JPH11234964A - モータの温度検知構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない温度検知素子数で検知温度のばらつきを
低減することができるモータの温度検知構造を得る。 【解決手段】ブラシレスモータ１の絶縁基板１６上に導
電性及び伝熱性を有する中性点用ターミナル２７を設
け、そのターミナル２７にブラシレスモータ１のステー
タを構成するＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイルの端部２６
ｕ，２６ｖ，２６ｗを接続した。その中性点用ターミナ
ル２７の近傍には、温度検知素子としてのサーミスタ３
２を配置した。そして、各コイルの端部２６ｕ，２６
ｖ，２６ｗはワイヤリード２４を介して通電されること
により発熱され、その熱は中性点用ターミナル２７に伝
えられる。従って、サーミスタ３２は、各端部２６ｕ，
２６ｖ，２６ｗ全ての発熱状態を検知することができ、
例えばＵ相のコイルの温度のみを検知する場合に比べ検
知温度のばらつきが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてモータの
過熱保護を行う場合に好適なモータの温度検知構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】モータは長期の使用や過負荷などの各種
要因により過熱する場合がある。従来よりモータの過熱
保護のためにモータの発熱部位の温度を直接的に或いは
間接的に検知し、検知された温度が所定値を越えた場合
にはモータを停止させるようにしている。周知のように
モータにはブラシを有するものと有しないものとがあ
り、各モータに応じて各種の温度検知形態が提案されて
いる。

【０００３】即ち、ブラシを有するモータでは、複数の
ブラシのうち一つのブラシの近傍に温度検知素子を配置
し、そのブラシの発熱状態を検知している（従来例
１）。又、ブラシを有しないモータでは、複数のコイル
のうち一つのコイルの近傍に温度検知素子を配置し、そ
のコイルの発熱状態を検知している（従来例２）。同じ
くブラシを有しないモータの別の温度検知形態として
は、同モータを駆動させるための通電量を検知すること
によりモータの発熱状態を間接的に検知するものもある
（従来例３）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１及び従来例２の技術では、複数あるブラシ又はコ
イルのうち一つを検知するものであるため、検出される
温度のばらつきが大きくなり、正確な温度検知が望めな
い。一方、従来例１及び従来例２において各ブラシ又は
各コイルに対応して温度検知素子をそれぞれ設けること
により、全てのブラシ又は全てのコイルの温度を検出す
るように構成すれば、温度検知精度は向上するものの、
部品点数の増大、大型化、組み付け作業性低下、回路構
成の複雑化などの原因となって、小型かつ安価なモータ
を提供することができないという新たな問題が生じる。

【０００５】又、上記従来例３の技術では、温度検知を
通電量検知という間接的な検知により行っているに過ぎ
ないため、動作環境による温度検知のばらつきが大きく
なるという問題がある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、少ない温度検知素子数で検知温度
のばらつきを低減し得るモータの温度検知構造を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明では、モータ内部に設けられ
た複数の発熱体が集合する部位に温度検知素子を配置し
た。

【０００８】請求項２に係る発明では、複数の発熱体が
集合する部位において各発熱体の略中央部に温度検知素
子を配置した。請求項３に係る発明では、複数の発熱体
を集合させて互いに電気的に接続する導電性及び伝熱性
を有するターミナルを備え、そのターミナルの近傍に温
度検知素子を配置した。

【０００９】請求項４に係る発明では、ステータ側に設
けられた複数のコイルの各端部を接続する中性点を備え
た集中巻式巻線界磁型のモータにおいて、中性点近傍に
温度検知素子を配置した。

【００１０】請求項５に係る発明では、請求項１乃至請
求項４のいずれかに記載のモータの温度検知構造におい
て、温度検知素子をモータに設けられた基板の表面に配
置し、その基板の温度検知素子配置部には基板裏面に開
口する開口部を設けた。

【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載のモータの温度検知構造にお
いて、温度検知素子をモータに設けられた基板に配置
し、その基板には温度検知素子の少なくとも一部が挿入
保持される凹部を設けた。

【００１２】従って、請求項１乃至請求項６に係る発明
によれば、一つの温度検知素子によって複数の発熱体の
温度を検知することができるため、従来のように単一の
発熱体のみの温度を検知する場合に比べ温度検知素子の
数を増やすことなく温度検知のばらつきが低減される。

【００１３】特に、請求項３に係る発明では、導電性及
び伝熱性を有するターミナル近傍に温度検知素子が配置
されていることから、各発熱体から発生する熱に応答し
てターミナルが即座に加熱されるため、温度変化に対す
る応答性が向上する。

