JPS60170453A - 電機子コイル１個の１相通電されるデイスク型ブラシレスモ−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】 本発明は電機子コイル１個の１相１ｍ電されるディスク
型ブラシレス七−夕に関スル。

従来において１．事務機等種々の装置が出現したことに
伴いそれに適するディスク型ブラシレスｅ−夕が要求さ
れていた。かかるディスク型グランレスｅ−夕は、適用
される装置によっては、極めて安価で、小型で、しかも
極めて偏平なものが要求されていた。

ココニオいて、この条件を最も満足するものは。

電機子コイルが１個で、しかも位置検知素子が０個又は
１個の１相通電されるディスク型ブランレスｅ−夕であ
る。この種の１相通電されるディスク型ブラシレスｅ−
夕は、電機子コイルへの通電切替αにおいて、発生トル
ク（起動トルク）が零になる、所謂「（デッド・ポイン
ト）死点」がある。

モータ起動時のロータ（マグネット回転子）の位置がた
またま死薇にあると、当該ｅ−夕は自起動回転し得ない
欠ζがある。

従って、１相通電されるブラシレス七−夕においては、
電機子コイルとマグネット回転子によって生ずる電機子
トルクに加えて、マグネット回転子とコキング発生用磁
性体（鉄片又は磁石）１こよるコキングトルクを加える
ことで、上記死ζを解消し、自起動回転し得るようにし
ている。

しかるに、１相通電されるディスク型ブラシレス七−夕
において、電機子コイルを２個以七配設して、大きな回
転トルクが得られるようにしていた。

しかしながら、かかるコアレスタイプのディスク型ブラ
シレスε−夕は、２個以上の電へ子コイルを用いている
と、かかる２個以上の電機子コイルを正しい位置に配設
しない場合には１回転バランスの悪いディスク型ゾラシ
レスｅ−夕になる慣れがある。また電機子コイルカ月個
の場合に比較して、電機子コイル２個の場合には、電機
子コイル１個分だけ巻き工数が増え高価になるし、半田
付工程が２回分だけ増加する（電機子コイル１個からは
巻き始め端子及び巻き終り端子の計２本の端子がでてい
るので、この２個の端子をプリント基板の所定の箇所に
半田付する必要がある）ので。

その分だけ量産においてやっかいになり、コスト高のデ
ィスク型グラシレスｅ−夕になる欠点がある。また種々
の事務機の出現により、風量が弱くても、極めて厚みの
簿い上記ディスク型グラシレス〔−夕を利用したディス
ク型ブラシレスファン七−夕が要求されているが、従来
、市販されている突極形のものによると、（＆めて厚み
の簿いブラシレスファン〔−夕を形成することができな
い欠点があった。本発明はＬ記従来の欠点を解決するた
めになされたもので、従来の１個の７１　ａ子コイルを
用いるよりも大きな回転トルクを発生さ仕ることができ
る形状の電機子コイルを１個用いることで、（１）電機
子コイルの位置合せの困難性をなくして回転バランスの
良いディスク型グラシレスｅ−夕を形成できるようにす
ること、及び迅速に電機子コイルを配設りできるように
すること、（２）従来２個必要とする電機子コイルと同
様な回転トルクを発生させることのできる形状の電機子
コイルを１個にて形成することで、少ない組立行程で電
機子コイルを安価に形成できるようにし、当該電機子コ
イルを従来のものより安価に量産できるようにすること
、（３）電機子コイルの端子の半田付工数を少な（する
ことで安価に量産できるようにすること、（４）駆動回
路をＩＣ化して、電機子コイルの厚み程度以下及び小型
のもの１こおさえ、上記１個の電機子コイルのプリント
基板に配設された残りのスペースに余裕を持つて配設で
きるようにすると共に駆動コイルを酊するステータ電機
子を厚みの薄い円板状のものにし得るようにすることで
。

