JP2004229378A

JP2004229378A - Rotating drive unit

Info

Publication number: JP2004229378A
Application number: JP2003012372A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Watanabe; 一博渡辺; Kenichi Jumonji; 賢一十文字
Original assignee: Mitsubishi Materials CMI Corp
Current assignee: Nidec Material Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive unit which achieves cost reduction by the improvement of assembling performance and the curtailment of parts items. <P>SOLUTION: A rotating drive unit 1 is equipped with a motor 30 equipped with a power supply terminal 4 at its side, and a case 2 fitted with an external connector terminal 3 for housing the motor 30. The power supply terminal 4 and the external connector terminal 3 are electrically connected with each other on the same plane by the same printed circuit board 20 in the case 2. Terminal pins 3a-3h and 4a-4f of the power supply terminals 4 and the external connector terminals 3 are projected in the axial direction of the motor, and the printed circuit board 20 is arranged to cross the side of the motor at a right angle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等において、湯水流路における流量調整バルブの開閉駆動等に用いて好適な回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯器等において、湯水の温度調整用バルブや出湯量調整用バルブの開閉駆動等に減速機構付きの小型モータ（モータ駆動装置）が使用されており、その一例として、特許文献１が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるように、このモータ駆動装置は、側面にモータ端子を付設したステッピングモータと、当ステッピングモータの回転力を出力部に伝達する減速歯車列と、バルブを上下駆動（開閉）する出力部と、これらを一括して収納するケース体とで構成されている。そして、外部のモータ制御機器とは、このケース体に付設した端子部を介して接続される構成であり、モータ制御部からのモータ駆動電流が端子部に入力されると、駆動電流はこれと電気的に接続されたモータ端子部を経由してモータコイルに供給されるようになっている。
【０００４】
ところで、従来、端子部とモータ端子部の電気的接続形態として、リード線による各端子ピン同士の接続が主流であったが、本接続形態は、リード線の引き回しや各端子ピンへの半田付け作業等において組立性の面で煩雑さがあるため、特許文献１にあっては、リード線に替えて可撓性の回路基板（ＦＰＣ：フレキシブルプリント回路基板）を用いた一括接続と成されており、この場合、モータ端子部とケース体の端子部が同一平面上に配置されないモータの構造であってもＦＰＣの可撓性により引き回しは容易であり、結果、電気配線系の構成を簡素化でき、従来主流のリード線接続方式に比べて組立性が改善されるという効果が得られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１９１６１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＦＰＣによる接続形態は、上記したメリットを有するものの、以下のような問題点も有していた。
すなわち、ＦＰＣという基板材の有する可撓性により、電気配線系の引き回しは自由、且つ容易である反面、その可撓性から基板両端部の固定が不安定となって両端部における各端子ピンの半田付け作業が難しくなるという問題や、当基板上に出力部の回転位置を検知するセンサー素子を実装する場合には、検知動作を確実にするためセンサー素子を固定する固定機構（補強板）が必要となり、組立性に改善の余地を残すという問題である。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたもので、その目的は、電気配線系統を簡略化することによりコンパクト化と組立性の向上を図った回転駆動装置を提供することであり、また別の目的は、部品の共通化により生産性の向上を図った回転駆動装置を提供することであり、さらに、別の目的は、緩衝用部材を用いてモータの振動を吸収することにより低騒音化を図った回転駆動装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の本発明は、側面に給電端子を備えたモータと、当該モータを収納する外部続端子付きのケースを備えた回転駆動装置において、前記ケース内において、前記給電端子と前記外部接続端子を同一のプリント回路基板により同一平面上で電気的に接続した。
