JPH0242071Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、デイスク型ブラシレスモータに関
し、例えば、自動車等の内燃機関のスロツトル弁
の開度を電気的に調節するスロツトル弁調節機構
に用いることができる。

スロツトル弁開度を電気的に調節するスロツト
ル弁開度調節機構は、アクセルペダルの踏込量の
みならず、例えばエンジン駆動状態などの種々の
フアクターに応答した調節が可能であり、その利
用分野が広い。

〔従来技術〕

従来のスロツトル弁開度調節機構として、例え
ば、特開昭58−13135号公報に示されたものがあ
る。これは、スロツトル弁に開閉レバーを配設
し、該開閉レバーとモータとを減速歯車を介して
連結し、さらにスロツトル弁を閉方向に付勢する
リターンスプリングとを備え、モータの回転によ
りスロツトル弁を開閉駆動するものである。

ところが、この例においては、万一故障等が生
じ、モータへの通電が遮断された場合は、モータ
はその位置を保持する。

このため、リターンスプリングの付勢によりス
ロツトル弁を閉位置に復帰しようとしても、モー
タが負荷となる。加えて、減速歯車を介してモー
タを開閉レバーに連結しているため、この減速歯
車がさらにリターンスプリングに対して負荷とな
る。

従つて、この従来例では、モータへの通電が遮
断されるとスロツトル弁が開いた状態で固定され
るという問題がある。

モータへの通電が遮断された場合は、スロツト
ル弁を速やかに閉じることが好ましい。

そこで、本出願人は先に、モータへの通電が遮
断された場合には、スロツトル弁を閉位置に自動
復帰させることができるようなものを出願した
（特開昭61−4835号）。

そこで、まずこの先願について第１図乃至第３
図を参照して説明する。

第１図は本出願人が先に出願した（以下先願と
称する）スロツトル弁調節機構を示す一部分解部
及び切欠部を有する斜視図で、この第１図を参照
して先願を説明する。

スロツトル本体１の正面部には、貫通する円筒
状のエアー流通路２が形成されている。エアー流
通路２内には、該流通路２を閉じるに適した円板
状のスロツトル弁３が回転軸４によつて旋回自在
に支持されている。弁３は、エアー流通路２の中
心軸線と直交することでエアー流通路２を閉じる
ように通常時はバネ機構５によつて制御され、後
記する弁駆動機構６（デイスク型ブラシレスモー
タを構成する）によつて回転軸４を中心に旋回調
節されることで、エアー流通路２を絞り、これを
通るエアーの流通量を調節する。尚、回転軸４
は、弁３の２分割中心線上位置に、固定部材１０
によつて固定されることで弁３と一体して旋回す
るようになつている。

回転軸４の両端部は、スロツトル本体１に設け
られた図示しない軸受によつて回動自在に軸支さ
れ、回転軸４の一端延長部は、スロツトル本体１
の一方の側面部１ａに固着された弁開度検出手段
（弁開度検出装置）７の図示しない回転軸に連結
されている。尚、回転軸４と弁開度検出装置７の
回転軸とを共用しても良い。弁開度検出装置７と
しては、ポテンシヨメータ、タコジエネレータ、
エンコーダ等適当なものをものを選択すれば良
い。

弁開度検出装置７は、弁３の旋回量（弁開度）
に応じた信号をリード線８より出力し、この出力
信号をリード線８より出力し、この出力信号を後
記する弁駆動機構６の通電制御手段（通電制御回
路）に入力して、後記する電機子コイル９−１，
９−２，９′−１，９′−２を通電制御し、弁３の
開度を調節制御する。回転軸４の他端は、延長形
成して弁駆動機構６の回転軸と共用している。

スロツトル本体１の他方の側面部１ｂには、磁
性体からなる第１のステータヨーク１１が固設さ
れている。このステータヨーク１１は、その表面
を絶縁処理しており、この場合、エツチング手段
等によりプリント配線パターンを形成し、鉄基板
を形成しておくと実に都合の良いものとなる。

上記他方の側面部１ｂ上のステータヨーク１１
面位置には、主に２個の電機子コイル９−１，９
−２からなる第１の固定側電機子１２、延長され
た回転軸４、界磁マグネツト１３、連結部材１
５、磁性体からなる第２のステータヨークとして
機能する有底筒体のモータケース１４、該モータ
ケース１４の内面に配設された２個の電機子コイ
ル９′−１，９′−２からなる第２の固定側電機子
１２′からなる弁駆動機構６が固定されている。

