JPH0640730B2 - 小型電動機 - Google Patents
小型電動機Info
- Publication number
- JPH0640730B2 JPH0640730B2 JP59017385A JP1738584A JPH0640730B2 JP H0640730 B2 JPH0640730 B2 JP H0640730B2 JP 59017385 A JP59017385 A JP 59017385A JP 1738584 A JP1738584 A JP 1738584A JP H0640730 B2 JPH0640730 B2 JP H0640730B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- electric motor
- stator
- stator winding
- pole
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はスケルトンタイプの小型電動機に係り、特にＤ
Ｃブラシレス化することによりこの電動機の高効率化及
び回転数制御の容易化を図ったものである。
Ｃブラシレス化することによりこの電動機の高効率化及
び回転数制御の容易化を図ったものである。
(ロ) 従来技術 一般に固定子鉄心及び固定子巻線を有するスケルトンタ
イプの小型電動機例えば特公昭５７−１６５７５号公報
に記載されているような隅取電動機は小型で構造が簡単
でありかつ製造が容易なため安価な電動機として一般に
用いられていた。しかし、このような隅取電動機は固定
子巻線とは別に固定子鉄心に隅取コイルを設けて回転磁
界を形成していた。一般にこの隅取コイルには大きな電
流が流れ、この分電動機の効率低下を招くものであっ
た。すなわち、隅取コイルを用いる分だけ電動機の高効
率化が難しいものであった。また電動機の駆動電源とし
て交流電源、一般には商用電源を用いているので電動機
の定格回転数は主に商用電源の周波数で決まり、各種の
定格回転数を用いるためには複雑な制御回路を別に備え
るか、定格回転数毎に夫々固別に設計製造する必要があ
った。
イプの小型電動機例えば特公昭５７−１６５７５号公報
に記載されているような隅取電動機は小型で構造が簡単
でありかつ製造が容易なため安価な電動機として一般に
用いられていた。しかし、このような隅取電動機は固定
子巻線とは別に固定子鉄心に隅取コイルを設けて回転磁
界を形成していた。一般にこの隅取コイルには大きな電
流が流れ、この分電動機の効率低下を招くものであっ
た。すなわち、隅取コイルを用いる分だけ電動機の高効
率化が難しいものであった。また電動機の駆動電源とし
て交流電源、一般には商用電源を用いているので電動機
の定格回転数は主に商用電源の周波数で決まり、各種の
定格回転数を用いるためには複雑な制御回路を別に備え
るか、定格回転数毎に夫々固別に設計製造する必要があ
った。
(ハ) 発明の目的 斯る問題点に鑑み、本発明はスケルトンタイプの小型電
動機をＤＣブラシレス化することにより高効率化を行な
った小型電動機を提供するものである。
動機をＤＣブラシレス化することにより高効率化を行な
った小型電動機を提供するものである。
(ニ) 発明の構成 本発明は固定子鉄心及び固定子巻線を有するスケルトン
タイプの小型電動機において、固定子巻線は交互に通電
する二相巻線としかつ回転子鉄心の外周に設ける永久磁
石と、回転子の回転位置を検出するホール素子と、この
ホール素子の出力に基づいて二相巻線への通電を切換え
る制御部とを備えてＤＣブラシレス化を行なったもので
ある。
タイプの小型電動機において、固定子巻線は交互に通電
する二相巻線としかつ回転子鉄心の外周に設ける永久磁
石と、回転子の回転位置を検出するホール素子と、この
ホール素子の出力に基づいて二相巻線への通電を切換え
る制御部とを備えてＤＣブラシレス化を行なったもので
ある。
(ホ) 実施例 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて説
明すると、先づ第１図において(1)は電気鉄板を２本の
腕部を有して形成されたスケルトン型に打抜き複数枚積
層した固定子鉄心であり、軸受を取り付ける時に用いる
ボルト穴(2)、(3)、極分離用の溝(4)、(5)、後記する回
転子(13)との広空隙(6)、(7)、及び狭空隙(8)、(9)、端
子(A)、(B)、(C)を有する固定子巻線(10)、固定子巻線
(10)を巻くボビン(11)からなっている。尚この固定子巻
線(10)は鉄心(12)を有するボビン(11)に巻いた後に固定
子鉄心(1)に装着している。またこの固定子巻線(10)は
端子(A)、(C)間の一相と端子(B)、(C)間の一相との二相
