無刷馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在抑制零件成本的增大及組裝作業(yè)性下降的同時、能夠得到可靠性較高的轉(zhuǎn)位信號的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達。在本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達中，驅(qū)動磁鐵(43)具有伸出到軸向的一端側(cè)的轉(zhuǎn)位用磁極部(44)。該轉(zhuǎn)位用磁極部(44)在從1個N極(43a)的周向中心到相鄰的1個S極(43b)的周向中心的范圍以上、且從上述1個N極(43a)的周向一端部到相鄰的上述1個S極(43b)的周向另一端部的范圍以下形成。并且，在軸向上與轉(zhuǎn)位用磁極部(44)對置的位置上配設(shè)有磁通檢測器(50)。
【專利說明】無刷馬達

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備轉(zhuǎn)位檢測機構(gòu)的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達。

【背景技術(shù)】
[0002]作為使投影機裝置的色輪、打印機裝置的光學(xué)多面體等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的主軸馬達，使用外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達。作為這樣的無刷馬達，已知有每旋轉(zhuǎn)一周輸出I個脈沖的位置信號(轉(zhuǎn)位信號)、檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的轉(zhuǎn)位檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0003]例如在專利文獻I所記載的無刷馬達中，在轉(zhuǎn)子軛的多個部位設(shè)置窗部，在嵌入在轉(zhuǎn)子軛的內(nèi)周的環(huán)狀的驅(qū)動磁鐵的一部分上，設(shè)有經(jīng)由各窗部向徑向的外方突出的突出部。并且，該突出部的一個設(shè)在橫跨驅(qū)動磁鐵的N極和S極的部位，在與突出部對置的位置配設(shè)有磁通檢測元件。
[0004]根據(jù)專利文獻I所記載的無刷馬達，當轉(zhuǎn)子軛旋轉(zhuǎn)時，使磁通檢測元件檢測來自上述突出部的磁通，每當轉(zhuǎn)子軛旋轉(zhuǎn)I周，就輸出由I個脈沖構(gòu)成的轉(zhuǎn)位信號。
[0005]專利文獻1:日本特開2001 - 339889號公報
[0006]在專利文獻I所記載的無刷馬達中，由于在轉(zhuǎn)子軛上設(shè)置窗部，使驅(qū)動磁鐵的一部分從該窗部突出到徑向的外方，所以如果將該窗部擴大得過大，則馬達效率容易下降。因此，雖然有將上述一個突出部設(shè)在橫跨驅(qū)動磁鐵的N極和S極的部位上的結(jié)構(gòu)，但限制在距N極與S極的邊界較小的范圍(分別為各磁極的1/4左右的范圍)形成突出部。
[0007]但是，N極和S極的邊界附近與各磁極的周向中央部相比磁通密度較小，所以由磁通檢測元件檢測的磁通不僅受因環(huán)境溫度帶來的驅(qū)動磁鐵的磁場變化的影響，還容易受到突出部與磁通檢測元件的相對位置的偏移、或磁干擾的影響。因此，為了得到可靠性較高的轉(zhuǎn)位信號，要求構(gòu)成馬達的多個零件的較高的尺寸精度、以及突出部和磁通檢測元件的高精度的定位，有零件成本的增大及組裝作業(yè)性下降的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種在抑制零件成本的增大及組裝作業(yè)性下降的同時、能夠得到可靠性較高的轉(zhuǎn)位(index)信號的無刷馬達。
[0009]關(guān)于外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達的本發(fā)明的一技術(shù)方案，具備:旋轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)子箱，與上述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)；圓筒狀的驅(qū)動磁鐵，固定在上述轉(zhuǎn)子箱的內(nèi)側(cè)，在周向上交替地被磁化為N極及S極；磁通檢測器。此外，上述驅(qū)動磁鐵在從I個N極的周向中心到與上述I個N極相鄰的I個S極的周向中心的范圍以上、且從上述I個N極的周向一端部到上述I個S極的周向另一端部的范圍以下，具有伸出到軸向的一端側(cè)的轉(zhuǎn)位用磁極部。并且，上述磁通檢測器在軸向上配設(shè)在與上述轉(zhuǎn)位用磁極部對置的位置。
