JP2016189672A - Brushless motor and air blower - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless motor in which a thrust force is acted on a rotor, easy to manufacture, with a simple structure.SOLUTION: The brushless motor includes: a stator 200 having a stator core 102 and a stator coil 104; a rotor magnet 114 rotatable around a center axis against the stator 200; and a Hall sensor 107 facing an end surface on a lower side of the rotor magnet 114 in the direction of the center axis. At a surface on a side facing the stator core 200 of the rotor magnet 114, a circumferential groove 115 is formed at a position deviated to a lower side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ブラシレスモータおよび送風機に関する。   The present invention relates to a brushless motor and a blower.

ロータにスラスト力を作用させる構造が知られている。例えば、特許文献１には、回転子の永久磁石の着磁パターンを積層コアと対向してトルクを発生する駆動部と、磁気センサに位置信号磁束を与える位置検出部に軸方向に二分し、その境界部分に無着磁部分を設け、回転子は回路基板の方向に強力な磁気吸引力で引き付けられる構造が記載されている。特許文献２には、ベアリングブッシュに枢支されるロータの内面のロータマグネットを上方側マグネット素体と下方側マグネット素体とを一体的に結合したものから形成し、ロータマグネットの軸線方向の寸法をステータとほぼ同一とし、且つステータとロータマグネットとを相対向して配置し、上方側マグネット素体の磁気特性を下方側マグネット素体の磁気特性より高くする構造が記載されている。   A structure in which a thrust force is applied to the rotor is known. For example, Patent Document 1 bisects a magnetized pattern of a permanent magnet of a rotor in an axial direction into a drive unit that generates torque while facing a laminated core, and a position detection unit that applies a position signal magnetic flux to a magnetic sensor, A structure is described in which a non-magnetized portion is provided at the boundary portion and the rotor is attracted by a strong magnetic attraction in the direction of the circuit board. In Patent Document 2, a rotor magnet on the inner surface of a rotor pivotally supported by a bearing bush is formed by integrally combining an upper magnet element and a lower magnet element, and the axial dimension of the rotor magnet is disclosed. Is substantially the same as the stator, and the stator and the rotor magnet are arranged opposite to each other so that the magnetic characteristics of the upper magnet element are higher than the magnetic characteristics of the lower magnet element.

特開平８−２４２５６９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-242569 特開平１０−１７４３９８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-174398

特許文献１に記載の構造は、ロータマグネットの特定の部分に無着磁部分を設ける必要がある。しかしながら、磁性体中では、着磁の際に磁束が広がるので、ロータマグネットの一部に境界の明確な無着磁部分を形成する着磁は容易ではない。特に、ロータマグネットが小さい場合は、無着磁部分を形成する着磁は技術的に困難となる。特許文献２に記載の構造は、２種類の磁石を用いるので、部品点数が増加し、製造コストの増加および部品コストが増加する。   In the structure described in Patent Document 1, it is necessary to provide a non-magnetized part in a specific part of the rotor magnet. However, in a magnetic material, magnetic flux spreads when magnetized, so that it is not easy to form a non-magnetized part with a clear boundary in a part of the rotor magnet. In particular, when the rotor magnet is small, it is technically difficult to form a non-magnetized portion. Since the structure described in Patent Document 2 uses two types of magnets, the number of parts increases, resulting in an increase in manufacturing cost and part cost.

このような背景において、本発明は、ロータにスラスト力が作用するブラシレスモータにおいて、製造し易く、また簡素な構造を有するものを得ることを目的とする。   In such a background, an object of the present invention is to provide a brushless motor in which a thrust force acts on a rotor, which is easy to manufacture and has a simple structure.

本発明は、ステータコアおよびコイルを有するステータと、前記ステータに対向して中心軸の周りを回転するロータマグネットと、前記中心軸の方向における前記ロータマグネットの一方向側の端面に対向する磁気センサとを備え、前記ロータマグネットの前記ステータコアに対向する側の面には、前記中心軸の方向における前記ロータマグネットの中心から前記一方向側に偏った位置に、周溝または段部が全周に渡って形成されていることを特徴とするブラシレスモータである。   The present invention includes a stator having a stator core and a coil, a rotor magnet that rotates around a central axis so as to face the stator, and a magnetic sensor that faces an end surface of the rotor magnet in one direction in the direction of the central axis. And a circumferential groove or step is provided on the entire surface of the surface of the rotor magnet facing the stator core at a position deviated from the center of the rotor magnet toward the one direction in the direction of the central axis. It is a brushless motor characterized by being formed.

