JPH0723975U - 3-phase brushless motor - Google Patents

3-phase brushless motor

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JPH0723975U
JPH0723975U JP5097793U JP5097793U JPH0723975U JP H0723975 U JPH0723975 U JP H0723975U JP 5097793 U JP5097793 U JP 5097793U JP 5097793 U JP5097793 U JP 5097793U JP H0723975 U JPH0723975 U JP H0723975U
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rotor
phase
peripheral surface
outer peripheral
poles
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稔 高橋
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NSK Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転トルクの変動を小さく抑える。 【構成】 ロータ7の外周面は凹凸のない円筒面とす
る。このロータ7の内部には円孔16、16を形成す
る。各円孔16、16を形成する位置は、隣り合うS極
とN極との境界から円周方向同方向に、電気角でほぼ6
0度だけずれた部分とする。
(57) [Summary] [Purpose] To reduce fluctuations in rotational torque. [Structure] The outer peripheral surface of the rotor 7 is a cylindrical surface having no irregularities. Circular holes 16, 16 are formed inside the rotor 7. The positions at which the circular holes 16 are formed are approximately 6 electrical degrees in the same direction in the circumferential direction from the boundary between the adjacent S and N poles.
The part is offset by 0 degrees.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案に係る3相ブラシレスモータは、例えば電動式パワーステアリング装 置の駆動源として利用する。 The three-phase brushless motor according to the present invention is used, for example, as a drive source for an electric power steering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

自動車の操舵力を軽減させる為にパワーステアリング装置が広く使用されてい るが、軽自動車等の小型自動車用パワーステアリング装置の駆動源として、3相 ブラシレスモータを使用する事が研究されている。図8は、一般的な3相ブラシ レスモータを示している。モータケース1は、円筒状の筒部2の前端(図8の上 端)開口を円輪状の前蓋3により、後端(図8の下端)開口を円盤状の後蓋4に より、それぞれ塞いでいる。上記前蓋3と後蓋4との中央部には、それぞれ軸受 5、5を設け、これら両軸受5、5により回転軸6を、回転自在に支持している 。 Although power steering devices are widely used to reduce the steering force of automobiles, the use of three-phase brushless motors as a drive source for power steering devices for small automobiles such as light automobiles has been studied. FIG. 8 shows a general three-phase brushless motor. In the motor case 1, the front end (upper end of FIG. 8) of the cylindrical tubular portion 2 is closed by a circular ring-shaped front lid 3, and the rear end (lower end of FIG. 8) is opened by a disk-shaped rear lid 4. It is blocking. Bearings 5 and 5 are provided in the central portions of the front lid 3 and the rear lid 4, respectively, and the rotary shaft 6 is rotatably supported by these bearings 5 and 5.

【0003】 上記モータケース1内で上記回転軸6の中間部外周面には、ロータ7を支持固 定している。このロータ7は、永久磁石により構成されており、図10に示す様 に外周面の磁極(S極とN極)を、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔に異な らせている。この様なロータ7は、それぞれが円弧状に形成された、同形、同大 の永久磁石を円筒状に組み合わせたり、或は円筒状に形成された1個の永久磁石 の着磁方法を工夫する事で、外周面の磁極を交互に変化させたりする。A rotor 7 is supported and fixed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotary shaft 6 in the motor case 1. The rotor 7 is composed of permanent magnets, and as shown in FIG. 10, magnetic poles (S pole and N pole) on the outer peripheral surface are alternately arranged in the circumferential direction at different intervals. There is. In such a rotor 7, permanent magnets of the same shape and size each formed in an arc shape are combined in a cylindrical shape, or a magnetizing method of one permanent magnet formed in a cylindrical shape is devised. By doing so, the magnetic poles on the outer peripheral surface are alternately changed.

