JPH0732576B2

JPH0732576B2 - 一相モ−タ

Info

Publication number: JPH0732576B2
Application number: JP60157694A
Authority: JP
Inventors: 英二坂口; 峰世遠藤; 陽介川手
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS6218958A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一相モータに係り、特にブラシレスモータの
一相のものに関する。

従来の二相以上のブラシレスモータでは、整流回路に２
個乃至それ以上のスイッチング素子を必要とした。

本発明は整流回路においてスイッチング素子の必要数を
１個として部品点数を減じ、電流値を少なくした全く新
規な一相のブラシレスモータの提供を目的とする。

以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説する。

第１図に於て、１はロータ、２はステータを示し、この
ロータ１の内側には、内周面をＮ極とした約70゜〜110
゜の中心角を有する円弧状の着磁部3,4を対称位置に設
けると共に、その残部を約110゜〜70゜の中心角を有す
る「着磁されていない領域」5,6（以下、「非着磁部」
という）とする。

なお、着磁部は、全周的に見てＮ極のみ又はＳ極のみと
されるが、実施例ではＮ極のみとしている。

即ち、着磁部３、非着磁部５、着磁部４及び非着磁部６
と円周方向に配列されている。

7,9及び8,10は、ロータ１内側に近接対峙するステータ
２の磁極対である。11は、ロータ１とステータ２の間に
固定され、ロータ１の回転位置を検出し、該検出出力で
ステータ２のコイル12,13,14,15に流す電流を断続して
ロータ１を駆動制御するためのロータ位置検出器であ
り、磁気センサー等が用いられる。

しかして、ロータ内周面1aと、ステータ２の外周面2aと
のエアーギャップＧを、円周方向にゆるやかに増減し
て、ロータ内周面1aとステータ外周面2aとの磁気抵抗を
円周方向に変化させている。具体的には、磁極７の右端
部7aのエアーギャップＧを小さくなるように、外径方向
へ突出させ、段付部16をもってその左側を最大ギャップ
部17とする。

他方、180゜反対側の磁極８の右端部8a（時計廻りの方
向を「右」と呼ぶ）のエアーギャップＧを小さくなるよ
うに、外径方向に突出させ、段付部18をもってその左側
を最大ギャップ部19とする。

そして、最大ギャップ部17と右端部8aとが滑らかな曲面
で連結されるように、磁極７と磁極10の外周面を形成す
る。望ましくは、磁極10の左端近傍（第１図中のＡ部）
のエアーギャップＧを最小に設定し、前記最大ギャップ
部17からこの最小ギャップ部Ａまで、ギャップＧが単調
減少するように、ステータ２の外周面2a−即ち磁極7,10
の外周面−を形成する様に設定する。

他方、最大ギャップ部19と前記右端部7aとが滑らかな曲
面で連結されるように、磁極8,9の外周面を形成する。
この外周面形状は、上述の磁極7,10の外周面を点対称形
とするから、以下の詳細説明は省略するが、第１図中の
Ｂ部が最小ギャップ部として、前述のＡ部と点対称をな
す位置に形成される。

このような構成の一相モータのデテントトルク（Detent
Torgue）を第２図Ｉに、コイル12,13,14,15に発生す
る逆起電力によるトルクを第２図IIに、及びコイルに電
流を流した時に出力として外部に現れるロータ１の回転
トルク（起動トルク）を第２図IIIに夫々示す。

第１図と第２図Ｉで明らかなように、非着磁部5,6をロ
ータ１に設けると共に、さらに、エアーギャップＧの増
減による磁気抵抗の変化により、デテントトルクのプラ
ス領域（即ち第１図のＲ方向にロータ１が回転する方向
へのトルク）が、電気角で180゜以上となる。そして、
ロータ１を回転させた時、コイルに誘起する起電力の波
形は、第２図（II）に於て、破線と実線で示されるよう
なカーブとなる。この起電力の正の部分のみを利用すべ
く、この正の区間に、コイルに通電すれば、この波形の
大きさに比例したトルクが得られる。この通電角は90゜
から180゜の区間、及び270゜から360゜の区間に正確に
（第２図（II）の如く）設定する必要はない。つまり、
第２図（Ｉ）に示されたトルクの負の部分を含み、さら
にその前後に多少の幅を有する範囲に、上記通電角を設
定すれば、十分である。但し、この場合に於て、第２図
（II）に示すように、合成した回転トルクが、所定の値
を下まわらない範囲であるようにする。第２図に於て
は、ONの波形部20が、第２図Ｉの狭いマイナス部21に対
応して、同図ＩとIIとを合成して得られる回転トルク波
形22は、常時プラスとなる。

次に、第３図は他の実施例であって、ステータ２を８極
とし、かつロータ１の着磁部3a,3b,4a,4b及び非着磁部5
a,5b,6a,6bを第１図の場合の２倍としたもので、ロータ
内周面1aとステータ外周面2aとのエアーギャップＧを、
90゜毎に繰返して変化させ、第１図の２倍としたもので
あり、ロータ内周面1aとステータ外周面2aとの磁気抵抗
を、同90゜毎に変化させている。

着磁されていない領域5,6−即ち非着磁部−の中心角度
は、約30゜〜60゜に設定するのがよい。この第３図によ
って得られる回転トルク（起動トルク）波形22は、第４
図のようになり、第３図中の矢印Ｒ方向に常時作用す
る。つまり、常にプラスとなる。

なお、本発明は図示の実施例以外に、設計変更自由であ
り、段付部16をギャップＧがゆるやかに増減するなだら
かな形状としたり、ギャップＧの円周方向への増減も単
調増加（又は減少）としないで極大値や極小値をもった
形状とすれば、デテントトルクの波形を適宜選定可能と
なる。さらに、ステータ外周面の材質を円周方向に、適
宜変化させることによって、磁気抵抗を円周方向に変化
させることも可能である。また着磁部3,4,3a,3b,4a,4b
を内周側をＳ極とするも自由である。

第５図に示す如く、スイッチング素子−即ち同図ではト
ランジスタ31で示した−を１個とすることが可能であ
る。

本発明は上述のように、ロータ内周面に、全周的に見て
Ｎ極のみ又はＳ極のみの着磁部と着磁されていない非着
磁部とを、円周方向に沿って順次交互に配設すると共
に、該ロータ内周面と該ステータ外周面との磁気抵抗を
円周方向に変化させて、デテントトルクのプラス領域を
電気角で180゜以上とし、かつ、該デデントトルクのマ
イナス領域にてコイルに電通してデテントトルクと逆起
電力トルクとの合成トルクを常にプラスとなるように構
成したものであるから、トルク零（又は負）の点又は区
間なしに円滑に回転を持続し、しかも、整流回路におい
てスイッチング素子の必要数を１個として部品点数を減
じ、コストダウンを図り得る。また、デテントトルクの
プラス領域は大きく（電気角で180゜以上）、しかも、
デテントトルクのマイナス領域のみ通電すればよいの
で、電流値を大幅に少なくすることができ高効率なモー
タとなり、さらに、一相にもかかわらず、（従来の一相
モータでは不可能であった）トルクリップルが小となる
（第２図（III）参照）利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を模型的に示す説明図、第２
図は第１図に示す一相モータの特性を示すグラフ図、第
３図は他の実施例を模型的に示す説明図、第４図は第３
図に示す一相モータの特性を示す回転トルク図、第５図
は回路の一例を示す回路図である。Ｇ……エアーギャップ、１……ロータ、1a……ロータ内
周面、２……ステータ、2a……ステータ外周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川手陽介京都府亀岡市宮前町猪倉箱谷５番地日本電産株式会社内 (56)参考文献特開昭50−144022（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−29294（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−207853（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ内周面に、全周的に見てＮ極のみ又
はＳ極のみの着磁部と着磁されていない非着磁部とを、
円周方向に沿って順次交互に配設すると共に、該ロータ
内周面と該ステータ外周面との磁気抵抗を円周方向に変
化させて、デテントトルクのプラス領域を電気角で180
゜以上とし、かつ、該デテントトルクのマイナス領域に
てコイルに通電してデテントトルクと逆起電力トルクと
の合成トルクを常にプラスとなるように構成したことを
特徴とする一相モータ。