JPH03285552A - Flat brushless motor - Google Patents
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、駆動トルクを改善した偏平型ブラシレスモ
ータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a flat brushless motor with improved driving torque.
［従来の技術］
ラジカセのような超小型電子ａｌ！器などに使用されて
いる偏平型ブラシレスモータは、第５図及び第６図に示
すように、磁石よりなる回転子１２と、これに対向して
配置された駆動コイルなどよりなる固定子１６とで構成
されている。[Conventional technology] Ultra-compact electronic AL! like a radio-cassette player. As shown in FIGS. 5 and 6, flat brushless motors used in appliances, etc. have a rotor 12 made of magnets, and a stator 16 made of drive coils, etc. placed opposite the rotor 12. It consists of
回転子１２は第７図のようにｎ極構成、例えば８極構成
のリング状磁石１２ａ〜１２ｈて構成され、また固定子
１６は第５図に示すように、ｍ個、例えば６個の駆動コ
イル１６ａ〜１６ｆで構成されている。これら駆動コイ
ル１６ａ〜１６ｆは第６図に示す基板、例えばプリント
基板１８上に所定の角間隔を保持して取り付は固定され
ている。The rotor 12 is composed of ring-shaped magnets 12a to 12h having an n-pole configuration, for example, an 8-pole configuration, as shown in FIG. It is composed of coils 16a to 16f. These drive coils 16a to 16f are fixedly mounted on a substrate shown in FIG. 6, for example, a printed circuit board 18, with predetermined angular intervals maintained therebetween.
ところで、このような偏平型ブラシレスモータ１０では
、第５図のように回転軸２に対する回転子１２の１８ｉ
ｉのなす角度（磁極角度）を０Ｍとし、駆動コイル１６
ａ〜１．６ ｆの１単位あたりの角度（駆動コイルの開
口角度）をＯＬとしたとき、周知のように、
θＭ＝３／４・ＯＬ ・・・ （１）の関係にあると
き、最大のトルクＴが得られることが知られている。勿
論、この（１）式が成立するのは、同一線径、同一巻数
、同一巻線密度の駆動コイルを使用した場合であり、従
って、巻線抵抗などが相違する駆動コイルを使用した場
合には、磁極角度θＭ１コイル開口角度θＬが相違して
も同じようなトルクＴが得られる場合がある。By the way, in such a flat type brushless motor 10, as shown in FIG.
The angle formed by i (magnetic pole angle) is 0M, and the drive coil 16
When OL is the angle per unit of a to 1.6 f (the opening angle of the drive coil), as is well known, θM = 3/4・OL... When the relationship of (1) exists, the maximum It is known that a torque T of . Of course, this formula (1) only holds true when drive coils with the same wire diameter, the same number of turns, and the same winding density are used. Therefore, when drive coils with different winding resistances are used, The same torque T may be obtained even if the magnetic pole angle θM1 and the coil opening angle θL are different.
従来から（１）式を満たすような極数ｎとコイル数ｍに
選定され、第５図に示した偏平型ブラシレスモータ１０
も、そのような関係に選定されている。Conventionally, the number of poles n and the number of coils m have been selected to satisfy equation (1), and the flat brushless motor 10 shown in FIG.
have also been selected for such a relationship.
第５図の例は、極数ｎが８で、コイル数ｍが６に夫々選
ばれている。In the example shown in FIG. 5, the number of poles n is eight and the number m of coils is six.
［発明が解決しようとする課題］
ところで、極数ｎとコイル数ｍとの関係を、上述したよ
うに選定したときは、
磁極角度θＭ＝４５° ・・・ （２）コイル開口角
度θＬ＝６０° ・・′・ （３）となる。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when the relationship between the number of poles n and the number of coils m is selected as described above, the magnetic pole angle θM = 45° (2) Coil opening angle θL = 60 ° ・・′・ (3)
そのため、コイル開口角度ＯＬが６０’となるように、
駆動コイル１６ａ〜１６ｆをプリント基板１８上に配置
すると第５図のようになる。Therefore, so that the coil opening angle OL is 60',
When the drive coils 16a to 16f are arranged on the printed circuit board 18, it becomes as shown in FIG.
