JPH0237272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は大きな出力が得られる効率の良好なブ
ラシレス偏平モータに関する。

（技術背景） 従来、ブラシレス偏平モータについては、無鉄
芯型のものが種々知られている。これは無鉄芯型
であるためにコギングが発生せず、また偏平であ
り、しかもブラシレスであることから長寿命化が
期待できるため等の理由から高価な音響機器等に
用い適しているためである。しかしながら、トル
クの面が重要視されるブラシレス偏平モータとな
ると、有鉄心型のブラシレス偏平モータの方が望
ましいことになる。

ところで、この有鉄心型のブラシレス偏平モー
タの場合は、各相の電機子コイルのための位置検
知素子を配設するのが、スペース的にも厄介で、
量産性に優れないでいた。一般に、有鉄心型ブラ
シレス偏平モータの場合には、有鉄心型ブラシレ
ス円筒モータと異なり、軸方向空〓型構造である
ために位置検知素子を配設する充分なスペースを
形成することができない。

このため、有鉄心型ブラシレス偏平モータで
は、実開昭51−80603号公報で示すように、電機
子コイルを巻装するコアに軸方向の貫通孔を形成
し、該貫通孔に位置検知素子支持台を挿入して、
該支持台に位置検知素子を配設して、当該位置検
知素子をマグネツトロータに近ずけ、該マグネツ
トロータのＮ極、Ｓ極を検出するように構成して
いた。

この方法によると、コアは充分な長さを持つて
いるため、これに形成する貫通孔も長くなり、上
記のように支持台を用いて位置検知素子をマグネ
ツトロータに近ずけて配置しなければならず、位
置検知素子の配設が厄介で、部品点数も多くな
り、また位置検知素子の端子の処理も厄介で、量
産性に優れず、安価に形成することができない欠
点があつた。

ここに従来技術を考えてみるに、空心型電機
子コイル群からなるステータ電機子と軸方向の空
〓を介してマグネツトロータを有するブラシレス
偏平モータは公知であり、また該コアレス構造の
ブラシレス偏平モータの空心型電機子コイルの枠
内空洞部内に位置検知素子を配設することは公知
である。しかしながら、係るコアレス構造のブラ
シレス偏平モータによると、大きなトルクを得る
ことができない欠点がある。そこで電機子コイ
ルの枠内空胴部内にコアを配設すると、該コアに
よつて位置検知素子を配設することができなくな
つたり、当該コアや位置検知素子の配設方法が厄
介になる欠点を備えている。

［考案の課題］ 本考案は上記した問題点を解決するためになさ
れたもので、空心型電機子コイル群からなるス
テータ電機子と軸方向の空〓を介してマグネツト
ロータを有するブラシレス偏平モータをより大き
なトルクを得ることができるようにするため、当
該電機子コイルの枠内空洞部内にコアを配設して
も、該コアによつて位置検知素子を配設すること
ができなくなること、あるいは位置検知素子の配
設方法が厄介にならないようにすることを主な目
的に成されたものである。

即ち本考案は、コアレス形ブラシレス偏平モー
タと有鉄心型ブラシレス偏平モータの長所と短所
を考慮し、両者の良いところを取り出して半有鉄
心型ブラシレス偏平モータを得ることで位置検知
素子の配設の容易化及び組立の容易化及び大きな
トルクを得ることを目的になされたものである。

［考案の課題達成手段］ かかる本考案の課題は、Ｎ極、Ｓ極の磁極を交
互に2P（Ｐは１以上の整数）個備えて形成したマ
グネツトロータを設け、該マグネツトロータと軸
方向の空〓を介して対向する固定側位置に複数相
の空心型の電機子コイル群を配設し、各相を形成
する電機子コイル群は同相位置に複数の電機子コ
イルを備えて形成し、該同相配置の電機子コイル
群は内部にコアのあるものと無いものとを設けて
形成し、それぞれの相のコアのある電機子コイル
を等間隔に配設し、上記同相配置の電機子コイル
群につき１個の位置検知素子をトルク発生に寄与
する部分と同相位置のコアのない電機子コイルの
枠内空洞部位置に配設することによつて達成でき
る。

