JPH0686526A - Brushless dc motor - Google Patents

Brushless dc motor

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Publication number
JPH0686526A
JPH0686526A JP25198292A JP25198292A JPH0686526A JP H0686526 A JPH0686526 A JP H0686526A JP 25198292 A JP25198292 A JP 25198292A JP 25198292 A JP25198292 A JP 25198292A JP H0686526 A JPH0686526 A JP H0686526A
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency generator
rotor
circuit board
magnetic pole
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP25198292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Takahashi
英夫 高橋
Yoshiyuki Hirata
由幸 平田
Shinji Ikeda
真治 池田
Masaru Minagawa
勝 皆川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Advanced Motor Corp
Original Assignee
Japan Servo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Servo Corp filed Critical Japan Servo Corp
Priority to JP25198292A priority Critical patent/JPH0686526A/en
Publication of JPH0686526A publication Critical patent/JPH0686526A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a brushless DC motor which makes the use of a single- sided circuit board possible, makes magnetic poles for polarity detection of the rotor magnets unnecessary, and improves the arrangement and fitting of the coils of a frequency generator and a hall element to the circuit board. CONSTITUTION:Concerning to brushless DC motor provided with a rotor 3 consisting of rotor magnets 5 and magnets for a frequency generator 4, a stator 6 opposed to this rotor, and a circuit board 1, stepped parts 4c or grooves are provided at the parts of the magnets 4 for a frequency generator. Along with it, a surface-fitting Hall element 16 is arranged on the circuit board 1 as a magnetic pole detecting element for the rotor magnets 5. To this circuit board 1, frequency generator coils 15 are fixed by soldering as individual electronic parts formed into modules. And these frequency generator coils 15 are arranged on a high-permeability material such as an iron board, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,特にLBPやPPC等
の事務機用機器に使用される直流ブラシレスモ−タの改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a DC brushless motor used in office equipment such as LBP and PPC.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術のものは,特開昭58−179
150号公報に示すように構成されていた。次に,その
構成の要点を図9〜図11により説明する。図9は従来
の直流ブラシレスモ−タの構成を示した一部縦断正面図
である。同図において,1は回路基板,2はブラケッ
ト,3はロ−タである。ロ−タ3は周波数発電機用マグ
ネット4とロ−タマグネット5とこれ等を保持するホル
ダ−3aとホルダ−3aと一体となってブッシュ3bと
共に支えるシャフト13から成る。なお,周波数発電機
用マグネット4はロ−タマグネット5の先端部に設けれ
ている。6はステ−タ,6aはステ−タ巻線である。ス
テ−タ6はロ−タマグネット5と少隙を隔てて対向する
よう配置され,軸受ハウジング9,ボ−ルベアリング1
1a,11bを介して回転軸13に支承される。なお,
8はナイロンクリップ,10はねじ,12は止め輪で,
ロ−タ3はステ−タ6のまわりに自由自在に回転し得る
ようになっている。一方,周波数発電機コイル7は周波
数発電機用マグネット4と僅かなギャップを隔てて面対
向して回路基板1上に配置される。図10は図9の周波
数発電機用マグネット4,ロ−タマグネット5の部分を
拡大して示した要部拡大正面図で,同図に示すようにロ
−タマグネット5の内周に着磁された磁極部5aと同極
に着磁された極性を持つ磁極検出用磁極部4bのごく近
傍に図11に後述する磁極検出用のホ−ル素子16a〜
16cが回路基板1の裏面側に半田付け配置される。図
11は周波数発電機コイル7の配置構造を示すもので,
1は回路基板,7は周波数発電機コイル,7aは回路基
板1上に形成したコイルパタ−ンで,周波数発電機用マ
グネット4の中心に対し磁極の存在する領域につきほぼ
360゜に亙って設けられる。なお,16a〜16cは
磁極検出用のホ−ル素子である。
2. Description of the Related Art The prior art is disclosed in JP-A-58-179.
It was constructed as shown in Japanese Patent Publication No. 150. Next, the essential points of the configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a partially longitudinal front view showing the structure of a conventional DC brushless motor. In the figure, 1 is a circuit board, 2 is a bracket, and 3 is a rotor. The rotor 3 is composed of a frequency generator magnet 4, a rotor magnet 5, a holder-3a for holding them, and a shaft 13 integrally supporting the holder-3a and the bush 3b. The frequency generator magnet 4 is provided at the tip of the rotor magnet 5. Reference numeral 6 is a stator, and 6a is a stator winding. The stator 6 is arranged so as to face the rotor magnet 5 with a small gap, and includes a bearing housing 9 and a ball bearing 1.
It is supported by the rotary shaft 13 via 1a and 11b. In addition,
8 is a nylon clip, 10 is a screw, 12 is a snap ring,
The rotor 3 can freely rotate around the stator 6. On the other hand, the frequency generator coil 7 is arranged on the circuit board 1 so as to face the frequency generator magnet 4 with a slight gap therebetween. FIG. 10 is an enlarged front view of the main part of the frequency generator magnet 4 and the rotor magnet 5 shown in FIG. 9 in an enlarged manner. As shown in the figure, the inner circumference of the rotor magnet 5 is magnetized. In the vicinity of the magnetic pole detecting magnetic pole portion 4b having the same polarity as the polarized magnetic pole portion 5a, a magnetic pole detecting hall element 16a to be described later with reference to FIG.
16c is arranged on the back side of the circuit board 1 by soldering. FIG. 11 shows the arrangement structure of the frequency generator coil 7,
Reference numeral 1 is a circuit board, 7 is a frequency generator coil, and 7a is a coil pattern formed on the circuit board 1. The coil pattern is provided about 360 ° with respect to the center of the frequency generator magnet 4 in the area where the magnetic pole exists. To be In addition, 16a to 16c are hall elements for magnetic pole detection.

