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JPH02269454A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

Info

Publication number
JPH02269454A
JPH02269454A JP7342690A JP7342690A JPH02269454A JP H02269454 A JPH02269454 A JP H02269454A JP 7342690 A JP7342690 A JP 7342690A JP 7342690 A JP7342690 A JP 7342690A JP H02269454 A JPH02269454 A JP H02269454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor magnet
coil
stator coil
brushless motor
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7342690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saburo Kazama
風間 三郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7342690A priority Critical patent/JPH02269454A/en
Publication of JPH02269454A publication Critical patent/JPH02269454A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Brushless Motors (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブラシレスモータにかかわり、特に、固定子コ
イルとして、エツチングやメツキ等による渦巻状のパタ
ーン状導体でコイル極を形成した扇子型ブラシレスモー
タの構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to the structure of a fan-shaped brushless motor in which coil poles are formed by etching, plating, etc., spiral patterned conductors as stator coils.

第1図ないし第3図は従来のブラシレスモータの構造例
を示す図で、第1図は側断面図、第2図は内側平面図、
第3図は回転子マグネットの磁極平面図である。本例は
3個の磁界検出素子を用いて回転子マグネットの回転位
置の検出を行う扁平型8極3相ブラシレスモータの例で
ある。図において、回転子マグネット1はその表面を扇
形に8等分着磁してあり、回転子ヨーク6を介して回転
軸8に固定しである。回転軸8は軸受5.5′で回転自
在に支承しである0回転子マグネット1の磁極面に対向
して固定子を設けである。この固定子は、固定子コイル
2、固定子ヨーク3.磁界検出素子4.4’ 、4’ 
、および配線基板11とを備えて成っている。磁界検出
素子4.4’ 、4’は配線基板11上に取り付けてあ
り、配線基板11とともに固定子コイル2の外周側面部
に所定の角度間隔をもって配列され固定されている。磁
界検出素子4.4’ 、4’では1回転子マグネット1
の側方の漏洩磁界を検知して回転子マグネット1の回転
位置の検出を行う、固定子コイル2は1相あたり8極の
構造で、3相では24極構造である。固定子コイル2と
固定子ヨーク3との間には回転速度信号発生用として周
波数発電コイル15を固定しである1周波数発電コイル
15としては、固定子コイル2と同じ横形状・極数のも
のを用いている。磁界検出素子4.4’ 、4’の端末
、固定子コイル2の端末、および周波数発電コイル15
の端末は、すべて手作業によるはんだ付けにより配線基
板11の面上の導体パターンに接続する。すなわち、磁
界検出素子4.4’ 、4’をあらかじめ配線基板11
上にはんだ付けして固定し、これをモータ固定子として
組み込んだ後。
Figures 1 to 3 are diagrams showing structural examples of conventional brushless motors, in which Figure 1 is a side sectional view, Figure 2 is an inside plan view,
FIG. 3 is a plan view of the magnetic poles of the rotor magnet. This example is an example of a flat type 8-pole 3-phase brushless motor that detects the rotational position of a rotor magnet using three magnetic field detection elements. In the figure, a rotor magnet 1 has its surface magnetized into eight equal sectors in a fan shape, and is fixed to a rotating shaft 8 via a rotor yoke 6. The rotating shaft 8 is rotatably supported by a bearing 5.5', and a stator is provided opposite the magnetic pole surface of the zero rotor magnet 1. This stator includes a stator coil 2, a stator yoke 3. Magnetic field detection element 4.4', 4'
, and a wiring board 11. The magnetic field detection elements 4.4', 4' are mounted on the wiring board 11, and are arranged and fixed at predetermined angular intervals on the outer peripheral side surface of the stator coil 2 together with the wiring board 11. Magnetic field detection element 4. 4', 4' has 1 rotor magnet 1
The stator coil 2, which detects the rotational position of the rotor magnet 1 by detecting the lateral leakage magnetic field, has a structure of 8 poles per phase, and a 24-pole structure for 3 phases. A frequency power generation coil 15 is fixed between the stator coil 2 and the stator yoke 3 for generating rotational speed signals.The one frequency power generation coil 15 has the same horizontal shape and number of poles as the stator coil 2. is used. Magnetic field detection element 4.4', terminal of 4', terminal of stator coil 2, and frequency generating coil 15
All terminals are connected to conductor patterns on the surface of the wiring board 11 by manual soldering. That is, the magnetic field detection elements 4.4', 4' are connected to the wiring board 11 in advance.
After soldering and fixing it on top and incorporating this as a motor stator.

固定子コイル2と周波数発電コイル15の端末をこの面
上にはんだで接続する。配線基板11はフェノール樹脂
板等の絶縁性の剛体板の上に配線用パターン導体を施し
た構造で、ここから駆動用電子回路への接続には配線用
リード線とコネクタとを用いている。磁界検出素子4.
4’ 、4’としてホール素子を用いかつ入力端末を並
列接続し。
The terminals of the stator coil 2 and the frequency generating coil 15 are connected on this surface with solder. The wiring board 11 has a structure in which a wiring pattern conductor is provided on an insulating rigid board such as a phenol resin board, and wiring lead wires and connectors are used for connection from this to the driving electronic circuit. Magnetic field detection element 4.
Hall elements are used as 4' and 4', and the input terminals are connected in parallel.

