JPS5970174A - 電機子コイル群が重畳しない重畳型のブラシレスモ−タ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発生トルクに寄与する２つの導体部の開角が
界磁マグネットの磁極幅の略２ｎ−１（ｎは１以上の正
の整数）倍に巻回形成された電機子コイル群及び位置検
知素子を固定側に有するプラシレスモークに関する。

この種のモータとしては、従来においては、例えば、４
極６コイルのディスク型ブラシレスモータが公知となっ
ている。このディスク型ブラシレスモータ（図示せず）
は、Ｎ、Ｓの口極を交互に有する円環状の４極の界磁マ
グネ・ノ）１（第３図参ｓ＝　＞　’＋回転子とし、該
回転子と相対向する固定子側に第１図に示す電機子２を
設けて、固定子としている。

イル３−１．・・・、３−６は、半径方向の発生トルク
に寄与する導体部３ａと３ｂとの開角幅が界磁マグネッ
ト１の５１１Ｍ幅の略等しい開角幅、即ち９０度の開角
幅の扇枠状のものに巻回形成されている。電機子コイル
３−１．・・・、３−６の周方向の導体部３ｃ、３ｄは
発生トルクに寄与しない導体部である。

第３図ぽ界磁マグネット１と電機子２との展開図で、電
機子コイル３−１．３−２．３−３の一方の端子は、そ
れぞれ半導体整流装置（駆動回路）４に接続され、他方
の端子はそれぞれ電機子コイル３−４．３−５．３−６
の一方の端子に接続されている。また電機子コイル３−
１の一方の端子及び電機子コイル３−４．３−５．３−
６の他方の端子はそれぞれプラス電源端子５−１に接続
されている。５−２はマイナス電源端子である。６−１
．・、ｑ−３は位置検知素子として用いたホール素子、
ホールＩＣ等のｉ電変換素子で、該磁電変換素子６−１
．・・・、６−３は、記号Ｘ、Ｙ。

２点と対応する電機子コイル３−１．３−２．３−３の
発生トルクに寄与する導体部３ａと対向する位置に配置
しても良い。即ち、上記素子６−１゜６−２．６−３は
電機子コイル３−１．３−２゜３−３又は３−４．３−
５．３−６の発生トルクに寄与する導体部３ａ又は発生
トルクに寄与する　　　　′導体部３ｂと対向する位置
に配設すれば良い。

このようにして３相のディスク型ブラシレスモータを形
成している。

しかし、上記ディスク型ブラシレスモータは、発生トル
クに寄与しない導体部３ｃ、３ｄがあるため、各電機子
コイル３−１．・・・、３−６は２重に重畳してしまい
、この結果、界磁エアーギャップが増長して強い回転ト
ルクが得られない欠点を有する。また他の電機子コイル
３−１．・・・、３−６の配設方法によれば、電機子２
を偏平にするために、第２図に示すように上段の電機子
コイル３を変形加工したりしなければならず、当該電機
子２ｆ：安価に量産できないという欠点を有する。しか
も、この場合、変形加工した上段の電機子コイル３を下
段の電機子コイル３に確実に固着しておかないと、上段
の電機子コイル３は界磁によって吸引され浮き上がるの
で、回転子である界磁マグネット１と接触し、当該回転
子のスムーズな回転が行なえないばかりか、大きな回転
雑音を生じ、しかも、電機子コイル３の導ａ＋切断して
性能が悪く、寿命の短いディスク型ブラシレスモータに
なるという慣れがある。また電機子コイル３−１゜・・
・、３−６’は、発生トルクに寄与しない導体部３ｃ、
３ｄと同じ量だけあるので、当該形成される電機子２は
非常に高価となる欠点がある。即ち、電機子コイル３の
コストは、これを形成しようとする素゛材である％ｉ線
の重量と密接的比例関係にあるため、上記発生トルクに
寄与しない導体部３ｃ。

３ｄがほとんどなくなれば、当該電機子コイル３の製造
コストは二分の−になるのである。従って、多量生産に
あたって上記試みが行なえれば、大幅な経費節減あるい
は、性能の良いディスク型ブラシレスモータを安価に世
に提供できることになる。

