JP3239120B2

JP3239120B2 - 単相ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP3239120B2
Application number: JP2000031867A
Authority: JP
Inventors: 博幸杉浦
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP2001224155A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサ（ホールＩ
Ｃ等の磁極位置検出素子）により、良好に回転子磁石の
磁極位置を検出可能とした小型化した単相ブラシレスモ
ータの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、単相ブラシレスモータは、例え
ば、回転子磁石の停止位置から一定角度移動させた位置
にセンサを取付け、このセンサから出力される回転子磁
石の磁極位置検出信号に基づいて、電機子巻線への通電
制御を行い、回転子磁石を回転させていた。

【０００３】具体的には、センサから出力される回転子
磁石の磁極位置検出信号は、一般に前記センサから離れ
た場所に設置した通電制御回路にリード線を通して送出
され、この通電制御回路によって電機子巻線への通電方
向の切換・制御が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記センサと
通電制御回路とはある程度離れた位置に設置されている
関係上、両部材間は比較的長いリード線を用いて接続し
ていたので、前記リード線を伝って外部からノイズが侵
入しやすく、前記ノイズが通電制御回路に侵入したりす
ると、前記通電制御回路は電機子巻線に対する通電制御
が円滑に行えない場合があった。

【０００５】また、前記リード線は所要の長さを必要と
することによる不経済性と、前記リード線を配線途中で
支持したり、通電制御回路を設置するためのスペースを
別に準備しなければならないので、単相ブラシレスモー
タ自体が必要以上に大型化するといった問題があった。
その上、前記センサおよび通電制御回路をリード線で接
続する作業にも手間および時間がかかる等、この種のモ
ータ製造に際して種々の不都合な点が多かった。

【０００６】そこで、本発明は前記の問題点に鑑み、セ
ンサや通電制御回路を一枚の基板上に設け、この基板を
コイルを巻回したボビンに取付けることにより、センサ
と通電制御回路とを接続するためのリード線を除去し
た、簡素な構成の単相ブラシレスモータを提供すること
にある。

【０００７】

【問題を解決するための手段】請求項１記載の単相ブラ
シレスモータは、電機子巻線を巻回したコイルボビンを
取付けるヨークと回転子磁石を嵌挿する挿入孔とを併設
した固定子鉄心、および、前記回転子磁石の回転子軸を
回転可能に支持する一対のブラケットを備え、前記コイ
ルボビンの鍔縁には、複数の係止片をコイルボビンと一
体的に形成し、これら係止片に、回転子磁石の磁極位置
を検出するセンサを裏面に、表面には回転子磁石の磁極
位置に応じて電機子巻線の通電方向を切換える通電制御
回路をそれぞれ実装したプリント基板を、一方のブラケ
ットの外方において係脱自在に取付け、前記プリント基
板に具備した上記センサを前記プリント基板側に位置す
る一方のブラケットの下部側に開口した開口部からブラ
ケット内に進入させ、前記開口部から一部が外部に露呈
する回転子磁石と対向させて配置した。

【０００８】請求項２記載の単相ブラシレスモータは、
請求項１記載の単相ブラシレスモータにおいて、前記プ
リント基板は、プリント基板の表面に実装した通電制御
回路側において、箱形のカバーを着脱可能に取付けるよ
うにした。

【０００９】請求項３記載の単相ブラシレスモータは、
請求項１記載の単相ブラシレスモータにおいて、前記プ
リント基板は、回転子磁石の磁極位置を検出するセンサ
を収容・保持するためのセンサホルダをブラケットの開
口部を被う位置に取付け、このセンサホルダにて前記ブ
ラケットに穿孔した開口部を被覆するようにした。

【００１０】本発明の単相ブラシレスモータは、センサ
や通電制御回路をコイルボビンに取付けた一枚のプリン
ト基板の表・裏面に区分して設けるようにしたので、セ
ンサと通電制御回路は、それぞれ前記プリント基板に設
けた導電部を介して接続するようにしたので、リード線
が不要となり、モータ自体を簡素な構成で小型化するこ
とができる。

