JP7094126B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、モータ駆動装置に関し、より特定的にはバッテリを電源として駆動するモータ駆動装置に関する。

従来、バッテリを電源として駆動するモータ駆動装置の一例として、バッテリ駆動のクリーナが知られている（たとえば、特開２０１７－２０５６７４号公報および特開２０１７－０００３９３号公報参照）。特開２０１７－２０５６７４号公報では、モータハウジングと、モータハウジングの後部に接続されたグリップハウジングと、モータハウジングの前部に接続される集塵ハウジングと、グリップハウジングに接続されたバッテリ保持ハウジングとを備えるクリーナが開示されている。特開２０１７－０００３９３号公報では、クリーナにおいて、電動送風機のモータ軸心方向に平行であり、かつ電動送風機を側面から囲むＬ字形の第１および第２基板保持板部が電動送風機に固定されている構造が開示されている。

特開２０１７－２０５６７４号公報 特開２０１７－０００３９３号公報

上述したクリーナなどのモータ駆動装置においては、装置の小型化が求められている。このため、モータと、その制御のための駆動基板およびコントローラ基板とについて小型化を図る、あるいはバッテリとモータとの配置を最適化することで装置全体の小型化を図る、といった対応が必要である。

一方、モータ装置の小型化が進むと、当該モータ駆動装置を組立てるときに、装置筐体の内部における配線作業などが難しくなり、製造工程における作業効率が低下する恐れがある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造工程における作業効率の低下を抑制しつつ小型化可能なモータ駆動装置を提供することである。

本開示に係るモータ駆動装置は、本体部と、バッテリパックとを備える。バッテリパックは、本体部に接続される。本体部は、モータと、駆動基板と、コントローラ基板と、モータケースとを含む。モータは回転軸を有する。駆動基板は、回転軸に沿った方向においてモータに面するように配置される。コントローラ基板は、駆動基板から見てモータと反対側に位置し、モータの回転軸の延びる方向において駆動基板から間隔を隔てて配置される。モータケースは、モータ、駆動基板、およびコントローラ基板を内部に保持する。本体部とバッテリパックとの接続部において、本体部は第１コネクタを含み、バッテリパックは第１コネクタと接続される第２コネクタを含む。本体部は、第１コネクタと駆動基板とを接続する配線を含む。バッテリパックはモータの前記回転軸に対して交差する方向から前記本体部に面するように配置されている。配線は駆動基板とコントローラ基板との間の領域に配置されている。

上記によれば、モータ駆動装置の制御に用いる基板が駆動基板とコントローラ基板とに分かれており、さらに当該駆動基板とコントローラ基板との間の領域に配線が配置されているので、製造工程における作業効率の低下を抑制しつつ小型化可能なモータ駆動装置が得られる。

モータ駆動装置の構成を説明するためのブロック図である。 モータ駆動装置の構成要素の配置を示す斜視模式図である。 モータ駆動装置の断面模式図である。 モータ駆動装置の分解斜視模式図である。 モータ駆動装置の具体的な構成例を示す断面模式図である。 モータ駆動装置の変形例を示す断面模式図である。 モータ駆動装置の一例であるコードレスクリーナを示す模式図である。 図７に示したコードレスクリーナの部分断面模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜モータ駆動装置の構成＞
図１は、モータ駆動装置１００の構成を説明するためのブロック図である。図２は、モータ駆動装置１００の構成要素の配置を示す斜視模式図である。図３は、モータ駆動装置１００の断面模式図である。図４は、モータ駆動装置１００の分解斜視模式図である。図５は、モータ駆動装置１００の具体的な構成例を示す断面模式図である。以下、図１～図５を用いて本実施形態に係るモータ駆動装置１００を説明する。

まず、図１を参照しながら本実施形態に係るモータ駆動装置１００の基本的な構成を説明する。図１に示すように、モータ駆動装置１００は、バッテリ５を電源として駆動するモータ駆動装置１００であって、モータ１と、駆動基板２と、コントローラ基板３と、バッテリ５と、バッテリ保護基板４とを備える。バッテリ５とバッテリ保護基板４とはバッテリパック１２を構成する。モータ１、駆動基板２、コントローラ基板３は本体部１１を構成する。駆動基板２は駆動回路２ｂと位置センサ４１と補正データ保持デバイス２ａとを含む。コントローラ基板３は充電回路３ａとモータ制御回路３ｂとを含む。

なお、駆動基板２とは少なくともモータ１を制御するための電源電流が入出力される駆動回路２ｂが実装されている基板である。コントローラ基板３とは、少なくともモータ制御回路３ｂが実装された基板である。

