JPH08205581A

JPH08205581A - スイッチドリラクタンスモータ

Info

Publication number: JPH08205581A
Application number: JP7253854A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeyama; 山健池; Uiriamusu Gurahamu; ウィリアムスグラハム
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1996-08-09
Also published as: GB2293705A; GB9419755D0; GB9519504D0; GB2293705B

Abstract

(57)【要約】【課題】吸引力によるステータ及びハウジングの歪
及びそれによるハウジングの振動に起因する不快な騒音
を低減すること。【解決手段】各対のステータポール部に第１コイル
及び第２コイルを巻回し、第１コイル及び第２コイルの
一方への供給電流のオン―オフを、他方のそれよりも電
流供給時期変更手段（ＣＲによる遅延回路或いは、カウ
ンタとフリップ―フロップ回路或いは、マイクロコンピ
ュータ）により任意の角度・時間だけ、遅らせ、吸引力
の変化を段階的にすることにより、ステータの歪の変化
も段階的とさせ、ステータの衝撃的な変動を和らげる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチドリラク
タンスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に知られているスイッチドリ
ラクタンスモータは、例えば、英国特許公開公報ＧＢ２
２３１２１４Ａに開示されている。このスイッチドリラ
クタンスモータは、ハウジングと、電磁鋼板の積層によ
り形成されて、ハウジングの内孔内に固定されたステー
タと、電磁鋼板を積層されて成り、ステータ内に配設さ
れるロータを備えている。ローターは、ハウジングに回
転可能に支持された出力軸に固定され、それによりステ
ータ内に回転可能に配設される。ロータは、径方向外方
に突出し且つ、軸方向に延びる複数個のロータポール部
を有し、またステータは、径方向内方に互いに夫々対向
するように突出し且つ、軸方向に延びる複数個の対のス
テータポール部を有している。各ステータポール部は、
ロータの回転に応じて各ロータポール部と対向し、対向
しているポール間には所定の隙間が保たれている。ま
た、各ステータポール部には、夫々コイルが巻回され、
互いに対向する対のステータポール部に巻回されるコイ
ルは、互いに直列に接続されており、電流供給時に同対
のステータポール部間に磁束を発生させる。該磁束によ
り、磁束が発生しているステータポール部に所定の隙間
を介して対向しているロータポール部に吸引力が作用
し、この吸引力を、ロータの回転位置に応じてコイルへ
の電流供給をスイッチング素子等により制御することに
より、変化させてモータートルクを発生させている。

【０００３】更に、２つの独立したコイルが各ステータ
ポール部に巻回されるスイッチドリラクタンスモータ
が、英国特許公開公報ＧＢ２２３２３０５Ａ及び米国特
許第５１１３１１３号に開示されている。これらのスイ
ッチドリラクタンスモータによれば、各対のステータポ
ール部間に発生する磁束が増加されるので、モータート
ルクが増大される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のスイッ
チドリラクタンスモータにおいては、一対もしくは複数
の対のロータポール部が近づきつつある一対もしくは複
数の対のステータポール部に巻回されているコイルへの
供給電流は、パルス状にオン・オフされる。通常、一対
のロータポール部が夫々対のステータポール部へ対向し
始めたときにオンされ、完全に対向する前にオフされ
る。これにより、電流が供給されている間、吸引力は比
例的に増加し、電流供給がオフされると瞬時に吸引力は
消滅する。この吸引力の変化でモータートルクが得られ
る一方、この吸引力により、ステータポール部がロータ
ポール部に引き付けられ、ステータ及びステータが固定
されるハウジングが歪む。この吸引力が消滅すると、急
激にステータの歪みが戻ると同時にハウジングが急激に
径方向外方にステータにより押される。このハウジング
の衝撃的な変動が、ロータの回転に応じて周期的に生
じ、それによりハウジングに振動が生じ、不快な騒音を
招いている。

【０００５】それゆえ、本発明は当該スイッチドリラク
タンスモータにおいて、上記不快な騒音を低減すること
を、その課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の第１の技術的手段は、当該スイッチド
リラクタンスモータを、軸方向に延びる内孔を有するハ
ウジングと、該ハウジングの内孔内に固定されると共
に、径方向内方に互いに夫々対向するように突出し且
つ、軸方向に延びる複数個の対のステータポール部を有
するステータと、該ステータ内に回転可能に配設される
と共に、径方向外方に突出し且つ、軸方向に延びる複数
個のロータポール部を有するロータと、各対のステータ
ポール部に巻回される複数個の第１コイルと、各対のス
テータポール部に巻回される複数個の第２コイルと、各
第１及び第２コイルヘ供給される電流の供給及び停止を
制御する電流供給制御手段と、第１コイルに供給される
電流の供給及び停止時期を第２コイルに供給される電流
の供給及び停止時期に対して変えるための電流供給時期
変更手段とを備えて成る構成としたことである。

