JPS63124751A - High-efficiency brushless motor - Google Patents

High-efficiency brushless motor

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Publication number
JPS63124751A
JPS63124751A JP26979486A JP26979486A JPS63124751A JP S63124751 A JPS63124751 A JP S63124751A JP 26979486 A JP26979486 A JP 26979486A JP 26979486 A JP26979486 A JP 26979486A JP S63124751 A JPS63124751 A JP S63124751A
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JP
Japan
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magnetic pole
phase
pole teeth
magnetic
stator
Prior art date
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Application number
JP26979486A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hatanaka
武史 畑中
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HAITEKU KENKYUSHO KK
Original Assignee
HAITEKU KENKYUSHO KK
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Publication date
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  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the volumetric ratio of winding per unit volume of a motor and make the motor highly efficient, by a method wherein magnetic flux is concentrated to an inner cylindrical magnetic pole and an outer cylindrical magnetic pole while respective phases are arranged in the areas of a plularity of radius of curvatures in the radial direction of a stator. CONSTITUTION:Cylindrical driving coils 28, 30, 32 of plural phases, which are provided with different radius of curvatures, are arranged concentrically in a stator 24. Inner cylindrical magnetic poles 34, 38, 42 and outer cylindrical magnetic poles 36, 40, 44 are arranged concentrically at the inside and outside of said cylindrical driving coils 28, 30, 32. Magnetic pole teeth, having predetermined phase angles, are formed in front of the inner cylindrical magnetic poles 34, 38, 42 and the outer cylindrical magnetic poles 36, 40, 44 and a plurality of magnetic pole teeth, having predetermined phase angles, is formed on a rotor disc 26 while respective magnetic pole teeth of the rotor disc 26 are arranged so as to oppose to the magnetic pole teeth of the stator 24 with the relation of different phases.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明はブラシレスモータに関し、さらに詳しくは、
有効エネルギー密度を高めた高効率のブラシレスモータ
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] This invention relates to a brushless motor, and more specifically,
This invention relates to a highly efficient brushless motor with increased effective energy density.

最近における各種情報機器、0Δ機器あるいはFA機器
の省エネ化、小形軽、μ化、高性能化の進展に伴ない、
小形軽欺、高性能、省エネタイプの制御モータのニーズ
が高まってきている。制御モータの一種である、従来の
ステッピングモータでは、第1に、複数相の固定子の内
側に回転子が配置され、複数相の磁極が同一平面に分割
されているために、相数が多いと1相当りの磁極が小さ
くなって1回転子に対面する磁極面積が小さくなってモ
ータの出力トルクが著しく低下する欠点がある。また、
従来のサーボモータにおいては固定子の内側に多数のス
ロットを形成して、これらスロットに多相用の巻線を配
置し、多相の巻線を順法周方向に切換制御することによ
り、固定子の内側に配置された回転子を回転させる構造
が採用されている。これらモータにおいては、第2に、
いずれも固定子の同一平面内で分割された狭い断面積内
に駆動コイルを配置しなければならず、したがって、出
力トルクを増やすべくコイルの巻数を増やそうとすると
必然的にモータが大きくなるという欠点があった。しか
も、これらモータでは、第3に、固定子の磁極相互間の
磁気漏れが大きく、実際に回転子の駆動に利用される有
効磁束が少ないという欠点があった。さらに、モータの
出力トルクは駆動巻線の巻数(n)とこの巻線の駆動電
流(1)の2乗(nI)”に比例することから、モータ
の高性能化をもっと効果的に図るにはモータの単位体積
当りの駆動巻線の比率、すなわち、固定子と回転子との
総合体積に対する駆動巻線の体積の比率を増加させる必
要があるが、従来のモータでは、第4に、その特殊な構
造丘、モータの単位体積当りの即動巻線の比率を上げる
ことができない、これら第1〜第4の欠点は制御モータ
のより一層の小形軽量化、省エネ化、高性能化の大きな
ネックとなっていた。このことは汎用の直流モータや交
流モータについても云えることである。
With the recent progress of various information devices, 0∆ devices, and FA devices becoming more energy-saving, smaller, lighter, μ-sized, and higher-performance,
There is a growing need for small, compact, high-performance, energy-saving control motors. In a conventional stepping motor, which is a type of control motor, firstly, the rotor is placed inside a multi-phase stator, and the magnetic poles of the multiple phases are divided into the same plane, so there is a large number of phases. This has the drawback that the magnetic pole per unit becomes smaller, and the area of the magnetic pole facing one rotor becomes smaller, resulting in a significant decrease in the output torque of the motor. Also,
In conventional servo motors, a large number of slots are formed inside the stator, multi-phase windings are placed in these slots, and the multi-phase windings are switched and controlled in the normal circumferential direction. A structure is adopted in which a rotor placed inside the child is rotated. Second, in these motors,
In either case, the drive coil must be placed within a narrow cross-sectional area divided within the same plane of the stator, and therefore, if the number of turns of the coil is increased to increase the output torque, the motor will inevitably become larger. was there. Furthermore, these motors have a third drawback in that magnetic leakage between the magnetic poles of the stator is large, and the effective magnetic flux actually used to drive the rotor is small. Furthermore, since the output torque of a motor is proportional to the number of turns of the drive winding (n) and the square of the drive current (1) of this winding (nI), it is possible to more effectively improve the performance of the motor. It is necessary to increase the ratio of the drive winding per unit volume of the motor, that is, the ratio of the volume of the drive winding to the total volume of the stator and rotor. Due to the special structure, it is not possible to increase the ratio of quick-acting windings per unit volume of the motor.The first to fourth disadvantages of these are the major drawbacks of further downsizing, weight reduction, energy saving, and high performance of the control motor. This is also true for general-purpose DC motors and AC motors.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこでこの発明の目的は有効エネルギー密度を高めた、
電磁エネルギー変換効率の高いブラシレスモータを提供
することにある。
Therefore, the purpose of this invention is to increase the effective energy density.
The object of the present invention is to provide a brushless motor with high electromagnetic energy conversion efficiency.

この発明の他の目的は省エネ化、超小形化、高性能化が
可能な高効率ブラシレスモータを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a highly efficient brushless motor that can save energy, be ultra-compact, and have high performance.

この発明の他の目的は磁気漏れや電磁ノイズの少ないブ
ラシレスモータを提供することにある。
Another object of the invention is to provide a brushless motor with less magnetic leakage and electromagnetic noise.

この発明の他の目的は構造が簡単で1組立が容易であり
、小容量機から大容量機まで実用可能な低コストのブラ
シレスモータを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a low-cost brushless motor that is simple in structure, easy to assemble, and can be put to practical use in small to large capacity machines.

この発明の他の目的はロータのイナーシャを小さくでき
、パワデンシティ(kw/kg)とパワーレート(kw
/s)が著しく改善されたブラシレスモータを提供する
ことにある。
Another object of this invention is to reduce the inertia of the rotor, and to reduce the power density (kw/kg) and power rate (kw/kg).
/s) The object of the present invention is to provide a brushless motor with significantly improved speed.

この発明の他の目的はエアギャップを小さくでき、起動
トルクが高くて。
Another purpose of this invention is to reduce the air gap and increase the starting torque.

