(57)【要約】【課題】ロータマグネットとセンサマグネットの磁極のズレを低減化して、センサ基板の回転調整を省略することにより組立工数の削減を図ると共に、モータ全長の小型化にも寄与するセンサ駆動型ブラシレスモータのセンサ構造を提供する。【解決手段】強磁性体からなるシールドプレートの両平面に、ロータマグネットとセンサマグネットをそれぞれ固定することによって、ロータマグネットとセンサマグネットとを一体化するセンサ駆動型ブラシレスモータ。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータシャフトとロータマグネットとで形成されるロータの周囲にコイルが備えられると共に、モータシャフトにセンサマグネットが固定され、更に、前記センサマグネットの磁極を検出する磁気検出部品を実装したセンサ基板をフランジに備えるセンサ駆動型ブラシレスモータにおいて、強磁性体からなるシールドプレートの両平面に、それぞれ前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを固定することによって、前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを一体化することを特徴とするセンサ駆動型ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記センサマグネットをアキシャル方向に着磁すると共に、前記ロータマグネットはラジアル方向に着磁することを特徴とする請求項１記載のセンサ駆動型ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記センサ基板と前記フランジとの間に強磁性体からなるプレートが設置されることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ駆動型ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ駆動型ブラシレスモータに関するものであり、より詳細には、ロータの回転位置をセンサマグネットと磁気検出部品によって検出し、その検出信号に応じて外部駆動回路によりステータ側コイルに通電動作を行うセンサ駆動型ブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、センサ駆動型ブラシレスモータ１８（以下、必要に応じてモータ１８という）の基本構造を示す側断面図であり、図中、１はステータヨーク、２は円筒型の巻線コイル、３はロータマグネット、４はモータハウジング、５及び５’はフランジ、６はホールセンサ等の磁気検出部品、７は磁気検出部品６が実装されたセンサ基板、８はセンサマグネット、９及び９’は軸受、１０はモータシャフト、１９はコイル２の結線用基板、２０はステータヨーク１と結線用基板１９との間に設けられるスペーサ、２１はマグネットヨークをそれぞれ指し示す。
【０００３】
モータシャフト１０に、円筒型のマグネットヨーク２１とロータマグネット３とが各々、挿入、固定されると共に、モータシャフト１０は２つの軸受９、９’によって回転可能に軸支され、ロータが形成されている。このロータの周囲にはステータ側のコイル２が備えられ、このコイル２に通電を行うことにより、ロータマグネット３の磁極との間で磁気作用が生じて、前記ロータは回転する。
【０００４】
磁気検出部品６と面対向する側のセンサマグネット８の磁極は、ロータマグネット３の磁極と一致するように、モータシャフト１０の一端側に挿入、固定される。更に、センサマグネット８はモータシャフト１０、マグネットヨーク２１、及びロータマグネット３と一体に回転し、センサマグネット８の磁極を、対向するように配置した磁気検出部品６で検出することにより、ロータマグネット３の磁極を正確に検出しながら最適なタイミングでコイル２に電流を供給して、ロータを回転駆動させることが可能となる。
【０００５】
このようなモータ１８の組立は以下の順に行われる。
【０００６】
先ず、モータハウジング４にステータヨーク１を固定し、そのステータヨーク１の内側側面にコイル２を接着固定する。次に、軸受９’を嵌合固定したフランジ５’をモータハウジング４の一方の開口部に圧入すると共に、コイル２から引き出されたタップ線を基板１９に結線する。
【０００７】
一方、モータシャフト１０にはマグネットヨーク２１とマグネット３を挿入、固定し、そのモータシャフト１０の片端を軸受９’に挿入する。次に、予め軸受９が嵌合固定されたフランジ５をモータハウジング４のもう一方の開口部に、モータシャフト１０のもう一方の片端を軸受９に挿入しながら、固定する。
【０００８】
次に、センサ基板７をフランジ５の外側に搭載し、センサマグネット８をモータシャフト１０に挿入、固定し、モータ１８を駆動させてセンサマグネット８を回転させ、センサ基板７に実装した磁気検出部品６とセンサマグネット８の磁極の位置関係を最適なものにした上で、センサ基板７を固定する。
【０００９】
最後に、カバー２４を、モータハウジング４のフランジ５側開口部に被せて、剥き出しになっているセンサ基板７とセンサマグネット８を覆う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の順にモータ１８は組み立てられるので、センサマグネット８をモータシャフト１０に固定する際に、磁気検出部品６と面対向する側の磁極を、ロータマグネット３の磁極に合わせようとしても、この時点でロータマグネット３はモータハウジング４とフランジ５、５’で形成される空間に収納されているので、直接、目視で互いのマグネット３、８の磁極を確認することは不可能である。
