JPH02214455A - Core type single phase brushless motor - Google Patents

Core type single phase brushless motor

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JPH02214455A
JPH02214455A JP3364889A JP3364889A JPH02214455A JP H02214455 A JPH02214455 A JP H02214455A JP 3364889 A JP3364889 A JP 3364889A JP 3364889 A JP3364889 A JP 3364889A JP H02214455 A JPH02214455 A JP H02214455A
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JP
Japan
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winding
reluctance torque
magnet rotor
torque generating
brushless motor
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JP3364889A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Shiraki
学 白木
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Shicoh Engineering Co Ltd
Original Assignee
Shicoh Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To stop at a position except the position of a dead point and to self- start by electrification for rotation by disposing reluctance torque generating member elements of a reluctance torque generating member at suitable positions between winding salient poles. CONSTITUTION:In order to self-start by generating reluctance torque, reluctance torque generating member elements 28a of a reluctance torque generating mem ber 28 made of a magnetic material formed by suitable means such as punching of an iron plate are inserted and disposed between winding salient poles 44. The member 28 is integrally formed by bending and extending axially, i.e., perpendicularly to the outer surface of a ringlike member 28b. Six elements 28a are formed at equal intervals to be disposed in the same phase.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の産業上の利用分野] 本発明は、自起動可能な有鉄心型単相ブラシレスモータ
に関し、特に比較的大きなトルクを必要とするファンモ
ータなどに適し2巻線数も多くでき、また反トルクも生
ぜず、効率が良好で大きなトルクが得られて尚且つ組み
立てが簡単になり安価に量産できるものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field of the Invention] The present invention relates to a self-startable iron core type single-phase brushless motor, and is particularly suitable for fan motors that require relatively large torque. It relates to something that can be produced in large numbers, does not produce counter-torque, has good efficiency, can obtain a large torque, is easy to assemble, and can be mass-produced at low cost.

[従来技術] ブラシレスモータでは、N極、S極の磁極を持つマグネ
ットロータ(N極、S極の永久磁石を持つ回転子で、永
久磁石回転子のこと)の磁極をホール素子等の位置検知
素子で検出し、信号をトランジスタに入力し、ステータ
電機子をオン、オフしてマグネットロータを回転させて
いる。
[Prior art] In a brushless motor, the magnetic poles of a magnetic rotor (a rotor with permanent magnets with N and S poles, referred to as a permanent magnet rotor) having magnetic poles of N and S poles are detected by a Hall element, etc. The sensor detects the magnet, inputs the signal to the transistor, turns the stator armature on and off, and rotates the magnet rotor.

ここにおいて、ブラシレスモータでは、マグネットロー
タのN極、S極の磁極をポール素子等の位置検知素子を
用いて電機子巻線に切換通電する為の回路(駆動回路。
Here, in a brushless motor, a circuit (drive circuit) is used to switch and energize the armature windings by using a position detection element such as a pole element to switch the magnetic poles of the N and S poles of the magnet rotor.

電子転流回路また半導体整流回路ともいう、)がモータ
の相数分だけ必要になるため、高価になる欠点がある。
Since an electronic commutation circuit (also called a semiconductor rectification circuit) is required for each phase of the motor, it has the disadvantage of being expensive.

したがって、このように高価になる相数の多いブラシレ
スモータを、単に送風して冷却させる目的に使用される
ファンモータ等に用いることはコスト的に得策でない。
Therefore, it is not cost-effective to use such an expensive brushless motor with a large number of phases in a fan motor or the like that is used for the purpose of simply blowing air and cooling.

この為、ファンモータにおいては1位置検知素子が1個
で済み、然も駆動回路が1相分で足り安価に構成できる
単相ブラシレスモータが使用されている。
For this reason, single-phase brushless motors are used in fan motors, which require only one position detection element and one phase drive circuit, and can be constructed at low cost.

この単相ブラシレスモータは1通電切換点において、ト
ルクが零となる。所謂「死点」がある。
This single-phase brushless motor has zero torque at one energization switching point. There is a so-called "dead point".

そのなめ、単相ブラシレスモータでは、電機子巻線(ま
たは電機子巻線を巻線した巻線突極)とマグネットロー
タによって得られる電磁トルクに加えて、レラクタンス
トルク発生部材によるレラクタンストルクを付加するこ
とにより、死点箇所におけるトルクがOになるのを防ぎ
、当該モータの停止現象を解消し、自起動できるように
している。
Therefore, in a single-phase brushless motor, in addition to the electromagnetic torque obtained by the armature winding (or the salient pole wound around the armature winding) and the magnet rotor, the reluctance torque generated by the reluctance torque generating member is generated. By adding this, it is possible to prevent the torque at the dead point from becoming O, eliminate the stopping phenomenon of the motor, and enable self-starting.

このように死点の問題を解消して自起動できるようにし
た。特に有鉄心型単相ブラシレスモータの従来方式の代
表的なものを以下に示すと、先ず最も代表的なものとし
て第9図に示す特公昭61−35797号のように、N
f!、S極の磁極を持つ2極のマグネットロータ1と、
これに対向するステータ電機子2の電機子巻線7を巻線
した巻線突極3の突極片4間との径方向の空隙5に傾斜
ができるように、突極片4の径方向の長さを徐々に短く
なるようにした有鉄心型単相ブラシレスモータ6がある
。尚、12は位置検知素子を示す。
In this way, we solved the problem of dead center and made it possible to start up automatically. In particular, typical conventional methods of iron-core single-phase brushless motors are shown below.Firstly, the most typical one is the N
f! , a two-pole magnet rotor 1 having an S magnetic pole,
The radial direction of the salient pole pieces 4 is made such that the radial gap 5 between the salient pole pieces 4 of the winding salient pole 3 around which the armature winding 7 of the stator armature 2 facing this is wound is inclined. There is an iron core type single-phase brushless motor 6 whose length is gradually shortened. Note that 12 indicates a position detection element.

この種のものに類似するものとしては、実開昭60−1
28483号、特開昭60−183958号、特開昭6
0−213290号、USP4゜496.887号など
に多くに見られる。
As for something similar to this kind of thing, Utility Kai 60-1
No. 28483, JP-A-60-183958, JP-A-6
0-213290, USP No. 4°496.887, etc.

空隙5に傾斜を設ける事無く、空隙らに段差を形成する
ようにしたものとしては、特開昭62−147943号
の第10図に示す有鉄心型単相ブラシレスモータ8があ
る。これは、マグネットロータ1の磁極の一部の内面部
にボールシュー9を張り付けたもので、実質的に空隙5
に段部を付けたものである。尚1巻線突極3に凹部10
を形成することで空隙5に段差を付けた第11図に示す
特公昭39−10013号の有鉄心型単相ブラシレスモ
ータ11も知られている。
An iron-core single-phase brushless motor 8 shown in FIG. 10 of JP-A-62-147943 is an example of a motor in which a step is formed in the gaps without providing an inclination in the gaps 5. This is a ball shoe 9 attached to the inner surface of a part of the magnetic pole of the magnet rotor 1, which essentially creates an air gap 5.
with a step added to it. In addition, there is a recess 10 in the salient pole 3 of the first winding.
There is also known an iron core type single-phase brushless motor 11 of Japanese Patent Publication No. 39-10013 shown in FIG. 11 in which the gap 5 is stepped by forming a step.

この種のものに類似するものとしては、特開昭61−1
12561号、実開昭61−478号実開昭61−84
681号、特開昭61−18340号、特開昭61−2
69656号1特開昭61293148号、特開昭62
−18958号などに多数見られる。
JP-A-61-1 is similar to this type of product.
No. 12561, No. 1984-478, No. 1984-84
No. 681, JP-A-61-18340, JP-A-61-2
69656 No. 1 JP-A-61293148, JP-A-62
-18958 and many others.

