JP3146492B2 - ブラシレスｄｃモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の属する技術分野） 本発明は、ステータヨークに界磁巻線を有し、ロータ
に永久磁石を有し、ブラシのないブラシレスDCモータに
関し、より詳細には、モータの構造に関するものであ
る。 （従来の技術） 従来におけるブラシレスDCモータとしては、図50に示
す有鉄芯タイプのモータと、図51に示す無鉄芯タイプの
モータが知られている。 上記有鉄芯タイプのモータ52は、図50に示すように、
ステータヨーク53が所定形状に打抜かれた電磁鋼板を多
数枚積層して形成され、ステータヨーク53のスロット部
に界磁コイル54が絶縁した状態で配設されている。ロー
タ55には、ロータ磁石56が配設されている。そして、ス
テータヨーク53およびロータ55によりモータ部が構成さ
れ、回路素子などにより回路ユニット部57が構成されて
いる。 上記無鉄芯タイプのモータ60は、図51に示すように、
ステータ58内に、自己融着線により環状に形成された空
芯状の界磁コイル59が配設されている。界磁コイル59
は、例えば、図52および図53に示すように形成されてい
る。また、ロータ61にはロータ磁石63が設けられてい
る。そして、ステータ58およびロータ61によりモータ部
が構成され、回路素子などにより回路ユニット76が構成
されている。 上述した双方の構造のモータ52と60においては、モー
タ軸受支持体（ボス）の一方向から組込むことにより組
付けられる構造となっている。 また、有鉄芯タイプのモータ60としては、例えば、特
開昭64−23754号に記載されたものが知られている。こ
の種のブラシレスDCモータ60は、径方向にエアギャップ
を有する構造のラジアルギャップタイプのモータと呼ば
れている。この種のブラシレスDCモータ60は、図54に示
すように、ロータ61が、カップ状のロータヨーク62と、
このロータヨーク内周面に貼着される環状のロータ磁石
63と、ロータヨーク62の中心にブッシュ64により嵌着さ
れたシャフト65とにより構成されている。尚、図中、66
はターンテーブルを示す。 ステータ67は、更に図55に示すように、軟磁性金属板
からなる第１および第２ステータヨーク68、69と、双方
のステータヨーク68と69との間に介設されるコイルユニ
ット70とにより構成されている。双方のステータヨーク
68と69は、中央部から放射外方に延在し直角に折曲され
た磁極68a、69aが形成され中央部には磁極68a、69aの折
曲方向に沿ってリング部71、72が一体的に形成されてい
る。尚、図においては４極の場合を示している。 また、ステータ67の第１ステータヨーク68と第２ステ
ータヨーク69とは、コイルユニット70を介設して組付け
られ、リング部71と他方のリング部72は接合され、磁気
的に結合して磁気回路が構成され、ロータ61のロータ磁
石63の局面と所定ギャップを保ち、円周方向に第１ステ
ータヨーク68と第２ステータヨーク69との磁極68aと69a
が交互に配設される。 更に、ステータ67のリング部71内には、スリーブ73が
装着され、スリーブ73内には、軸受74を介してロータ61
のシャフト65が支承されている。スリーブ73の下端部に
は、ベースプレート75が嵌着されてステータ67が支持さ
れ、ベースプレート75には回路基板76が固設されてい
る。尚、図中、77はロータの磁極を検出する磁極検出素
子を示す。 更にまた、回転ワークを吸着固定するためのチャッキ
ング磁石として、従来、図57に示すように着磁されたチ
ャッキング磁石79が用いられている。 更に、軟磁性金属板を折り曲げたステータヨークを使
用して構成されたブラシレスDCモータとしては、例え
ば、特開昭64−23754号や特開平２−214458号などが知
られており、これらのモータでは、ロータの静止安定点
位置を励磁トルク０位置よりずらすために磁極形状を非
対称形状にしたり、１つのステータヨークの磁極形状と
他の磁極形状を変えたり、また互いのステータの位置を
ずらして磁気的なアンバランスを発生させロータの安定
点位置をずらし、これによりモータ回転のデッドポイン
トを無くする構造が採用されている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のブラシレスDCモータに
おいては、有鉄芯タイプや無鉄芯タイプにかかわらず、
以下の如き構造上の問題点を有している。 １）モータ中央部に軸受のためのボスがあり、それを避
けるために回路ユニット部の中央部には比較的大きな穴
があり、この穴のために回路部品などの有効面積や配置
の自由度が損なわれ、モータ本体の形状が大きくなる。 ２）回路ユニット部はモータ部に覆われるように配置さ
れているので、一度組立てると回路ユニット部のみの取
り出しができず、交換、修正、調整が困難であった。 ３）界磁コイルの巻線の端部を回路基板とに接続する際
には、界磁コイルが引き回して配線されているので、作
業中に断線を生じたり、巻線同志のずれからレアショー
ト等も発生しやすく、特に無鉄芯型の場合は配線処理に
手間がかかり、作業工数がアップするという問題があっ
た。 また、特に無鉄芯タイプのモータでも以下の如き構造
上の問題点を有していた。 １）ステータが、双方のステータヨークのリング部を互
いに嵌合させて組付ける構造であるので、リング部の加
工に精密度が要求され、コストが嵩むとともに組付けに
手間がかかる。 ２）嵌合したリング部内に、軸受を支持するスリーブを
挿入する構造であるので、部品点数が増加し、組付け作
業が増加する。 ３）モータの小型化を図る際に、シャフトの軸まわりの
磁気回路で磁気飽和を生ずるおそれがある。 ４）ロータに冠着されるターンテーブルが別個に形成さ
れるので、組付け作業が増大するとともに、ターンテー
ブルの平坦度を確保することが困難である。 ５）ステータ内に挿通されるスリーブの下端側でベース
プレートが嵌着される構造であるので、スリーブの垂直
度を確保するためにはベースプレートの嵌合部の加工精
度が要求されるし、また、強度が出にくい。このため、
図56に示すように平板状のベースプレート75にそのまま
ステータ67をねじ78によるねじ止め等により固設するこ
ともできるが、ベースプレート75とステータ67との間に
設置空間を設けることができず、回路基板や磁極検出素
子を設けることが困難となる。 ６）また、組付け時には、磁極検出素子の取付け位置決
めをその都度行なわなければならず、位置決め精度も低
下するとともに、組付け作業の能率が低下する。 ７）回転ワークを吸着固定するためのチャッキング磁石
79は、通常上下２極に着磁されているため、一般に吸着
力が弱く、また、当該チャッキング磁石の下面に磁性体
がない場合、漏れ磁束がステータヨークやロータヨーク
に流れ込み、モータの性能に悪影響を及ぼすといった不
都合がある。 更に、有鉄芯タイプや無鉄芯タイプのモータにかかわ
らず、以下の如きモータ特性上の問題点を有している。 １）永久磁石回転子の安定点位置が発生できる励磁トル
クが比較的小さいために、起動性が不安定であり、ごく
限られた狭い条件でしか自起動できず、また、大きな起
動トルクが得られない。 ２）磁気的なバランスをくずさなければならないため、
磁極形状が特殊となり、漏れ磁束が多くなるほどモータ
効率が低下する。 ３）２個のステータヨークは、各々の磁極形状が異なる
ため、プレス加工の型が２種類必要になることや、部品
の管理が煩雑になるといった問題点を有している。 そこで、本発明は、このような課題を解決するもので
あって、その目的とするところは、コイルユニットと回
