JPH04261353A - 直流ブラシレスモータ - Google Patents

直流ブラシレスモータ

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JPH04261353A
JPH04261353A JP3280743A JP28074391A JPH04261353A JP H04261353 A JPH04261353 A JP H04261353A JP 3280743 A JP3280743 A JP 3280743A JP 28074391 A JP28074391 A JP 28074391A JP H04261353 A JPH04261353 A JP H04261353A
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JP
Japan
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rotor
transistor
motor
core
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP3280743A
Other languages
English (en)
Inventor
Howard F Hendricks
ハウァード　エフ．ヘンドリクス
Frank S Nolt
フランク　エス．ノルト
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.)
Penn Engineering and Manufacturing Corp
Original Assignee
Penn Engineering and Manufacturing Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Penn Engineering and Manufacturing Corp filed Critical Penn Engineering and Manufacturing Corp
Publication of JPH04261353A publication Critical patent/JPH04261353A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
で、ホールトランジスタのような転流スイチング素子と
協調して機能する永久磁石回転子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流モータでは、転流装置を採用し、回
転子が所定の回転位置に来たときに固定子巻線の電流の
流れを変えて回転子を取り巻く空間に回転磁場を形成し
、モータにトルクを発生させている。この転流装置、す
なわち電気的なスイッチはモータの永久磁石とある進み
角をもって同期がとられている。
【０００３】一般にみかけるブラシレス直流モータは、
永久磁石が回転子側に配置され、コイル（巻線）が固定
子側に置かれている。コイルへの転流切り換えはホール
効果トランジスタとして知られている磁気動作型電気ス
イッチで発生した増幅電流信号を用いて行われる。これ
らのトランジスタが磁束にさらされると、トランジスタ
を貫通する磁束の向きによって「オン」又は「オフ」の
いずれかに切り替わる。
【０００４】従来のスイッチングトランジスタ１１は、
図２に示すようにモータ軸１５の末端に固定された補助
磁石１３の外周の周りに、静止した状態で配置・固定さ
れている。回転子磁石と補助磁石が共通軸上で別々に設
けられているので、同期と所定の進み角を同時に満足さ
せることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示した
ように理論的なスイッチ点における従来装置の補助磁石
の磁束パターンは、動作トランジスタ面に接して変化し
、限界がはっきりしないのでトランジスタ１１の応答不
感帯の範囲内にある。更に、補助磁石１３の磁場強さに
僅かの不均一性があると、磁束パターンが傾くおそれが
ある。その結果スイッチ点に生じた誤差は回転子磁石に
対する回転磁場の進み角に変化をもたらす。このことは
２つの磁場の滑らかな相互作用がかなり損なわれること
にもなるので、コギング（トルク変動）とトルク損失の
両方が生じる。更に付け加えると、回転子軸の末端に補
助磁石を取り付けることは、磁石構造が余分に必要とな
り、かつモータの全長も長くなる。
