JPH0956132A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な構造上の工夫を要することなく、高い
起動信頼性を得る。 【解決手段】 磁性体よりなる円筒状周壁部４を有する
モータケース２の内側に、内方に突出する複数のポール
ピース３０を放射状にかつ等間隔に有する環状のステー
タコア３２及びポールピース３０に巻回されたコイルを
備えたステータ２８を配設し、ステータ２８の内側にロ
ータマグネットを回転自在に配置し、かつ、円筒状周壁
部４に１対の開口窓８を対称状に形成し、両開口窓８
を、両開口窓８間の周壁部４の中心に最も近接する任意
のポールピース３０が該周壁部４の中心を通る中心線か
らずれるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣブラシレスモ
ータに係り、例えばヘヤドライヤ等の比較的狭隘なケー
ス本体内の空間内に格納される小型のブラシレスモータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種インナーロータ型ブラシレ
スモータは、有蓋円筒状のモータケースの下面開口にキ
ャップが嵌装され、モータケースの蓋部の中心部及びキ
ャップの中心部にそれぞれすべり軸受が装着されると共
に、この両すべり軸受にロータマグネットを一体に支持
したシャフトが枢支される。一方、モータケースの内側
には、内方に突出する複数の磁極歯を放射状に備えた円
環状のステータコアとこのコアの各磁極歯に巻回された
コイルとからなるステータが嵌合固定され、この内側に
ロータマグネットが配置され、ロータマグネットの外周
面が各磁極歯の内面にわずかな間隙を介して対向してい
る。キャップの外側面には回路基板が配置され、ロータ
マグネットの回転位置を検出するホール素子やモータ制
御用の制御回路部品が実装されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のブラシ
レスモータにあっては、ステータコアの磁極歯とロータ
マグネットの磁極数との相対位置によっては起動死点を
生じることがある。この起動死点を解消し起動信頼性を
高めるためには、ステータの磁極歯の数（ポール数）と
ロータマグネットの磁極数とを異なる数とした上で複数
のセンサを用いたり、ステータに補極を設けたり、或い
は磁極歯のティース形状を非対称にする等の工夫が必要
となり、構造が複雑になり、高価になる等の問題があ
る。

【０００４】本発明は、前記従来に技術の有する問題点
に留意してなされたものであり、その目的とするところ
は、複雑な構造上の工夫を要することなく、高い起動信
頼性を得ることができるブラシレスモータを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のブラシレスモータにおいては、磁性体より
なる円筒状周壁部を有するモータケースの内側に、内方
に突出する複数の磁極形成部を放射状にかつ等間隔に有
する環状のコイル支持体及び前記各磁極形成部に巻回さ
れたコイルを備えたステータを配設し、該ステータの内
側にロータマグネットを回転自在に配置し、かつ、前記
円筒状周壁部に１対の開口窓を対称状に形成し、該両開
口窓を、該両開口窓間の周壁部の中心に最も近接する前
記コイル支持体の任意の磁極形成部が該周壁部の中心を
通る中心線からずれるように配置されていることを特徴
とするものである。

【０００６】この場合、前記ステータのコイル支持体
を、前記開口窓に対向する外周の一部を切り欠いた切除
面を形成してほぼ小判状に形成し、前記モータケース内
に配設される制御回路部材の一部を、前記切除面の外側
で前記開口窓の位置に配置するのが望ましい。また、前
記コイル支持体の外周面の適所に軸方向の帯状溝を複数
個形成し、前記モータケースの前記帯状溝に対向する位
置に係合孔を透設し、前記コイル支持体と前記モータケ
ースとの間に、外周面側に前記係合孔に係着する取付部
を有する軸方向に長い防振部材を介在し、該防振部材の
内周部を前記帯状溝に嵌合させるのがよい。

