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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorvorrichtung für eine Antriebsmotorrotation durch
Zuführen
von elektrischer Leistung von einer Steuereinheit.
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Die
vorliegende Anmeldung beruht auf der Patentanmeldung Nr.
2005-111543 , eingereicht
am 8. April 2005 in Japan, deren Inhalt hiermit durch Literaturhinweis
eingefügt
ist.
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Stand der Technik
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Ein
Motor, wie z. B. ein bürstenloser
Motor, ist dafür
ausgelegt, einen Rotor in Drehung zu versetzen, während die
Position des Rotors mittels eines Positionserfassungssensors erfasst
wird und der elektrische Strom zu einer Spule einer Statoreinheit auf
der Grundlage eines vom Positionserfassungssensor gesendeten Ausgangssignals
umgeschaltet wird. Der zum bürstenlosen
Motor 2 geleitete elektrische Strom wird von einer Steuereinheit
gesteuert, die getrennt vom bürstenlosen
Motor angeordnet ist. Ein von einer Steuereinheit ausgehender Anschluss ist
in einen bürstenlosen
Motor eingesetzt und in einigen herkömmlichen Motorvorrichtungen
hierin befestigt, so dass eine Stromversorgungsleitung zwischen dem
büstenlosen
Motor und der Steuereinheit oder eine Signalleitung für den Positionserfassungssensor nicht
erforderlich sind (siehe z. B. Patentdokument 1).
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Die
Motorvorrichtung weist einen Öffnungsabschnitt
an einer Seite des Gehäuses
des bürstenlosen
Motors auf. Wenn die Steuereinheit an einem Umfangsabschnitt des Öffnungsabschnitts
angebracht ist, tritt ein von der Steuereinheit ausgehender Stromversorgungsanschluss über den Öffnungsabschnitt
in das Gehäuse
ein. Der Anschluss erstreckt sich so, dass er eine Anschlussklemme
mit einer damit verbundenen Spule überlappt. An der Anschlussklemme
ausgebildete Gewindelöcher
und auf der Anschlussklemme ausgebildete Löcher weisen die gleiche Position
auf. Das Einsetzen von Schrauben von einer vorderen Oberfläche des
Gehäuses
und das Schrauben der Schrauben mittels eines Schraubendrehers nach
außen
bringt die Anschlussklemme mit dem Anschluss in Eingriff, wodurch
die Steuereinheit am bürstenlosen
Motor befestigt wird.
- Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift,
erste Veröffentlichung
Nr. 2003-204654 .
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Von der Erfindung zu lösenden Probleme
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Ein
Schaltungssubstrat war während
der Montage der herkömmlichen
Struktur zum Anbringen des bürstenlosen
Motors an der Steuereinheit anfällig
für eine
erhebliche Beanspruchung, da ein am Schaltungssubstrat befestigter
Stromversorgungsanschluss, der in der Steuereinheit vorgesehen ist,
am bürstenlosen
Motor befestigt wird, nachdem er in einen Halter eingeführt worden
ist. Gegenmaßnahmen zum
Verhindern des Eindringens von Fremdkörpern während des Transports und dergleichen
mussten erdacht werden, da der bürstenlose
Motor einen Öffnungsabschnitt
zum Aufnehmen eines Stromversorgungsanschlusses aufweist.
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die obenerwähnten Umstände gemacht, wobei es die Hauptaufgabe
ist, eine Steuereinheit an einem Motor mittels einer einfachen Operation
anzubringen, d. h. zuverlässig
und ohne Beeinflussung der Leistungsfähigkeit des Motors und der
Steuereinheit.
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Mittel zum Lösen Probleme
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Um
die obenerwähnten
Probleme zu lösen, ist
eine Motorvorrichtung gemäß der ersten
Erfindung der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
sie enthält:
einen Motor; und eine Steuereinheit zum Steuern der Motoransteuerung,
so dass der Motor und die Steuereinheit separat montiert werden
können,
wobei ein Stromversorgungsverbindungsanschluss und ein Verbindungsanschluss
für ein
von einem Positionserfassungssensor eines Rotors des Motors ausgegebenes
Signal von einem lateralen Abschnitt des Motors hervorstehen, und
wobei die Verbindungsanschlüsse
dafür ausgelegt
sind, mit der Steuereinheit verbindbar zu sein.
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Die
Motorvorrichtung schafft eine elektrische Verbindung zwischen dem
Motor und der Steuereinheit, die separat montiert worden sind, durch
Einsetzen von Verbindungsanschlüssen,
die vorher in Richtung zum Motor hervorstehen, in die Steuereinheit, während eine
elektrische Verdrahtung und dergleichen ausgeschlossen wird.
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Eine
zweite Erfindung, die der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist,
ist die Motorvorrichtung gemäß der ersten
Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erster Verbinder,
der die Verbindungsanschlüsse
enthält,
am Motor vorgesehen ist und hiervon hervorsteht; und ein zweiter
Verbinder, der mit dem ersten Verbinder verbindbar ist und einen
gemeinsamen Verbindungsanschluss enthält, der mit den Verbindungsanschlüssen elektrisch
verbunden ist, an der Steuereinheit vorgesehen ist.
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In
der Motorvorrichtung werden die Verbindungsanschlüsse, die
vorher von dem Motor hervorstehen, mit den gemeinsamen Verbindungsanschluss
der Steuereinheit verbunden, in dem das Verbinderpaar in Eingriff
gebracht wird. Es wird auf das mit dem Motor verbundene Schaltungssubstrat über den
gemeinsamen Verbindungsanschluss keine bedeutende Beanspruchung
ausgeübt,
da der gemeinsame Verbindungsanschluss über Verbinder an der Steuereinheit
befestigt ist.
