(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で高トルクが得られ低騒音を実現し、しかも製造コストを低減し組立性を向上させた電動機の駆動装置を提供する。【解決手段】ケース１内にモータ５と減速機構３が一体に収納され、ケース１外へ突設される出力軸４を回転駆動する電動機の駆動装置において、電動機の駆動源としてアウターロータ型のブラシレスモータを用いた。ロータハウジング１２内にリング状のマグネット１３が設けられ回転軸１５を中心に回転するロータ１０と、ロータの回転軸を回転可能に支持しモータ基板２０が一体に組み付けられるインシュレータ１６がステータコア１７に軸方向両側より組み付けられる。【選択図】図１
2007215308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にモータと減速機構が一体に収納され、ケース外へ突設される出力軸を回転駆動する電動機の駆動装置において、
電動機の駆動源としてアウターロータ型のブラシレスモータを用いたことを特徴とする電動機の駆動装置。
【請求項２】
前記アウターロータ型のブラシレスモータは、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ回転軸を中心に回転するロータと、該ロータの回転軸を回転可能に支持しモータ基板が一体に組み付けられるインシュレータがステータコアに軸方向両側より組み付けられることを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装置
【請求項３】
アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、ステータコアの軸方向両側から組み付けられコイルが巻き付けられてボビンを形成し、かつ分割された各インシュレータに保持された軸受を介してロータの回転軸を回転可能に支持することを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装置。
【請求項４】
アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、軸方向に複数箇所で突設された脚部を備え、該脚部とモータ基板が熱溶着されて一体に組付けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装置。
【請求項５】
アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、回転軸と平行に筒状部がステータより延設されており、モータ固定プレートとギヤボックスハウジングに筒状部が挟み込まれて一体に組付けられることを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装置。
【請求項６】
アウターロータ型のブラシレスモータにおいて、モータ固定プレート及び該モータ固定プレートが重ね合わされるギヤボックスハウジングには、インシュレータの筒状部を挿入する挿入孔と該挿入孔の周縁部に切欠部が各々形成されており、モータ固定プレートをギヤボックスハウジングに挿入孔及び切欠部どうしが連通するように重ね合わせ、筒状部外周面に突設された突起部を切欠部へ位置合わせして筒状部を挿入孔へ挿入することにより、モータ部とギヤ部が周方向に位置決めされることを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシャッター、ブラインド、カーテン、オーニング、雨戸などの長尺状の巻取り部材が巻き取られた回転ドラムを回転駆動する電動機の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般住宅、商業施設、ホテルなどの建物設備として、シャッター、ブラインド、カーテン、オーニングなどの長尺状の巻取り部材が用いられている。これらの巻取り部材は回転ドラム（巻取りパイプ）に巻き取られ、回転ドラムは巻取り用電動機により回転駆動される。この巻取り用電動機の駆動装置の一例について説明すると、筒状の回転ドラム内の一端側に駆動源であるモータが設けられており、モータ軸（出力軸）に連繋する減速機構を介して回転ドラムを回転駆動するようになっている。モータ及び減速機構はケース内に一体に収納されている。
【０００３】
上記電動機の駆動装置においては、駆動源としてＡＣインダクションモータ、ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ステップモータなどが好適に用いられる。これらのモータに共通していることは、インナーロータ型のモータが用いられることである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５６３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シャッターブラインド、カーテン、オーニングなどの長尺物の巻上げを行なう場合、駆動装置としては、高トルク、低騒音、省スペースであることが求められる。特にチューブラと呼ばれる小径のモータは、巻取り装置の内部に搭載されることから小径である必要がある。小径のモータで必要な高トルクを得るためには、減速機構のギヤ構成を高減速比になるように多段に設計することになり、減速機構が大型化するとともにモータが高速回転になり易いため減速機構の騒音が大きくなる。よって、このような課題の少ないアウターロータ型のモータを用いることが検討される。