【0004】 一方、上記筒部2の内周面には、3相の駆動コイル8を支持固定している。こ の駆動コイル8は、磁性材製のコア9に、次述するコイル10a、10b、10 cを巻回する事により、円筒状に構成されており、その内周面を上記ロータ7の 外周面と対向させている。この駆動コイル8は、図9に示す様に、a相、b相、 c相の3相のコイル10a、10b、10cを組み合わせて成る。そして、次述 するホール素子12からの信号に基づき、同図に示す様な制御回路により、これ ら各コイル10a、10b、10cへの通電を制御される。On the other hand, a three-phase drive coil 8 is supported and fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 2. The drive coil 8 is formed into a cylindrical shape by winding a coil 10a, 10b, 10c described below around a core 9 made of a magnetic material, the inner peripheral surface of which is the outer periphery of the rotor 7. It is facing the surface. As shown in FIG. 9, the drive coil 8 is formed by combining three-phase coils 10a, 10b, and 10c of a-phase, b-phase, and c-phase. Then, based on a signal from the Hall element 12 described below, the energization of each of these coils 10a, 10b, 10c is controlled by a control circuit as shown in the figure.

【0005】 上記回転軸6の後端部(図8の下端部)で、前記後蓋4の内面4aと対向する 部分には、位相検出用永久磁石11を固定している。円輪状に形成された、この 位相検出用永久磁石11は、上述したロータ7と同様に、円周方向に亙る磁極を 交互に且つ等間隔に変化させている。そして、この位相検出用永久磁石11の側 面に対向させて、位相検出用のホール素子12を設けている。図示の例では、3 個のホール素子12を、非磁性材製で円輪状の支持板13に支持し、この支持板 13を前記後蓋4の内面4aに、ステー14、14を介して支持している。A phase detecting permanent magnet 11 is fixed to a portion of the rear end portion (lower end portion in FIG. 8) of the rotary shaft 6 facing the inner surface 4 a of the rear lid 4. The phase-detecting permanent magnet 11 formed in the shape of a circular ring alternately changes the magnetic poles in the circumferential direction at equal intervals, like the rotor 7 described above. A Hall element 12 for phase detection is provided so as to face the side surface of the permanent magnet 11 for phase detection. In the illustrated example, the three Hall elements 12 are supported by a support plate 13 made of a non-magnetic material and having a ring shape, and the support plate 13 is supported on the inner surface 4a of the rear lid 4 via stays 14 and 14. is doing.

【0006】 前記ホール素子12によるロータ7と駆動コイル8との位相検出は、位相検出 用永久磁石11により形成される磁気回路の磁束の方向を、前記ホール素子12 により検出する事で行なう。位相検出用永久磁石11の磁極が変化するピッチと 、上記ロータ7の外周面の磁極が変化するピッチとは互いに等しい。従って、上 記ホール素子12によりロータ7と駆動コイル8との位相を検出し、上記駆動コ イル8を構成するa相、b相、c相の3相のコイル10a、10b、10cの内 の何れか2相のコイルに適当なタイミングで適宜方向の直流電流を送れば、前記 ロータ7を所望方向に回転させる事ができる。The detection of the phase between the rotor 7 and the drive coil 8 by the Hall element 12 is performed by detecting the direction of the magnetic flux of the magnetic circuit formed by the phase detecting permanent magnet 11 by the Hall element 12. The pitch at which the magnetic poles of the phase detecting permanent magnet 11 change is equal to the pitch at which the magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor 7 change. Therefore, the phase of the rotor 7 and the drive coil 8 is detected by the Hall element 12 described above, and among the three-phase coils 10a, 10b, and 10c of the a-phase, b-phase, and c-phase that form the drive coil 8, The rotor 7 can be rotated in a desired direction by sending a direct current in an appropriate direction to any two-phase coil at an appropriate timing.

