JPH03245760A

JPH03245760A - 無刷子電動機

Info

Publication number: JPH03245760A
Application number: JP4346390A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kawamoto; 哲郎川本; Toshihiro Sakamoto; 坂本　敏浩; Hideaki Abe; 秀明安倍
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-11-01
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH0817564B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、固定子が回転子の外周に配される無刷子電動
機であって、特にコイルの端末処理構造を改良した無刷
子電動機に関する。

〔従来の技術〕

この種の一般的な無刷子電動機は、回転子、固定子、ハ
ウジング、ブラケット、磁気感応素子そして駆動回路等
により構成される。

具体的には、回転子は、回転子軸に、周方向に交互に異
極が位置する永久磁石及び位置検知用磁石を設けている
。固定子は、回転子の外周を円筒状に囲むとともに、永
久磁石の外周面に向けて複数の磁極子を突出させ、各磁
極子の周囲にコイルを巻回してなる。ハウジングは、略
有底円筒状をなし、その内周面に固定子を固着している
。

ブラケットは、永久磁石と位置検知用磁石との間に介在
してハウジングの開口部に取着される。

磁気感応素子は、位置検知用磁石に対面するようブラケ
ットの収容筒部に配設される。そして磁気感応素子の検
知信号を受けた駆動回路により、コイルへの通電が制御
されて回転子が回転する。

各磁極子に巻回されるコイルは、各相に対応するそれぞ
れの一端が駆動回路に接続され、それぞれの他端が共通
に接続される、所謂Ｙ結線となっている。このコイルの
端末処理の一般的な構造を、第６図に基づいて説明する
。

この例は、３相駆動であって、６個（６極）の磁極子ａ
ｌ乃至ａ６を、周方向に等間隔に、固定子Ａの円環部ａ
から回転子の永久磁石（図示せず）に向けて突出させて
おり、これらにコイルｂ１乃至ｂ６が巻回されている。

従って対向する磁極子ａｌ・とａ４、ａ２とａ５、ａ３
とａ６は、コイルへの通電があったとき、その先端面の
磁極は同時に同極性となる。すなわち各相に対応するコ
イルｂ１とｂ４、ｂ２とｂ５、ｂ３とｂ６のそれぞれの
一端ｂｌｓ、ｂ３ｓ、ｂ５ｓが駆動回路（図示せず）に
接続され、それぞれの他端ｂ４ｅ、　ｂ６ｅ。

ｂ２ｅが共通に接続されている。

このために、コイルｂ１の他端とコイルｂ４の一端が渡
り線−１により、コイルｂ３の他端とコイルｂ６の一端
が渡り線−３により、コイルｂ５の他端とコイルｂ２の
一端が渡り線−５により、それぞれ接続され、コイルｂ
４．ｂ６．ｂ２の他端が共通線ｗＯに接続される。

また、各相に対応するコイルのそれぞれの一端ｂ１ｓ　
、　ｂ３ｓ　、　ｂ５ｓは、適宜の長さに切断されてブ
ラケットＣを貫通するリード線Ｓ、Ｔ、Ｕに接続され、
それにより駆動回路に接続される。

このような固定子Ａは、略有底円筒状をなすハウジング
口の内周面に圧入により固着され、そしてハウジングＤ
の開口部にブラケットＣが取着されるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、ＯＡ機器やＦＡ機器あるいは電動工具のような家
庭用電気機器等に無刷子電動機が多用されている。これ
は、例えば電動工具に用いた場合、刷子や整流子が無い
ために、寿命が飛躍的に延びるとともにノイズ等の発生
源にならないという顕著な利点があるからである。この
ような無刷子電動機に対し、さらに小型化、高出力化が
強く要求されている。

具体的には、電動工具に用いる場合にあって、例えば、
直径４６ｍｍ、長さ６８ＩＩｌ程度の大きさであれば最
大出力２０開といったものである。しかも電動工具が充
電式であると、約１０Ｖのバッテリーで上記出力を出さ
ねばならず、その場合にはコイルに最大１００＾の電流
を流すこととなる。つまり、上記の要求に対応するには
、ひとつはコイルに大きな電流が流せるようにする必要
があるのである。

