(57)【要約】【課題】ブラシレスモータの構造の簡略化を図れるようにする。【解決手段】ケーシング２に配されるエンドブラケット９に、ステータコイル４に外部電源を接続するダイレクトカプラ１０を設ける一方、モータ部Ｍの駆動装置としての制御部品付き外部カプラ１２に、外部電源側の外部コネクタ１９に接続する入力用連結部１３ｂと、前記ダイレクトカプラ１０に直接接続する出力用連結部１３ｃと、これら入力用連結部１３ｂと出力用連結部部１３ｃとのあいだに接続され、ステータコイル４の駆動制御をする制御部品１５、１６、１７が設けられる制御部品収容部１３ａとを設ける構成とする。【選択図】図２
2008029120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータの駆動装置であって、該駆動装置には、外部電源を入力するための入力部と、ブラシレスモータに形成されるダイレクトカプラに直接接続するための出力部とが設けられているブラシレスモータにおける駆動装置。
【請求項２】
駆動装置は、一端部に入力端子が配された入力部が形され、他端部に出力端子が配された出力部が形成され、これらのあいだにブラシレスモータを駆動制御する制御部品を収容する制御部品収容部が形成されている請求項１に記載のブラシレスモータにおける駆動装置。
【請求項３】
駆動装置の制御部品は、基板に実装されて制御部品収容部に配されるものとし、前記基板には、出力端子と入力端子とがそれぞれ貫通する切り欠き凹部が形成されている請求項２に記載のブラシレスモータにおける駆動装置。
【請求項４】
ブラシレスモータは、ポンプモータを構成している請求項１乃至３の何れか一項に記載のブラシレスモータにおける駆動装置。
【請求項５】
駆動装置は、防水処理が施されている請求項１乃至４の何れか一項に記載のブラシレスモータにおける駆動装置。
【請求項６】
筒状ケース内に、ステータコイルと、永久磁石を備えた回転子とを設けたブラシレスモータにおいて、筒状ケースに、ステータコイルに外部電源を接続するダイレクトカプラを設ける一方、該ダイレクトカプラに、外部電源側の外部コネクタが接続する入力部と、前記ダイレクトカプラに接続する出力部と、これら入力部と出力部とのあいだに接続され、ステータコイルの駆動制御をする制御部品とを備えた駆動装置が直接接続されているブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状ケースにステータコイルと、永久磁石を備えた回転子とを設け、該回転子を、制御部品によるステータコイルの駆動制御に基づいて回転せしめるように構成されたブラシレスモータおよびブラシレスモータにおける駆動装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種ブラシレスモータは、ブラシ付きのモータに比較して機械的ノイズ、電気的ノイズが発生することがないうえ、ブラシレスモータを例えば燃料ポンプの駆動源として用いるような場合では、摺動抵抗および流体抵抗を低減できることからポンプ効率が上昇するという優れた性能を有している。しかるに、ブラシレスモータは、ステータコイルの駆動制御をするための駆動装置が必要となるため、該駆動装置の配設スペースを確保しなければならないという問題がある。
【０００３】
この改善策として、ブラシレスモータを用いた燃料ポンプにおいて、燃料タンク内に配される燃料ポンプに対し、ブラシレスモータの駆動装置を燃料タンクの上面に配するようにしたものが提唱されている。
【特許文献１】特開２００５−３１５２４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来のものは、駆動装置が燃料タンクの蓋部材の上部に配設されており、外部電源と駆動装置とのあいだの配線と、駆動装置と燃料ポンプ（ブラシレスモータ）とのあいだの配線との両者が必要になり、配線作業が面倒、かつ、煩雑になるという問題がある。さらには、駆動装置は、燃料タンクの蓋部材の上部に露出することになるので、特に、従来の自動二輪の燃料タンクのように限られたスペースに配設される場合では、駆動装置の配設スペースを他の部材と干渉しないように確保するのが難しいという問題もあり、これらに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、ブラシレスモータの駆動装置であって、該駆動装置には、外部電源を入力するための入力部と、ブラシレスモータに形成されるダイレクトカプラに直接接続するための出力部とが設けられているブラシレスモータにおける駆動装置である。
請求項２の発明は、駆動装置は、一端部に入力端子が配された入力部が形され、他端部に出力端子が配された出力部が形成され、これらのあいだにブラシレスモータを駆動制御する制御部品を収容する制御部品収容部が形成されている請求項１に記載のブラシレスモータにおける駆動装置である。
請求項３の発明は、駆動装置の制御部品は、基板に実装されて制御部品収容部に配されるものとし、前記基板には、出力端子と入力端子とがそれぞれ貫通する切り欠き凹部が形成されている請求項２に記載のブラシレスモータにおける駆動装置である。
