(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに巻線を巻回したステータと、回転軸を中心として回転自在に配置されたロータと、前記ロータの位置を検出する位置検出センサを実装するとともに前記巻線を通電駆動するための駆動制御回路を実装した回路基板と、前記ステータの端面に配置されて前記回路基板を保持する基板保持部材と、金属で形成され開口部に切欠き部を有したモータケースと、ケース蓋とを備え、前記モータケース内に、前記ステータ、前記ロータ、および前記回路基板を装着した前記基板保持部材を収納し、前記モータケースの開口部を前記ケース蓋で封じたブラシレスモータであって、
前記基板保持部材は、前記ステータコア側に突出する前記ステータコア側の複数の第１の突起部を有し、且つ、前記回路基板を搭載する基板搭載部と前記回路基板から延伸したリード線を保持するリード線保持部とを一体に配置しており、
前記ステータコアは、外周側に回転軸方向の複数のスリットを有し、
前記ステータコア側の複数の第１の突起部が前記スリットにそれぞれ挿入され、
前記リード線保持部が前記モータケースの前記切欠き部に配置され、前記基板搭載部に搭載された前記回路基板から前記リード線保持部を介して、前記リード線が前記モータケース外に引き出されたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記モータケースは円筒部と段部を組み合わせた形状をしており、
前記基板保持部材は、前記回路基板を装着した面の反対の面で前記モータケースの前記段部の内周面と接することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記リード線保持部は、前記リード線を挟持して前記リード線をガイドすることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記基板保持部材は、円環状を成し、この円環状の内周側においてステータコア側に突出する前記ステータコア側の複数の第１の突起部を有していることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ステータコアの外周は、前記モータケースの内周面に固着され、前記モータケースと前記ステータコアの前記スリットとで形成される空隙に、前記突起部が挿入されたことを
特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記基板保持部材は、前記ケース蓋の方向に突出する前記ケース蓋側の複数の第２の突起部を有し、
前記ケース蓋側の複数の第２の突起部は、バネ性を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
前記モータケースは、前記開口部から外方向に広がるケース側鍔部を有し、
ケース蓋は、前記モータケースの前記開口部に接合する箇所から外方向に広がるケース蓋側鍔部を有し、
前記ケース側鍔部と前記ケース蓋側鍔部とは切欠き部を有し、
前記ケース側鍔部の切欠き部と、前記ケース蓋側鍔部の切欠き部とが異なる位置で、前記ケース側鍔部と前記ケース蓋側鍔部とが重なるように、前記開口部を前記ケース蓋で封じたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項８】
前記基板保持部材は、金属板と絶縁シートとを介して前記回路基板を装着し、前記金属板が前記モータケースの内周に接触するように前記基板保持部材を前記モータケース内に配置したことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項９】
ステータコアに巻線を巻回したステータと、回転軸を含むロータと、前記ロータの位置を検出する位置検出センサおよび駆動制御回路を実装した回路基板と、回路基板を保持する基板保持部材と、金属で形成され開口部に切欠き部を有したモータケースと、ケース蓋とを備え、前記基板保持部材が、前記ステータに固定するためのステータコア側の複数の突起部を有し、且つ、前記回路基板を搭載する基板搭載部と前記回路基板から延伸したリード線を保持するリード線保持部とを一体に配置し、前記ステータコアは、外周側に回転軸方向の複数のスリットを有しているブラシレスモータの製造方法であって、
前記基板保持部材に前記回路基板を搭載して前記リード線保持部に前記リード線を保持した基板組立体を組み立てるステップと、
前記モータケース内に前記ステータを固定するステップと、
前記モータケース内に前記ロータを収納するステップと、
前記リード線保持部を前記切欠き部に合わせながら、前記モータケース内に前記基板組立体を挿入するステップと、
前記ステータコア側の突起部を前記スリットにそれぞれ嵌め込むステップと、
前記モータケースの開口部を前記ケース蓋により封じるステップとを含むことを特徴とするブラシレスモータの製造方法。
【請求項１０】
前記モータケースは円筒部と段部を組み合わせた形状をしており、
前記基板保持部材は、前記回路基板を装着した面の反対の面で前記モータケースの前記段部の内周面と接する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製造方法。
【請求項１１】
前記基板保持部材は、円環状を成し、この円環状の内周側においてステータコア側に突出する前記ステータコア側の複数の突起部を有していることを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータの製造方法。
【請求項１２】
前記基板組立体を組み立てるステップは、
前記回路基板を前記基板搭載部に取り付けるステップと、
