JP2016178751A - Brushless motor - Google Patents

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拓也 瓜生
Takuya Uryu
拓也 瓜生
義生 斎木
Yoshio Saiki
義生 斎木
雅之 青田
Masayuki Aota
雅之 青田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless motor capable of increasing a leakage flux amount of a rotor reaching a magnetic sensor and suppressing a detection delay of the magnetic sensor to improve the output efficiency by attaching a flux induction part protruding toward the magnetic sensor side on an end face of a rotor core.SOLUTION: The brushless motor includes a rotor core 3 protruding toward a hall element 12 side provided at an interval in the peripheral direction on an end face, and a plurality of flux induction parts 3c guiding a leakage flux of a rotor to the hall element 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、回転磁界を発生するステータと、このステータの内部に回転自在に設けられた複数の磁石を有するロータと、このロータからの漏れ磁束に基づいてロータの周方向の回転位置を検出する磁気センサと、を備えたブラシレスモータに関する。   The present invention detects a rotational position in the circumferential direction of a rotor based on a stator that generates a rotating magnetic field, a rotor having a plurality of magnets rotatably provided inside the stator, and leakage magnetic flux from the rotor. The present invention relates to a brushless motor including a magnetic sensor.

磁石を有したロータの漏れ磁束の極性を検出してロータ位置の検出を行う磁気センサを備え、モータコイルへの通電を適切に切り替えて回転磁界を発生させてロータを回転させるブラシレスモータにおいては、磁気センサが極性を判定するためのしきい値を上回る磁束を磁気センサに供給する必要がある。
この場合、磁気センサへ到達する磁束が小さいときや、磁気センサの位置での磁束の極性の切り替わりが緩やかであるときには、磁束が前記しきい値を上回るのに時間を要してしまい、磁気センサの検出に遅れが生じることがある。
この結果、モータの通電相を切り替えられるべき本来のタイミングに対して、遅れが生じることになり、その結果、モータの性能低下を招く場合がある。
In a brushless motor that includes a magnetic sensor that detects the polarity of a leakage magnetic flux of a rotor having a magnet and detects the rotor position, and switches the motor coil appropriately to generate a rotating magnetic field to rotate the rotor. It is necessary to supply the magnetic sensor with a magnetic flux that exceeds the threshold value for the magnetic sensor to determine the polarity.
In this case, when the magnetic flux reaching the magnetic sensor is small, or when the polarity of the magnetic flux is slowly switched at the position of the magnetic sensor, it takes time for the magnetic flux to exceed the threshold value. Detection may be delayed.
As a result, a delay occurs with respect to the original timing at which the energized phase of the motor should be switched, and as a result, the performance of the motor may be reduced.

これに対して、磁気センサであるホール素子の検出精度を高めることを目的に、ロータコアの磁路に孔による空隙を設けることで、そこから漏れ磁束を発生させて、ホール素子に給する磁束を増加させるブラシレスモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, for the purpose of improving the detection accuracy of the Hall element that is a magnetic sensor, by providing a gap by a hole in the magnetic path of the rotor core, a leakage magnetic flux is generated therefrom, and the magnetic flux supplied to the Hall element is A brushless motor to be increased is known (for example, see Patent Document 1).

特許第4233950号公報Japanese Patent No. 4233950

しかしながら、上記ブラシレモータでは、ロータコアの磁路に孔を形成することで、漏れ磁束を増加させているものの、磁束がホール素子へ有効に導かれるような構成にはなっていない。
また、上記特許文献1には、漏れ磁束をさらに増加させるために、センシング用磁石を追加した構成が示されているが、部品点数及びコストの増加を招くという問題点がある。
However, although the brushless motor increases the leakage magnetic flux by forming a hole in the magnetic path of the rotor core, it is not configured to effectively guide the magnetic flux to the Hall element.
Moreover, although the said patent document 1 has shown the structure which added the magnet for sensing in order to further increase a leakage magnetic flux, there exists a problem of causing the increase in a number of parts and cost.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、ロータコアの端面に磁気センサ側に突出した磁束誘導部を設けることで、磁気センサに達するロータの漏れ磁束量を増加させることができ、磁気センサの検出遅れを低減し、出力効率を向上させることができるブラシレスモータを得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and by providing a magnetic flux guiding portion projecting toward the magnetic sensor on the end surface of the rotor core, the amount of leakage magnetic flux of the rotor reaching the magnetic sensor. An object of the present invention is to obtain a brushless motor that can increase the output, reduce the detection delay of the magnetic sensor, and improve the output efficiency.

