JPS6130461Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6130461Y2 JPS6130461Y2 JP1977143653U JP14365377U JPS6130461Y2 JP S6130461 Y2 JPS6130461 Y2 JP S6130461Y2 JP 1977143653 U JP1977143653 U JP 1977143653U JP 14365377 U JP14365377 U JP 14365377U JP S6130461 Y2 JPS6130461 Y2 JP S6130461Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- permanent magnet
- coil
- electrical angle
- degrees
- 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.)
- Expired
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- Brushless Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、２相のコイルを具備し、これらのコ
イルに順次切換え通電することにより回転駆動す
るようにした直流ブラシレスモータに関する。
イルに順次切換え通電することにより回転駆動す
るようにした直流ブラシレスモータに関する。
一般に２相直流モータは、回転死点があつて自
起動しないが、回転死点が生じないような工夫を
した２相ブラシレスモータが例えば特開昭50−
96811号公報の明細書において提案されている。
このブラシレスモータは、電気角で180゜以上に
わたる磁極巾を有する例えばＮ極永久磁石と、電
気角で180゜以下の磁極巾を有するＳ極永久磁石
とを備える回転子を持ち、一方、180゜間隔でコ
アにトロイダル巻装された２相のコイを備える固
定子を持つている。そして上記Ｎ極磁石が発生す
る磁束領域中の180゜の区間においてのみ２相の
コイルを交互に切換通電して、回転死点のない連
続したトルクを得ている。
起動しないが、回転死点が生じないような工夫を
した２相ブラシレスモータが例えば特開昭50−
96811号公報の明細書において提案されている。
このブラシレスモータは、電気角で180゜以上に
わたる磁極巾を有する例えばＮ極永久磁石と、電
気角で180゜以下の磁極巾を有するＳ極永久磁石
とを備える回転子を持ち、一方、180゜間隔でコ
アにトロイダル巻装された２相のコイを備える固
定子を持つている。そして上記Ｎ極磁石が発生す
る磁束領域中の180゜の区間においてのみ２相の
コイルを交互に切換通電して、回転死点のない連
続したトルクを得ている。
しかし上述の構成の直流モータにおいては、
Ｎ・Ｓ非対称の磁束分布を形成するために少くと
も一対のＮ極及びＳ極の永久磁石が必要であり、
コスト高となつていた。
Ｎ・Ｓ非対称の磁束分布を形成するために少くと
も一対のＮ極及びＳ極の永久磁石が必要であり、
コスト高となつていた。
本考案は上述の問題点にかんがみてなされたも
のであつて、より低コストでトルクリツプルが少
なく特別な起動トルク発生手段を必要としない自
起動形２相直流ブラシレスモータを得ることを目
的とする。
のであつて、より低コストでトルクリツプルが少
なく特別な起動トルク発生手段を必要としない自
起動形２相直流ブラシレスモータを得ることを目
的とする。
以下本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本考案の２相４極のアウターロータ形
のブラシレスモータに適用した一実施例を示すモ
ータの軸に直角な方向の断面図である。
のブラシレスモータに適用した一実施例を示すモ
ータの軸に直角な方向の断面図である。
第１図に示すように、磁性体でもつて形成され
たカツプ状ロータ１の内側面には、半円筒状のＮ
極磁石２ａ，２ｂが取り付けられている。またＳ
極の部分に相当する領域のロータ１に、外側から
内側に向つて膨出する膨出部１ａ，１ｂが形成さ
れている。このためＮ極磁石２ａ，２ｂから出た
