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JP2005253280A - Outer rotor type brushless dc motor and ac servo motor having annular stator coil - Google Patents

Outer rotor type brushless dc motor and ac servo motor having annular stator coil Download PDF

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JP2005253280A
JP2005253280A JP2004109458A JP2004109458A JP2005253280A JP 2005253280 A JP2005253280 A JP 2005253280A JP 2004109458 A JP2004109458 A JP 2004109458A JP 2004109458 A JP2004109458 A JP 2004109458A JP 2005253280 A JP2005253280 A JP 2005253280A
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JP
Japan
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coil
motor
stator
outer rotor
servo motor
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Application number
JP2004109458A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimitsu Okawa
義光 大川
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Individual
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain cost-effective, small, lightweight, highly efficient outer rotor type brushless DC and AC servo motors by utilizing a winding method having no coil end and the structures of a stator and a rotor. <P>SOLUTION: In three-phase power supply driving, a magnetic circuit is constituted of U-, V-, W-phase coils 10-12 that are wound as split in the axial direction of the stator and arranged in such a way that the ring center of each coil almost corresponds to the center of a rotating shaft 90, inner stator cores 21-23 provided on the inside circumferential side of each coil, and side stator cores 24-29 provided on both end sides in the axial direction. Protruding magnetic pole teeth 30-35 are formed on the outside circumferential side of the side stator cores alternately at positions displaced by π (rad) at an electric angle in the circumferential direction of the rotating shaft sandwiching each coil. Furthermore, the magnetic poles of each coil is stacked in the axial direction by being displaced from each other by 2π/3 (rad) at the electric angle in the circumferential direction of the rotating shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、アウターロータ形の構造を有するブラシレスDCモータ及びACサーボモータに関し、特に、巻線方法、固定子鉄心構造、及び永久磁石型回転子の構造に関する。  The present invention relates to a brushless DC motor and an AC servo motor having an outer rotor type structure, and more particularly to a winding method, a stator core structure, and a permanent magnet type rotor structure.

従来、この種のアウターロータ形のブラシレスDCモータとしては、ハードディスク・ドライブ(HDD)等のスピンドル用モータとして図17に示すような構造が一般的に採用されている。図17(a)は軸方向半断面側面図であり、固定子鉄心125には、U・V・W相のコイル115が、図17(b)に示すように所謂集中巻方式で専用機等により直巻された後、巻線相互間の結線及びリード線接続等の端末処理を行っている。  Conventionally, as this type of outer rotor type brushless DC motor, a structure as shown in FIG. 17 is generally employed as a spindle motor for a hard disk drive (HDD) or the like. FIG. 17A is an axial half sectional side view, and a U, V, W phase coil 115 is provided on the stator core 125 by a so-called concentrated winding method as shown in FIG. Then, terminal processing such as connection between windings and connection of lead wires is performed.

上述のような従来のアウターロータ形のブラシレスDCモータにおいては、固定子鉄心125の歯部126に巻き付けるようにコイル115を巻回する必要があるため、巻線作業が複雑であり、更に、固定子鉄心125の軸方向端面から突出したコイルエンドの長さhを零にする事は出来ず巻線量増加と銅損増加により、更なる小形・軽量・高効率化とコストダウンが困難であった。また、各相のコイルを周方向に分布して巻線を行なう分布巻方式においては、コイルエンドの長さhが更に大きくなるなどの問題があり、従来のアウターロータ形のACサーボモータに関しても同様の問題があった。  In the conventional outer rotor type brushless DC motor as described above, it is necessary to wind the coil 115 so as to be wound around the tooth portion 126 of the stator core 125. Therefore, the winding work is complicated, and further, the fixing is fixed. The length h of the coil end protruding from the axial end face of the core 106 cannot be made zero, and it is difficult to further reduce size, weight, increase efficiency, and reduce costs due to an increase in the winding amount and an increase in copper loss. . In addition, the distributed winding method in which the coils of each phase are distributed in the circumferential direction has a problem such that the length h of the coil end is further increased. The conventional outer rotor type AC servo motor is also used. There was a similar problem.

この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたものであり、巻線作業が容易で、小形・軽量・高効率であり、コギングトルクを小さくできるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの巻線方法、固定子鉄心構造、及び回転子構造を得ることを目的としている。  The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is an outer rotor type brushless DC motor that can be easily wound, is small, light, and highly efficient, and can reduce cogging torque. The object is to obtain an AC servo motor winding method, a stator core structure, and a rotor structure.

上述の目的を達成するために、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、内周側に等ピッチで軸方向に同一極性となるようにN・S極を交互に備えた回転子の内側に、磁極歯部を備えた固定子を配置し、この固定子に軸方向に分割してリング状に複数のコイルを巻装し、各コイルのリングの中心と回転軸の中心が概ね一致するように配置して、各コイルの内周側と軸方向両端側に夫々磁気回路を構成する固定子鉄心を設け、この外周側に永久磁石型回転子と同一極数の磁極歯部が、当該コイルを挟んで回転軸の周方向に互いに電気角でπ(rad)ずれた位置に交互に形成され、更に、各コイルの磁極歯部を回転軸の周方向に所定の角度ずらして、軸方向に重ね合わせたように構成されているものである。  In order to achieve the above object, the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention are alternately provided with N and S poles on the inner peripheral side so as to have the same polarity in the axial direction at an equal pitch. A stator having magnetic pole teeth is arranged inside the rotor, and a plurality of coils are wound around the stator in the axial direction, and the center of the ring and the center of the rotating shaft of each coil are wound. Are arranged so that they substantially coincide with each other, and a stator iron core constituting a magnetic circuit is provided on each of the inner peripheral side and the axially opposite ends of each coil, and magnetic pole teeth having the same number of poles as the permanent magnet type rotor are provided on the outer peripheral side. The portions are alternately formed at positions shifted by π (rad) in the circumferential direction of the rotating shaft across the coil, and the magnetic pole teeth of each coil are shifted by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft. Is configured to overlap in the axial direction That.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、固定子の軸方向に分割してリング状に複数のコイルを巻装し、各コイルのリングの中心と回転軸の中心が概ね一致するように配置して、各コイルの内周側及び軸方向両端側に夫々磁気回路を構成する固定子鉄心を設け、この外周側に所定の極数の磁極歯部が、当該コイルを挟んで回転軸の周方向にπ(rad)ずれた位置に交互に形成され、各コイルの磁極歯部が、回転軸の軸方向に一致するように重ね合わせて構成されており、更に、この磁極歯部の外側で所定のエヤーギャップを介して対向する永久磁石型回転子は、固定子と同一極数のN・S極を内周側に等ピッチで交互に備え、その磁極の中心を各固定子コイルに対応させて回転軸の周方向に所定の角度ずらして構成されているものである。  In the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, a plurality of coils are wound in a ring shape divided in the axial direction of the stator, and the center of the ring of each coil and the center of the rotating shaft are approximately The stator cores that constitute the magnetic circuit are provided on the inner peripheral side and the axially opposite end sides of each coil, and magnetic pole teeth with a predetermined number of poles sandwich the coil on the outer peripheral side. Are alternately formed at positions shifted by π (rad) in the circumferential direction of the rotating shaft, and the magnetic pole teeth of each coil are superposed so as to coincide with the axial direction of the rotating shaft. The permanent magnet type rotor that faces the outside of the tooth portion with a predetermined air gap alternately includes N and S poles having the same number of poles as the stator on the inner peripheral side at equal pitches. Predetermined in the circumferential direction of the rotating shaft corresponding to the stator coil Are those constituted by shifting the angle.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子あるいは永久磁石型回転子に、磁束の漏れを軽減するための手段を備えているものである。  The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention are further provided with means for reducing leakage of magnetic flux in the stator or the permanent magnet type rotor.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子鉄心の少なくともその一部を、板状磁性部材を用いて積層一体化して形成するものである。  The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention are further formed by laminating and integrating at least a part of the stator core using a plate-like magnetic member.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子鉄心の少なくともその一部を、圧粉磁心を用いて形成するものである。  In the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, at least a part of the stator core is formed by using a dust core.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子鉄心に形成された磁極歯部に、磁性部材で構成された磁極片を備えているものである。  The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention further include a magnetic pole piece made of a magnetic member on a magnetic pole tooth portion formed on the stator core.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子あるいは永久磁石型回転子にスキューを施したものである。  An outer rotor type brushless DC motor and an AC servo motor according to the next invention are obtained by further skewing a stator or a permanent magnet type rotor.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子コイルを、印刷回路技術を用いて形成するものである。  In the outer rotor type brushless DC motor and AC servomotor according to the next invention, the stator coil is further formed by using a printed circuit technique.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子コイルを、印刷回路技術を用いて固定子鉄心の表面に直接的に形成するものである。  In the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, the stator coil is further formed directly on the surface of the stator core by using a printed circuit technique.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、固定子コイルを、銅箔を円筒状に巻回した後、所定の巾に切断して形成するものである。  In the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, the stator coil is formed by winding a copper foil into a cylindrical shape and then cutting it into a predetermined width.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、毎相のコイルを複数個とし、各相のコイルの軸方向並び順が対称形となるように配置して構成するものである。  The outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention further comprises a plurality of coils for each phase, and the arrangement of the coils in each phase is arranged symmetrically in the axial direction. It is.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、さらに、軸方向に互いに隣接する同一相のコイル、及び、当該固定子鉄心を一体化して構成するものである。  An outer rotor type brushless DC motor and an AC servo motor according to the next invention are formed by integrating the coils of the same phase adjacent to each other in the axial direction and the stator core.

