JPS6146157A - Brushless dc motor - Google Patents

Brushless dc motor

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Publication number
JPS6146157A
JPS6146157A JP59165476A JP16547684A JPS6146157A JP S6146157 A JPS6146157 A JP S6146157A JP 59165476 A JP59165476 A JP 59165476A JP 16547684 A JP16547684 A JP 16547684A JP S6146157 A JPS6146157 A JP S6146157A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotor
brushless
drive coils
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59165476A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nishikawa
浩 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP59165476A priority Critical patent/JPS6146157A/en
Publication of JPS6146157A publication Critical patent/JPS6146157A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To obtain a desired output characteristic by arranging a core inside a suitable number of drive coils of drive coils. CONSTITUTION:A cylindrical bearing projection 12 is projected at the center of a base plate 10, a pair of roller bearings 16, 18 are engaged through a spacer 14 in the projection 12, and a rotational shaft 22 of a rotor 20 as a rotor is rotatably supported via roller bearings 16, 18. A plurality of drive coils 32 wound annularly are secured to the surface opposed to the plate 10 of a printed board 28. A core 30 is disposed in the suitable number of drive coils 32 of the coils 32.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はブラシレス直流モータに関し、特にモータの部
品や駆動回路の特性を変えることなく、所望のモータの
出力特性を得るようにする技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brushless DC motor, and particularly to a technique for obtaining desired motor output characteristics without changing the characteristics of motor parts or drive circuits.

従来技術 ブラシレス直流モータにおいて所望の出力特性を得るた
めには、従来その所望の出力特性を備えたモータを独自
に設計していた。すなわち、ブラシレス直流モータには
コアレスモータとコア付きモータとが存在し、コアレス
モータは駆動コイル内にコア(鉄心)が存在しないため
、磁気抵抗が大きくなって出力トルクが小さくなる反面
、無負荷回転数が大きい特徴がある。コア付きモータは
逆に出力トルクが大きくなる反面、無負荷回転数が小さ
くなる。したがって所望の出力特性を得るための設計に
当たっては、まずコアレスモータとコア付きモータとを
適宜選択する一方、モータ構成部品やコイルの数、巻き
数、配列位置を変更したり、あるいはブラシレスモーフ
を駆動する駆動回路の出力電圧を変化させたりして所望
のモータの出力特性を得ることが行われていた。
BACKGROUND OF THE INVENTION In order to obtain desired output characteristics in a conventional brushless DC motor, a motor having the desired output characteristics has conventionally been independently designed. In other words, there are two types of brushless DC motors: coreless motors and cored motors. Coreless motors do not have a core (iron core) in the drive coil, so magnetic resistance increases and output torque decreases, but no-load rotation occurs. It is characterized by a large number. Conversely, a motor with a core has a higher output torque, but a lower no-load rotational speed. Therefore, when designing to obtain the desired output characteristics, first select a coreless motor or a cored motor as appropriate, then change the motor components, the number of coils, the number of turns, and the arrangement position, or drive a brushless morph. Desired motor output characteristics have been obtained by changing the output voltage of the drive circuit.

発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯る従来の方法によれば、所望の出力特
性を備えたモータを得るために、それ毎にモータの部品
の設計あるいは駆動回路の設計変更が必要であり面倒で
あった。また、モータの出力特性が異なる毎に異なる部
品を使わなければならないため、モータの製造コストが
高くなる一方、部品の在庫管理が面倒であった。
Problems to be Solved by the Invention However, according to such conventional methods, in order to obtain a motor with desired output characteristics, it is necessary to change the design of the motor parts or the design of the drive circuit each time, which is troublesome. Met. In addition, different parts must be used for each motor with different output characteristics, which increases the manufacturing cost of the motor and makes inventory management of the parts troublesome.

問題点を解決するための手段 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり
、その要旨とすることろは、一軸心まわりに回転可能に
配設され、外周面または端面における一円周上に複数の
磁極を備えた回転子と、その回転子の外周面または端面
上の一円周方向に沿フて、位置固定に複数配設された環
状の駆動コイルとを備えたブラシレス直流モータの製造
方法であって、所望のモータの出力特性を得るために前
記駆動コイル内のうち適数個のコイルの内側にコアを配
設したことにある。
Means for Solving the Problems The present invention has been made against the background of the above-mentioned circumstances, and its gist is that the A rotor having a plurality of magnetic poles on one circumference, and a plurality of annular drive coils disposed at fixed positions along one circumferential direction on the outer peripheral surface or end surface of the rotor. The method of manufacturing a brushless DC motor consists in disposing cores inside an appropriate number of the drive coils in order to obtain desired motor output characteristics.

