同期モータ
【課題】
モータ駆動時に発生する輻射熱を遮断することで、回路基板や素子の温度上昇を防ぎ、また、従来方法より簡易な取り付けを可能とする電動機の搭載素子の保護機構を提供する。
【解決手段】
モータに搭載している回路基板の熱照射側を覆うように、端部を基板に固定するための挟持部を設けた一体成形保護カバーを搭載する。高温あるいは局所的な熱から保護する際には、保護カバーに凹部を設け、空気層とするか、断熱性の高い物質を前記凹部に設けることで、断熱性を向上させる。
モータ駆動時に発生する輻射熱を遮断することで、回路基板や素子の温度上昇を防ぎ、また、従来方法より簡易な取り付けを可能とする電動機の搭載素子の保護機構を提供する。
【解決手段】
モータに搭載している回路基板の熱照射側を覆うように、端部を基板に固定するための挟持部を設けた一体成形保護カバーを搭載する。高温あるいは局所的な熱から保護する際には、保護カバーに凹部を設け、空気層とするか、断熱性の高い物質を前記凹部に設けることで、断熱性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを制御するために必要な素子及び素子を搭載している回路基板の熱保護に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動を制御する素子と、モータの駆動温度を検出する素子と、前記制御素子と温度検出素子を保護するケースと、前記制御素子と温度検出素子とケースを搭載した基板を備えたモータは従来から知られている。（特許文献１、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平１０−２２９６６３
【特許文献２】特開２００３−３１９６１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記モータにおいて、基板上に搭載されたホールＩＣなどの磁気位置検出素子や、サーマルプロテクターなどの駆動温度検出素子は、モータ本体の状況を検出しやすいように、モータ本体に近傍するように備えられている。
【０００４】
そのため、前記素子は、モータの駆動により発生するモータ本体からの輻射熱を受けやすくなり、素子の誤動作あるいは破損の原因になるという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、素子ごとに断熱性の材質のケースを設け、モータ本体の輻射熱から素子を保護している。
【０００６】
従来、前記ケースは素子単体毎に設けられており、ケースの大きさは素子に合わせた小さなものである。また、ケースを基板上に固定するために、抜け止め孔を基板上に設け、かつ、抜け止め孔に嵌合させるための突起を設けたケースにしなければならない。
【０００７】
前記回路基板の抜け止め孔を設計する作業は、工程作業を増やし、基板のパターン設計が複雑なものになる。また、ケースが素子の大きさに合わせた小型なものであるため、抜け止め孔と嵌合するケースの作成に時間がかかりコストアップになる。また、高い精度が要求されるようになる。
【０００８】
前記ケースの場合、小型により壁の厚さが薄いため、急速にモータ本体及び周辺環境の温度が上がった際には、断熱性としては不十分である。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、回路素子の保護ホルダーの簡易な取り付け方法を提供し、かつ、より断熱性を持たせるものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に関する発明は、略Ｕ字形の形状をしており積層されている固定子コア８と、この固定子コア８に装着された巻線コイル９と、この固定子コア８の内側に配された回転子１２と、この回転子１２を固定子コア８に回転自在に枢支する軸受と、モータを駆動するための制御を行う制御素子６を装着した回路基板３とからなる同期モータにおいて、回路基板３に装着された位置検出素子４と熱検知素子５の保持、及び、制御素子６と回路基板３の熱保護を行うための保護カバー２を一体成形し、回路基板３と固定子コア８との間に設けたことを特徴とする同期モータを提供するものである。
【００１１】
請求項２に関する発明は、
発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバー２とが接触あるいは近接する部分に凹部１１を設けて、空気の層を作ったことを特徴とする請求項１記載の同期モータを提供するものである。
【００１２】
請求項３に関する発明は、
前記発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバー２とが接触あるいは近接する部分に凹部１１を設けて、前記凹部１１に断熱性の高い物質を設けたことを特徴とする請求項１記載の同期モータを提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項1に関する発明のモータにおいて、図１のように一体成形された保護カバー２が複数の素子を覆うことによって、素子ごとにカバーを形成する必要がなくなる。
