JPH0530721A - コアレスモータ - Google Patents
コアレスモータInfo
- Publication number
- JPH0530721A JPH0530721A JP3175627A JP17562791A JPH0530721A JP H0530721 A JPH0530721 A JP H0530721A JP 3175627 A JP3175627 A JP 3175627A JP 17562791 A JP17562791 A JP 17562791A JP H0530721 A JPH0530721 A JP H0530721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coreless motor
- block
- rotor
- coil block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で直列結線が可能な高トルクのコアレス
モータを得る。 【構成】 ケース１に磁石４と軸受ハウジング２と軸受
３が固定されている。回転子コイル７は、それぞれの両
端部が一定角度だけ重なった３個のコイルブロックを積
層配置している。各コイルブロックのずらし角度はコイ
ルブロックの数に関係した一定の角度になっている。
モータを得る。 【構成】 ケース１に磁石４と軸受ハウジング２と軸受
３が固定されている。回転子コイル７は、それぞれの両
端部が一定角度だけ重なった３個のコイルブロックを積
層配置している。各コイルブロックのずらし角度はコイ
ルブロックの数に関係した一定の角度になっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ケースと一体となっ
ている偶数極の永久磁石と、出力軸と一体となっている
コイルと、整流子を有するコアレスモータに関する。
ている偶数極の永久磁石と、出力軸と一体となっている
コイルと、整流子を有するコアレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＯＡ機器・ロボット及び医療機器
等に使用される円筒型コアレスモータは高効率はもちろ
ん、瞬時起動・瞬時停止を要求される高性能モータとし
て古くから使われてきた。図１０がその構造図である
が、回転子５と固定子である磁石４から成ることは基本
的に他のモータと同じではあるが、回転子５の中で回転
子コイル７のみがトルク発生部材になっている。そし
て、それを支持する回転子ホルダ６と回転方向を一方向
にするための整流子機構の整流子片８と回転支持するた
めの出力軸９から成り立っている。固定子側は軸受３を
介在して成る軸受ハウジング２に磁石４が固定され、且
つ前記軸受ハウジング２に固定され全体を覆い、磁石４
のリターンヨークとしての役目も果たしているケース１
から成り立っており、回転子コイル７に流す電流はリー
ド線１２を通して接点のためのブラシ１０から各整流子
片８を通して回転子５に電流が供給される。
等に使用される円筒型コアレスモータは高効率はもちろ
ん、瞬時起動・瞬時停止を要求される高性能モータとし
て古くから使われてきた。図１０がその構造図である
が、回転子５と固定子である磁石４から成ることは基本
的に他のモータと同じではあるが、回転子５の中で回転
子コイル７のみがトルク発生部材になっている。そし
て、それを支持する回転子ホルダ６と回転方向を一方向
にするための整流子機構の整流子片８と回転支持するた
めの出力軸９から成り立っている。固定子側は軸受３を
介在して成る軸受ハウジング２に磁石４が固定され、且
つ前記軸受ハウジング２に固定され全体を覆い、磁石４
のリターンヨークとしての役目も果たしているケース１
から成り立っており、回転子コイル７に流す電流はリー
ド線１２を通して接点のためのブラシ１０から各整流子
片８を通して回転子５に電流が供給される。
【０００３】回転子５が回転したとき軸方向の揺動を抑
えるために間座１３を軸受３の両側に介在させて止輪１
４を出力軸９に固定してあり、蓋１５は後カバー１１の
内側に防塵用に固定されているという構造であった。
えるために間座１３を軸受３の両側に介在させて止輪１
４を出力軸９に固定してあり、蓋１５は後カバー１１の
内側に防塵用に固定されているという構造であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のコアレスモータ
は、例えば図１１、図１２、図１３に示されているよう
な巻線になっている。このコアレスモータの回転子コイ
ル７は、図１４のように結線され、図１６のように回転
子５を形成している。このコアレス巻は巻線方法上図１
６から判るように回転子５のコイル７の放射方向の厚み
はコイル７の２本分で放射方向の厚みが決定されてい
る。しかし、欠点としては厚みがコイルの直径の２倍で
限定されているので逆に自由に厚く巻けない（コイルの
銅量が限定される）。
は、例えば図１１、図１２、図１３に示されているよう
な巻線になっている。このコアレスモータの回転子コイ
ル７は、図１４のように結線され、図１６のように回転
子５を形成している。このコアレス巻は巻線方法上図１
６から判るように回転子５のコイル７の放射方向の厚み
はコイル７の２本分で放射方向の厚みが決定されてい
る。しかし、欠点としては厚みがコイルの直径の２倍で
限定されているので逆に自由に厚く巻けない（コイルの
銅量が限定される）。
【０００５】特に、モータを小型化する上で、磁石はエ
ネルギー積がかなり向上してきたが、コイル側の回転子
は起磁力が余り向上していない。つまり、小型化する上
で磁気装荷は向上したが、電気装荷は向上していない。
モータ出力の向上は磁気装荷と電気装荷の比率のバラン
