WO2017138466A1 - ブラシレスモータ - Google Patents

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WO2017138466A1
WO2017138466A1 PCT/JP2017/004133 JP2017004133W WO2017138466A1 WO 2017138466 A1 WO2017138466 A1 WO 2017138466A1 JP 2017004133 W JP2017004133 W JP 2017004133W WO 2017138466 A1 WO2017138466 A1 WO 2017138466A1
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magnetic induction
induction member
rotor
sensor
winding
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PCT/JP2017/004133
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剛彦 大下
佐原 良通
Original Assignee
アスモ株式会社
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    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a brushless motor.
  • a brushless motor including a magnetic induction member that guides generated magnetism to a magnetic detection sensor mounted on a control board (see, for example, Patent Document 1).
  • the center piece has a plate-like portion arranged on one side in the axial direction of the stator so as to face the stator, and the control board is arranged on the opposite side of the stator with respect to the plate-like portion.
  • the magnetic induction member extends from the rotor magnet side to the control board side through the plate-like portion of the center piece.
  • the center piece is made of resin in order to detect magnetism with high accuracy.
  • the rigidity of the center piece may be reduced.
  • This invention is made in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the brushless motor which can detect the magnetism accurately and can ensure the rigidity of a centerpiece.
  • a brushless motor includes a stator having a plurality of radially extending teeth, and a plurality of winding portions wound around each of the plurality of teeth, A rotor having a rotor magnet arranged opposite to the stator on the radially outer side of the stator, and a plate-like portion arranged opposite to the stator on one axial side of the stator to hold the stator A center piece that is disposed on the opposite side of the stator with respect to the plate-like portion, a control board on which a plurality of magnetic detection sensors are mounted, and extends from the rotor magnet side to each magnetic detection sensor side, and the rotor A first magnetic induction member, a second magnetic induction member, and a third magnetic induction member for guiding the magnetism generated from the magnet to each of the magnetic detection sensors; A connector terminal connected to the control board, the first magnetic induction member, the second magnetic induction member, and the third magnetic induction member, and a
  • the first magnetic induction member is disposed on a line that bisects the opening angle of the first slot of the plurality of slots
  • the second magnetic induction member is the first of the plurality of slots.
  • the second magnetic slot is arranged on a line that bisects the opening angle of the second slot adjacent to the second slot
  • the third magnetic induction member corresponds to 120 degrees in terms of the electrical angle of the rotor. for It is displaced to the serial second magnetic induction member.
  • a resin connector member is fixed to the center piece, and the first magnetic induction member, the second magnetic induction member, and the third magnetic induction member are held by the connector member. Yes. Therefore, since the resin portion of the connector member can be interposed between the metal center piece and the first magnetic induction member, the second magnetic induction member, and the third magnetic induction member, the center piece, Magnetic leakage does not occur between the one magnetic induction member, the second magnetic induction member, and the third magnetic induction member, and magnetism can be detected with high accuracy.
  • the center piece is made of metal, the rigidity of the center piece can be ensured as compared with the case where the center piece is made of resin.
  • FIG. 1 is a perspective view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the brushless motor of FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of the peripheral part of the connector member in the brushless motor of FIG. It is a perspective view of the peripheral part of the connector member in the brushless motor of FIG. It is a perspective view of the peripheral part of the connector member in the brushless motor of FIG. It is a perspective view of the peripheral part of the magnetic induction member in the brushless motor of FIG. It is the perspective view which looked at the peripheral part of opening of FIG. 3, FIG. 4 from the back side of the plate-shaped part. It is a top view which shows the positional relationship of the 1st magnetic induction member of FIG.
  • FIG. 2 is a connection diagram when a plurality of winding portions in FIG. 1 are connected in series in a three-phase ⁇ connection.
  • FIG. 2 is a connection diagram when a plurality of winding portions in FIG. 1 are connected in parallel in a three-phase ⁇ connection. It is a figure which shows the relationship between the electrical angle of the rotor of FIG. 1, and the magnetic flux density in "sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”. It is a figure which shows the relationship between the electrical angle of a rotor, and the magnetic flux density in "sensor C" about the case where the electric current of the coil
  • FIG. 1 is large and small.
  • 3 is a timing chart showing the relationship between the electrical angle of the rotor of FIG. 1 and the magnetic flux density and output signal in “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”.
  • 2 is a timing chart showing the relationship between the electrical angle of the rotor, the magnetic flux density in “sensor C”, and the output signal when the current in the winding portion of FIG. 1 is large and small.
  • It is a flowchart which shows the operation example 1 of the control part of FIG. It is a flowchart which shows the operation example 2 of the control part of FIG. It is a flowchart which shows the operation example 3 of the control part of FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example 4 of the control unit in FIG. 2.
  • the brushless motor 10 includes a stator 12, a rotor 14, a shaft 16, and a center piece 18.
  • the rotor 14 is indicated by an imaginary line for easy understanding of the structure of the stator 12 and the like.
  • the stator 12 is formed in an annular shape as a whole, and is arranged coaxially with the shaft 16.
  • the stator 12 includes a stator core 28, an insulator 30, and a plurality of winding portions 32.
  • a plurality of teeth 34 extending radially about the shaft 16 are formed in the stator core 28, and a generally V-shaped slot 36 is formed between the plurality of teeth 34.
  • the plurality of winding portions 32 are formed by winding a winding around each of the plurality of teeth 34 via the insulator 30.
  • the rotor 14 includes a rotor housing 20 and a rotor magnet 22.
  • the rotor housing 20 is formed in a cylindrical cylindrical shape, and a cylindrical bearing housing portion 24 is formed at the center of the top wall portion of the rotor housing 20.
  • a pair of bearings 26 are accommodated in the bearing accommodating portion 24, and the rotor 14 is rotatably supported by the shaft 16 via the pair of bearings 26.
  • the rotor magnet 22 is fixed to the inner peripheral surface of the rotor housing 20.
  • the rotor housing 20 is provided in a ring shape along the circumferential direction of the rotor 14, and has a configuration in which N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor 14.
  • the brushless motor 10 is a so-called outer rotor type, and the rotor magnet 22 is disposed on the radially outer side of the stator 12 so as to face the stator 12.
  • the center piece 18 is made of, for example, a metal such as iron or aluminum, and includes a plate-shaped portion 38 and a shaft support portion 40.
  • the plate-like portion 38 is disposed on one side in the axial direction of the stator 12 so as to face the stator 12.
  • the stator 12 is held on the plate-like portion 38 by screwing or the like.
  • the shaft support part 40 is formed in the center part of the plate-like part 38, and is formed in a concave shape opening to the stator 12 side.
  • the shaft 16 is insert-molded in the shaft support portion 40. Note that one end of the shaft 16 may be press-fitted into the shaft support portion 40 and fixed.
  • the shaft 16 is disposed inside the annularly formed stator 12 and extends from the plate-like portion 38 along the axial direction of the stator 12.
  • the brushless motor 10 includes a control board 42, a circuit case 43, and a connector member 44 in addition to the above-described components.
  • the control board 42 is for controlling the stator 12 and is disposed on the opposite side of the stator 12 with respect to the plate-like portion 38.
  • the control board 42 is provided along the plate-like portion 38.
  • the circuit case 43 is fixed to the plate-like portion 38 from the side opposite to the stator 12, and the control board 42 is accommodated in a space between the plate-like portion 38 and the circuit case 43.
  • a magnetic detection sensor 46 is mounted on the surface of the control board 42 on the plate-like portion 38 side. Although only one magnetic detection sensor 46 is illustrated in FIG. 3, a plurality of magnetic detection sensors 46 are mounted on the control board 42.
  • a part of the plate-like portion 38 (a portion corresponding to the above-described magnetic detection sensor 46) has an opening 48 for passing a magnetic induction member 68 and a connector terminal 62 described later. Is formed.
  • the rotor 14 is indicated by an imaginary line for easy understanding of the structure of the connector member 44 and the like.
  • the opening 48 is formed in a hole shape penetrating in the thickness direction of the plate-like portion 38.
  • Double wall portions 50 and 52 that protrude toward the front side of the plate-like portion 38, that is, toward the stator 12 side with respect to the plate-like portion 38 are formed at the peripheral edge portion of the opening 48.
  • the double walls 50 and 52 are formed over the entire circumference of the opening 48.
  • the connector member 44 is made of resin, and is fixed to the plate-like portion 38 by screwing or the like.
  • the connector member 44 integrally includes a connector housing portion 54 and a lid portion 56.
  • the connector housing portion 54 protrudes toward the side of the plate-like portion 38 and opens toward the side of the plate-like portion 38.
  • the lid 56 is formed to be slightly larger than the opening 48 described above. In a state where the connector member 44 is fixed to the plate-like portion 38, the lid portion 56 closes the opening 48 from the stator 12 side. Double wall portions 58 and 60 that protrude toward the back side of the plate-like portion 38, that is, toward the opposite side of the stator 12 with respect to the plate-like portion 38, are formed on the peripheral portion of the lid portion 56. The double wall portions 58 and 60 are formed over the entire circumference of the lid portion 56. The double wall portions 58 and 60 are assembled in a staggered state to the double wall portions 50 and 52 formed on the peripheral edge portion of the opening 48 described above.
