JPH05300717A - Dcブラシレスモータ - Google Patents
DcブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH05300717A JPH05300717A JP5530391A JP5530391A JPH05300717A JP H05300717 A JPH05300717 A JP H05300717A JP 5530391 A JP5530391 A JP 5530391A JP 5530391 A JP5530391 A JP 5530391A JP H05300717 A JPH05300717 A JP H05300717A
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- Japan
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- brushless motor
- motor
- phase
- rotor magnet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】DCブラシレスモータに発生するトルクリップ
ルの波高を安価な構成で低減化する。 【構成】このアキシャルギャップ方式のDCブラシレス
モータは、ステータヨーク3にキャプスタン軸15を中
心として120゜間隔で穴21を3か所設けている。モ
ータの回転トルクは、微小に変動するトルクリップルを
もっており、ステータ金属基板11とロータマグネット
19との相対的な回転位置で最大となることから、この
位置に設けた穴21より磁束を部分的に逃がし、磁束密
度を瞬間的に低下させる。
ルの波高を安価な構成で低減化する。 【構成】このアキシャルギャップ方式のDCブラシレス
モータは、ステータヨーク3にキャプスタン軸15を中
心として120゜間隔で穴21を3か所設けている。モ
ータの回転トルクは、微小に変動するトルクリップルを
もっており、ステータ金属基板11とロータマグネット
19との相対的な回転位置で最大となることから、この
位置に設けた穴21より磁束を部分的に逃がし、磁束密
度を瞬間的に低下させる。
Description
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえばVTR(ビデ
オ・テープ・レコーダ)、DAT(デジタル・オーディ
オ・テープレコーダ)などのキャプスタン軸駆動を行う
ためのDCブラシレスモータに関する。
オ・テープ・レコーダ)、DAT(デジタル・オーディ
オ・テープレコーダ)などのキャプスタン軸駆動を行う
ためのDCブラシレスモータに関する。
【0003】
【従来の技術】近年、VTR、DATなどの小型化が進
む中で、キャプスタン軸の駆動源として高精度で薄型化
および効率化が可能なモータが望まれている。そこで、
これらの条件に適したモータとして磁気構造が単純で、
しかも転流制御機構が小型にできるアキシャルギャップ
方式のDC(直流)ブラシレスモータが多用される。
む中で、キャプスタン軸の駆動源として高精度で薄型化
および効率化が可能なモータが望まれている。そこで、
これらの条件に適したモータとして磁気構造が単純で、
しかも転流制御機構が小型にできるアキシャルギャップ
方式のDC(直流)ブラシレスモータが多用される。
【0004】図4はこのようなDCブラシレスモータの
一例を示す断面図である。同図において、101はモー
タを支持するハウジングである。このハウジング101
の一端には、平板状のステータヨーク103が取付けら
れており、このステータヨーク103の一方面には、駆
動回路(図示せず)、コイル105およびホール素子
(図示せず)を実装したステータ基板107が取付けら
れている。
一例を示す断面図である。同図において、101はモー
タを支持するハウジングである。このハウジング101
の一端には、平板状のステータヨーク103が取付けら
れており、このステータヨーク103の一方面には、駆
動回路(図示せず)、コイル105およびホール素子
(図示せず)を実装したステータ基板107が取付けら
れている。
【0005】また、ハウジング101には、ベアリング
109を介してキャプスタン軸111が回転自在に取付
けられている。このキャプスタン軸111の一端には、
円盤状のロータヨーク113が固定されている。このロ
ータヨーク113には、8極からなるドーナツ状のロー
タマグネット115が搭載されている。このロータマグ
ネット115はキャプスタン軸111を中心に均等な角
度分割でS極およびN極を交互に着磁してなっている。
