JP2002084725A

JP2002084725A - 電動機およびその制御方法

Info

Publication number: JP2002084725A
Application number: JP2000266695A
Authority: JP
Inventors: Kenji Narita; 憲治成田; Naoki Kawaguchi; 直樹川口; Takatomo Nakayama; 隆大中山
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機およびその制御方法において、低コス
ト、制御回路の簡素化を図ることを目的とする。【解決手段】電動機の固定子の内側の回転子２３は、
４個の永久磁石２２を当該円周方向に配置するととも
に、これら永久磁石２２を同一極として等間隔に配置
し、固定子は第１および第２の電磁石２６，３０を相対
向する位置に配置し、かつ、それらの発生磁極を同一に
するとともに、その電磁石２６，３０の隣の一方に強磁
性体を第１および第２の補助部材２７，３１として配置
している。電磁石２６，３０をそれぞれエアギャップを
介して永久磁石２２に対向させ、永久磁石２２の外周側
の円弧長と、第１の電磁石２６と第１の補助部材２７と
による内周側の円弧長と、第２の電磁石３０と第２の補
助部材３１とによる内周側の円弧長とを同じとしてい
る。回転子２３の位置を第１および第２の位置検出器３
３，３４で検出してスイッチング素子３２ａを所定回転
角だけオンとして電磁石２６，３０に通電を行い、その
電磁石２６，３０と永久磁石２２との間に反発力を働か
せ、間欠的に一方向のトルクを発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の機械の動力
源として用いられる電動機（例えばブラシレス直流モー
タ）に係り、特に詳しくは、軽負荷に用いる電動機で新
規な構造としてその制御回路の簡素化を実現する電動機
およびその制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この電動機の制御においては、回転子の
位置を検出し、この位置検出をもとにして電動機の固定
子の電機子巻線電流の通電を切り替える。例えば、図３
に示すように、商用電源１を全波整流回路等のコンバー
タ部２で直流電圧に変換し、この直流電圧（ＤＣ電圧）
をトランジスタ３を介してスイッチング部４に供給し、
このスイッチング部４のトランジスタＵａ，Ｖａ，Ｗ
ａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定にスイッチングして三相交流とし
て、回転子５ａを内側に有する電動機５の電機子巻線５
ｂ，５ｃ，５ｄに印加する。なお、６，７は平滑用コン
デンサであり、このとき、トランジスタ３をコンバータ
部２に含めている場合もある。

【０００３】電動機５の回転子５ａの位置を検出するた
めに、位置検出センサ（例えばホール素子）８ａ，８
ｂ，８ｃが電動機５の所定箇所に配置されている。これ
ら位置検出センサ８ａ，８ｂ，８ｃは回転子５ａの永久
磁石による磁束密度を検出し、これら検出信号を制御部
９に出力する。

【０００４】制御部９のマイクロコンピュータ９ａはそ
の検出信号により回転子の位置を検出し、この位置検出
をもとにしてスイッチング部４のトランジスタＵａ，Ｖ
ａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚの駆動信号の転流タイミングを決
定する。なお、制御部９はマイクロコンピュータ９ａを
主体とし、ドライバ回路等を含んでいる。

【０００５】また、制御部９は、その転流タイミングの
駆動信号をスイッチング部４に出力し、各トランジスタ
Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定にオン、オフして
電動機５の電機子巻線５ｂ，５ｃ，５ｄの通電を切り替
え、回転子５ａを制御する。一方、電動機５の所定箇所
には速度検出センサ１０が備えられ、この速度検出セン
サ１０による検出信号が制御部９に入力され、マイクロ
コンピュータ９ａはその検出信号により回転子５ａの回
転速度を検出する。

【０００６】そして、その回転速度（回転数）と当該指
令回転速度（目標回転数）との差を算出して制御ＩＣ１
１に出力する。制御ＩＣ１１は、現回転速度が指令回転
速度になるように、トランジスタ３のスイッチングのオ
フ、オフ比を可変し、スイッチング部４に供給するＤＣ
電圧を可変する。このようにして、電動機５の駆動電流
を可変し、電動機５を回転制御するとともに、一定速度
に制御することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電動機
にあっては、電機子巻線電流を切り替えるために、６個
のトランジスタＵａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを必要と
するため、どうしても制御手段のコスト高が避けられな
い。また、６個のトランジスタＵａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，
Ｙ，Ｚを所定にオン、オフに複雑な制御を必要とするた
め、どしても高機能なマイクロコンピュータ６ａ等の制
御装置が必要とされる。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、電動機を駆動するスイッチング手段
の数を少なくし、低コスト、かつ、制御の簡素化を図る
ことができるようにした電動機およびその制御方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機において、前記回転子は２ｎ個（ｎ；正
の整数）の永久磁石を当該円周方向に配置するととも
に、これら永久磁石を等間隔に配置し、前記固定子は、
複数の電磁石を円周方向に等間隔に配置するとともに、
これら電磁石の隣の一方にそれぞれ１つの強磁性体を補
助部材として配置し、少なくとも前記固定子の相対する
一対の電磁石を、それぞれエアギャップを介して前記回
転子の永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の円
弧長と、前記電磁石と補助部材とによる内周側の円弧長
とを同じとし、前記回転子の静止時には、前記永久磁石
の磁極中心を前記電磁石と補助部材との間として、それ
ら永久磁石の磁極中心と同電磁石の磁極中心とを偏心さ
せ、しかる後、前記複数の電磁石に瞬時的に通電を行う
とともに、この瞬時的な通電を繰り返して前記電磁石と
永久磁石との間に反発力あるいは吸引力もしくは反発力
および吸引力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生
させて前記回転子を回転させるようにしたことを特徴と
している。

【００１０】本発明は、固定子の内側に永久磁石を有す
る回転子を備えた電動機において、前記回転子は、４個
の永久磁石を当該円周方向に配置するとともに、これら
永久磁石を同一極として等間隔に配置し、前記固定子
は、第１および第２の電磁石を相対向する位置に配置
し、かつ、それらの発生磁極を同一にするとともに、第
１および第２の電磁石の隣の一方に強磁性体を、第１お
よび第２の補助部材として配置し、少なくとも前記第１
および第２の電磁石をそれぞれエアギャップを介して前
記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の円弧長
と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによる内周側
の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の補助部材とによ
る内周側の円弧長とを同じとし、前記回転子の静止時に
前記永久磁石の磁極中心を、前記第１および第２の電磁
石と第１および第２の補助部材との間として前記第１お
よび第２の電磁石に瞬時的に通電を行うとともに、この
瞬時的な通電を繰り返して前記第１および第２の電磁石
と永久磁石との間に反発力あるいは吸引力を働かせ、間
欠的に一方向のトルクを発生させて前記回転子を回転さ
せるようにしたことを特徴としている。

