JP5196636B2

JP5196636B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP5196636B2
Application number: JP2007245010A
Authority: JP
Inventors: 尚文安田; 健一関口
Original assignee: シチズンマイクロ株式会社
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP2009077568A

Description

本発明は、ブラシレスモータに係るものであり、ロータの回転位置を検出する位置検出用センサの取付け構造に係るブラシレスモータに関する。

従来から、ブラシレスモータは通電用コイルへの駆動電力供給用のブラシが不要であり、また整流子が不要であるため、小型化に有利であり、精密機器用の小型アクチュエータとして広く使用されている。

このようなブラシレスモータの従来例として特許文献１を参照すると、この文献のブラシレスモータにおける位置検出素子の保持機構造は、基盤に取付けられたコアの外周にステータをなすケースが設けられ、ケースの外周に信号用マグネットを突出すると共に、ケースの外周から離間した位置に位置検出素子が設けられてなるものである。また、この位置検出素子は基盤の延長位置に固設されたホルダに取付けられた構成とされている。

従って、ケースの外周に位置検出素子を取り付けるためのスペースが必要とされ、また軸方向にも基盤を取付けるスペースが必要であるため、ブラシレスモータの小型化にとって不利な構造であった。

また、特許文献２を参照すると、この文献のブラシレスモータにおいても、ロータケースの外周側に突出する検出用マグネットが取付けられると共に、ロータケースの軸方向側にステータ板が取付けられ、このステータ板の外周延長位置の検出用マグネットから離間した位置に位置検出センサが取付けられてなるものである。

従って、特許文献１と同様に、ロータケースの外周に位置検出センサを取り付けるためのスペースが必要であり、また軸方向にもステータ板を取付けるスペースが必要であるため、ブラシレスモータの小型化にとって不利な構造であった。

さらに、特許文献３を参照すると、このモータはインナロータ型のブラシレスモータであり、ローラの回転位置を検出するための磁気検出素子であるホール素子が、ケーシングの軸方向側に設けられた基盤に取付けられているため、ケーシングの軸方向側に基盤を取付けるためのスペースが必要とされ、上記の特許文献１、２と同様に、ブラシレスモータの小型化にとって不利な構造であった。
特開平４−２０７９５０号公報特許第３１５２６２５号公報特開２００４−２０８３８１号公報

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、ブラシレスモータのロータ回転位置を検出する位置検出センサを取付けるための空間がハウジングの軸方向側及び外周側に必要とされない構造とすることにより、ブラシレスモータのより一層の小型化を実現し、小型精密機器への取付けに有利となるブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明における請求項１のブラシレスモータは、ハウジングの内部に、シャフトに固定したマグネットヨークと、中空の内部コイル群と、該内部コイル群を覆う外部コイル群と、内部コイル群の内側に配設されたマグネットとを有するブラシレスモータにおいて、内部コイル群と外部コイル群とからなるステータの側部外周とハウジングの側部内周との間に円盤状ヨークを積層してなる積層ヨークが設けられ、該積層ヨークの幅方向の中央部付近から円盤状ヨークを数枚抜き取ることによって隙間が形成され、この隙間に対応したハウジングの側壁周部に所定間隔をあけて複数のセンサ収納スペースが形成され、夫々のセンサ収納スペースに位置検出センサが設けられてなることを特徴とする。

また、本発明の請求項２のブラシレスモータは、請求項１のブラシレスモータにおいて、ハウジングとステータの間に熱伝導材を設け、ハウジングの開放側に設けた蓋部材の内周にシャフトに固定した放熱フィンを設けると共に、該放熱フィンの外側周部に周外羽根を設け、シャフトの回転により冷却効果を高めるようにしたことを特徴とする。

本発明のブラシレスモータは、ハウジングの側壁内周に積層ヨークが設けられ、該積層ヨークの中央部付近に対応した周部に所定間隔をあけて複数のロータ回転検出手段のためのセンサが設けられているか、又は積層ヨークの幅方向の中央部付近の周部に所定間隔をあけてセンサ収納スペースが形成され、夫々の収納スペースに位置検出センサが設けられてなるものであるため、従来のように、ハウジングの外周延長部又はシャフトの軸方向側にセンサ取付け用の基盤等を設ける必要がなく、非常に省スペースのブラシレスモータを構成することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータは、ロータリーエンコーダとして使用することが可能となり、新たにエンコーダ用マグネットを取付ける必要がなく、その分、小型化に有益となる。

さらに、本発明のブラシレスモータにおいては、ハウジングの開放側に設けた蓋部材の外周に周状の周外羽根を設け、またその内周にシャフトに固定した放熱フィンを設けることが可能となり、これらの放熱フィンと周外羽根によってハウジングの冷却効果を高めることができるため、ハウジングの開放側を放熱用のスペースとして利用することが可能となる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１〜図５は、本発明によるインナロータ型のブラシレスモータ１に関する図である。このブラシレスモータ１は、図１に示すように、ロータ２の外側を包囲するようにステータ３が配置された状態でハウジング４に収容されている。このハウジング４は、軸方向の一方に底板５が設けられると共に、他方が開放された円筒形状に形成され、開放側には後述する周外羽根６を有する蓋部材７が取付けられている。また、底板５と蓋部材７の中央部にはシャフト８を回転自在に支承する軸受９ａ、９ｂが設けられている。

ロータ２はシャフト８の外周に固着されたマグネットヨーク１０を有し、その外周に、界磁束を発生させる部材として、図４に示すように、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されてなる４極マグネット１１ａ〜１１ｄが固定された構成とされている。

