JPH07288961A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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Publication number
JPH07288961A
JPH07288961A JP7603094A JP7603094A JPH07288961A JP H07288961 A JPH07288961 A JP H07288961A JP 7603094 A JP7603094 A JP 7603094A JP 7603094 A JP7603094 A JP 7603094A JP H07288961 A JPH07288961 A JP H07288961A
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JP
Japan
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coil
sub
main
magnetic
brushless motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7603094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Okamoto
堅志郎 岡本
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US08/420,867 priority patent/US5574342A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To generate a rotational torque by a subcoil at a dead point by a one-phase bipolar driving by a method wherein two subcoils are wound respectively in the same direction between submagnetic poles adjacent in every other position in the circumferential direction and main coils are wound in the same direction also between the individual subcoils. CONSTITUTION:A stator core 10 is formed in such a way that a plurality of core plates stamped and formed in the same shape by means of a press or the like are laminated in the up-and-down direction. It is provided with main magnetic poles 10a1 to 10a4 and with submagnetic poles 10b1 to 10b4 installed between the main magnetic poles 10a1 to 10a4. When the circumferential width of the main magnetic poles 10a1 to 10a4 is large, a drive torque becomes large, and, when the circumferential width is small, the drive torque becomes small. On the other hand, when the circumferential width of the submagnetic poles 10b1 to 10b4 is large, an auxiliary drive torque becomes large, and, when the circumferential width direction is small, the auxiliary drive torque becomes small.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ブラシレスモータに
関し、特に、1相のコイルをバイポーラ駆動する方式の
ブラシレスモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor of a type in which a one-phase coil is driven in a bipolar manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流ブラシレスモータは、例えば、CD
ーROMの回転駆動用として用いられており、通常、図
3に示すような、軸回転型のブラシレスモータが知られ
ており、同図に示すモータは、ステータブラケット1と
ロータハブ2とを有している。ステータブラケット1の
中心には、中空筒部3が設けられ、この中空筒部3の外
周に環状のステータコア4が固設されている。
2. Description of the Related Art A DC brushless motor is, for example, a CD
A shaft rotation type brushless motor as shown in FIG. 3 which is used for rotationally driving a ROM is generally known. The motor shown in the figure has a stator bracket 1 and a rotor hub 2. ing. A hollow cylindrical portion 3 is provided at the center of the stator bracket 1, and an annular stator core 4 is fixedly provided on the outer circumference of the hollow cylindrical portion 3.

【0003】ロータハブ2の中心には、回転軸5が垂設
され、この回転軸5は、ステータブラケット1の中空筒
部3内に外輪が固設されたベアリング6の内輪に嵌着さ
れて回転自在に支持されている。また、ロータハブ2に
は、環状のヨーク7が固設され、このヨーク7の内周面
側には、環状のマグネット8が固設されている。ステー
タコア4には、コイル9が捲回されていて、このコイル
9に励磁電流を供給することにより、コイル9が創る電
流磁界とマグネット8の磁界との相互作用でロータハブ
2が回転する。
A rotating shaft 5 is vertically provided at the center of the rotor hub 2, and the rotating shaft 5 is fitted to an inner ring of a bearing 6 having an outer ring fixedly mounted in a hollow cylindrical portion 3 of a stator bracket 1 for rotation. It is supported freely. An annular yoke 7 is fixed to the rotor hub 2, and an annular magnet 8 is fixed to the inner peripheral surface side of the yoke 7. A coil 9 is wound around the stator core 4, and by supplying an exciting current to the coil 9, the rotor hub 2 rotates due to the interaction between the current magnetic field created by the coil 9 and the magnetic field of the magnet 8.