この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、固定子に軸方向に分割してリング状に複数のコイルを巻装し、各コイルの内周側及び軸方向両端側に夫々磁気回路を構成する固定子鉄心を設け、この外周側に磁極歯部を回転軸の周方向に所定の角度ずらして、軸方向に重ね合わせたように構成するため、コイルを鉄心の歯部に巻き付ける必要がなく、コイルの巻線作業及び端末処理を大幅に簡略化することができ、コイルエンドに相当する部分が存在しないためコイルの銅線使用量が減少し銅損を低減することができるため、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率が向上しコストダウンや小形・軽量化を実現しながら生産性の向上に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention, the stator is axially divided and wound with a plurality of coils in a ring shape, and the inner peripheral side and the axially opposite ends of each coil. Each of the stator cores that constitute the magnetic circuit is provided, and the magnetic pole teeth are shifted by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft on the outer circumferential side, and are configured to overlap in the axial direction. The coil winding work and terminal processing can be greatly simplified, and since there is no portion corresponding to the coil end, the amount of copper wire used in the coil can be reduced and the copper loss can be reduced. Therefore, the efficiency of the brushless DC motor and the AC servo motor is improved, and it is possible to contribute to the improvement of productivity while realizing cost reduction and reduction in size and weight.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、各コイルの磁極歯部を、回転軸の軸方向に一致するように重ね合わせて構成し、永久磁石型回転子の磁極の中心を、対向する固定子コイル毎に回転軸の周方向に所定の角度ずらして構成することにより、固定子鉄心の金型を簡略化することができ、コストダウンを実現することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, the magnetic pole tooth portions of the coils are superposed so as to coincide with the axial direction of the rotating shaft, and the magnetic poles of the permanent magnet type rotor are formed. By shifting the center of each of the stator coils by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft for each opposing stator coil, the die of the stator core can be simplified and the cost can be reduced.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、磁束の漏れを軽減するための手段を備えたことにより、漏れ磁束を低減し、ギャップ磁束密度を確保することができるため、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を向上させることができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor of the next invention, since the means for reducing the leakage of the magnetic flux is provided, the leakage magnetic flux can be reduced and the gap magnetic flux density can be secured. The characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor can be improved.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、固定子鉄心の少なくともその一部を、板状磁性部材を用いて積層一体化して形成することにより、高精度な固定子鉄心を、安価で容易に製作することができるため、生産性の向上に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, at least a part of the stator core is laminated and integrated using the plate-like magnetic member, so that a high-precision stator is formed. Since the iron core can be easily manufactured at low cost, it can contribute to the improvement of productivity.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、固定子鉄心の少なくともその一部を、圧粉磁心を用いて形成することにより、磁束が三次元的に容易に移動できるため、鉄心内部の損失を軽減することができ、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率向上と小形・軽量化に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, the magnetic flux can be easily moved three-dimensionally by forming at least a part of the stator core using the dust core. Therefore, the loss inside the iron core can be reduced, and the brushless DC motor and the AC servo motor can be improved in efficiency and contribute to reduction in size and weight.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、磁極歯部に磁性部材で構成された磁極片を備えたことにより、磁束を有効に活用することができるため、漏れ磁束が減少し、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性向上に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, the magnetic pole can be effectively utilized by providing the magnetic pole tooth portion with the magnetic pole piece made of a magnetic member. Can be reduced, contributing to the improvement of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、固定子あるいは永久磁石型回転子にスキューを施すことにより、ギャップ磁束の高調波成分の影響を低減させることができるため、振動・騒音ひいては回転ムラを小さくすることができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, the influence of the harmonic component of the gap magnetic flux can be reduced by skewing the stator or the permanent magnet type rotor. Vibration, noise, and rotation irregularities can be reduced.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、印刷回路技術を用いて固定子コイルを形成することにより、巻線機を使わずに高密度な占積率を有するコイルを安価に製作することができるため、生産性の向上とコストダウンに寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, a coil having a high density space factor without using a winding machine by forming a stator coil using printed circuit technology. Can be manufactured at low cost, which can contribute to improvement in productivity and cost reduction.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、印刷回路技術を用いて固定子鉄心の表面に直接的に固定子コイルを形成することにより、固定子鉄心とコイルを一体に製作することができるため、小形化と生産性の向上に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor of the next invention, the stator core and the coil are integrated by forming the stator coil directly on the surface of the stator core by using printed circuit technology. Therefore, it can contribute to miniaturization and productivity improvement.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、円筒状に巻回した銅箔を所定の巾に切断して固定子コイルを形成することにより、比較的電流容量の大きいコイルを、巻線機を使わずに安価に製作することができるため、生産性の向上とコストダウンに寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, the stator coil is formed by cutting the copper foil wound in a cylindrical shape into a predetermined width, thereby having a relatively large current capacity. Since the coil can be manufactured at low cost without using a winding machine, it is possible to contribute to improvement of productivity and cost reduction.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、毎相のコイルを複数個とし、各相のコイルの軸方向並び順が対称形となるように配置することにより、振動・騒音を更に抑制することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the next invention, a plurality of coils for each phase are provided, and the coils are arranged so that the axial arrangement order of the coils of each phase is symmetrical. -Noise can be further suppressed.

つぎの発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、軸方向に互いに隣接する同一相のコイル、及び、当該固定子鉄心を一体化することにより、コストダウンと小形化に寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to the next invention, the coils of the same phase adjacent to each other in the axial direction and the stator core are integrated to contribute to cost reduction and downsizing. can do.

以下に添付の図を参照にして、この発明にかかるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例を詳細に説明する。  Embodiments of an outer rotor type brushless DC motor and an AC servomotor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1〜図4は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータの実施例1として、三相4極のモータに適用した例を示しており、U・V・W相のコイル10〜12とリード線13、及び固定子20、永久磁石型回転子80、回転フレーム93を支持する回転軸90、軸受部材91、ブラケット92、検出器94等で構成されている。  1 to 4 show an example in which the present invention is applied to a three-phase four-pole motor as a first embodiment of an outer rotor type brushless DC motor according to the present invention. The lead wire 13, the stator 20, the permanent magnet type rotor 80, a rotating shaft 90 that supports the rotating frame 93, a bearing member 91, a bracket 92, a detector 94, and the like.

U・V・W相のコイル10〜12は、回転軸90の軸方向に分割してコイル10〜12のリングの中心と、回転軸90の中心が概ね一致するように回転軸90に対し同一方向に巻装され、適切な絶縁処理が施されてY字形に結線された後、リード線13により図2に示すように三相の電源ユニット16に接続されている。  The U / V / W phase coils 10 to 12 are divided in the axial direction of the rotary shaft 90 and are the same as the rotary shaft 90 so that the center of the ring of the coils 10 to 12 and the center of the rotary shaft 90 substantially coincide with each other. After being wound in the direction, subjected to appropriate insulation treatment and connected in a Y shape, the lead wire 13 is connected to a three-phase power supply unit 16 as shown in FIG.

固定子20は、コイル10〜12と、これの内周側の内側固定子鉄心21〜23、及び各コイル10〜12の軸方向両端側の側面固定子鉄心24〜29で構成されており、U相の内側固定子鉄心21と側面固定子鉄心24、25は、夫々磁気的につながっており、更に側面固定子鉄心24、25の外周側には、図3に示すように凸形の磁極歯部30、31が夫々形成されている。V・W相も同様に構成されており外周側には磁極歯部32〜35が形成されている。  The stator 20 is composed of coils 10 to 12, inner stator cores 21 to 23 on the inner peripheral side thereof, and side surface stator cores 24 to 29 on both axial sides of the coils 10 to 12. The U-phase inner stator core 21 and the side stator cores 24 and 25 are magnetically connected to each other. Further, on the outer peripheral side of the side stator cores 24 and 25, convex magnetic poles as shown in FIG. Teeth 30 and 31 are formed respectively. The V and W phases are similarly configured, and magnetic pole tooth portions 32 to 35 are formed on the outer peripheral side.

永久磁石型回転子80は、所定の形状に加工され、内周側にU・V・W相のコイル10〜12の磁極歯部30〜35と所定のエヤーギャップを介して永久磁石82〜84が配置されている。永久磁石82〜84は、ネオジウム系希土類磁石等を用いてリング状に構成されており、残留磁束及び保持力が共に大きく、磁気エネルギー積がきわめて大きい。このため、磁石面積を小さくしても必要なギャップ磁束を確保でき、所用の出力を得ることができる。  The permanent magnet type rotor 80 is processed into a predetermined shape, and the permanent magnets 82 to 84 are connected to the inner peripheral side of the magnetic pole teeth 30 to 35 of the U / V / W phase coils 10 to 12 and a predetermined air gap. Is arranged. The permanent magnets 82 to 84 are formed in a ring shape using a neodymium rare earth magnet or the like, and both the residual magnetic flux and the holding force are large, and the magnetic energy product is extremely large. For this reason, even if the magnet area is reduced, the necessary gap magnetic flux can be secured, and the desired output can be obtained.

