JP2005168264A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータに係り、特にセンサマグネットをロータ側に備え、該センサマグネットによる磁界の変化を検出する磁気検出センサをステータ側に備えたブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor having a sensor magnet on the rotor side and a magnetic detection sensor on the stator side for detecting a change in a magnetic field by the sensor magnet.
従来から、磁界を形成するためのステータコイルが配設されてなるステータと、ステータの内側に回転可能に配設されたロータヨークの外周部に界磁マグネットを備えてなるロータと、を備えたブラシレスモータにおいて、界磁マグネットの磁極位置を検出するためのセンサマグネットと、このセンサマグネットによる磁界の変化を検出する磁気検出センサ(例えば、ホール素子など)と、を備えたものがある。そして、このブラシレスモータでは、磁気検出センサによってセンサマグネットの磁界の変化を検出し、この検出した信号に基づいてステータコイルの励磁タイミングが切り替えられる構成となっている。 Conventionally, a brushless comprising a stator having a stator coil for forming a magnetic field, and a rotor having a field magnet on the outer periphery of a rotor yoke rotatably disposed inside the stator. Some motors include a sensor magnet for detecting a magnetic pole position of a field magnet and a magnetic detection sensor (for example, a Hall element) for detecting a change in a magnetic field by the sensor magnet. In this brushless motor, a change in the magnetic field of the sensor magnet is detected by a magnetic detection sensor, and the excitation timing of the stator coil is switched based on the detected signal.
ところが、上記ブラシレスモータにおいて、センサマグネットが界磁マグネットと軸方向に沿って並ぶように配置される構成とすると、ブラシレスモータの軸方向における小型化が困難となる。そこで、ブラシレスモータの軸方向における長さを短くするために、カップ状のロータヨークの内側にセンサマグネットを配置したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の例では、ロータヨークにおける外周部の径方向外側に界磁マグネットが配設され、この界磁マグネットが配設された外周部の径方向内側に、当該界磁マグネットと対向するようにセンサマグネットが配設されている。
しかしながら、上述のように、特許文献1に記載のブラシレスモータでは、ロータヨークの外周部に界磁マグネットだけでなく、センサマグネットも配設されているため、ロータヨークの外周部に、界磁マグネットとロータヨークの両方の磁気が通過できる厚みが必要となり、その構造上、ロータヨークの薄肉化が困難である。また、ロータヨークの外周部が肉厚になることにより、ロータ自体の重量が増加すると共に、ロータの接線方向に働く慣性力が増し、モータの起動時におけるロータの動き出しが鈍くなるという問題があった。
However, as described above, in the brushless motor described in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸方向における小型化を達成できると共に、ロータヨークを薄肉化でき、モータ起動時におけるロータの動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能なブラシレスモータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to achieve downsizing in the axial direction, to reduce the thickness of the rotor yoke, and to smoothly and quickly start the rotor when the motor is started. It is to provide a brushless motor capable of performing the above.
前記課題は、請求項1に記載の発明によれば、磁界を形成するためのステータコイル(23)が配設されてなるステータ(20)と、該ステータ(20)の内側に回転可能に配設されたロータヨーク(32)の外周部(32b)に界磁マグネット(33)を備えてなるロータ(30)と、該ロータ(30)と共に回転するセンサマグネット(35)と、該センサマグネット(35)による磁界の変化を検出する磁気検出センサ(41)と、を有して構成されたブラシレスモータ(1)において、前記ロータヨーク(32)の外周部(32b)よりも半径方向内側には、軸方向に開口を有する凹部(32d)が設けられ、該凹部(32d)の内側には、前記センサマグネット(35)の磁路を形成するセンサマグネット用ヨーク(34)が配設され、前記センサマグネット(35)は、前記センサマグネット用ヨーク(34)に配設されたこと、により解決される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a stator (20) in which a stator coil (23) for forming a magnetic field is disposed, and a stator (20) rotatably disposed inside the stator (20). A rotor (30) having a field magnet (33) on the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32) provided, a sensor magnet (35) that rotates together with the rotor (30), and the sensor magnet (35 In a brushless motor (1) configured to include a magnetic detection sensor (41) that detects a change in a magnetic field due to a shaft), a shaft is disposed radially inward of the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32). A recess (32d) having an opening in the direction is provided, and a sensor magnet yoke (34) that forms a magnetic path of the sensor magnet (35) is disposed inside the recess (32d). Is, the sensor magnet (35) is that the disposed sensor magnet yoke (34) is solved by.
