JPH10150760A - パルス駆動式ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホール素子などの磁極位置センサーを必要と
せず、しかも、単一のパルス列を与えるだけで回転駆動
させることのできる構造簡単で廉価なパルス駆動式ブラ
シレスモータを提供する。 【解決手段】 同一極性の３個のロータ極２ａ〜２ｃを
等間隔に着磁したロータ２と、電磁石からなる第１およ
び第２の２つのステータ極４，５と、永久磁石からなる
第３のステータ極６とを備え、第２のステータ極５を第
１のステータ極４に対して円周方向（９０＋α）°（α
は偏倚角。例：α＝１５°）の位置に設置するととも
に、第３のステータ極６を第１のステータ極４に対して
円周方向（１８０＋α）°の位置に設置し、各ステータ
極４〜６のエアギャップＧを各ロータ極２ａ〜２ｃに対
して非対称とし、第１および第２のステータ極４，５に
ＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを所定間隔で印加
することにより駆動するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機やポケ
ットベルなどの振動呼出器における振動用モータとして
用いて好適なパルス駆動式ブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機やポケットベルなどにおいて
は、周囲への迷惑をなくすために、振動（バイブレーシ
ョン）によって呼び出す振動呼出器を備えたものがあ
る。この振動呼出器は、モータの回転軸に重心位置を偏
心させた錘を取り付け、これを回転させることによって
振動を発生するように構成されている。従来、このよう
な振動呼出器で用いられる振動用モータとしては、ＤＣ
小型ブラシ付きのマイクロモータが普通であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ブラシモータは、回転
時発生する機械ノイズと電気ノイズが問題となる。特
に、電気ノイズに関してはその対策に費用がかかる。こ
のノイズ発生を解決するためには、ブラシレスモータか
ステッピングモータを使用すればよい。しかしながら、
ブラシレスモータの場合、回転磁界を作るためにロータ
の磁極位置を正確に検知する必要があり、ホール素子な
どの磁極位置センサーが不可欠で、構造が複雑になると
ともに、コスト的にも高価になるという問題があった。
また、ステッピングモータの場合、回転磁界を発生する
ための複雑な駆動回路を必要とし、コスト的にも高価に
なるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、ホール素子などの磁極位置センサーを必要
とせず、しかも、単一のパルス列を印加するだけで回転
駆動することのできる構造簡単で廉価なパルス駆動式ブ
ラシレスモータを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のパルス駆動式ブラシレスモータは、
同一極性の奇数個のロータ極を円周上等間隔に着磁した
ロータと、前記ロータ極と異なる極性に励磁される電磁
石からなる第１のステータ極と、前記ロータ極と同極に
励磁される電磁石からなる第２のステータ極と、前記ロ
ータ極と異なる極性に着磁された永久磁石からなる第３
のステータ極とを備え、前記第２のステータ極を前記第
１のステータ極に対して円周方向（９０＋α）°（αは
所定の偏倚角）の位置に配置するとともに、前記第３の
ステータ極を前記第１のステータ極に対して円周方向
（１８０＋α）°の位置に配置し、前記各ステータ極の
エアギャップを前記各ロータ極に対して非対称にしたこ
とを特徴とする。

【０００６】また、請求項２記載のパルス駆動式ブラシ
レスモータは、同一極性の奇数個のロータ極を円周上に
等間隔に着磁したロータと、前記ロータ極と同一極性に
励磁される電磁石からなる第１のステータ極と、前記ロ
ータ極と異なる極性に着磁された永久磁石からなる第２
のステータ極とを備え、前記第２のステータ極を前記第
１のステータ極に対して円周方向（１８０＋α）°（α
は所定の偏倚角）の位置に配置したことを特徴とする。

【０００７】また、請求項３記載のパルス駆動式ブラシ
レスモータは、異なる極性の２個のロータ極と１個の始
動用補助極とを円周上所定間隔で着磁したロータと、異
なる極性に交互に励磁される電磁石からなる第１および
第２のステータ極とを備え、前記第２のステータ極を前
記第１のステータ極に対して円周方向（１８０＋α）°
（αは所定の偏倚角）の位置に配置したことを特徴とす
る。

