JP2008005588A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家庭用電化製品などに使用される小型のブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a small brushless motor used for household appliances and the like.
従来の家庭用電化製品などに使用される小型のブラシレスモータは、図9に示されるようなものがある(例えば、特許文献1参照。)。図9は、薄手のステンレス板などからなるステータベース70と、その上面にガラスクロスエポキシ板からなる回路基板71を配すると共に、中央に橋絡部を残して3個の支骨片70bを立ち上げ、この支骨片70bの部分を樹脂で一体成形した軸ホルダ73を設けている。
A small brushless motor used in a conventional household appliance is shown in FIG. 9 (see, for example, Patent Document 1). FIG. 9 shows a
この軸ホルダ73の外周には複数個の突極にそれぞれ電機子コイル74bを巻線するステータコア74aが接着、溶着などの手段によって固着され、各電機子コイルの端末74cを回路基板71の所定のパターンに半田結線している。一方、ロータRは、軸ホルダ73に直接回転自在に装着した軸75と、この軸75を圧入することによって取り付けられたロータケース76と、このロータケース76の内側において前記ステータコア74aの突極に径方向空隙を介してマグネット77を設けている。
On the outer periphery of the
この回路基板71には、コイルの各相(U相、V相、W相)に対する配線パターンが作られており、各相のそれぞれについてコイルの端末74cがラウンド71aに半田付けされる。このラウンド71aの直ぐ上にステータコア74aが位置し、このステータコア74aの突極の外周をロータRが回転している。
On the
よってコイルの端末74cは、ステータコア74aの内側から配線パターン上をはわせて少し外側にいたる部分で半田付けのラウンド71aを設けることになる。また、このロータRの回転検出用のためのホール素子(不図示)が駆動用のマグネット付近で基板上に取り付けられる。
しかしながら、このような従来の構造において、基板とコイルの端末とを半田付けするには、狭い隙間で半田付けをしなければならかった。また狭い隙間で半田付けをするために、確実に半田付けするには相当の注意と熟練を要していた。そのため作業性の悪さより発生する粒塊による絶縁不良や、半田内部の空洞形成による接触不良が原因となり、品質の低下を招くことがあった。 However, in such a conventional structure, in order to solder a board | substrate and the terminal of a coil, it had to be soldered by the narrow clearance gap. In addition, since soldering is performed in a narrow gap, considerable care and skill are required for reliable soldering. For this reason, there are cases where the quality is deteriorated due to an insulation failure due to agglomerates generated due to poor workability or a contact failure due to void formation inside the solder.
またこの種のブラシレスモータは薄型化の要求がある。そのためステータコアの枚数を減らすことが考えられるがモータのトルク低下につながり、これを解消するためステータコアに巻くコイルの巻数を増やすとコイルの巻厚が厚くなりモータの薄型化ができなかった。 This type of brushless motor is also required to be thin. For this reason, it is conceivable to reduce the number of stator cores, but this leads to a reduction in motor torque. To solve this problem, if the number of coils wound around the stator core is increased, the coil thickness increases and the motor cannot be thinned.
またこの種のブラシレスモータは小型化の要求がある。ホール素子が駆動用のマグネットの半径方向の内側にあると、ステータコアやコイルあるいはマグネット等の載置スペースが小さくなってしまうことがあった。したがってモータに必要なトルク特性を下げてしまうことがあった。しかしホール素子をマグネットの外周におくとモータの外形が大きくなる。 In addition, this type of brushless motor is required to be downsized. If the Hall element is inside the driving magnet in the radial direction, the mounting space for the stator core, the coil, the magnet, or the like may be reduced. Therefore, the torque characteristic required for the motor may be lowered. However, when the Hall element is placed on the outer periphery of the magnet, the outer shape of the motor becomes large.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、コイル端末の半田処理を容易にかつ確実に半田付けし作業性を向上させることができるとともに、薄型化かつ小型化が可能なブラシレスモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily and surely solder the coil terminal to improve workability, and can be reduced in thickness and size. An object is to provide a motor.
