(57)【要約】【課題】位置検出用磁石を使用せずに、ロータコアに取り付けられた永久磁石から径方向に発生している磁束を確実に位置検出手段に鎖交させ、ロータ位置を確実に検出することによって、信頼性の高いモータを提供することを目的とする。【解決手段】非磁性体である回路基板１６において、ロータ３０に対して軸方向反対側の端面で、位置検出手段２１に対抗する位置に強磁性体２２を取り付ける。あるいは、回路基板１６そのものを強磁性体とする。【選択図】図１
2007110865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段を有し、前記ロータの回転位置に合わせて前記コイルに電流を通電するための回路基板により構成され、前記回路基板は非磁性体であり、前記回路基板の前記ロータに対して反対側の端面で前記位置検出手段に対抗する位置に強磁性体を設けたことを特徴としたモータ。
【請求項２】
複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段を有し、前記ロータの回転位置に合わせて前記コイルに電流を通電するための回路基板により構成され、前記回路基板が磁性体であることを特徴としたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータを図４と図５に示す。
【０００３】
図４は、従来の集中巻方式のブラシレスモータを表しており、ステータ４０とロータ５０から構成されている。
【０００４】
ステータ４０は、ステータコア４１と、絶縁物４２を介してステータコア４１に施されたコイル４３と、端子４４と、回路基板４５と、これら全部あるいは一部を樹脂で封止する樹脂モールド４６と、ブラケット４７とから成る。コイル４３としては、通常３相コイルが施される。また、回路基板４５には、モータを運転するために必要な各種素子が実装されている。
【０００５】
ロータ５０は、ステータ４０の内側に、シャフト５３を介して回転自在に保持され、永久磁石５１とロータコア５２とシャフト５３とから成る。尚、図４は、ロータコア５２の表面に永久磁石５１を設けた、表面磁石型ロータを示している。
【０００６】
ロータ５０はステータ４０に施されたコイル４３に流れる電流による磁界によって、シャフトを中心にして回転する。モータを運転する際、ロータ５０の位置に応じて電流を制御する必要があるため、ロータ５０の位置を検出する手段が必要となる。
【０００７】
従来、高価な半導体素子などを使用することができない多くのモータでは、ロータ５０の位置を、回路基板４５に取り付けられたホール素子やホールＩＣなどの位置検出手段６１を使用して検出していた。この時、ロータ５０に取り付けられた永久磁石５１と、位置検出手段６１との距離が非常に近い場合は、永久磁石５１から発生している、ロータ５０を回転させるための主磁束を検出することが可能であるが、ステータ４０から突出しているコイル４３、すなわちコイルエンドが存在するために、前記距離を近くすることには限界がある。また、永久磁石５１と、位置検出手段６１との距離が非常に近いということは、すなわちステータ４０と位置検出手段６１との距離も近いということであり、コイル４３による磁束の影響によって、位置検出精度が低下する問題があった。
【０００８】
そのため、図５に示すように、ロータ５０とは別に、位置検出用磁石６２を取り付け、この位置検出用磁石６２を軸方向に着磁することで、位置検出手段６１に確実に磁束が鎖交し、位置検出精度を確実にする方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１１−２９９２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来のモータにおいては、ロータ５０と位置検出用磁石６２とが別の部品であることから、ロータコア５２に取り付けられた永久磁石５１と位置検出用磁石６２との位置関係にばらつきが発生し、これによって位置検出精度が低下することがある。さらには、ロータ５０の組立工数が増加するという問題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、回路基板におけるロータと軸方向に対して反対側の端面に強磁性体を取り付ける、あるいは、回路基板そのものを強磁
性体とすることによって、位置検出用磁石を使用せずに、ロータコアに取り付けられた永久磁石から径方向に発生している磁束を確実に位置検出手段に鎖交させ、信頼性の高いモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、非磁性体である回路基板において、ロータに対して軸方向反対側の端面で前記位置検出手段に対抗する位置に強磁性体を設けたものである。さらには、回路基板そのものを強磁性体としたものである。これらのことにより、ロータコアに取り付けられた永久磁石から発生する磁束の一部を回路基板に取り付けられた位置検出手段に誘導することが可能となり、ロータ位置を確実に検出できることから、信頼性の高いモータを得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本願の請求項１に記載の発明によれば、非磁性体である回路基板に対し、ロータの軸方向反対側の端面で位置検出手段に対抗する位置に強磁性体を設けており、ロータコアに取り付けられた永久磁石が径方向に発生する磁束のうち、前記回路基板に近い一部の磁束が前記強磁性体に誘導されることとなり、前記位置検出手段に鎖交する磁束が増加するので、前記ロータの位置を確実に検出できて、信頼性の高いモータを得ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、回路基板が磁性体であるために、ロータコアに取り付けられた永久磁石が径方向に発生する磁束のうち、前記回路基板に近い一部の磁束が前記回路基板に誘導されることとなり、前記位置検出手段に鎖交する磁束が増加するので、前記ロータの位置を確実に検出できて、信頼性の高いモータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上記の課題を解決するために請求項１に記載のモータは、複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段を有し、前記ロータの回転位置に合わせて前記コイルに電流を通電するための回路基板により構成され、前記回路基板は非磁性体であり、前記回路基板の前記ロータに対して反対側の端面で前記位置検出手段に対抗する位置に強磁性体を設けたことを特徴としたモータであり、前記強磁性体が、前記ロータに取り付けられた前記永久磁石が径方向に発生している磁束の一部を、前記位置検出手段の部分に誘導するために、前記ロータの位置を確実に検出可能となる。
【００１５】
