JPH09182403A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】位相検出センサの取付角度の調整が容易に行え
るようにする。 【解決手段】フロントハウジング２Ｂの内面に回転軸４
と同軸に周方向に連続した円周溝２ｂを形成し、その円
周溝２ｂに円筒部１５Ａ及びフランジ部１５Ｂからなる
基板ホルダ１５を嵌め込む。基板ホルダ１５は、フロン
トハウジング２Ｂに形成された長孔１７を外面側から貫
通するネジ１６が螺合することにより、固定される。フ
ロントハウジング２Ｂに形成された長孔１７は、回転軸
４と同心の円弧状の長孔である。そして、回転軸４の永
久磁石５よりも軸受３ａ側の部位であって励磁コイル８
に包囲された部分には、モータ駆動用の永久磁石１０を
固定し、その永久磁石１０に近接するように、基板ホル
ダ１５の円筒部１５Ａ先端部内側に回路基板１１を固定
し、回路基板１１には検出素子１２を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシレスモー
タに関し、特に、位相検出センサの取付角度の調整が容
易に行えるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のブラシレスモータは、例えば図５
に示すような構成であった。即ち、この従来のブラシレ
スモータ１は、円筒形のセンタハウジング２Ａと、この
センタハウジング２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円
板状のフロントハウジング２Ｂと、センタハウジング２
Ａの他方の開口端部を閉塞する略円板状のリヤハウジン
グ２Ｃとを有していて、センタハウジング２Ａの内側に
は、その軸心に沿って、フロントハウジング２Ｂ及びリ
ヤハウジング２Ｃにそれぞれ配設された軸受３ａ，３ｂ
によって回転自在の回転軸４が配設されている。なお、
軸受３ａの外輪は、フロントハウジング２Ｂの周方向に
連続した凸部２ａと、フロントハウジング２Ｂの外面側
にネジ止めされる軸受ホルダ３Ａとに挟まれた状態で固
定されている。

【０００３】回転軸４の周囲にはモータ駆動用の永久磁
石５が固定されていて、このモータ駆動用の永久磁石５
は、Ｓ極及びＮ極が周方向に交互に且つ等間隔に着磁さ
れた磁石であって、これら回転軸４及び永久磁石５によ
ってブラシレスモータ１の回転自在のロータ６が構成さ
れている。また、センタハウジング２Ａの内周面にはコ
ア７が固定され、このコア７には永久磁石５を包囲する
ように例えば３相の励磁コイル８が巻き付けられてい
て、これらコア７及び励磁コイル８によってブラシレス
モータ１のステータ９が構成されている。

【０００４】回転軸４のフロントハウジング２Ｂ側端部
は外部に突出していて、これによりブラシレスモータ１
の回転出力を取り出せるようになっている。また、回転
軸４のリヤハウジング２Ｃ側端部には、永久磁石５と同
様にＳ極及びＮ極が周方向に交互に且つ等間隔に着磁さ
れたリング状の位相検出用の永久磁石１０が固定されて
いる。

【０００５】さらに、リヤハウジング２Ｃ内には、永久
磁石１０の軸受３ｂ側の面に近接するように、円形の回
路基板１１が固定されている。回路基板１１は、リヤハ
ウジング２Ｃの内面に螺合するネジ１１ａ及びスペーサ
１１ｂを利用して固定されている。そして、この回路基
板１１には、永久磁石１０に対向するように、例えばホ
ール素子等からなる位相検出用の検出素子１２が固定さ
れている。なお、実際には検出素子１２は、励磁コイル
８の相数に対応して周方向に等間隔に複数設けられてい
るが、図５は断面図であるため、その内の一つのみを示
している。

【０００６】そして、検出素子１２の出力がこれに対向
する永久磁石１０の磁極によって変化することを利用し
てロータ６の回転位置を認識し、それに応じて図示しな
いモータ駆動回路が励磁コイル８に適宜電流を供給して
励磁状態を切り換えることにより、ロータ６を回転させ
てモータの回転出力を得るのである。図６は、従来の他
のブラシレスモータ１の構成を示す断面図であり、図５
に示したブラシレスモータ１と比べると、位相検出用の
永久磁石１０及び回路基板１１をフロントハウジング２
Ｂ側に設けた点で相違する。また、図６に示す従来例で
は、センタハウジング２Ａを一方の底部を閉塞した円筒
形とすることにより、リヤハウジング２Ｃを省略してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図５や図６に
示したようなブラシレスモータ１にあっては、上述した
ように検出素子１２の出力に応じてロータ６の回転位置
を認識し、それに応じて励磁コイル８に適宜電流を供給
して励磁状態を切り換えるようになっていることから、
ブラシレスモータ１を適切に回転駆動させるためには、
励磁コイル８とロータ６との相対的な回転位置を正確に
把握する必要があり、そのためには、励磁コイル８を基
準とした検出素子１２の配設位置の精度が問題となる。
仮に、検出素子１２が所望の位置に正確に配設されない
と、ブラシレスモータ１に発生するトルクの波形図であ
る図７中に四角で囲んで示すように、大きなトルク変動
が発生してしまう。そして、このようなトルク変動が生
じるブラシレスモータ１を例えば電動式パワーステアリ
ング装置の動力源として利用すると、操舵系に大きなト
ルク変動が生じて運転者に違和感を与えてしまうのであ
る。