モータ１および位置センサ４１は駆動回路２ｂに接続されている。駆動回路２ｂはバッテリ保護基板４を介してバッテリ５と接続されている。また、駆動回路２ｂは電源線６１および信号線６２を介してコントローラ基板３のモータ制御回路３ｂと接続されている。駆動基板２の補正データ保持デバイス２ａはコントローラ基板３のモータ制御回路３ｂと接続されている。モータ制御回路３ｂは充電回路３ａと接続されている。

モータ１を駆動するため、モータ電流を転流するための駆動基板２がモータ１に接続される。駆動基板２に実装された駆動回路２ｂは、モータ電流を転流するための回路である。駆動回路２ｂにおけるモータ電流の転流タイミングを判断するためには、モータ１におけるロータの回転を検出する位置センサ４１が必要である。通常、当該位置センサ４１はモータ１に配置される。

このとき、後述するようにモータ１に駆動基板２を固定すれば、位置センサ４１を駆動基板２に実装した状態でモータ１内部へ配置することができる。モータ１と駆動基板２との固定には任意の方法を用いることができるが、たとえばモータ１の端子に直接駆動基板２をはんだ付けするなどの方法が採用できる。

位置センサ４１をモータ１内部に配置する工程において、位置センサ４１の配置位置にばらつきが発生する場合がある。このばらつきはモータ１の駆動時のロータ位置のずれとして検出される。当該ロータ位置のずれはモータ電流の転流タイミングのずれを生じさせる。この結果、モータ１の制御においてモータ１の回転数またはモータ１の出力が設定よりずれるという影響を与える。

このロータ位置のずれを補正するため、補正データ保持デバイス２ａを駆動基板２に実装する。位置センサ４１の配置位置のずれを補正するためのデータ測定は、モータ駆動装置１００の組み立て時の調整工程で実施される。調整工程では、実際にモータ１を駆動してモータ１のロータ回転数（以下、モータ回転数とも呼ぶ）やモータ出力から、上記ずれを補正するために用いる補正データを作成し、当該データを補正データ保持デバイス２ａに保存する。

保存された補正データは、次にモータ１を駆動する際に、コントローラ基板３にあるモータ制御回路３ｂで読み取られ、使用される。モータ制御回路３ｂには多くはマイコンが用いられる。モータ制御回路３ｂにおいて、モータ１の駆動時に回転位置情報に基づく転流タイミングを補正するときに、当該補正データはモータ制御回路３ｂで演算処理される。この結果、当該補正データを用いて、モータ１のモータ回転数やモータ出力を設定された値で正確に制御できる。

補正データ保持デバイス２ａとしてはたとえばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いることができる。補正データ保持デバイス２ａとしてのＥＥＰＲＯＭを駆動基板２に搭載することにより、モータ１と駆動基板２を固定した後ならどの段階でもモータ１に合った補正データを補正データ保持デバイス２ａから得ることができる。つまり、補正データを外部から読み取って制御に利用できるコントローラ基板３であれば、上記のような駆動基板２と組合せられたモータ１と組み合わせることで、駆動基板２から補正データを読み取ることで設定したモータ回転数やモータ出力となるようにモータ１を正確に制御できる。モータ１に駆動基板２を固定した状態で補正データを取得でき、まだコントローラ基板３を組み立てる前に当該補正データに関する調整を行うことができることにより、上記のような効果を得られる。

コントローラ基板３と駆動基板２とは、制御信号を伝送する信号線６２、および、制御電源を供給する電源線６１によって接続される。モータ電流の転流タイミングの信号や、位置センサ信号、位置ずれを補正するためのデータを信号線６２で送受信し、モータ制御回路３ｂを駆動するための電流は電源線６１を介してモータ制御回路３ｂへ供給される。

また、コントローラ基板３に搭載された充電回路３ａは、バッテリ５の充電時の充電電流を制御している。充電電流は駆動基板２を介してバッテリ保護基板４およびバッテリ５に入力される。このとき充電電流はモータ駆動装置１００の外部からコントローラ基板３に入力されている。このため、当該外部から入力された充電電流を用いて充電回路３ａを駆動することができる。したがって、充電回路３ａからバッテリ５への充電電流の導通に電源線６１を使用することができる。つまり、バッテリ５の充電用に独立した配線を配置する必要がない。これによって充電回路３ａとバッテリ保護基板４およびバッテリ５間の充電専用の配線が省略でき、モータ駆動装置１００の部品数を削減できる。なお、バッテリ５に接続されたバッテリ保護基板４は、バッテリ５の過充電や過放電などの異常時にバッテリ５への外部からの接続を遮断する機能を有する。

バッテリ保護基板４およびバッテリ５からはモータ１を駆動するための駆動電流が出力される。駆動電流はモータ出力が大きくなるとそれに比例して大きくなる。したがって、駆動回路２ｂに当該駆動電流を入力する駆動電源用の駆動電源ケーブルである配線３３（図３参照）も上記駆動電流の値に比例して太くする必要がある。一方、制御信号用の制御ケーブルである信号線６２は通電電流の値が小さく、駆動電源ケーブルである配線３３より細いケーブルを用いることができる。

