JPWO2015037110A1 - Brushless DC motor and air conditioner using the same - Google Patents

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Abstract

ブラシレスDCモータは、永久磁石を備え、回転軸に取り付けられたロータと、ロータを回転可能に収容する中空部を有し、ロータに対向する内周面に複数のコイルが配置されたステータと、ロータに軸方向において対向し、ロータの回転位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、一端がステータに固定され、他端がステータの内周側から径方向に向かって延びており、センサ基板における磁気センサの実装面がロータの永久磁石に対向するようにセンサ基板を保持する基板取付具とを有する。The brushless DC motor has a permanent magnet, a rotor attached to a rotating shaft, a hollow portion that rotatably accommodates the rotor, and a stator in which a plurality of coils are arranged on an inner peripheral surface facing the rotor, A sensor substrate having a magnetic sensor that faces the rotor in the axial direction and detects a rotational position of the rotor, one end fixed to the stator, and the other end extending in the radial direction from the inner peripheral side of the stator, And a substrate fixture for holding the sensor substrate so that the mounting surface of the magnetic sensor faces the permanent magnet of the rotor.

Description

本発明は、ロータの回転位置を検出する磁気センサを備えたブラシレスDCモータに関するものである。   The present invention relates to a brushless DC motor provided with a magnetic sensor for detecting the rotational position of a rotor.

従来から、永久磁石が取り付けられたロータ(回転子)が、コイルが巻線されたステータ(固定子)に収容されたブラシレスDCモータが知られている。このブラシレスDCモータにおいて、例えばホール素子等からなる磁気センサがプリント基板に実装された状態でロータに対向するように配置されており、磁気センサがロータの磁束を検出し回転位置を検出するようになっている。   Conventionally, a brushless DC motor in which a rotor (rotor) to which a permanent magnet is attached is accommodated in a stator (stator) around which a coil is wound is known. In this brushless DC motor, for example, a magnetic sensor composed of a Hall element or the like is arranged so as to face the rotor in a state where it is mounted on a printed circuit board, and the magnetic sensor detects the magnetic flux of the rotor and detects the rotational position. It has become.

ここで、磁気センサを実装したセンサ基板をステータ内に配置する方法として種々の方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1には、モータのエンドブラケットにセンサ基板を取付けたブラシレスDCモータが開示されている。特許文献2には、ステータコアの上端に直接プリント基板を固定したブラシレスDCモータが開示されている。   Here, various methods have been proposed as a method of arranging a sensor substrate on which a magnetic sensor is mounted in a stator (for example, see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses a brushless DC motor in which a sensor substrate is attached to a motor end bracket. Patent Document 2 discloses a brushless DC motor in which a printed circuit board is directly fixed to the upper end of a stator core.

特開2008−54390号公報JP 2008-54390 A 特開2000−41371号公報JP 2000-41371 A

特許文献1、2のように、磁気センサ及びプリント基板がロータに対して露出している場合、ステータの内部に水分が浸入し不具合が生じる可能性がある。特に、ブラシレスDCモータが野外に設置される空気調和機器の室外機に使用された場合、雨水が浸入し不具合が生じる可能性がある。   When the magnetic sensor and the printed circuit board are exposed to the rotor as in Patent Documents 1 and 2, there is a possibility that moisture enters the inside of the stator and causes a problem. In particular, when a brushless DC motor is used in an outdoor unit of an air conditioner installed outdoors, there is a possibility that rainwater may enter and cause problems.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、センサ基板への雨水または結露水等の付着を防ぎ、基板の劣化及びショート破損を防止するブラシレスDCモータを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a brushless DC motor that prevents adhesion of rain water or dew condensation water to a sensor substrate and prevents deterioration and short-circuit damage of the substrate. Objective.

本発明のブラシレスDCモータは、永久磁石を備え、回転軸に取り付けられたロータと、ロータを回転可能に収容する中空部を有し、ロータに対向する内周面に複数のコイルが配置されたステータと、ロータに軸方向において対向し、ロータの回転位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、一端がステータに固定され、他端がステータの内周側から径方向に向かって延びた形状を有し、磁気センサがロータの永久磁石に対向するようにセンサ基板を保持する基板取付具とを有する。   The brushless DC motor of the present invention includes a permanent magnet, a rotor attached to a rotating shaft, a hollow portion that rotatably accommodates the rotor, and a plurality of coils arranged on an inner peripheral surface facing the rotor. A stator, a sensor substrate having a magnetic sensor that faces the rotor in the axial direction and detects the rotational position of the rotor, and a shape in which one end is fixed to the stator and the other end extends in the radial direction from the inner peripheral side of the stator And a board fixture for holding the sensor board so that the magnetic sensor faces the permanent magnet of the rotor.

本発明のブラシレスDCモータは、センサ基板の実装面が基板取付具に覆われた状態で保持されているため、ステータ内に浸入した雨水等の水分からセンサ基板を保護し基板の劣化及びショート破損を防止することができる。   In the brushless DC motor of the present invention, since the mounting surface of the sensor substrate is held in a state covered with the substrate fixture, the sensor substrate is protected from moisture such as rainwater that has entered the stator, and the substrate is deteriorated and short-circuited. Can be prevented.

本発明のブラシレスDCモータの実施形態1を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Embodiment 1 of the brushless DC motor of this invention. 図1のセンサ基板の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the sensor board | substrate of FIG. 図1の基板取付具の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the board | substrate fixture of FIG. 図1の基板取付具の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the board | substrate fixture of FIG. 図1の基板取付具の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the board | substrate fixture of FIG. 本発明のブラシレスDCモータの実施形態2を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Embodiment 2 of the brushless DC motor of this invention. 本発明のブラシレスDCモータの実施形態3を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Embodiment 3 of the brushless DC motor of this invention. 本発明のブラシレスDCモータの実施形態4を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows Embodiment 4 of the brushless DC motor of this invention.