【0007】 即ち、前記回転軸6を回転させる場合には、上記ホール素子12により検出さ れる、前記ロータ7と駆動コイル8との位相に基づき、図9に示す様な制御回路 を構成する、トランジスタ15、15やSCR(シリコン制御整流器)の働きに よって、上記駆動コイル8を構成する各コイル10a、10b、10cに適宜方 向の直流電流を送り、前記駆動コイル8を着磁する。即ち、前記a相、b相、c 相の3相のコイル10a、10b、10cの内の何れか2相のコイルに、互いに 逆方向の電流を矩形波的に通電し、残りの1相のコイルに通電しない状態を、電 気角で60度ごとに通電しないコイルを変え(スイッチングし)つつ、繰り返し 実現させる。この結果、この駆動コイル8と上記ロータ7を構成する永久磁石と の間に吸引力並びに反発力が作用して、このロータ7が回転する。That is, when the rotary shaft 6 is rotated, a control circuit as shown in FIG. 9 is constructed based on the phases of the rotor 7 and the drive coil 8 detected by the Hall element 12. Due to the functions of the transistors 15 and 15 and the SCR (silicon controlled rectifier), direct currents in the appropriate directions are sent to the coils 10a, 10b and 10c constituting the drive coil 8 to magnetize the drive coil 8. That is, currents in opposite directions are applied in a rectangular wave to any two-phase coils of the three-phase coils 10a, 10b, and 10c of the a-phase, b-phase, and c-phase, and the remaining one-phase coils are supplied. The state where the coil is not energized is repeatedly realized by changing (switching) the coil which is not energized every 60 degrees in electrical angle. As a result, an attractive force and a repulsive force act between the drive coil 8 and the permanent magnet forming the rotor 7, and the rotor 7 rotates.

【0008】 上述の様に構成され作用する3相ブラシレスモータを、パワーステアリング装 置の駆動源として利用する場合には、前記回転軸6の前端部(図8の上端部)か ら回転駆動力を取り出し、この回転駆動力によって、ステアリングシャフトを回 転させる。但し、上記回転駆動力の大きさTは、上記ステアリングシャフトを回 転させる為に要する力(トルク)Fよりも小さく(T<F)して、この回転駆動 力を、ステアリングホイールを操作する為に要する操舵力の軽減に利用する。又 、操舵輪(一般的には自動車の前輪)に舵角を付与したままとする場合には、上 記回転軸6により上記ステアリングシャフトに、上記舵角を保持する方向の力を 加える。この結果、舵角保持の為にステアリングホイールに加え続けなければな らない操舵力が軽減される。When the three-phase brushless motor configured and operating as described above is used as a drive source for the power steering device, the rotary drive force is applied from the front end portion (upper end portion in FIG. 8) of the rotary shaft 6. The steering shaft is rotated by this rotation driving force. However, the magnitude T of the rotational driving force is smaller than the force (torque) F required to rotate the steering shaft (T <F), and this rotational driving force is used to operate the steering wheel. It is used to reduce the steering force required for. Further, when the steering angle (generally the front wheels of the automobile) is kept applied to the steered wheels, a force is applied to the steering shaft by the rotating shaft 6 in the direction for holding the steering angle. As a result, the steering force that must be continuously applied to the steering wheel to maintain the steering angle is reduced.

【0009】[0009]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、上述の様に構成され作用する従来の3相ブラシレスモータの場合、 回転に伴うトルク変動が大きく、そのままでは自動車用パワーステアリングの駆 動源として好ましくない。 By the way, in the case of the conventional three-phase brushless motor configured and operating as described above, the torque fluctuation due to the rotation is large, and as it is, it is not preferable as the driving source of the power steering for automobiles.

【0010】 即ち、永久磁石により構成されるロータ7の表面の磁束密度は、図11に示す 様に、正弦波的に変化する。そして、駆動コイル8への通電に基づき、前記各コ イル10a、10b、10cとロータ7との間に作用する、このロータ7を回転 させる方向のトルクは、この磁束密度に比例して変化する。例えば、a相のコイ ル10aとロータ7との間に作用するトルクが図12に実線aで示す様に変化す る場合には、b相のコイル10bとロータ7との間に作用するトルクは同図に鎖 線bで示す様に、c相のコイル10cとロータ7との間に作用するトルクは同図 に破線cで示す様に、それぞれ変化する。前記ロータ7を介して回転軸6に加え られる回転トルクは、これら各相のコイル10a、10b、10cとロータ7と の間に作用するトルクの合計値となる。従って、この様な回転トルクTは、前記 回転軸6の回転に伴って、図12の実線Aに示す様に変化する。That is, the magnetic flux density on the surface of the rotor 7 composed of a permanent magnet changes sinusoidally as shown in FIG. Then, based on the energization of the drive coil 8, the torque acting between the coils 10a, 10b, 10c and the rotor 7 in the direction of rotating the rotor 7 changes in proportion to the magnetic flux density. . For example, when the torque acting between the a-phase coil 10a and the rotor 7 changes as shown by the solid line a in FIG. 12, the torque acting between the b-phase coil 10b and the rotor 7 As shown by a chain line b in the figure, the torque acting between the c-phase coil 10c and the rotor 7 changes as shown by a broken line c in the figure. The rotating torque applied to the rotating shaft 6 via the rotor 7 is the total value of the torques acting between the rotors 7 and the coils 10a, 10b, 10c of the respective phases. Therefore, such a rotating torque T changes as shown by the solid line A in FIG. 12 as the rotating shaft 6 rotates.