本発明では、前記周溝の前記一方向側の面が前記ステータコアの前記一方向側の面よりも前記磁気センサに近い位置にあってもよい。   In the present invention, the surface on the one-direction side of the circumferential groove may be located closer to the magnetic sensor than the surface on the one-direction side of the stator core.

また、前記中心軸の方向に垂直な方向から見て、前記周溝または前記段部が前記ステータコアと重ならないようにすることができる。   Further, when viewed from a direction perpendicular to the direction of the central axis, the circumferential groove or the stepped portion can be prevented from overlapping the stator core.

さらに、前記周溝の前記中心軸の方向の寸法Ｌ１と、前記周溝よりも前記一方向側にある前記ロータマグネットの部分の前記中心軸の方向の寸法Ｌ２とが、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たす構成にすることができる。   Further, the dimension L1 in the direction of the central axis of the circumferential groove and the dimension L2 in the direction of the central axis of the portion of the rotor magnet located on the one direction side with respect to the circumferential groove satisfy the relationship of L1 ≧ L2. It can be configured to fill.

本発明は、上記のブラシレスモータを備えることを特徴とする送風機でもある。   The present invention is also a blower including the brushless motor described above.

本発明によれば、ロータにスラスト力が作用するブラシレスモータにおいて、製造し易く、また薄型化に有利な構造が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure which is easy to manufacture and advantageous to thickness reduction is provided in the brushless motor which a thrust force acts on a rotor.

実施形態の断面図である。It is sectional drawing of embodiment. 実施形態の上面図である。It is a top view of an embodiment. 磁気スラスト力を調べた実験を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the experiment which investigated the magnetic thrust force. 他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment. 他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment.

（構成）
図１には、実施形態である送風機１００の断面図が示され、図２には、回転軸の方向から見た上面図が示されている。送風機１００は、軸流ファンであり、ステータ２００とその外側で所定の中心軸（回転軸）の回りを回転するロータ３００とを備えたアウターロータ型のモータ構造を有している。なお、以下図１に関して、ステータコア１０２から中心軸方向に見て回路基板１０６の側を下、その反対方向を上として説明を行うが、実際の使用状態における送風機１００の向きは設置状況や使用状況に応じて任意に設定可能である。 (Constitution)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the blower 100 according to the embodiment, and FIG. 2 shows a top view as seen from the direction of the rotating shaft. The blower 100 is an axial fan, and has an outer rotor type motor structure that includes a stator 200 and a rotor 300 that rotates around a predetermined central axis (rotating shaft) on the outside thereof. In the following, FIG. 1 will be described with the circuit board 106 side facing down from the stator core 102 in the central axis direction and the opposite direction facing up. However, the direction of the blower 100 in the actual usage state is the installation status and usage status. It can be arbitrarily set according to

ステータ２００は、ステータコア１０２とステータコア１０２の極歯に巻回されたステータコイル１０４を有している。ステータ２００は、筐体を構成するベース１０１に固定されている。ベース１０１は、樹脂製であり、外周を囲む外側筐体１０１ａと一体に形成されている。ベース１０１は、軸方向に延在した円筒形状の円筒部１０１ｂを有している。円筒部１０１ｂの外周には、ステータコア１０２が固定されている。ステータコア１０２は、電磁鋼鈑等の板状の軟磁性材料を軸方向で複数積層した構造を有し、周方向に沿って複数の極歯を備えている。ステータコア１０２の各極歯には、樹脂製のインシュレータ１０３を介してステータコイル（駆動コイル）１０４が巻回されている。なお、軸方向というのは、送風機１００の回転軸の方向であり、後述するシャフト１０９が延在する方向である。また、軸に垂直な方向というのは、軸方向に直交する方向のことである。   The stator 200 has a stator core 102 and a stator coil 104 wound around the pole teeth of the stator core 102. The stator 200 is fixed to the base 101 constituting the housing. The base 101 is made of resin and is formed integrally with an outer casing 101a that surrounds the outer periphery. The base 101 has a cylindrical cylindrical portion 101b extending in the axial direction. A stator core 102 is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 101b. The stator core 102 has a structure in which a plurality of plate-like soft magnetic materials such as electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction, and includes a plurality of pole teeth along the circumferential direction. A stator coil (drive coil) 104 is wound around each pole tooth of the stator core 102 via a resin insulator 103. The axial direction is the direction of the rotation axis of the blower 100, and is the direction in which a shaft 109 described later extends. A direction perpendicular to the axis is a direction orthogonal to the axial direction.

