JPH03284151A

JPH03284151A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JPH03284151A
Application number: JP2080062A
Authority: JP
Inventors: Jintaro Hishinuma; 菱沼　仁太郎
Original assignee: Yamamoto Electric Corp
Current assignee: Yamamoto Electric Corp
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ブラシレスモータに関し、−層詳しくは、Ｏ
−夕を所定の位置に停止させ、その起動を円滑に行い得
るブラシレスモータの改良に関するものである。

（従来技術）一般にブラシレス干−夕では、永久磁石より成る１］−
全１犬と、その周囲に配設された複数の励磁コイルＣ（
駆動コイル）と、感磁性素子等のロータ位置検出部ＩＳ
と、このロータ位置検出部材Ｓの信号１．１″基づいて
上記励磁コイルＣの電流切換えを行う転流回路とを備え
ている。

そして、上記ロータＩＲは、固定された他の部材に対す
る磁極の相対的な位置が回転に伴なって変化する。この
ため、この秤のモータは一］Ｊ駆動させると、ロータＲ
をその磁極が励１ｉ］イルＣに対し”Ｃ望みの位置にく
るように停＋Ｌさせることができない。

従って、従来のこの秤のモータでは、第９図に示すよう
に励磁コイルＣとロータ１くの磁極とが丁度対向するよ
うな位置に１−１−タＲが停止してしまうことがある。

このような場合、モータを再起動さけようとすると、を
−夕はすぐにその回転角に対するトルクの谷部に落こｌ
υでしょっＣスムースな起動が期待できなくなる。この
ことは、励磁コイルＣに適切な励磁を行うために、感磁
性素ｆや磁極飽和素子などの日−タ位置検出部材Ｓを配
設した場合といえども同様である。しかし、ロータＲが
同図のような停止位置にある場合、磁極と磁極の境目が
ロータ位置検出部材Ｓと対向するため、磁極検出部材Ｓ
が十分に動作しなかったり、あるいは誤動作によって逆
転したりする結果となる。

そこでこの様な従来技術の抱える問題を解決し、ｌ］−
夕を励磁コイルに対して常時一定の位置、即ち起動時に
デッドポイントを生じさせない位置に停止さけいまだロ
ータ位置検出部材もその作動を適正に行い得るようにし
たブラシレスモータが同一出願による特開昭’６４−８
１６３３号、６４８１６５１号に丞されている。

該時開＋１ｆイ６４−８１６　ｂ　１号の発明は上記し
たｌ」的を達成するために、複数の磁極が周方向に均等
に着磁された永久磁りより成る［１−夕と、その周囲に
均等な間隔をおいて配設されＩこ複数の励磁コイルと、
感磁性素子等のＬｌ−夕位鮪検出部材と、このロータ位
置検出部材の信号に基づいて上記励磁：ｌイルの電流切
換えを行う転流回路とを備えたブラシレスモータにおい
て、ロータの磁極数を、隣接する２つの励磁コイルの中
心線間に位置するロータの磁極が３以上の奇数個になる
ように選定し、かつ励磁＝１イルの両側端とロータの中
心とを結んで形成される角度αと、ロータの各磁極の両
側端とロータの中心とを結んで形成される角度βとが一
致するように、励磁コイルの幅を設定したものである。

しかし、上記ブラシレスモータにおいては、背面シャー
シと前面カバーとでモータ本体（ステータ、ロータ等）
の収納ケースを構成し、背面シャーシと前面カバーの間
には、ロータの他に、合成樹脂製の板状のスペー１ノ転
流回路等の回路パターンが形成されたプリント基板、及
び界ｖＡ：１７を保持する板状のステータの３種類の板
状部材が積層されており、モータの厚さが大きく、又構
成が複雑であり］ス１〜高であつ１Ｃ。

（目的〉本発明の目的は、上記した従来技術の抱える問題を解決
し、【］−夕を励磁コイルに対して常時−定の位置、即
ら起動時にデッドポイントを生じさせない位置に停止さ
けることができ、またロータ位置検出部材もその作動を
適ｉ［に行い得る構成の簡単な小型かつ低価格のブラシ
レスモータを提供することにある。

