JP2000152581A - ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ - Google Patents
ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータInfo
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- JP2000152581A JP2000152581A JP10313501A JP31350198A JP2000152581A JP 2000152581 A JP2000152581 A JP 2000152581A JP 10313501 A JP10313501 A JP 10313501A JP 31350198 A JP31350198 A JP 31350198A JP 2000152581 A JP2000152581 A JP 2000152581A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
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- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】モータ体格を大きくすることなく、高出力とす
ることができるブラシレスモータを提供する。 【解決手段】ブラシレスモータ11は、マグネット8の
極数Pと、ティース14a〜14iの数Tとの関係が、
P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成される。このような構成のモータ1
1は、ティース14a〜14iが3つずつU相,V相,
W相と順次割り当てられ、各相に割り当てられた中央の
ティース14b,14e,14h間の中心角θ1が、θ
1=(120°/n)とされる。次いで、その中央のテ
ィース14b,14e,14hに対して、両側に配置す
るティース14a,14c,14d,14f,14g,
14iの中心角θ2が、(360°/T)<θ2≦(3
60°/P)の範囲内となるように、各ティース14a
〜14iの位置が決定される。
ることができるブラシレスモータを提供する。 【解決手段】ブラシレスモータ11は、マグネット8の
極数Pと、ティース14a〜14iの数Tとの関係が、
P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成される。このような構成のモータ1
1は、ティース14a〜14iが3つずつU相,V相,
W相と順次割り当てられ、各相に割り当てられた中央の
ティース14b,14e,14h間の中心角θ1が、θ
1=(120°/n)とされる。次いで、その中央のテ
ィース14b,14e,14hに対して、両側に配置す
るティース14a,14c,14d,14f,14g,
14iの中心角θ2が、(360°/T)<θ2≦(3
60°/P)の範囲内となるように、各ティース14a
〜14iの位置が決定される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータに
係り、詳しくは、ロータの多極着磁されたマグネットに
対するステータのティースの配置に関するものである。
係り、詳しくは、ロータの多極着磁されたマグネットに
対するステータのティースの配置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のブラシレスモータの概略
構成を示す。ブラシレスモータ1のステータ2は、ステ
ータコア外輪(以下、単に外輪という)3、ステータコ
ア内輪(以下、単に内輪という)4、及び、U相、V
相、W相コイル5U,5V,5Wで構成される。内輪4
には、放射状に延び、かつ中心角が40°で等間隔に第
1〜第9ティース4a〜4iが形成される。
構成を示す。ブラシレスモータ1のステータ2は、ステ
ータコア外輪(以下、単に外輪という)3、ステータコ
ア内輪(以下、単に内輪という)4、及び、U相、V
相、W相コイル5U,5V,5Wで構成される。内輪4
には、放射状に延び、かつ中心角が40°で等間隔に第
1〜第9ティース4a〜4iが形成される。
【0003】第1〜第3ティース4a〜4cには、それ
ぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル5Uを構成
する第1〜第3U相コイル5u1〜5u3が構成される。第
4〜第6ティース4d〜4fには、それぞれ巻線が集中
巻きされて、前記V相コイル5Vを構成する第1〜第3
V相コイル5v1〜5v3が構成される。第7〜第9ティー
ス4g〜4iには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前
記W相コイル5Wを構成する第1〜第3W相コイル5w1
〜5w3が構成される。尚、第1,第3,第4,第6,第
7,第9ティース4a,4c,4d,4f,4g,4i
は巻線が同方向に巻回され、残りの第2,第5,第8テ
ィース4b,4e,4hは前記方向とは逆の方向に巻線
が巻回される。
ぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル5Uを構成
する第1〜第3U相コイル5u1〜5u3が構成される。第
4〜第6ティース4d〜4fには、それぞれ巻線が集中
巻きされて、前記V相コイル5Vを構成する第1〜第3
V相コイル5v1〜5v3が構成される。第7〜第9ティー
ス4g〜4iには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前
記W相コイル5Wを構成する第1〜第3W相コイル5w1
〜5w3が構成される。尚、第1,第3,第4,第6,第
7,第9ティース4a,4c,4d,4f,4g,4i
は巻線が同方向に巻回され、残りの第2,第5,第8テ
ィース4b,4e,4hは前記方向とは逆の方向に巻線
が巻回される。
【0004】そして、このように各ティース4a〜4i
に巻線が巻着された後に、内輪4、即ち各ティース4a
〜4iの先端が外輪3に組み付けられて前記ステータ2
が構成される。このように構成されたステータ2は、前
記モータ1の図示しないハウジングに固定される。
に巻線が巻着された後に、内輪4、即ち各ティース4a
〜4iの先端が外輪3に組み付けられて前記ステータ2
が構成される。このように構成されたステータ2は、前
記モータ1の図示しないハウジングに固定される。
【0005】一方、ロータ6は、シャフト7及びマグネ
ット8で構成され、前記内輪4の内側に回転可能に設け
られる。シャフト7は、前記モータ1のハウジングに回
転可能に支持される。該シャフト7には、前記内輪4の
内周面に対向する位置に、中心角が45°で等間隔に
N,S極を着磁した極数8のマグネット8が固着され
る。
ット8で構成され、前記内輪4の内側に回転可能に設け
られる。シャフト7は、前記モータ1のハウジングに回
転可能に支持される。該シャフト7には、前記内輪4の
内周面に対向する位置に、中心角が45°で等間隔に
N,S極を着磁した極数8のマグネット8が固着され
る。
【0006】このように構成されたブラシレスモータ1
では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相が
ずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル5U,
5V,5Wに対して供給される。すると、各相のコイル
5U,5V,5Wがそれぞれ励磁されてステータ2に回
転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ6は回
転する。
では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相が
ずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル5U,
5V,5Wに対して供給される。すると、各相のコイル
5U,5V,5Wがそれぞれ励磁されてステータ2に回
転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ6は回
転する。
【0007】ここで、マグネットの極数を「P」とし、
ティースの数を「T」とした場合、P=8n、かつ、T
=9n(但し、nは1以上の整数)を満たすようにブラ
シレスモータを構成すると、特公平8−8764号公報
の表2にも開示されているが、コギングトルクの脈動数
が比較的大きくなることが解っている。つまり、コギン
グトルクの大きさはその脈動数に反比例するので、コギ
ングトルクが小さい、いわゆる低振動のモータを構成す
ることができる。従って、図2に示す前記モータ1で
は、n=1とし、マグネットの極数Pが「8」、ティー
スの数Tが「9」となるようにモータ1を構成して、該
モータ1の振動の低減が図られている。
ティースの数を「T」とした場合、P=8n、かつ、T
=9n(但し、nは1以上の整数)を満たすようにブラ
シレスモータを構成すると、特公平8−8764号公報
の表2にも開示されているが、コギングトルクの脈動数
が比較的大きくなることが解っている。つまり、コギン
グトルクの大きさはその脈動数に反比例するので、コギ
ングトルクが小さい、いわゆる低振動のモータを構成す
ることができる。従って、図2に示す前記モータ1で
は、n=1とし、マグネットの極数Pが「8」、ティー
スの数Tが「9」となるようにモータ1を構成して、該
モータ1の振動の低減が図られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図2におい
て第2ティース4bの中心線上にマグネット8のN極の
中心が配置されたとき、第1,第3ティース4a,4c
の中心線上からマグネット8のS極の中心がずれてしま
う。これを図3に示すように、第1〜第3ティース4a
〜4cに巻着された第1〜第3U相コイル5u1〜5u3の
誘起電圧V1〜V3に対応させてみると、第2U相誘起
電圧V2の位相のずれが0°(位相がずれていない)に
対して、第1U相誘起電圧V1の位相が20°進み、第
3U相誘起電圧V3の位相が20°遅れることになる。
て第2ティース4bの中心線上にマグネット8のN極の
中心が配置されたとき、第1,第3ティース4a,4c
の中心線上からマグネット8のS極の中心がずれてしま
う。これを図3に示すように、第1〜第3ティース4a
〜4cに巻着された第1〜第3U相コイル5u1〜5u3の
誘起電圧V1〜V3に対応させてみると、第2U相誘起
電圧V2の位相のずれが0°(位相がずれていない)に
対して、第1U相誘起電圧V1の位相が20°進み、第
3U相誘起電圧V3の位相が20°遅れることになる。
【0009】このとき、第1〜第3U相誘起電圧V1〜
V3のプラス側のピーク値を「1」とした場合、各U相
誘起電圧V1〜V3を合成したU相コイル5U全体の合
成誘起電圧V0は、図3及び図4に示すように、そのプ
ラス側のピーク値が最大値「3」に比べてやや低い約
「2.879」となる。又、このようなことは、V相,
W相コイル5V,5Wについても同様のことが言える。
従って、上記構成のモータ1では、各コイル5U,5
V,5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換すると
きに、その変換ロスが比較的大きいという問題があっ
た。このことが、モータ1の高出力化及び小型化の妨げ
となっていた。
V3のプラス側のピーク値を「1」とした場合、各U相
誘起電圧V1〜V3を合成したU相コイル5U全体の合
成誘起電圧V0は、図3及び図4に示すように、そのプ
ラス側のピーク値が最大値「3」に比べてやや低い約
「2.879」となる。又、このようなことは、V相,
W相コイル5V,5Wについても同様のことが言える。
従って、上記構成のモータ1では、各コイル5U,5
V,5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換すると
きに、その変換ロスが比較的大きいという問題があっ
た。このことが、モータ1の高出力化及び小型化の妨げ
となっていた。
【0010】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、モータ体格を大きく
することなく、高出力とすることができるブラシレスモ
ータ及びブラシレスモータのステータを提供することに
ある。
されたものであって、その目的は、モータ体格を大きく
することなく、高出力とすることができるブラシレスモ
ータ及びブラシレスモータのステータを提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、多極着磁されたマグネッ
トを備えたロータと、ティースに巻線を巻回して、前記
ロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V
相,W相コイルを備えたステータとを有し、前記マグネ
ットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、P=
8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)を満
たすように構成されるブラシレスモータにおいて、前記
ティースを3つずつU相,V相,W相と順次割り当て、
各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1
を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定した。