【０００７】さらに、前記コイル支持体を、非磁性の樹
脂材料により構成したり、前記モータケースを、磁性体
よりなる円筒状周壁部と該周壁部の両端開口を閉塞する
樹脂製のキャップ部材とから構成するのもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。まず、第１の実施例について図１〜図３
を用いて説明する。図１は本発明のブラシレスモータの
一部を省略した切断平面図であり、図２は図１の軸断面
図、図３は図１におけるステータのステータコアとモー
タケースと防振体とを示す分解斜視図である。

【０００９】まず、図１および図２により、ブラシレス
モータの構造を説明する。有蓋円筒状のモータケース２
は磁性材料により構成され、円筒状周壁部４と蓋部６と
を備えてなり、円筒状周壁部４には１対の比較的大きな
開口窓８が対称状にモータケース２の下端に開口して形
成されている。蓋部６の中央部には中心開口を形成する
ボス部１０が上方に折曲形成され、このボス部１０内に
樹脂材料よりなる防振機能を有する軸受ブッシュ１２が
嵌合固定されると共に、ブッシュ１２内に上方すべり軸
受１４が嵌着されている。

【００１０】一方、モータケース２の下端開口部に防振
機能を有する樹脂製キャップ１６が嵌着され、このキャ
ップ１６の中央部に下方すべり軸受１８が嵌着され、さ
らにキャップ１６の下側に、キャップ１６に突設された
３〜４個の爪片２０を用いて制御回路基板２２が固定さ
れている。制御回路基板２２に実装された制御回路部材
の一部を構成するパワートランジスタ２４は前記開口窓
８内にその一部分を臨ませて配置され、その外周側はモ
ータケース２の外面から殆ど突出しない状態で配置され
る。また、制御回路基板２２上には後述するロータの回
転位置検出用のホール素子２６が実装され、これが前記
キャップ１６の透孔を通してロータに対向配置されてい
る。

【００１１】モータケース２の内側にはステータ２８が
配設されている。このステータ２８は、内方に突出する
４極の磁極形成部つまりポールピース３０を放射状にか
つ等間隔に有する環状のコイル支持体つまり積層鋼板よ
りなるステータコア３２と、このステータコア３２の各
ポールピース３０に巻回された２相のコイル３４とから
なる。ステータ２８のステータコア３２は、図１に示す
ように、円環状のものに前記両開口窓８に対向する外周
部の一部を切り欠いて切除面３４を形成し、ほぼ小判状
の平面形状とされる。そして、前記モータケース２内部
における両開口窓８とステータコア３２の両切除面３４
とで形成される空間を利用して前記パワートランジスタ
２４が配置される。

【００１２】図２に示すように、上方すべり軸受１４と
下方すべり軸受１８とによりロータシャフト３６が回転
自在に支持される。このシャフト３６の中腹部には例え
ば４極の磁極が形成された円筒状のロータマグネット３
８が支持され、ステータコア３２の各ポールピース３０
の内周面にエアギャップを介して対向している。ロータ
マグネット３８と上方すべり軸受１４及び下方すべり軸
受１８とのそれぞれの間にはスラストワッシャ４０、４
２が介在され、ロータをスラスト支持する。なお、スラ
ストワッシャ４０、４２は、例えばポリスライダ等の滑
りのよい材質のものが望ましい。

【００１３】モータケース２の内側に配設されるステー
タ２８は、そのステータコア３２がモータケース２の円
筒状周壁部４に対して複数個の防振部材４４を介して支
持されている。この防振部材４４はゴム等の緩衝材料か
らなり、図１及び図３に示すように、断面が弧状で軸方
向に長い（ステータコア３４の軸長さにほぼ等しい）帯
状体４４ａと、その外周面のほぼ中央部に膨出形成され
た嵌合部４４ｂとこの嵌合部４４ｂのさらに外周面に連
設され嵌合部４４ｂより一回り大きく形成された係合片
部４４ｃとを備えている。他方、ステータ２８のステー
タコア３２には両切除面３４を除く外周面の適所に前記
帯状体４４ａの幅にほぼ等しい溝幅で軸方向に長い４条
の帯状溝４６が間隔をあけて形成され、かつ、モータケ
ースの円筒状周壁部４における前記各帯状溝に対向する
位置に矩形状の４個の係合孔４８が透設されている。