  • the inner wall portion 58 of the double wall portions 58 and 60 is inserted between the double wall portions 50 and 52, and the outer wall portion 60 of the double wall portions 58 and 60 is Out of the double walls 50 and 52, the outer wall 52 is surrounded from the outside.
  • an adhesive or a sealant is applied between the double wall portions 50 and 52 and the double wall portions 58 and 60, and thereby, the peripheral edge portion of the opening 48 and the lid portion 56. There is a seal between them.
  • the connector terminal 44 is integrally provided with a connector terminal 62 (terminal) by molding.
  • One end 64 of the connector terminal 62 extends toward the control board 42 through the opening 48 (see also FIG. 6), and is connected to the control board 42.
  • the other end 66 of the connector terminal 62 is an external connection portion connected to the outside, and is disposed inside the connector housing portion 54.
  • the brushless motor 10 includes a plurality of magnetic induction members 68.
  • the plurality of magnetic induction members 68 are formed in a straight line extending along the thickness direction of the plate-like portion 38 (see also FIG. 5).
  • the plurality of magnetic induction members 68 extend from the rotor magnet 22 (stator 12) side to the magnetic detection sensor 46 side through the openings 48, and generate magnetism generated from the rotor magnet 22 by the magnetic detection sensor 46. It has a function to guide to Each magnetic detection sensor 46 is located on an extension line of each magnetic induction member 68 formed in a straight line.
  • a plurality of holding portions 70 are formed at positions corresponding to the plurality of magnetic induction members 68 in the lid portion 56.
  • the plurality of holding portions 70 protrude toward the stator 12 with respect to the peripheral portions of the plurality of holding portions 70 in the lid portion 56.
  • the insides of the plurality of holding portions 70 are formed in a concave shape that opens to the back side of the plate-like portion 38, that is, the control substrate 42 side with respect to the plate-like portion 38. Is held by the lid portion 56 (see also FIG. 5).
  • the plurality of magnetic induction members 68 may be held by the plurality of holding portions 70 together with the formation of the plurality of holding portions 70 when being molded with the resin-made connector member 44.
  • the connector member 44 may be resin-molded to form the plurality of holding portions 70 and then fitted inside the plurality of holding portions 70.
  • the lid 56 is disposed on the side opposite to the magnetic detection sensor 46 with respect to the magnetic induction member 68, and each magnetic induction member 68 is covered with the lid 56 from the opposite side to the magnetic detection sensor 46.
  • the relationship between the number of the plurality of magnetic poles formed in the rotor magnet 22 and the number of the plurality of slots 36 formed in the stator 12 is 10 poles 12 slots, Or it is set to 14 poles and 12 slots.
  • the number of the plurality of winding portions 32 is twelve, and the twelve winding portions 32 are ⁇ -connected.
  • the three-phase ⁇ connection series connection shown in FIG. 8 or the three-phase ⁇ connection parallel connection shown in FIG. 9 is applied.
  • the plurality of winding portions 32 include a forward winding portion in which the winding is wound in the forward winding direction, and a reverse winding portion in which the winding is wound in the reverse winding direction opposite to the normal winding direction. Two types of windings are included.
  • the plurality of winding portions 32 form a U phase, a V phase, and a W phase. Thereafter, when identifying the normal winding part and the reverse winding part of each phase of the U phase, V phase, and W phase, the normal winding part and the reverse winding of each phase of the U phase, V phase, and W phase.
  • the U-phase forward winding part 32U, U-phase reverse winding part 32U ', V-phase forward winding part 32V, V-phase reverse winding part 32V', W-phase forward winding part 32W, W-phase reverse winding This is referred to as a section 32W ′.
  • the twelve winding portions 32 include a U-phase forward winding portion 32U, a U-phase reverse winding portion 32U ′, a W-phase forward winding portion 32W, and a W-phase reverse winding portion 32W ′.
  • V-phase forward winding part 32V, V-phase reverse winding part 32V ', U-phase forward winding part 32U, U-phase reverse winding part 32U', W-phase forward winding part 32W, W-phase reverse winding part 32W ', V-phase forward winding portion 32V, V-phase reverse winding portion 32V' are arranged in the circumferential direction of the stator 12 in this order.
  • the number of the plurality of magnetic induction members 68 shown in FIGS. 3 and 4 is three.
  • the arrangement of the three magnetic induction members 68 has been devised, and specifically, is as follows.
  • the plurality of magnetic induction members 68 are referred to as a first magnetic induction member 68A, a second magnetic induction member 68B, and a third magnetic induction member 68C.
  • the first magnetic induction member 68A is arranged on a line LA that bisects the opening angle of the first slot 36A among the plurality of slots 36
  • the second magnetic induction member 68B includes a plurality of second magnetic induction members 68B.
  • the third magnetic induction member 68C is disposed so as to be shifted toward the second magnetic induction member 68B with respect to the first magnetic induction member 68A by an amount corresponding to 120 degrees in electrical angle of the rotor 14 that can drive the three-phase motor. Has been.
  • the above line LA corresponds to a line connecting the center of the stator 12 and the center of the first magnetic induction member 68A
  • the above line LB is a line connecting the center of the stator 12 and the center of the second magnetic induction member 68B. It corresponds to.
  • the angle formed by the line LA and the line LB is 60 ° in mechanical angle.
  • the line LC shown in FIG. 7 corresponds to a line connecting the center of the stator 12 and the center of the third magnetic induction member 68C. In this embodiment, the angle formed by the line LA and the line LC is 12 ° in mechanical angle.
  • first slot 36 ⁇ / b> A and the second slot 36 ⁇ / b> B corresponding to the first magnetic induction member 68 ⁇ / b> A and the second magnetic induction member 68 ⁇ / b> B are adjacent to each other in the circumferential direction of the stator 12 among the plurality of slots 36.
  • the forward winding portion and the reverse winding portion are slots between a pair of teeth 34 formed respectively.
  • the first slot 36A corresponding to the first magnetic induction member 68A has a pair of V-phase forward winding portion 32V and V-phase reverse winding portion 32V ′ that are adjacent to each other in the circumferential direction of the stator 12.
  • the slot is between the teeth 34.
  • the second slot 36B corresponding to the second magnetic induction member 68B has a U-phase forward winding portion 32U and a U-phase reverse winding portion 32U ′ adjacent to each other in the circumferential direction of the stator 12 among the plurality of teeth 34.
  • a slot is formed between the pair of formed teeth 34.
  • the third magnetic induction member 68C is disposed corresponding to the V-phase reverse winding portion 32V '.
  • a control unit 72 is provided on the control board 42.
  • the control unit 72 is, for example, a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls a control element mounted on the control board 42 and switches a timing at which each winding unit 32 is energized.
  • a control element is controlled by the control unit 72 and the timing at which each winding unit 32 is energized is switched, a rotating magnetic field is formed by the stator 12, and an attractive repulsive force acts between the stator 12 and the rotor magnet 22.
  • the rotor 14 rotates.
  • sensor A corresponds to a combination of the first magnetic induction member 68A and the corresponding magnetic detection sensor 46
  • sensor B corresponds to the second magnetic induction member 68B and the corresponding magnetic detection
  • sensor C corresponds to a combination with the detection sensor 46
  • the “sensor C” corresponds to a combination of the third magnetic induction member 68C and the corresponding magnetic detection sensor 46.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the electrical angle of the rotor 14 and the magnetic flux density in “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”. As shown in FIG. 10, since “sensor A” and “sensor B” are in positions corresponding to the slots 36 that are not affected by the current of the winding portion 32, no noise occurs in the magnetic flux density waveform. . On the other hand, since “sensor C” is at a position corresponding to the winding portion 32 (V-phase reverse winding portion 32V ′), noise may occur in the magnetic flux density waveform due to the influence of the current of the winding portion 32. . FIG. 10 shows a state where “sensor C” is not affected by the current.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the electrical angle of the rotor 14 and the magnetic flux density in the “sensor C” when the current of the winding portion 32 is large and small.
  • the influence of the current is larger than when the current of the winding portion 32 is small, and therefore noise is generated in the waveform of the magnetic flux density in the “sensor C”.
  • the waveform changes as indicated by the arrows in FIG.
  • FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the electrical angle of the rotor 14 and the magnetic flux density and output signal in “Sensor A”, “Sensor B”, and “Sensor C”. “Sensor A”, “Sensor B”, and “Sensor C” are arranged so that the magnetic flux density can be positively or negatively determined every 60 degrees of electrical angle. FIG. 12 shows a state where “sensor C” is not affected by the current.
  • FIG. 13 is a timing chart showing the relationship between the electrical angle of the rotor 14, the magnetic flux density in the “sensor C”, and the output signal when the current of the winding portion 32 is large and small.
