JPH03261358A - Dc brushless motor - Google Patents

Dc brushless motor

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Publication number
JPH03261358A
JPH03261358A JP5488790A JP5488790A JPH03261358A JP H03261358 A JPH03261358 A JP H03261358A JP 5488790 A JP5488790 A JP 5488790A JP 5488790 A JP5488790 A JP 5488790A JP H03261358 A JPH03261358 A JP H03261358A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
armature
permanent magnet
coil
permanent magnets
Prior art date
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Pending
Application number
JP5488790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyonobu Mizutani
清信 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP5488790A priority Critical patent/JPH03261358A/en
Publication of JPH03261358A publication Critical patent/JPH03261358A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce magnetic reluctance and gain large output torque by forming an armature which consists of an armature section and a coil and is sandwiched between a pair of permanent magnets. CONSTITUTION:A recessed section 11b extended in the radial direction along the outer surface of a ring shaped rotor 11 mounted on a rotating shaft, is formed and permanent magnet bodies 12 and 13 are mounted on walls facing the recessed section 11b. The permanent magnet bodies 12 and 13 have permanent magnets magnetized in the axial direction, which are positioned in a ring shape so that their polarity changes alternately. Since an armature is sandwiched between the permanent magnet bodies 12 and 13, reluctance of a magnetic circuit can be minimized and the density of magnetic fluxes increases, a large torque can be gained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はDCブラシレスモータに関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a DC brushless motor.

(従来の技術) 従来、高トルク出力でしかも低トルクにおけるリップル
軽減を図ったモータとして所謂プリントモータ及びコア
レスモータ(カップ形プリントモータ)が知られている
(Prior Art) Conventionally, so-called print motors and coreless motors (cup-shaped print motors) are known as motors that output high torque while reducing ripple at low torque.

これらのプリントモータでは電機子コイルを円板状(又
はカップ状)に成形し、樹脂に浸漬して樹脂成形してい
る。これによって鉄心をなくして鉄心形状によるコギン
グトルク(脈動)を除去している(一般にこのようなコ
ギングトルクは電機子鉄心に形成されたコイルスロット
によって生じる)。
In these print motors, the armature coil is formed into a disk shape (or cup shape) and is immersed in resin to be resin molded. This eliminates the iron core and eliminates cogging torque (pulsation) due to the shape of the iron core (generally, such cogging torque is caused by coil slots formed in the armature core).

(発明が解決しようとする課題) ところで、上述のプリントモータ及びコアレスモータで
は、電機子コイルが回転する所謂ムービングコイル形で
あるため必然的にブラシか必要でとなってしまい、メン
テナンスフリー、防爆、及び防塵の面で問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the above-mentioned printed motor and coreless motor, since the armature coil is of a so-called moving coil type that rotates, a brush is inevitably required, and the motor is maintenance-free, explosion-proof, and There are also problems in terms of dustproofing.

さらに、近年希土類磁石に代表される高性能磁石が実現
されており、この結果、極めて高い磁束密度が得られる
ようになっている。
Furthermore, in recent years, high-performance magnets such as rare earth magnets have been realized, and as a result, extremely high magnetic flux densities can be obtained.

しかしながら、上述のプリントモータ及びコアレスモー
フでは、電機子コイルを樹脂成形しているから電機子コ
イルの形状を精度よくすることが無しく、このため、電
機子コイルとステータとの間隔(空隙)を小さくするこ
とが難しい。つまり、希土類磁石を用いても磁束を有効
に活用できず、ロスが多いという課題がある。
However, in the above-mentioned printed motor and coreless morph, since the armature coil is molded with resin, the shape of the armature coil cannot be made with high accuracy, and therefore the distance (gap) between the armature coil and the stator is Difficult to make small. In other words, even if rare earth magnets are used, the magnetic flux cannot be used effectively and there is a problem that there is a lot of loss.

本発明の目的は低トルクにおいてリップルが少なく、し
かも磁束を有効に活用して大トルク出力を得ることので
きるDCブラシレスモータを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC brushless motor that has few ripples at low torque and can effectively utilize magnetic flux to obtain a large torque output.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、回転軸に取り付けられたリング状ロー
タと、該ロータに対向して前記ロータの外周面を取り囲
むように配置されたステータとを有するDCブラシレス
モータにおいて、前記ロータには径方向に延びる四部か
前記ロータの外周に沿って形成されており、前記凹部の
互いに対抗する壁面にはそれぞれ軸方向に着磁され所定
の間隔で交互に磁極か変化する永久磁石が取り付けられ
、前記ステータには前記凹部内に延びるアーマチャー部
が形成され、前記アーマチャー部にコイルか巻回されて
おり、前記ロータの回転位置を検出するための回転位置
検出センサーを備えていることを特徴とするDCブラシ
レスモータが得られる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a DC brushless DC brushless motor has a ring-shaped rotor attached to a rotating shaft, and a stator arranged to face the rotor and surround the outer peripheral surface of the rotor. In the motor, the rotor has four parts extending in the radial direction formed along the outer periphery of the rotor, and the mutually opposing wall surfaces of the recessed parts are magnetized in the axial direction and have magnetic poles that alternately change at predetermined intervals. A permanent magnet is attached to the stator, an armature portion extending into the recess is formed in the stator, a coil is wound around the armature portion, and a rotational position detection sensor is provided for detecting the rotational position of the rotor. A DC brushless motor is obtained.