このような電流を流すためには、コイルの素線径を１．
２ｍｍ程度の太いものにする必要がある。この素線径で
は１．磁極子に巻回することは可能であっても、ハウジ
ングとブラケットにて形成されるスペース内において、
上記のような渡り線−１，ｗ３゜＋１５あるいは共通線
−〇による接続作業が極めて困難なものになってくる。

そこで、第７図に示すように、各コイルｂ１乃至ｂ６の
一端ｂｌｓ乃至ｂ６ｓと他端ｂｌｅ乃至ｂ６ｅのすべて
を、略直線状にしてブラケットＣを貫通させ、ブラケッ
トＣの外方において、これらと円弧状に形成した渡り線
−１ｖ３．ｗ５あるいは共通線−とを接続する手段が考
えられる。

しかしながらこのようにすると、各コイルｂ１乃至ｂ６
の全両端と渡りｉｗｌ、ｗ３．ｗ５あるいは共通線−〇
とが互いに交差してその接続作業が大変面倒であり、さ
らにそれをはんだ付は等によって行う場合、接続が確実
であることの保証も困難となる。

本発明は、上記の事由に鑑みてなしたもので、その目的
とするところは、コイルの端末処理の作業性と確実性が
向上させられる無刷子電動機を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために、請求項（１）記載の無刷
子電動機は、回転子と、コイルを巻回した固定子と、ハ
ウジングと、ブラケットと、磁気感応素子とを有し、磁
気感応素子の検知信号を受けた駆動回路によりコイルへ
の通電が制御されて回転子が回転するものであって、各
相に対応するコイルの一端が駆動回路に接続され、各相
に対応するコイルの他端が共通に接続されている無刷子
電動機において、前記ブラケットが、コイルの他端を接
続する端子部及びこの端子部を連結する連結部を一体的
に形成した結線板と、該結線板を固着する絶縁材料製の
ブラケット本体とから構成されている。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、請求項（１）記載
のブラケットに、コイルの一端を接続する端子部及び駆
動回路との接続のための端子部を有する端子板が付設さ
れた構成としている。

請求項（３）記載の無刷子電動機は、請求項（２）記載
の端子板が、結線板に一体的に形成された後に、これと
の間に絶縁間隔が介在するよう切断されたものである構
成としている。

請求項（４）記載の無刷子電動機は、請求項（１）乃至
（３）記載の結線板が、コイルの他端を接続する端子部
と同相のコイルの一端を接続する端子部とを連結した渡
り部を一体的に形成した構成としている。

請求項（５）記載の無刷子電動機は、請求項（４）記載
の結線板の渡り部の周方向における約半分が、略直角に
折曲され、その大半部がブラケット本体に埋設された構
成としである。

請求項（６）記載の無刷子電動機は、請求項（４）又は
（５）記載のブラケット本体に、位置検知用磁石を外囲
する収容筒部を、各端子部が露出するよう形成した構成
としである。

請求項（７）記載の無刷子電動機は、請求項（１）乃至
（６）記載の各端子部が、径方向外方を切除されており
、前記ブラケット本体の対応部分も径方向外方を切除さ
れた構成としである。

〔作用〕

請求項（１）記載の無刷子電動機は、共通に接続すべき
各相に対応するコイルの他端が、ブラケットを構成する
結線板によって接続されるので、従来のものに必要であ
った共通線と、それとの接続作業が不要となる。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、コイルの一端も駆
動回路との接続のためのリード線もそれぞれブラケット
に付設された端子板に接続すればよいので、従来のもの
のように、コイルの一端とリード線とを直接接続する作
業が不要となる。

請求項（３）の無刷子電動機は、結線板と端子板がプレ
ス加工による１部品として形成できるので、部品数の削
減や成形工程の簡易化が図れる。

請求項（４）記載の無刷子電動機は、同相のコイルが複
数個あって、所謂渡り線が必要な場合でも、結線板の渡
り部によって接続されるので、従来のものに必要であっ
た渡り線と、それによる接続作業が不要となる。