この発明に係るブラシレスモータは、薄板鋼板を軸線方向に積層して構成されシャフトに固定されたロータコア、及びこのロータコアに周方向に間隔を空けて固定された複数の磁石を有する回転自在のロータと、
このロータを周方向に沿って囲って設けられ先端部が径内側方向に延び周方向に間隔を空けて複数のスロットを形成する複数のティースを有するステータコア、及び前記ティースに導線が巻回され導線に通電することで回転磁界が発生するステータコイルを有するステータと、
前記ロータに前記軸線方向に対向して設けられ前記磁石の磁束の極性を検出して前記ロータの周方向の回転位置を検出する磁気センサと、を備え、
前記ロータコアは、端面に周方向に間隔を空けて前記磁気センサ側に突出して設けられ、前記磁束を前記磁気センサに導く複数の磁束誘導部を有している。
A brushless motor according to the present invention includes a rotor core configured by laminating thin steel plates in an axial direction and fixed to a shaft, and a rotatable rotor having a plurality of magnets fixed to the rotor core at intervals in the circumferential direction; ,
A stator core having a plurality of teeth provided so as to surround the rotor in the circumferential direction and having a tip portion extending radially inward and forming a plurality of slots at intervals in the circumferential direction, and a conductive wire wound around the teeth. A stator having a stator coil that generates a rotating magnetic field by energizing
A magnetic sensor that is provided facing the rotor in the axial direction and detects the rotational position of the rotor in the circumferential direction by detecting the polarity of the magnetic flux of the magnet;
The rotor core has a plurality of magnetic flux guide portions that are provided on the end surface so as to protrude toward the magnetic sensor at intervals in the circumferential direction and guide the magnetic flux to the magnetic sensor.

この発明に係るブラシレスモータによれば、ロータコアの端面に磁束誘導部を設けることで、ロータの漏れ磁束を効率よく磁気センサに供給することができる。
このため、磁気センサが検出する磁束においては、ロータの回転角度に対する極性の切り替わり前後の磁束変化を急峻にすることができるので、磁気センサのしきい値に基づく検出遅れが低減され、これによりステータコイルの通電の切り替え遅れが低減されて出力効率が向上する。
According to the brushless motor according to the present invention, by providing the magnetic flux guiding portion on the end face of the rotor core, the leakage magnetic flux of the rotor can be efficiently supplied to the magnetic sensor.
For this reason, in the magnetic flux detected by the magnetic sensor, the change in magnetic flux before and after the switching of the polarity with respect to the rotation angle of the rotor can be made steep, so that the detection delay based on the threshold value of the magnetic sensor is reduced. The delay in switching the energization of the coil is reduced and the output efficiency is improved.

この発明の実施の形態1のブラシレスモータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the brushless motor of Embodiment 1 of this invention. 図1のロータをホールセンサ側から軸線方向に視たときの図である。It is a figure when the rotor of FIG. 1 is seen in the axial direction from the Hall sensor side. 図1の磁束誘導部を径方向に視たときの図である。It is a figure when the magnetic flux guidance | induction part of FIG. 1 is seen to radial direction. 図1のブラシレスモータの変形例を示すロータをホール素子側から軸線方向に視たときの図である。It is a figure when the rotor which shows the modification of the brushless motor of FIG. 1 is seen to an axial direction from the Hall element side. 実施の形態1のホール素子の位置における、ロータ回転角度とロータの漏れ磁束密度との関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotor rotation angle and a leakage magnetic flux density of the rotor at the position of the Hall element according to the first embodiment. この発明の実施の形態2のブラシレスモータのロータをホール素子側から軸線方向に視たときの図である。It is a figure when the rotor of the brushless motor of Embodiment 2 of this invention is seen in the axial direction from the Hall element side. この発明の実施の形態3のブラシレスモータのロータをホール素子側から軸線方向に視たときの図である。It is a figure when the rotor of the brushless motor of Embodiment 3 of this invention is seen in the axial direction from the Hall element side.

以下、この発明の各実施の形態のブラシレスモータを図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, the brushless motor of each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1のブラシレスモータ1を示す断面図である。
この実施の形態1のブラシレスモータ1(以下、モータと略称する。)は、平板状のブラケット15及びブラケット15の表面を覆った有底円筒形状のハウジング14と、ブラケット15に設けられた第1ベアリング6及びハウジング14に設けられた第2ベアリング7により両端部が回転自在に支持されたシャフト5に固定されたロータ2と、ハウジング14の内壁面に固定されロータ2を周方向に沿って囲ったステータ8と、ブラケット15に取り付けられた基板13上に設けられロータ2の端面と対向した磁気センサであるホール素子12と、を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view showing a brushless motor 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
The brushless motor 1 (hereinafter abbreviated as “motor”) according to the first embodiment includes a flat bracket 15, a bottomed cylindrical housing 14 covering the surface of the bracket 15, and a first provided on the bracket 15. A rotor 2 fixed to a shaft 5 rotatably supported at both ends by a second bearing 7 provided on the bearing 6 and the housing 14, and a rotor 2 fixed to the inner wall surface of the housing 14 and surrounding the rotor 2 along the circumferential direction. And a Hall element 12 which is a magnetic sensor provided on the substrate 13 attached to the bracket 15 and facing the end face of the rotor 2.

