(57)【要約】【課題】ブラシレスＤＣモータに用いる複数個のマグネット形状のばらつきに影響されることなく、モータの各駆動コイルへ等間隔の通電を行い、モータを滑らかに回転させる。【解決手段】ロータヨーク５の内周面には複数個のマグネット６を所定間隔で取付け、マグネット６の磁束を検出する位置検出素子７がステータコア１に固定され、ロータヨーク５およびマグネット６が回転した場合、マグネット６の回転方向の先頭の端面１３が等間隔になるように、マグネット６をロータヨーク５に取付けたブラシレスＤＣモータを搭載したことにより、複数個のマグネット６形状のばらつきに影響されることなく位置検出素子７の信号は等間隔になり、位置検出信号から作られる駆動コイル２への通電タイミングも等間隔になり、滑らかに回転する低騒音で低振動なブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置が得られる。【選択図】図４
2016063678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻かれたステータコアと、前記ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、
前記シャフトに内輪を固定されたベアリングと、
前記ベアリングの外輪に固定されたロータヨークとを備え、
前記ロータヨークの内周面には複数個のマグネットを所定間隔で取付け、
前記マグネットの磁束を検出する位置検出素子が前記ステータコアに固定されたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータであって、
前記ロータヨークおよびマグネットが回転した場合、マグネットの回転方向の先頭の端面が等間隔になるように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とするブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置。
【請求項２】
ロータヨーク内周面には、マグネットと同数の等間隔の突起部を備え、
マグネットの回転方向の先頭の端面が前記突起部に接触するように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置。
【請求項３】
ロータヨーク内周面には、１周の連続した軸方向の段差部を備え、
マグネットの軸方向の端面が前記段差部と接触するように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井扇など、ファン駆動用のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、天井扇等に搭載する送風装置においては、高出力化や高効率化が求められており、ブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置の場合、モータ内のマグネットの高磁力が必要である。また、静音化や低振動化も求められており、モータを滑らかに回転させることが必要である。
【０００３】
従来、この種のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置、特許文献１に開示された構成のものが知られている。
【０００４】
以下、そのブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置について、図９を参照しながら説明する。
【０００５】
図９に示すように、駆動コイル１０２がステータコア１０１に巻かれ、ステータコアの中心部にシャフト１０３が固定される。このシャフトにベアリング１０４ａの内輪を固定子し、ベアリングの外輪にはロータヨーク１０５が固定される。ロータヨークの内周面には複数個のマグネット１０６を所定間隔で取付け、マグネットの磁束を検出する位置検出素子１０７がステータコアに固定される。
【０００６】
また、ベアリング１０４ａの反対側には、シャフトにベアリング１０４ｂの内輪を固定子し、ベアリングの外輪にはロータカバー１０８が固定される。そして、ステータコアをロータヨークとロータカバーを包む形で、ロータヨークとロータカバーが固定され、ブラシレスＤＣモータ１０９が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６４８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置においては、複数個のマグネットをロータヨークに接着する構成になっており、接着の際にはマグネットの位置を決める治具が必要であった。
【０００９】
また、モータ出力や効率するためには、磁力の強い焼結マグネットを使用するのは一般的である。しかし、焼結マグネットは磁石合金を微粉砕してから、磁場中で磁化容易軸を揃えてプレス成形し、さらに高温で焼き固めることにより製造される。このため、焼結収縮が大きいので寸法精度が悪いという課題ある。寸法精度を上げるために、マグネットの外形切削加工を追加する場合もあるが、加工に時間を要する課題がある。
【００１０】
このように、マグネットの外形にはばらつきがあるため、ばらつきの範囲内の最大外寸に合わせて位置決め治具を作る必要があった。しかし、ばらつきの範囲内の小さいマグネットを取付ける場合、位置決め治具の中でマグネットが動き、位置が決まらないという問題を有していた。
【００１１】
つまり、本来は図１０に示すように、ロータヨークにマグネットが等間隔で接着される。マグネット磁束を検出する位置検出素子は、磁束がＮ極検出しきい値を上回った場合にＮ極と検出し、次に磁束がＳ極検出しきい値を下回った場合にＳ極と判定する。このように位置検出素子で検出した極性検出値は本来は等間隔になる。しかし、図１１に示すように、マグネットの幅にばらつきがあり、位置決め治具の中でマグネットの位置が決まらなかった場合、極性検出値は等間隔にならない。
【００１２】
極性検出値が等間隔でないため、極性検出値から作るモータの各駆動コイルへ通電も等間隔にならず、モータを滑らかに回転させることができないという課題を有していた。
