JP2663176B2 - 偏平ブラシレスモータ - Google Patents
偏平ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JP2663176B2 JP2663176B2 JP20450089A JP20450089A JP2663176B2 JP 2663176 B2 JP2663176 B2 JP 2663176B2 JP 20450089 A JP20450089 A JP 20450089A JP 20450089 A JP20450089 A JP 20450089A JP 2663176 B2 JP2663176 B2 JP 2663176B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator core
- rotor
- salient pole
- brushless motor
- flat brushless
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステータコアの外周面とロータマグネット
の内周面をエアギャップを介して対向させる周対向型の
偏平ブラシレスモータの構造に関する。
の内周面をエアギャップを介して対向させる周対向型の
偏平ブラシレスモータの構造に関する。
スピンドルモータ等の偏平ブラシレスモータとして、
ハウジング内に軸（スピンドル）を回転自在に軸支し、
前記ハウジングに放射状のステータコアを固定するとと
もに該ステータコアの各突極部にコイルを巻装し、前記
軸に、ロータヨークおよびロータマグネットから成る外
転式のロータを固定する構造の周対向型の偏平ブラシレ
スモータが、例えば、特開昭64−19949号に開示されて
いる。
ハウジング内に軸（スピンドル）を回転自在に軸支し、
前記ハウジングに放射状のステータコアを固定するとと
もに該ステータコアの各突極部にコイルを巻装し、前記
軸に、ロータヨークおよびロータマグネットから成る外
転式のロータを固定する構造の周対向型の偏平ブラシレ
スモータが、例えば、特開昭64−19949号に開示されて
いる。
この種のモータは、レーザーディスクのスキャナー等
の高精度で軸支し、回転駆動するのに好適なものであ
る。
の高精度で軸支し、回転駆動するのに好適なものであ
る。
偏平ブラシレスモータにあっては、これが使用される
精密機器の軽量小型化に呼応して薄型化および高トルク
化が要請されている。
精密機器の軽量小型化に呼応して薄型化および高トルク
化が要請されている。
しかし、従来の構造では、薄型化と高トルク化とは全
く相反する事項であり、薄型化を維持しながら高出力化
を進めるのはきわめて困難であった。
く相反する事項であり、薄型化を維持しながら高出力化
を進めるのはきわめて困難であった。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたも
のであり、薄型化を維持しながら、高出力化を達成し得
るスピンドルモータ型の偏平ブラシレスモータを提供す
ることを目的とする。
のであり、薄型化を維持しながら、高出力化を達成し得
るスピンドルモータ型の偏平ブラシレスモータを提供す
ることを目的とする。
本発明は、ハウジング内に軸を回転自在に軸支し、前
記ハウジングに放射状のステータコアを固定するととも
に該ステータコアの各突極部にコイルを巻装し、前記軸
にロータヨークおよびロータマグネットから成る外転式
のロータを固定し、前記ステータコアの外径を40mm〜80
mmに、該ステータコアの厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設
定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、前記ステー
タコアの前記突極部の数を９に、前記マグネットの円周
方向の磁極数を６に、それぞれ設定するとともに、前記
ステータコアの突極部の外周面積と巻線部の断面積との
比を２〜４に選定するすることにより、薄型化を維持し
ながら高出力を発生し得る偏平ブラシレスモータを提供
するものである。
記ハウジングに放射状のステータコアを固定するととも
に該ステータコアの各突極部にコイルを巻装し、前記軸
にロータヨークおよびロータマグネットから成る外転式
のロータを固定し、前記ステータコアの外径を40mm〜80
mmに、該ステータコアの厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設
定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、前記ステー
タコアの前記突極部の数を９に、前記マグネットの円周
方向の磁極数を６に、それぞれ設定するとともに、前記
ステータコアの突極部の外周面積と巻線部の断面積との
比を２〜４に選定するすることにより、薄型化を維持し
ながら高出力を発生し得る偏平ブラシレスモータを提供
するものである。
以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第１図は本発明による偏平ブラシレスモータの中央縦
