JP3002927B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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- JP3002927B2 JP3002927B2 JP4209009A JP20900992A JP3002927B2 JP 3002927 B2 JP3002927 B2 JP 3002927B2 JP 4209009 A JP4209009 A JP 4209009A JP 20900992 A JP20900992 A JP 20900992A JP 3002927 B2 JP3002927 B2 JP 3002927B2
- Authority
- JP
- Japan
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- coil
- brushless motor
- coil block
- terminal
- power supply
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ケースと一体固定と
なっている電機子コイルと、出力軸と一体となって回転
する偶数極の回転子磁石を有するブラシレスモータに関
する。
なっている電機子コイルと、出力軸と一体となって回転
する偶数極の回転子磁石を有するブラシレスモータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＯＡ機器・自動機及び医療機器等
に使用されるブラシレスモータは特にスピンドルモータ
として広範囲に使われてきた。図１２がその構造図であ
るが、回転子磁石３と固定子である電機子４から成るこ
とは基本的に他のモータと同じではあるが、回転子磁石
３はトルク発生部材になっている。そして、それを回転
支持するための出力軸６から成り立っている。固定子側
は軸受２を介在して成るケース１の内周面に、電機子４
として構成される電機子コイル５が固定され、回転子磁
石３及び電機子コイル５のリターンヨークとしての役目
も果たしているケース１から成り立っており、電機子コ
イル５に流す電流はリード線８を通して電機子コイル５
に電流が供給される。
に使用されるブラシレスモータは特にスピンドルモータ
として広範囲に使われてきた。図１２がその構造図であ
るが、回転子磁石３と固定子である電機子４から成るこ
とは基本的に他のモータと同じではあるが、回転子磁石
３はトルク発生部材になっている。そして、それを回転
支持するための出力軸６から成り立っている。固定子側
は軸受２を介在して成るケース１の内周面に、電機子４
として構成される電機子コイル５が固定され、回転子磁
石３及び電機子コイル５のリターンヨークとしての役目
も果たしているケース１から成り立っており、電機子コ
イル５に流す電流はリード線８を通して電機子コイル５
に電流が供給される。
【０００３】回転子磁石３が回転したとき軸方向の揺動
を抑えるために間座９を軸受２の両側に介在されている
センサーレス構造であった。
を抑えるために間座９を軸受２の両側に介在されている
センサーレス構造であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タは、例えば図１３、図１４、図１５に示されているよ
うな巻線になっている。このブラシレスモータの電機子
コイル５は、図１６のように結線され、図１８のように
電機子４の電機子コイル５を形成している。この巻線は
巻線方法上図１８から判るように電機子４の電機子コイ
ル５の放射方向の厚みは電機子コイル５の２本分の直径
で放射方向の厚みが決定されている。しかし、欠点とし
ては厚みがコイルの直径の２倍で限定されているのでこ
れに反して自由に厚く巻けない（コイルの銅量が限定さ
れる）。
タは、例えば図１３、図１４、図１５に示されているよ
うな巻線になっている。このブラシレスモータの電機子
コイル５は、図１６のように結線され、図１８のように
電機子４の電機子コイル５を形成している。この巻線は
巻線方法上図１８から判るように電機子４の電機子コイ
ル５の放射方向の厚みは電機子コイル５の２本分の直径
で放射方向の厚みが決定されている。しかし、欠点とし
ては厚みがコイルの直径の２倍で限定されているのでこ
れに反して自由に厚く巻けない（コイルの銅量が限定さ
れる）。
【０００５】特に、モータを小型化する上で、磁石はエ
ネルギー積がかなり向上してきたが、コイル側の回転子
は起磁力が余り向上していない。つまり、小型化する上
で磁気装荷は向上したが、電気装荷は向上していない。
モータ出力の向上は磁気装荷と電気装荷の比率のバラン
スがとれていないと最適設計にならない。従って、磁石
とケースの間の空隙長を適当に広げ、コイルの銅量を増
やすることが必要である。コイルの銅量を増やすこと
は、結局は筒型状コイルの放射方向の肉厚を厚くしなけ
ればならない。
ネルギー積がかなり向上してきたが、コイル側の回転子
は起磁力が余り向上していない。つまり、小型化する上
で磁気装荷は向上したが、電気装荷は向上していない。
モータ出力の向上は磁気装荷と電気装荷の比率のバラン
スがとれていないと最適設計にならない。従って、磁石
とケースの間の空隙長を適当に広げ、コイルの銅量を増
やすることが必要である。コイルの銅量を増やすこと
は、結局は筒型状コイルの放射方向の肉厚を厚くしなけ
ればならない。
【０００６】筒型状のコイルを何段かに増やせばよい
が、例えば図１７のように各段のコイルを並列結線にす
ると、特に小型化していく上で誘起電圧定数Ｋｅを大き
くとれない。このＫｅの値を大きくするには直列結線に
しなくてはならないという課題があった。
