JP2006074858A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 モータコイルと外部回路とを接続する端子台に対して、回転センサの位置決め精度とともに回路基板の組立作業性の向上を図る。
【解決手段】 モータ１は、ステータ２と、界磁用永久磁石６を有するロータ３と、前記ステータ２に設けられた端子台ユニット１３とを具備し、前記端子台ユニット１３は、前記ステータ２に固定された端子台１４と、この端子台１４に設けられ、前記界磁用永久磁石６の磁気を検出することにより前記ロータ３の回転位置を検出する磁気検出回路とを備えるとともに、この磁気検出回路は、ホール素子２６を所定位置に保持したセンサケース２９を装着した回路基板１８から構成し、この回路基板１８を、前記端子台１４に形成されロータコア５と略平行面状をなす基板ケース部２０に取り付けた構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロータの回転位置を検出する回転センサを備えたモータに関する。

モータには、ステータに装着された端子台ユニットを介してモータコイルと外部回路とを接続するようにした構成のものが提供されており、且つ前記端子台ユニットは、端子台にロータの回転位置を検出する磁気検出回路を一体的に設けた構成としていて、モータに対する端子台ユニットの組立精度や作業性の向上を図っている。この場合、磁気検出回路は、端子台の成形時に導電板をインサート成形した後、回転センサとしてのホール素子や温度センサとしての感熱素子を素子取付部に嵌め込み、二次成形することによりリード部分を絶縁し前記端子台に一体成形する構成としていた。
特許第３４９７６８４号公報

ところが、上記方法では一次成形後に樹脂が収縮し易くて素子取付部の寸法精度が低下する場合があり、この素子取付部の寸法精度の低下は、ホール素子の取付精度の低下を招き、ロータの回転位置の検出精度が低下する。そのため、二次成形に分けて行なうようにしているが、この場合には組立が煩雑化するとともに樹脂使用量が多くなり、コスト的にも不利となる問題を有していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、モータコイルと外部回路とを接続する端子台に対して、回路基板に設けた回転センサの位置決め精度の向上、更には組立作業性の向上も期待できる端子台ユニットを備えたモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のモータは、ステータと、界磁用永久磁石を有するロータと、前記ステータに設けられた端子台ユニットとを具備したものにおいて、前記端子台ユニットは、前記ステータに固定された端子台と、この端子台に設けられ、前記界磁用永久磁石の磁気を検出することにより前記ロータの回転位置を検出する磁気検出回路とを備え、前記磁気検出回路は、回転センサを所定位置に保持したセンサケースを装着した回路基板から構成し、この回路基板を、前記端子台に形成されロータコアと略平行面状をなす基板ケース部に取付固定したことを主たる特徴とするものである。

上記手段によれば、磁気検出回路を回路基板から構成したので、端子台に対して容易に磁気検出回路を設けることができる。また、回路基板を端子台に配設することによりセンサケースに保持された回転センサが端子台に対して位置決めされるので、回転センサを簡単に且つ精度良く位置決めして組み込むことができる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。本発明のモータは、例えばドラム式洗濯機のドラム駆動用のアウタロータ形ＤＣブラシレスモータに適用したもので、全体構成を示す図１及び図２、一部拡大して示す図３〜図５に基づき説明する。本実施例に係るモータ１は、全体構成としてステータ２及びロータ３を備え、そのうちロータ３は、特に図２に明示するように浅皿容器状をなす磁性体製のフレーム４と、このフレーム４の周壁部の内周面に沿って配置された円環状のロータコア５と、このロータコア５の内周部に配置された界磁用永久磁石６とを具備した構成としている。前記ロータコア５及び界磁用永久磁石６並びにフレーム４はモールド樹脂７（図２にのみ示す）により一体成形されている。なお、前記フレーム４の中央部には、図示しないドラム回転軸の端部に連結されるボス８が埋設されている。

一方、前記ステータ２は、放射状に延びる多数個のティース９を有するステータコア１０と、このステータコア１０を覆う絶縁カバー１１と、この絶縁カバー１１のうち前記ティース９を覆う部分に巻回されたコイル１２とを備えて構成されている。
前記ステータコア１０は、複数枚の鋼板を積層して構成され、また前記絶縁カバー１１は、非導電性の合成樹脂製とするとともに、前記ステータコア１０を軸方向両側から挟み込む一対のカバー部材から構成されている。

