JP3414907B2 - motor - Google Patents
motorInfo
- Publication number
- JP3414907B2 JP3414907B2 JP29795695A JP29795695A JP3414907B2 JP 3414907 B2 JP3414907 B2 JP 3414907B2 JP 29795695 A JP29795695 A JP 29795695A JP 29795695 A JP29795695 A JP 29795695A JP 3414907 B2 JP3414907 B2 JP 3414907B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poles
- magnet
- stage
- motor
- magnets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は情報機器あるいは、
映像・音響機器等に使用されるブラシレスモータ等のモ
ータに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an information device or
The present invention relates to a motor such as a brushless motor used in video / audio equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年ブラシレスモータは、情報機器ある
いは、映像・音響機器の小型化に伴い、小型でなおかつ
高効率のブラシレスモータの要求が高まりつつある。2. Description of the Related Art In recent years, brushless motors have been required to be compact and highly efficient, as information equipment or video / audio equipment have become smaller.
【0003】以下に従来のブラシレスモータに付いて説
明する。A conventional brushless motor will be described below.
【0004】図23に従来のインナーロータタイプのブ
ラシレスモータの断面図を示す。FIG. 23 is a sectional view of a conventional inner rotor type brushless motor.
【0005】図23において、101は3極の突極を有
する円筒状コア、102はコイル、103はマグネッ
ト、104はシャフト、105はフレームケース、10
6、107は軸受、108は電子部品が実装された回路
基板である。In FIG. 23, 101 is a cylindrical core having three salient poles, 102 is a coil, 103 is a magnet, 104 is a shaft, 105 is a frame case, 10
6 and 107 are bearings, and 108 is a circuit board on which electronic components are mounted.
【0006】図23に示すように、シャフト104に中
空円筒のマグネット103の内円筒部が挿入固定され、
そのシャフト104の一方端はフレームケース105に
取り付けられた軸受106に支承され、もう一方のシャ
フト端はブラケット109に取り付けられた軸受107
に支承されて両持ち支持構造のインナーロータが構成さ
れている。軸受で回転自在に保持されたシャフト104
に取付けられたマグネット103はN、S2極に着磁さ
れ、コア101の突極に巻回されたコイル102に通電
することにより発生する磁束により前記マグネット10
3は回転する。As shown in FIG. 23, the inner cylindrical portion of the hollow cylindrical magnet 103 is inserted and fixed to the shaft 104,
One end of the shaft 104 is supported by a bearing 106 attached to the frame case 105, and the other end of the shaft is a bearing 107 attached to a bracket 109.
Is supported by the inner rotor of the double-supported structure. Shaft 104 rotatably held by bearings
The magnet 103 attached to the magnet 10 is magnetized to N and S2 poles, and the magnetic flux generated by energizing the coil 102 wound around the salient pole of the core 101 causes the magnet 10 to move.
3 rotates.
【0007】コア101の突極はそれぞれU相、V相、
W相の巻線となる3相の巻線構造である。3相に発生す
る誘起電圧の位相がそれぞれ120゜ずつずれて発生す
るように電子回路で通電駆動させている。即ち、3相ブ
ラシレスモータとして駆動している。The salient poles of the core 101 are U-phase, V-phase, and
This is a three-phase winding structure that is a W-phase winding. The electronic circuits are energized and driven so that the phases of the induced voltages generated in the three phases are shifted by 120 °. That is, it is driven as a three-phase brushless motor.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、機器の小型化が進み、小型でなおかつ高
効率のブラシレスモータが要求されるようになってきた
今日、第1に、インナーロータタイプのブラシレスモー
タの場合、モータの体積効率があまり良くない傾向にあ
る。以下はその理由について述べる。However, in the above-mentioned conventional structure, the downsizing of equipment has progressed, and a brushless motor having a small size and high efficiency has been demanded today. First, the inner rotor type. In the case of the brushless motor, the volume efficiency of the motor tends to be not so good. The reason will be described below.
【0009】図24の(a)はインナーロータタイプの
ブラシレスモータの磁気回路を簡略化した断面図であ
る。図24の(b)はそのモータをコア内側から展開し
た図である。以下はこの図について述べる。なお以下で
は簡単のために磁束の漏れは無視して考えるものとす
る。FIG. 24A is a simplified sectional view of a magnetic circuit of an inner rotor type brushless motor. FIG. 24B is a diagram showing the motor developed from the inside of the core. The following describes this figure. In the following, for the sake of simplicity, the leakage of magnetic flux will be ignored.
【0010】モータの効率ηを表す値として速度変動率
μの逆数が良く用いられるが、この速度変動率μには一
般的に(数101)のような関係がある。The reciprocal of the speed fluctuation rate μ is often used as a value representing the efficiency η of the motor, and the speed fluctuation rate μ generally has a relation as shown in (Equation 101).
【0011】[0011]
【数101】 [Equation 101]
【0012】ここで、Φはコアの有効磁束、Tはコイル
ターン数、Rはコイル抵抗である。Here, Φ is the effective magnetic flux of the core, T is the number of coil turns, and R is the coil resistance.
【0013】ここで、コアの有効磁束Φは(数102)
のように表される。Here, the effective magnetic flux Φ of the core is (Equation 102)
It is expressed as.
【0014】[0014]
【数102】 [Equation 102]
【0015】ここで、Dはロータ外径、Lはロータ長
さ、Bgはギャップの磁束密度である。Here, D is the rotor outer diameter, L is the rotor length, and Bg is the magnetic flux density of the gap.
【0016】ここで、ギャップ磁束密度Bgは(数10
3)のように表される。Here, the gap magnetic flux density Bg is (equation 10)
3).
【0017】[0017]
【数103】 [Equation 103]
【0018】ここで、Br、μrはそれぞれ残留磁束密
度、リコイル透磁率と呼ばれマグネットの材質によって
決まる定数である。Lmはマグネットの厚み、Lgはマ
グネット、コア間のエアギャップである。Here, Br and μr are called residual magnetic flux density and recoil magnetic permeability, respectively, and are constants determined by the material of the magnet. Lm is the thickness of the magnet, and Lg is the air gap between the magnet and the core.
【0019】また、コイルターン数Tと、コイル抵抗R
の関係は(数104)のように表される。The number of coil turns T and the coil resistance R
The relationship is expressed as (Equation 104).
【0020】[0020]
【数104】 [Equation 104]
【0021】ここで、Kはコイルの導電率、巻線の占積
率によって定まる比例定数、lはコイル1ターン当たり
の平均長さ、Sはコイルの断面積である。また、このl
はコイルのR部分を無視すると(数105)のように表
される。Here, K is the proportionality constant determined by the conductivity of the coil and the space factor of the winding, l is the average length per turn of the coil, and S is the cross-sectional area of the coil. Also, this l
Is expressed as (Equation 105) when the R part of the coil is ignored.
【0022】[0022]
【数105】 [Equation 105]
【0023】ここで、Lcはコイル高さ、Dcはコイル
幅である。Here, Lc is the coil height and Dc is the coil width.
【0024】以上より(数101)に(数102)、
(数103)、(数104)、(数105)を代入して
整理すると、(数106)のようになる。From the above, (Equation 101) (Equation 102),
Substituting (Equation 103), (Equation 104), and (Equation 105) for rearranging results in (Equation 106).
【0025】[0025]
【数106】 [Equation 106]
【0026】この式には、コイル抵抗R、コイルターン
数Tの成分は含まれておらず、巻線仕様の変更により効
率が変化しないことを示している。This equation does not include the components of the coil resistance R and the number of coil turns T, and shows that the efficiency does not change due to the change of the winding specification.
【0027】この式において他の変数を固定し、ロータ
の体積{πD2 L/4}が一定となるようにL、Dを変
化させた場合、ロータ長さ/径{L/D}と効率ηの関
係は図25のようになる。図25によるとロータが長く
なるほど効率は良くなるが、そのカーブは緩やかにな
り、ある値に収束しこれ以上では効率が上がらなくな
り、限界がある。When other variables are fixed in this equation and L and D are changed so that the rotor volume {πD 2 L / 4} becomes constant, rotor length / diameter {L / D} and efficiency The relationship of η is as shown in FIG. According to FIG. 25, the longer the rotor is, the better the efficiency is, but the curve becomes gentle and converges to a certain value.
