JPS62155751A - 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、ビデオテープレコーダやオーディオカセット
テープレコーダ、レコードプレーヤ等の映像・音ｇ機器
に用いられる平面対向型ブラシレスモータに関するもの
である。

従来の技術 従来の技術としては、例えば、第５図〜第８図に示す平
面対向型ブラシレスモータがある。以下従来例をこれら
図面を参照しながら説明する。

第５図は従来例の側断面図、第６図はその固定子の平面
図、第７図は永久磁石回転子の軸方向の磁束分布を示す
図、第８図は永久磁石回転子の円周方向の磁束分布を示
す図である。

この従来の平面対向型ブラシレスモータ１は、第１の平
面部２に複数の所定の極に着磁された円環状の永久磁石
回転子４と、第６図に示すような、上記第１の平面部２
と所定の間隙を有して対向する磁性材料製の固定子平板
７上に前記永久磁石回転子４中心を中心とする同心円上
に施された複数相の分割巻きコイル８とを具備する。前
記永久磁石回転子４の磁極は、第８図に示すようにＮ極
とＳ極とが隣接しており、Ｎ極より発生する磁束１１は
前記分割巻きコイル８に鎖交し、前記固定子平板７を通
過して両側の隣接しているＳ極に流れ込む。また前記永
久磁石回転子４は、磁性材料から成るバックヨーク５に
前記永久磁石回転子４の第２の平面部３を当接して固着
されており、前記永久磁石回転子４と前記バックヨーク
５とを含めてなる回転子６は、モータ軸９に固着され、
そのモータ軸９と一体的に回転する。前記モータ軸９は
、前記固定子平板７に取り付けられた軸受部材１０の軸
受１０ａならびに軸受１０ｂに嵌合し、回転自在に軸承
されている。また、前記軸受部材１０の軸受１０ｂに前
記回転子６のパックヨーク５の一部が当接し、前記永久
磁石回転子４の磁力の吸引力によるスラスト荷重を前記
軸受１０ｂにて受ける構成になっている。

なお、第６図において、８ａは分割巻きコイル８の、回
転子６中心を略々中心とする半径方向の部分を示す。

発明が解決しようとする問題点 以上のように構成された従来の平面対向型ブラシレスモ
ータ１は、分割巻きコイル８に通電したとき、前記分割
巻きコイル８の回転子６中心を略々中心とする半径方向
の部分８ａに前記永久磁石回転子４から発生する磁束１
１を鎖交させることにより、前記回転子６の周方向に力
が発生し、前記回転子６を回転させるトルクとなって前
記回転子６が回転する。つまり、前記永久磁石回転子６
から発生する磁束１１のうち、前記分割巻きコイル８の
回転子６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａに鎖
交する磁束のみが、回転子６に回転力を発生させるに有
効な磁束となる。しかしながら、前記のように構成され
た従来の平面対向型ブラシレスモータ１は、前記永久磁
石回転子４から発生する磁束１１が、第７図に示すよう
に、前記分割巻きコイル８の回転子６中心を略々中心と
する半径方向の部分８ａのみならず、その他の、前記回
転子６に回転力を発生させない部分にも鎖交し、また前
記固定子平板７の前記分割巻きコイルを施していない部
分にも漏洩磁束となって誘引されるので、その結果、前
記分割巻きコイル８の回転子６中心を略々中心とする半
径方向の部分８ａに鎖交する磁束が減少し、非常に効率
の悪いモータとなっていた。また前記のように構成され
た従来の平面対向型ブラシレスモータ１では、永久磁石
回転子４とともに磁気回路を構成する固定子平板７が、
磁性材料製であり、かつ前記永久磁石回転子４が回転す
るのに対して、固定されているために、第７図に示すよ
うな前記永久磁石回転子４から発生する磁束１１によっ
て渦電流損失、ヒステリシス損失等のいわゆる鉄損が発
生し、モータのトルク損失が非常に大きくなり、従って
モータの効率が悪くなるという欠点があった。本発明は
、前記問題点に鑑みてなされたものであり、高効率の、
かつ鉄損によるトルク損失の少ない平面対向型ブラシレ
スモータを提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明の平面対向型ブラ
シレスモータは、モータ軸と、そのモータ軸に固着され
て一体的に回転する、固定磁化された回転子と、その回
転子の磁極面に対向した固定子ヨーク、および、その固
定子ヨーク上に前記回転子中心を中心とする同心円上に
施され通電により前記回転子に回転力を与える複数相の
分割巻きコイルを含めてなる固定子とを具備し、かつ前
記固定子ヨークの略々前記回転子の磁極面に対向した部
分が磁性材料で構成されているものである。

作用 本発明によれば、前記構成により、高効率の、かつ鉄損
によるトルク損失の少ないモータを実現することができ
る。

実施例 以下、本発明の実施例について第１図〜第４図を参照し
ながら説明する。これらの図において第５図〜第８図で
説明したものと同じものについては同一の符号を付す。

