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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor.
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STAND DER TECHNIK
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Spielautomaten wie Geldspielautomaten und Flipperspielautomaten wurden mit Neuerungen für Effekte versehen, welche die Sicht-, Ton- und Berührungswahrnehmung des Spielers ansprechen, um das Interesse des Spielers zu erhöhen. Insbesonders wurden Spielautomation mit bewegenden Körpern, wie zum Beispiel sich bewegenden technischen Spielereien ausgestattet, um die visuelle Wahrnehmung des Spielers anzusprechen. Um vor allem das Interesse des Spielers zu erhöhen, wurden Spielautomaten mit großen sich bewegenden technischen Spielereien ausgestattet. Um solch eine sich bewegende technische Spielerei anzutreiben, benötigt ein Motor ein hohes Drehmoment. In Anbetracht dieser Tatsache wurde in Erwägung gezogen, eine solche sich bewegende technische Spielerei unter Verwendung eines Gleichstrommotors anzutreiben, welcher ein hohes Drehmoment bei gleichzeitigem relativen kompakten Aufbau erzeugen kann (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
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Unter Gleichstrommotoren ist ein bürstenloser Motor auch bekannt, bei dem anstelle der Verwendung eines Kommutators die Richtung des Stromflusses in der Spule eines Stators unter Verwendung eines Sensors zur Erfassung des Drehwinkels eines Rotors umgeschaltet wird (z.B. siehe Patentdokumente 2 und 3). Bei dem bürstenlosen Motor, welcher beispielsweise in den Patentdokumenten 1 bis 3 offenbart ist, werden Hall-Elemente als Sensoren zur Erfassung des Drehwinkels des Rotors verwendet.
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DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: JP 2004-166349A
- Patentdokument 2: JP S61-112563A
- Patentdokument 3: JP 2008-151774A
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
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Wenn ein bürstenloser Motor in einem Spielautomaten verwendet wird, gibt es Fälle, bei denen elektrostatische Entladung in der Umgebung des bürstenlosen Motors auftritt. Zum Beispiel tritt elektrostatische Entladung zeitweise auf, wenn ein Spieler ein elektrisch leitendes Objekt berührt. Einige Arten von Flipperspielautomaten haben einen Aufbau, bei dem ein Spielball von dem oberen Ende des Spielständers zu dessen unteren Ende fällt, während er wiederholt mit anderen Spielbällen, Pins oder technischen Spielereien kollidiert, und es ist bekannt, dass daher während solcher Kollisionen eine sehr große Menge an elektrostatischer Aufladung durch Reibung erzeugt wird. Wenn eine solche elektrostatische Entladung den bürstenlosen Motor erreicht, besteht das Risiko, dass der Sensor, welcher den Drehwinkel des Rotors erfasst, nicht richtig arbeitet, was folglich zu einem abnormalen Betrieb des bürstenlosen Motors oder der sich bewegenden technischen Spielereien, welche vom bürstenlosen Motor angetrieben wird, führt.
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Bürstenlose Motoren, welche als Lüftermotoren, Spindelmotoren für Speichergeräte, wie DVD- und HDD-Geräte, und dergleichen eingesetzt werden, verwenden ausschließlich sogenannte sensorlose Motoren, die keinen Drehwinkelsensor aufweisen, um den Drehwinkel des Rotors zu erfassen. In solchen Anwendungen ist bei Anlauf kein großes Drehmoment erforderlich. Aus diesem Grund erhöhen solche bürstenlose Motoren beim Anlauf schrittweise durch synchronisierten Betrieb ihre Drehzahl, und wenn dann eine ausreichend induzierte Spannung in der nicht erregten Spule erzeugt wurde, werden die Magnetpolpositionserfassung beruhend auf der induzierten Spannung und die Erregungsumschaltung durchgeführt. In dem Fall, in dem allerdings ein bürstenloser Motor in einem Spielautomaten verwendet wird, insbesonders in dem Fall, wenn ein bürstenloser Motor dazu verwendet wird, eine technische Spielerei, welche statische Reibung mit sich bringt, anzutreiben, ist ein großes Anlaufdrehmoment erforderlich, und deshalb kann auf die Verwendung eines Drehwinkelsensors nicht verzichtet werden.
