(57)【要約】  ブラシレスＤＣモータ装置は、ハウジングおよび該ハウジングに結合される固定子アセンブリを含む。装置は、固定子アセンブリの巻線を通る電流に応答してハウジング内で回転するように構成される磁気回転子アセンブリをさらに含む。装置は、磁気回転子アセンブリの固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成される位置センサをさらに含む。各位置センサは、（ｉ）巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）巻線に隣接しかつ回転子磁石に近接する第１端部分およびホール効果センサに隣接する第２端部分を有する磁気回路部材を含む。そのような磁気回路部材の使用によって、ホール効果センサは、モータケーシング内の固定子コイルに隣接するセンサを位置決めする従来のブラシレスＤＣモータに比べて、巻線からより遠い距離に存在することができるようになる。
2007538489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータ装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに結合される固定子アセンブリであって、支持体および前記支持体に結合される巻線を有する固定子アセンブリと、
前記ハウジングに回転自在に結合される磁気回転子アセンブリであって、前記巻線を通る電流に応答して前記ハウジング内で回転するように構成される磁気回転子アセンブリと、
前記磁気回転子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成される位置センサであって、各々が、（ｉ）前記巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）前記巻線に隣接しかつ回転子磁石に近接する第１端部分および前記ホール効果センサに隣接する第２端部分を有する磁気回路部材を含む位置センサと、
を具備することを特徴とするブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項２】
前記位置センサは、
前記ハウジングを通して延在しかつ適正なモータ整流および位置検知と両立する態様で前記磁気回転子アセンブリの周縁に設けられる第１位置センサ、第２位置センサ、および第３位置センサを含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項３】
前記第１、第２および第３位置センサの前記ホール効果センサは、前記位置信号としてアナログ出力信号を発生させて、正確な角位置識別を実施するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項４】
前記第１、第２および第３位置センサの前記ホール効果センサは、前記位置信号としてディジタル出力信号を発生させて、正確な角位置識別を実施するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項５】
前記磁気回転子アセンブリは、
前記ハウジングに回転自在に結合される軸と、
前記軸に設けられる永久磁石であって、（ｉ）前記巻線を通る前記電流に応答して前記軸を回転させるためのトルク、および（ｉｉ）前記第１、第２および第３位置センサの前記磁気回路部材を通して前記第１、第２および第３位置センサの前記ホール効果センサまでの磁界、を同時に提供するように構成される永久磁石と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項６】
各位置センサの前記磁気回路部材は、
一対の強磁性体材料要素であって、各々が、前記磁気回転子アセンブリに面する表面を画定する第１部分、およびホール効果センサインターフェースとして役立つ表面を画定する界面部分を有する強磁性体材料要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項７】
各強磁性体材料の前記第１部分によって画定される前記表面は、第１表面積を有し、各強磁性体材料要素の前記界面部分によって画定される前記表面は、第２表面積を有し、前記第１表面積は前記第２表面積より実質的に大きいことを特徴とする請求項６に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項８】
前記固定子アセンブリの前記巻線は、摂氏１００度を超える温度環境を提供するように構成され、かつ前記位置センサの前記ホール効果センサは、摂氏１５０度未満である温度環境で動作するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項９】