このように、本発明のブラシレスモータ(1)では、ロータヨーク(32)の外周部(32b)よりも半径方向内側に、センサマグネット(35)の磁路を形成するたセンサマグネット用ヨーク(34)が配設され、センサマグネット(35)が、センサマグネット用ヨーク(34)に配設されているので、従来のようにロータヨーク(32)にセンサマグネット(35)の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク(32)の外周部(32b)は、界磁マグネット(33)の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、ロータヨーク(32)の外周部(32b)を従来に比して薄肉化することが可能となる。 As described above, in the brushless motor (1) of the present invention, the sensor magnet yoke (34) in which the magnetic path of the sensor magnet (35) is formed radially inward from the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32). Since the sensor magnet (35) is disposed in the sensor magnet yoke (34), it is not necessary to form the magnetic path of the sensor magnet (35) in the rotor yoke (32) as in the prior art. . Accordingly, the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32) only needs to have a thickness necessary for forming the magnetic path of the field magnet (33). Can be made thinner than in the past.
また、本発明に係るブラシレスモータ(1)では、上述のように、ロータヨーク(32)の外周部(32b)よりも半径方向内側に、軸方向に開口を有する凹部(32d)が設けられ、この凹部(32d)の内側に、センサマグネット用ヨーク(34)と共にセンサマグネット(35)が配置される構成となっている。従って、ロータ(30)の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ(30)の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ(30)の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ(30)の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。 Further, in the brushless motor (1) according to the present invention, as described above, the recess (32d) having an opening in the axial direction is provided radially inward of the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32). The sensor magnet (35) is arranged together with the sensor magnet yoke (34) inside the recess (32d). Therefore, compared with the conventional structure which has arrange | positioned the sensor magnet outside the rotor (30), the part of the radial direction outer side of a rotor (30) can be reduced in weight, and, thereby, the tangential direction of a rotor (30) Since the inertial force acting on the rotor can be reduced, the movement of the rotor (30) at the time of starting the motor can be performed smoothly and quickly.
このとき、請求項2に記載のように、上記ブラシレスモータ(1)において、前記磁気検出センサ(41)は、より好適には、センサマグネット(35)と対向するように、凹部(32d)の内側に配置される。このように配置されると、ロータヨーク(32)の凹部(32d)に、センサマグネット(35)だけでなく、磁気検出センサ(41)も収容されるので、ブラシレスモータ(1)の軸方向における長さをより短くすることが可能である。
また、請求項3に記載のように、上記ブラシレスモータ(1)において、前記磁気検出センサ(41)は、より好適には、ホール素子により構成される。
At this time, as described in
In the brushless motor (1), the magnetic detection sensor (41) is more preferably configured by a Hall element.
また、前記課題は、請求項4に記載の発明によれば、磁界を形成するためのステータコイル(23)が配設されてなるステータ(20)と、該ステータ(20)の内側に回転可能に配設されたシャフト(31)にロータヨーク(32)を介して界磁マグネット(33)が周設されてなるロータ(130)と、該ロータ(130)と共に回転するセンサマグネット(135)と、該センサマグネット(135)による磁界の変化を検出する磁気検出センサ(141)と、を有して構成されたブラシレスモータ(101)において、前記ロータヨーク(32)は、前記シャフト(31)に固着され前記センサマグネット(135)の磁路を形成する軸部(32a)と、該軸部(32a)の半径方向外側に形成され前記界磁マグネット(33)が周設されてなる外周部(32b)と、前記軸部(32a)と前記外周部(32b)とを連結する連結部(32c)と、を有して構成され、前記センサマグネット(135)は、前記軸部(32a)に配設され、前記磁気検出センサ(141)は、前記センサマグネット(135)と対向するように、前記軸部(32a)と前記外周部(32b)との間に形成された凹部(32d)の内側に配置されたこと、により解決される。 Further, according to the invention described in claim 4, the subject is a stator (20) in which a stator coil (23) for forming a magnetic field is disposed, and is rotatable inside the stator (20). A rotor (130) in which a field magnet (33) is provided around a shaft (31) disposed on the rotor via a rotor yoke (32), a sensor magnet (135) that rotates together with the rotor (130), In a brushless motor (101) configured to include a magnetic detection sensor (141) that detects a change in a magnetic field by the sensor magnet (135), the rotor yoke (32) is fixed to the shaft (31). A shaft portion (32a) forming a magnetic path of the sensor magnet (135), and the field magnet (33) formed on the radially outer side of the shaft portion (32a) And an outer peripheral part (32b), and a connecting part (32c) for connecting the shaft part (32a) and the outer peripheral part (32b), and the sensor magnet (135) The magnetic detection sensor (141) disposed on the shaft portion (32a) is formed between the shaft portion (32a) and the outer peripheral portion (32b) so as to face the sensor magnet (135). This is solved by being disposed inside the recessed portion (32d).