モータ制御回路３ｂの電源電流は駆動基板２を経由してバッテリ５から供給される。ここで、バッテリ５から電源電流をモータ制御回路３ｂへ直接的に供給するためには、バッテリパック１２にモータ制御回路３ｂと接続するための接続端子を追加する必要がある。しかし、上記のような構成とすることで、モータ制御回路３ｂと接続するための接続端子をバッテリパック１２に追加する必要はない。すなわち、本体部１１に対して着脱可能なバッテリパック１２における接続端子数を少なくすることができる。

ここで、モータ制御回路３ｂの電源電流を供給する制御電源ケーブルである電源線６１では、その通電電流の値は配線３３を流れる駆動電流の値より小さい。すなわち、モータ駆動装置１００の内部においてケーブルを流れる電流の中で、最も値が大きいのは駆動電流であり、当該駆動電流が流れる配線３３のケーブル径も相対的に太くなる。このような太いケーブルについては、モータ駆動装置１００の組み立て時におけるケーブル接続に要する力が大きくなる。このため、ケーブル接続作業を行う空間として比較的広い空間を確保する必要がある。また、ケーブルの余長も長くしておく必要があり、当該ケーブルの余長を曲げて収納できる空間を確保することも必要である。本実施形態に係るモータ駆動装置１００では、後述するように配線３３を配置する領域として駆動基板２とコントローラ基板３との間に比較的大きな空間を確保している。

バッテリ５の温度はモータ制御回路３ｂによってモニターし、バッテリ５を安全な温度範囲で使用できるように制御する。このようにバッテリ５の温度データを伝送するケーブルであるバッテリ温度信号線３４（図５参照）も、駆動電流のような大電流が流れるものではないため相対的に細いケーブルを用いることができる。

図２を参照しながら、モータ駆動装置１００における各機器の配置を説明する。モータ１を駆動するための駆動基板２は、モータ１に固定されるように取り付けられる。モータ１に対する駆動基板２の固定方法は、任意の方法を用いることができるが、たとえばはんだ付けによる固定方法を用いることができる。また、当該固定方法として、ねじ、かしめ、などの固定方法を用いてもよい。

駆動基板２には位置センサ４１が実装されている。位置センサ４１は、モータ１内部のロータ位置を検出するためにモータ１の内部まで挿入される。位置センサ４１としては、たとえばリード付きのＩＣを用い、当該リードの長さを調整して位置センサ４１としてのＩＣをモータ１の内部に挿入しても良い。あるいは、モータ１に挿入できる幅の基板に位置センサ４１としてのチップＩＣを実装して、当該基板をモータ１の内部に挿入しても良い。位置センサ４１として、リード付きのＩＣを実装した場合および上記のようにチップＩＣを実装した場合のいずれにおいても、駆動基板２はモータ１の回転軸１ａに対して垂直方向に配置することが好ましい。このようにすれば、駆動基板２の表面において、互いに間隔を隔てて配置された複数個所にモータ１との固定部を形成できる。この結果、モータ１に対して駆動基板２を容易に固定できる。このようにして、位置センサ４１を駆動基板２に実装した状態で、駆動基板２をモータ１に固定することができる。

コントローラ基板３は、駆動基板２と平行に並ぶように配置される。コントローラ基板３は駆動基板２とモータ１の回転軸１ａの延びる方向において間隔を隔てて配置されている。本実施形態に係るモータ駆動装置１００では、コントローラ基板３と駆動基板２との二つに基板を分けて、これらを並べて配置する。この結果、基板を分けない場合と比較して、モータ駆動装置１００のサイズ（たとえば幅）を小型化する効果を得ることができる。コントローラ基板３と駆動基板２とは同じ基板面積でもよいし、２つの基板面積が異なっていてもよい。コントローラ基板３に機能を追加してコントローラ基板３の基板面積のみを相対的に大きくすることもできる。また、２つの基板を平行に並べて配置するのではなく、互いに交差するように配置してもよい。たとえば、コントローラ基板３を駆動基板２に対して斜めに配置しても良い。すなわち、コントローラ基板３をモータ１の回転軸１ａに対して斜めに交差するように配置してもよい。

バッテリパック１２（図１参照）が本体部１１（図１参照）に接続された状態において、バッテリ保護基板４は図２に示すようにコントローラ基板３の一方の基板平面の延長線上に並べ配置されてもよい。または、バッテリ保護基板４の向きは図２に示した構成の場合と同様として、コントローラ基板３の一方の基板平面の延長線上からずれた位置にバッテリ保護基板４を配置してもよい。バッテリ５の形状は、長手方向と短手方向とを有する柱状または板状である。バッテリ保護基板４はバッテリ５と接続される。図２に示すように、バッテリ保護基板４とバッテリ５とは、バッテリ５の長手方向の端面がバッテリ保護基板４の主表面に面するよう配置されてもよい。また、バッテリ５の長手方向はモータ１回転軸１ａと平行となっていてもよい。また、図２に示すように、バッテリ５はモータ１の側面に面し、モータ１の回転軸１ａと平行に配置されることが好ましい。このようにすれば、バッテリ５を電源としたモータ駆動装置１００の形状を、小型の構造体であって、飛び出した部分の少ないひとつのまとまった形状とすることができる。

