(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心の表面に偶数個の永久磁石を等間隔に互いに異極となるよう配置した回転子と、前記回転子と対向するように空隙を介して配置された固定子と、前記固定子鉄心に非重ね集中巻きの複数個のコイルとを備えた平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、
コイル数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）とし、前記コイルの内側幅をコイルピッチに対して０．０５〜０．３にしたことを特徴とする平滑電機子形３相ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記永久磁石のコイル対向面を正弦波状の永久磁石にした請求項１記載の平滑電機子形３相ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記永久磁石を多極着磁リング状にした請求項１記載の平滑電機子形３相ブラシレスモータ。
【請求項４】
前記コイルを平角巻線で形成した請求項１から３までのいずれかの項に記載の平滑電機子形３相ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＡ、ＯＡに使用されるブラシレスモータにおける、特に平滑電機子形のブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の３相、４極、６コイルのブラシレスモータは、図３に示すように構成されている。
図において、強磁性体薄板を積層したステータコア１０の内径側には、３相分６個のコイル１１Ｕ、１１Ｕ’、１１Ｖ、１１Ｖ’１１Ｗ、１１Ｗ’がシリーズに結線して集中巻きして取付けてある。ロータコア１２の表面には、４個の希土類永久磁石１３を等円周ピッチで、隣同志が異極になるように交互に貼付しロータ磁極を形成している。１４は回転軸で、図示しないフレームに固定したブラケットに軸受を介して取付けてある。
このように構成したブラシレスモータの動作について説明をする。
前記コイル１１ｕ、１１ｕ’、１１ｖ、１１ｖ’、１１ｗ、１１ｗ’に通電すると、ロータに取付けた永久磁石１３との電磁作用によりロータが回転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが固定子ヨークの厚さはギャップの磁束密度と極ピッチに比例する。
Ｄｇをギャップ径、Ｐを極数とすると、極ピッチ＝Ｄｇ／Ｐとなる。
ギャップ密度Ｂｇが一定であるとすれば、極数Ｐが大きいほどヨークを薄くできるので、モータが小形となる。
しかしながら、極数を増加すると、コイル数も増加し、生産性の低下につながるため、非重ね集中巻きの分数スロット巻線等が用いられる。従来の４極、６コイルの例も毎極、毎相のスロット数ｑが、１／２の分数スロット巻線である。
ｑ＝１／５とすれば６コイルで１０極を構成できるが、非重ね集中巻きとした場合、短節係数が０．５と低く効率が低下してしまう。
そこで、本発明は短節係数を向上することにより高性能の平滑電機子形ブラシレスモータを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、鉄心の表面に偶数個の永久磁石を等間隔に互いに異極となるよう配置した回転子と、前記回転子と対向するように空隙を介して配置された固定子と、前記固定子鉄心に非重ね集中巻きの複数個のコイルとを備えた平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、コイル数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）とし、前記コイルの内側幅をコイルピッチに対して０．０５〜０．３としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示す平滑電機子形３相ブラシレスモータの正断面図である。
図において、１はコイルで、円筒状の固定子鉄心３の内面に含浸樹脂等で固着してある。前記コイル１の数は６個で、図に示すようにＵ、Ｕ’、Ｗ、Ｗ’、Ｖ、Ｖ’の相順で３相のコイル１が配置されている。２は永久磁石で、鉄心４の外周に相隣合う永久磁石２が互いに異極となるように固定してある。前記永久磁石２のコイル１に対向する面を円弧状に構成しているが、正弦波状にして磁束変化を滑らかにして誘起電圧波形の高調波成分を少なくするようにしてもよく、また、永久磁石２をリング状の磁石に多極着磁して製作の工数を低減してもよい。前記永久磁石２は鉄心４の外周に１０個配置している。前記電機子鉄心４の内周にはシャフト５を電機子鉄心４と一体となるよう配置している。シャフト５は図示されない軸受により回転自在に支持されている。図２は図１で示したコイル１の概略を示したものである。互いのコイル１は、所定のコイルピッチで配置されている。前記コイル１は集中巻となっておりコイル１の内側にはコイル内側幅Ｗ１が設けられている。前記コイル１は所定の内側幅Ｗ１となるような巻型に巻回し製作される。前記コイル１には丸線や平角線を用いるが、占積率を高くできる点で平角線を用いた方がモータ特性を向上できる。
つぎに、本発明の平滑電機子形３相ブラシレスモータの巻線係数について説明する。
巻線係数は、分布係数、短節係数、スキュー係数などからなり、短節係数は極ピッチに対するコイル１の飛びで決定される。
スロット巻線形モータの短節係数ｋｐは次式で表される。
kp = sin( βπ/2) （kp≦１）
β = P/N (Ｘ＃−１)
Ｐ：極数
Ｎ：スロット数
Ｘ＃：コイルの飛び
βは磁極ピッチに対するコイルの飛びを示し、１に近いほど短節係数の基本波成分は高くなる。
６スロット、１０極、集中巻の場合、β =１０／６（２−１）＝１．６６‥で１よりも大きな値となる。この場合短節係数は上記式より０．５となり、最大値１の半分である。
平滑電機子のスロット巻線のコイルの飛びは、図２に示すコイル飛び等価寸法Ｈに置き換えられる。このコイル飛び等価寸法Ｈはコイル幅Ｗとコイル内側幅Ｗ１の和で表され、コイルピッチＡに比べ小さくなり、コイル内側幅Ｗ１を適当に設定することでβを１に近づけることができる。例えばコイル内側幅を大きくすればコイル飛び等価寸法Ｈは大きくなり、コイル内側幅Ｗ１を小さくすればコイル飛び等価寸法Ｈは小さくなる。実験の結果、コイル内側幅をコイルピッチに対して０．０５〜０．３とすれば良いことがわかった。
つぎに、平滑電機子形ブラシレスモータの動作について説明する。
図示されない磁極検出手段によりコイルに所定の電流を通電することで永久磁石２、鉄心４、シャフト５などで構成される回転子はコイル１、固定子鉄心３等で構成された固定子に対して回転する。前記短節係数が向上するので、回転性能が向上する。
実施例では円筒状軟磁性体の鉄心４の外周面に円弧状の永久磁石を貼付けたインナロータについて説明したが、電機子鉄心の内周面に永久磁石を貼付けたアウタロータにしてもよい。また、実施例では少ないスロット数で、効率の良いモータをうるために、３相、６コイル、１０極のモータについて説明をしたが、コイル数と極数は整数倍の組み合わせても同様の特性を持つので４０極モータを製作する場合でも２４コイルで済む。さらに、実施例では回転形モータについて説明をしたが、リニアモータにも適用できる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、短節係数が向上して、高性能の平滑電機子形３相ブラシレスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す平滑電機子形３相ブラシレスモータの正断面図である。
【図２】  本発明の平滑電機子形３相ブラシレスモータのコイルの概略構成図である。
【図３】  従来技術を示す平滑電機子形３相のブラシレスモータの正断面図である。
【符号の説明】
１  コイル、  ２  永久磁石、  ３  固定子鉄心、  ４  電機子鉄心、５  シャフト
【図１】
0004363600.tif 000002
【図２】
0004363600.tif 000003
【図３】
0004363600.tif 000004