(57)【要約】【課題】モーターのホールセンサが受けた周囲環境の磁極と磁気の大きさに基づいて、磁気リングに近接して磁気素子を設置し、受けた磁気の影響を補償するモーターの磁気補償方法を提供する。【解決手段】ベース４０１と、前記ベース４０１に設置された固定子４０２と、その中心部に、前記固定子４０２の中心に向けて軸方向に伸びた回転軸３０２が設置され、その中に、前記固定子４０２の外側を囲む磁気リング３０３が設置された回転子３０１と、ベース４０１の上に設置され、ホールセンサ４０５と磁気素子４０６を含む回路板４０４とを有し、前記磁気素子４０６は、前記ホールセンサ４０５が誘導された磁気を補償するように設けられる。【選択図】図３
2007014189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに設置された固定子と、
その中心部に、前記固定子の中心に向けて軸方向に伸びた回転軸が設置され、その中に、前記固定子の外側を囲む磁気リングが設置された回転子と、
前記ベースに設置され、ホールセンサと磁気素子を含む回路板とを有し、
前記磁気素子は、前記ホールセンサが誘導された磁気を補償するブラシレスＤＣモーター。
【請求項２】
前記ホールセンサと前記磁気素子は、前記回路板の同一側の表面、または異なる側の表面に位置される請求項１に記載のブラシレスＤＣモーター。
【請求項３】
前記磁気素子は、前記ホールセンサに近接して設置される請求項１に記載のブラシレスＤＣモーター。
【請求項４】
前記磁気素子のＮ極側は、前記ホールセンサに近接して設置され、または前記磁気素子のＳ極側は、前記ホールセンサに近接して設置される請求項１に記載のブラシレスＤＣモーター。
【請求項５】
前記磁気素子は、磁石または導磁材料から形成される請求項１に記載のブラシレスＤＣモーター。
【請求項６】
磁気センサに近接して磁気素子を設置し、前記磁気センサが受けた不必要な外部磁気の干渉を補償し、前記磁気センサに正常な電圧差を発生させることで、モーターの正常な運転を可能にするモーターの磁気補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターおよびその磁気補償方法に関し、特に、ホールセンサが誘導された磁気を磁気素子で補償することができるブラシレスＤＣモーターおよびモーターの磁気補償方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の例えば特許文献１で知られているようなブラシレスＤＣモーターｍは、モーター回転子アセンブリ１０とモーター固定子アセンブリ２０とを含む。モーター回転子アセンブリ１０は、中空円筒状の回転子１０１と、回転子１０１の閉塞端部の中心から固定子アセンブリ２０に向けて軸方向に伸びた回転軸１０２と、モーター固定子アセンブリ２０の外側を囲むように、回転子１０１の内側壁に設置された磁気リング１０３とを含む。モーター固定子アセンブリ２０は、ベース２０１と、ベース２０１の外側に設置された固定子となる複数のシリコンスチールシート２０２と、ベース２０１の内側に設置され、回転軸１０２を支持する軸受２０３と、ベース２０１の外側に設置され、シリコンスチールシート２０２の下方に位置された回路板２０４とを含み、積層されたシリコンスチールシート２０２の外側は、巻回されたコイルを有する。さらに回路板２０４は、制御回路（図示せず）と、回転子アセンブリ１０の磁気リング１０３の極性を誘導するホールセンサ２０５とを有する。
【０００３】
ブラシレスＤＣモーターｍを起動する時、回路板２０４上のホールセンサ２０５は、モーター回転子アセンブリ１０の磁気リング１０３の磁極と結合し、この磁気リング１０３の磁気の大きさに基づく微小の電圧差を回路板２０４の制御回路に出力する。制御回路は、ホールセンサ２０５が出力した電圧差の大きさに基づいてモーター固定子アセンブリ２０の磁極を切り換えるか否かを判断する。こうしてホールセンサ２０５は、モーター回転子アセンブリ１０の磁極と結合し、モーター回転子アセンブリ１０を回転駆動する。
【０００４】
しかし、設計上の必要性により、ホールセンサ２０５と磁気リング１０３との間の距離を大きくし過ぎた場合、ホールセンサ２０５によって誘導される磁力の大きさも変わり、出力した電圧差の大きさに影響を与える。更に、仮にホールセンサ２０５が周囲環境の磁極の干渉を受けるような、例えば、ブラシレスＤＣモーターの中に別な磁気素子がある場合、ホールセンサ２０５からの出力信号は、不正確になって、その精度が低下する。
【０００５】