［考案の実施例］ 以下図面を参照しつつ、本考案の一実施例を説
明する。

まず第１図乃至第４図を説明して本考案の第１
実施例を説明する。この第１実施例ではマグネツ
トロータと対向する一方の面にのみ電機子コイル
群からなるステータ電機子を配したブラシレス偏
平モータを示す。

第１図は本考案の第１実施例を示すもので、１
は2P（Ｐは１以上の正の整数）極、ｎ（ｎは２以
上の正の整数）コイルのブラシレス偏平モータ
で、この例では10極、６コイルのものとなつてい
る。２は非磁性体からなるブラシレス偏平モータ
本体、３，４は軸受、５は軸受３，４によつて回
動自在に軸支された回転軸、６は回転軸５に固設
されたロータヨーク、７はロータヨーク６の下面
に固設された10極のマグネツトロータ、８は上記
本体２に固設された円環状のプリント基板、１０
はプリント基板８の上面に固設された円環状のス
テータヨーク、１１は枠状に巻回形成され且つス
テータヨーク１０上に配設された空心型の電機子
コイル、１２は互いに重畳することなく等間隔に
ステータヨーク１０上に配設された６個の電機子
コイル１１群からなるステータ電機子、１３は電
機子コイル１１の枠内空洞部の形状と略々一致す
る形状に作られステータヨーク１０上に固設され
た鉄芯等の磁性体からなるコア、１４は当該ブラ
シレスモータ１が３相のものとして形成されるよ
うに３個を電機子コイル１１の枠内空洞部に配設
され且つマグネツトロータ７のＮ極、Ｓ極の磁極
を検出する位置検知素子として選択したホール素
子、ホールIC等の磁電変換素子である。

第２図はマグネツトロータ７の下面図である。

マグネツトロータ７はＮ極、Ｓ極の磁極を交互
等間隔に有する円環状の10極のものとなつてい
る。第３図はステータヨーク１０上に固設された
ステータ電機子１２の平面図である。電機子コイ
ル１１は発生トルクに寄与する半径方向の導体部
１１ａと１１ｂとの開角がマグネツトロータ７の
一磁極幅と略等しく形成された、すなわち36度の
開角幅に形成された扇枠状のものとなつている。
コア１３は電機子コイル１１の枠内空洞部の形成
と略一致する平面扇型のものにて形成されてお
り、ステータヨーク１０と一体形成しても良い
が、ここでは別個に形成された３個のコア１３−
１，１３−２，１３−３がステータヨーク１０上
に等間隔に貼着等の手段によつて固設されてい
る。６個の電機子コイル１１−１，…，１１−６
群は、それぞれ60度のピツチで互いに重畳するこ
となくステータヨーク１０上に配設されて３相の
ステータ電機子１２を形成している。

コア１３−１と１３−２間、１３−２と１３−
３間、１３−３と１３−１間にはそれぞれ電機子
コイル１１−２，１１−４，１１−６を配設する
ことができるように上記コア１３−１，…，１３
−３をステータヨーク１０上に形成し、電機子コ
イル１１−１，１１−３，１１−５は、それぞれ
コア１３−１，…，１３−３に図に示すように装
着し、電機子コイル１１−２，１１−４，１１−
６はそれぞれ、コア１３がないものとなつてお
り、電機子コイル１１−１と１１−３間、１１−
３と１１−５間、１１−５と１１−１間上のステ
ータヨーク１０上に固設して、ステータ電機子１
２を構成している。このように上記ステータ電機
子１２は、枠内空洞部にコア１３のある電機子コ
イル１１−１，１１−３，１１−５群とコア１３
のない電機子コイル１１−２，１１−４，１１−
６とで形成している。すなわち、コア１３のある
電機子コイル１１とコア１３のない電機子コイル
１１とを交互に配設し、コア１３のない電機子コ
イル１１−２，１１−４，１１−６の枠内空洞部
位置それぞれに磁電変換素子１４−３，１４−
１，１４−２を配設している。磁電変換素子１４
−１，１４−２，１４−３は、３相のブラシレス
偏平モータ１とするために、180度対称にある同
相位置のコア１３−１を有する電機子コイル１１
−１とコア１３のない電機子コイル１１−４、コ
ア１３−２のある電機子コイル１１−３とコア１
３のない電機子コイル１１−６、及びコア１３−
３のある電機子コイル１１−５とコア１３のない
電機子コイル１１−２とでそれぞれ各組の相を形
成し、該各組の相はそれぞれ１個の磁電変換素子
１４−１，１４−２，１４−３を電機子コイル１
１−１と１１−４，１１−２と１１−５，１１−
３と１１−６への通電用の位置検知素子として用
いている。