請求項（５）記載の無刷子電動機は、本来は互いに交差
する結線板の渡り部を、ブラケット本体に埋設してしま
うので、あたかもそれが存在しないかのような簡素な構
造になるとともに、それを、確実に保護できる。

請求項（６）記載の無刷子電動機は、コイルの両端とブ
ラケット本体の各端子部との接続作業が、ブラケットが
ハウジングに取着された後、収容筒部の外方にて行える
ので、その作業が容易となる。

請求項（７）記載の無刷子電動機は、コイルの両端とブ
ラケット本体の各端子部との接続作業のための前作業で
あるこれらの嵌合作業が、孔に貫通させるものではない
ので、その作業が容易となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

この無刷子電動機は、永久磁石２及び位置検知用磁石３
を設けた回転子ｌ、コイル５ａ乃至５ｆを巻回した固定
子４、ハウジング６、ブラケット７、磁気感応素子１１
、そして図外駆動回路を主要構成部材とする。

回転子ｌは、回転子軸１ａに、磁性ヨークＩｂが圧入さ
れ、磁性ヨーク１ｂの外周にセグメントされた複数（例
えば４個）の永久磁石２が設けられる。

この永久磁石２の保持をより強固にするため、磁性ヨー
ク１ｂの外周面から先端を幅広にした保持突起を突設し
てこれによって形成されるスペースに永久磁石２を装着
し、さらに軸方向の両側に支持側板１ｃを配して熱硬化
性樹脂１ｄにより型造する。

これにより熱硬化性樹脂１ｃｆが、磁性ヨークＩｂの貫
通孔１ｅや永久磁石２と保持突起間の間隙に充填され、
永久磁石２は強固に保持される。このようにして設けら
れた永久磁石２は、周方向に交互に異極が位置する。

位置検知用磁石３は、永久磁石２とは離れた回転子軸１
ａの一方側端部に設けられる。この位置検知用磁石３は
、リング板状をなしており、支持用円板３ａに接着され
、支持用円板３ａは回転子軸１ａに固着されている。ま
た永久磁石２と同様、周方向に交互に異極が位置する。

固定子４は、磁性薄板を打抜き積層されてなるもので、
回転子ｌの外周を円筒状に囲むとともに、永久磁石２の
外周面に向けて複数（本実施例では６個）の磁極子４ａ
乃至４ｆを突出させている。この磁極子４ａ乃至４ｆは
、磁極となる先端部分が幅広になっている。そして、各
位極子４ａ乃至４ｆの先端部分を除（周囲に、絶縁部材
を介してコイル５ａ乃至５ｆが巻回される。

各コイル５ａ乃至５ｆは、直径が１．２ａｅ程度の太い
素線で巻回され、その一端（例えば巻始め側）　５ａＳ
乃至５ｆｓと他端（例えば巻終わり側）　５ａｅ乃至５
ｆｅは軸線に対し平行な直線状でもって固定子４の端面
から突出している。

ハウジング６は、略有底円筒状をなし、その底部中央に
軸受６ｂを有する軸受台６ｃを設けている。

その内周面には、圧入用突部６ｄ、位置決め部６ｅ、抜
は止め部６ｆ等が形成してあり、これらにより固定子４
が圧入固着される。

ブラケット７は、ブラケット板８と結線板９とブラケッ
ト本体１０とから構成される。ブラケットＷ！、８は、
鉄製であって、外径がハウジング６の内径に略等しい中
心孔８ａを有する円板状をなしている。この中心孔８ａ
には、軸受８ｂを有する軸受台８ｃが設けられる。また
ブラケット板８は、６個の小孔８ｄ及び大孔８ｅと、径
方向の外方が切除されてなる１２個のＵ字状の溝８ｆが
、それぞれ周方向に略等間隔に形成されている。この溝
８ｆは、各コイル５ａ乃至５ｆの一端５ａｓ乃至５ｆｓ
と他端５ａｅ乃至５ｆｅが挿通するものであり、これら
に略対応した位置にある。