スがとれていないと最適設計にならない。従って、磁石
とケースの間の空隙長を適当に広げ、コイルの銅量を増
やすることが必要である。コアレスコイルの銅量を増や
すことは、結局は筒型状コイルの放射方向の肉厚を厚く
しなければならない。
ネルギー積がかなり向上してきたが、コイル側の回転子
は起磁力が余り向上していない。つまり、小型化する上
で磁気装荷は向上したが、電気装荷は向上していない。
モータ出力の向上は磁気装荷と電気装荷の比率のバラン
スがとれていないと最適設計にならない。従って、磁石
とケースの間の空隙長を適当に広げ、コイルの銅量を増
やすることが必要である。コアレスコイルの銅量を増や
すことは、結局は筒型状コイルの放射方向の肉厚を厚く
しなければならない。
【０００６】筒型状のコイルを何段かに増やせばよい
が、例えば図１５のように各段のコイルを並列結線にす
ると、特に小型化していく上で誘起電圧定数Ｋｅを大き
くとれない。このＫｅの値を大きくするには直列結線に
しなくてはならないという課題があった。そこで、この
発明の目的は、従来のこのような課題を解決するため、
直列結線で高トルクのコアレスモータを得ることにあ
る。
が、例えば図１５のように各段のコイルを並列結線にす
ると、特に小型化していく上で誘起電圧定数Ｋｅを大き
くとれない。このＫｅの値を大きくするには直列結線に
しなくてはならないという課題があった。そこで、この
発明の目的は、従来のこのような課題を解決するため、
直列結線で高トルクのコアレスモータを得ることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ケースと一体となってい
る永久磁石と、出力軸と一体となっている回転子コイル
と、整流子片を有するコアレスモータにおいて、ｎ個の
コイルブロックを、それぞれの両端部がＸ1 ／２度重な
るように重ねて積層配置し、それぞれのコイルブロック
のずらし角ＸM は基準となるコイルブロックに対して、 ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の奇数）となるように積層配置したｎ個のコイルブロ
ックを有する構成とした。
る永久磁石と、出力軸と一体となっている回転子コイル
と、整流子片を有するコアレスモータにおいて、ｎ個の
コイルブロックを、それぞれの両端部がＸ1 ／２度重な
るように重ねて積層配置し、それぞれのコイルブロック
のずらし角ＸM は基準となるコイルブロックに対して、 ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の奇数）となるように積層配置したｎ個のコイルブロ
ックを有する構成とした。
【０００８】
【作用】上記のように構成されたコアレスモータにおい
ては、回転子コイルの入力端子に所定の電圧を印加する
と、回転子コイルの各相を構成するコイルに流れる電流
の方向は一定となる。したがって、磁石の磁力と回転子
コイルの起磁力によりコアレスモータの出力軸は回転す
る。
ては、回転子コイルの入力端子に所定の電圧を印加する
と、回転子コイルの各相を構成するコイルに流れる電流
の方向は一定となる。したがって、磁石の磁力と回転子
コイルの起磁力によりコアレスモータの出力軸は回転す
る。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、本発明のコアレスモータは、従
来のコアレスモータと同様に、磁石４と軸受ハウジング
２と軸受３とケース１を有している。更に回転子コイル
７とそれを支持するホルダー６と出力軸９と整流子片８
及びブラシ１０と後カバー１１とリード線１２を有して
いる。
明する。図１において、本発明のコアレスモータは、従
来のコアレスモータと同様に、磁石４と軸受ハウジング
２と軸受３とケース１を有している。更に回転子コイル
７とそれを支持するホルダー６と出力軸９と整流子片８
及びブラシ１０と後カバー１１とリード線１２を有して
いる。
【００１０】本発明のコアレスモータと従来のコアレス
モータの違いの主要点は、回転子コイル７の巻方及び結
線にある。図２から図６に本発明の第１実施例のコイル
の構造を示す。図３は、本発明の第１実施例のデルタ結
線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコイル
３１とコイル３２が直列に結線されている。端子ｑと端
子ｒの間にはイコル３３とコイル３４が結線されてい
る。端子ｒと端子ｐの間にはコイル３５とコイル３６が
配線されている。コイル３１ないしコイル３６により、
図１のコイル７が構成される。
モータの違いの主要点は、回転子コイル７の巻方及び結
線にある。図２から図６に本発明の第１実施例のコイル
の構造を示す。図３は、本発明の第１実施例のデルタ結
線の配線原理図である。端子ｐと端子ｑの間にはコイル
３１とコイル３２が直列に結線されている。端子ｑと端
子ｒの間にはイコル３３とコイル３４が結線されてい
る。端子ｒと端子ｐの間にはコイル３５とコイル３６が
配線されている。コイル３１ないしコイル３６により、
図１のコイル７が構成される。
【００１１】図４は、本発明の第１実施例の回転子コイ
ル７の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル３１
とコイル３２を重ねて配置し、中間点をＡ2およびＢ1
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ2 およびＣ1 とする。端子ｒと端子ｐの間の
コイルを重ねて配置し、中間点をＣ2 およびＡ1 とす
る。ここで、Ｂ1 点とＣ2 点はｐ側に配置し、Ａ2 点と
Ｃ1 点はｑ側に配置し、Ｂ2 点とＡ1 点はｒ側に位置す
