JP3609308B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子の外周又は内周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図８（Ａ）に示すように、電気掃除機本体（図示せず）内に設置される電動送風機１には、そのケースユニット２内にＤＣブラシレスモータ３を設け、このＤＣブラシレスモータ３の回転によってファン４を回転させて塵埃吸い込み用の負圧を発生させるものが知られている。
【０００３】
ＤＣブラシレスモータ３は、ケースユニット２に固定された回路基板５と、回路基板５に固定された固定子６と、ケースユニット２に回転可能に保持された電動機軸７と、この電動機軸７に固定された回転子８と、回転子８の外周と対向するように回路基板５に固定された磁気センサー９とを備えている。
【０００４】
磁気センサー９は、図８（Ｂ）に示すように、回転子８の外周に等間隔で対向するように複数（この場合３つ）配置され、リード端子９ａを回路基板５に接続した状態で半田付け等によって固定されている。また、磁気センサー９は、回転子８からの磁束によって出力信号を図示を略する制御回路に出力し、その出力信号によって制御回路が回転子位置情報を検出して固定子６の巻線６ａを順次励磁することで回転子８を回転させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成されたＤＣブラシレスモータ３にあっては、回路基板５に対する磁気センサー９の固定が変形可能なリード端子９ａに依存しているため、回路基板５に磁気センサー９を固定する際に回転子８と磁気センサー９との対向間隔にずれが生じてブラシレスモータ性能が低下（位置誤検出）する虞があるばかりでなく、回転子８の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサー９がずれてしまいリード端子９ａが断線する虞があった。
【０００６】
また、上述したＤＣブラシレスモータ３を電動送風機１等のように密閉状態にないケースユニット２内に設置した場合、外気の流入等によって塵埃等がリード端子９ａに付着し、隣接するリード端子９ａ同士が接続状態となってしまい短絡する虞があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するため、回路基板に磁気センサーを固定する際の回転子と磁気センサーとの対向間隔のずれの発生を防止し得て、しかも、回転子の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサーがずれることを防止することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００８】
また、リード端子への塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、磁気センサーの感度を向上することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記磁気センサーは等角度で複数配置されると共に該各磁気センサーが一つの前記ホルダーによって固定されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ホルダーに前記磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のブラシレスモータの実施の形態を、電気掃除機用電動送風機に適用し、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図７において、１１は図示を略する電気掃除機の掃除機本体内に搭載される電動送風機である。
【００１６】
電動送風機１１は、有底円筒状の電動機ケース１２と、電動機ケース１２の開放端を閉成するファンカバー１３と、電動機ケース１２の開放端側に固定されたフレーム１４と、フレーム１４と電動機ケース１２の底部１２ａとに軸受１５，１６を介して回転可能に支持された電動機軸１７を有するＤＣブラシレスモータ１８と、電動機軸１７の先端部１７ａに固定された遠心形のインペラ１９と、フレーム１４に固定されると共にインペラ１９の外側にフィン２０ａを位置させたディフューザ２０とを備えている。
【００１７】
ＤＣブラシレスモータ１８は、電動機軸１７に固定された回転子２１と、電動機ケース１２の底部１２ａに固定された回路基板２２と、回転子２１の外周を取り巻くようにスロット２３を介して回路基板２２に固定された固定子２４と、図１に示すように、底部１２ａ寄りの固定子２４の内周底面と底部１２ａ寄りの回転子２１の外周底面とに離間状態で跨るように回路基板２２に固定されたホルダー２５と、ホルダー２５に保持された状態でリード端子２６ａが回路基板２２に接続された磁気センサー２６とを備えている。
【００１８】
回路基板２２は、図２に示すように、ホルダー２５を位置決め固定する固定孔２２ａと、リード端子２６ａが貫通する貫通孔２２ｂとを備えている。また、回路基板２２には電気掃除機全般若しくは掃除機本体全般の電気的制御を行う制御回路等（図示せず）が装着される。
【００１９】
ホルダー２５は、固定孔２２ａに係合する係合突起２５ａが底面から突出されたベース２５ｂと、ベース２５ｂから立ち上げられた周壁２５ｃと、固定子２４側に位置する周壁２５ｃの上端から一体に立ち上げられたホルダー壁２５ｄと、ホルダー壁２５ｄよりも回転子２１寄りの周壁２５ｃの内面から突出された一対の係止突起２５ｅとを備え、ホルダー壁２５ｄと係止突起２５ｅとの間に位置する保持部２５ｆで磁気センサー２６のセンサー部２６ｂが挟持される。
【００２０】
磁気センサー２６は、底部１２ａ寄りの固定子２４の外周底面よりも回路基板２２側に突出した回転子２１の外周面と対向し且つ回転子２１の外周面に対して等間隔で対向するように複数（この場合３つ）配置され、各磁気センサー２６毎にホルダー２５に保持された状態でリード端子２６ａが貫通孔２２ｂを貫通してその先端側が回路基板２２に半田付けされる。また、磁気センサー２６は、回転子２１からの磁束によって出力信号を図示を略する制御回路に出力し、その出力信号によって制御回路が回転子位置情報を検出して固定子２４の巻線２４ａを順次励磁することで回転子２１を回転させる。
【００２１】
