JPH01283048A - 同期型直流電動機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 レーザビームスキャナ用の高速電動機等に利用して有効
な高速で振動の少ない電動機として使用されるものであ
る。

〔従来の技術〕

リプルトルクを小さくする為の手段として、電気角で７
♂Ｏ度の区間のトルクをサイン波の次乗曲線としたもの
がよく知られている。トルクリプルが小さい為に、回転
時の振動が少なくなっている。

コアレスのディスク型の電動機は、振動を発生し易いの
で、電機子電流の立上りを、コンデンサを利用して緩く
して振動を小さくする手段が知られている。

〔本発明が解決しようとしている課題〕第１に、高速時
において、振動の発生を小さくする。

第２に、リプルトルクを小さくする。

第３に、第１．第２の課題を解決する手段として、量産
性があり、又簡素な回路技術とする。

第弘に、上述した特性を保持して、同期制御を行なうと
ともに高速度で効率の劣化しない技術を得ることである
。

〔課題を解決する為の手段〕

ホール素子７個若しくはコイル１個を位置検知素子とす
る３相直流電動機を構成した為に第３の問題点となる課
題が解決される。

更にス、定速制御手段として、特別な構成の制御を行な
っているので第グの問題点となる課題が解決される。

次にその詳細を説明する。

ホール素子を１個とする為に、位置検知用のマグネット
回転子をトルク発生用の界磁マグネット回転子と区別し
て設け、前者は、磁極中が電気角で１２０度のＮ、Ｓ磁
極を１組として、これを複数組設け、これ等を電気角で
１２０度離間し、ホール素子の出力なＮ、Ｓ極に対向し
た電気角で１２０度（以降は電気角の表示を省略する。

）の第１．第２の位置検知信号及び無磁界部に対向した
第３０１２０度の巾の位置検知゛信号を得る。これ等の
位置検知信号をベース入力として導通する起動時におい
てのみに作動するトランジスタ回路が必要となる。

トランジスタ回路は、２つの種類がある。その１つは、
第１．第２、第３の相に対応して、３組のトランジスタ
ブリッジ回路を使用するもので、それぞれのトランジス
タブリッジ回路により、第７、第２．第３の相の電機子
コイルの通電制御を行なうものである。

他の１つは、各相の電機子コイルを、それぞれコ個１組
のパイファラ巻きされた電機子コイルとし、６個の電機
子コイルに直列に接続されたトランジスタにより通電制
御を行なうものである。

両者に共通なものは、電機子コイルの通電中はｉｔｏ度
で、通電電流はサイン波の形状となるように、トランジ
スタを活性領域で制御することである。

れた速度区間のみで、その後は、サイン波の界磁磁極の
磁界曲線に比例した３相の位置検知信号を得て、この位
置検知信号により、通電電流を制御する。従って、出力
トルクリプルを消滅せしめることができる。

以上の手段により、第１．第２の問題点となる課題を解
決することができる。

又同時に、高速度の回転（毎分１ｏｏｏｏ回転位）とす
ることができる。

外部同期信号と位置検知・ξルス信号により、同期ずれ
に比例した電気信号を得て、この電気信号による、電機
子電流制御用のトランジスタのペース制御を付加して同
期制御を行なうことにより、第≠の問題点となる課題を
解決している。

ホール素子の代りに、径の小さいコイルを利用すること
ができる。この詳細については、実施例につき説明する
。

位置検知用マグネット回転子は特別に設けることなく、
界磁マグネット回転子の一部を利用することができる。

軸方向空隙型のコアレス電動機の場合には、更に特別な
構成とすることにより、小型偏平化を行なうことができ
る。

即ち、電動機の厚みを増加しない為に、隣接する電機子
コイルの隣接部及びその近傍の空隙にホール素子が設け
られるように、界磁磁極と位置検知用磁極の位相差を調
整する。又この状態において、電機子コイルの７２０度
の通電は、界磁磁極の中央部の磁界の最も強い部分とな
るようにして効率を上昇せしめる。

位置検知用マグネットは界磁磁極の外周部の同一平面内
に円環状に設け、しかも扇型コイルの外周部の巻線中皿
ちコイル巾とほぼ等しい巾とする。

扇型コイルの外周部は出力トルクに寄与しないので、こ
の部分の空間を利用して、位置検知用マグネットを設け
ているので、径の小さい電動機とすることができる。

〔作用〕

位置検知素子は、ホール素子若しくは小径のコイル７個
のみで、起動と加速を行ない、定速運転時には、界磁マ
グネット回転子の磁極の誘導出力により、電機子電流を
制御しているので、回路構成が簡素化され、必要により
集積回路化することができる。

従って、電機子コイルの通電中はｉｇｏ度となり、界磁
マグネット回転子の磁極の磁界の強さに比例したサイン
波の通電が行なわれる。

以上の構成なので、出力トルクはサイン波の次乗曲線と
なる。従って、トルクリプルが消滅し、又回転時の振動
が小さくなる。

上記した通電の為に、通電制御の為に各電機子コイルに
接続されるトランジスタは活性領域で制御されている。

同期信号と位置検知・ξルス信号を比較して、その位相
ずれに比例した電気信号とサイン波の位置検知信号を乗
算して得た出力信号により、前記したトランジスタのベ
ース制御を行なうことにより同期制御を行なっている。

従って、同期制御が円滑となり、振動の発生が抑止され
ろ。

コアレス型の電動機に適用すると、その固有な高速時に
発生する振動を抑止する有効な作用がある。

〔実施例〕

第１図以降の実施例につき、本発明装置の詳細を説明す
る。図面中の同一記号のものは同一部材なので、重複し
た説明は省略する。

第１図示のものは、本発明装置を適用して最も技術的効
果の得られる３相のコアレス偏平型の電動機の側面図で
ある。

第１図において、基板λ上には、磁路となる珪素鋼板７
が貼着され、その上に扇型の電機子コイル６が貼着され
ている。

電機子コイル乙の詳細が第２図（ｂ）に示されている。

トルクに有効な導体部の巾は機械角で７０度で、等しい
ピッチで、磁路となる磁性体円板７に図示のように、電
機子コイル１０ａ、１０ｂ　、／Ｘが配設されている。

基板２には５円筒３が植立され、その内部に嵌着された
軸承／ａ（打点部）に回転軸／が回動自在に支持されて
いる。

軸承としては、ゼールベアリングが利用される。

基板−の突出部２ａには、電機子コイル／□ａ。

１０ｂ、１０ｃの通電制御回路がＸＣ化されてその外側
のケースが記号２９ａとして載置されている。

第１図に戻り、回転軸ｌには、軟鋼円板弘の中央部が固
定され、この裏面には、円環状の界磁マグネット回転子
ｊが貼着されている。

第２図（ａｌにその詳細が示されている。

界磁マグネット回転子ｊは、円周面にそって、Ｎ、Ｓ磁
極ｊａ、ｊｂ、ｊｃ、ｊｄ（巾が機械角でｑｏ度）が等
しい＆７チで設けられた円環状のフェライトマグネット
により構成されている。記号りは内部の空孔である。本
実施例は、軸方向空隙型のコアレス電動機となっている
。

