JP2983409B2 - Three-phase drive DC motor - Google Patents

Three-phase drive DC motor

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JP2983409B2
JP2983409B2 JP10447393A JP10447393A JP2983409B2 JP 2983409 B2 JP2983409 B2 JP 2983409B2 JP 10447393 A JP10447393 A JP 10447393A JP 10447393 A JP10447393 A JP 10447393A JP 2983409 B2 JP2983409 B2 JP 2983409B2
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智久 川口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、偏平な3相駆動直流モ
ータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat three-phase DC motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、電子機器の小型化が進み、各機器
の駆動源に用いられるモータの小型,薄型化の要求が強
い。さらに、駆動電源の低下に伴い、今以上の高トルク
のモータが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been reduced in size, and there has been a strong demand for smaller and thinner motors used as drive sources for the respective devices. Further, as the driving power supply decreases, a motor having a higher torque than now is required.

【0003】平面上に2p個(ただし、pは2以上の整
数)の磁極を有するリング状のマグネットと、このマグ
ネットに対向して3m個(ただし、mは1以上の整数)
の渦巻状単位コイル極を平面的に配置したコイルとを有
する3相駆動直流モータにおいては、たとえば、特開昭
63−87145号公報の実施例に記載されているよう
に、2p=8と3m=6の組み合わせのものが一般的で
ある。この構成は相転位方式とも呼ばれ、マグネットの
磁極2pと渦巻状単位コイル極数3mとの組み合わせ
は、他にも2p=12と3m=9あるいは2p=16と
3m=12のように、従来では2p:3m=4:3の関
係になっている。
A ring-shaped magnet having 2p (where p is an integer of 2 or more) magnetic poles on a plane, and 3m (where m is an integer of 1 or more) facing this magnet
In a three-phase drive DC motor having a coil in which spiral unit coil poles are arranged in a plane, for example, as described in the embodiment of JP-A-63-87145, 2p = 8 and 3 m = 6 combinations are common. This configuration is also referred to as a phase transition method, and the combination of the magnetic pole 2p of the magnet and the number of spiral unit coil poles 3m is the same as the conventional 2p = 12 and 3m = 9 or 2p = 16 and 3m = 12. In this case, 2p: 3m = 4: 3.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の3相駆動直流モータにおいてトルクを上げ
るためには、上記の渦巻状単位コイル極内のターン数を
増す必要があり、このターン数を増すことによりコイル
極が大きくなるか、あるいは厚みが増え、小型,薄型化
を阻害することになっていた。
However, in order to increase the torque in the three-phase drive DC motor having the above configuration, it is necessary to increase the number of turns in the spiral unit coil pole. However, increasing the number of coils increases the coil pole or increases the thickness, which hinders miniaturization and thinning.

【0005】そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑
み、コイル極が大きくなることも厚みが増えることもな
く、モータのトルクを上げることにより、高出力な小型
で薄型の3相駆動直流モータを提供することにある。
In view of the above, an object of the present invention is to increase the torque of a motor without increasing the coil poles or increasing the thickness of the motor, thereby increasing the output of a small and thin three-phase drive DC motor. It is to provide a motor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、平面上に2p(ただし、pは4以上の整
数)個の磁極を有するリング状のマグネットと、該マグ
ネットに対向して3m(ただし、mは3以上の整数)個
の渦巻状の単位コイル極を平面的に配置した偏平コイル
とを有し、かつ前記マグネットの極数2pと前記渦巻状
の単位コイル極数3mとの組み合わせが、2p=2×
(3k+1)と3m=3×(2k+1)、または2p=
2×(3k+2)と3m=3×(2k+2)(ただし、
kは1以上の整数)であることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a ring-shaped magnet having 2p (where p is an integer of 4 or more) magnetic poles on a plane, and a ring-shaped magnet facing the magnet. And 3 m (where m is an integer of 3 or more) flat coil in which spiral unit coil poles are arranged in a plane, and the number of poles of the magnet is 2p and the number of spiral unit coil poles is 3 m Is 2p = 2 ×
(3k + 1) and 3m = 3 × (2k + 1), or 2p =
2 × (3k + 2) and 3m = 3 × (2k + 2) (however,
k is an integer of 1 or more).

【0007】また、本発明は好ましくは、前記渦巻状の
単位コイル極において、同相のm個の単位コイル極が隣
接して並べられていることを特徴とすることができる。
Further, the present invention is preferably characterized in that, in the spiral unit coil pole, m unit coil poles having the same phase are arranged adjacent to each other.