【0004】ところで、このような構造のブラシレスモ
ータの回転駆動方式として、1相バイポーラ駆動方式が
知られている。このバイポーラ駆動方式では、コイル9
は、1相状態でコア4に捲回されていて、コア4の磁極
極性とマグネット8との磁極極性との関係に対応させ
て、コイル9に正,逆方向の直流励磁電流が供給され
る。このような励磁電流の供給制御を可能にするため
に、従来のブラシレスモータでは、ステータブラケット
1にホール素子などで構成した磁気センサを設置して、
ロータハブ2の回転を検出するようにしているが、この
ような駆動方式には、以下に説明する技術的課題が指摘
されていた。
By the way, a one-phase bipolar drive system is known as a rotary drive system for a brushless motor having such a structure. In this bipolar drive system, the coil 9
Is wound around the core 4 in a one-phase state, and a direct-current exciting current in the forward and reverse directions is supplied to the coil 9 in accordance with the relationship between the magnetic pole polarity of the core 4 and the magnetic pole polarity of the magnet 8. . In order to control the supply of such an exciting current, in the conventional brushless motor, a magnetic sensor composed of a Hall element or the like is installed in the stator bracket 1,
Although the rotation of the rotor hub 2 is detected, the technical problems described below have been pointed out for such a drive system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したよ
うな1相バイポーラ駆動方式では、図4に示すように、
脈流状の回転トルクが発生するが、このような波形の回
転トルクでは、同図A,B,C,Dに示した点で、それ
ぞれトルクが零になるデッドポイントが存在し、起動時
には、このデッドポイントの存在により、起動不良が発
生する。
That is, in the one-phase bipolar drive system as described above, as shown in FIG.
A pulsating rotational torque is generated, but with the rotational torque having such a waveform, there are dead points at which the torque becomes zero at the points shown in A, B, C, and D of FIG. Due to the presence of this dead point, a startup failure occurs.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、1
相バイポーラ駆動方式において、起動不良の発生しない
ブラシレスモータを提供することにある。また、別の目
的として、1相バイポーラ駆動方式において、消費電力
を低減することができるブラシレスモータを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its object is to
It is an object of the present invention to provide a brushless motor that does not cause start-up failure in the phase bipolar drive system. Another object of the present invention is to provide a brushless motor that can reduce power consumption in a one-phase bipolar drive system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、励磁状態で電流磁界を発生するコイル
と、このコイルが捲回されたコアとを備えたステータ
と、前記電流磁界との電磁相互作用により回転力を得る
マグネットを備えたロータと、前記ロータの回転位置を
検出する磁気センサと、この磁気センサの検出信号に基
づいて、前記コイルの励磁電流を制御する制御回路とを
有するブラシレスモータにおいて、前記コアは、複数の
メイン磁極と、これらのメイン磁極間に設けられた複数
のサブ磁極とを有し、前記コイルは、1本のメインコイ
ルと少なくとも2本のサブコイルとから構成され、前記
メインコイルは、周方向に隣接する前記メイン磁極間で
交互に異なった方向に捲回されて、前記制御回路により
1相バイポーラ駆動され、前記2本のサブコイルは、周
方向に1つおきに隣接する前記サブ磁極間で同一方向に
それぞれ捲回されるとともに、各サブコイル間でも同一
方向に捲回されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a stator including a coil for generating a current magnetic field in an excited state, a core around which the coil is wound, and the current magnetic field. A rotor having a magnet that obtains a rotational force by electromagnetic interaction, a magnetic sensor that detects the rotational position of the rotor, and a control circuit that controls the exciting current of the coil based on the detection signal of the magnetic sensor. In the brushless motor having, the core includes a plurality of main magnetic poles and a plurality of sub magnetic poles provided between the main magnetic poles, and the coil includes one main coil and at least two sub coils. The main coil is wound around the main magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction alternately in different directions, and is driven by the control circuit in a one-phase bipolar manner. Said two sub-coils, along with being wound respectively in the same direction between the sub magnetic poles adjacent to every other in the circumferential direction, characterized in that it is wound in the same direction between each sub-coil.

【0008】前記磁気センサは、前記メイン磁極とサブ
磁極とに対応させて複数設けられ、これらの磁気センサ
の検出信号に基づいて、前記制御回路で前記メインコイ
ルとサブコイルとに供給する励磁電流を切り換えること
ができる。前記メイン磁極およびサブ磁極は、それぞれ
4個から構成され、各磁極を周方向に等角度間隔で配置
することができる。
A plurality of the magnetic sensors are provided corresponding to the main magnetic pole and the sub magnetic pole, and an exciting current supplied to the main coil and the sub coil by the control circuit is supplied based on detection signals of these magnetic sensors. It can be switched. The main magnetic pole and the sub magnetic pole are each composed of four magnetic poles, and the magnetic poles can be arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.

【0009】前記制御回路は、モータの始動時のみに前
記サブコイルに励磁電流を供給することができる。
The control circuit can supply the exciting current to the sub-coil only when the motor is started.

