JPS63124752A - High-efficiency brushless motor - Google Patents

High-efficiency brushless motor

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Publication number
JPS63124752A
JPS63124752A JP26979586A JP26979586A JPS63124752A JP S63124752 A JPS63124752 A JP S63124752A JP 26979586 A JP26979586 A JP 26979586A JP 26979586 A JP26979586 A JP 26979586A JP S63124752 A JPS63124752 A JP S63124752A
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JP
Japan
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magnetic pole
phase
cylindrical
magnetic
pole teeth
Prior art date
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Pending
Application number
JP26979586A
Other languages
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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Filing date
Publication date
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Priority to JP26979586A priority Critical patent/JPS63124752A/en
Publication of JPS63124752A publication Critical patent/JPS63124752A/en
Pending legal-status Critical Current

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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 plularity of radius of curvatures in the radial direction of a stator. CONSTITUTION:Cylindrical driving coils 28, 30, 32 of plurality of phases, which are provided with different radius of curvatures, are arranged concentrically in a stator 24 while 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 driving coils. 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 while magnetism intercepting rings 52, 54, 56 are arranged between the magnetic pole teeth of the inner cylindrical magnetic poles 34, 38, 42 and the outer cylindrical magnetic poles 36, 40, 44 in front of the cylindrical driving coils 28, 30, 32 of respective phases. A plurality of magnetic pole teeth is formed on a rotor disc 26 while the magnetic pole teeth are opposed to the magnetic pole teeth of the stator 24 through air gaps.

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.

最近に才?ける各種情If1機器、OA機器あるいはF
A機器の省エネ化、小形軽量化、高性能化の進展に伴な
い、小形軽量、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、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1−に多相用の巻
線を配置し、多相の巻線を順次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
V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V勅巻線の体積の比率を増加さ
せる必要があるが。
Recently talented? Various information If1 equipment, OA equipment or F
A: As equipment becomes more energy efficient, smaller, lighter, and more sophisticated, the need for small, lightweight, high-performance, and energy-saving control motors is increasing. 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. The disadvantage is that the magnetic pole per unit becomes smaller, the area of the magnetic pole facing the rotor becomes smaller, and the output torque of the motor decreases significantly. Furthermore, in conventional servo motors, a large number of slots are formed inside the stator, multiphase windings are placed in these slots 1-, and the multiphase windings are sequentially switched and controlled in the circumferential direction. Accordingly, a structure is adopted in which a rotor placed inside the stator is rotated. Secondly, in these motors, the drive coil must be arranged within a narrow cross-sectional area divided within the same plane of the stator, and therefore, if you try to increase the number of turns of the coil to increase the output torque, The drawback was that the motor inevitably became larger. 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 the motor is proportional to the number of turns of the drive winding (n) and the square of the V dynamic current (1) of this winding (nI),
In order 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 V-shaped winding to the total volume of the stator and rotor. Yes, but.

従来のモータでは、第4に、その特殊な構造上、モータ
の単位体積当りの駆動巻線の比率を」;げることかでき
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。
Fourthly, in conventional motors, due to their special structure, it is not possible to increase the ratio of drive windings per unit volume of the motor. This has been a major bottleneck in achieving smaller size, lighter weight, energy savings, and higher performance. This also applies to 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。 Therefore, the purpose of this invention is to increase the effective energy density.

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。
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、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 has a simple structure, is 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(k
w/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).
The object of the present invention is to provide a brushless motor with significantly improved speed (w/s).

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、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。
Other objects of the present invention are that the air gap can be reduced, the starting torque can be high, and the slewing characteristics can be excellent. especially,
The purpose of the present invention is 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〕[Structure of the invention]

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。
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 the stator, and an inner cylindrical magnetic pole and an outer cylindrical magnetic pole are arranged on the outside and inside of the plurality of phases of cylindrical drive windings, respectively. Arrange the magnetic poles concentrically.