【0008】[0008]

【作用】本発明では、マグネットの極数2p(ただし、
pは4以上の整数)と、渦巻状単位コイル極数3m(た
だし、mは3以上の整数)との組み合わせが、2p=2
×(3k+1)と3m=3×(2k+1)、または2p
=2×(3k+2)と3m=3×(2k+2)(kは1
以上の整数)となるように構成したので、コイル極数を
マグネットの極数よりも多くすることができる。これ
は、従来の相転位方式であるマグネットの磁極数とコイ
ル極数の比が4:3と比べると、トルクを発生する極数
を増やしたことになる。従って、本発明によれば従来方
式と同じサイズで高トルクな3相駆動直流モータを得る
ことができる。
According to the present invention, the number of magnet poles is 2p (however,
p is an integer of 4 or more) and the number of spiral unit coil poles is 3 m (where m is an integer of 3 or more), and 2p = 2
× (3k + 1) and 3m = 3 × (2k + 1) or 2p
= 2 × (3k + 2) and 3m = 3 × (2k + 2) (k is 1
(The above integer), the number of coil poles can be larger than the number of magnet poles. This means that the number of poles for generating torque is increased when the ratio of the number of magnetic poles to the number of coil poles of the conventional phase transition method is 4: 3. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a high-torque three-phase drive DC motor having the same size as the conventional system.

【0009】さらに、本発明によれば、同じトルクを発
生する場合では、より小型,薄型にした3相駆動直流モ
ータを得ることができる。
Further, according to the present invention, when the same torque is generated, a smaller and thinner three-phase drive DC motor can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】図1〜図4は本発明の一実施例の3相駆動
直流モータの構成および特性を示し、図1はその3相駆
動直流モータの縦断面図、図2はそのモータの回転子マ
グネットの平面図、図3はそのモータの本発明による直
流ブラシレスモータ用偏平コイルの平面図、図4は本実
施例の3相駆動直流モータの出力特性を表すグラフであ
る。
1 to 4 show the structure and characteristics of a three-phase drive DC motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the three-phase drive DC motor, and FIG. 2 is a rotor of the motor. FIG. 3 is a plan view of a magnet, FIG. 3 is a plan view of a flat coil for a DC brushless motor of the motor according to the present invention, and FIG. 4 is a graph showing output characteristics of a three-phase drive DC motor of the present embodiment.

【0012】図1において、11は円環平板形状の回転
子マグネット、12は外周にフランジ(鍔)を有するロ
ータプレート、13はスリーブ、14は回転軸、15は
ハウジング、16は回転軸14の軸受、17は回転軸1
4の先端を支えるピボット受、18は対向ヨークおよび
19は薄板円環形状の偏平コイルである。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an annular flat rotor magnet, 12 denotes a rotor plate having a flange on its outer periphery, 13 denotes a sleeve, 14 denotes a rotating shaft, 15 denotes a housing, and 16 denotes a rotating shaft 14. Bearing, 17 is the rotating shaft 1
Reference numeral 4 denotes a pivot receiver for supporting the tip, reference numeral 18 denotes an opposing yoke, and reference numeral 19 denotes a thin annular flat coil.

【0013】回転子マグネット11は、図2に示すよう
に、N極とS極を円周方向に交互に等分着磁した8個の
磁極1Sおよび1Nをもつ。1SはS極の磁極、1Nは
N極の磁極である。この回転子マグネット11の一方の
主面をロータプレート12に固着する。このロータプレ
ート12をスリーブ13を介して回転軸14に固着す
る。この回転軸14の一端は、ハウジング15の中心孔
に固着した軸受16に枢着し、同他端はピボット受17
を介して対向ヨーク18に回転子マグネット11の磁力
により吸引されている。回転子マグネット11の他方の
主面には、偏平コイル19が回転子マグネット11と対
向ヨーク18との間に、回転子マグネット11と所定の
間隔を持って対向配置されている。
As shown in FIG. 2, the rotor magnet 11 has eight magnetic poles 1S and 1N in which N and S poles are alternately and equally magnetized in the circumferential direction. 1S is an S pole magnetic pole, and 1N is an N pole magnetic pole. One main surface of the rotor magnet 11 is fixed to the rotor plate 12. This rotor plate 12 is fixed to a rotating shaft 14 via a sleeve 13. One end of the rotating shaft 14 is pivotally connected to a bearing 16 fixed to a center hole of the housing 15, and the other end is connected to a pivot receiver 17.
Are attracted to the opposing yoke 18 by the magnetic force of the rotor magnet 11. On the other main surface of the rotor magnet 11, a flat coil 19 is arranged between the rotor magnet 11 and the opposing yoke 18 so as to face the rotor magnet 11 at a predetermined interval.