このように、本発明のブラシレスモータ(101)では、ロータヨーク(32)が、シャフト(31)に固着されセンサマグネット(135)の磁路を形成する軸部(32a)と、この軸部(32a)の半径方向外側に形成され界磁マグネット(33)が周設されてなる外周部(32b)と、軸部(32a)と外周部(32b)とを連結する連結部(32c)と、を有して構成され、センサマグネット(135)が、界磁マグネット(33)が配設された外周部(32b)ではなく、軸部(32a)に配設されているので、従来のようにロータヨーク(32)の外周部(32b)にセンサマグネット(135)の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク(32)の外周部(32b)は、界磁マグネット(33)の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、ロータヨーク(32)の外周部(32b)を従来に比して薄肉化することが可能となる。 Thus, in the brushless motor (101) of the present invention, the rotor yoke (32) is fixed to the shaft (31) and forms the magnetic path of the sensor magnet (135), and the shaft portion (32a). ) And an outer peripheral portion (32b) formed around the field magnet (33) and a connecting portion (32c) for connecting the shaft portion (32a) and the outer peripheral portion (32b). And the sensor magnet (135) is disposed not on the outer peripheral portion (32b) on which the field magnet (33) is disposed, but on the shaft portion (32a). It is not necessary to form the magnetic path of the sensor magnet (135) in the outer peripheral part (32b) of (32). Accordingly, the outer peripheral portion (32b) of the rotor yoke (32) only needs to have a thickness necessary for forming the magnetic path of the field magnet (33). Can be made thinner than in the past.
また、本発明に係るブラシレスモータ(101)では、外周部(32b)の半径方向内側に形成された軸部(32a)にセンサマグネット(135)が配置される構成となっている。従って、ロータ(130)の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ(130)の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ(130)の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ(130)の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。さらに、本発明のブラシレスモータ(101)では、磁気検出センサ(141)が、センサマグネット(135)と対向するように、軸部(32a)と外周部(32b)との間に形成された凹部(32d)の内側に配置される構成となっているので、ブラシレスモータ(101)の軸方向における長さをより短くすることが可能である。 In the brushless motor (101) according to the present invention, the sensor magnet (135) is arranged on the shaft portion (32a) formed on the radially inner side of the outer peripheral portion (32b). Therefore, compared to the conventional configuration in which the sensor magnet is disposed outside the rotor (130), the radially outer portion of the rotor (130) can be reduced in weight, and thereby the tangential direction of the rotor (130). Since the inertial force acting on the rotor can be reduced, the movement of the rotor (130) when the motor is started can be performed smoothly and quickly. Furthermore, in the brushless motor (101) of the present invention, a recess formed between the shaft portion (32a) and the outer peripheral portion (32b) so that the magnetic detection sensor (141) faces the sensor magnet (135). (32d), the length of the brushless motor (101) in the axial direction can be further shortened.
