JPH1056765A - 直流ブラシレス電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直流ブラシレス電動機の電機子コイルの端末部
とプリント基板の端末処理用ランドとの接続を確実に行
わせる。 【解決手段】プリント基板８に設けるガイドスロット１
４を、基板の軸貫通孔８ａの内周部に一端が開口した導
入部１４ａとこの導入部の他端から直角に折れ曲って伸
びる位置決め部１４ｂとを有するＬ字形の形状に形成
し、位置決め部１４ｂに相対する位置に位置決め孔１５
を形成する。電機子コイルの端末部１１n1〜１１n3及び
１１ｕ〜１１ｗのそれぞれを対応するガイドスロットの
位置決め部１４ｂ内を通して基板の裏面側に導出した
後、端末処理用ランド１２n1〜１２n3及び１３ｕ〜１３
ｗに沿うように折り曲げ、それぞれの端末部の先端を対
応する位置決め孔１５内に挿入した状態で対応する端末
処理用ランドに半田付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステータの軸線方
向の一端側に設けたプリント基板にロータの回転角度位
置を検出する位置センサを取り付けた直流ブラシレス電
動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータの回転角度位置を検出して電子ス
イッチ回路によりステータの電機子コイルへの通電電流
を制御するようにした直流ブラシレス電動機では、一般
にステータ鉄心の歯部に巻回されて星形結線または環状
結線されたｎ相（ｎは３以上の整数）の電機子コイルを
有するステータと、磁石界磁を有するロータと、該ロー
タの回転軸を貫通させるための軸貫通孔を有してステー
タの軸線方向の一端側に表面を該ステータ側に向けた状
態で取付けられたプリント基板と、このプリント基板の
表面に取付けられてロータの回転角度位置を検出する位
置センサとを備えている。プリント基板の裏面には電機
子コイルの所定の端末に対応する端末処理用ランドが複
数個設けられていて、電機子コイルの端末部がプリント
基板の裏面側に導かれて対応する端末処理用ランドに半
田付けされている。

【０００３】図５（Ａ），（Ｂ）は、３相星形結線され
た電機子コイルを備えた従来の直流ブラシレス電動機の
電機子コイルの端末部とプリント基板の端末処理用ラン
ドとの接続部の構造の一例を示したものである。これら
の図において、１１n1，１１n2及び１１n3は電機子コイ
ルを構成する３相のコイルの中性点側の端末部、また１
１ｕ，１１ｖ及び１１ｗは電機子コイルの３相のコイル
の非中性点側の端末部である。８は図示しないステータ
の軸線方向の一端側に配置されてステータにねじ止めさ
れたプリント基板で、このプリント基板の中央部には、
ロータの回転軸を貫通させるための軸貫通孔８ａが設け
られている。プリント基板の裏面（図の紙面の表側）に
は、電機子コイルの中性点側の端末部１１n1，１１n2及
び１１n3がそれぞれ半田付けされる中性点用の端末処理
用ランド１２n1，１２n2及び１２n3と、電機子コイルの
非中性点側の端末部１１ｕ，１１ｖ及び１１ｗがそれぞ
れ半田付けされる非中性点用の端末処理用ランド１３
ｕ，１３ｖ及び１３ｗが設けられている。中性点用の端
末処理用ランド１２n1，１２n2及び１２n3は連続した形
状に形成されている。なお、図５（Ａ）において、プリ
ントパターンの端末処理用ランド以外の部分は図示を省
略してある。プリント基板８にはまた、電機子コイルの
各端末部をぞれぞれ対応する端末処理用ランドに導くガ
イドスロット１４，１４，…が形成されている。各ガイ
ドスロット１４は、一端がプリント基板の軸貫通孔８ａ
の内周部に開口し、他端が対応する端末処理用ランドに
近接した位置に達するほぼＩ字形の形状に形成されてい
る。電機子コイルの端末部１１n1〜１１n3及び１１ｕ〜
１１ｗは、それぞれ端末処理用ランド１２n1ないし１２
n3及び１３ｕ〜１３ｗに対応するガイドスロット１４を
通してプリント基板８の表面側から裏面側に導出され
て、対応する端末処理用ランドに沿うように曲げられ
（図５Ｂ参照）、曲げられた各端末部が対応する端末処
理用ランドに半田付けされている。

