JP2004048829A - Brushless dc motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスDCモータの制御装置に関し、正転及び逆転を行う例えば電動ドライバーやインパクトドライバー等の電動工具、または、ポンプ用タービン等に用いられるものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ブラシレスDCモータ(以下、単にモータという)は、ホール素子や、このホール素子を内蔵したホールIC等の磁気検出素子を用いて回転子の回転位置の検出を行い、この検出した回転子の回転位置に応じて該当する固定子コイルに駆動電流を流して回転する。
【0003】
そして、ブラシレスDCモータが正転及び反転を行えるリバーシブルタイプの場合には、磁気検出素子を、ブラシレスDCモータの固定子鉄心に対し、次のような2通りの取付け構造が一般的である。
【0004】
第1の取付け構造は、正転または逆転の一方の方向の回転効率を優先させるような位置に、磁気検出素子を固定子鉄心の歯部に対し電気角で所定角度ずらして取り付けている。
【0005】
第2の取付け構造は、正転及び逆転共に回転効率は低下するものの、両者の中立点の位置に対応する場所に磁気検出素子を設けている。すなわち、磁気検出素子が回転子の回転位置を検出する場合に、図9のヒステリシスグラフが示すように、正転(CW)の位置と、逆転(CCW)の最高効率で検出できる位置は異なっており、図10に示すように、回転子の回転軸Oを中心としてα°ずれた状態に磁気検出素子を取り付けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の2通りの取付け構造のどちらであっても、正転及び逆転の方向で最大回転効率でブラシレスDCモータを回転さすことはできない。
【0007】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、正転及び逆転においても最大の回転効率で駆動させることができるブラシレスDCモータを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ブラシレスDCモータへ駆動信号を出力するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御するゲートドライブ回路と、前記ゲートドライブ回路をPWM制御する演算回路と、前記ブラシレスDCモータの回転子の回転位置を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子からの回転位置を示す回転信号を正逆転の方向を示す回転方向指令信号に基づいて切り替え前記演算回路へ出力する位置検出回路とを有するモータの制御装置であって、前記回転子が、トルク発生用マグネットを有し、前記磁気検出素子が前記回転子の回転位置を検出するための円板状の検出用マグネットが、前記トルク発生用マグネットと分離して配され、前記検出用マグネットが、前記回転子と同軸に配され、かつ、正転用位置と逆転用位置とに所定角度回転自在であり、前記回転軸の正転により、前記検出用マグネットが正転用位置に回転し、前記回転軸の逆転により、前記検出用マグネットが逆転用位置に回転することを特徴とするブラシレスDCモータである。
【0009】
請求項2の発明は、前記回転軸が、前記回転子に固定された第1軸と負荷側に接続される第2軸とよりなり、前記検出用マグネットが前記第2軸に固定され、前記検出用マグネットが正転用位置または逆転用位置になるように、前記第2軸が前記第1軸に対し前記所定角度回転自在になし、前記第1軸の正転により、前記第2軸が前記所定角度回転して正転用位置で固定され、前記第1軸の逆転により、前記第2軸が前記所定角度回転した逆転用位置で固定されることを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータである。
【0010】
請求項3の発明は、前記回転軸に対し、前記検出用マグネットが前記所定角度回転自在に配され、前記回転軸の正転により、前記検出用マグネットが前記所定角度回転した正転用位置で固定され、前記回転軸の逆転により、前記検出用マグネットが前記所定角度回転した逆転用位置で固定されることを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータである。
【0011】
請求項4の発明は、前記ブラシレスDCモータが、IPM(Interior Permanent Magnet)型のブラシレスDCモータであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータである。
【0012】
請求項5の発明は、前記ブラシレスDCモータが、電動ドライバー、または、インパクトドライバー等の電動工具の駆動源であることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータである。
【0013】
請求項6の発明は、前記ブラシレスDCモータが、両回転用ポンプに用いられることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータである。
【0014】
【作 用】
本発明のブラシレスDCモータであると、回転軸が正転している時は、その回転軸の正転により検出用マグネットの位置が正転用位置に回転し、逆転している時はその回転軸の逆転により、検出用マグネットの位置が逆転用位置に回転するため、正転及び逆転の場合でも最高効率で駆動させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