【０００８】しかしながら、図５や図６に示した従来の
ブラシレスモータ１では、検出素子１２を保持する回路
基板１１をリヤハウジング２Ｃやフロントハウジング２
Ｂに直接固定するようになっていたため、各部の取付精
度（回路基板１１への検出素子１２の取付精度、リヤハ
ウジング２Ｃ又はフロントハウジング２Ｂに対する回路
基板１１の取付精度、センタハウジング２Ａに対するリ
ヤハウジング２Ｃ又はフロントハウジング２Ｂの取付精
度、ステータ９に対するセンタハウジング２Ａの取付精
度）が励磁コイル８と検出素子１２との間の相対的な位
置関係に影響を与えてしまい、その位置関係を高精度に
するには各部品の寸法精度や各部の取付精度を極めて高
くしなければならず、部品コストや組立コストが嵩むと
いう問題点があった。

【０００９】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、コスト
を低く抑えつつ、検出素子の取付精度を高くしてトルク
変動を小さくできるブラシレスモータを提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ハウジングと、このハウジング内に回転
自在に支持された回転軸と、この回転軸の外周面に固定
された駆動用永久磁石と、この駆動用永久磁石を包囲す
るように前記ハウジング内周面に固定されたステータ
と、前記回転軸側に固定された位相検出用永久磁石及び
この位相検出用永久磁石に近接するように前記ハウジン
グ側に固定された位相検出センサからなる位相検出手段
と、を備えたブラシレスモータにおいて、前記ハウジン
グの底部に前記回転軸と同心の円弧状の長孔を形成し、
その長孔を底部外面側から貫通するネジを利用して前記
ハウジングの底部内面側に基板ホルダを固定し、その基
板ホルダに、前記位相検出センサを保持する回路基板を
固定した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
を示すブラシレスモータ１の縦断面図、図２は図１の右
側面図である。なお、上記従来のブラシレスモータ１と
同等の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省
略する。

【００１２】即ち、本実施の形態にあっては、ハウジン
グの底部としてのフロントハウジング２Ｂの内面には、
回転軸４と同軸に周方向に連続した円周溝２ｂが形成さ
れていて、その円周溝２ｂには基板ホルダ１５が嵌め込
まれている。基板ホルダ１５は、円周溝２ｂの内周側の
立ち上がり面２ｃに嵌め込まれる円筒部１５Ａと、この
円筒部１５Ａの端部外側に一体に形成され円周溝２ｂの
底面に当接するフランジ部１５Ｂとから構成されてい
て、その円筒部１５Ａの先端側は、励磁コイル８の内側
に入り込むようになっている。

【００１３】ここで、基板ホルダ１５は、フロントハウ
ジング２Ｂを外面側から貫通するネジ１６を締結するこ
とにより、フランジ部１５Ｂがフロントハウジング２Ｂ
内面に押し付けられて固定されるようになっている。よ
り具体的には、フロントハウジング２Ｂには、図２にも
示すように、回転軸４と同心の円弧状の長孔１７が周方
向に等間隔に離隔して三つ形成されており、その長孔１
７のそれぞれを外面側からネジ１６が貫通し、ネジ１６
の先端部がフランジ部１５Ｂに形成されたネジ孔に螺合
するようになっている。ただし、ネジ１６の頭部は長孔
１７の幅よりも大きくなっていて、これにより、ネジ１
６を締め付けることにより基板ホルダ１５がフロントハ
ウジング２Ｂ内面に固定されるようになっている。

【００１４】一方、回転軸４の永久磁石５よりも軸受３
ａ側の部位であって励磁コイル８に包囲された部分に
は、モータ駆動用の永久磁石１０が固定されており、そ
の永久磁石１０に近接するように、基板ホルダ１５の円
筒部１５Ａ先端部内側に回路基板１１が固定されてお
り、回路基板１１には検出素子１２が保持されている。
ここで、永久磁石１０及び検出素子１２によって、位相
検出手段が構成される。