前記固定子アセンブリの前記巻線は、摂氏１５０度を超える最大温度で動作するように構成され、かつ前記位置センサの前記ホール効果センサは、摂氏１５０度未満である最大温度で動作するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項１０】
ハウジングと、
前記ハウジングに結合される固定子アセンブリであって、支持体および前記支持体に結合される巻線を有する固定子アセンブリと、
前記ハウジングに回転自在に結合される磁気回転子アセンブリであって、前記巻線を通る電流に応答して前記ハウジング内で回転するように構成される磁気回転子アセンブリと、
前記磁気回転子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成される位置センサであって、各々が、（ｉ）前記巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）前記巻線に隣接する位置から前記ホール効果センサに隣接する位置まで磁界を伝導する手段を含む位置センサと、
を具備することを特徴とするブラシレスＤＣモータ装置。
【請求項１１】
インターフェースと、
ブラシレスＤＣモータ装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに結合される固定子アセンブリであって、支持体および前記支持体に結合される巻線を有する固定子アセンブリと、
前記ハウジングに回転自在に結合される磁気回転子アセンブリであって、前記巻線を通る電流に応答して前記ハウジング内で回転するように構成される磁気回転子アセンブリと、
前記磁気回転子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成される位置センサであって、各々が、（ｉ）前記巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）前記巻線に隣接する第１端部分および前記ホール効果センサに隣接する第２端部分を有する磁気回路部材を含む位置センサと、
を含むブラシレスＤＣモータ装置と、
前記インターフェース、前記固定子アセンブリの前記巻線、および前記位置センサに結合される制御器であって、前記位置センサによって与えられる前記位置信号を受信し、かつ前記インターフェースからの指令に応答して前記巻線を通る前記電流を発生させるように構成される制御器と、
を具備することを特徴とするＤＣモータシステム。
【請求項１２】
前記ブラシレスＤＣモータ装置の前記位置センサは、
前記ハウジングに結合されかつ前記磁気回転子アセンブリの周縁に設けられる第１位置センサ、第２位置センサ、および第３位置センサを含むことを特徴とする請求項１１に記載のＤＣモータシステム。
【請求項１３】
各位置センサの前記磁気回路部材は、
一対の強磁性体材料要素であって、各々が、前記磁気回転子アセンブリに面する表面を画定する第１部分、およびホール効果センサインターフェースとして役立つ表面を画定する界面部分を有する強磁性体材料要素を含むことを特徴とする請求項１１に記載のＤＣモータシステム。
【請求項１４】
前記固定子アセンブリの前記巻線は、摂氏１５０度を超える最大温度で動作するように構成され、かつ前記位置センサの前記ホール効果センサは、摂氏１５０度未満である最大温度で動作するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載のＤＣモータシステム。
【請求項１５】
ブラシレスＤＣモータ装置を製造する方法であって、前記方法は、
固定子アセンブリをハウジングに結合するステップであって、前記固定子アセンブリは、支持体および前記支持体に支持される巻線を有するものであるステップと、
前記固定子アセンブリに隣接する位置センサを設置するステップであって、前記位置センサは、磁気回転子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成され、各々が、（ｉ）前記巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）前記巻線に隣接する第１端部分および前記ホール効果センサに隣接する第２端部分を有する磁気回路部材を含むものであるステップと、
前記磁気回転子アセンブリを前記ハウジングに回転自在に結合するステップであって、前記磁気回転子アセンブリは、前記巻線を通る電流に応答して前記ハウジング内で回転するように構成されるものであるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
ブラシレスＤＣモータでの使用に適する磁気回路であって、前記磁気回路は、