また、請求項２に記載のモータは、複数のティースと前記ティースを連結する環状のヨークとからなるステータコアと前記ティースに施されたコイルとからなるステータと、前記ステータの内周に回転自在に保持され、永久磁石とロータコアとからなるロータと、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段を有し、前記ロータの回転位置に合わせて前記コイルに電流を通電するための回路基板により構成され、前記回路基板が磁性体であることを特徴としたモータであり、前記回路基板そのものが強磁性体であるので、前記ロータに取り付けられた前記永久磁石が径方向に発生している磁束の一部が、前記位置検出手段の部分に誘導され、前記ロータの位置を確実に検出可能となる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第一の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図１に示したように、本発明のモータは、ステータ１０とロータ３０からなり、ステータ１０は、ステータコア１１と、絶縁物１２を介してステータコア１１に施されたコイル１３と、端子１４と、回路基板１５と、これら全部あるいは一部を樹脂で封止する樹脂モールド１６と、ブラケット１７から成る。コイル１３としては、通常３相コイルが施さ
れる。また、回路基板１５には、位置検出手段２１と、その他のモータを運転するために必要な各種素子が実装されている。
【００１７】
ロータ３０は、永久磁石３１と、ロータコア３２とシャフト３３から成る。ロータ３０は、ステータ１０の内側に、ステータ１０と同心円状に、軸受３４とシャフト３３を介して回転自在に保持されている。尚、図１は、ロータコア３２の表面に永久磁石３１が儲けられている表面磁石型ロータを示している。
【００１８】
回路基板１５のロータ３０に対して軸方向反対側には、強磁性体２２が、回路基板１５に密接するように取り付けられている。
【００１９】
ロータ３０はステータ１０に施されたコイル１３に流れる電流による磁界によって、シャフト３３を中心にして回転する。このとき、位置検出手段２１によってロータ３０の位置を検出し、ロータ３０の位置に応じて電流を制御する。
【００２０】
永久磁石３１は、ロータ３０が回転するために必要な磁束を発生しているため、磁束の向きは径方向となる。従って、位置検出手段２１に軸方向に鎖交する磁束は、永久磁石３１から発生し、ステータコア１１に鎖交していない漏れ磁束のみとなる。この漏れ磁束は、できるだけ磁路が小さくなるように分布するので、空気中は磁気抵抗が非常に高いことを考えると、永久磁石３１の近傍において閉磁路を形成しようとすることは容易に推測可能である。そのため、強磁性体２２が無い場合には、位置検出手段２１に軸方向に鎖交する磁束は、極めて小さいものとなる。
【００２１】
一方、強磁性体２２を回路基板１５のロータ３０に対して軸方向反対側に設けた場合は、永久磁石３１から発生した磁束は、強磁性体２２に誘導されることから、回路基板１５近傍の磁束が増加することとなる。従って、回路基板１５に取り付けられている位置検出手段２１における鎖交磁束も増加し、確実にロータ３０の位置を検出可能となる。
【００２２】
このとき、位置検出手段２１における鎖交磁束を効果的に増加させるためには、強磁性体２２の位置を、位置検出手段２１に対して軸方向に対抗する位置にすることが望ましい。また、永久磁石３１と位置検出手段２１との軸方向距離によって、永久磁石３１が発生する磁束の磁路の形成具合が異なるため、最も、位置検出手段２１に磁束が鎖交する強磁性体２２の大きさを設計すれば良い。
【００２３】
図２は、強磁性体２２と回路基板１５とが密接していない場合を示している。図２のように、強磁性体２２が必ずしも回路基板１５と密接していない場合であっても、図１と同様の効果を得ることが可能である。この場合、回路基板１５の図２における上面に素子が実装されている場合であっても、ロータ３０の位置を検出可能となる。ただし、強磁性体２２と位置検出手段２１との距離が大きい程、位置検出手段２１に鎖交する磁束が減少することと、図１と同様に永久磁石３１の磁束の強さや、永久磁石３１と位置検出手段２１との軸方向距離によって、磁束の磁路の形成具合が変化することが考えられるため、モータに応じて、強磁性体２２と回路基板１５との距離を設計することとなる。
【実施例２】
【００２４】
図３は、本発明の第二の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図３は、図１の強磁性体２２が存在しないことと、回路基板１５自体が強磁性体であることのみが異なるため、その他の構成要素については、説明を割愛する。
【００２５】
図３のように、回路基板１５が強磁性体であれば、永久磁石３１から発生した磁束は、回路基板１５に誘導されることとなる。そのため、回路基板１５に取り付けられている位
置検出手段２１における鎖交磁束も増加し、確実にロータ３０の位置を検出可能となる。
【００２６】
このとき、位置検出手段２１における鎖交磁束を効果的に増加させるためには、回路基板１５において、位置検出手段２１が取り付けられている近傍のみを強磁性体とすることが望ましい。
【００２７】
尚、上記全ての実施例においては、集中巻方式のブラシレスモータを例として説明を行っているが、ロータ３０の位置を検出することが必要な全てのモータに対して適用可能な発明であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のモータは、確実にロータ位置を検出してモータを駆動することが可能なものであり、信頼性が要求される用途や、ロータ位置検出精度の低下によって発生する特性劣化、振動や騒音の発生が問題となる用途などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１における第１の形態を示したモータの断面図
【図２】本発明の実施例１における第２の形態を示したモータの断面図
【図３】本発明の実施例２におけるモータの断面図
【図４】従来例における第１の形態を示したモータの断面図
【図５】従来例における第２の形態を示したモータの断面図
【符号の説明】
【００３０】
１０  ステータ
１１  ステータコア
１２  絶縁物
１３  コイル
１４  端子
１５  回路基板
１６  モールド
１７  ブラケット
２１  位置検出手段
２２  強磁性体
３０  ロータ
３１  永久磁石
３２  ロータコア
３３  シャフト
３４  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007110865.tif 000006
【図５】
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