実施形態1.
以下、図面を参照しながら本発明のブラシレスDCモータの実施形態について説明する。図1は本発明のブラシレスDCモータの実施形態1を示す模式図であり、図1を参照してブラシレスDCモータ1について説明する。ブラシレスDCモータ1は、例えば空気調和機器の室外機に取り付けられた送風機の回転駆動源として用いられるものである。このブラシレスDCモータ1は、ステータ3、ロータ2、センサ基板10、基板取付具20を備えている。
Embodiment 1. FIG.
Hereinafter, embodiments of the brushless DC motor of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing Embodiment 1 of a brushless DC motor of the present invention, and the brushless DC motor 1 will be described with reference to FIG. The brushless DC motor 1 is used as a rotational drive source of a blower attached to an outdoor unit of an air conditioner, for example. The brushless DC motor 1 includes a stator 3, a rotor 2, a sensor substrate 10, and a substrate fixture 20.

ロータ2は、ステータ3に回転可能に保持された軸2Aと、軸2Aに固定された円柱状のロータコア2Bと、ロータコア2Bの外周側に取り付けられた複数の永久磁石2Cとを有している。軸2Aは両端においてベアリング等によりステータ3に対し回転可能に保持されており、軸2Aには円筒状のロータコア2Bが固定されている。ロータコア2Bの外周には複数の永久磁石2Cが取り付けられており、複数の永久磁石2Cは回転方向に対し極性が交互になるように配列されている。   The rotor 2 includes a shaft 2A rotatably held by the stator 3, a columnar rotor core 2B fixed to the shaft 2A, and a plurality of permanent magnets 2C attached to the outer peripheral side of the rotor core 2B. . The shaft 2A is rotatably supported with respect to the stator 3 by bearings or the like at both ends, and a cylindrical rotor core 2B is fixed to the shaft 2A. A plurality of permanent magnets 2C are attached to the outer periphery of the rotor core 2B, and the plurality of permanent magnets 2C are arranged so that the polarities are alternated in the rotation direction.

ステータ3は、内部にロータ2を収容する中空部を有するものであって、内周面側に複数のコイル3Aが配置された構造を有している。なお、ステータ3は、円筒状に形成されたステータコアに複数のコイル3Aが巻線されており、ステータコアの外周側が樹脂モールドされた構造を有している。つまり、ステータ3は有底円筒形状に形成されており、開口側にはエンドブラケット4が取り付けられている。   The stator 3 has a hollow portion that accommodates the rotor 2 therein, and has a structure in which a plurality of coils 3A are arranged on the inner peripheral surface side. The stator 3 has a structure in which a plurality of coils 3A are wound around a cylindrical stator core, and the outer peripheral side of the stator core is resin-molded. That is, the stator 3 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the end bracket 4 is attached to the opening side.

図2は図1のセンサ基板10の一例を示す模式図であり、図1及び図2を参照してセンサ基板10について説明する。センサ基板10は、ロータ2の回転位置を検出する磁気センサ11を実装した基板であって、ロータ2の軸方向(矢印Z方向)において対向するように配置されている。センサ基板10は、例えばプリント基板からなっており、実装面10A側にロータ2の回転位置を検出する磁気センサ11が実装されている。この磁気センサ11は、たとえばホール素子等からなっており、ロータ2の永久磁石2Cの磁束を検出してロータ2の回転位置を検出するものである。センサ基板10は、基板取付具20に保持されるものであって、基板取付具20に取り付けられる際に位置決めを行うための切欠部13と、基板取付具20に固定するための挿入穴12とを有している。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the sensor substrate 10 of FIG. 1, and the sensor substrate 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The sensor substrate 10 is a substrate on which a magnetic sensor 11 that detects the rotational position of the rotor 2 is mounted, and is disposed so as to face each other in the axial direction (arrow Z direction) of the rotor 2. The sensor substrate 10 is made of, for example, a printed circuit board, and a magnetic sensor 11 that detects the rotational position of the rotor 2 is mounted on the mounting surface 10A side. The magnetic sensor 11 is composed of, for example, a Hall element, and detects the rotational position of the rotor 2 by detecting the magnetic flux of the permanent magnet 2 </ b> C of the rotor 2. The sensor board 10 is held by the board fixture 20, and has a notch 13 for positioning when attached to the board fixture 20, and an insertion hole 12 for fixing to the board fixture 20. have.

図1の基板取付具20は、一端側がステータ3に固定されているとともに、他端側がロータ2の径方向に向かって延びるように形成されている。そして、基板取付具20は、センサ基板10における磁気センサ11の実装面10Aがロータ2の永久磁石2Cに対向するように、センサ基板10を保持している。ここで、図3は図1の基板取付具の一例を示す斜視図、図4は図1の基板取付具の他面側を示す平面図、図5は図1の基板取付具の一面側を示す斜視図である。図3から図5の基板取付具20は、例えば耐熱性及び絶縁性に優れた樹脂からなるものであって、固定部21、段差部22、基板取付部23を備えている。   1 is formed such that one end side is fixed to the stator 3 and the other end side extends in the radial direction of the rotor 2. The substrate fixture 20 holds the sensor substrate 10 so that the mounting surface 10A of the magnetic sensor 11 on the sensor substrate 10 faces the permanent magnet 2C of the rotor 2. 3 is a perspective view showing an example of the board fixture of FIG. 1, FIG. 4 is a plan view showing the other side of the board fixture of FIG. 1, and FIG. 5 is a side of the board fixture of FIG. It is a perspective view shown. The substrate fixture 20 of FIGS. 3 to 5 is made of, for example, a resin excellent in heat resistance and insulation, and includes a fixing portion 21, a step portion 22, and a substrate attachment portion 23.

