JPS5812567A - Disc-shaped brushless motor - Google Patents

Disc-shaped brushless motor

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Publication number
JPS5812567A
JPS5812567A JP56110171A JP11017181A JPS5812567A JP S5812567 A JPS5812567 A JP S5812567A JP 56110171 A JP56110171 A JP 56110171A JP 11017181 A JP11017181 A JP 11017181A JP S5812567 A JPS5812567 A JP S5812567A
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JP
Japan
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field magnet
brushless motor
disc
armature
type brushless
Prior art date
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Application number
JP56110171A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiteru Takahashi
高橋 義照
Masataka Ogawa
小川 昌貴
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/384,598 priority patent/US4551645A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a motor having strong torque and less ripple without loss of flatness by displacing a plurality of frame-shaped armature coils from each other to planely arranging at upper and lower stages and arranging radially at two stages. CONSTITUTION:Frame-shaped armature coils 2' are arranged at upper and lower stages to dispose a flat field magnet 1 from above and below planely oppositely to the field magnet 1. In this case, the positions of the upper and lower stage frame-shaped armature coils 2' are displaced from each other. Further, armature coils 2'a, 2'b are displaced from each other radially at respective stages to become two stages. Position detectors 10 are arranged at the respective armature coils 2'. In this manner, even if a number of armature coils 2' are used, the respective coils are not superposed. Accordingly, the generated torque can be increased without loss of flatness. Further, torque ripple can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータの相数を非常に多くすることができるよ
うにして当該モータの滑らかな回転を行なうことができ
るようにしたディスク型ブラシレスモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a disc-type brushless motor that allows the number of phases of the motor to be greatly increased to ensure smooth rotation of the motor.

モータには交流モータと直流モータとがあり、回転運動
する回転モータと直線往復運動を行なうリニアモータと
があり、回転モータにはコアのあるものとコアレスとが
あり、更にカップ(円筒)型とディスク(軸方向空隙、
軸方向偏平)型とがあり、またこの回転モータには整流
子モータとブラシレスモータとがあることは周知である
Motors include AC motors and DC motors, rotary motors that rotate and linear motors that reciprocate in a straight line. Disk (axial gap,
It is well known that there are two types of rotary motors: commutator motors and brushless motors.

本発明は直流モータであり、回転モータであり、ディス
ク型であり、ブラシレスモータであ亡め慢 る。尚、本発明はディスク型であるー、本発明の効果を
一層引き出せるもので、カップ型とすると、以下の説明
から明らかとなっていくであろう本発明の目的とする効
果を引き出すことができず、また本発明はディスク型整
流子モーである。
The present invention is a DC motor, a rotary motor, a disk type motor, and a brushless motor. It should be noted that the disk type of the present invention can bring out the effects of the present invention even more, whereas the cup type can bring out the intended effects of the present invention, which will become clear from the following explanation. First, the present invention is a disk type commutator motor.

界磁マグネット側を回転子とし、該界磁マグネットに相
対向して固定側に電機子巻線群を固設したディスク型ブ
ラシレスモータは、従来ニおいて公知となっている。こ
こにおいて、画像機器等の特殊な分野において使用され
るモータは形状の面からはディスク型が望まれ、性能的
には非常に高効率で特別な回転駆動するものが要求され
、寿命的には非常に高価な装置に使用されるため長寿命
のものとする必要がある。従ってディスク型ブラシレス
モータが望まれるわけである。ディスク型にでき、整流
子を用いていないため長寿命化が期待できるからである
2. Description of the Related Art A disc-type brushless motor in which a field magnet side is used as a rotor and an armature winding group is fixedly installed on a stationary side opposite to the field magnet is known in the art. Here, motors used in special fields such as imaging equipment are preferably disk-type from the viewpoint of shape, and from the viewpoint of performance they are required to have extremely high efficiency and special rotational drive, and in terms of life. Since it is used in very expensive equipment, it must have a long lifespan. Therefore, a disk type brushless motor is desired. This is because it can be made into a disk shape and does not use a commutator, so it can be expected to have a long life.

非常に高効率のものとするためには、電機子巻線を非常
に多く配設しなければならない。しかるに従来のディス
ク型ブラシレスモータについでは、第1図乃至第3図に
示すようなものがほとんどである。この従来一般的なデ
ィスク型ブラシレスモータについて第1図乃至第3図を
参照して説明すると、図示しない略々中心部に垂直に回
転軸を軸支した内側空胴部を有する偏平なディスク型ブ
ラシレスモータ本体の内面にS極、N極を180度の間
隔で有する2磁極の界磁マグネット−h(回転軸に垂設
されている)の磁極幅(180度)と略々同一開角幅(
180度戻巻回形成された13個の弓枠状電機子巻線2
(第1図参照)群を、第2図に示すように重畳させて界
磁マグネット1に相対向配設している。このように、電
機子巻線2を重畳させて配設した場合の電機子巻線2と
界磁マグネット1との展開図(lま第3図のようになる
っ主に第2図及び第3図から明らかなように、従来のデ
ィスク型ブラシレスモータによると、電機子巻線2の導
体部A。
In order to achieve very high efficiency, a large number of armature windings must be provided. However, most conventional disc-type brushless motors are as shown in FIGS. 1 to 3. This conventionally common disc type brushless motor will be explained with reference to Figs. The opening angle width (180 degrees) is approximately the same as the magnetic pole width (180 degrees) of the two-pole field magnet-h (which is installed vertically on the rotating shaft), which has S and N poles spaced 180 degrees apart on the inner surface of the motor body.
13 bow-shaped armature windings 2 formed with 180 degree back winding
(See FIG. 1) The groups are arranged opposite to each other in the field magnet 1 in a superimposed manner as shown in FIG. In this way, the developed view of the armature winding 2 and the field magnet 1 when the armature winding 2 is arranged in a superimposed manner (l is as shown in Fig. 3). As is clear from FIG. 3, in the conventional disk-type brushless motor, the conductor portion A of the armature winding 2.

B、B’の全ての部分が何重にも重なってしまうので電
機子巻線2群の厚みが極めて厚くなり、その結果、界磁
マグネット1と電機子巻線2とのエアーギャップも長く
なり強いトルクが得られずモータの高効率化は望めない
。−一」Hトし+1.′ −。
Since all the parts B and B' overlap many times, the thickness of the second group of armature windings becomes extremely thick, and as a result, the air gap between field magnet 1 and armature winding 2 becomes long. Strong torque cannot be obtained and high efficiency of the motor cannot be expected. -1"H +1. ′−.