モータケース１４の内面は、絶縁処理してあ
り、この場合、エツチング手段などによりプリン
ト配線パターンを形成することで、当該モータケ
ース１４に鉄基板の機能を具備させると実に都合
の良いものとなる。

上記弁駆動機構６は、デイスク型ブラシレスモ
ータを構成するもので、ステータヨークをスロツ
トル本体１のステータヨーク１１と共用してい
る。また回転軸は、スロツトル弁調節機構のスロ
ツトル弁を旋回自在に支持する回転軸４と共用し
ている。

ステータヨーク１１面およびモータケース１４
の内面には、それぞれ互いに重畳しないように、
180度対称に配設された２個の空心型のフラツト
な電機子コイル９−１，９−２，９′−１，９′−
２からなる第１、第２の固定側電機子１２，１
２′が固定されている。空心型電機子コイル９−
１，９−２，９′−１，９′−２は、導線を多数タ
ーン巻回した扇枠状のものにて形成しているが、
銅箔のエツチング手段により形成したプリントコ
イルであつても良く、扇枠状のものでなくても良
い。

界磁マグネツト１３の着磁開角幅が180度の場
合、電機子コイル９−１，９−２，９′−１，
９′−２は発生トルクに寄与する導体部９ａと９
ｂおよび９′ａと９′ｂとの開角θは、90度≦θ≦
180度であれば、スロツトル弁３を回動できる。

電機子コイル９−１，９−２，９′−１，９′−
２の周方向の導体部９ｃ，９ｄ，９′ｃ，９′ｄ
は、発生トルクに寄与しない導体部となつてい
る。

尚、電機子コイル９−１，９−２，９′−１，
９′−２は、コストダウンを図るために、空心型
としているが、コギング、鉄損、応答性等の点で
多少デメリツトがあるとしても、設計仕様によつ
て大きな回転トルクを得る必要がある場合には、
電機子コイル９−１，９−２，９′−１，９′−２
の内部または外部に鉄心を配設しても良い。

回転軸４には、着磁開角幅が約180度の界磁マ
グネツト１３が連結部材１５によつて固設されて
いる。界磁マグネツト１３は、電機子コイル９−
１，９−２，９′−１，９′−２からなる第１、第
２の固定側電機子１２，１２′に面対向して相対
的回動をなすようになつている。一般に、２極の
界磁マグネツト１３と２個の電機子コイル９−１
と９−２，９′−１，と９′−２からなる第１、第
２の固定側電機子１２，１２′を有するブラシレ
スモータでは、最低でも１個の磁電変換素子を用
いているのが普通である。ところが、この磁電変
換素子は高価であり、また位置決め精度が厳密に
要求され、量産に適さないばかりか、温度変化に
著しく影響されるため、本機構に適用することは
困難である。また、磁界内に置かれたコイル、例
えば電機子コイル９−１，９−２，９′−１，
９′−２の逆起電力を利用する方法も考えられる
が、この方法のものは、自起動できず、他の自起
動処理装置が必要となる。また、回転方向が一般
には定まらないため、２極の界磁マグネツト１３
と２個の電機子コイル９−１と９−２，９′−１
と９′−２からなる第１、第２の固定側電機子１
２，１２′を有するブラシレスモータの場合には、
逆起電力を利用して、弁３を所定方向に旋回駆動
することは困難である。このように、本機構に適
用するには困難なことが多い。

これに対し先願のものは、磁電変換素子などの
回転位置検知装置も不要で、また磁界内に置かれ
たコイルの誘導出力を利用しなくても自起動でき
るものとなつている。このように自起動できるよ
うにする為には、電機子コイル９−１，９−２，
９′−１，９′−２の通電状態が停止状態になつて
おり、バネ機構５によつて弁３がエアー流通路２
の中心軸線と直交することでエアー流通路２を閉
じた状態時に於いて、電機子コイル９−１，９−
２，９′−１，９′−２への通電時、第２図の展開
図に示すように必ず回転トルクが得られ、且つ自
起動できるような相対関係位置に、界磁マグネツ
ト１３及び第１及び第２の固定側電機子１２，１
２′（電機子コイル９−１と９−２，９′−１と
９′−２）を配設する必要がある。

第２図の状態では、電機子コイル９−１，９−
２，９′−１，９′−２共に一方の発生トルクに寄
与する導体部９ａ，９a′は、界磁マグネツト１３
のＮ極またはＳ極に対向している状態にあるの
で、電機子コイル９−１，９−２，９′−１，
９′−２に矢印Ｆ方向の電流を流すと、矢印Ｆ方
向の回転トルクが得られ、界磁マグネツト１３は
矢印Ｆ方向に回転する。

