JPS62155757A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダやオーディオ力セント
テープレコーダ、レコードプレーヤ等の映像・音響機器
に用いられる平面対向型ブラシレスモータに関するもの
である。

従来の技術 従来の技術としては、例えば第４図〜第７図に示されて
いるような平面対向型ブラシレスモータがある。以下こ
の従来例につき、上記図面を参照しながら説明する。第
４図はこの従来例の側断面図、第５図はその固定子の平
面図、第６図はモータの電磁部における永久磁石回転子
の軸方向の磁束分布を示す図、第７図はモータの電磁部
における永久磁石回転子の円周方向の磁束分布を示す図
である。それらの図において、この従来例の平面対向型
ブラシレスモータ１は、第１の平面部２に複数の所定の
極に着磁された円環状の永久磁石回転子４と、上記第１
の平面部２と所定の隙間を有して対向する磁性材料製の
固定子平板７上に前記永久磁石回転子４中心を中心とす
る同心円上に施された複数相の分割巻きコイル８とを具
備し、前記永久磁石回転子４から発生する磁束工１を前
記分割巻きコイル８に鎖交させる構造になっている。

前記永久磁石回転子４は磁性材料から成るバックヨーク
５に前記永久磁石回転子４の第２の平面部３を当接して
固着されており、前記永久磁石回転子４と前記ハックヨ
ーク５を含めてなる回転子６は、モータ軸９に固着され
、そのモータ軸９と一体的に回転する。前記モータ軸９
は前記固定子平板７に取り付けられている軸受部材１０
の軸受１０ａならびに軸受１０ｂに嵌合し、回転自在に
軸承されている。また、前記軸受部材１０の軸受１０ｂ
に前記回転子６のハックヨーク５の一部が当接し、前記
永久磁石回転子４の磁力の吸引力によるスラスト荷重を
前記軸受１０ｂにて受ける構成になっている。

なお、第５図において、８ａは分割巻きコイル８の、回
転子６中心を略々中心とする半径方向の部分を示す。

発明が解決しようとする問題点 以上のように構成された従来の平面対向型ブラシレスモ
ータ１は、周知のように、フレミングの法則にしたがっ
て、分割巻きコイル８に通電したとき、前記分割巻きコ
イル８の回転子６中心を略々中心とする半径方向の部分
８ａに前記永久磁石回転子４から発生する磁束１１を鎖
交させることにより、前記回転子６の周方向に力が発生
し、前記回転子６を回転させるトルクとなって前記回転
子６が回転する。つまり、前記永久磁石回転子６から発
生する磁束１１のうち、前記分割巻きコイル８の回転子
６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａに鎖交する
磁束のみが、回転子６に回転力を発生させるに有効な磁
束となる。しかしながら、前記のように構成されている
従来の平面対向型ブラシレスモータ１は、前記永久磁石
回転子４から発生する磁束１１が、前記分割巻きコイル
８の回転子６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａ
のみならず、その他の、前記回転子６に回転力を発生さ
せない部分にも鎖交し、また前記固定子平板７の前記分
割巻きコイルを施していない部分にも漏洩磁束となって
誘引されるので、その結果、前記分割巻きコイル８の回
転子６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａに鎖交
する磁束が減少し、非常に効率の悪いモータとなってい
た。また前記のように構成された従来の平面対向型ブラ
シレスモータ１は、永久磁石回転子４とともに磁気回路
を構成する固定子平板７が、磁性材料製であり、かつ前
記永久磁石回転子４が回転するのに対して、固定されて
いるために、前記永久磁石回転子４から発生する磁束１
１によって渦電流損失、ヒステリシス損失等のいわゆる
鉄損が発生し、モータのトルク損失が非常に大きくなり
、従ってモータの効率が悪くなるという欠点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、高
効率の、かつ鉄損によるトルク損失の少ない平面対向型
ブラシレスモータを提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明の平面対向型ブラ
シレスモータは、モータ軸と、そのモータ軸に固着され
て一体的に回転する固定磁化された回転子と、その回転
子の磁極面に対向した磁性材料製の固定板、および、そ
の固定板上に前記回転子中心を中心とする同心円上に施
され通電により前記回転子に回転力を与える複数相の分
割巻きコイルを含めてなる固定子とを具備し、かつ前記
固定板の略々前記分割巻きコイルを施した部分と前記回
転子の磁極面との空隙距離が、前記固定板のその他の部
分と前記回転子の磁極面との空隙距離より短くなるよう
に前記固定板を構成するものである。