2が重畳しているー、コイルエンド部の処理がむずかし
く、量産に適さず、高価なものとなり、極めて偏コY・
なテ・イスク型のブラシレスモータを得ることは不ロー
能である。これを解決しようとして、界磁マグネットの
S、N交互に等しいピッチで磁化された2個の磁極数の
ものを、4磁極、6磁極、・・・とその磁極数を増やし
、電機子巻線2を180度の巻き開角を、磁極数を増や
したことに伴い、その巻き開角幅を狭くし、当該電機子
巻線の数を増やし、重畳しないように等しいピッチで配
設されたディスク型モータ冷 が最近において多く出現し、その有効性が偏平なディス
ク型に出来るという特徴点上から種々考案され出してい
る。しかし、従来の円筒型のコアのあるカップモータに
比較して、その歴史は浅く、いまだ完全といえるまでに
は至っておらず、今後更に改良を重ねていかなければな
らないのが、当該ディスク型の特にブラシレス(半導体
)モータと言える。さて上記した界磁マグネットのS、
Nの磁極数を増やし、該磁極幅に巻回形成した電機子巻
線数を増やし、この電機子巻線を重畳しないようにした
従来公知のディタであることは第1図乃至第3図で示し
たモータと比較しても明らかなことである。然しなから
、このようなモータはたとえ界磁マグネットのS、Nの
磁極の数を多くしたとしても、電機子巻線の数が増せば
、必然的に電機子巻線は重畳するようになる。例えば、
第4図乃至第5図のものはなるべく電機子巻線2が重畳
しないように、あるいは重畳する部分を少なくするよう
部分がある綽を示したものである。即ち、界磁マグネッ
トのS、Nの磁極数を増し、開角幅を狭く巻回形成した
電機子巻線2を用いればqいに重畳しないように電機子
巻線2ff:配役できるわけであるが、4磁極、7個の
電機子巻線2を有する場合にはそのようなことは不可能
であることを示すものである。上記第1図乃至第3図の
ものを電機子巻線2が重畳しないように等しいピッチで
配設するには、第6図に示すように、S極、N極が交互
に等しい間隔で20等分に磁化された20磁極のフラッ
トドーナツ状界磁マグネット1を形成し、電機子巻線2
は第7図に示すように界磁マグネット1の磁極幅と略々
同一開角幅で扇枠状に巻回形成したものを13個等間隔
に、且つ互いに重畳しないように配設してやる必要があ
る4、ここにおいて、上記したように界磁マグネット1
を20磁極とした場合において、電機子巻線2の個数を
更に多くした場合には、当然に電機子巻線2は重畳する
ことに々る。
2 overlaps - processing of the coil end is difficult, making it unsuitable for mass production, expensive, and extremely uneven
It is impossible to obtain a similar type brushless motor. In an attempt to solve this problem, the number of magnetic poles of the field magnet was increased to 4 magnetic poles, 6 magnetic poles, etc., and the number of magnetic poles was increased to 4 magnetic poles, 6 magnetic poles, etc., and the armature winding was 2, the winding opening angle is 180 degrees, and as the number of magnetic poles is increased, the winding opening angle width is narrowed, the number of armature windings is increased, and the disks are arranged at an equal pitch to avoid overlapping. Type motor cooling has recently appeared, and various designs have been developed based on its effectiveness in that it can be made into a flat disc type. However, compared to the conventional cup motor with a cylindrical core, its history is short and it has not yet reached the point where it can be said to be perfect.The disc-type cup motor must be further improved in the future. In particular, it can be said to be a brushless (semiconductor) motor. Now, S of the field magnet mentioned above,
Figures 1 to 3 show that this is a conventionally known data in which the number of N magnetic poles is increased, the number of armature windings wound around the magnetic pole width is increased, and the armature windings are not overlapped. This is clear when compared with the motor shown. However, in such a motor, even if the number of S and N magnetic poles of the field magnet is increased, as the number of armature windings increases, the armature windings will inevitably overlap. . for example,
FIGS. 4 and 5 show a cage that has a portion so that the armature winding 2 does not overlap as much as possible, or the number of overlapping portions is reduced. In other words, if the number of S and N magnetic poles of the field magnet is increased and the armature winding 2 is wound with a narrow opening angle width, the armature winding 2ff can be arranged so as not to overlap in the q direction. However, this is not possible when the armature has four magnetic poles and seven armature windings 2. In order to arrange the armature windings 2 of the above-mentioned figures 1 to 3 at equal pitches so that they do not overlap, the S and N poles should be arranged alternately at equal intervals of 20 mm, as shown in Figure 6. A flat donut-shaped field magnet 1 with 20 equally magnetized magnetic poles is formed, and an armature winding 2 is formed.
As shown in FIG. 7, it is necessary to arrange 13 pieces wound in a fan frame shape with approximately the same opening angle width as the magnetic pole width of the field magnet 1 at equal intervals and so as not to overlap each other. 4. Here, as mentioned above, the field magnet 1
When the number of armature windings 2 is set to 20 magnetic poles, if the number of armature windings 2 is further increased, the armature windings 2 naturally tend to overlap.

これが重畳しないようにするだめには、界磁マグネット
1の磁極数を更に多くする必要があり、同時に電機子巻
線2も巻き開角を小さくしたものを増さねばならない。
In order to prevent this from being superimposed, it is necessary to further increase the number of magnetic poles of the field magnet 1, and at the same time, it is necessary to increase the number of armature windings 2 with smaller opening angles.

これらの数を多くしていけばいくほど、その条件は厳し
くなり、モータとしてのメリットは少なくなる。ことに
おいて、ディスク型モータは縦方向に長くては困るが、
多くの機器においては半径の長さが増しても良いという
ものが多数存在する。従って、この許されるべき条件を
最大限に活用することが望ましい。しかしながら、従来
、この許されるべき条件に気づくことなく、固定概念に
しばられたカップ型モータや、従来公知のディスク型モ
ータを適用することのみ研究開発されている畳しないで
等間隔で配置することが望ましい、(2)シかし、電機
子巻線2の個数を増加して強いトルクが得られ高効率の
ディスク型モータとしたい。しかも−、トルクリップル
の少ない滑らかな回転を行なうことのできるモータとし
たい。
As the number of these increases, the conditions become more severe and the benefits of the motor decrease. In particular, it is difficult for disc-type motors to be long in the vertical direction, but
In many devices, the length of the radius can be increased. Therefore, it is desirable to make the most of this permissible condition. However, without realizing this permissible condition, conventional research and development has only focused on applying cup-type motors and conventionally known disk-type motors, which are bound to a fixed concept. (2) However, it is desirable to increase the number of armature windings 2 to obtain a high torque and high efficiency disk type motor. Furthermore, we want a motor that can rotate smoothly with little torque ripple.