したがって、その場合には隣接する駆動コイル１６ａ〜
１６ｆ同士は極めて接近した状態で配置する必要がある
。Therefore, in that case, the adjacent drive coils 16a~
16f must be placed extremely close to each other.
しかし、現実問題として、このように駆動コイル１６ａ
〜１６ｆ同士を近接配置してプリント基板１８上に取り
付は固定するには、その組み立て工程が困難である。し
たがって、通常の場合、図のように若干の間隙Ｗを持た
せて配置せざるを得ない。However, as a practical matter, the drive coil 16a
It is difficult to assemble the parts 16f and 16f in close proximity to each other and to mount and fix them on the printed circuit board 18. Therefore, normally, they must be arranged with a slight gap W as shown in the figure.
また、駆動コイル１６ａ〜１６ｆを強固にプリント基板
１８上に固定するには、駆動コイル１６ａ〜１６ｆの空
隙に樹脂などを充填して補強する必要がある（第８図斜
線図示、３０は樹脂による補強部を示す）。In addition, in order to securely fix the drive coils 16a to 16f on the printed circuit board 18, it is necessary to fill the gaps between the drive coils 16a to 16f with resin or the like for reinforcement (as shown in FIG. 8 with diagonal lines, 30 is filled with resin). reinforcements shown).
そうするためには、この間隙Ｗ自体も第５図の例よりも
ざらに開ける必要がある。In order to do so, it is necessary to open the gap W itself more roughly than in the example shown in FIG.
このようなことから、コイル開口角度ＯＬは（３）式以
下にせざるを得ず、コイル開口角度θＬを大幅に犠牲に
しているのが現状である。For this reason, the current situation is that the coil opening angle OL has to be set to less than the formula (3), and the coil opening angle θL is largely sacrificed.
その結果、最大トルクＴが犠牲になっている。As a result, the maximum torque T is sacrificed.
（１）式を満足する磁極角度θＭとコイル開口角度ＯＬ
との関係で、従来から採用されている値としては、上述
の他に、
極数ｎ＝１２
コイルｒｌｉ、 ｍ ＝ ９
が知られている。Magnetic pole angle θM and coil opening angle OL that satisfy equation (1)
In addition to the above-mentioned values, the values conventionally adopted in relation to this are: number of poles n=12, coil rli, m=9.
この場合には、コイル開口角度θＬは４０’となるから
、磁極角度θＭは３０°となる。In this case, since the coil opening angle θL is 40', the magnetic pole angle θM is 30°.
コイル開口角度θＭが４０’であることがら、この場合
においても、隣接する駆動コイル同士の間隙ＷはＯにな
り、この関係を実際に応用しようとすると、コイル開口
角度ＯＬを犠牲にせざるを得す、上述した場合と同じく
、最大トルクＴが得られない。Since the coil opening angle θM is 40', the gap W between adjacent drive coils is also O in this case, and if we try to actually apply this relationship, we have to sacrifice the coil opening angle OL. However, as in the case described above, the maximum torque T cannot be obtained.
そこで、この発明ではこのような従来の課題を構成簡単
に解決したものであって、最大トルクＴを犠牲にするこ
となく、所定の補強処理を実現できる偏平型ブラシレス
モータを提案するものである。Therefore, the present invention proposes a flat brushless motor that solves these conventional problems with a simple structure and can realize a predetermined reinforcement process without sacrificing the maximum torque T.