【０００９】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の回転駆動装置において、前記給電端子と前記外部接続端子の端子ピンをモータ軸線方向に突設して、前記プリント回路基板をモータ側面と直交するように配置した。
【００１０】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の何れかに記載の回転駆動装置において、前記ケース内部に前記モータのロータの回転を出力軸に伝達する歯車伝達機構を収納し、当該歯車に回転位置検知用磁石を配設すると共に、前記プリント回路基板上に当該回転位置検知用磁石を検知するためのセンサーを対向配置した。
【００１１】
また、請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３までの何れかに記載の回転駆動装置において、前記歯車伝達機構のギヤポストを植設するギヤポストプレートに、当該歯車伝達機構とは別の歯車伝達機構を構成するための新たなギヤポストの植設機構を予備した。
【００１２】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４までの何れかに記載の回転駆動装置において、前記モータの底部と前記ケースの間に緩衝用部材を介装した。
【００１３】
ここで、前記請求項１に記載の構成によれば、モータの励磁コイルへ駆動電流を供給するための給電端子と外部制御機器との電気的接続を成す外部接続端子の双方の水平位置（すなわち、高さ方向の位置）を一平面上に揃えることにより一枚のプリント回路基板による端子ピン同士の相互接続が可能となると共に、電気配線系の構成が簡素化され、且つ、各端子の半田付け作業が同一平面上にて一括して行えるため、組立性は極めて良いものとなる。
【００１４】
また、前記請求項２に記載の構成によれば、前記プリント回路基板をモータ側部に直交配置することにより、モータ軸線方向の寸法を短くでき、回転駆動装置のコンパクト化が図れる。
【００１５】
また、前記請求項３に記載の構成によれば、出力軸の回転位置検出センサーをプリント回路基板上の適所に実装することにより、センサーの固定が容易、且つ、確実に行え、安定した検知動作が得られると共に、センサーの各端子は当基板のプリント配線を通して直接外部接続端子に接続することができるため、電気配線系の構成を簡素化できる。
【００１６】
また、前記請求項４に記載の構成によれば、用途に応じて別の減速比の歯車伝達機構を簡単に構成することができるため、部品の共通化が図れ、生産性が向上する。
【００１７】
また、前記請求項５に記載の構成によれば、緩衝用部材を介装することにより、モータ駆動時の振動で発生する騒音（ビビリ音）を吸収することができ、回転駆動装置の低騒音化が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に基づいて本発明に係る回転駆動装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明の回転駆動装置の内部構造を示す平面図、図２は同、回転駆動装置の側面図、図３は同、回転駆動装置の上ケースの平面図、図４は同、回転駆動装置の下ケースの平面図、図５はステッピングモータの構成を示す図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、本実施形態の回転駆動装置１は、上ケース２ａと下ケース２ｂで構成されるケース２によりケーシングされており、下ケース２ｂの底部には、当回転駆動装置１を外部の制御機器（図示せず）に接続するための外部接続端子３が付設されており、複数の端子ピンが先端を下向きにして列設されている。従って、外部制御機器とのコネクタ接続は、回転駆動装置１の底側より行われる。
【００２０】
ケース内において、下ケース２ｂの底部側に図５に示す２相ステッピングモータ３０が組み込まれており、その上部に当たる上ケース２ａ側には歯車伝達機構を構成する歯車列Ｇが組み込まれている。
【００２１】
前記ステッピングモータ３０は、モータケースの側部に設けた切欠部３４にモータ軸線方向に複数の端子ピンを列設させた給電端子４を有しており、本実施形態では、前記給電端子４と前記外部接続端子３の各端子ピンの水平位置（高さ方向の位置）が一平面上に揃うように各々の端子３、４を配置すると共に、各端子３、４の端子ピン同士を一枚のプリント回路基板２０（以下、プリント基板２０と言う）を用いて相互に接続する配線形態が採られている。尚、このプリント基板２０は形状が略コの字形を成し、基板材料として、例えば、ガラスエポキシ系が用いられる。
【００２２】
ここで、前記給電端子４は、一列状態に並ぶ６本の端子ピン４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを有し、これら端子ピン４ａ〜４ｅには、図５に示すように、モータケース内において励磁コイル３１、３２の各引出端部が各々接続されていると共に、図１に示すように、これら端子ピン４ａ〜４ｅがプリント基板２０の一端側に設けた各ランドホールに挿入されて半田付けにて接続・固定されている。
