JP2021078162A

JP2021078162A - 三相ブラシレスｄｃモータ

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Publication number: JP2021078162A
Application number: JP2019199963A
Authority: JP
Inventors: 浩一深谷; Koichi Fukaya; 和彦山内; Kazuhiko Yamauchi
Original assignee: ARUMO TECHNOS KK
Current assignee: ARUMO TECHNOS KK
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-05-20

Abstract

【課題】ロータ磁石の所定方向及び所定方向に対して反対方向の双方の回転において高効率で回転駆動することができる３相ブラシレスＤＣモータを提供すること。【解決手段】ステータコアと、ステータに対して回動自在に配設されたロータ磁石と、ロータ磁石の磁極を検知するための磁極検知手段２４とを備えた３相ブラシレスＤＣモータ。磁極検知手段は、正転時のロータ磁石の磁極を検知する第１磁極センサ組２０と、逆転時のロータ磁石の磁極を検知する第２磁極センサ組２２とを有する。正転時には、第１磁極センサ組からの検知信号に基づき第１スイッチング制御信号が生成され、第１スイッチング制御信号に基づいて駆動コイル８ａ〜８ｉに送給される駆動電流が制御され、また逆転時には、第２磁極センサ組からの検知信号に基づき第２スイッチング制御信号が生成され、第２スイッチング制御信号に基づいて駆動コイルに送給される駆動電流が制御される。【選択図】図３

Description

本発明は、直流電源により回転駆動される三相ブラシレスＤＣモータに関する。

一般的なＤＣモータ（直流モータ）は、ハウジングに取り付けられたステータと、このステータに対して径方向に対向して配設されたロータ磁石とを有している。ステータは周方向に間隔をおいて配設された複数のティース部を有し、これらティース部に駆動用コイルが所要の通りに巻かれている。このＤＣモータでは、駆動用コイルに駆動電流を所要の通りに流すと、複数のティース部が励磁され、これら複数のティース部とロータ磁石との磁気的作用により所定方向に回転駆動される。

このようなＤＣモータでは、ロータ磁石を回転駆動させるためには、ロータ磁石の磁極の回転角度位置に対応して駆動用コイルに送給される駆動電流を所要の通りに切り換える必要があり、そのために、磁極検知手段（例えば、ホール素子、ホールＩＣ）が用いられている。

一方、ＤＣモータの駆動用コイルに駆動電流を流すと、駆動用コイルによる抵抗及びインダクタンスにより駆動電流に遅れが生じるようになり、この駆動電流の遅れが生じると、ロータ磁石の回転効率が下がる。

このようなことから、２組の磁極検知手段を備えたＤＣモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一方の磁極検知手段は、電気角がゼロ（零）となる基準角度位置に配設され、他方の磁極検知手段はこの基準角度位置を基準として所定方向の回転に対して電気角で所定角度（例えば、３０度）進角した位置に配設され、これら磁極検知手段を切り換えてロータ磁石の磁極を検知するように構成されている。

例えば、ロータ磁石の回転数が低いときには、一方の磁極検知手段（進角ゼロのもの）を用いてロータ磁極の磁極を検出し、この磁極検知手段からの検知信号に基づいて駆動用コイルに送給される駆動電流を制御し、またロータ磁石の回転数が高いときには、他方の磁極検知手段（進角３０度のもの）を用いてロータ磁石の磁極を検知し、この磁極検知手段からの検知信号に基づいて駆動用コイルに送給される駆動電流を制御し、このように２組の磁極検知手段を回転数に応じて切り換えて用いている。

特開平６−３１１７８０号公報

この種のＤＣモータは、ロータ磁石を所定方向に回転駆動させて使用するもの（例えば、正転用のもの）であり、従って、ロータ磁石を所定方向に回転駆動させる（例えば、正転させる）ときには低回転数から高回転数にわたって高効率で回転駆動することができる。

しかし、このＤＣモータでは、ロータ磁石の回転を所定方向（例えば、正転方向）と所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）とに切り換えて使用する場合がある。このような用い方をする場合、例えば所定方向（正転方向）の回転について磁極検知手段を進角させたときには、所定方向の回転に対して高効率で回転駆動することができるが、所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）の回転に対しては効率が低くなる問題がある。また、これとは反対に、所定方向に対して反対方向（逆転方向）の回転に対して磁極検知手段を進角させたときには、所定方向に対して反対方向の回転に対して高効率で回転駆動することができるが、所定方向（例えば、正転方向）の回転に対しては効率が低くなる問題がある。

