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Patent Searching and Data


Title:
MOTOR POSITIONING STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/150772
Kind Code:
A1
Abstract:
Positioning pins (28, 29) for positioning a circuit board (22) are arranged on a case (21) of a circuit body (2), and receiving holes (35, 36) for receiving the positioning pins (28, 29) are formed in a frame body (4) on the stator side of the motor body (2).

Inventors:
IKITAKE YOSHITAKA (JP)
UMEMOTO TOSHIYUKI (JP)
HATANO KENTA (JP)
MIYAKE TOSHIHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/001135
Publication Date:
December 17, 2009
Filing Date:
March 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
IKITAKE YOSHITAKA (JP)
UMEMOTO TOSHIYUKI (JP)
HATANO KENTA (JP)
MIYAKE TOSHIHIKO (JP)
International Classes:
H02K11/00; H02K29/08
Foreign References:
JP2004048904A2004-02-12
JP2000287408A2000-10-13
Attorney, Agent or Firm:
TAZAWA, Hideaki et al. (JP)
Hideaki Tazawa (JP)
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Claims:
 ステータのコイルを外部に接続するためのモータ端子を有するモータ本体と、前記モータ本体に電気信号を供給するための回路を搭載した回路基板を内包しかつコネクタ接続端子を有するケースを備えた回路本体とを組み合わせることより構成され、前記ステータ側に検出手段の一方の構成要素が設けられ、前記回路基板には前記検出手段の他方の構成要素として位置検出素子が設けられるモータの構造において、
 前記回路本体における前記ケースに前記回路基板を位置決めする複数の位置決めピンを設ける一方、前記モータ本体における前記ステータ側に前記位置決めピンを受ける受け穴を設けてなることを特徴とするモータ位置決め構造。
 前記位置決めピンの1つは他のものに比べて長さが長いロングピンであり、前記ロングピンを受ける前記受け穴は、前記ロングピンとのクリアランスが小さくなるように形成されており、前記位置決めピンのうち長さの短いショートピンを受ける受け穴は、前記ロングピンを中心とする回転を規制するように楕円形に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ位置決め構造。
Description:
モータ位置決め構造

 この発明は、ステータ等を備えるモータ 体と回路基板を備える回路本体とからなる ータにおける位置決め構造に関する。

 自動車には、排気エネルギーを有効利用 るためにターボ装置が設けられている。タ ボ装置は、排気によりターボチャージャを 動させるようになっているが、その排気の 量は弁により制御される。弁の開度はモー (アクチュエータ)により制御される。近年 環境対策として、ターボチャージャへの排 の量をより正確に制御することが求められ いる。そのため、弁を駆動するモータがよ 高精度に制御されることが求められている

 このような車載用のモータには、モータ シャフトの位置検出手段が設けられている 検出手段として、例えば、図5に示すように 、モータ101のモータ本体側に支持されている シャフト102側にセンサマグネット103を設け、 モータ101の回路本体側であるケース104に支持 された回路基板105に、センサマグネット103を 検出する検出用ホール素子106を設けた構造が 提案されている。これを更に説明すると、モ ータ101のステータ107に対し回転自在に支持さ れているシャフト102にマグネット支持部材108 が取り付けられ、このマグネット支持部材108 の表面に前記センサマグネット103が取り付け られている。なお、シャフト102の回転は直線 運動に変換され、弁の開閉動に寄与される。

 一方、ケース104内には複数のピン109が設 られ、これらのピン109に前記回路基板105が 通して支持されている。ケース104は、ステ タ107側の端部にホットワイヤにより一体的 結合される。回路基板105上の検出用ホール 子106により、回転するシャフト102側のセン マグネット103を検出することにより、シャ ト102の回転量が検出され、弁の開閉量が測 される。

 現在考えられているモータの構造では、 述のようにモータ本体と回路本体とを別体 し、図示はしていないが、モータ本体のス ータ107側にモータ106のコイルへの端子をモ ルドし、回路本体側におけるケース104に外 へのコネクタをモールドするようにしてい 。これは、モータ製造における製作、組立 業等の利便性を考慮してのことである。そ て、前述の如く、回路本体のケース104は、 ータ本体のステータ107側にホットワイヤを 用して一体化される。なお、類似のモータ 構造として、基板をステータ側に設けた構 が特許文献1に開示されている。