【００１１】本発明は、固定子の内側に永久磁石を有す
る回転子を備えた電動機の制御方法において、前記回転
子は、４個の永久磁石を当該円周方向に配置するととも
に、これら永久磁石を同一極として等間隔に配置し、前
記固定子は第１および第２の電磁石を相対向する位置に
配置し、かつ、それらの発生磁極を同一にするととも
に、第１および第２の電磁石の隣の一方に、強磁性体を
第１および第２の補助部材として配置し、少なくとも前
記第１および第２の電磁石を、それぞれエアギャップを
介して前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側
の円弧長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによ
る内周側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の補助部
材とによる内周側の円弧長とを同じとし、前記回転子の
位置を検出する位置検出手段と該回転子の位置検出をも
とにして、前記第１および第２の電磁石に所定直流電圧
を瞬時的に印加するためのスイッチング手段および同ス
イッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記回転
子の静止時には、前記永久磁石の磁極中心を前記第１の
電磁石と第１の補助部材の間および第２の電磁石と第２
の補助部材の間として、それら永久磁石の磁極中心と第
１および第２の電磁石の磁極中心とを偏心させ、前記第
１および第２の電磁石に瞬時的に通電を行った後、前記
位置検出手段による回転子の位置検出により前記スイッ
チング手段を所定回転角だけオンとして前記第１および
第２の電磁石に通電を行うとともに、この瞬時的な通電
を繰り返して前記第１および第２の電磁石と永久磁石と
の間に反発力あるいは吸引力を働かせ、間欠的に一方向
のトルクを発生させて前記回転子を回転させるようにし
たことを特徴としている。

【００１２】本発明は、固定子の内側に永久磁石を有す
る回転子を備えた電動機において、前記回転子は、４個
の永久磁石を当該円周方向に配置するとともに、これら
永久磁石の隣接同士を異極として等間隔に配置し、前記
固定子は第１ないし第４の電磁石を当該円周方向に等間
隔とし、第１の電磁石と第２の電磁石、第３の電磁石と
第４の電磁石とをそれぞれ相対向する位置に配置し、か
つ、第１および第２の電磁石の発生磁極を同一とすると
ともに、第３および第４の電磁石の発生磁極を同一と
し、第１および第２の電磁石と第３および第４の電磁石
の発生磁極を異極とし、第１ないし第４の電磁石の隣の
一方に強磁性体を第１ないし第４の補助部材として配置
し、少なくとも前記第１および第２の電磁石を、それぞ
れエアギャップを介して前記永久磁石に対向させ、前記
第３および第４の電磁石を、それぞれエアギャップを介
して前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の
円弧長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによる
内周側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の永久磁石
および第２の補助部材とによる内周側の円弧長と、前記
第３の電磁石と第３の補助部材とによる内周側の円弧長
と、前記第４の電磁石と第４の補助部材とによる内周側
の円弧長とを同じとし、前記回転子の静止時には、前記
一方の永久磁石の磁極中心を前記第１および第２の電磁
石と第１および第２の補助部材との間とし、前記他方の
永久磁石の磁極中心を、前記第３および第４の電磁石と
第３および第４の補助部材との間とし、前記第１および
第２の電磁石に瞬時的に通電を行い、第３および第４の
電磁石に瞬時的に通電を行うとともに、これら瞬時的な
通電を繰り返して前記第１ないし第４の電磁石と永久磁
石との間に反発力あるいは吸引力もしくは反発力および
吸引力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生させて
前記回転子を回転させるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１３】本発明は、固定子の内側に永久磁石を有す
る回転子を備えた電動機の制御方法において、前記回転
子は、４個の永久磁石を当該円周方向に配置するととも
に、これら永久磁石の隣接同士を異極として等間隔に配
置し、前記固定子は第１ないし第４の電磁石を当該円周
方向に等間隔とし、第１の電磁石と第２の電磁石、第３
の電磁石と第４の電磁石とをそれぞれ相対向する位置に
配置し、かつ、第１および第２の電磁石の発生磁極を同
一とするとともに、第３および第４の電磁石の発生磁極
を同一とし、第１および第２の電磁石と第３および第４
の電磁石の発生磁極を異極とし、第１ないし第４の電磁
石の隣の一方に強磁性体を第１ないし第４の補助部材と
して配置し、少なくとも前記第１および第２の電磁石
を、それぞれエアギャップを介して前記永久磁石に対向
させ、前記第３および第４の電磁石をそれぞれエアギャ
ップを介して前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の
外周側の円弧長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材
とによる内周側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の
永久磁石および第２の補助部材とによる内周側の円弧長
と、前記第３の電磁石と第３の補助部材とによる内周側
の円弧長と、前記第４の電磁石と第４の補助部材とによ
る内周側の円弧長とを同じとし、前記回転子の位置を検
出する位置検出手段と、該回転子の位置検出をもとにし
て前記第１ないし第４の電磁石に所定直流電圧を瞬時的
に印加するためのスイッチング手段および同スイッチン
グ手段を制御する制御手段とを有し、前記回転子の静止
時に、前記永久磁石の磁極中心をそれぞれ前記第１の電
磁石と第１の補助部材の間、第２の電磁石と第２の補助
部材の間、第３の電磁石と第３の補助部材との間および
第４の電磁石と第４の補助部材との間として、それら永
久磁石の磁極中心と第１ないし第４の電磁石の磁極中心
とを偏心させ、前記第１ないし第４の電磁石に瞬時的に
通電を行った後、前記位置検出手段による回転子の位置
検出により前記スイッチング手段を所定回転角だけオン
として、前記第１および第２の電磁石と第３および第４
の電磁石に通電を行うとともに、これら瞬時的な通電を
繰り返して前記第１ないし第４の電磁石と永久磁石との
間に、反発力あるいは吸引力もしくは反発力および吸引
力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生させて前記
回転子を回転させるようにしたことを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して詳細に説明する。なお、図中、図
３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図１において、本発明の電動機は、単極ユニポーラ
の巻線を施した固定子の内側に、回転軸のシャフト２０
に固定したコア２１に同一極（例えばＮ極）の永久磁石
２２を当該円周方向に等間隔に４個設けた回転子２３を
配置してなる。

