JPH0487544A - Ｄｃブラシレスモータ - Google Patents
ＤｃブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH0487544A JPH0487544A JP19589890A JP19589890A JPH0487544A JP H0487544 A JPH0487544 A JP H0487544A JP 19589890 A JP19589890 A JP 19589890A JP 19589890 A JP19589890 A JP 19589890A JP H0487544 A JPH0487544 A JP H0487544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coils
- motor
- split
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Brushless Motors (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (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、低電圧大電流駆動用のＤＣブラシレスモータ
に関するものである。
に関するものである。
「従来の技術」
従来のＤＣブラシレスモータ（以下「モータ」と略称す
る。）を第４図ないし第７図に基づき説明する。
る。）を第４図ないし第７図に基づき説明する。
このモータは、ステータｌＯと、ロータ２０と、ロータ
２０に固定された出力軸３０と、磁性を有する金属、例
えば純鉄からなるバックヨーク４０とから概略構成され
ている。
２０に固定された出力軸３０と、磁性を有する金属、例
えば純鉄からなるバックヨーク４０とから概略構成され
ている。
前記ステータ１０は、非磁性材料からなる樹脂製の円盤
状基板１１と、この基板１１上に円周方向に沿って配置
された、例えば３の倍数の個数（第５図に示したモータ
では１２個）のコイル１２とから構成されている。コイ
ル１２としては、第６図に示すように、銅箔のコイル材
１２ａを厚さ方向に重ねて略３角形状に巻き付けたもの
、あるいは第７図に示すように丸線のコイル材１２ｂを
略３角形状に巻き付けたもの等があるが、いずれも−本
あるいは一枚のコイル材を巻き付けて構成したものであ
る。また、前記基板１１の外周端部は図示しないハウジ
ングに固定される。
状基板１１と、この基板１１上に円周方向に沿って配置
された、例えば３の倍数の個数（第５図に示したモータ
では１２個）のコイル１２とから構成されている。コイ
ル１２としては、第６図に示すように、銅箔のコイル材
１２ａを厚さ方向に重ねて略３角形状に巻き付けたもの
、あるいは第７図に示すように丸線のコイル材１２ｂを
略３角形状に巻き付けたもの等があるが、いずれも−本
あるいは一枚のコイル材を巻き付けて構成したものであ
る。また、前記基板１１の外周端部は図示しないハウジ
ングに固定される。
前記ロータ２０は、円盤状に形成されかつ前記出力軸３
０に外嵌された支持板２１と、この支持板２１の内側面
（第５図中下面）に、前記コイル１２に対向して配置さ
れた磁石２２と、支持板２１と出力軸３０とに固定され
て両者を連結する筒状のスペーサ２３とを備えている。
０に外嵌された支持板２１と、この支持板２１の内側面
（第５図中下面）に、前記コイル１２に対向して配置さ
れた磁石２２と、支持板２１と出力軸３０とに固定され
て両者を連結する筒状のスペーサ２３とを備えている。
前記バックヨーク４０は、前記基板１１の裏面側であっ
てかつ前記磁石２２に相当する位置に配置され、ロータ
２０の回転と共に回転する。
てかつ前記磁石２２に相当する位置に配置され、ロータ
２０の回転と共に回転する。
前記した従来のモータにおいては、第５図に示すように
、１２個のコイル１２に、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の位相を有
するそれぞれの電流を選択的に流すことによりロータ２
０に回転力を与えて駆動することができる。
、１２個のコイル１２に、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の位相を有
するそれぞれの電流を選択的に流すことによりロータ２
０に回転力を与えて駆動することができる。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上記のようなりＣブラシレスモータでは、高
速で回転させる場合、コイル１２に流す電流の向きを順
次に変えて行う。このようにコイル１２に流す電流の向
きを順次変えると、周波数が上昇するときに（回転数が
上昇するときに）、コイル材の表面付近にしか電流が流
れにくくなるいわゆる表皮効果が生じる。したがって、
高速で回転させようとすると、抵抗が大になって電流値
か減少し、トルクおよび効率も下がってしまう。
速で回転させる場合、コイル１２に流す電流の向きを順
次に変えて行う。このようにコイル１２に流す電流の向
きを順次変えると、周波数が上昇するときに（回転数が
上昇するときに）、コイル材の表面付近にしか電流が流
れにくくなるいわゆる表皮効果が生じる。したがって、
高速で回転させようとすると、抵抗が大になって電流値
か減少し、トルクおよび効率も下がってしまう。
前記表皮効果の原因となる逆起電力は電流値に比例する
ことから、特に、低電圧で大電流を流す場合には表皮効
果の影響が大になり、高回転時においてトルクおよび効
率が大きく下がってしまう不具合が生じる。
