JP6858925B2 - 駆動回路搭載電動機 - Google Patents

Description

本発明は、内回転式の駆動回路搭載電動機に関するものである。

内部に永久磁石を有する回転子を備えた駆動回路搭載電動機において、内部に駆動回路を搭載する場合は、固定子、コイル、回転軸および回転軸を保持するベアリングに干渉しない位置に駆動回路を配置しなくてはならない。回転軸およびベアリングは、円筒形状を有する駆動回路搭載電動機の半径方向における中心部にあり、回転軸およびベアリングの位置を避けて大型の駆動回路を配置しようとすると、駆動回路搭載電動機の半径方向の寸法を大きくする必要がある。

特許文献１には、電動機のスペース的に広い中心部を利用して回路基板を搭載する駆動回路搭載電動機であり、駆動回路が搭載された回路基板がブラケットの軸方向の外側に取り付けられたモータが開示されている。特許文献１に開示されたモータにおいては、回転軸を支持する反負荷側の軸受けを保持するベアリングハウジングが、樹脂製のブラケットの軸方向の内方に突出した形に形成されている。また、固定子であるロータの位置を検出するためのロータ位置検出器を備えた回路基板が、ブラケットの軸方向の外側端面に取り付けられている。

特許第５４７３９６８号公報

ここで、上記特許文献１のモータによれば、ロータから発生する磁束によってロータの位置検出を行う。そして、ロータの位置検出の精度を向上させるためには、ロータ位置検出器を備えた回路基板とロータとを近づける必要がある。ここで、ブラケットの軸方向における、ロータの必要以上の大型化を抑えるためには回路基板をロータ側に近づける必要があり、固定子のコイルも回路基板に近づくことになる。そして、固定子のコイルが必要以上に回路基板の駆動回路に近づく場合には、ステータのコイルに電流を流すことで発生する電磁ノイズの増加による駆動回路の誤動作が発生してモータの駆動特性が劣化する懸念がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部の空間を有効活用し、大型化または特性の劣化を伴わずに大型の回路基板を搭載可能な駆動回路搭載電動機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる駆動回路搭載電動機は、外郭の内部に、中央に回転軸が固定された永久磁石を有する筒状形状の回転子と、回転子の外周側に配置され、鉄心と、巻枠を介して鉄心に巻回された複数のコイルとを有する固定子と、を備える。また、駆動回路搭載電動機は、回転軸の軸方向に沿った一方向を負荷側とし、回転軸の軸方向に沿った他方向を反負荷側とした場合に、回転軸を支持する反負荷側のベアリングと、回転子および固定子よりも反負荷側に配置されて、反負荷側のベアリングを保持するベアリングハウジングが負荷側に突出して設けられた金属製のブラケットと、軸方向においてブラケットよりも反負荷側に配置された反負荷側端子台と、反負荷側端子台における反負荷側に配置されて駆動回路が搭載された回路基板と、を備える。また、駆動回路搭載電動機は、外部電源と電気的に接続されて反負荷側端子台に配置される反負荷側端子と、巻枠からブラケットと反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、コイルと回路基板とを電気的に接続する第１導電ピンと、巻枠からブラケットと反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、反負荷側端子と回路基板とを電気的に接続する第２導電ピンと、を備える。

本発明にかかる駆動回路搭載電動機は、内部の空間を有効活用し、大型化または特性の劣化を伴わずに大型の回路基板を搭載可能である、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機の縦断面図 本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機の固定子を示す斜視図 本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機の絶縁部材を示す斜視図 本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機のブラケットを示す斜視図 本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機の反負荷側端子台を示す斜視図 本発明の実施の形態１にかかる反負荷側端子の他の形態を示す図 本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機における電気的な接続経路を模式的に示す図 本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機の縦断面図 本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機の負荷側端子台を示す組立後の斜視図 本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機における電気的な接続経路を模式的に示す図 本発明の実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機の縦断面図 本発明の実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機の埋込磁石型回転子を示す上面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる駆動回路搭載電動機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００の縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００の固定子１を示す斜視図である。なお、図２においては、コイル６が巻回されていない状態を示している。

本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００は、回転子２が固定子１の中で回る内回転式の永久磁石同期電動機である。駆動回路搭載電動機１００は、駆動回路搭載電動機１００の外郭を構成するフレーム７とカバー２２とを備える。また、駆動回路搭載電動機１００は、フレーム７とカバー２２とで構成される外郭の内部に、筒状形状を呈する固定子１と、筒状形状を呈して固定子１の内側に配置される回転子２と、回転子２に連結されて回転子２の中心軸２ａに沿って延びる回転軸３と、を備える。固定子１と回転子２と回転軸３とは、同軸状に配設されている。以下、固定子１と回転子２と回転軸３との軸方向を単に軸方向と呼ぶ場合がある。また、固定子１と回転子２と回転軸３との軸方向を中心軸とした径方向を単に径方向と呼ぶ場合がある。

