JP2014197954A

JP2014197954A - モータ

Info

Publication number: JP2014197954A
Application number: JP2013072632A
Authority: JP
Inventors: 浩志武田; Hiroshi Takeda; 功貴北島; Koki Kitajima
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-16

Abstract

【課題】接続線が不要になり、部品点数及び作業工数が削減されるモータを提供する。【解決手段】回転軸１２と着磁部１４ａとを有する回転子１３と、固定子鉄心２２と巻線２５とを有する固定子２０と、一方の面に複数の電極部４９を有する回路パターン４７が形成され、前記一方の面が前記固定子２０と対向するように、前記回転子１３の軸方向に配置された片面基板４０と、前記固定子２０に設けられ、前記片面基板４０と前記巻線２５とを電気的に接続する複数の端子片２８１とを備え、前記電極部４９と前記端子片２８１を電気的に接続させる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来、ブラシレスＤＣモータでは、端子片を介してモータ巻線をステータに固定された基板に接続することが行われている。基板として、両面に回路パターンが形成された両面基板を使用せずに、片面だけに回路パターンが形成された片面基板を使用してモータ巻線と片面基板上の回路パターンとを接続する場合、回路パターンが形成された基板側面（一端面）にロータの位置を検出する位置検出センサを実装したうえで、この一端面をロータやステータと対向するように配置する一方、回路パターンが形成されていない基板側面（他端面）に電極部を形成するための接続線（ジャンパー線）を配置して、この電極部と端子片とをはんだ付けするモータが知られている（特許文献１参照）。

特開平１１−１７７２０３号公報

しかしながら、従来のようにモータ巻線を片面基板に接続する場合、新たな部品として電極部を形成するための接続線が必要であった。また、電極部はブラケットと対向する他端面上に形成されるため、ブラケットとの絶縁距離と確保する必要があり、モータを小型化することができなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、片面基板を用いた場合でも接続線が不要になり、部品点数及び作業工数が削減されると共に、小型化が可能なモータを提供することを目的とする。

本発明は、回転軸と着磁部とを有する回転子と、固定子鉄心と巻線とを有する固定子と、一方の面に複数の電極部を有する回路パターンが形成され、前記一方の面が前記固定子と対向するように、前記回転子の軸方向に配置された片面基板と、前記固定子に設けられ、前記片面基板と前記巻線とを電気的に接続する複数の端子片とを備え、前記電極部と前記端子片を前記一方の面と前記固定子との間で電気的に接続させたことを特徴とするモータである。

上記モータは、前記電極部と対向する前記端子片の端部に弾性部が形成され、
前記弾性部を付勢するように、前記電極部を前記弾性部の先端と接触させたモータである。

上記モータは、前記片面基板の前記端子片と対向する部位に、前記一方の面から他方の面に通じる貫通孔が形成され、前記貫通孔と対向する前記端子片の端部を加熱可能して前記電極部に前記端子片がはんだ付けされたモータである。

上記モータは、前記片面基板の前記端子と対向する部位に、前記一方の面から他方の面に通じる貫通孔が形成され、前記電極部と対向する前記端子片の端部にねじ部が形成され、前記片面基板は、前記貫通孔を挿通した前記ねじ部と螺合するねじ部材で前記軸方向に締め付けられたモータである。

請求項１に記載の発明によれば、回路パターンが形成された基板面上に電極部を形成し、この電極部と端子片を、基板と固定子との間で電気的に接続するため、電極部を形成するための接続線が不要になり、部品点数及び作業工数が削減されると共に、小型化が可能なモータを提供できる。また、片面基板の反巻線側に電極部と端子片を接続する部分が出なくなるので、片面基板からブラケットまでの絶縁距離を短くすることができ、小型化されたモータを提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、はんだ付けを不要にしつつ、電極部と端子片が確実に接触するモータを提供できる。

請求項３に記載の発明によれば、電極部と端子片とをはんだ付けすることができるため、基板を押さえるための部品を設けることなく、電極部と端子片とをの電気的に接続することができる。

請求項４に記載の発明によれば、電極部を端子に接触した状態で片面基板が固定されるモータを提供できる。

第１の実施形態におけるブラシレスＤＣモータ１の構造を示す断面図である。端子片２８１の形状及びこの端子片２８１が取り付けられた固定子鉄心２２の近傍の構造を示す断面図である。板バネ２８１を付勢する片面基板４０の取付構造を示す断面図である。端子片２８２の形状及びこの端子片２８２が取り付けられた固定子鉄心２２の近傍の構造を示す断面図である。端子片２８３の形状及びこの端子片２８３が取り付けられた固定子鉄心２２の近傍の構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、本実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。本実施形態のモータは例えばブラシレスＤＣモータ、あるいは該ブラシレスＤＣモータを実装する各種機器に適用される。
図１は本発明の一実施形態におけるブラシレスＤＣモータ１の構造を示す片面断面図である。ブラシレスＤＣモータ１は、モールド樹脂で外郭２１が形成され、この外郭２１に片面基板４０が載置されてブラケット９が嵌合される固定子（ステータ）２０と、この固定子２０の内径側に配置される回転子１３と、この回転子１３を軸方向に回転自在に支持する一対の軸受１６とを備える。