め、請求項1に記載の発明は、多極着磁されたマグネッ
トを備えたロータと、ティースに巻線を巻回して、前記
ロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V
相,W相コイルを備えたステータとを有し、前記マグネ
ットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、P=
8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)を満
たすように構成されるブラシレスモータにおいて、前記
ティースを3つずつU相,V相,W相と順次割り当て、
各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1
を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定した。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央のティー
スに対して、両側に配置するティースの中心角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定した。
のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央のティー
スに対して、両側に配置するティースの中心角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定した。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央の
ティースに巻回される巻線の巻き数を、その他のティー
スに巻回される巻線の巻き数より多くした。
に記載のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央の
ティースに巻回される巻線の巻き数を、その他のティー
スに巻回される巻線の巻き数より多くした。
【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1又は2
に記載のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央の
ティースに巻回される巻線の断面積を、その他のティー
スに巻回される巻線の断面積より大きくした。
に記載のブラシレスモータにおいて、前記各相の中央の
ティースに巻回される巻線の断面積を、その他のティー
スに巻回される巻線の断面積より大きくした。
【0015】請求項5に記載の発明は、ティースに巻線
を巻回して、多極着磁されたマグネットを備えたロータ
を回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W
相コイルを備え、前記マグネットの極数Pと、前記ティ
ースの数Tとの関係が、P=8n、かつ、T=9n(但
し、nは1以上の整数)を満たすように構成されるブラ
シレスモータのステータにおいて、前記ティースを3つ
ずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当て
られた中央のティース間の中心角θ1を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
徴とするブラシレスモータのステータである。
を巻回して、多極着磁されたマグネットを備えたロータ
を回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W
相コイルを備え、前記マグネットの極数Pと、前記ティ
ースの数Tとの関係が、P=8n、かつ、T=9n(但
し、nは1以上の整数)を満たすように構成されるブラ
シレスモータのステータにおいて、前記ティースを3つ
ずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当て
られた中央のティース間の中心角θ1を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
徴とするブラシレスモータのステータである。
【0016】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
のブラシレスモータのステータにおいて、前記各相の中
央のティースに対して、両側に配置するティースの中心
角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定した。
のブラシレスモータのステータにおいて、前記各相の中
央のティースに対して、両側に配置するティースの中心
角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定した。
【0017】従って、請求項1,5に記載の発明によれ
ば、マグネットの極数Pと、ティースの数Tとの関係
が、P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整
数)を満たすように構成されるブラシレスモータでは、
各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1
を、θ1=(120°/n)とし、その中央のティース
に対して、両側に配置するティースの中心角θ2を、
(360°/T)<θ2≦(360°/P)の範囲内と
して、各ティースが配置される。すると、各相毎に各テ
ィースの中心線とマグネットの各極の中心との位置ずれ
が小さくなる。言い換えれば、各ティースに巻着された
コイルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコ
イルの合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、各コイ
ルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変
換ロスが小さくなる。従って、モータ体格を大きくする
ことなく、高出力とすることができる。
ば、マグネットの極数Pと、ティースの数Tとの関係
が、P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整
数)を満たすように構成されるブラシレスモータでは、
各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1
を、θ1=(120°/n)とし、その中央のティース
に対して、両側に配置するティースの中心角θ2を、
(360°/T)<θ2≦(360°/P)の範囲内と
して、各ティースが配置される。すると、各相毎に各テ
ィースの中心線とマグネットの各極の中心との位置ずれ
が小さくなる。言い換えれば、各ティースに巻着された
コイルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコ
イルの合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、各コイ
ルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変
換ロスが小さくなる。従って、モータ体格を大きくする
ことなく、高出力とすることができる。
【0018】請求項2,6に記載の発明によれば、各相
の中央のティースに対して、両側に配置するティースの
中心角θ2を、θ2=(360°/P)として、各ティ
ースが配置される。すると、各ティースの中心線とマグ
ネットの各極の中心との位置ずれはなく、各ティースに
巻着されたコイルの誘起電圧の位相のずれはない。従っ
て、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値となり、各コ
イルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの
変換ロスが最も小さくなる。従って、モータ体格を大き
くすることなく、確実に高出力とすることができる。
の中央のティースに対して、両側に配置するティースの
中心角θ2を、θ2=(360°/P)として、各ティ
ースが配置される。すると、各ティースの中心線とマグ
ネットの各極の中心との位置ずれはなく、各ティースに
巻着されたコイルの誘起電圧の位相のずれはない。従っ
て、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値となり、各コ
イルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの
変換ロスが最も小さくなる。従って、モータ体格を大き
くすることなく、確実に高出力とすることができる。
【0019】請求項3に記載の発明によれば、各相の中
央のティースに巻回される巻線の巻き数が、その他のテ
ィースに巻回される巻線の巻き数より多くされる。これ
は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータでは、各
相の中央のティースと、その両側のティースとの間隙が
広くなるため、巻線のスペースが大きくとれることによ
る。このようにすれば、各相の中央のティースに巻回さ
れるコイルの誘起電圧が大きくなるため、各相のコイル
の合成誘起電圧を大きくすることができる。従って、モ
ータの高出力化を図ることができる。
央のティースに巻回される巻線の巻き数が、その他のテ
ィースに巻回される巻線の巻き数より多くされる。これ
は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータでは、各
相の中央のティースと、その両側のティースとの間隙が
広くなるため、巻線のスペースが大きくとれることによ
る。このようにすれば、各相の中央のティースに巻回さ
れるコイルの誘起電圧が大きくなるため、各相のコイル
の合成誘起電圧を大きくすることができる。従って、モ
ータの高出力化を図ることができる。
【0020】請求項4に記載の発明によれば、各相の中
央のティースに巻回される巻線の断面積が、その他のテ
ィースに巻回される巻線の断面積より大きくされる。こ
れは、請求項1又は2に記載のブラシレスモータでは、
各相の中央のティースと、その両側のティースとの間隙
が広くなるため、巻線のスペースが大きくとれることに
よる。このようにすれば、各相の中央のコイルの巻線抵
抗が小さくなるため、モータの消費電力を低減すること
ができる。
央のティースに巻回される巻線の断面積が、その他のテ
ィースに巻回される巻線の断面積より大きくされる。こ
れは、請求項1又は2に記載のブラシレスモータでは、
各相の中央のティースと、その両側のティースとの間隙
が広くなるため、巻線のスペースが大きくとれることに
よる。このようにすれば、各相の中央のコイルの巻線抵
抗が小さくなるため、モータの消費電力を低減すること
ができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図1に従って説明する。尚、説明の便宜上、図
2に示す従来例と同様の構成については同一の符号を付
してその説明を一部省略する。
の形態を図1に従って説明する。尚、説明の便宜上、図
2に示す従来例と同様の構成については同一の符号を付
してその説明を一部省略する。
【0022】図1は、本実施の形態のブラシレスモータ
の概略構成を示す。この形態のブラシレスモータ11
は、従来例と同様に、マグネットの極数Pが「8」、テ
ィースの数Tが「9」となるように構成する。つまり、
中心角が45°で等間隔にN,S極を着磁した極数
「8」のマグネット8のロータ6が使用される。
の概略構成を示す。この形態のブラシレスモータ11
は、従来例と同様に、マグネットの極数Pが「8」、テ
ィースの数Tが「9」となるように構成する。つまり、
中心角が45°で等間隔にN,S極を着磁した極数
「8」のマグネット8のロータ6が使用される。
【0023】一方、ステータ12は、ステータコア外輪
(以下、単に外輪という)13、ステータコア内輪(以
下、単に内輪という)14、及び、U相、V相、W相コ
イル15U,15V,15Wで構成される。内輪14に
は、放射状に延びる第1〜第9ティース14a〜14i
が形成される。又、第2,第5,第8ティース14b,
14e,14hは、中心角が120°で等間隔に配置さ
れる。更に、第1,第3ティース14a,14cは、第
2ティース14bを中心として、両側にそれぞれ中心角
が45°となるように配置される。第4,第6ティース
14d,14fは、第5ティース14eを中心として、
両側にそれぞれ中心角が45°となるように配置され
る。第7,第9ティース14g,14iは、第8ティー
ス14hを中心として、両側にそれぞれ中心角が45°
となるように配置される。
(以下、単に外輪という)13、ステータコア内輪(以
下、単に内輪という)14、及び、U相、V相、W相コ
イル15U,15V,15Wで構成される。内輪14に
は、放射状に延びる第1〜第9ティース14a〜14i
が形成される。又、第2,第5,第8ティース14b,
14e,14hは、中心角が120°で等間隔に配置さ
れる。更に、第1,第3ティース14a,14cは、第
2ティース14bを中心として、両側にそれぞれ中心角
が45°となるように配置される。第4,第6ティース
14d,14fは、第5ティース14eを中心として、
両側にそれぞれ中心角が45°となるように配置され
る。第7,第9ティース14g,14iは、第8ティー
ス14hを中心として、両側にそれぞれ中心角が45°
となるように配置される。
【0024】即ち、この形態では、図1において第2テ
ィース14bの中心線上にマグネット8のN極の中心が