図３および図４を参照しながら、モータ駆動装置１００の具体的な構成の一例を説明する。モータ駆動装置１００は、本体部１１と、バッテリパック１２とを備える。バッテリパック１２は、本体部１１に接続される。本体部１１は、モータ１と、駆動基板２と、コントローラ基板３と、モータケース１０と、振動抑制部品５０と、第１コネクタ３２ａと、配線３３とを主に含む。モータ１は回転軸１ａを有する。駆動基板２は、回転軸１ａに沿った方向においてモータ１に面するように配置される。つまり、モータ１の回転軸１ａと交差する方向に延びるモータ１の端面に面するように、駆動基板２は配置されている。駆動基板２には図１に示すように駆動回路２ｂと位置センサ４１と補正データ保持デバイス２ａとが実装されている。

モータ１はモータケース１０に振動抑制部品５０を介して取り付けられる。振動抑制部品５０は、モータケース１０に伝わるモータ１の振動を低減する作用を持つ部品である。振動抑制部品５０の構成としては、任意の構成を採用できる。たとえば、振動抑制部品５０としてゴムや樹脂などの弾性体を用いることができる。

コントローラ基板３は、駆動基板２から見てモータ１と反対側に位置する。コントローラ基板３は、その主面が駆動基板２に面するとともに、駆動基板２から間隔を隔てて配置される。コントローラ基板３はモータケース１０に接続されている。コントローラ基板３には図１に示すようにモータ制御回路３ｂおよび充電回路３ａが実装されている。モータケース１０は、モータ１、駆動基板２、およびコントローラ基板３を内部に保持する。

図２で示したように駆動基板２はモータ１に固定されている。また、上述のようにコントローラ基板３はモータケース１０に接続されている。モータ１は振動抑制部品５０を介してモータケース１０に接続されている。これにより、モータ１の振動は直接コントローラ基板３には伝わらない。たとえば、コントローラ基板３上にＬＥＤを配置し、当該ＬＥＤに面するとともにモータケース１０の外部に連なるようにＬＥＤガイドを配置する。このようにすれば、ＬＥＤガイドを通じてＬＥＤの表示内容をモータケース１０の外部に向けて表示できる。この場合、上記のような構成とすることで、コントローラ基板３に伝わる振動を抑制すれば、ＬＥＤの表示が当該振動により表示ブレして見にくくなる、といった問題の発生を抑制できる。

バッテリパック１２は、バッテリ５と、バッテリ保護基板４と、バッテリケース２０と、第２コネクタ３５とを主に含む。バッテリケース２０は、バッテリ５とバッテリ保護基板４とを内部に保持する。本体部１１とバッテリパック１２との接続部において、本体部１１のモータケース１０には第１コネクタ３２ａが設置されている。バッテリパック１２のバッテリケース２０には第１コネクタ３２ａと接続される第２コネクタ３５が設置されている。第２コネクタ３５はバッテリ保護基板４に実装され、バッテリケース２０の開口部から外部に部分的に露出している。バッテリパック１２が本体部１１に接続された状態で、第１コネクタ３２ａと第２コネクタ３５とが接続されている。バッテリ５はバッテリ保護基板４、第２コネクタ３５、第１コネクタ３２ａ、配線３３、コネクタ３２ｂを介して、駆動基板２の駆動回路２ｂ（図１参照）やモータ１に電源電流を供給する。第１コネクタ３２ａと第２コネクタ３５とは着脱可能であれば任意の構成を採用できる。たとえば、第１コネクタ３２ａおよび第２コネクタ３５の一方がオスの接続端子であり他方がメスの接続端子であってもよい。

本体部１１では、第１コネクタ３２ａと駆動基板２のコネクタ３２ｂとが配線３３により接続されている。配線３３は、第１コネクタ３２ａとコネクタ３２ｂとの間の距離より十分長い長さを有しており、駆動基板２とコントローラ基板３との間の空間に折り曲げられた状態で収容されている。コントローラ基板３はバッテリ温度信号線３４により第２コネクタ３５と接続さされている。当該バッテリ温度信号線３４は、コントローラ基板３のモータ制御回路３ｂ（図１参照）を第２コネクタ３５に接続する。バッテリパック１２はモータ１の回転軸１ａに対して交差する方向から本体部１１に面するように配置されている。