上記ロータ2は、薄板鋼板3dを軸線方向に積層して構成されたロータコア3と、このロータコア3に周方向に間隔を空けて固定された複数の磁石4と、を有している。
上記ステータ8は、先端部が径内側方向に延び周方向に間隔を空けて複数のスロットを形成する複数のティースを有するステータコア9と、ティースに導線がインシュレータ10を介して巻回され導線に通電することで回転磁界が発生するステータコイル11と、を有している。
ロータコア3及びステータコア9は、第2ベアリング7側では同一高さであり、第1ベアリング6側では、ロータコア3の端面がステータコア9の端面と比較してホール素子12側に突出している。
これにより、ステータ8と径方向に対向しているロータ2の部位は、モータ1のトルク発生に寄与し、ステータ8の端面からホール素子12側に突出したロータ2の部位は、ホール素子12に供給する磁束の発生に寄与する。
The rotor 2 includes a rotor core 3 configured by laminating thin steel plates 3d in the axial direction, and a plurality of magnets 4 fixed to the rotor core 3 at intervals in the circumferential direction.
The stator 8 has a stator core 9 having a plurality of teeth whose tip portions extend radially inward and form a plurality of slots at intervals in the circumferential direction, and a conducting wire is wound around the teeth via an insulator 10 to energize the conducting wire. And a stator coil 11 that generates a rotating magnetic field.
The rotor core 3 and the stator core 9 have the same height on the second bearing 7 side, and on the first bearing 6 side, the end face of the rotor core 3 protrudes toward the Hall element 12 side compared to the end face of the stator core 9.
Thus, the portion of the rotor 2 that faces the stator 8 in the radial direction contributes to the torque generation of the motor 1, and the portion of the rotor 2 that protrudes from the end face of the stator 8 toward the Hall element 12 side becomes the Hall element 12. Contributes to the generation of magnetic flux to be supplied.

図2は、図1のロータ2をホール素子12側から軸線方向に視たときの図である。
ロータコア3には、周方向に等間隔に配置されて軸線方向に貫通した複数の磁石埋め込み用孔3aが形成されており、磁石4が磁石埋め込み用孔3aに固定された埋め込み磁石型ロータを構成する。
なお、磁石4は、接着剤を磁石埋め込み用孔3aに流し込んでロータコア3に固定してもよく、あるいは磁石埋め込み用孔3aに圧入して固定してもよい。
磁石4は、隣り合う磁石どうしの極が異なるように着磁されており、ロータコア3の外周には周方向に複数の極が形成される。
また、ロータコア3の中心部には円形状の孔3bが形成されており、ロータコア3は、例えばシャフト5が孔3bに圧入されて固定されている。
FIG. 2 is a view of the rotor 2 of FIG. 1 when viewed in the axial direction from the Hall element 12 side.
The rotor core 3 is formed with a plurality of magnet embedding holes 3a arranged at equal intervals in the circumferential direction and penetrating in the axial direction, and constitutes an embedded magnet type rotor in which the magnets 4 are fixed to the magnet embedding holes 3a. To do.
The magnet 4 may be fixed to the rotor core 3 by pouring an adhesive into the magnet embedding hole 3a, or may be press-fitted and fixed to the magnet embedding hole 3a.
The magnet 4 is magnetized so that adjacent magnets have different poles, and a plurality of poles are formed in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor core 3.
A circular hole 3b is formed at the center of the rotor core 3, and the rotor core 3 is fixed by, for example, a shaft 5 being press-fitted into the hole 3b.

ここで、ロータコア3のホール素子12側の一枚の薄板鋼板3dは、磁石4の径方向の外側の外周縁部に、図3に示すように、隣り合う磁石4の極間を中心としてホール素子12側に突出した凸状の磁束誘導部3cが形成されている。薄板鋼板3dを、例えばプレス加工により形成された磁束誘導部3cは、ロータ2の漏れ磁束をホール素子12側に導く機能を有している。   Here, one thin steel plate 3d on the Hall element 12 side of the rotor core 3 is formed on the outer peripheral edge portion on the outer side in the radial direction of the magnet 4 with a hole between the poles of adjacent magnets 4 as shown in FIG. A convex magnetic flux guiding portion 3c protruding to the element 12 side is formed. The magnetic flux guiding portion 3c formed by pressing the thin steel plate 3d, for example, has a function of guiding the leakage magnetic flux of the rotor 2 to the Hall element 12 side.

