JP2003153515A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド式磁石における磁束の漏れを低
減して、小型高トルク化を可能にする。 【解決手段】 ロータ18には第１及び第２回転永久磁石
21，22が軸方向に隣接して取り付けられ、回転軸19を挟
んで対向する位置に第３及び第４回転永久磁石23，24が
取り付けられている。モータハウジング12の内周面には
３個の固定鉄心27がインシュレータ26を介して等間隔に
磁気絶縁固定されている。固定鉄心27はほぼＣ字状に形
成され、第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３が巻装された基端
鉄心部28と、基端鉄心部28の軸方向両端からそれぞれ径
方向内側に突出する突出鉄心部29と、各突出鉄心部29の
径方向内側端部から軸方向中央部に向かって延びる先端
鉄心部30とを備えて一部材で形成されている。両先端鉄
心部30間には、軸方向に極性が変化するように配置され
た固定永久磁石31が、その両端で挟持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
に係り、詳しくは、ハイブリッド式磁石を備えて小型高
トルク化を図る際に好適なブラシレスモータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在、モータの開発は、例えば微小モー
タの開発、ステッピングモータの高精度化、消費電力の
低減、高トルク化等多岐に渡っている。特に、低消費電
力で高トルクの小型モータは、自動車、ＯＡ機器、自販
機器、医療・福祉機器分野など幅広く利用されている。

【０００３】通常、これらに用いられているモータは、
永久磁石を用いたモータがほとんどであり、技術的にか
なり成熟しているため、飛躍的な高効率化、小型高トル
ク化は難しい。

【０００４】小型高トルク化のために、例えばハイブリ
ッド式磁石を利用したモータが知られている。例えば特
開２０００−１５０２２８号公報には、コイルと永久磁
石の両方を備えたハイブリッド式磁石を備えたステッピ
ングモータが開示されている。図７に示すように、この
公報のハイブリッド式磁石６１では、コ字状の鉄心６２
の胴部６２ａにコイル６３が巻装されている。鉄心６２
の両アーム部６２ｂの先端には、それぞれ磁性部材６４
が接合され、両磁性部材６４によって永久磁石６５が挟
持されている。コイル６３が給電されて電磁石になった
状態では、電磁石の磁束は鉄心６２と磁性部材６４との
接合部６６を通過して、ロータ側に作用するようになっ
ている。また、コイル６３が給電されていない状態で
は、磁性部材６４の磁束は、接合部６６を通過して、鉄
心６２を通る閉回路を構成するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この公報の
ハイブリッド式磁石６１では、鉄心６２と、永久磁石６
５との間に磁性部材６４が介在しているため、接合部６
６において磁束が漏れる可能性があり、モータの小型高
トルク化に悪影響を与える虞がある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、ハイブリッド式磁石における磁
束の漏れを低減して、小型高トルク化を図ることができ
るブラシレスモータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、回転永久磁石と一体回
転可能なロータと、周方向に複数配置され、前記ロータ
が回転するように極性を変化させるようにそれぞれ給電
されるハイブリッド式磁石及び前記ハイブリッド式磁石
を磁気絶縁固定するハウジングからなるステータとを備
えたブラシレスモータであって、前記ハイブリッド式磁
石は、給電されるコイルと、前記コイルが巻装された固
定鉄心と、軸方向に極性が変化するように配置された状
態で、その両端が前記固定鉄心に当接された固定永久磁
石とを備えていることを要旨とする。

【０００８】この発明によれば、コイルが給電されてい
ない状態では、ハイブリッド式磁石の固定永久磁石の磁
力線は、固定鉄心内を一周する閉回路を構成するため、
ロータ側に磁力が作用しない。

【０００９】また、コイルが給電された状態では、電磁
石の磁力によって固定永久磁石の磁力線が曲げられ、ロ
ータ側に向けられる。このため、コイルが給電されるこ
とにより、ハイブリッド式磁石からは、電磁石の磁力
と、固定永久磁石の磁力とが合計された強力な磁力がロ
ータ側に作用される。この磁力により、回転永久磁石が
引張力や反発力を受け、ロータが回転される。

