JPH02202344A - モータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ブラシレスタイプのモータに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第８図ないし第１１図に従来例を示す。すなわち、この
モータは、周方向に交互に異なる磁極Ｎ５Ｓを有する４
極構成の永久磁石体８０が可動子すなわちロータとなり
、ラジアル方向ギャップ８１を介してラジアル方向の６
個のボール８２にコイル８３を巻回してなるコイル体８
４がステータとなった３相のラジアルギャップ型のモー
タである。

８５はロータ鉄心、８６は軸、８７はホール素子、８８
はリード線である。

このモータの永久磁石体８０のＥｎｈＮ、Ｓとコイル８
３との関係は第１０図のようになる。○に「×」の記号
は紙面の裏側に向かう磁束の方向、○に「・」の記号は
紙面の表側に向かう磁束の方向、Ｘｌは鉄心長、Ｘ２は
コイルエンドである。

そしてこのモータは、ホール素子８７により永久磁石体
８０すなわちロータの回転位置を検出し、コイル８３を
ロータ位置に応動してｌ１ｉｌＩ磁してモータとしての
回転トルクを得るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このモータは、ボール８２にコイル８３を巻
回しているため巻線作業が容易でなく、高密度にＳ線で
きないので高出力が得にくいという欠点があった。また
第１１図のような磁束Φの流れに対してコイル８３を励
磁するものであり、各相間に相互誘導が発生するため制
ｊ２Ｉが容易でない。さらに、種々のロータ径に応じて
ステータを形成する必要があり、またステータの鉄心を
リニアモータ等に適用できないという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、高密度かつ容易にＳ線
でき相互誘導を小さくすることができるとともに、回転
式の場合の径の異なるモータや、回転式およびリニア式
のモータに、コイルの鉄心を共用することができるモー
タを提供°することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のモータは、永久磁石体およびコイル体の一方
を可動子、他方を固定子とし、前記永久磁石体は互いに
異なる極の一対の磁極を同じ向きに並べるとともに、前
記一対の磁極の複数組を前記一対の磁極の並び方向と直
角な方向に並設してなり、前記コイル体はコイル軸が前
記一対の磁極の並び方向と同方向となるように複数のコ
イルを並設してなり、前記複数のコイルを前記永久磁石
体の前記磁極に対してギャップを介して配置したことを
特徴とするものである。

〔作用〕

この発明の構成によれば、永久磁石体の磁束は前記一対
の磁極間を前記ギャップおよび前記ギャップを介して対
向するコイルを通して流れ、前記可動子の移動方向と直
角な閉ループを形成する。

この磁束に対して可動子と固定子との位置関係に応して
コイルを励磁することにより可動子に推進力が得られる
。この場合、コイルは可動子の移動方向と直角な方向に
コイル軸を有するため、従来例と比較してコイルの巻線
作業が容易な構造にしやすくしかも高密度に巻線するこ
とが可能となるのでモータ定数が大きく高出力が可能と
なる。またコイルの相互間に磁束が流れないので相互誘
導の影響が極めて少なく、したがって制御が容易になる
。さらに、ラジアルギャップ型のモータではコイル軸が
スラスト方向となるため径の異なる場合でもコイルの鉄
心の形状を同一にして積層枚数の増減により対応でき、
またアキシャルギヤツブ型のモータにあってはロータ径
が大きくても同一のコイルの鉄心の使用が可能であり、
回転式およびリニア式のモータのコイル部分の共用が可
能となる。

〔実施例〕

二の発明の第１の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。すなわち、このモータは、永久磁石体１を
可動子となるロータとし、コイル体２を固定子となるス
テータとしたラジアルギャップ型のモータである。

永久磁石体１は、互いに異なる極の一対の磁極Ｎ、Ｓを
磁極面３の向き（径方向）を同じにして並べる（軸方向
）とともに、前記一対の磁１ＪｉＮ。

Ｓの複数組を前記一対の磁極Ｎ、Ｓの並び方向と直角な
方向（周方向）に並設してなる。すなわら、実施例は円
周の磁極面上において磁極Ｎ、　　Ｓはスラスト方向に
Ｎ、Ｓ、！：着磁され、かつ円周方向にＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓ
と着磁されるように複数の永久磁石４により構成されて
４掻を形成している。各永久磁石４は円弧状をなし板厚
方向に着磁されている。これらの永久磁石４は接着剤に
よりロータ鉄心５に固定されロータ鉄心５は軸６に固定
されている。また永久磁石４の遠心力に対する強度を持
たすため第３図に示すように磁石固定リング７を永久磁
石４の軸方向の両端部に取付けている。なお、ロータ鉄
心５は永久磁石４の機械的保持と磁束を得るための継鉄
の役目をしている。