また突極の構造を工夫することで自起動できるようにし
たものとしては、第12図に示す特開昭61−5484
5号の有鉄心型単相ブラシレスモータ13のように1巻
線突極3の一方を幅を狭く形成し、他方の幅の広い巻線
突極3側に偏位させたものがある。これに類似したもの
としては。
In addition, as a device that can be activated automatically by devising the structure of the salient pole, there is a Japanese Patent Application Publication No. 61-5484 shown in Fig. 12.
There is a type of single-phase brushless motor 13 of iron core type No. 5 in which one of the single-winding salient poles 3 is formed to have a narrow width and is shifted toward the other wide-width salient pole 3. Something similar to this.

幅の狭い巻線突極の代わりに補助突極を用いたものもあ
る。この場合の補助突極には巻線を巻き付けたもの2巻
線を巻き付けないものなど種々知られている。また主巻
線突極と補助突極とを周方向にずらせ且つ軸方向に渡っ
て2段に重ね合わせたもの、また主巻線突極と補助突極
、主巻線突極と主巻線突極との互いにマグネットロータ
と対向する面積に差を付けたもの、或は主突極と補助突
極の電機子巻線の巻線巻き付は部の幅を変えたものなど
がある。例えばこれらに類似するものとしては、特開昭
62−152361号、実開昭6146881号、実開
昭61−46882号、実開昭61−46884号、特
開昭61−92151号、実開昭61−202178号
、実開昭62−68476号、特開昭61−81162
号、実開昭61−114976号、実開昭53−154
312号など多数見られる。
Some use auxiliary salient poles instead of narrow winding salient poles. Various types of auxiliary salient poles are known in this case, including those with a winding wound around them and those without two windings. In addition, the main winding salient pole and the auxiliary salient pole are shifted in the circumferential direction and overlapped in two stages in the axial direction, the main winding salient pole and the auxiliary salient pole, and the main winding salient pole and the main winding salient pole. There are different types of salient poles with different areas facing the magnet rotor, or different widths of the armature windings of the main and auxiliary salient poles. For example, examples similar to these include JP-A No. 62-152361, JP-A-6146881, JP-A-61-46882, JP-A-61-46884, JP-A-61-92151, No. 61-202178, Japanese Utility Model Application No. 62-68476, Japanese Patent Application No. 61-81162
No., Utility Model No. 61-114976, Utility Model No. 53-154
Many such as No. 312 can be seen.

次に代表的に自起動できる有鉄心型単相ブラシレスモー
タの方法は、マグネットロータと磁気的に吸引し合うデ
イテントトルク発生用の補助磁石を用いる方法である。
Next, a typical method for producing a self-startable iron-core single-phase brushless motor is to use an auxiliary magnet for generating detent torque that magnetically attracts the magnet rotor.

この種のものとしては1例えば第13図に示すようなU
SP4,103,191号の有鉄心型単相ブラシレスモ
ータ14のように、マグネットロータ1の発生する磁界
内に。
Examples of this type include 1, for example, the U shown in Figure 13.
In the magnetic field generated by the magnet rotor 1, like the iron core type single-phase brushless motor 14 of SP4, 103, 191.

即ちマグネットロータ1と空隙5を介して対向する突極
15面にデイテントトルク発生用磁石16を用いたもの
がある。この種の方法を採用したものとしては、その他
に特開昭61−161943号、USP3,433,9
87号、実開昭63−143069号、USP4,72
8,833号に示すものがある。
That is, there is one in which a detent torque generating magnet 16 is used on the surface of the salient pole 15 that faces the magnet rotor 1 with the gap 5 interposed therebetween. Other examples that employ this type of method include JP-A-61-161943 and USP 3,433,9.
No. 87, Utility Model No. 63-143069, USP 4,72
There is one shown in No. 8,833.

次に代表的な別の自起動できる有鉄心型単相ブラシレス
モータとしては、第14図の特開昭59−67862号
に示すようにマグネットロタ1の外周に電磁石構体17
を配設した電磁石駆動方式の有鉄心型単相ブラシレスモ
ータ18があり、この方式のものも多数見られる。
Next, as another typical self-startable single-phase brushless motor with an iron core, an electromagnetic structure 17 is attached to the outer periphery of the magnet rotor 1, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 59-67862 in FIG.
There is an electromagnet-driven single-phase brushless motor 18 with an iron core, and many motors of this type are also available.

また自起動させることが出来るように図15図に示す実
開昭62−81473号に見られるようにレラクタンス
トルク発生部材19を工夫した有鉄心型単相ブラシレス
モーフ・20等が多数ある。
In addition, there are many iron core type single-phase brushless morphs 20 in which the reluctance torque generating member 19 is devised as shown in Japanese Utility Model Application No. 62-81473 shown in FIG. 15 so as to be able to start automatically.

例えば、この種の類似するものとしては、usp4.4
04,484号などがある。
For example, similar ones of this kind include usp4.4
No. 04,484, etc.

またマグネットロータの着磁を工夫することで自起動で
きるようにした有鉄心型単相ブラシレスモータも見られ
る0例えば、第16図に示すUSP4,793.203
号の有鉄心型単相ブラシレスモータ21のようにマグネ
ットロータ2のNiとS極の磁極の幅を工夫した°Cの
である。このようなマグネットロータ1の着磁幅を変え
たものとしては、他にもUSP4,737,674号、
特開昭53−23010号、特公昭58−25024号
、特開昭58−95971号等のものが見られる。
There are also iron-core single-phase brushless motors that can self-start by devising the magnetization of the magnet rotor.For example, USP 4,793.203 shown in Figure 16
Like the iron-core single-phase brushless motor 21 of No. 2, the width of the magnetic poles of the Ni and S poles of the magnet rotor 2 has been devised. Other examples of magnet rotors 1 with different magnetization widths include US Pat. No. 4,737,674;
Examples include JP-A No. 53-23010, JP-A No. 58-25024, and JP-A No. 58-95971.

またマグネットロータlの着磁の工夫でも着磁の強度に
差を付けて自起動できるようにしたものもある0例えば
、第17図に示すようにマグネットロータ1のN極及び
S極の一部を他の部分よりも強く着磁した有鉄心型単相
ブラシレスモータ22がある。この種の着磁ビークや着
磁ピッチに特徴のあるものとしては、他に類似するもの
として、特開昭62−147944号、特開昭62−1
73966号、実開昭61−41383号、特開昭59
−50760号、特開昭59−67861号、特開昭5
9−139852号等がある。
In addition, some devices have been devised to magnetize the magnet rotor 1 so that it can start automatically by making a difference in the strength of magnetization. For example, as shown in FIG. There is a single-phase brushless motor 22 with an iron core that is more strongly magnetized than other parts. Similar examples of this type of magnetization peak and magnetization pitch include JP-A-62-147944 and JP-A-62-1.
No. 73966, Utility Model Application No. 61-41383, Japanese Patent Application Publication No. 1983
-50760, JP-A-59-67861, JP-A-5
No. 9-139852, etc.

また代表的な実質的無着磁部を用いた有鉄心型単相ブラ
シレスモータ23としては、第18図に示すUSP4,
115,715号のようにマグネットロータ1にN極、
S極、0極(無着磁極)を交互に形成したものである。
Further, as a typical iron core type single-phase brushless motor 23 using a substantially non-magnetized part, USP4 shown in FIG.
As in No. 115,715, the magnetic rotor 1 has an N pole,
S poles and 0 poles (non-magnetized poles) are alternately formed.

これに類似するものとしては、特開昭62−15236
2号、特公昭60−46634号、特開昭53−230
08号、特開昭57−34761号、特開昭56−81
071号等がある。
Similar to this, JP-A No. 62-15236
No. 2, Special Publication No. 60-46634, Japanese Patent Publication No. 53-230
No. 08, JP-A-57-34761, JP-A-56-81
There are issues such as No. 071.

[従来技術の問題点] 先ず従来の第9図に示す空隙5に傾斜を形成する方法及
び第10図の空隙5に段差を付ける有鉄心型単相ブラシ
レスモータ6.8.11及びこれに類似するものは、空
隙5の径方向の長さが増加するので、大きなトルクが得
られず、非常に効率の悪いものとなる欠点がある。
[Problems with the prior art] First, the conventional method of forming an inclination in the gap 5 shown in FIG. 9, and the iron core type single-phase brushless motor 6.8.11 in which a step is created in the gap 5 shown in FIG. However, since the length of the gap 5 in the radial direction increases, a large torque cannot be obtained and the efficiency is extremely low.

