JPH07274467A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JPH07274467A
JPH07274467A JP5968594A JP5968594A JPH07274467A JP H07274467 A JPH07274467 A JP H07274467A JP 5968594 A JP5968594 A JP 5968594A JP 5968594 A JP5968594 A JP 5968594A JP H07274467 A JPH07274467 A JP H07274467A
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armature coils
brushless motor
coreless
hall element
magnet
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Mitsuo Suzuki
光夫 鈴木
Yukio Itami
幸男 伊丹
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce an energization frequency to improve driving efficiency of a control circuit by setting the number of poles of a magnet for magnetic field to 2P (P is a positive integer) and setting the number of coreless armature coils to 3P. CONSTITUTION:A rotor magnet 52 has 2P magnetic poles (P is a positive integer) and 3P useless armature coils 53a, 53b are arranged with equal intervals in opposition to such magnetic poles. With such a relationship between the number of poises of the rotor magnet and the number of coils, the energizing frequency can be reduced to a half in comparison with related arts. Therefore, motor loss (iron loss) can be reduced up to 1/(frequency)<2>. Moreover, the switching frequency is reduced to 1/2 and heat generation of driving circuit is reduced to raise the motor efficiency. A Hall element 54 is located between the armature coils 53a and 53b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上利用分野】本発明は、ブラシレスモータに関
し、詳しくは、例えば、高速ポリゴンスキャナに使用さ
れ、ポリゴンミラーを回転させるためのブラシレスモー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor used for a high speed polygon scanner for rotating a polygon mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レーザープリンターやデジタル複
写機等の画像形成装置にはビームを偏向走査するための
ポリゴンスキャナが設けられており、このポリゴンスキ
ャナには近時の画像形成速度の高速化の要求に応えるべ
く高速回転が要求され、この回転を達成するために、高
性能なブラシレスモータを備えている。従来この種のブ
ラシレスモータを備えたポリゴンスキャナとしては、例
えば、金属性のハウジングに固定された固定軸の外周面
に複数の動圧発生用の凹凸(例えばヘリングボーン溝)
を形成するとともに、この固定軸に所定の軸受間隔を隔
てて円筒状の回転軸を外装することで、ラジアル軸受を
構成し、その回転軸にポリゴンミラーを取付けたものが
ある。そして、この種のポリゴンスキャナでは、例えば
回転多面鏡体の一方の面に2P(Pは1以上の整数)個
の磁極を持つマグネットと、3P/2個の電機子コイル
でアキシャルギャップ型のブラシレスモータを構成して
いる。また、ホール素子はコアレス電機子コイルの空洞
に備えられている(特開昭59−28757号参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a laser printer or a digital copying machine is provided with a polygon scanner for deflecting and scanning a beam. High-speed rotation is required to meet the demand, and a high-performance brushless motor is provided to achieve this rotation. Conventionally, as a polygon scanner provided with this type of brushless motor, for example, a plurality of irregularities for generating dynamic pressure (for example, herringbone grooves) are formed on the outer peripheral surface of a fixed shaft fixed to a metal housing.
And a cylindrical rotary shaft is provided on the fixed shaft at a predetermined bearing interval to form a radial bearing, and a polygon mirror is attached to the rotary shaft. In this type of polygon scanner, for example, a magnet having 2P (P is an integer of 1 or more) magnetic poles on one surface of the rotary polygonal mirror body and an axial gap type brushless with 3P / 2 armature coils. It constitutes a motor. The Hall element is provided in the cavity of the coreless armature coil (see JP-A-59-28757).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のブラシレスモータにあっては、マグネットの
極数を2P個としたときに、電機子コイルを3P/2個
に構成しているため(特開昭59−28757号にはP
=4のもの、即ち、8極6コイルのブラシレスモータが
開示されている)励磁周波数が増大してしまい、制御回
路の駆動効率を低下し電流が増大してしまうとともに、
鉄損を増大し温度上昇が増大してしまうという問題点が
あった。すなわち、マグネットの極数を2P個としたと
きに、電機子コイルを3P/2個とした場合には、、極
数が多いため励磁周波数が高周波数となり、制御回路の
駆動効率が低下してしまうのである。また、鉄損は励磁
周波数の2乗で増大するため、励磁周波数が高くなると
鉄損が増加してしまい、モータが温度上昇してしまうと
いう問題点があった。
However, in such a conventional brushless motor, when the number of poles of the magnet is 2P, the armature coil is configured to be 3P / 2. Japanese Patent Laid-Open No. 59-28757 shows P
= 4, that is, a brushless motor having 8 poles and 6 coils is disclosed.) The excitation frequency increases, the driving efficiency of the control circuit decreases, and the current increases.
There is a problem that iron loss is increased and temperature rise is increased. That is, when the number of poles of the magnet is 2P and the number of armature coils is 3P / 2, the excitation frequency becomes high because of the large number of poles, and the drive efficiency of the control circuit decreases. It ends up. Further, since the iron loss increases with the square of the excitation frequency, the iron loss increases with an increase in the excitation frequency, which causes a problem that the temperature of the motor rises.

