JPH0417557A - Single-phase brushless motor having iron core - Google Patents

Single-phase brushless motor having iron core

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Publication number
JPH0417557A
JPH0417557A JP2121447A JP12144790A JPH0417557A JP H0417557 A JPH0417557 A JP H0417557A JP 2121447 A JP2121447 A JP 2121447A JP 12144790 A JP12144790 A JP 12144790A JP H0417557 A JPH0417557 A JP H0417557A
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JP
Japan
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pole
permanent magnet
poles
magnet rotor
magnetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP2121447A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Shiraki
学 白木
Osami Miyao
宮尾 修美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shicoh Engineering Co Ltd
Original Assignee
Shicoh Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0417557A publication Critical patent/JPH0417557A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable self start without using a special device by changing the magnetizing conditions or the shapes of 2P pieces of magnets, which constitute permanent magnet rotors, and making them correspond to the salient poles of a stator, where coils of the same number are wound. CONSTITUTION:The cap-shaped rotors 16 are made free in rotation by the rotary shaft 5, which are born by the upper and lower bearings 10 and 11 of the bearing house 4 united with a fixing board 3. 2P pieces (6 pieces in the figure) of permanent magnets 2N and 2S are alternately attached to the inside peripheries of the rotors 16, and the circumferential thickness is changed from one end to the other end or the magnetizing force is changed with the same thickness. Winding salient poles 8-1-8-6 as many as the permanent magnets 2N and 2S are formed, a specified interval apart from the permanent magnets 2N and 2S, at the stator armature iron core 7, and thereon armature windings 9 are wound to form stator armatures 12. Hereby, self start can be done easily without using a special device.

Description

【発明の詳細な説明】 [−明゛の産業上の利用分野] 本発明は、特別な自起動処理手段を用いる事無く、僅か
に永久磁石回転子を構成するN極、S極の磁極の着磁若
しくはN極、S極の磁極を形成する永久磁石の形状を工
夫するのみで、自起動できるように構成した有鉄心形単
相ブラシレスモータに関し、特に低い電圧から立ち上げ
、しかも回転可変速制御が極めて容易で、また比較的大
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] [-Clear Industrial Application Field] The present invention enables the magnetic poles of the N and S poles constituting a permanent magnet rotor to be easily removed without using any special self-starting processing means. Regarding iron-core single-phase brushless motors that are configured to be self-starting simply by devising magnetization or the shape of the permanent magnets that form the N-pole and S-pole, the motor can be started from a particularly low voltage and has a variable rotation speed. It is extremely easy to control, suitable for fan motors that require relatively large torque, can have a large number of windings, does not produce counter torque, has good efficiency, can obtain large torque, and is easy to assemble. It concerns things that can be mass-produced at low cost.

[従来技術] ブラシレスモータでは、永久磁石回転子のN極、S極の
磁極をホール素子等の位置検知素子で検出し、該位置検
知素子からの信号をトランジスタに入力し、ステータ電
機子をオン、オフして永久磁石回転子を回転させている
[Prior art] In a brushless motor, the N and S magnetic poles of a permanent magnet rotor are detected by a position sensing element such as a Hall element, and a signal from the position sensing element is input to a transistor to turn on the stator armature. , turn off and rotate the permanent magnet rotor.

ここにおいて、ブラシレスモータでは、永久磁石回転子
のN極、S極の磁極をホ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。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。
Here, in a brushless motor, a circuit (drive circuit, electronic commutation circuit or (Also called a semiconductor rectifier circuit) is required for the number of motor phases, which 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9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。
For this reason, the fan motor only requires one 9-position detection element, and only one phase of the drive circuit is sufficient.

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。
A single-phase brushless motor is used, which can be constructed at low cost.

この単相ブラシレスモータは、何らかの手段を施さない
限り通常の場合、原理的に2通電切換点において、トル
クが零となる。所謂「死点」がある。
In this single-phase brushless motor, unless some measure is taken, the torque will be zero at the two-current switching point in principle. There is a so-called "dead point".

そのため、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)と永久磁石回転子
によって得られる電磁トルクに加えて、コギングトルク
発生部材等によるコギング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零になるのを防ぎ、当該モ
ータの死点位置における停止現象を解消し、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 from the armature winding (or the winding salient poles around the armature winding) and the permanent magnet rotor, the cogging torque generated by the cogging torque generating member, etc. The addition prevents the torque at the dead center location from becoming zero, eliminates the stopping phenomenon of the motor at the dead center location, and enables 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。特に有鉄心形単相ブラシレスモークの従来方式の代
表的なものを以下に示すと、先ず最も代表的なものとし
ては、特公昭61−35797号のように、N極、S極
の磁極を持つ2極の永久磁石回転子と、これに対向する
ステータ電機子の巻線突極面間の径方向の空隙に傾斜が
できるように、突極面の径方向の長さを徐々に短くなる
ようにした有鉄心形単相ブラシレスモータがある。
In this way, we solved the problem of dead center and made it possible to start up automatically. In particular, typical examples of the conventional methods of single-phase brushless smoke with iron core are shown below. The radial length of the salient pole surface is gradually shortened so that the radial gap between the two-pole permanent magnet rotor and the winding salient pole surface of the stator armature facing it is inclined. There is a single-phase brushless motor with an iron core.

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+’ U S P 4 。
As for something similar to this kind of thing, Utility Kai 60-1
No. 28483, JP-A-60-183958, JP-A-6
No. 0-213290+' US P 4.

496.887号などに多くに見られる。It is often seen in issues such as No. 496.887.

空隙に傾斜を設ける事無く、空隙に段差を形成するよう
にしたものとしては、特開昭62−147943号に示
す有鉄心形単相ブラシレスモータがある。これは、マグ
ネットロータの磁極の一部の内面部にボールシューを張
り付けたもので、実質的に空隙に段部を付けたものであ
る。尚1巻線突極に凹部を形成することで空隙に段差を
付けた特公昭39−10013号の有鉄心形単相ブラシ
レスモータも知られている。
An iron-core single-phase brushless motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 147943/1983 is an example of a motor in which a step is formed in the gap without providing an inclination to the gap. This is a ball shoe attached to the inner surface of a part of the magnetic pole of a magnet rotor, and is essentially a stepped part added to the gap. There is also known a single-phase brushless motor with an iron core, disclosed in Japanese Patent Publication No. 10013/1983, in which a gap is stepped by forming a recess in the salient pole of the first winding.

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、特開昭61−293148号、特開昭6
2−18958号などに多数党られる。
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
No. 69656, JP-A-61-293148, JP-A-6
2-18958, etc., are the majority party.

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、特開昭61−54845号の有鉄心形
単相ブラシレスモータのように巻線突極の一方を幅を狭
く形成し、他方の幅の広い巻線突極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2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1巻線を巻き付けな
いものなど種々知られている。
In addition, as a device that can be started automatically by devising the structure of the salient pole, one of the winding salient poles is formed to have a narrow width, as in the iron core type single-phase brushless motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-54845. , there is one in which the winding salient pole is deviated to the other wide salient pole side. Similar to this, there is also one that uses auxiliary salient poles instead of two 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 one winding around them.