回転子（ロータ）１３は、筒状のロータコア部１４と、その内側に嵌合された回転軸であるシャフト１２とから構成される。ロータコア部１４の外周部は、着磁された着磁部１４ａとなっている。回転子１３の着磁部１４ａが固定子２０の巻線２５で発生した回転磁界から力を受けると、回転子１３は回転する。

固定子２０は、電磁鋼板を積層した筒状の固定子鉄心２２と、この固定子鉄心２２に絶縁部材２９を介して巻回される巻線２５とを有する。また、固定子鉄心２２を覆う外郭２１には、片面基板４０が嵌合される基板押え部２１２が例えば５箇所に設けられている（図２、図３参照）。

さらに、固定子２０には、突起状の端子片２８１が設けられている。端子片２８１は、巻線２５の端部（不図示）に接続されて、片面基板４０の電極部４９と巻線２５とを電気的に接続する端子として機能する。図２の拡大図面に示すように、端子片２８１は、片面基板４０の固定子鉄心２２と対向する基板面（裏面４０１）に設けられる電極部４７と対向する位置に設けられている。端子片２８１は、例えば、金属製の板材が半分に折り曲げられたようなＶ字形状の弾性部２８１aとＩ字形状の支持部２８１bとから成る。図２に示す片面基板４０の装着状態において、弾性部２８１aは、弾性反発力により、片面基板４０を基板押え部２１２に押し付けるようになっている。

図３は、図１におけるＡ−Ａ線による断面の構造を示す平面図である。すなわち、図３は、片面基板４０の表面４０２側から観た平面図である。片面基板４０の中央部には、シャフト１２が挿通される開口部４１が形成されている。片面基板４０はシャフト１２が開口部４１に挿通された状態で外郭２１の基板支持面２１１上に設置される。そして、片面基板４０は、外郭２１に設けられる例えば５つの基板押え部２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅ）によって、当該基板支持面２１１上の設置位置に留まるように押さえ込まれている。

端子片２８１は、固定子鉄心２２と巻線２５とを絶縁する絶縁部材２９に支持され、この絶縁部材２９から突出した状態で固定される。端子片２８１の端部に形成された弾性部２８１ａが、片面基板４０の裏面４０１に形成された銅箔からなる電極部４９と対向する。また、電極部４９は、片面基板４０の裏面４０１に形成された銅箔の回路パターン４７を介して、回路パターン４７上にはんだ付けされたＩＣ４５と導通している。

本実施形態の片面基板４０には、基板外周に沿って、例えば、５個の切欠き部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅが設けられる。切欠き部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅは、外郭２１に設けられる基板押え部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅに対応して設けられる切欠き溝である。

ここで、片面基板４０を外郭２１に装着する手順としては、切欠き部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅに対してそれぞれ基板押え部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅが収まった状態に位置合わせを行う。このとき、片面基板４０は、位置検出センサ４８ａ、４８ｂ、４８ｃが配置された裏面４０１を固定子２０と対向するように装着する。この状態から、片面基板４０を、その裏面４０２に設けられる端子片２８１の弾性反発力に抗して、当該片面基板４０の裏面４０２の外周部分が基板支持面２１１に当接されるまで押し付ける。その後、片面基板４０を回動させて、押し付けている手を放す。これにより、片面基板４０は、端子片２８１の弾性反発力により押し戻される。ここで、図２に示すように、基板押え部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅは、当該押し戻す力に抗して片面基板４０の外周部を押さえる。これにより、片面基板４０は、外郭２１における基板支持面２２１上に装着され、保持される。このとき、片面基板４０の電極部４９は、端子片２８１の弾性部２８１aの先端面２８１ｃと当接し電気的に接続される。

第１の実施形態のブラシレスＤＣモータ１によれば、基板押え部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅにより外周部を押さえられた片面基板４０は、弾性部２８１ａを軸方向に付勢する。これにより、片面基板４０の裏面に形成された電極部４９と弾性部２８１の先端２８１ｃとの接触が確実なものとなる。

また、従来と比べ、片面基板に形成された貫通孔を挿通する接続線が不要になり、かつ、接続線をはんだ付けする必要がなくなるので、部品点数及び作業工数の削減が図られる。

また、片面基板４０の巻線側である裏面４０１にだけ回路パターンや端子片２８１とＩＣ４５との接続部が現れ、反巻線側である表面４０２には導電部が無いので、片面基板４０からブラケット９までの軸方向の絶縁距離が短くなり、その分ブラシレスＤＣモータの小型化に繋がる。

（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態におけるブラシレスＤＣモータ１の端子片２８が取り付けられた固定子鉄心２２の近傍の構造を示す断面図である。第２の実施形態のブラシレスＤＣモータ１は、巻線の端子片と片面基板の裏面に形成された電極部との接続部分を除き、前記第１の実施形態と同じ構造を有する。前記第１の実施形態と同一の部材については、同一の符号を用いることでその説明を省略する。