このとき、請求項5に記載のように、上記ブラシレスモータ(101)において、より具体的には、前記センサマグネット(135)は、レゾルバ(R)のロータマグネット部により構成され、前記磁気検出センサ(41)は、レゾルバ(R)のステータ部により構成されている。
At this time, as described in
本発明によれば、従来のようにロータヨークにセンサマグネットの磁路を形成する必要がないので、ロータヨークの外周部は、界磁マグネットの磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足り、これにより、ロータヨークの外周部を従来に比して薄肉化することが可能となる。また、ロータの外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータの半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータの接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータの動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。さらに、ロータヨークの凹部に、センサマグネットだけでなく、磁気検出センサも収容されるので、ブラシレスモータの軸方向における長さをより短くすることが可能となる。 According to the present invention, since it is not necessary to form the magnetic path of the sensor magnet in the rotor yoke as in the prior art, the outer peripheral portion of the rotor yoke has even the thickness necessary to form the magnetic path of the field magnet. As a result, it is possible to make the outer peripheral portion of the rotor yoke thinner than in the prior art. Further, compared to the conventional configuration in which the sensor magnet is disposed outside the rotor, the portion on the radially outer side of the rotor can be reduced in weight, thereby reducing the inertial force acting in the tangential direction of the rotor. Therefore, it is possible to smoothly and quickly start the rotor when the motor is started. Furthermore, since not only the sensor magnet but also the magnetic detection sensor is accommodated in the concave portion of the rotor yoke, the length of the brushless motor in the axial direction can be further shortened.
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.
(第一実施形態)
図1乃至図4は本発明の第一実施形態を示す図で、図1はブラシレスモータの構成を示す側面断面図、図2はロータの構成を示す正面図、図3は図2のA−A線断面図、図4はヨークプレートの要部構成を示す斜視図である。
はじめに、図1乃至図4を参照しながら、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータについて説明する。本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1は、いわゆるインナーロータ型のブラシレスモータであり、ハウジング10と、ステータ20と、ロータ30と、センサ回路部40と、を有して構成されている。
(First embodiment)
FIGS. 1 to 4 are views showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a brushless motor, FIG. 2 is a front view showing a configuration of a rotor, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the main part of the yoke plate.
First, a brushless motor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The
ハウジング10は、ステータ20およびロータ30を収容するものであり、ハウジングケース11と、エンドブラケット12とを有して構成されている。ハウジングケース11は、底部11a、外周部11b、開口部11cを有するカップ状に構成されている。底部11aの中央には、軸受支持部13が形成されており、この軸受支持部13には、軸受14が配設されている。外周部11bの開口部11c側には、周方向に沿ってフランジ部15が形成されており、このフランジ部15の周方向における所定位置には、ネジ孔15aが複数形成されている。
The
エンドブラケット12は、ハウジングケース11の開口部11cを塞ぐように略円盤状に形成されている。エンドブラケット12の中央には、軸受支持部16が形成されており、この軸受支持部16には、軸受17が配設されている。エンドブラケット12の外周部には、フランジ部18が形成されており、このフランジ部18の周方向における所定位置には、貫通孔18aが複数形成されている。そして、ハウジングケース11の開口部11cにエンドブラケット12を取り付けた状態で、貫通孔18aを介してネジ19をネジ孔15aに螺入することにより、ハウジングケース11とエンドブラケット12とが一体に組み付けられている。
The
ステータ20は、ハウジングケース11の外周部11bにおける内周面に配設されている。ステータ20は、複数枚の鋼板を軸方向に沿って積層して構成された円環状のコア鉄心21を備えており、このコア鉄心21の内側には、径方向内側へ向けて突出する磁極片22が複数形成されている。磁極片22には、ステータコイル23がそれぞれ巻回されており、このステータコイル23には、不図示の外部電源装置から電力がそれぞれ供給されるようになっている。なお、本実施形態に係るブラシレスモータ1は、U相,V相,W相からなる三相ブラシレスモータにより構成されており、磁極片22は、18本設けられている。このとき、U相の位相を0°とすると、V相は、U相と120°の位相差を有し、W相は、U相と240°の位相差を有するようになっている。
The
ロータ30は、ステータ20の内側に配設され、図1,図2に示すように、シャフト31と、ロータヨーク32と、界磁マグネット33と、センサマグネット用ヨークとしてのヨークプレート34と、センサマグネット35と、を有して構成されている。シャフト31は、軸受14および軸受17によって軸支されており、これにより、ロータ30全体がハウジング10内で回転可能となっている。ロータヨーク32は、磁性材料により構成されており、界磁マグネット33の磁路を形成するものである。このロータヨーク32は、図3に示すように、大別して3つの構成部分、すなわち、軸部32aと、外周部32bと、連結部32cと、により構成されている。
