JPH0458751A - 無刷子電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定子が回転子の外周に配される無刷子電動
機であって、特にコイルの端末処理構造を改良した無刷
子電動機に関する。

〔従来の技術〕

この種の一般的な無刷子電動機は、回転子、固定子、ハ
ウジング、ブラケット、磁気感応素子そして駆動回路等
により構成される。

具体的には、回転子は、回転子軸に、周方向に交互に異
極が位置する永久磁石及び位置検知用磁石を設けている
。固定子は、回転子の外周を円筒状に囲むとともに、永
久磁石の外周面に向けて複数の磁極子を突出させ、各磁
極子の周囲にコイルを巻回してなる。ハウジングは、略
有底円筒状をなし、その内周面に固定子を固着している
。

ブラケットは、永久磁石と位置検知用磁石との間に介在
してハウジングの開口部に取着される。

磁気感応素子は、位置検知用磁石に対面するようブラケ
ットの収容筒部に配設される。そして磁気感応素子の検
知信号を受けた駆動回路により、コイルへの通電が制御
されて回転子が回転する。

各磁極子に巻回されるコイルは、各相に対応するそれぞ
れの一端が駆動回路に接続され、それぞれの他端が共通
に接続される、所謂Ｙ結線となっている。このコイルの
端末処理の一般的な構造を、第６図に基づいて説明する
。

この例は、３相駆動であって、６個（６極）の磁極子ａ
ｌ乃至ａ６を、周方向に等間隔に、固定子への円環部ａ
から回転子の永久磁石（図示せず）に向けて突出させて
おり、これらにコイルｂ１乃至ｂ６が巻回されている。

従って対向する磁極子ａ１とａ４、ａ２とａ５、ａ３と
ａ６は、コイルへの通電があったとき、その先端面の磁
極は同時に同極性となる。すなわち各相に対応するコイ
ルｂ１とｂ４、ｂ２とｂ５、ｂ３とｂ６のそれぞれの一
端ｂｌｓ、ｂ３ｓ、ｂ５ｓが駆動回路（図示せず）に接
続され、それぞれの他端ｂ４ｅ、　ｂ６ｅ。

ｂ２ｅが共通に接続されている。

このために、コイルｂ１の他端とコイルｂ４の一端が渡
り線輪１により、コイルｂ３の他端とコイルｂ６の一端
が渡り線軛３により、コイルｂ５の他端とコイルｂ２の
一端が渡り線−５により、それぞれ接続され、コイルｂ
４．ｂ６．ｂ２の他端が共通線−〇に接続される。

また、各相に対応するコイルのそれぞれの一端ｂ１ｓ　
、　ｂ３ｓ　、　ｂ５ｓは、適宜の長さに切断されてブ
ラケットＣを貫通するり一ドｇＳ、Ｔ、Ｕに接続され、
それにより駆動回路に接続される。

このような固定子＾は、略有底円筒状をなすハウジング
Ｄの内周面に圧入により固着され、そしてハウジングＤ
の開口部にブラケットＣが取着されるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、ＯＡ機器やＦＡ機器あるいは電動工具のような家
庭用電気機器等に無刷子電動機が多用されている。これ
は、例えば電動工具に用いた場合、刷子や整流子が無い
ために、寿命が飛躍的に延びるとともにノイズ等の発生
源にならないという顕著な利点があるからである。この
ような無刷子電動機に対し、さらに小型化、高出力化が
強く要求されている。

具体的には、電動工具に用いる場合にあって、例えば、
直径４６ｍｍ、長さ６８ｍｍ程度の大きさであれば最大
出力２００１４といったものである。しかも電動工具が
充電式であると、約１０Ｖのバッテリーで上記出力を出
さねばならず、その場合にはコイルに最大１００Ａの電
流を流すこととなる。つまり、上記の要求に対応するに
は、ひとつはコイルに大きな電流が流せるようにする必
要があるのである。