回転軸３の一端３ａ側は、フレーム７の外部に突出している。フレーム７の外部に突出した回転軸３の一端３ａ側には、図示しない負荷が接続される。以下では、回転軸３の軸方向に沿った方向において、回転軸３がフレーム７の外部に突出した一方向側、すなわち図１における下側を負荷側と呼び、回転軸３がフレーム７の外部に突出した方向と反対方向である他方向側、すなわち図１における上側を反負荷側と呼ぶ場合がある。

固定子１は、筒状形状を呈し、固定子鉄心４とインシュレータ５とコイル６とを有する。固定子１は、駆動回路搭載電動機１００の外郭となるフレーム７に圧入され、回転子２の周囲に配設されている。固定子１は、薄い電磁鋼板が多数積層されて構成された固定子鉄心４と、固定子鉄心４のティースに設けられた貫通孔である２つの固定子スロット１ａの間にマグネットワイヤが複数ターン巻回された固定子巻線である複数のコイル６とから構成されている。すなわち、コイル６は、固定子鉄心４の周りに配置された巻枠にマグネットワイヤが巻回されて構成されている。マグネットワイヤは、絶縁体からなる巻枠であるインシュレータ５を介して、２つの固定子スロット１ａの間に巻回されている。

また、インシュレータ５の上面、すなわちインシュレータ５の反負荷側には、コイル６と後述する回路基板２０とを電気的に接続するためのコイル接続用導電ピンである第１導電ピン８ａと、回路基板２０を図示しない外部電源に電気的に接続するための外部電源接続用導電ピンである第２導電ピン８ｂと、が延びて立てられている。第１導電ピン８ａと、第２導電ピン８ｂとは、それぞれインシュレータ５の上面に挿されている。第１導電ピン８ａは、コイル６の端部が複数回にわたって巻回されており、はんだ付けによりコイル６の端部と電気的接続がなされている。

コイル６は、固定子鉄心４の隣り合う２つの固定子スロット１ａに巻回された集中巻により構成されている。集中巻は、コイル６が２つ以上離れた固定子スロット１ａに巻回される分布巻よりも、固定子１の軸方向におけるコイル６の寸法を小さくできる。このため、集中巻で構成されたコイル６は、駆動回路搭載電動機１００の外径寸法を小さくできるメリットがある。

駆動回路搭載電動機１００では、集中巻で構成されたコイル６を採用し、回路基板２０を搭載しながらも、分布巻で構成されたコイルを用いる場合と同等の外径寸法に収めることが可能なため、分布巻で構成されたコイルを採用している永久磁石同期電動機との置き換えに適している。

回転子２は、回転軸３の軸方向において回転子２を挟んだ位置に配置された軸受けである２つのベアリングによって、回転可能に支持されている。すなわち、回転子２は、第１の軸受けである第１ベアリング１０ａおよび第２の軸受けである第２ベアリング１０ｂによって、回転可能に支持されている。

軸受けのうちの負荷側の第１ベアリング１０ａは、外郭を構成するフレーム７の中央部に形成された凹部に外輪が嵌め込まれて固定され、内輪が回転軸３に嵌め込まれて固定されている。すなわち、第１ベアリング１０ａは、フレーム７に設けられた第１の軸受けハウジングである第１ベアリングハウジング１１ａの内周面により外輪が支持されている。第１ベアリングハウジング１１ａは、回転軸３の軸方向においてフレーム７の内部側、すなわち反負荷側に突出して、環状に形成されている。

軸受けのうちの反負荷側の第２ベアリング１０ｂは、回転子２の反負荷側において第２ベアリング１０ｂを支持する金属製のブラケット９の中央部に形成された凹部に外輪が嵌め込まれて固定され、内輪が回転軸３に嵌め込まれて固定されている。すなわち、第２ベアリング１０ｂは、ブラケット９に備えられた第２の軸受けハウジングである第２ベアリングハウジング１１ｂにより外輪が支持されている。ブラケット９の第２ベアリングハウジング１１ｂは、回転軸３の軸方向においてブラケット９の内部側、すなわち負荷側に突出して環状に形成されている。そして、ブラケット９の軸方向における端面、すなわちブラケットの反負荷側の端面９ａは概ねフラットな面となっている。