【００１４】
また、従来技術のように基板の抜け止め孔にケースを嵌合するのでなく、基板の端から挟み込む形にすることで、基板への挿入が簡易になり、工程時間の短縮に繋がる。
【００１５】
また、基板の形から挟み込みの位置を考えればよいだけであるため、基板上に抜け止め孔を設ける回路パターンを設計する必要がなくなり、基板設計のレイアウトの自由度が上がる。
【００１６】
保護カバー２で基板を覆うことで、基板へのモータからの輻射熱を遮断することができるため、基板の温度上昇を抑えることができる。基板の温度上昇の抑制は、搭載してある素子の温度上昇も抑えることができる。
【００１７】
請求項２に関する発明において、特に発熱性の高い素子の場合、保護カバー２上に凹部１１をもうけることで、素子との間に空気層を設け、より断熱性の高いものとすることができる。
【００１８】
請求項３に関する発明において、前記凹部１１に断熱性の高い材質を設けることで、請求項２以上の断熱性を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図６に基づいて説明する。
【００２０】
（１）モータ全体の構造
図１、図２に基づいて、本発明のカバーを搭載したモータ全体の構造について説明する。
【００２１】
図１より、モータ１は複数枚の鋼板を積層した固定子コア８と、このコア８に嵌合したスプール７にて仕切られた間に、コイル９が巻装されている。スプール７の片先端には回路基板搭載用の突起が設けられ、一方、基板３に切欠き部１４を設けて、この突起を切欠き部１４に嵌合することで、モータに基板３を固定している。
【００２２】
図２より、固定子コア８は略Ｕ字形状の抜板が積層されており、Ｕ字形抜板の両側のコア部には、巻線が巻き回されたスプール７が設けられている。Ｕ字上側には回転子１２が、コア８の内側に設けられている。回転子１２はＮ極とＳ極の２極の永久磁石にて構成されている。
【００２３】
図１より、基板３には、モータの駆動状況を検出する位置検出素子４と、モータの駆動温度を検知する温度検知素子５と制御素子６を搭載している。位置検出素子４は回転子１２に近傍して、温度検知素子５は巻線コイル９に近傍して設けられている。また、制御素子６は位置検出素子４とは反対の面に搭載している。
【００２４】
保護カバー２は、基板３のモータ本体側に密着するように設けており、基板３及び制御素子６がモータ本体１からの輻射熱を直接受けるのを防ぎ、急激かつ局部的な温度上昇を抑えている。
【００２５】
（２）保護カバーの構造
図１、図３、図４、図５に基づいて、本発明のケースの構造について説明する。
【００２６】
図３により、保護カバー２の端部に基板３を挟んで固定する挟持部１２が形成されており、基板３の端をこの挟持部１３及び保護カバー２で挟みこんで固定している。図３ではコの字状の形状になっているが、基板３を挟み込んで固定できるようなものであれば、他の形状でも良い。
【００２７】
図５のように、基板３の端に係合溝１５を設け、カバー２の挟持部１３には係合用の突起１６を設け、係合溝１５の段差と突起１６が係合することで、モータ駆動時の振動に対する耐久性を更に上げることが出来る。
【００２８】
図１より、位置検出素子４や温度検知素子５のようなモータ本体１に向かって突出した素子がある場合、保護カバー２に素子収納凹部１０を個別に設ける。前記凹部１０は素子が収納しやすいように大きめに作成しても良い。
【００２９】
基板３に保護カバー２を装着する際、素子を素子収納用凹部１０に収納しながら、基板３とカバー２の両方から圧力を掛けることで基板端にカバーの突起を係合させることができ、簡易な方法で済ませることが出来る。
【００３０】
図４より、保護カバー２は、基板全体を覆うような形でも良いが、発熱性の高い素子や耐熱性の弱い素子を搭載している箇所を部分的に保護する形のものでよい。この形状時では、材料の使用量を減らすことができ、コストダウンになる。
【００３１】
本発明の保護カバー２の材質は合成樹脂材料を用いているが、断熱性及び絶縁性のあるものであれば、ゴム系やセラミック系、その他の材質でも構わない。
【００３２】
搭載している素子が発熱性の高い抵抗素子６などの場合、図６のように、素子の搭載位置に対応するようにカバー２に凹部１１を設けることにより、カバー２と基板３の間に空気層を設けて、さらに断熱性をあげることができる。
【００３３】
耐熱性のある発泡スチロール等を前記凹部１１に設けることで、保護カバー、断熱材、空気の３層構造になり、さらに断熱性が向上する。
【００３４】
カバー２に前記凹部１１を設ける際、カバーの厚みを保つために、カバーのモータ本体側が突出する形状になる。
【００３５】
カバー２に前記凹部１１を設ける際、素子１つ１つに設けるのではなく、複数の素子をひとまとまりとして凹部を設けていく。
【００３６】
（３）動作状態
前記構成のモータ１を駆動させると、モータ本体から輻射熱が発生する。保護カバー２を設けることにより、この輻射熱は、回路基板３に直接当たらず、この保護カバー２により熱が遮断される。
【００３７】
