JP2620110B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

ブラシレスモータ

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JP2620110B2
JP2620110B2 JP63117404A JP11740488A JP2620110B2 JP 2620110 B2 JP2620110 B2 JP 2620110B2 JP 63117404 A JP63117404 A JP 63117404A JP 11740488 A JP11740488 A JP 11740488A JP 2620110 B2 JP2620110 B2 JP 2620110B2
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magnetic
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブラシレスモータに関する。
〔従来の技術とその技術的課題〕
従来のブラシレスモータでは、全てのN極とS極の中
心角度が等しく設定されている。それ故に、ステータコ
イルに電流を流した際に発生する、ステータとロータマ
グネットとの間の磁気吸引力による回転トルクが、実質
上零(ゼロ)となる点が存在する。一方、この種のモー
タでは、ロータマグネットの磁極数とステータの磁極歯
数とを等しくすると共に、それらの空隙を周方向に一定
にしたときには、上述の回転トルクが零になる点にてコ
ギングトルクも零になる。従って、ロータが回転トルク
及びコギングトルクの双方が零になる点にて停止する
と、モータは起動せず、回転不良となる。この点は、一
般にデッドポイント(死点)と呼ばれ、この種モータで
は、技術的に解決すべき問題であった。
〔問題を解決するための手段〕
本発明の第1発明においては、磁極歯の歯幅が等しい
4個の磁極歯を有するステータと、N極とS極とが交互
に配設された4個の磁極を有するロータマグネットと、
を備えた1相バイポーラ又は2相ユニポーラ駆動のブラ
シレスモータにおいて、ロータマグネットとステータの
磁極歯との空隙は一定に設定されていると共に、ロータ
マグネットの1組のN極とS極の円弧長さが等しく、他
の組のN極とS極の円弧長さは異なっており、これによ
りコギングトルクの零点がモータの回転方向にずれてい
る。
また、本発明の第2発明においては、磁極歯の歯幅が
等しい4個の磁極歯を有するステータと、N極とS極と
が交互に配設された4個の磁極を有するロータマグネッ
トと、を備えた1相バイポーラ又は2相ユニポーラ駆動
のブラシレスモータにおいて、ロータマグネットとステ
ータの磁極歯との空隙は一定に設定されていると共に、
ロータマグネットの1組のN極とS極はそれぞれ電気角
が180度で、それらの円弧長さが等しく、他の組のN極
とS極はそれぞれ電気角が180度未満で、それらの円弧
長さが異なっており、これによりコギングトルクの零点
がモータの回転方向にずれている。
〔作用〕
本発明の第1発明では、ロータマグネットの1組のN
極とS極の円弧長さは等しいが、他の組のN極とS極の
円弧長さは異なっている。それ故に、このロータマグネ
ットでは、全てのN極及びS極の円弧長さが等しいもの
に比して、そのコギングトルクの零点がモータの回転方
向にずれ、回転トルクが零になる点とコギングトルクが
零になる点とが異なる位置となる。その結果、デッドポ
イントがなくなり、モータの起動不良が解消される。
また、本発明の第2発明では、ロータマグネットの1
組のN極とS極はそれぞれ電気角が180度で、それらの
円弧長さが等しいが、他の組のN極とS極はそれぞれ電
気角が180度未満で、それらの円弧長さが異なってい
る。それ故に、このロータマグネットにおいても、全て
のN極及びS極の円弧長さが等しいものに比して、その
コギングトルクの零点がモータの回転方向にずれ、回転
トルクが零になる点とコギングトルクが零になる点とが
異なる位置となる。その結果、デッドポイントがなくな
り、モータの起動不良が解消される。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照しながら更に詳細に説明する。
第1図は、本発明に従うブラシレスモータの第1の実
施例におけるロータマグネットを示している。図示のロ
ータマグネット11は、N極とS極とが交互に配設された
4極の磁極を有している。第1図において上側の磁極