が、例えば図１７のように各段のコイルを並列結線にす
ると、特に小型化していく上で誘起電圧定数Ｋｅを大き
くとれない。このＫｅの値を大きくするには直列結線に
しなくてはならないという課題があった。
【０００７】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、直列結線で高トルクのブラシ
レスモータを得ることにある。
うな課題を解決するため、直列結線で高トルクのブラシ
レスモータを得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ケースと一体固定となっ
ている電機子コイルからなるコイルブロックと、出力軸
と一体となって回転する偶数極の回転子磁石を有するブ
ラシレスモータにおいて、ｎ個のコイルブロックは、そ
れぞれの両端部で（Ｘ2 ＋３６０／Ｐ）の中心角を占
め、それぞれのコイルブロックのずらし角ＸM は基準と
なるコイルブロックの中心角に対して、 ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の正の整数、Ｐは磁石の極数）となるように積層配置
したｎ個のコイルブロックを有する構成とした。
ている電機子コイルからなるコイルブロックと、出力軸
と一体となって回転する偶数極の回転子磁石を有するブ
ラシレスモータにおいて、ｎ個のコイルブロックは、そ
れぞれの両端部で（Ｘ2 ＋３６０／Ｐ）の中心角を占
め、それぞれのコイルブロックのずらし角ＸM は基準と
なるコイルブロックの中心角に対して、 ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の正の整数、Ｐは磁石の極数）となるように積層配置
したｎ個のコイルブロックを有する構成とした。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたブラシレスモータにお
いては、電機子コイルの入力端子に所定のシーケンスで
電圧を印加すると、電機子コイルの各相を構成するコイ
ルに流れる電流の方向は一定となる。したがって、回転
子磁石と回転子側の電機子コイルの間の空隙に発生する
磁気応力によりブラシレスモータの出力軸は回転する。
いては、電機子コイルの入力端子に所定のシーケンスで
電圧を印加すると、電機子コイルの各相を構成するコイ
ルに流れる電流の方向は一定となる。したがって、回転
子磁石と回転子側の電機子コイルの間の空隙に発生する
磁気応力によりブラシレスモータの出力軸は回転する。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、本発明のブラシレスモータは、
従来のブラシレスモータと同様に、回転子磁石３と軸受
２とケース１を有している。更に電機子コイル５と出力
軸６とを有している。
明する。図１において、本発明のブラシレスモータは、
従来のブラシレスモータと同様に、回転子磁石３と軸受
２とケース１を有している。更に電機子コイル５と出力
軸６とを有している。
【００１１】本発明のブラシレスモータと従来のブラシ
レスモータの違いの主要点は、電機子コイル５の巻方及
び結線にある。図２から図６に本発明の第１実施例のコ
イルの構造を示す。図３は、本発明の第１実施例のデル
タ結線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコ
イル３１とコイル３２が直列に結線されている。端子ｑ
と端子ｒの間にはイコル３３とコイル３４が結線されて
いる。端子ｒと端子ｐの間にはコイル３５とコイル３６
が配線されている。コイル３１ないしコイル３６によ
り、図１の電機子コイル５が構成される。
レスモータの違いの主要点は、電機子コイル５の巻方及
び結線にある。図２から図６に本発明の第１実施例のコ
イルの構造を示す。図３は、本発明の第１実施例のデル
タ結線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコ
イル３１とコイル３２が直列に結線されている。端子ｑ
と端子ｒの間にはイコル３３とコイル３４が結線されて
いる。端子ｒと端子ｐの間にはコイル３５とコイル３６
が配線されている。コイル３１ないしコイル３６によ
り、図１の電機子コイル５が構成される。
【００１２】図４は、本発明の第１実施例の電機子コイ
ル５の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル３１
とコイル３２を重ねて配置し、中間点をＡ２およびＢ１
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ２およびＣ１とする。端子ｒと端子ｐの間の
コイルを重ねて配置し、中間点をＣ２およびＡ１とす
る。ここで、Ｂ１点とＣ２点はｐ側に配置し、Ａ２点と
Ｃ１点はｑ側に配置し、Ｂ２点とＡ１点はｒ側に位置す
る。
ル５の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル３１
とコイル３２を重ねて配置し、中間点をＡ２およびＢ１
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ２およびＣ１とする。端子ｒと端子ｐの間の
コイルを重ねて配置し、中間点をＣ２およびＡ１とす
る。ここで、Ｂ１点とＣ２点はｐ側に配置し、Ａ２点と
Ｃ１点はｑ側に配置し、Ｂ２点とＡ１点はｒ側に位置す
る。
【００１３】次に、本発明の第１実施例の動作を説明す
る。図４において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｑにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｒはＯＦＦとする。コイル３１とコイル３２