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Eine
dritte Erfindung, die der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist,
ist die Motorvorrichtung gemäß der ersten
Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Schlitz, in
den die Verbindungsanschlüsse
eingesetzt werden können,
an einem Gehäuse
der Steuereinheit vorgesehen ist, und ein aus Metall gefertigter
Anschluss, der mit dem in das Gehäuse eingesetzten Verbindungsanschluss
verbunden werden kann, an einem am Gehäuse befestigten Schaltungssubstrat
angeordnet ist.
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Die
Motorvorrichtung erreicht eine elektrische Verbindung zwischen dem
Motor und der Steuereinheit durch Einsetzen der Verbindungsanschlüsse, die
vorher vom Motor hervorstehen, in das Gehäuse der Steuereinheit und durch
Herstellen eines Eingriffs der Verbindungsanschlüsse mit einem Metallanschluss,
der an einem Schaltungssubstrat im Gehäuse befestigt ist.
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Ferner
kann der Halter des Motors mit der Steuereinheit über eine
Verbindungsanschlusseinheit verbunden werden, die die hier angeordneten Verbindungsanschlüsse aufweist.
Ein Positionserfassungssensor für
den Rotor kann an diesem Gehäuse der
Verbindungsanschlusseinheit vorgesehen sein.
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Wirkungen der Erfindung
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Die
auf das Schaltungssubstrat der Steuereinheit einwirkende Beanspruchung
kann in der vorliegenden Erfindung erheblich reduziert werden, da die
Steuereinheit am Motor angebracht werden kann, der den vorher darin
angebrachten Verbindungsanschluss aufweist. Ein Eindringen von Fremdkörpern in
den Motor kann verhindert werden, da die Verbindungsanschlüsse vom
Motor hervorstehen; und da die Motormontage nicht abgeschlossen
ist, bis ein Öffnungsabschnitt,
der mit dem Inneren des Motors in Verbindung steht, zurückbleibt.
Der Transport und die Montage von Motoren können somit erleichtert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht, die die Konfiguration einer Motorvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 zeigt
die Konfiguration des bürstenlosen
Motors der 1 im Querschnitt.
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3 ist
eine Ansicht längs
des Pfeils A in 2.
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4 zeigt
eine nicht-gekapselte Konfiguration der 2.
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5 zeigt
die Konfiguration einer Verbindungsanschlusseinheit der in 1 gezeigten
Motorvorrichtung in Draufsicht.
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6 ist
eine Ansicht der Steuereinheit längs
des in 1 gezeigten Pfeils B.
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7 zeigt
die Struktur zum Anbringen der Motorvorrichtung in einer vergrößerten Querschnittsansicht
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt
die Konfiguration in der Umgebung eines Rotors und eines Halters
in der Motorvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsansicht.
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9 ist
eine Ansicht längs
des Pfeils C in 8.
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10 ist
eine Seitenansicht, die die Konfiguration einer in 8 gezeigten
Verbindungsanschlusseinheit zeigt.
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11 ist
eine Ansicht längs
des Pfeils D in 10.
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BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsformen
zur Ausführung
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Steuereinheit 3 zum
Steuern der Rotation eines bürstenlosen Motors 2 direkt
am bürstenlosen
Motor 2 in einer Motorvorrichtung 1 angebracht.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, entspricht der
bürstenlose
Motor 2 einem Innenrotortyp, der einen Rotor 5 in
einer Statoreinheit 4 aufweist. Die Statoreinheit 4 weist
ein Motorgehäuse 6 auf,
das eine zylindrische Form mit einem Boden aufweist. Ein kreisförmiger Statorkern 7 ist
in das Motorgehäuse 6 eingepresst.
Der Statorkern 7 wird durch Aufstapeln mehrerer aus Metall
gefertigter Kernbleche in einer Axialrichtung des bürstenlosen
Motors 2 hergestellt. Eine Spule 8 wird durch
Wickeln mehrerer Drähte
um die Zinken hergestellt, die sich jeweils mit einem konstanten
Zwischenraum auf einem Innenumfang des Statorkerns 7 erstrecken.
Die mit Draht gewickelte Spule 8 ist mit einer Anschlussklemme 9 verbunden, die
im Öffnungsabschnitt
des Motorgehäuses 6 befestigt
ist.
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Der
Rotor 5 weist eine Welle 10 auf. Ein Permanentmagnet 11 mit
mehreren Magnetpolen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind,
ist an einem Außenumfangsabschnitt
der Welle 10 befestigt. Eine Magnetabdeckung 11A ist
so angebracht, dass sie diesen außen abdeckt. Ein Endabschnitt
der Welle 10 ist durch ein Lager 12 drehbar unterstützt, dass
in einen Bodenabschnitt 6A des Motorgehäuses 6 eingepresst
ist. Der andere Endabschnitt der Welle 10 ist durch ein
Lager 13 drehbar unterstützt. Das Lager 13 ist
in einen Halter 14 eingepresst, der den Öffnungsabschnitt
des Motorgehäuses 6 abdeckt.
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Der
Halter 14 ist mittels Schrauben am Motorgehäuse 6 befestigt.