一方、前記外部接続端子３は、一列状態に並ぶ８本の端子ピン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈを有し、これらの端子ピン３ａ〜３ｈが上記同様、プリント基板２０の対向端に設けた各ランドホールに挿入されて半田付けにて接続・固定されている。
これで、プリント基板２０は、モータ側面と直交する水平状態でその両端が固定される。
【００２３】
そして、給電端子４の端子ピンと外部接続端子３の端子ピンはプリント基板上に設けたプリント配線（図示せず）により相互に接続されている。尚、励磁コイル３１のコモン線（コイルの中間線）と励磁コイル３２のコモン線は一括して外部接続端子３の所定の端子ピンに接続されている。例えば、端子ピン４ａが端子ピン３ａに接続され、端子ピン４ｂが端子ピン３ｂに接続され、端子ピン４ｃが端子ピン３ｃに接続され、端子ピン４ｄが端子ピン３ｄに接続され、端子ピン４ｅと端子ピン４ｆが端子ピン３ｅに接続されている。
また、このプリント基板２０の中央付近には、後述する回転位置検知用磁石１８の磁力を検知するためのホール素子２１が実装されており、当ホール素子２１の端子（電源端子およびグランド端子および出力端子）がプリント配線（図示せず）により外部接続端子３の端子ピン３ｆ、３ｇ、３ｈにそれぞれ接続されている。
【００２４】
上記構成のプリント基板による接続形態では、図２において、上方位置よりプリント基板２０の各列状のランドホールを給電端子４の各端子ピンと外部接続端子３の各端子ピン３ａ〜３ｆ、４ａ〜４ｈへそれぞれ対応させて挿入し、この状態で各端子ピンをプリント基板２０の上部から一括半田付けすれば良く、従って、プリント基板２０の取り付けや端子ピンの半田付け作業は極めて容易であり、且つ、従来のようなリード線による配線を全て無くすことができ、電気配線系の構成も簡略化される。
また、当プリント基板２０は、図２において、モータ側部の横方向の空間を効率よく利用して配置されているため、モータ軸線方向の寸法、即ち、高さ方向の寸法を短くすることができ、モータ駆動装置１のコンパクト化が図れる。
【００２５】
当電気配線形態によれば、外部制御機器からのモータ駆動電流（相励磁電流）は外部接続端子３の各所定の端子ピンより回転駆動装置内に入力され、これとプリント配線により接続された給電端子４の各対応端子ピンを介して２組の励磁コイル３１、３２による各相（４相）に所定の切り換えタイミングにて供給され、結果、各励磁コイル３１、３２に回転磁束が生じて多極に着磁されたロータマグネット３１を回転させる構成となる。尚、ロータマグネット３１の回転動作は、これに固着された回転自在のモータシャフト５を介して駆動歯車６より前記歯車列Ｇに伝達される。
また、ステッピングモータ３０の底部と下ケース２ｂの間には、例えば、スポンジ状の樹脂材等で成る薄い緩衝用部材１９が介装されており、この緩衝用部材１９により、モータ駆動時の振動で発生する騒音（ビビリ音）が効果的に吸収されるようになっている。
【００２６】
一方、前記歯車列Ｇは、ステッピングモータ３０のモータシャフト５に固定された駆動歯車６と出力軸７の従動歯車８との間に噛合する第１歯車９〜第４歯車１２の４段で構成されており、モータシャフト５の回転を当歯車列Ｇで所定の回転数に減速して出力軸７から出力するようになっている。
【００２７】
ここで、第１歯車９と第２歯車１０は、第１ギヤポスト１４にて各々回転自在に軸支され、また、第３歯車１１と第４歯車１２は第２ギヤポスト１５にて回転自在に軸支されている。尚、各ギヤポスト１４、１５は、その端部が下ケース２ｂにおいてステッピングモータ３０の軸端面に固定されるギヤポストプレート１３に設けた孔部１６ａ、１６ｂに挿入されると共に、その挿入端部が当ギヤポストプレート１３の裏側より加締められることによってギヤポストプレート１３に植設・固定されている。また、これら第１ギヤポスト１４および第２ギヤポスト１５の上端部は、上ケース２ａに設けた凹部１７ａ、１７ｂに内側から挿入されることにより支持されている。
【００２８】
本実施形態では、上記した孔部１６ａ、１６ｂと凹部１７ａ、１７ｂの他、前記ギヤポストプレート１３の適所に新たなギヤポストを植設するための孔部１６ｃ、１６ｄが、また、上ケース２ａには、これらと対応する凹部１７ｃ、１７ｄが予め設けられている。用途により別の回転出力を得たい場合は、当予備のギヤポストの植設機構を利用して上記とは別の減速比を持った歯車伝達機構を容易に構成することができる。これにより、ケース２、モータ３０、出力軸７等を始めとする大多数の構成部品を共通化することができ、生産ラインの効率化が図れるようになる。
【００２９】
また、前記出力軸７は、歯車列Ｇの第４歯車１２と噛合する従動歯車８を有し、ステッピングモータ３０のロータマグネット３１が回転すると、その回転が上記した歯車列Ｇで減速されて当出力軸７に伝達されるようになっている。そして、この従動歯車８の下面側には、出力軸７の回転位置を検知するための磁石１８が前記したプリント基板上のホール素子１８と所定の距離を持って相対向するように埋め込まれている。
【００３０】
前記ホール素子１８は、この回転位置検知用磁石１８が対向位置に来た時に、その磁力を出力軸７の基準位置０°（図３参照）として検知し、その検知出力を外部接続端子３を介して外部制御機器に電気信号として送出する。
本実施形態では、このホール素子１８がプリント基板上に面実装にて固定されており、且つ、当プリント基板２０の両端がランドホールにより各端子３、４の端子ピン３ａ〜３ｈ、４ａ〜４ｆに半田付けにて確実に固定されているため、相対向する回転位置検知用磁石１８とホール素子１８との距離は常に一定しており、よって、安定した検知動作が得られるものである。
【００３１】
