JPH0336949A - 偏平型ブラシレスｄｃモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、偏平型ブラシレスＤＣモータ、特に軸の下
端を軸受により支持する偏平型ブラシレスＤＣモータに
関する。

［従来の技術］ 第４図は、従来の偏平型ブラシレスＤＣモータの構造を
示す平面透視図であり、第５図は第４図のＶ−■断面図
である。なお、説明を容易とするために、３コイルかつ
８極とし、該モータに特有なホール素子、周波数発電機
、電子回路等は省略する。図において、（１）は円筒部
分（１ａ）ε円盤部分（１ｂ）とからなる軸受、（２）
は軸受（１）により支持される軸であり、軸（２）は゛
ｒ球状の下端部分（２ａ）と円筒部分（２ｂ）により構
成されている。

そして、軸（２）の」ニ部には回転子（３）が配設され
ており、回転子（３）は、軸（２）に固定されたボス部
（４）、ボス部（４）により支持された磁石側ヨーク（
５）および磁石側ヨーク（５）の下側に配設された磁石
（６）により構成されている。

また、軸受（１）には固定子（７）が設けられており、
固定子（７）は、コイル側ヨーク（８）および電機子コ
イル（９ａ）〜（９ｆ）により構成されている。

更に、電機子コイル（９ａ）〜（９ｆ）はＡ。

Ｂ、　Ｃの３相からなり、Ａ相は電機子コイル（９ａ）
と（９ｄ）、Ｂ相はｔ＠電機子コイル９ｂ）と（９ｅ）
、Ｃ相は電機子コイル（９Ｃ）と（９ｆ）とからなり、
Ａ相、Ｂ相、Ｃ相は相互に６０”づつ離れている。

次に動作を説明する。

磁石（６）からコイル側ヨーク（８）に達した磁束（１
００）　、　　（１０１）は電機子コイル（９ａ）〜（
９ｆ）と相互作用を生じ、電機子コイル（９ａ）〜（９
ｆ）の電流が転流するに伴って回転子が回転する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の偏平型ブラシレスＤＣモータは、以上のような構
成だったので、磁石（６）のＮ極から発生した磁束（１
００）はコイル側ヨーク（８）に到達して対抗する面を
Ｓ極に着磁し、Ｎ極εＳ極相互間に磁気吸引力Ｆが作用
するため、および磁石（６）のＳ極から発生した磁束（
１０１）によって着磁されたＮ極とＳ極との間に磁気吸
引力Ｆが作用するため、軸（２）の半球状の下端部分（
２ａ）は軸受（１）の円盤部分（１ｂ）に強く押し付け
られ、摩擦トルクが生じてモータの出力が減少したり、
摩耗が早まるという問題点があった。

この発明は、係る課題を解決するために成されたもので
、磁気吸引力を軽減することにより摩擦トルクを減少し
た偏平型ブラシレスＤＣモータを得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係わる偏平型ブラシレスＤＣモータは、複数
個の電機子コイルからなる平板状ヨークと、平板状ヨー
クに固定された軸受と、軸受により平板状ヨークに対し
て略々垂直に支持された軸と、軸に固定されかつ極数と
同数の穴部が形成された円盤状のヨークと、一方の平面
がＮ極とＳ極とにより交互に着磁されかつ他方の平面に
はＮ極とＳ極とに跨がって極数と同数の穴部に嵌合する
突出部が形成された円環状の永久磁石と、突出部から漏
洩する磁束を導くための補助ヨークとを備えている。

［作用］ この発明における偏平型ブラシレスＤＣモータは、永久
磁石の突出部から漏洩する磁束を補助ヨークに導き、磁
石から補助ヨークへの磁気吸引力を発生させて、磁石か
ら平板状ヨークへの磁気吸引力を軽減し、軸ε軸受との
摩擦トルクを減少する。

［実施例コ 以下、図面に沿って、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、偏平型ブラシレスＤＣモータの構造を示す平
面図であり、第２図は第１図のＹ−Ｙ断面図である。図
において、（１）は円筒部分（ｌａ）と円盤部分（１ｂ
）とからなる軸受、（２）は軸受（１）により支持され
る軸であり、軸（２）は半球状の下端部分（２ａ）と円
筒部分（２ｂ）により構成されている。

そして、軸（２）の上部には回転子（３）が配設されて
おり、回転子（３）は、軸（２）に固定されたボス部（
４）、ボスＲ（４）により支持されかつ小判状の穴（５
ａ）が等ピッチに極数分開設された磁石側ヨーク（５）
、および磁石側ヨーク（５）の小判状の穴（５ａ）に嵌
合する小判状の突出部（６ａ）が形成された磁石（６）
により構成されている。

その磁石（６）は外生形がｒｏｓ内半形がｒｌの円環状
である。

また、軸受（１）には固定子（７）が設けられており、
固定子（７）は、平板状のコイル側ヨーク（８）および
電機子コイル（９ａ）〜（９ｆ）により構成されている
。

更に、電機子コイル（９ａ）〜（９ｆ）はＡ。

Ｂ、　Ｃの３相からなり、Ａ相は電機子コイル（９ａ）
と（９ｄ）、Ｂ相は電機子コイル（９ｂ）と（９ｅ）、
Ｃ相は電機子コイル（９ｃ）と（９ｆ）とからなり、Ａ
相、Ｂ相、Ｃ相は相互に６０″ずつ離れている。