[0010]上述本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，包括:
[0011]“上述轉(zhuǎn)位用磁極部具有從周向的兩端部朝向周向的中央部傾斜的傾斜部”;
[0012]“上述傾斜部在沒有達到各磁極的周向中心的范圍形成。”；
[0013]“上述轉(zhuǎn)位用磁極部的下端配設(shè)在與上述轉(zhuǎn)子箱的下端大致同一面上”。
[0014]發(fā)明的效果:
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施例，由于構(gòu)成為，利用來自磁通密度較高的磁極的周向中心部的磁通而輸出轉(zhuǎn)位信號，所以不易受到環(huán)境溫度變化及磁干擾的影響。由此，能夠緩和構(gòu)成無刷馬達的零件的尺寸精度、及轉(zhuǎn)位用磁極部與磁通檢測器的定位精度，在抑制零件成本的增大及組裝作業(yè)性下降的同時，能夠得到可靠性較高的指標信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是將有關(guān)本發(fā)明的一實施方式例的無刷馬達用一部分截面表示的側(cè)視圖。
[0017]圖2表不圖1的無刷馬達的驅(qū)動磁鐵，圖2(a)是驅(qū)動磁鐵的仰視圖，圖2(b)是驅(qū)動磁鐵的側(cè)視圖。
[0018]圖3是表示能夠在本發(fā)明中使用的驅(qū)動磁鐵的另一例的側(cè)視圖。
[0019]標號說明
[0020]10安裝板
[0021]20軸承部
[0022]21軸承架
[0023]22 軸承
[0024]23推力板
[0025]30定子部
[0026]31定子鐵芯
[0027]32鐵芯罩
[0028]33 線圈
[0029]40轉(zhuǎn)子部
[0030]41旋轉(zhuǎn)軸
[0031]42轉(zhuǎn)子箱
[0032]4?圓筒部
[0033]42b上面部
[0034]42c內(nèi)緣翻邊部
[0035]43驅(qū)動磁鐵
[0036]43a N 極
[0037]43b S 極
[0038]44轉(zhuǎn)位用磁極部
[0039]44a傾斜部
[0040]50磁通檢測器

【具體實施方式】
[0041]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地說明。另外，本發(fā)明的形態(tài)或技術(shù)特征并不限定于以下記載的內(nèi)容，而是基于說明書整體及附圖中記載的內(nèi)容、或本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)這些記載能夠掌握的發(fā)明思想能夠識別的內(nèi)容。
[0042]使用圖1及圖2說明有關(guān)本發(fā)明的一實施方式例的無刷馬達。本例的無刷馬達是轉(zhuǎn)子在定子的徑向的外方旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達，主要由安裝板10、軸承部20、定子部30及轉(zhuǎn)子部40構(gòu)成。
[0043]安裝板10由在表面上形成印刷電路的所謂鐵基板、或在鐵基板上重疊了印刷配線板的基板等構(gòu)成。
[0044]軸承部20具有軸承架21、軸承22和推力板23。軸承架21是將軸承22保持固定在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，可以使用由耐油性、耐熱性、形狀穩(wěn)定性等良好的樹脂材料構(gòu)成的一體成形品、金屬材料的切削品或深沖壓成形品等，在本例中使用黃銅制的切削品。該軸承架21通過壓入等嵌合固定在設(shè)于安裝板10上的貫通孔中。軸承22是旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸41的徑向軸承，使筒狀的燒結(jié)金屬浸透著潤滑油。推力板23由耐磨損性的樹脂板構(gòu)成，支承旋轉(zhuǎn)軸41的下端。
[0045]定子部30具有定子鐵芯31、鐵芯罩32及線圈33。定子鐵芯31由形成有多個凸極的板狀鐵芯的層疊體構(gòu)成，以載置在形成于軸承架21的外周的臺階部上的狀態(tài)固定。在定子鐵芯31的表面上配設(shè)有由絕緣性樹脂構(gòu)成的鐵芯罩32，經(jīng)該鐵芯罩32卷繞有線圈33。