モータ1は、ロータ2の漏れ磁束の検出信号をホール素子12から受け取り、適切な相への通電に切り換えるための演算回路を有する制御回路(図示しない)を有している。
具体的には、ホール素子12は、検出したロータ2の漏れ磁束から極性を判定し、制御回路に信号を送る。制御回路は、ホール素子12からの信号に基づき、適切な通電相を判定し、ステータコイル11への通電相を順次切り換えて行くことで、ステータ8に回転磁界を発生させる。そして、この回転磁界がロータ2の磁極を引っ張ることで、ロータ2は、シャフト5を中心にして回転する。
The motor 1 has a control circuit (not shown) having an arithmetic circuit for receiving a detection signal of leakage magnetic flux of the rotor 2 from the Hall element 12 and switching to energization to an appropriate phase.
Specifically, the Hall element 12 determines the polarity from the detected leakage magnetic flux of the rotor 2 and sends a signal to the control circuit. The control circuit determines an appropriate energized phase based on a signal from the Hall element 12 and sequentially switches the energized phase to the stator coil 11 to generate a rotating magnetic field in the stator 8. The rotating magnetic field pulls the magnetic pole of the rotor 2 so that the rotor 2 rotates about the shaft 5.

図4は、実施の形態1のモータ1の変形例であって、ロータ2をホール素子12側から軸線方向に視たときの図である。
この変形例では、磁束誘導部3cは、各磁石4の径方向の外側であってそれぞれの周方向の中間部に形成されている。この磁束誘導部3cは、図1の薄板鋼板3dと同様に、一枚の薄板鋼板3dをプレス加工により形成されている。
FIG. 4 is a modification of the motor 1 according to the first embodiment, and is a view when the rotor 2 is viewed in the axial direction from the Hall element 12 side.
In this modification, the magnetic flux guiding portion 3c is formed on the outer side in the radial direction of each magnet 4 and in the intermediate portion in each circumferential direction. The magnetic flux guiding portion 3c is formed by pressing a single thin steel plate 3d as in the thin steel plate 3d of FIG.

図5は、実施の形態1のホール素子12の位置における、ロータ2の回転角度とロータ2の漏れ磁束密度との関係を示す特性図である。
図5において、破線は、磁束誘導部3cを有しないロータ、実線は、磁束誘導部3cが周方向に隣接した磁石4間、即ち極間に形成された、図2に示すロータ2、一点鎖線は、磁束誘導部3cが磁石4の中間部、即ち極中央に形成された、図4に示すロータ2である。
図5から、磁束誘導部3cが極間あるいは極中央の何れに形成された場合であっても、磁束誘導部3cを有しないロータに比べて、ロータ2の回転の全域において磁束密度が増加していることがわかる。
また、図5の極中心線Cでは、磁束密度の値が磁束誘導部3cを極中央に形成した場合に最大であることがわかる。
さらに、磁束誘導部3cが極間あるいは極中央の何れに形成された場合であっても、磁束密度の増加に伴って、極性の切り替わり付近の磁束密度の変化、即ち勾配も急峻になることがわかる。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor 2 and the leakage magnetic flux density of the rotor 2 at the position of the Hall element 12 of the first embodiment.
In FIG. 5, the broken line is the rotor without the magnetic flux guiding portion 3 c, and the solid line is the rotor 2 shown in FIG. 2, in which the magnetic flux guiding portion 3 c is formed between the magnets 4 adjacent in the circumferential direction, that is, between the poles. Is the rotor 2 shown in FIG. 4 in which the magnetic flux guiding portion 3c is formed at the middle portion of the magnet 4, that is, at the pole center.
From FIG. 5, even if the magnetic flux guiding portion 3c is formed between the poles or in the middle of the magnetic pole, the magnetic flux density increases in the entire rotation region of the rotor 2 as compared with the rotor not having the magnetic flux guiding portion 3c. You can see that
Further, it can be seen that the value of the magnetic flux density is maximum when the magnetic flux guiding portion 3c is formed at the pole center at the pole center line C in FIG.
Further, even when the magnetic flux guiding portion 3c is formed between the poles or in the middle of the pole, the change in the magnetic flux density near the switching of the polarity, that is, the gradient may become steep as the magnetic flux density increases. Recognize.

図5では、ホール素子12が極性の反転を検出する時のしきい値を点線で示している。これによれば、磁束誘導部3cを極間に形成した場合の検出遅れ角度A1、及び磁束誘導部3cを極中央に形成した場合の検出遅れ角度A2は何れも、磁束誘導部を有しない場合の検出遅れ角度Bに比べて小さくなっており、検出遅れが低減されていることがわかる。   In FIG. 5, the threshold value when the Hall element 12 detects polarity reversal is indicated by a dotted line. According to this, both of the detection delay angle A1 when the magnetic flux guiding portion 3c is formed between the poles and the detection delay angle A2 when the magnetic flux guiding portion 3c is formed at the center of the pole do not have the magnetic flux guiding portion. It can be seen that the detection delay is reduced compared to the detection delay angle B of FIG.