  • Sensor C When “Sensor C” is affected by the current, a significant shift occurs in the switching position of the signal waveform between High and Low with respect to the original signal output when the current is not affected by the current. To do. Accordingly, the detection accuracy of “sensor C” is worse than the detection accuracy of “sensor A” and “sensor B” under the condition that the current of the winding portion 32 (V-phase reverse winding portion 32V ′) becomes large. The output signal of “sensor C” cannot be used.
  • control unit Even when the first magnetic induction member 68A, the second magnetic induction member 68B, and the third magnetic induction member 68C are arranged as described above, the first magnetic induction member 68A and the second magnetic induction member 68C are arranged.
  • the rotor 14 can be activated and rotated on the basis of the magnetism detected by using the guiding member 68B and the third magnetic guiding member 68C, and hence the output signals of “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”. In addition, the following control is performed.
  • control unit 72 provided on the control board 42 is based on the output signals of “sensor A”, “sensor B”, “sensor C” or “sensor A”, “ The timing of energizing the plurality of winding portions 32 is switched without using the output signals of “sensor B” and “sensor C”.
  • control unit 72 does not use the output signal of “sensor C” during normal rotation of the rotor 14, and uses a plurality of windings based on the output signal of at least one of “sensor A” and “sensor B”. The timing for energizing the unit 32 is switched.
  • control unit 72 energizes the plurality of winding units 32 by a three-phase full-wave sine wave energization method both when the rotor 14 starts rotating and during normal rotation.
  • operation examples 1 to 15 of the control unit 72 will be described.
  • Operation example 1 in FIG. 14 starts from a state where the rotor 14 is stopped.
  • the control unit 72 receives the activation command, in step S1-1, the control unit 72 performs a plurality of windings based on the output signals of “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”. The timing for energizing the line portion 32 is switched, and the rotor 14 is rotated.
  • step S1-2 the controller 72 increases the rotational speed of the rotor 14 by speeding up the switching of the timing for energizing the plurality of winding portions 32.
  • step S1-3 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S1-1 to S1-3 until the rotation speed at which the induced voltage of the U-phase, V-phase, and W-phase winding units 32 can be read.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm.
  • step S1-4 the control unit 72 turns off the output of the winding unit 32 of all phases of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • step S1-5 the control unit 72 corrects the position of “sensor A” or “sensor B”.
  • the output signal of “sensor A” or “sensor B” and the corresponding winding section 32 are used. And the position of “sensor A” or “sensor B” is corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S1-6 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “Sensor A” or “Sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • (Operation example 2) The operation example 2 in FIG. 15 is started from a state where the rotor 14 is stopped.
  • steps S2-1 to S2-4 are the same as steps S1-1 to S1-4 in operation example 1 described above.
  • step S2-5 the control unit 72 corrects the positions of “sensor A” and “sensor B”.
  • the output signals of “sensor A” and “sensor B” and the corresponding winding portions 32 are used. And the positions of “sensor A” and “sensor B” are corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S2-6 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, and switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A” and “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • Operation example 3 in FIG. 16 starts from a state where the rotor 14 is stopped.
  • steps S3-1 to S3-2 are the same as steps S1-1 to S1-2 in operation example 1 described above.
  • step S3-3 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 performs steps S3-1 to S3-3 until it determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the speed at which the control unit 72 (microcomputer) can measure the speed (periodic measurement is possible). Run repeatedly.
  • the predetermined rotation speed is set to 10 rpm. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S3-4.
  • step S3-4 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “sensor A” or “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • step S4-4 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A” and “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • Operation example 5 in FIG. 18 starts from a state in which the rotor 14 is idle.
  • the control unit 72 determines whether or not the rotation speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S5-5. On the other hand, if the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is less than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S5-2.
  • step S5-2 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”, and starts rotating the rotor 14
  • step S5-3 the controller 72 increases the rotational speed of the rotor 14 by speeding up the switching of the timing for energizing the plurality of winding portions 32.
  • step S5-4 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S5-2 to S5-4 until the rotational speed at which the induced voltage of the U-phase, V-phase, and W-phase winding units 32 can be read is reached.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm as in step S5-1. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S5-5.
  • step S5-5 the control unit 72 turns off the output of the winding unit 32 of all phases of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • step S5-6 the control unit 72 corrects the position of “sensor A” or “sensor B”.
  • the output signal of “sensor A” or “sensor B” and the corresponding winding section 32 are used. And the position of “sensor A” or “sensor B” is corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S5-7 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “sensor A” or “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • step S6-6 the control unit 72 corrects the positions of “sensor A” and “sensor B”.
  • the output signals of “sensor A” and “sensor B” and the corresponding winding portions 32 are used. And the positions of “sensor A” and “sensor B” are corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S6-7 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A” and “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • step S7-1 The operation example 7 in FIG. 20 starts from a state where the rotor 14 is idle.
  • step S7-1 when the control unit 72 receives the start command, in step S7-1, it is determined whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed.
  • the control unit 72 repeatedly executes step S7-1 until it is determined that the rotation speed of the rotor 14 is equal to or higher than a speed at which the control unit 72 (microcomputer) can measure the speed (periodic measurement is possible).
  • the predetermined rotation speed is set to 10 rpm.
  • step S7-4 If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the controller 72 proceeds to step S7-4. On the other hand, if the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is less than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S7-2.
  • step S7-2 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C”, and starts rotating the rotor 14
  • step S7-3 the control unit 72 increases the rotation speed of the rotor 14 by speeding up switching of the timing for energizing the plurality of winding units 32.
  • step S7-4 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 performs steps S7-2 to S7-4 until it determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a speed at which the speed can be measured (periodic measurement is possible) by the control unit 72 (microcomputer). Run repeatedly.
  • the predetermined rotation speed is set to 10 rpm. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S7-5.
  • step S7-5 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “sensor A” or “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • steps S8-1 to S8-4 are the same as steps S7-1 to S7-4 in operation example 7 described above.
  • step S8-5 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A” and “sensor B”, and the rotor 14 Is rotated at a normal rotation speed.
  • step S9-1 The operation example 9 in FIG. 22 starts from a state in which the rotor 14 is idle.
  • step S9-1 when the control unit 72 receives the start command, in step S9-1, it is determined whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed.
  • the control unit 72 repeatedly executes step S9-1 until it is determined that the rotation speed of the rotor 14 is equal to or higher than a speed at which the control unit 72 (microcomputer) can measure the speed (periodic measurement is possible).
  • the predetermined rotation speed is set to 10 rpm.
  • step S9-4 If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the controller 72 proceeds to step S9-4. On the other hand, if the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is less than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S9-2.
  • step S9-2 the control unit 72 forcibly switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 without using “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C” (forced commutation). Then, the rotor 14 is rotationally activated.
  • step S9-3 the controller 72 increases the rotation speed of the rotor 14 by speeding up the switching of the timing for energizing the plurality of winding portions 32.
  • step S9-4 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 performs steps S9-2 to S9-4 until it determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a speed at which the speed can be measured (periodic measurement is possible) by the control unit 72 (microcomputer). Run repeatedly.
  • the predetermined rotation speed is set to 10 rpm. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the controller 72 proceeds to step S9-5.
  • step S9-5 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “Sensor A” or “Sensor B”, and rotates the rotor 14 at a normal rotation speed. .
  • steps S10-1 to S10-4 are the same as steps S9-1 to S9-4 in operation example 9 described above.
  • step S10-5 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “sensor A” and “sensor B”, and rotates the rotor 14 at a normal rotation speed. .
  • step S11-1 the control unit 72 determines whether or not the rotation speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S11-5. On the other hand, if the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is less than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S11-2.
  • step S11-2 the control unit 72 forcibly switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 without using “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C” (forced commutation). Then, the rotor 14 is rotationally activated.
  • step S11-3 the controller 72 increases the rotational speed of the rotor 14 by speeding up the switching of the timing for energizing the plurality of winding portions 32.
  • step S11-4 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S11-2 to S11-4 until the rotational speed at which the induced voltage of the U-phase, V-phase, and W-phase winding portions 32 can be read.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm as in step S11-1. If the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the control section 72 proceeds to step S11-5.
  • step S11-5 the control unit 72 turns off the output of the winding unit 32 of all phases of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • step S11-6 the control unit 72 corrects the position of “sensor A” or “sensor B”.
  • the output signal of “sensor A” or “sensor B” and the corresponding winding section 32 are used. And the position of “sensor A” or “sensor B” is corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S11-7 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “sensor A” or “sensor B”, and rotates the rotor 14 at a normal rotation speed. .
  • steps S12-1 to S12-5 are the same as steps S11-1 to S11-5 in operation example 11 described above.
  • step S12-6 the control unit 72 corrects the positions of “sensor A” and “sensor B”.
  • the output signals of “sensor A” and “sensor B” and the corresponding winding portions 32 are used. And the positions of “sensor A” and “sensor B” are corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S12-7 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “Sensor A” and “Sensor B”, and rotates the rotor 14 at a normal rotation speed. .