［課題を解決するための手段］
上述の課題を解決するため、この発明においては、磁石
で構成された回転子と、基板上に取り付けられた駆動コ
イルで構成された固定子とを具備する偏平型ブラシレス
モータにおいて、上記回転子の極数が１０極に、上記基
板上に取り付けられた駆動コイルの数が６個に選定され
ると共に、
この駆動コイルの軸心に対するコイル開口角度がほぼ最
大トルク近傍となるような角度に選定されたことを特徴
とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a flat rotor comprising a rotor made up of magnets and a stator made up of drive coils mounted on a substrate. In the type brushless motor, the number of poles of the rotor is selected to be 10, the number of drive coils mounted on the board is selected to be 6, and the coil opening angle with respect to the axis of the drive coil is set to approximately the maximum torque. The feature is that the angles are selected so that they are close to each other.
［作 用］
この構成において、
極数ｎ＝１０
駆動コイル数ｍ＝６
とすると、
磁極角度θＭ＝３６゜
であるから、最大トルク算出式より、このときは、コイ
ル開口角度０Ｌ＝４８゜
となる。[Function] In this configuration, if the number of poles n = 10 and the number of drive coils m = 6, the magnetic pole angle θM = 36°, so from the maximum torque calculation formula, in this case, the coil opening angle 0L = 48°. Become.
駆動コイル数ｍは６個であるから、駆動コイルの占有角
度は、
４８° Ｘ６＝２８８゜
となり、７２°分だけ余裕ができる。Since the number m of drive coils is 6, the occupied angle of the drive coils is 48° x 6 = 288°, which provides a margin of 72°.
したがって、隣接する駆動コイル同士の間隙Ｗは最大１
２°とすることが可能である（第１図参照）。Therefore, the gap W between adjacent drive coils is at most 1
2° (see Figure 1).
これだけ間隙Ｗがあれば、コイル開口角度ＯＬを設定値
通りとし、しかも特別の治具を使用しないでも、駆動コ
イル１６ａ〜１６ｆをプリント基板１８上に取り付は固
定することが可能である。With this much gap W, it is possible to set the coil opening angle OL to the set value and to mount and fix the drive coils 16a to 16f on the printed circuit board 18 without using a special jig.
もちろん、これだけ間隙Ｗがあれば、補強用の充填も簡
単に行うことができるため、トルクを犠牲にしないでも
済む。Of course, if there is a gap W of this size, filling for reinforcement can be easily performed, so there is no need to sacrifice torque.
［実 施 例］
続いて、この発明に係る偏平型ブラシレスモータの一例
を、第１図以下を参照して詳細に説明する。[Example] Next, an example of a flat brushless motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and subsequent figures.
だたし、この発明にかかる偏平型ブラシレスモータは、
駆動コイルに供給するための駆動電流用スイッチングパ
ルスなどを、ホール素子などを使用しないで実現したブ
ラシレスモータに、この発明を適用している。However, the flat brushless motor according to the present invention is
The present invention is applied to a brushless motor in which driving current switching pulses and the like to be supplied to a driving coil are realized without using a Hall element or the like.
第１図及び第２図に示すように、この発明においても、
回転子１２と、これに対向するように配置された固定子
１６とで偏平型ブラシレスモータ１０が構成される。As shown in FIGS. 1 and 2, also in this invention,
A flat brushless motor 10 is composed of a rotor 12 and a stator 16 arranged to face the rotor 12.
そして、第２図に示すように回転子１２は回転軸２に対
して回転板５を介して取り付は固定される。回転板５は
ボス６に取り付けられている。As shown in FIG. 2, the rotor 12 is fixedly attached to the rotating shaft 2 via the rotating plate 5. The rotating plate 5 is attached to the boss 6.
ボス６の先端部には、これと一体にプーリ７が形成され
ている。８はカバーである。A pulley 7 is integrally formed at the tip of the boss 6. 8 is a cover.
固定子１６は基板、例えばプリント基板１８上に取り付
は固定された複数の駆動コイル１６ａ、・・・で構成さ
れ、その下面には駆動コイルと同位置に、回転子１２の
回転位置を検出するためのセンサコイル２０ａ、 ・
・・が取り付は固定される。The stator 16 is composed of a plurality of drive coils 16a, which are mounted and fixed on a substrate, for example, a printed circuit board 18, and on the bottom surface thereof, there is a sensor at the same position as the drive coils, which detects the rotational position of the rotor 12. Sensor coil 20a for
...but the installation is fixed.