Ein Unterstützungsloch 15,
in das das Lager 13 eingepresst ist, ist in der Mitte in Axiallinienrichtung
des Halters 14 angeordnet. Ein Gehäuseabschnitt 16, der
einen Durchmesser größer als
das Unterstützungsloch 15 aufweist,
ist am anderen Ende des Unterstützungsloches 15 angeordnet.
Ein am Rotor 5 befestigter Magnet 17 ist im Gehäuseabschnitt 16 rotierend
umschlossen. Der Magnet 17, wie er hier verwendet wird,
weist mehrere Magnetpole auf, die in Umfangsrichtung magnetisch aneinander
haften. Eine Öffnung
am anderen Ende des Gehäuseabschnitts 16 ist
durch einen ringförmigen
Deckel 18 verschlossen. Eine Kupplung 19, die mit
einer weiteren Vorrichtung verbunden ist, ist an der Welle 10 des
Rotors 5, die aus dem Deckel 18 hervorsteht, angebracht.
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Wie
in den 1 bis 4 gezeigt ist, wird der Halter 14 gebildet
durch Ausbauchen eines Teils des kreisförmigen Außenumfangsabschnitts, der den Öffnungsabschnitt
des Motorgehäuses 6 abdeckt. Ein
Anbringungsabschnitt 20 mit einer ebenen Anbringungsoberfläche 20A ist
am Halter 14 ausgebildet. Zwei Gewindelöcher 21 sind auf der
Anbringungsoberfläche 20A des
Anbringungsabschnitts 20 ausgebildet. Ein Verbindungsabschnitt 23 ist
zwischen den Gewindelöchern 21 befestigt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Dichtungselement 24 in
einen ausgesparten Abschnitt eingesetzt, der zwischen dem Außenumfangsabschnitt
des Verbindungsabschnitts 23 und dem Anbringungsabschnitt 20 ausgebildet
ist.
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Drei
Teile von Stromversorgungsverbindungsanschlüssen 27 (Verbindungsanschlüsse zum Zuführen elektrischer
Leistung) und sieben Teile von Ausgangsverbindungsanschlüssen 31 (Verbindungsanschlüsse zum
Ausgeben eines Signals) sind so vorgesehen, dass sie in Radialrichtung
nach außen ragen.
Ein gekerbter ausgesparter Abschnitt 27A ist an jedem Spitzenabschnitt
eines jeden der vorstehenden Stromversorgungsverbindungsanschlüsse 27 ausgebildet.
Die Stromversorgungsverbindungsanschlüsse 27 ragen in ein
Verbindungsloch 22, das am Halter 14 ausgebildet
ist. Der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27, der in
den Halter 14 zurückgezogen
ist, bewirkt, dass das Motorgehäuse 6 mit
dem Gehäuseabschnitt 16 in
Verbindung steht. Ein Loch 27B ist an einem Basisendabschnitt
des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 ausgebildet,
der durch das Verbindungsloch 22 freigelegt ist. Wie in 1 gezeigt
ist, ist jeder Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 mit
jeder Anschlussklemme 9 entsprechend der dreiphasigen Spule 8 in der
Statoreinheit 4 und unter Verwendung des Loches 276 und
des Gewindeloches 9A der Anschlussklemme 9 elektrisch
verbunden.
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Ferner
ist der Ausgangsverbindungsanschluss 31, der in den Gehäuseabschnitt 16 des
Halters 14 zurückgezogen
ist, mit den Ausgangsanschlüssen
der Hall-ICs (integrierte Schaltungen) 29 und 30 elektrisch
verbunden, die auf einem Sensorsubstrat 28 angeordnet sind,
das mittels Schrauben 25 im Gehäuseabschnitt 16 am
Halter 14 befestigt ist. Die Hall-ICs 29 und 30 sind
so angeordnet, dass sie dem Permanentmagneten 11 zugewandt
sind, der mit dem Rotor 5 rotiert. Die Hall-ICs 29 und 30 sind Positionserfassungssensoren
für den
Rotor 5, die so konfiguriert sind, dass sie die Ausgangssignale
umschalten, wenn die Magnetpole des Magneten 17 in der
Nähe der
Hall-ICs 29 und 30 entsprechend der Rotation des
Rotors 5 wechseln. Drei Hall-ICs 29 sind entsprechend
einem Innenumfangsmagneten 17A, der weniger Magnetpole
aufweist, im Innenumfang des Magneten 17 angeordnet. Der
Hall-IC 30 ist entsprechend einem Außenumfangsmagneten 17B, der
mehr Magnetpole aufweist, am Außenumfang des
Magneten 17 angeordnet.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
sind ferner Verdrahtungen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind,
zum elektrischen Verbinden der Hall-ICs 29 und 30 mit
dem Stromversorgungsverbindungsanschluss 27, dem Sendersubstrat 28 und
einem Ausgangsverbindungsanschluss 31 durch Kunstharz unterstützt, das
den Verbindungsabschnitt 23 bildet. Diese Komponenten bilden
insgesamt eine Verbindungsanschlusseinheit 32, wie in 5 gezeigt
ist. Es ist zu beachten, dass ein Bezugszeichen 23A ein Gewindeloch
bezeichnet, durch das die Schraube 25 dringt. Das Gewindeloch 23A durchdringt
den Verbindungsabschnitt 23 und das Sensorsubstrat 28.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist die Steuereinheit 3 einen
Raum auf, der durch ein rechteckiges Gehäuse 41 und einen angebrachten
Deckel zum Verschließen
eines Öffnungsabschnitts 41a des
Gehäuses 41 definiert
ist. Ein Schaltungssubstrat 43 ist im Raum befestigt. Ein
Aufnahmeabschnitt 44 mit einer Aufnahmeebene ist am Bodenabschnitt 41B angeordnet,
der dem Öffnungsabschnitt 41A zugewandt
ist. Langgestreckte Schlitze 45 und 46 sind am Aufnahmeabschnitt 44 ausgebildet.