組、即ちN極の磁極12とS極の磁極13は、それらの円弧
長さN1、S1は等しく設定されている。一方、第1図にお
いて下側の磁極組、即ちN極の磁極14とS極の磁極15
は、それらの円弧長さN2、S2は異なるように設定され、
実施例では、磁極14の円弧長さN2が磁極15の円弧長さS2
よりも大きく設定されている。
第2図は、第1図のロータマグネット11と組み合わさ
れるステータ16を示している。図示のステータ16は、ロ
ータマグネット11の磁極数と同じ4個のステータ磁極を
有している。ステータ16は、第2図に示す通り、周方向
に間隔を置いて配設された4個の歯を有し、これら歯が
ステータ磁極として作用する。ステータ16の各歯の歯幅
は等しく、またロータマグネット11とステータ16の歯と
の空隙は一定になるように設定されている。
第3図は、コギングトルクを示している。第3図
(I)は、磁極12及び13とステータ16との吸引力による
コギングトルクの大きさを示すトルク曲線図であり、第
3図(II)は、磁極14とステータ16との吸引力によるコ
ギングトルクの大きさを示すトルク曲線図であり、また
第3図(III)は、磁極15とステータ16との吸引力によ
るコギングトルクの大きさを示すトルク曲線図である。
ロータマグネットの磁極を均等に配設した従来のもの
の場合に比して、このロータマグネット11においては、
各磁極の中心を基準にして、磁極14の中心の角度の変位
はθであり、磁極15の中心の角度の変位はθに設定
されている。
第4図(I)は、第1図のロータマグネット11と第2
図のステータ16とを組み合わせたモータにおける合成コ
ギングトルクを示している。この合成コギングトルク
は、第3図(I)のコギングトルクの値を2倍にし、こ
れに第3図(II)及び第3図(III)のコギングトルク
の値を合成したものである。第4図から明らかな通り、
従来のロータマグネットを用いた場合に比して、角度θ
だけ安定点17(コギングトルクが零となる点)がずれて
いる。
第4図(II)は、第1図のロータマグネット11と第2
図のステータ16とを組み合わせた場合における逆起電力
を示している。また、第4図(III)は、第4図(I)
の合成コギングトルクと第4図(II)の逆起電力との合
成トルクを示している。第4図(III)に明からに示さ
れている通り、上記合成トルクが零となる点、即ち死点
が解消され、起動特性が著しく改善されている。
尚、検出器の出力は、第4図(IV)に示されている通
り、略1:1にスイッチングされる。
第5図は、ブラシレスモータの第2の実施例を示して
いる。第5図においては、ロータマグネット及びステー
タの磁極数は2極になっている。
図示のロータマグネット11は、N極18とS極19の一対
の磁極から構成され、これら一対の磁極18及び19の角度
が相違している。また、ロータマグネット11は非着磁部
20を有し、N極18、S極19及び非着磁部20がこの順序で
配置されている。この非着磁部20とは、空隙となってい
るもの、非磁性体が設けられているもの、又はマグネッ
トで着磁されていないものを含むものである。
第5図に示す通り、ステータ16の磁極数とロータマグ
ネット11の磁極数とが等しく、それぞれ2個に設定され
ている。ステータ16の各歯の歯幅は等しく、またロータ
マグネット11とステータ16の歯との空隙は一定に設定さ
れている。そして、N極の磁極18の円弧長さとS極の磁
極19の円弧長さとが異なっており、実施例では、磁極18
の円弧長さが磁極19の円弧長さよりも大きく設定されて
いる。
第6図(I)は、N極の磁極18のコギングトルクの大
きさを示すトルク曲線図であり、第6図(II)は、S極
の磁極19のコギングトルクの大きさを示すトルク曲線図
である。
第2の実施例では、非着磁部20の存在により、S極の
磁極19の中心は角度θだけ変位している。
第7図(I)は、第6図(I)及び(II)のトルク値
を合成した合成コギングトルクを示すトルク曲線図であ
り、この図から明らかな通り、合成コギングトルクが零
となる点、即ち安定点17が、従来のロータマグネットを
用いた場合に比して、角度θだけずれている。
第7図(II)は、第5図のモータの逆起電力を示し、
第7図(III)は、第7図(I)の合成コギングトルク
と第7図(II)の逆起電力との合成トルクを示してい
る。第7図(III)から明らかな通り、上記合成トルク
が零になる点、なわち死点が存在せず、起動特性が、第
1の実施例と同様に改善されている。
