(57)【要約】【課題】センサマグネットやその周囲部材の形状変更を伴わない安価な手法で、回転軸の装着部にがたつきなくセンサマグネットを装着することができるブラシレスモータを提供する。【解決手段】回転軸９には断面Ｄ字状の装着部９ａが設けられ、センサマグネット１２にはその装着部９ａに対応する断面Ｄ字状の取付孔１２ａが設けられている。センサマグネット１２は、この取付孔１２ａの平面部１２ｂを含む所定領域に装着部９ａの平面部９ｂとの吸着を図る着磁部が設けられる。【選択図】      図２
2006340502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁電流の供給に基づいて回転磁界が生じる励磁コイルを有するステータと、
前記ステータの回転磁界を受けて回転するためのマグネットを有するロータと、
前記ロータの回転位置を検出すべく外周部に複数の位置検出用の磁極を有するセンサマグネットと、
を備え、前記ロータの回転軸の端部に１つの平面部を有する断面Ｄ字状の装着部を設けるとともに、前記センサマグネットに１つの平面部を有する断面Ｄ字状の取付孔を設け、前記装着部に前記取付孔を嵌合させて前記センサマグネットを前記回転軸に一体回転可能に装着し、前記センサマグネットの回転による磁界変化を磁気検出素子にて検出して前記ロータの回転位置を検出し、その検出に基づいて前記励磁電流を生成するように構成されるブラシレスモータにおいて、
前記センサマグネットにおける前記取付孔の平面部の少なくとも一部を、前記装着部の平面部との吸着を図る着磁部としたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
前記取付孔の平面部以外の周面部を非着磁部としたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記取付孔の平面部全体に前記着磁部が設けられることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記センサマグネットは、前記着磁部と前記位置検出用の１つの磁極とが径方向に並ぶように前記位置検出用の磁極が着磁されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のブラシレスモータにおいて、
径方向に並んだ前記着磁部と前記位置検出用の磁極とが連続して設けられることを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの回転位置を検出するセンサマグネットを該ロータの回転軸に装着してなるブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータにおいては、ステータの励磁コイルの励磁タイミングを切り換えて該ステータに回転磁界が生じるような三相の駆動電流を生成するためにロータの回転位置（マグネットの磁極位置）を検出する必要がある。そのため、ロータの回転軸にセンサマグネットを装着し、該回転軸とともに回転するセンサマグネットの磁界変化をホール素子等の磁気検出素子にて検出することで、ロータの回転位置が検出され、この位置検出に基づいて前記駆動電流が生成されるようになっている。
【０００３】
ところで、センサマグネットを回転軸に装着する際、例えば回転軸の一端に断面Ｄ字状の装着部を形成する一方、センサマグネットに断面Ｄ字状の取付孔を形成し、装着部にセンサマグネットの取付孔に嵌挿する。この場合、装着部への装着によるセンサマグネットの割れを防止するために、装着部の外径よりも取付孔の内径が大きく設定されている。従って、センサマグネットの装着部からの脱落を防止するために、センサマグネットを装着した後の装着部にティースワッシャが装着される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２８９７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、装着部の外径よりもセンサマグネットの取付孔の内径が大きいと、センサマグネットが装着部に対して周方向にがたつきが生じる。そのため、ロータの回転位置が精度良く検出できず、このことがモータ特性のばらつきや騒音発生の要因となっている。
【０００５】
そこで、上記特許文献１のブラシレスモータでは、センサマグネットの取付孔の内壁面に凸部を設け、該凸部にて装着部とのがたをなくすようにしたり、ワッシャとは別の金属プレートを用い、該プレートに対しセンサマグネットの取付孔に挿入するための弾性片を設け、該弾性片にて装着部とのがたをなくすようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１では、センサマグネットの取付孔の形状を複雑にしたり、一般的なティースワッシャとは別に専用の金属プレートを用いていることから、コストを上昇させる要因となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、センサマグネットやその