【0010】[0010]

【作用】上記構成のブラシレスモータによれば、コイル
が捲回されるコアは、複数のメイン磁極と、これらのメ
イン磁極間に設けられた複数のサブ磁極とを有し、コイ
ルは、1本のメインコイルと少なくとも2本のサブコイ
ルとから構成され、メインコイルは、周方向に隣接する
メイン磁極間で交互に異なった方向に捲回されて、制御
回路により1相バイポーラ駆動され、2本のサブコイル
は、周方向に1つおきに隣接する前記サブ磁極間で同一
方向にそれぞれ捲回されるとともに、各サブコイル間で
も同一方向に捲回されているので、メインコイルに励磁
電流を供給して1相バイポーラ駆動する際に、サブコイ
ルに励磁電流を供給すると、1相バイポーラ駆動による
デットポイント点で、サブコイルにより回転トルクを発
生させることができる。
According to the brushless motor having the above structure, the core around which the coil is wound has a plurality of main magnetic poles and a plurality of sub magnetic poles provided between the main magnetic poles, and one coil is provided. Of the main coil and at least two sub-coils, the main coil is wound in different directions alternately between the main magnetic poles that are adjacent in the circumferential direction, and is driven by the control circuit in a one-phase bipolar manner. The sub-coils are wound in the same direction between every other sub-poles adjacent to each other in the circumferential direction, and the sub-coils are also wound in the same direction, so that an exciting current is supplied to the main coil. When the exciting current is supplied to the sub-coil during the one-phase bipolar drive, the sub-coil can generate the rotational torque at the dead point point of the one-phase bipolar drive. That.

【0011】また、請求項4の構成によれば、制御回路
は、モータの始動時のみにサブコイルに励磁電流を供給
するので、定常回転時におけるモータの消費電力を低減
することが可能になる。
Further, according to the structure of claim 4, the control circuit supplies the exciting current to the sub-coil only at the time of starting the motor, so that the power consumption of the motor at the time of steady rotation can be reduced.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図1および図2は、本発明
にかかるブラシレスモータの一実施例を示している。な
お、以下の説明では、前述した従来例と同一もしくは相
当する部分には、同一符号を付している。同図に示すブ
ラシレスモータの基本構造は、図4に示した従来例と同
様なものであって、ステータブラケット1とロータハブ
2とを有している。ステータブラケット1の中心には、
中空筒部3が設けられ、この中空筒部3の外周に環状の
ステータコア10が固設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show an embodiment of a brushless motor according to the present invention. In the following description, the same or corresponding parts as those of the conventional example described above are designated by the same reference numerals. The basic structure of the brushless motor shown in the figure is the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, and has a stator bracket 1 and a rotor hub 2. At the center of the stator bracket 1,
A hollow cylindrical portion 3 is provided, and an annular stator core 10 is fixedly provided on the outer circumference of the hollow cylindrical portion 3.

【0013】ロータハブ2の中心には、回転軸5が垂設
され、この回転軸5は、ステータブラケット1の中空筒
部3内に外輪が固設されたベアリング6の内輪に嵌着さ
れて回転自在に支持されている。また、ロータハブ2に
は、環状のヨーク7が固設され、このヨーク7の内周面
側には、環状のマグネット8が固設されている。ステー
タコア10には、コイル12が捲回されていて、このコ
イル12に励磁電流を供給することにより、コイル12
が創る電流磁界とマグネット8の磁界との相互作用でロ
ータハブ2が回転する。また、ステータブラケット1上
には、磁気センサ14が配置されていて、この磁気セン
サ14の検出信号に基づいて、コイル12に供給する励
磁電流が制御回路16により制御される。
A rotating shaft 5 is vertically provided at the center of the rotor hub 2. The rotating shaft 5 is fitted to an inner ring of a bearing 6 having an outer ring fixedly mounted in a hollow cylindrical portion 3 of a stator bracket 1 for rotation. It is supported freely. An annular yoke 7 is fixed to the rotor hub 2, and an annular magnet 8 is fixed to the inner peripheral surface side of the yoke 7. A coil 12 is wound around the stator core 10, and by supplying an exciting current to the coil 12, the coil 12 is
The rotor hub 2 rotates due to the interaction between the magnetic field of the current created by the magnet and the magnetic field of the magnet 8. Further, a magnetic sensor 14 is arranged on the stator bracket 1, and the exciting current supplied to the coil 12 is controlled by the control circuit 16 based on the detection signal of the magnetic sensor 14.