【0004】さらに、従来のブラシレスモータにあって
は、ホール素子をコアレス電機子コイルの空洞部に設け
ている(図5を参照)。この構成では、ホール素子の出
力信号は、そのホール素子が空洞部に設けられていると
ころのコアレス電機子コイルによる励磁電流の磁界の影
響を受け、そのS/N比が悪化するため適正な励磁切り
替えができなくなるという問題点があった。高回転のモ
ータ(概ね、毎分20000回転以上のモータを想定)
では、特にホール素子の出力信号はコイルの磁束により
影響を受けやすい。すなわち、高速回転を実現するため
には、鉄損を少なくするためロータマグネットの磁束を
低くし、コイルの巻数を増やす必要がある。そのためコ
イルの巻数の増加によりコイルの磁界が増加して、その
磁束がホール素子の出力信号に強い影響を与えるのであ
る。
Further, in the conventional brushless motor, the Hall element is provided in the hollow portion of the coreless armature coil (see FIG. 5). In this configuration, the output signal of the Hall element is affected by the magnetic field of the exciting current by the coreless armature coil in which the Hall element is provided in the cavity, and the S / N ratio is deteriorated, so that the proper excitation is achieved. There was a problem that switching could not be done. High rotation motor (generally assumed to be a motor of 20,000 rpm or more)
In particular, the output signal of the Hall element is particularly susceptible to the magnetic flux of the coil. That is, in order to realize high-speed rotation, it is necessary to reduce the magnetic flux of the rotor magnet and increase the number of coil turns in order to reduce iron loss. Therefore, the magnetic field of the coil increases as the number of turns of the coil increases, and the magnetic flux strongly affects the output signal of the Hall element.

【0005】また、従来のブラシレスモータは、ホール
素子をコアレス電機子コイルの空洞部に設けているの
で、ホール素子を設けるため空洞部を確保する必要があ
った。そのため、コアレス電機子コイル、ひいてはコア
レス電機子コイルを有する回転体を小型化することが困
難であった。そのため、小型化によるコストダウンに限
界があったし、回転体が大型となるため回転時の遠心力
が大きくなり高速回転を実現するが困難であった。さら
に、従来のコアレスモータでは、電機子コイルを回路基
板へ通電する際に巻線の巻始と巻終の両端部をコイル外
部に引出して端子として用い、その端子を回路基板にハ
ンダ付けしていた。そのため回路基板にコイルを取付け
る際に端子が動きやすく、作業効率が悪かった。
Further, in the conventional brushless motor, since the Hall element is provided in the hollow portion of the coreless armature coil, it is necessary to secure the hollow portion for providing the Hall element. Therefore, it has been difficult to reduce the size of the coreless armature coil and thus the rotating body having the coreless armature coil. Therefore, there is a limit to cost reduction due to downsizing, and since the rotating body becomes large, centrifugal force at the time of rotation becomes large, and it is difficult to realize high-speed rotation. Furthermore, in the conventional coreless motor, when energizing the armature coil to the circuit board, both ends of the winding start and the winding end are drawn out of the coil and used as terminals, and the terminals are soldered to the circuit board. It was Therefore, when the coil is mounted on the circuit board, the terminal is easily moved, resulting in poor work efficiency.

【0006】そこで、請求項1に記載の発明は、励磁周
波数を低減させて制御回路の駆動効率を向上することが
でき、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減することが
でき、ホール素子の出力信号がコアレス電機子コイルの
磁束により影響を受けにくく、さらに、回転体を小型化
できるブラシレスモータを提供することを目的とする。
また、請求項2に記載の発明は、コアレス電機子コイ
ル、ひいてはコアレス電機子コイルを有する回転体を小
型化することでコストダウンが可能であり、また、回転
体を小型化することで回転体に加わる遠心力がを小さく
し、そのことで高速回転が実現可能なコアレスモータを
提供することを目的とする。
Therefore, according to the first aspect of the invention, the excitation frequency can be reduced to improve the drive efficiency of the control circuit, the occurrence of iron loss can be suppressed, and the temperature rise can be suppressed. It is an object of the present invention to provide a brushless motor whose output signal is not easily affected by the magnetic flux of the coreless armature coil and which can further reduce the size of the rotating body.
Further, the invention according to claim 2 can reduce the cost by downsizing the rotating body having the coreless armature coil, and further the coreless armature coil, and can reduce the rotating body by downsizing the rotating body. It is an object of the present invention to provide a coreless motor capable of realizing high speed rotation by reducing the centrifugal force applied to the motor.