次に、第３図に先願のスロツトル弁調節機構を
制御する回路を示す。第３図を参照して説明す
る。

この回路は、指示されたスロツトル弁開度に対
応した信号を生ずる弁開度指示手段（弁開度指示
回路１６）と、現在の弁開度を検出する弁開度検
出装置７との信号を、差動増幅器１７ａで比較
し、差動信号を得る。この信号は、ドライバ回路
１７ｂに入力されて、デイス型ブラシレスモータ
１８を回転し、スロツトル弁を指示された位置ま
で駆動する。。ここで、差動増幅回路１７ａ及び
ドライバ回路１７ｂが通電制御手段（通電制御回
路）１７を構成している。

先願は、上記から明らかなように、バネ機構に
よつて弁５がエアー流通路２を閉じている時に
は、エアーが導入されない。スロツトル弁開度指
示回路１６からエアーを適宜量導入すべき信号が
通電制御回路１７に入力されると、該回路１７に
よつて電機子コイル９−１，９−２，９′−１，
９′−２に通電が指示されると回転トルクが発生
する。これにより、バネ機構５に抗して界磁マグ
ネツト１３は適宜回転する。回転軸４に支持され
た弁３が適宜量旋回すると、エアー流通路２を適
宜量開くため、該エアー流通路２及び弁３によつ
てエアーの流通量が制御される。

また回転軸４が回転することで弁開度検出装置
７から弁３の弁開度に応じた信号が上記通電制御
回路１７にフイードバツクされ弁３の弁開度が調
節される。エアーが適宜導入された後、エアー流
通路２を閉じるときには、通電制御回路１７によ
つて弁３が旋回され、該弁３によつてエアー流通
路２を閉じることができる。

以上のように先願によれば、モータは、界磁マ
グネツトと第１、第２の固定側電機子とから構成
される、所謂ブラシレスモータとしたため、モー
タの静止トルクは極めて小さく、またブラシを有
さないことから摺動抵抗が生じない。従つて、モ
ータへの通電が遮断された時には、スロツトル弁
はバネ機構の付勢力により自動的に閉位置に復帰
できる。

さらに、モータの構成が極めて簡単であり、耐
久性の高いモータとすることができる。

従つて、上記デイスク型ブラシレスモータ１８
を用いたスロツトル弁調節機構は、非常に有効な
ものである。

ここにおいて、デイスク型ブラシレスモータ１
８は大きな回転トルクを得るために、コイル両面
配置形としている。このコイル両面配置形のデイ
スク型ブラシレスモータ１８は、界磁マグネツト
１３を介して第１、第２の固定側電機子１２，１
２′を配設しているので、第１の固定側電機子１
２の電機子コイル９−１，９−２と第２の固定側
電機子９′−１，９′−２とを電気的に結線しなけ
ればならない。この場合、モータ１８の内部にお
いて、リード線を用いて結線する方法も考えられ
るが、モータ１８の回転子（界磁マグネツト１
３）とリード線とが接触する惧れがある。リード
線と回転子とが接触しないようにすると、今度は
モータ１８の径が大きくなる欠点がある。そのた
め、コイル両面配置のブラシレスモータでは、第
４図に示すように、ステータヨーク１１面に貼着
したプリント基板９面に、、電機子コイル９−１，
９−２の端子２１の接続導電部２０を設け、この
導電部２０に電機子コイル９−１，９−２の端子
２１を接続し、該導電部２０とリード線２２とを
接続し、該リード線２２をモータケース１４の側
面に形成した孔よりモータ１８の外部に取り出し
ている。同じく、モータケース１４の内面に電機
子コイル９′−１，９′−２の端子２１′の接続導
電部２０′を設け、この接続導電部２０′に電機子
コイル９′−１，９′−２の端子２１′を接続し、
該導電部２０′とリード線２２′とを接続し、該リ
ード線２２′をモータケース１４の側面に形成し
た孔よりモータ１８の外部に取り出している。し
かる後、モータ１８の外部に取り出された２つの
リード線２２と２２′とを電気的に接続すること
で、第１及び第２の固定側電機子１２と１２′と
を電気的に接続している。

この方法によれば、モータケース１４に２箇所
に孔を形成する必要があり、またその防水保護点
数も増える。またモータ１８の外部において、リ
ード線２２と２２′とを電気的に接続した場合に
は、その接続部の防水保護も必要になる。尚、第
４図において、符号２３は、止子を示す。