る。
ル７の原理図である。端子ｐと端子ｑの間のコイル３１
とコイル３２を重ねて配置し、中間点をＡ2およびＢ1
とする。端子ｑと端子ｒの間のコイルを重ねて配置し、
中間点をＢ2 およびＣ1 とする。端子ｒと端子ｐの間の
コイルを重ねて配置し、中間点をＣ2 およびＡ1 とす
る。ここで、Ｂ1 点とＣ2 点はｐ側に配置し、Ａ2 点と
Ｃ1 点はｑ側に配置し、Ｂ2 点とＡ1 点はｒ側に位置す
る。
【００１２】次に、本発明の第１実施例の動作を説明す
る。図４において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｑにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｒはＯＦＦとする。コイル３１とコイル３２
に電流が流れ、しかも、コイル３１とコイル３２に流れ
る電流は同一方向に流れる。よって、コイル３１とコイ
ル３２により発生する磁界の向きも同一となる。同様
に、コイル３３とコイル３４、及びコイル３５とコイル
３６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。こ
れらのコイル３１ないし３６の磁界と磁石４の磁界によ
り、コアレスモータの出力軸９が回転する。
る。図４において、ある瞬間において、端子ｐにプラス
の電位をかけ、端子ｑにマイナスの電位をかける。この
とき、端子ｒはＯＦＦとする。コイル３１とコイル３２
に電流が流れ、しかも、コイル３１とコイル３２に流れ
る電流は同一方向に流れる。よって、コイル３１とコイ
ル３２により発生する磁界の向きも同一となる。同様
に、コイル３３とコイル３４、及びコイル３５とコイル
３６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一となる。こ
れらのコイル３１ないし３６の磁界と磁石４の磁界によ
り、コアレスモータの出力軸９が回転する。
【００１３】次の段階は、端子ｒにプラスの電位をか
け、端子ｑにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐはＯＦＦとする。コイル３３とコイル３４に同一方向
の電流が流れる。同様に、コイル３５とコイル３６、及
びコイル３１とコイル３２に発生するそれぞれの磁界の
向きも同一となる。これらのコイル３１ないし３６の磁
界と磁石４の磁界により、コアレスモータの出力軸９が
回転する。以下、同様に各端子にかける電圧を向きを順
次変えてゆくことによりコアレスモータの出力軸９は回
転する。
け、端子ｑにマイナスの電位をかける。このとき、端子
ｐはＯＦＦとする。コイル３３とコイル３４に同一方向
の電流が流れる。同様に、コイル３５とコイル３６、及
びコイル３１とコイル３２に発生するそれぞれの磁界の
向きも同一となる。これらのコイル３１ないし３６の磁
界と磁石４の磁界により、コアレスモータの出力軸９が
回転する。以下、同様に各端子にかける電圧を向きを順
次変えてゆくことによりコアレスモータの出力軸９は回
転する。
【００１４】図５に本発明の第１実施例のコイル配置図
を示す。コイルブロック５１は六角状コイルが巻初めの
点Ａ1 から始まっている。図面を正面に見て順次右方向
に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ1 から
中間タップ点ｐまでの表コイル３６ａと裏コイル３６ｃ
が表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
りの点Ａ2 までの表コイル３１ａと裏イコル３１ｃが表
・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すなわ
ちコイル巻初めの点Ａ1 から中間タップ点ｐまでのピッ
チ幅は機械角で１２０度である。ここで、コイル直線部
の相互間の再度ピッチを機械角とする。
を示す。コイルブロック５１は六角状コイルが巻初めの
点Ａ1 から始まっている。図面を正面に見て順次右方向
に向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ1 から
中間タップ点ｐまでの表コイル３６ａと裏コイル３６ｃ
が表裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
りの点Ａ2 までの表コイル３１ａと裏イコル３１ｃが表
・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すなわ
ちコイル巻初めの点Ａ1 から中間タップ点ｐまでのピッ
チ幅は機械角で１２０度である。ここで、コイル直線部
の相互間の再度ピッチを機械角とする。
【００１５】更に、中間タップ点ｐからコイル巻終わり
の点Ａ2 までのピッチ幅は同様に機械角で１２０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は磁石４の極数（ここでは２極とす
る）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１８０度
のピッチ幅になっている。コイルブロック５１の巻初め
３６ａから裏コイル３６ｃの直線部までの機械角は１８
０度である。ただし、この１８０度は設計上全節ピッチ
であるが、１８０度より小さい角度または大きい角度に
しても設計上差し支えない。コイルブロック５１の全体
のピッチ幅は機械角で４２０度になっている。
の点Ａ2 までのピッチ幅は同様に機械角で１２０度であ
る。螺旋状に巻かれているコイル１本で構成される閉回
路のコイルピッチ幅は磁石４の極数（ここでは２極とす