インシュレータ１０３には、金属製の端子ピン１０５が固定されている。端子ピン１０５の根本には、ステータコイル１０４の巻線の端部が絡げられ半田等により接続されている。端子ピン１０５は、後述する回路基板１０６に設けられた孔（スルーホール）を貫通し、半田付けにより回路基板１０６上の配線パターン（銅箔パターン）に接続されている。   A metal terminal pin 105 is fixed to the insulator 103. At the root of the terminal pin 105, the end of the winding of the stator coil 104 is tangled and connected by solder or the like. The terminal pin 105 passes through a hole (through hole) provided in the circuit board 106, which will be described later, and is connected to a wiring pattern (copper foil pattern) on the circuit board 106 by soldering.

インシュレータ１０３には、回路基板１０６が固定されている。回路基板１０６には、磁気センサの一例であるホールセンサ１０７が取り付けられている。ホールセンサ１０７は、後述するロータマグネット１１４の磁気を検出し、ロータ３００の回転を検出する。ホールセンサ１０７の出力から、ロータ３００の回転速度（回転数／秒）が検出される。図示省略されているが、回路基板１０６には、ホールセンサ１０７の周辺回路およびステータコイル１０４に流す駆動電流を制御する回路を構成する電子部品が搭載されている。また、回路基板１０６からは図示しない外部接続配線が引き出されている。
A circuit board 106 is fixed to the insulator 103. A hall sensor 107 which is an example of a magnetic sensor is attached to the circuit board 106. The hall sensor 107 detects the magnetism of a rotor magnet 114, which will be described later, and detects the rotation of the rotor 300. From the output of the hall sensor 107, the rotational speed (number of revolutions / second) of the rotor 300 is detected. Although not shown in the drawing, the circuit board 106 is mounted with electronic components constituting a peripheral circuit of the Hall sensor 107 and a circuit for controlling a drive current to be passed through the stator coil 104. Further, external connection wiring (not shown) is drawn out from the circuit board 106.

円筒部１０１ｂの内側には、軸受１０８が固定されている。軸受１０８は、滑り軸受であり、円筒形状を有し、その内側に回転する軸部材であるシャフト１０９を回転自在な状態で保持している。軸受１０８の下端は、円筒部１０１ｂの底の部分に配置された薄板リング形状のシャフト抜け止め板１２０に接触している。シャフト抜け止め板１２０は、軸受１０８によってベース１０１に押さえ付けられている。   A bearing 108 is fixed inside the cylindrical portion 101b. The bearing 108 is a sliding bearing, has a cylindrical shape, and holds a shaft 109 which is a shaft member rotating inside thereof in a rotatable state. The lower end of the bearing 108 is in contact with a thin plate ring-shaped shaft retaining plate 120 disposed at the bottom of the cylindrical portion 101b. The shaft retaining plate 120 is pressed against the base 101 by a bearing 108.

シャフト１０９の先端は、円筒部１０１ｂ内側の底に配置されたスラスト板１１０に回転可能な状態で接触している。シャフト１０９の先端部近くには、周溝１０９ａが形成されており、この周溝１０９ａに嵌る状態で薄板リング形状のシャフト抜け止め板１２０が配置されている。   The tip of the shaft 109 is in contact with the thrust plate 110 disposed at the bottom inside the cylindrical portion 101b in a rotatable state. A circumferential groove 109a is formed near the tip of the shaft 109, and a thin ring-shaped shaft retaining plate 120 is disposed so as to be fitted in the circumferential groove 109a.

シャフト１０９には、ロータ３００が固定されている。ロータ３００は、羽根１１２を有したハブ１１１と一体化されており、ロータヨーク１１３およびロータマグネット１１４を有している。シャフト１０９の他端（図１の上端）には、樹脂製のロータハブ１１１が固定されている。ロータハブ１１１は、略カップ形状を有し、その周囲に羽根１１２が一体成型により形成されている。ロータハブ１１１の内側には、磁性材料により構成された円筒形状のロータヨーク１１３が固定され、ロータヨーク１１３の内側には、略円筒形状のロータマグネット１１４が固定されている。ロータマグネット１１４は、周方向に沿ってＳＮＳＮ・・と交互に異なる極性となるように着磁されている。   A rotor 300 is fixed to the shaft 109. The rotor 300 is integrated with a hub 111 having blades 112 and includes a rotor yoke 113 and a rotor magnet 114. A resin-made rotor hub 111 is fixed to the other end of the shaft 109 (the upper end in FIG. 1). The rotor hub 111 has a substantially cup shape, and the blades 112 are integrally formed around it. A cylindrical rotor yoke 113 made of a magnetic material is fixed inside the rotor hub 111, and a substantially cylindrical rotor magnet 114 is fixed inside the rotor yoke 113. The rotor magnet 114 is magnetized so as to have different polarities alternately with SNSN... Along the circumferential direction.