前記内部円m磁極と前記外部円筒磁極の前面に予じめ定
められた位相角の磁極歯を形成し、各相の円筒状駆動巻
線の前面において、前記内部円n磁極と外部円筒磁極の
磁極歯間に磁気遮断リングを配置し、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
してエアギャップを介して対向するように配置したこと
を特徴とする。
Magnetic pole teeth with a predetermined phase angle are formed on the front surfaces of the inner circular magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole, and the inner circular magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole are formed on the front surface of the cylindrical drive winding of each phase. A magnetic isolation ring is disposed between the magnetic pole teeth, forming a plurality of magnetic pole teeth with a predetermined phase angle on the rotor disk, and forming an air gap between each magnetic pole tooth of the rotor disk with respect to the magnetic pole teeth of the stator. It is characterized by being arranged so as to face each other through the middle.

〔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1.2図において、3相ブラシレスモータ1
0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。t
!?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屈材料から形成される。
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 Figure 1.2, three-phase brushless motor 1
0 comprises a cylindrical casing 12 and end brackets 14,16 arranged at both ends of the casing 12. t
! ? Specifically, the casing 12 and the end bracket 14
.. 16 is made of a non-magnetic metal material that is a good thermal conductor.

エンドブラケット14.16にはそれぞれベアリング1
8.20を介して出力4!1I122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1
2内に出力軸22と同心的に固定支持されたステータ2
4と、出力l1II22に溶接その他の手段で固定され
たロータ26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
End brackets 14 and 16 each have bearings 1
The output 4!1I122 is rotatably supported via the 8.20. Furthermore, the brushless motor 10 has a casing 1
A stator 2 is fixedly supported within the stator 2 concentrically with the output shaft 22.
4, and a rotor 26 fixed to the output l1II22 by welding or other means. The first phase to
A third phase cylindrical drive winding 28, 30.32 is arranged.

第1相円筒状駆動巻線28の内径側と外径側にはそれぞ
れ高透磁率の材料からなる第1相の内部円筒磁極34と
外部円筒磁極36が配置される。
A first phase inner cylindrical magnetic pole 34 and an outer cylindrical magnetic pole 36 made of a material with high magnetic permeability are arranged on the inner diameter side and the outer diameter side of the first phase cylindrical drive winding 28, respectively.

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相川円筒状駆動巻線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38と外部円筒磁極4oの後部はリング状バックヨー
ク39により磁気的に結合される。同様に、第3相川円
筒状駆動巻線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相円筒状駆動巻線28〜32
の内部。
A second phase internal cylindrical magnetic pole 38 made of a material with high magnetic permeability is provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the second Aikawa cylindrical drive winding 30, respectively.
and an external cylindrical magnetic pole 40 are arranged. The rear portions of the second phase internal cylindrical magnetic pole 38 and the external cylindrical magnetic pole 4o are magnetically coupled by a ring-shaped back yoke 39. 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 the third Aikawa cylindrical drive winding 32, respectively. The rear portions of the magnetic poles are magnetically coupled by a ring-shaped back yoke 43. A rotating shaft 22 is located inside the third phase internal cylindrical magnetic pole 42.
penetrates. 1st phase to 3rd phase cylindrical drive windings 28 to 32
inside.

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1ψll!lJ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。
All three sides, external and rear, have high permeability internal cylindrical magnetic poles,
Each cylindrical 1ψll! is surrounded by an outer cylindrical pole and a back yoke! Most of the magnetic flux generated by the lJ winding is concentrated by the inner cylindrical pole and the outer cylindrical pole.

このように、第1相〜第3相の内部円筒磁極と外部円筒
磁極は磁束集中部材として作用する。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3
4,36.3B、40,42.44のそれぞれの後部に
7容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1
6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35,39.4
3は一体の円板により構成しても良い。
In this way, the inner cylindrical magnetic poles and the outer cylindrical magnetic poles of the first to third phases act as magnetic flux concentration members. The ring-shaped back yoke 35, 39.43 has a cylindrical inner magnetic pole and an outer magnetic pole 3.
4, 36.3B, 40, 42.44, respectively, by means of a 7-joint or other means. Furthermore, these back yokes 35, 39° 43 are attached to the end bracket 1.
6 by screws (not shown) or other suitable means to prevent rotation. Back yoke 35, 39.4
3 may be constituted by 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f41i爾34
P、36Pと、低パーミアンス部またはカットアウト部
34C,36Cとが形成されている0円弧状磁極歯:3
4P。
Each of the first phase internal cylindrical magnetic pole 34 and the external cylindrical magnetic pole 36 has an arc-shaped magnetic field f41i on the front or axial end surface.
P, 36P and low permeance portions or cutout portions 34C, 36C are formed on the 0-arc-shaped magnetic pole tooth: 3
4P.