ことから、特に、低電圧で大電流を流す場合には表皮効
果の影響が大になり、高回転時においてトルクおよび効
率が大きく下がってしまう不具合が生じる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高回
転時でも高トルクおよび高効率を発揮するＤＣブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
転時でも高トルクおよび高効率を発揮するＤＣブラシレ
スモータを提供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」
発明では、基板上に配置される個々のコイルを、互いに
同芯状に配置されかつ電源側に対して並列に接続された
複数の分割コイルによって構成した。
同芯状に配置されかつ電源側に対して並列に接続された
複数の分割コイルによって構成した。
「作用」
複数の分割コイルによって構成される個々のコイルにつ
いてみると、従来のコイルに比べ、分割コイル材の断面
積を１／Ｎ１分割コイルの数をＮ個とすることにより、
コイル全体のアンペアターンを変えることなくコイルの
表面積を増やすことができる。このため、表皮効果の影
響を小さく抑えることができ、高回転時でも高トルク高
効率が発揮できる。
いてみると、従来のコイルに比べ、分割コイル材の断面
積を１／Ｎ１分割コイルの数をＮ個とすることにより、
コイル全体のアンペアターンを変えることなくコイルの
表面積を増やすことができる。このため、表皮効果の影
響を小さく抑えることができ、高回転時でも高トルク高
効率が発揮できる。
「実施例」
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお
、上記従来の技術と共通する構成については、同一符号
を付して説明を省略する。
、上記従来の技術と共通する構成については、同一符号
を付して説明を省略する。
第１実施例
第１図は本発明の第１実施例を示す要部断面図である。
この実施例は、ステータのコイル１２０が銅箔のコイル
材１２０ａを巻回して構成されたものの例である。すな
わち、この実施例では、基板上に配置される複数のコイ
ル１２０・・・それぞれは、互いに同芯状に配置されか
つ電源に対して並列に接続された複数の分割コイル１２
０ａ、１２０ｂが上下に２段積み重ねて構成されている
。個々の分割コイル１２０ａ、１２０ｂは共に同一構成
であり、それらを構成する銅箔のコイル材１２１は、前
記第６図に示した従来のコイル材１２ａに比べて、厚さ
ｔおよび長さＣがそれぞれ同じであって、幅Ｗが略半分
の値に設定されたものを用いる。すなわち、従来の銅箔
コイル材１２ａに比べて断面積が半分のものを用いてお
り、分割コイル１２０ａ （１２０ｂ）の抵抗値は２倍
になるものの、それら分割コイルを２個組とし、電源側
に並列に接続して用いているので、一つのコイルとして
みた場合には、インダクタンスおよび抵抗値も従来のも
のと何等変わらず、アンペアターンも変わらないことと
なる。なお、前記両分割コイル１２０ａ。
材１２０ａを巻回して構成されたものの例である。すな
わち、この実施例では、基板上に配置される複数のコイ
ル１２０・・・それぞれは、互いに同芯状に配置されか
つ電源に対して並列に接続された複数の分割コイル１２
０ａ、１２０ｂが上下に２段積み重ねて構成されている
。個々の分割コイル１２０ａ、１２０ｂは共に同一構成
であり、それらを構成する銅箔のコイル材１２１は、前
記第６図に示した従来のコイル材１２ａに比べて、厚さ
ｔおよび長さＣがそれぞれ同じであって、幅Ｗが略半分
の値に設定されたものを用いる。すなわち、従来の銅箔
コイル材１２ａに比べて断面積が半分のものを用いてお
り、分割コイル１２０ａ （１２０ｂ）の抵抗値は２倍
になるものの、それら分割コイルを２個組とし、電源側
に並列に接続して用いているので、一つのコイルとして
みた場合には、インダクタンスおよび抵抗値も従来のも
のと何等変わらず、アンペアターンも変わらないことと
なる。なお、前記両分割コイル１２０ａ。
１２０ｂの合わせ面は必ずしも接合する必要はないが、
取扱等を考慮した場合必要に応じて絶縁性を有する接着
材で接合してもよい。
取扱等を考慮した場合必要に応じて絶縁性を有する接着
材で接合してもよい。
上記構成のモータによれば、ステータのコイル１２０・
・・それぞれが、電源側に並列に接続した複数の分割コ
イル１２０ａ、１２０ｂによって構成しており、１個の
コイル１２０についてみれば、従来のコイル１２に比べ
て巻数、断面積、およびアンペアターンを変えることな
く、両分割コイル１２０ａ、１２０ｂの合わせ面Ｓが増
した分だけ表面積が増えている。したがって、表皮効果
の影響が少なくなり、高回転時においても電流値が減少
することなく、モータのトルクを従来ものに比べて大き
くできる。
・・それぞれが、電源側に並列に接続した複数の分割コ
イル１２０ａ、１２０ｂによって構成しており、１個の
コイル１２０についてみれば、従来のコイル１２に比べ
て巻数、断面積、およびアンペアターンを変えることな
く、両分割コイル１２０ａ、１２０ｂの合わせ面Ｓが増
した分だけ表面積が増えている。したがって、表皮効果
の影響が少なくなり、高回転時においても電流値が減少
することなく、モータのトルクを従来ものに比べて大き
くできる。
第２図（ａ）〜（ｆ）は上記構成のモータと従来のモー
タとの性能を比較したものである。これらの図かられか
るように、上記構成のモータは、回転数が増しそれと同
時にコイルに流す電流の周波数が増した場合でも、従来
のモータに比べて実効抵抗値が上昇するのを抑えること
ができ、また同時に電流が下がるのを減少でき、理想値