(3)ただし、上記(1)(2)の条件を満足するにあ
たって、界磁マグネット1の磁極数を増すようなことは
したくない。以上の(1)〜(3)の基本条件を前提と
して検討するに、(4)いま、仮にディスク型ブラシレ
スモータが、例えば直径40センチメートルにも及ぶよ
うな大型のものである場合には、第6図に示すような直
径30センチメートル以上にも及ぶようなフラットドー
ナツ状界磁マグネット1を形成することは非常にやっか
いで、高価なものと寿る。特に直径40センチメートル
にも及ぶような大型の特殊なディスク型モータは、現時
点においては、斬新なために、その使用箇所が限られて
おり、その結果、生産台数も限られている。従って、第
6図に示す界磁マグネット1を使用しても良いわけであ
るが、更につきつめて、安価な界磁マグネット1を用い
ることができるように考慮する必要がある。即ち、第6
@に示すような直径30センチメートルにも及ぶ界磁マ
グネット1を形成する場合、この型代としては一千万円
近くもの費用を要し、他の要素を組み合わせると、その
費用たるや莫大なものとなる。しかしながら、上記した
ように、当該モータの生産台数は限られている。従って
、上記したように安価となる界磁マグネット1を何とか
して形成する必要がある。(5)上記場合において、直
径30センチメートルにも及ぶような界磁マグネット1
を用いる場合には、これと相対向する電機子巻線2(尚
、この電機予巻a2は界磁マグネット1の磁極幅と略同
−開角幅に枠状に巻回形成されている)群の夫々の電機
子巻線2も、大きな枠状のものである必要があり、これ
を形成する導線が極めて太い場合には、さほど問題が起
こることは少ないが、外部等の衝撃により、枠状に巻回
形成した電機子巻線がほぐれ破損することがある。この
ような現象は、当該高価であるモータを用いた装置にお
いては、該装置の信用を傷つける基となる。即ち、この
ような現象は一切起こってはならないことであるが、上
記場合においては、このような現象発生は皆無と言えな
い。このような事態の発生を防止するには、枠状の電機
子巻線2を形成する導線として自己融着線を用いるか、
枠状に導線を巻き回し、更にプラスチックモールドして
固化してやらねばならない。しかしながら、とのよ、う
な手段を施こすことは、非常に高価寿モータを形成する
ことになり、当該高価なモータを“具備する装置それ自
体も高価になるという欠点を有する。
(3) However, in order to satisfy the conditions (1) and (2) above, it is not desirable to increase the number of magnetic poles of the field magnet 1. Considering the basic conditions (1) to (3) above, (4) Now, if the disc-type brushless motor is large, for example, as large as 40 centimeters in diameter, Forming a flat donut-shaped field magnet 1 with a diameter of 30 centimeters or more as shown in FIG. 6 is very complicated and expensive. In particular, large, special disk-type motors with a diameter of up to 40 centimeters are currently novel, so the places where they can be used are limited, and as a result, the number of units produced is also limited. Therefore, although it is possible to use the field magnet 1 shown in FIG. 6, it is necessary to take into consideration the possibility of using an inexpensive field magnet 1. That is, the sixth
In order to form a field magnet 1 with a diameter of 30 centimeters as shown in @, the cost for this mold would be close to 10 million yen, and when other elements are combined, the cost would be enormous. Become something. However, as mentioned above, the number of motors produced is limited. Therefore, as described above, it is necessary to somehow form the field magnet 1 which is inexpensive. (5) In the above case, a field magnet 1 with a diameter of up to 30 cm
When using the armature winding 2, which faces the armature winding 2 (this electric machine pre-winding a2 is wound in a frame shape with approximately the same opening angle width as the magnetic pole width of the field magnet 1). Each armature winding 2 in the group must also have a large frame shape, and if the conducting wire forming this is extremely thick, this will not cause much of a problem, but the frame may break due to external impact. The armature winding, which is wound in a shape, may become unraveled and damaged. Such a phenomenon damages the credibility of a device using an expensive motor. That is, although such a phenomenon should never occur, it cannot be said that such a phenomenon never occurs in the above case. In order to prevent such a situation from occurring, it is necessary to use self-fusing wire as the conducting wire forming the frame-shaped armature winding 2, or
The wire must be wound into a frame, then molded into plastic and solidified. However, implementing such a measure results in a motor having a very long lifespan, and has the disadvantage that the apparatus equipped with the expensive motor itself becomes expensive.

本発明のディスク型ブラシレスモータは上記した(1)
〜(5)の全ての面を考慮17、これらの点を解決して
相乗的効果を発生するように案出されたもので、上記(
1)〜(5)の欠点を解決すると共に、後記する説明か
ら明らかとなるであろう効果をも有するものを得るため
になされたものである。
The disc type brushless motor of the present invention is as described above (1).
It was devised to take into account all the aspects of ~ (5)17, solve these points and generate a synergistic effect, and the above (
This was done in order to solve the disadvantages of 1) to (5) and to obtain an effect that will become clear from the explanation given later.

以下、第8図以下の図面を用いて本発明の詳細な説明を
行なうこととする。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings from FIG. 8 onwards.

第8図は本発明の一実施例としての本発明ディスク型ブ
ラシレスモータMの縦断面図で、該ブラシレスモータM
の本体は軟鋼板等の磁性体でできた四角形状ヨーク3,
4を間隔を有して相対向させ、四隅を支柱5で支持する
ことで形成している。このように形成したブラシレスモ
ータMの略中心部に回転軸6を直交して軸受7゜8によ
り回動自在に軸支している5回転軸6のヨーク3,4間
の位置には磁性体からなる円板状ヨーク9が垂設されて
おり、このヨーク9は回転軸6と一体して回転するよう
になっている。
FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional view of a disc type brushless motor M of the present invention as an embodiment of the present invention.
The main body is a rectangular yoke 3 made of a magnetic material such as a mild steel plate.
4 are opposed to each other with a gap between them, and the four corners are supported by pillars 5. The rotating shaft 6 is perpendicular to the center of the brushless motor M formed in this way and rotatably supported by a bearing 7°8.A magnetic material is placed between the yokes 3 and 4 of the rotating shaft 6. A disc-shaped yoke 9 is vertically arranged, and this yoke 9 rotates together with the rotating shaft 6.

ヨーク9の両面には、第6図で示すような円環状界磁マ
グネット1が固(吸)着されており、該界磁マグネット
1と相対向するブラシレスモータMの本体の内面(ヨー
ク3及び4の界磁マグネット1と対向する面)には界磁
マグネット1の磁極幅と略々同一開角幅に導線を(扇)
枠状に多数ターン巻回形成した電機子巻線21が半径方
向に2段以上に渡って配設されている。尚、第8図のも
のにあっては半径方向に2段に渡って配設されている。
On both sides of the yoke 9, an annular field magnet 1 as shown in FIG. On the surface of No. 4 facing the field magnet 1), a conducting wire (fan) is connected with an opening angle width that is approximately the same as the magnetic pole width of the field magnet 1.
An armature winding 21 formed by winding a large number of turns in a frame shape is arranged in two or more stages in the radial direction. In addition, in the case of the one shown in FIG. 8, they are arranged in two stages in the radial direction.

尚、第6図に示す界磁マグネット1を用いると、当該デ
ィスク型ブラシレスモータMが直径40センチメートル
にも及ぶような大型のものである場合には、その型代だ
けでも−千万円以上もかかることになり、非常に高価と
なって不都合である。特に本発明のディスク型ブラシレ
スモータMが現段階において特殊な分野、たとえば非常
に高価な画像機器や人体の生命にも影響を及ぼすような
人工呼吸器や人工心肺装置等の医療器等の分野に使用さ
れる場合には、一般的なモータに比較して、その量産台
数も少ない。従って、界磁マグネット1は高価なもので
あってはならない。そこで、この点を解決するに当って
、第6図に示すS磁極、N磁極を形成する磁極を界磁マ
グポットセグメントIA 、 IBで形成すると便利で
ある。界磁マグネット1が20磁極のものであるとする
と、第6図で20等分されたーの扇枠状の界磁マグネッ
トセグメントを20個必要とする。しかし、直径30セ
ンチメートルにも及ぶ界磁マグネット1を形成する扇枠
状の界磁マグネットセグメントを形成することもやっか
いであり、上記界磁マグネット1同様に高価になる。そ
こで、このような扇枠状の界磁マグネットセグメントを
更に小さな四角形状の安価な界磁マグネットセグメント
IA。
Furthermore, if the field magnet 1 shown in Fig. 6 is used, and the disc-type brushless motor M is as large as 40 centimeters in diameter, the mold cost alone will cost more than 10 million yen. This is very expensive and inconvenient. In particular, the disc-type brushless motor M of the present invention is currently being used in special fields, such as very expensive imaging equipment and medical equipment such as respirators and heart-lung machines that can affect human life. When used, the number of mass-produced motors is small compared to general motors. Therefore, the field magnet 1 must not be expensive. Therefore, in solving this problem, it is convenient to form the magnetic poles forming the S magnetic pole and N magnetic pole shown in FIG. 6 using the field mug pot segments IA and IB. Assuming that the field magnet 1 has 20 magnetic poles, 20 sector-shaped field magnet segments are required, which are divided into 20 equal parts as shown in FIG. However, it is also cumbersome to form the fan frame-shaped field magnet segments that form the field magnet 1 with a diameter of up to 30 centimeters, and like the field magnet 1 described above, it becomes expensive. Therefore, such a fan frame-shaped field magnet segment is replaced with a smaller, square-shaped, inexpensive field magnet segment IA.