【０００５】
図６（ａ）（ｂ）において、一例としてアウターロータ型のブラシレスモータの構成について説明する。ロータ５２は、カップ状のロータハウジング５２ａの内壁面にマグネット５２ｂが設けられている。ロータハウジング５２ａはハブ５２ｃにかしめなどにより一体に組み付けられている。回転軸５３は一端側をハブ５２ｃに設けられた軸孔に圧入或いは焼嵌めにより固定されている。ステータ５１は、軸受（ベアリング）５４ａ、５４ｂを軸方向両側に備えた筒状のハウジング５５を具備している。このハウジング５５によりロータ５２の回転軸５３を回転可能に支持している。ベアリング５４ａはハブ５２ｃにより軸方向に位置決めされ、ベアリング５４ｂは、止め輪６３により軸方向に抜け止めされている。
【０００６】
ハウジング５５は真鍮等の金属製の筒体が用いられ、ハウジング５５の外周にはステータコア５６が嵌め込まれて接着固定されている。また、ステータコア５６にはコイル絶縁材５７を介してコイル５８が巻き付けられている。ハウジング５５にはプレート（鋼板）５９がかしめにより固定されている。また、プレート５９にはモータ基板６０が両面接着テープなどにより固定されている。プレート５９にはモータ取付用のねじ孔５９ａが設けられている。モータ基板６０には、ロータマグネット６１の磁極位置を検出するホールＩＣ６２（或いはホール素子）が設けられている。モータ基板６０は、ステータコア５６と相対的に位置決めされて組付けられる。このように、アウターロータ型のモータは、ケース内に収納するには部品点数が多く、製造コストや組立工数がかかるなどの課題がある。
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、小型で高トルクが得られ低騒音を実現し、しかも製造コストを低減し組立性を向上させた電動機の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ケース内にモータと減速機構が一体に収納され、ケース外へ突設される出力軸を回転駆動する電動機の駆動装置において、電動機の駆動源としてアウターロータ型のブラシレスモータを用いたことを特徴とする。
具体的には、前記アウターロータ型のブラシレスモータは、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ回転軸を中心に回転するロータと、該ロータの回転軸を回転可能に支持しモータ基板が一体に組み付けられるインシュレータがステータコアに軸方向両側より組み付けられることを特徴とする。
また、アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、ステータコアの軸方向両側から組み付けられコイルが巻き付けられてボビンを形成し、かつ分割された各インシュレータに保持された軸受を介してロータの回転軸を回転可能に支持することを特徴とする。
また、アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、軸方向に複数箇所で突設された脚部を備え、該脚部とモータ基板が熱溶着されて一体に組付けられていることを特徴とする。
また、アウターロータ型のブラシレスモータのインシュレータは、回転軸と平行に筒状部がステータより延設されており、モータ固定プレートとギヤボックスハウジングに筒状部が挟み込まれて一体に組付けられることを特徴とする。
また、アウターロータ型のブラシレスモータにおいて、モータ固定プレート及び該モータ固定プレートが重ね合わされるギヤボックスハウジングには、インシュレータの筒状部を挿入する挿入孔及び該挿入孔の周縁部に切欠部が各々形成されており、モータ固定プレートをギヤボックスハウジングに挿入孔及び切欠部どうしが連通するように重ね合わせ、筒状部外周面に突設された突起部を切欠部へ位置合わせして筒状部を挿入孔へ挿入することにより、モータ部とギヤ部が周方向に位置決めされることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述した電動機の駆動装置を用いれば、電動機の駆動源としてアウターロータ型のブラシレスモータを用いたので、比較的低速でも高トルクが得られ、ギヤの減速比を大きくとらなくてすむため低騒音化を実現でき、減速機構の小型化が図れる。
ロータの回転軸を回転可能に支持しモータ基板が一体に組み付けられるインシュレータがステータコアに軸方向両側より組み付けられるので、インシュレータがハウジングやボビンを兼用するため、部品点数を削減しプレートとハウジングとのかしめ工程を削減することができる。
また、インシュレータは、ステータコアの軸方向両側から組み付けられコイルが巻き付けられてボビンを兼用し、かつ分割された各インシュレータに保持された軸受を介してロータの回転軸を回転可能に支持するので、部品点数の削減と共に組立性を向上することができる。