ロータマグネット１１４内周の下部（回路基板１０６近く）には、断面形状が矩形の周溝１１５が形成されている。周溝１１５は、周方向において一周した溝であり、その上端がステータコア１０２の下端面近くにあり、その下端はステータコア１０２の下端面から下方に離れた位置にある。すなわち、周溝１１５は、ステータコア１０２とごく一部で重なり、大部分がステータコア１０２と重ならない軸方向で下方にずれた位置に設けられている。周溝１１５の下部には、周溝１１５の上部と同じ径方向の肉厚を有したロータマグネット端部１１６があり、この部分の軸方向端面（図１の下面）がホールセンサ１０７に隙間を有した状態で対向している。   A circumferential groove 115 having a rectangular cross section is formed in the lower part of the inner periphery of the rotor magnet 114 (near the circuit board 106). Circumferential groove 115 is a groove that makes a round in the circumferential direction, and has an upper end near the lower end surface of stator core 102 and a lower end at a position away from the lower end surface of stator core 102. In other words, the circumferential groove 115 is provided at a position that is partially displaced with the stator core 102 and is shifted downward in the axial direction so that most of the circumferential groove 115 does not overlap with the stator core 102. A rotor magnet end portion 116 having the same radial thickness as the upper portion of the circumferential groove 115 is provided at the lower portion of the circumferential groove 115, and the axial end surface (the lower surface in FIG. 1) of this portion forms a gap in the hall sensor 107. They are facing each other.

（周溝１１５の作用）
周溝１１５があることで、ロータマグネット１１４の軸方向における磁気中心は、周溝１１５がない場合に比較して図１の上方（スラスト板１１０から離れる方向）にずれる。一般的に、異なる極性の２つの磁石同士あるいは、磁石と磁性材料とを近接させた場合、互いに磁気中心が最も近接するように磁気吸引力が働く。この原理により、周溝１１５を設けることで、ステータコア１０２とロータマグネット１１４との間に軸方向における吸引力、つまり上方にずれたロータマグネット１１４の磁気中心を下方に動かそうとする力が発生する。この力は、ロータハブ１１１、ロータヨーク１１３およびロータマグネット１１４と一体となったシャフト１０９をスラスト板１１０に押し付ける力となる。シャフト１０９がスラスト板１１０に磁力で押し付けられることで、送風機１００の上下をひっくり返してもロータハブ１１１が軸方向でガタつかず、動作時の振動が抑えられる。 (Operation of circumferential groove 115)
Due to the presence of the circumferential groove 115, the magnetic center in the axial direction of the rotor magnet 114 is shifted upward (in the direction away from the thrust plate 110) in FIG. In general, when two magnets having different polarities or a magnet and a magnetic material are brought close to each other, a magnetic attractive force acts so that the magnetic centers are closest to each other. By providing the circumferential groove 115 based on this principle, an attractive force in the axial direction between the stator core 102 and the rotor magnet 114, that is, a force for moving the magnetic center of the rotor magnet 114 shifted upward is generated. . This force is a force that presses the shaft 109 integrated with the rotor hub 111, the rotor yoke 113, and the rotor magnet 114 against the thrust plate 110. When the shaft 109 is pressed against the thrust plate 110 with a magnetic force, the rotor hub 111 does not rattle in the axial direction even when the blower 100 is turned upside down, and vibration during operation is suppressed.