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Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Motor bereitzustellen, welcher eine Fehlfunktion verhindern kann, die durch von außen kommende statische Elektrizität verursacht wird.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen bürstenlosen Motor bereit. Dieser bürstenlose Motor umfasst: ein Gehäuse; einen Rotor mit einer Drehwelle und einem Magneten mit Polarisationsrichtungen, welche so angeordnet sind, dass diese entlang einer Umfangsrichtung, die in Bezug auf die Drehwelle zentriert ist, abwechselnd umgekehrt sind, wobei der Rotor an dem Gehäuse auf solch eine Weise angebracht ist, dass der Rotor mit der Drehwelle, die als Rotationsmittelpunkt dient, drehen kann; einen Stator, welcher eine Vielzahl von Spulen aufweist, die entlang der Umfangsrichtung, die in Bezug auf die Drehwelle des Rotors zentriert ist, angeordnet sind, sodass diese dem Magneten des Rotors gegenüberliegen, wobei der Stator bewirkt, dass sich der Rotor durch eine Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, welches durch den Magneten des Rotors erzeugt wird, und Magnetfeldern, welche durch die Vielzahl von Spulen aufgrund des in der Vielzahl von Spulen fließenden Stroms erzeugt werden, dreht; zumindest einen Drehwinkelsensor, welcher einen Drehwinkel eines Rotors erfasst; und einen Schutzabschnitt, welcher an einer Stelle vorgesehen ist, die weiter von der Drehwelle entfernt ist als der zumindest eine Drehwinkelsensor, und welcher durch einen geerdeten Leiter ausgebildet ist.
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Bevorzugt beinhaltet der bürstenlose Motor weiterhin ein Substrat, welches in dem Gehäuse aufgenommen ist, wobei der zumindest eine Drehwinkelsensor an dem Substrat angebracht ist. In diesem Fall ist der Schutzabschnitt bevorzugt als ein Muster auf dem Substrat ausgebildet.
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Alternativ ist der Schutzabschnitt bevorzugt in dem Gehäuse in diesem bürstenlosen Motor bereitgestellt.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Ein bürstenloser Motor gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Effekt auf, welcher es möglich macht, eine Fehlfunktion zu verhindern, die durch von außen kommende statische Elektrizität verursacht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines bürstenlosen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht von Teilen des bürstenlosen Motors.
- 3(A) ist eine perspektivische Innenansicht des bürstenlosen Motors, und
- 3(B) ist eine schematische Querschnittsansicht des bürstenlosen Motors entlang einer Linie, die durch die Pfeile A und A' in 3(A) angegeben ist.
- 4 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel des Verhältnisses zwischen den Ausgangsspannungen der Hall-ICs und den Strömen, die an die Spulen eines Stators angelegt werden, zeigt.
- 5 ist eine schematische Draufsicht einer Leiterplatte.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachfolgend wird ein bürstenloser Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dieser bürstenlose Motor ist mit Schutzmustern zum Schutz vor elektrostatischer Aufladung vorgesehen, wobei diese Schutzmuster geerdet sind, durch einen leitfähigen Körper gebildet werden und an einer Position angeordnet sind, die weiter von einer Drehwelle eines Rotors als die Sensoren für die Drehwinkelerkennung des Rotors entfernt ist. Demensprechend ermöglicht dieser bürstenlose Motor, dass elektrostatische Aufladung, die von außen eingeht, über die Schutzmuster zu einer Masseelektrode entweichen kann, wodurch eine durch die statische Elektrizität verursachte Fehlfunktion der Sensoren verhindert wird.
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines bürstenlosen Motors 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht von Teilen des bürstenlosen Motors 1. Des Weiteren ist 3(A) eine perspektivische Innenansicht des bürstenlosen Motors 1, und 3(B) ist eine schematische Querschnittsansicht des bürstenlosen Motors 1 entlang einer Linie, die durch die Pfeile A und A' in 3(A) angegeben ist. Wie in den 1 bis 3(B) gezeigt ist, weist der bürstenlose Motor 1 eine Bodenplatte bzw. Basisplatte 11, eine Leiterplatte 12, einen Lagerabschnitt 13, einen Stator 14, einen Rotor 15, eine Gehäuseabdeckung 16, drei Hall-ICs 17-1 bis 17-3 und einen Stecker 18 auf.