本発明の目的は、ロータ磁石の所定方向及び所定方向に対して反対方向の双方の回転において高効率で回転駆動することができる３相ブラシレスＤＣモータを提供することである。

本発明の３相ブラシレスＤＣモータは、周方向に間隔をおいて配設された複数のティース部を有するステータコアと、前記ステータコアの前記複数のティース部に所要の通りに巻かれた駆動用コイルと、前記ステータの前記複数のティース部に対して径方向に対向して回動自在に配設されたロータ磁石と、前記ロータ磁石の磁極を検知するための磁極検知手段と、前記駆動用コイルに送給される駆動電流を切り換えるためのスイッチング手段と、前記磁極検知手段からの検知信号に基づいて前記スイッチング手段を制御するためのスイッチング制御手段と、を備えており、
前記磁極検知手段は、前記ロータ磁石が所定方向に回転駆動されるときの前記ロータ磁石の前記磁極を検知するための第１磁極センサ組と、前記ロータ磁石が前記所定方向と反対方向に回転駆動されるときの前記ロータ磁石の前記磁極を検知するための第２磁極センサ組とを有しており、
前記ロータ磁石が前記所定方向に回転駆動されるときには、前記磁極検知手段の前記第１磁極センサ組からの検知信号が前記スイッチング制御手段に送給され、前記スイッチング制御手段は、前記第１磁極センサ組の検知信号に基づいて第１スイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング手段は、前記第１スイッチング制御信号に基づいて前記駆動コイルに送給される駆動電流を切り換え、
また、前記ロータ磁石が前記所定方向と反対方向に回転駆動されるときには、前記磁極検知手段の前記第２磁極センサ組からの検知信号が前記スイッチング制御手段に送給され、前記スイッチング制御手段は、前記第２磁極センサ組の検知信号に基づいて第２スイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング手段は、前記第２スイッチング制御信号に基づいて前記駆動コイルに送給される駆動電流を切り換えることを特徴とする。

本発明の３相ブラシレスＤＣモータによれば、ロータ磁石の磁極を検知する磁極検知手段は、２つ磁極センサ組、即ち第１及び第２磁極センサ組を有し、所定方向（例えば、正転方向）の回転に対しては第１磁極センサ組からの検知信号に基づき第１スイッチング制御信号が生成され、かかる第１スイッチング制御信号に基づいて駆動コイルに送給される駆動電流が切り換えられるので、ロータ磁石を所定方向に高効率で回転することができる。また、所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）の回転に対しては第２磁極センサ組からの検知信号に基づき第２スイッチング制御信号が生成され、かかる第２スイッチング制御信号に基づいて駆動コイルに送給される駆動電流が切り換えられるので、ロータ磁石を所定方向に対して反対方向に高効率で回転することができる。かくして、所定方向（例えば、正転方向）及び所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）の双方の回転方向においてロータ磁石を高効率で回転駆動することができる。

本発明に従う３相ブラシレスＤＣモータの一実施形態におけるステータ及びロータ磁石を示す簡略図。図１のＤＣモータにおける磁極検知手段（第１及び第２磁極センサ組）の配置を示す平面図。図１のＤＣモータの制御系を示す制御ブロック図。図２の第１磁極センサ組の出力信号を示す図。ロータ磁石の所定方向の回転時における駆動電流の流れを示す図。図２の第２磁極センサ組の出力信号を示す図。ロータ磁石の所定方向に対して反対方向の回転時の駆動電流の流れを示す図。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う３相ブラシレスＤＣモータの一実施形態について説明する。図１において、図示の３相ブラシレスＤＣモータは、モータハウジング（図示せず）に取り付けられるステータ２と、ステータ２に対して回転自在であるロータ磁石４とを備えている。ステータ２は、複数枚のコアプレートを積層することにより構成されるステータコア６を備え、このステータコア６には、周方向に間隔をおいて複数（この実施形態では、９つ）のティース部８（８ａ〜８ｉ）が設けられ、これらティース部８（８ａ〜８ｉ）に駆動用コイル１０（１０ａ〜１０ｃ）が所要の通りに巻かれている。

