JPH0811044Y2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はブラシレスモータに関
し、一層詳細にはロータ軸およびリング状に形成された
ロータマグネットを含むロータと、ロータ軸が回転可能
に挿通される筒状の軸受ハウジングと、軸受ハウジング
が掛止可能に挿通される透孔を有し、一方の面にはロー
タの回転を制御するための制御用ＩＣが配設され、他方
の面にはロータ軸が挿通された軸受ハウジングを透孔へ
挿通した際に、ロータマグネットの端面と対向可能であ
り、ロータの回転中はロータマグネットに誘導され、ロ
ータの回転数に応じた周波数を有する速度検出信号を出
力する平面コイルが透孔の外側に全周に亙り形成されて
いる回路基板とを具備するブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータと、軸受ハウジングと、回
路基板とを具備するモータについて図７と共に説明す
る。図７に示すブラシレスモータ１００は、複数のステ
ータコイル１０２が周方向へ並設されると共に、軸受ハ
ウジング１０４へ固定されている。ロータ１０６は、カ
ップ部１０８の内周面に固定されたリング状のロータマ
グネット１１０と、カップ部１０８の中心から立設され
たロータ軸１１２とから成る。ロータ軸１１２は円筒形
の軸受ハウジング１０４内へ回転可能に挿通されてい
る。ステータコイル１０２へ選択的に通電することによ
り、ステータコイル１０２に発生する磁力とロータマグ
ネット１１０との磁力の関係でロータ１０６が回転す
る。

【０００３】ステータコイル１０２への通電制御等を行
う制御用ＩＣ１１４は軸受ハウジング１０４に固定され
た回路基板１１６の上面に配設されている。軸受ハウジ
ング１０４は、回路基板１１６に透設された円形の透孔
１１８へ挿通、固定されている。回路基板１１６の下面
にはロータ１０６の速度検出用平面コイル１２０がプリ
ントされている。平面コイル１２０は、ロータマグネッ
ト１１０の上端面と対向可能であり、ロータ１０６の回
転中はロータマグネット１１０に誘導され、ロータ１０
６の回転数に応じた周波数を有する速度検出信号を出力
する。平面コイル１２０は、透孔１１８の外側へ全周に
亙り形成されている。モータ１００は、モータ取付板１
２２を介して外部の被取付部（不図示）へ取り付けられ
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のブラシレスモータ１００には次のような課題があ
る。制御用ＩＣ１１４の長さ方向の両側縁からは多数の
アウターリード１２４ａ、１２４ｂが延出されている。
回路基板１１６の透孔１１８側のアウターリード１２４
ｂは回路基板１１６を挿通され、下端は回路基板１１６
の下面へ突出して半田付されている。一方、アウターリ
ード１２４ａの下端を回路基板１１６の下面へ突出させ
ると平面コイル１２０と干渉してしまうため、アウター
リード１２４ａの下端は回路基板１１６の下面へ突出さ
せることができない。そこでアウターリード１２４ａの
下端を外側へ曲折して回路基板１１６上面で半田付しな
ければならない。このアウターリード１２４ａの曲折作
業は全部のアウターリード１２４ａについて行わねばな
らず、作業効率向上の妨げと、製造コスト上昇という課
題が生じている。