即ち本考案では、マグネツトロータ７と軸方向
の空〓を介して対向するステータヨーク１０上位
置に複数相の電機子コイル１１群を配設し、各相
を形成する電機子コイル１１群は同相位置に複数
の電機子コイル１１を備えて形成し、該同相配置
の電機子コイル１１群は同相位置に複数の電機子
コイル１１を備えて形成し、該同相配置の電機子
コイル１１群は内部にコアのあるものと無いもの
とを設けて形成し、それぞれの相のコア１３のあ
る電機子コイル１１を等間隔に配設し、上記同相
位置の電機子コイル１１群につき１個の位置検知
素子１４をコア１３のない電機子コイル１１の枠
内空洞部位置に配設している。このようにするこ
とによつて同相位置にある複数の電機子コイル１
１をトルクを向上させるためにコア１３のあるも
のに形成し、この相の電機子コイル１１群の通電
切換に用いる磁電変換素子１４は、同相位置の複
数の電機子コイル１１群のうちの一つの電機子コ
イル１１はトルクを犠牲してコア１３を省き、当
該コア１３のない電機子コイル１１に磁電変換素
子１４を装着して、当該磁電変換素子１４の位置
決め配設を容易にしている。なお、磁電変換素子
１４は、電機子コイル１１の枠内空洞部の中にた
だ配設すればよいというものでなく、最適位置に
配設しなければ、優れた特性を得ることができな
い。そのために各相の磁電変換素子１４−１，１
４−２，１４−３は、トルク発生に寄与する部分
と同相位置のコア１３のない電機子コイル１１の
枠内空洞部位置に配設している。

なお、コア１３のある電機子コイル１１の場合
には、電機子コイル１１がトルクを発生するので
なく、コア１３そのものがトルクを発生するた
め、コア１３の側片の任意の点を基準として、か
かる点と同相位置のコア１３のない電機子コイル
１１の枠内空洞部位置に各相の磁電変換素子１４
−１，１４−２，１４−３を配設すると良い。こ
の場合、コア１３が無い場合の電機子コイル１１
を考えると、コア１３のない電機子コイル１１の
場合は、半径方向に延びる導体部１１ａ，１１ｂ
がトルク発生に寄与するため、かかる導体部１１
ａまたは１１ｂを基準として、かかる導体部１１
ａまたは１１ｂと同相位置のコア１３のない電機
子コイル１１の枠内空洞部位置に各相の磁電変換
素子１４−１，１４−２，１４−３を配設しても
良い。

上記において、コア１３のある電機子コイル１
１を選択するに当たつては、コギングの点を考慮
してコア１３が等間隔に形成されるように電機子
コイル１１を選択することが望ましい。従つて、
上記したように、電機子コイル１１−１，１１−
３，１１−５を選択し、この枠内空洞部にコア１
３−１，１３−２，１３−３を配設している。

第４図はマグネツトロータ７と６個の電機子コ
イル１１−１，…，１１−６群からなるステータ
電機子１２との展開図である。この展開図から明
らかなように、電機子コイル１１は発生トルクに
寄与する半径方向の導体部１１ａと１１ｂとの開
角がマグネツトロータ７の一磁極幅と略等しく形
成している。このように形成しても従来の有鉄芯
形ブラシレス偏平モータのように電機子コイル１
１−１，…，１１−６群同志が互いに重畳しない
ように等間隔配設できることが明らかである。
尚、上記した空心型電機子コイル１１−１，…，
１１−６においては、コア１３−１，…，１３−
３を枠内空洞部内に配設していない場合には、該
電機子コイル１１−１，…，１１−６は半径方向
に延びる導体部１１ａと１１ｂが発生トルクに寄
与することはいうまでもない。然し、コア１３−
１，…，１３−３を枠内空洞部内に配設した電機
子コイル１１−１，１１−３，１１−５は半径方
向に延びる導体部１１ａと１１ｂが発生トルクに
寄与するというものでなく、コア１３−１，…，
１３−３そのものがトルクを発生する部分とな
る。

