JP2003319631A

JP2003319631A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP2003319631A
Application number: JP2002117366A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tamada; 清玉田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータ位置検出用の位置センサを配置するた
めの軸方向スペースを省略して、小型化を図ることがで
きるブラシレスモータを提供する。【解決手段】回転軸２２，回転軸２２が挿着されたロ
ータコア２４，ロータコア２４の外周面に配置されたマ
グネット２６を有するロータ２０と、ロータ２０の外周
に設けられたステータ３０と、ロータ２０の回転位置を
磁気変化によって検出する位置センサ５２と、を備えた
ブラシレスモータＭであって、ロータ２０は、回転軸２
２と、マグネット２６の内周面との間に形成されたセン
サスペース２４ａを有し、位置センサ５２は、センサス
ペース２４ａに配置された。

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、特にホール素子等の位置センサを用いてロータの
回転位置検出を行うブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータには、巻線が施された
複数の鉄芯部からなるステータが備えられ、この巻線に
順次電流が流されると回転磁界が発生する。そして、ブ
ラシレスモータは、ロータに配設されたマグネット又は
巻線による磁界と前記回転磁界との相互作用によってロ
ータが回転するように構成されている。

【０００３】そして、ブラシレスモータは、ロータの回
転位置検出を行うための位置センサ及び制御部を有する
制御基板を備えており、位置センサによって検出された
ロータの現在回転位置の信号をもとに、制御部によっ
て、適正なタイミングで所定の巻線に電力供給するよう
に制御が行われる。位置センサとしては、例えば、ホー
ル素子，ホールＩＣ，エンコーダ，レゾルバ等が用いら
れている。

【０００４】図５に従来例に係るインナーロータ型のブ
ラシレスモータＭの断面図を示す。ブラシレスモータＭ
は、回転軸２２が挿着されたロータ２０と、ロータ２０
を回転可能に支承する軸受４１、４２と、鉄芯３１に巻
線３２が巻回されたステータ３０と、制御基板５０と、
これらを収納するヨークハウジング４０及びエンドプレ
ート４４とを備える。

【０００５】ロータ２０は、円筒状のロータコア２４の
内側貫通孔に回転軸２２が挿着され、ロータコア２４の
外周面にマグネット２６が配置された構成となってい
る。制御基板５０は、基板上にホール素子からなる位置
センサ５２、不図示の制御ＩＣ等を備え、制御基板５０
は位置センサ５２からの位置検出信号をもとに、ブラシ
レスモータＭの動作制御を行う。

【０００６】そして、マグネット２６とステータ３０間
の距離は、通常、磁気効率を向上させるために極力接近
するように構成されているので、マグネット２６とステ
ータ３０間に位置センサ５２を配置するのは困難となっ
ている。

【０００７】このため、マグネット２６は、ステータ３
０の図中軸方向左側に延伸された構成とされている。そ
して、位置センサ５２は、マグネット２６の延伸部分の
径方向外側に位置するように配設されている。このよう
な構成であるので、位置センサ５２は、ロータ２０が回
転したときにマグネット２６の延伸部分からの径方向の
磁気を検出できるようになっている。

【０００８】また、図６に別の従来例に係るブラシレス
モータＭの断面図を示す。図６のブラシレスモータＭで
は、マグネット２６（又はロータコア２４）の軸方向一
方の端面にセンサ用マグネット２６ａが配設されてい
る。そして、位置センサ５２は、センサ用マグネット２
６ａからの軸方向の磁気を検出できるようになってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５に係るブラシレス
モータＭでは、ロータ２０の位置検出を行うために、マ
グネット２６を軸方向に延伸させ、この延伸部分に相対
するように位置センサ５２が配置された構成となってい
る。このため、ブラシレスモータＭの軸方向長さが大き
くなってしまうという問題があった。そして、この延伸
部分はステータ３０と相対しないために、ブラシレスモ
ータＭの回転駆動力の発生に実質的に寄与しない。つま
り、得られる回転駆動力に比してブラシレスモータＭの
体格が大型化してしまうという問題があった。

【００１０】また、図６に係るブラシレスモータＭで
は、マグネット２６（又はロータコア２４）の軸方向の
一方の端面にセンサ用マグネット２６ａが配設される構
成となっている。このため、マグネット２６を軸方向に
延伸させる必要はなく、マグネット２６は、図５に示す
従来例に比して、ブラシレスモータＭを大型化すること
なく位置検出を行うことが可能である。また、その軸方
向長略全域においてステータ３０と相対することが可能
であるので、ブラシレスモータＭの回転駆動力の発生に
実質的に寄与しない部分が減少される。