路ユニットの接続を簡単にし、且つ、モータ組付け後で
あっても回路ユニットのみの交換、調整等を容易に行う
ことを可能とし、更に、組付け部品点数を削減し、組付
けが容易で工数が低減し、モータ性能を向上させ、ま
た、大きな起動トルクを有し、広い範囲にわたって起動
性が得られ、更に、モータ効率が高く生産性に優れ、安
価なブラシレスDCモータを提供するところにある。 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本願第１請求項のブラシ
レスDCモータは、ロータヨークの中心に設けられたシャ
フト、および、周方向に複数極が着磁されたリング状も
しくはセグメント状のロータ磁石を有するロータと、 一対のステータヨークが対面して組付けられるもので
あって、このステータヨークは軟磁性金属板を折り曲げ
て形成された磁極を有し、さらに前記ステータヨークは
前記ロータ磁石との間にエアギャップを有し且つ周方向
に交互に前記磁極が配設されたステータと、 前記一対のステータヨーク間に介設されるものであっ
て、端部にフランジを有する合成樹脂のコイルボビンに
界磁コイルが設けられたコイルユニットと、 ベースプレートに取付けられるものであって、前記ロ
ータ磁石の磁極の位置を検出する磁極検出素子等が設け
られた回路ユニットと、を備えたブラシレスDCモータに
おいて、 前記コイルボビンのフランジに前記界磁コイルの先端
を絡める端子ピン並びにステータヨークを前記ベースプ
レートに固定するための固定ピンを突設するとともに、
この端子ピン並びに固定ピンの挿通穴を前記ステータヨ
ークおよびベースプレートに設け、前記ステータヨーク
とベースプレートを前記固定ピンで固定するとともに前
記回路ユニットを前記ステータと反対側の外方から前記
ベースプレートの取付け用のピンで固定し、さらに、前
記端子ピンの支持部に、前記界磁コイルの端部をガイド
するための、該端子ピンと同方向に延びる溝が設けられ
ているブラシレスDCモータである。 本願第２請求項のブラシレスDCモータは、請求項１に
おいて、前記端子ピンが、シャフトを中心にして同一円
周上に複数配置されているブラシレスDCモータである。 本願第３請求項のブラシレスDCモータは、ロータヨー
クの中央部に設けられたシャフト、および、周方向にＮ
極とＳ極とが交互に着磁された環状のロータ磁石を有す
るロータと、 第１および第２のステータヨークが対面して組付けら
れるものであって、このステータヨークは軟磁性金属板
を折り曲げて形成された磁極を有し、さらに前記ステー
タヨークは前記ロータ磁石との間にエアギャップを有し
且つ周方向に交互に前記第１および第２ステータヨーク
の磁極が配設されたステータと、 前記ステータの双方のステータヨーク間に介設される
ものであって、端部にフランジを有するコイルボビンに
界磁コイルが設けられたコイルユニットと、 前記ステータの中央部に設けられた挿通孔に挿入され
るものであって、内部に軸受を介して前記回転軸を支持
するスリーブと、 を備えたブラシレスDCモータにおいて、 前記軸受の一端側にフランジを設ける一方、前記第１
および第２ステータヨークの一方が固設されるベースプ
レートの取付け部に断面凸状の係合突部を形成し、この
ベースブレートの係合突部を前記軸受のフランジと前記
ステータヨークの一方との間に挟み込んで、前記ステー
タヨークの一方をベースプレートに固設し、更に、前記
スリーブに、両端に段部を有する嵌入部を設け、この嵌
入部が嵌合する嵌入穴を箭記第１および第２ステータヨ
ークに設け、前記ステータヨークの他方に前記スリーブ
の先端が嵌入される嵌合穴を形成し、前記スリーブの先
端を圧入またはカシメることにより、前記軸受と前記ス
テータヨークの他方とが固着されるブラシレスDCモータ
である。 本願第４請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記コイルボビンに、界磁コイルの引出し線を
絡めるピンを、回路ユニット側に向け一体的に突設し、
前記引出し線をピンに絡めた状態で組付け可能としたブ
ラシレスDCモータである。 本願第５請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記ロータヨークに冠着されるターンテーブル
をロータヨークに一体的に形成したブラシレスDCモータ
である。 本願第６請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、回転ワークを吸着固定するためのチャッキング
磁石が、多磁極に着磁したりもしくは複数のセグメント
を組合せることにより、磁路を最短にして構成されたブ
ラシレスDCモータである。 本願第７請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記ステータが固設されるベースプレートに軸
受を一体的に形成したブラシレスDCモータである。 本願第８請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記スリーブを高透磁率材料により形成したブ
ラシレスDCモータである。 本願第９請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記ロータの磁極を検出する磁極検出素子が固
設される回路ユニットと、この回路ユニットが固設され
るベースプレートと、前記ステータとの間に、位置決め
ピンとこのピンに係合する位置決め穴とにより構成され
る位置決め用の係合構造を設けたブラシレスDCモータで
ある。 本願第10請求項のブラシレスDCモータは、請求項３に
おいて、前記ステータにコイルユニットの界磁コイルの
引出し線を絡めるピンを突設し、引出し線の先端を回路
ユニット上で固着したブラシレスDCモータである。 本願第11請求項のブラシレスDCモータは、周方向に複
数の磁極を形成するロータ磁石がロータヨークに設けら
れたロータと、前記ロータ磁石との間にエアギャップを
有して周方向に交互にステータヨークに設けられた複数
の磁極を有するステータと、前記ステータヨークに設け
られ前記ステータの磁極を励磁する界磁コイルを有する
コイルユニットと、前記ロータ磁石の極性を検出する磁
極検出素子と、を備えたブラシレスDCモータにおいて、 前記ロータとステータとにより形成される磁気回路に
おけるコギンクトルクによってロータが静止する静止安
定点位置を、前記界磁コイル通電時に発生する励磁トル
クの最大トルク点の近傍に設定すると共に、前記磁極検
出素子の設置位置を前記ロータ磁石の１つの磁極の中間
位置から周方向にずらした位置に設定し 更に、前記ロータの回転中心から外周方向に見開く前
記ステータの磁極の見開き角度を、前記ロータの１つの
磁極当リの同様な見開き角度に対し、75％以上100％未
満としたブラシレスDCモータである。 （発明の実施の形態） 以下に本発明の第１実施例について図面を参照して説
明する。 本実施例のブラシレスDCモータの縦断面図および分解
縦断面図を図１、図２に示す。図１および図２におい
て、１はブラシレスDCモータ、２はロータ、３はシャフ
ト（回転軸）、10はステータ、19は回路ユニット、20は
モータ１を取付けるベースプレートを示す。 上記ロータ２は、カップ状に形成されたロータヨーク
４の中央部にシャフト３が圧入され、ロータヨーク４の
内周にはロータ磁石（永久磁石）５が固定されている。
ロータ磁石５はリング状に形成され、円周方向にＮ極と
Ｓ極とが交互に着磁され、本実施例では８極に着磁され
ている。尚、ロータ磁石５としては、複数のカワラ状の
永久磁石を組合せたものや、シート状のゴム磁石をりン
