JPS5886853A - 直流ブラシレスモ−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】 本発明は、ビデオ機器、オーディオ機器などに適し九平
面対向ｆｆｉ［ｆｉブラシレスモータに関する。

ビデオテープレコーダ、ビデオディスクプレーヤなどの
ビデオ機器やカセットテープレコーダなどのオーディオ
機器に社、従来がら第１図に示す゛　工うな平面対向製
直流ブラシレスモータが多く採用されてい友。

第１図において、１はモータの回転軸、２は軸受け、３
は固定子ヨーク、４線電機子コイル、−０５は回転子マ
グネット、６キ回転子ヨークであり、回転子マグネット
５はフェライトなどの永久磁石材料を円板リング状に成
形し、その円周方向に沿って等間隔に分割着磁され、そ
の伍極面が因で上方の面に現われるように作られている
。従って、この回転子マグネット５と固定子ヨーク３と
の間のギャップに界磁′磁束が生じ、電機子コイル４に
電流を流すことに工９トルクが発生して回転子マグネッ
ト５が回転する。

この平面対向層直流ブラシレスモータは、いわゆるコア
レス毎−夕の一種なのでトルク脈動が少なく、構造が簡
単で組立が容易な九めローコストであるなどの特長を有
する反面、固定子田−り３内の磁束が変動するためこの
部分で鉄損（生じ易く、磁気ギャップ長が比較的大きく
必要なためその部分での磁束密度が低下し易いので大き
なトルクを得るためには回転子マグネット５の直径を大
きくしなければならないなどの欠点があり、その几め、
この種のモータは高速回転が必要な用途や小さな直径の
モータで大ぎなトルクが要求されるような用途には不適
当であっ次。

そこで、この欠点を除くｔめに、第２図に示すエフなモ
ータが提案されている。

この第２図において％　５ａｓｓｂは回転マグネット、
５ａ、５ｂは回転子ヨークであり、２枚の回転子マグネ
ット５ｍと５ｂはそれぞれの対向面に磁極面が形成され
、それぞれ一方のＮ極と他方の８極が相互に向い合うよ
うにして回転子ヨーク６ａｔ６ｂＫ工り回転軸ＩＫ取付
けられている。

従って、この型式のモータにおいては、電機子コイル４
が配設されている磁気ギャップには、２枚の回転子マグ
ネッ）５ａ＊５ｂＫよって界磁磁束゛が発生され、電機
子コイル４Ｋｍｍを流すことにその為、この型式のモー
タ（以下、これを平面異極対向型モータという。なお、
このようなモータは公知である）によれば、 ■　静止した固定子目−りがなく鉄損が発生しないので
高速回転時での損失が少ない。

■　界ａｆｆｌ極の対向面が異なった極性の磁極となっ
ているため、磁束の漏洩が少なく、同じ磁気ギャップ長
に対して第１図の場合より大きな磁束密度が得られ、大
きなトルクを得ることができる。

という利点が得られ、第１図のモータの欠点１ｔ−補な
うことができる。

しかしながら、この平面異極対向型モータ゛においては
、第１図のモータと異なって静止し几固電子ヨークが存
在しないため、電機子コイル４を磁気ギヤツブ円に保持
させるために他の独立し九手段が゛必要にな９、その為
、第２図に示したモータにおいては、フェノール樹脂板
などからなるコイル保持板７を用い、これの表面に電機
子コイル４を取付けた上でこの保持板７の磁気ギャップ
外に出ている部分を適幽な方法て固定することくより電
機子コイル４を磁気ギャップ内に配設していた。

ところが、このようなモータでは、コイル保持板７が磁
気ギヤツブ円（存在してしまうため、この部材７の厚さ
だけ磁気ギャップ長が大きく必要になり、その分だけ磁
気ギャップ長が増加して磁束密度が低下してしまう。

一方、このコイル保持板７蝶電機子コイル４を保持して
それに発生するトルクの反力管受けるものであるから、
所定の剛性を必要とする。しかしながら他方では、それ
が磁気ギャップ内に存在している几め、金属材料は用い
られず、それによる高い剛性を利用して保持板７の厚さ
ｔ薄くシ、磁気ギャップ長の増加を最少限にとどめると
いう方法も採用できない。

従って、上述のように、コイル保持板７としてはフェノ
ール樹脂板などが用いられることになり、この結果、コ
イル保持板Ｔの厚さはあまり薄くすることができず、上
述の場合では最低限でも２ｆｆ１ｆｆ１１ｉｌｆの厚さ
が必要になっている。

そこで、いま、電機子コイル４の厚さｆ４ｍｍとすれば
、磁気ギャップ内に占めるコイル保持板７のギャップ長
に対する割合は１５〜２０％にもなり、それによるトル
クの低下は約２０％にも達してしまうことＫなる口 従って、この第２図に示し几従来の平面異極対向飄モー
タにおいては、その磁気ギャップ長が大となって比較的
小さなトルクしか得られないという欠点があった。