【0014】本実施例に用いられる3相駆動用の偏平コ
イル19は図3に示す通り、渦巻形状の9個のコイル極
4a〜4iが一平面上に円周方向に沿ってほぼ均等に配
置される。ここで、3AをU相の入力端子、3BをV相
の入力端子、3CをW相の入力端子とすると、コイル極
4aと4bと4cがU相、コイル極4dと4eと4fが
V相、コイル極4gと4hと4iがW相となり、U相の
コイル極4a,4b,4cが入力端子3Aと3Bの間に
隣接して並べられ、V相のコイル極4d,4e,4fが
入力端子3Bと3Cの間に隣接して並べられ、W相のコ
イル極4g,4h,4iが入力端子3Cと3Aの間に隣
接して並べられている。そして、コイル極4cと4fと
4iの中央をスルーホールの縁(円周縁)に沿って埋設
した、または裏面に配設した破線で図示する電線で連接
する。
As shown in FIG. 3, a three-phase driving flat coil 19 used in this embodiment has nine spirally-shaped coil poles 4a to 4i arranged substantially evenly along a circumferential direction on one plane. Is done. Here, if 3A is a U-phase input terminal, 3B is a V-phase input terminal, and 3C is a W-phase input terminal, the coil poles 4a, 4b and 4c are U-phase, and the coil poles 4d, 4e and 4f are V-phase. , The coil poles 4g, 4h, and 4i become the W phase, the U-phase coil poles 4a, 4b, and 4c are arranged adjacently between the input terminals 3A and 3B, and the V-phase coil poles 4d, 4e, and 4f are input. The W-phase coil poles 4g, 4h, and 4i are arranged adjacently between the input terminals 3C and 3A. Then, the centers of the coil poles 4c, 4f, and 4i are buried along the edge (circumferential edge) of the through hole or connected by an electric wire shown by a broken line disposed on the back surface.

【0015】図4は本実施例によるモータのトルクの出
力特性を示すものであり、図4の(a)は、上記のU相
のコイル極4aで得られる逆起出力カーブであり、仮に
1コイル極から得られる逆起電力のピーク値を1とする
と、この出力波形のピーク値は1となる。図4の(b)
は、上記のU相のコイル極4bで得られる逆起出力カー
ブであり、この出力のピーク値は1であるが、図4の
(a)のコイル極4aで得られる逆起出力カーブに対し
て(1/9)πの位相のずれがある。図4の(c)は、
上記のU相のコイル極4cで得られる逆起出力カーブで
あり、この出力のピーク値は1であるが、図4の(b)
のコイル極4bで得られる逆起出力カーブに対して(1
/9)πの位相のずれがある。図4の(d)は、これら
U相のすべてのコイル極(4aと4bと4c)で得られ
る逆起出力カーブを示し、そのピーク値は2.879で
あり、その位相は図4の(b)と同じになる。
FIG. 4 shows a torque output characteristic of the motor according to the present embodiment. FIG. 4A shows a back electromotive force curve obtained by the U-phase coil pole 4a. Assuming that the peak value of the back electromotive force obtained from the coil pole is 1, the peak value of this output waveform is 1. FIG. 4 (b)
Is a back electromotive force curve obtained by the above-mentioned U-phase coil pole 4b. The peak value of this output is 1, but the back electromotive force curve obtained by the coil pole 4a of FIG. There is a phase shift of (1/9) π. (C) of FIG.
This is a back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole 4c. The peak value of this output is 1, but FIG.
(1) to the back electromotive force curve obtained from the coil pole 4b
/ 9) There is a phase shift of π. FIG. 4D shows a back electromotive force curve obtained from all of the U-phase coil poles (4a, 4b, and 4c), the peak value of which is 2.879, and the phase of which is shown in FIG. Same as b).

【0016】V相,W相についても上記U相と同様に考
えられ、3相駆動のために、電気角(2/3)πずつ位
相をずらして合成した逆起出力カーブが、図4の(e)
に示す通りとなり、その出力のピーク値は2.879と
なる。
The V-phase and W-phase are considered in the same manner as the U-phase, and the back electromotive force curve synthesized by shifting the phase by an electrical angle (2) π for three-phase driving is shown in FIG. (E)
And the peak value of the output is 2.879.