前記リード線の先端部を前記回路基板の端子孔に挿入するステップと、
前記リード線を前記リード線保持部に保持するステップと、
前記回路基板の端子孔に挿入した前記リード線の先端部を半田付けするステップとを含むことを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータの製造方法。
【請求項１３】
前記基板組立体を組み立てるステップは、
前記回路基板を、金属板および絶縁シートを介して、前記基板搭載部に取り付けるステップと、
前記リード線の先端部を前記回路基板の端子孔に挿入するステップと、
前記リード線を前記リード線保持部に保持するステップと、
前記回路基板の端子孔に挿入した前記リード線の先端部を半田付けするステップとを含むことを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置検出センサなどの回路部品が実装された回路基板をモータケースに内蔵するとともに、モータケース内部から外部へとリード線を引き出したブラシレスモータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置検出センサや駆動制御回路を内蔵したブラシレスモータは、従来、回路基板内蔵型のブラシレスモータとして、例えば、特許文献１に開示されている。この従来のブラシレスモータは、次のように構成されている。すなわち、密封された円筒状のモータケース内において、ロータには駆動用のマグネットが配置され、その外周には駆動用の巻線が巻回されたステータコアが配置される。そして、ステータコアはモータケースに固定される。また、ステータコアの端面から軸方向に突出した位置決め部を備えている。ロータ位置を検出する位置検出センサなどを実装した回路基板は、この位置決め部に、軸方向および円周方向に位置決めされるようにして配置されている。このような構成とすることによって、この従来のブラシレスモータは、確実な位置決めを可能としている。
【０００３】
また、回路基板を内蔵するとともにリード線を外部に引き出したブラシレスモータが、例えば、特許文献２に開示されている。この従来のブラシレスモータは、次のように構成されている。すなわち、モータケースは、切欠き部が一部に形成された第１の部品と、切欠き部の開口部を塞ぐように形成された第２の部品とで構成されている。また、リード線を挟持する二つ割れのグロメット片を備えている。そして、リード線を挟持した一方のグロメット片が切欠き部に係合し、他方のグロメット片が切欠き部から脱落しないように、切欠き部と第２の部品とで他方のグロメット片を挟持した構成としている。このような構成とすることにより、リード線を外部へ引き出しやすくするとともに、リード線の切断事故を防止している。
【０００４】
特許文献１のようなブラシレスモータの場合、回路基板を保持した状態で回路基板をモータケース内部に挿入して、回路基板を固定する必要があるため、作業性が悪化するという課題があった。例えば、手作業でモータケース内部に回路基板を固定する場合、回路基板を保持する人の手もモータケース内部に入れる必要があるが、モータケース内径と回路基板外径とがほぼ等しいため、回路基板を容易には位置決め部に配置できなかった。
【０００５】
これに対し、特許文献２のようなブラシレスモータの場合、モータケースが切欠き部を有している。このため、回路基板の一部がこの切欠き部から突出するような形状とすることにより、この突出部を保持した状態で、回路基板をモータケース内部に挿入できる。ところが、回路基板がモータケース外部の突出するような構造となるため、ブラシレスモータが大型化するという課題があった。
【０００６】
また、位置検出センサを搭載する回路基板を備えたブラシレスモータの場合、ステータに対して回路基板の位置がずれたりすると、そのずれに応じてステータの巻線への通電タイミングもずれることになる。そのずれ具合によって、例えば、製造される個々のモータの通電タイミングが変わり、モータによって特性のバラツキが生じる。また、そのずれ具合に応じて回転効率も低下し、騒音も悪化することになる。さらに、位置検出センサ搭載の回路基板をモータケース内に封じた構成のブラシレスモータでは、回路基板がモータケース内に収納された状態であるため、容易にこのような位置ずれの修正ができない。このため、このようなブラシレスモータは、モータケース内への回路基板の実装精度も要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４１７８０号公報
【特許文献２】特開２００９−２７８８０１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明のブラシレスモータは、ステータコアに巻線を巻回したステータと、回転軸を中心として回転自在に配置されたロータと、巻線を通電駆動するための駆動制御回路を実装した回路基板と、ステータの端面に配置されて回路基板を保持する基板保持部材と、開口部に切欠き部を有したモータケースと、ケース蓋とを備える。そして、モータケース内に、ステータ、ロータ、および回路基板を装着した基板保持部材を収納し、モータケースの開口部をケース蓋で封じたブラシレスモータである。
【０００９】
さらに、本ブラシレスモータの基板保持部材は、回路基板を搭載する基板搭載部と回路基板から延伸したリード線を保持するリード線保持部とを含む。そして、リード線保持部がモータケースの切欠き部に配置され、基板搭載部に搭載された回路基板からリード線保持部を介して、リード線がモータケース外に引き出された構成である。
【００１０】
