(57)【要約】【課題】ロータマグネットとセンサマグネットとの磁気のずれを少なくすることができるブラシレスモータ及びファンモータを得る。【解決手段】ファンモータ１０は、ロータマグネット１６を備えかつステータ２６が界磁する磁界を受けて回転するロータ２０が固定されたロータシャフト１４と、このロータシャフト１４と樹脂材料を用いて一体に成形されたセンサマグネット１８と、このセンサマグネット１８の磁気を検知するホールセンサ２２と、を備えている。このように、ロータシャフト１４とセンサマグネット１８とを一体に成形することによって、ロータマグネット１６とセンサマグネット１８との位置のずれが抑制され、ひいてはロータマグネット１６とセンサマグネット１８との磁気のずれを抑制することができる。【選択図】図１
2013150432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータマグネットを備えかつステータが界磁する磁界を受けて回転するロータが固定されたロータシャフトと、
前記ロータシャフトと樹脂材料を用いて一体に成形されたセンサマグネットと、
を備えたブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ロータシャフト及び前記センサマグネットは熱可塑性樹脂を含んで構成されると共に、前記センサマグネットには、ボンドマグネットが用いられている請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ステータは前記ロータシャフトの径方向外側に配置されると共に、前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外側に配置され、
前記ロータマグネット及び前記センサマグネットの磁界の向きが前記ロータシャフトの軸方向又は径方向に向けて配置された請求項１又は請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記センサマグネットの外径が前記ロータシャフトの外径以下とされている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ロータマグネットの磁極数と前記センサマグネットの磁極数が同一に設定された請求項３記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記ステータは前記ロータシャフトの径方向外側に配置されると共に、前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外側に配置され、
前記ロータシャフトと、前記ロータマグネットと、前記センサマグネットとが熱可塑性樹脂を用いて一体に成形された請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のブラシレスモータの前記ロータシャフトの一方の端部には、送風ファンが熱可塑性樹脂を用いて一体に成形されているファンモータ。
【請求項８】
前記センサマグネットは、前記ロータマグネットに囲まれた空間の外側でかつ前記送風ファンよりも前記ロータシャフトの他方の端部側に配置された請求項７記載のファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシレスモータ及びファンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータシャフトと共に回転するセンサマグネットを備えたブラシレスモータが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１５７６１号公報
【特許文献２】特許第３２３６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、ロータマグネットを備えたロータをロータシャフトに固定する工程とセンサマグネットをシャフトに固定する工程とが別々に行われる。そのため、それぞれの組み付け誤差を含むことによって、ロータマグネットとセンサマグネットとの位置のずれが大きくなる傾向があった。これに伴い、ロータマグネットとセンサマグネットとの磁気のずれも大きくなる傾向があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、ロータマグネットとセンサマグネットとの位置ずれを少なくすることができるブラシレスモータ及びファンモータを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係るブラシレスモータは、ロータマグネットを備えかつステータが界磁する磁界を受けて回転するロータが固定されたロータシャフトと、前記ロータシャフトと樹脂材料を用いて一体に成形されたセンサマグネットと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の本発明では、センサマグネットが一体に成形されたロータシャフトにロータを組み付けるという単一の工程によって、ロータがロータシャフトに固定される。その結果、ロータをロータシャフトに固定する工程とセンサマグネットをシャフトに固定する工程とが別々に行われた場合と比べて、ロータに設けられたロータマグネットとセンサマグネットとの位置ずれを少なくすることができる。また、請求項１記載の本発明では、センサマグネットとロータシャフトとが一体に成形されているため、センサマグネットをロータシャフトに組み付ける工数を削減することができる。さらに、請求項１記載の本発明では、ロータマグネットとセンサマグネットとを同一成型した場合（特許文献２に記載された構成）と比べて、センサマグネットの使用量を削減することができる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係るブラシレスモータは、請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータシャフト及び前記センサマグネットは熱可塑性樹脂を含んで構成されると共に、前記センサマグネットには、ボンドマグネットが用いられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の本発明では、ボンドマグネットが用いられることによって、ロータシャフトとセンサマグネットとが一体に成形されている。