【0017】次に、上述した本発明の構成と出力特性の
従来例との相違点をより明確に示すために、図5および
図6を参照して従来例の構成と出力特性を説明する。な
お、従来例の3相駆動直流モータの断面構造は図1と同
様であり、その回転子マグネット11の構成も図2と同
様であるとする。
Next, in order to more clearly show the difference between the configuration of the present invention and the output characteristics of the conventional example, the configuration and output characteristics of the conventional example will be described with reference to FIGS. The cross-sectional structure of the conventional three-phase drive DC motor is the same as that of FIG. 1, and the configuration of the rotor magnet 11 is also the same as that of FIG.

【0018】図5は偏平コイル19を、従来の相転位方
式にした場合の3相駆動用コイルの平面図であり、6個
のコイル極2a〜2fが一平面に配置されている。ここ
で、1AをU相の入力端子、1BをV相の入力端子、1
CをW相の入力端子とすると、コイル極2aと2dがU
相、コイル極2bと2eがV相、コイル極2cと2fが
W相となり、U相,V相,W相のコイル極が円周方向に
沿って順次に並べられている。すなわち、同相のコイル
極(例えば2aと2d)が点対称の位置に対向して配設
され、破線で示す電線によりそれぞれの同相のコイル極
の中心が連結されている。
FIG. 5 is a plan view of a three-phase driving coil in which the flat coil 19 is of a conventional phase shift type, in which six coil poles 2a to 2f are arranged on one plane. Here, 1A is a U-phase input terminal, 1B is a V-phase input terminal, 1
If C is a W-phase input terminal, coil poles 2a and 2d
The phase, the coil poles 2b and 2e are the V phase, the coil poles 2c and 2f are the W phase, and the U, V, and W phase coil poles are sequentially arranged in the circumferential direction. That is, the in-phase coil poles (for example, 2a and 2d) are disposed facing each other at point-symmetric positions, and the centers of the respective in-phase coil poles are connected by electric wires shown by broken lines.

【0019】回転子マグネット11の磁極の数が異なる
場合の従来の単位コイル極の配置構成でも図5と同様な
方法で行われるので、その磁極の数を2p個、渦巻状単
位コイル極の数を3m個とすると、2p=4のときは3
m=3、2p=8のときは3m=6、2p=12のとき
は3m=9、2p=16のときは3m=12、2p=2
0のときは3m=15、2p=24のときは3m=1
8、2p=32のときは3m=24というように、従来
では2p:3m=4:3の関係となる。
In the conventional arrangement of unit coil poles in the case where the number of magnetic poles of the rotor magnet 11 is different, the arrangement is performed in the same manner as in FIG. 5, so that the number of magnetic poles is 2p and the number of spiral unit coil poles is Is 3m, when 2p = 4, 3
3m = 6 when m = 3, 2p = 8, 3m = 9 when 2p = 12, 3m = 12 when 2p = 16, 2p = 2
3m = 15 when 0, 3m = 1 when 2p = 24
Conventionally, the relationship is 2p: 3m = 4: 3, such as 3m = 24 when 8, 2p = 32.

【0020】図6の(a)は、図5のU相のコイル極2
で得られる逆起出力カーブであり、仮に1コイル極から
得られる逆起出力のピーク値を1とすると、図6の
(a)のピーク値は1となる。図6の(b)は、図5の
U相のコイル極2dで得られる逆起出力カーブであり、
図6の(a)と同様に出力のピーク値は1となる。図6
の(c)は、図5のU相のすべてのコイル極(2aと2
d)で得られる逆起出力カーブであり、その出力のピー
ク値は2となる。V相,W相についても、上記U相と同
様に考えられ、3相駆動のために電気角で(2/3)π
位相をずらして合成した逆起出力カーブは図6の(d)
となり、出力のピーク値は2となる。
FIG. 6A shows the U-phase coil pole 2 shown in FIG.
If the peak value of the back electromotive force obtained from one coil pole is assumed to be 1, the peak value of FIG. FIG. 6B is a back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole 2d in FIG.
The peak value of the output is 1 as in FIG. FIG.
(C) shows all coil poles (2a and 2a) of the U-phase in FIG.
This is the back electromotive force curve obtained in d), and the peak value of the output is 2. The V-phase and W-phase are considered in the same manner as the U-phase, and the electrical angle is (2/3) π for three-phase driving.
The back electromotive force curve synthesized by shifting the phase is shown in FIG.
And the peak value of the output is 2.