また、ロータマグネット115とコイル105とは、非
接触で対向配置されている。
109を介してキャプスタン軸111が回転自在に取付
けられている。このキャプスタン軸111の一端には、
円盤状のロータヨーク113が固定されている。このロ
ータヨーク113には、8極からなるドーナツ状のロー
タマグネット115が搭載されている。このロータマグ
ネット115はキャプスタン軸111を中心に均等な角
度分割でS極およびN極を交互に着磁してなっている。
また、ロータマグネット115とコイル105とは、非
接触で対向配置されている。
【0006】図5はこのDCブラシレスモータの駆動回
路の構成を示す回路図である。
路の構成を示す回路図である。
【0007】同図において、105a〜105cはそれ
ぞれ120゜の位相差で駆動電流が供給されるU相、V
相、W相のコイルである。201a〜201cはS極、
N極の位置を検知してそれぞれの検出に応じた検出信号
を出力する各相のホール素子である。203は外部から
の正逆転信号(CW/CCW)およびホール素子201a〜2
01cからの検出信号を入力することで位相差をもった
スイッチング信号を出力する3相ロジック回路である。
205は6個の出力トランジスタ207a〜207c、
209a〜209cと3個のダイオード211a〜21
1cとで構成され、3相ロジック回路203からのスイ
ッチング信号等によって、電源(Vs)から供給される駆
動電流の相切り替えを行う転流回路である。
ぞれ120゜の位相差で駆動電流が供給されるU相、V
相、W相のコイルである。201a〜201cはS極、
N極の位置を検知してそれぞれの検出に応じた検出信号
を出力する各相のホール素子である。203は外部から
の正逆転信号(CW/CCW)およびホール素子201a〜2
01cからの検出信号を入力することで位相差をもった
スイッチング信号を出力する3相ロジック回路である。
205は6個の出力トランジスタ207a〜207c、
209a〜209cと3個のダイオード211a〜21
1cとで構成され、3相ロジック回路203からのスイ
ッチング信号等によって、電源(Vs)から供給される駆
動電流の相切り替えを行う転流回路である。
【0008】この駆動回路では、正逆転信号と共にホー
ル素子201a〜201cからの検出信号が3相ロジッ
ク203に入力される。これにより駆動電流は隣り合う
2つのコイル(105a〜105cのうちの2つ)に1
20゜の位相差で供給されながら順次切り替わる。この
結果、コイル105a〜105cの周辺に回転磁界が発
生し、この回転磁界とロータマグネット115とが磁気
的に作用し合ってモータは回転する。
ル素子201a〜201cからの検出信号が3相ロジッ
ク203に入力される。これにより駆動電流は隣り合う
2つのコイル(105a〜105cのうちの2つ)に1
20゜の位相差で供給されながら順次切り替わる。この
結果、コイル105a〜105cの周辺に回転磁界が発
生し、この回転磁界とロータマグネット115とが磁気
的に作用し合ってモータは回転する。
【0009】ところで、このような駆動回路をもつモー
タの場合、ロータマグネット115の着磁がフル着磁状
態であっても、転流回路で相切り替えが行われる瞬間に
は、各相間の回転トルクは一定にならない。これはモー
タの磁気的作用がロータマグネット115とコイルの相
対位置で変動するためである。例えば、ある1つのコイ
ルに着目すると、ロータマグネット115のN極、S極
の境界がコイルを通過する瞬間に回転トルクは最大とな
り、かつ1つの磁極とコイルが重なる状態で回転トルク
は最小となる。これをトルクリップル1回と数えると、
駆動方式の相数とロータマグネット115の着磁極数か
らモータ1回転のトルクリップル数が求められる。3相
8極のモータでは、モータ1回転で24回のトルクリッ
プルが発生し、VTRやDATのような低回転、高精度
の回転性を要求するメカニズムにおいては、このトルク
リップルが性能に多大な影響を及ぼす。
タの場合、ロータマグネット115の着磁がフル着磁状
態であっても、転流回路で相切り替えが行われる瞬間に
は、各相間の回転トルクは一定にならない。これはモー
タの磁気的作用がロータマグネット115とコイルの相
対位置で変動するためである。例えば、ある1つのコイ
ルに着目すると、ロータマグネット115のN極、S極
の境界がコイルを通過する瞬間に回転トルクは最大とな
り、かつ1つの磁極とコイルが重なる状態で回転トルク
は最小となる。これをトルクリップル1回と数えると、
駆動方式の相数とロータマグネット115の着磁極数か
らモータ1回転のトルクリップル数が求められる。3相