〔考案が解決しようとする問題点〕

そこで、本考案は、デイスク型ブラシレスモー
タ１８の第１と第２の固定側電機子１２と１２′
との電気的接続を当該モータ１８の内部におい
て、半田付け作業を用いることなく容易に行える
ようにし、モータケース１４には単に一箇所のリ
ード線をモータ１４の外部に取り出す孔を形成す
るだけで良いようにし、防水保護作業を簡単に
し、またモータ１８の外観を良好にし、さらにモ
ータ１８を安価に量産できるようにすること、を
課題とする。

〔考案の構成〕

〔問題点を解決するための手段〕 本考案の課題は、コイル両面配置径のデイスク
型ブラシレスモータにおいて、第１の固定側電機
子１２側に電機子コイル９−１，９−２と接続す
る導電体を配設し、第２の固定側電機子１２′側
に上記導電体と接触する導電体を設けることによ
つて達成される。

〔実施例〕

図面第５図乃至第７図を参照して、本考案の第
１実施例を説明する。尚、前記先願の説明と重複
する箇所の説明は省略する。

第５図及び第６図を参照して、プリント基板１
９に貼着された電機子コイル９−１と９−２間の
基板１９面に絶縁突起２４を固定し、この上に弾
性を有する第１の導電体２５，２５′を分離して
配設し、螺子２６によつて導電体２５，２５′を
絶縁突起２４に固定している。電機子コイル９−
１の一方の端子２１は、導電体２５の一端部に半
田付けにより電気的に接続し、他方の端子２１′
は、導電前２５′の一端部に半田付けにより電気
的に接続している。電機子コイル９−２の一方の
端子は、導電体２５′の一端部に半田付けにより
電気的に接続し、電機子コイル９−２の他方の端
子２１は、導電体２５の一端部に半田付けにより
電気的に接続している。

第１の導電体２５，２５′の他端部は、上方に
第２の固定側電機子１２′側に垂直に折曲して折
曲部２５ａ，２５a′を形成している。

第５図及び第７図に示すように、モータケース
１４の内周部に絶縁突起２７′を貼着固定し、そ
の表面に第２の導電体２８，２８′を貼着固定し
ている。電機子コイル９′−１の一方の端子２
１′は、導電体２８の上部に（第４図において）
半田付けにより電気的に接続し、他方の端子２
１′は、導電体２８′の上部に半田付けによつて電
気的に接続している。

電機子コイル９′−２の一方の端子２１′は、導
電体２８′の上部に半田付けによつて電気的に接
続し、他方の端子２１′は、導電体２８の上部に
よつて半田付けによつて電気的に接続している。
導電体２８，２８′には、リード線２９の一端部
を接続し、リード線２９の他端部は、導電体２
８，２８′近傍のモータケース１４の上面部に形
成された孔に嵌着された防水用の為のゴムブツシ
ユ３０を通してモータケース１４の外部に導出し
ている。

従つて、第１の導電体２５，２５′と第２の導
電体２８，２８′とを位置決め合わせしてモータ
ケース１４を取り付ければ、第１の導電体２５，
２５′の折曲部２５ａ，２５a′と第２の導電体２
８，２８′の下部とが弾性に抗して摩擦的に摺接
するので、結果的に電気的に接続される。このた
め、上記モータケース１４は、ステータヨーク１
１に対して嵌着自在に取り付けてある。

次に、第８図を参照して、本考案の第２実施例
を説明する。

ステータヨーク１１のモータ１８部の外周部及
びモータケース１４の内面外周部それぞれに、絶
縁突起３１，３２を貼着固定する。該突起３１，
３２の表面には、それぞれ２個の第１、第２の導
電体３３，３４を螺子３５，３６によつて固設す
る。第１の導電体３３には、電機子コイル９−
１，９−２の端子が半田付けにより電気的に接続
され、第２の導電体３４には、電機子コイル９′
−１，９′−２の端子２１′が半田付けにより電気
的に接続されている。第２の導電体３４には、リ
ード線２９が、半田付けにより電気的に接続され
ている。第１の導電体３３の外周には、上方へ延
びるようにメス導電ピン３７が植設されている。
第２の導電体３４の外周部には、下方に延びるよ
うにオス導電ピン３８が植設されている。

従つて、メス導電ピン３７とオス導電ピン３８
とを位置合わせして、モータケース１４をステー
タヨーク１４に固定すれば、導電ピン３７と３８
が嵌着し、電気的に接続される。