【０００７】上記課題を解決するために講じた本発明の
第２の技術的手段は、上記第１の技術的手段において、
電流供給制御手段を、各第１コイルに夫々直列に接続さ
れる複数個の第１スイッチング素子と、各第２コイルに
夫々直列に接続される複数個の第２スイッチング素子と
から構成し、電流供給時期変更手段を、各第１及び第２
スイッチング素子の一方に夫々接続される遅延回路から
成る構成としたことである。

【０００８】上記課題を解決するために講じた本発明の
第３の技術的手段は、上記第２の技術的手段において、
遅延回路を、抵抗とコンデンサとから構成したことであ
る。

【０００９】上記課題を解決するために講じた本発明の
第４の技術的手段は、上記第２の技術的手段において、
遅延回路を、カウンターとフリップ―フロップ回路とか
ら構成したことである。

【００１０】また、上記課題を解決するために講じた本
発明の第５の技術的手段は、上記第１の技術的手段にお
いて、電流供給制御手段を、各第１コイルに夫々直列に
接続される複数個の第１スイッチング素子と、各第２コ
イルに夫々直列に接続される複数個の第２スイッチング
素子と、第１コイルに供給される電流の供給時期を決定
するための第１制御マップと、第２コイルに供給される
電流の供給時期を決定するための第２制御マップとから
構成し、第１制御マップにより決定された供給時期と第
２制御マップにより決定された供給時期の一方を、他方
に対して遅らせることである。

【００１１】上記手段によれば、吸引力が段階的に消滅
するので、ステータの歪も段階的に戻る。これにより、
ステータの衝撃的な変動が和らげられ、ステータの振動
により引き起こされるハウジングの振動が低減され、不
快な騒音が低減される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従ったスイッチド
リラクタンスモータの実施の形態を図面に基づき、説明
する。

【００１３】図１及び図２は、本発明の第１実施形態を
示す。図１及び図２において、スイッチドリラクタンス
モータ１０は、アルミニウムから成る円筒状のハウジン
グ１１を有している。ハウジング１１は、円筒部１１ａ
と該円筒部１１ａの端部に固定される図示しないサイド
ハウジングとから成る。円筒部１１ａの内孔１１ｂ内に
は、円筒状のステータ１２が配設されている。ステータ
１２は、円環状の電磁鋼板の積層により形成されてお
り、その外周部をハウジング１１の内孔１１ｂに焼きば
めにより固定されている。

【００１４】ステータ１２は、径方向内方に互いに夫々
対向するように等間隔に突出し且つ、軸方向に延びる３
対のステータポール部１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４
ｂ；１５ａ、１５ｂを有している。各対のステータポー
ル部、例えば、ステータポール部１３ａ、１３ｂには、
夫々第１コイル１６ａ、１６ｂが巻回されており、両第
１コイル１６ａ、１６ｂは直列に接続されている。更
に、ステータポール部１３ａ、１３ｂには、夫々第２コ
イル１７ａ、１７ｂが巻回されており、両第２コイル１
７ａ、１７ｂは直列に接続されている。第１コイル１８
ａ、１８ｂ；２０ａ、２０ｂ及び第２コイル１９ａ、１
９ｂ；２１ａ、２１ｂ（図１には図示されていない）が
同様に各対のステータポール部１４ａ、１４ｂ；１５
ａ、１５ｂに巻回されており、同様に直列に接続されて
いる。これらのコイルは、後述する駆動回路２８に接続
されている。

【００１５】ステータ１２内には、電磁鋼板の積層によ
り形成されるロータ２２が配設されている。ロータ２２
の軸心には、軸方向に延びる孔が形成されており、該孔
内には、その両端を図示しないサイドハウジングにより
回転可能に支承された出力軸２３が貫通され且つ固定さ
れている。これにより、ロータ２２は、出力軸２３と共
に回転可能にステータ１２内に配設される。また、ロー
タ２２は、径方向外方に互いに逆方向に等間隔に突出し
且つ、軸方向に延びる２対のロータポール部２４ａ、２
４ｂ；２５ａ、２５ｂを有している。これら各ロータポ
ール部２４ａ、２４ｂ；２５ａ、２５ｂは、図１に示さ
れるように、ロータ２２の回転に伴い、各ステータポー
ル部１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂ
に対向する際、両者間に所定の隙間を保つ。

【００１６】出力軸２３の図示しない端部には、ロータ
２２の回転位置を検出するために、エンコーダ又はレゾ
ルバ等から成る周知の回転センサ２６が配設されてい
る。該回転センサ２６は、コントローラ２７に電気的に
接続されており、回転センサ２６により検出されたロー
タ２２の位置信号及び角度信号は、コントローラ２７に
送られる。