すなわち、送風機１００の中心軸方向に沿って、ステータコア１０２の軸方向における中心に向かうようにロータマグネット１１４の軸方向における磁気中心が引き寄せられることでロータマグネットにスラスト力が働くが、周溝１１５をロータマグネット１１４の軸方向における中心からスラスト板１１０の方向に偏った位置に設けると、ロータマグネット１１４の軸方向における磁気中心は周溝１１５が存在しない場合に比較して図１の上方向に移動する。この結果、ロータマグネット１１４が図１の下方向、すなわちスラスト板１１０の方向に向かってステータコア１０２に引き寄せられ、上記のスラスト力が働く。このスラスト力により、シャフト１０９がスラスト板１１０に押し付けられる。   That is, a thrust force acts on the rotor magnet by pulling the magnetic center in the axial direction of the rotor magnet 114 along the central axial direction of the blower 100 toward the center in the axial direction of the stator core 102. When provided at a position deviated from the center in the axial direction of the rotor magnet 114 toward the thrust plate 110, the magnetic center in the axial direction of the rotor magnet 114 moves upward in FIG. 1 compared to the case where the circumferential groove 115 does not exist. To do. As a result, the rotor magnet 114 is drawn toward the stator core 102 in the downward direction of FIG. 1, that is, in the direction of the thrust plate 110, and the above-described thrust force works. The shaft 109 is pressed against the thrust plate 110 by this thrust force.

なお、周溝１１５が無くても後述する図３のサンプル１（比較例）のような構造の場合、ロータマグネット１１４の位置がステータコア１０２に対して上方にずれているので、ロータマグネット１１４の磁気中心が上方にずれ、ロータマグネット１１４が下方に引き寄せられるスラスト力が生じる。しかしながら、ロータマグネット１１４を図３の下方に引き寄せるスラスト力が不足している場合、この構造で当該スラスト力を高めるためには、ロータマグネット１１４を更に上方に延在させる必要がある。その結果、ブラシレスモータ、ひいては送風機１００の軸方向の寸法大きくなってしまい、薄型化の点で不利となる。周溝１１５を設けた場合、ロータマグネット１１４の軸方向の寸法を大きくせずに磁気中心を上方に移動させることができるので、ブラシレスモータの軸方向の寸法を大きくしなくとも必要とする値のスラスト力（ロータマグネット１１４を図３の下方に引き寄せるスラスト力）を得ることができる。   In the case of a structure such as sample 1 (comparative example) in FIG. 3 to be described later without the circumferential groove 115, the position of the rotor magnet 114 is shifted upward with respect to the stator core 102. The center is shifted upward, and a thrust force is generated that attracts the rotor magnet 114 downward. However, when the thrust force that pulls the rotor magnet 114 downward in FIG. 3 is insufficient, the rotor magnet 114 needs to extend further upward in order to increase the thrust force with this structure. As a result, the dimensions of the brushless motor, and hence the blower 100 in the axial direction are increased, which is disadvantageous in terms of thinning. When the circumferential groove 115 is provided, the magnetic center can be moved upward without increasing the axial dimension of the rotor magnet 114, so that the required value can be obtained without increasing the axial dimension of the brushless motor. Thrust force (thrust force that pulls the rotor magnet 114 downward in FIG. 3) can be obtained.

なお、図３のサンプル１の構造において、ロータマグネット１１４を上方にずらして配置すると、ロータマグネット１１４を下方に引き寄せるスラスト力は増加する。しかしながら、そうするとホールセンサ１０７とロータマグネット１１４との間の距離が大きくなり、ホールセンサ１０７によるロータマグネット１１４の回転を検出する機能が損なわれる。周溝１１５を設けた場合、ロータマグネット端部１１６の位置を変えることなく、このロータマグネット端部１１６をホールセンサ１０７に近接させたまま磁気中心を上方へ移動させることができるので、ホールセンサ１０７によってロータマグネット１１４の回転を検出する機能が損なわれない構造が得られる。   In the structure of sample 1 in FIG. 3, when the rotor magnet 114 is shifted upward, the thrust force that pulls the rotor magnet 114 downward increases. However, if so, the distance between the hall sensor 107 and the rotor magnet 114 increases, and the function of detecting the rotation of the rotor magnet 114 by the hall sensor 107 is impaired. When the circumferential groove 115 is provided, the magnetic center can be moved upward without changing the position of the rotor magnet end portion 116 while keeping the rotor magnet end portion 116 close to the hall sensor 107. Thus, a structure in which the function of detecting the rotation of the rotor magnet 114 is not impaired is obtained.

以上述べたように、周溝１１５を設けることで、ロータマグネット１１４の軸方向の寸法を大きくすることなく、またホールセンサ１０７による回転検出機能を損なうことなく、ロータマグネット１１４を図３の下方に十分な力で引き寄せることができる構造が得られる。   As described above, by providing the circumferential groove 115, the rotor magnet 114 can be moved downward in FIG. 3 without increasing the axial dimension of the rotor magnet 114 and without impairing the rotation detection function of the Hall sensor 107. A structure that can be pulled with sufficient force is obtained.