第１図は本発明の第１の実施例を示す側断面図であり、
第２図は本発明の第１の実施例のモータの電磁部におけ
る永久磁石回転子の軸方向の磁束分布を示す図である。

それらの図において、この本発明の第１の実施例の平面
対向型ブラシレスモータ１２は、第１の平面部２に複数
の所定の極に着磁された円環状の永久磁石回転子４と、
上記第１の平面部２と所定の間隙を有して対向する固定
子ヨーク１３、および、その固定子ヨーク１３上に前記
永久磁石回転子４中心を中心とする同心円上に施され通
電により前記永久磁石回転子４に回転力を与える複数相
の分割巻きコイル８を含めてなる固定子１４とを具備す
る。前記永久磁石回転子４において、第８図に示す従来
例と同様にＮ極とＳ極とが隣接しており、Ｎ極より発生
する磁束１５は前記分割巻きコイル８に鎖交し、前記固
定子ヨーク１３を通過して両側の隣接しているＳ極に流
れ込む。

前記固定子ヨーク１３は、非磁性材料製の固定板１３ａ
に、その固定板１３ａの前記分割巻きコイル８を配設し
た側の略々前記永久磁石回転子４の磁極面に対向した位
置のみに、前記永久磁石回転子４の磁極面と略々等しい
形状の円環状の磁性材料製の固定板１３ｂが固着されて
構成されている。また、前記非磁性材料製の固定板１３
ａは、前記分割巻きコイル８を配設した側に印刷配線部
が設けられ、前記分割巻きコイル８や前記永久磁石回転
子４の回転位置を検出するための回転位置検出部（図示
せず）等に通電できる構造になっている。尚、前記印刷
配線部を前記固定板１３ａの前記分割巻きコイル８を配
設していない側に設けてもよく、この場合には前記固定
板１３ａにスルーホール等を設けることにより、前記分
割巻きコイル８や前記回転位置検出部に通電する構造と
する。また前記固定板１３ａは、ポリアミド等から成る
フレキシブルな印刷配線基板や祇フェノール、ガラスエ
ポキシ等の印刷配線基板から成る。前記磁性材料製の円
環状の固定板１３ｂの厚みは、磁気飽和を起こさない値
にしである。前記永久磁石回転子４は、磁性材料から成
るバックヨーク５に前記永久磁石回転子４の第２の平面
部３を当接して固着されており、前記永久磁石回転子４
と前記バンクヨーク５を含めてなる回転子６は、モータ
軸９に固着され、そのモータ軸９と一体的に回転する。

前記モータ軸９は前記固定子ヨーク１３に取り付けられ
た軸受部材１０の軸受１０ａならびに軸受１０ｂに嵌合
し、回転自在に軸承されている。また、前記軸受部材１
０の軸受１０ｂに前記回転子６のバックヨーク５の一部
が当接し、前記永久磁石回転子４の磁力の吸引力による
スラスト荷重を前記軸受１０ｂにて受ける構成になって
いる。尚、本実施例の分割巻きコイル８は、第６図に示
す従来例の分割巻きコイル８と同様に３相としたが、こ
れに限るものではなく、相数が変化しても本発明の効果
を何ら損なうものではない。

以上のように、本発明の第１の実施例によれば、固定子
ヨーク１３は、永久磁石回転子子４の磁極面に対向した
部分が磁性材料製の固定板１３ｂにて構成され、前記永
久磁石回転子４とともに磁気回路を構成しているので、
前記永久磁石回転子４の磁極面から発生する磁束１５が
、第２図に示すように前記磁性材料製の固定板１３ｂに
集束し、それ以外の部分への漏洩磁束は非常に少なくな
る。このため前記磁束１５は、前記固定板１３ｂ上に配
設した分割巻きコイル８にも集束して鎖交し、その磁束
密度は第７図に示す従来例に比べてはるかに高密度とな
り、高効率のモータを実現することが可能となる。また
、第６図に示すように、−前記分割巻きコイル８の回転
子６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａの、最外
周端の前記回転子６中心からの半径をＲＩ％最内周端の
前記回転子６中心からの半径をＲ２とし、第１図に示す
ように、前記円環状の固定板１３ｂの外周の前記回転子
６中心からの半径をＲ３、内周の前記回転子６中心から
の半径をＲ４としたとき、Ｒ１とＲ４ならびにＲ１とＲ
４を略々等しくすれば、前記分割巻きコイル８の回転子
６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａのみに磁束
１４が集束して鎖交するので、更に高効率のモータを実
現することができる。また、鉄損が生じる部分は、磁性
材料から成る固定板１３ｂ上のみであり、その面積は第
５図に示す従来例の磁性材料製の固定子平板７と比較し
てはるかに小さいので、本発明のモータの鉄損は従来例
のモータのよりも小さく、したがってトルク損失も少な
い。