断面図であり、第２図は第１図中の線II−IIに沿った横
断面図である。
断面図であり、第２図は第１図中の線II−IIに沿った横
断面図である。
第１図および第２図において、ハウジング（軸受ハウ
ジング）１の中心部には、軸受２、２を介して、軸（ス
ピンドル）３が回転自在に軸支されている。
ジング）１の中心部には、軸受２、２を介して、軸（ス
ピンドル）３が回転自在に軸支されている。
ハウジング１の外周には、放射状のステータコア４が
固定されており、該ステータコア４には所定数のコイル
９が巻装されている。
固定されており、該ステータコア４には所定数のコイル
９が巻装されている。
第３図は前記ステータコア４およびコイル９の部分斜
視図である。
視図である。
このステータコア４は打抜き鋼板を積層して構成さ
れ、その円周方向等間隔の位置に複数の突極部５が形成
されている。各突極部５の間にはスロット（溝）６が形
成されている。
れ、その円周方向等間隔の位置に複数の突極部５が形成
されている。各突極部５の間にはスロット（溝）６が形
成されている。
各突極部５は巻線部７と先端拡大部８を有し、巻線部
７に前記コイル９が巻装されている。
７に前記コイル９が巻装されている。
一方、前記軸３の一端部には、カップ状のロータヨー
ク10が固定され、該ロータヨーク10の周囲の内面には環
状のロータマグネット11が固定されており、これらロー
タヨーク10およびロータマグネット11によって外転式の
ロータが構成されている。
ク10が固定され、該ロータヨーク10の周囲の内面には環
状のロータマグネット11が固定されており、これらロー
タヨーク10およびロータマグネット11によって外転式の
ロータが構成されている。
第４図はロータの斜視図である。
前記ロータマグネット11は、永久磁石から成り、円周
方向に複数の磁極（Ｎ極、Ｓ極）が形成されている。
方向に複数の磁極（Ｎ極、Ｓ極）が形成されている。
また、前記ロータマグネット11の材質としては、フェ
ライト、プラスチックマグネットあるいはラバーマグネ
ットなどが使用される。
ライト、プラスチックマグネットあるいはラバーマグネ
ットなどが使用される。
前記ハウジング１には、前記ステータヨーク４と平行
に、前蓋12が固定されている。
に、前蓋12が固定されている。
この前蓋12の内面（ロータマグネット11側）には、回
路基板13が接合されている。
路基板13が接合されている。
第５図は前記前蓋12の内面側の斜視図である。
前記回路基板13には、前記ロータマグネット11の磁極
を検出するためのホール素子14、並びに該ホール素子14
の出力信号に応じて各コイル９に順次電流を流していく
駆動回路等が設けられている。
を検出するためのホール素子14、並びに該ホール素子14
の出力信号に応じて各コイル９に順次電流を流していく
駆動回路等が設けられている。
前記コイル９の励磁には３相巻線方式（Ｕ、Ｖ、Ｗ）
が採用されている。
が採用されている。
第６図は各コイル９の結線状態を示す図である。
そこで、本発明によれば、ハウジング１内に軸３を回
転自在に軸支し、前記ハウジング１に放射状のステータ
コア４を固定するとともに該ステータコア４の各突極部
５にコイル９を巻装し、前記軸３にロータヨーク10およ
びロータマグネット11から成る外転式のロータを固定
し、前記ステータコア４の外径を40mm〜80mmに、該ステ
ータコア４の厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設定して成る
偏平ブラシレスモータにおいて、前記ステータコア４の
前記突極部５の数を９に、前記マグネット11の円周方向
の磁極数を６に、それぞれ設定するとともに、前記ステ
ータコア４の突極部５の外周面積と巻線部７の断面積と
の比を２〜４に選定する構成が採用される。
転自在に軸支し、前記ハウジング１に放射状のステータ
コア４を固定するとともに該ステータコア４の各突極部
５にコイル９を巻装し、前記軸３にロータヨーク10およ
びロータマグネット11から成る外転式のロータを固定
し、前記ステータコア４の外径を40mm〜80mmに、該ステ
ータコア４の厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設定して成る
偏平ブラシレスモータにおいて、前記ステータコア４の
前記突極部５の数を９に、前記マグネット11の円周方向
の磁極数を６に、それぞれ設定するとともに、前記ステ
ータコア４の突極部５の外周面積と巻線部７の断面積と
の比を２〜４に選定する構成が採用される。
上記構成によれば、まず、ステータコア４の突極部５
の数を９にするとともにロータマグネット11の磁極数を
６とし、従来のモータにおける６スロット（突極部５の
数と同じ）および４磁極の構造より、磁束通路の数を増
やしたので、磁束エネルギーを増大させて出力トルクの
向上を図ることができた。
の数を９にするとともにロータマグネット11の磁極数を
６とし、従来のモータにおける６スロット（突極部５の
数と同じ）および４磁極の構造より、磁束通路の数を増