しかるに、前記絶縁カバー１１の軸方向両端面のうち反フレーム４側の上端面には、端子台ユニット１３が装着されている。この端子台ユニット１３は、前記コイル１２の端部を外部回路（図示せず）に簡単に接続するための端子台１４と、この端子台１４に設けられ後述する回転センサ等を有する回路基板１８とを具備してなるもので、前記絶縁カバー１１の上端面に設けられた複数の係合部と、端子台１４側の対向位置に設けられた係合突片（いずれも図示せず）との弾性係合により、該端子台１４が前記絶縁カバー１１の上端面に取付固定され、以って端子台ユニット１３が前記ステータ２に設けられた構成としている。

また、前記絶縁カバー１１の上端面のうち前記端子台１４が装着される部分において、矩形筒状をなす６個の収容部１５が一体に形成されている。前記収容部１５は絶縁カバー１１の内周部に沿って配置されており、６個の収容部１５のうち端子台１４の下部に位置する３個の収容部１５ａには、コイル１２の外部接続用の端末部と接続した端子１６（図２及び図４の断面図に１個のみ示す）が設けられ、また残る３個の収容部１５ｂには、コイル１２のコモン接続用の端末部が接続した端子（図示せず）が設けられている。

前記端子台１４は、非導電性の合成樹脂から構成されている。この端子台１４の下面には、前記コモン接続用の端子と対応する位置に端子（いずれも図示せず）と、前記外部接続用の端子１６と対応する位置に端子１７が埋設され、斯かる端子台１４を絶縁カバー１１に装着したとき、各接続用の端子間が電気的に接続される構成となっている。
前記端子台ユニット１３は、図３〜図７に拡大して示すように前記端子台１４と、この端子台１４に一体的に取付固定された回路基板１８を備えて構成されている。
そのうち、端子台１４の外周部上面には、矩形筒状をなすコネクタ部１９が一体に形成され、前記端子１７の他端部はこのコネクタ部１９内まで延長して位置している。従って、前記コネクタ部１９に外部回路のコネクタ（図示せず）を嵌合することにより、３個の端子１７は外部回路に接続される。

また、端子台１４の外周部上面には扁平な矩形箱状の基板ケース部２０が一体に形成され、この基板ケース部２０内の中空部２０ａに矩形板状の前記回路基板１８が収納されている。前記基板ケース２０は、特には図４及び図７に明示するように側方たる一端のみ外方に開放した開口部２０ｂを有し、且つ前記ロータコア５の上端面と平行面状をなす形態に形成されている。しかして、前記回路基板１８は側方の開口部２０ｂから挿入され、所定位置に取付固定されるのである。

しかるに、上記取付固定手段を含む具体構成につき述べると、特には図６，７の分解図に示すように、まず基板ケース部２０には、その箱状中空部２０ａ奥部の左右両端部の２箇所にあって、高さ方向の略中間位置にリブ２１を内方に突設している。このリブ２１の高さ位置は、前記回路基板１９の先端部が挿入でき、且つ該リブ２１にて上方から押圧保持できる関係寸法に設定されており、詳細は後述する。

また、箱状の基板ケース２０の下面である底部２０ｃは、前記開口部２０ａの開口端より更に外方に延出され、その若干拡幅された延出端部の両側部に対向する略鉛直な立上り壁部２２を形成し、各立上り壁部２２には被係合部として矩形の係合孔２３が形成されている。なお、前記中空部２０ａの奥行きや横幅寸法は、後述する回路基板１８の外郭をがたつくことなく挿入可能な寸法に設定されている。

一方、前記回路基板１８は、特には図６に明示するように矩形板状をなし、長手方向の中間部に半円形状の切欠部１８ａを形成し、また外方端部の両側部に外側に突出した係合突部１８ｂを形成している。このような回路基板１８には、ダイオード２４やコンデンサ２５、回転センサとしての２個のホール素子２６等を備えた磁気検出回路（図示せず）が設けられている。そのうち、前記ダイオード２４及びコンデンサ２５は回路基板１８の一方の面である上面側に配設されており、そのリード線２４ａ，２５ａは、図４及び図７に示すように夫々回路基板１８に半田付けされている。また、前記係合突部１８ｂが夫々外側に突出した両先端部間の寸法は、前記基板ケース部２０が有する立上り壁部２２の対向間隔より若干大きく外側方に突出した寸法形状としている。

