JPH06245461A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータ31と位置センサ102 との位置決めを
正確かつ簡単に行なえ、ロータ32の回転位置の検出を正
確にするとともに、組立性を向上させる。 【構成】 内周部に複数の固定極44を有するステータ31
を設ける。ステータ31の内側に、外周部に複数の可動極
57を有するロータ32を回転自在に設ける。ステータ31の
一端側には、固定極44間に挿入保持される複数の脚部91
を有する非磁性の支持体81を取り付ける。支持体81に
は、ロータ32の可動極57に対向する位置に、磁気感応形
の位置センサ102 を設ける。 【効果】 支持体81の脚部91をステータ31の固定極44間
に挿入することで、ステータ31と位置センサ102 との位
置関係が正確に決まる。そのため、取付位置の調整を必
要とせず、組立性が向上する。ステータ31に対するロー
タ32の回転位置の検出が正確で、コイル42の励磁相の切
換えを正確なタイミングで行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気掃除機の電
動送風機などに用いるブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動送風機の構造を図８に示し、
ファン１と、このファン１を回転駆動するブラシレスモ
ータ２とから構成されている。

【０００３】ブラシレスモータ２は、コイル３を有する
ステータ４と、このステータ４の内側に回転自在に設け
たロータ５とを備え、ロータ５のロータ軸5aがステータ
４を取り付けたケース６の両端の軸受７によって回転自
在に軸支されている。そして、例えばステータ４の内周
部に設けられる固定極が１２個、ロータ５の外周部に設
けられる可動極が４個で、コイル３がＹ結線３相駆動さ
れる直流ブラシレスモータとして構成されている。

【０００４】また、ロータ軸5aの一端には位置検出用の
マグネット８が取り付けられ、このマグネット８の外側
位置にケース６の一端面に対して取り付けられたプリン
ト基板９が配置され、このプリント基板９にマグネット
８に対向してホールＩＣなどの磁気感応形の位置センサ
10が取り付けられている。

【０００５】そして、ブラシレスモータ２の運転時、位
置センサ10によってロータ５の回転位置を検出し、プリ
ント基板９の制御回路がステータ４のコイル３に対する
通電制御を行なって励磁相の切換えを行ない、固定極と
可動極との間に形成される磁気作用によりロータ５を回
転させるようになっている。

【０００６】なお、ステータ４の内周部には、複数の固
定極間に位置して複数のスロットが形成されており、こ
のスロット内に、コイル３が装着されるとともに、コイ
ル３の一部がスロットの開口部から内方に突出するのを
防止するためにその開口部を閉塞する状態に絶縁紙が挿
入されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなブラシレ
スモータ２では、コイル３の励磁相の切換えを正確に行
なうには、ステータ４に対するロータ５の回転位置の検
出を正確にとる必要があり、すなわち、ロータ５の回転
位置を検出する位置センサ10とステータ４との位置関係
を正確にとる必要がある。

【０００８】しかし、従来のブラシレスモータ２では、
ステータ４および位置センサ10を取り付けたプリント基
板９をケース６にそれぞれ取り付ける構造であるため、
ステータ４やプリント基板９のケース６への取付位置ず
れにより、ステータ４と位置センサ10とに位置ずれが生
じることがあり、ロータ５の回転位置の検出にばらつき
が生じることがある。そのため、ステータ４やプリント
基板９の取付位置の調整を行なう必要が生じ、ブラシレ
スモータ２の組立に手間を要する。

【０００９】しかも、ブラシレスモータ２の一端外側に
位置検出用のマグネット８やプリント基板９を配設する
ため、ブラシレスモータ２が軸方向に大形になってい
る。

【００１０】また、図９に示すように、位置センサ10で
マグネット８のＮ極を検出した出力が制御回路で検出パ
ルスとして得られるが、プリント基板９に単に取り付け
られている位置センサ10にはマグネット８との対向位置
がＮ極からＳ極に変わる際の残留磁気の影響により、Ｎ
極からＳ極を検出するタイミングずれｘが生じる問題が
ある。

【００１１】さらに、ステータ４の複数のスロットには
絶縁紙をそれぞれ挿入するが、絶縁紙が折れやすく、コ
イル３を装着して狭くなっているスロット内への絶縁紙
の挿入は行ないずらく、組立に手間を要する。