このような電流を流すためには、コイルの素線径を１．
２ｍｍ程度の太いものにする必要がある。この素線径で
は、磁極子に巻回することは可能であっても、ハウジン
グとブラケットにて形成されるスペース内において、上
記のような渡り線−１，ｗ３゜−５あるいは共通線ＷＯ
による接続作業が極めて困難なものになってくる。

そこで、第７図に示すように、各コイルｂ１乃至ｂ６の
一端ｂｌｓ乃至ｂ６ｓと他端ｂｌｅ乃至ｂ６ｅのすべて
を、略直線状にしてブラケットＣを貫通させ、ブラケッ
）Ｃの外方において、これらと円弧状に形成した渡り線
ｗｌ、ｗ３．ｗ５あるいは共通線−〇とを接続する手段
が考えられる。

しかしながらこのようにすると、各コイルｂ１乃至ｂ６
の全両端と渡り線−１，ｔｖ３．ｗ５あるいは共通線−
〇とが互いに交差してその接続作業が大変面倒であり、
さらにそれをはんだ付は等によって行う場合、接続が確
実であることの保証も困難となる。

本発明は、上記の事由に鑑みてなしたもので、その目的
とするところは、コイルの端末処理の作業性と確実性が
向上させられる無刷子電動機を提供するにある。

［課題を解決するための手段〕 かかる課題を解決するために、請求項（１）記載の無刷
子電動機は、回転子軸に、周方向に交互に異極が位置す
る永久磁石及び位置検知用磁石を設けた回転子と、回転
子の外周を円筒状に囲むとともに、永久磁石の外周面に
向けて複数の磁極子を突出させ、各磁極子の周囲にコイ
ルを巻回した固定子と、略有底円筒状をなし、その内周
面に固定子を固着したハウジングと、永久磁石と位置検
知用磁石との間に介在してハウジングの開口部に取着さ
れるブラケットと、位置検知用磁石に対面するよう配設
された磁気感応素子とを有し、磁気感応素子の検知信号
を受けた駆動回路によりコイルへの通電が制御されて回
転子が回転するものであって、各相に対応するコイルの
一端が駆動回路に接続され、各相に対応するコイルの他
端が共通に接続されている無刷子電動機において、 前記ブラケットは、絶縁材料にて鍔付き円筒状をなすブ
ラケット本体と、各コイルの端末が挿通し得る挿通孔を
有してブラケット本体の外周面に取着される多数の端子
板より構成され、その端子板はコイルの一端を接続する
複数の第１端子板と、コイルの他端を共通に接続する１
個の第２端子板よりなっている。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、請求項（１）記載
のものに、同相のコイルの渡り線となる第３端子板を付
加した構成としである。

〔作用〕

請求項（１）記載の無刷子電動機は、各コイルの端末を
所定の端子板の挿通孔に挿通して半田付けあるいはかし
めにより簡単かつ確実に接続できる。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、同相のコイルが複
数個ある場合も各コイルの端末を所定の端子板の挿通孔
に挿通して半田付けあるいはかしめにより簡単かつ確実
に接続できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

この無刷子電動機は、永久磁石２及び位置検知用磁石３
を設けた回転子１、コイル５ａ乃至５ｆを巻回した固定
子４、ハウジング６、ブラケット７、磁気感応素子１５
、そして図外駆動回路を主要構成部材とする。

回転＋１は、回転子軸１ａに、磁性ヨーク１ｂが圧入さ
れ、磁性ヨーク１ｂの外周にセグメントされた複数（例
えば４個）の永久磁石２が設けられる。

この永久磁石２の保持をより強固にするため、磁性ヨー
ク１ｂの外周面から先端を幅広にした保持突起を突設し
てこれによって形成されるスペースに永久磁石２を装着
し、さらに軸方向の両側に支持側板１ｃを配して熱硬化
性樹脂１ｄにより型造する。

これにより熱硬化性樹脂１ｄが、磁性ヨーク１ｂの貫通
孔１ｅや永久磁石２と保持突起間の間隙に充填され、永
久磁石２は強固に保持される。このようにして設けられ
た永久磁石２は、周方向に交互に異極が位置する。

