JP2009131121A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転に伴う騒音の発生をより確実に抑制することができるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】金属板材から形成される接続端子は、給電用端子７と接続するための接続部１９ａと、回路基板１５と接続するための接続部１９ｂと、接続部１９ａ，１９ｂ間に設けられ給電用端子７側から入力されるロータの回転に伴ったステータの振動を減衰して吸収する振動減衰部１９ｃとを有している。この振動減衰部１９ｃは、給電用端子７側から入力されるロータの回転に伴ったステータの径方向及び周方向の振動が接続端子の厚さ方向に沿うように湾曲がなされるとともに、ステータの軸方向の振動が厚さ方向への捻れに変換されるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブラシレスモータに係り、例えば、車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるブラシレスモータに関するものである。

従来、ブラシレスモータは、ロータに固定されたマグネットと励磁コイルとの磁気吸引力の変化やロータ自身の重量アンバランス等によりトルクリップルが発生し、この結果ロータが振動する。このロータの振動がステータ及び各端子を介して回路基板に伝わると、この回路基板が振動して騒音発生の原因となっていた。

このような問題の解決を図るようにした技術が例えば特許文献１に開示されている。即ち、特許文献１のブラシレスモータは、ステータが固定されるモータホルダの下部に、励磁回路を搭載した回路基板がステータの軸方向と直交するように配設されている。ステータには給電用端子が固定されており、該給電用端子と回路基板（励磁回路）とが接続端子を介して接続されて、回路基板（励磁回路）からステータに回転磁界を発生させるための駆動電流が供給される。このステータ側の給電用端子と回路基板とを繋ぐ接続端子は、その平面方向（幅方向）がステータの軸方向に延びる給電用端子に直交するように配置（回路基板に平行に配置）されており、その平面方向において２箇所でＵ字状に蛇行した振動減衰部が形成されている。これにより、ロータの回転に伴うステータの振動が接続端子から回路基板に向かう際、ステータの周方向の振動とステータの軸方向の振動とが接続端子の振動減衰部にて吸収され、回路基板での騒音発生が抑制される構成となっている。
特開平１１−２７５８３８号公報

しかしながら、上記のような接続端子に設けた振動減衰部では、ステータの周方向及び軸方向の振動を効果的に吸収できるものの、径方向に対する振動を十分に吸収することが難しかった。そのため、ステータの径方向の振動により回路基板が若干振動して騒音の原因となるため、まだまだ改良の余地が残されていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータの回転に伴う騒音の発生をより確実に抑制することができるブラシレスモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータホルダに固定されたステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに駆動電流を供給する励磁回路を搭載した回路基板を前記モータホルダに固定してなり、前記ステータに接続される給電用端子と前記回路基板とを接続端子にて接続して前記回路基板から前記ステータに前記ロータの回転駆動のための前記駆動電流を供給するように構成したブラシレスモータであって、前記接続端子は、金属板材から形成されるものであり、前記給電用端子と接続するための第１接続部と、前記回路基板と接続するための第２接続部と、前記第１及び第２接続部間に設けられ前記給電用端子側から入力される前記ロータの回転に伴った前記ステータの振動を減衰して吸収する振動減衰部とを有し、前記振動減衰部は、前記給電用端子側から入力される前記ロータの回転に伴った前記ステータの軸方向、径方向及び周方向の３方向の振動の内、２方向の振動が厚さ方向に沿うように少なくとも一箇所の屈曲又は湾曲がなされるとともに、残りの１方向の振動が厚さ方向への捻れに変換されるように構成されたことをその要旨とする。

この発明では、金属板材から形成される接続端子は、給電用端子と接続するための第１接続部と、回路基板と接続するための第２接続部と、第１及び第２接続部間に設けられ給電用端子側から入力されるロータの回転に伴ったステータの振動を減衰して吸収する振動減衰部とを有している。この振動減衰部は、給電用端子側から入力されるロータの回転に伴ったステータの軸方向、径方向及び周方向の３方向の振動の内、２方向の振動が厚さ方向に沿うように少なくとも一箇所の屈曲又は湾曲がなされるとともに、残りの１方向の振動が厚さ方向への捻れに変換されるように構成した。即ち、３方向の振動が撓み易い厚さ方向の振動となり、接続端子の撓みによって３方向の振動（ロータの回転に伴う振動）が吸収され、回路基板への振動伝達が十分に低減される。これにより、ロータの回転に伴う騒音の発生をより確実に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記給電用端子は、長方形板状をなし、その長手方向が前記ステータの軸方向に沿って配置されるとともに、前記回路基板は、前記ステータの軸方向と直交する方向に配置され、前記接続端子は、長方形金属板材から形成されるものであり、前記接続端子の幅方向が前記給電用端子の長手方向に、前記接続端子の長手方向が前記回路基板の平面方向にそれぞれ沿うように配置されていることをその要旨とする。