【００１０】また、固定鉄心は一つの部材であるため、
磁束の漏れが低減される。このため、コイルが給電され
た状態では、電磁石の磁束がハイブリッド式磁石におい
て漏れることが低減され、ロータ側に作用する磁力の低
減が抑制される。また、コイルが給電されていない状態
では、固定鉄心内を一周する閉回路から固定永久磁石の
磁束が漏れることが低減されることにより、漏れた磁束
がロータ側に悪影響を与える可能性が低減される。従っ
て、ハイブリッド式磁石における磁束の漏れを低減し
て、小型高トルク化を図ることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、回転永久磁石と
一体回転可能なロータと、周方向に複数配置され、前記
ロータが回転するように極性を変化させるようにそれぞ
れ給電されるハイブリッド式磁石及び前記ハイブリッド
式磁石を磁気絶縁固定するハウジングからなるステータ
とを備えたブラシレスモータであって、前記ハイブリッ
ド式磁石は、給電されるコイルと、前記ハウジング側に
固定され前記コイルが巻装される基端鉄心部と、前記基
端鉄心部の各軸方向端部から前記ロータ方向に突出する
突出鉄心部と、前記各突出鉄心部の前記ロータ側端部か
ら軸方向中央部に向かって延びる先端鉄心部とを備えて
一部材で構成された固定鉄心と、軸方向に極性が変化す
るように配置された状態で、その両端が前記先端鉄心部
と当接する固定永久磁石とを備えていることを要旨とす
る。

【００１２】この発明によれば、請求項１の発明と同様
の作用効果を奏することができる。また、コイルが給電
されていない状態では、固定永久磁石の磁力線は、固定
永久磁石のＮ極から、隣接する先端鉄心部、突出鉄心
部、基端鉄心部、Ｓ極側の突出鉄心部、先端鉄心部を通
過して、Ｓ極に辿り着く閉回路を構成する。このため、
コイルが給電されていない状態で、磁力がロータ側に作
用しないように閉回路を構成するような固定鉄心を、比
較的簡単な構成で形成できる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の発明において、前記回転永久磁石は、前
記ロータの軸方向に複数隣接して取り付けられ、前記固
定永久磁石は、その軸方向の中央部が、前記回転永久磁
石の軸方向の隣接部と対向するように配置されたことを
要旨とする。

【００１４】この発明によれば、回転永久磁石をロータ
の軸方向に複数隣接して取り付けて一層の小型高トルク
化を図った状態で、固定永久磁石の軸方向に異なる磁極
が、軸方向に隣接する各回転永久磁石にそれぞれ対向す
るように配置されている。よって、コイルが給電された
状態で、固定永久磁石の軸方向に異なる磁極からの磁力
が、それぞれ対向する回転永久磁石に作用する。これに
より、固定永久磁石の軸方向に異なる磁極が、両方とも
一つの回転永久磁石に対向することが防止されるため、
一層の小型高トルク化を効果的に図ることができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の発明において、前記回転永久磁石は、前
記ロータの軸方向に複数離間して取り付けられ、前記固
定永久磁石は、前記ロータにおいて前記回転永久磁石が
取り付けられていない領域と対向するように配置された
ことを要旨とする。

【００１６】この発明の場合でも、ロータの回転永久磁
石は、固定鉄心と対向しているため、電磁石の磁力の影
響を受けやすく、また、固定永久磁石の磁力の影響を受
けることが可能になっている。よって、電磁石の磁力
と、固定永久磁石の磁力とが合計された磁力がロータの
回転永久磁石に作用されるため、小型高トルク化を図っ
た状態で、回転永久磁石のコストを低減できる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の発明において、前記回転永久磁石は、前
記ロータの軸方向中央部から一端までを覆うように取り
付けられ、前記固定永久磁石は、その軸方向の中央部
が、前記ロータの軸方向中央部と対向するように配置さ
れたことを要旨とする。