The
軸部32aは、シャフト31の軸方向に沿うように筒状に構成され、シャフト31に固着されている。外周部32bは、界磁マグネット33を保持するためのものであり、連結部32cの外縁からエンドブラケット12側へ軸方向に沿って延びるように環状に構成されている。連結部32cは、軸部32aと外周部32bとを連結するものであり、軸部32aに対して半径方向外側へ向けて拡がるように略円盤状に形成されている。この構成により、ロータヨーク32は、エンドブラケット12側の端部に開口を有すると共に軸方向に沿って形成された凹部32dを備える、いわゆる中空構造となっている。
The
界磁マグネット33は、ステータ20のつくる磁界に対し吸引・反発することにより、ロータ30全体に回転力を発生させるものであり、ロータヨーク32の外周部32bにおける外周面に固着されている。本例における界磁マグネット33では、図2に示すように、ロータ30の半径方向外側表面にN極とS極とが周方向に沿って交互に配列(合計12極)されるように磁極が形成されている。ヨークプレート34は、ロータヨーク32と別体の磁性材料により構成されており、複数のセンサマグネット35の磁路を形成するものである。本例におけるヨークプレート34は、図2,図3に示すように、円盤状に形成されており、その中央には、貫通孔34aが形成されている。そして、貫通孔34aにロータヨーク32の軸部32aが圧入され、外周部34bがロータヨーク32の凹部32dに係合されることにより、ヨークプレート34がロータヨーク32に固定されている。
The
貫通孔34aの半径方向外側には、図2に示すように、界磁マグネット33の各磁極と対応するように、凹部34cが周方向に沿って複数(本例では12箇所)形成されており、この凹部34cには、センサマグネット35がそれぞれ収容されている。センサマグネット35は、ロータ30の回転中における界磁マグネット33の磁極位置を検出するためのものであり、このセンサマグネット35の磁極は、界磁マグネット33の磁極の位置に対応して着磁されている。すなわち、界磁マグネット33のうち、ロータ30の半径方向外側表面にN極が現われている磁極の半径方向内側には、センサマグネット35のN極が磁気検出センサ41と対向するように配置され、また、界磁マグネット33のうち、ロータ30の半径方向外側表面にS極が現われている磁極の半径方向内側には、センサマグネット35のS極が磁気検出センサ41と対向するように配置されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of recesses 34c are formed along the circumferential direction (12 in this example) so as to correspond to the magnetic poles of the
ヨークプレート34の凹部34cにおける半径方向外側の部分には、図4に示すように、凹部34cが形成された内側平面部34dよりも一段高くなるように外側平面部34eが形成されており、これにより、内側平面部34dと外側平面部34eとの間には、周方向に沿って壁部34f(図2参照)が形成されている。この壁部34fは、凹部34cの半径方向外側の部分と連続するように形成されており、これによって、ロータ30の回転に伴ってセンサマグネット35に遠心力が働いた場合でも、凹部34cに収容されたセンサマグネット35を壁部34fによって支えることができるようになっている。
As shown in FIG. 4, an outer
そして、図1に示すように、ヨークプレート34がロータヨーク32に固定された状態では、センサマグネット35がロータヨーク32の凹部32dの内側に配置されるようになっている。このように、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータヨーク32がエンドブラケット12側に開口する凹部32dを有して構成され、この凹部32dにセンサマグネット35が収容される構成となっているので、従来のように界磁マグネット33とセンサマグネット35とを軸方向に沿って並ぶように配置する構成と比して、ブラシレスモータ1の軸方向における長さを短くすることが可能である。
As shown in FIG. 1, in a state where the
センサ回路部40は、ロータ30の回転角度を検出するためのものであり、磁気検出センサ41と、回路基板42とを有して構成されている。磁気検出センサ41は、センサマグネット35の回転に伴う磁界の変化を検出することができるように構成されており、例えば、ホール素子やリードスイッチ等により構成されている。磁気検出センサ41は、所定の配線等が施された回路基板42に配設されており、この回路基板42は、エンドブラケット12に固定されている。また、回路基板42は、不図示の配線により外部制御装置(図示せず)に接続されており、これにより、ロータ30の回転に伴って、センサ回路部40から上記外部制御装置へパルス状の磁極検出信号が出力されるようになっている。そして、図1に示すように、回路基板42がエンドブラケット12に固定された状態では、磁気検出センサ41が、センサマグネット35と対向するように、ロータヨーク32における凹部32dの内側に配置されている。
The
このように、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータヨーク32の凹部32dに、センサマグネット35だけでなく、磁気検出センサ41も収容される構成となっているので、ブラシレスモータ1の軸方向における長さをより短くすることが可能である。また、本実施形態に係るブラシレスモータ1では、界磁マグネット33の磁極位置を検出するセンサマグネット35が、界磁マグネット33の磁路を形成するロータヨーク32とは別体に構成されたヨークプレート34に配設されているので、従来のようにロータヨーク32にセンサマグネット35の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク32の外周部32bは、界磁マグネット33の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、外周部32bを従来に比して薄肉化することが可能となる。
As described above, in the
そして、上記構成からなるブラシレスモータ1では、外部電源装置からステータコイル23に電力が供給されることにより、ステータ20から磁界が生じ、この磁界に対して界磁マグネット33が吸引・反発することにより、ロータ30が回転する。また、ロータ30が回転するときに、磁気検出センサ41によってセンサマグネット35の磁極が検出され、これにより、不図示の外部制御装置にセンサ回路部40から磁極検出信号が送信される。そして、前記外部制御装置において、センサ回路部40からの磁極検出信号に基づいてステータコイル23への励磁電流が制御されることにより、ロータ30が所定の回転速度にて回転する。
In the
このとき、本実施形態に係るブラシレスモータ1では、上述のように、センサマグネット35が、ロータ30の中央寄りに配置されている。従って、ロータ30の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ30の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ30の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ30の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。