【００１１】また、前記プリント基板には、表面に実装
した通電制御回路を保護する箱形のカバーが１動作で着
脱できるように取付けられているので、カバー取付後は
プリント基板に実装した通電制御回路等に塵埃等の異物
が付着することを確実に防止することができる。更に、
プリント基板の裏面には、センサを揺動不能に収容した
センサホルダを備えることにより、前記センサにて安定
した状態で回転子磁石の磁極位置の検出ができるととも
に、前記センサホルダによってブラケットの下部側に形
成したセンサ導入用の開口部を被覆するように構成した
ので、モータ内部に塵埃等が侵入するのを確実に防ぎ、
塵埃等の侵入により、単相ブラシレスモータの駆動に支
障をきたすという問題を確実に防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１ないし図６により説明する。図１は本発明の単相ブラ
シレスモータを示す縦断面図であり、図１において、１
は矩形の鉄板を複数枚積層して形成した固定子鉄心を示
し、２は前記固定子鉄心１に穿設した挿入孔である。３
は前記固定子鉄心１を形成するヨーク１ａに装着したコ
イルボビンであり、４は前記コイルボビン３に巻回した
電機子巻線である。

【００１３】５は固定子鉄心１の挿入孔２内に嵌挿した
回転子磁石であり、前記回転子磁石５は固定子鉄心１よ
り肉厚な積層寸法に形成され、その両端部を固定子鉄心
１の挿入孔２より突出した状態で配置されている。６
ａ，６ｂは前記固定子鉄心１の両端面に、例えば、ボル
ト，ナットを用いて取付けられる一対のブラケット（図
４参照）であり、これらブラケット６ａ，６ｂの中心部
に凹設した凹部には、それぞれ軸受７ａ，７ｂが嵌装さ
れ、前記軸受７ａ，７ｂに回転子軸５ａを支持すること
により、回転子磁石５は固定子鉄心１の挿入孔２内に回
転可能に取付けられる。

【００１４】８は前記一方のブラケット６ｂと軸受７ｂ
との間に介挿した波形ワッシャであり、回転子磁石５と
回転子軸５ａの回転動作により発生する振動を良好に吸
収するものである。９は他方のブラケット６ａの側面の
一部（ブラケット６ａとコイルボビン３の間に位置する
ブラケット６ａの下部側）を穿孔して形成した開口部で
あり、固定子鉄心１の挿入孔２より突出する回転子磁石
５の一部を外部に露出させるために設けられている。

【００１５】１０はコイルボビン３の鍔縁を利用して取
付けるプリント基板を示し、このプリント基板１０の裏
面には、回転子磁石５の磁極位置を検出するセンサ１１
（以下、単にセンサという）が、モータ本体Ａ側に向け
て起立して接続されている。また、前記プリント基板１
０の表面には、前記センサ１１の出力信号より回転子磁
石５の磁極位置を検出して電機子巻線４の通電方向を切
換える通電制御回路１２が前記センサ１１と、プリント
基板１０上の導電部により電気的に接続した状態で実装
されている。

【００１６】１３は前記プリント基板１０に取付けられ
たセンサ１１を収容するためのセンサホルダであり、こ
のセンサホルダ１３をプリント基板１０に取付けること
により、ブラケット６ａの開口部９を良好に被覆するこ
とができる。また、図１に示す２５は、前記プリント基
板１０の通電制御回路１２を、外部からの異物の付着
や、外力による衝撃等から保護するために、前記プリン
ト基板１０に着脱可能に取付けた箱形のカバーである。

【００１７】次に、前記センサホルダ１３の構造を図２
を用いて詳述する。図２（ａ）は前記センサホルダ１３
を図１に示すＣ矢視方向（モータの上方）からみた図で
あり、前記センサホルダ１３はディスクリードタイプの
センサ１１のリード部１１ａを挿通する挿通孔１４と、
前記センサ１１の磁気検出部１１ｂを嵌合する溝部１５
を備えて概略構成されている。