36F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mt440の前面に
はそれぞれ円弧状a極歯38P。
36F constitute the N pole and S pole of the first phase, respectively. Second
Arc-shaped a-pole teeth 38P are provided on the front surfaces of the phase internal cylindrical magnetic pole 38 and the external cylinder mt440, respectively.

40Pと低パーミアンス部またはカットアウト部38G
、40Gが形成され、円弧状磁極歯38P、40Pはそ
れぞれ第2相のS極、N極を構成する。第3相内部円筒
磁極42および外部円筒磁(4i44の前面にはそれぞ
れ円弧状磁極歯42P、44Pと低パーミアンス部また
はカットアウト部42C,44Gが形成され1円強状磁
VAl@42P、44Pは第3相のN極。
40P and low permeance part or cutout part 38G
, 40G are formed, and the arc-shaped magnetic pole teeth 38P and 40P constitute the second phase S pole and N pole, respectively. Arc-shaped magnetic pole teeth 42P, 44P and low permeance portions or cut-out portions 42C, 44G are formed on the front surfaces of the third phase internal cylindrical magnetic pole 42 and external cylindrical magnetic pole (4i44), respectively. N pole of third phase.

S極を構成する。第1相〜第3相の円弧状磁極歯34P
〜44F、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
4G、36G。
Configures the south pole. 1st phase to 3rd phase arc-shaped magnetic pole teeth 34P
~44F, 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
4G, 36G.

第2相のカットアウト部38G、40Gおよび第3相の
カットアウト部42C,44Cは位相が互いに1200
づつずれるように配置しても良い。
The second phase cutout portions 38G, 40G and the third phase cutout portions 42C, 44C have a phase of 1200° with respect to 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 consists 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 = phase, number ) may be arranged so as to be shifted.

第1相〜第3相の円弧状磁極歯34P、3’6P、38
P、40F、42P、44Pには半径方向に延びる複数
の細いスリット34S、36S。
1st phase to 3rd phase arc-shaped magnetic pole teeth 34P, 3'6P, 38
P, 40F, 42P, 44P have a plurality of thin slits 34S, 36S extending in the radial direction.

385.4O8,42S、443がそれぞれ形成されて
いる。これは、円筒状即動巻線のオン、オフ時の変動磁
束による磁気表皮効果で有効に″工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+4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。
385.4O8, 42S, and 443 are formed, respectively. This is due to the magnetic skin effect caused by the fluctuating magnetic flux when the cylindrical quick-acting winding turns on and off.The area of high magnetic flux density that contributes to the magnetic force becomes extremely narrow, increasing magnetic resistance and reducing the total magnetic flux. This is to prevent the output torque of the motor from decreasing.These slits effectively suppress the eddy current, which is the effect of the demagnetizing field on the fluctuating magnetic flux, so that the eddy current that is the effect of the demagnetizing field on the fluctuating magnetic flux is effectively suppressed. This has the effect of uniformly distributing the strong magnetic flux portion throughout.

さらに、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聖人に著しい効果がある。
Furthermore, the slit portions of the arcuate magnetic pole teeth greatly change the strength of the magnetic field and the amount of change in magnetic flux density as the rotor 26 rotates, so they have a significant effect on the output power 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Jし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t434F、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
内1?i5磁極44との間には円筒磁気遮遮断部材50
が配置され、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 disposed between the two magnetic poles to block magnetic leakage between these magnetic poles. The front surface of the magnetic shielding member 48 is preferably aligned with the front surface of the adjacent arcuate magnets t434F and 40P. The inner cylindrical magnetic pole 38 of the second phase and the outer inner 1? of the third phase? A cylindrical magnetic shielding member 50 is provided between the i5 magnetic pole 44
are arranged to effectively prevent magnetic leakage between adjacent magnetic poles.