【０００４】また図６は電機子コイルの端末部とプリン
ト基板の端末処理用ランドとの接続部の構造の他の例を
示したもので、この例では、ガイドスロット１４が、中
性点用の端末処理用ランド１２n1〜１２n3と非中性点用
の端末処理用ランド１３ｕ〜１３ｗとにそれぞれ対応し
てプリント基板の軸貫通孔８ａの周方向に延びる円弧状
の長孔１４ａと、該長孔の外周部から各端末処理用ラン
ドに近接した位置に向けてそれぞれ突出した溝部１４ｂ
とを有する形状に形成されていて、電機子コイルの各端
末部はガイドスロットの対応する溝部１４ｂを通してプ
リント基板８の裏面側に導出されて対応する端末処理用
ランドに半田付けされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の直流ブラシレス
電動機において、図５に示したように、電機子コイルの
端末部を、プリント基板の軸貫通孔８ａに一端が開口し
たほぼＩ字形のガイドスロット１４を通してプリント基
板の裏面側に導出するようにした場合には、電機子コイ
ルの端末部を折曲げた際に該コイルの線材のスプリング
バックによって図５（Ｂ）に鎖線で示したように端末部
がガイドスロットの開口部側に移動してしまい、該端末
部の折り曲げられた部分が対応する端末処理用ランドの
表面から大きく離れてしまう。そのため電機子コイルの
端末部の端末処理用ランドへの半田付けが不確実にな
り、信頼性が低下するという問題があった。

【０００６】また図６に示したように、ガイドスロット
１４を長孔１４ａと溝部１４ｂとにより形成した場合に
は、ガイドスロットが軸貫通孔８ａに開口していないの
で、スプリングバック作用による電機子コイルの端末部
の移動は制限されるが、この場合には、端末部を幅が狭
い長孔１４ａを通してプリント基板の裏面側に導出する
必要があるため、端末処理作業の作業性が悪くなるとい
う問題があった。

【０００７】本発明の目的は、電機子コイルの端末部を
ステータ側からプリント基板の裏面側に導出する作業の
作業性を損うことなく、しかも電機子コイルの端末部の
曲げられた部分が、線材のスプリングバックによって対
応する端末処理用ランドの表面から大きく離れることが
ないように位置決めできるようにして、端末処理用ラン
ドへの端末部の半田付けを確実に行うことができるよう
にした直流ブラシレス電動機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題を解決するため、プリント基板に、各端末処理用
ランド及び該ランドに接続される電機子コイルの端末部
にそれぞれ対応するガイドスロットと位置決め孔とを設
ける。

【０００９】ガイドスロットは、一端がプリント基板の
軸貫通孔の内周に開口し、他端が対応する端末処理用ラ
ンドに近接した位置に達する導入部と、該導入部の他端
から折れ曲って該導入部に対してほぼ直角な方向に伸び
る位置決め部とを有するほぼＬ字形の形状に形成する。

【００１０】また位置決め孔は、対応する端末処理用ラ
ンドを間にして対応するガイドスロットの位置決め部と
相対する位置に設ける。

【００１１】そして電機子コイルの端末部は、対応する
ガイドスロットの位置決め部内を通してプリント基板の
裏面側に導出して対応する端末処理用ランドに沿うよう
に曲げるとともに、その先端を対応する位置決め孔に挿
入した状態で対応する端末処理用ランドに半田付けす
る。

【００１２】上記のように構成すると、電機子コイルの
各端末部は、プリント基板の軸貫通孔を通してプリント
基板の裏面側に導いた後、対応するガイドスロットの導
入部の開口した一端側から該導入部に沿わせて位置決め
部まで移動させることにより該位置決め部に位置させる
ことができる。従って、電機子コイルの端末部をプリン
ト基板の裏面側に導く際に小さい孔を貫通させる必要が
なく、作業性を損うことがない。またガイドスロットの
位置決め部は導入部に対してほぼ直角な方向に伸びてお
り、かつ電機子コイルの端末部の先端が位置決め孔に挿
入された状態になっているので、半田付けする際に該端
末部がスプリングバックにより動いて対応する端末処理
用ランドの表面から大きく離れた状態になることがな
く、該端末部の対応する端末処理用ランドへの半田付け
を確実に行なうことができる。