  • Operation example 13 in FIG. 26 starts from a state in which rotor 14 is idle.
  • the control unit 72 determines whether or not the rotation speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm.
  • the controller 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the controller 72 proceeds to step S13-10.
  • the control unit 72 determines that the rotational speed of the rotor 14 is less than the predetermined rotational speed, the control unit 72 proceeds to step S13-2.
  • step S13-2 the control unit 72 forcibly switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 without using “sensor A”, “sensor B”, and “sensor C” (forced commutation). Then, the rotor 14 is rotationally activated.
  • step S13-3 the controller 72 increases the rotational speed of the rotor 14 by speeding up switching of the timing for energizing the plurality of winding portions 32.
  • step S13-4 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S13-2 to S13-4 until the rotational speed at which the induced voltage of the U-phase, V-phase, and W-phase winding portions 32 can be read is reached.
  • the predetermined rotation speed is 150 rpm.
  • step S13-5 the control unit 72 turns off the output of the winding unit 32 of all phases of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • step S13-6 the control unit 72 reads the induced voltages of the U-phase, V-phase, and W-phase winding sections 32 and detects the rotational position of the rotor 14.
  • step S13-7 the control unit 72 does not use “Sensor A”, “Sensor B”, and “Sensor C” but reads the induced voltage readings of the U-phase, V-phase, and W-phase winding portions 32. Based on this, the timing for energizing the plurality of winding portions 32 is switched, and the rotor 14 is rotated.
  • step S13-8 the control unit 72 increases the rotational speed of the rotor 14 by speeding up switching of the timing for energizing the plurality of winding units 32.
  • step S13-9 the control unit 72 determines whether or not the rotational speed of the rotor 14 is equal to or higher than a predetermined rotational speed. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S13-7 to S13-9 until the rotational speed at which the induced voltage of the U-phase, V-phase, and W-phase winding portions 32 can be read is reached.
  • the predetermined rotation speed is set to 300 rpm.
  • step S13-10 the control unit 72 turns off the output of the winding unit 32 of all phases of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • step S13-11 the control unit 72 corrects the position of “sensor A” or “sensor B”.
  • the output signal of “sensor A” or “sensor B” and the corresponding winding section 32 are used. And the position of “sensor A” or “sensor B” is corrected so that the phases of the output signal and the induced voltage coincide with each other.
  • step S13-12 the control unit 72 switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “sensor A” or “sensor B”, and rotates the rotor 14 at a normal rotation speed. .
  • step S14-2 the control unit 72 increases the rotation speed of the rotor 14 by speeding up switching of the timing for energizing the plurality of winding units 32.
  • step S14-3 the control unit 72 determines whether or not the current flowing through the plurality of winding units 32 is equal to or greater than a predetermined current value. At this time, the control unit 72 repeatedly executes Steps S14-1 to S14-3 until it is determined that the current flowing through the plurality of winding units 32 is equal to or greater than a predetermined current value.
  • the predetermined current value is set to a current value in a state before noise is generated in the magnetic flux density waveform in “sensor C” due to the current flowing through the plurality of winding portions 32. As an example, 1A is set.
  • the control unit 72 proceeds to step S14-4.
  • step S14-4 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used, and switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signal of “Sensor A” or “Sensor B”. Is rotated at a normal rotation speed.
  • step S15-4 the control unit 72 reduces the number of sensors to be used and switches the timing of energizing the plurality of winding units 32 based on the output signals of “Sensor A” and “Sensor B”. Is rotated at a normal rotation speed.
  • the resin connector member 44 is fixed to the center piece 18, and the plurality of magnetic induction members 68 include the connector member. 44. Accordingly, since the resin portion of the connector member 44 can be interposed between the metal center piece 18 and the plurality of magnetic induction members 68, magnetism can be detected with high accuracy.
  • center piece 18 is made of metal, the rigidity of the center piece 18 can be ensured as compared with the case where the center piece 18 is made of resin.
  • each magnetic induction member 68 can be formed in a straight line, and the magnetism can be induced from the rotor magnet 22 side to the control board 42 side by a short route, so that the structure can be simplified.
  • the connector member 44 is formed with a lid portion 56 that holds the plurality of magnetic induction members 68 and closes the opening 48, and a seal is provided between the peripheral edge portion of the opening 48 and the lid portion 56. Has been. Accordingly, it is possible to prevent water from entering the control board 42 side through the opening 48 from the rotor 14 side.
  • the plurality of magnetic induction members 68 all extend from the rotor magnet 22 side to the magnetic detection sensors 46 side through a common opening 48 (see FIGS. 4 and 6). Therefore, for example, the rigidity of the plate-like portion 38 and, as a result, the entire center piece 18 can be improved as compared with the case where a plurality of openings corresponding to the magnetic induction members 68 are formed in the plate-like portion 38.
  • the third magnetic induction member 68C is shifted toward the second magnetic induction member 68B with respect to the first magnetic induction member 68A by an amount corresponding to 120 degrees in electrical angle of the rotor 14. Due to such arrangement, the first magnetic induction member 68A, the second magnetic induction member 68B, and the third magnetic induction member 68C are arranged close to each other. Therefore, since the size of the opening 48 shown in FIGS. 3 and 4 can be reduced, the rigidity of the plate-like portion 38 and the center piece 18 as a whole can also be improved.
  • the size of the lid portion 56 can also be reduced, so that the connector member 44 can be reduced in size.
  • a plurality of holding portions 70 that hold a plurality of magnetic induction members 68 are formed in the lid portion 56, and the plurality of holding portions 70 correspond to the peripheral portions of the plurality of holding portions 70 in the lid portion 56. Projecting to the stator 12 side. Accordingly, since the plurality of magnetic induction members 68 can be arranged closer to the rotor magnet 22, the magnetism generated from the rotor magnet 22 can be more accurately guided to the magnetic detection sensor 46.
  • center piece 18 is made of metal, it is possible to improve the heat dissipation (cooling performance) of the control board 42 disposed facing the plate-like portion 38 and the shielding performance against electromagnetic noise.
  • the control unit 72 uses the first magnetic induction member 68A, the second magnetic induction member 68B, and the third magnetic induction member 68C when the rotor 14 starts to rotate.
  • the timing of energizing the plurality of winding portions 32 is switched based on the detected magnetism, and the magnetism detected using at least one of the first magnetic induction member 68A and the second magnetic induction member 68B during normal rotation of the rotor 14.
  • the timing for energizing the plurality of winding portions 32 is switched based on the above.
  • the rotor 14 can be appropriately shifted from the rotation start state to the normal rotation state.
  • the control unit 72 does not use the first magnetic induction member 68A, the second magnetic induction member 68B, and the third magnetic induction member 68C when the rotor 14 starts to rotate.
  • the timing for energizing the winding portion 32 is forcibly switched, and during the normal rotation of the rotor 14, a plurality of windings are performed based on the magnetism detected using at least one of the first magnetic induction member 68A and the second magnetic induction member 68B.
  • the timing for energizing the line portion 32 is switched.
  • the rotor 14 can be appropriately shifted from the rotation start state to the normal rotation state while eliminating the influence of the current of the winding portion 32.
  • control unit 72 energizes the plurality of winding units 32 by a three-phase full-wave sine wave energization method.
  • this three-phase full-wave sine wave energization method current flows through all the winding portions 32. Therefore, by arranging the first magnetic induction member 68A and the second magnetic induction member 68B on the lines LA and LB that bisect the opening angle of the slot 36, the influence of the current of the winding portion 32 is reduced. , “Sensor A” and “Sensor B” can improve the magnetic detection accuracy.
  • the plurality of winding portions 32 are ⁇ -connected. Also in this ⁇ connection, current flows through all the winding portions 32. Therefore, similarly to the above-described three-phase full-wave sine wave energization method, the first magnetic induction member 68A and the second magnetic induction member 68B are respectively arranged on the lines LA and LB that bisect the opening angle of the slot 36. Thereby, the influence of the current of the winding part 32 can be reduced, and the magnetic detection accuracy of “sensor A” and “sensor B” can be increased.
  • the double wall portions 50 and 52 formed on the peripheral edge portion of the opening 48, the double wall portions 58 and 60 formed on the peripheral edge portion of the lid portion 56, and the double wall portion 50. , 52 and the double wall portions 58, 60 are sealed between the peripheral edge portion of the opening 48 and the lid portion 56 by an adhesive or a sealant applied between them.
  • the gap between the peripheral portion of the opening 48 and the lid portion 56 may be sealed by a structure other than the above.
  • the opening 48 is formed in a hole shape, but may be formed in a notch shape.
  • the plurality of magnetic induction members 68 are preferably covered by the lid portion 56 from the rotor magnet 22 side, but may be penetrated through the lid portion 56.