固定部21は、ステータ3の内周側に固定されるものであって、外周がステータ3の形状に沿うように円弧状に形成されている。固定部21は、円形状に形成された取付穴21A及び位置決め穴21Bを有している。なお、図3〜図5においては、取付穴21A及び位置決め穴21Bは、それぞれ2つずつ形成されている場合について例示する。一方、ステータ3の接触面には各取付穴21Aに挿入される円柱状の第1突起部3Pと、各位置決め穴21Bに挿入される円柱状の固定部21を固定するための第2突起部3Qとが設けられている。第1突起部3Pは、取付穴21Aに挿入された際、先端が取付穴21Aから突出する長さを有している。   The fixed portion 21 is fixed to the inner peripheral side of the stator 3, and is formed in an arc shape so that the outer periphery follows the shape of the stator 3. The fixing portion 21 has a mounting hole 21A and a positioning hole 21B formed in a circular shape. 3 to 5 exemplify a case where two mounting holes 21A and two positioning holes 21B are formed. On the other hand, on the contact surface of the stator 3, a columnar first protrusion 3P inserted into each mounting hole 21A and a second protrusion for fixing the columnar fixing portion 21 inserted into each positioning hole 21B. 3Q is provided. The first protrusion 3P has a length such that the tip protrudes from the attachment hole 21A when inserted into the attachment hole 21A.

そして、固定部21がステータ3に固定される際、各取付穴21Aにそれぞれ第1突起部3Pが挿入されるとともに、各位置決め穴21Bに第2突起部3Qがそれぞれ挿入される。その後、取付穴21Aから突出した第1突起部3Pの先端が熱カシメされ、基板取付具20がステータ3に固定される。なお、基板取付具20が熱カシメによりステータ3に固定されている場合について例示しているが、超音波溶着、ネジ止め、接着等の公知の手法を用いてもよい。   When the fixing portion 21 is fixed to the stator 3, the first protrusion 3P is inserted into each mounting hole 21A, and the second protrusion 3Q is inserted into each positioning hole 21B. Thereafter, the tip end of the first protrusion 3 </ b> P protruding from the attachment hole 21 </ b> A is thermally crimped, and the board attachment 20 is fixed to the stator 3. In addition, although the case where the board fixture 20 is fixed to the stator 3 by heat caulking is illustrated, a known technique such as ultrasonic welding, screwing, or adhesion may be used.

段差部22は、固定部21からステータ3の内周に沿ってロータ2側へ軸方向に延びるように形成されたものである。すなわち、基板取付部23がロータ2側へ近づくように、固定部21と基板取付部23との間に軸方向(矢印Z方向)において段差を形成する。なお、段差部22は、外周がステータ3の形状に沿って円弧状に形成されている。   The step portion 22 is formed so as to extend in the axial direction from the fixed portion 21 along the inner periphery of the stator 3 to the rotor 2 side. That is, a step is formed in the axial direction (arrow Z direction) between the fixed portion 21 and the substrate mounting portion 23 so that the substrate mounting portion 23 approaches the rotor 2 side. The step portion 22 has an outer periphery formed in an arc shape along the shape of the stator 3.

基板取付部23は、段差部22から軸2Aに向かって径方向(矢印β方向)に延びる形状を有し、センサ基板10が取り付けられるものである。なお、基板取付部23は、回転方向(矢印α方向)の長さが径方向(矢印β方向)の長さよりも長く形成されているとともに、センサ基板10の外形よりも大きい面積を有している。基板取付部23は、一面23A側がロータ2に対向しており、他面23B側にセンサ基板10が取り付けられている。したがって、センサ基板10は、基板取付部23を介してロータ2に対向することになる。   The board attaching part 23 has a shape extending in the radial direction (arrow β direction) from the step part 22 toward the axis 2A, and the sensor board 10 is attached to the board attaching part 23. The substrate mounting portion 23 is formed so that the length in the rotation direction (arrow α direction) is longer than the length in the radial direction (arrow β direction), and has a larger area than the outer shape of the sensor substrate 10. Yes. As for the board | substrate attaching part 23, the one surface 23A side is facing the rotor 2, and the sensor board | substrate 10 is attached to the other surface 23B side. Therefore, the sensor substrate 10 faces the rotor 2 through the substrate attachment portion 23.

基板取付部23の他面23B側には、枠体24、台座25、挿入ピン26、リブ27がそれぞれ形成されている。枠体24は、基板取付部23の周縁に沿って設けられており、基板取付部23の他面23B側にセンサ基板10の側面を囲うように設けられている。すなわち、基板取付部23には枠体24によりセンサ基板10を収容するための凹部が形成された状態になっている。台座25は、センサ基板10が載置されるものであって、他面23B側から突出しているとともに、センサ基板10に接触する部位が平面状に形成されている。台座25は、他面23Bの中央と長手方向(矢印α方向)の両端とに形成されている。   On the other surface 23B side of the board attachment portion 23, a frame body 24, a base 25, an insertion pin 26, and a rib 27 are formed. The frame body 24 is provided along the periphery of the board mounting portion 23, and is provided on the other surface 23 </ b> B side of the board mounting portion 23 so as to surround the side surface of the sensor substrate 10. That is, the substrate mounting portion 23 is formed with a recess for accommodating the sensor substrate 10 by the frame body 24. The pedestal 25 is for mounting the sensor substrate 10, and protrudes from the other surface 23 </ b> B side, and a portion in contact with the sensor substrate 10 is formed in a flat shape. The pedestal 25 is formed at the center of the other surface 23B and both ends in the longitudinal direction (arrow α direction).

挿入ピン26は、センサ基板10の挿入穴12に挿入されるものであって円柱形状を有している。挿入ピン26は複数設けられており、例えば回転方向(矢印α方向)の両端に2つ設けられている。なお、挿入ピン26は、センサ基板10の挿入穴12の数及び配置位置に対応した数及び配置位置になるように設けられている。リブ27は、樹脂成形時の基板取付部23の反りを防ぐものであって、基板取付部23から段差部22に沿って延びるように形成されている。なお、リブ27により基板取付部23が水平状態に保つようにしている場合について例示しているが、例えばコスト削減等の点から台座25が反りに合わせて予め傾斜した形状を有するようにしてもよい。   The insertion pin 26 is inserted into the insertion hole 12 of the sensor substrate 10 and has a cylindrical shape. A plurality of insertion pins 26 are provided. For example, two insertion pins 26 are provided at both ends in the rotation direction (arrow α direction). The insertion pins 26 are provided so as to correspond to the number and arrangement position of the insertion holes 12 of the sensor substrate 10. The ribs 27 prevent warping of the board mounting portion 23 during resin molding, and are formed to extend from the board mounting portion 23 along the stepped portion 22. Although the case where the substrate mounting portion 23 is kept horizontal by the ribs 27 is illustrated, for example, the pedestal 25 may have a shape inclined in advance in accordance with warpage from the viewpoint of cost reduction or the like. Good.