この構成により、リード線保持部やリード線保持部に固定されるリード線を利用して、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせながら、回路基板を搭載した基板保持部材をモータケース内に挿入できる。このため、本ブラシレスモータの製造における回路基板の実装が容易となり、これによって、作業性の低下を抑制することができる。また、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせることで、回路基板の円周方向における位置が規制されるため、容易に回路基板の実装精度を確保できる。
【００１１】
また、本発明のブラシレスモータの製造方法は、ステータコアに巻線を巻回したステータと、回転軸を含むロータと、駆動制御回路を実装した回路基板と、回路基板を保持する基板保持部材と、開口部に切欠き部を有したモータケースと、ケース蓋とを備えたブラシレスモータの製造方法である。本ブラシレスモータの基板保持部材は、回路基板を搭載する基板搭載部と回路基板から延伸したリード線を保持するリード線保持部とを含む。そして、本発明のブラシレスモータの製造方法は、基板保持部材に回路基板を搭載してリード線保持部にリード線を保持した基板組立体を組み立てるステップと、モータケース内にステータを固定するステップと、モータケース内にロータを収納するステップと、リード線保持部を切欠き部に合わせながらモータケース内に基板組立体を挿入するステップと、モータケースの開口部をケース蓋により封じるステップとを含む。
【００１２】
この方法により、リード線保持部を切欠き部に合わせながらモータケース内に基板組立体を挿入するステップを含むため、本ブラシレスモータの製造における回路基板の実装が容易となり、作業性の低下を抑制することができる。また、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせることで、回路基板の円周方向における位置が規制されるため、容易に回路基板の実装精度を確保できる。
【００１３】
このように、本発明のブラシレスモータおよびその製造方法によれば、切欠き部に配置するリード線保持部により、回路基板を搭載した基板保持部材を位置規制しながら、回路基板を容易にモータケース内に実装できる。このため、作業性の低下を抑制するとともに、回路基板の実装精度を確保したブラシレスモータおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの縦断面の構造を示す図である。
【図２】図２は、同ブラシレスモータのモータケース内部の主要な構成を頭部側から示す図である。
【図３】図３は、同ブラシレスモータのモータケース内部の主要な構成を底部側から示す図である。
【図４】図４は、同ブラシレスモータの基板組立体を形成する前の回路基板、基板保持部材およびリード線の斜視図である。
【図５】図５は、同ブラシレスモータの基板組立体の斜視図である。
【図６】図６は、同ブラシレスモータの基板組立体の組立方法の各ステップを示すフローチャートである。
【図７】図７は、同ブラシレスモータの基板組立体およびモータケースの斜視図である。
【図８】図８は、同ブラシレスモータのモータケースおよびケース蓋の斜視図である。
【図９】図９は、同ブラシレスモータの製造方法の各ステップを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、同ブラシレスモータの変形例の縦断面の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータおよびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の縦断面の構造を示す図である。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナロータ型のブラシレスモータの例を挙げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、ブラシレスモータ１０は、ステータ１１、ロータ１２、回路基板１３、基板保持部材１４、モータケース１５およびケース蓋１６を備えている。モータケース１５は、金属で形成され、円筒部を３つの段に組み合わせたような形状を成し、開口部を有している。ブラシレスモータ１０は、このようなモータケース１５内に、ステータ１１と、ロータ１２と、回路基板１３を装着した基板保持部材１４とを収納し、モータケース１５の開口部を、金属製のケース蓋１６で封じた構成である。なお、本実施の形態では、ケース蓋１６が配置される側を底部側、その反対側を頭部側として説明する。すなわち、モータケース１５は、頭部側から頭円筒部１５ｔ、中円筒部１５ｍ、底円筒部１５ｂが形成され、底円筒部１５ｂの底部側に開口部を有し、この開口部にケース蓋１６が装着される。また、詳細については以下で説明するが、モータケース１５は、開口部の一部を切り欠いた切欠き部１５ｎを有している。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０のモータケース内部の主要な構成を頭部側から示す図である。また、図３は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０のモータケース内部の主要な構成を底部側から示す図である。以下、図１〜３を参照して、ブラシレスモータ１０の全体構成について説明する。
【００１９】