【0011】 この実線Aから明らかな通り、前記回転軸6の回転トルクTは、電気角で60 度を1周期として(図10に示す様に、S極とN極とを3組ずつ設けた場合には 回転軸6の1/3回転を1周期として)変動し、しかも変動幅△T(トルクリッ プル)がかなり大きくなる。本考案者の試算によると、回転トルクTの最大値T MAX と最小値TMIN との差である変動幅△T(=TMAX −TMIN )が前記回転ト ルクTの平均値TAVE (=(TMAX +TMIN )/2)に対する割合は、14.2 %にも達する。As is clear from the solid line A, the rotational torque T of the rotary shaft 6 is 60 electrical degrees in one cycle (as shown in FIG. 10, three pairs of S poles and N poles are provided. In this case, the rotation axis 6 changes by 1/3 rotation as one cycle, and the fluctuation width ΔT (torkle ripple) becomes considerably large. According to the calculation by the present inventor, the maximum value T of the rotational torque T MAX And the minimum value TMIN Fluctuation range ΔT (= TMAX -TMIN ) Is the average value T of the rotation torque TAVE (= (TMAX + TMIN The ratio to) / 2) reaches 14.2%.

【0012】 この様に、前記回転軸6の回転トルクが大きく変動する3相ブラシレスモータ を、パワーステアリング装置の駆動源として使用した場合、アシスト力(回転ト ルク)の変動に伴って、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力 (操舵力)が大きく変動し、運転者に奇異な感じを与える為、好ましくない。As described above, when the three-phase brushless motor in which the rotation torque of the rotating shaft 6 largely changes is used as a drive source of the power steering device, the driver is accompanied by a change in the assist force (rotation torque). Is not preferable because the force required to operate the steering wheel (steering force) fluctuates greatly and gives a strange feeling to the driver.

【0013】 この様な不都合を生じる回転トルクTの変動は、前述した様に、前記ロータ7 の表面の磁束密度が円周方向に亙って正弦波的に変化する事に伴って生じる。従 って、このロータ7を構成する永久磁石の着磁方法を工夫する事により、回転ト ルクの変動を抑える事も、一応可能である。即ち、ロータ7の表面の磁束密度を 、図13に示す様に台形波的に変化させれば、前記回転トルクの変動を少なくで きる。ところが、トルクの変動を少なくすべく、ロータ7の表面の磁束密度を図 13に示す様にする事は技術的に難しく、現在のところ、現実的な解決方法とは 言えない。As described above, the fluctuation of the rotational torque T that causes such an inconvenience occurs as the magnetic flux density on the surface of the rotor 7 changes sinusoidally over the circumferential direction. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the rotation torque by devising the method of magnetizing the permanent magnets that form the rotor 7. That is, if the magnetic flux density on the surface of the rotor 7 is changed like a trapezoidal wave as shown in FIG. 13, the fluctuation of the rotational torque can be reduced. However, it is technically difficult to set the magnetic flux density on the surface of the rotor 7 as shown in FIG. 13 in order to reduce the fluctuation of the torque, and at present, it cannot be said to be a practical solution.

【0014】 本考案の3相ブラシレスモータは、上述の様な事情に鑑みて考案されたもので ある。The three-phase brushless motor of the present invention was devised in view of the above circumstances.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案の3相ブラシレスモータは、前述した従来の3相ブラシレスモータと同 様に、回転軸と、この回転軸の外周面に固定されたロータと、このロータを囲ん で設けられた3相の駆動コイルとを備えている。そして、前記ロータの外周面に はS極とN極とが交互に、且つ等間隔に着磁されている。 The three-phase brushless motor of the present invention is similar to the above-described conventional three-phase brushless motor in that it has a rotary shaft, a rotor fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft, and a three-phase surrounding the rotor. And a drive coil. The outer peripheral surface of the rotor is magnetized with S poles and N poles alternately and at equal intervals.