また第12図の有鉄心型単相ブラシレスモータ13に示
すように巻線突極3に隣接する他の補助突極を含む巻線
突極3の開角幅を狭く形成し。
Further, as shown in the iron core type single-phase brushless motor 13 in FIG. 12, the opening angle width of the winding salient pole 3 including other auxiliary salient poles adjacent to the winding salient pole 3 is formed narrow.

方の巻線突極に偏位させる方法は1巻線突極3の幅が狭
くなるため1反トルクが生じて効率が悪くなる欠点があ
る。また巻線突極3と偏位した他の巻線突極3が放射方
向に一体して形成されていることから巻線突f!3間の
電機子巻線7を巻線するためのスロット幅が狭くなり、
特に多数の突極を形成して大きなトルクを得る目的のも
のに構成した場合には、i産しずらく、而も電機子巻線
7を多数ターン巻線できないなど、量産性、効率の点で
も劣り、大きなトルクを得ることができない欠点がある
The method of deflecting the winding salient pole to the one winding salient pole has the disadvantage that the width of the first winding salient pole 3 becomes narrower, so that one reaction torque is generated, resulting in poor efficiency. Further, since the winding salient pole 3 and the other winding salient pole 3 which are deviated are integrally formed in the radial direction, the winding salient pole f! The slot width for winding the armature winding 7 between 3 becomes narrower,
In particular, when the structure is designed to obtain a large torque by forming a large number of salient poles, it is difficult to produce it, and the armature winding 7 cannot be wound with a large number of turns, resulting in problems in mass production and efficiency. However, it has the disadvantage that it is inferior and cannot obtain large torque.

第13図に示す有鉄心型単相ブラシレスモータ14及び
これに類似するものは、レラクタンストルクを利用した
ものと異なるデイテントトルクを利用したもので、共に
自起動できるようにしたものであるが、その磁気的な吸
引力が異なる為、使用目的が異なるため、−概に両者の
比較を行うことができない、従って1本発明の解決しよ
うとしている従来技術とは別にする− 第14図に示す電磁石を用いて自起動できるようにした
有鉄心型単相ブラシレスモータ18では、構造が複雑に
なり、量産性に優れず、コストの高いものになる欠点が
ある。特に、この場合。
The iron-core single-phase brushless motor 14 shown in FIG. 13 and similar motors utilize detent torque, which is different from that which utilizes reluctance torque, and are both capable of self-starting. , because their magnetic attraction forces are different and the purpose of use is different, therefore it is generally not possible to compare the two, and therefore they are separated from the prior art which the present invention is trying to solve - as shown in Figure 14. The iron-core single-phase brushless motor 18, which can be self-started using an electromagnet, has a disadvantage that it has a complicated structure, is not suitable for mass production, and is expensive. Especially in this case.

比較的大きなトルクを必要とするものを構成しようとす
ると、上記の欠点は更に増長されるものとなる。
The above-mentioned drawbacks will be further exacerbated if one is constructed that requires a relatively large torque.

第15図のレラクタンストルク発生部材を工夫した有鉄
心型単相ブラシレスモータ20は1本件出願人の開示し
たもので、非常に有用なものである。しかし、このブラ
シレスモータ20は、突極片4の外周に位置する図示し
ないマグネットロタの下端部に漏洩する漏洩磁束を利用
したもので、小型で比較的トルクが小さなものなどには
最適なものであるが、大型の比較的大きなトルクを必要
とする場合で巻線突極3の数が多い場合などには1巻線
突[3とマグネットロータ1との磁気的な吸引力が、マ
グネットロータ1の漏洩磁束とレラクタンストルク発生
部材19との磁気的な吸引力よりも大きくなる為、安全
且つ確実な自起動を起こさせる場合には、充分とはいえ
ない惧れがあった。
The iron core type single-phase brushless motor 20 in which the reluctance torque generating member of FIG. 15 is devised is disclosed by the present applicant and is very useful. However, this brushless motor 20 utilizes leakage magnetic flux leaking to the lower end of a magnet rotor (not shown) located on the outer periphery of the salient pole pieces 4, and is not optimal for small-sized motors with relatively low torque. However, in cases where relatively large torque is required and there are many winding salient poles 3, the magnetic attractive force between the winding salient poles 3 and the magnet rotor 1 Since the magnetic attraction force between the leakage magnetic flux and the reluctance torque generating member 19 is greater than the magnetic attraction force between the reluctance torque generating member 19 and the reluctance torque generating member 19, there is a fear that it may not be sufficient to cause safe and reliable self-starting.

またブラシレスモータ20に類似する他の有鉄心型ブラ
シレスモータの場合にも同じような難点があるか1又は
更に別の難点まで合わせ持つ欠点があった。
Other iron core type brushless motors similar to the brushless motor 20 also have the same drawbacks or have one or more drawbacks.

次に、第16図に示すマグネットロータ1のN極とS極
の着磁幅が異なる形式の有鉄心型単相ブラシレスモータ
21は1本件出願人の提案したもので、これはレラクタ
ンストルクを利用して自起動できるようにしたものでは
ないため、滑らかに回転できる利点がある。しかし、製
造方法が厄介な点が問題になる。これに類似するその他
のものも、同様な欠点を持つが、これ以外によってもそ
の採用する構造によっては、かかるマグネットロータ1
のN極とS極の着磁幅を異ならす方法は、ある意味で、
第18図のマグネットロータ1に実質的無着磁極を形成
したブラシレスモータ23同様の原理になる為、効率の
悪い有鉄心型単相ブラシレスモータになる欠点がある。
Next, the iron-core single-phase brushless motor 21 shown in FIG. 16, in which the N and S poles of the magnet rotor 1 have different magnetization widths, has been proposed by the applicant. It has the advantage of being able to rotate smoothly because it is not designed to start automatically. However, the problem is that the manufacturing method is complicated. Others similar to this have similar drawbacks, but depending on the structure adopted, such a magnet rotor 1
In a sense, the method of differentiating the magnetization widths of the N and S poles is as follows:
Since the principle is similar to that of the brushless motor 23 in which substantially non-magnetized poles are formed on the magnet rotor 1 of FIG. 18, there is a drawback that it becomes an inefficient iron core type single-phase brushless motor.

また第17図に示すマグネットロータ1の着磁の強弱を
形成した有鉄心型単相ブラシレスモータ22などは、そ
の着磁の付は方が厄介で、量産性に潰れず1着磁の強弱
の付は方によっては、安全且つ確実な自起動ができない
惧れがあった。
In addition, for the iron core type single-phase brushless motor 22 shown in FIG. 17, in which the strength of magnetization of the magnet rotor 1 is formed, it is difficult to attach the magnetization, and it is difficult to set the magnetization strength of the magnet rotor 1 in order to prevent it from being mass-produced. Depending on the attachment, there was a risk that safe and reliable self-starting would not be possible.