また、本実施形態では、当回転駆動装置１を給湯器等の湯水流路における流量調整バルブの開閉駆動源として使用できるよう、出力軸７には内壁に鋸歯２３が刻まれた連結孔２２が形成されている。この連結孔２２には、周部に同様の鋸歯が刻まれたバルブ（４８）の駆動シャフト（４７）が両鋸歯同士を係合する形で遊嵌されており（図６参照）、出力軸７が回転することにより、この駆動シャフト（４７）が図２において上下方向に駆動するように構成されている。
例えば、図３において、出力軸７が基準位置０°に位置すると前記バルブは閉塞状態となり、出力軸７が３１５°に位置した場合はバルブが全開状態となるように構成されている。
【００３２】
以上、本実施形態では、回転駆動装置１の回転駆動源としてステッピングモータを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡＣ同期モータ、ＤＣサーボモータ等、他の形式のモータを用いることも勿論可能である。
【００３３】
次に、図６に基づいて本発明の実施例を説明する。図６は本発明の回転駆動装置１を周知の給湯器４０における湯水流量調整用バルブの開閉駆動源に用いた場合の概略構成を示している。
【００３４】
図中、符号４１はガスバーナで、上部に位置する配管に配設されたフィン５２と共に主水路４４に供給される水を加熱する熱交換器を構成している。符号４３は出湯量を調整するためのバルブ開閉装置、符号４６はバイパス水路４５に流れる水の流量を調節するためのバルブ開閉装置で、これらバルブ開閉装置４３、４６は本発明の回転駆動装置１と駆動シャフト４７を介して当回転駆動装置１の出力軸（７）に連結されたバルブ４８とで構成される。符号４２は入水温度センサ４９、出湯温度センサ５０、水量センサー５１等の各種検知情報を入力し、マイクロコンピュータにより出湯温度を設定温度に維持するように前記回転駆動装置１の回転出力を制御する制御機器である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、モータに設けた給電端子とケースに設けた外部接続端子の水平位置を揃えるように配置することにより、一枚のプリント回路基板による端子ピン同士の相互接続が可能となる。これにより、電気配線系の構成が簡素化され、且つ、プリント回路基板と各端子の半田付け作業が同一平面上にて行えるため、組立性は極めて良いものとなる。
【００３６】
また、請求項２に記載の本発明によれば、プリント回路基板をモータに対して直交配置することにより、モータ軸線方向の寸法を短くでき、結果、回転駆動装置のコンパクト化が図れる。
【００３７】
また、請求項３に記載の本発明によれば、出力軸の回転位置検出センサーをプリント回路基板上に実装することにより、センサーの取付・固定が容易、且つ、確実に行え、安定した検知動作が得られると共に、センサーの各端子は当基板のプリント配線を通して直接外部接続端子に接続することができるため、余分な配線は不要であり、電気系配線系の構成を簡素化できる。
【００３８】
また、請求項４に記載の本発明によれば、予備のギヤポスト植設機構を用いることにより、用途に応じた減速比の歯車伝達機構を容易に構成することができ、且つ、部品の共通化が図れ、生産性が向上する。
【００３９】
また、請求項５に記載の本発明によれば、モータの底部とケースの間に緩衝用部材を介装することにより、モータ駆動時の騒音が吸収され、回転駆動装置の低騒音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転駆動装置の内部構造を示す平面図。
【図２】同、回転駆動装置の内部構造を示す側面図。
【図３】同、回転駆動装置の上ケースの平面図。
【図４】同、回転駆動装置の下ケースの平面図。
【図５】ステッピングモータの構成を示す図。
【図６】給湯器の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１回転駆動装置
２ケース
３外部続端子
４給電端子
３ａ〜３ｈ、４ａ〜４ｆ端子ピン
７出力軸
１３ギヤポストプレート
１４、１５ギヤポスト
１６ａ〜１６ｄ孔部
１７ａ〜１７ｄ凹部
１８回転位置検知用磁石
１９緩衝用部材
２０プリント回路基板（プリント基板）
２１センサー（ホール素子）
３０モータ（ステッピングモータ）
３１ロータ（ロータマグネット）
Ｇ歯車伝達機構（歯車列）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary drive device suitable for use in a water heater or the like, for example, for opening and closing a flow control valve in a hot water flow path.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a water heater or the like, a small motor (motor driving device) with a speed reduction mechanism has been used for opening and closing of a valve for adjusting the temperature of hot water and a valve for adjusting the amount of hot water, and an example thereof is disclosed in Patent Document 1. It has been disclosed.