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永久磁石
回転子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61−46881
号、実開昭61−46882号、実開昭61−4688
4号、特開昭61−92151号、実開昭61−202
178号、実開昭62−68476号、特開昭61−8
1162号、実開昭61114976号、実開昭53−
154312号など多数見られる。
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 permanent magnet rotor, or different widths of the armature windings of the main and auxiliary salient poles. . For example, similar to these,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 152361/1981, Utility Model No. 46881/1983
No., Utility Model No. 61-46882, Utility Model No. 61-4688
No. 4, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-92151, Utility Model Application No. 61-202
No. 178, Utility Model Publication No. 62-68476, Japanese Patent Application Publication No. 61-8
No. 1162, Utility Model No. 61114976, Utility Model No. 53-
Many such as No. 154312 can be seen.

次に代表的に自起動できる有鉄心形単相ブラシレスモー
タの方法は、永久磁石回転子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。こ
の種のものとしては1例えばUSP4,103,191
号の有鉄心形単相ブラシレスモータのように2永久磁石
回転子の発生する磁界内に、即ち永久磁石回転子と空隙
を介して対向する突極面にデイテントトルク発生用磁石
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
,433,987号、実開昭63−143069号、U
SP4,728,833号に示すものがある。
Next, a typical method for producing a single-phase brushless motor with an iron core that can be started automatically is to use an auxiliary magnet for generating detent torque that magnetically attracts the permanent magnet rotor. Examples of this type include 1, e.g. USP 4,103,191
A magnet for generating detent torque is used in the magnetic field generated by the two permanent magnet rotors, that is, on the salient pole surface facing the permanent magnet rotor through an air gap, such as the iron core type single-phase brushless motor of No. There is. Other examples that employ this type of method include JP-A-61-161943 and USP 3.
, No. 433,987, Utility Model Application No. 63-143069, U
There is one shown in SP4,728,833.

次に代表的な別の自起動できる有鉄心形単相ブラシレス
モータとしては、特開昭59−67862号に示すよう
に永久磁石回転子の外周に電磁石構体を配設した電磁石
駆動方式の有鉄心形単相ブラシレスモータがあり、この
方式のものも多数見られる。
Next, as another typical self-startable iron core type single-phase brushless motor, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-67862, there is an electromagnetic drive type iron core motor in which an electromagnetic structure is arranged around the outer periphery of a permanent magnet rotor. There are single-phase brushless motors, and many of this type are also available.

また自起動させることが出来るように実開昭62−81
473号に見られるようにコギングトルク発生部材を工
夫した有鉄心形単相ブラシレスモータ等が多数ある。例
えば、この種の類似するものとしては、USP4,40
4,484号などがある。
In addition, so that it can be started automatically, it was
As seen in No. 473, there are many iron core type single-phase brushless motors with devised cogging torque generating members. For example, similar products of this type include USP 4,40
There are issues such as No. 4,484.

また永久磁石回転子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形単相ブラシレスモータも見られる
0例えば、USP4,793゜203号の有鉄心形単相
ブラシレスモータのように永久磁石回転子のN極とS極
の磁極の幅を工夫したものである。このような永久磁石
回転子の着磁幅を変えたものとしては、他にもUSP4
,737.674号、特開昭5:3−23010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 type single phase brushless motors that can be started automatically by devising the magnetization of the permanent magnet rotor. The width of the N-pole and S-pole of the magnet rotor has been devised. There are other permanent magnet rotors with different magnetization widths, such as USP4.
, 737.674, JP-A-5:3-23010, JP-A-58-25024, and JP-A-58-95971.

また永久磁石回転子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。例えば、永
久磁石回転子のN極及びS&の一部を他の部分よりも強
く着磁した有鉄心形単相ブラシレスモータがある。
In addition, some permanent magnet rotors have been devised so that they can be started automatically by varying the strength of the magnetization. For example, there is a single-phase brushless motor with an iron core in which a part of the north pole and south pole of a permanent magnet rotor is more strongly magnetized than other parts.

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62−1479
44号、特開昭62−173966号、実開昭61−4
1383号、特開昭59−50760号、特開昭59−
67861号、特開昭59−139852号等がある。
A similar example of this type of magnetization peak and magnetization pitch is published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-1479.
No. 44, Japanese Patent Application Publication No. 173966/1983, Japanese Patent Application Publication No. 1987-4
No. 1383, JP-A-59-50760, JP-A-59-
No. 67861, JP-A-59-139852, etc.

また代表的な実質的無着磁部を用いた有鉄心形単相ブラ
シレスモータとしては、USP4,115.715号の
ようにマグネットロータにN極。
In addition, a typical iron core single-phase brushless motor using a substantially non-magnetized part has an N pole on the magnetic rotor as in USP 4,115.715.

S極、O極(無着磁極)を交互に形成したものである。S poles and O poles (non-magnetized poles) are alternately formed.

これに類似するものとしては、特開昭61−15236
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’−8
1071号等がある。
Similar to this, JP-A-61-15236
No. 2, Special Publication No. 60-46634, Japanese Patent Publication No. 53-230
No. 08, JP-A-57-34761, JP-A-56'-8
There are issues such as No. 1071.

[従来技術の問題点コ 先ず従来の空隙に傾斜を形成する方法及び空隙に段差を
付ける有鉄心形単相ブラシレスモータ及びこれに類似す
るものは、空隙の径方向の長さが増加するので、比較的
滑らかに回転できる利点がある。
[Problems with the prior art] First, in the conventional method of forming an inclination in the gap and in the iron core type single-phase brushless motor and similar devices in which the gap is stepped, the radial length of the gap increases. It has the advantage of being able to rotate relatively smoothly.

しかしなから、低い電圧から立ち上げて、可変速制御の
可能な有鉄心形単相ブラシレスモータを得るには、上記
空隙長の長さが更に長くなるように形成しなければなら
ない。
However, in order to obtain an iron core type single-phase brushless motor that can be started up from a low voltage and capable of variable speed control, the above-mentioned gap length must be formed to be even longer.

このようにすると、径方向の空隙長が長くなるため、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。
If this is done, the gap length in the radial direction becomes long, so a large torque cannot be obtained and there is a drawback that efficiency is extremely low.

その1更に9巻線突極の突極片の側方向の両端部が永久
磁石回転子のN極、S極の磁極の側方向の端部と平行に
通過するので、大きなコギングトルクが発生し、低い電
圧から立ち上げ、低い電圧状態においても可変速制御を
可能にするには、上記大きな発生コギングトルクが障害
となり、精度良く可変速制御できない欠点を持つ。
Part 1 Furthermore, since both lateral ends of the salient pole piece of the 9-winding salient pole pass in parallel with the lateral ends of the magnetic poles of the N and S poles of the permanent magnet rotor, a large cogging torque is generated. The large generated cogging torque becomes an obstacle to starting from a low voltage and enabling variable speed control even in a low voltage state, and has the drawback that accurate variable speed control is not possible.

一般に、有鉄心形単相ブラシレスモータでは。Generally, for iron core type single phase brushless motors.

単相でありなから確実に自起動できるようにすれば所定
の目的が達成されるため、低い電圧から立ち上げ、しか
も低い電圧状態から可変速制御可能なように構成されて
いない。
Since the predetermined purpose is achieved by ensuring self-starting even though it is a single phase, it is not configured to be able to start up from a low voltage and also to be able to perform variable speed control from a low voltage state.

