JPH0515145B2

JPH0515145B2 -

Info

Publication number: JPH0515145B2
Application number: JP58223154A
Authority: JP
Inventors: Juzo Seo; Yoshiteru Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1993-02-26
Also published as: JPS60118047A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は磁界内におかれたコイルの誘導出力を
位置検知信号として駆動コイルを通電制御して回
転トルクを得るようにしたブラシレスモータに関
する。ブラシレスモータは、ブラシと整流子を用
いていないので、通常、位置検知素子を用いてい
る。該位置検知素子からの信号により、当該ブラ
シレスモータが所定方向に連続回転するように駆
動コイルに所定方向の電流を通電するようにして
いる。ここに位置検知素子としては、通常、ホー
ル素子、ホールIC又は磁気抵抗（MR）素子等の
磁電変換素子が最も多く用いられている。この磁
電変換素子はその位置決めがやつかいで、又高価
なので、該素子数を少なくできれば、安価にブラ
シレスモータを構成し得るので望ましい。そこ
で、通常、３相のブラシレスモータにおいては３
個必要とする磁電変換素子を、通電制御回路構成
等を工夫して２個に減らしたものが知られてい
る。また１相、２相のブラシレスモータにおいて
は、通常２個の磁電変換素子を必要とする。この
場合、磁電変換素子が１個だけだと、該素子が界
磁マグネツトのＮ極とＳ極の境界部、すなわち死
点（デツド・ポイント）を検出していると、該素
子から信号がでないため、駆動コイルに通電がな
されず、当該ブラシレスモータが自起動できない
欠点がある。そこで、従来の２相のブラシレスモ
ータにおいては、２個の駆動コイルを電気角で
180度ずらせて配置すると共に、界磁マグネツト
に無着磁部（実質的に無着磁部となるように形成
したものも含む）を形成し、１個の磁電変換素子
を用い、該素子により界磁マグネツトのＮ又はＳ
極の主磁極部を検出することにより、２相片道通
電制御回路を使用して、上記２個の駆動コイルに
交互に通電するようにしていた。かかる磁電変換
素子１個、駆動コイル２個の２相のブラシレスモ
ータは、磁電変換素子が１個でも自起動でき、し
かも安価に形成できることから非常に有用なもの
である。

しかしながら上記有用である２相のブラシレス
モータにおいては、界磁マグネツトに無着磁部を
形成しなければならず、強い回転トルクを得るこ
とができないし、また無着磁部を形成しなければ
ならないために界磁マグネツトが高価になる欠点
がある。また最低でも高価な磁電変換素子を１個
用いなければならないため高価なブラシレスモー
タになる欠点があつた。

また上記磁電変換素子を位置検知素子として用
いず、磁界内におかれたコイル（一般には駆動コ
イルが代用される）の誘導出力を位置検知信号と
して用い、駆動コイルの通電制御を行ない、回転
トルクを得て回転するブラシレスモータも公知と
なつている。

かかるブラシレスモータは、磁電変換素子のよ
うに、高価で端子が多く、取付に当つて高精度の
要求がされるものを使用しないですむので、安価
で構成が簡素化され、又耐熱性があり有効な技術
的手段と考えられている。しかし、自起動できな
いことが欠点となつて用途が制限されて実用化さ
れた例はあまりない。

そこで、界磁マグネツトの磁極（主磁極とも駆
動用磁極とも言われる）と対向する位置に、界磁
マグネツトの停止位置を規制する磁石を配設する
ことで、駆動コイルと界磁マグネツトとの間の相
対位置を所定の相対位置に停止させることで、対
応する駆動コイルに通電することにより、所望の
方向に自起動回転させるようにすることを試み
た。

かかる構成にすると、上記した欠点を有する磁
電変換素子を１個も用いなくても、自起動及び連
続回転ができ、構成が簡素化された小型軽量の安
価な誘導出力を位置検知信号とするブラシレスモ
ータが得られる利点がある。

このような、磁界内におかれたコイルの誘導出
力を位置検知信号として駆動コイルを通電制御し
て回転トルクを得るようにした１相通電されるデ
イスク型ブラシレスモータとしては、本件出願人
の提案したものに下記のような第１図乃至第１０
図に示すものがあるので、以下にこれを説明す
る。

