JP2003264971A

JP2003264971A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP2003264971A
Application number: JP2002062440A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kosaka; 修司小坂; Yoshitaka Nishimura; 嘉孝西村; Hiroyuki Ito; 浩之伊藤
Original assignee: TOKUSHU DENSO KK
Current assignee: TOKUSHU DENSO KK
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP4056263B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁極検出用センサを備えたブラシレスモータ
では、センサを接着で完全に固定していたため、センサ
の交換に手間がかかるなどの問題点があった。【解決手段】突極２を放射状に配置したステータＳｔ
に、ロータＲｏに設けた磁石７の磁極を検出するセンサ
Ｓｅを備えたブラシレスモータＭにおいて、センサＳｅ
を保持するセンサホルダＨを備えると共に、センサホル
ダＨに、隣接する突極２間に着脱可能な固定手段として
の係合凸部２６を設けたことにより、ステータＳｔに対
するセンサＳｅの組付けや交換の作業を容易にし、経済
的な負担を軽減する。

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
に関し、とくに、複数の突極を備えたステータにロータ
側の磁石の磁極を検出するセンサを備え、センサからの
検出信号に基づいて各突極のコイルへの通電を切り替え
る制御が行われるブラシレスモータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータとしては、複数の突極
を放射状に配置したステータと、円周方向に所定間隔で
磁石を配置したロータを備えたものが周知である。ま
た、ブラシレスモータでは、ステータに、ロータの磁石
の磁極を検出する複数のセンサを設け、これらのセンサ
からの検出信号に基づいて各突極のコイルへの通電を切
り替えることにより、正確な回転制御を行うようにして
いる。センサとしてはホール素子やホールＩＣが用いら
れる。

【０００３】従来において、磁極検出用のセンサを備え
たブラシレスモータでは、例えば、突極において鉄心に
装着した絶縁部材に固定部を設け、この固定部にセンサ
を直接接着したり、センサをプリント基板上に固定し
て、そのプリント基板を絶縁部材の固定部に接着するの
が一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな磁極検出用センサを備えた従来のブラシレスモータ
にあっては、突極を構成する絶縁部材等に対して、セン
サを接着により完全に固定していたため、センサに不具
合が発生して交換が必要になった場合、センサあるいは
プリント基板だけを取り外すのが困難であり、絶縁部材
を含む突極あるいはステータ全体を交換しなければなら
なかった。このため、センサの交換作業に手間がかかる
と共に、経済的な負担も大きくなるという問題点があ
り、このような問題点を解決することが課題であった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、磁極検出用センサを備えたブラシレスモ
ータにおいて、ステータに対するセンサの組付けや交換
の作業が容易であり、また、センサの交換に要する経済
的な負担を軽減することができるブラシレスモータを提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるブラシレ
スモータは、請求項１として、複数の突極を放射状に配
置したステータに、ロータに設けた磁石の磁極を検出す
る磁極検出用センサを備え、磁極検出用センサからの検
出信号に基づいて各突極のコイルへの通電を切り替える
制御が行われるブラシレスモータにおいて、磁極検出用
センサを磁石に対向する状態で保持するセンサホルダを
備えると共に、センサホルダが、ステータに対して着脱
可能な固定手段を備えている構成とし、請求項２とし
て、各突極が、鉄心にインシュレータを介してコイルを
巻き付けた構成であると共に、隣接する突極の先端部の
間に、ステータ軸線方向に向いた概略凹状の係合凹部を
形成し、センサホルダの固定手段が、係合凹部に対して
ステータ軸線方向から着脱可能な係合凸部を備えている
と共に、隣接する突極の鉄心間で位置決めされる構成と
し、請求項３として、各突極が、鉄心とインシュレータ
の間に、ステータ半径方向に開口する隙間を有すると共
に、センサホルダの固定手段が、ステータ半径方向から
弾性的に装着する断面コ形の固定具を備えており、固定
具は、対向する二片のうちの一方の片を隙間に挿入し且
つ他方の片をセンサホルダの上面に圧接した状態に装着
される構成とし、請求項４として、センサホルダに、セ
ンサ用の回路基板を設けると共に、回路基板に、主回路
側の通電用コネクタが着脱可能な接続部を設けた構成と
しており、上記構成をもって従来の課題を解決するため
の手段としている。

