JPS62160047A

JPS62160047A - 偏平モ−タ

Info

Publication number: JPS62160047A
Application number: JP29870885A
Authority: JP
Inventors: Seiji Shioiri; 塩入　政治
Original assignee: Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1987-07-16

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、偏平モータに関し、特に、モータ特性を向上
させる技術に係り、例えば、鉄心を有しないブラシレス
モーフに利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

偏平モータとして、ステータコイルとアーマチュアとし
てのマグネットロータが軸方向に離間対向して配設され
ており、ステータコイル、およびステータコイルとアー
マチュアマグネット間の空隙等が全て磁気回路上の空隙
となっているものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような偏平モータにおいては、鉄心を有するステー
タテラセンブリを用いた一般的なモータに比べて磁気回
路上の空隙長が非常に長くなるため、マグネットの体積
を増したり、コイルをより多く巻回する等の配慮を必要
とし、体積当たりのパワー密度が低くなるという問題点
がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的はモータ特性を向上させることができる偏平モータを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかる偏平モータは、ステータのコイルを導電
体線材と磁性体線材とを隣接巻回して構成したことを特
徴とする。

〔作用〕

ステータコイル中に磁性体線材が分布されているため、
ステータコイルが磁気回路上の空隙にはならず、その結
果、磁気的空隙長が短くなる。また、ステータコイル中
に磁性体線材が分布されているため、導電体線材に有９
ＪＪに磁束を導くことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である偏平型ブラシレスモー
フを示す一部切断正面図、第２図はその一部切断側面図
である。

本実施例において、偏平型ブラシレスモーフＩは、複数
個のステータコイル４からなる偏平形ステータ２、この
ステータ２に軸方向に離間対向して配設されて回転する
アーマチュアとしての偏平形マグネットロータ３、この
マグネットロータ３の磁極を検出して回転磁界を形成す
るための転流回路（図示せず）がプリントされているプ
リント配線基板５とを備えている。

偏平形ステータ２は磁性材料を用いて短尺の円筒形状に
形成されているステータヨーク６を備えており、このヨ
ーク６の円板部６ａには略三角形の偏平な枠形状に巻回
されているステータコイル４が複数個、周方向に等間隔
に配されて固定されている。ヨーク６の短尺周壁部６ｂ
はステータコイル４の側面を取り囲んでおり、その端面
にはプリント配線基板５が被せられている。

そして、ステータコイル４は線材を略三角形の枠形状に
巻回されて形成されているものがあるが、この線材とし
ては従来のような導電体（例えば、銅線）のみからなる
ものが使用されているのではなく、導電体線材１１　（
例えば銅線材）と磁性体線材１２　（例えば鉄線材）と
を隣接させた複合線材１０が使用されている。

アーマチュアとしてのマグネットロータ３は磁性材料を
用いて円板形状に形成されたロータａ　−り７を備えて
おり、このヨーク７はステータヨーク６に同心的に配さ
れて回転自在に支承されている回転軸８に、ステータヨ
ーク６にプリント配線基板を挟んで対向するように配さ
れて固着されている。ロータヨーク７にはフェライトマ
グネット等のような磁石材料を用いてドーナツ形状に一
体成形されたマグネット９が、ステータ２の対向面に同
心的に配されて固着されており、マグネ、ト９には磁極
（図示せず）が円周方向にＮ極、Ｓ極が交互になるよう
に配されて形成されている。

プリント配線基板５には転流回路が形成されており、転
流回路には各ステータコイル４が電気的に接続されてい
る。転流回路は、マグネットロータ３の磁極を検出する
センサ回路からき出力信号に応してステータコイル４の
電流切り換えを行い、回転磁界を形成するように構成さ
れている。

次に作用を説明する。

各ステータコイル４が転流回路によって順次励磁されて
行くことによって回転磁界が形成されると、マグネット
ロータ３は回転する。

このとき、ステータコイル４中の軸方向の全域にわたっ
て磁性体線材１２が分布されているため、マグネット９
、ステータコイル４、ステータヨーク６、ロータヨーク
７で形成される磁気回路中の空隙長が、ステータコイル
４面とこれに対向するマグネット９面との長さとなって
、空隙長が短くなり、かつステータコイ４中に磁性体線
材１２が分布されているため、導電体線材１】に対しマ
グネット９全域から有効な磁束が導かれることになる。