[0003]
As disclosed in Patent Literature 1, this motor driving device includes a stepping motor having a motor terminal attached to a side surface, a reduction gear train transmitting the rotational force of the stepping motor to an output unit, and vertically driving (opening and closing) a valve. ), And a case body that collectively stores them. The motor control device is connected to an external motor control device via a terminal attached to the case body. When a motor drive current from the motor control is input to the terminal, the drive current is set to this value. The motor is supplied to the motor coil via a motor terminal connected electrically.
[0004]
By the way, conventionally, as a form of electrical connection between the terminal portion and the motor terminal portion, connection of each terminal pin by a lead wire has been the mainstream, but this connection form is to lead the lead wire and solder to each terminal pin. Due to the complexity of workability and the like in terms of assemblability, Patent Literature 1 discloses a method of batch connection using a flexible circuit board (FPC: flexible printed circuit board) instead of a lead wire. In this case, even with a motor structure in which the motor terminal portion and the terminal portion of the case body are not arranged on the same plane, the wiring is easy due to the flexibility of the FPC, and as a result, the configuration of the electric wiring system is simplified. As a result, an effect of improving the assemblability as compared with the conventional mainstream lead wire connection method is obtained.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-191616 A
[Problems to be solved by the invention]
However, such an FPC connection mode has the above-mentioned advantages, but also has the following problems.
That is, the wiring of the electric wiring system is free and easy due to the flexibility of the substrate material called FPC, but the flexibility makes the fixing of the both ends of the substrate unstable, and the terminal pins of the both ends are unstable. When soldering work becomes difficult, or when a sensor element that detects the rotational position of the output unit is mounted on this board, a fixing mechanism (reinforcement plate) that fixes the sensor element to ensure the detection operation is used. This is necessary and leaves room for improvement in assemblability.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a rotary drive device which is compact and improves assemblability by simplifying an electric wiring system. Another object is to provide a rotary drive device that improves productivity by using common parts, and another object is to absorb vibration of a motor by using a buffer member. An object of the present invention is to provide a rotary drive device with low noise.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention according to claim 1 is a motor having a power supply terminal on a side surface, and a rotary drive device including a case with an external connection terminal for housing the motor, wherein the power supply terminal The external connection terminals were electrically connected on the same plane by the same printed circuit board.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the rotary drive device according to the first aspect, a terminal pin of the power supply terminal and the external connection terminal is provided so as to protrude in a motor axis direction, and the printed circuit board is mounted on the motor. It was arranged to be orthogonal to the side surface.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the rotary drive device according to any one of the first and second aspects, a gear transmission mechanism for transmitting rotation of a rotor of the motor to an output shaft is provided inside the case. The rotation position detection magnet was disposed on the gear, and a sensor for detecting the rotation position detection magnet was disposed on the printed circuit board in opposition.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to any one of the first to third aspects, the gear transmission mechanism is provided on a gear post plate on which a gear post of the gear transmission mechanism is implanted. A new gear post installation mechanism for configuring a different gear transmission mechanism was prepared.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to any one of the first to fourth aspects, a buffer member is interposed between the bottom of the motor and the case.
[0013]
Here, according to the configuration of the first aspect, the horizontal position of both the power supply terminal for supplying the drive current to the excitation coil of the motor and the external connection terminal for making an electrical connection with the external control device (that is, the horizontal position) (Position in the height direction) on one plane, it is possible to interconnect the terminal pins by one printed circuit board, simplify the configuration of the electric wiring system, and solder the terminals. Since the attaching operation can be performed collectively on the same plane, the assemblability becomes extremely good.
[0014]
Further, according to the configuration of the second aspect, by arranging the printed circuit board at right angles to the side of the motor, the dimension in the motor axis direction can be shortened, and the rotary drive device can be made compact.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the sensor for detecting the rotational position of the output shaft is mounted at an appropriate position on the printed circuit board, so that the sensor can be easily and reliably fixed, and a stable detection operation can be performed. Is obtained, and since each terminal of the sensor can be directly connected to the external connection terminal through the printed wiring of the substrate, the configuration of the electric wiring system can be simplified.
[0016]
Further, according to the configuration of the fourth aspect, since a gear transmission mechanism having a different reduction ratio can be easily configured according to the application, parts can be shared and productivity is improved.