この３相ブラシレスＤＣモータのティース部８ａ〜８ｉのうち、例えば３つ間隔のティース部８ａ，８ｄ，８ｇにＵ相の駆動用コイル１０ａが巻かれ、ティース部８ｂ，８ｅ，８ｈにＶ相の駆動用コイル１０ｂが巻かれ、更にティース部８ｃ，８ｆ，８ｉにＷ相の駆動用コイル部１０ｃが巻かれている。

ロータ磁石４は、このようなステータコア６（複数のティース部８ａ〜８ｉ）の径方向内側に配設され、外周部がＮ極に着磁されたＮ極域１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、外周部がＳ極に着磁されたＳ極域１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）とが、周方向に交互に設けられている。

このＤＣモータでは、ロータ磁石４は、実線矢印１６で示す所定方向（例えば、正転方向）に回転駆動されるとともに、破線矢印１８で示す所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）に回転駆動されるように構成されている。そして、このことに関連して、図２に示すように２つの磁極センサ組、即ち第１及び第２磁極センサ組２０，２２からなる磁極検知手段２４が設けられている。

第１磁極センサ組２０は、ロータ磁石が所定方向（正転方向）に回転駆動されるときにロータ磁石４の磁極を検知するためのものであり、この実施形態では周方向に間隔をおいて配設された３つの磁極センサ２６、即ち第１〜第３磁極センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃから構成されている。第１磁極センサ組２０の第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃは、ロータ磁石４の所定方向（例えば、正転方向）の回転に対して電気角で第１設定角度β１進角して配設され、この第１設定角度β１は、電気角で例えば３０度に設定するのが望ましい。

具体的には、図２において電気角がゼロ（零）となる基準角度位置Ｐを基準にして、所定方向（実線矢印１６で示す方向）における第１設定角度β１の角度位置に第１磁極センサ２６ａが配設され、この第１磁極センサ２６ａの角度位置からこの所定方向に対して反対方向に機械角α１（この形態では、８０度）の角度位置に第２磁極センサ２６ｂが設けられ、更にこの第２磁極センサ２６ｂの角度位置から所定方向に対して反対方向に機械角α１（この形態では、８０度）の角度位置に第３磁極センサ２６ｃが設けられる。

また、第２磁極センサ組２２は、ロータ磁石４が所定方向に対して反対方向（逆転方向）に回転駆動されるときにロータ磁石４の磁極を検知するためのものであり、この実施形態では周方向に間隔をおいて配設された３つの磁極センサ２８、即ち第１〜第３磁極センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃから構成されている。第２磁極センサ組２２の第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃは、ロータ磁石４の所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）の回転に対して電気角で第２設定角度β２進角して配設され、この第２設定角度β２は、電気角で例えば３０度に設定するのが好ましい。

具体的には、図２において電気角がゼロ（零）となる基準角度位置Ｐを基準にして、所定方向に対して反対方向（破線矢印１８で示す方向）おける第２設定角度β２の角度位置に第１磁極センサ２８ａが配設され、この第１磁極センサ２６ａの角度位置からこの所定方向に機械角α２（この形態では、８０度）の角度位置に第２磁極センサ２８ｂが設けられ、更にこの第２磁極センサ２８ｂの角度位置から所定方向に機械角α２（この形態では、８０度）の角度位置に第３磁極センサ２８ｃが設けられる。尚、第１及び第２センサ組２０，２２の第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃは、例えば、ホール素子、ホールＩＣなどから構成される。

この実施形態では、第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）の角度位置を所定方向（例えば、正転方向）の回転に対して電気角で３０度進角させているが、この進角の角度についてはロータ磁石４の回転数などに応じて適宜の角度に設定することができる。また、第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）についても、それらの角度位置を所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）の回転に対して電気角で３０度進角させているが、この進角の角度についてもロータ磁石４の回転数などに応じて適宜の角度に設定することができる。