【００１５】上記単極ユニポーラの固定子は、例えば板
形状の鉄心２４に巻線２５を施してなる第１の電磁石２
６と、この第１の電磁石２６の隣の一方に配置した第１
の補助部材（強磁性体）２７と、その第１の電磁石２６
に対向して鉄心２８に巻線２９を施してなる第２の電磁
石３０と、この第２の電磁石３０の隣の一方に配置した
第２の補助部材（強磁性体）３１とからなり、第１およ
び第２の電磁石２６，３０は瞬時的に同一磁極を形成す
る。

【００１６】上記第１の電磁石２６および第１の補助部
材２７の内周側はエアギャップを介した永久磁石２２の
外周に沿った円弧形状とし、かつその第１の電磁石２６
の円弧長と第１の補助部材２７の円弧長さをほぼ同じと
する。また、それらの円弧長は永久磁石２２の外周の円
弧長の半分の値とする。

【００１７】これにより、回転子２３の静止状態におい
て、永久磁石２２と第１の電磁石２６の鉄心２４および
第１の補助部材２７との間に吸引力が働き、永久磁石２
２の磁極中心が第１の電磁石２６と第１の補助部材２７
との間になる。つまり、永久磁石２２の磁極中心と第１
の電磁石２６の磁極中心とが偏心する。

【００１８】第２の電磁石３０および第２の補助部材３
１についても、第１の電磁石２６および第１の補助部材
２７と同じ形状、構成とする。また、第１および第２の
電磁石２６，３０のシャフト２０方向の長さは、永久磁
石２２と同じ程度とし、第１および第２の補助部材２
７，３１のシャフト２０方向の長さについても同様とす
る。さらに、第１および第２の電磁石２６，３０、第１
および第２の補助部材２７，３１は当該電動機の外枠に
固定され、回転子２３は当該電動機の内部で回転可能に
保持されている。

【００１９】上記構成の電動機によると、第１および第
２の電磁石２６，３０の巻線２５，２９が通電されてい
ない状態では、回転子２３は静止状態にある。この場
合、回転子２３は、少なくとも１つの永久磁石２２と第
１の電磁石２６の鉄心２４および第１の補助部材２７と
の間に吸引力が働き、その反対側の永久磁石２２と第２
の電磁石３０の鉄心２８および第１の補助部材３１との
間に吸引力が働き、その吸引力により回転子２３が静止
状態となる（図１の状態参照）。

【００２０】このとき、第１および第２の電磁石２６，
３０の巻線２５，２９に瞬時的に通電を行い、第１およ
び第２の電磁石２６，３０を同一極（例えばＮ極）とす
る。すると、そのＮ極と回転子２３の永久磁石２２のＮ
極とが反発し、回転子２３は時計方向に回転する。すな
わち、回転子２３の停止状態において、第１および第２
の電磁石２６，３０が永久磁石２２の中心からずれてい
るから（偏心しているから）である。

【００２１】続いて、回転子２３の次の永久磁石２２の
中心が少なくとも第１および第２の電磁石２６，３０の
中心を過ぎた時点で、再び第１および第２の電磁石２
６，３０の巻線２５，２９に瞬時的に通電を行い、第１
および第２の電磁石２６，３０を同一極（例えばＮ極）
とする。

【００２２】そして、上記第１および第２の電磁石２
６，３０の巻線２５，２９に瞬時的に通電を行い、かつ
これを繰り返す。これにより、回転子２３の永久磁石２
２と第１および第２の電磁石２６，３０との間には反発
力が発生する。つまり、間欠的に一方向のトルクが発生
し、回転子２３が回転する。したがって、固定子として
は一対の第１および第２の電磁石２６，３０を用い、回
転子としてはシャフト２０に４つの永久磁石２２を固定
すればよいことから、低コストの電動機を実現すること
ができる。

【００２３】なお、永久磁石２２と第１の電磁石２６の
鉄心２５および第１の補助部材２７との間、永久磁石２
２と第２の電磁石３０の鉄心２９および第１の補助部材
３１との間に吸引力が働き、これによる当該トルクへの
寄与も期待できる。また、上記回転子２３の回転力（ト
ルク）は瞬時的反発力により間欠的に発生するが、この
トルクがそれほど大きなものではなく、例えばファン等
の軽負荷に対しては問題となることもない。

【００２４】上記電動機の制御方法としては、上記第１
および第２の電磁石２６，３０に瞬時的に通電し、第１
および第２の電磁石２６，３０を瞬時的にＮ極とし、極
力大きいトルクが発生する所定回転角に相当するパルス
電圧を第１および第２の電磁石２６，３０に印加する。
例えば、少なくとも１／４回転だけ回転する回転力（ト
ルク）が得られる程度の通電時間（所定回転角）を予め
経験的に求める。

【００２５】そして、回転子２３の位置検出を利用して
所定回転角を検出し、この所定回転角の間、第１および
第２の電磁石２６，３０を通電する。その所定回転角の
検出は、永久磁石２２の磁界を検出する磁気センサ（ホ
ール素子）を２つ電動機の所定箇所に配置し、例えば第
１のホール素子よって永久磁石２２の所定磁束密度を検
出してから、第２のホール素子によってその永久磁石２
２の所定磁束密度を検出するまでの時間の算出により可
能である。

【００２６】したがって、図１から明かなように、本発
明の電動機の制御方法が適用される制御装置は、所定回
転角に対応するパルス電圧（ＤＣ電圧）を第１および第
２の電磁石２６，３０に印加するために、スイッチング
部３２のスイッチング素子（トランジスタ）３２ａと、
第１および第２の位置検出器３３，３４と、これら第１
の位置検出器３３，３４による検出信号により所定回転
角を算出し、この所定回転角だけスイッチング素子３２
を駆動する制御部３５とを備えている。

【００２７】なお、パルス電圧のもととなるＤＣ電圧
は、従来例と同じく、商用電源１を全波整流回路等のコ
ンバータ部２で直流電圧に変換し、この直流電圧（ＤＣ
電圧）をスイッチング素子３を介して得たものである。
また、スイッチング部３２としては、スイッチング素子
３２ａの他に、ダイオード３２ｂを備えているが、この
ダイオード３２ｂをスイッチング素子３２ａに一体化し
た素子を用いてもよい。

