JP5911756B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、ハウジングと、このハウジング内に収められた三角柱状の回路基板とを備えた回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２１３４５１号公報

このような回転電機では、回路基板の実装面積を確保しつつ小型化されることが要求される。

そこで、本発明は、回路基板の実装面積を確保しつつ小型化することができる回転電機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の回転電機は、巻線が巻装されたコアを有するステータと、前記コアの径方向外側に配置されたロータマグネットを有するロータとを備えるモータ部と、前記モータ部の軸方向に対してそれぞれ垂直であり、前記ロータマグネットの軸方向一方側に配置されると共に、前記モータ部の周方向に並ぶ複数の底壁部と、前記モータ部の軸方向に沿ってそれぞれ延びると共に、前記モータ部の周方向に並び、前記ロータにおける周方向の少なくとも一部を包囲する複数の側壁部とを有し、前記巻線の端末部と電気的に接続された回路基板と、を備え、前記回路基板は、可撓性及び弾性を有する材料で形成されたフレキシブル基板とされ、前記複数の側壁部は、隣り合う同士が互いに一体に形成され、前記複数の底壁部は、前記複数の側壁部の各々に一体に形成され、隣り合う同士が互いに分離していると共に、前記複数の側壁部の各々に対してそれぞれ折り曲がっており、前記複数の底壁部には、前記ロータマグネットの回転位置を検出する回転検出器がそれぞれ実装され、前記複数の側壁部のいずれかには、前記回転検出器からの検出信号に基づいて前記巻線に流れる電流を切り替える制御素子が実装されている。

この回転電機によれば、回路基板は、モータ部の軸方向に対して垂直な底壁部と、この底壁部に対して屈曲された側壁部とを有しているので、回路基板の実装面積を確保しつつ小型化することができる。

また、この回転電機によれば、底壁部は、ロータマグネットの軸方向一方側に配置されており、回転検出器は、この底壁部に実装されている。従って、この回転検出器によりロータマグネットの回転位置を精度良く検出することができる。また、制御素子は、底壁部とは別の側壁部に実装されているので、この制御素子のための実装スペースを容易に確保することができる。

また、この回転電機によれば、複数の側壁部は、ロータにおける周方向の少なくとも一部を包囲している。従って、回転電機の径方向における回路基板の拡大を抑制しつつ、回路基板の実装面積を拡大することができる。

また、この回転電機によれば、底壁部及び側壁部は、回路基板に一体に形成されているので、部品点数を削減することができる。また、回路基板は、可撓性を有しているので、平板状に形成された回路基板の一部を折り曲げることにより、底壁部及び側壁部を容易に形成することができる。

請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載の回転電機において、前記巻線の端末部に前記モータ部の軸方向に沿って延びる結合部材の一端部が接続され、前記結合部材の他端部が前記底壁部に形成された導電部に接続された構成とされている。

この回転電機によれば、モータ部の軸方向に沿って延びる結合部材によって、巻線の端末部と底壁部に形成された導電部とが接続されている。従って、結合部材が直線的な形状で済むので、構造を簡素化することができると共に、回転電機をより一層径方向に小型化することができる。

この回転電機によれば、回路基板は、弾性を有しているので、ステータから結合部材を介して回路基板に伝わる振動を回路基板において吸収することができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機の側面断面図である。 図１に示される回路基板の斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る回転電機１０は、モータ部１２と、モータシャフト１４と、ホルダ１６と、センターピース１８と、回路基板２０とを備えている。

モータ部１２は、ブラシレスモータを形成しており、ステータ２２とロータ２４とを備えている。ステータ２２は、環状のコア２６と、このコア２６にインシュレータ等を介して巻装された巻線２８とを有している。

ロータ２４は、底部３０と周壁部３２とを有する偏平カップ状のロータハウジング３４を有している。このロータハウジング３４は、ステータ２２を収容している。ロータハウジング３４の底部３０の中央部は、固定部材３６を介してモータシャフト１４の一端部に固定されている。ロータハウジング３４の周壁部３２の内周面には、ロータマグネット３８が固着されている。ロータマグネット３８は、コア２６の径方向外側に対向して配置されている。

ホルダ１６は、底部４０と周壁部４２とを有する偏平カップ状に形成されており、ロータ２４を収容している（ロータ２４の外側に設けられている）。底部４０は、モータ部１２の軸方向にロータハウジング３４の底部３０と対向されており、周壁部４２は、ロータハウジング３４の周壁部３２の径方向外側に隙間を有して配置されている。

