JPS6380748A - 無刷子電動機 - Google Patents
無刷子電動機Info
- Publication number
- JPS6380748A JPS6380748A JP22564186A JP22564186A JPS6380748A JP S6380748 A JPS6380748 A JP S6380748A JP 22564186 A JP22564186 A JP 22564186A JP 22564186 A JP22564186 A JP 22564186A JP S6380748 A JPS6380748 A JP S6380748A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- rotor
- permanent magnet
- magnet rotor
- center
- 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.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、ホール素子等の磁気感応素子を用いた無刷子
電動機に関する。
電動機に関する。
［背景技術］
この種の無刷子電動機は、第７図の如く、永久磁石回転
子Ａを外側に配置するものが一般的である６回転子Ａは
、カップ状のヨークＢの内周面に永久磁石部Ｃを、底部
中央に回転子軸りをそれぞれ取着してなる。そして、回
転子Ａの内方に積層鉄心Ｅと巻線Ｆからなる固定子Ｇが
配設される。
子Ａを外側に配置するものが一般的である６回転子Ａは
、カップ状のヨークＢの内周面に永久磁石部Ｃを、底部
中央に回転子軸りをそれぞれ取着してなる。そして、回
転子Ａの内方に積層鉄心Ｅと巻線Ｆからなる固定子Ｇが
配設される。
Ｈは軸受台、Ｊは軸受である。
この種の無刷子電動機を研究している本願出願人は、特
願昭５９−４７７０１６において第８図の如く、一般的
なものにおける新規な固定子構造を提案した。すなわち
この固定子Ｇは、巾広磁極Ｗと中挟磁極Ｎを有ししかも
これら間の一方側の電気的中心角が約１４０°となるよ
うな積層鉄心Ｅと、各磁極Ｗ、 Ｎ基部に巻回された巻
線にとからなっている。Ｌはホール素子からなる磁気感
応素子である。
願昭５９−４７７０１６において第８図の如く、一般的
なものにおける新規な固定子構造を提案した。すなわち
この固定子Ｇは、巾広磁極Ｗと中挟磁極Ｎを有ししかも
これら間の一方側の電気的中心角が約１４０°となるよ
うな積層鉄心Ｅと、各磁極Ｗ、 Ｎ基部に巻回された巻
線にとからなっている。Ｌはホール素子からなる磁気感
応素子である。
このような一般的な無刷子電動機、あるいは先に提案し
た無刷子電動機にあっては、軸受台Ｈのスペースや積層
鉄心Ｅの磁路部分ｍｌ、ｍ２のスペースを確保していく
と、おおよそ電動機外径を１５ｍｍ以下にすることは困
難で、それ以上の小型化を図るには限界があった。
た無刷子電動機にあっては、軸受台Ｈのスペースや積層
鉄心Ｅの磁路部分ｍｌ、ｍ２のスペースを確保していく
と、おおよそ電動機外径を１５ｍｍ以下にすることは困
難で、それ以上の小型化を図るには限界があった。
［発明の目的〕
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的と
するところは、小型化が図れる無刷子電動機の提供にあ
る。
するところは、小型化が図れる無刷子電動機の提供にあ
る。
［発明の開示］
本発明の無刷子電動機は、永久磁石回転子と、固定子と
、磁気感応素子と、駆動回路とを含む無刷子電動機にお
いて、永久磁石回転子を回転子軸が中心に装備された円
柱状に形成して中央に配置するとともに、固定子は、永
久磁石回転子の外周面との間に所定間隙を介在させ該外
周面に沿って周方向に並設された巻線と、該巻線の外周
に位置する円筒状のヨークと、該巻線のいずれかの周方
向の中心に位置しかつ永久磁石回転子に対面するよう設