【００２８】さらに、制御部３５は図３に示した制御部
９の機能も備え、マイクロコンピュータ３５ａはマイク
ロコンピュータ９ａの機能を備えている。上記構成の制
御装置の動作を説明すると、回転子２３の永久磁石２２
の磁極中心がそれぞれ第１および第２の電磁石２６，３
０と第１および第２の補助部材２７，３１との間にある
ものとする。

【００２９】このとき、制御部３５のマイクロコンピュ
ータ３５ａは当該電動機の起動開始指令によってスイッ
チング素子３２ａを所定時間オンし、第１および第２の
電磁石２６，３０に所定パルス電圧を印加すると、反発
力による回転力が働き、回転子２３は時計方向に回転す
る。なお、この起動における所定パルス電圧の発生は予
め経験的に求めておくとよい。

【００３０】しかる後、第１の位置検出器３３によって
永久磁石２２が検出されると、スイッチング素子３２ａ
をオンにして第１および第２の電磁石２６，３０にＤＣ
電圧を印加し、さらに第２の位置検出器３４によって永
久磁石２２が検出されると、スイッチング素子３２ａを
オフにする。これにより、第１および第２の電磁石２
６，３０にはパルス電圧が印加され、トルクが発生す
る。つまり、回転子２３には反発力による回転力が発生
し、回転子２３が回転する。

【００３１】続いて、回転子２３の永久磁石２２が第１
の位置検出器３３によって検出されると、スイッチング
素子３２ａがオンにされ、再度第１および第２の電磁石
２６，３０の通電がオン状態となり、永久磁石２２が第
２の位置検出器３４によって検出されると、スイッチン
グ素子３２ａがオフにされ、その通電がオフ状態とな
る。このようにして、スイッチング素子３２ａのオン、
オフが繰り返されることにより、回転子２３には間欠的
に一方向のトルクが発生し、回転子２３が回転する。

【００３２】また、従来と同様に、回転子２３の回転速
度を速度検出センサ１０で検出し、ＤＣ電圧を可変する
ことで、一定速度まで上昇させることができる。この場
合、所定回転角に相当する時間（通電時間）は、回転速
度が上昇するにしたがって短くなり、つまり、トルクが
小さくなるが、回転子２３は既に回転して回転速度が上
がっていることから、それほど大きいトルクを与えずと
も、回転子２３は回転し、かつ、一定速度まで上昇する
ことになる。

【００３３】このように、電動機の制御手段としては、
１つのスイッチング素子３２ａだけでよく、つまり、従
来例の６個と比較して最小限で済むことから、制御の簡
素化を図ることができるばかりでなく、制御装置の低コ
スト化が実現できる。さらに、その制御手段としてマイ
クロコンピュータを用いずとも、例えば専用の制御ＩＣ
でもその制御が可能となり、制御装置のコストをより低
下させることができる。

【００３４】ところで、上記電動機の制御方法として
は、つまり、固定子の第１および第２の電磁石２６，３
０の通電方法としては、Ｎ極の永久磁石２２の中心が第
１および第２の電磁石２６，３０と第１および第２の補
助部材２７，３１との間にあるときに、所定回転角ある
いは所定時間だけ、その第１および第２の電磁石２６，
３０の通電を瞬時的に行えばよい。

【００３５】したがって、回転子２３の位置を検出し、
回転速度を検出し、これらにより、そのＮ極の永久磁石
２２の中心が第１および第２の電磁石２６，３０と第１
および第２の補助部材２７，３１との間となるタイミン
グを算出する。そして、この算出されたタイミングで当
該回転速度に応じて予め設定した所定時間だけ、第１お
よび第２の電磁石２６，３０に通電を行うようにしても
よい。

【００３６】図２は、本発明の他の実施例を示し、電動
機およびその制御方法の適用制御装置を説明するための
概略的構成図である。なお、図中、図１と同一部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。図２において、
この他の実施例の電動機は、両極ユニポーラの巻線を施
した固定子の内側に、回転軸のシャフト２０に固定した
コア２１にＮ極の永久磁石４０とＳ極の永久磁石４１と
を交互に配置し、かつ、それらを当該円周方向に等間隔
に４個設けた回転子４２を配置している。

【００３７】上記両極ユニポーラの固定子は、前実施例
と同様に、同一極（例えばＮ極）となる第１および第２
の電磁石４３，４４を対向する位置に配置し、かつ、第
１および第２の電磁石４３，４４の隣の一方に第１およ
び第２の補助部材４５，４６を配置するとともに、第１
および第２の電磁石４３，４４に対して異極で直行する
ように、同一極（例えばＳ極）となる第３および第４の
電磁石４７，４８を対向して配置し、かつ、第３および
第４の電磁石４７，４８に隣接して第３および第４の補
助部材４９，５０を配置している。

【００３８】なお、第１ないし第４の電磁石４３，４
４，４７，４８は前実施例の第１および第２の電磁石２
６，３０と同じ形状、構造であるため、その説明を省略
する。この場合、第１および第２の電磁石４３，４４の
巻線と第３および第４の電磁石４７，４８の巻線とは逆
として異極になるようにする。

【００３９】また、第１ないし第４の補助部材４５，４
６，４９，５０は前実施例の第１および第２の補助部材
２７，３０と同様の形状の強磁性体である。さらに、第
１ないし第４の電磁石４３，４４，４７，４８および第
１ないし第４の補助部材４５，４６，４９，５０と永久
磁石４０，４１との関係についても、前実施例の第１お
よび第２の電磁石２６と永久磁石２２との関係と同じで
あることから、その説明を省略する。

【００４０】この他の実施例の電動機によると、前実施
例と同様に、第１ないし第４の電磁石４３，４４，４
７，４８にパルス電圧を印加すれば、回転子４２は反時
計方向に回転する。なお、第１および第２の電磁石４
３，４４のパルス電圧の印加タイミングと第３および第
４の電磁石４７，４８のパルス電圧の印加タイミングと
は必ずしも同タイミングでなくともよい。