1Bで第9図のように形成するようにする。尚、第9図
においては図面の作成上全ての界磁マグネツ) IA 
、 IBを描いていない。この第9図に示すように、当
該磁極幅を満足して当該磁極幅を満足するように、半径
方向に2個(3個以上であっても良い)の界磁マグネッ
トセグメン目A。
1B as shown in FIG. 9. In addition, in Figure 9, all field magnets are included in the drawing.
, not drawing IB. As shown in FIG. 9, two (or three or more) field magnet segments A are arranged in the radial direction so as to satisfy the magnetic pole width.

IBをヨーク9の面に固(吸)着させてやることで、界
磁マグネット1を形成すると、当該界磁マグネット1が
安価に形成でき、究極的に形成され界磁マグネットセグ
メン)IA、IBは同質のものを用いる必要はなく、外
周方向において特に強いトルクを要求される回転モータ
の性質上、界磁マグネットセグメントは外周方向のもの
ほど強い磁力のものを、例えば界磁マグネットセグメン
トIAとしてサマリューム希土類マグネットを用い、内
周方向のものほど弱い磁力のものを、例えば安価な黒色
のフェライトマグネットを用いると更に相乗的効果を得
ることができる。尚、第9図においては、セグメン目A
、IBは接触的に配置しているが、電機子巻線21の発
生トルりに寄与しない部分2’B、2’B’はセグメン
)IA、IBと対向させなくても良いわけであるから、
本来的にはセグメン) IA、IBは更に小さなものを
用いることができるのでより良くなる。しかし、第8図
で作成した図面の及び文章の都合上、本発明のディスク
型ブラシレスモータMにおいては、第6図に示す界磁マ
グネット1を用いることとする。該界磁マグネット1と
相対向するヨーク7.8の面には同一面上において半径
方向に2段(尚、3段以上であっても良い)に渡って、
マグネット1の磁極幅と略同−(すなわち、同様な条件
を満せば良い)開角幅に巻回形成された枠状電機子巻線
2’a 、2’bが周方向に13個それぞれ配設されて
いる(第10図参照)。この第10図から明らかなよう
に内周方向の心機子巻線2/bは、度ずらせてやる。ま
た第10図から明らかなように電機子巻線2’a 、2
’bは互いに、その半径方向においても、また周方向に
おいても重畳しないように配設されているので、ヨーク
9と界磁マグネット1との間のエアーギャップを短くで
きるので、強いトルクが得られ、高効率のディスク型ブ
ラシレスモータMとなる。また電機子巻線2’a、2’
bは互いに重畳しないように配設しているので、極めて
軸方向に偏平なディスク型のものとなる。またE段と下
段の2段に渡って電機子巻線2’a、2’bを配設する
ようにすれば、電機′r−a線2の数が非常に多くなっ
ても重畳する確率は極めて少なくなる。更にまた、この
ように配設すると、周方向に巻線2’a 、 2’bが
それぞれ13個有するので、この2倍の26相のディス
ク型ブラシレスモータMとなる。両面に巻線2’a 、
 2’bが、同様に有する場合には、46相のモータM
となる。
If the field magnet 1 is formed by firmly adhering IB to the surface of the yoke 9, the field magnet 1 can be formed at low cost, and ultimately the field magnet segments (IA, IB) are formed. It is not necessary to use the same quality.Due to the nature of a rotating motor that requires particularly strong torque in the outer circumferential direction, field magnet segments with stronger magnetic force in the outer circumferential direction are used, for example, as field magnet segments IA. A more synergistic effect can be obtained by using rare earth magnets with weaker magnetic force toward the inner circumference, for example, using inexpensive black ferrite magnets. In addition, in FIG. 9, segment A
, IB are placed in contact with each other, but the parts 2'B and 2'B' that do not contribute to the generated torque of the armature winding 21 are segments) and do not have to face IA and IB. ,
(Essentially segment) IA and IB can be made even smaller, which makes it even better. However, for convenience of the drawing and text created in FIG. 8, the field magnet 1 shown in FIG. 6 is used in the disk type brushless motor M of the present invention. On the surface of the yoke 7.8 facing the field magnet 1, there are provided two steps (although three or more steps may be provided) in the radial direction on the same surface.
Thirteen frame-shaped armature windings 2'a and 2'b are wound in the circumferential direction, each having an opening angle width that is approximately the same as the magnetic pole width of the magnet 1 (that is, it is sufficient to satisfy the same conditions). (See Figure 10). As is clear from FIG. 10, the core armature winding 2/b in the inner circumferential direction is shifted by degrees. Also, as is clear from Fig. 10, the armature windings 2'a, 2
'b are arranged so that they do not overlap each other in the radial direction or the circumferential direction, so the air gap between the yoke 9 and the field magnet 1 can be shortened, so strong torque can be obtained. , a highly efficient disc-type brushless motor M is obtained. Also, armature windings 2'a, 2'
b are arranged so as not to overlap with each other, so that they are disk-shaped and extremely flat in the axial direction. In addition, if the armature windings 2'a and 2'b are arranged over two stages, the E stage and the lower stage, there is a probability that they will overlap even if the number of the electric machine'r-a wires 2 becomes very large. becomes extremely small. Furthermore, with this arrangement, there are 13 windings 2'a and 2'b each in the circumferential direction, resulting in a disc-type brushless motor M with 26 phases, which is twice as many. Winding 2'a on both sides,
2'b similarly has a 46-phase motor M
becomes.

即ち、従来のディスク型モータに比較して、2倍、3倍
・・・の相数のモータMとし得るので、トルクリップル
の少ない高性能のモータM(j得ることができる。また
導線で大きな扇枠状に巻回形成した電機子巻線は、その
強度が弱いのに対して、小さな扇枠状に巻回形成した電
機子巻線の方が強度が強い。ホール素子等の位置検知素
子は、それぞれの巻線2’a、2’bの枠内空胴部内に
配置しているっ本来的には、素子10は、巻線2Ia。
In other words, compared to a conventional disk type motor, it is possible to create a motor M with twice, three times, etc. the number of phases, so it is possible to obtain a high-performance motor M (j) with less torque ripple. Armature windings wound in the shape of a fan frame have low strength, whereas armature windings wound in the shape of a small fan frame are stronger. Position sensing elements such as Hall elements are arranged within the frame cavities of the respective windings 2'a, 2'b. Essentially, the element 10 is arranged in the frame cavity of the respective windings 2'a, 2'b.