【0028】第2に、所定値以上のトルクを出力するた
めには、突極に巻回するコイルのターン数を大にしなけ
ればならず、突極の突出量が大となる結果、モータ外径
が大となって、モータの小型化が困難になるという問題
がある。Secondly, in order to output a torque equal to or more than a predetermined value, the number of turns of the coil wound around the salient pole must be increased, and the protrusion amount of the salient pole becomes large. There is a problem that the diameter becomes large and it becomes difficult to downsize the motor.
【0029】第3に、上記の従来の構成では、インナー
ロータの周囲にコイル巻回突極を等間隔で配したコアを
配置する必要があり、モータの横断面形状が円形ないし
これに近い形状となり、モータの薄型化が困難になると
いう問題がある。Thirdly, in the above-mentioned conventional structure, it is necessary to dispose the cores in which the coil winding salient poles are arranged at equal intervals around the inner rotor, and the cross-sectional shape of the motor is circular or close thereto. Therefore, there is a problem that it becomes difficult to make the motor thinner.
【0030】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、効率が良く、小型化かつ薄型化が可能で、なおか
つ、機器に対する取付の自由度が高いモータを提供する
ことを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor which is efficient, can be made small and thin, and has a high degree of freedom in mounting on equipment.
【0031】[0031]
【課題を解決するための手段】本発明のモータは、上記
目的を達成するために、周方向にN、S極を交互に着磁
したK個(Kは2以上の整数)のマグネットと、K個の
マグネットを軸方向にK段に積み重ねて一体に保持する
中心回転軸と、各マグネットに対応するK段のコイル巻
回突極を有するコアとを備え、各段のマグネットのN、
S極の着磁位置とコイル巻回突極の相対位置が相互に周
方向にずれ、各段のコイル巻回突極に発生する誘起電圧
の位相が1相のみであって、かつその位相が同じ段のマ
グネットを回転させるに適する位相となるように設定さ
れていることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a motor of the present invention comprises K magnets (K is an integer of 2 or more) in which N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction. A central rotation shaft that stacks K magnets in K stages in the axial direction and integrally holds them, and a core having K-stage coil winding salient poles corresponding to each magnet are provided.
The magnetized position of the S pole and the relative position of the coil winding salient pole are displaced from each other in the circumferential direction, and the phase of the induced voltage generated in the coil winding salient pole of each stage is only one phase, and the phase is It is characterized in that it is set to have a phase suitable for rotating magnets in the same stage.
【0032】本発明によれば、マグネットの磁極及びコ
アのコイル巻回突極を、モータ軸方向にK段に振り分け
て配置することができる。すなわち、マグネットの磁極
及びコアのコイル巻回突極が同一平面上に配置展開され
た従来例に比較し、本発明はモータ軸方向に展開される
K段の平面上に分散して前記マグネットの磁極及びコア
のコイル巻回突極を配置でき、後に詳述するように、効
率の向上、小型化、薄型化、機器に対する取付の自由度
の各点で有利なモータを提供することができる。According to the present invention, the magnetic poles of the magnet and the coil winding salient poles of the core can be arranged in K stages in the motor axial direction. That is, as compared with the conventional example in which the magnetic poles of the magnet and the coil winding salient poles of the core are arranged and developed on the same plane, the present invention is dispersed on the plane of K stages developed in the motor axial direction. The magnetic poles and the coil winding salient poles of the core can be arranged, and as will be described later in detail, it is possible to provide a motor which is advantageous in terms of improved efficiency, downsizing, thinning, and freedom of attachment to a device.
【0033】[0033]
(実施形態1)以下本発明の第1の実施形態について、
図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
A description will be given with reference to the drawings.
【0034】図1は、本発明のブラシレスモータの断面
図である。図1において、1a、1b、1cは2極の突
極7a〜7cを有する円筒状コア、2a、2b、2cは
コアを絶縁する樹脂製のインシュレータ、3a、3b、
3cは各コア突極に巻かれたコイル、4a、4b、4c
はN、S2極の磁極を有するマグネット、5はスペー
サ、6はシャフト(中心回転軸)、10は有頂円筒形の
フレームケース、8はブラケット、9a、9bは軸受、
11は端子結線のための基板、12はインシュレータに
一体に固定された端子ピンである。FIG. 1 is a sectional view of the brushless motor of the present invention. In FIG. 1, 1a, 1b, 1c are cylindrical cores having two salient poles 7a-7c, 2a, 2b, 2c are resin insulators 3a, 3b for insulating the cores.
3c is a coil wound around each core salient pole, 4a, 4b, 4c
Is a magnet having N and S2 magnetic poles, 5 is a spacer, 6 is a shaft (center rotation axis), 10 is a topped cylindrical frame case, 8 is a bracket, 9a and 9b are bearings,
Reference numeral 11 is a substrate for connecting terminals, and 12 is a terminal pin integrally fixed to the insulator.
【0035】図1に示すようにロータ部は、中空円筒の
マグネット4a、4b、4cがスペーサ5を挟んで、各
マグネット4a、4b、4cの内円筒部がシャフト6に
挿入固定され、そのシャフト6の一方端はフレームケー
ス10に取り付けられた軸受9aに支承され、もう一方
のシャフト端はブラケット8に取り付けられた軸受9b
に支承された両持ち支持構造のインナーロータとなって
いる。As shown in FIG. 1, in the rotor portion, hollow cylindrical magnets 4a, 4b, 4c sandwich a spacer 5, and the inner cylindrical portion of each magnet 4a, 4b, 4c is inserted and fixed to a shaft 6, and the shaft 6 One end of 6 is supported by a bearing 9a attached to the frame case 10, and the other end of the shaft is a bearing 9b attached to the bracket 8.
It is an inner rotor with a double-sided support structure supported by.
【0036】また、コア1a、1b、1cは、プレス成
形により珪素鋼板をスラスト方向に積層して構成し、樹
脂製のインシュレータ2a、2b、2cにより絶縁処理
されている。また、このインシュレータ2a、2b、2
cには、端子ピン12が一体に成形されており、コイル
巻線時にコイル3a、3b、3cの巻始めと巻終わりを
この端子ピン12に数回巻き付け、半田により処理する
ことにより、自動化を容易にしている。The cores 1a, 1b, 1c are formed by stacking silicon steel plates in the thrust direction by press molding, and are insulated by resin insulators 2a, 2b, 2c. In addition, the insulators 2a, 2b, 2
The terminal pin 12 is integrally formed with c, and the winding start and the winding end of the coils 3a, 3b, and 3c are wound around the terminal pin 12 several times during coil winding, and by processing with solder, automation can be achieved. Making it easy.
【0037】そしてこのコア1a、1b、1cは、イン
シュレータ2a〜2cの一部を突出させて成形した位置
決めピンを基準として3個直列に接続し、フレームケー
ス10内周に挿入固定され、端子ピン12にはコイル3
a、3b、3cを結線する基板11が半田付けにより固
定されている。The cores 1a, 1b and 1c are connected in series with three positioning pins formed by projecting a part of the insulators 2a to 2c as a reference, and are inserted and fixed in the inner circumference of the frame case 10 so that the terminal pins are fixed. Coil 3 in 12
A board 11 for connecting a, 3b and 3c is fixed by soldering.
【0038】フレームケース10の開口部分には軸受け
9bが固定されたブラケット8が挿入固定されている構
成となっている。A bracket 8 to which a bearing 9b is fixed is inserted and fixed in the opening of the frame case 10.
【0039】図2は上記ブラシレスモータのロータマグ
ネットの着磁の状態を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a magnetized state of the rotor magnet of the brushless motor.
【0040】3段に積み重ねられたマグネット4a、4
b、4cは、図2に示すように、N、S極の着磁位置が
各段において120゜ずつずれるように着磁されてい
る。Magnets 4a and 4 stacked in three stages
As shown in FIG. 2, b and 4c are magnetized so that the magnetized positions of the N and S poles are shifted by 120 ° in each stage.