図3(a)〜図3(f)は、側面固定子鉄心24〜29とこれの外周側に形成された凸形の磁極歯部30〜35の構成を図1の軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図を示し、他の構成部品は図中省略している。図3(a)は、U相コイル10の軸端側の側面固定子鉄心24であり、磁極歯部30は,その周方向の中心がマッチマーク36の位置と合わせて時計の12時と、電気角で2π(rad)ずれた時計の6時の位置となるように2個所に形成されている。図3(b)は、U相コイル10の反軸端側の側面固定子鉄心25であり、磁極歯部31は、その周方向の中心が、軸端側の側面固定子鉄心24に形成された磁極歯部30の中心に対し、電気角でπ(rad)ずれた位置に形成されている。この結果、内側固定子鉄心21(図中省略)を通して4極の磁極が、U相コイル10を挟んで側面固定子鉄心24・25の磁極歯部30・31により、外周側の周方向に交互に形成される。  3 (a) to 3 (f) show the configuration of the side stator cores 24 to 29 and the convex magnetic pole tooth portions 30 to 35 formed on the outer peripheral side thereof on the shaft end side (upper part) in FIG. The figure seen through from the opposite axis end side (lower part) is shown, and other components are omitted in the figure. 3A is a side stator core 24 on the shaft end side of the U-phase coil 10, and the magnetic pole tooth portion 30 has its circumferential center aligned with the position of the match mark 36 at 12:00 on the timepiece, It is formed in two places so as to be at the 6 o'clock position of the timepiece shifted by 2π (rad) in electrical angle. FIG. 3B shows a side stator core 25 on the side opposite to the shaft end of the U-phase coil 10, and the magnetic pole tooth portion 31 is formed on the side stator core 24 on the shaft end side at the center in the circumferential direction. It is formed at a position shifted by π (rad) in electrical angle with respect to the center of the magnetic pole tooth portion 30. As a result, through the inner stator core 21 (not shown), the four magnetic poles alternate in the circumferential direction on the outer peripheral side by the magnetic pole teeth 30 and 31 of the side stator cores 24 and 25 across the U-phase coil 10. Formed.

図3(c)は、V相コイル11の軸端側の側面固定子鉄心26であり、磁極歯部32は、その周方向の中心が、U相コイル10の軸端側の側面固定子鉄心24に形成された磁極歯部30の中心に対し、電気角で2π/3(rad)ずらして構成されている。図3(d)は、V相コイル11の反軸端側の側面固定子鉄心27であり、磁極歯部33は、その周方向の中心が、軸端側の側面固定子鉄心26に形成された磁極歯部32の中心に対し、電気角でπ(rad)ずれた位置に形成されている。この結果、U相コイル10の場合と同様に、内側固定子鉄心22(図中省略)を通して4極の磁極が、V相コイル11を挟んで側面固定子鉄心26・27の磁極歯部32・33により、外周側の周方向に交互に形成される。  FIG. 3C shows the side stator core 26 on the shaft end side of the V-phase coil 11, and the magnetic pole tooth portion 32 is centered in the circumferential direction on the side stator core on the shaft end side of the U-phase coil 10. The electrical angle is shifted by 2π / 3 (rad) with respect to the center of the magnetic pole tooth portion 30 formed at 24. FIG. 3D shows the side stator core 27 on the opposite side of the V-phase coil 11, and the magnetic pole teeth 33 are formed in the side stator core 26 on the shaft end side at the center in the circumferential direction. It is formed at a position shifted by π (rad) in electrical angle with respect to the center of the magnetic pole tooth portion 32. As a result, as in the case of the U-phase coil 10, the four-pole magnetic poles pass through the inner stator core 22 (not shown) and the magnetic pole teeth 32 · of the side stator cores 26 and 27 sandwich the V-phase coil 11. 33 are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral side.

図3(e)は、W相コイル12の軸端側の側面固定子鉄心28であり、磁極歯部34は、その周方向の中心が、U相コイル10の軸端側の側面固定子鉄心24に形成された磁極歯部30の中心に対し、電気角で4π/3(rad)ずらして構成されている。図3(f)は、W相コイル12の反軸端側の側面固定子鉄心29であり、磁極歯部35は、その周方向の中心が、軸端側の側面固定子鉄心28に形成された磁極歯部34の中心に対し、電気角でπ(rad)ずれた位置に形成されている。この結果、U・V相の場合と同様に、内側固定子鉄心23(図中省略)を通して4極の磁極が、W相コイル12を挟んで側面固定子鉄心28・29の磁極歯部34・35により、外周側の周方向に交互に形成される。  FIG. 3 (e) shows the side stator core 28 on the shaft end side of the W-phase coil 12, and the magnetic pole tooth portion 34 has a circumferential center in the side stator core on the shaft end side of the U-phase coil 10. The electrical angle is shifted by 4π / 3 (rad) with respect to the center of the magnetic pole tooth portion 30 formed at 24. FIG. 3 (f) shows a side stator core 29 on the opposite side of the W-phase coil 12, and the magnetic pole tooth portion 35 is formed on the side stator core 28 on the shaft end side at the center in the circumferential direction. It is formed at a position shifted by π (rad) in electrical angle with respect to the center of the magnetic pole tooth portion 34. As a result, as in the case of the U / V phase, the four-pole magnetic poles pass through the inner stator core 23 (not shown), and the magnetic pole teeth 34. of the side stator cores 28, 29 sandwich the W-phase coil 12. 35 are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral side.

固定子20は、上述のU・V・W相の各コイル10〜12と、内周側の内側固定子鉄心21〜23、及び各コイルの側面固定子鉄心24〜29を、上述の位置関係を維持しながら軸方向に重ね合わせたように構成されている。  The stator 20 has the above-described positional relationship between the U / V / W-phase coils 10 to 12, the inner circumferential inner stator cores 21 to 23, and the side stator cores 24 to 29 of the coils. It is configured to overlap in the axial direction while maintaining.

図4は、U・V・W相のコイル10〜12の磁極歯部30〜35と、所定のエヤーギャップを介して対向する、永久磁石型回転子80の永久磁石82〜84の軸直角方向断面を示す。いずれも固定子と同一極数である4極の磁極が、内周側に等ピッチで、軸方向に同一極性となるように構成されている。  FIG. 4 shows the directions perpendicular to the axes of the permanent magnets 82 to 84 of the permanent magnet type rotor 80 facing the magnetic pole teeth 30 to 35 of the U / V / W phase coils 10 to 12 via a predetermined air gap. A cross section is shown. In each case, four magnetic poles having the same number of poles as the stator are configured to have the same polarity in the axial direction at an equal pitch on the inner peripheral side.

この実施例においては、例えば、U相コイル10により発生した磁束は、内周側の内側固定子鉄心21→側面固定子鉄心24→磁極歯部30→所定のエヤーギャップ→永久磁石82(S極)→永久磁石82(N極)→所定のエヤーギャップ→磁極歯部31→側面固定子鉄心25→内側固定子鉄心21と三次元的に巡る磁路を構成し、リング状のコイル10に鎖交して軸方向に発生した磁束の変化を、回転方向の磁束の変化に変えることができる。V・W相コイル11・12により発生した磁束も同様に作用させることができ、電源の位相差に対応して磁極歯部32・34を、周方向に電気角で2π/3(rad)ずつずらしているため、検出器94により永久磁石82〜84の極性を判定しながら、コイル10〜12に三相電源を供給することにより、これと同期させて、永久磁石型回転子80を、回転駆動させるブラシレスDCモータを得ることができる。更に、検出器94により永久磁石型回転子80の速度、位置検出を行うことによりACサーボモータとして作用させることができる。  In this embodiment, for example, the magnetic flux generated by the U-phase coil 10 is generated as follows: inner stator core 21 on the inner peripheral side → side stator core 24 → magnetic pole tooth portion 30 → predetermined air gap → permanent magnet 82 (S pole) ) → permanent magnet 82 (N pole) → predetermined air gap → magnetic pole tooth portion 31 → side surface stator core 25 → inner stator core 21 and a magnetic path that circulates in a three-dimensional manner. The change of the magnetic flux generated in the axial direction can be changed to the change of the magnetic flux in the rotation direction. The magnetic flux generated by the V / W-phase coils 11 and 12 can be similarly actuated, and the magnetic pole teeth 32 and 34 corresponding to the phase difference of the power source are set to 2π / 3 (rad) in electrical direction in the circumferential direction. Since the three-phase power is supplied to the coils 10 to 12 while the polarities of the permanent magnets 82 to 84 are determined by the detector 94, the permanent magnet type rotor 80 is rotated in synchronization with this. A brushless DC motor to be driven can be obtained. Further, by detecting the speed and position of the permanent magnet rotor 80 by the detector 94, it can be operated as an AC servo motor.

上述のような構成によれば、コイルを鉄心の歯部に巻き付ける必要がなく、各相のコイル数は最小限各1個で済むため、コイルの巻線作業及び端末処理を大幅に簡略化することができる。また、コイルエンドに相当する部分が存在しないため、コイルの銅線使用量を減らし、銅損を低減することにより、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率向上に寄与することができ、コストダウンや更なる小形化も実現することができる。なお、コイル10〜12の巻き方向が同一でない場合は、該当の磁極歯部を回転軸の周方向に電気角でπ(rad)ずらす等により本実施例と同様に作用させることができる。  According to the configuration as described above, it is not necessary to wind the coil around the tooth portion of the iron core, and the number of coils in each phase is at least one for each, greatly simplifying coil winding work and terminal processing. be able to. In addition, since there is no portion corresponding to the coil end, reducing the amount of copper wire used in the coil and reducing copper loss can contribute to improving the efficiency of brushless DC motors and AC servo motors. Further miniaturization can be realized. If the winding directions of the coils 10 to 12 are not the same, the corresponding magnetic pole teeth can be operated in the same manner as in the present embodiment by shifting the magnetic teeth by π (rad) in the circumferential direction of the rotating shaft by an electrical angle.