2愼発生トルクに寄与する導体部位置に配置するわけだ
が、この位置に素子10−i配置すると、その分だけ、
巻線と界磁マグネット間のエアギャップを長くしなけれ
ばならず、その分だけトルクを落すこととなり、また当
該モータの厚みを厚くしなければならず不都合である。
The element 10-i is placed at the position of the conductor that contributes to the generated torque, but if the element 10-i is placed at this position, the
The air gap between the windings and the field magnet must be lengthened, which reduces the torque accordingly, and the thickness of the motor must also be increased, which is inconvenient.

従って、素子10は発生トルクに寄与する導体部と同条
件に合致する位置である巻線2’a 、2’bの枠内空
胴部に配設している。第11図は第9図に示す界磁マグ
ネツ)1(IAとIBで形成)と第10図に示す電機子
巻線2’a 、2’bとの展開図を示すものである。第
11図を参照(−て、電機子巻線2’a 、2’bのそ
れぞれの−の端子はモータMの内部において共通接続さ
れ、他の端子はそれぞれ半導体整流装置11に接続され
ている。本発明において、なぜこのように接続したかに
ついては後記する。半導体整流装置11はプラス側電源
端子12−1.マイナス側電源端子12−2に接続され
ている。上記半導体整流装置11は、例えば第12図に
示す半導体整流装置13群(巻線12’a及び12/b
と同数個)からなる。   ′この半導体整流装置13
について説明すると、位置検知素子1O−3(尚、この
素子10は第11図においては、理解の都合L1巻線2
’a 、2!bの発生トルクに寄与する導体部上に配線
した場合を描いている)は、例えば、4端子を有するホ
ール素子を用い、2つの抵抗R1とR3との中間点位置
に配設されているっこの素子10は界磁マグネット1の
N極、S極を検出することで、適宜の方向の電流を電機
子巻線2’a 、 2’bに通電するための検出素子で
ある。この素子10−3は、第11図から明らかなよう
に、界磁マグネットセグメントIAのS極と対向してい
るので、即ち、S極を検出しているので、この素子10
−3からの出力波形は第13図(a)に示すように現わ
れる。素子10−3の端子14a。
Therefore, the element 10 is disposed in the hollow part within the frame of the windings 2'a and 2'b, which is a position that meets the same conditions as the conductor part contributing to the generated torque. FIG. 11 shows a developed view of the field magnet (formed by IA and IB) shown in FIG. 9 and the armature windings 2'a and 2'b shown in FIG. Referring to FIG. 11, the - terminals of the armature windings 2'a and 2'b are commonly connected inside the motor M, and the other terminals are respectively connected to the semiconductor rectifier 11. In the present invention, the reason for this connection will be described later.The semiconductor rectifier 11 is connected to the positive power terminal 12-1 and the negative power terminal 12-2.The semiconductor rectifier 11 is For example, 13 groups of semiconductor rectifiers (windings 12'a and 12/b) shown in FIG.
(the same number of pieces). 'This semiconductor rectifier 13
To explain, the position sensing element 1O-3 (this element 10 is shown in FIG. 11 as the L1 winding 2 for the sake of understanding)
'a, 2! For example, a Hall element with four terminals is used, and the wire is placed at the midpoint between two resistors R1 and R3. This element 10 is a detection element for detecting the N pole and S pole of the field magnet 1 to pass current in an appropriate direction to the armature windings 2'a and 2'b. As is clear from FIG. 11, this element 10-3 faces the S pole of the field magnet segment IA, that is, since the S pole is detected, this element 10-3
The output waveform from -3 appears as shown in FIG. 13(a). Terminal 14a of element 10-3.

14bは反転増幅回路15に接続されている。この反転
増幅回路15は素子10−3からの出力電圧を増幅する
もので、回路15からの出力波形ヲ第13図(b)のよ
うに現われる。回路15によって増幅された信号は電流
増幅回路17に入力され、回路17からの出力波形は第
13図(c)のように現われる。素子10−3はS極を
検出しているので、素子10−3の出力は抵抗R3を介
してオペアンプ16で電圧増幅され、抵抗R6を介して
トランジスタTr4をオンしくこのとき、トランジスタ
Trt pTrsはオフとなっている)、トランジスタ
Tr2もオンするので電機子巻線2/a−3には矢印A
方向に電流が流れる。素子10−3がN極を検出したと
きには、素子10−3の出力は抵抗R1を介してオペア
ンプ16に流れて電圧増幅され、この電圧増幅された出
力は抵抗R1を介してトランジスタTrsをオンするの
で(尚、トランジスタTr、 、 ’l’r4はオンと
なっている)、トランジスタTr1をもオンするので電
機子巻線2’a−3には、今度は反矢四方向に流れる。
14b is connected to the inverting amplifier circuit 15. This inverting amplifier circuit 15 amplifies the output voltage from the element 10-3, and the output waveform from the circuit 15 appears as shown in FIG. 13(b). The signal amplified by the circuit 15 is input to the current amplification circuit 17, and the output waveform from the circuit 17 appears as shown in FIG. 13(c). Since the element 10-3 detects the S pole, the output of the element 10-3 is voltage amplified by the operational amplifier 16 via the resistor R3, and the transistor Tr4 is turned on via the resistor R6. At this time, the transistor Trt pTrs is turned on. ), transistor Tr2 is also turned on, so armature winding 2/a-3 has arrow A.
Current flows in the direction. When the element 10-3 detects the N pole, the output of the element 10-3 flows through the resistor R1 to the operational amplifier 16 and is voltage amplified, and this voltage amplified output turns on the transistor Trs through the resistor R1. Therefore, since the transistor Tr1 is also turned on (transistors Tr, , 'l'r4 are on), current flows in the armature winding 2'a-3 in the four directions opposite to the arrows.

尚、他の電機子巻線2’a、2’bについても同様なの
で、説明を省略する。また第11図において素子1’0
−2.10−13 、10−17 、10−19及び1
0−21はS極とN極の境目を検知しているので、当該
素子からは出力が出ないので電機子巻線2’a−2,2
’a−13、2’b−1、2’b−3及び2’b −5
には電流が流れない。
Note that the same applies to the other armature windings 2'a and 2'b, so a description thereof will be omitted. Also, in FIG. 11, element 1'0
-2.10-13, 10-17, 10-19 and 1
Since 0-21 detects the boundary between S and N poles, no output is output from the element, so armature windings 2'a-2, 2
'a-13, 2'b-1, 2'b-3 and 2'b-5
No current flows through.

さて、上記において、電機子巻線2’a及び2Toのそ
れぞれの−の端子を共通接続し、他の端子をそれぞれ半
導体整流装置11(13)に接続した理由を以下に述べ
る。尚、このような本発明の接続方法は電機子巻線の数
が多ければ多いほどその効果を発揮するもので、周方向
に配設された電機子巻線2’a、 2’bの数が2乃至
5個ぐらいの数では、その重要な機能を果し得ないが、
その数が7個以上である場合には効率良く巻線に通電で
きるので、起動トルクが増大する効率良好なディスク型
ブラシレスモータMが得られることになる。
Now, the reason why the negative terminals of the armature windings 2'a and 2To are commonly connected and the other terminals are connected to the semiconductor rectifier 11 (13) will be described below. The connection method of the present invention is more effective as the number of armature windings increases, and the number of armature windings 2'a and 2'b disposed in the circumferential direction However, if there are only 2 to 5 of them, they cannot fulfill their important functions.
When the number is seven or more, the windings can be energized efficiently, so that an efficient disk-type brushless motor M with increased starting torque can be obtained.