周囲部材の形状変更を伴わない安価な手法で、回転軸の装着部にがたつきなくセンサマグネットを装着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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、励磁電流の供給に基づいて回転磁界が生じる励磁コイルを有するステータと、前記ステータの回転磁界を受けて回転するためのマグネットを有するロータと、前記ロータの回転位置を検出すべく外周部に複数の位置検出用の磁極を有するセンサマグネットと、を備え、前記ロータの回転軸の端部に１つの平面部を有する断面Ｄ字状の装着部を設けるとともに、前記センサマグネットに１つの平面部を有する断面Ｄ字状の取付孔を設け、前記装着部に前記取付孔を嵌合させて前記センサマグネットを前記回転軸に一体回転可能に装着し、前記センサマグネットの回転による磁界変化を磁気検出素子にて検出して前記ロータの回転位置を検出し、その検出に基づいて前記励磁電流を生成するように構成されるブラシレスモータにおいて、前記センサマグネットにおける前記取付孔の平面部の少なくとも一部を、前記装着部の平面部との吸着を図る着磁部としたことをその要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記取付孔の平面部以外の周面部を非着磁部としたことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、前記取付孔の平面部全体に前記着磁部が設けられることをその要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記センサマグネットは、前記着磁部と前記位置検出用の１つの磁極とが径方向に並ぶように前記位置検出用の磁極が着磁されることをその要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のブラシレスモータにおいて、径方向に並んだ前記着磁部と前記位置検出用の磁極とが連続して設けられることをその要旨とする。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ロータの回転軸には断面Ｄ字状の装着部が設けられ、センサマグネットにはその装着部に対応する断面Ｄ字状の取付孔が設けられる。この取付孔の平面部の少なくとも一部は装着部の平面部との吸着を図る着磁部とされるため、該取付孔の平面部が装着部の平面部に吸着する。これにより、センサマグネットが装着部に対してがたつきなく装着される。つまり、センサマグネットやその周囲部材の形状変更を伴わず、該センサマグネットに対して装着部の平面部との吸着を図る着磁部を設けるだけの安価な手法で、回転軸の装着部にがたつきなくセンサマグネットを装着できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、取付孔の平面部以外の周面部が非着磁部とされるため、該周面部と装着部の周面部とが吸着されず、取付孔の平面部と装着部の平面部との吸着を阻害しない。そのため、装着部に対するセンサマグネットの装着が、よりがたつきなく行われる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、取付孔の平面部全体に着磁部が設けられるため、取付孔の平面部と装着部の平面部との吸着が強くなる。そのため、装着部に対するセンサマグネットの装着が、よりがたつきなく行われる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、センサマグネット外周部の位置検出用の磁極は、着磁部とその位置検出用の磁極の１つとが径方向に並ぶように着磁される。そのため、位置検出用の磁極の着磁に合わせて着磁部の着磁が行い易く、また着磁部が位置検出用の磁極に与える影響が小さく済む。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、取付孔の平面部に対応した位置検出用の磁極と着磁部とが連続して設けられる。そのため、位置検出用の磁極と着磁部との着磁を同時に行うことが容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
従って、本発明によれば、センサマグネットやその周囲部材の形状変更を伴わない安価な手法で、回転軸の装着部にがたつきなくセンサマグネットを装着することができるブラシレスモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるブラシレスモータを示す。モータホルダ１の上面にはステータ２が固定されている。ステータ２は、センターピース３と、コア４と、そのコア４に巻線が巻着されて構成される励磁コイル５とを備えている。
【００１８】