【００１８】この発明によれば、ロータには、軸方向の
半分に回転永久磁石が取り付けられており、固定永久磁
石の一方の磁極が、回転永久磁石と対向するように配置
されている。コイルが給電された状態では、ロータの回
転永久磁石に、固定永久磁石において回転永久磁石と対
向する磁極からの磁力と、電磁石の磁力とが合計された
磁力が作用される。よって、この場合でも、小型高トル
ク化を図った状態で、回転永久磁石のコストを低減でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をインナロータ型の
ブラシレスモータに具体化した一実施形態を図１〜図４
に従って説明する。

【００２０】図１（ａ）は図１（ｂ）のＩＡ−ＩＡ線模
式断面図を示し、図１（ｂ）はブラシレスモータの模式
断面図を示し、図２は同じく模式回路図を示す。図１
（ａ）に示すように、ブラシレスモータ１１は、ハウジ
ングとしてのモータハウジング１２を備え、モータハウ
ジング１２は、筒状のヨーク１３と、第１エンドフレー
ム１４（図１（ａ）中、左側）、第２エンドフレーム１
５（図１（ａ）中、右側）とを備えている。第１及び第
２エンドフレーム１４，１５には、各々の中心部に軸受
１６，１７が固設されている。ヨーク１３と第１及び第
２エンドフレーム１４，１５とで形成される空間には、
ロータ１８が収容されている。ロータ１８の回転軸１９
は、両軸受１６，１７により回転可能に支持されてい
る。

【００２１】ロータ１８は、図１（ｂ）に示すように、
円柱が平行な２面で切断された形状に形成されている。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータ１８には、円
弧部に、円弧板状の第１回転永久磁石２１，第２回転永
久磁石２２，第３回転永久磁石２３，第４回転永久磁石
２４が取り付けられている。図１（ａ）における上側の
第１エンドフレーム１４側に、第１回転永久磁石２１が
取り付けられ、第２エンドフレーム１５側に、第２回転
永久磁石２２が取り付けられている。また、回転軸１９
に対して第１回転永久磁石２１と反対側に第３回転永久
磁石２３が取り付けられ、第２回転永久磁石２２と反対
側に第４回転永久磁石２４が取り付けられている。

【００２２】第１回転永久磁石２１〜第４回転永久磁石
２４は、ロータ１８の軸方向長さの１／２に形成されて
いる。第１回転永久磁石２１と第２回転永久磁石２２、
第３回転永久磁石２３と第４回転永久磁石２４はそれぞ
れ軸方向に隣接して配置されている。

【００２３】第１〜第４回転永久磁石２１〜２４は、径
方向に極性が変化するように着磁されており、図面では
径方向外側の磁極のみ図示し、径方向内側の磁極は図示
を省略している。また、図１（ｂ）では、第１及び第３
回転永久磁石２１，２３が図示されている。

【００２４】第１回転永久磁石２１は、径方向外側がＮ
極になるように形成されており、第２〜第４回転永久磁
石２２〜２４は、径方向外側がそれぞれＳ極、Ｓ極、Ｎ
極になるように形成されている。このため、第１回転永
久磁石２１〜第４回転永久磁石２４は、回転軸１９を挟
んで対向する磁極が異なっている。

【００２５】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ヨーク
１３の内周面には、インシュレータ２６を介して、固定
鉄心２７が磁気絶縁固定されている。固定鉄心２７は、
ヨーク１３の周方向に複数配置されている。この実施形
態では、３個の固定鉄心２７が、ヨーク１３の周方向に
等角度間隔、即ち１２０°間隔で取り付けられている。

【００２６】固定鉄心２７は、図１（ａ）に示すよう
に、縦断面がほぼＣ字状に形成され、先端部が向かい合
うように屈曲した形状に形成されている。固定鉄心２７
は、ヨーク１３の内周面と対向する基端鉄心部２８と、
基端鉄心部２８の軸方向両端から、それぞれ径方向内側
に突出する突出鉄心部２９と、各突出鉄心部２９の径方
向内側端部から、軸方向中央部に向かって延びる先端鉄
心部３０とを備えて一部材で形成されている。各固定鉄
心２７は、その軸方向長さがロータ１８の軸方向長さと
同じに形成されている。各固定鉄心２７はロータ１８と
対向するように配置されている。