(作用) 本発明では、アーマチャー部とコイルとて構成される電
機子を一対の永久磁石で挟んでいるから磁束通路の磁気
抵抗を小さくでき、磁束密度を大きくすることができる
。その結果、大トルク出力を得ることができる。さらに
、アーマチャー部ににはコイルスロットが形成されてい
ないからコギングトルクを軽減することができる。
(Function) In the present invention, since the armature constituted by the armature portion and the coil is sandwiched between a pair of permanent magnets, the magnetic resistance of the magnetic flux path can be reduced and the magnetic flux density can be increased. As a result, a large torque output can be obtained. Furthermore, since no coil slot is formed in the armature portion, cogging torque can be reduced.

(実施例) 以下本発明について実施例によって説明する。(Example) The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1図を参照して、回転軸(図示せず)にはロータ締結
用ボルトllaによってリング状ロータ11が取り付け
られている。ロータ11の外周面に沿って径方向に延び
る凹部11bが形成され、四部11bの対抗する壁面に
はそれぞれ永久磁石体12及び13が取り付けられてい
る。
Referring to FIG. 1, a ring-shaped rotor 11 is attached to a rotating shaft (not shown) with a rotor fastening bolt lla. A recess 11b is formed along the outer peripheral surface of the rotor 11 and extends in the radial direction, and permanent magnet bodies 12 and 13 are attached to opposing wall surfaces of the four parts 11b, respectively.

ここで、第2図も参照して、永久磁石体12及び13は
軸方向に着磁された複数の永久磁石14を有しており、
これら永久磁石14は第2図に示すようにリング状に配
列されている。さらに、これら永久磁石14は交互にそ
の磁極が変化するように配列されている(つまり、永久
磁石体12及び13はN極、S極が交互に配列されてい
ることになる)。
Here, referring also to FIG. 2, the permanent magnet bodies 12 and 13 have a plurality of permanent magnets 14 magnetized in the axial direction,
These permanent magnets 14 are arranged in a ring shape as shown in FIG. Furthermore, these permanent magnets 14 are arranged so that their magnetic poles change alternately (that is, the permanent magnets 12 and 13 have N poles and S poles arranged alternately).

再び、第1図を参照して、ロータ11の外周端にはベア
リング15及び16が取り付けられ、このベアリング1
5及び16を介して円環状のステータ17がロータ11
に連結されている。ステータ17には径方向に延びる電
機子部(鉄心部)17aが形成されており、この鉄心部
17aはロータ11の凹部11b内に延びている。そし
て、この鉄心部17aに三相の電機子コイル17bが巻
回されており、この電機子コイル17bは電源レセプタ
クル17cに接続されている。なお、永久磁石14の配
列ピッチと電機子コイル17bの巻回ピッチは所定の位
相差を持つように永久磁石14の配列及び電機子コイル
17bの巻回ピッチか決定される。
Referring again to FIG. 1, bearings 15 and 16 are attached to the outer peripheral end of the rotor 11.
An annular stator 17 connects to the rotor 11 via 5 and 16.
is connected to. An armature portion (iron core portion) 17a extending in the radial direction is formed in the stator 17, and this iron core portion 17a extends into the recessed portion 11b of the rotor 11. A three-phase armature coil 17b is wound around this iron core portion 17a, and this armature coil 17b is connected to a power supply receptacle 17c. The arrangement pitch of the permanent magnets 14 and the winding pitch of the armature coil 17b are determined so that the arrangement pitch of the permanent magnets 14 and the winding pitch of the armature coil 17b have a predetermined phase difference.

ここで、第3図も参照して、永久磁石14による磁束の
向きを番号18a及び18bで示す向きであるとすると
、電機子コイル17bは鉄心部17aに対して第3図に
示すように巻回される。この結果、鉄心部17aを通過
する磁束が電機子コイル17bに直交することになる。
Here, referring also to FIG. 3, assuming that the direction of magnetic flux by the permanent magnet 14 is the direction shown by numbers 18a and 18b, the armature coil 17b is wound around the iron core 17a as shown in FIG. It is passed around. As a result, the magnetic flux passing through the iron core portion 17a is perpendicular to the armature coil 17b.