また巻線突極に隣接する他の補助突極を含む巻線突極の
開角幅を狭く形成し、一方の巻線突極に偏位させる方法
は2巻線突極の幅が狭くなるため2巻線しずらく、補助
突極によって渦流損が発生するので、効率が悪く、又補
助突極によって発生するコギングトルクが大きく、滑ら
かに回転できない欠点を持つ。当然、この方式のものも
上記したように低い電圧から立ち上げて、低い電圧状態
から精度良く可変速制御させることができない、しかも
、構造が複雑になることから高価になる欠点がある。
In addition, the method of narrowing the opening angle width of the winding salient pole including other auxiliary salient poles adjacent to the winding salient pole and deflecting it to one winding salient pole results in a narrower width of the second winding salient pole. Therefore, it is difficult to use two windings, and the auxiliary salient pole causes eddy current loss, resulting in poor efficiency.Also, the cogging torque generated by the auxiliary salient pole is large, making it difficult to rotate smoothly. Naturally, this system also has the disadvantage that it cannot be started up from a low voltage as described above and that variable speed control cannot be performed accurately from a low voltage state, and that it is expensive due to its complicated structure.

また巻線突極と偏位した他の巻線突極が放射方向に一体
して形成したものは1巻線突極間の電機子巻線を巻線す
るためのスロット幅が狭くなり。
In addition, in the case where the winding salient pole and the other winding salient pole are integrally formed in the radial direction, the width of the slot for winding the armature winding between the first winding salient poles becomes narrower.

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、量産しずらく、而も電機子巻線
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。
In particular, when the structure is designed to obtain large torque by forming a large number of salient poles, it is difficult to mass-produce it, and it is also inferior in terms of mass-production and efficiency, such as the inability to wind the armature winding with many turns. However, it has the disadvantage that large torque cannot be obtained.

当然、この方式のものも上記したように低い電圧から立
ち上げて、低い電圧状態から精度良く可変速制御させる
ことができない。
Naturally, this method cannot be started from a low voltage as described above and cannot perform variable speed control with high precision from a low voltage state.

し・かも、構造が複雑になることから高価になる欠点が
ある。
Moreover, it has the disadvantage of being expensive due to its complicated structure.

またコギングトルクを利用したものと異なるデイテント
トルクを利用して自起動できるようにしたものは、その
磁気的な吸引力が異なり、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。このため
、この方式のものとコギングトルクを利用して自起動で
きるようにした有鉄心形単相ブラシレスモータの長所及
び短所についての比較は行わないこととする。
Furthermore, since the magnetic attraction force and the purpose of use for the self-starting type using detent torque, which is different from the type using cogging torque, it is generally difficult to compare the two. Therefore, it is different from the prior art which the present invention is intended to solve. Therefore, we will not compare the advantages and disadvantages of this type of motor and a single-phase brushless motor with an iron core that can self-start using cogging torque.

電磁石を用いて自起動できるようにした有鉄心形単相ブ
ラシレスモータでは、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、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。
Iron-core single-phase brushless motors that use electromagnets to enable self-starting have the drawbacks of complex structures, poor mass production, and high costs. Particularly in this case, if one attempts to construct something that requires a relatively large torque, the above-mentioned drawbacks will be further exacerbated.

突極片の外周に位置する図示しない永久磁石回転子の下
端部にコギングトルク発生部材を配設して、永久磁石回
転子の漏洩する漏洩磁束を利用したものは、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の
数が多い場合などには1巻線突極と永久磁石回転子との
磁気的な吸引力が、永久磁石回転子の漏洩磁束とコギン
グトルク発生部材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る。
A cogging torque generating member is provided at the lower end of a permanent magnet rotor (not shown) located on the outer periphery of a salient pole piece, and the leakage magnetic flux of the permanent magnet rotor is utilized. However, in cases where relatively large torque is required and there are a large number of winding salient poles, the magnetic Since the attraction force is larger than the magnetic attraction force between the leakage magnetic flux of the permanent magnet rotor and the cogging torque generating member, there is a risk that it may not be sufficient to cause safe and reliable self-starting. be.

また類似する他の有鉄心形ブラシレスモータの場合にも
上記と同じような難点があるか、又は更に別の難点まで
合わせ持つ欠点があった。
In addition, other similar iron core type brushless motors have the same drawbacks as those described above, or have additional drawbacks.

次に、永久磁石回転子のN極とS極の着磁幅が異なる形
式の有鉄心形単相ブラシレスモータは。
Next, there are iron-core single-phase brushless motors in which the N and S poles of the permanent magnet rotor have different magnetization widths.

コギング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
、大きなトルクが得られない欠点がある。
Since it is not self-starting using cogging torque, it has the advantage of being able to rotate smoothly. However, there is a drawback that large torque cannot be obtained.

また永久磁石回転子の着磁の強弱を形成した従来の有鉄
心形単相ブラシレスモータなどは、その着磁の付は方が
厄介で、量産性に優れず2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, in conventional iron-core single-phase brushless motors, which have a permanent magnet rotor with different magnetization strengths, it is difficult to magnetize them, and it is not suitable for mass production. In some cases, there is a risk that safe and reliable self-starting may not be possible.

[発明の課題] 本発明は、特別な自起動処理手段を用いる事無く、僅か
に永久磁石回転子を構成するN極、S極の磁極の着磁若
しくはN極、S極の磁極を形成する永久磁石の形状を工
夫するのみで、自起動できるように構成し、しかもその
着磁は着磁ヨークに細工しておくのみで極めて容易に行
うことができ、特に低い電圧から立ち上げることができ
るようにして精度の良い回転可変速制御を極めて容易に
行えるようにし、しかも比較的大きなトルクを発生させ
ることができ、効率が良好で2組み立てが簡単になり、
安価に量産できるようにした有鉄心形単相うシレスモー
タを得ることを課題になされたものである。
[Problems to be solved by the invention] The present invention is capable of magnetizing the N-pole and S-pole, or forming the N-pole and S-pole, which constitute a permanent magnet rotor, without using any special self-starting processing means. By simply modifying the shape of the permanent magnet, it can be configured to start automatically, and magnetization can be done extremely easily by simply modifying the magnetization yoke, and in particular, it can be started from a low voltage. In this way, precise variable speed control of the rotation can be performed extremely easily, and a relatively large torque can be generated, efficiency is good, and assembly is easy.
The objective was to obtain a single-phase steelless motor with an iron core that could be mass-produced at low cost.

[発明の問題点を解決するための手段]本発明では、上
記の従来の有鉄心形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1本発明の第1の課題は、下
記構成要素■乃至■からなることを特徴とする有鉄心形
単相ブラシレスモータを提供することによって達成でき
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. This can be achieved by providing a single-phase brushless motor with an iron core, which is characterized by consisting of the constituent elements (1) to (2).

構成要素■;N極、S極の磁極を交互に2P(Pは1以
上の整数)個円環状に配設して形成した永久磁石回転子
を備えていること。
Constituent element (1): Equipped with a permanent magnet rotor formed by alternately arranging 2P (P is an integer of 1 or more) N-pole and S-pole magnetic poles in an annular shape.

構成要素■;該永久磁石回転子と径方向の空隙を介して
永久磁石回転子の略一磁極幅の開角幅に形成した突極片
を持つ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
して形成した単相構造のステータ電機子を設け、上記永
久磁石回転子と相対的に回動するように配置しであるこ
と。
Component ①: Winding salient poles having salient pole pieces formed with an opening angle width of approximately one magnetic pole width of the permanent magnet rotor through a radial gap with the permanent magnet rotor at appropriate locations in the same phase position. (m is an integer greater than or equal to 1) stay armature iron core formed by winding an armature winding around arbitrary k (k is an integer greater than or equal to 1, K≦m) winding salient poles. A stator armature having a phase structure is provided and is arranged to rotate relative to the permanent magnet rotor.