図5、図6は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータの実施例2を示している。この実施例2は、上述の実施例1と同様に、三相4極のモータに適用した例であり、実施例1に対して磁極歯部30〜35と永久磁石型回転子80の構成のみ異なり、図1は大略において実施例2の軸方向半断面側面図をも示している。  5 and 6 show a second embodiment of an outer rotor type brushless DC motor according to the present invention. The second embodiment is an example applied to a three-phase four-pole motor as in the first embodiment, and only the configuration of the magnetic pole tooth portions 30 to 35 and the permanent magnet type rotor 80 with respect to the first embodiment. In contrast, FIG. 1 also schematically shows a side view of the axial half-section of the second embodiment.

図5は、実施例2における側面固定子鉄心24〜29と、これの外周側に形成された凸形の磁極歯部30〜35の構成を、実施例1と同様に、図1の軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図を示し、他の構成部品は図中省略している。図5(a)は、U・V・W相コイル10〜12(図中省略)の軸端側の側面固定子鉄心24・26・28を示し、磁極歯部30・32・34は、その周方向の中心を、マッチマーク36に合わせて時計の12時と、電気角で2π(rad)ずれた時計の6時の位置となるように2個所に形成されている。図5(b)は、上記コイル10〜12の反軸端側の側面固定子鉄心25・27・29を示し、磁極歯部31・33・35は、その周方向の中心が、軸端側の側面固定子鉄心24・26・28に形成された磁極歯部30・32・34の中心に対し、電気角でπ(rad)ずれた位置に形成されている。この結果、内側固定子鉄心21(図中省略)を通して4極の磁極が、U相コイル10を挟んで側面固定子鉄心24・25の磁極歯部30・31により、外周側の周方向に交互に形成される。同様に内側固定子鉄心22(図中省略)を通して4極の磁極が、V相コイル11を挟んで側面固定子鉄心26・27の磁極歯部32・33により、外周側の周方向に交互に形成される。更に、内側固定子鉄心23(図中省略)を通して4極の磁極が、W相コイル12を挟んで側面固定子鉄心28・29の磁極歯部34・35により、外周側の周方向に交互に形成される。  FIG. 5 shows the configuration of the side stator cores 24 to 29 in the second embodiment and the convex magnetic pole tooth portions 30 to 35 formed on the outer peripheral side thereof in the same manner as in the first embodiment. The figure seen through from the side (upper part) to the non-axis end side (lower part) is shown, and other components are omitted in the figure. FIG. 5A shows the side stator cores 24, 26, and 28 on the shaft end side of the U, V, and W phase coils 10 to 12 (not shown in the figure). The center in the circumferential direction is formed at two locations so as to be at the 12 o'clock position of the timepiece aligned with the match mark 36 and at the 6 o'clock position of the timepiece shifted by 2π (rad) in electrical angle. FIG. 5B shows the side stator cores 25, 27, and 29 on the side opposite to the end of the coils 10 to 12, and the magnetic pole teeth 31, 33, and 35 are centered in the circumferential direction on the shaft end side. Are formed at positions shifted by π (rad) in electrical angle with respect to the centers of the magnetic pole tooth portions 30, 32, and 34 formed in the side stator cores 24, 26, and 28. As a result, through the inner stator core 21 (not shown), the four magnetic poles alternate in the circumferential direction on the outer peripheral side by the magnetic pole teeth 30 and 31 of the side stator cores 24 and 25 across the U-phase coil 10. Formed. Similarly, the four-pole magnetic poles alternately pass through the inner stator core 22 (not shown) in the circumferential direction on the outer peripheral side by the magnetic pole teeth 32 and 33 of the side stator cores 26 and 27 across the V-phase coil 11. It is formed. Further, the four-pole magnetic poles alternately pass through the inner stator core 23 (not shown in the drawing) in the circumferential direction on the outer peripheral side by the magnetic pole teeth 34 and 35 of the side stator cores 28 and 29 across the W-phase coil 12. It is formed.

固定子20は、上述のU・V・W相の各コイル10〜12と、内周側の内側固定子鉄心21〜23、及び各コイルの側面固定子鉄心24〜29を上述のように各コイルの磁極歯部が回転軸の軸方向に一致するように重ね合わせて構成されている。  The stator 20 includes the above-described U / V / W-phase coils 10 to 12, the inner peripheral inner stator cores 21 to 23, and the side stator cores 24 to 29 of each coil as described above. The magnetic pole teeth of the coil are overlapped so as to coincide with the axial direction of the rotating shaft.

図6(a)〜図6(c)は、U・V・W相のコイル10〜12の磁極歯部30〜35と所定のエヤーギャップを介して対向する、永久磁石型回転子80の内側に配置された永久磁石82〜84の軸直角方向断面を示す。いずれも固定子と同一極数である4極の磁極が、内周側に等ピッチで形成されている。図6(a)は、U相コイル10の磁極歯部30・31に対向する永久磁石82を示し、図6(b)は、V相コイル11の磁極歯部32・33に対向する永久磁石83を示すが、その磁極の周方向の中心は、永久磁石82の磁極の周方向中心に対し、電気角で2π/3(rad)ずれており、更に、図6(c)は、W相コイル12の磁極歯部34・35に対向する永久磁石84を示すが、その磁極の周方向の中心は、永久磁石82の磁極の周方向中心に対し、電気角で4π/3(rad)ずれて構成されている。  6 (a) to 6 (c) show the inside of the permanent magnet type rotor 80 facing the magnetic pole teeth 30 to 35 of the U / V / W phase coils 10 to 12 through a predetermined air gap. A cross section perpendicular to the axis of the permanent magnets 82 to 84 arranged in FIG. In each case, four magnetic poles having the same number of poles as the stator are formed at an equal pitch on the inner peripheral side. 6A shows the permanent magnet 82 facing the magnetic pole teeth 30 and 31 of the U-phase coil 10, and FIG. 6B shows the permanent magnet facing the magnetic pole teeth 32 and 33 of the V-phase coil 11. 83, the center of the magnetic pole in the circumferential direction is deviated by 2π / 3 (rad) in electrical angle with respect to the circumferential center of the magnetic pole of the permanent magnet 82. Further, FIG. The permanent magnet 84 facing the magnetic pole teeth 34 and 35 of the coil 12 is shown. The center of the magnetic pole in the circumferential direction is shifted by 4π / 3 (rad) in electrical angle with respect to the circumferential center of the magnetic pole of the permanent magnet 82. Configured.

この実施例のものにおいても実施例1と同様に、リング状のU・V・W相のコイル10〜12に鎖交して軸方向に発生した磁束の変化を、回転方向の磁束の変化に変えることができ、電源の位相差に対応して永久磁石型回転子80に配置された永久磁石82〜84を、周方向に電気角で2π/3(rad)ずつずらしているため、三相電源駆動のブラシレスDCモータ及びACサーボモータを得ることができる。  In this embodiment as well, as in the first embodiment, the change in the magnetic flux generated in the axial direction linked to the ring-shaped U / V / W phase coils 10 to 12 is changed to the change in the magnetic flux in the rotation direction. Since the permanent magnets 82 to 84 arranged in the permanent magnet type rotor 80 are shifted by 2π / 3 (rad) in electrical direction in the circumferential direction according to the phase difference of the power source, the three-phase A power-driven brushless DC motor and an AC servo motor can be obtained.

上述のように、この構成によっても実施例1と同様に、巻線作業を簡略化し、コイルの銅線使用量を減らし、銅損を低減することにより、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率向上に寄与することができ、コストダウンや更なる小形化も実現することができる。また、固定子鉄心の金型を簡略化することができるため、生産性の向上に寄与することができる。  As described above, this configuration also improves the efficiency of the brushless DC motor and the AC servo motor by simplifying the winding work, reducing the amount of copper wire used in the coil, and reducing the copper loss, as in the first embodiment. The cost can be reduced and further miniaturization can be realized. Moreover, since the die of the stator core can be simplified, it can contribute to the improvement of productivity.

実施例3では、上述のような実施例の構成に加え、磁束の漏れを軽減するための手段として、軸方向に隣接する相間に磁気的な隙間を設けたものである。  In the third embodiment, in addition to the configuration of the above-described embodiment, as a means for reducing the leakage of magnetic flux, a magnetic gap is provided between phases adjacent in the axial direction.

図7(a)は、ブラシレスDCモータの固定子近傍を示す軸方向の半断面部分側面図であり、他の構成部品は図中省略している。図7(a)においてU相の固定子は、コイル10と軸方向両端側の側面固定子鉄心24・25及び内側固定子鉄心21で構成されており、V・W相の固定子も同様にコイル11・12と各固定子鉄心で構成されているが、互いに隣接するU相の固定子鉄心とV相の固定子鉄心、及び、V相の固定子鉄心とW相の固定子鉄心の間には、磁気的な隙間として所定の空隙aを設けて構成されている。  FIG. 7A is a half sectional partial side view in the axial direction showing the vicinity of the stator of the brushless DC motor, and other components are omitted in the drawing. In FIG. 7 (a), the U-phase stator is composed of the coil 10, side stator cores 24 and 25 on both axial ends, and the inner stator core 21, and the V and W-phase stators are the same. It is composed of the coils 11 and 12 and the stator cores, but is adjacent to the U-phase stator core and the V-phase stator core, and between the V-phase stator core and the W-phase stator core. Is provided with a predetermined gap a as a magnetic gap.