図１および図２に示すように、ステータ１１は、ステータコア１７に相ごとの巻線１８を巻回して構成される。本実施の形態では、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３つの相に区分した巻線１８をステータコア１７に巻回した一例を挙げて説明する。ステータコア１７は、図２に示すように、環状のヨーク１７ｙと、突極としてのそれぞれのティース１７ｔとで構成されている。本実施の形態では、突極数を１２極とした１２個のティース１７ｔを有する一例を挙げている。このようなステータコア１７の外周が、モータケース１５の中円筒部１５ｍの内面に固着される。また、ティース１７ｔのそれぞれは、内周側へと延伸して突出するとともに、ティース１７ｔ間の空間であるスロットを形成しながら周方向に等間隔で配置されている。
【００２０】
ステータ１１の内周側には、空隙を介してロータ１２が挿入されている。ロータ１２は、ロータフレーム１９の外周に円筒形状の永久磁石２０を保持し、軸受２１で支持された回転軸２２を中心に回転自在に配置される。軸受２１は、モータケース１５の頭円筒部１５ｔに固定されている。また、回転軸２２の一方の端部は、ケース蓋１６の中央部に配置されたスラスト板２３で回転自在に支承される。そして、回転軸２２は、軸受２１およびモータケース１５の天面部を貫通して、回転軸２２の他方の端部が、出力軸として頭部側に突出している。また、回転軸２２にはロータフレーム１９が固着されている。そして、ロータフレーム１９の外周側に固着された永久磁石２０が、ステータコア１７の突極の先端面と対向するように配置されている。永久磁石２０は、Ｓ極とＮ極とが交互に配置されるように、周方向に等間隔で着磁されている。本実施の形態の永久磁石２０は、Ｓ極とＮ極とを一対として５対、すなわち、周方向に磁極数が１０極となるように着磁されている。本実施の形態のブラシレスモータ１０は、このような１０極１２スロット構成である。
【００２１】
さらに、ブラシレスモータ１０には、各種の回路部品３１を実装した回路基板１３がモータケース１５の内部に内蔵されている。これら回路部品３１によって、モータの制御や巻線１８を通電駆動するための駆動制御回路が構成される。また、回路基板１３には、ロータ１２の回転位置を検出するために位置検出センサとして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応させた３つのホール素子３３も実装されている。
【００２２】
このような回路基板１３は、図３に示すように中央部に回転軸２２を貫通させる孔を有した円板状を成しており、円環状を成す基板保持部材１４の基板搭載部１４ｍに搭載されている。回路基板１３を搭載するこの基板保持部材１４は、ステータ１１の底部側端面に配置される。より詳細には、まず、ステータコア１７の外周側には、図２に示すように、それぞれのティース１７ｔと対向して、回転軸２２に平行となる回転軸方向にスリット１７ｓが形成されている。一方、基板保持部材１４の内周側には、ステータコア１７側に突出する複数の突起部１４ｐが形成されている。これら突起部１４ｐを、スリット１７ｓに挿入することで、基板保持部材１４がステータ１１に固定される。本実施の形態では、ステータコア１７をモータケース１５の中円筒部１５ｍの内周面に固定することにより、各スリット１７ｓの箇所に空隙が形成される。そして、これら突起部１４ｐを、中円筒部１５ｍとスリット１７ｓとで形成された空隙に挿入することで、基板保持部材１４をステータ１１に固定している。これによって、本実施の形態では、より強固に基板保持部材１４を固定している。また、図２では、４つの突起部１４ｐを一定間隔で、スリット１７ｓに配置した例を示している。
【００２３】
また、基板保持部材１４は、回路基板１３を搭載する基板搭載部１４ｍに加えて、回路基板１３から延伸したリード線３５を保持するリード線保持部１４ｇを有している。一方、モータケース１５は、上述したように、開口部の一部に切欠き部１５ｎを有しており、この切欠き部１５ｎにリード線保持部１４ｇが配置される。本実施の形態では、このような構成によって、回路基板１３に一端を半田付けしたリード線３５が、このリード線保持部１４ｇを介して、モータケース１５外に引き出される。特に、リード線保持部１４ｇは、図１に示すように、回路基板１３から底部側に延伸したリード線３５を、延伸した方向から屈曲した方向へとガイドして、モータケース１５内部からモータケース１５外部へと引き出している。
【００２４】
このように構成されたブラシレスモータ１０は、概略次のようにして、形成される。すなわち、まず、基板保持部材１４に回路基板１３を搭載し、リード線保持部１４ｇによりリード線３５が保持された基板組立体を形成しておく。そして、モータケース１５内の頭円筒部１５ｔに軸受２１を固定し、モータケース１５内の中円筒部１５ｍにステータ１１を固定する。次に、ロータ１２を収納した後、基板組立体を収納する。このとき、モータケース１５の切欠き部１５ｎに開口部側から、リード線保持部１４ｇを挿入して、基板保持部材１４の突起部１４ｐを中円筒部１５ｍとスリット１７ｓとで形成された空隙に挿入する。これによって、容易に基板組立体をモータケース１５に固定できる。その後、スラスト板２３を中央に配置したケース蓋１６によって、モータケース１５の開口部を封じる。このようにして、ホール素子３３や駆動制御回路を内蔵したブラシレスモータ１０が形成される。特に、モータケース１５を金属製とすることによりシールド効果があるため、回路基板１３やステータ１１などから外部に放射される電磁ノイズを抑制できる。また、ステータコア１７をモータケース１５に直接固定した構成であるため、ステータ１１で生じた熱を金属製のモータケース１５を介して外部に放熱できる。
【００２５】
以上のように構成されたブラシレスモータ１０に対して、外部から電源電圧や制御信号を供給することにより、回路基板１３の制御回路や駆動回路によって巻線１８に駆動電流が流れ、ステータコア１７から磁界が発生する。そして、ステータコア１７からの磁界と永久磁石２０からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によって回転軸２２を中心にロータ１２が回転する。