【００１７】各ステータポール部１３ａ、１３ｂ；１４
ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂに巻回される第１及び第２
コイル１６ａ、１６ｂ；１７ａ、１７ｂ；１８ａ、１８
ｂ；１９ａ、１９ｂ；２０ａ、２０ｂ；２１ａ、２１ｂ
等が接続される駆動回路２８には、コントローラ２７が
電気的に接続されている。コントローラ２７は、回転速
度及びトルク（＝出力要求）に応じて、第１及び第２コ
イルに供給される電流の供給時期（スイッチングオンー
オフ時期）を決定するための制御マップを有し、回転セ
ンサ２６の位置信号及び角度信号に応じて、決定された
時期で、スイッチングオン或いはスイッチングオフ信号
を駆動回路２８に送る。即ち、コントローラ２７は、ス
テータポール部に巻回された第１及び第２コイルへ電流
が供給され始めるとき及びその電流の供給を停止すると
きの、ステータ１２に対するロータ２２の各相対位置を
決定する。ロータ２２が、これらの位置にあるとき、コ
ントローラ２７は、スイッチングオン或いはスイッチン
グオフ信号を駆動回路２８に送る。更に、コントローラ
２７は、制御マップによって各第１及び第２コイルに流
れる電流値を制限するための比較電流値を決定し、比較
電流値信号を駆動回路２８に送る。尚、上記コントロー
ラ２７を変更して、回転数及びトルク（＝出力要求）の
値からの計算によりスイッチングオンーオフ時期を決定
することも可能である。

【００１８】駆動回路２８は、トランジスタ３０、３
１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３
９、４０、４１のようなスイッチング素子を用いるイン
バーターと、電流制限回路６０と、遅延回路７０、７
０’とから成る。本実施形態においては、インバーター
と、電流制限回路６０と、コントローラ２７とが、本発
明における電流供給制御手段に対応し、遅延回路７０、
７０’が電流供給時期変更手段に対応する。上トランジ
スタ３０、３４、３８（エミッタ端子）は、第１コイル
１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂ；２０ａ、２０ｂを介
して下トランジスタ３１、３５、３９（コレクタ端子）
に夫々直列に接続されており、上トランジスタ３２、３
６、４０（エミッタ端子）は、第２コイル１７ａ、１７
ｂ；１９ａ、１９ｂ；２１ａ、２１ｂを介して下トラン
ジスタ３３、３７、４１（コレクタ端子）に夫々直列に
接続されている。各第１及び第２コイルを流れる電流値
を検出するために、電流センサ４２、４３、４４、４
５、４６、４７が、第１及び第２コイル１６ａ、１６
ｂ；１７ａ、１７ｂ；１８ａ、１８ｂ；１９ａ、１９
ｂ；２０ａ、２０ｂ；２１ａ、２１ｂと下トランジスタ
３１、３３、３５、３７、３９、４１の間に夫々介装さ
れている。各上トランジスタ３０、３２、３４、３６、
３８、４０のコレクタ端子は、バッテリ２９に接続され
ており、各下トランジスタ３１、３３、３５、３７、３
９、４１のエミッタ端子は、グランドに接続されてい
る。第１コイル１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂ；２０
ａ、２０ｂと電流センサ４２、４４、４６の間の配線
は、バッテリ２９から電流センサ４２、４４、４６及び
第１コイル１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂ；２０ａ、
２０ｂへの電流の流れを防止するようにダイオード４
８、４９、５０を介して夫々バッテリ２９に接続されて
いる。第２コイル１７ａ、１７ｂ；１９ａ、１９ｂ；２
１ａ、２１ｂと電流センサ４３、４５、４７の間の配線
は、同様にダイオード５１、５２、５３を介して夫々バ
ッテリ２９に接続されている。他方、上トランジスタ３
０、３４、３８（エミッタ端子）と第１コイル１６ａ、
１６ｂ；１８ａ、１８ｂ；２０ａ、２０ｂ間の配線は、
グランドへの電流の流れを防止するようにダイオード５
４、５５、５６を介して夫々グランドに接続されてい
る。上トランジスタ３２、３６、４０（エミッタ端子）
と第２コイル１７ａ、１７ｂ；１９ａ、１９ｂ；２１
ａ、２１ｂの間の配線は、同様にダイオード５７、５
８、５９を介してグランドに夫々接続されている。上及
び下トランジスタ３０、３１、３２、３３、３４、３
５、３６、３７、３８、３９、４０、４１の各ベース端
子は、スイッチングオンーオフ信号が各トランジスタに
送られるように、コントローラ２７に接続されている。