【００１４】又、請求項４に係る発明では、中性点近傍
に温度検知素子が配置されていることから、一つの温度
検知素子により全てのコイルの温度検知を行うことがで
き、温度検知のばらつきが一層低減される。

【００１５】又、請求項５に係る発明では、複数の発熱
体の集中部位を温度検知素子が検知するのみならず、基
板の裏面側にある例えばコイル等の発熱体の温度をも開
口部を介して検知することができ、温度検知のばらつき
が一層低減される。

【００１６】又、請求項６に係る発明では、温度検知素
子が基板上に予め設けられた凹部に挿入保持されること
から、温度検知素子の組み付けに際して温度検知素子を
基板上の適正な位置に簡単に配置することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を図１〜図５に
基づいて説明する。本発明のモータの一種である本実施
形態のブラシレスモータ１は、三相式集中巻式巻線界磁
型モータである。ブラシレスモータ１のケーシング２は
略円筒状のケース本体３とそのケース本体３の一端部に
固定されるキャップ４とから構成されている。ケース本
体３とキャップ４とはボルト５等の締結手段により固定
されている。

【００１８】ケース本体３内の長手方向一端及びキャッ
プ４内には、互いに離間した位置にベアリング６，７が
それぞれ設けられ、両ベアリング６，７にて出力軸とし
ての中空のシャフト８が回転可能に支持されている。両
ベアリング６，７間においてシャフト８外周にはロータ
としてのマグネットロータ９が固定されている。マグネ
ットロータ９はヨーク１０及びマグネット１１からな
り、シャフト８外周面にヨーク１０が固定され、更にヨ
ーク１０外周面に一対のマグネット１１が直列に配置さ
れた状態で固定されることにより構成されている。

【００１９】ケース本体３の内周面には、マグネットロ
ータ９の外周を包囲するようにステータ１２が固定され
ている。ステータ１２はステータコア１３に対し、シャ
フト８を中心として周方向に１２０°づつ変位させてＵ
相、Ｖ相、Ｗ相の三相のコイル１４がそれぞれ巻回され
ることにより構成されており、各コイル１４はマグネッ
ト１１の外周側に僅かな隙間をおいて配置されている。

【００２０】ケース本体３の内周面には基板保持部１５
が挿入されている。基板保持部１５はステータコア１３
側面とキャップ４内面とに当接されることにより所定位
置に位置決めされている。基板保持部１５にはシャフト
８側、即ち内周側へ延びるフランジ１５ａが形成され、
同フランジ１５ａのキャップ４側には基板としての円環
状の絶縁基板１６が装着されている。

【００２１】絶縁基板１６の表面にはその周方向に離間
して、Ｕ相接続部１７ｕ、Ｖ相接続部１７ｖ、Ｗ相接続
部１７ｗ及び中性点接続部１８がそれぞれ設けられてい
る。なお、Ｖ相接続部１７ｖ及びＷ相接続部１７ｗの構
成は、Ｕ相接続部１７ｕの構成と同一であるため、以下
においてはＵ相接続部１７ｕの構成についてのみ説明す
る。

【００２２】まず、Ｕ相接続部１７ｕについて図１及び
図５を中心に説明すると、絶縁基板１６の外周縁には表
裏に連通する挿通孔１６ａが形成されている。挿通孔１
６ａからはＵ相のコイル１４の端部１９ｕが挿通され、
絶縁基板１６の表面側に導出されている。

【００２３】絶縁基板１６の表面における挿通孔１６ａ
の近傍（本実施形態では挿通孔１６ａの内周側近傍）に
は、導電性及び伝熱性を有するターミナルとしてのＵ相
用ターミナル２０が設けられている。Ｕ相用ターミナル
２０は４本の折曲部２１を備えており、各折曲部２１を
絶縁基板１６に形成された貫通孔を介して絶縁基板１６
の裏面に突出するように挿入し、その後各折曲部２１を
折り曲げることによりＵ相用ターミナル２０が固定され
ている。Ｕ相用ターミナル２０の両端部には針金状の固
定部材２２がそれぞれ設けられている。

【００２４】そして、Ｕ相のコイル１４の端部１９ｕ
が、対応するＵ相用ターミナル２０の一端に設けられた
固定部材２２によって固定されている。Ｕ相用ターミナ
ル２０の他端にはワイヤリード２４がもう一つの固定部
材２２によって固定されている。Ｕ相用ターミナル２０
に固定されたワイヤリード２４は、ケース本体３の周面
に設けられたコネクタ２５を介して他のＶ相接続部１７
ｖ及びＷ相接続部１７ｗに接続されたワイヤリード２４
とともに導出され、これら各ワイヤリード２４が纏めら
れた状態で外部に制御ラインとして延出されている。

