JPH0984322A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 隣同士の傘状支持体４（１）〜４（６）の頂
面６（１）〜６（６）間隔を狭めることにより小型化を
可能にし、かつ、位置検出用ホール素子８（１）〜８
（３）に充分な磁束が加わるようにしたブラシレスモー
タを提供する。 【構成】 中心軸３に対して放射状に延びる複数の傘状
支持体４（１）〜４（６）及び複数の傘状支持体４
（１）〜４（６）の基部にそれぞれ巻回されたコイル５
（１）〜５（６）とからなるステータ１と、複数の傘状
支持体４（１）〜４（６）の頂面６（１）〜６（６）に
対向するように環状配置した複数のマグネット磁極９
（１）〜９（８）からなるローター２とを備え、複数の
傘状支持体４（１）〜４（６）の中の所定のもの４
（１）〜４（３）の頂面６（１）〜６（３）に凹部７
（１）〜７（３）を設け、これら凹部７（１）〜７
（３）内にローター２に対向させてそれぞれ位置検出用
ホール素子８（１）〜８（３）を収納配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータに係
わり、特に、位置検出用ホール素子をステータを構成す
る複数の傘状支持体の頂面に設けた凹部に収納するよう
にし、モータの小型化を計ったブラシレスモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラシレスモータは、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ再生装置において、ＣＤ−ＲＯＭを回転させるスピン
ドルモータ等に用いられるもので、中心軸から放射状に
延びる複数の傘状支持体、複数の傘状支持体の基部にそ
れぞれ巻回されたコイル、複数の傘状支持体の幾つかの
ものの頂面間に配置された複数の位置検出用ホール素子
を有するステータと、複数の傘状支持体の頂面に対向す
るように環状配置した複数のマグネットを有するロータ
ーとによって構成されているここで、図３は、かかる既
知のブラシレスモータの構成の一例を示すもので、８個
のマグネット磁極と、６個のコイルとを有する３相ブラ
シレスモータであり、図３（ａ）は、中心軸に直交する
面方向に切断した断面図、図３（ｂ）は、中心軸に平行
する面方向に切断した断面図である。

【０００３】図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブ
ラシレスモータは、ステータ３１とローター３２とから
なっている。そして、ステータ３１は、中心軸３３と、
含油メタルからなり、中心軸３３を保持する軸受３３
（１）と、中心軸３３とともに軸受３３（１）を内挿し
た軸受ケース３３（２）と、軸受ケース３３（２）の外
周から同じ６０度の角度間隔（３６０度／６＝６０度）
をもって放射状に突出配置された６個の傘状支持体３４
（１）乃至３４（６）と、それぞれの傘状支持体３４
（１）乃至３４（６）の基部に巻回されたコイル３５
（１）乃至３５（６）と、隣同士の傘状支持体３４
（６）、３４（１）の頂面間、隣同士の傘状支持体３４
（１）、３４（２）の頂面間、隣同士の傘状支持体３４
（２）、３４（３）の頂面間にそれぞれ固定的に配置さ
れた３個の位置検出用ホール素子３６（１）乃至３６
（３）とによって構成されている。また、ローター３２
は、６個の傘状支持体３４（１）乃至３４（６）の各頂
面に対向するように環状配置され、かつ、中心軸３３に
対して同じ４５度の角度間隔（３６０度／８＝４５度）
になるように、微小長さの無着磁領域（ニュートラルゾ
ーン）３８（１）乃至３８（８）を介して規則的に配置
された８個のマグネット磁極３７（１）乃至３７（８）
によって構成されている。

【０００４】この場合、交流の３相をＵ相、Ｖ相、Ｗ相
とすれば、コイル３５（１）、３５（４）はＵ相用のも
のでＵ相の電流が流れ、コイル３５（２）、３５（５）
はＶ相用のものでＶ相の電流が流れ、コイル３５
（３）、３５（６）はＷ相用のものでＷ相の電流が流れ
る。また、位置検出用ホール素子３６（１）はＵ相用の
もの、位置検出用ホール素子３６（２）はＶ相用のも
の、位置検出用ホール素子３６（３）はＷ相用のもので
ある。