けられた磁性片にて構成され、しかも隣合う各Ｓ線間は
一方側の電気的中心角が約１４０乃至１５０゛となるよ
う並設されていることを特徴とする。
、磁気感応素子と、駆動回路とを含む無刷子電動機にお
いて、永久磁石回転子を回転子軸が中心に装備された円
柱状に形成して中央に配置するとともに、固定子は、永
久磁石回転子の外周面との間に所定間隙を介在させ該外
周面に沿って周方向に並設された巻線と、該巻線の外周
に位置する円筒状のヨークと、該巻線のいずれかの周方
向の中心に位置しかつ永久磁石回転子に対面するよう設
けられた磁性片にて構成され、しかも隣合う各Ｓ線間は
一方側の電気的中心角が約１４０乃至１５０゛となるよ
う並設されていることを特徴とする。
本発明によれば、従来のものが有していた固定子の積層
鉄心が不要となり、軸受台の径方向の専用スペースも確
保しなくてもよくなり、電動機全体が大幅に小型化でき
る。
鉄心が不要となり、軸受台の径方向の専用スペースも確
保しなくてもよくなり、電動機全体が大幅に小型化でき
る。
（実施例）
以下本発明の一実施例を第１図乃至第６図に基づいて説
明する。
明する。
１は異極（Ｎ極、Ｓ極）が交互にかつ等間隔に着磁され
た永久磁石回転子で、回転子軸２が永久磁石部３の中心
に装備された円柱状に形成されている０回転子１の極数
は本実施例では２極としているが、４極にしてもよい、
また、磁極の着磁分布は、周方向に正弦波状となってい
る。
た永久磁石回転子で、回転子軸２が永久磁石部３の中心
に装備された円柱状に形成されている０回転子１の極数
は本実施例では２極としているが、４極にしてもよい、
また、磁極の着磁分布は、周方向に正弦波状となってい
る。
４は巻線５．ヨーク６、磁性片７等にて構成される固定
子で、回転子１の磁極に対応（本実施例では２個）して
設けられた巻線５に所定方向の電流を流すことによって
回転子１に回転力を付与する。
子で、回転子１の磁極に対応（本実施例では２個）して
設けられた巻線５に所定方向の電流を流すことによって
回転子１に回転力を付与する。
巻線５は、第１巻線５ａと第２＠線５ｂよりなり、永久
磁石回転子１の外周面との間に所定間隙ｇを介在させ該
外周面に沿って周方向に並設される。なお、巻線５は原
理的には４個でもよい。各巻線５ａ、５ｂは、軸方向の
巻重が永久磁石回転子１の軸方向長さに略等しく、永久
磁石回転子１の外周面周方向の巻重が中心角で約１４０
乃至１５０°となるようその外周面に沿って、すなわち
その平面視が円弧状となるように、さらに巻中心に空間
が殆ど存在しないよう巻回される。そして、隣合う巻線
５ａ、５ｂ間は一方側の電気的中心角が１４０乃至１５
０°となるよう各巻線５ａ。
磁石回転子１の外周面との間に所定間隙ｇを介在させ該
外周面に沿って周方向に並設される。なお、巻線５は原
理的には４個でもよい。各巻線５ａ、５ｂは、軸方向の
巻重が永久磁石回転子１の軸方向長さに略等しく、永久
磁石回転子１の外周面周方向の巻重が中心角で約１４０
乃至１５０°となるようその外周面に沿って、すなわち
その平面視が円弧状となるように、さらに巻中心に空間
が殆ど存在しないよう巻回される。そして、隣合う巻線
５ａ、５ｂ間は一方側の電気的中心角が１４０乃至１５
０°となるよう各巻線５ａ。
５ｂの一方側端面を接するよう並設する。具体的には、
第３図の如く、樹脂注形剤等を用いて円筒状に固化する
。つまり、両巻線５ａ、５ｂは点対称にしないのである
。またこの巻線５は、熱的緩和のためバイファイラ巻に
するのが望ましい。
第３図の如く、樹脂注形剤等を用いて円筒状に固化する
。つまり、両巻線５ａ、５ｂは点対称にしないのである
。またこの巻線５は、熱的緩和のためバイファイラ巻に
するのが望ましい。
ヨーク６は、円筒状に固化された巻線５の外径を略内径
とする実質的には円筒状をなしている。
とする実質的には円筒状をなしている。
さらに具体的には、円筒状部の厚さｔは回転子１や巻線