本発明の第1の実施例を、図1から図4と図7、図8に基づいて説明する。
【0016】
(1)インパクトドライバー11の構成
図7は、本実施例を示すインパクトドライバー11の側面図である。
【0017】
図7に基づいて、インパクトドライバー11の構成について説明する。
【0018】
インパクトドライバー11は、胴部である略円筒状の外形の本体12と、本体12の先端部にドライバー工具が装着されるチャック部13と、ピストル型になるように形成される把持部14とを備えている。
【0019】
本体12の後部には、ブラシレスDCモータ(以下、単にモータという)15と、ギアボックスと打撃機構を兼ねた打撃部16とが内蔵されている。
【0020】
把持部14は作業者が手で把持できるように形成され、把持状態で指が位置する個所に引金状のトリガースイッチ17が配されている。
【0021】
このトリガースイッチ17の操作により、モータ15を所定の回転速度とトルクによって制御する制御装置18の回路基板が、モータ15の下方に配されている。
【0022】
把持部14の内部には、バッテリー19と、このバッテリー19と電気的に並列に接続された大容量の電源電圧平滑用コンデンサ20が収納されている。
【0023】
(2)モータ15の構造
モータ15は、3スロット2極のIPM(Interior Permanent Magnet)型ブラシレスDCモータである。
【0024】
固定子には3個の歯部が内方に突出し、各歯部にコイル48が巻き付けられている。そして、この各歯部に巻き付けられたコイル48は、Y結線されて、U相、V相、W相よりなる3相を構成している。なお、図8におけるN点で3相の各コイル48が結線されて中点Nとなっている。
【0025】
(2)回転子50の構造
次に、回転子50の構造について図1から図4に基づいて説明する。
【0026】
回転子50は、円盤型の鋼板52を積層し、回転子鉄心54を形成している。この回転子鉄心54には、回転軸56が軸方向に貫通し、また、IPM型であるため、トルク発生用マグネット58を収納するための収納孔60が周方向に等間隔に4個開口している。トルク発生用マグネット58は、彎曲した板状であり、N極とS極とN極とS極が交互に着磁されており、前記4つの収納孔60に収納され、N極とS極のトルク発生用マグネット58は90°毎にそれぞれ配されている。
【0027】
この固定子鉄心54の図4における右側には、合成樹脂製のフレーム62が配されている。この略円柱形のフレーム62と固定子鉄心54とを位置決めするために、フレーム62の左面から凸部64が突出し、この凸部64に対応する位置の固定子鉄心54には、位置決め用孔66が開口している。また、フレーム62の右面には、ファン63が一体に形成されている(図4参照)。
【0028】
フレーム62の右側には、回転軸56を回転自在に支持するベアリング68が配されている。
【0029】
回転軸56は、図1に示すように、第1軸70と第2軸72とに分割されている。第1軸70は、回転子鉄心54を貫通し、回転子50に対し固定されている。一方、第2軸72は負荷側の回転軸であって、負荷に接続されており、また、図1に示すように、円盤型の検出用マグネット74の中心を貫通し、この検出用マグネット74に対し固定されている。なお、回転軸26の詳しい構造については、後から説明する。
【0030】
円盤型の検出用マグネット74には、N極とS極のマグネットが90°毎にそれぞれ配されている。
【0031】
検出用マグネット74の左側には、回転軸56を回転自在に支持するベアリング88が配されている。
【0032】
検出用マグネット74からの磁気を検出するための3個のホール素子H1,H2,H3を固定した基板90が、検出用マグネット74の近傍に配され、この基板90は、インパクトドライバー11の本体12の内部に固定されている。
【0033】
(3)制御装置18の構成
次に、図8を参照してモータ15を制御する制御装置18について説明する。
【0034】
図8はモータ15の制御装置18を示すブロック図である。
【0035】
モータ15のU相、V相、W相の各コイル86へ駆動信号がインバータ回路21から供給される。インバータ回路21を構成する6個のスイッチングトランジスタを用い、モータ15のY結線された3相のコイル86に双方向駆動電流を流して駆動するバイポーラ駆動を行う。バイポーラ駆動の方法としては、120°通電矩形波駆動法が挙げられる。
【0036】
モータ15の回転子88の回転位置を検出するホール素子H1、H2、H3からの回転信号S1、S2、S3は位置検出回路23へ出力する。
【0037】
このインバータ回路21は、バッテリー19である直流電源が供給されるが、インバータ回路21とバッテリー19との間には前記した電源電圧平滑用コンデンサ20がバッテリー19と並列に接続されている。
【0038】
インバータ回路21の各スイッチングトランジスタTr1〜Tr6のゲート端子へゲート信号を送るゲートドライブ回路28が設けられ、このゲートドライブ回路28に対しPWM(パルス幅変調)信号を供給する演算回路22が設けられている。この演算回路22は、位置検出回路23からの位置信号と、速度指令回路24からの速度指令信号と、回転方向指令回路25からの回転方向指令信号に基づいて、PWM信号をゲートドライブ回路28に出力する。
【0039】
速度指令信号を出力する速度指令回路24には、前記で説明したトリガースイッチ17が接続され、このトリガースイッチ17の作業者による押圧状態によって速度指令回路24が演算回路22に速度指令信号を出力する。すなわち、トリガースイッチ17を多く引くことによってより早く回転するように速度指令信号が出力される。
