JP2009278801A - リード線付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】リード線を外部へ引き出しやすく、しかも前記リード線の切断事故が発生しにくいモータを提供することを目的とする。
【解決手段】モーターケーシングを構成する第１の部品４ｂに形成された切り欠き部４１と、モーターケーシングを構成する第２の部品４２との間に、引き出すべきリード線３５を挟持する二つ割れのグロメット片４３ａ，４３ｂを挟んで構成しているため、リード線３５をモーターケーシングの内部から外部へ引き出しやすく、しかもリード線３５の切断事故が発生しにくい構造を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明はモーターケーシングの内部から外部へリード線を直接に引き出したリード線付きモータに関するものである。

特許文献１には、図１０，図１１に示すリード線付きモータが記載されている。
このリード線付きモータは、カバー５１ａ，５１ｂによってモーターケーシングが構成されており、モーターケーシングの内部にはロータ５２とステータ５３の他に駆動回路が構築された配線基板５４などが収められている。出力軸５５を軸受５６を介して回転自在に支持しているシャフトハウジング５７にはステータ５３が固定されている。シャフトハウジング５７の基端は、カバー５１ｂの内側の底部にビス５８で取り付けられている。

先端が配線基板５４に半田接続されたリード線５９には、グロメット６０が挿通されている。このグロメット６０は、シャフトハウジング５７に形成されたグロメット挿入用切り欠き６１とカバー５１ｂの底部との間に挟まれ、ビス５８によるシャフトハウジング５７の締め付け力によって弾性変形するとともに位置決めされており、グロメット６０に通されたリード線５９はカバー５１ｂの底部の孔６２からモーターケーシングの外部に引き出されている。
実開平６−３６３７６公報

リード線５９にセットされたグロメット６０が、位置決めされると共に弾性変形していることによって防水効果が得られるが、カバー５１ｂの底部の孔６２へのグロメット６０のセット作業、リード線５９のグロメット６０への挿通作業などが煩わしいのが現状である。

また、グロメット６０シャフトハウジング５７とカバー５１ｂの間に挟んで共締めするのではなくて、図１２に挙げた比較例のように、リード線５９にグロメット６０ｂを挿入し、グロメット６０ｂを扱きながら、ケーシング蓋６３に形成された長孔６４にグロメット６０ｂを係合させる施工例も考えられるが、リード線５９と配線基板５４との半田付個所の断線事故が多発した。

本発明は、リード線をモーターケーシングの内部から外部へ引き出しやすく、しかも前記リード線の切断事故が発生しにくい構造のリード線付きモータを提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載のリード線付きモータは、少なくとも第１，第２の部品によって構成されているモーターケーシングの内部から外部へリード線を引き出したリード線付きモータであって、切り欠き部が一部に形成された第１の部品と、前記モーターケーシングに取り付けられた状態で前記切り欠き部の開口部を塞ぐ様に形成された第２の部品と、前記リード線を挟持する二つ割れのグロメット片とを設け、前記リード線を挟持した一方のグロメット片が前記切り欠き部に係合し、前記リード線を挟持した他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように、前記切り欠き部と前記第２の部品とで前記他方のグロメット片を挟持したことを特徴とする。

本発明の請求項２記載のリード線付きモータは、請求項１において、第２の部品には、前記モーターケーシングに取り付けられた状態で前記切り欠き部の開口部に位置する突部が形成され、この突部に前記他方のグロメット片を係合して前記他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項３記載のリード線付きモータは、少なくとも第１，第２の部品によって構成されているモーターケーシングの内部から外部へリード線を引き出したリード線付きモータであって、前記モーターケーシングの底部開口寄りの側面に取り付けられ前記モーターケーシングの底部の側が開口した切り欠き部が形成された第２の部品と、前記モーターケーシングの底部開口を閉塞した取り付け状態で前記切り欠き部の開口部を塞ぐ様に形成された第１の部品と、前記リード線を挟持する二つ割れのグロメット片とを設け、前記リード線を挟持した一方のグロメット片が前記切り欠き部に係合し、前記リード線を挟持した他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように、前記切り欠き部と前記第１の部品とで前記他方のグロメット片を挟持したことを特徴とする。

本発明の請求項４記載のリード線付きモータは、請求項３において、第１の部品には、前記モーターケーシングの底部開口を閉塞した取り付け状態で前記切り欠き部の開口部に位置する突部が形成され、この突部に前記他方のグロメット片を係合して前記他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように構成したことを特徴とする。

この構成によると、モーターケーシングを構成する第１の部品に形成された切り欠き部と、モーターケーシングを構成する第２の部品との間に、引き出すべきリード線を挟持する二つ割れのグロメット片を挟んで構成しているため、リード線をモーターケーシングの内部から外部へ引き出しやすく、しかも前記リード線の切断事故が発生しにくい構造を実現できる。

また、モーターケーシングを構成する第２の部品に形成された切り欠き部と、モーターケーシングを構成する第１の部品との間に、引き出すべきリード線を挟持する二つ割れのグロメット片を挟んで構成しているため、リード線をモーターケーシングの内部から外部へ引き出しやすく、しかも前記リード線の切断事故が発生しにくい構造を実現できる。

以下、本発明のリード線付きモータを各実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｅ）は、モーターケーシングの底面からリード線３５を引き出す部分の組み立て工程を示している。図２は組み上がったリード線付きモータの底部側から見た状態を示している。モーターケーシングは、金属製のケーシング本体４ａの底部の開口を第１の部品としての金属製のケーシング蓋４ｂで閉塞すると共に、ケーシング本体４ａの側面の一部に第２の部品としての金属製の側板４２を組み付けて構成されている。図３（ａ）〜（ｃ）はこのモーターケーシングの内部を示している。図３（ａ）（ｂ）に示すようにケーシング本体４ａには第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部が収められており、その残部はケーシング本体４ａの外部に突出している。

ケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１からは、図１（ａ）〜（ｅ）のようにして、前記リード線３５が引き出されている。この実施の形態ではリード線３５に装着されるグロメット４３が、グロメット片４３ａとグロメット片４３ｂの二つ割れのものが使用されている。

図１（ａ）（ｂ）ではケーシング本体４ａの爪３３によってケーシング蓋４ｂを係止した後に、ケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１にグロメット片４３ａを係合させる。
図１（ｃ）ではケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１に係合したグロメット片４３ａの凹部４４にリード線３５を嵌める。

図１（ｄ）では更にグロメット片４３ｂをケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１に係合させてグロメット片４３ａとでリード線３５を挟む。そしてケーシング本体４ａの外部に突出した第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの側方を覆うように側板４２を被せて、側板４２の突部４５によってグロメット片４３ｂが脱落しないようにグロメット片４３ａの側に押し付けている。

図１（ｅ）では側板４２の爪４６を内側に折り曲げ、ケーシング蓋４ｂに設けられた凹部４７に係合させてケーシング蓋４ｂから脱落しないようにして、図３と図２に示す組み上げ状態になっている。

この実施の形態ではモーターケーシング４からリード線３５を引き出すために、上記のように二つ割れのグロメット４３を採用しているため、作業性が良好で、しかもリード線３５の断線もなく高信頼性のブラシレスモータを高歩留で生産できる。

図３〜図６はこのブラシレスモータの内部の具体例を示している。
図３（ａ）に示したブラシレスモータは図３（ｃ）におけるＡ−ＡＡの断面図、図３（ｂ）は図３（ｃ）におけるＢ−ＢＢの断面図である。図４は分解斜視図、図５は一部切り欠き斜視図である。

モーターケーシング４を構成するケーシング本体４ａの内部には、ロータ１とステータ２ならびに第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部が納められている。ステータ２は、ロータ１の出力軸１ａと同軸上に配置されている。第１の配線基板３ａは、ロータ１とステータ２に対してロータ１の出力軸１ａの反対方向の端部に配置されている。第１の配線基板３ａには制御回路６とパワー素子７が実装されている。図６（ｃ）（ｄ）に第１の配線基板３ａの上面と背面を示す。第１の配線基板３ａの外周の一部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、ケーシング本体４ａの内周壁から離れるように直線状にカットされている。

第１の配線基板３ａの直線状にカットされた外周の一部１３ａ，１３ｃで挟まれた外周の一部１３ｂには、ガイド溝１４が形成され、第１の配線基板３ａの背面にはガイド溝１４に近接してランド１５が設けられている。

第１の配線基板３ａとしては、パワー素子７が生じる発熱の放熱効果を高めるため、パワー素子７が実装されている背面の銅箔の厚さは、通常の１８μｍや３５μｍよりも２倍以上厚く例えば両面とも１０５μｍの両面基板、あるいは少なくとも背面の銅箔の厚さが１０５μｍで上面の銅箔の厚さより厚い両面基板が使用されている。

磁電変換素子５が実装された第２の配線基板３ｂは、ロータ１と第１の配線基板３ａの間に配置されている。詳しくは、ロータ１と第１の配線基板３ａの間にモータケーシング４の内部を仕切るように第１の配線基板３ａとは間隔Ｌ１をあけて配置されている。磁電変換素子５はロータ１に近接して配置されている。図６（ａ）（ｂ）に第２の配線基板３ｂの上面と背面を示す。

第２の配線基板３ｂの外周の一部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、第１の配線基板３ａの外周の一部１３ａ，１３ｂ，１３ｃに対応してケーシング本体４ａの内周壁から離れるように直線状にカットされている。また、第２の配線基板３ｂの外周の一部１７ｂにも、第１の配線基板３ａと同様にガイド溝２０が形成されている。

なお、第２の配線基板３ｂとしては、上面と背面の銅箔の厚さが、例えば１８μｍあるいは３５μｍの両面基板を使用している。
第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの間隔を前記間隔Ｌ１に保持するために、ケーシング本体４ａの開口側の内側には、ロータ１の出力軸１ａの軸方向に間隔を空けて前記開口側に近づくほど内径が大きくなる第１，第２の段部３１，３２がプレス加工の際に一体に形成されており、第１，第２の段部３１，３２のうちの大径の第１の段部３１に第１の配線基板３ａの外周の少なくとも一部が係合し、小径の第２の段部３２に第２の配線基板３ｂの外周の少なくとも一部が係合している。ケーシング本体４ａの開口は、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂなどを収めた後にケーシング蓋４ｂによって閉塞されて、ケーシング本体４ａの爪３３を内側に曲げてケーシング蓋４ｂがケーシング本体４ａに係止されている。

第１，第２の配線基板３ａ，３ｂをケーシング本体４ａに収める前には、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの間が図４に示すようにフレキシブル配線基板３４によって電気接続されている。また、第１の配線基板３ａにはリード線３５が半田付けされている。

第１，第２の配線基板３ａ，３ｂをケーシング本体４ａに収める際には、ケーシング蓋４ｂと第１の配線基板３ａの間に環状の弾性体３６ａを挟み込み、第１の配線基板３ａと第２の配線基板３ｂの間に環状の弾性体３６ｂを挟み込んだ状態で組み立てられており、図３（ｂ）に示すように組み上がった状態の弾性体３６ａは、第１の配線基板３ａに実装された部品３７とケーシング蓋４ｂとの間に挟まれて少なくとも一部が弾性変形して、第１の配線基板３ａは弾性体３６ａの弾性力でケーシング本体４ａの第１の段部３１に押し付けられて位置決めされる。また、弾性体３６ｂは、第２の配線基板３ｂに実装された部品３８と第１の配線基板３ａとの間に挟まれて少なくとも一部が弾性変形して、第２の配線基板３ｂは弾性体３６ｂの弾性力でケーシング本体４ａの第２の段部３２に押し付けられて位置決めされる。

なお、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂをケーシング本体４ａに収めるに際して、ケーシング本体４ａの第１，第２の段部３１，３２には、耐高温性の接着剤（図示せず）が塗布されており、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂをケーシング本体４ａに収めて十分な硬化時間が経過するまでの間は、ケーシング本体４ａにおける第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの位置は、第１，第２の段部３１，３２と弾性体３６ａ，３６ｂの弾性力で移動が規制されて、耐高温性の前記接着剤が硬化することによって、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂが第１，第２の段部３１，３２に接着されて強固に固定されている。

具体的には、弾性体３６ａ，３６ｂとしては材質が電気絶縁性のシリコンゴムをスポンジ状に加工した硬度が５゜〜２０゜（ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ法）のものを使用した。前記接着剤としてはＲＴＶシリコーン（東レ・ダウコーニング社 商品名：ＳＥ９１８６ＲＴＶ）を使用した。

弾性体３６ａ，３６ｂとして、シリコンゴムをスポンジ状に加工して硬度が５゜〜２０゜（ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ法）となるようにすることにより、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂのケーシング本体４ａに対する位置を規制するために必要な弾性力が得られるだけでなく、弾性体３６ａ，３６ｂが第１の配線基板３ａに実装された部品３７，第２の配線基板３ｂに実装された部品３８の形状に沿って適度に変形するので部品３７，部品３８などに過大なストレスが加わることがない。

なお、ケーシング本体４ａにロータ１とステータ２を納めて、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂを次に納める際には、ステータ２のステータ巻線のリード２２を、ケーシング本体４ａの内周壁２３と第１の配線基板３ａの外周の一部１３ｂとの間に形成される空間、ならびにケーシング本体４ａの内周壁２３と第２の配線基板３ｂの外周の一部１７ｂとの間に形成される空間から引き出しておき、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂをケーシング本体４ａに納めた後にステータ巻線のリード２２が、図３（ａ）と図６（ａ）（ｄ）に示すように第２の配線基板３ｂのガイド溝２０と第１の配線基板３ａのガイド溝１４を通して、第１の配線基板３ａの背面のランド１５に接続されている。

これによって、磁電変換素子５がロータ１の磁極を検出した検出信号などは、第２の配線基板３ｂからフレキシブル配線基板３４を介して第１の配線基板３ａの制御回路６に入力され、制御回路６が同じ第１の配線基板３ａに搭載されているパワー素子７を介してステータ巻線への通電を切り換えて回転磁界を発生させてロータ１を回転駆動している。

さらに、ロータ１とステータ２の側が前述のように１３０℃程度に温度上昇していても、この実施の形態ではロータ１とステータ２の側と第１の配線基板３ａとの間に、第２の配線基板３ｂが介装されていて熱の輻射および対流を遮断しているため、第１の配線基板３ａに実装された制御回路６ならびにパワー素子７付近の温度上昇を従来に比べて低減できる。

ここで制御回路６からパワー素子７への信号は、第１の配線基板３ａの上面と背面とを接続するスルーホールによって供給できるため、モータ駆動用のインバータ回路を構成する際にパワー素子７の裏側直近にパワー素子の駆動回路を配置する事が可能になるため、インバータ各相の配線長をほぼ等しくかつ配線距離を短くすることができるため、パワー素子としてＭＯＳＦＥＴ等の高速スイッチング素子を使用する際に各相のゲート駆動回路のインピーダンスをほぼ等しくかつインダクタンス成分を低減することができるので、スイッチング周波数の高速化による性能の向上および信頼性の向上を期待できる。

また、ケーシング本体４ａの開口側の側面には、図４に示すように凹部４０がケーシング本体４ａの一部を切り欠いて形成されており、組み込まれた第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部は図３（ａ）と図５に示すように、凹部４０からケーシング本体４ａの外部に延設して組み込まれている。ケーシング蓋４ｂはケーシング本体４ａの外部に突出した第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部の下方を覆うように延長されており、その先端には図４に示すように切り欠き部４１が形成されている。また、ケーシング本体４ａの外部に突出した第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの側方を覆うために、金属製の側板４２が設けられている。

（実施の形態２）
図７〜図９は本発明の（実施の形態２）を示す。
実施の形態１ではリード線３５をケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１から前記出力軸１ａの軸線方向に引き出していたが、この実施の形態２では、側板４２の側面に切り欠き部４１ｂが形成されており、ケーシング蓋４ｂには突部４５ｂが形成されている。

組み立て時には、ケーシング本体４ａの外部に突出した第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの側方を覆うように側板４２を被せて、側板４２の側面に形成されている切り欠き部４１ｂにグロメット片４３ａを係合させる。次に、ケーシング蓋４ｂの切り欠き部４１に係合したグロメット片４３ａの凹部４４にリード線３５を嵌める。グロメット片４３ｂをグロメット片４３ａに被さるように側板４２の切り欠き部４１ｂに係合させてグロメット片４３ａとでリード線３５を挟む。更に、ケーシング本体４ａの底部の開口をケーシング蓋４ｂで閉塞して、ケーシング蓋４ｂに形成されている突部４５ｂによってグロメット片４３ｂが脱落しないようにグロメット片４３ａの側に押し付けている。その他は実施の形態１と同じである。

上記の各実施の形態では、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部がケーシング本体４ａから突出し、この突出した部分をシールドできるようにケーシング蓋４ｂを形成したが、第１，第２の配線基板３ａ，３ｂがケーシング本体４ａの内側に全部が収まる形状にして側板４２を必要としない場合にも、二つ割れのグロメット片４３ａ，４３ｂを、ケーシング本体４ａとケーシング蓋４ｂとで挟持するよう同様に実施できる。

本発明は小型ブラシレスモータを使用した各種機器の信頼性の向上に寄与できる。

本発明の実施の形態１におけるリード線引き出し部のグロメットの組み付け工程図 同実施の形態のリード線付きモータの底面からの斜視図 同実施の形態のリード線付きモータの縦断面図と横断面図 同実施の形態の分解斜視図 同実施の形態の一部切り欠き斜視図 同実施の形態の第１，第２の配線基板の上面図と下面図 本発明の実施の形態２におけるリード線付きモータの分解斜視図 同実施の形態の底面からの斜視図 同実施の形態の底面からの斜視図 従来のリード線付きモータの縦断面図 従来のリード線付きモータの分解図 比較例のリード線付きモータの底面からの斜視図

符号の説明

１ ロータ
１ａ ロータ１の出力軸
２ ステータ
３ａ 第１の配線基板
３ｂ 第２の配線基板
４ モータケーシング
４ａ ケーシング本体
４ｂ ケーシング蓋
３３ 爪
３５ リード線
４１，４１ｂ 切り欠き
４２ 側板
４３ グロメット
４３ａ，４３ｂ グロメット片
４５，４５ｂ 突部
４６ 側板４２の爪
４７ 凹部

Claims (4)

1. 少なくとも第１，第２の部品によって構成されているモーターケーシングの内部から外部へリード線を引き出したリード線付きモータであって、
   切り欠き部が一部に形成された第１の部品と、
   前記モーターケーシングに取り付けられた状態で前記切り欠き部の開口部を塞ぐ様に形成された第２の部品と、
   前記リード線を挟持する二つ割れのグロメット片と
   を設け、前記リード線を挟持した一方のグロメット片が前記切り欠き部に係合し、前記リード線を挟持した他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように、前記切り欠き部と前記第２の部品とで前記他方のグロメット片を挟持した
   リード線付きモータ。
2. 第２の部品には、前記モーターケーシングに取り付けられた状態で前記切り欠き部の開口部に位置する突部が形成され、この突部に前記他方のグロメット片を係合して前記他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように構成した
   請求項１に記載のリード線付きモータ。
3. 少なくとも第１，第２の部品によって構成されているモーターケーシングの内部から外部へリード線を引き出したリード線付きモータであって、
   前記モーターケーシングの底部開口寄りの側面に取り付けられ前記モーターケーシングの底部の側が開口した切り欠き部が形成された第２の部品と、
   前記モーターケーシングの底部開口を閉塞した取り付け状態で前記切り欠き部の開口部を塞ぐ様に形成された第１の部品と、
   前記リード線を挟持する二つ割れのグロメット片と
   を設け、前記リード線を挟持した一方のグロメット片が前記切り欠き部に係合し、前記リード線を挟持した他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように、前記切り欠き部と前記第１の部品とで前記他方のグロメット片を挟持した
   リード線付きモータ。
4. 第１の部品には、前記モーターケーシングの底部開口を閉塞した取り付け状態で前記切り欠き部の開口部に位置する突部が形成され、この突部に前記他方のグロメット片を係合して前記他方のグロメット片が前記切り欠き部から脱落しないように構成した
   請求項３に記載のリード線付きモータ。

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