【0014】以上のようなブラシレスモータの基本的な
構成は、この種の従来のブラシレスモータと同様である
が、本発明のブラシレスモータは、以下に説明する点に
顕著な特徴がある。すなわち、本発明のブラシレスモー
タでは、ステータコア10が図1に示すような形状に形
成されている。同図に示すステータコア10は、同一形
状にプレスなどにより打ち抜き形成されたコア板を複数
枚上下方向に積層したものであって、複数のメイン磁極
10a1 〜10a4 と、これらのメイン磁極10a〜1
0a4 間に設けられた複数のサブ磁極10b1 〜10b
4 とを有している。
The basic structure of the brushless motor as described above is the same as that of the conventional brushless motor of this type, but the brushless motor of the present invention has a remarkable feature in the following points. That is, in the brushless motor of the present invention, the stator core 10 is formed in the shape shown in FIG. The stator core 10 shown in the drawing is configured by laminating core plates that are stamped by a press on a plurality vertically in the same shape, a plurality of main magnetic poles 10a 1 10 A 4, these main poles 10a~ 1
0a 4 between the plurality of sub magnetic poles 10b 1 to 10b
Have 4 and.

【0015】メイン磁極10a1 〜10a4 は、本実施
例では、円板状の基部10cから外方に向かって放射状
に延び、略90°の等角度間隔で4個設けられている。
また、サブ磁極10b1 〜10b4 は、円板状の基部1
0cから外方に向かって放射状に延び、略90°の等角
度間隔で4個設けられている。メイン磁極10a1 〜1
0a4 は、メイン駆動トルクを得るためのものであり、
従って、このメイン磁極10a1 〜10a4 の周方向の
幅を大きくすると、駆動トルクは、大きくなり、その周
方向の幅を小さくすると駆動トルクは小さくなる。
In this embodiment, the main magnetic poles 10a 1 to 10a 4 radially extend outward from the disk-shaped base portion 10c, and four main magnetic poles 10a 1 to 10a 4 are provided at equal angular intervals of about 90 °.
The sub magnetic pole 10b 1 ~10b 4 is disc-shaped base 1
Four pieces extend radially from 0c outward and are provided at equal angular intervals of about 90 °. Main magnetic pole 10a 1 to 1
0a 4 is for obtaining the main drive torque,
Therefore, increasing the circumferential width of the main pole 10a 1 10 A 4, the drive torque is increased and the driving torque and to reduce the width of the circumferential direction is reduced.

【0016】一方、サブ磁極10b1 〜10b4 は、デ
ッドポイントを解消するための補助駆動トルクを得るた
めのものであり、従って、このサブ磁極10b1 〜10
4の周方向の幅を大きくすると、補助駆動トルクは、
大きくなり(このように補助駆動トルクを大きくするこ
とは、その結果として、メイン磁極10a1 〜10a 4
の幅が小さくなり、発生するメイン駆動トルクが小さく
なる)、その周方向の幅を小さくすると補助駆動トルク
は小さくなる(このように補助駆動トルクを小さくする
ことは、その結果として、メイン磁極10a1 〜10a
4 の幅が大きくなり、発生するメイン駆動トルクが大き
くなる)。
On the other hand, the sub magnetic pole 10b1-10bFourIs the de
To obtain auxiliary drive torque to eliminate the dead point.
Therefore, this sub magnetic pole 10b is1-10
bFourWhen the circumferential width of is increased, the auxiliary drive torque becomes
Becomes larger (in this way, increasing the auxiliary drive torque
As a result, the main magnetic pole 10a1-10a Four
Of the main drive torque is small.
And the auxiliary drive torque is reduced when the width in the circumferential direction is reduced.
Becomes smaller (in this way, the auxiliary drive torque is made smaller
As a result, the main magnetic pole 10a1-10a
FourAnd the main drive torque generated is large.
Become).