更に又、上記電機子２は、扇枠状の電機子コイル３−１
．・・・、３−６１形成した後、第１図に示すように配
設しなければならず、量産面において自動化の迅速性に
欠けるので、高価な電機子２となる欠点金有する。

このように従来公知のディスク型ブラシレスモータは、
上記欠点を有するものである。

本発明は上記欠点を解決するためにかされたもので、従
来のように電機子コイル群を重畳するように配設して電
機子を形成したとしても、電機子コイル群を重畳させず
して電機子を形成し、界磁エアーギャップの増長をなく
して強い回転トルクを有する高効率のディスク型ブラシ
レスモータを得ること及び発生トルクに寄与する導体部
をほとんどなくシ、且つ迅速に量産できるようにした電
機子を形成することで安価で高効率のプランレスモータ
を得ることを目的としてな、されたものである。

かかる本発明の目的は、発生トルクに寄与する２つの導
体部の開角が界磁マグネットの＋＋Ｈ％５幅の略２ｎ−
１（ｎは１以上の正の整数）倍に巻回形成された電機子
コイル群及び位簀検知素子群を固定側に有するプランレ
スモータにおいて、円環状部材に多数ターン導線をトロ
イダル状に巻回して発生トルクに寄与する第一の導体部
を形成し、該第−の導体部から上記界磁マグネットの磁
極幅の略２ｎ−１（ｎは１以上の正の整数部の開角幅だ
け周方向に離れた上記円環状部材位置に多数ターン導線
をトロイダル状に巻回形成して発生トルクに寄与する第
二の導体部を形成し、上記第一〇導体部と第二の導体部
とを接続させて１個の電機子コイルを形成し、上記電機
子コイル２個以上を発生トルクに寄与する第一、第二の
導体部が互いに重畳しないように周方向に位相をずらせ
て重畳型配置した電機子を固定子とし、Ｎ、Ｓの′ｆｉ
Ｆｉ極を交互に有する２ｐ（ｐは２以上の正の整数）極
の２岡の界磁マグネットヲ互いに同極を対向させて上記
電機子の両面それぞれに設け、該２個の界磁マグネット
を一体化して回転子としたことを特徴とする電機子コイ
ル群の重畳しない重畳型のプランレスモータを提供する
ことによって達成される。

以下第４図乃至第８図を参照して本発明の一実施例を説
明する。

第４図乃至第５図を参照して、７は本発明の一実施例と
して示すディスク型モータ、８はディスク型ブラシレス
モータ本体で、該本体８は軟鋼板で形成されたカップ体
８−１．８−２の開口端部に形成された鍔８−１　ａ、
８−２ａｔ円環状部材１４の突起１４ａを弁して合わせ
、軸９で軸止することで形成している。１’−１、１’
−２はそ７″Ｌぞれ回転軸１０に固設されたロータヨー
ク１３−１゜１３−２の対向面部に固設された円環状の
４極の界磁マグネット、１０は上記本体８の略々中心部
に軸受１１，１２によって回動自在に軸支された回転軸
で、該回転軸１０に上記界磁マグネ−ｙ　）　１／−１
，１’−２を有するロータヨーク１３−１゜１３−２’
ｉ固設することで回転子を構成している。

２′は円環状に形成された電機子で、上記界磁マグネッ
ト１′−１と１′−２間に位置するように配置され、上
記本体８に固設されている。電機子２′は磁性体で形成
された円環状部材（ステータヨーク）１４に、多数ター
ン導厨ヲトロイダル状に巻回して形成している。

第６図及び第７図を参照して本発明の電機子２′につい
て説明する。

第６図で示すように電機子２′は、円環状部材１４、　
（第４図及び第５図に示した突起１４ａについては、図
面の都合上省略する。第７図においても同様である。〕
に６個の電機子コイル３／１゜・・・、　３’−’６の
発生トルクに寄与する導体部３′ａ。

３’ｂ（３’−１ａ、−，３’−６ａ、３’−１ｂ、−
。

３’−６ｂ）及び発生トルクに寄与しない導体部３’ｃ
、３’ｄが互いに重畳しないように配設している。この
第６図に示す電機子２′を形成するには、第７図で示す
方法で行なえば良い。