配置されたとき、第1,第3ティース14a,14cの
中心線上にマグネット8のS極の中心が配置されること
になる。これは、U相コイル15Uに限らず、V相,W
相コイル15V,15Wも同様になる。
ィース14bの中心線上にマグネット8のN極の中心が
配置されたとき、第1,第3ティース14a,14cの
中心線上にマグネット8のS極の中心が配置されること
になる。これは、U相コイル15Uに限らず、V相,W
相コイル15V,15Wも同様になる。
【0025】第1〜第3ティース14a〜14cには、
それぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル15U
を構成する第1〜第3U相コイル15u1〜15u3が構成
される。第4〜第6ティース14d〜14fには、それ
ぞれ巻線が集中巻きされて、前記V相コイル15Vを構
成する第1〜第3V相コイル15v1〜15v3が構成され
る。第7〜第9ティース14g〜14iには、それぞれ
巻線が集中巻きされて、前記W相コイル15Wを構成す
る第1〜第3W相コイル15w1〜15w3が構成される。
尚、第1,第3,第4,第6,第7,第9ティース14
a,14c,14d,14f,14g,14iは巻線が
同方向に巻回され、残りの第2,第5,第8ティース1
4b,14e,14hは前記方向とは逆の方向に巻線が
巻回される。尚、各相のコイル15U,15V,15W
は、それぞれ同じ断面積の巻線を使用し、かつ同じ巻き
数で構成される。
それぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル15U
を構成する第1〜第3U相コイル15u1〜15u3が構成
される。第4〜第6ティース14d〜14fには、それ
ぞれ巻線が集中巻きされて、前記V相コイル15Vを構
成する第1〜第3V相コイル15v1〜15v3が構成され
る。第7〜第9ティース14g〜14iには、それぞれ
巻線が集中巻きされて、前記W相コイル15Wを構成す
る第1〜第3W相コイル15w1〜15w3が構成される。
尚、第1,第3,第4,第6,第7,第9ティース14
a,14c,14d,14f,14g,14iは巻線が
同方向に巻回され、残りの第2,第5,第8ティース1
4b,14e,14hは前記方向とは逆の方向に巻線が
巻回される。尚、各相のコイル15U,15V,15W
は、それぞれ同じ断面積の巻線を使用し、かつ同じ巻き
数で構成される。
【0026】そして、このように各ティース14a〜1
4iに巻線が巻着された後に、内輪14、即ち各ティー
ス14a〜14iの先端が外輪13に組み付けられて前
記ステータ12が構成される。このように構成されたス
テータ12は、前記モータ11の図示しないハウジング
に固定される。
4iに巻線が巻着された後に、内輪14、即ち各ティー
ス14a〜14iの先端が外輪13に組み付けられて前
記ステータ12が構成される。このように構成されたス
テータ12は、前記モータ11の図示しないハウジング
に固定される。
【0027】このように構成されたブラシレスモータ1
1では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相
がずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル15
U,15V,15Wに対して供給される。すると、各相
のコイル15U,15V,15Wがそれぞれ励磁されて
ステータ12に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づ
いてロータ6は回転する。
1では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相
がずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル15
U,15V,15Wに対して供給される。すると、各相
のコイル15U,15V,15Wがそれぞれ励磁されて
ステータ12に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づ
いてロータ6は回転する。
【0028】又、この形態では、図1において第2ティ
ース14bの中心線上にマグネット8のN極の中心が配
置されたとき、第1,第3ティース14a,14cの中
心線上とマグネット8のS極の中心が一致する。これ
を、第1〜第3ティース14a〜14cに巻着された第
1〜第3U相コイル15u1〜15u3の誘起電圧V1〜V
3に対応させてみると、各誘起電圧V1〜V3の位相の
ずれが解消される。
ース14bの中心線上にマグネット8のN極の中心が配
置されたとき、第1,第3ティース14a,14cの中
心線上とマグネット8のS極の中心が一致する。これ
を、第1〜第3ティース14a〜14cに巻着された第
1〜第3U相コイル15u1〜15u3の誘起電圧V1〜V
3に対応させてみると、各誘起電圧V1〜V3の位相の
ずれが解消される。
【0029】つまり、各誘起電圧V1〜V3のプラス側
のピーク値を「1」とした場合、各誘起電圧V1〜V3
を合成したU相コイル15U全体の合成誘起電圧V0
は、そのプラス側のピーク値が最大値「3」となる。従
って、この形態のモータ11では、各相のコイル15U
〜15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換すると
きの変換ロスが小さく抑えられる。
のピーク値を「1」とした場合、各誘起電圧V1〜V3
を合成したU相コイル15U全体の合成誘起電圧V0
は、そのプラス側のピーク値が最大値「3」となる。従
って、この形態のモータ11では、各相のコイル15U
〜15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換すると
きの変換ロスが小さく抑えられる。
【0030】次に、上記の構成を、一般的なブラシレス
モータに適用してみる。マグネットの極数を「P」と
し、ティースの数を「T」とした場合、P=8n、か
つ、T=9n(但し、nは1以上の整数)を満たすよう
に構成されたブラシレスモータにおいて、先ず、「n」
を任意に設定して、マグネットの極数P及びティースの
数を決定する。
モータに適用してみる。マグネットの極数を「P」と
し、ティースの数を「T」とした場合、P=8n、か
つ、T=9n(但し、nは1以上の整数)を満たすよう
に構成されたブラシレスモータにおいて、先ず、「n」
を任意に設定して、マグネットの極数P及びティースの
数を決定する。
【0031】次に、ティースを3つずつU相→V相→W
相→U相→V相→W相…と割り当てる。このとき、各相
に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1を次式