【００４１】この場合、Ｎ極の永久磁石４０と第１およ
び第２の電磁石４３，４４との間には反発力が生じ、Ｓ
極の永久磁石４１と第３および第４の電磁石４７，４８
との間にも反発力が生じる。逆に、Ｎ極の永久磁石４０
と第３および第４の電磁石４７，４８と間には吸引力が
生じ、Ｓ極の永久磁石４１と第１および第２の電磁石４
３，４４との間にも吸引力が生じる。

【００４２】したがって、この他の実施例によると、前
実施例よりも複雑な構造となり、コストアップにはなる
ものの、前実施例よりも大きいトルクが得られ、多少重
い負荷があっても利用できることになる。このように、
固定子としては２対の第１および第２の電磁石４３，４
４と第３の電磁石４７，４８を用い、回転子としてはシ
ャフト２０に４つの永久磁石４０，４１を固定すればよ
いことから、前実施例よりコスト高になるとはいうもの
の、大きいトルクの電動機を実現することができる。

【００４３】上記電動機の制御方法が適用される制御装
置としては、前実施例と同様に、所定回転角に対応した
パルス電圧（ＤＣ電圧）を第１および第２の電磁石４
３，４４に印加するために、スイッチング部５１の第１
のスイッチング素子５１ａと、所定回転角に対応したパ
ルス電圧（ＤＣ電圧）を第３および第４の電磁石４７，
４８に印加するためのスイッチング部５１の第２のスイ
ッチング素子５１ｃと、第１のスイッチング素子５１ａ
を制御するために回転子４２の位置を検出する第１およ
び第２の位置検出器５２，５３と、第２のスイッチング
素子５１ｃを制御するために回転子４２の位置を検出す
る第３および第３の位置検出器５４，５５と、これら位
置検出により所定回転角だけ第１および第２のスイッチ
ング素子５１ａ，５１ｃをオン制御する制御部５６とを
備えている。

【００４４】なお、ＤＣ電圧は、前実施例と同じ手段で
生成されることから、その説明を省略する。また、スイ
ッチング部５１としては、第１および第２のスイッチン
グ素子５１ａ，５１ｃの他に、ダイオード５１ｂ、５１
ｄを備えているが、このダイオード５１ｂ、５１ｄをス
イッチング素子５１ａ，５１ｃに一体化した素子を用い
てもよい。

【００４５】さらに、制御部５６は図３に示した制御部
９の機能も備え、マイクロコンピュータ５６ａはマイク
ロコンピュータ９ａの機能を備えている。ている。上記
構成の制御装置の動作を説明すると、まずＮ極の永久磁
石４０の磁極中心がそれぞれ第１および第２の電磁石４
３，４４と第１および第２の補助部材４５、４６の間に
あり、Ｓ極の永久磁石４１の磁極中心がそれぞれ第３お
よび第４の電磁石４７，４８と第３および第４の補助部
材４９，５０との間にあるものとする。

【００４６】なお、回転子４２の停止状態が図２に示す
場合だけなく、その逆になる場合、つまりＮ極の永久磁
石４０が第３および第４の電磁石４７，４８側に、Ｓ極
の永久磁石４１が第１および第２の永久磁石４３，４４
側となる場合もあるが、予め図２に示すように位置決め
すればよい。

【００４７】上記回転子４２の位置において、制御部５
６のマイクロコンピュータ５６ａは第１および第２のス
イッチング素子５１ａ，５１ｃをオンし、第１ないし第
４の電磁石４３，４４，４７，４８にパルス電圧を印加
する。すると、第１および第２の電磁石４３，４４がＮ
極となり、第３および第４の電磁石４７，４８がＳ極と
なるために、反発力により回転子４２は反時計方向に回
転する。

【００４８】上記回転子４２の回転により、永久磁石４
０，４１がそれぞれ第１ないし第４の位置検出器５２，
５３，５４，５５で検出され、つまり回転子４２の位置
が検出される。このとき、第１の位置検出器５２がＮ極
の永久磁石４０を検出したときには、第１のスイッチン
グ素子５１ａをオンして第１および第２の電磁石４３，
４４に通電し、第２の位置検出器５３がＮ極の永久磁石
４０を検出ときには第１および第２の電磁石４３，４４
の通電を停止する。つまり、パルス電圧を第１および第
２の電磁石４３，４４に印加する。

【００４９】また、第３の位置検出器５４がＳ極の永久
磁石４１を検出したときには、第２のスイッチング素子
５１ｃをオンして第３および第４の電磁石４７，４８に
通電し、第４の位置検出器５５がＳ極の永久磁石４１を
検出ときには、第３および第４の電磁石４７，４８の通
電を停止する。つまり、パルス電圧を第１および第２の
電磁石４７，４８に印加する。このように、第１ないし
第４の電磁石４３，４４，４７，４８にパルス電圧（Ｄ
Ｃ電圧）を印加し、瞬時的に通電を行うことにより、第
１ないし第４の電磁石４３，４４，４７，４８と永久磁
石４０，４１との間には、反発力あるいは吸引力もしく
は反発力および吸引力が働き、これらによる回転力によ
り回転子４２が回転する。

【００５０】なお、第１の位置検出器５２がＳ極の永久
磁石４１を検出した場合、および第３の位置検出器５４
がＮ極の永久磁石４０を検出した場合、上述と同様に第
１ないし第４の電磁石４３，４４，４７，４８を瞬時的
に通電すると、回転子４２が逆の方向（時計方向）に回
転する可能性もある。そこで、第１の位置検出器５２が
Ｓ極の永久磁石４１を検出した場合、および第３の位置
検出器５４がＮ極の永久磁石４０を検出した場合には、
当該回転子４２の回転速度を勘案し、その位置検出から
所定時間遅延して第１および第２の電磁石４３，４４と
第３および第４の電磁石４７，４８を通電オン、通電オ
フとするようにパルス電圧を印加するとよい。

【００５１】また、第２の位置検出器５５がＳ極の永久
磁石４１を検出した場合、および第４の位置検出器５５
がＮ極の永久磁石４０を検出した場合、上記遅延時間を
勘案して第１および第２の電磁石４３，４４と第３およ
び第４の電磁石４７，４８との通電を停止する。つま
り、パルス電圧を第１ないし第４の電磁石４３，４４，
４７，４８に印加するとよい。これにより、Ｎ極の第１
および第２の電磁石４３，４４とＮ極の永久磁石４０、
また、Ｓ極の第３および第４の電磁石４７，４８とＳ極
の永久磁石４１とが瞬時的に反発し、つまり反発力によ
り回転子４２は反時計方向に回転する。