【０００６】出願人が知り得た、本発明と関連する、従
来技術は、１９８２年１月１９日にリッグ等に付与され
た米国特許第４，３１１，９３３号、発明の名称「ブラ
シ型直流モータ」と、１９８５年１月１５日にブラウン
に付与された米国特許第４，４９４，０２８号、発明の
名称「統合同軸転流装置及び回転子磁石及び装置並びに
その製造方法」である。これら両方の参考文献に開示さ
れたものは、固定子とスイッチトランジスタが回転子構
造の中に設けられたインバータ形式のモータに関するも
のである。ここで採用されている転流用ホールトランジ
スタは補助転流磁石によりトリガされるようになってお
り、回転子には溝がない。更に、ホールトランジスタの
反対側に回転子構造を配置して磁束を集中して向けるよ
うな構造はいずれの参考文献にも開示されていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決し、ブラシレス直流モータの転流用スイッチイングト
ランジスタの精度を上げるためになされたものである。 回転子構造とホール型スイッチングトランジスタの位置
を除いて、本発明に係るモータは従来と変わらない。回
転子はモータ軸に固定された鉄のコアで構成されており
、このコアに固定された各永久磁石は、コアに嵌め込ま
れたアルミ挟持物により位置決め分離されている。
【０００８】回転子構造は従来のものと異なって回転子
のコアの一端に環状溝を有する。この環状溝は外径寸法
がアルミ挟持物の内側先端と接するようにされている。 溝の内径と深さはその溝内の空間に収容されるスイッチ
ングトランジスタの周りの隙間が最小となるように寸法
がとられている。トランジスタは回路基板に固定される
と共に電気的にも接続されている。一方、回路基板は固
定子に着脱可能に取り付けられたエンドプレートに固定
されている。この構造ではトランジスタが回転子側の３
つの側面で囲まれ、かつ回転子の磁束にさらされる。
【０００９】ここで更に詳しく説明すると、この構造は
、磁束をスイッチ面でトランジスタの貫通方向により正
確に向けることができるので、スイッチングトランジス
タをより強い磁束により動作させることができる。更に
、ホールトランジスタは回転子内に配置され遮断されて
いるので外部から進入する磁気外乱から絶縁されている
。また、転流素子は軸の末端というよりはむしろ回転子
内にあるのでモータの全長が短くなり、かつ部品点数も
少なくてすむ。
【００１０】したがって、本モータの目的はより精度の
高い転流スイッチング装置を提供し、モータの性能を向
上させてトルクリップルを少なくすることにある。
【００１１】更に、本装置の目的は部品点数が少なくよ
りコンパクトにし、かつ外部からの電気外乱や磁気外乱
を受け難い直流ブラシレスモータを提供することにある
。
【００１２】上記目的を達成するため、永久式駆動磁石
を有する回転子とその回転子の周りに固定子コイルを配
した直流ブラシレスモータは、 ａ）固定子コイルを有するモータ本体、ｂ）上記モータ
本体に回転可能に枢着され、更にコアを有し、そのコア
の外形に多数の永久式駆動磁石が固定されている回転子
、 ｃ）上記回転子の端部に配置されコア部に形成されてい
る環状溝、 ｄ）前記モータ本体に堅固に取り付けられ、かつ上記環
状溝内に最小隙間で配置されている多数の転流トランジ
スタから構成され、上記トランジスタはモータを駆動す
る同一の回転子磁石の磁場により専ら動作し、磁場はト
ランジスタの反対側にあるコア材料によりトランジスタ
を貫通する方向に集中して向けられていることを特徴と
する。
【００１３】本装置の他の目的と利点は好ましい実施例
についての添付図面とその記述により更に理解されるも
のと思われる。
【００１４】
【実施例】図１と図２を参照すれば、本モータの外形と
図２に示す従来型のモータの外形を比較することができ
る。従来型のモータは補助転流磁石１３を有するもので
、この磁石はモータ本体３１から突き出ているモータ軸
１５の末端に取り付けられている。ホールトランジスタ
１１と回路基板１９はモータのエンドプレートの外側に
取り付けられている。図１に示した本発明の転流素子は
モータケース内に取り付けられ、モータがより短く、よ
りコンパクトに形成され、しかも電気的な転流部品が物
理的にも保護されるようになっている。
【００１５】次に図３を参照すると、これは本発明の分
解組立図を示したものである。エンドプレート２１は小
ネジ２５によりモータ本体２３から取外しが可能となっ
ている。軸端の軸受２７はエンドプレート内に保持され
、そのエンドプレート内面には回路基板２９に接続固定