５の磁束が飽和しない程度に確保し、円筒状部の軸方向
長さは回転子１のそれより長く、また円筒状部の上端に
蓋部６ａを有しその中心に軸受６ｂが装着される。そし
て巻線５を、その軸方向の巻重が永久磁石回転子ｌに軸
方向において対応するよう接着等により内周面に固定す
る。
５の磁束が飽和しない程度に確保し、円筒状部の軸方向
長さは回転子１のそれより長く、また円筒状部の上端に
蓋部６ａを有しその中心に軸受６ｂが装着される。そし
て巻線５を、その軸方向の巻重が永久磁石回転子ｌに軸
方向において対応するよう接着等により内周面に固定す
る。
磁性片７は、扇形板状をなし、例えば第１巻線５ａの周
方向の中心に位置しかつ先端部が永久磁石回転子１の端
面に対面するようにして基端部がヨーク６の内周に接１
着あるいはかしめ等により固定される。勿論、上部端面
を蓋部６ａに固定してもよい（第４図）。磁性片７は、
巻線５に電流が流れないとき、回転子１のＮ極又はＳ極
の中心を吸引し、回転子１を安定停止させる。このこと
により、回転子１の回転方向を決定することとなる。
方向の中心に位置しかつ先端部が永久磁石回転子１の端
面に対面するようにして基端部がヨーク６の内周に接１
着あるいはかしめ等により固定される。勿論、上部端面
を蓋部６ａに固定してもよい（第４図）。磁性片７は、
巻線５に電流が流れないとき、回転子１のＮ極又はＳ極
の中心を吸引し、回転子１を安定停止させる。このこと
により、回転子１の回転方向を決定することとなる。
８は基台で、大略円板状をなしており、中心に軸受８ａ
を装着し、後述の磁気感応素子用リード線の挿通孔８ｂ
を有する。
を装着し、後述の磁気感応素子用リード線の挿通孔８ｂ
を有する。
９は回転子１の極性を検出する磁気感応素子で、例えば
ホール素子が用いられ、検出部が回転子１の外周面に対
面するよう固定子４あるいは基台８に設けられる。この
磁気感応素子９は、Ｎ極に対面したとき検出信号を出力
する。
ホール素子が用いられ、検出部が回転子１の外周面に対
面するよう固定子４あるいは基台８に設けられる。この
磁気感応素子９は、Ｎ極に対面したとき検出信号を出力
する。
１０は駆動回路で、磁気感応素子９の検出信号により巻
線５の電流方向を制御する。駆動回路１０は、第５図の
如くに構成され、３個のトランジスタＱ１．Ｑ２．Ｑ３
をオンオフさせて並列的な２個の巻線群ＬＬ、Ｌ２のい
ずれかに電流を流す。
線５の電流方向を制御する。駆動回路１０は、第５図の
如くに構成され、３個のトランジスタＱ１．Ｑ２．Ｑ３
をオンオフさせて並列的な２個の巻線群ＬＬ、Ｌ２のい
ずれかに電流を流す。
巻線５がバイファイラ巻の場合、両巻線群ＬＬ。
Ｌ２に第１巻線５ａと第２巻線５ｂの両方が存在するこ
とになる。
とになる。
しかして、回転子軸２が軸受６ｂ、Ｂｂに支承されるよ
う固定子４と基台８とを接合し、その結果回転子１が中
央に配置されて電動機が組立られる。
う固定子４と基台８とを接合し、その結果回転子１が中
央に配置されて電動機が組立られる。
（動作）
第５図及び第６図（ａ）乃至（ｆ）に基づいて動作を説
明する。
明する。
（ａ）は駆動回路１０に電圧が印加されず、従って巻線
５に電流が流れない状態で、回転子１のＮ極又はＳ極（
第６図ではＳ極）の中心が磁性片７に吸引されて安定停
止している。
５に電流が流れない状態で、回転子１のＮ極又はＳ極（
第６図ではＳ極）の中心が磁性片７に吸引されて安定停
止している。
この状態で駆動回路１０に電圧が印加されると、磁気感
応素子９はＳ極に対面しているため検出信号を出力せず
、従って電流は抵抗Ｒ１，Ｒ３゜ダイオードＤを通って
トランジスタＱ２のベースに流れてこれをオンし、巻線
群Ｌ２に電流が流れる。これにより（ｂ）の如く、第１
巻線５ａにＳ極、第２巻線５ｂにＮ極が発生する。従っ
て回転子１と巻線５の極性が同じになり互いに反発して
回転子１は反時計方向に回転する０回転子１は、（ｃ）
（ｄ）（ｅ）と回転していくにつれ、吸引する力も加わ