【００５２】また、前実施例と同様に、回転子４２の回
転速度を速度検出センサ１０で検出し、ＤＣ電圧を可変
し、一定速度まで上昇する。このとき、所定回転角に相
当する時間（通電時間）は、回転速度が上昇するにした
がって短くなり、つまり、トルクが小さくなるが、回転
子４２は既に回転して回転速度が上がっていることか
ら、それほど大きなトルクを与えなくとも、回転子４２
は回転し、かつ、一定速度まで上昇する。

【００５３】なお、回転子４２の停止状態が図２に示す
場合だけなく、その逆になる場合、つまり、Ｎ極の永久
磁石４０が第３および第４の電磁石４７，４８側に、Ｓ
極の永久磁石４１が第１および第２の永久磁石４３，４
４側になることもあるため、回転子４２の位置決めが必
要となる。

【００５４】このように、電動機の制御手段としては、
２つのスイッチング素子５１ａ，５１ｃだけでよく、つ
まり、従来例の６個と比較しても最小限で済むことか
ら、制御の簡素化を図ることができるばかりでなく、制
御装置の低コスト化を実現することができる。さらに、
その制御手段としてマイクロコンピュータ５６ａを用い
ずとも、例えば専用の制御ＩＣでもその制御が可能とな
り、制御装置のコストをより低く抑えることができる。

【００５５】ところで、上述した電動機の制御方法とし
ては、つまり、固定子の第１ないし第４の電磁石４３，
４４，４７，４８の瞬時的な通電方法としては、Ｎ極の
永久磁石４０の磁極中心が第１および第２の電磁石４
３，４４と第１および第２の補助部材４５，４６との間
にあるときに、所定回転角あるいは所定時間だけ、その
第１および第２の電磁石４３，４４に通電し、またＳ極
の永久磁石４１の磁極中心が第３および第４の電磁石４
７，４８と第３および第４の補助部材４９，５０との間
にあるときに、所定回転角あるいは所定時間だけ、その
第１および第２の電磁石４７，４８に通電するようにし
てもよい。

【００５６】この場合、上述したように、回転子４２の
位置とともに、回転速度を検出し、これら位置および回
転速度により、Ｎ極の永久磁石４０の磁極中心が第１お
よび第２の電磁石４３，４４と第１および第２の補助部
材４５，４６との間となるタイミングを算出する。ま
た、Ｓ極の永久磁石４１の磁極中心が第３および第４の
電磁石４７，４８と第３および第４の補助部材４９，５
０との間となるタイミングを算出する。そして、それら
算出されたタイミングで当該回転速度に応じて予め設定
した所定時間だけ、その第１および第２の電磁石４３，
４４に通電を行い、その第３および第４の電磁石４７，
４８に通電を行えばよい。

【００５７】なお、上述した実施例および他の実施例に
おいて、スイッチング素子３２ａと第１および第２のス
イッチング素子５１ａ，５１ｃとしては、バイポーラト
ランジスタ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴやサイリスタ等
を用いるとよい。さらに、第１の位置検出器３２，５２
および第２の位置検出器３３，５３、第３および第４の
位置検出器５４，５５としては、ホール素子の他に、オ
プトセンサ（フォトカプラ（フォトトランジスタと発光
ダイオードとの組合せ）やフォトインタラプタ等）、磁
気抵抗素子あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
さらにまた、上記固定子を構成する電磁石の数は２ｎ個
（ｎ；正の整数）であればよく、上記回転子を構成する
永久磁石の数は４個に限る必要もない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下に述べる効果を奏する。本発明の電動機は、固定子の
内側の回転子は、２ｎ個（ｎ；正の整数）の永久磁石を
当該円周方向に配置するとともに、これら永久磁石を等
間隔に配置し、その固定子は、複数の電磁石を円周方向
に等間隔に配置するとともに、これら電磁石の隣の一方
にそれぞれ１つの強磁性体を補助部材として配置し、少
なくとも上記固定子の相対する一対の電磁石を、エアギ
ャップを介して上記回転子の永久磁石に対向させ、上記
永久磁石の外周側の円弧長と、上記電磁石と補助部材と
による内周側の円弧長とを同じとしていることから、回
転子の静止状態では永久磁石の磁極中心と同電磁石の磁
極中心とが偏心することから、上記電磁石にパルス電圧
を印加することにより、永久磁石と電磁石との間に反発
力あるいは吸引力もしくは反発力および吸引力がは働く
ために、間欠的に一方のトルクが発生し、回転子を回転
させることができる。したがって、この構造の電動機に
より、固定子の電磁石を駆動するための制御手段のスイ
ッチング手段の数を少なくして、コストの低下を図り、
かつ、制御の簡素化を図ることができるという効果があ
る。

【００５９】本発明の電動機は、上記固定子の電磁石を
一対（第１および第２の電磁石）にし、この第１および
第２の電磁石の発生磁界を同極とし、上記回転子の永久
磁石４個を当該円周方向に配置するともに、これら永久
磁石を全て同一極として等間隔に配置し、第１および第
２の電磁石をそれぞれエアギャップを介して永久磁石に
対向させ、回転子の静止時に永久磁石の磁極中心を第１
および第２の電磁石と第１および第２の補助部材との間
としていることから、上記電動機と同様の効果を奏する
ばかりでなく、一対の電磁石を用いることにより、電動
機の構造がより簡単となる。しかも、制御におけるスイ
ッチング手段の数を最小数で済ませられることから、コ
ストをより低下させることができるばかりでなく、制御
の簡素化を図ることができる。

【００６０】本発明の電動機の制御方法は、上記電動機
の回転子の位置を検出する位置検出手段と、回転子の位
置検出をもとにして第１および第２の電磁石に所定直流
電圧を瞬時的に印加するためのスイッチング手段および
同スイッチング手段を制御する制御手段とを有し、回転
子の静止時に永久磁石の磁極中心を第１の電磁石と第１
の補助部材の間および第２の電磁石と第２の補助部材の
間とし、スイッチング手段を所定時間オンとして第１お
よび第２の電磁石に瞬時的通電を行い、しかる後、位置
検出手段による回転子の位置検出によりスイッチング手
段を所定回転角だけオンとして第１および第２の電磁石
に通電を行うとともに、この瞬時的な通電を繰り返して
第１および第２の電磁石と永久磁石との間に、反発力あ
るいは吸引力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生
していることから、上記電動機と同様の効果を奏するば
かりでなく、スイッチング素子の数を従来の６個から大
幅に削減した１個で済ませられることから、制御装置の
低コスト化、コンパクト化が図ることができ、例えば、
当該制御手段としてのマイクロコンピュータの負担軽減
が図れるという効果がある。