位置検知用磁石３は、永久磁石２とは離れた回転子軸１
ａの一方側端部に設けられる。この位置検知用磁石３は
、リング板状をなしており、支持用円板３ａに接着され
、支持用円板３ａは回転子軸１ａに固着されている。ま
た永久磁石２と同様、周方向に交互に異極が位置する。

固定子４は、磁性薄板を打抜き積層されてなるもので、
回転子１の外周を円筒状に囲むとともに、永久磁石２の
外周面に向けて複数（本実施例では６個）の磁極子４ａ
乃至４ｆを突出させている。従ってこの電動機は、３相
励磁であって同相の磁極子が２個ずつ存在する。この磁
極子４ａ乃至４ｆは、磁極となる先端部分が幅広になっ
ている。そして、各位極子４ａ乃至４ｆの先端部分を除
く周囲に、絶縁部材を介してコイル５ａ乃至５ｆが巻回
される。

各コイル５ａ乃至５ｆは、直径が１．２ｍｍ程度の太い
素線で巻回され、その一端（例えば巻始め側）　５ａＳ
乃至５ｆｓと他端（例えば巻終わり側）　５ａｅ乃至５
ｆｅの計１２個の端末は軸線に対し平行な直線状でもっ
て固定子４の端面から突出している。この６個のコイル
も、同相のものが２個ずつ存在する。

ハウジング６は、略有底円筒状をなし、その底部中央に
軸受６ｂを有する軸受台６ｃを設けている。

その内周面には、圧入用突部６ｄ、位置決め部６ｅ、抜
は止め部６ｆ等が形成してあり、これらにより固定子４
が圧入固着される。

ブラケット７は、ブラケット本体８と厚さ０．５ｍ−程
度の銅のような導電材料製の多数の端子板９゜１０．１
１　とから構成される。

ブラケット本体８は、ナイロン６６のような熱可塑性樹
脂にて鍔付き円筒状に形成される。詳しくは、鍔部８ａ
は、ハウジング６の開口を塞ぐ程度の外径を有し、コイ
ル５ａ乃至５ｆの各端末が挿通ずる略等間隔のＵ溝８ｂ
、８ｂ、−・−と、端面から突出する突起８ｃ　＋　８
ｃ　＋−・−が設けである。円筒部８ｄは、コイル５ａ
乃至５ｆの各端末が突出するのを妨害しない程度の外径
を有し、その外周面には後述する端子板を所定位置に取
着するために、軸方向に４列の周溝Ｓ１、Ｓ２．Ｓ３．
Ｓ４が設けである。この周溝Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４は
サイドコア形式の金型による型造、あるいは切削により
形成する。また円筒部８ｄの内方中間部には、中心孔付
きの仕切り壁８ｅが設けてあり、これによって形成され
る内方スペースに軸受６ｂを有する軸受台６ｃが、外方
スペースに位置検知用磁石３や後述する磁気感応素子が
収容される。

１２はブラケット板で、ブラケット本体８を補強するた
め、その鰐部８ａの外径と略同径に金属板を打ち抜いて
形成される。これにも、ブラケット本体８のＵ溝８ｂ、
８ｂ、−と突起３ｃ、　８ｃ＋”−に対応したＵ溝１２
ｂ、　１２ｂ、−と孔１２ｃ、　１２ｃ、−及び中心孔
１２ａが設けである。この実施例では、中心孔１２ａに
軸受台６ｃが、孔１２ｃ、　１２ｃ、−・・に突起８ｃ
　＋　８ｃ　＋−が、ハウジング６の開口に外径部分が
、それぞれかしめ固定されている。

複数（本実施例では３個）の第１端子板９は、円弧状の
基部９ａと、その中間部から外方に突出する端子部９ｂ
とを有し、端子部９ｂにはコイル５ａ乃至５ｆの一端（
例えば巻始め側）　５ａｓ乃至５ｆｓが挿通し得る挿通
孔９ｃ　（実施例ではＵ溝）が形成されている。この基
部９ａの周方間中は、中心角約３０°程度とする。