すなわち、回転子１２が回転すると、回転子１２からの
磁束がセンサコイル２０ ａ ＋ ・・・を横切るため
、これによって夫々のセンサコイル２０ａ、・・・には
、正弦波状の起電力が発生する。That is, when the rotor 12 rotates, the magnetic flux from the rotor 12 crosses the sensor coils 20 a + . . . , so that a sinusoidal electromotive force is generated in each sensor coil 20 a, . .
この起電力を利用すれば、例えば３相のスイッチングパ
ルスが得られるので、これで駆動コイル１６ａ＋ ・
・・を３相駆動できる。By using this electromotive force, for example, a three-phase switching pulse can be obtained, so that the drive coil 16a+
...can be driven in three phases.
従来ではこのスイッチングパルスは３個のホール素子を
用いて形成しているが、ホール素子は高価であったり、
プリント基板上への取り付は精度が悪いと、正確に３相
のスイッチングパルスが得られなくなるなどの欠点を有
する。Conventionally, this switching pulse is formed using three Hall elements, but Hall elements are expensive and
If the mounting accuracy on the printed circuit board is poor, there is a drawback that accurate three-phase switching pulses cannot be obtained.
これに対して、上述したセンサコイル２０ａ、・・・は
プリント基板１８に、印刷などの手法を用いれば簡単に
、しかも高精度に形成することができるので、ホール素
子を使用するよりもメリットが大きい。したがって、上
述の偏平型ブラシレスモータ１０では、この技術を利用
している。On the other hand, the above-mentioned sensor coils 20a, . . . can be formed easily and with high precision on the printed circuit board 18 by using a method such as printing, which has advantages over using Hall elements. big. Therefore, the flat brushless motor 10 described above utilizes this technology.
センサコイルは実際は６個（２０８〜２０ｆ）使用され
、これがスター結線される。Actually, six sensor coils (208 to 20f) are used, and these are star-connected.
さて、この発明においては、最大トルクが得られるよう
に、回転子１２の磁極数ｎと、固定子１６の駆動コイル
数ｍが選定される。Now, in this invention, the number n of magnetic poles of the rotor 12 and the number m of drive coils of the stator 16 are selected so that the maximum torque can be obtained.
この発明では、
磁極数ｎ＝１０
駆動コイル数ｍ＝６
に選定される。ここに、６個の駆動コイル１２ａ〜１２
ｆはスター結線されて使用される。In this invention, the number of magnetic poles n=10 and the number of drive coils m=6 are selected. Here, six drive coils 12a to 12
f is used in star connection.
このように選んだときには、
磁極角度θＭ＝３６゜
となる。そして、このとき、（１）弐（こ示した最大ト
ルクの算出式を満足するには、
コイル開口角度０Ｌ＝４８゜
に選定すればよい。When selected in this way, the magnetic pole angle θM=36°. At this time, (1) (1) In order to satisfy the formula for calculating the maximum torque shown above, the coil opening angle 0L should be selected to be 48 degrees.
ここで、駆動コイル数ｍは６であるから、全駆動コイル
の占める角度は、
４８°Ｘ６＝２８８゜
である。したがって、最大トルクを満たすようしこ、駆
動コイル数ｍを決定しても、プリント基板１８上に取り
付ける駆動コイルとしては、角度にして、３６０’−２
８８°＝７２゜
たけ余裕ができる。したが−）て、１駆動コイルあたり
、７２°／６＝１２°の間隙Ｗをとることができるよう
になる。Here, since the number m of drive coils is 6, the angle occupied by all the drive coils is 48° x 6 = 288°. Therefore, even if the number m of drive coils is determined to satisfy the maximum torque, the angle of the drive coil mounted on the printed circuit board 18 is 360'-2.
88° = 72° extra margin. Therefore, it becomes possible to provide a gap W of 72°/6=12° for each drive coil.
この関係を示したのが第１図である。FIG. 1 shows this relationship.