界磁マグネット回転子ｊの外周は、円環状の位置検知用
マグネット回転子♂となり、その磁極は、図示のように
Ｎ、Ｓが７組となり、２組設けられている。７組のＮ、
Ｓ極と他の７組の間の間は無磁界部となり、０の表示が
されている。この巾はＮ、Ｓ極の巾と同じである。

Ｎ、Ｓ極の巾は機械角で６０度、電気角で１２０度とな
っている。

位置検知用マグネット回転子ざの磁極は記号ｒａ、Ｊ’
ｂ、・・・とじて、又零磁界部若しくはマグネットの切
欠部は記号りａ、りｂとして示されている。切欠部とし
た方がＳＮ比の良い信号が得られる。

次に第３図の展開図につき、上述した構成の作用効果に
ついて説明する。

第３図において、電機子コイル１０ａ、１０ｂ、ＩＯＣ
は周知の３相の電機子コイルである。点線の電機子コイ
ルＩＯを記号１０ｃの位置に移動した形式となっている
ので、電機子コイル／（：）ａ　、１０ｂ、１０ｃも３
相の電機子コイルとなり、電機子コイル１０ａ。

１０ｃ、１０ｂがそれぞれ第１．第２．第３の相の電機
子コイルとなっている。

各電機子コイルの巾は電気角で／♂０度、間隔は６０度
である。以降の角度表示は、すべて電気角とする・ ホール素子／／ａは、第１Ｏ図（ａ）につき後述するＩ
Ｃ（集積回路）≠７の一部に収納され、第２図（ｂ）に
示すように、隣接する電機子コイル１０ａ、１０ｃの隣
接部の中間に載置されて、位置検知用マグネット回転子
ｔに対向している。

位置検知用マグネット回転子ざの径方向の巾は、第一図
（ａ）　Ｉ　（ｔ＋１に示されるように、扇型の電機子
コイルの外周部のコイル巾とほぼ等しくされている。

この部分のコイルの通電は、出力トルクに無効なので、
界磁磁極があっても無効である。

かかる無効部分に、位置検知用マグネット回転子ｇを設
けて、電動機の外径を小さくできることが本発明装置の
１つの特徴となっている。

又ホール素子／／ａは、前記した空間に載置固定しであ
るので、電機子コイルと重畳することがなく、従って偏
平に構成できる特徴がある。

第３図の展開図に矢印Ｂ、Ｃで示すように、それぞれの
巾は３０度となって、界磁マグネット回転子ｊが矢印入
方向に３０度回転すると、ホール素子／／ａは磁極♂ｄ
の磁界下に侵入するので、出力が得られ、この出力によ
り電機子コイル１０ａが通電される。更に１２０度回転
すると、ホール素子／／ａは磁極♂Ｃの磁界下に入シそ
の出力により、電機子コイル１０ｃが通電される。

通電角は１２０度となり、界磁磁極ｔａ　、ｊｄの最も
磁界の強い部分のフレミングの力により駆動トルクが得
られる。従って効率は３相Ｙ型のものと同じとなる特徴
がある。以上の条件を満足するように、界磁マグネット
回転子ｊの磁極と位置検知用マグネット回転子♂の磁極
の位相を図示のように配設したことも本発明装置の特徴
である。界磁マグネット回転子ｊが矢印Ａ方向に回転す
るとホール素子／／ａが、磁極ｒｄ、♂Ｃ９零磁界りａ
に侵入するに従って、電機子コイル１０ａ　、１０ｃ　
。

１０ｂがそれぞれ１２０度の通電が行なわれて出力トル
クが得られるので、３相半波の電動機として回転するも
のである。

次に、上述した通電制御を、第１Ｏ図（ａ）　、　（１
：＋Ｋ）通電制御回路を用いて説明する。

第５図（ａ）において、ホール素子／／ａの出力は、オ
ペアンプ３１ａ、３ｔｂにより増巾され、矩形波の出力
となる。記号３／ａは直流電源正極で、記号２ｇ−ノは
定電圧装置である。

オペアンプ３ざａは、ホール素子／／ａがＮ極に対向し
たとき、オペアンプ３１ｂはＳ極に対向したときに出力
が得られる。

ホール素子／／ａのＳ、Ｎ磁極に対応する出力は、オペ
アンプ３ざａ、３ざｂにより矩形波となり、この電気信
号は、第７図のタイムチャートにおいて、曲線’Ａ３ａ
、弘５ｂとして示される。曲線ＱＩＡ　ａ　、　１ｌｌ
ｌ−ｂは、ホール素子／／ａが対向するＮ、Ｓ磁極の磁
界分布曲線である。

端子弘ｌａの出力巾は、第２図の曲線’Ａｊａの巾とな
る。微分回路Ｊｑａの入力信号は、オペアンプ３ざａの
出力を反転したもので、第７図の曲線弘６となる。

微分回路、？？ａの出力は、曲＠！；／となる。この信
号パルスはフリップフロップ回路（以降は７回路と呼称
する。）ＫａのＳ端子に入力され、Ｑ端子の出力が・・
イレペルとな）、端子４４／ｌｏの出力もハイレベルと
なる。

オペアンプ３１ｂの出力を反転したもの（第７図の曲線
ｊＯａ、ｊ（７ｂ）を微分回路３９ｂで微分した微分パ
ルス信号は、第を図で曲線ｊコとして示されている。

曲線見の信号は、Ｆ回路ｔＡＯａのＲ端子に入力されて
、これを反転するので、端子４’／’ｂの出力巾は、曲
線３３ｂの巾となる。又同時に曲線犯の信号は、Ｆ回路
ｌ／−ＯｂのＳ端子に入力されるので、Ｑ端子の出力が
ハイレベルとなる。

端子ｔＡ／ａの出力巾は、第７図の曲線３３ａ（曲線ｕ
３ａと巾１位相が同じとなる。）となり、端子弘ｌｂの
出力巾は、曲線３３ｂとなり、曲線ｊ３ａとｊｏｂ間の
時間的空隙は無くなる。次に再びオペアンプ３ざａの出
力が得られると、微分回路３９ｃを介して、７回路＜ｙ
ｂのＲ端子に微分パルスが入力され、反転して端子ＩＡ
／ｃの出力巾は第２図の曲線Ｓ３Ｃとなる。

曲線ｊ３ｃの両側と曲線３３ａ、！３ｂとの時間的空隙
は無くなる。以上の説明のように、端子ｔＡ／ａ。

ｔＡ／ｂ、＜４／ｃの出力は、順次に連続したものとな
る効果がある。

各端子の出力中を１２０度の巾とするには、位置検知用
マグネット回転子のＮ、Ｓ磁極の巾を調整すればよい。

端子３／ａ、３１ｂは電源正負端子である。

微分回路３９ａ、Ｊ９ｂ　、３９ｃには微分の為のコン
デンサが必要となり、これ等のコンデンサはＩＣの外付
部品となる。これを避ける為には周知のニジトリガ回路
を利用することができる。