磁石は固定子ヨーク６に通つてロータ１の膨出部
１ａ，１ｂに収束され、ロータ１を通つて磁石２
ａ，２ｂの外側面のＳ極側に戻る。なお従来のこ
の種のモータにおいては、Ｎ極から発生した磁束
をＳ極の磁石によつて収束するようにしていた。
たカツプ状ロータ１の内側面には、半円筒状のＮ
極磁石２ａ，２ｂが取り付けられている。またＳ
極の部分に相当する領域のロータ１に、外側から
内側に向つて膨出する膨出部１ａ，１ｂが形成さ
れている。このためＮ極磁石２ａ，２ｂから出た
磁石は固定子ヨーク６に通つてロータ１の膨出部
１ａ，１ｂに収束され、ロータ１を通つて磁石２
ａ，２ｂの外側面のＳ極側に戻る。なお従来のこ
の種のモータにおいては、Ｎ極から発生した磁束
をＳ極の磁石によつて収束するようにしていた。
Ｎ極磁石２ａ，２ｂは夫々モータ軸心に対して
ほぼ機械角で120度（電気角で240度）にわたつて
いて、その内周面がＮ極となるようにその厚さ方
向に着磁されている。またロータ１の膨出部１
ａ，１ｂは、夫々モータ軸心に対してほぼ機械角
で60度（電気角で120度）にわたつている。即
ち、Ｎ極磁石２ａと膨出部１ａとについて考える
と、これらの磁石２ａと膨出部１ａとは電気角
360度を構成しているが、Ｎ極磁石２ａが電気角
で240度であり、また膨出部１ａは電気角で120度
となつている。従つて、電気角360度中の磁束分
布は、ローター１から固定子ヨーク６の方向の磁
束が存在する領域の方が広い角度範囲に亘つてお
り、またこれとは逆方向の磁束が存在する領域が
狭い角度範囲となつている。即ち、非対称な磁束
分布が形成されている。
ほぼ機械角で120度（電気角で240度）にわたつて
いて、その内周面がＮ極となるようにその厚さ方
向に着磁されている。またロータ１の膨出部１
ａ，１ｂは、夫々モータ軸心に対してほぼ機械角
で60度（電気角で120度）にわたつている。即
ち、Ｎ極磁石２ａと膨出部１ａとについて考える
と、これらの磁石２ａと膨出部１ａとは電気角
360度を構成しているが、Ｎ極磁石２ａが電気角
で240度であり、また膨出部１ａは電気角で120度
となつている。従つて、電気角360度中の磁束分
布は、ローター１から固定子ヨーク６の方向の磁
束が存在する領域の方が広い角度範囲に亘つてお
り、またこれとは逆方向の磁束が存在する領域が
狭い角度範囲となつている。即ち、非対称な磁束
分布が形成されている。
ローター１の内側には環状の固定子ヨーク６が
配置されていて、この固定子ヨーク６には、２相
の固定子コイル４ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂがトロ
イダル巻きに夫々電気角で180度の間隔で巻装さ
れている。このため各コイルの往路部分または復
路部分の何れか一方のみが環状の固定子ヨーク６
の外側に位置していて磁石２ａ，２ｂによる磁束
を鎖交するように構成されている。
配置されていて、この固定子ヨーク６には、２相
の固定子コイル４ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂがトロ
イダル巻きに夫々電気角で180度の間隔で巻装さ
れている。このため各コイルの往路部分または復
路部分の何れか一方のみが環状の固定子ヨーク６
の外側に位置していて磁石２ａ，２ｂによる磁束
を鎖交するように構成されている。
第２Ａ図は第１図に示すブラシレスモータのロ
ータの永久磁石２ａ，２ｂによつて生ずる磁束の
密度と各コイルとの相対的な位置関係を示す説明
図、第２Ｂ図は各コイルの通電の切換え状態を示
す波形図、第２Ｃ図はブラシレスモータの回転ト
ルクを表わすグラフである。なお以下の説明で
は、ロータ１が固定されていて、コイル４ａ，４
ｂ，５ａ，５ｂがこれと相対的に回転移動するも
のとする。また第２Ａ図においては、一方の組の
２相コイルの４ａ，５ａのみが示されていて、他
方の組の２相のコイル４ｂ，５ｂはコイル４ａ，
５ａと機械的に対称であつて、かつ夫々直列に接
続されているので、これらは同時に通電されて同
方向のトルクを生ずるように構成されている。な
お第２Ａ図におけるコイル４ａ，５ａは第１図に
示すコイル４ａ，５ａの平均的な中央部分のロー
タ１の側の部分（環状固定子ヨーク６の外側に位