【０００７】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるブラシレスモ
ータでは、磁極検出用センサがセンサホルダに取り付け
てあって、ステータにセンサホルダを装着することによ
り、磁極検出用センサをロータの磁石に対向する状態で
保持する。このとき、当該ブラシレスモータでは、固定
手段により、ステータに対してセンサホルダが着脱可能
に装着してあることから、センサに不具合が生じて交換
を必要とする場合には、同センサをセンサホルダととも
にステータから取り外すだけで良い。

【０００８】本発明の請求項２に係わるブラシレスモー
タでは、ステータの各突極が、鉄心にインシュレータを
介してコイルを巻き付けた構成であって、隣接する突極
の先端部の間に、ステータ軸線方向に向いた概略凹状の
係合凹部が形成してある。したがって、係合凹部は、鉄
心の先端部やインシュレータの先端部により形成されて
いる。これに対して、センサホルダは、固定手段を構成
する係合凸部を備えており、係合凹部に対してステータ
軸線方向から係合凸部を係合することにより、ステータ
に着脱可能に装着されると共に、とくに隣接する突極の
鉄心間すなわち係合凹部を形成する両側の鉄心の先端間
部で位置決めされる。

【０００９】本発明の請求項３に係わるブラシレスモー
タでは、ステータにセンサホルダを装着したのち、固定
手段を構成する固定具によってセンサホルダを固定状態
にする。このとき、ステータの各突極は、鉄心とインシ
ュレータの間に、ステータ半径方向に開口する隙間を有
している。これに対して、固定具は、断面コ形を成すと
共に、ステータ半径方向から弾性的に装着される。つま
り、固定具は、対向する二片のうちの一方の片を隙間に
挿入すると共に、他方の片をセンサホルダの上面に圧接
した状態にして、ステータに対してセンサホルダを弾性
的に挟持している。したがって、固定具は弾性力に抗し
て取り外すことが可能であり、ステータからのセンサホ
ルダの取り外しを可能にする。

【００１０】本発明の請求項４に係わるブラシレスモー
タでは、センサホルダに、センサ用の回路基板が設けて
あり、この回路基板に、主回路側の通電用コネクタが着
脱可能な接続部を設けているので、センサの交換が必要
となった場合には、接続部から通電用コネクタを取り外
すと共に、ステータからセンサホルダを取り外す。

【００１１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わるブラシレスモ
ータによれば、磁極検出用センサを備えたブラシレスモ
ータにおいて、磁極検出用センサを保持し且つステータ
に対して着脱可能な固定手段を備えたセンサホルダを採
用したことにより、ステータへのセンサの組付けやセン
サの交換といった作業をきわめて簡単に且つ短時間で行
うことができ、また、センサの交換に要する経済的な負
担を大幅に軽減することができる。

【００１２】本発明の請求項２に係わるブラシレスモー
タによれば、請求項１と同様の効果を得ることができる
うえに、ステータ側の係合凹部とセンサホルダにおいて
固定手段を構成する係合凸部とをステータ軸線方向に係
合することにより、とくに係合凹部を形成する鉄心の先
端部間でセンサホルダを正確に位置決めして、磁極検出
用センサを正確に位置決めすることができる。また、セ
ンサの位置決め精度の向上により、各突極のコイルに対
する通電の切り替えタイミングの精度向上にも貢献する
ことができる。

【００１３】本発明の請求項３に係わるブラシレスモー
タによれば、請求項２と同様の効果を得ることができる
うえに、固定手段として、ステータ半径方向から弾性的
に装着して、ステータに対してセンサホルダを挟持する
固定具を採用したことから、きわめて簡単な構成によっ
て、ステータにおいてセンサホルダおよびセンサを確実
に固定状態にすることができ、また、固定具は自己の弾
性力に抗して取り外し可能であるから、ステータからの
センサホルダの取り外しにも容易に対処することができ
る。

【００１４】本発明の請求項４に係わるブラシレスモー
タによれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることがで
きるうえに、センサホルダにセンサ用の回路基板を設け
ると共に、回路基板に主回路側の通電用コネクタが着脱
可能な接続部を設けたことにより、センサ用の回路と主
回路との接続および分離をきわめて簡単に行うことがで
き、ステータに対するセンサの組付けや交換の作業のさ
らなる簡略化や迅速化を実現することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わるブラ
シレスモータの一実施例を説明する。