【0041】図3はそのマグネット4a、4b、4c
と、コア1a、1b、1c、コイル3a、3b、3cの
関係を模式的に表した図である。FIG. 3 shows the magnets 4a, 4b and 4c.
It is the figure which represented typically the relationship of core 1a, 1b, 1c and coil 3a, 3b, 3c.
【0042】図3、図1に示すように前記コア1a、1
b、1cの突極7a〜7cは夫々対応するものが同一周
方向位置にて配置され夫々が縦1列となっており、又1
個のコア1a、1b、1cに対しコイル3a、3b、3
cは1本の導線で連続に両突極7a〜7cに同一方向に
巻かれている。又各段におけるコイル3a、3b、3c
の巻き方向は図3に示すように同一方向である。As shown in FIGS. 3 and 1, the cores 1a, 1
Corresponding ones of the salient poles 7a to 7c of b and 1c are arranged at the same circumferential position, and each of them is in a vertical line.
Coils 3a, 3b, 3 for the individual cores 1a, 1b, 1c
Reference character c is a single conductor continuously wound around both salient poles 7a to 7c in the same direction. The coils 3a, 3b, 3c in each stage
The winding directions of are the same as shown in FIG.
【0043】図4は、この構成によりマグネット4a、
4b、4cが回転したときに各コイル発生する誘起電圧
の波形を示した図である。FIG. 4 shows the structure of the magnet 4a,
It is the figure which showed the waveform of the induced voltage which each coil generate | occur | produces when 4b and 4c rotate.
【0044】図4に示すようにコイル3a、3b、3c
に発生する誘起電圧Va、Vb、Vcは、マグネット4
a、4b、4cの角度がそれぞれ120゜ずつずれてい
るために、位相が120゜ずつずれた波形となる。ここ
で各コイル3a、3b、3cの一端をCOMとして共通
接続し、夫々の他端に3相を振り分け、この3相の誘起
電圧に合わせ基板11上の電子回路で通電駆動させるこ
とによりトルクが発生し、マグネット4a、4b、4c
は回転する。即ち、3相ブラシレスモータとして駆動し
ている。前記電子回路は直流電源から電流が供給されて
いる。As shown in FIG. 4, the coils 3a, 3b, 3c
The induced voltages Va, Vb, Vc generated in the
Since the angles a, 4b, and 4c are deviated by 120 °, the waveforms are out of phase by 120 °. Here, one end of each coil 3a, 3b, 3c is commonly connected as a COM, three phases are distributed to the other ends, and a torque is generated by energizing and driving the electronic circuit on the substrate 11 according to the induced voltage of the three phases. Generated, magnets 4a, 4b, 4c
Rotates. That is, it is driven as a three-phase brushless motor. The electronic circuit is supplied with current from a DC power supply.
【0045】図5の(a)は上記ブラシレスモータの磁
気回路を簡略化して示した断面図である。図5の(b)
はそのモータをコア内側から展開した図である。以下は
この図について述べる。なお以下では簡単のために磁束
の漏れは無視して考えるものとする。FIG. 5A is a sectional view showing a simplified magnetic circuit of the brushless motor. FIG. 5B
FIG. 3 is a diagram showing the motor developed from the inside of the core. The following describes this figure. In the following, for the sake of simplicity, the leakage of magnetic flux will be ignored.
【0046】モータの効率ηを表す値として速度変動率
μの逆数が良く用いられるが、この速度変動率μには一
般的に(数1)のような関係がある。The reciprocal of the speed fluctuation rate μ is often used as a value representing the efficiency η of the motor, and the speed fluctuation rate μ generally has a relation as shown in (Equation 1).
【0047】[0047]
【数1】 [Equation 1]
【0048】ここで、Φはコアの有効磁束、Tはコイル
ターン数、Rはコイル抵抗である。Here, Φ is the effective magnetic flux of the core, T is the number of coil turns, and R is the coil resistance.
【0049】ここで、コアの有効磁束Φは(数2)のよ
うに表される。Here, the effective magnetic flux Φ of the core is expressed as in (Equation 2).
【0050】[0050]
【数2】 [Equation 2]
【0051】ここで、Dはロータ外径、Lはロータ長
さ、Bgはギャップの磁束密度である。Here, D is the rotor outer diameter, L is the rotor length, and Bg is the magnetic flux density in the gap.
【0052】ここで、ギャップ磁束密度Bgは(数3)
のように表される。Here, the gap magnetic flux density Bg is (Equation 3)
It is expressed as.
【0053】[0053]
【数3】 [Equation 3]
【0054】ここで、Br、μrはそれぞれ残留磁束密
度、リコイル透磁率と呼ばれマグネットの材質によって
決まる定数である。Lmはマグネットの厚み、Lgはマ
グネット、コア間のエアギャップである。Here, Br and μr are residual magnetic flux density and recoil magnetic permeability, which are constants determined by the material of the magnet. Lm is the thickness of the magnet, and Lg is the air gap between the magnet and the core.
【0055】また、コイルターン数Tと、コイル抵抗R
の関係は(数4)のように表される。The number of coil turns T and the coil resistance R
The relationship is expressed as in (Equation 4).
【0056】[0056]
【数4】 [Equation 4]
【0057】ここで、Kはコイルの導電率、巻線の占積
率によって定まる比例定数、lはコイル1ターン当たり
の平均長さ、Sはコイルの断面積である。また、このl
はコイルのR部分を無視すると(数5)のように表され
る。Here, K is the proportionality constant determined by the conductivity of the coil and the space factor of the winding, l is the average length per turn of the coil, and S is the cross-sectional area of the coil. Also, this l
Is expressed as (Equation 5) when the R part of the coil is ignored.
【0058】[0058]
【数5】 [Equation 5]
【0059】ここで、Lcはコイル高さ、Dcはコイル
幅である。Here, Lc is the coil height and Dc is the coil width.
【0060】以上より(数1)に(数2)、(数3)、
(数4)、(数5)を代入して整理すると、(数6)の
ようになる。From the above, (Equation 1) becomes (Equation 2), (Equation 3),
Substituting (Equation 4) and (Equation 5) and rearranging results in (Equation 6).
【0061】[0061]
【数6】 [Equation 6]
【0062】この式には、コイル抵抗R、コイルターン
数Tの成分は含まれておらず、巻線仕様の変更により効
率が変化しないことを示している。This equation does not include the components of the coil resistance R and the number of coil turns T, and shows that the efficiency does not change due to the change of the winding specification.
【0063】この式において他の変数を固定し、ロータ
の体積{πD2 L/4}が一定となるようにL、Dを変
化させた場合、ロータ長さ/径{L/D}と効率ηの関
係は図6のようになる。なお図6において点線は従来の
インナーロータタイプのブラシレスモータの場合であ
る。図6より本発明のモータはロータが短い時は従来の
ブラシレスモータに比べ効率が悪いものの、ロータが長
くなるほど効率は良くなり、ある時点で逆転する。また
最終的な収束値((数6)及び(数106)においてL
/D=無限大とした場合)は本発明のモータの効率は、
従来のモータの効率の1.5倍に達する。When other variables are fixed in this equation and L and D are changed so that the rotor volume {πD 2 L / 4} becomes constant, rotor length / diameter {L / D} and efficiency The relationship of η is as shown in FIG. The dotted line in FIG. 6 represents the case of a conventional inner rotor type brushless motor. As shown in FIG. 6, the motor of the present invention is inefficient when the rotor is short as compared with the conventional brushless motor, but the efficiency is improved as the rotor is longer, and the motor reverses at a certain point. Also, in the final convergence value ((Equation 6) and (Equation 106), L
/ D = infinity), the efficiency of the motor of the present invention is
It reaches 1.5 times the efficiency of conventional motors.
【0064】なお、上記実施形態ではマグネットの着磁
が120゜ずつずれるように構成しているが、マグネッ
ト4a、4b、4cの着磁が60゜ずつずれるように構
成した場合も、図7のようにコイル3a、3cとコイル
3bの巻方向を逆にする、あるいは巻き方向は同じでコ
イルの接続を逆にすることにより、誘起電圧の位相は1
20゜ずつずれた形となり、同様に3相駆動が可能とな
る。In the above embodiment, the magnets are deviated by 120 ° from each other, but the magnets 4a, 4b and 4c are deviated by 60 ° from each other in FIG. By reversing the winding directions of the coils 3a and 3c and the coil 3b as described above, or reversing the connection of the coils with the same winding direction, the phase of the induced voltage is set to 1
The shape is shifted by 20 ° and three-phase drive is possible in the same manner.