されたホールトランジスタが取り付けられている。回転
子２８は磁石と鉄のコアで構成されており、コアの端面
にはホールトランジスタを収容する環状溝２４が形成さ
れている。
【００１６】図４により更に詳しく説明すると、ホール
トランジスタ２６は回転子コア２２の中央部と外側に取
り付けられた回転子駆動磁石２８との間の前記溝内にぴ
ったりと嵌め込まれている。固定子コイル２０はモータ
本体２３に固定され、かつ回転子からわずかな空隙をあ
けて配置されている。図５はモータ構造の配置関係が更
に詳しく判るように一部を縦断面図にしたものである。 この図から判るように、ホールトランジスタ２６は回転
子２８側の３つの面で囲まれている。図９は更に回転子
構造の詳細を示したものである。ホール効果スイッチン
グトランジスタ２６は溝２４内に配置されている。回転
子磁石２８はアルミ挟持物３３を介して機械的に取り付
けられ、一方アルミ挟持物は回転子の鉄コア２２に嵌め
込まれている。
【００１７】図６と図７は従来の理論的な磁束パターン
と本発明の理論的な磁束パターンを比較するために示し
たものである。図６に示す磁束パターンは、補助磁石が
小さいので発生する磁束も小さく、また種々の角度でホ
ールトランジスタ１１のスイッチ面を貫通することを示
している。この図に示したパターンは、図２に描いたよ
うに補助転流磁石１３をモータ軸１５の末端に取り付け
、ホールトランジスタを外付けにした従来装置から生じ
たものである。
【００１８】図７は本発明のホールトランジスタを動作
させる磁束パターンを描いたものである。ここで回転子
駆動磁石について述べると、この磁石は転流磁石として
採用され、図６に示されている、より小さい従来の補助
磁石よりもはるかに磁場が強い。更に、スイッチングト
ランジスタの反対側にある回転子コアが強磁性材料で形
成されているため、磁力線で描いた磁気通路がトランジ
スタを貫通する方向に集中し、スイッチ面と平行に通っ
ている。この図に示した回転子は理論的なスイッチ点に
位置し、この図からも判るように、回転子がわずかに回
転すると、ホールトランジスタのスイッチ面を貫通する
強い磁力線の向きが一方から他方に変わる。
【００１９】ホールトランジスタはスイッチ面で磁力線
の向きが変わったときにオンとオフフが切り替わる。し
たがって、図６と図７の形状を比較するとたやすく判る
ように、本装置では磁場力が強く、しかも磁束が回転子
の理論的なスイッチ点でトランジスタをより精度よく貫
通する方向に向けられているのでホールトランジスタの
スイッチング精度がかなりよい。本発明の重要な特徴は
ホールトランジスタの背後に強磁性体のコアを配置した
ことであり、このようにして形成したトリガ用磁気回路
の磁気抵抗が小さいことである。これは磁束がトランジ
スタに対し直角に、スイッチ面に平行に集中して向けら
れているからである。
【００２０】次いで図８を参照すると、このグラフは本
発明と従来装置の出力トルクを回転子の回転角に対して
プロットしたものである。このグラフから本発明による
トルク線図ａ（実線）の方が従来のトルク線図ｂ（破線
）よりもトルクの発生が滑らかであることが判る。この
性能向上は転流の精度が高くなったことによるものであ
る。また、本発明の平均出力トルクも高いことが判る。 本発明のその他の重要な利点はホールトランジスタが回
転子構造により囲まれ外部より遮られているので外部か
ら進入する磁気外乱の影響を受け難いということである
。
【００２１】上記説明は添付図面に従って本発明の特定
の実施例を説明したものである。したがって、請求範囲
や法律上の均等物とみられる本発明の範囲を逸脱しない
範囲内で当業者において自明な修正や変更を加えること
も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置を上方より見た斜視図である。
【図２】外部転流装置を持つ従来のモータを上方より見
た斜視図である。
【図３】新規な回転子構造とスイッチングトランジスタ
の位置を示す分解斜視図である。
【図４】図１の４−４断面図である。
【図５】図４の５−５で一部を断面にした部分断面図で
ある。
【図６】従来のスイッチングトランジスタを貫通する磁
力線を示した図形である。
【図７】本装置のスイッチングトランジスタを貫通する
磁力線を示した図形である。
【図８】従来装置と比較して本発明のトルク出力対回転
子位置の関係を示したグラフである。
【図９】回転子とスイッチングトランジスタを斜め上方
から見た斜視図である。