グ形状にしたものでよい。 上記ステータ10は、第１ステータヨーク11と、第２ス
テータヨーク16と、コイルユニット12とにより構成され
ている。第１ステータヨーク11および第２ステータヨー
ク16は、軟磁性金属板を所定形状に打抜いて形成され、
打抜き後の放射方向の延在部分を直角に折曲することに
より、磁極11aや16aが構成され、第２ステータヨーク16
には円筒部17が一体に形成されている。本実施例では、
８極のモータ１であるため、各々のステータヨーク11,1
6には４つの磁極11a、16aが周方向に所定間隔を有する
ように設けられている。そして、第１ステータヨーク11
と第２ステータヨーク16とは、後述するコイルユニット
12を介装し、周方向に磁極11aと16aが交互に配置される
ように、双方のステータヨーク11と16の磁極11aと16aと
を互いに向き合わされて組付けられている。 上記コイルユニット12は、両端にフランジ14aを有す
る樹脂製のボビン14と、これに巻回された界磁コイル15
とにより構成されている。そして、ボビン14内には第２
ステータヨーク16の円筒部17が挿入される。更に、ボビ
ン14の双方のフランジ14aには、モータ１の軸方向に突
設された複数個の端子ピン12aと、第１ステータヨーク1
1と第２ステータヨーク16のラジアル方向の組付け位置
を決めるピン12bと、第２ステータヨーク16をベースプ
レート20に固定する際に用いるピン12cとを備えてい
る。 また、ステータ10を支持するベースプレート20には、
中央外周部にステータ10を支持し内周部に軸受18を支持
する支持部20aを備えている。更に、ステータ10の固定
用の穴20bと界磁用コイル15と回路ユニット19の通電用
穴20cがベースプレート20に設けられており、ステータ1
0とは反対側よりロータ磁石５の磁極検出素子21を備え
た回路ユニット19が挿入固定されている。また、組付け
後のロータ２のシャフト３の先端部にはワッシャー22が
装着され、シャフト３の抜けが防止される。尚、ロータ
２とステータ10とによりモータ部が構成されている。 さらに、図３〜図12に基づいて詳細に述べる。 第１ステータヨーク11と第２ステータヨーク16の間に
入るコイル部12は、まず、コイルユニット12のピン12c
が第２ステータヨーク16の穴16cに合せて挿入され、そ
の後に第１ステータヨーク11の穴11cが上記コイルユニ
ット12のピン12bに合わせて挿入され、最後に第１ステ
ータヨーク１と第２ステータヨーク16が合わせて固定さ
れ、ピン12bの挿入後のピン先端部を熱加締め等で固定
されている。第１ステータヨーク11、第２ステータヨー
ク16の固定は、圧入の形でも機械的にプレス等を用いて
加締め等でもよく、第１ステータヨーク11と第２ステー
タヨーク16とでバランス良い磁気回路が構成されてい
る。 固定されたステータ10を支持するベースプレート20に
装着するには、コイルユニット12のピン12cをベースプ
レート20の穴20bに挿入し、ステータ10の反対側から熱
加締め等によってベースプレート20に固着する。ステー
タ10と回路ユニット19とは、コイルユニット12の端子ピ
ン12aをベースプレート20の穴20cに挿入し、回路ユニッ
ト19にはんだ付けによって固定することにより通電が行
えると同時に、ステータ10とベースプレート20および回
路ユニット19が固定される。 さらに、磁極検出素子21は回路ユニット19に取付けら
れており、回路ユニット19はベースプレート20のピン20
dによって案内固定されることにより、ステータ10と正
確に位置決めできる。 このように、第１実施例によれば、第１ステータヨー
クの穴と、コイルユニットの合成樹脂の突起とにより、
ステータの位置決めが容易となり、第２ステータユニッ
トの穴と、コイルユニットの合成樹脂部の突起により、
ステータをベースプレートに精度よく容易に固定するこ
とができる。また、コイルボビンのフランジに突設され
た複数個の端子ピンによって界磁コイルの引出し線を回
路ユニットに容易に接続することが可能となり、さら
に、ロータ磁石の磁極検出素子が適正な位置に容易に固
定できるという効果がある。 次に本発明の第２実施例について説明する。図13、図
14は本実施例を示す図である。 図13、図14において、コイルボビン14には引出し線15
が巻かれており、フランジ部14aには端子ピン12aがコイ
ルボビン14と一体成形されており、引出し線15はその先
端を端子ピン12aにからまりやすく、且つ断線を防止す
るために、溝12Aが設けられている。 このように、第２実施例によれば、端子ピンの支持部
をコイルボビンと合成樹脂により体成形したことによ
り、端子ピン間の距離を適正に出すことができ、圧入部
の寸法の管理が容易となり、さらに、引出し線のガイド
溝を設けたことにより、断線等の歩留りが向上する。 更に、本発明の第３実施例について説明する。図15〜
図17は本実施例を示している。 図15〜図17において、コイルボビン14には界磁巻線15
が巻かれており、フランジ14aには端子ピン12aがコイル
ボビン14と一体成形されており、端子ピン12aは巻き線
効率を考慮した等ピッチで配置され、さらに端子ピン12
aにからげる引出し線の先端を端子ピン12aにからまりや
すくし、且つ断線を防止するために溝12Aが設けられて
いる。 このように第３実施例によれば、端子ピンを合成樹脂
によりコイルボビンと一体成形し端子ピン間の距離を均
等にし、更に、引出し線のガイド溝を設けたことによ
り、圧入部の寸法管理及び巻き線作業を自動化する場合
などの位置を容易に設定でき、併せて巻線作業の歩留り
の向上を図ることができ、端子ピン強度の向上が図れ
る。 更に、上記第１、第２、第３実施例によれば、ステー
タやロータや回路ユニットを、各々個別に組立て、回路
ユニットをベースプレートの外側から組み付ける構造と
したため、組付けが容易となる。 また、上記第１、第２、第３実施例によれば、組立性
がよくなり、工程管理が容易になる。特に、回路ユニッ
トの完成に拘束されることなく、ステータおよびロータ
の組立が行えるという効果が得られる。 更に上記第１、第２、第３実施例によれば、回路ユニ
ットの実装面積が増大するので安価な電子部品が使用で
き、また、アートワークの自由度が生じ、回路ユニット
の組立て作業性が向上し、中心部の穴から止めワッシャ
ーを取外すことにより回路ユニットをそのままにした状
態で、ロータのみを外すことが可能となる効果を得るこ
とができる。 また更に、上記第１、第２、第３実施例によれば、コ
イルユニットの端子ピンを回路ユニットに直接、はんだ
付けすることにより、引出し線を引き回して接続する従
来方法に比べて歩留りが向上するという効果がある。 また、上記第１、第２、第３実施例によれば、回路ユ
ニットとロータとが不具合になった場合でも、回路ユニ
ットおよびロータの交換や修理もしくは調整の作業が容
易に行うことができるという効果がある。 更に、上記第１、第２、第３実施例によれば、特にス
テータ部が従来例に比べて薄く構成できるため、市場の
ニーズにマッチした薄型形状の製品を提供できるという
効果が得られる。 次に、第４実施例を図面に基づき説明する。図18は本
実施例のブラシレスDCモータの縦断面図、図19はその分
解断面図を示している。図18および図19においては、１
はブラシレスDCモータ、２はロータ、10はステータ、19
は回路ユニット、20はモータ１が取付けられるベースプ
レートを示す。 上記ロータ２は、カップ状に形成され、中央部にはシ
ャフト（回転軸）３が圧入され、ロータヨーク４に内周
部にはロータ磁石（永久磁石）５が固定されている。ロ