【0065】また、図1のモータのコア1a、1b、1
cの外径は円形の場合を示しているが、図8のように外
周部に平面部1Pを設けた形状にすることにより機器へ
の取付性が良いモータを提供することも可能となる。The cores 1a, 1b, 1 of the motor shown in FIG.
Although the outer diameter of c is shown to be circular, it is also possible to provide a motor with good mountability to equipment by forming a flat portion 1P on the outer peripheral portion as shown in FIG.
【0066】さらに、本実施形態では着磁方向をずらす
ことにより、3段の誘起電圧の位相がそれぞれ120゜
ずれるように構成しているが図9のようにマグネット4
a、4b、4cの着磁方向を一定として、コア1a、1
b、1cの突極7a〜7c間の方向をずらした場合、あ
るいは、図10のようにコア1a、1b、1cの突極7
a〜7c及びマグネット4a、4b、4cの両方の各段
間の方向をずらした場合も、誘起電圧の位相が120゜
ずつずれるようにすることにより、同様に3相ブラシレ
スモータとして駆動することが可能である。特に図10
の場合は、上下コア1a、1cの巻線を中間のコア1b
のスロット部分に納めることにより、高さを抑えること
が可能となり、さらにモータの小型化を可能とすること
ができる。Further, in the present embodiment, the phases of the induced voltages of the three stages are shifted by 120 ° by shifting the magnetizing directions. However, as shown in FIG.
With the magnetization directions of a, 4b, and 4c fixed, the cores 1a, 1
When the direction between the salient poles 7a to 7c of b and 1c is shifted, or as shown in FIG.
Even when the directions of both stages of a to 7c and the magnets 4a, 4b, 4c are shifted, it is possible to similarly drive as a three-phase brushless motor by shifting the phase of the induced voltage by 120 °. It is possible. Especially in FIG.
In the case of, the windings of the upper and lower cores 1a and 1c are connected to the intermediate core 1b.
The height of the motor can be suppressed and the motor can be downsized by storing the motor in the slot portion.
【0067】なお本実施形態では、モータを3段の構成
としたが、K段(n=2、3、4‥‥)の構成とするこ
とにより、K相のブラシレスモータに一般的に、広く用
いることができる。In this embodiment, the motor has a three-stage structure. However, by using a K-stage structure (n = 2, 3, 4, ...), a K-phase brushless motor is generally used in a wide range. Can be used.
【0068】(実施形態2)次にマグネット4a、4
b、4cの着磁極数を2極ではなく、それよりも多くし
た本発明の第2の実施形態について説明する。なお、マ
グネット4a、4b、4cの着磁極数、これらに対応す
る各コア1a、1b、1cの突極7a〜7c及びコイル
3a〜3bを除いた構成は上記実施形態1に示すものと
同様である。図11は、マグネット4a、4b、4cの
着磁極数が6極、コア1a、1b、1cの突極7a〜7
cが4極の場合における、マグネット、コア、コイルの
関係を示した図である。(Embodiment 2) Next, the magnets 4a, 4
A second embodiment of the present invention will be described in which the number of magnetized magnetic poles b and 4c is not two but more than two. The number of magnetized magnetic poles of the magnets 4a, 4b and 4c, and the configuration excluding the salient poles 7a to 7c and the coils 3a to 3b of the cores 1a, 1b and 1c corresponding thereto are the same as those shown in the first embodiment. is there. FIG. 11 shows that the magnets 4a, 4b and 4c have 6 magnetic poles, and the salient poles 7a to 7 of the cores 1a, 1b and 1c.
It is a figure showing the relation of a magnet, a core, and a coil in case c is 4 poles.
【0069】図11に示すものは、周方向に60°ピッ
チでN、S極を着磁した、6極の着磁を有する円筒状マ
グネット4a、4b、4cと、前記マグネット4a、4
b、4cの着磁ピッチに合わせ、着磁のN、S極それぞ
れ2極ずつに対応する4極の突極7a〜7cを図のよう
に対向する両側に2極ずつ配置したコアを、各3段縦に
ならべた構成としている。FIG. 11 shows a cylindrical magnet 4a, 4b, 4c having 6 poles magnetized by magnetizing N and S poles at a pitch of 60 ° in the circumferential direction, and the magnets 4a, 4 described above.
In accordance with the magnetizing pitches of b and 4c, four core salient poles 7a to 7c corresponding to two magnetizing N and S magnetic poles are arranged on each side of the core as shown in the figure. It has a three-tiered structure.
【0070】この構成の場合、図のようにコア1a〜1
cに平坦部60を設けることが容易となり、多スロット
のモータにおいても、モータの径方向の一方の寸法が小
さい、いわゆる小判型のモータが容易に構成できる。In the case of this configuration, as shown in the figure, the cores 1a-1
It becomes easy to provide the flat portion 60 on c, and even in a multi-slot motor, a so-called oval-shaped motor having a small one dimension in the radial direction of the motor can be easily configured.
【0071】図12は、マグネット4a、4b、4cの
着磁極数が6極、コア1a、1b、1cの突極7a〜7
cが4極の場合における、マグネット、コア、コイルの
関係のもう一つの例を示した図である。FIG. 12 shows that the magnets 4a, 4b and 4c have 6 magnetic poles, and the salient poles 7a to 7 of the cores 1a, 1b and 1c.
It is the figure which showed another example of the relationship of a magnet, a core, and a coil in case c is 4 poles.
【0072】図12に示すものは、周方向に60°ピッ
チでN、S極を着磁した、6極の着磁を有する円筒状マ
グネット4a、4b、4cと、前記マグネット4a、4
b、4cの着磁ピッチに合わせ、着磁のN、S極それぞ
れ2極ずつに対応する4極の突極7a〜7cを図のよう
に片側に集中して4極配置したコア1a〜1cを、各3
段縦にならべた構成としている。FIG. 12 shows a cylindrical magnet 4a, 4b, 4c having 6 poles magnetized by magnetizing N and S poles at a pitch of 60 ° in the circumferential direction, and the magnets 4a, 4 described above.
Cores 1a to 1c in which four salient poles 7a to 7c corresponding to two magnetizing N and S poles are arranged on one side as shown in the figure in accordance with the magnetizing pitches b and 4c. For each 3
It has a vertically arranged structure.
【0073】この構成の場合、図のようにコアの軸セン
タに対して片側の寸法が小さいモータを構成できる。こ
のモータは、機器に取り付ける際に、モータの周方向の
一方向にのみ規制がかかる場合、例えば、光ディスク装
置のスピンドルモータ等に用いることにより、同じ高さ
でも、モータのサイズを大きくとれるため高出力なモー
タとして使用することができる。In the case of this structure, as shown in the drawing, a motor having a small size on one side with respect to the axial center of the core can be formed. When this motor is mounted on equipment, if it is restricted only in one direction in the circumferential direction of the motor, for example, by using it for a spindle motor of an optical disk device, the size of the motor can be increased even if the height is the same. It can be used as an output motor.
【0074】以上のようにマグネットの極数とコアの突
極数が異なる場合も、周方向に等角度ピッチでN、S極
を着磁した、2n極(nは1以上の整数)の着磁を有す
る円筒状マグネットを3個と、前記マグネットの着磁ピ
ッチに合わせ、着磁のN、S極それぞれm極ずつに対応
する2m極(mは1以上の整数、m≦n)の突極を有す
るコアを3個を、軸方向に縦に3段積み重ね、かつ、マ
グネットの着磁とコアの相対的な角度を、各3段で12
0/n°ずつずらして構成することにより、同様に3相
のブラシレスモータとして駆動できる。Even when the number of poles of the magnet and the number of salient poles of the core are different as described above, 2n poles (n is an integer of 1 or more) magnetized with N and S poles at equal angular pitches in the circumferential direction. Three cylindrical magnets having magnetism and protrusions of 2 m poles (m is an integer of 1 or more, m ≦ n) corresponding to the N poles of the magnetized magnets and the S poles of the magnetized magnets according to the magnetizing pitch of the magnets. Three cores having poles are vertically stacked in three layers in the axial direction, and the relative angle between the magnetization of the magnets and the cores is 12 in each of the three layers.