結線板９は、厚さ０．５ａｅｍ程度の銅のような導電材
料製であって、第４図に示す形状に打抜き形成される。

内方には、リング状の導電路である連結部９ｇが形成さ
れ、さらに略１２０”間隔でもって連結部９ｇから外方
に突出する３個の端子部９　ｂ　ｅ　＋　９　ｄ　ｅ　
＋９ｆｅを一体的に形成している。この端子部９ｂｅ、
９ｄｅ、９ｆｅは、各相に対応するコイルの他端５ｂｅ
、５ｄｅ。

５ｆｅを接続するもので、その中央付近は径方向の外方
が切除されたＵ字状の溝になっている。この連結部９ｇ
と３個の端子部９ｂｅ、９ｄｅ、９ｆｅにより、各相に
対応するコイルの他端５ｂｅ、５ｄｅ、５ｆｅが共通に
接続される。

これら３個の端子部９ｂｅ＋　９ｄｅ、　９ｆｅ間には
、それぞれ３個ずつの端子部が形成される。今、コイル
の一端側と接続される端子部には“Ｓ°゛、他端側と接
続される端子部には“ｅ”を符号の末尾に付すと、端子
部９ｂｅを基準にして時計回りに、９ｂｅ。

９ｃｓ＋　９ｃｅ＋　９ｄｓ、　９ｄｅ、　９ｅｓ　＋
　９ｅｅ＋　９ｆｓ　＋　９ｆｅ＋　９ａｓ＋　９ａｅ
＋　９ｂｓと合計１２個の端子部が存在することとなる
。すべての端子部は、３個の端子部９ｂｅ、　９ｄｅ、
　９ｆｅと同様、中央付近は径方向の外方が切除された
Ｕ字状の溝になっている。

９ａｄ　、　９ｃｄ　、　９ｅｄは駆動回路との接続の
ための端子部で、各相に対応するコイルの一端５ａｓ　
、　５ｃｓ　＋　５ｅｓを接続する端子部９ａｓ、９ｃ
ｓ＋９ｅｓから外方に突出して一体的に形成される。ま
たこれら端子部９ａｓ、９ｃｓ、９ｅｓの時計回り側に
、繋ぎ部ＴＩを介して繋がる隣接したコイルの他端５ａ
ｅ、　５ｃｅ、　５ｅｅを接続する端子部９ａｅ、　９
ｃｅ、　９ｅｅからは、これらと同相のコイルの−＠５
ｄｓ、　５ｆｓ、　５ｂｓを接続する端子部９ｄｓ、　
９ｆｓ、　９ｂＳとを連結する渡り部９ｗ、　９ｗ、　
９−を一体的に形成している。この各渡り部９−は、周
方向における約半分９ｗａがコ字状をなし、２個の端子
部を跨ぐように最外方に位置して延び、残りの約半分９
吐が円弧状をなし、次の２個の端子部と連結部９ｇ間に
挟まれるように位置して延びている。また残りの約半分
９ｉｎｂと次の２個の端子部とは繋ぎ部Ｔ２を介して繋
がっているが、それ以外の箇所では近接する充電部分と
の間に１ｅｓ程度の隙間を有する。なお、渡り部籟のコ
字状をなす約半分９ｗａに跨がれている２個の端子部間
も、繋ぎ部Ｔ３を介して繋がっている。

ブラケット本体１０は、ブラケット板８及び結線板９と
ともに、ナイロン６６のような熱可塑性樹脂によって同
時成形によって型造されたブラケット７の絶縁材料製の
部分である。この同時成形に際して、上記渡り部９軛の
コ字状をなす周方向における約半分−ａは、第２図に示
すように、略直角に折曲してお（。しかして軸受台８ｃ
を設けたブラケット板８と結線ｖｉ９は、両者間に若干
の隙間が介在するよう成形金型に装着して成形する。

このようにして型造されたブラケット本体１０は、軸方
向内方についてはブラケット板８と結線板９間の隙間や
６個の小孔８ｄ及び大孔８ｅを充填した形状となる。特
に、ブラケット板８の内面には、各孔を連結した薄肉部
が形成されてブラケット板８や結線板９を確実に固着す
る。さらに大孔８ｅの対応位置には、固定子４の端面近
傍まで延びる棒状突起１０ａが形成される。また、各端
子部との対応部分も、径方向外方が切除されている。

