JPH01502552A - 直流モータに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 直流モータに関する改良 本発明は比較的小寸法で冷却の目的でコンビエータ又は他の電子装置のハウジン グの内部で用いられるための専用ではないが特にファンに使用するために適して いる直流モータの構成にかかわる。

本発明の態様の１つにより、ロータのマグネットの角位置を感知するためのセン サ及びステータの巻線に流れる電流の切換を制御するための回路を組込んでいる 電子整流系を組込んでいる無刷子直流モータが提供されこの際電子要素は印刷回 路の上に取付けられており同回路は本体と一体にモールドされていて同本体はロ ータの軸のベヤリングのハウジングを構成している。

ロータの軸のベヤリングのハウジングと印刷回路が一体に形成されいることによ りロータが印刷回路に担持されている要素に対して（直線的にも角度的にも）非 常に高い精度で取付けられる。特に本体がステータ及びセンサーを所定に位置決 めするための位置決め部分を構成することが望ましい、即ちロータのステータ、 特にセンナに対する関係がモータを最良に運転するために重要なことである。特 に好まれる構成に於ては位置決め部分が直立柱を含んでおり間柱によりステータ の中の極間スロットの内部に位置しておりステータの回転位置を決定する０位置 決め部分が２つの位置のいずれかにセンサを収容するための取付は部分を組込ん でいることが望ましい、このことによりセンサが希望通りロータのいずれの回転 に対しても正確な位置に取付けられる。

ベヤリングのハウジングがロータの軸のためのベヤリンク組立部分を組込んでい ることは！！理想的ある。

本体はエンドキャップを保留するための位置決め手段を組込み同キャップは本体 の端の上に位置していて電子要素を覆うことがで幹る。このエンドキャップはベ ヤリングのハウジングの上に位置して開端を閉鎖し例えば潤滑材を保留すること ができる。

印刷回路が、モールドされたプラスチックから形成された本体の内部に埋め込ま れると理想的である。センサの特に好まれる形態はホール効実装置を含んでいる 。

本発明は更に、ロータがステータを包囲する環状マグネットを組込んでおりかつ 薄い弧状の１９又はいくつかの鋼鉄片がマグネットの周りに位置していてマグネ ットの隣接マグネット部分の極の間の磁束の帰路の働きをする、直流モータのス テータ及びロータの組立部分にも及んでいる。

これ等の磁束帰還片を設けたことにより磁束の帰路を構成する従来のかなり厚い 鋼鉄包囲篭の必要性がなくなりその結果重量並びに寸法が小さくなる。＋れぞれ の鋼鉄片が付勢されていてロータのハウジングの内部にマグネットを摩擦的に位 置させると有利である。この際それぞれの鋼鉄片を正確に位置決め並びに位置さ せる様にマグネットが形成させることが理想的である。

本発明の更に他の態様により、ロータがステータを包囲するマグネットを組込み かつ突起又は他の形状の変形を構成して磁場の所望の分派を生ぜしめる、直流モ ータのためのステータ及びロータの組立て部分が提供される。

磁場を分派させた結果ステータに対するロータの有利な支持効果が達せられる。

特に軸平面の中に一般的に対称的にマグネットが物理的にステータに対して位置 していてステータの巻線の中央面から磁場が軸方向に分派されると上記の効果が 遺せられる。これ等の複雑な形状を得るために特に好まれる実施態様にはモール ドされたマグネットが組込まれる。この様な構造は更に他の利点を有する。即ち ステータに＊接していない面の上の迷走磁束を減少させる磁化方法が用いられる 。このこと自体によりモータの外面の上の迷走磁束を減少させるための重たい磁 束帰還回路に対する必要性が減少する。

重たい鋼鉄包囲篭を省略したことによりモータのハウジングにモールドされたプ ラスチックの様な代りの材料を使用することができる。モールディング法を用い ることにより機能的かつ効果的な複雑な形状を組込むことができる。

上記のステータ及びロータの組立部分のいずれにおいてもロータのハウジングが 可撓保留リムを組込んでおり同リムによりマグネットがロータのハウジングの内 部にステップ係合で取付けられることが望ましい。

