JPH10285896A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータ位置を検出するセンサーの位置決め精
度を向上させ、製品毎の出力信号のばらつきを抑えるよ
うにする。 【解決手段】 ステータ板１に設けた保持筒３に磁芯コ
ア７を固定し、これに駆動コイル９を巻く。ロータケー
ス１１に駆動マグネット１３を固定するとともに検出用
マグネット１７を配置し、ロータ軸１５を保持筒３の軸
受５に軸支させる。ステータ板１は、一部を切り起こす
とともに先端をロータケース１１に向けてクランク状に
屈曲形成した位置決め片３９を有する。この位置決め片
３９には、ボビン４１にコイルを巻いた位置検出センサ
ー３７をはめ込み支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータに
係り、特に、ロータ部の回転位置を検出する位置検出セ
ンサーを備えたブラシレスモータの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のブラシレスモータは、例
えば図４に示すように、ステータ板１に固定された保持
筒３の内側に軸受５を保持し、その外周に磁芯コア７を
取付けてこれに複数の駆動コイル９を巻き、ロータケー
ス１１の内側に固定した駆動マグネット１３でその磁芯
コア７の先端を囲むようにしてロータ軸１５を軸受５に
軸支させ、ロータケース１１の外周に検出用マグネット
１７を配置するとともに、ロータケース１１の外側にて
位置検出センサー１９をステータ板１に取付けた構成を
有していた。なお、図４中の符号２１はロータ軸１５を
受ける受板である。

【０００３】そして、このブラシレスモータでは、図５
に示すように、検出用マグネット１７の磁束を検出する
位置検出センサー１９を、フェライト材料からなる鼓形
コア２３に導線を巻いてチップ状に形成した場合、ステ
ータ板１に重ねた回路基板２５（図４では図示省略）上
にその巻芯２３ａを立てるようにして固定するのが一般
的である。

【０００４】このようなブラシレスモータでは、回路基
板２５に形成した図示しない電子回路で複数の駆動コイ
ル９を切換え通電してロータケース１１を回転させる一
方、ロータケース１１の１回転毎に近づく検出用マグネ
ット１７の磁束を位置検出センサー１９で検出し、この
ブラシレスモータを搭載した電子機器においてその検出
信号を例えば動作タイミング信号として利用できるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のブラシレスモータでは、位置検出センサー１９
を回路基板２５に固定する場合、組立ての自動化を図る
観点から、位置検出センサー１９を形成する鼓形コア２
３の下側つば２３ｂに設けた電極（図示省略）や回路基
板２５の回路パターン（図示省略）に予め半田ペースト
２７等を塗布や印刷しておき、その電極を回路パターン
の所定位置に合せるようにして鼓形コア２３を回路基板
２５に仮固定し、半田リフロー法によって半田ペースト
２７を溶融固化して電気的に接続するのが一般的であっ
た。

【０００６】そのため、図６に示すように、塗布や印刷
した半田ペースト２７が溶融して固化するまでの間に発
生する半田張力等によって鼓形コア２３が回路基板２５
上でＸＹの両方向に不自然に動き易く、それによって取
付け位置精度のばらつきが発生し、位置検出センサー１
９からの出力信号が製品毎にばらつき易い難点がある。
このような欠点は、位置検出センサー１９として鼓形コ
ア２３に導線を巻いたチップ状コイルを用いる構成以外
に、図７に示すように、フラットパッケージ化されたホ
ール素子からなる位置検出センサー２９を回路基板２５
に載置してそのリード端子２９ａを回路基板２５に半田
リフロー法によって半田付けする構成においても、同様
に取付け位置精度のばらつきが発生し易い。

【０００７】もっとも、図８および図９に示すように、
ロータケース１１方向に細長い方形の収納孔３１をステ
ータ板１および回路基板２５に形成し、この収納孔３１
に鼓形コア２３を横置きした形状で収納し、位置検出セ
ンサー１９の位置決め精度を改善しようとする提案もさ
れている。

【０００８】しかし、この収納孔３１に鼓形コア２３を
収納する場合、収納を容易にするため鼓形コア２３の高
さ寸法より長い収納孔３１を形成するので、図９に示す
ように、ロータケース１１方向（Ｘ方向）への位置ずれ
ばらつきが残るため、改善が必要となっていた。