国際公開WO97/33359公報

 図5に示した構造のモータにおける各部材 の結合関係を模式的に表すと図6のようにな 。図6に示すように、回路基板105の位置決め 度は、ケース104とステータ107側との結合精 に依存する。従って、検出用ホール素子106 回路基板105上に正確に位置決めされて取り けられたとしても、ケース104をステータ107 にホットワイヤ結合した後は、ずれが生じ しまうことがある。

 また、特許文献1に示したような、回路基 板をステータ側に設けた構造であると、回路 基板と外部端子との電気的接続が難しく、制 御上の精度は同等であるが外部端子をコネク タ側にインサート成形された形状に対し耐久 性が悪く、部品点数、作業工程とそれに伴う 品質保証が難しくなってしまう。

 この発明は、上述の技術的状況にかんが てなされたもので、モータにおけるモータ 体側の検出手段の構成要素であるセンサマ ネットに対し、回路本体側に設けられる検 手段のもう一方の構成要素を正確に位置決 できるモータ位置決め構造を提供すること 目的とする。

 この発明は、モータ本体と回路本体とを み合わせることより構成され、前記モータ 体側に位置検出手段の一方の構成要素が設 られ、前記回路本体側に前記位置検出手段 他方の構成要素が設けられるモータの構造 おいて、前記回路本体における前記ケース 前記回路基板を位置決めする複数の位置決 ピンを設ける一方、前記モータ本体におけ 前記ステータ側に前記位置決めピンを受け 受け穴を設けてなることを特徴とするもの ある。

 この発明に係るモータ位置決め構造によ ば、回路本体において回路基板を位置決め る位置決めピンがモータ本体のステータ側 受け穴に嵌合されるので、回路本体におけ 回路基板の位置決めと回路本体のモータ本 に対する位置決めとが位置決めピンにより されるので、回路本体とモータ本体とを結 する際のズレが発生しなくなり、検出手段 回路本体側の構成要素を、モータ本体側の 成要素に対し正確に位置決めすることがで 、検出精度が向上する。

本発明の実施の形態1に係るモータ位置 決め構造の主要部の断面図である。 本発明の実施の形態1に係るモータ位置 決め構造を備えたモータの全体の断面図であ る。 本発明の実施の形態1に係るモータ位置 決め構造におけるピンと受け穴との位置及び 形状の概略図である。 本発明の実施の形態1における主要部材 の結合関係を示す模式図である。 従来のモータにおけるセンサマグネッ 、検出用ホール素子等の取付状態を示す断 図である。 図5に示した構造における部材の結合関 係を示す模式図である。

 以下、この発明をより詳細に説明するため 、この発明を実施する際の最良の形態につ て、添付の図面に従って詳細に説明する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係るモータ位置決め 造の部分断面図であり、図2は、実施の形態1 に係るモータ位置決め構造が適用されたモー タの全体断面図である。図2と図1は共に縦断 であるが、断面の位置を異にする。図3は、 位置決めピンと受け穴との形状及び位置関係 を示す概略図であり、図4は、実施の形態1に ける主要部材の結合関係を示す模式図であ 。

 先ず、図2に基づきモータ(アクチュエータ) 全体の構造について説明する。
 モータ1は、モータ本体2と回路本体3とから 成される。モータ本体2は、筒状の枠体4内 ステータ(固定子)5とロータ(回転子)6とを組 付けてなる。ステータ5は、枠体4の内面に固 定的に設けられており、コア7とコイル8とか なる。枠体4の内側の中央部には、固定子5 対面するように周面にマグネット9を備えた ータ6が軸受10を介して回転自在に支持され いる。ロータ6の内側にはねじ機構11を介し シャフト12が支持されている。シャフト12は 、枠体4の端部に設けられたボス部材13を貫通 しており、その先端部にはジョイント14が設 られている。このジョイント14によりシャ ト12は弁の駆動軸に連結される。