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Abstract

磁気を精度良く検知できると共に、センターピースの剛性を確保できるブラシレスモータを提供する。 ブラシレスモータ(10)は、ステータ(12)と、ステータ(12)の径方向外側に配置されたロータマグネット(22)を有するロータ(14)と、ステータ(12)の軸方向一方側にステータ(12)と対向して配置された板状部(38)を有し、ステータ(12)を保持する金属製のセンターピース(18)と、板状部(38)に対するステータ(12)と反対側に配置されると共に、磁気検知センサ(46)が実装された制御基板(42)と、ロータマグネット(22)側から磁気検知センサ(46)側へ延びる磁気誘導部材(68)と、制御基板(42)に接続されたコネクタ端子(62)と、磁気誘導部材(68)とを保持し、センターピース(18)に固定された樹脂製のコネクタ部材(44)を備える。

Description

ブラシレスモータ
 本発明は、ブラシレスモータに関する。
 従来、回転磁界を形成するステータと、ステータの径方向外側にステータと対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、ステータを保持するセンターピースと、ステータを制御する制御基板と、ロータマグネットから発生する磁気を制御基板に実装された磁気検知センサに誘導する磁気誘導部材とを備えたブラシレスモータがある(例えば、特許文献1参照)。
 このブラシレスモータにおいて、センターピースは、ステータの軸方向一方側にステータと対向して配置された板状部を有しており、制御基板は、板状部に対するステータと反対側に配置されている。また、磁気誘導部材は、センターピースの板状部を貫通してロータマグネット側から制御基板側に延びている。
特開2013-158069号公報
 上記ブラシレスモータでは、磁気を精度良く検知するためにセンターピースを樹脂製とすることも考えられるが、センターピースを樹脂製とした場合には、センターピースの剛性が低下する虞がある。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、磁気を精度良く検知できると共に、センターピースの剛性を確保できるブラシレスモータを提供することを目的とする。
 前記課題を解決するために、本発明の一態様に係るブラシレスモータは、放射状に延びる複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻回された複数の巻線部とを有するステータと、前記ステータの径方向外側に前記ステータと対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、前記ステータの軸方向一方側に前記ステータと対向して配置された板状部を有し、前記ステータを保持するセンターピースと、前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置されると共に、複数の磁気検知センサが実装された制御基板と、前記ロータマグネット側から各前記磁気検知センサ側へ延び、前記ロータマグネットから発生する磁気を各前記磁気検知センサに誘導する第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材と、前記制御基板に接続されたコネクタ端子と、前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材とを保持し、前記センターピースに固定された樹脂製のコネクタ部材と、を備え、前記ロータマグネットに形成された複数の磁極の数と前記複数のティースの間に形成された複数のスロットの数との関係が、10極12スロット、又は、14極12スロットであり、前記第一磁気誘導部材は、前記複数のスロットのうちの第一スロットの開口角度を二等分する線上に配置され、前記第二磁気誘導部材は、前記複数のスロットのうちの前記第一スロットの二つ隣の第二スロットの開口角度を二等分する線上に配置され、前記第三磁気誘導部材は、前記ロータの電気角で120度に相当する分、前記第一磁気誘導部材に対して前記第二磁気誘導部材側へずれて配置されている。
 このブラシレスモータによれば、センターピースには、樹脂製のコネクタ部材が固定されており、第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材は、コネクタ部材に保持されている。したがって、金属製のセンターピースと、第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材との間にコネクタ部材の樹脂部を介在させることができるので、センターピースと、第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材との間で磁気漏れが発生せず、磁気を精度良く検知することができる。
 また、センターピースは、金属製とされているので、センターピースが樹脂製とされた場合に比して、センターピースの剛性を確保することができる。
本発明の一実施形態に係るブラシレスモータの斜視図である。 図1のブラシレスモータの縦断面図である。 図1のブラシレスモータにおけるコネクタ部材の周辺部の縦断面図である。 図1のブラシレスモータにおけるコネクタ部材の周辺部の斜視図である。 図1のブラシレスモータにおける磁気誘導部材の周辺部の斜視図である。 図3、図4の開口の周辺部を板状部の裏側から見た斜視図である。 図6の第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材と図1のステータのスロットとの位置関係を示す平面図である。 図1の複数の巻線部が3相Δ結線直列接続された場合の結線図である。 図1の複数の巻線部が3相Δ結線並列接続された場合の結線図である。 図1のロータの電気角と、「センサA」、「センサB」、「センサC」における磁束密度との関係を示す図である。 図1の巻線部の電流が大きい場合と小さい場合について、ロータの電気角と、「センサC」における磁束密度との関係を示す図である。 図1のロータの電気角と、「センサA」、「センサB」、「センサC」における磁束密度及び出力信号との関係を示すタイミングチャートである。 図1の巻線部の電流が大きい場合と小さい場合について、ロータの電気角と、「センサC」における磁束密度及び出力信号との関係を示すタイミングチャートである。 図2の制御部の動作例1を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例2を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例3を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例4を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例5を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例6を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例7を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例8を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例9を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例10を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例11を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例12を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例13を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例14を示すフローチャートである。 図2の制御部の動作例15を示すフローチャートである。
 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータについて説明する。
 <ブラシレスモータの機械的な構成>
  図1に示されるように、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ10は、ステータ12と、ロータ14と、シャフト16と、センターピース18とを備える。なお、図1では、ステータ12等の構造の理解の容易のために、ロータ14が想像線で示されている。
 ステータ12は、全体として円環状に形成されており、シャフト16と同軸に配置されている。このステータ12は、ステータコア28と、インシュレータ30と、複数の巻線部32を有している。ステータコア28には、シャフト16を中心に放射状に延びる複数のティース34が形成されており、この複数のティース34の間には、概略V字状のスロット36が形成されている。複数の巻線部32は、巻線がインシュレータ30を介して複数のティース34の各々に巻回されることにより形成されている。
 図2に示されるように、ロータ14は、ロータハウジング20と、ロータマグネット22とを有する。ロータハウジング20は、有天円筒状に形成されており、ロータハウジング20の天壁部の中央部には、筒状の軸受収容部24が形成されている。軸受収容部24には、一対の軸受26が収容されており、ロータ14は、一対の軸受26を介してシャフト16に回転可能に支持されている。
 ロータマグネット22は、ロータハウジング20の内周面に固定されている。このロータハウジング20は、ロータ14の周方向に沿って環状に設けられており、ロータ14の周方向にN極とS極とを交互に有する構成とされている。ブラシレスモータ10は、いわゆるアウタロータ型とされており、ロータマグネット22は、ステータ12の径方向外側にステータ12と対向して配置されている。
 センターピース18は、例えば鉄やアルミニウム等の金属製とされており、板状部38と、シャフト支持部40とを有する。板状部38は、ステータ12の軸方向一方側にステータ12と対向して配置されている。この板状部38には、ステータ12がネジ止めされる等により保持されている。
 シャフト支持部40は、板状部38の中央部に形成されており、ステータ12側に開口する凹状に形成されている。シャフト支持部40には、シャフト16がインサート成形されている。なお、シャフト支持部40にシャフト16の一端が圧入されることにより固定されても良い。シャフト16は、円環状に形成されたステータ12の内側に配置されており、板状部38からステータ12の軸方向に沿って延びている。
 また、図2に示されるように、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ10は、上記各構成要素に加えて、制御基板42と、回路ケース43と、コネクタ部材44とを備える。
 制御基板42は、ステータ12を制御するためのものであり、板状部38に対するステータ12と反対側に配置されている。この制御基板42は、板状部38に沿って設けられている。回路ケース43は、ステータ12と反対側から板状部38に固定されており、制御基板42は、板状部38と回路ケース43との間の空間に収容されている。
 図3に示されるように、制御基板42における板状部38側の面には、磁気検知センサ46が実装されている。図3では、磁気検知センサ46が一つのみ図示されているが、制御基板42には、複数の磁気検知センサ46が実装されている。
 図3、図4に示されるように、板状部38の一部(上述の磁気検知センサ46と対応する部分)には、後述する磁気誘導部材68及びコネクタ端子62を通すための開口48が形成されている。図4では、コネクタ部材44等の構造の理解の容易のために、ロータ14が想像線で示されている。
 開口48は、板状部38の厚さ方向に貫通する穴状に形成されている。開口48の周縁部には、板状部38の表側、つまり、板状部38に対するステータ12側に向けて突出する二重の壁部50、52が形成されている。この二重の壁部50、52は、開口48の全周に亘って形成されている。
 コネクタ部材44は、樹脂製とされており、ネジ止め等により板状部38に固定されている。このコネクタ部材44は、コネクタハウジング部54と、蓋部56とを一体に有している。コネクタハウジング部54は、板状部38の側方に向けて突出しており、板状部38の側方に向けて開口している。
 蓋部56は、上述の開口48よりも若干大きく形成されている。コネクタ部材44が板状部38に固定された状態において、蓋部56は、ステータ12側から開口48を塞いでいる。蓋部56の周縁部には、板状部38の裏側、つまり、板状部38に対するステータ12と反対側に向けて突出する二重の壁部58、60が形成されている。この二重の壁部58、60は、蓋部56の全周に亘って形成されている。この二重の壁部58、60は、上述の開口48の周縁部に形成された二重の壁部50、52に互い違いの状態で組み付けられている。
 つまり、二重の壁部58、60のうち内側の壁部58は、二重の壁部50、52の間に挿入され、二重の壁部58、60のうち外側の壁部60は、二重の壁部50、52のうち外側の壁部52を外側から囲っている。この二重の壁部50、52と二重の壁部58、60の間には、例えば、接着剤又はシール剤等が塗布されており、これにより、開口48の周縁部と蓋部56との間には、シールが施されている。
 図3に示されるように、コネクタ部材44には、コネクタ端子62(ターミナル)がモールド成形により一体に設けられている。このコネクタ端子62の一端64は、開口48を通じて制御基板42側に向けて延びており(図6も参照)、制御基板42に接続されている。一方、コネクタ端子62の他端66は、外部と接続される外部接続部であり、コネクタハウジング部54の内側に配置されている。