【０００５】そこで、アウターリード１２４ａと平面コ
イル１２０との干渉を避けるために、アウターリード１
２４ａ付近の平面コイル１２０を省略する方式が提案さ
れたが、平面コイル１２０を全周に亙り形成する場合と
比較すると、速度検出精度が低下し、高精度の制御には
使用できない。また、アウターリード１２４ａの下端も
回路基板１１６の下面へ突出させ、平面コイル１２０を
その外側に形成する方式も提案されたが、モータ１００
全体の大型化を招来してしまい、コストアップが避けら
れないという課題がある。従って、本考案はロータの速
度検出用平面コイルを全周に亙り形成可能であり、制御
用ＩＣ取付の作業を効率良く行え、小型化可能なブラシ
レスモータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本考案は次の構成を備える。すなわち、ロータ軸お
よびリング状に形成されたロータマグネットを含むロー
タと、前記ロータ軸が回転可能に挿通される筒状の軸受
ハウジングと、該軸受ハウジングが掛止可能に挿通され
る透孔を有し、一方の面には前記ロータの回転を制御す
るための制御用ＩＣが配設され、他方の面には前記ロー
タ軸が挿通された軸受ハウジングを前記透孔へ挿通した
際に、前記ロータマグネットの端面と対向可能であり、
ロータの回転中はロータマグネットに誘導され、ロータ
の回転数に応じた周波数を有する速度検出信号を出力す
る平面コイルが透孔の外側に全周に亙り形成されている
回路基板とを具備するブラシレスモータにおいて、前記
透孔の縁部の一部分は、直線状の直線縁部に形成され、
前記軸受ハウジングの外周面の一部分であって、少なく
とも前記透孔へ挿通された際に前記回路基板の近傍とな
る部分は、他の部分より肉薄に形成され、かつ透孔の前
記直線縁部に対応する平面部に形成され、前記制御用Ｉ
Ｃは、一方の長さ方向の側縁が前記透孔の前記直線縁部
に対して平行、かつ接近して配設されていることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】作用について説明する。透孔の縁部の一部分
は、直線状の直線縁部に形成され、軸受ハウジングの外
周面の一部分であって、少なくとも透孔へ挿通された際
に回路基板の近傍となる部分は、他の部分より肉薄に形
成され、かつ透孔の直線縁部に対応する平面部に形成さ
れている。従って、肉薄に形成されている分だけ、制御
用ＩＣは、中央よりに位置させることが可能となる。そ
こで、制御用ＩＣの一方の長さ方向の側縁を透孔の直線
縁部に対して平行に配設すると、制御用ＩＣを可及的に
中央の軸受ハウジング方向へ接近させることが可能とな
り、制御用ＩＣの全てのアウターリードを平面コイルの
内側に位置させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。図１は本実施例のブラシレスモータ
１０の断面図であり、図２はその底面図である。１２は
軸受ハウジングであり、詳しい形状等は後述するが、両
端が開放された金属製（例えばアルミニウム）の筒状体
である。１４はステータコイルであり、複数（例えば１
２個）設けられている。ステータコイル１４は軸受ハウ
ジング１２の外周面に周方向へ並設されると共に固定さ
れている。

【０００９】１６はロータであり、カップ部１８、ロー
タマグネットを構成する駆動用マグネット２０と速度検
出用マグネット２２およびロータ軸２４から成る。カッ
プ部１８は、金属（例えば鉄）で形成され、上面が開放
されたカップ状に形成されている。カップ部１８の底面
には複数の孔２６が形成され軽量化、放熱効率の向上を
図っている。駆動用マグネット２０は、リング状に形成
され、カップ部１８の内周面に固定されている。駆動用
マグネット２０の内周面には複数（例えば８個）のＮ、
Ｓ磁極が交互に周方向へ着磁されている。

【００１０】速度検出用マグネット２２は肉薄のリング
状マグネットであり、駆動用マグネット２０の上端面に
固定されている。速度検出用マグネット２２の上端面に
は後述する速度検出用平面コイルのターン数と等しい数
のＮ、Ｓ磁極が交互に周方向へ着磁されている。ロータ
軸２４は、金属（例えば鉄）で形成され、カップ部１８
の中心から立設されている。ロータ軸２４は、軸受ハウ
ジング１２へ回転可能に挿通されている。ロータ軸２４
は、軸受ハウジング１２内に固定されているボールベア
リング２８を介して回転可能になっている。従って、ス
テータコイル１４へ選択的に通電することによりステー
タコイル１４に発生する磁力と駆動用マグネット２０の
磁力との関係でロータ１６はロータ軸２４を中心に回転
する。

【００１１】３０は回路基板であり、合成樹脂（例えば
エポキシ樹脂）で形成され、軸受ハウジング１２へ外
嵌、固定されている。詳しい構成は後述するが、回路基
板３０の底面にはロータ１６の速度検出用平面コイル３
２がプリントされている。平面コイル３２は速度検出用
マグネット２２の上端面と対向しており、速度検出用マ
グネット２２がロータ１６と一体に回転すると、平面コ
イル３２は速度検出用マグネット２２に誘導され、ロー
タ１６の回転速度に応じた周波数を有する信号である速
度検出信号を出力する。この信号を処理することによ
り、ロータ１６の回転速度を検出可能となる。回路基板
３０の上面にもロータ１６の回転制御用に回路がプリン
トされている。

【００１２】３４は制御用ＩＣであり、回路基板３０の
上面に配設されている。制御用ＩＣ３４は、平面コイル
３２の出力信号等のデータを基に、予めプログラムされ
た手順でステータコイル１４への通電を制御してロータ
１６の回転を制御する。制御用ＩＣ３４は従来使用され
ていたものと同一のＩＣを使用し、回路基板３０上面と
の間には間隙３６が設けられている。３８は電子チップ
部品であり、例えばサーボ制御用の信号を処理する。電
子チップ部品３８は回路基板３０の上面に配設され、プ
リントされた回路を介して制御用ＩＣ３４等と接続され
ている。電子チップ部品３８は制御用ＩＣ３４の底面と
回路基板３０上面との間の間隙３６内に配設されてい
る。当該位置に電子チップ部品３８を配置すると、ステ
ータコイル１４から離間すると共に、制御用ＩＣ３４に
接近しているので、特別な処理を施すこと無く、最大の
ノイズ源であるステータコイル１４からのノイズの影響
を軽減可能となるからである。

【００１３】４０はホール素子であり、ロータ１６の回
転検出用に配設されている。ホール素子４０は回路基板
３０の底面側であり、平面コイル３２へ接近した位置に
複数個（例えば３個）が非対称に設けられている。ホー
ル素子４０は駆動用マグネット２０の磁極の接離により
異なった信号を出力する。ホール素子４０の出力信号を
処理することにより、ロータ１６の回転の有無、回転方
向を検出可能になっている。４２はコネクタであり、回
路基板３０の上面に設けられている。コネクタ４２を介
してステータコイル１４へ直流電圧が印加される。

【００１４】４４はモータ取付板であり、熱伝導率の高
い金属（例えば鉄）で形成され、軸受ハウジング１２へ
外嵌、固定されている。モータ取付板４４はモータ１０
の全上面を略覆う広さを有している。モータ取付板４４
は、回路基板３０と接近して配設され、底面が制御用Ｉ
Ｃ３４の上面と接触している。両者を接触させているの
は熱伝導率の高い金属で形成され、かつ面積の広いモー
タ取付板４４を制御用ＩＣ３４の放熱部材として使用す
るためである。制御用ＩＣ３４の熱を確実にモータ取付
板４４へ伝導させるため、モータ取付板４４の底面と制
御用ＩＣ３４の上面との間には伝熱材の一例であるシリ
コーングリスが介挿されている。なお、本実施例ではモ
ータ取付板４４の制御用ＩＣ３４に対応する部分に透孔
４５が設けられ、シリコーングリスが介挿されているか
どうか目視で確認可能になっている。

【００１５】この構成により、制御用ＩＣ３４から発生
した熱はシリコーングリスを介して接触しているモータ
取付板４４へ伝導される。モータ取付板４４は、モータ
１０の全上面を覆うほど広い放熱面積を有するので効率
良く熱を大気中へ放出可能となる。さらに、モータ取付
板４４と接触している軸受ハウジング１２やボールベア
リング２８、ロータ軸２４、カップ部１８等も金属で形
成されているので当該部材からも放熱することができ、
従来の放熱部材１１８（図７参照）のみの放熱効果と比
較すると本実施例のモータ１０の方が格段の放熱効果を
有する４６はボルトであり、ステータコイル１４のコア
４８とモータ取付板４４とを連結している。