従来において電機子巻線2を7個以上有する整流子モー
タとしては第14図に示すようなものが見られる。これ
は鉄心を1周して閉回路を形成した単口単重巻を示す。
Conventionally, a commutator motor having seven or more armature windings 2 is shown in FIG. 14. This shows a single-port, single-layer winding in which the iron core goes around once to form a closed circuit.

第14図において、符号18は整流子、19はブラシを
示す。尚、単口単型巻のほかには単ロニ型巻や複合二型
巻が公知となっている。いま、この第14図のものを、
第15図のように配設した7個の電機予巻#I2を有す
る場合で、しかも第16図に示すように、交互等間隔に
S極、N極が交互に着磁された10極の界磁マグネット
1を用いた場合を例にとり、ブラシレスモータに置換し
てやると、第17図に示すようになる。各電機子巻線2
−1.・・・2−7は、巻線同志の接続点に半導体整流
装置13が接続されている。このように配設された巻線
群2−1.・・・。
In FIG. 14, reference numeral 18 indicates a commutator, and 19 indicates a brush. In addition to the single-hole single-type winding, a single-hole type winding and a composite two-type winding are also known. Now, this figure 14,
In this case, there are seven electric prewinding #I2 arranged as shown in Fig. 15, and as shown in Fig. 16, there are 10 poles with S poles and N poles alternately magnetized at equal intervals. Taking the case where the field magnet 1 is used as an example and replacing it with a brushless motor, the result will be as shown in FIG. 17. Each armature winding 2
-1. ...2-7, a semiconductor rectifier 13 is connected to a connection point between the windings. Winding group 2-1 arranged in this way. ....

2−7に適した方向の電流を流してやれば、回転子はフ
レミングの左手の法則に従って回転することになる。巻
線群2−1.・・・、2−7に適した電流を流すための
検出装置が、上記した半導体整流装置13である。いま
半導体整流装置13−1.13−2及び13−3の位置
検知素子10(尚、第17図においては描いてい々い)
がN極を検出しているとすると、トランジスタTr、が
オンする。また装置13−4 、13−5 、13−6
及び13−7の位置検知素子10がS極を検出している
ものとするとトランジスタIf r、がオンする。従っ
て、−見、巻#2−1゜2−2及び2−3の電流は巻線
2−4 、2−5 、2−6及び2−7へ流れるように
思われる。しかしながら、第17図のような巻線方法に
よっlモータでは、接続点20−1.・・・、20−3
は同電位となってしるので、逆起電力が出ている場合、
ショートされて巻線2−1.・・・、2−3には電流が
流れない。また接続点20−5.20−6は接続点20
−4.20−7と同電位なので、巻#!2−5.2−6
には電流が流れない。
If a current is applied in the direction appropriate for 2-7, the rotor will rotate according to Fleming's left-hand rule. Winding group 2-1. . . , 2-7, the above-mentioned semiconductor rectifier 13 is a detection device for flowing a suitable current. Now, the position detection elements 10 of the semiconductor rectifiers 13-1, 13-2 and 13-3 (note that they are not drawn in FIG. 17)
Assuming that Tr is detecting the N pole, the transistor Tr is turned on. Also devices 13-4, 13-5, 13-6
Assuming that the position detection element 10 of 13-7 is detecting the S pole, the transistor Ifr is turned on. Therefore, it appears that the current in windings #2-1, 2-2 and 2-3 flows to windings 2-4, 2-5, 2-6 and 2-7. However, in a motor using the winding method as shown in FIG. 17, the connection point 20-1. ..., 20-3
are at the same potential, so if a back electromotive force is generated,
The winding 2-1 is short-circuited. ..., no current flows through 2-3. Also, connection point 20-5 and 20-6 are connection points 20-5 and 20-6.
-4.Since it has the same potential as 20-7, the volume is #! 2-5.2-6
No current flows through.

即ち、第17図のような結線方□法によると、接続点2
0−1と20−7.20−3と20−4の異なる電位間
の巻線2−1.2−4の合計2個しか電流が流れないこ
とになる。即ち、合計7個の巻線2−1.・・・。
That is, according to the connection method □ method as shown in Fig. 17, connection point 2
Current flows through only two windings 2-1, 2-4 between different potentials: 0-1 and 20-7, and 20-3 and 20-4. That is, a total of seven windings 2-1. ....

2−7のうち5個の巻線が利用されないため、十分なト
ルクをかせげないことになる。そこで、十分なトルクを
かせぐために、更に巻線2の数を多くしてやれば、その
分だけ通電されない巻線数も増加する。このような欠点
を解消するには、従来の方法や概念からは、非常に複雑
な結線方法を行なう以外なかったのである。そこで、本
発明者の一人が先に第18図に示す結線方法を行なった
のである。この結線方法は、′コロンブスの卵1と閂じ
て種を明かしてしまえば、簡単に思える気もするが、当
該モータ分野において、このような発想ばかりか製品に
も見られなかったものである。従って、更に効率の良い
モータが得られなかったわけである。この結線方法は、
ディスク型モータであり、しかもブラシレスモータであ
り、更にまた効率の良いディスク型ブラシレスモータM
を得るために電機子巻線2が周方向に7個以上有する場
合において有効であるとか鋤者造。しかしながら、従来
において、第11図や第18図の結線方法を発想するこ
とができなかったものである。第18図を参照して、当
該第18図で説明する結線方法を本発明に適用すれば、
当該本発明が極めて新規且つ進歩性に富んでいる発明で
あることが理解されていくであろう。
Since 5 windings out of 2-7 are not used, sufficient torque cannot be generated. Therefore, if the number of windings 2 is further increased in order to generate sufficient torque, the number of windings that are not energized increases accordingly. In order to eliminate these drawbacks, the only way to overcome conventional methods and concepts was to use a very complicated wiring method. Therefore, one of the inventors of the present invention first performed the wiring method shown in FIG. This wiring method may seem simple once you reveal the details of the 'Columbus' egg 1', but in the motor field, this kind of idea was not only something that had never been seen before, but also in products. . Therefore, a more efficient motor could not be obtained. This wiring method is
Disc type brushless motor M is a disc type motor and is also a brushless motor, and is also highly efficient.
It is said that this is effective when the armature winding 2 has seven or more windings in the circumferential direction in order to obtain this. However, in the past, it has not been possible to conceive of the wiring methods shown in FIGS. 11 and 18. Referring to FIG. 18, if the wiring method explained in FIG. 18 is applied to the present invention,
It will be understood that the present invention is extremely novel and highly inventive.