スルーイング特性に優れた。とくに、ステッピングモー
タやサーボモータに適したブラシレスモータを提供する
ことにある。
Excellent slewing characteristics. In particular, it is an object of the present invention to provide a brushless motor suitable for stepping motors and servo motors.

この発明の他の目的は高速領域における過負荷耐量と振
動、衝撃などの耐環境性に優れ、使用環境条件を選ばな
いブラシレスモータを提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a brushless motor that has excellent overload resistance in high-speed ranges and environmental resistance against vibrations, shocks, etc., and can be used under any environmental conditions.

この発明の他の目的は汎用の交流モータとしても利用可
能な低コストで長寿命であり、しかも高効率であるブラ
シレスモータを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a brushless motor that can be used as a general-purpose AC motor, is low cost, has a long life, and is highly efficient.

(発明の構成〕 本発明のブラシレスモータは、ステータにおいて曲率半
径の異なる複数相の円筒状駆動巻線をそれぞれ同心的に
配置し、前記複数相の円筒状駆動巻線の内、外部にそれ
ぞれ内部円筒磁極と外部円筒磁極を同心的に配置し、前
記内部円筒磁極と前記外部円筒!極の前面に予じめ定め
られた位相角の磁極歯を形成し、ロータディスクに予じ
め定められた位相角の複数の磁極歯を形成し、前記ロー
タディスクの各磁極歯を前記ステータの磁極歯に対して
異なる位相関係で対向するように配置したことを特徴と
する。
(Structure of the Invention) In the brushless motor of the present invention, a plurality of phases of cylindrical drive windings having different radii of curvature are arranged concentrically in a stator, and inside and outside of the plurality of phases of cylindrical drive windings are respectively arranged. A cylindrical magnetic pole and an external cylindrical magnetic pole are arranged concentrically, and magnetic pole teeth with a predetermined phase angle are formed on the front surfaces of the internal cylindrical magnetic pole and the external cylindrical magnetic pole, and a predetermined phase angle is formed on the rotor disk. The present invention is characterized in that a plurality of magnetic pole teeth are formed at different phase angles, and each magnetic pole tooth of the rotor disk is arranged to face the magnetic pole teeth of the stator in a different phase relationship.

〔実施例〕〔Example〕

この発明によるブラシレスモータを3相ブラシレスモー
タに適用した好ましい実施例を第1〜3図に基づいて説
明する。第1.21ii11において、3相ブラシレス
モータ10は円筒状ケーシング12と、ケーシング12
の両端に配置されたエンドブラケット14.16とを備
える。望ましくは、ケーシング12とエンドブラケット
14.16は良熱伝導体の非磁性金属材料から形成され
る。エンドブラケット14.16にはそれぞれベアリン
グ18.20を介して出力軸22が回転可能に支持され
る。さらに、ブラシレスモータ10はケーシング12内
に出力軸22と同心的に固定支持されたステータ24と
、出力軸22に溶接その他の手段で固定されたロータ2
6とを備える。ステータ24の異なる曲率半径領域に径
方向の外側から内側に向かって順に第1相〜第3相の円
筒状駆動巻線28,30.32が配置される。
A preferred embodiment in which the brushless motor according to the present invention is applied to a three-phase brushless motor will be described based on FIGS. 1 to 3. In No. 1.21ii11, the three-phase brushless motor 10 includes a cylindrical casing 12 and a casing 12.
and end brackets 14 and 16 located at both ends of the. Preferably, the casing 12 and end brackets 14,16 are formed from a non-magnetic metallic material that is a good thermal conductor. An output shaft 22 is rotatably supported by the end brackets 14, 16 via bearings 18, 20, respectively. Further, the brushless motor 10 includes a stator 24 fixedly supported within the casing 12 concentrically with the output shaft 22, and a rotor 2 fixed to the output shaft 22 by welding or other means.
6. First to third phase cylindrical drive windings 28, 30, 32 are arranged in different curvature radius regions of the stator 24 in order from the outside to the inside in the radial direction.

第1相円筒状駆動巻線28の内径側と外径側にはそれぞ
れ高速′m率の材料からなる第1相の内部円筒磁極34
と外部円筒磁f!36が配置される。
A first phase internal cylindrical magnetic pole 34 made of a material with a high rate of m is located on the inner diameter side and the outer diameter side of the first phase cylindrical drive winding 28, respectively.
and external cylindrical magnet f! 36 are placed.

第1相の内部円筒磁極34と外部円筒磁極36の後部は
リング状バックヨーク35により磁気的に結合される。
The rear portions of the first phase inner cylindrical magnetic pole 34 and outer cylindrical magnetic pole 36 are magnetically coupled by a ring-shaped back yoke 35.

第2相川円筒状巻線30の内径側と外径側にはそれぞれ
高透磁率の材料からなる第2相の内部円筒磁極38と外
部円筒磁極40が配置される。第2相の内部円筒磁極3
8と外部円筒磁極40の後部はリング状バックヨーク3
9により磁気的に結合される。同様に、第3相川円筒状
巻@32の内部と外部にはそれぞれ高透磁率の材料から
なる第3相の内部円筒磁極42と外部円筒磁極44が配
置され、それら内部円筒磁極と外部円筒磁極の後部はリ
ング状バックヨーク43により磁気的に結合される。第
3相の内部円筒磁極42の内側には回転軸22が貫通す
る。第1相〜第3相円筒状即動巻線28〜32の内部、
外部および後部の3面は全て高透磁率の内部円筒磁極、
外部円筒磁極およびバックヨークとによって囲まれるた
め、各円筒状駆動巻線の発生磁束のほとんどは内部円筒
磁極と外部円筒磁極とによって集中される。このように
、第1相〜第3相の内部円筒磁極と外部円筒′ij&極
は磁束集中部材として作用する。
A second-phase inner cylindrical magnetic pole 38 and an outer cylindrical magnetic pole 40 made of a material with high magnetic permeability are arranged on the inner diameter side and the outer diameter side of the second Aikawa cylindrical winding 30, respectively. Second phase internal cylindrical magnetic pole 3
8 and the rear part of the external cylindrical magnetic pole 40 is a ring-shaped back yoke 3.
9 magnetically coupled. Similarly, a third phase internal cylindrical magnetic pole 42 and external cylindrical magnetic pole 44 made of a material with high magnetic permeability are arranged inside and outside of the third Aikawa cylindrical winding @32, respectively, and these internal cylindrical magnetic pole and external cylindrical magnetic pole The rear part of the yoke is magnetically coupled by a ring-shaped back yoke 43. The rotating shaft 22 penetrates inside the third phase internal cylindrical magnetic pole 42 . Inside of the first phase to third phase cylindrical quick-acting windings 28 to 32,
All three sides, external and rear, have high permeability internal cylindrical magnetic poles,
Surrounded by the outer cylindrical pole and the back yoke, most of the magnetic flux generated by each cylindrical drive winding is concentrated by the inner cylindrical pole and the outer cylindrical pole. In this way, the internal cylindrical magnetic poles and the external cylindrical 'ij & poles of the first to third phases act as magnetic flux concentration members.

