JPH0767264B2 - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JPH0767264B2
JPH0767264B2 JP59229347A JP22934784A JPH0767264B2 JP H0767264 B2 JPH0767264 B2 JP H0767264B2 JP 59229347 A JP59229347 A JP 59229347A JP 22934784 A JP22934784 A JP 22934784A JP H0767264 B2 JPH0767264 B2 JP H0767264B2
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英生 新倉
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H02K99/20Motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は小型ブラシレス直流モータに関するものであ
る。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a small brushless DC motor.

従来の技術 従来のブラシレスモータは、周知のように固定子側にコ
イルを設けると共に、回転子側にマグネツトを設け、マ
グネツトの回転位置をホール素子等の検出素子で検出
し、その検出に基いてコイルに流れる電流を制御するよ
うにしている。
As is well known, conventional brushless motors have a coil on the stator side and a magnet on the rotor side, and the rotational position of the magnet is detected by a detection element such as a Hall element. The current flowing through the coil is controlled.

発明が解決しようとする問題点 従来のブラシレスモータは上記のように構成されている
ため、次のような欠点がある。
Problems to be Solved by the Invention Since the conventional brushless motor is configured as described above, it has the following drawbacks.

(1)、重量の大きいマグネツトが回転するので、慣性
が大きい。
(1) Since the heavy magnet rotates, the inertia is large.

(2)、マグネツトの位置検出素子を必要とする。(2) A magnet position detecting element is required.

(3)、マグネツトの位置に応じてコイルの電流を切換
えるための駆動回路を必要とする。
(3) A drive circuit for switching the coil current according to the position of the magnet is required.

(4)、コイル電流を切換える際のスイツチングノイズ
が発生する。
(4) Switching noise occurs when switching the coil current.

問題点を解決するための手段 本発明は少なくとも2極のマグネットおよび、このマグ
ネットの磁極の境界上に設けられて交流電源が供給され
る少なくとも1個の第1のコイルから成る固定子と、上
記マグネットから所定の間隔を置きこのマグネットに対
向して配置され且つそれぞれの両端間にダイオードが接
続された少なくとも2個の第2のコイルから成る移動子
とでブラシレスモータを構成した。
Means for Solving the Problems The present invention relates to a stator comprising at least a two-pole magnet and at least one first coil which is provided on a boundary between magnetic poles of the magnet and is supplied with an AC power source. A brushless motor was configured with a mover which is arranged at a predetermined distance from the magnet and faces the magnet, and which has at least two second coils each having a diode connected between both ends thereof.

作用 第1のコイルと第2のコイルとの間に相互誘導作用が生
じ、2つのコイルの位置関係に応じて両者の結合係数が
変ることを利用することにより、上記マグネツト及び第
1のコイルを備えた固定子に対し、上記第2のコイルか
ら成る移動子を移動させることができる。
Action Mutual induction action occurs between the first coil and the second coil, and the fact that the coupling coefficient of the two coils changes depending on the positional relationship between the two coils allows the magnet and the first coil to be separated. The mover including the second coil can be moved with respect to the provided stator.

実施例 第1図及び第2図は本発明の第1の実施例を示す。Embodiment FIG. 1 and FIG. 2 show a first embodiment of the present invention.

図において、固定子1は例えば6極に着磁されたリング
状マグネツト2と、例えば3個のコイル31,32,33とか
ら構成されている。上記コイル31〜33は、後述する回転
子4が矢印a方向に回転する場合は、マグネツト2の磁
極が矢印a方向に沿つてN極からS極へ移行する境界上
に載置されて固着されている。各コイル31〜33の両端か
ら導出されたリード線は、速度制御用可変抵抗器5を介
して、交流電源6に接続されている。この場合、コイル
31〜33は、図示のように並列に接続してもよいし、直列
に接続してもよい。
In the figure, a stator 1 is composed of, for example, a ring-shaped magnet 2 magnetized to have 6 poles and, for example, three coils 3 1 , 3 2 and 3 3 . The coil 3 1 to 3 3, when the rotor 4 described later is rotated in the arrow a direction, the magnetic poles of Magunetsuto 2 is placed on the boundary of transition to the S-pole from along connexion N pole in the direction of arrow a It is fixed. Lead wires led out from both ends of each of the coils 3 1 to 3 3 are connected to an AC power source 6 via a variable resistor 5 for speed control. In this case the coil
3 1 to 3 3 may be connected in parallel as shown, or may be connected in series.