第１図は１相通電されるデイスク型ブラシレス
モータ１の主要部の分解斜視図、第２図は第１図
のデイスク型ブラシレスモータ１の主要部の縦断
面図である。デイスク型ブラシレスモータ１は次
のように構成される。固定基板２の上に円板状の
ステータヨーク３を固設している。該ステータヨ
ーク３の中心部に軸受４を固設している。中心透
孔部５を有するプリント基板６は、該透孔部５の
中心と軸受４の中心とを一致させてステータヨー
ク３の上に配設し、螺子７によつてプリント基板
６と固定基板２とを一体化している。プリント基
板６は、ブラシレスモータ１部から突出するよう
な長さのものを用いており、上記プリント基板６
の突出部には、通電制御回路８を構成する電気部
品が配設されている。Trはトランジスタ、Ｄは
ダイオード、Ｒは抵抗、９は半固定抵抗である。
尚、これらの通電制御回路８用電気部品は、後記
する駆動コイルL₂、位置検知コイルL₁の配設さ
れていないプリント基板６面に配設しても良く、
このようにすると小さなプリント基板６で済み、
又、小さなデイスク型ブラシレスモータ１を構成
できて望ましい。プリント基板６には、図示しな
いプリント配線パターンが形成されている。後記
する８極の界磁マグネツト１０と面対向するプリ
ント基板６面には、扇枠状の無鉄芯型空心コイル
となつている位置検知コイルL₁と駆動コイルL₂
が貼着され、後記する界磁マグネツト１０に面対
向している。位置検知コイルL₁と駆動コイルL₂
とは同相となる位置、即ち180度対称なプリント
基板６面位置に配設している。位置検知コイル
L₁と駆動コイルL₂とは同様な形状のものに形成
されているが、位置検知コイルL₁は駆動コイル
L₂よりも、細い線径の導線を用いて上記駆動コ
イルL₂よりもより多くのターン数巻回して形成
している。位置検知コイルL₁及び駆動コイルL₂
は、共に半径方向の導体部L₁ａとL₁ｂとL₂ａと
L₂ｂとの開角が界磁マグネツト１０の磁極幅と
同じ、即ち界磁マグネツト１０が８極のものとな
つているので上記コイルL₁，L₂は上記開角が45
度となつている。位置検知コイルL₁の半径方向
の導体部L₁ａとL₂ｂは、起電力に寄与する導体
部で、駆動コイルL₂の半径方向の導体部L₂ａ，
L₂ｂは発生トルクに寄与する導体部である。上
記位置検知コイルL₁の導体部L₁ｂ及び駆動コイ
ルL₂の導体部L₂ｂから上記界磁マグネツト１０
の約４分の１磁極幅、即ち11.25度だけ界磁マグ
ネツト１０の回転方向（矢印Ａ方向）に対して手
前の位置のプリント基板３面に、Ｎ極面を上に向
けたコキング発生用兼界磁マグネツト設定位置停
止用磁石１１，１１′を貼着している。該設定位
置停止用磁石１１，１１′を設けるに当つて望ま
しい位置についての説明は、後記する。回転軸１
２は軸受４によつて回動自在に軸支され、回転軸
１２はその頂部をロータヨーク１３の略々中心部
に固設し、一体して回転するようになつている。
ロータヨーク１３の下面には、Ｎ，Ｓの磁極を交
互に有する８極の円環状の界磁マグネツト１０が
貼着固定されて、上記コイルL₁，L₂に面対向し
ている。

第３図及び第４図を参照して、コキング発生用
兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１１，１
１′の配設位置について説明する。

上記磁石１１，１１′は、上記導体部L₁ａ，L₁
ｂ，L₂ａ又はL₂ｂから界磁マグネツト１０の回
転方向（矢印Ａ方向）に向つて約２分の１磁極幅
（22.5度）ほど手前までの間の位置又は該位置と
均等な位置に配設すれば、ほぼ理想的なものにな
る（第３図参照）が、最も望ましい位置は、上記
導体部L₁ａ，L₁ｂ，L₂ａ又はL₂ｂから界磁マグ
ネツト１０の回転方向（矢印Ａ方向）に対して界
磁マグネツト１０の約４分の１磁極幅、即ち約
11.25度手前の位置である。従つて、第１図及び
第３図では上記位置にコキング発生用兼界磁マグ
ネツト設定位置停止用磁石１１，１１′を設けて
いる。