第1図に示すように永久磁石体12の近傍には磁気セン
サー(例えば、レゾルバ)19が配置され、この磁気セ
ンサー19によって永久磁石体12(及び永久磁石体1
3)の回転位置を知る。
As shown in FIG. 1, a magnetic sensor (for example, a resolver) 19 is arranged near the permanent magnet 12, and this magnetic sensor 19 detects the permanent magnet 12 (and the permanent magnet 12).
3) Know the rotational position.

磁気センサーの出力端は周知のように電源制御装置(図
示せず)に接続され、磁気センサー19によって検出さ
れた永久磁石体12の回転位置に応じて電源レセプタク
ル17cを介して電機子コイル17bに供給する電流の
位相を制御する。
The output end of the magnetic sensor is connected to a power supply control device (not shown) as is well known, and is connected to the armature coil 17b via the power receptacle 17c in accordance with the rotational position of the permanent magnet body 12 detected by the magnetic sensor 19. Controls the phase of the supplied current.

上述のように、本発明では鉄心と電機子コイルとで構成
される電機子が一対の永久磁石体で挟まれているから、
磁束通路の磁気抵抗を小さくでき、その結果、実質的に
磁束密度を大きくてき゛る。さらに、電機子をか一対の
永久磁石体で挟んでいるから、磁気吸引力をバランスさ
せることができ、電機子の偏りを防ぐことができる。ま
た、磁石を大きくすることなく実質的に磁気エネルギー
を大きくすることができる。
As mentioned above, in the present invention, since the armature composed of the iron core and the armature coil is sandwiched between a pair of permanent magnets,
The magnetic resistance of the magnetic flux path can be reduced, and as a result, the magnetic flux density can be substantially increased. Furthermore, since the armature is sandwiched between a pair of permanent magnets, the magnetic attraction force can be balanced and deviation of the armature can be prevented. Furthermore, the magnetic energy can be substantially increased without increasing the size of the magnet.

なお、鉄心部を通過する磁束と電機子コイルとが直交し
ているから有効出力トルクが大きくなる。
Note that since the magnetic flux passing through the iron core and the armature coil are perpendicular to each other, the effective output torque becomes large.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明ではアーマチャー部とコイ
ルとで構成される電機子を一対の永久磁石で挾んでいる
から磁束通路の磁気抵抗を小さくでき、磁束密度を大き
くすることができる。その結果、大トルク出力を得るこ
とができる。さらに、アーマチャー部ににはコイルスロ
ットが形成されていないからコギングトルクを軽減する
ことかできるという効果がある。
(Effects of the Invention) As explained above, in the present invention, since the armature consisting of the armature portion and the coil is sandwiched between a pair of permanent magnets, the magnetic resistance of the magnetic flux path can be reduced, and the magnetic flux density can be increased. I can do it. As a result, a large torque output can be obtained. Furthermore, since no coil slot is formed in the armature section, there is an effect that cogging torque can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明によるDCブラシレスモータの一実施例
を示す断面図、第2図は第1図に示すDCブラシレスモ
ータに用いられる永久磁石体を示す平面図、第3図は磁
束と電機子コイルとの関係を示す図である。 11・・・ロータ、12.13・・・永久磁石体、14
・・・永久磁石、15.16・・・ベアリング、17・
・・ステータ、19・・・磁気センサー 第2図 第3区
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the DC brushless motor according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a permanent magnet body used in the DC brushless motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing magnetic flux and armature. It is a figure showing the relationship with a coil. 11...Rotor, 12.13...Permanent magnet, 14
...Permanent magnet, 15.16...Bearing, 17.
...Stator, 19...Magnetic sensor Figure 2 Section 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、回転軸に取り付けられたリング状ロータと、該ロー
タに対向して前記ロータの外周面を取り囲むように配置
されたステータとを有するDCブラシレスモータにおい
て、前記ロータには径方向に延びる凹部が前記ロータの
外周に沿って形成されており、前記凹部の互いに対抗す
る壁面にはそれぞれ軸方向に着磁され所定の間隔で交互
に磁極が変化する永久磁石が取り付けられ、前記ステー
タには前記凹部内に延びるアーマチャー部が形成され、
前記アーマチャー部にコイルが巻回されており、前記ロ
ータの回転位置を検出するための回転位置検出センサー
を備えていることを特徴とするDCブラシレスモータ。
1. A DC brushless motor having a ring-shaped rotor attached to a rotating shaft and a stator disposed opposite to the rotor so as to surround the outer peripheral surface of the rotor, wherein the rotor has a recess extending in the radial direction. Permanent magnets are formed along the outer circumference of the rotor, and are magnetized in the axial direction and whose magnetic poles alternately change at predetermined intervals, respectively, are attached to the mutually opposing wall surfaces of the recesses, and the stator is attached to the recesses. An armature portion extending inward is formed;
A DC brushless motor, characterized in that a coil is wound around the armature portion, and a rotational position detection sensor is provided for detecting the rotational position of the rotor.
JP5488790A 1990-03-08 1990-03-08 Dc brushless motor Pending JPH03261358A (en)

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