JPH0888964A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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- JPH0888964A JPH0888964A JP6219237A JP21923794A JPH0888964A JP H0888964 A JPH0888964 A JP H0888964A JP 6219237 A JP6219237 A JP 6219237A JP 21923794 A JP21923794 A JP 21923794A JP H0888964 A JPH0888964 A JP H0888964A
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- Japan
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- magnetic
- stator
- brushless motor
- magnet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 慣性が小さくて立上がりが速くトルクが大き
いブラシレスモータを提供すること。 【構成】 ロータ２の位置検出手段１３とこの位置検出
手段１３の出力に応じて駆動電流を制御する駆動回路１
４とこの駆動回路１４の駆動電流を流して回転磁界を発
生しステータベース９上に配設した電機子コイル１１と
を有するステータ１０と、このステータ１０に回転自在
に回転軸６を介して支承し前記回転磁界に応じて回転力
を発生するロータ２とを備えたブラシレスモータにおい
て、ロータ２は周方向にステータ１０との磁気抵抗変調
部５を有し、ステータ１０上に磁極を有するマグネット
１２を設けると共に前記磁極の主たる磁束は電機子コイ
ル１１と鎖交し且つ磁気抵抗変調部５を通る経路を取る
ようにした。
いブラシレスモータを提供すること。 【構成】 ロータ２の位置検出手段１３とこの位置検出
手段１３の出力に応じて駆動電流を制御する駆動回路１
４とこの駆動回路１４の駆動電流を流して回転磁界を発
生しステータベース９上に配設した電機子コイル１１と
を有するステータ１０と、このステータ１０に回転自在
に回転軸６を介して支承し前記回転磁界に応じて回転力
を発生するロータ２とを備えたブラシレスモータにおい
て、ロータ２は周方向にステータ１０との磁気抵抗変調
部５を有し、ステータ１０上に磁極を有するマグネット
１２を設けると共に前記磁極の主たる磁束は電機子コイ
ル１１と鎖交し且つ磁気抵抗変調部５を通る経路を取る
ようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円盤状記録媒体、多角
形反射鏡やＶＴＲのシリンダなどを回転駆動するブラシ
レスモータに関する。
形反射鏡やＶＴＲのシリンダなどを回転駆動するブラシ
レスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１７及び図１８に示すように、従来の
ブラシレスモータ１００のロータ１０１は、ロータヨー
ク１０２の内周面に鉄芯１０３に対向する１６極の磁極
を有するリング状のマグネット１０４を設けている。ま
た、ロータ１０１の中心には、回転軸１０５が嵌装さ
れ、軸受１０６と軸受ホルダ１０７によってステータベ
ース１０８上に回転自在に支承されている。
ブラシレスモータ１００のロータ１０１は、ロータヨー
ク１０２の内周面に鉄芯１０３に対向する１６極の磁極
を有するリング状のマグネット１０４を設けている。ま
た、ロータ１０１の中心には、回転軸１０５が嵌装さ
れ、軸受１０６と軸受ホルダ１０７によってステータベ
ース１０８上に回転自在に支承されている。
【０００３】一方、ステータ１０９は、鉄芯１０３の１
２個のスロット１０３ａがマグネット１０４の磁極と対
向しており、夫々の鉄芯１０３には電機子コイル１１０
が設けられている。ステータベース１０８上には、ロー
タ１０１の回転位置を検出する位置検出手段１１１とそ
の出力信号に応じて電機子コイル１１０の駆動電流を制
御する駆動回路１１２が設けられており、電機子コイル
１１０はロータ１０１の回転位置に応じた磁界を発生す
る。ロータ１０１は、電機子コイル１１０が発生する磁
界とマグネット１０４の磁極との相互作用によって連続
的な回転力を生じる。図１９は、従来のブラシレスモー
タ１００の概念図である。
２個のスロット１０３ａがマグネット１０４の磁極と対
向しており、夫々の鉄芯１０３には電機子コイル１１０
が設けられている。ステータベース１０８上には、ロー
タ１０１の回転位置を検出する位置検出手段１１１とそ
の出力信号に応じて電機子コイル１１０の駆動電流を制
御する駆動回路１１２が設けられており、電機子コイル
１１０はロータ１０１の回転位置に応じた磁界を発生す
る。ロータ１０１は、電機子コイル１１０が発生する磁
界とマグネット１０４の磁極との相互作用によって連続
的な回転力を生じる。図１９は、従来のブラシレスモー
タ１００の概念図である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タ１００にあっては、図１７及び図１８に示すように、
ロータヨーク１０２の内周面にマグネット１０４を取付
けているためロータ１０１の慣性が大きく、立上がりが
遅くなり、同様にマグネット１０４の厚み分だけステー
タ１０９の鉄芯１０３の外径を小さくする必要があるた
め発生するトルクが小さくなるという問題点を有してい
た。
タ１００にあっては、図１７及び図１８に示すように、
ロータヨーク１０２の内周面にマグネット１０４を取付
けているためロータ１０１の慣性が大きく、立上がりが
遅くなり、同様にマグネット１０４の厚み分だけステー