【0040】
本体12には、図7に示すように回転方向切替スイッチ26が設けられ、この回転方向切替スイッチ26を正転または逆転に切替えることによって、その回転方向に応じた回転方向指令信号を回転方向指令回路25が、演算回路22と位置検出回路23へ出力する。
【0041】
ゲートドライブ回路28と演算回路22との間にはロック保護回路27が設けられている。このロック保護回路27は、駆動信号がモータ15に出力されているにも係わらず、モータ15の回転がホール素子H1,H2,H3からの回転信号によっては検出されないことを位置検出回路23が検知すると、演算回路22からのゲートドライブ回路28への信号を強制的に遮断する回路である。
【0042】
バッテリー19から出力される駆動電流を検出するための抵抗32が接続され、この抵抗32を流れる駆動電流を検出する過電流保護回路29が設けられている。過電流保護回路29は、抵抗32を流れる駆動電流が設定値以上になった場合には過電流であると判断して演算回路22に回転速度またはトルクを落とすように指示する制御信号を出力する。この制御信号が出力されると、演算回路22は、PWM波形のパルス幅を強制的に狭め、モータ15の出力を低下させる。これにより、モータ15のそれ以上の発熱が抑制され、温度上昇も起こることがなく制御装置18の熱による損傷を防止できる。
【0043】
(4)回転軸56の構造
次に回転軸56の構造について説明する。
【0044】
まず、回転軸56の第1軸70と第2軸72が係合する部分について説明する。
【0045】
第1軸70の端部から雄部76が突出している。この雄部76の構造は、図1から図3に示すように、第1軸70と同軸に突出した中心軸78の両側から、一対の扇状の押圧部80,80が突出している。
【0046】
第2軸72の端部には、前記雄部76が嵌まり込むように凹部状の雌部82が形成されている。この雌部82の内周側には一対の受圧部84,84が突出している。第1軸の雄部76の中心軸78が雌部82に係合すると、一対の押圧部80が、この一対の受圧部84を周方向に押圧する。
【0047】
また、雄部76と雌部82との係合部分には、係合をスムーズにするためにグリースを塗布しておく。
【0048】
本実施例の最もポイントとなる点が、図2に示すように、受圧部84と押圧部80との間に間隙86が存在することである。この間隙86は、角度にして(C+C′)°である。すなわち、従来技術の欄の図10で説明したように、中立点Oを中心に角度α°だけ正転の位置と逆転の位置の最大効率の位置はずれているので、中立点Oを中心に、角度C°だけずれた位置に逆転用の最大効率の位置があり、中立点Oの位置より角度C′°の位置だけずれた位置に正転用の最大の効率の位置がある。そのため、図2に示すように、間隙86の角度を(C+C′)°の分だけ空けておき、この角度の分だけ第1軸70が第2軸72に対しカラ回りできるようにしておく。
【0049】
このようにすることで、第1軸70が逆転方向に回転すると、第2図に示すように、第1軸70の押圧部80が逆転(CCW)方向に回転して受圧部84を押圧し、トルク発生用マグネット58に対し検出用マグネット74が角度C°だけずれた状態となる。これにより、逆転場合にホール素子は最大効率でその位置を検出することができる。
【0050】
正転(CW)方向に回転する場合には、図3に示すように、押圧部80が角度(C+C′)°の分だけ正転方向にカラ回りして受圧部84を押圧し、検出用マグネット74がトルク発生用マグネット58に対し角度C′°の分だけ回転して固定される。これによって、正転の場合でも最大効率で回転子50の位置を検出することができる。
【0051】
なお、図2及び図3において、トルク発生用マグネット58のN極とS極の境目及びS極とN極の境目をメイン磁極の境目として表現している。
【0052】
上記構成のモータ15であると、逆転方向に回転させると、第2軸72には負荷がかかっているためその反力として、第1軸70の押圧部80が第2軸72の受圧部84に当たり相対角度C°だけずれた状態を保持しつつ検出用マグネット74が回転するため、3個のホール素子H1〜H3は最大効率で回転子50の位置を検出することができる。
【0053】
また、正転方向に回転させる場合でも同様にトルク発生用マグネット58に対し検出用マグネット74が相対角度C′°だけずれた状態で回転するため、正転用の場合であっても最大効率で回転子50の位置を検出することができる。
【0054】
なお、回転軸56に対し衝撃荷重が働いて押圧部80が受圧部84を押圧せず所定の角度を保持できない場合であっても、低速時は負荷が軽く回転が増すにつれて負荷がかかってくるため前記の状態を保持することができる。
【0055】
(第2の実施例)
次に、モータ15の第2の実施例について図5から図6に基づいて説明する。本実施例と第1の実施例の異なる点は、回転軸56と検出用マグネット74の取付け構造にある。
【0056】
本実施例では、回転軸56は第1の実施例のように第1軸70と第2軸72のように分離されておらず一本の軸で構成され、円盤状の検出用マグネット74に対応する位置に円筒状のブッシュ92が嵌め込まれている。このブッシュ92の外周面から一対の押圧部94が突出している。
【0057】
一方、検出用マグネット74の中心には、回転軸56とブッシュ92が貫通する貫通孔96が開口し、この貫通孔96の内周面には一対の受圧部98が突出している。
【0058】
この押圧部94と受圧部98は、図2に示すように、角度(C+C′)°の分だけ間隙100を有している。