作用および発明の効果 このようにすれば、複数の駆動コイル内に配設すべきコ
アの数を適宜選択することにより所望のモータの出力特
性が得られるので、そ−、タ毎に新たな部品設計や回路
設計をする必要がなく、簡単に所望の出力特性を備えた
ブラシレスモーフを得ることができる。また、出力特性
の異なるブラシレス直流モータが共通の部品によって構
成されるので、モータの製造コストが抑制され、かつ部
品の在庫の管理が極めて容易となる利点がある。
Operation and Effects of the Invention In this way, the desired motor output characteristics can be obtained by appropriately selecting the number of cores to be arranged in the plurality of drive coils, so new parts are required for each motor. A brushless morph with desired output characteristics can be easily obtained without the need for design or circuit design. Furthermore, since brushless DC motors with different output characteristics are constructed from common parts, there are advantages in that manufacturing costs of the motors are suppressed and inventory management of parts is extremely easy.

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は偏平ブラシレスモーフの断面を示しており、ベ
ース板10の中央部には筒状の軸受突部12が突設され
ている。軸受突部12内には、スペーサ14を介して一
対のローラ軸受16.18が嵌合されており、回転子と
してのロータ2oの中央部から突設された回転軸22が
ローラ軸受16.18によって回転可能に支持されてい
る。ロータ20は、偏平な円板状を成し、有底円筒状の
ケース24と、そのケース24内に固着された永久磁石
26とから構成されている。永久磁石26は、たとえば
第2図に示すように、その内周部においては、後述の駆
動コイル32に対応した磁極が一円周上に複数備えられ
ている。また、永久磁石26の外周部には、回転速度を
検出するための後述の回転速度検出パターン34に対応
した多数の細かな磁極が備えられている。
FIG. 1 shows a cross section of the flat brushless morph, in which a cylindrical bearing protrusion 12 is protruded from the center of the base plate 10. A pair of roller bearings 16.18 are fitted into the bearing protrusion 12 via a spacer 14, and a rotating shaft 22 protruding from the center of the rotor 2o as a rotor is fitted into the roller bearings 16.18. is rotatably supported by. The rotor 20 has a flat disk shape and includes a bottomed cylindrical case 24 and a permanent magnet 26 fixed within the case 24. As shown in FIG. 2, for example, the permanent magnet 26 is provided with a plurality of magnetic poles on one circumference on its inner circumference, which correspond to drive coils 32, which will be described later. Further, the outer circumferential portion of the permanent magnet 26 is provided with a large number of fine magnetic poles corresponding to a rotational speed detection pattern 34 to be described later for detecting the rotational speed.

プリント基板28は、永久磁石26の端面に僅かな間隙
を隔てて対向した状態で、ベース板10に図示しないス
クリューにより固定されている。
The printed circuit board 28 is fixed to the base plate 10 by screws (not shown) while facing the end face of the permanent magnet 26 with a slight gap therebetween.

プリント基板28のロータ20に対向する面は第3図に
示すようになっており、永久磁石26の外周部に備えら
れた多数の磁極からの誘導起電力を検出することにより
ロータ20の回転速度を検出するための回転速度検出パ
ターン34が設けられているとともに、プリント基板2
8にはまた貫通孔37が形成され、その貫通孔37内に
ロータ20の永久磁石26の磁極を検出するホール素子
38が配設されている。また、プリント基板28には貫
通孔40が形成され、その貫通孔40を通してロータ2
0に付されたマーク36を検出する反射型光検出素子4
2が配設されている。、これは、ブラシレス直流モータ
をたとえばフロッピディスクを回転駆動するために用い
る場合に、フロッピディスクの回転位置を検出するため
のものである。
The surface of the printed circuit board 28 facing the rotor 20 is configured as shown in FIG. A rotational speed detection pattern 34 is provided for detecting the rotational speed of the printed circuit board 2.
8 is also formed with a through hole 37, and a Hall element 38 for detecting the magnetic pole of the permanent magnet 26 of the rotor 20 is disposed within the through hole 37. Further, a through hole 40 is formed in the printed circuit board 28, and the rotor 2 is inserted through the through hole 40.
Reflective photodetector element 4 that detects the mark 36 attached to 0
2 are arranged. This is for detecting the rotational position of the floppy disk when the brushless DC motor is used to rotate the floppy disk, for example.