[発明の問題点を解決するための手段]本発明では、上
記の従来の有鉄心型単相ブラシレスモータの問題点を解
決する為になされたもので、永久磁石回転子(マグネッ
トロータ)と径方向の空隙を介して永久磁石回転子の一
磁極幅の2n−1倍幅(nは1以上の整数)に突極片の
開角を形成した巻線突極を同相位置の適宜箇所にm(m
は1以上の整数)個形成したステータ電機子鉄心の任意
のk(kは1以の整数、K≦m)個の巻線突極に電機子
巻線を巻線してステータ電機子を形成し、上記ステータ
電機子鉄心と別個に形成されたレラクタンストルク発生
部材を周方向の開角が電気角でθ(但し、θは、0〈θ
〈90°)幅を有し且つ上記巻線突極間の適宜位置で上
記巻線突極から永久磁石回転子の回転方向側に電気角で
θα(但し、θαは、0くθα<90’ )の角度だけ
偏位した位置または該位置と同相位置に軸方向に延びて
配設固定することで、効率の良好な比較的大きなトルク
を有する有鉄心型の単相ブラシレスモータを安価に量産
できる。
[Means for Solving the Problems of the Invention] The present invention has been made to solve the problems of the conventional iron core type single-phase brushless motor described above. A wire-wound salient pole with an opening angle of a salient pole piece having a width 2n-1 times the width of one magnetic pole of the permanent magnet rotor (n is an integer of 1 or more) is placed at an appropriate location in the same phase position through a gap in the direction. (m
The stator armature is formed by winding armature windings around any k (k is an integer of 1 or more, K≦m) winding salient poles of the stator armature iron core formed (k is an integer of 1 or more, K≦m). The opening angle in the circumferential direction of the reluctance torque generating member formed separately from the stator armature core is electrical angle θ (however, θ is 0<θ
〈90°) width, and at an appropriate position between the winding salient poles, the electrical angle θα from the winding salient poles to the rotational direction side of the permanent magnet rotor (where θα is 0 and θα<90' By extending and fixing the motor in the axial direction at a position offset by an angle of .

[発明の作用] レラクタンストルク発生部材のレラクタンストルク発生
部材エレメントがあるために1巻線突極とレラクタンス
トルク発生部材エレメントとの幅間において生ずる永久
磁石回転子(以下、マグネットロータという)との磁気
的吸引力が1巻線突極の幅とマグネットロータのN極ま
たはS極の磁極の幅と完全に一致した死点位置から避け
た自起動できる位置に上記マグネットロータが無通電時
に停止している為、起動待通電すると必ず、マグネット
ロータは所定方向に自起動して回転する。また回転中に
おいては、化機子巻線に通電することによって発生する
電磁−トルクの切れ目、即ち死点となる位置には、レラ
クタンストルク発生部材エレメントとマグネットロータ
との磁気的吸引力によって引き起こされるレラクタンス
トルクが発生するので、一回転中のいかなる点において
1も回転トルクが発生している為、連続回転を続行する
ことができる。
[Operation of the invention] Due to the presence of the reluctance torque generating member element of the reluctance torque generating member, a permanent magnet rotor (hereinafter referred to as a magnet rotor) is generated between the width of the first winding salient pole and the reluctance torque generating member element. When the magnetic rotor is not energized, it is placed in a position where it can self-start, avoiding the dead center position, where the magnetic attraction force of the first winding completely matches the width of the salient pole of the first winding and the width of the N or S pole of the magnet rotor. Since it is stopped, the magnetic rotor automatically starts and rotates in a predetermined direction whenever the power is turned on while waiting for startup. During rotation, the electromagnetic torque generated by energizing the converter winding, that is, the dead center position, is caused by the magnetic attraction force between the reluctance torque generating member element and the magnet rotor. Since reluctance torque is generated, rotational torque is generated at any point during one rotation, so continuous rotation can be continued.

またレラクタンストルク発生部材は、ステータ電機子鉄
心とは別個に形成されているので1巻線突極に電機子巻
線を巻線した後1巻線突極間の適宜な位置1例えば、突
極片間にレラクタンストルク発生部材エレメントを軸方
・自から極めて容易に挿入配設できるので2巻線作柴の
阻害をする事無く、シかも電機子巻線を多数ターン巻線
することができる。
In addition, since the reluctance torque generating member is formed separately from the stator armature core, after winding the armature winding around the first winding salient pole, the reluctance torque generating member is placed at an appropriate position 1 between the first winding salient poles. Since the reluctance torque generating member element can be inserted and arranged between the pole pieces very easily from the axial direction, it is possible to wind the armature winding with many turns without interfering with the production of two windings. can.

[発明の実施例] 第1図は本発明の有鉄心型単相ブラシレスモータ24の
分解斜視図、第2図は同線断面図、第3図は同単相ブラ
シレスモータ24に用いたステータ電機子鉄心27の平
面図、第4図は同ステータ電機子鉄心27の巻線突極4
4の突極片48間にレラクタンストルク発生部材28を
取り付ける場合の説明図、第5図は同ステータ電機子鉄
心27の巻線突極44の突極片48間にレラクタンスト
ルク発生部材28を取り付けたものの外周のマグネット
ロータ(永久磁石回転子)29を配設したものの上面斜
視図、第6図は本発明の有鉄心型単相ブラシレスモータ
24の主要部の上面斜視図。
[Embodiments of the Invention] Fig. 1 is an exploded perspective view of the iron core type single-phase brushless motor 24 of the present invention, Fig. 2 is a sectional view along the same line, and Fig. 3 is a stator electric machine used in the single-phase brushless motor 24. A plan view of the child core 27, FIG. 4 shows the winding salient poles 4 of the stator armature core 27.
5 is an explanatory diagram of the case where the reluctance torque generating member 28 is attached between the salient pole pieces 48 of the stator armature core 27. FIG. FIG. 6 is a top perspective view of the main parts of the iron core type single-phase brushless motor 24 of the present invention.

第7図はマグネットロータ29とステータ電機子30と
の展開図、第8図は一例としての駆動回路図で、以下、
第1図乃至第8図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。
FIG. 7 is a developed view of the magnet rotor 29 and stator armature 30, and FIG. 8 is a drive circuit diagram as an example.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

尚、この実施例で示す有鉄心型単相ブラシレスモータ2
4は、ファンモータに適用することを考慮した図面を描
いている。
Note that the iron core type single-phase brushless motor 2 shown in this embodiment
4 depicts a drawing considering application to a fan motor.

固定基板26は、その中央部にベアリングハウス25を
同一部材にて1例えば樹脂にて一体形成している。固定
基板26の上部には、その中心に回転軸31を回動自在
に通すための貫通孔32を有する樹脂または鉄粉入り樹
脂にて形成したステータ電機子支持固定用円筒体33が
螺子36によって固定されている。上記円筒体33には
、その底部にベアリングハウス収納凹部37を形成して
おり、また上部にはベアリングハウス収納四部38を形
成してベアリング39を収納している。
The fixed substrate 26 has a bearing house 25 integrally formed with the same member, for example, resin, in the center thereof. A cylindrical body 33 for supporting and fixing the stator armature formed of resin or iron powder-containing resin and having a through hole 32 through the center of which the rotary shaft 31 is rotatably passed is mounted on the upper part of the fixed base plate 26 by screws 36. Fixed. The cylindrical body 33 has a bearing house storage recess 37 formed at its bottom, and four bearing house storage parts 38 formed at its top to accommodate a bearing 39.

上記ベアリングハウス25の内周には、ベアリング40
を収納し、該ベアリング40と上記ベアリング39によ
って回転子41を構成するカップ型ロータヨーク42の
ボス部43に固定された回転軸31を回動自在に支持し
ている。尚、上記円筒体33は、この内部を空洞にし、
この空洞部に半導体整流回路を収納配設するようにして
おくと誠に都合良いものとなる。上記円筒体33の外周
には、ステータ電機子鉄心27の巻線突極44に電機子
巻線45を巻線して形成したステータ電機子30が適宜
な手段によって固定され、該ステータtm子30は、径
方向の微細な空隙34を介してロータヨーク42の内周
に固定された円筒状のマグネットロータ29と相対的回
動をなすように対向配設している。
A bearing 40 is provided on the inner periphery of the bearing house 25.
The bearing 40 and the bearing 39 rotatably support a rotating shaft 31 fixed to a boss portion 43 of a cup-shaped rotor yoke 42 constituting a rotor 41. Note that the cylindrical body 33 has a hollow interior,
It is very convenient to house and arrange the semiconductor rectifier circuit in this cavity. A stator armature 30 formed by winding an armature winding 45 around a winding salient pole 44 of a stator armature core 27 is fixed to the outer periphery of the cylindrical body 33 by appropriate means. are disposed opposite to the cylindrical magnet rotor 29 fixed to the inner periphery of the rotor yoke 42 through a fine radial gap 34 so as to rotate relative to the cylindrical magnet rotor 29 .

