JP4230958B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

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Description

本発明はブラシレスモータに係り、詳しくはブラシレスモータの回転軸に装着されるセンサマグネットの装着構造に関する。
従来、ブラシレスモータに備えられるロータの回転軸には、該ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットが装着されている。センサマグネットには、回転軸が挿入される取付孔が形成されている。そして、この取付孔の内径は、回転軸においてセンサマグネットが取り付けられる装着部の外径よりも大きく形成されている。即ち、取付孔と回転軸とはすきまばめにて嵌合されている。これは、センサマグネットを装着部に装着する際の作業性、装着によるセンサマグネットの破損防止、及び装着部の外径及び取付孔の内径の寸法許容公差を考慮した結果に基づいている。
しかしながら、上記のように、取付孔と回転軸とがすきまばめで嵌合されていると、ロータの回転中に、センサマグネットが装着部に対して回転方向にがたつき、センサマグネットにより検出されるロータの回転位置が回転方向に進んでしまう、若しくは遅れてしまうということがあった。その結果、ロータの回転位置に応じて行う通電のタイミングがずれてモータ特性がばらついたり、騒音が発生したりするという問題が生じていた。
そこで、センサマグネットの取付孔と回転軸の装着部とのがたつきを防止する構成を備えたブラシレスモータが特許文献1に開示されている。特許文献1にて開示されているブラシレスモータは、車両用空調装置の送風機用モータとして使用される。このブラシレスモータのロータは、励磁コイルを備えたステータに対して回転可能に支持される回転軸を備えている。該回転軸の下端部には、ロータの回転位置を検出するためのセンサマグネットが嵌合される装着部が形成されている。この装着部は断面D形状を成している。センサマグネットには、その中央に、該装着部に嵌合する略D形状の取付孔が形成されている。
センサマグネットは、その上面に密着して配設される金属プレートによって装着部から抜け落ちないように保持されている。この金属プレートは、センサマグネットの外径と略同径に形成され、その中央部に装着部が嵌挿される略D形状の嵌挿孔が形成されている。該嵌挿孔の直線部には、金属プレートの軸方向に延びる弾性片が切り起こされて形成されている。この弾性片は、装着部の平面部と、取付孔の平面部とによって形成される間隙に介在され、両平面部に当接し、更にその弾性力によって両平面部を互いに離間する方向に付勢している。このようにして、装着部の外周面と取付孔の内周面とが密着されて、ロータ回転中に、センサマグネットが装着部に対してがたつくことが防止されている。
また、特許文献1では、装着部に対するセンサマグネットのがたつきを防止する構成として、取付孔の平面部に、軸方向に沿って半球状の凸部が複数形成されたものを開示している。このような取付孔に装着部が挿入されると、取付孔の平面部と装着部の平面部との間で凸部が弾性変形をし、該凸部は、その弾性力によって取付孔の平面部と装着部の平面部とが離間する方向に付勢する。その結果、装着部の外周面と取付孔の内周面とが密着されて、センサマグネットが装着部に対してがたつくことが防止される。尚、センサマグネットは、該センサマグネットの下端に固定されたツースドワッシャによって、回転軸から抜け落ちることが防止されている。
特開平11−289736号公報
しかしながら、特許文献1にて開示されているブラシレスモータでは、センサマグネットの装着部に対するがたつきを防止するために、金属プレートの弾性片、若しくは取付孔の平面部に形成された凸部による弾性力を利用している。センサマグネットは、弾性片の弾性力によって、センサマグネットの装着部に対するがたつきを防止すると共に、同弾性力によって回転軸からの抜け落ちが防止されているため、該センサマグネットには、弾性片による大きな力が加えられている。また、凸部が形成された取付孔に装着部を挿入する際、凸部が弾性変形されるために、センサマグネットには、取付孔の内径を大きくする方向に大きな力が加わる。従って、センサマグネットに大きな力が加わることにより、センサマグネットが破損する虞があるという問題があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ロータの位置を検出するためのセンサマグネットを回転軸に対してすきまばめにて嵌合するブラシレスモータであって、嵌合によるセンサマグネットの破損を防止しつつ、センサマグネットの回転軸に対するがたつきを抑制することができるブラシレスモータを提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ロータに備えられ、断面非円形状を成し少なくとも1つの平面部を有する装着部を備えた回転軸と、前記装着部に対応して軸方向視非円形状を成し少なくとも1つの平面部を有する取付孔を備え、該取付孔に前記回転軸の装着部をすきまばめにて嵌合させて前記回転軸に装着されるセンサマグネットと、前記回転軸に装着され、前記センサマグネットに当接して該センサマグネットを軸方向に支持する抜け止め部材とを備え、前記ロータの回転と共に回転する前記センサマグネットの磁界変化を検出して前記ロータの回転位置を検出するブラシレスモータであって、前記回転軸の軸線に対して前記取付孔の軸線が傾斜するように前記センサマグネットを傾斜させ、前記取付孔の平面部と前記回転軸の装着部の平面部とを線接触させると共に維持する傾斜維持手段を備えた。
請求項2に記載の発明は、ロータに備えられ、断面D形状を成す装着部を備えた回転軸と、前記装着部に対応し軸方向視D形状を成す取付孔を備え、該取付孔に前記回転軸の装着部をすきまばめにて嵌合させて前記回転軸に装着されるセンサマグネットと、前記回転軸に装着され、前記センサマグネットに当接して該センサマグネットを軸方向に支持する抜け止め部材とを備え、前記ロータの回転と共に回転する前記センサマグネットの磁界変化を検出して前記ロータの回転位置を検出するブラシレスモータであって、前記回転軸の軸線に対して前記取付孔の軸線が傾斜するように前記センサマグネットを傾斜させ、前記取付孔の平面部と前記回転軸の装着部の平面部とを線接触させると共に維持する傾斜維持手段を備えた。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記傾斜維持手段は、前記センサマグネットにおいて前記抜け止め部材と当接する当接面に形成された凸部であり、該凸部により前記センサマグネットが傾斜されている。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、前記凸部は、前記センサマグネットにおいて、前記取付孔の平面部に対し、前記センサマグネットの軸線を挟んだ向かい側に形成されている。