 図2に示す状態においてロータ6の上部に マグネット支持部材15が一体的に取り付けら れており、その表面に、検出手段の一方の構 成要素であるセンサマグネット16が複数設け れている。また、ステータ5側である枠体4 は、ステータ5のコイル8に電流を供給するコ イル線(モータ端子線)17がモールドにより埋 込まれ、その端部(端子)17aが枠体4の端面よ 突出して取り出されている。筒状の枠体4の 部の縁部には、後述する回路本体3側のケー ス21をホットワイヤ結合するための溝18が形 されている。

 回路本体3は、容器状をなすケース21の内 に回路基板22を保持してなる。ケース21には 、コイル線17の端子17aを挿入するためのコイ 線用コネクタ23が形成されている。コイル 用コネクタ23と回路基板22とは接続線24によ 接続される。ケース21には、回路基板22に電 を供給し、信号を送受信する端子線25がモ ルドにより埋め込まれている。端子線25の一 端部25aは回路基板22に接続され、端子線25の 端部(端子)25bは、ケース21に形成された外部 続コネクタ26内に突出している。外部接続 ネクタ26には、外部からケーブルが接続され 、回路基板22に電流が供給され、かつ信号の 受信がなされる。

 図1に示すように、ケース21の内天面27に 、位置決めピンとして長さの長いロングピ 28とこのロングピン28より長さの短いショー ピン29が所定の間隔をあけて設けられてい 。回路基板22には、ロングピン28とショート ン29とに合わせて位置決め・取付穴30、31が けられている。回路基板22の下面には、シ フト12側のセンサマグネット16の位置に合わ て、検出手段の他方の構成要素である検出 ホール素子32が設けられている。

 ステータ5側であるモータ本体2の枠体4に 、柱状のロングピン用受け部33とショート ン用受け部34が立設されている。ロングピン 用受け部33には、ロングピン用受け穴35が設 られている。このロングピン用受け穴35には 、ケース21を枠体4に固定したときに、ロング ピン28が差し込まれる。図3に示すようにロン グピン用受け穴35の内径は、ロングピン28の 径よりわずかに大きくなっている。ショー ピン用受け部34には、ショートピン用受け穴 36が設けられている。このショートピン用受 穴36には、ケース21を枠体4に固定したとき 、ショートピン29が差し込まれる。図3に示 ようにショートピン用受け穴36の形状は、こ のショートピン用受け穴36の中心とロングピ 用受け穴35の中心とを結ぶ方向に長尺の楕 形となっており、それと直交する方向(ロン ピン用受け部33に挿入されたロングピン28を 中心とする回転方向:図3中矢印方向)は、ショ ートピン29とほぼ同じ径となっている。

 ケース21の縁には、ステータ5側であるモ タ本体2の枠体4に設けられた溝18と嵌合され る凸部37が形成されている。

 モータ本体2と回路本体3とは別々に組み てられる。回路本体3においては、ケース21 ロングピン28及びショートピン29に、回路基 22の位置決め・取付穴30、31が通されること より、回路基板22は位置決めされると共に れらのピン28、29に支持される。回路基板22 は、接続線24、端子線25が接続される。

 この状態で、ケース21の凸部37がモータ本 体2の枠体4の溝18に差し込まれ、ホットワイ により結合されるが、その際、先ず、ロン ピン28が、ステータ5側である枠体4のロング ン用受け部33のロングピン用受け穴35に差し 込まれ、次いで、ショートピン29がショート ン用受け部34のショートピン用受け穴36に差 し込まれる。ショートピン29のショートピン 受け穴36への差し込みは、ケース21を、ロン グピン用受け穴35に差し込まれたロングピン2 8を中心に回転させることにより位置を探り ててなされる。二本のピン28、29が受け穴35 36に差し込まれることにより、ケース21及び 路基板22は、ステータ5側に直接位置決めさ ることになる。なお、ショートピン用受け 36は、楕円形となっているので、少々の寸 のバラツキを吸収することができる。

 ケース21と枠体4との結合は、ケース21側 凸部37と枠体4の溝18とがホットワイヤを利用 して結合されることによりなされる。なお、 ケース21が枠体4に結合される際には、ケース 21のコイル線用コネクタ23に、モータ本体2側 コイル線17の端子17aが差し込まれ、コイル8 電源側に接続可能となる。