片面基板４０には、絶縁部材２９に支持された端子片２８２と対向するように、貫通孔４８が形成されている。片面基板４０の巻線２５側側面である裏面４０１には、貫通孔４８を囲むように、銅箔からなるリング状の電極部４９が形成されている。

端子片２８２の端部２８２ａは、外郭２１より僅かに露出し、リング状の電極部４９に近接する。端部２８２ａと電極部４９の間には、クリームはんだ５６があらかじめ塗布されている。

端子片２８２の端部２８２ａと電極部４９とを電気的に接続する場合、片面基板４０に形成された貫通孔４８を通して、片面基板４０の表面側からはんだごてや熱風等で、端部２８２ａに熱を加える。これにより、電極部４９に塗布されたクリームはんだ５６が溶融し、端子片２８２の端部２８２ａと電極部４９のはんだ付けが行われる。

第２の実施形態のブラシレスＤＣモータ１では、片面基板４０の裏面４０１に形成されたリング状の電極部４９に端子片２８２の端部２８２ａがはんだ付けされるので、端子片２８２と電極部４９との電気的な接続が強固なものとなる。

また、従来と比べ、片面基板に形成された貫通孔を挿通する接続線が不要になり部品点数の削減が図られる。

また、第１の実施形態と同様、片面基板４０からブラケット９までの軸方向の絶縁距離が短くなり、その分ブラシレスＤＣモータを小型化できる。

（第３の実施形態）
図５８は端子片２８３が取り付けられた固定子鉄心２２の近傍の構造を示す断面図である。端子片２８３は、前記第２の実施形態の端子片２８２と比べ、長い円柱状に形成され、側面に雄ねじが刻まれたねじ部２８３ｃを有する。その他の形状は前記第２の実施形態と同一である。

端子片２８３のねじ部２８３ｃは、片面基板４０が外郭２１に取り付けられた際、片面基板４０に形成された貫通孔４８に挿通され、片面基板４０の反巻線側である表面４０２に突出するように露出する。

片面基板４０を端子片２８３に取り付ける際、あらかじめ端子片２８３のねじ部２８３ｃにリング状のワッシャ７４を嵌めておく。そして、内側に雌ねじが刻まれたねじ部材７１を、片面基板４０を挟むように、外側に雄ねじが刻まれたねじ部２８３ｃと螺合させる。これにより、片面基板４０は端子片２８３に締め付けられるように固定され、片面基板４０の裏面に設けられた電極部４９と端子片２８３の端部２８３ａとがワッシャ７４を介して電気的に接続される。なお、ワッシャ７４は例えば皿バネなどの弾性変形可能なものであっても良い。この場合は、電極部４９と端子片２８３との接続がより確実になる。

第３の実施形態のブラシレスＤＣモータ１では、ねじ部材７１で片面基板４０を外郭２１に固定することで、電極部４９と端子片２８３の電気的な接続が確実なものとなる。

また、ねじ部材７１は、外郭７１１を樹脂で形成すれば、ねじ部２８３ｃとブラケット９との絶縁が図られる。

また、はんだ付けを行わないことで、片面基板４０を取り外し易く、メンテナンスが容易となる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、巻線駆動用の制御素子としてＩＣ４５が片面基板４０の反巻線側である表面４０２に実装された場合を示したが、巻線２５側である裏面４０１に実装されてもよい。この場合、片面基板４０の表面４０２からブラケットまでの絶縁距離をより短くすることが可能である。

１ブラシレスＤＣモータ
９ブラケット
１１ハウジング
１４ロータコア部
１４ａ着磁部
１６軸受
２０固定子
２２固定子鉄心
２５巻線
２８、２８１、２８２、２８３端子片
２８１ａ弾性部
２８１ｂ支持部
２９絶縁部材
４０片面基板
４１開口部
４５ＩＣ
４７回路パターン
４８貫通孔
４９電極部
７１ねじ部材

Claims

回転軸と着磁部とを有する回転子と、
固定子鉄心と巻線とを有する固定子と、
一方の面に複数の電極部を有する回路パターンが形成され、前記一方の面が前記固定子と対向するように、前記回転子の軸方向に配置された片面基板と、
前記固定子に設けられ、前記片面基板と前記巻線とを電気的に接続する複数の端子片とを備え、
前記電極部と前記端子片を前記一方の面と前記固定子との間で電気的に接続させたことを特徴とするモータ。
前記電極部と対向する前記端子片の端部に弾性部が形成され、
前記弾性部を付勢するように、前記電極部を前記弾性部の先端と接触させたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記片面基板の前記端子片と対向する部位に、前記一方の面から他方の面に通じる貫通孔が形成され、前記貫通孔と対向する前記端子片の端部を加熱可能して前記電極部に前記端子片がはんだ付けされたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記片面基板の前記端子と対向する部位に、前記一方の面から他方の面に通じる貫通孔が形成され、
前記電極部と対向する前記端子片の端部にねじ部が形成され、
前記片面基板は、前記貫通孔を挿通した前記ねじ部と螺合するねじ部材で前記軸方向に締め付けられたことを特徴とする請求項１記載のモータ。