【0016】 特に、本考案の3相ブラシレスモータに於いては、前記ロータの外周面は凹凸 のない円筒面であり、このロータの内部には、前記ロータの軸方向に亙る複数の 空隙が設けられている。そして、各空隙の円周方向に亙る位置は、隣り合うS極 とN極との境界からそれぞれ円周方向同方向に、電気角でほぼ60度ずれた部分 である。Particularly, in the three-phase brushless motor of the present invention, the outer peripheral surface of the rotor is a cylindrical surface having no irregularities, and a plurality of air gaps extending in the axial direction of the rotor are provided inside the rotor. Has been. The positions of the air gaps in the circumferential direction are positions that are deviated from the boundary between the adjacent S and N poles in the same direction in the circumferential direction by an electrical angle of approximately 60 degrees.

【0017】[0017]

【作用】[Action]

上述の様に構成される本考案の3相ブラシレスモータの場合、ロータ表面の磁 束密度が、空隙を設けた部分で低くなる。そして、磁束密度が低くなった分だけ 、回転軸の回転トルクも低くなる。この様に、磁束密度が低くなって回転軸の回 転トルクが小さくなる部分は、前記空隙を設けない場合に、この回転トルクが最 大となる部分に対応する。従って、回転トルクの最大値が低くなる分だけ、この 最大値と最小値との差、即ち回転トルクの変動幅が小さくなる。 In the case of the three-phase brushless motor of the present invention configured as described above, the magnetic flux density on the rotor surface becomes low at the portion where the air gap is provided. Then, as the magnetic flux density decreases, the rotation torque of the rotating shaft also decreases. In this way, the portion where the magnetic flux density becomes low and the rotating torque of the rotating shaft becomes small corresponds to the portion where the rotating torque becomes maximum when the gap is not provided. Therefore, the difference between the maximum value and the minimum value, that is, the fluctuation range of the rotational torque decreases as the maximum value of the rotational torque decreases.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

図1〜4は本考案の第一実施例を示している。尚、本考案の特徴は、回転トル クの変動を抑えるべく、ロータ7の円周方向に亙る磁束密度を調節した点に特徴 があり、その他の部分の構成及び作用は、前述した従来の3相ブラシレスモータ と同様である。よって、同様部分に就いては図示並びに説明を省略し、以下、本 考案の特徴部分を中心に説明する。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. The feature of the present invention is that the magnetic flux density in the circumferential direction of the rotor 7 is adjusted in order to suppress the fluctuation of the rotation torque, and the configuration and operation of the other parts are the same as those of the conventional 3 described above. It is similar to the phase brushless motor. Therefore, the illustration and description of the same parts are omitted, and the characteristic parts of the present invention will be mainly described below.

【0019】 回転軸6(図8参照)の中間部外周面に固定されて、この回転軸6と共に回転 するロータ7の外周面7aは、凹凸のない円筒面である。この外周面7aにはS 極とN極とを、交互に、且つ等間隔に配置している。更に、このロータ7の内部 の、各極の円周方向中間位置で、且つ前記外周面7aから直径方向内方に入り込 んだ部分には、前記ロータ7の軸方向に亙る円孔16、16を形成し、各円孔1 6、16内を空隙としている。The outer peripheral surface 7 a of the rotor 7 that is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotating shaft 6 (see FIG. 8) and rotates together with the rotating shaft 6 is a cylindrical surface having no irregularities. S poles and N poles are alternately arranged on the outer peripheral surface 7a at equal intervals. Further, inside the rotor 7, a circular hole 16 extending in the axial direction of the rotor 7 is provided at a circumferentially intermediate position of each pole and at a portion which is radially inward from the outer peripheral surface 7a. 16 are formed, and the insides of the circular holes 16 and 16 are voids.