Die Schlitze 45 und 46 weisen eine solche Größe auf,
dass die Verbindungsanschlüsse 27 und 30 in
das Gehäuse 41 eintreten
können.
Löcher
zum Einsetzen von Schrauben 47 sind auf dem Aufnahmeabschnitt 44 an
Positionen ausgebildet, zwischen denen die Schlitze 45 und 46 angeordnet
sind. Diese Löcher
sind entsprechend den Gewindelöchern 21 am
Anbringungsabschnitt 20 ausgebildet. Diese Löcher werden
verwendet, um die Steuereinheit 3 am bürstenlosen Motor 2 zu
befestigen. Leistungsvorrichtungen und Schaltungen, die auf dem
Schaltungssubstrat 43 implementiert sind, sind so konfiguriert,
dass sie den Zeitablauf zum Umschalten der jeder Phase der Spule 8 in
der Statoreinheit 4 zugeführten elektrischen Leistung
auf der Grundlage des Ausgangssignals berechnen, das von dem Hall-ICs 29 und 30 gesendet
wird, und die elektrische Leistung jeder Phase auf der Grundlage des
Berechnungsergebnisses zuführen.
Es ist zu beachten, dass ein Verbinder, der in der Zeichnung nicht
gezeigt ist, am Gehäuse 41 angeordnet
ist. Der Verbinder kann über
ein Kabel mit der Stromversorgung verbunden sein.
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Eine
Stromschiene 50 mit drei Teilen eines Metallanschlusses
und eine Stromschiene 51 mit sieben Teilen eines Metallanschlusses
erstrecken sich ausgehend vom Schaltungssubstrat 43 und
sind in geeigneter Weise entsprechend den Verbindungsanschlüssen 27 und 31 angeordnet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Endabschnitt jeder der
Stromschienen 50 und 51 in Verlaufsrichtung der
Verbindungsanschlüsse 27 und 31 gebogen,
so dass eine Fläche, an
der die Busschienen 50 und 51 Kontakt mit den Verbindungsanschlüssen 27 und 31 herstellen,
beträchtlich
ist. Wie ferner in 6 gezeigt ist, ist ein vorstehender
Abschnitt 50A an jedem Endabschnitt der Stromschiene 50 ausgebildet.
Der vorstehende Abschnitt 50A passt zu dem ausgesparten
Abschnitt 27A des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27.
Es ist zu beachten, dass die Stromschienen 50 und 51 jeweils
unter Verwendung eines Schweißverfahrens
und dergleichen an den Verbindungsanschlüssen 27 und 31 befestigt
werden sollte.
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Im
Folgenden werden Operationen in der vorliegenden Ausführungsform
erläutert.
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Die
Montage der Motorvorrichtung 1 umfasst die Montage der
Statoreinheit 4 und separat die Montage des Rotors 5.
In der Statoreinheit 4 werden das Lager 12 und
der Statorkern 7 mit der darauf gewickelten Spule 8 in
das Motorgehäuse 6 eingepresst, wobei
die Anschlussklemme 9 mit dem daran angebrachten Draht
der Spule 8 am Motorgehäuse 6 befestigt
wird. Der Rotor 5 wird montiert durch Anbringen einer Magnetabdeckung 11A auf
der Welle 10 mit daran befestigtem Permanentmagneten 11,
und durch drehbares Unterstützen
des anderen Endes der Welle 10 durch das Lager 13,
das in den Halter 14 eingepresst ist.
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Hierbei
wird vor dem Schritt des Einsetzens der Welle 10 des Rotors 5 in
den Halter 14 die Verbindungsanschlusseinheit 32 durch
die Anbringungsoberfläche 20A des
Verbindungsloches 22 von der Seite her in den Halter 14 eingesetzt,
an der der Basisendabschnitt des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 und
das Sensorsubstrat 28 angeordnet sind. Ein Loch 27 des
Basisendabschnitts ist durch das Verbindungsloch 22 freigelegt,
wobei das Sensorsubstrat 28 an einer vorgegebenen Position im
Gehäuseabschnitt 16 angeordnet
ist. Wie in 4 gezeigt ist, wird anschließend das
Sensorsubstrat 28 am Halter 14 durch Festziehen
der Schrauben 25 in den Gewindelöchern 23A im Gehäuseabschnitt 16 befestigt.
Einsetzen der Welle 10 des Rotors 5 in den Halter 14,
Ausrichten der Löcher 27B des
Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 auf die entsprechenden
Gewindelöcher 9A und
Festziehen der Schrauben 26 in denselben bewirken ferner,
dass der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 mit der Anschlussklemme 9 verbunden
wird. Der Magnet 17 wird ferner am anderen Endabschnitt
der Welle 10 im Gehäuseabschnitt 16 des
Halters 14 befestigt. Dies ermöglicht das Erfassen des Wechsels
des Magnetpols mittels der Hall-ICs 29 und 30.