【００２７】各固定鉄心２７において、両先端鉄心部３
０の間には、先端鉄心部３０によって固定永久磁石３１
が挟持されている。固定永久磁石３１は、軸方向に極性
が変化するように配置されている。この実施形態では、
各固定永久磁石３１は、第１エンドフレーム１４側がＳ
極、第２エンドフレーム１５側がＮ極になるようにそれ
ぞれ配置されている。

【００２８】各固定永久磁石３１の軸方向長さは、ロー
タ１８の軸方向長さの１／３の長さに形成されている。
固定永久磁石３１は、ロータ１８が回転する際に、第１
回転永久磁石２１と第２回転永久磁石２２との隣接部と
対向するようになっている。同様に、固定永久磁石３１
は、ロータ１８が回転する際に、第３及び第４回転永久
磁石２３，２４の隣接部に対向するようになっている。

【００２９】基端鉄心部２８は、基端鉄心部２８の軸方
向端部においてインシュレータ２６が取り付けられてい
る。このため、基端鉄心部２８の中央部とヨーク１３と
の間には空間があり、この空間も使用して、各基端鉄心
部２８にはコイルが巻装されている。この実施形態で
は、図１（ｂ）中、左上側のコイルを第１コイルＬ１と
称し、他のコイルは、第１コイルＬ１から反時計方向に
順に第２コイルＬ２、第３コイルＬ３と称する。第１〜
第３コイルＬ１〜Ｌ３は、それぞれ固定永久磁石３１と
対向し、軸方向長さが固定永久磁石３１とほぼ同じにな
るように形成されている。

【００３０】第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３は、給電され
て電磁石になった状態の磁極が、固定永久磁石３１にお
ける対向する磁極と同じ磁極になるように巻装されてい
る。即ち、第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３は、電磁石にな
った状態のＮ極が、固定永久磁石３１のＮ極と対向し、
電磁石になった状態のＳ極が、固定永久磁石３１のＳ極
と対向するように巻装されている。各固定鉄心２７、固
定永久磁石３１、第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３の組によ
り、それぞれハイブリッド式磁石が構成されている。ま
た、ハイブリッド式磁石とモータハウジング１２とによ
り、ステータが構成されている。

【００３１】ロータ１８に対して第１エンドフレーム１
４側には、各第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３とほぼ対向す
る位置に、ヨーク１３の内周面に取り付けられたブラケ
ットを介して、第１光電素子ＰＴ１、第２光電素子ＰＴ
２、第３光電素子ＰＴ３が等角度間隔（１２０°間隔）
で取り付けられている。また、回転軸１９には、回転遮
光板３４が、回転軸１９と一体回転可能に取り付けられ
ている。第１エンドフレーム１４には、第１〜第３光電
素子ＰＴ１〜ＰＴ３と対向する位置に、それぞれ光源３
５が取り付けられている。

【００３２】回転遮光板３４は、図２に示すように、円
板に１２０°の切欠部が形成された形状に形成されてお
り、回転軸１９が回転する際に、第１〜第３光電素子Ｐ
Ｔ１〜ＰＴ３のいずれか１個のみを受光可能にして、他
の光電素子を遮光可能になっている。第１〜第３光電素
子ＰＴ１〜ＰＴ３は、回転遮光板３４によって、光源３
５からの光を順次に受光可能に形成されており、どの光
電素子が受光状態であるかによって、ロータ１８の回転
位置を検出可能になっている。

【００３３】図２に示すように、第１〜第３光電素子Ｐ
Ｔ１〜ＰＴ３は、それぞれ第１トランジスタＴｒ１、第
２トランジスタＴｒ２、第３トランジスタＴｒ３のベー
スに接続されている。また、第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ
３は、それぞれ第１〜第３トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３
のコレクタと、共通の電源３６のプラス端子との間に接
続されており、第１〜第３トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３
のエミッタは、共通の電源３６のマイナス端子に接続さ
れている。ブラシレスモータ１１では、回転遮光板３４
の回転によって受光状態になった光電素子に接続された
トランジスタにおいて、ベースに所定の電圧が入力され
てコレクタとエミッタとが導通可能になる。そして、対
応するコイルに電源３６からのコイル励磁電流Ｉ１〜Ｉ
３のいずれかが流れるようにブラシレスモータ１１は構
成されている。