このような構成においては、回路基板２２の固定孔２２ａに係合突起２５ａを係合させてホルダー２５を回路基板２２に固定した後、ホルダー壁２５ｄと係止突起２５ｅとの間の保持部２５ｆにセンサー部２６ｂを挟持させつつ各リード端子２６ａを貫通孔２２ｂに貫通させ、そのリード端子２６ａの先端側を回路基板２２に半田付する。
【００２２】
この際、ホルダー２５に磁気センサー２６を予め保持・固定（接着等）させた状態でホルダー２５と磁気センサー２６とを同時に回路基板２２に固定しても良い。尚、この場合、ホルダー２５の周壁２５ｃ内にもベース２５ｂを設けた方が磁気センサー２６の相対位置が安定するため好ましい。
【００２３】
ところで、図３に示すように、ホルダー２５の周壁２５ｃ内に絶縁性を有する充填材料（例えば、シリコン等の接着材料）３０を充填し、この充填材料３０によって、より安定した磁気センサー２６の保持とすることも可能である。また、リード端子２６ａへの塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができる。
【００２４】
また、図４に示すように、センサー部２６ｂとホルダー壁２５ｄとの間（センサー部２６ｂの正面側でも良い）に鉄板等の磁気集束板３１を介装して回転子２１からの磁束をセンサー部２６ｂに導き易くして検出感度を向上させることもできる。
【００２５】
尚、図５に示すように、磁気集束板３１を介装した状態でホルダー２５の周壁２５ｃ内に充填材料３０を充填して、上記双方の効果を具備させることも可能であることは勿論である。
【００２６】
さらに、ホルダー２５は各磁気センサー２６の数と同数としたものを開示したが、図６に示すように、各磁気センサー２６を一つのホルダー３２で保持し、回路基板２２へのホルダー３２の取り付け作業コストの削減並びに複数の磁気センサー２６毎の配設位置のばらつき発生を防止を向上することができる。この際、ホルダー３２は、ベース部２５ｂに相当するベース部３２ｂを一体に連続して形成し、このベース部３２ｂに、係合突起（図示せず）、周壁３２ｃ、ホルダー壁３２ｄ、係止突起３２ｅ、保持部３２ｆが保持すべき位置の磁気センサー２６毎に対応して形成される。
【００２７】
なお、上記図３〜図６において、上記図１及び図２で示した構成と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記実施の形態では、モータとしてＤＣブラシレスモータ１８に適用した例を開示したが回転子位置情報を得るようにしたモータ全般に適用することができることは勿論である。さらに、電動送風機１１に搭載される必要もない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されている構成としたので、回路基板に磁気センサーを固定する際の回転子と磁気センサーとの対向間隔のずれの発生を防止し得て、しかも、回転子の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサーがずれることを防止することができる。しかも、ホルダーの上下に開放する周壁内に絶縁性充填材が充填されると共に、この充填材によって磁気センサーのリード端子がホルダー内で固定されていることにより、リード端子への塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、磁気センサーは等角度で複数配置されると共に各磁気センサーが一つのホルダーによって固定されていることにより、ホルダーの取り付け作業コストが削減されると共に、複数の磁気センサー毎の配設位置にばらつきが発生しにくく、より一層信頼性を向上させることができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、ホルダーに磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることにより、磁気センサーの感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、（Ａ）はブラシレスモータの要部の断面図、（Ｂ）はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、（Ａ）はホルダー組み付け前の要部の斜視図、（Ｂ）はホルダー組み付け後の要部の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例１を示し、（Ａ）はブラシレスモータの要部の断面図、（Ｂ）はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例２を示し、（Ａ）はブラシレスモータの要部の断面図、（Ｂ）はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例３を示し、（Ａ）はブラシレスモータの要部の断面図、（Ｂ）はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例４を示し、（Ａ）はホルダー組み付け前の要部の斜視図、（Ｂ）はホルダー組み付け後の要部の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、電動送風機の縦断面図である。
【図８】従来のブラシレスモータを示し、（Ａ）は電動送風機の縦断面図、（Ｂ）は要部の斜視図である。
【符号の説明】
１８…ＤＣブラシレスモータ
２１…回転子
２２…回路基板
２４…固定子
２４ａ…巻線
２５…ホルダー
２６…磁気センサー
２６ａ…リード端子

Claims (3)

1. 固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、
   前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記磁気センサーは等角度で複数配置されると共に該各磁気センサーが一つの前記ホルダーによって固定されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記ホルダーに前記磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータ。

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