【0059】
回転子50が正転(CW)方向に回転する場合には、第1の実施例と同様に、押圧部94が受圧部98を押圧することにより検出用マグネット74がトルク発生用マグネット58に対し角度C′°だけずれた状態で回転し、最高効率で回転状態を検出できる。
【0060】
逆転(CCW)方向に回転する場合には、押圧部94が受圧部98を押圧することにより検出用マグネット74がトルク発生用マグネット58に対しC°だけずれた状態で回転するので、逆転の場合でも最高効率で回転子50の位置を検出することができる。
【0061】
(変更例1)
第1の実施例では、第1軸70に雄部76を設けて押圧部80を設け、第2軸72に雌部82を設けて受圧部84を設けたが、これに代えて、第1軸70に雌部82を設けて受圧部84を設け、第2軸72に雄部76を設けて押圧部80を設けてもよい。
【0062】
(変更例2)
上記実施例では、インパクトドライバー11で説明したがこれに代えて、電動ドライバーやコードレス電動ドライバーやコードレスインパクトドライバー等の電動工具の駆動源としてモータ15を用いてもよく、また、両回転用ポンプの駆動源として用いてもよい。
【0063】
【発明の効果】
以上により本発明のブラシレスDCモータであると、正逆転共に高効率で運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のモータの回転子の一部欠載斜視図である。
【図2】トルク発生用マグネットと検出用マグネットの逆転時の関係図である。
【図3】トルク発生用マグネットと検出用マグネットの正転時の関係図である。
【図4】第1の実施例のモータの回転子の断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例のモータの回転子の一部欠載斜視図である。
【図6】トルク発生用マグネットと回転軸との関係図である。
【図7】第1、2の実施例を示すインパクトドライバーの側面図である。
【図8】第1、2の実施例を示すインパクトドライバーのモータの制御装置のブロック図である。
【図9】ホール素子が回転子の回転位置を検出する場合に、正転(CW)の位置と、逆転(CCW)の最高効率で検出できる位置を示すヒステリシスグラフである。
【図10】正転時と逆転時のホール素子の位置を示す図である。
【符号の説明】
11 インパクトドライバー
15 モータ
17 トリガスイッチ
18 制御装置
21 インバータ回路
22 演算回路
23 位置検出回路
24 速度指令回路
25 回転方向指令回路
26 回転方向切替スイッチ
28 ゲートドライブ回路
29 過電流保護回路
50 固定子
54 固定子鉄心
56 回転軸
58 トルク発生用マグネット
70 第1軸
72 第2軸
74 検出用マグネット
76 雄部
78 中心軸
80 押圧部
82 雌部
84 受圧部
86 間隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a brushless DC motor, and more particularly, to a control device for use in an electric tool such as an electric driver or an impact driver that performs forward and reverse rotation, or a turbine for a pump.
[0002]
[Prior art]
A brushless DC motor (hereinafter simply referred to as a motor) detects the rotational position of a rotor using a Hall element or a magnetic detection element such as a Hall IC incorporating the Hall element, and detects the detected rotational position of the rotor. The drive current is applied to the corresponding stator coil in accordance with the rotation to rotate.
[0003]
In the case where the brushless DC motor is of a reversible type capable of normal rotation and reversal, the following two types of mounting structures are generally used for mounting the magnetic detection element to the stator core of the brushless DC motor.
[0004]
In the first mounting structure, the magnetic detection element is mounted at a position shifted by a predetermined electrical angle with respect to the teeth of the stator core at a position where priority is given to rotation efficiency in one of forward rotation and reverse rotation.