【０００５】前記構成によるブラシレスモータは、次の
ように動作する。

【０００６】いま、このブラシレスモータに３相交流電
源から３相交流を供給すると、コイル３５（１）、３５
（４）に３相交流の中のＵ相電流が、コイル３５
（２）、３５（５）に同じ３相交流の中のＶ相電流が、
コイル３５（３）、３５（６）に同じ３相交流の中のＷ
相電流がそれぞれ流れ、それによりローター３２がステ
ータ３１の周りを回転する。このとき、Ｕ相用の位置検
出用ホール素子３６（１）は、ローター３２を構成して
いる８個のマグネット磁極３７（１）乃至３７（８）の
位置を磁束変化、即ち、無着磁領域３８（１）乃至３８
（８）の到来によって検出してコイル（１）、３５
（４）に流れるＵ相電流の切替タイミングの制御を行
い、Ｖ相用の位置検出用ホール素子３６（２）及びＷ相
用の位置検出用ホール素子３６（３）も、同様にロータ
ー３２を構成している８個のマグネット磁極３７（１）
乃至３７（８）の位置を磁束変化、即ち、無着磁領域３
８（１）乃至３８（８）の到来によって検出して、それ
ぞれ、コイル３５（２）、３５（５）に流れるＶ相電流
の切替タイミングの制御及びコイル３５（３）、３５
（６）に流れるＷ相電流の切替タイミングの制御を行
う。このように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて
電流の切替タイミングを制御することにより、ローター
３２を所定の速度で安定に回転させることができるもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記既知のブラシレス
モータは、Ｕ相用の位置検出用ホール素子３６（１）を
傘状支持体３４（６）、３４（１）の頂面間に、Ｖ相用
の位置検出用ホール素子３６（２）を隣同士の傘状支持
体３４（１）、３４（２）の頂面間に、Ｗ相用の位置検
出用ホール素子３６（３）を隣同士の傘状支持体３４
（２）、３４（３）の頂面間というように、それぞれの
位置検出用ホール素子３６（１）乃至３６（３）を隣同
士の傘状支持体３６の頂面間に固定的に配置しているも
のであるため、全ての傘状支持体３４（１）乃至３４
（６）において、隣同士の傘状支持体の頂面間に位置検
出用ホール素子３６（１）乃至３６（３）を固定配置さ
せるためのスペースを予め確保しておく必要があり、そ
の分、ブラシレスモータの小型化を妨げているという問
題があり、また、位置検出用ホール素子３６（１）乃至
３６（３）の配置個所に隣接するように、傘状支持体の
頂面が設置されているため、位置検出用ホール素子３６
（１）乃至３６（３）近辺を通る磁束が傘状支持体の頂
面方向に集束するようになり、その分、位置検出用ホー
ル素子３６（１）乃至３６（３）に印加される磁束が少
なくなり、位置検出用ホール素子３６（１）乃至３６
（３）の磁束変化の検出感度が低下するという問題もあ
る。

【０００８】本発明は、前記各問題点を解決するもの
で、その目的は、隣同士の傘状支持体の頂面の間隔を狭
めることにより小型化を可能にし、かつ、位置検出用ホ
ール素子に充分な磁束が加わるようにしたブラシレスモ
ータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、中心軸から放射状に延びる複数の傘状支
持体及び前記複数の傘状支持体の基部にそれぞれ巻回さ
れたコイルとからなるステータと、前記複数の傘状支持
体の頂面に対向するように環状配置した複数のマグネッ
ト磁極からなるローターとを備え、前記複数の傘状支持
体の中の所定のものの頂面に凹部を設け、これらの凹部
内に前記ローターに対向させてそれぞれ位置検出用ホー
ル素子を収納配置した手段を備える。