って１８０°回転した（ｆ）の位置に至る。
応素子９はＳ極に対面しているため検出信号を出力せず
、従って電流は抵抗Ｒ１，Ｒ３゜ダイオードＤを通って
トランジスタＱ２のベースに流れてこれをオンし、巻線
群Ｌ２に電流が流れる。これにより（ｂ）の如く、第１
巻線５ａにＳ極、第２巻線５ｂにＮ極が発生する。従っ
て回転子１と巻線５の極性が同じになり互いに反発して
回転子１は反時計方向に回転する０回転子１は、（ｃ）
（ｄ）（ｅ）と回転していくにつれ、吸引する力も加わ
って１８０°回転した（ｆ）の位置に至る。
（ｆ）では、磁気感応素子９がＮ極に対面するので検出
信号を出力してトランジスタＱ３をオンし、従って電流
は抵抗Ｒ１，Ｒ３，トランジスタＱ３を通ってトランジ
スタＱ１のベースに流れてこれをオンし、巻線群Ｌ１に
電流が流れる。これにより（ｆ）の如く、第１巻線５ａ
にＮ極、第２巻線５ｂにＳ極が発生し、同様にして回転
子１は回転を続ける。
信号を出力してトランジスタＱ３をオンし、従って電流
は抵抗Ｒ１，Ｒ３，トランジスタＱ３を通ってトランジ
スタＱ１のベースに流れてこれをオンし、巻線群Ｌ１に
電流が流れる。これにより（ｆ）の如く、第１巻線５ａ
にＮ極、第２巻線５ｂにＳ極が発生し、同様にして回転
子１は回転を続ける。
なお、巻線５がバイファイラ巻でない場合は、巻線群Ｌ
１を第１巻線５ａに、巻線群Ｌ２を第２巻線５ｂにすれ
ばよい。
１を第１巻線５ａに、巻線群Ｌ２を第２巻線５ｂにすれ
ばよい。
かかる電動機にあっては、従来のものが有していた固定
子の積層鉄心が不要となり、軸受台の径方向の専用スペ
ースも確保しなくてもよくなり、電動機全体が大幅に小
型化できる。また巻線５は、従来のもののように積層鉄
心に巻回していくのでなく巻線のみを巻回すればよいの
で、巻回工程が容易になる。さらに磁性片７を設けるこ
とで、確実な一方向起動が保証され、加えてこれの取付
位置により回転方向が簡単に変えられる。
子の積層鉄心が不要となり、軸受台の径方向の専用スペ
ースも確保しなくてもよくなり、電動機全体が大幅に小
型化できる。また巻線５は、従来のもののように積層鉄
心に巻回していくのでなく巻線のみを巻回すればよいの
で、巻回工程が容易になる。さらに磁性片７を設けるこ
とで、確実な一方向起動が保証され、加えてこれの取付
位置により回転方向が簡単に変えられる。
［発明の効果］
本発明の無刷子電動機は、永久磁石回転子を回転子軸が
中心に装備された円柱状に形成して中央に配置するとと
もに、固定子は、永久磁石回転子の外周面との間に所定
間隙を介在させ該外周面に沿って周方向に並設された巻
線と、該巻線の外周に位置する円筒状のヨークと、該巻
線のいずれかの周方向の中心に位置しかつ永久磁石回転
子に対面するよう設けられた磁性片にて構成され、しか
も隣合う各巻線間は一方側の電気的中心角が約１４０乃
至１５０’となるよう並設したから、従来のものが有し
ていた固定子の積層鉄心が不要となり、軸受台の径方向
の専用スペースも確保しなくてもよくなり、よって電動
機全体が大幅に小型化できる。
中心に装備された円柱状に形成して中央に配置するとと
もに、固定子は、永久磁石回転子の外周面との間に所定
間隙を介在させ該外周面に沿って周方向に並設された巻
線と、該巻線の外周に位置する円筒状のヨークと、該巻
線のいずれかの周方向の中心に位置しかつ永久磁石回転
子に対面するよう設けられた磁性片にて構成され、しか
も隣合う各巻線間は一方側の電気的中心角が約１４０乃
至１５０’となるよう並設したから、従来のものが有し
ていた固定子の積層鉄心が不要となり、軸受台の径方向
の専用スペースも確保しなくてもよくなり、よって電動
機全体が大幅に小型化できる。
第１図は、本発明のニ実施例を示すもので、第２図のＡ
−Ａ断面図、 第２図は、その縦断面図、 第３図は、その巻線の斜視図、 第４図は、その固定子の斜視図、 第５図は、その駆動回路の回路図、 第６図（ａ）乃至（ｆ）は、その動作説明図、第７図は