【0020】 更に詳しく言えば、前記各円孔16、16を形成する位置は、前記各S極及び N極の内部で、円周方向に亙る位置が、隣り合うS極とN極との境界から円周方 向同方向に、電気角でほぼ60度だけずれた部分としている。More specifically, the positions where the circular holes 16 and 16 are formed are such that the positions in the circumferential direction inside the respective S poles and N poles are the boundaries between the adjacent S poles and N poles. It is a portion that is deviated in the same direction in the circumferential direction from the electrical angle by approximately 60 degrees.

【0021】 上述の様に構成される本考案のブラシレスモータの場合、前記ロータ7の外周 面7aの磁束密度が、図2に示す様に、前記各円孔16、16による空隙を設け た、前記境界から電気角でほぼ60度ずれた位置部分で低くなる。前記ロータ7 の外周面7aと対向する駆動コイル8には、前述した従来構造の場合と同様に、 3相のコイル10a、10b、10c(図9参照)が設けられており、これら各 コイル10a、10b、10cには、図3に示す様に互いに位相をずらせた電流 が、矩形波状に通電される。In the case of the brushless motor of the present invention configured as described above, the magnetic flux density on the outer peripheral surface 7a of the rotor 7 is provided with the voids by the circular holes 16 and 16 as shown in FIG. It becomes low at a position deviated from the boundary by an electrical angle of about 60 degrees. The drive coil 8 facing the outer peripheral surface 7a of the rotor 7 is provided with three-phase coils 10a, 10b, 10c (see FIG. 9), as in the case of the conventional structure described above. Currents having different phases from each other as shown in FIG. 3 are applied to 10b and 10c in a rectangular wave shape.

【0022】 この様に各コイル10a、10b、10cに通電した場合、前記ロータ7を回 転させる方向のトルクは、前述した従来構造の場合と同様に、このロータ7の外 周面7aの磁束密度に比例して変化する。そして、a相のコイル10aとロータ 7との間に作用するトルクが図4に実線a´で示す様に変化する場合には、b相 のコイル10bとロータ7との間に作用するトルクは同図に鎖線b´で示す様に 、c相のコイル10cとロータ7との間に作用するトルクは同図に破線c´で示 す様に、それぞれ変化する。前記ロータ7を介して回転軸6に加えられる回転ト ルクは、これら各相のコイル10a、10b、10cとロータ7との間に作用す るトルクの合計値となる。従って、この様な回転トルクは、前記回転軸6の回転 に伴って、図4の実線A´に示す様に変化する。When the coils 10a, 10b, 10c are energized in this way, the torque in the direction of rotating the rotor 7 is the same as in the case of the conventional structure described above. It changes in proportion to the density. When the torque acting between the a-phase coil 10a and the rotor 7 changes as shown by the solid line a'in FIG. 4, the torque acting between the b-phase coil 10b and the rotor 7 is As indicated by the chain line b'in the figure, the torque acting between the c-phase coil 10c and the rotor 7 changes as indicated by the dashed line c'in the figure. The rotary torque applied to the rotary shaft 6 via the rotor 7 is the total value of the torques acting between the coils 10a, 10b, 10c of the respective phases and the rotor 7. Therefore, such a rotating torque changes as shown by the solid line A'in FIG. 4 as the rotating shaft 6 rotates.

【0023】 この実線A´で表される、回転軸6の回転トルクTは、前記ロータ7の外周面 7aの磁束密度が低くなった分だけ低くなるが、この様に磁束密度が低くなって 回転軸6の回転トルクが小さくなる部分は、前記円孔16、16を設けない場合 に、この回転トルクが最大となる部分に対応する。従って、回転トルクの最大値 TMAX ´が低くなる分だけ、この最大値TMAX ´と最小値TMIN ´との差、即ち 回転トルクの変動幅△T´が小さくなる。The rotation torque T of the rotary shaft 6 represented by the solid line A ′ is reduced by the lower the magnetic flux density on the outer peripheral surface 7 a of the rotor 7, but the magnetic flux density is reduced in this way. The part where the rotational torque of the rotary shaft 6 becomes small corresponds to the part where the rotational torque becomes maximum when the circular holes 16, 16 are not provided. Therefore, the difference between the maximum value T MAX ′ and the minimum value T MIN ′, that is, the fluctuation range ΔT ′ of the rotational torque becomes smaller as the maximum value T MAX ′ of the rotational torque becomes lower.