により決定する。 θ1=(120°/n) そして、求められた「θ1」に基づいて、各相に割り当
てられた中央のティースの位置が決定される。
相→U相→V相→W相…と割り当てる。このとき、各相
に割り当てられた中央のティース間の中心角θ1を次式
により決定する。 θ1=(120°/n) そして、求められた「θ1」に基づいて、各相に割り当
てられた中央のティースの位置が決定される。
【0032】次に、位置が決定された中央のティースに
対して、両側に配置するティースの中心角θ2を次式に
より決定する。 (360°/T)<θ2≦(360°/P) そして、求められた「θ2」に基づいて、中央のティー
スに対する両側のティースの位置がそれぞれ決定され
る。このとき、「θ2」が(360°/P)、即ちマグ
ネット8の各極の中心角に近づくほど、各相毎に各ティ
ースの中心線とマグネットの各極の中心との位置ずれが
小さくなる。言い換えれば、各ティースに巻着されたコ
イルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコイ
ルの合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、各コイル
に供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換
ロスが小さくなる。
対して、両側に配置するティースの中心角θ2を次式に
より決定する。 (360°/T)<θ2≦(360°/P) そして、求められた「θ2」に基づいて、中央のティー
スに対する両側のティースの位置がそれぞれ決定され
る。このとき、「θ2」が(360°/P)、即ちマグ
ネット8の各極の中心角に近づくほど、各相毎に各ティ
ースの中心線とマグネットの各極の中心との位置ずれが
小さくなる。言い換えれば、各ティースに巻着されたコ
イルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコイ
ルの合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、各コイル
に供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換
ロスが小さくなる。
【0033】更に、θ2=(360°/P)とすると、
各相毎に各ティースの中心線とマグネットの各極の中心
との位置ずれはなく、各ティースに巻着されたコイルの
誘起電圧の位相のずれはない。従って、各相のコイルの
合成誘起電圧が最大値となり、駆動電流を回転磁界に変
換するときの変換ロスが最も小さくなる。
各相毎に各ティースの中心線とマグネットの各極の中心
との位置ずれはなく、各ティースに巻着されたコイルの
誘起電圧の位相のずれはない。従って、各相のコイルの
合成誘起電圧が最大値となり、駆動電流を回転磁界に変
換するときの変換ロスが最も小さくなる。
【0034】因みに、上記実施の形態のブラシレスモー
タ11は、上記したように、n=1とし、マグネット8
の極数Pを「8」、ティースの数Tを「9」としてい
る。次に、ティースが3つずつU相→V相→W相と割り
当てられ、各相に割り当てられた中央のティース、即ち
第2,第5,第8ティース14b,14e,14h間の
中心角θ1が、n=1により、θ1=120°となり、
その位置が決定される。
タ11は、上記したように、n=1とし、マグネット8
の極数Pを「8」、ティースの数Tを「9」としてい
る。次に、ティースが3つずつU相→V相→W相と割り
当てられ、各相に割り当てられた中央のティース、即ち
第2,第5,第8ティース14b,14e,14h間の
中心角θ1が、n=1により、θ1=120°となり、
その位置が決定される。
【0035】次に、位置が決定された第2,第5,第8
ティース14b,14e,14hに対して、両側に配置
するティース、即ち第1,第3,第4,第6,第7,第
9ティース14a,14c,14d,14f,14g,
14iの中心角θ2が、P=8,T=9により、40°
<θ2≦45°となる。上記形態では、θ2=45°と
して各ティース14a,14c,14d,14f,14
g,14iの位置が決定される。
ティース14b,14e,14hに対して、両側に配置
するティース、即ち第1,第3,第4,第6,第7,第
9ティース14a,14c,14d,14f,14g,
14iの中心角θ2が、P=8,T=9により、40°
<θ2≦45°となる。上記形態では、θ2=45°と
して各ティース14a,14c,14d,14f,14
g,14iの位置が決定される。
【0036】このとき、θ2=45°としているため、
上記したように、図1においてU相コイル15Uでは各
ティース14a〜14cの中心線とマグネット8の各極
の中心との位置ずれはなく、各ティース14a〜14c
に巻着された第1〜第3U相コイル15u1〜15u3の誘
起電圧V1〜V3の位相のずれはない。これは、U相コ
イル15Uに限らず、V相,W相コイル15V,15W
も同様に言える。従って、各相のコイル15U,15
V,15Wの合成誘起電圧が最大値となり、上記形態の
ブラシレスモータ11は、各相のコイル15U,15
V,15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換する
ときの変換ロスが最も小さくなるように構成されてい
る。従って、上記形態では、モータ体格を大きくするこ
となく、確実に高出力とすることが可能となる。
上記したように、図1においてU相コイル15Uでは各
ティース14a〜14cの中心線とマグネット8の各極
の中心との位置ずれはなく、各ティース14a〜14c
に巻着された第1〜第3U相コイル15u1〜15u3の誘
起電圧V1〜V3の位相のずれはない。これは、U相コ
イル15Uに限らず、V相,W相コイル15V,15W
も同様に言える。従って、各相のコイル15U,15
V,15Wの合成誘起電圧が最大値となり、上記形態の
ブラシレスモータ11は、各相のコイル15U,15
V,15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換する
ときの変換ロスが最も小さくなるように構成されてい
る。従って、上記形態では、モータ体格を大きくするこ
となく、確実に高出力とすることが可能となる。
【0037】上記したように、本実施の形態では、以下
に示す作用効果を得ることができる。 (1)上記実施の形態のブラシレスモータ11は、n=
1とし、マグネット8の極数Pが「8」、ティースの数
Tが「9」で構成されている。そして、各相に割り当て
られた中央のティース、即ち第2,第5,第8ティース
14b,14e,14h間の中心角θ1を「120°」
とし、該ティース14b,14e,14hに対して、両
側に配置するティース、即ち第1,第3,第4,第6,
第7,第9ティース14a,14c,14d,14f,