置している部分）のみが示されている。
ータの永久磁石２ａ，２ｂによつて生ずる磁束の
密度と各コイルとの相対的な位置関係を示す説明
図、第２Ｂ図は各コイルの通電の切換え状態を示
す波形図、第２Ｃ図はブラシレスモータの回転ト
ルクを表わすグラフである。なお以下の説明で
は、ロータ１が固定されていて、コイル４ａ，４
ｂ，５ａ，５ｂがこれと相対的に回転移動するも
のとする。また第２Ａ図においては、一方の組の
２相コイルの４ａ，５ａのみが示されていて、他
方の組の２相のコイル４ｂ，５ｂはコイル４ａ，
５ａと機械的に対称であつて、かつ夫々直列に接
続されているので、これらは同時に通電されて同
方向のトルクを生ずるように構成されている。な
お第２Ａ図におけるコイル４ａ，５ａは第１図に
示すコイル４ａ，５ａの平均的な中央部分のロー
タ１の側の部分（環状固定子ヨーク６の外側に位
置している部分）のみが示されている。
第１図の構成のブラシレスモータのロータ１を
直線状に展開して示すと、Ｎ極の永久磁石２ａ，
２ｂによつて第２Ａ図に示すような磁束分布が形
成されている。即ち、モータ軸心に対して電気角
で240度にわたつて設けられているＮ極の磁石２
ａ，２ｂによつて、ロータ１から固定子ヨーク６
の方向の磁束が形成される。この磁束の密度は第
２Ａ図に示すように上部がほぼ平坦な台形波状と
なつている。Ｎ極磁石２ａ，２ｂから出た磁束は
固定子ヨーク６内を通つて膨出部１ａ，１ｂに収
束される。従つて、電気角で120度にわたつて設
けられている膨出部１ａ，１ｂの領域において
は、固定子ヨーク６から膨出部１ａ，１ｂの方向
に磁束が形成される。この磁束の密度は第２Ａ図
に示すような正弦波状若しくは凸状となつてい
る。この結果、第２Ａ図に示すように電気角360
度の角度領域内で各相のコイルと鎖交する磁束の
方向が電気角で180度よりも大きい角度にわたつ
て同方向となるような非対称の磁束分布が形成さ
れる。
直線状に展開して示すと、Ｎ極の永久磁石２ａ，
２ｂによつて第２Ａ図に示すような磁束分布が形
成されている。即ち、モータ軸心に対して電気角
で240度にわたつて設けられているＮ極の磁石２
ａ，２ｂによつて、ロータ１から固定子ヨーク６
の方向の磁束が形成される。この磁束の密度は第
２Ａ図に示すように上部がほぼ平坦な台形波状と
なつている。Ｎ極磁石２ａ，２ｂから出た磁束は
固定子ヨーク６内を通つて膨出部１ａ，１ｂに収
束される。従つて、電気角で120度にわたつて設
けられている膨出部１ａ，１ｂの領域において
は、固定子ヨーク６から膨出部１ａ，１ｂの方向
に磁束が形成される。この磁束の密度は第２Ａ図
に示すような正弦波状若しくは凸状となつてい
る。この結果、第２Ａ図に示すように電気角360
度の角度領域内で各相のコイルと鎖交する磁束の
方向が電気角で180度よりも大きい角度にわたつ
て同方向となるような非対称の磁束分布が形成さ
れる。
次に第１図のブラシレスモータの動作を説明す
ると、まずコイル４ａが第１図θ１の位置にある
とき（時点t1）、即ち、磁石２ａによる磁束密度
がほぼ平坦になる位置で、コイル４ａに第２Ａ図
に示す方向の通電が第２Ｂ図に示すように開始さ
れる。このためコイル４ａを第１図時計方向に回
転させるトルクが発生する。なお実際上はロータ
１がこのトルクの反作用によつて第１図の反時計
方向に回転する。この通電はコイル４ａが電気角
で180度（位置角で90度）回転してθ２の位置
（時点t2）に達するまで行われる。この結果、第２
Ｃ図に示すように、t1からt2までの間にコイル４
ａの電流と磁石２ａの磁束とによつてほぼ平坦な
トルクが発生する。なおコイル４ａに対して電気
角で360度の位置に配置されているコイル４ｂ
は、コイル４ａと直列に接続されていてこのコイ
ル４ａの通電と同時に通電されるので、磁石２ｂ
による磁束によつて同方向の回転トルクが発生す
る。なお第２Ｂ図に示すように時点t1からt2まで
はコイル５ａ，５ｂは通電されていない。
ると、まずコイル４ａが第１図θ１の位置にある
とき（時点t1）、即ち、磁石２ａによる磁束密度
がほぼ平坦になる位置で、コイル４ａに第２Ａ図
に示す方向の通電が第２Ｂ図に示すように開始さ
れる。このためコイル４ａを第１図時計方向に回
転させるトルクが発生する。なお実際上はロータ
１がこのトルクの反作用によつて第１図の反時計
方向に回転する。この通電はコイル４ａが電気角
で180度（位置角で90度）回転してθ２の位置
（時点t2）に達するまで行われる。この結果、第２
Ｃ図に示すように、t1からt2までの間にコイル４
ａの電流と磁石２ａの磁束とによつてほぼ平坦な
トルクが発生する。なおコイル４ａに対して電気
角で360度の位置に配置されているコイル４ｂ
は、コイル４ａと直列に接続されていてこのコイ
ル４ａの通電と同時に通電されるので、磁石２ｂ
による磁束によつて同方向の回転トルクが発生す
る。なお第２Ｂ図に示すように時点t1からt2まで
はコイル５ａ，５ｂは通電されていない。
次に、コイル４ａがθ２の位置に達した時点t2
でコイル４ａの通電が断たれる。このとき他方の
コイル５ａはθ３の位置に達していて、この時点
t2からコイル５ａの通電が開始される。そしてコ
イル５ａが電気角で180度回転してθ４の位置
（時点t4）に達するまで、このコイル５ａに通電が
行われる。この結果、t3からt4までの間に、コイ
ル５ａと磁石２ｂの磁束とによつてほぼ平坦なト
ルクが発生する。そして以下において上述の動作
が繰返されてトルクリツプルが少ない回転トルク
が形成される。
でコイル４ａの通電が断たれる。このとき他方の
コイル５ａはθ３の位置に達していて、この時点
t2からコイル５ａの通電が開始される。そしてコ
イル５ａが電気角で180度回転してθ４の位置
（時点t4）に達するまで、このコイル５ａに通電が
行われる。この結果、t3からt4までの間に、コイ
ル５ａと磁石２ｂの磁束とによつてほぼ平坦なト
ルクが発生する。そして以下において上述の動作
が繰返されてトルクリツプルが少ない回転トルク
が形成される。
なお本実施例のブラシレスモータの電流切換え
のためのロータ１の回転位置検出は、１個の位置
検出素子（図示せず）によつて行うことができ
る。例えば、ホール素子等と、永久磁石２ａ，２
ｂ及び膨出部１ａ，１ｂにより形成される第２Ａ
図に示す磁束分布とを用いて、第１図及び第２Ａ
図のθ１〜θ２及びθ３〜θ４の角度範囲を検出
すれば、第２Ｂ図に示すコイル４ａ，４ｂの電流
切換え信号を形成することができる。この場合、
コイル５ａ，５ｂの電流切換え信号は位置検出信
号の反転信号によつて形成することができる。
のためのロータ１の回転位置検出は、１個の位置
検出素子（図示せず）によつて行うことができ
る。例えば、ホール素子等と、永久磁石２ａ，２
ｂ及び膨出部１ａ，１ｂにより形成される第２Ａ
図に示す磁束分布とを用いて、第１図及び第２Ａ
図のθ１〜θ２及びθ３〜θ４の角度範囲を検出
すれば、第２Ｂ図に示すコイル４ａ，４ｂの電流
切換え信号を形成することができる。この場合、
コイル５ａ，５ｂの電流切換え信号は位置検出信
号の反転信号によつて形成することができる。
本考案による直流ブラシレスモータは、電気角
で180度よりも大きい角度範囲を有する永久磁石
と、電気角360度のうちの上記角度範囲の残りの
角度範囲にわたつて固定子コア側に膨出する膨出
部が一体に形成された磁路部材とを備え、これら
によつてＮ・Ｓ一対の主極が構成されているの
で、永久磁石の数を半減でき、より低コストのモ
ータとすることができる。またロータをより軽量
にすることができ、立上り特性の良いモータを得
ることができる。
で180度よりも大きい角度範囲を有する永久磁石
と、電気角360度のうちの上記角度範囲の残りの
角度範囲にわたつて固定子コア側に膨出する膨出
部が一体に形成された磁路部材とを備え、これら
によつてＮ・Ｓ一対の主極が構成されているの
で、永久磁石の数を半減でき、より低コストのモ
ータとすることができる。またロータをより軽量
にすることができ、立上り特性の良いモータを得
ることができる。
第１図は本考案の２相４極のアウターロータ形
のブラシレスモータに適用した一実施例を示すモ
ータの軸に直角な方向の断面図、第２Ａ図は第１
図に示すブラシレスモータのロータの永久磁石に
よつて生ずる磁束の密度と各コイルとの相対的な
位置関係を示す説明図、第２Ｂ図は各コイルの通
電の切換え状態を示す波形図、第２Ｃ図は第１図
のブラシレスモータの回転トルクを表わすグラフ
である。 なお図面に用いられている符号におていて、１