[0017]
Further, according to the configuration of the fifth aspect, the noise (chattering noise) generated by the vibration at the time of driving the motor can be absorbed by interposing the cushioning member, and the low noise of the rotary drive device can be absorbed. Can be achieved.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a rotation drive device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a plan view showing the internal structure of the rotary drive device of the present invention, FIG. 2 is a side view of the rotary drive device, FIG. 3 is a plan view of the upper case of the rotary drive device, and FIG. FIG. 5 is a plan view of a lower case of the driving device, and FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a stepping motor.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 4, the rotary drive device 1 of the present embodiment is casing by a case 2 composed of an upper case 2 a and a lower case 2 b, and the lower portion of the lower case 2 b An external connection terminal 3 for connecting the device 1 to an external control device (not shown) is provided, and a plurality of terminal pins are arranged in a row with their tips facing downward. Therefore, the connector connection with the external control device is performed from the bottom side of the rotary drive device 1.
[0020]
In the case, a two-phase stepping motor 30 shown in FIG. 5 is incorporated on the bottom side of the lower case 2b, and a gear train G constituting a gear transmission mechanism is incorporated on the upper case 2a side corresponding to the upper part thereof.
[0021]
The stepping motor 30 has a power supply terminal 4 in which a plurality of terminal pins are arranged in a row in a motor axis direction in a cutout portion 34 provided on a side portion of a motor case. The terminals 3 and 4 are arranged so that the horizontal position (position in the height direction) of each terminal pin of the external connection terminal 3 is aligned on one plane, and one terminal pin of each terminal 3 and 4 is connected. (Hereinafter referred to as a printed circuit board 20). The printed board 20 has a substantially U-shape, and for example, glass epoxy is used as the board material.
[0022]
Here, the power supply terminal 4 has six terminal pins 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e arranged in a line, and these terminal pins 4a to 4e are provided inside the motor case as shown in FIG. In FIG. 1, the respective extraction ends of the excitation coils 31 and 32 are connected, and as shown in FIG. 1, these terminal pins 4a to 4e are inserted into respective land holes provided on one end side of the printed circuit board 20 and soldered. Connected and fixed.
On the other hand, the external connection terminal 3 has eight terminal pins 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, and 3h which are arranged in a line. 20 are inserted into each land hole provided at the opposite end and connected and fixed by soldering.
Thus, both ends of the printed circuit board 20 are fixed in a horizontal state orthogonal to the side surface of the motor.
[0023]
The terminal pins of the power supply terminal 4 and the terminal pins of the external connection terminal 3 are connected to each other by a printed wiring (not shown) provided on a printed circuit board. The common line of the exciting coil 31 (the middle line of the coil) and the common line of the exciting coil 32 are collectively connected to predetermined terminal pins of the external connection terminal 3. For example, terminal pin 4a is connected to terminal pin 3a, terminal pin 4b is connected to terminal pin 3b, terminal pin 4c is connected to terminal pin 3c, terminal pin 4d is connected to terminal pin 3d, and terminal pin 4e is connected to terminal pin 4e. The terminal pin 4f is connected to the terminal pin 3e.
In the vicinity of the center of the printed circuit board 20, a Hall element 21 for detecting a magnetic force of a rotational position detecting magnet 18, which will be described later, is mounted, and the terminals of the Hall element 21 (a power supply terminal, a ground terminal, and an output terminal). Terminals) are connected to the terminal pins 3f, 3g, and 3h of the external connection terminal 3 by printed wiring (not shown).
[0024]
In the connection configuration using the printed circuit board having the above configuration, in FIG. 2, each row of land holes of the printed circuit board 20 is connected to each terminal pin of the power supply terminal 4 and each of the terminal pins 3a to 3f and 4a to 4h of the external connection terminal 3 from above. In this state, the terminal pins may be soldered together from the top of the printed circuit board 20. Therefore, the work of mounting the printed circuit board 20 and soldering the terminal pins is extremely easy, and It is possible to eliminate the conventional wiring by the lead wires, and the configuration of the electric wiring system is also simplified.
In addition, since the printed circuit board 20 is disposed in FIG. 2 by efficiently utilizing the space in the lateral direction of the motor side, the dimension in the motor axis direction, that is, the dimension in the height direction can be reduced. As a result, the motor drive device 1 can be made more compact.
[0025]
According to this electric wiring form, the motor drive current (phase excitation current) from the external control device is input into the rotary drive device from each predetermined terminal pin of the external connection terminal 3 and the power supply connected to this by the printed wiring Each phase (four phases) of the two sets of exciting coils 31 and 32 is supplied at a predetermined switching timing via each corresponding terminal pin of the terminal 4, and as a result, a rotating magnetic flux is generated in each of the exciting coils 31 and 32, so that many phases are generated. The configuration is such that the rotor magnet 31 magnetized to the pole is rotated. The rotation of the rotor magnet 31 is transmitted from the drive gear 6 to the gear train G via a rotatable motor shaft 5 fixed to the rotor magnet 31.