以上説明したように、この実施の形態1のモータ1によれば、ロータコア3は、端面に周方向に間隔を空けてホール素子12側に突出して設けられた複数の磁束誘導部3cを有しているので、ロータ2の漏れ磁束を効率よくホール素子12に供給することができる。そのため、ホール素子12に到達する磁束の、極性の切り替わり付近の磁束勾配が急峻になり、ホール素子12の検出遅れを低減することができる。
従って、モータ1の通電切り替えの遅れが低減されて、モータ1の出力効率を高めることができる。
As described above, according to the motor 1 of the first embodiment, the rotor core 3 has the plurality of magnetic flux guide portions 3c provided on the end face so as to protrude toward the hall element 12 with a circumferential interval. Therefore, the leakage magnetic flux of the rotor 2 can be efficiently supplied to the hall element 12. Therefore, the magnetic flux gradient near the polarity switching of the magnetic flux reaching the Hall element 12 becomes steep, and the detection delay of the Hall element 12 can be reduced.
Therefore, the delay in switching the energization of the motor 1 is reduced, and the output efficiency of the motor 1 can be increased.

また、磁石4をロータコア3の端面からホール素子12側に延出することなくホール素子12に供給する磁石4の磁束を増すことができるので、部品コストの増加を招かない。
さらに、ホール素子12への磁束供給のためのセンサ用磁石を磁石4とは別に設置する必要がないので、モータ1の軸線方向長さの増加を招かず、モータ1の全体形状を扁平にすることができる。
Moreover, since the magnetic flux of the magnet 4 supplied to the Hall element 12 can be increased without extending the magnet 4 from the end face of the rotor core 3 to the Hall element 12 side, the cost of parts does not increase.
Further, since it is not necessary to install a sensor magnet for supplying magnetic flux to the Hall element 12 separately from the magnet 4, the overall length of the motor 1 is flattened without increasing the axial length of the motor 1. be able to.

また、磁束誘導部3cは、薄板鋼板3dをプレスにより凸状に押し出すことで容易に形成され、低コストで実現が可能である。
さらに、磁束誘導部3cの周方向の長さや、ロータ2の端面からの突き出す高さは、任意に設定することができる。
これにより、磁束誘導部3cを、磁石4の磁束強さやホール素子12の配置に応じて所望の漏れ磁束を得るための形状に最適化することができる。
Further, the magnetic flux guiding portion 3c is easily formed by extruding the thin steel plate 3d into a convex shape by pressing, and can be realized at low cost.
Furthermore, the length in the circumferential direction of the magnetic flux guiding portion 3c and the height protruding from the end face of the rotor 2 can be arbitrarily set.
Thereby, the magnetic flux guidance | induction part 3c can be optimized for the shape for obtaining a desired leakage magnetic flux according to the magnetic flux intensity of the magnet 4, and arrangement | positioning of the Hall element 12. FIG.

また、磁束誘導部3cは、軸線方向においてステータコア9よりもホール素子12側に突出している。
このため、磁束誘導部3cから放出された磁束がステータコア9に流れてしまうことが低減され、ホール素子12に多くの磁束が誘導される。
Further, the magnetic flux guiding portion 3c protrudes closer to the hall element 12 than the stator core 9 in the axial direction.
For this reason, it is reduced that the magnetic flux emitted from the magnetic flux guiding portion 3 c flows into the stator core 9, and a large amount of magnetic flux is induced in the Hall element 12.

また、ロータコア3の端面は、ステータコア9の端面よりもホール素子12側に突出している。
従って、ステータコア9の端面よりもホール素子12側に突出したロータ2の端部からの磁束は、磁束誘導部3cを通じてより多くホール素子12に供給される。
Further, the end surface of the rotor core 3 protrudes closer to the Hall element 12 than the end surface of the stator core 9.
Therefore, more magnetic flux from the end of the rotor 2 protruding toward the hall element 12 than the end face of the stator core 9 is supplied to the hall element 12 through the magnetic flux guiding portion 3c.