第t 、t’o〜第3相円筒状Iψ動巻腺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52,54.56はそれぞれ第1相の円弧状磁
pA歯34r’、36F、第2相の円弧状磁極歯38r
’、40F、および第3相の円弧状磁極歯42F、44
]’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mr4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1!
N!lJ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。
t, t'o to third phase cylindrical Iψ movable gland 28, 30.
Magnetic shielding rings 52, 54, and 56 made of conductive metal such as aluminum or copper are arranged on the front surface of 32. The magnetic shielding rings 52, 54, and 56 are the first phase arc-shaped magnetic pA teeth 34r', 36F, and the second phase arc-shaped magnetic pole teeth 38r, respectively.
', 40F, and third phase arc-shaped magnetic pole teeth 42F, 44
]' is located in the radial gap between the magnetic pole teeth to improve the electromagnetic energy conversion efficiency of the motor by blocking magnetic leakage between the magnetic pole teeth.Especially when the motor is downsized, the mr4 of each phase Since magnetic leakage between teeth is effectively prevented, a highly efficient ultra-compact motor can be obtained. Even more cylindrical 1!
N! It also has the role of effectively preventing radiation of electromagnetic noise to the outside of the motor due to turning on and off of the lJ windings 28, 30, and 32.

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34G、38C,42C内に突出し
、一方、アウター・プロジェクション52b、54b、
 5Gbは第1相〜第3相の外部円筒磁極3G、40゜
44のカットアウト部36G、40G、44C内に突出
する。このように。
56a is the internal cylindrical magnetic pole 34, 38.4 of the first phase to the third phase.
The outer projections 52b, 54b,
5Gb protrudes into the cutout portions 36G, 40G, 44C of the external cylindrical magnetic poles 3G, 40° 44 of the first to third phases. in this way.

第1相〜第3相のカットアウト部34C〜44C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1−アウト部34
C〜44C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1窩透磁率の内部円筒磁極および外部円筒磁極に直接
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
の小形軽社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。
All of the first to third phase cutout portions 34C to 44C are sealed by the projections of conductive magnetic isolation rings 52 to 56, so that these cutout portions 34C to 44C
The cutout portions 34C to 44G are completely prevented from magnetic leakage from C to 44C to the rotor 26 through the air gap.
High reluctance can be achieved with a small area, and the area of the magnetic pole teeth of each phase can be correspondingly increased to increase torque. Moreover, the magnetic flux generated by the cylindrical drive windings 28 to 32 is concentrated between the opposing magnetic pole surfaces of the rotor 26 and the stator 24 only through the arc-shaped magnetic pole teeth of each phase, so that the maximum electromagnetic energy can be 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, since the magnetic flux generated by the cylindrical drive winding of each phase is directly concentrated on the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole of the single-hole magnetic permeability, and magnetic leakage to the magnetic field other than the magnetic pole teeth is blocked by the magnetic isolation rings 52 to 56, 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 the miniaturization of light motor vehicles can be achieved. Moreover, four surfaces in the cross section of the cylindrical drive winding of each phase are in contact with a good thermal conductor.

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N1動巻線の熱
伝導面積が飛閉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5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、36r’、38P
、40P、42F、44r’は各相の内部円筒磁極34
,38.42と外部円筒磁極3G、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n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。
Since these thermal conductors are further thermally coupled to the motor casing and end bracket, the heat conduction area of the N1 moving winding is dramatically expanded, and heat dissipation of the winding is significantly improved. Therefore, there is an effect that the cooling efficiency of the five motors is increased and the overload capacity can be increased. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the arc-shaped magnetic poles 34P, 36r', 38P
, 40P, 42F, 44r' are the internal cylindrical magnetic poles 34 of each phase.
, 38.42 and the external cylindrical magnetic poles 3G and 40.44, but these arc-shaped magnetic poles are formed only on either the internal cylindrical magnetic pole or the external circular n 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2Gは軟鉄またはケイ素n4板
等の高透磁率材料からなるロータディス°り60からな
る。ロータディスク60の中央部に回転!1122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
1llI22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64,6
6.68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,66G、68Gを互いに1
20゜(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、66G。
In FIG. 3, the rotor 2G consists of a rotor disk 60 made of a high magnetic permeability material such as soft iron or silicon N4 plate. Rotates in the center of the rotor disk 60! 1122 mounting holes 62 are formed, and the mounting holes 62 of the rotor disk 60
After the rotating shaft 22 is press-fitted into the rotating shaft 22, 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 third-phase arcuate magnetic pole teeth 64 and 6 in the first to third curvature radius regions, respectively.
6.68. These arcuate magnetic pole teeth 64, 66, 68 for the first to third phases preferably have cutouts 64C, 66G, 68G having low permeance in the first to third radius of curvature regions of the rotor disk 60, respectively.
The cutouts 64G and 66G are formed by simply machining the phases with a phase shift of 20° (360''/n in the case of multiphase, n = number of phases).

