JPH03139137A - ブラシレスモータ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、バッテリーで駆動されるブラシレスモータ、
特に車載用として使用されるサーボモータに関するもの
である。

従来の技術 近年、自動車の制御にエレクトロニクス技術が積極的に
使用される様になってきた。特に走行制御系においては
、電動パワーステアリングシステム、四輪操舵システム
、アクティブサスペンションシステムなど、従来では油
圧やバネ圧を用いて制御して来た部分にモータを積極的
に使用し、応答性の向上やメカの簡易化、また、製造及
びメンテナンスの工数低減が図られている。アクチュエ
ータとしてモータを使用することは上記の様に様々なメ
リットがある。

以下に従来の位置決め用ブラシレスモータについて説明
する。

第２図は、従来のブラシレスモータ及びドライバのブロ
ック図であり、２１はサーボドライノく２２はブラシレ
スモータ（サーボモータ）、２３は指令カウント部、２
４は位置カウント部、２５は位置エラーアンプ部、２６
はＦ／Ｖ変換部、２７は速度エラーアンプ部、２８は電
流検出部、２９は電流エラーアンプ部、３０はパワード
ライブ部、３１はサーボモータのモータ部、３２はコミ
ュテーションセンサ部、３３はエンコーダ部を表してい
る。

第３図は、従来例におけるモータとドライブくの概略図
である。１は軸、２はマグネット、３はステータコア組
立、４は軸受、５はフレーム、６はセンサマグネット取
付ボス、７はセンサ回路、９は７ランジ、１０はセンサ
カバー　１２はモータリード線、１３はセンサ信号線、
１７は回路ＢＯＸ、１８はモータリード線取出し口、１
９はセンサリード線取出し口である。以上の様に構成さ
れた位置決め用サーボモータシステムは、まず、指令カ
ウント部２３に、モータの位置決めパルス信号が与えら
れる。モータの位置はエンコーダ部３３から刻々と変化
が知らされ、モータの現在位置は位置カウント部２４か
ら構成される装置指令値と、現在位置出力値との差があ
れば、位置エラーアンプ部２５は、その差に見合った速
度指令値を出力する。なお、指令カウント部２３と位置
カウント部２４は、１つの偏差カウンタによって構成さ
れている場合がほとんどである。

次に、位置エラーアンプ部２５から出力された速度指令
値は、エンコーダ部３３から出力されるエンコーダ信号
を利用してＦ／Ｖ変換部２６から出力されるモータ速度
と比較される。

速度指令値と、モータ速度出力値との差があれば、速度
エラーアンプ部２７は、その差に見合った電流指令値を
出力する。

次に速度エラーアンプ部２７から出力された電流指令値
は、電流検出部２８から出力されるモータ電流値と比較
される。

電流指令値と、モータ電流出力値との差があれば電流エ
ラーアンプ部２つは、その差に見合っただけの制御をパ
ワードライブ部３０に出力する。通常、この制御はＰＷ
Ｍ制御で行われている。

以上の様に、サーボドライバは電流マイナーループ、速
度ループ２位置ループの三重のループを介して、モータ
を制御し位置決めしている。

上記のサーボドライバ部２１は、第３図の様に回路ＢＯ
Ｘ１７に収納され、モータと接続されている。モータが
車外に配置される場合を考えると、フランジ９とフレー
ム５との間、センサカバー１０とフレーム５の間、モー
タ巻線取出口１８．センサ信号線取出口１９は防水処理
が必要となり、また回路ＢＯＸ１７へのこれらの電線の
取付は部にも何らかの処理は施す必要がある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成を自動車に適合しよう
とすると、第３図で示す様に最悪の場合、サーボドライ
バとサーボモータは１ｍから２　ｍ　（らい位置が離れ
ることもある。このため、サーボドライバからモータの
巻線への配線が長くなってくる。