At this time, in the
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータについて説明する。
図5,図6は、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータの構成を示す図であり、図5はブラシレスモータの構成を示す側面断面、図6はロータの構成を示す正面図である。
本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101は、上記第一実施形態に係るブラシレスモータ1におけるロータ30およびセンサ回路部40に変更を加えたものである。この第二実施形態に係るブラシレスモータ101において、上記ロータ30およびセンサ回路部40に変更を加えた構成以外については、上述の第一実施形態に係る構成と同一であり、その説明は省略することとする。また、第二実施形態についての説明において、上記第一実施形態に係るものと同一の部材は、同一の符号を用いることとする。
(Second embodiment)
Next, a brushless motor according to a second embodiment of the present invention will be described.
5 and 6 are views showing the configuration of the brushless motor according to the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side cross-sectional view showing the configuration of the brushless motor, and FIG. 6 is a front view showing the configuration of the rotor. .
The
上記第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータ30の回転位置を検出する構成として、センサマグネット35およびセンサ回路部40が備えられていたが、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、図5に示すように、ロータ130の回転位置を検出する構成として、レゾルバRが備えられている。すなわち、レゾルバRは、ロータマグネット部135とステータ部141とを有して構成されており、ロータマグネット部135は、ロータヨーク32の軸部32aに配設され、ステータ部141は、ロータマグネット部135を囲むようにエンドブラケット12に固定されている。ロータマグネット部135は、ロータ130の回転中における界磁マグネット33の磁極位置を検出するためのものであり、図6に示すように、界磁マグネット33の各磁極と対応するように、外表面にN極とS極とが周方向に沿って交互に出現するように構成されている。
In the
このとき、ロータマグネット部135の磁極は、界磁マグネット33の磁極の位置に対応して着磁されている。すなわち、界磁マグネット33のうち、ロータ130の半径方向外側表面にN極が現われている磁極の半径方向内側には、ロータマグネット部135のN極がステータ部141と対向するように配置され、また、界磁マグネット33のうち、ロータ130の半径方向外側表面にS極が現われている磁極の半径方向内側には、ロータマグネット部135のS極がステータ部141と対向するように配置されている。図5に示すステータ部141は、ロータマグネット部135の回転に伴う磁界の変化により誘起電圧を生じるように構成されており、これにより、ロータ130の回転角度を検出することができるようになっている。そして、上記構成からなるレゾルバRは、エンドブラケット12に固定された状態では、ロータヨーク32の凹部32dの内側に配置されている。なお、本発明の第二実施形態において、ロータヨーク32の軸部32aは、ロータマグネット部135の磁路を形成するセンサマグネット用ヨークとして機能するものである。
At this time, the magnetic pole of the
このように、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、ロータヨーク32が、シャフト31に固着されロータマグネット部135の磁路を形成する軸部32aと、この軸部32aの半径方向外側に形成され界磁マグネット33が周設されてなる外周部32bと、軸部32aと外周部32bとを連結する連結部32cと、を有して構成され、ロータマグネット部135が、界磁マグネット33が配設された外周部32bではなく、軸部32aに配設されているので、従来のようにロータヨーク32の外周部32bにロータマグネット部135の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク32の外周部32bは、界磁マグネット33の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、ロータヨーク32の外周部32bを従来に比して薄肉化することが可能となる。
Thus, in the
また、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、外周部32bの半径方向内側に形成された軸部32aにロータマグネット部135が配置される構成となっている。従って、ロータ130の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ130の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ130の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ130の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。さらに、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、ステータ部141が、ロータマグネット部135と対向するように、軸部32aと外周部32bとの間に形成された凹部32dの内側に配置される構成となっているので、ブラシレスモータ101の軸方向における長さをより短くすることが可能である。
In the
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(イ)本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、界磁マグネット33の磁極位置を検出するセンサマグネット35が、界磁マグネット33の磁路を形成するロータヨーク32とは別体に構成されたヨークプレート34に配設されているので、従来のようにロータヨーク32にセンサマグネット35の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク32の外周部32bは、界磁マグネット33の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、外周部32bを従来に比して薄肉化することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.