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記センサマグネットは、前記回転軸の径方向に延設される鍔部を備え、前記傾斜維持手段は、前記取付孔の平面部と直交する直線に沿って、相対的に肉厚が徐々に薄く形成された鍔部である。
請求項6に記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記傾斜維持手段は、前記装着部の平面部に垂直な面に対して、前記装着部の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して前記装着部に固定される前記抜け止め部材である。
請求項7に記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記傾斜維持手段は、前記センサマグネットにおいて前記抜け止め部材と当接する当接面に形成されて前記抜け止め部材を収容する座繰部であり、前記座繰り部の底面は、前記取付孔の平面部に垂直な面に対して、前記取付孔の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して形成されている。
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記装着部の基端部には、前記装着部の平面部と直交する面を有する段部が備えられており、前記センサマグネットが前記面に当接していることを特徴とする。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、傾斜維持手段によって回転軸の軸線に対してセンサマグネットの取付孔の軸線が傾斜されている。そのため、回転軸の回転をセンサマグネットに直に伝達する装着部の平面部と、センサマグネットの取付孔の平面部とが線接触されると共に線接触した状態に保たれる。従って、回転軸の装着部とセンサマグネットの取付孔とがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸が回転する際にセンサマグネットが回転軸に対してがたつくことが防止される。また、傾斜維持手段は、回転軸の軸線に対してセンサマグネットの取付孔の軸線を傾斜させるだけであるため、センサマグネットに大きな力が加わる虞がない。従って、装着部と取付孔との嵌合によるセンサマグネットの破損を防止しつつ、センサマグネットの回転軸に対するがたつきを抑制することができる。
請求項2に記載の発明によれば、傾斜維持手段によって回転軸の軸線に対してセンサマグネット取付孔の軸線が傾斜されている。そのため、回転軸の回転をセンサマグネットに直に伝達する装着部の平面部と、センサマグネットの取付孔の平面部とが線接触されると共に線接触した状態に保たれる。従って、回転軸の装着部とセンサマグネットの取付孔とがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸が回転する際にセンサマグネットが回転軸に対してがたつくことが防止される。また、傾斜維持手段は、回転軸の軸線に対してセンサマグネットの取付孔の軸線を傾斜させるだけであるため、センサマグネットに大きな力が加わる虞がない。従って、装着部と取付孔との嵌合によるセンサマグネットの破損を防止しつつ、センサマグネットの回転軸に対するがたつきを抑制することができる。
請求項3に記載の発明によれば、傾斜維持手段は、センサマグネットにおいて抜け止めワッシャと当接する当接面に形成された凸部である。このような凸部を形成するだけの簡単な構成で、取付孔の平面部と装着部の平面部とが線接触されると共に維持され、センサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制される。
請求項4に記載の発明によれば、凸部は、取付孔の平面部に対して、センサマグネットの軸線を挟んだ向かい側に形成されている。そのため、センサマグネットは、装着部の平面部に、取付孔の平面部のセンサマグネットの軸方向と直交する辺のうち抜け止めワッシャ側の辺を当接させる。従って、より安定してセンサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制される。
請求項5に記載の発明によれば、傾斜維持手段は、取付孔の平面部と直交する直線に沿って、相対的に肉厚が徐々に薄く形成された鍔部である。鍔部の肉厚が前記直線に沿って徐々に薄く形成されていることから、鍔部が抜け止め部材によって軸方向に支持されると、センサマグネットの取付孔の軸線は、回転軸の軸線に対して、鍔部において肉厚が薄く形成されている側に傾斜する。従って、鍔部の肉厚を前記直線に沿って相対的に徐々に薄く形成するだけの簡単な構成で、取付孔の平面部と装着部の平面部とが線接触されると共に維持され、センサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制される。
請求項6に記載の発明によれば、傾斜維持手段である抜け止め部材が、装着部の平面部に垂直な面に対して、装着部の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して固定される。従って、抜け止め部材によって軸方向に支持されているセンサマグネットも、装着部の平面部に垂直な面に対して、装着部の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して支持される。即ち、センサマグネットは、回転軸の軸線に対して該センサマグネットの取付孔の軸線を傾斜させて支持されることになる。従って、抜け止め部材を装着部の平面部に垂直な面に対して、装着部の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して固定するだけの簡単な構成で、取付孔の平面部と装着部の平面部とが線接触されると共に維持され、センサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制される。
請求項7に記載の発明によれば、傾斜維持手段である座繰部の底面は、取付孔の平面部に垂直な面に対して、取付孔の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して形成されている。そのため、抜け止め部材が座繰部に収容されると、センサマグネットは、取付孔の平面部に垂直な面に対して傾斜して固定される。即ち、センサマグネットは、回転軸の軸線に対して該センサマグネット取付孔の軸線を傾斜させて支持されることになる。従って、底面が、取付孔の平面部に垂直な面に対して、取付孔の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜した座繰部を形成するだけの簡単な構成で、取付孔の平面部と装着部の平面部とが線接触されると共に維持にされ、センサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制される。