【００２５】次に、中性点接続部１８について図１、図
３及び図４を中心に説明すると、絶縁基板１６の外周縁
には表裏に連通する挿通孔１６ｂが形成されている。挿
通孔１６ｂからはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル１４の前
記端部１９ｕ，１９ｖ，１９ｗとは別の端部２６ｕ，２
６ｖ，２６ｗが纏めて挿通され、絶縁基板１６の表面側
に導出されている。

【００２６】絶縁基板１６の表面における挿通孔１６ｂ
の近傍（本実施形態では挿通孔１６ｂの内周側近傍）に
は、導電性及び伝熱性を有するターミナルとしての中性
点用ターミナル２７が設けられている。中性点用ターミ
ナル２７は４本の折曲部２８を備えており、各折曲部２
８を絶縁基板１６に形成された貫通孔を介して絶縁基板
１６の裏面に突出するように挿入し、その後各折曲部２
８を折り曲げることにより中性点用ターミナル２７が固
定されている。中性点用ターミナル２７の両端部には針
金状の固定部材２９がそれぞれ設けられている。

【００２７】そして、中性点用ターミナル２７の一端に
は固定部材２９によってＵ相及びＶ相の各コイル１４の
端部２６ｕ，２６ｖが纏めて固定されるとともに、中性
点用ターミナル２７の他端にはもう一つの固定部材２９
によってＷ相のコイル１４の端部２６ｗが固定されてい
る。従って、この中性点用ターミナル２７によって各コ
イル１４の中性点が形成されている。

【００２８】従って、外部の図示しない制御装置から各
ワイヤリード２４を介して各相のコイル１４に順次通電
することにより回転磁界が発生し、この回転磁界により
マグネットロータ９がシャフト８とともに回転する。

【００２９】中性点用ターミナル２７の中央部内周側に
は切欠部３０が形成されており、この切欠部３０によっ
て形成される空間を含むように絶縁基板１６には基板裏
面側へ突出する凹部３１が形成されている。凹部３１に
は温度検知素子としてのサーミスタ３２が基板表面側か
ら挿入された状態で接着剤により固定されている。図４
に示すように、凹部３１の底面には基板裏面側に開口す
る開口部３３が形成されている。従って、サーミスタ３
２は中性点用ターミナル２７に纏められた各コイル１４
の端部２６ｕ，２６ｖと別のコイル１４の端部２６ｗと
の略中央に配置されるため、各相のコイル１４の端部２
６ｕ，２６ｖ，２６ｗの温度を検知し得る環境下におか
れる。又、サーミスタ３２が配置されている凹部３１に
は基板裏面側に開口する開口部３３が形成されているた
め、ケース本体３内に収容されている各コイル１４の雰
囲気中にも晒されることとなる。

【００３０】サーミスタ３２から延びる２本の端子３４
は絶縁基板１６の表面の所定位置に設けられた導電面３
５に接続されている。導電面３５には各端子３４と電気
的に接続される２本のリード線３６が接続され、リード
線３６は前記コネクタ２５を介して外部に温度検出ライ
ンとして導出されている。従って、サーミスタ３２が検
出した温度に対応する信号が図示しない制御装置に送信
され、検出温度が予め設定されている設定温度を越えた
場合に前記制御ラインを介してモータ１の駆動を停止す
るようになっている。

【００３１】なお、各コイル１４及びそれらの両端部１
９ｕ，１９ｖ，１９ｗ，２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ並びに
各ワイヤリード２４は、それぞれ通電される通電体であ
り、又その通電により発熱する発熱体として作用する。

【００３２】さて、外部の図示しない制御装置からワイ
ヤリード２４を介して各相のコイル１４に順次通電する
と、回転磁界が発生し、この回転磁界によりマグネット
ロータ９がシャフト８とともに一体回転する。一方、サ
ーミスタ３２が検出した温度に対応する信号が外部の図
示しない制御装置に送信される。

【００３３】ここで、長期に亘る使用や過負荷等の各種
要因により、サーミスタ３２による検知温度が予め設定
されている設定温度を越えた場合には、前記制御ライン
を介してモータ１の駆動が停止される。