一般に自動車用バッテリーは１２Ｖを基準とするため例
えば２００Ｗクラスのモータが必要になったとき、低電
圧であるがために、電流は２０Ａから４ＯＡくらい必要
となり、モータとサーボドライバとの配線による電圧降
下が無視できない。また、エンコーダやコミュテーショ
ンセンザの信号線も多（、これらの回路の電源も含める
と最低でも７本の信号線は必要である。これらの線は、
説明した様に１ｍ〜２ｍとなり、このためノイズをうけ
やすくなる。また、モータが防水構造を要求される場合
、モータ巻線３本、信号線７本とも防水構造が必要であ
る。

課題を解決するための手段 上記従来の課題を解決するために本発明のブラシレスモ
ータは、サーボドライバとモータとセンサを、１つのフ
レームでの３つの空間のそれぞれに収納するもので、モ
ータ部は出力軸側のフランジで、センサ部は反出力軸側
のカバーで、サーボドライバは側面からのトッププレー
トで、それぞれ密閉する構造となっている。

イ乍用 この構成によって、モータ部とドライバ部の距離が吊柿
でき電圧降下を防ぎ、また、フレームを一体構造とした
ため、モータ部、センサ部、サーボドライバ部を組込ん
だ状態で防水構造とすることが可能となり、モータ巻線
の引きまわしを最小とすることができるため、不要な電
力損失をなくすことが可能である。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の縦断面図を示すものである。図中、従来例と同一部品
については同一番号を付している。

第１図において、１は軸、２はマグネット、３はステー
タ、４は軸受、５はフレーム、６はコミュテーションマ
グネットとエンコーダマグネットとを装着したセンサマ
グネット取付ボス、７はコミュテーションセンサ回路及
びエンコーダ回路、８はサーボドライバ回路、９はフラ
ンジ、１０はセンサカバー　１１はトッププレート、１
２はモータ巻線、１３はセンサ信号線、１４は第一の空
間、１５は第二の空間、１６は第三の空間である。

以上の様に構成された本実施例のブラシレスモータにつ
いて、以下その説明をする。

モータを位置決めするための回路は、第２図に示したも
のと同じである。第２図のサーボドライバ２１は、プリ
ント配線板８上に実装される。第２図のパワードライブ
部３ｏは複数のパワー素子から構成されており、パワー
素子が発生する熱はフレーム５を通して外部に放散させ
ることもできる。モータリード線１２は、第一の空間１
４に配置されているステータコア組立３から、第一の空
間１４と第三の空間１６を結ぶ穴を通して引き出され、
プリント配線板８に接続される。

一方、センサ回路（エンコーダ回路、コミュテーション
センサ回路）の信号線１３は、第二の空間に配置されて
いるセンサ回路から、第二の空間１５と第三の空間１６
を結ぶ穴を通して引き出され、プリント配線板８に接続
されている。

サーボドライバ２１に電源を供給する電源線３４と、モ
ータへの回転指令を伝える回転指令信号線３５は、フレ
ーム５から防水コネクタ等を通して外部へ出される。

第一の空間１４は、フランジ９によって外部から遮断さ
れる。フレーム５とフランジ９の接合面にはパツキン等
による防水処理を行う。軸１とフランジ９のすきまから
のもれは、オイルシールを用いて防水してもよいし、フ
ランジ９が他のメカと結合する部分で防水処理をしても
よい。

第二の空間１５は、センサノアバー１０によって外部か
ら遮断される。センサカバー１０とフレーム５の接合面
にはパツキン等による防水処理を行っている。

第三の空間１６は、トッププレート１１によって外部か
ら遮断される。トッププレート１１とフレーム５の接合
面にはパツキン等による防水処理を行っている。

発明の効果 以上の様に本発明によれば、フレームを軸線上の第一、
第二の空間と、それらのラジアル方向側面に設けた第三
の空間から構成したことにより、次の様な効果がある。