Further, a thin buffer member 19 made of, for example, a sponge-like resin material is interposed between the bottom of the stepping motor 30 and the lower case 2b. The noise (chattering noise) generated by the horn is effectively absorbed.
[0026]
On the other hand, the gear train G includes four stages of a first gear 9 to a fourth gear 12 meshed between a drive gear 6 fixed to the motor shaft 5 of the stepping motor 30 and a driven gear 8 of the output shaft 7. The rotation of the motor shaft 5 is reduced to a predetermined number of rotations by the gear train G and output from the output shaft 7.
[0027]
Here, the first gear 9 and the second gear 10 are each rotatably supported by a first gear post 14, and the third gear 11 and the fourth gear 12 are rotatably supported by a second gear post 15. Supported. Each of the gear posts 14 and 15 has its end inserted into holes 16a and 16b provided in a gear post plate 13 fixed to the shaft end surface of the stepping motor 30 in the lower case 2b. The gear post plate 13 is implanted and fixed to the gear post plate 13 by being crimped from the back side. The upper ends of the first gear post 14 and the second gear post 15 are supported by being inserted from inside into the concave portions 17a and 17b provided in the upper case 2a.
[0028]
In the present embodiment, in addition to the holes 16a and 16b and the recesses 17a and 17b, holes 16c and 16d for implanting a new gear post in an appropriate position of the gear post plate 13 are provided in the upper case 2a. Are provided with concave portions 17c and 17d corresponding thereto in advance. If it is desired to obtain a different rotational output depending on the application, a gear transmission mechanism having a different reduction ratio from the above can be easily configured by using the auxiliary gear post installation mechanism. As a result, most components including the case 2, the motor 30, the output shaft 7, and the like can be shared, and the efficiency of the production line can be improved.
[0029]
The output shaft 7 has a driven gear 8 that meshes with the fourth gear 12 of the gear train G. When the rotor magnet 31 of the stepping motor 30 rotates, the rotation is reduced by the gear train G described above. It is transmitted to the output shaft 7. On the lower surface side of the driven gear 8, a magnet 18 for detecting the rotational position of the output shaft 7 is embedded so as to face the Hall element 18 on the printed circuit board at a predetermined distance. I have.
[0030]
When the rotational position detecting magnet 18 comes to the opposing position, the Hall element 18 detects the magnetic force as the reference position 0 ° of the output shaft 7 (see FIG. 3), and outputs the detected output to the external connection terminal 3. The signal is transmitted as an electric signal to an external control device via the external control device.
In the present embodiment, the Hall element 18 is fixed on a printed circuit board by surface mounting, and both ends of the printed circuit board 20 are land holes so that the terminal pins 3a to 3h and 4a to 4f of the terminals 3, 4 are provided. Is securely fixed by soldering, the distance between the opposing rotational position detecting magnet 18 and the Hall element 18 is always constant, and thus a stable detecting operation can be obtained.
[0031]
In this embodiment, the output shaft 7 is provided with a connection hole 22 having a sawtooth 23 formed on an inner wall thereof so that the rotation drive device 1 can be used as a drive source for opening and closing a flow rate adjustment valve in a hot and cold water flow path of a water heater or the like. Is formed. A drive shaft (47) of a valve (48) having a similar saw tooth on the periphery thereof is loosely fitted into the connection hole 22 in such a manner that both saw teeth are engaged with each other (see FIG. 6). The drive shaft (47) is configured to be driven up and down in FIG.
For example, in FIG. 3, when the output shaft 7 is located at the reference position 0 °, the valve is closed, and when the output shaft 7 is located at 315 °, the valve is fully opened.
[0032]
As described above, in the present embodiment, the stepping motor is used as the rotary drive source of the rotary drive device 1. However, the present invention is not limited to this, and other types of motors such as an AC synchronous motor and a DC servo motor are used. It is of course possible to use it.
[0033]
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a schematic configuration in a case where the rotary drive device 1 of the present invention is used as a drive source for opening and closing a valve for adjusting the flow rate of hot and cold water in a well-known water heater 40.