、一般例の縦断面図、 第８図は、先に提案したものの平面図である。 １−・回転子、４−・固定子、５−巻線、６−ヨーク、
７−・磁性片、９−磁気感応素子、１０−駆動回路０ｇ
−所定間隙。
−Ａ断面図、 第２図は、その縦断面図、 第３図は、その巻線の斜視図、 第４図は、その固定子の斜視図、 第５図は、その駆動回路の回路図、 第６図（ａ）乃至（ｆ）は、その動作説明図、第７図は
、一般例の縦断面図、 第８図は、先に提案したものの平面図である。 １−・回転子、４−・固定子、５−巻線、６−ヨーク、
７−・磁性片、９−磁気感応素子、１０−駆動回路０ｇ
−所定間隙。
Claims (1)
- （１）異極が交互にかつ等間隔に着磁された永久磁石回
転子と、前記永久磁石回転子の各極に対応して設けられ
た巻線に所定方向の電流を流すことにより該回転子に回
転力を付与する固定子と、前記永久磁石回転子の極性を
検出する磁気感応素子と、前記磁気感応素子の検出信号
により前記巻線の電流方向を制御する駆動回路とを含む
無刷子電動機において、前記永久磁石回転子を回転子軸
が中心に装備された円柱状に形成して中央に配置すると
ともに、前記固定子は、前記永久磁石回転子の外周面と
の間に所定間隙を介在させ該外周面に沿って周方向に並
設された巻線と、該巻線の外周に位置する円筒状のヨー
クと、該巻線のいずれかの周方向の中心に位置しかつ前
記永久磁石回転子に対面するよう設けられた磁性片にて
構成され、しかも隣合う各巻線間は一方側の電気的中心
角が約１４０乃至１５０°となるよう並設されている無
刷子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564186A JPS6380748A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 無刷子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564186A JPS6380748A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 無刷子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380748A true JPS6380748A (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=16832483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22564186A Pending JPS6380748A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 無刷子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6380748A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154859A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Matsushita Electric Works Ltd | ブラシレスモ−タ |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22564186A patent/JPS6380748A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154859A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Matsushita Electric Works Ltd | ブラシレスモ−タ |
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