ステータ電機子鉄心27は、積層鋼販で形成されたもの
で1円筒状部46の外周に等間隔に6個の放射方向に延
びたT字型の巻線突i44を形成している。巻線突極4
4は、上記円筒状部46の外周に等間隔に形成された巻
線巻き付は部47と この半径方向の外周先端部に一体
形成されたマグネットロータ2つと径方向の空隙34を
介して対向する突極片48とからなる。巻線突8i44
は3反トルクが入らず、大きなトルクが得られて高率良
好な有鉄心型単相ブラシレスモータ24を形成する為に
は、上記磁極片48をマグネットロータ29のN極、S
極の一磁極の幅の20−1倍幅(nは1以上の整数)の
開角幅に形成することが望ましい、この実施例の有鉄心
型単相ブラシレスモータ24では、ロータヨーク42の
内面にN極、S極の磁極を交互に有する12極のマグネ
ットータ29を用いている。従って、N極、S極それぞ
れの磁極の幅は1機械角で30°、電気角で180°の
幅に形成されたものとなっている。このため、この実施
例では、上記2n−1式において、できるだけ多くの電
機子巻線を巻線することができるように、n−1を選択
し、上記突極片48の開角幅は、マグネットロータ29
の1磁極幅、すなわち1機械角で30°、電気角で18
0°の開角幅に形成している。このような開角幅に形成
された巻線突極44は、上記円筒状部46に外周の同相
位置に等間隔配置で機械角で30°、電気角で180°
置きに6個の巻線突極44−1.  ・・・、44−6
を形成している。6個の巻線突極44−1.  ・ ・
、44−6それぞれには2個の電機子巻線45a−1と
45b1.45a−2と45b−245a−3と45b
−3,45a−4と45b−4,45a−5と45b−
5,45a−6と45b−6をバイファイラ巻きして巻
線しである。第7図及び第8図に示すように電機子巻線
45a−1,45a−2゜45a−3,45a−4,4
5a−5及び45a−6をそれぞれ直列接続して半導体
整流回路35に両端を接続し、電機子巻線45b−14
5b−245b−3,45b−4,45b5及び45b
−6ををそれぞれ直列接続して半導体整流回路35に両
端を接続している。49−1は正側電源端子、49−2
は負側電源端子を示す。第1図、第4図乃至第6図に示
すように1本発明の有鉄心型単相ブラシレスモータ24
ではレラクランストルクを発生させて自起動可能なよう
にするため、鉄板の打ち抜きなど適宜な手段にて形成さ
れた磁性体からなるレラクタンストルク発生部材28の
レラクタンストルク発生部材エレメント28aを巻線突
i44間に挿入配設する。
The stator armature core 27 is made of laminated steel, and has six T-shaped winding projections i44 extending in the radial direction at equal intervals on the outer periphery of one cylindrical portion 46. Winding salient pole 4
4 is a winding part 47 formed at equal intervals on the outer periphery of the cylindrical part 46 and facing two magnet rotors integrally formed at the tip of the radial outer periphery with a radial gap 34 interposed therebetween. It consists of a salient pole piece 48. Winding protrusion 8i44
3 In order to form a single-phase brushless motor 24 with an iron core that can obtain large torque without introducing counter torque and has a high efficiency, the magnetic pole piece 48 must be connected to the north pole and the south pole of the magnet rotor 29.
In the iron core type single-phase brushless motor 24 of this embodiment, which is preferably formed with an opening angle width of 20-1 times the width of one magnetic pole (n is an integer of 1 or more), the inner surface of the rotor yoke 42 is A 12-pole magnetometer 29 having alternating north and south magnetic poles is used. Therefore, the width of each of the N and S poles is 30° in mechanical angle and 180° in electrical angle. Therefore, in this embodiment, in the 2n-1 formula, n-1 is selected so that as many armature windings as possible can be wound, and the opening angle width of the salient pole piece 48 is Magnet rotor 29
1 magnetic pole width, i.e. 1 mechanical angle is 30°, electrical angle is 18°
It is formed to have an opening angle width of 0°. The wire-wound salient poles 44 formed with such an opening angle width are arranged at equal intervals on the cylindrical portion 46 at the same phase position on the outer periphery, and have an angle of 30° in mechanical angle and 180° in electrical angle.
Every other six winding salient poles 44-1. ..., 44-6
is formed. Six winding salient poles 44-1.・ ・
, 44-6 each have two armature windings 45a-1 and 45b1.45a-2 and 45b-245a-3 and 45b.
-3, 45a-4 and 45b-4, 45a-5 and 45b-
5, 45a-6 and 45b-6 are bifilar-wound. As shown in FIGS. 7 and 8, armature windings 45a-1, 45a-2, 45a-3, 45a-4, 4
5a-5 and 45a-6 are connected in series and both ends are connected to the semiconductor rectifier circuit 35, and the armature winding 45b-14
5b-245b-3, 45b-4, 45b5 and 45b
-6 are connected in series, respectively, and both ends are connected to the semiconductor rectifier circuit 35. 49-1 is the positive power supply terminal, 49-2
indicates the negative power supply terminal. As shown in FIGS. 1, 4 to 6, the iron core type single-phase brushless motor 24 of the present invention
In order to generate reluctance torque and enable self-starting, the reluctance torque generating member element 28a of the reluctance torque generating member 28 made of a magnetic material formed by an appropriate method such as punching an iron plate is wound. It is inserted between the wire protrusions i44.

以下このことについて更に詳細に説明していく、レラク
タンストルク発生部材28は、リング状部材28bの外
周に、軸方向、即ち直角方向に延長折曲して一体形成し
たレラクタンストルク発生部材エレメント28aを同相
位置となるように等間隔に6個形成したものとなってい
る。レラクタンストルク発生部材エレメント28aは2
周方向の開角が電気角でθ(但し、θは、O〈θく90
°)幅のものに形成されている。即ち、レラクタンスト
ルク発生部材エレメント28aは1周方向の開角が電気
角で90”の角度以下2機械角で15°の角度以下の幅
のものに形成されている。レラクタンストルク発生部材
エレメント28aの周方向の望ましい開角幅は、突極片
48の一方の側面部から回転子41の回転方向とは反対
の方向に向かって周方向に4分の1磁極幅の角度ずれた
位置、即ち1機械角で7.5°の角度、電気角で45°
の角度周方向にずれた位置にレラクタンストルク発生部
材エレメント28aの一方の側面部が位置し、レラクタ
ンストルク発生部材エレメント28aの中心部が突極片
48の一方の側面部から回転子41の回転方向とは反対
の方向に向かって周方向に3分の1磁極幅の角度ずれた
位置、即ち1機械角で10’の角度、電気角で60°の
角度周方向にずれた位置に位置するように1且つ上記条
件に合致したθの角度幅のものを選択している。
The reluctance torque generating member 28, which will be described in more detail below, is a reluctance torque generating member element 28a formed integrally with the outer periphery of a ring-shaped member 28b by extending and bending in the axial direction, that is, in the right angle direction. Six pieces are formed at equal intervals so that they are in the same phase position. The reluctance torque generating member element 28a is 2
The opening angle in the circumferential direction is the electrical angle θ (however, θ is O〈θ〉90
°) is formed into a wide one. That is, the reluctance torque generating member element 28a is formed to have a width in which the opening angle in one circumferential direction is less than or equal to 90” in electrical angle or less than 15° in mechanical angle. The desired circumferential opening angle width of 28a is a position deviated from one side surface of the salient pole piece 48 by a quarter of the magnetic pole width in the circumferential direction in a direction opposite to the rotational direction of the rotor 41; That is, 1 mechanical angle is 7.5 degrees, and electrical angle is 45 degrees.
One side surface of the reluctance torque generating member element 28a is located at a position shifted in the circumferential direction by an angle of Located at a position that is offset by one third of the magnetic pole width in the circumferential direction in the opposite direction to the rotation direction, that is, at a position that is offset by an angle of 10' in mechanical angle and 60° in electrical angle in the circumferential direction. An angle width of θ that satisfies the above conditions is selected so as to satisfy the above conditions.