[0034]
In the figure, reference numeral 41 denotes a gas burner, which constitutes a heat exchanger for heating water supplied to the main water passage 44 together with fins 52 arranged in a pipe located at an upper portion. Reference numeral 43 denotes a valve opening / closing device for adjusting the amount of hot water, and reference numeral 46 denotes a valve opening / closing device for adjusting the flow rate of water flowing through the bypass water passage 45. The valve opening / closing devices 43 and 46 are the rotary driving device 1 of the present invention. And a valve 48 connected to the output shaft (7) of the rotation drive device 1 via a drive shaft 47. Reference numeral 42 denotes control for inputting various kinds of detection information such as the incoming water temperature sensor 49, the outgoing water temperature sensor 50, and the water amount sensor 51, and controlling the rotation output of the rotary drive device 1 so that the outgoing water temperature is maintained at the set temperature by the microcomputer. Equipment.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a single printed circuit board is provided by arranging the power supply terminal provided on the motor and the external connection terminal provided on the case so that the horizontal positions thereof are aligned. Enables the interconnection of the terminal pins. This simplifies the configuration of the electrical wiring system and allows the work of soldering the printed circuit board and each terminal to be performed on the same plane, so that the assemblability is extremely good.
[0036]
According to the second aspect of the present invention, by arranging the printed circuit board at right angles to the motor, the dimension in the motor axis direction can be shortened, and as a result, the rotary drive device can be made compact.
[0037]
According to the third aspect of the present invention, by mounting the rotational position detecting sensor of the output shaft on the printed circuit board, the mounting and fixing of the sensor can be performed easily and securely, and the stable detecting operation can be performed. Is obtained, and since each terminal of the sensor can be directly connected to the external connection terminal through the printed wiring of the substrate, no extra wiring is required, and the configuration of the electric wiring system can be simplified.
[0038]
According to the present invention, a gear transmission mechanism having a reduction ratio according to a use can be easily configured by using a spare gear post installation mechanism, and common parts can be used. And productivity is improved.
[0039]
According to the fifth aspect of the present invention, the noise at the time of driving the motor is absorbed by interposing the buffer member between the bottom of the motor and the case, so that the noise of the rotary drive device can be reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the internal structure of a rotary drive device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the internal structure of the rotary drive device.
FIG. 3 is a plan view of an upper case of the rotary drive device.
FIG. 4 is a plan view of a lower case of the rotary drive device.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a stepping motor.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a water heater.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation drive device 2 Case 3 External connection terminal 4 Power supply terminals 3a-3h, 4a-4f Terminal pin 7 Output shaft 13 Gear post plates 14, 15 Gear posts 16a-16d Holes 17a-17d Recess 18 Rotational position detecting magnet 19 Buffer Member 20 printed circuit board (printed circuit board)
21 Sensor (Hall element)
30 motor (stepping motor)
31 rotor (rotor magnet)
G Gear transmission mechanism (gear train)

Claims

側面に給電端子を備えたモータと、当該モータを収納する外部続端子付きのケースを備えた回転駆動装置において、
前記ケース内において、前記給電端子と前記外部接続端子を同一のプリント回路基板により同一平面上で電気的に接続したことを特徴とする回転駆動装置。In a motor having a power supply terminal on a side surface, and a rotary drive device having a case with an external connection terminal for housing the motor,
The rotary drive device, wherein the power supply terminal and the external connection terminal are electrically connected on the same plane by the same printed circuit board in the case.

前記給電端子および前記外部接続端子の端子ピンをモータ軸線方向に突設して、前記プリント回路基板をモータ側面と直交するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。2. The rotary drive device according to claim 1, wherein terminal pins of the power supply terminal and the external connection terminal protrude in a motor axis direction, and the printed circuit board is disposed so as to be orthogonal to a side surface of the motor.

前記ケース内部に前記モータのロータの回転を出力軸に伝達する歯車伝達機構を収納し、当該歯車に回転位置検知用磁石を配設すると共に、前記プリント回路基板上に当該回転位置検知用磁石を検知するためのセンサーを対向配置したことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の回転駆動装置。A gear transmission mechanism for transmitting rotation of the rotor of the motor to the output shaft is housed inside the case, and a rotation position detecting magnet is provided on the gear, and the rotation position detecting magnet is provided on the printed circuit board. 3. The rotary drive device according to claim 1, wherein sensors for detecting are arranged to face each other.

前記歯車伝達機構のギヤポストを植設するギヤポストプレートに、当該歯車伝達機構とは別の歯車伝達機構を構成するための新たなギヤポストの植設機構を予備して成ることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の回転駆動装置。The gear post plate on which the gear post of the gear transmission mechanism is implanted is provided with a new gear post implantation mechanism for constituting a gear transmission mechanism different from the gear transmission mechanism. The rotary drive device according to any one of claims 1 to 3.

前記モータの底部と前記ケースの間に緩衝用部材を介装したことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の回転駆動装置。The rotary drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein a buffer member is interposed between the bottom of the motor and the case.