【０００９】本発明はこのような従来の欠点を解決する
ためになされたもので、簡単な構成により、ロータ部の
回転位置を検出する位置検出センサーの取付け位置精度
を向上させることが可能なブラシレスモータの提供を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのような課題を解決す
るために本発明は、磁性体製のステータ板および駆動コ
イルを有するステータ部と、駆動マグネットおよび位置
検出用マグネットを有しそのステータ部に回転自在に軸
支されたロータ部と、このロータ部外側にてステータ板
に配置され位置検出用マグネットの磁束を検知してその
ロータ部の回転位置を検出する位置検出センサーとを有
するブラシレスモータであり、先端をその位置検出用マ
グネットへ向けてそのステータ板から位置決め片を切り
起こし屈曲させ、この位置決め片に磁束検出端面をその
位置検出用マグネットへ向けた状態でその位置検出セン
サーを支持させたものである。

【００１１】そして、本発明では、その位置決め片に導
線を巻いたコイルでその位置検出センサーを形成した
り、筒形巻芯に導線を巻いて位置検出センサーを形成
し、その巻芯の中空部をその位置決め片にはめ込み支持
する構成も可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には
同一の符号を付す。図１は本発明に係るブラシレスモー
タの一形態例を示す縦断面図である。図１において、鋼
板製のステータ板１には保持筒３が立設するように固定
されており、この内側には例えばオイルレスメタルから
なる軸受５が保持されている。なお、軸受５としてはボ
ールベアリング等公知の部材の使用が可能である。

【００１３】保持筒３の外周には複数の突極歯７ａを放
射状かつ一体的に延ばした磁芯コア７が固定されてお
り、各突極歯７ａに複数の駆動コイル９が分割して巻か
れ、ステータ板１に形成した図示しない電子回路に接続
されている。これらステータ板１、保持筒３、軸受５、
磁芯コア７、駆動コイル９等よってステータ部３３が構
成されている。

【００１４】ロータケース１１は鋼板からカップ状に形
成されてなり、側壁１１ａ内側に環状の駆動マグネット
１３を有するとともに、回転中心部から突出するロータ
軸１５を有し、ロータ部３５を構成している。磁芯コア
７の先端外周と僅かの間隔を置いて駆動マグネット１３
が囲むようにしてロータ軸１５が軸受５に軸支されるこ
とにより、ロータ部３５がステータ部３３に回転自在に
軸支されている。

【００１５】ロータ軸１５の一方（図１中下方）の先端
は、ステータ板１に重ねて固定された小さい受板２１に
当接して軸方向の変位が抑えられ、他方（同図中上方）
の先端はロータケース１１から突出している。ロータケ
ース１１の側壁１１ａは、その一部が除去され、駆動マ
グネット１３がロータケース１１の外側に部分的に露出
し、これが検出用マグネット１７を形成している。

【００１６】検出用マグネット１７は駆動マグネット１
３の一部で形成する以外に、チップ状のマグネットをこ
の側壁１１ａ外側に貼り付ける等して形成可能である
（図４参照）。ステータ板１は、ステータケースとして
機能するとともに、上述したように駆動コイル９の通電
を切換える電子回路の回路パターンや、駆動マグネット
１３の回転位置を検知してその駆動コイル９の通電切換
えタイミング信号を出力するセンサ（図示せず）を有す
る他、ロータケース１１の１回転毎の位置を検出する位
置検出センサー３７を位置決めする位置決め片３９を有
している。

【００１７】位置検出センサー３７は、図２に示すよう
に、絶縁性の合成樹脂から円柱状の中空部４１ａを設け
るようにして鼓形状に成形されたボビン４１と、このボ
ビン４１の両端のつば４１ｂ、４１ｃ間の巻芯４１ｄに
導線を巻いたコイル４１ｅとから形成されており、コイ
ル４１ｅが上述した電子回路に接続されている。