【0003】図10に示すようにマグネット4,5はモ
−タドライブ用としてA方向(径方向内周)に磁化さ
れ,着磁された磁極部5aとつば部分に磁極部5aと同
極とした磁極検出用磁極部4bと速度検出用の周波数発
電機磁極部4aとを並列にしてそれぞれB方向及びC方
向に着磁される。磁極検出用磁極部4bを図11のホ−
ル素子16a,16b,16cによりその極性を検出し
てステ−タ巻線6aへの電流の切り換えを行ってモ−タ
を駆動し,周波数発電機磁極部4aと図11の周波数発
電機コイル7のコイルパタ−ン7aの相互作用による周
波数発電機出力を検出し,制御装置により速度制御を行
うという構成になっていた。
As shown in FIG. 10, the magnets 4 and 5 are magnetized in the direction A (radial inner circumference) for motor drive, and are magnetized to have a magnetic pole portion 5a and a collar portion which have the same poles as the magnetic pole portion 5a. The magnetic pole portion 4b for magnetic pole detection and the magnetic pole portion 4a for frequency generator for speed detection are arranged in parallel and magnetized in the B and C directions, respectively. The magnetic pole portion 4b for magnetic pole detection is shown in FIG.
The polarity is detected by the loop elements 16a, 16b, 16c to switch the current to the stator winding 6a to drive the motor, and the frequency generator magnetic pole portion 4a and the frequency generator coil 7 of FIG. The output of the frequency generator is detected by the interaction of the coil pattern 7a, and the control device controls the speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで,上記のよう
な従来の構成の場合,次のような問題点があった。 周波数発電機コイルのコイルパタ−ンを回路基板上に
直接形成するものであり,コイルパタ−ン面と同方向側
にロ−タ,ステ−タが配置されるため,スペ−スに制限
を受け,全ての電子部品をコイルパタ−ン側に配置する
ことは難しく,したがって回路基板を片面とすることは
困難であった。 磁極検出用ホ−ル素子は磁極検出用磁極の近傍直下に
配置されるため,ほぼ全周にわたって存在するコイルパ
タ−ンとの位置・配置に制限を受け,設計上に大きな制
約があった。 磁極検出用ホ−ル素子を面付けとするため,ロ−タ磁
極と同極性を持つ磁極検出用磁極部を,ロ−タマグネッ
ト内周とは別に周波数発電機部磁極と並列して設ける必
要があった。 本発明は従来のものの上記課題(問題点)を解決するよ
うにした直流ブラシレスモ−タを提供することを目的と
する。
By the way, in the case of the above-mentioned conventional structure, there are the following problems. The coil pattern of the frequency generator coil is formed directly on the circuit board. Since the rotor and the stator are arranged in the same direction as the coil pattern surface, the space is limited. It was difficult to place all electronic components on the coil pattern side, and therefore it was difficult to make the circuit board on one side. Since the pole element for magnetic pole detection is arranged immediately below the magnetic pole for magnetic pole detection, the position and arrangement with the coil pattern existing over almost the entire circumference is limited, and there is a large design limitation. Since the hall element for magnetic pole detection is to be mounted, the magnetic pole for magnetic pole detection having the same polarity as the rotor magnetic pole must be provided in parallel with the frequency generator magnetic pole separately from the inner circumference of the rotor magnet. was there. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a DC brushless motor that solves the above problems (problems) of the conventional one.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の直流ブラシレス
モ−タは,上記のような課題(問題点)を解決するため
に,周波数発電機用マグネットの一部に段部又は溝部を
設け,回路基板上に,鉄基板等の高透磁率材料の基板上
にコイルパタ−ンを形成させた扇型に形成した周波数発
電機コイル部を一つの電子部品として組付けを行い,こ
の発電機コイル部とわずかなギャップをへだてて周波数
発電機用マグネットを面対向せしめ,一方,回路基板の
裏面側にホ−ル素子位置決め用角穴を設けホ−ル素子を
基板裏面より,この角穴に挿入し,一方,基板裏面にホ
−ル素子リ−ド端子部4箇所の半田付け固定用のパタ−
ンランドを設け,面付け固定する。かくすることにより
ホ−ル素子表面は回路基板表側に,基板の表面よりわず
かに沈む位置で,感磁面を表側に向けた形で配置し,ロ
−タマグネットの内周に磁化された磁極を検出するよう
に構成した。この場合,ホ−ル素子の固定は前述のごと
くリ−ド端子部をパタ−ンランドに面付けするものと
し,回路基板に半田付する際の半田付方向にホ−ル素子
の向きを揃え,半田付作業がやりやすいように配置する
ようにする。なお,周波数発電機コイル部の中心と,ホ
−ル素子の中心とのなす中心角は,90゜〜270゜の
領域に配置する。
In order to solve the above problems (problems), the DC brushless motor of the present invention is provided with a step portion or a groove portion in a part of a magnet for a frequency generator, A fan-shaped frequency generator coil part, which is formed by forming a coil pattern on a substrate of high magnetic permeability material such as an iron substrate, is assembled on a circuit board as one electronic component. With a slight gap between them, the magnets for the frequency generator are made to face each other. On the other hand, a square hole for positioning the hall element is provided on the back side of the circuit board, and the hall element is inserted into this square hole from the back side of the board. On the other hand, a pattern for soldering and fixing four hole element lead terminal portions on the back surface of the board.
Land and fix it by imposition. By doing so, the surface of the hall element is arranged on the front side of the circuit board, at a position slightly submerged from the surface of the board, with the magnetically sensitive surface facing the front side, and the magnetic pole magnetized on the inner circumference of the rotor magnet. Is configured to detect. In this case, the fixing of the hole element shall be such that the lead terminal is faced to the pattern land as described above, and the direction of the hole element is aligned with the soldering direction when soldering to the circuit board. Arrange them so that soldering work is easy. The center angle between the center of the frequency generator coil and the center of the hall element is arranged in the region of 90 ° to 270 °.