第18図を参照して、上記と同様に電機子巻線2−1.
・・・、2−7は第15図のように配設されている点に
おいては変りない。また界磁マグネット1も第16図の
ものを用いることとする。この第18図のものは、電機
子巻線2−1.・・・、2−7の−の端子2−1’、・
・・、2−7’は当該モータMの内部において共通接続
し、他の端子2−1“、・・・、2−7’は、当該モー
タがその内部に半導体整流装置13−1.・・・。
Referring to FIG. 18, armature winding 2-1.
. . , 2-7 are the same as shown in FIG. 15. The field magnet 1 shown in FIG. 16 is also used. The one in FIG. 18 includes armature winding 2-1. ..., 2-7 - terminal 2-1', ・
. . , 2-7' are commonly connected inside the motor M, and other terminals 2-1", . . . , 2-7' are connected to the semiconductor rectifier 13-1. . ....

13−7を有していない場合には、当該モータの外部に
設けられているわけだが、いずれにしてもこの整流装置
13−1.・・・、13−7のそれぞれの端子に接続さ
れている。尚、第19図は第18図の界磁マグネット1
と電機子巻線2の展開図である。
13-7, it is provided outside the motor, but in any case, this rectifying device 13-1. ..., 13-7 are connected to respective terminals. In addition, Fig. 19 shows the field magnet 1 of Fig. 18.
and a developed view of the armature winding 2.

この第19図においては、位置検知素子10−1.・・
・。
In FIG. 19, position sensing elements 10-1.・・・
・.

10−7を電機子コイル2−1.・・・、2−7の発生
トルクに寄与する導体部上に置いた場合を示している。
10-7 to armature coil 2-1. . . , shows the case where it is placed on the conductor portion that contributes to the generated torque of 2-7.

この第19図から明らかなように、素子10−5がS極
とN極の境胃線部と相対向位置しているため、該素子1
0−5からは出力が発生せず、従って、電機子巻線2−
5には通電されない。しかし、素子1()−1、・・・
、 10−4 、10−6 、10−7はそれぞれN極
As is clear from FIG. 19, since the element 10-5 is positioned opposite to the boundary line between the S and N poles, the element 10-5
No output is generated from 0-5 and therefore armature winding 2-
5 is not energized. However, element 1()-1,...
, 10-4, 10-6, and 10-7 are N poles, respectively.

S極と対向し、当該磁極を検出しているので、電機予巻
@2−1.・・・、 2−4 、2−6、2−7には第
19図のように電流が流れる0例えば、装置13−1(
第18図参照)においては、素子10−1がN極と対向
しているので、トランジスタTrlがオンジ、また装置
13−2においては、素子10−2がS極と対向してい
るので、トランジスタTr2がオンし、従って、端子2
−1’、電機子巻線2−1.端子2−1’。
Since it faces the S pole and detects the magnetic pole, the electric machine pre-winding @2-1. ..., 2-4, 2-6, 2-7 as shown in FIG. 19. For example, the device 13-1 (
In the device 13-2, the element 10-1 faces the north pole, so the transistor Trl is turned on, and in the device 13-2, the element 10-2 faces the south pole, so the transistor Trl is turned on. Tr2 is turned on, therefore, terminal 2
-1', armature winding 2-1. Terminal 2-1'.

接続点21及び端子2−21を介して電流が流れるっ以
下同様。
Current flows through the connection point 21 and the terminal 2-21, and so on.

従って、第18図、第19図による結線方法によれば、
7個のうち6個の電機子巻線2に通電され、当該電機子
巻線2を有効利用できる。尚、上記したように第17図
の結線方法によれば、7個のうち2個の電機子巻線2し
か有効利用できない。電機子巻線2が界磁マグネット1
の両面に有する場合には、利用されない電機子巻線2の
数も2倍になることは明らかである。また電機子巻線2
の数が多くなればなるほど、通電されない電機子巻線2
の数は増えるが、たとえ通電されない電機子巻線2があ
るとしても、その時間はわずかの間で、その後すぐに当
該電機子巻線2に通電されるようになる、従って、電機
子巻線2を有効利用でき、強いトルクをかせげると共に
極めて効率のよいモータMが得られる。
Therefore, according to the wiring method shown in FIGS. 18 and 19,
Six of the seven armature windings 2 are energized, and the armature windings 2 can be effectively used. As described above, according to the wiring method shown in FIG. 17, only two of the seven armature windings 2 can be effectively used. Armature winding 2 is field magnet 1
It is clear that the number of unused armature windings 2 also doubles if the armature windings 2 are provided on both sides. Also, armature winding 2
The greater the number of armature windings 2
Although the number of armature windings 2 increases, even if there is an armature winding 2 that is not energized, the time is short and the armature winding 2 becomes energized soon after that. 2 can be used effectively, and a motor M that can generate strong torque and is extremely efficient can be obtained.

また片面にお・いて電機子巻線2の数を7,9゜11、
・・・と奇数個とすると、それぞれ当該片面において7
相、9相、11相、・・・のモータMとなり特性の良い
モータとなる。
Also, the number of armature windings 2 on one side is 7.9°11,
...and an odd number, each side has 7
The motor M is a phase, 9-phase, 11-phase, etc. motor with good characteristics.

従って、本発明においても第18図及び第19図による
結線方法を、上記したように本発明の一実施例である第
11図において採用しているわけである。尚、第20図
は周方向に電機子巻線2/を 。
Therefore, in the present invention as well, the wiring method shown in FIGS. 18 and 19 is adopted in FIG. 11, which is an embodiment of the present invention, as described above. In addition, Fig. 20 shows the armature winding 2/ in the circumferential direction.

7個以上有する本発明の一実施例を示す展開図である。It is a development view showing an example of the present invention having seven or more.

この第20図から明らかなように、第18図及び第19
図のものに比較して、通電される電機子巻線2′の数は
、更に2倍になる。従って、その倍の相数のモータMと
することができ、極めてトルクリップルを少なくできる
。尚、第20図の結線方法については、上記説明で既に
明らかとなっているので、その説明を省略する。
As is clear from this Figure 20, Figures 18 and 19
Compared to the one shown, the number of energized armature windings 2' is further doubled. Therefore, the motor M can have double the number of phases, and torque ripple can be extremely reduced. Incidentally, since the wiring connection method shown in FIG. 20 has already been made clear from the above explanation, the explanation thereof will be omitted.

本発明は上記した説明から明らかとなる構成にて成立し
ているため、電機子巻線の数を多く配設でき、多相モー
タにできるので、強いトルクが得られ、効率が良く、ト
ルクリップルが極めて少ない滑らかな回転を打力うディ
スク型ブラシレスモータとなる。従って、画像機器や医
療器等の高性能を要求される特殊な装置に適し、またブ
ラシレスであるためその高価性にも見合う寿命も得られ
る。また、電機子巻線の数を多くしても電機子巻線同志
゛が互いに重畳する可能性はほとんどなく、軸方向に偏
平々ディスク型のブラシレスモータが得られるという効
果を有する。
Since the present invention is established with a configuration that is clear from the above explanation, it is possible to arrange a large number of armature windings, and it can be made into a multi-phase motor, so strong torque can be obtained, efficiency is high, and torque ripples can be reduced. This is a disc-type brushless motor that provides smooth rotation with extremely little friction. Therefore, it is suitable for special equipment that requires high performance, such as imaging equipment and medical equipment, and since it is brushless, it has a long life that is commensurate with its high cost. Further, even if the number of armature windings is increased, there is almost no possibility that the armature windings overlap each other, and there is an effect that a brushless motor having a flat disk shape in the axial direction can be obtained.