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Der bürstenlose Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gleichstrommotor und die Richtung des Stroms, der an die Spulen des Stators 14 angelegt wird, wird durch eine Antriebsschaltung (nicht dargestellt) gemäß dem Drehwinkel des Rotors 15, welcher durch die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 erfasst wird, gesteuert. Anzumerken ist, dass der bürstenlose Motor der vorliegenden Erfindung eine Art von bürstenloser Motor sein kann, der kein Gleichstrommotor ist, solange dieser einen Drehwinkelsensor aufweist, der den Drehwinkel des Rotors erfasst. Im Folgenden wird der Einfachheit der Beschreibung halber die Seite, auf der die Bodenplatte 11 in dem bürstenlosen Motor 1 vorgesehen ist, als die untere Seite angesehen und die Seite, auf der die Gehäuseabdeckung 16 vorgesehen ist, als obere Seite angesehen. Anzumerken ist, dass wenn der bürstenlose Motor 1 tatsächlich mit einer anderen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Spielautomaten, verbunden ist, der bürstenlose Motor 1 so angeordnet sein kann, dass irgendeine Oberfläche des bürstenlosen Motors 1 nach oben weist.
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Die Bodenplatte 11 bildet zusammen mit der Gehäuseabdeckung 16 das Gehäuse des bürstenlosen Motors 1. Die anderen Teile des bürstenlosen Motors 1 sind in dem Raum, der durch die Bodenplatte 11 und die Gehäuseabdeckung 16 gebildet ist, untergebracht. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bodenplatte 11 beispielsweise aus einem Harz gebildet und hält bzw. stützt die Teile des bürstenlosen Motors 1. Aus diesem Grund ist die Bodenplatte 11 als ein flaches plattenförmiges Element bzw. Bauteil ausgebildet, wobei ein kreisförmiges Loch 11a zur Befestigung des Lagerabschnitts 13 und einer Drehwelle 32 des Rotors 15 ungefähr in der Mitte dieses Elements vorgesehen ist. Mehrere Außenwände 11b zum Befestigen der Gehäuseabdeckung 16 und des Steckers 18 sind entlang des äußeren Umfangs der Bodenplatte 11 ausgebildet.
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Die Leiterplatte 12 ist auf der Bodenplatte 11 angeordnet und trägt die Hall-ICs 17-1 bis 17-3. Außerdem ist die Leiterplatte 12 mit einem Verdrahtungsmuster zum Verbinden des Steckers 18 mit den Wicklungen der Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 so vorgesehen, dass die Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 elektrisch mit einer Antriebsschaltung (nicht dargestellt), welche außerhalb des bürstenlosen Motors 1 vorgesehen ist, verbunden werden können, damit Strom an die Spulen des Stators 14 angelegt wird. Weiterhin ist die Leiterplatte 12 mit einem Verdrahtungsmuster zum Verbinden des Steckers 18 mit den Hall-ICs 17-1 bis 17-3 so vorgesehen, dass die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 mit der Antriebsschaltung elektrisch verbunden werden können. Um die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 von elektrostatischer Entladung von außerhalb zu schützen, sind auf der Leiterplatte 12 auch Schutzmuster ausgebildet. Ein Loch 12a für den Durchlass des Lagerabschnitts 13 ist auch in der Leiterplatte 12 an einer Position ausgebildet, in der es mit dem Loch 11a überlappt, wenn die Leiterplatte 12 an der Bodenplatte 11 angebracht ist. Anzumerken ist, dass die Leiterplatte 12 später ausführlicher beschrieben wird.
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Der Lagerabschnitt 13 ist in zylindrischer Gestalt ausgebildet und wird in das Loch 11a der Bodenplatte 11 und in das Loch 12a der Leiterplatte 12 eingeführt und ist mit der Bodenplatte 11 derart verbunden, dass die Achsrichtung des Lagerabschnitts 13 im Wesentlichen orthogonal zu der Bodenplatte 11 ist. Die Drehwelle 32 des Rotors 15 ist innerhalb des Lagerabschnitts 13 so gelagert, dass sich der Rotor 15 drehen kann. Aus diesem Grund weist der Lagerabschnitt 13 im Inneren ein oder mehrere Kugellager auf.