また、インシュレータは、軸方向に複数箇所で突設された脚部を備え、該脚部とモータ基板が熱溶着されて一体に組付けられるので、モータ基板に設けられるホールＩＣ等のセンサとステータコアとの周方向及び高さ方向の位置決めがインシュレータの脚部とモータ基板との嵌め合いにより容易に行なえる。よって、インシュレータがモータ基板固定用のプレートを兼用するため部品点数や組立工数を削減することができる。
また、インシュレータは、回転軸と平行に筒状部がステータより延設されており、モータ固定プレートとギヤボックスハウジングに筒状部が挟み込まれて一体に組付けられるので、モータ取付板となるプレートをインシュレータで兼用できるので部品点数の削減でき、モータ部とギヤ部とが回転軸と直交姿勢で一体に組み付けることができる。
また、モータ固定プレートをギヤボックスハウジングと挿入孔及び切欠部どうしが連通するように重ね合わせ、インシュレータの筒状部外周面に突設された突起部を切欠部へ位置合わせして筒状部を挿入孔へ挿入することにより、モータ部とギヤ部を周方向に精度良く位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る巻取り用電動機の最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。以下では、シャッター用の巻取り用電動機を例示して説明する。巻取り用電動機は、回転ドラムと同軸に設けられるケース内に設けられる。電動機を起動して減速機構を通じて出力軸へ駆動伝達することにより回転ドラムを回転駆動してシャッターを巻き取る若しくは引き出すようになっている。
【００１１】
先ず、図１を参照して、電動機の駆動装置の概略構成について説明する。
外装ケース（鋼板又は鋼管）１の一端側には、駆動源であるモータ部２と減速部（減速機構）３が一体に収納されている。外装ケース１の長手方向一端部には減速機構３に連繋する出力軸４が突設されている。モータ部２には、一例としてアウターロータ型のブラシレスモータ５が用いられる。ブラシレスモータ５は樹脂製のモータケース６に収納されている。また、減速機構３は、一例として遊星歯車機構（図示せず）が用いられ、ギヤケース７内のギヤボックス８に収納されている。尚、減速機構３は遊星歯車機構に替えて、複数の平行軸を中心に回転するギヤどうしが噛み合う平行軸歯車機構であってもよい。モータケース６とギヤケース７とは長手方向に端部どうしを突き当てて外装ケース１内で一体に組み付けられている。後述するモータ基板へ図示しないモータ駆動回路から接続するリード線９は、モータケース６と外装ケース１の間に形成されるスペースを利用して外装ケース１内を軸方向へ引き出されている。
【００１２】
先ずモータ部２の構成について図１及び図２（ａ）を参照して説明する。アウターロータ型のブラシレスモータ５は、ロータ１０とステータ１１より構成される。先ずロータ１０の構成について説明すると、カップ状のロータハウジング１２内にリング状のマグネット１３が設けられている。ロータハウジング１２はハブ１４にかしめなどにより一体に組み付けられている。回転軸１５は一端側をハブ１４に設けられ軸孔に圧入或いは焼嵌めにより固定されている。
【００１３】
次にステータ１１の構成について説明すると、インシュレータ１６は、軸方向にインシュレータ１６ａと１６ｂとで２分割されており、ステータコア１７に軸方向両側から端部を突き当てる又は互いに重なるように組み付けられる。インシュレータ１６ａとインシュレータ１６ｂでステータコア１７の極歯を覆うボビンを兼用しており、該ボビンにはコイル１８が巻き付けられている。インシュレータ１６ａ、１６ｂの両側開口部には軸受（ベアリング）１９ａ、１９ｂが保持されている。ロータ１０は、回転軸１５がインシュレータ１６ａ、１６ｂの軸孔に挿入されてベアリング１９ａ、１９ｂを介して回転可能に支持されている。
【００１４】
図３（ａ）において、インシュレータ１６ａには、複数箇所（図３（ｂ）では３箇所）に脚部１６ｅが軸方向に突設されている。また、図３（ｃ）において、モータ基板２０には周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に貫通孔２０ａが設けられている。モータ基板２０のロータ１０の対向面にはホールＩＣ、ホール素子などのロータ磁極位置を検出するセンサ２９が設けられている。また、モータ基板２０の反対面にはリード線９を接続するコネクタ２１が設けられている。また、モータ基板２０の中央部には、インシュレータ１６ａの筒状部１６ｃが挿入される挿入孔２０ｂが設けられている。モータ基板２０はインシュレータ１６ａの筒状部１６ｃを挿入孔２０ｂへ挿入し、脚部１６ｅを貫通孔２０ａへ嵌め込んで熱溶着されて一体に組付けられる。これにより、センサ２９とステータコア１７との周方向及び高さ方向の位置決めがインシュレータ１６ａの脚部１６ｅとモータ基板２０の貫通孔２９ａとの嵌め合いにより容易に行なえる。
【００１５】