る）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになっており、１８０度
のピッチ幅になっている。コイルブロック５１の巻初め
３６ａから裏コイル３６ｃの直線部までの機械角は１８
０度である。ただし、この１８０度は設計上全節ピッチ
であるが、１８０度より小さい角度または大きい角度に
しても設計上差し支えない。コイルブロック５１の全体
のピッチ幅は機械角で４２０度になっている。
【００１６】コイルブロック５２は、コイルブロック５
１と同様に、巻初めＢ1 と中間タップｑの間に表コイル
３２ａと裏コイル３２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ2 の間に表コイル３３ａと
裏コイル３３ｃが表・裏に配置されている。コイルブロ
ック５２の直線部相互間の機械角は、コイルブロック５
１と同様に設定されている。コイルブロック５２はコイ
ルブロック５１に対して機械角で１２０度ずれて配置さ
れている。コイルブロック５３は、コイルブロックと同
様に巻初めＣ1 と中間タップｒの間に表コイル３４ａと
裏コイル３４ｃが表・裏に配置されている。次に中間タ
ップｒと巻終わりＣ2 の間に表コイル３５ａと裏コイル
３５ｃが表・裏に配置されている。
１と同様に、巻初めＢ1 と中間タップｑの間に表コイル
３２ａと裏コイル３２ｃが表・裏に配置されている。次
に中間タップｑと巻終わりＢ2 の間に表コイル３３ａと
裏コイル３３ｃが表・裏に配置されている。コイルブロ
ック５２の直線部相互間の機械角は、コイルブロック５
１と同様に設定されている。コイルブロック５２はコイ
ルブロック５１に対して機械角で１２０度ずれて配置さ
れている。コイルブロック５３は、コイルブロックと同
様に巻初めＣ1 と中間タップｒの間に表コイル３４ａと
裏コイル３４ｃが表・裏に配置されている。次に中間タ
ップｒと巻終わりＣ2 の間に表コイル３５ａと裏コイル
３５ｃが表・裏に配置されている。
【００１７】コイルブロック５３の直線部相互間の機械
角はコイルブロック５１と同様に設定されている。コイ
ルブロック５３はコイルブロック５１に対して機械角で
２４０度ずれて配置されている。図６は、コイルブロッ
ク５１、５２及び５３を重ねてモータ出力軸方向から見
た場合の図である。各コイルブロックの巻初めと巻終わ
りは各々６０度重複している。
角はコイルブロック５１と同様に設定されている。コイ
ルブロック５３はコイルブロック５１に対して機械角で
２４０度ずれて配置されている。図６は、コイルブロッ
ク５１、５２及び５３を重ねてモータ出力軸方向から見
た場合の図である。各コイルブロックの巻初めと巻終わ
りは各々６０度重複している。
【００１８】図２は、コイル３１ないし３６と結線パタ
ーンＡ1 −Ｃ2 、Ｂ1 −Ａ2 、Ｃ1 −Ｂ2 及び整流子片
８の結線箇所ｐ，ｑ，ｒの結線を示す図である。本実施
例においてはコイル３１ないし３６が円周上全ての箇所
において４層に積層されている。図８は、本発明の第２
実施例の回転子コイル７の原理図である。端子ｐと端子
ｑの間のコイル８１とコイル８２を重ねて配置し、中間
点をＡ2 およびＢ1 とする。端子ｑと端子ｒの間のコイ
ル８３とコイル８４を重ねて配置し中間点をＢ2 および
Ｃ1 とする。端子ｒと端子ｓの間のコイル８５とコイル
８６を重ねて配置し、中間点をＣ2 およびＤ1 とする。
端子ｓと端子ｔの間のコイル８７とコイル８８を重ねて
配置し、中間点をＤ2 およびＥ1 とする。端子ｔと端子
ｐの間のコイル８９とコイル９０を重ねて配置し中間点
をＥ2 およびＡ1 とする。ここで、Ｂ1 点とＥ2 点はｐ
側に配置し、Ａ2 点とＣ1 点はｑ側に位置し、Ｂ2 点と
Ｄ1 点はｒ側に位置する。Ｅ1 点とＣ2 点はＳ側に位置
し、Ａ1 点とＤ2 点はｔ側に位置する。
ーンＡ1 −Ｃ2 、Ｂ1 −Ａ2 、Ｃ1 −Ｂ2 及び整流子片
８の結線箇所ｐ，ｑ，ｒの結線を示す図である。本実施
例においてはコイル３１ないし３６が円周上全ての箇所
において４層に積層されている。図８は、本発明の第２
実施例の回転子コイル７の原理図である。端子ｐと端子
ｑの間のコイル８１とコイル８２を重ねて配置し、中間
点をＡ2 およびＢ1 とする。端子ｑと端子ｒの間のコイ
ル８３とコイル８４を重ねて配置し中間点をＢ2 および
Ｃ1 とする。端子ｒと端子ｓの間のコイル８５とコイル
８６を重ねて配置し、中間点をＣ2 およびＤ1 とする。
端子ｓと端子ｔの間のコイル８７とコイル８８を重ねて
配置し、中間点をＤ2 およびＥ1 とする。端子ｔと端子
ｐの間のコイル８９とコイル９０を重ねて配置し中間点
をＥ2 およびＡ1 とする。ここで、Ｂ1 点とＥ2 点はｐ
側に配置し、Ａ2 点とＣ1 点はｑ側に位置し、Ｂ2 点と
Ｄ1 点はｒ側に位置する。Ｅ1 点とＣ2 点はＳ側に位置
し、Ａ1 点とＤ2 点はｔ側に位置する。
【００１９】第８図により、本発明の第２実施例の動作
を説明する。ある瞬間において、端子ｐにプラスの電位
をかけ、端子ｒにマイナスの電位をかける。他の端子
ｑ，ｓ，ｔはＯＦＦとする。このとき、コイル８１とコ
イル８２、及びコイル８３とコイル８４に発生するそれ
ぞれの磁界の向きは同一となる。同様に、コイル８９と
コイル９０、コイル８７とコイル８８、及びコイル８５
とコイル８６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一と
なる。これらのコイル８１ないし９０の磁界と磁石４の
磁界によりコアレスモータの出力軸９は回転する。次の
段階は、端子ｔにプラスの電位をかけ、端子ｒにマイナ
スの電位をかける。他の端子ｐ，ｑ，ｓはＯＦＦとす
る。以下同様に各端子にかける電圧の向きを順次変えて