【0017】このような理由を考慮して、本実施例で
は、メイン磁極10a1 〜10a4 とサブ磁極10b1
〜10b4 との周方向での比率をほぼ3:1としてい
る。なお、メイン磁極10a1 〜10a4 の幅は、サブ
磁極10b1 〜10b4 の幅よりも2〜5倍程度に設定
することができる。一方、コイル12は、1本のメイン
コイルMと、2本のサブコイルS1,2 とから構成され
ている。メインコイルMは、図1に示したメイン磁極1
0a1 〜10a4 にそれぞれ分割した状態で捲回されて
いて、周方向に隣接するメイン磁極間で交互に異なった
方向に捲回されている。つまり、いま例えば、メイン磁
極10a1 で反時計方向に捲回されているとすれば、周
方向に隣接するメイン磁極10a2 では、時計方向に、
また、メイン磁極10a3 では、反時計方向に、さら
に、メイン磁極10a4 では、時計方向に捲回されてい
て、これらが直列接続されている。
In consideration of the above reason, in this embodiment, the main magnetic poles 10a 1 to 10a 4 and the sub magnetic pole 10b 1 are used.
The ratio of the circumferential direction of the ~10B 4 approximately 3: 1. The width of the main pole 10a 1 10 A 4 may be set to about 2 to 5 times greater than the width of the sub magnetic pole 10b 1 ~10b 4. On the other hand, the coil 12 is composed of one main coil M and two sub-coils S 1 and S 2 . The main coil M is the main magnetic pole 1 shown in FIG.
Each of the main magnetic poles is wound in a divided state into 0a 1 to 10a 4, and the main magnetic poles circumferentially adjacent to each other are wound in different directions. That is, for example, assuming that the main magnetic pole 10a 1 is wound counterclockwise, the main magnetic pole 10a 2 adjacent in the circumferential direction is clockwise.
The main magnetic pole 10a 3 is wound counterclockwise, and the main magnetic pole 10a 4 is wound clockwise, and these are connected in series.

【0018】2本のサブコイルS1,2 は、図1に示し
たサブ磁極10b1 〜10b4 にそれぞれ分割した状態
で捲回されていて、サブコイルS1 がサブ磁極 10b
1 と10b3 とに同一方向になるように捲回され、サブ
コイルS2 がサブ磁極10b 2 と同10b4 とに同一方
向になるようにそれぞれ捲回され、これらの捲回方向
は、サブコイルS1 と同S2 とで同一方向になってい
る。
Two subcoils S1,S2Shown in Figure 1
Sub magnetic pole 10b1-10bFourDivided into
It is wound with the sub coil S1Is the sub magnetic pole 10b
1And 10b3It is wound so that it is in the same direction as
Coil S2Is the sub magnetic pole 10b 2Same as 10bFourSame as
Each is wound so that they are facing each other, and these winding directions
Is the subcoil S1Same as S2And are in the same direction
It

【0019】すなわち、いま例えば、サブ磁極10b1
でサブコイルS1 が反時計方向に捲回されているする
と、サブ磁極10b2 では、サブコイルS2 が反時計方
向に捲回され、サブ磁極10b3 では、サブコイルS1
が反時計方向に、また、サブ磁極10b4 では、サブコ
イルS2 が反時計方向に捲回されている。一方、磁気セ
ンサ14は、本実施例では、2個の磁気センサ14a,
14bから構成されていて、これらの磁気センサ14
a,14bは、図1にその相対的な位置関係を示すよう
に、メイン磁極10a1 〜10a4 と、サブ磁極10b
1 〜10b4 の角度関係に対応させて、45°の角度間
隔で一対設けられている。実施例では、サブ磁極10b
2 の外側に片方の磁気センサ14aが配置され、メイン
磁極10a3 の外側に他方の磁気センサ14bが配置さ
れている。
That is, now, for example, the sub magnetic pole 10b 1
In If sub coils S 1 is being wound in the counterclockwise direction, the sub magnetic pole 10b 2, the sub-coils S 2 is wound counterclockwise, the sub magnetic pole 10b 3, sub coil S 1
Is wound counterclockwise, and in the sub magnetic pole 10b 4 , the sub coil S 2 is wound counterclockwise. On the other hand, in the present embodiment, the magnetic sensor 14 includes two magnetic sensors 14a,
14b, and these magnetic sensors 14
The main magnetic poles 10a 1 to 10a 4 and the sub magnetic pole 10b are denoted by a and 14b, as shown in the relative positional relationship in FIG.
In correspondence with the angular relationship of 1 ~10b 4, it is provided a pair at an angle interval of 45 °. In the embodiment, the sub magnetic pole 10b
One magnetic sensor 14a is arranged on the outer side of 2 , and the other magnetic sensor 14b is arranged on the outer side of the main magnetic pole 10a 3 .