【符号の説明】
２０　　固定子コイル ２１　　エンドプレート ２２　　回転子コア ２３　　モータ本体 ２４　　環状溝 ２６　　ホールトランジスタ ２８　　回転子駆動磁石 ２９　　回路基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　永久式駆動磁石を有する回転子とその
    回転子の周りに固定子コイルを配した直流ブラシレスモ
    ータにおいて、 ａ）固定子コイルを有するモータ本体、ｂ）上記モータ
    本体に回転可能に枢着され、更にコアを有し、そのコア
    の外形に多数の永久式駆動磁石が固定されている回転子
    、 ｃ）上記回転子の端部に配置されコア部に形成されてい
    る環状溝、 ｄ）前記モータ本体に堅固に取り付けられ、かつ上記環
    状溝内に最小隙間で配置されている多数の転流トランジ
    スタから成り、上記トランジスタはモータを駆動する同
    一の回転子磁石の磁場により専ら動作し、磁場はトラン
    ジスタの反対側にあるコア材料によりトランジスタを貫
    通する方向に集中して向けられていることを特徴とする
    モータ。
  2. 【請求項２】　　前記コアは、強磁性材料で形成されて
    いることを特徴とする請求項１記載のモータ。
  3. 【請求項３】　　前記コアは、鉄であることを特徴とす
    る請求項２記載のモータ。
  4. 【請求項４】　　前記スイチイングトランジスタは、ホ
    ール効果型トランジスタであることを特徴とするモータ
    。
  5. 【請求項５】　　前記ホール効果型トランジスタは、前
    記モータ本体に着脱自在に取り付けられている取外し可
    能なエンドプレートの内側に堅固に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項４記載のモータ。
JP3280743A 1990-11-01 1991-10-01 直流ブラシレスモータ Pending JPH04261353A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/607,733 1990-11-01
US07/607,733 US5075605A (en) 1990-11-01 1990-11-01 Inner-rotor commutation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04261353A true JPH04261353A (ja) 1992-09-17

Family

ID=24433500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3280743A Pending JPH04261353A (ja) 1990-11-01 1991-10-01 直流ブラシレスモータ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5075605A (ja)
EP (1) EP0484666A1 (ja)
JP (1) JPH04261353A (ja)
KR (1) KR920011034A (ja)
CA (1) CA2051287A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY109288A (en) * 1990-06-01 1996-12-31 Mitsubishi Electric Corp Electric motor
FR2685574A1 (fr) * 1991-12-20 1993-06-25 Valeo Systemes Dessuyage Rotor a aimants permanents dote d'une indication de sa position angulaire instantanee et machine magneto-dynamique, comme un moteur sans collecteur, equipee d'un tel rotor.
FR2685571A1 (fr) * 1991-12-20 1993-06-25 Valeo Systemes Dessuyage Rotor a aimants permanents, et machine magneto-dynamique, comme un moteur sans collecteur, equipee d'un tel rotor.