請求項４の発明は、ブラシレスモータは、ポンプモータを構成している請求項１乃至３の何れか一項に記載のブラシレスモータにおける駆動装置である。
請求項５の発明は、駆動装置は、防水処理が施されている請求項１乃至４の何れか一項に記載のブラシレスモータにおける駆動装置である。
請求項６の発明は、筒状ケース内に、ステータコイルと、永久磁石を備えた回転子とを設けたブラシレスモータにおいて、筒状ケースに、ステータコイルに外部電源を接続するダイレクトカプラを設ける一方、該ダイレクトカプラに、外部電源側の外部コネクタが接続する入力部と、前記ダイレクトカプラに接続する出力部と、これら入力部と出力部とのあいだに接続され、ステータコイルの駆動制御をする制御部品とを備えた駆動装置が直接接続されているブラシレスモータ
である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、ブラシレスモータと駆動装置とのあいだの配線をなくすことができる。
請求項２の発明とすることにより、入、出力端子と制御部品との接続構成を容易にできる。
請求項３の発明とすることにより、駆動装置の組み込み作業を作業性よく行える。
請求項４とすることにより、信頼性の高いポンプモータとすることができる。
請求項５とすることにより、駆動装置を防水構造として液体中に配設することが可能となる。
請求項６の発明とすることにより、ブラシレスモータと駆動装置とのあいだの配線をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は、自動二輪のエンジンタンクに配されるポンプモータであって、該ポンプモータ１は、三相ブラシレスモータを用いて構成されている。そして、ポンプモータ１を構成するケーシング２には、基端側に位置してモータ部Ｍが配され、先端他側に位置してポンプ部Ｐが配されている。前記モータ部Ｍには、複数のステータコイル３と、該ステータコイル３の内周面に近接対向する回転子４とが設けられている。そして、回転子４の外周面には複数対の永久磁石５が配設されているとともに、該回転子４の回転中心となる回転支軸４ａは、基端部がケーシング２に回動自在に軸承されている。
【０００８】
一方、前記ケーシング２の先端側にはポンプ部Ｐが形成されるが、該ポンプ部Ｐは、軸方向一対（基端、先端側に位置する一対）のカバー体６、７によりポンプ室ＰＲを形成し、該ポンプ室ＰＲに、前記回転支軸４ａの先端部が回転自在に軸承される状態で突出されている。そして、前記回転支軸４ａには、インペラ８が回り止め状に外嵌しており、回転支軸４ａと一体回転するように構成されている。
そして、ポンプモータ１は、各ステータコイル３に通電がなされて励磁することにより、回転支軸４ａとともにインペラ８が一体回転し、これによって、ケーシング２先端側（ポンプ部Ｐ先端側）に位置する先端側ブラケット７に形成された吸入口７ａから燃料を吸入し、基端側ブラケット６に形成される排出口６ａから燃料を吐出し、該吐出された燃料が、ステータコイル３と回転子４とのあいだを通って、ケーシング２基端部（モータ部Ｍ基端部）に形成される吐出口２ａから突出するように構成されており、これらの構成は何れも従来通りの構成となっている。
【０００９】
前記ケーシング２は、基端側に位置して外径方向に突出する基端側フランジ部２ｂが一体形成されており、該フランジ部２ｂにエンドブラケット９が一体的に設けられている。そして、エンドブラケット９の基端側の面である外端面にはダイレクトカプラ１０が一体的に突出形成されている。前記ダイレクトカプラ１０は、図４に示すように、エンドブラケット９のプレート面に沿う左右方向を向く筒孔を有した角筒状の連結受け部１０ａを備えて構成されており、該本体部１０ａには、筒孔方向に延出する複数の端子（図示せず）が、前後方向に並列状、かつ、互いに絶縁される状態で配設支持されている。そして、前記各端子の基端部は、エンドブラケット９を貫通してケーシング２の本体部２ａ内に延出しており、本体部２ａ内に収容されている複数のステータコイル３、回転子４の回転状態を検知する位置検知センサ（ホールセンサ）１１、その他、ポンプモータ１に配される各種センサ類にそれぞれ電気的に接続される構成となっており、本実施の形態では、六本の端子がダイレクトカプラ１０に配設支持されている。ここで、ダイレクトカプラ１０に支持される端子の数は、電源用の一対の他に、ステータコイル４ａへの電源供給を制御する信号線用のもの、その他センサ類の信号線用のものとして、適宜必要な数を配設することができる。
【００１０】
１２は、本発明が実施された駆動装置に相当する制御部品付き外部カプラであって、該制御部品付き外部カプラ１２は、前記エンドブラケット９に形成されたダイレクトカプラ１０に直接連結することで、ダイレクトカプラ１０の各端子との電気的な接続をするように構成されている。