【００１９】電流制限回路６０は、コントローラ２７と
上トランジスタ３０、３２の間に夫々介装されている。
電流制限回路６０は、ＡＮＤゲート６１、６３、比較器
６２、６５及びシュミット―トリガー回路６３、６６か
ら夫々構成されている。比較器６２は、電流センサ４２
により検出された第１コイル１６ａ、１６ｂの電流値
と、コントローラ２７により決定され、Ｄ／Ａコンバー
ター６４により変換された比較電流値とを比較する。比
較器６２の出力信号は、シュミット―トリガー回路６３
を介してＡＮＤゲート６１に送られる。コントローラ２
７からのスイッチングオンーオフ信号は、ＡＮＤゲート
６１に送られ、ＡＮＤゲート６１の出力信号は上トラン
ジスタ３０のベース端子に送られる。比較器６５は、電
流センサ４３により検出された第２コイル１７ａ、１７
ｂの電流値を、コントローラ２７により決定され、Ｄ／
Ａコンバーター６４により変換された比較電流値とを比
較する。比較器６５の出力信号は、シュミット―トリガ
ー回路６６を介してＡＮＤゲート６４に送られる。コン
トローラ２７からのスイッチングオンーオフ信号は、Ａ
ＮＤゲート６４に送られ、ＡＮＤゲート６４の出力信号
は上トランジスタ３２のベース端子に送られる。これら
の電流制限回路６０によれば、第１及び第２コイル１６
ａ、１６ｂ；１７ａ、１７ｂの電流値が比較電流値より
も大きい場合、コントローラ２７からのスイッチングオ
ン信号が上トランジスタ３０、３２のベース端子に送ら
れるのが防止される。尚、図示しないが、同じ電流制限
回路が、同様にコントローラ２７と上トランジスタ３
４、３６、３８、４０のベース端子の間に介装される。

【００２０】遅延回路７０は、コントローラ２７とＡＮ
Ｄゲート６１との間に介装され、抵抗７１とコンデンサ
７２とから構成されている。したがって、抵抗７１の大
きさ及びコンデンサ７２の容量に応じて、遅延回路はス
イッチングオンーオフ信号がＡＮＤゲート６１に送られ
る時期を所定時間だけ遅らせる。遅延回路７０’は、コ
ントローラ２７と下トランジスタ３１のベース端子との
間に介装され、抵抗７１と同じ大きさをもつ抵抗７４と
コンデンサ７２と同じ容量をもつコンデンサ７５とから
構成されている。これにより、遅延回路７０’は、スイ
ッチングオンーオフ信号が下トランジスタ３１のベース
端子に送られる時期を同じ所定時間だけ遅らせる。本実
施形態においては、ノイズの影響を回避するために、シ
ュミット―トリガー回路７３、７６が、遅延回路７０と
ＡＮＤゲート６１の間及び、遅延回路７０’と下トラン
ジスタ３１のベース端子との間に夫々介装されている。
尚、図示はされないが、同じ遅延回路及び同じシュミッ
ト―トリガー回路が、同様にコントローラ２７と、上ト
ランジスタ３４、３８の各ベース端子に接続される図示
しない各ＡＮＤゲートとの間及び、コントローラ２７
と、下トランジスタ３５、３９の各ベース端子との間に
夫々介装される。

【００２１】以上の構成から成る本実施形態の作用を説
明する。

【００２２】電流が第１及び第２コイル１６ａ、１６
ｂ；１７ａ、１７ｂ；１８ａ、１８ｂ；１９ａ、１９
ｂ；２０ａ、２０ｂ；２１ａ、２１ｂの各１つに供給さ
れ始める位置としてコントローラ２７によって決定され
る所定位置にロータ２２があることが、回転センサ２６
により検出されると、コントローラ２７は駆動回路２８
にスイッチングオン信号を送る。即ち、例えば、２対の
ロータポール部２４ａ、２４ｂ；２５ａ、２５ｂの内の
１つが、それに対向し始めるステータポール部１３ａ、
１３ｂに対してコントローラ２７によって決定された所
定位置にあることが、回転センサ２６により検出される
と、コントローラ２７は上及び下トランジスタ３０、３
１、３２、３３の各ベース端子に向けてスイッチングオ
ン信号を送る。同時に、コントローラ２７は、比較電流
値を決定し、それをＤ／Ａコンバーター６４に送る。電
流センサ４３の検出電流値は比較電流値よりも小さいの
で、コントローラ２７からのスイッチングオン信号はＡ
ＮＤゲート６４を介して上トランジスタ３２のベース端
子に送られると共に、下トランジスタ３３のベース端子
に送られる。これにより、上及び下トランジスタ３２、
３３は、オン状態となり、電流がバッテリ２９から第２
コイル１７ａ、１７ｂに供給され、その結果、ステータ
ポール部１３ａ、１３ｂが磁化され、両ポール部１３
ａ、１３ｂ間に吸引力が発生される。吸引力は、互いに
対向しているステータポール部１３ａ、１３ｂとロータ
ポール部間に生じ、ロータポール部をステータポール部
１３ａ、１３ｂに完全に対向させるように、トルクが吸
引力の分力によりロータ２２に作用する。