固定子コイル2を星形結線とする場合には、駆動用電子
回路に接続するための配線用リード線数は全部で13本
である。従って、配線基板11の表面積も広くなり、コ
ネクタも大型のものが必要であり、配線用リード線の占
めるスペース・重量も大きい、また、シールドケース1
0は、配線基板11を固定するためにその側面の一部を
切欠いた不連続側面形状のものである。しかしながら、
上記のような形状の従来のブラシレスモータでは、(イ
)配線基板、磁界検出素子および周波数発電コイルをそ
れぞれ別個に製作し、これらをモータ組み立て時に手作
業により組み込み・接続をする構成であるために、組み
込み精度も低く、長い組み込み作業時間を特徴とする特
に、磁界検出素子の組み込み精度の低下とそのはんだ付
は作業時間の増大は、それぞれモータの円滑回転性の低
下とコストの上昇を来す。
When the stator coil 2 is star-shaped, the number of wiring leads for connection to the driving electronic circuit is 13 in total. Therefore, the surface area of the wiring board 11 becomes large, the connector needs to be large, and the space and weight occupied by the wiring lead wires are also large.
0 has a discontinuous side surface shape in which a part of the side surface is cut out in order to fix the wiring board 11. however,
Conventional brushless motors with the above shape have a configuration in which (a) the wiring board, magnetic field detection element, and frequency power generation coil are each manufactured separately, and then assembled and connected manually when assembling the motor; The assembly accuracy is also low and the assembly work time is long.In particular, the decrease in the assembly precision of the magnetic field detection element and the increase in the work time for soldering lead to a decrease in the smooth rotation of the motor and an increase in cost, respectively. .

(ロ)端末接続数も多く、処理を自動化しにくい。(b) There are many terminal connections, making it difficult to automate processing.

(ハ)周波数発電コイルの厚みが厚く、固定子コイル体
積をそれだけ縮小せざるを得ないため、モータ効率が低
下する。
(c) The frequency generating coil is thick, and the stator coil volume has to be reduced by that amount, resulting in a decrease in motor efficiency.

(ニ)周波数発電コイルの極配列精度が低いため、発生
する周波数の安定性が低い。
(d) Because the accuracy of the pole arrangement of the frequency generation coil is low, the stability of the generated frequency is low.

(ホ)回転子マグネットの側面磁界が大きく、かつシー
ルドケースが側面に切欠きを有する形状のためモータ外
への漏洩磁束が大きく、大きな誘導ノイズの原因となる
。また、コギングトルクも大きく9円滑回転性を低下さ
せる。
(e) Since the side magnetic field of the rotor magnet is large and the shield case has a shape with a notch on the side, a large amount of magnetic flux leaks to the outside of the motor, causing large induction noise. In addition, the cogging torque is also large and reduces smooth rotation.

(へ)固定子コイルに鎖交する有効磁束量が減少し、モ
ータ効率が低下する。
(f) The amount of effective magnetic flux linked to the stator coil decreases, reducing motor efficiency.

(ト)シールドケース内に大きな鉄損を生じやすい。(g) Large iron loss tends to occur within the shield case.

(チ)モータの平面寸法が大きく、高密度実装ができな
い。
(H) The planar dimensions of the motor are large, making high-density mounting impossible.

(す)回転子マグネットの側面磁界で位置検出をするた
めに、位置検出手段が低下しやすい。
(S) Since the position is detected using the side magnetic field of the rotor magnet, the position detection means tends to deteriorate.

(ヌ)磁界検出素子を半径の大きい位置に設けているた
めに、磁界検出素子中の磁性体片に起因するコギングト
ルクも大きくなる。
(v) Since the magnetic field detection element is provided at a position with a large radius, the cogging torque caused by the magnetic material piece in the magnetic field detection element also becomes large.

等の欠点を有していた。It had the following drawbacks.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、量
産に適した低コスト構造のブラシレスモータを提供する
にある。前記目的を達成するため。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above and to provide a brushless motor with a low cost structure suitable for mass production. To achieve the above purpose.

本発明は、ブラシレスモータにおいて。The present invention relates to a brushless motor.

(イ)複数のコイル極を備えて成り、該複数のコイル極
が、絶縁材の平面上に渦巻状のパターン状導体で形成さ
れかつ上記回転子マグネットの磁極面に対向した平面内
において該回転子マグネットの回転軸に同心状に配され
た構成を有する固定子コイルと。
(a) It is equipped with a plurality of coil poles, and the plurality of coil poles are formed of spiral pattern conductors on a plane of an insulating material, and the rotation in a plane opposite to the magnetic pole surface of the rotor magnet. and a stator coil arranged concentrically with the rotation axis of the child magnet.

(ロ)平面上に上記固定子コイルが固定された固定子ヨ
ークと。
(b) A stator yoke on which the stator coil is fixed on a flat surface.