14g,14iの中心角θ2を「45°」として、各テ
ィース14a〜14iの位置が決定される。そのため、
各相毎に各ティース14a〜14iの中心線とマグネッ
ト8の各極の中心との位置ずれはなく、各ティース14
a〜14iに巻着されたコイル15u1〜15u3,15v1
〜15v3,15w1〜15w3の誘起電圧の位相のずれはな
い。従って、各相のコイル15U,15V,15Wの合
成誘起電圧が最大値となり、各コイル15U,15V,
15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するとき
の変換ロスを最も小さくすることができる。その結果、
モータ体格を大きくすることなく、確実に高出力とする
ことができる。
に示す作用効果を得ることができる。 (1)上記実施の形態のブラシレスモータ11は、n=
1とし、マグネット8の極数Pが「8」、ティースの数
Tが「9」で構成されている。そして、各相に割り当て
られた中央のティース、即ち第2,第5,第8ティース
14b,14e,14h間の中心角θ1を「120°」
とし、該ティース14b,14e,14hに対して、両
側に配置するティース、即ち第1,第3,第4,第6,
第7,第9ティース14a,14c,14d,14f,
14g,14iの中心角θ2を「45°」として、各テ
ィース14a〜14iの位置が決定される。そのため、
各相毎に各ティース14a〜14iの中心線とマグネッ
ト8の各極の中心との位置ずれはなく、各ティース14
a〜14iに巻着されたコイル15u1〜15u3,15v1
〜15v3,15w1〜15w3の誘起電圧の位相のずれはな
い。従って、各相のコイル15U,15V,15Wの合
成誘起電圧が最大値となり、各コイル15U,15V,
15Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するとき
の変換ロスを最も小さくすることができる。その結果、
モータ体格を大きくすることなく、確実に高出力とする
ことができる。
【0038】尚、前記中心角θ2を「45°」とした
が、その中心角θ2が「40°<θ2<45°」の範囲
内であれば、「45°」に近づくほど、各相毎に各ティ
ース14a〜14iの中心線とマグネット8の各極の中
心との位置ずれが小さくなる。言い換えれば、各ティー
ス14a〜14iに巻着されたコイル15u1〜15u3,
15v1〜15v3,15w1〜15w3の誘起電圧の位相のず
れが小さくなり、各相のコイル15U,15V,15W
の合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、駆動電流を
回転磁界に変換するときの変換ロスを小さくできる望ま
しい範囲と言える。
が、その中心角θ2が「40°<θ2<45°」の範囲
内であれば、「45°」に近づくほど、各相毎に各ティ
ース14a〜14iの中心線とマグネット8の各極の中
心との位置ずれが小さくなる。言い換えれば、各ティー
ス14a〜14iに巻着されたコイル15u1〜15u3,
15v1〜15v3,15w1〜15w3の誘起電圧の位相のず
れが小さくなり、各相のコイル15U,15V,15W
の合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、駆動電流を
回転磁界に変換するときの変換ロスを小さくできる望ま
しい範囲と言える。
【0039】尚、本発明の実施の形態は以下のように変
更してもよい。 ○上記実施の形態では、各ティース14a〜14iに巻
回するコイル15u1〜15u3,15v1〜15v3,15w1
〜15w3を、それぞれ同じ断面積の巻線を使用し、かつ
同じ巻き数で構成したが、上記形態に各相の中央のティ
ース14b,14e,14hと、該ティース14b,1
4e,14hの両側のティース14a,14c,14
d,14f,14g,14iとの間隙が広くなるので、
各相の中央のティース14b,14e,14hに巻回す
るコイル15u2,15v2,15w2の巻き数を増加しても
よい。このように構成すれば、該コイル15u2,15v
2,15w2の誘起電圧が大きくなるため、各相のコイル
15U,15V,15Wの合成誘起電圧を大きくするこ
とができる。このように構成すれば、モータ11の高出
力化を図ることができる。
更してもよい。 ○上記実施の形態では、各ティース14a〜14iに巻
回するコイル15u1〜15u3,15v1〜15v3,15w1
〜15w3を、それぞれ同じ断面積の巻線を使用し、かつ
同じ巻き数で構成したが、上記形態に各相の中央のティ
ース14b,14e,14hと、該ティース14b,1
4e,14hの両側のティース14a,14c,14
d,14f,14g,14iとの間隙が広くなるので、
各相の中央のティース14b,14e,14hに巻回す
るコイル15u2,15v2,15w2の巻き数を増加しても
よい。このように構成すれば、該コイル15u2,15v
2,15w2の誘起電圧が大きくなるため、各相のコイル
15U,15V,15Wの合成誘起電圧を大きくするこ
とができる。このように構成すれば、モータ11の高出
力化を図ることができる。
【0040】又、各相の中央のティース14b,14
e,14hに巻回するコイル15u2,15v2,15w2の
巻線の断面積を大きくしてもよい。このように構成すれ
ば、該コイル15u2,15v2,15w2の誘起電圧は上記
実施の形態と同じであるが、該コイル15u2,15v2,
15w2の巻線抵抗が小さくなるため、モータの消費電力
を低減することができる。
e,14hに巻回するコイル15u2,15v2,15w2の
巻線の断面積を大きくしてもよい。このように構成すれ
ば、該コイル15u2,15v2,15w2の誘起電圧は上記
実施の形態と同じであるが、該コイル15u2,15v2,
15w2の巻線抵抗が小さくなるため、モータの消費電力
を低減することができる。
【0041】○上記実施の形態では、各相の中央のティ
ースに対して、両側に配置するティースの中心角θ2
を、θ2=(360°/P)としたが、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内であればよい。
ースに対して、両側に配置するティースの中心角θ2
を、θ2=(360°/P)としたが、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内であればよい。
【0042】○上記実施の形態では、ステータ12の内
輪14の内側にロータ6を配設する、いわゆるインナロ
ータ型のブラシレスモータに実施したが、ステータを覆
うようにロータを配設する、いわゆるアウタロータ型の
ブラシレスモータに実施してもよい。
輪14の内側にロータ6を配設する、いわゆるインナロ
ータ型のブラシレスモータに実施したが、ステータを覆
うようにロータを配設する、いわゆるアウタロータ型の
ブラシレスモータに実施してもよい。