また、磁性体線材１２が細線であり電気的に閉回路を形
成しないため、鉄損が少ない。

ところで、ステータコイル４に使用する複合線材１０と
しては、導電体線材１１と磁性体線材１２とを単に隣接
するように配置してなるものを使用してもよいが、第３
図〜第２０図に示されている方法によって得られるもの
を適宜使用することが望ましい。

以下、これらの複合線材を使用したステータコイルの具
体的な作成方法を第３図〜第２０−図について説明する
。

第５図に示されている銅線材１３と、第６図に示されて
いる鉄線材１４とは絶縁被覆１５、Ｉ６と自己融着層１
７．１８とをそれぞれ備えている。

両者は捲線される以前に弱い接着力により、第７図に示
されているように、互いに隣接した状態で仮り止めされ
る。その後、この仮り止めされた複合線材１０Ａは磁界
の向きＨと１巻線の向きＤを一定に保たれて巻回され、
第３図に示されているような三角形枠形状のステータコ
イル４が形成される。次いで、銅線材１３と鉄線材１４
とが加熱により自己融着層１７．１８において一体化さ
れてステータコイル４Ａが完成する。

ステータコイル４Ａはその口出し線の絶縁被覆１５．１
６を剥離された後、転流回路等を有するプリント配線基
板５に、はんだ付は等のような適当な手段により接続部
１９が形成されて、これにより電気的に接続される。こ
の場合、銅線材１３とと鉄線１４とをその両端において
、第３図に示されているように、電気的に並列接続させ
ると、鉄線材１４を導体として利用することができるた
め、巻線抵抗の減少により銅損が減少する。勿論、鉄線
材１４に電流を流すように構成しなくともよい。

第８図〜第１０図は他の作成例を示すもので、第１０図
に示されている複合線材１０Ｂは、単独では絶縁被覆で
覆われていない銅線材１３と鉄線材１４とが隣接されて
接着や溶接等により結合されるとともに、これらの一体
となった線材の周囲を絶縁被覆２０により覆われて作成
されている。

この複合線材１０Ｂが磁界の向きＨと捲線の向きＤを一
定に保たれて巻回されることにより、第８図に示されて
いるような略三角形の枠形状のステータコイル４Ｂが完
成される。そして、ステータコイル４Ｂはその口出し線
の絶縁被覆２０を剥離された後、プリント配線基板５に
はんだ付は等の方法により接続される。

この場合は銅線材１３と鉄線材１４とは結合されている
ため、前記第３図に示されているものと同様に鉄線材１
４にも電流が流れ、巻線抵抗の減少により銅損が減少す
る。また、このような複合線材１０Ｂを使用した場合は
ステータコイル４Ｂの作成作業が前記第３図〜第７図に
示されている複合線材１０Ａを使用する場合に比較して
容易である。

第１１図〜第２０図は高いトルクが必要な場合のステー
タコイルの作成方法を示している。すなわち、一体結合
された銅線材１３と鉄線材１４とからなる複合線材１０
Ｂが巻回されて構成されているステータコイル４Ｂ（第
１５図〜第１７図参照）が第１１図〜第１２図に示され
ているように下段に配置されており、この下段に配置さ
れるステータコイル４Ｂを裏返した状態のもう一個のス
テータコイル４Ｂ（第１８図〜第２０図参照）が、前記
下段に配置されたステータコイル４Ｂの上に積層されて
いる。

そして、第１３図および第１４図に示されているように
、銅線材１３は隣接するように口出し線を配置されては
んだ付けされる。このように作成することにより、両方
の口出し線をコイル外に出すことができ、また、スポッ
トやはんだ付けが容易となる。

なお、図示の例ではステータコイル４Ｂ、４Ｂを２段に
積み重ねたものを示したが、３段以上に積層してもよい
、また、上段のものは下段のものを裏返した状態のもの
を使用したが、裏返さずに同じものを積層していっても
よい。