 また、図3、図4に示されるように、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ10は、複数の磁気誘導部材68を備える。複数の磁気誘導部材68は、板状部38の厚さ方向に沿って延びる直線状に形成されている(図5も参照)。図3に示されるように、複数の磁気誘導部材68は、開口48を通じてロータマグネット22(ステータ12)側から磁気検知センサ46側へ延びており、ロータマグネット22から発生する磁気を磁気検知センサ46に誘導する機能を有する。各磁気検知センサ46は、直線状に形成された各磁気誘導部材68の延長線上に位置する。
 蓋部56における複数の磁気誘導部材68と対応する位置には、複数の保持部70が形成されている。この複数の保持部70は、蓋部56における複数の保持部70の周囲部に対してステータ12側に突出している。複数の保持部70の内側は、板状部38の裏側、つまり、板状部38に対する制御基板42側に開口する凹状に形成されており、複数の磁気誘導部材68は、複数の保持部70の内側に嵌め込まれた状態で蓋部56に保持されている(図5も参照)。
 この複数の磁気誘導部材68は、樹脂製のコネクタ部材44とモールド成形される際に複数の保持部70の形成と共に複数の保持部70に保持されても良いし、複数の磁気誘導部材68とは別にコネクタ部材44が樹脂成形されて複数の保持部70が形成された後に複数の保持部70の内側に嵌合されても良い。
 蓋部56は、磁気誘導部材68に対する磁気検知センサ46と反対側に配置されており、各磁気誘導部材68は、磁気検知センサ46と反対側から蓋部56によって覆われている。
 以上の構成である本実施形態のブラシレスモータ10において、ロータマグネット22に形成された複数の磁極の数と、ステータ12に形成された複数のスロット36の数との関係は、10極12スロット、又は、14極12スロットに設定されている。
 複数の巻線部32の個数は、12個であり、この12個の巻線部32は、Δ結線されている。Δ結線の方式には、図8に示される3相Δ結線直列接続や、図9に示される3相Δ結線並列接続が適用される。
 複数の巻線部32には、巻線が正巻方向へ巻回された正巻回部と、巻線が正巻方向とは逆方向の逆巻方向へ巻回された逆巻回部の二種類の巻線部が含まれる。複数の巻線部32は、U相、V相、W相の3相を形成している。以降、U相、V相、W相の各相の正巻回部及び逆巻回部を識別する場合には、U相、V相、W相の各相の正巻回部及び逆巻回部を、U相正巻回部32U、U相逆巻回部32U’、V相正巻回部32V、V相逆巻回部32V’、W相正巻回部32W、W相逆巻回部32W’と称する。
 図1に示されるように、12個の巻線部32は、U相正巻回部32U、U相逆巻回部32U’、W相正巻回部32W、W相逆巻回部32W’、V相正巻回部32V、V相逆巻回部32V’、U相正巻回部32U、U相逆巻回部32U’、W相正巻回部32W、W相逆巻回部32W’、V相正巻回部32V、V相逆巻回部32V’の順で、ステータ12の周方向に並んでいる。
 上述の10極12スロット、又は、14極12スロットの構成において、図3、図4に示される複数の磁気誘導部材68の個数は、3個となっている。この3個の磁気誘導部材68の配置は、工夫されており、具体的には、次のようになっている。以降、複数の磁気誘導部材68を識別する場合には、複数の磁気誘導部材68を、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cと称する。
 図7に示されるように、第一磁気誘導部材68Aは、複数のスロット36のうち第一スロット36Aの開口角度を二等分する線LA上に配置され、第二磁気誘導部材68Bは、複数のスロット36のうち第一スロット36Aの二つ隣の第二スロット36Bの開口角度を二等分する線LB上に配置されている。また、第三磁気誘導部材68Cは、3相モータが駆動可能なロータ14の電気角で120度に相当する分、第一磁気誘導部材68Aに対して第二磁気誘導部材68B側へずれて配置されている。
 上述の線LAは、ステータ12の中心と第一磁気誘導部材68Aの中心とを結ぶ線に相当し、上述の線LBは、ステータ12の中心と第二磁気誘導部材68Bの中心とを結ぶ線に相当する。本実施形態において、線LAと線LBとの成す角度は、機械角で60°である。また、図7に示される線LCは、ステータ12の中心と第三磁気誘導部材68Cの中心とを結ぶ線に相当する。本実施形態において、線LAと線LCとの成す角度は、機械角で12°である。
 上述の第一磁気誘導部材68A及び第二磁気誘導部材68Bと対応する第一スロット36A及び第二スロット36Bは、より具体的には、複数のスロット36のうちステータ12の周方向に隣り合い同相の正巻回部と逆巻回部とがそれぞれ形成された一対のティース34の間のスロットとされている。
 一例として、第一磁気誘導部材68Aと対応する第一スロット36Aは、ステータ12の周方向に隣り合いV相正巻回部32VとV相逆巻回部32V’とがそれぞれ形成された一対のティース34の間のスロットとされている。また、第二磁気誘導部材68Bと対応する第二スロット36Bは、複数のティース34のうちステータ12の周方向に隣り合いU相正巻回部32UとU相逆巻回部32U’とがそれぞれ形成された一対のティース34の間のスロットとされている。第三磁気誘導部材68Cは、V相逆巻回部32V’と対応して配置されている。
 図2に示されるように、制御基板42には、制御部72が設けられている。制御部72は、例えば、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータであり、制御基板42に実装された制御素子を制御し、各巻線部32を通電するタイミングの切替を行う。この制御部72によって制御素子が制御され、各巻線部32が通電されるタイミングが切り替えられると、ステータ12によって回転磁界が形成され、ステータ12とロータマグネット22との間に吸引反発力が作用し、ロータ14が回転する。
 また、ロータ14の回転により、図3に示されるロータマグネット22の磁極が複数の磁気誘導部材68の近くを通過すると、磁極からの磁気が複数の磁気誘導部材68によって磁気検知センサ46へ誘導されて磁気検知センサ46により検知される。そして、磁気検知センサ46からの出力信号に基づいて制御部72が各巻線部32を通電するタイミングを切り替えることにより、ロータ14の回転数が調節される。
 <ブラシレスモータの特性>
 続いて、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを上記特徴的な配置としたブラシレスモータ10の特性について説明する。
 なお、以降、「センサA」は、第一磁気誘導部材68Aとこれに対応する磁気検知センサ46との組合せに相当し、「センサB」は、第二磁気誘導部材68Bとこれに対応する磁気検知センサ46との組合せに相当し、「センサC」は、第三磁気誘導部材68Cとこれに対応する磁気検知センサ46との組合せに相当することにする。
 図10は、ロータ14の電気角と、「センサA」、「センサB」、「センサC」における磁束密度との関係を示す図である。図10に示されるように、「センサA」、「センサB」は、巻線部32の電流の影響を受けないスロット36と対応する位置にあるため、磁束密度の波形にはノイズが生じない。一方、「センサC」は、巻線部32(V相逆巻回部32V’)と対応する位置にあるため、巻線部32の電流の影響により磁束密度の波形にノイズが生じることがある。図10は、「センサC」が電流の影響を受けていない状態を示している。
 図11は、巻線部32の電流が大きい場合と小さい場合について、ロータ14の電気角と、「センサC」における磁束密度との関係を示す図である。図11に示されるように、巻線部32の電流が大きい場合は、巻線部32の電流が小さい場合よりも電流の影響が大きくなるため、「センサC」における磁束密度の波形にノイズが生じ、図11中の矢印で示される如く波形が変化する。
 図12は、ロータ14の電気角と、「センサA」、「センサB」、「センサC」における磁束密度及び出力信号との関係を示すタイミングチャートである。「センサA」、「センサB」、「センサC」は、電気角60deg毎に磁束密度のプラスマイナスの判定ができるように配置されている。図12は、「センサC」が電流の影響を受けていない状態を示している。
 図13は、巻線部32の電流が大きい場合と小さい場合について、ロータ14の電気角と、「センサC」における磁束密度及び出力信号との関係を示すタイミングチャートである。「センサC」が電流の影響を受けた場合には、電流の影響を受けていない場合に出力される本来の信号に対して、信号波形のHighとLowの切り替わりの位置に大幅なずれが発生する。したがって、巻線部32(V相逆巻回部32V’)の電流が大きくなる条件では、「センサC」の検出精度が「センサA」及び「センサB」の検出精度よりも悪いので、「センサC」の出力信号を使用することができなくなる。
 <制御部の動作>
 そこで、本実施形態では、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを上記特徴的な配置にした場合でも、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを用いて検知された磁気、ひいては、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいてロータ14を起動し回転できるように、以下の制御を行う。
 つまり、制御基板42に設けられた制御部72は、ロータ14の回転起動時には、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいて、又は、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号を使用せずに、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替える。一方、制御部72は、ロータ14の通常回転時には、「センサC」の出力信号を使用せずに、「センサA」及び「センサB」の少なくとも一方の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替える。なお、制御部72は、ロータ14の回転起動時及び通常回転時のいずれの場合にも、3相全波の正弦波通電方式により複数の巻線部32を通電させる。以下、制御部72の動作例1~15を示す。
 (動作例1)
 図14の動作例1は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例1では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS1-1において、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS1-2では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS1-3では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読取可能な回転速度になるまで、ステップS1-1~ステップS1-3を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS1-4に移行する。
 ステップS1-4では、制御部72が、U相、V相、W相の全相の巻線部32の出力をオフにする。
 ステップS1-5では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」又は「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」又は「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。
 ステップS1-6では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例2)
 図15の動作例2は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例2において、ステップS2-1~ステップS2-4は、上述の動作例1におけるステップS1-1~S1-4と同じである。
 ステップS2-5では、制御部72が、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」及び「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」及び「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。
 ステップS2-6では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例3)
 図16の動作例3は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例3において、ステップS3-1~ステップS3-2は、上述の動作例1におけるステップS1-1~S1-2と同じである。
 ステップS3-3では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、ロータ14の回転速度が制御部72(マイクロコンピュータ)によって速度計測可能(周期計測可能)な速度以上であると判断するまで、ステップS3-1~ステップS3-3を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を10rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS3-4に移行する。
 ステップS3-4では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例4)
 図17の動作例4は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例4において、ステップS4-1~ステップS4-3は、上述の動作例3におけるステップS3-1~S1-3と同じである。
 ステップS4-4では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例5)