【００１６】図１および図３に一部を示すブラシレスモ
ータＭは、ステータＳｔとその外側を被う状態に配置し
たロータＲｏを備えている。ステータＳｔは、リング状
のコア１に、複数（例えば３６個）の突極２を放射状に
備えている。各突極２は、図４に示すように、鉄心３と
その外側を被うインシュレータ４を備えると共に、イン
シュレータ４にコイル５を巻き付けた構成になってい
る。これに対して、ロータＲｏは、ステータＳｔの外側
を被う環状体６の内周面に、プレート状の磁石７を一定
間隔で備えている。

【００１７】突極２を構成する鉄心３は、概略直方体で
あり、一端部に、断面鳩尾状の係合部８をステータ軸線
方向にわたって有すると共に、他端部に、係合部８より
も大きい断面鳩尾状の張出部９を同じくステータ軸線方
向にわたって有している。これに対して、コア１には、
係合部８に対応する断面鳩尾状の溝部１０がステータ軸
線方向に沿って形成してある。この溝部１０は、突極２
の数に対応して、コア１の円周方向に一定間隔で設けて
ある。

【００１８】インシュレータ４は、合成樹脂製であっ
て、鉄心３を貫通状態にする断面矩形の中空状本体部１
１を有すると共に、両端部にはコイル５の両側を規制す
るフランジ部１２，１３を有している。さらに、ステー
タ中心側となるフランジ部１２には、当該インシュレー
タ４により絶縁された状態でステータ軸線方向に貫通す
るターミナル１４，１５が一体的に設けてある。各ター
ミナル１４，１５は、図４中上側となる端部を図示しな
い主回路との接続端子とし、図４中下側となる端部をコ
イル５の線端との接続端子としている。

【００１９】突極２は、インシュレータ４の本体部１１
に鉄心３を貫通状態にして、本体部１１の両側に係合部
８と張出部９を露出させ、本体部１１の外周にコイル５
を捲き付けて組立て完了となり、その後、鉄心３の係合
部８をコア１の溝部１０に嵌合することによりステータ
Ｓｔを構成する。

【００２０】上記のブラシレスモータＭは、ステータＳ
ｔに、ロータＲｏの磁石７の磁極を検出する磁極検出用
センサ（図５に示す）Ｓｅを設け、そのセンサＳｅから
の検出信号に基づいて各突極２のコイル５への通電を切
り替える制御を行うこととなる。そして、ステータＳｔ
にセンサＳｅを取り付けるにあたって、同センサＳｅを
磁石７に対向する状態で保持するセンサホルダＨを用い
ている。なお、センサＳｅにはホール素子やホールＩＣ
が用いられる。

【００２１】ここで、ステータＳｔは、図１に示す如く
センサホルダＨを装着する側を上側として説明すると、
インシュレータ４のステータ外側となるフランジ部１３
において、その上部両側に矩形状の切欠部１６を有して
いる。そして、隣接する突極２の先端部の間において、
ステータ軸線方向（上方向）に向いた概略凹状の係合凹
部１７（図３中に１個の係合凹部１７を網線で示す）を
形成している。各係合凹部１７は、インシュレータ４に
おけるフランジ部１３の側面と、鉄心３における張出部
９の背面とを竪の内面とし、切欠部１６により露出した
段部を底面とするものである。

【００２２】また、ステータＳｔには、後記する固定手
段の固定具を装着するために、鉄心３の上端部とインシ
ュレータ４の間に、ステータ半径方向に開口した薄い隙
間１８が形成してある。

【００２３】センサホルダＨは、図２にも示すように、
全体が各突極２の先端部の配列に対応した円弧状を成す
と共に、図２中に仮想線で示すセンサ用の回路基板１９
を固定する水平片２０と、インシュレータ４のステータ
外側におけるフランジ部１３の先端面を被う垂直片２１
とを有して、概略断面が逆Ｌ形を成している。

【００２４】センサホルダＨの水平片２０には、この実
施例の場合、回路基板１９の両端を保持する一対の鉤状
突起２２、回路基板１９を固定するための２本の位置決
めピン２３、後記する固定具に対する４個の掛止爪２
４、およびセンサＳｅを取り付けるための３個の取付孔
２５が一体的に形成してある。

