JP2535719Y2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、カメラやビデオのレンズ鏡筒内に組付けら
れるフォーカスリング駆動用モータなどとして使用する
のに好適なブラシレスモータの構造に関する。

〔従来の技術〕

オートフォーカス装置や自動絞り装置などを内蔵した
レンズ鏡筒は、通常のカメラの他ビデオカメラ、電子カ
メラあるいは監視用カメラなどでも使用されている。

この種のレンズ鏡筒では、一般に、自動合焦時にモー
タによってフォーカスレンズを光軸方向に微小移動させ
てピント合わせを行ったり、明るさを測定して同時にモ
ータで絞りを調整することが広く行われている。

前記フォーカスレンズは、その外周に形成されたヘリ
コイドねじにねじ係合した回転リングを回転させること
により前後に移動する。

この種の回転リングの駆動に好適なモータとして、幅
が小さな円弧状のベースの中央部に永久磁石の回転子を
軸支するとともに該回転子のまわりに複数対のステータ
を配置する構造のブラシレスモータが実開昭59-128609
等で提案されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、従来のこの種のブラシレスモータにあって
は、異なる対のステータの一部が回転子に対し上下に配
置され、それらの磁極部を立体交差させて磁気回路が構
成されていた。

また、このようなブラシレスモータでは、ステータの
位置決めの際、回転子よりエアギャップ分直径の大きな
ダミー回転子をセットして位置決めを行う方法が採用さ
れる。

しかし、前記ダミー回転子を使用して位置決めする場
合、磁極部が立体交差する従来構造ではステータを３ヶ
所までは同時に位置決めして組立てることが可能だが、
最後のステータを位置決めする時ダミー回転子を取り外
す必要があり、このため、すでに位置決めしたステータ
の本来の回転子に対するエアギャップを正確に保持する
ことが困難であり、モータ特性にバラツキが生じるとい
う問題があった。

また、エアギャップを保証するためには、再調整等の
工程が必要になる場合があり、製造コストが嵩むという
問題もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、第１のステータ対及び第２のステータ対を
回転子の軸方向から見て該回転子の端面と重なり合わな
いように該回転子の軸と直角な方向に延出させ、回転子
の一方の軸受をモータ基板に設け、該回転子の他方の軸
受をステータガイドに固定した軸受部材に設けるという
構成を採用することにより、回転子の両端軸受で軸支し
たダミー回転子を用いて各ステータのエアギャップを規
定するに際し、全てのステータのエアギャップを同時に
均一に位置決めすることができ、ダミー回転子を取り出
す時に一旦位置決めしたステータのいずれかを取り外し
て該ステータのエアギャップを再調整するという煩雑な
作業を無くすことができ、組立工数の低減を図ることが
できるブラシレスモータを提供するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本考案を具体的に説明する。

第１図の（Ａ）〜（Ｅ）は本考案によるブラシレスモ
ータの一実施例の組立て順序を示す平面図である。

第１図の（Ａ）において、モータ基板１に第１相の相
対向する一対のステータ４、５を結合した状態を示す。

これらのステータ４、５は、ねじ７で互いに結合さ
れ、かつ、ねじ８でモータ基板１に固定されている。

ステータ５の方にはコイル３が巻装され、また、この
ステータ５はモータ基板１に固定されたステータガイド
６で案内支持されている。

モータ基板１の中央部には回転子（不図示）の軸受９
が固定されている。

第１図の（Ｂ）はさらに第２相の相対向する一対のス
テータ11、12をモータ基板１に結合した状態を示す。

これらのステータ11、12は、ねじ14で互いに結合さ
れ、かつ、ねじ13でモータ基板１に固定されている。

ステータ12の方にはコイル15が巻装され、また、この
ステータ12はモータ基板１に固定されたステータガイド
10で案内支持されている。

第１図の（Ｃ）は本考案の特徴を最も良く表す図であ
り、各相のステータ４、５、11、12は平面的に配置され
ており、回転子（ダミー回転子16）の軸方向から見て該
回転子の端面と重なり合わないように配置されている。

ダミー回転子16は、本来の回転子18と各ステータとの
エアギャップを含めた外径寸法を有する位置決め工具で
あり、通常、各ステータを磁気吸引力で周面に密着させ
るよう永久磁石で形成されている。

このダミー回転子16は前記軸受９に嵌合軸支され、該
ダミー回転子16の周面に各ステータ４、５、11、12が吸
引密着されている状態で、前記ステータガイド６、10と
各ステータ４、５、11、12の背面部との間に隙間17a、1
7b、17c、17dが形成され、これらの隙間17a、17b、17
c、17dに接着剤を充填させ硬化させることにより、各ス
テータ４、５、11、12が位置決め保持される。

