JP2005102389A - コアレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は市販の駆動ＩＣを用いても起動時間がのびるのを効率よく阻止できる、構造が簡単で、容易に実施することができるコアレスモータを得るにある。
【解決手段】市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路からモータコイル部へ電流を流して駆動させるコアレスモータにおいて、駆動回路とモータコイル部との間に外付コイルを介装してコアレスモータを構成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路で駆動されるコアレスモータに関する。

従来の汎用コアレスモータは市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路を使用して構成している。

コアレスモータは、有鉄心タイプのモ−タと異なり、巻線部分にコア(
鉄心)がないので、コイルのインダクタンス値が小さくなりやすく、また、スロット数が多くなるにつれてインダクタンス値が小さくなる傾向があるが、市販の駆動ＩＣは、インダクタンス値の小さいモ−タに使用することまでは考慮されていないため、このようなコアレスモータに使用すると、モータの起動時間が延びてしまうという欠点があり、また、専用の駆動ＩＣを作成するには、非常にコストが高くなり、容易には実施できないという欠点があった。
なし

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、市販の駆動ＩＣを用いてもモータの起動時間が延びるのを効率よく阻止でき、構造が簡単で、容易に実施することができるコアレスモータを提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路からモータコイル部へ電流を流して駆動させるコアレスモータにおいて、駆動回路とモータコイル部との間に外付コイルを介装してコアレスモータを構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

(１)市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路からモータコイル部へ電流を流して駆動させるコアレスモータにおいて、駆動回路とモータコイル部との間に外付コイルを介装したので、外付コイルによってコアレスコイルのインダクタンス値が小さくなるのを阻止することができる。
したがって、モータの起動時間が延びてしまう欠点の解消を図ることができる。

(２)前記(１)によって、外付コイルを取り付けるだけでよいので、容易で低コストで実施することができる。

(３)前記(１)によって、市販されている駆動ＩＣを用いた駆動回路を用いても、モータの起動時間が延びるのを解消することができるので、駆動回路を特注で製作しなくてもよく、低コストで製造することができる。

(４)請求項２、３も前記(１)〜(３)と同様な効果が得られるとともに、外付コイルも容易に製造することができる。

以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図１１に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１は本発明のコアレスモータで、このコアレスモータ１は市販されている駆動ＩＣ２を用いた駆動回路３が搭載された基台あるいは基板4と、この基台あるいは基板４に取り付けられた前記駆動回路３によって駆動されるコアレスモータ本体５と、前記駆動回路３から前記コアレスモータ本体５のモータコイル部６、６、６へ電流を流して駆動させる回路に介装させた前記基台あるいは基板４に取り付けられた外付コイル７とで構成されている。

前記コアレスモータ本体５は、図３ないし図５に示すように前記駆動回路３が搭載された基台あるいは基板4と、この基台あるいは基板４のほぼ中央部に下方
から上方に突出するように固定されたスリーブ１３と、このスリーブ１３の内周部に気体動圧軸受けを構成する気体空間１２を介して配置されたシャフト１１と、このシャフト１１に固定されたハブ１７と、このハブ１７に固定されたバックヨーク１６およびマグネットカバ−３２ と、このマグネットカバ−３２の内側に 固定され、内周部に着磁されたメインマグネット３３と、前記バックヨーク１６
とメインマグネット３３の間に配置され、前記基台あるいは基板４に固定された円筒状のコアレスコイル１５と、前記シャフト１１の軸心方向と直角方向に外方へ突出するポリゴンミラー２０と、このポリゴンミラー２０と共にネジ３４で前記ハブ１７の上部に締結されたミラー押え３５および円板３６と、前記シャフト１１の下側に固定されたスラストマグネットIN２３と、このスラストマグネットIN２３に対向して配置し、前記スリーブ１３に固定されたスラストマグネットＯＵＴ２２とで構成されている。

前記コアレスモータ本体５はシャフト１１の外周部に気体空間１２を介して配置したスリーブ１３の外周部に回転構造の永久磁石が配置されたロータ１４と円筒状のコアレスコイル１５を配置しているので、回転力を発生する磁気回路からシャフト１１とスリーブ１３に加えられるコギング等の有害な力は全くなくなる。

前記外付コイル７は図６ないし図８に示すように、外周部に３個のコイル収納凹部２４、２４、２４および対応する外周部にコイル挿入溝２５、２５が形成されたフェライト材製のコア２６と、このコア２６のコイル収納凹部２４、２４、２４にそれぞれ巻付け収納された一端部、前記コアレスモータ本体５のモータコイル部６、６、６に接続されるように、前記一方のコイル挿入溝２５を通過して外方へ突出され、他端部が前記駆動回路３に接続されるように、前記他方のコイル挿入溝２５を通過して外方へ突出された３個のコイル２７、２７、２７と、この３個のコイル２７、２７、２７の両端部を外方へ導くコイル挿入孔２８、２８が形成された、前記コア２６が内部に収納される円筒状の磁性材のインダクタンスカバー２９とで構成されている。