構成要素■;上記永久磁石回転子は、N極、S極の一磁
極の開角が上記巻線突極の突極片の開角幅とほぼ一致す
る開角幅に形成されていること。
Component (2): The permanent magnet rotor is formed such that the opening angle of one of the N and S poles is formed to have an opening angle width that substantially matches the opening angle width of the salient pole piece of the winding salient pole.

構成要素■;上記永久磁石回転子は、そのN極、S極の
磁極の他端部が上記突極片の軸方向に延びた周方向の端
部と平行な端部となるように当該N極、S極の磁極を着
磁形成していること。
Component ■: The permanent magnet rotor is arranged such that the other end of its N pole and S pole are parallel to the circumferential end extending in the axial direction of the salient pole piece. The magnetic poles of pole and south pole are formed by magnetization.

構成要素■;上記永久磁石回転子は、そのN極、S極の
磁極の一端部が、該一端部の一端から1/4乃至3/4
磁極幅の角度θに渡り、該8度の位置から上記一端に至
るに従って少しずつ当該N極、S極の磁極の磁力が軸方
向に対してスキュー状に弱くなるように当該一端部のN
極、S極の磁極をスキュー状に着磁していること。
Component (2): The above permanent magnet rotor has one end of its N pole and S pole located 1/4 to 3/4 from one end of the one end.
N at the one end so that the magnetic force of the N pole and S pole gradually weakens in a skewed manner with respect to the axial direction over the angle θ of the magnetic pole width, from the 8 degree position to the one end.
The magnetic poles of the pole and S pole are magnetized in a skewed manner.

本発明の第2の課題は、上記永久磁石回転子を、そのN
極、S極の磁極の一端部が2該一端部の一端から1/4
乃至3/4磁極幅の角度θに渡り、該8度の位置から上
記一端に至るに従って少しずつ当該N極、S極の磁極の
磁力が軸方向に対してスキュー状に弱くなるように当該
一端部のN極、S極の磁極にスキュー状の凹部を形成す
ることによって達成できる。
A second object of the present invention is to improve the permanent magnet rotor with its N
Pole, one end of the magnetic pole of S pole is 2 1/4 from one end of the one end
or 3/4 of the magnetic pole width, from the 8 degree position to the one end, so that the magnetic force of the N pole and S pole becomes weaker in a skewed manner with respect to the axial direction. This can be achieved by forming skew-shaped recesses in the magnetic poles of the N and S poles.

[発明の作用コ 永久磁石回転子2,2゛のN極、S極の永久磁石2N、
2S、N極、S極の磁極2’ N、2°Sの側方向の他
端2Na、2Sa、2°Na2’ Saが突極片15の
側方向の端部15aと平行になるように形成されている
ため、当該突極片15の側方向の端部15aと永久磁石
回転子2゜2′のN極、S極の永久磁石2N、2S、N
極。
[Operation of the invention] Permanent magnet rotor 2, 2' N pole, S pole permanent magnet 2N,
The other lateral ends 2Na, 2Sa, 2°Na2' Sa of the magnetic poles 2S, N pole, and S pole are formed so that they are parallel to the lateral end 15a of the salient pole piece 15. Therefore, the lateral end 15a of the salient pole piece 15 and the N and S poles of the permanent magnets 2N, 2S, and N of the permanent magnet rotor 2゜2'
very.

S極の磁極2°N、2’ Sの側方向の他端2Na、2
Sa、2’ Na、2’ Saとで、十分に大きなコギ
ングトルクが発生し、しかも上記永久磁石回転子2,2
′のN極、S極の永久磁石2N、2S、N極、S極の磁
極2’ N、2’ Sの一端部2Nb、2Sb、2“N
b、2’ Sbは。
Magnetic pole of S pole 2°N, 2' The other end in the lateral direction of S 2Na, 2
A sufficiently large cogging torque is generated by Sa, 2' Na, and 2' Sa, and moreover, the permanent magnet rotors 2, 2
' N pole, S pole permanent magnet 2N, 2S, N pole, S pole magnetic pole 2' N, 2' S end part 2Nb, 2Sb, 2"N
b, 2' Sb is.

あたかもスキュー着磁しであるかの如く該一端部2Nb
、2Sb、2’ Nb、2”sbの側方向の一端2Nc
、2Sc、2’ Nc、2’ Scから1/4乃至3/
4磁極幅の角度θに渡り、該8度の位置から上記一端2
Nc、2Sc、2’ Na2  Scに至るに従って少
しづつ当該N極2N。
The one end 2Nb as if it were skew magnetized.
, 2Sb, 2' Nb, one end in the lateral direction of 2''sb 2Nc
, 2Sc, 2' Nc, 1/4 to 3/ from 2' Sc
From the 8 degree position over the angle θ of 4 magnetic pole widths, the above one end 2
As Nc, 2Sc, and 2' Na2 Sc are reached, the N pole 2N is gradually changed.

S極2Sの磁力が軸方向に対して当該スキュー状に弱く
なるように当該永久磁石回転子2.2′のN極、S極の
永久磁石2N、2S、N極、S極の磁極2′N、2’ 
Sの一端部2Nb、2Sb。
The permanent magnets 2N, 2S, N and S poles of the permanent magnet rotor 2.2' are arranged such that the magnetic force of the S pole 2S is weakened in the skewed manner with respect to the axial direction. N, 2'
One end of S 2Nb, 2Sb.

2°Nb、2’ Sbの磁極をスキュー状に着磁を形成
しであるため、突極片15と永久磁石回転子2.2°の
N極、S極の永久磁石2N、2S、N極、S極の磁極2
″N、2’ Sとの磁力の強い部分とが他の部分に比較
して大きな磁気的吸引力を発生して、その位置で優先的
に対向位置する。このため、無通電時には、必ず、永久
磁石回転子2.2”が死点位置から避けた自起動できる
位置に停止する。
Since the magnetic poles of 2°Nb and 2' Sb are magnetized in a skewed manner, the permanent magnets 2N, 2S, and N poles of the salient pole pieces 15 and the permanent magnet rotor 2.2° are N and S poles. , magnetic pole 2 of S pole
``N, 2' The part with strong magnetic force generates a large magnetic attraction force compared to other parts, and is preferentially opposed to the part at that position.For this reason, when no electricity is applied, the The permanent magnet rotor 2.2'' stops at a position where it can start automatically, avoiding the dead center position.

この為、起動時9通電すると(低い電圧で回転の立ち上
げを行うことができる)、必ず、永久磁石回転子2.2
′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9群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、永久
磁石回転子2.2′のN極、S極の永久磁石2N、2S
、N極、S極の磁極2°N、2″Sと突極片15とによ
る磁気的吸引力によって引き起こされるコギングトルク
が発生するので、−回転中のいかなる点においても回転
トルクが発生する。この結果、−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ため、連続回転を続
行することができる。
For this reason, when the current is turned on at startup (rotation can be started with a low voltage), the permanent magnet rotor 2.
' is self-starting and rotates in a predetermined direction. During rotation, the permanent magnets of the N and S poles of the permanent magnet rotor 2.2' are located at the break in the electromagnetic torque generated by energizing the 9 groups of armature windings, that is, at the dead center. 2N, 2S
, N pole, S pole, 2°N, 2''S and the magnetic attraction force caused by the salient pole piece 15 generates cogging torque, so rotational torque is generated at any point during rotation. As a result, since rotational torque is generated at any point during rotation, continuous rotation can be continued.