作用 本発明は、前記した構成により、高効率の、かつ鉄損に
よるトルク損失の少ないモータを実現することができる
。

実施例 以下、本発明の実施例について、第１図〜第３図を参照
しながら説明する。なお、これらの図において、第４図
〜第７図で説明したものと同じものについては同一の符
号を付している。第１図は本発明の一実施例を示す側断
面図であり、第２図は本発明の一実施例のモータの電磁
部における永久磁石回転子の軸方向の磁束分布を示す図
である。

これらの図において、この本発明の一実施例の平面対向
型ブラシレスモータ１２は、第１の平面部２に複数の所
定の極に着磁された円環状の永久磁石回転子４と、上記
第１の平面部２と所定の間隙を有して対向する磁性材料
製の固定板１３、ならびに、その固定板１３上に前記永
久磁石回転子４中心を中心とする同心円上に施された複
数相の分割巻きコイル８を含めてなる固定子１７とを具
備する。

前記永久磁石回転子４においてはＮｉとＳ極とが隣接し
ており、Ｎ極より発生する磁束１４は前記分割巻きコイ
ル８に鎖交し、前記固定板１３内を通過して、両側の隣
接しているＳ極に流れ込む。前記固定板１３は、前記分
割巻きコイル８を配設した側に、塗布等により形成され
た絶縁層を介して直接印刷配線部が設けられた磁性材料
製の基板で構成され、前記分割巻きコイル８や前記回転
子６の回転位置を検出するための回転位置検出部（図示
せず）等に通電できる構造になっている。また、前記固
定板１３は、磁性材料製の固定板にボ゛リアミド等から
成るフレキシブルな印刷配線基板や祇フェノール、ガラ
スエポキシ等の印刷配線基板を固着した構造でもよい。

尚、前記固定板１３は磁気飽和を起こさない厚さにしで
ある。また、前記固定板１３は、その固定板１３の略々
前記分割巻きコイル８を施した部分１３ａと前記永久磁
石回転子４の磁極面との空隙距離が、前記固定板１３の
その他の部分１３ｂと前記永久磁石回転子４の磁極面と
の空隙距離より短くなるように構成されている。つまり
本実施例では、固定板１３の略々前記分割巻きコイル８
を施した部分１３ａの厚みが、前記固定板１３のその他
の部分１３ｂの厚みより厚くなるように構成されている
。前記永久磁石回転子４は、磁性材料から成るバックヨ
ーク５に前記永久磁石回転子４の第２の平面部３を当接
して固着されており、前記永久磁石回転子４と前記バッ
クヨーク５を含めてなる回転子６は、モータ軸９に固着
され、そのモータ軸９と一体的に回転する。前記モータ
軸９は、前記固定板１３に取り付けられた軸受部材１ｏ
の軸受１０ａならびに軸受１０ｂに嵌合し、回転自在に
軸承されている。また、前記軸受部材１０の軸受１０ｂ
に前記回転子６のバックヨーク５の一部分が当接し、前
記永久磁石回転子４の磁力の吸引力によりスラスト荷重
を前記軸受１０ｂにて受ける構成になっている。尚、本
実施例の分割巻きコイルは、第５図に示す従来例の分割
巻きコイル８と同様に３相としたが、これに限るもので
はなイ、相数が変化しても本発明の効果を何ら損なうも
のではない。

