JPS61112560A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円滑に始動できるようにしたブラシレスモータ
に関する。

〔従来の技術〕

モータの停止時において、０−夕は、ステータとの関係
で磁気的に最も安定した関係位置に位置されて停止する
ので、始動時において上記の磁気的安定性が抵抗となっ
て、円滑に始動できない傾向がある。

そこで、従来第１０図に例示するような直流ブラシレス
モータが知られている。図中１はステータコアで、これ
は４個の相極２とこれら相極２相互間に位置する４個の
補助突極３とを一体に有し、各相極２には夫々相巻線４
が巻付けられている。

また、５はロータで、その周部をなすロータマグネット
６は交互にＮ極、Ｓ極に着磁されているとともに、無励
磁極Ｏを有している。

このモータは、その停止時にロータマグネット６の例え
ばＮ極の中心線が相極２の中心線に対して位置ずれする
ようにして磁気的に安定させることができ、これにより
始動性を改善できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このモータによれば、補助突極３は電磁石とは
なっていないので、相極２の励磁の際に補助突樵３を中
心とする磁場がロータ５の回転を妨げる働きをして、回
転むらが発生し効率が悪くなり易いという問題がある。

これとともに、補助突極３を設けた分だけスロットエリ
アが減少し、かつ、コイルスペース（従って、回転トル
クの大きさを決める相巻線４の巻数）も減少するもので
あり、しかも補助突極３は相巻線４の巻線作業の邪魔に
なるという問題もあった。したがって、これらを改善で
きるようなスロットエリヤを確保するためにはステータ
コアを大きくしなければならなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するための手段として本発明のブラ
シレスモータは、ステータコアの各相極を同時に励磁さ
れる複数の分割極により夫々形成し、隣り合う分割極同
志のうち回転方向側に位置される一方の分割極は、他方
の分割極よりも厚みおよび幅を夫々大きくして、上記他
方の分割極よりも大きな断面を有する構成としたもので
ある。

〔作用〕

このブラシレスモータによれば、その停止時（無励磁時
）にロータは、そのロータマグネットの多極の中心が、
ステータコアの各相極における分割極のうち厚みおよび
幅共に大きく、したがって、断面が大きい分割極に夫々
近ずけられて磁気的に安定される。このため、ロータマ
グネットの多極の中心線はステータコアの各相極の中心
線に対して、回転方向側へ進んで位置される。つまり、
このような位置ずれにもとすく自起動用ディテントの形
成によって、従来のような補助突極を設けることなく、
したがってスロットエリアおよびコイルスペースの減少
を防止して、モータの始動性を改善できるとともに、効
率も向上できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第７図を参照して
説明する。

第２図中１１は装看鍔１２を有した金属製のモータ本体
で、その中心部には出力軸１３が軸受１４を介して回転
自在に取付けられている。出力軸１３はモータ本体１１
を厚み方向に貫通して設けられている。

この出力軸１３には負荷接続部１５が連結され、この接
続部１５には磁気ディスク等の負荷が装着されるように
なっている。なお、第２図中１６は負荷接続用のマグネ
ットである。

出力軸１３の負荷接続部１５を取付けた側と反対の端部
には連結部材１７が固定され、この部材１７にはロータ
１８がねじ１９で固定されている。ロータ１８は本実施
例がアウタ・ロータ形である関係から円盤形状のロータ
ヨーク２０の内周縁に、フェライト磁石等からなるリン
グ状のロータマグネット２１を装着して形成されており
、そのマグネット２１は例えば４極に着磁されている。

なお、ロータマグネット２１はその極毎に独立した永久
磁石片で形成してもよいとともに、その極数を任意に定
め得ることは勿論である。

上記モータ本体１１にはステータ２２が取付けられてい
る。ステータ２２は、ロータマグネット２１の内周面に
対向され、かつ、ロータマグネット２１の極数と同じ数
の相極２３を周囲に突設してなるステータコア２４と、
各相極２３にバイファイラ巻きした相巻線２５とで形成
されている。