またコギングトルクは、これ専用のコギングトルク発生
部材を設けて発生させているのでなく。
Also, cogging torque is not generated by providing a dedicated cogging torque generating member.

電機子巻線9を巻線した巻線突極8群からなるステータ
電機子12と対向する駆動用の永久磁石回転子2.2゛
のN極、S極の永久磁石2N。
Permanent magnet rotor 2.2 for driving faces a stator armature 12 consisting of eight groups of winding salient poles around which an armature winding 9 is wound.N pole and south pole permanent magnets 2N.

2S、N極、S極の磁極2″N、2°Sが上記したよう
に自起動できるように一端部をスキュー状に着磁したも
のと同様になっているので自起動用のコギングトルクが
徐々に自然と発生するため。
Since the magnetic poles 2''N and 2°S of 2S, N pole, and S pole are magnetized in a skewed manner at one end to enable self-starting as described above, the cogging torque for self-starting is Because it occurs gradually and naturally.

特別な部材を必要とせず、低い電圧から立ち上げ、しか
も滑らかに回転続行させることがきるので、低い電圧状
態から可変速制御及び自起動可能な有鉄心形単相ブラシ
レスモータ1,1”を安価に形成できる。
It does not require any special parts and can be started up from a low voltage and continue to rotate smoothly, making it possible to produce a 1.1" iron-core single-phase brushless motor at low cost that can perform variable speed control and self-start even from a low voltage state. can be formed into

[発明の実施例] 第1図は本発明の第1実施例を示す有鉄心形単相ブラシ
レスモータ1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1に用いたステータ電機子
鉄心7と永久磁石回転子2との対応図、第4図は同単相
ブラシレスモータ1の無通電時における当該単相ブラシ
レスモータ1と永久磁石回転子2との関係を示す展開図
、第5図は同単相ブラシレスモータ1の最大起動トルク
発生時における当該単相ブラシレスモータ1と永久磁石
回転子2との関係を示す展開図で、以下。
[Embodiments of the Invention] Fig. 1 is an exploded perspective view of a core type single-phase brushless motor 1 showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the same edge, and Fig.
The figure shows the correspondence between the stator armature core 7 and the permanent magnet rotor 2 used in the single-phase brushless motor 1, and Figure 4 shows the relationship between the single-phase brushless motor 1 and the permanent magnet when the single-phase brushless motor 1 is not energized. FIG. 5 is a developed view showing the relationship between the single-phase brushless motor 1 and the permanent magnet rotor 2 when the single-phase brushless motor 1 generates the maximum starting torque. below.

第1図乃至第5図を参照して本発明の第1実施例を説明
する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

固定板3は、その中央部にベアリングハウス4を同一部
材にて一体形成している。固定板3の上部に形成したベ
アリングハウス4の外周には、その中心に回転軸5を回
動自在に通すための貫通孔6を有するステータ電機子鉄
心7が固定されている。上記ベアリングハウス4の内周
上下両端部には、ボールベアリング10.11を収納し
、該ボールベアリング10.11によって回転軸5を回
動自在に支持している。上記ベアリングハウス4の外周
には、ステータ電機子鉄心7の6個の巻線突極8−1.
・・・、8−6それぞれに電機子巻線9−1.・・・、
9−6を巻線して形成したステータ電機子12が適宜な
手段によって固定されている。
The fixed plate 3 has a bearing house 4 integrally formed with the same member in its center. A stator armature core 7 is fixed to the outer periphery of a bearing house 4 formed on the upper part of the fixed plate 3. The stator armature core 7 has a through hole 6 in the center of which a rotary shaft 5 is rotatably passed. Ball bearings 10.11 are housed at both upper and lower ends of the inner periphery of the bearing house 4, and the rotating shaft 5 is rotatably supported by the ball bearings 10.11. On the outer periphery of the bearing house 4, six winding salient poles 8-1.
. . , 8-6 respectively have armature windings 9-1. ...,
A stator armature 12 formed by winding wires 9-6 is fixed by suitable means.

該ステータ電機子12は、径方向の微細な空隙13を介
して円環状のロータヨーク14の内周に固定された永久
磁石回転子2と相対的回動をなすように対向配設してい
る。
The stator armature 12 is disposed opposite to the permanent magnet rotor 2 fixed to the inner periphery of an annular rotor yoke 14 via a fine radial gap 13 so as to rotate relative to the permanent magnet rotor 2 .

ステータ電機子鉄心7は、積層鋼販で形成されたもので
、ベアリングハウス4の外周に固定され、半径外側方向
に等間隔に6個の放射方向に延びたT字型の巻線突極8
を形成している6巻線突極8は、この半径方向の外周先
端部に上記永久磁石回転子2を形成するN極の永久磁石
2N、S極の永久磁石2Sと径方向の空隙13を介して
対向する突極片15を形成している。巻線突極8は。
The stator armature core 7 is made of laminated steel, and is fixed to the outer periphery of the bearing house 4, and includes six T-shaped winding salient poles 8 extending radially at equal intervals in the radial outward direction.
The six-winding salient pole 8 has a radial gap 13 with the N-pole permanent magnet 2N and S-pole permanent magnet 2S forming the permanent magnet rotor 2 at its radial outer peripheral tip. The salient pole pieces 15 are formed to face each other via the two electrodes. Winding salient pole 8 is.

反トルクが入らず、大きなトルクが得られて効率良好な
有鉄心形単相ブラシレスモータ1を形成する為に、上記
突極片15の側方向の両端部15a間の開角幅を永久磁
石回転子2のN極2N、S極2Sの一磁極の幅と略々等
しい幅の開角幅に形成している。この実施例の有鉄心形
単相ブラシレスモータ1では1回転軸5に固定されたカ
ップ型ロータヨーク14の内面ににほぼ60度のピッチ
でT幅[55°]に磁化されたN極の永久磁石2N、S
極の永久磁石2Sを交互等間隔に配置して6極の永久磁
石回転子2を固設して2回転子16を形成している。
In order to form an iron-core single-phase brushless motor 1 that is highly efficient and generates large torque without introducing counter-torque, the opening angle width between both lateral ends 15a of the salient pole piece 15 is adjusted by rotating a permanent magnet. The opening angle width is approximately equal to the width of one magnetic pole of the N pole 2N and S pole 2S of the child 2. In the iron core type single-phase brushless motor 1 of this embodiment, N-pole permanent magnets are magnetized on the inner surface of the cup-shaped rotor yoke 14 fixed to the one-rotation shaft 5 with a pitch of approximately 60 degrees and a T width [55 degrees]. 2N, S
A two-rotor 16 is formed by arranging permanent magnets 2S of poles at equal intervals and fixing a six-pole permanent magnet rotor 2.

従って、突極片15の開角幅は、永久磁石回転子2の1
磁極幅をT幅とするとき、それと等しく略Tの開角幅[
55°]に形成している。このような略T幅の開角幅に
形成された突極片15を有する巻線突極8は、同相位置
で且つ単相配置となるように等間隔配置に6個の巻線突
極 8−1.・・・、8−6を形成している。6個の巻線突
極8−1.・・・、8−6それぞれには。
Therefore, the opening angle width of the salient pole piece 15 is 1 of the permanent magnet rotor 2.
When the magnetic pole width is T width, the opening angle width of approximately T is equal to it [
55°]. The wire-wound salient pole 8 having the salient pole piece 15 formed to have an opening angle width of approximately T width has six wire-wound salient poles 8 arranged at equal intervals so as to be in the same phase position and to have a single-phase arrangement. -1. ..., forming 8-6. Six winding salient poles 8-1. ..., 8-6 respectively.

