JP2010098887A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、ロータの回転位置を検出するためにロータマグネットからの漏れ磁束を検出するようにしたブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor configured to detect a leakage magnetic flux from a rotor magnet in order to detect a rotational position of a rotor.
従来、この種のブラシレスモータとしては、例えば、次のものがある(例えば、特許文献1)。すなわち、特許文献1に記載のブラシレスモータでは、ロータマグネットにおけるロータヨークからの露出部と対向して検出素子が設けられており、この検出素子でロータマグネットの漏れ磁束を検出するようになっている。
しかしながら、上記特許文献1に記載のブラシレスモータでは、検出素子がロータマグネットの漏れ磁束を検出する際に、この漏れ磁束にステータからの磁束が重畳されてしまい、ロータの回転位置の検出精度が低下する虞がある。
However, in the brushless motor described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ロータの回転位置の検出精度を向上させることができるブラシレスモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor capable of improving the detection accuracy of the rotational position of the rotor.
前記課題を解決するために、請求項1に記載のブラシレスモータは、複数の巻線及び前記各巻線がそれぞれ巻回された複数のティースを有するステータと、前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、前記複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられ、前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力する検出部と、前記検出部からの出力信号を検出すると共に、前記検出部の極性が切り替わるときに前記検出部と対向する前記ティースに巻回された巻線が非通電状態になるように、前記出力信号に基づいて前記複数の巻線の通電状態を切り替える制御部と、を備えている。
In order to solve the above-mentioned problem, a brushless motor according to
請求項1に記載のブラシレスモータでは、制御部によって複数の巻線の通電状態が順次切り替えられると、ステータからの回転磁界を受けてロータが回転される。また、ロータが回転されると、複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられた検出部から、ロータマグネットからの漏れ磁束の方向に応じた信号が出力される。そして、この検出部から出力された出力信号に基づいて制御部が複数の巻線の通電状態を切り替え、これにより、ロータが所定の回転数で回転される。 In the brushless motor according to the first aspect, when the energization state of the plurality of windings is sequentially switched by the control unit, the rotor is rotated by receiving the rotating magnetic field from the stator. Further, when the rotor is rotated, a detection unit provided to face at least one of the teeth in the motor radial direction and the motor axial direction from among the plurality of teeth according to the direction of the leakage magnetic flux from the rotor magnet. Signal is output. Then, based on the output signal output from the detection unit, the control unit switches the energization state of the plurality of windings, and thereby the rotor is rotated at a predetermined rotational speed.
ここで、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、上述の制御部は、検出部の極性が切り替わるときに検出部と対向するティースに巻回された巻線が非通電状態になるように、検出部からの出力信号に基づいて複数の巻線の通電状態を切り替える。
Here, in the brushless motor according to
従って、検出部からの出力信号が極性の切り替わりに応じて変化するときには、検出部と対向するティースに巻回された巻線からは磁束が発生されていないので、出力信号へのステータからの磁束の影響を少なくすることができる。これにより、ロータの回転位置の検出精度を向上させることができる。 Therefore, when the output signal from the detection unit changes according to the switching of the polarity, no magnetic flux is generated from the winding wound around the teeth facing the detection unit, so the magnetic flux from the stator to the output signal The influence of can be reduced. Thereby, the detection accuracy of the rotational position of the rotor can be improved.
なお、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記複数の巻線が、U相、V相、W相を構成する場合、請求項2に記載のように、前記検出部は、前記U相、V相、W相の各相における前記ティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられ、前記制御部は、前記U相の検出部の極性が切り替わるときに前記U相の巻線が非通電状態となり、前記V相の検出部の極性が切り替わるときに前記V相の巻線が非通電状態となり、前記W相の検出部の極性が切り替わるときに前記W相の巻線が非通電状態となるように、前記複数の巻線の通電状態を切り替える構成とされていると好適である。
In addition, in the brushless motor according to
また、前記課題を解決するために、請求項3に記載のブラシレスモータは、複数の巻線及び前記各巻線がそれぞれ巻回された複数のティースを有するステータと、前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、前記複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、該対向するティースに巻回された巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置され、該極性に応じた信号を出力する検出部と、前記検出部からの出力信号を検出すると共に、該出力信号に基づいて前記複数の巻線の通電状態を切り替える制御部と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problem, the brushless motor according to claim 3 is a stator having a plurality of windings and a plurality of teeth each wound with each of the windings, and is opposed to the stator in a radial direction. And a rotor having a rotor magnet arranged in a manner opposed to at least one of the teeth and at least one of the motor radial direction and the motor shaft direction, and the winding wound around the facing teeth. From the detection unit, a detection unit that is arranged at a position where the polarity is switched according to a change in the direction of the leakage magnetic flux from the rotor magnet when the wire is in a non-energized state, and outputs a signal corresponding to the polarity And a control unit that switches energization states of the plurality of windings based on the output signal.