この発明では、長方形板状の給電用端子の長手方向がステータの軸方向に沿って配置されるとともに、回路基板は、ステータの軸方向と直交する方向に配置され、接続端子は、長方形金属板材から形成されるものであり、接続端子の幅方向が給電用端子の長手方向に、この接続端子の長手方向が回路基板の平面方向にそれぞれ沿うように配置した。即ち、接続端子の長手方向、幅方向、厚さ方向がそれぞれステータの径方向、軸方向、周方向と同方向となるように配置した。このようにしたことで、ステータの径方向及び周方向の振動が撓み易い接続端子の厚さ方向の振動となり、ステータの軸方向の振動が接続端子の厚さ方向への捻れに変換される。３方向の振動が撓み易い厚さ方向の振動となり、接続端子の撓みによって３方向の振動（ロータの回転に伴う振動）が吸収され、回路基板への振動伝達が十分に低減される。これにより、ロータの回転に伴う騒音の発生を確実に抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、前記振動減衰部は、前記厚さ方向に湾曲させて渦巻状に形成されてなることをその要旨とする。

この発明では、振動減衰部は、厚さ方向に湾曲されて渦巻状に形成される。即ち、振動減衰部を簡単な渦巻状に形成するだけで、３方向（ステータの軸方向、径方向、周方向）の振動を効果的に吸収することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、前記振動減衰部は、前記第１及び第２接続部の少なくとも一方に、該接続部の周囲に渦巻状に形成されてなることをその要旨とする。

この発明では、振動減衰部は、第１接続部及び第２接続部の少なくとも一方の周囲に渦巻状に形成される。つまり、渦巻形状が容易に形成でき、振動を効果的に吸収することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、前記振動減衰部は、前記第１及び第２接続部間で少なくとも２箇所で前記厚さ方向に屈曲されて形成されてなることをその要旨とする。

この発明では、振動減衰部が第１接続部及び第２接続部間で少なくとも２箇所でその厚さ方向に屈曲されて形成される。即ち、振動減衰部を第１接続部及び第２接続部間で少なくとも２箇所で屈曲されて形成するだけで、３方向（ステータの軸方向、径方向、周方向）の振動を効果的に吸収することができる。

従って、上記記載の発明によれば、ロータの回転に伴う騒音の発生をより確実に抑制することができるブラシレスモータを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、車両用空調装置の送風機用モータとして使用される本実施の形態のブラシレスモータにおいて、モータホルダ１の上面にはステータ２が固定されている。ステータ２は、センターピース３と、ステータコア４と、励磁コイル５とを備えている。センターピース３は、円筒部３ａの下端からフランジ状に延びるフランジ部３ｂを備え、そのフランジ部３ｂがモータホルダ１にねじ６により固定されている。センターピース３の円筒部３ａにはステータコア４が外嵌され、該ステータコア４には巻線が巻着されて励磁コイル５が構成されている。

ステータコア４の中心部には、長方形金属板材よりなる３個（図１（ａ）では１個のみ図示）の給電用端子７の基端部が圧入により固定されている。各給電用端子７の基端部には各相（Ｕ・Ｖ・Ｗ相）の励磁コイル５の端部がそれぞれ接続され、給電用端子７と励磁コイル５とが電気的に接続されている。各給電用端子７は、ステータ２の軸方向に沿うようにその先端が下方に向けられており、図２に示すようにモータホルダ１を貫通しその下面側まで延びている。また、センターピース３の円筒部３ａの内周面には、ロータ８を回転可能に支持するための一対の軸受９，１０が軸方向各端部にそれぞれ内嵌固定されている。

ロータ８は、釣鐘状のヨーク１１と、そのヨーク１１の内周面１１ａに固着される複数のマグネット１２と、ヨーク１１の中心部に圧入固定される回転軸１３とから構成される。回転軸１３は、前記センターピース３の円筒部３ａ内に挿入されて一対の軸受９，１０にて回転可能に支持され、ヨーク１１から突出する上端部に図示しないファンが固定される。回転軸１３の下端部には円盤状のセンサマグネット１４が回転軸１３と一体回転可能に嵌着されている。

