JPH0370460A - 偏平ブラシレスモータ - Google Patents
偏平ブラシレスモータInfo
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- JPH0370460A JPH0370460A JP20450289A JP20450289A JPH0370460A JP H0370460 A JPH0370460 A JP H0370460A JP 20450289 A JP20450289 A JP 20450289A JP 20450289 A JP20450289 A JP 20450289A JP H0370460 A JPH0370460 A JP H0370460A
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- JP
- Japan
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- stator core
- winding
- coils
- coil
- salient pole
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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た周対向型の偏
平ブラシレスモータの構造に関する。
内周面をエアギャップを介して対向させた周対向型の偏
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戒る外転式
のロータを固定して構成される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。
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戒る外転式
のロータを固定して構成される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。
この種のブラシレスモータにおけるコイルの駆動巻線方
式としては、一般に3相巻きが採用されている。
式としては、一般に3相巻きが採用されている。
上記構成の偏平ブラシレスモータは、レーザーディスク
のスキャナー等の精密機器を高精度で回転駆動するのに
適したものである。
のスキャナー等の精密機器を高精度で回転駆動するのに
適したものである。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕前述のような偏
平ブラシレスモータにおいては、これを搭載する精密機
器の小型軽量化に呼応して、相変わらず薄型化および高
トルク化が要請されている。
平ブラシレスモータにおいては、これを搭載する精密機
器の小型軽量化に呼応して、相変わらず薄型化および高
トルク化が要請されている。
従来の周対向型の偏平ブラシレスモーフにあっては、一
般に、ステータコアの突極部の数とロータマグネットの
磁極数は6と4(6スロツト、4極)が採用されており
、円周方向の磁束分布を均一にしてコギングトルクを低
く抑えるという点では、未だ不充分であり、特に低回転
時に回転ムラが生じるという課題があった。
般に、ステータコアの突極部の数とロータマグネットの
磁極数は6と4(6スロツト、4極)が採用されており
、円周方向の磁束分布を均一にしてコギングトルクを低
く抑えるという点では、未だ不充分であり、特に低回転
時に回転ムラが生じるという課題があった。
さらに、円周方向の磁束分布の強弱の差が大きいことか
ら、1回転当たりの磁束エネルギーに限界があり、高出
力を維持しながらさらに薄型化を図ることはほとんど実
施できなかった。
ら、1回転当たりの磁束エネルギーに限界があり、高出
力を維持しながらさらに薄型化を図ることはほとんど実
施できなかった。
また、薄型化を満足させながら高トルクを得ることが困
難なため、薄型のままでは起動や回転方向切換えの際の
立上がり性が不充分であるという課題もあった。
難なため、薄型のままでは起動や回転方向切換えの際の
立上がり性が不充分であるという課題もあった。
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、低コギング化により回転ムラを無くすことがで
きるとともに、高トルクを保ちながらさらに薄型化を図
り得る偏平ブラシレスモーフを提供することを目的とす
る。
であり、低コギング化により回転ムラを無くすことがで
きるとともに、高トルクを保ちながらさらに薄型化を図
り得る偏平ブラシレスモーフ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戒る外転式の
ロータを固定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、
コイルの駆動巻線方式を3相とし、nを整数として、前
記突極部の数は3 (2n +1)に、前記マグネット
のiui数は3(2n+1)+1にそれぞれ設定され、
かつ、各相ごとに全てのコイルが隣合うように配置され
るとともに、隣合うコイルの巻き方向は逆向きに設定さ
れており、さらに、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に選定する構成によ
り、低コギング化とともに、薄型化および高トルク化を
図り得る偏平ブラシレスモータを提供するものである。
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戒る外転式の
ロータを固定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、
コイルの駆動巻線方式を3相とし、nを整数として、前
記突極部の数は3 (2n +1)に、前記マグネット
のiui数は3(2n+1)+1にそれぞれ設定され、
かつ、各相ごとに全てのコイルが隣合うように配置され
るとともに、隣合うコイルの巻き方向は逆向きに設定さ
れており、さらに、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に選定する構成によ
り、低コギング化とともに、薄型化および高トルク化を
図り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一実施例
の中央縦断面図であり、第2図は第1図中の線■−Hに
沿った横断面図である。
の中央縦断面図であり、第2図は第1図中の線■−H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)l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。