請求項8に記載の発明によれば、装着部の基端部には、装着部の平面部と直交する面を有する段部が備えられている。そして、センサマグネットは、装着部の平面部と直交する前記面に当接しているため、センサマグネットの軸方向のがたつきが抑制される。
本発明によれば、ロータの位置を検出するためのセンサマグネットを回転軸に対してすきまばめにて嵌合するブラシレスモータであって、嵌合によるセンサマグネットの破損を防止しつつ、センサマグネットの回転軸に対するがたつきが抑制されるブラシレスモータを提供することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に本実施形態のブラシレスモータ1を示す。このブラシレスモータ1は、車両空調装置の送風機用モータとして使用される。図1に示すように、ブラシレスモータ1は、略円盤状のモータホルダ2を備え、該モータホルダ2の上面にはステータ3が固定されている。ステータ3は、センターピース4と、コア5と、該コア5に巻線が巻回されてなる励磁コイル6とを備えている。
前記ステータ3には、ロータ7が回転可能に支持されている。ロータ7は、釣鐘状のヨーク8と、該ヨーク8の内周面に固着された複数のマグネット9と、前記ヨーク8の底部中心に圧入される回転軸10とから構成される。回転軸10は、軸受11,12を介して前記センターピース4の中心部に回転可能に支持されている。また、回転軸10の上端部には、ファン13が回転軸10と一体回転可能に取着されている。
前記回転軸10の下端部には、後述するホール素子24と共にロータ7の回転位置を検出するセンサマグネット15が装着されている。センサマグネット15は、該センサマグネット15の下端側において回転軸10に対して装着された抜け止め部材としての抜け止めワッシャ16によって軸方向に支持されている。
図2(a)に示すように、回転軸10の下端部には、センサマグネット15を装着するために、該回転軸10の一部を面取した断面D形状の装着部17(図2(b)参照)が形成されている。該装着部17は、面取された部分が該回転軸10の軸方向と平行な平面部17aを備えている。また、装着部17の基端部には、平面部17aに直交する面17bを備えた段部17cが形成されている。
センサマグネット15は、円盤状に形成されたセンサマグネット本体15aと、該センサマグネット本体15aの上部中央から上方へ延びるボス部15bとを備えている。図2(c)に示すように、センサマグネット本体15aの中央部には、前記回転軸10の装着部17を嵌合させる取付孔15cが形成されている。この取付孔15cは、その軸線がセンサマグネット15の軸線L1と等しく形成されている。そして、取付孔15cは、前記装着部17に対応して軸方向から見るとD形状を成し、D形状の直線部に相当する部分は平面部15dとなっている。この平面部15dは、センサマグネット15の軸方向と平行に形成されている。また、図2(a)に示すように、ボス部15bは、前記取付孔15cと連通した円形状を成す挿入孔15eを備えている。挿入孔15eと前記取付孔15cとの接合部分には、前記平面部15dに直交する面15fを備えた段部15gが形成されている。段部15gは、平面部15dの上端に沿って面取された角部15hを備えている。
尚、挿入孔15eの内径は、センサマグネット15の破損を防止するために回転軸10の円柱状の部分の外径よりも若干大きく形成されている。同様の理由から、取付孔15cの内周は、回転軸10の装着部17の外周よりも若干大きく形成されている。従って、センサマグネット15は、取付孔15cに装着部17をすきまばめにて嵌合させて前記回転軸10に装着されている。
センサマグネット本体15aの下面、即ち前記抜け止めワッシャ16に当接する当接面15jには、傾斜維持手段としての凸部15kが該センサマグネット15と一体に形成されている。図2(c)に示すように、凸部15kは、センサマグネット15の軸線L1を通り前記平面部15dと直交する方向に沿って形成されている。更に、凸部15kは、センサマグネット15において、前記平面部15dに対し、センサマグネット15の軸線L1を挟んだ向かい側に形成されている。
図2(b)に示すように、抜け止めワッシャ16は所謂ツースドワッシャである。抜け止めワッシャ16は円盤状を成し、その中央には、複数の歯16aによって形成される略円形状の圧入孔16bを備えている。この抜け止めワッシャ16は、装着部17の取付孔15cから突き抜ける部分に、回転軸10に対して垂直に固定される。この時、抜け止めワッシャ16は、複数の歯16aの先端を平面部17a以外の装着部17の外周面に押圧させることにより回転軸10に対して装着されている。このようにして回転軸10に装着されることにより、抜け止めワッシャ16はセンサマグネット15の回転軸10からの抜け落ちを防止している。
そして、このようにセンサマグネット15を装着すると、抜け止めワッシャ16の上面に凸部15kが載置される。この時、装着部17と取付孔15cとはすきまばめにて嵌合されているため、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット15の軸線L1(取付孔15cの軸線)が傾斜される。従って、センサマグネット15は、平面部15dにおいてセンサマグネット15の軸方向と直交する方向の辺のうち、下方、即ち抜け止めワッシャ16側の辺15mが平面部17aに当接した状態で保持される。また同時に、センサマグネット15は、辺15mに対してセンサマグネット15の軸線L1を挟んだ向かい側で前記辺15mとは軸方向に逆側のセンサマグネット15の開口部、即ちボス部15bの上部開口部(当接部15n)が回転軸10の外周面に当接した状態で保持される。その結果、センサマグネット15の平面部15dと装着部17の平面部17aとの当接状態が常に維持されるので、センサマグネット15が、回転方向にがたつくことなく装着部17に対して装着される。また、この場合、センサマグネット15は、すきまばめにて装着部17に嵌合されると共に、平面部15dと平面部17aとが常時当接状態となるように回転軸10の軸線L2に対し、その軸線L1を傾斜させて装着する構造のため、センサマグネット15には大きな力が加わらない。更に、センサマグネット15は、段部15gの角部15hが回転軸10における段部17cの面17bに当接した状態で保持されるので、軸方向にもがたつくことなく装着される。
尚、前記ロータ7のマグネット9は、装着部17の平面部17aを基準としてヨーク8の内周面に配設されている。また、センサマグネット15は、取付孔15cの平面部15dを基準とし、前記マグネット9に対応して着磁されている。