8極のモータでは、モータ1回転で24回のトルクリッ
プルが発生し、VTRやDATのような低回転、高精度
の回転性を要求するメカニズムにおいては、このトルク
リップルが性能に多大な影響を及ぼす。
【0010】そこで従来は、ロータマグネット115に
主着磁のほかに補助着磁を追加することで、このロータ
マグネット115のN極、S極の境界が1個のコイルを
通過する瞬間、回転磁界を弱めてリップル幅を減らす方
法が用いられている。
主着磁のほかに補助着磁を追加することで、このロータ
マグネット115のN極、S極の境界が1個のコイルを
通過する瞬間、回転磁界を弱めてリップル幅を減らす方
法が用いられている。
【0011】しかしながら、この方法ではロータマグネ
ット115の製作に補助着磁のための工程が追加される
ことになりコストアップとなる。
ット115の製作に補助着磁のための工程が追加される
ことになりコストアップとなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のDC
ブラシレスモータでは、相切り替えに伴って波高の大き
なトルクリップルが発生するという問題がある。
ブラシレスモータでは、相切り替えに伴って波高の大き
なトルクリップルが発生するという問題がある。
【0013】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、安価な構成でトルクリップルの波高を
低減化することのできるDCブラシレスモータの提供を
目的とする。
なされたもので、安価な構成でトルクリップルの波高を
低減化することのできるDCブラシレスモータの提供を
目的とする。
【0014】[発明の構成]
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のDCブラシレス
モータは、コイルを搭載したステータ金属基板を有する
アキシャルギャップ方式のDCブラシレスモータにおい
て、前記ステータ金属基板に、駆動方式の相数に応じた
数の穴をモータ回転軸を中心に均等角度に分散させて設
けたことを特徴としている。
モータは、コイルを搭載したステータ金属基板を有する
アキシャルギャップ方式のDCブラシレスモータにおい
て、前記ステータ金属基板に、駆動方式の相数に応じた
数の穴をモータ回転軸を中心に均等角度に分散させて設
けたことを特徴としている。
【0016】
【作用】本発明のDCブラシレスモータは、ステータ金
属基板に駆動方式の相数に応じた数の穴を、モータ回転
軸を中心に均等角度に分散させて設けることで、最大ト
ルクが発生するステータ金属基板とロータマグネットと
の相対的な回転位置での磁束をこの穴から放出すること
により、トルクリップルの波高を低減することができ
る。
属基板に駆動方式の相数に応じた数の穴を、モータ回転
軸を中心に均等角度に分散させて設けることで、最大ト
ルクが発生するステータ金属基板とロータマグネットと
の相対的な回転位置での磁束をこの穴から放出すること
により、トルクリップルの波高を低減することができ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【0018】図1は本発明に係る一実施例のアキシャル
ギャップ方式の3相8極全波駆動キャプスタンモータを
示す分解斜視図である。
ギャップ方式の3相8極全波駆動キャプスタンモータを
示す分解斜視図である。
【0019】同図において、1はモータを支持するハウ
ジングである。このハウジング1の一端には、金属製の
ステータヨーク3が取付けられており、このステータヨ
ーク3の一方面には、駆動回路(図示せず)、6個のコ
イル5a〜5fおよび3個のホール素子7a〜7cを実
装したステータ基板9が取付けられている。そして、ス
テータヨーク3とステータ基板9によってステータ金属
基板11が構成されている。
ジングである。このハウジング1の一端には、金属製の
ステータヨーク3が取付けられており、このステータヨ
ーク3の一方面には、駆動回路(図示せず)、6個のコ
イル5a〜5fおよび3個のホール素子7a〜7cを実
装したステータ基板9が取付けられている。そして、ス
テータヨーク3とステータ基板9によってステータ金属
基板11が構成されている。
【0020】また、ハウジング1には、ベアリング(図
示せず)を介してキャプスタン軸15が回転自在に取付
けられている。このキャプスタン軸15には、円盤状の
ロータヨーク17が固定されている。さらにこのロータ
ヨーク17には、8極からなるドーナツ状のロータマグ
ネット19が搭載されている。このロータマグネット1