タ１０９の鉄芯１０３の外径を小さくする必要があるた
め発生するトルクが小さくなるという問題点を有してい
た。
【０００５】また、マグネット１０４に多極の磁極を設
けると極の境目に磁束密度の低い部分が出来、有効総磁
束量が十分に得られず、更にロータ１０１にマグネット
１０４を設けているから漏れ磁束も多くその遮断に特別
な部材を必要とするという問題点を有していた。また、
モータの高性能化に伴い必要な磁束を得るために残留磁
束密度の高い希土類磁石材料を用いる必要があり、ロー
タ全周にマグネットを配設するとコスト高になるという
問題点も有していた。
けると極の境目に磁束密度の低い部分が出来、有効総磁
束量が十分に得られず、更にロータ１０１にマグネット
１０４を設けているから漏れ磁束も多くその遮断に特別
な部材を必要とするという問題点を有していた。また、
モータの高性能化に伴い必要な磁束を得るために残留磁
束密度の高い希土類磁石材料を用いる必要があり、ロー
タ全周にマグネットを配設するとコスト高になるという
問題点も有していた。
【０００６】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、慣性が小さくて立上がりが速くトルクが大きい
ブラシレスモータを提供しようとするものである。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、慣性が小さくて立上がりが速くトルクが大きい
ブラシレスモータを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ロータの位置を検出する位置検出手段とこの位
置検出手段の出力に応じて駆動電流を制御する駆動回路
とこの駆動回路の駆動電流を流して回転磁界を発生しス
テータベース上に配設した電機子コイルとを有するステ
ータと、このステータに回転自在に回転軸を介して支承
し前記回転磁界に応じて回転力を発生する前記ロータと
を備えたブラシレスモータにおいて、前記ロータは周方
向に前記ステータとの磁気抵抗変調部を有し、前記ステ
ータ上に磁極を有するマグネットを設けると共に前記磁
極の主たる磁束は前記電機子コイルと鎖交し且つ前記磁
気抵抗変調部を通る経路を取るようにした。
発明は、ロータの位置を検出する位置検出手段とこの位
置検出手段の出力に応じて駆動電流を制御する駆動回路
とこの駆動回路の駆動電流を流して回転磁界を発生しス
テータベース上に配設した電機子コイルとを有するステ
ータと、このステータに回転自在に回転軸を介して支承
し前記回転磁界に応じて回転力を発生する前記ロータと
を備えたブラシレスモータにおいて、前記ロータは周方
向に前記ステータとの磁気抵抗変調部を有し、前記ステ
ータ上に磁極を有するマグネットを設けると共に前記磁
極の主たる磁束は前記電機子コイルと鎖交し且つ前記磁
気抵抗変調部を通る経路を取るようにした。
【０００８】前記電機子コイルは、前記ロータの外周に
配設してもよい。
配設してもよい。
【０００９】前記ステータベースは、磁性材料を主体と
し前記主たる磁束の経路の一部を構成することも出来
る。
し前記主たる磁束の経路の一部を構成することも出来
る。
【００１０】前記ステータベースは、鉄板上に絶縁層を
介してエッチングにより形成した銅箔配線路を有し、こ
の銅箔配線路の一部で前記電機子コイルの端末処理を施
してもよい。
介してエッチングにより形成した銅箔配線路を有し、こ
の銅箔配線路の一部で前記電機子コイルの端末処理を施
してもよい。
【００１１】前記銅箔配線路に折返しコイル部を形成
し、この折返しコイル部を前記主たる磁束の一部と鎖交
するように配設して前記ロータの回転検出手段とするこ
とも出来る。
し、この折返しコイル部を前記主たる磁束の一部と鎖交
するように配設して前記ロータの回転検出手段とするこ
とも出来る。
【００１２】前記回転軸に高透磁率材を用い前記主たる
磁束の経路の一部を成すように構成してもよい。
磁束の経路の一部を成すように構成してもよい。
【００１３】前記ロータは、前記ステータベースと接近
して面で対向する磁路板を備え、前記主たる磁束の経路
の一部を成すように構成することも出来る。
して面で対向する磁路板を備え、前記主たる磁束の経路
の一部を成すように構成することも出来る。
【００１４】
【作用】ロータにマグネットを設けないので、ロータの
慣性が小さくなり立上がりが速くなる。また、電機子コ
イルをロータの外周に配設する場合には、鉄芯の外径を
大きくすることが可能となり、発生トルクを大きく出来
る。また、銅箔配線路に折返しコイル部を形成すると、
折返しコイル部はロータの回転検出手段として作用す
る。
慣性が小さくなり立上がりが速くなる。また、電機子コ
イルをロータの外周に配設する場合には、鉄芯の外径を
大きくすることが可能となり、発生トルクを大きく出来
る。また、銅箔配線路に折返しコイル部を形成すると、
折返しコイル部はロータの回転検出手段として作用す
る。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係るブラシレスモー
タの第１実施例の縦断面図、図２は同じく横断面図、図
３は本発明に係るブラシレスモータの第２実施例の縦断
面図、図４は同じく横断面図、図５は鉄ベースプリント
配線板の概要平面図、図６は鉄ベースプリント配線板を
用いた電機子コイルの端末処理を示す概要側面図、図７
は本発明に係るブラシレスモータの第３実施例の縦断面
図、図８は同じく横断面図、図９は本発明に係るブラシ
レスモータの概念図、図１０乃至図１３は本発明に係る
ブラシレスモータの第３実施例の磁束経路を示す縦断面
図、図１４は同じく第３実施例の変形の縦断面図、図１
５は本発明に係るブラシレスモータの駆動回路図、図１
６は同じくタイミングチャートである。
説明する。ここで、図１は本発明に係るブラシレスモー
タの第１実施例の縦断面図、図２は同じく横断面図、図