そして、平板状のコイル側ヨーク（８）の４隅には支柱
（１０）が立設されており、その支柱（１０）により補
助ヨーク（１１）が支持されている。

更に、補助ヨーク（１１）は、第３図に詳示すように、
磁石側ヨーク（５）と所定間隔（ｄ　ａ）だけ離間して
いる。

ついで、本実施例の作用について説明する。

磁石（６）の１／２Ｓ極から発生した磁束Φ１は、電機
子コイル、コイル側ヨーク（８）、電機子コイルを通っ
て磁石（６）の１／２Ｎ極に達し、更に磁石（６）と補
助ヨーク（１１）との空隙（１７）　、補助ヨーク（１
１）　、空隙（１７）の順に貫通する（第３図（ｂ）参
照）。

従って、磁石（６）に対抗するコイル側ヨーク（８）に
は異極性の磁極があられれ、磁束Φｌによる下向きの磁
気吸引力Ｆｌが磁石（６）とコイル側ヨーク（８）との
間に発生する。

一方、磁石（６）の突出部（６ａ）に対抗する補助ヨー
ク（１１）にも異極性の磁極があられれて上向きの磁気
吸引力Ｆ３が発生する。

磁気吸引力Ｆ　と磁気吸引力Ｆ３は方向が反対なので磁
気吸引力Ｆｌは軽減される。

また、磁石（６）の小判状の突出部（６ａ）を含まない
領域（ｒ　≧ｒ＞ｒ２）では、磁石（６）の１／２Ｓ極
から発生した磁束Φ２は、磁石（６）とコイル側ヨーク
（８）との空隙（１６）　、電機子コイル、コイル側ヨ
ーク（８）、空隙（１６）、磁石（６）の１／２Ｎ極の
順に貫通する（第３図（ａ）参照）。

従って、コイル側ヨーク（８）には異極性の磁極が現れ
、磁石（６）とコイル側ヨーク（８）との間に磁気吸引
力Ｆ２が働く。同様に、磁石（６）の小判状の突出部（
６ａ）を含まない領域（ｒｔ＞　ｒ　ｋ　ｒ　ｔ　）で
も下向きの磁気吸引力が働く。

この際、各領域のトルクは次式によりあられされる。た
だし、ｋは比例定数、Ｉｓは起動電流、Ｎａは電気子コ
イルの巻き数、Ｂｒは半径ｒの位置に置ける空隙磁束密
度とする。

ｒ　　＞ｒよｒｌにおいては、 Ｔ１＝８ｋｌｓ　　Ｎａ　　Ｂｒ　　ｒｄｒ・・・・・
・（１）　　　（ａ−「　、ｂ−ｒｌ）ｒ　　＞ｒ’；
＝ｒ（においては、 ｒ２−ｇｋＩｓ　　Ｎａ　　Ｂｒ　　ｒｄｒ−＝−（２
）　　　（ｂ−ｒ　　、　ｃ−ｒ２）ｒＯ≧ｒ＞ｒ２に
おいては、 ｒ３−３ｋＩｓ　　Ｎａ　　Ｂｒ　　ｒｄｒ・・・・・
・（３）、（ｃ−ｒ　　、ｄ−ｒｏ）従って、領域（ｒ
　　＞ｒ≧ｒｌ、ｒｏ≧ｒ＞ｒｚ）においては（１）式
および（３）式かられかるように、空隙磁束密度Ｂｒが
変わらないので、トルクも変わらない。また、領域（ｒ
　　＞ｒ≧ｒｔ）では、第３図（ｂ）かられかるように
補助ヨーク（１１）とコイル側ヨーク（８）との間の空
隙（１７）があるために空隙長ｄａに相当する磁気抵抗
が増加し、（３）式の空隙磁束密度Ｂ「が減少するが、
磁石（６）の小判状の突出部（６ａ）の面積を調整する
ことにより減少量は最小限度にとどめることが可能であ
り、トルクは殆ど減少しない事が確認されている。

なお、上述実施例においては、磁石（６）に小判状の突
出部（６ａ）を形成したが、これに限らず、任意の形状
でも良い。

［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明によると、永久磁石の
突出部から漏洩する磁束を補助ヨークに導くように構成
したので、磁石から補助ヨークへの磁気吸引力を発生し
、磁石から平板状ヨークへの磁気吸引力を軽減して、軸
と軸受との摩擦・トルクを減少することができ、これに
よりモータの出力の減少を防止できると共に、摩耗を遅
延することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる偏平型ブラシレスＤＣモータの
平面図、第２図は第１図のＹ−Ｙ断面図、第３図は本発
明の詳細な説明するための断面図、第４図は従来の偏平
型ブラシレスＤＣモータの平面図、第５図は第４図のＶ
−■断面図である。 図中、（１）は軸受け、（２）は軸、（５）は円盤状の
ヨーク、（６）は永久磁石、（６ａ）は突出部、 （８） は平板状ヨーク、 （１１）は補助 ヨークである。 なお、 図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の電機子コイルからなる平板状ヨークと、平板状
   ヨークに固定された軸受と、軸受により平板状ヨークに
   対して略々垂直に支持された軸と、軸に固定されかつ極
   数と同数の穴部が形成された円盤状のヨークと、一方の
   平面がＮ極とＳ極とにより交互に着磁されかつ他方の平
   面にはＮ極とＳ極とに跨がって極数と同数の穴部に嵌合
   する突出部が形成された円環状の永久磁石と、突出部か
   ら漏洩する磁束を導くための補助ヨークとを備え、永久
   磁石の突出部から漏洩する磁束を補助ヨークに導いて磁
   気吸引力を軽減し得ることを特徴とする偏平型ブラシレ
   スＤＣモータ。