【００２６】
次にブラシレスモータ１０の詳細な構成について説明する。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の基板組立体を形成する前の回路基板１３、基板保持部材１４、およびリード線３５の斜視図である。また、図５は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の基板組立体３９の斜視図である。次に、図４および図５を参照しながら、基板組立体３９の詳細な構成について説明する。
【００２８】
まず、基板保持部材１４は、図４に示すように、概略円環状の形状を成しており、回路基板１３を搭載する基板搭載部１４ｍとともに、リード線保持部１４ｇを有している。
【００２９】
基板搭載部１４ｍを形成する面の反対側の面には、上述したように、基板保持部材１４をステータ１１に固定するため、ステータ側の複数の突起部１４ｐが形成されている。さらに、基板保持部材１４は、基板搭載部１４ｍを形成する面において、複数の凸部４６と基板側の複数の突起部４７とが形成されている。凸部４６は、基板搭載部１４ｍ上に回路基板１３を取り付けるために利用される。
【００３０】
また、基板側の突起部４７は、ステータ１１側の突起部１４ｐとは逆方向、すなわちケース蓋１６方向に突出し、モータケース１５内に基板組立体３９を取り付けるために利用される。突起部４７はバネ性を有した突起であり、ケース蓋１６によってモータケース１５の開口部を封じたとき、突起部４７がバネ性を持つように曲がった状態でケース蓋１６に当接する。これによって、基板組立体３９は、回転軸方向に位置決めされた状態でモータケース１５内に固定される。本実施の形態では、突起部４７を例えば先端に近づくに従って細くなったり薄くなったりするような形状とすることで、このようなバネ性を持たせている。本実施の形態では、突起部４７のバネ性による回転軸方向の力を利用して、基板組立体３９をステータコア１７とケース蓋１６との間に保持する構成である。このような構成とすることにより、突起部４７のバネ性により振動などの影響を吸収できるため、長期的に安定した基板組立体３９の保持が可能となる。また、回路基板１３の回転軸方向における位置決めを、容易に行うことができる。さらに、基板組立体３９は、突起部４７のバネ性により保持されているため、例えばメンテナンスのために分解した場合など、容易に基板組立体３９を取り外すことができる。
【００３１】
また、基板保持部材１４は、基板搭載部１４ｍの端部において、リード線保持部１４ｇが形成されている。図４では、リード線３５を保持する前のリード線保持部１４ｇの構造を示している。リード線保持部１４ｇは、基板搭載部１４ｍの端部に形成された保持底部４８ｂと、保持底部４８ｂに嵌合することでリード線３５を保持するための保持頭部４８ｔとを含む構成である。また、保持底部４８ｂおよび保持頭部４８ｔの中央部には、並行する複数のリード線３５を所定方向に案内するための線ガイド部４８ｇが形成されている。すなわち、図４に示す状態での基板保持部材１４に対して、線ガイド部４８ｇの案内方向、すなわち基板保持部材１４の中から外に向かう方向にリード線３５それぞれを配置する。そして、保持頭部４８ｔと保持底部４８ｂとに形成された凸部４８ｃと凹部４８ｄとを嵌め合わせて、保持頭部４８ｔと保持底部４８ｂとによりリード線３５を挟持することで、リード線３５は、基板保持部材１４の中から外に向かう方向に案内された状態で固定される。
【００３２】
次に、回路基板１３は、図４に示すように、概略円板状の形状を成しており、回路部品３１やホール素子３３が実装されている。回路基板１３には、複数の孔３６、複数の切欠き３７、および複数の端子孔３８が形成されている。
【００３３】
孔３６は、回路基板１３を基板保持部材１４に取り付けるために設けている。すなわち、各孔３６は、基板保持部材１４の各凸部４６の位置に併せて形成されている。そして、孔３６に凸部４６をそれぞれ挿入し、その後、孔３６から突出した凸部４６を熱溶着したり、孔３６と凸部４６とを嵌め合わせたりすることにより、基板保持部材１４の基板搭載部１４ｍ上に回路基板１３が装着される。切欠き３７は、基板保持部材１４の各突起部４７を通すために設けている。すなわち、基板保持部材１４からの突起部４７は、回路基板１３を超えて、組立時に底部側となるケース蓋１６方向に突出する。また、端子孔３８は、リード線３５を接続するために設けている。
【００３４】
このような構成の回路基板１３、基板保持部材１４およびリード線３５を組み合すことにより、図５に示すような基板組立体３９が構成される。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の基板組立体３９の組立方法の各ステップを示すフローチャートである。次に、図６を参照しながら、基板組立体３９の組立方法について説明する。
【００３６】
まず、図６に示すように、回路部品を実装した回路基板１３を基板保持部材１４に取り付ける（ステップＳ１００）。すなわち、回路基板１３の各孔３６が基板保持部材１４の各凸部４６の位置となるように、基板保持部材１４の基板搭載部１４ｍ上に回路基板１３を配置する。そして、孔３６から突出した凸部４６を熱溶着したり、孔３６と凸部４６とを嵌め合わせたりする。これによって、基板保持部材１４上に回路基板１３が取り付けられる。
【００３７】