第8図は、ブラシレスモータの第3の実施例を示して
いる。
第8図において、図示のロータマグネット11は、N極
とS極とが交互に配設された4極の磁極を有し、更に非
着磁ブラシレスモータ20が設けられている。詳述する
と、第8図において右側に位置する片方の組の磁極(N
極及びS極)は、それらの円弧長さが同じで、電気角が
180度に設定されている。これに対して、第8図におい
て左側に位置する他方の組の磁極14及び15は、非着磁部
20が存在する故に、それらの電気角が180度未満に設定
されている。更に、実施例では、磁極14と磁極15との円
弧長さが異なっており、磁極14の円弧長さが磁極15の円
弧長さよりも小さく設定されている。
この第3の実施例は、第2の実施例の基本的構成を備
えているので、第2の実施例と同様の作用効果が達成さ
れる。
上述したブラシレスモータは、1組のバイポーラ又は
2相ユニポーラ駆動によって回転駆動することができ
る。
以上、本発明に従って構成されたブラシレスモータの
実施例について説明したが、本発明はこれら実施例に限
定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することな
く、種々の変形乃至修正が可能である。
例えば、実施例ではアウターロータ型のモータに適用
して説明したが、これに限定されず、インナーロータ型
のモータにも同様に適用することができる。
〔発明の効果〕
本発明のモータでは、コギングトルクが零となる点が
従来のものに比して回転方向にずれる。その結果、デッ
ドポイントが解消され、起動特性が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のブラシレスモータの第1の実施例に
おけるロータマグネットを示す概略平面図。 第2図は、第1図のモータのロータマグネット及びステ
ータを示す簡略平面図。 第3図は、第2図のブラシレスモータにおけるコギング
トルクを説明するためのトルク曲線図。 第4図は、第2図のブラシレスモータにおける合成トル
クを説明するためのトルク曲線図。 第5図は、ブラシレスモータの第2の実施例を示す簡略
平面図。 第6図は、第5図のブラシレスモータにおけるコギング
トルクを説明するためのトルク曲線図。 第7図は、第5図のブラシレスモータにおける合成トル
クを説明するためのトルク曲線図。 第8図は、ブラシレスモータの第3の実施例におけるロ
ータマグネットを示す簡略平面図。 11……ロータマグネット 14、18……磁極(N極) 15、19……磁極(S極) 16……ステータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁極歯の歯幅が等しい4個の磁極歯を有す
    るステータと、N極とS極とが交互に配設された4個の
    磁極を有するロータマグネットと、を備えた1相バイポ
    ーラ又は2相ユニポーラ駆動のブラシレスモータにおい
    て、 該ロータマグネットと該ステータの該磁極歯との空隙は
    一定に設定されていると共に、該ロータマグネットの1
    組のN極とS極の円弧長さが等しく、他の組のN極とS
    極の円弧長さは異なっており、これによりコギングトル
    クの零点がモータの回転方向にずれている、ことを特徴
    とするブラシレスモータ。
  2. 【請求項2】磁極歯の歯幅が等しい4個の磁極歯を有す
    るステータと、N極とS極とが交互に配設された4個の
    磁極を有するロータマグネットと、を備えた1相バイポ
    ーラ又は2相ユニポーラ駆動のブラシレスモータにおい
    て、 該ロータマグネットと該ステータの該磁極歯との空隙は
    一定に設定されていると共に、該ロータマグネットの1
    組のN極とS極はそれぞれ電気角が180度で、それらの
    円弧長さが等しく、他の組のN極とS極はそれぞれ電気
    角が180度未満で、それらの円弧長さが異なっており、
    これによりコギングトルクの零点がモータの回転方向に
    ずれている、ことを特徴とするブラシレスモータ。
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JPS61185053A (ja) * 1985-02-08 1986-08-18 Sanyo Electric Co Ltd 回転電機
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