（構成）本発明は上記した目的を達成するために、複数のＮ極と
Ｓ極の磁極が交りに周方向に均等に着磁された永久１Ｂ
より成るロータと、その周囲に均等な間隔をおいて配設
された複数の励磁コイルを有するステータと、感磁性素
子等のロータ位置検出部材と、このロータ位置検出部材
の信弓に基づいて上記励磁コイルの電流切換えを行う転
流回路を有する回路基板とを備えたブラシレスモータに
おいて、１．１−夕の磁極数を、隣接する２つの励磁二
コイルの中心線間に位置するロータの磁極が３以上の奇
数個になるように選定し、かつ励磁コイルの両側端とロ
ータの中心とを結／υ″Ｃ形成される角度αと、［Ｉ−
夕の各磁極の両側端とロータの中心とを結ん（゛形成さ
れる角度βとが一致するように、励磁コイルの幅を設定
し、上記ステータは、上記複数の励磁コイルをそれぞれ巻回
される複数のボビン部材と、風を通す開口部を右すると
共に上記各ボビン部材を開［」部の内周縁部に沿って対
向する位置に保持させる複数の支持片を右する磁性材料
から成る板状の界磁コアとを備え、該ステータどロータとを、該ロータを支承する軸受部と
ロータの回転により生ずる風を通す開口部とを有するケ
ーシングに収容Ｊるように構成したものである。

更に好ましくは、感磁性素子をステータの開口部の内周
縁の隣接する励磁コイル間の中心イ４近に設ける。

また、ステータに回路基板をステータに保持させる支持
部材を設置Ｊても良い。

また、励磁コイル間を２、磁極数を６、角度α、βを共
に６０°としても良い。

この様な構成においては、磁極数及び励磁コイル数を少
なくして−１−記従来技術と同様の効果が達成でき、ま
た、励磁コイルにより発生した磁束の磁路として界磁コ
アが作用するため、ステータの構成を簡単にできる。ま
た、従来のＪ、うにスペザを設ける必要がなく、回路基
板もステータに一体的に支持されるためモータの厚さを
薄く小型化できる。

ま１こケーシングを側面部及び［ｌ−夕の回転面に対抗
する前面カバ一部、背向シャーシ部とで構成しｌｃ場合
に、ステータを背面シャーシ部に併用し、さらにモータ
を薄く小型化し、安価とするようにしても良い。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

第２図は、本発明を適用したカーオーディオの冷却−ノ
７７ンの駆動七−夕の一実施例の分解斜視図である。

同図において、図中符号１は背面シャーシ、２は前面カ
バーで、両者に、Ｊｚってモータ本体の収納ケースが構
成される。

背面シャーシ１の両側にはその上下に嵌合爪３が折曲形
成され、また根面中央の軸受部４の周りには十字状のブ
リッジ部５を残して風の通る窓孔６が切抜き形成されて
いる。

７は上記窓孔６の周囲２箇所に設けたビス孔、８は前面
カバー２のＩＥ而面に設置プた円形の聞［１で上記窓孔
６に対応する。

嵌合爪３の孔３ａ及び前面カバー２の孔２ａは両者を固
定するためのヒス用の孔である。尚、背面シャーシと前
面カバーとは爪３により圧入はめ込みで結合されても良
い。

１６はステータで、このステータ１６は第３図及び第４
図に示すように偏平な四角形状の磁性体材料で形成され
た界磁」ア１７と、この界１ｉｔｌ］ア１７を保持する
］アホルダ１８と、コイルが巻付けられるボビン１９と
から成っている。

界磁コア１７は第５図に見られるようにその外周形状が
正四角形を成し−Ｃおり、内周形状は窓孔６に合わせて
円形状としである。そして、内周には対抗する一辺に後
述するボビン１９が取付けられる一対の支持片１７ａが
突設され、２極の励磁コイルＣ１〜Ｃ２を構成Ｊる。又
、ビス孔７に対応する位置にヒス孔１７ｂが設けられて
いる。