回転子4は、円板状を成すプラスチツク等の非磁性板か
ら成るコイル固定板8と、このコイル固定板8の上に配
された例えば4個のコイル91,92,93,94と、これらの
コイル91〜94の両端間を接続する4個のダイオード1
01,102,103,104と、回転軸11とから構成されてい
る。上記コイル固定板8と上記コイル31〜33とは所定の
ギヤツプdを介して配されている。またコイル91〜94
上方には、鉄板等から成る磁性板7がコイル91〜94に対
し所定のギヤツプlを介して固定された状態で設けら
れ、マグネツト2の磁路を形成している。
The rotor 4 includes a coil fixing plate 8 made of a non-magnetic plate such as a disk-shaped plastic, and four coils 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 arranged on the coil fixing plate 8. 4, four diodes for connecting the ends of the coils 91 to 93 4 1
It is composed of 0 1 , 10 2 , 10 3 , and 10 4 and a rotary shaft 11. The coil fixing plate 8 and the coils 3 1 to 3 3 are arranged via a predetermined gear d. The Above the coil 9 to 93 4, provided in a state in which the magnetic plate 7 made of iron plate or the like is fixed to the coil 9 to 93 4 via a predetermined Giyatsupu l, forms a magnetic path of Magunetsuto 2 is doing.

次に第3図及び第4図には、モータの動作原理を模式的
に示すが、これらの図で符号3は前記コイル31〜33を、
また符号9は、前記コイル91〜94をそれぞれ表わす。同
様に第4図で符号10は、前記ダイオード101〜104を表し
ている。
Next, FIGS. 3 and 4 schematically show the operating principle of the motor. In these figures, reference numeral 3 designates the coils 3 1 to 3 3 ,
Reference numeral 9 represents the coils 9 1 to 9 4 , respectively. Similarly, reference numeral 10 in FIG. 4 represents the diodes 10 1 to 10 4 .

次に固定子1側のコイル3には第4図に示す交流電源6
から電流が供給されるが、第3図に示す符号B2は、この
電流によって生じる交番磁界を示す。なお符号B1は、マ
グネット2によって生じる静磁界である。
Next, the AC power source 6 shown in FIG.
Although the current is supplied from the device, the reference numeral B 2 shown in FIG. 3 indicates an alternating magnetic field generated by this current. Reference numeral B 1 is a static magnetic field generated by the magnet 2.

ところで回転子4側の上記コイル9が第3図Aの位置を
占めるときは、このコイル9は上記固定子1側のコイル
3と対向した位置にないから、上記交番磁界B2の影響を
受けることはない。したがってコイル9に交番圧力は誘
起されない。
By the way, when the coil 9 on the side of the rotor 4 occupies the position shown in FIG. 3A, the coil 9 is not in a position facing the coil 3 on the side of the stator 1 and is therefore affected by the alternating magnetic field B 2. There is no such thing. Therefore, no alternating pressure is induced in the coil 9.

次に第3図Bに示すごとく、回転子4のコイル9が固定
子1のコイル3と対向するときは、コイル3を流れる交
流のために生じる交番磁界B2はコイル9に鎖交し、その
結果コイル9には交番電圧が誘起される。
Next, as shown in FIG. 3B, when the coil 9 of the rotor 4 faces the coil 3 of the stator 1, the alternating magnetic field B 2 generated due to the alternating current flowing through the coil 3 is linked to the coil 9, As a result, an alternating voltage is induced in the coil 9.

この場合、コイル9の両端間には前述のごとくダイオー
ド10が挿入されているため、このコイル9に上記交番電
圧が生じても、第4図に示すごとく電流Iは一方向にの
み流れる(直流)。
In this case, since the diode 10 is inserted between both ends of the coil 9 as described above, even if the alternating voltage is generated in the coil 9, the current I flows only in one direction as shown in FIG. ).

そしてこの電流Iと、前記マグネット2による磁界B1
が鎖交する結果、第4図に示すごとくこのコイル9に力
Fが矢印方向に働く。これによつてコイル9は上記矢印
方向に移動する。そして第3図Cの位置まで移動する
と、コイル9は再び磁界B2を受けなくなり停止する。
As a result of the current I and the magnetic field B 1 generated by the magnet 2 interlinking, a force F acts on the coil 9 in the direction of the arrow as shown in FIG. As a result, the coil 9 moves in the arrow direction. Then, when it moves to the position of FIG. 3C, the coil 9 stops receiving the magnetic field B 2 again and stops.

すなわち以上を要約すれば、上記固定子1側に配された
コイル3は、上記回転子4側のコイル9に電力を電送す
るのに必要な手段であり、また上記マグネット2は、上
記コイルに作用力Fを与えるのに必要な手段である。
That is, to summarize the above, the coil 3 arranged on the side of the stator 1 is a means necessary for transmitting electric power to the coil 9 on the side of the rotor 4, and the magnet 2 is connected to the coil. It is a means necessary to give the acting force F.