【００２３】電流センサ４３の検出電流値が、比較電流
値よりも大きいとき、コントローラ２７からのスイッチ
ングオン信号がＡＮＤゲート６４を介して上トランジス
タ３２のベース端子に送られることが電流制限回路６０
により防止され、それにより、上トランジスタ３２が、
電流がバッテリ２９から第２コイル１７ａ、１７ｂに供
給されないように、オフ状態になる。これにより、第２
コイル１７ａ、１７ｂに蓄えられる磁場（フィールド）
エネルギーが、下トランジスタ３３と、ダイオード５７
と、第２コイル１７ａ、１７ｂとにより構成される閉ル
ープ内を循環する。それゆえ、ステータポール部１３
ａ、１３ｂは、蓄えられた磁場エネルギーが減少するま
では、上記磁化状態に保持される。蓄えられた磁場エネ
ルギーが第２コイル１７ａ、１７ｂのインダクタンスに
より減少し、電流センサ４３の検出電流値が比較電流値
より小さいと、コントローラ２７からのスイッチングオ
ン信号が上トランジスタ３２のベース端子に送られる。
これにより、上トランジスタ３２がオン状態になり、バ
ッテリ２９からの電流が第２コイル１７ａ、１７ｂに再
び供給される。電流センサ４３の検出電流値が比較電流
値よりも大きいと、コントローラ２７からのスイッチン
グオン信号がＡＮＤゲート６４を介して上トランジスタ
３２のベース端子に送られることが電流制限回路６０に
より防止される。コントローラ２７からスイッチングオ
ン信号が出力される限り、電流制限回路６０の上記した
作動が、繰り返され、第２コイル１７ａ、１７ｂに供給
される電流が制御される。

【００２４】一方、コントローラ２７からのスイッチン
グオン信号は、すぐには上及び下トランジスタ３０、３
１のベース端子に送られず、遅延回路７０、７０’によ
り、コントローラ２７からのスイッチングオン信号が上
及び下トランジスタ３０、３１のベース端子に送られる
のが所定時間だけ遅らされる。この所定時間が経過する
と、スイッチングオン信号が、下トランジスタ３１のベ
ース端子に送られる。同時に、電流センサ４２により検
出された電流値が比較電流値よりも小さいので、コント
ローラ２７からのスイッチングオン信号は、ＡＮＤゲー
ト６１を介して上トランジスタ３０のベース端子に送ら
れる。これにより、上及び下トランジスタ３０、３１
は、オン状態となり、電流がバッテリ２９から第１コイ
ル１６ａ、１６ｂに供給され、その結果、ステータポー
ル部１３ａ、１３ｂは更に磁化され、第２コイル１７
ａ、１７ｂによって発生された磁束に加えてステータポ
ール部１３ａ、１３ｂ間に磁束が発生される。この結
果、ステータポール部１３ａ、１３ｂとそれに対向する
ロータポール部間に発生される吸引力が増大され、ロー
タ２２に作用するトルクが増大される。

【００２５】電流センサ４２の検出電流値が、比較電流
値よりも大きいと、コントローラ２７からのスイッチン
グオン信号がＡＮＤゲート６１を介して上トランジスタ
３０のベース端子に送られることが、電流制限回路６０
により防止され、それにより、上トランジスタ３０は、
バッテリ２９から電流が第１コイル１６ａ、１６ｂへ供
給されないように、オフ状態になる。これにより、第１
コイル１６ａ、１６ｂに蓄えられた磁場エネルギーが、
下トランジスタ３１と、ダイオード５４と、第１コイル
１６ａ、１６ｂとから構成される閉ループ内を循環され
る。それゆえ、ステータポール部１３ａ、１３ｂは、蓄
えられた磁場エネルギーが減少するまでは、上記磁化状
態に保持される。蓄えられた磁場エネルギーが第１コイ
ル１６ａ、１６ｂのインダクタンスにより減少し、電流
センサ４２の検出電流値が比較電流値より小さいと、コ
ントローラ２７からのスイッチングオン信号が上トラン
ジスタ３０のベース端子に送られる。これにより、上ト
ランジスタ３０がオン状態になり、バッテリ２９からの
電流が第１コイル１６ａ、１６ｂに再び供給される。電
流センサ４２の検出電流値が比較電流値よりも大きい
と、コントローラ２７からのスイッチングオン信号がＡ
ＮＤゲート６１を介して上トランジスタ３０のベース端
子に送られることが電流制限回路６０により防止され
る。コントローラ２７からスイッチングオン信号が出力
される限り、電流制限回路６０の上記した作動が、繰り
返され、第１コイル１６ａ、１６ｂに供給される電流が
制御される。