ボビン１９は、絶縁材によって一体形成され、第６図０
）、（０に示１ようにコイルが巻付けられる０胴部１９ａと、上記界磁］ア１７内周への当接部１９ｂ
と、所定曲率の湾曲外面を有づる弧状部１９Ｃとから成
る。胴部１９ａの軸方向中央には上記当接部１９ｂから
弧状部１９ｃに至るまで偏１Ｐな溝孔１９ｄ′ｈｌ１通
形成され、この溝孔１９ｄに界磁コア１７の前記支持片
１７ａが嵌入される。

１９６は弧状部１９Ｇの両端部下面に突設されたビンで
、胴部１９ａに巻付けられたロイルの端子が結線され、
プリント基盤１３の回路パターンの端子孔にリード線に
より接続される。

コアホルダ１８は、第７図のり、輪、Ｑ′９に示す様に
非磁性材によって界磁コア１７の上半部又は］・半部と
同−刈払、同一形状に形成され、両端に保持片１８ａ、
１８ｂが立設されている。

この保持片１８ａはビス孔７に対応する位置にビス孔１
８ｃを有し、又各保持片１８ａ、１８ｂはボビン１９が
取付けられた界磁コア１７にコアホルダ１８を嵌合する
際にボビン１９の端部１９ｆど嵌合されてボビン１９を
保持する凹部１８ｄ、１８ｅを有すると共に、プリンｌ
−基板１３１の端部を挿入保持するＩ〔めの溝１８ｇを有する。

尚、第２図にプリント基板１３が溝１８Ｇに挿入されて
保持された状態を示１゜プリント基板には公知の転流回
路等の回路パターンが形成されている。コアホルダ１８
の端部１８ｆはボビン１９が取付けられた界磁コア１７
においてボビン１９と界磁コア１７０間の空間に挿入さ
れて保持される（第８図参照）。保持片１８ａ、１８ｂ
は凹部１８ｉ、１８ｊを有し、組立てられた界磁」アに
背向シャーシ１を嵌合する際にその嵌合爪３が該凹部１
８ｉ、１８ｊに嵌合されてシャーシ１に界磁コアを保持
さＵる（第２図、３図参照）。

コアホルダ１８内周壁１８ｂは上記ボビン１９の弧状部
１９Ｇと同じ曲率の湾曲面を成し、ボビン１９が取付り
られＩこ界１ａＤア１７にコアホルダを嵌合したときに
、この内周がボビン１９の弧状部１９ｃ内周と連続する
ことによって界磁コア１７内に円筒状風洞部２０を形成
覆る（第２図、３図参照）。

２１は上記ステータ１６の界１）］コア１７で回２転ＪるＬｌ−夕で、このＬｌ−タ２１は、永久磁石から
成る［］−夕本体２２の内周に羽根部材２３が取付けら
れ、中心部に回転軸２４が固定されている。

ｌ」−タ本体２２は、第１図に示すように６の磁極に均
等に着磁されており、前記励ｖ！１］イルＣ１どＣ２の
中心線間にそれぞれ３つの磁極が位置している。また各
ｖＡ極の両端と［１−夕中心点とを結んだ線によって形
成される角度βは、前記した励磁コイルのＣ１〜Ｃ２０
両側端とロータ中心点とを結んだ線によって形成される
角度αと一致し、本実施例の場合、内角度α及びβは６
０°を成寸。

Ｉ］−タ２１の回転軸２４は前記した背面シャーシ１の
軸受部４に回動自在に支持されている。

第２図の分解斜視図に爪刃ような位置関係をもつ１組９
てられたブラシレスファンモータは、所定位置に設けら
れた磁極検知素ｆ例えばホール素子がロータ本体２２の
磁極を検知して所定の励磁：コイルＣ１〜Ｃ２に信号を
送り、これをＮ極またはＳ極に励磁してロータ２１を回
転させるものである。