【0006】[0006]

【作用】上記のような構成においては,周波数発電機コ
イルを一つの電子部品として用意するので,片面基板の
実現がはかれ,更に鉄基板等の高透磁率材料をバックヨ
−クとして使用し,発電機の出力の増大がはかれるよう
になった。また,スペ−スとしては従来360゜に亙っ
たものが,その1/2〜1/4の範囲に縮減される。な
お,扇形とする場合,回路基板上での発電機コイル部の
スペ−スは大幅に減少される。この省スペ−ス化により
従来,ホ−ル素子配置に設計的制約があったが,少なく
とも円周上の残りのスペ−スに配置するだけの裕度が生
じた。また,ロ−タマグネットのつば部端面にあたる周
波数発電機用マグネットの一部に段部又は溝部を設ける
ことによりロ−タマグネット内周に着磁された磁極より
漏洩する軸方向磁束を,面付けされたホ−ル素子で直接
検出しても,周波数発電機用マグネットよりの磁気干渉
を受けることなく,また,磁気干渉を与えることなく検
知できるようになった。
In the above structure, since the frequency generator coil is prepared as one electronic component, it is possible to realize a single-sided board, and a high-permeability material such as an iron board is used as a back yoke. The output of the generator has been increased. In addition, the space which has been conventionally 360 ° is reduced to a range of 1/2 to 1/4. When the fan shape is used, the space of the generator coil on the circuit board is greatly reduced. Conventionally, due to this space saving, there was a design restriction on the placement of the hall elements, but there was a margin for placing at least the remaining space on the circumference. In addition, the axial magnetic flux leaking from the magnetic poles magnetized inside the rotor magnet is faced by providing a step or groove in a part of the magnet for the frequency generator, which is the end face of the flange of the rotor magnet. Even if it is directly detected by the Hall element, it is possible to detect without receiving magnetic interference from the frequency generator magnet and without giving magnetic interference.

