JP3369626B2 - DC brushless motor - Google Patents
DC brushless motorInfo
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子を用いてロ
ータの位置検出を行なうＤＣブラシレスモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のＤＣブラシレスモータにおいて
は、図４に示すように、例えば４極のマグネットロータ
１（以下ロータという）の位置を、ロータ１の外周に円
弧状に等角度で配列された３個のホール素子、即ちＵ相
ホール素子２ｕ、Ｖ相ホール素子２ｖ及びＷ相ホール素
子２ｗの出力により検出し、検出されたロータ１の位置
に応じてステータ３の各巻線４を順次励磁してロータ１
を回転させるようにしている。
【０００３】ここで、これらの３個のホール素子２ｕ，
２ｖ，２ｗは、例えばＮ極に臨んだときにオン、Ｓ極に
臨んだときにオフとなり、ロータ１が９０°回転する度
にこのオンオフを繰り返すようになっている。そして、
これらの各ホール素子２ｕ，２ｖ，２ｗがオンとなる
と、それに対応するＵ相、Ｖ相及びＷ相の各巻線４に電
流が流れ、各巻線４はそれぞれ励磁されるようになって
いる。
【０００４】なお、このＤＣブラシレスモータでは、ロ
ータ１を効率良く回転させるため、ステータ３が６０°
回転する度に励磁する巻線４を順次変化させるようにし
ている。そして、ステータ３が６０°回転したことを検
知するよう、これらのホール素子２ｖ，２ｗ，２ｕは、
同図に示すようにロータ１に臨ませた状態で６０°づつ
ずらして円弧状に配列されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のＤＣブラシレスモータにおいては、このようにホ
ール素子を６０°づつずらして配列しているため、３個
のホール素子の取付け角度は１２０°（＝６０°×２）
となり、これらのホール素子が配設されている基板が大
きくなる。
【０００６】そして、このような大きな基板を、モータ
内にロータの磁極に臨むように組み入れるのは手間がか
かり、また基板の取付け位置がモータの通気路に位置し
ているため基板が通気路の一部を塞ぎ、これによりモー
タの外気の吸い込み等の特性が低下するという問題点が
あった。
【０００７】本発明は、組立が簡単で、かつモータ特性
の低下を抑えることのできるＤＣブラシレスモータを提
供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、４つの磁極を
有するロータを有し、等間隔で円弧状に配列したホール
素子の出力により検出されたロータの磁極位置に応じて
ＵＶＷ各相の巻線の励磁を順次切り換えてロータを回転
させるＤＣブラシレスモータにおいて、前記ホール素子
はロータの同一磁極を検出するものであり、前記等間隔
に配列したホール素子は、６０度間隔に配置した２個の
ホール素子の中心位置に他のホール素子を反対向きに取
り付け、この中心位置に配されたホール素子からの出力
を逆転して取り出すようにしたものである。
【０００９】
【作用】円弧状に等間隔で配列され、その出力によりロ
ータの位置を検出する３個のホール素子のうちの隣合う
任意の2個のホール素子の中心位置に他のホール素子を
反対向きに取り付けることで、この中心位置に配された
ホール素子からの出力を逆転して取り出すことができ
る。そして、この中心位置に配されたホール素子と他の
隣合う２つのホール素子の出力によりロータの位置を検
出することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【００１１】図１は、本発明の一実施例に係るＤＣブラ
シレスモータの構成を示す部分断面図である。なお、同
図において、図４と同一符号は同一又は相当部分を示し
ている。
【００１２】同図において、５はＤＣブラシレスモータ
本体（以下本体という）、６はロータ１により回転して
外気の吸い込み等を行なうためのファン、６ａは冷却フ
ァンカバーである。また、７は通気路を形成するディフ
ューザであり、このディフューザ７はフレーム７ａに取
り付けられ、またこのフレーム７ａの反対側には基板８
が取り付けられている。
【００１３】ここで、この基板８には、図２に示すよう
に隣合う任意の２個のホール素子、本実施例においては
Ｕ相ホール素子２ｕとＶ相ホール素子２ｖの中心位置に
他のＷ相ホール素子２ｗ’が配設されている。
【００１４】これにより、Ｗ相ホール素子２ｗ’とＵ相
ホール素子２ｕ及びＶ相ホール素子２ｖとの成す角度が
それぞれ３０°となり、また３個のホール素子２ｕ，２
ｖ，２ｗ’の取付け角度が６０°（＝３０°×２）とな
るため、取付け角度が従来の半分となり基板８が小型化
できるようになる。
【００１５】また、このＷ相ホール素子２ｗ’は、出力
を逆転させるよう、例えば裏面を使用するよう反対向き
に取り付けられている。したがって、このように取り付
けられているＷ相ホール素子２ｗ’にロータ１のＮ極が
臨んだ場合には、Ｗ相ホール素子２ｗ’の出力は逆転
し、Ｓ極に臨んだ場合と同じようにオフとなるようにな