３は本発明に係るブラシレスモータの第２実施例の縦断
面図、図４は同じく横断面図、図５は鉄ベースプリント
配線板の概要平面図、図６は鉄ベースプリント配線板を
用いた電機子コイルの端末処理を示す概要側面図、図７
は本発明に係るブラシレスモータの第３実施例の縦断面
図、図８は同じく横断面図、図９は本発明に係るブラシ
レスモータの概念図、図１０乃至図１３は本発明に係る
ブラシレスモータの第３実施例の磁束経路を示す縦断面
図、図１４は同じく第３実施例の変形の縦断面図、図１
５は本発明に係るブラシレスモータの駆動回路図、図１
６は同じくタイミングチャートである。
【００１６】本発明に係るブラシレスモータの第１実施
例は、図１及び図２に示すように、ブラシレスモータ１
のロータ２を構成するロータヨーク３の内周面にステー
タ１０の鉄芯４に対向する磁気抵抗変調部５を設けてい
る。また、ロータ２は、その中心に回転軸６を固定し、
一対の軸受７と軸受ホルダ８によってステータベース９
上に回転自在に支承されている。一方、ステータ１０
は、鉄芯４の１２個のスロット４ａが磁気抵抗変調部５
と対向しており、夫々の鉄芯４には電機子コイル１１が
設けられている。
例は、図１及び図２に示すように、ブラシレスモータ１
のロータ２を構成するロータヨーク３の内周面にステー
タ１０の鉄芯４に対向する磁気抵抗変調部５を設けてい
る。また、ロータ２は、その中心に回転軸６を固定し、
一対の軸受７と軸受ホルダ８によってステータベース９
上に回転自在に支承されている。一方、ステータ１０
は、鉄芯４の１２個のスロット４ａが磁気抵抗変調部５
と対向しており、夫々の鉄芯４には電機子コイル１１が
設けられている。
【００１７】また、鉄芯４のうち電機子コイル１１の無
い部分には、厚み方向に単極の磁極を有するマグネット
１２が設けられている。マグネット１２が発生する磁束
は主として空隙Ｇ１を介してロータヨーク３に至り、更
にロータヨーク３内を通じて磁気抵抗変調部５に至り、
磁気抵抗変調部５から対向する鉄芯４のスロット４ａを
通じ電機子コイル１１と鎖交しながら鉄芯４のティース
４ｂを通ってマグネット１２の反対磁極に戻るような経
路を取るようにしている。
い部分には、厚み方向に単極の磁極を有するマグネット
１２が設けられている。マグネット１２が発生する磁束
は主として空隙Ｇ１を介してロータヨーク３に至り、更
にロータヨーク３内を通じて磁気抵抗変調部５に至り、
磁気抵抗変調部５から対向する鉄芯４のスロット４ａを
通じ電機子コイル１１と鎖交しながら鉄芯４のティース
４ｂを通ってマグネット１２の反対磁極に戻るような経
路を取るようにしている。
【００１８】ステータベース９上には、ロータ２の回転
位置を検出する位置検出手段１３とその出力信号に応じ
て電機子コイル１１の駆動電流を制御する駆動回路１４
が設けられており、電機子コイル１１はロータ２の回転
位置に応じた磁界を発生する。ロータ２は、電機子コイ
ル１１が発生する磁界とマグネット１２の磁極との相互
作用によって連続的な回転力を生じる。
位置を検出する位置検出手段１３とその出力信号に応じ
て電機子コイル１１の駆動電流を制御する駆動回路１４
が設けられており、電機子コイル１１はロータ２の回転
位置に応じた磁界を発生する。ロータ２は、電機子コイ
ル１１が発生する磁界とマグネット１２の磁極との相互
作用によって連続的な回転力を生じる。
【００１９】磁気抵抗変調部５は、円周方向に８個の凸
部と８個の凹部が交互に均等に配設され、対向する鉄芯
４の１２個のティース４ｂとの径方向の距離がロータ２
の回転に伴って大きく変化するように構成されている。
即ち、凸部がティース４ｂと近くなれば磁気抵抗が小さ
くなって通過磁束は多くなり、凹部がティース４ｂと近
くなれば磁気抵抗が大きくなって通過磁束は少なくな
る。なお、ロータヨーク３の外周面も磁気抵抗変調部５
と同様に凸部と凹部で形成されている。
部と８個の凹部が交互に均等に配設され、対向する鉄芯
４の１２個のティース４ｂとの径方向の距離がロータ２
の回転に伴って大きく変化するように構成されている。
即ち、凸部がティース４ｂと近くなれば磁気抵抗が小さ
くなって通過磁束は多くなり、凹部がティース４ｂと近
くなれば磁気抵抗が大きくなって通過磁束は少なくな
る。なお、ロータヨーク３の外周面も磁気抵抗変調部５
と同様に凸部と凹部で形成されている。
【００２０】このような磁気抵抗の変化によってロータ
２の磁気抵抗変調部５とティース４ｂとの回転角により
１個のティース４ｂを通過する磁束の大きさは、図１６
に示すａのように極性は同じままで略正弦波状に変化
し、また他のティース４ｂを通過する磁束も電気角で１
２０度づつの位相差をもって図１６に示すｂ、ｃのよう
な略正弦波状に変化する。
２の磁気抵抗変調部５とティース４ｂとの回転角により
１個のティース４ｂを通過する磁束の大きさは、図１６
に示すａのように極性は同じままで略正弦波状に変化
し、また他のティース４ｂを通過する磁束も電気角で１
２０度づつの位相差をもって図１６に示すｂ、ｃのよう
な略正弦波状に変化する。
【００２１】これらの磁束は電機子コイル１１と鎖交す
るからその鎖交数もａ、ｂ、ｃと同様に変化し、Ｖ＝Ｎ
×ｄφ／ｄｔのように磁束φの変化を時間ｔで微分した
値と電機子コイル１１の各コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の巻
数Ｎの積に等しい逆起電力Ｖを図１６に示すｄ、ｅ、ｆ
のような波形で各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に発生す
る。
るからその鎖交数もａ、ｂ、ｃと同様に変化し、Ｖ＝Ｎ
×ｄφ／ｄｔのように磁束φの変化を時間ｔで微分した
値と電機子コイル１１の各コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３の巻