リング状バックヨーク35,39.43は円筒状内部磁
極及び外部磁極34.36.38,40,42.44の
それぞれの後部に溶接その他の手段によって固着される
。さらに、これらバックヨーク35,39.43はエン
ドブラケット16にネジ(図示せず)その他の適当な手
段によって回転しないように固定される。バックヨーク
35,39.43は一体の円板により構成しても良い。
The ring-shaped back yokes 35, 39.43 are fixed to the respective rear portions of the cylindrical inner and outer magnetic poles 34, 36, 38, 40, 42.44 by welding or other means. Furthermore, these back yokes 35, 39, 43 are fixed to the end bracket 16 by screws (not shown) or other suitable means so as not to rotate. The back yokes 35, 39, 43 may be constructed from an integral disc.

第1相内部円筒磁極34および外部円筒磁極36の前面
または軸方向端面にはそれぞれ円弧状磁極歯34P、3
6Fと、低パーミアンス部またはカットアウト部34C
,36Gとが形成されている0円弧状磁極歯34P。
The first phase internal cylindrical magnetic pole 34 and the external cylindrical magnetic pole 36 have arcuate magnetic pole teeth 34P and 3 on the front surface or axial end surface, respectively.
6F and low permeance section or cutout section 34C
, 36G are formed.

36Pはそれぞれ第1相のN極、S極を構成する。第2
相内部円筒磁極38および外部円筒磁極40の前面には
それぞれ円弧状磁極歯38F。
36P constitute the N pole and S pole of the first phase, respectively. Second
Arc-shaped magnetic pole teeth 38F are provided on the front surfaces of the phase inner cylindrical magnetic pole 38 and the outer cylindrical magnetic pole 40, respectively.

40Pと低パーミアンス部またはカットアウト部38C
,40Cが形成され、円弧状磁極歯3BP、40Pはそ
れぞれ第2相のS極、N極を構成する。第3相内部円a
磁極42および外部円筒磁極44の前面にはそれぞれ円
弧状磁極歯42P、44Fと低パーミアンス部またはカ
ットアウト部42G、44Gが形成され、円弧状磁極@
42F、44Pは第3相のN極。
40P and low permeance part or cutout part 38C
, 40C are formed, and the arcuate magnetic pole teeth 3BP and 40P constitute the second phase S pole and N pole, respectively. 3rd phase inner circle a
Arc-shaped magnetic pole teeth 42P, 44F and low permeance portions or cut-out portions 42G, 44G are formed on the front surfaces of the magnetic pole 42 and the external cylindrical magnetic pole 44, respectively.
42F and 44P are the third phase N poles.

S極を構成する。第1相〜第3相の円弧状磁極歯34P
〜44P、および第1相〜第3相のカットアウト部34
C〜44Cは予じめ定められた位相関係、すなわち、第
2図においては半径方向においてX軸に対して対称的に
配置される。しかしながら、第1相のカットアウト部3
4C,36C。
Configures the south pole. 1st phase to 3rd phase arc-shaped magnetic pole teeth 34P
~44P, and first to third phase cutout portions 34
C to 44C are arranged in a predetermined phase relationship, ie, in FIG. 2 symmetrically in the radial direction with respect to the X axis. However, the cutout part 3 of the first phase
4C, 36C.

第2相のカットアウト部38C,40Gおよび第3相の
カットアウト部42C,44Cは位相が互いに120′
づつずれるように配置しても良い。
The second phase cutout portions 38C, 40G and the third phase cutout portions 42C, 44C are 120' in phase with each other.
They may be arranged so as to be shifted one by one.

このように、ステータの円筒状駆動巻線が多相からなる
場合に、各相の円弧状磁極歯の中心は半径方向に整列し
ても良いし、あるいは360°/n(n=相数)づつず
れるように配置しても良い。
In this way, when the cylindrical drive winding of the stator is composed of multiple phases, the centers of the arc-shaped magnetic pole teeth of each phase may be aligned in the radial direction, or 360°/n (n = number of phases). They may be arranged so as to be shifted one by one.

第1相〜第3相の円弧状磁極歯34P、36P、38P
、40F、42P、44Fには半径方向に延びる複数の
細いスリット34S、36S。
1st to 3rd phase arc-shaped magnetic pole teeth 34P, 36P, 38P
, 40F, 42P, and 44F have a plurality of thin slits 34S and 36S extending in the radial direction.

388.4O8,42S、44gがそれぞれ形成されて
いる。これは1円筒状Fp1!lI巻線のオン、オフ時
の変動磁束による磁気表皮効果で有効に電磁力に寄与す
る強磁束密度部分がきわめて狭い面積となって磁気抵抗
が増して総磁束の減少をきたし、モータの出力トルクが
低下するのを防ぐためである。これらスリットによって
変動磁束に対する反磁界の作用である渦電流を効果的に
抑えるので各相のそれぞれの円弧状磁極歯の広い部分に
わたって強磁束部分を全体に均一に分布させる効果があ
る。さらに1円弧状磁極歯のスリット部分はロータ26
の回転につれて磁界の強さや磁束密度の変化量を大きく
変えるのでモータの出力増大に著しい効果がある。
388.4O8, 42S, and 44g are formed, respectively. This is 1 cylindrical Fp1! Due to the magnetic skin effect caused by the fluctuating magnetic flux when the II winding turns on and off, the area of high magnetic flux density that effectively contributes to electromagnetic force becomes extremely narrow, increasing magnetic resistance and reducing the total magnetic flux, which reduces the motor's output torque. This is to prevent a decrease in These slits effectively suppress eddy currents, which are the effects of demagnetizing fields on fluctuating magnetic flux, and thus have the effect of uniformly distributing the strong magnetic flux portion over a wide portion of each arcuate magnetic pole tooth of each phase. Furthermore, the slit portion of one arc-shaped magnetic pole tooth is the rotor 26.
As the motor rotates, the strength of the magnetic field and the amount of change in magnetic flux density change greatly, which has a significant effect on increasing the output of the motor.

第1相の内部円筒磁極34と第2相の外部円筒磁極40
との間にはこれらの磁極相互間の磁気漏れを遮断するた
めの銅またはアルミ等の導電体からなる円筒磁気遮断部
材48が配置される。磁気遮断部材48の前面は好まし
くは隣接する円弧状磁極34P、40Pの前面にそろえ
られる。第2相の内部円筒磁極38と第3相の外部円筒
磁極44との間には円筒磁気遮断部材50が配にされ、
隣接した磁極相互間の磁気漏れを効果的に防止している
First phase internal cylindrical magnetic pole 34 and second phase external cylindrical magnetic pole 40
A cylindrical magnetic shielding member 48 made of a conductive material such as copper or aluminum is arranged between these magnetic poles to block magnetic leakage between the magnetic poles. The front surface of the magnetic shielding member 48 is preferably aligned with the front surface of the adjacent arcuate magnetic poles 34P, 40P. A cylindrical magnetic shielding member 50 is disposed between the second phase internal cylindrical magnetic pole 38 and the third phase external cylindrical magnetic pole 44,
Effectively prevents magnetic leakage between adjacent magnetic poles.