かかる上記した位置に界磁マグネツト設定位置
停止用磁石１１，１１′を設けた理由について説
明すると、最大起動トルクが発生するのは駆動コ
イルL₂が第４図に示すように界磁マグネツト１
０と対向している状態である。すなわち、最大起
動トルクが発生するのは、駆動コイルL₂の発生
トルクに寄与する導体部L₂ａ，L₂ｂが界磁マグ
ネツト１０のＮ極、Ｓ極の略々中間部と対向して
いる状態である。従つて、界磁マグネツト１０の
停止時、上記状態になるようにするには、上記導
体部L₂ｂ，L₂ａと対向する位置に界磁マグネツ
ト設定位置停止用磁石１１′を設けておけば、起
動時に駆動コイルL₂によつて最大起動トルクが
発生する状態にあるので、必ず自起動できる。し
かしながら、かかる位置に界磁マグネツト設定位
置停止用磁石１１′を配設して、起動時に予め最
大起動トルクが働くようにすると、起動時の損失
で最高効率のものが得られない。従つて、界磁マ
グネツト設定位置停止用磁石１１′を上記したよ
うに駆動コイルL₂の発生トルクに寄与する導体
部L₂ｂから、界磁マグネツト１０の略４分の１
磁極幅（11.25度）だけ手前の位置に配設し、助
走をつけさせて、起動時に最高効率のものが得ら
れるようにしている。

尚、位置検知コイルL₁も上記駆動コイルL₂と
同相位置に配設しているため、駆動コイルL₂を
基準にしたと同じ条件位置に界磁マグネツト設定
位置停止用磁石１１′を位置検知コイルL₁の導体
部L₁ａ，L₁ｂから上記界磁マグネツト１０の回
転方向に対して上記条件だけ手前の位置に配設し
ても良いことは言うまでもない。

尚、コキング発生用兼界磁マグネツト設定位置
停止用磁石１１，１１′は、界磁マグネツト１０
のＮ極又はＳ極の略中心で常に停止でき、かつ当
該デイスク型ブラシレスモータ１が容易に自起動
できる大きさ、磁力のものを用いるのが望まし
い。

第５図は従来の当該デイスク型ブラシレスモー
タを定格電圧状態で使用したときのトルク曲線を
示すものである。尚、上記磁石１１，１１′を用
いた場合は、第１１図に示す。第５図のトルク曲
線から明らかなように、界磁マグネツト１０の位
置とコキングトルクTcの関係を示すと安定点１
４ではコキングトルク曲線１５が右上方向に零点
１６を切つている。この零点１６は、所謂死点
（デツド・ポイント）であり、零点１６と安定点
１４とは、界磁マグネツト回転子１０の約４分の
１磁極、すなわち11.25度離れている。上記安定
点１４は１回転中に全部で８箇所現われる。安定
点１４と１４との間にはトルク零の零点１６があ
るが、この零点１６は、所謂死点であり、この点
にコキングトルクが発生するようにしてトルクが
零とならないようにしているので、不安定な点と
なつており、従来の単なるコキング発生用磁性体
の吸引力で界磁マグネツト１０が該界磁マグネツ
ト１０のＳ極方向に回転するようになつている。
すなわち、８極の界磁マグネツト１０と従来にお
いて用いた単なる鉄等のコキング発生用磁性体の
ためにコキングトルク曲線１５が現われることか
ら理解できる。次に駆動用コイルL₂に電流が流
れたときの、電機子トルクと回転角の関係は符号
１７，１７′で示すような電機子トルク曲線とな
る。この曲線１７，１７′の零点１６は、上記か
ら明らかなようにコキングトルク曲線１５の零点
である安定点１４よりも少し右側（CW方向）に
ある。位置検知コイルL₁と通電制御回路８によ
る転流作用が加わると、電機子トルク曲線１７，
１７′の上半分になるので、コキングトルク曲線
１５との合成をとると、符号１８で示す合成トル
ク曲線が得られる。すなわち、上記したように死
点がなくなつて安定な動作を行なうことができ
る。尚、零点１６位置のコキングトルクは電機子
トルクの２分の１となつていることから、合成ト
ルク曲線１８は極めて滑らかな波形曲線となるた
め、界磁マグネツト１０は、滑らかに回転するこ
とができるので、性能の良いデイスク型ブラシレ
スモータが得られる。第６図は、界磁マグネツト
１０と位置検知コイルL₁との関係を示す。