請求項3に記載のブラシレスモータでは、制御部によって複数の巻線の通電状態が順次切り替えられると、ステータからの回転磁界を受けてロータが回転される。また、ロータが回転されると、複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられた検出部から、ロータマグネットからの漏れ磁束の方向に応じた信号が出力される。そして、この検出部から出力された出力信号に基づいて制御部が複数の巻線の通電状態を切り替え、これにより、ロータが所定の回転数で回転される。 In the brushless motor according to the third aspect, when the energization state of the plurality of windings is sequentially switched by the control unit, the rotor is rotated by receiving the rotating magnetic field from the stator. Further, when the rotor is rotated, a detection unit provided to face at least one of the teeth in the motor radial direction and the motor axial direction from among the plurality of teeth according to the direction of the leakage magnetic flux from the rotor magnet. Signal is output. Then, based on the output signal output from the detection unit, the control unit switches the energization state of the plurality of windings, and thereby the rotor is rotated at a predetermined rotational speed.
ここで、請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、上述の検出部は、対向するティースに巻回された巻線が非通電状態となるときにロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。 Here, in the brushless motor according to claim 3, the above-described detection unit responds to a change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet when the windings wound around the opposing teeth are in a non-energized state. It is arranged at a position where the polarity is switched.
従って、検出部からの出力信号が極性の切り替わりに応じて変化するときには、検出部と対向するティースに巻回された巻線からは磁束が発生されていないので、出力信号へのステータからの磁束の影響を少なくすることができる。これにより、ロータの回転位置の検出精度を向上させることができる。 Therefore, when the output signal from the detection unit changes according to the switching of the polarity, no magnetic flux is generated from the winding wound around the teeth facing the detection unit, so the magnetic flux from the stator to the output signal The influence of can be reduced. Thereby, the detection accuracy of the rotational position of the rotor can be improved.
なお、請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、前記複数の巻線が、U相、V相、W相を構成する場合、請求項4に記載のように、前記検出部は、前記U相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記U相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたU相の検出部と、前記V相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記V相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたV相の検出部と、前記W相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記W相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたW相の検出部と、を有していると好適である。 In the brushless motor according to claim 3, when the plurality of windings constitute a U phase, a V phase, and a W phase, as described in claim 4, the detection unit The teeth are provided opposite to at least one of the motor radial direction and the motor axial direction, and the polarity changes according to the change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet when the U-phase winding is in a non-energized state. A U-phase detector disposed at such a position as to be switched; and the V-phase teeth and at least one of the motor radial direction and the motor shaft direction, and the V-phase winding is in a non-energized state. The V-phase detection unit disposed at a position where the polarity is switched in accordance with the change in the direction of the leakage magnetic flux from the rotor magnet, the W-phase teeth, the motor radial direction, and the motor axial direction The W phase is disposed opposite to the other and disposed at a position where the polarity is switched in accordance with a change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet when the W phase winding is in a non-energized state. It is preferable to have the detection unit.
請求項5に記載のブラシレスモータは、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のブラシレスモータ、前記検出部がモータ径方向における前記ロータマグネットに対する前記ステータと反対側に配置された構成とされている。
The brushless motor according to claim 5 is a configuration in which the brushless motor according to any one of
請求項5に記載のブラシレスモータによれば、検出部が、モータ径方向におけるロータマグネットに対するステータと反対側に配置されている。従って、検出部へのステータからの磁束の影響をより一層少なくすることができるので、ロータの回転位置の検出精度をより一層向上させることができる。 According to the brushless motor of the fifth aspect, the detection unit is disposed on the opposite side of the stator from the rotor magnet in the motor radial direction. Therefore, the influence of the magnetic flux from the stator on the detection unit can be further reduced, and the detection accuracy of the rotational position of the rotor can be further improved.