そのため、両者の位置関係の精度をより一層向上させることができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係るブラシレスモータは、請求項１又は請求項２記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは前記ロータシャフトの径方向外側に配置されると共に、前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外側に配置され、前記ロータマグネット及び前記センサマグネットの磁界の向きが前記ロータシャフトの軸方向又は径方向に向けて配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の本発明では、ロータマグネット及びセンサマグネットの磁界の向きが同一方向に配置されている。そのため、ロータマグネットとセンサマグネットとの磁気のずれをより一層少なくすることができる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係るブラシレスモータは、請求項１〜請求項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の外径が前記ロータシャフトの外径以下とされていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の本発明では、センサマグネットの外径がロータシャフトの外径以下とされている。そのため、ロータシャフトをセンサマグネット側から軸受に挿通させることができる。
【００１４】
請求項５記載の本発明に係るブラシレスモータは、請求項３記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータマグネットの磁極数と前記センサマグネットの磁極数が同一に設定されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の本発明では、ロータマグネットの磁極数とセンサマグネットの磁極数が同一に設定されている。そのため、ブラシレスモータの回転数、回転角及び角加速度の検出精度をより一層向上させることができる。
【００１６】
請求項６記載の本発明に係るブラシレスモータは、請求項２記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは前記ロータシャフトの径方向外側に配置されると共に、前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外側に配置され、前記ロータシャフトと、前記ロータマグネットと、前記センサマグネットとが熱可塑性樹脂を用いて一体に成形されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の本発明では、ロータマグネットとセンサマグネットとが一体に成形されている。その結果、ロータマグネットとセンサマグネットとの位置ずれをより一層少なくすることができる。
【００１８】
請求項７記載の本発明に係るファンモータは、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のブラシレスモータの前記ロータシャフトの一方の端部には、送風ファンが熱可塑性樹脂を用いて一体に成形されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の本発明では、ロータマグネットとセンサマグネットとの位置ずれを少なくすることができるファンモータを得ることができる。
【００２０】
請求項８記載の本発明に係るファンモータは、請求項７記載のファンモータにおいて、前記センサマグネットは、前記ロータマグネットに囲まれた空間の外側でかつ前記送風ファンよりも前記ロータシャフトの他方の端部側に配置されたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の本発明では、センサマグネットが上記の位置に配置されている。そのため、センサマグネットがロータマグネットの磁気の影響を殆ど受けない。即ち、請求項８記載の本発明では、センサマグネットによるファンモータの回転数等の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のファンモータを示す断面図である。
【図２】ロータシャフト、ロータマグネット及びセンサマグネットとが一体に形成された送風ファンをロータシャフト側から見た拡大図である。
【図３】（Ａ）はロータシャフト、ロータマグネット及びセンサマグネットとが一体に形成された送風ファンを示す断面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はセンサマグネットの磁界の向きを示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は、センサマグネットとホールセンサとの位置関係を示す断面図であり、（Ｂ）は基板上のホールセンサの配置を示す正面図である。
【図５】（Ａ）は、センサマグネットとホールセンサとの位置関係を示す断面図であり、（Ｂ）は基板上のホールセンサの配置を示す正面図である。