(A) In the
(ロ)本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータヨーク32の外周部32bよりも半径方向内側に、ロータヨーク32の端部に開口を有すると共に軸方向に沿って形成された凹部32dが設けられ、この凹部32dの内側に、ヨークプレート34と共にセンサマグネット35が配置されている。従って、ロータ30の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ30の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ30の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ30の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。
(B) In the
(ハ)本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータヨーク32がエンドブラケット12側に開口する凹部32dを有して構成され、この凹部32dにセンサマグネット35が収容される構成となっているので、従来のように界磁マグネット33とセンサマグネット35とを軸方向に沿って並ぶように配置する構成と比して、ブラシレスモータ1の軸方向における長さを短くすることが可能である。さらに、本実施形態に係るブラシレスモータ1では、ロータヨーク32の凹部32dに、センサマグネット35だけでなく、磁気検出センサ41も収容される構成となっているので、ブラシレスモータ1の軸方向における長さをより短くすることが可能である。
(C) In the
(ニ)本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、ロータヨーク32が、シャフト31に固着されロータマグネット部135の磁路を形成する軸部32aと、この軸部32aの半径方向外側に形成され界磁マグネット33が周設されてなる外周部32bと、軸部32aと外周部32bとを連結する連結部32cと、を有して構成され、ロータマグネット部135が、界磁マグネット33が配設された外周部32bではなく、軸部32aに配設されているので、従来のようにロータヨーク32の外周部32bにロータマグネット部135の磁路を形成する必要がない。従って、ロータヨーク32の外周部32bは、界磁マグネット33の磁路を形成するのに必要な厚みさえ有していれば足りるので、ロータヨーク32の外周部32bを従来に比して薄肉化することが可能となる。
(D) In the
(ホ)本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、外周部32bの半径方向内側に形成された軸部32aにロータマグネット部135が配置される構成となっている。従って、ロータ130の外側にセンサマグネットを配置した従来の構成に比して、ロータ130の半径方向外側の部分を軽量化することができ、これにより、ロータ130の接線方向に働く慣性力を低減することができるので、モータ起動時におけるロータ130の動き出しを円滑かつ迅速に行うことが可能となる。
(E) In the
(ヘ)本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ101では、ロータヨーク32がエンドブラケット12側に開口する凹部32dを有して構成され、この凹部32dにロータマグネット部135が収容される構成となっているので、従来のように界磁マグネット33とセンサ用のマグネットとを軸方向に沿って並ぶように配置する構成と比して、ブラシレスモータ1の軸方向における長さを短くすることが可能である。さらに、本実施形態に係るブラシレスモータ101では、ロータヨーク32の凹部32dに、ロータマグネット部135だけでなく、ステータ部141も収容される構成となっているので、ブラシレスモータ101の軸方向における長さをより短くすることが可能である。
(F) In the
1,101 ブラシレスモータ、10 ハウジング、11 ハウジングケース、11a 底部、11b 外周部、11c 開口部、12 エンドブラケット、13,16 軸受支持部、14,17 軸受、15,18 フランジ部、15a ネジ孔、18a 貫通孔、19 ネジ、20 ステータ、21 コア鉄心、22 磁極片、23 ステータコイル、30,130 ロータ、31 シャフト、32 ロータヨーク、32a 軸部、32b 外周部、32c 連結部、32d 凹部、33 界磁マグネット、34 ヨークプレート、34a 貫通孔、34b 外周部、34c 凹部、34d 内側平面部、34e 外側平面部、34f 壁部、35 センサマグネット、40 センサ回路部、41 磁気検出センサ、42 回路基板、135 ロータマグネット部、141 ステータ部、R レゾルバ
1,101 brushless motor, 10 housing, 11 housing case, 11a bottom, 11b outer periphery, 11c opening, 12 end bracket, 13, 16 bearing support, 14, 17 bearing, 15, 18 flange, 15a screw hole, 18a Through hole, 19 Screw, 20 Stator, 21 Core iron core, 22 Magnetic pole piece, 23 Stator coil, 30, 130 Rotor, 31 Shaft, 32 Rotor yoke, 32a Shaft part, 32b Outer peripheral part, 32c Connecting part, 32d Recessed part, 33 field Magnet magnet, 34 yoke plate, 34a through hole, 34b outer periphery, 34c recess, 34d inner plane, 34e outer plane, 34f wall, 35 sensor magnet, 40 sensor circuit, 41 magnetic detection sensor, 42 circuit board, 135
