JP5911756B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
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)。 Conventionally, a rotating electrical machine including a housing and a triangular prism-like circuit board housed in the housing is known (see, for example, Patent Document 1).
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。 Such a rotating electrical machine is required to be downsized while securing a mounting area of the circuit board.
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can be reduced in size while ensuring a mounting area of a circuit board.
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。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to claim 1 is a motor comprising a stator having a core around which a winding is wound, and a rotor having a rotor magnet disposed radially outside the core. And a plurality of bottom wall portions that are each perpendicular to the axial direction of the motor unit, are arranged on one side in the axial direction of the rotor magnet, and are arranged in the circumferential direction of the motor unit, and the motor unit A plurality of side walls extending in the axial direction and arranged in the circumferential direction of the motor unit and surrounding at least a part of the circumferential direction of the rotor , and electrically connected to a terminal portion of the winding is a circuit board, wherein the circuit board is a flexible substrate formed of a material having flexibility and elasticity, the plurality of side wall portions, adjacent is formed integrally with each other, wherein The plurality of bottom wall portions are formed integrally with each of the plurality of side wall portions, adjacent to each other are separated from each other, and are bent with respect to each of the plurality of side wall portions. A rotation detector that detects the rotational position of the rotor magnet is mounted on the bottom wall portion, and flows to the winding based on a detection signal from the rotation detector on any of the plurality of side wall portions. A control element for switching the current is mounted.
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。 According to this rotating electric machine, the circuit board has a bottom wall part perpendicular to the axial direction of the motor part and a side wall part bent with respect to the bottom wall part. It is possible to reduce the size while securing the area.
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。 Further , according to this rotating electrical machine, the bottom wall portion is disposed on one axial side of the rotor magnet, and the rotation detector is mounted on the bottom wall portion. Therefore, the rotational position of the rotor magnet can be accurately detected by this rotation detector. Further, since the control element is mounted on a side wall portion different from the bottom wall portion, a mounting space for the control element can be easily secured.
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。 Moreover, according to this rotating electrical machine , the plurality of side wall portions surround at least a part of the rotor in the circumferential direction. Therefore, the mounting area of the circuit board can be expanded while suppressing the expansion of the circuit board in the radial direction of the rotating electrical machine.
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。 Further , according to this rotating electrical machine, the bottom wall portion and the side wall portion are formed integrally with the circuit board, so that the number of components can be reduced. In addition, since the circuit board is flexible, the bottom wall part and the side wall part can be easily formed by bending a part of the flat circuit board.
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。 The rotating electrical machine according to claim 2 is the rotating electrical machine according to claim 1 , wherein one end of a coupling member extending along the axial direction of the motor unit is connected to the terminal portion of the winding, The other end is connected to a conductive portion formed on the bottom wall.
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。 According to this rotating electrical machine, the terminal portion of the winding and the conductive portion formed on the bottom wall portion are connected by the coupling member extending along the axial direction of the motor portion. Therefore, since the coupling member only needs to have a linear shape, the structure can be simplified and the rotating electrical machine can be further reduced in the radial direction.
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。 According to this rotating electrical machine, since the circuit board has elasticity, vibrations transmitted from the stator to the circuit board via the coupling member can be absorbed by the circuit board.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
As shown in FIG. 1, a rotating
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Each
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。
The plurality of
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。
The
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。
The plurality of
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。
A plurality of circuit elements are mounted on each of the
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。
Note that only the
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。
As shown in FIG. 1, one end of a
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。 Next, the operation and effect of one embodiment of the present invention will be described.
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。
As described above in detail, according to the rotating
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。
That is, circuit elements (such as the
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。
The plurality of
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。
In particular, since the
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。
In addition, the
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。
Further, the terminal portion of the winding 28 and the
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。
Furthermore, since the
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。
Further, since the plurality of
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。
Moreover, since the
次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of one embodiment of the present invention will be described.
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。
In the above embodiment, the plurality of
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。
Further, although the plurality of
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。
In addition, the plurality of
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。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and other various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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。 A motor unit comprising a stator having a core around which windings are wound, and a rotor having a rotor magnet disposed radially outside the core ;
A plurality of bottom wall portions that are each perpendicular to the axial direction of the motor unit, are arranged on one side in the axial direction of the rotor magnet, and are arranged in the circumferential direction of the motor unit, and in the axial direction of the motor unit A plurality of side wall portions extending along the circumferential direction of the motor portion and surrounding at least a part of the circumferential direction of the rotor , and electrically connected to a terminal portion of the winding. A substrate,
Equipped with a,
The circuit board is a flexible board formed of a material having flexibility and elasticity,
The plurality of side wall portions are formed integrally with each other adjacent to each other,
The plurality of bottom wall portions are integrally formed with each of the plurality of side wall portions, and adjacent to each other are separated from each other, and are bent with respect to each of the plurality of side wall portions,
Each of the plurality of bottom walls is provided with a rotation detector for detecting a rotation position of the rotor magnet,
A control element that switches a current flowing through the winding based on a detection signal from the rotation detector is mounted on any of the plurality of side walls.
Rotating electric machine.
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。 One end of a coupling member extending along the axial direction of the motor unit is connected to the end of the winding,
The other end of the coupling member is connected to a conductive portion formed on the bottom wall.
The rotating electrical machine according to claim 1 .
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