68Gの幅は第1相〜第3相のカットアウト部34G、
36G、38G。
The width of 68G is the cutout part 34G 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、66G、68G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口f?i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. Furthermore, the inner diameter and outer diameter of the cutouts 64G, 66G, and 68G of the rotor disk 60 are the corresponding inner openings f of the first to third phases of the stator. The inner diameter of the i magnetic pole is selected to be approximately equal to the outer diameter of the outer cylindrical magnetic pole.

第1相、第2相および第3相の円弧状磁極@64,66
.68は半径方向に延びる複数の細いスリット648.
66S、68Sをそれぞれ備える。
1st phase, 2nd phase and 3rd phase circular arc magnetic poles @64, 66
.. A plurality of thin slits 648.68 extend 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、388.
4O8,42S、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688と
は同一延長線」二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
G4S、66S、68Sは円弧状磁[164,66,6
8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
。しかも1円弧状磁極歯64.6+3.68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HpM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1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64,66.68はカットアウト64C,66C,
68Cと同一平面内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pl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mhtbを形成し。
Each of these slits 64S, 66S, 68S corresponds to the slits 34S, 36S, 388.
It is processed to have the same width as 4O8, 42S, and 44S. In FIG. 3, the slits 66S and 688 are integrally formed on the same extension line, but they may be formed independently within each arcuate magnetic pole. Arc-shaped magnet [164, 66, 6
8, the eddy current that occurs when magnetic flux passes in the radial direction is suppressed, and the 1 strong magnetic flux density portion is formed into arc-shaped magnetic pole teeth 64, 66.
.. By uniformly distributing it throughout 68,
It has the effect of reducing magnetic resistance and increasing effective magnetic flux. Moreover, by suppressing the eddy current of the 1-arc magnetic pole tooth 64.6+3.68, it is possible to effectively prevent instability and resonance phenomena caused by a drop in torque characteristics in the motor's mid-range or high-speed range. Stable torque characteristics can be obtained from low speed range to high speed range. Furthermore, in conjunction with the slits in the arc-shaped HpM 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 you want to further reduce the size and weight of the brushless motor, the first and second phase arc-shaped magnetic poles of the rotor disk 60 may be configured with permanent magnets, although not shown in the figure. Magnetic pole teeth 64, 66, 68 are cutouts 64C, 66C,
Although shown as being formed in the same plane as 68C, an arc-shaped mhtb is formed in the axial convex region in a different plane with a different axial PL 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1相円弧状駆動巻線28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3
4.バックヨーク35.外部円筒磁極36とにより集中
され、このとき、円弧状磁極歯34P、36P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1円弧状磁極歯64のカットアウト64C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GI34P、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
磁極歯の怪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、i束は目的とする磁場
にのみ集中させられて、ロータ26に大きな@磁エネル
ギーが作用する。つぎに。
In the above configuration, when the first phase arcuate drive winding 28 is excited, the magnetic flux generated by the coil 28 is transferred to the inner cylindrical magnetic pole 3.
4. Back yoke 35. At this time, the arcuate magnetic pole teeth 34P and 36P are excited as N and S poles, respectively, as indicated by the arrows in FIG. 1, and attract the arcuate magnetic pole teeth 64 of the rotor 26. . At this time, the rotor 26 comes to rest at a stable point where the cutout 64C of the one arc-shaped magnetic pole tooth 64 coincides with the cutout portions 34C and 36C of the first phase. The first phase arcuate magnetic pole teeth 64 of the rotor 26 are the first phase arcuate magnetic poles GI34P, 36P of the stator.
As described above, when moving 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, a magnetic isolation ring 52 is installed in each gap between the magnetic pole teeth of each phase of the stator.
56, magnetic leakage between the magnetic pole teeth of the stator is completely blocked, the i-flux is concentrated only in the target magnetic field, and large @magnetic energy acts on the rotor 26. next.