従来に見られなかったような超薄型のコアレスタイプの
性能の良いディスク型グラシレス〔−夕を安価に量産で
きるようにすること、（５）位置検知素子が０個又は１
個でも自起動できる安価な電機子コイル１個の１相通電
されるディスク型プラシレＸｆ−−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、Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する３
ｐ　（ｐは２以上の正の偶数）極のマグネット回転子と
、外形の長さがマグネット回転子の直径の長さの前後程
度のものに形成された３角形枠状の１個の電機子コイル
をこの略々中心とマグネット回転子の略々中心とを一致
さげて上記マグネット回転子と面対向する固定側に固設
し、上記マグネット回転子を自起動できる位置に移動又
は停止させるためのコキング発生用磁性体を固定側に設
けたことを特徴とする電機子コイル１個の１相通電され
るディスク型グランレスｅ−タヲ提供することによって
達成される口 以下１図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明を適用した１相通電されるディスフ型グ
ラ／レスファンｅ−タＦＭの縦断面図を示す。９は、第
２図で示すような、軸方向に偏平な磁性体でできたカッ
プ形のディスク型ブラシレスファンε−タ用角型ケース
で、中心透孔１０を仔し、該透孔１０の内醐都は上方向
へ伸びた軸受ハウジング９ａを仔する。軸受ハウジング
９ａの内周部上下両端開口部には、ベアリング軸受１１
゜１２が設けられている。該軸受１１，１２によって、
ディスク型グラシレスファンｅ−タＦＭ本体の略々中心
部に回転軸１３が回動自在に軸支されている。回転軸１
３の下部には抜は止め用Ｅリング１４が装着されている
。符号２１はケース９の凹部（第２図参照）、２２はケ
ース９の底部に設けられるエアー通過孔、２６はステー
、２４−１゜２４−２はそれぞれプラス電源コード、マ
イナス電源コードである。９ｂはカップ体９に設けられ
た非磁性体でできた支柱で、１８０度対称な位置にも図
示しない非磁性体でできた支柱９ｂが設けられる。この
支柱９ｂの頂部には、プリント基板６が非磁性体ででき
た螺子１５によって固設されている。プリント基板６の
下面には、ステータヨークを設けると強い界磁が得られ
るものであるが。

後記する位置検知素子として用いた磁電変換索子５（尚
、該素子５は後記する駆動回路用ＩＣ６内に含まれるよ
うに構成されている）からの出力が方形波となり、電機
子コイル４に方形波の通電が行なわれるので、通電の切
り換わりが急なため耳ざわりで大きな回転音を発生する
。そのため、ステータヨークを用いずプリント基板６の
みを用い磁電変換素ｆ５の出力をなまらしてサイン波と
し。

電機子コイル４Ｉこサイン波通電をして大きな回転音が
発生しないようにしている。ステータヨークがないため
に強い界磁、が得られなくなる惧れがあるため、電機子
コイル４の巻線仕様を変えたところ通電電流が低くてす
み、しかも回転数の上ったディスク型グラシレスファン
ｅ−タＦＭが得られた。プリント基板６上には第４図に
示すような１個の３角形枠状の電機子コイル４を配設し
ている。

該電機子コイル４は、その平面状態における外形の長さ
がマグネット回転子２の直径の長さ前後程度のものに形
成している。従って、電機子コイル４の各辺の導体部４
Ａ、４Ｂ、４Ｃの長さを、マグネット回転子２の直径よ
りも短いものに形成している。３辺の導体部４Ａ、・・
・、４Ｃはそれぞれ発生トルクに寄与する導体部で、各
導体部４八。

・・・、４Ｃは、マグネット回転子２のＮ極とＳ極とノ
境界線と平行でないため、マグネット回転子２の対応位
置によって各導体部４Ａ、・・・、４Ｃｓこよって得ら
れる回転トルクは異なるｌ電機子コイル４は起動時ある
いは停止時においては、マグネット回転子２と第４図に
示すような対応関係にある。