そして、プリント基板28のベース板10に対向する面
には、環状に巻回された複数(本実施例では6個)の駆
動コイル32が固設されている。第4図はその駆動コイ
ル32の配列状態を示すものであり、駆動コイル32は
ロータ20との間にプリント基板28が介在はするが、
ロータ20の端面の一円周上に沿って対向した状態で等
角度間隔に配設されているのである。そして、駆動コイ
ル32内には、第5図に示すコア30が必要に応じて適
数個配設されている。本実施例の場合、適数個とは、「
0」乃至「6」の範囲内の数を示すものであり、コア3
0の数がrOJ、rlJ、または「6」である場合には
、それぞれ一種類の配列状態しかないが、コア30の数
が[2J、13J。
On the surface of the printed circuit board 28 facing the base plate 10, a plurality (six in this embodiment) of drive coils 32 wound in an annular shape are fixedly provided. FIG. 4 shows the arrangement of the drive coil 32, and although the printed circuit board 28 is interposed between the drive coil 32 and the rotor 20,
They are disposed facing each other along one circumference of the end surface of the rotor 20 at equal angular intervals. An appropriate number of cores 30 shown in FIG. 5 are disposed within the drive coil 32 as required. In the case of this example, the appropriate number means “
It indicates a number within the range of "0" to "6", and the core 3
When the number of 0s is rOJ, rlJ, or "6", there is only one type of arrangement state, but the number of cores 30 is [2J, 13J.

「4」のいずれかである場合には、第6図、第7図、第
8図にそれぞれ示すように複数の配列状態がある。
If it is one of "4", there are a plurality of arrangement states as shown in FIGS. 6, 7, and 8, respectively.

以上のように構成されたブラシレス直流モータは、たと
えば第9図に示す回路によって駆動される。すなわち、
ホール素子38は相切換信号発生回路50に接続されて
おり、前記ロータ20の回転に伴って発生されるホール
素子38の検出信号に・基づいて前記相切換信号発生回
路50で発生された信号はスイッチ回路52を介して駆
動回路54に伝達され前記駆動コイル32が適宜励磁さ
れることによって、その磁気作用、により前記ロータ2
0が回転される。また、前記駆動コイル32は速摩検出
信号発生回路°56と接続されており、前記ロータ20
の回転速度に応じた信号を出力する。
The brushless DC motor configured as described above is driven by, for example, a circuit shown in FIG. 9. That is,
The Hall element 38 is connected to a phase switching signal generation circuit 50, and the signal generated by the phase switching signal generation circuit 50 based on the detection signal of the Hall element 38 generated as the rotor 20 rotates is The information is transmitted to the drive circuit 54 via the switch circuit 52 and the drive coil 32 is excited as appropriate, so that the rotor 2 is
0 is rotated. Further, the drive coil 32 is connected to a friction detection signal generation circuit °56, and is connected to the rotor 20.
Outputs a signal according to the rotation speed.

この信号は比較器58によって基準信号発生回路60か
ら出力された基準信号と比較され、この比較器58がオ
ン、オフされて、駆動回路54を介して駆動コイル32
に各々通電され、それによって前記ロータ20は所定の
回転速度に抑制される。
This signal is compared with the reference signal output from the reference signal generation circuit 60 by the comparator 58, and the comparator 58 is turned on and off.
are respectively energized, whereby the rotor 20 is suppressed to a predetermined rotational speed.

以上のようにブラシレス直流モータが駆動される場合に
おいて、駆動コイル32内に配設すべきコア30の数が
変更されると、第10図に示すように、種々のモータ出
力が得られる。図において、aはコア30の数が「0」
の場合。Cはコア30の数が「2」の場合、eはコア3
0の数が「4」の場合、gはコア30の数が「6」の場
合をそれぞれ示している。所望の出力特性を備えたブラ
シレスモーフを得るためには、逆に第10図の出力特性
図を利用して駆動コイル32内に配設すべきコア30の
数を決定すれば良い。図から明らかなように、コア30
の数を調節することにより、aに示すコアレスモーフの
出力特性と、gに示すコア付きブラシレスモーフの出力
特性との間の所望の出力特性を得ることができる。本発
明者の実験によれば、駆動コイル32内に配設すべきコ
ア30の数がr2J、r3Jまたは「4」である場合に
おいて、第6図乃至第8図にそれぞれ示す配列状態があ
るにも拘らず駆動電流一回転トルク特性、および回転速
度一回転トルク特性は変わらないが、ワウフラッタ特性
が異なる場合がある。たとえば、駆動コイル32内に配
設するコアの数が「3」の場合は、第6図のtb)に示
す場合よりも(a)または(C1に示す配列状態の方が
ワウフラッタ特性が良い。
When the brushless DC motor is driven as described above, if the number of cores 30 to be disposed in the drive coil 32 is changed, various motor outputs can be obtained as shown in FIG. 10. In the figure, a indicates the number of cores 30 is "0"
in the case of. C is the number of cores 30 is "2", e is the core 3
When the number of 0's is "4", g indicates the case where the number of cores 30 is "6". In order to obtain a brushless morph with desired output characteristics, the number of cores 30 to be disposed in the drive coil 32 may be determined using the output characteristics diagram shown in FIG. As is clear from the figure, core 30
By adjusting the number of , it is possible to obtain a desired output characteristic between the output characteristic of the coreless morph shown in a and the output characteristic of the cored brushless morph shown in g. According to the inventor's experiments, when the number of cores 30 to be arranged in the drive coil 32 is r2J, r3J or "4", there are arrangement states shown in FIGS. 6 to 8, respectively. Although the drive current/rotation torque characteristics and rotational speed/rotation torque characteristics do not change, the wow and flutter characteristics may differ. For example, when the number of cores arranged in the drive coil 32 is "3", the wow and flutter characteristics are better in the arrangement state shown in (a) or (C1) than in the case shown in tb) of FIG.