[0005]
In the second mounting structure, the rotation efficiency is reduced in both the forward rotation and the reverse rotation, but the magnetic detection element is provided at a position corresponding to the position of the neutral point. That is, when the magnetic detecting element detects the rotational position of the rotor, the position of normal rotation (CW) and the position that can be detected at the maximum efficiency of reverse rotation (CCW) are different as shown in the hysteresis graph of FIG. In addition, as shown in FIG. 10, the magnetic detection element is mounted in a state of being shifted by α ° about the rotation axis O of the rotor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in either of the above two mounting structures, the brushless DC motor cannot be rotated at the maximum rotational efficiency in the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
[0007]
In view of the above problems, the present invention provides a brushless DC motor that can be driven with maximum rotational efficiency even in forward rotation and reverse rotation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an inverter circuit that outputs a drive signal to a brushless DC motor, a gate drive circuit that controls the inverter circuit, an arithmetic circuit that performs PWM control on the gate drive circuit, and a rotor of the brushless DC motor. A magnetic detecting element for detecting the rotational position of the magnetic detecting element, and a position detecting circuit for switching a rotational signal indicating the rotational position from the magnetic detecting element based on a rotational direction command signal indicating a forward / reverse rotation direction and outputting the switching signal to the arithmetic circuit. A motor control device, wherein the rotor has a torque generating magnet, and the magnetic detecting element has a disc-shaped detecting magnet for detecting the rotational position of the rotor, The detection magnet is disposed separately from the magnet, and the detection magnet is disposed coaxially with the rotor, and is located at a forward rotation position and a reverse rotation position. The brushless motor is rotatable at an angle, wherein the detection magnet rotates to a forward rotation position by forward rotation of the rotation shaft, and the detection magnet rotates to a reverse rotation position by reverse rotation of the rotation shaft. It is a DC motor.
