾性部材にした場合、圧力により基板上面支持部１１０が破損するということがなくなり、そのため、基板１０９の下面とセンサ用のマグネット１０３との間の距離Ａを確保することができる。
【００２５】
また、実施の形態では、基板１０９に２本の基板支持部を取り付けるようにしたが、これに限定されるものではなく、３本以上でも良い。
【００２６】
また、実施の形態では、ステータ１１３の上端部に、インシュレータピン１０５を有するインシュレータ１０７ａを備えているが、ホールＩＣ１１４を有する基板１０９を必要としないモータに、そのインシュレータ１０７ａを用いても良く、部材の共通化を図ることでコスト削減を実現できる。
【符号の説明】
【００２７】
１００  ＤＣブラシレスモータ、１０１  軸受、１０２  回転軸、１０３  センサ用のマグネット、１０３ａ  マグネット保持部、１０４  ローター、１０４ａ  マグネット、１０５  インシュレータピン、１０６  コイル、１０７ａ、１０７ｂ  インシュレータ、１０８  ハウジング、１０９  基板、１０９ａ  貫通穴、１１０  基板上面支持部、１１０ａ  穴、１１０ｂ  周縁部、１１１  基板下面支持部、１１１ａ  頭部、１１１ｂ  挿入部、１１２  電源用リード線、１１３  ステータ、１１４  ホールＩＣ、１１５  コネクタ、１１６  制御用リード線。
【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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