第1相〜第3相円筒状駆動巻線28,30.32の前面
にはアルミまたは銅等の導電性金属からなる磁気遮断リ
ング52,54.56が配置される。磁気遮断リング5
2,54.56はそれぞれ第1相の円弧状磁極歯34F
、36F、第2相の円弧状磁極歯38P、40P、およ
び第3相の円弧状磁極歯42P、44F間の径方向空隙
に位置して磁極歯相互間の磁気漏れを遮断することによ
りモータの電磁エネルギー変換効率を向」―させる。と
くに、モータが小形化されたときに、各相の磁極歯間ど
うしの磁気漏れを効果的に防ぐので高効率の超小形モー
タが得られる。さらに円筒状駆動巻線28,30.32
のオン、オフに伴なう電磁波ノイズのモータの外側への
放射をも効果的に防止する役目をもつ。
Magnetic isolation rings 52, 54, 56 made of conductive metal such as aluminum or copper are arranged in front of the first to third phase cylindrical drive windings 28, 30, 32. Magnetic blocking ring 5
2, 54, and 56 are the first phase arc-shaped magnetic pole teeth 34F, respectively.
, 36F is located in the radial gap between the second-phase arc-shaped magnetic pole teeth 38P, 40P and the third-phase arc-shaped magnetic pole teeth 42P, 44F to block magnetic leakage between the magnetic pole teeth. Improves electromagnetic energy conversion efficiency. In particular, when the motor is downsized, magnetic leakage between the magnetic pole teeth of each phase is effectively prevented, so a highly efficient ultra-compact motor can be obtained. Furthermore, the cylindrical drive winding 28, 30.32
It also has the role of effectively preventing radiation of electromagnetic wave noise to the outside of the motor due to turning on and off of the motor.

磁気遮断リング52,54.56はそれぞれイナー・プ
ロジェクション52a、54a、56aおよびアウター
・プロジェクション52b、54b、56bをそれぞれ
備える。イナー・プロジェクション52a、54a。
The magnetic isolation rings 52, 54, 56 each have an inner projection 52a, 54a, 56a and an outer projection 52b, 54b, 56b, respectively. Inner projections 52a, 54a.

56aは第1相〜第3相の内部円筒磁極34,38.4
2のカットアウト部34C,38C,42C内に突出し
、一方、アウター・プロジェクション52b、54b、
56bは第1相〜第3相の外部円筒磁極36,40゜4
4のカットアウト部36G、40G、44C内に突出す
る。このように、第1相〜第3相のカットアウト部34
C〜44Gはすべて導電性の磁気遮断リング52〜56
のプロジェクションにより密閉されるので、これらカッ
トアウト部34C〜44Gから空隙を介してロータ26
へ磁気漏れが生ずるのを完全に防止してカットアウト部
34C〜44Gを少面積で高リラクタンスにすることが
でき、その分各相の磁極歯の面積を大きくしてトルクア
ップを図ることできる。しかも、円筒状駆動巻線28〜
32の発生磁束は各相の円弧状磁極歯のみを介してロー
タ26とステータ24の対向磁極面間により多く集中し
て、最大の@磁エネルギーが得られる。したがって、電
磁エネルギー変換効率が高く、少ない電気エネルギーで
最大の出力トルクが得られる。さらに、各相の円筒状駆
動巻線の発生磁束を高透磁率の内部円筒磁極および外部
円筒磁(覗に直接集中させ、磁極歯以外の磁場への磁気
漏れを磁気遮断リング52〜56により遮断したため、
磁束は各相の円弧状磁極歯のみに集中する。したがって
、磁束の無駄な消費がないため、モータの効率が著しく
向上してより一層の小形軽量化を図ることができる。し
かも、各相の円筒状駆動巻線の断面中4面が熱良導体に
接触し、これら熱良導体がさらにモータのケーシングと
エンドブラケットとに熱的に結合されているため駆動巻
線の熱伝導面積が飛躍的に拡大して巻線の熱放散が著し
く向上する。したがって、モータの冷却効率が高くなっ
て過負荷耐量を大きくできる効果がある。なお、第1,
2図の実施例において、円弧状磁極34P、36P、3
8P、40F、42P、44Pは各相の内部円筒磁極3
4,38.42と外部円筒磁w436,40.44の双
方に形成されたものとして示されたが、これら円弧状磁
極は各相の内部円筒磁極と外部円筒磁極のいずれか一方
のみに形成し、他方にはカットアウト部のない円形磁極
を形成しても良い。
56a is the internal cylindrical magnetic pole 34, 38.4 of the first phase to the third phase.
The outer projections 52b, 54b,
56b is the first to third phase external cylindrical magnetic poles 36,40°4
4 into the cutout portions 36G, 40G, and 44C. In this way, the first to third phase cutout portions 34
C~44G are all conductive magnetic blocking rings 52~56
The rotor 26 is sealed by the projection of the cutout parts 34C to 44G through the gaps.
It is possible to completely prevent magnetic leakage from occurring and to make the cut-out portions 34C to 44G have a small area and high reluctance, and to increase the area of the magnetic pole teeth of each phase accordingly, it is possible to increase torque. Moreover, the cylindrical drive winding 28~
The generated magnetic flux of 32 is more concentrated between the opposing magnetic pole surfaces of the rotor 26 and stator 24 through only the arc-shaped magnetic pole teeth of each phase, and the maximum @magnetic energy is obtained. Therefore, the electromagnetic energy conversion efficiency is high, and the maximum output torque can be obtained with a small amount of electrical energy. Furthermore, the magnetic flux generated by the cylindrical drive winding of each phase is directly concentrated on the high-permeability inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole, and magnetic leakage to the magnetic field other than the magnetic pole teeth is blocked by magnetic isolation rings 52 to 56. Because of that,
The magnetic flux is concentrated only on the arc-shaped magnetic pole teeth of each phase. Therefore, since there is no wasteful consumption of magnetic flux, the efficiency of the motor is significantly improved and it is possible to further reduce the size and weight of the motor. In addition, four surfaces in the cross section of the cylindrical drive winding of each phase are in contact with a good thermal conductor, and these good thermal conductors are further thermally coupled to the motor casing and end bracket, so the heat conduction area of the drive winding is is dramatically expanded, and the heat dissipation of the windings is significantly improved. Therefore, there is an effect that the cooling efficiency of the motor is increased and the overload capacity can be increased. In addition, the first
In the embodiment shown in FIG. 2, arc-shaped magnetic poles 34P, 36P, 3
8P, 40F, 42P, 44P are internal cylindrical magnetic poles 3 of each phase
4, 38.42 and the external cylindrical magnetic pole w436, 40.44, but these arcuate magnetic poles are formed only on either the internal cylindrical magnetic pole or the external cylindrical magnetic pole of each phase. On the other hand, a circular magnetic pole without a cut-out portion may be formed.

第3図において、ロータ26は軟鉄またはケイ素鋼板等
の高透磁率材料からなるロータディスク60からなる。
In FIG. 3, rotor 26 comprises a rotor disk 60 made of a high permeability material such as soft iron or silicon steel.