By displacing each by 0 / n °, it is possible to similarly drive as a three-phase brushless motor.
【0075】さらに本実施形態では、モータを3段の構
成としたが、K段(K=2、3、4‥‥)の構成とする
ことにより、K相のブラシレスモータに一般的に、広く
用いることができる。Further, in the present embodiment, the motor has a three-stage structure. However, by adopting a K-stage (K = 2, 3, 4, ...) Structure, the K-phase brushless motor generally has a wide range. Can be used.
【0076】(実施形態3)以下本発明の第3の実施形
態について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0077】図13は、本発明のブラシレスモータの半
断面図である。図13において21はコア、22a、2
2b、22cはコア1の突極20a、20b、20cに
巻かれたコイル、23a、23b、23cは3段のマグ
ネット、24はスペーサ、25はシャフト、26はフレ
ーム、27は軸受、28は基板、29はカバーである。FIG. 13 is a half sectional view of the brushless motor of the present invention. In FIG. 13, 21 is a core, 22a, 2
2b and 22c are coils wound on the salient poles 20a, 20b and 20c of the core 1, 23a, 23b and 23c are three-stage magnets, 24 is a spacer, 25 is a shaft, 26 is a frame, 27 is a bearing, 28 is a substrate. , 29 are covers.
【0078】図13に示すようにロータ部は、中空円筒
のマグネット23a、23b、23cがスペーサ24、
24を挟んで、各マグネット23a〜23cの内円筒部
がシャフト25に挿入固定され、そのシャフト25の両
端はフレーム26に取り付けられた軸受27に支承され
た両持ち支持構造のインナーロータとなっている。As shown in FIG. 13, in the rotor portion, hollow cylindrical magnets 23a, 23b and 23c are provided with spacers 24,
The inner cylindrical portion of each of the magnets 23a to 23c is inserted and fixed to the shaft 25 with the magnet 24 sandwiched therebetween, and both ends of the shaft 25 serve as an inner rotor having a double-sided support structure supported by bearings 27 attached to a frame 26. There is.
【0079】また、両側部に位置する2個のコア21は
それぞれ、鉄塊を切削により、縦1列に3段に設けられ
た3個の突極20a〜20cとそれらをつなぐ磁気回路
部を形成し、電着コーティングにより絶縁処理されてい
る。そしてこのコア21は、各突極20a〜20cにコ
イル22a、22b、22cが巻かれた後、コア21の
両端を、フレーム26に挿入し、コイル22a〜22c
の端末線が、接続パターンがプリントされた基板28に
半田付けされている。Further, the two cores 21 located on both sides respectively have three salient poles 20a to 20c provided in three rows in a vertical row and a magnetic circuit section connecting them by cutting an iron ingot. Formed and insulated by electrodeposition coating. In this core 21, after the coils 22a, 22b and 22c are wound around the salient poles 20a to 20c, both ends of the core 21 are inserted into the frame 26, and the coils 22a to 22c are inserted.
Of the terminal wire is soldered to the substrate 28 on which the connection pattern is printed.
【0080】図14は上記ブラシレスモータのマグネッ
トの着磁の状態を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing a magnetized state of the magnet of the brushless motor.
【0081】マグネット23a、23b、23cの着磁
は図14に示すように、各段間において着磁の方向が周
方向に120°ずつずれるように着磁されている。As shown in FIG. 14, the magnets 23a, 23b and 23c are magnetized such that the magnetizing directions are shifted by 120 ° in the circumferential direction between the respective stages.
【0082】図15はそのマグネット23a〜23c
と、コア21の突極20a〜20cと、コイル22a〜
22cの関係を模式的に表した図である。FIG. 15 shows the magnets 23a-23c.
, Salient poles 20a to 20c of the core 21, and coils 22a to
It is the figure which represented typically the relationship of 22c.
【0083】図15のように、コイル22a〜22c
は、マグネット23a〜23cの1段を1つのグループ
として接続されている。As shown in FIG. 15, the coils 22a to 22c are provided.
Are connected to one group of the magnets 23a to 23c as one group.
【0084】図16は、この構成によりロータマグネッ
トが回転したときに各コイル発生する誘起電圧の波形を
示した図である。図16に示すようにコイル22a、2
2b、22cに発生する誘起電圧Va、Vb、Vcは、
マグネット23a、23b、23cの着磁角度がそれぞ
れ120゜ずつずれているために、位相が120゜ずつ
ずれた形となる。ここで各コイル22a〜22cの一端
をCOMとして共通接続し、もう一端にそれぞれ3相を
振り分け、この3相の誘起電圧に合わせて電子回路で通
電駆動させることによりトルクが発生し、マグネットは
回転する。即ち、3相ブラシレスモータとして駆動して
いる。FIG. 16 is a diagram showing the waveform of the induced voltage generated in each coil when the rotor magnet rotates with this configuration. As shown in FIG. 16, the coils 22a, 2
The induced voltages Va, Vb, Vc generated in 2b, 22c are
Since the magnetizing angles of the magnets 23a, 23b, and 23c are shifted by 120 °, the phases are shifted by 120 °. Here, one end of each coil 22a to 22c is commonly connected as a COM, three phases are distributed to the other end, and torque is generated by energizing and driving by an electronic circuit according to the induced voltage of these three phases, and the magnet rotates. To do. That is, it is driven as a three-phase brushless motor.
【0085】図17の(a)は本発明のブラシレスモー
タの磁気回路を簡略化した断面図である。図17の
(b)はそのモータをコア内側から展開した図である。
以下はこの図について述べる。なお以下では簡単のため
に磁束の漏れは無視して考えるものとする。FIG. 17A is a simplified sectional view of the magnetic circuit of the brushless motor of the present invention. FIG. 17B is a diagram showing the motor developed from the inside of the core.
The following describes this figure. In the following, for the sake of simplicity, the leakage of magnetic flux will be ignored.
【0086】モータの効率ηを表す値として速度変動率
μの逆数が良く用いられるが、この速度変動率μには一
般的に(数11)のような関係がある。The reciprocal of the speed fluctuation rate μ is often used as a value representing the efficiency η of the motor, and the speed fluctuation rate μ generally has a relationship as shown in (Equation 11).
【0087】[0087]
【数11】 [Equation 11]
【0088】ここで、Φはコアの有効磁束、Tはコイル
ターン数、Rはコイル抵抗である。Here, Φ is the effective magnetic flux of the core, T is the number of coil turns, and R is the coil resistance.
【0089】ここで、コアの有効磁束Φは(数12)の
ように表される。Here, the effective magnetic flux Φ of the core is expressed as in (Equation 12).
【0090】[0090]
【数12】 [Equation 12]
【0091】ここで、Dはロータ外径、Lはロータ長
さ、Bgはギャップの磁束密度である。Here, D is the rotor outer diameter, L is the rotor length, and Bg is the magnetic flux density of the gap.
【0092】ここで、ギャップ磁束密度Bgは(数1
3)のように表される。Here, the gap magnetic flux density Bg is (equation 1)
3).
【0093】[0093]
【数13】 [Equation 13]
【0094】ここで、Br、μrはそれぞれ残留磁束密
度、リコイル透磁率と呼ばれマグネットの材質によって
決まる定数である。Lmはマグネットの厚み、Lgはマ
グネット、コア間のエアギャップである。Here, Br and μr are residual magnetic flux density and recoil magnetic permeability, which are constants determined by the material of the magnet. Lm is the thickness of the magnet, and Lg is the air gap between the magnet and the core.
【0095】また、コイルターン数Tと、コイル抵抗R
の関係は(数14)のように表される。The number of coil turns T and the coil resistance R
The relationship is expressed as in (Equation 14).