【００１６】次に図３および図４と共に回路基板３０の
形状と軸受ハウジング１２の形状について説明する。回
路基板３０の中心には、軸受ハウジング１２を挿通用の
透孔５０が透設されている。透孔５０の縁部は一部が直
線縁部５２に形成されている。一方、軸受ハウジング１
２は、外周面の一部分は他の部分より肉薄に形成され、
かつ透孔５０の直線縁部５２に対応する平面部５４に形
成されている。平面部５４は必ずしも軸受ハウジング１
２の長さ方向全長に亙り形成する必要はなく、少なくと
も軸受ハウジング１２が透孔５０へ挿通された際に回路
基板３０の近傍となる部分に形成すればよい。この平面
部５４を透孔５０の直線縁部５２へ対応させることによ
り、軸受ハウジング１２を透孔５０内へ嵌着させること
が可能となる。軸受ハウジング１２の外周面には段差部
５６が形成され、段差部５６で回路基板３０と掛止可能
になっている。

【００１７】続いて図５（平面図）および図６（底面
図）と共に回路基板３０の詳細について説明する。図５
および図６は回路基板へ軸受ハウジング１２を挿通し、
軸受ハウジング１２へロータ軸２４を挿通した状態を示
す。回路基板３０の上面には前述の如く制御用ＩＣ３４
や電子チップ部品３８等が配設されている（図５参
照）。制御用ＩＣ３４は、長さ方向の側縁のうち内側の
側縁５８が軸受ハウジング１２の平面部５４と平行かつ
可及的に接近して配設されている。すなわち、制御用Ｉ
Ｃ３４は可及的に回路基板３０の中央に配設されてい
る。制御用ＩＣ３４の両側縁から延出されている多数の
アウターリード６０の下端は、回路基板３０を貫通さ
れ、回路基板３０の下面側でプリントされた回路（不図
示）へ接続されている。なお、本実施例ではステータコ
イル１４の銅線と回路基板３０の回路を半田付するため
のラウンド３１が回路基板３１の縁部に配設されている
ので、例えばモータ１０を組み立てた後であっても当該
半田付を容易に行える。すなわち、当該半田付をどの工
程で行うか自由に選択可能になっている。

【００１８】回路基板３０の下面には前述の如く平面コ
イル３２や回路がプリントされ、ホール素子４０等が配
設されている（図６参照）。平面コイル３２はロータ１
６の速度検出用マグネット２２の上端面に対応して略３
６０度に亙り形成されている。本実施例では、軸受ハウ
ジング１２に平面部５４を設け、制御用ＩＣ３４の側縁
５８を平面部５４と平行かつ可及的に接近して配設する
ことにより、制御用ＩＣ３４が中央よりの位置に配設さ
れている。従って、制御用ＩＣ３４のアウターリード６
０の下端部であって、回路基板３０の下面側へ突出して
形成した半田バンプ６２を全て平面コイル３２の内側に
位置させることが可能になっている。その結果、回路基
板３０の大きさを大きくすることなく、もしくは回路基
板３０を小さくしても平面コイル３２を透孔５０の外側
へ３６０度に亙り設けることができるようになってい
る。なお、平面コイル３２の出力である速度検出信号
は、端子６４から取り出すことが可能になっている。

【００１９】本実施例のブラシレスモータ１０では、透
孔５０に直線縁部５２が形成され、軸受ハウジング１２
の平面部５４は、肉薄に形成され、かつ透孔５０の直線
縁部５２に対応するよう形成されているので、軸受ハウ
ジング１２が肉薄に形成されている分だけ、制御用ＩＣ
３４を平面部５４へ接近させ、中央よりに位置させるこ
とが可能となる。その際、制御用ＩＣ３４の側縁５８を
透孔５０の直線縁部５２および軸受ハウジング１２の平
面部５４に対して平行に配設すると、制御用ＩＣ３４を
可及的に中央の軸受ハウジング１２へ接近させることが
可能となる。

