JP2005124368A - モータの回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｓ極とＮ極の変わり目を明確にし、回転子の回転位置を正確に検出することができるモータの回転子を提供する。
【解決手段】ブラシレスＤＣモータの回転子１０において、Ｓ極の磁石部とＮ極の磁石部との間に溝部１６をそれぞれ設け、回転子１０の回転位置を磁気によるホールＩＣ１２で検出するものであり、Ｓ極の磁石部とＮ極の磁石部とはプラスチックマグネットにより一体成形された後に着磁されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータなどのモータにおける回転子に関するものである。

従来より、ブラシレスＤＣモータなどのモータの回転子は、図９に示すようにプラスチックマグネットを一体成形して、その後にＳ極とＮ極に着磁を行って、回転子１００を形成している（特許文献１）。
特開平６−１７８４７７号公報

ブラシレスＤＣモータの回転を制御する場合には、回転子１００の回転位置を検出する必要がある。そのため、図９に示すように、回転子１００の外方に３個のホールＩＣ１０２を配置して、回転子１００のＳ極とＮ極の位置を磁気により検出している。

しかしながら、３個のホールＩＣ１０２でＳ極とＮ極の磁力波形を検出した場合に、ホールＩＣ１０２のヒステリシスや着磁状態により、Ｓ極とＮ極の変わり目が曖昧になり、このため回転子１００の回転位置の検出が不明確になり、結果的に位置検出信号の電流波形が乱れて、ブラシレスＤＣモータの制御に悪影響を及ぼしたり、効率が悪くなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、Ｓ極とＮ極の変わり目を明確にし、回転子の回転位置を正確に検出することができるモータの回転子を提供するものである。

請求項１に係る発明は、Ｓ極の磁石部とＮ極の磁石部とを交互に配したモータの回転子において、前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部との間、及び、前記Ｎ極の磁石部と前記Ｓ極の磁石部との間に溝部をそれぞれ設け、前記回転子の回転位置を磁気による位置検出素子で検出することを特徴とするモータの回転子である。

請求項２に係る発明は、前記モータがブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のモータの回転子である。

請求項３に係る発明は、前記複数の溝部を前記回転子の側部の縁部に設け、前記位置検出素子を前記溝部の近傍に設けることを特徴とする請求項１記載のモータの回転子である。

請求項４に係る発明は、前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部とは、プラスチックマグネットにより一体成形された後に着磁されていることを特徴とする請求項１記載のモータの回転子である。

請求項５に係る発明は、前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部とは、焼結体により形成された後に着磁されていることを特徴とする請求項１記載のモータの回転子である。

請求項１に係る発明のモータの回転子は、Ｓ極の磁石部とＮ極の磁石部との間に溝部が設けられているため、Ｓ極とＮ極の境目が明確になり、磁気による位置検出素子で回転子の回転位置を正確に検出することができる。

請求項２に係る発明のモータの回転子であると、モータがブラシレスＤＣモータであるため、位置検出素子によって検出した回転子の回転位置により、ブラシレスＤＣモータの回転を正確に制御することができる。

請求項３に係る発明のモータの回転子であると、複数の溝部を回転子の側部の縁部に設け、この近傍に位置検出素子を設けることにより、回転子の回転位置を正確に検出できると共に、縁部以外の部分では溝部が設けられていないため、回転トルクに影響を与えることがない。

請求項４に係る発明のモータの回転子であると、プラスチックマグネットにより一体成形された後に磁石部が着磁されるため、着磁を容易に行え、また、溝部も容易に形成することができる。

請求項５に係る発明のモータの回転子であると、磁石部が焼結体により形成されることにより、着磁を行うことができ、また、溝部を容易に形成することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の回転子１０について図１から図５に基づいて説明する。

本実施形態の回転子１０は、ブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）の回転子であって、３個のホールＩＣ１２によって回転子１０の回転位置を検出し、その検出した磁気波形に基づいてホールＩＣ１２がモータ駆動装置に位置検出信号を送り、モータ駆動装置はその位置検出信号に基づいてモータをＰＷＭ回路及びインバータ回路を介して回転制御する。

（１）回転子１０の製造方法
回転子１０の製造方法は、下記の通りである。

まず、プラスチックマグネットにより円筒状の回転子本体１１を一体成形する。この回転子本体１１を一体成形する時に、回転子本体１１の側部の縁部に溝部１６を図２に示すように８個等角度毎に形成する。この溝部１６は、縁部のみに軸方向に沿って形成されている。なお、溝部１６は、図２及び図３に示すように、矩形の形状である。

次に、回転軸１４を軸方向に回転子本体１１に圧入嵌合して固定する。

次に、上記のように形成した回転子１０に対し、溝部１６を境目として、Ｓ極とＮ極をそれぞれ着磁して磁石部１８を形成する。

このように製造された回転子１０であると、図１に示すように、軸方向におけるＡ部が、３個のホールＩＣ１２により回転位置を検出するためのセンシング部となり、それ以外のＢ部がトルクを発生させるパワー部となる。なお、３個のホールＩＣ１２は、図１に示すように各溝部１６に対応する位置に配するか、または、等間隔に配する。