USRE37576E1 (en) 1993-02-22 2002-03-12 General Electric Company Single phase motor with positive torque parking positions
DE4307337C2 (de) * 1993-03-09 2003-08-21 Heidolph Elektro Gmbh & Co Kg Elektronisch kommutierter Gleichstrommotor
JP3200281B2 (ja) * 1994-03-29 2001-08-20 株式会社ゼクセルヴァレオクライメートコントロール ブラシレスモータ
US5600192A (en) * 1994-07-29 1997-02-04 Sorvall Products, L.P. DC electric motor having a flux concentrating member thereon
KR200156763Y1 (ko) * 1997-08-25 1999-09-01 배길성 왕복동형 압축기
US6100615A (en) * 1998-05-11 2000-08-08 Birkestrand; Orville J. Modular motorized electric wheel hub assembly for bicycles and the like
US6903475B2 (en) * 2001-02-23 2005-06-07 Black & Decker Inc. Stator assembly with an overmolding that secures magnets to a flux ring and the flux ring to a stator housing
US7038343B2 (en) * 2002-02-22 2006-05-02 Black & Decker Inc. Field assembly for a motor and method of making same
US20020158535A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-31 Maul Michael J. Alternator rotor with titanium filler
US6750586B2 (en) * 2001-09-28 2004-06-15 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. DC brushless motor structure
US8277203B2 (en) * 2009-07-02 2012-10-02 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. DC fan of inner rotor type
US8366419B2 (en) * 2009-09-07 2013-02-05 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Inner rotor type motor and heat dissipating fan including the inner rotor type motor

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162804A (en) * 1961-09-15 1964-12-22 Gen Precision Inc Translating instrument employing hall-effect device
DE1563009B2 (de) * 1966-08-10 1972-05-18 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Gleichstrommaschine mit permanent-magnetischem laeufer und elektronischer kommutierung
US3389230A (en) * 1967-01-06 1968-06-18 Hudson Magiston Corp Semiconductive magnetic transducer
DE2850478C3 (de) * 1978-11-21 1981-10-15 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektronikmotor mit einem mehrpoligen Außenläufer
US4311933A (en) * 1979-08-27 1982-01-19 North American Philips Corporation Brushless direct current motor
CH654455A5 (de) * 1980-05-10 1986-02-14 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Buerstenlose gleichstrommotoranordnung, insbesondere fuer magnetplattenantriebe.
JPS56159960A (en) * 1980-05-12 1981-12-09 Hitachi Ltd Controlling device for brushless motor
CH650366A5 (de) * 1980-07-18 1985-07-15 Papst Motoren Kg Kollektorloser gleichstromaussenlaeufermotor.
DE3028747A1 (de) * 1980-07-29 1982-03-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kellektorloser elektronikmotor
CH658151A5 (de) * 1982-09-04 1986-10-15 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Kollektorloser gleichstrommotor.
US4494028A (en) * 1982-09-30 1985-01-15 Rotron Incorporated Integral coaxial commutation and rotor magnets and apparatus and method for making same
SE453419B (sv) * 1985-02-04 1988-02-01 Skf Nova Ab Anordning med axiallager der lagringsytorna innefattar magnetiska partier
IE851629L (en) * 1985-06-28 1986-12-28 Kollmorgen Ireland Ltd Electrical drive systems
JPS6237044A (ja) * 1985-08-05 1987-02-18 Kiyonori Fujisaki 小型フアンモ−タ
ATE54517T1 (de) * 1985-09-23 1990-07-15 Siemens Ag Elektromotor, insbesondere dauermagneterregter aussenlaeufermotor.
US4731554A (en) * 1985-11-14 1988-03-15 Allied Corporation Low profile ring-shaped motor
JPS62135574U (ja) * 1986-02-19 1987-08-26
JPH0815389B2 (ja) * 1986-07-22 1996-02-14 日本電信電話株式会社 ステップ型モータおよびその駆動回路
DE3710658A1 (de) * 1987-03-31 1988-10-13 Standard Elektrik Lorenz Ag Elektronisch kommutierter, kollektorloser gleichstrommotor
JPS6470391A (en) * 1987-05-06 1989-03-15 Nippon Yusen Kk Reservoir
US4988273A (en) * 1989-06-23 1991-01-29 Cincinnati Milacron Inc. Injection molding machines having a brushless DC drive system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2051287A1 (en) 1992-05-02
KR920011034A (ko) 1992-06-27
US5075605A (en) 1991-12-24
EP0484666A1 (en) 1992-05-13

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