センターピース１８は、概略円盤状の本体部４４と、円柱状の軸部４６とを有している。本体部４４は、ロータハウジング３４の周壁部３２に対する底部３０と反対側に配置されており、軸部４６は、本体部４４の中心部からロータハウジング３４の底部３０に向けて突出されている。軸部４６は、コア２６の内側に圧入されており、これにより、ステータ２２は、軸部４６に支持されている。軸部４６の内側には、モータシャフト１４が挿通されており、このモータシャフト１４は、軸部４６の内側に収容された一対の軸受４８により回転可能に支持されている。

回路基板２０は、図１，図２に示されるように、モータ部１２の軸方向に対して垂直な複数の底壁部５０と、この複数の底壁部５０の各々に対して屈曲された複数の側壁部５２とを有している。この回路基板２０は、例えば、センターピース１８の本体部４４に固定されている。また、この回路基板２０は、いわゆるフレキシブル基板とされており、可撓性及び弾性を有する材料で形成されている。

各底壁部５０は、複数の側壁部５２の各々に一体に形成されており、この複数の側壁部５２の各々に対して折り曲げられている。複数の側壁部５２は、隣り合う同士が互いに一体に形成（連続して形成）されているが、複数の底壁部５０は、隣り合う同士で互いに分離されている。

複数の側壁部５２は、隣り合う同士が互いに一体に形成されることにより、平面視にて多角形状を形成している。複数の側壁部５２の間には、モータ部１２の軸方向に沿って延びる溝５４が形成されており、複数の側壁部５２は、この溝５４により薄肉とされた薄肉部５６により互いに連結されている。

なお、この回路基板２０は、複数の底壁部５０及び複数の側壁部５２に対応する部分を有する平板状に形成された後、複数の側壁部５２が互いに折り曲げられると共に、複数の底壁部５０が複数の側壁部５２の各々に対して折り曲げられることにより立体的な形状とされている。複数の側壁部５２が互いに折り曲げられる工程と、複数の底壁部５０が複数の側壁部５２の各々に対して折り曲げられる工程とは、同時でも良いし、前後されても良い。

複数の底壁部５０は、ロータマグネット３８の軸方向一方側に配置されており、複数の側壁部５２は、ロータ２４の径方向外側に配置されている。また、複数の側壁部５２の各々は、モータ部１２の軸方向に沿って配置されている。そして、これにより、複数の側壁部５２は、ロータ２４における周方向の一部を包囲している。

また、底壁部５０及び側壁部５２の各々には、複数の回路素子が実装されている。つまり、各底壁部５０には、ロータマグネット３８の回転位置を検出する回転検出器５８等が実装されており、いずれかの側壁部５２には、回転検出器５８からの検出信号に基づいて巻線２８に流れる電流を切り替える例えばＥＣＵ等の制御素子６０等が実装されている。また、この制御素子６０が実装された側壁部５２以外の側壁部５２には、その他の回路素子が実装されている。回転検出器５８は、例えば、ホール素子であり、ロータマグネット３８における一方の軸方向端面３８Ａ（図１参照）と対向して配置されている。

なお、底壁部５０には、回転検出器５８のみが実装されても良く、回転検出器５８とそれ以外の回路素子とが実装されても良い。同様に、側壁部５２には、制御素子６０のみが実装されても良く、制御素子６０とそれ以外の回路素子とが実装されても良い。また、回転検出器５８は、複数の底壁部５０にそれぞれ実装されても良く、複数の底壁部５０のいずれかに実装されても良い。また、制御素子６０は、いずれか一つの側壁部５２に実装されても良く、複数の側壁部５２にそれぞれ実装されても良い。

また、図１に示されるように、巻線２８の端末部には、モータ部１２の軸方向に沿って延びる例えばバスバーやターミナル等の結合部材６２の一端部が接続されており、この結合部材６２の他端部は、底壁部５０に形成された導電部６４に接続されている。そして、これにより、巻線２８の端末部と回路基板２０（底壁部５０）とは、電気的に接続されている。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の一実施形態に係る回転電機１０によれば、回路基板２０が、モータ部１２の軸方向に対して垂直な底壁部５０と、この底壁部５０に対して屈曲された側壁部５２とを有しているので、回路基板２０の実装面積を確保しつつ小型化することができる。

つまり、底壁部５０及び側壁部５２の各々には、回路素子（回転検出器５８や制御素子６０等）が実装されており、この底壁部５０及び側壁部５２の実装面が有効に活用されている。従って、回転電機１０の径方向において回路基板２０を小型化できると共に回路基板２０の実装面積を確保できる。