第５図（ａ）の回路は、第７０図（ａ）の電気回路にお
いて記号Ｆのブロック回路として示されている。

第５図（ａ）の出力端子と同一記号の端子！／ａ、≠／
ｂ、弘／Ｃの出力は、トランジスタｊ７ａ、ｊざａ、５
９ａのベースに入力されて、これ等を導通している。

第２図（ｂ）の電機子コイル１０　ａ　、　１０　ｃ　
、　１０　ｂは。

それぞれ２個／組のコイルとなり、・９４７７２巻きさ
れている。

電機子コイル１０ａ　、１０ｃ　、１０ｂは、それぞれ
電機子コイル評ａ、ｊｌＡｂ及び電機子コイル！；！；
ｈ、！；３ｂ及び電機子コイル３Ａａ、３；Ａｂとなっ
ている。

従って、電機子コイル評ａ、５４’ｂが交互に通電され
ることは、電機子コイル１０ａに往復して通電されたと
きと同じ性質の出力トルクが得られる。

他の電機子コイル１０ｃ、１０ｂと電機子コイルｔｒａ
。

ｓｓｂ及び電機子コイル！Ａａ、３１．ｂとの関係もそ
れぞれ全く同じ作用がある。

点線’ｉ＋−７は、ＩＣ化された場合を示すもので、点
線ＩＡ７の内部にある部材は、ＩＣ内にあるものを示し
、ＩＣＣピン７ａ、≠７ｂ、・・・、弘７１に、図示の
部材が接続されている。電機子コイルとその制御の為の
トランジスタは外付部品となっている。

端子Ｊ／ａ、Ｊ／ｂは電源正負端子、又工ＣビンＱ−７
ｍは、図示していないが、ＩＣ内に負電圧が導入されて
いるものである。

以上の構成なので、アンド回路６２　ａ　、　６２　ｂ
　、　６２Ｃの下側の入力がノ・イレベルのときに、端
子ＩＡ／ａ。

ｔＡ／ｂ、／４／ｃの出力は、トランジスタｊ７ａ　、
ｊ＃ａ　。

ｊ？ａのベースに入力され、３相半波の通電となって起
動し、又加速される。

このときの出力トルクは、第７図の曲線弘ざａ。

弘ざす、弘ざＣ（実線部）の出力トルクとなる。

アンド回路ＡＪａ　、６２ｂ　、６２ｃの下側の入力が
ローレベルに転化すると、端子１４／ａ、弘ｌｂ、弘／
Ｃの出力による駆動トルクは消滅する。

電動機の上述した加速後に、駆動トルクの消滅した後に
おいても、電機子コイルの誘導出力によυ駆動トルクが
発生して回転する。次にその説明をする。

第１の相の電機子コイル５４’ａ、５’ｉ！ｂ（／々イ
ファラ巻きされている。）について説明する。

トランジスタｊ７ａにより、電機子コイル５ψａが矢印
Ｊ方向に通電されて駆動トルクを発生しているときには
、その逆起電力は矢印Ｊと逆方向に発生している。

マグネット回転子が／ざＯ度回転したときには、電機子
コイル呉すに矢印Ｊ方向の通電を、トランジスタｊ７ｂ
の導通制御により行なうことにより、同方向の駆動トル
クが発生する。このときの逆起電力は矢印Ｊと反対方向
となる。

電機子コイル５４Ｃａが通電されているときに、電機子
コイルｊｏｂに発生する誘導出力（発電力）は、矢印Ｊ
方向となる。

電機子コイルｊ４’ｂが通電されているときに、電機子
コイル！’Ａａに発生する誘導出力は、矢印Ｊ方向とな
る。

オペアンプ６０ａ、ｌ、Ｏｂは、上述した電機子コイル
界ａ、５弘すの誘導出力を増巾するリニヤ増巾器となっ
ている。

ブロック回路Ｇ（詳細は後述する。）の出力を設定され
た出力とすると、乗算回路６／ａ、Ａ／ｂの出力は、そ
れぞれ電機子コイル５＜４ｂ、評ａの７２０度の巾の誘
導出力に比例したものとなる。

マグネット回転子ｊ（第２図（ａ）図示）の磁％ｓａ、
ｊｂ、・・・の磁界分布曲線はサイン波となるように着
磁されている。

従って、トランジスタｊ７ａ、５７ｂのベース入力はサ
イン波となり、又両トランジスタは活性領域で制御され
るように構成されている。

従って、電機子コイルｊ４’ａ、ｉｂの誘導出力にヨリ
ヘース制御の行なわれるトランジスタ５７ｂ。

ｊ７ａによる電機子コイル５弘す、ｌａの通電電流波形
もサイン波となるので、出力トルクはサイン波の次乗曲
線となる。

第１／図のタイムチャートの曲線７ＩＡａ、７４’１）
、・・・及び曲、線７！；ａ、・・・は、それぞれ電機
子コイル５Ｑａ。

ｉｂの通電電流曲線、又曲線♂Ｏａ、ざｏｂ、・・・及
び曲線♂／ａ、・・・は、電機子コイルＳμａ、評すに
よるトルク曲線を示している。

第２の相の電機子コイル３；！；ａ、！！；ｂ及びトラ
ンジスタ！；♂ａ、ｊざｂ及びオペアンプｂｏｃ　、ｂ
ｏｄ及０：乗算回路６／ｃ、６／ｄについても事情は同
じで、同じ作用が行なわれ、電機子コイルｊｊａ、ｊｊ
ｂには、／♂θ度の巾の誘導出力に比例したサイン波の
通電が行なわれ、それぞれの出力トルク曲線は、サイン
波の次乗曲線となる。

第３の相の電機子コイルｊＡａ、３；６ｂ及びトランジ
スタｊ９ａ、ｊ９ｂ及びオペアンプ６０ｅ、６０ｆ及び
乗算回路Ａ／ｅ、６／ｆの作用も全く同じで、電機子コ
イルｊＡａ、ｊ６ｂには、７２０度の巾の誘導出力に比
例したサイン波の通電が行なわれ、それぞれの出力トル
ク曲線は、サイン波の次乗曲線となる。

第１．第２．第３の相の電機子コイル評ａ、！；！；ａ
、ｊＡａのトルク曲線は順次に１２０度位相がおくれて
いる。

従って、合成トルク曲線は平坦となり、トルクリプルは
消滅する。同様に、電機子コイル５弘す。

！；３ｂ、３６ｂのトルク曲線も、順次にｉａｏ度位相
がおくれているので、合成トルクのトルクリプルが消滅
する。

上記した２つの合成トルクを合成したものも平坦となり
、トルクリプルが消滅する効果がある。

次に、アンド回路ＡＪａ　、６２ｂ、６２ｃの下側の入
力の作用即ち起動してから同期引込み速度まで加速し、
同期運転に入る作用の説明をする。

この為の回路は、第１Ｏ図（ａ）の７リツプフロソプ回
路６３．アンド回路ＡＱａ、Ａ４’ｂ等で示されている
。

アンド回路６りａの左側の入力は、端子Ｑ−／　ｃの出
力となっている。記号Ａ５は単安定回路で、その入力は
端子ＩＡ／　ｃの出力の始端部の微分回路（図示せず）
による微分・ξルスが入力され、位置機知信号（端子’
Ａｒｃの出力）より巾のせまい出力が得られ、これが第
り図のタイムチャートで曲線Ｊｊａ、Ｊｊｂ。