前記制御部品付き外部カプラ１２は、図４に示すように、樹脂材により一体形成されたケース体１３を備えて構成されており、ケース体１３の中央部には上方が開口するボックス形状の制御部品収容部１３ａが形成されている。さらに、ケース体１３は、制御部品収容部１３ａの一方の側縁から一方側に向けて延出し、該一方が開口する角筒状の入力用連結部１３ｂが一体形成されているとともに、制御部品収容部１３ａの、前記一方の側縁に対向する他方の側縁から他方側に向けて延出し、該他方が開口する角筒状の出力用連結部１３ｃが一体形成されており、入力用連結部１３ｂ、制御部品収容部１３ａ、出力用連結部１３ｃとが、それぞれ一方向（左右方向）に並んで配設されている。ここで、入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃの上半部は、それぞれ制御部品収容部１３ａの上方に位置して形成されている。
前記入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃの角筒部内には、ダイレクトカプラ９に配される端子数と同数となる六本の入、出力端子１３ｄ、１３ｅの先端部が、それぞれ筒孔方向を向き、前後方向に並列状、かつ、互いに絶縁される状態で、モールド等各種手段により配設支持されている。これら入、出力端子１３ｄ、１３ｅの基端部は、制御部品収容部１３ａ側に延出したものが下方に向けてそれぞれ折曲され、折曲先端部が制御部品収容部１３ａの底片１３ｆに近接対向状態となっている。
【００１１】
そして、制御部品収容部１３ａには、開口を塞ぐようにして基板１４が配設されるが、前記基板１４の左右側縁部には切り欠き凹部１４ａが形成され、これら切り欠き凹部１４ａに、入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃから延出して、底片１３ｆに向けて折曲された入、出力端子１３ｄ、１３ｅが貫通状に遊嵌するように設定されている。
一方、前記基板１４には、パワー部１５、ＣＰＵ１６、制御回路１７等、ステータコイル４への電源供給制御（ステータコイル４の駆動制御）をするための各種制御部品が設けられており、これら制御部品１５、１６、１７と、前記入、出力端子１３ｄ、１３ｅとは、基板１４において適宜必要な電気的な接続がなされるように設定されている。そして、制御部品１５、１６、１７が実装された制御部品収容部１３ａに樹脂材１８が充填されており、該樹脂材１８は、入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃの上片１３ｇ、１３ｈより下方であって、出力用連結部１３ｃから制御部品収容部１３ａ側に突出配設された規制片１３ｉに至るまで充填され、これによって、基板１４、各種制御部品１５、１６、１７、そして、入、出力端子１３ｄ、１３ｅを樹脂材１８により覆蓋して、制御部品収容部１３ａにおける防水が図れるように構成されている。
尚、制御部品付き外部カプラ１２は、予め基板１４に必要な制御部品１５、１６、１７を実装（接続配設）し、該制御部品１５、１６、１７付きとした基板１４を、図５（Ａ）に示すように傾斜状とし、切り欠き凹部１４ａに入、出力端子１３ｄ、１３ｅが遊嵌させる状態で制御部品収容部１２ａに収容し、入、出力端子１３ｄ、１３ｅを基板１４に半田付けする等して接続することにより組み込まれるように構成されている。
【００１２】
１９は、入力用連結部１３ｂに接続される外部コネクタであって、該外部コネクタ１９は、出力用連結部１３ｃに外嵌可能な角筒形状の連結部１９ａを備えて構成されており、該連結部１９ａの筒内には六本の端子１９ｂの先端部が筒孔方向に延出しているが、これら端子１９ｂの基端部には、それぞれ外部に設けられた電源、外部制御部等とのあいだを接続するための配線コード２０が接続されている。
【００１３】
そして、ポンプモータ１のエンドブラケット９に形成されたダイレクトカプラ１０の連結受け部１０ａに、制御部品付き外部カプラ１２の出力用連結部１３ｃを外嵌（連結）させることにより、ダイレクトカプラ１０側の端子と主力端子１３ｅとの接続がなされ、制御部品付き外部カプラ１２の入力用連結部１３ｂに外部コネクタ１９の連結部１９ａを外嵌（連結）させることにより、入力端子１３ｄと外部コネクタイ１９の端子１９ｂとの接続がなされて、ポンプモータ１のモータ部Ｍを駆動制御することができるように設定されている。
この接続状態において、ダイレクトカプラ連結受け部１０ａの上片には、係止部１０ｂが形成されている一方、出力用連結部１３ｃの上片１３ｈには前記係止部１０ｂに抜け止め状に係止する係止受け部１３ｊが形成されていて、制御部品付き外部カプラ１２とダイレクトカプラ１０との抜け止め状の連結がなされるように設定されている。また、入力用連結部１３ｂの上片１３ｇには係止部１３ｋが形成される一方、外部コネクタ連結部１９ａには前記係止部１３ｋに抜け止め状に係止する係止受け部１９ｃが形成されていて、制御部品付き外部カプラ１２と外部コネクタ１９との抜け止め状の連結がなされるように設定されている。
【００１４】
