JP2614438B2 - 小型ブラシレスモータ - Google Patents

小型ブラシレスモータ

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JP2614438B2
JP2614438B2 JP61076054A JP7605486A JP2614438B2 JP 2614438 B2 JP2614438 B2 JP 2614438B2 JP 61076054 A JP61076054 A JP 61076054A JP 7605486 A JP7605486 A JP 7605486A JP 2614438 B2 JP2614438 B2 JP 2614438B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は第1乃至第3歯を有するブラシレスモータの
小型化に関するものである。
(ロ) 従来の技術 一般に第1乃至第3歯を有するブラシレスモータの従
来例としては特公昭55−12835号公報に記載されている
ようなものがあった。この公報に記載されているモータ
の固定子は、永久磁石回転子の回転軸と同心円上に3個
の固定子磁極(歯)を等間隔(120度毎)に配設し、こ
れら固体子磁極を回転軸と同心円上に配設されるヨーク
で結合した固定子鉄心が用いられていた。この固定子磁
極には夫々界磁巻線が巻かれていた。従って、合計3個
の界磁巻線を用いて、この界磁巻線を順次通電して回転
磁界を発生させていた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 以上のように構成された従来のブラシレスモータで
は、ヨークに切れ目がないので界磁巻線を固定子の内側
から巻く必要があり極めて作業性が悪く、この作業時に
巻線の断線が生じやすいものであった。さらに界磁巻線
の数が増加すればする程作業性が悪くなるものであっ
た。
また、界磁巻線の数が増加すれば、この界磁巻線間の
渡り線の接続箇所が増え、その分さらに作業性が悪くな
るものであった。
さらに固定子磁極の数に応じてモータの外形が大きく
なり、この種のモータの小型化を妨げるものであった。
斯かる問題点に鑑み、本発明は作業性がよくかつ小型
化が可能なブラシレスモータを提供するものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は回転軸を中心に回わり、かつ永久磁石を有す
る回転子及び回転軸と同心円上にほぼ等間隔毎に配設さ
れる第1乃至第3歯を有する固定子からなる小型ブラシ
レスモータにおいて、この固定子は第1歯と第2歯とを
つなぐ第1ヨーク部と、第2歯と第3歯とをつなぐ第2
ヨーク部と、第1ヨーク部に第1歯側から第2歯側に向
けて巻く第1巻線と、第1巻線の巻き終わりが巻き始め
につながり第1巻線と逆向きに第2歯側から第3歯側に
向けて第2ヨーク部に巻く第2巻線と、回転子が60度回
転する毎に、第1巻線の巻き始めから第1巻線の巻き終
わりに向けて通電するパターンI、第2巻線の巻き終わ
りから第1巻線の巻き終わりに向けて通電するパターン
II、第2巻線の巻き終わりから第1巻線の巻き始めに向
けて通電するパターンIII、第1巻線の巻き終わりから
第1巻線の巻き始めに向けて通電するパターンIV、第1
巻線の巻き終わりから第2巻線の巻き終わりに向けて通
電するパターンV、第1巻線の巻き始めから第2巻線の
巻き終わりに向けて通電するパターンVIを順次切換える
制御部とを備えたものである。
(ホ) 作用 このように構成された本発明のブラシレスモータは、
2個の固定子巻線で第1乃至第3歯を励磁することがで
きる。従って、固定子巻線及びヨークの数を減らして、
この分ブラシレスモータの小型化を図ることができるも
のである。
(ヘ) 実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、第
2図は本発明によるブラシレスモータの斜視図である。
1は固定子であり、軸受け部2、3がボルト4で固定さ
れている。5は回転子の回転軸である。6、7はコア8
に設けられたボビンであり、夫々ボビン6、7に巻かれ
た第1巻線9及び第2巻線10を有している。第1巻線9
は第1図、第3図に示されるようにヨーク8(図に示す
右側が第1ヨーク部に相当)に第1歯20側から第2歯21
側に向けて巻かれ、第2巻線10は第1巻線9の巻き終わ
りが巻き始めにつながり第1巻線9と逆向きに第2歯21
側から第3歯22側に向けてヨーク8(図に示す左側が第
2ヨーク部に相当)に巻かれている。11は第1巻線9の
巻き始めの引出し線(第4図の端子aに対応)、12は第
1巻線9の巻き終わりの引出し線(第4図の端子cに対
応)、13は第2巻線10の巻き終わりの引出し線(第4図
の端子bに対応)である。尚、第2巻線10の巻き始めは
引出し線12に接続されている。14はこのモータを他の機