図２Ａは、従来のブラシレスＤＣモーターにおけるホールセンサが周囲環境の極性の干渉を受けたときの、出力電圧差と磁極位相との関係を示したものである。この図２Ａに示すように、ホールセンサ２０５が外部周辺の磁極の影響を受けた時、Ｎ極とＳ極との間で発生する信号の大きさは異なり、不規則で非対称なものとなる。よって、こうした異なる大きさの信号はまた、回路板２０４の制御回路がモーター固定子アセンブリ２０に出力する磁力の大きさと、モーター固定子アセンブリ２０の磁極を切り換えるタイミングに影響を与える。また、Ｎ極とＳ極との間の不規則な信号は、モーター回転子アセンブリ１０とモーター固定子アセンブリ２０の間の結合に悪影響を及ぼし、モーター回転子１０１の回転速度を遅らせ、振動を発生させ、ひいては回転を停止させる可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−１１２４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、従来のホールセンサが外部の不必要な磁極の影響を受けるのをどのように低減し解決するかが、本発明の重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、モーターのホールセンサが受けた周囲環境の磁極と磁気の大きさに基づいて、磁気リングに近接して磁気素子を設置し、受けた磁気の影響を補償するモーターの磁気補償方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、ブラシレスＤＣモーター内部の回路板に磁気素子を設置し、回路板のホールセンサが周囲環境の磁気の影響を受けたことによって発生する磁気バイアスを磁気素子で補償し、ホールセンサが出力する電圧を各磁極で対称に且つ規則的にさせることができるブラシレスＤＣモーターを提供することにある。
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明は、モーター回転子アセンブリとモーター固定子アセンブリを含むブラシレスＤＣモーターを提供する。モーター回転子アセンブリは、一端が開放し、他端が閉塞した中空円筒状の回転子と、回転子の閉塞端部の中心から固定子アセンブリに向けて軸方向に伸びた回転軸と、回転子の内側壁に設置された磁気リングとを含む。モーター固定子アセンブリは、ベースと、ベースの外側に設置された鉄心部、ベースの内側に設置され、回転軸を支持する軸受と、ベースの外側に設置され、鉄心の下方に位置された回路板とを含み、鉄心部の外側は、巻回されたコイルを有する。さらに回路板は、制御回路と、回転子アセンブリの磁気リングの極性を誘導するホールセンサと、磁気素子とを有する。
【００１０】
磁気素子は、回路板のホールセンサが周囲環境の磁気や磁極の影響を受けたことによって発生する磁気バイアスを補償し、ホールセンサが出力する電圧を各磁極で対称に且つ規則的にさせ、モーター回転子が外部磁極の影響を受けることで回転速度を遅らせ、振動を発生させ、ひいては回転を停止させることを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明におけるブラシレスＤＣモーターおよびモーターの磁気補償方法によれば、ブラシレスＤＣモーターのホールセンサが不均一な外部の磁極に誘導され、異なる磁極位相の時に非対称な電圧差を出力することにより、モーター回転子の回転に影響を与えるのを、ホールセンサへの磁気を補償する磁気素子によって防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明についての目的，特徴，長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図３を参照すると、本発明のブラシレスＤＣモーターＭは、モーター回転子アセンブリ３０とモーター固定子アセンブリ４０とを含む。モーター回転子アセンブリ３０は、一端が開放し、他端が閉塞した中空円筒状の回転子３０１と、回転子３０１の閉塞端部の中心から固定子アセンブリ４０の中心に向けて軸方向に伸びた回転軸３０２と、回転子の内側壁に設置された磁気リング３０３とを含む。モーター固定子アセンブリ４０は、ベース４０１と、ベース４０１の外側に設置され、固定子となる複数の積層したシリコンスチールシート４０２と、ベース４０１の内側に設置され、回転軸３０２を支持する軸受４０３と、ベース４０１の外側に設置され、シリコンスチールシート４０２の下方に位置された回路板４０４とを含み、シリコンスチールシート４０２の外側は、巻回されたコイルを有する。さらに回路板４０４は、制御回路（図示せず）と、回転子アセンブリ３０の磁気リング３０３の極性を誘導するホールセンサ４０５と、磁気素子４０６とを有する。
【００１４】
磁気素子４０６とホールセンサ４０５は、回路板４０４の各々異なる側の表面に設置され、回路板４０４上のホールセンサ４０５が外部の磁極の影響を受けたことによって発生する磁気バイアスを磁気素子４０６が補償し、ホールセンサ４０５が出力する電圧を各磁極で対称に且つ規則的にさせることができる。
【００１５】
図２Ａと図２Ｂを共に参照すると、図２Ｂは本発明のブラシレスＤＣモーターにおいて、磁気素子４０６を用いて磁気バイアスを補償した後のホールセンサ４０５の出力電圧差と磁極位相との関係が示されている。図２Ａに示す従来のモーターｍでは、磁気素子４０６が配置されていない時、ホールセンサ４０５は、磁気リング３０３の磁気に誘導される以外に、外部のＮ極またはＳ極（例えば、ブラシレスＤＣモーター中の別な磁気素子によって発生された磁極）にも誘導され、Ｎ極とＳ極との間で発生する信号が不規則で非対称なものになって、Ｎ極とＳ極の時の出力電圧差を非対称に且つ不規則なものにさせる。一方、ブラシレスＤＣモーターＭに磁気素子４０６が配置された時、ホールセンサ４０５が誘導された磁気の大きさを磁気素子４０６で補償することができ、Ｎ極とＳ極の時に規則的で対称な出力電圧差を得ることができる。