【0007】[0007]

【実施例】以下図面に示した図1乃至図3の各実施例に
よって本発明を具体的に説明する。 第1の実施例:図
1は本発明を適用した直流ブラシレスモ−タの基本構成
を示す半部縦断正面図である。同図において,従来のも
のと対応する構成については,図9と同一の符号を付し
て示した。なお,簡単のため,本発明の各ホ−ル素子1
6A〜16Cを以下の説明ではホ−ル素子16として総
括して表示することがある。即ち,本発明のものではロ
−タマグネット5のつば部分に設けられる周波数発電機
用マグネット4の一部に段部4cを設け,回路基板1上
に周波数発電機コイル部15を一つの電子部品として組
付けを行い,この発電機コイル部15と僅かなギャップ
をへだてて周波数発電機用マグネット4を面対向させ
る。また,回路基板1の裏面側に複数個のホ−ル素子1
6を配置し,このホ−ル素子16によりロ−タマグネッ
ト5の内周に磁化された磁極より軸方向に漏洩される軸
束を受けて磁極を検出するようにしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments of FIGS. 1 to 3 shown in the drawings. First Embodiment: FIG. 1 is a vertical sectional front view showing a basic structure of a DC brushless motor to which the present invention is applied. In the figure, the components corresponding to those of the conventional one are denoted by the same reference numerals as those in FIG. For the sake of simplicity, each hole element 1 of the present invention is
6A to 16C may be collectively referred to as the hall element 16 in the following description. That is, in the present invention, the step portion 4c is provided in a part of the frequency generator magnet 4 provided in the flange portion of the rotor magnet 5, and the frequency generator coil portion 15 is provided on the circuit board 1 as one electronic component. As a result, the frequency generator magnet 4 is faced to the generator coil portion 15 with a slight gap. In addition, a plurality of hole elements 1 are provided on the back side of the circuit board 1.
6 is arranged to detect the magnetic pole by receiving the axial flux leaked in the axial direction from the magnetic pole magnetized on the inner circumference of the rotor magnet 5 by the hall element 16.

【0008】図2〜図5により本発明の主として回路基
板1における周波数発電機コイル部15と同コイル部1
5の固定の仕方,ホ−ル素子16の配置を含むコイル部
15と各ホ−ル素子16との組み合わせの方法の実施例
を述べる。図2,図3に示すように,回路基板1におい
て,鉄等の高透磁率材料の基板15f上に,コイルパタ
−ン15aを形成させた扇型の周波数発電機コイル部1
5を一つの電子部品として位置決め部15b,15cに
より回路基板1上で位置決めを行って,ジャンパ−線1
5d,15eにて半田付け固定する。なお,図3では回
路基板1と発電機コイル部15との位置決め部15b及
び15cは夫々押し出部 15b1と穴 15b2及び押し
出部 15c1と穴 15c2より成る場合を示している
が,これに限定されるものではない。一方,各ホ−ル素
子16A〜16Cは図2,図4(A),(B)に示すよ
うに回路基板1の所定の位置に設けられたホ−ル素子固
定用穴1aと,回路基板1の裏面に設けられたパタ−ン
ランド1bとをホ−ル素子リ−ド端子部16dを利用し
て面付けを行って固定する。なお,図示のものでは4個
のパタ−ンランド1bとリ−ド端子部16dで電気的接
触を行っている例を示す。回路基板1の裏面に面付部品
を,またデスクリ−ト部品を表面より挿入,配置するこ
とによって半田付けは全て裏面側だけとなるので,回路
基板1は片面基板に構成される。
2 to 5, the frequency generator coil portion 15 and the coil portion 1 of the circuit board 1 of the present invention are mainly used.
An embodiment of a method of fixing the coil element 15 and a method of combining the coil element 15 and the respective hall elements 16 including the arrangement of the hall elements 16 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, in the circuit board 1, a fan-shaped frequency generator coil unit 1 in which a coil pattern 15a is formed on a board 15f made of a material having a high magnetic permeability such as iron.
5 as one electronic component is positioned on the circuit board 1 by the positioning portions 15b and 15c, and the jumper wire 1
It is fixed by soldering with 5d and 15e. In FIG. 3, the positioning portions 15b and 15c for the circuit board 1 and the generator coil portion 15 are formed by the extruded portion 15b 1 and the hole 15b 2, and the extruded portion 15c 1 and the hole 15c 2 , respectively. , It is not limited to this. On the other hand, each of the hall elements 16A to 16C includes a hall element fixing hole 1a provided at a predetermined position of the circuit board 1 and a circuit board as shown in FIGS. 2, 4A and 4B. The pattern land 1b provided on the back surface of the No. 1 is fixed by imposing an imposition using the hole element lead terminal portion 16d. In the illustrated example, four pattern lands 1b and lead terminal portions 16d are electrically contacted. By inserting and arranging the imposition component on the back surface of the circuit board 1 and the discrete component from the surface, all the soldering is done on the back surface side, so that the circuit board 1 is configured as a single-sided board.