 図18の動作例5は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例5では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS5-1において、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS5-5に移行する。一方、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度未満であると判断した場合には、ステップS5-2に移行する。
 ステップS5-2では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS5-3では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS5-4では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読取可能な回転速度になるまで、ステップS5-2~ステップS5-4を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度をステップS5-1と同様に300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS5-5に移行する。
 ステップS5-5では、制御部72が、U相、V相、W相の全相の巻線部32の出力をオフにする。
 ステップS5-6では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」又は「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」又は「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。
 ステップS5-7では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例6)
 図19の動作例6は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例6において、ステップS6-1~ステップS6-5は、上述の動作例5におけるステップS5-1~S5-5と同じである。
 ステップS6-6では、制御部72が、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」及び「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」及び「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。
 ステップS6-7では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例7)
 図20の動作例7は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例7では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS7-1において、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、ロータ14の回転速度が制御部72(マイクロコンピュータ)によって速度計測可能(周期計測可能)な速度以上であると判断するまで、ステップS7-1を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を10rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS7-4に移行する。一方、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度未満であると判断した場合には、ステップS7-2に移行する。
 ステップS7-2では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS7-3では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS7-4では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、ロータ14の回転速度が制御部72(マイクロコンピュータ)によって速度計測可能(周期計測可能)な速度以上であると判断するまで、ステップS7-2~ステップS7-4を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を10rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS7-5に移行する。
 ステップS7-5では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例8)
 図21の動作例8において、ステップS8-1~ステップS8-4は、上述の動作例7におけるステップS7-1~S7-4と同じである。
 ステップS8-5では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例9)
 図22の動作例9は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例9では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS9-1において、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、ロータ14の回転速度が制御部72(マイクロコンピュータ)によって速度計測可能(周期計測可能)な速度以上であると判断するまで、ステップS9-1を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を10rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS9-4に移行する。一方、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度未満であると判断した場合には、ステップS9-2に移行する。
 ステップS9-2では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」を用いずに、複数の巻線部32を通電するタイミングを強制的に切り替え(強制転流し)、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS9-3では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS9-4では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、ロータ14の回転速度が制御部72(マイクロコンピュータ)によって速度計測可能(周期計測可能)な速度以上であると判断するまで、ステップS9-2~ステップS9-4を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を10rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS9-5に移行する。
 ステップS9-5では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例10)
 図23の動作例10において、ステップS10-1~ステップS10-4は、上述の動作例9におけるステップS9-1~S9-4と同じである。
 ステップS10-5では、制御部72が、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例11)
 図24の動作例11は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例11では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS11-1において、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS11-5に移行する。一方、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度未満であると判断した場合には、ステップS11-2に移行する。
 ステップS11-2では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」を用いずに、複数の巻線部32を通電するタイミングを強制的に切り替え(強制転流し)、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS11-3では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS11-4では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読取可能な回転速度になるまで、ステップS11-2~ステップS11-4を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度をステップS11-1と同様に300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS11-5に移行する。
 ステップS11-5では、制御部72が、U相、V相、W相の全相の巻線部32の出力をオフにする。
 ステップS11-6では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」又は「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」又は「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。
 ステップS11-7では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例12)
 図25の動作例12において、ステップS12-1~ステップS12-5は、上述の動作例11におけるステップS11-1~S11-5と同じである。
 ステップS12-6では、制御部72が、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」及び「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」及び「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」及び「センサB」の位置を補正する。
 ステップS12-7では、制御部72が、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例13)
 図26の動作例13は、ロータ14が空回りしている状態から開始される。動作例13では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS13-1において、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS13-10に移行する。一方、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度未満であると判断した場合には、ステップS13-2に移行する。
 ステップS13-2では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」を用いずに、複数の巻線部32を通電するタイミングを強制的に切り替え(強制転流し)、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS13-3では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS13-4では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読取可能な回転速度になるまで、ステップS13-2~ステップS13-4を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を150rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS13-5に移行する。
 ステップS13-5では、制御部72が、U相、V相、W相の全相の巻線部32の出力をオフにする。
 ステップS13-6では、制御部72が、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読み取り、ロータ14の回転位置を検出する。
 ステップS13-7では、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」を用いずに、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧の読取結果に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS13-8では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS13-9では、制御部72が、ロータ14の回転速度が所定の回転速度以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、U相、V相、W相の巻線部32の誘起電圧を読取可能な回転速度になるまで、ステップS13-7~ステップS13-9を繰り返し実行する。ここでは、一例として、上記所定の回転速度を300rpmとする。そして、制御部72は、ロータ14の回転速度が上記所定の回転速度以上であると判断した場合には、ステップS13-10に移行する。
 ステップS13-10では、制御部72が、U相、V相、W相の全相の巻線部32の出力をオフにする。
 ステップS13-11では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。ここでは、組付時における「センサA」又は「センサB」の位置のバラツキによる影響を低減するために、「センサA」又は「センサB」の出力信号と、これに対応する巻線部32の誘起電圧とを比較し、出力信号と誘起電圧との位相が一致するように、「センサA」又は「センサB」の位置を補正する。
