JP5359042B2 - ブラシレス電気機械、それを備えた装置、及び、移動体 - Google Patents
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Description
本発明の第1の形態は、ブラシレス電気機械であって、
複数の第1の永久磁石を有する第1の部材と、
複数の第2の永久磁石を有する第2の部材と、
複数の電磁コイルを有する第3の部材と、
を備え、
前記第1と第2の部材は前記第3の部材を挟んだ両側に配置されており、前記第1と第2の部材が前記第3の部材に対して相対的に移動可能であり、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、同極同士が前記第3の部材を挟んで対向する位置に設置されており、
前記電磁コイルは、前記第3の部材の前記第1の部材側と前記第2の部材側に均等に配置されているとともに、各電磁コイルは、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に平行な軸の回りにそれぞれ巻き回されており、
前記複数の電磁コイルのうち、前記第3の部材の前記第1の部材側には第1の相の電磁コイルが配置されているとともに第2の相の電磁コイルが配置されておらず、前記第3の部材の前記第2の部材側には前記第2の相の電磁コイルが配置されているとともに前記第1の相の電磁コイルが配置されていない。
このブラシレス電気機械によれば、第1と第2の永久磁石の同極同士が第3の部材を挟んで対向するように配置されており、また、電磁コイルが第3の部材の第1の部材側と第2の部材側に均等に配置されているので、第1と第2の永久磁石の同極同士の対向により形成されるほぼ均一な強い磁場に電磁コイルがバランス良く配置される。この結果、電磁コイルを十分有効に利用することが可能である。
ブラシレス電気機械であって、
複数の第1の永久磁石を有する第1の部材と、
複数の第2の永久磁石を有する第2の部材と、
複数の電磁コイルを有する第3の部材と、
を備え、
前記第1と第2の部材は前記第3の部材を挟んだ両側に配置されており、前記第1と第2の部材が前記第3の部材に対して相対的に移動可能であり、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、同極同士が前記第3の部材を挟んで対向する位置に設置されており、
前記電磁コイルは、前記第3の部材の前記第1の部材側と前記第2の部材側に均等に配置されている、
ブラシレス電気機械。
適用例1記載のブラシレス電気機械であって、
前記第3の部材は、さらに、磁気センサを有する
ブラシレス電気機械。
適用例1又は2記載のブラシレス電気機械であって、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に平行な方向に沿ってそれぞれ磁化されており、
前記複数の第1の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士は互いに逆方向に磁化されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士も互いに逆方向に磁化されている、
ブラシレス電気機械。
適用例1又は2記載のブラシレス電気機械であって、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に垂直な方向に沿ってそれぞれ磁化されており、
前記複数の第1の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士は互いに逆方向に磁化されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士も互いに逆方向に磁化されている、
ブラシレス電気機械。
適用例4記載のブラシレス電気機械であって、
前記第1の部材は、さらに、前記複数の第1の永久磁石の前記第3の部材とは反対側の面に配置された複数の第1の磁束強化磁石を有しており、前記複数の第1の永久磁石のN極同士の境界位置に前記第1の磁束強化磁石のN極が配置されているとともに、前記複数の第1の永久磁石のS極同士の境界位置に前記第1の磁束強化磁石のS極が配置されており、
前記第2の部材は、さらに、前記複数の第2の永久磁石の前記第3の部材とは反対側の面に配置された複数の第2の磁束強化磁石を有しており、前記複数の第2の永久磁石のN極同士の境界位置に前記第2の磁束強化磁石のN極が配置されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のS極同士の境界位置に前記第2の磁束強化磁石のS極が配置されている、
ブラシレス電気機械。
適用例1ないし5のいずれかに記載のブラシレス電気機械であって、
各電磁コイルは、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に平行な軸の回りにそれぞれ巻き回されており、
前記複数の電磁コイルのうち、前記第3の部材の前記第1の部材側には第1の相の電磁コイルが配置され、前記第3の部材の前記第2の部材側には第2の相の電磁コイルが配置されている、
ブラシレス電気機械。
適用例1ないし5のいずれかに記載のブラシレス電気機械であって、
各電磁コイルは、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に垂直で、かつ、前記第1と第2の部材が移動する移動方向に平行な軸の回りに巻き回されており、
異なる相の電磁コイルが前記軸に沿って順番に配置されている、
ブラシレス電気機械。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.他の実施例:
D.回路構成:
E.変形例:
図1(A)〜(D)は、本発明の第1実施例としてのブラシレスモータのモータ本体の構成を示す断面図である。このモータ本体100は、ステータ部10と、上部ロータ部30Uと、下部ロータ部30Lとを有している。これらの部材10,30U,30Lは、それぞれ略円盤状の形状を有している。
図3(A)〜(D)は、本発明の第2実施例としてのブラシレスモータのモータ本体100aの構成を示す断面図である。図1に示した第1実施例との違いは、ステータ部の構成のみであり、ロータ部30U,30Lの構成は第1実施例と同じである。
図5は、第3実施例におけるステータ部とロータ部の構成を示す概念図であり、図1(D)に対応する図である。第1実施例との違いは、上部ロータ部30Uaと下部ロータ部30Laの磁石の磁化方向のみである。すなわち、上部ロータ部30Uaの磁石32a,32bは、ロータ部30Uaの移動方向に沿って磁化されており、また、隣接する磁石32a,32b同士は逆方向に磁化されている。下部ロータ部30Laの磁石32a,32bも同様である。隣接する磁石32a,32bは、その境界において同じ極が接した状態になるので、磁石32a,32bの境界において極めて強い磁場が発生する。発明者の実験では、磁石32a,32bの境界において、1つの磁石32aの約2倍の表面磁束密度が発生する。この結果、電磁コイルの位置においてより強い磁場を生じさせることが可能である。