【００１１】しかし、この場合でも制御基板５０とマグ
ネット２６（又はロータコア２４）の一方の端面との間
に、位置センサ５２及びセンサ用マグネット２６ａを配
置するためのスペースが必要である。したがって、やは
りブラシレスモータＭの軸方向長さが当該スペース分だ
け大きくなってしまうという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、上記問題に鑑み、ロータ
位置検出用の位置センサを配置するための軸方向スペー
ス部分をなくして、小型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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１に
記載のブラシレスモータによれば、回転軸，該回転軸が
挿着されたロータコア，該ロータコアと一体に設けられ
たマグネットを有するロータと、該ロータの外周に設け
られたステータと、前記ロータの回転位置を磁気変化に
よって検出する位置センサと、を備えたブラシレスモー
タであって、前記ロータは、前記回転軸と、前記マグネ
ットの内周面との間に形成された空間を有し、前記位置
センサは、前記空間に配置されたことにより解決され
る。

【００１４】上記のように、位置センサが、マグネット
の軸方向端部内側の空間に配置されたことにより、従来
のように軸方向に位置センサを配置するためにステータ
の軸方向長さをロータのマグネットの軸方向長さより相
対的に短くしたり、ブラシレスモータの軸方向長さを延
伸させたりする必要がなく、ブラシレスモータの小型化
を図ることができる。

【００１５】また、請求項２に記載のように、前記位置
センサが位置検出するためのセンサ用マグネットが、前
記空間内の前記ロータコア端部に配設される構成として
も良い。このようにすることにより、位置センサが軸方
向又は径方向の磁気変化を検出するようにできるので好
適である。

【００１６】また、前記課題は、請求項３に記載のブラ
シレスモータによれば、回転軸，該回転軸が挿着された
ロータコア，該ロータコアの外周面に配置されたマグネ
ットを有するロータと、該ロータの外周に設けられたス
テータと、前記ロータの回転位置を磁気変化によって検
出する位置センサと、を備えたブラシレスモータであっ
て、前記ロータコアは、該ロータコアの軸端面に開口す
ると共に軸方向に形成された凹部を有し、前記位置セン
サは、前記凹部に配置されたことにより解決される。

【００１７】上記のように、位置センサが、ロータコア
端部に形成された凹部に配置されたことにより、従来の
ように軸方向に位置センサを配置するためのスペースを
確保する必要がなく、ブラシレスモータの小型化を図る
ことができる。

【００１８】また、請求項４に記載のように、前記位置
センサが位置検出するためのセンサ用マグネットが、前
記凹部に配設される構成としても良い。このようにすれ
ば、凹部の形状に合せてセンサ用マグネットを配置する
ことにより、位置センサとセンサ用マグネットの相対位
置関係を変更することができるので好適である。

【００１９】また、請求項５に記載のように、前記ステ
ータは、インシュレータを備え、該インシュレータの回
転軸方向端部には、径方向内側へ延出するセンサ保持体
が設けられ、前記位置センサは、前記センサ保持体に配
設されたことにより、位置センサの周方向位置を容易に
位置決めすることができるので好適である。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面に基づいて説明する。また、以下に説明する配置、形
状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨
に沿って各種改変することができることは勿論である。
なお、従来例に係るブラシレスモータと同一の構成部材
には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００２１】図１は実施例のブラシレスモータの縦断面
図、図２は実施例のブラシレスモータの断面図、図３及
び図４は別実施例のブラシレスモータの位置センサの説
明図である。

【００２２】図１及び図２に示すようにブラシレスモー
タＭは、ロータ２０と、ステータ３０と、制御基板５０
と、これらを収納するヨークハウジング４０及びエンド
プレート４４とを備える。

【００２３】ロータ２０は、貫通孔を有するロータコア
２４に回転軸２２が挿着され、ロータコア２４の外周面
にマグネット２６が周方向に極性が交互になるように配
置され、さらにマグネット２６を覆うようにロータカバ
ー２８が取り付けられて構成されている。

【００２４】ロータコア２４の軸方向長は、マグネット
２６及びロータカバー２８の軸方向長よりも短くなって
おり、ロータコア２４の出力側には、マグネット２６の
内周面に囲まれた環状凹部であるセンサスペース２４ａ
が形成されている。

【００２５】ステータ３０は、巻線３２の巻回された鉄
芯３１がインシュレータ３４に挿着され、複数のインシ
ュレータ３４がヨークハウジング４０の内側面に当接す
るように配置されている構成となっている。また、巻線
３２の端末は、Ｙ結線となるように電気的に接合され、
３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）巻線は、図２に示すように配
置されている。