局所的に高温の熱が発生した場合、その場所に断熱層１７を設けていればカバー、断熱材、空気とで熱が遮断され、保護対象素子６は動作可能温度を保つことが出来る。
【００３８】
（４）変更例
上記実施形態のモータとして、同期モータを例に取ってみたが、他種のモータでも回路素子の熱保護が必要な場面では、上記のような保護カバーを基板の形状に合わせて搭載してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、モータに搭載している素子を輻射熱から保護する上で信頼性の高いものである。また、回路基板への取り付けが簡易なため、作業工程の簡便性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のモータの側面図である。
【図２】本発明のモータの正面図である。
【図３】本発明のモータの平面図である。
【図４】本発明カバーを搭載する基板のモータ本体側面図である。
【図５】本発明カバーの基板に係合溝を設けた時の側面図である。
【図６】本発明カバーの基板との接触面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ モータ本体
２ 保護カバー
３ 回路基板
４ 位置検出素子
５ 温度検知素子
６ 制御素子
７ スプール
８ 固定子コア
９ 巻線コイル
１０ 素子収納凹部
１１ 凹部
１２ 回転子
１３ 挟持部
１４ 切欠き部
１５ 係合溝
１６ 係合用突起
１７ 空気層あるいは断熱層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを制御するために必要な素子及び素子を搭載している回路基板の熱保護に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動を制御する素子と、モータの駆動温度を検出する素子と、前記制御素子と温度検出素子を保護するケースと、前記制御素子と温度検出素子とケースを搭載した基板を備えたモータは従来から知られている。（特許文献１、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平１０−２２９６６３
【特許文献２】特開２００３−３１９６１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記モータにおいて、基板上に搭載されたホールＩＣなどの磁気位置検出素子や、サーマルプロテクターなどの駆動温度検出素子は、モータ本体の状況を検出しやすいように、モータ本体に近傍するように備えられている。
【０００４】
そのため、前記素子は、モータの駆動により発生するモータ本体からの輻射熱を受けやすくなり、素子の誤動作あるいは破損の原因になるという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、素子ごとに断熱性の材質のケースを設け、モータ本体の輻射熱から素子を保護している。
【０００６】
従来、前記ケースは素子単体毎に設けられており、ケースの大きさは素子に合わせた小さなものである。また、ケースを基板上に固定するために、抜け止め孔を基板上に設け、かつ、抜け止め孔に嵌合させるための突起を設けたケースにしなければならない。
【０００７】
前記回路基板の抜け止め孔を設計する作業は、工程作業を増やし、基板のパターン設計が複雑なものになる。また、ケースが素子の大きさに合わせた小型なものであるため、抜け止め孔と嵌合するケースの作成に時間がかかりコストアップになる。また、高い精度が要求されるようになる。
【０００８】
前記ケースの場合、小型により壁の厚さが薄いため、急速にモータ本体及び周辺環境の温度が上がった際には、断熱性としては不十分である。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、回路素子の保護ホルダーの簡易な取り付け方法を提供し、かつ、より断熱性を持たせるものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に関する発明は、略Ｕ字形の形状をしており積層されている固定子コア８と、この固定子コア８に装着された巻線コイル９と、この固定子コア８の内側に配された回転子１２と、この回転子１２を固定子コア８に回転自在に枢支する軸受と、モータを駆動するための制御を行う制御素子６を装着した回路基板３とからなる同期モータにおいて、回路基板３に装着された位置検出素子４と熱検知素子５の保持、及び、制御素子６と回路基板３の熱保護を行うための保護カバー２を一体成形し、回路基板３と固定子コア８との間に設けたことを特徴とする同期モータを提供するものである。
【００１１】
請求項２に関する発明は、
発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバー２とが接触あるいは近接する部分に凹部１１を設けて、空気の層を作ったことを特徴とする請求項１記載の同期モータを提供するものである。
【００１２】
請求項３に関する発明は、