ロータディスク60の中央部に回転軸22の取付穴62
が形成され、ロータディスク60の取付穴62に回転軸
22が圧入された後ロータディスク60が回転軸22に
溶接その他の手段で固定される。ロータディスク60は
第1〜第3の曲率半径領域にそれぞれ第1相、第2相、
ならびに第3相の円弧状磁極歯64,66.68を備え
る。これら第1〜第3相用の円弧状磁極歯64,66.
68は望ましくはロータディスク60の第1〜第3の曲
率半径領域にそれぞれ低パーミアンスを有するカットア
ウト64C,66C,68Gを互いに1200(多相の
場合には360@/n、n=相数)づつ位相をずらして
それぞれ単純に加工することにより形成される。カット
アウト64G、66C。
A mounting hole 62 for the rotating shaft 22 is located in the center of the rotor disk 60.
is formed, and the rotating shaft 22 is press-fitted into the mounting hole 62 of the rotor disk 60, and then the rotor disk 60 is fixed to the rotating shaft 22 by welding or other means. The rotor disk 60 has first phase, second phase, and
and third-phase arcuate magnetic pole teeth 64, 66, and 68. These first to third phase arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66.
68 preferably has cutouts 64C, 66C, and 68G each having a low permeance in the first to third radius of curvature regions of the rotor disk 60 at a frequency of 1200 (360@/n in the case of multiphase, n = number of phases). They are formed by simply machining each with a phase shift. Cutout 64G, 66C.

68Gの幅は第1相〜第3相のカットアウト部34C,
36G、38G。
The width of 68G is the cutout part 34C of the first phase to the third phase,
36G, 38G.

40G、42C,44Gの幅とそれぞれ等しくなるよう
に選択される。さらに、ロータディスク60のカットア
ウト64G、66C,68Cの内径と外径はステータの
第1相〜第3相のそれぞれの対応する内部円筒磁極の内
径と外部円筒磁極の外径とほぼ等しくなるように選択さ
れる。
The widths are selected to be equal to the widths of 40G, 42C, and 44G, respectively. Further, the inner diameter and outer diameter of the cutouts 64G, 66C, and 68C of the rotor disk 60 are made to be approximately equal to the inner diameter of the inner cylindrical magnetic pole and the outer diameter of the corresponding outer cylindrical magnetic pole of the first to third phases of the stator. selected.

第1相、第2相および第3相の円弧状磁極歯64,66
.68は半径方向に延びる複数の細いスリット64S、
66S、68Sをそれぞれ備える。
First phase, second phase, and third phase arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66
.. 68 is a plurality of thin slits 64S extending in the radial direction;
66S and 68S respectively.

これらスリット64S、66S、68Sの各々はステー
タの円弧状磁極歯のスリット34S、36S、38S、
40S、42S、44Sの巾と同一の巾をもつように加
工される。第3図において、スリット66Sと685と
は同一延長線上に一体的に形成されているが、それぞれ
の円弧状磁極内に独立して形成しても良い、スリット6
4S、66S、683は円弧状磁極歯64,66.68
内において半径方向に磁束が通過する際に生ずる渦電流
を抑えて1強磁束密度部分を円弧状磁極歯64,66.
68の全体にわたって均一に分布させることにより、磁
気抵抗を減少させて有効磁束を増大させる効果がある。
Each of these slits 64S, 66S, 68S corresponds to the slits 34S, 36S, 38S of the arc-shaped magnetic pole teeth of the stator.
It is processed to have the same width as 40S, 42S, and 44S. In FIG. 3, the slits 66S and 685 are integrally formed on the same extension line, but the slits 66S and 685 may be formed independently in each arcuate magnetic pole.
4S, 66S, 683 are arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66.68
In order to suppress the eddy current that occurs when magnetic flux passes in the radial direction within the arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66.
Uniform distribution throughout 68 has the effect of reducing magnetic resistance and increasing effective magnetic flux.

しかも1円弧状磁極歯64,66.68の渦電流を抑え
ることにより、モータの中域あるいは高速域におけるト
ルク特性の落ち込みから生ずる不安定現象や共振現象を
効果的に防止することができるため、低速域から高速域
に至るまで安定したトルク特性が得られる。さらに、ス
テータの円弧状磁極歯のスリットと相まって、ロータデ
ィスク60が回転するにつれて、ステータとロータの対
向磁極面間の磁界の強さや磁束密度の変化量を大きく変
えさせることによりモータの出力トルクの著しい増大を
図ることができる。ブラシレスモータをさらに小形軽量
化したいときは、図示してはいないが、ロータディスク
60の第1相及び第2相円弧状磁極を永久磁石で構成し
ても良い、なお、ロータディスク60の円弧状磁極歯6
4.6+3,6Bはカットアウト64G、66C,68
Gと同−平面円に形成したものとして示したが、ロータ
ディスクの軸方向の厚みを変えた異なる平面において軸
方向凸部領域に円弧状磁極歯を形成し。
Furthermore, by suppressing the eddy currents in the arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66, and 68, it is possible to effectively prevent instability and resonance phenomena caused by a drop in torque characteristics in the mid-range or high-speed range of the motor. Stable torque characteristics can be obtained from low speed range to high speed range. Furthermore, in conjunction with the slits in the arc-shaped magnetic pole teeth of the stator, as the rotor disk 60 rotates, the strength of the magnetic field and the amount of change in magnetic flux density between the opposing magnetic pole surfaces of the stator and rotor are greatly changed, thereby increasing the output torque of the motor. A significant increase can be achieved. If it is desired to further reduce the size and weight of the brushless motor, the first phase and second phase arc-shaped magnetic poles of the rotor disk 60 may be configured with permanent magnets, although not shown. magnetic pole tooth 6
4.6+3,6B is cutout 64G, 66C, 68
Although shown as being formed in the same circular plane as G, arc-shaped magnetic pole teeth are formed in the axial convex region in a different plane with a different axial thickness of the rotor disk.

四部領域をカットアウトの代わりに低パーミアンス部と
しても良い。
The four-part area may be a low permeance part instead of a cutout.

上記構成において、第】、相円弧状駆動巻49t28を
励磁すると、コイル28により発生した磁束は内部円筒
磁極34.バックヨーク35.外部円fIi磁極36と
により集中され、このとき、円弧状磁極歯34P、36
Pは第1図にて矢印で示す如くそれぞれN極およびS極
として励磁されてロータ26の円弧状磁極歯64を吸引
する。このとき、円弧状磁極歯64のカットアウト64
Cが第1相のカットアウト部34C,36Cに一致した
安定点でロータ26は静止する。ロータ26の第1相円
弧状磁極歯64がステータの第1相円弧状磁極歯34P
、36P上を移動するとき、前述した如く、ステータと
ロータとの対向磁極面間の磁界の強さや磁束密度の変化
量がスリットによって大きく変わるため、スリットの数
に応じてトルクを著しく増大できる。しかも、ステータ
の各相の磁極歯の径方向空隙間にはそれぞれ磁気遮断リ
ング52〜56が配置されているために、ステータの磁
極歯相互間の磁気漏れは完全に遮断され、磁束は目的と
する磁場にのみ集中させられて、口〜夕26に大きな電
磁エネルギーが作泪する。つぎに、第1相円筒状U動巻
線28がターン・オフされて、第2相円筒状駆動巻線3
0がターン・オンされると、第2相の円弧状磁極歯38
P、40PがそれぞれS極、N極に励磁されて、ロータ
26の円弧状磁極@66を吸引する。このとき、ロータ
26の円弧状磁極歯66のカットアウト66Gは時計方
向に移動するため、ロータ2Gは時計方向に1201回
転する。
In the above configuration, when the phase arc drive winding 49t28 is excited, the magnetic flux generated by the coil 28 is transferred to the internal cylindrical magnetic pole 34. Back yoke 35. The outer circle fIi is concentrated by the magnetic pole 36, and at this time, the arc-shaped magnetic pole teeth 34P, 36
P is excited as an N pole and an S pole, respectively, as shown by arrows in FIG. 1, and attracts the arc-shaped magnetic pole teeth 64 of the rotor 26. At this time, the cutout 64 of the arc-shaped magnetic pole tooth 64
The rotor 26 comes to rest at a stable point where C coincides with the first phase cutout portions 34C and 36C. The first phase arcuate magnetic pole tooth 64 of the rotor 26 is the first phase arcuate magnetic pole tooth 34P of the stator.
, 36P, as described above, the strength of the magnetic field between the opposing magnetic pole surfaces of the stator and rotor and the amount of change in magnetic flux density vary greatly depending on the slits, so the torque can be significantly increased depending on the number of slits. Moreover, since magnetic isolation rings 52 to 56 are arranged in the radial gaps between the magnetic pole teeth of each phase of the stator, magnetic leakage between the magnetic pole teeth of the stator is completely blocked, and the magnetic flux is directed to the intended purpose. A large amount of electromagnetic energy is produced from mouth to evening 26 by being concentrated only in the magnetic field. Next, the first phase cylindrical drive winding 28 is turned off and the second phase cylindrical drive winding 3
0 is turned on, the second phase arc-shaped magnetic pole tooth 38
P and 40P are excited to the S and N poles, respectively, and attract the arcuate magnetic pole @66 of the rotor 26. At this time, the cutout 66G of the arcuate magnetic pole tooth 66 of the rotor 26 moves clockwise, so the rotor 2G rotates 1201 times clockwise.