図7(b)は、他の実施例を示し、図7(a)と比較して内側固定子鉄心21・22・23は連結して一体に形成されているが、互いに隣接するU相の側面固定子鉄心25とV相の側面固定子鉄心26の間,及び、V相の側面固定子鉄心27とW相の側面固定子鉄心28の間には、磁気的な隙間として所定の空隙aを設けて構成されている。  FIG. 7 (b) shows another embodiment. Compared to FIG. 7 (a), the inner stator cores 21, 22, and 23 are integrally formed. Between the side stator core 25 and the V-phase side stator core 26 and between the V-phase side stator core 27 and the W-phase side stator core 28, a predetermined gap a Is provided.

上述のような構成によれば、寸法aを最適化することにより、隣接する相への磁束の漏れを軽減し、ギャップ磁束密度を確保することができるため、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を向上させることができる。また、図7に示す固定子に対しては、これと組み合わされる永久磁石型回転子の軸方向に互いに隣接する永久磁石82〜84の間にも、同様に空隙aを設けることにより、特性を向上させながら高価な磁石の使用量を減らしコストダウンを実現することができる。なお、空隙aを隙間とせずに非磁性部材を用いて構成しても、同様の効果を得ることができる。  According to the configuration as described above, by optimizing the dimension a, leakage of magnetic flux to adjacent phases can be reduced, and gap magnetic flux density can be ensured. Therefore, the characteristics of the brushless DC motor and AC servo motor Can be improved. In addition, the stator shown in FIG. 7 has the same characteristics by providing a gap a between the permanent magnets 82 to 84 adjacent to each other in the axial direction of the permanent magnet type rotor combined therewith. The cost can be reduced while reducing the amount of expensive magnets used. Note that the same effect can be obtained even if the gap a is made of a nonmagnetic member without forming a gap.

図8、図9は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例4を示している。実施例4では、上述のような実施例の構成を実現する手段として、固定子鉄心の一部を、板状磁性部材を用いて積層一体化を行なうものである。  8 and 9 show Embodiment 4 of the outer rotor type brushless DC motor and AC servomotor according to the present invention. In the fourth embodiment, as a means for realizing the configuration of the above-described embodiment, a part of the stator core is laminated and integrated using a plate-like magnetic member.

図8は、U相コイル10(図中省略)の固定子鉄心を、実施例1あるいは実施例2と同様に、図1の軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図を示す。図8(a)の側面固定子鉄心24には、凸形の磁極歯部30が形成されており、図8(c)の側面固定子鉄心25にも同様に、凸形の磁極歯部31が形成されている。図8(b)は、内側固定子鉄心21であり、側面固定子鉄心24と25の間に挟むようにして支持されるものである。  FIG. 8 shows the stator core of the U-phase coil 10 (omitted in the drawing) through the shaft end side (upper part) of FIG. 1 from the shaft end side (lower part) in the same manner as in Example 1 or Example 2. A view is shown. A convex magnetic pole tooth portion 30 is formed on the side stator core 24 of FIG. 8A, and similarly, a convex magnetic pole tooth portion 31 is formed on the side stator core 25 of FIG. Is formed. FIG. 8B shows the inner stator core 21 that is supported by being sandwiched between the side stator cores 24 and 25.

図8(a)〜図8(c)の夫々の部品は、板状磁性部材をプレス加工により製作した後、マッチマーク36を基準としてヌキカシメ47により所要枚数を夫々積層し密着固定されるものであり、ヌキカシメの他に接着、カシメピン、ネジ止め、溶接等により固着することもできる。他のコイルの固定子鉄心も同様に構成されており、適切な絶縁処理を施した後、各コイルを巻装するものである。なお、軸方向に隣接する相の固定子鉄心を同時に固着一体化した後、各コイルを同時に巻装することもできる。  Each of the parts shown in FIGS. 8A to 8C is obtained by manufacturing a plate-like magnetic member by press working, and then laminating and fixing the required number of pieces with a crimp 47 using the match mark 36 as a reference. Yes, it can also be fixed by adhesion, caulking pins, screwing, welding, etc. in addition to the caulking. The stator cores of the other coils are configured in the same manner, and each coil is wound after appropriate insulation treatment. In addition, after the stator cores of the phases adjacent in the axial direction are fixed and integrated at the same time, the coils can be wound at the same time.

図9(a)に一相分の固定子鉄心とコイルを組み立てた状態を示し、図9(b)は、図9(a)の断面AAを示す。側面固定子鉄心24の磁極歯部30と周方向の隣極となる側面固定子鉄心25の磁極歯部31で形成される極間には、所定の巾tの空隙が設けられている。巾tと磁極歯部30・31の外周側形状は、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を考慮して適宜決定することができる。図9(c)は、巾t=0として磁極歯部30・31の周方向端面を円弧状とすることによりコギングトルクの改善を図った他の実施例を示す。  FIG. 9A shows a state where the stator core and the coil for one phase are assembled, and FIG. 9B shows a cross section AA of FIG. 9A. A gap having a predetermined width t is provided between the poles formed by the magnetic pole teeth 30 of the side stator core 24 and the magnetic pole teeth 31 of the side stator core 25 serving as the adjacent pole in the circumferential direction. The outer peripheral side shape of the width t and the magnetic pole tooth portions 30 and 31 can be appropriately determined in consideration of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor. FIG. 9C shows another embodiment in which the cogging torque is improved by setting the width t = 0 and making the circumferential end faces of the magnetic pole teeth 30 and 31 arcs.

上述のような製法によれば、高精度な固定子鉄心を安価で容易に製作することができ、生産性の向上に寄与することができる。またこのとき、断面形状が円形の従来のマグネットワイヤに代えて、断面形状が概略四角形の導体を用いることにより、導体間の隙間が減少し巻線の占積率を向上させることができるため、コイルの温度上昇を抑制することが可能となり、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率向上と小形化に寄与することができる。なお、巾tの空隙部分に樹脂材等の非磁性材を用いることにより、振動・騒音を抑制することができる。  According to the manufacturing method as described above, a highly accurate stator core can be easily manufactured at low cost, which can contribute to improvement of productivity. At this time, instead of the conventional magnet wire having a circular cross-sectional shape, by using a conductor having a substantially square cross-sectional shape, the gap between the conductors can be reduced and the space factor of the winding can be improved. The temperature rise of the coil can be suppressed, which can contribute to improvement in efficiency and miniaturization of the brushless DC motor and AC servo motor. Note that vibration and noise can be suppressed by using a non-magnetic material such as a resin material in the gap portion of the width t.

図10は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例5を示している。実施例5では、固定子鉄心の一部を、鉄粉を無機系の皮膜などで一粒一粒絶縁し圧縮成型等を行なった所謂圧粉磁心を用いて構成するものである。  FIG. 10 shows Embodiment 5 of an outer rotor type brushless DC motor and AC servomotor according to the present invention. In Example 5, a part of the stator core is constituted by using a so-called dust core in which iron powder is insulated one by one with an inorganic film and subjected to compression molding or the like.

図10(a)は、圧粉磁心で構成した一相分の固定子であり、図9(b)と同様の断面を示す。固定子鉄心は、分割面fで二分されて夫々が圧粉磁心で構成されており、更に、側面固定子鉄心24・25の磁極歯部30・31には磁極片40・41が磁性部材である圧粉磁心を用いて夫々一体に形成されている。側面固定子鉄心24に形成された磁極片40は、側面固定子鉄心25の軸方向端面より,所定の寸法bだけ短く構成されており、側面固定子鉄心25に形成された磁極片41も同様に、側面固定子鉄心24の軸方向端面より、所定の寸法bだけ短く構成されている。なお、コイル10は、別工程にてリング状に形成され適切な絶縁処理を施した後、組み立てを行なう。他の相の固定子鉄心も同様に構成されている。分割面fで二分された固定子鉄心は接着、圧入、カシメピン、ネジ止め等により適宜固定されるものである。図10(b)は、圧粉磁心で構成した他の実施例を示す一相分の固定子であり、固定子の軸方向のコア巾が大きい場合の例を示す。  FIG. 10A shows a one-phase stator composed of a dust core, and shows the same cross section as FIG. 9B. The stator core is divided into two parts by the dividing surface f and each is composed of a dust core. Further, magnetic pole pieces 40 and 41 are magnetic members on the magnetic pole teeth 30 and 31 of the side stator cores 24 and 25, respectively. They are integrally formed using a certain dust core. The pole piece 40 formed on the side stator core 24 is configured to be shorter than the axial end face of the side stator core 25 by a predetermined dimension b, and the pole piece 41 formed on the side stator core 25 is the same. In addition, it is configured to be shorter than the axial end surface of the side stator core 24 by a predetermined dimension b. In addition, the coil 10 is formed in a ring shape in a separate process and is assembled after an appropriate insulation treatment is performed. The stator cores of the other phases are similarly configured. The stator core divided into two by the dividing surface f is appropriately fixed by adhesion, press fitting, caulking pins, screwing, or the like. FIG. 10 (b) shows a stator for one phase showing another embodiment constituted by a dust core, and shows an example in which the axial core width of the stator is large.