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Der Stator 14 ist in zylindrischer Gestalt ausgebildet und ist auf der Leiterplatte 12 derart angeordnet, dass er die Drehwelle 32 des Rotors 15 und den Lagerabschnitt 13 umgibt und um einem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 zugewandt zu sein. Der Stator 14 weist neun Spulen 21-1 bis 21-9 auf, welche ein magnetisches Feld zum Drehen des Rotors 15 durch Wechselwirkung mit dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spulen 21-1, 21-4 und 21-7 U-Phase-Spulen, sind die Spulen 21-2, 21-5 und 21-8 V-Phase-Spulen und sind die Spulen 21-3, 21-6 und 21-9 W-Phase-Spulen. Mit anderen Worten sind die Spulen 21-1 bis 21-9 entlang eines Kreises, welcher in Bezug auf Drehwelle 32 des Rotors 15 zentriert ist, in der Reihenfolge einer U-Phase-Spule, einer V-Phase-Spule und dann einer W-Phase-Spule im Uhrzeigersinn von oben betrachtet angeordnet. Anzumerken ist, dass die Anzahl der Spulen des Stators 14 nicht auf neun beschränkt ist. Der Stator 14 kann beispielsweise eine oder zwei Spulen für jede Phase aufweisen.
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Die Wicklungen der Spulen sind durch den Stecker 18 und ein Verdrahtungsmuster, welches in der Leiterplatte 12 vorgesehen ist, mit einer Antriebsschaltung elektrisch verbunden und erzeugen ein Magnetfeld, das der Richtung des durch die Antriebsschaltung angelegten Stroms entspricht.
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Der Rotor 15 umfasst: ein Stützelement bzw. Stützbauteil 31, das ein scheibenförmiges Element bzw. Bauteil und ein Außenwandelement bzw. Außenwandbauteil aufweist, das zylindrisch ist und sich entlang des äußeren Umfangs des scheibenförmigen Elements nach unten erstreckt; eine Drehwelle 32, die als kreisförmige Säule ausgestaltet ist und an der Mitte des scheibenförmigen Elements des Stützelements 31 angebracht ist; und einen Permanentmagneten 33, welcher eine zylindrische Gestalt hat und entlang des inneren Umfangs des Außenwandelements angeordnet ist. Der Rotor 15 ist derart angebracht, dass die Drehwelle 32 den Lagerabschnitt 13 durchläuft, sich der Stator 14 innerhalb des Permanentmagneten 33 befindet und der Permanentmagnet 33 den Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 gegenüberliegt. Der Rotor 15 dreht sich mit der Drehwelle 32, die als Rotationsachse dient, aufgrund der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldern, die durch die Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 erzeugt werden und dem magnetischen Feld, welches durch den Permanentmagneten 33 erzeugt wird.
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Der Permanentmagnet 33 ist beispielsweise ein Seltenerdverbundmagnet. Der Permanentmagnet 33 ist entlang des inneren Umfangs der Außenwand des Stützelements 31, beispielsweise unter Verwendung eines Haftmittels, angebracht und ist derart magnetisiert, dass die Polarisationsrichtung entlang der Umfangsrichtung, welche in Bezug auf die Drehwelle 32 zentriert ist, abwechselnd umgekehrt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Permanentmagnet 33 in 12 Abschnitte entlang der Umfangsrichtung, welche in Bezug auf die Drehwelle 32 zentriert ist, unterteilt, wobei Abschnitte mit dem S-Pol an der Unterseite, nämlich Abschnitte, bei denen der S-Pol an der Leiterplatte 12 ist, so vorgesehen sind, dass sie sich mit Abschnitten abwechseln, in denen der N-Pol an der Unterseite ist. Mit anderen Worten ist die Polarität des Permanentmagneten 33 so festgelegt, dass diese orthogonalen Richtungen in Bezug auf die Umfangsrichtung und einer Strahlungsrichtung, die in Bezug auf die Drehwelle 32 zentriert sind, zugewandt ist. Anzumerken ist, dass die Anzahl der Abschnitte in dem Permanentmagneten des Rotors 15 weniger oder mehr als 12 sein kann. Alternativ kann der Rotor 15 mehrere Permanentmagnete aufweisen, die entlang des inneren Umfangs der Außenwand des Stützelements 31, nämlich entlang der Umfangsrichtung, die in Bezug auf die Drehwelle 32 zentriert ist, angeordnet sind. In diesem Fall sind Permanentmagnete mit nach unten weisendem S-Pol und Permanentmagnete mit nach unten weisendem N-Pol so angebracht, dass sie sich entlang des inneren Umfangs der Außenwand des Stützelements 31 abwechseln. Es sei angemerkt, dass der Permanentmagnet 33 unter Verwendung eines anderen Verfahrens an dem Stützelement 31 angebracht werden kann. Der Rotor 15 dreht sich somit in Übereinstimmung mit den magnetischen Feldern, welche durch die Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 erzeugt werden.