このＤＣモータは、図３に示す制御系により回転制御される。図３を参照して、直流電源３２からの駆動電流（直流電流）は、スイッチング手段３４を通してステータ２のＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇ、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈ及びＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉに後述する如く送給される。磁極検知手段２４の第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）及び第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）からの検知信号は、切換手段３６に送給される。この切換手段３６には、切換操作スイッチ３８からの切換信号が送給され、切換手段３６は、切換操作スイッチ３８からの切換信号に基づき磁極検知手段２４からの検知信号を選択する。

例えば、切換操作スイッチ３８を操作して「正転」に設定すると、磁極検知手段２４の第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）が検知状態となり、第１磁極センサ組２０からの検知信号が切換手段３６を通してスイッチング制御手段４０に送給される。また、切換操作スイッチ３８を操作して「逆転」に設定すると、磁極検知手段２４の第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）が検知状態となり、第２磁極センサ組２２からの検知信号が切換手段３６を通してスイッチング制御手段４０に送給される。

そして、正転駆動のときには、第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）からの検知信号に基づいてスイッチング制御手段４０が第１スイッチング制御信号を生成し、この第１スイッチング制御信号に基づいてスイッチング手段３４が後述するように制御され、また逆転駆動のときには、第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）からの検知信号に基づいてスイッチング制御手段４０が第２スイッチング制御信号を生成し、この第２スイッチング制御信号に基づいてスイッチング手段３４が後述するように制御される。

次に、主として図３とともに図４〜図７を参照して、上述した直流モータの回転制御について説明する。このＤＣモータを正転させるときには、切換操作スイッチ３８を「正転」に切換操作すればよい。この正転のときには、上述したように、磁極検知手段２４の第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）からの検知信号が切換手段３６を通してスイッチング制御手段４０に送給され、このスイッチング制御手段４０は第１磁極センサ組２０からの検知信号に基づいて第１スイッチング制御信号を生成し、スイッチング手段３４は、この第１スイッチング制御信号に基づき、直流電源３２からの駆動電流をステータ２のＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇ、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈ及びＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉに次のように送給する。

正転するときのロータ磁石４の回転による電気角の変化と第１磁極センサ組２０（即ち、第１〜第３磁極センサ２６ａ、２６ｃ）の出力信号との関係は図４に示す通りとなり、第１磁極センサ２６ａにおいては、電気角−３０〜１５０度の角度範囲（角度領域ａ〜ｃ）で検知信号が「Ｌ」となり、電気角１５０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｄ〜ｆ）で検知信号が「Ｈ」となる。また、第２磁極センサ２６ｂにおいては、電気角−３０〜９０度の角度範囲（角度領域ａ〜ｂ）で検知信号が「Ｈ」となり、電気角９０〜２７０度の角度範囲（角度領域ｃ〜ｅ）で検知信号が「Ｌ］となり、電気角２７０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｆ）で検知信号が「Ｈ」となる。更に、第３磁極センサ２６ｃにおいては、電気角−３０〜３０度の角度範囲（角度領域ａ）で検知信号が「Ｌ」となり、電気角３０〜２１０度の角度範囲（角度領域ｂ〜ｄ）で検知信号が「Ｈ」となり、電気角２１０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｅ〜ｆ）で検知信号が「Ｌ」となる。

第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）からのこれら検知信号に基づいて、スイッチング制御手段４０は第１スイッチング制御信号を生成し、この第１スイッチング制御信号に基づいて、スイッチング手段３４は、直流電源３２からの駆動電流（直流電流）がステータ２のＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇ、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈ及びＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して次のように流れるようにスイッチングする。

この実施形態では、図５に示すように、角度領域ａ（電気角−３０〜３０度の角度範囲）においては、直流電源３２からの駆動電流がＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇからＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈを通して流れるように切り換え、角度領域ｂ（電気角３０〜９０度の角度範囲）においては、Ｕ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇからＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して流れるように切り換え、また角度領域ｃ（電気角９０〜１５０度の角度範囲）においては、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈからＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して流れるように切り換える。

更に、角度領域ｄ（電気角１５０〜２１０度の角度範囲）においては、直流電源３２からの駆動電流がＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈからＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇを通して流れるように切り換え、角度領域ｅ（電気角２１０〜２７０度の角度範囲）においては、Ｗ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉからＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇを通して流れるように切り換え、また角度領域ｆ（電気角２７０〜３３０度の角度範囲）においては、Ｗ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉからＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈを通して流れるように切り換える。