１個の第２端子ＦｉｌＯは、円弧状の基部１０ａと、外
方に突出する３個の端子部１０ｂ、　１０ｂ、　１０ｂ
とを有し、各端子部１０ｂにはコイル５ａ乃至５ｆの他
端（例えば巻終り側）　５ａｅ乃至５ｆｅのうちの各相
銀、すなわち３個が挿通し得る挿通孔１０ｃ（実施例で
はＵ溝）が形成されている。この端子部１０ｂ、１０ｂ
、　１０ｂの相互間隔は中心角約６０”程度とし、従っ
て基部１０ａの周方間中は、中心角約１２０°よりやや
大きくする。

複数（本実施例では３個）の第３端子板１１は、円弧状
の基部１１ａと、外方に突出する２個の端子部１１ｂと
を有し、端子部１１ｂにはコイル５ａ乃至５ｆの他端（
例えば巻終り側）　５ａｅ乃至５ｆｅあるいは一端（例
えば巻始め側）　５ａｓ乃至５ｆｓが挿通し得る挿通孔
１１ｃ（実施例ではＵ溝）が形成されている。この端子
部１１ｂ、　ｌｌｂの相互間隔は中心角約３０°程度と
し、従って基部１１ａの周方間中は、中心角約１２０°
よりやや大きくする。

これら多数の端子板を取着するブラケット本体８の４列
の周溝Ｓ１．Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４は、次のように設定され
る。最外方の周溝Ｓ１は、３個の第１端子板９を取着す
るための周方向長さを有し、その挿通孔９ｃが６０°間
隔で位置するよう２個の小さい仕切りを有する。

第２列の周溝３２は、１個の第３端子板１１のみを取着
するための周方向長さを有し、この第３端子板１１は、
同相の渡り線であるので、第１端子板９の挿通孔９ｃに
対し、６０’ずれて挿通孔１１ｃが位置するよう設定す
る。

第３列の周溝３３は、これも１個の第３端子板１１のみ
を取着するための周方向長さを有する。この第３端子板
１１は、第２列の周溝８２に取着したものとは異なる同
相の渡り線であるので、第２列の第３端子板１１とは周
方向に６０°ずれて位置するよう設定する。

第４列の周溝３４は、残りの１個の第３端子板Ｉｌと１
個の第２端子板１０を取着するための周方向長さを有す
る。この第３端子板１１は、第３列のものとは周方向に
６０°ずれて位置し、第２端子板１０は、コイル５ａ乃
至５ｆの他端（例えば巻終り側）　５ａｅ乃至５ｆｅの
うちの各相の計３個が共通に接続できるようそれぞれ設
定する。

１３は端子板押さえで、プラスチック材により、内径が
ブラケット本体８の円筒部８ｄの外径と同径である円筒
形櫛歯状に形成されている。これは、各端子板の取着状
態をより確実にするためのものであり、各端子板の巾よ
り若干大きい隙間が形成されるよう１２個の櫛歯１３ａ
を有している。この端子板押さえ１３は、各端子板を所
定の周溝Ｓｌ　、　Ｓ２．　Ｓ３、Ｓ４に取着した後、
円筒部８ｄの外周に圧入する。

各コイル５ａ乃至５ｆの一端（例えば巻始め側）　５ａ
Ｓ乃至５ｆｓ及び他端（例えば巻終り側）　５ａｅ乃至
５ｆｅは、所定の各端子の挿通孔に挿通し、長過ぎるも
のは適宜切断して半田付けあるいはかしめにより接続固
定する。そして３個の第１端子板９に、図外駆動回路に
つながるリード線１４を半田付は等により接続する。

磁気感応素子１５は、例えばホール素子が用いられ、位
置検知用磁石３の外周面に対面するよう取り付は板１５
ａに設けられる。これは、位置検知用磁石３のＮ極に対
面したとき、これを検知してその信号をリード線１５ｂ
を介して図外駆動回路に入力する。上記の取り付は板１
５ａは、略し字状をなしており、ブラケット本体８の取
着部８ｆにねし１６により螺着される。