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Die Gehäuseabdeckung 16 ist beispielsweise aus Harz ausgebildet und bildet zusammen mit der Bodenplatte 11 das Gehäuse aus und nimmt die anderen Teile des bürstenlosen Motors 1 auf. Um dies zu erzielen weist die Gehäuseabdeckung 16 eine Seitenwand 16a, welche im Wesentlichen in zylindrischer Gestalt ausgebildet ist, und eine obere Platte 16b, die sich auf der oberen Seite des Rotors 15 befindet, auf. Zur Unterbringung des Steckers 18 ist ein Vorsprungsabschnitt 16c an einem Abschnitt der Seitenwand 16a ausgebildet, wobei ein Loch 16d zum Freilegen des Steckers 18 in einem Abschnitt des Vorsprungsabschnitts 16c ausgebildet ist.
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Die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 sind Beispiele für Drehwinkelsensoren, die den Drehwinkel des Rotors 15 durch Erfassung der Änderung des Magnetfelds, welches durch den Permanentmagneten 33 des Rotors 15 erzeugt wird, erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Hall-IC 17-1 für die U-Phase, der Hall-IC 17-2 für die V-Phase und der Hall-IC 17-3 für die W-Phase vorgesehen. Die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 sind an der Leiterplatte 12 entlang eines Bogens angebracht, welcher in Bezug auf die Drehwelle 32 des Rotors 15 in 30-Grad-Intervallen von oben betrachtet in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn zentriert ist, und liegen dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 entlang der vertikalen Richtung gegenüber.
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Der Hall-IC 17-1 gibt eine relativ hohe Spannung aus, wenn ein Magnetfeld erfasst wird, das von der Oberseite des Hall-IC 17-1 in Richtung der Unterseite des Hall-IC 17-1 ausgerichtet ist, nämlich wenn sich ein Abschnitt des Permanentmagneten 33 mit dem N-Pol auf der Unterseite (der Hall-IC 17-1 Seite) dem Hall-IC 17-1 annähert, und gibt umgekehrt eine relativ niedrige Spannung aus, wenn ein Magnetfeld erfasst wird, das von der Unterseite des Hall-ICs in Richtung der Oberseite ausgerichtet ist, nämlich wenn sich ein Abschnitt des Permanentmagneten 33 mit dem S-Pol auf der Unterseite dem Hall-IC 17-1 annähert. Das gleiche gilt auch für die Hall-ICs 17-2 und 17-3. Dementsprechend wird der Drehwinkel des Rotors 15 entsprechend einer Änderung der von den Hall-ICs 17-1 bis 17-3 ausgegebenen Spannungen erkannt. Die von den Hall-ICs 17-1 bis 17-3 ausgegebenen Spannungen werden über den Stecker 18 und ein Verdrahtungsmuster auf der Leiterplatte 12 an die Antriebsschaltung ausgegeben.