請求項6に記載のブラシレスモータは、請求項5に記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータが前記ロータマグネットを保持するロータヨークを有し、前記ロータヨークにはモータ径方向における前記検出部に対する前記ロータマグネットと反対側に前記検出部と対向して対向壁部が形成された構成とされている。 A brushless motor according to a sixth aspect is the brushless motor according to the fifth aspect, wherein the rotor has a rotor yoke that holds the rotor magnet, and the rotor yoke includes the rotor magnet with respect to the detection unit in the motor radial direction. The opposite wall portion is formed on the opposite side so as to face the detection portion.
請求項6に記載のブラシレスモータによれば、ロータヨークには、モータ径方向における検出部に対するロータマグネットと反対側に、検出部と対向して対向壁部が形成されている。従って、この対向壁部によってロータマグネットからの漏れ磁束が放出されることを抑制することができる。これにより、ロータの回転位置の検出精度をより一層向上させることができる。 According to the brushless motor of the sixth aspect, the rotor yoke has the opposing wall portion facing the detection portion on the side opposite to the rotor magnet with respect to the detection portion in the motor radial direction. Therefore, the leakage magnetic flux from the rotor magnet can be prevented from being released by the facing wall portion. Thereby, the detection accuracy of the rotational position of the rotor can be further improved.
請求項7に記載のブラシレスモータは、請求項6に記載のブラシレスモータにおいて、前記対向壁部が前記ステータに対してモータ軸方向にずれて配置された構成とされている。 A brushless motor according to a seventh aspect is the brushless motor according to the sixth aspect, wherein the opposing wall portion is arranged so as to be shifted in the motor axial direction with respect to the stator.
請求項7に記載のブラシレスモータによれば、対向壁部がステータに対してモータ径方向にずれて配置されている。従って、ロータマグネットからステータへの磁束の流れが妨げられることを抑制しつつ、検出部によってロータマグネットからの漏れ磁束をより効果的に検出することができる。 According to the brushless motor of the seventh aspect, the opposing wall portion is arranged so as to be shifted in the motor radial direction with respect to the stator. Therefore, the leakage magnetic flux from the rotor magnet can be detected more effectively by the detector while suppressing the flow of magnetic flux from the rotor magnet to the stator.
請求項8に記載のブラシレスモータは、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記検出部が前記ロータマグネットからの漏れ磁束を誘導する磁束誘導部と、前記磁束誘導部によって誘導された漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力するに応じた信号を出力するセンサ部とを有する構成とされている。
The brushless motor according to claim 8 is the brushless motor according to any one of
請求項8に記載のブラシレスモータによれば、検出部は、磁束誘導部とセンサ部とに分けられているので、センサ部の配置の自由度を高めることができる。 According to the brushless motor of the eighth aspect, since the detection unit is divided into the magnetic flux induction unit and the sensor unit, the degree of freedom of the arrangement of the sensor unit can be increased.
[第一実施形態]
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
図1には、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10が示されている。
FIG. 1 shows a
この図に示されるように、ブラシレスモータ10は、ステータ12と、ロータ14と、検出部16と、制御部18とを有して構成されている。
As shown in this figure, the
ステータ12は、U相、V相、W相を構成する複数の巻線22U1〜22W2と、各巻線22U1〜22W2がそれぞれ巻回されたティース24U1〜24W2とを有して構成されている。
The
ロータ14は、ステータ12と径方向に対向して配置されたロータマグネット26を有しており、ロータマグネット26は、ロータ14の回転方向に交互にN極とS極とを有する構成とされている。
The
検出部16は、例えば、W相のティース24W2とモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられている。この検出部16は、例えばホール素子等を有しており、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力する構成されている。
The
制御部18は、例えば、電子回路等により構成されており、検出部16からの出力信号を検出すると共に、検出部16の極性が切り替わるときに巻線22W2が非通電状態になるように、検出部16からの出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える構成とされている。
The
なお、換言すれば、上述の検出部16と制御部18は、次の構成とされている。すなわち、検出部16は、巻線22W2が非通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。また、制御部18は、検出部16からの出力信号を検出すると共に、この出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える構成とされている。
In other words, the
そして、このブラシレスモータ10では、制御部18によって複数の巻線22U1〜22W2の通電状態が順次切り替えられると、ステータ12からの回転磁界を受けてロータ14が回転される。また、ロータ14が回転されると、検出部16からロータマグネット26からの漏れ磁束の方向に応じた信号が出力される。そして、この検出部16から出力された出力信号に基づいて制御部18が複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替え、これにより、ロータ14が所定の回転数で回転される。
In the
次に、本発明の第一実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the first embodiment of the present invention will be described.