前記発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバー２とが接触あるいは近接する部分に凹部１１を設けて、前記凹部１１に断熱性の高い物質を設けたことを特徴とする請求項１記載の同期モータを提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項1に関する発明のモータにおいて、図１のように一体成形された保護カバー２が複数の素子を覆うことによって、素子ごとにカバーを形成する必要がなくなる。
【００１４】
また、従来技術のように基板の抜け止め孔にケースを嵌合するのでなく、基板の端から挟み込む形にすることで、基板への挿入が簡易になり、工程時間の短縮に繋がる。
【００１５】
また、基板の形から挟み込みの位置を考えればよいだけであるため、基板上に抜け止め孔を設ける回路パターンを設計する必要がなくなり、基板設計のレイアウトの自由度が上がる。
【００１６】
保護カバー２で基板を覆うことで、基板へのモータからの輻射熱を遮断することができるため、基板の温度上昇を抑えることができる。基板の温度上昇の抑制は、搭載してある素子の温度上昇も抑えることができる。
【００１７】
請求項２に関する発明において、特に発熱性の高い素子の場合、保護カバー２上に凹部１１をもうけることで、素子との間に空気層を設け、より断熱性の高いものとすることができる。
【００１８】
請求項３に関する発明において、前記凹部１１に断熱性の高い材質を設けることで、請求項２以上の断熱性を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図６に基づいて説明する。
【００２０】
（１）モータ全体の構造
図１、図２に基づいて、本発明のカバーを搭載したモータ全体の構造について説明する。
【００２１】
図１より、モータ１は複数枚の鋼板を積層した固定子コア８と、このコア８に嵌合したスプール７にて仕切られた間に、コイル９が巻装されている。スプール７の片先端には回路基板搭載用の突起が設けられ、一方、基板３に切欠き部１４を設けて、この突起を切欠き部１４に嵌合することで、モータに基板３を固定している。
【００２２】
図２より、固定子コア８は略Ｕ字形状の抜板が積層されており、Ｕ字形抜板の両側のコア部には、巻線が巻き回されたスプール７が設けられている。Ｕ字上側には回転子１２が、コア８の内側に設けられている。回転子１２はＮ極とＳ極の２極の永久磁石にて構成されている。
【００２３】
図１より、基板３には、モータの駆動状況を検出する位置検出素子４と、モータの駆動温度を検知する温度検知素子５と制御素子６を搭載している。位置検出素子４は回転子１２に近傍して、温度検知素子５は巻線コイル９に近傍して設けられている。また、制御素子６は位置検出素子４とは反対の面に搭載している。
【００２４】
保護カバー２は、基板３のモータ本体側に密着するように設けており、基板３及び制御素子６がモータ本体１からの輻射熱を直接受けるのを防ぎ、急激かつ局部的な温度上昇を抑えている。
【００２５】
（２）保護カバーの構造
図１、図３、図４、図５に基づいて、本発明のケースの構造について説明する。
【００２６】
図３により、保護カバー２の端部に基板３を挟んで固定する挟持部１２が形成されており、基板３の端をこの挟持部１３及び保護カバー２で挟みこんで固定している。図３ではコの字状の形状になっているが、基板３を挟み込んで固定できるようなものであれば、他の形状でも良い。
【００２７】
図５のように、基板３の端に係合溝１５を設け、カバー２の挟持部１３には係合用の突起１６を設け、係合溝１５の段差と突起１６が係合することで、モータ駆動時の振動に対する耐久性を更に上げることが出来る。
【００２８】
図１より、位置検出素子４や温度検知素子５のようなモータ本体１に向かって突出した素子がある場合、保護カバー２に素子収納凹部１０を個別に設ける。前記凹部１０は素子が収納しやすいように大きめに作成しても良い。
【００２９】
基板３に保護カバー２を装着する際、素子を素子収納用凹部１０に収納しながら、基板３とカバー２の両方から圧力を掛けることで基板端にカバーの突起を係合させることができ、簡易な方法で済ませることが出来る。
【００３０】
図４より、保護カバー２は、基板全体を覆うような形でも良いが、発熱性の高い素子や耐熱性の弱い素子を搭載している箇所を部分的に保護する形のものでよい。この形状時では、材料の使用量を減らすことができ、コストダウンになる。
【００３１】
本発明の保護カバー２の材質は合成樹脂材料を用いているが、断熱性及び絶縁性のあるものであれば、ゴム系やセラミック系、その他の材質でも構わない。
【００３２】
搭載している素子が発熱性の高い抵抗素子６などの場合、図６のように、素子の搭載位置に対応するようにカバー２に凹部１１を設けることにより、カバー２と基板３の間に空気層を設けて、さらに断熱性をあげることができる。
【００３３】
耐熱性のある発泡スチロール等を前記凹部１１に設けることで、保護カバー、断熱材、空気の３層構造になり、さらに断熱性が向上する。
【００３４】
カバー２に前記凹部１１を設ける際、カバーの厚みを保つために、カバーのモータ本体側が突出する形状になる。