第１磁気回路部材および第２磁気回路部材であって、各々が、（ｉ）前記ブラシレスＤＣモータの巻線に隣接する固定位置に存在するように構成される第１端部分、および（ｉｉ）ホール効果センサに隣接して存在し、前記巻線に対して回転可能である磁気回転子アセンブリから前記ホール効果センサまで磁界を伝導し、それによって前記ホール効果センサが、前記巻線に対する前記磁気回転子アセンブリの角位置を識別する位置信号を与えることができるようになるように構成される第２端部分を含む、第１および第２磁気回路部材を具備することを特徴とする磁気回路。
【請求項１７】
各磁気回路部材は、
前記磁気回転子アセンブリに面するように構成される面を確定する第１部分、および前記ホール効果センサとのホール効果センサインターフェースとして役立つように構成される表面を画定する界面部分を有する強磁性体材料要素を含むことを特徴とする請求項１６に記載の磁気回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔ホール検知を用いるブラシレス直流モータおよびそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレス直流（ＤＣ）モータは、さまざまな産業内でさまざまな用途を有する。例えば、航空宇宙産業は、航空機制御面およびサーボ弁または燃料弁動作を制御する等のサーボおよび遠隔制御タスク用のブラシレスＤＣモータをしばしば使用する。
【０００３】
一つの従来のブラシレス直流（ＤＣ）モータは、回転子、固定子、およびモータ制御器を含む。回転子は、典型的に、軸および該軸に取り付けられる一組の永久磁石を含む。固定子は、典型的に、モータケーシング、および該モータケーシングの内部のスロットに典型的に巻かれるコイルを含む。回転子軸は、モータケーシングに、回転子が該ケーシングと相対的に回転することができかつ固定子コイルが軸に取り付けられる一組の永久磁石を取り囲むように、結合する。
【０００４】
モータ制御器は、典型的に、ホール効果センサおよび制御回路を含む。ホール効果センサは、モータ固定子に固定されるモータコイルに隣接してかつ回転子磁石に近接して着座し、それによってホール効果センサは、回転子の永久磁石によって磁界を十分に検知することができる。制御回路は、ホール効果センサおよび固定子コイルの両方に電気的に接続する。
【０００５】
この磁界検知動作中、ホール効果センサは、電気信号を制御回路に与え、それによって制御回路は、固定子内の回転子の角位置を決定することができる。制御回路は、その結果としてモータ整流工程を制御し、かつ固定子に対する回転子の位置を制御するようにして固定子コイルに電流を出力する。固定子コイルの電流は、磁界を発生させ、該磁界は、回転子を押動して新たな位置まで回転子軸の周りを回転させる回転子軸上の永久磁石との相互作用によってトルクを発生させる。そのような動作によって、ブラシレスＤＣモータは、遠隔でタスクを行うことができるようになり、たとえばウイングフラップの位置を修正するためにサーボ弁調整をすることができるようになり、燃料弁等の計量位置を変化させる
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
残念なことに、モータケーシング内のコイルに隣接して着座しているホール効果センサを有する上記の従来のブラシレスＤＣモータには欠陥がある。例えば、多くの航空宇宙サーボ弁の応用では、固定子コイルを通る電流は、大量の熱を発生させ、かつ該熱は、ホール効果センサに対して有害な影響を及ぼす。特に、そのようなモータにおける固定子コイルの温度は、容易に摂氏１５０度を超えることもあり、一方多くのホール効果センサは、摂氏１５０度未満である最大動作温度を有し、かつそのようなセンサは、典型的に摂氏１５０度を超える温度にさらされる場合は適切に機能できない。したがって、上記の従来のブラシレスＤＣモータでは、ホール効果センサが故障することなく耐えることができる最大動作温度は、ブラシレスＤＣモータが耐えることができるデューティサイクルの厳密性に制限を与える。結果として、外部モータ冷却、より大きなモータ、またはディユーティサイクルの負担が、ホール効果センサの過熱を防ぐのに必要とされる。さらに結果として、サーボ弁の製造業者は、典型的に、これらのより高い動作温度を許容することができるより高度かつより高価なセンサを有するブラシレスＤＣモータを用いる。
【０００７】
さらに、モータケーシング内の環境には、典型的に、モータが動作するにつれて磁束変化から多量の電磁干渉（ＥＭＩ）が起こる。このＥＭＩは、信号ひずみおよび／または崩壊動作に至るホール効果センサの動作を乱す可能性がある。したがって、モータケーシング内にＥＭＩがあると、モータケーシング内の環境は、ホール効果センサ信号に対してさらにより過酷になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