ゆくことによりコアレスモータの出力軸９は回転する。
を説明する。ある瞬間において、端子ｐにプラスの電位
をかけ、端子ｒにマイナスの電位をかける。他の端子
ｑ，ｓ，ｔはＯＦＦとする。このとき、コイル８１とコ
イル８２、及びコイル８３とコイル８４に発生するそれ
ぞれの磁界の向きは同一となる。同様に、コイル８９と
コイル９０、コイル８７とコイル８８、及びコイル８５
とコイル８６に発生するそれぞれの磁界の向きも同一と
なる。これらのコイル８１ないし９０の磁界と磁石４の
磁界によりコアレスモータの出力軸９は回転する。次の
段階は、端子ｔにプラスの電位をかけ、端子ｒにマイナ
スの電位をかける。他の端子ｐ，ｑ，ｓはＯＦＦとす
る。以下同様に各端子にかける電圧の向きを順次変えて
ゆくことによりコアレスモータの出力軸９は回転する。
【００２０】図９に本発明の第２実施例のコイル配置図
を示す。コイルブロック９１は六角状コイル巻初めの点
Ａ1 から始まっている。図面を正面に見て順次右方向に
向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ1 から中
間タップ点ｐまでの表コイル８９ａと裏コイル８９ｃが
表・裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
わりの点Ａ2 までの表コイル８１ａと裏コイル８１ｃが
表・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すな
わちコイル巻初めの点Ａ1 から中間タップ点ｐまでのピ
ッチ幅は機械角で７２度である。更に中間タップ点ｐか
らコイル巻終わりの点Ａ2 までのピッチ幅は同様に機械
角で７２度である。螺旋状に巻かれているコイル１本で
構成される閉回路のコイルピッチ幅は磁石４の極数（こ
こでは２極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになって
おり、１８０度のピッチ幅になっている。
を示す。コイルブロック９１は六角状コイル巻初めの点
Ａ1 から始まっている。図面を正面に見て順次右方向に
向かって螺旋状に巻かれている。巻初めの点Ａ1 から中
間タップ点ｐまでの表コイル８９ａと裏コイル８９ｃが
表・裏に配置されている。次に中間タップ点ｐから巻終
わりの点Ａ2 までの表コイル８１ａと裏コイル８１ｃが
表・裏に配置されている。六角状のコイルピッチ、すな
わちコイル巻初めの点Ａ1 から中間タップ点ｐまでのピ
ッチ幅は機械角で７２度である。更に中間タップ点ｐか
らコイル巻終わりの点Ａ2 までのピッチ幅は同様に機械
角で７２度である。螺旋状に巻かれているコイル１本で
構成される閉回路のコイルピッチ幅は磁石４の極数（こ
こでは２極とする）の磁極ピッチ幅とほぼ同じになって
おり、１８０度のピッチ幅になっている。
【００２１】コイルブロックの巻初め８９ａから裏コイ
ル８９ｃの直線部までの機械角は１８０度である。ただ
し、この１８０度は設計上全節ピッチであるが、１８０
度より小さい角度または大きい角度にしても設計上差し
支えない。コイルブロック９１の全体のピッチ幅は機械
角で３２４度になっている。コイルブロック９２は、コ
イルブロック９１と同様に、巻初めＢ1 と中間タップｑ
の間に表コイル８２ａと裏コイル８２ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｑと巻終わりＢ2 の間に表
コイル８３ａと裏コイル８３ｃが表・裏に配置されてい
る。
ル８９ｃの直線部までの機械角は１８０度である。ただ
し、この１８０度は設計上全節ピッチであるが、１８０
度より小さい角度または大きい角度にしても設計上差し
支えない。コイルブロック９１の全体のピッチ幅は機械
角で３２４度になっている。コイルブロック９２は、コ
イルブロック９１と同様に、巻初めＢ1 と中間タップｑ
の間に表コイル８２ａと裏コイル８２ｃが表・裏に配置
されている。次に中間タップｑと巻終わりＢ2 の間に表
コイル８３ａと裏コイル８３ｃが表・裏に配置されてい
る。
【００２２】コイルブロック９２の直線部相互間の機械
角は、コイルブロック９１と同様に設定されている。コ
イルブロック９２はコイルブロック９１に対して機械角
で７２度ずれて配置されている。コイルブロック９３
は、コイルブロック９１と同様に巻初めＣ1 と中間タッ
プｒの間に表コイル８４ａと裏コイル８４ｃが表・裏に
配置されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ2 の間
に表コイル８５ａと裏コイル８５ｃが表・裏に配置され
ている。
角は、コイルブロック９１と同様に設定されている。コ
イルブロック９２はコイルブロック９１に対して機械角
で７２度ずれて配置されている。コイルブロック９３
は、コイルブロック９１と同様に巻初めＣ1 と中間タッ
プｒの間に表コイル８４ａと裏コイル８４ｃが表・裏に
配置されている。次に中間タップｒと巻終わりＣ2 の間
に表コイル８５ａと裏コイル８５ｃが表・裏に配置され
ている。
【００２３】コイルブロック９３の直線部相互間の機械
角はコイルブロック９１と同様に設定されている。コイ
ルブロック９３はコイルブロック９１に対して機械角で
１４４度ずれて配置されている。コイルブロック９４
は、コイルブロック９１と同様に巻初めＤ1 と中間タッ
プｓの間に表コイル８６ａと裏コイル８６ｃが表・裏に
配置されている。次に中間タップｓと巻終わりＤ2 の間
に表コイル８７ａと裏コイル８７ｃが表・裏に配置され
ている。コイルブロック９４の直線部相互間の機械角は
コイルブロック９１と同様に設定されている。コイルブ
ロック９４はコイルブロック９１に対して機械角で２１
