JPH0817565B2

JPH0817565B2 - 無刷子電動機

Info

Publication number: JPH0817565B2
Application number: JP16711890A
Authority: JP
Inventors: 哲郎川本; 敏浩坂本; 秀明安倍
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH0458751A

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
a1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a1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b1s,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w3により、コイルb3の他端とコイルb6の一端が渡り線
w3により、コイルb5の他端とコイルb2の一端が渡り線w5
により、それぞれ接続され、コイルb4,b6,b2の他端が共
通線w0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Ｄ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機器あるいは家庭用電気機器等に無
刷子電動機が多用されている。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。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68mm程度の大きさであれば最大出力
200W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100A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、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w1,w3,w5あるいは共通線w0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b1s乃至b6sと他端b1e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w1,w3,w5あるい
は共通線w0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
全両端と渡り線w1,w3,w5あるいは共通線w0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
んだ付け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、前記ブラケットは、絶縁材料にて鍔付き円筒状をなす
ブラケット本体と、各コイルの端末が挿通し得る挿通孔
を有してブラケット本体の外周面に取着される多数の端
子板より構成され、その端子板はコイルの一端を接続す
る複数の第１端子板と、コイルの他端を共通に接続する
１個の第２端子板よりなっている。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、請求項（１）記
載のものに、同相のコイルの渡り線となる第３端子板を
付加した構成としてある。

〔作用〕

請求項（１）記載の無刷子電動機は、各コイルの端末
を所定の端子板の挿通孔に挿通して半田付けあるいはか
しめにより簡単かつ確実に接続できる。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、同相のコイルが
複数個ある場合も各コイルの端末を所定の端子板の挿通
孔に挿通して半田付けあるいはかしめにより簡単かつ確
実に接続できる。

〔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１、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15、そ
して図外駆動回路を主要構成部材とする。

回転子１は、回転子軸1aに、磁性ヨーク1b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1dが、磁性ヨーク1b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とは離れた回転軸1a
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１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。従ってこの電動機は、３相
励磁であって同相の磁極子が２個ずつ存在する。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、各磁極子4a乃至4fの先端部分を除く周囲
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1.2mm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5feの計12個の端末は軸
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。この６個のコイルも、同相のものが２個ずつ
存在する。

ハウジグ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、抜け止め部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、ブラケット本体８と厚さ0.5mm程度
の銅のような導電材料製の多数の端子板9,10,11とから
構成される。

ブラケット本体８は、ナイロン66のような熱可塑性樹
脂にて鍔付き円筒状に形成される。詳しくは、鍔部8a
は、ハウジング６の開口を塞ぐ程度の外径を有し、コイ
ル5a乃至5fの各端末が挿通する略等間隔のＵ溝8b,8b,…
と、端面から突出する突起8c,8c,…が設けてある。円筒
部8dは、コイル5a乃至5fの各端末が突出するのを妨害し
ない程度の外径を有し、その外周面には後述する端子板
を所定位置に取着するために、軸方向に４列の周溝S1,S
2,S3,S4が設けてある。この周溝S1,S2,S3,S4はサイドコ
ア形式の金型による型造、あるいは切削により形成す
る。また円筒部8dの内方中間部には、中心孔付きの仕切
り壁8eが設けてあり、これによって形成される内方スペ
ースに軸受6bを有する軸受台6cが、外方スペースに位置
検知用磁石３や後述する磁気感応素子が収容される。

12はブラケット板で、ブラケット本体８を補強するた
め、その鍔部8aの外径と略同径に金属板を打ち抜いて形
成される。これにも、ブラケット本体８のＵ溝8b,8b,…
と突起8c,8c,…に対応したＵ溝12b,12b,…と孔12c,12c,
及び中心孔12aが設けてある。この実施例では、中心孔1
2aに軸受台6cが、孔12c,12c,…に突起8c,8c,…が、ハウ
ジング６の開口に外径部分が、それぞれかしめ固定され
ている。

複数（本実施例では３個）の第１端子板９は、円弧状
の基部9aと、その中間部から外方に突出する端子部9bと
を有し、端子部9bにはコイル5a乃至5fの一端（例えば巻
始め側）5as乃至5fsが挿通し得る挿通孔9c（実施例では
Ｕ溝）が形成されている。この基部9aの周方向巾は、中
心角約30゜程度とする。

１個の第２端子板10は、円弧状の基部10aと、外方に
突出する３個の端子部10b,10b,10bとを有し、各端子部1
0bにはコイル5a乃至5fの他端（例えば巻終り側）5ae乃
至5feのうちの各相毎、すなわち３個が挿通し得る挿通
孔10c（実施例ではＵ溝）が形成されている。この端子
部10b,10b,10bの相互間隔は中心角約60゜程度とし、従
って基部10aの周方向巾は、中心角約120゜よりやや大き
くする。