【0020】以上のように構成されたブラシレスモータ
では、コイル12(メインコイルM,サブコイルS1,
2 に励磁電流を供給しないでロータハブ2を回転さ
せると、マグネット8と鎖交する各コイル12に逆起電
圧が発生し、その発生波形を図2に示している。この実
施例では、メイン磁極10a1 〜10a4 が90°の等
角度間隔で配置され、この磁極10a1 〜10a4 に1
相のメインコイルMが捲回されていて、コイルMの捲回
方向が周方向に隣接する部分で交互に異なっているの
で、メインコイルMに誘起される逆起電圧は、図2に実
線で示すような、90°の角度間隔で順次反転する、ほ
ぼ正弦波状態になる。
In the brushless motor configured as described above, the coil 12 (main coil M, sub-coils S 1, S
2 ) When the rotor hub 2 is rotated without supplying an exciting current to the rotor, a counter electromotive voltage is generated in each coil 12 that links the magnet 8, and the generated waveform is shown in FIG. In this embodiment, the main pole 10a 1 10 A 4 are arranged at equal angular intervals of 90 °, the magnetic pole 10a 1 ~10a 4 1
Since the main coil M of the phase is wound and the winding direction of the coil M is alternately different in the circumferentially adjacent portions, the counter electromotive voltage induced in the main coil M is indicated by the solid line in FIG. As shown, a substantially sine wave state is obtained, which is sequentially inverted at an angle interval of 90 °.

【0021】なお、実施例では、ロータマグネット8
は、4ポールに着磁され、N極とS極とが実質上90°
の間隔で配置されている。一方、サブ磁極10b1 と同
10b3 とが捲回されているサブコイルS1 には、図2
に1点鎖線で示すように、メインコイルMに誘起される
逆起電圧から45°遅れた角度でピークが現れるほぼ正
弦波状態の逆起電圧が発生する。また、サブ磁極10b
2 と同10b4 との捲回されているサブコイルS2
は、図2に2点鎖線で示すように、メインコイルMに誘
起される逆起電圧から135°遅れた角度でピークが現
れるほぼ正弦波状態の逆起電圧が発生する。
In the embodiment, the rotor magnet 8
Is magnetized to 4 poles, and the N and S poles are substantially 90 °
Are arranged at intervals. On the other hand, in the sub coil S 1 in which the sub magnetic poles 10b 1 and 10b 3 are wound,
As indicated by the alternate long and short dash line, a back electromotive force in a substantially sinusoidal state, which has a peak at an angle delayed by 45 ° from the back electromotive force induced in the main coil M, is generated. In addition, the sub magnetic pole 10b
In the sub coil S 2 wound with 2 and the same 10 b 4 , a peak appears at an angle delayed by 135 ° from the back electromotive force induced in the main coil M, as shown by a chain double-dashed line in FIG. A back electromotive force in a sine wave state is generated.

【0022】そこで、本発明では、磁気センサ14a
は、メインコイルMに供給される励磁電流を切り換える
ためのものであり、他方の磁気センサ14bは、サブコ
イルS 1,2 に供給される励磁電流を切り換えるための
ものであり、これらの磁気センサ14a,14bの検出
信号に基づいて、メインおよびサブコイルM,S1,2
に制御回路16から以下に説明する励磁電流を供給する
ようにした。
Therefore, in the present invention, the magnetic sensor 14a is used.
Switches the exciting current supplied to the main coil M
The magnetic sensor 14b on the other hand is
IL S 1,S2For switching the excitation current supplied to
Detection of these magnetic sensors 14a, 14b
Based on the signal, the main and sub coils M, S1,S2
An exciting current described below is supplied from the control circuit 16 to
I did it.

【0023】すなわち、まず、メインコイルMには、磁
気センサ14aの検出信号が”H”のときに、正方向の
励磁電流を供給し、磁気センサ14aの検出信号が”
L”のときに逆方向の励磁電流を供給する。このような
励磁電流がメインコイルMに供給されると、メインコイ
ルMは、1相バイポーラ駆動されることになり、図2に
示した実線波形で、−方向の部分が+方向に反転した状
態のメイン駆動トルクが発生する。一方、サブコイルS
1 には、磁気センサ14bの検出信号が”H”のとき
に、励磁電流が供給されるとともに、サブコイルS2
は、磁気センサ14bの検出信号が”L”のときに、励
磁電流が供給される。
That is, first, when the detection signal of the magnetic sensor 14a is "H", an exciting current in the positive direction is supplied to the main coil M so that the detection signal of the magnetic sensor 14a is "H".
An exciting current in the opposite direction is supplied when L ". When such an exciting current is supplied to the main coil M, the main coil M is driven in a one-phase bipolar manner, and the solid line shown in FIG. In the waveform, the main drive torque is generated in the state where the − direction part is reversed to the + direction.
The 1, when the detection signal of the magnetic sensor 14b is "H", the conjunction exciting current is supplied to the sub coil S 2, when the detection signal of the magnetic sensor 14b is "L", the exciting current is supplied To be done.