ここで、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10が奏する効果をより明確にするために、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10と、比較例に係るブラシレスモータ110とを比較する。
Here, in order to clarify the effect of the
図7には、比較例に係るブラシレスモータ110が示されている。なお、この比較例において、上述の本発明の第一実施形態と同様な構成については、便宜上、同一の符合を用いることとする。
FIG. 7 shows a
この比較例に係るブラシレスモータ110において、検出部16は、V相のティース24V1とモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられている。また、制御部18は、検出部16の極性が切り替わるときに巻線22V1が通電状態になるように、検出部16からの出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える構成とされている。
In the
なお、換言すれば、検出部16は、巻線22V1が通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。また、制御部18は、検出部16からの出力信号を検出すると共に、この出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える構成とされている。
In other words, the
しかしながら、この比較例に係るブラシレスモータ110では、検出部16がロータマグネット26の漏れ磁束を検出する際に、この漏れ磁束にステータ12からの磁束Mが重畳されてしまい、ロータ14の回転位置の検出精度が低下する虞がある。
However, in the
これに対し、図1に示されるように、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10において、制御部18は、検出部16の極性が切り替わるときに巻線22W2が非通電状態になるように、検出部16からの出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える。つまり、換言すれば、検出部16は、巻線22W2が非通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, in the
従って、検出部16からの出力信号が極性の切り替わりに応じて変化(例えば、信号レベルがLOWとHIGHの一方から他方に変化)するときには、巻線22W2からは磁束が発生されていないので、検出部16の出力信号へのステータ12からの磁束の影響を少なくすることができる。これにより、ロータ14の回転位置の検出精度を向上させることができる。
Therefore, when the output signal from the
また、検出部16の配置位置を従来の構成に対して変更しただけ(若しくは、検出部16の極性が切り替わるタイミングと複数の巻線22U1〜24W2の通電パターンを従来の構成に対して変更しただけ)であるので、新たな部材の追加等が不要である。これにより、コストアップを抑制しつつ、ロータ14の回転位置の検出精度を向上させることができる。
Further, the arrangement position of the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図2A〜図2Fには、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ20が示されている。また、図3には、このブラシレスモータ20におけるU相の検出部16U、V相の検出部16V、W相の検出部16Wと、U相の巻線22U1,22U2の端子電圧、V相の巻線22V1,22V2の端子電圧、W相の巻線22W1,22W2の端子電圧との関係が示されている。
2A to 2F show a
本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ20は、いわゆる10極12スロットで、且つ、巻線22U1〜22W2がティース24U1〜24W2にそれぞれ集中巻きにより巻回されると共に互いにY結線されたタイプとされており、上述の本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10と基本的な構成については同様とされている。
The
つまり、複数の巻線22U1〜22W2は、U相、V相、W相の各相をそれぞれ4つの巻線で構成している。 That is, each of the plurality of windings 22U1 to 22W2 includes four windings for each of the U phase, the V phase, and the W phase.