図14は、ブラシレス電気機械の制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路は、CPUシステム300と、駆動信号生成部200と、駆動ドライバ部210と、回生制御部220と、蓄電器230と、蓄電制御部240とを備えている。駆動信号生成部200は、駆動ドライバ部210に供給する駆動信号を生成する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、ブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成の具体例を説明したが、本発明のブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成としては、これら以外の任意の構成を採用することが可能である。
本発明は、ファンモータ、時計(針駆動)、ドラム式洗濯機(単一回転)、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、種々の効果(低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命)が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。また、本発明によるモータは、移動体やロボット用のモータとしても利用可能である。
12…電磁コイル
14…支持部材
22…環状空間
30…ロータ部
32…永久磁石
33a,33b…磁場強化磁石
34…磁気ヨーク部材
36…凸部
40A,40B…磁気センサ
50…固定ねじ部
64…軸部
65L,65U…軸受け部
70…ホイール部
71…車輪部
100…モータ本体
110,120…回転軸
130…ケーシング
200…駆動信号生成部
210…駆動ドライバ部
220…回生制御部
222…整流回路
224…スイッチングトランジスタ
230…蓄電器
240…蓄電制御部
278…駆動用電力線
279…制御線
280…受給用電力線(電源配線)
300…CPUシステム
500…駆動回路ユニット
600…プロジェクタ
610R,610G,610B…光源
640R,640G,640B…液晶ライトバルブ
650…クロスダイクロイックプリズム
660…投写レンズ系
680…制御部
700…携帯電話
710…MPU
720…ファン
730…燃料電池
800…自転車
810…モータ
820…制御回路
830…充電池
900…ロボット
910,920…アーム
930…モータ
1000…リニアモータ
1100…固定ガイド部
1140…ベアリング部
1200…移動部
1250…駆動制御部
2000…ブラシレスモータ
Claims (7)
- ブラシレス電気機械であって、
複数の第1の永久磁石を有する第1の部材と、
複数の第2の永久磁石を有する第2の部材と、
複数の電磁コイルを有する第3の部材と、
を備え、
前記第1と第2の部材は前記第3の部材を挟んだ両側に配置されており、前記第1と第2の部材が前記第3の部材に対して相対的に移動可能であり、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、同極同士が前記第3の部材を挟んで対向する位置に設置されており、
前記電磁コイルは、前記第3の部材の前記第1の部材側と前記第2の部材側に均等に配置されているとともに、各電磁コイルは、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に平行な軸の回りにそれぞれ巻き回されており、
前記複数の電磁コイルのうち、前記第3の部材の前記第1の部材側には第1の相の電磁コイルが配置されているとともに第2の相の電磁コイルが配置されておらず、前記第3の部材の前記第2の部材側には前記第2の相の電磁コイルが配置されているとともに前記第1の相の電磁コイルが配置されていない、
ブラシレス電気機械。 - 請求項1記載のブラシレス電気機械であって、
前記第3の部材は、さらに、磁気センサを有する
ブラシレス電気機械。 - 請求項1又は2記載のブラシレス電気機械であって、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に平行な方向に沿ってそれぞれ磁化されており、
前記複数の第1の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士は互いに逆方向に磁化されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士も互いに逆方向に磁化されている、
ブラシレス電気機械。 - 請求項1又は2記載のブラシレス電気機械であって、
前記複数の第1の永久磁石と前記複数の第2の永久磁石は、前記第1と第2と第3の部材を貫通する方向に垂直な方向に沿ってそれぞれ磁化されており、
前記複数の第1の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士は互いに逆方向に磁化されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のうちの隣接する永久磁石同士も互いに逆方向に磁化されている、
ブラシレス電気機械。 - 請求項4記載のブラシレス電気機械であって、
前記第1の部材は、さらに、前記複数の第1の永久磁石の前記第3の部材とは反対側の面に配置された複数の第1の磁束強化磁石を有しており、前記複数の第1の永久磁石のN極同士の境界位置に前記第1の磁束強化磁石のN極が配置されているとともに、前記複数の第1の永久磁石のS極同士の境界位置に前記第1の磁束強化磁石のS極が配置されており、
前記第2の部材は、さらに、前記複数の第2の永久磁石の前記第3の部材とは反対側の面に配置された複数の第2の磁束強化磁石を有しており、前記複数の第2の永久磁石のN極同士の境界位置に前記第2の磁束強化磁石のN極が配置されているとともに、前記複数の第2の永久磁石のS極同士の境界位置に前記第2の磁束強化磁石のS極が配置されている、
ブラシレス電気機械。 - 請求項1記載のブラシレス電気機械と、
前記ブラシレス電気機械によって駆動される被駆動部材と、
を備える装置。 - 請求項1記載のブラシレス電気機械を備える移動体。
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