に電流が流れ、しかも、コイル３１とコイル３２に流れ
る電流は同一方向に流れる。よって、コイル３１とコイ
ル３２により発生する磁界の向きも同一となる。同様
に、コイル３３とコイル３４、及びコイル３５とコイル
３６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。こ
れらのコイル３１ないし３６の磁界と回転子磁石３の磁
界により、ブラシレスモータの出力軸６が回転する。
る。図４において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｑにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｒはＯＦＦとする。コイル３１とコイル３２
に電流が流れ、しかも、コイル３１とコイル３２に流れ
る電流は同一方向に流れる。よって、コイル３１とコイ
ル３２により発生する磁界の向きも同一となる。同様
に、コイル３３とコイル３４、及びコイル３５とコイル
３６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。こ
れらのコイル３１ないし３６の磁界と回転子磁石３の磁
界により、ブラシレスモータの出力軸６が回転する。
【００１４】次の段階は、端子ｒにプラスの電位をか
け、端子ｑにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐはＯＦＦとする。コイル３３とコイル３４に同一方向
の電流が流れる。同様に、コイル３５とコイル３６、及
びコイル３１とコイル３２に発生するそれぞれの磁界の
向きも同一となる。これらのコイル３１ないし３６の磁
界と回転子磁石３の磁界により、ブラシレスモータの出
力軸６が回転する。以下、同様に各端子にかける電流の
向きを順次変えてゆくことによりブラシレスモータの出
力軸６は回転する。
け、端子ｑにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐはＯＦＦとする。コイル３３とコイル３４に同一方向
の電流が流れる。同様に、コイル３５とコイル３６、及
びコイル３１とコイル３２に発生するそれぞれの磁界の
向きも同一となる。これらのコイル３１ないし３６の磁
界と回転子磁石３の磁界により、ブラシレスモータの出
力軸６が回転する。以下、同様に各端子にかける電流の
向きを順次変えてゆくことによりブラシレスモータの出
力軸６は回転する。
【００１５】図５に本発明の第１実施例のコイル配置図
を示す。コイルブロック５１は六角状コイルが巻初めの
点Ａ１から始まっている。図面を正面に見て順次右方向
に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ１から
中間タップ点ｐまでの表コイル３６ａと裏コイル３６ｃ
が表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
りの点Ａ２までの表コイル３１ａと裏イコル３１ｃが表
・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すなわ
ちコイル巻初めの点Ａ１から中間タップ点ｐまでのピッ
チ幅は機械角で１２０度である。ここで、コイル直線部
の相互間の角度ピッチを機械角とする。
を示す。コイルブロック５１は六角状コイルが巻初めの
点Ａ１から始まっている。図面を正面に見て順次右方向
に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ１から
中間タップ点ｐまでの表コイル３６ａと裏コイル３６ｃ
が表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
りの点Ａ２までの表コイル３１ａと裏イコル３１ｃが表
・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すなわ
ちコイル巻初めの点Ａ１から中間タップ点ｐまでのピッ
チ幅は機械角で１２０度である。ここで、コイル直線部
の相互間の角度ピッチを機械角とする。
【００１６】更に、中間タップ点ｐからコイル巻終わり
の点Ａ２までのピッチ幅は同様に機械角で１２０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は回転子磁石３の極数（ここでは２
極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１
８０度のピッチ幅になっている。コイルブロック５１の
巻初め３６ａから裏コイル３６ｃの直線部までの機械角
は１８０度である。ただし、この１８０度は設計上全節
ピッチであるが、１８０度より小さい角度または大きい
角度にしても設計上差し支えない。コイルブロック５１
の全体のピッチ幅は機械角で４２０度になっている。
の点Ａ２までのピッチ幅は同様に機械角で１２０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は回転子磁石３の極数（ここでは２
極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１
８０度のピッチ幅になっている。コイルブロック５１の
巻初め３６ａから裏コイル３６ｃの直線部までの機械角
は１８０度である。ただし、この１８０度は設計上全節
ピッチであるが、１８０度より小さい角度または大きい
角度にしても設計上差し支えない。コイルブロック５１
の全体のピッチ幅は機械角で４２０度になっている。
【００１７】コイルブロック５２は、コイルブロック５