ータ磁石５はリング状に形成され、周方向にＮ極とＳ極
とが交互に着磁されている。 また、ロータヨーク４の外周に冠着される樹脂性のタ
ーンテーブル６が一体に形成されている。したがって、
組付け工数が少なくできるとともに、ターンテーブル６
の水平性を確保できる。 ７はチャッキング磁石を示し、図23および図24に示す
ように、多極着磁されている。その着磁方向は、図23の
ようにＮ、Ｓができるものと、図24のように下面に磁気
回路を作って回り込むものとがある。したがって、従来
の如く磁束の向きが同一方向となるように着磁したもの
と異なり、磁路が短くなって漏れ磁束が小さくなり、そ
の結果、モータへの悪影響が防止されるとともに、吸着
固定力が増加する。尚、図19のようにチャッキング磁石
７を単体でターンテーブル６に設ける場合は、図24に示
すものの方が漏れ磁束が少なくなり、また、後に示す図
36のように磁性材料からなるロータヨーク４の上に磁石
７を設けた場合は磁束は磁性材料を通って戻るので、図
23のものでも図24と同様な効果を有することとなる。 上記ステータ10は、図中上側の第１ステータヨーク11
と、コイルユニット12と、下側の第２ステータヨーク1
6、スリーブ17とにより構成されている。 第１ステータヨーク11、16は、図20および図21に示す
ように、軟磁性金属板により形成され、所定の形状に打
抜いた後、放射方向の延在部分を直角に折曲することに
より磁極11aまたは16aが形成される。本実施例では、モ
ータ１が８極構造であるため、各々のステータヨーク1
1、16には４つの磁極11a,16aが周方向に所要間隔を保っ
て設けられている。そして、双方のステータヨーク11と
16は、図20に示すような軟磁性材料からなるスリーブ17
を介装して、周方向に磁極11a、16aが互いに向き合わせ
て組付けられ磁気回路を構成している。 上記コイルユニット12は、両端にフランジ14aを有す
る樹脂性のコイルボビン14と、これに巻回される界磁コ
イル15とからなる。また、上記スリーブ17は、図22に示
すように、円筒状に形成され、両端部には段部に形成さ
れた嵌入部17aが設けられており、各ステータヨーク1
1、16の中央部に形成された挿入穴11bまたは16bに挿入
されている。更に、ボビン14の双方のフランジ14aには
ピン12bが突設され、これらのピン12bを係合する穴11c
または16cが双方のステータヨーク11,16にそれぞれ設け
られ、第1,第２ステータヨーク11、16とコイルユニット
12とを組付ける際に、双方のステータヨーク11、16との
周方向での相対的な位置決めが行われる。 尚、双方のステータヨーク11と16の相対的な位置決め
は、上述したようなピン12bと係合穴11c、16cを設ける
代りに、スリーブ17の端部の嵌入部17aとこれに挿入さ
れる各ステータヨーク11、16の挿入穴11b、16bの平面形
状を多角形または非円形に形成することにより、組付け
と同時に周方向の相対的な位置決めを行うことができ
る。 そして、第１ステータヨーク11、コイルユニット12、
スリーブ17、および第２ステータヨーク16よりステータ
10が組付けられた後、回路ユニット19の取付け穴19a
を、凸状に形成されたベースプレート20中央部の係合突
部20aに挿通し、係合突部20aの下方から軸受18を挿通し
て、モータ全体が組付けられる。軸受18は下端側にベー
スプレート20の係合突部20aの穴部よりも大きいフラン
ジ部18aが形成され、組付けられたステータ10のスリー
ブ17内に下方から上方に挿入して、上端側開口部18bを
治具により拡径するカシメにより第１ステータヨーク1
1、第２ステータヨーク12とスリーブ17は固着される。
尚、圧入により第１ステータヨーク11と第２ステータヨ
ーク12をスリーブ17に、また軸受18をスリーブ17内に圧
入により固着してもよい。図中、21はロータの磁極位置
を検出する磁極検出素子を示す。 ベースプレート20上に設置された回路ユニット19は、
回路ユニット19上に設けられた磁極検出素子（ホール素
子）21が所定位置に位置するように予め回路ユニット19
およびベースプレート20に設けられた穴にねじ止めや接
着により固定されている。 したがって、本実施例においては、スリーブの端部に
設けた挿入部や双方のステータヨークの挿入穴を非円形
にしておくことにより、挿入部を挿入穴に嵌入するだけ
で、ステータを組付けることができるので、双方のステ
ータヨークの周方向の位置決めが可能となるとともに組
付け容易となり、更に、従来の如くリング部を各ステー
タヨークに設ける必要がなくなり、ボビンの径方向の巻
回容積を増大でき、特に小型化のモータに好適となる。 また、ベースプレートの係合突部を軸受のフランジと
ステータとの間に挟み込んで、ベースプレートが組付け
られるので、従来の如くねじ穴を設けステータとベース
プレートとをねじ止めをすることが不要となり、構造が
簡単となり組付け作業が簡素化される。 更に、ベースプレートの組付けが、係合突部に軸受を
圧入等により装着されるとともに軸受のフランジ部によ
り平坦面に形成された係合突部が挟持されるので、軸受
の垂直精度が確保できる。その上、ベースプレートの係
合突部で組付けられるので、コイル部とベースプレート
との間に回路ユニットや磁極検出素子を取付ける空間を
確保することが可能となる。 また、本実施例では、ロータとターンテーブルとを一
体構造により構成したので、部品点数が削減され、組付
け工数が低減し、更に、従来の如く、組上り時にターン
テーブルが傾いてしまう不具合がなくなり、ターンテー
ブルの水平精度を確保でき、量産する際に作業性が向上
し、コストの大幅な低減が図れる。 次に、本発明の第５実施例について説明する。本実施
例では、図25に示すように、双方のステータヨーク11、
16にスリーブ（円筒部）23を一体的に形成し、双方のス
リーブ23の先端部を半周分だけカット（Ｄカット）した
切欠部24を有し、互いに位置決めを可能としたものであ
る。双方のスリーブ23は双方のステータヨーク11、16を
組付けた際の軸方向の長さの略半分の長さに形成され、
双方の切欠部24の向きを適切に設定することにより、双
方のステータヨーク11、16の周方向の相対的位置決めが
可能となる。また、双方の切欠部24の位置を適切に選択
することにより、同一形状に製作したステータヨークを
双方のステータヨーク11、16として利用できる。 更に、本発明の第６実施例について説明する。本実施
例では、25図26に示すように、ステータ10を構成する一
方のステータヨーク16にスリーブ26を一体的に設け、他
方のステータヨークの中央部11にスリーブ26の先端を嵌
着する嵌入穴27が設けられている。そして、コイルユニ
ット12を介装して組付けられた双方のステータヨーク1
1、16のスリーブ26内に図27に示すように、軸受18が圧
入またはカシメにより直接取付けられた構造となってい
る。 したがって、本実施例では、従来の如く一方のステー
タヨークの円周部が不要となり、ステータヨークの生産
性が優れるばかりか、コイルユニットの巻線の占有容積
を確保できる上、部品点数が減少し、組付け作業が簡素
化される。 次に、本発明の第７実施例について説明する。本実施
例では、図28に示すように、モータ１を支持するベース
プレート20にスリーブ28を一体的に形成し、このスリー
ブ28内に軸受29を設ける構造としたものである。また、
スリーブ28の図中の下端部にはステータ10を支持する段
部30が形成され、ステータ10とベースプレート20との間
に、回路ユニット19が磁極検出素子21を配設できる空間
が確保できる構造となっている。 したがって、本実施例では、部品点数が減少し組付け