【００１２】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、ステータと位置センサとの位置決めを正確かつ
簡単に行なえ、ロータの回転位置の検出を正確にできる
とともに、組立性を向上できるブラシレスモータを提供
することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内周部にコイルを装着する複数の固定極を設けたステー
タと、このステータの内側にロータ軸にて回転自在に設
けられ、永久磁石を有するとともに外周部に永久磁石に
て磁極化され前記固定極に対向する複数の可動極を設け
たロータコアを有するロータと、前記ステータの一端側
に設けられ、前記固定極間に保持される複数の脚部を有
する非磁性の支持体と、この支持体の前記ロータの可動
極に対向する位置に設けた前記ロータの回転位置を検出
する磁気感応形の位置センサとを備えたものである。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加えて、位置センサの可動極に対向する側とは反対
側に珪素鋼板を設けたものである。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の構成に加えて、支持体の脚部はステータの
各固定極間に形成されたスロットの内面開口部を閉塞す
るものである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明では、支持体の各脚部をス
テータの各固定極間に挿入することにより、ステータと
支持体に設けた位置センサとの位置関係が正確に決ま
る。したがって、ステータに対するロータの回転位置の
検出を正確に行なえ、コイルの励磁相の切換えを正確な
タイミングで行なえる。

【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
作用に加えて、位置センサの可動極に対向する側とは反
対側に珪素鋼板を設けたことにより、Ｎ極からＳ極に変
わる際などの位置センサの残留磁気を逃がして除去す
る。したがって、位置センサの残留磁気の影響が解除さ
れ、Ｎ極からＳ極に変わる際などのタイミングを正確に
検出可能となる。

【００１８】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の作用に加えて、支持体の脚部でステータ
のスロットの内面開口部を閉塞して、スロットの内面開
口部からコイルの一部が突出するのを防止する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のブラシレスモータを電気掃除
機の電動送風機に適用した一実施例の構成を図１ないし
図５を参照して説明する。

【００２０】図１および図２において、電動送風機は、
ファン11と、このファン11を回転駆動するブラシレスモ
ータ12とから構成されている。

【００２１】ファン11は、後述するロータ軸51の端部に
取り付けられ、回転時に中心の吸引部21から空気を吸引
して外周の吐出部22から吐出するようになっており、吸
引口23を有するファンケース24の内側に回転自在に収容
されている。

【００２２】ブラシレスモータ12は、ステータ31と、こ
のステータ31の内側に回転自在に設けたロータ32とから
構成されている。

【００２３】ステータ31は、ステータコア41と、このス
テータコア41に装着された複数のコイル42とを備えてい
る。ステータコア41は、環状に形成されたコア片43を軸
方向に複数積層して構成されており、内周部に略Ｔ字状
の１２個の固定極44が内方に突出形成されているととも
にこの固定極44間にコイル42を嵌合するスロット45が形
成され、外周部に複数の取付片46が突出形成されてい
る。また、ステータコア41の積層方向両端面には、樹脂
などの非磁性材料からなる環状の支持板47が取付片46を
介して一体的に取り付けられている。一方、複数のコイ
ル42は、ステータコア41の両端から突出する状態で各ス
ロット45内に嵌合されており、３相Ｙ結線される。

【００２４】前記ロータ32は、ロータ軸51の外周部に、
永久磁石52を挟んで一対のロータコア53が取り付けられ
ている。永久磁石52は、中央にロータ軸51の外周に嵌合
する嵌合孔54を有する環状に形成され、軸方向一側がＮ
極に、他側がＳ極にそれぞれ磁化されている。一方、ロ
ータコア53は、中央にロータ軸51の外周に嵌合する嵌合
孔55を有し永久磁石52の端面に接合されるベース部56が
形成され、このベース部56の相対する外縁部から略Ｌ字
状に可動極57がそれぞれ突出形成されている。

【００２５】そして、一対のロータコア53は、可動極57
が突出する側面を対向させるとともに可動極57が９０゜
ずれた状態で永久磁石52を中心として組み合わされ、永
久磁石52にて一方のロータコア53の各可動極57がＮ極
に、他方のロータコア53の各可動極57がＳ極にそれぞれ
磁極化され、各可動極57の外面がステータ31の固定極44
の内面に近接対向するようになっている。