第１図の（Ｄ）は、前記（Ｃ）の状態からダミー回転
子16を取り除き、永久磁石から成る本来の回転子18を装
着した状態を示し、各ステータ４、５、11、12と回転子
18との間には均一なエアギャップG1、G2、G3、G4が形成
されている。

第１図の（Ｅ）は回転子18を装着した後、該回転子18
の片側（上側）の軸受部を有する軸受ユニット19を組付
けた状態を示し、該軸受ユニット19はビス22によりステ
ータガイド６、10に固定されている。

以上第１図中の（Ａ）〜（Ｅ）で示す手順（工程）を
経て本考案によるブラシレスモータが組立てられる。

第２図は第１図の（Ａ）の工程より前のモータ中央部
の平面図であり、第３図は第２図の線III-IIIに沿った
断面を示す。

第２図および第３図において、回転子の軸受９から所
定の距離および角度の位置にコイル３、15の通電を制御
するための磁電変換素子（ホール素子）24A、24Bが配置
されており、各ホール素子24A、24Bはシステムとの電気
信号の受渡しを行うフレキシブルプリント板23に接続さ
れている。

第４図は前記軸受ユニット19（第１図）の平面図であ
り、第５図は第４図中の線V-Vに沿った断面を示す。

第４図および第５図において、軸受ユニット19は軸受
保持部材19Aに形成した孔に軸受20およびスラスト軸受2
1を圧入固定した構造を有する。

また、軸受保持部材19Aには組立て用の基準孔19B、19
Cが形成されており、これらの基準孔19B、19Cをステー
タガイド６、10に設けた凹部と位置決め嵌合することに
より、回転子18の軸受部の位置決めが行われる。

第６図は前記軸受ユニット19の他の構造を例示する軸
受部断面図である。

第６図において、軸受ユニット19は焼結合金（含油メ
タル）等の一体成形品で作られ、その軸受部には回転子
18の軸を図示のようにラジアル方向およびスラスト方向
に軸支する所定深さの軸受穴19Dが形成されている。

第７図は以上説明した構造のブラシレスモータの組立
て完了時の平面図であり、第８図は第７図中の線VIII-V
IIIから見た立面図である。

第７図および第８図の組立図および第１図〜第６図に
ついての以上の説明からも明らかなごとく、永久磁石か
ら成る回転子18と、両端に設けられたステータが前記回
転子を介在させて対向配置される複数の磁性材と、各磁
性材に巻装され両端のステータを異なる磁極とする巻線
コイルと、各巻線コイルを交互に通電制御する制御回路
とを備えたブラシレスモータにおいて、各ステータが前
記回転子の軸方向から見て該回転子の端面と重なり合わ
ないように配置したので、磁極部を立体交差させていた
従来の構造からステータの磁極配置を変えることによ
り、回転子18の周面と各ステータ４、５、11、12とのエ
アギャップを同時工程で均一に形成することが可能にな
った。

また、エアギャップの均一性を保障しうることから、
モータ特性（トルク、回転数消費電流など）を向上させ
効率の向上を図ることができた。

第９図は以上説明したブラシレスモータの作動原理を
示す。

なお、第９図の（Ａ）〜（Ｈ）は回転子が反時計方向
に回転する場合を示し、この場合、ホール素子24A、24B
の出力に従いステータ５にＮ極、ステータ４にＳ極、ス
テータ12にＮ極、ステータ11にＳ極が励磁されるように
巻線コイル15および巻線コイル３の通電を制御するもの
と仮定する。

この状態を（Ａ）に示し、その時、回転子18のＮ極は
ステータ12のＮ極に、回転子18のＳ極はステータ11のＳ
極に離反される。ステータ５はＮ極であるので回転子18
のＳ極はステータ５のＮ極に、また、ステータ４がＳ極
であるので回転子18のＮ極が該ステータ４に吸引される
方向、すなわち反時計方向に回転する。

こうして、第９図の（Ｂ）の位置に来ると、ホール素
子24Aの出力が反転し、通電制御回路によって巻線３の
通電が反転する。これによって、ステータ５はＮ極から
Ｓ極に変わり、ステータ４はＳ極からＮ極に変化する。

その時、回転子18のＳ極はステータ５およびステータ
11のＳ極に離反され、ステータ12の極に吸引される。

同時に、回転子18のＮ極は、ステータ12およびステー
タ４のＮ極に離反されかつステータ11のＳ極に吸引され
るように反時計方向の回転を接続し、第９図の（Ｃ）か
ら（Ｄ）の位置へ移動する。