本発明の目的略、上記し友従米技術の欠点を除き、磁気
ギャップ長の増加が最少限に保たれて充分なトルクが得
られるようにした千面異極対内型［ｆＩＬブラシレス七
−タを提供するにある。

この目的を連成するため、本発明は、極く薄いシート状
担体もしくは接着剤層の両面に所定のパターンで形成し
た導体層で電機子コイルを構成すると共に、円板リング
状の保持部材に工９該電機子コイルの外周部全体を支持
して界磁磁気ギヤツブ円に配置させる工うにした点ｔ−
特徴とする〇以下、本発明による直流ブラシレスモータ
の実施側管図面について説明する◇ 第３図は本発明の一実施例を示す断面図で、８は電機子
コイル、９はコイル保持部材、１０Ｆｉモータの組立板
で６９、回転軸１、軸受２、回転子マグネット５ａｅ５
ｂｓ回転子薯−り５ｍ、＄ｂなどは第２図の従来例と同
じである０ 第４図は電機子コイル８とコイル保持部材８の平面図で
、電機子コイル８は８個のコイルブロック８！１〜８ｈ
からなり、それぞれのコイルブロック８ａ〜８ｈは第５
図の詳ｌＩａ図に示すように変形うず巻状のパターンか
らなる導体線素１２で形成され、これらの線素１２は第
６図の断面図に示すように各相ψ１．ψ２．ψ３ごとに
シート状担体１３の両面にうず巻状パターンで形成され
ており、これらを接着剤層１４によって貼り合わせて構
成されている０ このような電機子コイル８は、周知のエツチング技法、
メッキ技法で作ることができ、例えに−極く薄いプラス
チック材などのシートの両面に鋼はツチングによりうす
巻状のパターンを作り、メッキに１リシ一ト状担体１３
の両面に所定の厚さの＃票１２を形成して各相ψ１．ψ
２．ψ３のコイルを作る。その後、これらデ１．ψ２．
ψ３の各相のコイル七所定の位置関係を保って積層し、
接着剤層１４を介して貼り合わせ一体化すれば電機子コ
イル８が完成する０ なお、この実施例は、回転子ｉグネツ）５Ｍ、５ｂ（第
３図）がそれぞれ８極に着磁され、３相巻線型のモータ
として構成され几欅合のものである０ま几、シート状担
体１３の両面に形成されたりず巻状のパターンからなる
線素１２は、シート状担体１３の両面で１ブロック分の
コイル管形成し、それらの間をスルーホールメツ午な１
どで直列に接続して作られている。

こうして作られ几コイルは、それぞれ１相分だけでも；
イル線素１２の厚さの２倍の厚さを有する鋼板とはは同
程度の剛ｐｔもたせることができるが、上記実施例では
、これらが３相分、つｉジ３枚積層しである友めさらに
大きな剛性ｔもつＬうになり、その円板状の外周部を保
持するだけで充分に自立可能な１１ｆの剛性を与える仁
とができるようになる。

そこで、Ｉ！４図に示すように、内径寸法が（９）転子
ヨーク５ａ、５ｂの外径寸法より僅かに大きくしである
円板リング状のコイル保持部材９を用い、それに電機子
コイル８の外周部１１１１１着、或いはその他の適当な
固着手段により取１付け、モータ組立板１０にこのコイ
ル保持部材９を取付けて回転子マグネット５　ａ　ｅ　
５　ｂ　Ｋよる磁気ギヤツブ円に電機子コイル８を配設
してやれば第３図に示すようにモータが完成する０ 従って、この実施−例によれば、回転子マグネット５ａ
、５ｂによる磁気ギャップ内にはフィル保持部材９は存
在せず、電機子コイル８だけが収まっている。そして、
この電機子コイル８は、その厚さ方向の大部分が電機子
電流の流通に必要なコイル線素１２で占められているか
ら、必要な電機子電流密度を保ちながら磁気ギャップの
長さを充分に小さくすることができ、充分に磁束密度を
高くして大きなトルクを発生させることができる。