上記のように電機子巻線9−1.・・・、9−6を巻線
しである。
As mentioned above, the armature winding 9-1. ..., 9-6 is wound.

第4図及び第5図に示すように電機子巻線9−1の一方
の端子9−1a、電機子巻線9−2の他方の端子9−2
b、電機子巻線9−3の一方の端子9−3a、電機子巻
線9−4の他方の端子9−4b、電機子巻線9−5の一
方の端子9−5a及び電機子巻線9−6の他方の端子9
6bをそれぞれ直列接続して半導体整流回路17に接続
し、電機子巻線9−1の他方の端子9−1b、電機子巻
線9−2の一方の端子9−2a、電機子巻線9−3の他
方の端子9−3b、電機子巻線9−4の一方の端子9−
4a、電機子巻線9−5の他方の端子9−5b及び電機
子巻線9−6の一方の端子9−6aをそれぞれ直列接続
して半導体整流回路17に接続している。位置検知素子
として用いた1個のホール素子やホールICなどの磁電
変換素子20は固定板3の上部に螺子18を用いて固設
した回路配設基板1つの上面の適宜な位置に配設して永
久磁石回転子2のN極の永久磁石2N、S極の永久磁石
2Sの磁極を検出できるようにしている。この磁電変換
素子20は、望ましい位置に配設する必要がありまたと
えば1巻線突&8−1の突極片15の他方のの側方向の
端部15aの下方位置に配設する。上記回路配線基板1
9の上部には、半導体整流装217を配設している。
As shown in FIGS. 4 and 5, one terminal 9-1a of the armature winding 9-1 and the other terminal 9-2 of the armature winding 9-2
b, one terminal 9-3a of the armature winding 9-3, the other terminal 9-4b of the armature winding 9-4, one terminal 9-5a of the armature winding 9-5, and the armature winding The other terminal 9 of wire 9-6
6b are connected in series to the semiconductor rectifier circuit 17, and the other terminal 9-1b of the armature winding 9-1, one terminal 9-2a of the armature winding 9-2, and the armature winding 9 -3 other terminal 9-3b, one terminal 9- of armature winding 9-4
4a, the other terminal 9-5b of the armature winding 9-5, and one terminal 9-6a of the armature winding 9-6 are connected in series and connected to the semiconductor rectifier circuit 17, respectively. A single Hall element or a magnetoelectric transducer 20 such as a Hall IC used as a position detection element is arranged at an appropriate position on the upper surface of one circuit mounting board fixed to the upper part of the fixing plate 3 using screws 18. The magnetic poles of the north-pole permanent magnet 2N and the south-pole permanent magnet 2S of the permanent magnet rotor 2 can be detected. This magnetoelectric conversion element 20 needs to be disposed at a desired position, and is disposed, for example, at a position below the other lateral end 15a of the salient pole piece 15 of the first winding and 8-1. The above circuit wiring board 1
A semiconductor rectifier 217 is disposed on the upper part of 9.

第4図及び第5図において、22−1は正側電源端子、
22−2は負側電源端子を示す。
In FIGS. 4 and 5, 22-1 is a positive power supply terminal;
22-2 indicates a negative power supply terminal.

このように形成された有鉄心形単相ブラシレスモータ1
が、単相ブラシレスモータでありなから、特別な自起動
処理手段を用いなくても、自起動回転及び連続回転でき
るようにする為に、永久磁石回転子2を形成するN極の
永久磁石2N、S極の永久磁石2Sの磁極を次のように
形成する。
Iron core type single-phase brushless motor 1 formed in this way
However, since it is a single-phase brushless motor, in order to enable self-starting rotation and continuous rotation without using a special self-starting processing means, an N-pole permanent magnet 2N forming the permanent magnet rotor 2 is used. , the magnetic poles of the S-pole permanent magnet 2S are formed as follows.

まず第1の条件として、その開角が上記巻線突極8の突
極片15の開角幅と略一致する開角幅に形成し、第2の
条件として、上記N極の永久磁石2N、S極の永久磁石
2Sの他端2Na、2Saが上記突極片15の軸方向に
延びた側方向の端部15aと平行になるように形成し、
第3の条件として、上記永久磁石回転子2の永久磁石2
N。
First, the first condition is that the opening angle is approximately equal to the opening angle width of the salient pole piece 15 of the wire-wound salient pole 8, and the second condition is that the N-pole permanent magnet 2N , formed so that the other ends 2Na and 2Sa of the S-pole permanent magnet 2S are parallel to the lateral end 15a extending in the axial direction of the salient pole piece 15,
As a third condition, the permanent magnet 2 of the permanent magnet rotor 2
N.

2Sの一端部2Nb、2Sbは、該永久磁石2N、2S
の一端2Nc、2Scから上記他端2Na、2Saの方
向に向かって1/4乃至3/4磁極幅の角度θに渡り2
該θの角度位置から一端2Na、2Saに至るに従って
徐々に当該永久磁石2N、2Sの磁力が軸方向に対して
スキュー状に弱くなるように当該一端部2Nb。
One end portion 2Nb, 2Sb of 2S is connected to the permanent magnet 2N, 2S.
2 over an angle θ of 1/4 to 3/4 magnetic pole width from one end 2Nc, 2Sc to the other end 2Na, 2Sa.
The one end portion 2Nb is arranged such that the magnetic force of the permanent magnets 2N and 2S gradually weakens in a skewed manner with respect to the axial direction from the angular position of θ to the one end portions 2Na and 2Sa.

2Sbにスキュー状の凹部21を形成すること。Forming a skew-shaped recess 21 in 2Sb.

このようなスキュー状の凹部21を永久磁石2N、2S
の一端部2Nb、2Sbに形成すると、当該永久磁石2
N、2Sの上記1/4乃至3/4磁極幅の角度θ位置か
ら一端2Nc2Scに至るに従って徐々に当該永久磁石
2N2Sの磁極が軸方向に対してスキュー状に着磁[ス
キュー状着磁部21a]したちのに形成できる。
Such a skewed recess 21 is fixed with permanent magnets 2N and 2S.
When formed at one end 2Nb, 2Sb of the permanent magnet 2
The magnetic poles of the permanent magnet 2N2S are gradually magnetized in a skewed manner with respect to the axial direction from the angle θ position of the above 1/4 to 3/4 magnetic pole width of the permanent magnet 2N2S to one end 2Nc2Sc [skewed magnetized portion 21a ] Can be formed immediately.

望ましくは、上記スキュー状着磁部21aの開角θは、
略T/2度[27,5°]にする。
Desirably, the opening angle θ of the skewed magnetized portion 21a is
Set it to approximately T/2 degrees [27,5 degrees].

上記θのスキュー状着磁部21aは、永久磁石2N、2
Sの軸方向の上部に至るに従って、スキュー着磁部21
aの着磁面積が多くなるように形成しているのは、磁電
変換素子20が永久磁石2N、2Sを検出することがで
きるようにするなめである。
The above-mentioned skew-shaped magnetized portion 21a has the permanent magnets 2N, 2
As it reaches the upper part of S in the axial direction, the skew magnetized portion 21
The reason why the magnetized area of a is increased is to enable the magnetoelectric conversion element 20 to detect the permanent magnets 2N and 2S.