ステータ２の駆動コイル１０ａ〜１０ｉに流れる駆動電流がこのように切り換えられるので、このステータ２のティース部８ａ〜８ｉは、ロータ磁石４を所定方向（例えば、正転方向）に回転させるように励磁され、かくして、ロータ磁石４は、実線矢印１６で示す方向（例えば、正転方向）に回転駆動される。このとき、第１磁極センサ組２０（第１〜第３磁極センサ２６ａ〜２６ｃ）が正転方向の回転に対して電気角で第１設定角度β１（３０度）進角されているので、電気角がゼロ（零）の場合に比して駆動電流の切換えが早くなり、これによって、直流モータの正転時における駆動効率を高めることができる。

このＤＣモータを逆転させるときには、切換操作スイッチ３８を「逆転」に切換操作すればよい。この逆転のときには、上述したように、磁極検知手段２４の第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）からの検知信号が切換手段３６を通してスイッチング制御手段４０に送給され、このスイッチング制御手段４０は第２磁極センサ組２２からの検知信号に基づいて第２スイッチング制御信号を生成し、スイッチング手段３４は、直流電源３２からの駆動電流をステータ２のＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇ、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈ及びＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉに次のように送給する。

逆転するときのロータ磁石４の回転による電気角の変化と第２磁極センサ組２２（即ち、第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）の出力信号との関係は図６に示す通りとなり、第１磁極センサ２８ａにおいては、電気角−３０〜１５０度の角度範囲（角度領域ｇ〜ｉ）で検知信号が「Ｌ」となり、電気角１５０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｊ〜ｌ）で検知信号が「Ｈ」となる。また、第２磁極センサ２８ｂにおいては、電気角−３０〜９０度の角度範囲（角度領域ｇ〜ｈ）で検知信号が「Ｈ」となり、電気角９０〜２７０度の角度範囲（角度領域ｉ〜ｋ）で検知信号が「Ｌ］となり、電気角２７０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｌ）で検知信号が「Ｈ」となる。更に、第３磁極センサ２８ｃにおいては、電気角−３０〜３０度の角度範囲（角度領域ｇ）で検知信号が「Ｌ」となり、電気角３０〜２１０度の角度範囲（角度領域ｈ〜ｊ）で検知信号が「Ｈ」となり、電気角２１０〜３３０度の角度範囲（角度領域ｋ〜ｌ）で検知信号が「Ｌ」となる。

第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）からのこれら検知信号に基づいて、スイッチング制御手段４０は第２スイッチング制御信号を生成し、この第２スイッチング制御信号に基づいて、スイッチング手段３４は、直流電源３２からの駆動電流（直流電流）がステータ２のＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇ、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈ及びＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して次のように流れるようにスイッチングする。

この実施形態では、図７に示すように、角度領域ｇ（電気角−３０〜３０度の角度範囲）においては、直流電源３２からの駆動電流がＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇからＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈを通して流れるように切り換え、角度領域ｈ（電気角３０〜９０度の角度範囲）においては、Ｗ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉからＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈを通して流れるように切り換え、また角度領域ｉ（電気角９０〜１５０度の角度範囲）においては、Ｗ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉからＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇを通して流れるように切り換える。

更に、角度領域ｊ（電気角１５０〜２１０度の角度範囲）においては、直流電源３２からの駆動電流がＶ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈからＵ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇを通して流れるように切り換え、角度領域ｋ（電気角２１０〜２７０度の角度範囲）においては、Ｖ相の駆動コイル１０ｂ，１０ｅ，１０ｈからＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して流れるように切り換え、また角度領域ｌ（電気角２７０〜３３０度の角度範囲）においては、Ｕ相の駆動コイル１０ａ，１０ｄ，１０ｇからＷ相の駆動コイル１０ｃ，１０ｆ，１０ｉを通して流れるように切り換える。