回転子２の外径と固定子１の内径との間には、微少な間隙が全周にわたって均一となるように形成されている。回転子２は、永久磁石を有している。すなわち、回転子２は、樹脂に永久磁石の原料を混合して成形することによって作製されたプラスチックマグネットであり、Ｎ極とＳ極が交互に入れ替わる磁極を外径側に、外周方向において等間隔に有している。なお、回転子２は、全体がプラスチックマグネットによって成ることが好ましいが、一部がプラスチックマグネットでなくてもよい。すなわち、回転子２は、プラスチックマグネットを有して構成されている。回転子２の中央には、回転軸３が挿入されている。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００の絶縁部材１６を示す斜視図である。インシュレータ５の反負荷側の端面および側面には、第１導電ピン８ａが貫通する孔および第２導電ピン８ｂが貫通する孔を備えた絶縁部材１６が、固定子１と同軸状に配設されている。絶縁部材１６は、平坦部１６ａと側面部１６ｂと突出部１６ｃとを有する。平坦部１６ａは、インシュレータ５の外径とほぼ等しい径を有し、インシュレータ５の反負荷側を覆う。側面部１６ｂは、インシュレータ５の外径よりも大きな内径を有し、平坦部１６ａから延在してインシュレータ５の側面を覆う。突出部１６ｃは、平坦部１６ａから反負荷側に突出して設けられ、第１導電ピン８ａまたは第２導電ピン８ｂが貫通する孔を備え、突出部１６ｃを貫通した第１導電ピン８ａおよび第２導電ピン８ｂを保護する。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００のブラケット９を示す斜視図である。絶縁部材１６の反負荷側には、第１導電ピン８ａまたは第２導電ピン８ｂ、および絶縁部材１６の突出部１６ｃが貫通する貫通孔９ｂを備えた金属製のブラケット９が配設されている。回転軸３の軸方向におけるブラケットの反負荷側の端面９ａ、すなわちブラケット９の上面は、概ねフラットな面となっている。

駆動回路搭載電動機１００においては、金属製のブラケット９が絶縁部材１６の反負荷側に配置されることで、固定子１のコイル６に電流を流すことで発生する電磁ノイズがブラケット９で反射または吸収される。このため、駆動回路搭載電動機１００においては、電磁ノイズをブラケット９で遮断することができ、上記電磁ノイズがブラケット９よりも反負荷側に悪影響を及ぼすことを防止できる。

図５は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００の反負荷側端子台１３ａを示す斜視図である。ブラケットの反負荷側の端面９ａ上には、第１導電ピン８ａまたは第２導電ピン８ｂ、および絶縁部材１６の突出部１６ｃが貫通する孔を備えた第１の端子台である反負荷側端子台１３ａが配設されている。反負荷側端子台１３ａは、ブラケットの反負荷側の端面９ａの外径とほぼ等しい外径を有し、ブラケットの反負荷側の端面９ａを覆って、ブラケット９と同軸状に配設されている。すなわち、反負荷側端子台１３ａは、軸方向においてブラケット９の反負荷側に配設されている。反負荷側端子台１３ａは、円形を有する浅底容器状に、樹脂等の絶縁材料により形成されている。

反負荷側端子台１３ａには、第１導電ピン８ａまたは第２導電ピン８ｂが貫通する孔を備えて結線に使用される複数個の反負荷側端子１４ａが反負荷側端子台１３ａに設けられた凹部に収納されて配設される。また、反負荷側端子台１３ａには、反負荷側端子１４ａから図示しない外部電源に接続される電源リード線１７が反負荷側端子台１３ａに設けられた凹部に収納されて配設される。また、反負荷側端子台１３ａには、駆動回路が搭載されて駆動回路搭載電動機１００の駆動を制御する回路基板２０が、後述する周壁１９の内周面２３に沿って反負荷側端子台１３ａの内底面２１から反負荷側に突出して設けられた突出部２４上に配置されている。すなわち、回路基板２０は、反負荷側端子台１３ａにおける反負荷側、より詳細には反負荷側端子台１３ａの内部であって反負荷側端子台１３ａよりも反負荷側に配置されている。

第１導電ピン８ａおよび第２導電ピン８ｂは、反負荷側端子台１３ａの底を貫通して軸方向において反負荷側に突出する。そして、反負荷側端子台１３ａでは、第１導電ピン８ａ、第２導電ピン８ｂ、電源リード線１７、回路基板２０の駆動回路の電気的な結線が反負荷側端子１４ａを用いて行われる。第２導電ピン８ｂと反負荷側端子１４ａとは、はんだ付けまたは溶接により電気的接続がなされる。反負荷側端子１４ａと電源リード線１７とは、はんだ付けまたは溶接により電気的接続がなされる。

