JPS62281748A - アキシヤルギヤツプ形ブラシレスモ−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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は電機子コイルの形状を改良したアキシャルギャ
ップ形ブラシレスモータに関する。

（従来の技術） この種のモータは、■数の電機子コイルを平面的に環状
配置式して固定子をｆ１１／ｊ成し、この固定子に複数
極に着磁した界磁用磁石を有する回転子を軸方向にギャ
ップを介して回転自在に設けた構成である。その電機子
コイルの一般的構造を第４図に示す。同図に示すように
、各電機子コイル１は固定子の外周側を底辺とした等脚
台形状であって、その両コイル辺１ａ、ｌａは、それら
の延長線が回転子の回転中心Ｏを通るように設定されて
おり、両コイル辺１ａ、ｌａがなす角度θａ（以下コイ
ル辺角度θａと称す）は、界磁用ＣＩ！ｉ、石２の磁極
ピッチθｍに等しく設定されている。ここで、コイル辺
角度θａと磁極ピッチθｍとを等しく設定する理由は、
通電シーケンスからの制約で、２つのコイル辺１ａ、ｌ
ａが同時に界磁用磁石２の１磁極に対向状態とならない
ようにするためである。

ところで、この種のモータにあっては、特に低電圧駆動
を行う場合等においてモータの諸特性を向上させるため
、導体数を増加させ且つマグネットワイヤの線形を太く
することが望まれる。ところが、このようにすると、各
コイル辺１ａの幅寸法が当然に広がるから、電機子コイ
ル１の形状を等脚台形状とした従来の１１１ＩＳ造では
、導体数の増大及び線径の拡大を十分に図ることができ
ない。これは、コイル辺１ａの幅寸法の拡大分を外周側
に広げることてＧ査保しようとすれば、回転中心０側の
コイルエンド部分か、１つの電機子コイル１のために割
り振られた最大専有角度の開き角度θＣ（以下最大専何
開き角度θＣと称す）を越えて隣接する電機子コイル１
に接触してしまうためである。また、コイル辺１ａの幅
寸法の拡大分を内周側に広げることで確保しようとすれ
ば、コイル辺角度θａか磁極ピッチθｍより小さくなる
から、通電シーケンス上の問題を生ずるためである。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のアキシャルギヤツブ形モータでは、
ｍｌ子コイルの導体数の増加及び線径の径大化が困難で
、モータの諸特性を十分に向上させることかできないと
いう問題があった。

本発明は上記問題点を解決すへくなされ、従ってその目
的は、電機子コイルの導体数の増加及び線径の径大化を
可能にして特性向上を図ることができるアキシャルギャ
ップ形ブラシレスモータを提（共するにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明のブラシレスモーフは、゛電機子コイルの両コイ
ル辺がなす角度（コイル辺角度）を、１つの電機子コイ
ルのために割り振られた最大専有領域の開き角度（最大
専有開き角度）よりも大に設定したところに特徴を有す
るものである。

（作用） コイル辺角度か最大専有角度よりも大であるから、電機
子コイル全体の形状は、両コイル辺か固定子の中心側に
おいて互いに近接する形態、例えば固定子の中心側を頂
点とする二等辺三角形に近い形態になる。従って、回転
中心側のコイルエンド部分の寸法が短くなるから、最大
専有角度はｊコ形をなしてその回転中心側では十分なス
ペースを確保てきないという事情かあってもコイル辺の
幅寸法を拡大することができる。

（実施例） 以下本発明を３．５インチフロッピーディスク駆動用の
スピンドルモータに適用した一実施例につき第１図乃至
第３図を参照して説明する。

まず、全体的構成を示す第３図において、５は固定子基
板、６は固定子基板５に取付けた軸受ハウジングである
。固定子基板５の下面のうち軸受ハウジング６を取巻く
環状領域には例えば６個の電機子コイル７が手向的に環
状配置されて固定子８か１１カ成されている。９は扁平
な容器状をなす回転子ヨークで、これには環状の界磁用
磁石１０か固定されて回転子１１が（１１１１＋成され
、その回転子１１は前記軸受ハウシング６に回転自在に
設けた回転軸１２に取付けられている。この状態で、回
転子１１は固定子８に軸方向にギャップを介して対向し
ている。界磁用磁石１０は例えば８極で、等角度間隔て
交互に異極をなすように着磁されている。尚、１３は回
転軸１２の」二端部に固定したディスク受け、１４は周
波数発電用の磁石である。

さて、前記各電機子コイル７は第１図に示す形態である
。同図中、θＣは１つの電機子コイル７のだめに割り振
られた最大専有領域の開き角度（最人専釘開き角度）を
示しており、本実施例では６０°である。０ｍは、界磁
用磁石１０の１磁極ピンチを示し、本実施例では界磁極
致を８極としたことから３６０°／８−４５°である。