【０００８】さらに、請求項４記載のパルス駆動式ブラ
シレスモータは、同一極性の２個のロータ極と１個の始
動用補助極とを円周上所定間隔で着磁したロータと、同
一極性に励磁される電磁石からなる第１および第２のス
テータ極とを備え、前記第２のステータ極を前記第１の
ステータ極に対して円周方向（１８０＋α）°（αは所
定の偏倚角）の位置に配置したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１記載のパルス駆動式ブラシレスモータ
の場合、電磁石からなる第１および第２のステータ極に
ＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを所定間隔で印加
し、第１および第２のステータ極に異なる極性の磁極を
発生させる。これによって、ロータと、第１〜第３のス
テータ極との間に磁力が発生し、ロータが回転する。

【００１０】請求項２記載のパルス駆動式ブラシレスモ
ータの場合、電磁石からなる第１のステータ極にＯＮ／
ＯＦＦする単極性の駆動パルスを所定間隔で印加し、電
磁石かなる第３のステータ極の磁極と異なる磁極を発生
させる。これによって、ロータと、第１および第２のス
テータ極との間に磁力が発生し、ロータは回転する。

【００１１】請求項３記載のパルス駆動式ブラシレスモ
ータの場合、電磁石からなる第１および第２のステータ
極に正負に交互に切り換わる両極性の駆動パルスを所定
間隔で印加し、第１のステータ極と第２のステータ極に
交互に異なる磁極を発生させる。これによって、ロータ
と、第１および第２のステータ極との間に磁力が発生
し、ロータは回転する。

【００１２】請求項４記載のパルス駆動式ブラシレスモ
ータの場合、電磁石からなる第１および第２のステータ
極にＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを所定間隔で
印加し、第１のステータ極と第２のステータ極に第１お
よび第２のロータ極と同じ極性の磁極を発生させる。こ
れによって、ロータと、第１および第２のステータ極と
の間に磁力が発生し、ロータは回転する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１に、本発明に係るパル
ス駆動式ブラシレスモータ（以下、「モータ」と略称）
の第１の実施形態を示す。この第１の実施形態は、ロー
タがステータの内側に位置して回転するいわゆるインナ
ーロータ型のモータの例であって、ヨーク（継鉄）を構
成する外ケース１の内部に、ロータ２が回転軸３によっ
て回転自在に軸支されており、このロータ２の外側に、
電磁石からなる第１および第２のステータ極４，５と、
永久磁石からなる第３のステータ極６が設けられてい
る。前記ロータ２には、その外表面側がＳ極となるよう
に着磁された永久磁石からなる３個のロータ極２ａ，２
ｂ，２ｃが、円周上１２０°間隔で形成されている。

【００１４】また、前記第２のステータ極５は、第１の
ステータ極４から反時計方向に１０５°隔たった位置、
すなわち、第１のステータ極４から反時計方向に９０°
隔てた位置から偏倚角α＝１５°だけ反時計方向に偏倚
させた位置に配設されている。一方、第３のステータ極
６は、第１のステータ極４から時計方向に１６５°隔た
った位置、すなわち、第１のステータ極４の１８０°反
対位置から反時計方向に偏倚角α＝１５°だけ偏倚させ
た位置に配設されている。このような偏倚角を与えるこ
とにより、ロータ２に常に矢印イの向きの回転力が発生
するようにしている。

【００１５】前記第１のステータ極４には駆動巻線７
が、また、第２のステータ極５には駆動巻線８がそれぞ
れ巻回されており、これらの巻線に後述する駆動パルス
が印加されたときに、第１のステータ極４の表面にＮ極
が、第２のステータ極５の表面にＳ極がそれぞれ発生す
るように構成されている。また、永久磁石からなる第３
のスーテータ極６は、その表面がＮ極となるように着磁
されている。

【００１６】さらに、前記第１のステータ極４と第３の
ステータ極６は、そのエアギャップＧが矢印イで示すロ
ータ２の回転方向に向かって拡開していくような非対称
の磁極面形状とされているとともに、第２のステータ極
５は、そのエアギャップＧが矢印イで示すロータ２の回
転方向と反対側に向かって拡開していくような非対称の
磁極面形状とされており、このような磁極面形状とする
ことにより、ロータ２の回転方向が常に矢印イ方向とな
るように工夫されている。

【００１７】上記構成になるモータは、図２に示すよう
な外観形状に仕上げられており、外ケース１から外部に
延出する回転軸３の端部には半円柱状の錘９が取り付け
られ、この半円柱状の錘９によってロータ２に偏心回転
を起こさせることにより、モータが振動するように構成
されている。