また、図5からわかるように、磁束誘導部3cを極間、あるいは極中央のいずれに形成しても同様の効果が得られるため、何れの位置に磁束誘導部3cを形成するかは、磁石4の大きさなどで適宜選択をすればよい。
例えば、磁石4が周方向に沿う長さが短い、即ち周方向に隣接した磁石4間の距離が長い場合には、磁束誘導部3cの周方向の長さが長くなってしまうので、変形しやすくなることも考えられる。その場合には、磁束誘導部3cの変形を回避するために、短い磁束誘導部3cで構成できるように、極中央で磁束誘導部3cを形成するようにしてもよい。
Further, as can be seen from FIG. 5, since the same effect can be obtained regardless of whether the magnetic flux guiding portion 3c is formed between the poles or in the center of the pole, the position at which the magnetic flux guiding portion 3c is to be formed is What is necessary is just to select suitably by the magnitude | size of 4.
For example, when the length of the magnet 4 along the circumferential direction is short, that is, when the distance between the magnets 4 adjacent in the circumferential direction is long, the length in the circumferential direction of the magnetic flux guiding portion 3c becomes long. It may be easier. In that case, in order to avoid deformation of the magnetic flux guiding portion 3c, the magnetic flux guiding portion 3c may be formed at the center of the pole so that the magnetic flux guiding portion 3c can be configured.

実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2のモータ1のロータ2をホール素子12側から軸線方向に視たときの図である。
この実施の形態2のモータ1では、磁束誘導部3cが磁石4の径方向内側に設けられている。
他の構成は、実施の形態1のモータ1と同じである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a view of the rotor 2 of the motor 1 according to the second embodiment of the present invention as viewed in the axial direction from the Hall element 12 side.
In the motor 1 of the second embodiment, the magnetic flux guiding portion 3 c is provided on the radially inner side of the magnet 4.
Other configurations are the same as those of the motor 1 of the first embodiment.

この実施の形態2のモータ1では、磁束誘導部3cは、周方向に隣接した磁石4間の磁束の大半が流れる磁路に形成されている。
このため、実施の形態1と同等かそれ以上の磁束が磁束誘導部3cを通過するので、さらにホール素子12に導かれる漏れ磁束の量を増加させることができる。
また、磁束誘導部3cは、ステータコア9から離れた位置に形成されているので、ステータコア9からの漏れ磁束が磁束誘導部3cに重畳される量が低減される。
これにより、ホール素子12は、ロータ2の磁極をより正確に検出することができて、検出遅れによる通電切り替え遅れが低減されて、モータ1の出力効率を向上させることができる。
なお、磁束誘導部3cは、磁石4の周方向の中央部である極中央に形成されていてもよく、この場合でも同様の効果を得ることができる。
In the motor 1 of the second embodiment, the magnetic flux guiding part 3c is formed in a magnetic path through which most of the magnetic flux between the magnets 4 adjacent in the circumferential direction flows.
For this reason, since the magnetic flux equivalent to or higher than that of the first embodiment passes through the magnetic flux guiding section 3c, the amount of leakage magnetic flux guided to the Hall element 12 can be further increased.
Further, since the magnetic flux guiding portion 3c is formed at a position away from the stator core 9, the amount of leakage magnetic flux from the stator core 9 superimposed on the magnetic flux guiding portion 3c is reduced.
As a result, the Hall element 12 can detect the magnetic poles of the rotor 2 more accurately, the energization switching delay due to the detection delay can be reduced, and the output efficiency of the motor 1 can be improved.
In addition, the magnetic flux guidance | induction part 3c may be formed in the pole center which is the center part of the circumferential direction of the magnet 4, and the same effect can be acquired also in this case.

実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3のモータ1のロータ2をホール素子12側から軸線方向に視たときの図である。
この実施の形態3のモータ1では、ロータ2は、複数の薄板鋼板3dを積層したロータコア3と、ロータコア3の中心部の孔3bに圧入等により固定されたシャフト5と、ロータコア3の外周に設けられた複数の磁極が着磁されたリング状磁石40と、を備えている。リング状磁石40は、接着などの方法を用いてロータコア3の外周面に固定される。
磁束誘導部3cは、リング状磁石40の内径側であって極間に形成されている。
他の構成は、実施の形態1のモータ1と同じである。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a view of the rotor 2 of the motor 1 according to the third embodiment of the present invention when viewed in the axial direction from the Hall element 12 side.
In the motor 1 of the third embodiment, the rotor 2 includes a rotor core 3 in which a plurality of thin steel plates 3d are stacked, a shaft 5 fixed by press-fitting into a hole 3b in the center of the rotor core 3, and the outer periphery of the rotor core 3. And a ring-shaped magnet 40 in which a plurality of provided magnetic poles are magnetized. The ring-shaped magnet 40 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 3 using a method such as adhesion.
The magnetic flux guiding portion 3c is formed on the inner diameter side of the ring-shaped magnet 40 and between the poles.
Other configurations are the same as those of the motor 1 of the first embodiment.