１と同様に、巻初めＢ１と中間タップｑの間に表コイル
３２ａと裏コイル３２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ２の間に表コイル３３ａと
裏コイル３３ｃが表・裏に配置されている。
１と同様に、巻初めＢ１と中間タップｑの間に表コイル
３２ａと裏コイル３２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ２の間に表コイル３３ａと
裏コイル３３ｃが表・裏に配置されている。
【００１８】コイルブロック５２の直線部相互間の機械
角は、コイルブロック５１と同様に設定されている。コ
イルブロック５２はコイルブロック５１に対して機械角
で１２０度ずれて配置されている。コイルブロック５３
は、コイルブロックと同様に巻初めＣ１と中間タップｒ
の間に表コイル３４ａと裏コイル３４ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ２の間に表
コイル３５ａと裏コイル３５ｃが表・裏に配置されてい
る。
角は、コイルブロック５１と同様に設定されている。コ
イルブロック５２はコイルブロック５１に対して機械角
で１２０度ずれて配置されている。コイルブロック５３
は、コイルブロックと同様に巻初めＣ１と中間タップｒ
の間に表コイル３４ａと裏コイル３４ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ２の間に表
コイル３５ａと裏コイル３５ｃが表・裏に配置されてい
る。
【００１９】コイルブロック５３の直線部相互間の機械
角はコイルブロック５１と同様に設定されている。コイ
ルブロック５３はコイルブロック５１に対して機械角で
２４０度ずれて配置されている。図６は、コイルブロッ
ク５１、５２及び５３を重ねてモータ出力軸方向から見
た場合の図である。各コイルブロックの巻初めと巻終わ
りは各コイルブロックのピッチ幅は機械角で４２０度な
ので各々６０度重複している。
角はコイルブロック５１と同様に設定されている。コイ
ルブロック５３はコイルブロック５１に対して機械角で
２４０度ずれて配置されている。図６は、コイルブロッ
ク５１、５２及び５３を重ねてモータ出力軸方向から見
た場合の図である。各コイルブロックの巻初めと巻終わ
りは各コイルブロックのピッチ幅は機械角で４２０度な
ので各々６０度重複している。
【００２０】図２は、コイル３１ないし３６と結線パタ
ーンＡ１−Ｃ２、Ｂ１−Ａ２、Ｃ１−Ｂ２及び結線箇所
ｐ，ｑ，ｒの結線を示す図である。本実施例においては
コイル３１ないし３６が円周上全ての箇所において４層
に積層されている。図８は、本発明の第２実施例の環状
結線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコイ
ル６１とコイル６２が直列に結線されている。端子ｑと
端子ｒの間にはイコル６３とコイル６４が結線されてい
る。端子ｒと端子ｓの間にはコイル６５とコイル６６が
配線されている。端子ｓと端子ｐの間にはコイル６７と
コイル６８が配線されている。コイル６１ないしコイル
６８により、図１の電機子コイル５が構成される。
ーンＡ１−Ｃ２、Ｂ１−Ａ２、Ｃ１−Ｂ２及び結線箇所
ｐ，ｑ，ｒの結線を示す図である。本実施例においては
コイル３１ないし３６が円周上全ての箇所において４層
に積層されている。図８は、本発明の第２実施例の環状
結線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコイ
ル６１とコイル６２が直列に結線されている。端子ｑと
端子ｒの間にはイコル６３とコイル６４が結線されてい
る。端子ｒと端子ｓの間にはコイル６５とコイル６６が
配線されている。端子ｓと端子ｐの間にはコイル６７と
コイル６８が配線されている。コイル６１ないしコイル
６８により、図１の電機子コイル５が構成される。
【００２１】図９は、本発明の第２実施例の電機子コイ
ル５の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル６１
とコイル６２を重ねて配置し、中間点をＡ２およびＢ１
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ２及びＣ１とする。端子ｒと端子ｓの間のコ
イルを重ねて配置し、中間点をＣ２及びＤ１とする。端
子ｓと端子ｐの間のコイルを重ねて配置し、中間点をＤ
２及びＡ１とする。ここで、Ｂ１点とＤ２点はｐ側に配
置し、Ａ２点とＣ１点はｑ側に配置し、Ｂ２点とＤ１点
はｒ側に位置し、Ｃ２点とＡ１点はｓ側に位置する。
ル５の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル６１
とコイル６２を重ねて配置し、中間点をＡ２およびＢ１
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ２及びＣ１とする。端子ｒと端子ｓの間のコ
イルを重ねて配置し、中間点をＣ２及びＤ１とする。端
子ｓと端子ｐの間のコイルを重ねて配置し、中間点をＤ
２及びＡ１とする。ここで、Ｂ１点とＤ２点はｐ側に配
置し、Ａ２点とＣ１点はｑ側に配置し、Ｂ２点とＤ１点
はｒ側に位置し、Ｃ２点とＡ１点はｓ側に位置する。
【００２２】次に、本発明の第２実施例の動作を説明す
る。図９において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｒにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｑおよびｓはＯＦＦとする。コイル６１とコ
イル６２に電流が流れ、しかも、コイル６１とコイル６