【００３４】この実施形態では、ロータ１８が図１
（ｂ）及び図２中、反時計方向に回転するように構成さ
れている。また、ロータ１８の回転角は、第１及び第２
回転永久磁石２１，２２が第３コイルＬ３と対向してい
る状態の回転角θを０°とするように設定されており、
図１及び図２に示す状態では、θ＝６０°になってい
る。

【００３５】次に、上記のように構成されたブラシレス
モータの作用を説明する。図４（ａ）に示すように、第
１コイルＬ１が給電されていない状態では、第１コイル
Ｌ１と対向する固定永久磁石３１の磁力線は、固定永久
磁石３１のＮ極から、Ｎ極と隣接する先端鉄心部３０、
突出鉄心部２９、基端鉄心部２８、Ｓ極側の突出鉄心部
２９、先端鉄心部３０を通過して、Ｓ極に入る閉回路と
なる。このように基端鉄心部２８を通る閉回路を構成す
ることにより、固定永久磁石３１の磁力は、ロータ１８
側に作用しない状態となる。同様に、第２コイルＬ２、
第３コイルＬ３が給電されていない場合でも、それぞれ
対向する固定永久磁石３１の磁力線は基端鉄心部２８を
通る閉回路を形成し、磁力がロータ１８側に作用しない
状態となる。

【００３６】ロータ１８の第１回転永久磁石２１が第１
コイルＬ１と第３コイルＬ３との間に存在している状態
（０°＜θ＜１２０°）では、回転遮光板３４の切欠部
によって第１光電素子ＰＴ１が受光状態になる。これに
より、図３に示すように、第１トランジスタＴｒ１のコ
レクタ−エミッタ間が導通状態になって第１コイルＬ１
にコイル励磁電流Ｉ１が給電され、第１コイルＬ１が電
磁石になる。この電磁石の作用により、図４（ｂ）に示
すように、基端鉄心部２８には、図４（ａ）の磁力線と
逆向きの磁力線が発生する。このため、第１コイルＬ１
と対向する固定永久磁石３１の磁力線は、基端鉄心部２
８を通る閉回路にならず、第１コイルＬ１による電磁石
の磁力と、この固定永久磁石３１による磁力とが合計さ
れた強力な磁力が、ロータ１８側に作用する。この合計
された強力な磁力が、ハイブリッド式磁石の磁力とな
る。

【００３７】この合計された磁力により、ロータ１８の
第３及び第４回転永久磁石２３，２４は、反発力を受け
る。また、ロータ１８の第１及び第２回転永久磁石２
１，２２は引張力を受けるため、これらの反発力や引張
力の影響によって、ロータ１８は回転する。０°＜θ＜
３０°では、第３及び第４回転永久磁石２３，２４の方
が、第１及び第２回転永久磁石２１，２２より第１コイ
ルＬ１に近いため、ロータ１８は主に反発力の影響によ
って回転する。逆に、３０°＜θ＜１２０°では、第１
及び第２回転永久磁石２１，２２の方が第３及び第４回
転永久磁石２３，２４より第１コイルＬ１に近くなるた
め、ロータ１８は主に引張力の影響によって回転する。
このようにして、ロータ１８は図中反時計方向に回転す
る。

【００３８】第１回転永久磁石２１が第１コイルＬ１と
対向する（θ＝１２０°）と、回転遮光板３４によって
第１光電素子ＰＴ１が遮光され、第２光電素子ＰＴ２が
受光状態になる。このため、コイル励磁電流Ｉ１が流れ
なくなり、第１コイルＬ１と対向する固定永久磁石３１
の磁力線は、再び基端鉄心部２８を通る閉回路を構成
し、ロータ１８側に作用しなくなる。また、第２トラン
ジスタＴｒ２のコレクタ−エミッタ間が導通状態になっ
て第２コイルＬ２が給電され、第２コイルＬ２及び第２
コイルＬ２と対向する固定永久磁石３１の磁力がロータ
１８側に作用する。この合計された磁力により、ロータ
１８の第３及び第４回転永久磁石２３，２４が反発力を
受け、第１及び第２回転永久磁石２１，２２が引張力を
受けるため、ロータ１８は停止せずに引き続き反時計方
向に回転する（１２０°＜θ＜２４０°）。この場合も
同様に、１２０°＜θ＜１５０°の間ではロータ１８は
主に反発力の影響によって回転し、１５０°＜θ＜２４
０°の間ではロータ１８は主に引張力の影響によって回
転する。