（実験結果）
以下、周溝１１５の適切な位置を調べる実験について説明する。図３には、ステータコア１０２と周溝１１５の位置関係が概念的に示されている。下記表１には、図３に示すサンプル１、サンプル２−１、サンプル２−２、サンプル２−３、サンプル２−４におけるスラスト力（表1のスラスト力は溝がないロータマグネットのスラスト力を１とした場合の各サンプルのスラスト力の相対値である）を調べた結果が示されている。ここで、スラスト力は、ステータ１０２がロータマグネット１１４を図３の下方向に引く力、すなわちスラスト板１１０にシャフト１０９が押し付けられる力である。 (Experimental result)
Hereinafter, an experiment for examining an appropriate position of the circumferential groove 115 will be described. FIG. 3 conceptually shows the positional relationship between the stator core 102 and the circumferential groove 115. Table 1 below shows the thrust force in Sample 1, Sample 2-1, Sample 2-2, Sample 2-3, and Sample 2-4 shown in FIG. 3 (the thrust force in Table 1 is the thrust force of the rotor magnet without grooves). (The relative value of the thrust force of each sample when 1 is 1) is shown. Here, the thrust force is a force by which the stator 102 pulls the rotor magnet 114 downward in FIG. 3, that is, a force by which the shaft 109 is pressed against the thrust plate 110.

Figure 2016189672
Figure 2016189672

表１から明らかなように、周溝１１５を設けることで、ロータマグネット１１４を図３の下の方向に押し付けるスラスト力が発生する。   As is apparent from Table 1, by providing the circumferential groove 115, a thrust force that presses the rotor magnet 114 in the lower direction of FIG. 3 is generated.

なお、周溝１１５とステータコア１０２とが軸方向で完全に重なると、そうではない場合のようにスラスト力は大きく増加しない（サンプル２−４を参照）。これは、周溝１１５の下に残るロータマグネット端部１１６が生成する磁力の影響が大きくなり、ロータマグネット１１４の軸方向における磁気中心の上方への移動が小さくなるからであると考えられる。しかし、それでも周溝が無い場合と比較するとスラスト力は２倍以上増加している。 Note that when the circumferential groove 115 and the stator core 102 completely overlap in the axial direction, the thrust force does not increase significantly as in the case where this is not the case (see Sample 2-4). This is considered to be because the influence of the magnetic force generated by the rotor magnet end portion 116 remaining under the circumferential groove 115 is increased, and the upward movement of the magnetic center in the axial direction of the rotor magnet 114 is reduced. However, the thrust force is increased more than twice as compared with the case where there is no circumferential groove.

したがって、スラスト力を高めるためにはロータマグネット１１４に周溝１１５を追加することが好ましい。さらに、周溝１１５の軸方向の幅寸法をＬ１、図３において周溝１１５よりも下側（スラスト板１１０の側）にあるロータマグネット１１４の部分の軸方向の寸法をＬ２とすると、表１の結果から、Ｌ１≧Ｌ２を満たす構造がより好ましいと結論される。Ｌ１よりＬ２が大きくなるにつれて、または周溝１１５の中心位置が上方に移動するにつれて、ロータマグネット１１４の磁気中心が上方への移動が小さくなり、ロータマグネット１１４を図３の下の方向に押し付けるスラスト力の増加が小さくなる。言い換えると、Ｌ１よりＬ２が大きくなると、Ｌ２の部分をステータコア１０２の方向（上の方向）に引き付ける磁力が大きくなるため、全体としてはロータマグネット１１４を図３の下の方向に押し付けるスラスト力を弱めることになる。また、スラスト力の増加を得るためには、周溝１１５の中心位置はロータマグネット１１４の軸方向中心から下側に偏った位置にあることが必要である。   Therefore, it is preferable to add the circumferential groove 115 to the rotor magnet 114 in order to increase the thrust force. Further, assuming that the axial width dimension of the circumferential groove 115 is L1, and the axial dimension of the portion of the rotor magnet 114 below the circumferential groove 115 (the thrust plate 110 side) in FIG. From the results, it is concluded that a structure satisfying L1 ≧ L2 is more preferable. As L2 becomes larger than L1, or as the center position of the circumferential groove 115 moves upward, the magnetic center of the rotor magnet 114 becomes smaller in the upward movement, and the thrust that presses the rotor magnet 114 downward in FIG. The increase in power is small. In other words, when L2 becomes larger than L1, the magnetic force attracting the L2 portion in the direction of the stator core 102 (upward direction) becomes large, so that the thrust force that presses the rotor magnet 114 downward in FIG. It will be. Further, in order to obtain an increase in thrust force, it is necessary that the center position of the circumferential groove 115 be deviated downward from the axial center of the rotor magnet 114.