[0009]
The invention according to
[0010]
The invention according to claim 3 is that the detection magnet is arranged rotatably by the predetermined angle with respect to the rotation shaft, and is fixed at a forward rotation position where the detection magnet is rotated by the predetermined angle by forward rotation of the rotation shaft. 2. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the detection magnet is fixed at the reverse rotation position rotated by the predetermined angle by the reverse rotation of the rotating shaft.
[0011]
The invention according to claim 4 is the brushless DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless DC motor is an IPM (Interior Permanent Magnet) type brushless DC motor. .
[0012]
The invention according to claim 5 is the brushless DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless DC motor is a driving source of an electric tool such as an electric screwdriver or an impact driver. It is a motor.
[0013]
The invention according to claim 6 is the brushless DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless DC motor is used for a dual rotation pump.
[0014]
[Operation]
With the brushless DC motor of the present invention, when the rotating shaft is rotating forward, the rotation of the rotating shaft causes the position of the detection magnet to rotate to the forward rotating position. The reverse rotation causes the position of the detection magnet to rotate to the reverse rotation position, so that the motor can be driven with the highest efficiency even in the case of forward rotation and reverse rotation.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4, FIG. 7, and FIG.
[0016]
(1) Configuration of
[0017]
The configuration of the
[0018]
The
[0019]
At the rear of the
[0020]
The
[0021]
A circuit board of a
[0022]
A
[0023]
(2) Structure of
[0024]
The stator has three teeth projecting inward, and a
[0025]
(2) Structure of
[0026]
The
[0027]
A
[0028]
On the right side of the
[0029]
The rotating
[0030]
N-pole and S-pole magnets are disposed on the disc-shaped
[0031]
On the left side of the
[0032]
A
[0033]
(3) Configuration of
[0034]
FIG. 8 is a block diagram showing the
[0035]
A drive signal is supplied from the inverter circuit 21 to the U-phase, V-phase, and W-
[0036]
The rotation signals S1, S2, and S3 from the Hall elements H1, H2, and H3 that detect the rotation position of the
[0037]
The inverter circuit 21 is supplied with DC power as a
[0038]
A
[0039]
The above-described
[0040]
The
[0041]
A
[0042]
A
[0043]
(4) Structure of
[0044]
First, a portion of the
[0045]
A
[0046]
At the end of the
[0047]
In addition, grease is applied to the engagement portion between the
[0048]
The most important point of this embodiment is that a
[0049]
In this manner, when the
[0050]
In the case of rotation in the normal rotation (CW) direction, as shown in FIG. 3, the
[0051]
2 and 3, the boundary between the N pole and the S pole and the boundary between the S pole and the N pole of the
[0052]
With the
[0053]
Further, even in the case of rotating in the normal rotation direction, the
[0054]
Even when the
[0055]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the
[0056]
In the present embodiment, the rotating
[0057]
On the other hand, a through
[0058]
As shown in FIG. 2, the
[0059]
When the
[0060]
In the case of rotation in the reverse rotation (CCW) direction, the
[0061]
(Modification 1)
In the first embodiment, the
[0062]
(Modification 2)
In the above embodiment, the
[0063]
【The invention's effect】
As described above, with the brushless DC motor of the present invention, both forward and reverse rotation can be operated with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a rotor of a motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the torque generating magnet and the detecting magnet when the motor rotates in reverse.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a torque generating magnet and a detecting magnet during normal rotation.
FIG. 4 is a sectional view of a rotor of the motor of the first embodiment.
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a rotor of a motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a relationship diagram between a torque generating magnet and a rotating shaft.