【００１３】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、複数個のマグネット形状のばらつきに影響されることなく、モータの各駆動コイルへ等間隔の通電を行い、モータを滑らかに回転させることを可能にしたブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置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】
【００１４】
そして、この目的を達成するために、本発明は、コイルが巻かれたステータコアと、前記ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、前記シャフトに内輪を固定されたベアリングと、前記ベアリングの外輪に固定されたロータヨークとを備え、前記ロータヨークの内周面には複数個のマグネットを取付け、前記マグネットの磁束を検出する位置検出素子が前記ステータコアに固定されたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータであって、前記ロータヨークおよびマグネットが回転した場合、マグネットの回転方向の先頭の端面が等間隔になるように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とするブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、
コイルが巻かれたステータコアと、前記ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、前記シャフトに内輪を固定されたベアリングと、前記ベアリングの外輪に固定されたロータヨークとを備え、前記ロータヨークの内周面には複数個のマグネットを所定間隔で取付け、前記マグネットの磁束を検出する位置検出素子が前記ステータコアに固定されたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータであって、前記ロータヨークおよびマグネットが回転した場合、マグネットの回転方向の先頭の端面が等間隔になるように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とするブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置という構成にしたことにより、複数個のマグネット形状のばらつきに影響されることなく位置検出素子の信号は等間隔となるので、位置検出信号から作られる駆動コイルへの通電タイミングも等間隔になり、モータを滑らかに回転させることができ、静音化や低振動化が行えるとういう効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１の送風装置のブラシレスＤＣモータの構成を示す組立図
【図２】同送風装置を搭載した天井扇の構成を示す透視図
【図３】同送風装置を搭載した天井扇の構成を示す外観図
【図４】同送風装置のロータ構成を示す外観図
【図５】同送風装置のマグネット極性の検出手順を示すタイミングチャート
【図６】同送風装置のロータヨークを示す外観図
【図７】同送風装置のブラシレスＤＣモータの構成を示すシャフト方向の断面図
【図８】同送風装置のブラシレスＤＣモータの構成を示すシャフトに直交する断面図
【図９】従来の送風装置のブラシレスＤＣモータの構成を示す組立図
【図１０】従来の送風装置でマグネット形状が均一な場合のマグネット極性の検出手順を示すタイミングチャート
【図１１】従来の送風装置のマグネット形状が不均一な場合マグネット極性の検出手順を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の請求項１記載のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置は、コイルが巻かれたステータコアと、前記ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、前記シャフトに内輪を固定されたベアリングと、前記ベアリングの外輪に固定されたロータヨークとを備え、前記ロータヨークの内周面には複数個のマグネットを所定間隔で取付け、前記マグネットの磁束を検出する位置検出素子が前記ステータコアに固定されたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータであって、前記ロータヨークおよびマグネットが回転した場合、マグネットの回転方向の先頭の端面が等間隔によるように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とするブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置という構成を有する。これにより、複数個のマグネット形状のばらつきに影響されることなく位置検出素子の信号は等間隔となるので、位置検出信号から作られる駆動コイルへの通電タイミングも等間隔になり、モータを滑らかに回転させることができ、静音化や低振動化が行えるという効果を奏する。
【００１８】
また、ロータヨーク内周面には、マグネットと同数の等間隔の突起部を備え、マグネットの回転方向の先頭の端面が前記突起部に接触するように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置という構成にしてもよい。これにより、マグネットをロータヨークに接着する際の回転方向の位置決め治具が不要となるので、モータの組立てが簡単になるという効果を奏する。
【００１９】
また、ロータヨーク内周面には、１周の連続した軸方向の段差部を備え、マグネットの軸方向の端面が前記段差部と接触するように、マグネットをロータヨークに取付けたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置という構成にしてもよい。これにより、マグネットをロータヨークに接着する際の軸方向の位置決め治具が不要となるので、モータの組立てが簡単になるという効果を奏する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に示すように、駆動コイル２がステータコア１に巻かれ、ステータコアの中心部にシャフト３が固定される。このシャフト３にベアリング４ａの内輪を固定子し、ベアリング４ａの外輪にはロータヨーク５が固定される。ロータヨーク５の内周面には複数個のマグネット６を所定間隔で取付け、マグネット６の磁束を検出する位置検出素子７がステータコア１に固定される。