そして、前記回路基板１８の上面側の外端部にはコネクタ部２７が設けられ、該コネクタ部２７は回路基板１８を前記基板ケース部２０内に収納したとき、その中空部２０ａの外方に露出する配置構成にある。このコネクタ部２７には取付面である下面側に嵌合突片２７ａを下方に突設していて、回路基板１８に嵌合保持できる構成とするとともに、このコネクタ部２７内には外部接続用の端子２８の一端部が突出し、他端部は回路基板１８に半田付けされた構成としている。

更に、前記回路基板１８の先端部の下面側には、前記２個のホール素子２６がモータ１の中心に対し所定角度に配置し、収容保持した樹脂製のセンサケース２９が取付固定されている。このホール素子２６は、ロータ３の回転位置を検出する回転センサとして機能するもので、このホール素子２６のリード線２６ａは回路基板１８に半田付けされている。
なお、センサケース２９の前記回路基板１８への取り付け面の中央部には嵌合突片２９ａが一体に設けられ、該嵌合突片２９ａは、回路基板１８に設けられた孔部１８ｃに弾性的に圧挿して挿通され、センサケース２９の位置決めとしても有効としつつ容易に抜け出ることなく取り付けられる。

ここで、上記構成とした端子台ユニット１３の組立手順について説明する。まず、ダイオード２４やコンデンサ２５等が取り付けられた状態の回路基板１８に対して、センサケース２９を取り付ける。具体的には、センサケース２９の嵌合突片２９ａを回路基板１８の孔部１８ｃに圧挿状態に嵌合させる。続いて、センサケース２９の図示しない素子収容部内の所定位置にホール素子２６を挿入し、図示しない係合手段によりセンサケース２９から抜け落ちることなく、且つ所定角度の取付位置に保持させる。

しかして、図６，７に示すように前記回路基板１８の下面側の先端部にはホール素子２６を具備したセンサケース２９が取付固定され、このセンサケース２９を下面側とし且つ先端部とした状態で、当該回路基板１８を端子台１４の基板ケース部２０内に収納する。すなわち、外側方に開口した開口部２０ｂから中空部２０ａ内に挿入する。すると、センサケース２９を有する先端部は、奥壁部に衝止され且つリブ２１の下部空隙に挿入される。その挿入端部は、リブ２１の弾性変形を主にセンサケース２９自体の弾性変形と相俟って、当該リブ２１の下部において上下方向から弾性的に押圧保持され、この所定位置に収納される。

そして、上記所定位置に収納された回路基板１８は、外端部の両側に設けられた係合突部１８ｂが基板ケース部２０の立上り壁部２２の係合孔２３に弾性的に係合し、抜け止め状態に保持され、確実に取付固定される。この係合の際、両側の係合突部１８ｂは立上り壁部２２の対向間隔より大きいので、該立上り壁部２２を外方に弾性的に撓ませて係合孔２３に係合するようにしているので、その係合状態を立上り壁部２２の弾性復元力で不動状態に保持することができる。

この結果、端子台１４に対して回路基板１８、従ってセンサケース２９が固定され、このセンサケース２９に所定角度に配置保持されているホール素子２６は、端子台１４に対して位置決めされ、ロータコア５の上端面と平行に近接対向した位置に保持される。
加えて本実施例では、コネクタ部２７は回路基板１８に対し、一体に設けた嵌合突片２７ａを嵌合して組み込むようにしている。そして、特に図３の矢印Ａ方向からの矢視図である図５（一部破断して）に示すように、回路基板１８が挿入固定された状態において、嵌合突片２７ａの下端部が基板ケース部２０の底面に当接する。このことは、回路基板１８を下方への移動を阻止するとともに、両側部の係合突部１８ｂを相手の係合孔２３の上縁に接するように押しやることとなり、特に上下方向に対してもがたつきのない係合状態に保持できる。更には、この係合状態を回路基板１８側の係合突部１８ｂが若干撓むように係合孔２３の上縁に圧接させることにより、一層堅固な係合保持状態を得ることができる。

しかる後、基板ケース部２０の中空部２０ａ内には、例えば図４中の破線矢印Ｂ方向から、図示しないウレタンなどの防湿材を充填し硬化させる。すなわち、開口部２０ｂから回路基板１８の上面側より防湿材を注入することで、回路基板１８の下面側にも切欠部１８ａより流入して中空部２０ａ全体に充填でき、以って該回路基板１８の上下面に亘りリード部分を絶縁形成でき、前記端子台ユニット１３として組立構成される。