さらに、第2相円筒状駆動巻線3oがターン・オフされ
て、第3相円筒状駆!IIJ巻線32がターン・オンさ
れると、ロータ26の円弧状磁極歯68が時計方向に吸
引されて、ロータ26は時計方向に120°回転する。
Furthermore, the second phase cylindrical drive winding 3o is turned off, and the third phase cylindrical drive winding 3o is turned off. When the IIJ winding 32 is turned on, the arcuate magnetic pole teeth 68 of the rotor 26 are attracted clockwise, causing the rotor 26 to rotate 120 degrees clockwise.

このように第1相〜第3相の円筒状駆動巻線28〜32
を順次!→■→■のシーケンスで励磁することにより、
ロータ26は時計方向に回転する。ロータ26の反時計
方向回転は第1相〜第3相の駆動巻線をI→■→■→l
→m→■のシーケンスで励磁することにより得られる。
In this way, the cylindrical drive windings 28 to 32 of the first to third phases
Sequentially! By excitation in the sequence of →■→■,
The rotor 26 rotates clockwise. The counterclockwise rotation of the rotor 26 rotates the first to third phase drive windings I→■→■→l
This can be obtained by excitation in the sequence →m→■.

第4〜6図に本発明による3相ブラシレスモータの第2
実施例を示し、第1実施例と同一部品には同一符号を用
い、類似の部品には第1実施例の符号にアポストロフィ
(′)を付けて説明する。第2実施例は第1実施例に対
してつぎの3つの点において異なる。
4 to 6 show a second three-phase brushless motor according to the present invention.
An embodiment will be described, using the same reference numerals for parts that are the same as in the first embodiment, and adding an apostrophe (') to the reference numerals of the first embodiment for similar parts. The second embodiment differs from the first embodiment in the following three points.

第1点は第1相の内部円筒磁極34′および外部円筒磁
極36′が1801位相がずれた一対のカットアウト部
34G’ 、36G’により分離された対称的な一対の
円弧状磁極歯34P’ 、36T” をそれぞれ備えて
いることである。同様に、第2相の内部円筒磁極38′
および外部円筒磁極40′が1801位相がずれた一対
のカットアウト部38C’。
The first point is that the inner cylindrical magnetic pole 34' and the outer cylindrical magnetic pole 36' of the first phase are separated by a pair of cut-out portions 34G' and 36G' with a 1801 phase shift, and a pair of symmetrical arc-shaped magnetic pole teeth 34P' are separated by a pair of cut-out portions 34G' and 36G'. , 36T" respectively. Similarly, the second phase internal cylindrical magnetic pole 38'
and a pair of cutouts 38C' in which the outer cylindrical magnetic poles 40' are 1801 out of phase.

40C′により分離された対称的な一対の円弧状磁極歯
38F’ 、40P’をそれぞれ備える。第3相の内部
円筒磁$i42’および外部円筒磁極44′は180m
位相がずれた一対のカットアウト部42G’ 、44G
’により分離された対称的な円弧状磁極歯42P’ 、
44P’ をそれぞれ備える。
A pair of symmetrical arc-shaped magnetic pole teeth 38F' and 40P' are provided, respectively, separated by 40C'. The third phase internal cylindrical magnetic pole 42' and external cylindrical magnetic pole 44' are 180m
A pair of cutout portions 42G' and 44G that are out of phase.
symmetrical arc-shaped magnetic pole teeth 42P' separated by ',
44P' respectively.

一対のカットアウト部34G’ 、36C:、38C’
 、40G’ 、42C″、44C’の各々は回転軸2
2の中心に対して対称的に配置され、一対の円弧状磁極
歯34P’ 、36P’ 、38P’ 、40P’ 、
42P’ 、44P′は各々に対してそれぞれ180゛
位置がずれて配−置される。
A pair of cutout parts 34G', 36C:, 38C'
, 40G', 42C'', and 44C' are the rotating shaft 2
A pair of arc-shaped magnetic pole teeth 34P', 36P', 38P', 40P',
42P' and 44P' are arranged 180 degrees apart from each other.

第2点はロータディスク60′の第1相円弧状磁極歯6
4′が一対の対称的なカットアウト640′により2極
に分割され、さらに第2相円弧状磁極@66’が一対の
対称的なカットアウト66C’ により2極に分割され
て、さらに第3相円弧状磁極68゛が一対の対称的なカ
ットアウト680′により分割されたいわゆる6極構造
をなしていることである。第1相〜第3相の一対の円弧
状磁極歯i歯64’ 、66’ 、68’は互いに12
06位相角がずれるように配置される。なお、ロータデ
ィスク(30’のスリット64S’ 、66S’ 、6
8S’はステータの円弧状磁極歯のスリットに対して一
定のスキュー角をなすように傾斜して形成され、ロータ
26′の滑らかな回転を得るようにしている。
The second point is the first phase arcuate magnetic pole tooth 6 of the rotor disk 60'.
4' is divided into two poles by a pair of symmetrical cutouts 640', and the second phase arcuate magnetic pole @66' is further divided into two poles by a pair of symmetrical cutouts 66C', and the third The phase arc-shaped magnetic pole 68' is divided by a pair of symmetrical cutouts 680', forming a so-called six-pole structure. A pair of arc-shaped magnetic pole teeth i teeth 64', 66', and 68' of the first to third phases each have 12
06 are arranged so that the phase angles are shifted. In addition, the rotor disk (30' slits 64S', 66S', 6
8S' is formed to be inclined at a constant skew angle with respect to the slits of the arcuate magnetic pole teeth of the stator, thereby ensuring smooth rotation of the rotor 26'.