以下本発明の第２の実施例について、第３図を参照しな
がら説明する。第３図は、本発明の第２の実施例を示す
側断面図である。第１図に示した構成と異なるところは
、第１図の実施例においては、固定子ヨーク１３が、非
磁性材料製の固定板１３ａに、その固定板１３ａの前記
分割巻きコイル８を配設した側の略々前記永久磁石回転
子４の磁極面に対向した位置に、前記永久磁石回転子４
の磁極面と略々等しい形状の円環状の磁性材料製の固定
板１３ｂを固着して構成されているのに対し、第３図に
示す本実施例においては、固定子ヨーク１７は、非磁性
材料製の固定板１７ａに、その固定板１７ａの前記分割
巻きコイル８を配設した側と反対の面の略々前記永久磁
石回転子４の磁極面に対向した位置に、前記永久磁石回
転子４の磁極面と略々等しい形状の円環状の磁性材料製
の固定板１７ｂを固着して構成されている点である。ま
た、前記非磁性材料製の固定板１７ａは、前記分割巻き
コイル８を配設した側に印刷配線部が設けられ、前記分
割巻きコイル８や前記永久磁石回転子４の回転位置を検
出するための回転位置検出部（図示せず）等に通電でき
る構造になっている。前記のように構成された固定子ヨ
ーク１７を含めてなる固定子１８を有する平面対向型ブ
ラシレスモータ１６は、固定板１７ａの分割巻きコイル
８を配設した側と反対の面の、かつ印刷配線部が設けら
れていない側に固定板１７ｂを固着しているので、前記
固定板１７ｂと前記分割巻きコイル８、ならびに、前記
固定板１７ｂと前記固定板１７ａの印刷配線部との接触
が起こり得す、このためショートによるモータの破壊は
全く起こらない。

第４図は、本発明の第３の実施例を示す側断面図である
。第４図において、固定子ヨーク２０は非磁性材料製の
固定板２０ａならびに２０ｃと磁性材料製の固定板２０
ｂから構成され、前記固定板２０ａの内周径をＤｌ、前
記固定板２０ｂの外周径をＤ２、内周径をＤ３、前記固
定板２０ｃの外周径をＤ４としたとき、Ｄ、≧Ｄ２およ
びＤ３≧Ｄ４となるように構成する。また、印刷配線部
は前記固定板２０ａもしくは２０ｃのいずれか一方の、
分割巻きコイル８を配設した側か、もしくはその反対側
に設ける。前記のように構成された固定子ヨーク２０を
含めてなる固定子２１を有する平面対向型ブラシレスモ
ータ１９は、本発明の第１の実施例ならびに第２の実施
例に示すように固定子ヨークが固定板と固定板を重ねた
構造ではないので、固定子ヨークを薄く構成することが
き、したがってモータの薄型化を実現することができる
。

発明の効果 以上のように、本発明は、モータ軸と、そのモータ軸に
固着されて一体的に回転する固定磁化された回転子と、
その回転子の磁極面に対向した固定子ヨーク、および、
その固定子ヨーク上に前記回転子中心を中心とする同心
円上に施され通電により前記回転子に回転力を与える複
数相の分割巻きコイルを含めてなる固定子とを具備し、
かつ前記固定子ヨークの略々前記回転子の磁極面に対向
した部分が磁性材料で構成されているので、前記分割巻
きコイルに鎖交する磁束を高密度にすることができ、し
たがって高効率のモータを実現できるという優れた効果
が得られる。また、−前記した構成により、モータの鉄
損によるトルク損失を低減することができるという優れ
た効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモータの第１の実施例の側
断面図、第２図はこの第１の実施例のモ２の実施例の側
断面図、第４図はこの第３図の実施例における側断面図
、第５図は従来例の平面対向型ブラシレスモータの側断
面図、第６図は従来例の固定子の平面図、第７図は従来
例の電磁部に姓図である。 ６・・・・・・回転子、８・・・・・・分割巻きコイル
、９・・・・・・モータ軸、１３．１７．２０・・・・
・・固定子ヨーク、１３ｂ。 １７ｂ、２０ｂ−・・・・・固定板、１４．１８．２１
・・・・・・固定子。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名五−−一困
私寺 δ−−−　す豹をコイル ／Ｊ６−−−　　１！］た」入し ６−−−　Ｌ：ｌ　１＃−舌 δ−−−ケ柄もごコイル 第　２　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　／３
−ｍ−固３【子ヨーク／Ｊ＃　−−−１１定Ｊ入し Δ−−−旧糺士 ４−一一困軟子 υ−−−　　’？＊Ｉｈセロ４ル ｑ　−−−−ｔ−’ｙ輪 第　３　　ｒｉＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　／７−ｍＬ’ｒ３−り／７ｂ　−−一　固Ｌ
ＪＬし Ｊ−−−＋！ＩＵ子 五−國私寺 第　４　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ε−−−すかＪゑ々フ１ルデー　セーグ軸 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータ軸と、そのモータ軸に固着されて一体的に回転す
   る、固定磁化された回転子と、その回転子の磁極面に対
   向した固定子ヨーク、および、その固定子ヨーク上に前
   記回転子中心を中心とする同心円上に施され通電により
   前記回転子に回転力を与える複数相の分割巻きコイルを
   含めてなる固定子とを具備し、かつ前記固定子ヨークの
   略々前記回転子の磁極面に対向した部分が磁性材料で構
   成されていることを特徴とするブラシレスモータ。