JPH07107725A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転ムラがなく、巻線を外側から施すことに
よってコストを低減できるブラシレスモータを提供す
る。 【構成】 ブラシレスモータを、回転自在に支持された
軸と、半径方向に磁気回路を構成すべく該軸に固定され
た円筒状のマグネットと、絶縁部材により絶縁処理され
た複数の巻線凸極部を有し、マグネットの外周対向部に
配置されたコアから構成する。そして、コアを、隣合う
巻線凸極部のマグネット対向部が薄肉部により一体に形
成され、かつ絶縁部材により薄肉部を覆うように構成さ
れた第１コアと、巻線凸極部の外周部で各巻線凸極部を
接合するように配置された第２コアから作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの関
し、特に一般産業上のインナーロータタイプのモータの
コイル構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来例のモータを示す断面図であ
る。図３において、１は軸であり、軸受２および軸受３
に回転自在に支持されている。軸受３はハウジング４に
固定されており、軸受２は外筒５に同様に固定されてい
る。６は磁力を発生するマグネットであり、固定部材で
あるブッシュ７と共に軸１に一体に固定されている。

【０００３】８は磁気回路を構成するコアである。１４
はマグネット６とコア８の空隙である。９は通電されて
トルクを発生せしめる巻線であり、絶縁の確保および巻
線のガイドの機能を持つ樹脂コア１０を介して、コア８
に巻回されている。１１はコア８をハウジング４に固定
しているネジである。モータのコイルは、これら巻線
９、樹脂コア１０、コア８によって構成されている。

【０００４】一方、１２は回路基板であり、マグネット
６の位置検出を行うセンサであるホール素子１３が配置
されている。また、９ａは巻線の端末であり、回路基板
１２に接続されている。

【０００５】図４は、図３の線Ａ−Ａ’に沿った断面図
である。図４において、８ａはマグネット６のの外周対
向部に配置されたコア８の巻線凸極部、８ｂは巻線９の
外側にあるコア８の外周部である。

【０００６】図３、図４において、非通電時には、マグ
ネット６、空隙１４、コア８によって形成される磁気回
路において、その磁気ポテンシャルエネルギーが極小と
なるロータの位置で静止している。ここで、所定の巻線
９に通電されると、コア８の巻線凸極部８ａにＮあるい
はＳの磁力が発生し、その吸引・反発力によってマグネ
ット６は回転するように動作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では以下のような欠点がある。 （１）コア８の巻線凸極部８ａの形状に起因して、ロー
タ位置の差に対する磁気ポテンシャルエネルギーの差が
大きかった。これにより、回転時の回転ムラが大きく、
また初動トルクが大きいなどの問題があった。 （２）コア８はその外周部８ｂがあるために、巻線９は
コア８の内側から巻回さざるを得なく、内側から巻線を
施す場合はその巻回する機械の構造上、巻回に要する時
間がかかり、コスト高になるという欠点があった。

【０００８】したがって、本発明の目的は、前述の欠点
を解消した新規なモータのコイル構造を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、マグネットに対向する部分を一体的に
構成し、モールド材によりその薄肉部を補強した第１コ
アと、外周部で磁気回路を構成する第２コアを有するこ
とを特徴とするコイル構想を採用するものである。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。

【００１１】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
断面図である。１は軸であり、軸受２および軸受３によ
り回転自在に支持されている。軸受３はハウジング４に
固定され、軸受２は外筒５に同様に固定されている。６
は磁力を発生するマグネットであり、固定部材であるブ
ッシュ７と共に軸１に固定されている。また、１２は回
路基板であり、マグネット６の位置検出を行うセンサで
あるホール素子１３が配置されている。また、９ａは巻
線の端末であり、回路基板１２に接続されている。

【００１２】１５は磁気回路を構成する第１コアであ
り、その外周部には第２コア１６が配置されている。１
４はマグネット６とコア８の空隙であり、１０は第１コ
ア１５を補強し絶縁機能も有する樹脂コアである。９は
樹脂コア１０を介して第１コアに巻回されている巻線で
ある。１１は第２コア１６をハウジング４に固定してい
るネジである。

【００１３】図２は、図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図
である。１５ａはマグネット６の外周対向部に配置され
た第１コア１５の薄肉部であり、１５ｂは巻線凸極部で
あり、１５ｃは第２コア１６との接合部である。１６は
第１コアと磁気回路を形成する第２コアであり、第１コ
アの接合部１５ｃで接合されている。また、１０ａは巻
線の巻回をガイドし、第１コアとの絶縁機能を合わせ持
つ樹脂コアの一部であり、第１コアの薄肉部を支持する
補強部である。

【００１４】図８はマグネットの回転角に対する磁気ポ
テンシャルエネルギー変化を示したグラフである。７ａ
は従来の特性であり、７ｂは本発明を実施したモータの
特性を示すものである。また、ｈａは７ａの磁気ポテン
シャルエネルギーの最大値と最小値の差であり、コギン
グと呼ばれるものである。

【００１５】図１、図２において、非通電時には、マグ
ネット６、空隙１４、第１コア１５、第２コア１６によ
り形成される磁気回路では、マグネット６の外周全周に
わたって第１コア１５があるために、ロータ位置による
その磁気ポテンシャルエネルギーの変化がかなり少なく
できる。そのため、ロータの回転ムラを極めて小さく抑
えることができ、また、このコギング分だけロータの初
動トルクが小さくなり、低速回転時にはその効果が絶大
である。