以上から明らかなように、レラクタンストルク発生部材
28は、そのレラクタンストルク発生部材エレメント2
8aが、上記巻線突極44間の適宜位置の上記巻線突極
44からマグネットロータ29の回転方向側に電気角で
θα(但し、θαは、0〈θαく90°)の角度だけ偏
位した位置または該位置と同相位置に軸方向に延びて配
設されるようにリング状部材28bをステータ電機子3
0の下部にて、螺子49で固定基板26に固定している
。なお、レラクタンストルク発生部材エレメント28a
は1巻線突極44間の位置にあるとしても、望ましくは
、実施例で示すように、電機子巻線45の阻害物として
機能しないように上記のように突極片48間に位置する
ように上記レラクタンストルク発生部材28を、上記の
ように螺子49で固定基板26に固定している。
As is clear from the above, the reluctance torque generating member 28 is the reluctance torque generating member element 2.
8a is offset from the winding salient poles 44 at appropriate positions between the winding salient poles 44 toward the rotational direction side of the magnet rotor 29 by an electrical angle of θα (where θα is 0<θα<90°). The ring-shaped member 28b is attached to the stator armature 3 so that the ring-shaped member 28b is disposed so as to extend in the axial direction at a position where the
0 is fixed to the fixed substrate 26 with screws 49. Note that the reluctance torque generating member element 28a
Even if it is located between the first winding salient poles 44, it is preferably located between the salient pole pieces 48 as described above so as not to function as an obstruction to the armature winding 45, as shown in the embodiment. The reluctance torque generating member 28 is fixed to the fixed substrate 26 with the screws 49 as described above.

このようにすると、予め巻線突8i44に電機子巻線4
5を巻線した後、上記位置に軸方向に延びたレラクタン
ストルク発生部材エレメント28aを電機子巻線45と
ぶつかることなく挿入固定できる。
By doing this, the armature winding 4 is attached to the winding protrusion 8i44 in advance.
After winding the armature winding 45, the reluctance torque generating member element 28a extending in the axial direction can be inserted and fixed in the above position without colliding with the armature winding 45.

尚、上記レラクタンストルク発生部材エレメント28a
は、その軸方向の端部が開放されているため、その強度
を高めるために、その上端部を適宜な部材を用いて互い
に連結固定して堅固なものに形成すると強度の充分なレ
ラクタンストルク発生部材28を構成できる。尚、6個
のレラクタンストルク発生部材エレメント28aは、そ
れぞれ同相位置に形成されているため2巻線突極44の
数と同数の6個のレラクタンストルク発生部材エレメン
ト28aを形成したレラクタンストルク発生部材28を
用いず1位置検知素子59の配設を容易にするため、仕
様を考慮して適宜位置の1以上のレラクタンストルク発
生部材エレメント28aを省略しても良い、尚2位置検
知素子50としては、ホール素子、ボールIC,磁電変
換素子など適宜なものを用いれば良く、この実施例では
Note that the reluctance torque generating member element 28a
are open at their axial ends, so in order to increase their strength, their upper ends should be connected and fixed to each other using appropriate members to create a solid structure with sufficient strength and reluctance torque. The generating member 28 can be configured. In addition, since the six reluctance torque generating member elements 28a are formed in the same phase position, the reluctance torque generated by forming the six reluctance torque generating member elements 28a, which is the same number as the number of two-winding salient poles 44, is In order to facilitate the arrangement of the 1-position detection element 59 without using the generation member 28, one or more reluctance torque generation member elements 28a at appropriate positions may be omitted in consideration of the specifications. As 50, a Hall element, a ball IC, a magnetoelectric transducer, or any other appropriate element may be used, and in this embodiment.

第8図に示すように4端子ポール素子を用いている。こ
の位l検知素子50は、マグネットロータ2つの下端近
傍の適宜位置に図示しない適宜な手段によって固定基板
26側に配設固定されている。また巻線突極44につい
てもそれぞれ、同相位置にあるため、6個の巻線突極4
4−1、・・・、44−6の適宜位置の1以上の適宜な
数の巻線突極44を省略しても良く、また巻線突極44
のうちの任意の電機子巻線45を1以上省略しても良い
。更にまた1巻線突極44間は、マグネットロータ29
の一磁極幅の2n−1倍幅(nは2以上の整数)に突極
片48の開角を形成した巻線突極44を同相位置の適宜
箇所にm(mは1以上の整数)個形成しても良く、必ず
しも突極片48の開角幅をマグネットロータ29の一磁
極幅と同一幅のものに形成する必要はない。
As shown in FIG. 8, a four-terminal pole element is used. The l detection element 50 is arranged and fixed on the fixed substrate 26 side by appropriate means (not shown) at an appropriate position near the lower ends of the two magnet rotors. Furthermore, since the winding salient poles 44 are also in the same phase position, the six winding salient poles 4
An appropriate number of one or more winding salient poles 44 at appropriate positions of 4-1, ..., 44-6 may be omitted;
One or more of the armature windings 45 may be omitted. Furthermore, between the first winding salient poles 44, the magnet rotor 29
A wire-wound salient pole 44 with an opening angle of the salient pole piece 48 formed to have a width 2n-1 times the width of one magnetic pole (n is an integer of 2 or more) is placed at an appropriate location in the same phase position m (m is an integer of 1 or more) They may be formed individually, and the opening angle width of the salient pole pieces 48 does not necessarily have to be the same as the width of one magnetic pole of the magnet rotor 29.

第7図及び第8図を参照して、電機子巻線45a−1,
45a−2,45a−3,45a−4゜45a−5及び
45a−6をそれぞれ直列接続し、その一端を半導体整
流回路35の端子51に接続し、他端を端子52に接続
し、電機子巻線45b−1,45b−2,45b−3,
45b4.45b−5及び45b−6をそれぞれ直列接
続し、その一端を半導体整流回路35の端子53に接続
し、他端を端子54に接続している。端子52はトラン
ジスタ55及び56からなるダーリントン接続された増
幅回路に接続され、端子54はトランジスタ57及び5
8からなるダーリントン接続された増幅回路に接続され
ている0位置検知素子50の正側電源端子は抵抗59を
介して正側電源側に接続されている0位置検知素子50
の負側電源端子は抵抗60を介してアース61側に接続
されている0位置検知素子50の一方の出力端子68は
、トランジスタ62.抵抗63を介してトランジスタ5
5のベースに接続されると共に、トランジスタ62.抵
抗64を介してアース61側及びトランジスタ56.5
8のエミッタに接続されている0位置検知素子50の他
方の出力端子69は、トランジスタ65.抵抗67を介
してトランジスタ57のベースに接続されると共に、ト
ランジスタ65.抵抗66をアース61側及びトランジ
スタ56.58のエミッタに接続されている。
With reference to FIGS. 7 and 8, armature winding 45a-1,
45a-2, 45a-3, 45a-4, 45a-5 and 45a-6 are connected in series, one end of which is connected to the terminal 51 of the semiconductor rectifier circuit 35, the other end is connected to the terminal 52, and the armature Winding wires 45b-1, 45b-2, 45b-3,
45b4, 45b-5 and 45b-6 are connected in series, one end of which is connected to the terminal 53 of the semiconductor rectifier circuit 35, and the other end connected to the terminal 54. Terminal 52 is connected to a Darlington connected amplifier circuit consisting of transistors 55 and 56, and terminal 54 is connected to transistors 57 and 5.
The positive power supply terminal of the 0 position detection element 50 connected to the Darlington-connected amplifier circuit consisting of 8 is connected to the positive power supply side via a resistor 59.
One output terminal 68 of the zero position detection element 50 has a negative power supply terminal connected to the ground 61 via a resistor 60, and a transistor 62. Transistor 5 via resistor 63
5 and the base of transistor 62 . Ground 61 side and transistor 56.5 via resistor 64
The other output terminal 69 of the 0 position sensing element 50 connected to the emitter of the transistor 65. It is connected to the base of transistor 57 via a resistor 67, and also connected to the base of transistor 65. A resistor 66 is connected to the ground 61 side and to the emitters of transistors 56 and 58.

