JPS60141154A - 電機子コイル１個の１相通電されるデイスク型ブラシレスモ−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】 本発明は電機Ｐコイル１個の１相通電されるディスク型
ブラシレスモータに関する。

従来において、事務機等積々の装置が出処したことに伴
いそれに適するディスク型ブラシレスモータが要求され
ていた。かかるディスク型ブラシレスモータは、適用さ
れる装置によっては、極めて安価で、小型で、しかも極
めて偏平なものが要求されていた。

ここにおいて、この条件を最も満足するものは、電機Ｐ
コイルが１個で、しかも位置検知素子が０個又は１個の
１相通電されるディスク型ブラシレスモータである。こ
の種の１相通電されるディスク型グラシレスそ一夕は、
電機子コイルへの通電切替点において１発生トルク（起
動トルク）が零になるｌ所謂「死点（デッド・ポイント
）」がある。モータ起動時のロータ（マグネット回転ｆ
−”）の位置がたまたま死点にあると、当該モータは自
起動回転し得ない欠点がある。

従って、１相通電されるブラシレスモータにおいては、
電機子コイルとマグネット回転子によって生ずる電機子
トルクに加えて、マグネット回転子とコキング発生用磁
性体（鉄片又は磁石）によるコキングトルクを加えるこ
とで、Ｌ記死点を解消し、自起動回転し得るようにして
いる。

しかるに、１相通電されるディスク型ブラシレスモータ
において、電機子コイル１個の場合には、大きな回転ト
ルクが得られない。そのために、従来においては、マグ
ネット回転子を、４極、６極。

・・・といった具合に多極着磁し、同相となる位置に電
機子コイルを２個以丘配設して、大きな回転トルクが得
られるようにしていた。

しかしながら、かかるコアレスタイプのディスク型ブラ
シレスモータは、多極着磁しなければならず、マグネッ
ト回転子が高価になる欠点があった。また、２個以上の
電鵞子コイルを用いているので、かかる２個以上の電機
子コイルを正しい位置に配設しない場合には１回転バラ
ンスの悪いディスク型ブラシレスモータになる惧れがあ
る。また電機子コイルが１個の場合に比較して、電機子
コイル２個の場合には、電機子コイル１個分だけ巻き工
数が増え高価になるし、半田付工程が２回分だけ増加す
る（電機子コイル１個からは巻き始め端子及び巻き終り
端子の計２本の端子がでているので、この２個の端子を
プリント基板の所定の箇所に半田付けする必要がある）
ので、その分だけ量産においてやっかいになり、コスト
高のディスク型ブラシレスモータになる欠点がある。ま
た種々の事務機の出現により、風量が弱くても、極めて
厚みの薄い上記ディスク型ブラシレスモータを利用した
ディスク型ブラシレスファンモータが要求されているが
、従来、市販されている突極形のものによると、極めて
厚みの簿いブラシレスファンモータを形成することがで
きない欠点があった。本発明は上記従来の欠点を解決す
るためになされたもので、従来の２１ｉ１の電機子コイ
ルを用いたと同じようなトルクを発生させることができ
る形状の電機チコイルを１個用いることで、（１）電機
チコイルの位置合せの困難性をなくして回転バランスの
良いディスク型ブラシレスモータを形成できるようにす
ること、及び迅速に電機子コイルを配設ができるように
すること、（２）従来２個必要とする電機子コイルと同
様な回転トルクを発生させることのできる形状の電機子
コイルを１個にて形成することで、少ない組立行程で電
機子コイルを安価に形成できるようにし、当該電機子コ
イルを従来のものより安価に量産できるようにすること
。