【００１１】
前記解決手段として、モータシャフト１０の外周面上に印を付け、その印を目印にして磁極を合わせる方法がとられている。しかし、この方法は、まず、ロータマグネット３の磁極とモータシャフト１０の印を合わせ、次に、その印とセンサマグネット８の磁極を合わせるという２段階の作業になるため、ロータマグネット３とセンサマグネット８との磁極にズレが生じやすい。
【００１２】
又、そのズレを、センサマグネット８に対するセンサ基板７の回転調整により補正する必要があり、その分、余分にモータ１８の組立工数もかかる。
【００１３】
更に、ロータマグネット３とセンサマグネット８とを互いに離れて固定すると、フランジ５、５’とモータハウジング４からなる空間に、センサマグネット８を納めることができず、フランジ５の外側にセンサマグネット８を配置せざるを得なくなる。するとセンサマグネット８やセンサ基板７等を保護するカバー２４が必要不可欠となり、カバー２４を設ける分モータ１８の全長が長くなり（図５のＢ寸法分に相当）、小型化が困難になる。
【００１４】
本発明は上記各課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、前記組立工数の削減を図ると共に、センサ駆動型ブラシレスモータの全長の小型化にも寄与するセンサ構造を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は、モータシャフトとロータマグネットとで形成されるロータの周囲にコイルが備えられると共に、モータシャフトにセンサマグネットが固定され、更に、前記センサマグネットの磁極を検出する磁気検出部品を実装したセンサ基板をフランジに備えるセンサ駆動型ブラシレスモータにおいて、強磁性体からなるシールドプレートの両平面に、それぞれ前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを固定することによって、前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを一体化することを特徴とするセンサ駆動型ブラシレスモータを提供するものである。
【００１６】
更に、請求項２記載の発明は、前記センサマグネットをアキシャル方向に着磁すると共に、前記ロータマグネットはラジアル方向に着磁することを特徴とするセンサ駆動型ブラシレスモータを提供するものである。
【００１７】
更に、請求項３記載の発明は、前記センサ基板と前記フランジとの間に強磁性体からなるプレートを設置することを特徴とするセンサ駆動型ブラシレスモータを提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るセンサ駆動型ブラシレスモータの実施形態を、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、本発明のセンサ駆動型ブラシレスモータにおいて、図５に示す従来例と同一な構成部分には、同一番号を付し、説明が重複する箇所は省略、若しくは必要に応じて簡略化して説明する。
【００１９】
図１は、本発明のセンサ駆動型ブラシレスモータ１１（以下、必要に応じてモータ１１と記す）の内部構造を示す側断面図である。図１のモータ１１が、図５のモータ１８と異なる箇所は、ロータマグネット３とセンサマグネット８とが離間されておらず、シールドプレート１３を挟んで一体化されているということである。
【００２０】
図２は、ロータマグネット３とセンサマグネット８との一体化と、シールドプレート１３に入るマグネット３、８の磁力線１５、１４の状態を模式的に示す斜視図であり、図３はシールドプレート１３を挟んで一体化された前記２つのマグネット３、８を、図２の矢印Ａ方向から見た時の状態に加え、センサ基板７をセンサマグネット８に対して所定の位置に配置したときの状態を示す模式図である。
【００２１】
図２又は図３に示すように、ロータマグネット３とセンサマグネット８は、ドーナツ型円盤状のシールドプレート１３の両平面１３ａに固定されて一体化される。センサマグネット８はアキシャル方向に着磁されて、モータシャフト１０の軸方向（矢印ｚ方向）に磁極方向を形成する。
【００２２】
一方、ロータマグネット３はラジアル方向に着磁されて、前記ｚ方向に対して垂直な方向（矢印ｙ方向）に磁極方向を形成する。従って、図３に示すように、Ｎ極からコイル２に向かう磁力線２２が放出される。この磁力線２２はステータヨーク１及びコイル２を通過してロータマグネット３のＳ極に戻る（磁力線２３で示す）。図２において、ハッチングを施した箇所がＮ極、ハッチングが施されていない箇所がＳ極をそれぞれ表す。
【００２３】
ロータマグネット３とセンサマグネット８を一体化する際は、センサマグネット８の磁極のうちシールドプレート１３から離れている側の磁極（即ち、磁気検出部品６と面対向する側の磁極）と、ロータマグネット３の磁極とを例えば目視等で一致させて行う。本発明においては、ロータマグネット３とセンサマグネット８とは１枚のシールドプレート１３を挟んで一体化するので、作業者は直接、互いのマグネット３、８の磁極を目視で確認しながら作業を行うことができる。従って、互いのマグネット３、８の磁極のズレを低減化してセンサ基板７の前記回転調整を省略できるため、前記組立工数を大幅に削減することが可能となる。