【００２６】なお、本例のブラシレスモータＭのステー
タ３０は、複数の鉄芯３１にそれぞれ巻線３２が巻回さ
れた構成となっているが、これに限らず、複数のティー
スを有する積層ステータコアからなる鉄芯にインシュレ
ータが挿着され、これに巻線３２が巻回される構成とし
たステータ３０であっても良い。

【００２７】制御基板５０は、中央に回転軸２２を挿通
させるための開口部を有するプリント基板である。制御
基板５０には制御ＩＣや他の電気部品が配設されると共
に、ホール素子（ホールＩＣ）で構成される複数の位置
センサ５２が配設されている。そして、制御基板５０
は、ヨークハウジング４０の内面に当接するように位置
決めして配置される。

【００２８】位置センサ５２は、センサスペース２４ａ
内に臨むロータ２０のマグネット２６の内周面と相対す
るように配置されている。このように構成されているの
で、従来のように、マグネット２６と制御基板５０との
間に位置センサ５２の配置スペースを設ける必要がな
く、ブラシレスモータＭの軸方向長さを短くすることが
可能となる。

【００２９】ヨークハウジング４０は、有底円筒形状で
あり、底部に軸受取付部４２ａが膨出して形成されてい
る。また、エンドプレート４４にも軸受取付部４１ａが
形成されている。これら軸受取付部４１ａ，４２ａ内
に、それぞれ軸受４１，４２が圧入固定されており、軸
受４１，４２は、ロータ２０を回転可能に支承してい
る。

【００３０】以上のように、本例のブラシレスモータＭ
では、マグネット２６を外周面に配置するロータコア２
４の軸方向長さが、マグネット２６の軸方向長さよりも
短く設定されており、これによりマグネット２６の一端
側において、マグネット２６の径方向内側に位置センサ
５２を配置可能なセンサスペース２４ａが形成される。
そして、このセンサスペース２４ａ内に、位置センサ５
２が配置される構成となっている。

【００３１】従来はマグネット２６を軸方向に延伸させ
たり、マグネット２６の軸方向端面にセンサ用マグネッ
ト２６ａを設けたりして、ブラシレスモータＭの軸方向
に位置センサ５２の配置スペースを確保する構成として
いたが、本例のブラシレスモータＭでは、上記構成とし
たことにより、位置センサ５２の配置スペースをブラシ
レスモータＭの軸方向に設ける必要がなくなるため、ブ
ラシレスモータＭの軸方向長を短くすることができ、小
型化を図ることが可能となる。

【００３２】また、ロータコア２４を短く設定する構成
であるためマグネット２６の軸方向長を確保することが
でき、マグネット２６の軸方向長とステータ３０の軸方
向長とを同程度とすることができるので、従来と比して
回転駆動力が低減することがなく、同程度の回転駆動力
を得ることができる。

【００３３】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ○上記実施例では、位置センサ５２を制御基板５０に直
に取り付けているが、図３に示すように、インシュレー
タ３４の制御基板５０側端部に一体若しくは別体のセン
サ保持体３４ａを設け、このセンサ保持体３４ａに位置
センサ５２を配設する構成としても良い。そして、位置
センサ５２と制御基板５０とを電気的に接続する。

【００３４】このように構成すれば、インシュレータ３
４の周方向の所定位置端部から径方向内側へセンサ保持
体３４ａを延出させることができるので、位置センサ５
２の周方向取付位置を容易に位置決めすることができる
と共に、より安定的に保持することができる。なお、複
数のティースを有する積層ステータコアからなる鉄芯に
インシュレータが挿着され、当該ティースに巻線が巻回
された構成のステータ３０を用いた場合においても、イ
ンシュレータに上記センサ保持体３４ａを延出させると
良い。

【００３５】○また、上記実施例では、ロータ２０側か
らの径方向の磁気を位置センサ５２が検出するように構
成されているが、これに限らず、軸方向の磁気を位置セ
ンサ５２が検出するように構成しても良い。このような
構成とする場合は、ロータコア２４の軸方向端面にセン
サ用マグネット２６ａを配置し、このセンサ用マグネッ
ト２６ａに位置センサ５２を相対させるようにすると良
い。

【００３６】○また、上記実施例では、ロータコア２４
の軸方向長がマグネット２６の軸方向長と比べて短くな
っているので、マグネット２６の内周面が一端側でセン
サスペース２４ａに露出し、位置センサ５２を当該露出
したマグネット２６内周面と相対させることができるよ
うに構成されている。

【００３７】しかし、図４に示すようにロータコア２４
の一端側にセンサスペース２４ａを形成するためのセン
サ取付用の凹部を形成した場合は、壁部２４ｂによって
マグネット２６の内側面が覆われてしまう。そこで、確
実に位置センサ５２がロータ２０の回転位置を検出する
ことができるように、センサ用マグネット２６ａを壁部
２４ｂに別途配設する構成としても良い。