[0046]轉(zhuǎn)子部40具有旋轉(zhuǎn)軸41、與該旋轉(zhuǎn)軸41 一體地旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子箱42、和固定在該轉(zhuǎn)子箱42的內(nèi)側(cè)的驅(qū)動磁鐵43。旋轉(zhuǎn)軸41的下端被推力板23支承，被軸承22旋轉(zhuǎn)自如地支承。轉(zhuǎn)子箱42由具有磁性的板材形成為帽狀，具有與旋轉(zhuǎn)軸41同軸而形成為圓筒狀的圓筒部42a、和將該圓筒部42a的上面覆蓋的上面部42b。在上面部42b的中心形成有內(nèi)緣翻邊部42c，旋轉(zhuǎn)軸41被壓入固定在該內(nèi)緣翻邊部42c。
[0047]在轉(zhuǎn)子箱42的圓筒部42a的內(nèi)側(cè),嵌入固定著與定子鐵芯31的突極在徑向上對置的圓筒狀的驅(qū)動磁鐵43。該驅(qū)動磁鐵43如圖2所示，在周向上交替地分別被6極磁化為N極和S極，磁極間距是30°。驅(qū)動磁鐵43的各極的磁化形狀為所謂的正弦波磁化或梯形波磁化，相比磁極的周向端部(磁極的邊界附近)，周向中心部具有較高的磁通密度。另外，在圖2中，將磁極的邊界部分用虛線表示。
[0048]驅(qū)動磁鐵43具有從軸向的一端側(cè)(圖1的下側(cè))伸出的轉(zhuǎn)位用磁極部44(在圖2(b)中帶有斜線的部分)。
[0049]轉(zhuǎn)位用磁極部44遍及從I個N極的周向中心到與該N極在周向上相鄰的I個S極的周向中心的范圍以上形成。在周向上比該范圍還窄的情況下，不能充分地利用來自磁通密度較高的磁極的中心部的磁通，不能充分地得到本發(fā)明的效果。
[0050]此外，轉(zhuǎn)位用磁極部44遍及從I個N極的周向一端部到與該N極在周向上相鄰的I個S極的周向另一端部的范圍以下形成。在比該范圍在周向上較大的情況下，每旋轉(zhuǎn)I周輸出兩個脈沖以上的轉(zhuǎn)位信號的可能性變高，在檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的方面容易發(fā)生故障。
[0051]本例的轉(zhuǎn)位用磁極部44如圖2所示，遍及從I個N極43a的周向一端部到相鄰的
S極43b的周向另一端部的范圍(即，作為機械角為60°的范圍)，在軸向上延伸。此外，本例的轉(zhuǎn)位用磁極部44具有從周向的兩端部朝向周向的中央部傾斜的傾斜部44a。該傾斜部44a在不達到各磁極的周向中心的范圍中形成，在本例中作為機械角而以10°的范圍設(shè)置。另外，傾斜部44a并不限定于直線狀的傾斜，也可以是任意的曲線狀的傾斜。
[0052]本例的驅(qū)動磁鐵43的高度尺寸Hl為約4mm，轉(zhuǎn)位用磁極部44的高度尺寸H2為約1mm。此外，如圖1所示，轉(zhuǎn)位用磁極部44的下端不從轉(zhuǎn)子箱42的下端突出，而是與轉(zhuǎn)子箱42的下端為大致同一面。
[0053]在安裝板10之上，以與驅(qū)動磁鐵43的轉(zhuǎn)位用磁極部44在軸向(圖1的上下方向)上對置的方式，配設(shè)有磁通檢測器50。在本例中，作為磁通檢測器50而使用具有霍爾元件和信號轉(zhuǎn)換電路的霍爾1C。霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)的磁電變換元件，輸出與轉(zhuǎn)位用磁極部44的磁場的磁通密度成比例的電信號(電壓信號)。信號變換電路基于霍爾元件的輸出信號，轉(zhuǎn)子部40每旋轉(zhuǎn)I周輸出I個脈沖的轉(zhuǎn)位信號，能夠檢測轉(zhuǎn)子部40的旋轉(zhuǎn)位置。
[0054]另外，作為信號變換電路的轉(zhuǎn)位信號的輸出動作，可以采用例如將霍爾元件的電壓信號與預(yù)先決定的基準電壓進行比較、基于比基準電壓高的成分輸出由脈沖構(gòu)成的轉(zhuǎn)位信號的方法、或在霍爾元件的電壓信號超過基準電壓后在零交叉的定時輸出由脈沖構(gòu)成的轉(zhuǎn)位信號的方法等公知的方法。
[0055]根據(jù)具有以上結(jié)構(gòu)的本例的無刷馬達，由于使轉(zhuǎn)位用磁極部44向軸向而非徑向突出，所以不需要在轉(zhuǎn)子箱42上設(shè)置窗部(開口)，能夠抑制馬達效率的下降。
[0056]此外，一般在具備轉(zhuǎn)位檢測機構(gòu)的無刷馬達中，轉(zhuǎn)位用磁極部44與磁通檢測器50的間隙設(shè)定得非常窄為Imm左右，但該間隙因為構(gòu)成馬達的多個零件的軸向尺寸誤差累積而有制品間不均勻的趨向。因此，需要考慮該間隙的偏移而將間隙設(shè)計得稍大，以使轉(zhuǎn)位用磁極部44與磁通檢測器50不接觸。但是，轉(zhuǎn)位用磁極部44與磁通檢測器50的間隙越大，由轉(zhuǎn)位用磁極部44產(chǎn)生的磁場帶來的電信號越小。