ステータ２の駆動コイル１０ａ〜１０ｉに流れる駆動電流がこのように切り換えられるので、ステータ２のティース部８ａ〜８ｉは、ロータ磁石４を所定方向に対して反対方向（例えば、逆転方向）に回転させるように励磁され、かくして、ロータ磁石４は、破線矢印１８で示す方向（例えば、逆転方向）に回転駆動される。このとき、第２磁極センサ組２２（第１〜第３磁極センサ２８ａ〜２８ｃ）が逆転方向の回転に対して電気角で第２設定角度β２（３０度）進角されているので、逆転時においても電気角がゼロ（零）の場合に比して駆動電流の切換えが早くなり、これによって、ＤＣモータの逆転時における駆動効率を高めることができる。

以上、本発明に従う３相ブラシレスＤＣモータの一実施形態について説明したが、本発明は、かかる３相ブラスレスＤＣモータに限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、径方向内側にロータ磁石４が配設されたインナーロータ型の３相ブラシレスＤＣモータに適用しているが、このような構成のものに限定されず、径方向外側にロータ磁石４が配設されたアウターロータ型の３相ブラシレスＤＣモータにも同様に適用することができる。

また、上述した実施形態では、６ポール９スロットの３相ＤＣブラシレスモータ適用して説明したが、このようなモータに限定されず、例えば４ポール３スロット、４ポール６スロット、１６ポール１２スロットなどのその他の形態の三相ブラシレスＤＣモータにも同様に適用することができる。

２ステータ
４ロータ磁石
６ステータコア
８，８ａ〜８ｉティース部
１０，１０ａ〜１０ｉ駆動用コイル
１２，１２ａ〜１２ｃＮ極域
１４，１４ａ〜１４ｃＳ極域
２０，２２磁極センサ組
２４磁極検知手段
２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃ磁極センサ
３２直流電源
３４スイッチング手段
３８切換操作手段
４０スイッチング制御手段

Claims

周方向に間隔をおいて配設された複数のティース部を有するステータコアと、前記ステータコアの前記複数のティース部に所要の通りに巻かれた駆動用コイルと、前記ステータの前記複数のティース部に対して径方向に対向して回動自在に配設されたロータ磁石と、前記ロータ磁石の磁極を検知するための磁極検知手段と、前記駆動用コイルに送給される駆動電流を切り換えるためのスイッチング手段と、前記磁極検知手段からの検知信号に基づいて前記スイッチング手段を制御するためのスイッチング制御手段と、を備えており、
前記磁極検知手段は、前記ロータ磁石が所定方向に回転駆動されるときの前記ロータ磁石の前記磁極を検知するための第１磁極センサ組と、前記ロータ磁石が前記所定方向と反対方向に回転駆動されるときの前記ロータ磁石の前記磁極を検知するための第２磁極センサ組とを有しており、
前記ロータ磁石が前記所定方向に回転駆動されるときには、前記磁極検知手段の前記第１磁極センサ組からの検知信号が前記スイッチング制御手段に送給され、前記スイッチング制御手段は、前記第１磁極センサの検知信号に基づいて第１スイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング手段は、前記第１スイッチング制御信号に基づいて前記駆動コイルに送給される駆動電流を切り換え、
また、前記ロータ磁石が前記所定方向と反対方向に回転駆動されるときには、前記磁極検知手段の前記第２磁極センサ組からの検知信号が前記スイッチング制御手段に送給され、前記スイッチング制御手段は、前記第２磁極センサの検知信号に基づいて第２スイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング手段は、前記第２スイッチング制御信号に基づいて前記駆動コイルに送給される駆動電流を切り換えことを特徴とする３相ブラシレスＤＣモータ。
前記第１磁極センサ組は、電気角がゼロとなる基準角度位置を基準として前記所定方向の回転に対して電気角で第１設定角度進角した位置に配設され、前記第２磁極センサ組は、前記基準角度位置を基準として前記所定方向に対して反対方向の回転に対して電気角で第２設定角度進角した位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の３相ブラシレスＤＣモータ。
前記第１磁極センサ組は、前記基準角度位置を基準として前記所定方向の回転に対して電気角で３０度進角した位置に配設され、前記第２磁極センサ組は、前記基準角度位置を基準として前記所定方向に対して反対方向の回転に対して電気角で３０度進角した位置に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の３相ブラシレスＤＣモータ。