■　サーボドライバ用プリント配線板とステータ組立品
との距離が最短になり、モータリード線による不要な電
力損失を最小とすることができる。

■　サーボドライバ用プリント配線板と、センサ回路と
の距離が最短となり、センサへの電源線による電圧ドロ
ップやノイズの混入が最小にすることができる。

■　フランジとセンサカバーとトッププレートと、また
、電源線と回転指令信号線との部分のみで防水処理をす
れば、モータと回路の防水が完全にでき、モータシステ
ムとしての防水個所を低減することができる。

■　フレーム２７ランジ、センサカバー、トッププレー
トを金属で構成すれば、回路は電磁的に遮断され、耐電
磁環境特性が向上できる。

■　回転指令信号は、通常、パルスで伝送することがで
きるので、ノイズに対して強いシステムを構成できる。

■　プリント配線板に配置されているパワー素子の放熱
をフレームを使用して行うことができる。

■　回路をモータの側面に配置するため、かなりの規模
の電子部品を実装することが可能である。

以上の様に多くの効果を得ることができ、自動車等の過
酷な環境に耐えつるブラシレスモータを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の縦断面図、第２図はサーボドライバのブロック図及び
モータの構成を示す図、第３図は従来のブラシレスモー
タの縦断面図である。 １・・・・・・軸、２・・・・・・マグネット、３・・
・・・・ステータコア組立、４・・・・・・軸受、５・
・・・・・フレーム、６・・・・・・センサマグネット
取付ボス、７・・・・・・センサ回路、８・・・・・・
サーボドライバ用プリント配線板、９・・・・・・フラ
ンジ、１ｏ・・・・・・センサカバー　１１・・・・・
・トッププレート、１２・・・・・・モータリード線、
１３・・・・・・センサリード線、１４・・・・・・第
一の空間、１５・・・・・・第二の空間、１６・・・・
・・第三の空間、１７・・・・・・回路ＢＯＸ、１８・
・・・・・モータリード線取出口、１９・・・・・・セ
ンサリード線取出口、２１・・・・・・サーボドライバ
　２２・・・・・・ＤＣブラシレスモータ、２３・・・
・・・指令カウント部、２４・・・・・・位置カウント
部、２５・・・・・位置エラーアンプ部、２６・・・・
・・Ｆ／Ｖ変換部、２７・・・・・・速度エラーアンプ
部、２８・・団・電流検出部、２９・・・・・・電流エ
ラーアンプ部、３０・・・・・・パワードライブ部、３
１・・・・・・モータ部、３２・旧・・コミュテーショ
ンセンサ部、３３・旧・・エンコーダ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コミュテーションセンサ及びエンコーダを内蔵したブラ
   シレスモータにおいて、モータの外形部を構成するフレ
   ームは、 Ａ、巻線が施されたステータコアと、軸の外周に配置さ
   れたマグネットと、軸受を収納する第一の空間と、 Ｂ、反出力軸側に延長された軸に取り付けられるコミュ
   テーションセンサ用マグネットとエンコーダ用マグネッ
   トを有したマグネット取付ボスと、コミュテーション信
   号検出回路と、エンコーダ信号検出回路を収納する第二
   の空間と、 Ｃ、バッテリーから供給される電力を使用し、前記コミ
   ュテーション信号からの相切換信号を使用して、外部か
   ら回転指令によって所定の位置決め動作をする様に構成
   されたドライバ回路を収納する第三の空間 とから構成され、第一の空間は、モータの出力軸側に軸
   を中心として構成され、第二の空間はモータの反出力軸
   側に軸を中心として第一の空間に隣接して同軸上に配置
   され、第三の空間は、第一の空間と第二の空間のラジア
   ル方向の側面に配置され、第一の空間は、出力軸側のフ
   ランジによって外部と遮断され、第二の空間は反出力軸
   のカバーによって外部と遮断され、第三の空間は、モー
   タ側面からのトッププレートによって外部と遮断される
   ことを特徴とするブラシレスモータ。