そして、センサ基板10は、基板取付部23に対し磁気センサ11の実装面10Aが基板取付部23に対向するように取り付けられる。この際、挿入ピン26が挿入穴12に挿入されるとともに切欠部13がリブ27に嵌ることにより、センサ基板10は基板取付部23の所定の位置に基板を所定の位置に精度良く取り付けられる。そして、挿入ピン26の先端が熱カシメされることにより、センサ基板10が基板取付部23に対し固定される。なお、挿入ピン26が熱カシメされて固定されている場合について例示しているが、超音波溶着、ネジ止め、接着等の公知の手法を用いてもよい。そして、センサ基板10が固定された基板取付具20が、上述したようにステータ3に対し固定され、センサ基板10の磁気センサ11がロータ2の磁束を検出して回転位置の検出を行うことができるようになる。   The sensor substrate 10 is attached to the substrate attachment portion 23 so that the mounting surface 10A of the magnetic sensor 11 faces the substrate attachment portion 23. At this time, the insertion pin 26 is inserted into the insertion hole 12 and the notch 13 is fitted into the rib 27, whereby the sensor substrate 10 is accurately attached to the predetermined position of the substrate mounting portion 23 at the predetermined position. The sensor board 10 is fixed to the board mounting portion 23 by thermally crimping the tip of the insertion pin 26. In addition, although the case where the insertion pin 26 is fixed by heat crimping is illustrated, a known method such as ultrasonic welding, screwing, or adhesion may be used. Then, the substrate fixture 20 to which the sensor substrate 10 is fixed is fixed to the stator 3 as described above, and the magnetic sensor 11 of the sensor substrate 10 detects the magnetic flux of the rotor 2 to detect the rotational position. become able to.

なお、2つの挿入ピン26同士の間隔(複数の挿入穴12同士の間隔)は、センサ基板10の長手方向の長さの50%以上の長さを有していることが望ましい。これにより、センサ基板10を基板取付部23に確実に固定することができる。   Note that the interval between the two insertion pins 26 (the interval between the plurality of insertion holes 12) desirably has a length of 50% or more of the length in the longitudinal direction of the sensor substrate 10. Thereby, the sensor substrate 10 can be reliably fixed to the substrate mounting portion 23.

また、上述したように、センサ基板10の実装面10Aが基板取付部23に対向するように固定される場合、実装面10A上のコネクタ等のリード部品が基板取付部23に干渉する場合がある。そこで、コネクタ等のリード部品が基板取付具20に接触しないように、基板取付部23には溝28が設けられている。なお、リード部品が基板取付部23に干渉することがない場合には溝28が形成されていなくてもよい。   Further, as described above, when the mounting surface 10A of the sensor substrate 10 is fixed so as to face the substrate mounting portion 23, a lead component such as a connector on the mounting surface 10A may interfere with the substrate mounting portion 23. . Therefore, a groove 28 is provided in the board mounting portion 23 so that a lead component such as a connector does not contact the board mounting tool 20. Note that the groove 28 may not be formed when the lead component does not interfere with the board mounting portion 23.

このように、センサ基板10が基板取付具20に取り付けられた際、センサ基板10の実装面10Aは基板取付部23に覆われた状態になり、ステータ3内に進入する水分に対してセンサ基板10の実装面10Aが露出しない構造になっている。このため、センサ基板10に水分が付着せず、センサ基板10の腐食やショートによる不具合を防止することができる。特に、枠体24が設けられていることにより、センサ基板10及び基板取付部223の側面からの水の進入路を塞ぐことができるため、センサ基板10の実装面10Aへの水分の付着を確実に防止することができる。   As described above, when the sensor substrate 10 is attached to the substrate fixture 20, the mounting surface 10 </ b> A of the sensor substrate 10 is covered with the substrate attachment portion 23, and the sensor substrate against moisture entering the stator 3. 10 mounting surface 10A is not exposed. For this reason, moisture does not adhere to the sensor substrate 10, and problems due to corrosion or short-circuiting of the sensor substrate 10 can be prevented. In particular, since the frame body 24 is provided, it is possible to block the water ingress path from the side surfaces of the sensor substrate 10 and the substrate mounting portion 223, so that the moisture adheres to the mounting surface 10A of the sensor substrate 10 with certainty. Can be prevented.

さらに、基板取付具20が樹脂モールドされたステータ3の第1突起部3Pに熱カシメ等により固定するだけで、磁気センサ11を実装したセンサ基板10を位置精度良く、簡易に取付けることができ作業性も良い構造となる。また、センサ基板10が樹脂でモールドされることなく水分の付着を防止するようにしているため、通気性を向上させることができる。   Furthermore, the sensor substrate 10 on which the magnetic sensor 11 is mounted can be easily attached with high positional accuracy simply by fixing the substrate fixture 20 to the first protrusion 3P of the stator 3 molded with resin by heat caulking or the like. The structure is also good. Further, since the sensor substrate 10 is prevented from adhering moisture without being molded with resin, the air permeability can be improved.