【００３５】
カバー２に前記凹部１１を設ける際、素子１つ１つに設けるのではなく、複数の素子をひとまとまりとして凹部を設けていく。
【００３６】
（３）動作状態
前記構成のモータ１を駆動させると、モータ本体から輻射熱が発生する。保護カバー２を設けることにより、この輻射熱は、回路基板３に直接当たらず、この保護カバー２により熱が遮断される。
【００３７】
局所的に高温の熱が発生した場合、その場所に断熱層１７を設けていればカバー、断熱材、空気とで熱が遮断され、保護対象素子６は動作可能温度を保つことが出来る。
【００３８】
（４）変更例
上記実施形態のモータとして、同期モータを例に取ってみたが、他種のモータでも回路素子の熱保護が必要な場面では、上記のような保護カバーを基板の形状に合わせて搭載してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、モータに搭載している素子を輻射熱から保護する上で信頼性の高いものである。また、回路基板への取り付けが簡易なため、作業工程の簡便性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のモータの側面図である。
【図２】本発明のモータの正面図である。
【図３】本発明のモータの平面図である。
【図４】本発明カバーを搭載する基板のモータ本体側面図である。
【図５】本発明カバーの基板に係合溝を設けた時の側面図である。
【図６】本発明カバーの基板との接触面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ モータ本体
２ 保護カバー
３ 回路基板
４ 位置検出素子
５ 温度検知素子
６ 制御素子
７ スプール
８ 固定子コア
９ 巻線コイル
１０ 素子収納凹部
１１ 凹部
１２ 回転子
１３ 挟持部
１４ 切欠き部
１５ 係合溝
１６ 係合用突起
１７ 空気層あるいは断熱層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｕ字形の形状をしており積層されている固定子コアと、
この固定子コアに装着された巻線コイルと、
前記固定子コアの内側に配された回転子と、
この回転子を固定子コアに回転自在に枢支する軸受と、
モータを駆動するための制御を行う制御素子を装着した回路基板とからなる同期モータにおいて、
回路基板に装着された位置検出素子と熱検知素子の保持、及び、制御素子と回路基板の熱保護を行うための保護カバーを一体成形し、回路基板と固定子コアとの間に設けたことを特徴とする同期モータ。
【請求項２】
発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバーとが、接触あるいは近接する部分に凹部を設けて、空気の層を作ったことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
【請求項３】
前記発熱素子を搭載した部分の基板裏面と、前記保護カバーとが、接触あるいは近接する部分に凹部を設けて、前記凹部に断熱性の高い物質を設けたことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
【請求項１】
略Ｕ字形の形状をしており積層されている固定子コアと、
この固定子コアに装着された巻線コイルと、
前記固定子コアの内側に配された回転子と、
この回転子を固定子コアに回転自在に枢支する軸受と、
モータを駆動するための制御を行う制御素子を装着した回路基板とからなる同期モータにおいて、
回路基板に装着された位置検出素子と熱検知素子の保持、及び、制御素子と回路基板の熱保護を行うための保護カバーを一体成形し、回路基板と固定子コアとの間に設けたことを特徴とする同期モータ。
【請求項２】
発熱素子を搭載した部分の回路基板裏面と、前記保護カバーとが、接触あるいは近接する部分に凹部を設けて、空気の層を作ったことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
【請求項３】
前記発熱素子を搭載した部分の基板裏面と、前記保護カバーとが、接触あるいは近接する部分に凹部を設けて、前記凹部に断熱性の高い物質を設けたことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２３８５５５（Ｐ２００６−２３８５５５Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４７０２６（Ｐ２００５−４７０２６）
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（３９８０６１８１０）日本電産シバウラ株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（３９８０６１８１０）日本電産シバウラ株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
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