【0021】図5の従来の偏平コイルに対する回転マグ
ネットの磁極の数は2p=8であり、そのときの出力ピ
ーク値は図6の(d)のように2であるから、合成逆起
出力のピーク値は磁極の数の1/4となる。他の従来の
磁極の数が異なる単位コイルからなる偏平コイルの場合
も同様の関係にあり、合成逆起出力のピーク値は磁極の
数の1/4となる。
The number of magnetic poles of the rotating magnet with respect to the conventional flat coil of FIG. 5 is 2p = 8, and the output peak value at that time is 2 as shown in FIG. 6 (d). The peak value is 1/4 of the number of magnetic poles. The same applies to other conventional flat coils composed of unit coils having different numbers of magnetic poles, and the peak value of the combined back electromotive force is 1 / of the number of magnetic poles.

【0022】以上の説明により、同じ磁極の回転マグネ
ットを用いた場合において、本発明実施例の図4の
(e)と従来方式の図6の(d)とを比較すると、本発
明のコイルでは従来例のコイルの場合に比べて2.87
9/2=1.439倍の逆起出力が得られることが分
る。すなわち、本発明によれば、1.439倍のトルク
を発生させることができる。これは、従来のコイル極数
3mは、マグネットの極数2pとの関係で、2p:3m
=4:3であり、従って、必ずマグネットの極数2pよ
りも少なかったが、本発明によるコイル極数3mは後述
のように2p=2×(3k+1)=6k+2と3m=3
×(2k+1)=6k+3、または2p=2×(3k+
1)=6k+4と3m=3×(2k+2)=6k+6
(kは1以上の整数)の関係にあるため、必ずマグネッ
トの極数2pよりも、1個もしくは2個多いコイル極数
3mを有するためである。
As described above, when the rotating magnets having the same magnetic poles are used and FIG. 4E of the embodiment of the present invention is compared with FIG. 2.87 compared to the conventional coil
It can be seen that a counter electromotive force of 9/2 = 1.439 times is obtained. That is, according to the present invention, a torque of 1.439 times can be generated. This is because the conventional coil pole number 3m is 2p: 3m in relation to the magnet pole number 2p.
= 4: 3, and thus was always less than the magnet pole number 2p, but the coil pole number 3m according to the present invention is 2p = 2 × (3k + 1) = 6k + 2 and 3m = 3 as described later.
× (2k + 1) = 6k + 3 or 2p = 2 × (3k +
1) = 6k + 4 and 3m = 3 × (2k + 2) = 6k + 6
(K is an integer of 1 or more), so that the number of coil poles is 3 m, which is one or two more than the number of poles 2p of the magnet.

【0023】上記マグネットの極数2pとコイル極数3
mとの組み合わせは、図2,図3に示す本実施例の他
に、10極−12コイル極,14極−15コイル極,1
6極−18コイル極,20極−21コイル極,22極−
24コイル極等がある。
The number of poles of the magnet is 2p and the number of coil poles is 3.
In addition to the present embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the combination with m is 10 poles-12 coil poles, 14 poles-15 coil poles, 1
6 poles-18 coil poles, 20 poles-21 coil poles, 22 poles-
There are 24 coil poles and the like.

【0024】図7はマグネットの極数2p=10のリン
グ状回転子マグネットの磁極の配列を示し、図8はこの
図7の回転子マグネットを用いる本発明の他の実施例の
偏平コイルの構成を示す。本例は10極−12コイル極
の例を示すもので、AをU相の入力端子、BをV相の入
力端子、CをW相の入力端子とすると、コイル極a,
b,c,dがU相、コイル極e,f,g,hがV相、コ
イル極i,j,k,lがW相となり、U相のコイル極
a,b,c,dが入力端子AとBの間に隣接して並べら
れ、V相のコイル極e,f,g,hが入力端子BとCの
間に隣接して並べられ、W相のコイル極i,j,k,l
が入力端子CとAの間に隣接して並べられている。
FIG. 7 shows the arrangement of the magnetic poles of a ring-shaped rotor magnet having 2p = 10 poles, and FIG. 8 shows the configuration of a flat coil according to another embodiment of the present invention using the rotor magnet of FIG. Is shown. This example shows an example of 10 to 12 coil poles, where A is a U-phase input terminal, B is a V-phase input terminal, and C is a W-phase input terminal.
b, c, d are U-phase, coil poles e, f, g, h are V-phase, coil poles i, j, k, l are W-phase, and U-phase coil poles a, b, c, d are input. The V-phase coil poles e, f, g, and h are arranged adjacently between terminals A and B, and the V-phase coil poles i, j, and k are arranged adjacently between input terminals B and C. , L
Are arranged adjacently between the input terminals C and A.