また、組立作業時に実装面10Aを被覆して固定している状態の基板取付具20がステータ3に取り付けられるようにしているため、基板取付時の作業効率を向上させることができる。すなわち、センサ基板10の形状及びステータ3の形状、エンドブラケット4の形状等の制約条件の中でセンサ基板10をロータ2に対し精度よく位置決めする必要がある。このため、センサ基板10の取付位置が限定されるとともに、モータ作製時に磁気センサ11への接触などに注意して作業する必要があり組立作業の効率が悪化する場合がある。一方、上述した基板取付具20を用いることで、磁気センサ11の取り付け位置精度を確保しながら、センサ基板10の取付時の作業効率を向上することができる。   In addition, since the board fixture 20 in a state of covering and fixing the mounting surface 10A during the assembly work is attached to the stator 3, the work efficiency at the time of board installation can be improved. That is, it is necessary to accurately position the sensor substrate 10 with respect to the rotor 2 within the constraint conditions such as the shape of the sensor substrate 10 and the shape of the stator 3 and the shape of the end bracket 4. For this reason, the mounting position of the sensor substrate 10 is limited, and it is necessary to work while paying attention to contact with the magnetic sensor 11 at the time of manufacturing the motor, which may deteriorate the efficiency of the assembly work. On the other hand, by using the substrate mounting tool 20 described above, it is possible to improve work efficiency when mounting the sensor substrate 10 while ensuring the mounting position accuracy of the magnetic sensor 11.

実施形態2.
図6は本発明のブラシレスDCモータの実施形態2を示す模式図であり、図6を参照してブラシレスDCモータ100について説明する。なお、実施形態2のブラシレスDCモータ100において、図1〜図5のブラシレスDCモータ1と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図6のブラシレスDCモータ100が、図1〜図5のブラシレスDCモータと異なる点は、基板取付具20が位置調整部材101を介してステータ3に取り付けられている点である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a brushless DC motor according to a second embodiment of the present invention. The brushless DC motor 100 will be described with reference to FIG. In addition, in the brushless DC motor 100 of Embodiment 2, the part which has the same structure as the brushless DC motor 1 of FIGS. 1-5 is attached | subjected with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The brushless DC motor 100 shown in FIG. 6 is different from the brushless DC motor shown in FIGS. 1 to 5 in that the substrate fixture 20 is attached to the stator 3 via the position adjusting member 101.

位置調整部材101は、ロータ2と磁気センサ11の高さ方向の位置関係を調整するものであって、例えば耐熱性、絶縁性に優れた樹脂からなる挟み板から構成されている。位置調整部材101は、振動に対しても安定であり、回転位置の検出に影響を与えないような十分に広い面積を有するものであって、例えば熱カシメによりステータ3に固定される。なお、位置調整部材101の固定方法として熱カシメに限られず、超音波溶着、ネジ止め、接着等の公知の手法により固定することができる。なお、位置調整部材101は、1枚板の構造を有するものであってもよいし、回転方向(矢印α方向)においてステータ3及び基板取付具20の形状に合わせて任意に分割された形状を有していてもよい。   The position adjusting member 101 adjusts the positional relationship between the rotor 2 and the magnetic sensor 11 in the height direction, and is composed of, for example, a sandwich plate made of a resin excellent in heat resistance and insulation. The position adjustment member 101 is stable against vibration and has a sufficiently large area so as not to affect the detection of the rotational position. For example, the position adjustment member 101 is fixed to the stator 3 by heat caulking. The fixing method of the position adjusting member 101 is not limited to thermal caulking, and can be fixed by a known method such as ultrasonic welding, screwing, or adhesion. The position adjustment member 101 may have a single plate structure, or may have a shape arbitrarily divided in accordance with the shapes of the stator 3 and the board fixture 20 in the rotation direction (arrow α direction). You may have.

そして、位置調整部材101の軸方向(矢印Z方向)の厚さが調整されることにより、センサ基板10の設置位置が調整される。この際、位置調整部材101の枚数の増減により位置調整部材101の厚さを増減させてもよいし、厚さが異なる複数の種類の位置調整部材101が予め用意されており、最も適合する厚さの位置調整部材101を取り付けるようにしてもよい。これにより、ロータ2との接触がなく、かつ、ロータ2の永久磁石2Cからの漏れ磁束を十分検出できる位置に磁気センサ11を有するセンサ基板10の軸方向(矢印Z方向)の位置を任意の位置に調整できるようになっている。   And the installation position of the sensor board | substrate 10 is adjusted by adjusting the thickness of the axial direction (arrow Z direction) of the position adjustment member 101. FIG. At this time, the thickness of the position adjustment member 101 may be increased or decreased by increasing or decreasing the number of the position adjustment members 101, or a plurality of types of position adjustment members 101 having different thicknesses are prepared in advance, and the thickness most suitable. The position adjusting member 101 may be attached. Thereby, the position in the axial direction (arrow Z direction) of the sensor substrate 10 having the magnetic sensor 11 at a position where there is no contact with the rotor 2 and the leakage magnetic flux from the permanent magnet 2C of the rotor 2 can be sufficiently detected. The position can be adjusted.

このように、基板取付具20の高さを調整することができるため、センサ基板10と永久磁石2Cの漏れ磁束を十分検出できる位置に取り付けることができる。また、実施形態1と同様、センサ基板10は基板取付具20により水分が付着するのを防止し、基板の劣化及びショート破損等の不具合を防止することができる。   Thus, since the height of the board | substrate fixture 20 can be adjusted, it can attach to the position which can fully detect the leakage magnetic flux of the sensor board | substrate 10 and the permanent magnet 2C. Further, similarly to the first embodiment, the sensor substrate 10 can prevent moisture from adhering to the substrate fixture 20, and can prevent problems such as deterioration of the substrate and short circuit damage.

実施形態3.
図7は本発明のブラシレスDCモータの実施形態3を示す模式図であり、図7を参照してブラシレスDCモータについて説明する。なお、図7のブラシレスDCモータにおいて、図1〜図5のブラシレスDCモータと同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図7のブラシレスDCモータ200が、図1〜図5のブラシレスDCモータと異なる点は、センサ基板10がロータ2に対し直接対向するように基板取付具20上に取り付けられる点である。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a brushless DC motor according to a third embodiment of the present invention. The brushless DC motor will be described with reference to FIG. In the brushless DC motor of FIG. 7, parts having the same configuration as those of the brushless DC motor of FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The brushless DC motor 200 of FIG. 7 is different from the brushless DC motor of FIGS. 1 to 5 in that the sensor substrate 10 is mounted on the substrate fixture 20 so as to face the rotor 2 directly.