上記目的を達成するために、本発明のブラシレスモータは、回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケース内に配置されたローターマグネットとを有するロータと、前記回転軸を回転支持する軸受と、前記軸受を固定する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの周囲に固定され前記ローターマグネットの内周と対向する突極を持つステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記軸受ハウジングに固定された板状の導電体のベースプレートと、前記ベースプレート上に設けられた基板とを有するステータを備え、前記基板は、前記ステータコアと前記ベースプレートとの間にあって、この基板のパターン配線面が前記ベースプレート面に対向して貼り付けられ、
前記パターン配線面は、コイル端子を固定するコイルラウンドが設けられると共に、前記コイル端子を通す貫通穴が設けられ、前記ベースプレートには、前記コイルラウンドと前記貫通穴に対応する部分に開口穴が設けられ、前記コイル端子が前記貫通穴を貫通して前記コイルラウンドに半田固定される、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a brushless motor of the present invention includes a rotating shaft, a rotor case that rotates integrally with the rotating shaft, a rotor that is disposed in the rotor case, and the rotating shaft. A bearing that rotates the bearing, a stator housing that fixes the bearing, a stator core that is fixed around the bearing housing and has a salient pole facing the inner periphery of the rotor magnet, and a coil wound around the stator core, A stator having a base plate made of a plate-like conductor fixed to the bearing housing and a substrate provided on the base plate is provided between the stator core and the base plate, and the pattern wiring of the substrate The surface is pasted against the base plate surface,
The pattern wiring surface is provided with a coil round for fixing the coil terminal and a through hole through which the coil terminal is passed, and the base plate is provided with an opening hole corresponding to the coil round and the through hole. The coil terminal penetrates the through hole and is fixed to the coil round by soldering.
また、本発明のブラシレスモータは、前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたことを特徴とする。
また、本発明のブラシレスモータは、前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられた、ことを特徴とする。
また、本発明のブラシレスモータは、前記基板の前記パターン配面には、前記ローターマグネットの磁力を検出するためのホール素子が配置されており、前記ホール素子に対向する前記ベースプレートには、前記ホール素子との干渉をさけるホール素子貫通穴が設けられた、ことを特徴とする。
The brushless motor of the present invention is characterized in that a storage hole for avoiding interference with the coil is provided in the base plate facing the coil wound around the stator core.
Further, the brushless motor of the present invention is characterized in that the base plate facing the coil wound around the stator core is provided with a partially thinned recess to avoid interference with the coil.
In the brushless motor of the present invention, a hall element for detecting the magnetic force of the rotor magnet is disposed on the pattern surface of the substrate, and the hall plate is opposed to the hall plate. A hall element through hole for avoiding interference with the element is provided.
本発明のブラシレスモータによれば、基板のパターン配線面の側をベースプレート上に貼り付け、この基板には、パターン配線面にコイル端子を半田付けするコイルラウンドが設けられていると共に、このコイルラウンドやその周辺にコイル端子を通す貫通穴が設けられ、さらにベースプレートには、コイルラウンドに対応する開口穴が設けられているため、コイル端子とコイルラウンドとの半田付け作業をベースプレートの下側から広い空間を利用して行うことができる。したがって、半田付け作業を容易にかつ確実に行うことができる。
また、半田付け後の半田状態の目視確認を簡単に行うことができるため信頼性を向上できる。
さらに、ステータコアおよびコイル端子とコイルラウンドとの間で半田付け後の半田高さを考慮せず設計できるため、ステータコアの高さを低くすることができ、モータを薄型化できる。
According to the brushless motor of the present invention, the pattern wiring surface side of the substrate is attached to the base plate, and the substrate is provided with the coil round for soldering the coil terminal to the pattern wiring surface. Since there are through-holes through which coil terminals pass and the base plate has opening holes corresponding to the coil rounds, the soldering work between the coil terminals and the coil rounds is wide from the bottom side of the base plate. This can be done using space. Therefore, the soldering operation can be performed easily and reliably.
Further, since the visual confirmation of the solder state after soldering can be easily performed, the reliability can be improved.
Furthermore, since it can design without considering the solder height after soldering between a stator core and a coil terminal, and a coil round, the height of a stator core can be made low and a motor can be reduced in thickness.
また、ステータコアに巻回されたコイルと対向するベースプレートには、コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、コイルの下部の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをさらに薄型化できる。
また、ステータコアに巻回されたコイルと対向するベースプレートには、コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、コイルの下部の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをさらに薄型化できる。
If the base plate facing the coil wound around the stator core is provided with a storage hole that avoids interference with the coil, in addition to the above effect, the height of the lower portion of the coil is equivalent to the height of the stator core. Since the height can be reduced, the motor can be further reduced in thickness.
If the base plate facing the coil wound around the stator core is provided with a partially thinned recess to avoid interference with the coil, in addition to the above effects, the lower height of the coil Since the height of the stator core can be reduced by this amount, the motor can be further reduced in thickness.