に近い値でトルクを発揮できる（第２図（ａ）〜（ｄ）
参照）。
タとの性能を比較したものである。これらの図かられか
るように、上記構成のモータは、回転数が増しそれと同
時にコイルに流す電流の周波数が増した場合でも、従来
のモータに比べて実効抵抗値が上昇するのを抑えること
ができ、また同時に電流が下がるのを減少でき、理想値
に近い値でトルクを発揮できる（第２図（ａ）〜（ｄ）
参照）。
これらの結果、第２図（ｅ）、（ｆ）に示すように、モ
ータのトルク−効率特性、および回転数−効率特性を理
想曲線に近付けることができる。
ータのトルク−効率特性、および回転数−効率特性を理
想曲線に近付けることができる。
第２実裡％１
第３図は本発明の第２実施例である。
［前記した第１実施例ではステータコイルが銅箔のコイ
ル材によって構成されたものに本発明を適用した例を示
したが、ここでは丸線のコイル材によってステータコイ
ルが構成されたものに本発明を適用している。
ル材によって構成されたものに本発明を適用した例を示
したが、ここでは丸線のコイル材によってステータコイ
ルが構成されたものに本発明を適用している。
この例でも、丸線のコイル材１２２は従来の丸線コイル
材１２ｂに比へて長さおよび巻数を同じとし、断面積は
その半分に設定する。この実施例においても、前記第１
実施例と同様、コイル１２０の表面積を増やすことがで
き、表皮効果を減少させて、特に高周波数域の効率を図
ることができる。」 ナオ、上記各実施例では、それぞれステータコイルを２
個の分割コイルによって構成したが、これに限られるこ
となく、３個以上の分割コイルによって構成してもよい
。その場合、分割コイルを構成するコイル材の断面積を
従来のコイル材の断面積の１／Ｎ（Ｎ：分割コイル数）
に設定し、かつ長さおよび巻数を従来のコイルと同じ値
にすれば、抵抗値およびインダクタンスは従来のコイル
と同程度に保持できる。
材１２ｂに比へて長さおよび巻数を同じとし、断面積は
その半分に設定する。この実施例においても、前記第１
実施例と同様、コイル１２０の表面積を増やすことがで
き、表皮効果を減少させて、特に高周波数域の効率を図
ることができる。」 ナオ、上記各実施例では、それぞれステータコイルを２
個の分割コイルによって構成したが、これに限られるこ
となく、３個以上の分割コイルによって構成してもよい
。その場合、分割コイルを構成するコイル材の断面積を
従来のコイル材の断面積の１／Ｎ（Ｎ：分割コイル数）
に設定し、かつ長さおよび巻数を従来のコイルと同じ値
にすれば、抵抗値およびインダクタンスは従来のコイル
と同程度に保持できる。
また、上記各実施例では、分割コイルを上下に重ねてス
テータコイルを構成しているが、これに限られることな
く、同芯上に保ったまま同一平面上で内周側と外周側に
位置するよう半径方向にずらして配置させてもよい。
テータコイルを構成しているが、これに限られることな
く、同芯上に保ったまま同一平面上で内周側と外周側に
位置するよう半径方向にずらして配置させてもよい。
「発明の効果」
以上説明したように本発明では、基板上に配置される個
々のコイルを、互いに同芯状に配置されかつ電源側に対
して並列に接続された複数の分割コイルによって構成し
たから、コイル全体のアンペアターンを変えることなく
、コイルの表面積を増すことができ、表皮効果の影響を
小さくすることができる。このため、高回転時でも高ト
ルク高効率が発揮できる。
々のコイルを、互いに同芯状に配置されかつ電源側に対
して並列に接続された複数の分割コイルによって構成し
たから、コイル全体のアンペアターンを変えることなく
、コイルの表面積を増すことができ、表皮効果の影響を
小さくすることができる。このため、高回転時でも高ト
ルク高効率が発揮できる。
第１図は本発明の第１実施例を示す要部の縦断面図、第
２図は上記第１実施例のモータと従来のモータとの特性
を比較した図、第３図は本発明の第２実施例を示す要部
の縦断面図である。 第４図〜第７図は、従来のモータを示す図で、第４図は
モータの拡大縦断面図、第５図は基板およびモータの平
面図、第６図はコイルの一例を示す斜視図、第７図はコ
イルの他の例を示す斜視図である。 Ｏ・・・・・・ステータ Ｏ・・・・・・ロータ Ｏ・・・・・・出力軸 ＯＯ・・・・・・基板 ２０・・・・・・コイル ２０ａ、１２０ｂ・・・・・分割コイル２１・・・・・
・コイル材 ２２・・・・・・コイル材
２図は上記第１実施例のモータと従来のモータとの特性
を比較した図、第３図は本発明の第２実施例を示す要部
の縦断面図である。 第４図〜第７図は、従来のモータを示す図で、第４図は
モータの拡大縦断面図、第５図は基板およびモータの平
面図、第６図はコイルの一例を示す斜視図、第７図はコ
イルの他の例を示す斜視図である。 Ｏ・・・・・・ステータ Ｏ・・・・・・ロータ Ｏ・・・・・・出力軸 ＯＯ・・・・・・基板 ２０・・・・・・コイル ２０ａ、１２０ｂ・・・・・分割コイル２１・・・・・
・コイル材 ２２・・・・・・コイル材
Claims (1)
- 出力軸と一体に回転するロータと、基板上に前記ロー
タに回転力を付与するため複数のコイルが周方向に沿っ
て配置されたステータとを備えてなるＤＣブラシレスモ
ータにおいて、前記基板上に配置される個々のコイルは
、互いに同芯状に配置されかつ電源側に対して並列に接
続された複数の分割コイルによって構成されていること
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 |
|---|---|---|---|