【００２６】また、ステータ31およびロータ32は、モー
タケース61の内側に、防塵ケース62で覆われて取り付け
られている。

【００２７】モータケース61は、円筒部63の一端に端板
部64が形成され、円筒部63の開口する他端周縁にフラン
ジ部65が形成されており、フランジ部65の端面に蓋板66
が取り付けられているとともに、フランジ部65の外周面
にファンケース24が取り付けられている。端板部64と蓋
板66とには、ロータ軸51の両端を回転自在に軸受する軸
受67がそれぞれ取り付けられている。なお、モータケー
ス61の内部はファンケース24の内部と連通されており、
ファンケース24からモータケース61内に流れ込む空気が
円筒部63や端板部64に形成された複数の排気口68から外
部に排気される。

【００２８】防塵ケース62は、樹脂などの非磁性材料か
らなり、ステータ31の一端側に配置される第１のケース
部材71と、他端側に配置される第２のケース部材72とを
備えている。第１のケース部材71は、円筒状に形成され
ており、ステータ31の一端側に当接してコイル42の外側
を覆う覆い部73が形成され、この覆い部73の内側にコイ
ル42の内側に嵌合して後述する支持体81をステータ31に
対して押圧する保持部74が形成され、覆い部73の外端側
に端板部64に対してパッキング75を介して当接する取付
部76が形成されている。一方、第２のケース部材72は、
円筒状に形成されており、ステータ31の他端側に当接し
てコイル42の外側を覆う覆い部77が形成され、この覆い
部77の外端側に蓋板66に当接する取付部78が形成されて
いる。

【００２９】そして、モータケース61内に防塵ケース62
で覆われて取り付けられたステータ31は、支持板47の外
面がモータケース61の円筒部63の内面に嵌合して保持さ
れるとともに、両ケース部材71，72を介してモータケー
ス61の端板部64と蓋板66との間に保持され、一方、ロー
タ32は、軸受67で回転自在に支持されている。

【００３０】また、ステータ31の一端側には支持体81が
取り付けられている。この支持体81は、図３および図４
に示すように、樹脂などの非磁性材料から、板部82と、
この板部82の外周の円筒部83とが形成されている。板部
82には、中央にロータ軸51が貫通する開口部84が形成さ
れ、ロータ32の可動極57に対向する位置に１２０゜ごと
に３つの窓孔85が形成され、この窓孔85間に図示しない
サーミスタを嵌合するための窓孔86が形成されていると
ともにリード線を通すための溝孔87が形成され、ステー
タ31とは反対側の面で開口部84の周縁に取付台部88が突
出形成されているとともに、この取付台部88の周縁から
突出する複数の突出部89からピン90が突出形成されてい
る。一方、円筒部83には、ステータ31に対向する縁部に
各固定極44間すなわちスロット45の内面開口部に挿入さ
れる複数の脚部91が突出形成されている。

【００３１】さらに、支持体81の取付台部88にはプリン
ト基板101 が取り付けられている。このプリント基板10
1 は、環状に形成され、取付台部88から突出する複数の
ピン90に嵌合して位置決め取り付けされている。プリン
ト基板101 には、各窓孔85に嵌合してロータ32の可動極
57の回転域に対向するホールＩＣなどの磁気感応形の位
置センサ102 がそれぞれ接続され、この位置センサ102
のロータ32とは反対側の位置して環状の珪素鋼板103 が
取り付けられている。なお、プリント基板101には、ス
テータ31のコイル42に対する通電制御を行なう制御回路
が構成されている。

【００３２】次に、本実施例の作用を説明する。

【００３３】なお、ブラシレスモータ12は、ステータ31
の固定極44が１２個、ロータ32の可動極57が４個、コイ
ル42がＹ結線３相駆動される。

【００３４】ブラシレスモータ12の組立時において、プ
リント基板101 を取り付けた支持体81の各脚部91をステ
ータ31の各固定極44間すなわちスロット45の内面開口部
に挿入することにより、ステータ31とプリント基板101
の位置センサ102 との位置関係が正確に決まり、従来の
ような取付位置の調整を必要とせず、組立性が良好とな
る。

【００３５】また、モータケース61内に、防塵ケース62
とともに支持体81を取り付けたステータ31やロータ32を
組み込むことにより、第１のケース部材71の保持部74で
支持体81の円筒部83をステータ31の方向に押し付けるた
め、ステータ31と支持体81との結合が確実に確保され
る。

【００３６】そして、ブラシレスモータ12の運転時、位
置センサ102 によってロータ32の回転位置を検出し、プ
リント基板101 の制御回路がステータ31のコイル42に対
する通電制御を行なって励磁相の切換えを行ない、固定
極44と可動極57との間に形成される磁気作用によりロー
タ32が回転する。