やしたので、磁束エネルギーを増大させて出力トルクの
向上を図ることができた。
一般に、起動トルクを大きくするためには磁極数を多
くする必要があり、トルク特性の直線性を良く（高速向
き）するには磁極数を少なくする必要がある。
くする必要があり、トルク特性の直線性を良く（高速向
き）するには磁極数を少なくする必要がある。
第７図は、スロット数および磁極数に対する前記起動
トルクの大きさおよび直線性の良否の特性を示すグラフ
である。
トルクの大きさおよび直線性の良否の特性を示すグラフ
である。
一般に、コイルインダクタンスにより整流開始時の電
流の立上がりが遅れることから、多極モータでは高回転
域でのトルク特性の直線性が低下する傾向がある。
流の立上がりが遅れることから、多極モータでは高回転
域でのトルク特性の直線性が低下する傾向がある。
このため、高速モータではスロット数および磁極数を
余り多くすることは得策でなく、おのずから限度があ
る。
余り多くすることは得策でなく、おのずから限度があ
る。
本発明においては、前述のような起動トルクの確保お
よびトルク特性の直線性の両方のバランスを考慮して、
突極部５の数（スロット６の数と同じ）が９に、ロータ
マグネット11の磁極数が６に、それぞれ選定された。
よびトルク特性の直線性の両方のバランスを考慮して、
突極部５の数（スロット６の数と同じ）が９に、ロータ
マグネット11の磁極数が６に、それぞれ選定された。
この出力トルクの向上を利用すれば、薄型化を充分に
維持しながら出力トルクの向上を図ることができ、ステ
ータコア４の外径Ｄが40mm〜80mmの範囲内のモータで、
高出力トルクを維持しながら、このステータコア４の厚
さＴを4mm〜8mmの範囲に維持することができ、従来構造
のものに比べ、厚さで約２割、体積で約３〜４割の薄型
化、小型化を達成することができた。
維持しながら出力トルクの向上を図ることができ、ステ
ータコア４の外径Ｄが40mm〜80mmの範囲内のモータで、
高出力トルクを維持しながら、このステータコア４の厚
さＴを4mm〜8mmの範囲に維持することができ、従来構造
のものに比べ、厚さで約２割、体積で約３〜４割の薄型
化、小型化を達成することができた。
また、前記ステータコア４において、突極部５の先端
拡大部８の外周面積と巻線部７の断面積とき比を、２〜
４とし、従来構造より小さ目に設定したので、前述のよ
うに突極数および磁極数を増やして磁束数を増大させる
場合でも、巻線部７における漏洩磁束を無くすか減らす
ことができ、効率低下を生じることなく上記出力トルク
の向上を達成することができた。
拡大部８の外周面積と巻線部７の断面積とき比を、２〜
４とし、従来構造より小さ目に設定したので、前述のよ
うに突極数および磁極数を増やして磁束数を増大させる
場合でも、巻線部７における漏洩磁束を無くすか減らす
ことができ、効率低下を生じることなく上記出力トルク
の向上を達成することができた。
すなわち、外径Ｄが40mm〜80mmで、厚さＴが4mm〜8mm
程度の偏平で薄いステータコアでは、トルク確保のため
コイル堆積を大きくして巻線部７を細くすると、先端拡
大部８の該巻線部７に対する断面積比が大きくなり、ト
ルクが大きい領域でコアの磁気飽和が生じる。
程度の偏平で薄いステータコアでは、トルク確保のため
コイル堆積を大きくして巻線部７を細くすると、先端拡
大部８の該巻線部７に対する断面積比が大きくなり、ト
ルクが大きい領域でコアの磁気飽和が生じる。
その結果、このトルクの大きい領域でのトルク特性の
非直線性が現われてトルク低下が生じる。
非直線性が現われてトルク低下が生じる。
これらのことから、巻線部７に対する先端拡大部８の
断面積比は、トルク低下を阻止する点から、2:1〜4:1の
範囲が最適である。
断面積比は、トルク低下を阻止する点から、2:1〜4:1の
範囲が最適である。
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、ハ
ウジング内に軸を回転自在に軸支し、前記ハウジングに
放射状のステータコアを固定するとともに該ステータコ
アの各突極部にコイルを巻装し、前記軸にロータヨーク
およびロータマグネットから成る外転式のロータを固定
し、前記ステータコアの外径を40mm〜80mmに、該ステー
タコアの厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設定して成る偏平
ブラシレスモータにおいて、前記ステータコアの前記突
極部の数を９に、前記マグネットの円周方向の磁極数９
を６に、それぞれ設定するとともに、前記ステータコア
の突極部の外周面積と巻線部の断面積との比を２〜４に
選定する構成にしたので、薄型化を維持しながら高出力
化を図ることができる偏平ブラシレスモータが得られ
る。
ウジング内に軸を回転自在に軸支し、前記ハウジングに
放射状のステータコアを固定するとともに該ステータコ
アの各突極部にコイルを巻装し、前記軸にロータヨーク
およびロータマグネットから成る外転式のロータを固定
し、前記ステータコアの外径を40mm〜80mmに、該ステー