【００１４】そして、各防振部材４４は、モータケース
２の内側よりその係合片部４４ｃを係合孔４８に通し嵌
合部４４ｂを係合孔４８に嵌合させてモータケース２に
抜け止めかつ回り止めして支持され、その後、ステータ
コア３２がその帯状溝４６に防振部材４４の帯状体４４
ａの内周部を軸方向に嵌合させるようにしてモータケー
ス２内に挿入される。これによりステータ２８のステー
タコア３２は防振部材４４を介してモータケース２に保
持され、しかもモータケース２に支持された各防振部材
４４の一部がステータコア３２に係合することにより、
ステータコア３２はモータケース２に対して回り止めさ
れることになる。

【００１５】ところで、前記ステータコア３２において
は、各ポールピース３０の位置がモータケース２の開口
窓８の存在により、両開口窓８間の円筒状周壁部４の中
心に最も近いポールピース３０が前記円筒状周壁部４の
中心を通る中心線から所定角度θずれるように配置され
ている。すなわち、今、ステータ２８の存在を無視して
モータケース２の円筒状周壁部４と４極のロータマグネ
ット３８との関係を考えると、モータケース２の開口窓
８の存在により、ロータマグネット３８の磁極が開口窓
８を除く円筒状周壁部４に対向する時にこれに対する磁
気吸引力が大きくなり、ロータマグネット３８の任意の
対向する２つの磁極が両開口窓８間の円筒状周壁部４の
中心に対向するときが最も大きな磁気吸引力を生じ、ロ
ータ回転時のコギング、起動時のデッドポイントを生じ
ることになる。このような事実を踏まえ、ロータマグネ
ット３８の磁極が円筒状周壁部４に対し最も大きな磁気
吸引力を生じる位置より周方向に一定角度θずれた位置
にステータコア３２のポールピース３０を配置すること
により、起動時のコイル通電によりロータマグネット３
８に確実に回転トルクを与えることが可能となる。これ
により起動死点を生じることなくロータの起動を円滑に
かつ速やかに行うことができる。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例を図４を用い
て説明する。第２の実施例では、モータケース２の内側
に配設されるステータ５０を、内方に突出する４個の矩
形体状の磁極形成部５２を放射状にかつ等間隔に有する
樹脂製環状のコイル支持体５４と、このコイル支持体５
４の各磁極形成部５２に巻回されたコイル（図示せず）
とにより構成し、いわゆるコアレスとしている。この場
合、予め空心コイルを用意しておき、これをコイル支持
体５４の各磁極形成部５２に装着する方法を採用するこ
とにより巻線作業の大幅な軽減が実現する。

【００１７】コイル支持体５４には、モータケース２の
円筒状周壁部４に対称状に形成された１対の開口窓８に
対向する外周の一部を切り欠いた切除面５６が形成さ
れ、ほぼ小判状に形成されており、第１の実施例の場合
と同様に、円筒状周壁部４の内周面に４個の防振部材４
４を介して支持されている。さらにコイル支持体５４の
各磁極形成部５２は、両開口窓８間の円筒状周壁部４の
中心に最も近い磁極形成部５２が前記円筒状周壁部４の
中心を通る中心線から所定角度θずれるように配置され
ている。