以下同様に、第９図の（Ｄ）の位置においては、ホー
ル素子24Bの出力が反転して巻線コイル15の通電が反転
し、反時計方向に回転が接続し、さらに、第９図の
（Ｆ）の位置においては、ホール素子24aの出力が反転
して巻線コイル３の通電が反転し反時計方向に回転か接
続する。

本考案によるブラシレスモータの回転方向を、以上の
反時計方向と逆の方向すなわち時計方向にするために
は、巻線コイル３およひ巻線コイル15への供給電圧をそ
れぞれの巻線コイルの端子間で逆転させることにより実
現できる。そのため、ホール素子24A、24Bの出力の位相
反転回路を通電制御回路によって制御すれば、自由に時
計および反時計方向に回転制御することができる。

以上の実施例によれば、回転子18とステータ４、５、
11、12とのエアギャップを均一に同時に位置決めしうる
ステータ構造が実現できるので、ブラシレスモータの組
立て工数の低減およびコストダウンが可能になった。

また、エアギャップに異物、例えばモータ回転中に回
転子の一部が欠けたり外部からのゴミ等が侵入したりし
て回転性能に悪影響を及ぼし、特に分解補修等の必要が
生じた場合は、第４図および第５図に示した軸受ユニッ
ト19を外すことによって簡単にモータ内部のチェック並
びに異物の除去を行うことができ、したがって、メイン
テナンスを容易に行いうるブラシレスモータの構造が得
られた。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本考案のブラシレス
モータによれば、２極に着磁された回転子と、該回転子
の一方の軸受を備えたモータ基板と、上記回転子の外周
に、該回転子の外周と空隙を有して順に配置された第１
乃至第４のステータと、上記回転子を介して互いに対向
する第１及び第３のステータのそれぞれを略平行となる
ように上記回転子の軸と直角な方向に延出しそれらの端
部を連結して成る第１のステータ対と、上記回転子を介
して互いに対向する第２及び第４のステータのそれぞれ
を略平行となるように上記回転子の軸と直角な方向に延
出しそれらの端部を連結して成る第２のステータ対と、
上記第１及び第２のステータ対を案内支持するように上
記モータ基板に固定されたステータガイドと、該ステー
タガイドに固定され、上記回転子の他方の軸受を備えた
軸受部材と、第１及び第２のステータ対のそれぞれの一
方のステータに巻回されるコイルとを備え、上記コイル
を通電制御することより上記回転子を回転させる構成と
したので、回転子の両端軸受で軸支したダミー回転子を
用いて各ステータのエアギャップを規定するに際し、全
てのステータのエアギャップを同時に均一に位置決めす
ることができ、ダミー回転子を取り外す時に一旦位置決
めしたステータのいずれかを取り外して該ステータのエ
アギャップを再調整するという煩雑な作業を無くすこと
ができ、もって、組立工数の低減を図ることができるブ
ラシレスモータが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるブラシレスモータの構造を組立て
階段ごとに示す平面図、第２図は第１図のモータ基板の
サブ組立て時平面図、第３図は第２図の線III-IIIの断
面図、第４図は第１図中の軸受ユニットの平面図、第５
図は第４図の線V-Vの断面図、第６図は軸受ユニットの
他の構造を例示する第５図に相当する断面図、第７図は
本考案によるブラシレスモータの組立完了時の平面図、
第８図は第７図の線VIII-VIIIに沿って見た立面図、第
９図は第７図のブラシレスモータの作動原理を示す模式
図である。 １……モータ基板、３、15……巻線コイル、４、５、1
1、12……ステータ、18……回転子、19……軸受ユニッ
ト。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２極に着磁された回転子と、該回転子の一
   方の軸受を備えたモータ基板と、上記回転子の外周に、
   該回転子の外周と空隙を有して順に配置された第１乃至
   第４のステータと、上記回転子を介して互いに対向する
   第１及び第３のステータのそれぞれを略平行となるよう
   に上記回転子の軸と直角な方向に延出しそれらの端部を
   連結して成る第１のステータ対と、上記回転子を介して
   互いに対向する第２及び第４のステータのそれぞれを略
   平行となるように上記回転子の軸と直角な方向に延出し
   それらの端部を連結して成る第２のステータ対と、上記
   第１及び第２のステータ対を案内支持するように上記モ
   ータ基板に固定されたステータガイドと、該ステータガ
   イドに固定され、上記回転子の他方の軸受を備えた軸受
   部材と、第１及び第２のステータ対のそれぞれの一方の
   ステータに巻回されるコイルとを備え、上記コイルを通
   電制御することにより上記回転子を回転させることを特
   徴とするブラシレスモータ。