コイル体２は、コイル軸が前記一対の磁極ＮＳの並び方
向と同方向となるように複数のコイル９を並設してなり
、前記複数のコイル９を前記永久磁石体ｌの前記磁極Ｎ
、Ｓに対してギヤツブ８を介して配置している。すなわ
ち、ステータ磁心となる６個のコイル９の鉄心１０にス
ラスト方向にコイル軸が並ぶように巻回されたコイル９
を円周上に配置し、モールド樹脂により形成される有底
の円筒形のケース１１に同時成形により固定されている
。鉄心１０は積層鉄心を用いるが、巻線を容易にするた
め第３図のように２分割された鉄心片１２．１３を係合
させて形成している。またコイル９はコイル枠１４に巻
回してコイル枠１４を鉄心１０に挿入してステータブロ
ックを形成している。

またケース１１の底部およびケース１１の開口部を閉塞
する軸受台１５にそれぞれ軸受１６が設けられ、軸受１
６にロータの軸６が回転自在に支持される。

第３図のようにロータの永久磁石４のラジアル方向のギ
ャップ８側の磁極Ｎから出た磁束Φはギャップ８を通り
、鉄心ｌｌ内をスラスト方向に通り、再びギャップ８を
通り永久磁石４の磁極Ｓから磁極Ｎを経てロータ鉄心５
を通る閉ループを形成する。すなわち、磁束Φは６個の
鉄心１１内を個別に通り、鉄心１１間を通る磁束は橿め
て少なく実用上は無視できる。

そして、ロータの位置がホール素子１７により検出され
、円周方向に推進力が発生するようにコイル９を励磁す
る。すなわち、第４図はコイル９の駆動回路であり、ホ
ール素子１７の出力信号により制御回路（図示せず）を
動作させ、トランジスタＴｒｌ−Ｔｒ６のオンとなる時
点および時間を制御する。この制御は従来例と同様であ
り、公知であるので省略する。Ｅは電源である。

この実施例によれば、コイル９は可動子の移動方向と直
角な方向にコイル軸を有するため、従来例と比較してコ
イル９の巻線作業が容易な構造にしやすくしかも高密度
にｔ１’ａすることが可能となるのでモータ定数が大き
く高出力が可能となる。

またコイル９の相互間に磁束が流れないので相互誘導の
影響が掻めて少なく、したがって制御が容易になる。さ
らに、ラジアルギャップ型のモータではコイル軸がスラ
スト方向となるため径の異なる場合でもコイルの鉄心の
形状を同一にして積層枚数の増減により対応できる。

またこの実施例では、予めコイル枠１４に巻線されたコ
イルブロックを鉄心１１に挿入して組立られるため、非
常に巻線作業が容易になり高密度に巻くことができ、よ
り一層高い高トルク化に寄与する。

この発明の第２の実施例を第５図および第６図に示す、
すなわち、このモータは、動作方向が直線となるリニア
モータを実施例とするものであり、第１の実施例の回転
方向の円周を直線に展開したものに！（Ｉｆｆする。す
なわち、可動子となる永久磁石体１の一対の磁極Ｎ、Ｓ
の複数組が直線上に移動方向に並び、コイル軸を前記磁
ｉＮ、Ｓの並び方向に平行にしたコイル体２の複数のコ
イル９が永久磁石体１に対して平行に並んでいる。しが
もこの実施例では永久磁石４が平板状に形成されその両
面を磁極面３として、各ＫＩＦｉ面３に対向して一対の
コイル体２を構成しているが、全体としては永久磁石体
ｌが２極に対してコイル体２が３極になっている。１７
は永久磁石４の両側に固定されたガイド受けであり、１
８はガイド、１９は滑動体である。このモータの動作原
理は第１の実施例と同じで可動子の位置に応動してコイ
ル９を励磁することにより推進力を得る。なお、永久磁
石４の磁極Ｎ、Ｓは板厚方向に着磁されているが、図で
は記載の都合上Ｎ、　　Ｓの符号を斜めに記載している
。