前記モータホルダ１の下面（ステータ２とは反対側）には回路基板１５が図示しないねじによって固定され、該基板１５の平面方向がステータ２の軸方向と直交するように配設されている。回路基板１５は、モータホルダ１に取着される下部ケース１６により覆われ保護されている。この回路基板１５には、励磁コイル５に励磁電流を供給するための励磁回路１７を構成する多数の素子が搭載されている。それらの素子の内、前記センサマグネット１４の近傍に配置されるのはホール素子１８であり、該ホール素子１８はセンサマグネット１４の回転による磁界の変化を検出することによりロータ８の回転角度を検出するものである。そして、ホール素子１８によるロータ８の回転角度の検出に基づき、励磁回路１７ではステータ２（励磁コイル５）に回転磁界が発生するような励磁電流が生成されている。

回路基板１５には、ステータ２側から軸方向に沿って延びる各給電用端子７を該基板１５の下面側まで挿通させるための挿通孔１５ａが形成されている。回路基板１５の下面には、各給電用端子７と回路基板１５（励磁回路１７）とを接続するための接続端子１９が設けられている。

接続端子１９は、一枚の長方形金属板材にて形成されるものであり、図２に示すように給電用端子７と接続される第１接続部としての接続部１９ａと、回路基板１５（励磁回路１８）にはんだ付けされる第２接続部としての接続部１９ｂを有している。接続端子１９は、両接続部１９ａ，１９ｂにより接続された状態では、その幅方向が給電用端子７の長手方向（ステータ２の軸方向）に、該端子１９の長手方向が回路基板１５の平面方向にそれぞれ沿うように配置される。接続部１９ａと接続部１９ｂとの間には、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動が各給電用端子７から回路基板１５に伝達するのを抑制する振動減衰部１９ｃが形成されている。

ここで、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動は、該ステータ２の周方向、軸方向及び径方向全てである。このような振動は、各給電用端子７を通じて接続端子１９を厚さ方向、幅方向及び長手方向に振動させる。振動減衰部１９ｃは、給電用端子７側の接続部１９ａの周囲において、その３方向の振動に対応すべく３次元方向に撓み易い渦巻状に形成されている。より詳しくは、振動減衰部１９ｃは、給電用端子７側の接続部１９ａから厚さ方向に湾曲されて径方向外側に次第に拡がる同一平面の渦巻状をなし、その接続部１９ａを中心に２周周回する形状をなしている。

そして、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動の内、軸方向の振動は、接続端子１９の幅方向の振動であり、接続部１９ａを上下方向に振動させる。このとき、接続端子１９の幅方向の振動は吸収し難い振動であるが、振動減衰部１９ｃがその接続部１９ａを中心とした渦巻状をなすことから、この幅方向の振動、即ちステータ２の軸方向の振動が次第に撓み易い厚さ方向の捻れへと変換されて効果的に吸収される。

また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動の内、周方向の振動は、接続端子１９の厚さ方向の振動であり、接続部１９ａを同方向に振動させる。この厚さ方向の振動は、接続端子１９（振動減衰部１９ｃ）が撓み易い方向であることから効果的に吸収される。

また、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動の内、径方向の振動は、接続端子１９の長手方向の振動であり、接続部１９ａを同方向に振動させる。この長手方向の振動は、振動減衰部１９ｃがその接続部１９ａを中心とした渦巻状をなすことから、振動減衰部１９ｃでは撓み易い厚さ方向の振動となり効果的に吸収される。

このようにして、ロータ８の回転に伴うステータ２の振動が給電用端子７から接続端子１９に伝達されても、該接続端子１９の振動減衰部１９ｃがステータ２の軸方向、周方向及び径方向の３方向の振動をそれぞれ効果的に吸収し、回路基板１５側への振動伝達が十分に低減されるようになっている。これにより、回路基板１５での振動に起因した騒音の発生が十分に抑制されている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）金属板材から形成される接続端子１９は、給電用端子７と接続するための接続部１９ａと、回路基板１５と接続するための接続部１９ｂと、接続部１９ａ，１９ｂ間に設けられ給電用端子７側から入力されるロータ８の回転に伴ったステータ２の振動を減衰して吸収する振動減衰部１９ｃとを有している。この振動減衰部１９ｃは、給電用端子７側から入力されるロータ８の回転に伴ったステータ２の径方向及び周方向の振動が接続端子１９の厚さ方向に沿うように湾曲がなされるとともに、ステータ２の軸方向の振動が厚さ方向への捻れに変換されるように構成した。より詳しくは、給電用端子７の長手方向がステータ２の軸方向に沿って配置されるとともに、回路基板１５は、ステータ２の軸方向と直交する方向に配置され、接続端子１９は、その幅方向が給電用端子７の長手方向に、この接続端子１９の長手方向が回路基板１５の平面方向にそれぞれ沿うように配置した。即ち、接続端子１９の長手方向、幅方向、厚さ方向がそれぞれステータ２の径方向、軸方向、周方向と同方向となるように配置した。このようにしたことで、ステータ２の径方向及び周方向の振動が撓み易い接続端子１９の厚さ方向の振動となり、ステータ２の軸方向の振動が接続端子１９の厚さ方向への捻れに変換される。３方向の振動が撓み易い厚さ方向の振動となり、接続端子１９の撓みによって３方向の振動（ロータの回転に伴う振動）が吸収され、回路基板１５側への振動伝達が十分に低減される。これにより、ロータ８の回転に伴う騒音の発生を確実に抑制することができる。