【００１５】このような構成であっても、従来のブラシ
レスモータと同様に、検出素子１２の出力がこれに対向
する永久磁石１０の磁極によって変化することを利用し
てロータ６の回転位置を認識し、それに応じて図示しな
いモータ駆動回路が励磁コイル８に適宜電流を供給して
励磁状態を切り換えることにより、ロータ６を回転させ
てモータの回転出力を得ることになる。

【００１６】従って、本実施の形態にあっても、得られ
る回転出力のトルク変動を小さくするためには、位相検
出用の検出素子１２の取付精度が重要であるが、その検
出素子１２の位置の微調整を、ブラシレスモータ１を完
全に組み立てた後に、例えばブラシレスモータ１の出力
トルクを確認しつつ行えるようになっているため、トル
ク変動の小さいブラシレスモータ１を容易に実現できる
のである。

【００１７】即ち、ネジ１６を緩めれば、そのネジ１６
が貫通する長孔１７が上述したような円弧状であるた
め、基板ホルダ１５を回転軸４周りに回転させることが
でき、基板ホルダ１５が回転すれば回路基板１１に保持
された検出素子１２の周方向位置が変化し、その検出素
子１２と励磁コイル８との間の相対的な回転方向位置関
係が調整できるのである。よって、各部品の寸法精度や
組立精度を極端に高くする必要がなくなるから、低コス
トで高精度のブラシレスモータ１が得られるのである。

【００１８】また、基板ホルダ１５を、本実施の形態の
ように円筒部１５Ａ及びフランジ部１５Ｂから構成する
と、その円筒部１５Ａ先端部を励磁コイル８の内側に入
り込ませることができ、回路基板１１を励磁コイル８に
包囲された空間の内側に容易に配置できるから、永久磁
石１０及び検出素子１２を、従来は利用されていなかっ
た空間（図６において、永久磁石５右側の励磁コイル８
に包囲された空間）に配置できる。その結果、回転軸４
やセンタハウジング２Ａの長さを短くできるから、より
小型のブラシレスモータ１が得られるようになる。

【００１９】なお、基板ホルダ１５を設けずに、回路基
板１１を直接フロントハウジング２Ｂにネジ止めするこ
とも不可能ではないが、これでは、回路基板１１が大き
くなってこれを励磁コイル８の内側に入り込ませること
ができないし、円周溝２ｂを励磁コイル８を収容するス
ペースとして利用できないし、しかも回路基板１１にナ
ットを固定することが必要になるため、結果として、本
実施の形態のような基板ホルダ１５を設けることによ
り、ブレーキパッド１の小型化・低コスト化が図られる
のである。

【００２０】さらに、本実施の形態では、位相検出手段
を回転軸４の出力端側に設けているため、基板ホルダ１
５がブラシレスモータ１の回転出力を取り出す側に位置
することになるから、このブラシレスモータ１を実際に
適用装置に組み付けると、その適用装置とブラシレスモ
ータ１との間にネジ１６の頭部が隠れることになり、ユ
ーザが無闇に触れて基板ホルダ１５が回転してしまうよ
うなことがないという利点もある。

【００２１】しかも、位相検出手段を回転軸４の出力端
側に設けていると、図６に示した従来のブラシレスモー
タ１と同様にリヤハウジングが省略できるから、ハウジ
ング構造が簡略化され、その分、コスト的にも有利であ
るし、ハウジング外部に引き出した信号線の引回しをブ
ラシレスモータ１の適用装置に沿って行えるから、外部
の干渉を受けにくいという利点もある。

【００２２】図３は本発明の第２の実施の形態を示す図
であって、図１と同様のブラシレスモータ１の縦断面図
である。なお、上記第１の実施の形態及び従来と同様の
構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略す
る。即ち、検出素子１２から引き出される信号線は、回
路基板１１と永久磁石１０との間の空間を通過させてハ
ウジング外部に引き出させると、ロータ６や永久磁石１
０と干渉して断線してしまう可能性があるばかりか、電
磁ノイズの影響も受けやすくなるため、図３に破線Ａで
示すように、回路基板１１の軸受３ａ側の空間を通過さ
せて引き出すことが望ましい。

【００２３】しかし、かかる信号線を回路基板１１の軸
受３ａ側の空間から引き出したとしても、特にフロント
ハウジング２Ｂの内周部のかしめ部２ｄとフロントハウ
ジング２Ｂ外面側の凸部２ｅとの間に軸受３ａを固定す
る場合のように、回路基板１１と軸受３ａとの間の距離
が極短い構造であると、信号線が軸受３ａと干渉する可
能性がある。