数Ｎの積に等しい逆起電力Ｖを図１６に示すｄ、ｅ、ｆ
のような波形で各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に発生す
る。
【００２２】一方、鉄芯４のティース４ｂ近傍に配置さ
れた位置検出手段１３、例えば図９に示すホール素子Ｈ
Ｇ１，ＨＧ２，ＨＧ３にもほぼティース４ｂを通過する
磁束と同様に変化する磁束が通過し、ホール素子ＨＧ
１，ＨＧ２，ＨＧ３は図１６に示すｇ、ｈ、ｉのような
出力（電圧）を発生する。
れた位置検出手段１３、例えば図９に示すホール素子Ｈ
Ｇ１，ＨＧ２，ＨＧ３にもほぼティース４ｂを通過する
磁束と同様に変化する磁束が通過し、ホール素子ＨＧ
１，ＨＧ２，ＨＧ３は図１６に示すｇ、ｈ、ｉのような
出力（電圧）を発生する。
【００２３】図１５は、本発明に係るブラシレスモータ
１の駆動回路を示し、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ１
２，Ｑ１６〜Ｑ１８，Ｑ２５，Ｑ２６と、ＰＮＰトラン
ジスタＱ１３〜Ｑ１５，Ｑ１９〜Ｑ２４と、抵抗Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ７〜Ｒ１７を備えて構成されている。
１の駆動回路を示し、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ１
２，Ｑ１６〜Ｑ１８，Ｑ２５，Ｑ２６と、ＰＮＰトラン
ジスタＱ１３〜Ｑ１５，Ｑ１９〜Ｑ２４と、抵抗Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ７〜Ｒ１７を備えて構成されている。
【００２４】ホール素子ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３の出力
信号ｇ，ｈ，ｉは、図１５に示す差動増幅回路（トラン
ジスタＱ１〜Ｑ６などで構成される）で処理され、図１
６で示すｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏのような駆動信号とな
り、各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に所定の駆動電流
Ｕ，Ｖ，Ｗを流すよう駆動用トランジスタＱ１３〜Ｑ１
８を駆動する。
信号ｇ，ｈ，ｉは、図１５に示す差動増幅回路（トラン
ジスタＱ１〜Ｑ６などで構成される）で処理され、図１
６で示すｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏのような駆動信号とな
り、各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に所定の駆動電流
Ｕ，Ｖ，Ｗを流すよう駆動用トランジスタＱ１３〜Ｑ１
８を駆動する。
【００２５】抵抗Ｒ１７は、電流検出用抵抗で駆動電流
Ｕ，Ｖ，Ｗをまとめて流して電圧降下に変換し、抵抗Ｒ
１６を介してＮＰＮトランジスタＱ２５，Ｑ２６のエミ
ッタに負帰還するようにして電流帰還ループを構成して
いる。ＮＰＮトランジスタＱ２５，Ｑ２６のベースは、
共通に接続され駆動電流Ｕ，Ｖ，Ｗの制御入力となって
いる。
Ｕ，Ｖ，Ｗをまとめて流して電圧降下に変換し、抵抗Ｒ
１６を介してＮＰＮトランジスタＱ２５，Ｑ２６のエミ
ッタに負帰還するようにして電流帰還ループを構成して
いる。ＮＰＮトランジスタＱ２５，Ｑ２６のベースは、
共通に接続され駆動電流Ｕ，Ｖ，Ｗの制御入力となって
いる。
【００２６】図１６に示すように、駆動信号ｊ，ｋ，
ｌ，ｍ，ｎ，ｏにより電機子コイル１１の各相のコイル
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に流れる駆動電流Ｕ，Ｖ，Ｗが、電機
子コイル１１の各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に発生す
る逆起電力ｄ，ｅ，ｆと位相（タイミング）が合うよう
にホール素子ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３を配置すれば３相
で間断なく連続的な回転力（トルク）ｓが得られる。
ｌ，ｍ，ｎ，ｏにより電機子コイル１１の各相のコイル
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に流れる駆動電流Ｕ，Ｖ，Ｗが、電機
子コイル１１の各相のコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３に発生す
る逆起電力ｄ，ｅ，ｆと位相（タイミング）が合うよう
にホール素子ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３を配置すれば３相
で間断なく連続的な回転力（トルク）ｓが得られる。
【００２７】このようにステータ１０に磁極を有するマ
グネット１２を設けると共に、ロータ２には円周方向に
ステータ１０との磁気抵抗変調部５を設け、マグネット
１２の磁極の主たる磁束が電機子コイル１１と鎖交し、
且つロータ２の磁気抵抗変調部５を通過する経路を取る
ようにすることでブラシレスモータ１が構成される。
グネット１２を設けると共に、ロータ２には円周方向に
ステータ１０との磁気抵抗変調部５を設け、マグネット
１２の磁極の主たる磁束が電機子コイル１１と鎖交し、
且つロータ２の磁気抵抗変調部５を通過する経路を取る
ようにすることでブラシレスモータ１が構成される。
【００２８】本発明に係るブラシレスモータの第２実施
例は、図３及び図４に示すように、マグネット２０を鉄
芯４と磁性材料から成るステータベース９との間に設
け、鉄芯４のスロット４ａや電機子コイル１１は第１実
施例と同様で、マグネット２０も厚み方向に単極の磁極