図7において、基板取付具220の基板取付部223は、ロータ2に対向する一面側にセンサ基板10を取り付ける取付面が形成された構成を有している。この際、基板取付部223には、上述した台座25及び挿入ピン26がロータ2に対向する一面23A側に設けられており、センサ基板10は、上述した熱カシメ等により基板取付部223に対し取り付けられることになる。また、基板取付部223は、センサ基板10の一端側を固定するものであって他端側は固定しておらず、センサ基板10の実装面10Aの一端側の一部と対向した状態になっている。   In FIG. 7, the substrate attachment portion 223 of the substrate attachment 220 has a configuration in which an attachment surface for attaching the sensor substrate 10 is formed on one surface side facing the rotor 2. At this time, the board mounting portion 223 is provided with the pedestal 25 and the insertion pin 26 on the one surface 23A side facing the rotor 2, and the sensor board 10 is attached to the board mounting portion 223 by the above-described thermal caulking or the like. Will be attached. Further, the board mounting portion 223 fixes one end side of the sensor board 10 and does not fix the other end side, and is in a state of facing a part of one end side of the mounting surface 10A of the sensor board 10. ing.

また、センサ基板10は、片面実装基板からなるものであって、基板取付具220を実装した実装面10Aが基板取付部223に対向するように取り付けられる。そして、磁気センサ11は、ロータ2からセンサ基板10を通過した漏れ磁束を検出することでロータ2の回転位置を検出することになる。   The sensor substrate 10 is a single-sided mounting substrate, and is mounted so that the mounting surface 10A on which the substrate mounting tool 220 is mounted faces the substrate mounting portion 223. The magnetic sensor 11 detects the rotational position of the rotor 2 by detecting the leakage magnetic flux that has passed through the sensor substrate 10 from the rotor 2.

このように、センサ基板10は、片面実装基板からなるとともに、非実装面側がロータ2に対向するように基板取付具220に取り付けられていることにより、上部からセンサ基板10の実装面10Aへ浸入する水分の付着を防止することができる。また、基板取付具220がセンサ基板10全体を覆う必要がないため、基板取付具220の成形時に使用する樹脂量を減少させるとともに、取付具の樹脂成型形状を簡素化することができる。   As described above, the sensor substrate 10 is composed of a single-sided mounting substrate and is attached to the substrate fixture 220 so that the non-mounting surface side faces the rotor 2, so that the sensor substrate 10 enters the mounting surface 10 </ b> A of the sensor substrate 10 from above. It is possible to prevent adhesion of moisture. In addition, since it is not necessary for the substrate fixture 220 to cover the entire sensor substrate 10, the amount of resin used when the substrate fixture 220 is molded can be reduced, and the resin molding shape of the fixture can be simplified.

なお、図7において、基板取付具220がステータ3に直接取り付けられている場合について例示しているが、図6に示すように、高さ位置を調整するための位置調整部材101を介してステータ3に取り付けられたものであってもよい。また、図7において、基板取付具220はセンサ基板10の一端側で固定している場合について例示しているが、図1と同様に、センサ基板10の両端側で固定してもよい。この際、基板取付部223に台座25、挿入ピン26、リブ27が設けられていてもよい。   7 illustrates the case where the board fixture 220 is directly attached to the stator 3. However, as shown in FIG. 6, the stator is interposed via a position adjusting member 101 for adjusting the height position. 3 may be attached. 7 illustrates the case where the substrate fixture 220 is fixed on one end side of the sensor substrate 10, but may be fixed on both ends of the sensor substrate 10 as in FIG. At this time, the base 25, the insertion pin 26, and the rib 27 may be provided on the board mounting portion 223.

実施形態4.
図8は本発明のブラシレスDCモータの実施形態4を示す模式図であり、図8を参照してブラシレスDCモータ300について説明する。なお、図8のブラシレスDCモータ300において、図1のブラシレスDCモータ1と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図8のブラシレスDCモータ300が、図1のブラシレスDCモータ1と異なる点は、基板取付具320がステータ3の上面側に取り付けられている点である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a schematic view showing Embodiment 4 of the brushless DC motor of the present invention, and the brushless DC motor 300 will be described with reference to FIG. In addition, in the brushless DC motor 300 of FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same structure as the brushless DC motor 1 of FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted. The brushless DC motor 300 in FIG. 8 is different from the brushless DC motor 1 in FIG. 1 in that the board attachment 320 is attached to the upper surface side of the stator 3.

図8の基板取付具320は、ステータ3の壁面3Cに固定されるものであって、センサ基板10が取り付けられる基板取付部323の両端に固定部321が設けられている。また、固定部321と基板取付部323とは段差部322が設けられており、センサ基板10の側面から水分が浸入するのを防止している。なお、センサ基板10と基板取付具320とは、上述した挿入穴12に挿入ピン26が挿入され熱カシメ等されることにより固定されている。   8 is fixed to the wall surface 3C of the stator 3, and fixed portions 321 are provided at both ends of the substrate mounting portion 323 to which the sensor substrate 10 is attached. Further, the fixing portion 321 and the substrate attachment portion 323 are provided with a stepped portion 322 to prevent moisture from entering from the side surface of the sensor substrate 10. The sensor substrate 10 and the substrate fixture 320 are fixed by inserting the insertion pin 26 into the above-described insertion hole 12 and performing heat caulking or the like.

このような場合であっても、雨水等の水分に対して、ステータ3内においてセンサ基板10に水分が付着するのを防止することができる。なお、図8において、取付具は、直接ステータに取り付けられている場合について例示しているが、上記実施形態2と同様、高さ位置を調整するための位置調整部材101を介してステータ3に取り付けられたものであってもよい。   Even in such a case, it is possible to prevent moisture from adhering to the sensor substrate 10 in the stator 3 against moisture such as rainwater. In FIG. 8, the case where the fixture is directly attached to the stator is illustrated. However, as in the second embodiment, the fixture 3 is attached to the stator 3 via the position adjustment member 101 for adjusting the height position. It may be attached.