【００３７】このとき、上述のようにステータ31とプリ
ント基板101 の位置センサ102 との位置関係が正確に決
まり、すなわち、ステータ31に対するロータ32の回転位
置の検出を正確に行なえるため、コイル42の励磁相の切
換えを正確なタイミングで行なうことができる。

【００３８】また、位置センサ102 を取り付けたプリン
ト基板101 を支持体81によってステータ31の一端側に組
み込むことにより、従来に比べて、ブラシレスモータ12
の軸方向の小形化を図ることができる。

【００３９】また、図５に示すように、位置センサ102
で可動極57のＮ極を検出した出力が制御回路で検出パル
スとして得られる。このとき、位置センサ102 の可動極
57に対向する側とは反対側に珪素鋼板103 が設けられて
いるため、この珪素鋼板103によりＮ極からＳ極に変わ
る際の位置センサ102 の残留磁気を逃がして除去するこ
とができ、したがって、位置センサ102 の残留磁気の影
響が解除され、Ｎ極からＳ極に変わる際のタイミングを
正確に検出することができる。

【００４０】次に、図６および図７は本発明の他の実施
例を示し、この実施例では、支持体81の脚部91の長さを
ステータ31のステータコア41の積層厚と略同じか長く形
成して、脚部91によりスロット45の内面開口部を閉塞す
るように構成する。これにより、スロット45の内面開口
部からコイル42の一部が突出するのを防止するために絶
縁紙を挿入する必要なく、支持体81のステータ31への取
付作業と同時に行なえ、組立性が向上する。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、支持体の
各脚部をステータの各固定極間に挿入することにより、
ステータと支持体に設けた位置センサとの位置関係が正
確に決まる。したがって、従来のような取付位置の調整
を必要とせず、組立性を向上させることができるととも
に、ステータに対するロータの回転位置の検出を正確に
行なえ、コイルの励磁相の切換えを正確なタイミングで
行なえる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の効果に加えて、位置センサの可動極に対向する側と
は反対側に珪素鋼板を設けたことにより、Ｎ極からＳ極
に変わる際などの位置センサの残留磁気を逃がして除去
することができ、したがって、位置センサの残留磁気の
影響が解除され、Ｎ極からＳ極に変わる際などのタイミ
ングを正確に検出することができる。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の効果に加えて、支持体の脚部でステ
ータのスロットの内面開口部を閉塞するため、スロット
の内面開口部からコイルの一部が突出するのを防止する
手段および作業を、支持体の脚部で、支持体のステータ
への取付作業と同時に行なえ、組立性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラシレスモータの一実施例を示す電
動送風機の図２のＡーＡ断面図である。

【図２】同上実施例の端面方向から見た断面図である。

【図３】同上実施例の支持体の組立状態の断面図であ
る。

【図４】同上実施例の支持体を示し、(a) は一端側から
見た側面図、(b) は(a) の縦断面図、(c) は他端側から
見た側面図、(d) は(a) の横断面図である。

【図５】同上実施例の位置センサの出力特性図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図７】同上実施例の支持体の組立状態の断面図であ
る。

【図８】従来のブラシレスモータを用いた電動送風機の
断面図である。

【図９】従来の位置センサの出力特性図である。

【符号の説明】

31 ステータ 32 ロータ 42 コイル 44 固定極 45 スロット 51 ロータ軸 52 永久磁石 53 ロータコア 57 可動極 81 支持体 91 脚部 102 位置センサ 103 珪素鋼板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周部にコイルを装着する複数の固定極
   を設けたステータと、 このステータの内側にロータ軸にて回転自在に設けら
   れ、永久磁石を有するとともに外周部に永久磁石にて磁
   極化され前記固定極に対向する複数の可動極を設けたロ
   ータコアを有するロータと、 前記ステータの一端側に設けられ、前記固定極間に保持
   される複数の脚部を有する非磁性の支持体と、 この支持体の前記ロータの可動極に対向する位置に設け
   た前記ロータの回転位置を検出する磁気感応形の位置セ
   ンサとを備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 位置センサの可動極に対向する側とは反
   対側に珪素鋼板を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 支持体の脚部はステータの各固定極間に
   形成されたスロットの内面開口部を閉塞することを特徴
   とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモー
   タ。