ところで、図３のサンプル２−２，２−３，２−４は、軸に垂直な方向から見て、ステータコア１０２と周溝１１５が重なっている。これらの構造では、一部とはいえステータコア１０２とロータマグネット１１４との距離が大きくなる部分が生じるので、有効利用されない磁束が生じ、モータとしての効率は低下する。よって、モータ効率の点では、ステータコア１０２と周溝１１５とが軸方向で重ならないサンプル２−１の構造が好ましい。   Incidentally, in the samples 2-2, 2-3, and 2-4 in FIG. 3, the stator core 102 and the circumferential groove 115 overlap each other when viewed from the direction perpendicular to the axis. In these structures, there is a part where the distance between the stator core 102 and the rotor magnet 114 is increased, but a magnetic flux that is not effectively used is generated, and the efficiency as a motor is reduced. Therefore, in terms of motor efficiency, the structure of Sample 2-1 in which the stator core 102 and the circumferential groove 115 do not overlap in the axial direction is preferable.

（効果）
ロータマグネットの軸方向中心がステータに対して軸方向にずれた従来の構造であればロータマグネットへのスラスト力を発生させることは可能である。しかしながらこの従来構造では、ロータマグネットをステータに対してずらして配置させる分の軸方向のスペースが必要なため、薄型化の点で不利であった。これに対して、上述したロータマグネットの内周面の軸方向の一端側に偏った位置に周溝を形成する構造は、ロータマグネットの軸方向における寸法の増大を抑えつつ、ロータに十分なスラスト力を作用させることができる。 (effect)
With a conventional structure in which the axial center of the rotor magnet is shifted in the axial direction with respect to the stator, it is possible to generate a thrust force on the rotor magnet. However, this conventional structure is disadvantageous in terms of thinning because it requires a space in the axial direction to displace the rotor magnet with respect to the stator. On the other hand, the structure in which the circumferential groove is formed at a position deviated toward one end side in the axial direction of the inner peripheral surface of the rotor magnet described above can provide sufficient thrust for the rotor while suppressing an increase in dimension in the axial direction of the rotor magnet. Force can be applied.

また、ロータマグネットの内周面の軸方向で偏った位置に周溝を形成する構造は、ロータマグネットの一端部をホールセンサに近接させることができるので、ロータマグネットの回転を検出する機能が損なわれない。更にこの構造は、ロータマグネットの内周面に溝を形成するだけであるので、製造が容易であり、また部品点数が増えることもない。   In addition, the structure in which the circumferential groove is formed at a position offset in the axial direction of the inner circumferential surface of the rotor magnet allows one end of the rotor magnet to be close to the Hall sensor, and thus the function of detecting the rotation of the rotor magnet is impaired. I can't. Furthermore, since this structure only forms a groove on the inner peripheral surface of the rotor magnet, manufacturing is easy and the number of parts does not increase.

（その他）
図４は、ロータマグネット１１４内側の下端に周方向に沿って連続した段部（切欠き部）１１７を形成した場合の例である。この場合も、ホールセンサ１０７が検知する磁力が生成されるようにし、且つ、ロータマグネット１１４の軸方向における磁気中心を図５の上方に偏らせた構造が得られ、シャフト１０９がスラスト板１１０に押し付けられる。 (Other)
FIG. 4 shows an example in which a step (notch) 117 continuous along the circumferential direction is formed at the lower end inside the rotor magnet 114. Also in this case, a structure in which the magnetic force detected by the Hall sensor 107 is generated and the magnetic center in the axial direction of the rotor magnet 114 is biased upward in FIG. 5 is obtained, and the shaft 109 is placed on the thrust plate 110. Pressed.

また、図４の構造では、段部１１７が形成されることで残存した薄肉部１１８の軸方向端面がホールセンサ１０７に対向するように、ホールセンサ１０７の位置が調整されている。薄肉部１１８の軸方向端面がホールセンサ１０７に対向する位置関係とすることで、ロータの回転を確実にホールセンサ１０７で検出できる。なお、段部１１７がステータコア１０２と軸方向で重ならない構造も可能である。   In the structure of FIG. 4, the position of the Hall sensor 107 is adjusted so that the axial end surface of the thin portion 118 remaining after the stepped portion 117 is formed faces the Hall sensor 107. The rotation of the rotor can be reliably detected by the hall sensor 107 because the axial end surface of the thin wall portion 118 faces the hall sensor 107. A structure in which the stepped portion 117 does not overlap the stator core 102 in the axial direction is also possible.