図４に示すように、モータケース１０は、バッテリケース２０が組み合わされるような形状を有している。たとえば、モータケース１０はその表面に図４に示すような嵌合部６３を有する。バッテリパック１２においてバッテリ保護基板４（図３参照）が配置された凸形状部が嵌合部６３にはめ込まれるように、バッテリパック１２が本体部１１に接続される。モータケース１０とバッテリケース２０とはそれぞれの長手方法が互いに平行に並ぶように配置される。バッテリパック１２は、本体部１１に対して着脱可能に構成されている。バッテリパック１２を本体部１１に固定する方法は任意の方法を採用できる。たとえば、バッテリパック１２と本体部１１との対向する面にそれぞれ凹部と当該凹部に挿入可能な爪部とを形成し、当該爪部を凹部の内部に挿入して固定する、といった構成を採用してもよい。また、上記第１コネクタ３２ａと第２コネクタ３５との接続部を利用してバッテリパック１２と本体部１１とを互いに固定してもよい。

図５を参照しながら、本実施形態に係るモータ駆動装置１００の具体的な構成例を説明する。図５に示したモータ駆動装置は、基本的には図３に示したモータ駆動装置と同様の構成を備えるが、駆動基板２にコンデンサ３１が実装されている点が図３に示したモータ駆動装置と異なっている。図５に示したモータ駆動装置では、上述のように駆動基板２にコンデンサ３１が配置されている。コンデンサ３１はモータ１の駆動時の電流振幅を平滑するために、駆動基板２の駆動回路２ｂに実装される。コンデンサ３１は駆動基板２の表面から突出するように高さがある部品である。そのため、コンデンサ３１も配線３３と同様にコントローラ基板３と駆動基板２との間の空間に配置する。さらに、駆動基板２の表面においてバッテリパック１２に面する側と反対側、すなわちモータケース１０において第１コネクタ３２ａが形成された領域と反対側の領域にコンデンサ３１を配置する。この結果、コンデンサ３１が駆動電源ケーブルである配線３３を接続する作業時の障害になることを防止できる。また、コンデンサ３１が駆動基板２の表面において端部寄りに配置されるため、モータケース１０内部に駆動電源ケーブルとしての配線３３を配置するための広い空間を設けることができる。

ここで、本体部１１の組み立て時には、駆動電源ケーブルである配線３３を第１コネクタ３２ａと駆動基板２のコネクタ３２ｂとに接続してから、駆動基板２およびモータ１をモータケース１０内に収納する。このために、配線３３を取り回すための配線長さが必要となり、配線３３においてケーブル余長が発生する。モータケース１０内のコントローラ基板３および駆動基板２で囲まれる空間は、配線３３や、図には表していないが、他の制御電源ケーブルや信号ケーブルの余長を収納するための空間として使用できる。

図５に示すモータ駆動装置では、図３に示したモータ駆動装置と同様にモータケース１０の側面にバッテリケース２０が配置される。バッテリケースはモータ１の回転軸１ａに平行に配置される。このように、モータ１とバッテリ５とを近くに配置することで電源としてのバッテリ５と駆動装置としてのモータ１と間の距離が短くなる。そのため、モータ１に供給される駆動電流を流すケーブルの長さが短くてすむことで、配線３３などの当該ケーブルの長さに比例する電気抵抗による損失を低減できる。

また、バッテリ５の温度を計測した温度データをコントローラ基板３に伝送するためのバッテリ温度信号線３４は、第１コネクタ３２ａとコントローラ基板３とを接続する。バッテリ温度信号線３４はコントローラ基板３のモータ制御回路３ｂ（図１参照）と電気的に接続されている。バッテリパック１２において測定されたバッテリ５の温度データは、バッテリ保護基板４、第２コネクタ３５、第１コネクタ３２ａ、およびバッテリ温度信号線３４を介してモータ制御回路３ｂに伝送される。比較的細いバッテリ温度信号線３４を相対的に太い駆動電源ケーブルである配線３３と分けて配線することで、配線３３からのノイズの影響を低減することができる。これによって安全なバッテリ温度領域でバッテリ５を使用できるように、コントローラ基板３でモータ１の駆動やバッテリ５の充電を制御することができる。

＜作用効果＞
本開示に係るモータ駆動装置は、本体部１１と、バッテリパック１２とを備える。バッテリパック１２は、本体部１１に接続される。本体部１１は、モータ１と、駆動基板２と、コントローラ基板３と、モータケース１０とを含む。モータ１は回転軸１ａを有する。駆動基板２は、回転軸１ａに沿った方向においてモータ１に面するように配置される。コントローラ基板３は、駆動基板２から見てモータ１と反対側に位置し、駆動基板２から間隔を隔てて配置される。モータケース１０は、モータ１、駆動基板２、およびコントローラ基板３を内部に保持する。本体部１１とバッテリパック１２との接続部において、本体部１１は第１コネクタ３２ａを含み、バッテリパック１２は第１コネクタ３２ａと接続される第２コネクタ３５を含む。本体部１１は、第１コネクタ３２ａと駆動基板２とを接続する配線３３を含む。バッテリパック１２はモータ１の回転軸１ａに対して交差する方向から本体部１１に面するように配置されている。配線３３は駆動基板２とコントローラ基板３との間の領域に配置されている。