【００３９】同様に、第１回転永久磁石２１が第２コイ
ルＬ２と対向する（θ＝２４０°）と、回転遮光板３４
によって第２光電素子ＰＴ２が遮光され、第３光電素子
ＰＴ３が受光状態になる。このため、第２コイルＬ２と
対向する固定永久磁石３１の磁力線は再び基端鉄心部２
８を通る閉回路を構成してロータ１８側に作用しなくな
り、第３コイルＬ３及びこれと対向する固定永久磁石３
１の磁力がロータ１８側に作用する。この合計された磁
力により、ロータ１８の第３及び第４回転永久磁石２
３，２４が反発力を受け、第１及び第２回転永久磁石２
１，２２が引張力を受けるため、ロータ１８は停止せず
に引き続き反時計方向に回転する（２４０°＜θ＜３６
０°）。

【００４０】上記のように、ロータ１８は、停止するこ
となく、同様の動作を繰り返して連続回転する。また、
ステータの磁界は、第１コイルＬ１、第２コイルＬ２、
第３コイルＬ３の順番に回転するため、図３の下部に示
すように、反時計方向、即ちロータ１８の回転方向と同
じ方向に回転する。

【００４１】また、固定鉄心は一つの部材であるため、
ハイブリッド式磁石における磁束の漏れが低減される。
このため、コイルが給電された状態では、電磁石の磁束
がハイブリッド式磁石において漏れることが低減され、
ロータ側に作用する磁力の低減が抑制される。また、コ
イルが給電されていない状態では、固定鉄心２７内を一
周する閉回路から固定永久磁石３１の磁束が漏れること
が低減されることにより、漏れた磁束がロータ１８側に
悪影響を与える可能性が低減される。

【００４２】この実施形態によれば、以下のような効果
を有する。 （１）ブラシレスモータ１１は、ハイブリッド式磁石が
取り付けられているため、第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３
のいずれか一つが給電されることにより、固定永久磁石
３１の磁力と、電磁石の磁力とが合計された強力な磁力
によって、ロータ１８を回転できる。

【００４３】（２）固定鉄心２７は、一つの部材であ
り、縦断面がほぼＣ字状に形成され、先端部が向かい合
うように屈曲した形状に形成されている。このため、比
較的簡単な構成により、ハイブリッド式磁石における磁
束の漏れを低減して、小型高トルク化を図ることができ
る （３） ロータ１８には、第１及び第２回転永久磁石２
１，２２と、第３及び第４回転永久磁石２３，２４と
が、軸方向に隣接して取り付けられ、固定永久磁石３１
は、その中央部が、各隣接部に対応するように配置され
ている。このため、固定永久磁石３１の軸方向に異なる
磁極が、両方とも一つの回転永久磁石に対向することを
防止でき、ロータ１８の軸方向に複数の回転永久磁石を
隣接して取り付けたことによる一層の小型高トルク化を
効果的に図ることができる。

【００４４】（４）ロータ１８には、第１及び第２回転
永久磁石２１，２２と、第３及び第４回転永久磁石２
３，２４とが、回転軸１９を挟んで異なる磁極が対向す
るように取り付けられている。このため、第１及び第２
回転永久磁石２１，２２による引張力と、第３及び第４
回転永久磁石２３，２４による反発力とにより、ハイブ
リッド式磁石が周方向に１２０°間隔でステータに取り
付けられている構成において、効果的にロータ１８を回
転できる。

【００４５】（５）固定永久磁石３１の軸方向長さは、
ロータ１８の軸方向長さの１／３に形成されている。こ
のため、その分、固定永久磁石３１より径方向外側に位
置する突出鉄心部２９の軸方向長さを長く形成でき、突
出鉄心部２９において磁束が流れやすくできる。