・・・として示されている。曲線３ダａ、３４！ｂ、・
・・は、端子弘／ｃの出力である。

単安定回路６ｊの出力を反転したもの即ち第り図の曲＠
３６ａ、・・・が、アンド回路Ａ’ｔａの右側の入力と
なっている。

７７１回路ｘ＋ｂの入力は、曲線３１Ａａ、３４ｔ）　
、　”・を反転した曲ｉ、ｙ７ａ、・・・と曲線３！；
ａ、３３ｂ、・・・どなる。

アンド回路ＡＱａの入力は、曲線３１Ａａ、３１Ａ１：
ｌ＋・・・と曲５ＪＡａｌ・・・なので、その出力は、
ノ・イレベルの電気信号となシ、フリップフロップ回路
６３のＱ端子の出力はハイレベルに転化され、７７１回
路Ａ２ａ、ＡＪｂ　、Ａ２ｃの入力はハイレベルとなる
。このとき、７７１回路ａ＋ｂの入力は、曲線３７ａ、
・・・及び曲線３３ａ、３３ｂ・・・となるので、その
出力はローレベルの電気信号のみとなる。

以上の起動時においては、７７１回路６２ａ。

ＡＪｂ、ＡＪ（！の７つの入力がハイレベルなので、前
述したように、３相半波の通電にょシ加速され、同期速
度近傍即ち同期引込み速度に達すると、曲線３ｔＡａ、
３ダｂの巾は小さくなって、曲線３Ｓａ、３３ｂの巾よ
シ小さくなるように設定されている。

従って、アンド回路４４ａの出力はローレベルとなシ、
アンド回路６ｔｂの出力はハイレベルに転化するので、
フリップフロップ回路６３は反転して、アンド回路ｔ２
ａ　、Ａ２ｂ、６２ｃの入力もローレベルとなる。

上述したアンド回路６２　＆　、　６２　’ｂ　、　６
２　ｃの出力により、トランジスタｊ７ａ　、３ｇａ、
３９ａは飽和領域で作動されて、マグネット回転子ｊは
加速される。

しかし設定速度を越えると、前述したように、電機子コ
イルの誘導出力による各トランジスタの付勢が行なわれ
て加速される。

同期速度近傍に達したときの出力トルクを制御して同期
制御をする手段について次に説明する。

第１Ｏ図（ａ）のブロック回路Ｇが、同期制御の為の回
路で、その詳細が第を図に示されている。

第４図において、記号Ｊは、鋸歯状波の発振器で、発振
周波数を安定とする為にセラミック振動子又は水晶振動
子が利用されている。

第ｒ図のタイムチャートに曲線２’Ａａ、、ｌ弘す、・
・・として示されている出力信号が得られ、これが発振
器２０の出力である。

単安定回路／ｑにより、各曲線の始端部の電気信号（位
置検知・ξルスと呼称する。）が、アナログスイッチ２
０ａを閉じる。

この位置検知ノξルスは、第ｒ図で、点線２５ａ。

ｕｂ　、　２５ｃ　、・・・として示される。

第６図のアナログスイッチ２０ａとコンデンサ３は、サ
ンプルホールド回路となっているので、端子Ｕａの出力
は、第ｇ図の曲線易となる。

回転速度が降下すると、曲線−１−！；　ａ　、−１−
！’　ｂ　＋・・・は右方に移動するので曲線コロの高
さ即ち出力電圧が大きくなり、上昇すると小さくなる速
度信号となる。曲線ｕａ　、ｕｂ　、・・・を得る為に
シャフトエンコーダ若しくはこれに類似した装置を利用
することもできる。

又周知の手段即ち発振器二〇をパルス発振器とし、これ
等と曲線＃ａ　、　＃ｂ　、・・・との時間差な検出し
て、これをコンデンサを利用して速度信号を得ても同じ
目的が達成される。

第１０図（ａ）の電気回路Ｇの出力端子２６　ａの出力
は、第６図の端子２Ｊａの出力に対応するので、乗算回
路Ａ／ａ　、６１　ｂ　、６／ｃ　、　・・・の下側の
入力は、第ｒ図の曲線２６即ち速度信号となる。

従って、トランジスタ５７ａ　、ｊ７ｂ　、！ざａ、５
ざす。

３；９ａ、３９ｂのベース入力が、上記した乗算回路の
出力となるので、各電機子コイルの電流は、それ等の誘
導出力と速度信号コロの積に比例したものとなる。回転
速度が同期速度な越えろと、電機子電流の平均値は減少
し、降下すると増大するので、同期速度が保持される。

同期速度を保持する手段は他の周知の手段でも実施でき
る。

本発明装置の特徴は、各電機子コイルの通電曲線がｌｒ
Ｏ度の巾のサイン曲線となり、出力トルクがサイン曲線
の天来曲線となっているので、合成トルクにトルクリプ
ルが無いことである。

従って、振動の発生が抑止される。又電機子電流の立上
り部と降下部が滑らかで、オンオフの制御でないので、
電動機の各部材の共振現象が除去される。

以上の作用により、高速度においても振動の発生がなく
、レーザビームスキャナ用のミラーの駆動源として最適
のものが得られる効果がある。

第１Ｏ図（ａ）の電機子コイルＳｊａが通電されている
ときに電機子コイル５３ｂの誘導出力が得られるが、こ
の誘導出力は、界磁マグネットの磁界によるものと、電
機子コイル３３ａの通電による磁界によるものとが加算
される。従ってサイン波より変形される。しかし第１図
示のようなコアレスの電動機の場合には、上記した電機
子コイル間のトランス結合による擾乱は少ないので問題
はない。

後述するコアのある電動機の場合には、この擾乱は無視
できない。この対策については後述する。

第１０図（ｂ）に示する回路は、かかる擾乱作用な小さ
くし、又電機子コイルを３個とした場合の実施例である
。

次に第１Ｏ図（１））について説明する。

電機子コイル１０ａ　、１０ｃ　、１０ｂは、第２図（
ｂ）で説明したように、それぞれ第１．第２．第３の相
の３相の電機子コイルである。

電機子コイル／（７ａは、トランジスタブリッジ回路（
トランジスタＡＡａ、ＡＡｂ、・・・により構成されて
いる。）により、往復して通電される。

他の電機子コイル１０ａ、ＩＯ’ｏも全く同様に、トラ
ンジスタＡ７ａ　、Ａ７ｂ　、・・・及びトランジスタ
６ｈａ。

６ざす、・・・よりなるトランジスタブリッジ回路によ
り通電制御が行なわれている。

記号／ｊａ　、／２ｂ、／２ｃで示すコイルは、第２図
（ｂｌに同一記号で示されたコイルで、電機子コイル／
にｌａ　、　／□ｂ　、　１０ｃの中央部に固定され、
マグネット回転ｊの回転により誘導出力が得られるよう
になっている。