【００１８】前記センサホルダ１３の挿通孔１４は、セ
ンサ１１から突出する複数（３本）のリード部１１ａを
それぞれ挿通しやすいように、中央の挿通孔１４は径寸
法を変化させることなく真直に形成するものの、両端の
挿通孔１４は、その入口を幅広に形成してセンサ１１の
リード部１１ａが挿通孔１４内に挿入しやすくするとと
もに、その途中には所定角度のテーパ部１６を形成して
出口を狭幅にすることにより、このテーパ部１６から突
出するリード部１１ａの先端が横方向に揺動するのを防
止している。

【００１９】また、図２（ｂ）は前記センサホルダ１３
を同図（ａ）に示すＸ−Ｘ矢視方向から示す縦断面図で
あり、前記挿通孔１４はリード部１１ａの入口を斜めに
切断して傾斜部１７を形成するとともに、前記傾斜部１
７からはこれを基端として溝部１５側に向かって延出す
る段部１８が形成されている。さらに、前記センサホル
ダ１３には、自身をプリント基板１０に固定する取付耳
１９と、この取付耳１９から水平方向に突出する突起１
９ａが突設されており、前記突起１９ａをプリント基板
１０に穿孔した図示しない取付孔に挿着することによ
り、前記センサホルダ１３は、プリント基板１０上の定
位置に揺動不能に止着することができる。

【００２０】図２（ｃ）は、前記センサホルダ１３を図
２（ａ）に示すＹ−Ｙ矢視方向から示す横断面図で、図
２（ｃ）に示すように、前記センサホルダ１３はその形
状が略Ｖ字状に屈曲して形成されており、センサホルダ
１３の溝部１５に嵌合するセンサ１１の磁気検出部１１
ｂが、回転子磁石５の外周面と相対向すべく、回転子磁
石５の曲率に合致するように設計されている。

【００２１】そして、前記センサホルダ１３を図１に示
すプリント基板１０に取付ける場合は、最初に、センサ
１１のリード部１１ａをセンサホルダ１３の挿通孔１４
に挿通する。このとき、作業者は真中のリード部１１ａ
を中央の挿通孔１４の入口位置に合致させれば、両側の
リード部１１ａは両端の挿通孔１４の入口が幅広に形成
されているため、容易にそれぞれの挿通孔１４内に挿入
させることができ、この結果、真中のリード部１１ａは
真直に、両側のリード部１１ａはテーパ部１６に沿って
挿入し、それぞれ狭幅に形成した出口から先端を突出さ
せる。

【００２２】この結果、センサ１１の磁気検出部１１ｂ
はセンサホルダ１３の溝部１５内に確実に取付けること
ができ、しかも、前記リード部１１ａの先端が挿通孔１
４から突出しているため、この状態で、センサホルダ１
３の取付耳１９に設けた突起１９ａをプリント基板１０
側に穿孔した図示しない取付孔に嵌込み、リード部１１
ａの先端をプリント基板１０の導電部に半田付け等によ
って接続することにより、前記センサ１１をセンサホル
ダ１３とともに、プリント基板１０の裏面に脱落不能に
取付けることができる。

【００２３】次に、前記プリント基板１０は、その表面
に通電制御回路１２を実装（半田付け等によって）し、
これを、図３（ａ）に示すように、モータ本体Ａのコイ
ルボビン３の鍔縁に取付ける。前記モータ本体Ａのコイ
ルボビン３の鍔縁には、同図（ｂ）に示すように、先端
に傾斜面２０を備えた係止片２１が、図３，４に示すよ
うに、複数個コイルボビン３と一体に形成され、一方、
前記プリント基板１０の側面には、前記係止片２１と合
致する位置に係止溝２２（図４参照）が形成されてお
り、前記係止片２１を係止溝２２に当接して、前記プリ
ント基板１０をコイルボビン３側に軽く押圧することに
より、前記係止片２１は先端の傾斜面２０が係止溝２２
に沿って外側に拡開され、この状態でさらに押込むこと
により、前記係止片２１は保持溝２３内にワンタッチ操
作で係合保持でき、これにより、前記プリント基板１０
は、図１，６で示すように、一方のブラケット６ａの外
側において、コイルボビン３への取付，取外しを１動作
で行うことができる。なお、前記プリント基板１０をコ
イルボビン３から取外すときは、図３（ｂ）に示す係止
片２１を外側（図３（ｂ）において左右方向）に軽く拡
開することにより、容易に１動作で取外すことができ
る。