このようにすれば、モータ駆動装置における基板を駆動基板２とコントローラ基板３とに分割することで、各基板のサイズを小さくして当該基板の配置の自由度を高め、結果的にモータ駆動装置の小型化を図ることができる。また、駆動基板２とコントローラ基板３との間の領域に十分大きな空間が形成できるので、モータ駆動装置の製造工程において、配線３３を駆動基板２に接続する工程を当該空間において効率的に行うことができる。つまり、モータ駆動装置の製造工程における作業性を良好に保つことができる。また、コントローラ基板３がモータ１から離れているので、当該モータ１の振動がコントローラ基板３に伝わることを抑制できる。

上記モータ駆動装置において、駆動基板２は、コントローラ基板３に面する表面において第１コネクタ３２ａ側の端部と反対側の領域に実装されたコンデンサ３１を有する。第１コネクタ３２ａは、モータケース１０の凹部である嵌合部６３の内壁の一部である表面部分１０ｂに露出するように配置されている。なお、嵌合部６３の内壁は、当該表面部分１０ｂと、表面部分１０ｂと連なり表面部分１０ｂと異なる方向に延びる表面部分１０ｃとを含む。配線３３は駆動基板２、コンデンサ３１、コントローラ基板３により囲まれた領域に配置される。

この場合、駆動基板２において第１コネクタ３２ａ側の端部にコンデンサ３１が実装される場合よりも配線３３が配置され得る領域１０ａの体積を大きくできる。このため、配線３３を駆動基板２に接続する際に作業空間として利用できる領域のサイズを十分大きくできるので、駆動基板２にコンデンサ３１を実装する場合にモータ駆動装置の製造工程における作業性を良好に保つことができる。

上記モータ駆動装置では、バッテリパック１２は、バッテリ５と、バッテリ保護基板４と、バッテリケース２０とを含む。バッテリケース２０は、バッテリ５とバッテリ保護基板４とを内部に保持する。バッテリパック１２において、バッテリ保護基板４の主面がモータ１の回転軸１ａと交差する方向に延びるように、バッテリ保護基板４は配置されている。この場合、バッテリ保護基板４がモータ１の回転軸１ａと平行に延びるように配置される場合より、当該回転軸１ａに沿った方向におけるバッテリ保護基板４の専有長さを小さくできる。

上記モータ駆動装置において、コントローラ基板３は、駆動基板２と電気的に接続されるとともに、駆動基板２から給電される。コントローラ基板３は、駆動基板２を介してバッテリパック１２を充電する充電回路３ａを含む。充電回路３ａは、具体的にはバッテリパック１２のバッテリ５を充電する。

この場合、コントローラ基板３をバッテリパック１２に直接接続する配線を設置する場合よりもモータ駆動装置における配線数を少なくできる。

＜モータ駆動装置の変形例の構成および作用効果＞
図６は、モータ駆動装置の変形例を示す断面模式図である。図６に示したモータ駆動装置は、基本的には図１～図５に示したモータ駆動装置と同様の構成を備えるが、バッテリパック１２におけるバッテリ保護基板４の配置およびバッテリパック１２の形状が図１～図５に示したモータ駆動装置と異なっている。具体的には、図６に示したモータ駆動装置では、バッテリパック１２において、バッテリ保護基板４の主面がモータ１の回転軸１ａに沿った方向に延びるように、バッテリ保護基板４が配置されている。この場合、バッテリ保護基板４がモータ１の回転軸１ａに対して交差する方向に延びるように配置される場合より、当該回転軸１ａに対して交差する方向におけるバッテリ保護基板４の専有長さを小さくできる。

異なる観点から言えば、図６に示したモータ駆動装置では、バッテリケース２０にバッテリ保護基板４とバッテリ５とを取り付ける配置として、バッテリ５の長手方向に平行にバッテリ保護基板４を配置している。この形態においても、図５に示した構成と比較して、バッテリケース２０をモータ１の回転軸１ａに平行な方向において、モータ１から遠ざける方向に移動させて配置することで、バッテリケース２０をモータケース１０に対して隣接して配置できる。また、図６に示した構成においても、モータケース１０内の電源ケーブルである配線３３を配置する領域１０ａを十分確保できる。

コントローラ基板３について、コンデンサ３１の高さやバッテリケース２０の配置や形状の変更に応じて、駆動基板２の表面に対して斜めにコントローラ基板３を配置してもよい。この場合においても、配線３３などを配置する領域１０ａを十分確保するとともに、モータ駆動装置を小型化することができる。