【0024】 本考案者の試算によると、前記円孔16、16を形成する事により、前記境界 から60度ずれた位置部分の磁束密度を、円孔16、16を形成しない場合に得 られる磁束密度の70%にまで減少させた場合には、回転トルクの最大値TMAX ´と最小値TMIN ´との差である変動幅△T´(=TMAX ´−TMIN ´)が回転 トルクの平均値TAVE ´(=(TMAX ´+TMIN ´)/2)に対する割合を1% にまで低減できる事が分った。According to a trial calculation by the present inventor, by forming the circular holes 16 and 16, the magnetic flux density at a position deviated by 60 degrees from the boundary is obtained when the circular holes 16 and 16 are not formed. When the density is reduced to 70%, the fluctuation width ΔT ′ (= T MAX ′ −T MIN ′), which is the difference between the maximum value T MAX ′ and the minimum value T MIN ′ of the rotational torque, is the rotational torque. It was found that the ratio to the average value T AVE ′ (= (T MAX ′ + T MIN ′) / 2) can be reduced to 1%.

【0025】 次に、図5〜7は本考案の第二実施例を示している。上述した第一実施例が、 各S極及びN極の内部で、円周方向に亙る位置が、隣り合うS極とN極との境界 から電気角でほぼ60度だけずれた部分にのみ、円孔16、16を形成していた のに対して、本実施例の場合には、ほぼ60度ずれた部分とほぼ120度ずれた 部分とに円孔16、16を形成している。従って、本実施例の場合には、ロータ 7の表面の磁束密度が、図6に示す様に、前記各円孔16、16による空隙を設 けた、前記境界から電気角でほぼ60度ずれた位置とほぼ120度ずれた位置と の2個所部分で低くなる。Next, FIGS. 5 to 7 show a second embodiment of the present invention. In the above-described first embodiment, inside each S pole and N pole, only the position where the position in the circumferential direction deviates from the boundary between the adjacent S poles and N poles by an electrical angle of about 60 degrees, While the circular holes 16 and 16 are formed, in the case of the present embodiment, the circular holes 16 and 16 are formed in the portion deviated by approximately 60 degrees and the portion deviated by approximately 120 degrees. Therefore, in the case of the present embodiment, the magnetic flux density on the surface of the rotor 7 is deviated from the boundary, which is formed by the circular holes 16 and 16 as shown in FIG. It becomes low at two points, the position and the position shifted by about 120 degrees.

【0026】 そして、上述した第一実施例の場合と同様に、各相のコイル10a、10b、 10cとロータ7との間に作用するトルクが、図7に実線a´、鎖線b´、破線 c´に示す様に変化し、回転軸6の回転トルクの変動幅は同図に実線A´で示す 様に極く少なくなる。As in the case of the first embodiment described above, the torque acting between the coils 10a, 10b, 10c of each phase and the rotor 7 is shown by the solid line a ', the chain line b', and the broken line in FIG. It changes as shown by c ', and the fluctuation range of the rotation torque of the rotary shaft 6 becomes extremely small as shown by the solid line A'in the figure.

【0027】[0027]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案の3相ブラシレスモータは、以上に述べた通り構成され作用する為、回 転軸に加わるトルクむらを小さくして、例えばパワーステアリング装置の駆動源 として使用した場合に、運転者に違和感を与える事を防止できる。又、ロータの 外周面は凹凸のない円筒面である為、この外周面と駆動コイルの内周面との間に 異物を詰まらせる等の故障も起こりにくい。 Since the three-phase brushless motor of the present invention is configured and operates as described above, the torque unevenness applied to the rotating shaft is reduced, and the driver feels uncomfortable when used as a drive source of a power steering device, for example. You can prevent giving. Further, since the outer peripheral surface of the rotor is a cylindrical surface having no unevenness, a failure such as clogging with foreign matter between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the drive coil is unlikely to occur.