【0024】このような励磁電流をサブコイルS1 ,S
2 に供給すると、メインコイルMを1相バイポーラ駆動
したときに発生するデットポイントで、サブコイルS1,
2による補助駆動トルクがそれぞれ発生するので、1
相バイポーラ駆動方式のデットポイントの発生がなくな
り、モータの始動特性を大幅に向上することができる。
Such an exciting current is applied to the subcoils S 1 , S
When it is supplied to 2 , the sub coil S 1,
Auxiliary driving torque is generated by S 2, so 1
The occurrence of dead points in the phase bipolar drive system is eliminated, and the starting characteristics of the motor can be greatly improved.

【0025】なお、サブコイルS1,2 は、モータのデ
ットポイントを解消するために設けたものであり、消費
電力を少なくするためには、サブコイルS1,2 への励
磁電流の供給は、始動時にのみとする方が望ましい。例
えば、定格回転数が800rpmのモータであれば、そ
の回転数が、1/2程度の400rpmに達したときに
サブコイルS1,2 への励磁電流の供給を停止する。
The subcoils S 1 and S 2 are provided in order to eliminate the dead point of the motor, and in order to reduce the power consumption, the excitation current is not supplied to the subcoils S 1 and S 2 . , It is preferable to set it only at the start. For example, in the case of a motor having a rated rotation speed of 800 rpm, the supply of the exciting current to the subcoils S 1 and S 2 is stopped when the rotation speed reaches 400 rpm, which is about ½.

【0026】サブコイルS1,2 は、あくまでも起動時
におけるデッドポイントを解消するためのものであり、
従って、起動後にサブコイルS1,2 に励磁電流を供給
してもよいが、電力を消費する割りには、発生するトル
クが小さいので、上記のように制御することが望まし
い。このような低消費電力型のブラシレスモータは、特
に、負荷を回転する場合に好適なものであって、例え
ば、CD−ROM,LBPミラー,HDDの磁気ディス
クなどを駆動するために好都合に適用され、これらを回
転させるモータは、負荷が慣性として作用するので、起
動後サブコイルS1 ,S2 に電流を供給しなくても充分
なトルクが得られる。
The subcoils S 1 and S 2 are for eliminating dead points at the start,
Thus, may be supplied to the exciting current to the sub-coils S 1, S 2 after startup, but split consuming power, since the torque generated is small, it is desirable to control as described above. Such a low power consumption type brushless motor is particularly suitable for rotating a load, and is conveniently applied to drive, for example, a CD-ROM, an LBP mirror, a HDD magnetic disk, or the like. In the motors that rotate these, since the load acts as inertia, sufficient torque can be obtained without supplying current to the sub-coils S 1 and S 2 after starting.

【0027】なお、上記実施例では、メインおよびサブ
磁極10a1 〜10a4,10b1 〜10b4 がそれぞれ
4極のものを例示したが、本発明の実施は、これに限定
されることはなく、各磁極数が4以上の偶数個であれば
適用することができる。また、上記実施例では、ブラシ
レスモータとして軸回転型のものを例示したが、軸固定
型のブラシレスモータに本発明を適用することも可能で
ある。
Although the main and sub magnetic poles 10a 1 to 10a 4 and 10b 1 to 10b 4 each have four poles in the above embodiment, the present invention is not limited to this. It is applicable if the number of magnetic poles is an even number of 4 or more. Further, in the above embodiment, the shaft rotation type is illustrated as the brushless motor, but the present invention can be applied to the shaft fixed type brushless motor.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるブラシレスモータによれば、モータを1
相バイポーラ駆動する際のデットポイントが解消するの
で、モータの始動信頼性が非常に高くなる。また、請求
項4の構成によれば、デットポイントを解消するサブコ
イルは、始動時にのみ励磁電流を供給するので、消費電
力を低減することができる。
As described above in detail in the embodiments,
According to the brushless motor of the present invention,
Since the dead point at the time of the phase bipolar drive is eliminated, the starting reliability of the motor becomes very high. Further, according to the configuration of claim 4, since the sub-coil for eliminating the dead point supplies the exciting current only at the time of starting, it is possible to reduce the power consumption.

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

【図1】本発明にかかるブラシレスモータのコアおよび
コイルの捲回状態の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a wound state of a core and a coil of a brushless motor according to the present invention.

【図2】同ブラシレスモータの各コイルに誘気される逆
起電圧の波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of a counter electromotive voltage induced in each coil of the brushless motor.

【図3】本発明が適用されるブラシレスモータの断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view of a brushless motor to which the present invention is applied.