以上、上記各実施形態1〜4によれば、センサ基板10が基板取付具20、220、320を用いて設置されることにより、実装面10Aへの水分の付着を防止することができ、水分付着による腐食やショートなどの不具合を発生を防止することができる。特に、センサ基板10が基板取付具20、320により被覆されている場合、モータの配置状態が上下反転した際、ロータ2の位置のずれによるセンサ基板10とロータ2の接触を基板取付具20、320により防止することができる。   As described above, according to each of the first to fourth embodiments, when the sensor substrate 10 is installed using the substrate fixtures 20, 220, and 320, it is possible to prevent moisture from adhering to the mounting surface 10A. Occurrence of defects such as corrosion and short circuit due to adhesion can be prevented. In particular, when the sensor substrate 10 is covered with the substrate fixtures 20 and 320, the contact between the sensor substrate 10 and the rotor 2 due to the displacement of the position of the rotor 2 when the motor arrangement state is reversed upside down. 320 can prevent this.

本発明の実施形態は、上記実施形態1〜4に限定されない。例えば、図2〜図4において、固定部21においてステータ3に固定されている場合について例示しているが、段差部22においてステータ3の内周側面に固定されるようにしてもよい。この際、段差部22が固定部21として機能し、段差部22に取付穴21A及び位置決め穴21Bが形成されることになる。   Embodiment of this invention is not limited to the said Embodiment 1-4. For example, in FIGS. 2 to 4, the case where the fixing portion 21 is fixed to the stator 3 is illustrated, but the step portion 22 may be fixed to the inner peripheral side surface of the stator 3. At this time, the step portion 22 functions as the fixing portion 21, and the attachment hole 21 </ b> A and the positioning hole 21 </ b> B are formed in the step portion 22.

また、取付穴21Aの形状が円状に形成されている場合について例示しているが、位置精度を上げるために、三角形もしくは四角形等の円以外の形状にしてもよい。また、取付穴21Aの個数は2つ設けられている場合について例示しているが、1つでもよいし2つ以上であってもよい。   Moreover, although the case where the shape of the mounting hole 21A is formed in a circular shape is illustrated, in order to increase the positional accuracy, a shape other than a circle such as a triangle or a quadrangle may be used. Moreover, although the case where the number of 21 A of attachment holes is provided is illustrated, one may be sufficient and two or more may be sufficient.

さらに、ブラシレスDCモータ1が空気調和装置における室外機のファンモータとして使用した場合について例示しているが、その他の室外(自然環境化)に設置されるモータに適用することができる。   Furthermore, although the case where the brushless DC motor 1 is used as a fan motor of an outdoor unit in an air conditioner is illustrated, it can be applied to other motors installed outdoors (natural environment).

1、100、200、300 ブラシレスDCモータ、2 ロータ、2A 軸、2B ロータコア、2C 永久磁石、3 ステータ、3A コイル、3C 壁面、3P 第1突起部、3Q 第2突起部、4 エンドブラケット、10 センサ基板、10A 実装面、11 磁気センサ、12 挿入穴、13 切欠部、20、220、320 基板取付具、21、321 固定部、21A 取付穴、21B 位置決め穴、22、322 段差部、23、223、323 基板取付部、23A 一面、23B 他面、24 枠体、25 台座、26 挿入ピン、27 リブ、28 溝、101 位置調整部材、Z 軸方向、α 回転方向、β 径方向。   1, 100, 200, 300 Brushless DC motor, 2 rotor, 2A shaft, 2B rotor core, 2C permanent magnet, 3 stator, 3A coil, 3C wall surface, 3P first protrusion, 3Q second protrusion, 4 end bracket, 10 Sensor board, 10A mounting surface, 11 Magnetic sensor, 12 Insertion hole, 13 Notch, 20, 220, 320 Substrate fixture, 21, 321 Fixing part, 21A Mounting hole, 21B Positioning hole, 22, 322 Step part, 23, 223, 323 Substrate mounting portion, 23A One surface, 23B Other surface, 24 Frame body, 25 Base, 26 Insertion pin, 27 Rib, 28 Groove, 101 Position adjustment member, Z axis direction, α rotation direction, β radial direction.

本発明のブラシレスDCモータは、永久磁石を備え、回転軸に取り付けられたロータと、ロータを回転可能に収容する中空部を有し、ロータに対向する内周面に複数のコイルが配置されたステータと、ロータに軸方向において対向し、ロータの回転位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、一端がステータに固定され、他端がステータの内周側から径方向に向かって延びた形状を有し、磁気センサがロータの永久磁石に対向するようにセンサ基板を保持する基板取付具とを有し、基板取付具は、ステータの内周側に固定される固定部と、固定部からステータの内周に沿ってロータ側へ軸方向に延びる段差部と、段差部から回転中心に向かって径方向に延びる形状を有し、複数の挿入ピンが取り付けられた基板取付部と、基板取付部から固定部にかけて段差部に沿って設けられた複数のリブとを備え、センサ基板は、複数の挿入ピンに対応する複数の挿入穴と、複数のリブに対応する複数の切欠部とを有する。 The brushless DC motor of the present invention includes a permanent magnet, a rotor attached to a rotating shaft, a hollow portion that rotatably accommodates the rotor, and a plurality of coils arranged on an inner peripheral surface facing the rotor. A stator, a sensor substrate having a magnetic sensor that faces the rotor in the axial direction and detects the rotational position of the rotor, and a shape in which one end is fixed to the stator and the other end extends in the radial direction from the inner peripheral side of the stator the a, possess a substrate fixture magnetic sensor holds the sensor substrate so as to face the permanent magnet of the rotor, the substrate fixture includes a fixed portion fixed to the inner peripheral side of the stator, from the fixed portion A step portion extending in the axial direction toward the rotor side along the inner periphery of the stator, a substrate attachment portion having a shape extending radially from the step portion toward the rotation center, and having a plurality of insertion pins attached thereto, and substrate attachment Part And a plurality of ribs disposed along the stepped section to the fixing section, the sensor substrate is perforated with a plurality of insertion holes corresponding to the plurality of insertion pins, and a plurality of cutout portions corresponding to the plurality of ribs.