（３）電機子コイルの端子の半田付工数を少なくするこ
とで安価に量産できるようにすること、（４）駆動回路
をＩＣ化して、電機子コイルの厚み程度以下及び小型の
ものにおさえ、ｈ記１個の電機子コイルのプリント基板
に配設された残りのスペースに余裕を持って配設できる
ようにすると共に駆動コイルを有するステータ電機子を
厚みの簿い円板状のものにし得るようにすることで、従
来に見られなかったような超薄型のコアレスタイプの性
能の良いディスク型ブラシレスモータを安価に量産でき
るようにすること、（５）位置検知素子が０個又は１個
でも自起動で奪る安価な電機子コイル１個の１相通電さ
れるディスク型ブラシレスモータをｉることを目的とし
てなされたものである。

かかる本発明の目的は、Ｎ、Ｓの磁極を仔する２極のマ
グネット回転子と、該マグネット回転子の直径程度の長
さの発生トルクに寄与する導体部を汀する口角形状、矩
形枠状又は隋円状に形成された１個の電機子コイルをこ
の略々中心とマグネット回転子の略々中心とを一致させ
て上記マグネット回転子と面対向する固定側に固設し、
上記マグネット回転子を自起動できる位置に停止させる
ためのコキング発生用磁性体を設けたことを特徴とする
電機子コイル１個の１相通電されるディスク型フラジレ
スモータを提供することによって達成される。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明を適用した１相通電されるディスク型ブ
ラシレスファンそ一タＦＭの縦断面図を示す。９は、第
２図で示すような、軸方向に偏平な磁性体でできたカッ
プ形のディスク型ブラシレスファンモータ用角型ケース
で、中心透孔１０を有し、該透孔１０の内周部は上方向
へ伸びた突出体９ａを有する。該透孔１０の内周部上下
両端開口面には、ベアリング軸受１１．１２が設けられ
ている。該軸受１１，１２によって、ディスク型ブラシ
レスファンモータＦＭ本体の略々中心部に回転軸１３が
回動自在に軸支されている。回転軸１３の下部には抜は
止め用Ｅリング１４が装着されている。符号２１はケー
ス９の凹部（第２図参照）、２２はケース９の底部に設
けられるエアー通過孔、２３はステー、２４−１．２４
−２はそれぞれプラス電源コード、マイナス電源コード
である。９ｂはカップ体９に設けられた非磁性体ででき
た支柱で、１８０度対称な位置にも図示しない非磁性体
でできた支柱９ｂが設けられる。この支柱９ｂの頂部に
は、プリント基板３が非磁性体でできた螺子１５によっ
て固設されている。プリント基板３の下面には、ステー
タヨークを設けると強い界磁が得られるものであるが、
後記する位置検知素子として用いた磁電変換素子５（尚
、該素ｆ５は後記する駆動用ＩＣ６内に含まれるように
構成されている）からの出力が方形波となり、電機子コ
イル４に方形波の通電が行なわれるので。

通電の切り換わりが急なため耳ざわりで大きな回転音を
発生する。そのため、ステータヨークを用いずプリント
基板３のみを用い磁電変換素子５の出力をなまらしてサ
イン波とし、電機子コイル４にサイン波通電をして大き
な回転音が発生しないようにしている。ステータヨーク
がないために強い界磁が得られなくなる惧れがあるため
、電機子コイル４の巻線仕様を変えたところ通電電流が
低（てすみ、しかも回転数の上りたディスク型ブラシレ
スファンモータＦＭが得られた。プリント基板３上には
第４図に示すように１個の電機子コイル４を配設してい
る。該電機子コイル４は１発生トルクに寄与する導体部
４　ａｅ　４　”が後記する界磁マグネット２の直径程
度の長さを有する矩形枠状のものとなっている。すなわ
ち、当該電機子コイル４は、一方の発生トルクに寄与す
る導体部４ａの中心線１上の中心点７と他方の発生トル
クに寄与する導体部４　ａ　／の中心線１′土の中心点
７′との開角が、界磁マグネット２の磁極の開角幅の２
分の１．すなわち、界磁マグネット２が第４図に示すよ
うにＮ、Ｓの磁極を有する円環状の２極のものとなって
おり、そのＮ又はＳの−の磁極が１８０度の開角となっ
ているので、上記開角幅は実質的に９０度のものとなっ
ている。上記プリント基板３の上面には、第４図に示す
ように電機子コイル４の中心点４Ａと回転軸１３の中心
軸点１３′とを一致させて、第４図に示すような１個の
電機子コイル４をプリント基板６に貼着固定している。