上記構成において、第1失施例では■−■−m−fのシ
ーケンスで第1相〜第3相の円筒状駆動巻線28〜3o
を励磁したときに時計方向に12o°歩進しながら回転
したのに対し、第2実施例では同じシーケンスで第1相
〜第3相の円筒状駆動巻線28〜30を励磁したときに
、ロータ26′は反時計方向に60°づつ歩進しながら
回転する。
In the above configuration, in the first failed embodiment, the cylindrical drive windings 28 to 3o of the first to third phases are connected in the sequence of ■-■-m-f.
In the second embodiment, when the cylindrical drive windings 28 to 30 of the first to third phases were excited in the same sequence, The rotor 26' rotates counterclockwise in steps of 60 degrees.

第1実施例および第2実施例のブラシレスモータはステ
ッピングモータとして利用するときは1相励磁または2
相励磁により駆動しても良い0本発明のブラシレスモー
タに適当なエンコーダまたはレゾルバを接続して、サー
ボモータとして利用できる。なお、第1相〜第3相円筒
状即動コイルを交流ffi@に接続して、汎用の交流モ
ータとして利用することもできる。
When the brushless motors of the first and second embodiments are used as stepping motors, one-phase excitation or two-phase excitation is required.
The brushless motor of the present invention, which may be driven by phase excitation, can be used as a servo motor by connecting a suitable encoder or resolver. In addition, the first to third phase cylindrical quick-acting coils can be connected to an AC ffi@ and used as a general-purpose AC motor.

上記実施例において、ロータは高透磁率のディスク牟ら
なるものとして説明したが、ロータは非磁性材料のディ
スクに高透磁率材料または永久磁石からなる円弧状磁極
を埋め込んだ構造としても良い、また、ロータディスク
の軸方向の厚みを変えて、ステータに対面した凸部によ
り円弧状磁極を構成し、凹部をカットアウトの代わりに
低パーミアンス部としても良い。
In the above embodiments, the rotor has been described as being made of a disk of high magnetic permeability, but the rotor may also have a structure in which arc-shaped magnetic poles made of a high magnetic permeability material or a permanent magnet are embedded in a disk of non-magnetic material. Alternatively, the thickness of the rotor disk in the axial direction may be changed so that the convex portion facing the stator constitutes an arcuate magnetic pole, and the concave portion may be used as a low permeance portion instead of a cutout.

なお、ロータの円弾状磁極は永久磁石により構成しても
良い。
Note that the circular elastic magnetic poles of the rotor may be made of permanent magnets.

〔効果〕〔effect〕

以上より明らかなように、本発明の多相ブラシレスモー
タでは、各相において円筒状駆動巻線により発生した磁
束を内部円筒磁極および外部円筒磁極に集中させ、ステ
ータにおいて各相を径方向の複数の曲率半径領域に配置
したために、モータの単位体状当りの巻線の体積比率を
著しく高めることができ、したがって、モータの出力ト
ルクを巻線の巻数nと駆動電流工の2乗(nI)”に比
例して極めて増大させることにより、従来達成し得なか
った高効率化を図ることができる。その結果、ブラシレ
スモータの超小形軽量化、高速応答および高性能化が図
れる。とくに、ブラシレスモータを超小形軽量化する場
合に各相の円弧状磁pi歯相互間の距離が小さくなって
も、各相の磁極歯間に磁気遮断リングを配置したため駆
動巻線の発生磁束が円弧状′&&極歯相互間の空隙中に
漏洩せず、磁束はすべてステータとロータの対向磁極面
間により多く集中するため、最大の電磁エネルギーが得
られる。したがって、電磁エネルギー変換効率が極めて
高く、大きな省エネルギー効果が得られる。さらに、各
相の円筒状駆動巻線の断面中4辺が良熱伝導体に囲まれ
、これら良熱伝導体は同じく良熱伝導体のケーシングと
エンドハウジングとに熱的に伝導しているため1巻線の
熱伝導面積が著しく増大して巻線の熱放散が極めて効率
的であり、モータの過負荷耐量が著しく増加する。しか
も、各相の円筒状駆動巻線は内部円筒磁極、外部円筒磁
極、バックヨークならびに磁気遮断リングにより囲まれ
ているため、モータから外部への電磁波ノイズの放射を
著しく減らすことができる。
As is clear from the above, in the multiphase brushless motor of the present invention, the magnetic flux generated by the cylindrical drive winding in each phase is concentrated on the internal cylindrical magnetic pole and the external cylindrical magnetic pole, and each phase is divided into multiple radial directions in the stator. Because they are arranged in the radius of curvature region, the volume ratio of the windings per unit body of the motor can be significantly increased. Therefore, the output torque of the motor can be increased by the number of turns n of the windings and the square of the drive current (nI). By significantly increasing in proportion to , it is possible to achieve high efficiency that could not be achieved in the past.As a result, brushless motors can be made ultra-compact and lightweight, with high-speed response and high performance.In particular, brushless motors can be Even if the distance between the arc-shaped magnetic pi teeth of each phase becomes smaller when ultra-compact and lightweight, the magnetic flux generated by the drive winding will remain arc-shaped due to the magnetic isolation ring placed between the magnetic pole teeth of each phase. Maximum electromagnetic energy is obtained because all the magnetic flux is more concentrated between the opposing magnetic pole faces of the stator and rotor without leaking into the air gap between the teeth.Therefore, the electromagnetic energy conversion efficiency is extremely high, resulting in a large energy saving effect. Furthermore, the four sides of the cross section of the cylindrical drive winding of each phase are surrounded by good thermal conductors, and these good thermal conductors conduct thermally to the casing and end housing, which are also good thermal conductors. Because of this, the heat conduction area of one winding is significantly increased, and the heat dissipation of the winding is extremely efficient, and the overload capacity of the motor is significantly increased.Moreover, the cylindrical drive winding of each phase has an internal cylindrical shape. Surrounded by magnetic poles, external cylindrical magnetic poles, back yokes and magnetic isolation rings, the radiation of electromagnetic noise from the motor to the outside can be significantly reduced.

さらに、ロータディスクとステータの磁t4i歯とに磁
気通路と平行に多数のスリットを形成したために、変動
磁束による磁気反作用を効果的に防止して磁気回路にお
ける有効断面積を増大させ、磁気抵抗を減少させること
によって総磁束を著しく増大させることができる。各相
の円筒状駆動巻線の円弧状磁極とロータの円弧状磁極と
にスリットを形成しであるため、ロータの回転につれて
、ステータとロータとの対向磁極面間の磁界の強さや磁
束密度の変化量が平坦な磁極面の場合に比べて著しく増
大し、モータの出力トルクが極めて大きくなる。したが
って、π速応答が可能で、従来にない小形1iftで高
性能なブラシレスモータが実現される。さらに、ロータ
ディスクは大面績のカットアウト部を備えているため、
ロータディスクの全体重量が著しく軽減され、ロータイ
ナーシャが極めて少なく、しかも、回転トルクが大きい
ために、高速応答、精密位置決めが可能であり、また。
Furthermore, since a large number of slits are formed in the rotor disk and the magnetic T4i teeth of the stator in parallel with the magnetic path, magnetic reaction due to fluctuating magnetic flux is effectively prevented, the effective cross-sectional area of the magnetic circuit is increased, and magnetic resistance is increased. By decreasing the total magnetic flux, the total magnetic flux can be significantly increased. Because slits are formed in the arc-shaped magnetic poles of the cylindrical drive winding of each phase and the arc-shaped magnetic poles of the rotor, as the rotor rotates, the strength of the magnetic field and the magnetic flux density between the opposing magnetic pole surfaces of the stator and rotor change. The amount of change increases significantly compared to the case of a flat magnetic pole surface, and the output torque of the motor becomes extremely large. Therefore, a brushless motor that is capable of a π-speed response and that is compact, 1 ift, and has high performance, which is unprecedented, is realized. Furthermore, the rotor disc has a large cut-out section, so
The overall weight of the rotor disk is significantly reduced, rotor inertia is extremely low, and the rotational torque is large, allowing for high-speed response and precise positioning.