【0096】[0096]
【数14】 [Equation 14]
【0097】ここで、Kはコイルの導電率、巻線の占積
率によって定まる比例定数、lはコイル1ターン当たり
の平均長さ、Sはコイルの断面積である。また、このl
はコイルのR部分を無視すると(数15)のように表さ
れる。Here, K is the proportionality constant determined by the conductivity of the coil and the space factor of the winding, l is the average length per turn of the coil, and S is the cross-sectional area of the coil. Also, this l
Is expressed as (Equation 15) when the R part of the coil is ignored.
【0098】[0098]
【数15】 [Equation 15]
【0099】ここで、Lcはコイル高さ、Dcはコイル
幅である。Here, Lc is the coil height and Dc is the coil width.
【0100】以上より(数11)に(数12)、(数1
3)、(数14)、(数15)を代入して整理すると、
(数16)のようになる。From the above, (Equation 11) becomes (Equation 12), (Equation 1)
Substituting (3), (Equation 14), and (Equation 15) and rearranging,
It becomes like (Equation 16).
【0101】[0101]
【数16】 [Equation 16]
【0102】この式には、コイル抵抗R、コイルターン
数Tの成分は含まれておらず、巻線仕様の変更により効
率が変化しないことを示している。This equation does not include the components of the coil resistance R and the number of coil turns T, and shows that the efficiency does not change due to the change of the winding specification.
【0103】この式において他の変数を固定し、ロータ
の体積{πD2 L/4}が一定となるようにL、Dを変
化した場合、ロータ長さ/径{L/D}と効率ηの関係
は図18のようになる、なお図18において点線は従来
のインナーロータタイプのブラシレスモータの場合であ
る。図18より本発明のモータはロータが短い時は従来
のブラシレスモータに比べ効率が悪いものの、ロータが
長くなるほど効率は良くなり、ある時点で逆転する。ま
た最終的な収束値((数16)及び(数106)におい
てL/D=無限大とした場合)は本発明のモータの効率
はは、従来のモータの効率の1.5倍に達する。When other variables are fixed in this equation and L and D are changed so that the rotor volume {πD 2 L / 4} becomes constant, rotor length / diameter {L / D} and efficiency η 18 is as shown in FIG. 18. The dotted line in FIG. 18 shows the case of the conventional inner rotor type brushless motor. From FIG. 18, the motor of the present invention is less efficient than the conventional brushless motor when the rotor is short, but the efficiency is better as the rotor is longer, and the motor reverses at a certain point. In the final convergence value (when L / D = infinity in (Equation 16) and (Equation 106)), the efficiency of the motor of the present invention reaches 1.5 times that of the conventional motor.
【0104】また、本実施形態では、3段の突極20a
〜20cを一体に備えたコア21が2個の場合を示した
が、q個(q=1、2、3、4‥‥)用いた場合にも広
く利用できる。特に本実施形態のようにコア21を2個
(あるいは1個)用いた場合は、モータの径方向の厚み
をマグネット23a〜23cの径とほぼ同じところまで
薄く出来るため、同じ厚みで考えた場合では、マグネッ
ト23a〜23cの径を大きくできる分高出力のモータ
を構成することができる。Further, in this embodiment, the three-stage salient pole 20a is used.
Although the case where the number of cores 21 integrally including .about.20c is two is shown, it can be widely used when q number (q = 1, 2, 3, 4, ...) Is used. In particular, when two (or one) cores 21 are used as in this embodiment, the thickness in the radial direction of the motor can be reduced to almost the same as the diameters of the magnets 23a to 23c. Then, it is possible to configure a motor of high output, which can increase the diameters of the magnets 23a to 23c.
【0105】図19はマグネット23a〜23cの着磁
極数が4極、コア21が3個で突極20a〜20cが3
極の場合の、コア、マグネット、コイルの関係の1例を
示した図である。In FIG. 19, magnets 23a to 23c have four magnetic poles, three cores 21 and three salient poles 20a to 20c.
It is a figure showing an example of a relation of a core, a magnet, and a coil in the case of a pole.
【0106】図19において周方向に90°ピッチで
N、S極を着磁した、4極の着磁を有する円筒状マグネ
ット3個23a〜23cに対して、軸方向と平行に配置
された3極の突極20a〜20cと前記突極20a〜2
0cをつなぐ磁気回路部を一体に固定したコア21を3
個を、マグネット23a〜23cの着磁ピッチに合わせ
てコア21を配置して構成している。この構成によりモ
ータを機器に取り付ける際に、モータの周方向の一方向
にのみ規制がかかる場合、例えば、光ディスク装置のス
ピンドルモータ等に用いることにより、同じ高さでも、
モータのサイズを大きくとれるため高出力なモータを使
用することができる。In FIG. 19, three cylindrical magnets 23a to 23c having N and S poles magnetized at 90 ° pitch in the circumferential direction and having four poles are arranged in parallel with the axial direction. The salient poles 20a to 20c of the pole and the salient poles 20a to 2c
The core 21 that integrally fixes the magnetic circuit part that connects 0c
The cores 21 are arranged according to the magnetization pitch of the magnets 23a to 23c. With this configuration, when the motor is attached to the device, if it is restricted only in one direction in the circumferential direction of the motor, for example, by using it in a spindle motor of an optical disk device, etc., even at the same height,
Since the size of the motor can be increased, a high output motor can be used.
【0107】さらに本実施形態では、モータを3段の構
成としたが、K段(K=2、3、4‥‥)の構成とする
ことにより、K相のブラシレスモータに一般的に、広く
用いることができる。Further, in the present embodiment, the motor has a three-stage structure. However, by adopting a K-stage (K = 2, 3, 4, ...) Structure, a K-phase brushless motor is generally widely used. Can be used.
【0108】(実施形態4)以下本発明の第4の実施形
態について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0109】図20において、31はマグネット、32
はマグネットが挿入固定されたシャフトである。In FIG. 20, 31 is a magnet and 32 is a magnet.
Is a shaft into which a magnet is inserted and fixed.
【0110】上記実施形態1〜実施形態3のモータで
は、ロータは3個のマグネットをスペーサを挟んでシャ
フトに挿入固定する構成となっているが、本実施形態で
は、単一のマグネット31をシャフト32に挿入固定し
構成し、前記マグネット31の着磁を、図2に示すもの
と同様に3段に切り替えて構成している。この構成によ
り、3つに分かれていた部品が1つになるため、部品の
コストが抑えられると同時に、組立による3段のマグネ
ットの角度精度によるモータ特性の悪化が少なくなる。In the motors of the first to third embodiments described above, the rotor has a structure in which three magnets are inserted and fixed to the shaft with spacers sandwiched therebetween, but in the present embodiment, the single magnet 31 is used as the shaft. The magnet 31 is inserted and fixed, and the magnetization of the magnet 31 is switched to three stages as shown in FIG. With this configuration, the number of parts that have been divided into three becomes one, so that the cost of the parts can be suppressed, and at the same time, the deterioration of the motor characteristics due to the angle accuracy of the three-stage magnet due to assembly can be reduced.
【0111】また、本実施形態では、着磁を3段の切り
替えで構成したが、図21のようにスキュー着磁を行っ
た場合も同様の効果がある。さらにスキュー着磁を行っ
た場合は、磁束の切り替えが滑らかになり、モータのコ
ギングトルクが小さくなるという特徴もある。Further, in the present embodiment, the magnetization is configured by switching in three steps, but the same effect can be obtained when skew magnetization is performed as shown in FIG. Further, when the skew magnetization is performed, the switching of the magnetic flux becomes smooth, and the cogging torque of the motor becomes small.
【0112】(実施形態5)上記各実施形態はブラシレ
スモータに関するものであるが、本発明をブラシ付きモ
ータに適用することもできる。その実施形態を図22に
示す。(Embodiment 5) Although each of the above embodiments relates to a brushless motor, the present invention can also be applied to a motor with a brush. The embodiment is shown in FIG.