また位置検知素子である磁電変換素子１４−
１，…，１４−３は、一般には、上記導体部１１
ａ，１１ｂと対向する部分に配設したいところだ
が、この位置に配設することは厄介であるため、
該導体部１１ａまたは１１ｂと同相位置にある電
機子コイル１１であつて、上記のようにコア１３
−１，…，１３−３を配設していない電機子コイ
ル１１−２，１１−４，１１−６の枠内空洞部内
に配設することにより、トルクの向上を図るため
に電機子コイル１１−１，１１−３，１１−５の
枠内空洞部内にコア１３−１，…，１３−３を配
設できるようにしている。

次に第５図を参照して、上記本考案の第１実施
例よりも、更に有用な本考案の第２実施例として
の有鉄芯型ブラシレス偏平モータ１′について説
明する。尚、このブラシレス偏平モータ１′につ
いては、上記第１実施例のものと共通する箇所が
多いので、主要部のみの図のみを描くと共に、共
通する箇所の説明は省略か、又はダツシをつけた
符号を用いるとする。

この第２実施例の有鉄芯型ブラシレス偏平モー
タ１′の特徴は、１個のマグネツトロータ７を用
いるだけで足りるようにしたものである点、マグ
ネツトロータ７を回転軸５に直結した場合には当
該マグネツトロータ７が破損したりするので寿命
が短かくなるという欠点を防げるようにした点、
マグネツトロータ７を回転軸５に固設したマグネ
ツトロータ支持板１５に固設することでロータの
ダイナミツクバランスをうまくとれるようにする
と共に上記マグネツトロータ７を回転軸５に直結
することによる弊害をなくすようにした点、並び
にマグネツトロータ支持板１５としてアルミニウ
ム、ジユラコン等の非磁性体を用いることでマグ
ネツトロータ７の磁束をその上下両面に発生さ
せ、マグネツトロータ７の上下両面の固定側位置
にそれぞれにステータ電機子を配設することで倍
の大きなトルク（実際には２倍のトルクは得られ
ないが）が得られる高効率のものにした点及び位
置検知素子の数を非常に少なくした安価なブラシ
レス偏平モータが得られる点にある。

以下第５図を参照しつつ有鉄芯型ブラシレス偏
平モータ１′の細かな説明を行なつていく。

このブラシレス偏平モータ１′は両面励磁構造
型で、記号Ａで示す部分が第１実施例で示したブ
ラシレス偏平モータ１に該当する部分であるが、
ロータヨーク６に代えてアルミニウム等の非磁性
体からなるマグネツトロータ支持板１５を用い、
この下面にマグネツトロータ７を固設している。
記号Ｂで示す部分が新たに追加された部分で、図
示しないモータ本体の上部内面側に固設されたプ
リント基板８′、ステータヨーク１０′を介して６
個のコア１３′群を固設し、該コア１３′群に上記
したと同様に６個の電機子コイル１１′群を固着
することで、マグネツトロータ支持板１５の上面
と対向する固定側にも更にステータ電機子１２′
を形成している。

マグネツトロータ支持板１５が非磁性体である
ことから、マグネツトロータ７の磁束はステータ
電機子１２′側へも作用するので、ステータ電機
子１２′によつてもトルクが得られる。

第６図は第５図におけるステータヨーク１０に
等間隔配設したコア１３′のある電機子コイル１
１′群からなるステータ電機子１２′の下面図であ
る。

このステータ電機子１２′の場合には、ステー
タ電機子１２の場合と異なりステータヨーク１
０′面に６個のコア１３′を等間隔配置し、６個の
コア１３′それぞれに電機子コイル１１′を装着し
ている。従つて、記号Ａで示した偏平モータ部よ
り、記号Ｂで示した偏平モータ部の方がより大き
なトルクが得られる。記号Ｂで示した偏平モータ
部の場合にも、それぞれ適宜箇所に適宜数の磁電
変換素子を配しても良いが、第５図及び第６図で
示した本考案の第２実施例の有鉄芯型ブラシレス
偏平モータ１′の場合には、ステータ電機子１２
と１２′との同相位置にある電機子コイル１１及
び１１′群をステータ電機子１２に設けた磁電変
換素子１４を共用するように電機子コイル１１及
び１１′群を結線することで、４個の電機子コイ
ル１１及び１１′群を１個の磁電変換素子１４で
済ませることができる。従つて、より位置検知素
子の少ない安価なブラシレス偏平モータが得られ
る。