位置検知素子50が、マグネットロータ29のNiを検
出すると1位置検知素子50の出力端子68の電位はハ
イレベルになり、出力端子69の電位はロウレベルとな
るため、トランジスタ65が導通する。逆に位置検知素
子50が、マグネットロータ29のS極を検出すると1
位置検知素子50の出力端子68の電位はロウレベルに
なり。
When the position detection element 50 detects Ni in the magnet rotor 29, the potential of the output terminal 68 of the first position detection element 50 becomes high level, and the potential of the output terminal 69 becomes low level, so that the transistor 65 becomes conductive. Conversely, when the position detection element 50 detects the S pole of the magnet rotor 29, the signal becomes 1.
The potential of the output terminal 68 of the position sensing element 50 becomes low level.

出力端子6つの電位はハイレベルとなるため、トランジ
スタ62が導通する。トタンジスタロ5が導通すると、
トランジスタ57のベース電位が上昇し、トランジスタ
57が導通し、トランジスタ58も導通するので、活性
化領域で電機子巻線45b−1,45b−2,45b−
3,45b−4,45b−5及び45b−6に通電し、
これらの電機子巻線によって所定方向のトルクが発生す
るので2回転子41は所定方向に回転する。またトタン
ジスタロ2が導通すると、トランジスタ55のベース電
位が上昇し、トランジスタ55が導通し、トランジスタ
56も導通するので、活性化領域で電機子巻線45 a
 −1、45a−2。
Since the potential of the six output terminals becomes high level, the transistor 62 becomes conductive. When Totanji Staro 5 conducts,
The base potential of the transistor 57 rises, the transistor 57 becomes conductive, and the transistor 58 also becomes conductive, so that the armature windings 45b-1, 45b-2, 45b-
3, 45b-4, 45b-5 and 45b-6 are energized,
Since torque in a predetermined direction is generated by these armature windings, the two-rotor 41 rotates in a predetermined direction. Further, when the transistor 2 becomes conductive, the base potential of the transistor 55 rises, the transistor 55 becomes conductive, and the transistor 56 also becomes conductive, so that the armature winding 45a is turned on in the activated region.
-1, 45a-2.

45a−3,45a−4,45a−5及び45a−6に
逆方向の通電し、これらの電機子巻線によって所定方向
のトルクが発生するので1回転子41は所定方向に回転
する0以上の2つの動作によって1回転子41はその方
向の回転を続行することができる。
45a-3, 45a-4, 45a-5, and 45a-6 are energized in the opposite direction, and torque in a predetermined direction is generated by these armature windings. The two operations allow the single rotor 41 to continue rotating in that direction.

[発明の効果] 本発明は、レラクタンストルク発生部材のレラクタンス
トルク発生部材エレメントが巻線突極間の適宜な位置に
配設されているため1巻線突極とレラクタンストルク発
生部材エレメントとの幅間においてマグネットロータと
によって生ずる磁気的吸引力が2巻線突極の幅とマグネ
ットロータのN極またはS極の磁極の幅と完全に一致し
た死点位置から避けた自起動できる位置に上記マグネッ
トロータが無通電時に停止するため、起動時に通電する
と必ず、マグネットロータは所定方向に自起動して回転
する。また回転中においては、電機子巻線に通電するこ
とによって発生する電磁トルクの切れ目、即ち死点とな
る位置には、レラクタンストルク発生部材エレメントと
マグネットロー夕との磁気的吸引力によって引き起こさ
れるレラクタンストルクが発生するので、一回転中のい
かなる点においても回転トルクが発生している為。
[Effects of the Invention] In the present invention, since the reluctance torque generating member element of the reluctance torque generating member is disposed at an appropriate position between the winding salient poles, the reluctance torque generating member element of the first winding salient pole and the reluctance torque generating member element are disposed at appropriate positions between the winding salient poles. A self-starting position where the magnetic attraction force generated by the magnet rotor completely matches the width of the two winding salient poles and the width of the N or S pole of the magnet rotor, avoiding the dead center position. Since the magnet rotor stops when it is not energized, the magnet rotor automatically starts and rotates in a predetermined direction whenever it is energized at startup. Also, during rotation, the break in the electromagnetic torque generated by energizing the armature winding, that is, the dead center position, is caused by the magnetic attraction force between the reluctance torque generating member element and the magnet rotor. Because reluctance torque is generated, rotational torque is generated at any point during one rotation.

連続回転を続行することができる。このように本発明の
有鉄心型単相ブラシレスモータは、効率が良好で大きな
トルクを得る目的で、突極片の開角とマグネットロータ
との開角幅を一致させて形成した場合でも、安全且つ確
実な自起動を行えるものとなる。またレラクタンストル
ク発生部材は。
Continuous rotation can be continued. In this way, the iron core type single-phase brushless motor of the present invention is safe even when the opening angle of the salient pole piece and the opening angle width of the magnet rotor are made to match in order to obtain high efficiency and large torque. Moreover, reliable self-starting can be performed. Also, the reluctance torque generating member.