第１図では、プリント基板１８上に６個の駆動コイル１
６ａ〜１６ｆが等間隔Ｗを保持して取り付は固定される
。このとき回転子１２の磁極１２ａ〜１２ｊの関係を破
線で図示する。In FIG. 1, six drive coils 1 are mounted on a printed circuit board 18.
6a to 16f maintain equal intervals W and are fixedly attached. At this time, the relationship between the magnetic poles 12a to 12j of the rotor 12 is illustrated by broken lines.
これだけの間隙Ｗがあれば、コイル開口角度ＯＬを設定
値通りとし、しかも特別の治具を使用しないでも、駆動
コイル１６ａ〜１６ｆをプリント基板１８上に取り付は
固定することが可能である。With this large gap W, it is possible to set the coil opening angle OL to the set value and to mount and fix the drive coils 16a to 16f on the printed circuit board 18 without using a special jig.
もちろん、これだけ間隙Ｗがあれば、間隙Ｗ内及びその
他の空間に対する補強用の樹脂充填も簡単に行うことが
できるため（第４図参照）、トルクを犠牲にしないでも
、これによって駆動コイル１６ａ〜１６ｆをプリント基
板１８上に強固に固定することができる。Of course, if there is a gap W of this size, reinforcing resin can be easily filled into the gap W and other spaces (see Fig. 4). 16f can be firmly fixed onto the printed circuit board 18.
１２°という間隙Ｗを必要としないときは、駆動コイル
相互間を詰めて配置でき、これによって生じた新たな空
間は、別の目的などに利用することが可能になる。例え
ば、その空間を利用してプーリ用ベルトの通路として活
用するなどである。When the gap W of 12° is not required, the drive coils can be arranged close together, and the new space created thereby can be used for other purposes. For example, the space can be used as a passage for a pulley belt.
したがって、そのときは第２図に示すブ′−リフは回転
子１２とプリント基板１８との間に位置するように形成
される。これによって、より偏平化が可能となる。Therefore, in that case, the b'-rif shown in FIG. 2 is formed to be located between the rotor 12 and the printed circuit board 18. This enables further flattening.
ざらに、コイル開口角度ＯＬを狭く設定したことにより
、各駆動コイルの巻線数が短かくなる。Roughly speaking, by setting the coil opening angle OL narrower, the number of turns of each drive coil becomes shorter.
これによって、各駆動コイルの直流抵抗が小ざくなり、
最大電流を多く取れ、これによってもモータのトルク増
大を図ることができる。This reduces the DC resistance of each drive coil,
A large maximum current can be obtained, which also allows the motor torque to be increased.
上述したコイル開口角度ＯＬは、最大トルク近傍となる
ような角度に選定するものであり、従ってこの角度ＯＬ
を丁度４８°選定する必要はなく、ある程度の幅をもっ
て、例えば、±１０°の輻をもって設定することができ
る。The above-mentioned coil opening angle OL is selected to be close to the maximum torque, and therefore this angle OL
It is not necessary to select exactly 48 degrees, but it can be set with a certain degree of width, for example, with a convergence of ±10 degrees.
また、駆動コイルの巻径、巻数、巻線密度等が相違すれ
ば、それによっても最大トルク近傍となる角度が相違す
るため、上述の値とは自ずと異なってくる。Further, if the winding diameter, number of turns, winding density, etc. of the drive coil are different, the angle at which the torque is close to the maximum torque will also be different, and will naturally differ from the above-mentioned value.
［発明の効果］
以上説明したように、この発明では、回転子の極数を１
０極に、基板上に取り付けられた駆動コイルの数を６個
に選定すると共に、この駆動コイルの軸心に対するコイ
ル開口角度をほぼ最大トルク近傍となるような角度に選
定したものである。[Effect of the invention] As explained above, in this invention, the number of poles of the rotor is reduced to 1.
At the 0 pole, the number of drive coils mounted on the substrate was selected to be six, and the coil opening angle with respect to the axis of the drive coil was selected to be an angle that approximately approximates the maximum torque.