[0057]因而，如果僅限于磁通密度比磁極的周向中央部小的距N極與S極的邊界為較小的范圍形成轉(zhuǎn)位用磁極部，則因為使用馬達時的環(huán)境溫度的變化或起因于上述那樣的間隙的偏移的磁場的下降，容易受到磁干擾的影響。結(jié)果，不能輸出轉(zhuǎn)位信號，或轉(zhuǎn)位信號的發(fā)生位置變化等，不能精度良好地檢測轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)位置。
[0058]所以，在本例的無刷馬達中，將轉(zhuǎn)位用磁極部44的突出范圍設(shè)定為從I個N極43a的周向中心到與該N極43a在周向上相鄰的I個S極43b的周向中心的范圍以上、且從該N極43a的周向一端部到該S極43b的周向另一端部的范圍以下，利用來自磁通密度較高的磁極的中心部的磁通輸出轉(zhuǎn)位信號。由此，根據(jù)本例的無刷馬達，轉(zhuǎn)位用磁極部44與磁通檢測器50的相對的定位精度被緩和，能夠提高馬達的組裝作業(yè)性，并且能夠得到可靠性更高的轉(zhuǎn)位信號。
[0059]此外,在本例的無刷馬達中，通過在轉(zhuǎn)位用磁極部44上形成傾斜部44a,能夠有效地抑制驅(qū)動磁鐵43的缺口或裂紋。此外，通過將傾斜部44a在不達到各磁極的周向中心的范圍中形成，能夠在抑制驅(qū)動磁鐵43的缺口或裂紋的同時，最大限度利用磁通密度較大的周向中央部產(chǎn)生的磁場而得到轉(zhuǎn)位信號。
[0060]以上，說明了本發(fā)明的一實施方式例，但在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)⑸鲜鰧嵤┓绞嚼m當?shù)刈冃巍?br> [0061]例如，關(guān)于驅(qū)動磁鐵，可以采用圖3所示那樣的各種各樣的形式。另外，圖3所示的結(jié)構(gòu)也是12極磁化，但磁極數(shù)沒有被任何限定。
[0062]圖3 (a)所示的驅(qū)動磁鐵43是在不設(shè)置傾斜部的情況下將轉(zhuǎn)位用磁極部44形成在最大限度的范圍中的例子。
[0063]圖3 (b)所示的驅(qū)動磁鐵43是在不設(shè)置傾斜部的情況下將轉(zhuǎn)位用磁極部44形成在最小限度的范圍中的例子。
[0064]圖3 (C)所示的驅(qū)動磁鐵43是將轉(zhuǎn)位用磁極部44形成在最大限度的范圍中、并將兩個傾斜部44a設(shè)置到各磁極的周向中心的例子。
[0065]圖3 (d)所示的驅(qū)動磁鐵43是將兩個曲線狀的傾斜部44a設(shè)置到各磁極的周向中心的例子。
[0066]在利用圖3(a)?圖3(d)那樣的驅(qū)動磁鐵的情況下，也能夠利用來自磁通密度較高的磁極的中心部的磁通來輸出轉(zhuǎn)位信號，不易受到磁干擾的影響，能夠得到可靠性較高的轉(zhuǎn)位信號。
【權(quán)利要求】
1.一種外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達，其特征在于， 具備: 旋轉(zhuǎn)軸； 轉(zhuǎn)子箱，與上述旋轉(zhuǎn)軸一體地旋轉(zhuǎn)； 圓筒狀的驅(qū)動磁鐵，固定在上述轉(zhuǎn)子箱的內(nèi)側(cè)，在周向上交替地被磁化為N極及S極； 磁通檢測器；以及 上述驅(qū)動磁鐵在從I個N極的周向中心到與上述I個N極相鄰的I個S極的周向中心的范圍以上、且從上述I個N極的周向一端部到上述I個S極的周向另一端部的范圍以下，具有伸出到軸向的一端側(cè)的轉(zhuǎn)位用磁極部； 上述磁通檢測器在軸向上被配設(shè)在與上述轉(zhuǎn)位用磁極部對置的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達，其特征在于， 上述轉(zhuǎn)位用磁極部具有從周向的兩端部朝向周向的中央部傾斜的傾斜部。
3.如權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達，其特征在于， 上述傾斜部在沒有達到各磁極的周向中心的范圍內(nèi)形成。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的外轉(zhuǎn)子型的無刷馬達，其特征在于， 上述轉(zhuǎn)位用磁極部的下端配設(shè)在與上述轉(zhuǎn)子箱的下端大致同一面上。
【文檔編號】H02K11/00GK104426318SQ201410287309
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】土屋昌久 申請人:東京零件工業(yè)股份有限公司