上記各相極２３は、相巻線２５により同時に励磁される
複数（なお、本実施例は２個の場合を示す。）の分割極
２６．２７とにより夫々形成されている。これとともに
、これら隣り合う分割極２６．２７のうち回転方向側に
位置される分割極２６の巻線部の厚みＡおよび幅Ｂは、
他の分割極２７の巻線部の厚みＣおよび幅りよりも夫々
大きく形成してあって、これにより分割極２６は分割極
２１よりも大きな断面を有している。なお、第１図中矢
印は〇−タ１８の回転方向を示している。

そして、このような各分割極２６．２１の断面は、例え
ば第３図および第４図に示すような数種類のコア板２８
．２９を、夫々少なくとも一枚以上積重ねて組合わせる
ことにより設けることができる。つまり、図示の例では
第３図に示したコア板２８を２枚、第４図に示したコア
板２９を２枚積重ねた場合である。コア板２８は、各相
極２３の一方の分割極２６を構成する極構成部２６ａ１
および他方の分割極２７を構成する極構成部２７ａを交
互に有して形成されている。また、コア板２Ｂは、上記
一方の分割極２６を構成する極構成部２６ｂを有して形
成され、これらの極構成部２６ｂは第５図に示すように
上記一方の極構成部２６ａに重ねられている。なお、こ
れらコア板２８．２９はいずれもけいそ鋼板製で、がっ
、同じ板厚であるとともに、各極構成部２６ａ　１２６
ｂ　。

２７ａはいずれも巻線部とその先端に一体に連ねた耳部
とから形成されて略Ｔ字形状をなしている。

また、第２図中３０はコア板２８．２９の積層状態を固
定するための積層固定具例えばかしめビンであって、こ
れらはＰＣＣ板層１支持している。このＰＣＣ板層１は
ロータ１８の位置を判断し各相極２３の励磁を制御する
ためのホール素子等のセンサ３２（第１図参照）および
回路部品（図示しない）が取付けられている、なお、第
２図中３３はＰＣＣ板層１一端を接続し、かつ、他端側
をモータ本体１１外に導出したリード線である。

上記構造のアウタ・ロータ形直流ブラシレスモータによ
れば、その停止時（無励磁時）においてロータ１８は、
そのロータマグネット２１の各種の中心が、極構成部２
６ａ、２７ａの巻線部の幅および厚みの差にもとずき断
面が大きい分割極２６（シたがって、断面が小さい分割
極２７より多くの磁束が通る）に近ずけられるように磁
気的に引き寄せられて安定する。この状態は第１図に示
されている。

このような磁気的に最も安定したロータマグネット２１
とステータ２２との関係位置では、ロータマグネット２
１の各種はその中心線Ｅがステータ２２の同時に励磁さ
れる同一相の分割極２６．２７の中心線（つまり、相極
２３の中心線）Ｆに対してロータ１８の回転方向側に進
んで位置される。第１図中θはロータ１８の進み角度を
示し、例えば１５′″である。

したがって、このような位置ずれを形成する自起動用デ
ィテントによって、モータの始動を行なった場合、ａ−
タマグネット２１の極と対向しかつ同極に励磁される相
極２３との磁気的反発、およびこの相極２３と隣接した
他の相極２３の異極の励磁による分割極２７との磁気的
吸引により、円滑に始動することができる。

そして、上記の自起動用ディテントを設けるに当ってス
テータ２２の各相極２３を夫々複数の分割極２６．２７
で形成するとともに、これら分割極２６．２７の断面の
大きさを異ならせて実現したから、従来のようにステー
タ２２に補助究極を一体に形成する必要がない。したが
って、補助突極が原因となる回転むらが無くなり、電流
が減少され、その分モータの効率を向上できる。

さらに、補助突極の省略によりステータ２２のスロット
エリアおよびコイルスペースを従来より大きく確保でき
る。よって１巻線作業が容易化されるとともに、より多
くの相巻線２５を巻くことも必要により可能であり、ま
た逆に従来と同じスロットエリアとするならばステータ
２２ひいてはモータを小形化できる。