【図６】（Ａ）は第１変形例に係るセンサマグネットを含んで構成された送風ファンを示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における６Ｂ−６Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図７】（Ａ）は第２変形例に係るセンサマグネットを含んで構成された送風ファンを示す断面図であり、（Ｂ）はロータシャフトの先端の断面を示す拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）における７Ｃ−７Ｃ線に沿った拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１〜図５を用いて、本発明の実施形態に係るファンモータについて説明する。
【００２４】
図１に示されるように、本実施形態のファンモータ１０は、送風ファン１２と、ロータシャフト１４と、ロータマグネット１６と、センサマグネット１８を備えたロータ２０と、ホールセンサ２２が設けられた基板２４（図４及び図５参照）と、ステータ２６と、センタピース２８と、を備えている。
【００２５】
送風ファン１２は、熱可塑性樹脂を用いて形成されており、扁平容器状のファン本体３０を備えている。このファン本体３０は、送風ファン１２の軸方向一方側（矢印Ｚ１側）に開口されており、その底部の中央部は、送風ファン１２の軸方向一方側に向けて延びるロータシャフト１４が一体に形成されている。また、ファン本体３０の外周面には、複数の羽根３２が放射状に形成されており（図２も参照）、この複数の羽根３２の外側部は、環状の連結部３４によって連結されている。なお、図２では、連結部３４の図示が省略されている。
【００２６】
ロータシャフト１４は、熱可塑性樹脂を用いて丸型断面の棒状に形成されており、ファンモータ１０の回転軸としての役割を担っている。また、ロータシャフト１４の軸方向一方側（矢印Ｚ２側）の端部には、後述するセンサマグネット１８が一体に設けられている。
【００２７】
ロータマグネット１６を備えたロータ２０は、リング状に形成されていると共に、送風ファン１２と一体に成形されている。また、このロータ２０は、ロータシャフト１４と同軸上に配置されると共に、送風ファン１２における軸方向一方側の端面に設けられている。さらに、このロータ２０には、センサマグネット１８が一体に設けられている。このセンサマグネット１８は、ボンドマグネットを用いてリング状に形成されていると共に、ロータ２０の周方向に沿って４極のマグネットが着磁されている。さらに、これらのマグネットは、ロータ２０の径方向外側にＳ極が向けて配置されたマグネットと径方向外側にＮ極が向けて配置されたマグネットとが、ロータ２０の周方向に沿って交互に配置されている（ロータシャフト１４の周方向に沿って９０度ごとに４個のマグネットが配置されている）。
【００２８】
図３（Ａ）に示されるように、センサマグネット１８は、ボンドマグネットを用いて形成されており、ロータシャフト１４の軸方向一方側（矢印Ｚ１側）の端部に一体に成形されている。また、本実施形態では、図３（Ｂ）に示されるように、センサマグネット１８の磁界の向きをロータシャフト１４の軸方向に向けて配置すること、又は図３（Ｃ）に示されるように、センサマグネット１８の磁界の向きをロータシャフト１４の径方向に向けて配置することができる。さらに、このセンサマグネット１８の外径はロータシャフト１４の外径以下となるように形成されている。また、センサマグネット１８は、ロータマグネット１６に囲まれた空間３６の外側でかつ送風ファン１２よりもロータシャフト１４の軸方向一方側（矢印Ｚ２側）に配置されている。
【００２９】
図４（Ａ）に示されるように、センサマグネット１８の磁界の向きがロータシャフト１４の軸方向に向けて配置された構成では、ロータシャフト１４の軸方向の延長上にホールセンサ２２が設けられている。このホールセンサ２２は、ロータシャフト１４の軸芯に対して径方向外側にオフセットするように配置されていると共に、図４（Ｂ）に示されるように、ロータシャフト１４の軸芯の周方向に沿って３個設けられている（周方向に沿って１２０度ごとに設けられている）。また、図５（Ａ）に示されるように、センサマグネット１８の磁界の向きがロータシャフト１４の径方向に向けて配置された構成では、ロータシャフト１４の径方向の延長上かつセンサマグネット１８と隣接する位置にホールセンサ２２が設けられている。このホールセンサ２２は、図５（Ｂ）に示されるように、ロータシャフト１４の軸芯の周方向に沿って３個設けられている（周方向に沿って１２０度ごとに設けられている）。
【００３０】
以上説明したホールセンサ２２がセンサマグネット１８の磁束密度の変化を検出することによって、ファンモータ１０の回転数等を検出することが可能となっている。
【００３１】
ステータ２６は、ロータマグネット１６の径方向内側に設けられており、コア３８と、インシュレータ４０と、複数の巻線４２を有して構成されている。コア３８は、ロータシャフト１４の周囲に放射状に形成された複数のティース部４４を有して構成されている。また、インシュレータ４０は、コア３８を軸方向両側から覆っており、巻線４２は、インシュレータ４０を介してティース部４４に巻回されている。そして、このステータ２６は、コア３８の内側に後述するセンタピース２８に形成された軸部４６が圧入されることにより、センタピース２８に支持されている。
【００３２】
センタピース２８は、扁平容器状の本体部４８を有して構成されている。この本体部４８は、送風ファン１２の軸方向一方側に設けられると共に、送風ファン１２側に開口されている。また、この本体部４８の底部には、送風ファン１２側に向けて延びる筒状の軸部４６が形成されており、この軸部４６の内側には、軸受５０が収容されている。また、ロータシャフト１４は、この軸受５０によって回転可能に支持されている。
【００３３】
そして、このファンモータ１０では、図示しない回路基板から複数の巻線４２に駆動電流が供給されると、ステータ２６に回転磁界が形成されて、ロータマグネット１６と共に送風ファン１２が回転され、これにより、送風ファン１２から送風される。
【００３４】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３５】