【００１０】

【作用】前記手段によれば、各相用の位置検出用ホール
素子は、複数の傘状支持体の中の所定のものの頂面に設
けた凹部内に収納配置されているので、隣同士の傘状支
持体の頂面間に、これらの位置検出用ホール素子を固定
配置させるためのスペースを予め確保しておく必要がな
く、隣同士の傘状支持体の頂面の間隔を狭めることがで
きるため、その分、ブラシレスモータの小型化を計るこ
とができる。

【００１１】また、前記手段によれば、各相用の位置検
出用ホール素子は、複数の傘状支持体の中の所定のもの
の頂面に設けた凹部内に収納配置されているので、位置
検出用ホール素子近辺を通る磁束が位置検出用ホール素
子を側路して流れる割合はかなり少なく、位置検出用ホ
ール素子に充分な磁束が印加されるため、位置検出用ホ
ール素子の磁束変化の検出感度が低下することはない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１３】図１は、本発明に係わるブラシレスモータ
の一実施例を示す構成図であって、８個のマグネット磁
極と、６個のコイルとを有する３相ブラシレスモータで
あり、図１（ａ）は、中心軸に直交する面方向に切断し
た断面図、図１（ｂ）は、中心軸に平行する面方向に切
断した断面図である。

【００１４】図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、本
実施例のブラシレスモータは、ステータ１とローター２
とによって構成されている。そして、ステータ１は、中
心軸３と、含油メタル等からなり、中心軸３を保持する
軸受３（１）と、中心軸３とともに軸受３（１）を内挿
した軸受ケース３（２）と、軸受ケース３（２）の外周
から同じ６０度の角度間隔（３６０度／６＝６０度）を
もって放射状に突出配置された６個の傘状支持体４
（１）乃至４（６）と、それぞれの傘状支持体４（１）
乃至４（６）の基部に巻回されたコイル５（１）乃至５
（６）と、傘状支持体４（１）乃至４（３）の頂面６
（１）乃至６（３）にそれぞれ設けられた凹部７（１）
乃至７（３）と、凹部７（１）乃至７（３）内にそれぞ
れ収納配置された位置検出用ホール素子８（１）乃至８
（３）とによって構成される。また、ローター２は、６
個の傘状支持体４（１）乃至４（６）の各頂面６（１）
乃至６（６）に対向するように環状配置され、かつ、中
心軸３に対して同じ４５度の角度間隔（３６０度／８＝
４５度）になるように、微小長さの無着磁領域（ニュー
トラルゾーン）１０（１）乃至１０（８）を介して規則
的に配置された８個のマグネット磁極９（１）乃至９
（８）によって構成される。

【００１５】本実施例においても、交流の３相をＵ相、
Ｖ相、Ｗ相とすれば、コイル５（１）、５（４）はＵ相
用のものでＵ相の電流が流れ、コイル５（２）、３５
（５）はＶ相用のものでＶ相の電流が流れ、コイル５
（３）、５（６）はＷ相用のものでＷ相の電流が流れ
る。また、位置検出用ホール素子８（１）はＷ相用のも
の、位置検出用ホール素子８（２）はＵ相用のもの、位
置検出用ホール素子８（３）はＶ相用のものである。

【００１６】ここで、図２は、本実施例のブラシレスモ
ータにおける１つの傘状支持部近傍の構成を示すもの
で、例えば、傘状支持部４（１）近傍の構成を示してい
るものである。

【００１７】図２に示されるように、傘状支持部４
（１）の基部にコイル５（１）が巻回され、傘状支持部
４（１）の頂面６（１）に設けられた凹部７（１）内に
Ｗ相用の位置検出用ホール素子８（１）が収納配置され
ている。また、傘状支持部４（１）の頂面６（１）に対
向するように、ローター２を構成するマグネット磁極９
（１）、９（２）が無着磁領域１０（１）を介して環状
配置されている。