工数が減少するとともに回路基板の設置スペースが確保
できる上に、軸受の垂直精度を確実に得ることができ
る。 更に、本発明の第８実施例について説明する。本実施
例では、図29に示すように、軸受29を支持しステータ10
の内側に装着されるスリーブ17を、高透磁率材料により
形成したものである。 したがって、ステータの内側に補助磁気回路が形成さ
れることになるので、従来、コイルユニット側の磁束を
強力にした場合には内側で磁気回路の面積が小さくなっ
て磁気飽和が生じやすいが本実施例では補助磁気回路が
形成されることになるので、磁気飽和を生ずることがな
く強力な磁束を得ることが可能となるから略90゜方向Ａ
の磁束により動作する。しかしながら、磁極検出素子21
を取付けるベースプレート等の支持部材20が磁性材料で
ある場合には、ロータ磁石の漏れ磁束が支持部材20を通
じて磁極検出素子に平行な磁束（図中の矢印Ｂ）として
作用し、磁極検出素子が誤動作をするおそれがある。 そのため、本実施例では、図31のように取付けた場合
には、磁極検出素子21を支持する磁極検出素子周辺の支
持部材20を非磁性材料、例えば、アルミニウム、真鍮、
非磁性ステンレス、或いは樹脂やセラミックス等により
構成したものである。こうすることにより、例えば磁極
検出素子を支持部材内に埋め込んで配設した場合でも確
実に誤動作を防止できる。 更に、本発明の第10実施例について説明する。本実施
例では、図32に示すように、回路ユニット19上に設置さ
れる磁極検出素子21をロータ磁石に対向する所定位置に
容易に位置決め15Iできるようにしたものである。 すなわち、図32に示すように、ベースプレート20に位
置決めピン31を突設し、回路ユニット19およびステータ
10の一方のステータヨーク16に位置決め穴32、33を設
け、組付け時に、位置決めピン31に各々の穴32と33を順
次挿入することによりステータ10および磁極検出素子21
が容易に位置決めできる。 尚、位置決めピンとこれに挿通される穴としては、ス
テータ側や回路ユニットに位置組めピンを突設し、他に
穴を設けるようにしてもよく、位置決めピンとしては金
属により形成して打込む構造でも、樹脂による一体構造
でも、組付け後除去できるようなものでもよい。 次に、本発明の第11実施例について説明する。本実施
例では、ステータ10に組付けられたコイルユニット12の
界磁コイル15の引出し線15aがロータ２の回転によって
浮き上がり、ロータ２の下端と接触することを防止する
ようにしたものである。 このため、本実施例では、図33に示すように、ボビン
14の下側の界磁コイル15の引出し部近傍にピン35を下方
に突設し、このピン35に引出し線15aを絡めた後、ベー
スプレート２上の回路ユニット19上にはんだ36により固
着するようにしている。また、図34に示すように、ベー
スプレート20にスルーホール37を設け、ベースブレート
20の下面ではんだ36により固着してもよい。更に、図35
に示すように、回路ユニット19の裏面側ではんだ36によ
り固着することも可能である。 したがって、本実施例では、界磁コイルの端末をボビ
ンに突設された端子ピンにからめた状態で回路ユニット
に固着しているので、ロータから離れた位置に引き回す
際に、ロータとの接触が防止できる。すなわち、角度的
に図で示すように下方から引き込むことができる。更
に、固着後、弛んだ端末をベースプレートに設けられた
穴に引き込めば、端末の浮きがなくなることからも、接
触が防止でき作業性を向上させることが可能となる利点
を有する。 次に、本発明の第12実施例について説明する。本実施
例では、図36に示すように、ロータ２のロータヨーク４
の外表面にターンテーブル６が冠着されている。ターン
テーブル６は樹脂又は金属材料等により形成され、上部
表面側には吸着固定用のチャッキング磁石７が設けられ
ている。また、ロータヨーク４とターンテーブル６との
間には係合構造40が設けられている。この係合構造40
は、ロータヨーク４の側部外周には、溝状の係合凹部41
が周方向に亘って形成され、ターンテーブル６の側部内
周には、上記係合凹部41に周方向に亘って係合する係合
突起42が設けられた構造となっている。 したがって、本実施例では、ロータヨークとターンテ
ーブルとの間に係合構造を設けたことにより、ロータヨ
ークに樹脂からなるターンテーブルを一体成形した場
合、樹脂等がロータヨークから浮き上がるのを防止する
ことができる。尚、上記係合構造としては、溝状でも穴
状でも、またこれに係合できる突起であれば、どちらに
設けてもよい。 尚、本発明につき上記の実施例を用いて説明したが、
本発明は上記実施例に限定されないものであることは勿
論であり、本発明の趣旨を達成するすべての態様のもの
に及ぶものである。 このように、上記第４〜第12実施例によれば、ベース
プレートの係合突部を軸受のフランジとステータとの間
に挟み込んで、ベースプレートが組付けられるので、従
来の如くねじ穴を設けねじ止めをすることが不要とな
り、構造が簡単となり組付け作業が簡素化される。 また、ベースプレートの組付けが、係合突部に軸受を
圧入して装着するだけで、軸受のフランジ部により平坦
面に形成された係合突部が挟持されるので、軸受の垂直
精度が確保できる。その上、ベースプレートの係合突部
で組付けられるので、コイルとベースプレートとの間に
回路基板や磁極検出素子を配設する隙間を確保すること
が可能となり、全体的に組付け部品点数が減少し、組付
けも容易で且つ組付け工数も削減され、更に性能が向上
する。 次に、本発明の第13実施例について説明する。尚、本
実施例では図37に示す４極のアウタロータタイプのブラ
シレスDCモータ１に適用した場合について説明する。 本実施例のロータ２は、図37に示すように、カッブ状
のロータヨーク４の内周面に円筒状で円周方向に４極着
磁されたロータ磁石５を固着するとともに、中央部にシ
ャフト11を圧入して構成されている。ロータ磁石５は複
数のセグメントに分割された物を組み合わせ、または、
シート状の物を丸め多極着磁した物でよい。 また、図38に示すように、ロータ磁極５の極に対向し
て第１ステータヨーク11と第２ステータヨーク16とがあ
り、第１ステータヨーク11は軟磁性金属板より成り、所
望形状に打抜いた後、折り曲げにより磁極11aが構成さ
れ、中心部にはリング23が絞り加工により一体に成形さ
れている。同様な方法により、第２ステータヨーク16も
成形され、磁極16aとリング17を備え、リング17の中に
は軸受18が挿入されている。第１ステータヨーク11およ
び第２ステータヨーク16の磁極は磁石極数の半数の２極
ずつを有しており互いの磁極11aと16aとが向き合うよう
に対面して組み付けられている。尚、第１ステータヨー
ク11および第２ステータヨーク16は同一形状であり、組
付け時に、向きと角度を変えて組合せている。第１ステ
ータヨーク11と第２ステータヨーク16の間には、励磁用
のコイルユニット12が介装され、第1,第２ステータヨー
ク11,16およびコイルユニット12とによりステータ10を
構成している。第２ステータヨーク16の下方には、ロー
タ磁石５の極を検出するためのセンサである位置検出素
子（以下ホール素子）21が配設され、ホール素子21はモ
ータ１の駆動回路素子が設けられた回路ユニット19に取
付けられた構造である。 また、本実施例では、図41に示すように、各磁極11a
および16aの見開き角度φが、１極当たりの見開き角度
θに対し、75％以上で100％未満の範囲の大きさに形成
されている。すなわち、言いかえるとロータ２の回転中