２に流れる電流は同一方向に流れる。よって、コイル６
１とコイル６２により発生する磁界の向きも同一とな
る。同様に、コイル６３とコイル６４、コイル６５とコ
イル６６、及びコイル６７とコイル６８に発生するそれ
ぞれの磁界の向きも同一となる。これらのコイル６１な
いし６８の磁界と回転子磁石３の磁界により、ブラシレ
スモータの出力軸６が回転する。
る。図９において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｒにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｑおよびｓはＯＦＦとする。コイル６１とコ
イル６２に電流が流れ、しかも、コイル６１とコイル６
２に流れる電流は同一方向に流れる。よって、コイル６
１とコイル６２により発生する磁界の向きも同一とな
る。同様に、コイル６３とコイル６４、コイル６５とコ
イル６６、及びコイル６７とコイル６８に発生するそれ
ぞれの磁界の向きも同一となる。これらのコイル６１な
いし６８の磁界と回転子磁石３の磁界により、ブラシレ
スモータの出力軸６が回転する。
【００２３】次の段階は、端子ｑにプラスの電位をか
け、端子ｓにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐおよびｒはＯＦＦとする。コイル６３とコイル６４に
同一方向の電流が流れる。同様に、コイル６５とコイル
６６、コイル６７とコイル６８、及びコイル６１とコイ
ル６２に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。
これらのコイル６１ないし６８の磁界と回転子磁石３の
磁界により、ブラシレスモータの出力軸６が回転する。
以下、同様に各端子にかける電圧を向きを順次変えてゆ
くことによりブラシレスモータの出力軸６は回転する。
け、端子ｓにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐおよびｒはＯＦＦとする。コイル６３とコイル６４に
同一方向の電流が流れる。同様に、コイル６５とコイル
６６、コイル６７とコイル６８、及びコイル６１とコイ
ル６２に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。
これらのコイル６１ないし６８の磁界と回転子磁石３の
磁界により、ブラシレスモータの出力軸６が回転する。
以下、同様に各端子にかける電圧を向きを順次変えてゆ
くことによりブラシレスモータの出力軸６は回転する。
【００２４】図１０に本発明の第２実施例のコイル配置
図を示す。コイルブロック４１は六角状コイルが巻初め
の点Ａ１から始まっている。図面を正面に見て順次右方
向に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ１か
ら中間タップ点ｐまでの表コイル６８ａと裏コイル６８
ｃが表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻
終りの点Ａ２までの表コイル６１ａと裏イコル６１ｃが
表・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すな
わちコイル巻初めの点Ａ１から中間タップ点ｐまでのピ
ッチ幅は機械角で９０度である。
図を示す。コイルブロック４１は六角状コイルが巻初め
の点Ａ１から始まっている。図面を正面に見て順次右方
向に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ１か
ら中間タップ点ｐまでの表コイル６８ａと裏コイル６８
ｃが表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻
終りの点Ａ２までの表コイル６１ａと裏イコル６１ｃが
表・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すな
わちコイル巻初めの点Ａ１から中間タップ点ｐまでのピ
ッチ幅は機械角で９０度である。
【００２５】更に、中間タップ点ｐからコイル巻終わり
の点Ａ２までのピッチ幅は同様に機械角で９０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は回転子磁石３の極数（ここでは２
極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１
８０度のピッチ幅になっている。コイルブロック４１の
巻初め６８ａから裏コイル６８ｃの直線部までの機械角
は１８０度である。ただし、この１８０度は設計上全節
ピッチであるが、１８０度より小さい角度または大きい
角度にしても設計上差し支えない。コイルブロック４１
の全体のピッチ幅は機械角で３６０度になっている。
の点Ａ２までのピッチ幅は同様に機械角で９０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は回転子磁石３の極数（ここでは２
極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１
８０度のピッチ幅になっている。コイルブロック４１の
巻初め６８ａから裏コイル６８ｃの直線部までの機械角
は１８０度である。ただし、この１８０度は設計上全節
ピッチであるが、１８０度より小さい角度または大きい
角度にしても設計上差し支えない。コイルブロック４１
の全体のピッチ幅は機械角で３６０度になっている。
【００２６】コイルブロック４２は、コイルブロック４
１と同様に、巻初めＢ１と中間タップｑの間に表コイル