っている。
【００１６】そして、このように構成されたＤＣブラシ
レスモータにおいては、ロータ１が回転すると、Ｕ相ホ
ール素子２ｕ、Ｗ相ホール素子２ｗ’及びＶ相ホール素
子２ｖからは図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような
信号がそれぞれ出力される。
【００１７】ここで、図３の（ｂ）に示すＷ相ホール素
子２ｗ’の出力は、反対向きに取り付けられているの
で、図３（ｄ）に参考として示すＷ相ホール素子２ｗ’
が表向きに取り付けられた場合の出力とは逆位相とな
る。
【００１８】さらに、このＷ相ホール素子２ｗ’の出力
は、同図の（ｅ）に参考として示す既述した図４に示す
ような従来の位置に置かれたＷ相ホール素子２ｗの出力
と同じものとなる。
【００１９】このように、Ｗ相ホール素子２ｗ’をＵ相
ホール素子２ｕとＶ相ホール素子２ｖとの中心位置に、
且つ裏面を使用するように取り付けることによりロータ
１の位置を検出することができる。また、３個のホール
素子２ｕ，２ｖ，２ｗ’の取付け角度を６０°とするこ
とにより、基板８を小型化し、基板８が通気路を塞ぐ度
合いを低下することができる。
【００２０】なお、このようにＷ相ホール素子２ｗ’の
裏面を使用した場合、Ｗ相ホール素子２ｗ’の感度がや
や低下するが、これは例えばＷ相ホール素子２ｗ’をロ
ータ１に近づけるよう取り付け位置を微調整したり、取
付け角度を調整したりすることにより補正することが可
能である。
【００２１】ところで、これまでの説明においては、Ｗ
相ホール素子２ｗ’の出力を逆転して取り出すために裏
面を使用したものについて述べてきたが、本発明はこれ
に限らず、Ｗ相ホール素子２ｗ’の出力を電気的に処理
することによっても出力を逆転して取り出すこともでき
る。
【００２２】なお、この場合でも、電気的処理を行うた
め従来に比べて処理時間がかかるが、これはＷ相ホール
素子２ｗ’の取り付け位置を横方向にづらして処理を開
始するタイミングを微調整することにより修正すること
が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、任意の隣
合う2個のホール素子の中心位置に他のホール素子を反
対向きに取り付けることにより基板を小型化できるの
で、組み立てが簡単となり、また、基板の通気路を塞ぐ
度合いを下げることができ、モータ特性の低下を抑える
ことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC brushless motor for detecting the position of a rotor using a Hall element. 2. Description of the Related Art In a conventional DC brushless motor, as shown in FIG. 4, for example, the position of a four-pole magnet rotor 1 (hereinafter referred to as a rotor) is formed at an equal angle in an arc on the outer periphery of the rotor 1. The three Hall elements arranged, that is, U-phase Hall element 2u, V-phase Hall element 2v and W-phase Hall element 2w, are detected, and each winding 4 of stator 3 is detected in accordance with the detected position of rotor 1. Excited sequentially and rotor 1
Is rotated. [0003] Here, these three Hall elements 2u, 2u,
2v and 2w are, for example, turned on when approaching the N pole and turned off when approaching the S pole, and are repeatedly turned on and off each time the rotor 1 rotates 90 °. And
When these Hall elements 2u, 2v, 2w are turned on, a current flows through the corresponding U-phase, V-phase, and W-phase windings 4, and the respective windings 4 are excited. [0004] In this DC brushless motor, in order to rotate the rotor 1 efficiently, the stator 3 is rotated by 60 °.