 図4に示すように、回路基板22は、ピン28 29により位置決めされ、同じピン28、29によ ケース21、即ち回路基板22は、モータ本体2側 に位置決めされる。検出用ホール素子32は回 基板22上に位置決めされて設けられている で、回路基板22が正確にモータ本体2側に位 決めされることにより、検出用ホール素子32 は、ステータ5側のセンサマグネット16に対し 高い精度で位置決めされる。つまり、センサ マグネット16の回転中心(シャフト12の回転中 )に対するズレが極めて小さくなる。

 このようなモータ1において、ケース21の 部接続コネクタ26にはケーブルが接続され 。回路基板22には、端子線25により電流が供 され、かつ信号の送受信がなされる。モー 本体2のコイル8には、回路基板22、接続線24 コイル線17を介して電流が供給される。コ ル8に電流が供給されることによりステータ5 に対しロータ6が回転され、ロータ6の回転に りねじ機構11を介してシャフト12が直線駆動 され、弁が開閉される。シャフト12の直線駆 による弁の開閉量は、シャフト12の回転量 検出することにより制御される。シャフト12 の回転量は、センサマグネット16を検出用ホ ル素子32が検出することにより測定される 検出用ホール素子32は、センサマグネット16 対し高精度に位置決めされているので、回 量検出の精度は高まり、ひいては弁開度量 御の精度が向上する。

 実施の形態1に係るモータ位置決め構造に よれば、回路本体3において回路基板22を位置 決めするロングピン28、ショートピン29がモ タ本体2のステータ5側の受け穴35、36に嵌合 れることで、回路本体3における回路基板22 位置決めと回路本体3のモータ本体2に対する 位置決めとがなされるので、つまり基準軸が 同軸であるので、回路本体3とモータ本体2と 結合する際のズレが発生しなくなり、検出 ホール素子32を、モータ本体2側のセンサマ ネット16に対し正確に位置決めすることが き、検出精度が向上する。従って、自動車 ターボチャージャに送る排気の量を調整す 弁の開閉駆動に適用した場合には、排気の の制御がより正確となり、排気エネルギー より適正な利用が図れる。

 また、実施の形態1に係るモータ位置決め 構造においては、位置決めピンを、一方を長 さの長いロングピン28とし、他方を長さの短 ショートピン29とし、かつロングピン28を受 けるロングピン用受け穴35は、ロングピン28 のクリアランスが小さくなるように設定し ショートピン29を受けるショートピン用受け 穴36は、ロングピン28を中心とする回転を規 するように楕円形に形成したので、ケース21 とモータ本体2側に結合する際には、ロング ン28が先にロングピン用受け穴35に入り、そ 後ロングピン28を中心としてケース21を回転 させることによりショートピン29をショート ン用受け穴36に嵌合させることができる。 の結果、ケース21の組み付けが容易となり、 しかもショートピン用受け穴36が楕円形とな ているので、部品寸法のバラツキの影響に る組立性悪化を抑え、センサマグネット16 検出用ホール素子32との回転中心ズレを最小 にすることができる。

 上記の実施の形態1は、本発明の実施の形 態の一例であり、例えば回路本体3のケース21 とモータ本体2の枠体4との結合手段は、ホッ ワイヤを用いたものに限らず、他の結合手 の採用も可能であり、位置決め用のピンの も2つに限らず、3つ以上とすることもでき 。更に、このモータ位置決め構造を備えた ータは、車載用に限らず種々適用できる。

 以上、この発明に係るモータ位置決め構 は、モータにおけるモータ本体側の検出手 の構成要素であるセンサマグネットに対し 回路本体側に設けられる検出手段のもう一 の構成要素を正確に位置決めするために、 ータ本体と回路本体とを組み合わせること より構成され、前記モータ本体側に位置検 手段の一方の構成要素が設けられ、前記回 本体側に前記位置検出手段の他方の構成要 が設けられるモータの構造において、前記 路本体における前記ケースに前記回路基板 位置決めする複数の位置決めピンを設ける 方、前記モータ本体における前記ステータ に前記位置決めピンを受ける受け穴を設け よう構成したので、自動車のターボチャー ャの排気流量制御弁の開度を制御するモー の位置決め構造などに用いるのに適してい 。