【0009】なお,本実施例では三相ブラシレスモ−タ
に適用したものであるから3個のホ−ル素子16A,1
6B,16Cを回路基板1上に配置するものであるが,
これらの各ホ−ル素子16A〜16Cは回路基板1に半
田付けする際の半田付け方向にホ−ル素子の向きを平行
に揃え,配置作業及び半田付作業がやりやすいように配
置すれば良い。この点,従来のホ−ル素子16a〜16
cの場合はロ−タマグネット5の磁極部5aの内周に向
けて各々の中心を配置するという面倒な配置作業をして
いたものを簡略化するものである。この結果,図2に示
すように前述の発電機コイル部15の中心線Lと,各ホ
−ル素子16A〜16Cの中心線L’とのなす中心角θ
は約90゜〜180゜とできる配置(図2では約135
°の配置とした例)として,径方向,円周方向にも設計
上裕度のある配置となった。このことは周波数発電機コ
イル部15を一つの電子部品として用意するので,片面
基板の実現がはかれるとともに,更に,鉄基板15f
(図3)がバックヨ−クとして機能し,発電機出力を増
大するものであるため,コイルパタ−ンを従来ほぼ36
0°全周に亙ったものを,その1/2〜1/4(180
゜〜90゜)に縮減でき,また扇形構造とすることがで
きたので,回路基板上での発電機コイル部15のスぺ−
スを大幅に減少させることができるものである。この省
スペ−ス化により従来,ホ−ル素子配置に設計的制約が
あったが,少なくとも円周上の残りのスペ−スに配置す
る裕度が格段に広げられるものである。
Since the present embodiment is applied to a three-phase brushless motor, three hall elements 16A, 1 are used.
6B and 16C are arranged on the circuit board 1,
The respective hall elements 16A to 16C may be arranged so that the directions of the hall elements are parallel to the soldering direction when soldering to the circuit board 1 so that the arrangement work and the soldering work can be easily performed. . In this respect, the conventional hole elements 16a to 16
In the case of c, it is a simplification of the troublesome arrangement work of arranging the centers of the magnetic poles 5a of the rotor magnet 5 toward the inner circumference. As a result, as shown in FIG. 2, the central angle θ formed by the center line L of the generator coil portion 15 and the center line L ′ of each of the hall elements 16A to 16C as shown in FIG.
Is approximately 90 ° to 180 ° (about 135 in FIG. 2)
As an example), the layout has a design margin in the radial and circumferential directions. This means that the frequency generator coil unit 15 is prepared as one electronic component, so that it is possible to realize a single-sided board and further the iron board 15f.
Since (Fig. 3) functions as a back yoke and increases the output of the generator, the coil pattern is almost 36
The one that covers the entire circumference of 0 ° is its 1/2 to 1/4 (180
Since it was possible to reduce the angle to 90 °) and to form a fan-shaped structure, the space of the generator coil portion 15 on the circuit board was reduced.
It is possible to significantly reduce the amount of space. This space saving has hitherto been a design constraint on the arrangement of the hall elements, but at least the margin for arranging in the remaining space on the circumference can be greatly expanded.