【0007】また、請求項3に記載の発明は、励磁周波
数を低減させて制御回路の駆動効率を向上することがで
き、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減することがで
き、ホール素子の出力信号はコイルの磁束により影響を
受けにくく、さらに、回転体を小型化できるブラシレス
モータを備えたポリゴンスキャナーを提供することを特
徴とする。さらに、請求項4に記載の発明は、電機子コ
イルを回路基板へ取付ける際の作業効率を向上させるコ
アレスモータを提供することを目的とする。
Further, according to the third aspect of the invention, the excitation frequency can be reduced to improve the driving efficiency of the control circuit, the iron loss can be suppressed, and the temperature rise can be reduced, and the Hall element can be reduced. The output signal of is not easily affected by the magnetic flux of the coil, and further provides a polygon scanner equipped with a brushless motor that can downsize the rotating body. Further, it is an object of the present invention to provide a coreless motor that improves work efficiency when attaching an armature coil to a circuit board.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、上記の課題を解決するために、N,Sの等しい角度
で磁化された磁極を交互に複数個有する界磁用マグネッ
トと、該界磁用マグネットの磁路内で該マグネットに対
向して設けられ互いに重畳しないで等間隔に設けたれた
複数個のコアレス電機子コイルと、前記ロータマグネッ
トの回転位置を検知するホール素子と、を備えたブラシ
レスモータであって、磁界用マグネットの極数を2P
(Pは正の整数)にしたときに、コアレス電機子コイル
を3P個配設し、ホール素子を、複数のコアレス電機子
コイルを構成する各コアレス電機子の間の位置に配設す
ることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a field magnet having a plurality of magnetic poles alternately magnetized at equal angles N and S, A plurality of coreless armature coils that are provided in the magnetic path of the field magnet so as to face the magnet and are provided at equal intervals without overlapping each other; and a hall element that detects a rotational position of the rotor magnet, Is a brushless motor having a magnetic field magnet with a pole number of 2P.
(P is a positive integer), 3P coreless armature coils are arranged, and the Hall element is arranged at a position between the coreless armatures forming the plurality of coreless armature coils. It is a feature.

【0009】また、請求項2に記載の発明は、上記の課
題を解決するために、複数個のコアレス電機子を有する
コアレスモータであって、複数個のコアレス電機子コイ
ルを構成する各電機子コイルの外周の一部を湾曲させ、
相隣合った電機子コイルの外周の湾曲部分が構成する部
分にホール素子を配設したことを特徴とするものであ
る。また、請求項3に記載の発明は、上記の課題を解決
するために、請求項1に記載のブラシレスモータの回転
軸に固定されたポリゴンミラーと、その回転軸をアキシ
ャル方向に支持する磁気軸受と、その回転軸をラジアル
方向に支持する動圧空気軸受と、でポリゴンスキャナー
を構成することを特徴とするものである。請求項4に記
載の発明は、上記の課題を解決するために、請求項1に
記載のブラシレスモータであって、前記複数個のコアレ
ス電機子コイルを構成する各電機子コイルの巻線の巻初
め端部と巻終わり端部がコイル基板側に突出しているこ
とを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a second aspect of the present invention is a coreless motor having a plurality of coreless armatures, each armature constituting a plurality of coreless armature coils. Part of the outer circumference of the coil is curved,
It is characterized in that the Hall element is arranged in a portion formed by a curved portion on the outer circumference of the adjacent armature coils. In order to solve the above-mentioned problems, a third aspect of the present invention provides a polygon mirror fixed to the rotating shaft of the brushless motor according to the first aspect, and a magnetic bearing that supports the rotating shaft in the axial direction. And a dynamic pressure air bearing that supports the rotating shaft thereof in the radial direction, thereby forming a polygon scanner. In order to solve the above problems, the invention according to claim 4 is the brushless motor according to claim 1, wherein the winding of each armature coil constituting the plurality of coreless armature coils is wound. It is characterized in that the beginning end and the end end of the winding are projected to the coil substrate side.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の発明は、磁界用マグネットの極
数を2P(Pは正の整数)にしたときに、コアレス電機
子コイルを3P個配設しているので、励磁周波数を低減
させて制御回路の駆動効率を向上することが可能であ
り、また、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減するこ
とが可能である。さらに、請求項1に記載の発明では、
ホール素子を複数のコアレス電機子コイルを構成する各
コアレス電機子の間の位置に配設しているので、ホール
素子の出力信号はコイルの磁界により影響を受けにく
く、さらに、回転体を小型化できるブラシレスモータを
提供することができる。
According to the first aspect of the invention, when the number of poles of the magnetic field magnet is set to 2P (P is a positive integer), 3P coreless armature coils are arranged, so that the excitation frequency is reduced. It is possible to improve the driving efficiency of the control circuit, and it is possible to suppress the occurrence of iron loss and reduce the temperature rise. Furthermore, in the invention according to claim 1,
Since the Hall element is placed between the coreless armatures that make up the multiple coreless armature coils, the output signal of the Hall element is not easily affected by the coil magnetic field, and the rotating body is made smaller. A brushless motor capable of being provided can be provided.

【0011】請求項2記載の発明では、複数個のコアレ
ス電機子コイルを構成する各電機子の外周の一部を湾曲
させ、相隣合った前記電機子コイルの外周の湾曲部分が
構成する部分に前記ホール素子を配設したので、コアレ
ス電機子コイル、ひいてはコアレス電機子コイルを有す
る回転体を小型化することでコストダウンが可能であ
る。また、回転体を小型化することで回転体に加わる遠
心力が小さくなるので、そのことでコアレスモータの高
速回転が実現可能である。
According to a second aspect of the present invention, a part of the outer circumference of each armature that constitutes a plurality of coreless armature coils is curved, and a curved portion of the outer circumference of the adjacent armature coils is formed. Since the hall element is disposed in the core, the coreless armature coil, and eventually the rotating body having the coreless armature coil, can be downsized to reduce the cost. Further, since the centrifugal force applied to the rotating body is reduced by downsizing the rotating body, it is possible to realize high-speed rotation of the coreless motor.

【0012】請求項3記載の発明では、請求項1に記載
のコアレスモータを設けているので、励磁周波数を低減
させて制御回路の駆動効率を向上することが可能であ
り、また、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減するこ
とが可能であり、また、ホール素子の出力信号はコアレ
ス電機子コイルの磁界により影響を受けにくく、さら
に、回転体を小型化できるブラシレスモータを備えたポ
リゴンスキャナーを提供することが可能となる。 請求
項4記載の発明では、複数個のコアレス電機子コイルを
構成する各電機子コイルの巻線の巻初め端部と巻終わり
端部がコイル基板側に突出しているので、電機子コイル
を回路基板へ取付ける際の作業効率を向上させることが
できる。
According to the third aspect of the invention, since the coreless motor according to the first aspect is provided, it is possible to reduce the excitation frequency and improve the drive efficiency of the control circuit. A polygon scanner equipped with a brushless motor that can suppress the generation and reduce the temperature rise, and that the output signal of the Hall element is not easily affected by the magnetic field of the coreless armature coil, and that the rotating body can be downsized. Can be provided. In the invention according to claim 4, since the winding start end and the winding end end of the winding of each armature coil constituting the plurality of coreless armature coils are projected toward the coil substrate side, the armature coil is configured as a circuit. It is possible to improve work efficiency when mounting on a substrate.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明実施例に基づいて説明する。図
1〜4は本発明に係るブラシレスモータ、及び本発明に
係る動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの一実施例を示す
図である。まず構成を説明する。図1において、中空回
転軸21に形成した段部21aの上面にポリゴンミラー
25を載置し、ミラー押さえ23によりポリゴンミラー
25を上方より押さえて係止している。このミラー押さ
え23は磁石32を保持しており、マグネットホルダと
しての機能も持っている。またミラー押さえ23には、
上下振動減衰用連通穴23aが形成されており、スラス
ト軸受にダンピング特性を持たせるようにしている。さ
らにミラー押さえ23には回転体不釣合修正用のバラン
ス修正溝23bが形成されている。
EXAMPLES Examples will be described below based on examples of the present invention. 1 to 4 are views showing an embodiment of a brushless motor according to the present invention and a dynamic pressure air bearing type polygon scanner according to the present invention. First, the configuration will be described. In FIG. 1, a polygon mirror 25 is placed on the upper surface of a stepped portion 21 a formed on the hollow rotary shaft 21, and the polygon mirror 25 is pressed by a mirror presser 23 from above to be locked. The mirror retainer 23 holds the magnet 32 and also has a function as a magnet holder. In addition, the mirror holder 23
A vertical vibration damping communication hole 23a is formed so that the thrust bearing has damping characteristics. Further, the mirror presser 23 is formed with a balance correction groove 23b for correcting the imbalance of the rotating body.

【0014】ロータマグネット組立体50はヨークを兼
用しているロータフランジ51とロータマグネット52
で構成されており、このロータマグネット52には回転
体不釣合修正用のバランス修正溝52aが形成されてい
る。したがって、ポリゴンミラー25、ミラー押さえ2
3、ロータマグネット組立体50などが取付けられた中
空回転軸21が動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの回転
体20を構成している。回転体20は不釣合による回転
時の振動を小さくするため上下のバランス修正溝23
b、52aで数mg以下の不釣合量にバランス修正され
ている。
The rotor magnet assembly 50 includes a rotor flange 51 that also serves as a yoke and a rotor magnet 52.
The rotor magnet 52 is formed with a balance correction groove 52a for correcting the unbalance of the rotating body. Therefore, the polygon mirror 25 and the mirror holder 2
3. The hollow rotary shaft 21 to which the rotor magnet assembly 50 and the like are attached constitutes the rotary body 20 of the dynamic pressure air bearing type polygon scanner. The rotating body 20 has upper and lower balance correction grooves 23 in order to reduce vibration during rotation due to imbalance.
In b and 52a, the balance is corrected to an unbalanced amount of several mg or less.

【0015】中空回転軸21が嵌合されている固定軸1
4は上端に磁石33が固定され、下端部は、ハウジング
10と圧入固着あるいは焼きばめなどの方法で堅固に固
定されている。さらに、固定軸14の表面には動圧空気
軸受を構成するためのヘリングボーン溝14a、14b
を上下2対有している。回転体が回転を開始すると、中
空回転軸21と固定軸14の隙間の圧力が高まり動圧軸
受を形成し、非接触でラジアル方向に回転体を支持す
る。
Fixed shaft 1 to which hollow rotary shaft 21 is fitted
4, the magnet 33 is fixed to the upper end, and the lower end is firmly fixed to the housing 10 by a method such as press fitting and shrink fitting. Further, on the surface of the fixed shaft 14, herringbone grooves 14a, 14b for forming a dynamic pressure air bearing.
Have two pairs of upper and lower. When the rotating body starts to rotate, the pressure in the gap between the hollow rotating shaft 21 and the fixed shaft 14 increases to form a dynamic pressure bearing, which supports the rotating body in the radial direction without contact.

【0016】一方、アキシャル軸受は上ケース41、回
転体20の上端部、及び固定軸14の上端部に固定され
た磁石31、32、33と上下振動減衰用連通穴23a
で構成されている。磁石の磁極は互いに向かいあう面を
同極とし、回転体20の磁石32は上下から反発させら
れ浮上し非接触で支持している。一方、モータはアキシ
ャルギャップ型といわれるブラシレスモータであり、ロ
ータマグネット組立体50、コアレス電機子コイル5
3、ホール素子54などで構成されている。ホール素子
54によりロータマグネット52の回転位置を検出し、
コアレス電機子コイル53への励磁を制御回路(図示し
ない)により適正に切換えることにより回転体20が回
転する。
On the other hand, the axial bearing has magnets 31, 32, 33 fixed to the upper case 41, the upper end of the rotating body 20, and the upper end of the fixed shaft 14, and the vertical vibration damping communication hole 23a.
It is composed of. The magnetic poles of the magnets have the same poles facing each other, and the magnet 32 of the rotating body 20 is repulsed from above and below and floats and is supported in a non-contact manner. On the other hand, the motor is a brushless motor called an axial gap type, and includes a rotor magnet assembly 50 and a coreless armature coil 5.
3, Hall element 54 and the like. The hall element 54 detects the rotational position of the rotor magnet 52,
The rotor 20 is rotated by appropriately switching the excitation of the coreless armature coil 53 by a control circuit (not shown).

【0017】図2と図3に本実施例のロータマグネット
52とコイル53の配置を示した。ロータマグネット5
2は2P(Pは1以上の整数)個の磁極をもっており、
それと対向するように空芯の電機子コイル53が3P個
等間隔に配置されている。このようなロータマグネット
極数とコイル数の関係とすることにより、従来例と比較
し励磁周波数を半分にすることができるので、モータ損
失(鉄損)はその周波数の2乗分の1にまで低減でき
る。さらにスイッチング周波数が1/2となり、駆動回
路の発熱は低減されモータ効率がアップする(この実施
例では、P=2の場合を示している)。ホール素子54
は、相隣合う電機子コイル53aと電機子コイル53b
との間の位置に配置される。さらに、好ましくは、、複
数個のコアレス電機子コイルを構成する各電機子コイル
53の外周の一部を湾曲形状として、相隣合った電機子
コイル53aと電機子コイル53bの外周の湾曲部分が
構成する間隔部分に、ホール素子54を配設する。
2 and 3 show the arrangement of the rotor magnet 52 and the coil 53 of this embodiment. Rotor magnet 5
2 has 2P (P is an integer of 1 or more) magnetic poles,
3P air-core armature coils 53 are arranged at equal intervals so as to face it. By setting the relationship between the number of rotor magnet poles and the number of coils as described above, the excitation frequency can be halved as compared with the conventional example, so that the motor loss (iron loss) can be reduced to the square of the frequency. It can be reduced. Further, the switching frequency becomes 1/2, the heat generation of the drive circuit is reduced, and the motor efficiency is increased (this embodiment shows the case of P = 2). Hall element 54
Are adjacent armature coils 53a and 53b.
It is placed in a position between and. Further, preferably, a part of the outer circumference of each armature coil 53 forming a plurality of coreless armature coils is formed into a curved shape, and the curved parts of the outer circumference of the adjacent armature coils 53a and 53b are formed. The Hall element 54 is arranged in the interval portion which is formed.

【0018】このホール素子54が設けられた、相隣合
うコアレス電機子コイル53aとコアレス電機子コイル
53bの間の位置は、言い替えると従来のホール素子設
けられた位置(電機子コイルの空洞部)から、モータの
回転軸を中心に機械角で(360/2P)°回転させた
位置となっている。この実施例ではP=2であるので、
従来のホール素子の位置からモータの回転軸を中心に9
0°回転された位置にホール素子54設けられている。
The position between the coreless armature coil 53a and the coreless armature coil 53b adjacent to each other where the hall element 54 is provided is, in other words, the position where the conventional hall element is provided (cavity of the armature coil). Therefore, it is located at a position rotated by (360 / 2P) ° at the mechanical angle around the rotation axis of the motor. Since P = 2 in this embodiment,
From the position of the conventional Hall element, centering around the rotation axis of the motor
The Hall element 54 is provided at a position rotated by 0 °.

【0019】ホール素子54がこの位置に設けられてい
るため、ホール素子54は電機子コイル54への通電で
発生する磁界の影響を受けずに、ロータマグネット52
の位置を正確に検知することが可能となる。即ち、従来
の様に電機子コイルの空洞部にホール素子が設けられて
いた場合、ホール素子54は、本来検知すべきロータマ
グネット52からの磁界からのみならずその空洞部にホ
ール素子が設けられている電機子コイルへ通電がなされ
ることにより発生する磁界からも影響を受けることにな
る。そのためロータマグネット52の位置を正確に検知
することができなかった。一方で、本願のようにホール
素子54が相隣合う電機子コイル53aと電機子コイル
53bとの間の位置に配置されていれば、ホール素子5
4は電機子コイル53aによる磁界と電機子コイル53
bのよる磁界との双方の影響を受けることになる。ここ
で、電機子コイル53aを流れる電流と電機子コイル5
3bを流れる電流とは、その量が等しく方向が逆である
(図4において、Iは各電機子コイル中の電流方向を示
す)。そのため、各電流により発生する磁界は、その大
きさが等しく方向が逆となる。よって、ホール素子54
は両電機子コイル53a、53bと等距離にあるため、
電機子コイル53aへの通電により発生する磁束と電機
子コイル53bへの通電により発生する磁束とがホール
素子54の位置で相殺される。従って、ホール素子54
は、電機子コイルへの通電により発生する磁界の影響を
受けることなく、本来検知するべきロータマグネット5
2からの磁束のみを検知することになりロータマグネッ
ト52の位置を正確に検知することが可能になる。
Since the Hall element 54 is provided at this position, the Hall element 54 is not affected by the magnetic field generated by energizing the armature coil 54, and the rotor magnet 52 is not affected.
It is possible to accurately detect the position of. That is, when the hall element is provided in the cavity of the armature coil as in the conventional case, the hall element 54 is provided not only with the magnetic field from the rotor magnet 52 to be originally detected but also with the hall element in the cavity. It is also affected by the magnetic field generated by energizing the armature coil. Therefore, the position of the rotor magnet 52 cannot be accurately detected. On the other hand, if the Hall element 54 is arranged between the adjacent armature coils 53a and 53b as in the present application, the Hall element 5
4 is the magnetic field generated by the armature coil 53a and the armature coil 53
It will be affected by both the magnetic field due to b. Here, the current flowing through the armature coil 53a and the armature coil 5
The amount of the current flowing in the armature coil 3b is equal to that of the current flowing in the armature 3b and the direction thereof is opposite (in FIG. 4, I indicates the direction of the current in each armature coil). Therefore, the magnetic fields generated by the respective currents have the same magnitude and opposite directions. Therefore, the Hall element 54
Is equidistant from both armature coils 53a and 53b,
The magnetic flux generated by energizing the armature coil 53a and the magnetic flux generated by energizing the armature coil 53b are canceled at the position of the hall element 54. Therefore, the Hall element 54
Is not affected by the magnetic field generated by the energization of the armature coil, and should be detected by the rotor magnet 5
Since only the magnetic flux from 2 is detected, the position of the rotor magnet 52 can be detected accurately.