実施例1に示すように、固定子鉄心の内部においては磁束が三次元的に移動するため、上述のように全方向に対し比抵抗と透磁率の値がともに大きい圧粉磁心を用いることにより、磁束の移動が容易となり、鉄心内部の損失を軽減することができ、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの効率向上に寄与することができる。また、鉄心プレスの工程が一部あるいは全部不要となるため、固定子鉄心を安価で容易に製作することができ、更に各コイルの巻線が容易となるため、生産性の向上とコストダウンに寄与することができる。更にまた、磁極片により磁束を有効に活用することができ、寸法bを最適化することにより漏れ磁束が減少し効率向上に寄与することができる。なお、軸方向に隣接する相の固定子鉄心の一部を連結して一体に形成することもでき、図10に示す固定子鉄心の形状を、板状磁性部材を用いて構成することも可能である。  As shown in Example 1, since the magnetic flux moves three-dimensionally inside the stator core, as described above, by using a dust core having a large specific resistance and permeability in all directions, as described above. The movement of the magnetic flux becomes easy, the loss inside the iron core can be reduced, and it can contribute to the efficiency improvement of the brushless DC motor and the AC servo motor. In addition, since some or all of the core pressing process is not required, the stator core can be easily manufactured at low cost, and the winding of each coil is facilitated, which improves productivity and reduces costs. Can contribute. Furthermore, the magnetic flux can be effectively utilized by the pole piece, and by optimizing the dimension b, the leakage magnetic flux can be reduced and the efficiency can be improved. In addition, a part of the stator core of the phase adjacent in the axial direction can be connected and formed integrally, and the shape of the stator core shown in FIG. 10 can also be configured using a plate-like magnetic member. It is.

図11は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例6を示している。実施例6では、上述のような実施例の構成に加え、固定子にスキューを施すものである。  FIG. 11 shows Embodiment 6 of an outer rotor type brushless DC motor and AC servomotor according to the present invention. In the sixth embodiment, in addition to the configuration of the above-described embodiment, the stator is skewed.

図11は、回転軸を垂直方向として固定子鉄心を直線状に展開して、永久磁石型回転子と対向する外周面を見た部分図である。U相の磁極歯部30と磁極片40は、周方向に隣接する磁極歯部31及び磁極片41とスキュー角だけ傾いて構成されており、極間の空隙t=0の場合を示す。V・W相の夫々の磁極歯部と磁極片も同様にスキュー角だけ傾いて構成されている。なお、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を考慮して、周方向に隣接する磁極歯部と磁極片、および磁極片どうしを薄肉のブリッジ部分で連結することもできる。  FIG. 11 is a partial view of the outer peripheral surface facing the permanent magnet type rotor, in which the stator core is linearly developed with the rotation axis as the vertical direction. The U-phase magnetic pole tooth portion 30 and the magnetic pole piece 40 are inclined with respect to the magnetic pole tooth portion 31 and the magnetic pole piece 41 adjacent in the circumferential direction by a skew angle, and the case where the gap t = 0 between the poles is shown. Similarly, the magnetic pole teeth and pole pieces of the V and W phases are also inclined by the skew angle. In consideration of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor, the magnetic pole tooth portions and the magnetic pole pieces adjacent to each other in the circumferential direction, and the magnetic pole pieces can be connected by a thin bridge portion.

上述の構成においては、固定子に容易にスキューを施し、スキュー角を最適化することによりギャップ磁束の高調波成分の影響を低減させることができるとともに、磁気回路のパーミアンスの急峻な変動を避けることができるため、コギングトルクを軽減させ、振動・騒音ひいては回転ムラを低減することができ、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を向上させることができる。なお、固定子をスキューする代わりに、永久磁石型回転子に配置された永久磁石にスキュー着磁等を施しても同様の効果を得ることができる。  In the above-described configuration, it is possible to easily skew the stator and optimize the skew angle to reduce the influence of the harmonic component of the gap magnetic flux, and avoid steep fluctuations in the magnetic circuit permeance. Therefore, cogging torque can be reduced, vibration and noise, and thus rotation unevenness can be reduced, and the characteristics of the brushless DC motor and AC servo motor can be improved. Note that the same effect can be obtained by performing skew magnetization or the like on the permanent magnet arranged in the permanent magnet type rotor instead of skewing the stator.

図12は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例7を示している。実施例7では、印刷回路技術を用いて固定子コイルを形成するものである。  FIG. 12 shows a seventh embodiment of an outer rotor type brushless DC motor and an AC servomotor according to the present invention. In the seventh embodiment, a stator coil is formed using a printed circuit technique.

図12(a)は、固定子コイルを軸方向から見た平面図であり、図12(b)は、図12(a)の断面BBの拡大図を示し、絶縁部材61の上に印刷回路技術によりコイル10の導体層をリング状に形成した後、保護被覆62を施し電気的絶縁性と機械的強度を維持するように構成する。コイル10の導体層の寸法、形状はブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を考慮して適宜決定されるが、コイル10の巻回数を多く必要とする場合は、上述のように構成した導体層を、コイル10の巻き方向が同一となるように軸方向に複数層重ね合わせて、接続用端子63・64を用いて直列あるいは並列に接続を行う。図12(c)は、一相分の固定子として2層構造のコイル10を側面固定子鉄心24と25で挟持するように構成した例であり、図10と同様の断面を示す。  12A is a plan view of the stator coil as viewed from the axial direction, and FIG. 12B is an enlarged view of the cross section BB of FIG. After the conductor layer of the coil 10 is formed in a ring shape by the technique, a protective coating 62 is applied to maintain the electrical insulation and mechanical strength. The dimensions and shape of the conductor layer of the coil 10 are appropriately determined in consideration of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor. However, when a large number of turns of the coil 10 is required, the conductor layer configured as described above. Are stacked in the axial direction so that the winding direction of the coil 10 is the same, and connected in series or in parallel using the connection terminals 63 and 64. FIG. 12C shows an example in which a two-layered coil 10 is sandwiched between side stator cores 24 and 25 as a single-phase stator, and shows the same cross section as FIG.

この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータによれば、コイルを鉄心の歯部に巻き付ける必要がないため、上述のように所謂シートコイルを用いた構成とすることにより、巻線機を使わずに高密度な占積率を有するコイルを安価に製作することができるため、生産性の向上とコストダウンに寄与することができる。  According to the outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention, it is not necessary to wind the coil around the tooth portion of the iron core. Since a coil having a high density space factor can be manufactured at low cost without using a wire, it is possible to contribute to improvement of productivity and cost reduction.

図13は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例8を示している。実施例8では、印刷回路技術を用いて固定子鉄心の表面に直接的に固定子コイルを形成するものである。  FIG. 13 shows Embodiment 8 of an outer rotor type brushless DC motor and AC servomotor according to the present invention. In Example 8, the stator coil is formed directly on the surface of the stator core using a printed circuit technique.

図13(a)は、実施例7と同様に固定子コイルを軸方向から見た平面図であり、図13(b)は、図13(a)の断面CCの拡大図を示す。磁極片41を備えた側面固定子鉄心25の軸方向端面に絶縁部材61により絶縁被膜を形成した後、印刷回路技術によりコイル10の導体層をリング状に形成し、保護被覆62を施し電気的絶縁性と機械的強度を維持するように構成する。実施例7と同様に、コイル10の導体層の寸法、形状はブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を考慮して適宜決定されるが、コイル10の巻回数を多く必要とする場合は、上述のように構成した導体層を、コイル10の巻き方向が同一となるように軸方向に複数層重ね合わせて、接続用端子63・64を用いて直列あるいは並列に接続を行う。図13(c)は、一相分の固定子として夫々2層構造のコイル10を有する側面固定子鉄心24と25を、コイル10の巻き方向が同一となるように重ね合わせて構成した例であり、図10と同様の断面を示す。  FIG. 13A is a plan view of the stator coil as seen from the axial direction as in the seventh embodiment, and FIG. 13B shows an enlarged view of the cross section CC of FIG. After an insulating film is formed on the end face in the axial direction of the side stator core 25 provided with the pole piece 41 by the insulating member 61, the conductor layer of the coil 10 is formed in a ring shape by a printed circuit technique, and a protective coating 62 is applied to electrically It is configured to maintain insulation and mechanical strength. As in the seventh embodiment, the size and shape of the conductor layer of the coil 10 are determined as appropriate in consideration of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servomotor. The conductor layers configured as described above are stacked in the axial direction so that the winding direction of the coil 10 is the same, and connected in series or in parallel using the connection terminals 63 and 64. FIG. 13C is an example in which side stator cores 24 and 25 each having a two-layered coil 10 as a single-phase stator are overlapped so that the winding direction of the coil 10 is the same. Yes, and shows a cross section similar to FIG.

上述のように所謂金属基板技術を応用したプリントコイルを用いた構成によれば、固定子鉄心とコイルを一体に製作することができるため、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの小型化と生産性の向上に寄与することができる。また、更に小形化を行う場合は、コイルの導体層のみでなく固定子鉄心を構成する磁気回路層も印刷回路技術を用いて形成することができる。  As described above, according to the configuration using the printed coil applying the so-called metal substrate technology, the stator core and the coil can be manufactured integrally, so that the brushless DC motor and the AC servo motor can be reduced in size and productivity. It can contribute to improvement. In the case of further downsizing, not only the coil conductor layer but also the magnetic circuit layer constituting the stator core can be formed by using the printed circuit technique.

図14は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例9を示している。実施例9では、円筒状に巻回した銅箔を所定の巾に切断して固定子コイルを形成するものである。  FIG. 14 shows a ninth embodiment of an outer rotor type brushless DC motor and an AC servomotor according to the present invention. In Example 9, a copper coil wound in a cylindrical shape is cut to a predetermined width to form a stator coil.