【0010】図5はロ−タマグネットつば部の形状とロ
−タマグネット磁極の磁化,周波数発電機用マグネット
の磁化及び各々の磁極の検出方法を図10に示した従来
のものと比較できるように示したものである。即ち,従
来のものでは図10に示すように,ロ−タマグネット5
の先端部に設けれた周波数発電機用マグネット4は,ロ
−タマグネット5のつば部分の周波数発電機磁極部4a
とこの基部に当たるモ−タマグネットの磁極検出用磁極
部4bの二つに分けられ,これらの磁極検出用磁極部4
bと周波数発電機磁極部4aとを並列して軸方向に着磁
し(磁化の方向は各々B,C方向),ロ−タマグネット
磁極の磁化Aを直接検知せず,磁化Bにてロ−タマグネ
ットの磁極を,磁化Cにて周波数発電機の磁極を夫々検
出するようにしていた。これに対し本発明の第1の実施
例のものでは,図5の周波数発電機用マグネット4の一
部に段部4cを設け,周波数発電機磁極部4aの直下の
周波数発電機コイルパタ−ン15a(図2)により速度
検出を行い,またロ−タマグネット5の径方向の磁化A
により着磁された磁極部5aの漏洩磁束A’(磁化Aと
直角方向)による漏洩磁束を図2に示した面付ホ−ル素
子16A〜16Cにより検出するようにして,段部4c
により周波数発電機磁極部4aとロ−タマグネット5の
磁極部5aの漏洩磁束A’とは何等磁気干渉を互いに受
けることなく検知できるようにした点に,その構成上の
特徴がある。このため本実施例では,従来のようにロ−
タマグネット5の磁極部5aと別にこの磁極部5aを検
出するために特別に磁極検出用磁極部4bのような検出
用の補助磁極部を設ける必要がなくなった。
FIG. 5 shows the shape of the rotor magnet flange, the magnetization of the rotor magnet magnetic pole, the magnetization of the frequency generator magnet, and the method of detecting each magnetic pole, so that they can be compared with the conventional one shown in FIG. It is shown in. That is, in the conventional type, as shown in FIG.
The frequency generator magnet 4 provided at the tip of the rotor is the frequency generator magnetic pole portion 4a of the flange portion of the rotor magnet 5.
And the magnetic pole detecting magnetic pole portion 4b of the motor magnet corresponding to this base portion.
b and the frequency generator magnetic pole portion 4a are parallelly magnetized in the axial direction (the directions of magnetization are B and C directions respectively), and the magnetization A of the rotor magnet magnetic pole is not directly detected but the magnetization B is rotated. -The magnetic poles of the tamagnets are detected by the magnetization C to detect the magnetic poles of the frequency generator. On the other hand, in the first embodiment of the present invention, the step portion 4c is provided in a part of the frequency generator magnet 4 of FIG. 5, and the frequency generator coil pattern 15a immediately below the frequency generator magnetic pole portion 4a is provided. (Fig. 2) speed detection is performed, and the radial magnetization A of the rotor magnet 5 is detected.
The leakage magnetic flux A '(the direction perpendicular to the magnetization A) of the magnetic pole portion 5a magnetized by means of the stepped portion 4c is detected by the surface-mounted hall elements 16A to 16C shown in FIG.
Therefore, the frequency generator magnetic pole portion 4a and the leakage magnetic flux A'of the magnetic pole portion 5a of the rotor magnet 5 can be detected without receiving any magnetic interference with each other. Therefore, in the present embodiment, as in the conventional method,
In order to detect the magnetic pole portion 5a separately from the magnetic pole portion 5a of the tamagnet 5, it is no longer necessary to provide an auxiliary magnetic pole portion for detection such as the magnetic pole portion 4b for magnetic pole detection.