【0020】図4はコアレス電機子コイル53の図であ
る。コアレス電機子コイル53には、コアレス電機子コ
イル53をコイル基板とハンダ接続するために、巻始ま
りと巻終わり部に端子として余分に巻線を突出させ、巻
始端子55と巻終端子56としている。ここで、巻始端
子55と巻終端子56の突出方向はハンダ工程を簡単に
するため共に基板側にしている。端子が基板側にあるた
め、電機子コイルを際に端子部が基板のハンダ部で動く
ことがなく、ハンダ時に端部を押さえる工程が省略でき
る。なお、実施例の説明ではアキシャルギャップ型のブ
ラシレスモータであったが、それ以外のアウターロータ
型やインナーロータ型であっても同様な効果を有する。
FIG. 4 is a diagram of the coreless armature coil 53. For the coreless armature coil 53, in order to connect the coreless armature coil 53 to the coil substrate by soldering, extra windings are projected as terminals at the winding start and winding end portions to form winding start terminals 55 and winding terminators 56. There is. Here, the winding start terminals 55 and the winding terminator 56 both project toward the substrate in order to simplify the soldering process. Since the terminal is on the board side, the terminal portion does not move with the solder portion of the board when the armature coil is used, and the step of pressing the end portion during soldering can be omitted. In the description of the embodiments, the axial gap type brushless motor is used, but other outer rotor type and inner rotor type also have similar effects.

【0021】[0021]

【効果】請求項1記載の発明によれば、磁界用マグネッ
トの極数を2P(Pは正の整数)にしたときに、コアレ
ス電機子コイルを3P個配設しているので、励磁周波数
を低減させて制御回路の駆動効率を向上することが可能
であり、また、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減す
ることが可能である。さらに、請求項1に記載の発明で
は、ホール素子を複数のコアレス電機子コイルを構成す
る各コアレス電機子の間の位置に配設しているので、ホ
ール素子の出力信号はコイルの磁束により影響を受けに
くく、さらに、回転体を小型化できるブラシレスモータ
を提供することができる。請求項2記載の発明によれ
ば、複数個のコアレス電機子コイルを構成する各電機子
の外周の一部を湾曲させ、相隣合ったコアレス電機子コ
イルの外周の湾曲部分が構成する部分にホール素子を配
設したので、コアレス電機子コイル、ひいてはコアレス
電機子コイルを有する回転体を小型化することでコスト
ダウンが可能となる。また、回転体を小型化することで
回転体に加わる遠心力が小さくなるので、そのことでコ
アレスモータの高速回転が実現可能となる。
According to the invention described in claim 1, when the number of poles of the magnetic field magnet is set to 2P (P is a positive integer), 3P coreless armature coils are arranged. It is possible to reduce the temperature and increase the driving efficiency of the control circuit, and it is possible to suppress the occurrence of iron loss and reduce the temperature rise. Further, in the invention according to claim 1, since the hall element is arranged at a position between the coreless armatures forming the plurality of coreless armature coils, the output signal of the hall element is influenced by the magnetic flux of the coil. It is possible to provide a brushless motor that is less likely to be affected and that can reduce the size of the rotating body. According to the second aspect of the present invention, a part of the outer circumference of each armature that constitutes the plurality of coreless armature coils is curved, and a curved portion of the outer circumference of the adjacent coreless armature coils is formed. Since the hall element is provided, the cost can be reduced by reducing the size of the coreless armature coil and the rotating body having the coreless armature coil. Further, since the centrifugal force applied to the rotating body is reduced by downsizing the rotating body, it is possible to realize high-speed rotation of the coreless motor.

【0022】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載のコアレスモータを設けているので、励磁周波数
を低減させて制御回路の駆動効率を向上することが可能
であり、また、鉄損の発生をおさえて温度上昇を低減す
ることが可能であり、また、ホール素子の出力信号はコ
イルの磁束により影響を受けにくく、さらに、回転体を
小型化できるブラシレスモータを備えたポリゴンスキャ
ナーを提供することが可能となる。請求項4に記載の発
明によれば、電機子コイル53の巻線の巻初め端部と巻
終わり端部がコイル基板側に突出しているので、電機子
コイルを基板に取付ける際に、端子部が基板のハンダ部
で動くことがなく、ハンダ時に端部を押さえる工程が省
略でき、ハンダ品質の向上、低コスト化が図れる。
According to the invention of claim 3, claim 1
Since the coreless motor described in (1) is provided, it is possible to reduce the excitation frequency and improve the drive efficiency of the control circuit, and it is also possible to suppress iron loss and reduce temperature rise. Further, the output signal of the Hall element is less likely to be affected by the magnetic flux of the coil, and it is possible to provide a polygon scanner equipped with a brushless motor that can downsize the rotating body. According to the invention of claim 4, since the winding start end and the winding end end of the winding of the armature coil 53 are projected toward the coil substrate side, when the armature coil is mounted on the substrate, the terminal portion is attached. Does not move at the solder portion of the board, and the step of pressing the end portion at the time of soldering can be omitted, so that the solder quality can be improved and the cost can be reduced.