9はキャプスタン軸15を中心に均等な角度分割でS極
およびN極を交互に着磁してなっている。また、このロ
ータマグネット19とコイル5a〜5fとは、非接触で
対向配置されている。
示せず)を介してキャプスタン軸15が回転自在に取付
けられている。このキャプスタン軸15には、円盤状の
ロータヨーク17が固定されている。さらにこのロータ
ヨーク17には、8極からなるドーナツ状のロータマグ
ネット19が搭載されている。このロータマグネット1
9はキャプスタン軸15を中心に均等な角度分割でS極
およびN極を交互に着磁してなっている。また、このロ
ータマグネット19とコイル5a〜5fとは、非接触で
対向配置されている。
【0021】図2は上記のステータ金属基板11を平面
上にまとめて示した平面図である。図中、ステータ金属
基板11はステータヨーク3とステータ基板(図示せ
ず)とをステータヨーク3側から透視した図であり、す
べて実線で示す。
上にまとめて示した平面図である。図中、ステータ金属
基板11はステータヨーク3とステータ基板(図示せ
ず)とをステータヨーク3側から透視した図であり、す
べて実線で示す。
【0022】同図において、コイル5a〜5fはロータ
マグネット19と対向するステータ基板(図示せず)下
面に実装されている。ここでは、5aおよび5dの各コ
イルがU相に、5bおよび5eの各コイルがV相に、5
cおよび5fの各コイルがW相に対応している。これら
各ペアのコイルは、互いにキャプスタン軸15を中心に
対向する位置関係を有して配置される。またステータ基
板9上のU相、V相、W相をそれぞれ代表する各コイル
5a、5b、5c内の位置には、それぞれのホール素子
7a、7b、7cが配置されている。
マグネット19と対向するステータ基板(図示せず)下
面に実装されている。ここでは、5aおよび5dの各コ
イルがU相に、5bおよび5eの各コイルがV相に、5
cおよび5fの各コイルがW相に対応している。これら
各ペアのコイルは、互いにキャプスタン軸15を中心に
対向する位置関係を有して配置される。またステータ基
板9上のU相、V相、W相をそれぞれ代表する各コイル
5a、5b、5c内の位置には、それぞれのホール素子
7a、7b、7cが配置されている。
【0023】一方、ステータヨーク3には、駆動方式の
相数に応じて選ばれた数、例えば3つの穴21が穿設さ
れている。各穴21はキャプスタン軸15を中心に均等
角度(例えば120゜)に分配して設けられ、かつこの
実施例においては、ステータ基板9上の各相のコイル5
a、5e、5f内の位置を選んで設けられている。
相数に応じて選ばれた数、例えば3つの穴21が穿設さ
れている。各穴21はキャプスタン軸15を中心に均等
角度(例えば120゜)に分配して設けられ、かつこの
実施例においては、ステータ基板9上の各相のコイル5
a、5e、5f内の位置を選んで設けられている。
【0024】また、この穴21の大きさ、形およびコイ
ル5a〜5fとの位置関係については実験によりトルク
リップルの波高が小さくなるよう選択することが望まし
い。図3はこのモータの回転角と各相駆動電流および回
転角と回転トルクとの関係を示す図である。同図におい
て、A、B、Cの波形はモータの回転角に応じて各U
相、V相、W相のコイルに供給される駆動電流を示す。
このモータは3相全波駆動方式であるため、供給される
駆動電流は各相間で120゜の位相をもつと共に流れる
向きも切り替わる。そしてこれらA、B、Cの波形をも
った駆動電流が各相に供給されることによりモータは回
転する。
ル5a〜5fとの位置関係については実験によりトルク
リップルの波高が小さくなるよう選択することが望まし
い。図3はこのモータの回転角と各相駆動電流および回
転角と回転トルクとの関係を示す図である。同図におい
て、A、B、Cの波形はモータの回転角に応じて各U
相、V相、W相のコイルに供給される駆動電流を示す。
このモータは3相全波駆動方式であるため、供給される
駆動電流は各相間で120゜の位相をもつと共に流れる
向きも切り替わる。そしてこれらA、B、Cの波形をも
った駆動電流が各相に供給されることによりモータは回
転する。
【0025】またDはステータヨーク3に穴21を設け
る前の波形あり実線で示す。Eはステータヨーク3に穴
21を設けた場合の波形であり点線で示す。トルクリッ
プルの高くなっている部分は、従来例で説明したとお
り、ロータマグネット19のS極、N極の境界が6個の
コイル5a〜5fのどれかと重なった瞬間であり、磁束
密度が最大となっている部分でもある。
る前の波形あり実線で示す。Eはステータヨーク3に穴
21を設けた場合の波形であり点線で示す。トルクリッ