す主わち、この実施例によれば、電機子コイル８の厚み
方向の寸法は６層のコイル線素１２の厚さと、３層のシ
ート状担体１３の厚さと、それに２層の接着剤層１４の
厚さの和となっているが、シート状担体１３の性格は本
質的に接着剤層１４と同じであり、従って、これらの厚
さは接着を目的とするだけなので充分に薄くすることが
でき、実用上からも１０〜２０μｍＶＣすることが可能
なので、これら鉱５層分でも１００μｍ位にしかならな
い０その几め、電機子コイル８の厚さはほとんど必要な
電機子電流密度だけで定′ｔｏ、その他の要素が含まれ
ない上、上記し７１？、ようにそれ自体で充分な剛性を
もっているので、理論上可能な限度に近くまで薄゛くす
ることができ、その結果、磁気ギャップ長を小さくする
ことができるのであるＯｌた、この実施例によれば、従
来の巻線型のコイルを用いた場合と異なり、第４図及び
第５図からも明らかなように、磁気ギャップ内の巻線可
能な領域内のほぼ全面にわたってコイル線素１２を分布
させることができ、か〜つ隣接プ四ツク関におけるコイ
ル線素間も充分に近接させることができるから、両方向
における巻線密度は理論上の限界近くまで大きくするこ
とができ、その分だけ厚さ方向のコイル線素１２０寸法
會小さくしてさらに電機子コイル８全体の厚さｔ少なく
することができる。

この結果、本発明の実施例によれば、シート状担体１３
と接着剤層１４の厚さが磁気ギャップ長に占める割合は
２〜３１８１度に抑えられ、これに゛よるトルクの低下
は３−以下に収めることができ２−Ｏ なお、以上の実施例では、シート状担体１３が用いられ
ているが、これも接着剤層で構成するようにしてもよい
。このときには、コイル線素１２となる２枚の銅板金、
接着剤で貼合わせ友もの管出発材料とし、これｔ両面か
らエツチングしてうず巻状パターンを形成してコイル線
素１２とし、これｔ−３相分貼合わせれば工い０ また、上記実施例では、コイル保持部材９が円板リング
状をなしているが、中央部に回転チョークの外径より大
きな開口部を有し、かつ回転子コイル８を固着して保持
可能なものならどのような形状でもよいのはい５までも
ない。そして、このとｓｏｔｉｉ１ｗｓ分も、必ずしも
電機子コイル８の全周にわたる必要はなく、例えば、モ
ータ外径がその半径方向の特定の方向で寸法に制限が与
えられていたような場合などには、コイル保持部材９を
その方向で切欠いても電機子コイル８自身の剛性にエリ
充分に所望の位置に保持することができ、これによりモ
ータの外径寸法を特定の方向で（ロ）転子ヨーク６息、
６ｂの外径寸法にまで縮めることも可能である。

さらに、上記実施例は、電機子コイルが３相巻きのもの
として示したが、これも任意の相数のものとして実施可
能なことはいうまでもない。

以上説明したように、本発明によれば、電機子コイルそ
れ自体に充分な剛性が与えられ、平面異極対向聾モータ
におけるｉ気ギャップ円から電機子コイル保持部材を除
いて磁気ギャップ長を小さくすることができるから、従
来技術の欠点を除き、小型で大きなトルクが得られ、し
かも高速回転で使用が可能な千面異極対向飄直□流ブ２
シレス七−タを得ることができ、その上、本発明によれ
ば、を様子コイルがプリントコイル製式とカるため、製
造組立が容易でマスプａに適し、ローコストで直流ブラ
シレスモータを提供することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図に平面対向型直流ブラシレスモーフの従来例を示
す断面図、゛第２図蝶平面異陣対同型直流ブラシレスモ
ータの従来例を示す断面図、＠３図は本発明による直流
ブラシレスモータの一実施例を示す断面図、第４図は電
機子コイルの一実施例を示す平面図、第５図は電機子コ
イルノ（ターンの一実施例を示す詳細説明図、１１１１
６図は電機子コイルの一実施例を示す拡大断面図である
０１・・・・・・回転軸、２・・・・・・軸受％　５ａ
ｓ５ｂ・・・・・・回転子マグネット、５ａ、５ｂ・・
・・・・回転子ヨーク、８・・・・・・電機子コイル、
８ａ〜８ｈ・・・・・・；イルブロック、９・・・・・
・コイル保持部材、１１・・・・・・外周部、１２・・
・１０．コイル線素、１３・・・・・・シート状担体、
１４・・・・・・接着剤層０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円周方向に分割着磁され、その着磁面の互に異なる磁極
   部分が所定の磁気ギャップ管保って対向するように回転
   軸に取付ｆｆ友２枚の円板リング状永久磁石からなる（
   ９）転子、を備えた千面異極対向温直流ブラシレスモー
   タにおいて、円形シート状担体もしくは円板形接着剤層
   の両面に渦巻状のパターンで形成され次導体層からなる
   電機子コイルと、上記回転子の外径寸法より大きな内径
   寸法を有する円板リング状のコイル保持部材とを設け、
   上記電機子コイルの外周部金上記コイル保持部材で支持
   することにエリ上記磁気ギャップ内に対する電機子コイ
   ルの配置を行なう工うに構成した仁と金特徴とする直流
   ブラシレスモータ。