【0011】第2の実施例:図6乃至図8は夫々本発明
の第2の実施例を示す説明図である。図6は要部縦断正
面図で,同図に示すようにロ−タマグネット5の先端に
設けられた周波数発電機用マグネット4の略中央部に溝
4dを設けた点に,その構造上の特徴がある。図7は本
実施例におけるマグネット4,5及び溝4dの形状と磁
極の磁化状況と漏洩磁束とを示す要部を90°回転して
示した拡大図で,同図に示すようにロ−タマグネット5
の磁極部5aの磁化Aによる漏洩磁束A′によってロ−
タマグネット5の磁極部5aの検出を行うが,これら検
出が互いに磁気干渉なく行えることを示している。図8
は本実施例において,発電機コイル部15’の中心Mと
ホ−ル素子16A〜16Cの中心M’の中心角θ' を約
90゜とした例で,少なくとも周波数発電機コイル部1
5’とホ−ル素子16A〜16Cのスペ−スが従来の約
半分となることを示している。上記の各実施例では周波
数発電機用マグネットをロ−タマグネットの先端部に当
たるつば部に一体型に形成し,所要な磁化を行って磁極
形成した場合で説明したが,周波数発電機用マグネット
とロ−タマグネットとは別体のものを一体的に結合する
ようにしても良いことは言うまでもない。
Second Embodiment: FIGS. 6 to 8 are explanatory views showing a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a vertical sectional front view of a main part, and as shown in the figure, a groove 4d is provided at a substantially central portion of the frequency generator magnet 4 provided at the tip of the rotor magnet 5, and the structure thereof is shown. There are features. FIG. 7 is an enlarged view showing the shapes of the magnets 4 and 5 and the groove 4d, the magnetized state of the magnetic poles, and the leakage magnetic flux in this embodiment rotated by 90 °. As shown in FIG. Magnet 5
The leakage flux A'caused by the magnetization A of the magnetic pole portion 5a of
Although the magnetic pole portion 5a of the tamagnet 5 is detected, it is shown that these detections can be performed without magnetic interference with each other. Figure 8
Is an example in which the central angle θ ′ between the center M of the generator coil portion 15 ′ and the center M ′ of the hall elements 16A to 16C is about 90 ° in the present embodiment, and at least the frequency generator coil portion 1
It is shown that the space between 5'and the hall elements 16A to 16C is about half of the conventional one. In each of the above-described embodiments, the magnet for the frequency generator is integrally formed on the brim portion that abuts on the tip of the rotor magnet, and the required magnetization is performed to form the magnetic pole. It goes without saying that it is also possible to integrally combine a separate body from the rotor magnet.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明を適用した直流ブラシレスモ−タ
は,上記のような構成としたものであるため,次に述べ
るような優れた効果を有している。 周波数発電機コイル部を一つの電子部品として用意す
るようにしたので,片面基板化が実現できた。 周波数発電機コイル部を鉄基板等の高透磁率材料の基
板上に形成したので出力が増大でき,従来のものに比べ
発電機コイルを1/2〜1/4の円周領域に縮小でき,
またコイルパタ−ンを扇形に形成した場合には更に発電
機コイルをコンパクトとすることができた。 ロ−タマグネットの先端部に設けられる周波数発電機
用マグネットの一部に段部又は溝部を設けるようにした
ので,ロ−タマグネットの磁極の検知をロ−タマグネッ
トの内周の着磁方向と直角C軸方向の漏洩磁束を直接,
面付けされたホ−ル素子で検出できるようになり,従来
のようにロ−タマグネットと同極同数の磁極検出用磁極
を設けることは不要となり,更に,周波数発電機磁極と
の磁気干渉も防止することができた。 周波数発電機用マグネットに段部又は溝部を設けて,
磁気干渉なしにロ−タマグネット磁極の漏洩磁束を面付
ホ−ル素子にて直接検出できるようになったこと等の組
合せ効果により,周波数発電機コイル部とホ−ル素子の
配置の設計的な裕度を大幅に増大させることができた。
Since the DC brushless motor to which the present invention is applied has the above-mentioned structure, it has the following excellent effects. Since the frequency generator coil section was prepared as one electronic component, a single-sided board could be realized. Since the frequency generator coil part is formed on the substrate of high magnetic permeability material such as iron substrate, the output can be increased, and the generator coil can be reduced to 1/2 to 1/4 of the circumferential area compared to the conventional one.
Further, when the coil pattern was formed in a fan shape, the generator coil could be made more compact. Since a step or groove is provided in a part of the frequency generator magnet provided at the tip of the rotor magnet, the detection of the magnetic pole of the rotor magnet is performed in the magnetizing direction of the inner circumference of the rotor magnet. And the leakage magnetic flux in the direction of the C axis perpendicular to
Since it can be detected by the faced hall element, it is not necessary to provide the same number of magnetic poles for magnetic pole detection as the rotor magnet as in the conventional case, and magnetic interference with the frequency generator magnetic pole is eliminated. I was able to prevent it. Providing a step or groove on the frequency generator magnet,
Due to the combined effect of being able to directly detect the leakage magnetic flux of the rotor magnet magnetic pole with a faced hall element without magnetic interference, it is possible to design the layout of the frequency generator coil section and the hall element. We were able to greatly increase the margin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用した直流ブラシレスモ−タの基本
構成の一実施例を示す半部縦断正面図である。
FIG. 1 is a half-section vertical front view showing an embodiment of the basic configuration of a DC brushless motor to which the present invention is applied.

【図2】本発明の第1の実施例における周波数発電機コ
イル部とホ−ル素子部を組立てた回路基板の正面図(図
1における左側面図)である。
FIG. 2 is a front view (left side view in FIG. 1) of the circuit board in which the frequency generator coil unit and the hall element unit are assembled in the first embodiment of the present invention.

【図3】図2の主として周波数発電機コイル部を組立て
た回路の縦断正面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional front view of a circuit in which the frequency generator coil unit of FIG. 2 is mainly assembled.

【図4】図2のホ−ル素子部を組立てた回路を示すもの
で,同図(A)は縦断正面図,同図(B)はその下面図
である。
4A and 4B show a circuit in which the hall element portion of FIG. 2 is assembled. FIG. 4A is a vertical sectional front view and FIG. 4B is a bottom view thereof.

【図5】本発明の第1の実施例である図1中のマグネッ
ト4,5の形状と磁極の磁化状況と漏洩磁束を示す要部
を90°回転して示した拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of the essential parts showing the shapes of magnets 4 and 5 in FIG. 1 as the first embodiment of the present invention, the magnetized states of the magnetic poles, and the leakage flux, which are rotated by 90 °.

【図6】本発明の第2の実施例を示す半部縦断正面図で
ある。
FIG. 6 is a vertical sectional front view of a half portion showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した第2の実施例中のマグネット4,
5の形状と磁極の磁化状況と漏洩磁束を示す要部を90
°回転して示した拡大図である。
FIG. 7 shows a magnet 4 in the second embodiment shown in FIG.
The main part showing the shape of FIG.
It is the enlarged view rotated and shown.