【００１８】位置決め片３９は、図１および図３に示す
ように、ステータ板１の一部をコ字状に切り欠いた部分
を、例えばプレス加工によって検出用マグネット１７側
すなわちロータ部３５側に切り起こすとともに、途中か
ら先端をロータケース１１の側壁１１ａに向けてＬ字状
に屈げ、全体としてクランク状に屈曲形成されている。
なお、位置決め片３９は、ボビン４１の中空部４１ａの
内径と同一又は僅かに幅広に形成されている。

【００１９】そして、位置検出センサー３７は、そのボ
ビン４１の中空部４１ａの一方の端面側から位置決め片
３９の先端を圧入するとともにＬ字形の立上がり屈曲部
３９ａに当接するまではめ込み、適当な固定手段、例え
ば接着剤によって位置決め片３９に固定され、中空部４
１ａの他方の端面すなわち位置検出センサー３７の磁束
検出端面を位置検出用マグネット１７へ向けて支持され
ている。このようなブラシレスモータでは、複数の駆動
コイル９を切換え通電してロータケース１１を回転させ
る一方、ロータケース１１の１回転毎に位置検出センサ
ー３７に近づく検出用マグネット１７の磁束を位置検出
センサー３７で検出し、その検出信号を例えばフロッピ
ーディスクドライブ機器の動作タイミング信号として利
用するのは従来例と同様である。

【００２０】このように構成されたブラシレスモータ
は、位置検出センサー３７が磁束検出端面を検出用マグ
ネット１７に向けた状態で位置決め片３９に差込まれ、
これに当接するようにして支持されており、ボビン４１
の成形加工精度や、位置決め片３９の切り起こし屈曲加
工精度も実用上支障のない程度に高い精度を維持できる
から、位置検出センサー３７の位置決め精度が正確にな
り、位置検出センサー３７からの検出信号が製品毎にば
らつき難くなる利点がある。しかも、位置検出センサー
３７のボビン中空部４１ａを位置決め片３９にはめ込む
だけで、良好な位置決め精度を確保できるから、位置決
めや組立てが簡単である。

【００２１】さらに、位置決め片３９が、検出用マグネ
ット１７に向けた状態で位置検出センサー３７のボビン
中空部４１ａに位置しているから、位置検出センサー３
７のボビン４１に磁性体の巻芯（磁芯）が配置された状
態となり、たとえボビン４１を非磁性体の合成樹脂で成
形しても、検出用マグネット１７から位置検出センサー
３７を通る磁気回路が確実に形成され、検出信号を低下
させ難い。

【００２２】ところで、上述した実施例では、位置検出
センサー３７のボビン中空部４１ａを位置決め片３９に
はめ込む構成であったが、本発明のブラシレスモータで
は、図３中の破線で示すように、位置決め片３９に直接
導線を巻いたり予めドーナツ状に巻回形成した位置検出
センサー４３を位置決め片３９に直接形成し、ボビン４
１を省略して構成を簡素化することも可能である。この
ような構成のブラシレスモータにおいても、位置検出セ
ンサー４３の位置決め精度が良好であることは言うまで
もないが、直接巻く導線は位置決め片３９に対して絶縁
した状態で巻くことが必要である。

【００２３】また、ボビン４１を用いる位置検出センサ
ー３７において、ボビン４１の中空部４１ａの形状は、
位置決め片３９の横断面形状に合せて任意に形成するこ
とが可能であるが、位置決め片３９の幅寸法より僅かに
小さい円柱状に形成すれば、単に圧入するだけで固定支
持が可能となる。しかも、そのボビン４１の形状も、つ
ば４１ｂ、４１ｃを有する鼓形に限定されない。例え
ば、少なくとも筒形巻芯を有するボビンに導線を巻いて
なる構成で実施可能であり、その巻芯の中空部を位置決
め片３９にはめ込み支持させれば本発明の目的達成が可
能である。

【００２４】上述した形態例では、鋼板製すなわち強磁
性体製のステータ板１を実質的に回路基板とした構成で
あったが、図５に示すように、絶縁性基板に電子回路を
形成した回路基板２５をステータ板１に重ねた構成にお
いても実施可能である。もちろん、この構成では、位置
検出センサー３７を位置決め可能にするとともに位置決
め片３９を起こせるような貫通孔を回路基板２５に形成
する必要がある。