【００２５】センサホルダＨの垂直片２１には、ステー
タＳｔに対して着脱可能な固定手段として、ステータＳ
ｔの隣接する突極２間の係合凹部１７に対してステータ
軸線方向から着脱可能な係合凸部２６が垂下状態に形成
してある。この実施例では、円周方向に順次隣接する５
箇所の係合凹部１７に対応して、５個の係合凸部２６が
一体的に形成してある。

【００２６】ここで、５個の係合凹部２６のうち、両側
と中央の３個は、センサＳｅの取り付け部を兼用するも
のであって、水平片２０の取付孔２５に夫々連通してお
り、センサＳｅの背面を保持する一対の後側突部２６Ａ
と、センサＳｅの正面を保持する前側突部２６Ｂで構成
してある。また、残りの２個は、正面に、隣接する鉄心
３の張出部（先端部）９の間に係合する段部２６Ｃを上
下方向に沿って有するものとなっている。

【００２７】さらに、センサホルダＨに固定した回路基
板１９には、中央に、複数の端子をステータ中心側に向
けた接続部２７が設けてあり、この接続部２７には、主
回路側の通電用コネクタ（図示略）が着脱可能である。

【００２８】上記構成を備えたセンサホルダＨは、図５
に示すように、ステータＳｔにおいて突極２の先端部間
に形成した５箇所の係合凹部１７に、個々の係合凸部２
６を上側から係合してステータＳｔに装着する。このと
き、センサホルダＨは、垂直片２１がインシュレータ４
の先端面を被うと共に、係合凸部２６の両側下端が鉄心
３の先端部上面に当接し、鉄心３とインシュレータ４の
間に形成した隙間１８を露出状態にしている。また、隣
接する鉄心３の先端部間に各センサＳｅが配置されると
共に、垂直片２１およびセンサＳｅの正面が各鉄心３の
先端面とほぼ同一平面状を成す配置となる。

【００２９】このようにして、センサホルダＨは、ステ
ータＳｔに装着した状態において、とくに隣接する突極
２の鉄心３の先端部（図３および図５中の符号Ａ）間に
係合凸部２６の段部２６Ｃが係合して正確な位置決めが
成され、これによりセンサＳｅを正確に位置決めしたう
えで、同センサＳｅをロータＲｏの磁石７に対向する状
態で保持している。

【００３０】なお、センサホルダＨをステータＳｔに装
着する際に、例えば樹脂製のセンサホルダＨを樹脂製の
インシュレータ４で位置決めすると、鉄心３とインシュ
レータ４との組付け誤差に、インシュレータ４とセンサ
ホルダＨとの組付け誤差が加わることとなり、その分ス
テータＳｔに対するセンサＳｅの位置精度が損なわれる
こととなる。これに対して、当該ブラシレスモータＭで
は、センサホルダＨを隣接する突極２の鉄心３間で位置
決めしているので、ステータＳｔに対するセンサＳｅの
位置精度が非常に高いものとなる。

【００３１】さらに、上記のセンサホルダＨは、ステー
タＳｔに対してより確実な固定状態にするために、固定
手段として図６に示す固定具２８を備えている。固定具
２８は、弾力性を有する薄い金属板を断面コ形に成形し
たものである。この実施例では、上片２８Ａの先端に、
上方へ折り曲げた操作部２８Ｂを有すると共に、装着状
態をより安定させるために、上片２８Ａに掛止孔２８Ｃ
が形成してある。

【００３２】固定具２８は、図７に示すように、ステー
タ半径方向から弾性的に装着してあって、鉄心３とイン
シュレータ４との隙間１８に下片（一方の片）２８Ｄを
挿入すると共に、センサホルダＨの上面（図では回路基
板１９の上面）に上片（他方の片）２８Ａ圧接した状態
にし、ステータＳｔに対してセンサホルダＨを弾性的に
挟持している。このとき、この実施例では、センサホル
ダＨの掛止爪２４に固定具２８の掛止孔２８Ｃを掛止し
て、同固定具２８の装着状態をより安定させている。