【００１８】次に、前記第１の実施形態の動作を、図３
の動作説明図および図４の駆動パルス波形図を参照して
説明する。駆動パルスが印加されていない状態では、図
３（Ａ）に示すように、電磁石たる第１および第２のス
テータ極４、５には磁極が発生しておらず、残留磁気を
無視すれば、第１および第２のステータ極４、５は単な
る鉄塊とみなし得る。したがって、駆動パルスが印加さ
れていない停止時には、３つのロータ極２ａ，２ｂ，２
ｃのうち、永久磁石からなる第３のステータ極６にもっ
とも近い位置のロータ極、例えば、図３（Ａ）に示すよ
うに、第１のロータ極２ａがステータ極６と引き合い、
ロータ２は図示するように第１のロータ極２ａがステー
タ極６と対面した状態で停止している。

【００１９】いま、図３（Ａ）の停止状態において、第
１のステータ極４の駆動巻線７と第２のステータ極５の
駆動巻線８に、図４に示すような駆動パルスＰを同時に
印加すると、図３（Ｂ）に示すように、第１のステータ
極４にはＮ極が発生するとともに、第２のステータ極５
にはＳ極が発生する。これによって、第３のロータ極２
ｃと第２のステータ極５とは同極となり、第２のロータ
極２ｃには矢印ロの向きの反撥力が作用する。また、第
２のロータ極２ｂと第１のステータ極４とは異極とな
り、第２のロータ極２ｂには矢印ハで示す向きの吸引力
が作用する。このとき、第１のステータ極１と第２のロ
ータ極２ｂとの重なり面積よりも、第３のロータ極２ｃ
と第２のステータ極５との重なり面積の方が大きいた
め、矢印ロの反撥力の方が矢印ハの吸引力よりもかなり
大きく、ロータ２はその差に従って矢印イ方向に回転を
開始する。

【００２０】なお、第１のロータ極２ａと永久磁石から
なる第３のステータ極６との間には異極による吸引力が
作用しており、ロータ２が図３（Ｃ）のように回転して
いくに従って、第１のロータ極２ａと第３のステータ極
６の間には矢印ニで示すような回転方向とは逆向きの吸
引力が作用するようになるが、この矢印ニの向きの吸引
力にも打ち勝つような大きな電流からなる駆動パルスＰ
を印加してやることにより、ロータ２はそのまま矢印イ
方向に回転を続ける。

【００２１】そして、ロータ２が図３（Ｃ）の状態まで
回転すると、第３のロータ極２ｃと第２のステータ極５
との間の反撥力ロは徐々に小さくなっていくが、逆に、
第３のロータ極２ｃと第１のステータ極４との間の吸引
力ホが大きくなっていき、ロータ２はそのまま図３
（Ｄ）の状態まで回転する。そして、この図３（Ｄ）の
位置まで回転した時点で駆動パルスＰをＯＦＦし、駆動
巻線７，８の励磁を停止する。

【００２２】図３（Ｄ）の状態において駆動パルスＰを
ＯＦＦし、駆動巻線７，８の励磁を停止すると、モータ
は図３（Ｅ）のような状態となり、電磁石たる第１およ
び第２のステータ極４，５の磁極は無くなり、第２のロ
ータ極２ｂと第３のステータ極６との間に永久磁石同士
の吸引力へが作用するだけとなり、ロータ２はこの吸引
力によってそのまま矢印イ方向に回転を続け、図３
（Ｆ）の状態まで回転する。

【００２３】図３（Ｆ）の状態は、第２のロータ極２ｂ
が永久磁石たる第３のステータ極６の磁極面と対面した
状態であり、電磁気的には前述した駆動開始時の図３
（Ａ）の状態と同じである。そこで、この図（Ｆ）の状
態において、再び駆動パルスＰを印加すれば、ロータ２
は前述したと同様にして図３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）と回転していく。したがって、駆動パルスＰを連
続的に印加してやればロータ２は回転を続け、モータと
なる。

【００２４】図６に、前記第１の実施形態に係るモータ
の回転トルク特性を示す。この図から明らかなように、
ロータ２の回転トルクは常に正方向（図３中の矢印イ方
向）となっており、ロータ２は停止することなく回転す
ることが分かる。