Claims (5)
該ステータの内側に回転可能に配設されたロータヨークの外周部に界磁マグネットを備えてなるロータと、
該ロータと共に回転するセンサマグネットと、
該センサマグネットによる磁界の変化を検出する磁気検出センサと、を有して構成されたブラシレスモータにおいて、
前記ロータヨークの外周部よりも半径方向内側には、軸方向に開口を有する凹部が設けられ、
該凹部の内側には、前記センサマグネットの磁路を形成するセンサマグネット用ヨークが配設され、
前記センサマグネットは、前記センサマグネット用ヨークに配設されたことを特徴とするブラシレスモータ。 A stator in which a stator coil for forming a magnetic field is disposed;
A rotor comprising a field magnet on the outer periphery of a rotor yoke rotatably disposed inside the stator;
A sensor magnet that rotates with the rotor;
In a brushless motor configured to have a magnetic detection sensor that detects a change in a magnetic field by the sensor magnet,
On the radially inner side of the outer periphery of the rotor yoke, a recess having an opening in the axial direction is provided,
A sensor magnet yoke that forms a magnetic path of the sensor magnet is disposed inside the recess,
The brushless motor, wherein the sensor magnet is disposed in the sensor magnet yoke.
該ステータの内側に回転可能に配設されたシャフトにロータヨークを介して界磁マグネットが周設されてなるロータと、
該ロータと共に回転するセンサマグネットと、
該センサマグネットによる磁界の変化を検出する磁気検出センサと、を有して構成されたブラシレスモータにおいて、
前記ロータヨークは、前記シャフトに固着され前記センサマグネットの磁路を形成する軸部と、
該軸部の半径方向外側に形成され前記界磁マグネットが周設されてなる外周部と、
前記軸部と前記外周部とを連結する連結部と、を有して構成され、
前記センサマグネットは、前記軸部に配設され、
前記磁気検出センサは、前記センサマグネットと対向するように、前記軸部と前記外周部との間に形成された凹部の内側に配置されたことを特徴とするブラシレスモータ。 A stator in which a stator coil for forming a magnetic field is disposed;
A rotor in which a field magnet is arranged around a rotor yoke on a shaft rotatably disposed inside the stator;
A sensor magnet that rotates with the rotor;
In a brushless motor configured to have a magnetic detection sensor that detects a change in a magnetic field by the sensor magnet,
The rotor yoke is fixed to the shaft and forms a magnetic path of the sensor magnet;
An outer peripheral part formed on the outer side in the radial direction of the shaft part and around which the field magnet is provided;
A connecting portion that connects the shaft portion and the outer peripheral portion,
The sensor magnet is disposed on the shaft portion,
The brushless motor, wherein the magnetic detection sensor is disposed inside a recess formed between the shaft portion and the outer peripheral portion so as to face the sensor magnet.
前記磁気検出センサは、レゾルバのステータ部により構成されたことを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータ。 The sensor magnet is constituted by a rotor magnet portion of a resolver,
The brushless motor according to claim 4, wherein the magnetic detection sensor is configured by a stator portion of a resolver.
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