| JP19589890A JPH0487544A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Ｄｃブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19589890A JPH0487544A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Ｄｃブラシレスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487544A true JPH0487544A (ja) | 1992-03-19 |
Family
ID=16348826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19589890A Pending JPH0487544A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Ｄｃブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0487544A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574181U (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | 株式会社三協精機製作所 | ブラシレスモータ |
| JP2012039836A (ja) * | 2010-08-12 | 2012-02-23 | Kobe Steel Ltd | Ｄｃブラシレスモータ |
| JP2014007947A (ja) * | 2012-05-28 | 2014-01-16 | Pal-Data Corp | 発電機 |
| US9160219B2 (en) | 2010-01-06 | 2015-10-13 | Kobe Steel, Ltd. | Axial gap type brushless motor |
| CN105990967A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 铃木株式会社 | 轴向间隙型旋转电机 |
| EP3257138A4 (en) * | 2015-02-13 | 2018-09-26 | Electric Vehicle Systems And Technology Pty Ltd | Electric motor |
| WO2024245494A1 (de) * | 2023-06-02 | 2024-12-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Statormodul und stator für eine elektrische rotationsmaschine |
| EP4309267A4 (en) * | 2021-03-17 | 2025-02-26 | Blackbox Energy Systems, LLC | PERMANENT MAGNET MOTOR/GENERATOR WITH AXIAL FLUX |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP19589890A patent/JPH0487544A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574181U (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | 株式会社三協精機製作所 | ブラシレスモータ |
| US9160219B2 (en) | 2010-01-06 | 2015-10-13 | Kobe Steel, Ltd. | Axial gap type brushless motor |
| JP2012039836A (ja) * | 2010-08-12 | 2012-02-23 | Kobe Steel Ltd | Ｄｃブラシレスモータ |
| JP2014007947A (ja) * | 2012-05-28 | 2014-01-16 | Pal-Data Corp | 発電機 |
| EP3257138A4 (en) * | 2015-02-13 | 2018-09-26 | Electric Vehicle Systems And Technology Pty Ltd | Electric motor |
| CN105990967A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 铃木株式会社 | 轴向间隙型旋转电机 |
| JP2016178833A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | スズキ株式会社 | アキシャルギャップ型の回転電機 |
| EP4309267A4 (en) * | 2021-03-17 | 2025-02-26 | Blackbox Energy Systems, LLC | PERMANENT MAGNET MOTOR/GENERATOR WITH AXIAL FLUX |
| WO2024245494A1 (de) * | 2023-06-02 | 2024-12-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Statormodul und stator für eine elektrische rotationsmaschine |
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