【図8】本発明の第3の実施例を示す回路基板の正面図
で,周波数発電機部とホ−ル素子群との組み合わせ配置
により中心角θ′を約90゜とすることによって従来必
要とした回路基板面積が約1/2に縮少された例を示
す。
FIG. 8 is a front view of a circuit board showing a third embodiment of the present invention, which is conventionally required by setting a central angle θ ′ to about 90 ° by a combination arrangement of a frequency generator section and a hall element group. The circuit board area is reduced to about 1/2.

【図9】従来例の周波数発電機部と磁極検出部を含む直
流ブラシレスモ−タの半部縦断正面図である。
FIG. 9 is a vertical sectional front view of a half portion of a DC brushless motor including a conventional frequency generator section and a magnetic pole detection section.

【図10】図9のロ−タマグネット5及び周波数発電機
用マグネット4の形状と磁極の磁化状況を示す要部を9
0°回転して示した拡大図である。
FIG. 10 is a view showing the shapes of the rotor magnet 5 and the frequency generator magnet 4 shown in FIG.
It is the enlarged view shown by rotating 0 degree.

【図11】図9の回路基板1のコイルパタ−ン及びホ−
ル素子の配置例を示した正面図である。
11 is a coil pattern and ho of the circuit board 1 of FIG.
It is a front view showing an example of arrangement of the rule element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:回路基板 3:ロ−タ 4:周波数発電機用マグネット 4a:周波数発電機磁極部 4c:段部 4d:溝部 5:ロ−タマグネット 15:周波数発電機コイル部 15a:コイルパタ−ン 16A〜16C,16:面付けホ−ル素子(ホ−ル素
子)
1: Circuit board 3: Rotor 4: Frequency generator magnet 4a: Frequency generator magnetic pole portion 4c: Step portion 4d: Groove portion 5: Rotor magnet 15: Frequency generator coil portion 15a: Coil pattern 16A to 16C, 16: Imposition hole element (hole element)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 勝 群馬県桐生市相生町3−93 日本サ−ボ株 式会社桐生工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masaru Minagawa 3-93 Aioi-cho, Kiryu-shi, Gunma Japan Servo Co., Ltd. Kiryu Plant

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数発電機用マグネットとロ−タマグ
ネットが一体型となって構成するロ−タであって,この
ロ−タとこれに対向する巻線を有するステ−タを有し,
回転軸,軸受等を支える取付ブラケットとこのロ−タと
ステ−タとの軸方向隙間に,制御及び駆動用回路を備え
る回路基板を配置した直流ブラシレスモ−タにおいて,
上記周波数発電機用マグネットの一部に段部又は溝部を
設けると共に,ロ−タマグネットの磁極検出部として面
付けホ−ル素子を前記回路基板に配置するが,前記回路
基板上には周波数発電機コイル部をモジュ−ル化した一
電子部品として半田付けで固定し,この周波数発電機コ
イル部は鉄基板等の高透磁率材料上に配置するようにし
たことを特徴とする直流ブラシレスモ−タ。
1. A rotor in which a magnet for a frequency generator and a rotor magnet are integrally formed, the rotor having a stator having a winding facing the rotor and the rotor.
In a DC brushless motor, a mounting bracket that supports the rotating shaft, bearings, etc., and a circuit board equipped with a control and drive circuit are placed in the axial gap between this rotor and the stator.
A step portion or a groove portion is provided in a part of the frequency generator magnet, and an imposition hall element is arranged on the circuit board as a magnetic pole detection portion of the rotor magnet. DC brushless motor, characterized in that the machine coil is fixed by soldering as a modularized electronic component, and the frequency generator coil is arranged on a high magnetic permeability material such as an iron substrate. Ta.
【請求項2】 上記周波数発電機コイル部は,周波数発
電機のコイルパタ−ンを含め,全体として扇形に形成す
るようにした請求項1記載の直流ブラシレスモ−タ。
2. The DC brushless motor according to claim 1, wherein the frequency generator coil portion is formed into a fan shape as a whole including the coil pattern of the frequency generator.
【請求項3】 上記面付けホ−ル素子は,回路基板のパ
タ−ンランドに対してそのリ−ド端子部に半田付けする
ことで固定するようにした請求項1乃至2のいずれかに
記載の直流ブラシレスモ−タ。
3. The imposition hall element according to claim 1, wherein the imposition hole element is fixed to the pattern land of the circuit board by soldering to the lead terminal portion thereof. DC brushless motor.
【請求項4】 上記面付けホ−ル素子の中心と周波数発
電機コイル部の中心とは回転軸を中心として,互いに少
くとも90゜〜180゜離れて配置するようにした請求
項1乃至3のいずれかに記載の直流ブラシレスモ−タ。
4. The center of the imposition hall element and the center of the frequency generator coil section are arranged at least 90 ° to 180 ° apart from each other about the axis of rotation. The DC brushless motor according to any one of 1.
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