JP3735155B2 - アキシャルギャップ形モータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板上にエッチングやメッキ処理により構成されたコイルパターン(電機子コイル)を具備したアキシャルギャップ形モータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリント基板上に形成されたコイルパターンにより回転磁界を発生させ、ロータを回転させるアキシャルギャプ形モータにおいては、特開昭59−25559号公報に開示されているように、次のような技術が用いられていた。
【0003】
図8はプリント基板上のコイルパターン59の拡大図である。即ち、このコイルパターン59は、40度づつ等分割された螺旋状に配置されており、コイルパターン59のモータ回転中心Oから半径方向に延びた辺は該半径方向と同一方向をなして配置されている。
【0004】
上記構成によれば、図8に拡大して示すように、モータの制御回路によって各コイルパターン59に順次通電された際、モータ回転中心Oから半径方向に延びた放射状のコイルパターン59を通過する電流成分と図示しないマグネットのスラスト方向の磁束とによって、力Fが発生する。
【0005】
フレミング左手の法則により、前記力Fの大きさは、F=BIL、その方向は放射状のコイルパターン59の半径方向と垂直、即ち、回転方向の接線rと同一方向となる。また、前記フレミング左手の法則によって、モータ回転中心Oの円周方向に当たるコイルパターン59で発生する力については、モータ回転中心Oから半径方向に作用するためモータの回転には寄与しないため、以下の説明では省略する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によると、フレミング左手の法則によって発生する力Fの方向を回転方向の接線rの方向と同一方向としたことで、前記力Fを全て回転力として利用することができ、モータの効率を向上させることができる。
【0007】
しかしながら、図8に拡大して示すコイルパターン59のように、モータ回転中心Oから半径方向に延びた辺は該半径方向と同一方向をなして放射状に配置されているため、モータ回転中心Oから遠ざかるほどパターンギャップd1 が大きくなる。
【0008】
また、螺旋状のコイルパターン59の中心部には、このコイルパターン59を他のコイルパターン59と接続するためのスルーホール60が必ず必要となり、これらのため、プリント基板上に必要以上の面積が必要になり、コイルパターン59の1極当たりの占有面積に比べてコイルパターン59の巻数を増せず、必要な回転力や効率が得られないという課題があった。
【0009】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、プリント基板上のコイルパターンの巻数を最大限に増やし、かつ、フレミング左手の法則により発生した力を回転力として利用することによって、効率の良いアキシャルギャップ形モータを提供することを目的するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、プリント基板上に形成されたコイルパターンにより回転磁界を発生させ、ロータを回転させるアキシャルギャップ形モータにおいて、前記コイルパターンは、モータ回転中心から半径方向に延びる方向にパターンを一致させた第1コイル部と、前記モータ回転中心から半径方向に延びる方向に対してパターンを一致させずに互いに平行にした第2コイル部とを有し、前記第1コイル部は前記第2コイル部よりも前記モータ回転中心から遠い位置に配置されていることを特徴とするものである。
【0012】
請求項1記載の発明の作用は次の通りである。コイルパターンのアキシャルギャップ形モータの内径に近い範囲では互いに平行な第2コイル部とすることで内径付近の面積の狭い所でコイルパターンによる巻数を増加させることができ、発生するトルクを大きくすることができる。
【0013】
尚、コイルパターンが互いに平行となっている第2コイル部に働く力は、接線方向より若干ずれるが、力の減少分は少なく、巻数の増加によるトルク増大効果の方が大で、全体としてトルクを増大できる。
【0014】
一方、コイルパターンの外周に近い部分の第1コイル部では、そのコイルパターンはモータ回転中心に関して放射状となっているので、力の作用方向は接線方向となり、巻数の増大分に応じて発生するトルクが増大する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
[実施の形態1]
[構成]
図1は、本発明の実施の形態1のアキシャルギャップ形モータにおけるプリント基板7上に設けたコイルパターン11の配置図である。プリント基板7上には、図3、図5に示すホール素子8と共に、40度づつ等分割されたコイルパターン9が配置されている。このコイルパターン9は、図2に一部を拡大して示すように、モータ回転中心Oから半径方向に延びた辺として同一のパターンギャップd2 をもった第2コイル部である平行コイル部11をモータ回転中心Oの内周側からスルーホール10近傍まで設けるとともに、コイルパターン9のスルーホール10よりも外周側にはモータ回転中心Oから半径方向と同一方向をなした第1コイル部である放射状コイル部12を設けることにより構成している。
【0018】
図3及び図4は本実施の形態1のアキシャルギャップ形モータの断面図及び平面図であり、前記プリント基板7はその下部にあるヨーク6と一体になり、フレーム5に固定され、さらに、前記プリント基板7の上部には、このプリント基板7と対抗して一定の空隙を介してマグネット3がロータ2及びシャフト1と一体になり、かつ、ベアリング4a、4bにより回転可能に取り付けられている。
【0019】
また、前記マグネット3は、スラスト方向にN、S極が交互に30度づつ着磁された構成となっている。
【0020】
[作用]
実施の形態1の作用は以下の通りである。前記プリント基板7上のコイルパターン9において、モータ回転中心Oから半径方向に延びた辺はモータ回転中心Oに近い部分、即ち、プリント基板7上の面積が小さい部分では、図1に示すような平行コイル部llが面積的に考えて最大の巻数で設けられる。
【0021】
モータ回転中心Oから半径方向に延びた辺は、このモータ回転中心Oに対して外周部分、即、プリント基板7上の面積が大きい部分においては、平行コイル部11と接続された放射状コイル部12が設けられる。
【0022】