（２）溝部１６の働き
上記の溝部１６の働きについて説明する。

回転子１０をブラシレスＤＣモータの固定子の内周側に取り付けて回転させ、３個のホールＩＣ１２でその磁気波形を観測すると、図４に示すようになる。

図４に示すように、Ｂ部のパワー部においては、磁力波形が正弦波の形状となる。一方、Ａ部のセンシング部では、Ｓ極とＮ極との間に溝部が形成されているため、この溝部１６の部分だけ磁力がホールＩＣ１２によって測定されず、Ｓ極とＮ極との間の磁力波形の変わり目が明確に観測することができる。

そのため、このブラシレスＤＣモータを正確に制御することができる。

特に、このモータを定速で回転するファンモータに使用した場合には、進角信号ＬＡで溝部１６の磁力波形の補正が可能となる。すなわち、位置検出信号に基づいて、位相角を調整する場合に、その位相角を調整するための進角信号ＬＡを用いて補正を行うときに、変わり目が明確であるために、測定する磁力波形の正確に補正できる。そのため、ファンモータのように一定の回転数で回転するモータに好適である。

また、溝部１６は、回転子１０の側部の縁部のみにしか形成されていないため、Ｂ部のパワー部を大きくとることができ、回転トルクが減少しない。

（３）変更例
図５は、磁力波形の変更例であって、図４では正弦波であったが、図５においては磁力波形が矩形波である場合を示している。

この場合であっても、Ｓ極とＮ極との間の部分が溝部１６によって明確に変わり目を識別することができるため、モータの回転を正確に制御することができる。

（第２の実施形態）
以下、図６及び図７に基づいて、回転子１０の第２の実施形態について説明する。

本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、溝部１６の形状にある。第１の実施形態では溝部１６は矩形に形成されていたが、第２の実施形態では図６及び図７に示すように曲線状に溝部１６が形成されている。

このような曲線形状の溝部１６であってもＳ極とＮ極とを明確に区別することができる。

このような曲線状の溝部１６を用いる回転子１０としては、焼結体によって構成された回転子に好適である。

（第３の実施形態）
図８に基づいて第３の実施形態の回転子１０について説明する。

第１の実施形態及び第２の実施形態の回転子１０では、溝部１６は回転子１０の側部の縁部、特に外周部分にのみ形成したが、これに代えて第３の実施形態ではこの溝部１６の深さを深くし、より明確にＳ極とＮ極との間の磁石部１８の区別を明確にしたものである。

このように溝部１６を深くすることにより、より正確にＳ極とＮ極との変わり目を明確にすることができる。

（変更例１）
第２の実施形態では径方向及び軸方向共に曲線状であったが、これに代えて、径方向または軸方向のみ曲線状で一方の方向は矩形状であってもよい。

（変更例２）
上記実施形態では、ブラシレスＤＣモータの回転子として説明したが、これ以外に回転子として磁石を必要とするモータであれば、本発明の構成を適用することができる。

本発明のモータの回転子は、ブラシレスＤＣモータなどに適用でき、このブラシレスＤＣモータはファンモータなどに好適である。

第１の実施形態のモータの回転子の斜視図である。 同じく正面図である。 図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。 磁力波形のグラフであり、（ａ）はＢ部の磁力波形であり、（ｂ）はＡ部の磁力波形である。 第２の磁力波形であり、（ａ）はＢ部の磁力波形であり、（ｂ）はＡ部の磁力波形である。 第２の実施形態の回転子の正面図である。 図６におけるＹ−Ｙ線断面図である。 第３の実施形態の回転子の斜視図である。 従来の回転子の斜視図である。

符号の説明

１０ 回転子
１２ ホールＩＣ
１４ 回転軸
１６ 溝部

Claims (5)

1. Ｓ極の磁石部とＮ極の磁石部とを交互に配したモータの回転子において、
   前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部との間、及び、前記Ｎ極の磁石部と前記Ｓ極の磁石部との間に溝部をそれぞれ設け、
   前記回転子の回転位置を磁気による位置検出素子で検出する
   ことを特徴とするモータの回転子。
2. 前記モータがブラシレスＤＣモータである
   ことを特徴とする請求項１記載のモータの回転子。
3. 前記複数の溝部を前記回転子の側部の縁部に設け、
   前記位置検出素子を前記溝部の近傍に設ける
   ことを特徴とする請求項１記載のモータの回転子。
4. 前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部とは、プラスチックマグネットにより一体成形された後に着磁されている
   ことを特徴とする請求項１記載のモータの回転子。
5. 前記Ｓ極の磁石部と前記Ｎ極の磁石部とは、焼結体により形成された後に着磁されている
   ことを特徴とする請求項１記載のモータの回転子。
   

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