【0025】図9は図8の本実施例の逆起電力カーブを
示す。図9の(a)はU相のコイル極aで得られる逆起
出力カーブであり、仮に1コイル極から得られる逆起電
力のピーク値を1とすると、この出力波形のピーク値は
1となる。図9の(b)はU相のコイル極bで得られる
逆起出力カーブであり、この出力のピーク値は1であ
り、図9の(a)のコイル極aで得られる逆起出力カー
ブに対して(2/12)πの位相のずれがある。図9の
(c)はU相のコイル極cで得られる逆起出力カーブで
あり、この出力のピーク値は1であり、図9の(b)の
コイル極bで得られる逆起出力カーブに対して(2/1
2)πの位相のずれがある。図9の(d)はU相のコイ
ル極dで得られる逆起出力カーブであり、この出力のピ
ーク値は1であり、図9の(c)のコイル極cで得られ
る逆起出力カーブに対して(2/12)πの位相ずれが
ある。図9の(e)はこれらU相のすべてのコイル極
(aとbとcとd)で得られる逆起出力カーブを示し、
そのピーク値は3.346となる。
FIG. 9 shows a back electromotive force curve of the embodiment of FIG. FIG. 9A shows the back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole a. If the peak value of the back electromotive force obtained from one coil pole is 1, the peak value of this output waveform is 1. Become. FIG. 9B is a back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole b. The peak value of this output is 1, and the back electromotive force curve obtained from the coil pole a shown in FIG. There is a phase shift of (2/12) π. FIG. 9C shows a back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole c. The peak value of this output is 1, and the back electromotive force curve obtained from the coil pole b shown in FIG. 9B. (2/1
2) There is a phase shift of π. FIG. 9D shows a back electromotive force curve obtained from the U-phase coil pole d. The peak value of this output is 1, and the back electromotive force curve obtained from the coil pole c shown in FIG. 9C. There is a phase shift of (2/12) π. FIG. 9E shows a back electromotive force curve obtained from all of these U-phase coil poles (a, b, c, and d).
The peak value is 3.346.

【0026】V相,W相についても上記U相と同様に考
えられ、3相駆動のために、電気角で(2/3)πずつ
位相をずらして合成した逆起出力カーブが図9の(f)
に示す通りになり、その出力のピーク値は3.346と
なる。
The V-phase and W-phase are considered in the same manner as the U-phase. For the three-phase driving, the back electromotive force curves synthesized by shifting the phase by (2/3) π in electrical angle are shown in FIG. (F)
And the peak value of the output is 3.346.

【0027】従来の12極−9コイル極の場合の合成ピ
ーク値は3であり、図8の本実施例のピーク値3.34
6はこれよりはるかに大きい。
The composite peak value in the case of the conventional 12-pole-9-coil pole is 3, which is 3.34 in this embodiment shown in FIG.
6 is much larger than this.

【0028】図3および図8に示した本発明の実施例で
は、コイル極間の配線の引き廻しを有利にするために、
同相のコイルを互いに隣接させたが、本発明はこれには
限定されず、これを電気角でほぼ同等の位置に移動して
配設してもよい。図10はこのように同相コイル極を隣
接させていない10極−12コイル極の例を示す。この
場合、U相については端子A→コイル極a→b→c→d
と接続し、V相については端子B→コイル極f→g→h
→eと接続し、W相については端子C→コイル極i→j
→k→lと接続し、かつコイル極dとeとlとが共通の
配線を介して接続している。その出力特性は図8の実施
例の場合と変らず、図9と同様となる。
In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 8, in order to make the wiring between the coil poles advantageous,
Although the coils of the same phase are adjacent to each other, the present invention is not limited to this. The coils may be moved to and arranged at substantially the same electrical angle. FIG. 10 shows an example of 10 poles to 12 coil poles in which the in-phase coil poles are not adjacent to each other. In this case, for the U phase, terminal A → coil pole a → b → c → d
And for the V phase, terminal B → coil pole f → g → h
→ e, and for W phase, terminal C → coil pole i → j
→ k → l, and the coil poles d, e and l are connected via a common wiring. The output characteristic is the same as that of the embodiment of FIG. 8, and is the same as that of FIG.