図14(a)に示すように、表面に絶縁被膜を施したシート状の銅箔65を円筒状に巻回し、両端に接続用の端子部分を形成する導電性のパイプ66・67を接合した後、樹脂等により固着一体化し、図14(b)に示すように金属ワイヤ68等により所定の巾に切断し、適宜絶縁処理を施してコイル10を形成する。この実施例においても、コイル10を形成する銅箔の寸法、形状はブラシレスDCモータ及びACサーボモータの特性を考慮して適宜決定されるが、コイル10の巻回数を多く必要とする場合は、上述のように構成したコイルを巻き方向が同一となるように軸方向に複数個重ね合わせて、これらのコイル間を導電性のパイプ66・67を切断して形成された接続用端子を用いて、直列あるいは並列に接続を行うことができる。図14(c)は、一相分の固定子としてコイル10を側面固定子鉄心24と25で挟持するように構成した例であり、図10と同様の断面を示す。  As shown in FIG. 14 (a), a sheet-like copper foil 65 having an insulating coating on its surface is wound into a cylindrical shape, and conductive pipes 66 and 67 that form connection terminal portions are joined to both ends. Thereafter, the coil 10 is formed by being fixed and integrated with a resin or the like, cut into a predetermined width with a metal wire 68 or the like as shown in FIG. Also in this embodiment, the dimensions and shape of the copper foil forming the coil 10 are appropriately determined in consideration of the characteristics of the brushless DC motor and the AC servo motor. However, when a large number of turns of the coil 10 is required, A plurality of coils configured as described above are overlapped in the axial direction so that the winding direction is the same, and a connection terminal formed by cutting the conductive pipes 66 and 67 between these coils is used. Connections can be made in series or in parallel. FIG. 14C shows an example in which the coil 10 is sandwiched between the side stator cores 24 and 25 as a one-phase stator, and shows the same cross section as FIG.

上述のように所謂スライスコイルを用いた構成によれば、比較的電流容量の大きいコイルを、巻線機を使わずに安価に製作することができるため、ブラシレスDCモータ及びACサーボモータの生産性の向上とコストダウンに寄与することができる。  As described above, according to the configuration using the so-called slice coil, a coil having a relatively large current capacity can be manufactured at low cost without using a winding machine, so that the productivity of the brushless DC motor and the AC servo motor can be achieved. It can contribute to improvement and cost reduction.

図15は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例10を示している。実施例10では、毎相のコイルを複数個とし、各相のコイルの軸方向並び順が対称形となるように配置したものである。  FIG. 15 shows an embodiment 10 of an outer rotor type brushless DC motor and an AC servomotor according to the present invention. In the tenth embodiment, a plurality of coils for each phase are provided, and the coils are arranged so that the axial arrangement order of the coils for each phase is symmetrical.

図15は、固定子近傍を示す軸方向の半断面部分側面図であり、他の構成部品は図中省略している。図15においては、毎相のコイル数を2個とし、U相のコイルは10と10a、V相のコイルは11と11a、W相のコイルは12と12aで構成され、軸端側(上部)から反軸端側(下部)に向かってU・V・W・W・V・U相の並び順で回転軸90の軸方向に対称形となるように配置し、各相毎に直列あるいは並列に適宜接続した後、全体としては図2に示すようにY字形に結線を行い、電源ユニット16に接続するものである。  FIG. 15 is a partial sectional side view in the axial direction showing the vicinity of the stator, and other components are omitted in the drawing. In FIG. 15, the number of coils in each phase is two, the U phase coil is composed of 10 and 10a, the V phase coil is composed of 11 and 11a, and the W phase coil is composed of 12 and 12a. ) From the opposite axis end side (lower part) in the arrangement order of U, V, W, W, V, U phase so as to be symmetrical in the axial direction of the rotary shaft 90, After appropriate connection in parallel, the whole is connected in a Y shape as shown in FIG. 2 and connected to the power supply unit 16.

上述のような構成によれば、軸方向に発生する振動を相殺することにより、更に低振動・低騒音を実現することができる。  According to the configuration as described above, it is possible to realize further low vibration and low noise by canceling the vibration generated in the axial direction.

図16は、この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの実施例11を示している。実施例11では、実施例10において軸方向に互いに隣接する同一相のコイルと固定子鉄心を一体化して構成するものである。  FIG. 16 shows Embodiment 11 of an outer rotor type brushless DC motor and an AC servomotor according to the present invention. In the eleventh embodiment, the same-phase coils and stator cores that are adjacent to each other in the axial direction in the tenth embodiment are integrated.

図16は、図15と同様に固定子近傍を示す軸方向の半断面部分側面図であり、他の構成部品は図中省略している。図16においては、図15の軸方向中央付近で互いに隣接するW相のコイル12と12aを一体化し、更にコイル12と12aの固定子鉄心も一体化し、実施例10と同様に、各相毎に適宜接続した後、全体としては図2に示すようにY字形に結線を行い、電源ユニット16に接続するものである。  FIG. 16 is a partial half sectional side view in the axial direction showing the vicinity of the stator as in FIG. 15, and other components are omitted in the drawing. In FIG. 16, the W-phase coils 12 and 12a adjacent to each other in the vicinity of the center in the axial direction of FIG. 15 are integrated, and the stator cores of the coils 12 and 12a are also integrated. Then, as shown in FIG. 2, the whole is connected in a Y shape and connected to the power supply unit 16.

上述のような構成によれば、固定子鉄心とコイルの製作を簡略化することができ、コストダウンと小形化に寄与することができる。  According to the configuration as described above, the manufacture of the stator core and the coil can be simplified, which can contribute to cost reduction and miniaturization.

実施例1〜11は、アウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータの極数が4極でリング状の永久磁石を用いた場合をこの発明に適用したが、この発明によるブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、これ以外の極数および磁石形状を有する場合に対しても有効である。そして、この発明によるブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、リング状の固定子コイルを二相構造とすることにより、更に小形でローコストなアウターロータ形のモータを得ることもでき、用途に応じてセンサーレス方式を採用することもできる。また、この発明によるブラシレスDCモータ及びACサーボモータに動圧軸受を用いることにより、更に小形・軽量で低振動・低騒音を実現することができる。  In the first to eleventh embodiments, the case where an outer rotor type brushless DC motor and an AC servo motor have four poles and a ring-shaped permanent magnet is applied to the present invention. However, the brushless DC motor and AC according to the present invention are applied to the present invention. The servo motor is also effective for cases having other pole numbers and magnet shapes. The brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention can obtain a smaller and low-cost outer rotor type motor by making the ring-shaped stator coil into a two-phase structure. The less method can also be adopted. In addition, by using a dynamic pressure bearing in the brushless DC motor and AC servo motor according to the present invention, it is possible to realize further small size, light weight, low vibration and low noise.

この発明によるアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、各種産業分野で利用することができるが、特に、軸方向の寸法を小形化できるためハードディスク・ドライブ(HDD)、ディーブイディー(DVD)ドライブ等のスピンドル用モータとして、あるいは、パソコン等のCPU冷却用ファンモータとして利用することができる。また、超小形化が可能なためロボットやマイクロマシン等に利用することもできる。更にまた、この発明によるブラシレスDCモータ及びACサーボモータは、外力により回転軸を回転させ永久磁石型発電機として電力を得ることも可能である。  The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention can be used in various industrial fields. Particularly, since the axial dimension can be reduced, the hard disk drive (HDD) and the DV (DVD) ) It can be used as a spindle motor for a drive or the like, or as a CPU cooling fan motor for a personal computer or the like. In addition, since it can be miniaturized, it can be used for robots, micromachines, and the like. Furthermore, the brushless DC motor and the AC servo motor according to the present invention can also obtain electric power as a permanent magnet generator by rotating the rotating shaft by an external force.

実施例1及び実施例2におけるアウターロータ形のブラシレスDCモータの軸方向半断面側面図である。(側面固定子鉄心と磁極歯部の構成は図3あるいは図5に依る)FIG. 4 is a half sectional side view in the axial direction of an outer rotor type brushless DC motor according to the first and second embodiments. (The configuration of the side stator core and magnetic pole teeth depends on Fig. 3 or Fig. 5) 実施例1におけるブラシレスDCモータの接続図である。1 is a connection diagram of a brushless DC motor in Embodiment 1. FIG. 実施例1における側面固定子鉄心と磁極歯部の構成を、軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図である。(突極形状を誇張して図示)It is the figure which saw through the structure of the side stator iron core and magnetic pole tooth part in Example 1 through the shaft end side (upper part) to the non-shaft end side (lower part). (The salient pole shape is exaggerated) 実施例1における永久磁石型回転子の回転軸に対して直角方向の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the rotation axis of the permanent magnet type rotor in the first embodiment. 実施例2における側面固定子鉄心と磁極歯部の構成を、軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図である。(突極形状を誇張して図示)It is the figure which saw through the structure of the side stator iron core and magnetic pole tooth part in Example 2 through the shaft end side (upper part) to the non-shaft end side (lower part). (The salient pole shape is exaggerated) 実施例2における永久磁石型回転子の回転軸に対して直角方向の断面図である。6 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the rotation axis of a permanent magnet type rotor in Embodiment 2. FIG. (a)は実施例3における固定子、(b)は他の実施例における固定子を示す夫々軸方向半断面部分側面図である。(A) is a stator in Example 3, (b) is an axial direction half cross-section partial side view which respectively shows the stator in another Example. 実施例4における固定子鉄心の構成を、軸端側(上部)から反軸端側(下部)へ透かして見た図である。It is the figure which looked at the structure of the stator core in Example 4 through the shaft end side (upper part) from the non-shaft end side (lower part). (a)と(b)は実施例4における固定子鉄心を組み立てた図であり、(c)は他の実施例における固定子鉄心を組み立てた図である。(A) And (b) is the figure which assembled the stator core in Example 4, (c) is the figure which assembled the stator core in another Example. (a)は実施例5における固定子を示す軸方向断面側面図であり、(b)は他の実施例における固定子を示す軸方向断面側面図である。(A) is an axial cross-sectional side view which shows the stator in Example 5, (b) is an axial cross-sectional side view which shows the stator in another Example. 実施例6における固定子鉄心の外周面の部分図である。FIG. 10 is a partial view of an outer peripheral surface of a stator core in Example 6. 実施例7における固定子コイルの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a stator coil in Example 7. 実施例8における固定子コイルの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a stator coil in Example 8. 実施例9における固定子コイルの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a stator coil in Example 9. 実施例10における固定子を示す軸方向半断面部分側面図である。FIG. 10 is a partial side view in the axial direction showing a stator in Example 10; 実施例11における固定子を示す軸方向半断面部分側面図である。FIG. 25 is a partial side view in the axial direction half cross section showing the stator in the eleventh embodiment. 従来例のアウターロータ形のブラシレスDCモータを示し、(a)は軸方向半断面側面図、(b)は主要部分の構成を示す。The outer-rotor type brushless DC motor of a prior art example is shown, (a) is an axial direction half cross-sectional side view, (b) shows the structure of the principal part.

符号の説明Explanation of symbols

10〜12及び10a〜12a固定子コイル、13リード線、16三相電源ユニット、20固定子、21〜23内側固定子鉄心、24〜29側面固定子鉄心、30〜35磁極歯部、36マッチマーク、40・41磁極片、47ヌキカシメのカシメ位置、61絶縁部材、62保護被覆、63・64接続用端子、65銅箔、66・67導電性パイプ、68金属ワイヤ、80永久磁石型回転子、82〜84永久磁石、90回転軸、91軸受部材、92ブラケット、93回転フレーム、94検出器、115従来の固定子コイル、125従来の固定子鉄心、126従来の固定子鉄心の歯部、a・b・t所定の隙間、f分割面、hコイルエンドの長さ、  10-12 and 10a-12a stator coils, 13 lead wires, 16 three-phase power supply units, 20 stators, 21-23 inner stator cores, 24-29 side stator cores, 30-35 magnetic pole teeth, 36 matches Mark, 40/41 pole piece, 47 crimping position, 61 insulation member, 62 protective coating, 63/64 connection terminal, 65 copper foil, 66/67 conductive pipe, 68 metal wire, 80 permanent magnet rotor 82 to 84 permanent magnets, 90 rotating shafts, 91 bearing members, 92 brackets, 93 rotating frames, 94 detectors, 115 conventional stator coils, 125 conventional stator cores, 126 conventional stator core teeth, a, b, t predetermined gap, f dividing surface, h coil end length,

Claims (12)

内周側に等ピッチで軸方向に同一極性となるようにN・S極を交互に備えた永久磁石型回転子を有し、この回転子の内側に、所定のエヤーギャップを介して対向する磁極歯部を備えた固定子を配置した、アウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータにおいて、前記固定子に軸方向に分割してリング状に複数のコイルを巻装し、前記各コイルのリングの中心と回転軸の中心が概ね一致するように配置して、前記各コイルの内周側と軸方向両端側に夫々磁気回路を構成する固定子鉄心を設ける。そして、前記固定子鉄心の外周側には、前記永久磁石型回転子と同一極数の前記磁極歯部が、当該コイルを挟んで回転軸の周方向に電気角でπ(rad)ずれた位置に交互に形成されており、更に、前記各コイルの前記磁極歯部を回転軸の周方向に所定の角度ずらして、軸方向に重ね合わせたように構成されていることを特徴とするアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。A permanent magnet type rotor having alternating N and S poles so as to have the same polarity in the axial direction at an equal pitch is provided on the inner peripheral side, and is opposed to the inside of the rotor via a predetermined air gap. In an outer rotor type brushless DC motor and an AC servo motor in which a stator having a magnetic pole tooth portion is arranged, a plurality of coils are wound in a ring shape on the stator in the axial direction. Arranged so that the center of the ring and the center of the rotating shaft substantially coincide with each other, the stator cores constituting the magnetic circuit are provided on the inner peripheral side and the both axial ends of each coil. And, on the outer peripheral side of the stator core, the magnetic pole tooth portion having the same number of poles as the permanent magnet type rotor is shifted by an electrical angle of π (rad) in the circumferential direction of the rotating shaft across the coil. Further, the outer rotor is configured such that the magnetic pole tooth portions of each coil are shifted by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft and overlapped in the axial direction. Shaped brushless DC motor and AC servo motor. アウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータにおいて、固定子の軸方向に分割してリング状に複数のコイルを巻装し、前記各コイルのリングの中心と回転軸の中心が概ね一致するように配置して、前記各コイルの内周側及び軸方向両端側に夫々磁気回路を構成する固定子鉄心を設ける。そして、前記固定子鉄心の外周側には、所定の極数の磁極歯部が当該コイルを挟んで回転軸の周方向に電気角でπ(rad)ずれた位置に交互に形成され、前記各コイルの前記磁極歯部を回転軸の軸方向に一致するように重ね合わせて構成する。そして更に、前記磁極歯部の外側で所定のエヤーギャップを介して対向する永久磁石型回転子は、前記固定子と同一極数のN・S極を内周側に等ピッチで交互に備えており、その磁極の周方向中心は、前記各コイルに対応させて回転軸の周方向に所定の角度ずらして構成されていることを特徴とするアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。In an outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor, a plurality of coils are wound in a ring shape divided in the axial direction of the stator so that the center of the ring of each coil and the center of the rotating shaft substantially coincide with each other. The stator cores constituting the magnetic circuit are provided on the inner peripheral side and the axially opposite ends of each coil. And on the outer peripheral side of the stator core, magnetic pole tooth portions with a predetermined number of poles are alternately formed at positions shifted by π (rad) in electrical direction in the circumferential direction of the rotation axis across the coil, The magnetic pole tooth portion of the coil is configured to overlap with the axial direction of the rotating shaft. Further, the permanent magnet type rotor facing the outside of the magnetic pole tooth portion with a predetermined air gap alternately includes N and S poles having the same number of poles as the stator on the inner peripheral side at equal pitches. An outer rotor type brushless DC motor and an AC servo motor are characterized in that the center in the circumferential direction of the magnetic pole is shifted by a predetermined angle in the circumferential direction of the rotating shaft in correspondence with each coil. 前記固定子あるいは前記永久磁石型回転子に、磁束の漏れを軽減するための手段を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。3. The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to claim 1, wherein the stator or the permanent magnet type rotor is provided with means for reducing leakage of magnetic flux. 前記固定子鉄心の少なくともその一部を、板状磁性部材を用いて積層一体化して形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。4. The outer rotor-type brushless DC motor according to claim 1, wherein at least a part of the stator core is formed by laminating and integrating using a plate-like magnetic member. 5. AC servo motor. 前記固定子鉄心の少なくともその一部を、所謂圧粉磁心(鉄粉磁心ともいう。以下同様)を用いて形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。5. The outer rotor according to claim 1, wherein at least a part of the stator core is formed by using a so-called dust core (also referred to as an iron core). Shaped brushless DC motor and AC servo motor. 前記磁極歯部に、磁性部材で構成された磁極片を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。6. The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to claim 1, wherein the magnetic pole tooth portion includes a pole piece made of a magnetic member. 前記固定子あるいは前記永久磁石型回転子に、スキューを施したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。7. The outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to claim 1, wherein the stator or the permanent magnet type rotor is skewed. 前記コイルを、印刷回路技術を用いて形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo motor according to claim 1, wherein the coil is formed using a printed circuit technology. 前記コイルを、印刷回路技術を用いて前記固定子鉄心の表面に直接的に形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。The outer rotor type brushless DC motor and the AC servo according to any one of claims 1 to 7, wherein the coil is directly formed on a surface of the stator core using a printed circuit technique. motor. 前記コイルを、銅箔を円筒状に巻回した後、所定の巾に切断して形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。The outer rotor brushless DC motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the coil is formed by winding a copper foil into a cylindrical shape and then cutting the coil into a predetermined width. AC servo motor. 毎相のコイルを複数個とし、各相のコイルの軸方向並び順が対称形となるように配置したことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。The outer rotor type brushless according to any one of claims 1 to 10, wherein a plurality of coils of each phase are arranged so that the axial arrangement order of the coils of each phase is symmetrical. DC motor and AC servo motor. 請求項11に記載のアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータにおいて、軸方向に互いに隣接する同一相の前記コイル、及び、当該固定子鉄心を一体化して構成することを特徴とするアウターロータ形のブラシレスDCモータ及びACサーボモータ。12. The outer rotor type brushless DC motor and AC servo motor according to claim 11, wherein the coils of the same phase adjacent to each other in the axial direction and the stator iron core are integrally formed. Shaped brushless DC motor and AC servo motor.
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