を有するリング形状をしている。また、ロータ２を構成
するロータヨーク３の内周面には、第１実施例と同様に
ステータ１０の鉄芯４に対向する磁気抵抗変調部１５を
設けている。
例は、図３及び図４に示すように、マグネット２０を鉄
芯４と磁性材料から成るステータベース９との間に設
け、鉄芯４のスロット４ａや電機子コイル１１は第１実
施例と同様で、マグネット２０も厚み方向に単極の磁極
を有するリング形状をしている。また、ロータ２を構成
するロータヨーク３の内周面には、第１実施例と同様に
ステータ１０の鉄芯４に対向する磁気抵抗変調部１５を
設けている。
【００２９】磁気抵抗変調部１５は、円周方向に８個の
凸部と８個の凹部が交互に均等に配設され、対向する鉄
芯４の１２個のティース４ｂとの径方向の距離がロータ
２の回転に伴って大きく変化するように構成されてい
る。即ち、凸部がティース４ｂと近くなれば磁気抵抗が
小さくなって通過磁束は多くなり、凹部がティース４ｂ
と近くなれば磁気抵抗が大きくなって通過磁束は少なく
なる。なお、ロータヨーク３の外周面は、第１実施例と
異なり円形状に形成されているが、第１実施例のように
凸部と凹部で形成してもよい。
凸部と８個の凹部が交互に均等に配設され、対向する鉄
芯４の１２個のティース４ｂとの径方向の距離がロータ
２の回転に伴って大きく変化するように構成されてい
る。即ち、凸部がティース４ｂと近くなれば磁気抵抗が
小さくなって通過磁束は多くなり、凹部がティース４ｂ
と近くなれば磁気抵抗が大きくなって通過磁束は少なく
なる。なお、ロータヨーク３の外周面は、第１実施例と
異なり円形状に形成されているが、第１実施例のように
凸部と凹部で形成してもよい。
【００３０】マグネット２０の磁極の主たる磁束は、ス
テータベース９内を通り、空隙Ｇ２を介してロータ２の
外周部に至り、ここから磁気抵抗変調部１５を介して対
向する鉄芯４のスロット４ａを通り電機子コイル１１と
鎖交しながらティース４ｂを通りマグネット２０の反対
磁極に戻るような経路を取るようにしている。なお、磁
気抵抗を小さくするためロータ２とステータベース９の
空隙Ｇ２は極力狭くなるように構成している。
テータベース９内を通り、空隙Ｇ２を介してロータ２の
外周部に至り、ここから磁気抵抗変調部１５を介して対
向する鉄芯４のスロット４ａを通り電機子コイル１１と
鎖交しながらティース４ｂを通りマグネット２０の反対
磁極に戻るような経路を取るようにしている。なお、磁
気抵抗を小さくするためロータ２とステータベース９の
空隙Ｇ２は極力狭くなるように構成している。
【００３１】第２実施例においても第１実施例と同様に
ロータ２は、電機子コイル１１が発生する磁界とマグネ
ット２０の磁極との相互作用によって連続的な回転力を
生じる。
ロータ２は、電機子コイル１１が発生する磁界とマグネ
ット２０の磁極との相互作用によって連続的な回転力を
生じる。
【００３２】また、ステータベース９を単一の磁性材料
で形成するのではなく、図５又は図６に示すように、磁
性体基板（鉄板、ケイ素鋼板）２１上に絶縁層２２を介
してエッチングにより銅箔配線路２３を有する所謂鉄ベ
ースプリント配線板を形成することが出来る。そして、
銅箔配線路２３の一部を利用して電機子コイル１１の端
末処理を施せば、部品点数の削減が可能となり、ステー
タ１０を薄く且つ軽量に構成することが出来る。なお、
１１ａは電機子コイル１１の端末、２４は半田である。
で形成するのではなく、図５又は図６に示すように、磁
性体基板（鉄板、ケイ素鋼板）２１上に絶縁層２２を介
してエッチングにより銅箔配線路２３を有する所謂鉄ベ
ースプリント配線板を形成することが出来る。そして、
銅箔配線路２３の一部を利用して電機子コイル１１の端
末処理を施せば、部品点数の削減が可能となり、ステー
タ１０を薄く且つ軽量に構成することが出来る。なお、
１１ａは電機子コイル１１の端末、２４は半田である。
【００３３】また、図５に示すように、銅箔配線路２３
に折返しコイル部２５を形成し、折返しコイル部２５を
主たる磁束の一部と鎖交するよう、例えばロータ２とス
テータベース９の空隙近傍に配設すれば特別なＦＧマグ
ネットを設けなくとも折返しコイル部２５は、回転検出
手段としての主たる磁束の一部との鎖交によってＦＧ信
号（ロータ２の回転速度に比例した周波数である回転検
出信号）を出力することが出来る。
に折返しコイル部２５を形成し、折返しコイル部２５を
主たる磁束の一部と鎖交するよう、例えばロータ２とス
テータベース９の空隙近傍に配設すれば特別なＦＧマグ
ネットを設けなくとも折返しコイル部２５は、回転検出
手段としての主たる磁束の一部との鎖交によってＦＧ信
号（ロータ２の回転速度に比例した周波数である回転検
出信号）を出力することが出来る。
【００３４】本発明に係るブラシレスモータの第３実施
例は、図７及び図８に示すように、鉄芯３０に３個のテ
ィース３１を形成し、ロータ３２の外側に配置してい
る。ロータヨーク３３の外周面には、鉄芯３０に対向す
る８個の凸部と８個の凹部が円周方向に交互に均等に形
成されて成る磁気抵抗変調部３４が設けられている。
例は、図７及び図８に示すように、鉄芯３０に３個のテ
ィース３１を形成し、ロータ３２の外側に配置してい
る。ロータヨーク３３の外周面には、鉄芯３０に対向す
る８個の凸部と８個の凹部が円周方向に交互に均等に形
成されて成る磁気抵抗変調部３４が設けられている。
【００３５】また、鉄芯３０と磁性材料から成るステー
タベース３５との間に厚み方向に単極の磁極を有するマ
グネット３６を配設している。マグネット３６の磁極の
主たる磁束の経路は、図１０に示す矢印Ａのように、鉄
芯３０のスロットを通り電機子コイル３７と鎖交しなが
らティース３１を通り、空隙Ｇ３を介してロータ３２の
磁気抵抗変調部３４に至り、ここから空隙Ｇ４を介して
ステータベース３５内を通りマグネット３６の反対磁極
に戻るような経路を取るようにしている。