界磁マグネツト１０が矢印Ａ方向に回転するこ
とで、位置検知コイルL₁の導体部L₁ｂ，L₁ａが
界磁マグネツト１０のＮ極とＳ極の境界部を通過
していくので、位置検知コイルL₁から得られる
起電力である出力電圧は、第６図ｂで示すような
出力電圧曲線１９のように現われる。該曲線１９
によつて示される出力電圧は、当該デイスク型ブ
ラシレスモータ１の位置検知信号として利用でき
る。従つて、第６図ｂに示すような通電波形２０
で駆動コイルL₂に通電してやれば、当該デイス
ク型ブラシレスモータ１は、磁電変換素子がなく
ても回転子（界磁マグネツト１０）が所定方向に
回転するようになる。尚、実際には、上記通電波
形２０よりも幅広の通電波形２０′となるように、
通電制御回路８内の抵抗Ｒを選択するか、半固定
抵抗９を用いてトリマー調整してやれば良い。

第７図は、一例として用いた通電制御回路８を
示すもので、第８図は界磁マグネツトと位置検知
コイルL₁及び駆動コイルL₂との展開図であると
共に該位置検知コイルL₁、駆動コイルL₂及び第
７図の通電制御回路８との結線図を示すものであ
る。

第７図及び第８図を参照して、位置検知コイル
L₁と駆動コイルL₂とは、互いに180度対称な同相
位置に配設されている。位置検知コイルL₁及び
駆動コイルL₂は、一方の導体部L₁ａ，L₂ａが界
磁マグネツト１０のＮ極に対向しているとき、他
方の導体部L₁ｂ，L₂ｂが界磁マグネツト１０の
Ｓ極に対向している。位置検知コイルL₁の一方
の導体部L₁ａの端子は、マイナス電源２１−２
側に接続し、駆動コイルL₂の一方の導体部L₂ａ
の端子は、NPN型トランジスタTrのコレクタに
接続している。位置検知コイルL₁の他方の導体
部L₁ｂの端子は、トランジスタTrのベースに、
駆動コイルL₂の他方の導体部L₂ｂの端子は、プ
ラス電源端子２１−１側に接続されている。トラ
ンジスタTrのエミツタは、マイナス電源端子２
１−２側に接続されている。ダイオードＤはアノ
ードをトランジスタTrのエミツタに接続し、カ
ソードを位置検知コイルL₁の他方の導体部L₁ｂ
の端子とトランジスタTrのベースとの接続点２
２に接続している。抵抗Ｒは上記接続点２２と駆
動コイルL₂の他方の導体部L₂ｂの端子間に接続
されている。尚、上記半固定抵抗９を用いる場合
には、点線囲い部２３位置に接続してやると良
い。

一実施例として示したデイスク型ブラシレスモ
ータ１は上記構成からなるため、当該デイスク型
ブラシレスモータ１は、停止時、及び起動時は、
界磁マグネツト設定位置停止用磁石１１′が界磁
マグネツト１０のＳ極の略々中間部と対向してい
て、駆動コイルL₂に通電してやれば、該駆動コ
イルL₂は回転トルクを発生できる状態にある。

従つて、起動時に通電制御回路８に電源を投入
してやると、第７図に示すようにバイアス抵抗Ｒ
により、トランジスタTrのベースに電流が流れ、
トランジスタTrの増幅作用によりhfe倍されたコ
レクタ電流Icが当該トランジスタTr流れる。こ
のことにより、駆動コイルL₂に起磁力Ｎが生じ、
界磁マグネツト１０のＳ極を引きつけ（第９図ａ
参照）、界磁マグネツト１０のＮ極を遠ざける。
これにより界磁マグネツト１０が矢印Ａ方向に回
転する。尚、ダイオードＤは、トランジスタTr
のベース・エミツタ間の電圧Vbeが負になること
を防止するものである。界磁マグネツト１０が矢
印Ａ方向に回転すると、第９図ｂに示すように位
置検知コイルL₁には矢印方向の電流Ibが流れて起
電力を発生する。このためトランジスタTrには
ますます電流が流れ、回転トルクが上昇する。
尚、通常、駆動コイルL₁へ通電後、界磁マグネ
ツト１０が回転すると、すぐにトランジスタTr
は導通するようになつている。