【００１３】ガイドスロットの位置決め部は、折り曲げ
られた電機子コイルの端末部に当接して該端末部がスプ
リングバックにより軸貫通孔側に移動するのを妨げる機
能を有していればよい。従って、ガイドスロットの位置
決め部は、該ガイドスロットの導入部に対して厳密に直
角をなす方向に伸びている必要はなく、導入部に対して
９０度に近い角度（電機子コイルの端末部が位置決め部
に当接した際に該端末部が導入部側に滑らない程度の角
度）をなす方向に伸びていればよい。従って、本発明に
おいては、ガイドスロットの位置決め部が導入部に対し
てほぼ直角な方向に伸びるとしている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（Ａ），（Ｂ）は一例とし
て、３相（ｎ＝３）の電機子コイルを有するロータ外転
形直流ブラシレス電動機に本発明を適用した場合の該電
動機の構造例を示し、図２は該電動機の電気的な構成を
示している。

【００１５】これらの図において、１はほぼカップ状に
形成されたヨーク２の周壁部内周に２ｍ極（ｍは整数、
例えばｍ＝４のときは８極）の永久磁石からなる磁石界
磁３を固定したロータで、該ロータの底壁部の中央部に
は回転軸４の一端が固定されている。５はロータ１の内
側に配置されたステータである。６はステータ台で、ス
テータ台６にはステータ５が取り付けられるとともに、
軸受７，７を介して回転軸４が支持されている。８はス
テータ５の軸線方向の一端側に表面を該ステータ側に向
けた状態で配置されたプリント基板で、該プリント基板
は中央部にロータの回転軸４を貫通させる軸貫通孔８ａ
を有し、端部寄りの位置にワイヤハーネス１６を構成す
るリード線を挿入するためのスロット８ｂを有してい
る。プリント基板８は、ステータ５に固定されたプリン
ト基板取付け台９にねじ止めされている。

【００１６】ステータ５は、３ｍ極（例えばｍ＝４のと
きは１２極）の突極からなる歯部を有するステータ鉄心
１０と、該鉄心の各突極に集中巻きされたコイルの同位
相のコイルを直列に接続してＵ，Ｖ，Ｗ３相のコイルＬ
ｕ，Ｌｖ及びＬｗ（図２参照）を構成した電機子コイル
１１とからなっている。図示の例では、電機子コイル１
１の各相コイルの中性点側の端末部１１n1，１１n2及び
１１n3が共通に接続されて３相のコイルＬｕ〜Ｌｗが星
形結線されている。

【００１７】プリント基板８の表面（ステータ５側の
面）には、ロータ１の磁石界磁の極性を検知して該ロー
タの回転角度位置を検出する位置センサＨｕ，Ｈｖ及び
Ｈｗと、ロータ１の回転速度を検知するための回転速度
検出用センサＨｒとが取り付けられている。これらのセ
ンサは、例えばホールＩＣからなっている。

【００１８】プリント基板８の裏面には、電機子コイル
１１の各相のコイルの中性点側の端末部１１n1，１１n2
及び１１n3がそれぞれ半田付けされる中性点用の端末処
理用ランド１２n1，１２n2及び１２n3と、電機子コイル
１１の各相コイルの非中性点側の端末部１１ｕ，１１ｖ
及び１１ｗがそれぞれ半田付けされる非中性点用の端末
処理用ランド１３ｕ，１３ｖ及び１３ｗと、ワイヤハー
ネス１６を構成するリード線１６ａ〜１６ｉがそれぞれ
接続されるリード線接続用ランド１７ａ〜１７ｉと、非
中性点用の端末処理用ランド１３ｕ，１３ｖ及び１３ｗ
をそれぞれリード線接続用ランド１７ｂ〜１７ｄに接続
する導体パターン１８ｕ，１８ｖ，１８ｗと、センサＨ
ｕ，Ｈｖ，Ｈｗ及びＨｒをリード線接続用ランド１７ａ
及び１７ｅ〜１７ｉに接続する導体パターン１９とが設
けられている。

【００１９】ワイヤハーネス１６を構成するリード線１
６ａ〜１６ｉは、プリント基板８に設けられたスロット
８ｂを通してプリント基板の表面側に導かれ、リード線
１６ａ〜１６ｉのそれぞれの心線がプリント基板８に設
けられたスルーホールを通して該プリント基板の裏面側
のリード線接続用ランド１７ａ〜１７ｉに半田付けされ
ている。ワイヤハーネス１６は外部に導出されて、電動
機への通電を制御する図示しない制御回路に接続され
る。

【００２０】図３は、図１に示された電動機のプリント
基板８の部分のみを示したもので、この図においては、
本発明の要旨に直接関係がない導体パターンやランドの
図示が省略されている。また図４（Ａ）は、非中性点用
の端末処理用ランド１３ｕと電機子コイルの端末部１１
ｕとの接続部の構造を拡大して示し、図４（Ｂ）は同図
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示している。