【００３８】この場合、前記センサスペース２４ａを形
成するためのセンサ取付用の凹部は、図４のように円柱
面でなくても良く、例えば、多角形状面、軸方向階段状
面、傾斜曲面、傾斜平面等であっても良い。

【００３９】また、センサスペース２４ａを上記のよう
に凹部として形成したとき、マグネット２６の内周面が
壁部２４ｂに覆われているのと同様に、回転軸２２を覆
う壁部がロータコア２４から延出する構成としても良
い。この場合、回転軸２２を覆う壁部側にマグネット２
６を配設する構成としても良い。また、回転軸２２を覆
う壁部をロータコア２４から延出させた場合において、
マグネット２６の内周面を覆う壁部２４ｂは形成されな
い構成としても良い。

【００４０】また、センサスペース２４ａの壁部２４ｂ
又は端面等にセンサ用マグネット２６ａを取り付けるた
めの凹部を設け、当該凹部にセンサ用マグネット２６ａ
を嵌合させるように配置しても良い。

【００４１】上記実施形態から把握できる請求項以外の
技術的思想を以下に記載する。（１）請求項１乃至４いずれか一つに記載のモータにお
いて、前記ステータは、複数のティースを有するステー
タコアと、該ステータコアのティースを覆うインシュレ
ータとを備え、該インシュレータの回転軸方向端部に
は、径方向内側へ延出するセンサ保持体が設けられ、前
記位置センサは、前記センサ保持体に配設されたことを
特徴とするブラシレスモータ。このような構成とするこ
とにより、位置センサの周方向の位置決めを容易に行う
ことができると共に、確実に位置センサを保持すること
ができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明のブラシレスモー
タによれば、ロータ位置検出用の位置センサを配置する
ために、ブラシレスモータの軸方向にスペースを設ける
必要がないので、従来と比して回転駆動力は同程度であ
ると共に、軸方向長を短くして小型化が図られたブラシ
レスモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のブラシレスモータの縦断面図である。

【図２】実施例のブラシレスモータの断面図である。

【図３】別実施例のブラシレスモータの位置センサの説
明図である。

【図４】別実施例のブラシレスモータの位置センサの説
明図である。

【図５】従来例のブラシレスモータの縦断面図である。

【図６】従来例のブラシレスモータの縦断面図である。

【符号の説明】

２０ロータ、２２回転軸、２４ロータコア、２４
ａセンサスペース、２４ｂ壁部、２６マグネッ
ト、２６ａセンサ用マグネット、２８ロータカバ
ー、３０ステータ、３１鉄芯、３２巻線、３４
インシュレータ、３４ａセンサ保持体、４０ヨーク
ハウジング、４１，４２軸受、４１ａ，４２ａ軸受
取付部、４４エンドプレート、５０制御基板、５２
位置センサ、Ｍブラシレスモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸，該回転軸が挿着されたロータコ
ア，該ロータコアと一体に設けられたマグネットを有す
るロータと、該ロータの外周に設けられたステータと、
前記ロータの回転位置を磁気変化によって検出する位置
センサと、を備えたブラシレスモータであって、前記ロータは、前記回転軸と、前記マグネットの内周面
との間に形成された空間を有し、前記位置センサは、前記空間に配置されたことを特徴と
するブラシレスモータ。
【請求項２】前記位置センサが位置検出するためのセ
ンサ用マグネットが、前記空間内の前記ロータコア端部
に配設されたことを特徴とする請求項１記載のブラシレ
スモータ。
【請求項３】回転軸，該回転軸が挿着されたロータコ
ア，該ロータコアの外周面に配置されたマグネットを有
するロータと、該ロータの外周に設けられたステータ
と、前記ロータの回転位置を磁気変化によって検出する
位置センサと、を備えたブラシレスモータであって、前記ロータコアは、該ロータコアの軸端面に開口すると
共に軸方向に形成された凹部を有し、前記位置センサは、前記凹部に配置されたことを特徴と
するブラシレスモータ。
【請求項４】前記位置センサが位置検出するためのセ
ンサ用マグネットが、前記凹部に配設されたことを特徴
とする請求項３記載のブラシレスモータ。
【請求項５】前記ステータは、インシュレータを備
え、該インシュレータの回転軸方向端部には、径方向内側へ
延出するセンサ保持体が設けられ、前記位置センサは、前記センサ保持体に配設されたこと
を特徴とする請求項１乃至４いずれか一つに記載のブラ
シレスモータ。