【００２４】前記係止片２１にプリント基板１０が取付
けられると、プリント基板１０に接続されるセンサ１１
とセンサホルダ１３は、図５に示すように、ブラケット
６ａに形成した開口部９の両端に突設したガイド２４
ａ，２４ｂ間に配置され、これにより、前記センサ１１
を回転子磁石５の外周面近傍において、回転子磁石５の
磁極を良好に検出できる位置に確実に配置することがで
きる。

【００２５】このとき、前記センサ１１はセンサホルダ
１３内において、挿通孔１４の入口に形成した傾斜部１
７と段部１８（図２（ｂ）参照）に支持されて回転子磁
石５側に傾倒することがないので、前記センサ１１が回
転子磁石５と接触して、前記回転子磁石５の回転・駆動
に支障をきたすようなことを確実に防止できる。

【００２６】また、前記センサホルダ１３はブラケット
６ａに設けたガイド２４ａ，２４ｂ間において、ブラケ
ット６ａに形成した開口部９を被覆することができるの
で、例えば、空気中に浮遊する塵埃等がモータ本体Ａの
内部に侵入するのを良好に抑制することができる。

【００２７】つづいて、前記プリント基板１０に図１に
示すカバー２５を取付けるのであるが、前記カバー２５
は図４，５に示すように、プリント基板１０の上下方向
の各端縁に複数形成した係止溝２６と係合する係止片２
７に、前記係止片２１と同様に、その先端に傾斜面２８
を備えているため、作業者は前記カバー２５をプリント
基板１０側に軽く押圧・付勢するだけで、前記係止片２
７の傾斜面２８を係止溝２６に沿って外側に拡開して、
保持溝２９内にプリント基板１０をワンタッチ操作で係
合させることができる。これにより、前記プリント基板
１０上に実装した通電制御回路１２は、図１，６に示す
カバー２５によって外部からの異物（塵埃等）が付着し
たり、外力による衝撃等が加わることを確実に回避する
ことができる。なお、前記カバー２５をプリント基板１
０から取外すときは、図６に示す係止片２７を外側（図
６において上下方向）に軽く拡開することにより、簡単
に取外すことができる。

【００２８】即ち、前記構成の単相ブラシレスモータ
は、プリント基板１０をコイルボビン３の鍔縁外側に取
付けることにより、モータ自体を小型に構成できるだけ
でなく、前記プリント基板１０は傾斜面２０を備えた係
止片２１によって、ほぼ１動作で容易にコイルボビン３
に着脱可能に取付けることができ、しかも、センサ１１
をセンサホルダ１３に収容することにより、前記センサ
１１は回転子磁石５付近で揺動するのを良好に防止し
て、モータの駆動・制御を円滑に行うことが可能とな
る。

【００２９】また、前記センサ１１と通電制御回路１２
を同一基板（プリント基板１０）上に設けることによっ
て、前記センサ１１と通電制御回路１２は、プリント基
板１０の導電部を利用して電気的に接続されるため、従
来のように、リード線を使用して両部材を接続する必要
が全くないため、リード線を伝って外部からノイズが侵
入することにより、モータの駆動・制御に悪影響を及ぼ
すということも全くない。

【００３０】さらに、ブラケット６ａの開口部９は、セ
ンサホルダ１３によって良好に被覆されるため、前記開
口部９からモータ内部に塵埃等が侵入して、回転子磁石
５の回転および、センサ１１による回転子磁石５の磁極
検出等を阻害することはなく、良好に回転子磁石５の磁
極位置を検出することができる。