タベース３５との間に厚み方向に単極の磁極を有するマ
グネット３６を配設している。マグネット３６の磁極の
主たる磁束の経路は、図１０に示す矢印Ａのように、鉄
芯３０のスロットを通り電機子コイル３７と鎖交しなが
らティース３１を通り、空隙Ｇ３を介してロータ３２の
磁気抵抗変調部３４に至り、ここから空隙Ｇ４を介して
ステータベース３５内を通りマグネット３６の反対磁極
に戻るような経路を取るようにしている。
【００３６】駆動回路１４は、ロータヨーク３３の内側
のステータベース３５上に配置されている。第３実施例
においても第１実施例と同様にロータ３２は、電機子コ
イル３７が発生する磁界とマグネット３６の磁極との相
互作用によって連続的な回転力を生じる。
のステータベース３５上に配置されている。第３実施例
においても第１実施例と同様にロータ３２は、電機子コ
イル３７が発生する磁界とマグネット３６の磁極との相
互作用によって連続的な回転力を生じる。
【００３７】図１１乃至図１３は、第３実施例において
磁気回路の磁気抵抗を低減することを目的として磁路を
構成した場合のブラシレスモータの縦断面図である。図
１１は、ロータ３２にステータベース３５と接近して面
で対向する磁路板４０を設け、主たる磁束の経路の一部
を成すように構成して磁気回路の磁気抵抗を低減したも
のである。ここで、マグネット３６の磁極の主たる磁束
の経路は、矢印Ｂに示すループを形成する。
磁気回路の磁気抵抗を低減することを目的として磁路を
構成した場合のブラシレスモータの縦断面図である。図
１１は、ロータ３２にステータベース３５と接近して面
で対向する磁路板４０を設け、主たる磁束の経路の一部
を成すように構成して磁気回路の磁気抵抗を低減したも
のである。ここで、マグネット３６の磁極の主たる磁束
の経路は、矢印Ｂに示すループを形成する。
【００３８】図１２は、ロータヨーク３３の一部をステ
ータベース３５と接近して面で対向する磁路板４１とし
て使用することにより磁気回路の磁気抵抗を低減したも
のである。ここで、マグネット３６の磁極の主たる磁束
の経路は、矢印Ｃに示すループを形成する。なお、図１
１及び図１２に示すロータ３２の場合には、駆動回路３
８をロータヨーク３３の内側のステータベース３５上に
配置することは出来ないので、ロータヨーク３３の外側
に配置されることになる。
ータベース３５と接近して面で対向する磁路板４１とし
て使用することにより磁気回路の磁気抵抗を低減したも
のである。ここで、マグネット３６の磁極の主たる磁束
の経路は、矢印Ｃに示すループを形成する。なお、図１
１及び図１２に示すロータ３２の場合には、駆動回路３
８をロータヨーク３３の内側のステータベース３５上に
配置することは出来ないので、ロータヨーク３３の外側
に配置されることになる。
【００３９】図１３は、回転軸３９を高透磁率材料で形
成し、主たる磁束の経路の一部を成すように構成して磁
気回路の磁気抵抗を低減したものである。軸受（軸受と
軸受ホルダ）４２も高透磁率材料で形成すれば、更に磁
気抵抗は低減される。ここで、マグネット３６の磁極の
主たる磁束の経路は、矢印Ｄに示すループを形成する。
成し、主たる磁束の経路の一部を成すように構成して磁
気回路の磁気抵抗を低減したものである。軸受（軸受と
軸受ホルダ）４２も高透磁率材料で形成すれば、更に磁
気抵抗は低減される。ここで、マグネット３６の磁極の
主たる磁束の経路は、矢印Ｄに示すループを形成する。
【００４０】図１４は、第３実施例の変形であって、マ
グネット４４をロータヨーク３３の内側にマグネットホ
ルダ４５を介してステータベース３５上に鉄芯３０のテ
ィースと対向するように配置し、磁気回路を構成したも
のである。マグネットホルダ４５は高透磁率材料で形成
する。ここで、マグネット４４の磁極の主たる磁束の経
路は、矢印Ｅに示すループを形成する。なお、ステータ
ホルダ４６とした部分についてもマグネット４４とすれ
ば、更に磁束が増加してトルクが増大する。
グネット４４をロータヨーク３３の内側にマグネットホ
ルダ４５を介してステータベース３５上に鉄芯３０のテ
ィースと対向するように配置し、磁気回路を構成したも
のである。マグネットホルダ４５は高透磁率材料で形成
する。ここで、マグネット４４の磁極の主たる磁束の経
路は、矢印Ｅに示すループを形成する。なお、ステータ
ホルダ４６とした部分についてもマグネット４４とすれ
ば、更に磁束が増加してトルクが増大する。
【００４１】なお、本実施例における磁気抵抗変調部を
ロータヨークと一体形成したが、２ピースによって別体
形成としても良いことは勿論である。また、本実施例で
はロータ２，３２の回転位置を検出する位置検出手段１
３としてホール素子ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３を用いる構
成としたが、他の方法で構成することも可能である。例
えば、電機子コイル１１，３７の誘起起電力に応じてロ
ータ２，３２の回転位置を検出する方法や、速度検出用
の周波数発電機を別に設け、その出力信号に応じてロー
タ２，３２の回転位置を検出する方法等でもよい。
ロータヨークと一体形成したが、２ピースによって別体
形成としても良いことは勿論である。また、本実施例で
はロータ２，３２の回転位置を検出する位置検出手段１
３としてホール素子ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３を用いる構
成としたが、他の方法で構成することも可能である。例
えば、電機子コイル１１，３７の誘起起電力に応じてロ
ータ２，３２の回転位置を検出する方法や、速度検出用
の周波数発電機を別に設け、その出力信号に応じてロー
タ２，３２の回転位置を検出する方法等でもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ータにマグネットを設けないので慣性が小さく立上がり