【００２１】電機子コイルの各相のコイルの中性点側の
端末部１１n1，１１n2及び１１n3にそれぞれ対応する端
末処理用ランド１２n1，１２n2及び１２n3は、連結部１
２ａにより相互に接続され、また電機子コイルの各相の
コイルの非中性点側の端末部１１ｕ，１１ｖ及び１１ｗ
にそれぞれ対応する端末処理用ランド１３ｕ，１３ｖ及
び１３ｗは互いに独立して周方向に並べて配設されてい
る。

【００２２】プリント基板８にはまた、各端末処理用ラ
ンド及び該各端末処理用ランドに半田付けされる電機子
コイルの各相コイルの端末部に対応するガイドスロット
１４，１４，…と位置決め孔１５，１５，…とが形成さ
れている。各ガイドスロット１４は、図４（Ａ）に代表
して示したＵ相の端末処理用ランド１３ｕに対応するガ
イドスロットの構造に見られるように、一端がプリント
基板の軸貫通孔８ａの内周部に開口し、他端が対応する
端末処理用ランド（図４Ａでは１３ｕ）に近接した位置
に達する導入部１４ａと、該導入部１４ａの他端から折
れ曲って該導入部に対してほぼ直角な方向に伸びる位置
決め部１４ｂとを有するほぼＬ字形の形状に形成されて
いる。

【００２３】各位置決め孔１５は、それぞれ対応する端
末処理用ランド（図４Ａにおいては１３ｕ）を間にして
対応するカイドスロット１４の位置決め部１４ｂと相対
する位置に設けられていて、電機子コイルの端末部の先
端が挿入され得る程度の大きさに形成されている。

【００２４】ステータ鉄心１０（図１Ａ参照）に巻回さ
れた電機子コイル１１の３相コイルＬｕ〜Ｌｗの中性点
側の端末部１１n1，１１n2及び１１n3と、非中性点側の
端末部１１ｕ，１１ｖ及び１１ｗとは、プリント基板８
の表面側（ステータ側）から軸貫通孔８ａを通してプリ
ント基板８の裏側に導かれ、対応する端末処理用ランド
１２n1，１２n2及び１２n3と１３ｕ，１３ｖ及び１３ｗ
とのそれぞれのガイドスロットの導入部１４ａを経て位
置決め部１４ｂ，１４ｂ，…内に導入される。その後、
図４（Ｂ）に示したように、各端末部（図４Ｂにおいて
は１１ｕ）が対応する端末処理用ランド（図４Ｂの例で
は１３ｕ）の表面に沿うように曲げられるとともに、該
端末部の先端が対応する位置決め孔１５に挿入されて位
置決めされる。この状態で各端末部が対応する端末処理
用ランドに半田付けされる。

【００２５】なお、各部の半田付けを自動半田付け装置
により行う場合には、ステータ５をステータ台６に圧入
固定する前に、該ステータにプリント基板８をねじ止め
して、電機子コイルの各端末部を上記のように位置決め
した状態で、プリント基板８の裏面側を半田浴に浸漬し
て半田付けを行う。

【００２６】上記のように、電機子コイルの各相コイル
の各端末部をガイドスロット１４の導入部１４ａに対し
て直角な方向に伸びる位置決め部１４ｂ内に位置させる
とともに、各端末部の先端を位置決め部１４ｂと相対す
る位置に設けられた位置決め孔１５内に挿入するように
しておくと、各端末部が線材のスプリングバックにより
対応する端末処理用ランドの表面から大きく離れること
がないため、半田付けを確実に行うことができる。

【００２７】上記の実施例では、ロータがステータの外
側に配置されるロータ外転形の直流ブラシレス電動機を
例にとったが、ロータがステータの内側に配置されるロ
ータ内転形の直流ブラシレス電動機にも本発明を適用す
ることができるのはもちろんである。

【００２８】上記の例では、電機子コイル１１が３ｍ極
（ｍは整数、上記の例では例えばｍ＝４）の突極形ステ
ータ鉄心に巻回されて星形結線される３相の電機子コイ
ルであったが、電機子コイルが一般にｎｍ極（ｎは３以
上の整数）の突極形ステータ鉄心に集中巻きされて星形
結線されるｎ相の電機子コイルである場合にも本発明を
適用することができる。

【００２９】上記の例では、電機子コイル１１が突極形
のステータ鉄心に集中巻きされているが、電機子コイル
がステータ鉄心に分布巻きされて星形結線されるｎ相の
電機子コイルが用いられる場合にも本発明を適用するこ
とができる。