【００３１】なお、前述した実施例においては、回転子
磁石５の肉厚を固定子鉄心１の積層寸法よりも厚く形成
した場合について説明したが、本発明はこれに限定せ
ず、回転子磁石５と固定子鉄心１との厚さを同等に形成
してもよく、この場合、センサ１１は回転子磁石５の端
面（平面部）に近接して磁極を検出するように構成すれ
ばよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の単相ブラシレスモータ
は、磁極を検出するセンサを裏面に、通電制御回路を表
面にそれぞれ実装したプリント基板を、コイルボビンの
鍔縁を利用してブラケットの外側において、１動作で、
かつ、着脱可能に取付けることができるように構成した
ので、単相ブラシレスモータの小型化が容易にはかれる
とともに、前記センサと通電制御回路は、プリント基板
の表・裏面において、前記プリント基板に設けた導電部
を利用して電気的に接続することがきるため、リード線
が不要となり、これによって、リード線から侵入するノ
イズによって、モータの駆動・制御に重大な支障をきた
すという問題を確実に防止することができる。また、プ
リント基板に実装した部品を故障等により交換するよう
な場合は、コイルボビンからプリント基板のみを取外せ
ばよいので、モータ本体を分解することなく、故障部品
のみの交換・修理を行うことができ、利便である。

【００３３】請求項２記載の単相ブラシレスモータは、
プリント基板に、実装部品を保護するカバーを着脱自在
に取付けるようにしたので、プリント基板上の実装部品
に異物（塵埃等）が付着したり、外力（衝撃）が加わる
ことによって、実装部品等が破損するといった弊害を確
実に阻止し、実装部品を良好に保護することができる。

【００３４】請求項３記載の単相ブラシレスモータは、
センサをセンサホルダに収容することにより、回転子磁
石の近傍に安定して前記センサを配置することができる
とともに、前記センサホルダは、ブラケットの開口部を
外部から確実に被覆することができるので、前記開口部
からモータ内部に塵埃等が侵入するのを良好に防ぐこと
ができ、塵埃等の進入によりモータの駆動を阻害すると
いう問題を容易に回避することができ、至便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単相ブラシレスモータの要部切欠断面
図である。

【図２】本発明の単相ブラシレスモータに取付けるセン
サホルダの説明図である。

【図３】モータ本体の構造図である。

【図４】モータ本体にプリント基板およびカバーを取付
ける状況を説明する側面図である。

【図５】本発明の単相ブラシレスモータにプリント基板
を取付けた状態を示す正面図である。

【図６】本発明の単相ブラシレスモータにプリント基板
とカバーを取付けた状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１固定子鉄心２挿入孔３コイルボビン４電機子巻線５回転子磁石５ａ回転子軸６ａ，６ｂブラケット７軸受８波形ワッシャ９開口部１０プリント基板１１センサ１１ａリード部１１ｂ磁気検出部１２通電制御回路１３センサホルダ１４挿通孔１５溝部１６テーパ部１７傾斜部１８段部１９取付耳１９ａ突起２０，２８傾斜面２１，２７係止片２２，２６係止溝２３，２９保持溝２４ガイド２５カバーＡモータ本体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電機子巻線を巻回したコイルボビンを取
付けるヨークと回転子磁石を嵌挿する挿入孔とを併設し
た固定子鉄心、および、前記回転子磁石の回転子軸を回
転可能に支持する一対のブラケットを備えた単相ブラシ
レスモータにおいて、前記コイルボビンの鍔縁には、複
数の係止片をコイルボビンと一体的に形成し、これら係
止片に、回転子磁石の磁極位置を検出するセンサを裏面
に、表面には回転子磁石の磁極位置に応じて電機子巻線
の通電方向を切換える通電制御回路をそれぞれ実装した
プリント基板を、一方のブラケットの外方において係脱
自在に取付け、前記プリント基板に具備した上記センサ
を、前記プリント基板側に位置する一方のブラケットの
下部側に開口した開口部からブラケット内に進入させ、
前記開口部から一部が外部に露呈する回転子磁石と対向
させて配置したことを特徴とする単相ブラシレスモー
タ。
【請求項２】前記プリント基板には、プリント基板の
表面に実装した通電制御回路側において、箱形のカバー
を着脱可能に取付けたことを特徴とする請求項１記載の
単相ブラシレスモータ。
【請求項３】前記プリント基板には、回転子磁石の磁
極位置を検出するセンサを収容・保持するためのセンサ
ホルダをブラケットの開口部を被う位置に取付け、この
センサホルダにて前記ブラケットに穿孔した開口部を被
覆するようにしたことを特徴とする請求項１記載の単相
ブラシレスモータ。