JP4379096B2 - 永久磁石埋込型ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
本発明は、洗濯機等の各種家電製品等の電気機器に搭載される永久磁石埋込型ブラシレスモータに係るものである。
近年、家電機器等の小型化にともない、各種家電製品等の電気機器に搭載されるモータを高効率のブラシレスモータとする傾向が強くなっている。ブラシレスモータにはそのロータのコア内部に永久磁石を有する永久磁石埋込型（以下、「ＩＰＭ」という。）のものがあり、小型で大きなトルクを発生させることができる。
ここで、上記ＩＰＭモータの駆動制御には、センサレスのものと、例えばホールＩＣ等の磁気検出素子によりロータ位置検出するものがある。そして、後者の場合、磁気検出素子の取付け位置については、ロータ軸方向と円周方向によるものがあり、軸方向の場合、その取付け位置はどの位置でもよいと考えられていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１９７２９１号公報（第２頁右欄第７行目〜同第１４行目の記載。）
しかしながら、上記従来の板状磁石を内装したＩＰＭブラシレスモータのロータ位置検出のために磁束を検出するホールＩＣ等の磁気検出素子は、極性判定する場合に磁束密度の値により判断するが、その値にばらつきが生じることがあった。
そのため、磁束の位置に対する変化の割合と磁気検出素子の極性判断する磁束密度のばらつきに起因し、ロータの位置検出がばらつくこととなり、このばらつきは、ロータ位置検出素子の取付け位置を、ロータの軸方向であって隣接する板状磁石の対向する面の最内径の位置が最も大きくばらつくこととなった。
そして、ここで、ＩＰＭブラシレスモータの駆動に際しては、同位置情報に基づき巻線への通電波形を作成し駆動させており、同位置情報のばらつきが大きくなると、通電切替えのばらつき、通電波形の乱れを生じ、モータ効率、騒音の悪化が引き起こす原因となっていた。
本発明の目的は、ロータ位置検出のばらつきを低減させ、高効率で低騒音のＩＰＭブラシレスモータを提供することである。
本発明のＩＰＭブラシレスモータは、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、ロータコア内に板状の永久磁石を、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央が同一の円周上となるようにハの字状に埋め込んだロータの位置検出を行う磁気検出素子の取付け位置を、前記ロータの軸方向で、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央としたものである。
本願の請求項１に係る発明によれば、高効率で低騒音のＩＰＭブラシレスモータをえることができる。
本願の請求項１に係る発明は、ロータコア内に板状の永久磁石を、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央が同一の円周上となるようにハの字状に埋め込んだロータと、前記ロータの位置検出を、磁気検出素子を介して前記永久磁石の発生磁束より行う永久磁石埋込型ブラシレスモータにおいて、前記磁気検出素子の取付け位置を、前記ロータの軸方向で、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央としたことを特徴とする永久磁石埋込型ブラシレスモータである。
上記構成により永久磁石の極性の反転が急峻に行われるため、ロータ位置検出素子の検出感度ばらつきによる位置誤差が低下し、永久磁石位置を正しく検出できる。
図１は本発明のＩＰＭブラシレスモータに係る具体的構成を示すものであり、ステータ１と、ロータ６と、ロータ６を回転自在に保持する軸受１１およびセンサ回路から構成されている。
ロータ６は、電磁鋼板を積層したロータコア７と、ロータコア７に設けた長方形の孔に板状の永久磁石８を埋め込み、ロータカップ９を介して永久磁石８が挿入されたロータコア７と軸１０と一体化し、構成されている。ここで、長方形の孔は、隣接する孔の対向する面の略中央が同一の円周上となるようにハの字状に形成されているから、永久磁石８もこれにならって埋め込まれている。また、ステータ１はステータコア２に巻線３が施され熱硬化性樹脂４にて一体固化されている。
センサ回路は、ロータ位置を検出するホールＩＣ等の磁気検出素子１４をプリント基板１３上に実装し、構成されている。磁気検出素子１４は、永久磁石８に対向してロータ６の軸方向に配置されており、具体的には、隣接する永久磁石８に所定の距離を隔てて対向する面の中央部付近上である。図２にプリント基板１３と永久磁石８の相対的位置関係についての概念図を示す。なお、当該図には磁気検出素子１４が描画していないが、描画されているプリント基板１３の反対面側の所定位置に配置している。
次に、永久磁石８に対向する磁気検出素子１４について、ロータ６の径方向における適切な位置について図３および図４に基づき説明する。
ここで、ロータ６の位置検出は、磁束密度が０近傍の限られた範囲で行われるため、当該範囲での磁束密度の変化が急峻であるほど精度良くロータ６の位置検出を行うことができる。
この点、隣接する永久磁石８の相互に対向する面を基準に、図３に示す位置で検討を行ってみると、図４に示すとおり、半径Ｒ２（隣接する永久磁石８の対向する面の内径側。図３参照。）における磁束密度の変化に比較して、半径Ｒ１（隣接する永久磁石８の対向する面の略中央。図３参照。）の変化が急峻、すなわち、磁束密度０付近における傾きが大きくなっていることが分かる。
よって、磁束検出器１４の位置を隣接する永久磁石８の対向する面の略中央とする構成により、永久磁石８の位置変化に対し、磁束密度の変化が最大となるため、磁気検出素子１４の感度ばらつきによる位置誤差のばらつきを最小とすることができる。
本発明に係るブラシレスモータは高効率で低騒音が要求される洗濯機等の各種家電製品等の用途にも適用できる。
６ ロータ
７ ロータコア
８ 永久磁石
１３ プリント基板
１４ 磁気検出素子
７ ロータコア
８ 永久磁石
１３ プリント基板
１４ 磁気検出素子
Claims (1)
- ロータコア内に板状の永久磁石を、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央が同一の円周上となるようにハの字状に埋め込んだロータと、前記ロータの位置検出を、磁気検出素子を介して前記永久磁石の発生磁束より行う永久磁石埋込型ブラシレスモータにおいて、前記磁気検出素子の取付け位置を、前記ロータの軸方向で、隣接する前記永久磁石の対向する面の略中央としたことを特徴とする永久磁石埋込型ブラシレスモータ。
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| JP2003401255A JP4379096B2 (ja) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 永久磁石埋込型ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003401255A JP4379096B2 (ja) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 永久磁石埋込型ブラシレスモータ |
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