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

第1図は弓枠状の電機子コイルの平面図、第2図は第1
図の電機子巻線を用いて配設した場合の平面図、第3図
は第2図の場合における電機子巻線と界磁マグネットと
の展開図、第4図は4極、7コイルの場合の電機子巻線
の配役を示す平面図、第5図は第4図の場合における電
機子巻線と界磁マグネットとの展開図、第6図は20極
の界磁マグネットの平面図、第7図は周方向に有する1
3個の電機子巻線を重畳させないで配設した場合の平面
図、第8図は本発明の一実施例としてのディスク型ブラ
シレスモータの縦断面図、第9図は界磁マグネットセグ
メントで第6図に示す界磁マグネットを形成する場合の
説明図、第10図は本発明の一実施例を示す電機子巻線
の配設を示す平面図、第11図は本発明の一実施例を示
す電機子巻線と界磁マグネットの展開図、第12図は一
実施例としての半導体整流装置の説明図、第13図は第
12図の半導体整流装置の各構成ブロックから出力され
る出力波形を示す説明図、第14図は電機子巻線を周方
向に7個以上有する公知の整流子モータの原理構成説明
図、第15図は7個の電機子巻線を周方向に配設した場
合の平面図、第16図は10極の界磁マグネットの平面
図、第17図は第14図の整流子モータをブラシレスモ
ータに置換した場合の原理構成説明図、第18図は本発
明にて採用される一実施例としての電機子コイルの結線
方法の説明図、第19図は第18図における電機子巻線
と界磁マグネットとの展開図、第20図は本発明の他の
実施例を示す電機子巻線と界磁マグネット(セグメント
)との展開図である。
Figure 1 is a plan view of the bow frame-shaped armature coil, Figure 2 is the
Fig. 3 is a developed view of the armature winding and field magnet in the case of Fig. 2, and Fig. 4 is a plan view of the arrangement using the armature winding shown in Fig. 2. FIG. 5 is a developed view of the armature winding and field magnet in the case of FIG. 4, FIG. 6 is a plan view of a 20-pole field magnet, Figure 7 shows 1 in the circumferential direction.
FIG. 8 is a plan view of three armature windings arranged without overlapping each other, FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a disc-type brushless motor as an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for forming a field magnet, FIG. 10 is a plan view showing the arrangement of armature windings showing an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is an explanatory diagram of a semiconductor rectifier as an example, and FIG. 13 is an output waveform output from each component block of the semiconductor rectifier shown in FIG. 12. FIG. 14 is an explanatory diagram showing the principle structure of a known commutator motor having seven or more armature windings in the circumferential direction, and FIG. Fig. 16 is a plan view of a 10-pole field magnet, Fig. 17 is an explanatory diagram of the principle configuration when the commutator motor in Fig. 14 is replaced with a brushless motor, and Fig. 18 is a plan view of the present invention. FIG. 19 is a developed view of the armature winding and field magnet in FIG. 18, and FIG. 20 is an illustration of another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a developed view of an armature winding and a field magnet (segment) showing an example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、N、S交互に磁化された2m(mは1以上の正の整
数)磁極の界磁マグネットを回転側とし、該界磁マグネ
ットの磁極幅と略同−開角幅に巻回形成された枠状電機
子巻線を上記界磁マグネットに相対向して円周方向に2
以上であり且つ半径方向に2段以上に渡って固定側に平
面配設すると共に上段と下段との電機子巻線を位置をず
らせて固定側に平面配設し、上記固定側に界磁マグネッ
トの磁極を検知する位置検知素子群を配設したことを特
徴とするディスク型ブラシレスモータ。 2、半径方向に2段以上に渡って固定側に平面配設した
上段と下段の電機子巻線とは互いに重畳しないように配
設したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のデ
ィスク型ブラシレスモータ。 3、円周方向に2以上有する電機子巻線は円周方向にお
いて互いに重畳しないように等間隔に固定側に平面配設
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
項記載のディスク型ブラシレスモータ。 4、上記位置検知素子は電機予巻1fQ1個につきそれ
ぞれ1個を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項乃至第3項いずれかに記載のディスク型ブラシレス
モータ。 5、上記界磁マグネットは回動自在に軸支された回転軸
に垂設された円板状の磁性材ヨークの両面に平面固設さ
れ、上記電機子巻線群は上記ヨークの両面に有する界磁
マグネットそれぞれに相対向して固定側に設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれかに
記載のディスク型ブラシレスモータ。 6、上記電機子巻線は円周方向に7個以上有し、電機子
巻線の−の端子は共通接続されたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第5項いずれかに記載
のディスク型ブラシレスモータ。 Z 半径方向の電機子巻線の−の端子はそれてれ共通接
続したことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のデ
ィスク型ブラシレスモータ。 8、上記電機子巻線の他の端子はそれぞれ半導体整流装
置に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
6項捷たけ第7項記載のディスク型ブラシレスモータ。
[Claims] A field magnet with 2 m (m is a positive integer of 1 or more) magnetic poles that is alternately magnetized with 1, N, and S is set as the rotating side, and the opening angle is approximately the same as the magnetic pole width of the field magnet. A frame-shaped armature winding formed with a width of
In addition, two or more stages in the radial direction are arranged in a plane on the fixed side, and the upper and lower armature windings are shifted in position and arranged in a plane on the fixed side, and a field magnet is arranged on the fixed side. A disc-type brushless motor characterized by being equipped with a position detection element group that detects the magnetic poles of the motor. 2. The armature windings of the upper and lower stages, which are disposed in a plane on the fixed side in two or more stages in the radial direction, are arranged so as not to overlap each other. Disc type brushless motor. 3. Claims 1 or 2, characterized in that two or more armature windings in the circumferential direction are arranged in a plane on the fixed side at equal intervals so as not to overlap each other in the circumferential direction.
Disc type brushless motor as described in section. 4. The disc type brushless motor according to any one of claims 1 to 3, wherein one position detection element is provided for each electric machine prewinding unit 1fQ. 5. The field magnet is fixedly fixed on both sides of a disc-shaped magnetic yoke that is perpendicular to a rotating shaft that is rotatably supported, and the armature winding group is provided on both sides of the yoke. 5. The disk-type brushless motor according to claim 1, wherein the motor is provided on a stationary side facing each of the field magnets. 6. Claims 1 to 5, characterized in that the armature winding has seven or more in the circumferential direction, and the - terminals of the armature winding are commonly connected. The disc type brushless motor described in any of the above. 7. The disc-type brushless motor according to claim 6, wherein the negative terminals of the armature windings in the radial direction are connected in common. 8. The disk type brushless motor according to claim 6, wherein the other terminals of the armature winding are each connected to a semiconductor rectifier.
JP56110171A 1981-06-04 1981-07-14 Disc-shaped brushless motor Pending JPS5812567A (en)

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JP56110171A JPS5812567A (en) 1981-07-14 1981-07-14 Disc-shaped brushless motor
US06/384,598 US4551645A (en) 1981-06-04 1982-06-03 Disc type brushless motor

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634912A (en) * 1984-08-10 1987-01-06 Asgalium S.A. Electromechanical transducer having a self-inductance cancelling coil assembly
EP0223516A2 (en) * 1985-11-06 1987-05-27 Maghemite Inc. Magnetronic motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634912A (en) * 1984-08-10 1987-01-06 Asgalium S.A. Electromechanical transducer having a self-inductance cancelling coil assembly
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