これらの平行コイル部11、放射状コイル部12に、アキシャルギャップ形モータの制御回路によって順次通電される際、モータ回転中心Oから半径方向に延びた放射伏コイル部12では、通過する電流成分とマグネット3のスラスト方向の磁束とによって、力F1 が発生する。フレミング左手の法則により、この力F1 の大きさは、F1 =BIL、また、その方向は放射状コイル部12と垂直、即ち、回転方向の接線r1 と同一方向となる。
【0023】
同様に、平行コイル部11では、力Fの大きさはF=BILcosθ、方向は接線Fと角度θをなすが、角度θは0度に近く、従って、cosθの値は1に近似でき、この結果、前記力Fは、ほとんどが回転方向の力に利用される。これにより、従来例に比べ、全体として巻数を増大できる分だけ、発生するトルクを大きくできる。
【0024】
[効果]
プリント基板7上の限られた1極当たりの占有面積に対して、コイルパターン9の巻数を最大限に増やすことができ、かつ、発生した力F又はF1 を極力回転力として利用することができ、アキシャルギャップ形モータの効率を向上させることができる。
【0025】
[参考例]
[構成]
図6は、参考例のプリント基板7上のコイルパターン9の配置図を示すものであり、図7は、図6の一部拡大図である。参考例は、実施の形態1と略同様な構成であるが、モータ回転中心Oの外周側に配置された放射状コイル部12が、パターンギャップ幅d3 を等しく、即ち、モータ回転中心Oから半径方向に外周側に向かうに連れてパターン幅d4 (半径方向の延長線に対する間隔)を大きくしたことが特徴である。
【0026】
[作用]
本参考例によれば、モータ回転中心Oから半径方向に外周側に向かうに連れてパターン幅d4 を大きくとったことにより、コイルパターン9の直流抵抗分を減少する。また、プリント基板7に対するパターン占有面積が大きくなりプリント基板7の剛性が高まる。
【0027】
[効果]
本参考例によれば、コイルパターン9の直流抵抗分が減少し、アキシャルギャップ形モータの効率を向上させることがてきるとともに、プリント基板7の剛性が高まり、組立て作業時のプリント基板7の破損や、モータ回転中におけるプリント基板7の振動を抑制できる。
【0028】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、上述した構成の第1コイル部、第2コイル部からなるコイルパターンを備えたことにより、プリント基板上の限られた1極当たりの占有面積に対して、コイルパターンの巻数を最大限に増やすことができ、かつ、発生した力を極力回転力として利用することができ、効率を向上させることができるアキシャルギャップ形モータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアキシャルギャップ形モータの実施の形態1のコイルパターンを示す説明図である。
【図2】実施の形態1のコイルパターンの一部拡大説明図である。
【図3】実施の形態1のアキシャルギャップ形モータの断面図である。
【図4】実施の形態1のアキシャルギャップ形モータの平面図である。
【図5】実施の形態1のアキシャルギャップ形モータのコイルパターンの部分の平面図である。
【図6】参考例のコイルパターンを示す説明図である。
【図7】参考例のコイルパターンの一部拡大説明図である。
【図8】従来のアキシャルギャップ形モータのコイルパターンを示す説明図である。
Claims (1)
- プリント基板上に形成されたコイルパターンにより回転磁界を発生させ、ロータを回転させるアキシャルギャップ形モータにおいて、
前記コイルパターンは、モータ回転中心から半径方向に延びる方向にパターンを一致させた第1コイル部と、前記モータ回転中心から半径方向に延びる方向に対してパターンを一致させずに互いに平行にした第2コイル部とを有し、前記第1コイル部は前記第2コイル部よりも前記モータ回転中心から遠い位置に配置されていることを特徴とするアキシャルギャップ形モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575396A JP3735155B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | アキシャルギャップ形モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575396A JP3735155B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | アキシャルギャップ形モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09294363A JPH09294363A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3735155B2 true JP3735155B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=14416006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10575396A Expired - Fee Related JP3735155B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | アキシャルギャップ形モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3735155B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20260100622A1 (en) * | 2024-10-09 | 2026-04-09 | G.W. Lisk Company, Inc. | Electric motor with integrated printed circuit board coils |
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1996
- 1996-04-25 JP JP10575396A patent/JP3735155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09294363A (ja) | 1997-11-11 |
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