図1に示すように、前記モータホルダ2の下面には、前記センサマグネット15の下方に位置するように回路基板20が配置されている。回路基板20は、ねじ21によりモータホルダ2に対して固定され、モータホルダ2に取着される下部ケース22にて覆われている。回路基板20には、前記ステータ3に回転磁界を発生させるために、前記励磁コイル6に駆動電流を供給する励磁回路23が備えられている。また、回路基板20には、前記センサマグネット15の外周部の近傍位置にホール素子24が配設されている。このホール素子24は、センサマグネット15の回転による磁界変化を検出し、その検出信号を前記励磁回路23に出力する。
上記のように構成されたブラシレスモータ1では、励磁回路23から励磁コイル6に駆動電流が供給されると、ステータ3に回転磁界が生じ、該回転磁界に基づいてロータ7が駆動回転される。そして、ロータ7の回転に伴ってファン13が回転されて送風動作が行われる。励磁回路23は、ホール素子24から出力されるセンサマグネット15の回転に基づいた検出信号によってロータ7のマグネット9の位置を検出し、該マグネット9の位置と励磁コイル6を励磁するタイミングとが最適となるように励磁コイル6に供給する駆動電流を制御している。
(1)凸部15kによって回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット15の軸線L1(取付孔15cの軸線)が傾斜されている。そのため、回転軸10の回転をセンサマグネット15に直に伝達する平面部17aと、取付孔15cの平面部15dとが線接触されると共に線接触された状態に維持される。従って、回転軸10の装着部17とセンサマグネット15の取付孔15cとがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸10が回転する際にセンサマグネット15が回転軸10に対してがたつくことが防止される。その結果、ロータ7の回転中に、センサマグネット15にを用いて検出されるロータ7の回転位置が回転方向にずれることが防止され、ロータ7の回転位置に応じて適切なタイミングで励磁コイル6に励磁電流を供給することができる。
(2)凸部15kは、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット15の軸線L1(取付孔15cの軸線)を傾斜させるだけであるため、センサマグネット15に大きな力が加わる虞がない。従って、装着部17と取付孔15cとの嵌合によるセンサマグネット15の破損を防止しつつ、センサマグネット15の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(3)当接面15jに凸部15kを形成するだけの簡単な構成で、平面部15dの辺15mを平面部17aに当接させて、センサマグネット15の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(4)凸部15kは、平面部15dに対して、センサマグネット15の軸線L1を挟んだ向かい側に形成されている。そのため、センサマグネット15は、平面部17aに平面部15dのセンサマグネット15の軸方向と直交する辺のうち下方、即ち抜け止めワッシャ16側の辺15mを当接させている。従って、より安定してセンサマグネット15の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(5)センサマグネット15は、平面部15dの抜け止めワッシャ16側の辺15mと、該辺15mに対してセンサマグネット15の軸線L1を挟んだ向かい側で該辺15mとは軸方向に逆側のセンサマグネットの開口部、即ちボス部15bの上部開口部(当接部15n)との2箇所を回転軸10に当接させた状態で保持されている。従って、センサマグネット15は、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット15の軸線L1を傾斜させた状態であっても、安定して装着部17に装着される。
(6)センサマグネット15は、段部15gの角部15hが回転軸10における段部17cの面17bに当接した状態で保持されていることから、センサマグネット15が軸方向にがたつくことが抑制される。
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のセンサマグネット30は、上記第1実施形態のセンサマグネット15に代えてブラシレスモータ1に備えられるものである。図3に示すように、本実施形態のセンサマグネット30は、傾斜維持手段及び鍔部としての円盤状を成すセンサマグネット本体30aと、ボス部15bとを備えている。センサマグネット本体30aの中央部には、回転軸10の装着部17を嵌合させる取付孔30cが形成されている。この取付孔30cは、その軸線がセンサマグネット30の軸線L3と等しく形成されている。そして、取付孔30cは、装着部17に対応して軸方向から見るとD形状を成し、D形状の直線部に相当する部分は平面部30dとなっている。この平面部30dは、センサマグネット30の軸方向と平行に形成されている。
ボス部15bの挿入孔15eと取付孔30cとの接合部分には、平面部30dに直交する面30eを備えた段部30fが形成されている。段部30fは、平面部30dの上端に沿って面取された角部30gを備えている。
尚、取付孔30cの内周は、センサマグネット30の破損を防止するために回転軸10の装着部17の外周よりも若干大きく形成されている。従って、センサマグネット30は、取付孔30cに装着部17をすきまばめにて嵌合させて回転軸10に装着されている。
センサマグネット本体30aは、平面部30dと直交する直線L4に沿って、相対的に肉厚が徐々に薄く形成されている。本実施形態においては、直線L4に沿って、取付孔30cのD形状の曲線部側から平面部30d側に向かうに連れて(図3においては、左側から右側に向かうに連れて)センサマグネット本体30aの肉厚が徐々に薄く形成されている。
上記のように構成されたセンサマグネット30は、取付孔30cに装着部17を嵌合させることにより回転軸10に対して装着されている。また、センサマグネット30は、抜け止めワッシャ16によって軸方向に支持されている。この時、センサマグネット本体30aの肉厚が直線L4に沿って徐々に肉薄に形成されているため、センサマグネット30の軸線L3は、センサマグネット本体30aの肉厚が薄い側に傾く。よって、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット30の軸線L3(取付孔30cの軸線)が傾斜する。その結果、センサマグネット30は、平面部30dにおいてセンサマグネット30の軸方向と直交する方向の辺のうち、下方、即ち抜け止めワッシャ16側の辺30hが平面部17aに当接した状態で保持される。また同時に、センサマグネット30は、辺30hに対してセンサマグネット30の軸線L3を挟んだ向かい側で前記辺30hとは軸方向に逆側のセンサマグネット30の開口部、即ちボス部15bの上部開口部(当接部15n)が回転軸10の外周面に当接した状態で保持される。その結果、センサマグネット30の平面部30dと装着部の平面部17aとの当接状態が常に維持されるので、センサマグネット30が回転方向にがたつくことなく装着部17に対して装着される。また、この場合、センサマグネット30は、すきまばめにて装着部17に装着されると共に、平面部30dと平面部17aとが常時当接状態となるように回転軸10の軸線L2に対し、その軸線L3を傾斜させて装着する構造のため、センサマグネット30に大きな力が加わらない。更に、センサマグネット30は、段部30fの角部30gが回転軸10における段部17cの面17bに当接した状態で保持されるので、軸方向にもがたつくことなく装着される。