６度ずれて配置されている。
角はコイルブロック９１と同様に設定されている。コイ
ルブロック９３はコイルブロック９１に対して機械角で
１４４度ずれて配置されている。コイルブロック９４
は、コイルブロック９１と同様に巻初めＤ1 と中間タッ
プｓの間に表コイル８６ａと裏コイル８６ｃが表・裏に
配置されている。次に中間タップｓと巻終わりＤ2 の間
に表コイル８７ａと裏コイル８７ｃが表・裏に配置され
ている。コイルブロック９４の直線部相互間の機械角は
コイルブロック９１と同様に設定されている。コイルブ
ロック９４はコイルブロック９１に対して機械角で２１
６度ずれて配置されている。
【００２４】コイルブロック９５は、コイルブロック９
１と同様に巻初めＥ1 と中間タップｔの間に表コイル８
８ａと裏コイル８８ｃが表・裏に配置されている。次に
中間タップｔと巻終わりＥ2 の間に表コイル９０ａと裏
コイル９０ｃが表・裏に配置されている。コイルブロッ
ク９５の直線部相互間の機械角はコイルブロック９１と
同様に設定されている。コイルブロック９５はコイルブ
ロック９１に対して機械角で２８８度ずれて配置されて
いる。
１と同様に巻初めＥ1 と中間タップｔの間に表コイル８
８ａと裏コイル８８ｃが表・裏に配置されている。次に
中間タップｔと巻終わりＥ2 の間に表コイル９０ａと裏
コイル９０ｃが表・裏に配置されている。コイルブロッ
ク９５の直線部相互間の機械角はコイルブロック９１と
同様に設定されている。コイルブロック９５はコイルブ
ロック９１に対して機械角で２８８度ずれて配置されて
いる。
【００２５】図７は、コイル８１ないし９０と結線パタ
ーンＡ1 −Ｅ2 、Ｂ1 −Ａ2 、Ｃ1 −Ｂ2 、Ｄ1 −
Ｃ2 、Ｅ1 −Ｄ2 及び整流子片８の結線箇所ｐ，ｑ，
ｒ，ｓ，ｔの結線を示す図である。本実施例においては
コイル８１ないし９０が円周上全ての箇所において４層
に積層されている。以上のように、本発明のコアレスモ
ータにおいては、コイルブロックの数をｎ個としたと
き、Ｍ番目のコイルブロックのずらし角ＸM は、 第１実施例のｎ＝３の場合は、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝１２０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝２４０゜ 第２実施例のｎ＝５の場合は、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝ ７２゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝１４４゜ Ｘ3 ＝３６０×３／ｎ＝２１６゜ Ｘ4 ＝３６０×４／ｎ＝２８８゜ となる。
ーンＡ1 −Ｅ2 、Ｂ1 −Ａ2 、Ｃ1 −Ｂ2 、Ｄ1 −
Ｃ2 、Ｅ1 −Ｄ2 及び整流子片８の結線箇所ｐ，ｑ，
ｒ，ｓ，ｔの結線を示す図である。本実施例においては
コイル８１ないし９０が円周上全ての箇所において４層
に積層されている。以上のように、本発明のコアレスモ
ータにおいては、コイルブロックの数をｎ個としたと
き、Ｍ番目のコイルブロックのずらし角ＸM は、 第１実施例のｎ＝３の場合は、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝１２０゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝２４０゜ 第２実施例のｎ＝５の場合は、 Ｘ1 ＝３６０／ｎ＝ ７２゜ Ｘ2 ＝３６０×２／ｎ＝１４４゜ Ｘ3 ＝３６０×３／ｎ＝２１６゜ Ｘ4 ＝３６０×４／ｎ＝２８８゜ となる。
【００２６】したがって、一般にＭ番目のコイルブロッ
クのずらし角ＸM は ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 と表される。ここに、Ｍには１からｎ−１までの正の整
数が入る。ここで、ｎは３以上の奇数である。なお、そ
れぞれのコイルブロックは、それぞれの両端部が、 Ｘ1 ／２ 度 重ねて積層される。
クのずらし角ＸM は ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 と表される。ここに、Ｍには１からｎ−１までの正の整
数が入る。ここで、ｎは３以上の奇数である。なお、そ
れぞれのコイルブロックは、それぞれの両端部が、 Ｘ1 ／２ 度 重ねて積層される。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、コア
レスモータにおいて、奇数個のコイルブロックを一定の
ずらし角を設けて積層配置した構造にしたので以下の効
果を有する。 直列結線で高トルクのコアレスモータ
が得られる。 並列結線に比べて結線箇所が少なくな
る。
レスモータにおいて、奇数個のコイルブロックを一定の
ずらし角を設けて積層配置した構造にしたので以下の効
果を有する。 直列結線で高トルクのコアレスモータ
が得られる。 並列結線に比べて結線箇所が少なくな
る。
【図１】本発明のコアレスモータの構造図である。
【図２】本発明のコアレスモータの第１実施例の結線図
である。
である。
【図３】本発明のコアレスモータの第１実施例の配線原
理図である。
理図である。
【図４】本発明のコアレスモータの第１実施例の回転子
コイルの原理図である。
コイルの原理図である。
【図５】本発明のコアレスモータの第１実施例のコイル
配置図である。
配置図である。
【図６】本発明のコアレスモータの第１実施例のコイル
ブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図である。
ブロックを重ねてモータ出力軸方向から見た図である。