【００２６】ロータ２２がトルクにより回転され、第１
及び第２コイル１６ａ、１６ｂ；１７ａ、１７ｂ；１８
ａ、１８ｂ；１９ａ、１９ｂ；２０ａ、２０ｂ；２１
ａ、２１ｂの各１つに供給される電流が停止される位置
としてコントローラ２７によって決定される所定位置に
ロータ２２があることが、回転センサ２６により検出さ
れると、コントローラ２７は駆動回路２８にスイッチン
グオフ信号を送る。即ち、例えば、２対のロータポール
部２４ａ、２４ｂ；２５ａ、２５ｂの内の１つが、ステ
ータポール部１３ａ、１３ｂに対してコントローラ２７
によって決定された所定位置にあることが、回転センサ
２６により検出されると、コントローラ２７は上及び下
トランジスタ３０、３１、３２、３３の各ベース端子に
向けてスイッチングオフ信号を送る。これにより、上及
び下トランジスタ３２、３３は、すぐにオフ状態とな
り、第２コイル１７ａ、１７ｂに供給される電流が停止
される。これによって、第２コイル１７ａ、１７ｂによ
る吸引力が消滅する。他方、上及び下トランジスタ３
０、３１がオフ状態になることは、遅延回路７０、７
０’により所定時間だけ、遅らされる。これにより、た
とえ、スイッチングオフ信号が駆動回路２８に伝えられ
ても、吸引力はすぐには消滅しない。所定時間が経過す
ると、上及び下トランジスタ３０、３１はオフ状態にな
り、第１コイル１６ａ、１６ｂに供給される電流が停止
される。これによって、第１コイル１６ａ、１６ｂによ
る吸引力は、消滅する。尚、ステータポール部１４ａ、
１４ｂ；１５ａ、１５ｂに巻回される第１及び第２コイ
ル１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、
２１ａ、２１ｂに供給される供給電流は、コントローラ
２７及び駆動回路２８により同様に制御される。上記し
たように、一対のロータポール部に対向している一対の
ステータポール部に巻回されている第１及び第２コイル
へ供給される電流は、段形状のパルスのようにスイッチ
オン及びオフされ、所定のモータートルクが上記吸引力
の作用により得られる。図３は、一対のステータポール
部に巻回される第１及び第２コイルへの電流供給時にお
けるトルク、電流、吸引力の変化を示す。

【００２７】一方、一対のロータポール部に対向してい
る磁化された一対のステータポール部は、上記吸引力に
より対向しているロータポール部に吸引され、それによ
り、ステータ１２が歪む。例えば、図１において、ロー
タポール部２４ａ、２４ｂに対向しているステータポー
ル部１３ａ、１３ｂが、第１及び第２コイル１６ａ、１
６ｂ；１７ａ、１７ｂへの電流の供給により磁化され、
ロータポール部２４ａ、２４ｂに吸引される。この結
果、ステータ１２が、図１において、縦方向にその直径
を縮められるように歪む。電流の停止により、吸引力が
消滅すると、ステータ１２の歪みが戻る。この時、本実
施形態によれば、図３に示されるようにステップ状（段
階的）に吸引力が消滅するので、ステータ１２の歪みも
ステップ状（段階的）に戻る。これにより、ステータ１
２の衝撃的な変動が和らげられ、ステータ１２の振動に
より引き起こされるハウジング１１の振動が低減され
る。したがって、ハウジング１１の振動により引き起こ
される不快な騒音が低減される。尚、上記した電流供給
開始及び停止のタイミングは、回転数及びトルクの要求
に応じて決められる。

【００２８】図４は、本発明の第２実施形態の電流供給
時期変更手段を示す。この電流供給時期変更手段は、カ
ウンタ１７１（例えば、型式、ttｌ７４１６１）及びフ
リップ―フロップ回路１７２（例えば、型式、７４７
４）から成る遅延回路１７０である。この遅延回路１７
０は、図２における各遅延回路７０、７０’と置き換え
られ得るものである。図４において、図２と同じ部分に
は同じ番号符号が付してある。図４において、コントロ
ーラ２７からのスイッチングオン信号は、フリップ―フ
ロップ回路１７２のデータ端子１７２ａに送られる。更
に、コントローラ２７からのスイッチングオン信号は、
排他的ＯＲゲート１７５に直接送られると共に、排他的
ＯＲゲート１７５に抵抗１７３及びコンデンサ１７４か
ら成る遅延回路を介して送られる。これにより、出力信
号は、抵抗１７３及びコンデンサ１７４により決定され
る所定時間の間、Ｈｉｇｈになる。排他的ＯＲゲート１
７５の出力信号は、反転され、クリア端子１７１ｂ、ロ
ード端子１７１ａ及び排他的ＯＲゲート１７６に夫々送
られる。排他的ＯＲゲート１７５の反転された出力信号
は、抵抗１７５及びコンデンサ１７８から成る遅延回路
を介して排他的ＯＲゲート１７６に送られる。排他的Ｏ
Ｒゲート１７６の出力信号は、ＯＲゲート１７９に送ら
れる。回転センサ２６からの回転信号は、ＯＲゲート１
７９に送られる。ＯＲゲート１７９の出力信号は、カウ
ンタ１７１のクロック端子１７１ｃに送られる。端子
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、４ビットのカウンタ値をプレセット
するためのプレセット端子である。フリップ―フロップ
回路１７２のクロック端子１７２ｂは、カウンタ１７１
のＲＣＯ端子１７１ｄに接続されており、フリップ―フ
ロップ回路１７２は、カウンタのオーバーフロー信号
（遅延信号）がＲＣＯ端子１７１ｄからクロック端子１
７２ｂに送られたとき、Ｑ端子１７２ｃの出力端子とし
て、データ端子１７２ａの入力信号を出力する。フリッ
プ―フロップ回路１７２のＱ端子１７２ｃの出力信号
は、図２におけるＡＮＤゲート６１に送られる。