コイル／２ａ、　、　／２’に；２　、　／２６の出力
は位置検知出力となるもので、それぞれの出力はサイン
波で、順次に７２０度おくれた誘導出力となっている。

オペアンプ７Ｊａ、７ｊｂは、リニヤ増巾器なので、そ
れ等の、出力は、第１／図の曲線７４’ａ、？４’ｂ、
・・・及び曲１ｉ＊７ｓａｓ・・・となる。

オペアンプ７Ｊｃ、７Ｊｄの出力も同様に、第１／図の
曲線？Ａａ、７Ａｂ、・・・及び曲線７７ａ、・・・と
恕る。

オペアンプ７Ｊｅ、７ｊｆの出力は、同じく曲線７ざａ
、・・・及び曲線７りａ、７りす、・・・となる。

ブロック回路Ｇは、第１Ｏ図（ａ）の同一記号のものと
全く同じ回路で同期制御を行なう為のものである。

ブロック回路Ｆも、第１Ｏ図（ａ）の同一記号のものと
全く同じ回路で、ｉｘｏ度の巾の連続した位置検知信号
が端子４’／　ａ　ｓ　’ＡＩ　ｂ　ｙ弘／ｃより得ら
れ、アンド回路ＡＪａ　、ｔ２ｂ　、６２ｃを介して、
それぞれトランジスタ４Ａｄ　、Ａ７ｄ　、６ｄｄのベ
ース制御を行ない、飽和領域で導通制御をしている。

各トランジスタのペース入力は、反転回路で反転され、
矩形波竪型回路６９ｂ、７０ｂ、７１ｂにより矩形波の
信号となシ、それぞれトランジスタ６６Ｃ２６”）ｃ、
Ａｒｃを飽和領域で導通している。

従って、電機子コイル１０ａ、ＩＯｃ　、１０ｂは、１
ｇＯ度の巾で左方に通電され、通電の位相は、順次にｉ
ｒｏ度おくれだ、３相半波の通電が行なわれる。

従って起動し、加速され、ブロック回路Ｈの端子２６ｂ
の出力がローレベルに転化すると、上述した駆動トルク
は消滅する。

ブロック回路Ｈは、第１０図（ａ）のＦ回路６３、アン
ド回路ＡＩＡａ、Ａ’ｌｂ、単安定回路６Ｓと全く同じ
構成の回路を示すもので、Ｆ回路６３のＱ端子の出力端
子が第１Ｏ図（ｂ）で記号ｇｂとして示されている。

上述した構成なので、起動時より設定された速度までは
、端子ｇｂの出力はハイレベルに保持され、その後はロ
ーレベルに転化する。

かかる作用を行なうものであれば他の手段でも差支えな
い。電動機が加速されると、コイル／２ａ。

／２ｃ、／！’ｂの出力が増大し、オペアンプ７Ｊａ、
７３ｂ、・・・、７３ｆの出力とブロック回路Ｇの端子
易ａの出力は、前実施例と同様に、乗算回路７２ａ。

７２ｂ、・・・、７２ｆにより乗算される。

乗算回路７２ａ、７２ｂの出力は、それぞれトランジス
タＡＡｃ、６６ｄ及びトランジスタＡＡａ、ＡＡｂを付
勢している。

トランジスタ／、６ａのペース入力は、反転回路と矩形
波竪型回路Ａ９ａにより矩形波の信号とされているので
、トランジスタ６６ａは飽和領域で導通される。トラン
ジスタ６Ａｂ、ＡＡｄは活性領域で通電されている。

従って、電機子コイル１０ａは、サイン波のｉｒ。

度の巾の通電が往復して行なわれる。

乗算回路７ｊｃ、？２ｄの出力による電機子コイル１０
ｃのトランジスタブリッジ回路による通電も、電機子コ
イルｌＯａと全く同じに行なわれ、サイン波の７１０度
の巾の往復通電が行なわれる。

記号７０ａ、７０ｂは矩形波竪型回路である。

乗算回路７２ｅ、７２ｆの出力による電機子コイル１０
ｂのトランジスタブリッジ回路による通電も、電機子コ
イル／□ａと全く同じに行なわれ、サイン波の７２０度
の巾の往復通電が行なわれる。

記号７／ａ、７／ｌ）は、矩形波竪型回路である。

トランジスタ６６ｄ、６Ａ’Ｆ）　、Ａ７ｄ　、Ａ７１
）　、Ａｄｄ　。

Ａ、Ｎ）を飽和領域で制御し、トランジスタＡ’Ａ　ａ
　、　６６ｃ　、Ａ７ａ　、Ａ７ｃ　、６＆ａ　、ｌｘ
ざＣを活性領域で制御しても同じ目的が達成される。

以上の説明より理解されるように、前実施例と同様に同
期制御が行なわれ、その作用効果も又同様である。

異なっている点は、コイル／Ｊａ　、　／２　ｂ　、　
／２ｃが、電機子コイル／（Ｌａ　、　／（７ｂ　、　
１０ｃよシ離間しているので、電機子コイルとのトラン
ス結合による擾乱が小さくなることである。

又電機子コイルが往復通電されているので、出力トルク
が増大する。

第１Ｏ図（ａ）ｔｂ）の実施例において、ホール素子は
７個ですむので、これを内蔵して、７個のＩＣとして構
成することができる特徴がある。

外付部品は電機子コイルと位置検知の為のコイルとし、
トランジスタその他をＩＣにすべて収納して構成するこ
とができる。

第２図（ｃ）に示す電機子は、電機子コイルの数を２倍
とした場合の実施例である。

全体の構成は、第１図と同じで、界磁マグネット回転子
ｊはＮ、Ｓ磁陰♂個となる。

扇型電機子コイルは２個となり、記号１０ａ、１０ｂ、
・・・、１０ｆとして示され、トルクに有効な導体部の
巾は９度（機械角）である。

記号Ｊ９ａで示すＩＣは、前実施例と同じもので、基板
λの突出部、２ｂ上に固定されている。

ホール素子／／ａは、電機子コイル１０ｂ、１０ｃの間
に載置される。この為に電機子コイル１０　ｂ　、　Ｉ
ＯＣの外側縁部が内側に引込まれた形状に変形されてい
る。

上述した構成より理解されるように、第２図（ｃ）の実
施例によっても本発明を実施することができることは明
白である。

次に、コアのある電動機に本発明を実施した場合につい
て説明する。

コアのある為に、第１Ｏ図（ａ）の回路は採用できない
。電機子コイル間のトランス結合による擾乱が大きすぎ
るからである。

従って第１Ｏ図（ｂ）の回路を使用する必要がある。

第μ図（ａ）は、珪素鋼板積層体コアに電機子コイル／
ｊａを捲着した固定電機子１５を有する内転型電動機の
断面図である。

基板／３には、カップ状の軟鋼板外筐／弘が固定されて
いる。外筐／弘の内側には、電機子１５の外周が嵌着さ
れる。基板／３と外筐／ｌの中央部に設けたぜ−ル軸受
／、？ａ、／Ｊｂには、回転軸ｌが回動自在に支持され
ている。