【００２２】
また、ベアリング４ａの反対側には、シャフト３にベアリング４ｂの内輪を固定子し、ベアリングの外輪にはロータカバー８が固定される。そして、ステータコア１をロータヨーク５とロータカバー８で包む形で、ロータヨーク５とロータカバー８が固定され、ブラシレスＤＣモータ９が構成される。
【００２３】
そして図２に示すように、ブラシレスＤＣモータ９と羽根１０から送風装置１１が構成され、天井扇１２に搭載されている。
【００２４】
本発明では図４に示すように、ロータヨーク５およびマグネット６が回転した場合、マグネット６の回転方向の先頭の端面１３が等間隔によるように、マグネット６をロータヨーク５に取付けている。
【００２５】
マグネット６をロータヨーク５に接着する際には、マグネット６の位置を決める治具が必要である。また、マグネット６の外形にはばらつきがあるため、ばらつきの範囲内の最大外寸に合わせて、図示しない位置決め治具を作る必要がある。しかし、ばらつきの範囲内の小さいマグネット６を取付ける場合、位置決め治具の中でマグネット６が動いて位置が決まらないが、マグネット６の回転方向の先頭の端面を治具に当てて、マグネット６の回転方向の先頭の端面を等間隔によるように、マグネット６をロータヨーク５に取付けている。
【００２６】
このような構成によれば、図５に示すように、位置検出素子で検出した極性検出値は等間隔になる。つまり、マグネット６の磁束を検出する位置検出素子は、磁束がＮ極検出しきい値を上回った場合にＮ極と検出し、次に磁束がＳ極検出しきい値を下回った場合にＳ極と判定する。しきい値を越えるタイミングが等間隔であるため、位置検出素子で検出した極性検出値は等間隔になる。
【００２７】
そして、極性検出値から作るブラシレスＤＣモータ９の各駆動コイルへ通電は等間隔になり、滑らかに回転する低騒音で低振動なブラシレスＤＣモータ９を搭載した送風装置を実現することができる。
【００２８】
図６に示すように、ロータヨーク５内周面に、マグネットと同数の等間隔で内面側に突き出た突起部１４を備え、マグネットの回転方向の先頭の端面が突起部１４に接触するように、マグネットをロータヨーク５に取付てもよい。
【００２９】
従来は、マグネット６をロータヨーク５に接着する際には、マグネット６の位置を決める治具が必要であった。そして、焼結マグネットでは、焼結収縮により外形寸法の精度が悪かった。
【００３０】
そこで、上述のように、ロータヨーク５の内周面の突起部１４は、ロータヨーク５のプレス成形工程の中で、ロータヨーク５の外周面を突くことで内周面を飛び出させて作ることによって、マグネット６を高い精度で位置決めして取りつけることができる。
【００３１】
このような構成によれば、マグネット６をロータヨーク５に接着する際の回転方向の位置決め治具が不要となるので、ブラシレスＤＣモータ９の組立てが簡単にすることができる。
【００３２】
また、図７に示すように、ロータヨーク５内周面に１周の連続した軸方向の段差部１５を備え、マグネット６の軸方向の端面が段差部１５と接触するように、マグネット６をロータヨーク５に取り付てもよい。
【００３３】
従来では、マグネット６をロータヨーク５に接着する際、ステータコア１とマグネット６の軸方向の位置関係が最適になるように、位置を決めるための治具が必要であった。
【００３４】
そこで、上述したように、軸方向の段差部１５を設けて、ステータコア１の軸方向の中心とマグネット６の軸方向の中心が一致するようにマグネット６を配置する。
【００３５】
このような構成によれば、マグネット６の磁束が均等にステータコア１に流れ込むため、モータ出力が大きくなる。
【００３６】
そして、マグネット６をロータヨーク５に接着する際の軸方向の位置決め治具が不要となるので、ブラシレスＤＣモータ９の組立てが簡単にすることができる。
【００３７】
なお、図８に示すように、マグネット６の外周面はロータヨーク５内周面と同じ円弧形状であり、マグネット６の内周面は平面形状である構成としてもよい。
【００３８】
このような構成によれば、マグネット６とステータコア１の距離は、マグネット６の中心が短くなり、マグネット６の端は長くなる。従って、マグネット６からステータに流れる磁束は、マグネット６の中心で強くなり、Ｎ極とＳ極の境目であるマグネット６の端では弱くなる。つまりＮ極とＳ極の極性の変化が滑らかになるので、ブラシレスＤＣモータ９を滑らかに回転させることができ、静音化や低振動を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかるブラシレスＤＣモータ搭載送風装置は、複数個のマグネット形状のばらつきに影響されることなく位置検出素子の信号は等間隔になり、位置検出信号から作られる駆動コイルへの通電タイミングも等間隔になるので、モータが滑らかに回転して、静音化や低振動化を可能とするものであるので、天井扇などに使用される、ファン駆動用のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置として有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１    ステータコア
２    駆動コイル
３    シャフト
４ａ  ベアリング
４ｂ  ベアリング
５    ロータヨーク
６    マグネット
７    位置検出素子
８    ロータカバー
９    ブラシレスＤＣモータ
１０    羽根
１１    送風装置
１２    天井扇
１３    （マグネットの回転方向の先頭の）端面
１４    突起部
１５    段差部
【図１】
2016063678.tif 000003
【図２】
2016063678.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2016063678.tif 000010
【図９】
2016063678.tif 000011
【図１０】
2016063678.tif 000012
【図１１】
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