次に、リード線３５の先端部を回路基板１３の端子孔３８に挿入する（ステップＳ１０２）。そして、リード線保持部１４ｇの線ガイド部４８ｇに、リード線３５を配置（ステップＳ１０４）し、リード線保持部１４ｇの保持頭部４８ｔと保持底部４８ｂとを嵌め合わす（ステップＳ１０６）。これにより、リード線３５は、回路基板１３から外周方向に延伸するように案内されて、リード線保持部１４ｇに保持される。このようにリード線３５をリード線保持部１４ｇに固定した後、回路基板１３の端子孔３８に挿入したリード線３５の先端部を、半田付けする（ステップＳ１０８）。
【００３８】
このようにして、回路基板１３、基板保持部材１４およびリード線３５を一体化した基板組立体３９が形成される。特に、本実施の形態での基板保持部材１４は、回路基板１３を搭載する基板搭載部１４ｍとリード線３５を保持するリード線保持部１４ｇとを一体化した構成である。このため、まず、リード線保持部１４ｇの線ガイド部４８ｇを利用して、容易に、回路基板１３の端子孔３８にリード線３５の先端部を位置決めできる。また、リード線３５をリード線保持部１４ｇに固定した状態でリード線３５を半田付けできるため、リード線３５の先端部を確実に半田付けでき、リード線３５の接続不良を防止できる。また、リード線３５をリード線保持部１４ｇに固定した構成であるため、半田にかかる応力を低減でき、信頼性の向上を図ることができる。さらに、ブラシレスモータ１０の製造時だけでなく、ブラシレスモータ１０をセットに組み入れたりするときに直接リード線３５を持っても、リード線保持部１４ｇがあるため、リード線３５の半田付け箇所に直接応力がかからない。よって、セットへの組み込み時においても、リード線３５の半田付け箇所にクラックなどの不良が発生しないため、半田付け部の信頼性が維持できる。このように、本実施の形態では、基板搭載部１４ｍとリード線保持部１４ｇとを一体化した基板保持部材１４を利用して基板組立体３９を形成しているため、高信頼性のある基板保持部材１４を実現できる。
【００３９】
次に、モータケース１５内に基板組立体３９を取り付ける方法について説明する。図７は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の基板組立体３９およびモータケース１５の斜視図である。
【００４０】
図７に示すように、モータケース１５は、頭部側から頭円筒部１５ｔ、中円筒部１５ｍ、底円筒部１５ｂが形成され、底円筒部１５ｂの底部側に開口部を有している。また、モータケース１５は、開口部から外方向に広がるケース側鍔部５１を有しており、ケース側鍔部５１には切欠き部５２が形成されている。さらに、モータケース１５は、底円筒部１５ｂの一部を開口部から切り欠いた切欠き部１５ｎを有している。切欠き部１５ｎは、底円筒部１５ｂの円周方向における幅、および回転軸の延伸方向における高さが、基板組立体３９のリード線保持部１４ｇの幅および高さとほぼ一致するように形成されている。このため、リード線保持部１４ｇをこの切欠き部１５ｎに合わせながら、基板組立体３９をモータケース１５内に挿入することで、容易にモータケース１５内に基板組立体３９を配置できる。また、リード線保持部１４ｇを切欠き部１５ｎに合わせることで、回路基板１３の円周方向における位置が規制されるため、回路基板１３の円周方向における位置決めを容易に行うことができる。なお、本実施の形態では、リード線保持部１４ｇに溝部４９を設けた構成としており、この溝部４９を利用して切欠き部１５ｎにリード線保持部１４ｇを合わせるような構成例を示している。
【００４１】
以上説明した構成により、基板組立体３９は、モータケース１５内に次のようにして配置される。上述したように、基板保持部材１４の内周側には突起部１４ｐが形成されているとともに、モータケース１５の中円筒部１５ｍとステータコア１７のスリット１７ｓとで空隙が形成されている。すなわち、基板保持部材１４のリード線保持部１４ｇがモータケース１５の切欠き部１５ｎに合うように、モータケース１５内に基板組立体３９を挿入する。そして、基板保持部材１４の各突起部１４ｐを、中円筒部１５ｍとスリット１７ｓとで形成された空隙に挿入する。このようにして、基板組立体３９がステータ１１に固定されるようにして、モータケース１５内に配置される。以上のように、基板組立体３９の基板保持部材１４は、基板搭載部１４ｍとリード線保持部１４ｇとを一体化するとともに、ステータ１１に固定するための突起部１４ｐを有している。このため、リード線保持部１４ｇを利用して容易にモータケース１５内に配置できる。さらに、リード線保持部１４ｇと切欠き部１５ｎとによる周方向の位置決めとともに、突起部１４ｐを利用した周方向の位置決めによって、位置決め精度を確保しながら、基板組立体３９をモータケース１５内に装着できる。特に、回路基板１３に実装したホール素子３３とステータコア１７との位置関係がずれると、ホール素子３３による位置検出精度が低下する。これに対して、本実施の形態では、リード線保持部１４ｇと切欠き部１５ｎとによる位置決めに加えて、突起部１４ｐを利用して周方向の位置決め精度を確保できるため、ホール素子３３とステータコア１７との位置関係の精度も確保でき、位置検出精度の低下も防止できる。
【００４２】
次に、モータケース１５およびケース蓋１６の詳細な構成について説明する。図８は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０のモータケース１５およびケース蓋１６の斜視図である。
【００４３】
図８に示すように、ケース蓋１６もモータケース１５と同様に、外方向に広がるケース蓋側鍔部６１を有しており、ケース蓋側鍔部６１には切欠き部６２が形成されている。ケース蓋側鍔部６１は、モータケース１５のケース側鍔部５１と同形状を成している。さらに、ケース蓋１６は、モータケース１５の開口部に嵌合させるため、外周がモータケース１５の開口部の内周径にほぼ等しく、環状に突出した環状凸部６３が形成されている。ケース側鍔部５１とケース蓋側鍔部６１との形状が一致するように、モータケース１５の開口部にケース蓋１６の環状凸部６３を挿入することで、ケース蓋１６によってモータケース１５が封じられる。