(ハ)上記回転子マグネットの磁極の磁界を検知し該磁
極の位置に対応した信号を発生する構成を有する位置検
出手段と。
(c) position detection means configured to detect the magnetic field of the magnetic poles of the rotor magnet and generate a signal corresponding to the position of the magnetic poles;

(ニ)上記回転子マグネットの磁極に対向した平面内位
置にあって該回転子マグネットの複数個の磁極が配列さ
れた回転周方向に沿って配され、該周方向に対し直角な
成分の部分が、該周方向の複数箇所に、上記回転子マグ
ネットの磁極の配列ピッチに対応した間隔で配され、少
なくとも絶縁材の面上にパターン状導体で形成され、か
つ上記回転子マグネットの回転時において該回転子マグ
ネットの磁極面からの磁束の変化により、該回転子マグ
ネットの回転速度に比例した周波数特性の逆起電圧が上
記周方向に直角な成分の部分で加算されて発生されるよ
うに形成された連続状の構成を有する回転速度信号発生
手段と。
(d) A portion that is located in a plane opposite to the magnetic poles of the rotor magnet and is arranged along the circumferential direction of rotation in which the plurality of magnetic poles of the rotor magnet are arranged, and whose component is perpendicular to the circumferential direction. are arranged at a plurality of locations in the circumferential direction at intervals corresponding to the arrangement pitch of the magnetic poles of the rotor magnet, are formed of patterned conductors at least on the surface of the insulating material, and when the rotor magnet rotates. Formed so that, due to changes in magnetic flux from the magnetic pole surface of the rotor magnet, a back electromotive force having a frequency characteristic proportional to the rotational speed of the rotor magnet is generated by adding the components perpendicular to the circumferential direction. rotational speed signal generating means having a continuous configuration;

(ホ)上記回転子マグネットの磁極面に対向する部分に
少なくとも絶縁材の平面部分を有し、該平面部分に、少
なくとも、上記回転速度信号発生手段と、上記固定子コ
イルとが、その面上に形成された構成を有している配線
用基板と、 を備えた構成とする。
(e) The rotor magnet has at least a flat part of an insulating material in a portion facing the magnetic pole surface, and at least the rotational speed signal generating means and the stator coil are disposed on the flat part on the flat part. A wiring board having a configuration formed in the following.

上記構成において、回転速度信号発生手段は、回転子マ
グネットの回転による磁束の変化により、そのパターン
状導体内に、回転子マグネットの回転速度に比例する逆
起電圧を発生する。また、配線用基板は、固定子コイル
と回転速度信号発生手段のパターン状導体が所定の絶縁
状態及び接続状態で設けられ1回転子マグネットの磁極
対向面の所定の位置に該固定子コイルと該回転速度信号
発生手段とを保持するとともに、これらの端末部をモー
タ電磁部の外部に引き出す。
In the above configuration, the rotational speed signal generating means generates a back electromotive force proportional to the rotational speed of the rotor magnet in the patterned conductor due to a change in magnetic flux due to rotation of the rotor magnet. Further, the wiring board is provided with the stator coil and the patterned conductor of the rotational speed signal generating means in a predetermined insulated state and connected state, and the stator coil and the patterned conductor of the rotation speed signal generating means are provided at a predetermined position on the magnetic pole facing surface of the first rotor magnet. The rotational speed signal generating means is held, and the terminal portions thereof are drawn out to the outside of the motor electromagnetic section.

以下1本発明を図面に従って説明する。第4図ないし第
10図は本発明によるブラシレスモータの原理構成を説
明するための関連モータ構造の図で、第4図は縦断面図
、第5図(a)は配線用シートの表面図、同(b)はそ
の側面図、同(c)はその裏面図、第6図は固定子ヨー
ク平面図、第7図は固定子コイル平面図、第8図は固定
子コイルの積層断面図、第9図は固定子コイル極断面図
The present invention will be explained below with reference to the drawings. 4 to 10 are diagrams of related motor structures for explaining the principle structure of the brushless motor according to the present invention, in which FIG. 4 is a longitudinal sectional view, FIG. 5(a) is a surface view of a wiring sheet, 6 (b) is a side view thereof, (c) is a back view thereof, FIG. 6 is a plan view of the stator yoke, FIG. 7 is a plan view of the stator coil, and FIG. 8 is a laminated cross-sectional view of the stator coil. FIG. 9 is a stator coil polar cross-sectional view.

第10図は該モータ構造に適する固定子ヨークの他の構
造例を示す図である。本例も前記従来例と同様、磁界検
出素・子を3個用い、平面を8極に扇形に等分割着磁し
た回転子マグネット1の磁界を検出して回転位置検出を
する3相8極のブラシレスモータの構造例である。固定
子は配線用シート12と固定子ヨーク3′と固定子コイ
ル2′で構成しである。配線用シート12は、可撓性の
絶縁シート面上に磁界検出素子4.4’ 、4’を一体
的に固定し、その端末をパターン導体で配線しであると
ともに1周波数発電パターン状導体20と固定子コイル
端末引出しパターン状導体13を設けた構造である。固
定子ヨーク3′は、その平面内の回転子マグネット1の
磁極に対向する所定位置に3個の貫通した小穴25.2
5’ 、25’を設けた構造である。また、固定子コイ
ル2′は、各コイル極を絶縁シート32の表裏面にそれ
ぞれパターン状導体で渦巻状に形成し、スルーホール電
極31で表裏を直列接続したパターン状コイル30.3
0’よりなり、1相あたり8極の構造である0本モータ
の構成では、固定子ヨーク3′の回転子マグネット1に
対向する面側に前記配線用シート12と固定子コイル2
′とを積層して固定する。配線用シート12は磁界検出
素子4,4′4′を固定した面を固定子ヨーク3′側に
固定し。
FIG. 10 is a diagram showing another structural example of a stator yoke suitable for the motor structure. Similar to the conventional example, this example also uses three magnetic field detection elements and detects the magnetic field of the rotor magnet 1, which is magnetized evenly divided into eight poles on a plane in a fan shape, to detect the rotational position. This is an example of the structure of a brushless motor. The stator is composed of a wiring sheet 12, a stator yoke 3', and a stator coil 2'. The wiring sheet 12 integrally fixes the magnetic field detection elements 4, 4', 4' on the surface of a flexible insulating sheet, and wires the terminals with a patterned conductor, and also has a one-frequency power generation patterned conductor 20. It has a structure in which a stator coil terminal drawer pattern conductor 13 is provided. The stator yoke 3' has three through holes 25.2 at predetermined positions facing the magnetic poles of the rotor magnet 1 in its plane.
5' and 25' are provided. The stator coil 2' is a patterned coil 30.3 in which each coil pole is spirally formed with a patterned conductor on the front and back surfaces of an insulating sheet 32, and the front and back sides are connected in series by a through-hole electrode 31.
0', and has 8 poles per phase, the wiring sheet 12 and the stator coil 2 are placed on the side of the stator yoke 3' facing the rotor magnet 1.
′ are stacked and fixed. The surface of the wiring sheet 12 on which the magnetic field detection elements 4, 4'4' are fixed is fixed to the stator yoke 3' side.

磁界検出素子4.4’ 、4’を固定子ヨーク3′の平
面内に設けたそれぞれの対応する小穴25゜25’ 、
25’中に挿入する。固定子コイル2′は1相あたり8
極構造のコイルシート40゜40’ 、40’を回転子
マグネット1の回転方向に対し互いに電気角で2/3π
の角度をずらせて積層して固定する。各コイルシートの
表面上には絶縁被膜36を施してあり、短絡等を起こさ
ないようにしである。固定子コイル2′の端末は配線用
シート12上に形成しである固定子コイル端末引出しパ
ターン状導体13に接続する0周波数発電パターン導体
20は1回転子マグネット1の各磁極下で発生する電圧
を直列加算するため、導体間の周方向の分割角が電気角
でπ/(2n+1)(n=0.1,2・・・・・・)と
なるようにしてあり、本例の構造はn=1の場合を示す
。本構造では。
The magnetic field detection elements 4.4', 4' are provided in the plane of the stator yoke 3' through corresponding small holes 25°25',
Insert into 25'. Stator coil 2' has 8 per phase.
The coil sheets 40° 40' and 40' having a polar structure are arranged at an electrical angle of 2/3π with respect to the rotational direction of the rotor magnet 1.
Stack them at different angles and fix them. An insulating coating 36 is applied on the surface of each coil sheet to prevent short circuits and the like. The terminal of the stator coil 2' is formed on the wiring sheet 12, and the 0-frequency power generation pattern conductor 20 connected to the stator coil terminal pull-out pattern conductor 13 is connected to the voltage generated under each magnetic pole of the rotor magnet 1. In order to add them in series, the dividing angle in the circumferential direction between the conductors is set to be π/(2n+1) (n=0.1, 2...) in electrical angle, and the structure of this example is as follows. The case where n=1 is shown. In this structure.

磁界検出素子4.4’ 、4’および周波数発電パター
ン導体20は配線用シート12上に一体的にこれを設け
、1個の複合部品として完成させである。このため、モ
ータ組み込み時には、これらの端末配線作業も不要であ
り、固定子コイル2′の端末配線のみを行えばよい。し
かも、本例のように固定子コイル2′もパターン状コイ
ルで構成すると、その端末形状を一定にできるため配線
用シート12上への端末接続処理も自動化しやすい。
The magnetic field detection elements 4.4', 4' and the frequency power generation pattern conductor 20 are integrally provided on the wiring sheet 12, and are completed as one composite component. Therefore, when assembling the motor, these terminal wiring operations are not necessary, and only the terminal wiring of the stator coil 2' needs to be done. Furthermore, if the stator coil 2' is also formed of a patterned coil as in this example, the terminal shape can be made constant, so that the terminal connection process onto the wiring sheet 12 can be easily automated.

磁界検出素子4.4’ 、4’は固定子ヨーク3′面内
に挿入され1回転子マグネット1の磁極面直下の磁界を
検知して位置信号を発生する。磁界検出素子4.4’ 
、4’を挿入する固定子ヨーク3′の平面構造としては
、上記のような小穴25゜25’ 、25’を設けたも
ののほか、円環状溝35を設ける構造も実用的である。
The magnetic field detection elements 4.4', 4' are inserted into the plane of the stator yoke 3' and detect the magnetic field directly under the magnetic pole face of the single rotor magnet 1 to generate a position signal. Magnetic field detection element 4.4'
, 4' are inserted into the stator yoke 3', in addition to the above-described small holes 25.degree. 25', 25', a structure in which an annular groove 35 is provided is also practical.

なお、この構造では、溝の真円度および同心度を高くす
ると、小穴構造よりもモータのコギングトルクを低減で
きる利点がある。上記から明らかなように、本構造のブ
ラシレスモータでは端末配線数の大幅な低減と製作の自
動化とが可能となるため、低コスト化を実現でき、また
磁界検出素子4.4’ 、4’の配線用シート12上へ
の一体化取付は構造による配列精度の向上ならびに回転
子マグネット1の磁極面直下の強磁界中での位置検出方
式による位置検出精度の向上が可能となるため、トルク
リップルを低減でき、モータの回転円滑性を向上できる
。さらに、磁界検出素子4.4’ 、4’を固定子コイ
ル2′側には突出させない構造であるため。
Note that this structure has the advantage that the cogging torque of the motor can be reduced more than the small hole structure by increasing the roundness and concentricity of the groove. As is clear from the above, in the brushless motor of this structure, it is possible to significantly reduce the number of terminal wiring and automate the manufacturing, thereby realizing cost reduction. Integral mounting on the wiring sheet 12 improves the arrangement accuracy due to the structure and improves the position detection accuracy by the position detection method in a strong magnetic field directly under the magnetic pole surface of the rotor magnet 1, thereby reducing torque ripple. The rotational smoothness of the motor can be improved. Furthermore, the structure is such that the magnetic field detection elements 4.4', 4' do not protrude toward the stator coil 2' side.

固定子コイルの体積を大きくでき、モータ効率を向上で
きるのほか、極間に隙間をもたない多極構造の固定子コ
イルを用いることができるため、これにより出力の安定
性を向上することができる。
In addition to increasing the volume of the stator coil and improving motor efficiency, it is also possible to use a stator coil with a multi-pole structure without gaps between poles, which improves output stability. can.

また、可撓性の配線用シート12を用いるため。Moreover, since the flexible wiring sheet 12 is used.

モータの平面寸法を増大させることもなく高密度実装が
可能である。
High-density mounting is possible without increasing the planar dimensions of the motor.

第11図および第12図は本発明によるブラシレスモー
タに関連し固定子ヨークと磁界検出素子の取付構造例を
示す図で、第11図はモータ電磁部構造の拡大断面図、
第12図は配線用シートを固定した固定子ヨークの平面
図である1本構造では、磁界検出素子4.4’ 、4’
を固定子ヨーク3′の内周縁内側部に設けている。この
構造では、磁界検出素子4.4’ 、4’を回転子マグ
ネット1の磁極面下に位置させるために、固定子ヨーク
3′の内径は回転子マグネット1の内径より大きくする
。本構造での作用および効果は前記構造の場合と同じで
ある。
11 and 12 are diagrams showing an example of the mounting structure of the stator yoke and the magnetic field detection element in relation to the brushless motor according to the present invention, and FIG. 11 is an enlarged sectional view of the motor electromagnetic part structure;
FIG. 12 is a plan view of the stator yoke to which the wiring sheet is fixed. In the single structure, the magnetic field detection elements 4.4', 4'
is provided inside the inner peripheral edge of the stator yoke 3'. In this structure, the inner diameter of the stator yoke 3' is made larger than the inner diameter of the rotor magnet 1 in order to position the magnetic field detection elements 4.4', 4' below the magnetic pole surface of the rotor magnet 1. The functions and effects of this structure are the same as those of the above structure.

第13図は本発明によるブラシレスモータに関連し固定
子ヨーク構造と磁界検出素子の取付構造における他の構
造例を示すモータ電磁部構造の拡大断面図である。本例
は、固定子ヨーク3′″の内周部に扁平状の円環切欠き
部5oを設け、この中に磁界検出素子4等をはめ込んだ
構造である。本構造においても、前記構造と同様な作用
と効果とを有する。
FIG. 13 is an enlarged sectional view of the motor electromagnetic part structure showing another example of the stator yoke structure and the mounting structure of the magnetic field detection element in relation to the brushless motor according to the present invention. This example has a structure in which a flat annular notch 5o is provided in the inner peripheral part of the stator yoke 3'', and the magnetic field detection element 4, etc. is fitted into this.This structure also has the same structure as that described above. It has similar actions and effects.

第14図および第15図(a)、(b)も本発明による
ブラシレスモータに関連したモータ構造例を示す図で、
第14図は縦断面図、第15図(a)は配線用シートの
表面図、同(b)は裏面図である。本例は、配線用シー
ト12面上に一体化して固定した磁界検出素子4.4’
 、4’を固定子ヨーク3′の裏面(固定子コイルを固
定する面の反対側の面)よりその面内に設けた小穴中に
挿入する構造である0周波数発電パターン導体20と固
定子コイル端末接続パターン導体19を設けた部分の配
線用シート12は、前記構造と同様に固定子コイル2′
の下側に積層して固定する。本構造では、配線用シート
12の磁界検出素子4.4′4′取付は部を固定子ヨー
ク3′の裏面側に固定してモータ外部に露出させること
ができるため、この部分に駆動用電子回路の集積回路等
を搭載できる等モータ外殻部のスペースを利用できるの
ほか、配線の保守もしやすい利点がある。
FIGS. 14 and 15 (a) and (b) are also diagrams showing examples of motor structures related to the brushless motor according to the present invention,
FIG. 14 is a longitudinal sectional view, FIG. 15(a) is a front view of the wiring sheet, and FIG. 15(b) is a back view. In this example, magnetic field detection elements 4.4' are integrated and fixed on the wiring sheet 12.
, 4' are inserted from the back surface of the stator yoke 3' (the surface opposite to the surface on which the stator coil is fixed) into small holes provided in that surface. The wiring sheet 12 in the portion where the terminal connection pattern conductor 19 is provided is connected to the stator coil 2' as in the above structure.
Stack it on the bottom side and fix it. In this structure, the magnetic field detection element 4.4'4' of the wiring sheet 12 can be fixed to the back side of the stator yoke 3' and exposed to the outside of the motor. In addition to being able to utilize the space on the outer shell of the motor to mount circuits such as integrated circuits, it also has the advantage of making wiring easier to maintain.

第16図ないし第18図は本発明のブラシレスモータに
用いる配線用基板としての配線用シートの構造例を示す
図で、第16図はシートの表面図。
16 to 18 are diagrams showing structural examples of a wiring sheet as a wiring board used in the brushless motor of the present invention, and FIG. 16 is a surface view of the sheet.

第17図はその裏面図、第18図は結線図である。FIG. 17 is a back view thereof, and FIG. 18 is a wiring diagram.

本発明では、配線用シート12′内にパターン導体で形
成したパターン状コイル45.45’45′をも一体化
した構造としている。パターン状コイル45.45’ 
、45’は、それぞれ巻き終り端をコイル極中心のスル
ーホール電極31.31’  31’で裏面に導き、そ
こでパターン導体よりなる短絡環55で接続して星形に
結線しである。本構造では、モータ固定子内の端末接続
作業は一切不要にできるため、モータ組み立ての作業性
を著しく向上でき、低コスト化ができる。
The present invention has a structure in which patterned coils 45, 45', 45' formed of patterned conductors are also integrated within the wiring sheet 12'. Patterned coil 45.45'
, 45' are each led to the back side through a through-hole electrode 31, 31', 31' at the center of the coil pole, and connected there with a shorting ring 55 made of a patterned conductor to form a star shape. With this structure, there is no need for any terminal connection work within the motor stator, so the workability of motor assembly can be significantly improved and costs can be reduced.

第19図(a)、(b)は本発明における配線用シート
のさらに他の構造例を示す図で、第19図(a)は表面
図、同図(b)はその裏面図である。
FIGS. 19(a) and 19(b) are diagrams showing still another structural example of the wiring sheet according to the present invention, with FIG. 19(a) being a front view and FIG. 19(b) being a back view thereof.

本構造も、前記第16図ないし第18図に示した構造と
同様、固定子コイルをパターン状コイルで形成し、これ
を配線用シート12′面内に一体化して取り入れた構造
であるが、本構造では、コイル巻数を増すためにコイル
シート部61.62を連続して設け、これを配線部60
上に折り曲げて積層する構造としである。本構造も、固
定子内の端末接続は一切不要にできる構造である。、な
お、本例のパターン状コイルは、同一平面内に3相のコ
イルを2極ずつ配列した非整合型コイルであり、U相コ
イルはa工・aエ ・ 8 ・a2・a3a3 ・a、
 ・a4を直列に接続して構成し、V相コイルはb工・
bエ ・b2 ・b2・ba−b3b4′  ・b4を
、またW相コイルはC1・ClC2・C3・ca・C3
φc4 ・C4をそれぞれ直列接続して構成しである。
Similar to the structures shown in FIGS. 16 to 18, this structure also has a stator coil formed of a patterned coil, which is integrated into the surface of the wiring sheet 12'. In this structure, coil sheet parts 61 and 62 are provided continuously in order to increase the number of coil turns, and these are connected to the wiring part 60.
It has a structure that is folded upward and stacked. This structure also eliminates the need for terminal connections within the stator. In addition, the patterned coil of this example is a non-matching type coil in which two poles of three-phase coils are arranged in the same plane, and the U-phase coil is a-type, a-e, 8, a2, a3, a3, a,
・Constructed by connecting A4 in series, V phase coil is B
bd ・b2 ・b2・ba-b3b4' ・b4, and the W phase coil is C1・ClC2・C3・ca・C3
It is constructed by connecting φc4 and C4 in series.

(ここで+i an、bn、crIはシート表面のコイ
ル極% an  s bncr1′はシート裏面のコイ
ル極を表す。)以上説明したように、本発明によれば、
扁平型のブラシレスモータにおいて。
(Here, +i an, bn, crI represent the coil poles on the front surface of the sheet, and % ans bncr1' represent the coil poles on the back surface of the sheet.) As explained above, according to the present invention,
In flat brushless motors.

″(イ)配線用シート上に、周波数発電用パターンとコ
イルパターンとを一体的に設ける構造により。
(a) A structure in which the frequency power generation pattern and the coil pattern are integrally provided on the wiring sheet.

モータの端未配線処理数と組み立て工程数の大幅な低減
が可能となり、モータの製作時間を短縮して低コスト化
ができる。また、処理作業も自動化しやすい。
It is possible to significantly reduce the number of unwired motor ends and the number of assembly steps, shortening motor manufacturing time and lowering costs. In addition, processing work is also easy to automate.

(ロ)コイル極の均一性、配列精度、磁束との鎖交率等
を容易に高められるため、モータ効率と出力の安定性を
も容易に高められる。
(b) Since the uniformity of coil poles, arrangement accuracy, linkage rate with magnetic flux, etc. can be easily improved, motor efficiency and output stability can also be easily improved.

(ハ)薄形で小形のモータを構成しやすい。(c) It is easy to construct a thin and small motor.

等の効果が得られる。Effects such as this can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の扁平型ブラシレスモータの構造例を示す
側断面図、第2図はその内側平面図、さらに第3図はそ
の回転子マグネットの磁極平面図である。第4図ないし
第10図は本発明によるブラシレスモータを説明するた
めの関連モータ構造例を示す図で、第4図は縦断面図、
第5図(a)。 (b)、(c)はそれぞれ配線用シートの表面図、側面
図および裏面図、第6図は固定子ヨーク平面図、第7図
は固定子コイル平面図、第8図は固定子コイルの積層断
面図、第9図は固定子コイル極断面図、第10図は該モ
ータ構造に適する固定子ヨークの他の構造例を示す平面
図である。第11図、第12図は、本発明に関連し固定
子ヨーク構造と磁界検出素子の取付構造の構造例を示す
図で、第11図はモータ電磁部構造の拡大断面図、第1
2図は配線用シートを固定した固定子ヨークの平面図で
ある。第13図は本発明に関連し固定子ヨーク構造と磁
界検出素子の取付構造の構造例を示す図で、モータ電磁
部の拡大断面図、第14図も本発明に関連するモータ構
造を示すもので、その縦断面図、第15図(a)、(b
)はそれぞれ該構造のモータの配線用シートの表面図お
よび裏面図である。第16図、第17図および第18図
は本発明のブラシレスモータに用いる配線用シートの構
造例を示し、それぞれ順に表面図、裏面図および結線図
である。第19図(a)、(b)は本発明における配線
用シートのさらに他の構造例を示すそれぞれ表面図およ
び裏面図である。 符号の説明 1・・・回転子マグネット 2.2′・・・固定子コイ
ル3.3′  3′・・・固定子ヨーク 4.4’ 、4’・・・磁界検出素子 5.5′・・・軸受    6・・・回転子ヨーク8・
・・回転軸      1o・・・シールドケース11
・・・配線基板 12.12’   12’・・・配線用シート13・・
・固定子コイル端末引出しパターン導体15・・・周波
数発電コイル 19・・・固定子コ不ル端末接続パターン導体20・・
・周波数発電パターン導体 25.25’ 、25’・・・小穴 30.30’・・・パターン状コイル 31.31’  31’・・・スルーホール電極32・
・・絶縁シート   35・・・円環状溝36・・・絶
縁被膜 4o、40’ 、40’・・・コイルシート45.45
’ 、45’・・・パターン状コイル50・・・円環状
切欠き部 55・・・短絡環 60・・・配線部 61. 62・・・コイルシート部
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of the structure of a conventional flat brushless motor, FIG. 2 is an inside plan view thereof, and FIG. 3 is a plan view of the magnetic poles of the rotor magnet. 4 to 10 are diagrams showing examples of related motor structures for explaining the brushless motor according to the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view;
Figure 5(a). (b) and (c) are respectively a front view, a side view, and a back view of the wiring sheet, Fig. 6 is a plan view of the stator yoke, Fig. 7 is a plan view of the stator coil, and Fig. 8 is a plan view of the stator coil. FIG. 9 is a cross-sectional view of a stator coil, and FIG. 10 is a plan view showing another structural example of a stator yoke suitable for the motor structure. 11 and 12 are diagrams showing structural examples of the stator yoke structure and the mounting structure of the magnetic field detection element in relation to the present invention, and FIG. 11 is an enlarged sectional view of the motor electromagnetic part structure;
FIG. 2 is a plan view of the stator yoke to which the wiring sheet is fixed. Fig. 13 is a diagram showing a structural example of a stator yoke structure and a mounting structure for a magnetic field detection element related to the present invention, and an enlarged sectional view of a motor electromagnetic section, and Fig. 14 also shows a motor structure related to the present invention. 15(a) and (b).
) are a front view and a back view, respectively, of a wiring sheet for a motor having the structure. FIGS. 16, 17, and 18 show structural examples of wiring sheets used in the brushless motor of the present invention, and are respectively a front view, a back view, and a wiring diagram. FIGS. 19(a) and 19(b) are a front view and a back view, respectively, showing still another structural example of the wiring sheet according to the present invention. Explanation of symbols 1... Rotor magnet 2.2'... Stator coil 3.3'3'... Stator yoke 4.4', 4'... Magnetic field detection element 5.5'.・・Bearing 6・Rotor yoke 8・
...Rotating shaft 1o...Shield case 11
...Wiring board 12.12'12'...Wiring sheet 13...
- Stator coil terminal pull-out pattern conductor 15... Frequency generation coil 19... Stator coil terminal connection pattern conductor 20...
・Frequency power generation pattern conductor 25.25', 25'...Small hole 30.30'...Patterned coil 31.31'31'...Through hole electrode 32・
...Insulating sheet 35...Annular groove 36...Insulating coating 4o, 40', 40'...Coil sheet 45.45
' , 45'... Patterned coil 50... Annular notch 55... Short circuit ring 60... Wiring part 61. 62...Coil seat part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.周方向に複数個の磁極が配列されて成る回転子マグ
ネット(1)の磁極の位置を検出し、固定子コイルに上
記回転子マグネット(1)の磁極の位置に対応し電源か
らの電流を電子回路で制御して給電し、回転駆動力を得
る構成のブラシレスモータにおいて、複数のコイル極を
備えて成り、該複数のコイル極が、絶縁材の平面上に渦
巻状のパターン状導体で形成されかつ上記回転子マグネ
ット(1)の磁極面に対向した平面内において該回転子
マグネット(1)の回転軸に同心状に配された構成を有
する固定子コイルと、磁性材から成り、その平面上に上
記固定子コイルが固定された固定子ヨーク(3′、3″
、3″′)と、上記回転子マグネット(1)の磁極の磁
界を検知し該磁極の位置に対応した信号を発生する構成
を有する位置検出手段と、上記回転子マグネット(1)
の磁極に対向した平面内位置にあって該回転子マグネッ
ト(1)の複数個の磁極が配列された回転周方向に沿っ
て配され、該周方向に対し直角な成分の部分が、該周方
向の複数箇所に、上記回転子マグネット(1)の磁極の
配列ピッチに対応した間隔で配され、少なくとも絶縁材
の面上にパターン状導体(20)で形成され、かつ上記
回転子マグネット(1)の回転時において該回転子マグ
ネット(1)の磁極面からの磁束の変化により、該回転
子マグネット(1)の回転速度に比例した周波数特性の
逆起電圧が上記周方向に直角な成分の部分で加算されて
発生されるように形成された連続状の構成を有する回転
速度信号発生手段と、上記回転子マグネット(1)の磁
極面に対向する部分に少なくとも絶縁材の平面部分を有
し、該平面部分に、少なくとも、上記回転速度信号発生
手段と上記固定子コイルとが、その面上に形成された構
成を有している配線用基板(12′、12″)とを備え
た構成を特徴とするブラシレスモータ。
1. The position of the magnetic pole of the rotor magnet (1), which is composed of a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, is detected, and the current from the power source is electronically applied to the stator coil in accordance with the position of the magnetic pole of the rotor magnet (1). A brushless motor configured to obtain rotational driving force by supplying power under control of a circuit, comprising a plurality of coil poles, the plurality of coil poles being formed of a spiral patterned conductor on a plane of an insulating material. and a stator coil having a configuration that is arranged concentrically with the rotation axis of the rotor magnet (1) in a plane facing the magnetic pole surface of the rotor magnet (1), and a stator coil made of a magnetic material; The stator yoke (3', 3''
, 3'''), a position detection means configured to detect the magnetic field of the magnetic pole of the rotor magnet (1) and generate a signal corresponding to the position of the magnetic pole, and the rotor magnet (1)
The rotor magnet (1) is disposed in a plane opposite to the magnetic poles of the rotor magnet (1) along the rotational circumferential direction in which a plurality of magnetic poles are arranged, and the portion of the component perpendicular to the circumferential direction is The rotor magnet (1) is arranged at a plurality of locations in the direction at intervals corresponding to the arrangement pitch of the magnetic poles of the rotor magnet (1), and is formed of patterned conductors (20) on at least the surface of the insulating material; ), due to changes in the magnetic flux from the magnetic pole surface of the rotor magnet (1), a back electromotive force with a frequency characteristic proportional to the rotational speed of the rotor magnet (1) changes to a component perpendicular to the circumferential direction. a rotational speed signal generating means having a continuous configuration formed so that the signal is generated by adding the rotational speed signal in sections; and at least a flat section of an insulating material at a section facing the magnetic pole surface of the rotor magnet (1). , the planar portion is provided with a wiring board (12', 12'') having a configuration in which at least the rotational speed signal generating means and the stator coil are formed on the surface thereof; A brushless motor featuring
2.上記配線用基板(12′、12″)は、可撓性の材
質の基板で構成されている、特許請求の範囲第1項に記
載のブラシレスモータ。
2. The brushless motor according to claim 1, wherein the wiring board (12', 12'') is made of a flexible material.
3.上記配線用基板(12′)は、上記回転速度信号発
生手段が形成される面と固定子コイルが形成される面と
が、回転子マグネット(1)の磁極面に対向する範囲内
で表裏一体を成している構成である、特許請求の範囲第
1項または第2項に記載のブラシレスモータ。
3. The wiring board (12') is such that the surface on which the rotational speed signal generating means is formed and the surface on which the stator coil is formed are integral with each other within the range that faces the magnetic pole surface of the rotor magnet (1). The brushless motor according to claim 1 or 2, which has a configuration comprising:
4.上記配線用基板(12″)は、上記回転速度信号発
生手段が形成される面と固定子コイルが形成される面と
の間に、折り曲げ部が備えられ、該折り曲げ部で折り曲
げられた状態では上記両面が互いに同心状に積層される
構成である、特許請求の範囲第1項または第2項に記載
のブラシレスモータ。
4. The wiring board (12'') is provided with a bent portion between the surface where the rotational speed signal generating means is formed and the surface where the stator coil is formed, and when bent at the bent portion, The brushless motor according to claim 1 or 2, wherein the both surfaces are laminated concentrically with each other.
5.上記配線用基板(12′、12″)は、上記位置検
出手段の端末が配線される配線部(16)を備え、該位
置検出手段が、上記回転子マグネット(1)の磁極面に
対向した面内に配される構成である、特許請求の範囲第
1、2、3または4項に記載のブラシレスモータ。
5. The wiring board (12', 12'') includes a wiring part (16) to which the terminal of the position detection means is wired, and the position detection means is arranged to face the magnetic pole surface of the rotor magnet (1). The brushless motor according to claim 1, 2, 3, or 4, which has a configuration arranged in a plane.
6.上記配線用基板(12′、12″)は、上記固定子
ヨークの外形の外部方向に突出された突出部分を備え、
該突出部分に、少なくとも、上記固定子コイルの端末引
き出し用パターン状導体(13)と上記回転速度信号発
生手段の端末引き出し用パターン状導体(17)とが備
えられた構成である、特許請求の範囲第1、2、3、4
または5項に記載のブラシレスモータ。
6. The wiring board (12', 12'') includes a protruding portion that protrudes toward the outside of the stator yoke,
The projecting portion is provided with at least a patterned conductor (13) for leading out the terminal of the stator coil and a patterned conductor (17) for leading out the terminal of the rotational speed signal generating means. Range 1st, 2nd, 3rd, 4th
Or the brushless motor described in item 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637945A (en) * 1992-09-22 1997-06-10 Hitachi, Ltd. Brushless motor
JP2016077072A (en) * 2014-10-06 2016-05-12 アイシン精機株式会社 Brushless motor

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