該１個の電機子コイル４をプリント基板乙の上面に貼着
固定して形成したステータ電機子は、第１図に示すよう
に界磁マグネット２に面対向している。

上記した電機子コイル４を第１図のようにプリント基板
３に貼着固定してやると、第４図から明らかなようにプ
リント基板乙の面には電機子コイル４の占領位置外にも
ト分な電気部品配設用スペースができる。従って、その
プリント基板乙の電気部品配設用スペース面に、位置検
知素子である磁電変換索子５と駆動回路を一体的な集積
回路として形成した駆動回路用ＩＣ６を第１図及び第４
図に示すように配設している。尚、に、記電機Ｐコイル
４の周方向の導体部４ｂは原則として発生トルクに寄与
しない導体部であるが、マグネット回転子（界磁マグネ
ット）２との対応関係によって。

発生トルクに寄与する導体部として機能する。

４５．４５’は、コキングトルクを発生させ、たとえ磁
電変換素子５が１個でもマグネット回転子２が自起動で
きるような位置に停止させることのできる適したプリン
ト基板３面位置に配設したコキング発生用磁性体である
、コキング発生用磁性体４５．４５’は、上記界磁マグ
ネットの回転方向（矢印入方向）に対して上記電機子コ
イル４の発生トルクに寄与する導体部から、上記界磁マ
グネット２の磁極幅の略２分の１．なるべくは、略４分
の１乃至略３分の１（６５％幅までの手前の位置に設け
てやれば良い。第４図に示す例においては。

ｔｏ子コイル４の発生トルクに寄与する導体部４ａ、４
ａ’に隣接する位置から、界磁マグネット２の回転方向
（矢印入方向）に対して手前の位置のフＩＪント基板３
面に約４５度幅のコキング発生用磁性体４５．４５’を
固設し、電機子コイル４の位置決め機能を果たさせてい
る。コキング発生用磁性体４５．４５’としては、Ｎ又
はＳ極の一方の面を界磁マグネット２に向けたＮ、　Ｓ
の磁極を有するコキング発生用磁石を用いても良い。こ
のようなコキング発生用磁石をコキング発生用磁性体と
して用いた場合には、界磁マグネット２の停止位置が決
まるので、電機子コイル４に予め定められた方向の通電
を行なえば、界磁マグネット２は予め定められた方向に
自起動回転することができる。

従つて１位置検知素子として磁電変換素子を用いず、電
機子コイル４の逆起電力を位置検知信号として利用すれ
ば、磁電変換索子が零個でも、自起動し、以後連続回転
する安価なディスク型ブラシレスファンモータＦＭが形
成できるので有用である。また上記プリント基板６を止
めるための螺子１５として、磁性体でできた螺子を用い
、この螺子をコキング発生用磁性体４５．４５’の代用
にしても良い。

上記コキング発生用磁性体４５．４５’をプリント基板
３上に配設することで磁性体突起を形成することで、マ
グネット回転子２が土兄突起に引きつけられて当該マグ
ネット回転子２が自起動できるような位置、即ら、モー
タ起動時において磁電変換素ｆ５がデッド・ポイントを
検知しない位置に停止するように上記した位置に突起を
形成することで、ｉｌＭ、変換素子５がたとえ１個でも
、ｌコイル１相のディスク型ブラシレスファンモータＦ
Ｍを自起動できる。コキング発生用磁性体４５゜４５′
は、起動時に予め最大起動トルクが働くようにする位置
に配設すると、起動時のロスで最高効率のものが得られ
ない。そこで、コキング発生用□磁性体４５．４５’は
、Ｊ：、記した条件位置に配設し。