かかる状態は自起動できる状態で、停止時に第４図のよ
うな対応状態になるのはコキング発生用磁性体４５があ
るためである。マグネット回転子２は、第４図に示すよ
うに、Ｎ、Ｓの磁極を等しい幅に厚手方向に着磁された
円環状の６極のものになっている。上記プリント基板６
の上面１こは、第４図に示すように電機子コイル４の中
心点４Ｐと回転軸１６の中心軸点１６′とを一致さげて
、第４図に示す、ような１個の電機子コイル４をプリン
ト基板３に貼着固定している。該１個の電機子コイル４
をプリント基板３の上面に貼着固定して形成したステー
タ電機Ｐは、第１図に示すようにマグネット回転子２に
面対向している。上記した電機子コイル４を第１図のよ
うにプリント基板６に貼着固定してやると、第４図から
明らかなようにプリント基板３の面には電機子コイル４
の占領位置外にもト分な電気部品配設用スペースができ
る。

従って、そのプリント基板３の電気部品配設用スペース
面に、位置検知素子である磁電変換素子５と駆動回路を
一体的な集積回路として形成した駆動回路用ＩＣ６を第
１図峻び第４図に示すように配設している。

４５１２、コキングトルクを発生さり、たとえ磁電変換
素子５が１個でもマグネット回転子２か自起動できるよ
うな位置に停止又は移動させることのできる適したプリ
ント基板３面位置に配設したコキング発生用磁性体であ
る。このコキング発生用磁性体４５があるために、上記
したようにマグネット回転子２が自起動できるような′
這俵子コイル４と対応する状態位置に、マグネット回転
子２の停止時Ｉこ設定することができる。第４図におい
て、導体部４ＡａがＮ極に、導体部４ＣｂがＳ極に対向
しているので、これらの導体部４Ａａ、４Ｃｂによって
回転トルクを発生し、導体部４ＡｂがＳ極に、導体部４
ＢａがＮ極に対向しているので、これらの導体部４Ａｂ
、４８Ｈによって回転トルクを発生し、導体部４Ｂｂが
Ｓ極に、導体部４ＣａがＮ極に対向しているので、これ
らの導体部４Ｂｂ、４Ｃａによって回転トルクを発生し
得るので、マグネット回転子２が所定方向に回転できる
。また、マグネット回転子２と電機子コイル４との対応
関係が、デッド・ポイントにあり回転トルクを発生しな
い状態にあっても、コキング発生用磁性体４５によるコ
キングトルクの発生によりて当該デッド・ポイントを解
消しているので。

マグネット回転子２が連続回転することができる。

また、電機子コイル４へＤ通電を断ら、マグネット回転
子２の回転運動を停止させてやると、コキング発生用磁
性体４５が、マグネット回転子２のＮ　＆又はＳ極の略
中間部に対向した状態位置で停止する。この停止した状
態で再度電機子コイル４へ通電したとき、マグネット回
転子２が自起動できるような適宜な位置に電機子コイル
４を配設しておく必要があることは言うまでもない。こ
の際。

コキング発生用磁性体４５は、電機子コイル４を正しい
位置に配設できるような位置に設け、電機子コイル４の
位置決め機能を果たさせると量産において便利である。

コキング発生用磁性体４５としては、Ｎ又はＳ極の一方
の面を界磁マグネット２に向けたＮ、Ｓの磁極を有する
コギング発生用磁石を用いても良い。このようなコギン
グ発生用磁石をコキング発生用磁性体として用いた場合
には、界磁マグネット２の停止位置が決まるので。

電機子コイル４に予め定められた方向の通電を行なえば
、界磁マグネット２は予め定められた方向に自起動回転
することができる。従って、位置検知素子として磁電変
換素子を用いず、電機子コイル４の逆起電力を位置検知
信号として利用すれば。

磁電変換素子が零個でも、自起動し、以後連続回転する
安価なディスク型ブラシレスファン〔−タ？Ｍが形成で
きるので有用である。また上記プリント基板６を止める
ための螺子１５として、磁性体でできた螺子を用い、こ
の螺子をコキング発生用磁性体４５の代用にしても良い
。