複数（本実施例では３個）の第３端子板11は、円弧状
の基部11aと、外方に突出する２個の端子部11bとを有
し、端子部11bにはコイル5a乃至5fの他端（例えば巻終
り側）5ae乃至5feあるいは一端（例えば巻始め側）5as
乃至5fsが挿通し得る挿通孔11c（実施例ではＵ溝）が形
成されている。この端子部11b,11bの相互間隔は中心角
約120゜程度とし、従って基部11aの周方向巾は、中心角
約120゜よりやや大きくする。

これら多数の端子板を取着するブラケット本体８の４
列の周溝S1,S2,S3,S4は、次のように設定される。最外
方の周溝S1は、３個の第１端子板９を取着するための周
方向長さを有し、その挿通孔9cが60゜間隔で位置するよ
う２個の小さい仕切りを有する。

第２列の周溝S2は、１個の第３端子板11のみを取着す
るための周方向長さを有し、この第３端子板11は、同相
の渡り線であるので、第１端子板９の挿通孔9cに対し、
60゜ずれて挿通孔11cが位置するよう設定する。

第３列の周溝S3は、これも１個の第３端子板11のみを
取着するための周方向長さを有する。この第３端子板11
は、第２列の周溝S2に取着したものとは異なる同相の渡
り線であるので、第２列の第３端子板11とは周方向に60
゜ずれて位置するよう設定する。

第４列の周溝S4は、残りの１個の第３端子板11と１個
の第２端子板10を取着するための周方向長さを有する。
この第３端子板11は、第３列のものとは周方向に60゜ず
れて位置し、第２端子板10は、コイル5a乃至5fの他端
（例えば巻終り側）5ae乃至5feのうちの各相の計３個が
共通に接続できるようそれぞれ設定する。

13は端子板押さえで、プラスチック材により、内径が
ブラケット本体８の円筒部8dの外径と同径である円筒形
櫛歯状に形成されている。これは、各端子板の取着状態
をより確実にするためのものであり、各端子板の巾より
若干大きい隙間が形成されるよう12個の櫛歯13aを有し
ている。この端子板押さえ13は、各端子板を所定の周溝
S1,S2,S3,S4に取着した後、円筒部8dの外周に圧入す
る。

各コイル5a乃至5fの一端（例えば巻始め側）5as乃至5
fs及び他端（例えば巻終り側）5ae乃至5feは、所定の各
端子の挿通孔に挿通し、長過ぎるものは適宜切断して半
田付けあるいはかしめにより接続固定する。そして３個
の第１端子板９に、図外駆動回路につながるリード線14
を半田付け等により接続する。

磁気感応素子15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け板15a
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15bを介
して図外駆動回路に入力する。上記の取り付け板15a
は、略Ｌ字状をなしており、ブラケット本体８の取着部
8fにねじ16により螺着される。

かかる無刷子電動機は、磁気感応素子15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１が回転
する。

なお、本実施例のように、同相のものが複数あるもの
でない場合、同相の渡り線である第３端子板が省略でき
る。

〔発明の効果〕

請求項（１）記載の無刷子電動機は、各コイルの端末
を所定の端子板の挿通孔に挿通して半田付けあるいはか
しめにより簡単かつ確実に接続できるので、コイルの端
末処理の作業性と確実性が向上させられる。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、同相のコイルが
複数個ある場合も、渡り線である第３端子板があること
により、各コイルの端末を所定の端子板の挿通孔に挿通
して半田付けあるいはかしめにより簡単かつ確実に接続
できてコイルの端末処理の作業性と確実性が向上させら
れる。

【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、各端子板の平面図であり、（ａ）は第１端子
板、（ｂ）は第２端子板、（ｃ）は第３端子板、第５図は、ブラケットの周溝の説明図であり、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ横断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ横
断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ横断面図、（ｅ）はＤ−Ｄ横断
面図、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で
ある。１……回転子、1a……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、８……ブラケット本体、8a……鍔部、8b……Ｕ溝、 8d……円筒部、S1,S2,S3,S4……周溝、９……第１端子板、9a……基部、9b……端子部、 9c……挿通孔、 10……第２端子板、10a……基部、10b……端子部、 10c……挿通孔、 11……第３端子板、11a……基部、11b……端子部、 11c……挿通孔、 14……リード線、 15……磁気感応素子、15b……リード線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、前記ブラケットは、絶縁材料にて鍔付き円筒状をなすブ
ラケット本体と、各コイルの端末が挿通し得る挿通孔を
有してブラケット本体の外周面に取着される多数の端子
板より構成され、その端子板はコイルの一端を接続する
複数の第１端子板と、コイルの他端を共通に接続する１
個の第２端子板よりなることを特徴とする無刷子電動
機。
【請求項２】請求項（１）記載のものに、同相のコイル
の渡り線となる第３端子板を付加したことを特徴とする
無刷子電動機。