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

【図1】本考案の第一実施例を示す、ロータの端面図。FIG. 1 is an end view of a rotor showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したロータの外周面の円周方向に亙る
磁束密度の変化を示す線図。
FIG. 2 is a diagram showing a change in magnetic flux density in a circumferential direction of an outer peripheral surface of the rotor shown in FIG.

【図3】駆動コイルへの通電状況を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing an energized state of a drive coil.

【図4】第一実施例の3相ブラシレスモータのトルク変
動を示す線図。
FIG. 4 is a diagram showing torque fluctuations of the three-phase brushless motor of the first embodiment.

【図5】本考案の第二実施例を示す、ロータの端面図。FIG. 5 is an end view of a rotor showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図5に示したロータの外周面の円周方向に亙る
磁束密度の変化を示す線図。
6 is a diagram showing a change in magnetic flux density in a circumferential direction of an outer peripheral surface of the rotor shown in FIG.

【図7】第二実施例の3相ブラシレスモータのトルク変
動を示す線図。
FIG. 7 is a diagram showing torque fluctuations of a three-phase brushless motor according to a second embodiment.

【図8】本考案の対象となる3相ブラシレスモータの構
造の1例を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a three-phase brushless motor to which the present invention is applied.

【図9】駆動コイルの駆動回路を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing a drive circuit of a drive coil.

【図10】従来の3相ブラシレスモータに組み込まれて
いたロータの端面図。
FIG. 10 is an end view of a rotor incorporated in a conventional three-phase brushless motor.

【図11】図10に示したロータの外周面の円周方向に
亙る磁束密度の変化を示す線図。
FIG. 11 is a diagram showing a change in magnetic flux density over the outer circumferential surface of the rotor shown in FIG. 10 in the circumferential direction.

【図12】従来の3相ブラシレスモータのトルク変動を
示す線図。
FIG. 12 is a diagram showing torque fluctuation of a conventional three-phase brushless motor.

【図13】トルク変動を抑える事が可能なロータの外周
面の磁束密度の変化を示す線図。
FIG. 13 is a diagram showing changes in magnetic flux density on the outer peripheral surface of the rotor capable of suppressing torque fluctuations.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータケース 2 筒部 3 前蓋 4 後蓋 4a 内面 5 軸受 6 回転軸 7 ロータ 7a 外周面 8 駆動コイル 9 コア 10a、10b、10c コイル 11 位相検出用永久磁石 12 ホール素子 13 支持板 14 ステー 15 トランジスタ 16 円孔 1 Motor Case 2 Cylindrical Part 3 Front Lid 4 Rear Lid 4a Inner Surface 5 Bearing 6 Rotating Shaft 7 Rotor 7a Outer Surface 8 Drive Coil 9 Cores 10a, 10b, 10c Coil 11 Phase Detection Permanent Magnet 12 Hall Element 13 Support Plate 14 Stay 15 Transistor 16 circular hole

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 回転軸と、この回転軸の外周面に固定さ
れたロータと、このロータを囲んで設けられた3相の駆
動コイルとを備え、前記ロータの外周面にはS極とN極
とが交互に、且つ等間隔に着磁されている3相ブラシレ
スモータに於いて、前記ロータの外周面は凹凸のない円
筒面であり、このロータの内部には、前記ロータの軸方
向に亙る複数の空隙が設けられており、各空隙の円周方
向に亙る位置は、隣り合うS極とN極との境界からそれ
ぞれ円周方向同方向に、電気角でほぼ60度ずれた部分
である事を特徴とする3相ブラシレスモータ。
1. A rotary shaft, a rotor fixed to an outer peripheral surface of the rotary shaft, and a three-phase drive coil provided around the rotor, the outer peripheral surface of the rotor having an S pole and an N pole. In a three-phase brushless motor in which the poles are magnetized alternately and at equal intervals, the outer peripheral surface of the rotor is a cylindrical surface having no irregularities, and the inside of the rotor is axially oriented in the rotor. A plurality of air gaps are provided, and the positions of the air gaps in the circumferential direction are in the same direction in the circumferential direction from the boundary between the adjacent S poles and N poles, and at positions that are deviated by approximately 60 degrees in electrical angle. A three-phase brushless motor that is characterized.
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