が速いブラシレスモータを構成出来る。また、ロータに
マグネットを設けないのでマグネットを取付けていたス
ペースが不要となるから、その分だけステータの鉄芯の
外径を大きくすることが可能となり発生するトルクも大
きくなる。
ータにマグネットを設けないので慣性が小さく立上がり
が速いブラシレスモータを構成出来る。また、ロータに
マグネットを設けないのでマグネットを取付けていたス
ペースが不要となるから、その分だけステータの鉄芯の
外径を大きくすることが可能となり発生するトルクも大
きくなる。
【００４３】また、マグネットの磁極が単極であるから
極の境目のような磁束密度の低い部分が無く総磁束は多
極の場合の２／π倍に出来るから発生するトルクが大き
くなる。
極の境目のような磁束密度の低い部分が無く総磁束は多
極の場合の２／π倍に出来るから発生するトルクが大き
くなる。
【００４４】また、電機子コイルをロータの外周に配設
する場合には、ロータ全周にマグネットを配設する必要
がないからマグネットの体積を減らすことが出来、漏れ
磁束も少なくロータの軽量化が図れる。また、電機子の
鉄芯を通る磁束の周波数が小さいから鉄損を少なくする
ことが出来る。
する場合には、ロータ全周にマグネットを配設する必要
がないからマグネットの体積を減らすことが出来、漏れ
磁束も少なくロータの軽量化が図れる。また、電機子の
鉄芯を通る磁束の周波数が小さいから鉄損を少なくする
ことが出来る。
【００４５】更に、電機子コイルをロータの外周に配設
する場合には、ロータとステータのラジアル方向の吸引
力が鉄芯を配置した側とその反対側とで異なり、回転軸
と軸受の隙間が大きい滑り軸受を用いても隙間が常に一
定方向に寄って回転軸の回転精度が良好となる。また、
モータとして発熱する電機子コイルや鉄芯がロータの外
側にあるため放熱が良好になる。
する場合には、ロータとステータのラジアル方向の吸引
力が鉄芯を配置した側とその反対側とで異なり、回転軸
と軸受の隙間が大きい滑り軸受を用いても隙間が常に一
定方向に寄って回転軸の回転精度が良好となる。また、
モータとして発熱する電機子コイルや鉄芯がロータの外
側にあるため放熱が良好になる。
【００４６】ステータベースとして鉄板上に絶縁層を介
してエッチングにより銅箔配線路を有する鉄ベースプリ
ント配線板を形成し、銅箔配線路の一部を利用して電機
子コイルの端末処理を施せば、部品点数の削減が可能と
なり、ステータを薄く且つ軽量に構成することが出来
る。
してエッチングにより銅箔配線路を有する鉄ベースプリ
ント配線板を形成し、銅箔配線路の一部を利用して電機
子コイルの端末処理を施せば、部品点数の削減が可能と
なり、ステータを薄く且つ軽量に構成することが出来
る。
【００４７】また、銅箔配線路に折返しコイル部を形成
し、折返しコイル部を主たる磁束の一部と鎖交するよう
に配設すれば特別なＦＧマグネットを設けなくとも折返
しコイル部は、回転検出手段としての主たる磁束の一部
との鎖交によってＦＧ信号を出力することが出来る。
し、折返しコイル部を主たる磁束の一部と鎖交するよう
に配設すれば特別なＦＧマグネットを設けなくとも折返
しコイル部は、回転検出手段としての主たる磁束の一部
との鎖交によってＦＧ信号を出力することが出来る。
【図１】本発明に係るブラシレスモータの第１実施例の
縦断面図
縦断面図
【図２】本発明に係るブラシレスモータの第１実施例の
横断面図
横断面図
【図３】本発明に係るブラシレスモータの第２実施例の
縦断面図
縦断面図
【図４】本発明に係るブラシレスモータの第２実施例の
横断面図
横断面図
【図５】鉄ベースプリント配線板の概要平面図
【図６】鉄ベースプリント配線板を用いた電機子コイル
の端末処理を示す概要側面図
の端末処理を示す概要側面図
【図７】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例の
縦断面図
縦断面図
【図８】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例の
横断面図
横断面図
【図９】本発明に係るブラシレスモータの概念図
【図１０】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例
の磁束経路を示す縦断面図
の磁束経路を示す縦断面図
【図１１】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例
の磁束経路を示す縦断面図
の磁束経路を示す縦断面図
【図１２】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例
の磁束経路を示す縦断面図
の磁束経路を示す縦断面図
【図１３】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例
の磁束経路を示す縦断面図
の磁束経路を示す縦断面図
【図１４】本発明に係るブラシレスモータの第３実施例
の変形の縦断面図
の変形の縦断面図
【図１５】本発明に係るブラシレスモータの駆動回路図
【図１６】本発明に係るブラシレスモータのタイミング
チャート
チャート
【図１７】従来のブラシレスモータの縦断面図
【図１８】従来のブラシレスモータの横断面図
【図１９】従来のブラシレスモータの概念図
１…ブラシレスモータ、２，３２…ロータ、３，３３…
ロータヨーク、４，３０…鉄芯、４ａ…鉄芯のスロッ
ト、４ｂ，３１…鉄芯のティース、５，１５，３４…磁
気抵抗変調部、６，３９…回転軸、９，３５…ステータ
ベース、１０…ステータ、１１，３７…電機子コイル、
１１ａ…電機子コイルの端末、１２，２０，３６，４４
…マグネット、１３…位置検出手段、１４…駆動回路、
２１…磁性体基板（鉄板）、２２…絶縁層、２３…銅箔
配線路、２５…折返しコイル部、４０，４１…磁路板、
ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３…ホール素子、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３…電機子コイルの各相のコイル。
ロータヨーク、４，３０…鉄芯、４ａ…鉄芯のスロッ
ト、４ｂ，３１…鉄芯のティース、５，１５，３４…磁
気抵抗変調部、６，３９…回転軸、９，３５…ステータ
ベース、１０…ステータ、１１，３７…電機子コイル、
１１ａ…電機子コイルの端末、１２，２０，３６，４４
…マグネット、１３…位置検出手段、１４…駆動回路、
２１…磁性体基板（鉄板）、２２…絶縁層、２３…銅箔
配線路、２５…折返しコイル部、４０，４１…磁路板、
ＨＧ１，ＨＧ２，ＨＧ３…ホール素子、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３…電機子コイルの各相のコイル。
Claims (7)
- 【請求項１】 ロータの位置を検出する位置検出手段と
この位置検出手段の出力に応じて駆動電流を制御する駆
動回路とこの駆動回路の駆動電流を流して回転磁界を発
生しステータベース上に配設した電機子コイルとを有す
るステータと、このステータに回転自在に回転軸を介し
て支承し前記回転磁界に応じて回転力を発生する前記ロ
ータとを備えたブラシレスモータにおいて、前記ロータ
は周方向に前記ステータとの磁気抵抗変調部を有し、前
記ステータ上に磁極を有するマグネットを設けると共に
前記磁極の主たる磁束は前記電機子コイルと鎖交し且つ
前記磁気抵抗変調部を通る経路を取ることを特徴とする
ブラシレスモータ。 - 【請求項２】 前記電機子コイルは、前記ロータの外周
に配設した請求項１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項３】 前記ステータベースは、磁性材料を主体
とし前記主たる磁束の経路の一部を構成した請求項１又
は２記載のブラシレスモータ。 - 【請求項４】 前記ステータベースは、鉄板上に絶縁層
を介してエッチングにより形成した銅箔配線路を有し、
この銅箔配線路の一部で前記電機子コイルの端末処理を
施した請求項３記載のブラシレスモータ。 - 【請求項５】 前記銅箔配線路に折返しコイル部を形成
し、この折返しコイル部を前記主たる磁束の一部と鎖交
するように配設して前記ロータの回転検出手段とした請
求項４記載のブラシレスモータ。 - 【請求項６】 前記回転軸に高透磁率材を用い前記主た
る磁束の経路の一部を成すように構成した請求項１、
２、３、４又は５記載のブラシレスモータ。 - 【請求項７】 前記ロータは、前記ステータベースと接
近して面で対向する磁路板を備え、前記主たる磁束の経
路の一部を成すように構成した請求項３、４又は５記載
のブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06219237A JP3106873B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06219237A JP3106873B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888964A true JPH0888964A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3106873B2 JP3106873B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=16732367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06219237A Expired - Fee Related JP3106873B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106873B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242121B2 (en) | 2004-07-08 | 2007-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless motor with speed detector having noise cancel pattern |
| KR20210053073A (ko) * | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 효성전기주식회사 | 차량용 공기정화장치에 설치되는 모터 |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP06219237A patent/JP3106873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242121B2 (en) | 2004-07-08 | 2007-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless motor with speed detector having noise cancel pattern |
| KR20210053073A (ko) * | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 효성전기주식회사 | 차량용 공기정화장치에 설치되는 모터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3106873B2 (ja) | 2000-11-06 |
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