また、基板のパターン配線面には、ローターマグネットの磁力を検出するホール素子が配置されており、ホール素子に対向するベースプレートには、ホール素子との干渉をさけるためにホール素子貫通穴が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、ホール素子の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをより一層、薄型化できる。 In addition, a Hall element that detects the magnetic force of the rotor magnet is disposed on the pattern wiring surface of the substrate, and a Hall element through hole is provided in the base plate that faces the Hall element in order to avoid interference with the Hall element. In addition to the above effects, the height of the stator core can be lowered by the height of the Hall element, so that the motor can be made thinner.
以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the best mode for carrying out the present invention shown in the drawings.
(第1の実施形態例)
図1は本発明の第1の実施形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図2(a)の矢視A−A方向の断面を示している。図2は図1のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、(a)は平面図で、(b)は側面図である。図3は図1のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、(a)はステータの底面図、(b)は(a)中のB部拡大図であり、コイル端子の半田前の状態である。図4は、図3のB部の一部変形例である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state of the brushless motor according to the first embodiment of the present invention, and shows a cross-section in the direction of arrows AA in FIG. 2 shows a stator before incorporating the rotor of the brushless motor of FIG. 1, wherein (a) is a plan view and (b) is a side view. 3 shows the stator before incorporating the rotor of the brushless motor of FIG. 1, (a) is a bottom view of the stator, (b) is an enlarged view of a B portion in (a), and the coil terminal is in a state before soldering. It is. FIG. 4 is a partial modification of the portion B in FIG.
図1ないし図4において、このブラシレスモータは、ロータ1とステータ2を備えている。
1 to 4, the brushless motor includes a
ロータ1は、回転軸3と、この回転軸3と一体に回転するロータケース4と、このロータケース4内に配置されたローターマグネット5とを有している。このローターマグネット5には必要な極数だけ多極着磁されている。
The
これに対し、ステータ2は、回転軸3を回転支持する軸受6と、この軸受6を固定する軸受ハウジング7と、この軸受ハウジング7の周囲に固定されローターマグネット5の内周と対向する突極8aを持つステータコア8と、このステータコア8が放射状に設けられた複数の腕部8bで形成され、この腕部8bに巻回し三相に結線されたコイル9と、軸受ハウジング7を固定する板状の導電体のベースプレート10と、このベースプレート10上に設けられ駆動信号を伝えるパターン配線を有する基板11とを有する。
On the other hand, the
このコイル9は、三相スター結線でU相、V相、W相を有している。このコイル9に流れる三相電流が発生する回転磁界によりローターマグネット5が吸引反発の相互作用によってロータ1が一定方向に回転するように構成されている。
This coil 9 is a three-phase star connection and has a U phase, a V phase, and a W phase. The
このように構成されたブラシレスモータの基板11は、ステータコア8とベースプレート10との間にある共に、基板11のパターン配線面11aがベースプレート10上に対向して接着あるいは両面テープにより固着されている。この基板11は、片面のみのパターン配線11aを有するフレキシブル基板を使用している。このフレキシブル基板は、ポリイミドフィルムの片面に銅箔を一層だけ持ち、所望のパターンに配線した銅箔に絶縁層としてカバーフィルムを付着している。なお、基板11は、柔軟性のない材料を用いたガラスエポキシ基板や紙フェノール樹脂の基板を使用してもよい。
The
このフレキシブル基板は、厚みが0.2mm程度の非常に薄いものを使用している。よって、ガラスエポキシ基板や紙フェノール樹脂の基板を使用した場合に比べて、厚みが薄くなり、モータの薄型化ができる。 As this flexible substrate, a very thin substrate having a thickness of about 0.2 mm is used. Therefore, compared with the case where a glass epoxy substrate or a paper phenol resin substrate is used, the thickness is reduced and the motor can be made thinner.