かかる無刷子電動機は、磁気感応素子１５の検知信号が
駆動回路に入力され、それによって作動する駆動回路が
コイルへの通電を制御することにより、回転子１が回転
する。

なお、本実施例のように、同相のものが複数あるもので
ない場合、同相の渡り線である第３端子板が省略できる
。

〔発明の効果〕

請求項（１）記載の無刷子電動機は、各コイルの端末を
所定の端子板の挿通孔に挿通して半田付けあるいはかし
めにより簡単かつ確実に接続できるので、コイルの端末
処理の作業性と確実性が向上させられる。

請求項（２）記載の無刷子電動機は、同相のコイルが複
数個ある場合も、渡り線である第３端子板があることに
より、各コイルの端末を所定の端子板の挿通孔に挿通し
て半田付けあるいはかしめにより簡単かつ確実に接続で
きてコイルの端末処理の作業性と確実性が向上させられ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
、その要部分解図、 第３図は、コイルの端末を示す要部斜視図、第４図は、
各端子板の平面図であり、（ａ）は第１端子板、（ｂ）
は第２端子板、（ｃ）は第３端子板、 第５図は、ブラケットの周溝の説明図であり、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）はＬＡ横断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ横断
面図、（ｄ）はＣ−Ｃ横断面図、（ｅ）はＤ−Ｄ横断面
図、 第６図は、従来のコイルの端末を示す要部斜視図、第７
図は、別の従来のコイルの端末を示す要部斜視図である
。 １−回転子、１ａ−回転子軸、１ｂ−磁性ヨーク、２−
・永久磁石、３・・・位置検知用磁石、４−固定子、４
ａ乃至４ｆ−磁極子、 ５ａ乃至５ｆ−コイル、５ａｓ乃至５ｆｓ　−−−一端
、５ａｅ乃至５ｆｅ−他端、 ７−ブラケット、 ８−ブラケット本体、８ａ−鍔部、８ｂ−Ｕ溝、８ｄ−
円筒部、Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４−周溝、９−第１端子
板、９ａ−基部、９ｂ一端子部、９ｃ−挿通孔、 １〇−第２端子板、１０ａ−基部、ｌ０ｂ一端子部、１
０ｃ　−挿通孔、 １１−第３端子板、１ｌａ−基部、１１ｂ一端子部、１
１ｃ・−・挿通孔、 １４−　　リード線、 １５−磁気感応素子、１５ｂ−リード線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転子軸に、周方向に交互に異極が位置する永久
   磁石及び位置検知用磁石を設けた回転子と、回転子の外
   周を円筒状に囲むとともに、永久磁石の外周面に向けて
   複数の磁極子を突出させ、各磁極子の周囲にコイルを巻
   回した固定子と、略有底円筒状をなし、その内周面に固
   定子を固着したハウジングと、永久磁石と位置検知用磁
   石との間に介在してハウジングの開口部に取着されるブ
   ラケットと、位置検知用磁石に対面するよう配設された
   磁気感応素子とを有し、磁気感応素子の検知信号を受け
   た駆動回路によりコイルへの通電が制御されて回転子が
   回転するものであって、各相に対応するコイルの一端が
   駆動回路に接続され、各相に対応するコイルの他端が共
   通に接続されている無刷子電動機において、 前記ブラケットは、絶縁材料にて鍔付き円筒状をなすブ
   ラケット本体と、各コイルの端末が挿通し得る挿通孔を
   有してブラケット本体の外周面に取着される多数の端子
   板より構成され、その端子板はコイルの一端を接続する
   複数の第１端子板と、コイルの他端を共通に接続する１
   個の第２端子板よりなることを特徴とする無刷子電動機
   。
2. （２）請求項（１）記載のものに、同相のコイルの渡り
   線となる第３端子板を付加したことを特徴とする無刷子
   電動機。