第1相円筒状駆動巻線28がターン・オフされて、第2
相円筒状駆動巻線30がターン・オンされると、第2相
の円弧状磁極歯38P、40T’がそれぞれS極、N極
に励磁されて、ロータ2Gの円弧状磁極歯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66Cは時計方向に移動するため、ロータ26は
時計方向に120°回転する。さらに、第2相円筒状駆
動巻線30がターン・オフされて、第3相円筒状駆動巻
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。このように第1相〜第3相の円
筒状駆動巻a28〜32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→■→■→I→■→■のシーケンスで励磁す
ることにより得られる。
The first phase cylindrical drive winding 28 is turned off and the second phase cylindrical drive winding 28 is turned off.
When the phase cylindrical drive winding 30 is turned on, the arcuate magnetic pole teeth 38P and 40T' of the second phase are excited to the S and N poles, respectively, and attract the arcuate magnetic pole teeth 66 of the rotor 2G. . At this time, the cutout 66C of the arcuate magnetic pole tooth 66 of the rotor 26 moves clockwise, so the rotor 26 rotates 120 degrees clockwise. Further, when the second phase cylindrical drive winding 30 is turned off and the third phase cylindrical drive winding 32 is turned on, the arcuate magnetic pole teeth 68 of the rotor 26 are attracted clockwise. , the rotor 26 rotates 120° clockwise. In this way, the rotor 26 rotates clockwise by sequentially exciting the first to third phase cylindrical drive windings a28 to a32 in the sequence of ■→■→■. The counterclockwise rotation of the rotor 26 is obtained by exciting the first to third phase drive windings in the sequence I→■→■→I→■→■.

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、類鍜の部品には第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 those 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180°位相がずれた一対のカットアウト部
34G’ 、36C’により分離された対称的な一対の
円弧状磁極歯34P’ 、36P’ をそれぞれ備えて
いることである。同様に、第2相の内部円筒コア38′
および外部円筒ヨーク40’ が180@位相がずれた
一対のカットアラ1一部38G’。
The first point is that the first phase inner cylindrical magnetic pole 34' and outer cylindrical magnetic pole 36' are symmetrical in a pair of arc-shaped magnetic pole teeth 34P separated by a pair of cut-out portions 34G' and 36C' that are 180 degrees out of phase. ', 36P'. Similarly, the second phase inner cylindrical core 38'
and a pair of cutters 1 part 38G' in which the external cylindrical yoke 40' is 180@out of phase.

40G’により分離された対称的な一対の円弧状磁極歯
381” 、401”をそれぞれ備える。第3相の内部
円筒磁極42′ および外部円筒GJ&極44′は18
0”位相がずれた一対のカットアウト部−12G’ 、
44C’により分離された対称的な円弧状磁極1164
2P’ 、44P’ をそれぞれ備える。
A pair of symmetrical arcuate magnetic pole teeth 381'' and 401'' are respectively separated by 40G'. The inner cylindrical magnetic pole 42' and the outer cylindrical GJ & pole 44' of the third phase are 18
A pair of cutout portions -12G' with a 0" phase shift,
Symmetrical arc-shaped magnetic poles 1164 separated by 44C'
2P' and 44P' respectively.

一対のカットアウト部34C’ 、36C’ 、38C
’ 、40G’ 、42C’、44G’の各々は回転N
22の中心に対して対称的に配置され、一対の円弧状磁
極歯34F’ 、36P’ 、38F’ 、40P” 
、42F’ 、44P′は各々に対してそれぞれ180
0位置がずれて配klされる。
A pair of cutout parts 34C', 36C', 38C
', 40G', 42C', 44G' are each rotation N
22, and a pair of arc-shaped magnetic pole teeth 34F', 36P', 38F', 40P''
, 42F', 44P' are each 180
The 0 position is shifted and placed kl.