【００２５】上記第１の実施形態の場合、ロータ２は駆
動パルスＰを１パルス印加する毎に１２０°づつ回転す
るので、３パルスで１回転することになる。したがっ
て、この駆動パルスＰの繰り返し周波数を可変制御すれ
ば、モータの回転速度を自由に変えることができる。ま
た、印加する駆動パルスＰは、所定のデューテイ比でＯ
Ｎ・ＯＦＦする単一のパルス列でよく、従来のステッピ
ングモータのように、回転磁界を作るための位相が僅か
づつ異なる複数個の並列供給パルス列を必要としないの
で、駆動回路野構成が極めて簡単となる。さらに、ロー
タ２の磁極２ａ〜２ｃの位置も検出する必要がないの
で、従来のＤＣブラシレスモータのようにホール素子な
どの磁極位置センサーも不要となり、モータ自体の構造
も極めて簡単にすることができる。

【００２６】なお、前記第１の実施形態は、図５中の組
合わせ（１）に示すように、第１のステータ極４がＮ
極、第２のステータ極５がＳ極、第３のステータ極６が
Ｎ極、３つのロータ極２ａ，２ｂ，２ｃがすべてＳ極と
なる磁極関係に設定したが、これとはまったく逆に、図
５中の組合わせ（２）で示すように、第１のステータ極
４がＳ極、第２のステータ極５がＮ極、第３のステータ
極６がＳ極、２つのロータ極２ａ〜２ｃがすべてＮ極と
なる磁極関係に設定しても、同様に実現できるものであ
る。

【００２７】図７に、本発明の第２の実施形態を示す。
この第２の実施形態は、ロータがステータの外側に位置
して回転するいわゆるアウターロータ型のモータの例で
あって、前記第１の実施形態のロータとステータの位置
を内外逆にしたものである。すなわち、図７に示すよう
に、外ケース１１の内側に位置して、円筒形のロータ１
２を回転軸１３によって回転自在に軸支するとともに、
このロータ１２の内側に、三叉状に形成したステータ極
１４，１５，１６を固定配置したものである。第１のス
テータ極１４と第２のステータ極１５には駆動巻線１
７，１８が巻回され、電磁石とされているとともに、第
３のステータ極１６は永久磁石とされており、その磁極
面にＮ極が着磁されている。また、ロータ１２には円周
上１２０°間隔で永久磁石からなるＳ極が着磁されてい
る。

【００２８】この第２の実施形態に係るモータは、前記
第１の実施形態に係るモータのロータとステータの位置
が内外逆になっただけであり、その動作自体は前記第１
の実施形態とまったく同じであるので、その動作説明に
ついては省略する。また、図８に示すように、ステータ
極とロータ極の極性関係を逆に構成してもよいものであ
る。

【００２９】図９に、本発明の第３の実施形態を示す。
この第３の実施形態は、ステータを２極構造としたもの
であり、外ケース２１の内部に、ロータ２２が回転軸２
３によって回転自在に軸支されているとともに、このロ
ータ２２の外側に、電磁石からなる第１のステータ極２
４と、永久磁石からなる第２のステータ極２５とが設け
られている。前記ロータ２２には、その外表面がＳ極と
なるように着磁された永久磁石からなる３個のロータ極
２２ａ，２２ｂ，２２ｃが円周上１２０°間隔で形成さ
れている。

【００３０】また、前記第１のステータ極２４には駆動
巻線２６が巻回されており、この巻線に図１０に示すよ
うな駆動パルスＰを印加したときに、その表面にＳ極が
発生するように構成されている。一方、永久磁石からな
る第２のスーテータ極２５は、その表面にＮ極が発生す
るように着磁されており、前記第１のステータ極２４の
１８０°反対位置から偏倚角α＝１５°だけ反時計方向
にずらした位置に配設されている。このような偏倚角を
与えることにより、ロータ２２に常に矢印イの向きの回
転力が発生するようにしている。

【００３１】この第３の実施形態に係るモータは次のよ
うにして回転する。すなわち、駆動パルスの印加されて
いない停止時には、ロータ２２は、３つのロータ極のう
ちのいずれか、例えば、図示するように、第１のロータ
極２２ａが永久磁石からなる第２のステータ極２５に吸
引され、図示の位置に停止している。この状態で図１０
の駆動パルスＰを印加すると、第１のステータ極２４の
表面にＳ極が発生する。したがって、この第１のステー
タ極２４のＳ極とロータ極２２ｂとのＳ極が反撥し、ロ
ータ２２は矢印イ方向に回転を始める。なお、このとき
第２のステータ極２５とロータ極２２ａが引き合うが、
この力に打ち勝つ大きさの電流値からなる駆動パルスＰ
を印加してやればよい。