界磁マグネツト１０が回転し、界磁マグネツト
１０と位置検知コイルL₁及び駆動コイルL₂が第
１０図ａで示すような対応関係になると、位置検
知コイルL₁の起電力がバイアス抵抗Ｒによるバ
イアス電流を打ち消す。更に界磁マグネツト１０
が矢印Ａ方向に回転していくと、位置検知コイル
L₁の起電力が負となり、第１０図ｂで示すよう
にダイオードＤと位置検知コイルL₁間で循環す
る。このような状態になると、駆動コイルL₂に
は電流が流れないため、回転トルクが発生しなく
なる。しかし、界磁マグネツト１０は、慣性によ
り矢印Ａ方向に回転し続ける。このように界磁マ
グネツト１０が、慣性により回転を続けるに当つ
て、上記コキング発生用兼界磁マグネツト設定位
置停止用磁石１１，１１′が有効に作用する。す
なわち、該コキング発生用兼界磁マグネツト設定
位置停止用磁石１１，１１′は磁性体であるため、
第５図で説明したと同じようにコキングトルクを
発生し、上記死点位置をさけた界磁マグネツト１
０のＮ極又はＳ極と対向しようとするが、該磁石
１１，１１′は、界磁マグネツト１０面にＮ極を
向けているため、界磁マグネツト１０のＳ極の略
中間部に対向しようとしてその方向に回転するか
らである。従つて、界磁マグネツト１０が慣性に
よつて回転し続けると、再度、上記したように駆
動コイルL₂に電流が流れる状態になるため、回
転トルクが発生する。

以上の動作が繰り返されるので、位置検知素子
としての磁電変換素子がなくても、当該デイスク
型ブラシレスモータ１は、自起動及び連続回転を
行なうことができる。

当該デイスク型ブラシレスモータ１を停止させ
るために、電源を切ると、界磁マグネツト１０は
慣性により、しばらく回転を続けるが、摩擦によ
る損失のため次第に回転速度をおとし、コキング
発生用兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１
１，１１′によつて界磁マグネツト１０のＳ極が
吸引され、該磁石１１，１１′が界磁マグネツト
１０のＳ極の略中間部位置と対向した安定な停止
点で停止する。この停止点は、上記したように回
転子（界磁マグネツト１０）が自起動できる位置
である。

上記第１図乃至第１０図で説明した、磁界内に
おかれた位置検知コイルL₁の誘導出力を位置検
知信号として駆動コイルL₂を通電制御して回転
トルクを得るようにした１相通電されるデイスク
型ブラシレスモータ１は、簡単な構成で高価な磁
電変換素子を用いなくて済むので、非常に有用な
ものであることは上記した通りである。

しかしながら、１相通電されるデイスク型ブラ
シレスモータ１においては、界磁マグネツト（主
磁極）１０とコキング発生用兼界磁マグネツト設
定位置停止用磁石１１，１１′を用いて、界磁マ
グネツト１０の停止位置を決めてやる場合、該界
磁マグネツト１０は、まれに望ましい停止位置の
反対側で停止することがある。このような位置に
界磁マグネツト１０が停止していた場合に、駆動
コイルL₂に通電してやると、駆動コイルL₂と対
向する界磁マグネツト１０の磁極が反対となつて
いるために界磁マグネツト１０が反対に回転する
惧れがあることを第１１図を用いて説明すること
とする。第１１図は界磁マグネツトの主（着）磁
極を利用してコキングを付けた場合のトルク曲線
を示すものである。単なるコキング発生用磁性体
を用いた従来の第５図に示すものと異つている。
第１１図は縦軸にトルクを横軸に回転角（右方向
回転とする）をとつている。また縦軸のトルク
は、上半分を右方向回転トルクとし、下半分を左
方向回転トルクとしている。２４はコキング発生
用兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１１，１
１′により発生するコキングトルク曲線で、２５
は駆動コイルL₂に通電開始したときの駆動コイ
ルトルク曲線、２６は摩擦力による保持トルクレ
ベルである。コキングトルクは駆動コイルトルク
の約２分の１の大きさになるように、コキング発
生用兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１１，
１１′はその磁力の強さのもの配設位置を適宜設
計する必要がある。第１１図において、横軸とコ
キングトルク曲線２４とがクロスする点、すなわ
ち零点２７，２８位置が界磁マグネツト１０の停
止位置点である。上記零点２７及び２８位置にあ
つては、コキングトルクが保持トルクレベル２６
よりも大きいため、かかる零点２７又は２８位置
に、界磁マグネツト１０が停止している場合に、
駆動コイルL₂に通電してやれば、界磁マグネツ
ト１０が回転することが理解できる。また駆動コ
イルL₂の通電を切つて、界磁マグネツト１０の
回転を停止させてやると、界磁マグネツト１０が
コキングトルクが零となる零点２７又は２８位置
で停止することになる。ここに、零点２７は安定
な停止位置点で、駆動コイルL₂に通電したとき
に得られる駆動コイルトルクは右方向回転のトル
クが摩擦力による保持トルクレベル２６よりも大
きいものとなつているので、回転子である界磁マ
グネツト１０を右方向のみ（一方向のみ）に回転
させることのできる停止位置となつている。これ
に対して、零点２８は不安定な停止位置点で、駆
動コイルL₂に通電したときに得られる駆動コイ
ルトルクは左方向回転のトルクが発生しているの
で、該界磁マグネツト１０は左（逆）方向に回転
する惧れがある。このような不安定な零点２８位
置が生ずるのは、駆動コイルL₂の通電を切り、
回転子である界磁マグネツト１０が回転速度を低
下して摩擦力による保持トルクレベル２６内に入
ると、この摩擦力による保持トルクが作用するの
で界磁マグネツト１０が零点２８位置で停止する
ことによる。該零点２８位置は、保持トルクレベ
ル２６のポテンシヤルの山の頂上では少し右方向
へずれれば右方向へ、左方向へずれれば左方向へ
動くような不安定位置にある。従つて、上記コキ
ングトルクが充分に大きくない場合には、上記駆
動コイルL₂に通電した場合、界磁マグネツト１
０が逆方向に回転するという現象が生ずる。