 ステップS13-12では、制御部72が、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例14)
 図27の動作例14は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例14では、制御部72が起動指令を受信すると、ステップS14-1において、制御部72が、「センサA」、「センサB」、「センサC」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を回転起動させる。
 ステップS14-2では、制御部72が、複数の巻線部32を通電するタイミングの切り替えを早めて、ロータ14の回転速度を上昇させる。
 ステップS14-3では、制御部72が、複数の巻線部32に流れる電流が所定の電流値以上であるか否かを判断する。このとき、制御部72は、複数の巻線部32に流れる電流が所定の電流値以上であると判断するまで、ステップS14-1~ステップS14-3を繰り返し実行する。上記所定の電流値は、図11に示されるように、複数の巻線部32に流れる電流によって「センサC」における磁束密度の波形にノイズが生じる前の状態の電流値に設定され、ここでは、一例として、1Aに設定される。そして、制御部72は、複数の巻線部32に流れる電流が上記所定の電流値以上であると判断した場合には、ステップS14-4に移行する。
 ステップS14-4では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」又は「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 (動作例15)
 図28の動作例15は、ロータ14が停止している状態から開始される。動作例15において、ステップS15-1~ステップS15-3は、上述の動作例14におけるステップS14-1~S14-3と同じである。
 ステップS15-4では、制御部72が、使用するセンサの個数を減らし、「センサA」及び「センサB」の出力信号に基づいて、複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14を通常の回転速度で回転させる。
 次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
 以上詳述したように、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ10によれば、センターピース18には、樹脂製のコネクタ部材44が固定されており、複数の磁気誘導部材68は、コネクタ部材44に保持されている。したがって、金属製のセンターピース18と複数の磁気誘導部材68との間にコネクタ部材44の樹脂部を介在させることができるので、磁気を精度良く検知することができる。
 また、センターピース18は、金属製とされているので、センターピース18が樹脂製とされた場合に比して、センターピース18の剛性を確保することができる。
 また、板状部38には、この板状部38の厚さ方向に貫通する開口48が形成されており、複数の磁気誘導部材68は、開口48を通じてロータマグネット22側から磁気検知センサ46側へ延びている。したがって、各磁気誘導部材68を直線状に形成でき、短いルートでロータマグネット22側から制御基板42側に磁気を誘導できるので、構造を簡素化することができる。
 また、コネクタ部材44には、複数の磁気誘導部材68を保持すると共に開口48を塞ぐ蓋部56が形成されており、この開口48の周縁部と蓋部56との間には、シールが施されている。したがって、ロータ14側から開口48を通じて制御基板42側に水が浸入することを抑制することができる。
 また、複数の磁気誘導部材68は、いずれも共通の開口48を通じてロータマグネット22側から各磁気検知センサ46側へ延びている(図4、図6等参照)。したがって、例えば、各磁気誘導部材68に対応する開口を板状部38に複数形成する場合に比して、板状部38、ひいては、センターピース18全体の剛性を向上させることができる。
 また、図7に示されるように、第三磁気誘導部材68Cを、ロータ14の電気角で120度に相当する分、第一磁気誘導部材68Aに対して第二磁気誘導部材68B側へずれて配置するといった工夫により、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cが互いに近づいて配置されている。したがって、図3、図4等に示される開口48の大きさを小さくすることができるので、このことによっても、板状部38、ひいては、センターピース18全体の剛性を向上させることができる。
 また、開口48の大きさを小さくすることにより、蓋部56の大きさも小さくすることができるので、コネクタ部材44を小型化することができる。
 また、蓋部56には、複数の磁気誘導部材68を保持する複数の保持部70が形成されており、この複数の保持部70は、蓋部56における複数の保持部70の周囲部に対してステータ12側に突出している。したがって、複数の磁気誘導部材68をロータマグネット22により近づけて配置することができるので、ロータマグネット22から発生する磁気をより的確に磁気検知センサ46に誘導することができる。
 また、センターピース18が金属製とされることにより、板状部38に対向して配置された制御基板42の放熱性(冷却性)と、電磁ノイズに対するシールド性を向上させることができる。
 また、動作例1~4、14、15において、制御部72は、ロータ14の回転起動時には、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを用いて検知された磁気に基づいて複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替え、ロータ14の通常回転時には、第一磁気誘導部材68A及び第二磁気誘導部材68Bの少なくとも一方を用いて検知された磁気に基づいて複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替える。これにより、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを上述のように互いに近づけて配置した場合でも、巻線部32の電流の影響を排除しつつ、ロータ14を回転起動状態から通常回転状態に適切に移行させることができる。
 また、動作例5~13において、制御部72は、ロータ14の回転起動時には、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを用いずに、複数の巻線部32を通電するタイミングを強制的に切り替え、ロータ14の通常回転時には、第一磁気誘導部材68A及び第二磁気誘導部材68Bの少なくとも一方を用いて検知された磁気に基づいて複数の巻線部32を通電するタイミングを切り替える。これにより、動作例1~4、14、15と同様に、第一磁気誘導部材68A、第二磁気誘導部材68B、及び、第三磁気誘導部材68Cを上述のように互いに近づけて配置した場合でも、巻線部32の電流の影響を排除しつつ、ロータ14を回転起動状態から通常回転状態に適切に移行させることができる。
 また、制御部72は、3相全波の正弦波通電方式により複数の巻線部32を通電させる。この3相全波の正弦波通電方式では、全ての巻線部32に電流が流れる。したがって、第一磁気誘導部材68A及び第二磁気誘導部材68Bをスロット36の開口角度を二等分する線LA,LB上にそれぞれ配置することにより、巻線部32の電流の影響を少なくして、「センサA」、「センサB」の磁気検出精度を高めることができる。
 また、複数の巻線部32は、Δ結線されている。このΔ結線においても、全ての巻線部32に電流が流れる。したがって、上述の3相全波の正弦波通電方式と同様に、第一磁気誘導部材68A及び第二磁気誘導部材68Bをスロット36の開口角度を二等分する線LA,LB上にそれぞれ配置することにより、巻線部32の電流の影響を少なくして、「センサA」、「センサB」の磁気検出精度を高めることができる。
 次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。
 上記実施形態では、開口48の周縁部に形成された二重の壁部50、52と、蓋部56の周縁部に形成された二重の壁部58、60と、二重の壁部50、52と二重の壁部58、60との間に塗布された接着剤又はシール剤等により、開口48の周縁部と蓋部56との間がシールされている。しかしながら、上記以外の構造により、開口48の周縁部と蓋部56との間がシールされても良い。
 また、上記実施形態において、開口48は、穴状に形成されているが、切欠状に形成されても良い。
 また、上記実施形態において、複数の磁気誘導部材68は、好ましくは、ロータマグネット22側から蓋部56によって覆われるが、蓋部56を貫通していても良い。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

Claims (8)

  1.  放射状に延びる複数のティースと、前記複数のティースの各々に巻回された複数の巻線部とを有するステータと、
     前記ステータの径方向外側に前記ステータと対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、
     前記ステータの軸方向一方側に前記ステータと対向して配置された板状部を有し、前記ステータを保持するセンターピースと、
     前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置されると共に、複数の磁気検知センサが実装された制御基板と、
     前記ロータマグネット側から各前記磁気検知センサ側へ延び、前記ロータマグネットから発生する磁気を各前記磁気検知センサに誘導する第一磁気誘導部材、第二磁気誘導部材、及び、第三磁気誘導部材と、
     前記制御基板に接続されたコネクタ端子と、前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材とを保持し、前記センターピースに固定された樹脂製のコネクタ部材と、
     を備え、
     前記ロータマグネットに形成された複数の磁極の数と前記複数のティースの間に形成された複数のスロットの数との関係が、10極12スロット、又は、14極12スロットであり、
     前記第一磁気誘導部材は、前記複数のスロットのうちの第一スロットの開口角度を二等分する線上に配置され、
     前記第二磁気誘導部材は、前記複数のスロットのうちの前記第一スロットの二つ隣の第二スロットの開口角度を二等分する線上に配置され、
     前記第三磁気誘導部材は、前記ロータの電気角で120度に相当する分、前記第一磁気誘導部材に対して前記第二磁気誘導部材側へずれて配置されている、
     ブラシレスモータ。
  2.  前記複数の巻線部は、巻線が正巻方向へ巻回された正巻回部と、巻線が前記正巻方向とは逆方向の逆巻方向へ巻回された逆巻回部とを含み、
     前記第一磁気誘導部材及び前記第二磁気誘導部材と対応する前記第一スロット及び前記第二スロットは、前記複数のスロットのうち前記ステータの周方向に隣り合い同相の前記正巻回部と前記逆巻回部とがそれぞれ形成された一対の前記ティースの間のスロットとされている、
     請求項1に記載のブラシレスモータ。
  3.  前記制御基板は、前記ロータの回転起動時には、前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材を用いて検知された磁気に基づいて前記複数の巻線部を通電するタイミングを切り替え、前記ロータの通常回転時には、前記第一磁気誘導部材及び前記第二磁気誘導部材の少なくとも一方を用いて検知された磁気に基づいて前記複数の巻線部を通電するタイミングを切り替える制御部をさらに備える、
     請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。
  4.  前記制御基板は、前記ロータの回転起動時には、前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材を用いずに、前記複数の巻線部を通電するタイミングを強制的に切り替え、前記ロータの通常回転時には、前記第一磁気誘導部材及び前記第二磁気誘導部材の少なくとも一方を用いて検知された磁気に基づいて前記複数の巻線部を通電するタイミングを切り替える制御部をさらに備える、
     請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。
  5.  前記制御部は、3相全波の正弦波通電方式により前記複数の巻線部を通電させる、
     請求項3又は請求項4に記載のブラシレスモータ。
  6.  前記複数の巻線部は、Δ結線されている、
     請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
  7.  前記板状部には、前記板状部の厚さ方向に貫通する開口が形成され、
     前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材は、前記開口を通じて前記ロータマグネット側から各前記磁気検知センサ側へ延び、
     前記コネクタ部材には、前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材を保持すると共に前記開口を塞ぐ蓋部が形成され、
     前記開口の周縁部と前記蓋部との間には、シールが施されている、
     請求項1~請求項6のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
  8.  前記第一磁気誘導部材、前記第二磁気誘導部材、及び、前記第三磁気誘導部材は、共通の前記開口を通じて前記ロータマグネット側から各前記磁気検知センサ側へ延びている、
     請求項7に記載のブラシレスモータ。
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