【図4】従来のブラシレスモータを1相バイポーラ駆動
した時に発生するトルクの波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram of torque generated when a conventional brushless motor is driven in one-phase bipolar mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータブラケット 2 ロータハブ 3 中空筒部 5 回転軸 6 ベアリング 7 ヨーク 8 マグネット 10 ステータコア 10a1 〜10a4 メイン磁極 10b1 〜10b4 サブ磁極 12 コイル M メインコイル S1,2 サブコイル1 stator bracket 2 rotor hub 3 hollow cylindrical portion 5 rotating shaft 6 bearing 7 yoke 8 magnet 10 stator core 10a 1 10 A 4 main pole 10b 1 ~10b 4 sub magnetic pole 12 coils M main coil S 1, S 2 sub-coils

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励磁状態で電流磁界を発生するコイル
と、このコイルが捲回されたコアとを備えたステータ
と、前記電流磁界との電磁相互作用により回転力を得る
マグネットを備えたロータと、前記ロータの回転位置を
検出する磁気センサと、この磁気センサの検出信号に基
づいて、前記コイルの励磁電流を制御する制御回路とを
有するブラシレスモータにおいて、 前記コアは、複数のメイン磁極と、これらのメイン磁極
間に設けられた複数のサブ磁極とを有し、 前記コイルは、1本のメインコイルと少なくとも2本の
サブコイルとから構成され、 前記メインコイルは、周方向に隣接する前記メイン磁極
間で交互に異なった方向に捲回されて、前記制御回路に
より1相バイポーラ駆動され、 前記2本のサブコイルは、周方向に1つおきに隣接する
前記サブ磁極間で同一方向にそれぞれ捲回されるととも
に、各サブコイル間でも同一方向に捲回されていること
を特徴とするブラシレスモータ。
1. A stator including a coil that generates a current magnetic field in an excited state, a core around which the coil is wound, and a rotor including a magnet that obtains a rotational force by electromagnetic interaction with the current magnetic field. A brushless motor having a magnetic sensor for detecting a rotational position of the rotor and a control circuit for controlling an exciting current of the coil based on a detection signal of the magnetic sensor, wherein the core has a plurality of main magnetic poles, A plurality of sub magnetic poles provided between these main magnetic poles, wherein the coil is composed of one main coil and at least two sub coils, and the main coils are the main coils that are adjacent in the circumferential direction. The magnetic poles are alternately wound in different directions, and driven by the control circuit in a one-phase bipolar manner. The two subcoils are adjacent to each other in the circumferential direction. Brushless motor wherein together are wound respectively in the same direction between the sub-magnetic poles, characterized in that it is wound in the same direction between each sub-coil to.
【請求項2】 前記磁気センサは、前記メイン磁極とサ
ブ磁極とに対応させて複数設けられ、これらの磁気セン
サの検出信号に基づいて、前記制御回路で前記メインコ
イルとサブコイルとに供給する励磁電流を切り換えるこ
とを特徴とする請求項1記載のブラシレスモータ。
2. A plurality of the magnetic sensors are provided corresponding to the main magnetic pole and the sub magnetic pole, and the excitation circuit supplies the main coil and the sub coil by the control circuit based on detection signals of these magnetic sensors. The brushless motor according to claim 1, wherein the current is switched.
【請求項3】 前記メイン磁極およびサブ磁極は、それ
ぞれ4個から構成され、各磁極を周方向に等角度間隔で
配置したことを特徴とする請求項1または2記載のブラ
シレスモータ。
3. The brushless motor according to claim 1, wherein each of the main magnetic pole and the sub magnetic pole is composed of four magnetic poles, and the magnetic poles are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
【請求項4】 前記制御回路は、モータの始動時のみに
前記サブコイルに励磁電流を供給することを特徴とする
請求項1から3のいずれか1項記載のブラシレスモー
タ。
4. The brushless motor according to claim 1, wherein the control circuit supplies an exciting current to the sub coil only when the motor is started.
JP7603094A 1994-04-14 1994-04-14 Brushless motor Withdrawn JPH07288961A (en)

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JP7603094A JPH07288961A (en) 1994-04-14 1994-04-14 Brushless motor
US08/420,867 US5574342A (en) 1994-04-14 1995-04-12 Brushless motor

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JP7603094A JPH07288961A (en) 1994-04-14 1994-04-14 Brushless motor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009532010A (en) * 2006-03-30 2009-09-03 ムービング マグネット テクノロジーズ Multiphase electric motor for driving pumps or ventilators

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