そして、各コイル辺７ａ、７ａがなす角度θａ　（コイ
ル辺角度θａ）は、最大開き角度θＣよりも大に設定さ
れ、電機子コイル７は全体として略三角形状をなす。

電機子コイル７を」二紀形状に定めれは、電機子コイル
７のうち回転中心０側のコイルエンド部が極めて短くな
るから、電機子コイル７の最大専有領域か扇ｊ１ａをな
してその回転中心Ｏ側か狭くなるという事情があっても
、コイル辺７ａの幅寸法を十分に広げることができ、ひ
いては巻数の増加及び線径の径大化を図ることができる
。この場合、第１図において斜線を付して示した部分か
逆方向のトルクを発生させるが、本実施例においては、
その逆方向トルク分は１０〜１５％に過ぎないから、巻
線スペースの増大による３５〜４０％のトルク増大がこ
れを補って余りある。

尚、コイル辺角度θａとしては、次の理由から、式（１
）にて表わされる値とすることが最も好ましい。

ここで、ｒｌ　：界磁用磁石の内径寸法ｒ２　；界磁用
磁石の外径寸法 ｎ：電機子コイル数 ｐ；界磁用磁石の磁極数　である。

即ち、７ヒ機子コイルの内形線を１１η成する３辺を延
長した場合の想像上の交点をＡ、Ｂ、Ｃとし、直線ＢＣ
の中点をＤとすると、通電シーケンス」二の制約から次
式（２）が成立し、従って式（３）が得られる。

ＺＢＯｃ−θｃ−２（θＣ−θｍ） −２６ｍ−〇〇 −２（３６０／ｐ）　−（３６０／ｎ）・・・・・・・
・・（２） ＢＤ　−ｒｌ　ｓｉｎ　　（／ＢＯｃ／２）−ｒ２ｓｉ
ｎ　　１（３６０ｎ−１８０ｐ）／ｐｎｌ−ｒｌ　　ｓ
ｉｎ　　（１８０（２ｎ−ｐ）　　／ｐｎｌ・・・・・
・・・・　（３） また、三角形ＡＤＢを考えると、次式（４）が成立する
。

θｃ　／　２　＝ｊａｎ−１（Ｂ　Ｄ／ＡＤ）　　　−
−−（４）ここで、コイル辺７ａの寸法が最もを効に生
がされるには、弧ＢＣが界磁用磁石１ｏの外周線に略重
なり、且つ交点Ａが界磁用磁石１ｏの内周線に略重なる
形態（第２図参照）よりもθａが大であることが望まし
い。従って、第３図に示す状態では、ｏＡ−ｒｌ　、Ｏ
Ｄ−ｒｌ　、即ちＡＤ−ｒｌ−ｒｌ・・・・・（５）で
あるから、この式（５）と式（３）とを式（４）に代入
すれば、式（１）が得られる。

このように本実施例では、電機子コイル７の巻線スペー
スを十分に大きくできるので、導体数を増加し且つ線形
を径大化することが可能となる。

従って、導体数を増大させることにより、巻線抵抗を高
めて流入電流を低減させることができるがら、３．５イ
ンチフロッピーディスク駆動装置のように５Ｖ程度の低
電圧で駆動する場合にも／ｌ！Ｉ費電力を低減できて好
適する。しがち、巻数を増大させても巻線の径大化によ
り必要なトルクを確保てきるので、十分な起動トルクを
得ることができる。ちなみに、３．５インチのフロッピ
ーディスク駆動装置用のスピンドルモータに適用した本
実施例では、電源電圧５Ｖ、起動電流２００ｍＡ。

起動トルク１２０ｇ−ｃｍ、起動時消費電力１゜５Ｗを
達成することができた。

［発明の効果］ 本発明は以上述べたように、電機子コイルを所定の形状
に定めて巻線スペースを十分に確保できるようにしたか
ら、電機子コイルの導体数の増加及び線径の径大化を可
能にして特性向上を図ることかできるという優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
電機子コイルの拡大平面図、第２図は異なる寸法の電機
子コイルを示す平面図、第３図は全体の縦断面図、第４
図は従来の電機子コイルを示す第１図相当図である。 図面中、７は電機子コイル、８は固定子、１゜は界磁用
磁石、１１は回転子である。 出願人　　株式会社　　東　　芝 第１図 閉３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の電機子コイルを平面的に環状配置して固定子
   を構成し、この固定子に複数極に着磁した界磁用磁石を
   有する回転子を軸方向にギャップを介して回転自在に設
   けたものにおいて、前記電機子コイルの両コイル辺がな
   す角度を、１つの電機子コイルのために割り振られた最
   大専有領域の開き角度よりも大に設定したことを特徴と
   するアキシャルギャップ形ブラシレスモータ。