また、複数の底壁部５０は、ロータマグネット３８の軸方向一方側に配置されており、複数の回転検出器５８は、複数の底壁部５０の各々に実装されている。従って、この複数の回転検出器５８によりロータマグネット３８の回転位置を精度良く検出することができる。また、制御素子６０は、底壁部５０とは別の側壁部５２に実装されているので、この制御素子６０のための実装スペースを容易に確保することができる。

特に、側壁部５２は、モータ部１２の軸方向に沿って配置されているので、回転電機１０の径方向において回路基板２０をより小型化することができる。

しかも、回路基板２０は、複数の側壁部５２を有しており、この複数の側壁部５２は、ロータ２４における周方向の一部を包囲している。従って、回転電機１０の径方向における回路基板２０の拡大を抑制しつつ、回路基板２０の実装面積を拡大することができる。

また、モータ部１２の軸方向に沿って延びる結合部材６２によって、巻線２８の端末部と底壁部５０に形成された導電部６４とが接続されている。従って、結合部材６２が直線的な形状で済むので、構造を簡素化することができると共に、回転電機１０をより一層径方向に小型化することができる。

さらに、回路基板２０は、弾性を有しているので、ステータ２２から結合部材６２を介して回路基板２０に伝わる振動を回路基板２０において吸収することができる。

また、複数の側壁部５２は、ロータ２４の径方向外側に配置されているので、コア２６とロータマグネット３８とのギャップを狭くすることができる。

また、底壁部５０及び側壁部５２は、回路基板２０に一体に形成されているので、部品点数を削減することができる。また、回路基板２０は、可撓性を有しているので、平板状に形成された回路基板２０の一部を折り曲げることにより、底壁部５０及び側壁部５２を容易に形成することができる。

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態において、複数の側壁部５２は、ロータ２４における周方向の一部を包囲していたが、ロータ２４における周方向の全体を包囲していても良い。

また、複数の側壁部５２は、各底壁部５０に対して直角を成していたが、各底壁部５０の法線方向（モータ部１２の軸方向）に対して傾斜されていても良い。

また、複数の側壁部５２は、隣り合う同士が互いに一体に形成され、複数の底壁部５０は、隣り合う同士で互いに分離されていたが、複数の底壁部５０は、隣り合う同士が互いに一体に形成され（つまり、全体としてモータ部１２の周方向に延びる円弧状に形成され）、複数の側壁部５２は、隣り合う同士で互いに分離されていても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０・・・回転電機、１２・・・モータ部、１４・・・モータシャフト、１６・・・ホルダ、１８・・・センターピース、２０・・・回路基板、２２・・・ステータ、２４・・・ロータ、２６・・・コア、２８・・・巻線、３０・・・底部、３２・・・周壁部、３４・・・ロータハウジング、３６・・・固定部材、３８・・・ロータマグネット、３８Ａ・・・軸方向端面、４０・・・底部、４２・・・周壁部、４４・・・本体部、４６・・・軸部、４８・・・軸受、５０・・・底壁部、５２・・・側壁部、５４・・・溝、５６・・・薄肉部、５８・・・回転検出器、６０・・・制御素子、６２・・・結合部材、６４・・・導電部

Claims (2)

1. 巻線が巻装されたコアを有するステータと、前記コアの径方向外側に配置されたロータマグネットを有するロータとを備えるモータ部と、
   前記モータ部の軸方向に対してそれぞれ垂直であり、前記ロータマグネットの軸方向一方側に配置されると共に、前記モータ部の周方向に並ぶ複数の底壁部と、前記モータ部の軸方向に沿ってそれぞれ延びると共に、前記モータ部の周方向に並び、前記ロータにおける周方向の少なくとも一部を包囲する複数の側壁部とを有し、前記巻線の端末部と電気的に接続された回路基板と、
   を備え、
   前記回路基板は、可撓性及び弾性を有する材料で形成されたフレキシブル基板とされ、
   前記複数の側壁部は、隣り合う同士が互いに一体に形成され、
   前記複数の底壁部は、前記複数の側壁部の各々に一体に形成され、隣り合う同士が互いに分離していると共に、前記複数の側壁部の各々に対してそれぞれ折り曲がっており、
   前記複数の底壁部には、前記ロータマグネットの回転位置を検出する回転検出器がそれぞれ実装され、
   前記複数の側壁部のいずれかには、前記回転検出器からの検出信号に基づいて前記巻線に流れる電流を切り替える制御素子が実装されている、
   回転電機。
2. 前記巻線の端末部には、前記モータ部の軸方向に沿って延びる結合部材の一端部が接続され、
   前記結合部材の他端部は、前記底壁部に形成された導電部に接続されている、
   請求項１に記載の回転電機。

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