図１～図６に示したモータ駆動装置において、コントローラ基板３には外部からの信号入力端子や充電に必要な外部接続端子が設置される。また、コントローラ基板３に実装された回路において演算処理することも考えられる。図１～図６に示したモータ駆動装置では、モータ１の駆動に起因する振動がコントローラ基板３に直接伝わらないので、モータケース１０の外部との接続（たとえば上述した信号の入出力や充電用の電力の入力など）に当該振動が影響を及ぼす可能性を低減できる。

＜コードレスクリーナの構成および作用効果＞
図７は、モータ駆動装置の一例であるコードレスクリーナを示す模式図である。図８は、図７に示したコードレスクリーナの部分断面模式図である。

図７および図８に示したコードレスクリーナ１００は、本実施形態に係るモータ駆動装置におけるモータケース１０の先端側に配置された集塵部５１と、集塵部５１に接続された延長パイプ５４と、延長パイプ５４の先端部に接続された吸込具５５と、モータケース１０の集塵部５１が接続された先端側と反対側に設置されたグリップ部５３とを備える。モータケース１０の先端側においては、モータ１の回転軸に気流を発生させるための羽根が接続される。集塵部５１の構造は任意の構造を採用できるが、たとえば紙パックを含む構造もしくはサイクロンボックス構造としてもよい。また、グリップ部５３の構成は任意の構成を採用できるが、たとえばモータケース１０とバッテリケース２０とを接続するように配置されていてもよい。

本実施形態に係るコードレスクリーナ１００を構成するモータケース１０の内部の構成およびバッテリケース２０の内部の構成は、基本的に図１～図５に示したモータ駆動装置と同様である。ただし、上記コードレスクリーナ１００を構成するモータ駆動装置は、図８に示すようにコントローラ基板３は加速度センサ５６を有する点、およびモータケース１０にはバッテリパック１２に面する表面に穴５２が形成されている点が、図１～図５に示したモータ駆動装置と異なっている。図８に示したコードレスクリーナとしてのモータ駆動装置において、コントローラ基板３は、加速度センサ５６の出力に応じてモータ１の動作を制御するように構成されている。

この場合、当該加速度センサ５６からの出力をモータ１の制御に利用できる。たとえば、加速度センサ５６によりモータ駆動装置が移動されているかどうかを加速度により検出し、当該加速度の測定結果に応じてモータ駆動装置が移動されているときだけモータ１を駆動する、といった制御が可能になる。つまり、コントローラ基板３に加速度センサ５６を搭載することで、コードレスクリーナ１００を使用しているときのみモータ１を駆動するというような制御もできる。コードレスクリーナ１００を使用する動きは、コードレスクリーナ１００の本体部１１に対する加速度に現れる。そのため、当該加速度の変化を検出することでコードレスクリーナ１００を使用しているか否かを判断することができる。このとき、モータ１の振動が直接コントローラ基板３に伝わらないため、モータ１の振動により加速度センサ５６が不要な加速度を検出するといった不具合の発生確率を低減できる。

また、上記コードレスクリーナ１００において、図８に示すようにモータケース１０にはバッテリパック１２に面する表面に穴５２が形成されている。穴５２は、本体部１１において、モータ１の回転軸１ａに沿った方向においてモータ１と駆動基板２との間の領域に形成されてもよい。この場合、当該穴５２からモータ１の駆動により発生する気流をバッテリパック１２に向けて流すことができる。この結果、当該気流によりバッテリパック１２を冷却できる。

また、図７に示したコードレスクリーナ１００では、グリップ部５３によりバッテリパック１２（図８参照）と本体部１１（図８参照）とに近い部分をグリップすることによって、グリップする手元への負荷を軽減する効果が得られる。これは重量物を手元に近い部分に配置することによって得られる効果である。

また、モータ１として単相モータを適用すれば、当該モータ１として三相モータを適用する場合と比較して、駆動回路２ｂ（図１参照）を構成する転流素子の数を６から４に削減できる。つまり駆動回路２ｂの構成を簡略化できる。この結果、モータ駆動装置およびコードレスクリーナ１００を小型化することができる。

図８に示すように、モータケース１０に形成された穴５２を通して、モータ１に取り付けられた羽根により発生した気流をモータケース１０の外部に排出することで、外部の空気を、吸込具５５および延長パイプ５４介して集塵部５１に吸引できる。この結果、本実施形態に係るモータ駆動装置をバキュームクリーナとして機能させることができる。