ステータ電機子鉄心とは別個に形成されているので1巻
線突極に電機子巻線を巻線した後1巻線突極間の適宜な
位置2例えば、突極片間にレラクタンストルク発生部材
エレメントを軸方向から極めて容易に挿入配設できるの
で1巻線作業の阻害や電機子巻線の障害にならず、多数
ターン巻線した電機子巻線を用いることができるため、
比較的大型で大きなトルクを必要とする有鉄心型単相ブ
ラシレスモータを容易且つ安価に量産することかできる
Since it is formed separately from the stator armature core, after winding the armature winding around the salient pole of the first winding, reluctance torque is generated between the salient poles of the first winding and the appropriate position 2. Since component elements can be inserted and arranged very easily from the axial direction, they do not interfere with single winding work or interfere with the armature winding, and armature windings with multiple turns can be used.
Iron-core single-phase brushless motors, which are relatively large and require large torque, can be easily and inexpensively mass-produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の有鉄心型単相ブラシレスモータの分解
斜視図、第2図は同縁断面図、第3図は同単相ブラシレ
スモータに用いたステータ電機子鉄心の平面図、第4図
は同ステータ電機子鉄心の巻線突極の突極片間にレラク
タンストルク発生部材を収り付ける場合の説明図、第5
図は同ステタ電機子鉄心の巻線突極の突極片間にレラク
タンストルク発生部材を収り付けたものの外周のマグネ
ットロータを配設したものの上面斜視図5第6図は本発
明の有鉄心型単相ブラシレスモータの主要部の上面斜視
図、第7図はマグネットロータとステータ電機子との展
開図、第8図は一実施例としての本発明に用いた半導体
整流回路の説明図。 第9図乃至第18図は従来公知の種々なの単相ブラシレ
スモータの原理説明図である。 [符号の説明コ 1・・・マグネットロータ、2・・・ステータ電機子、
3・・・巻線突極、4・・・突極片。 5・・・空隙、6・・・有鉄心型単相ブラシレスモータ
、7・・・電機子巻線、8・・・有鉄心型単相ブラシレ
スモータ、9・・・ボールシュー10・・・凹部、11
・・・有鉄心型単相ブラシレスモータ、12・・・位置
検知素子。 13.14・・・有鉄心型単相ブラシレスモータ、15
・・・突極、16・・・デイテントトルク発生用磁石、
17・・・電磁石構体。 18・・・有鉄心型単相ブラシレスモータ。 19・・・レラクタンストルク発生部材20.21,2
2,23.24・・・有鉄心型単相ブラシレスモータ、
25・・・ベアリングハウス、26・・・固定基板、2
7・・・ステータ電機子鉄心、28・・・レラクタンス
トルク発生部材、28a・・・レラクタンストルク発生
部材エレメント、28b・・・リング状部材。 29・・・永久磁石回転子(マグネッ)・ロータ)、3
0・・・ステータ電機子、31・・・回転軸、32・・
・貫通孔、33・・・ステータ電機子支持固定用円筒体
、34・・・空隙。 35・・・半導体整流回路、36・・・螺子。 37.38・・・ベアリングハウス収納凹部。 39.40・・・ベアリング、41・・・回転子、42
・・・ロータヨーク、43・・・ボス部、44.44−
1. ・・・、44−6・・・巻線突極、45.45−
1a、  ・・・、45a−6,45−1b、  ・・
・、45b−6・・・電機子巻線146・・・円筒状部
、47・・・巻線巻き付は部、48・・・突極片、49
−1・・・正側電源端子、49−2・・・負側電源端子
。 50・・・位置検知素子。 51、・・・、54・・・端子。 55、・・・、58・・・トランジスタ。 59.60・・・抵抗、61・・・アース。 62・・・トランジスタ、63.64・・・抵抗、65
・・・トランジスタ、66.67・・・抵抗、68.6
9・・・出力端子。 兜2■ 24; 有’&tQML隼相アラシしスモータz7+ス
テータ電機+/f&!シ 26 Hしラググンスト1し74!ivF材264:L
、ラクタン入トルグ潟番主旬1才エレメント50覧准1
秩梵lトト 第3関 笑S ア !FJ+図 第6図 冨8図 寮/4図
FIG. 1 is an exploded perspective view of the iron core type single-phase brushless motor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the same edge, FIG. 3 is a plan view of the stator armature core used in the same single-phase brushless motor, and FIG. The figure is an explanatory diagram when a reluctance torque generating member is installed between the salient pole pieces of the winding salient poles of the same stator armature core.
Figure 6 is a top perspective view of the same stator armature core in which a reluctance torque generating member is housed between the salient pole pieces of the winding salient poles, but a magnet rotor is arranged on the outer periphery. FIG. 7 is an exploded view of a magnet rotor and a stator armature, and FIG. 8 is an explanatory diagram of a semiconductor rectifier circuit used in the present invention as an embodiment. 9 to 18 are explanatory diagrams of the principles of various conventionally known single-phase brushless motors. [Explanation of symbols 1... Magnet rotor, 2... Stator armature,
3...Winding salient pole, 4...Salient pole piece. 5... Air gap, 6... Iron core type single phase brushless motor, 7... Armature winding, 8... Iron core type single phase brushless motor, 9... Ball shoe 10... Recessed part , 11
... Iron core type single-phase brushless motor, 12 ... Position detection element. 13.14... Iron core type single phase brushless motor, 15
... Salient pole, 16... Detent torque generation magnet,
17...Electromagnet structure. 18... Iron core type single phase brushless motor. 19... Reluctance torque generating member 20.21, 2
2, 23. 24... Iron core type single phase brushless motor,
25... Bearing house, 26... Fixed board, 2
7... Stator armature core, 28... Reluctance torque generating member, 28a... Reluctance torque generating member element, 28b... Ring-shaped member. 29...Permanent magnet rotor (magnet/rotor), 3
0... Stator armature, 31... Rotating shaft, 32...
- Through hole, 33... Cylindrical body for supporting and fixing stator armature, 34... Gap. 35...Semiconductor rectifier circuit, 36...Screw. 37.38...Bearing house storage recess. 39.40...Bearing, 41...Rotor, 42
...Rotor yoke, 43...Boss part, 44.44-
1. ..., 44-6... winding salient pole, 45.45-
1a, ..., 45a-6, 45-1b, ...
・, 45b-6... Armature winding 146... Cylindrical part, 47... Winding winding part, 48... Salient pole piece, 49
-1...Positive side power supply terminal, 49-2...Negative side power supply terminal. 50...Position detection element. 51,..., 54...terminals. 55,...,58...transistor. 59.60...Resistance, 61...Earth. 62...Transistor, 63.64...Resistor, 65
...Transistor, 66.67...Resistance, 68.6
9...Output terminal. Kabuto 2■ 24; Ari'&tQML Hayabusa Arashishi Smotor z7+Stator Electric Machine+/f&! 26 H Raggunst 1 74! ivF material 264:L
, 1-year-old Element 50 List Jun 1 with Rakutan
Chichibon l Toto 3rd Sekisho S A! FJ+ Figure 6 Figure 8 Dormitory/Figure 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 回動自在に支持されたN極、S極の磁極を2P
(Pは1以上の整数)個有する永久磁石回転子と、該永
久磁石回転子と径方向の空隙を介して永久磁石回転子の
一磁極幅の2n−1倍幅(nは1以上の整数)に突極片
の開角を形成した巻線突極を同相位置の適宜箇所にm(
mは1以上の整数)個形成したステータ電機子鉄心の任
意のk(kは1以上の整数、K≦m)個の巻線突極に電
機子巻線を巻線して形成したステータ電機子とを相対的
に回動するように配置し、上記ステータ電機子鉄心と別
個に形成されたレラクタンストルク発生部材を周方向の
開角が電気角でθ(但し、θは、0<θ<90°)幅を
有し且つ上記巻線突極間の適宜位置の上記巻線突極から
永久磁石回転子の回転方向側に電気角でθα(但し、θ
αは、0<θα<90°)の角度だけ偏位した位置また
は該位置と同相位置に軸方向に延びて配設固定してなる
、有鉄心型単相ブラシレスモータ。
(1) Rotatably supported magnetic poles of N pole and S pole are 2P
(P is an integer of 1 or more) permanent magnet rotor having a width 2n-1 times the width of one magnetic pole of the permanent magnet rotor through a radial gap with the permanent magnet rotor (n is an integer of 1 or more) ) with the opening angle of the salient pole piece formed at m(
A stator electric machine formed by winding an armature winding around any k (k is an integer of 1 or more, K≦m) winding salient poles of a stator armature iron core (m is an integer of 1 or more). The reluctance torque generating member, which is formed separately from the stator armature core, is arranged so as to rotate relative to the stator armature core, and the opening angle in the circumferential direction is θ in electrical angle (however, θ <90°) width and θα (however, θ
α is a single-phase brushless motor with an iron core extending in the axial direction and fixed at a position offset by an angle of 0<θα<90° or at a position in phase with the position.
(2) 上記巻線突極間に配設形成されたレラクタンス
トルク発生部材は、2以上形成されたものであるときに
は、軸方向の端部にて互いに同一部材にで一体形成され
て、その軸方向の固定側端部に固定されたものである、
特許請求の範囲第(1)項記載の有鉄心型単相ブラシレ
スモータ。
(2) When two or more reluctance torque generating members are formed between the winding salient poles, the reluctance torque generating members are integrally formed with the same member at the ends in the axial direction. It is fixed at the fixed end in the axial direction,
An iron core type single-phase brushless motor according to claim (1).
(3) 上記巻線突極は,永久磁石回転子と径方向の空
隙を介して対向する突極片の開角を永久磁石回転子の一
磁極の幅と略等しく形成した巻線突極を等間隔且つ同相
位置に永久磁石回転子の磁極数の2分の1個形成し、上
記レラクタンストル発生部材は、上記巻線突極の数と等
しく上記巻線突極から永久磁石回転子の回転方向側に電
気角でθαの角度だけ偏位した位置に配設固定してなる
、特許請求の範囲第(1)項または第(2)記載の有鉄
心型単相ブラシレスモータ。
(3) The above-mentioned wire-wound salient pole is a wire-wound salient pole in which the opening angle of the salient pole pieces facing the permanent magnet rotor through a radial gap is approximately equal to the width of one magnetic pole of the permanent magnet rotor. One-half the number of magnetic poles of the permanent magnet rotor are formed at equal intervals and in the same phase position, and the reluctance torque generating member is arranged so that the reluctance torque generating member is arranged in a rotational direction of the permanent magnet rotor from the winding salient poles equal to the number of the winding salient poles. An iron core type single-phase brushless motor according to claim 1 or 2, which is arranged and fixed at a position offset by an electrical angle θα to the side.
JP3364889A 1989-02-15 1989-02-15 Core type single phase brushless motor Pending JPH02214455A (en)

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Cited By (6)

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