上記の本発明による無刷子直流モータは上記の本発明によるステータ及びロータ の組立部分の形状を組込んでいることがｙｘ＝的である。

総て回転要素化が“平衡”射出成形物として生産されるのでその結果得られる軽 量ロータ組立部分は所定の平衡基準を出すために非常に少ない修正しか必要とし ない。

本発明はいろいろな方法で実施されその特に好まれる実施形態が添付の図面に就 き記載される。

第１図は本発明による無刷子直流モータの組立部分の１つの側から見た分解斜視 図である。

第２図は同じ組立部分の他の側から見た分解図である。

第３図は第１図及び第２図に示した組立部分の垂直横断図である。

図面に示したモータの組立部分は支持本体３と共にステータ１及びロータ２を組 込んでいる。支持本体３は印刷回路を組込んでおり同回路の上にはホール効実装 置５を含みいろいろな電子要素４が取付けられている０本体３全体は印刷回路の 周りにモールドされておりモールド部分によりベヤリングのハウジング６が定め られ同ハウジングはベヤリング系及びロータ軸フを収容し同軸はロータ２の他の ハウジング８から突出している。ハウジング８の内部に環状マグネット９が取付 けられており同マグネットには弧状の鋼鉄片１０の形の磁束の帰路部分が設けら れている。コイル１１を担持する絶縁されたステータは直立した耳片１２により 支持本体３の上に精密に位置している。これらによりステータ】の軸方向の位置 が定められ突起１３がステータの中の極の間のスロット１４のいずれかの中に嵌 入してステータの回転方向の変位を阻止する。取付はアーム１５によりホール効 実装置５の（直線的にも角度的にも）Ｎ密な位置決めがされる。他の取付はアー ム１５Ａによりホール効実装置を、ステータが逆の位置に取付けられてロータを 反対の方向に回転させる場合の他の特表平１−５０２５５２　（３） 位置に置くことができる。

稼動時にはホール効実装置５がロータのマグネット９が回転している間の磁気の 状態の変化を感知して印刷回路の上に取付けられた電子回路によってコイル１１ に流れるｔ流の切換えを制御する。ステータｌ及びホール効実装置５が全体がモ ールドされた本体３によってベヤリングのハウジング６に対して精密に位置され ているのでモータは最良の効率で運転される。即ちロータのマグネット９も、ベ ヤリングのハウジング６の内部に位置しているロータの軸７に接続されているこ とにより精密に位置決めされている。この特別なモータはファンを駆ゆすること を目的としておりロータのハウジング８は従って（図に示されていない）インペ ラ翼を担持する。

この際のインペラは（図に示されていない）外側のハウジン　グの内部で回転し 同ハウジングには本体３がねじ１６（又は鋲又は類似のもの）によって固定され 同ねじは孔１７を通って外側のハウジングの中央リング１８に達する。この構成 によってさらに本体３と外側のハウジングとの間で振動がある程度絶縁される。

マグネット９はその占有スペースが最少で軽量である様に構成されている。従来 のかなり厚みのある鋼鉄製の包囲篭は弧状の鋼鉄片１０によりて置換えられ開戸 の容積はほとんど１１　＜磁束の適当な帰路を提供する。第２図に示されている 様に片１０はマグネット９の外面上のリブ１９によつて定められる溝の中に位置 している。マグネット９も下方に突出している突起２０を担持し同突起は二重効 果を提供する。算１に突起２０はホール効実装置５によって感知されるマグネッ トの部分である。更にマグネットの部分は実際上上記の突起の間には存在しない ので磁場はステータ１の中央面の上で軸方向に分派されである程度のロータの下 方向のスラストを発生する。この際−一タの軸７の端はスラストベヤリング２１ をおす０本体３の上の部品がＩ！密に位置するため及びスラストが下方向に生じ るためにステータに対してロータが対称的に位置する結果ロータ２に“浮遊効果 ”が生じるので主たるベヤリング系２２（第３図参照）にロータの軸フによりて かかる力は非常に低く従って摩擦損失は低い。

マグネット９はハウジング８の開放端の近く可撓性を有する保留リム２３の内側 のスナップとしてハウジング８の内側に保持されている。更に（僅かに外方にそ っている）ｔＡ鉄片１０は半径方向のトレランスリングの作用をしてマグネット をハウジング８と共心的に保持するのでマグネット９とハウジング８との間には 相対的な回転はない。