【0029】図11は本発明の他の実施例の偏平コイル
の配列構成を示す。図11は磁極数2p=14、一平面
のコイル極数3m=15、すなわち14極−15コイル
極の場合の偏平コイルを示す。前述した図3の実施例の
場合では8極−9コイル極であるから、マグネットの極
数2pと渦巻状単位コイル極数3mとの組み合わせが、
2p=2×(3k+1)と3m=3×(2k+1)の一
般式におけるk=1の場合であるが、図11の実施例の
場合は14極−15コイル極であるから、同一般式にお
けるk=2の場合に当る。さらにkを増加させると、k
=3では20極−21コイル極、k=4では26極−2
7コイル極、k=5では32極−33コイル極となり、
これらの組み合わせが図3や図11に示すような配置方
式で実現できる。
FIG. 11 shows an arrangement of flat coils according to another embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a flat coil in which the number of magnetic poles is 2p = 14, the number of coil poles in one plane is 3m = 15, that is, 14 poles-15 coil poles. In the case of the embodiment of FIG. 3 described above, since the number of poles is 8-9, the combination of the number of magnet poles 2p and the number of spiral unit coil poles 3m is as follows.
This is the case where k = 1 in the general formulas of 2p = 2 × (3k + 1) and 3m = 3 × (2k + 1). In the case of the embodiment of FIG. This is the case when k = 2. If k is further increased, k
= 3 20 poles-21 coil poles, k = 4 26 poles-2
7 coil poles, 32 = 33 coil poles at k = 5,
These combinations can be realized by an arrangement method as shown in FIGS.

【0030】図12は本発明のさらに他の実施例の偏平
コイルの配列構成を示す。図12は磁極数2p=16、
一平面のコイル極数3m=18の場合の偏平コイルを示
す。前述した図8や図10の実施例の場合では10極−
12コイル極であるから、マグネットの極数2pと渦巻
状単位コイル極数3mとの組み合わせが、2p=2×
(3k+2)と3m=3×(2k+2)の一般式におけ
るk=1であるが、図12の実施例の場合は16極−1
8コイル極であるから、同一般式におけるk=2の場合
に当る。さらにkを増加させると、k=3では22極−
24コイル極、k=4では28極−30コイル極、k=
5では34極−36コイル極となり、これらの組み合わ
せが図8や図10に示すような配置方式で実現できる。
FIG. 12 shows an arrangement of flat coils according to still another embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the number of magnetic poles 2p = 16,
The flat coil when the number of coil poles on one plane is 3 m = 18 is shown. In the case of the embodiment shown in FIGS.
Since there are 12 coil poles, the combination of the number of magnet poles 2p and the number of spiral unit coil poles 3m is 2p = 2 ×
Although k = 1 in the general formula of (3k + 2) and 3m = 3 × (2k + 2), in the case of the embodiment of FIG.
Since there are eight coil poles, this corresponds to the case where k = 2 in the general formula. When k is further increased, at k = 3, 22 poles −
24 coil poles, k = 4, 28 poles-30 coil poles, k =
5 has 34 poles-36 coil poles, and these combinations can be realized by the arrangement method as shown in FIGS.

【0031】上述のように、本発明ではマグネットの極
数2pよりも、1個もしくは2個多いコイル極数3mを
有する。次に本発明による出力特性と従来技術による出
力特性の比較を下記の表1に示す。
As described above, in the present invention, the number of coil poles is 3 m, which is one or two more than the number of poles 2p of the magnet. Next, Table 1 below shows a comparison between the output characteristics according to the present invention and the output characteristics according to the prior art.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】表1から分るように、本発明では従来方式
と同じサイズで高トルクを発生し、従来方式と同じトル
クを発生する場合ではより小型,薄型が可能となる。
As can be seen from Table 1, in the present invention, high torque is generated at the same size as the conventional system, and when the same torque is generated as in the conventional system, the size and thickness can be reduced.

【0034】なお、上述の本実施例のコイル19にメッ
キやエッチング等によるパターンコイルを用いると、よ
り一層の薄型化が可能となる。さらに、パターンコイル
を用いる際に、本発明のコイル極を有する層を複数重ね
てもよい。
When a pattern coil formed by plating, etching, or the like is used as the coil 19 of the present embodiment, the thickness can be further reduced. Further, when using a pattern coil, a plurality of layers having the coil pole of the present invention may be stacked.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、マグネットの極数
よりも1個もしくは2個多いコイル極数を有するように
したので、従来方式と同じサイズではより高トルクの3
相駆動直流モータを実現でき、また従来と同じトルクの
モータとする場合にはより小型で薄型の3相駆動直流モ
ータを実現できるという効果が得られる。
As described above, since the number of coil poles is increased by one or two more than the number of poles of the magnet, the same size as that of the conventional type has a higher torque of three.
A phase-driven DC motor can be realized, and a smaller and thinner three-phase driven DC motor can be realized when a motor having the same torque as the conventional one is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の3相駆動直流モータの断面
構造を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a sectional structure of a three-phase drive DC motor according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の回転子マグネットの着磁構成の一例を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a magnetized configuration of the rotor magnet of FIG.