Claims (13)

永久磁石を備え、回転軸に取り付けられたロータと、
前記ロータを回転可能に収容する中空部を有し、前記ロータに対向する内周面に複数のコイルが配置されたステータと、
前記ロータに軸方向において対向し、前記ロータの回転位置を検出する磁気センサを有するセンサ基板と、
一端が前記ステータに固定され、他端が前記ステータの内周側から径方向に向かって延びた形状を有し、前記磁気センサが前記ロータの前記永久磁石に対向するように前記センサ基板を保持する基板取付具と
を有することを特徴とするブラシレスDCモータ。
A rotor equipped with a permanent magnet and attached to a rotating shaft;
A stator having a hollow portion for rotatably accommodating the rotor, and a plurality of coils disposed on an inner peripheral surface facing the rotor;
A sensor substrate having a magnetic sensor facing the rotor in the axial direction and detecting a rotational position of the rotor;
One end is fixed to the stator and the other end has a shape extending in a radial direction from the inner peripheral side of the stator, and the sensor substrate is held so that the magnetic sensor faces the permanent magnet of the rotor A brushless DC motor, comprising:
前記ステータは、前記ロータに対向する対向面から突出した突起部を有し、
前記基板取付具は、前記突起部が挿入される貫通孔を備え、
前記突起部が前記貫通孔に挿入された状態で熱カシメにより、前記基板取付具が前記ステータに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DCモータ。
The stator has a protruding portion that protrudes from a facing surface facing the rotor,
The board fixture includes a through hole into which the protrusion is inserted,
2. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the substrate fixture is fixed to the stator by heat caulking in a state where the protrusion is inserted into the through hole.
前記基板取付具には挿入ピンが形成されており、
前記センサ基板には前記挿入ピンを挿入するための挿入穴が設けられており、
前記挿入ピンが前記挿入穴に挿入された状態で熱カシメにより、前記センサ基板が前記基板取付具に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のブラシレスDCモータ。
An insertion pin is formed on the board fixture,
The sensor board is provided with an insertion hole for inserting the insertion pin,
3. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the sensor substrate is fixed to the substrate fixture by thermal caulking in a state where the insertion pin is inserted into the insertion hole. 4.
前記基板取付具は、複数の前記挿入ピンを有し、
前記センサ基板は、複数の前記挿入ピンに対応する複数の前記挿入穴を有するものであり、
複数の前記挿入ピン同士のうち最も離れている前記挿入ピンの間隔は、前記センサ基板の長手方向の長さの50%以上の長さを有することを特徴とする請求項3に記載のブラシレスDCモータ。
The board fixture has a plurality of the insertion pins,
The sensor substrate has a plurality of the insertion holes corresponding to the plurality of insertion pins,
4. The brushless DC according to claim 3, wherein an interval between the insertion pins that are farthest from each other among the plurality of insertion pins has a length that is 50% or more of a length in a longitudinal direction of the sensor substrate. motor.
前記基板取付具は、前記センサ基板全体と対向するように前記センサ基板を保持していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のブラシレスDCモータ。   The brushless DC motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the board fixture holds the sensor board so as to face the entire sensor board. 前記基板取付具は、前記センサ基板の側面を囲う枠体を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のブラシレスDCモータ。   The brushless DC motor according to claim 1, wherein the board fixture has a frame body that surrounds a side surface of the sensor board. 前記基板取付具は、
前記ステータの内周側に固定される固定部と、
前記固定部から前記ステータの内周に沿って前記ロータ側へ軸方向に延びる段差部と、
前記段差部から回転中心に向かって径方向に延びる形状を有し、前記センサ基板が取り付けられる基板取付部と
を備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のブラシレスDCモータ。
The substrate fixture is
A fixed portion fixed to the inner peripheral side of the stator;
A stepped portion extending in the axial direction from the fixed portion to the rotor side along the inner periphery of the stator;
The brushless according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a substrate mounting portion having a shape extending in a radial direction from the stepped portion toward a rotation center and to which the sensor substrate is mounted. DC motor.
前記基板取付具は、耐熱性及び絶縁性を有する樹脂からなるものであって、
前記基板取付部から前記段差部に沿ってリブが設けられていることを特徴とする請求項7に記載のブラシレスDCモータ。
The substrate fixture is made of a resin having heat resistance and insulation,
The brushless DC motor according to claim 7, wherein a rib is provided along the step portion from the substrate mounting portion.
前記基板取付部は、外部から前記磁気センサに導かれる配線用コネクタのリード部分に対向する位置に溝が設けられていることを特徴する請求項7または8に記載のブラシレスDCモータ。   9. The brushless DC motor according to claim 7, wherein the substrate mounting portion is provided with a groove at a position facing a lead portion of a wiring connector led from outside to the magnetic sensor. 前記基板取付具は、前記センサ基板の軸方向の位置を調整する位置調整部材を介して前記ステータに固定されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のブラシレスDCモータ。   The brushless DC motor according to any one of claims 1 to 9, wherein the substrate fixture is fixed to the stator via a position adjustment member that adjusts an axial position of the sensor substrate. . 前記センサ基板は、片面実装基板からなるものであって、非実装面側が前記ロータに対向するように前記基板取付具に取り付けら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DCモータ。   2. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the sensor substrate is formed of a single-sided mounting substrate, and is attached to the substrate fixture such that a non-mounting surface side faces the rotor. 前記基板取付具及び前記センサ基板は、前記ステータの径方向に広がる壁面に取り付けら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DCモータ。   The brushless DC motor according to claim 1, wherein the substrate fixture and the sensor substrate are attached to a wall surface extending in a radial direction of the stator. 請求項1〜12のいずれか1項のブラシレスDCモータを搭載した空気調和機器器。   The air conditioning apparatus which mounts the brushless DC motor of any one of Claims 1-12.
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