この基板11の接続端子11bは、駆動用の信号を入出力し、従来のステータコア8の側ではなくベースプレート10の側に設けられている。しかし接続端子11bの配線面が反対になっても駆動用信号の接続側の雌端子は、着脱式のため今まで通り使用できる。
The
この基板11のパターン配線面11aにはコイル端子9aを半田付けするコイルラウンド20が設けられている。このコイルラウンド20は、ステータコア8の内側から基板11の上をはわせて少し外側にいたる各突極8aとの間に設けている。このコイルラウンド20は、ステータコア8に巻回した三相結線のコイル端子9aを半田付けするため、3ヶ所20a、20b、20cを設けている。なお、このコイルラウンド20は、ステータコア8の腕部8bを挟む内側であってもよい。
A
このコイルラウンド20の中心付近にはステータコア8に巻回したコイル端子9aを通す貫通穴21を設けている。この貫通穴21は、コイルラウンド20の外径より小さくコイルの径より大きくしている。そしてコイルラウンド20は、コイル端子9aを半田付けする時に必要な半田部分面積を有している。
In the vicinity of the center of the
そしてベースプレート10には、コイルラウンド20と貫通穴21に対応する部分に開口穴22を設けている。この開口穴22は、コイルラウンド20の外径より大きくしている。これによりコイル端子9aを貫通穴21に通して、ベースプレート10の下面よりコイル端子9aとコイルラウンド20との半田付け作業を行うことができる。そしてコイル端子9aがコイルラウンド20に半田接続部23aで固定される。なお、この開口穴22は、少なくとも3つ以上設けている。
また図4の(a)、(b)に示すように、基板11のパターン配線面11aに設けたコイルラウンド20は貫通穴21と離して設けてもよいし、コイルラウンド20が貫通穴21を一部囲むように設けてもよい。
The
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
そして、上図において示されたコイルラウンド20の配置において、20aにはU相端子、20bにはV相端子、20cにはW相端子がそれぞれ半田付けされる。そしてコイル端子9aと他端のコイル端子は、別の腕部8b間で結線部23bにて結線される。なお、この他端のコイル端子は、基板11にコイルラウンド(不図示)が設けられ、そのコイルラウンドの中心付近にコイル端子を通す貫通穴が設けられ、さらにベースプレートにはそのコイルラウンドに対応する開口穴が設けられ、そのコイルラウンドに他端のコイル端子を半田付けしてもよい。
In the arrangement of the
したがって、コイル端子9aとコイルラウンド20との半田付けをステータコア8の突極8aの隙間で半田付けすることなく、ベースプレート10の下面より広い空間で半田付けできるため、容易にかつ確実に半田付け作業を行うことができる。
Therefore, since the soldering between the coil terminal 9a and the
またベースプレート10の下面から半田付け作業が行えるため、半田付け時の作業性が格段に向上できると共に半田付け後の半田状態の目視確認を簡単に行うことができるため信頼性を向上できる。
Further, since the soldering work can be performed from the lower surface of the
さらにベースプレート10の下面から半田付け作業が行えるため、半田コテの先端がコイルラウンド20に容易に届くため、製造工程の短縮ができる。
Further, since the soldering operation can be performed from the lower surface of the
(第2の実施形態例)
図5は本発明の第2の実施形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図6(a)の矢視C−C方向の断面図を示している。図6は図5のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。図7は図5のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、(a)はステータの底面図、(b)は(a)中のD部拡大図である。図8は、図5の一部変形例を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of the brushless motor according to the second embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view in the direction of arrow CC in FIG. 6A and 6B show a stator before the rotor of the brushless motor shown in FIG. 5 is assembled. FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view. FIG. 7 shows the stator before incorporating the rotor of the brushless motor of FIG. 5, (a) is a bottom view of the stator, and (b) is an enlarged view of a portion D in (a). FIG. 8 shows a partial modification of FIG.