本実施形態では、センサマグネット１８とロータシャフト１４とが一体に成形されている。その結果、センサマグネット１８とロータシャフト１４とが別体に設けられた場合と比べて、ロータマグネット１６とセンサマグネット１８との位置のずれを少なくすることができる。また、本実施形態では、センサマグネット１８とロータシャフト１４とが一体に成形されているため、センサマグネット１８をロータシャフト１４に組み付ける工数を削減することができる。さらに、本実施形態では、センサマグネット１８がロータシャフト１４に設けられているため、ロータマグネットとセンサマグネットとを同一成型した場合と比べて、センサマグネットの使用量を削減することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、ボンドマグネットが用いられることによって、ロータシャフト１４とセンサマグネット１８とが一体に成形されている。そのため、両者の位置関係の精度をより一層向上させることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、センサマグネット１８の外径がロータシャフト１４の外径以下とされている。そのため、ロータシャフト１４をセンサマグネット１８側から軸受５０に挿通させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ロータシャフト１４と、ロータマグネット１６と、センサマグネット１８とが一体に成形されている。その結果、ロータマグネット１６とセンサマグネット１８との位置ずれをより一層少なくすることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、センサマグネット１８がロータマグネット１６に囲まれた空間３６の外側でかつ送風ファン１２よりもロータシャフト１４の軸方向一方側（矢印Ｚ２側）に配置されている。そのため、センサマグネット１８がロータマグネット１６の磁気の影響を殆ど受けない。即ち、本実施形態では、センサマグネット１８及びホールセンサ２２によるファンモータ１０の回転数等の検出精度を向上させることができる。
【００４０】
（第１変形例）
次に、図６を用いて本実施形態の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本変形例に係るファンモータ１０は、ロータシャフト１４の径方向外側にＳ極が向けて配置されたマグネットと径方向外側にＮ極が向けて配置されたマグネットとが、ロータシャフト１４の周方向に沿って交互に配置されている（ロータシャフト１４の周方向に沿って９０度ごとに４個のマグネットが配置されている）ことによってセンサマグネット５２が構成されていることに特徴がある。即ち、本変形例では、ロータマグネット１６の磁極数とセンサマグネット５２の磁極数が同一に設定されている。
【００４２】
（本変形例の作用並びに効果）
次に、本変形例の作用並びに効果について説明する。
【００４３】
本変形例では、ロータマグネット１６の磁極数とセンサマグネット５２の磁極数が同一に設定されているため、ファンモータ１０の回転数、回転角及び角加速度の検出精度をより一層向上させることができる。
【００４４】
（第２変形例）
次に、図７を用いて本実施形態の変形例について説明する。なお、上記実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、本変形例に係るファンモータ１０は、ロータシャフト１４の一部に該ロータシャフト１４の径方向内側に凹設形成された凹部５４が設けられていると共に、この凹部５４にリング状のセンサマグネット５６が設けられていることに特徴がある。具体的には、図７（Ｃ）に示されるように、リング状に形成されたセンサマグネット５６には、ロータシャフト１４の径方向外側にＳ極が向けて配置されたマグネットと径方向外側にＮ極が向けて配置されたマグネットとが、ロータシャフト１４の周方向に沿って交互に着磁されている（ロータシャフト１４の周方向に沿って９０度ごとの４箇所に着磁されている）。
【００４６】
以上説明した変形例においても、上記実施形態及び第１変形例と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、上記の実施形態等においては、本発明をファンモータ１０に適用した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサマグネットとロータシャフトとが一体に成形されたブラシレスモータに本発明を適用することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、ロータシャフト１４と、ロータマグネット１６と、送風ファン１２とが一体に成形された例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ロータマグネット１６を含むロータを別体としてファンモータ１０を構成しても良い。また送風ファン１２を別体にしてファンモータ１０を構成しても良い。このように、どの部分を別体としてファンモータ１０を構成するかについては、製造工程等を考慮して適宜設定すればよい。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・ファンモータ、１２・・・送風ファン、１４・・・ロータシャフト、１６・・・ロータマグネット、１８・・・センサマグネット、２０・・・ロータ、２６・・・ステータ、５２・・・センサマグネット、５６・・・センサマグネット
【図１】
2013150432.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013150432.tif 000005
【図４】
2013150432.tif 000006
【図５】
2013150432.tif 000007
【図６】
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【図７】
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