このようなスキュー状着磁部21aを形成した永久磁石
2N、2Sを持つ永久磁石回転子2を備えた有鉄心形単
相ブラシレスモータ1によると。
According to the iron core type single-phase brushless motor 1 including the permanent magnet rotor 2 having the permanent magnets 2N and 2S in which such a skewed magnetized portion 21a is formed.

無通電時、永久磁石2N、2Sは第4図に示すような状
態で停止する。
When no current is applied, the permanent magnets 2N and 2S are stopped in the state shown in FIG.

即ち、これは永久磁石2N、2Sの強い磁力面積の多い
部分が突極片15と磁気的に安定した位置で停止するこ
とによる。この安定した状態の停止時は、第4図の状態
から明らかなように、磁電変換素子20が1例えば永久
磁石2N[または磁極2S]を検出しており、自起動し
て回転トルクを発生することができる状態にある。
That is, this is because the parts of the permanent magnets 2N and 2S having a large area of strong magnetic force stop at a magnetically stable position with the salient pole piece 15. When stopped in this stable state, as is clear from the state shown in FIG. 4, the magnetoelectric transducer 20 detects the permanent magnet 2N [or magnetic pole 2S], and starts automatically to generate rotational torque. I am in a position to do so.

従って、第4図を参照して、電源端子 22−1.22−2を通して公知の半導体整流装置17
に電源が投入されているとすると、磁電変換素子20の
出力端子からN極の永久磁石2Nを検出した信号が出力
され、公知の半導体整流装置17内のトランジスタが低
い電圧から立ち上げて動作させることができ、電機子巻
線 9−1 ・・・、9−6群には、同図に示すように電流
が流れ1巻線突極8−1.  ・・、8−6に発生する
磁極と永久磁石回転子2との反発・吸引現象によって矢
印F方向の回転トルクが発生し、同方向に永久磁石回転
子2を有する回転子16が回転する。回転子16が矢印
F方向に少し回転した状態で、第5図に示すような最大
回転トルクが発生する状態になり、このとき最大回転ト
ルクが発生して1回転子16は矢印F方向に回転する。
Therefore, with reference to FIG. 4, the known semiconductor rectifier 17
When the power is turned on, a signal detecting the N-pole permanent magnet 2N is output from the output terminal of the magnetoelectric conversion element 20, and the transistor in the known semiconductor rectifier 17 starts up from a low voltage and operates. As shown in the figure, current flows through the armature windings 9-1, . ..., rotational torque in the direction of arrow F is generated due to the repulsion/attraction phenomenon between the magnetic poles and the permanent magnet rotor 2 occurring at 8-6, and the rotor 16 having the permanent magnet rotor 2 rotates in the same direction. When the rotor 16 rotates a little in the direction of arrow F, the maximum rotational torque is generated as shown in FIG. do.

この後に1回転トルクを発生しない死点位置があるもの
の1回転子16は慣性によって矢印F方向に回転してい
き、再度、第4図のようにコギングトルクが発生して自
起動できる状態になるので9回転トルクが発生し1回転
子16は回転を続行する。
After this, although there is a dead center position where one rotation torque is not generated, the first rotor 16 rotates in the direction of arrow F due to inertia, and cogging torque is generated again as shown in Fig. 4, allowing it to start automatically. Therefore, nine rotation torque is generated and the first rotor 16 continues to rotate.

第6図は5本発明の第2実施例を示す有鉄心形ブラシレ
スモータ1°の分解斜視図で、この有鉄心形単相ブラシ
レスモータ1′が上記有鉄心形単相ブラシレスモータ1
と異なるのは、永久磁石回転子2に代えて永久磁石回転
子2′を用いている点のみなので、以下、永久磁石回転
子2′のみについて説明する。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a 1° iron core type brushless motor showing a second embodiment of the present invention.
The only difference is that a permanent magnet rotor 2' is used instead of the permanent magnet rotor 2, so only the permanent magnet rotor 2' will be described below.

この永久磁石回転子2゛は1円環状のマグネット部材2
3に上記N極、S極の永久磁石2N。
This permanent magnet rotor 2'' has a circular magnet member 2.
3 is the permanent magnet 2N with the above N and S poles.

2S同櫟(7)N[i、 S極の磁極2’ N、2’ 
Sをほぼ60度のピッチで施してあり、符号2’ Nb
2’Sbで示す一端部2’ Nb、2’ Sbは、スキ
ュー状の凹部21′によってスキュー状着磁部21“a
となっている。
2S same square (7) N [i, S magnetic pole 2' N, 2'
S is applied at a pitch of approximately 60 degrees, and the code is 2' Nb
One end portion 2'Nb, 2'Sb indicated by 2'Sb is connected to a skew-shaped magnetized portion 21''a by a skew-shaped recess 21'.
It becomes.

尚、記号゛O゛で示す部分は、O極24.すなわち無着
磁部若しくは実質的無着磁部となっている。2  Na
はNiの磁極2’Nの他端2  SaはS&の磁極2’
Sの他端、2’ NcはNiの磁′!Ii2’ Nの他
端、2’ScはS極の磁極2°Sの他端を示している。
Note that the part indicated by the symbol "O" is the O pole 24. In other words, it is a non-magnetized portion or a substantially non-magnetized portion. 2 Na
is Ni magnetic pole 2'N other end 2 Sa is S& magnetic pole 2'
The other end of S, 2' Nc is a Ni magnet'! The other end of Ii2'N, 2'Sc, indicates the other end of the S-pole magnetic pole 2°S.

このように形成した円環状の永久磁石回転子2′による
と、N極2’ N、58ii2’ Sの磁極が一体に形
成されているため、永久磁石回転子2に比較して、この
配設が極めて容易に位置決め配設でき1組立が容易にな
る利点がある。
According to the annular permanent magnet rotor 2' formed in this way, the magnetic poles of N pole 2' N and 58ii2' S are integrally formed, so compared to the permanent magnet rotor 2, this arrangement is It has the advantage that it can be positioned and arranged extremely easily, making assembly easy.

[発明の効果] 本発明は、特別に別個新たにコギングトルク発生部材を
設けることなく、単に永久磁石回転子を構成するN極、
S極の永久磁石や磁極の着磁若しくはNa、S極の磁極
を形成する永久磁石の形状を工夫するのみで、性能の良
い低い電圧から立ち上げて動作させることができる可変
速制御に適した位置検知素子が1個の有鉄心形単相ブラ
シレスモータを容易に形成できる。
[Effects of the Invention] The present invention does not require the provision of a new and separate cogging torque generating member, and merely provides a permanent magnet rotor with N poles,
Suitable for variable speed control that can be started up and operated from a low voltage with good performance by simply changing the shape of the S-pole permanent magnet, the magnetization of the magnetic pole, or the shape of the permanent magnet that forms the S-pole. A core type single-phase brushless motor with one position detection element can be easily formed.

勿論1以上のように7部品点数の増加がなくすなわち部
品点数が少なくて済むので9組立が容易で、安価に信頼
性の高いものを構成できる利点がある。
Of course, there is no increase in the number of parts as in the case of 1 or more, that is, the number of parts is small, so assembly is easy and there is an advantage that a highly reliable product can be constructed at low cost.