６２ａと裏コイル６２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ２の間に表コイル６３ａと
裏コイル６３ｃが表・裏に配置されている。
１と同様に、巻初めＢ１と中間タップｑの間に表コイル
６２ａと裏コイル６２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ２の間に表コイル６３ａと
裏コイル６３ｃが表・裏に配置されている。
【００２７】コイルブロック４２の直線部相互間の機械
角は、コイルブロック４１と同様に設定されている。コ
イルブロック４２はコイルブロック４１に対して機械角
で９０度ずれて配置されている。コイルブロック４３
は、コイルブロックと同様に巻初めＣ１と中間タップｒ
の間に表コイル６４ａと裏コイル６４ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ２の間に表
コイル６５ａと裏コイル６５ｃが表・裏に配置されてい
る。
角は、コイルブロック４１と同様に設定されている。コ
イルブロック４２はコイルブロック４１に対して機械角
で９０度ずれて配置されている。コイルブロック４３
は、コイルブロックと同様に巻初めＣ１と中間タップｒ
の間に表コイル６４ａと裏コイル６４ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ２の間に表
コイル６５ａと裏コイル６５ｃが表・裏に配置されてい
る。
【００２８】コイルブロック４３の直線部相互間の機械
角はコイルブロック４１と同様に設定されている。コイ
ルブロック４３はコイルブロック４１に対して機械角で
１８０度ずれて配置されている。コイルブロック４４の
直線部相互間の機械角はコイルブロック４１と同様に設
定されている。コイルブロック４４はコイルブロック４
１に対して機械角で２７０度ずれて配置されている。
角はコイルブロック４１と同様に設定されている。コイ
ルブロック４３はコイルブロック４１に対して機械角で
１８０度ずれて配置されている。コイルブロック４４の
直線部相互間の機械角はコイルブロック４１と同様に設
定されている。コイルブロック４４はコイルブロック４
１に対して機械角で２７０度ずれて配置されている。
【００２９】図１１は、コイルブロック４１、４２、４
３及び４４を重ねてモータ出力軸方向から見た場合の図
である。各コイルブロックの巻初めと巻終わりは各コイ
ルブロックのピッチ幅は機械角で３６０度になってい
る。図７は、コイル６１ないし６８と結線パターンＡ１
−Ｄ２、Ｂ１−Ａ２、Ｃ１−Ｂ２、Ｄ１−Ｃ２及び整流
子片８の結線箇所ｐ，ｑ，ｒ，ｓの結線を示す図であ
る。本実施例においてはコイル６１ないし６８が円周上
全ての箇所において４層に積層されている。
３及び４４を重ねてモータ出力軸方向から見た場合の図
である。各コイルブロックの巻初めと巻終わりは各コイ
ルブロックのピッチ幅は機械角で３６０度になってい
る。図７は、コイル６１ないし６８と結線パターンＡ１
−Ｄ２、Ｂ１−Ａ２、Ｃ１−Ｂ２、Ｄ１−Ｃ２及び整流
子片８の結線箇所ｐ，ｑ，ｒ，ｓの結線を示す図であ
る。本実施例においてはコイル６１ないし６８が円周上
全ての箇所において４層に積層されている。
【００３０】以上のように、本発明のブラシレスモータ
においては、コイルブロックの数をｎ個としたとき、Ｍ
番目のコイルブロックのずらし角ＸM は、第１実施例の
ｎ（相数）＝３の場合は、図５、図６に示すとおり、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝１２０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝２４０゜ 第２実施例のｎ（相数）＝４の場合は、図１０、図１１
に示すとおり、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝ ９０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝１８０゜ Ｘ3 ＝３６０×３／ｎ＝２７０゜ となる。
においては、コイルブロックの数をｎ個としたとき、Ｍ
番目のコイルブロックのずらし角ＸM は、第１実施例の
ｎ（相数）＝３の場合は、図５、図６に示すとおり、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝１２０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝２４０゜ 第２実施例のｎ（相数）＝４の場合は、図１０、図１１
に示すとおり、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝ ９０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝１８０゜ Ｘ3 ＝３６０×３／ｎ＝２７０゜ となる。
【００３１】したがって、一般にＭ番目のコイルブロッ
クのずらし角ＸM は ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 と表される。ここに、Ｍには１からｎ−１までの正の整
数が入る。ここで、ｎは３以上の正の整数である。な
お、それぞれのコイルブロックは、それぞれの両端部
が、 Ｘ2 ＋３６０／Ｐ 度 の中心角で占められる。ここでＰは磁石の極数である。
クのずらし角ＸM は ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 と表される。ここに、Ｍには１からｎ−１までの正の整
数が入る。ここで、ｎは３以上の正の整数である。な
お、それぞれのコイルブロックは、それぞれの両端部