一方、軸方向外方については、軸受台８ｃの底部を支え
る中間壁部１０ｂとともに、位置検知用磁石３を外囲す
る収容筒部１０ｃが連設される。この収容筒部１０ｃは
、各端子部９ａｓ、９ａｅ、９ｂｓ、９ｂｅ＋９ｃｓ、
９ｃｅ＋９ｄｓ＋９ｄｅ＋９ｅｓ＋９ｅｅ＋９ｆｓ＋９
ｆｅを露出するよう形成しである。また収容筒部１０ｃ
内には、渡り部９−のコ字状をなす周方向における約半
分９ｉｎａの大半部が埋設される。さらに収容筒部１０
ｃの端面には、磁気感応素子１１を設けた取り付は板１
１ａを取着する取着部１０ｃｌが形成されている。

このようなブラケット７は、成形後、全繋ぎ部Ｔ１．Ｔ
２．Ｔ３を切断（符号Ｘを付した箇所）し、それらの間
に所要の絶縁間隔が介在するようにする。

そして、位置検知用磁石３を回転子軸１に設ける前の段
階で、ハウジング６の開口部に取着する。

具体的には、ハウジング６の開口部とブラケット板８と
をかしめる。従ってブラケット７は、永久磁石２と位置
検知用磁石３との間に介在することとなる。そして、コ
イルの一端５ａｓ乃至５ｆｓ及び他端５ａｅ乃至５ｆｅ
を端子部９ａｓ乃至９ｆｓ及び９ａｅ乃至９ｆｅに、図
外駆動回路に接続されるリード線７ａを長く突出してい
る端子部９ａｄ　＋　９ｃｄ　、　９ｅｄに、それぞれ
はんだ付は等により接続する。

磁気感応素子１工は、例えばホール素子が用いられ、位
置検知用磁石３の外周面に対面するよう取り付は板１１
ａに設けられる。これは、位置検知用磁石３のＮ極に対
面したとき、これを検知してその信号をリード線１１ｂ
を介して図外駆動回路に入力する。上記の取り付は板１
１ａは、略し字状をなしており、ブラケット本体１０の
取着部１０ｄにねじ等により螺着される。

かかる無刷子電動機は、磁気感応素子１１の検知信号が
駆動回路に入力され、それによって作動する駆動回路が
コイルへの通電を制御することにより、回転子ｌが回転
する。

また、コイルの端末処理については、以下のようにその
作業性と確実性が向上している。すなわちコイルの全両
端を端子部に接続するだけで、共通線やそれとの接続、
渡り線やそれとの接続が不要となり、しかも共通線と渡
り線に代わる連結部と渡り部が固定的部材になって確実
な絶縁状態の維持ができる。とりわけ、本来は交差して
複維になる渡り線（渡り部）がブラケット本体内に埋設
できて、作業性と確実性がより高められる。

さらに、コイルの全両端の端子部への装着は、端子部の
径方向外方が切除されているので極めて容易に行える。

またコイルの全両端の端子部への接続は、端子部が収容
筒部の外方に位置しているのでこれも容易に行える。

加えて、ブラケット本体１０の棒状突起１０ａが、第５
図に示すように、固定子４の端面近傍まで延びているの
で、コイルの両端が磁極子４ａの端面よりはみ出して回
転子１に接触することを防ぐ。仮に、この棒状突起１０
ａがないとすると、第８図に示すように、コイルの両端
が磁極子ａｌ乃至ａ６の端面よりはみ出す惧れがあるの
である。

なお、本発明は、実施例として示したものに限らず、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である
。

先ず、ブラケットを構成するに際し、ブラケット板は必
須の部材でなく省略してもよい。ブラケット板は、ブラ
ケットの強度補強やハウジングへのかしめを考慮して用
いたものだからである。従ってこれを省略する場合は、
その機能をブラケット本体が兼ねるようにする。

また、結線板は、コイルが３個のものであれば渡り部が
不要となる。コイルの一端を接続する端子部及び駆動回
路との接続のための端子部を、結線板とは別体の端子板
としてブラケットに付設してもよい。