【００４６】（６）回転軸１９と一体回転する回転遮光
板３４と、第１〜第３光電素子ＰＴ１〜ＰＴ３との組み
合わせにより、一つの電源３６からの電流によってロー
タ１８が回転するように第１〜第３コイルＬ１〜Ｌ３の
給電状態を切り換える構成を、比較的簡単に形成でき
る。

【００４７】なお、実施形態は上記実施形態に限定され
るものではなく、例えば以下のように変更してもよい。 ・回転永久磁石は、ロータ１８の軸方向長さ全部に取り
付けられることに限られず、ロータの軸方向において、
永久磁石が固着された固着域と、永久磁石が固着されな
い非固着域とに区分し、非固着域が固定永久磁石３１と
対向しないように形成してもよい。

【００４８】例えば、図５に示すように、ロータ１８に
は、ロータ１８の軸方向長さの１／３に形成した第１〜
第４回転永久磁石４１〜４４を取り付ける。第１〜第４
回転永久磁石４１〜４４は、径方向に磁極が変化するよ
うに着磁し、径方向外側がそれぞれＮ極、Ｓ極、Ｓ極、
Ｎ極になるように形成する。第１〜第４回転永久磁石４
１〜４４を取り付けた箇所が固着域であり、第１及び第
２永久磁石４１，４２の間と、第３及び第４永久磁石４
３，４４の間とが非固着域である。そして、これらの非
固着域の軸方向長さが、ロータ１８の軸方向長さの１／
３、即ち固定永久磁石３１の軸方向長さと同じになるよ
うに形成してもよい。

【００４９】この場合でも、ロータ１８の第１〜第４回
転永久磁石４１〜４４は、固定鉄心２７と突出鉄心部２
９及び先端鉄心部３０において対向しているため、電磁
石の磁力の影響を受けやすく、また、固定永久磁石３１
の磁力の影響を受けることが可能になっている。よっ
て、電磁石の磁力と、固定永久磁石３１の磁力とが合計
された磁力が第１〜第４回転永久磁石４１〜４４に作用
するため、小型高トルク化を図った状態で、回転永久磁
石のコストを低減できる。

【００５０】・ロータ１８には、第１〜第４回転永久磁
石すべてが取り付けられることに限られず、例えば図６
に示すように、ロータ１８に第１及び第３回転永久磁石
２１，２３の一組のみを取り付けただけであってもよ
い。この場合、コイルが給電された状態では、固定永久
磁石３１のＳ極からの磁力と、電磁石の磁力とが合計さ
れた磁力が第１及び第３回転永久磁石２１，２３に作用
する。よって、この場合でも、小型高トルク化を図った
状態で、回転永久磁石のコストを低減できる。

【００５１】・ロータ１８に第２及び第４回転永久磁石
２２，２４の一組のみを取り付け、第１及び第３回転永
久磁石２１，２３を取り付けなくてもよい。 ・ステータには、ハイブリッド式磁石が周方向において
３箇所に取り付けられることに限られず、例えば４箇所
以上に取り付け、それに対応して光電素子の数を増して
もよい。

【００５２】・ロータには、回転永久磁石が周方向にお
いて２箇所に取り付けられることに限られず、例えば４
以上の偶数箇所に取り付けるように形成してもよい。 ・固定永久磁石３１は、その軸方向長さが、ロータ１８
の軸方向長さの１／３の長さに形成されることに限られ
ず、例えば１／３より短く形成してもよい。また、１／
３より長く形成してもよい。

【００５３】・本発明を実施するブラシレスモータは、
インナロータ型に限られず、例えばアウタロータ型であ
ってもよい。 ・ロータの位置を検出するセンサは、光電素子であるこ
とに限られず、例えばホール素子であってもよい。

【００５４】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について、以下に追記する。 （１） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発
明において、前記固定永久磁石の軸方向長さは、前記ロ
ータの軸方向長さの１／３以下に形成されている。