図５は、周溝１１５の断面形状を略Ｕ字型とした場合の例である。この場合も図１の構造と同様の作用が得られる。このように、周溝１１５の断面形状は矩形以外の任意の形状を選択することが可能であり、たとえばＶ字型等も可能である。   FIG. 5 shows an example in which the circumferential groove 115 has a substantially U-shaped cross section. In this case, the same operation as that of the structure of FIG. 1 can be obtained. As described above, the cross-sectional shape of the circumferential groove 115 can be selected from any shape other than a rectangle, and for example, a V-shape or the like is also possible.

上記の例では、ロータが外側に位置するアウターロータ型ブラシレスモータの場合を説明したが、外側にステータを配置し、内側にロータを配置したインナーロータ型に本発明を適用することも可能である。   In the above example, the case of the outer rotor type brushless motor in which the rotor is located outside has been described. However, the present invention can also be applied to an inner rotor type in which a stator is arranged on the outside and a rotor is arranged on the inside. .

１０１…ベース、１０１ａ…外側筐体、１０１ｂ…円筒部、１０２…ステータコア、１０３…インシュレータ、１０４…ステータコイル、１０５…端子ピン、１０６…回路基板、１０７…ホールセンサ、１０８…軸受、１０９…シャフト、１０９ａ…周溝、１１０…スラスト板、１１１…ロータハブ、１１２…羽根、１１３…ロータヨーク、１１４…ロータマグネット、１１５…周溝、１１６…ロータマグネット端部、１１７…段部、１２０…シャフト抜け止め板、２００…ステータ、３００…ロータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Base, 101a ... Outer housing, 101b ... Cylindrical part, 102 ... Stator core, 103 ... Insulator, 104 ... Stator coil, 105 ... Terminal pin, 106 ... Circuit board, 107 ... Hall sensor, 108 ... Bearing, 109 ... Shaft 109a ... circumferential groove, 110 ... thrust plate, 111 ... rotor hub, 112 ... vane, 113 ... rotor yoke, 114 ... rotor magnet, 115 ... circumferential groove, 116 ... end of rotor magnet, 117 ... stepped part, 120 ... retaining shaft Plate, 200 ... stator, 300 ... rotor.

Claims (5)

ステータコアおよびコイルを有するステータと、
前記ステータに対向して中心軸の周りを回転するロータマグネットと、
前記中心軸の方向における前記ロータマグネットの一方向側の端面に対向する磁気センサと
を備え、
前記ロータマグネットの前記ステータコアに対向する側の面には、前記中心軸の方向における前記ロータマグネットの中心から前記一方向側に偏った位置に、周溝または段部が全周に渡って形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。 A stator having a stator core and a coil;
A rotor magnet that rotates around a central axis facing the stator;
A magnetic sensor facing an end surface on one side of the rotor magnet in the direction of the central axis,
On the surface of the rotor magnet facing the stator core, a circumferential groove or step is formed over the entire circumference at a position deviated from the center of the rotor magnet in the direction of the central axis toward the one direction. A brushless motor characterized by 前記周溝の前記一方向側の面が前記ステータコアの前記一方向側の面よりも前記磁気センサに近い位置にあ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。   2. The brushless motor according to claim 1, wherein a surface of the circumferential groove on the one-direction side is closer to the magnetic sensor than a surface of the stator core on the one-direction side. 前記中心軸の方向に垂直な方向から見て、前記周溝または前記段部が前記ステータコアと重ならないことを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to claim 1, wherein the circumferential groove or the stepped portion does not overlap the stator core when viewed from a direction perpendicular to the direction of the central axis. 前記周溝の前記中心軸の方向の寸法Ｌ１と、前記周溝よりも前記一方向側にある前記ロータマグネットの部分の前記中心軸の方向の寸法Ｌ２とが、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。   The dimension L1 in the direction of the central axis of the circumferential groove and the dimension L2 in the direction of the central axis of the portion of the rotor magnet located on the one direction side with respect to the circumferential groove satisfy the relationship of L1 ≧ L2. The brushless motor according to any one of claims 1 to 3. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のブラシレスモータを備えることを特徴とする送風機。   A blower comprising the brushless motor according to any one of claims 1 to 4.
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