器に取付ける時に用いる貫通穴である。
第1図は第2図に示したモータから軸受部2、3を取
り外したところの概略正面図である。15は回転子であ
り、外周に永久磁石16、17を備えている。18、19はボル
ト4、4を通す貫通穴である。
第3図は第1図に示した固定子の鉄心の正面図であ
る。20、21、22は回転軸と同心円上に配設された歯(磁
極)であり、ほぼ120度間隔に設けられている。23、2
4、25は極分離溝であり、夫々の歯20、21、22を分けて
いる。尚、この溝は切欠き形状としてもよい。26は第1
歯20に設けられたヨーク部であり、コア8の端部Aとつ
ながっている。27は第2歯21に設けられたヨーク部であ
り、コア8の中央部Cとつながっている。28は第3歯22
に設けられたヨーク部であり、コア8の端部Bとつなが
っている。このヨーク部26、コア8の端部Aと中央部C
との間及びヨーク部27が連続してつながり第1ヨーク部
を構成している。またヨーク部27、コア8の中央部Cと
端部Bとの間及びヨーク部28が連続してつながり第2ヨ
ーク部を構成している。このような鉄心を組み立てる時
は第1ヨーク部、第2ヨーク部と第1乃至第3歯とを有
する形状を電気鉄板から打ち抜き、これを複数枚積み重
ねればよい。同様にしてコア8も鉄板を積み重ねて形成
する。次に第4図に示すようにコア8の端部Aと中央部
Cとの間にボビン6及び第1巻線9を取り付け、かつ端
子Bと中央部Cとの間にボビン7及び第2巻線10を取り
付けたコア8をヨーク部26、27、28間に圧入すれば第1
図に示す固定子となる。
第1図に示したような固定子1を用いて回転子15を回
転させる(例えば右回り)ためには第1、第2巻線9、
10の端子に第5図に示すような電圧を印加すればよい。
すなわち回転子15の1回転中にI乃至VIに示す印加パタ
ーンを与えればよい。このパターンの切換えは回転子15
の回転位置を検出して約60度毎に切換えればよい。尚、
回転子15の回転位置検出の一例は第7図の電気回路で説
明する。また第5図中“H"はほぼ電源電圧、“L"はほぼ
接地電圧であり、電流はH→L方向へ流れるものであ
る。尚、「−」は端子が開放状態となっていることを示
している。第6図はパターンI乃至VIにおける各歯20、
21、22の帯磁の状態を示す説明図である。第6図Iは第
5図のパターンIを用いた時の各歯20、21、22の帯磁の
状態であり、歯20はN極、歯21はS極、歯22はS極であ
り、回転子15の停止位置は第6図のIに示す状態であ
る。次に巻線9、10の電圧印加状態を第5図のパターン
IIにすると各歯20、21、22の帯磁は歯20がN極、歯21が
N極、歯22がS極となり、回転子15の停止位置は第6図
のIに示した停止位置から右に60度回転した位置にな
る。次に巻線9、10の電圧印加状態を第5図のパターン
IIIとすると回転子15は第6図のIIIに示す位置までさら
に60度回転する。以下順次パターンを切換えることによ
って回転子15が60度づつ回転する。
尚、上記実施例では第1図に示すように第1、第2巻
線9、10を巻いた時のものであり、第1、第2巻線9、
10の巻き方を変えた時は第5図に示すパターンI乃至VI
の状態を変えれば同様にして回転子が回る。
このように構成された本発明のブラシレスモータと従
来のブラシレスモータ(3歯で3つの巻線を有するも
の)との出力を同一に設計すれば両モータの全起磁力も
同じである。この場合、従来のモータ(△結線)に流れ
る平均電流は であり、これに対して本発明のものは平均電流が である。従って、本発明のモータは従来のものに比べて の電流が流れる。従って全起磁力N・I(Nは巻線の巻
線)を等しくするためには、本発明は各コイルの巻数を
1.11倍すれば従来と同一電流で同一出力を得ることがで
きる。尚、本発明は巻線が2つのため1つの巻線を1.11
倍しても全体の巻線の量は従来のモータより少なくても
よく、従って、モータの小型化、軽量化が図れるもので
ある。
第7図は本発明のモータに用いる制御部の一例を示す
電気回路図である。この図において、29、30、31は回転
子15の回転位置を検出する位置検出器(ホール素子、ホ
ールICなど)であり、回転子15の回転軸と同心円の位置
に60度間隔で配設されている。このように位置検出器2
9、30、31を配設すれば回転子15が60度回転する毎に異
なる組み合せの出力が得られるものである。この位置検
出器29、30、31の出力がマイクロプロセッサ32に与えら
れる。マイクロプロセッサ32はこの出力に基づいて、ト
ランジスタ33乃至38のON、OFFを制御して、第5図に示
すようなパターンI乃至VIの電圧が巻線9、10に印加さ
れるようにしている。尚、位置検出器29、30、31を第7
図に示すような位置に配設した場合、マイクロプロセッ
サ32の要部動形を示すフローチャートは第8図に示すよ