【００１６】次に、通電時では、通電が開始されると、
第１コアの巻線凸極部１５ｂ内部にＮまたはＳの磁束が
発生し、この第１コアの薄肉部１５ａ内部の磁束が大き
くなる。しかし、この薄肉部１５ａの断面積は、第１コ
アの巻線凸極部１５ｂや第２コア１６の断面積より極め
て小さいので、まず前記薄肉部１５ａが磁気飽和を起こ
す。磁気飽和を起こすと、これ以上の磁束に対して前記
薄肉部１５ａの透磁率が空気の透磁率と同程度となるた
め、コイル通電による磁路は空隙１４を介してマグネッ
ト６を通るようになり、このマグネット６に回転力を与
える。また、薄肉部１５ａは樹脂コア１０ａにより補強
されており、モータとして十分な強度を確保している。

【００１７】また、巻線９の巻回は第２コアを組み付け
る前に行うことにより、外周方向から高速に巻回するこ
とができる。これにより巻線工数が低減され、コストダ
ウンが可能になる。

【００１８】（実施例２）図５は本発明の実施例２を示
すもので、図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。１
６ａは第２コアの一部に設けた切り欠き部である。１５
ｃは第１コアの接合部であり、この接合部１５ｃに当接
する位置に前記切り欠き部１６ａを配置している。

【００１９】磁気回路上は、切り欠き部１６ａでの空隙
は第１コアの接合部１５ｃによりその影響は無視でき
る。

【００２０】また、第１コア１５と第２コア１６とは圧
入により嵌合できるが、この場合の圧入代分は前記切り
欠き部１６ａがわずかに広がることにより吸収でき、ま
た各接合部１５ｃと第２コアとの磁気抵抗も低くでき
る。

【００２１】（実施例３）図６は、本発明の実施例３の
示すもので、図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。
１６ｂは第２コアに設けた凹部であり、１５ｄはこの凹
部１６ｂに押接するように配設された第１コアの凸部で
ある。これにより、第１コア１５と第２コア１６の接合
位置が決まり、またこの部分の磁気抵抗も低く抑えるこ
とができるものである。

【００２２】（実施例４）図７は、本発明の実施例４を
示す断面図である。図７において、１２は回路基板であ
り、ＩＣ（集積回路）１７が実装されている。９ｂは巻
線の端末のからげ部であり、樹脂コア１０により固定さ
れた端子部材１８に接続されている。そして、端子部材
１８は回路基板１２に接続され、ＩＣ１７から回路基板
１２、端子部材１８を介して巻線に通電される。このよ
うな駆動ＩＣを内蔵したモータについても、同様に図１
に示した本発明の構成を適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コアの
マグネットに対向する部分を一体的に構成し、モールド
材によりその薄肉部を補強した第１コアと、外周部で磁
気回路を構成する第２コアで構成することにより、回転
ムラが少ない、安価なモータを実現している。

【００２４】また、第２コアの一部に切り欠き部を設け
ることにより、第１コアと第２コアの間に確実で磁気抵
抗の少ない結合を実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１の断面図である。

【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図であ
る。

【図３】図３は、従来例のモータを示す断面図である。

【図４】図４は、図３の線Ａ−Ａ’に沿った断面図であ
る。

【図５】図５は、本発明の実施例２を示すもので、図１
の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

【図６】図６は、本発明の実施例３の示すもので、図１
の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

【図７】図７は、本発明の実施例４を示す断面図であ
る。

【図８】図８は、マグネットの回転角に対する磁気ポテ
ンシャルエネルギー変化を示したグラフである。

【符号の説明】

１ 軸 ２、３ 軸受 ４ ハウジング ５ 外筒 ６ マグネット ７ ブッシュ ９ 巻線 １０ 樹脂コア １１ ネジ １２ 回路基板 １３ ホール素子 １４ 空隙 １５ 第１コア １５ａ 第１コアの薄肉部 １５ｂ 第１コアの巻線凸極部 １５ｃ 第１コアの接合部 １５ｄ 第１コアの凸部 １６ 第２コア １６ａ 第２コアの切り欠き部 １６ｂ 第２コアの凹部 １７ ＩＣ １８ 端子部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持された軸と、半径方向に
   磁気回路を構成すべく該軸に固定された円筒状のマグネ
   ットと、絶縁部材により絶縁処理された複数の巻線凸極
   部を有し、マグネットの外周対向部に配置されたコアか
   ら構成されるブラシレスモータにおいて、前記コアは、
   隣合う巻線凸極部のマグネット対向部が薄肉部により一
   体に形成され、かつ絶縁部材により前記薄肉部を覆うよ
   うに構成した第１コアと、巻線凸極部の外周部で各巻線
   凸極部を接合するように配置された第２コアから成るこ
   とを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブラシレスモータにおい
   て、第２コアが切り欠き部を有し、該切り欠き部を前記
   第１コアの巻線凸極部に押接する位置に配置したことを
   特徴とするブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプラシレスモータにおい
   て、第１コアに配設した複数の凸部が第２コアに配設し
   た複数の凹部に接合することを特徴とするブラシレスモ
   ータ。