ング)l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l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。
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。
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。
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。
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)11によって
外転式のロータが構成されている。
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)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111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。
前記ハウジングl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。
、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ll側の面)に
は、回路基板13が接合されている。
は、回路基板13が接合されている。
第5図は前記前112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。
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。
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。
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
して成る偏平ブラシレスモーフにおいて、コイル9の駆
動巻線方式を3相とし、nを整数として、前記突極部5
の数は3(2n +1)に、前記マグネット11の磁極
数は3(2n+1)+1にそれぞれ設定され、かつ、各
相ごとに全てのコイル9が隣合うように配置されるとと
もに、隣合うコイル9の巻き方向は逆向きに設定されて
おり、さらに、前記ステータコア4の突極部5の外周面
積と巻線部の断面積との比を2〜4に選定する構成の偏
平ブラシレスモーフが提供される。
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
して成る偏平ブラシレスモーフにおいて、コイル9の駆
動巻線方式を3相とし、nを整数として、前記突極部5
の数は3(2n +1)に、前記マグネット11の磁極
数は3(2n+1)+1にそれぞれ設定され、かつ、各
相ごとに全てのコイル9が隣合うように配置されるとと
もに、隣合うコイル9の巻き方向は逆向きに設定されて
おり、さらに、前記ステータコア4の突極部5の外周面
積と巻線部の断面積との比を2〜4に選定する構成の偏
平ブラシレスモーフが提供される。
前記ロータマグネット11としては、フェライトあるい
は磁性粉混入のプラスチックマグネットまたはラバーマ
グネットが使用される。
は磁性粉混入のプラスチックマグネットまたはラバーマ
グネットが使用される。
上記構成の偏平ブラシレスモーフによれば、まず、コイ
ル9の駆動巻線方式を第6図に示すように3相(U、■
、W)とし、前記突極部5の数(コイル9の数およびス
ロット6の数とも同じ)は、nを整数として、3 (2
n + 1)個に設定される。
ル9の駆動巻線方式を第6図に示すように3相(U、■
、W)とし、前記突極部5の数(コイル9の数およびス
ロット6の数とも同じ)は、nを整数として、3 (2
n + 1)個に設定される。
すなわち、1相当たり(2n + l)個のコイルが直
列に接続される。
列に接続される。
したがって、突極部5の数は、n” 1の最小の時で9
個、n=2の時で15個、n=3の時で21個と、6個
づつ増加する級数から選択される。
個、n=2の時で15個、n=3の時で21個と、6個
づつ増加する級数から選択される。
この突極部5(コイル9)の数は、後述するコイル9の
巻き状態および結線状態と相関関係を有している。
巻き状態および結線状態と相関関係を有している。
なお、第6図には、n=1でコイル9の数が9個の場合
を示す。
を示す。
一方、上記突極部5と相対向するロータマグネット11
の磁極数は、nを整数として3(2n+1)+1に設定
される。すなわち、N極とS極とを合わせた合計の磁極
数が前記コイル9の数より1個だけ大きい数に設定され
ている。
の磁極数は、nを整数として3(2n+1)+1に設定
される。すなわち、N極とS極とを合わせた合計の磁極
数が前記コイル9の数より1個だけ大きい数に設定され
ている。
本発明では、このように、最少磁路数の場合でも、突極
数(スロット数)9、磁極数10に設定され、従来のこ
の種のモータにおける6スロツト、4磁極の構造に比べ
、磁路数が格段に多く、かつ突極数と磁極数との差を最
少に設定したので、磁束エネルギーを容易に増大させて
高出力化を図り得るとともに、磁束分布が一層均一にな
り、コギングトルクというトルクムラが低減され、特に
低速回転時の回転ムラを無くすことができた。
数(スロット数)9、磁極数10に設定され、従来のこ
の種のモータにおける6スロツト、4磁極の構造に比べ
、磁路数が格段に多く、かつ突極数と磁極数との差を最
少に設定したので、磁束エネルギーを容易に増大させて
高出力化を図り得るとともに、磁束分布が一層均一にな
り、コギングトルクというトルクムラが低減され、特に
低速回転時の回転ムラを無くすことができた。
また、前述のように、磁路数を増大させることにより容
易に磁束エネルギーを増大させ得るので、他の条件が同
じであれば出力トルクの向上を図ることができ、逆に所
定の出力トルクを確保する場合には、モータの薄型化を
さらに進めることが可能になった。
易に磁束エネルギーを増大させ得るので、他の条件が同
じであれば出力トルクの向上を図ることができ、逆に所
定の出力トルクを確保する場合には、モータの薄型化を
さらに進めることが可能になった。
例えば、ステータコア4の外径が40tm〜80履の時
、該ステータコア4の厚さTを4IIII〜8腸の範囲
まで薄くすることが可能となり、従来構造に比べ、厚さ
を約20〜30%減少させることができた。
、該ステータコア4の厚さTを4IIII〜8腸の範囲
まで薄くすることが可能となり、従来構造に比べ、厚さ
を約20〜30%減少させることができた。
この場合、ステータコア4の突極部5の形状、寸法につ