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Der
Rotor 5 wird in die Statoreinheit 4 eingesetzt,
nachdem die Statoreinheit 4 und der Rotor 5 separat
montiert worden sind. Die Welle 10 des Rotors 5 ist
durch das Lager 12 drehbar unterstützt, wobei der Halter 14 unter
Verwendung von Schrauben an das Motorgehäuse 6 geschraubt wird.
Anschließend
wird die Kupplung 19 an der Welle 10 nach Verschließen des
Gehäuseabschnitts 16 mit
dem Deckel 18 angebracht. Außerdem wird das Dichtungselement 24 in
den Anbringungsabschnitt 20 eingesetzt, um somit den Außenumfangsabschnitt
des Verbindungsabschnitts 23 abzudecken. Dies schließt die Montage
des bürstenlosen
Motors 2 ab.
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Die
Steuereinheit 3 und der bürstenlose Motor 2 können separat
montiert werden. Die Steuereinheit wird montiert durch Herstellen
des Schaltungssubstrats 43 mittels Implementieren und dergleichen von
Schaltungen und Stromschienen 50 und 51 auf einem
Substrat, und durch Befestigen des hergestellten Schaltungssubstrats 43 auf
dem Gehäuse 41.
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Die
Steuereinheit 3 wird am bürstenlosen Motor 2 angebracht,
indem die Steuereinheit 3 nahe an den Anbringungsabschnitt 20 des
bürstenlosen Motors 2 gebracht
wird und in die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 eintritt,
die von der Anbringungsoberfläche 20a durch
die Schlitze 45 und 46 des Gehäuses 41 in das Gehäuse 41 hervorstehen.
Da ferner die Kontaktherstellung mittels der Anbrin gungsoberfläche 20A auf
einer ebenen Oberfläche
des Aufnahmeabschnitts 44 das Dichtungselement 24 unterbricht,
wird eine flüssigkeitsdichte
Struktur zwischen dem Halter 14 und dem Gehäuse 41 erhalten.
Das Festziehen der Schrauben 47 in diesem Zustand der Öffnungsabschnitte 41a des
Gehäuses 41 ordnet
das Gehäuse 41 auf
dem Halter 14 an einer festen Position an. Da in diesem
Zustand der ausgesparte Abschnitt 27A des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 mit
dem vorstehenden Abschnitt 50A der Stromschiene 50 in
Eingriff gelangt und der Ausgangsverbindungsabschnitt 31 Kontakt
mit der Stromschiene 51 herstellt, werden die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 unter
Verwendung eines Schweißverfahrens
an den entsprechenden Stromschienen 50 und 51 befestigt.
Das Einsetzen eines Dichtungselements 52 in das Gehäuse 41 und
ferner das Festschrauben des Deckels 42 hierauf verschließt folglich
den Öffnungsabschnitt 41A des
Gehäuses 41.
Dies schließt
die Montage der Motorvorrichtung 1 ab. Das heißt, der
bürstenlose
Motor 2 ist über
die Verbindungsanschlusseinheit 32 in der Motorvorrichtung 1 mit
der Steuereinheit 3 verbunden.
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Wenn
der Rotor 5 des bürstenlosen
Motors 2 in der Motorvorrichtung 1 rotiert, erfassen
die Hall-ICs 29 und 30 die Position des Rotors 5 auf
der Grundlage des Wechsels der Magnetpole des Magneten 17.
Deren Ausgangssignal wird in eine Schaltung auf dem Schaltungssubstrat 43 durch
den Ausgangsverbindungsanschluss 31 und die Stromschiene 51 eingegeben.
Das Schaltungssubstrat 43 berechnet den Zeitablauf der
Umschaltung des elektrischen Stroms auf der Grundlage des von den Hall-ICs 29 und 30 ausgegebenen
Signals und führt elektrische
Leistung der Spule 8 mit der entsprechenden Phase auf der
Grundlage des Zeitablaufs von einer spezifischen Stromschiene 50 über den
Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und die Anschlussklemme 9 zu.
Dies führt
dazu, dass der Rotor 5 durch einen magnetischen Kreis,
der vom Statorkern 7 und vom Rotor 5 gebildet
wird, in Drehung versetzt wird.
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Die
vorliegende Ausführungsform
verhindert, dass eine bedeutende Kraft auf das Schaltungssubstrat 43 der
Steuereinheit 3 während
der Montage der Motorvorrichtung 1 ausgeübt wird,
da der bürstenlose
Motor 2 hergestellt wird, indem der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und
der Ausgangsverbindungsanschluss 31 vorher am Halter 14 befestigt
werden, und da die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 an
der Steuereinheit 3 befestigt werden. Ferner kann die Zuverlässigkeit
des Verbindungsabschnitts gesteigert werden, da der ausgespar te
Abschnitt 27A des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 2 mit
dem vorstehenden Abschnitt 50A der Stromschiene 50 in
Eingriff gelangt. Auch kann das Eindringen von Fremdkörpern in
den büstenlosen Motor 2 beim
Transport, der während
der Montage durchgeführt
wird, verhindert werden, da der bürstenlose Motor 2 ohne
Aufrechterhalten eines Öffnungsabschnitts
unabhängig
separat montiert werden kann, indem die Verbindungsanschlusseinheit 32 mit den
Verbindungsanschlüssen 27 und 31 vorher
am Halter 14 befestigt wird. Somit kann die Effizienz der Operation
gesteigert werden, da der Transport oder die anschließende Operation
erleichtert werden können.