固定子コイルに隣接するホール効果センサを含む上記の従来のブラシレスＤＣモータに対比して、本発明の実施形態は、（ｉ）モータ巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）回転子磁石に近接しかつ巻線に隣接する第１端部およびホール効果センサに隣接する第２端部を有する磁気回路部材を有する位置センサを利用するブラシレスＤＣモータ構成に関する。そのような構成によって、ホール効果センサを、さほど過酷でない環境では（例えば、ＥＭＩがより少ないより低温位置では）巻線から遠隔設置することができるが、ホール効果センサは、まだ回転子位置の適正な決定のための検知動作をロバストにかつ確実に行うことができる。
【０００９】
一実施形態は、ブラシレスＤＣモータ装置に関する。該装置は、ハウジングおよび該ハウジングに結合される固定子アセンブリを含む。固定子アセンブリは、支持体およびに該支持体に結合される巻線を有する。装置は、ハウジングに回転自在に結合される磁気回転子アセンブリをさらに含む。磁気回転子アセンブリは、巻線を通る電流に応答してハウジング内で回転するように構成される。装置は、磁気回転子アセンブリの固定子アセンブリに対する角位置を識別する位置信号を与えるように構成される位置センサをさらに含む。各位置センサは、（ｉ）巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）巻線に隣接しかつ回転子磁石に近接する第１端部分およびホール効果センサに隣接する第２端部分を有する磁気回路部材を含む。そのような磁気回路部材の使用によって、ホール効果センサは、モータケーシング内の固定子コイルに隣接するホール効果センサを位置決めする従来のブラシレスＤＣモータと比べて、巻線からより遠い距離に（例えば、ハウジングの外部に）存在することができるようになる。
【００１０】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を、異なる図全体を通して同じ参照文字が同じ部分を指している添付の図面に示したように、本発明の特定の実施形態の次の説明から明らかとなろう。図面は、かならずしも互いに一定の比率に応じず、その代わり、本発明の原理を示すことに重点を置いている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態は、（ｉ）モータ巻線から遠くに設けられるホール効果センサ、および（ｉｉ）該巻線に隣接する第１端部およびホール効果センサに隣接する第２端部を有する磁気回路部材を有する位置センサを利用するブラシレスＤＣモータ構成に関する。そのような構成によって、ホール効果センサを、さほど過酷でない環境では（例えば、電磁的干渉がより少ないより低温位置では）巻線から遠くに設置することができ、一方ホール効果センサは、まだ回転子位置のロバストなかつ信頼性のある識別のための検知動作を行うことができる。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態による使用に好適であるブラシレスＤＣモータシステム２０を示す。ブラシレスＤＣモータシステム２０は、ブラシレスＤＣモータ装置２２、制御器２４、およびインターフェース２６を含む。動作中、制御器２４は、インターフェース２６を通る指令２８（例えば、ユーザ入力装置からの制御信号）を受信し、かつ指令２８に基づきモータ装置２２の動作（例えば、位置決めまたはトルク）を制御する。
【００１３】
図１に示すように、モータ装置２２は、ハウジングまたはケーシング２９、固定子アセンブリ３０、磁気回転子アセンブリ３２、および位置センサ３４を含む。固定子アセンブリ３０は、巻線支持体３６（例えば、鉄心、鉄積層体、一つ以上の他のまたは類似の種類の溝付き鉄心等）、および位置４０でハウジング２９に接続する巻線支持体３６に取り付けられる巻線３８を含む。磁気回転子アセンブリ３２は、軸４２および該軸４２上に設けられる（例えば、軸４２に固定される、軸４２の一部分内で一体化される等）外向きのＮ極／Ｓ極配向が交互に並んでいる永久磁石４４を含む。回転子アセンブリ３２は、位置４６でハウジング２９に（例えば、好適なブシュまたは軸受を用いて）結合し、かつ制御器２４によって与えられる巻線３８を通る電流５０に応答して、矢印４８によって示されるようないずれかの方向に（例えば、軸４２の長軸の周りを）固定子アセンブリ３０と相対的に回転することができる。
【００１４】
さらに図１に示すように、各位置センサ３４は、ハウジング２９に結合され、かつ（ｉ）巻線３８から遠くに設けられるホール効果センサ５２、および（ｉｉ）巻線３８に隣接しかつ永久磁石４４に近接する第１端部分５６およびホール効果センサ５２に隣接する第２端部分５８を有する磁気回路部材５４を含む。