【００３４】従って、本実施形態において得られる効果
は次のとおりである。 （１）各相のコイル１４の各端部２６ｕ，２６ｖ，２６
ｗが集合する部位（中性点）、特に各端部２６ｕ，２６
ｖ，２６ｗの中央部にサーミスタ３２を配置したことに
より、一つのサーミスタ３２によって複数（全て）のコ
イル１４の温度を検知することができるため、従来のよ
うに単一のコイルのみの温度を検知する場合に比べサー
ミスタ３２の数を増やすことなく温度検知のばらつきを
低減することができる。

【００３５】（２）各相のコイル１４の各端部２６ｕ，
２６ｖ，２６ｗが電気的に接続される導電性及び伝熱性
を有する中性点用ターミナル２７の近傍にサーミスタ３
２を配置したことにより、各コイル１４から発生する熱
に応答して中性点用ターミナル２７が即座に加熱される
ため、温度変化に対する応答性が向上する。

【００３６】（３）中性点用ターミナル２７に設けた切
欠部３０により形成された空間にサーミスタ３２を配置
したことにより、各端部２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ及び中
性点ターミナル２７からの熱が一層サーミスタ３２に伝
わり易くなる。

【００３７】（４）サーミスタ３２を絶縁基板１６の表
面に配置し、その絶縁基板１６のサーミスタ３２配置部
には基板裏面に開口する開口部３３を設けた。これによ
り、複数のコイル１４の各端部２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ
の集中部位をサーミスタ３２が検知するのみならず、絶
縁基板１６の裏面側にある各コイル１４の周辺温度をも
開口部３３を介して検知することができ、温度検知のば
らつきを一層低減することができる。

【００３８】（５）サーミスタ３２を絶縁基板１６に設
けられた凹部３１に挿入保持するように構成したので、
サーミスタ３２の組み付けに際してサーミスタ３２を絶
縁基板１６上の適正な位置に簡単に配置することができ
る。

【００３９】（６）サーミスタ３２を凹部３１に挿入し
て固定する際、接着剤のみによって固定するようにし
た。これにより、サーミスタ３２が凹部３１によって位
置決めされていて、凹部３１からの抜けを防止するのに
接着剤が機能するため、サーミスタ３２の固定作業を極
めて簡単に行うことができる。

【００４０】以上の実施形態の他、次のような別の実施
形態とすることも可能である。 ・上記実施形態のように中性点用ターミナル２７近傍に
サーミスタ３２を設けるのに代えて、Ｕ相接続部１７
ｕ、Ｖ相接続部１７ｖ又はＷ相接続部１７ｗのいずれか
に対応するターミナル２０に同一構成の温度検出部を設
けてもよい。図６にはＵ相接続部１７ｕのＵ相用ターミ
ナル２０近傍にサーミスタ３２を設けた実施形態を示し
た。又、図５において仮想線でサーミスタ３２の配置状
態を示した。この実施形態では、Ｕ相のコイル１４の端
部１９ｕとワイヤリード２４との中央部にサーミスタ３
２が配置されることとなり、上記実施形態とほぼ同様の
効果が得られる。なお、中性点用ターミナル２７近傍に
サーミスタ３２を設けた方が、各相のコイル１４の全て
の端部２６ｕ，２６ｖ，２６ｗの温度を検知することが
できるため温度検知のばらつきが小さい。しかしなが
ら、中性点を有しないモータに適用する場合や、構造上
の問題で中性点近傍にサーミスタ３２を配置することが
できない場合には、Ｕ相接続部１７ｕ、Ｖ相接続部１７
ｖ又はＷ相接続部１７ｗのいずれかに対応するターミナ
ル２０にサーミスタ３２を設けることが好ましい。

【００４１】・ブラシレスモータ１として三相タイプに
限らず二相タイプ或いは四相以上のタイプのブラシレス
モータで実施してもよい。又、ロータがカップ状に形成
されたアウターロータ形ブラシレスモータに具体化して
実施してもよい。更に、ブラシレスモータ１以外のＡＣ
モータ、ブラシを有するモータ等に具体化して実施して
もよい。

【００４２】・凹部３１へのサーミスタ３２の固定に際
しては接着剤を用いたが、他の固定手段で固定してもよ
い。 ・サーミスタ３２を凹部３１へ挿入したが、絶縁基板１
６に開口部３３のみを形成してその開口部３３にサーミ
スタ３２を固定したり、開口部３３をも省略して絶縁基
板１６上に直接固定してもよい。