さらに、略直線状にしたコイルの両端が、磁極子の端面
からはみ出す惧れかない場合には、ブラケット本体の棒
状突起はなくてもよい。

〔発明の効果〕

請求項（１）乃至（７）に記載した本発明の無刷子電動
機は、〔作用〕の項に記載した通りに作用し、従ってい
ずれも、従来のものに比して、コイルの端末処理の作業
性と確実性が大幅に向上させられるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
、その要部斜視図及び分解図、第３図は、コイルの端末
を示す要部斜視図、第４図は、結線板の平面図、第５図は、棒状突起の先端部を示す部分斜視図、第６図
は、従来のコイルの端末を示す要部斜視図、第７図は、
別の従来のコイルの端末を示す要部斜視図、第８図は、その部分斜視図である。１−回転子、１　ａ−回転子軸、１ｂ−磁性ヨーク、２
−・永久磁石、３−・・位置検知用磁石、４−　固定子
、４ａ乃至４ｆ・・−磁極子、５ａ乃至５ｆ’−・コイ
ル、５ａｓ乃至５ｆｓ　−−−一端、５ａｅ乃至５ｆｅ
　−他端、６−ハウジング、７−ブラケット、７ａ・・・リード線、８−・−ブラケ
ット板、９−結線板、９ｇ・一連結部、畑−渡り部、９賀ａ−コ
字状の約半分、９ｗｂ〜円弧状の約半分、９ａｓ乃至９ｆｓ・−・コイルの一端を接続する端子部
、９ａｅ乃至９ｆｅ・・−コイルの他端を接続する端子部
、９ａｄ、　９ｃｄ、　９ｅｄ−・−駆動回路との接続の
ための端子部、ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３−−一繋ぎ部、１０−・・ブラケット本体、１０ａ・・・棒状突起、１
０ｂ−・中間壁部、１０ｃ　−・収容筒部、１１−磁気
感応素子、ｌｌｂ・・・・リード線。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転子軸に、周方向に交互に異極が位置する永久
磁石及び位置検知用磁石を設けた回転子と、回転子の外
周を円筒状に囲むとともに、永久磁石の外周面に向けて
複数の磁極子を突出させ、各磁極子の周囲にコイルを巻
回した固定子と、略有底円筒状をなし、その内周面に固
定子を固着したハウジングと、永久磁石と位置検知用磁
石との間に介在してハウジングの開口部に取着されるブ
ラケットと、位置検知用磁石に対面するよう配設された
磁気感応素子とを有し、磁気感応素子の検知信号を受け
た駆動回路によりコイルへの通電が制御されて回転子が
回転するものであって、各相に対応するコイルの一端が
駆動回路に接続され、各相に対応するコイルの他端が共
通に接続されている無刷子電動機において、前記ブラケットが、コイルの他端を接続する端子部及び
この端子部を連結する連結部を一体的に形成した結線板
と、該結線板を固着する絶縁材料製のブラケット本体と
から構成されている無刷子電動機。
（２）前記ブラケットに、コイルの一端を接続する端子
部及び駆動回路との接続のための端子部を有する端子板
が付設されてなる請求項（１）記載の無刷子電動機。
（３）前記端子板は、前記結線板に一体的に形成された
後に、これとの間に絶縁間隔が介在するよう切断された
ものである請求項（２）記載の無刷子電動機。
（４）前記結線板は、コイルの他端を接続する端子部と
同相のコイルの一端を接続する端子部とを連結した渡り
部を一体的に形成している請求項（１）乃至（３）記載
の無刷子電動機。
（５）前記結線板の渡り部は、周方向における約半分が
略直角に折曲され、その大半部がブラケット本体に埋設
されている請求項（４）記載の無刷子電動機。
（６）前記ブラケット本体は、位置検知用磁石を外囲す
る収容筒部が各端子部を露出するよう形成されている請
求項（４）又は（５）記載の無刷子電動機。
（７）前記各端子部は、径方向外方が切除されており、
前記ブラケット本体の対応部分も径方向外方が切除され
ている請求項（１）乃至（６）記載の無刷子電動機。