【００２４】
仮にシールドプレート１３が無いとすると、センサマグネット８から放出される磁力線１４、１６、１７のうち磁力線１４は、ロータマグネット３から放出される磁力線１５と逆方向になり、互いに影響を及ぼし合うことになる。ロータマグネット３は、前記ロータの回転トルクの発生源として機能するため、ある程度、大きな磁力が必要不可欠となる。一方、センサマグネット８の磁力は、磁極の位置が磁気検出部品６で検出できれば十分なので、ロータマグネット３の磁力以上に大きくする必要性は無い。結果、ロータマグネット３の磁力はセンサマグネット８の磁力よりも大きくなる。
【００２５】
よって、磁力線１４が磁力線１５からの影響を受けて、センサマグネット８の磁力は減磁される。その結果、磁気検出部品６による正確なセンサマグネット８の磁極検出に支障を来す事になる。
【００２６】
しかし、本発明は、２つのマグネット３、８の間に強磁性体からなるシールドプレート１３を配置することにより、シールドプレート１３内に形成される磁力線１４、１５を、互いに影響を及ぼさない程度まで離す（破線で表示）ことが可能である（以下、この効果を分離効果と云う）。
【００２７】
シールドプレート１３の材料としては、鉄、ケイ素鋼板、又はパーマロイ等が挙げられる。又、シールドプレート１３の外径はロータマグネット３及びセンサマグネット８の外径と一致させると共に、厚みは上記分離効果が現れる程に設定するものとする。
【００２８】
更に、本発明に係るセンサ駆動型ブラシレスモータは、センサ基板７とフランジ５平面との間に強磁性体からなるプレート１２を設置することにより、センサマグネット８から放出される磁力線１６をプレート１２で引きつけて、磁気検出部品６に磁力線１６をより確実に通過させるようにした。従って、図５に示すような、プレート１２を設けないモータ構造に比べ、より確実に、磁気検出部品６でセンサマグネット８の磁極を検知することが可能となるので、より精密な駆動を行わせることが可能となる。
【００２９】
図４は、従来のモータ１８（図中、（ａ））と、本発明に係るモータ１１（図中、（ｂ））との全長を比較するための部分側断面図である。図４（ｂ）に示すように、本発明のモータ１１は、センサマグネット８をシールドプレート１３を介してロータマグネット３と一体化し、フランジ５、５’とモータハウジング４からなる空間の内部に納めることによって、カバー２４を設ける必要が無くなった。従って、（ｂ）のモータ１１は（ａ）のモータ１８に比べてＢ寸法分、モータ全長の短縮化を達成することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセンサ駆動型ブラシレスモータによれば、ロータマグネットとセンサマグネットとをシールドプレートを介して一体化することにより、フランジとモータハウジングからなる空間内部にセンサマグネットを納めたので、カバーを設ける必要が無くなった。この事により、モータ全長の短縮化を達成することが可能となった。
【００３１】
更に、磁気検出部品と面対向する側のセンサマグネットの磁極と、ロータマグネットの磁極を確認しながら一体化することが可能となる。従って、作業者は組み立てる際の互いのマグネットの磁極のズレを低減化することができ、センサ基板の回転調整を省略することができるため、センサ駆動型ブラシレスモータの組立工数を大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサ駆動型ブラシレスモータの内部構造を示す側断面図。
【図２】図１のロータマグネットとセンサマグネットとの一体化と、シールドプレートに入る各マグネットの磁力線の状態を模式的に示す斜視図。
【図３】シールドプレートを挟んで一体化されたセンサマグネット、及びロータマグネットを、図２の矢印Ａ方向から見た時の状態に加え、センサ基板をセンサマグネットに対して所定の位置に配置したときの状態を示す模式図。
【図４】従来のセンサ駆動型ブラシレスモータと、本発明に係るセンサ駆動型ブラシレスモータとの全長を比較するための部分側断面図。
【図５】従来のセンサ駆動型ブラシレスモータの内部構造を示す側断面図。
【符号の説明】
１・・・ステータヨーク
２・・・コイル
３・・・ロータマグネット
４・・・モータハウジング
５、５’・・・フランジ
６・・・磁気検出部品
７・・・センサ基板
８・・・センサマグネット
９、９’・・・軸受
１０・・・モータシャフト
１１、１８・・・センサ駆動型ブラシレスモータ
１２・・・プレート
１３・・・シールドプレート
１３ａ・・・シールドプレートの平面
１４、１５、１６、１７、２２、２３・・・磁力線
１９・・・結線用基板
２０・・・スペーサ
２１・・・マグネットヨーク
２４・・・カバー
【図１】
2004015911.tif 000003
【図２】
2004015911.tif 000004
【図３】
2004015911.tif 000005
【図４】
2004015911.tif 000006
【図５】
2004015911.tif 000007