また、検出部16U〜16Wは、それぞれ一つずつ設けられている。検出部16Uは、U相のティース24U2とモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられており、検出部16Vは、V相のティース24V2とモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられている。同様に、検出部16Wは、W相のティース24W2とモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられている。また、この検出部16U〜16Wは、機械角で60°毎に配置されている。
Moreover, the
なお、本実施形態では、検出部16U〜16Wが60°毎に配置されているが、120°毎に配置されても良い。
In the present embodiment, the
また、このブラシレスモータ10では、図2A〜図2Fで示される順に、制御部18によって検出部16U〜16Wからの出力信号が検出されると共に、この各出力信号に基づいて複数の巻線22U1〜22W2の通電状態が切り替えられるようになっている(すなわち、検出部16U〜16Wの極性の切り替わるタイミングと、巻線22U1〜22W2の通電パターンとが以下の如く設定されている)。
Moreover, in this
つまり、図2Aには、図3の電気角0°の場合が示されている。この場合には、V相の巻線22V1,22V2からU相の巻線22U1,22U2に電流が流れるように、V相の巻線22V1,22V2及びU相の巻線22U1,22U2が通電されており、W相の巻線22W1,22W2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Wでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Wから極性に応じた信号が出力される。
That is, FIG. 2A shows the case of the electrical angle of 0 ° in FIG. In this case, the V-phase windings 22V1, 22V2 and the U-phase windings 22U1, 22U2 are energized so that current flows from the V-phase windings 22V1, 22V2 to the U-phase windings 22U1, 22U2. The W-phase windings 22W1 and 22W2 are in a non-energized state. At this time, in the
また、図2Bには、図3の電気角60°の場合が示されている。この場合には、W相の巻線22W1,22W2からU相の巻線22U1,22U2に電流が流れるように、W相の巻線22W1,22W2及びU相の巻線22U1,22U2が通電されており、V相の巻線22V1,22V2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Vでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Vから極性に応じた信号が出力される。
FIG. 2B shows the case of the electrical angle of 60 ° in FIG. In this case, the W-phase windings 22W1, 22W2 and the U-phase windings 22U1, 22U2 are energized so that current flows from the W-phase windings 22W1, 22W2 to the U-phase windings 22U1, 22U2. The V-phase windings 22V1 and 22V2 are in a non-energized state. At this time, in the
また、図2Cには、図3の電気角120°の場合が示されている。この場合には、W相の巻線22W1,22W2からV相の巻線22V1,22V2に電流が流れるように、W相の巻線22W1,22W2及びV相の巻線22V1,22V2が通電されており、U相の巻線22U1,22U2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Uでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Uから極性に応じた信号が出力される。
FIG. 2C shows the case of the electrical angle of 120 ° in FIG. In this case, the W-phase windings 22W1, 22W2 and the V-phase windings 22V1, 22V2 are energized so that current flows from the W-phase windings 22W1, 22W2 to the V-phase windings 22V1, 22V2. The U-phase windings 22U1 and 22U2 are in a non-energized state. At this time, in the
また、図2Dには、図3の電気角180°の場合が示されている。この場合には、U相の巻線22U1,22U2からV相の巻線22V1,22V2に電流が流れるように、U相の巻線22U1,22U2及びV相の巻線22V1,22V2が通電されており、W相の巻線22W1,22W2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Wでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Wから極性に応じた信号が出力される。
FIG. 2D shows the case of the electrical angle of 180 ° in FIG. In this case, the U-phase windings 22U1, 22U2 and the V-phase windings 22V1, 22V2 are energized so that current flows from the U-phase windings 22U1, 22U2 to the V-phase windings 22V1, 22V2. The W-phase windings 22W1 and 22W2 are in a non-energized state. At this time, in the
また、図2Eには、図3の電気角240°の場合が示されている。この場合には、U相の巻線22U1,22U2からW相の巻線22W1,22W2に電流が流れるように、U相の巻線22U1,22U2及びW相の巻線22W1,22W2が通電されており、V相の巻線22V1,22V2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Vでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Vから極性に応じた信号が出力される。