３そして電源がＯＦＦされると、ロータは徐々に減速され
、励磁コイルＣ１〜Ｃ２とロータ本体２２が第１図に見
られるような位置関係、即ち各励磁コイルＣ１〜Ｃ２の
幅方向中央部に対してロータ本体の２２の磁極の境界部
が丁度対向する位置のところで停止する。これは［１−
夕２１が停＋ｈ間際になると、ｌコータ本体２２の磁極
が各励１１：ａイルＣ１〜Ｃ２の界磁コア１７（鉄芯）
に対して第１図Ｃ２の励磁コイルに矢印で示すような磁
路を形成するためである。

この結果ロータ２１の停止［時にロータ本体２２の磁極
の境界部がどこに位置するのかを予め知ることが可能と
なり、上記した磁極検知素子はそうした箇所を避けた適
所に配設すれば良い。

上記したように停止時には、隣接する励磁コイルＣ１と
Ｃ２の間にロータ２１の磁極が３個位置しているので、
両励磁］イルＣ１とＣ２に対向Ｊる磁極がＮＳ相互に逆
になっており、このため、モータの起動時には、励磁コ
イルＣ１，Ｃ２に順次送られる信号によって確実にロー
タ２１が回転４を開始することとなる。

ロータ２１の回転に伴ないひきおこされた風は、ボビン
１つの弧状片１９Ｇとコアホルダ１８の内周壁１８ｈの
内周が所定曲率の円筒状風洞部２０を形成し、［１−夕
２１の外周を円形状に取囲んでいるので、この部分を通
ってスムースに流れ、騒音等を発生さけることはない。

磁極検知累イは好ましくは第１図に示す様にスーｊ−タ
の隣接号−る励ｖｔｌｊイルの中心部イ１近である３０
ａ又は３０ｂの位置に設（Ｊ、実際には第２図に示す様
にプリント基板１３に３０ぐ示す位置に設りる。

木実施例においては、ｌａ磁極数び励磁コイル数を少な
くしＣ上記従来技術と同様の効果が達成でき、また、励
磁＝１イルにより発生した磁束の磁路としく界ｔｉｌｌ
　’ｌアが作用り−るため、スフーータの構成を簡単に
できる。また、従来のようにスペー勺を設置プる必要が
なく、プリン１−回路基板らステータに一体的に支持さ
れるため干−夕の厚さを薄くでき、モータの小型化及び
低価格化が実現できる。

５また、第１０図に示す様にスデ・−夕の界磁コア１７を
背面シャーシ１と（Ｊｆ用さゼ、史にモータを薄く低価
格とすることらできる。、　ｉｌｌち、第１０図に示す
様に、第５図の界磁コア１７にシャーシ１のブリッジ部
５、軸受部４及び嵌合爪３を設りてそれぞれ５’　、４
’　、３’　として界ｌ］７１７′とし、背面シャーシ
１を省くようにしてし良い。

又、ステータの界磁＝ｌア１７としては、第１１図に示
す様な形状のものを用い、従ってケーシングのシャーシ
１、カバー２も同様な形状としても良い。図中、１７″
は界磁コア、１７ａ”は支持片、１７ｂ″はビス孔であ
る。

更に、シャーシ１のブリッジ部５の形状を第１２図の様
な形状とし羽根部（ファン）回転時の低＠ｊ等化を図っ
ても良い。

尚、図中、１′はシャーシ、３′は嵌合爪、５′はブリ
ッジ部、４′は軸受部であり、矢印Ｂはロータ２１を軸
受部４′に取付りて矢印へ方向に回転さゼた場合の風向
きを示す。