また、図８に示すようにモータケース１０の穴５２をバッテリ５側に設けることが好ましい。このとき、モータ１からの風が穴５２を介してバッテリパック１２に吹き付けられる。するとバッテリパック１２は当該気流によって冷却される。バッテリパック１２においてバッテリケース２０とバッテリ５とを密着して配置することで、モータ１からの上記気流によりバッテリ５を効率的に冷却できる。この結果、バッテリ５の温度上昇を緩和させる効果がある。

なお、上述した実施の形態では、本体部１１に対してバッテリパック１２が着脱可能な構成について説明したが、本体部１１とバッテリパック１２とが一体となった構成としてもよい。たとえば、本体部１１のモータケース１０の内部にバッテリ５とバッテリ保護基板４とが設置されるような構成としてもよい。

１ モータ、１ａ 回転軸、２ 駆動基板、２ａ 補正データ保持デバイス、２ｂ 駆動回路、３ コントローラ基板、３ａ 充電回路、３ｂ モータ制御回路、４ バッテリ保護基板、５ バッテリ、１０ モータケース、１０ａ 領域、１０ｂ，１０ｃ 表面部分、１１ 本体部、１２ バッテリパック、２０ バッテリケース、３１ コンデンサ、３２ａ 第１コネクタ、３２ｂ コネクタ、３３ 配線、３４ バッテリ温度信号線、３５ 第２コネクタ、４１ 位置センサ、５０ 振動抑制部品、５１ 集塵部、５２ 穴、５３ グリップ部、５４ 延長パイプ、５５ 吸込具、５６ 加速度センサ、６１ 電源線、６２ 信号線、６３ 嵌合部、１００ モータ駆動装置。

Claims (7)

1. 本体部と、
   前記本体部に接続されたバッテリパックとを備え、
   前記本体部は、
   回転軸を有するモータと、
   前記回転軸に沿った方向において前記モータに面するように配置された駆動基板と、
   前記駆動基板から見て前記モータと反対側に位置し、前記モータの前記回転軸の延びる方向において前記駆動基板から間隔を隔てて配置されたコントローラ基板と、
   前記モータ、前記駆動基板、および前記コントローラ基板を内部に保持するモータケースと、を含み、
   前記本体部と前記バッテリパックとの接続部において、前記本体部は第１コネクタを含み、前記バッテリパックは前記第１コネクタと接続される第２コネクタを含み、
   前記本体部は、前記第１コネクタと前記駆動基板とを接続する配線を含み、
   前記バッテリパックは前記モータの前記回転軸に対して交差する方向から前記本体部に面するように配置され、
   前記配線は前記駆動基板と前記コントローラ基板との間の領域に配置されている、モータ駆動装置。
2. 本体部と、
   前記本体部に接続されたバッテリパックとを備え、
   前記本体部は、
   回転軸を有するモータと、
   前記回転軸に沿った方向において前記モータに面するように配置された駆動基板と、
   前記駆動基板から見て前記モータと反対側に位置し、前記駆動基板から間隔を隔てて配置されたコントローラ基板と、
   前記モータ、前記駆動基板、および前記コントローラ基板を内部に保持するモータケースと、を含み、
   前記本体部と前記バッテリパックとの接続部において、前記本体部は第１コネクタを含み、前記バッテリパックは前記第１コネクタと接続される第２コネクタを含み、
   前記本体部は、前記第１コネクタと前記駆動基板とを接続する配線を含み、
   前記バッテリパックは前記モータの前記回転軸に対して交差する方向から前記本体部に面するように配置され、
   前記配線は前記駆動基板と前記コントローラ基板との間の領域に配置され、
   前記コントローラ基板は、前記駆動基板と電気的に接続されるとともに、前記駆動基板から給電され、
   前記コントローラ基板は、前記駆動基板を介して前記バッテリパックを充電する充電回路を含む、モータ駆動装置。
3. 前記駆動基板は、前記コントローラ基板に面する表面において前記第１コネクタ側の端部と反対側の領域に実装されたコンデンサを有し、
   前記配線は前記駆動基板、前記コンデンサ、前記コントローラ基板により囲まれた領域に配置される、請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記バッテリパックは、
   バッテリと、
   バッテリ保護基板と、
   前記バッテリと前記バッテリ保護基板とを内部に保持するバッテリケースと、を含み、
   前記バッテリパックにおいて、前記バッテリ保護基板の主面が前記モータの前記回転軸と交差する方向に延びるように、前記バッテリ保護基板は配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記バッテリパックは、
   バッテリと、
   バッテリ保護基板と、
   前記バッテリと前記バッテリ保護基板とを内部に保持するバッテリケースと、を含み、
   前記バッテリパックにおいて、前記バッテリ保護基板の主面が前記モータの前記回転軸に沿った方向に延びるように、前記バッテリ保護基板は配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記コントローラ基板は加速度センサを有し、
   前記コントローラ基板は、前記加速度センサの出力に応じて前記モータの動作を制御するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
7. 前記モータケースには前記バッテリパックに面する表面に穴が形成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

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