JP3650357B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータ、より詳細には、ブラシレスモータにおけるステータ巻線の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、ブラシレスモータの動作原理を説明するための要部概略構成図で、図中、１０はブラシレスモータ、２０は該ブラシレスモータ１０の駆動回路で、ブラシレスモータ１０は、周知のように、例えば、駆動コイル１₁，１₂，１₃，１₄が巻装されたステータ１１と、該ステータ１１内に回転自在に配設された永久磁石からなるマグネットロータ１２とから成り、例えば、駆動コイル１₁が巻回された磁極部と駆動コイル１₂が巻回された磁極部に磁極検出素子として、例えば、ホール素子Ｈ₁，Ｈ₂（ホール素子は、磁界の強弱と磁極の判別を行うことができる）が配設されている。
【０００３】
ロータ１２が、図２の状態にある時、すなわち、マグネットロータ１２の磁極Ｎがホール素子Ｈ₁（このホール素子Ｈ₁は、コイル１₁の磁極部に配設されている）に対向する位置にある時は、該ホール素子Ｈ₁に電圧が発生するので、このホール素子Ｈ₁に発生した電圧によってトランジスタＱ₂を導通させると、コイル１₂が励磁され、該コイル１₂が巻回されている磁極部にＳ極の磁界が発生され、ロータ１２のＮ極がこのＳ極に引かれて、ロータ１２は矢印方向に９０°回転する。ロータ１２が９０°回転して、該ロータ１２のＮ極がコイル１₂の磁極部に来ると、今度は、該コイル１₂の磁極部に配設されているホール素子Ｈ₂に電圧が発生するので、このホール素子Ｈ₂に発生した電圧によって、トランジスタＱ₃を導通させて、次のコイル１₃を励磁し、該コイル１₃が巻回されている磁極部にロータ１２のＮ極を引き付けて、該ロータ１２を更に９０°回転させ、以下、同様の動作を繰り返して、ロータ１２を回転させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごときブラシレスモータは、通常の直流モータでは必要としているブラシがないため（機械的には接触部を有しないため）、ノイズの発生が少なく、高速回転モータ、長寿命モータに適しており、歯科治療の分野においては、マイクロエンジンハンドピースのバー駆動モータとして使用されているが、マイクロエンジンハンドピースは、術者が手に持って施術を行うものであるため、小型，軽量化が要求される。
【０００５】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、小型，軽量のマイクロエンジンハンドピースを提供することを目的として、ステータ内周壁全周にわたって薄くかつ均一厚さの巻線とし、かつ、コイル同士の重なる面積をできるだけ広くして、機械的な強度をもたせた小型，軽量のブラシレスモータを提供するようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステータ内に順次配設された複数個のステータコイルと、該ステータ内に回転自在に配設されたマグネットロータとから成り、前記ステータコイルの励磁を切り換えて前記ステータ内の磁極を切り換え、該磁極の切り換えに追従して前記マグネットロータを回転するブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルは中抜きに形成され、かつ、単一の絶縁電線が同一平面上に一体的に接着固定され、該中抜きの空間部に隣接ステータコイルの外郭部先端が埋め込まれ、前記中抜きの中央部を連続して通る断面形状の全ての場所において、前記ステータコイルが２重になっていることを特徴としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるブラシレスモータのステータ巻線に使用されるステータコイルの一実施例を説明するための図で、図１には、説明を簡明にするために２相モータを例として示したが、以下の説明から明らかなように、本発明は、２相モータに限定されるものではない。また、図１（Ａ）には、各ステータコイルを切り離して平面上に展開して示したが、実際には、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、ステータ内周壁に重ねて配設されるものである。なお、図１（Ｂ），図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示したステータコイル１₁〜１₄をステータ内に配設した時の０−０線より見た時の断面形状を模式的に示したものである。
【００１２】
図１において、１₁，１₂，１₃，１₄は、本発明による中抜きのコイルで、各コイルは、周知のように、絶縁電線（例えば、エナメル線）２が中抜き部Ａを残してコイル状に巻回され、例えば、コイル１₁の中抜きの空間部Ａ₁に隣接するコイル１₂の外郭部Ｂ₂を配設し、該コイル１₂の中抜きの空間部Ａ₂に隣接するコイル１₃の外郭部Ｂ₃を配設し、以下同様にして、最後のコイル１₄の中抜きの空間部Ａ₄にコイル１₁の外郭部Ｂ₁を配設して、ステータ内壁を一周する。
【００１３】
なお、図１には、単一の絶縁電線２を同一平面上に中抜きの菱形に渦巻き状に一重に巻回し、接着剤等により一体的に固着した例を示したが、必ずしも菱形に限定されるものではなく、また、厳密に菱形に形成されるものでもなく、更には、２重に、或いは、３重に形成してもよく、更には、例えば、中抜きの絶縁基板の上に導電部をコイル状に形成するようにプリント配設したものを用いてもよい。
【００１４】
また、ブラシレスモータは図２に関して説明したように、駆動回路を必要とし、該駆動回路により、各コイルを切り換えて励磁し、その切り換えに追従して永久磁石より成るマグネットロータを回転させるもので、図２に示した例は、ロータの回転位置をホール素子によって検知して、コイルの励磁を切り換えるようにした例を示したが、本発明は、図２に示した例に限定されるものではなく、その他に、例えば、ホール素子を用いずに、マグネットロータを回転した時に、いずれかのコイルに発生する逆起電力を利用して該ロータの回転位置を検知するようにしたセンサレスのブラシレスモータにも適用可能であることは容易に理解できよう。
【００１５】
なお、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）に示したステータコイル１₁〜１₄を、ステータ１₁内に順次配設した例を示したが、図１（Ｃ）に示すように、後続するステータコイルの外郭部を先行するコイルの中抜き空間部内に埋め込むように配設してもよく、いずれにしても図１（Ａ）の０−０線より見た時の断面形状において、つまり、中抜きの中央部を連続して通る断面形状において、全ての場所において、ステータコイルは２重になっており、全周にわたって均一厚さに構成され、小型，軽量で、しかも、機械的強度を強く保つことが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、ブラシレスモータのステータ内径をより小径にすることが可能となり、より小型で、機械的強度の強いブラシレスモータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブラシレスモータのステータ巻線の一実施例を説明するための図である。
【図２】 周知のブラシレスモータの一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１₁，１₂，１₃，１₄…ステータコイル、２…コイル電線、１０…ブラシレスモータ、１１…ステータ、１２…ロータ、Ｈ₁，Ｈ₂…ホール素子、２０…ブラシレスモータ駆動制御回路。

Claims (1)

1. ステータ内に順次配設された複数個のステータコイルと、該ステータ内に回転自在に配設されたマグネットロータとから成り、前記ステータコイルの励磁を切り換えて前記ステータ内の磁極を切り換え、該磁極の切り換えに追従して前記マグネットロータを回転するブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルは中抜きに形成され、かつ、単一の絶縁電線が同一平面上に一体的に接着固定され、該中抜きの空間部に隣接ステータコイルの外郭部先端が埋め込まれ、前記中抜きの中央部を連続して通る断面形状の全ての場所において、前記ステータコイルが２重になっていることを特徴とするブラシレスモータ。

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