【００１８】前記構成による本実施例のブラシレスモー
タは、次のように動作する。

【００１９】ブラシレスモータを回転駆動させるさせる
ために、３相交流電源から３相交流を供給すると、コイ
ル５（１）、５（４）に３相交流の中のＵ相電流が、コ
イル５（２）、５（５）に同じ３相交流の中のＶ相電流
が、コイル５（３）、５（６）に同じ３相交流の中のＷ
相電流がそれぞれ流れ、それによってローター２がステ
ータ１の周りを回転する。このとき、傘状支持部４
（２）の頂面６（２）に設けられた凹部７（２）内に収
納配置されているＵ相用の位置検出用ホール素子８
（２）は、ローター２を構成している８個のマグネット
磁極９（１）乃至９（８）の位置を磁束変化によって、
即ち、無着磁領域１０（１）乃至１０（８）の対向到来
によって検出してコイル５（１）、５（４）に流れるＵ
相電流の切替タイミングの制御が行われ、傘状支持部４
（３）の頂面６（３）に設けられた凹部７（３）内に収
納配置されているＶ相用の位置検出用ホール素子８
（３）、及び、傘状支持部４（１）の頂面６（１）に設
けられた凹部７（１）内に収納配置されているＷ相用の
位置検出用ホール素子８（１）も、同様にローター２を
構成している８個のマグネット磁極９（１）乃至９
（８）の位置を磁束変化によって、即ち、無着磁領域１
０（１）乃至１０（８）の対向到来によって検出し、そ
れぞれ、コイル５（２）、５（５）に流れるＶ相電流の
切替タイミングの制御、及び、コイル５（３）、５
（６）に流れるＷ相電流の切替タイミングの制御が行わ
れる。

【００２０】このように、本実施例のブラシレスモータ
は、３相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて、
各相の位置検出用ホール素子８（１）乃至８（３）によ
るローター２の磁束変化を検出することにより、コイル
５（１）乃至５（６）を流れる電流の切替タイミングを
制御して、ローター２を所定の速度で安定に回転させる
ことができる。

【００２１】このように、本実施例によれば、各相用の
位置検出用ホール素子８（１）乃至８（３）を、複数の
傘状支持体４（１）乃至４（６）の中の所定のもの、例
えば、傘状支持体４（１）乃至４（３）の頂面６（１）
乃至６（３）に設けた凹部７（１）乃至７（３）内に収
納配置するようにしたので、既知のブラシレスモータの
ように、隣同士の傘状支持体４（１）乃至４（６）の頂
面６（１）乃至６（６）間に、これらの位置検出用ホー
ル素子８（１）乃至８（３）を固定配置させるためのス
ペースを予め確保しておく必要がなくなり、隣同士の傘
状支持体４（１）乃至４（６）の頂面６（１）乃至６
（６）の間隔を狭めることができ、その分、ブラシレス
モータの小型化を計ることができる。

【００２２】また、本実施例によれば、各相用の位置検
出用ホール素子８（１）乃至８（３）を、複数の傘状支
持体４（１）乃至４（６）の中の所定のもの、例えば、
傘状支持体４（１）乃至４（３）の頂面６（１）乃至６
（３）に設けた凹部７（１）乃至７（３）内に収納配置
するようにしたので、位置検出用ホール素子８（１）乃
至８（３）の近辺を通る磁束が位置検出用ホール素子８
（１）乃至８（３）を側路して流れる割合はかなり少な
くなって、位置検出用ホール素子８（１）乃至８（３）
に充分な磁束が印加されるようになり、既知のブラシレ
スモータのように、位置検出用ホール素子８（１）乃至
８（３）の磁束変化の検出感度が低下することはなくな
る。