【0113】図22に示すものは、図13に示すものと
同様にマグネット23a〜23c、コア21、突極20
a〜20c、コイル22a〜22cが構成されている
が、ブラシ71及び整流子72を備え、直流電源を各コ
イル22a〜22cに分配し、各3段において対応する
突極20a〜20cの誘起電圧が相互に120°位相が
ずれるように構成している。The magnet shown in FIG. 22 has magnets 23a to 23c, the core 21 and the salient pole 20 as in the case of FIG.
a to 20c and coils 22a to 22c are provided, the brush 71 and the commutator 72 are provided, the DC power is distributed to the coils 22a to 22c, and the induced voltage of the corresponding salient poles 20a to 20c in each of the three stages. Are configured to be 120 ° out of phase with each other.
【0114】[0114]
【発明の効果】本発明によれば、効率が良く、小型化か
つ薄型化が可能で、なおかつ、機器に対する取付の自由
度が高いモータを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a motor which is highly efficient, can be made compact and thin, and has a high degree of freedom in mounting on equipment.
【図1】本発明の実施形態1のブラシレスモータを示
し、(a)はその縦断面図、(b)はその横断面図。1A and 1B show a brushless motor according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a vertical sectional view thereof, and FIG.
【図2】そのロータマグネットの着磁の状態を示した斜
視図。FIG. 2 is a perspective view showing a magnetized state of the rotor magnet.
【図3】上記マグネット、コアの突極、コイルの関係を
模式的に表した図。FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the magnet, the salient pole of the core, and the coil.
【図4】その誘起電圧の波形を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a waveform of the induced voltage.
【図5】(a)上記ブラシレスモータの磁気回路を簡略
化した断面図。
(b)上記ブラシレスモータをコア内側から展開した
図。FIG. 5A is a simplified cross-sectional view of a magnetic circuit of the brushless motor. (B) The figure which expanded the said brushless motor from the inside of a core.
【図6】上記ブラシレスモータの効率を従来のブラシレ
スモータと比較して示す図。FIG. 6 is a diagram showing the efficiency of the brushless motor in comparison with a conventional brushless motor.
【図7】ロータマグネットの着磁を60゜ずつずらした
場合の、マグネット、コアの突極、コイルの関係を模式
的に表した図。FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the magnet, the salient poles of the core, and the coil when the magnetization of the rotor magnet is shifted by 60 °.
【図8】外周部に平面部を有するブラシレスモータの1
例を示す分解斜視図。FIG. 8 is a brushless motor 1 having a flat surface on the outer peripheral portion.
The disassembled perspective view which shows an example.
【図9】マグネットの着磁方向を一定として、コアの突
極の方向をずらした場合の構成を示した分解斜視図。FIG. 9 is an exploded perspective view showing a configuration in which the direction of salient poles of the core is shifted while the magnetizing direction of the magnet is constant.
【図10】マグネットの着磁方向、コアの突極の方向を
共にずらした場合の構成を示した分解斜視図。FIG. 10 is an exploded perspective view showing the configuration when the magnetizing direction of the magnet and the direction of the salient poles of the core are both deviated.
【図11】本発明の実施形態2のブラシレスモータにお
けるマグネット、コアの突極、コイルの関係を模式的に
表した図。FIG. 11 is a diagram schematically showing a relationship between a magnet, a salient pole of a core, and a coil in the brushless motor according to the second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施形態2の変形例におけるマグネ
ット、コアの突極、コイルの関係を模式的に表した図。FIG. 12 is a diagram schematically showing a relationship between a magnet, a salient pole of a core, and a coil in a modified example of the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施形態3のブラシレスモータを示
し、(a)はその縦断面図、(b)はその横断面図。13A and 13B show a brushless motor according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 13A is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 13B is a transverse sectional view thereof.
【図14】そのロータマグネットの着磁の状態を示した
斜視図。FIG. 14 is a perspective view showing a magnetized state of the rotor magnet.
【図15】上記ブラシレスモータのマグネット、コアの
突極、コイルの関係を模式的に表した図。FIG. 15 is a diagram schematically showing a relationship between a magnet, a salient pole of a core, and a coil of the brushless motor.
【図16】その誘起電圧の波形を示した図。FIG. 16 is a view showing a waveform of the induced voltage.
【図17】(a)上記ブラシレスモータの磁気回路を簡
略化した断面図。
(b)上記ブラシレスモータをコア内側から展開した
図。FIG. 17A is a simplified sectional view of a magnetic circuit of the brushless motor. (B) The figure which expanded the said brushless motor from the inside of a core.
【図18】上記ブラシレスモータの効率を従来のブラシ
レスモータと比較して示す図。FIG. 18 is a diagram showing the efficiency of the brushless motor in comparison with a conventional brushless motor.
【図19】実施形態3の変形例におけるマグネット、コ
アの突極、コイルの関係を模式的に表した図。FIG. 19 is a diagram schematically showing a relationship between a magnet, a salient pole of a core, and a coil in a modified example of the third embodiment.
【図20】本発明の実施形態4のロータマグネットの構
成を示した斜視図。FIG. 20 is a perspective view showing a configuration of a rotor magnet according to a fourth embodiment of the present invention.
【図21】実施形態4の変形例であるスキュー着磁を行
ったロータマグネットの構成を示した斜視図。FIG. 21 is a perspective view showing a configuration of a rotor magnet that is skew-magnetized as a modification of the fourth embodiment.
【図22】本発明の実施形態5のブラシ付きモータを示
す断面図。FIG. 22 is a sectional view showing a brush motor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図23】従来のブラシレスモータの断面図。FIG. 23 is a sectional view of a conventional brushless motor.
【図24】(a)従来のブラシレスモータの磁気回路を
簡略化した断面図。
(b)従来のブラシレスモータをコア内側から展開した
図。FIG. 24A is a simplified sectional view of a magnetic circuit of a conventional brushless motor. (B) The figure which expanded the conventional brushless motor from the inside of a core.
【図25】上記ブラシレスモータの効率を示した図。FIG. 25 is a diagram showing the efficiency of the brushless motor.
1a、1b、1c コア 2a、2b、2c インシュレータ 3a、3b、3c コイル 4a、b、c マグネット 5 スペーサ 6 シャフト 7a、7b、7c 突極 8 ブラケット 9a、9b 軸受 11 基板 12 端子ピン 20a、20b、20c 突極 21 コア 22a、22b、22c コイル 23a、23b、23c マグネット 24 スペーサ 25 シャフト 26 フレーム 27 軸受 28 基板 29 カバー 31 マグネット 32 シャフト 71 ブラシ 72 整流子 1a, 1b, 1c core 2a, 2b, 2c insulator 3a, 3b, 3c coils 4a, b, c magnet 5 spacers 6 shafts 7a, 7b, 7c salient pole 8 brackets 9a, 9b bearing 11 board 12 terminal pins 20a, 20b, 20c salient pole 21 core 22a, 22b, 22c coil 23a, 23b, 23c Magnet 24 spacer 25 shaft 26 frames 27 bearings 28 substrate 29 cover 31 magnet 32 shaft 71 brush 72 Commutator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 美幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−311711(JP,A) 特開 平6−351206(JP,A) 実開 平1−120779(JP,U) 実開 昭64−25897(JP,U) 実開 昭61−92155(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 16/00 H02K 21/16 H02K 29/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Miyuki Furuya 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-311711 (JP, A) JP-A-6- 351206 (JP, A) Actual development 1-120779 (JP, U) Actual development Sho 64-25897 (JP, U) Actual development Sho 61-92155 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 16/00 H02K 21/16 H02K 29/00
Claims (12)
(Kは2以上の整数)のマグネットと、 K個のマグネットを軸方向にK段に積み重ねて一体に保
持する中心回転軸と、 各マグネットに対応するK段のコイル巻回突極を有する
コアとを備え、 各段のマグネットのN、S極の着磁位置とコイル巻回突
極の相対位置が相互に周方向にずれ、 各段のコイル巻回突極に発生する誘起電圧の位相が1相
のみであって、かつその位相が同じ段のマグネットを回
転させるに適する位相となるように設定されていること
を特徴とするモータ。1. A K magnet (K is an integer of 2 or more) in which N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and a center for stacking the K magnets axially in K steps and integrally holding them. The rotary shaft and the core having K-stage coil winding salient poles corresponding to each magnet are provided, and the magnetizing positions of the N and S poles of each stage magnet and the coil winding salient
The relative positions of the poles deviate from each other in the circumferential direction, and the phase of the induced voltage generated in the coil winding salient pole of each stage is one phase.