かかる現象は、上記コキングトルクを摩擦保持
トルクよりも充分に大きくすることにより、その
発生確率を低下させることができるが、原理的に
は零にならない。従つて、デイスク型ブラシレス
モータ１が一方向にしか回転してはいけないもの
にとつては、上記逆方向に回転しないようにする
ことが望ましい。

本発明はかかる事情に基いてなされたもので、
磁界内におかれたコイルの誘導出力を位置検知信
号として駆動コイルを通電制御して回転トルクを
得るようにした位置検知素子として磁電変換素子
を使用しなくても、自起動でき、しかも必ず界磁
マグネツトが一方向にのみ自起動できる位置に停
止させることのできるブラシレスモータを提供す
ることによつて達成される。

かかる本発明の目的は、Ｎ，Ｓの磁極を交互に
有する4p（ｐは１以上の正の整数）極の主磁極と
2p極のコキング発生用磁極を備えた界磁マグネ
ツトを回転子として備え、該回転子を回転駆動さ
せるための上記界磁マグネツトと対向する固定側
に駆動コイルを備え、上記界磁マグネツトに対向
して設けられ該界磁マグネツトの回転により起電
力を発生する位置検知コイルを備えており、上記
位置検知コイルは上記駆動コイルと同相となる位
置に配設し、上記位置検知コイルによつて得られ
る起電力を利用して上記駆動コイルに適宜方向の
電流を通電することで上記界磁マグネツトを所定
方向に回転駆動させるための通電制御回路を備
え、上記コキング発生用磁極と対向する固定側に
上記コキング発生用磁極にＮ極又はＳ極の単一極
を向けたＮ，Ｓの磁極を有するコキング発生用兼
界磁マグネツト設定位置停止用磁石を設けたこと
を特徴とするブラシレスモータを提供することに
よつて達成される。以下、第１２図以下を参照し
て本発明の一実施例を説明する。尚、上記実施例
で、説明したのと同一箇所には、同一の符号を符
し、このための説明は省略することとする。