【００４４】
なお、このとき、モータケース１５の切欠き部５２とケース蓋１６の切欠き部６２とは、異なった位置となって鍔部どうしが重なるように、切欠き部５２および切欠き部６２が形成されている。本実施の形態では、メンテナンスなどのためにブラシレスモータ１０を分解する際、容易にケース蓋１６を取り外しできるように、このような切欠き部５２および切欠き部６２を設けている。すなわち、例えば、ケース蓋１６の切欠き部６２に露出するケース側鍔部５１の箇所を、ケース蓋１６側から切欠き部６２を介して押すことにより、モータケース１５とケース蓋１６とを容易に分離できる。
【００４５】
図９は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の製造方法の各ステップを示すフローチャートである。次に、以上のように形成される各部材を用いたブラシレスモータ１０の製造方法について説明する。
【００４６】
まず、図９に示すように、モータケース１５内の頭円筒部１５ｔに軸受２１を固定する（ステップＳ２００）。次に、モータケース１５内の中円筒部１５ｍに、ステータコア１７に巻線１８を巻回したステータ１１を固定する（ステップＳ２０２）。そして、モータケース１５内にロータ１２を収納する（ステップＳ２０４）。
【００４７】
この後、リード線保持部１４ｇを切欠き部１５ｎに合わせながら、基板組立体３９をモータケース１５内に挿入する（ステップＳ２０６）。そして、基板保持部材１４の各突起部１４ｐを、中円筒部１５ｍとスリット１７ｓとで形成された空隙に嵌め込む（ステップＳ２０８）。これにより、容易かつ周方向の位置決め精度を確保しながら、基板組立体３９をモータケース１５内に配置できる。
【００４８】
そして最後に、モータケース１５の開口部にケース蓋１６の環状凸部６３を挿入して、モータケース１５を封じる（ステップＳ２１０）。このとき、モータケース１５とケース蓋１６とは、モータケース１５の内周と環状凸部６３の外周との接合面で固定される。さらに、基板保持部材１４の突起部４７は、環状凸部６３によって屈曲して回転軸方向の押圧力が生じ、この押圧力によってステータコア１７とケース蓋１６との間に基板組立体３９が保持される。これにより、容易かつ回転軸方向の位置決め精度を確保しながら、基板組立体３９をモータケース１５内に固定できる。
【００４９】
以上説明したように、本発明のブラシレスモータは、基板保持部材が、回路基板を搭載する基板搭載部と回路基板から延伸したリード線を保持するリード線保持部とを含む。そして、リード線保持部がモータケースの切欠き部に配置され、基板搭載部に搭載された回路基板からリード線保持部を介して、リード線がモータケース外に引き出された構成である。この構成により、リード線保持部やリード線保持部に固定されるリード線を利用して、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせながら、回路基板を搭載した基板保持部材をモータケース内に挿入できる。このため、本ブラシレスモータの製造における回路基板の実装が容易となる。さらに、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせることで、回路基板の円周方向における位置が規制される。したがって、本発明のブラシレスモータによれば、容易に回路基板の実装を可能として作業性の低下を抑制するとともに、回路基板の実装精度を確保することができる。
【００５０】
また、本発明のブラシレスモータは、リード線保持部がリード線を挟持してリード線をガイドする構成である。この構成により、リード線を半田付けした半田にかかる応力を低減でき、信頼性の向上を図ることができる。
【００５１】
また、本発明のブラシレスモータは、ステータコアが、外周側に回転軸方向の複数のスリットを有し、基板保持部材が、ステータコア側に突出する複数の突起部を有し、この突起部がスリットに挿入された構成である。この構成により、突起部を利用した周方向の位置決めもさらに可能となり、周方向の位置決め精度を確保できる。このため、モータケース内への回路基板の実装精度も確保でき、位置検出精度の低下を防止できる。
【００５２】
また、本発明のブラシレスモータは、基板保持部材が、ケース蓋の方向に突出するケース蓋側の複数の突起部を有し、ケース蓋側の突起部が、バネ性を有する構成である。この構成により、ケース蓋側の突起部のバネ性によって振動などの影響を吸収できるため、長期的に安定した回路基板の保持が可能となる。
【００５３】
また、本発明のブラシレスモータは、モータケースが、開口部から外方向に広がるケース側鍔部を有し、ケース蓋が、モータケースの開口部に接合する箇所から外方向に広がるケース蓋側鍔部を有し、さらに、ケース側鍔部とケース蓋側鍔部とが切欠き部を有している。そして、ケース側鍔部の切欠き部と、ケース蓋側鍔部の切欠き部とが異なる位置で、ケース側鍔部とケース蓋側鍔部とが重なるように、開口部をケース蓋で封じた構成である。この構成により、メンテナンスなどのためにブラシレスモータを分解するとき、容易にケース蓋を取り外しできる。
【００５４】