The winding 4 to be excited is sequentially changed every time the motor rotates. These Hall elements 2v, 2w, and 2u are configured to detect that the stator 3 has rotated 60 °.
As shown in the figure, the parts are arranged in an arc shape shifted by 60 ° in a state facing the rotor 1. However, in such a conventional DC brushless motor, since the Hall elements are arranged so as to be shifted by 60 ° in this manner, the mounting angle of the three Hall elements is changed. Is 120 ° (= 60 ° × 2)
Thus, the substrate on which these Hall elements are provided becomes large. It is troublesome to incorporate such a large substrate into the motor so as to face the magnetic poles of the rotor. Further, since the mounting position of the substrate is located in the air passage of the motor, the substrate is located in the air passage. There is a problem that a part of the motor is closed, thereby reducing the characteristics of the motor such as the intake of outside air. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC brushless motor that can be easily assembled and can suppress a decrease in motor characteristics. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a rotor having four magnetic poles, and a UVW according to a magnetic pole position of the rotor detected by an output of Hall elements arranged in an arc at equal intervals. In a DC brushless motor in which the rotor of each phase is sequentially switched to rotate the rotor, the Hall elements detect the same magnetic pole of the rotor, and the Hall elements arranged at equal intervals are arranged at intervals of 60 degrees. The other Hall element is mounted at the center of the two Hall elements in the opposite direction, and the output from the Hall element arranged at the center is inverted and taken out. The other Hall elements are arranged at the center position of any two adjacent Hall elements among the three Hall elements which are arranged at an equal interval in an arc shape and detect the position of the rotor based on the output thereof. By mounting in the opposite direction, the output from the Hall element arranged at the center position can be inverted and taken out. Then, the position of the rotor can be detected from the outputs of the Hall element arranged at this center position and the other two adjacent Hall elements. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view showing the structure of a DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a DC brushless motor main body (hereinafter referred to as a main body), 6 denotes a fan which is rotated by a rotor 1 to suck in outside air, and 6a denotes a cooling fan cover. Reference numeral 7 denotes a diffuser that forms a ventilation path. The diffuser 7 is attached to a frame 7a, and a substrate 8 is provided on the opposite side of the frame 7a.
Is attached. Here, as shown in FIG. 2, the substrate 8 has two arbitrary adjacent Hall elements, in this embodiment, another U-phase Hall element 2u and another V-phase Hall element 2v at the center position. A W-phase Hall element 2w 'is provided. As a result, the angles formed by the W-phase Hall element 2w ', the U-phase Hall element 2u and the V-phase Hall element 2v are each 30 °, and the three Hall elements 2u,
Since the mounting angle of v, 2w ′ is 60 ° (= 30 ° × 2), the mounting angle is reduced to half of the conventional angle, and the size of the substrate 8 can be reduced. The W-phase Hall element 2w 'is mounted in the opposite direction to reverse the output, for example, to use the back surface. Therefore, when the N pole of the rotor 1 faces the W-phase Hall element 2w 'attached in this manner, the output of the W-phase Hall element 2w' reverses, and is similar to the case where it faces the S pole. It is turned off. In the DC brushless motor constructed as described above, when the rotor 1 rotates, the U-phase Hall element 2u, the W-phase Hall element 2w 'and the V-phase Hall element 2v are used as shown in FIGS. Signals as shown in (b) and (c) are output. Here, since the output of the W-phase Hall element 2w 'shown in FIG. 3B is mounted in the opposite direction, the W-phase Hall element 2w' shown as a reference in FIG. 3D.
Will be in phase opposition to the output when mounted face up. Further, the output of the W-phase Hall element 2w 'is different from the output of the W-phase Hall element 2w located at the conventional position as shown in FIG. Will be the same. As described above, the W-phase Hall element 2w 'is located at the center of the U-phase Hall element 2u and the V-phase Hall element 2v.