【図７】本発明のコアレスモータの第２実施例の結線図
である。
である。
【図８】本発明のコアレスモータの第２実施例の回転子
コイルの原理図である。
コイルの原理図である。
【図９】本発明のコアレスモータの第２実施例のコイル
の配置図である。
の配置図である。
【図１０】従来のコアレスモータの構造図である。
【図１１】従来のコアレスモータの回転子コイルの斜視
図である。
図である。
【図１２】従来のコアレスモータのコイルの巻線後の斜
視図である。
視図である。
【図１３】従来のコアレスモータのコイルの巻線後につ
ぶした後の平面図である。
ぶした後の平面図である。
【図１４】従来のコアレスモータのコイルの結線原理図
である。
である。
【図１５】従来のコアレスモータのコイルの並列結線の
原理図である。
原理図である。
【図１６】従来のコアレスモータのコイルをモータの出
力軸方向から見た図である。
力軸方向から見た図である。
１ ケース ２ 軸受ハウジング ３ 軸受 ４ 磁石 ５ 回転子 ６ 回転子ホルダ ７ 回転子コイル ８ 整流子片 ９ 出力軸 １０ ブラシ １１ 後カバー １２ リード線 １３ 間座 １４ 止輪 １５ 蓋
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ケースと一体となっている偶数極の永久
磁石と、出力軸と一体となっている回転子コイルと、整
流子片を有するコアレスモータにおいて、 ｎ個のコイルブロックを、それぞれの両端部がＸ1 ／２
度重なるように重ねて積層配置し、 それぞれのコイルブロックのずらし角ＸM は基準となる
コイルブロックに対して、 ＸM ＝３６０×Ｍ／ｎ 度 （ここに、Ｍは１からｎ−１までの正の整数、ｎは３以
上の奇数）となるように積層配置したｎ個のコイルブロ
ックを有し、 前記回転子コイルの各相においては、各相を構成するコ
イルに流れる電流の方向が同一となるように直列結線し
たことを特徴とするコアレスモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03175627A JP3120185B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | コアレスモータ |
| US07/911,508 US5270602A (en) | 1991-07-16 | 1992-07-10 | Corless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03175627A JP3120185B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | コアレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530721A true JPH0530721A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3120185B2 JP3120185B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15999393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03175627A Expired - Fee Related JP3120185B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | コアレスモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5270602A (ja) |
| JP (1) | JP3120185B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7155975B2 (en) | 2001-06-25 | 2007-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite sensor for detecting angular velocity and acceleration |
| CN108667181A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 日本电产科宝株式会社 | 无铁芯电机及其制造方法 |
| CN109327093A (zh) * | 2017-08-01 | 2019-02-12 | 上海鸣志电器股份有限公司 | 一种用于无齿槽电机的嵌套绕组 |
| JP2019054628A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | キヤノンプレシジョン株式会社 | コアレスモータ |
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|---|---|---|---|---|
| JP2893228B2 (ja) * | 1992-08-03 | 1999-05-17 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | コアレスモータ |
| US5621260A (en) * | 1992-10-07 | 1997-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coreless motor |
| US5889349A (en) * | 1995-10-23 | 1999-03-30 | Namiki Precision Jewel Co., Ltd. | Cylindrical coreless vibrating motor |
