JPH01126149A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ）　産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータに係り、特に速度制御用の制
御装置を有するブラシレスモータの改良に関する。

口〉　従来の技術 従来、この種のブラシレスモータとしては、軸受部材を
有するステータ部材に磁心を取付けてその磁心に駆動コ
イルを巻いてステータを形成し、軸受部材に回転自在に
軸支されたロータシャフトにロータヨークを取付けると
ともに駆動コイルに対向する環状の主マグネットをその
ロータヨークに取付けてロータを形成し、その主マグネ
ットの一部を周波数発電マグネットとし、°ステータに
はその周波数発電マグネットに対面させるようにして周
波数発電素子を配置した構成が知られている。

そして、駆動コイルへの駆動電流の通電を切り換えるこ
とによってロータを回転させ、ロータの回転に伴って周
波数発電素子からロータの回転に応じた周波数信号を出
力させ、その周波数信号によって駆動コイルの駆動回路
を制御してロータの安定した回転を確保している。

ハ）　発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このようなブラシレスモータにおいても
、糧々の原因によってロータの回転トルクが周期的に変
化する、いわゆるトルクリップルが発生し易い、そして
、このトルクリップルがロータの回転数変動を生じさせ
る主要因となっている０例えば８極に着磁した主マグネ
ットを用いた３相のブラシレスモータにおいては、ロー
タ回転当たり２４回のトルクリップル成分が生じていた
。

従来、このトルクリップルを小さく抑える手法としては
、例えば駆動回路中にトルクリップルを抑えるような制
御信号を記憶させておき、ロータのトルクリップルを検
出してその検出信号に基づいて記憶信号を出力きせて駆
動コイルを駆動制御する手法が提案されているが、回路
の複雑化や部品点数の増加、さらには価格の上昇を招く
欠点があった。

本発明はこのような状況の下になせれたもので、部品点
数を増加させること、なく簡単な機成によってロータの
トルクリップルを低く抑えることの可能なブラシレスモ
ータの提供を目的とする。

二）問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために本発明は、第１図お
よび７４２図に示すように、軸受部材５．７を備えたス
テータ部材１４に駆動コイル１７を配置し、その軸受部
材５．７にロータシャフト１９を回転自在に軸支きせ、
そのロータシャフト１９にロータヨーク２３を取付け、
その駆動コイル１７と対向するようにその・ロータヨー
ク２３に環状の主マグネット２７を取付けてロータ２９
を形成し、そのロータ２９には多極着磁した環状の補助
マグネット３１を形成し、ロータ２９の回転数に応じた
信号を出力する発電素子３３をそのス９テータ１４に形
成したブラシレスモータである。

そして、その補助マグネット３１が、ロータ２９の一回
転時におけるそのロータ２９に生じる固有のトルクリッ
プル数に相当する周期でその着磁幅を変化させる等して
着磁状態を変化させている。

ホ）作用 このような手段を備えた本発明は、補助マグネット３１
にトルクリップルを小さく抑えるような情報が記憶され
、その部分を発電素子３３にて検出して駆動コイル１７
への通電が制御される。

へ）実施例 以下本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図は本発明に係るブラシレスモータの
一実施例を示す要部斜視図および半断面図である。

図において、軸受ケーシング１の中空部３の両端部には
軸受部材としてボールベアリング５．７が共軸的に取付
けられている。

軸受ケーシング１のボールベアリング５側の端面には支
持部材９および回路基板１１が取付けられており、支持
部材９を介して磁心１３が取付けられてステータ部材１
４を形成している。

回路基板１１には、後述する駆動コイル１７を切り換え
駆動する駆動回路（図示せず）等が形成されており、磁
心１３は放射状に延びる突極歯１５を有し、この突極歯
１５には複数の駆動コイル１７が３相巻ききれており、
駆動コイル１７のリード線が回路基板１１の駆動回路に
接続されている。

ボールベアリング５．７にはロータシャフト１９が回転
自在に軸支されており、磁心１３から突出するロータシ
ャフト１９の先端部分にはブツシュ２１を介してカップ
状のロータヨーク２３が磁心１３を覆うようにねじ止め
されている。

ロータヨーク２３の側壁２５の内側には、例えば８極の
着磁が施された環状の主マグネット２７が磁心１３の先
端と僅かな間隔を置いて対向するように取付けられてロ
ータ２９が形成されている。

主マグネット２７は、回路基板１１に対面する部分から
側壁２５の外側までこれを包むように延び、例えば周方
向に７２０極に多極着磁されて補助マグネット３１とな
っている。これら主マグネ・ｙト２７および補助マグネ
ット３１はブラスデ／り・マグネット等によって一体的
に成形加工される。

回路基板１１には磁界の強弱によって電気抵抗が変化す
る磁気抵抗素子（ＭＲ素子）３３が取付けられて補助マ
グネット３１に対面しており、ロータ２９の回転によっ
て磁気抵抗素子３３からロータ２９の回転数に応じた周
波数発電出力が得られるようになっている。

しかも、補助マグネット３１の着磁状態は、第１図のよ
うにロータ２９の一回転上に生じる固有のトルクリップ
ル数に応じた周期でｆｉ磁幅が変化するようになってい
る。すなわち、８極３相のモータでは一回転中に２４回
のトルクリップルが生じるので、補助マグネット３１に
は等間隔で２４個所の狭い着磁部が形成きれ、その間で
は少しづつ着磁幅が広くなって再び狭くなっている。