心から周方向を見た際の、ロータ磁石５の各極の見開き
角度θに対し、ステータ10の各磁極11a,16aの見開き角
度φを、75％以上で100％未満としている。 以下に、このようにした理由について、図39〜図42に
基づいて、説明する。図39および図40はモータの動作原
理を説明する概略平面図であり、図41は見開き角度を説
明する要部拡大平面図であり、図42はモータのコギング
トルクの説明図である。 一般に、ブラシレスDCモータ１におけるロータ磁石５
とステータ10の各磁極11a,16aとの関係は次のようにな
っている。すなわち、図39および図40に示すように、ロ
ータヨーク４の内周面には環状のロータ磁石５が取付け
られており、ロータ磁石５は円周方向に等ピッチでラジ
アル方向に各極毎のセグメントとが着磁されている。ま
た、ロータ磁石５に対向するように、第１および第２ス
テータヨーク11,16の磁極11a,16aとが交互に配設されて
いる。各磁極11a,16aの形状としては、矩形形状や台形
形状で回転前方向と回転後方向とでは対称的な形状とな
っている。 また、ロータ磁石５とステータヨーク11,16とにより
構成される磁気回路によって、コギンクトルクが生じ、
電気色で90゜毎にトルクが０となる。しかし、トルク０
の点は、ロータがその点で静止できない不安定点と、ロ
ータがその点で安定して静止する安定点があり、不安定
点と安定点は交互に存在する。 この関係を更に詳細に説明すると、図39のように磁極
11a,16aの中心にロータ磁石５の極の境界が位置した時
と、図40のように磁極11a,16aの中心とロータ磁石５の
極の中心が合った時とは、ともにコギングトルクは０に
なる位置である。一方、巻線15に通電し最大トルクを得
られる磁極11a,16aとロータ磁石５の位置関係は図39の
ようにロータ磁石５の極の境界が磁極11a,16aの中心に
来た位置であり、この位置に安定点が来るようにすれば
通電初期より大きな起動トルクが得られる。したがっ
て、モータ１としては、図39に示すようなロータ磁石と
磁極の位置関係に安定点を作ればデッドポイントが無く
自起動が可能となるから、このような状態を作り出せば
よい。また、磁極11a,16aの周方向の幅を変えることに
より、不安定点位置と安定点位置とが変化し、磁極に対
するロータ磁石の位置が変わる。つまり、図41に示すロ
ータ磁石５の１極の周方向の長さＰに対して、各磁極11
a,16aの周方向の幅ｍを変えることにより、不安定点位
置と安定点位置とを変化させることができ、前述の最大
励磁トルク位置に安定点を設定させることが構造上可能
となる。本実施例は、この観点に着目して構成されたも
のである。 更に、モータの電気的特性の上から図42に基づいて説
明する。 図42（ａ）〜（ｄ）は、ブラシレスDCモータ１のコギ
ングトルクを説明する図であり、横軸は電気角度を、縦
軸はトルク（相対値）を示す。図42（ａ）は、ロータ磁
石５の１極当りの周方向長さ（以下、１極当り長さＰと
いう）に対するステータ10の磁極11a,16aの周方向の幅
（以下、磁極幅ｍという）の割合m/Pが85％の時のコギ
ングトルクを示している。同様に図42（ｂ）では80％の
場合を、図42（ｃ）は75％の場合を、図42（ｄ）では70
％の場合のコギングトルクを夫々示している。これらの
図から解るように、モータの安定点は、０゜,180゜
（π）、360゜（２π）であり、不安定点は、90゜（π/
2）、270゜（３π/2）である。安定点は、前述の図39に
示すように各磁極11a,16aの中心にロータ磁石５の極の
境界が位置したときであり、不安定点は、図40に示すよ
うに、各磁極11a,16aの中心にロータ磁石５の各極の中
心との位置が合った時である。このように磁極幅ｍが80
％の時のコギングトルクは、サイン波に近い形状である
が、磁極幅ｍが狭くなるに従い形状が乱れてきて、75％
以下では周波数が倍になったように電気色で45゜付近に
もトルクが０のところが現われてくる。しかし、これら
45゜付近のトルク０の点はすべて不安定点であることが
実験により確かめられている。但し、磁極幅ｍが70％に
なると安定点が電気色で90゜毎に現われてくる。 つまり、図39の位置関係、図40の位置関係どちらでも
安定点が現われ、常に図39の状態では安定性の信頼性の
欠ける。更に、磁極幅ｍが70％以下では図40の状態が安
定点、図39の状態が不安定点となるためモータの自起動
ができなくなり望ましくない。他方、磁極幅ｍが100％
近くになると隣接する磁極間での磁気漏れが大きくなっ
たり、組立て誤差によっては磁極同志の接触することも
あるが、隣り合う磁極が互いに干渉しない100％近い範
囲まで適用することが可能である。 また上述の説明では、ロータ磁石５の１極側の周方向
長さＰと、ステータ10の磁極幅ｍとに基づいた説明をし
たが、双方の周方向の長さの割合m/Pに基づいて磁極幅
を決める場合には、磁極11a,16aとロータ磁石５との間
のエアギャップｇの大きさにより、正確な値が得られな
いことになる。このため、図41に示すように、モータ１
の回転中心における周方向の角度を用いて表わした方が
正確な設定ができる。すなわち、図41に示すように、ロ
ータ磁石５の１極当りの見開き角度をθとし、磁極11
a、16aの見開き角度をψとした場合、ψ／θ×100
（％）で表わした方が磁極幅が正確に得られることにな
る。 そこで本実施例では、双方の見開き角度θとψとに基
づいて磁極幅を設定するようにした。先に説明に用いた
周方向の長さ寸法Ｐとｍの割合と、本実施例の見開き角
度θとψとの割合による違いを図58、図59に示してい
る。 図58は、磁極が８極、ロータ磁石５の内径が15.8mm,
ステータ10の外径が15.2mm、エアギャップｇが0.3mmの
場合を示し、図59は、磁極が８極、ロータ磁石５の内径
が16・2mm、ステータ10の外径が15.2mm、エアギャップ
ｇが0.5mmの場合を示している。 周方向の長さ寸法によ．る割合m/Pと、見開き角度に
よる割合ψ／θとでは、エアギャップｇが小さくモータ
径が大きい場合には、双方の差はあまりないが、エアギ
ャップｇが大きくモータ径が小さな場合には、双方の差
が生じてくる。 また、双方の見開き角度の割合の最適な範囲につい
て、範囲の下限は、周方向長さの割合m/Pの70％に略相
当するψ／θ×100が75％となる他方、範囲の上限は、
隣り合う磁極が接触しなけれぱよいので、φ／θ×100
が100％未満ということになる。また、後述するよう
に、磁極検出素子21のずらし量との関係の上からも、１
極当りの見開き角度θに対する磁極の見開き角度ψの割
合、すなわちψ／θの範囲は75％以上100％未満が望ま
しい。また、試験の結果、85％の近傍が最適であった。 次に、上記構成のブラシレスDCモータ１を好適に起動
することについて、図43および図44に基づいて説明す
る。 図43は、ブラシレスDCモータ１のコギングトルクと励
磁トルクの関係を示す図であり、横軸は電気角度、縦軸
はトルクを示す。ａは、コギングトルク、ｂは励磁トル
クである。安定点は、０、π、２πである。図44は、ブ
ラシレスDCモータ１の駆動回路の一例を示しており、ホ
ール素子21はロータ磁石５のＳ極またはＮ極を検知し、
トランジスタQ1またはQ2をON、OFFさせコイル15を交互
に通電しステータ10の各磁極11a、16aを励磁する。 更に、図39、図40に戻り、ホール素子21の設定位置に
ついて説明する。励磁電流を切り換えるためのホール素
子21の位置は、磁極11aと磁極16a中間よりも所望の回転
方向から反対側にずらした位置に設置されている。本実
施例では、回転方向が反時計方向のため、ホール素子21