また、第８区および第９図に示す本発明の伯の実施例は
、各分割極２６．２７の巻線部に一体に連なる耳部２６
ｃ　、２７ｃの長さＧｌＨを同じにするとともに、これ
ら耳部２６ｃ　、　２７ｃの端面２６ｄ　、２７ｄを斜
状とするとともに、その斜状端面２６ｄ、２７ｄの傾き
角度α、βも略同じとし、かつ、隣り合う耳部２６ｃ、
２７ｃ同志の斜状端面２６ｄ　、　２７ｄを略平行にし
て対向させたこと以外は、図示しない部分を含めて上記
一実施例と同様な構成である。なお、この実施例では斜
状端面２６ｄ　、　２７ｄ間にセンサ３２が配設される
。なお、第８図中矢印は図示しないロータの回転方向を
示している。

したがって、この実施例でも分割極２６．２７の断面の
大きさの差によって所期の目的を達成できる。

そのうえ、耳部２６ｃ　、　２７ｃが斜状端面２６ｄ　
、　２７ｄを有していることにより、隣り合う耳部２８
ｃ、２７Ｃ同志は、斜状端面２６ｄ　、　２７ｄ間に隙
間（スロット開口部）があるにも拘らず見掛は上におい
てロータのロータマグネット２１に対して連続している
状態になる。このため、スロット開口部の影響による空
隙磁束の脈動を緩和して、誘起電圧に含まれる高周波脈
動分を除去できる。これとともに、斜状端面２６ｄ　、
　２７ｄを有する耳部２６Ｃ、２７Ｃｆ７）端部が先行
してロータマグネット極に対向するから、ロータの回転
がより円滑であるとともに、自起動用デテイントによる
ロータの進み角度が小さい場合でも容易に始動できる。

なお、この実施例において斜状端面２６ｄ　、２７ｄは
必ずしも平担面からなる構造に限られず、巨視的には階
段形の斜状端面としてもよく、また、耳部２６Ｃ１２７
ｃの断面も第９図に例示したようなひし形に限らず、二
等辺台形としてもよく、この場合斜状端面が略平行にし
て対向されるように上記台形部は交互に向きを変えて配
設される。

また、本発明はステータの内側にロータが設けられるタ
イプの直流ブラシレスモータにも実施できる。ざらに、
上記実施例ではステータコアを複数種のコア板を積重ね
て形成したが、金属粉末を固めて形成してもよい。その
他、本発明の実施に当っては、発明の要旨に反しない限
り、ステータコア、相極、分割極等の具体的な構造、形
状、位置等は、上記各実施例に制約されることなく、種
々の態様に構成して実施できることは勿論である。

〔発明の効果〕

上記特許請求の範囲に記載の構成を要旨とする本発明に
よれば、ステータコアに従来のように補助突極を一体に
設けることなく自起動用ディテントを形成して、モータ
を円滑に始動させることができ、そして、補助突極の省
略に伴い回転むらを防止して効率を向上できるとともに
、ステータのスロットエリアおよびコイルスペースを大
きくでき、しかも、これによって巻線作業も容易化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図は本発明の一実施例を示し、第１図は
第２図中Ｉ−Ｉ線に沿う略断面図、第２図は第１図中ｌ
−０−Ｉ線に沿う縦断側面図、第３図および第４図は夫
々異なるコア板の平面図、第５図はステータコアの平面
図、第６図は第５図中ＶＩ−Ｖｌ線に沿う断面図、第７
図は第５図中■−■線に沿う断面図である。第８図およ
び第９図は本発明の他の実施例を示し、第８図はステー
タコアの平面図、第９図は第８図中ＩＸ−ＩＸ線に沿う
断面をロータマグネットおよびセンサとともに示す図で
ある。第１０図は従来例を示す略断面図である。 ２２・・・ステータ、２３・・・相極、２４・・・ステ
ータコア、２５・・・相巻線、２６．２７・・・分割極
、２６ｃ、２７ｃ・・・耳部、２６ｄ　、２７ｄ・・・
斜状端面。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータコアの各相極を同時に励磁される複数の
   分割極により夫々形成し、隣り合う分割極同志のうち回
   転方向側に位置される一方の分割極は、他方の分割極よ
   りも厚みおよび幅を夫々大きくして、上記他方の分割極
   よりも大きな断面を有したことを特徴とするブラシレス
   モータ。
2. （２）特許請求の範囲（１）項の記載において、上記各
   分割極における耳部の両端面が夫々斜状であって、かつ
   、隣り合う耳部同志の対向する斜状端面が略平行となっ
   ていることを特徴とするブラシレスモータ。