【0043】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 (イ)請求項5又は6に記載のブラシレスモータのステ
ータにおいて、前記各相の中央のティースに巻回される
巻線の巻き数を、その他のティースに巻回される巻線の
巻き数より多くしたことを特徴とするブラシレスモータ
のステータ。ここで、請求項5又は6に記載のブラシレ
スモータのステータでは、各相の中央のティースと、そ
の両側のティースとの間隙が広くなるため、巻線のスペ
ースが大きくとれる。このようにすれば、各相の中央の
ティースに巻回されるコイルの誘起電圧が大きくなるた
め、各相のコイルの合成誘起電圧を大きくすることがで
きる。従って、モータの高出力化を図ることができる。
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 (イ)請求項5又は6に記載のブラシレスモータのステ
ータにおいて、前記各相の中央のティースに巻回される
巻線の巻き数を、その他のティースに巻回される巻線の
巻き数より多くしたことを特徴とするブラシレスモータ
のステータ。ここで、請求項5又は6に記載のブラシレ
スモータのステータでは、各相の中央のティースと、そ
の両側のティースとの間隙が広くなるため、巻線のスペ
ースが大きくとれる。このようにすれば、各相の中央の
ティースに巻回されるコイルの誘起電圧が大きくなるた
め、各相のコイルの合成誘起電圧を大きくすることがで
きる。従って、モータの高出力化を図ることができる。
【0044】(ロ)請求項5又は6に記載のブラシレス
モータのステータにおいて、前記各相の中央のティース
に巻回される巻線の断面積を、その他のティースに巻回
される巻線の断面積より大きくしたことを特徴とするブ
ラシレスモータのステータ。ここで、請求項5又は6に
記載のブラシレスモータのステータでは、各相の中央の
ティースと、その両側のティースとの間隙が広くなるた
め、巻線のスペースが大きくとれる。このようにすれ
ば、各相の中央のコイルの巻線抵抗が小さくなるため、
モータの消費電力を低減することができる。
モータのステータにおいて、前記各相の中央のティース
に巻回される巻線の断面積を、その他のティースに巻回
される巻線の断面積より大きくしたことを特徴とするブ
ラシレスモータのステータ。ここで、請求項5又は6に
記載のブラシレスモータのステータでは、各相の中央の
ティースと、その両側のティースとの間隙が広くなるた
め、巻線のスペースが大きくとれる。このようにすれ
ば、各相の中央のコイルの巻線抵抗が小さくなるため、
モータの消費電力を低減することができる。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることが
できるブラシレスモータ及びブラシレスモータのステー
タを提供することができる。
モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることが
できるブラシレスモータ及びブラシレスモータのステー
タを提供することができる。
【図1】 本実施の形態のブラシレスモータの概略構成
図。
図。
【図2】 従来のブラシレスモータの概略構成図。
【図3】 U相コイルの誘起電圧を説明するための図。
【図4】 U相コイルの合成誘起電圧を説明するための
図。
図。
6…ロータ、8…マグネット、12…ステータ、14a
〜14i…ティース、15U,15V,15W…U相,
V相,W相コイル、P…極数、T…ティースの数。
〜14i…ティース、15U,15V,15W…U相,
V相,W相コイル、P…極数、T…ティースの数。
Claims (6)
- 【請求項1】 多極着磁されたマグネットを備えたロー
タと、ティースに巻線を巻回して、前記ロータを回転さ
せるための回転磁界を発生するU相,V相,W相コイル
を備えたステータとを有し、 前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関
係が、 P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成されるブラシレスモータにおいて、 前記ティースを3つずつU相,V相,W相と順次割り当
て、各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ
1を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のブラシレスモータにお
いて、 前記各相の中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定したことを特徴とする
ブラシレスモータ。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のブラシレスモー
タにおいて、 前記各相の中央のティースに巻回される巻線の巻き数
を、その他のティースに巻回される巻線の巻き数より多
くしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項4】 請求項1又は2に記載のブラシレスモー
タにおいて、 前記各相の中央のティースに巻回される巻線の断面積
を、その他のティースに巻回される巻線の断面積より大
きくしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項5】 ティースに巻線を巻回して、多極着磁さ
れたマグネットを備えたロータを回転させるための回転
磁界を発生するU相,V相,W相コイルを備え、 前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関
係が、 P=8n、かつ、T=9n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成されるブラシレスモータのステータ
において、 前記ティースを3つずつU相,V相,W相と順次割り当
て、各相に割り当てられた中央のティース間の中心角θ
1を、 θ1=(120°/n) とし、その中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 (360°/T)<θ2≦(360°/P) の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特
徴とするブラシレスモータのステータ。 - 【請求項6】 請求項5に記載のブラシレスモータのス
テータにおいて、 前記各相の中央のティースに対して、両側に配置するテ
ィースの中心角θ2を、 θ2=(360°/P) として、各ティースの位置を決定したことを特徴とする
ブラシレスモータのステータ。
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