このようなブラシレスモーフは、例えば第３図に示すよ
うに回転数制御信号Ｓに基づいて駆動回路３５から駆動
信号を駆動コイル１７へ出力させて駆動コイル１７を切
り換え駆動してロータ２９を回転させ、ロータ２９の回
転数が低くなると磁気抵抗素子３３からの周波数発電信
号を駆動回路３５に出力して駆動信号出力を増しロータ
２９の回転数を一定にする。

しかし、この制御ループの増幅度は有限であり、又、応
答の遅れにより第４図Ｂのように回転速度変動をのこし
てしまう、その際、補助マグネット３１においてトルク
リップルにより回転速度が上昇する部分の着磁幅が第４
図Ｃのように狭くなっているので第４図りのように着磁
幅が一定の場合の補正信号４１より大きな補正信号４３
が補正信号発生回路３７から駆動回路３５へ出力され、
ロータ２９の回転が低められて回転速度変動の発生を小
さく抑えることができる。

ところで、磁気抵抗素子３３、補正信号発生回路３７、
駆動回路３５および駆動コイル１７によって形成され制
御系には信号の遅れ要素があるから、過補正するような
周波数発電出力が得られるように補助マグネット３１の
着磁幅を狭くするとよい。

上述した実施例は周波数制御による速度制御系における
実施に好適する例であり、本発明はこれに限定されず、
電圧制御系においても実施可能である。電圧制御系では
、補助マグネット３１は等しい幅で着磁するとともに所
定の手法でその着磁強度を変化させればよい。

諮らに上述した例ではロータ２９の外側の一点で補助マ
グネット３１の磁極の変化を検出して周波数３号を取り
出すように構成したが、本発明はこの例に限定されない
０例えば、主マグネ・メト２７にあって回路基板１１に
面する部分に多極着磁を施して補助マグネットを形成す
るとともに、回路基板１１には、第５図に示すように矩
形状の周波数発電コイル３９をその補助マグネットに沿
って環状に形成して構成することも可能である。もつと
も、このような周波数発電コイル３９を用いる場合には
、周波数発電コイル３９から積分された信号が出力きれ
るから、周波数発電コイル３９のパターンを多少不規則
にする必要がある。

いずれにせよ５本発明は、ロータ２９の一回転上に生じ
るトルクリップル数に対応した周期で補助マグネットの
！？磁状態を変化させれば、本発明の目的達成が可能で
ある。

（ト）　発明の詳細 な説明したように本発明は、ロータ２９に形成した補助
マグネット３１がロータ２９の一回転上においても生じ
るトルクリップル数に対応した周期で七〇着磁幅を変化
させる等して着磁状態を変化させ、補助マグネット３１
にトルクリップルを小さく抑えるような情報を記憶させ
、その部分を発電素子３３．３９にて検出して駆動コイ
ル１７を制御したので、ロータ２９のトルクリップルに
起因する回転速度変動を小きく抑えることが可能となる
うえ、構成部品の数が増加せず安価となる利点がある。

きらに、補助マグネットの着磁を過補正状態に変化きせ
れば、制御ループ系の遅れ時間を考慮してトルクリップ
ルの改善がより一層良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブラシレスモータのシャフトを除
いたロータの下部から見た斜視図、第２図は本発明に係
るブラシレスモータの半断面図、第３図は本発明のブラ
シレスモータの回転制御系の一例を示すブロック区、第
４図Ａ−Ｄは本発明のブラシレスモータの動作を説明す
る図、第５図は本発明の他の実施例を説明するための図
である。 ｌ・・・軸受ケーシング、５．７・・・ボールベアリン
グ、１１・・・回路基板、１３・・・磁心、１４・・・
ステータ部材、１５・・・突極歯、１７・・・駆動コイ
ル、１９・・・ロータシャフト、２３・・・ロータヨー
ク、２７・・・主マグネット、２９・・・ロータ、３１
・・・補助マグネッ）−１３３，３９・・・発電素子（
磁気探抗素子、周波数発電コイル）、３５・・・駆動回
路、３７・・・補正信号発生回路。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓ＦＩＡ（外１名）第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　軸受部材を備えたステータ部材と、このステー
   タ部材に配置された駆動コイルと、前記軸受部材に回転
   自在に軸支されたロータシャフトに取付けられたロータ
   ヨークと、前記駆動コイルと対向するように前記ロータ
   ヨークに取付けられた環状の主マグネットを有するロー
   タと、多極着磁され前記ロータに配置された環状の補助
   マグネットと、この補助マグネットに対向するように前
   記ステータ部材に配置され前記ロータの回転によって回
   転数に応じた信号を出力する発電素子とを具備するブラ
   シレスモータにおいて、前記補助マグネットが、前記ロ
   ータの一回転上に前記ロータに発生する固有のトルクリ
   ップル数に対応した周期で着磁状態を変化されてなるこ
   とを特徴とするブラシレスモータ。
2. （２）　前記補助マグネットが、固有のトルクリップル
   数に対応した周期でその着磁幅を広狭変化させてなる特
   許請求の範囲第１項記載のブラシレスモータ。
3. （３）　前記補助マグネットが、一定の着磁幅かつ固有
   のトルクリップル数に対応した周期でその着磁力を変化
   させてなる特許請求の範囲第１項記載のブラシレスモー
   タ。