上記したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果の(5),(6)と同様の効果に加えて、以下の効果を有する。
(1)センサマグネット本体30aの肉厚が直線L4に沿って徐々に肉薄に形成されていることから、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット30の軸線L3(取付孔30cの軸線)が傾斜されている。そのため、回転軸10の回転をセンサマグネット30に直に伝達する平面部17aと、取付孔30cの平面部30dとが線接触されると共に線接触された状態に維持される。従って、回転軸10の装着部17とセンサマグネット30の取付孔30cとがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸10が回転する際に、センサマグネット30が回転軸10に対してがたつくことが防止される。その結果、ロータ7の回転中に、センサマグネット30を用いて検出されるロータ7の回転位置が回転方向にずれることが防止され、ロータ7の回転位置に応じて適切なタイミングで励磁コイル6に励磁電流を供給することができる。
(2)センサマグネット本体30aを直線L4に沿って肉薄に形成することにより、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット30の軸線L3(取付孔30cの軸線)を傾斜させているだけであるため、センサマグネット30に大きな力が加わる虞がない。従って、装着部17と取付孔30cとの嵌合によるセンサマグネット30の破損を防止しつつ、センサマグネット30の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(3)センサマグネット本体30aの肉厚を直線L4に沿って徐々に薄く形成するだけの簡単な構成で、平面部30dにおいてセンサマグネット30の軸方向と直交する方向の辺のうち辺30hを平面部17aに当接させて、センサマグネット30の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(第3実施形態)
以下、本発明を具体化した第3実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第1及び第2実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のセンサマグネット40は、上記第1実施形態のセンサマグネット15に代えて、ブラシレスモータ1にそなえられるものである。図4に示すように、本実施形態のセンサマグネット40は、センサマグネット本体40aと、ボス部15bとを備えている。センサマグネット本体40aは、円盤状を成し、軸方向の厚さは一定に形成されている。センサマグネット本体40aの中央部には、回転軸10の装着部17を嵌合させる取付孔40cが形成されている。この取付孔40cは、その軸線がセンサマグネット40の軸線L5と等しく形成されている。そして、取付孔40cは、装着部17に対応して軸方向から見るとD形状を成し、D形状の直線部に相当する部分は平面部40dとなっている。この平面部40dは、センサマグネット40の軸方向と平行に形成されている。
ボス部15bの挿入孔15eと取付孔40cとの接合部分には、平面部40dに直交する面40eを備えた段部40fが形成されている。段部40fは、平面部40dの上端に沿って面取された角部40gを備えている。
尚、取付孔40cの内周は、センサマグネット40の破損を防止するために回転軸10の装着部17の外周よりも若干大きく形成されている。従って、センサマグネット40は、取付孔40cに装着部17をすきまばめにて嵌合させて回転軸10に装着されている。
上記のように構成されたセンサマグネット40は、取付孔40cに装着部17を嵌合させることにより回転軸10に対して装着されている。また、センサマグネット40は、上記第1及び第2実施形態の抜け止めワッシャ16と同様の形状を成す傾斜維持手段としての抜け止めワッシャ41によって軸方向に支持されている。この時、抜け止めワッシャ41は、平面部17aに垂直な面S1に対して、平面部17aに対する角度が変化する方向に傾斜して装着部17に固定されている。本実施形態では、抜け止めワッシャ41は、取付孔40cのD形状の曲線部側に対し、平面部40d側を下方に下げることにより面S1から傾斜して装着部17に固定されている。従って、抜け止めワッシャ41によって軸方向に支持されているセンサマグネット40も、前記面S1に対して、平面部17aに対する角度が変化する方向に傾斜して支持される。即ち、センサマグネット40は、回転軸10の軸線L2に対して該センサマグネット40の軸線L5(取付孔40cの軸線)を傾斜させて支持されることになる。その結果、平面部40dにおいてセンサマグネット40の軸方向と直交する方向の辺のうち、下方、即ち抜け止めワッシャ41側の辺40hが平面部17aに当接した状態で保持される。また同時に、センサマグネット40は、辺40hに対してセンサマグネット40の軸線L5を挟んだ向かい側で前記辺40hとは軸方向に逆側のセンサマグネット40の開口部、即ちボス部15bの上部開口部(当接部15n)が回転軸10の外周面に当接した状態で保持される。その結果、センサマグネット40の平面部40dと装着部17の平面部17aとの当接状態が常に維持されるので、センサマグネット40は、回転方向にがたつくことなく装着部17に対して装着される。また、この場合、センサマグネット40は、すきまばめにて装着部17に装着されると共に、平面部40dと平面部17aとが常時当接状態となるように回転軸10の軸線L2に対し、その軸線L5を傾斜させて装着する構造のため、センサマグネット40に大きな力が加わらない。更に、センサマグネット40は、段部40fの角部40gが回転軸10における段部17cの面17bに当接した状態で保持されるので、軸方向にもがたつくことなく装着される。
上記したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果の(5),(6)と同様の効果に加えて、以下の効果を有する。