The motor is characterized in that the phase is set so as to be suitable only for rotating the magnets of the same stage.
分割形成し、 分割形成されたマグネットと前記コアとを組み合わせて
各段毎のユニットを構成し、 各段のマグネットを中心回転軸に組付けると共に各段の
コアを互いに組み付けてなる請求項1記載のモータ。2. A core having a coil winding salient pole for each stage is divided and formed, and the divided magnet and the core are combined to form a unit for each stage. The motor according to claim 1, wherein the motor is assembled on a shaft and cores of respective stages are assembled together.
一体に形成され、N、S極の着磁が各段において切り替
えてなされている請求項1記載のモータ。3. The motor according to claim 1, wherein the magnets at each stage are integrally formed by a single magnet, and the magnetization of the N and S poles is switched at each stage.
一体に形成され、N、S極の着磁がスキュー着磁されて
いる請求項1記載のモータ。4. The motor according to claim 1, wherein the magnets at the respective stages are integrally formed by a single magnet, and the N and S poles are magnetized in a skew manner.
行な一直線上に配置されている請求項1、2、3又は4
記載のモータ。5. The coil winding salient poles of each stage are arranged on a straight line parallel to the central rotation axis.
Motor described.
相互に周方向にずれた位置に配置されている請求項1、
2、3又は4記載のモータ。6. The coil winding salient poles of each stage are arranged at positions displaced from each other in the circumferential direction between the stages.
The motor according to 2, 3, or 4.
項1、2、3、4、5又は6記載のモータ。7. The motor according to claim 1, wherein a flat portion is provided on the outer periphery of the core.
た1対のコイル巻回突極を備える請求項1、2、3、
4、5、6又は7記載のモータ。8. A pair of coil-wound salient poles arranged at positions facing each other in each stage.
The motor according to 4, 5, 6 or 7.
極に発生する誘起電圧の位相が同じ段のマグネットを回
転させるに適する位相となるようにコイルに電流を与え
る電子回路を備え、ブラシレスモータとして作動する請
求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載のモータ。9. An electronic circuit for controlling a DC power supply and applying a current to a coil so that a phase of an induced voltage generated in a coil winding salient pole of each stage becomes a phase suitable for rotating a magnet of the same stage. The motor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8 which operates as a brushless motor.
突極に発生する誘起電圧の位相が同じ段のマグネットを
回転させるに適する位相となるようにコイルに電流を与
えるブラシ及び整流子を備え、ブラシ付きモータとして
作動する請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載
のモータ。10. A brush and a commutator for distributing a DC power supply and applying a current to the coils so that the phases of the induced voltages generated in the coil winding salient poles of the respective stages are suitable for rotating the magnets of the same stage. 9. The motor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 which comprises a brush motor.
極(nは1以上の整数)の磁極を有するマグネットを3
個備え、 各段においてマグネットのN、S極のそれぞれにm極ず
つ対応する2m極(mは1以上の整数、m≦n)のコイ
ル巻回突極を3段に設け、 各マグネットの対応する磁極の着磁位置が3段間におい
て120/n°又は60/n°ずつずれるように構成
し、 コイル巻回突極に発生する誘起電圧の位相が同じ段では
1相のみであり、かつ3段間において120°ずつずれ
るように構成した請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9又は10記載のモータ。11. K = 3, 2n in which N and S poles are alternately magnetized at an equal angular pitch in the circumferential direction.
3 magnets with poles (n is an integer of 1 or more)
Each magnet has 2m poles (m is an integer of 1 or more, m ≦ n) corresponding to m poles for each of the N and S poles of each magnet in 3 stages, and each magnet has 3 poles. The magnetized position of the magnetic pole is shifted by 120 / n ° or 60 / n ° among the three stages, and the phase of the induced voltage generated in the coil winding salient pole is the same.
Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, wherein there is only one phase, and the three stages are offset by 120 °.
The motor according to 8, 9, or 10.
3個のマグネットと、 3個のマグネットを軸方向に3段に積み重ねて一体に保
持する中心回転軸と、 各マグネットに対応する3段のコイル巻回突極を有する
コアとを備え、 各段のマグネットのN、S極の着磁位置が相互に120
°ずつ周方向にずれ、 各段コイル巻回突極に発生する誘起電圧の位相が同じ段
では1相のみであり、かつ3段間において120°ずつ
ずれるように構成したことを特徴とするモータ。12. A magnet, which is divided into two in the circumferential direction and is magnetized into N and S poles, a central rotating shaft for stacking the three magnets in three axial stages, and holding them integrally, and each magnet. And a core having three-stage coil winding salient poles corresponding to each other, and the magnetizing positions of the N and S poles of each stage magnet are 120
The phase of the induced voltage generated in each stage coil winding salient pole is the same.
Then, the motor has only one phase and is configured so as to be shifted by 120 ° between the three stages.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29795695A JP3414907B2 (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | motor |
PCT/JP1996/003338 WO1997018616A1 (en) | 1995-11-16 | 1996-11-14 | Motor |
CNB961982470A CN1148859C (en) | 1995-11-16 | 1996-11-14 | Motor |
US09/068,770 US5973426A (en) | 1995-11-16 | 1996-11-14 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29795695A JP3414907B2 (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09140107A JPH09140107A (en) | 1997-05-27 |
JP3414907B2 true JP3414907B2 (en) | 2003-06-09 |
Family
ID=17853269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29795695A Expired - Fee Related JP3414907B2 (en) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3414907B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10147073A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-30 | Minebea Co Ltd | Electric motor, in particular electronically commutated direct current motor |
JP2006097744A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Keihin Corp | Shift range selector mechanism of automatic transmission |
DE102007028356A1 (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Ksb Aktiengesellschaft | Permanently excited rotor for working machines |
JP5292530B2 (en) * | 2008-05-30 | 2013-09-18 | 並木精密宝石株式会社 | Brushless motor |
RU2600311C2 (en) * | 2014-08-25 | 2016-10-20 | Валентин Григорьевич Лиманский | Electric machine |
JP2016086606A (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-19 | 瑞展動能股▲ふん▼有限公司 | Brushless DC motor |
FR3030931B1 (en) * | 2014-12-18 | 2017-12-08 | Airbus Helicopters | ELECTRIC MACHINE WITH EXCITATION SEPARATE WITH AT LEAST TWO INDUCTIONS AND INDUCTOR |
CN113982911B (en) * | 2021-11-05 | 2023-08-25 | 四川航天烽火伺服控制技术有限公司 | Redundancy electric pump and engine |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP29795695A patent/JP3414907B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09140107A (en) | 1997-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4633149A (en) | Brushless DC motor | |
US20010017493A1 (en) | Magnet type stepping motor | |
KR20030019206A (en) | Rotary electric mechine and eletromagentic device | |
JP2009072010A (en) | Axial gap type coreless rotating machine | |
JP3120185B2 (en) | Coreless motor | |
JPH0622486A (en) | Armature for dynamo-electric machine | |
JP3084220B2 (en) | Hybrid type step motor | |
JP3414907B2 (en) | motor | |
US6323569B1 (en) | Stepping motor | |
JPH07227075A (en) | Annular coil type three-phase claw pole type permanent magnet stepping motor | |
JP3002927B2 (en) | Brushless motor | |
JP2893228B2 (en) | Coreless motor | |
US20190312476A1 (en) | Motor | |
JPH02266862A (en) | Stator for stepping motor | |
JPH03128653A (en) | Brushless motor | |
JP3591660B2 (en) | Three-phase claw pole type permanent magnet type rotating electric machine | |
JPH06165467A (en) | Stepping motor | |
JP2699156B2 (en) | Small DC motor | |
US20240186843A1 (en) | Motor | |
JPH04140036A (en) | Driving coil of motor | |
JP3632721B2 (en) | Permanent magnet synchronous motor | |
JPH0837770A (en) | Two-phase motor | |
KR100334221B1 (en) | Motors and generators using film core and film coil | |
JPH0345153A (en) | M-phase axial cavity type coreless commutator motor | |
JP6512936B2 (en) | Brushless motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080404 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090404 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100404 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120404 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |