JPS59139852A

JPS59139852A - 直流ブラシレスモ−タ

Info

Publication number: JPS59139852A
Application number: JP1319783A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Fujita; 藤田　洋嗣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、モータの起＠時に、回転子か確実に一足方向
へ仲１転Ｙ開始するようにした直流ブラシレスモータに
関する。

直流ブラシレスモータは、固定子とこれに対応する回転
子を有し、回転子の磁極位ｉｎ’恢出して固足子の界磁
巻線に順次父互に電流を流す制御機能を備えたものであ
るか、モータの起動の際に回転子を確実かつ円滑に一定
方向へ回転させるには、回転子のｔｉＢ極と固足子の磁
極との吸引力が釣合って、回転トルクが零となる位置か
ないようにする必要がある。このため、従来の直流ブラ
シレスモータにあっては、回転子の１回転中少くとも回
転角】２０度ごとにその磁極位置を検出し、回転子の界
磁巻線に通す１流ケ切換見る制御機能馨必要としている
ので、磁極位置検出センサとスイッチング回路を少くと
も３組以上備えなければならず。

複雑な構成となることを余儀無くされていた。

本発明は、従来の山並ブラシレスモータにおける前記の
如き実状に鑑み、４＆またはそれ！越える数の磁極を有
する回転子の磁極のうちの少くとも１つを回転子の回転
方向に一足角だけずらしたことにより％回転子の磁極位
置検出センサおよびこれに対応するスイッチングＩ！！
１ｗ！Ｉχ単に１組または２１！４だけ設けたものであ
っても、回転子の各磁極と固定子の各＠極との吸引力か
釣合って回転トルクか零になる位置暑なくして、モータ
の起動の際に回転子を確実かつ円滑に一定方向へ回転さ
せることができ、もって、回転性能の向上と機構の大幅
な簡素化？はかることができるａ流ブラシレスモータを
提供しようとするものである。

以下１本発明の構成を図面に示した実施例について説明
する。

第１図および第３図において、１はモータの基盤、２は
その中心位置に立設した支持筒であって、支持節２の外
周には固定子３が取付けられている。

固定子３は４つの固定子極４ａ〜４ｄ’Ｙ有し、各固定
子極４ａ〜４ｄにはそれぞれ界−巻線５ａ〜５ｄが施さ
れている。６は（ロ）転子であって１回転子６は、上面
を閉じかつ下面を開いた円筒形の磁路リングＩの内周面
に４つの回転子磁石８を固層して４つの磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ
、Ｓ　　’ｆ影形成たものであり、−路リング７の上面
中央に回転軸９馨固看し。

この回転＠９乞、前記支持筒２の上下端部に嵌装したベ
アリング１０．１１に嵌挿することによって、固定子３
に対応して回転子６か回転するように構成されている。

固定子３の各固定子極４ａ〜４ｄに巻装された谷界畿巻
ｆ／Ｍ５　ａ〜５ｄは回転−９をはさんで対向するもの
かそれぞれ直列に接続され、かつモータの電源端子■、
θ間にスイッチング回路１２．１３を介して接続されて
いる。また、このモータには、回転子６の回転角に応じ
て固定子３の２つの固定子極４ａ〜４ｄごとに直列接続
された界磁巻線５ａ〜５ｄへの通電を切換えるため、回
転子６の磁極位置検出センサ（図示省略）が回転角９０
度の位置に２つ設けられており、この磁極位置検出セン
サの出力信号かスイッチング回路１２．１３の入力とな
るものである。

前記回転子６の各回転子磁石８による磁極は２つのＮ極
と２つのＳ極となっているが、２つのＳ極の位置は１回
転軸９の中心とＮ極を通る線に対して直交し、かつ回転
軸９の中心を通る―に対して回転子６０回転方向に角度
０だけずらして設けられている。すなわち、回転子磁石
８のうちの８極か回転子６０回転方向に片寄って位置す
るように醸化されている。なお、図示のものでは、２つ
のＳ極ともその磁極乞回転子６０回転方向に角度θだけ
ずらしであるが、少くとも１つのＳ極の位置を回転子６
０回転方向に角度θだけすらすのみで足りるし、また、
Ｓ極に替えてＮ極のうちの少くとも１つを回転子６の回
転方向に角度θだけす３− らしてもよい。図示のＮ、Ｓの表示部位は、回転子８の
出接位置である。

叙上の如く構成されたものにおいて、モータの電源端子
■、ｅに直流電源を接続すれば、回転子６は回転を開始
し、電源が接続されている間中回転を続ける。すなわち
、回転子６の１１１転中９０度口転ごとにＬＣ！１転子
６転子６ルンサによって検出され、スイッチング回路１２。

１３に順次交互にその検出信号が入力し、固定子３０４
つの界磁巻線５ａ〜５ｄの各組ごとに交互に電流が流さ
れて、回転子６か（口）転乞絖ける。

第３図および第４図ないし第９図ＶＣおいて、上記動作
ケ説明すれは、いま回転子６か第４図に示す位置で停止
しているもσ）とし、モータの起動操作によってスイッ
チング回路１２が２４）ｆ＃１シ、スイッチング回路１
３か不導通状態であるとすると、界磁巻＠　５　ａ　、
　５　ｂに電流か流れ、固定子極４　ａ　＋４ｂにＳ極
が形成されるか，１ｇ１転子６のＳ極は回転子６の回転
方向に角度θだけずれているので、−転子６のＳ極は固
定子３の固定子極４ａ，４ｂの４− ８極に対して反発し、さらに回転子６のＮｈと固定子％
　４　ａ　、　４　ｂ　Ｏ″）３極との間に生ずる吸引
作用も加わって、＋！：！＋転子６は矢印方向に９０度
回転し、固定子極４ａ，４ｂＫ回転子のＮ極が対応する
状態となる（第５図）。そして、この時点で磁極位置セ
ンサによってスイッチング回路１２が不導通となり、か
つスイッチング回路１３が導通状態となるので、固定子
３の固定子極４ｃ，４ｄの界磁巻線５ｃ，５ｄに通電さ
れ、この固定子極４ｃ，４ｄにＳ極か形成される。この
ため、固定子３の固定子極４ｃ．４ｄと回転子６のＳ極
間に生ずる反発作用と、回転子６のＮＴｈとの吸引作用
も加わって５回転子６は前記と同方向に９０度回転を続
け１回転子６のＮ極が固定子３の固定子極４ｃ．４ｄと
対応する状態となる（第６図および第７図）。そして、
この時点で＠極位置検出センサによってスイッチング回
路１３が不導通となり、かつスイッチング回路１２が導
通状態となるので，前記第４図に示した状態に戻り，第
５図に示したように回転子６は矢印方向に一転馨続ける
。

ところで、モータの電源が切られると、回転子６は慣性
による回転を続けた後停止するが、この停止位置は必ず
しも一定ではｔＣい。しかしながら回転子６のＳ極はそ
の回転方向に角度θだけずらしであるので、回転子６が
どの位置に停止しても回転トルクが零となることがない
。例えば１回転子６か第８図に示す位置で停止している
場合には。

モータの始動時に固定子３の固定子極４ａ、４ｂがＳ極
となり、この固定子極４ａ、４ｂと回転子６のｓ４が反
発し、かつそのＮ極が吸引するので、回転子６は必ず矢
印方向に回転を開始する。また。

−転子６が第９図に示す位置で停止している場合には、
固定子３の固定子極４ｃ、４ｄがＳ極となり、この固定
子Ｗ１！、４　ｃ　、　４　ｄと回転子６のＳ極か反発
し、かつそのＮ極が吸引するので、回転子６は前記同様
に必ず矢印方向に回転ン開始することになる。

なお、以上の実施例では、界磁巻線５　ａ　、　５　ｂ
または５　ｃ　、　５　ｄ　ＶＣ通’にすると固定子極
４ａ、４ｂまたは４ｃ、４ｄかともにＳ極となるが、こ
れは通電によってＮ極となるようにしても、その作用は
同様である。また、回転子６０回転方向はその磁極をず
らす方向によって決定されるので、前ｄ己実施例のもの
と逆方向に回転させる場合には、１転子６の磁極のうち
の少くとも１つケ反対方向に角度０だけずらせばよい。

第１０図に示したものは本発明の他の実施例であって、
固定子３の固定子極４を８極にしたものである。そして
、各固足極４に巻線されたそれぞれの界磁巻線５は互い
に隣接する２つ馨直列にし、さらに回転軸９をはさんだ
２つを直列に接続して２組の界磁巻線５を構成し、各組
の界磁巻線はスイッチング回路１２．１３’ｒ介してモ
ータの電源端子■、ｅ間に接続されている。また−転子
６にはそれぞれ２つのＮ極とＳ極を形成する４つの回転
子磁石８か固層されており、そのうちの２つのＳ極か回
転子６０回転方向に角度Ｕだけずらしである。この実施
例のものは固定子３が８極となっているが、界直巻＃５
か２組に構成されているので。

前記４極の実施例のものとその動作状態は同様である。

しかし固定子３の固定子極４を増すことにより、回転子
６が回転中に繰返し受ける衝撃、いわゆるコギングが減
少し、回転子６０回転むらを少くすることができ、さら
に■１転磁気振動も減少させることができろ。なお、第
１０図に示した実施例においては、回転子６のＳ極をそ
の回転方向にずらす角度θは１０度、１つの回転子磁石
８の回転軸９に対する回転角に占めろ角度は６０度に設
計されているが、これに必ずしも限定されるものではな
（、適宜その角度を決めることができることは勿論であ
る。

第１１図ないし第１５図にも、本発明の他の実施例かそ
れぞれ示されている。すなわち、第１１図には固定子３
の固定子極ケ３極としたものが、第１２図および第１３
図には固定子極を５極としたものか、第１４図には固雉
子極を６極としたものが、さらに第１５図に（工面定子
極を７極としたものがそれぞれし１１示されている。

まず、第１１図に示された固Ｗ子極が３極のものにおい
ては、そのＳ極、ｂ、、ｂ、極の界磁巻線のうち、ｂ、
　、　ｂ、極り界磁巻線か直列に接続され、Ｓ極の界磁
巻線とす、　、　ｂ、極の界磁巻線とによって２組の界
磁巻線が構成さねている。そして、これら２組の界磁巻
線には２組のスイッチング回路によって交互に通電され
るようになっている。また、第１２図および第１３図に
示された固定子極が５極のものにおいては、そのａｌ　
ｌ　ａｌ極の界磁巻線か。

かつそのす、　、　ｂ、　、　ｂ３極の界磁巻線がそれ
ぞれ直列に接続されて２組のスイッチング回路に接続さ
れており、第１４図に示された固定子極が６極のものに
おいては、そのａｌ　ｌ　ａ２　＋　ａＢ　＊　ａ＋＆
の界磁巻線が、かつそのす、　、　ｂ２極の界磁巻線が
それぞれ直列に接続されて２組のスイッチング回路に接
続されており、さらに、第１５図に示された固定子極が
７極のものにおいては、ａｌ　＋　ａ２　＋　ａＢ　＊
　ａ４極の界磁祷巌か、かつそのす、、ｂ、、ｂ、極の
界磁巻線がそれぞれ直列に接続されて２Ｉ＃４のスイッ
チング回路に接続されている。したかつて、これら谷実
施例のものは固定子極か３極、５極、６極または７極と
なっていても、固定子３０回転子６に対する作用は固定
子極が４極のものと同様である。

なお、上記実施例のうち、第１１図、第１２図。

および第１４図にそれぞれ示されたものは、固定子３の
固定子極か不等分角度に位置しているが、このようにす
ることと固定子極数の増加によって。

（ロ）転性能を低下させずに、いわゆるコギングの防止
と回転磁気振動の減少を効果的に図ることかできる。ま
た１以上説明した各実施例とも、磁極位置検出センサと
スイッチング回路とをそれぞれ２組としたものとなって
いるか、磁極位置検出センサを１つとし、スイッチング
回路に他の１つの磁極位ｉ検出機能をもたせる回路構成
をすれは、一層構成か簡素化される。

本発明に係る直流ブラシレスモータは、前記実施例の説
明で明らかなように、４極またはそれＹ越える数のａｆ
極を有する（口）転子と、複数の固定子極に界＠巻線を
施した固定子とで構成され、上記回転子の磁惟のうちの
少くとも１つ７回転子の［ｇ１転方向に一足角だけすら
した構成のものであるから１回転子かどの位ｆｔＫ停止
して、も、そのｍ極と固定子の固定子極との間で回転ト
ルクか零になることがなく、モータの起動の際に回転子
ン確実かつ円滑に一定方向へ回転させることができ、機
構を何ら複雑にすることなく１回転性能を大いに向上さ
せることができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る油流ブラシレスモータの実施例を示
すものであって、第１図は縦断面図、第２図は第１図に
おけるＡ−Ａｍ断面図、第３図は要部構成の説明図、第
４図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９図は
作用説明図、第１０図（工他の実施例？下す要部構成の
説明図、第１１図ないし第１５図はさらに他の実施例を
それぞれ示すもので、界磁巻線を省略した説明図である
。３・・・固定子＊４＋４ａ〜４ｄ・・・固定子極％５，
５ａ〜５ｄ・・・界磁巻線、６・・・回転子、７・・・
磁路リング、８・・・回転子磁石、９・・・回転軸、１
２．１３・・・スイッチング回路特許出願人本　　間　　栄　　− 藤　　　１）　　洋　　　− 第４図第５図第１１図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

４極またはそれを越える数の磁極１有する回転子と、複
数の固定子極に界磁巻線を施した固定子とで構成され、
上記回転子の磁極のうちの少くとも１つを回転子の回転
方向に一定角だけずらしたことを特徴とする直流ブラシ
レスモータ。