（２）振動減衰部１９ｃは、給電用端子７側の接続部１９ａから厚さ方向に湾曲されて径方向外側に次第に拡がる同一平面の渦巻状に形成した。即ち、振動減衰部１９ｃを簡単な渦巻状に形成するだけで、３方向（ステータの軸方向、径方向、周方向）の振動を効果的に吸収することができる。また、振動減衰部１９ｃを第１接続部としての接続部１９ａの周囲に渦巻状が容易に形成できる。

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、振動減衰部１９ｃを接続部１９ａの周囲に渦巻状に形成したが、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、接続部１９ｂの周囲にも同様な振動減衰部１９ｃを形成してもよい。また、接続部１９ｂ側にのみ振動減衰部１９ｃを形成してもよい。この他、接続部１９ａ，１９ｂ間の中間部分に渦巻状の振動減衰部１９ｃを形成してもよい。

・上記実施の形態では、振動減衰部１９ｃを２周周回する渦巻状に形成したが、周回数は適宜変更してもよい。
・上記実施の形態では、振動減衰部１９ｃを渦巻状に形成したが、これに限らず、例えば図６（ａ）（ｂ）に示すように、接続部１９ａ及び接続部１９ｂのそれぞれから一旦離間する側に延出させ、そこから互いをクランクで繋ぐ形状に屈曲させた振動減衰部１９ｄとしてもよい。この態様では、接続部１９ａ，１９ｂ間の部分全体が振動減衰部１９ｄとなる。

（ａ）（ｂ）本実施の形態におけるブラシレスモータを示す断面図である。 同上におけるブラシレスモータの底面図である。 （ａ）（ｂ）同上におけるブラシレスモータの軸方向の振動吸収効果を説明するための説明図である。 （ａ）（ｂ）同上におけるブラシレスモータの周方向及び径方向の振動吸収効果を説明するための説明図である。 （ａ）（ｂ）別例におけるブラシレスモータの説明図である。 （ａ）（ｂ）別例におけるブラシレスモータの説明図である。

符号の説明

１…モータホルダ、２…ステータ、７…給電用端子、８…ロータ、１５…回路基板、１７…励磁回路、１９…接続端子、１９ａ…接続部（第１接続部）、１９ｂ…接続部（第２接続部）、１９ｃ，１９ｄ…振動減衰部。

Claims (5)

1. モータホルダに固定されたステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに駆動電流を供給する励磁回路を搭載した回路基板を前記モータホルダに固定してなり、
   前記ステータに接続される給電用端子と前記回路基板とを接続端子にて接続して前記回路基板から前記ステータに前記ロータの回転駆動のための前記駆動電流を供給するように構成したブラシレスモータであって、
   前記接続端子は、金属板材から形成されるものであり、前記給電用端子と接続するための第１接続部と、前記回路基板と接続するための第２接続部と、前記第１及び第２接続部間に設けられ前記給電用端子側から入力される前記ロータの回転に伴った前記ステータの振動を減衰して吸収する振動減衰部とを有し、
   前記振動減衰部は、前記給電用端子側から入力される前記ロータの回転に伴った前記ステータの軸方向、径方向及び周方向の３方向の振動の内、２方向の振動が厚さ方向に沿うように少なくとも一箇所の屈曲又は湾曲がなされるとともに、残りの１方向の振動が厚さ方向への捻れに変換されるように構成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記給電用端子は、長方形板状をなし、その長手方向が前記ステータの軸方向に沿って配置されるとともに、
   前記回路基板は、前記ステータの軸方向と直交する方向に配置され、
   前記接続端子は、長方形金属板材から形成されるものであり、前記接続端子の幅方向が前記給電用端子の長手方向に、前記接続端子の長手方向が前記回路基板の平面方向にそれぞれ沿うように配置されていることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記振動減衰部は、前記厚さ方向に湾曲させて渦巻状に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記振動減衰部は、前記第１及び第２接続部の少なくとも一方に、該接続部の周囲に渦巻状に形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１または２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記振動減衰部は、前記第１及び第２接続部間で少なくとも２箇所で前記厚さ方向に屈曲されて形成されてなることを特徴とするブラシレスモータ。

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