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4 ist eine Wahrheitstabelle, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen den Ausgangspannungen der Hall-ICs 17-1 bis 17-3 und den Strömen, die an die Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 angelegt werden, für den Fall zeigt, in dem sich der Rotor 15 von oben betrachtet im Uhrzeigersinn dreht. In einer Wahrheitstabelle 400, die in 4 dargestellt ist, geben HallU, HallV und HallW jeweils die Ausgangsspannungen der Hall-ICs 17-1, 17-2 und 17-3 an. Das „+“ Zeichen gibt eine relativ hohe Ausgangsspannung an und das „-“ Zeichen gibt eine relativ niedrige Ausgangsspannung an. Des Weiteren geben OUTU, OUTV und OUTW die jeweilige Richtung des an die U-Phase-Spule, die V-Phase-Spule und die W-Phase-Spule angelegten Stroms an. Das „H“ Zeichen gibt an, dass ein Strom, der zur Erzeugung eines Magnetfelds in einer Richtung von dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 in der Spule weg gerichtet ist, an diese Spule angelegt wird. Weiterhin gibt das „L“ Zeichen an, dass ein Strom, der zur Erzeugung eines Magnetfelds in Richtung zu dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 in der Spule gerichtet ist, an diese Spule angelegt wird. Das „Z“ Zeichen gibt an, dass kein Strom angelegt wird. Zu beachten ist, dass die Stromrichtung, die in den Klammern angegeben ist, die Richtung des an den Spulen 21-1 bis 21-9 angelegten Stroms angibt, falls sich der Rotor 15 von oben betrachtet gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
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In dem Fall, bei dem beispielsweise die Ausgangsspannungen des Hall-IC 17-1 und des Hall-IC 17-3 relativ hoch sind und die Ausgangsspannung des Hall-IC 17-2 relativ niedrig ist, ist ein Strom, der zur Erzeugung eines Magnetfelds in einer Richtung von dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 in der Spule weg gerichtet ist, an die U-Phase-Spulen angelegt und ist ein Strom, der zur Erzeugung eines Magnetfelds in Richtung zu dem Permanentmagneten 33 des Rotors 15 in der Spule gerichtet ist, an die V-Phase-Spulen angelegt. Kein Strom ist an der W-Phase-Spulen angelegt. Die Antriebsschaltung kann den Rotor 15 durch Steuerung der an die Spulen 21-1 bis 21-9 angelegten Ströme entsprechend der Wahrheitstabelle 400 drehen.
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Der Stecker 18 ist eine Schnittstelle, um die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 und die Spulen 21-1 bis 21-9 des Stators 14 mit der Antriebsschaltung, die außerhalb des bürstenlosen Motors 1 vorgesehen ist, zu verbinden. Der Stecker 18 gibt die Ausgangsspannungen der Hall-ICs 17-1 bis 17-3 an die Antriebsschaltung aus. Über den Stecker 18 werden die Ströme der Antriebsschaltung auch an die Spulen 21-1 bis 21-9 angelegt.
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Im Folgenden werden Details der Leiterplatte 12 beschrieben. 5 ist eine schematische Draufsicht der Leiterplatte 12. Es ist anzumerken, dass der Einfachheit halber die Verdrahtungsmuster, anders als die Schutzmuster, nicht in 5 dargestellt sind. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Leiterplatte 12 mit Schutzmustern 41 an Positionen vorgesehen, welche von dem Loch 12a, durch das die Drehwelle 32 des Rotors 15 verläuft, um einen Abstand beabstandet sind, der größer als der Abstand von dem Loch 12a zu den Hall-ICs 17-1 bis 17-3 ist. Die Schutzmuster 41 sind ein Beispiel eines Schutzabschnitts und werden durch einen Leiter ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Schutzmuster 41 auf der Leiterplatte 12 vorgesehen, wobei diese zwei Schutzmuster 41 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine Linie angeordnet, welche die Mitte des Steckers 18 und die Mitte des Lochs 12a verbindet. Aus diesem Grund sind die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 so angeordnet, dass diese von den zwei Schutzmustern 41 und dem Stecker 18 umgeben sind. Zu beachten ist, dass, wenn die Ankunftsrichtung der statischen Elektrizität im Voraus abgesehen wird, das Schutzmuster 41 nur in dieser Richtung vorgesehen sein kann. Beispielsweise in dem Fall, in dem abgesehen wird, dass in 5 statische Elektrizität nur von der linken Seite ankommt, kann das Schutzmuster 41 nur auf der linken Seite der Hall-ICs 17-1 bis 17-3 vorgesehen sein.
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Auch sind die Schutzmuster 41 mit einer Masseelektrode (nicht gezeigt), die auf der unteren Oberfläche der Schaltungsplatine 12 vorgesehen ist, durch zum Beispiel Durchkontaktierungen verbunden. Die Masseelektrode ist durch den Stecker 18 geerdet. Mit anderen Worten, die Schutzmuster 41 sind geerdet. Anzumerken ist, dass die Schutzmuster 41 unter Verwendung eines anderen Verfahrens geerdet werden können.
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Auf diese Weise sind die Schutzmuster 41 außen in Bezug auf die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 gesehen von der Drehwelle 32 des Rotors 15 angeordnet. Aus diesem Grund trifft von außerhalb des bürstenlosen Motors 1 ankommende statische Elektrizität bei den Schutzmustern 41 ein, bevor diese an irgendeinem der Hall-ICs 17-1 bis 17-3 eintrifft, wodurch ermöglicht wird, dass diese über die Schutzmuster 41 zu der Masseelektrode gelangen kann. Daher können die Hall-ICs 17-1 bis 17-3 vor von außen eintreffender statischer Elektrizität geschützt werden. Es ist festzuhalten, dass um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Schutzmuster 41 die statische Elektrizität einfangen, bevorzugt keine Resistschicht auf den Oberflächen der Schutzmuster 41 ausgebildet wird, so dass die Leiter, welche die Schutzmuster 41 ausbilden, freiliegen.