(1)平面部17aに垂直な面S1に対して傾斜して装着部17に固定された抜け止めワッシャ41によって、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット40の軸線L5(取付孔40cの軸線)が傾斜されている。そのため、回転軸10の回転をセンサマグネット40に直に伝達する平面部17aと、取付孔40cの平面部40dとが線接触されると共に線接触された状態に維持される。従って、回転軸10の装着部17とセンサマグネット40の取付孔40cとがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸10が回転する際に、センサマグネット40が回転軸10に対してがたつくことが防止される。その結果、ロータ7の回転中に、センサマグネット40を用いて検出されるロータ7の回転位置が回転方向にずれることが防止され、ロータ7の回転位置に応じて適切なタイミングで励磁コイル6に励磁電流を供給することができる。
(2)抜け止めワッシャ41を、平面部17aに垂直な面S1に対して傾斜させて装着部17に固定することにより、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット40の軸線L5(取付孔40cの軸線)を傾斜させるだけであるため、センサマグネット40に大きな力が加わる虞がない。従って、装着部17と取付孔40cとの嵌合によるセンサマグネット40の破損を防止しつつ、センサマグネット40の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(3)抜け止めワッシャ41を、平面部17aに垂直な面に対して、平面部17aに対する角度が変化する方向に傾斜して装着部17に固定するだけの簡単な構成で、平面部15dの辺15mを平面部17aに当接させて、センサマグネット40の回転軸10に対するがたつきを防止することができる。
(第4実施形態)
以下、本発明を具体化した第4実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第1乃至第3実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のセンサマグネット50は、上記第1実施形態のセンサマグネット15に代えて、ブラシレスモータ1に備えられるものである。図5に示すように、本実施形態のセンサマグネット50は、センサマグネット本体50aと、ボス部15bとを備えている。センサマグネット本体50aの中央部には、回転軸10の装着部17を嵌合させる取付孔50cが形成されている。この取付孔50cは、その軸線がセンサマグネット50の軸線L6と等しく形成されている。そして、取付孔50cは、装着部17に対応して軸方向から見るとD形状を成し、D形状の直線部に相当する部分は平面部50dとなっている。この平面部50dは、センサマグネット50の軸方向と平行に形成されている。
ボス部15bの挿入孔15eと取付孔50cとの接合部分には、平面部50dに直交する面50eを備えた段部50fが形成されている。段部50fは、平面部50dの上端に沿って面取された角部50gを備えている。
尚、取付孔50cの内周は、センサマグネット50の破損を防止するために回転軸10の装着部17の外周よりも若干大きく形成されている。従って、センサマグネット50は、取付孔50cに装着部17をすきまばめにて嵌合させて回転軸10に装着されている。
センサマグネット50において抜け止めワッシャ16と当接する当接面50hには、その中央に傾斜維持手段としての座繰部50jが形成されている。座繰部50jは、抜け止めワッシャ16の直径より若干大きい直径の凹部である。そして、座繰部50jの底面50kは、平面部50dに垂直な面S2に対して、平面部50dに対する角度が変化する方向に傾斜して形成されている。本実施形態では、座繰部50jの底面50kは、取付孔50cのD形状の曲線部側に対して平面部50d側が上方へ上がるように、言い換えると、取付孔50cのD形状の曲線部側に対して平面部50d側で座繰部50jが深くなるように形成されている。このような座繰部50jには、センサマグネット50が抜け止めワッシャ16によって軸方向に支持される際に、回転軸10の軸線L2に対して垂直に装着される抜け止めワッシャ16が収容される。
上記のように構成されたセンサマグネット50は、取付孔50cに装着部17を嵌合させることにより回転軸10に対して装着されている。また、センサマグネット50は、抜け止めワッシャ16によって軸方向に支持されている。この時、座繰部50jの底面50kが平面部17aに垂直な面S2に対して傾斜して形成されていることから、座繰部50jに抜け止めワッシャ16が収容されると、センサマグネット50は、前記面S2に対して傾斜して回転軸10に装着される。すると、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット50の軸線L6(取付孔50cの軸線)が傾斜され、センサマグネット50は、平面部50dにおいてセンサマグネット50の軸方向と直交する方向の辺のうち、下方、即ち抜け止めワッシャ16側の辺50mが平面部17aに当接した状態で保持される。また同時に、センサマグネット50は、辺50mに対してセンサマグネット50の軸線L6を挟んだ向かい側で前記辺50mとは軸方向に逆側のセンサマグネット50の開口部、即ちボス部15bの上部開口部(当接部15n)が回転軸10の外周面に当接した状態で保持される。その結果、センサマグネット50の平面部50dと装着部17の平面部17aとの当接状態が常に維持されるので、センサマグネット50が、回転方向にがたつくことなく装着部17に対して装着される。また、この場合、センサマグネット50は、すきまばめにて装着部17に装着されると共に、平面部50dと平面部17aとが常時当接状態となるように回転軸10の軸線L2に対し、その軸線L6を傾斜させて装着する構造のため、センサマグネット50に大きな力が加わらない。更に、センサマグネット50は、段部50fの角部50gが回転軸10における段部17cの面17bに当接した状態で保持されるので、軸方向にもがたつくことなく装着される。
上記したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果の(5),(6)と同様の効果に加えて、以下の効果を有する。