FIG. 2E shows the case of the electrical angle of 240 ° in FIG. In this case, the U-phase windings 22U1, 22U2 and the W-phase windings 22W1, 22W2 are energized so that current flows from the U-phase windings 22U1, 22U2 to the W-phase windings 22W1, 22W2. The V-phase windings 22V1 and 22V2 are in a non-energized state. At this time, in the
また、図2Fには、図3の電気角300°の場合が示されている。この場合には、V相の巻線22V1,22V2からW相の巻線22W1,22W2に電流が流れるように、V相の巻線22V1,22V2及びW相の巻線22W1,22W2が通電されており、U相の巻線22U1,22U2は非通電状態とされている。また、このとき、検出部16Uでは、ロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わり、検出部16Uから極性に応じた信号が出力される。
FIG. 2F shows the case of the electrical angle of 300 ° in FIG. In this case, the V-phase windings 22V1, 22V2 and the W-phase windings 22W1, 22W2 are energized so that current flows from the V-phase windings 22V1, 22V2 to the W-phase windings 22W1, 22W2. The U-phase windings 22U1 and 22U2 are in a non-energized state. At this time, in the
このように、制御部18は、U相の検出部16Uの極性が切り替わるときにU相の巻線22U1,22U2が非通電状態となり、V相の検出部16Vの極性が切り替わるときにV相の巻線22V1,22V2が非通電状態となり、W相の検出部16Wの極性が切り替わるときにW相の巻線22W1,22W2が非通電状態となるように、複数の巻線22U1〜22W2の通電状態を切り替える。
In this way, the
また、U相の検出部16Uは、図2C,図2Fに示されるように、U相の巻線22U1,22U2が非通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。また、V相の検出部16Vは、図2B,図2Eに示されるように、V相の巻線22V1,22V2が非通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。また、W相の検出部16Wは、図2A,図2Dに示されるように、W相の巻線22W1,22W2が非通電状態となるときにロータマグネット26からの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されている。
Further, as shown in FIGS. 2C and 2F, the
このように構成されていても、検出部16U〜16Wの出力信号へのステータ12からの磁束の影響を少なくすることができるので、これにより、ロータ14の回転位置の検出精度を向上させることができる。
Even if configured in this way, the influence of the magnetic flux from the
なお、この制御部18は、より好ましくは、図4に示されるように、検出部16U〜16Wからの出力信号の位相に対して各巻線22U1〜22W2の端子電圧の位相が進むように進角制御を行う。
More preferably, as shown in FIG. 4, the
このように構成されていると、検出部16U,16V,16Wがロータマグネット26からの漏れ磁束の方向に応じた信号を出力するときには、この検出部16U,16V,16Wと対応する巻線22U2,22V2,22W2が完全に非通電状態となるので、ロータ14の回転位置の検出精度をより一層効果的に向上させることができる。
With this configuration, when the
なお、本実施形態において、ブラシレスモータ10は、いわゆる10極12スロットとされていたが、その他の極数及びスロット数とされていても良い。
In the present embodiment, the
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図5,図6には、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30が示されている。
5 and 6 show a
本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30は、上述の本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータ10又は上述の本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータ20に対し、次の如く構成が変更されたものである。
The
つまり、検出部16は、ロータマグネット26からの漏れ磁束を誘導する磁束誘導部32と、磁束誘導部32によって誘導された漏れ磁束の方向に応じた信号を出力するセンサ部34とを有している。
That is, the
磁束誘導部32は、例えばアルミ材等により構成されており、エンドプレート36に固定されている。一方、センサ部34は、磁束誘導部32によって誘導された漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力する例えばホール素子等により構成されており、基板38に固定されている。
The magnetic
この検出部16は、モータ径方向におけるロータマグネット26に対するステータ12と反対側(すなわち、この場合、ロータマグネット26に対するモータ径方向外側)に配置されている。
The
また、ロータ14は、ロータマグネット26を保持するロータヨーク40を有している。このロータヨーク40には、モータ径方向における検出部16に対するロータマグネット26と反対側(すなわち、この場合、検出部16に対するモータ径方向外側)に、検出部16と対向して対向壁部42が形成されている。この対向壁部42は、ステータ12に対してモータ軸方向にずれて配置されている。
The
次に、本発明の第三実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the third embodiment of the present invention will be described.