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ラI−f34c’ によ
り2瓶に分割され、さらに第2相円弧状磁t4i歯66
′が一対の対称的なカットアウト66G’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68C′により分割されたいオ〕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64’ 、66’ 、68’は互い
に120゜位相角がずれるように配置される。なお、ロ
ータディスク60’のスリット64S’ 、665’ 
、68S’はステータの円弧状磁極歯のスリブ1〜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 bottles by a pair of symmetrical cutters I-f34c', and further a second phase arc-shaped magnetic tooth t4i 66
' is divided into two poles by a pair of symmetrical cutouts 66G', and the third phase arcuate magnetic pole 68' is further divided by a pair of symmetrical cutouts 68C' to form a six-pole structure. This is what is happening. A pair of arc-shaped magnetic pole teeth 64', 66', and 68' of the first to third phases are arranged with a phase angle of 120° shifted from each other. Note that the slits 64S' and 665' of the rotor disk 60'
, 68S' are formed to be inclined at a constant skew angle with respect to the sleeves 1 to 1 of the arc-shaped magnetic pole teeth of the stator,
This is to ensure smooth rotation of the rotor 26'.

上記構成において、第1実施例では+−n−m−rのシ
ーケンスで第1相〜第3相の円筒状駆動巻線28〜30
を励磁したときに時計方向に120@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 embodiment, the cylindrical drive windings 28 to 30 of the first to third phases are connected in a +-n-m-r sequence.
When the cylindrical drive windings 28 to 30 of the first to third phases were energized in the same sequence in the second embodiment, the motor rotated clockwise by 120 steps. The rotor 26' rotates counterclockwise in steps of 60''.

第1実施例t9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6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
筒状駆動コイルを交流電源に接続して、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 embodiment t9 and the second embodiment are used as stepping motors, they may be driven by one-phase excitation or two-phase excitation.6 A suitable encoder or resolver is connected to the brushless motor of the present invention. , can be used as a servo motor. Note that the first to third phase cylindrical drive coils can be connected to an AC power source and used as a general-purpose AC motor.

」1記実施例において、ロータは高透磁率のディスクか
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 first embodiment, the rotor has been described as consisting of a disk with high magnetic permeability, but the rotor may have a structure in which arc-shaped magnetic poles made of high magnetic permeability material or permanent magnets 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 arc-shaped magnetic pole, and the concave portion may be used as a low permeance portion instead of a cutout.

なお、ロータの円弧状磁極は永久磁石により構成しても
良い。
Note that the arc-shaped magnetic poles of the rotor may be formed 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、モータの単位体積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I
−ルクを巻線の巻数nとNFl+電流■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重形軽量化、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重形軽量化
する場合に各相の円弧状磁極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磁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円筒′6J&極、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。さらに、ロータディスクとス
テータの磁極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彊状′6j
&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1ヘル
クが極めて大きくなる。したがって、高速応答が可能で
、従来にない小形軽量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積のカットア
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1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、スルーイング特性が優れる。
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. Due to the arrangement in the radius of curvature region, the volume ratio of the windings per unit volume of the motor can be significantly increased, and therefore the output I of the motor
- the number of turns n of the winding and NFl + the square of the current ■ (nI)
'', it is possible to achieve high efficiency that could not be achieved in the past.As a result, brushless motors can be made extremely heavy and lightweight, and have high-speed response and high performance.In particular, brushless motors Even if the distance between the arc-shaped magnetic pole teeth of each phase becomes smaller when making the drive winding ultra-heavy and lightweight, the magnetic flux generated by the drive winding is kept close to the arc-shaped magnetic pole teeth because a magnetic isolation ring is placed between the magnetic pole teeth of each phase. The maximum electromagnetic energy is obtained because all the magnetic flux is concentrated between the opposing magnetic pole surfaces of the stator and rotor without leaking into the air gap between them.Therefore, the electromagnetic energy conversion efficiency is extremely high and a large energy saving effect can be obtained. 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 are thermally conducted to the casing and end housing, which are also good thermal conductors. Therefore, the heat conduction area of the first 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 is cylindrical. , surrounded by cylindrical magnetic poles, a back yoke and a magnetic isolation ring, which can significantly reduce the radiation of electromagnetic noise from the motor to the outside.In addition, there are a large number of parallel magnetic paths on the rotor disk and stator magnetic pole teeth. Due to the formation of the slit, the magnetic reaction caused by the fluctuating magnetic flux can be effectively prevented, increasing the effective cross-sectional area in the magnetic circuit, and reducing the magnetic resistance, thereby significantly increasing the total magnetic flux. Circular drive winding '6j
& Since slits are formed between the poles and the arc-shaped magnetic poles of the rotor, as the rotor rotates, the amount of change in the magnetic field strength and magnetic flux density between the opposing magnetic pole surfaces of the stator and rotor will change even if the magnetic pole surface is flat. The motor output per herk becomes extremely large. Therefore, a brushless motor that is capable of high-speed response, is smaller, lighter, and has higher performance than ever before is realized. In addition, the rotor disk has a large-area cutout, which significantly reduces the overall weight of the rotor disk.The rotor inertia is extremely low, and the torque per revolution is large, allowing for fast response and precise positioning. It also has excellent slewing characteristics.