【００１８】従って、第２の実施例においては、第１の
実施例におけるステータコアに換えて樹脂製のコイル支
持体５４としたため、ロータマグネットの各磁極による
磁性体の円筒状周壁部４に対する磁気吸引の影響が顕著
になり、モータ停止時においてロータマグネットの任意
の対向する２つの磁極が磁気吸引力により両開口窓８間
の円筒状周壁部４の中心に対向する現象が定常化する。
このため、磁極形成部５２のずれによる起動時のトルク
発生が確実となり、起動死点の形成が皆無となる。その
上、コイル支持体５４をいわゆる樹脂成形により簡単に
形成することが可能になるため、生産コストの大幅なダ
ウンが実現し、しかも、ステータコアを用いる場合のよ
うな鉄損がなく、効率を高めることができる。

【００１９】次に、本発明の第３の実施例を図５を用い
て説明する。第３の実施例では、モータケース６０が磁
性材料よりなる円筒状周壁部６２とこの円筒状周壁部６
２の両端開口にそれぞれ嵌着された樹脂材料よりなる上
側キャップ６４及び下側キャップ６６とで構成されてお
り、上側キャップ６４の中央部に上方に突出した円筒状
ボス部６８が形成され、これに上方すべり軸受１４が内
嵌されると共に、下側キャップ６６の中央部に有底円筒
状のボス部７０が形成され、これに下方すべり軸受１８
が内嵌され、両すべり軸受１４、１８にロータシャフト
３６が回転自在に支持されている。円筒状周壁部６２に
は１対の開口窓８が対称状に形成されている。ステータ
２８は前記第１の実施例で説明したものと同じである。

【００２０】下側キャップ６６のボス部７０の内底面に
は、シャフト３６の下端を受けるスラスト支持面７２が
形成されている。他方、シャフト３６の中腹部に支持さ
れ周方向に４極の磁極が等間隔に形成されたロータマグ
ネット７４は、ほぼ上半部の大径部７４ａとほぼ下半部
の小径部７４ｂとを備えてなり、このロータマグネット
７４がその磁気中心がステータ２８の磁気中心より上方
に位置するように配置されている。従って、ステータ２
８の内周面とロータマグネット７４の外周面との間のギ
ャップが大径部７４ａにおける場合の方が小径部７４ｂ
の場合の方より小さくなっており、しかもステータ２８
とロータマグネット７４との磁気中心が軸方向にずれて
いるため、ロータマグネット７４には下方へのスラスト
力が作用し、シャフト３６端部がスラスト支持面７２に
当接し、スラスト支持される。

【００２１】モータケース６０内には、円筒状周壁部６
２の下部内周面の段部と下側キャップ６６の上面との間
に挟むようにして制御回路基板２２が支持され、この制
御回路基板２２上に実装されたパワートランジスタ２４
が開口窓８の位置に配置され、ホール素子２６がロータ
マグネット７４の下面に対向配置されている。

【００２２】この第３の実施例においては、モータケー
ス６０を円筒状周壁部６２とこの両端開口に嵌着した上
側キャップ６４及び下側キャップ６６とで構成したの
で、円筒状周壁部６２を通常のパイプ材を用いて形成で
きると共に、両キャップ６４、６６は成形品で構成で
き、モータケース６０をプレス加工等で所望形状に特殊
加工する必要がなく、簡単にかつ安価に提供でき、しか
も、キャップ６４、６６にはその成形時にボス部６８、
７０を同時に形成でき、下側キャップ６６にはスラスト
支持面７２を同時に形成でき、モータ構成部品を極力少
なくすることが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次に記載するような顕著な効果を奏する。
請求項１に記載のブラシレスモータにあっては、モータ
ケースにおける磁性体よりなる円筒状周壁部に１対の開
口窓を対称状に形成し、この両開口窓間の前記周壁部の
中心を通る中心線からずれた位置にコイル支持体の任意
の磁極形成部を配置するようにしたので、ロータは起動
死点を生じることなく円滑に回転し、複雑な構造上の工
夫を要することなく、高い起動信頼性を得ることができ
るものである。