【００２９】この第２実施形態によれば、図５に示され
るように、コントローラ２７からのスイッチングオン信
号がデータ端子１７２ａと排他的ＯＲゲート１７５に送
られ、抵抗１７３及びコンデンサ１７４により決定され
る所定時間が経過すると、排他的ＯＲゲート１７５の反
転された出力信号（カウンタリセット信号）がＨｉｇｈ
になり、このＨｉｇｈ信号が排他的ＯＲゲート１７６に
送られる。しかしながら、排他的ＯＲゲート１７６の反
転された出力信号（カウンタエナブル信号）は、抵抗１
７７及びコンデンサ１７８により決定される所定時間の
間、Ｌｏｗになる。それゆえ、回転信号に対応している
ＯＲゲート１７９の出力信号（遅延信号）は、クロック
カウンタ１７１ｃに送られる。カウンタ１７１は、カウ
ンタエナブル信号がＨｉｇｈになるまで、カウントを続
ける。それゆえ、必要な遅延時間の間、カウンタエナブ
ル信号がＬｏｗ状態を維持するように、抵抗１７７及び
コンデンサ１７８の時定数を十分に大きくする必要があ
る。カウンタがオーバーフローすると、カウンタオーバ
ーフロー信号がクロック端子１７２ｂに送られ、それに
よりスイッチングオン信号が図２のＡＮＤゲート６１に
送られる。図５に示されるように、スイッチング信号の
場合、供給時期は同様に遅延される。

【００３０】上記したように、この第２実施形態におい
ては、第１及び第２コイルの一方への電流供給開始及び
停止時期（スイッチングオン―オフ時期）が、他方に対
してカウンタ１７１及びフリップ―フロップ回路１７２
によって遅延され、それゆえ、吸引力が段階的に消滅す
るので、上記した第１実施形態と同じ効果を得ることが
できる。更に、本第２実施形態においては、遅延時間を
ＤＩＰスイッチ或いはコントローラの信号により自由自
在に変更することができる。

【００３１】図６は、本発明の第３実施形態の電流供給
制御手段及び電流供給時期変更手段を示す。図６におい
て、図１及び図２と同じ部分には同じ番号符号が付して
ある。図６において、本発明の電流供給時期変更手段
は、コントローラ２２７により構成される。コントロー
ラ２２７は、第１コイル１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８
ｂ；２０ａ、２０ｂに供給される電流の供給時期（スイ
ッチングオン―オフ時期）を回転数及びトルク（＝出力
要求）に応じて決定するための第１制御マップを有して
いる。更に、コントローラ２２７は、第２コイル１７
ａ、１７ｂ；１９ａ、１９ｂ；２１ａ、２１ｂに供給さ
れる電流の供給時期（スイッチングオン―オフ時期）を
回転数及びトルク（＝出力要求）に応じて決定するため
の第２制御マップを有している。例えば、第１制御マッ
プにより決定される電流の供給時期（スイッチングオン
―オフ時期）が、同じパラメーター値（回転数及びトル
ク）の下で第２制御マップにより決定される電流の供給
時期（スイッチングオン―オフ時期）に対して所定時間
遅延される。

【００３２】この第３実施形態によれば、電流が各ステ
ータポール部に巻回される第２コイル１７ａ、１７ｂ；
１９ａ、１９ｂ；２１ａ、２１ｂの１つに供給され始め
る位置、例えば、第２コイル１７ａ、１７ｂに供給され
始める位置としてコントローラ２２７の第２制御マップ
によって決定される所定位置にロータがあることが、回
転センサにより検出されると、コントローラ２２７はス
イッチングオン信号を上及び下トランジスタ３２、３３
のベース端子に向けて送る。これにより、トランジスタ
３２、３３は、オン状態となり、電流が第２コイル１７
ａ、１７ｂに供給される。その後は、第２コイル１７
ａ、１７ｂに供給される電流は、上記した第１実施形態
のように制御される。スイッチングオン信号がトランジ
スタ３２、３３に送られた後、所定時間が経過し、電流
が第１コイル１６ａ、１６ｂに供給され始める位置とし
てコントローラ２２７の第１制御マップによって決定さ
れる所定位置にロータがあることが、回転センサにより
検出されると、コントローラ２２７はスイッチングオン
信号を上及び下トランジスタ３０、３１のベース端子に
向けて送る。これにより、トランジスタ３０、３１は、
オン状態となり、電流が第１コイル１６ａ、１６ｂに供
給される。その後は、第１コイル１６ａ、１６ｂに供給
される電流は、上記した第１実施形態のように制御され
る。