ステータ３は、図１及び図３に示すように、仮想的な円盤となるロータ２の周側面に対して、導体であるコイルを略台形状（又は弓状）に所定数巻回してなる中空の内部コイル体が並列的に配置された内部コイル群１２と、この内部コイル群１２を仮想的な円盤とした場合の周側面に対して、導体であるコイルを略台形状（又は弓状）に所定数巻回してなる中空の外部コイル体が内部コイル群１２を覆って並列的に配置された外部コイル群１３とにより構成されている。

また、図１に示すように、ハウジング４の側壁内周に微小間隙を空けるか又は当接状態に多数の円盤状ヨーク１４ａ、１４ａ…が円筒状に積層されてなる積層ヨーク１４が設けられている。本実施例においては、この積層ヨーク１４の幅方向の中央部付近から円盤状ヨーク１４ａを数枚抜き取ることによって隙間１５が形成され、この隙間１５に対応した位置におけるハウジング４の側壁の周部に、位置検出センサとして磁気センサ１６を収納するセンサ収納スペース１７が所定間隔をあけて形成されている（図２参照）。

そして、夫々のセンサ収納スペース１７、１７…に磁気センサ１６を設けると共に、図３に示す配線基盤１８に磁気センサ１６に対応したリード線１８ａ〜１８ｄが延出され、外部の制御回路より磁気センサ１６の検出に応じて内部コイル群１２および外部コイル群１３に通電制御が行われる構成とされているため、ロータリーエンコーダとして使用することが可能となる。このため、本実施例のブラシレスモータ１においては、エンコーダ用マグネットを取付ける必要がないという利点を有する。

また、他の実施例として、不図示であるが、上記のようにハウジング４にセンサ収納スペース１７を形成して磁気センサ１６を設けるのではなく、ハウジング４内の積層ヨーク１４の幅方向の中央部付近の周部に沿う所定位置に穴形状のセンサ収納スペースを形成し、このセンサ収納スペースに磁気センサ１６を設けるようにしてもよい。

いずれにしても、上記の構成により、漏れ磁束を積層ヨーク１４の円筒面中央に発生させることができ、回転制御用の磁気センサ１６を積層ヨーク１４の円筒面側に配置することが可能となる。

また、上記の構成においては、ハウジング４又はその内部の積層ヨーク１４の幅方向の中央付近の周部に所定間隔で位置センサとしての磁気センサ１６、１６…が設けられているため、従来のように、ハウジング４の外周延長部又はシャフト８の軸方向側にセンサ取付け用の基盤等を設ける必要がなく、その分、省スペースのブラシレスモータ１を構成することが可能となる。

さらに、本実施例においては、上記のようにシャフト８の軸方向側にセンサ取付け用の基盤を設ける必要がないため、ハウジング４の開放側を放熱用のスペースとして利用することができる。即ち、本実施例においては、図１又は図５に示すように、ハウジング４の開放側に設けた蓋部材７の外側周部に周外羽根６を設けると共に、その内周にシャフト８に固定した放熱フィン１９を設けることが可能となり、シャフト８の回転に従動して回転する放熱フィン１９と周外羽根６によって、ハウジング４の冷却効果を高めることが可能となる。

また、不図示であるが、蓋部材７に通気穴を設けることによって、上記の冷却効果を向上することが可能となる。さらに、図１に示すように、ハウジング４内のコイル群１２、１３との隙間に熱伝動材２０を充填することによって上記の放熱効果をさらに向上することが可能となる。

本発明のブラシレスモータは、ロータ回転位置の位置検出センサをハウジング若しくはハウジングの内部に取付た構造を有し、ブラシレスモータのより一層の小型化を実現し、小型精密機器への取付けに有利となるブラシレスモータとして利用可能となる。

本発明の実施例に係るブラシレスモータの内部構造を示す縦断面図である。本発明の実施例に係るブラシレスモータの外観図である。図１のＡ―Ａ線断面図である。図２のＢ―Ｂ線断面図である。本発明の実施例に係るブラシレスモータの放熱フィン側の端面図である。

符号の説明

１ブラシレスモータ
２ロータ
３ステータ
４ハウジング
５底板
６周外羽根
７蓋部材
８シャフト
９ａ、９ｂ軸受
１０マグネットヨーク
１１ａ〜１１ｄマグネット
１２内部コイル群
１３外部コイル群
１４積層ヨーク
１４ａ円盤状ヨーク
１５隙間
１６磁気センサ
１７センサ収納スペース
１８配線基盤
１８ａ〜１８ｄリード線
１９放熱フィン
２０熱伝動材

Claims

ハウジングの内部に、シャフトに固定したマグネットヨークと、中空の内部コイル群と、該内部コイル群を覆う外部コイル群と、内部コイル群の内側に配設されたマグネットとを有するブラシレスモータにおいて、内部コイル群と外部コイル群とからなるステータの側部外周とハウジングの側部内周との間に円盤状ヨークを積層してなる積層ヨークが設けられ、該積層ヨークの幅方向の中央部付近から円盤状ヨークを数枚抜き取ることによって隙間が形成され、この隙間に対応したハウジングの側壁周部に所定間隔をあけて複数のセンサ収納スペースが形成され、夫々のセンサ収納スペースに位置検出センサが設けられてなることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１のブラシレスモータにおいて、ハウジングとステータの間に熱伝導材を設け、ハウジングの開放側に設けた蓋部材の内周にシャフトに固定した放熱フィンを設けると共に、該放熱フィンの外側周部に周外羽根を設け、シャフトの回転により冷却効果を高めるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。