第１２図は本発明の一実施例を示すデイスク型
ブラシレスモータ１′で、第１図のものと異なる
点は、界磁マグネツト１０′の構成と、コキング
発生用兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１
１，１１′の配設位置で、他の箇所は同じとなつ
ている。界磁マグネツト１０′は、界磁マグネツ
ト１０と異なるのは、該界磁マグネツト１０′が
界磁マグネツト１０の外周部に該界磁マグネツト
１０の２分の１の磁極数のＮ，Ｓの磁極を交互に
有する４極のコキング発生用磁極１０′Ｂを形成
したものとなつている。界磁マグネツト１０′の
界磁マグネツト１０に該当する部分を、この実施
例では主（着）磁極（駆動用磁極）１０′Ａと記
すこととする。上記界磁マグネツト１０′は、主
磁極１０′Ａとコキング発生用磁極１０′Ｂとを一
体して形成したものを用いているが、分離した主
磁極１０′Ａとコキング発生用磁極１０′Ｂとを接
着して一体化することで、上記界磁マグネツト１
０′を形成しても良いことは言うまでもない。尚、
上記主磁極１０′Ａ及びコキング発生用磁極１
０′Ｂの下面には、第１２図と反対の極性の磁力
が上記コイルL₁，L₂及びコキング発生用兼界磁
マグネツト設定位置停止用磁石１１，１１′側に
発生している。コキング発生用兼界磁マグネツト
設定位置停止用磁石１１，１１′は、上記コキン
グ発生用磁極１０′Ｂと対向するプリント基板６
面に配設している。尚、この実施例では、コキン
グ発生用磁極１０′ＢのＮ，Ｓの磁極は、それぞ
れ主磁極１０′Ａの２倍の開角となつているため、
該主磁極１０′ＡのＳ極の中心に上記コキング発
生用磁極１０′ＢのＮ，Ｓの磁極の中心を合わせ
て形成している。

このように本発明においては、主磁極１０′Ａ
の２分の１磁極数のコキング発生用磁極１０′Ｂ
を用いていることから、該コキング発生用磁極１
０′Ｂとコキング発生用兼界磁マグネツト設定位
置停止用磁石１１，１１′とによるコキングトル
ク曲線２４′は第１３図のように発生する。第１
３図の見方は第１１図と同様である。この第１３
図から明らかなように、コキングトルク曲線２
４′と横軸がクロスする零点２７，２８′が界磁マ
グネツト１０′の停止位置で、零点２７が安定な
停止位置点で、零点２８′が不安定な停止位置点
であるが、この零点２８′位置においても、右方
向回転の駆動コイルトルクが働いているため、か
かる零点２８′位置に界磁マグネツト１０′が停止
していても、駆動コイルL₂に通電してやると、
逆方向回転することなく、常に界磁マグネツト１
０′が右（正）方向に回転する。

尚、上記実施例においては、位置検知コイル
L₁駆動コイルL₂の導体部L₁ｂ，L₂ｂから回転方
向に対して若干手前のコキング発生用磁極１０′
Ｂ対向位置に界磁マグネツト設定位置停止用磁石
１１，１１′を設けたが、該位置と均等条件位置
に当該磁石１１，１１′を配設しても良い。例え
ば、コキング発生用磁極１０′Ｂの位置に応じて、
上記と同じように界磁マグネツト１０′が常に一
定方向に自起動できるような位置に、上記コキン
グ発生用兼界磁マグネツト設定位置停止用磁石１
１，１１′を適宜設計した合理的な位置に配置す
ることである。また上記磁石１１，１１′は、Ｎ
極を界磁マグネツト１０面に向けた場合を示した
が、Ｓ極を向けて配設しても良い。また上記例に
おいては駆動コイルL₂と位置検知コイルL₁をそ
れぞれ１個づつ用いた１相のデイスク型ブラシレ
スモータ１を示したがこれに限るものでなく、駆
動コイルL₂及び位置検知コイルL₁を２個以上設
けて、２相、３相、……のデイスク型ブラシレス
モータ１としても良い。また上記例では、コアレ
スタイプのデイスク型ブラシレスモータを示した
が、コア有タイプのものであつても、カツプ型ブ
ラシレスモータであつても良い。また界磁マグネ
ツトは８極のものを用いた例を示したが、４極、
16極と、他の極数のものを用いても良い。また、
コキング発生用磁極１０′Ｂは、主磁極１０′Ａの
外周部に形成し、該外周部と対向する固定側に上
記コキング発生用兼界磁マグネツト設定位置停止
用磁石１１，１１′を配設しても良い。更にまた、
上記例においては、主磁極１０′Ａとコキング発
生用磁極１０′Ｂとが一体化されたものを界磁マ
グネツト１０′と称したが、本発明の精神を逸脱
しない限り、上記主磁極１０′Ａとコキング発生
用磁極１０′Ｂとを分離した位置に設けても良い
ことは言うまでもない。