は、時計方向にずらしている。ホール素子21がずれてい
ることにより、僅かながら起動初期にロータ２が逆転す
るが、逆転してもすぐに励磁電流の切り換えが行われる
ため、所望の回転が得られる。図43のホール素子21の位
置は、電気角度で20゜ずれた状態としている。例えば、
ロータ２を左回転させる場合には、ホール素子21の位置
は磁極11aの方にずれている。ロータ磁石５のＳ極を検
知し磁極11aをＳ極に、磁極16aをＮ極になるように励磁
すれば反発吸引によりロータ２は左に回転する。図40の
ような位置にロータ磁石５がある場合は、ちょうどこの
瞬間は反時計方向にも回転する状態である。しかし、た
とえ時計方向に回転したとしても、ホール素子21は、ロ
ータ磁石５のＮ極を検知し、励磁を切り換え反時計方向
に回転する。ちょうどこの時が、図43の回転方向を妨げ
る斜線部分のトルクである。ホール素子21のずらし量を
大きくすると回転を妨げるトルクが大きくなり、トルク
特性と回転特性に悪影響を与えるからずれ量は電気角度
で45゜以下が望ましい。 また、双方の磁極11a、16aの中間のコギングトルクの
中性点にホール素子21を配置すれば（ずれが０の状
態）、前述のブレーキ分のトルクが無くなるがデッドポ
イントが発生し起動できなくなるため、ずれ量は０より
も大きくしなければならない。望ましくは、組立ての誤
差等も考慮して５゜以上ずらすことが望ましい。 更に、図60を参照して磁極の見開き角度の割合ψ／θ
について、モータの起動性モータ特性、磁極検出素子21
のずれ量の上から検討してみる。図60は、本発明者が試
験した結果を示している。本実施例のモータは小形であ
るため磁極幅を大きくした場合、隣り合う磁極間で磁気
漏洩が起こり易く、起動性には優れているが磁気漏洩で
モータ特性が狭い場合に比べ劣っている。しかし、モー
タが大きくなり磁極間が比例して大きくなれば、図60と
異なり十分モータ特性も満足できる。磁極幅70％以下で
は、ロータ磁石５の安定点が図40の状態で現われて起動
性能に問題が出てくる。磁極幅60〜70％では、ロータ磁
石５と磁極11a,16aとの間のギャップを大きくしコギン
グトルクを小さくしてやることにより、起動可能となる
がやや信頼性に欠ける。45〜55％では、本実施例に述べ
たような構成では起動できないが、例えば磁極検出素子
21を複数設け、本実施例で先に述べた位置に１個、電気
角度で約30〜60度離れた位置にもう１個配置し、コギン
グトルクを小さくするなど工夫することにより起動性能
を確保することもできると思われる。これらの工夫をし
たとしても磁極幅40％以下では起動性を確保することは
困難である。また、磁極検出素子21のズレ量が45度より
大きくなると、ブレーキ分のトルクが大きくなり、モー
タ特性が劣化してくるから好ましくないが、90度迄であ
れば用途によっては利用可能と思われる。現実的には、
図60に示すように、ロータ磁石１極当りの見開き角度θ
に対する磁極の見開き角度φの割合すなわちφ／θの範
囲は75％以上100％未満か望ましく、更に最適な範囲は8
5％近傍であることがわかる。 尚、本実施例では４極のアウターロータ型の実施例に
ついて述べたが、極数がこれ以外の２極、６極、８極以
上でも、またインナーロータ型のモータにおいても同様
な効果を有することは言うまでもない。また、上記第１
〜第12実施例にも適用することが可能である。 このように本実施例によれば、ロータの磁極の見開き
角度をロータ磁石１極当りの開き角度の75％以上100％
未満にすることにより、ロータの安定点を最大励磁トル
ク位置にもってくることが可能となり、安定した自起動
と大きな起動トルクが得られる。 また、磁極形状が単純な矩形形状や台形形状であるこ
とや、同一形状のステータヨークを対面させて組み合わ
せるモータ構造であることから製作が容易となり生産性
に優れ低価格が実現できると同時に、優れたモータ性能
を有するという効果を有する。 次に、本発明の第14実施例について説明する。本実施
例では、先の第１〜第13実施例と異なり、ロータおよび
ステータが積層鋼板を積層して構成されたブラシレスDC
モータに適用したものである。図45および図46に本実施
例のステータを示している。また、図48および図49に本
実施例のステータ47を示している。 本実施例のステータは、図45および図46に示すよう
に、ステータヨーク45が所定形状に打抜かれた多数の鋼
板を積層して構成されており、４極構造となっており、
磁極幅は先の実施例と同様な条件を満たすように構成さ
れている。ステータヨーク45の各磁極45aには界磁コイ
ル46が配設されている。 尚、ステータヨーク45の各磁極45aの構造としては、
図47に示すように、磁極部分を別個に積層して形成した
ものを、組付けるようにしてもよい。図47のステータヨ
ヨーク45は図45のステータヨーク45を改良したものであ
り、コイルユニット51は樹脂性のボビン51aに巻回され
た界磁コイル46とに構成されており、コイルユニット51
をステータヨーク45の脚45dに挿入し、磁極45aの基端部
45bを係合部45cに嵌合するように構成したものである。
この効果としては、図45で示した形状の場合のコイル巻
線は、各磁極の脚部分に巻線を行わなくてはならない
が、図47に示すステータヨーク45では、ボビンに巻線す
るだけでよく、巻線の作業性が向上し生産性に優れる。 またステータヨーク47を、図48および図49に示すよう
に構成することもできる。図48のステータヨーク47は、
図１や図19で述べてきたステータヨーク11もしくは16と
同型状を積層構造で実現したものである。図１や図19で
述べてきたステータヨーク11もしくは16を所望形状に打
ち抜いた軟磁性材料を折り曲げて磁極11a.もしくは16a
を形成したが、図48のステータヨーク47の場合は、所望
形状に打ち抜いたステータヨークの基板48と、同じく所
望形状に打ち抜き多数積層した磁極49をピンまたはネジ
等の固着手段を用いて取付け部48aに取り付けることに
より同様な効果を実現した構造である。尚、図48、図49
では、ステータヨークの基板48は１枚であるが、磁気飽
和や強度を考慮して複数枚用いても良い。また、磁極49
の固着手段は溶接等でも可能である。 このようなステータヨーク47によれば、モータの回転
数が高い場合等で問題になるステータヨークの渦電流
損、いわゆる鉄損を低減できることと、ステータヨーク
の製造がすべて打ち抜きなため高精度が容易に得られ生
産性に優れる。 尚、ブラシレスDCモータとしては、先の実施例のよう
に、ステータヨークの磁極を折曲げにより構成したり、
また本実施例のように、積層鋼板により構成し、且つ、
ロータ磁石を多数のセグエメントにより構成して取付け
ることに限らず、鋳造や焼結により製作されるモータに
も適用することが可能である。また、本実施例ではアウ
ターロータタイプのラジアルギャップ構造のモータで説
明したが、これ以外の、インナーロータタイプやアキシ
ャルギャップ構造等の同様の趣旨を達成するすべての態
様に及ぶものである。 （発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されるので、コイ
ルユニットと回路ユニットの接続を簡単にし、且つ、モ
ータ組付け後であっても回路ユニットのみの交換、調整
等を容易に行うことを可能とし、更に、組付け部品点数
を削減し、組付けが容易で工数が低減し、モータ性能を
向上させ、また、大きな起動トルクを有し、広い範囲に
わたって起動性が得られ、更に、モータ効率が高く生産
性に優れ、安価なブラシレスDCモータを得ることができ
る。 （図面の簡単な説明）