| JPH09149615A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒コアレスモータ |
| JPH09215293A (ja) * | 1996-02-07 | 1997-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 小型コアレスモータ |
| US6111329A (en) * | 1999-03-29 | 2000-08-29 | Graham; Gregory S. | Armature for an electromotive device |
| JP2001231236A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒コアレスモータ |
| JP3633494B2 (ja) | 2001-02-20 | 2005-03-30 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| JP3633498B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2005-03-30 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| US6873085B2 (en) | 2001-05-16 | 2005-03-29 | G & G Technology, Inc. | Brushless motor |
| US20030080645A1 (en) * | 2001-10-29 | 2003-05-01 | Graham Gregory S. | High inductance coil and method for making |
| US20040071003A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-04-15 | G & G Technology, Inc. | Split phase polyphase inverter |
| US6958564B2 (en) * | 2004-02-24 | 2005-10-25 | Thingap Corporation | Armature with unitary coil and commutator |
| DE102005051059B4 (de) * | 2005-10-25 | 2016-09-15 | Maxon Motor Ag | Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors und Elektromotor mit mehrlagigen rautenartigen Einzelspulen aus Draht |
| JP5137683B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2013-02-06 | キヤノン株式会社 | コアレスモータ |
| CN103683574A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 思考电机（上海）有限公司 | 无芯马达、振动马达以及移动终端装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2260214B2 (ja) * | 1974-01-31 | 1978-09-15 | Cem Comp Electro Mec | |
| NL224631A (ja) * | 1974-02-25 | |||
| US4200817A (en) * | 1977-01-20 | 1980-04-29 | Bbc Brown Boveri & Company Limited | Δ-Connected, two-layer, three-phase winding for an electrical machine |
| JPS5924620B2 (ja) * | 1977-09-30 | 1984-06-11 | 松下電工株式会社 | 多層巻コイル |
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| US4914335A (en) * | 1988-11-23 | 1990-04-03 | General Electric Company | Phase-displaced multiple polyphase dynamoelectric machine with wave windings |
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-
1991
- 1991-07-16 JP JP03175627A patent/JP3120185B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-10 US US07/911,508 patent/US5270602A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5270602A (en) | 1993-12-14 |
| JP3120185B2 (ja) | 2000-12-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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