タコアの厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設定して成る偏平
ブラシレスモータにおいて、前記ステータコアの前記突
極部の数を９に、前記マグネットの円周方向の磁極数９
を６に、それぞれ設定するとともに、前記ステータコア
の突極部の外周面積と巻線部の断面積との比を２〜４に
選定する構成にしたので、薄型化を維持しながら高出力
化を図ることができる偏平ブラシレスモータが得られ
る。
第１図は本発明による偏平ブラシレスモータの一実施例
の縦断面図、第２図は第２図中の線II−IIに沿った横断
面図、第３図は第１図中のステータコアおよびコイルの
部分斜視図、第４図は第１図中の軸およびロータの斜視
図、第５図は第１図中の前蓋の内側斜視図、第６図は第
２図中の各コイルの結線状態を示す配線図、第７図は極
数に対する起動トルクの大きさおよびトルク特性の直線
性を示すグラフである。 １……ハウジング、３……軸（スピンドル）、４……ス
テータコア、５……突極部、７……巻線部、８……先端
拡大部、９……コイル、10……ロータヨーク、11……ロ
ータマグネット、Ｄ……ステータコアの外径、Ｔ……ス
テータコアの厚さ。
の縦断面図、第２図は第２図中の線II−IIに沿った横断
面図、第３図は第１図中のステータコアおよびコイルの
部分斜視図、第４図は第１図中の軸およびロータの斜視
図、第５図は第１図中の前蓋の内側斜視図、第６図は第
２図中の各コイルの結線状態を示す配線図、第７図は極
数に対する起動トルクの大きさおよびトルク特性の直線
性を示すグラフである。 １……ハウジング、３……軸（スピンドル）、４……ス
テータコア、５……突極部、７……巻線部、８……先端
拡大部、９……コイル、10……ロータヨーク、11……ロ
ータマグネット、Ｄ……ステータコアの外径、Ｔ……ス
テータコアの厚さ。
Claims (1)
- 【請求項１】ハウジング内に軸を回転自在に軸支し、前
記ハウジングに放射状のステータコアを固定するととも
に該ステータコアの各突極部にコイルを巻装し、前記軸
にロータヨークおよびロータマグネットから成る外転式
のロータを固定し、前記ステータコアの外径を40mm〜80
mmに、該ステータコアの厚さを4mm〜8mmに、それぞれ設
定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、前記ステー
タコアの前記突極部の数を９に、前記マグネットの円周
方向の磁極数を６に、それぞれ設定するとともに、前記
ステータコアの突極部の外周面積と巻線部の断面積との
比を２〜４に選定することを特徴とする偏平ブラシレス
モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450089A JP2663176B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 偏平ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450089A JP2663176B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 偏平ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370458A JPH0370458A (ja) | 1991-03-26 |
| JP2663176B2 true JP2663176B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=16491561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20450089A Expired - Lifetime JP2663176B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 偏平ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663176B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205429898U (zh) * | 2015-11-30 | 2016-08-03 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电机、动力装置及无人飞行器 |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP20450089A patent/JP2663176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0370458A (ja) | 1991-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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