からなっている。(13)は回転子であり、回転軸(14)、回
転子鉄心(15)及び回転子鉄心(15)の外周に設ける永久磁
石(16)、(17)から成っている。(18)は回転子(13)の回転
位置を検出するホール素子である。また上記のように回
転子(13)の永久磁石(16)、(17)と固定子鉄心(1)との空
隙を広空隙(6)、(7)及び狭空隙(8)、(9)とした場合、磁
気的吸引力のバランスにより回転子(13)は第１図に示す
ように常に一定の回転位置もしくは第１図の状態より１
８０度回転した位置に停止することは一般に知られてい
るので上記のような電動機の回転子(13)は常に上記のい
ずれかの一定の位置に停止するものである。
明すると、先づ第１図において(1)は電気鉄板を２本の
腕部を有して形成されたスケルトン型に打抜き複数枚積
層した固定子鉄心であり、軸受を取り付ける時に用いる
ボルト穴(2)、(3)、極分離用の溝(4)、(5)、後記する回
転子(13)との広空隙(6)、(7)、及び狭空隙(8)、(9)、端
子(A)、(B)、(C)を有する固定子巻線(10)、固定子巻線
(10)を巻くボビン(11)からなっている。尚この固定子巻
線(10)は鉄心(12)を有するボビン(11)に巻いた後に固定
子鉄心(1)に装着している。またこの固定子巻線(10)は
端子(A)、(C)間の一相と端子(B)、(C)間の一相との二相
からなっている。(13)は回転子であり、回転軸(14)、回
転子鉄心(15)及び回転子鉄心(15)の外周に設ける永久磁
石(16)、(17)から成っている。(18)は回転子(13)の回転
位置を検出するホール素子である。また上記のように回
転子(13)の永久磁石(16)、(17)と固定子鉄心(1)との空
隙を広空隙(6)、(7)及び狭空隙(8)、(9)とした場合、磁
気的吸引力のバランスにより回転子(13)は第１図に示す
ように常に一定の回転位置もしくは第１図の状態より１
８０度回転した位置に停止することは一般に知られてい
るので上記のような電動機の回転子(13)は常に上記のい
ずれかの一定の位置に停止するものである。
第２図は固定庫巻線(10)への通電を切換える制御部の電
気回路図であり固定子巻線(10)、ホール素子(18)は第１
図に示したものと同一であるため同一符号を付してあ
る。(19)は比較器であり、非反転入力端子及び反転入力
端子を夫々ホール素子(18)の端子(S)、(N)に夫々接続さ
れている。(19)は固定子巻線(10)の端子(A)、(C)の一相
と直列に接続されたスイッチング用のトランジスタであ
り、そのベース端子は抵抗(20)とコンデンサ(21)との積
分回路を介して比較器(19)の出力端子に接続されてい
る。(22)はコンデンサ(21)の電荷を放電するダイオード
である。(23)は固定子巻線(10)の端子(B)、(C)の一相と
直列に接続されたスイッチング用のトランジスタであ
り、そのベース端子は抵抗(24)とコンデンサ(25)との積
分回路を介してトランジスタ(28)のコレクタ端子に接続
されている。(26)はコンデンサ(25)の電荷を放電するダ
イオードである。尚、抵抗(20)、(24)、及びコンデンサ
(21)、(25)の定数は比較器(19)の出力がＨレベル電圧
Ｌレベル電圧に切換る時にトランジスタ(28)、(23)の同
時ＯＮを防止できる程度の所定時間に設定されている。
また(27)は定電圧回路である。
気回路図であり固定子巻線(10)、ホール素子(18)は第１
図に示したものと同一であるため同一符号を付してあ
る。(19)は比較器であり、非反転入力端子及び反転入力
端子を夫々ホール素子(18)の端子(S)、(N)に夫々接続さ
れている。(19)は固定子巻線(10)の端子(A)、(C)の一相
と直列に接続されたスイッチング用のトランジスタであ
り、そのベース端子は抵抗(20)とコンデンサ(21)との積
分回路を介して比較器(19)の出力端子に接続されてい
る。(22)はコンデンサ(21)の電荷を放電するダイオード
である。(23)は固定子巻線(10)の端子(B)、(C)の一相と
直列に接続されたスイッチング用のトランジスタであ
り、そのベース端子は抵抗(24)とコンデンサ(25)との積
分回路を介してトランジスタ(28)のコレクタ端子に接続
されている。(26)はコンデンサ(25)の電荷を放電するダ
イオードである。尚、抵抗(20)、(24)、及びコンデンサ
(21)、(25)の定数は比較器(19)の出力がＨレベル電圧
Ｌレベル電圧に切換る時にトランジスタ(28)、(23)の同
時ＯＮを防止できる程度の所定時間に設定されている。
また(27)は定電圧回路である。
以上の如く構成された小型電動機を駆動する場合、第２