回転軸／には、マグネット回転子／Ａの中央部の軟鋼円
板／Ａａが固定されている。

第７０図（ｂ）の回路は、基板／３上にＩＣ化されて固
定されている。第７０図（ｂ）の電機子コイル１０ａ、
１０ｂ、／（１）ｃが電機子コイル／３ａに相当するも
のである。

従って、第３図の展開図に示されたものと同じ展開図と
なる　マグネット回転子／Ａは第３図で記号よとして示
さるマグネット回転子となる。

マグネット回転子ｊの磁極ｊａ、ｊｂ、・・・に対向し
て誘導出力を得るコイルは、前実施例では、第２図（ｂ
）に示したように、各電機子コイルの中央部に記号／ｊ
ａ　、／Ｊｂ　、／２ｃとして示されているが、本実施
例では、第３図に同一記号で示された位置において、マ
グネット回転子ｊの磁極面に対向するように電機子側に
固定され、コイル／ｊａの誘導出力により、電機子コイ
ル１０ａが第１Ｏ図（ｂ）の回路により往復して通電さ
れる。

コイル／２ｂ、／２ｃの誘導出力により、それぞれ電機
子コイルｉｏｂ、ｉｏｃが往復して通電される。

コイルｌユａ、／コｂ、／２ｃは、図示の位置より判る
ように、電機子の３個の突極の中間に配置されている 従って、第１０図（ｂ）の回路により３相の電動機とし
て回転する。作用効果は前実施例と同様である。

コイル／２ａ、／２ｂ、／２ｃは、電機子コイルより離
間しているので、電機子コイルの通電により、トランス
効果により、コイル／！ａ　、　／２　ｂ　、　／Ｌ２
ｃの誘導出力が擾乱を受ける不都合が小さくなるもので
ある。

第ｊ図（ａ）に戻シ、回転軸／の上端には、カップ状の
回転子／７の中央部が固定されている。回転子１７上ニ
は、レーザビームスキャナ用のポリゴンミラー／ｇが図
示のように載置固定されている。

回転子１７は、ミラー／ざの径の大きさでよい筈である
が、カップ状としたのは次の理由による。

回転数が数千回を越えると、軸承／、？ｂのオイルミス
ト（油の微粒子）が飛散して、ミラー／どの外周面に付
着して反射作用を劣化する。

本実施例のように構成すると、オイルミストは、外筐／
弘と回転子／７の空隙を通って外部に矢印方向に放出さ
れるので、空隙を通るときに、殆んど空隙の両側面に耐
着して、オイルミストの量が著しく減少し、外部に放出
されたオイルミストもミラー／ざより離間しているので
実用性を失なうことなく有効な手段となる。

次に、ホール素子／／ａの代りに、位置検知素子として
径がタミリメートル位、ターン数がリターン位のコイル
を利用する実施例につき説明する。

第１図のコアレスの電動機に適用した場合について説明
する。コアのあるものについても同様な手段が適用でき
るものである。

第２図（ａ）のマグネット回転子！が固定された軟鋼板
グ（第１図示）の円周部には、第グ図（ｂ）に示すよう
に突出部ｊ／ａ　、２／ｂ　、２／ｌｌ　、２／ｅが設
けられる。

突出部、２／ａ、２／ｄの径方向の巾は突出部！／１）
。

２／ｅの２倍となり、円周方向の巾は１２０度となって
いる。

突出していない部分の巾も１２０度となっている。

コイルｉｉは第２図（ｌｘ、）の基板ｊａに載置され、
各突出部ｊ／ａ、Ｊ／ｂ、・・・に対向している。コイ
ル／／の径がｊミリメートル位、ターン数はりター７位
の偏平がコイルとなっている。

コイル／Ｉは、第≠図（Ｃ）に示すｌ０２ｑａのノソツ
ケージの端部外側に固定され、第２図（ｂ）に記号ｊ９
ａとして示すように基板、２ａに固定されるものである
。記号μ７ａ、弘７ｂ、・・・は工Ｏビンを示している
。

第５図（ｂ）において、記号知は、ｌ−！メガサイクル
の交流の発振器である。この出力は、コイルｉｉ、抵抗
Ｊａ、ｊｂ、ｊｃ（ブリッジ回路を構成している。）に
通電されている。

上記したブリッジ回路の出力は、ダイオードとコンデン
サｊｄ、Ｊｅで平滑直流化されて、オペアンプｎの入力
となっている。

コイル／ｌと導体部との対向面積の最も大きい段部筒φ
図（ｂ）の２／ａ部に対向したときには、インピーダン
スが最も小さいので、抵抗３ａの電圧降下が最も大きく
なる。段部Ｊ／ａ、ｊ／ｃに対向するに従って電圧降下
は段階的に小さくなる。規準電圧正端子弘３よシ、抵抗
’４Ｊａ、４’Ｊｂ、・・・は通電されているので、オ
ペアンプ２２ａ、　ｕｂ　、　２．２　ｃの一端子の入
力は、段階的に低下している。

コイル／／が段部コｌＣに対向したときのオペアンプｎ
の出力電圧より抵抗＜４Ｊｄの電圧降下は小さく設定さ
れているので、オペアンプ２２Ｃの出力はノｈイレペル
となる。

このときにオペアンプ２２ｂの出力はローレイルなので
、アンド回路３０ｂの出力はハイレベルとなる。

コイル／／が段部２１ｂに対向すると、オペアンプ−の
出力電圧が増大し、オペアンプｕｂの出力がハイレベル
に転化するので、７７１回路ＪＯｋ＋の出力はローレベ
ルとなる。

オペアンプＵａの出力はローレベルなので、アンド回路
３０ａの出力は・・イレペルに転化する段部２／ａがコ
イル／／に対向すると、オペアンプＵａの出力がハイレ
ベルとなるので、アンド回路、７０ａの出力はローレイ
ルとなる。

コイルが段部２／ｆに対向すると、オペアンプ二ａ、２
２ｂの出力はローレベルに、又オペアンプ二〇の出力が
ハイレベルとなり、！サイクルが終了する。段部、２／
　ａ　、　２１　ｂ　＋・・・にコイル／／が対向した
ときの端子ＩＡ２ａ、≠２ｂ、１Ａ２ｃのノ・イレペル
の出力中は７２０度で連続し、第５図（ｂ）の回転子が
矢印（時計方向）に回転すると、上記した位置検知信号
は、端子ｕ２　ａ　−＋ｌＡ２　ｂ　−＋ｌＡ２　ｃと
サイクリックに出力される。

上述した説明より理解されるように、端子ｕ、２ａ。

弘２ｂ、！−２ｃの出力は、１２０度の巾の２１イレベ
ルの位置検知信号が隣接して得られるので、第５図（ａ
）の回路と全く同じ作用効果を有するものとなる。

従って、第１０図（ａ）の電気回路の記号Ｆで示した電
気回路と置換して使用することができる。端子ｕ２　ａ
　＊　’Ａ２　ｂ　、４’コＣの出力が端子！／ａ　、
ｔＡ／ｂ　、１Ａｌｃの出力に対応するものとなる。