なお、本考案は前記実施例に附定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、導電体線材として銅線材、磁性体線材として鉄
線材を示したが、これらに限らず、導電体線材としてア
ルミ線材等を用いることもできる。

導電体線材と磁性体線材とは融着一体化するに限らず、
互いに隣接するように配設すればよい。

ステータコイルは三角形状の偏平枠体に形成するに限ら
ず、他の形状に形成してもよい。

〔発明の効果〕

（１）　　ポールピース等のような部材の周囲Ｇ三導体
を１巻線する方式とは異なり、導電体線材と磁性体線材
とからなる複合線材を捲線してステータコイルを形成す
ることにより、ステータコイル中に磁性体を分布させる
ことができるため、マグネット全域から有効な磁束を導
電体線材に導くことができるとともに、パワー密度を高
めることができる。

（２）　　ステータコイル中に磁性体を分布させること
により、磁気回路中の空隙を短くさせることができるた
め、マグネットの体積を減少させることができる。

（３）有効磁束を増加させることにより、ステータコイ
ルの巻回数′Ｐ駆動電流を減少させることができる。

（４）導電体線材と隣接する磁性体線材も導体として利
用することにより、捲線抵抗により銅…を減少させるこ
とができる。

（５）磁性体線材が細線材であり、電気的に閉回路を形
成しないため、うず電流が生じに＜＜、鉄損が少ない。

（６）　　ステータコイルを数段に積層して使用するこ
とにより、高トルク化に対応することができる。

（７）　　コアレス型偏平モータに適用することにより
、低イナーシヤ、高トルクモータを構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である偏平型ブラシレスモー
フを示す一部切断正面図、第２図はその一部切断側面図
である。第３図〜第７図はステータコイル作成方法の一実施例を
説明するための図で、第３図はステータコイルの正面図
、第４図はプリント配線基板に取り付けたステータコイ
ルの側面図、第５図は銅線材の一部を示す斜視断面図、
第６図は鉄線材の一部を示す斜視断面図、第７図は複合
線材の一部を示す斜視断面図である。第８図〜第１０図は他のステータコイル作成例を説明す
るための図で、第８図はステータコイルの正面図、第９
図はプリント配線基板に取り付けたステータコイルの側
面図、第１０図は巻線拡大断面図である。第１１図〜第２０図はステータコイルを積層したものを
説明するための図で、第１１図は積層ステータコイルの
正面図、第１２図はその側面図、第１３図は第１１図の
ａ部詳細底面図、第１４図は第１３図のｂ部拡大断面図
、第１５図は下段用のステータコイルの正面図、第１６
図はその側面図、第１７図は第１５図のＡ−Ａ矢視断面
図、第１８図は上段用のステータコイルの正面図、第１
９図はその側面図、第２０図は第１８図のＢ−Ｂ矢視断
面図である。１・・・（Ｈ，平ｆＭ−１ラシレスモーク、２・・・ス
テータ、３・・・マグネットロータ、４．４Ａ。４Ｂ・・・ステータコイル、５・・・プリント配線基板
、６・・・ステータヨーク、７・・・ロータヨーク、８
・・・回転軸、９・・・マグネット、ｌ０１ＩＯＡ、Ｉ
ＯＢ・・・複合線材、１１・・・導電体線材、１２・・
・磁性体線材、１３・・・銅線材、１４−−　・鉄線材
、１５．１６．２゜・・・絶縁被覆、１７．１８・・・
自己融着層、１９・・・接続部。代理人　弁理士　　　梶　　原　　辰　　也第３図　　
　第４図第５図　　　第６図第７図＋ＯＡ第８図　第９図　第１０図第１５図　第１６図第旧図　第１９第１７図迷裟

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータとアーマチュアとが軸方向に磁気回路の
空隙を構成するように配設されている偏平モータにおい
て、前記ステータのコイルが導電体線材と磁性体線材と
を隣接して巻回されていることを特徴とする偏平モータ
。
（２）導電体線材と磁性体線材とが、電気的に並列接続
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の偏平モータ。
（３）ステータコイルが、複数段積層されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の偏平モータ。