【図3】本発明の一実施例の8極−9コイル極の場合の
偏平コイルの構成を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a flat coil in the case of eight poles to nine coil poles according to one embodiment of the present invention.

【図4】図3の本発明の一実施例のコイルにより得られ
る逆起出力パターンを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a back electromotive force pattern obtained by the coil according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3;

【図5】本発明の一実施例と比較するために図示した、
従来例の8極−6コイル極の場合の偏平コイルの構成を
示す平面図である。
FIG. 5 is shown for comparison with one embodiment of the present invention;
It is a top view which shows the structure of the flat coil in case of 8 poles-6 coil poles of a conventional example.

【図6】図5の従来例のコイルにより得られる逆起出力
パターンを示すグラフである。
6 is a graph showing a back electromotive force output pattern obtained by the conventional coil of FIG. 5;

【図7】図1の回転子マグネットの着磁構成の他の例を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing another example of the magnetized configuration of the rotor magnet of FIG. 1;

【図8】本発明の他の実施例の10極−12コイル極の
場合の偏平コイルの構成を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of a flat coil in the case of 10 poles to 12 coil poles according to another embodiment of the present invention.

【図9】図8の本発明の他の実施例のコイルにより得ら
れる逆起出力パターンを示すグラフである。
9 is a graph showing a back electromotive force pattern obtained by the coil of another embodiment of the present invention shown in FIG. 8;

【図10】同相コイル極を隣接されていない構成での本
発明の実施例の偏平コイルの構成を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a flat coil according to an embodiment of the present invention in a configuration in which in-phase coil poles are not adjacent to each other.

【図11】本発明の他の実施例の14極−15コイル極
の場合の偏平コイルの構成を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a configuration of a flat coil in a case of 14 poles to 15 coil poles according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例の16極−18コイル極
の場合の偏平コイルの構成を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view illustrating a configuration of a flat coil in a case of 16 poles to 18 coil poles according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 回転子マグネット 12 ロータプレート 13 スリーブ 14 回転軸 15 ハウジング 16 軸受 17 ピボット受 18 対向ヨーク 19 偏平コイル 1S S極の磁極 1N N極の磁極 A,B,C,1A,1B,1C,3A,3B,3C 入
力端子 a〜r,2a〜2b,4a〜4i コイル極
Reference Signs List 11 rotor magnet 12 rotor plate 13 sleeve 14 rotating shaft 15 housing 16 bearing 17 pivot receiver 18 opposed yoke 19 flat coil 1S magnetic pole of S pole 1N magnetic pole of N pole A, B, C, 1A, 1B, 1C, 3A, 3B , 3C input terminals a to r, 2a to 2b, 4a to 4i coil pole

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 29/00 H02K 3/04 H02K 21/24 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02K 29/00 H02K 3/04 H02K 21/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平面上に2p(ただし、pは4以上の整
数)個の磁極を有するリング状のマグネットと、 該マグネットに対向して3m(ただし、mは3以上の整
数)個の渦巻状の単位コイル極を平面的に配置した偏平
コイルとを有し、 かつ前記マグネットの極数2pと前記渦巻状の単位コイ
ル極数3mとの組み合わせが、2p=2×(3k+1)
と3m=3×(2k+1)、または2p=2×(3k+
2)と3m=3×(2k+2)(ただし、kは1以上の
整数)であることを特徴とする3相駆動直流モータ。
1. A ring-shaped magnet having 2p (where p is an integer of 4 or more) magnetic poles on a plane, and 3m (where m is an integer of 3 or more) spirals facing the magnet. And a flat coil in which spiral unit coil poles are arranged in a plane, and a combination of the number of poles of the magnet 2p and the number of spiral unit coil poles 3m is 2p = 2 × (3k + 1)
And 3m = 3 × (2k + 1) or 2p = 2 × (3k +
2) and 3m = 3 × (2k + 2) (where k is an integer of 1 or more).
【請求項2】 前記渦巻状の単位コイル極において、同
相のm個の単位コイル極が隣接して並べられていること
を特徴とする請求項1に記載の3相駆動直流モータ。
2. The three-phase drive DC motor according to claim 1, wherein m unit coil poles of the same phase are arranged adjacent to each other in the spiral unit coil poles.
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