【００２３】なお、前記実施例においては、ブラシレス
モータが、ステータ１に６個のコイル５（１）乃至５
（６）を有し、ローター２に８個のマグネット磁極９
（１）乃至９（８）を有する３相ブラシレスモータであ
る例を挙げて説明したが、本発明によるブラシレスモー
タは、かかる構成のものに限られず、他の構成のもの、
例えば、ステータ１に９個のコイルを有し、ローター２
に１２個のマグネット磁極を有する３相ブラシレスモー
タであってもよく、ステータ１に１２個のコイルを有
し、ローター２に１６個のマグネット磁極を有する３相
ブラシレスモータであってもよく、一般的には、ステー
タ１に３Ｎ（ただし、Ｎは１以上の整数）個のコイルを
有し、ローター２に４Ｎ個のマグネット磁極を有する３
相ブラシレスモータであってもよい。また、３相ブラシ
レスモータでなく、多相ブラシレスモータであってもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、各相用の位置検出用ホール素子８（１）乃至８
（３）を、複数の傘状支持体４（１）乃至４（６）の中
の所定のもの、例えば、傘状支持体４（１）乃至４
（３）の頂面６（１）乃至６（３）に設けた凹部７
（１）乃至７（３）内に収納配置するようにしたので、
既知のブラシレスモータのように、隣同士の傘状支持体
４（１）乃至４（６）の頂面６（１）乃至６（６）間
に、これらの位置検出用ホール素子８（１）乃至８
（３）を固定配置させるためのスペースを予め確保して
おく必要がなくなり、隣同士の傘状支持体４（１）乃至
４（６）の頂面６（１）乃至６（６）の間隔を狭めるこ
とができ、その分、ブラシレスモータの小型化を計るこ
とができるという効果がある。

【００２５】また、本発明によれば、各相用の位置検出
用ホール素子８（１）乃至８（３）を、複数の傘状支持
体４（１）乃至４（６）の中の所定のもの、例えば、傘
状支持体４（１）乃至４（３）の頂面６（１）乃至６
（３）に設けた凹部７（１）乃至７（３）内に収納配置
するようにしたので、位置検出用ホール素子８（１）乃
至８（３）の近辺を通る磁束が位置検出用ホール素子８
（１）乃至８（３）を側路して流れる割合はかなり少な
くなって、位置検出用ホール素子８（１）乃至８（３）
に充分な磁束が印加されるようになり、既知のブラシレ
スモータのように、位置検出用ホール素子８（１）乃至
８（３）の磁束変化の検出感度が低下することはないと
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるブラシレスモータの一実施例を
示す構成図である。

【図２】図１に図示された本実施例のブラシレスモータ
における１つの傘状支持部近傍の構成を示す拡大図であ
る。

【図３】既知のブラシレスモータの一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ ステータ１ ２ ローター ３ 中心軸 ３（１） 軸受 ３（２） 軸受ケース ４（１）〜４（６） 傘状支持体 ５（１）〜５（６） コイル ６（１）〜６（６） 頂面 ７（１）〜７（３） 凹部 ８（１）〜８（３） 位置検出用ホール素子 ９（１）〜９（８） マグネット磁極 １０（１）〜１０（８） 無着磁領域（ニュートラルゾ
ーン）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸から放射状に延びる複数の傘状支
   持体及び前記複数の傘状支持体の基部にそれぞれ巻回さ
   れたコイルとからなるステータと、前記複数の傘状支持
   体の頂面に対向するように環状配置した複数のマグネッ
   ト磁極からなるローターとを備え、前記複数の傘状支持
   体の中の所定のものの頂面に凹部を設け、これらの凹部
   内に前記ローターに対向させてそれぞれ位置検出用ホー
   ル素子を収納配置したことを特徴とするブラシレスモー
   タ。
2. 【請求項２】 前記傘状支持体は３Ｎ（ただし、Ｎは１
   以上の整数）個が設けられ、前記マグネット磁極は４Ｎ
   個が配置された３相モータであり、前記位置検出用ホー
   ル素子は３本の傘状支持体の凹部にそれぞれ収納されて
   いることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモー
   タ。