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Obwohl
die Schlitze 45 und 46 zur Aufnahme der Verbindungsanschlüsse 27 und 31 auf
der Steuereinheit 3 ausgebildet sind, ist die Steuereinheit 3 weniger
anfällig
für das
Eindringen von Fremdkörpern
als der bürstenlose
Motor 1, da die Steuereinheit 3 an einem Ort montiert
wird, der vor dem Eindringen von Fremdkörpern schützt, wie z. B. in einem staubfreien
Raum, einem Reinraum, hinsichtlich der Konfiguration, die das Schaltungssubstrat 43 enthält. Die
Schlitze 45 und 46, die auf der Steuereinheit 3 ausgebildet
sind, beeinflussen daher nicht die Montageoperation der Motorvorrichtung 1 oder
die Leistungsfähigkeit
der Motorvorrichtung 1.
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Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Ausführungsform sich von der ersten Ausführungsform
unterscheidet, da ein büstenloser Motor
so konfiguriert ist, dass er anders an einer Steuereinheit angebracht
wird. Es ist zu beachten, dass Elemente, die äquivalent zu denjenigen der
obigen Ausführungsform
sind, mit ähnlichen
Bezugzeichen bezeichnet sind, wobei redundante Erläuterungen
derselben weggelassen werden.
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Wie
in 7 gezeigt ist, ist ein Anbringungsabschnitt 60 an
einem Außenumfangsabschnitt
des Halters 14 vorgesehen. Der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und
Ausgangsverbindungsanschluss 31 (siehe z. B. 3),
in 7 nicht gezeigt, sind so vorgesehen, dass sie
vom Anbringungsabschnitt 60 radial nach außen ragen,
so dass der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 parallel zum
Ausgangsverbindungsanschluss 31 ist. Ferner ist eine erste
Verbinderbuchse 61, die in Baueinheit mit dem Halter 14 zum
Abdecken der Verbindungsanschlüsse 27 und 31 ausgebildet
ist, in Radialrichtung nach außen auf
dem Anbringungsabschnitt 60 ausgebildet. Die Buchse 61 ist
länger
als jeder vorstehende Teil der Verbindungsanschlüsse 27 und 31. Ferner
ist eine Nut 62 auf einem Innenumfangsabschnitt der Buchse 61 ausgebildet,
in die ein Dichtungselement 63 eingesetzt ist.
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Die
Steuereinheit 3 ist so konfiguriert, dass sie das Schaltungssubstrat 43 in
dem durch das Gehäuse 41 und
den Deckel 42 definierten Raum aufnimmt. Ein ausgesparter
Abschnitt 64 ist am einem Endabschnitt ausgebildet, der
dem Halter 14 im Gehäuse 41 zugewandt
ist. Ein zweiter Verbinderstecker 65 ist hier befestigt.
Der Stecker 65 weist eine äußere Form auf, die in die Buchse 61 eingesetzt werden
kann. Ferner tritt der Basisendabschnitt des Steckers 65 durch
den Schlitz 66, der auf dem ausgesparten Abschnitt 64 des
Gehäuses 41 ausgebildet
ist, in das Gehäuse 41 ein.
Ein Dichtungselement 67, das zwischen dem Stecker 65 und
dem Gehäuse 41 angeordnet
ist, stellt eine flüssigkeitsdichte
Struktur zur Verfügung.
Außerdem
sind mehrere aus Metall gefertigte gemeinsame Verbindungsanschlüsse 68 im
Stecker 65 angeordnet. Jeder Basisendabschnitt des gemeinsamen
Verbindungsabschnitts 68, der in das Gehäuse 41 zurückgezogen
ist, ist mit den Stromschienen 50 und 51 verschweißt, die
jeweils auf dem Schaltungssubstrat 43 vorgesehen sind.
Ein Spitzenendabschnitt, der aus dem Gehäuse 41 in jedem gemeinsamen
Verbindungsabschnitt 68 hervorsteht, weist eine Kastenform
auf, so dass er die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 des
bürstenlosen
Motors 2 aufnehmen kann und mit diesem in Eingriff gelangen
kann.
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Das
Dichtungselement 63 wird in die Nut 62 der Buchse 61 eingeführt, um
den bürstenlosen
Motor 2 zu montieren. Außerdem werden der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und
der Ausgangsverbindungsanschluss 31 mit der Anschlussklemme 9 bzw.
den Hall-ICs 29 und 30 verbunden. Die Montage
der Steuereinheit 3 geht einher mit: Einsetzen des gemeinsamen
Verbindungsanschlusses 68 in den Stecker 65, um
ihn darin zu befestigen; Einsetzen des Dichtungselements 67 in
eine Nut 69, die am Basisende des Steckers 65 ausgebildet
ist; Einsetzen des Basisendabschnitts des Steckers 65 in den
Schlitz 66; und Befestigen des Gehäuses 41 unter Verwendung
von Schrauben, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Eine flüssigkeitsdichte
Struktur wird ausgebildet durch Unterbrechen dieses Zustands des
Dichtungselements 67. Da ferner der gemeinsame Verbindungsanschluss 68 an
jeder der Stromschienen 50 und 51 unter Verwendung
eines Schweißverfahrens
befestigt wird, wird somit der Öff nungsabschnitt 41A des
Gehäuses 41 durch
den Deckel 42 verschlossen, da jeder gemeinsame Verbindungsanschluss 68 mit
jeder der Busschienen 50 und 51, die entsprechend
angeordnet sind, in Kontakt kommt.
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Der
Stecker 65 wird in die Buchse 61 eingesetzt, um
die Steuereinheit 3 am bürstenlosen Motor 2 anzubringen.