反負荷側端子１４ａは、反負荷側端子１４ａを収納する凹部である端子収納部１８ａに収納された状態で配置されている。端子収納部１８ａの深さは、反負荷側端子１４ａの厚み寸法以上の深さとされており、端子収納部１８ａに収納された反負荷側端子１４ａは、反負荷側端子台１３ａの内底面２１から突出することがない。

図６は、本発明の実施の形態１にかかる反負荷側端子１４ａの他の形態を示す図である。反負荷側端子１４ａは、図５に示すような板状の端子ではなく、図６に示すような丸形の圧着端子を用いることも可能である。この場合も、反負荷側端子台１３ａにおいて、第２導電ピン８ｂ、電源リード線１７、および回路基板２０の駆動回路の電気的な結線を、反負荷側端子１４ａを用いて行うことが可能である。

電源リード線１７は、電源リード線１７を収納する溝である電源リード線収納溝１８ｂに収納された状態で、反負荷側端子台１３ａの外部まで引き回されている。電源リード線収納溝１８ｂの深さは、電源リード線１７の厚み寸法以上の深さとされており、電源リード線収納溝１８ｂに収納された電源リード線１７は、反負荷側端子台１３ａの内底面２１から突出することがない。電源リード線収納溝１８ｂは、溝１つに対して電源リード線１７が１本までしか入らない高さに設定されることが好ましい。

図７は、本発明の実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００における電気的な接続経路を模式的に示す図である。駆動回路搭載電動機１００においては、外部電源、電源リード線１７、反負荷側端子１４ａ、第２導電ピン８ｂ、回路基板２０、第１導電ピン８ａおよびコイル６が、この順で電気的に接続されている。回路基板２０には、電源リード線１７、反負荷側端子１４ａおよび第２導電ピン８ｂを介して、外部電源から商用交流電圧が投入される。

回路基板２０に外部から商用交流電圧を投入すると、回路基板２０に搭載された電源回路により商用交流電圧が直流電圧に変換される。そして、回路基板２０に搭載された駆動回路の制御回路で直流電圧に対してスイッチングが行われることで、第１導電ピン８ａを介して固定子１のコイル６に特定の方向の電流が流れ、回転子２が回転する。コイル６に流す電流の方向は、回転子２の角度方向の位置により変化させる。回路基板２０に搭載された駆動回路は、回転子２の磁束をコイル６が通過することにより発生する逆起電力の情報を元に、回転子２の位置を推測する。そして、駆動回路は、回転子２の位置によって特定のコイル６の特定の方向に電流を流すことで回転子２の回転制御を行う、センサレス駆動方式で回転子２の回転を制御する。

すなわち、駆動回路搭載電動機１００は、例えば回転子２の位置を検出する、ホールセンサ、エンコーダ、レゾルバといった位置検出センサを用いない、いわゆる位置センサレス制御で駆動されるセンサレスモータである。なお、駆動回路搭載電動機１００におけるセンサレス駆動方式は、上記の方法に限定されない。

反負荷側端子台１３ａの周囲は周壁１９で囲まれている。電源リード線収納溝１８ｂに配設された電源リード線１７は、周壁１９の一部が切り欠かれた切り欠き部１９ａから反負荷側端子台１３ａの外部に引き出されている。反負荷側端子台１３ａおよび反負荷側端子台１３ａの反負荷側に配置された回路基板２０は、ブラケット９に嵌め込まれたカバー２２で被覆され、部品の保護が図られている。カバー２２には、電源リード線１７を外部に引き出す引き出し部２２ａが設けられている。

駆動回路搭載電動機１００では、回路基板２０が配置された反負荷側端子台１３ａを、ブラケットの反負荷側の端面９ａの反負荷側に配設することによって、回路基板２０の駆動回路とコイル６との物理的距離を長く確保することができる。これにより、駆動回路搭載電動機１００においては、固定子１のコイル６に電流を流すことで発生する電磁ノイズが、回路基板２０の駆動回路に悪影響を及ぼすことを防止でき、電磁ノイズに起因した回路基板２０の駆動回路の誤動作の発生を防止することができる。

また、本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００では、金属製のブラケット９を絶縁部材１６の反負荷側に配置することによって、固定子１のコイル６に電流を流すことで発生する電磁ノイズをブラケット９で反射または吸収させることができ、コイル６から反負荷側に向かう電磁ノイズをブラケット９で遮断することができる。これにより、駆動回路搭載電動機１００においては、上記電磁ノイズが、ブラケット９よりも反負荷側に配置された回路基板２０の駆動回路に悪影響を及ぼすことを防止でき、電磁ノイズに起因した回路基板２０の駆動回路の誤動作の発生を防止することができる。