(1)座繰部50jに抜け止めワッシャ16を収容させることにより、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット50の軸線L6(取付孔50cの軸線)が傾斜されている。そのため、回転軸10の回転をセンサマグネット50に直に伝達する平面部17aと、取付孔50cの平面部50dとが線接触されると共に線接触された状態に維持される。従って、回転軸10の装着部17とセンサマグネット50の取付孔50cとがすきまばめにて嵌合されていても、回転軸10が回転する際に、センサマグネット50が回転軸10に対してがたつくことが防止される。その結果、ロータ7の回転中に、センサマグネット50を用いて検出されるロータ7の回転位置が回転方向にずれることが防止され、ロータ7の回転位置に応じて適切なタイミングで励磁コイル6に励磁電流を供給することができる。
(2)平面部17aに対して垂直に固定された抜け止めワッシャ16を、座繰部50jに収容して、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット50の軸線L6(取付孔50cの軸線)を傾斜させるだけであるため、センサマグネット50に大きな力が加わる虞がない。従って、装着部17と取付孔50cとの嵌合によるセンサマグネット50の破損を防止しつつ、センサマグネット50の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
(3)底面50kが、平面部50dに垂直な面S2に対して、平面部50dに対する角度が変化する方向に傾斜した座繰部50jを形成するだけの簡単な構成で、平面部50dの辺50mを平面部17aに当接させて、センサマグネット50の回転軸10に対するがたつきを抑制することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態では、ボス部15bの上端部は、回転軸10の軸線L2に対するセンサマグネット15,30,40,50の軸線L1,L3,L5,L6の傾斜によって、傾斜した状態となっている。しかしながら、図6に示すように、ボス部15bの上端部を調整して、回転軸10の軸線L2と直交する面S3と平行に形成されるようにしてもよい。詳説すると、図6では、センサマグネット15を例として示している。上記第1実施形態では、回転軸10の軸線L2に対してセンサマグネット15の軸線L1が傾斜するようにセンサマグネット15を装着部17に装着すると、軸受12の下端面に対して、センサマグネット15の上端面が傾斜して当接されてしまう。ここで、図6に示すように、該ボス部15bの上端部(センサマグネット15の上端部)を、回転軸10の軸線L2と直交する面S3と平行に構成する。すると、軸受12の下端面に対して、センサマグネット15の上端面が全面で当接することができ、より安定した構造とすることができる。センサマグネット30,40,50についても、同様に構成することでより安定した構造とすることができる。
○上記第1実施形態では、凸部15kは、センサマグネット15の軸線L1を通り平面部15dと直交する方向に沿って形成されているが、センサマグネット15の軸線L1を通らずに形成されていてもよい。例えば、図7に示すセンサマグネット60のように、平面部60aと直交する方向に沿って形成される傾斜維持手段としての凸部60b,60cとしてもよい。また、図7においては、凸部60b,60cは2つ形成されているが、1つのみ形成してもよいし、3つ以上形成してもよい。
○上記第1実施形態では、凸部15kは、センサマグネット15の軸線を通り平面部15dと直交する方向に沿って形成されているが、これに限らない。凸部15kは、抜け止めワッシャ16と当接する面において、センサマグネット15の軸線を通り平面部15dと直交する直線上に、突起のように形成されるものであってもよい。
○上記各実施形態では、平面部15d,30d,40d,50dの下側の辺15m,30h,40h,50mが平面部17aに当接し、前記各辺に対してセンサマグネット15,30,40,50の軸線L1,L3,L5,L6を挟んだ向かい側のボス部15bの上部開口部の当接部15nが回転軸10に当接している。しかしながら、これに限らず、図8に示すような構成としてもよい。図8に示すセンサマグネット70は、上記第1実施形態のセンサマグネット15において、ボス部15bの挿入孔15eの形状、及び凸部15kの位置を変更したものである。センサマグネット70の中央には、センサマグネット本体70a及びボス部70bを貫通する軸方向視D形状の取付孔70cが形成されている。この取付孔70cは、その軸線がセンサマグネット70の軸線L7と等しく形成されている。そして、取付孔70cにおいて、D形状の直線部に相当する部分は、平面部70dとなっている。このセンサマグネット70は、回転軸80の下端部に形成された装着部81にすきまばめにて装着される。装着部81は断面D形状を成し、D形状の直線部に相当する部分は平面部81aとなっている。装着部81は、センサマグネット70の軸方向の長さよりも長く形成されている。また、装着部81の基端部には、平面部81aに直交する面81bを備えた段部81cが形成されている。センサマグネット70の抜け止めワッシャ82と当接する当接面70eには、傾斜維持手段としての凸部70fが形成されている。凸部70fは、センサマグネット70の軸線L7を通り平面部70dと直交する方向に沿って形成されている。更に、凸部70fは、当接面70eにおいて平面部70d側に形成されている。このようなセンサマグネット70は、取付孔70cに装着部81を嵌合させることにより装着され、抜け止めワッシャ82にて軸方向に支持されている。そして、センサマグネット70の軸線L7(取付孔70cの軸線)は、凸部70fによって回転軸80の軸線L8に対して傾斜されている。この時、センサマグネット70は、平面部70dにおいてセンサマグネット70の軸方向と直交する方向の辺のうち、上方、即ち反抜け止めワッシャ82側の辺70gを平面部81aに当接させて保持されている。また同時に、センサマグネット70の軸線L7を挟んだ向かい側において、取付孔70cの下部開口部の一部分(当接部70h)が回転軸80に当接した状態で保持されている。更に、センサマグネット70は、回転軸80における段部81cの面81bに、その上端部が当接した状態で保持されている。このように構成しても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
○上記各実施形態では、センサマグネット15,30,40,50,70には、ボス部15b,70bを備えた構成となっているが、ボス部15b,70bを備えない構成としてもよい。
○上記各実施形態では、抜け止めワッシャ16,41,82にてセンサマグネット15,30,40,50,70を軸方向に支持しているがこれに限らない。抜け止めワッシャ16,41,82のようなツースドワッシャ以外の部材により、センサマグネット15,30,40,50,70を軸方向に支持してもよい。
○上記各実施形態では、装着部17,81は断面D形状を成しているがこれに限らない。少なくとも1つの平面部を有する断面非円形状の装着部であればよい。この場合、取付孔も、装着部に対応して、少なくとも1つの平面部を有する軸方向視断面非円形状とする。このように構成しても上記各実施形態と同様の効果を有する。