スルーイング特性が優れる。なお、ロータディスクがソ
リッドであり、ブラシ、コミュテータがないので、高速
回転で使用できる。しかも、ステータおよびロータディ
スクは安い原材料を使用可能とし、さらにステータ、ロ
ータディスク、駆動巻線の構造を極めて簡略化したため
、加工および組立が簡単で安価に製造可能とし、著しく
コストを低減することができる。
Excellent slewing characteristics. The rotor disk is solid and has no brushes or commutators, so it can be used at high speeds. Furthermore, the stator and rotor disk can use cheap raw materials, and the structures of the stator, rotor disk, and drive winding are extremely simplified, making processing and assembly easy and inexpensive, resulting in significant cost reductions. can.

なお1本発明のモータは構造簡単で頑丈なため、高速大
出力用にも適し。
Note that the motor of the present invention has a simple structure and is sturdy, so it is suitable for high-speed, large-output applications.

高頻度の加減速運転に耐え高温、低温の耐環境性に優れ
、しかも連続使用による運転性能の劣化がなく、長寿命
である0本発明は一例として3相ブラシレスモータに適
用した例を示したが、本発明の基本概念は3相モータに
限定されず必要であれば位置センサと組み合わせて2相
モータにも適用でき、あるいは4相以上のモータにも適
用できることは云うまでもない。
The present invention is applicable to a three-phase brushless motor as an example.It can withstand frequent acceleration/deceleration operations and has excellent resistance to high and low temperature environments.Moreover, there is no deterioration in operating performance due to continuous use, and it has a long life. However, it goes without saying that the basic concept of the present invention is not limited to three-phase motors, but can also be applied to two-phase motors in combination with position sensors if necessary, or to four-phase or more phase motors.

【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による3相ブラシレスモータ
の断面図、第2図は第1図の■−■線からみた断面図、
第3図は第1図のロータのiTt面図、第4図は本発明
の3相ブラシレスモータの第2実施例の断面図、第5図
は第4図の■−■線からみた断面図、第6図は第4図の
ロータの平面回をそれぞれ示す。 12・・・・・・・・・ケーシング    24・・・
・・・・・・ステータ26・・・・・・・・・ロータ 28.30.32・・・・・・・・・円筒状駆動巻線3
4.38.42・・・・・・・・・内部円筒磁極3G、
40.44・・・・・・・・外部円筒磁極34P、34
P’ 、361’、36P’・・・・・・・・・第1相
円弧状磁極歯38P、38P’ 、40P、40P’・
・・・・・・・・第2相円弧状磁極歯42P、42P’
 、44P、44P’・・・・・・・・・第3相円弧状
磁極歯52.54.56・・・・・・・・・磁気遮断リ
ング特許出願人 株式会社 ハイテク研究所秦2(21 秦3 閏
FIG. 1 is a cross-sectional view of a three-phase brushless motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken from the line ■-■ in FIG.
3 is an iTt side view of the rotor shown in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the three-phase brushless motor of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken from the line ■-■ in FIG. 4. , 6 respectively show the planar turns of the rotor of FIG. 4. 12...Casing 24...
......Stator 26...Rotor 28.30.32...Cylindrical drive winding 3
4.38.42・・・・・・Internal cylindrical magnetic pole 3G,
40.44......External cylindrical magnetic pole 34P, 34
P', 361', 36P'...First phase arcuate magnetic pole teeth 38P, 38P', 40P, 40P'.
......Second phase arc-shaped magnetic pole teeth 42P, 42P'
, 44P, 44P'......Third phase arcuate magnetic pole teeth 52.54.56...Magnetic isolation ring Patent applicant Hi-Tech Laboratory Hata 2 (21 Qin 3 Leap

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同心的に配置された曲率半径の異なる複数相の円
筒状駆動巻線と、前記円筒状駆動巻線の各々の内部と外
部において同心的に配置された内部円筒磁極および外部
円筒磁極と、前記内部円筒磁極と前記外部円筒磁極の少
くとも1つの前部に形成された磁極歯を備えたステータ
と、互いに予じめ定められた位相関係で同心的に形成さ
れたそれぞれ異なる曲率半径の複数相の磁極歯を備えた
ロータディスクからなり、各相において前記ステータの
磁極歯に対して前記ロータディスクの磁極歯をエアギャ
ップを介して対向させたことを特徴とするブラシレスモ
ータ。
(1) A plurality of phase cylindrical drive windings having different radii of curvature arranged concentrically, and an inner cylindrical magnetic pole and an outer cylindrical magnetic pole concentrically arranged inside and outside each of the cylindrical drive windings. , a stator having magnetic pole teeth formed in at least one front portion of the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole, and each having a different radius of curvature formed concentrically with each other in a predetermined phase relationship. 1. A brushless motor comprising a rotor disk having multiple phases of magnetic pole teeth, and in each phase, the magnetic pole teeth of the rotor disk are opposed to the magnetic pole teeth of the stator via an air gap.
(2)前記内部円筒磁極と前記外部円筒磁極の磁極歯が
円弧状磁極歯からなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のブラシレスモータ。
(2) The brushless motor according to claim 1, wherein the magnetic pole teeth of the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole are arcuate magnetic pole teeth.
(3)前記ステータがさらに前記内部円筒磁極と前記外
部円筒磁極の後部に接続されたバックヨークを備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
のブラシレスモータ。
(3) The brushless motor according to claim 1 or 2, wherein the stator further includes a back yoke connected to rear portions of the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole.
(4)前記ステータの磁極歯が半径方向に延びる複数の
渦電流防止用スリットを備え、前記ロータディスクの磁
極歯が半径方向に延びる複数の渦電流防止用スリットを
備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載のブラシレスモータ。
(4) A patent characterized in that the magnetic pole teeth of the stator are provided with a plurality of eddy current prevention slits extending in the radial direction, and the magnetic pole teeth of the rotor disk are provided with a plurality of eddy current prevention slits extending in the radial direction. A brushless motor according to claim 1 or 2.
(5)前記ロータディスクのスリットが前記ステータの
磁極歯のスリットに対して一定のスキュー角をなすこと
を特徴とする特許請求の範囲第4項記載のブラシレスモ
ータ。
(5) The brushless motor according to claim 4, wherein the slits of the rotor disk form a constant skew angle with respect to the slits of the magnetic pole teeth of the stator.
JP26979486A 1986-11-14 1986-11-14 High-efficiency brushless motor Pending JPS63124751A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57202866A (en) * 1981-06-04 1982-12-11 Yoshiteru Takahashi Axially flat type motor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57202866A (en) * 1981-06-04 1982-12-11 Yoshiteru Takahashi Axially flat type motor

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