すなわち、駆動回路搭載電動機１００では、固定子１のコイル６に電流を流すことで発生する電磁ノイズに起因した駆動特性の劣化が生じない。したがって、本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００は、固定子１のコイル６に電流を流すことで発生する電磁ノイズに起因した回路基板２０の駆動回路の駆動特性の劣化が防止され、誤動作を起こし難く駆動回路の駆動特性の良好な、安全性および品質を向上させた駆動回路搭載電動機が実現可能である。

また、本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００では、ブラケット９の反負荷側において、ほぼ平坦な面とされたブラケットの反負荷側の端面９ａ上に、回路基板２０が配置された反負荷側端子台１３ａが配置される。そして、反負荷側端子台１３ａは、ブラケットの反負荷側の端面９ａの外径とほぼ等しい外径を有する。このため、大型の回路基板２０を搭載する場合は、回転軸３および第２ベアリング１０ｂとの接触を回避しつつ、回転軸３および第２ベアリング１０ｂが配設されている駆動回路搭載電動機１００の半径方向における中心領域を使用して回路基板２０を配置することができる。これにより、駆動回路搭載電動機１００では、駆動回路搭載電動機１００の半径方向の大きさの小さい、小型の駆動回路搭載電動機が実現可能である。

また、駆動回路搭載電動機１００では、より大型の回路基板２０を搭載する場合でも、駆動回路搭載電動機１００の半径方向の大きさを大型化することなく、より大型の回路基板２０を搭載することが可能である。すなわち、駆動回路搭載電動機１００は、内部の空間を有効活用して、より大型の回路基板２０を搭載することが可能である。

また、樹脂製のブラケットを用いる場合、樹脂製のブラケットは、高い位置精度を必要とするベアリングハウジングの位置精度を得ることが難しい。このため、一般的に、ベアリングハウジングを備えた樹脂製のブラケットは、射出形成した後に切削工程を追加するか、または金属製のベアリングハウジングを一体形成することによって形成される。このため、樹脂製のブラケットは、コストが高くなる。また、樹脂製のブラケットは、回転軸３に受ける荷重に耐えなければならないため、厚肉化による成形時間の増加または強固な材料の選定によるコストの増加が懸念される。

これに対して、本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００では、金属製のブラケット９を使用するため、樹脂製のブラケットを使用する場合と比べてコストを低く抑えつつ、上述した電磁ノイズの遮断効果が得られる。

したがって、本実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００によれば、内部の空間を有効活用し、固定子１のコイル６からの電磁ノイズに強く、大型化または特性の劣化を伴わずに大型の回路基板２０を搭載可能な駆動回路搭載電動機が安価に得られる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００の縦断面図である。図９は、本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００の負荷側端子台１３ｂを示す組立後の斜視図である。本実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００が実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００と異なる点は、第２の端子台である負荷側端子台１３ｂを有している点と、第１導電ピン８ａの代わりに第３導電ピン８ｃおよび第４導電ピン８ｄを有する点と、第２導電ピン８ｂの代わりに第５導電ピン８ｅを有する点である。すなわち、駆動回路搭載電動機２００は、コイル６の反負荷側であって、インシュレータ５の反負荷側の端面上に、第４導電ピン８ｄが貫通する孔を備えて反負荷側端子台１３ａに対して相対的に負荷側に配置された端子台である負荷側端子台１３ｂが配設されている。負荷側端子台１３ｂは、固定子１の径方向における第２ベアリングハウジング１１ｂの外側の領域に配設されている。

負荷側端子台１３ｂは、円環形状を有する浅底容器状に、樹脂等の絶縁材料により形成されている。負荷側端子台１３ｂの内径と第２ベアリングハウジング１１ｂの外径とは、ほぼ等しく、負荷側端子台１３ｂと第２ベアリングハウジング１１ｂとは、軸心を一致させて配設されている。負荷側端子台１３ｂは、第２ベアリングハウジング１１ｂの外周側に圧入されている。また、負荷側端子台１３ｂは、回転子２および固定子１とも軸心を一致させて配設されている。したがって、負荷側端子台１３ｂは、ブラケットの反負荷側の端面９ａと反負荷側のコイル６との間に、回転軸３の径方向における回転子２の外周側の領域から固定子１にわたって設けられている。

負荷側端子台１３ｂには、第３導電ピン８ｃが貫通する孔および第４導電ピン８ｄが貫通する孔を備えて結線に使用される複数個の負荷側端子１４ｂと、必要に応じてコイル６の過昇温を検知してコイル６の過昇温を防止するコイル６の過昇温防止装置である温度ヒューズ１５とが、負荷側端子台１３ｂに設けられた凹部に収納されて配設される。