上記から明らかなように、本発明のブラシレス
モータは、高価で位置決めのやつかいな磁電変換
素子を使用しないですむので、又、磁界内におか
れたコイルの誘導出力を位置検知信号として駆動
コイルに通電制御して回転トルクを得るようにし
ているので、通電制御回路並びに構成を極めて簡
素にできるので安価に量産できる効果がある。ま
た回転子を構成する界磁マグネツトが逆方向に回
転することがなく、常に一定方向に回転させるこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用しようとする従来例と
してのデイスク型ブラシレスモータの主要部の分
解斜視図、第２図は第１図の縦断面図、第３図及
び第４図はコキング発生用兼界磁マグネツト設定
位置停止用磁石の配設位置の説明図、第５図はデ
イスク型ブラシレスモータの従来の単なるコキン
グ発生用磁性体を用いた場合のトルク曲線、第６
図は界磁マグネツトと位置検知コイルとの関係を
示す説明図、第７図は一実施例としての通電制御
回路、第８図は界磁マグネツトと位置検知コイル
及び駆動コイルとの展開図並びに通電制御回路、
第９図及び第１０図は第７図の原理説明図、第１
１図は第１図のデイスク型ブラシレスモータにお
けるコキングトルク曲線、界磁マグネツトの停止
位置点及び該界磁マグネツトの回転方向の原理説
明図、第１２図は本発明の一実施例としてのデイ
スク型ブラシレスモータの主要部の分解斜視図、
第１３図は本発明のデイスク型ブラシレスモータ
におけるコキングトルク曲線、界磁マグネツトの
停止位置点及び該界磁マグネツトの回転方向の原
理説明図である。 L₁……位置検知コイル、L₂……駆動コイル、
１０，１０′……界磁マグネツト、１０′Ａ……主
磁極（駆動用磁極）、１０′Ｂ……コキング発生用
磁極、１１，１１′……コキング発生用兼界磁マ
グネツト設定位置停止用磁極。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｎ，Ｓの磁極を交互に有する4p（ｐは１以上
の正の整数）極の主磁極と2p極のコキング発生
用磁極を備えた界磁マグネツトを回転子として備
え、該回転子を回転駆動させるための上記界磁マ
グネツトと対向する固定側に駆動コイルを備え、
上記界磁マグネツトに対向して設けられ該界磁マ
グネツトの回転により起電力を発生する位置検知
コイルを備えており、上記位置検知コイルは上記
駆動コイルと同相となる位置に配設し、上記位置
検知コイルによつて得られる起電力を利用して上
記駆動コイルに適宜方向の電流を通電することで
上記界磁マグネツトを所定方向に回転駆動させる
ための通電制御回路を備え、上記コキング発生用
磁極と対向する固定側に上記コキング発生用磁極
にＮ極又はＳ極の単一極を向けたＮ，Ｓの磁極を
有するコキング発生用兼界磁マグネツト設定位置
停止用磁石を設けたことを特徴とするブラシレス
モータ。２上記駆動コイル及び位置検知コイルは枠型に
形成された無鉄芯型空心コイルであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のブラシレスモ
ータ。３上記駆動コイルは発生トルクに寄与する導体
部の開角が上記界磁マグネツトの主磁極の磁極幅
のものに形成されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のブラシレスモータ。４上記位置検知コイルは起電力発生に寄与する
導体部の開角が上記界磁マグネツトの磁極幅のも
のに形成されたものであることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載のブラシレスモータ。５上記通電制御回路は、上記位置検知コイルの
一端をマイナス電源側に接続し、駆動コイルの一
端はトランジスタのコレクタ側に接続し、駆動コ
イルの他端はトランジスタのベース側及びダイオ
ードのカソード側に接続し、トランジスタのアノ
ードをトランジスタのベース側に接続し、駆動コ
イルの他端をプラス電源側に接続し、抵抗をトラ
ンジスタのベースと駆動コイルの他端間に接続し
て構成してなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第３項いずれかに記載のブラシレスモ
ータ。６上記コキング発生用兼界磁マグネツト設定位
置停止用磁石は、上記位置検知コイルの起電力発
生に寄与する導体部又は駆動コイルの発生トルク
に寄与する導体部から上記界磁マグネツトの回転
方向に対して上記界磁マグネツトの主磁極の約２
分の１磁極幅ほど手前の間の位置又は該位置と均
等条件にある位置に設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第５項いずれかに記載のブ
ラシレスモータ。７上記コキング発生用兼界磁マグネツト設定位
置停止用磁石は、上記位置検知コイルの起電力発
生に寄与する導体部又は駆動コイルの発生トルク
に寄与する導体部から上記界磁マグネツトの回転
方向に対して上記界磁マグネツトの主磁極の約４
分の１磁極幅手前の位置に設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載のブラシレスモー
タ。