が、 Ｘ2 ＋３６０／Ｐ 度 の中心角で占められる。ここでＰは磁石の極数である。
【００３２】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、ブラ
シレスモータにおいて、複数個のコイルブロックを一定
のずらし角を設けて積層配置した構造にしたので以下の
効果を有する。
シレスモータにおいて、複数個のコイルブロックを一定
のずらし角を設けて積層配置した構造にしたので以下の
効果を有する。
【００３３】直列結線で高トルクのブラシレスモータ
が得られる。 並列結線に比べて結線箇所が少なくなる。
が得られる。 並列結線に比べて結線箇所が少なくなる。
【図１】本発明のブラシレスモータの構造図である。
【図２】本発明のブラシレスモータの第１実施例の結線
図である。
図である。
【図３】本発明のブラシレスモータの第１実施例の配線
原理図である。
原理図である。
【図４】本発明のブラシレスモータの第１実施例の電機
子コイルの原理図である。
子コイルの原理図である。
【図５】本発明のブラシレスモータの第１実施例のコイ
ル配置図である。
ル配置図である。
【図６】本発明のブラシレスモータの第１実施例のコイ
ルブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図であ
る。
ルブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図であ
る。
【図７】本発明のブラシレスモータの第２実施例の結線
図である。
図である。
【図８】本発明のブラシレスモータの第２実施例の配線
原理図である。
原理図である。
【図９】本発明のブラシレスモータの第２実施例の電機
子コイルの原理図である。
子コイルの原理図である。
【図１０】本発明のブラシレスモータの第２実施例のコ
イルの配置図である。
イルの配置図である。
【図１１】本発明のブラシレスモータの第２実施例のコ
イルブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図であ
る。
イルブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図であ
る。
【図１２】従来のブラシレスモータの構造図である。
【図１３】従来のブラシレスモータの電機子コイルの斜
視図である。
視図である。
【図１４】従来のブラシレスモータのコイルの巻線後の
斜視図である。
斜視図である。
【図１５】従来のブラシレスモータのコイルの巻線後に
つぶした後の平面図である。
つぶした後の平面図である。
【図１６】従来のブラシレスモータのコイルの結線原理
図である。
図である。
【図１７】従来のブラシレスモータのコイルの並列結線
の原理図である。
の原理図である。
【図１８】従来のブラシレスモータのコイルをモータの
出力軸方向から見た図である。
出力軸方向から見た図である。
１ ケース ２ 軸受 ３ 回転子磁石 ４ 電機子 ５ 電機子コイル ６ 出力軸 ７ 後カバー ８ リード線 ９ 間座
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 29/00 H02K 1/12 H02K 3/04 H02K 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ケースと一体固定となっているｎ個のコ
イルブロックと、出力軸と一体になって回転する偶数極
の回転子磁石を有するブラシレスモータにおいて、前記ｎ個のコイルブロックはそれぞれ直列接続された複
数の電機子コイルから構成され、 かつ、前記ｎ個のコイルブロックは長手方向に順次配置
の位置をずらして円筒形に積層して形成されていて、 最初に配置されたコイルブロックの積層開始位置から位
置をずらして配置されるｎ−１個のコイルブロックの中
で、Ｍ番目にずらすコイルブロックのずらし角Ｘ M は、
前記円筒形を中心とする角度で表わして ＸM ＝ ３６０×Ｍ／ｎ 度ずらして配置されると共に、 それぞれのコイルブロックの積層する長さが、前記円筒
形を中心とする角度で表わして Ｘ 2 ＋ ３６０／Ｐ 度 で表わされ、 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の正の整数、Ｐは磁石の極数）また、前記ｎ個のコイルブロックは順次直列結線されて
閉回路を構成しており、前記1個目のコイルブロックを
構成する複数の電機子コイルの中間点に第1の電源供給
端子が形成され、 前記２個目のコイルブロックを構成する複数の電機子コ
イルの中間点に第２の電源供給端子が形成され同様に、
前記ｎ個目のコイルブロックを構成する複数の電機子コ
イルの中間点に第ｎの電源供給端子が形成される ことを
特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項２】 前記第1と前記第2の電源供給端子には、
第1相の電圧が供給され、前記第２と第３の電源供給端
子には、第２相の電圧が供給され、同様に、第ｎ−1と
前記第ｎの電源供給端子には、第ｎ相の電圧が供給され
る請求項1 記載のブラシレスモータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209009A JP3002927B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | ブラシレスモータ |
| US08/095,955 US5394045A (en) | 1992-08-05 | 1993-07-22 | Brushless motor |