第３導電ピン８ｃおよび第４導電ピン８ｄは、コイル６と回路基板２０とを電気的に接続するためのコイル接続用導電ピンである。第３導電ピン８ｃは、インシュレータ５の反負荷側において、負荷側端子台１３ｂの内底面に挿されて、反負荷側に延びて立てられている。第３導電ピン８ｃは、回路基板２０の反負荷側まで軸方向に突出する。第３導電ピン８ｃは、負荷側端子台１３ｂの内底面から負荷側端子１４ｂと絶縁部材１６とブラケット９と反負荷側端子台１３ａの底面と回路基板２０とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、回路基板２０と負荷側端子１４ｂとを電気的に接続する。

第４導電ピン８ｄは、インシュレータ５の上面、すなわちインシュレータ５の反負荷側の面に、反負荷側に延びて立てられている。第４導電ピン８ｄは、インシュレータ５から負荷側端子台１３ｂの底面および負荷側端子１４ｂを貫通して反負荷側に延びて配設されて、コイル６と負荷側端子１４ｂとを電気的に接続する。第４導電ピン８ｄは、第１導電ピン８ａと同様に、コイル６の端部が複数回にわたって巻回されており、はんだ付けによりコイル６の端部と電気的接続がなされている。一方、第３導電ピン８ｃにはコイル６の端部は巻回されていない。第３導電ピン８ｃは、負荷側端子１４ｂおよび第４導電ピン８ｄを介してコイル６との電気的接続がなされており、直接はコイル６と電気的接続がなされていない。

第５導電ピン８ｅは、回路基板２０を図示しない外部電源に電気的に接続するための外部電源接続用導電ピンである。第５導電ピン８ｅは、インシュレータ５の反負荷側において、負荷側端子台１３ｂの内底面に挿されて、反負荷側に延びて立てられている。第５導電ピン８ｅは、回路基板２０の反負荷側まで軸方向に突出する。第５導電ピン８ｅは、負荷側端子台１３ｂの内底面から絶縁部材１６とブラケット９と反負荷側端子台１３ａの底面と反負荷側端子１４ａと回路基板２０とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、反負荷側端子１４ａと回路基板２０とを電気的に接続する。

したがって、本実施の形態２では、絶縁部材１６には、第３導電ピン８ｃが貫通する孔および第５導電ピン８ｅが貫通する孔が設けられている。また、本実施の形態２では、ブラケット９には、第３導電ピン８ｃが貫通する孔および第５導電ピン８ｅが貫通する孔が設けられている。

そして、負荷側端子台１３ｂでは、コイル６に接続された第４導電ピン８ｄ、温度ヒューズ１５、回路基板２０の駆動回路に接続された複数の第３導電ピン８ｃ、電動機内部に搭載される電子部品等の電気的な結線が負荷側端子１４ｂを用いて行われる。第４導電ピン８ｄと負荷側端子１４ｂとは、はんだ付けまたは溶接により電気的接続がなされている。第３導電ピン８ｃと負荷側端子１４ｂとは、はんだ付けまたは溶接により電気的接続がなされている。また、負荷側端子１４ｂと温度ヒューズ１５とは、はんだ付けまたは溶接により電気的接続がなされている。複数個の負荷側端子１４ｂは、配置された箇所によって、各々の電気的な結線対象が個別に設定されている。同様に、複数本の第３導電ピン８ｃは、配置された箇所によって、各々の電気的な結線対象が個別に設定されている。

図１０は、本発明の実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００における電気的な接続経路を模式的に示す図である。駆動回路搭載電動機２００では、電源リード線１７を介して外部電源と電気的に接続される反負荷側端子１４ａが反負荷側端子台１３ａに配設されている。第５導電ピン８ｅが、反負荷側端子１４ａと回路基板２０とを電気的に接続している。すなわち、駆動回路搭載電動機２００では、実施の形態１の場合と同様に、電源リード線１７、回路基板２０および反負荷側端子１４ａが反負荷側端子台１３ａに配設されている。回路基板２０は、電源リード線１７を介して外部電源と接続されている。また、回路基板２０は、第３導電ピン８ｃによって負荷側端子１４ｂと電気的に接続されている。そして、負荷側端子１４ｂは、第４導電ピン８ｄによってコイル６と電気的に接続されている。

したがって、駆動回路搭載電動機２００においては、外部電源、電源リード線１７、反負荷側端子１４ａ、第５導電ピン８ｅ、回路基板２０、第３導電ピン８ｃ、負荷側端子１４ｂ、第４導電ピン８ｄおよびコイル６が、この順で電気的に接続されている。回路基板２０には、電源リード線１７、反負荷側端子１４ａおよび第５導電ピン８ｅを介して、外部電源から商用交流電圧が投入される。