In addition, the position of the rotor 1 can be detected by attaching the rear surface so as to be used. Further, by setting the mounting angle of the three Hall elements 2u, 2v, 2w 'to 60 °, the size of the substrate 8 can be reduced, and the degree to which the substrate 8 blocks the ventilation path can be reduced. When the back surface of the W-phase Hall element 2w 'is used, the sensitivity of the W-phase Hall element 2w' is slightly lowered. Correction can be made by finely adjusting the mounting position or adjusting the mounting angle. By the way, in the above description, W
Although the back surface is used to reverse and take out the output of the phase Hall element 2w ', the present invention is not limited to this, and the output of the W-phase Hall element 2w' may be electrically processed. The output can be inverted and taken out. In this case as well, processing time is longer than in the prior art because electrical processing is performed. This is because the mounting position of the W-phase Hall element 2w 'is shifted in the horizontal direction and the timing for starting processing is finely adjusted. It can be corrected by doing so. As described above, according to the present invention, the size of the substrate can be reduced by mounting the other Hall element in the opposite direction to the center position of any two adjacent Hall elements. And the degree of blocking the air passage of the substrate can be reduced, and the deterioration of the motor characteristics can be suppressed.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るＤＣブラシレスモータ
の要部部分断面図。
【図２】上記ＤＣブラシレスモータの要部拡大平面断面
図。
【図３】上記ＤＣブラシレスモータの各ホール素子の出
力を示す図。
【図４】従来のＤＣブラシレスモータの要部拡大平面断
面図。
【符号の説明】
１ マグネットロータ
２ ホール素子
４ 巻線
５ ＤＣブラシレスモータ本体
８ 基板BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a main part of a DC brushless motor according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional plan view of a main part of the DC brushless motor. FIG. 3 is a diagram showing the output of each Hall element of the DC brushless motor. FIG. 4 is an enlarged plan sectional view of a main part of a conventional DC brushless motor. [Description of Signs] 1 Magnet rotor 2 Hall element 4 Winding 5 DC brushless motor main body 8 Substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−48247（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−285493（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−100978（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−159887（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 29/08 H02K 21/00 H02P 6/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-48247 (JP, A) JP-A-4-285493 (JP, A) Fully open 1988-6100978 (JP, U) Really open 1983 159887 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02K 29/08 H02K 21/00 H02P 6/16
Claims (1)
隔で円弧状に配列したホール素子の出力により検出され
たロータの磁極位置に応じてＵＶＷ各相の巻線の励磁を
順次切り換えてロータを回転させるＤＣブラシレスモー
タにおいて、前記ホール素子はロータの同一磁極を検出
するものであり、前記等間隔に配列したホール素子は、
６０度間隔に配置した２個のホール素子の中心位置に他
のホール素子を反対向きに取り付け、この中心位置に配
されたホール素子からの出力を逆転して取り出すように
したことを特徴とするＤＣブラシレスモータ。(57) Claims 1. A rotor having four magnetic poles, and each phase of UVW according to a magnetic pole position of the rotor detected by an output of a hall element arranged in an arc at equal intervals. In the DC brushless motor that sequentially switches the excitation of the windings to rotate the rotor, the Hall element detects the same magnetic pole of the rotor, and the Hall elements arranged at equal intervals are:
The other Hall element is attached in the opposite direction to the center position of two Hall elements arranged at intervals of 60 degrees, and the output from the Hall element arranged at this center position is inverted and taken out. DC brushless motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07857693A JP3369626B2 (en) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | DC brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07857693A JP3369626B2 (en) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | DC brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06276720A JPH06276720A (en) | 1994-09-30 |
| JP3369626B2 true JP3369626B2 (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=13665736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07857693A Expired - Fee Related JP3369626B2 (en) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | DC brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3369626B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015070700A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 本田技研工業株式会社 | Dynamo-electric machine |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101438484A (en) | 2006-05-08 | 2009-05-20 | 松下电器产业株式会社 | Brushless motor |
| CN105915128A (en) * | 2016-06-20 | 2016-08-31 | 上海电机学院 | Permanent magnet synchronous motor Hall phase sequence self-learning method |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP07857693A patent/JP3369626B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015070700A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 本田技研工業株式会社 | Dynamo-electric machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06276720A (en) | 1994-09-30 |
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