を記コキング発生用磁性体４５をプリント基板３上に配
設することで磁性体突起を形成することで、マグネット
回転子２が上記突起に引きつけられて当該マグネット回
転子２が自起動できるような位置、即ら、ｅ−夕起動時
において磁電変換素子５がデッド・ポイントを検知しな
い位置に停止するように上記した位置に突起を形成する
ことで。

磁電変換素子５がたとえ１個でも、１コイル１相のディ
スク型グラシレスファン６−夕ＦＭを自起動できる。

上記から明らかなように本発明のディスク型ブラシレス
ε−夕は、　（１１コアレスタイプなのでｅ　−夕の性
能１こ支障となるようなコキングが発生せず。

またコアレスなので非常に重さの軽いものが得られる。

（２）電機子コイルが１個なので１位置合せの■難性が
なく、電機子コイルを正しい位置に配設できて１回転バ
ランスの良いディスク型グラシレスｅ−夕を容易に得る
ことができる。（３）電機子コイルが１個でも、従来２
個必要としていたものと同じような回転トルクを有する
効率の良いディスク型グラシレスε〜夕となるｉ４）ｉ
ｍ子コイルが１個なので、従来のものに比較して、電機
子コイルの端子の半田付工数を少なくできるので迅速に
生産できる。（５）位置検知素子が０個又は１個及び電
機子コイル１個でも、最も適した位置でコキングを発生
させることで、デッド・ポイントをなくしているので自
起動でき、しかも安定した回転を行なわせることができ
る。（６）ステータヨーク等を用いずにすむし、又、電
機子コイルが１個といった具合に部品克数が非常に少な
いので、当該性能の良いディスク型グラシレスｅ−夕を
安価に量産できる。という効果かある。尚、上記例５こ
おいては、マグネット回転子として６極のものを用いた
が、３ｐ　（ｐは４以上の正の偶数）極のものを用いて
も良く、また電機子コイルは正３角形枠状のものを用い
たが、この形状にとられれるものでなく、適宜設計によ
って定められた効率の良い他の形状のものを用いても良
いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用しようとする一例として示すディ
スク型グラシレスファンＥ−夕の縦断面図、第２図は第
１図のファンｅ−夕のケースの斜視図、第３図は第１図
のファン付カップ体の斜視図、第４図は６極のマグネッ
ト回転子と本発明の一実施例としてのステータ電機子コ
イルとの対応関係図である。 ＦＭ・・・ディスク型ブラシレスファンモータ。 ２・・・マグネット回転子（界磁マグネット）、４・・
・電機子コイル、　５・・・磁電変換素子（位置検知素
子）、　４５・・・コキング発生用磁性体。 特許出願人 高　橋　義　照

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１Ｎ、　Ｓの磁極を交互に佇する３ｐ　（ｐは２以
   上の正の偶数）極のマグネット回転子と、外形の長さか
   マグネット回転子の直径の長さの前後程度のものに形成
   された約３角形枠状の１個の電機子コイルをこの略々中
   心とマグネット回転子の略々中心とを一致さげて上記マ
   グネット回転子と面対向する固定側に固設し、マグネッ
   ト回転子を自起動できる位置に移動又は停止させるため
   のコキング発生用磁性体を固定側に設けたことを特徴と
   するｌｔＦコイル１個の１ｍ通電されるディスク型ブラ
   シレス〔−タ。 ＋２Ｊ　ｋ記コキング発生用磁性体は、上記電機子コイ
   ルの位置決め機能を兼ねてい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１個の１相通電
   されるディスク型ブラシレス６−タ。 （３）上記コキング発生用磁性体はＮ又はＳ極の一方の
   面を上記マグネット回転子に回けて配設した磁石である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２
   ）項記載の電機子コイル１個の１相通電されるディスク
   型ブラシレス〔−夕。