この実施の形態3のモータ1によれば、実施の形態2のモータ1と同様に、磁束誘導部3cは、リング状磁石40の極間の磁路に形成されている。
このため、リング状磁石40を用いた表面磁石型ロータの場合であっても、極間の磁路を流れる磁束の多くが磁束誘導部3cを通過するので、磁束誘導部3cからホール素子12に誘導される漏れ磁束を増やすことができ、実施の形態1のモータ1と同様の効果を得ることができる。
According to the motor 1 of the third embodiment, the magnetic flux guiding portion 3c is formed in the magnetic path between the poles of the ring-shaped magnet 40, similarly to the motor 1 of the second embodiment.
For this reason, even in the case of the surface magnet type rotor using the ring-shaped magnet 40, most of the magnetic flux flowing through the magnetic path between the poles passes through the magnetic flux guiding portion 3c, so that the magnetic flux guiding portion 3c is transferred to the Hall element 12. The induced leakage magnetic flux can be increased, and the same effect as that of the motor 1 of the first embodiment can be obtained.

なお、この実施の形態3のモータ1では、リング状磁石40の場合について説明したが、瓦状あるいは弓状の形状をした磁石をロータコア3の外周面に複数個配置した表面磁石型ロータであってもよい。
さらに、実施の形態1及び2のモータ1と同様に、磁束誘導部3cを極中央に形成した場合でも、同様の効果を得ることができる。
In the motor 1 of the third embodiment, the case of the ring-shaped magnet 40 has been described. However, the motor 1 is a surface magnet type rotor in which a plurality of tile-shaped or arc-shaped magnets are arranged on the outer peripheral surface of the rotor core 3. May be.
Further, similar to the motor 1 of the first and second embodiments, the same effect can be obtained even when the magnetic flux guiding portion 3c is formed at the pole center.

なお、この発明は、上述した実施の形態1〜3のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することが可能である。
例えば、各実施の形態では、磁束誘導部3cは、ロータ2の端部の1枚の薄板鋼板3dにより形成したが、これに限られるものではなく、複数枚の薄板鋼板3dにそれぞれ凹凸部を形成し、それらを軸線方向に嵌め合わせて積層することで磁束誘導部3cを形成してもよい。
この磁束誘導部3cの場合、強度が増大して変形しにくくなり、また磁束誘導部3cでの磁気抵抗が小さくなり、より多くの漏れ磁束がホール素子12に供給される。
また、突出体を別途製造し、この突出体をロータコア3の薄板鋼板3d上に溶接することで、この突出体を磁束誘導部としてもよい。
また、磁気センサとしてホール素子12を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、例えば磁気抵抗素子を用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to the thing of Embodiment 1-3 mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably and can be abbreviate | omitted.
For example, in each embodiment, the magnetic flux guiding portion 3c is formed by one thin steel plate 3d at the end of the rotor 2. However, the present invention is not limited to this, and each of the plurality of thin steel plates 3d has uneven portions. The magnetic flux guiding part 3c may be formed by forming and fitting and stacking them in the axial direction.
In the case of the magnetic flux guiding portion 3c, the strength increases and it is difficult to deform, and the magnetic resistance at the magnetic flux guiding portion 3c is reduced, so that more leakage magnetic flux is supplied to the Hall element 12.
Alternatively, a protrusion may be separately manufactured, and the protrusion may be welded onto the thin steel plate 3d of the rotor core 3 so that the protrusion is used as a magnetic flux guiding portion.
Further, although the Hall element 12 has been described as the magnetic sensor, it is of course not limited to this, and for example, a magnetoresistive element may be used.

1 ブラシレスモータ、2 ロータ、3 ロータコア、3a 磁石埋め込み用孔、3b 孔、3c 磁束誘導部、3d 薄板鋼板、4 磁石、5 シャフト、6 第1ベアリング、7 第2ベアリング、8 ステータ、9 ステータコア、10 インシュレータ、11 ステータコイル、12 ホール素子(磁気センサ)、13 基板、14 ハウジング、15 ブラケット、40リング状磁石。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless motor, 2 rotor, 3 rotor core, 3a Magnet embedding hole, 3b hole, 3c Magnetic flux guide part, 3d Thin steel plate, 4 Magnet, 5 Shaft, 6 1st bearing, 7 2nd bearing, 8 Stator, 9 Stator core, 10 insulator, 11 stator coil, 12 hall element (magnetic sensor), 13 substrate, 14 housing, 15 bracket, 40 ring magnet.