駆動回路搭載電動機２００では、回路基板２０に外部から商用交流電圧が投入されると、回路基板２０に搭載された電源回路により商用交流電圧が直流電圧に変換される。そして、回路基板２０に搭載された駆動回路の制御回路で直流電圧に対してスイッチングが行われることで、電気的に接続された、第３導電ピン８ｃ、負荷側端子１４ｂおよび第４導電ピン８ｄを介して、回路基板２０から固定子１のコイル６に特定の方向の電流が流れ、回転子２が回転する。

上述した実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００は、実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００と同様の効果を有する。

駆動回路搭載電動機２００は、コイル６と回路基板２０との間の物理的な距離を駆動回路搭載電動機１００よりも長く確保しつつ、コイル６と回路基板２０との間の空間を有効活用するために、ブラケットの反負荷側の端面９ａと反負荷側のコイル６との間に負荷側端子台１３ｂが配設されている。これにより、駆動回路搭載電動機２００では、固定子１における異なる固定子スロット１ａに巻回された異なるコイル６と電気的に接続されている第４導電ピン８ｄ同士の電気的接続を、負荷側端子台１３ｂの上に配設された負荷側端子１４ｂにて行うことができる。すなわち、異なるコイル６同士を、負荷側端子台１３ｂ上において負荷側端子１４ｂを介して電気的に接続することができる。

これにより、上記の第４導電ピン８ｄ同士の接続を回路基板２０の駆動回路で行う必要がなく、駆動回路の簡素化が可能である。図９においては、固定子１における異なる固定子スロット１ａに巻回された図示しない異なるコイル６と電気的に接続されている、第４導電ピン８ｄａと第４導電ピン８ｄｂとが、負荷側端子１４ｂａと負荷側端子１４ｂｂと電気接続部品１２とによって電気的に接続されている。

駆動回路搭載電動機２００では、必要に応じて負荷側端子台１３ｂにコイル６の過昇温防止装置である温度ヒューズ１５の配設が可能である。温度ヒューズ１５が負荷側端子台１３ｂに配設されることにより、熱源であるコイル６と温度ヒューズ１５との距離を短くすることができ、コイル６に対する温度ヒューズ１５の熱応答性が良好となる。そして、温度ヒューズ１５は、反負荷側端子台１３ａにおいて、反負荷側端子台１３ａの面内におけるコイル６に対応した領域に配置されることが好ましい。これにより、温度ヒューズ１５が、熱源であるコイル６からより近い位置に配設されるため、温度ヒューズ１５の熱応答性がより良好となり、コイル６の過昇温を確実に防止することができる。

したがって、駆動回路搭載電動機２００は、より誤動作を起こし難く駆動回路の駆動特性の良好な、安全性および品質を向上させた駆動回路搭載電動機が実現可能である。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機３００の縦断面図である。図１２は、本発明の実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機３００の埋込磁石型回転子２５を示す上面図である。本実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機３００が実施の形態２にかかる駆動回路搭載電動機２００と異なる点は、回転子２の代わりに埋込磁石型回転子２５を備える点である。

埋込磁石型回転子２５は、図１２に示すようなリング状を有する同一形状の薄い電磁鋼板が多数枚積層されて構成された回転子鉄心２６に既定の間隔をおいて複数箇所に配置された永久磁石挿入穴２７を備え、永久磁石挿入穴２７に永久磁石２８が埋め込まれて構成された回転子である。すなわち、埋込磁石型回転子２５は、同一のリング形状を有する複数の電磁鋼板が積層されて構成された回転子鉄心２６の複数箇所に永久磁石２８が埋め込まれてなる埋込磁石型回転子である。

上述した実施の形態３にかかる駆動回路搭載電動機３００においても、実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００と同様の効果を有する。

また、上述した実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００における回転子２の代わりに埋込磁石型回転子２５を用いた場合においても、実施の形態１にかかる駆動回路搭載電動機１００と同様の効果が得られる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、上記の実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 固定子、１ａ 固定子スロット、２ 回転子、２ａ 中心軸、３ 回転軸、３ａ 一端、４ 固定子鉄心、５ インシュレータ、６ コイル、７ フレーム、８ａ 第１導電ピン、８ｂ 第２導電ピン、８ｃ 第３導電ピン、８ｄ，８ｄａ，８ｄｂ 第４導電ピン、８ｅ 第５導電ピン、９ ブラケット、９ａ ブラケットの反負荷側の端面、９ｂ 貫通孔、１０ａ 第１ベアリング、１０ｂ 第２ベアリング、１１ａ 第１ベアリングハウジング、１１ｂ 第２ベアリングハウジング、１２ 電気接続部品、１３ａ 反負荷側端子台、１３ｂ 負荷側端子台、１４ａ 反負荷側端子、１４ｂ，１４ｂａ，１４ｂｂ 負荷側端子、１５ 温度ヒューズ、１６ 絶縁部材、１６ａ 平坦部、１６ｂ 側面部、１６ｃ 突出部、１７ 電源リード線、１８ａ 端子収納部、１８ｂ 電源リード線収納溝、１９ 周壁、１９ａ 切り欠き部、２０ 回路基板、２１ 内底面、２２ カバー、２２ａ 引き出し部、２３ 内周面、２４ 突出部、２５ 埋込磁石型回転子、２６ 回転子鉄心、２７ 永久磁石挿入穴、２８ 永久磁石、１００，２００，３００ 駆動回路搭載電動機。