はロータ、１ａ，１ｂは膨出部、２ａ，２ｂはＮ
極磁石、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂはコイルであ
る。
のブラシレスモータに適用した一実施例を示すモ
ータの軸に直角な方向の断面図、第２Ａ図は第１
図に示すブラシレスモータのロータの永久磁石に
よつて生ずる磁束の密度と各コイルとの相対的な
位置関係を示す説明図、第２Ｂ図は各コイルの通
電の切換え状態を示す波形図、第２Ｃ図は第１図
のブラシレスモータの回転トルクを表わすグラフ
である。 なお図面に用いられている符号におていて、１
はロータ、１ａ，１ｂは膨出部、２ａ，２ｂはＮ
極磁石、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂはコイルであ
る。
Claims (1)
- 電気角で180゜の間隔で固定子コアに巻装され
た２相コイルを具備し、これらのコイルを交互に
切換え通電することにより回転駆動させる直流ブ
ラシレスモータにおいて、単一の主極が電気角で
180゜よりも大きく角度範囲にて上記固定子コイ
ルの外側に対向するように配置された半円筒状の
永久磁石と、上記永久磁石を支持するとともに、
電気角360゜のうちの上記永久磁石の角度範囲の
残りの角度範囲にわたつて上記固定子コア側に膨
出する膨出部が一体に形成された磁路部材とを有
するロータを具備し、上記永久磁石と磁路部材の
膨出部とをＮ・Ｓ一対の主極として、上記永久磁
石から上記磁路部材の膨出部に到る磁界の一部に
電気角で180゜よりも大きい角度にわたつて同方
向となる磁束部を形成し、上記２相のコイルの
夫々の往路部分または復路部分の何れか一方のみ
が上記回転駆動に伴い上記磁束部を通るように、
上記２相のコイルを上記固定子コアにトロイダル
巻きし、上記磁束部分における所定の領域内に上
記２相のコイルの一方が位置しているときにその
コイルに通電し且つ上記２相のコイルの通電を電
気角でほぼ180゜ずつ順次切換える電流切換え手
段を設けたことを特徴とする直流ブラシレスモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1977143653U JPS6130461Y2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1977143653U JPS6130461Y2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5469318U JPS5469318U (ja) | 1979-05-17 |
| JPS6130461Y2 true JPS6130461Y2 (ja) | 1986-09-05 |
Family
ID=29121536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1977143653U Expired JPS6130461Y2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130461Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096811U (ja) * | 1974-01-10 | 1975-08-13 | ||
| DE2512273C3 (de) * | 1975-03-20 | 1978-03-16 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Wendepolfreie Kommutatormaschine |
| JPS51119911U (ja) * | 1975-03-26 | 1976-09-29 |
-
1977
- 1977-10-26 JP JP1977143653U patent/JPS6130461Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5469318U (ja) | 1979-05-17 |
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