界磁マグネット２が少しでも動けば、最高起動トルクを
発生するようにしている。

上記から明らかなように本発明のディスク型ブラシレス
モータは、　ｆｌ）コアレスタイプなのでモータの性能
に支障となるようなコキングが発生せず。

マタコアレスなので非常に重さの軽いものが得られる。

（２）電機子コイルが１個なので１位置合せの困難性が
なく、電機子コイルを正しい位置に配設できて１回転バ
ランスの良いディスク型ブラシレスモータを容易に得る
ことができる。（３）電機子コイルが１個でも、従来２
個必要としていたものと同じような回転トルクを有する
効率の良いディスク型ブラシレスモータとなる、（４）
電機子コイルが１個なので、従来のものに比較して、電
機子コイルの端子の半田付工数を少なくできるので迅速
に生産できる。（５）位置検知素子が０個又は１個及び
電機子コイル１個でも、最も適した位置でコキングを発
生させることで、デッド・ポイントをなくしているので
自起動でき、しかも安定した回転を行なわせることがで
きる、（６）ステータヨーク等を用いずにすむし、安価
な２極の界磁マグネットで良いので、又、電機子コイル
が１個といった具合に部品点数が非常に少ないので、当
該性能の良いディスク型ブラシレス七−夕を安価に量産
できる。

Ｍ９４ｆ、１つｆＩ！側＾艮々か２と歪猜゛ど之外グ彬
ツ形すｉｚ）良り。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用しようとする一例として示すディ
スク型ブラシレスファンモータの縦断面図、第２図は第
１図のファンモータのケースの斜視図、第３図は第１図
のファン付カップ体の斜視図、第４図は２極のマグネッ
ト回転子と本発明の一実施例としてのステータ電機子コ
イルとの対応関係図である。 ＦＭ・・・ディスク型ブラシレスファンモータ。 ２・・・マグネット回転子（界磁マグネット）、４・・
・電機子コイル、　５・・・磁電変換素子（位置検知素
子）、４５．４５’・・・コキング発生用磁性体。 特許出願人 高　橋　義　照Ｃ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　Ｎ、　Ｓの磁極を存する２極のマグネット回転
   子をこの略々中心とマグネット回転子の略々中心とを一
   致させて上記マグネット回転子と面対向する固定側に固
   設し、マグネット回転Ｐを自起動できる位置薔こ停止さ
   げるためのコキング発生用磁性体を設けたことを特徴と
   するＮ８１子コイル１個の１相通電されるディスク型ブ
   ラシレス【−タ。 に）　上記コキング発生用磁姓体は、ｈ記マグネット回
   転子の回転方向に対して上記電機子コイルの発生トルク
   に寄与する導体部からＬ記マグネット回転チの略２分の
   １磁極幅はど手前の位置に設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の電機子コイル１個の１相通
   電されるディスク型ブラシレスモータ。 （３）　上記コキング発生用磁性体は、上記マグネット
   回転その回転方向に対して上記電機子コイルの発生トル
   クに寄与する導体部から上記マグネット回転子の略４分
   の１磁極幅乃至略３分の１磁極幅までの間の手前の位置
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記
   載の電機子コイル１個の１相通電されるディスク型ブラ
   シレスモータ。 （４１ｋ記コキング発生用磁性体は、上記電機子コイル
   の位置決め機能を兼ねていることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（３）項いずれかに記載の電機
   子コイル１個の１相通電されるディスク型ブラシレスモ
   ータ。 （５）上記コキング発生用゛往性体はＮ又はＳ極の一方
   の面を上記マグネット回転子に向けて配設した磁石であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（
   ４）項いずれかに記載の電機子コイル１個の１相通電さ
   れるディスク型ブラシレスｅ−タ。