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Wie oben beschrieben ist, weist der bürstenlose Motor die Schutzmuster auf, damit von außen eintreffende statische Elektrizität zu der Masseelektrode entweichen kann, wobei diese Schutzmuster außen in Bezug auf die Hall-ICs liegen, welche Sensoren zum Erkennen des Drehwinkels des Rotors sind. Aus diesem Grund ist bei diesem bürstenlosen Motor möglich, dass die Hall-ICs vor von außen eintreffender statischer Elektrizität geschützt werden.
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Eine Abwandlung ist möglich, bei der, anstatt die Schutzmuster auf der Leiterplatte auszubilden, oder zusätzlich zu den Schutzmustern, die gesamte Gehäuseabdeckung durch einen Leiter ausgebildet ist, welcher auch geerdet ist. In diesem Fall ist die Gehäuseabdeckung selbst ein Schutzabschnitt. Alternativ kann als ein anderer Schutzabschnitt ein geerdeter Leiter derart vorgesehen sein, dass sich dieser vollständig um die Seitenwand der Gehäuseabdeckung auf der Innenseite oder der Außenseite der Seitenwand der Gehäuseabdeckung erstreckt. Dementsprechend kann bei dem bürstenlosen Motor statische Elektrizität, die von außen ankommt, zuverlässiger zu der Masseelektrode entweichen, bevor sie an die Sensoren wie die Hall-ICs ankommt.
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Gemäß einer anderen Abwandlung kann der Permanentmagnet derart an dem Rotor angebracht sein, dass der Permanentmagnet in Bezug auf die Rotationsachse des Rotors innerhalb der Spulen des Stators, die in einem Kreis angeordnet sind, angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Abwandlung können die Drehwinkelsensoren anstelle von Hall-ICs selbst Hall-Elemente sein, die eine analoge Spannung entsprechend der Größe und Richtung des erfassten Magnetfelds ausgeben, oder sie können ein Drehgeber sein. In dem Fall der Verwendung eines Drehgebers als Drehwinkelsensor weist der Drehgeber beispielsweise eine Scheibe, die auf der Drehwelle des Rotors vorgesehen und mit Schlitzen in vorbestimmten Winkelabständen entlang einer Umfangsrichtung vorgesehen ist, die in Bezug auf die Drehwelle des Rotors zentriert ist, und ein Lichtausstrahlelement und ein Lichtempfangselement auf, die so vorgesehen sind, dass einander gegenüberstehen, wobei die Scheibe zwischen ihnen angeordnet ist. Das Lichtempfangselement kann von dem Lichtausstrahlelement Licht empfangen, wenn sich einer der Schlitze zwischen dem Lichtempfangselement und dem Lichtausstrahlelement befindet, wobei der Drehgeber deshalb den Drehwinkel des Rotors entsprechend der Anzahl, die das Lichtempfangselement Licht von dem Lichtausstrahlelement empfangen hat, erfassen kann. Auch in diesem Fall ist es ausreichend, dass der Schutzabschnitt an einer Stelle vorgesehen ist, die weiter von der Drehwelle entfernt ist, als das Lichtempfangselement des Drehgebers von der Drehwelle entfernt ist.
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Auf diese Weise kann ein Fachmann verschiedene Änderungen entsprechend der Art und Weise der Ausführung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vornehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- bürstenloser Motor
- 11
- Bodenplatte bzw. Basisplatte
- 12
- Leiterplatte
- 13
- Lagerabschnitt
- 14
- Stator
- 15
- Rotor
- 16
- Gehäuseabdeckung
- 17-1~17-3
- Hall-IC
- 18
- Stecker
- 21-1~21-9
- Spule
- 31
- Stützelement bzw. -bauteil
- 32
- Drehwelle
- 33
- Permanentmagnet
- 41
- Schutzmuster
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004166349 A [0003]
- JP 61112563 A [0003]
- JP 2008151774 A [0003]