【００４３】・凹部３１に開口部３３を形成して周辺コ
イル１４の温度を検知できるようにしたが、開口部３３
に代えて、伝熱体を絶縁基板１６に貫通させてサーミス
タ３２に接触或いは接近させるようにしてもよい。

【００４４】・温度検知素子としては、サーミスタ３２
に限らず、熱電対など他の素子を用いてもよい。以上の
各実施形態から把握される請求項以外の技術的思想をそ
の効果とともに以下に列挙する。

【００４５】・請求項１〜請求項６において、温度検知
素子による温度検知結果に基づいてモータを停止させる
制御装置を備えたモータの過熱保護構造。この構成によ
れば、ばらつきの小さい温度検知結果に基づいてモータ
が停止されるため、モータの破損などを確実に防止する
ことができる。

【００４６】・請求項５において、基板の裏面側には複
数のステータコイルを配置し、基板の表面側には各ステ
ータコイルから導出される端部の電気的接続部を配置し
たモータの温度検知構造。この構成によれば、基板表面
側に配置された温度検知素子によって複数のステータコ
イルの端部等の温度を検知するのに加え、基板裏面側に
配置された複数のステータコイルの周辺温度も検知し得
るため、温度検知のばらつきが一層低減される。そし
て、これをモータの過熱保護構造の一部として利用すれ
ば、モータの破損などを確実に防止することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至請求
項６に係る発明によれば、少ない温度検知素子数で検知
温度のばらつきを低減し得る。

【００４８】特に、請求項３に係る発明によれば、導電
性及び伝熱性を有するターミナル近傍に温度検知素子が
配置されていることから、各発熱体から発生する熱に応
答してターミナルが即座に加熱されるため、温度変化に
対する応答性が向上する。

【００４９】又、請求項４に係る発明によれば、中性点
近傍に温度検知素子が配置されていることから、一つの
温度検知素子により全てのコイルの温度検知を行うこと
ができ、温度検知のばらつきが一層低減される。

【００５０】又、請求項５に係る発明によれば、複数の
発熱体の集中部位を温度検知素子が検知するのみなら
ず、基板の裏面側にある例えばコイル等の発熱体の温度
をも開口部を介して検知することができ、温度検知のば
らつきが一層低減される。

【００５１】又、請求項６に係る発明によれば、温度検
知素子が基板上に予め設けられた凹部に挿入保持される
ことから、温度検知素子の組み付けに際して温度検知素
子を基板上の適正な位置に簡単に配置することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータのキャップを外した状態を示す平面図。

【図２】図１においてキャップを取付けた状態における
Ａ−Ａ断面図。

【図３】要部平面図。

【図４】要部断面図。

【図５】要部平面図。

【図６】別の実施形態のモータのキャップを外した状態
を示す平面図。

【符号の説明】

１…モータとしてのブラシレスモータ、８…出力軸とし
てのシャフト、９…ロータとしてのマグネットロータ、
１２…ステータ、１４…発熱体としてのコイル、１６…
基板としての絶縁基板、１８…中性点接続部、１９ｕ，
１９ｖ，１９ｗ…発熱体としてのコイルの端部、２０…
ターミナルとしてのＵ相用ターミナル、２４…発熱体と
してのワイヤリード、２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ…発熱体
としてのコイルの別の端部、２７…中性点を構成するタ
ーミナルとしての中性点用ターミナル、３１…凹部、３
２…温度検知素子としてのサーミスタ、３３…開口部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ内部に設けられた複数の発熱体が
   集合する部位に温度検知素子を配置したモータの温度検
   知構造。
2. 【請求項２】 複数の発熱体が集合する部位において各
   発熱体の略中央部に温度検知素子を配置したモータの温
   度検知構造。
3. 【請求項３】 複数の発熱体を集合させて互いに電気的
   に接続する導電性及び伝熱性を有するターミナルを備
   え、そのターミナルの近傍に温度検知素子を配置したモ
   ータの温度検知構造。
4. 【請求項４】 ステータ側に設けられた複数のコイルの
   各端部を接続する中性点を備えた集中巻式巻線界磁型の
   モータにおいて、中性点近傍に温度検知素子を配置した
   モータの温度検知構造。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   のモータの温度検知構造において、温度検知素子をモー
   タに設けられた基板の表面に配置し、その基板の温度検
   知素子配置部には基板裏面に開口する開口部を設けたモ
   ータの温度検知構造。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   のモータの温度検知構造において、温度検知素子をモー
   タに設けられた基板に配置し、その基板には温度検知素
   子の少なくとも一部が挿入保持される凹部を設けたモー
   タの温度検知構造。