【００３２】ロータ２が回転し、第２のロータ極２２ｂ
が第１のステータ極２４の磁極面から離れると、駆動パ
ルスＰをＯＦＦする。ロータ２は、その慣性と、ロータ
極２２ｂと永久磁石からなる第２のステータ極２５との
吸引力によって、そのまま回転を続ける。そして、第３
のロータ極２２ｃが図９に図示した第２のロータ極２２
ｂの位置まで回転した時点で、再び駆動パルスＰを印加
する。このようにして、一定周期で駆動パルスＰを印加
してやることにより、ロータ２２は回転を継続し、モー
タとなる。

【００３３】なお、前記説明から明らかなように、この
第３の実施形態に係るモータが回転するためには、第１
のステータ極２４のリラクタンス（無通電）トルクをＴ
１、第１のステータ極２４の通電時のトルクをＴ２、第
２のステータ極２５の常時トルクをＴ３とするとき、Ｔ
１＜Ｔ３＜Ｔ２の条件が成り立つことが必要である。ま
た、この第３の実施形態の場合も、図１１に示すよう
に、ステータ極とロータ極の磁極関係を逆にしても、同
様に実現できる。また、図示のインナーロータ型に換え
て、アウターロータ型に構成することもできる。

【００３４】図１２に、本発明の第４の実施形態を示
す。この第４の実施形態は、外ケース３１の内部に、ロ
ータ３２が回転軸３３によって回転自在に軸支されてお
り、このロータ３２の外側に、電磁石からなる第１およ
び第２の２つのステータ極３４，３５が配置されてい
る。前記ロータ３２には、Ｎ極からなる第１のロータ極
３２ａと、Ｓ極からなる第２のロータ極３２ｂと、Ｎ極
からなる小極の始動用補助極３２ｃが形成されており、
第１のロータ極３２ａと第２のロータ極３２ｂは約１３
５°の間隔をおいて配置されているとともに、同用補助
極３２ｃはこの第１および第２のロータ極３２ａ，３２
ｂの二等分線上の反対側位置に配置されている。

【００３５】さらに、前記第１のステータ極３４には駆
動巻線３６が、また、第２のステータ極３５には駆動巻
線３７がそれぞれ巻回されており、これらの巻線に図１
３に示す正負に反転する駆動パルスＰ₊ ，Ｐ_- を印加
し、正の駆動パルスＰ₊ が印加されたときに、第１のス
テータ極３４にＮ極、第２のステータ極３５にＳ極が発
生し、また、負の駆動パルスＰ_- が印加されたときに、
第１のステータ極３４にＳ極、第２のステータ極３５に
Ｎ極が発生するように構成されている。前記第２のステ
ータ極３５は、第１のステータ極３４の１８０°反対位
置から偏倚角α＝１５°だけ時計方向にずらした位置に
配設され、このような偏倚角を与えることにより、ロー
タ３２に常に矢印イの向きの回転力が発生するように構
成されている。

【００３６】この第４の実施形態に係るモータは次のよ
うにして回転する。すなわち、駆動パルスの印加されて
いない停止時には、ロータ３２は位置エネルギー的に最
も安定な図示の状態で停止している。この状態で図１３
の正の駆動パルスＰ₊ を印加すると、第１のステータ極
３４の表面にＮ極が発生し、第２のステータ極３５の表
面にＳ極が発生する。これによって、第１のステータ極
３４と第１のロータ極３２ａがＮ極同士の同極、また、
第２のステータ極３５と第２のロータ極３２ｂがＳ極同
士の同極となり、お互いの磁極間に反撥力が作用し、ロ
ータ３２は矢印イ方向に回転を開始する。

【００３７】ロータ３２が矢印イ方向に回転すると、始
動用補助極３２ｃが第２のステータ極３５に近づいてい
くので、始動用補助極３２ｃと第２のステータ極３５の
間には吸引力が作用し、ロータ３２はさらに回転する。
そして、ロータ２がさらに回転し、第１のロータ極３２
ａが第２のステータ極３５に近づくと、第１のロータ極
３２ａと第２のステータ極３５との間に吸引力が作用す
るとともに、第２のロータ極３２ｂも第１のステータ極
３４に近づくので、第１のロータ極３２ａと第１のステ
ータ極３４との間に吸引力が作用し、ロータ３２はさら
に回転する。

【００３８】第１のロータ極３２ａの磁極面が第２のス
テータ極３５の磁極面に重なった時点で、図１３に示す
ように、正の駆動パルスＰ₊ をＯＦＦする。そして、ロ
ータ２がその慣性で回転して第１のロータ極３２ａが図
１２の第２のロータ極３２ｂの位置に達した時点で、図
１３に示すように、今度は負の駆動パルスＰ_- を印加す
る。

【００３９】これによって、第１のステータ極３４の表
面にＳ極が発生し、第２のステータ極３５の表面にＮ極
が発生する。したがって、第１のステータ極３４と第２
のロータ極３２ｂがＳ極同士の同極、また、第２のステ
ータ極３５と第１のロータ極３２ａがＮ極同士の同極と
なり、お互いの磁極間に反撥力が作用し、ロータ３２は
矢印イ方向にさらに回転する。このようにして、ロータ
３２の半回転毎に正負の駆動パルスを印加してやること
により、ロータ３２は連続的に回転する。

【００４０】なお、この第４の実施形態の場合も、図１
４に示すように、ステータ極とロータ極の極性関係を逆
にしても、同様に実現できるものである。また、図示の
インナーロータ型に換えて、アウターロータ型に構成す
ることもできる。

【００４１】図１５に、本発明の第５の実施形態を示
す。この第５の実施形態は、前記第４の実施例のロータ
とステータの位置を内外逆にした、いわゆるアウターロ
ータ型のモータの例である。すなわち、図１５に示すよ
うに、外ケース４１の内側に位置して、円筒形のロータ
４２が回転軸４３によって回転自在に軸支されていると
ともに、このロータ４２の内側に、ステータ極４４，４
５を固定配置さえている。この第１のステータ極４４と
第２のステータ極４５には駆動巻線４６，４７が巻回さ
れ、それぞれが電磁石とされている。また、ロータ４２
には、Ｎ極からなる第１のロータ極４２ａ、Ｓ極からな
る第２のロータ極４２ｂ、Ｎ極からなる小極の第３のロ
ータ極４２ｂが着磁されている。

【００４２】この第５の実施形態に係るモータは、前記
第４の実施形態に係るモータのロータとステータの位置
が内外逆になっただけであり、その動作自体はまったく
同じであるので、その動作については省略する。また、
図１６に示すように、ステータ極とロータ極のＮ，Ｓ関
係を逆にしてもよいものである。

【００４３】図１７に、本発明の第６の実施形態を示
す。この第６の実施形態は、構造的には前記図１２に示
した第４の実施形態に係るモータとまったく同じ構成に
なるもので、その着磁および例示の仕方と、印加する駆
動パルスが異なるだけである。すなわち、第１および第
２のロータ極３２ａと始動用補助極３２ｃのすべてをＮ
極に着磁するとともに、第１および第２のステータ極３
４，３５の両方を同時に同じＮ極に着磁するように構成
し、図１８に示す単極性の駆動パルスＰによって回転駆
動するようにしたものである。したがって、モータ自体
の構造は同じであるので、前記第４の実施形態に係るモ
ータと同一部分には同一の符号を付し、その詳細な構造
説明は省略する。

【００４４】この第６の実施形態に係るモータは次のよ
うにして回転する。すなわち、駆動パルスの印加されて
いない停止時には、位置エネルギー的に最も安定な図示
の状態で停止している。この状態で図１８の駆動パルス
Ｐを印加すると、第１および第２のステータ極３４，３
５のそれぞれの表面ににＮ極が発生する。これによっ
て、第１のステータ極３４と第１のロータ極３２ａがＮ
極同士の同極、また、第２のステータ極３５と第２のロ
ータ極３２ｂがＮ極同士の同極となり、お互いの磁極間
に反撥力が作用し、ロータ３２は矢印イ方向に回転を開
始する。

【００４５】そして、第１および第２のロータ極３２
ａ，３２ｂが第１および第２のステータ極３４，３５の
磁極面から外れた時点で駆動パルスＰをＯＦＦし、第１
および第２のステータ極３４，３５の励磁を停止する。
ロータ２は、その慣性によって回転を続け、第１のロー
タ極３２ａが図１７の第２のロータ極３２ｂの位置に達
した時点で、図１３に示すように、再び駆動パルスＰを
印加する。これによって、第１および第２のロータ極３
２ａ，３２ｂが再びステータ極３４，３５からの同磁極
による反撥力を受け、前述したと同様にして矢印イ方向
に回転する。このようにして、ロータ３２の半回転毎に
駆動パルスＰを印加してやることにより、ロータ３２は
連続的に回転する。

【００４６】なお、前記第６の実施形態の場合も、図１
９に示すように、ステータ極とロータ極の磁極関係を逆
にしても、同様に実現できるものである。また、図示の
インナーロータ型に換えて、アウターロータ型に構成す
ることもできる。

【００４７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、これらの例はステータ極とロータ極の数を最も少
数の基本数とした場合の例を示したものであり、ステー
タ極とロータ極は、前記基本的な組合わせを複数組設け
てもよいものである。ステータ極とロータ極を複数組設
けた場合には、モータの回転トルクを大きくすることが
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によるときは、同一極性の奇数個のロータ極を円周上
等間隔に着磁したロータと、前記ロータ極と異なる極性
に励磁される電磁石からなる第１のステータ極と、前記
ロータ極と同極に励磁される電磁石からなる第２のステ
ータ極と、前記ロータ極と異なる極性に着磁された永久
磁石からなる第３のステータ極とを備え、前記第２のス
テータ極を前記第１のステータ極に対して円周方向（９
０＋α）°の位置に配置するとともに、前記第３のステ
ータ極を前記第１のステータ極に対して円周方向（１８
０＋α）°の位置に配置し、前記各ステータ極のエアギ
ャップを前記各ロータ極に対して非対称にしたので、ホ
ール素子などの磁極位置センサーを必要とせず、しか
も、ＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを与えるだけ
で回転駆動することのできる構造簡単で廉価なパルス駆
動式ブラシレスモータを提供することができる。

【００４９】また、請求項２記載の発明によるときは、
同一極性の奇数個のロータ極を円周上に等間隔に着磁し
たロータと、前記ロータ極と同一極性に励磁される電磁
石からなる第１のステータ極と、前記ロータ極と異なる
極性に着磁された永久磁石からなる第２のステータ極と
を備え、前記第２のステータ極を前記第１のステータ極
に対して円周方向（１８０＋α）°の位置に配置したの
で、ホール素子などの磁極位置センサーを必要とせず、
しかも、ＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを与える
だけで回転駆動することのできる構造簡単で廉価なパル
ス駆動式ブラシレスモータを提供することができる。

【００５０】また、請求項３記載の発明によるときは、
異なる極性の２個のロータ極と１個の始動用補助極とを
円周上所定間隔で着磁したロータと、異なる極性に交互
に励磁される電磁石からなる第１および第２のステータ
極とを備え、前記第２のステータ極を前記第１のステー
タ極に対して円周方向（１８０＋α）°の位置に配置し
たしたので、ホール素子などの磁極位置センサーを必要
とせず、しかも、正負に交互に切り換わる両極性の駆動
パルスを与えるだけで回転駆動することのできる構造簡
単で廉価なパルス駆動式ブラシレスモータを提供するこ
とができる。

【００５１】さらに、請求項４記載の発明によるとき
は、同一極性の２個のロータ極と１個の始動用補助極と
を円周上所定間隔で着磁したロータと、同一極性に励磁
される電磁石からなる第１および第２のステータ極とを
備え、前記第２のステータ極を前記第１のステータ極に
対して円周方向（１８０＋α）°の位置に配置したの
で、ホール素子などの磁極位置センサーを必要とせず、
しかも、ＯＮ／ＯＦＦする単極性の駆動パルスを与える
だけで回転駆動することのできる構造簡単で廉価なパル
ス駆動式ブラシレスモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の原理構造図である。