以上のように本実施例によれば、固定板１３の略々分割
巻きコイル８を施した部分１３ａと永久磁石回転子４の
磁極面との空隙距離が、前記固定板１３のその他の部分
１３ｂと前記永久磁石回転子４の磁極面との空隙距離よ
り短くなるように前記固定板１３を構成しているので、
前記永久磁石回転子４と前記固定板１３により形成され
る磁気回路のレラクタンスの値は、前記固定板１３の略
々分割巻きコイル８を施した部分１３ａ上の空隙部にお
いて、その他の部分１３ｂ上の空隙部の値よりも小さい
値となる。したがって、前記永久磁石回転子４の磁極面
から発生する磁束１４は、第２図に示すように前記固定
板１３の略々分割巻きコイル８を施した部分１３ａに集
束し、前記固定板１３の略々分割巻きコイル８を施した
部分１３ａ上の空隙部において高密度となる。また、前
記永久磁石回転子４の磁極面がら発生する磁束１４の、
前記固定板１３の略々分割巻きコイル８を施していない
その他の部分１３ｂへの漏洩も少なくなる。このため、
前記分割巻きコイル８に鎖交する磁束量を増大させるこ
とができ、前記分割巻きコイル８の回転子６中心を略々
中心とする半径方向の部分８ａに鎖交する磁束量を従来
例の平面対向型ブラシレスモータ１に比べて、はるかに
増大させることができるので、高効率のモータを実現す
ることができる。また第５図に示すように、前記分割巻
きコイル８の回転子６中心を略々中心とする半径方向の
部分８ａの、最外周端の前記回転子６中心からの半径を
Ｒ８最内周端の前記回転子６中心からの半径をＲ２とし
、第１図に示すように、前記固定板１３の略々分割巻き
コイル８を施した部分１３ａの最外周の前記回転子６中
心からの半径をＲ３、前記固定板１３の略々分割巻きコ
イル８を施した部分の１３ｂの最内周の前記回転子６中
心からの半径をＲ４としたとき、Ｒ９とＲ３ならびにＲ
２とＲ１を略々等しくすれば、前記分割巻きコイル８の
回転子６中心を略々中心とする半径方向の部分８ａのみ
に磁束１４が集束して鎖交するので、更に高効率のモー
タを実現することができる。また、前記固定板１３の略
々分割巻きコイル８を施していないその他の部分１３ｂ
への、永久磁石回転子４の磁極面から発生する漏洩磁束
が少ないため、前記固定板１３のその他の部分１３ｂ上
における鉄損は、略々分割巻きコイル８を施した部分１
３ａ上における鉄損に比較して小さい値となり、本発明
の一実施例のモータの全体の鉄損は従来例のモータに比
較して小さくなる。したがって、本発明の一実施例のモ
ータのトルク損失も少なくなる。

以下本発明の他の実施例について、第３図を参照しなが
ら説明する。第３図は本発明の他の実施例を示す側断面
図である。第１図の構成と異なっているのは、その厚み
を略々均一にし、環状の凹部を有する固定板１６とした
点である。尚、第１図と同様に前記固定板１６の厚みは
磁気飽和を起こさない寸法とし、前記固定板１６は、そ
の固定板１６の略々前記分割巻きコイル８を施した部分
１６ａと前記永久磁石回転子４の磁極面との空隙距離が
、前記固定板１６のその他の部分１６ｂと前記永久磁石
回転子４の磁極面との空隙距離より短くなるように構成
されている。上記のように構成された固定板１６を含め
てなる固定子１８を有する平面対向型ブラシレスモータ
１５は、前記固定板１６の体積を第１図の固定板１３と
比較して小さくすることができるので、モータの重量を
軽減することができる。

発明の効果 以上のように本発明は、モータ軸と、そのモータ軸に固
着されて一体的に回転する固定磁化された回転子と、そ
の回転子の磁極面に対向した磁性材料製の固定板、およ
び、その固定板上に前記回転子中心を中心とする同心円
上に施され通電により前記回転子に回転力を与える複数
相の分割巻きコイルを含めてなる固定子とを具備し、か
つ前記固定板の略々前記分割巻きコイルを施した部分と
前記回転子の磁極面との空隙距離が、前記固定板のその
他の部分と前記回転子の磁極面との空隙距離より短くな
るように前記固定板を構成することにより、前記分割巻
きコイルに鎖交する磁束を高密度にすることができ、し
たがって高効率のモータを実現できるという優れた効果
が得られる。また、前記した構成により、モータの鉄損
によるトルク損失を低減することができるという優れた
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモータの一実施例の側断面
図、第２図はその電磁部における永久磁石回転子の軸方
向の磁束分布を示す分布特性図、第３図は本発明の他の
実施例の側断面図、第４図は従来例の平面対向型ブラシ
レスモータの側断面図、第５図は従来例の固定子の平面
図、第６図は従来例の電磁部における永久磁石回転子の
軸方向の磁束分布を示す分布特性図、第７図は従来例の
電磁部における永久磁石回転子の円周方向の磁束分布を
示す分布特性図である。 ６・・・・・・回転子、８・・・・・・分割巻きコイル
、７・・・・・・モータ軸、１３・・・・・・固定板、
１７．１８・・・・・・固定子。 第２図 第３因　　　　　　辺−固定子 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータ軸と、そのモータ軸に固着されて一体的に回転す
   る固定磁化された回転子と、その回転子の磁極面に対向
   した磁性材料製の固定板、および、その固定板上に前記
   回転子中心を中心とする同心円上に施され通電により前
   記回転子に回転力を与える複数相の分割巻きコイルを含
   めてなる固定子とを具備し、かつ前記固定板の略々前記
   分割巻きコイルを施した部分と前記回転子の磁極面との
   空隙距離が、前記固定板のその他の部分と前記回転子の
   磁極面との空隙距離より短くなるように前記固定板を構
   成したことを特徴とするブラシレスモータ。