このように本実施例によれば、端子台１４にロータコア５の上端面と平行面状とした基板ケース部２０を設け、この基板ケース部２０に磁気検出回路を構成する回路基板１８を取付固定するようにした。従って、従来のように磁気検出回路を構成する導電板を端子台に埋設していた構成に比べて、磁気検出回路を端子台１４に簡単に設けることができ組立作業性も向上する。

また、ホール素子２６を所定角度の位置に収容保持したセンサケース２９を、回路基板１８に取り付け、該回路基板１８を端子台１４に設けた基板ケース部２０に取り付けるようにしたので、端子台１４に対して前記ホール素子２６を容易に位置決め固定できる。従って、端子台１４に対して簡単にホール素子２６を精度よく位置決めすることができ、ロータコア５の上端面と近接対向する所定位置に配置することができる。

しかも、前記基板ケース部２０は側方を開口した箱状とし、その開口部２０ｂより中空部２０ａに回路基板１８を挿入手段により容易に収納できるので、ホール素子２６も端子台１４に対して作業性良く組み込まれることはもとより、収納された回路基板１８のリード部分やホール素子２６は中空部２０ａ周壁で覆われ、防湿材を充填固化する前の段階から、外部からの衝撃等に対し保護できることから、移送等における取扱い性も向上する。

加えて、回路基板１８の具体的な取付固定手段として、本実施例では上記した挿入手段を採用し、基板ケース部２０の中空部２０ａに設けたリブ２１にて回路基板１８の端部を弾性的に押圧保持する構成とし、また主に抜け止めのため回路基板１８の係合突部１８ｂを基板ケース部２０の係合孔２３に、立上り壁部２２の弾性変形を利用して係合させる構成とした。

従って、取付手段としてネジなどの固定部品を要せず作業性の良い挿入手段が採用できるとともに、その後に施す防湿材の充填作業が行なわれるまでの間、回路基板１８を不動状態に保持できるので、やはり取扱い性に優れ、且つ組立作業性の向上も図れる。また、ホール素子２６の位置決め精度が向上することで、ロータ３に対する高さ方向の取付精度も向上し、以ってロータコア５に配設された界磁用永久磁石６とのギャップが精度良く規制できて、回転センサとして機能する信頼性を高め得る。斯くして、端子台ユニット１３全体の組立精度並びに作業性も向上する。

なお、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されるものではなく、例えば回路基板を弾性的に押圧保持するリブは具体的形状として種々考えられ、また抜け止めのための係合構成はいずれか一方に係合孔を、他方に係合突部を設ければ良いし、且つ係合孔は溝状或いは切欠形状とするなど所謂被係合部として種々展開可能であるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。

本発明の一実施例を示すモータの一部を示す平面図 モータの縦断側面図 端子台ユニットの一部を示す平面図 端子台ユニットの組立構成を示す縦断側面図 図３中の矢印Ａ方向から見た矢視図 一部分解して示す平面図 一部分解して示す縦断側面図

符号の説明

図面中、１はモータ、２はステータ、３はロータ、５はロータコア、６は界磁用永久磁石、１２はコイル、１３は端子台ユニット、１４は端子台、１８は回路基板、１８ｂは係合突部、２０は基板ケース部、２１はリブ、２３は係合孔（被係合部）、２６はホール素子（回転センサ）、及び２９はセンサケースを示す。

Claims (4)

1. ステータと、界磁用永久磁石を有するロータと、前記ステータに設けられた端子台ユニットとを具備したものにおいて、
   前記端子台ユニットは、前記ステータに固定された端子台と、この端子台に設けられ、前記界磁用永久磁石の磁気を検出することにより前記ロータの回転位置を検出する磁気検出回路とを備え、
   前記磁気検出回路は、回転センサを所定位置に保持したセンサケースを装着した回路基板から構成し、この回路基板を、前記端子台に形成されロータコアと略平行面状をなす基板ケース部に取付固定したことを特徴とするモータ。
2. 基板ケース部は、側方を開口した箱状をなし、この開口より回路基板を挿入して取付固定したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 基板ケース部には、挿入された回路基板の端部を押圧保持するリブが設けられ、センサケースに保持された回転センサがロータコア面に近接対向する位置に保持されるようにしたことを特徴とする請求項２記載のモータ。
4. 基板ケース部と回路基板の何れか一方に被係合部、他方に該被係合部と係合する係合突部を形成し、所定位置に挿入された回路基板を抜け止め状態に係合保持する構成としたことを特徴とする請求項２または３に記載のモータ。
   
   

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