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

第1図は本発明の第1実施例を示す有鉄心形単相ブラシ
レスモータの分解斜視図、第2図は同縦断面図、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
と永久磁石回転子との対応図、第4図は同単相ブラシレ
スモータの無通電時における当該単相ブラシレスモータ
と永久磁石回転子との関係を示す展開図、第5図は同単
相ブラシレスモータの最大起動トルク発生時における当
該単相ブラシレスモータと永久磁石回転子との関係を示
す展開図、第6図は本発明の第2実施例を示す有鉄心形
単相ブラシレスモータの分解斜視図である。 [符号の説明] 1.1” ・・・有鉄心形単相ブラシレスモタ、2.2
’  ・・・永久磁石回転子、2N・・・N極の永久磁
石、2°N・・・N極の磁極2Na、2’ Na−−・
他端。 2Nb、2’ Nb・・・一端部。 2Nc、2’ Nc・・・一端、2S・・・S極の永久
磁石、2′S・・・磁極 2Sa、2’ Sa・・・他端。 2Sb、2°sb・・・一端部。 2Sc、2’ Sc・・・一端、3・・・固定板4 ・
・ベアリングハウス、5・・・回転軸。 6・・・貫通孔、7・・ ステータ電機子鉄心。 8.8−1.  ・・・、8−6・・・巻線突極。 9.9−1.  ・・・、9−6・・・電機子巻線10
.11・・・ボールベアリング。 12・・・ステータ電機子、13・・・空隙14・・・
ロータヨーク、15・・・突極片。 15a・・・側方向の端部、16・・・回転子。 17・・・半導体整流回路、18・・・螺子19・・・
回路配線基板、20・・・磁電変換素子、21・・・ス
キュー状の凹部、21a・・・スキュー状着磁部、22
−1・・・正側電源端子、22−2・・・負側電源端子
、23・ ・円環状マグネット部材、24・・・0極(
無着磁部若しくは実質的無着磁部)。
Fig. 1 is an exploded perspective view of an iron core type single-phase brushless motor showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a vertical sectional view of the same, and Fig. 3 is a stator armature core used in the same single-phase brushless motor. Fig. 4 is an exploded view showing the relationship between the single-phase brushless motor and the permanent magnet rotor when the same single-phase brushless motor is not energized, and Fig. 5 is a corresponding diagram of the same single-phase brushless motor and the permanent magnet rotor. An exploded view showing the relationship between the single-phase brushless motor and the permanent magnet rotor when the motor generates the maximum starting torque, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the iron core type single-phase brushless motor showing the second embodiment of the present invention. It is. [Explanation of symbols] 1.1” ... Iron core type single-phase brushless motor, 2.2
'...Permanent magnet rotor, 2N...N-pole permanent magnet, 2°N...N-pole magnetic pole 2Na, 2' Na--
other end. 2Nb, 2'Nb...one end. 2Nc, 2' Nc...one end, 2S...S pole permanent magnet, 2'S...magnetic pole 2Sa, 2' Sa...other end. 2Sb, 2°sb...one end. 2Sc, 2' Sc...One end, 3...Fixing plate 4 ・
・Bearing house, 5...rotating shaft. 6... Through hole, 7... Stator armature core. 8.8-1. ..., 8-6... Winding salient pole. 9.9-1. ..., 9-6... armature winding 10
.. 11...Ball bearing. 12... Stator armature, 13... Air gap 14...
Rotor yoke, 15... salient pole piece. 15a... Side end portion, 16... Rotor. 17... Semiconductor rectifier circuit, 18... Screw 19...
Circuit wiring board, 20... Magnetoelectric conversion element, 21... Skew-shaped recess, 21a... Skew-shaped magnetized part, 22
-1... Positive side power terminal, 22-2... Negative side power terminal, 23... Annular magnet member, 24... 0 pole (
non-magnetized portion or substantially non-magnetized portion).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記構成要素1乃至5からなることを特徴とする
有鉄心形単相ブラシレスモータ。 1N極,S極の磁極を交互に2P(Pは1以上の整数)
個円環状に配設して形成した永久磁石回転子を備えてい
ること。 2該永久磁石回転子と径方向の空隙を介して該永久磁石
回転子の略一磁極幅の開角幅に形成した突極片を持つ巻
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
形成した単相構造のステータ電機子を設け,上記永久磁
石回転子と相対的に回動するように配置してあること。 3上記永久磁石回転子は,N極,S極の一磁極の開角が
上記巻線突極の突極片の開角幅とほぼ一致する開角幅に
形成されていること。 4上記永久磁石回転子は,そのN極,S極の磁極の他端
部が上記突極片の軸方向に延びた周方向の端部と平行な
端部となるように当該N極,S極の磁極を着磁形成して
いること。 5上記永久磁石回転子は,そのN極,S極の磁極の一端
部が,該一端部の一端から1/4乃至3/4磁極幅の角
度θに渡り,該θ度の位置から上記一端に至るに従って
少しずつ当該N極,S極の磁極の磁力が軸方向に対して
スキュー状に弱くなるように当該一端部のN極,S極の
磁極をスキュー状に着磁していること。
(1) A single-phase brushless motor with an iron core, characterized by comprising the following components 1 to 5. 1N pole, S pole magnetic pole alternately 2P (P is an integer greater than or equal to 1)
Equipped with a permanent magnet rotor arranged in a circular ring. 2. A winding salient pole having a salient pole piece formed with an opening angle width of approximately one magnetic pole width of the permanent magnet rotor through a radial gap with the permanent magnet rotor is placed at an appropriate location in the same phase position m (m is an integer greater than or equal to 1)
A stator armature with a single-phase structure is provided by winding armature windings around arbitrary k (k is an integer of 1 or more, K≦m) winding salient poles of a stator armature iron core. , be arranged so as to rotate relative to the above permanent magnet rotor. 3. In the permanent magnet rotor, the opening angle of one of the north and south poles is formed to have an opening angle width that substantially matches the opening angle width of the salient pole pieces of the winding salient poles. 4. The permanent magnet rotor is arranged such that the other ends of the magnetic poles of the N and S poles are parallel to the circumferential ends extending in the axial direction of the salient pole pieces. The magnetic poles of the poles are formed by magnetization. 5 The above permanent magnet rotor has one end of its N pole and S pole extending over an angle θ of 1/4 to 3/4 magnetic pole width from one end of said one end, and from a position of said θ degree to said one end. The N and S poles at one end are magnetized in a skewed manner so that the magnetic force of the N and S poles gradually weakens in a skewed manner with respect to the axial direction.
(2)上記永久磁石回転子は,そのN極,S極の磁極の
一端部が,該一端部の一端から1/4乃至3/4磁極幅
の角度θに渡り,該θ度の位置から上記一端に至るに従
って少しずつ当該N極,S極の磁極の磁力が軸方向に対
してス キュー状に弱くなるように当該一端部のN極,S極の磁
極にスキュー状の凹部を形成していることを特徴とする
請求項(1)に記載の有鉄心形単相ブラシレスモータ。
(2) The above permanent magnet rotor has one end of its N pole and S pole extending over an angle θ of 1/4 to 3/4 magnetic pole width from one end of the one end, and from the position of the θ degree. A skew-shaped recess is formed in the N-pole and S-pole at the one end so that the magnetic force of the N-pole and S-pole gradually weakens in a skewed manner with respect to the axial direction as it reaches the one end. The iron core type single-phase brushless motor according to claim 1, characterized in that:
JP2121447A 1990-05-11 1990-05-11 Single-phase brushless motor having iron core Pending JPH0417557A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08214524A (en) * 1995-01-31 1996-08-20 Nippon Densan Corp Brushless motor, and its drive method
US10243438B2 (en) 2015-05-08 2019-03-26 Johnson Electric International AG Single-phase outer-rotor motor and rotor thereof

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