Claims (8)

1. 外郭の内部に、
   中央に回転軸が固定された永久磁石を有する筒状形状の回転子と、
   前記回転子の外周側に配置され、鉄心と、巻枠を介して前記鉄心に巻回された複数のコイルとを有する固定子と、
   前記回転軸の軸方向に沿った一方向を負荷側とし、前記回転軸の軸方向に沿った他方向を反負荷側とした場合に、前記回転軸を支持する反負荷側のベアリングと、
   前記回転子および固定子よりも反負荷側に配置されて、前記反負荷側のベアリングを保持するベアリングハウジングが負荷側に突出して設けられた金属製のブラケットと、
   前記軸方向において前記ブラケットよりも反負荷側に配置された反負荷側端子台と、
   前記反負荷側端子台における反負荷側に配置されて駆動回路が搭載された回路基板と、
   外部電源と電気的に接続されて前記反負荷側端子台に配置される反負荷側端子と、
   前記巻枠から前記ブラケットと前記反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、前記コイルと前記回路基板とを電気的に接続する第１導電ピンと、
   前記巻枠から前記ブラケットと前記反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、前記反負荷側端子と前記回路基板とを電気的に接続する第２導電ピンと、
   を備えることを特徴とする駆動回路搭載電動機。
2. 外郭の内部に、
   中央に回転軸が固定された永久磁石を有する筒状形状の回転子と、
   前記回転子の外周側に配置され、鉄心と、巻枠を介して前記鉄心に巻回された複数のコイルとを有する固定子と、
   前記回転軸の軸方向に沿った一方向を負荷側とし、前記回転軸の軸方向に沿った他方向を反負荷側とした場合に、前記回転軸を支持する反負荷側のベアリングと、
   前記回転子および固定子よりも反負荷側に配置されて、前記反負荷側のベアリングを保持するベアリングハウジングが負荷側に突出して設けられた金属製のブラケットと、
   前記軸方向において前記ブラケットよりも反負荷側に配置された反負荷側端子台と、
   前記反負荷側端子台における反負荷側に配置されて駆動回路が搭載された回路基板と、
   外部電源と電気的に接続されて前記反負荷側端子台に配置される反負荷側端子と、
   前記コイルと前記ブラケットとの間に配置される負荷側端子台と、
   前記負荷側端子台上に配置される負荷側端子と、
   前記負荷側端子台から前記ブラケットと前記反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、前記回路基板と前記負荷側端子とを電気的に接続する第３導電ピンと、
   前記巻枠から前記負荷側端子台を貫通して反負荷側に延びて配設されて、前記コイルと前記負荷側端子とを電気的に接続する第４導電ピンと、
   前記負荷側端子台から前記ブラケットと前記反負荷側端子台とを貫通して反負荷側に延びて配設されて、前記反負荷側端子と前記回路基板とを電気的に接続する第５導電ピンと、
   を備えることを特徴とする駆動回路搭載電動機。
3. 異なる前記コイル同士が、前記負荷側端子台上において前記負荷側端子を介して電気的に接続されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の駆動回路搭載電動機。
4. 前記コイルの過昇温を検知する過昇温防止装置が、前記負荷側端子台上に配設されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の駆動回路搭載電動機。
5. 前記外部電源と前記反負荷側端子とを接続する電源リード線が、前記反負荷側端子台に配設されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路搭載電動機。
6. 前記駆動回路は、前記回転子の磁束を前記コイルが通過することにより発生する逆起電力の情報に基づいて、既定のコイルに対して既定の方向に電流を流す制御を行うことで前記回転子の回転を制御するセンサレス駆動制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路搭載電動機。
7. 前記回転子は、プラスチックマグネットを有すること、
   を特徴とする請求項６に記載の駆動回路搭載電動機。
8. 前記回転子は、同一のリング形状を有する複数の電磁鋼板が積層されて構成された回転子鉄心の複数箇所に永久磁石が埋め込まれてなる埋込磁石型回転子であること、
   を特徴とする請求項６に記載の駆動回路搭載電動機。

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