従来のコアレスモータは、市販されている駆動I
C２を用いた駆動回路３ を使用した場合、コイルのインダクタンス値が小さいと電気的な時定数が小さくなるため、モータ起動時の電流がＰＷＭ制御のＯＮーＯＦＦスイッチングの影響を受け、図１０に示すようにモータコイル部６に流れる電流(コイル電流)波形の勾配が急峻となる。
モータを回転させるトルクはコイル電流に比例することから、起動時のトルクとして有効な部分(図１０で斜線を施した部分の面積)は小さくなり、結果としてモータの起動時間が延びてしまうことになる。
これに対して、上記構成のコアレスモータ１は外付コイル７を駆動回路３とモータコイル部６との間に介装しているため、コイルのインダクタンス値が大きくなり、電気的な時定数が大きくなるため、モータ起動時の電流はＰＷＭ制御のＯＮーＯＦＦスイッチングの影響を受け難くなり、図１１に示すようにモータコイル部６に流れる電流波形の勾配が穏やかとなる。
したがって、起動時のトルクとしては有効な部分(図１１で斜線を施した部分の面積)が大きくなり、モータ起動時間が伸びるのを解消することができる。
(発明を実施するための異なる形態)

次に、図１２ないし図１５に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、この本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１２ないし図１５に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、外付コイル７A
で、この外付コイル７A は円柱状の磁性材のコア２６A と、このコア２６Aの一端部を除く外周部に取り付けられた３個のコイル収納凹部２４、２４、２４および対応する外周部にコイル挿入溝２５、２５が形成された絶縁材のコイル支持部材３０と、このコイル支持部材３０の３個のコイル収納凹部２４、２４、２４に一端部がモータコイル部６、６、６に接続されるように、前記一方のコイル挿入溝２５を通過し、他端部が駆動回路３に接続されるように前記他方のコイル挿入溝２５を通過して外方へ突出するように巻付け収納された３個のコイル２７、２７、２７と、この３個のコイル２７、２７、２７および前記コア２６Aの外周部を覆うように取り付けられる、一端部が閉塞された円筒状の絶縁材のインダクタンスカバー２９A
と、このインダクタンスカバー２９Aの開口端部と前記コア２６Aの一端部との間を覆う絶縁材の蓋体３１とで構成されている。
このような外付コイル７Aを用いて構成されたコアレスモータ１Aにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

本発明はコアレスモータを製造する産業およびコアレスモータを使用する産業で利用される。

本発明を実施するための最良の第１の形態の平面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の側面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のコアレスモータ本体の正面図。 図３の４−４線に沿う断面図。 図３の５−５線に沿う断面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の外付コイルの正面図。 図６の７−７線に沿う断面図。 図６の８−８線に沿う断面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の概略回路図。 従来の起動状態を示す説明図。 本発明の起動状態を示す説明図。 本発明を実施するための第２の形態の平面図。 本発明を実施するための第２の形態の外付コイルの正面図。 図１３の１４−１４線に沿う断面図。 図１３の１５−１５線に沿う断面図。

符号の説明

１A：コアレスモータ、２：駆動IC、
３：駆動回路、 ４：基台あるいは基板、
５：コアレスモータ本体、 ６：モータコイル部、
７、７A：外付コイル、 １１：シャフト、
１２：気体空間、
１３：スリーブ、 １４：ロータ、
１５：コアレスコイル、
１６：バックヨーク、 １７：ハブ、
１８：カバー、 １９：ホルダー、
２０：ポリゴンミラー、 ２１：凹部、
２２：スラストマグネットＯＵＴ、
２３：スラストマグネットIN、
２４：コイル収納凹部、 ２５：コイル挿入溝、
２６、２６A ：コア、 ２７：コイル、
２８：コイル挿入孔、 ２９、２９A：インダクタンスカバー、
３０：コイル支持部材、 ３１：蓋体、
３２：マグネットカバ−、 ３３：メインマグネット、
３４：ネジ、 ３５：ミラー押え、
３６：円板。

Claims (3)

1. 市販の駆動ＩＣを用いた駆動回路からモータコイル部へ電流を流して駆動させるコアレスモータにおいて、駆動回路とモータコイル部との間に外付コイルを介装したことを特徴とするコアレスモータ。
2. 外付コイルは外周部に３個のコイル収納凹部が形成されたコアと、このコアのコイル収納凹部にそれぞれ巻付け収納された一端部がモータコイル部に接続されるように、他端部が駆動回路に接続されるように外方へ突出された３個のコイルと、前記コアが内部に収納される円筒状のカバーとで構成され、前記コアあるいは前記カバーのどちらか一方あるいは両方が磁性材からなることを特徴とする請求項１記載のコアレスモータ。
3. 外付コイルは円柱状の磁性材のコアと、このコアの外周部に取り付けられた３個のコイル収納凹部が形成された絶縁材からなるコイル支持部材と、このコイル支持部材の３個のコイル収納凹部に一端部がモータコイル部に接続されるように、他端部が駆動回路に接続されるように外方へ突出するように巻付け収納された３個のコイルと、この３個のコイルおよび前記コイル支持部材の外周部を覆うように取り付けられるカバーとで構成されていることを特徴とする請求項１記載のコアレスモータ。
   

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