ここで、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30が奏する効果をより明確にするために、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30と、比較例に係るブラシレスモータ130とを比較する。
Here, in order to clarify the effect of the
図8,図9には、比較例に係るブラシレスモータ130が示されている。なお、この比較例において、上述の本発明の第三実施形態と同様な構成については、便宜上、同一の符合を用いることとする。
8 and 9 show a
この比較例に係るブラシレスモータ130は、上述の本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30に対し、検出部16がモータ径方向におけるロータマグネット26とステータ12との間に配置されたものである。
The
なお、この比較例に係るブラシレスモータ130は、制御部18が、検出部16の極性が切り替わるときに検出部16と対向するティースに巻回された巻線が非通電状態になるように、検出部16からの出力信号に基づいて複数の巻線の通電状態を切り替える点においては本発明に含まれるものである。
Note that the
また、この比較例に係るブラシレスモータ130は、検出部16が磁束誘導部32とセンサ部34とに分けられているので、センサ部34の配置の自由度を高めることができるという点では、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30と同様である。
In addition, the
しかしながら、この比較例に係るブラシレスモータ130では、検出部16がモータ径方向におけるロータマグネット26とステータ12との間に配置されている。従って、制御部18が、検出部16の極性が切り替わるときに検出部16と対向するティースに巻回された巻線が非通電状態になるように、検出部16からの出力信号に基づいて複数の巻線の通電状態を切り替えても、検出部16がロータマグネット26の漏れ磁束を検出する際に、ロータマグネット26の漏れ磁束に他の巻線からの磁束が重畳されてしまい、ロータ14の回転位置の検出精度が低下する虞がある。
However, in the
これに対し、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30によれば、検出部16が、モータ径方向におけるロータマグネット26に対するステータ12と反対側に配置されている。従って、検出部16へのステータ12からの磁束の影響をより一層少なくすることができるので、ロータ14の回転位置の検出精度をより一層向上させることができる。
On the other hand, according to the
しかも、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30によれば、ロータヨーク40には、モータ径方向における検出部16に対するロータマグネット26と反対側に、検出部16と対向して対向壁部42が形成されている。従って、この対向壁部42によってロータマグネット26からの漏れ磁束がモータ径方向外側に放出されることを抑制することができる。これにより、ロータ14の回転位置の検出精度をより一層向上させることができる。
Moreover, according to the
また、本発明の第三実施形態に係るブラシレスモータ30によれば、対向壁部42がステータ12に対してモータ径方向にずれて配置されている。従って、ロータマグネット26からステータ12への磁束の流れが妨げられることを抑制しつつ、検出部16によってロータマグネット26からの漏れ磁束をより効果的に検出することができる。
Further, according to the
なお、本発明の第三実施形態において、ブラシレスモータ30は、アウターロータタイプとされていたが、インナロータタイプとされていても良い。
In the third embodiment of the present invention, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited above, Of course, it can change and implement variously within the range which does not deviate from the main point. .
10,20,30・・・ブラシレスモータ、12・・・ステータ、14・・・ロータ、16,16U,16V,16W・・・検出部、18・・・制御部、22U1,22U2,22V1,22V2,22W1,22W2・・・巻線、24U1,24U2,24V1,24V2,24W1,24W2・・・ティース、26・・・ロータマグネット、32・・・磁束誘導部、34・・・センサ部、36・・・エンドプレート、38・・・基板、40・・・ロータヨーク、42・・・対向壁部 10, 20, 30 ... brushless motor, 12 ... stator, 14 ... rotor, 16, 16U, 16V, 16W ... detection unit, 18 ... control unit, 22U1, 22U2, 22V1, 22V2 , 22W1, 22W2 ... Winding, 24U1, 24U2, 24V1, 24V2, 24W1, 24W2 ... Teeth, 26 ... Rotor magnet, 32 ... Magnetic flux induction part, 34 ... Sensor part, 36. ..End plate, 38 ... substrate, 40 ... rotor yoke, 42 ... opposite wall
Claims (8)
前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、
前記複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられ、前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力する検出部と、
前記検出部からの出力信号を検出すると共に、前記検出部の極性が切り替わるときに前記検出部と対向する前記ティースに巻回された巻線が非通電状態になるように、前記出力信号に基づいて前記複数の巻線の通電状態を切り替える制御部と、
を備えたブラシレスモータ。 A stator having a plurality of windings and a plurality of teeth wound around each of the windings;
A rotor having a rotor magnet disposed radially opposite the stator;
One of the plurality of teeth is provided to face at least one of the motor radial direction and the motor axial direction, and the polarity is switched according to a change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet and the polarity is A detection unit that outputs a detected signal;
Based on the output signal, the output signal from the detection unit is detected, and the winding wound around the teeth facing the detection unit is turned off when the polarity of the detection unit is switched. A controller for switching the energization state of the plurality of windings;
Brushless motor with
前記検出部は、前記U相、V相、W相の各相における前記ティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられ、
前記制御部は、前記U相の検出部の極性が切り替わるときに前記U相の巻線が非通電状態となり、前記V相の検出部の極性が切り替わるときに前記V相の巻線が非通電状態となり、前記W相の検出部の極性が切り替わるときに前記W相の巻線が非通電状態となるように、前記複数の巻線の通電状態を切り替える、
請求項1に記載のブラシレスモータ。 The plurality of windings constitute a U phase, a V phase, and a W phase,
The detection unit is provided to face at least one of the teeth and the motor radial direction and the motor axial direction in each phase of the U phase, V phase, and W phase,
The control unit is configured such that when the polarity of the U-phase detection unit is switched, the U-phase winding is de-energized, and when the polarity of the V-phase detection unit is switched, the V-phase winding is de-energized. Switching the energization state of the plurality of windings so that the W-phase winding is in a non-energized state when the polarity of the W-phase detection unit is switched.