図の端子（Ｖcc）に直流電力を供給すると、先づ、回転
子(13)は第１図に示すような状態で停止しているのでホ
ール素子(18)の端子(S)及び端子(N)の出力は第３図のＴ
の状態となる。従って比較器(19)から出力が出てトラン
ジスタ(28)がＯＮ状態となり固定子巻線(10)の端子(C)
→端子(A)方向へ電流が流れ固定子鉄心(1)の広空隙(6)
がＮ極、広空隙(7)がＳ極となり永久磁石(16)、(17)を
吸引反発作用で回転子(13)が左回転を開始する。この回
転子(13)の回転で第３図に示すようにホール素子(18)の
端子(S)、端子(N)の出力が変化する。回転子(13)が９０
度回転した時、第３図に示すように比較器(19)の出力が
切換り同時にトランジスタ(28)がＯＦＦ状態、トランジ
スタ(23)がＯＮ状態となり固定子巻線(10)の端子(C)→
端子(B)方向へ電流が流れ固定子鉄心(1)の広空隙(6)が
Ｓ極、広空隙(7)がＮ極となる。従って回転子(13)は左
回転の慣性力と新らたに生じた永久磁石(16)、(17)の吸
引反発作用とで左回転が維持されるものである。以下、
回転子(13)が１８０度回転する毎に固定子鉄心(1)の広
空隙(6)、(7)に生じる磁極が切換わり、上記と同様に回
転子(13)の左回転が連続的に維持されるものである。
図の端子（Ｖcc）に直流電力を供給すると、先づ、回転
子(13)は第１図に示すような状態で停止しているのでホ
ール素子(18)の端子(S)及び端子(N)の出力は第３図のＴ
の状態となる。従って比較器(19)から出力が出てトラン
ジスタ(28)がＯＮ状態となり固定子巻線(10)の端子(C)
→端子(A)方向へ電流が流れ固定子鉄心(1)の広空隙(6)
がＮ極、広空隙(7)がＳ極となり永久磁石(16)、(17)を
吸引反発作用で回転子(13)が左回転を開始する。この回
転子(13)の回転で第３図に示すようにホール素子(18)の
端子(S)、端子(N)の出力が変化する。回転子(13)が９０
度回転した時、第３図に示すように比較器(19)の出力が
切換り同時にトランジスタ(28)がＯＦＦ状態、トランジ
スタ(23)がＯＮ状態となり固定子巻線(10)の端子(C)→
端子(B)方向へ電流が流れ固定子鉄心(1)の広空隙(6)が
Ｓ極、広空隙(7)がＮ極となる。従って回転子(13)は左
回転の慣性力と新らたに生じた永久磁石(16)、(17)の吸
引反発作用とで左回転が維持されるものである。以下、
回転子(13)が１８０度回転する毎に固定子鉄心(1)の広
空隙(6)、(7)に生じる磁極が切換わり、上記と同様に回
転子(13)の左回転が連続的に維持されるものである。
尚、このような電動機の定格回転数は一般のＤＣモータ
と同様に端子（Ｖcc）に印加する直流電圧の大きさで容
易に変更することができるものである。
と同様に端子（Ｖcc）に印加する直流電圧の大きさで容
易に変更することができるものである。
第４図は本発明の他の実施例であり、図中(28)は電気鉄
板をスケルトン型に打抜き複数枚積層した固定子鉄心で
あり、軸受を取付ける時に用いるボルト穴(29)、(30)が
設けてある。さらに後記する回転子(36)と固定子鉄心(2
8)との空隙(31)、(32)は回転子(36)の回転角に応じてそ
の幅が変化している。(33)は端子(A)′、(B)′、(C)′
を有する固定子巻線であり、この固定子巻線(33)は鉄心
(34)を有するボビン(35)に端子(A)′、(B)′間を巻き端
子(C)′を中間端子となるように巻いた後に固定子鉄心
(28)に圧入固着したものである。すなわちこの固定子巻
線(33)は端子(A)′、(C)′間の一相及び端子(B)′、
(C)′間の一相が夫々形成されているものである。(36)
は回転子であり、回転軸(37)、回転子鉄心(38)及び回転
子鉄心(38)の外周に設ける永久磁石(39)、(40)から成っ
ている。(41)は回転子(36)の回転位置を検出するホール
素子である。上記のように回転子(36)の永久磁石(39)、
(40)と固定子鉄心(28)との空隙を変化された時にも前記
と同様に磁気的吸引力のバランスにより回転子(36)は常
に一定の回転位置に停止するものである。
板をスケルトン型に打抜き複数枚積層した固定子鉄心で
あり、軸受を取付ける時に用いるボルト穴(29)、(30)が
設けてある。さらに後記する回転子(36)と固定子鉄心(2
8)との空隙(31)、(32)は回転子(36)の回転角に応じてそ
の幅が変化している。(33)は端子(A)′、(B)′、(C)′
を有する固定子巻線であり、この固定子巻線(33)は鉄心
(34)を有するボビン(35)に端子(A)′、(B)′間を巻き端
子(C)′を中間端子となるように巻いた後に固定子鉄心
(28)に圧入固着したものである。すなわちこの固定子巻
線(33)は端子(A)′、(C)′間の一相及び端子(B)′、
(C)′間の一相が夫々形成されているものである。(36)
は回転子であり、回転軸(37)、回転子鉄心(38)及び回転
子鉄心(38)の外周に設ける永久磁石(39)、(40)から成っ
ている。(41)は回転子(36)の回転位置を検出するホール
素子である。上記のように回転子(36)の永久磁石(39)、
(40)と固定子鉄心(28)との空隙を変化された時にも前記
と同様に磁気的吸引力のバランスにより回転子(36)は常
に一定の回転位置に停止するものである。
このような電動機を駆動する場合の制御部は第２図に示
した制御部を用いることができる。但し端子(A)、
(A)′、端子(B)、(B)′、端子(C)、(C)′を夫々接続す
れば良い。端子（Ｖcc）に直流電源を接続すれば前記と
同様に磁界が生じて回転子(36)が回転するものである。
した制御部を用いることができる。但し端子(A)、
(A)′、端子(B)、(B)′、端子(C)、(C)′を夫々接続す
れば良い。端子（Ｖcc）に直流電源を接続すれば前記と
同様に磁界が生じて回転子(36)が回転するものである。
(ヘ) 発明の効果 本発明は２本の腕部、これら両腕部に狭まれる鉄心部及
び前記両腕部に狭まれた挿入孔を複数の電気鉄板を積層
して形成した固定子と、前記鉄心部に巻かれた固定子巻
線と、前記挿入孔に収納された外周にＮ極とＳ極との２
磁極を有する回転子とを有すると共に、前記挿入孔の内
周面に前記回転子を常に所定の回転位置に停止させるよ
うに回転子の外周面との空隙が広く構成された広空隙部
及び空隙が狭く構成された狭空隙部とを交互に形成し、
さらにこの回転子の停止位置から一定角度移動させた位
置に回転子の磁力を検知して信号を出力する単一の位置
検出器を設け、この位置検出器の信号出力から所定時間
遅らせて前記固定子巻線への通電を変える機構を備えた
ので、従来のスケルトンタイプの隅取電動機と同様な形
状及び大きさの電動機を直流電力で駆動することがで
き、従来のような隅取コイルが不要となり、この分電動
機の高効率化が行なえると同時に電動機の小型化を図る
ことができる。さらに固定子巻線への通電を切換える際
に位置検出機の信号から所定時間遅らせて行なったので
固定子巻線の通電を変える際に固定子巻線に通電しない
非通電時間帯を作ることができる。このような非通電の
時間帯を設けて残留磁束を減らすことによって、固定子
に生じる磁極の残留磁束による影響を減らし次の磁界の
立ち上りを速やかにすることができる。従って、電動機
（回転子）を高回転させた際にも、残留磁束による影響
が減少し回転子への減速作用が生じなくなり、電動機の
効率向上が可能である。
び前記両腕部に狭まれた挿入孔を複数の電気鉄板を積層
して形成した固定子と、前記鉄心部に巻かれた固定子巻
線と、前記挿入孔に収納された外周にＮ極とＳ極との２
磁極を有する回転子とを有すると共に、前記挿入孔の内
周面に前記回転子を常に所定の回転位置に停止させるよ
うに回転子の外周面との空隙が広く構成された広空隙部
及び空隙が狭く構成された狭空隙部とを交互に形成し、
さらにこの回転子の停止位置から一定角度移動させた位
置に回転子の磁力を検知して信号を出力する単一の位置
検出器を設け、この位置検出器の信号出力から所定時間
遅らせて前記固定子巻線への通電を変える機構を備えた
ので、従来のスケルトンタイプの隅取電動機と同様な形
状及び大きさの電動機を直流電力で駆動することがで
き、従来のような隅取コイルが不要となり、この分電動
機の高効率化が行なえると同時に電動機の小型化を図る
ことができる。さらに固定子巻線への通電を切換える際
に位置検出機の信号から所定時間遅らせて行なったので
固定子巻線の通電を変える際に固定子巻線に通電しない
非通電時間帯を作ることができる。このような非通電の
時間帯を設けて残留磁束を減らすことによって、固定子
に生じる磁極の残留磁束による影響を減らし次の磁界の
立ち上りを速やかにすることができる。従って、電動機
（回転子）を高回転させた際にも、残留磁束による影響
が減少し回転子への減速作用が生じなくなり、電動機の
効率向上が可能である。
第１図は本発明の実施例を示す電動機の正面図、第２図
は第１図に示す電動機に用いる制御部の電気回路図、第
３図は第２図に示したホール素子の端子(S)、端子(N)、
比較器の出力及びトランジスタの動作状態を示す説明
図、第４図は本発明の他の実施例を示す電動機の正面図
である。 (1)、(28)……固定子鉄心、(10)、(33)……固定子巻
線、(13)、(36)……回転子、(15)、(16)、(39)、(40)…
…永久磁石、(18)、(41)……ホール素子。
は第１図に示す電動機に用いる制御部の電気回路図、第
３図は第２図に示したホール素子の端子(S)、端子(N)、
比較器の出力及びトランジスタの動作状態を示す説明
図、第４図は本発明の他の実施例を示す電動機の正面図
である。 (1)、(28)……固定子鉄心、(10)、(33)……固定子巻
線、(13)、(36)……回転子、(15)、(16)、(39)、(40)…
…永久磁石、(18)、(41)……ホール素子。
Claims (1)
- 【請求項１】２本の腕部、これら両腕部に狭まれる鉄心
部及び前記両腕部に狭まれた挿入孔を複数の電気鉄板を
積層して形成した固定子と、前記鉄心部に巻かれた固定
子巻線と、前記挿入孔に収納された外周にＮ極とＳ極と
の２磁極を有する回転子とを有すると共に、前記挿入孔
の内周面に前記回転子を常に所定の回転位置に停止させ
るように回転子の外周面との空隙が広く構成された広空
隙部及び空隙が狭く構成された狭空隙部とを交互に形成
し、さらにこの回転子の停止位置から一定角度移動させ
た位置に回転子の磁力を検知して信号を出力する単一の
位置検出器を設け、この位置検出器の信号出力から所定
時間遅らせて前記固定子巻線への通電を変える機構を備
えたことを特徴とする小型電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017385A JPH0640730B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 小型電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59017385A JPH0640730B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 小型電動機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40867190A Division JPH03251068A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 小型電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162467A JPS60162467A (ja) | 1985-08-24 |
| JPH0640730B2 true JPH0640730B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=11942532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59017385A Expired - Lifetime JPH0640730B2 (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 小型電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640730B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007135338A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Denso Corp | モータ駆動装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49148408U (ja) * | 1973-04-20 | 1974-12-21 | ||
| JPS54151073A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-27 | Seiko Epson Corp | Step motor for crystal watches |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59017385A patent/JPH0640730B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007135338A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Denso Corp | モータ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60162467A (ja) | 1985-08-24 |
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