【００２４】また、請求項２に記載のブラシレスモータ
にあっては、ステータのコイル支持体をほぼ小判状にし
てモータケース内に形成された空間と開口窓とを利用
し、制御回路部材の一部をモータケース内に収納する構
成としたため、ブラシレスモータ全体の大型化が防止さ
れ、装置の狭隘スペース内に容易に収納できるといった
新規な効果が得られるものである。

【００２５】さらに、請求項３に記載のブラシレスモー
タにあっては、モータケースの内面にステータのコイル
支持体を軸方向に長い複数個の防振体を介して支持する
構成としたため、ステータに生じる振動がモータケース
に伝達することを確実に防止でき、振動及び騒音の発生
を回避でき、しかも、防振体はモータケースに係合さ
れ、この防振体にコイル支持体の帯状溝が軸方向に嵌合
するため、防振体を介してステータのモータケースに対
する回り止めを同時に実現できるものである。

【００２６】また、請求項４に記載のブラシレスモータ
にあっては、コイル支持体を非磁性の樹脂材料により構
成したので、コイル支持体の成形が容易で安価になるだ
けでなく、停止時におけるロータマグネットの停止位置
がより明確になり、起動死点解消がより確実になる上、
積層鋼板を用いた場合のような鉄損がなく、高速回転に
適したものになる。

【００２７】さらに、請求項５に記載のブラシレスモー
タにあっては、モータケースを磁性体円筒状周壁部とそ
の両端の樹脂製キャップ部材とにより構成したので、モ
ータケースを安価かつ簡単に得ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラシレスモータの第１の実施例を示
す切断平面図である。

【図２】第１の実施例の軸断面図である。

【図３】第１の実施例の一部の分解斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す切断平面図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施例を示す軸断面図である。

【符号の説明】

２，６０ モータケース ４，６２ 円筒状周壁部 ８ 開口窓 ２４ パワートランジスタ ２８，５０ ステータ ３２ ステータコア ３４，５６ 切除面 ３８ ロータマグネット ４４ 防振部材 ４６ 帯状溝 ４８ 係合孔 ５４ コイル支持体 ６４，６６ 上側，下側キャップ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体よりなる円筒状周壁部を有するモ
   ータケースの内側に、内方に突出する複数の磁極形成部
   を放射状にかつ等間隔に有する環状のコイル支持体及び
   前記各磁極形成部に巻回されたコイルを備えたステータ
   を配設し、該ステータの内側にロータマグネットを回転
   自在に配置してなるインナロータ型のブラシレスモータ
   であって、 前記円筒状周壁部には１対の開口窓が対称状に形成さ
   れ、該両開口窓は、該両開口窓間の周壁部の中心に最も
   近接する前記コイル支持体の任意の磁極形成部が前記周
   壁部の中心を通る中心線からずれるように配置されてい
   ることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 前記ステータのコイル支持体は、前記開
   口窓に対向する外周の一部を切り欠いた切除面が形成さ
   れてほぼ小判状に形成され、前記モータケース内に配設
   される制御回路部材の一部が、前記切除面の外側で前記
   開口窓の位置に配置されている請求項１記載のブラシレ
   スモータ。
3. 【請求項３】 前記コイル支持体の外周面の適所には軸
   方向の帯状溝が複数個形成され、前記モータケースの前
   記帯状溝に対向する位置には係合孔が透設され、前記コ
   イル支持体と前記モータケースとの間に、外周面側に前
   記係合孔に係着する取付部を有する軸方向に長い防振部
   材が介在され、該防振部材の内周部が前記帯状溝に嵌合
   している請求項１又は２記載のブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 前記コイル支持体は、非磁性の樹脂材料
   により構成されている請求項１記載のブラシレスモー
   タ。
5. 【請求項５】 前記モータケースは、磁性体よりなる円
   筒状周壁部と該周壁部の両端開口を閉塞する樹脂製のキ
   ャップ部材とからなる請求項１記載のブラシレスモー
   タ。