［考案の効果］ 本考案は、コアレス形ブラシレス偏平モータと
有鉄芯型ブラシレス偏平モータの長所と短所を考
慮し、両者の良いところ取り出して半有鉄心型ブ
ラシレス偏平モータを得ることで位置検知素子の
配設の容易化及び組立の容易化及び大きなトルク
を得ることができる効果がある。すなわち、本考
案のブラシレス偏平モータは上記構成から明らか
なように、空心型電機子コイル群からなるステー
タ電機子と軸方向の空〓を介してマグネツトロー
タを有するブラシレス偏平モータをより大きなト
ルクを得ることができるようにするため、当該電
機子コイルの枠内空洞部内にコアを配設しても、
位置検知素子を容易且つ合理的に望ましい正確な
位置に位置決め配設できる効果がある。また本考
案においては、コアのある電機子コイルを選択す
るに当たつては、コギングの点を考慮してコアが
等間隔に形成されるように電機子コイルを選択し
ても、このコアが位置検知素子の望ましい配設位
置決めを阻害しないで済む効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例のブラシレス偏平
モータの縦断面図、第２図はマグネツトロータの
下面図、第３図はステータヨーク上に固設された
ステータ電機子の平面図、第４図はマグネツトロ
ータと電機子コイル群からなるステータ電機子と
の展開図、第５図は本考案の第２実施例の有鉄芯
形ブラシレス偏平モータの主要部の縦断面図、第
６図は第５図のコアのある電機子コイル群からな
るステータ電機子の下面図である。 符号の説明、１，１′……ブラシレス偏平モー
タ、２……ブラシレス偏平モータ本体、３，４…
…軸受、５……回転軸、６……ロータヨーク、７
……マグネツトロータ、８，８′……プリント基
板、１０，１０′……ステータヨーク、１１，１
１′……電機子コイル、１２，１２′……ステータ
電機子、１３，１３′……コア、１４……磁電変
換素子（位置検知素子）、１５……マグネツトロ
ータ支持板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 下記構成要素〜からなることを特徴とす
   るブラシレス偏平モータ。 Ｎ極、Ｓ極の磁極を交互に2P（Ｐは１以上
   の整数）個備えて形成したマグネツトロータ
   を設けていること。 該マグネツトロータと軸方向の空〓を介し
   て対向する固定側位置に複数相の電機子コイ
   ル群を互いに他の電機子コイルと重ならない
   ように等間隔配設していること。 各相を形成する電機子コイル群は同相位置
   に複数の電機子コイルを備えて形成し、該同
   相配置の電機子コイル群は内部にコアのある
   ものと無いものとを設けて形成しているこ
   と。 それぞれの相のコアのある電機子コイルを
   等間隔に配設していること。 上記同相配置の電機子コイル群につき１個
   の位置検知素子をトルク発生に寄与する部分
   と同相位置のコアのない電機子コイルの枠内
   空洞部位置に配設していること。 ２ 上記電機子コイル群は、コアのあるものとな
   いものを交互に設け、180度対称な同相位置に
   ある一方の電機子コイルにコアを設け、他方の
   空心型の電機子コイルに当該同相同士の電機子
   コイルのための位置検知素子を配設してなるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のブラシレス偏平モータ。 ３ 上記マグネツトロータは、非磁性体からなる
   マグネツトロータ支持板の一方の面に固設し、
   該マグネツトロータ及び上記マグネツトロータ
   支持板それぞれと軸方向の空〓を介して対向す
   る両側固定側位置の少なくともいずれか一方に
   上記したステータ電機子を用いていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項または
   第２項記載のブラシレス偏平モータ。 ４ 上記２つのステータ電機子は、そのうちの一
   方はコアのある電機子コイル群のみで形成した
   ものであることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第３項記載のブラシレス偏平モータ。