【００６１】本発明の電動機は、上記固定子の電磁石を
２対（第１および第２の電磁石、第３および第４の電磁
石）にし、この第１および第２の電磁石の発生磁界を同
極とし（例えばＮ極とし）、第３および第４の電磁石の
発生磁界を同極とし（例えばＳ極とし）、上記回転子の
永久磁石を４個を当該円周方向に配置するともに、これ
ら永久磁石の隣接同士を異一極として等間隔に配置し、
第１および第２の電磁石をそれぞれエアギャップを介し
て永久磁石に対向させ、回転子の静止時にＮ極の永久磁
石の磁極中心を第１および第２の電磁石と第１および第
２の補助部材との間とし、Ｓ極の永久磁石の磁極中心を
第３および第４の電磁石と第３および第４の補助部材と
の間としていることから、上記電動機と同様の効果を奏
するばかりでなく、２対の電磁石を用いることにより、
電動機の構造を簡単にし、また、その制御におけるスイ
ッチング手段の数を少なく済ませられることから、コス
トの低下および制御の簡素化が図れる。

【００６２】本発明の電動機の制御方法は、上記電動機
の回転子の位置を検出する位置検出手段と、回転子の位
置検出をもとにして、それぞれ第１ないし第４の電磁石
に所定直流電圧を瞬時的に印加するためのスイッチング
手段および同スイッチング手段を制御する制御手段とを
有し、回転子の静止時にＮ極の永久磁石の磁極中心をそ
れぞれ第１および第２の電磁石と第１および第２の補助
部材の間、Ｓ極の永久磁石の磁極中心をそれぞれ第３お
よび第４の電磁石と第３および第４の補助部材の間とし
て、それら永久磁石の磁極中心と第１ないし第４の電磁
石の磁極中心とを偏心させ、第１および第２の電磁石と
第３および第４の電磁石に瞬時的に通電を行った後、位
置検出手段による回転子の位置検出によりスイッチング
手段を所定回転角だけオンとして第１および第２の電磁
石に通電を行い、第３および第４の電磁石に通電を行う
とともに、この瞬時的な通電を繰り返して第１および第
２の電磁石と永久磁石との間、第３および第４の電磁石
との間に、反発力あるいは吸引力を働かせ、間欠的に一
方向のトルクを発生していることから、上記電動機と同
様の効果を奏するばかりでなく、スイッチング素子が従
来の６個から大幅に削減した２個で済ませられることか
ら、制御装置の低コスト化およびコンパクト化を図るこ
とができ、例えば、当該制御手段としてのマイクロコン
ピュータの負担軽減が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、電動機およびそ
の制御方法が適用される電動機および制御装置の概略的
構成図。