を行なうことにより、前述したホール素子／／ａの場合
と同じく工Ｃ３２９ａを利用して電動機を駆動すること
ができる。

第３図（ｂ）のコンデンサ３ｄ、Ｊｅは外付部品となる
ので、ＩＣ化した場合に問題となる。実測によると、発
振器荀の発振周波数は／〜ｊメガサイクルの高周波交流
が使用されているので、オペアンプ二の時定数（キャリ
アの消滅時間）により、コンデンサ３ｄ、３θを除去し
ても、オペアンプ二の出力は平滑化された直流出力とな
っている。

波高値は２０％位低くなるだけである。

上記した事実により、コンデンサｊｄ、ｊｅが不要とな
り、外付部品が無くなるので、ＩＣ化した場合に有効で
ある。

以上の説明のように、本発明装置は、第７０図（ａｌ（
ｂｌの回路を使用して、ホール素子の代りにコイルを利
用しても実施することができその作用効果も又同じであ
る。

〔効果〕

第１に、３相の電動機でも位置検知素子が７個なので、
制御回路の全部を工Ｃ化でき、電動機本体内にＩＣを収
納することができる。

第２に、位置検知素子をコイルとすることもできる。

第３に、電機子コイルを・２４７７２巻きとすることに
より、電源電圧が！ゼルト前後で作動する電動機が得ら
れる。

第ｑに、コイル／／はチノゾ部品として第弘図（ｃ）に
示すようにＩＣの外付けができるので、廉価で量産性の
ある電動機の構成ができる。

第ｊに、界磁磁極の磁界分布曲線をサイン波とし、該磁
極に対向するコイルの誘導出力に比例した電機子電流を
通電することにより、出方トルクが平坦となり、回転む
らと振動を除去できる。特にコアレスディスク型の電動
機に有効な手段となる。

第６に、電機子電流の波形がサイン波なので、出力トル
クの急変することがない。従って電動機の各部の共振作
用が除去でき振動の発生が抑止される。

第７に、トランジスタが活性領域で制御されて、電機子
電流を得ているので、電源電圧が変更されても同じ工Ｃ
を使用できる。

弟子に、高速度で回転した場合に、／般の３相Ｙ型の電
動機は、電機子電流の立北りが、相対的におそくなり、
又降下部が外炎され、この部分が反トルクとなるので、
著しく効率を劣化し、又大きいトルクリプルを発生する
不都合がある。

本発明装置によれば、電機子電流は、その制御トランジ
スタのベース電流に比例して強制的に通電されているの
で、上述した不都合が除去され、高速度でもリプルトル
クがなく、比較的に効率のよい電動機が得られる。