いては、先端拡大部8の外周面積と巻線部7の断面積と
の比が、従来構造より小さ目の値である2〜4に選定さ
れ、漏洩磁束を減らしてエネルギー損失を防止すること
により高トルク化を達成し得るとともに、円周方向の磁
束分布を揃った状態に維持することにより低コギング化
を図り得る構成となっている。
いては、先端拡大部8の外周面積と巻線部7の断面積と
の比が、従来構造より小さ目の値である2〜4に選定さ
れ、漏洩磁束を減らしてエネルギー損失を防止すること
により高トルク化を達成し得るとともに、円周方向の磁
束分布を揃った状態に維持することにより低コギング化
を図り得る構成となっている。
さらに、第6図のコイル巻線に示すように、本発明のモ
ータのコイル9では、U、、VlWの各相のそれぞれに
おいて、全てのコイル(図示の例では3個づつ)が隣り
合うように配置されるとともに、隣り合うコイルの巻き
方向を逆向きに設定したので、相ごとのコイルを1つ置
きまたは2つ置きに配置する従来構造に比べ、1回転ご
との出力トルクのピーク値を高めることができ、起動時
や切換え時の立上がり性に優れた偏平ブラシレスモータ
を得ることができた。
ータのコイル9では、U、、VlWの各相のそれぞれに
おいて、全てのコイル(図示の例では3個づつ)が隣り
合うように配置されるとともに、隣り合うコイルの巻き
方向を逆向きに設定したので、相ごとのコイルを1つ置
きまたは2つ置きに配置する従来構造に比べ、1回転ご
との出力トルクのピーク値を高めることができ、起動時
や切換え時の立上がり性に優れた偏平ブラシレスモータ
を得ることができた。
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
て成る偏平ブラシレスモーフにおいて、コイルの駆動巻
線方式を3相とし、nを整数として、前記突極部の数は
3(2n+1)に、前記マグネットの磁極数は3(2n
+1)+1にそれぞれ設定され、かつ、各相ごとに全て
のコイルが隣合うように配置されるとともに、隣合うコ
イルの巻き方向は逆向きに設定されており、さらに、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、低コギングで
、しかも高出力を保ちながら、薄型化を図り得る偏平ブ
ラシレスモータが得られる。
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
て成る偏平ブラシレスモーフにおいて、コイルの駆動巻
線方式を3相とし、nを整数として、前記突極部の数は
3(2n+1)に、前記マグネットの磁極数は3(2n
+1)+1にそれぞれ設定され、かつ、各相ごとに全て
のコイルが隣合うように配置されるとともに、隣合うコ
イルの巻き方向は逆向きに設定されており、さらに、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、低コギングで
、しかも高出力を保ちながら、薄型化を図り得る偏平ブ
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フの一実施例
の縦断面図、第2図は第2図中の線■−■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−・・−・ロータマクネット、D−・−−・
−ステータコアの外径、T・・−一−−−ステータコア
の厚さ。
の縦断面図、第2図は第2図中の線■−■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−・・−・ロータマクネット、D−・−−・
−ステータコアの外径、T・・−一−−−ステータコア
の厚さ。
Claims (1)
- (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
タを固定して成る偏平ブラシレスモータにおいて、コイ
ルの駆動巻線方式を3相とし、nを整数として、前記突
極部の数は3(2n+1)に、前記マグネットの磁極数
は3(2n+1)+1にそれぞれ設定され、かつ、各相
ごとに全てのコイルが隣合うように配置されるとともに
、隣合うコイルの巻き方向は逆向きに設定されており、
さらに、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 |
---|---|---|---|
JP20450289A JPH0370460A (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 |
---|---|---|---|
JP20450289A JPH0370460A (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 偏平ブラシレスモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0370460A true JPH0370460A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=16491592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20450289A Pending JPH0370460A (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 偏平ブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0370460A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100562343B1 (ko) * | 1998-12-16 | 2006-06-07 | 엘지전자 주식회사 | 3상 무정류자 직류모터 |
US7956506B2 (en) * | 1996-04-12 | 2011-06-07 | Hitachi, Ltd. | Driving apparatus |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP20450289A patent/JPH0370460A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7956506B2 (en) * | 1996-04-12 | 2011-06-07 | Hitachi, Ltd. | Driving apparatus |
KR100562343B1 (ko) * | 1998-12-16 | 2006-06-07 | 엘지전자 주식회사 | 3상 무정류자 직류모터 |
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