【００１６】
図４Ａと図４Ｂを共に参照すると、ここでは本発明における磁気素子４０６に対するホールセンサ４０５について、２つの状態が示されている。具体的に言えば、ホールセンサ４０５が比較的大きいＮ極の磁極に誘導された時（図４Ａの点線矢印で示されている）、ホールセンサ４０５に面して、磁気素子４０６のＮ極側が位置するように、ホールセンサ４０５に近接して磁気素子４０６を設置することで、磁気素子４０６からこれに対向する反対の磁力線を伴なう磁気を発生させ、ホールセンサ４０５の磁気バイアスを補償する。ホールセンサ４０５が比較的大きいＳ極の磁極に誘導された時（図４Ｂの点線矢印で示されている）、ホールセンサ４０５に面して、磁気素子４０６のＳ極側が位置するように、ホールセンサ４０５に近接して磁気素子４０６を設置することで、磁気素子４０６からこれに対向する反対の磁力線を伴なう磁気を発生させ、ホールセンサ４０５の磁気バイアスを補償する。
【００１７】
本実施例では、ホールセンサ４０５と磁気素子４０６は、回路板４０４の異なる側の表面にそれぞれ設置されるが、実際には、磁気素子４０６とホールセンサ４０５を回路板の同一側の表面に設置したり、または回路板４０４よりもむしろホールセンサ４０５に近接したあらゆる位置に設けることができる。また、磁気素子４０６のサイズと形状も限定されず、必要に応じて方形，円形，円弧形，または多角形など、別なあらゆる形状からなることもできる。また、磁気素子４０６に備わっている磁気の大きさも外部環境の磁気の大きさによって決めることができる。さらに、外部環境の磁気の大きさを図示しない検出装置で検出し、その結果に応じて図４Ａまたは図４Ｂの状態に磁性素子４０６を回転させる機構（図示せず）を設けてもよい。磁気素子４０６は、磁石より形成されるのが好ましいが、導磁材料を用いることもできる。
【００１８】
ここでのモーターＭの磁気補償方法は、ホールセンサ４０５が不必要な磁気の干渉を受けるのを補償するために、当該ホールセンサ４０５に近接して磁気素子４０６を設けることで、モーターＭの回転を駆動するための規則的な電圧差をホールセンサ４０５が出力する。モーターＭはブラシレスＤＣモーターであり、ホールセンサ４０５は磁気センサとして設けられる。
【００１９】
また本発明では、周囲環境の磁気若しくは不必要な磁気の干渉により発生した磁気バイアスに対して、ホールセンサ４０５を補償するための磁気素子４０６を設けている。これによりホールセンサ４０５は、各磁極毎に規則的な電圧を発生し、モーター回転子アセンブリ３０を適切に駆動する。
【００２０】
こうして、本発明におけるブラシレスＤＣモーターＭおよびモーターＭの磁気補償方法によれば、ブラシレスＤＣモーターＭのホールセンサ４０５が不均一な外部の磁極に誘導され、異なる磁極位相の時に非対称な電圧差を出力することにより、モーター回転子アセンブリ３０の回転に影響を与えるのを、ホールセンサ４０５への磁気を補償する磁気素子４０６によって防ぐことができる。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や同様の装置を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のブラシレスＤＣモーターの概略断面図である。
【図２Ａ】従来のブラシレスＤＣモーターにおいて、周囲環境の極性の干渉を受けた後のホールセンサの出力電圧差と磁極位相の関係図である。
【図２Ｂ】本発明のブラシレスＤＣモーターにおいて、磁気素子を用いて磁気バイアスを補償した後のホールセンサの出力電圧差と磁極位相の関係図である。
【図３】本発明の実施例におけるブラシレスＤＣモーターの概略断面図である。
【図４Ａ】本発明におけるホールセンサと磁気素子の対応位置をあらわした概略図である。
【図４Ｂ】本発明におけるホールセンサと磁気素子の対応位置をあらわした概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０，３０  モーター回転子アセンブリ
１０１，３０１  回転子
１０２，３０２  回転軸
１０３，３０３  磁気リング
２０，４０  モーター固定子アセンブリ
２０１，４０１  ベース
２０２，４０２  シリコンスチールシート（固定子）
２０３，４０３  軸受
２０４，４０４  回路板
２０５，４０５  ホールセンサ
４０６  磁気素子
【図１】
2007014189.tif 000003
【図２Ａ】
2007014189.tif 000004
【図２Ｂ】
2007014189.tif 000005
【図３】
2007014189.tif 000006
【図４Ａ】
2007014189.tif 000007
【図４Ｂ】
2007014189.tif 000008