第りに、上述した各項の効果を備えて同期制御運転をす
ることができるので、レーザビームスキャナモータとし
て使用して有効な技術手段を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コアレス型の本発明装置の構成の説明図、第
２図は、第１図の装置のマグネット回転子と固定電機子
の平面図、第３図は、第１図の装置のマグネット回転子
、電機子コイルの展開図、第５図（ａ）は、コアのある
形式の本発明装置の説明図、第≠図（ｂ）は、位置検知
素子として７個のコイルを使用した場合のマグネット回
転子の説明図、第≠図（ｃ）は、ＩＣの外観図、第５図
（ａ）　、　（１：＋１は、位置検知素子として、ホー
ル素子及びコイルを使用したときの位置検知回路図、第
６図は、同期制御の為の電気回路図、第７図は、第５図
（ａ）の回路の各部の電気信号のタイムチャート、第ｒ
図は、第６図の回路の電気信号のタイムチャート、第り
図は、第１０図（ａ）の回路の７部の電気信号のタイム
チャート、第１Ｏ図は、本発明電動機のλつの実施例の
電気回路図、第１／図は、第１０図の電気回路の各部の
電気信号のタイムチャートをそれぞれ示す。 ハ・・回転子、　／ａ・・・軸受、　２．／３・・・基
板、３・・・円筒、　弘・・・軟鋼板、　ｊ　、　ｆ　
、　／Ａ・・・マグネット回転子、　ｔ　、１０ａ　、
１０ｂ　、１０ｃ　＋’づりａ。 Ｓ弘ｂ　、３３ａ、！！；ｂ、九ａ、５６ｂ　、／ｊａ
　、−電機子コイル、　　タ・・・空孔、　　ｊａ、ｊ
ｂ、・・・、♂ａ。 ｙｂ、・・・磁極、　７・・・磁性体板、　／／ａ・・
・ホール素子、　会升２／ａ、２／ｂ、・・・回転子；
黍び青の段部、／か・・コイル、　Ｊｑａ・・・ＩＣ，
ｉｓ・・・電機子、／１１．−・・外筐、　／Ｊａ　、
／、？ｂ−軸受、　／２ａ、／２ｂ。 ／２ｃ・・・コイル、　／ざ・・・ポリゴンミラー、　
／７・・・回転子、　２ｇ−／・・・定電圧装置、　３
ｇａ、３ざ１）　、　）、２　。 ２２ａ、２２ｂ、７．２ｃ　、ＡＯａ　、ＡＯｂ、　−
、ＡＯｆ　、　７．７ａ　。 ７、？　ｂ　、　・７３　ｆ−・・オペアンプ、　ＩＡ
Ｏａ　、　ＩＡＯｂ　、　６３−フリップフロップ回路
、　Ｊ９ａ　、Ｊｏｂ　、３９ｃ・・・微分回路、　リ
・・・発振器、　２ｏ・・・鋸歯状波の発振器、２０ａ
・・・アナログスイッチ、　／９　、６３・・・単安定
回路、３／ａ　、　３１　ｂ　−直流電源圧負極、　桔
ａ＋弘３；ｂ、ｖｇ。 ＩＡ？ａ　、４’７ｂ　、３０ａ、ｊ（７ｂ　、ｊＪａ
　、ｊ、？ｂ　、３；Ｊｃ−位置機知信号曲線、　ｓｉ
　、　３；ｘ−・・微分・ξルス曲線、ｌＡざａ、≠ざ
す、４’ｇｃ−・−）ルク曲線、　　！４’ａ、２弘す
。 ２’ｌｃ・・・鋸歯状波の電気信号曲線、　２ｊ　ａ　
、　’２！；　ｂ　。 ２！；ｃ・・・位置検知・ξルス曲線、　３ｔＡａ、３
１Ａｂ、・・・。 、？？ａ・・・端子ＩＡ／ｃの出力曲線及びその反転曲
線、３！；ａ、３Ｓｂ、・・・、　３Ａ　ａ・・・単安
定回路訂の出力曲線及びその反転曲線、　弘９・・・Ｉ
Ｃ，Ｆ・・・第５図（ａｌの回路、　Ｇ・・・第２図の
回路、　　Ｈ・・・第１Ｏ図（ａ）のフリップフロップ
回路６３を含む回路、　６／　ａ　、　６１ｂ　、−、
Ａ／ｆ　、７２ａ　、７Ｊｂ　、・・、７２ｆ−乗算回
路。 弘７ａ　、　ｇ７ｂ　、　−、弘７ｍ＝ＩＣ！ビン、　
ｊ７ａ　、ｊ７ｂ　。 Ｓざａ　　、！；ｇ　ｂ　、ｊ？ａ　　、ｊｑｂ　　、
６Ａａ　　、６Ａ　ｂ　　、−，６６ｄ　。 ６７ａ　、　Ａ７ｔ＋　、−、Ａ７ｄ　、　Ａざａ　、
　６Ｊ’ｂ　、　−、６１ｄ・＝トランジスタ、　６デ
ａ、６デｂ　、７（７ａ　、７（７ｂ　、７／ａ　。 ？／１）　、　・・・矩形波竪型回路、　７ＩＡａ　、
　７４’ｂ　、　−、７５ａ　、−，７Ａａ　、　７Ａ
ｂ　、−，７７ａ　、・・−７ざａ　、　＝・、　？？
ａ、７９ｂ、・・・電機子電流曲線、　♂Ｏａ、♂Ｏｂ
、・・・。 ＃／ａ、・・・、トルク曲線。 ＄　ｌ　図 ＄２図（ａ）＄２図（Ｊ） ０ｄ 祷５２　　図　（Ｃン ＄　３図 ＄　４　　図　（ａン ＄４　Ｇ（１１） ＄４　図（ｃ） →ら　　ご）　　図　（ａ、） ＄９　図（ｄ） 弔　６　図 堵　７　図 第　θ　図 切フ　／θ　バ’Ｂ　　　＜ａノ 第／θ図（７）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３相の半導体電動機において、３相の電機子コイ
   ルが装着された固定電機子と、該固定電機子に設けた軸
   承により回動自在に支持された回転軸と、該回転軸に中
   央部が固定されて同期回転するとともに、磁束が電機子
   コイルを貫挿して駆動トルクを発生する界磁磁極を備え
   た界磁マグネット回転子と、該マグネット回転子の回転
   円周面に配設され、磁極の磁界分布曲線がサイン曲線に
   相似した曲線となる複数個のＮ、Ｓ磁極と、該マグネッ
   ト回転子と同期回転する位置検知用の回転子と、該回転
   子の回転面に対向し、回転位置を検出して、電気角で１
   ２０度巾の第１、第２、第３の互いに隣接した矩形波の
   位置検知信号がサイクリックに得られる１個の位置検知
   素子を含む位置検知装置と、バイフアラ巻きされた３相
   の電機子コイルの第１、第２、第３の相の電機子コイル
   を、それぞれ第１、第２の電機子コイル、第３、第４の
   電機子コイル、第５、第６の電機子コイルと呼称したと
   きに、第１、第２、・・・、第６の電機子コイルにそれ
   ぞれ直列に接続された第１、第２、・・・、第６のトラ
   ンジスタと、各電機子コイルとトランジスタに供電する
   直流電源と、第１、第２、・・・、第６の電機子コイル
   が通電されていないときに誘起される発電力を検出する
   それぞれに対応する第１、第２、・・・、第６の発電力
   検出回路と、同期速度の近傍において、外部同期信号と
   マグネット回転子の回転速度に比例して発生する位置検
   知パルス信号との差を検出して、この差に比例した電気
   信号を得る同期制御回路と、前記した第１、第２、・・
   ・、第６の発電力検出回路のそれぞれの出力と同期制御
   回路の出力を乗算する第１、第２、・・・、第６の乗算
   回路と、第１、第２、・・・、第６の乗算回路の出力に
   より、第１、第２、・・・、第６のトランジスタのそれ
   ぞれのベース制御を活性領域で行なって、同期速度を保
   持して各電機子コイルの通電を行なう第１の通電制御回
   路と、起動時より設定された回転速度に達するまでの間
   のみ、前記した位置検知装置より得られる第１、第２、
   第３の位置検知信号により第１、第３、第５のトランジ
   スタのベース制御を行なって第１、第３、第５の電機子
   コイルの通電制御を行なって、３相半波の通電をして駆
   動トルクを得る第２の通電制御回路とより構成されたこ
   とを特徴とする同期型直流電動機。
2. （２）３相の半導体電動機において、３相の電機子コイ
   ルが装着された固定電機子と、該固定電機子に設けた軸
   承により回動自在に支持された回転軸と、該回転軸に中
   央部が固定されて同期回転するとともに、磁束が電機子
   コイルを貫挿して駆動トルクを発生する界磁磁極を備え
   た界磁マグネット回転子と、該マグネット回転子の回転
   円周面に配設され、磁極の磁界分布曲線がサイン曲線に
   相似した曲線となる複数個のＮ、Ｓ磁極と、該マグネッ
   ト回転子と同期回転する位置検知用の回転子と、該回転
   子の回転面に対向し、回転位置を検出して、電気角で１
   ２００度巾の第１、第２、第３の互いに隣接した矩形波
   の位置検知信号がサイクリックに得られる１個の位置検
   知素子を含む位置検知装置と、３相の電機子コイルの第
   １、第２、第３の相のそれぞれの電機子コイルの通電制
   御を行なう為の第１、第２、第３のトランジスタブリッ
   ジ回路と、マグネット回転子の磁極面に対向して電機子
   側に固定され、サイン曲線に相似した誘導出力が得られ
   る位置検知用の第１のコイルならびに第１のコイルより
   位相が電気角で順次に１２０度おくれた誘導出力が得ら
   れるように、電機子側に固定された第２、第３のコイル
   と、外部同期信号とマグネット回転子の回転速度に比例
   して発生する位置検知パルス信号との差を検出して、こ
   の差に比例した電気信号を得る同期制御回路と、前記し
   た第１、第２、第３のコイルより得られるそれぞれの誘
   導出力を整流して、第１のコイルの誘導出力より第１、
   第２の誘導出力を、又第２、第３のコイルの誘導出力よ
   り、それぞれ第３、第４の誘導出力及び第５、第６の誘
   導出力を得る整流回路と、第１、第２、・・・、第６の
   誘導出力のそれぞれの出力と同期制御回路の出力を乗算
   する第１、第２、・・・、第６の乗算回路と、第１、第
   ２の乗算回路の出力により、第１のトランジスタブリッ
   ジ回路の対角線の位置にあるトランジスタ２組の内の各
   組の少なくとも１個のトランジスタのベース制御をそれ
   ぞれ活性領域で行なって、第１の相の電機子コイルに往
   復して電気角で１８０度の巾の通電を行ない、又同様な
   手段により、第２、第３のトランジスタブリッジ回路の
   トランジスタを第３、第４の乗算回路の出力ならびに第
   ５、第６の乗算回路の出力によりそれぞれ制御して、第
   ２、第３の相の電機子コイルに往復して電気角で１８０
   度の巾の通電を行なう第１の通電制御回路と、起動時よ
   り設定された回転速度に達するまでの間のみ、前記した
   位置検知装置より得られる第１、第２、第３の位置検知
   信号により第１、第２、第３のトランジスタ回路のトラ
   ンジスタのベース制御を行なって、第１、第２、第３の
   相の電機子コイルの１方向の通電制御のみを行ない、３
   相半波の通電をして駆動トルクを得る第２の通電制御回
   路とより構成されたことを特徴とする同期型直流電動機
   。