【００２５】さらに、本発明を実施するブラシレスモー
タの基本的構成は、上述したように磁芯コア７の先端外
周に駆動マグネット１３が周対向する構成に限らず、駆
動コイル９と駆動マグネット１３が面対向する構成その
他公知の構成において実施可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のブラシレス
モータは、磁性体製のステータ板および駆動コイルを有
するステータ部を形成し、駆動マグネットおよび位置検
出用マグネットを有しステータ部に回転自在に軸支され
たロータ部を形成し、位置検出用マグネットへ向けて切
り起こし屈曲された位置決め片をそのステータ板に設
け、磁束検出端面を位置検出用マグネットへ向けて位置
検出センサーを位置決め片に支持させたから、位置検出
センサーの取付け位置精度を向上させることが可能とな
り、位置検出センサーから出力される出力信号も製品毎
にばらつき難くなるうえ、位置検出センサーから出力さ
れる出力信号レベルを高く維持できるし、構成も簡単で
ある。また、位置決め片に導線を巻いたコイルで位置検
出センサーを形成する構成では、上述した効果に加え
て、部品点数が減少して構成が簡素化される利点があ
る。さらに、筒形巻芯に導線を巻いて位置検出センサー
を形成し、その巻芯の中空部をその位置決め片にはめ込
み支持させる構成では、位置検出センサーの形成が容易
で、巻芯を位置決め片にはめ込むだけで簡単に位置決め
支持させることが可能となり、位置検出センサーの取付
け位置精度を向上させるとともに、位置決め支持や組立
てが簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスモータの一形態例を示
す縦断面図である。

【図２】図１のブラシレスモータにおける位置検出セン
サーを示す縦断面図である。

【図３】図１のブラシレスモータにおける位置検出セン
サーと位置決め片の関係を示す要部分解斜視図である。

【図４】従来のブラシレスモータを示す縦半断面図であ
る。

【図５】図４のブラシレスモータにおける要部拡大図で
ある。

【図６】図４のブラシレスモータにおける要部平面図で
ある。

【図７】従来の他のブラシレスモータを示す要部拡大図
である。

【図８】従来の他のブラシレスモータを示す要部拡大断
面図である。

【図９】図８のブラシレスモータにおける要部平面図で
ある。

【符号の説明】

１ ステータ板 ３ 保持筒 ５ 軸受 ７ 磁芯コア ７ａ 突極歯 ９ 駆動コイル １１ ロータケース １１ａ 側壁 １３ 駆動マグネット １５ ロータ軸 １７ 検出用マグネット １９、３７、４３ 位置検出センサー ２１ 受板 ２３ 鼓形コア ２３ａ、４１ｄ 巻芯 ２３ｂ、４１ｂ、４１ｃ つば ２５ 回路基板 ２７ 半田ペースト ２９ 位置検出センサー（ホール素子） ２９ａ リード端子 ３１ 収納孔 ３３ ステータ部 ３５ ロータ部 ３９ 位置決め片 ３９ａ 立上がり屈曲部 ４１ ボビン ４１ａ 中空部 ４１ｅ コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体製のステータ板および駆動コイル
   を有するステータ部と、 駆動マグネットおよび位置検出用マグネットを有し前記
   ステータ部に回転自在に軸支されたロータ部と、 このロータ部外側にて前記ステータ板に配置され前記位
   置検出用マグネットの磁束を検知して前記ロータ部の回
   転位置を検出する位置検出センサーと、 を具備するブラシレスモータにおいて、 前記ステータ板が、先端を前記位置検出用マグネットへ
   向けて切り起こし屈曲された位置決め片を有し、 前記位置検出センサーが、磁束検出端面を前記位置検出
   用マグネットへ向けて前記位置決め片に支持されてなる
   ことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 前記位置検出センサーは、前記位置決め
   片に導線を巻いたコイルからなる請求項１記載のブラシ
   レスモータ。
3. 【請求項３】 前記位置検出センサーは、筒形巻芯に導
   線を巻いてなり、前記巻芯の中空部を前記位置決め片に
   はめ込み支持されてなる請求項１記載のブラシレスモー
   タ。