ところで上記力Fはコイル9がコイル3の上方にあると
きのみ発生するので、第1図のように複数個のコイル31
〜33及びコイル91〜94を設けて、常にコイル91〜94のう
ちの少くとも1個のコイルがコイル31〜33のうち少くと
も1個のコイルの上方にあるように配することにより、
連続的に力を発生させて回転力を得ることができる。
尚、連続的な回転力を得るには、固定子側のコイル数は
最少1個でよく、回転子側のコイル数は2個以上必要と
する。またマグネツト2は2極以上着磁されたものが用
いられる。
However because the force F is generated only when the coil 9 is located above the coil 3, a plurality of coil 3 1 As Figure 1
~ 3 3 and coils 9 1 to 9 4 are provided so that at least one coil of coils 9 1 to 9 4 is always above at least one coil of coils 3 1 to 3 3. By arranging
A rotating force can be obtained by continuously generating a force.
In order to obtain a continuous rotational force, the minimum number of coils on the stator side is one, and the number of coils on the rotor side is required to be two or more. The magnet 2 used is one magnetized with two or more poles.

第5図は本発明の第2の実施例を示す。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.

上述した第1の実施例によるブラシレスモータは、回転
子4は第1図における矢印a方向にのみ回転する。本実
施例は上記a方向と共にa方向と逆方向にも回転可能に
したものである。固定子1には、前記コイル31〜33と共
に、コイル34,35,36が新規に設けられている。これら
のコイル34〜36は、コイル31〜33の間の、磁極が矢印a
方向に沿つてS極からN極に移行する境界上(第1図参
照)に置かれている。これらのコイル34〜36は図示せず
も互いに並列又は直列に接続されて前記交流電源6に接
続されている。尚、回転子4の構成は第1図と全く同一
である。
In the brushless motor according to the first embodiment described above, the rotor 4 rotates only in the direction of arrow a in FIG. In this embodiment, it is possible to rotate in the opposite direction to the a direction together with the a direction. The stator 1 is newly provided with coils 3 4 , 3 5 , and 3 6 together with the coils 3 1 to 3 3 . These coils 3 4 to 3 6 have magnetic poles indicated by arrows a between the coils 3 1 to 3 3.
It is placed on the boundary (see FIG. 1) that changes from the S pole to the N pole along the direction. These coils 3 4-3 6 is connected is connected in parallel or in series with each other are not shown to the AC power supply 6. The structure of the rotor 4 is exactly the same as that shown in FIG.

次に上記コイル34〜36の場合を第3図を利用して述べれ
ば、この場合には同図でN極とS極との位置が入れ替る
から、磁界B1の方向が逆方向となり、その結果、上記力
Fの方向が図示とは逆向きになる。従ってコイル9は逆
方向に移動する。尚、順方向回転用コイル31〜33と逆方
向回転用コイル34〜36とを共通の交流電源6にスイツチ
を介して接続し、回転方向に応じてスイツチを切換える
ように構成することができる。また、回転子4を逆方向
に回転させるために、第1図においてダイオード101〜1
04の向きを変えて、前記電流Iの方向が逆向きになるよ
うにしてもよい。
Next Stated using the FIG. 3 in the case of the coil 3 4-3 6, is because the position of the N and S poles in the figure interchanged in this case, the direction of the magnetic field B 1 is reverse As a result, the direction of the force F is opposite to that shown in the figure. Therefore, the coil 9 moves in the opposite direction. Incidentally, connected via the switch to the forward rotation coil 3 1 to 3 3 and the reverse rotation coil 3 4-3 6 to a common AC power supply 6, configured to switch the switch in response to the direction of rotation be able to. Further, in order to rotate the rotor 4 in the opposite direction, the diodes 10 1 to 1 in FIG.
0 by changing the fourth orientation, the direction of the current I may be made in the reverse direction.

上述した第1及び第2の実施例におけるモータによれ
ば、次の作用効果を得ることができる。
According to the motors of the first and second embodiments described above, the following operational effects can be obtained.

(1)、回転体4にマグネツトを用いていないので、回
転体が軽量になり、従つて、慣性の小さい、応答性の良
いモータを得ることができる。
(1) Since no magnet is used for the rotating body 4, the rotating body becomes light in weight, and thus a motor with low inertia and good response can be obtained.

(2)、回転子の位置検出器を必要としない。(2) No rotor position detector is required.

(3)、交流電源を接続するだけで駆動することができ
るので、駆動回路を必要としない。従つて上記(2)と
共に、小型で安価なモータを得ることができる。
(3) Since it can be driven simply by connecting an AC power source, a drive circuit is not required. Therefore, in addition to the above (2), a small and inexpensive motor can be obtained.