【００２４】そこで、本実施の形態では、基板ホルダ１
５に、回路基板１１と軸受３ａとの間を遮るように鍔部
１５Ｃを形成し、その鍔部１５Ｃと回路基板１１との間
の空間を信号線を通過させるようにしている。かかる構
成であれば、基板ホルダ１５Ｃの形状を変更するだけ
で、上記第１の実施の形態よりも信頼性が向上するとい
う利点がある。

【００２５】その他の作用効果は、上記第１の実施の形
態と同様である。図４は本発明の第３の実施の形態を示
す図であって、図１と同様のブラシレスモータ１の縦断
面図である。なお、上記第１の実施の形態及び従来と同
様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略
する。即ち、本実施の形態では、フロントハウジング２
Ｂ外面内周部に形成された周方向に連続する凸部２ｅ
と、基板ホルダ１５の鍔部１５Ｃとの間に、軸受３ａの
外輪を挟み込んで保持するようにしている。かかる構成
であれば、フロントハウジング２Ｂの内周部をかしめる
必要がなくなり、しかも図１等に示された軸受ホルダ３
Ａが不要となるから、さらに構造が簡単になってコスト
が低減するという利点がある。

【００２６】その他の作用効果は、上記第１の実施の形
態と同様である。なお、上記各実施の形態では、位相検
出センサとしてホール素子等が適用できる検出素子１２
を設けた場合について説明したが、その場合、ホール素
子により磁極を検出する簡単な構造であってもよいし、
或いは、分解能を上げた磁気エンコーダのような構造で
あってもよい。

【００２７】また、上記各実施の形態では、位相検出手
段を、回転軸４の出力端側（軸受３ａ側）に設けた場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
図６に示した従来例と同様に、回転軸４の軸受３ｂ側端
部に永久磁石１０を設けるとともに、リヤハウジング２
Ｃを設け、そのリヤハウジング２Ｃの内面側に基板ホル
ダ１５を固定し、その基板ホルダ１５に回路基板１１を
固定するようにしてもよい。そのように構成すれば、検
出素子１２の位置の微調整を、ブラシレスモータ１を完
全に組み立てた後に行えるため、上記各実施の形態と同
様に、トルク変動の小さいブラシレスモータ１を容易に
実現できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハウジングの底部に回転軸と同心の円弧状の長孔を形成
し、その長孔を底部外面側から貫通するネジを利用して
ハウジングの底部内面側に基板ホルダを固定し、その基
板ホルダに位相検出センサを保持する回路基板を固定し
たため、位相検出センサの位置の微調整をブラシレスモ
ータを完全に組み立てた後に行えるから、コストを低く
抑えつつ、トルク変動の小さいブラシレスモータが実現
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるブラシレスモータの
縦断面図である。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】第２の実施の形態におけるブラシレスモータの
縦断面図である。

【図４】第３の実施の形態におけるブラシレスモータの
縦断面図である。

【図５】従来のブラシレスモータの縦断面図である。

【図６】他の従来のブラシレスモータの縦断面図であ
る。

【図７】ブラシレスモータの出力トルクの波形図であ
る。

【符号の説明】

１ ブラシレスモータ ２Ａ センタハウジング ２Ｂ フロントハウジング（底部） ３ａ，３ｂ 軸受 ４ 回転軸 ５ 永久磁石（駆動用永久磁石） ６ ロータ ７ コア ８ 励磁コイル ９ ステータ １０ 永久磁石（位相検出用永久磁石） １１ 回路基板 １２ 検出素子（位相検出センサ） １５ 基板ホルダ １６ ネジ １７ 長孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジング内に回転
   自在に支持された回転軸と、この回転軸の外周面に固定
   された駆動用永久磁石と、この駆動用永久磁石を包囲す
   るように前記ハウジング内周面に固定されたステータ
   と、前記回転軸側に固定された位相検出用永久磁石及び
   この位相検出用永久磁石に近接するように前記ハウジン
   グ側に固定された位相検出センサからなる位相検出手段
   と、を備えたブラシレスモータにおいて、 前記ハウジングの底部に、前記回転軸と同心の円弧状の
   長孔を形成し、その長孔を底部外面側から貫通するネジ
   を利用して前記ハウジングの底部内面側に基板ホルダを
   固定し、その基板ホルダに、前記位相検出センサを保持
   する回路基板を固定したことを特徴とするブラシレスモ
   ータ。