【0023】[0023]

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

【図1】本発明に係るブラシレスモータ、及びポリゴン
スキャナーの一実施例を示す図であり、その全体構成を
示す断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a brushless motor and a polygon scanner according to the present invention, and a sectional view showing the overall configuration thereof.

【図2】図1に示した実施例のブラシレスモータの磁界
用ロータマグネットの構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a magnetic field rotor magnet of the brushless motor of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例の、ブラシレスモータのコ
アレス電機子コイルの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a coreless armature coil of the brushless motor of the embodiment shown in FIG.

【図4】図1に示す実施例のブラシレスモータの電機子
コイルの巻線を示す構成図である。
4 is a configuration diagram showing windings of an armature coil of the brushless motor of the embodiment shown in FIG.

【図5】従来のブラシレスモータの電機子コイルの構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an armature coil of a conventional brushless motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ハウジング 14 固定軸 14a ヘリングボーン溝 14b ヘリングボーン溝 20 回転体 21 中空回転軸 21a 段部 23 ミラー押さえ 23a 上下振動減衰用連通穴 23b バランス修正溝 25 ポリゴンミラー 31 磁石 32 磁石 33 磁石 41 上ケース 50 ロータマグネット組立体 51 ロータフランジ 52 ロータマグネット 52a バランス修正用溝 53 コイル 54 ホール素子 55 巻始端子 56 巻終端子 100 コイル 101 ホール素子 10 Housing 14 Fixed Shaft 14a Herringbone Groove 14b Herringbone Groove 20 Rotating Body 21 Hollow Rotating Shaft 21a Step 23 Mirror Presser 23a Vertical Vibration Damping Communication Hole 23b Balance Correction Groove 25 Polygonal Mirror 31 Magnet 32 Magnet 33 Magnet 41 Upper Case 50 Rotor magnet assembly 51 Rotor flange 52 Rotor magnet 52a Balance correction groove 53 Coil 54 Hall element 55 Winding start terminal 56 Winding terminator 100 Coil 101 Hall element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】N,Sの等しい角度で磁化された磁極を交
互に複数個有する界磁用マグネットと、該界磁用マグネ
ットの磁路内で該マグネットに対向して設けられ互いに
重畳しないで等間隔に設けたれた複数個のコアレス電機
子コイルと、前記ロータマグネットの回転位置を検知す
るホール素子と、を備えたブラシレスモータであって、
前記磁界用マグネットの極数を2P(Pは正の整数)に
したときに、コアレス電機子コイルを3P個配設し、前
記ホール素子を、前記複数のコアレス電機子コイルを構
成する各コアレス電機子の間の位置に配設することを特
徴とするブラシレスモータ。
1. A field magnet having a plurality of magnetic poles alternately magnetized at equal angles N and S, and provided in the magnetic path of the field magnet so as to face the magnet and not to overlap each other. A brushless motor including a plurality of coreless armature coils provided at equal intervals, and a Hall element for detecting a rotational position of the rotor magnet,
When the number of poles of the magnetic field magnet is set to 2P (P is a positive integer), 3P coreless armature coils are arranged, and the hall elements constitute the coreless armature coils. A brushless motor, which is arranged at a position between the children.
【請求項2】前記複数個のコアレス電機子コイルを構成
する各電機子コイルがその外周の一部が湾曲した電機子
コイルであって、相隣合った前記電機子コイルの外周の
湾曲部分が構成する部分に前記ホール素子を配設したこ
とを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
2. The armature coils constituting the plurality of coreless armature coils are armature coils in which a part of the outer circumference is curved, and the curved parts of the outer circumference of the adjacent armature coils are The brushless motor according to claim 1, wherein the Hall element is disposed in a constituent portion.
【請求項3】請求項1に記載のブラシレスモータの回転
軸に固定されたポリゴンミラーと、前記回転軸をアキシ
ャル方向に支持する磁気軸受と、前記回転軸をラジアル
方向に支持する動圧空気軸受と、を有することを特徴と
するポリゴンスキャナー。
3. A polygon mirror fixed to a rotating shaft of the brushless motor according to claim 1, a magnetic bearing for supporting the rotating shaft in an axial direction, and a dynamic pressure air bearing for supporting the rotating shaft in a radial direction. And a polygon scanner.
【請求項4】請求項1に記載のブラシレスモータであっ
て、前記複数個のコアレス電機子コイルを構成する各電
機子コイルの巻線の巻初め端部と巻終わり端部がコイル
基板側に突出していることを特徴とするブラシレスモー
タ。
4. The brushless motor according to claim 1, wherein a winding start end and a winding end end of a winding of each armature coil forming the plurality of coreless armature coils are on the coil substrate side. A brushless motor characterized by being protruding.
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