(4)、スイツチングノイズを発生することがない。(4) No switching noise is generated.

(5)、交流電流としてPWM信号を用いるように成せ
ば、モータの回転制御を行うことができる。
(5) If the PWM signal is used as the alternating current, the rotation of the motor can be controlled.

(6)、交流電源の周波数をコイルの共振周波数に選ぶ
ことにより、最大効率を得ることができる。
(6) Maximum efficiency can be obtained by selecting the frequency of the AC power supply as the resonance frequency of the coil.

第6図は第3の実施例を原理的に示すもので、本発明を
コイル9を直線的に移動させるリニアモータに適用した
場合である。
FIG. 6 shows the third embodiment in principle, and is a case where the present invention is applied to a linear motor for linearly moving the coil 9.

マグネツト2は図示のように直線方向に着磁され、N極
からS極に移る境界上にコイル31,32が配され、交流電
源6が接続されている。ダイオード10が接続されたコイ
ル9はマグネツト2の上方に置かれている。図示のよう
にコイル9がコイル31の上方にあるときに、一方向の電
流Iが流れて力Fが発生する。移動体側及び固定子側の
コイル数をさらに増やすことにより、移動距離をさらに
延長することができる。またコイル31〜32の間に逆方向
移動用のコイルを設けてもよい。さらにマグネット2は
第6図に示すように平面状でなく円筒状に形成してもよ
い。
The magnet 2 is magnetized in a linear direction as shown in the figure, coils 3 1 and 3 2 are arranged on the boundary from the N pole to the S pole, and the AC power source 6 is connected. The coil 9 to which the diode 10 is connected is placed above the magnet 2. When the coil 9 as shown above the coil 3 1, unidirectional current I flows force F to occur. The moving distance can be further extended by further increasing the number of coils on the moving body side and the stator side. A coil for reverse movement may be provided between the coils 3 1 and 3 2 . Further, the magnet 2 may be formed in a cylindrical shape instead of a flat shape as shown in FIG.

発明の効果 第2のコイルを用いた上記移動子は軽量であるから、慣
性の小さい、応答性の良いモータを得ることができる。
また移動子の位置検出用機器を必要とせず、交流電源を
接続するだけで駆動することができるので、駆動回路を
必要としない。従つて小型で安価なモータを得ることが
できる。さらにスイツチングノイズを発生することがな
い。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the mover using the second coil is lightweight, it is possible to obtain a motor having low inertia and good responsiveness.
Further, since a device for detecting the position of the mover is not required and the device can be driven simply by connecting an AC power source, a drive circuit is not required. Therefore, a small and inexpensive motor can be obtained. Further, no switching noise is generated.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示す分解斜視図、第2
図は側面図、第3図及び第4図は動作原理図、第5図は
本発明の第2の実施例を示す固定子の斜視図、第6図は
第3の実施例を示す原理的な斜視図である。 なお図面に用いられた符号において、 1……固定子 2……マグネット 31〜36……コイル(第1のコイル) 4……回転子(移動子) 91〜94……コイル(第2のコイル) 101〜104……ダイオード である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
The drawings are side views, FIGS. 3 and 4 are principle views of operation, FIG. 5 is a perspective view of a stator showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a principle view showing the third embodiment. FIG. In the reference numerals used in the drawings, 1 ... stator 2 ... magnet 3 1 to 3 6 ... coil (first coil) 4 ... rotor (mover) 9 1 to 9 4 ... coil ( Second coil) 10 1 to 10 4 It is a diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも2極のマグネットおよび、この
マグネットの磁極の境界上に設けられて交流電源が供給
される少なくとも1個の第1のコイルから成る固定子
と、 上記マグネットから所定の間隔を置きこのマグネットに
対向して配置され且つそれぞれの両端間にダイオードが
接続された少なくとも2個の第2のコイルから成る移動
子とを備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
1. A stator comprising a magnet having at least two poles and at least one first coil provided on a boundary between magnetic poles of the magnet and supplied with AC power, and a predetermined distance from the magnet. 2. A brushless motor, characterized in that it comprises a mover composed of at least two second coils arranged opposite to the magnet and having a diode connected between both ends thereof.
JP59229347A 1984-10-31 1984-10-31 Brushless motor Expired - Fee Related JPH0767264B2 (en)

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JPS49119107A (en) * 1973-03-19 1974-11-14
JPS59139847A (en) * 1983-01-27 1984-08-10 Sanyo Electric Co Ltd Dc brushless motor with rotor winding

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JPS61109450A (en) 1986-05-27

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