【図２】モータに偏心用の錘を取り付けた状態の外観斜
視図である。

【図３】第１の実施形態の回転動作の説明図である。

【図４】第１の実施形態で用いられる駆動パルスの波形
図である。

【図５】第１の実施形態におけるステータ極とロータ極
の組合わせ図である。

【図６】第１の実施形態に係るモータの回転トルク特性
を示す図である。

【図７】第２の実施形態の原理構造図である。

【図８】第２の実施形態におけるステータ極とロータ極
の組合わせ図である。

【図９】第３の実施形態の原理構造図である。

【図１０】第３の実施形態で用いられる駆動パルスの波
形図である。

【図１１】第３の実施形態におけるステータ極とロータ
極の組合わせ図である。

【図１２】第４の実施形態の原理構造図である。

【図１３】第４の実施形態で用いられる駆動パルスの波
形図である。

【図１４】第４の実施形態におけるステータ極とロータ
極の組合わせ図である。

【図１５】第５の実施形態の原理構造図である。

【図１６】第５の実施形態におけるステータ極とロータ
極の組合わせ図である。

【図１７】第６の実施形態の原理構造図である。

【図１８】第６の実施形態で用いられる駆動パルスの波
形図である。

【図１９】第６の実施形態におけるステータ極とロータ
極の組合わせ図である。

【符号の説明】

１ 外ケース ２ ロータ ２ａ 第１のロータ極 ２ｂ 第２のロータ極 ２ｃ 第３のロータ極 ３ 回転軸 ４ 第１のステータ極（電磁石） ５ 第２のステータ極（電磁石） ６ 第３のステータ極（永久磁石） ７ 駆動巻線 ８ 駆動巻線 ９ 錘 １１ 外ケース １２ ロータ １２ａ 第１のロータ極 １２ｂ 第２のロータ極 １２ｃ 第３のロータ極 １３ 回転軸 １４ 第１のステータ極（電磁石） １５ 第２のステータ極（電磁石） １６ 第３のステータ極（永久磁石） １７ 駆動巻線 １９ 駆動巻線 ２１ 外ケース ２２ ロータ ２２ａ 第１のロータ極 ２２ｂ 第２のロータ極 ２２ｃ 第３のロータ極 ２３ 回転軸 ２４ 第１のステータ極（電磁石） ２５ 第２のステータ極（永久磁石） ２６ 駆動巻線 ３１ 外ケース ３２ ロータ ３２ａ 第１のロータ極 ３２ｂ 第２のロータ極 ３２ｃ 始動用補助極 ３３ 回転軸 ３４ 第１のステータ極（電磁石） ３５ 第２のステータ極（電磁石） ３６ 駆動巻線 ３７ 駆動巻線 ４１ 外ケース ４２ ロータ ４２ａ 第１のロータ極 ４２ｂ 第２のロータ極 ４２ｃ 第３のロータ極 ４３ 回転軸 ４４ 第１のステータ極（電磁石） ４５ 第２のステータ極（電磁石） ４６ 駆動巻線 ４７ 駆動巻線 Ｇ エアギャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一極性の奇数個のロータ極を円周上等
   間隔に着磁したロータと、前記ロータ極と異なる極性に
   励磁される電磁石からなる第１のステータ極と、前記ロ
   ータ極と同極に励磁される電磁石からなる第２のステー
   タ極と、前記ロータ極と異なる極性に着磁された永久磁
   石からなる第３のステータ極とを備え、 前記第２のステータ極を前記第１のステータ極に対して
   円周方向（９０＋α）°（αは所定の偏倚角）の位置に
   配置するとともに、前記第３のステータ極を前記第１の
   ステータ極に対して円周方向（１８０＋α）°の位置に
   配置し、前記各ステータ極のエアギャップを前記各ロー
   タ極に対して非対称にしたことを特徴とするパルス駆動
   式ブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 同一極性の奇数個のロータ極を円周上に
   等間隔に着磁したロータと、前記ロータ極と同一極性に
   励磁される電磁石からなる第１のステータ極と、前記ロ
   ータ極と異なる極性に着磁された永久磁石からなる第２
   のステータ極とを備え、 前記第２のステータ極を前記第１のステータ極に対して
   円周方向（１８０＋α）°（αは所定の偏倚角）の位置
   に配置したことを特徴とするパルス駆動式ブラシレスモ
   ータ。
3. 【請求項３】 異なる極性の２個のロータ極と１個の始
   動用補助極とを円周上所定間隔で着磁したロータと、異
   なる極性に交互に励磁される電磁石からなる第１および
   第２のステータ極とを備え、 前記第２のステータ極を前記第１のステータ極に対して
   円周方向（１８０＋α）°（αは所定の偏倚角）の位置
   に配置したことを特徴とするパルス駆動式ブラシレスモ
   ータ。
4. 【請求項４】 同一極性の２個のロータ極と１個の始動
   用補助極とを円周上所定間隔で着磁したロータと、同一
   極性に励磁される電磁石からなる第１および第２のステ
   ータ極とを備え、 前記第２のステータ極を前記第１のステータ極に対して
   円周方向（１８０＋α）°（αは所定の偏倚角）の位置
   に配置したことを特徴とするパルス駆動式ブラシレスモ
   ータ。