前記ステータ２にはロータ６が回転可能に支持されている。ロータ６は、釣鐘状のヨーク７と、そのヨーク７の内周面に固着される複数のマグネット８と、前記ヨーク７の中心部に圧入される回転軸９とから構成される。そして、前記回転軸９が軸受１０ａ，１０ｂを介して前記センターピース３の中心部に回転可能に支持され、その回転軸９の上端部にファン１１が固定されている。
【００１９】
前記回転軸９の下端部には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、円盤状のセンサマグネット１２を装着するために該軸９を一部面取りして断面Ｄ字状に形成した装着部９ａが設けられている。因みに、上記したロータ６のマグネット８は、装着部９ａの平面部９ｂを基準としてヨーク７の内周面に配設されている。
【００２０】
一方、センサマグネット１２には、その装着部９ａに嵌合する略Ｄ字状の取付孔１２ａが形成されている。センサマグネット１２は、その取付孔１２ａの平面部１２ｂを基準とし、前記ロータ６のマグネット８に対応して着磁されている。
【００２１】
本実施の形態のセンサマグネット１２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、径方向中央から外側の外側環状領域Ａ１において、周方向に等角度間隔（６０°間隔）に６極の位置検出用の磁極が形成されている。因みに、センサマグネット１２の下面表面においては、図３（ｂ）に示すような磁極が現れるように着磁され、取付孔１２ａの平面部１２ｂの中央線上にＮ極の中央線が配置されるように、各位置検出用の磁極が着磁されている。
【００２２】
また、センサマグネット１２の径方向中央から内側の内側環状領域Ａ２には、取付孔１２ａの平面部１２ｂの略全体を含む長方形状の領域に着磁部１２ｄが設けられている。この着磁部１２ｄは、平面部１２ｂに沿って軸方向に設けられている。因みに、センサマグネット１２の着磁は、先ずこの着磁部１２ｄに対して実施され、その後、外側環状領域Ａ１に対して実施される。また、内側環状領域Ａ２において、着磁部１２ｄ以外の領域は着磁がなされていない非着磁部１２ｅとなっている。
【００２３】
そして、本実施の形態の回転軸９は磁性金属よりなるため、センサマグネット１２は上記のような着磁部１２ｄを設けることで、取付孔１２ａの平面部１２ｂが装着部９ａの平面部９ｂに吸着する。またこの場合、取付孔１２ａの平面部１２ｂ以外の周面部１２ｃは非着磁部１２ｅとなっているため、該周面部１２ｃと装着部９ａの周面部９ｃとが吸着されず、取付孔１２ａの平面部１２ｂと装着部９ａの平面部９ｂとの吸着が阻害されないようになっている。従って、センサマグネット１２が装着部９ａに対してがたつきなく装着される。そのため、ロータ６のマグネット８の磁極に対するセンサマグネット１２の磁極が回転方向にずれることがなくなる。そして、このようなセンサマグネット１２の装着後の装着部９ａには、内側に複数の係止片を有するティースワッシャ１３が取着され、センサマグネット１２の装着部９ａからの脱落が防止される。
【００２４】
前記モータホルダ１の下面には、前記センサマグネット１２の下方に位置するように回路基板１４が配置されてネジ１５で固定されている。回路基板１４には、前記ステータ２に回転磁界を発生させるために前記励磁コイル５に駆動電流を供給する励磁回路１６が備えられている。また、回路基板１４には、前記センサマグネット１２の外周部（位置検出用の磁極を有する外側環状領域Ａ１）の近傍位置に磁気検出素子としてのホール素子１７が配設されている。ホール素子１７は、センサマグネット１２の回転による磁界の変化を検出し、その検出信号を前記励磁回路１６に出力する。そして、前記回路基板１４は、前記モータホルダ１に取着される下部ケース１８にて覆われる。
【００２５】
このように構成されたブラシレスモータでは、励磁回路１６から励磁コイル５に三相の駆動電流が供給されると、ステータ２には回転磁界が生じ、その回転磁界をマグネット８が受けることでロータ６が回転駆動される。このロータ６の回転に伴ってファン１１が回転されて、送風動作が行われる。そして、励磁回路１６は、前記ホール素子１７から出力されるセンサマグネット１２の回転に基づいた検出信号によって、ロータ６のマグネット８の磁極位置を検出し、該マグネット８の磁極位置と前記励磁コイル５を励磁するタイミングとが最適となるような位相の駆動電流を生成している。
【００２６】
このとき、本実施の形態のセンサマグネット１２は装着部９ａにがたつきなく装着されるため、その磁極がロータ６のマグネット８の磁極に対して回転方向にずれることが防止され、ロータ６のマグネット８の磁極位置に対して励磁コイル５に供給される駆動電流の位相が最適となる。従って、本実施の形態では、モータ特性のばらつきが小さく、しかも騒音発生が抑制されたブラシレスモータとなる。
【００２７】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ロータ６の回転軸９には断面Ｄ字状の装着部９ａが設けられ、センサマグネット１２にはその装着部９ａに対応する断面Ｄ字状の取付孔１２ａが設けられる。この取付孔１２ａの平面部１２ｂは略全面で装着部９ａの平面部９ｂとの吸着を図る着磁部１２ｄとされるため、該取付孔１２ａの平面部１２ｂが装着部９ａの平面部９ｂに吸着する。これにより、センサマグネット１２が装着部９ａに対してがたつきなく装着される。つまり、センサマグネット１２やその周囲部材の形状変更を伴わず、該センサマグネット１２に対して装着部９ａの平面部９ｂとの吸着を図る着磁部１２ｄを設けるだけの安価な手法で、回転軸９の装着部９ａにがたつきなくセンサマグネット１２を装着することができる。その結果、ロータ６のマグネット８の磁極に対するセンサマグネット１２の磁極が回転方向にずれることを防止できるため、ロータ６のマグネット８の磁極位置に対応した最適な位相の励磁電流を生成することができ、モータ特性のばらつきや騒音発生を抑制することができる。
【００２８】
（２）センサマグネット１２の取付孔１２ａの平面部１２ｂ以外の周面部１２ｃが非着磁部１２ｅとされるため、該周面部１２ｃと装着部９ａの周面部９ｃとが吸着されず、取付孔１２ａの平面部１２ｂと装着部９ａの平面部９ｂとの吸着を阻害しない。そのため、装着部９ａに対するセンサマグネット１２の装着を、よりがたつきなく行うことができる。
【００２９】
（３）センサマグネット１２の取付孔１２ａの平面部１２ｂ全体に着磁部１２ｄが設けられるため、取付孔１２ａの平面部１２ｂと装着部９ａの平面部９ｂとの吸着が強くなる。そのため、このことによっても、装着部９ａに対するセンサマグネット１２の装着を、よりがたつきなく行うことができる。
【００３０】
（４）センサマグネット１２の外側環状領域Ａ１の位置検出用の磁極は、着磁部１２ｄとその位置検出用の磁極の１つ（この場合、Ｎ極）とが径方向に並ぶように着磁される。そのため、位置検出用の磁極の着磁に合わせて着磁部１２ｄの着磁が行い易く、また着磁部１２ｄが位置検出用の磁極に与える影響が小さく済む。
【００３１】
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施の形態では、センサマグネット１２の着磁部１２ｄを、取付孔１２ａの平面部１２ｂを含む長方形状の領域にとしたが、着磁する領域はこれに限定されるものではない。
【００３２】
例えば、図４（ａ）に示すように、内側環状領域Ａ２において、外側環状領域Ａ１の磁極（Ｎ極）の両側の境界線を取付孔１２ａの平面部１２ｂまで径方向内側に延長させた扇形の領域を、着磁部１２ｆとして設定してもよい。尚、この着磁部１２ｆも図示しないが平面部１２ｂに沿って軸方向に設けられている。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示すように、内側環状領域Ａ２において、外側環状領域Ａ１の磁極（Ｎ極）の両側の境界線を取付孔１２ａの平面部１２ｂに直交するように径方向内側に延長させた略矩形状の領域を、着磁部１２ｇとして設定してもよい。尚、この着磁部１２ｇも図示しないが平面部１２ｂに沿って軸方向に設けられている。
【００３４】
また、着磁部１２ｄ，１２ｆ，１２ｇと外周部の位置検出用の磁極の１つが径方向に並ぶように該位置検出用の磁極の着磁がなされているが、着磁部１２ｄ，１２ｆ，１２ｇに対して外周部の位置検出用の磁極を周方向にずらしてもよい。
【００３５】
○上記実施の形態では、センサマグネット１２の着磁は、先ず着磁部１２ｄに対して実施し、その後、外側環状領域Ａ１に対して実施したが、着磁する順序は逆であってもよい。また、外側環状領域Ａ１の着磁と同時に着磁部１２ｄの着磁を行うようにしてもよい。この場合、図４（ａ）（ｂ）に示す形態では、着磁部１２ｆ，１２ｇが外側環状領域Ａ１の位置検出用の磁極と連続しているため、着磁部１２ｆ，１２ｇにおいては外側環状領域Ａ１との同時の着磁が行い易い。
【００３６】
○上記実施の形態では、磁気検出素子としてホール素子１７を用いたが、これ以外の検出素子、例えば磁気抵抗素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態におけるブラシレスモータの断面図である。
【図２】（ａ）はブラシレスモータの要部断面図であり、（ｂ）はセンサマグネットの底面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はセンサマグネットの磁極の構成を説明するための図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は別例におけるセンサマグネットの磁極の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
２…ステータ、５…励磁コイル、６…ロータ、８…マグネット、９…回転軸、９ａ…装着部、９ｂ…平面部、１２…センサマグネット、１２ａ…取付孔、１２ｂ…平面部、１２ｃ…周面部、１２ｄ…着磁部、１２ｆ，１２ｇ…着磁部、１７…磁気検出素子としてのホール素子。
【図１】
2006340502.tif 000003
【図２】
2006340502.tif 000004
【図３】
2006340502.tif 000005
【図４】
2006340502.tif 000006