また、本発明のブラシレスモータの製造方法は、基板保持部材に回路基板を搭載してリード線保持部にリード線を保持した基板組立体を組み立てるステップと、モータケース内にステータを固定するステップと、モータケース内にロータを収納するステップと、リード線保持部を切欠き部に合わせながらモータケース内に基板組立体を挿入するステップと、モータケースの開口部をケース蓋により封じるステップとを含む。この方法により、リード線保持部を切欠き部に合わせながらモータケース内に基板組立体を挿入するステップを含むため、本ブラシレスモータの製造における回路基板の実装が容易となる。さらに、リード線保持部をモータケースの切欠き部に合わせることで、回路基板の円周方向における位置が規制される。したがって、本発明のブラシレスモータの製造方法によっても、容易に回路基板の実装を可能として作業性の低下を抑制するとともに、回路基板の実装精度を確保することができる。
【００５５】
また、本発明のブラシレスモータの製造方法において、ステータコアは、外周側に回転軸方向の複数のスリットを有し、基板保持部材は、ステータコア側に突出する複数の突起部を有する。そして、本発明のブラシレスモータの製造方法は、モータケース内に基板組立体を挿入した後、複数の突起部をスリットに嵌め込むステップをさらに含む。この方法により、突起部を利用して周方向の位置決め精度を確保できるため、回路基板の実装精度も確保でき、位置検出精度の低下を防止できる。
【００５６】
また、本発明のブラシレスモータの製造方法は、基板組立体を組み立てるステップが、回路基板を基板搭載部に取り付けるステップと、リード線の先端部を回路基板の端子孔に挿入するステップと、リード線をリード線保持部に保持するステップと、回路基板の端子孔に挿入したリード線の先端部を半田付けするステップとを含む。この方法により、リード線をリード線保持部に固定した状態でリード線を半田付けできるため、リード線の先端部を確実に半田付けでき、リード線の接続不良を防止できる。
【００５７】
なお、本実施の形態のブラシレスモータ１０は、モータケース１５が金属製であり、ステータコア１７をモータケース１５に直接固定した構成である。このため、上述したように、ステータ１１で生じた熱をモータケース１５を介して外部に放熱できる。そこで、回路基板１３に搭載した回路部品３１から生じる熱も、モータケース１５から放熱させるような構成とすることも可能である。
【００５８】
図１０は、このような構成とした本実施の形態のブラシレスモータ１０の変形例の縦断面の構造を示す図である。図１に示すブラシレスモータ１０との比較において、図１０に示す変形例のブラシレスモータ８０は、基板保持部材１４の基板搭載部１４ｍと回路基板１３との間に、さらに例えば環状の金属板８１および絶縁シート８２を挟んだ構成である。すなわち、基板搭載部１４ｍ上には、まず金属板８１が配置され、その上に絶縁シート８２が配置され、さらにその上に回路基板１３が配置される。また、金属板８１の端部は、ブラシレスモータ８０の内周面に接している。絶縁シート８２は、回路基板１３の配線が金属板８１によりショートすることを避けるために挿入している。ここで、金属板８１は、放熱の観点から、例えば、アルミのような良好な放熱性、すなわち熱伝導率の高い軽金属が好ましい。また、放熱および小型化の観点から、絶縁シート８２は、放熱性の高い絶縁シートで、薄さが０．５ｍｍ以下の薄いシートが好ましい。
【００５９】
このように、ブラシレスモータ８０は、基板保持部材１４に金属板８１と絶縁シート８２とを介して回路基板１３を装着し、金属板８１がモータケース１５の内周に接触するように基板保持部材１４をモータケース１５内に配置している。このような構成により、回路基板１３上の回路部品３１で生じた熱は、金属板８１を介してモータケース１５に伝わり、モータケース１５から外部へと放熱される。
【００６０】
このような構成の基板組立体によっても、容易に回路基板を実装でき、回路基板の実装精度を確保できるとともに、回路基板に搭載する回路部品の放熱効果も持たせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係るブラシレスモータおよびその製造方法によれば、作業性の低下を抑制するとともに、回路基板の実装精度を確保できるため、家電製品や電装品などに用いられるブラシレスモータおよびその製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１０，８０  ブラシレスモータ
１１  ステータ
１２  ロータ
１３  回路基板
１４  基板保持部材
１４ｇ  リード線保持部
１４ｍ  基板搭載部
１４ｐ，４７  突起部
１５  モータケース
１５ｂ  底円筒部
１５ｍ  中円筒部
１５ｎ  （モータケースの）切欠き部
１５ｔ  頭円筒部
１６  ケース蓋
１７  ステータコア
１７ｓ  スリット
１７ｔ  ティース
１７ｙ  ヨーク
１８  巻線
１９  ロータフレーム
２０  永久磁石
２１  軸受
２２  回転軸
２３  スラスト板
３１  回路部品
３３  ホール素子
３５  リード線
３６  孔
３７  切欠き
３８  端子孔
３９  基板組立体
４６，４８ｃ  凸部
４８ｂ  保持底部
４８ｄ  凹部
４８ｇ  線ガイド部
４８ｔ  保持頭部
４９  溝部
５１  ケース側鍔部
５２  （ケース側鍔部の）切欠き部
６１  ケース蓋側鍔部
６２  （ケース蓋側鍔部の）切欠き部
６３  環状凸部
８１  金属板
８２  絶縁シート
【図１】
0005945726.tif 000002
【図２】
0005945726.tif 000003
【図３】
0005945726.tif 000004
【図４】
0005945726.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005945726.tif 000008
【図８】
0005945726.tif 000009
【図９】
0005945726.tif 000010
【図１０】
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