Der gemeinsame Verbindungsanschluss 68 gelangt in Eingriff
mit dem entsprechenden Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und dem
Ausgangsverbindungsanschluss 31 für eine elektrische Verbindung.
Der Stecker 65 gelangt mit der Buchse 61 mittels
des Dichtungselements 63 in Eingriff, so dass eine flüssigkeitsdichte
Struktur gebildet wird. Dies bewirkt, dass die Steuereinheit 3 am bürstenlosen
Motor 2 angebracht wird.
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Die
vorliegende Ausführungsform
erleichtert die Positionierung und die Montage der Steuereinheit 3 und
des bürstenlosen
Motors 2, da die Steuereinheit 3 am bürstenlosen
Motor 2 angebracht wird, indem Verbinder, die aus der Buchse 61 und
dem Stecker 65 gefertigt sind, unter Verwendung eines Verbinderverfahrens
verbunden werden. Ferner kann die Einwirkung von erheblicher Beanspruchung
auf das Schaltungssubstrat 43 während der Montageoperation
verhindert werden, da der gemeinsame Verbindungsanschluss 68 in
dem im Gehäuse 41 befestigten
Stecker 65 befestigt wird. Andere Wirkungen sind dieselben
wie diejenigen, die mit Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert worden
sind.
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Als
nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Ausführungsform sich von der ersten Ausführungsform
unterscheidet, da die Form der Verbindungsanschlusseinheit 32 zum
Verbinden eines bürstenlosen
Motors mit einer Steuereinheit verschieden von derjenigen ist, die
in der ersten Ausführungsform
verwendet wird. Es ist zu beachten, dass Elemente, die äquivalent
zu denjenigen der obigen Ausführungsform
sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und redundante
Erläuterung derselben
weggelassen werden.
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Wie
in den 8 und 9 gezeigt ist, wird ähnlich der
ersten Ausführungsform
die Verbindungsanschlusseinheit 32 durch die Anbringungsoberfläche 20 und
das Verbindungsloch 22 von einer Seite her in den Gehäuseabschnitt 16 eingesetzt,
an der ein Basisendabschnitt des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 und
das Sensorsubstrat 28 angeordnet sind. Das Sensorsubstrat 28 ist
am Halter 14 im Gehäuseabschnitt 16 mittels
Schrauben 25 befestigt, die in die Gewindelöcher 23A geschraubt sind.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ragt ferner ein Abschnitt, der einen Spitzenendabschnitt (in den 10 und 11 mit
dem Bezugszeichen 23B bezeichnet) der Verbindungsanschlusseinheit 32 des
Verbindungsabschnitts 23 bildet, von der Anbringungsoberfläche 20A in
Radialrichtung relativ zum Rotor 5 nach außen. Außerdem ragen
ein Spitzenendabschnitt des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 und
ein Spitzenendabschnitt des Ausgangsverbindungsanschlusses 31 von
einer lateralen Oberfläche
längs der
Axialrichtung des Rotors 5 dieses Abschnitts lateral hervor
(in einer Richtung senkrecht zur Achse des Rotors 5). Das
Bezugszeichen 33 bezeichnet ferner eine Verdrahtung für die elektrische
Verbindung des Ausgangsverbindungsanschlusses 31 mit den
Hall-ICs 29 und 30.
Die Verdrahtung ist im Nutabschnitt 23C angeordnet, der auf
dem Verbindungsabschnitt 23 ausgebildet ist.
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Ein
Schaltungssubstrat, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist
in der Steuereinheit 3 vorgesehen. Die langgestreckten
Schlitze 45 und 46 sind auf einer Seitenoberfläche 71 der
Steuereinheit 3 ausgebildet, die dem Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und
dem Ausgangsverbindungsanschluss 31 zugewandt ist. Die
Schlitze 45 und 46 weisen eine Größe auf,
derart, dass die Verbindungsanschlüsse 27 und 30 in
das Gehäuse 41 der
Steuereinheit 3 eintreten können. Die Steuereinheit 3 und der
bürstenlose
Motor 2 können
separat montiert werden. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 72 ein
Dichtungsmaterial, das zwischen der Anbringungsoberfläche 20A und
einer Seitenoberfläche 73, die
den bürstenlosen
Motor 2 der Steuereinheit 3 zugewandt ist, angeordnet
ist.
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Die
Statoreinheit 4 und der Rotor 5 werden separat
montiert, um die Motorvorrichtung zu montieren. Vor dem Schritt
des Einsetzens der Welle 10 des Rotors 5 in den
Halter 14 wird ferner die Verbindungsanschlusseinheit 32 durch
die Anbringungsoberfläche 20 und
das Verbindungsloch 22 von der Seite her in den Halter 14 eingesetzt,
an der der Basisendabschnitt des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 und
das Sensorsubstrat 28 angeordnet sind. Das Loch 27B des
Basisendabschnitts und das Sensorsubstrat 28 sind an vorgegebenen
Positionen im Gehäuseabschnitt 16 angeordnet.
Anschließend
wird die Welle 10 des Rotors 5 in den Halter 14 eingesetzt,
nachdem das Sensorsubstrat 28 mittels Schrauben 25 am
Halter 14 befestigt worden ist. Die Löcher 27B des Stromversorgungsverbindungsanschlusses 27 werden
auf Gewindelöcher
einer Anschlussklemme ausgerichtet, die in den Zeichnungen nicht
gezeigt ist. Der Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 wird
durch Festziehen der in den Zeichnungen gezeigten Schrauben mit
der Anschlussklemme verbunden. Ferner wird ein in den Zeichnungen
nicht gezeigter Magnet am anderen Endabschnitt der Welle 10 im
Gehäuseabschnitt 16 des Halters 14 befestigt.