【００３０】また、上記の例では、電機子コイル１１が
３相星形結線されていたが、一般にｎ相の電機子コイル
が環状結線される場合にも本発明を適用することができ
る。この場合には、プリント基板には電機子コイルの所
定の端末部に対応して互いに独立したｎ個の端末処理用
ランドを設ける。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電機子
コイルの端末部をプリント基板の裏面側に導くために該
基板に設けるガイドスロットを、プリント基板の軸貫通
孔に一端が開口した導入部と該導入部の他端側から該導
入部とほぼ直角な方向に伸びる位置決め部とを有するほ
ぼＬ字形の形状に形成するとともに、ガイドスロットの
位置決め部に相対する位置に位置決め孔を設けて、ガイ
ドスロットの位置決め部内を通した電機子コイルの各端
末部を対応する端末処理用ランドに沿うように折り曲げ
てその先端を位置決め孔に挿入した状態で、各端末部と
端末処理用ランドとの半田付けを行うようにしたので、
電機子コイルの端末部の位置決めと端末処理用ランドへ
の半田付けとを確実に行うことができ、端末部の接続の
作業性を損うことなく直流ブラシレス電動機の信頼性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるブラシレス直流電動機の構成例
を示したもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の
Ａ−Ａ線断面図である。

【図２】図１の電動機の電気的構成を示した回路図であ
る。

【図３】図１の電動機に用いられているプリント基板と
電機子コイルの端末部との接続構造を、基板に設けられ
ている導電パターンの一部を省略して示した正面図であ
る。

【図４】（Ａ）は図３のＺ部の拡大図、（Ｂ）は（Ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】（Ａ）は従来の直流ブラシレス電動機の電機子
コイルの端末部をプリント基板の端末処理用ランドに接
続した状態を示した正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。

【図６】従来の他の直流ブラシレス電動機の電機子コイ
ルの端末部をプリント基板の端末処理用ランドに接続し
た状態を示した正面図である。

【符号の説明】

１ ロータ ３ 磁石界磁 ４ 回転軸 ５ ステータ ８ プリント基板 ８ａ 軸貫通孔 １０ ステータ鉄心 １１ 電機子コイル １１n1〜１１n3 中性点側端末部 １１ｕ〜１１ｗ 非中性点端末部 １２n1〜１２n3 中性点用端末処理用ランド １３ｕ〜１３ｗ 非中性点用端末処理用ランド １４，１４… ガイドスロット １４ａ 導入部 １４ｂ 位置決め部 １５，１５… 位置決め孔 １６ 出力リード線 Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ 位置センサ Ｈｒ 回転速度検出用センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ鉄心の歯部に電機子コイルを巻
   回してなるステータと、磁石界磁を有するロータと、前
   記ロータの回転軸を貫通させるための軸貫通孔を有して
   いて前記ステータの軸線方向の一端側に表面を該ステー
   タ側に向けた状態で取り付けられたプリント基板と、前
   記プリント基板の表面に取り付けられて前記ロータの回
   転角度位置を検出する位置センサとを備え、前記プリン
   ト基板の裏面には、前記電機子コイルの所定の端末部に
   対応する端末処理用ランドが複数個設けられていて、前
   記電機子コイルの端末部が前記プリント基板の裏面側に
   導かれて対応する端末処理用ランドに半田付けされてい
   る直流ブラシレス電動機において、 前記プリント基板は、各端末処理用ランド及び該ランド
   に接続される電機子コイルの端末部に対応するガイドス
   ロットと位置決め孔とを有し、 前記ガイドスロットは、一端が前記プリント基板の軸貫
   通孔の内周部に開口し、他端が対応する端末処理用ラン
   ドに近接した位置に達する導入部と、該導入部の他端か
   ら折れ曲って該導入部に対してほぼ直角な方向に伸びる
   位置決め部とを有するほぼＬ字形の形状に形成され、 前記位置決め孔は対応する端末処理用ランドを間にして
   対応するガイドスロットの位置決め部と相対する位置に
   設けられ、 前記電機子コイルの端末部は、対応するガイドスロット
   の位置決め部内を通してプリント基板の裏面側に導出さ
   れて対応する端末処理用ランドに沿うように曲げられる
   とともに、その先端が対応する位置決め孔に挿入された
   状態で対応する端末処理用ランドに半田付けされている
   ことを特徴とする直流ブラシレス電動機。