これらの図において前記第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。 In these drawings, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態において、前記第1の実施形態と異なる第一の点は、ステータコア8に設けられた放射状の腕部8bにそれぞれ巻回されたコイル9の下部9bが、ベースプレート10と基板11に設けられた収納部31に収納されている点である。これは、ステータコア8に巻回されたコイル9の下部9bと対向するベースプレート10に、コイル9との干渉を避けるために収納穴31aを設けたことにある。そしてベースプレート10と基板11の開口の大きさはほぼ同じとしている。
かかる構成によれば、前記第1の実施形態と同様な効果が得られるとともに、コイル9の下部9bの高さ分だけステータコア8の高さを低くすることができモータを薄型化できる。
また、図8に示すように収納部31を、基板11のみ開口して、ステータコア8に巻回されたコイル9と対向するベースプレート10の面には、コイル9の下部9bとの干渉を避けるために、絞り加工して部分的に薄くした凹部32を設けても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the first difference from the first embodiment is that the lower portions 9b of the coils 9 wound around the
According to such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the height of the
Further, as shown in FIG. 8, in order to avoid interference with the lower portion 9 b of the coil 9 on the surface of the
本実施形態において、前記第1の実施形態と異なる第二の点は、基板11のパターン配線面11aには、ローターマグネット5の磁力を検出するためのホール素子41が配置され、このホール素子41に対向するベースプレート10には、このホール素子41との干渉をさけるためのホール素子貫通穴42が設けられている点である。かかる構成によれば、ホール素子41の高さ分だけロータ1の高さを低くすることができモータをさらに薄型化できる。
また、ローターマグネット5の回転検出用のホール素子41が、ベースプレート10に設けられたホール素子貫通穴42に挿入された状態で、コイルラウンド20と同一面に設けられたホール素子ラウンド44に取り付けられ、さらに、収納部31とホール素子貫通穴42との間にベースプレート10の一部からなる遮蔽部43を設けてもよい。
かかる構成によっても、ホール素子41の高さ分だけロータ1の高さを低くすることができモータをさらに薄型化できると共に、コイル9に電流が流れ、コイル9からの漏洩磁束が発生した場合であっても、導電体の遮蔽部43を設けたため、ホール素子41が漏洩磁束の影響を受けなくなるため、ホール素子41から正常な駆動波形を得ることができる。
したがって、誤った信号をホール素子41が出力して、その結果モータとして異常な回転をするのを防止できる。
In the present embodiment, a second point different from the first embodiment is that a
The
Even with such a configuration, the height of the
Therefore, it is possible to prevent the
なお、本発明は前述した実施形態例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
1 ロータ
2 ステータ
3 回転軸
4 ロータケース
5 ローターマグネット
6 軸受
7 軸受ハウジング
8 ステータコア
8a 突極
8b 腕部
9 コイル
9a コイル端子
9b 下部
10 ベースプレート
11 基板
11a パターン配線面
11b 接続端子
20 コイルラウンド
21 貫通穴
22 開口穴
23a 半田接続部
23b 結線部
31 収納部
31a 収納穴
32 凹部
41 ホール素子
41a ホール素子端子
42 ホール素子貫通穴
43 遮蔽部
44 ホール素子ラウンド
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸を回転支持する軸受と、前記軸受を固定する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの周囲に固定され前記ローターマグネットの内周と対向する突極を持つステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記軸受ハウジングに固定された板状の導電体のベースプレートと、前記ベースプレート上に設けられた基板とを有するステータを備え、
前記基板は、前記ステータコアと前記ベースプレートとの間にあって、この基板のパターン配線面が前記ベースプレート面に対向して貼り付けられ、
前記パターン配線面は、コイル端子を固定するコイルラウンドが設けられると共に、前記コイル端子を通す貫通穴が設けられ、
前記ベースプレートには、前記コイルラウンドと前記貫通穴に対応する部分に開口穴が設けられ、
前記コイル端子が前記貫通穴を貫通して前記コイルラウンドに半田固定される、
ことを特徴とするブラシレスモータ。 A rotor having a rotation shaft, a rotor case that rotates integrally with the rotation shaft, and a rotor magnet disposed in the rotor case;
A bearing for rotating and supporting the rotating shaft, a bearing housing for fixing the bearing, a stator core having a salient pole fixed around the bearing housing and facing the inner periphery of the rotor magnet, and wound around the stator core A stator having a coil, a base plate of a plate-like conductor fixed to the bearing housing, and a substrate provided on the base plate;
The substrate is between the stator core and the base plate, and a pattern wiring surface of the substrate is attached to face the base plate surface,
The pattern wiring surface is provided with a coil round for fixing the coil terminal and a through hole for passing the coil terminal,
The base plate is provided with an opening hole in a portion corresponding to the coil round and the through hole,
The coil terminal passes through the through hole and is soldered to the coil round;
A brushless motor characterized by that.
前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
A brushless motor, wherein the base plate facing the coil wound around the stator core is provided with a storage hole for avoiding interference with the coil.
前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
The brushless motor according to claim 1, wherein the base plate facing the coil wound around the stator core is provided with a partially thinned recess to avoid interference with the coil.
前記基板の前記パターン配線面には、前記ローターマグネットの磁力を検出するホール素子が配置されており、
前記ホール素子に対向する前記ベースプレートには、前記ホール素子との干渉をさけるホール素子貫通穴が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。
The brushless motor according to claim 1,
A Hall element that detects the magnetic force of the rotor magnet is disposed on the pattern wiring surface of the substrate,
A brushless motor, wherein the base plate facing the hall element is provided with a hall element through hole that prevents interference with the hall element.
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