JPH07123344B2

JPH07123344B2 - ブラシレスモ−タ

Info

Publication number: JPH07123344B2
Application number: JP61121485A
Authority: JP
Inventors: 峰世遠藤; 英二坂口; 陽介川手
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1995-12-25
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPS62285653A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はブラシレスモータに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に、ブラシレスモータにおいては、コイルを励磁し
たときのロータに発生するトルクは、第６図に示す様な
波形図（２相の場合を示す）となり、トルクの発生がな
い位置（つまり零点）が存在する。また、ロータを回転
させるには、コイルに流す電流を順次切換えることによ
り行なうので、この切換点にてロータが停止した場合、
コイルを励磁しても該ロータが再起動することがない。

本発明は従来のこのような問題点を解決して、常になめ
らかに回転することができるブラシレスモータを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のブラシレスモータは、多極着磁されるロータマ
グネットと、コイルが巻設されるステータと、を備えた
ブラシレスモータにおいて、上記ロータマグネットの各
磁極の径方向の磁界の強さを周方向に沿って相違させる
と共に、各磁極の径方向の磁界の強さの最大位置を、各
磁極の機械的中心位置より周方向に沿って回転対称状に
所定寸法だけ夫々ずらし、上記コイルを励磁していない
ときの該ロータマグネットの停止位置が、該コイルを励
磁したときの該ロータマグネットに発生するトルクの零
点となる位置よりずれるようにしている。

〔作用〕

ロータマグネットの各磁極には、径方向の磁界強さの最
大位置と機械的中心位置との周方向のずれが、回転対称
状に設けられており、従って、これらのずれはロータマ
グネットの各磁極において実質上同じ部位に設けられて
いる。このため、ロータマグネットの各磁極と、これら
と径方向へ対向するコイルとは、各磁極において実質上
同じ周方向へ作用力を受けてしかも同じ周方向位置にお
いてずれが生成される。このずれの生成により、コイル
が励磁されておらずモータが停止している状態におい
て、ロータマグネットは、発生トルクの零点となる位置
から、ずれた位置で、必ず停止することとなる。これに
より、発生トルクの零点が無く、確実な起動が得られ、
しかも滑らかに回転することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳説する。

第１図は本発明に係るブラシレスモータの簡略平面図を
示し、このブラシレスモータは、４つの磁極を有するロ
ータマグネット１と、該ロータマグネット１に内嵌され
るステータ２と、を備えている。

具体的には、ロータマグネット１は、その内側を中心角
90度毎にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極と順次着磁され、か
つ、各磁極の径方向の磁界の強さが第２図に示す様に、
周方向に沿って相違されている。また、各磁極の径方向
の磁界の強さが最大となる位置が、各磁極の機械的中心
位置より周方向に沿って回転対称状に所定寸法だけずら
されている。即ち、対向する磁極の磁界の強さの最大位
置Ａを結ぶ線Ｘが磁極の機械的な中心線Ｙより周方向に
角度θだけずれている。なお、矢印は磁界の方向と強さ
を示し、Ｚは矢印の先端を結んだ包絡線を示している。

また、ステータ２は、中心角90度毎に４個のスロット3
a,3b,3c,3dを有すると共に、該スロット3a…にて形成さ
れかつ上記ロータマグネット１に近接対峙する４本のテ
ィース4a,4b,4c,4dを備えている。そして、このティー
ス4a…に２相分のコイル5,5が巻設されている。即ち、
図例で明らかなように、本実施例は、２相全波駆動によ
るブラシレスモータであり、１相目のコイル５は、実線
で示し、ティース4aからティース4dまで順次巻かれ、ま
た、２相目のコイル５は、仮想線で示し、１相目のコイ
ル５と同様、ティース4aからティース4dまで、順次巻か
れる。さらに、１相目のコイル５の一方の端子Ｂと２相
目のコイル５の一方の端子Ｅとは端子Ｆに接続されてい
る。Ｃは１相目のコイル５の他方の端子、Ｄは２相目の
他方の端子である。