プルの高くなっている部分は、従来例で説明したとお
り、ロータマグネット19のS極、N極の境界が6個の
コイル5a〜5fのどれかと重なった瞬間であり、磁束
密度が最大となっている部分でもある。
【0026】この図から明らかなように、本実施例でト
ルクリップルの最大値は従来において発生したトルクリ
ップルの最大値よりも小さくなっており、トルクリップ
ルの波高t1を低減化することが達成できた。
ルクリップルの最大値は従来において発生したトルクリ
ップルの最大値よりも小さくなっており、トルクリップ
ルの波高t1を低減化することが達成できた。
【0027】これは、最大トルクが発生するステータ基
板9とロータマグネット19との相対的な回転位置での
磁束をステータ基板9に設けた穴21より部分的に逃が
すことにより、磁束密度を瞬間的に低下させたことに起
因する。
板9とロータマグネット19との相対的な回転位置での
磁束をステータ基板9に設けた穴21より部分的に逃が
すことにより、磁束密度を瞬間的に低下させたことに起
因する。
【0028】このようにして、モータの回転トルクの変
動が少なくなり、トルクリップルは図3で示すトルクリ
ップルの波高t2のように減少した。
動が少なくなり、トルクリップルは図3で示すトルクリ
ップルの波高t2のように減少した。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明のDCブラシ
レスモータによれば、ステータ金属基板に穴を設けるだ
けでトルクリップルの波高を低減化することができる。
レスモータによれば、ステータ金属基板に穴を設けるだ
けでトルクリップルの波高を低減化することができる。
【図1】本発明に示す一実施例のDCブラシレスモータ
の構成を説明するための分解斜視図である。
の構成を説明するための分解斜視図である。
【図2】この実施例におけるステータ金属基板を平面上
にまとめて示す平面図である。
にまとめて示す平面図である。
【図3】この実施例におけるコイル駆動電流と回転トル
クの関係を示す図である。
クの関係を示す図である。
【図4】従来のDCブラシレスモータの構成を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図5】この従来例における駆動回路を説明するための
回路図である。
回路図である。
3…ステータヨーク、5a〜5f…コイル、11…ステ
ータ金属基板、15…キャプスタン軸、17…ロータヨ
ーク、19…ロータマグネット、21…穴。
ータ金属基板、15…キャプスタン軸、17…ロータヨ
ーク、19…ロータマグネット、21…穴。
Claims (1)
- 【請求項1】 コイルを搭載したステータ金属基板を有
するアキシャルギャップ方式のDCブラシレスモータに
おいて、 前記ステータ金属基板に、駆動方式の相数に応じた数の
穴をモータ回転軸を中心に均等角度に分散させて設けた
ことを特徴とするDCブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5530391A JPH05300717A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dcブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5530391A JPH05300717A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dcブラシレスモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300717A true JPH05300717A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=12994805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5530391A Withdrawn JPH05300717A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dcブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05300717A (ja) |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5530391A patent/JPH05300717A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |