JP3613565B2 - ブラシレスｄｃモータ - Google Patents
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- Brushless Motors (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円周方向に多極着磁されたマグネットを用いたラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在使用されている小形ファン用ブラシレスＤＣモータの構造には、有鉄心形のラジアルエアギャップ形が一般的である。有鉄心形のラジアルエアギャップ形では、多数のスロットを有する所定形状に打ち抜いた電磁鋼鈑を多数枚積層し、多数のスロット内を絶縁し、各スロットに巻線を施すものであり、絶縁や巻線がコストアップの要因となっている。
【０００３】
そこで、本発明者等はこれらの問題を解決するために、電磁鋼板材を折り曲げた２組のステータヨークで、プリント配線基板に固着した円環状の空芯コイルを挟み込むラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータを特願２００１−２９３２６４のように提案した。
【０００４】
図３は、特願２００１−２９３２６４号によるモータの分解斜視図であり、図４は断面図である。図３，４において、磁電変換素子として使用されるホール素子９と駆動回路用の電子部品１０がプリント配線基板１１に搭載され、また円環状コイル８も固着され、コイルの引出し線も直接プリント配線基板に半田付けされたコイル部組１２を準備する。また、プリント配線基板上１１には磁極片２１が挿入される長孔２６が設けられている。第１のステータヨーク５は複数の主磁極１３と磁極片２１とセンターヨーク７とを有し、電磁鋼板材からなる。コイル部組１２に第１のステータ５を第２のステータ６に対して電気角で１８０度ずれるように取付て、磁性材料の円筒状ロータヨーク２、円周方向に多極着磁されているマグネット３，シャフト４から成るロータ１を挿入してモータを構成する。
【０００５】
また、図５は電気角１８０度位相差の２個のコイル２４ａ，２４ｂを交互に通電する２相半波駆動回路を示す。図中、６０はモータ部、６１と６２は夫々モータ駆動ＩＣの信号で動作するトランジスタ、６３はモータ駆動用ＩＣ、６４はＤＣ電源、６５はプリント配線基板に実装されて配線される電気関連部品を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、モータ径を同一として、全長を変えてモータ出力仕様を可変する場合、従来の電磁鋼鈑を多数枚積層するステータ構造では、積層枚数の可変は比較的容易に対応が可能であるが、上述の特願２００１−２９３２６４号のモータ構造では、その都度２組のステータヨークの金型を製作しないと対応が出来ないという欠点がある。
【０００７】
また、プリント配線基板をステータヨークに接着剤にて固着する際、接着剤の仮硬化時間の間、プリント配線基板とステータヨークを押さえて保持する必要があった。
【０００８】
本発明は上述のような従来技術が有する問題を解決して，モータ全長がある程度可変可能で、且つ組み立て性の向上を図ることのできるブラシレスＤＣモータ構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータは、モータシャフトに取付けられたロータヨークと、ロータヨークに取付けられ、円周方向に多極着磁されているリング状マグネットとを有するロータと、夫々中心から径方向外方に延び、その先端からマグネットの内周面に対向して軸方向に延びる磁極片を備えマグネット磁極数の半数の主磁極を有し、磁極片が互いに向き合い夫々の主磁極が互いに電気角でほぼ１８０度ずれるように配置されるると共に、その中央部に磁極片と同じ向きでモータシャフトに軸受けを介して嵌合し、２組のステータヨークの中央部を連通して磁気的に短絡するためのセンターヨークとなる円筒状部を有する２組のステータヨークと、２組のステータヨークの主磁極で挟持され、磁極片でその外周が覆われるようにして設けられる円環状コイルと、磁電変換素子とを有し、マグネットの内周面に空隙を介して対向するように構成されるステータと、駆動回路を搭載するプリント配線基板とを具備し、ステータヨークの少なくも一方が、内装される円環状コイルの巻幅変更に対応できるよう、軸方向に移動可能に保持されている。
【００１０】
また、センターヨークの、少なくも一方に、センターヨーク先端部に当接するリング状のスペーサが併用・配置されるように構成されている。
【００１１】
更にまた、プリント配線基板が該磁極片を貫挿する弧状長孔を有すると共に、磁極片の主磁極から立ち上がる付け根部に、プリント配線基板が嵌入可能な切り欠きが形成され、プリント配線基板の弧状長孔への、極片挿通後の転回による弧状長孔端部と切り欠きとの嵌着がプリント配線基板の固定手段となるように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。図１はこの発明を４極のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータに適用した一例を示す断面図であり、図２は分解斜視図である。図において、磁電変換素子として使用されるホール素子９と駆動回路用の電子部品１０をプリント配線基板１１に搭載し、またボビンを有しない空芯の円環状コイル８をプリント配線基板１１に固着し、コイル８の引出し線を直接プリント配線基板１１に半田付けしてコイル部組１２を構成し、マグネット３の内周面に空隙を介して対向される中心から半径方向外方に延びる複数の主磁極１３、１４と磁極片２１、２２を夫々有する２組のステータヨークと、この２組のステータヨークの中心部間を各々環状に絞り加工し、互いに嵌め合うように形成し、磁気的に短絡するセンターヨーク７とし、第１のステータヨーク５を第２のステータヨーク６に対して電気角で１８０度ずれるような角度で、リング状のスペーサ１６を挿入して、第２のステータヨーク６と共にコイル部組１２を挟持せしめ、ロータヨーク２、多極マグネット３、シャフト４から成るロータ１を組み込んでモータを構成する。
【００１３】
従来構造のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの図３と本発明の構造図１を比較すると、同一のステータヨーク５，６を使用して、その間にリング状のスペーサ１６を挿入することで、２組のステータヨーク間の距離がその分長く取れて、円環状コイル８の厚みと、マグネット３長さを大きく取れる。特に円環状コイルの厚みが大きくなるとコイルの巻数が増加できてモータ出力を増加させることが可能となる。
【００１４】
また、図２において、１５は磁極片に設けられた切り欠き部である。コイル部組１２の第２のステータヨーク６との接触面に接着剤を塗布して、センターヨーク７と磁極片２２を貫通させてコイル部組１２を挿入し、磁極片２２に対してコイル部組１２を回転させて、磁極片２２に設けられた切り欠き１５にプリント配線基板１１の長孔２６のエッジ部を嵌め込み、接着剤が硬化するまで保持する構造である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上述のように主磁極と磁極片を有する２組のステータヨーク間に円環状コイルを配置する構造のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータで、ステータヨークの金型を変更することなく、ある範囲でモータ全長が可変でき、モータの出力仕様変更に対応することが可能となる。また、プリント配線基板をステータヨークに接着剤にて固着する際のプリント配線基板の保持時間が不要になり、組み立て性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの実施例説明図である。
【図２】本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの別実施例説明図である。
【図３】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの説明図である。
【図４】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの別の例の説明図である。
【図５】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの駆動回路の説明図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ ロータヨーク
３ マグネット
４ モータシャフト
５ 第１のステータヨーク
６ 第２のステータヨーク
７ センターヨーク
８ コイル
９ ホール素子
１０ 電子部品
１１ プリント配線基板
１２ コイル部組
１３ 主磁極
１４ 主磁極
１５ 切り欠き
１６ リング
２１ 磁極片
２２ 磁極片
２６ 長孔
３０ ハウジング
３１ 軸受け
６０ モータ部
６１ トランジスタ
６２ トランジスタ
６３ モータ駆動用ＩＣ
６４ ＤＣ電源
６５ 電気関連部品
【発明の属する技術分野】
本発明は円周方向に多極着磁されたマグネットを用いたラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在使用されている小形ファン用ブラシレスＤＣモータの構造には、有鉄心形のラジアルエアギャップ形が一般的である。有鉄心形のラジアルエアギャップ形では、多数のスロットを有する所定形状に打ち抜いた電磁鋼鈑を多数枚積層し、多数のスロット内を絶縁し、各スロットに巻線を施すものであり、絶縁や巻線がコストアップの要因となっている。
【０００３】
そこで、本発明者等はこれらの問題を解決するために、電磁鋼板材を折り曲げた２組のステータヨークで、プリント配線基板に固着した円環状の空芯コイルを挟み込むラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータを特願２００１−２９３２６４のように提案した。
【０００４】
図３は、特願２００１−２９３２６４号によるモータの分解斜視図であり、図４は断面図である。図３，４において、磁電変換素子として使用されるホール素子９と駆動回路用の電子部品１０がプリント配線基板１１に搭載され、また円環状コイル８も固着され、コイルの引出し線も直接プリント配線基板に半田付けされたコイル部組１２を準備する。また、プリント配線基板上１１には磁極片２１が挿入される長孔２６が設けられている。第１のステータヨーク５は複数の主磁極１３と磁極片２１とセンターヨーク７とを有し、電磁鋼板材からなる。コイル部組１２に第１のステータ５を第２のステータ６に対して電気角で１８０度ずれるように取付て、磁性材料の円筒状ロータヨーク２、円周方向に多極着磁されているマグネット３，シャフト４から成るロータ１を挿入してモータを構成する。
【０００５】
また、図５は電気角１８０度位相差の２個のコイル２４ａ，２４ｂを交互に通電する２相半波駆動回路を示す。図中、６０はモータ部、６１と６２は夫々モータ駆動ＩＣの信号で動作するトランジスタ、６３はモータ駆動用ＩＣ、６４はＤＣ電源、６５はプリント配線基板に実装されて配線される電気関連部品を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、モータ径を同一として、全長を変えてモータ出力仕様を可変する場合、従来の電磁鋼鈑を多数枚積層するステータ構造では、積層枚数の可変は比較的容易に対応が可能であるが、上述の特願２００１−２９３２６４号のモータ構造では、その都度２組のステータヨークの金型を製作しないと対応が出来ないという欠点がある。
【０００７】
また、プリント配線基板をステータヨークに接着剤にて固着する際、接着剤の仮硬化時間の間、プリント配線基板とステータヨークを押さえて保持する必要があった。
【０００８】
本発明は上述のような従来技術が有する問題を解決して，モータ全長がある程度可変可能で、且つ組み立て性の向上を図ることのできるブラシレスＤＣモータ構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータは、モータシャフトに取付けられたロータヨークと、ロータヨークに取付けられ、円周方向に多極着磁されているリング状マグネットとを有するロータと、夫々中心から径方向外方に延び、その先端からマグネットの内周面に対向して軸方向に延びる磁極片を備えマグネット磁極数の半数の主磁極を有し、磁極片が互いに向き合い夫々の主磁極が互いに電気角でほぼ１８０度ずれるように配置されるると共に、その中央部に磁極片と同じ向きでモータシャフトに軸受けを介して嵌合し、２組のステータヨークの中央部を連通して磁気的に短絡するためのセンターヨークとなる円筒状部を有する２組のステータヨークと、２組のステータヨークの主磁極で挟持され、磁極片でその外周が覆われるようにして設けられる円環状コイルと、磁電変換素子とを有し、マグネットの内周面に空隙を介して対向するように構成されるステータと、駆動回路を搭載するプリント配線基板とを具備し、ステータヨークの少なくも一方が、内装される円環状コイルの巻幅変更に対応できるよう、軸方向に移動可能に保持されている。
【００１０】
また、センターヨークの、少なくも一方に、センターヨーク先端部に当接するリング状のスペーサが併用・配置されるように構成されている。
【００１１】
更にまた、プリント配線基板が該磁極片を貫挿する弧状長孔を有すると共に、磁極片の主磁極から立ち上がる付け根部に、プリント配線基板が嵌入可能な切り欠きが形成され、プリント配線基板の弧状長孔への、極片挿通後の転回による弧状長孔端部と切り欠きとの嵌着がプリント配線基板の固定手段となるように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。図１はこの発明を４極のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータに適用した一例を示す断面図であり、図２は分解斜視図である。図において、磁電変換素子として使用されるホール素子９と駆動回路用の電子部品１０をプリント配線基板１１に搭載し、またボビンを有しない空芯の円環状コイル８をプリント配線基板１１に固着し、コイル８の引出し線を直接プリント配線基板１１に半田付けしてコイル部組１２を構成し、マグネット３の内周面に空隙を介して対向される中心から半径方向外方に延びる複数の主磁極１３、１４と磁極片２１、２２を夫々有する２組のステータヨークと、この２組のステータヨークの中心部間を各々環状に絞り加工し、互いに嵌め合うように形成し、磁気的に短絡するセンターヨーク７とし、第１のステータヨーク５を第２のステータヨーク６に対して電気角で１８０度ずれるような角度で、リング状のスペーサ１６を挿入して、第２のステータヨーク６と共にコイル部組１２を挟持せしめ、ロータヨーク２、多極マグネット３、シャフト４から成るロータ１を組み込んでモータを構成する。
【００１３】
従来構造のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの図３と本発明の構造図１を比較すると、同一のステータヨーク５，６を使用して、その間にリング状のスペーサ１６を挿入することで、２組のステータヨーク間の距離がその分長く取れて、円環状コイル８の厚みと、マグネット３長さを大きく取れる。特に円環状コイルの厚みが大きくなるとコイルの巻数が増加できてモータ出力を増加させることが可能となる。
【００１４】
また、図２において、１５は磁極片に設けられた切り欠き部である。コイル部組１２の第２のステータヨーク６との接触面に接着剤を塗布して、センターヨーク７と磁極片２２を貫通させてコイル部組１２を挿入し、磁極片２２に対してコイル部組１２を回転させて、磁極片２２に設けられた切り欠き１５にプリント配線基板１１の長孔２６のエッジ部を嵌め込み、接着剤が硬化するまで保持する構造である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上述のように主磁極と磁極片を有する２組のステータヨーク間に円環状コイルを配置する構造のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータで、ステータヨークの金型を変更することなく、ある範囲でモータ全長が可変でき、モータの出力仕様変更に対応することが可能となる。また、プリント配線基板をステータヨークに接着剤にて固着する際のプリント配線基板の保持時間が不要になり、組み立て性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの実施例説明図である。
【図２】本発明に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの別実施例説明図である。
【図３】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの説明図である。
【図４】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの別の例の説明図である。
【図５】従来技術に成るラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータの駆動回路の説明図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ ロータヨーク
３ マグネット
４ モータシャフト
５ 第１のステータヨーク
６ 第２のステータヨーク
７ センターヨーク
８ コイル
９ ホール素子
１０ 電子部品
１１ プリント配線基板
１２ コイル部組
１３ 主磁極
１４ 主磁極
１５ 切り欠き
１６ リング
２１ 磁極片
２２ 磁極片
２６ 長孔
３０ ハウジング
３１ 軸受け
６０ モータ部
６１ トランジスタ
６２ トランジスタ
６３ モータ駆動用ＩＣ
６４ ＤＣ電源
６５ 電気関連部品
Claims (3)
- モータシャフトに取付けられたロータヨークと、該ロータヨークに取付けられ、円周方向に多極着磁されているリング状マグネットとを有するロータと、夫々中心から径方向外方に延び、その先端から該マグネットの内周面に対向して軸方向に延びる磁極片を備えマグネット磁極数の半数の主磁極を有し、該磁極片が互いに向き合い夫々の該主磁極が互いに電気角でほぼ１８０度ずれるように配置されると共に、その中央部に該磁極片と同じ向きで該モータシャフトに軸受けを介して嵌合し、２組のステータヨークの中央部を連通して磁気的に短絡するためのセンターヨークとなる円筒状部を有する該２組のステータヨークと、該２組のステータヨークの前記主磁極で挟持され、前記磁極片でその外周が覆われるようにして設けられる円環状コイルと、磁電変換素子とを有し、前記マグネットの内周面に空隙を介して対向するように構成されるステータヨークと、駆動回路を搭載するプリント配線基板とを具備するラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータにおいて、前記ステータヨークの少なくも一方が、内装される前記円環状コイルの巻幅変更に対応できるよう、軸方向に移動可能に保持されていること、を特徴とするラジアルギャップ形ブラシレスＤＣモータ。
- 前記２組のステータヨーク中央部に位置する前記センターヨークの、少なくも一方に、該センターヨーク先端部に当接するリング状のスペーサが併用・配置されていること、を特徴とする請求項１に記載のラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータ。
- モータシャフトに取付けられたロータヨークと、該ロータヨークに保持され、円周方向に多極着磁されているリング状マグネットと、を有するロータと、夫々中心から径方向外方に延び、その先端から該マグネットの内周面に対向して軸方向に延びる磁極片を備えマグネット磁極数の半数の主磁極を有し、該磁極片が互いに向き合い、夫々の該主磁極が互いに電気角でほぼ１８０度ずれるように配置されると共に、その中央部に該磁極片と同じ向きで前記モータシャフトに軸受けを介して嵌合し、前記２組のステータヨークの中央部を連通して磁気的に短絡するための前記センターヨークとなる円筒状部を有する前記２組のステータヨークと、該２組のステータヨークの前記主磁極で挟持され、前記磁極片でその外周が覆われるようにして設けられる円環状コイルと、磁電変換素子とを有し、前記マグネットの内周面に空隙を介して対向するように構成されるステータヨークと、駆動回路を搭載するプリント配線基板とを具備するラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータにおいて、該プリント配線基板が前記磁極片を貫挿する弧状長孔を有すると共に、該磁極片の前記主磁極から立ち上がる付け根部に、前記プリント配線基板が嵌入可能な切り欠きが形成され、該プリント配線基板の弧状長孔への、前記磁極片挿通後の転回による弧状長孔端部と切り欠きとの嵌着が該プリント配線基板の固定手段となるように構成されていること、を特徴とするラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158065A JP3613565B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | ブラシレスｄｃモータ |
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| EP02256494A EP1300931A3 (en) | 2001-09-26 | 2002-09-19 | Brushless DC motor |
| CN02132377A CN1409467A (zh) | 2001-09-26 | 2002-09-26 | 无刷dc马达 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158065A JP3613565B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | ブラシレスｄｃモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3613565B2 true JP3613565B2 (ja) | 2005-01-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR102311692B1 (ko) | 2020-03-16 | 2021-10-12 | 엘지전자 주식회사 | 모터 |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002158065A patent/JP3613565B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20041025 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
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