JP3609308B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子の外周又は内周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図8(A)に示すように、電気掃除機本体(図示せず)内に設置される電動送風機1には、そのケースユニット2内にDCブラシレスモータ3を設け、このDCブラシレスモータ3の回転によってファン4を回転させて塵埃吸い込み用の負圧を発生させるものが知られている。
【0003】
DCブラシレスモータ3は、ケースユニット2に固定された回路基板5と、回路基板5に固定された固定子6と、ケースユニット2に回転可能に保持された電動機軸7と、この電動機軸7に固定された回転子8と、回転子8の外周と対向するように回路基板5に固定された磁気センサー9とを備えている。
【0004】
磁気センサー9は、図8(B)に示すように、回転子8の外周に等間隔で対向するように複数(この場合3つ)配置され、リード端子9aを回路基板5に接続した状態で半田付け等によって固定されている。また、磁気センサー9は、回転子8からの磁束によって出力信号を図示を略する制御回路に出力し、その出力信号によって制御回路が回転子位置情報を検出して固定子6の巻線6aを順次励磁することで回転子8を回転させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成されたDCブラシレスモータ3にあっては、回路基板5に対する磁気センサー9の固定が変形可能なリード端子9aに依存しているため、回路基板5に磁気センサー9を固定する際に回転子8と磁気センサー9との対向間隔にずれが生じてブラシレスモータ性能が低下(位置誤検出)する虞があるばかりでなく、回転子8の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサー9がずれてしまいリード端子9aが断線する虞があった。
【0006】
また、上述したDCブラシレスモータ3を電動送風機1等のように密閉状態にないケースユニット2内に設置した場合、外気の流入等によって塵埃等がリード端子9aに付着し、隣接するリード端子9a同士が接続状態となってしまい短絡する虞があった。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するため、回路基板に磁気センサーを固定する際の回転子と磁気センサーとの対向間隔のずれの発生を防止し得て、しかも、回転子の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサーがずれることを防止することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【0008】
また、リード端子への塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【0009】
さらに、磁気センサーの感度を向上することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されていることを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、前記磁気センサーは等角度で複数配置されると共に該各磁気センサーが一つの前記ホルダーによって固定されていることを要旨とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、前記ホルダーに前記磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることを要旨とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のブラシレスモータの実施の形態を、電気掃除機用電動送風機に適用し、図面に基づいて説明する。
【0015】
図7において、11は図示を略する電気掃除機の掃除機本体内に搭載される電動送風機である。
【0016】
電動送風機11は、有底円筒状の電動機ケース12と、電動機ケース12の開放端を閉成するファンカバー13と、電動機ケース12の開放端側に固定されたフレーム14と、フレーム14と電動機ケース12の底部12aとに軸受15,16を介して回転可能に支持された電動機軸17を有するDCブラシレスモータ18と、電動機軸17の先端部17aに固定された遠心形のインペラ19と、フレーム14に固定されると共にインペラ19の外側にフィン20aを位置させたディフューザ20とを備えている。
【0017】
DCブラシレスモータ18は、電動機軸17に固定された回転子21と、電動機ケース12の底部12aに固定された回路基板22と、回転子21の外周を取り巻くようにスロット23を介して回路基板22に固定された固定子24と、図1に示すように、底部12a寄りの固定子24の内周底面と底部12a寄りの回転子21の外周底面とに離間状態で跨るように回路基板22に固定されたホルダー25と、ホルダー25に保持された状態でリード端子26aが回路基板22に接続された磁気センサー26とを備えている。
【0018】
回路基板22は、図2に示すように、ホルダー25を位置決め固定する固定孔22aと、リード端子26aが貫通する貫通孔22bとを備えている。また、回路基板22には電気掃除機全般若しくは掃除機本体全般の電気的制御を行う制御回路等(図示せず)が装着される。
【0019】
ホルダー25は、固定孔22aに係合する係合突起25aが底面から突出されたベース25bと、ベース25bから立ち上げられた周壁25cと、固定子24側に位置する周壁25cの上端から一体に立ち上げられたホルダー壁25dと、ホルダー壁25dよりも回転子21寄りの周壁25cの内面から突出された一対の係止突起25eとを備え、ホルダー壁25dと係止突起25eとの間に位置する保持部25fで磁気センサー26のセンサー部26bが挟持される。
【0020】
磁気センサー26は、底部12a寄りの固定子24の外周底面よりも回路基板22側に突出した回転子21の外周面と対向し且つ回転子21の外周面に対して等間隔で対向するように複数(この場合3つ)配置され、各磁気センサー26毎にホルダー25に保持された状態でリード端子26aが貫通孔22bを貫通してその先端側が回路基板22に半田付けされる。また、磁気センサー26は、回転子21からの磁束によって出力信号を図示を略する制御回路に出力し、その出力信号によって制御回路が回転子位置情報を検出して固定子24の巻線24aを順次励磁することで回転子21を回転させる。
【0021】
このような構成においては、回路基板22の固定孔22aに係合突起25aを係合させてホルダー25を回路基板22に固定した後、ホルダー壁25dと係止突起25eとの間の保持部25fにセンサー部26bを挟持させつつ各リード端子26aを貫通孔22bに貫通させ、そのリード端子26aの先端側を回路基板22に半田付する。
【0022】
この際、ホルダー25に磁気センサー26を予め保持・固定(接着等)させた状態でホルダー25と磁気センサー26とを同時に回路基板22に固定しても良い。尚、この場合、ホルダー25の周壁25c内にもベース25bを設けた方が磁気センサー26の相対位置が安定するため好ましい。
【0023】
ところで、図3に示すように、ホルダー25の周壁25c内に絶縁性を有する充填材料(例えば、シリコン等の接着材料)30を充填し、この充填材料30によって、より安定した磁気センサー26の保持とすることも可能である。また、リード端子26aへの塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができる。
【0024】
また、図4に示すように、センサー部26bとホルダー壁25dとの間(センサー部26bの正面側でも良い)に鉄板等の磁気集束板31を介装して回転子21からの磁束をセンサー部26bに導き易くして検出感度を向上させることもできる。
【0025】
尚、図5に示すように、磁気集束板31を介装した状態でホルダー25の周壁25c内に充填材料30を充填して、上記双方の効果を具備させることも可能であることは勿論である。
【0026】
さらに、ホルダー25は各磁気センサー26の数と同数としたものを開示したが、図6に示すように、各磁気センサー26を一つのホルダー32で保持し、回路基板22へのホルダー32の取り付け作業コストの削減並びに複数の磁気センサー26毎の配設位置のばらつき発生を防止を向上することができる。この際、ホルダー32は、ベース部25bに相当するベース部32bを一体に連続して形成し、このベース部32bに、係合突起(図示せず)、周壁32c、ホルダー壁32d、係止突起32e、保持部32fが保持すべき位置の磁気センサー26毎に対応して形成される。
【0027】
なお、上記図3〜図6において、上記図1及び図2で示した構成と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記実施の形態では、モータとしてDCブラシレスモータ18に適用した例を開示したが回転子位置情報を得るようにしたモータ全般に適用することができることは勿論である。さらに、電動送風機11に搭載される必要もない。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されている構成としたので、回路基板に磁気センサーを固定する際の回転子と磁気センサーとの対向間隔のずれの発生を防止し得て、しかも、回転子の回転に伴って発生する振動によっても磁気センサーがずれることを防止することができる。しかも、ホルダーの上下に開放する周壁内に絶縁性充填材が充填されると共に、この充填材によって磁気センサーのリード端子がホルダー内で固定されていることにより、リード端子への塵埃等の付着に伴う短絡を防止することができる。
【0029】
請求項2に記載の発明によれば、磁気センサーは等角度で複数配置されると共に各磁気センサーが一つのホルダーによって固定されていることにより、ホルダーの取り付け作業コストが削減されると共に、複数の磁気センサー毎の配設位置にばらつきが発生しにくく、より一層信頼性を向上させることができる。
【0031】
請求項3に記載の発明によれば、ホルダーに磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることにより、磁気センサーの感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、(A)はブラシレスモータの要部の断面図、(B)はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、(A)はホルダー組み付け前の要部の斜視図、(B)はホルダー組み付け後の要部の斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例1を示し、(A)はブラシレスモータの要部の断面図、(B)はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例2を示し、(A)はブラシレスモータの要部の断面図、(B)はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例3を示し、(A)はブラシレスモータの要部の断面図、(B)はブラシレスモータの要部の平面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータの変形例4を示し、(A)はホルダー組み付け前の要部の斜視図、(B)はホルダー組み付け後の要部の斜視図である。
【図7】本発明の実施の形態に係わるブラシレスモータを示し、電動送風機の縦断面図である。
【図8】従来のブラシレスモータを示し、(A)は電動送風機の縦断面図、(B)は要部の斜視図である。
【符号の説明】
18…DCブラシレスモータ
21…回転子
22…回路基板
24…固定子
24a…巻線
25…ホルダー
26…磁気センサー
26a…リード端子
Claims (3)
- 固定子と、前記固定子内に回転自在に配設された回転子と、前記回転子の外周に所定間隔を存して対向すると共に回路基板に配置された磁気センサーを備え、前記磁気センサーにより検出された回転子位置情報に基づいて固定子巻線を順次励磁して前記回転子を回転させるブラシレスモータにおいて、
前記回路基板に固定されたベース及び該ベースから立ち上げられ且つ上下に開放する周壁を有するホルダーが設けられ、前記周壁内に前記磁気センサーが保持されていると共に、前記ホルダーの周壁内に絶縁性充填材が充填されて、該充填材によって前記磁気センサー及びそのリード端子が前記周壁内に固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 前記磁気センサーは等角度で複数配置されると共に該各磁気センサーが一つの前記ホルダーによって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モータ。
- 前記ホルダーに前記磁気センサーの正面又は背面に対向する磁気集束板が配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のブラシレスモータ。
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