うになる。
また、制御部の構成としては上記実施例の他に、例え
ば本発明と同一出願人によって出願された特開昭59−13
9883号に記載されているような電子回路を用いても駆動
することができる。この先に出願されたものは巻線に誘
起する電圧から回転子の回転位置を検出し、巻線の通電
を切換えるものであった。この回路の出力端に本発明の
端子a、b、cを直接接続すればよい。
第9図は本発明の他の実施例を示す固定子の概略を示
す正面図である。第1乃至第3歯(39乃至41)の3歯か
らなり、第1歯39と第2歯との間を第1ヨーク42で接続
し、第2歯40と第3歯41との間を第2ヨーク43で接続し
ている。この第1ヨーク42及び第2ヨーク43には夫々第
1巻線44及び第2巻線45が巻かれている。尚、第1巻線
44及び第2巻線45は夫々第1歯39、第2歯41に直接巻い
ても同様の効果を得ることができる。
(ト) 発明の効果 本発明は回転軸を中心に回わり、かつ永久磁石を有す
る回転子及び回転軸と同心円上にほぼ等間隔毎に配設さ
れる第1乃至第3歯を有する固定子からなる小型ブラシ
レスモータにおいて、この固定子は第1歯と第2歯とを
つなぐ第1ヨーク部に第1歯側から第2歯側に向けて巻
く第1巻線と、第1巻線の巻き終わりが巻き始めにつな
がり第1巻線と逆向きに第2歯側から第3歯側に向けて
第2ヨーク部に巻く第2巻線と、回転子が60度回転する
毎に、第1巻線の巻き始めから第1巻線の巻き終わりに
向けて通電するパターンI、第2巻線の巻き終わりから
第1巻線の巻き終わりに向けて通電するパターンII、第
2巻線の巻き終わりから第1巻線の巻き始めに向けて通
電するパターンIII、第1巻線の巻き終わりから第1巻
線の巻き始めに向けて通電するパターンIV、第1巻線の
巻き終わりから第2巻線の巻き終わりに向けて通電する
パターンV、第1巻線の巻き始めから第2巻線の巻き終
わりに向けて通電するパターンVIを順次切換える制御部
とを備えたので、2つの巻線で3歯のブラシレスモータ
を駆動することができる。従って、従来の3歯のブラシ
レスモータより巻線を減らすことができ、モータの小型
化が図れる。同時に巻線が減った分、モータの組み立て
時の作業性が容易になるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す固定子及び回転子の正面
図、第2図は第1図に示した固定子及び回転子に軸受け
部を取り付けたところの斜視図、第3図は第1図に示し
た固定子に用いる鉄心の正面図、第4図は第1図に示し
た固定子の第1、第2巻線を示す正面図、第5図は第
1、第2巻線の電圧印加状態を示す説明図、第6図は第
5図に示したパターンの電圧を第1、第2巻線に印加し
た時の回転子の回転位置を示す説明図、第7図は第5図
に示したパターンの電圧を第1、第2巻線に印加するた
めの電気回路図、第8図は第7図に示したマイクロプロ
セッサの主な動作を示す要部フローチャート、第9図は
本発明の他の実施例を示す固定子及び回転子の正面図で
ある。 1……固定子、5……回転軸、9……第1巻線、10……
第2巻線、15……回転子、20……第1歯、21……第2
歯、22……第3歯、26、27、28……ヨーク部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸を中心に回わり、かつ永久磁石を有
    する回転子及び回転軸と同心円上にほぼ等間隔毎に配置
    される第1乃至第3歯を有する固定子からなる小型ブラ
    シレスモータにおいて、この固定子は第1歯と第2歯と
    をつなぐ第1ヨーク部と、第2歯と第3歯とをつなぐ第
    2ヨーク部と、第1ヨーク部に第1歯側から第2歯側に
    向けて巻く第1巻線と、第1巻線の巻き終わりが巻き始
    めにつながり第1線と逆向きに第2歯側から第3歯側に
    向けて第2ヨーク部に巻く第2巻線と、回転子が60度回
    転する毎に第1巻線及び第2巻線への通電パターンを回
    転子が回転するように順に変える制御部とを備え、第1
    巻線及び第2巻線への通電を第1巻線の巻き始めから第
    1巻線の巻き終わりに向けて通電するパターンI、第2
    巻線の巻き終わりから第1巻線の巻き終わりに向けて通
    電するパターンII、第2巻線の巻き終わりから第1巻線
    の巻き始めに向けて通電するパターンIII、第1巻線の
    巻き終わりから第1巻線の巻き始めに向けて通電するパ
    ターンIV、第1巻線の巻き終わりから第2巻線の巻き終
    わりに向けて通電するパターンV、第1巻線の巻き始め
    から第2巻線の巻き終わりに向けて通電するパターンVI
    で順次切換えて行うことを特徴とする小型ブラシレスモ
    ータ。
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