この実施例によれば、第１の実施例と同じ効果を得るほ
か、第１の実施例のコイル９および鉄心ｌＯを共用でき
る利点がある。

なお、第２の実施例は永久磁石４の両面に磁極面３を形
成し、これに対して一対のコイル体２を対向したが、片
方のみにコイル体２を設けたものでよく、この場合、永
久磁石４のコイル体２と反対側に鉄心を設けてもよい。

この発明の第３の実施例を第７図に示す。すなわら、こ
のモータは、面対向型すなわちアキシャルギャップ型の
回転モータであり、第１の実施例の軸６を中心とし一方
の軸受１６を傘骨の付は根として傘を開いた状態に類偵
するので、共通部分に同一符号を付している。すなわち
、永久磁石体１の一対のｔｉＩＮ、Ｓおよびコイル９の
コイル軸はラジアル方向に向き、磁極Ｎ、Ｓの複数組お
よび複数のコイル９は放射状に並び、動作方向は回転方
向となり、ギャップ８はスラスト方向となる。

動作原理は第１の実施例と同様である。なお、永久磁石
４の磁極Ｎ、Ｓは板厚方向に着磁されているが、図では
記載の都合上Ｎ、Ｓの符号を斜めに記載している。

この実施例も第１の実施例と同効果を有するほか、第１
の実施例のコイル９および鉄心１０を共用でき、かつロ
ータ径が大きくなっても同一のコイル９および鉄心１０
の共用が可能になるという利点がある なお、前記第１の実施例のモータは、永久磁石体１の磁
極数を２ｎ個としたときコイル体２のコイル９の数を３
ｎＸｍ（ｍは１，２・・・）個としたものでもよいが、
この発明はこれに限定されない。

また、前記各実施例は永久磁石体１を可動子としコイル
体２を固定子としたが、一定範囲を往復動作するような
モータの場合、コイル体２を可動子としてもよい。

前記実施例はホール素子１７により可動子の位置を磁気
検知したが、他の磁気検知素子その他磁気以外の位置検
知素子を用いることができるほか、ステータと可動子と
の位置関係、推進力や速度が分かっている場合には位置
検知素子はなくても制御可能である。

〔発明の効果〕

この発明のモータによれば、コイルは可動子の移動方向
と直角な方向にコイル軸を有するため、従来例と比較し
てコイルの巻線作業が容易な構造にしやすくしかも高密
度に’ＩＩすることが可能となるのでモータ定数が大き
く高出力が可能となる。

またコイルの相互間に磁束が流れないので相互誘導の影
響が極めて少なく、したがって制御が容易になる。さら
に、ラジアルギャップ型のモータではコイル軸がスラス
ト方向となるため径の異なる場合でもコイルの鉄心の形
状を同一にして積層枚数の増減により対応でき、またア
キシャルギヤ。

プ型のモータにあってはロータ径が大きくても同一のコ
イルの鉄心の使用が可能であり、回転式およびリニア式
のモータのコイル部分の共用が可能となるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の断面図、第２図はそ
のｎ−ｎ線拡大断面図、第３図は磁束の流れを説明する
説明図、第４図はコイルの駆動回路図、第５図は第２の
実施例の断面図、第６図はそのＶｌ−Ｖｌ線断面図、第
７図は第３の実施例の断面図、第８図は従来例の断面図
、第９図はその■■線断面間、第１０図はコイルと磁極
の位置関係を説明する説明図、第１１図は磁束の流れを
説明する説明図である。 １・・・永久磁石体、２・・・コイル体、３・・・磁極
面、８・・・ギヤツブ、９・・・コイル、Ｎ、Ｓ・・・
磁極第４図 第３図 第 図 第 図 第 １０図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　永久磁石体およびコイル体の一方を可動子、他方を固
   定子とし、前記永久磁石体は互いに異なる極の一対の磁
   極を磁極面の向きを同じにして並べるとともに、前記一
   対の磁極の複数組を前記一対の磁極の並び方向と直角な
   方向に並設してなり、前記コイル体はコイル軸が前記一
   対の磁極の並び方向と同方向となるように複数のコイル
   を並設してなり、前記複数のコイルを前記永久磁石体の
   前記磁極に対してギャップを介して配置したことを特徴
   とするモータ。