【００１５】
ホール効果センサ５２は、一例としてのみ、高くなった温度およびＥＭＩ（電磁障害）レリーフ用のハウジング２９の外部である位置６０に示されることを理解されたい。特に、ハウジング２９は、モータ装置２２が動作するにつれて、巻線３８によって発生される熱および磁束変化によって発生されるＥＭＩからホール効果センサ５２を遮蔽する。さらに、ホール効果センサ５２をハウジング２９の外部にすなわち外側に位置決めすることによって、従来、ホール効果センサ５２の改良された冷却のための換気が可能になる。にもかかわらず、他の配置では、ホール効果センサ５２は、ハウジング２９内であるが巻線３８からの熱伝達を減じるのに十分大きい巻線３８からの距離に存在し、よってホール効果センサ５２が、巻線３８に隣接する温度（例えば、摂氏１５０度を超える）より実質的に低い温度（例えば、摂氏１５０度未満）で動作することができるようになる。
【００１６】
ブラシレスＤＣモータシステム２０の動作中、インターフェース２６は、指令２８を制御器２４に搬送する。例えば、ユーザが、初期位置から固定子アセンブリ３０に対する基準（すなわちゼロ）位置まで磁気回転子アセンブリ３２を移動したいと思っていると仮定する。この結果、ユーザは、指令２８をインターフェース２６を通して制御器２４に与える。指令２８に応答して、制御器２４は、ホール効果センサ５２からの信号６２に基づき、回転子アセンブリ３２の固定子アセンブリ３０に対する現在位置を決定し、かつ次に正しく整流されたシーケンスで電流５０を巻線３８に与える。その結果、巻線３８は、該巻線３８が回転子軸４２上の永久磁石４４と共に回転子アセンブリ３２上でトルクを発生させ、それによって固定子アセンブリ３０内で回転子アセンブリ３２を回転させるように、磁界を発生させる。該一連の動作は、回転子アセンブリ３２の固定子アセンブリ３０に対する正確なかつ精密な位置決めのための帰還ループ制御システムの態様で同時にかつ必要な巻線整流と同時に生じることができることを理解されたい。
【００１７】
巻線３８の動作温度（ひいては、電流「ｉ」のデューティサイクルおよび一致した動作環境温度）は、ホール効果センサ５２が巻線３８から離れて位置決めされるので、ホール効果センサ５２の最大動作温度によって制限されないことを理解されたい。さらに、ホール効果センサ５２の動作は、モータ装置２２が動作するにつれて磁束変化から生じるＥＭＩによって実質的に影響にされない。むしろ、ホール効果センサ５２のための位置６０での環境は、位置４０での環境ほど過酷ではない（すなわち、より低温でかつＥＭＩがより少ない）。したがって、実質的に巻線３８の最大動作温度（例えば、摂氏２００度を超える）未満である最大動作温度（例えば、摂氏１５０度未満）のホール効果センサでも、ブラシレスＤＣモータシステム２０に最適である。一つの配置では、ホール効果センサ５２は、回転子磁石４４の位置に対する実質的なディジタル応答を与えるように構成される標準的な既製装置である。他の配置では、他の種類の既製ホール効果装置は、実質的なアナログ応答を位置信号６２として与える。ここで本発明の実施形態のさらなる詳細を、図２を参照して説明する。
【００１８】
図２は、一つの位置センサ３４用の一対の磁気回路部材５４（Ａ）、５４（Ｂ）、および説明のための、該磁気回路部材の回転子アセンブリ３２の二つの永久磁石４４（Ａ）、４４（Ｂ）との関係の斜視図を示す。磁気回路部材５４（Ａ）、５４（Ｂ）（ひとまとめにして磁気回路部材５４）は、形状が細長く、かつ鉄または鋼等の高い透磁率を有する強磁性体材料（すなわち強磁性体材料要素）を含む。したがって、磁気回路部材５４は、一つの位置から他の位置まで磁界を伝導することによって磁界導管として動作することができる。この結果、磁気回路部材５４は、収集部分７０（Ａ）、７０（Ｂ）（ひとまとめにして収集部分７０、図１の矢印５６も参照）および界面部分７２（Ａ）、７２（Ｂ）（ひとまとめにして界面部分７２、図１の矢印５８も参照）を含む。磁気回路部材５４が、ブラシレスＤＣモータシステム２０（図１も参照）内に設置される場合、ホール効果センサ５２は、界面部分７２間の間隙７４に存在する（図２）。
【００１９】
図２に示すように、磁気回路部材５４の部分７０は、永久磁石４４に面するように構成される円筒面７６（表示を容易にするためにかつ説明を容易にするために、図２では表面７６を平面として示す）を画定する。界面部分７２は、間隙７４のホール効果センサ５２に面するように構成される平面７８を、好ましくは画定するが、必ずしも画定するわけではない。したがって、磁気回路部材５４は、巻線３８および永久磁石４４に隣接する位置５６（すなわち、ホール効果センサ５２への過酷でありうる高温および高ＥＭＩ環境）からホール効果センサ５２が存在する巻線３８と遠位である遠隔位置６０までの磁界を効果的に搬送しかつ収束する（図１も参照）。
【００２０】
さらに図２に示すように、回転子アセンブリ３２に向かうように構成される表面７６は、ホール効果センサ５２に隣接して存在するように構成される平面７８より実質的に大きい表面積を有する。すなわち、磁気回路部材５４は、永久磁石４４までは大きい表面積、およびホール効果センサ５２までは小さい表面積を呈する。したがって、この構成は、遠隔位置６０での効果的なホール検知用のホール効果センサ５２を通して、損失を減じかつ磁束を収束する。ホール効果センサ５２は、モータ部品（例えば、巻線３８）から離れて位置決めされるので、モータ部品は、ホール効果センサ５２を損なうことなしに、より高温になることができる。
【００２１】
さらなる幾何学的配置および形状は、磁気回路部材５４によって使用するのに好適であることを理解されたい。たとえば、図２に示すように、磁気回路部材５４は、中間部分８０（例えば、切欠き片）で屈曲部または接合部を画定して、固定子アセンブリ３０の巻線３８を収納する（図１も参照）。他の屈曲部、形状およびねじれ部は、一般に丸形である回転子アセンブリ３２から個々のホール効果センサ５２に磁界を伝導するために、例えば磁気回路部材５４の中間部分８０の平面をわずかに曲げることあるいは弧を描くように動かすことによっても作成されうる。ここで本発明の実施形態のさらなる詳細を、図３を参照して説明する。
【００２２】
図３は、ブラシレスＤＣモータ装置２２の一部分の、該装置２２が３つの位置センサ３４（１）、３４（２）、３４（３）（ひとまとめにして位置センサ３４）を利用する場合の、図１の鎖線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。特に、図３は、磁気回路部材５４の４極３相モータ用の永久磁石４４に対する磁気回路部材５４の位置を示す。Ｎ極外面とＳ極外面とが交互になっている永久磁石４４は、回転子アセンブリ３２の軸４２の周りに実質的に等しく分配される。対照的に、位置センサ３４は、整流位置を正しく決定するような態様で、回転子アセンブリ３２の周縁に設けられる数対の磁気回路部材５４を有する。簡略化のために、磁気回路部材５４の第１端部分５６のみを図３に示し、かつ磁気回路部材５４およびホール効果センサ５２の残りの部分を図３から意図的に削除していることを理解されたい。にもかかわらず、磁気回路部材５４の中間部分８０は、該磁気回路部材５４の界面部分７８が、ロバストな遠隔ホール検知用のそれぞれのホール効果センサ５２に都合よく面するように延在しかつ屈曲することを理解されたい。
【００２３】
一配置では、ブラシレスＤＣモータ装置２２は、３つの位相を有し、ひいては３つの位置センサ３４（例えば、同じ数の位置センサ３４）を含み、適正な整流を十分に提供する。他の配置では、ブラシレスＤＣモータ装置２２は、異なる数の位相を有し、ひいては異なる数の位置センサ３４を含む。一般に、より多くのセンサは、より多くの位相を持つモータに必要とされ、かつより少ないセンサは、より少ない位相をもつモータに必要とされる。しかしながら、いくつかの配置では、モータ位相の数より多くのセンサが用いられ、その結果過度のセンス信号を、冗長度またはより大きな位置精度あるいは両方を提供するために用いることができる。他の配置では、位相の数より少ないセンサが用いられ、かつ回転子位置は、センサ信号の組合せから導出される。
【００２４】
永久磁石４４を、一例としてのみ図２および図３の磁気回路部材５４と整列して示し、かつ永久磁石４４は、動作中矢印４８（図３）のいずれかの方向に移動すると理解されたい。特に、磁気回転子アセンブリ３２が回転する（矢印４８を参照）につれて、磁気回路部材５４は、永久磁石４４からホール効果センサ５２まで磁束を伝導し、かつホール効果センサ５２は、磁束密度を測定する。双極子からの空中での磁界の強度は、距離の三乗に反比例することが公知である。にもかかわらず、ホール効果センサをホール検知用のモータの固定子コイルに隣接して位置決めする従来のブラシレスＤＣモータに対比して、高い透磁率を有する磁気回路部材５４の存在は、さほど過酷でない環境が存在する遠隔位置決めされたホール効果センサ５２に磁界を効果的に伝導する（図１も参照）。したがって、ブラシレスＤＣモータ装置２２の巻線３８は、より高い温度でより長時間動作することができ、かつより高いトルクを発生させることができる、すなわち巻線３８の最大動作温度は、従来のブラシレスＤＣモータにおけるように検知回路構成によって制限されない。ここで本発明の実施形態のさらなる詳細を、図４を参照して説明する。
【００２５】
図４は、ブラシレスＤＣモータ装置２２を製造する際に製造業者が行うことができる手順９０のフローチャートを示す。手順９０は、説明のためであり、かつ他の手順は、ブラシレスＤＣモータ装置２２を製造するのにも好適であることを理解されたい。ステップ９２では、製造業者は、固定子アセンブリ３０をハウジング２９に結合する。一配置では、ユーザは、固定子アセンブリ３０をハウジング２９に圧入する。
【００２６】
ステップ９４では、製造業者は、位置センサ３４の部分を固定子アセンブリ３０に隣接して設置する。特に、製造業者は、収集部分７０が巻線３８の近くに存在するが、界面部分７２が巻線３８から遠くに存在し、それによって遠隔ホール検知が可能となるように、位置センサ３４の磁気回路部材５４を設ける。
【００２７】
ステップ９６では、製造業者は、磁気回転子アセンブリ３２が、制御器２４によって巻線３８を通して与えられる電流５０に応答してハウジング２９内で回転することができるように、磁気回転子アセンブリ３４をハウジング２９に回転自在に結合する。手順９０の結果として、ホール効果センサ５２を、巻線３８に隣接する（例えば、位置６０で、図１も参照）環境より温度が低くかつＥＭＩが少ない環境に、巻線３８から離れて位置決めすることができる。磁気回路部材５４は、永久磁石４４の磁界を、該磁界を空気を通して伝導することによって可能であるより遠い距離まで伝導することができる。したがって、ブラシレスＤＣモータの製造業者は、今巻線３８および永久磁石４４の近くの環境より実質的に温度が低くかつ実質的にＥＭＩが低いより親和的な環境にホール効果センサ５２を位置決めするくらいの融通性を持っている。
【００２８】
上に記載したように、本発明の実施形態は、（ｉ）モータ巻線３８から遠くに設けられるホール効果センサ（またはホール効果トランスデューサ）５２、および（ｉｉ）巻線に隣接する第１端部分５６およびホール効果センサ５２に隣接する第２端部分５８を有する磁気回路部材５４を具備する位置センサ３４を利用するブラシレスＤＣモータ構成に関する。そのような構成によって、ホール効果センサ５２を、さほど過酷でない環境では（例えば、ＥＭＩがより少ないより低温位置では）巻線３８から遠くに設置することができるが、ホール効果センサ５２は、まだ回転子位置のロバストなかつ信頼性のある決定のための検知動作を行うことができる。
【００２９】
本発明を、特にその好ましい実施形態を参照して図示しかつ説明してきたが、様々な形態および詳細の変更を、冒頭の特許請求の範囲によって画定されるような本発明の精神および範囲から逸脱することなく行ってもよいことが当業者によって理解されよう。
【００３０】
例えば、ブラシレスＤＣモータ装置２２を、一例としてのみ３つの位置センサ３４を有するものとして上に記載したことを理解されたい。他の配置では、モータ装置２２は、異なる数（例えば、１、２、４等）の位置センサ３４を有する。２つ以上の位置センサ３４の場合、モータ装置２２は、航空機産業におけるような重要な応用で使用するためのフォールトトレランスを提供する。
【００３１】
さらに、３つの位置センサ３４を、一例としてのみブラシレスＤＣモータ装置２２に関して示したことを理解されたい。先に説明したように、一配置では、ブラシレスＤＣモータ装置２２は、３相を有し、ひいては３つ（すなわち、位相と同じ数）の位置センサ３４を含み、適正な整流を十分に提供する。他の配置では、ブラシレスＤＣモータ装置２２は、異なる数の位相を有し、ひいては異なる数の位置センサ３４を含む。一般に、より多くのセンサは、より多くの位相を持つモータに必要とされ、かつより少ないセンサは、より少ない位相をもつモータに必要とされる。しかしながら、いくつかの配置では、モータ位相の数より多くのセンサが用いられ、その結果余分のセンス信号を、冗長度またはより大きな位置精度あるいは両方を提供するために用いることができる。
【００３２】
さらに、モータ装置２２を、一例としてのみブラシレスＤＣ型であるとして上に記載したことを理解されたい。他のモータ構成もまた、本発明による使用に好適である。たとえば、一配置では、モータ配置２２は、切り換えられたリラクタンスモータである。そのような修正および向上は、本発明の特定の実施形態に属するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態による使用に好適であるブラシレスＤＣモータシステムの全体図
【図２】図１のブラシレスＤＣモータシステムの一対の磁気回路部材の斜視図
【図３】図１のブラシレスＤＣモータシステムのブラシレスＤＣモータ装置の断面図
【図４】図３のブラシレスＤＣモータ装置を製造する手順のフローチャート
【図１】
2007538489.tif 000003
【図２】
2007538489.tif 000004
【図３】
2007538489.tif 000005
【図４】
2007538489.tif 000006
【国際調査報告】
2007538489.tif 000007
2007538489.tif 000008