FIG. 7 is a side view of the impact driver showing the first and second embodiments.
FIG. 8 is a block diagram of a control device for a motor of an impact driver according to the first and second embodiments.
FIG. 9 is a hysteresis graph showing the position of normal rotation (CW) and the position where the rotation can be detected at the maximum efficiency of reverse rotation (CCW) when the Hall element detects the rotational position of the rotor.
FIG. 10 is a diagram showing positions of the Hall element at the time of forward rotation and at the time of reverse rotation.
[Explanation of symbols]
11
Claims (6)
前記回転子が、トルク発生用マグネットを有し、
前記磁気検出素子が前記回転子の回転位置を検出するための円板状の検出用マグネットが、前記トルク発生用マグネットと分離して配され、
前記検出用マグネットが、前記回転子と同軸に配され、かつ、正転用位置と逆転用位置とに所定角度回転自在であり、
前記回転軸の正転により、前記検出用マグネットが正転用位置に回転し、
前記回転軸の逆転により、前記検出用マグネットが逆転用位置に回転する
ことを特徴とするブラシレスDCモータ。An inverter circuit that outputs a drive signal to the brushless DC motor; a gate drive circuit that controls the inverter circuit; an arithmetic circuit that performs PWM control on the gate drive circuit; and a magnetic circuit that detects a rotational position of a rotor of the brushless DC motor. A motor control device comprising: a detection element; and a position detection circuit that switches a rotation signal indicating a rotation position from the magnetic detection element based on a rotation direction command signal indicating a forward / reverse direction and outputs the switching signal to the arithmetic circuit. ,
The rotor has a torque generating magnet,
A disk-shaped detection magnet for the magnetic detection element to detect the rotational position of the rotor is disposed separately from the torque generating magnet,
The detection magnet is disposed coaxially with the rotor, and is rotatable by a predetermined angle between a forward rotation position and a reverse rotation position,
By the forward rotation of the rotating shaft, the detection magnet rotates to a forward rotation position,
A brushless DC motor, wherein the detection magnet rotates to a reverse rotation position by the reverse rotation of the rotating shaft.
前記検出用マグネットが前記第2軸に固定され、
前記検出用マグネットが正転用位置または逆転用位置になるように、前記第2軸が前記第1軸に対し前記所定角度回転自在になし、
前記第1軸の正転により、前記第2軸が前記所定角度回転して正転用位置で固定され、
前記第1軸の逆転により、前記第2軸が前記所定角度回転した逆転用位置で固定される
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータ。The rotating shaft includes a first shaft fixed to the rotor and a second shaft connected to a load side;
The detection magnet is fixed to the second shaft,
The second axis is rotatable by the predetermined angle with respect to the first axis so that the detection magnet is at a forward rotation position or a reverse rotation position.
Due to the normal rotation of the first axis, the second axis rotates by the predetermined angle and is fixed at the normal rotation position,
2. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the second shaft is fixed at the reverse rotation position rotated by the predetermined angle by the reverse rotation of the first shaft.
前記回転軸の正転により、前記検出用マグネットが前記所定角度回転した正転用位置で固定され、
前記回転軸の逆転により、前記検出用マグネットが前記所定角度回転した逆転用位置で固定される
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータ。The detection magnet is arranged rotatably at the predetermined angle with respect to the rotation axis,
By the forward rotation of the rotation shaft, the detection magnet is fixed at the forward rotation position rotated by the predetermined angle,
The brushless DC motor according to claim 1, wherein the detection magnet is fixed at the reverse rotation position rotated by the predetermined angle by the reverse rotation of the rotation shaft.
ことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータ。4. The brushless DC motor according to claim 1, wherein the brushless DC motor is an IPM (Interior Permanent Magnet) type brushless DC motor. 5.
ことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータ。The brushless DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless DC motor is a driving source of an electric tool such as an electric screwdriver or an impact driver.
ことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のブラシレスDCモータ。The brushless DC motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless DC motor is used for a dual rotation pump.
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