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
その精神を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ
得るものである。
Although one embodiment of the present invention has been described above, various modifications can be made to the present invention without departing from the spirit thereof.

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

第1図は本発明の一実施例の断面図である。第2図は第
1図の実施例のロータに設けられた磁極の配列状態を示
す正面図である。第3図は第1図のプリント板のロータ
側正面図である。第4図は第3図のプリント板に固設さ
れた駆動コイルの配列状態を示す正面図である。第5図
は第4図の駆動コイル内に配設されるコアを示す斜視図
である。 第6図乃至第8図は駆動コイルが6個であり、その駆動
コイル内に配設されるコアが2.3または4個である場
合のそれぞれの配列状態の[Rを示す図である。第9図
は第、1図の実施例のブラシレス直流モータを駆動する
回路を示すブロック線図である。第10図は駆動コイル
内に配設すべきコアの数を関節することにより得られる
モータ出力特性を示す図である。 20:ロータ(回転子) 30:コア   32:駆動コイル 出願人  ブラザー工業株式会社 第1図 第2図        26 \〜−6.−/″ 第6図 (a)(b) (C)
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention. 2 is a front view showing the arrangement of magnetic poles provided on the rotor of the embodiment shown in FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a front view of the printed board shown in FIG. 1 on the rotor side. FIG. 4 is a front view showing the arrangement of drive coils fixed to the printed board of FIG. 3. FIG. 5 is a perspective view showing a core disposed within the drive coil of FIG. 4. FIG. FIGS. 6 to 8 are diagrams showing [R] in the respective arrangement states when there are six drive coils and 2.3 or 4 cores are disposed within the drive coils. FIG. 9 is a block diagram showing a circuit for driving the brushless DC motor of the embodiment shown in FIGS. FIG. 10 is a diagram showing motor output characteristics obtained by adjusting the number of cores to be arranged in the drive coil. 20: Rotor (rotor) 30: Core 32: Drive coil Applicant: Brother Industries, Ltd. Figure 1 Figure 2 26 \~-6. -/'' Figure 6 (a) (b) (C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一軸心まわりに回転可能に設けられ、外周面また
は端面において一円周上に複数の磁極を有する回転子と
、その回転子の外周面または端面上の一円周方向に沿っ
て位置固定に複数配設された環状の駆動コイルとを備え
たブラシレス直流モータであって、 所望の出力特性を得るために、前記駆動コイルのうち適
数個の駆動コイルの内側にコアを配設したことを特徴と
するブラシレス直流モータ。
(1) A rotor that is rotatable around a single axis and has a plurality of magnetic poles on one circumference on the outer peripheral surface or end surface, and A brushless DC motor is equipped with a plurality of annular drive coils arranged in fixed positions, and in order to obtain desired output characteristics, a core is arranged inside an appropriate number of the drive coils. A brushless DC motor characterized by:
JP59165476A 1984-08-07 1984-08-07 Brushless dc motor Pending JPS6146157A (en)

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JP59165476A JPS6146157A (en) 1984-08-07 1984-08-07 Brushless dc motor

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JP59165476A JPS6146157A (en) 1984-08-07 1984-08-07 Brushless dc motor

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ID=15813128

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0744811A3 (en) * 1995-05-26 1997-09-03 Eastman Kodak Co Method of coil mounting for maximum heat transfer in DC brushless motors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0744811A3 (en) * 1995-05-26 1997-09-03 Eastman Kodak Co Method of coil mounting for maximum heat transfer in DC brushless motors

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