叙述の如く構成された本形態において、三相ブラシレスモータを用いたポンプモータ１を駆動させる場合、ステータコイル３の駆動制御をするための制御部品１５、１６、１７を備えた駆動装置が必要であるが、この場合に、駆動装置は制御部品付き外部カプラ１２として構成され、外部電源を入力するための入力用連結部１３ｂと、ポンプモータ１のエンドブラケット９に配されるダイレクトカプラ１０に連結（接続）するための出力用連結部１３ｃとを備えて構成されている。これによって、制御部品付き外部カプラが１３が、直接ポンプモータ１に接続されるため、従来、駆動装置とポンプモータとのあいだに配される配線が一切不要となり、接続作業が容易になるとともに、構造の簡略化を図ることができ、持って、コスト低下を果すことができる。さらには、従来のもののように、駆動装置を燃料タンクの外に設ける必要がなく、他部材との干渉を配慮することが不要になって、燃料タンク回りの省スペース化（コンパクト化）を果すことができる。
そのうえ、このものでは、一つの規格のブラシレスモータに対して、制御部品収容部１３ａに収容される制御部品１５、１６、１７を適宜取り換えて、異なる制御部品を備えた外部カプラとすることにより、ブラシレスモータの構造を何ら変化させることなく、性能の異なるモータとして駆動させることが可能となり、汎用性を向上することができるという利点もある。
【００１５】
さらに、本発明が実施されたものにあっては、制御部品付き外部カプラ１２に設けられる制御部品収容部１３ａは、入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃのあいだであって、制御部品収容部１３ａの一端部と他端部とに入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃが形成されていて、これらが入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃの連結方向に並んでいるので、入、出力端子１３ｄ、１３ｅと制御部品１５、１６、１７との基板１４における接続構成が容易になる。
【００１６】
また、このものでは、基板１４に、入、出力用連結部１３ｂ、１３ｃにモールドされた入、出力端子１３ｄ、１３ｅ貫通用の切り欠き凹部１４ａを形成し、制御部品１５、１６、１７を基板１４に予め実装したうえで、制御部品収容部１３ａに収容することができるように構成したので、制御部品付き外部カプラ１２の組み込み作業を作業性よく行うことができる。
【００１７】
しかも、このものでは、制御部品収容部１３ａが樹脂材１８により防水がなされているので、信頼性の高い防水構造とすることができ、前記ブラシレスモータ内蔵型のポンプモータ１を、液体中に配設することも可能となる。
【００１８】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、駆動装置となる制御部品収容部付きの外部カプラの入力端子の数は、センサ信号を外部に引き出す必要がないものでは電源用の一対のものが設けられることになり、この場合では、直流電源用の外部コネクタを接続することが可能となる。このように、入力用連結部に一対の端子が設けられた第二の実施の形態における外部カプラ２１を用いて駆動するブラシレスモータＢＭでは、図６に示すように、ブラシ付きの汎用の直流モータＤＭに接続される外部コネクタＣを直流モータＤＭから取り外し、前記外部コネクタＣに外部カプラ２１を接続させ、該外部カプラ２１にブラシレスモータＢＭを接続することにより、直流モータＤＭに換えてブラシレスモータＢＭを駆動させることができ、もって、直流モータＤＭとブラシレスモータＢＭとの交換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ポンプの一部省略断面図である。
【図２】ポンプのダイレクトカプラと制御部品付き外部カプラとの連結状態を説明する要部斜視図である。
【図３】ポンプのダイレクトカプラに制御部品付き外部カプラが連結した状態を説明する要部斜視図である。
【図４】ダイレクトカプラと制御部品付き外部カプラと外部コネクタとの連結状態を説明する分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ制御部品付き外部カプラに基板を組み込む状態を説明する正面図、基板の平面図、制御部品付き外部カプラに基板を組み込んだ状態の平面図、制御部品付き外部カプラの正面図である。
【図６】第二の実施の形態において、直流モータとブラシレスモータとの付け換えを説明するパターン図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    ポンプモータ
２    ケーシング
４    ステータコイル
５    回転子
９    エンドブラケット
１０    ダイレクトカプラ
１１    位置検知センサ
１２    制御部品付き外部カプラ
１３    ケース体
１３ａ    制御部品収容部
１３ｂ    入力用連結部
１３ｃ    出力用連結部
１３ｄ    入力端子
１３ｅ    出力端子
１４    基板
１５    パワー部
１８    樹脂材
１９    外部コネクタ
【図１】
2008029120.tif 000003
【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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