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Die
Steuereinheit 3 wird am bürstenlosen Motor 2 angebracht,
indem die Seitenoberfläche 71 der
Steuereinheit 3 so angeordnet wird, dass sie dem Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und dem
Ausgangsverbindungsanschluss 31 zugewandt ist. Die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 werden
in das Gehäuse 41 durch
die Schlitze 45 und 46 des Gehäuses 41 eingesetzt.
Da ferner die Kontaktherstellung durch die Anbringungsoberfläche 20A auf
einer ebenen Oberfläche
des Aufnahmeabschnitts 73 das Dichtungselement 72 unterbricht,
wird somit eine flüssigkeitsdichte
Struktur zwischen dem Halter 14 und dem Gehäuse 41 mittels
des Dichtungselements 72 erhalten, das zwischen der Anbringungsoberfläche 20A und
der Seitenoberfläche 73 angeordnet
ist, die den Kontakt mit der Anbringungsoberfläche 20A herstellt.
Dieser Zustand des Gehäuses 41 und
des Halters 14 wird unter Verwendung von Schrauben, die
in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, eingerichtet und fixiert.
Das heißt,
der bürstenlose
Motor 2 ist über
die Verbindungsanschlusseinheit 32 auch in der Motorvorrichtung 1 mit
der Steuereinheit 3 verbunden. Andere Operationen und Wirkungen
sind die gleichen wie diejenigen, die mit Bezug auf die erste Ausführungsform
erläutert
worden sind.
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Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige
Ausführungsform
beschränkt
ist, d. h., die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Aspekte
angewendet werden.
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Zum
Beispiel kann für
den Stromversorgungsverbindungsanschluss 27, der mit der
Anschlussklemme 9 unter Verwendung von Schrauben verbunden
ist, ein Schweißverfahren,
ein Fügeverfahren
oder eine elektrische Verbindung verwendet werden. Ferner kann der
Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 mit der Verdrahtung
der Spule 8 direkt in Eingriff gelangen. Es kann auch eine
Konfigu ration verwendet werden, in der ein Schlitz auf einem Wandabschnitt
des Gehäuses 71 ausgebildet ist;
die Stromschienen 50 und 51 sind im Wesentlichen
bündig
mit einer Innenoberfläche
des Schlitzes angeordnet; und die Verbindungsanschlüsse 27 und 30 sind
mit dem Gehäuse 41 in
Eingriff. Gleichzeitig kann die Konfiguration fähig sein, die Verbindungsanschlüsse 27 und 31 mit
den Stromschienen 50 und 51 elektrisch zu verbinden.
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Die
Dichtungselemente 24, 52, 63 und 72 können ein
O-Ring oder eine Flüssigkeitsdichtung und
dergleichen sein. Der erste Verbinder kann ein Stecker sein, während der
zweite Verbinder eine Buchse sein kann.
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Ferner
ist die Motorvorrichtung 1 nicht auf den bürstenlosen
Motor 2 beschränkt.
Die Motorvorrichtung 1 kann für andere Arten von Motoren
verwendet werden, sowie für
Strukturen zum Anbringen des Motors an der Steuereinheit 3 zum
Steuern desselben.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung erlaubt, den Motor zuverlässig in einer einfachen Operation
ohne Beeinträchtigung
der Leistungsfähigkeit
an einer Steuereinheit anzubringen.
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Zusammenfassung
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Eine
Motorvorrichtung 1 weist einen bürstenlosen Motor 2 und
eine Steuereinheit 3 auf, die direkt mit einem Halter 14 des
bürstenlosen
Motors 2 verbunden ist. Ein Anbringungsabschnitt 20 ist
am Halter 14 ausgebildet. Ein Stromversorgungsverbindungsanschluss 27 und
ein Verbindungsanschluss für
den Ausgang eines Sensors sind so vorgesehen, dass sie auf dem Anbringungsabschnitt 20 hervorstehen.
Ein Schlitz 46 zum Aufnehmen der Verbindungsanschlüsse 27 im
Gehäuse 41 ist
an der Steuereinheit 3 ausgebildet. Der Verbindungsanschluss 27, der
in das Gehäuse 41 eingesetzt
worden ist, wird mit den Stromschienen 50 und 51 des
Schaltungssubstrats 43 verschweißt.
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- 1
- Motorvorrichtung
- 2
- büstenloser
Motor (Motor)
- 3
- Steuereinheit
- 14
- Halter
- 27
- Stromversorgungsverbindungsanschlussklemme
(Stromversorgungsverbindungsanschluss)
- 29,
30
- Hall-ICs
(Positionserfassungssensor)
- 31
- Ausgangsverbindungsanschluss
(Verbindungsanschluss zum Senden eines Ausgangssignals)
- 32
- Verbindungsanschlusseinheit
- 41
- Gehäuse
- 43
- Schaltungssubstrat
- 45,
46
- Schlitze
- 50,
51
- Stromschiene
(aus Metall gefertigte Anschlüsse)
- 61
- Buchse
(erster Verbinder)
- 65
- Stecker
(zweiter Verbinder)
- 68
- gemeinsamer
Verbindungsanschluss