The brushless motor according to claim 1.
前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネットを有するロータと、
前記複数のティースのうちいずれかのティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、該対向するティースに巻回された巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置され、該極性に応じた信号を出力する検出部と、
前記検出部からの出力信号を検出すると共に、該出力信号に基づいて前記複数の巻線の通電状態を切り替える制御部と、
を備えたブラシレスモータ。 A stator having a plurality of windings and a plurality of teeth wound around each of the windings;
A rotor having a rotor magnet disposed radially opposite the stator;
The rotor is provided so as to face any one of the teeth and at least one of the motor radial direction and the motor shaft direction, and the rotor wound when the winding wound around the facing teeth is in a non-energized state. A detection unit that is arranged at a position where the polarity is switched according to a change in the direction of the leakage magnetic flux from the magnet, and outputs a signal according to the polarity;
A control unit that detects an output signal from the detection unit and switches the energization state of the plurality of windings based on the output signal;
Brushless motor with
前記検出部は、
前記U相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記U相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたU相の検出部と、
前記V相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記V相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたV相の検出部と、
前記W相のティースとモータ径方向及びモータ軸方向の少なくとも一方に対向して設けられると共に、前記W相の巻線が非通電状態となるときに前記ロータマグネットからの漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わるような位置に配置されたW相の検出部と、
を有する、
請求項3に記載のブラシレスモータ。 The plurality of windings constitute a U phase, a V phase, and a W phase,
The detector is
The U-phase teeth are provided facing at least one of the motor radial direction and the motor shaft direction, and the direction of the leakage magnetic flux from the rotor magnet changes when the U-phase winding is in a non-energized state. A U-phase detector disposed at a position where the polarity is switched in response,
The V-phase teeth are provided opposite to at least one of the motor radial direction and the motor axial direction, and change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet when the V-phase winding is in a non-energized state. A V-phase detection unit arranged at a position where the polarity is switched in response,
The W-phase teeth are provided opposite to at least one of the motor radial direction and the motor axial direction, and change in the direction of leakage magnetic flux from the rotor magnet when the W-phase winding is in a non-energized state. A W-phase detector arranged at a position where the polarity is switched in response,
Having
The brushless motor according to claim 3.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 The detector is disposed on the opposite side of the stator to the rotor magnet in the motor radial direction.
The brushless motor as described in any one of Claims 1-4.
前記ロータヨークには、モータ径方向における前記検出部に対する前記ロータマグネットと反対側に、前記検出部と対向して対向壁部が形成されている、
請求項5に記載のブラシレスモータ。 The rotor has a rotor yoke that holds the rotor magnet;
The rotor yoke has an opposing wall portion facing the detection portion on the opposite side of the rotor magnet with respect to the detection portion in the motor radial direction.
The brushless motor according to claim 5.
請求項6に記載のブラシレスモータ。 The opposing wall portion is arranged to be shifted in the motor axial direction with respect to the stator.
The brushless motor according to claim 6.
前記ロータマグネットからの漏れ磁束を誘導する磁束誘導部と、
前記磁束誘導部によって誘導された漏れ磁束の方向の変化に応じて極性が切り替わると共に該極性に応じた信号を出力するセンサ部と、
を有する、
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。 The detector is
A magnetic flux induction section for inducing leakage magnetic flux from the rotor magnet;
A sensor unit that switches the polarity according to a change in the direction of the leakage magnetic flux induced by the magnetic flux guiding unit and outputs a signal corresponding to the polarity;
Having
The brushless motor as described in any one of Claims 1-7.
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