【００３３】ロータがトルクにより回転され、第２コイ
ル１７ａ、１７ｂに供給される電流が停止される位置と
してコントローラ２２７の第２制御マップによって決定
される所定位置にロータがあることが、回転センサによ
り検出されると、コントローラ２２７はスイッチングオ
フ信号をトランジスタ３２、３３のベース端子に向けて
送る。この後、所定時間が経過し、第１コイル１６ａ、
１６ｂに供給される電流が停止される位置としてコント
ローラ２２７の第１制御マップによって決定される所定
位置にロータがあることが、回転センサにより検出され
ると、コントローラ２２７はスイッチングオフ信号をト
ランジスタ３０、３１のベース端子に向けて送る。尚、
第１及び第２コイル１８ａ、１８ｂ；１９ａ、１９ｂ；
２０ａ、２０ｂ；２１ａ、２１ｂへ供給される供給電流
は、同様にコントローラ２２７及び駆動回路２８により
制御される。

【００３４】この第３実施形態によれば、第１コイルへ
の電流供給時期（スイッチングオン―オフ時期）が第２
コイルのそれに対して、コントローラ２２７の第１制御
マップにより、遅延されるので、上記した第１実施形態
と同じ効果を得ることができる。

【００３５】尚、上記した実施形態では、３対のステー
タポール部を有するステータと、２対のロータポール部
を有するロータとを備えたスイッチドリラクタンスモー
タに本発明を適用したが、６対のステータポール部を有
するステータと、４対のロータポール部を有するロータ
とを備えたスイッチドリラクタンスモータ等の他のタイ
プにも適用することは可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、ロータへ
の吸引力が段階的に消滅することにより、ステータの歪
も段階的に戻るので、ステータの衝撃的な変動が和らげ
られ、ステータの振動により引き起こされるハウジング
の振動を低減することができる。それゆえ、ハウジング
の振動により引き起こされる不快な騒音を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ったスイッチドリラクタンスモータ
の第１実施形態の概略図である。

【図２】図１の第１実施形態の電流供給制御手段及び電
流供給時期変更手段を示す回路図である。

【図３】第１実施形態の一対のステータポール部に巻回
される第１及び第２コイルへの電流供給時におけるトル
ク、電流、吸引力の変化を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施形態の電流供給時期変更手段
を示す回路図である。

【図５】図４に示す第２実施形態における各信号のタイ
ミングチャートである。

【図６】本発明の第３実施形態の電流供給制御手段及び
電流供給時期変更手段を示す回路図である。

【符号の説明】

１０スイッチドリラクタンスモータ１１ハウジング１２ステータ１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ；１５ａ、１５ｂス
テータポール部１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂ；２０ａ、２０ｂ第
１コイル１７ａ、１７ｂ；１９ａ、１９ｂ；２１ａ、２１ｂ第
２コイル２２ロータ２４ａ、２４ｂ；２５ａ、２５ｂロータポール部２７コントローラ（電流供給制御手段）６０電流制限回路（電流供給制御手段）７０、７０’、１７０遅延回路（電流供給時期変更手
段）１７１カウンタ（電流供給時期変更手段）１７２フリップ―フロップ回路（電流供給時期変更手
段）２２７コントローラ（電流供給時期変更手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に延びる内孔を有するハウジング
と、該ハウジングの内孔内に固定されると共に、径方向
内方に互いに夫々対向するように突出し且つ、軸方向に
延びる複数個の対のステータポール部を有するステータ
と、該ステータ内に回転可能に配設されると共に、径方
向外方に突出し且つ、軸方向に延びる複数個のロータポ
ール部を有するロータと、前記各対のステータポール部
に巻回される複数個の第１コイルと、前記各対のステー
タポール部に巻回される複数個の第２コイルと、前記各
第１及び第２コイルヘ供給される電流の供給及び停止を
制御する電流供給制御手段と、前記第１コイルに供給さ
れる電流の供給及び停止時期を前記第２コイルに供給さ
れる電流の供給及び停止時期に対して変えるための電流
供給時期変更手段とを備えて成るスイッチドリラクタン
スモータ。
【請求項２】前記電流供給制御手段は、前記各第１コ
イルに夫々直列に接続される複数個の第１スイッチング
素子と、前記各第２コイルに夫々直列に接続される複数
個の第２スイッチング素子とを有し、前記電流供給時期
変更手段は、前記各第１及び第２スイッチング素子の一
方に夫々接続される遅延回路を有していることを特徴と
する請求項１に記載のスイッチドリラクタンスモータ。
【請求項３】前記遅延回路は、抵抗とコンデンサとを
含むことを特徴とする請求項２に記載のスイッチドリラ
クタンスモータ。
【請求項４】前記遅延回路は、カウンターとフリップ
―フロップ回路とを含むことを特徴とする請求項２に記
載のスイッチドリラクタンスモータ。
【請求項５】前記電流供給制御手段は、前記各第１コ
イルに夫々直列に接続される複数個の第１スイッチング
素子と、前記各第２コイルに夫々直列に接続される複数
個の第２スイッチング素子と、前記第１コイルに供給さ
れる電流の供給時期を決定するための第１制御マップ
と、前記第２コイルに供給される電流の供給時期を決定
するための第２制御マップとを有し、前記第１制御マッ
プにより決定された供給時期と前記第２制御マップによ
り決定された供給時期の一方が、他方に対して遅らされ
ることを特徴とする請求項１に記載のスイッチドリラク
タンスモータ。