組立部分の端は端キ苧ツブ２４によって閉鎖されており同キ撃ツブは腕２５を有 し同層はモールドされた本体３の中の開口部２７を通過したのち縁２６の上でス ナップ固定される。端キャップ２４はこの際更にベヤリング６を閉鎖してスラス トベヤリング２１の支持面を提供する。所望の場合にはこの閉鎖された領域２Ｂ には潤滑材が充填される。

センサーが双極ホール効実装置を含むと理想的である、即ちこの様にすると始動 用にステータのマグネットの上に専用の磁気レラクタンス領域を構成する必要が 減少または消滅する。この双極装置は両方の極を同じ感度で感知するのでそれぞ れの全回転に対して正確なマーク／スペース比が得られる。更に始動の際にロー タが当初間違った方向に回転した場合一旦センサが次の変化を感知するとほとん ど直ちに反転して以後正しい方向に連続的に回転する。成目的に対して所定の間 隔の位置に２つのセンサー５を組込むことが望ましくこの場合には更に他の取り 併読１５が本体３の上の所要の位置に設けられる。

更に本体３と一体に形成される印刷回路の形状が各種に成されることは評価され る。即ち本体３がその後その周りにモールドされる別個の印刷回路板であっても 良く又例えば前置ってモールドされた本体３の上に沈積によって形成されてもよ い。

本発明による直流モータはいろいろな目的なために使用することができる。即ち 例えばホトコピアの紙送りに間違して並びに冷却用にコンピュータの内部で用い られる。

Ｆ／Ｇ、／。

ミ 国際調査報告 ｍ”ｌ−’−’−”　ＰＣ’！’／ＧＢ　８８１００１４５国際調査報告 ＧＢεε００１４５

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ロータのマグネットの角度位置を感知するための特に双極ホール効果装置を 含むセンサ及びステータの巻線に流れる電流の切換えを制御するための回路を組 込んだ電子整流系を組込んでおり、電子要素が印刷回路板の上に取付けられてお り同根が本体と一体にモードされており同本体がロータの軸のベヤリングのハウ ジングを構成する無刷子直流モータ。
2. ２．本体が更にステータとセンサの所定の位置決めをするための位置決め部分を 構成し同位置決め部分が特に直立柱を含み同柱によりステータの軸方向の連動が 限定されかつステータの溝の中に位置して同ステータを正確に位置決めし同ステ ータの回転連動を限定し、上記の位置決め部分は更に又は代りに２つの位置のい ずれかにセンサを取りはずしできる様に収容するための取付け部を組込むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載のモータ。
3. ３．ベヤリングのハウジングがモータの軸のためのベヤリング組立部分を組込ん でいることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のモータ。
4. ４．本体がステータのハウジングの端の上に位置している端キャップを保留する ための位置決め手段を組込んでおり上記のステータがエポキシレジンを被覆した 巻線を組込んでいて端キャップが印刷回路板を覆い同板がモールドされたプラス チック本体の内部に埋め込まれており、上記の端キャップが望ましくはベヤリン グのハウジングの端の上に位置して同端を封鎖することを特徴とする請求の範囲 第１項乃至第３項いずれか１つに記載のモータ。
5. ５．ロータがステータを包囲する環状マグネットを組込んでおり個々の薄い弧状 の鋼鉄片がマグネットの周りに位置していてマグネットの隣接マグネット部分の 極の間の磁束の帰路の働きをし、鋼鉄片が理想的には付勢されていてマグネット をロータのハウジングの内部に摩擦的に位置決めする一方マグネットは特に凹領 域を組込んでおり同領域がマグネットを位置決めするための個々の鋼鉄片の形に 成形されていることを特徴とする直流モータのためのステータ及びロータの組立 部分。
6. ６．ロータがステータを包囲するマグネットを組込んでおりかつ突起又は他の形 の変形を構成していて磁場の所望の分派を行なうことを特徴とする直流モータの ためのステータ及びロータの組立部分。
7. ７．マクネットが物理学的にステータに対して一般的に対称的に位置していて磁 場がステータの巻線の中央面から軸方向に分派していることを特徴とする請求の 範囲第６項に記載の組立部分。
8. ８．ロータのハウジングが可撓性を有する保留リムを組込んでおり同リムにより マグネットがロータのハウジング内部にスナップ係合で設置されることを特徴と する請求の範囲第５項乃至第７項のいずれか１つに記載の組立部分。
9. ９．請求の範囲第５項乃至第９項のいずれか１つに記載の組立部分を組込んでい ることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１つに記載の直流モ ータ。