いま、電機子コイル３’−１，３’−２について第７図
を参照しながら説明すると、図示しない巻線機によって
、円環状部材１４に多数ターン導線をトロイダル状に巻
回して発生トルクに寄与゛する第一の導体部３’−１ａ
を形成する。核導体部３′−１ａの一方の端子１６は、
第８図に示すように半導体整流装置４に接続されている
。上記第一の導体部３’−１ａの他方の端子１７は、上
記導体部３′−１ａ位置から界磁マグネソ）１’−１，
１’−２の開角幅、即ち、９０度の開角幅だけ周方向に
ずれた円環状部材１４位置に導かれ、その位置において
上記第一の導体部３’−１ａと反対方向に多数ターン導
線をトロイダル状に巻回して発生トルクに寄与する第二
の導体部３’−１ｂ’ｉ形成してやることで１個の電機
子コイル３’−１’ｉ形成している。土記第二の導体部
３’−１ｂの端子１８は電機子コイル３′−４の一方の
端子２５に接続されている。しかる後、巻線機によって
、上記電機子コイル３′−１の発生トルクに寄与する第
二の導体部３’−１ｂ位置から３０度周方向に手前の円
環状部材１４位置に多数ターン導線をトロイダル状に巻
回して発生トルクに寄与する第一の導体部３’−２ａを
形成す今ト一の導体部３’−２ａの一方の端子１９は半
導体整流装置４に接続されている。上記導体部３′−２
ａの他方の端子２０は、上記第一の導体部３′−２ａ位
置から更に上記界磁マグネット１’−１。

１′−２の開角幅、即ち９０度の開角幅だけ周方向にず
れた円環状部材１４位置に導かれ、その位置において多
数ターン導＃全土記導体部３’−１ｂ同様にトロイダル
状に巻回して発生トルクに蓄力する第二の導体部３’−
２ｂを形成し、該第−９第二の導体部３’−２ａ、３’
−２ｂによシミ様子コイルされている。このような巻線
操作を電機子コイル３’−３，・・・、３’−６につい
ても行なうことで第６図に示す電機子２′ヲ容易且つ巻
線機によって迅速に形成できる。第６図及び第８図を参
照して、電機子コイル３’−３ａの一方の端子２２は半
導体整流装置４に、他方の端子２３は第二の導体部３′
−３ｂに、該第二の導体部３’−２ｂの他方の端子２４
は電機子コイル３′−６の第一の導体部３′−６ａの端
子３１に接続されている。電機子コイル３′＝４．３’
−５の第二の導体部３’−４ｂ、３’−５ｂの他方の端
子２７．３０はプラス電源端子５−１に接続されている
。電機子コイル３′−６の第二の導体部３’−６ｂの他
方の端子３３は半導体整流装置４に接続されている。電
機子コイル３’−４，ご−５，３’−６の第一の導体部
２６，２９．３２は第二の導体部３’−４ｂ、３’−５
ｂ、３’−６ｂにそれぞれ接続されている。

この第８図から明らかなように電機子コイル３′−１，
３′−３，３′−５及び３’−２、３’−４、３’−６
は互いに重畳しないように等配置され、また電機子コイ
ル３’−，２、３’−４、３’−６は、この発生トルク
に寄与する導体部３’−２ａ、３’−２ｂ、３’−４ａ
、３’−４ｂ、３’−６ａ、３’−６ｂが上記電機子コ
イル３’−１，３’−３，３’−５の発生トルクに寄与
する導体部３’−１ａ、　３’−１ｂ、　３’−３ａ。

３’−３ｂ、３’−５ａ、３’−５ｂと互いに重畳型配
・置することで、上記第５図、第６図に示すような電機
子２′が形成されている。

磁電変換素子６−１．６−２．６−３は記号Ｘ。

Ｙ、Ｚで示す位置と対応する上記導体部３’　−１ａ　
。

３’−２ａ、３’−３ａ位置に配設しても良いが、この
場合、上記Ｘ、Ｙ、Ｚ位置と均等位置にある上記導体部
３’−４ａ、３’−５ａ、３’−６ａと対向する円環状
部材１４位置に設けた凹部に収納配置している（第４図
参照）。