○上記各実施形態では、ブラシレスモータ1は、車両空調装置の送風機用モータとして使用されるものであるが、その他の用途に使用されるブラシレスモータであってもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載のブラシレスモータであって、前記センサマグネットは、前記取付孔の平面部において該センサマグネットの軸方向と直交する方向の一辺を前記装着部の平面部に当接させると共に、該辺に対して前記センサマグネットの軸線を挟んだ向かい側で前記辺とは軸方向に逆側の前記センサマグネットの開口部を前記回転軸に当接させて保持されていることを特徴とするブラシレスモータ。
(ロ)前記(イ)及び請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のブラシレスモータであって、前記センサマグネットの反抜け止め部材側の端部が、前記回転軸の軸線と直交する面と平行となるように調整されていることを特徴とするブラシレスモータ。
各実施形態にかかるブラシレスモータの断面図。 (a)は第1実施形態にかかる装着部付近を示す断面図((b)におけるA−A断面図)、(b)はロータの下面図、(c)は第1実施形態にかかるセンサマグネットの下面図。 第2実施形態にかかる装着部付近を示す断面図。 第3実施形態にかかる装着部付近を示す断面図。 第4実施形態にかかる装着部付近を示す断面図。 上端部が回転軸の軸線と直交する面と平行に調整されたセンサマグネットを示す断面図。 別の形態の凸部を示すセンサマグネットの下面図。 別の形態の装着部付近を示す断面図。
符号の説明
7…ロータ、10,80…回転軸、15,30,40,50,60,70…センサマグネット、15c,30c,40c,50c,70c…取付孔、15d,30d,40d,50d,60a,70d…取付孔の平面部、15j,50h,70e…当接面、15k,60b,60c,70f…傾斜維持手段としての凸部、16,82…抜け止め部材としての抜け止めワッシャ、17,81…装着部、17a,81a…装着部の平面部、17b,81b…面、17c,81c…段部、30a…傾斜維持手段及び鍔部としてのセンサマグネット本体、41…抜け止め部材、及び傾斜維持手段としての抜け止めワッシャ、50j…傾斜維持手段としての座繰部、50k…底面、L1,L3,L5,L6,L7…センサマグネットの軸線(取付孔の軸線)、L2,L8…回転軸の軸線、L4…センサマグネットの軸線を通ると共に取付孔の平面部と直交する直線、S1…装着部の平面部に垂直な面、S2…取付孔の平面部に垂直な面。

Claims (8)

  1. ロータに備えられ、断面非円形状を成し少なくとも1つの平面部を有する装着部を備えた回転軸と、
    前記装着部に対応して軸方向視非円形状を成し少なくとも1つの平面部を有する取付孔を備え、該取付孔に前記回転軸の装着部をすきまばめにて嵌合させて前記回転軸に装着されるセンサマグネットと、
    前記回転軸に装着され、前記センサマグネットに当接して該センサマグネットを軸方向に支持する抜け止め部材とを備え、
    前記ロータの回転と共に回転する前記センサマグネットの磁界変化を検出して前記ロータの回転位置を検出するブラシレスモータであって、
    前記回転軸の軸線に対して前記取付孔の軸線が傾斜するように前記センサマグネットを傾斜させ、前記取付孔の平面部と前記回転軸の装着部の平面部とを線接触させると共に維持する傾斜維持手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
  2. ロータに備えられ、断面D形状を成す装着部を備えた回転軸と、
    前記装着部に対応し軸方向視D形状を成す取付孔を備え、該取付孔に前記回転軸の装着部をすきまばめにて嵌合させて前記回転軸に装着されるセンサマグネットと、
    前記回転軸に装着され、前記センサマグネットに当接して該センサマグネットを軸方向に支持する抜け止め部材とを備え、
    前記ロータの回転と共に回転する前記センサマグネットの磁界変化を検出して前記ロータの回転位置を検出するブラシレスモータであって、
    前記回転軸の軸線に対して前記取付孔の軸線が傾斜するように前記センサマグネットを傾斜させ、前記取付孔の平面部と前記回転軸の装着部の平面部とを線接触させると共に維持する傾斜維持手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
  3. 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記傾斜維持手段は、前記センサマグネットにおいて前記抜け止め部材と当接する当接面に形成された凸部であり、該凸部により前記センサマグネットが傾斜されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  4. 請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記凸部は、前記センサマグネットにおいて、前記取付孔の平面部に対し、前記センサマグネットの軸線を挟んだ向かい側に形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  5. 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記センサマグネットは、前記回転軸の径方向に延設される鍔部を備え、
    前記傾斜維持手段は、前記取付孔の平面部と直交する直線に沿って、相対的に肉厚が徐々に薄く形成された鍔部であることを特徴とするブラシレスモータ。
  6. 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記傾斜維持手段は、前記装着部の平面部に垂直な面に対して、前記装着部の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して前記装着部に固定される前記抜け止め部材であることを特徴とするブラシレスモータ。
  7. 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記傾斜維持手段は、前記センサマグネットにおいて前記抜け止め部材と当接する当接面に形成されて前記抜け止め部材を収容する座繰部であり、
    前記座繰り部の底面は、前記取付孔の平面部に垂直な面に対して、前記取付孔の平面部に対する角度が変化する方向に傾斜して形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記装着部の基端部には、前記装着部の平面部と直交する面を有する段部が備えられており、前記センサマグネットが前記面に当接していることを特徴とするブラシレスモータ。
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