これによれば、駆動コイルのコイル開口角度を犠牲にし
ないでも、駆動コイルを基板上にその補強を加味した上
で取り付は固定することができるので、最大トルクを構
成簡単にして改善できる特１敞を有する。According to this, the drive coil can be fixed on the board with reinforcement without sacrificing the coil opening angle of the drive coil, so the maximum torque can be improved by simplifying the configuration. It has 1 hour.
ざらに、コイル開口角度ＯＬを狭く設定したことにより
、各駆動コイルの巻線数が短かくなる。Roughly speaking, by setting the coil opening angle OL narrower, the number of turns of each drive coil becomes shorter.
これによって、各駆動コイルの直流抵抗が小ざくなり、
最大電流を多く取れ、これによってもモータのトルク増
大を図ることができる。This reduces the DC resistance of each drive coil,
A large maximum current can be obtained, which also allows the motor torque to be increased.
従って、この発明に係る偏平型ブラシレスモータは上述
゛したようなラジカセの駆動モータなどに適用して極め
て好適である。Therefore, the flat brushless motor according to the present invention is extremely suitable for application to a drive motor for a radio cassette player as described above.
第１図はこの発明に係る偏平型ブラシレスモータの要部
の平面図、第２図はその横断面図、第３図はＩＩ −Ｉ
Ｉ線上断面図、第４図はＩＩ［−ＩＩ＋ＩＩ断面図、第
５図は従来の偏平型ブラシレスモータの平面図、第６図
はそのＩ−Ｉ線上断面図、第７図は回転子の平面図、第
８図は駆動コイルの説明図である。
０
１２ ・ ・
１２ａ〜１２ｊ ・ ・
１６ ・ ・
１６ａ〜１６ｆ＝
１８ ・ ・
２０ａ〜２０ ｆ ・ ・
・偏平型ブラシレスモータ
・回転子
・磁極
・固定子
・駆動コイル
・プリント基板
・センサコイル
催平型ブラシレス七−夕１ｏの平部平面図（従来例ｊ）
第５図FIG. 1 is a plan view of the main parts of a flat type brushless motor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a II-I
4 is a sectional view taken along line I, FIG. 4 is a sectional view taken along line II[-II+II, FIG. 5 is a plan view of a conventional flat brushless motor, FIG. 6 is a sectional view taken along line I-I, and FIG. 8 are explanatory diagrams of the drive coil. 0 12 ・ ・ 12a ~ 12j ・ ・ 16 ・ ・ 16a ~ 16f = 18 ・ ・ 20a ~ 20 f ・ ・ ・Flat brushless motor, rotor, magnetic pole, stator, drive coil, printed circuit board, sensor coil flat type Flat plan view of brushless Tanabata 1o (conventional example j)
Figure 5
Claims (1)
れた駆動コイルで構成された固定子とを具備する偏平型
ブラシレスモータにおいて、 上記回転子の極数が１０極に、上記基板上に取り付けら
れた駆動コイルの数が６個に選定されると共に、 この駆動コイルの軸心に対するコイル開口角度がほぼ最
大トルク近傍となるような角度に選定されたことを特徴
とする偏平型ブラシレスモータ。(1) In a flat brushless motor comprising a rotor composed of a magnet and a stator composed of a drive coil mounted on a board, the number of poles of the rotor is 10, and the number of poles of the rotor is 10. A flat brushless motor characterized in that the number of drive coils attached to the drive coil is selected to be six, and the opening angle of the coil with respect to the axis of the drive coil is selected to be an angle that is approximately close to the maximum torque. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312590A JPH03285552A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Flat brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312590A JPH03285552A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Flat brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285552A true JPH03285552A (en) | 1991-12-16 |
Family
ID=13793485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8312590A Pending JPH03285552A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Flat brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03285552A (en) |
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|---|---|---|---|---|
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1990
- 1990-03-30 JP JP8312590A patent/JPH03285552A/en active Pending
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