この発明に係るブラシレスモータは、薄板鋼板を軸線方向に積層して構成されシャフトに固定されたロータコア、及びこのロータコアに周方向に間隔を空けて固定された複数の磁石を有する回転自在のロータと、
このロータを周方向に沿って囲って設けられ先端部が径内側方向に延び周方向に間隔を空けて複数のスロットを形成する複数のティースを有するステータコア、及び前記ティースに導線が巻回され導線に通電することで回転磁界が発生するステータコイルを有するステータと、
前記ロータに前記軸線方向に対向して設けられ前記磁石の磁束の極性を検出して前記ロータの周方向の回転位置を検出する磁気センサと、を備え、
前記ロータコアは、端面に周方向に間隔を空けて前記磁気センサ側に突出して設けられ、前記磁束を前記磁気センサに導く複数の磁束誘導部を有しており、
各前記磁束誘導部は、隣接した前記磁石間に設けられている
A brushless motor according to the present invention includes a rotor core configured by laminating thin steel plates in an axial direction and fixed to a shaft, and a rotatable rotor having a plurality of magnets fixed to the rotor core at intervals in the circumferential direction; ,
A stator core having a plurality of teeth provided so as to surround the rotor in the circumferential direction and having a tip portion extending radially inward and forming a plurality of slots at intervals in the circumferential direction, and a conductive wire wound around the teeth. A stator having a stator coil that generates a rotating magnetic field by energizing
A magnetic sensor that is provided facing the rotor in the axial direction and detects the rotational position of the rotor in the circumferential direction by detecting the polarity of the magnetic flux of the magnet;
The rotor core has a plurality of magnetic flux guide portions provided on the end face so as to protrude toward the magnetic sensor with a circumferential interval, and guides the magnetic flux to the magnetic sensor .
Each of the magnetic flux induction portions is provided between the adjacent magnets .

Claims (9)

薄板鋼板を軸線方向に積層して構成されシャフトに固定されたロータコア、及びこのロータコアに周方向に間隔を空けて固定された複数の磁石を有する回転自在のロータと、
このロータを周方向に沿って囲って設けられ先端部が径内側方向に延び周方向に間隔を空けて複数のスロットを形成する複数のティースを有するステータコア、及び前記ティースに導線が巻回され導線に通電することで回転磁界が発生するステータコイルを有するステータと、
前記ロータに前記軸線方向に対向して設けられ前記磁石の磁束の極性を検出して前記ロータの周方向の回転位置を検出する磁気センサと、を備え、
前記ロータコアは、端面に周方向に間隔を空けて前記磁気センサ側に突出して設けられ、前記磁束を前記磁気センサに導く複数の磁束誘導部を有しているブラシレスモータ。
A rotor core configured by laminating thin steel plates in the axial direction and fixed to the shaft, and a rotatable rotor having a plurality of magnets fixed to the rotor core at intervals in the circumferential direction;
A stator core having a plurality of teeth provided so as to surround the rotor in the circumferential direction and having a tip portion extending radially inward and forming a plurality of slots at intervals in the circumferential direction, and a conductive wire wound around the teeth. A stator having a stator coil that generates a rotating magnetic field by energizing
A magnetic sensor that is provided facing the rotor in the axial direction and detects the rotational position of the rotor in the circumferential direction by detecting the polarity of the magnetic flux of the magnet;
The rotor core is a brushless motor that has a plurality of magnetic flux guiding portions that are provided on the end face so as to protrude toward the magnetic sensor at intervals in the circumferential direction and guide the magnetic flux to the magnetic sensor.
各前記磁束誘導部は、隣接した前記磁石間に設けられている請求項1に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to claim 1, wherein each of the magnetic flux guiding portions is provided between the adjacent magnets. 各前記磁束誘導部は、各前記磁石のそれぞれの中間部に設けられている請求項1に記載のブラシレスモータ。   2. The brushless motor according to claim 1, wherein each of the magnetic flux guiding portions is provided in an intermediate portion of each of the magnets. 各前記磁束誘導部は、一枚または複数枚の前記薄板鋼板により形成されている請求項1〜3の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the magnetic flux guide portions is formed of one or a plurality of the thin steel plates. 前記ロータコアの前記端面は、前記ステータコアの端面よりも前記磁気センサ側に突出している請求項1〜4の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the end surface of the rotor core protrudes toward the magnetic sensor with respect to an end surface of the stator core. 各前記磁束誘導部は、前記磁石の径方向の外側に設けられている請求項1〜5の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the magnetic flux guiding portions is provided on an outer side in a radial direction of the magnet. 各前記磁束誘導部は、前記磁石の径方向の内側に設けられている請求項1〜5の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the magnetic flux guide portions is provided on an inner side in a radial direction of the magnet. 各前記磁石は、前記ロータコアに形成された複数の孔にそれぞれ設けられている請求項1〜7の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to claim 1, wherein each of the magnets is provided in a plurality of holes formed in the rotor core. 各前記磁石は、前記ロータコアの外周面に設けられている請求項1〜7の何れか1項に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to claim 1, wherein each of the magnets is provided on an outer peripheral surface of the rotor core.
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