| CH233693A CH686159A5 (de) | 1992-08-05 | 1993-08-05 | Buerstenloser motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209009A JP3002927B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0662555A JPH0662555A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3002927B2 true JP3002927B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=16565776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209009A Expired - Lifetime JP3002927B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | ブラシレスモータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5394045A (ja) |
| JP (1) | JP3002927B2 (ja) |
| CH (1) | CH686159A5 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19704504A1 (de) * | 1997-02-06 | 1998-08-13 | Krauss Maffei Ag | Motor |
| AU8291098A (en) * | 1997-07-09 | 1999-02-08 | Sl Montevideo Technology, Inc. | Brushless dc permanent magnet motors for traction drive systems |
| JP3551148B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2004-08-04 | 株式会社デンソー | 車両用交流発電機 |
| JP4406864B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-02-03 | 株式会社ヴァレオサーマルシステムズ | 電磁モータ |
| JPWO2007029563A1 (ja) * | 2005-09-07 | 2009-03-19 | 株式会社ミツバ | 電動パワーステアリング装置用モータ |
| DE102015200095A1 (de) * | 2015-01-07 | 2016-07-07 | Robert Bosch Gmbh | Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines solchen |
| JP6626632B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2019-12-25 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| US10193422B2 (en) | 2015-05-13 | 2019-01-29 | Makita Corporation | Power tool |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4403160A (en) * | 1980-12-25 | 1983-09-06 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Pole change type motor |
| DE3578281D1 (de) * | 1984-07-11 | 1990-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Elektrischer drehmotor. |
| US4774428A (en) * | 1987-05-15 | 1988-09-27 | Synektron Corporation | Compact three-phase permanent magnet rotary machine having low vibration and high performance |
| DE58904848D1 (de) * | 1989-04-27 | 1993-08-05 | Siemens Ag | Heteropolar erregte synchronmaschine. |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP4209009A patent/JP3002927B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-22 US US08/095,955 patent/US5394045A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-05 CH CH233693A patent/CH686159A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5394045A (en) | 1995-02-28 |
| CH686159A5 (de) | 1996-01-15 |
| JPH0662555A (ja) | 1994-03-04 |
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