図４（ａ）（ｂ）において、インシュレータ１６ａは、回転軸１５と平行に筒状部１６ｃがステータ１１より延設されている。この筒状部１６ｃの開口端外周には突起部１６ｄが周方向で複数箇所（本実施礼では４箇所）突設されている。筒状部１６ｃの端部外周面には、図５（ａ）（ｂ）に示すモータ固定プレート２２が嵌め込まれる。モータ固定プレート２２には、筒状部１６ｃを挿入する挿入孔２２ａが形成されており、挿入孔２２ａの周縁部には突起部１６ｄを挿入する切欠部２２ｂが周方向で複数箇所（本実施例では４箇所）形成されている。また、モータ固定プレート２２にはギヤボックス８側からねじ止めされるねじ孔２２ｃが形成されている。
【００１６】
図１においてギヤボックス８のモータ側端部には、ギヤボックスハウジング２３が嵌め込まれている。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）において、ギヤボックスハウジング２３には、インシュレータ１６ａの筒状部１６ｃを挿入する挿入孔２３ａが形成されており、挿入孔２３ａの周縁部には突起部１６ｄを挿入する切欠部２３ｂが周方向で複数箇所（本実施例では４箇所）形成されている。ギヤボックスハウジング２３のギヤボックス８側の開口部には、軸受（ベアリング）２４を保持する段付部２５ａ、ギヤボックス８に嵌合する段付部２５ｂ、ねじ２６を嵌め込むねじ孔２７などが形成されている。ベアリング２４は、回転軸１５と連結して回転する太陽ギヤ２８（減速機構３の一部）を回転可能に支持するように設けられる（図１参照）。
【００１７】
図２（ａ）（ｂ）において、モータ固定プレート２２をギヤボックスハウジング２３の端面に挿入孔２２ａ、２３ａ及び切欠部２２ｂ、２３ｂどうしが連通するように重ね合わせ、インシュレータ１６の筒状部１６ｃの外周面に突設された突起部１６ｄを切欠部２２ｂ、２３ｂへ位置合わせして筒状部１６ｃを挿入孔２２ａ、２３ａへ挿入することにより、モータ部２と減速機構３とが周方向に位置決めされる。
【００１８】
そして、ギヤボックスハウジング２３のギヤボックス８側の開口部に形成されたねじ孔２７にねじ２６を嵌め込んでモータ固定プレート２２のねじ孔２２ｃとねじ嵌合する。これにより、突起部１６ｄがモータ固定プレート２２とギヤボックスハウジング２３に挟み込まれて、モータ部２と減速機構３とが周方向に位置決めされかつ回転軸１５と直交姿勢で一体に組付けられる。
【００１９】
以上のように、電動機の駆動源としてアウターロータ型のブラシレスモータ５を用いたので、比較的低速でも高トルクが得られ、ギヤの減速比を大きくとらなくてすむため低騒音化を実現でき、減速機構３の小型化が図れる。また、インシュレータ１６が、ハウジング、ボビン、プレートを兼用するため、部品点数を減らして製造コストを低減し組立工数を減らして組立性を向上させることができる。
【００２０】
本実施例はシャッター巻取り用の電動機の駆動装置について説明したが、カーテン、ブラインド、オーニングなどの他の巻取り部材の巻取り用電動機や雨戸開閉装置など他の電動機の駆動装置に適用しても良い。また、アウターロータ型モータは、ブラシレスモータ５に限らず、ＡＣインダクションモータ、ＤＣモータ、ステップモータなど他のモータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電動機の駆動装置の一部破断断面図である。
【図２】ギヤボックスハウジングと連繋するモータ部の断面図及びギヤボックスハウジングの側面図である。
【図３】インシュレータの正面図、左側面図及びモータ基板の平面図である。
【図４】モータ部の正面図及び左側面図である。
【図５】モータ固定板の正面図及び左側面図である。
【図６】ギヤボックスハウジングの断面図及び左右側面図である。
【図７】従来のアウターロータ型のブラシレスモータの断面図及び左側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  外装ケース
２  モータ部
３  減速機構
４  出力軸
５  ブラシレスモータ
６  モータケース
７  ギヤケース
８  ギヤボックス
９  リード線
１０  ロータ
１１  ステータ
１２  ロータハウジング
１３  マグネット
１４  ハブ
１５  回転軸
１６、１６ａ、１６ｂ  インシュレータ
１６ｃ  筒状部
１６ｄ  突起部
１６ｅ  脚部
１７  ステータコア
１８  コイル
１９ａ、１９ｂ、２４  ベアリング
２０  モータ基板
２０ａ  貫通孔
２０ｂ  挿入孔
２１  コネクタ
２２  モータ固定プレート
２２ａ，２３ａ  挿入孔
２２ｂ、２３ｂ  切欠部
２２ｃ、２７ねじ孔
２３  ギヤボックスハウジング
２５ａ、２５ｂ  段付部
２６  ねじ
２８  太陽ギヤ
２９  センサ
【図１】
2007215308.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007215308.tif 000005
【図４】
2007215308.tif 000006
【図５】
2007215308.tif 000007
【図６】
2007215308.tif 000008
【図７】
2007215308.tif 000009