【図２】本発明の他の実施例を説明するための電動機お
よび制御装置の概略的構成図。

【図３】従来の電動機の制御装置の概略的ブロック線
図。

【符号の説明】

９，３５，５６制御部９ａ，３５ａ，５６ａマイクロコンピュータ１０速度検出センサ２０シャフト２１コア２２，４０永久磁石（Ｎ極）２３，４２回転子２４，２８鉄心２５，２９巻線２６，４３第１の電磁石３０，４４第２の電磁石２７，４５第１の補助部材（強磁性体）３１，４６第２の補助部材（強磁性体）３２，５１スイッチング部３２ａスイッチング素子（トランジスタ等）３３，５２第１の位置検出器３４５３第２の位置検出器４１永久磁石（Ｓ極）４７第３の電磁石４８第４の電磁石４９第３の補助部材（強磁性体）５０第４の補助部材（強磁性体）５４第３の位置検出器５５第４の位置検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山隆大神奈川県川崎市高津区末長1116番地株式会社富士通ゼネラル内Ｆターム(参考） 5H019 AA09 BB01 BB02 BB05 BB12 BB20 BB23 CC03 DD01 EE03 EE13 5H560 BB02 BB12 DA02 DA04 DA09 DA18 DB03 EB01 GG04 SS04 SS07 UA02 UA05 UA06 UA07 5H621 BB08 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機において、前記回転子は、２ｎ個（ｎ；
正の整数）の永久磁石を当該円周方向に配置するととも
に、これら永久磁石を等間隔に配置し、前記固定子は、
複数の電磁石を円周方向に等間隔に配置するとともに、
これら電磁石の隣の一方にそれぞれ１つの強磁性体を補
助部材として配置し、少なくとも前記固定子の相対する
一対の電磁石を、それぞれエアギャップを介して前記回
転子の永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の円
弧長と、前記電磁石と補助部材とによる内周側の円弧長
とを同じとし、前記回転子の静止時には、前記永久磁石
の磁極中心を前記電磁石と補助部材との間として、それ
ら永久磁石の磁極中心と同電磁石の磁極中心とを偏心さ
せ、しかる後、前記複数の電磁石に瞬時的に通電を行う
とともに、この瞬時的な通電を繰り返して前記電磁石と
永久磁石との間に反発力あるいは吸引力もしくは反発力
および吸引力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生
させて前記回転子を回転させるようにしたことを特徴と
する電動機。
【請求項２】固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機において、前記回転子は、４個の永久磁
石を当該円周方向に配置するとともに、これら永久磁石
を同一極として等間隔に配置し、前記固定子は、第１お
よび第２の電磁石を相対向する位置に配置し、かつ、そ
れらの発生磁極を同一にするとともに、第１および第２
の電磁石の隣の一方に強磁性体を第１および第２の補助
部材として配置し、少なくとも前記第１および第２の電
磁石を、それぞれエアギャップを介して前記永久磁石に
対向させ、前記永久磁石の外周側の円弧長と、前記第１
の電磁石と第１の補助部材とによる内周側の円弧長と、
前記第２の電磁石と第２の補助部材とによる内周側の円
弧長とを同じとし、前記回転子の静止時には、前記永久
磁石の磁極中心を、前記第１および第２の電磁石と第１
および第２の補助部材との間として前記第１および第２
の電磁石に瞬時的に通電を行うとともに、この瞬時的な
通電を繰り返して前記第１および第２の電磁石と永久磁
石との間に反発力あるいは吸引力を働かせ、間欠的に一
方向のトルクを発生させて前記回転子を回転させるよう
にしたことを特徴とする電動機。
【請求項３】固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機の制御方法において、前記回転子は、４
個の永久磁石を当該円周方向に配置するとともに、これ
ら永久磁石を同一極として等間隔に配置し、前記固定子
は、第１および第２の電磁石を相対向する位置に配置
し、かつ、それらの発生磁極を同一にするとともに、第
１および第２の電磁石の隣の一方に、強磁性体を第１お
よび第２の補助部材として配置し、少なくとも前記第１
および第２の電磁石を、それぞれエアギャップを介して
前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の円弧
長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによる内周
側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の補助部材とに
よる内周側の円弧長とを同じとし、前記回転子の位置を
検出する位置検出手段と該回転子の位置検出をもとにし
て、前記第１および第２の電磁石に所定直流電圧を瞬時
的に印加するためのスイッチング手段および同スイッチ
ング手段を制御する制御手段とを有し、前記回転子の静
止時に、前記永久磁石の磁極中心を、前記第１の電磁石
と第１の補助部材の間および第２の電磁石と第２の補助
部材の間として、それら永久磁石の磁極中心と第１およ
び第２の電磁石の磁極中心とを偏心させ、前記第１およ
び第２の電磁石に瞬時的に通電を行った後、前記位置検
出手段による回転子の位置検出により前記スイッチング
手段を所定回転角だけオンとして前記第１および第２の
電磁石に通電を行うとともに、この瞬時的な通電を繰り
返して前記第１および第２の電磁石と永久磁石との間に
反発力あるいは吸引力を働かせ、間欠的に一方向のトル
クを発生させて前記回転子を回転させるようにしたこと
を特徴とする電動機の制御方法。
【請求項４】固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機において、前記回転子は、４個の永久磁
石を当該円周方向に配置するとともに、これら永久磁石
の隣接同士を異極として等間隔に配置し、前記固定子
は、第１ないし第４の電磁石を当該円周方向に等間隔と
し、第１の電磁石と第２の電磁石、第３の電磁石と第４
の電磁石とをそれぞれ相対向する位置に配置し、かつ、
第１および第２の電磁石の発生磁極を同一とするととも
に、第３および第４の電磁石の発生磁極を同一とし、第
１および第２の電磁石と第３および第４の電磁石の発生
磁極を異極とするとともに、第１ないし第４の電磁石の
隣の一方に強磁性体を第１ないし第４の補助部材として
配置し、少なくとも前記第１および第２の電磁石をそれ
ぞれエアギャップを介して前記永久磁石に対向させ、前
記第３および第４の電磁石をそれぞれエアギャップを介
して前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の
円弧長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによる
内周側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の永久磁石
および第２の補助部材とによる内周側の円弧長と、前記
第３の電磁石と第３の補助部材とによる内周側の円弧長
と、前記第４の電磁石と第４の補助部材とによる内周側
の円弧長とを同じとし、前記回転子の静止時には、前記
一方の永久磁石の磁極中心を前記第１および第２の電磁
石と第１および第２の補助部材との間に、前記他方の永
久磁石の磁極中心を前記第３および第４の電磁石と第３
および第４の補助部材との間にし、前記第１および第２
の電磁石に瞬時的に通電を行い、第３および第４の電磁
石に瞬時的に通電を行うとともに、これら瞬時的な通電
を繰り返して前記第１ないし第４の電磁石と永久磁石と
の間に、反発力あるいは吸引力もしくは反発力および吸
引力を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生させて前
記回転子を回転させるようにしたことを特徴とする電動
機。
【請求項５】固定子の内側に永久磁石を有する回転子
を備えた電動機の制御方法において、前記回転子は４個
の永久磁石を当該円周方向に配置するとともに、これら
永久磁石の隣接同士を異極として等間隔に配置し、前記
固定子は、第１ないし第４の電磁石を当該円周方向に等
間隔とし、第１の電磁石と第２の電磁石、第３の電磁石
と第４の電磁石とをそれぞれ相対向する位置に配置し、
かつ、第１および第２の電磁石の発生磁極を同一とする
とともに、第３および第４の電磁石の発生磁極を同一と
し、第１および第２の電磁石と第３および第４の電磁石
の発生磁極を異極とし、第１ないし第４の電磁石の隣の
一方に強磁性体を、第１ないし第４の補助部材として配
置し、少なくとも前記第１および第２の電磁石を、それ
ぞれエアギャップを介して前記永久磁石に対向させ、前
記第３および第４の電磁石をそれぞれエアギャップを介
して前記永久磁石に対向させ、前記永久磁石の外周側の
円弧長と、前記第１の電磁石と第１の補助部材とによる
内周側の円弧長と、前記第２の電磁石と第２の永久磁石
および第２の補助部材とによる内周側の円弧長と、前記
第３の電磁石と第３の補助部材とによる内周側の円弧長
と、前記第４の電磁石と第４の補助部材とによる内周側
の円弧長とを同じとし、前記回転子の位置を検出する位
置検出手段と、該回転子の位置検出をもとにして前記第
１ないし第４の電磁石に、所定直流電圧を瞬時的に印加
するためのスイッチング手段および同スイッチング手段
を制御する制御手段とを有し、前記回転子の静止時に
は、前記永久磁石の磁極中心をそれぞれ前記第１の電磁
石と第１の補助部材の間、第２の電磁石と第２の補助部
材の間、第３の電磁石と第３の補助部材との間および第
４の電磁石と第４の補助部材との間として、それら永久
磁石の磁極中心と第１ないし第４の電磁石の磁極中心と
を偏心させ、前記第１ないし第４の電磁石に瞬時的に通
電を行った後、前記位置検出手段による回転子の位置検
出により前記スイッチング手段を所定回転角だけオンと
して、前記第１および第２の電磁石と第３および第４の
電磁石に通電を行うとともに、これら瞬時的な通電を繰
り返して前記第１ないし第４の電磁石と永久磁石との間
に、反発力あるいは吸引力もしくは反発力および吸引力
を働かせ、間欠的に一方向のトルクを発生させて前記回
転子を回転させるようにしたことを特徴とする電動機の
制御方法。