【００２０】その結果、制御用ＩＣ３４の全てのアウタ
ーリード６０を３６０度に亙り形成した平面コイル３２
の内側に位置させることができ、前述のように制御用Ｉ
Ｃ３４のアウターリード６０の下端部である半田バンプ
６２を全て平面コイル３２の内側に位置させることが可
能になり、回路基板３０の大きさを大きくすることな
く、もしくは回路基板３０を小さくしても平面コイル３
２を透孔５０の外側へ３６０度に亙り設けることができ
る。以上、本考案の好適な実施例について種々述べてき
たが、本考案は上述の実施例に限定されるのではなく、
考案の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施しうるの
はもちろんである。

【００２１】

【考案の効果】本考案に係るブラシレスモータを用いる
と、透孔の縁部の一部分は、直線状の直線縁部に形成さ
れ、軸受ハウジングの外周面の一部分であって、少なく
とも透孔へ挿通された際に回路基板の近傍となる部分
は、他の部分より肉薄に形成され、かつ透孔の直線縁部
に対応する平面部に形成されている。従って、肉薄に形
成されている分だけ、制御用ＩＣは、中央よりに位置さ
せることが可能となる。そこで、制御用ＩＣの一方の長
さ方向の側縁を透孔の直線縁部に対して平行に配設する
と、制御用ＩＣを可及的に中央の軸受ハウジング方向へ
接近させることが可能となり、制御用ＩＣの全てのアウ
ターリードを平面コイルの内側に位置させることが可能
になる。

【００２２】その結果、制御用ＩＣのアウターリードの
下端部を曲折させる等の加工を施すことなく回路基板へ
挿通させることが可能となり、制御用ＩＣの回路基板へ
の取付作業の作業効率を向上させることができる。ま
た、速度検出精度を高精度に維持するために、平面コイ
ルを３６０度全周に亙り設けても回路基板、ひいてはブ
ラシレスモータの大型化を招くことがない等の著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るブラシレスモータの実施例を示し
た断面図。

【図２】実施例のブラシレスモータの底面図。

【図３】回路基板の形状を示した平面図。

【図４】軸受ハウジングの斜視図。

【図５】軸受ハウジングを嵌着した状態の回路基板を示
した平面図。

【図６】軸受ハウジングを嵌着した状態の回路基板を示
した底面図。

【図７】従来のブラシレスモータを示した断面図。

【符号の説明】

１０ ブラシレスモータ １２ 軸受ハウジング １６ ロータ ２０ 駆動用マグネット ２２ 速度検出用マグネット ２４ ロータ軸 ３０ 回路基板 ３２ 平面コイル ３４ 制御用ＩＣ ５０ 透孔 ５２ 直線縁部 ５４ 平面部 ５８ 側縁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ軸およびリング状に形成されたロ
   ータマグネットを含むロータと、 前記ロータ軸が回転可能に挿通される筒状の軸受ハウジ
   ングと、 該軸受ハウジングが掛止可能に挿通される透孔を有し、
   一方の面には前記ロータの回転を制御するための制御用
   ＩＣが配設され、他方の面には前記ロータ軸が挿通され
   た軸受ハウジングを前記透孔へ挿通した際に、前記ロー
   タマグネットの端面と対向可能であり、ロータの回転中
   はロータマグネットに誘導され、ロータの回転数に応じ
   た周波数を有する速度検出信号を出力する平面コイルが
   透孔の外側に全周に亙り形成されている回路基板とを具
   備するブラシレスモータにおいて、 前記透孔の縁部の一部分は、直線状の直線縁部に形成さ
   れ、 前記軸受ハウジングの外周面の一部分であって、少なく
   とも前記透孔へ挿通された際に前記回路基板の近傍とな
   る部分は、他の部分より肉薄に形成され、かつ透孔の前
   記直線縁部に対応する平面部に形成され、 前記制御用ＩＣは、一方の長さ方向の側縁が前記透孔の
   前記直線縁部に対して平行、かつ接近して配設されてい
   ることを特徴とするブラシレスモータ。