上記各実施例で（３Ｌ１ステータの励磁コイル数を６２とし、［］−夕の磁極を６としたが、時開Ｖｒ４６４
８１６５１号と同様に、励磁コイル数を４以上とし、ロ
ータの磁極数を、隣接する２つの励磁コイルの中心線間
に位置するロータの磁極が３以上の奇数個になるように
選定し、かつ励磁コイルの両側端とロータの中心とを結
んで形成される角度αと、１１−夕の各′ｖＡ極の両側
端とロータの中心とを結んで形成される角度βとが一致
する、」；うに、［ＩＪＪ磁＝ｌイルの幅を設定しｔｃ
ものにも本発明は適用でき、この場合、スｊ−タ、ケー
シングの形状及び構造を一ト配実施例と同様とし、好ま
しくはステータ、ケーシングの外形を正八角形（励磁コ
イル数が４の時）等にすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−・実施例に係るブラシレスモータの
励磁−ｌイルどマグネッ１ヘロータの構造図、第２図は
当該土−夕の分解斜視図、第３図はステータの正面図、
第４図はステータの分解斜視図、第５図０）、第５図Ｏ
はそれぞれ界磁コアの正１１１図及び側面図、第６図（
イ）第６図り−１）はそれぞれコイル７ボビンの止面図と平面図、第７図り第７図（へ）第７図
（１）はそれぞれステータの］アボルダの止血図、左側
面図、右側面図、第８図はステータの側面図、第９図は
従来例の問題点を示す説明図、第１０図は背面シャーシ
と界磁二１７の変形例の正面−１第１１図０）第１１図
（１濠はそれぞれ界磁＝１７の別の変形例の正面図及び
側面図、第１２図り第１２図（０は背面シャーシの変形
例の正面図と側面図である。符号の説明Ｃ１〜Ｃ２・・・励ｗｌ］イル、１・・・背面シャーシ
、２・・・前面カバー、４・・・軸受部、１３・・・プ
リント基板、１６・・・ステータ、１７・・・界磁コア
、１７ａ・・・支持片、１８・・・］コアホルダ１９・
・・ボビン、２１・・・［１−タ、２２・・・ロータ本
体、２３・・・羽根部材。代Ｉ１１人　浅　　小４　　　皓特開平３２８４１５１　（７）第図（ロ）（イ）第　７　図（ロ）門旧　　　　　１ｓｌｒｓｔ１８憬弘）（ハ）同隼園第９図隼０日第１図（イ）（０）＼１□・兼２図〜−−−−−−−−′

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のＮ極とＳ極の磁極が交互に周方向に均等に
着磁された永久磁石より成るロータと、その周囲に均等
な間隔をおいて配設された複数の励磁コイルを有するス
テータと、感磁性素子等のロータ位置検出部材と、この
ロータ位置検出部材の信号に基づいて上記励磁コイルの
電流切換えを行う転流回路を有する回路基板とを備えた
ブラシレスモータにおいて、ロータの磁極数を、隣接す
る２つの励磁コイルの中心線間に位置するロータの磁極
が３以上の奇数個になるように選定し、かつ励磁コイル
の両側端とロータの中心とを結んで形成される角度αと
、ロータの各磁極の両側端とロータの中心とを結んで形
成される角度βとが一致するように、励磁コイルの幅を
設定し、上記ステータは、上記複数の励磁コイルをそれぞれ巻回
される複数のボビン部材と、上記ロータを収容する開口
部を有すると共に上記各ボビン部材を開口部の内周縁部
に沿って該開口部を介して対向する位置に保持させる複
数の支持片を有する磁性材料から成る板状の界磁コアと
を備え、該ステータとロータとを、該ロータを支承する
軸受部とロータの回転により生ずる風を通す開口部とを
有するケーシングに収容するように構成したことを特徴
とするブラシレスモータ。
（２）上記ロータ位置検出部材を上記ステータの開口部
の内周縁部の、隣接する励磁コイルの中心付近に設けた
ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
（３）上記ステータは上記回路基板を保持する保持部材
を有す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。
（４）上記ステータの界磁コアは上記ケーシングの一面
を形成す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。
（５）上記保持部材は更に上記複数のボビン部材を保持
する保持部を有する請求項３に記載のブラシレスモータ
。
（６）上記励磁コイルの数は２であり、上記磁極の数は
６であり、上記角度αとβは共に６０゜であり、上記支
持片は２つである請求項１に記載のブラシレスモータ。
（７）上記各ボビン部材と保持部材の上記開口部側の側
面は上記開口部の内周と共に風を通す通路を形成する請
求項３のブラシレスモータ。