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。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、高頻度の加減速運転に耐え高湿、
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、長辱命である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1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 rotor disk is solid and has no brushes or commutators, so it can be used at high speeds. Moreover,
Since the stator and rotor disk can use cheap raw materials, and the structures of the stator, rotor disk, and drive winding are extremely simplified, processing and assembly are simple and can be manufactured at low cost, resulting in a significant cost reduction. 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, and can withstand frequent acceleration/deceleration operations, high humidity,
It has excellent resistance to low-temperature environments, and there is no deterioration in operating performance due to continuous use, making it a long-lasting product.The present invention has been applied to a three-phase brushless motor as an example, but the basic concept of the present invention is a three-phase brushless motor. It is not limited to motors, but can also be applied to 2-phase motors in combination with position sensors, or 4-phase motors if necessary.
Needless to say, the present invention can also be applied to motors with more than one phase.

【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図のロータの平面図。 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図のロータの平面図をそれぞれ示す。 12・・・・・・・・・ケーシング    24・・・
・・・・・・ステータ2G・・・・・・・・・ロータ 28.30.32・・・・・・・・・円筒状駆動巻線3
4.38.42・・・・・・・・・内部円筒磁極36.
40.44・・・・・・・・・外部円筒磁極341’、
34P’ 、36P、36P’・・・・・・・・・第1
相円弧状磁極歯38T’、38P’ 、40P、40P
’・・・・・・・・・第2相円弧状磁極歯42P、42
P″、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m1G/ 
団      22 地2121
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.
FIG. 3 is a plan 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, FIG. 5 is a sectional view taken from the line ■-■ in FIG. 4, and FIG. Each is shown below. 12...Casing 24...
・・・・・・Stator 2G・・・・・・Rotor 28.30.32・・・・・・Cylindrical drive winding 3
4.38.42...Inner cylindrical magnetic pole 36.
40.44......External cylindrical magnetic pole 341',
34P', 36P, 36P'... 1st
Phase arc-shaped magnetic pole teeth 38T', 38P', 40P, 40P
'......Second phase arcuate magnetic pole teeth 42P, 42
P'', 44P, 44P'......Third phase arcuate magnetic pole teeth 52.54.56......Magnetic isolation ring Patent applicant Hi-Tech Research Co., Ltd. m1G/
group 22 ground 2121

Claims (6)

【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と、前記複数相の
各々の円筒状駆動巻線の前面において前記内部円筒磁極
と前記外部円筒磁極の磁極歯間の空隙に配置された磁気
遮断リングと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ロータの
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. , magnetic pole teeth formed on at least one front portion of the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole; and magnetic poles of the inner cylindrical magnetic pole and the outer cylindrical magnetic pole on the front surface of each of the cylindrical drive windings of the plurality of phases. a stator with a magnetic isolation ring disposed in the air gap between the teeth; and a rotor disk with a plurality of phases of magnetic pole teeth, each with a different radius of curvature, formed concentrically in a predetermined phase relationship with respect to each other. A brushless motor characterized in that, in each phase, the magnetic pole teeth of the rotor 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.
(6)前記複数相において隣接する相の前記内部円筒磁
極と前記外部円筒磁極間に円筒状磁気遮断部材をさらに
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。
(6) The brushless brushless according to claim 1 or 2, further comprising a cylindrical magnetic shielding member between the internal cylindrical magnetic pole and the external cylindrical magnetic pole of adjacent phases in the plurality of phases. motor.
JP26979586A 1986-11-14 1986-11-14 High-efficiency brushless motor Pending JPS63124752A (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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