〔考案の効果〕

上記から明らかなように、本考案のコイル両面
配置形のデイスク型ブラシレスモータによれば、
上段の固定側電機子と下段の固定側電機子との電
気的接続を、モータの内部において極めて容易に
行える。またモータ部へのリード線の取り出しも
一箇所で良いので、防水対策の点で容易になり、
またモータの外観もすつきりしたものとなる。

また、当該デイスク型ブラシレスモータの一部
構成要素をスロツトル弁本体と共有することによ
り、当該モータの構成も極めて簡単になり、当該
モータを安価に量産できる。

更にまた、かかるコイル両面配置形のデイスク
型ブラシレスモータを用いれば、大きなトルクが
得られるので、スロツトル弁調節機構としてのモ
ータとして余裕を持つた設計がなし得る。さら
に、当該ブラシレスモータを用いることで、実用
上有用なスロツトル弁調節機構が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスロツトル弁調節機構の一例を示す分
解部及び一部切欠部を有する斜視図、第２図は界
磁マグネツトと固定側電機子との展開図、第３図
はスロツトル弁調節機構の電気回路を示すブロツ
ク図、第４図はコイル両面配置形のデイスク型ブ
ラシレスモータの縦断面図、第５図は本考案第１
実施例のデイスク型ブラシレスモータの縦断面
図、第６図は第１のステータヨーク側の第１の固
定側電機子の平面図、第７図はモータケース側の
第２の固定側電機子の下面図、第８図は本考案第
２実施例のデイスク型ブラシレスモータの部分縦
断面図である。 １……スロツトル本体、２……エアー流通路、
３……スロツトル弁、４……回転軸、５……バネ
機構、６……弁駆動機構、７……弁開度検出装
置、８……リード線、９−１，９−２，９′−１，
９′−２……電機子コイル、１０……固定部材、
１１……第１のステータヨーク、１２……第１の
固定側電機子、１２′……第２の固定側電機子、
１３……界磁マグネツト、１４……モータケース
（第２のステータヨーク）、１５……連結部材、１
６……弁開度指示手段（弁開度指示回路）、１７
……通電制御手段（通電制御回路）、１７ａ……
差動増幅器、１７ｂ……ドライバ回路、１８……
デイスク型ブラシレスモータ、１９……プリント
基板、２０，２０′……接続導電部、２１，２
１′……端子、２２，２２′……リード線、２３…
…止子、２４……絶縁突起、２５，２５′……第
１の導電体、２６……螺子、２７，２７′……絶
縁突起、２８，２８′……第２の導電体、２９…
…リード線、３０……ゴム、３１，３２……絶縁
突起、３３，３４……導電体、３５，３６……螺
子、３７……メス導電ピン、３８……オス導電ピ
ン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) Ｎ極、Ｓ極の磁極を交互に2P（Ｐは１以上の
   整数）個備えて形成した界磁マグネツト１３を
   回転子として備え、該界磁マグネツト１３の一
   方の面と対向する第１のステータヨーク１１面
   に１以上の電機子コイル９−１，９−２群を配
   設して第１の固定側電機子１２を形成し、前記
   界磁マグネツト１３の他方の面と対向する有底
   筒体でできた第２のステータヨーク１４面に１
   以上の電機子コイル９′−１，９′−２群を配設
   して第２の固定側電機子１２′を形成し、前記
   第１の固定側電機子１２を構成する電機子コイ
   ル９−１，９−２群と電気的に接続した第１の
   導電体２５，２５′を前記第１のステータヨー
   ク１１側に設け、前記第２の固定側電機子１
   ２′を構成する電機子コイル９′−１，９′−２
   群と電気的に接続した第２の導電体２８，２
   ８′を前記導電体２５，２５′と接触するように
   前記第２のステータヨーク１４側に設け、前記
   第２のステータヨーク１４は前記第１のステー
   タヨーク１１に対して嵌着自在に取り付けてお
   り、上記第２の導電体２８，２８′に電気的に
   接続されたリード線２９を前記第２のステータ
   ヨーク１４に嵌着されたブツシユ３０を通して
   当該第２のステータヨーク１４の外部に導出し
   てなることを特徴とする、デイスク型ブラシレ
   スモータ。 (2) 前記固定側電機子は、２以上の電機子コイル
   が重畳しないように配設された、実用新案登録
   請求の範囲第１項記載デイスク型ブラシレスモ
   ータ。 (3) 前記電機子コイルは、フラツトに形成された
   空心型コイルである、実用新案登録請求の範囲
   第１項記載デイスク型ブラシレスモータ。