上記から明らかなように本発明のブラフレスモータは、
強い回転トルクを得て高効率のもの及び滑らかなトルク
リップルを有する高性能のものを得るために、電機子コ
イル群を等間隔配置の重畳型配置したとしても、電機子
コイル群が互いに重畳しないので、界磁エアーギャップ
の増長をきたすごとがないので、強い回転トルクが得ら
れ高効率のブラシレスモータが得られる効果を有し、し
かも、このようなブラシレスモータを得るニ当って、発
生トルクに寄与しない導体部がほとんどないため、当該
ブラシレスモータを安価に量産できる効果を有する。し
かも、かかるブラシレスモータは簡単且つ迅速に形成で
きるので、上記安価に量産できるという効果を増長する
効果を有する。

また従来のように品質劣下の惧れがないために、品質を
長期間保障できる効果を有する。

尚、本発明は、ディスク型ブラシレスモータに限らず円
筒形ブラシレスモータにも適用があり、また界磁マグネ
ットをスキュー着磁させたり又は電機子コイルの発生ト
ルクに寄与する導体部をスキューさせても良く、このよ
うな場合にも本発明の趣旨の範囲に属する改良のもので
、本発明の適用があることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公、知の電機子の平面図、第２図は電機子
コイルの重なり状＠を説明するための説明図、第３図は
界磁マグネットと電機子との展開図、第４図は本発明の
一実施例としてのブラシレスモータの縦断面図、第５図
は第４図の分解図、第６図は本発明の電機子の形成方法
の説明図、第７図は第６図の電機子の形成方法の説明図
、第８図は界磁マグネットと電機子との展開図である。 １．１′・・・界磁マグネツ）、２．２’・・・電機子
、３’−１，・・・、　３’−６，３’−１、・・・、
３’−６・・・電機子コイル、　　３ａ、３’ａ、３ｂ
、３’ｂ−発生トルクに寄与する導体部、　　３　ｃ　
、　３’ｃ、　３　ｄ　、　３’ｄ・・・発生トルクに
寄与しない導体部、　　４・・・半導体整流装置、　　
５−１・・・プラス電源端子、５−２・・・マイナス電
源端子、　　６−１．６−２．６−３・・・磁電変換素
子（位置検知素子）、　　７・・・ディスク型ブラシレ
スモーク、　　８・・・ディスク型ブラシレスモータ本
体、　　９・・・軸、　　１０・・・回転軸、１１．１
２・・・軸受、　　１３−１．１３−２・・・ロータヨ
ーク、　　１４・・・円環状部材、１４ａ・・・突起。 特許用°願人　　高　橋　　　義　　照９１５３図 第４図 菊５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発生トルクに寄与する２つの導体部の開角が界磁マ
   グネットの磁極幅の略２ｎ−１（ｎは１以上の正の整数
   ）倍に巻回形成された電機子コイル群及び位置検知素子
   を固定側に有するブラシレスモータにおいて、円環状部
   材に多数ターン導、腺をトロイダル状に巻回して発生ト
   ルクに寄与する第一の導体部を形成し、該第−の導体部
   から上記界磁マグネットの磁極幅の略２ｎ−１（ｎは２
   以上の正の整数）倍の開角幅だけ周方向に離れた上記円
   環状部材位置に多数ターン導線をトロイダル状に巻回し
   て発生トルクに寄与する第二の導体部を形成し、上記第
   一の導体部と第二め導体部とを接続して１個の電機子コ
   イルを形成し、上記電機子コイル２個以上を発生トルク
   に寄与する第一、第二の導体部が互いに重畳しないよう
   に周方向に位相をずらせて重畳型配置し、た電機子を固
   定子とし、Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する２ｐ（ｐは２以
   上の正の整数）極の２個の界磁マグネットを互いに同極
   を対向させて上記電機子の両面それぞれに設け、該２個
   の界磁マグネットを一体して回転子としたことを特徴と
   する電機子コイル群の重畳しない重畳型のブラシレスモ
   ータ。 ２、上記第一の導体部と第二の導体部とは、互いに反対
   方向に巻回形成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項記載の電機子コイル群の重畳しない重
   畳型のブラシレスモータ。