しかして、上述の実施例の場合、コイル5,5を励磁した
ときに発生するステータ２の磁極の電気的中心位置がロ
ータマグネット１の各磁極の機械的中心位置と一致しな
いこととなり、そして、コイル5,5を励磁しないときの
レラクタンストルクは、第３図に示す様な波形となる。
なお、この場合、ロータマグネット１の回転角度を横軸
としている。また、この状態（つまり、コイル5,5を励
磁しない状態）のときに、ロータマグネット１を外部か
ら回転させれば、１相目のコイル５（つまり、端子Ｆ−
端子Ｃ間）に発生する発電電圧は第４図Ｉに示す様な波
形となり、２相目のコイル５（つまり、端子Ｆ−端子Ｄ
間）に発生する発電電圧は第４図IIに示す様な波形とな
る。

そして、図示省略のロータ位置検出器から第５図で示す
様な検出信号が発生されれば、この信号により各コイル
5,5に流れる電流が順次切換えられて、ロータマグネッ
ト１は回転し続ける。また、このときにロータマグネッ
ト１に発生するトルクは、第６図に示す様な波形とな
り、このトルクと第３図に示されるレラクタンストルク
の合成トルク−第７図に示す様な波形−が実際に出力と
して利用できるトルクとなる。

従って、第７図に示す様なトルクには零点となるところ
がなく、ロータマグネット１がどの位置（例えば、コイ
ル5,5に流す電流の切換点）に停止しても、コイル5,5を
励磁すれば、該ロータマグネット１は再起動する。

なお、上述の所定寸法（つまり、角度θ）とは、ロータ
マグネット１が停止した場合、該ロータマグネット１の
再起動に必要なトルクが発生する寸法とし、種々のブラ
シレスモータに応じて適宜設定される。

本発明は図示の実施例に限定されず、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で設計変更自由であり、例えば、ステータ
２のレラクタンスをロータマグネット１の周方向に沿っ
て変化させるも好ましく、この場合は、より効果的とな
る。また、ロータマグネット１の極数は図例の様に４極
に限らず、２以上の整数倍であればよいことは勿論であ
り、さらに、コイル５も２相に限らず２相以上とするも
好ましい。また、コイル５の結線方式についても任意に
選択できる。なお、図例では、コイル巻数は簡略化され
ており、実際は多数に巻かれている。

〔発明の効果〕

本発明のブラシレスモータはコイル5,5を励磁したとき
発生するステータの磁極の電気的中心位置が、ロータマ
グネット１の各磁極の機械的中心位置と一致しないこと
となり、実際に出力として利用できるトルク（第７図に
示す様なトルク）には零点となるところがなくなる。従
って、ロータマグネット１がどの位置に停止しても、コ
イル5,5を励磁すれば、該ロータマグネット１を再起動
させることができる。つまり、該ロータマグネット１の
回転を円滑に行なうことができ、このブラシレスモータ
は常になめらかに回転することができる。また、このブ
ラシレスモータは、ロータマグネット１の磁極の磁界の
強さの分布の変化、つまりロータマグネット１の各磁極
の径方向の磁界の強さを周方向に沿って相違させると共
に、各磁極の径方向の磁界の強さの最大位置を、各磁極
の機械的中心位置より周方向に沿って回転対称状に所定
寸法だけ夫々ずらす、ことをすれば、よいものであるの
で、安価にかつ容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示す簡略平面図、第２
図はロータマグネットの磁界の強さを説明するための該
ロータマグネットの平面図、第３図はコイル５を励磁し
ないときに発生するレラクタンストルク波形図、第４図
はコイルを励磁しないでロータマグネットを外部から回
転させたときの発電電圧の波形図、第５図はロータ位置
の検出信号の波形図、第６図はコイルに電流を流すこと
によりロータマグネットに発生するトルク波形図（従来
の場合も同一の波形図となる）、第７図は第３図に示す
トルクと第６図に示すトルクの合成トルク波形図であ
る。１……ロータマグネット、２……ステータ、５……コイ
ル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多極着磁されるロータマグネット１と、コ
イル５が巻設されるステータ２と、を備えたブラシレス
モータにおいて、上記ロータマグネット１の各磁極の径方向の磁界の強さ
を周方向に沿って相違させると共に、各磁極の径方向の
磁界の強さの最大位置を、各磁極の機械的中心位置より
周方向に沿って回転対称状に所定寸法だけ夫々ずらし、
上記コイル５を励磁していないときの該ロータマグネッ
ト１の停止位置が、該コイル５を励磁したときの該ロー
タマグネット１に発生するトルクの零点となる位置より
ずれるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。