【００５５】（２） 請求項１〜請求項５及び（１）の
いずれか一つに記載の発明において、前記ハイブリッド
式磁石は、周方向に１２０°間隔で設けられ、前記回転
永久磁石は、周方向に１８０°間隔で設けられ、回転中
心を挟んで対向する磁極同士が異なるように設けられて
いる。

【００５６】（３） 請求項１〜請求項５、（１）及び
（２）のいずれか一つに記載の発明において、前記ハイ
ブリッド式磁石の前記コイルへの給電は、前記回転軸と
一体回転可能な回転遮光板によって、光電素子の受光状
態と遮光状態とが切り換えられることにより、切り換え
可能に構成されている。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
５に記載の発明によれば、ハイブリッド式磁石における
磁束の漏れを低減して、小型高トルク化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は（ｂ）のＩＡ−ＩＡ線模式断面図、
（ｂ）はブラシレスモータの模式断面図。

【図２】同じく模式回路図。

【図３】作用を示す説明図。

【図４】（ａ）は作用を示す模式部分断面図、（ｂ）は
同じく模式部分断面図。

【図５】別例の模式断面図。

【図６】他の別例の模式断面図。

【図７】従来のハイブリッド式磁石の模式図。

【符号の説明】

１１…ブラシレスモータ、１２…モータハウジング１
２、１８…ロータ、２１〜２４，４１〜４４…第１〜第
４回転永久磁石、２７…固定鉄心、２８…基端鉄心部、
２９…突出鉄心部、３０…先端鉄心部、３１…固定永久
磁石、Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｃ Ｆターム(参考） 5H002 AA09 AB04 AB06 AC04 AE07 AE08 5H019 AA07 BB08 BB15 BB27 CC03 CC08 DD09 EE10 EE13 5H611 AA01 BB07 PP07 QQ03 RR05 TT02 UA04 5H621 BB10 GA02 GA04 GA12 GA20 HH01 5H622 AA03 CA02 CA12 CB01 CB04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転永久磁石と一体回転可能なロータ
   と、 周方向に複数配置され、前記ロータが回転するように極
   性を変化させるようにそれぞれ給電されるハイブリッド
   式磁石及び前記ハイブリッド式磁石を磁気絶縁固定する
   ハウジングからなるステータとを備えたブラシレスモー
   タであって、 前記ハイブリッド式磁石は、 給電されるコイルと、前記コイルが巻装された固定鉄心
   と、軸方向に極性が変化するように配置された状態で、
   その両端が前記固定鉄心に当接された固定永久磁石とを
   備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 回転永久磁石と一体回転可能なロータ
   と、 周方向に複数配置され、前記ロータが回転するように極
   性を変化させるようにそれぞれ給電されるハイブリッド
   式磁石及び前記ハイブリッド式磁石を磁気絶縁固定する
   ハウジングからなるステータとを備えたブラシレスモー
   タであって、 前記ハイブリッド式磁石は、 給電されるコイルと、前記ハウジング側に固定され前記
   コイルが巻装される基端鉄心部と、前記基端鉄心部の各
   軸方向端部から前記ロータ方向に突出する突出鉄心部
   と、前記各突出鉄心部の前記ロータ側端部から軸方向中
   央部に向かって延びる先端鉄心部とを備えて一部材で構
   成された固定鉄心と、軸方向に極性が変化するように配
   置された状態で、その両端が前記先端鉄心部と当接する
   固定永久磁石とを備えていることを特徴とするブラシレ
   スモータ。
3. 【請求項３】 前記回転永久磁石は、前記ロータの軸方
   向に複数隣接して取り付けられ、前記固定永久磁石は、
   その軸方向の中央部が、前記回転永久磁石の軸方向の隣
   接部と対向するように配置されたことを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 前記回転永久磁石は、前記ロータの軸方
   向に複数離間して取り付けられ、前記固定永久磁石は、
   前記ロータにおいて前記回転永久磁石が取り付けられて
   いない領域と対向するように配置されたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 前記回転永久磁石は、前記ロータの軸方
   向中央部から一端までを覆うように取り付けられ、前記
   固定永久磁石は、その軸方向の中央部が、前記ロータの
   軸方向中央部と対向するように配置されたことを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。