【００３３】以上のように、この実施例で説明したブラ
シレスモータＭでは、センサＳｅをきわめて簡単に且つ
短時間で組付けることができる。すなわち、ステータＳ
ｔにセンサホルダＨを装着するだけで、センサホルダＨ
とともにセンサＳｅの正確な位置決めが成され、その
後、固定具２８を装着し、さらに接続部２７に主回路側
の通電用コネクタを接続すれば、センサＳｅの取り付け
が完了する。

【００３４】また、接続部２７と通電用コネクタにおい
ては、電気的接合を簡単に分離することができ、固定具
２８においては、弾性力に抗して操作部２８Ｂを上側に
持ち上げる要領で掛止爪２４と掛止孔２８Ｃとの掛止を
解除すれば、同固定具２８を取り外すことができ、これ
により、センサＳｅをセンサホルダＨとともに簡単に取
り外すことができる。したがって、センサＳｅに不具合
が生じて交換が必要となった場合には、その交換作業を
きわめて簡単に且つ迅速に行うことができ、従来のよう
にステータＳｔ全体あるいは突極２を含めて交換する必
要がないので、経済的な負担も大幅に軽減し得るものと
なる。

【００３５】なお、本発明に係わるブラシレスモータ
は、センサホルダ等の詳細な構成が上記実施例のみに限
定されることはなく、固定手段の具体的な構成のほか、
各部の形状や係合凹部の数などを適宜変更することが当
然可能である。また、上記実施例では、ステータＳｔと
その外側を被うロータＲｏを備えたブラシレスモータＭ
を例示したが、本発明の構成は、複数の突極を中心に向
けて放射状に配置したステータと、その内側に配置する
ロータを組み合わせたブラシレスモータにも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるブラシレスモータの一実施例を
説明する図であって、ステータの一部と取り付け前のセ
ンサホルダを示す正面図である。

【図２】センサホルダの平面図（ａ）および底面図
（ｂ）である。

【図３】ブラシレスモータの一部を示す平面図である。

【図４】突極を構成する鉄心とインシュレータの組立て
要領を示す斜視図である。

【図５】ステータにセンサホルダを取り付けた状態を示
す正面図である。

【図６】突極の先端部を示す断面図（ａ）および固定具
を示す斜視図（ｂ）である。

【図７】突極に固定具を装着した状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２突極３鉄心４インシュレータ５コイル７磁石１７係合凹部１８隙間１９回路基板２６係合凸部（固定手段）２７接続部２８固定具（固定手段）ＨセンサホルダＭブラシレスモータＲｏロータＳｅ磁極検出用センサＳｔステータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤浩之東京都中央区銀座１丁目28番16号特殊電装株式会社内Ｆターム(参考） 5H019 AA10 BB01 BB13 BB20 BB24 CC04 DD01 EE01 5H611 AA01 BB07 PP05 QQ03 RR02 TT01 UA03 UB01 5H621 GA04 HH01 JK14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の突極を放射状に配置したステータ
に、ロータに設けた磁石の磁極を検出する磁極検出用セ
ンサを備え、磁極検出用センサからの検出信号に基づい
て各突極のコイルへの通電を切り替える制御が行われる
ブラシレスモータにおいて、磁極検出用センサを磁石に
対向する状態で保持するセンサホルダを備えると共に、
センサホルダが、ステータに対して着脱可能な固定手段
を備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】各突極が、鉄心にインシュレータを介し
てコイルを巻き付けた構成であると共に、隣接する突極
の先端部の間に、ステータ軸線方向に向いた概略凹状の
係合凹部を形成し、センサホルダの固定手段が、係合凹
部に対してステータ軸線方向から着脱可能な係合凸部を
備えていると共に、隣接する突極の鉄心間で位置決めさ
れることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモー
タ。
【請求項３】各突極が、鉄心とインシュレータの間
に、ステータ半径方向に開口する隙間を有すると共に、
センサホルダの固定手段が、ステータ半径方向から弾性
的に装着する断面コ形の固定具を備えており、固定具
は、対向する二片のうちの一方の片を隙間に挿入し且つ
他方の片をセンサホルダの上面に圧接した状態に装着さ
れることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモー
タ。
【請求項４】センサホルダに、センサ用の回路基板を
設けると共に、回路基板に、主回路側の通電用コネクタ
が着脱可能な接続部を設けたことを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のブラシレスモータ。