【図１】 本発明の第１実施例を示し、ブラシレスDCモータの縦
断面図。

【図２】 本発明の第１実施例を示し、ブラシレスDCモータの分
解断面図。

【図３】 本発明の第１実施例を示し、第１ステータヨークの背
面図。

【図４】 本発明の第１実施例を示し、図３中のＡ−Ａ矢視断面
図。

【図５】 本発明の第１実施例を示し、第２ステータヨークの平
面図。

【図６】 本発明の第１実施例を示し、第２ステータヨークの縦
断面図。

【図７】 本発明の第１実施例を示し、コイルユニットの平面
図。

【図８】 本発明の第１実施例を示し、コイルユニットの縦断面
図。

【図９】 本発明の第１実施例を示し、コイルユニットの背面
図。

【図１０】 本発明の第１実施例を示し、ベースプレートの平面
図。

【図１１】 本発明の第１実施例を示し、ベースプレートの縦断面
図。

【図１２】 本発明の第１実施例を示し、ベースプレートの背面
図。

【図１３】 本発明の第２実施例を示し、コイルユニットの要部の
縦断面図。

【図１４】 本発明の第２実施例を示し、図13中のＢ−Ｂ矢視断面
図。

【図１５】 本発明の第３実施例を示し、コイルユニットの平面
図。

【図１６】 本発明の第３実施例を示し、コイルユニットの縦断面
図。

【図１７】 本発明の第３実施例を示し、コイルユニットの背面
図。

【図１８】 本発明の第４実施例を示し、ブラシレスDCモータの縦
断面図。

【図１９】 本発明の第４実施例を示し、ブラシレスDCモータの分
解断面図。

【図２０】 本発明の第４実施例を示し、ステータヨークの平面
図。

【図２１】 発明の第４実施例を示し、ステータの断面図。

【図２２】 本発明の第４実施例を示し、図20中のＣ−Ｃ矢視分解
断面図。

【図２３】 本発明の第４実施例を示し、チャッキング磁石の斜視
図。

【図２４】 本発明の第４実施例を示し、チャッキング磁石の他の
態様例を示す斜視図。

【図２５】 本発明の第５実施例を示し、第１および第２ステータ
ヨークの斜視図。

【図２６】 本発明の第６実施例を示し、ステータヨークの分解断
面図。

【図２７】 本発明の第６実施例を示し、ブラシレスDCモータの要
部の縦断面図。

【図２８】 本発明の第７実施例を示し、ブラシレスDCモータの要
部の縦断面図。

【図２９】 本発明の第８実施例を示し、ブラシレスDCモータの要
部の縦断面図。

【図３０】 本発明の第９実施例を示し、磁極検出素子と磁束の関
係を説明する説明図。

【図３１】 本発明の第９実施例を示し、ブラシレスDCモータの要
部の縦断面図。

【図３２】 本発明の第10実施例を示し、ブラシレスDCモータの要
部の縦断面図。

【図３３】 本発明の第11実施例を示し、ブラシレスDCモータの縦
断面図。

【図３４】 本発明の第11実施例を示し、引出し線支持構造の他の
態様例を示す縦断面図。

【図３５】 本発明の第11実施例を示し、引出し線支持構造のその
他の態様例を示す縦断面図。

【図３６】 本発明の第12実施例を示し、ロータヨークを示す縦断
面図。

【図３７】 本発明の第13実施例を示し、ロータヨークの分解斜視
図。

【図３８】 本発明の第13実施例を示し、ブラシレスDCモータの分
解斜視図。

【図３９】 本発明の第13実施例を示し、ブラシレスDCモータの動
作を説明する概略平面図。

【図４０】 本発明の第13実施例を示し、ブラシレスDCモータの動
作を説明する概略平面図。

【図４１】 本発明の第13実施例を示し、見開き角度を説明する要
部拡大平面図。

【図４２】 本発明の第13実施例を示し、電気角とコギングトルク
との関係を示す特性図。

【図４３】 本発明の第13実施例を示し、励磁トルクを説明する説
明図。

【図４４】 本発明の第13実施例を示し、ブラシレスDCモータの駆
動回路の一例を示す回路図。

【図４５】 本発明の第14実施例を示し、ステータヨークの平面
図。

【図４６】 本発明の第14実施例を示し、ステータヨークの側面
図。

【図４７】 本発明の第14実施例を示し、要部分解斜視図。

【図４８】 本発明の第14実施例を示し、ステータヨークの斜視
図。

【図４９】 本発明の第14実施例を示し、ステータヨークの要部の
分解斜視図。

【図５０】 従来の有鉄芯タイプのブラシレスDCモータの構造を示
す縦断面図。

【図５１】 従来の無鉄芯タイプのブラシレスDCモータの構造を示
す縦断面図。

【図５２】 従来の無鉄芯タイプのブラシレスDCモータの界磁コイ
ルの平面図。

【図５３】 従来の無鉄芯タイプのブラシレスDCモータの界磁コイ
ルの正面図。

【図５４】 従来の有鉄芯タイプのブラシレスDCモータを示す縦断
面図。

【図５５】 従来の有鉄芯タイプのブラシレスDCモータを示す分解
断面図。

【図５６】従来の有鉄芯タイプのブラシレスDCモータの
要部を示す縦断面図。

【図５７】従来のチャッキング磁石の斜視図。

【図５８】周方向長さ割合と磁極幅との相違を示す図。

【図５９】周方向長さ割合と磁極幅との相違を示す図。

【図６０】磁極幅とズレ量との関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 征矢 靖 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 斉藤 弘一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−202143（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219429（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−22853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−140515（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−22070（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−16181（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−17543（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00,21/00 H02K 3/00,15/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータヨークの中心に設けられたシャフ
   ト、および、周方向に複数極が着磁されたリング状もし
   くはセグメント状の磁石を有するロータと、 一対のステータヨークが対面して組付けられるものであ
   って、このステータヨークは軟磁性金属板を折り曲げて
   形成された磁極を有し、さらに前記ステータヨークは前
   記ロータ磁石との間にエアギャップを有し且つ周方向に
   交互に前記磁極が配設されたステータと、 前記一対のステータヨーク間に介設されるものであっ
   て、端部にフランジを有する合成樹脂のコイルボビンに
   界磁コイルが設けられたコイルユニットと、 ベースプレートに取付けられるものであって、前記ロー
   タ磁石の磁極の位置を検出する磁極検出素子等が設けら
   れた回路ユニットと、を備えたブラシレスDCモータにお
   いて、 前記コイルボビンのフランジに前記界磁コイルの先端を
   絡める端子ピン並びにステータヨークを前記ベースプレ
   ートに固定するための固定ピンを突設するとともに、こ
   の端子ピン並びに固定ピンの挿通穴を前記ステータヨー
   クおよびベースプレートに設け、前記ステータヨークと
   ベースプレートを前記固定ピンで固定するとともに前記
   回路ユニットを前記ステータと反対側の外方から前記ベ
   ースプレートの取付け用のピンで固定し、さらに、前記
   端子ピンの支持部に、前記界磁コイルの端部をガイドす
   るための、該端子ピンと同方向に延びる溝が設けられて
   いることを特徴とするブラシレスDCモータ。
2. 【請求項２】前記端子ピンが、シャフトを中心にして同
   一円周上に複数配置されていることを特徴とする請求項
   １記載のブラシレスDCモータ。
3. 【請求項３】ロータヨークの中央部に設けられたシャフ
   ト、および、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁された
   環状のロータ磁石を有するロータと、 第１および第２のステータヨークが対面して組付けられ
   るものであって、このステータヨークは軟磁性金属板を
   折り曲げて形成された磁極を有し、さらに前記ステータ
   ヨークは前記ロータ磁石との間にエアギャップを有し且
   つ周方向に交互に前記第１および第２ステータヨークの
   磁極が配設されたステータと、 前記ステータの双方のステータヨーク間に介設されるも
   のであって、端部にフランジを有するコイルボビンが設
   けられたコイルユニットと、 前記ステータの中央部に設けられた挿通孔に挿入される
   ものであって、内部に軸受を介して前記回転軸を支持す
   るスリーブと、 を備えたブラシレスDCモータにおいて、 前記軸受の一端側にフランジを設ける一方、前記第１お
   よび第２ステータヨークの一方が固設されるベースプレ
   ートの取付け部に断面凸状の係合突部を形成し、このベ
   ースプレートの係合突部を前記軸受のフランジと前記ス
   テータヨークの一方との間に挟み込んで、前記ステータ
   ヨークの一方をベースプレートに固設し、更に、前記ス
   リーブに、両端に段部を有する嵌入部を設け、この嵌入
   部が嵌合する嵌入穴を箭記第１および第２ステータヨー
   クに設け、前記ステータヨークの他方に前記スリーブの
   先端が嵌入される嵌合穴を形成し、前記スリーブの先端
   を圧入またはカシメることにより、前記軸受と前記ステ
   ータヨークの他方とが固着されることを特徴とするブラ
   シレスDCモータ。
4. 【請求項４】前記コイルボビンに、界磁コイルの引出し
   線を絡めるピンを、回路ユニット側に向け一体的に突設
   し、前記引出し線をピンに絡めた状態で組付け可能とし
   た請求項３記載のブラシレスDCモータ。
5. 【請求項５】前記ロータヨークに冠着されるターンテー
   ブルをロータヨークに一体的に形成した請求項３記載の
   ブラシレスDCモータ。
6. 【請求項６】回転ワークを吸着固定するためのチャッキ
   ング磁石が、多磁極に着磁したりもしくは複数のセグメ
   ントを組合せることにより、磁路を最短にして構成され
   た請求項３記載のブラシレスDCモータ。
7. 【請求項７】前記ステータが固設されるベースプレート
   に軸受を一体的に形成した請求項３記載のブラシレスDC
   モータ。
8. 【請求項８】前記スリーブを、高透磁率材料によリ形成
   した請求項３記載のブラシレスDCモータ。
9. 【請求項９】前記ロータの磁極を検出する磁極検出素子
   が固設される回路ユニットと、この回路ユニットが固設
   されるベースプレートと、前記ステータとの間に、位置
   決めピンとこのピンに係合する位置決め穴とによリ構成
   される位置決め用の係合構造を設けた請求項３記載のブ
   ラシレスDCモータ。
10. 【請求項１０】前記ステータにコイルユニットの界磁コ
    イルの引出し線を絡めるピンを突設し、引出し線の先端
    を回路ユニット上で固着した請求項３記載のブラシレス
    DCモータ。
11. 【請求項１１】周方向に複数の磁極を形成するロータ磁
    石がロータヨークに設けられたロータと、前記ロータ磁
    石との間にエアギャップを有して周方向に交互にステー
    タヨークに設けられた複数の磁極を有するステータと、
    前記ステータヨークに設けられ前記ステータの磁極を励
    磁する界磁コイルを有するコイルユニットと、前記ロー
    タ磁石の極性を検出する磁極検出素子と、を備えたブラ
    シレスDCモータにおいて、 前記ロータとステータとによ形成される磁気回路におけ
    るコギンクトルクによってロータが静止する静止安定点
    位置を、前記界磁コイル通電時に発生する励磁トルクの
    最大トルク点の近傍に設定すると共に、前記磁極検出素
    子の設置位置を前記ロータ磁石の１つの磁極の中間位置
    から周方向にずらした位置に設定し、 更に、前記ロータの回転中心から外周方向に見開く前記
    ステータの磁極の見開き角度を、前記ロータの１つの磁
    極当リの同様な見開き角度に対し、75％以上100％未満
    としたことを特徴とするブラシレスDCモータ。