JPH11318067A - 電子整流式モ―タ - Google Patents

電子整流式モ―タ

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JPH11318067A
JPH11318067A JP11077955A JP7795599A JPH11318067A JP H11318067 A JPH11318067 A JP H11318067A JP 11077955 A JP11077955 A JP 11077955A JP 7795599 A JP7795599 A JP 7795599A JP H11318067 A JPH11318067 A JP H11318067A
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JP
Japan
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position sensor
rotor position
motor
magnetic flux
rotor
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JP11077955A
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Patrick Furtwaengler
フルトヴェングラー パトリック
Hermann Rappenecker
ラッペンエッカー ヘルマン
Harald Reich
ライヒ ハラルト
Gabor Szondi
スツォンディ ガボール
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Original Assignee
Papst Motoren GmbH and Co KG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子整流式モータのステータ漂遊磁界からの整
流ノイズを改善する。 【解決手段】（ａ）カップ状支持部材（１１）内に永久
磁石（１２）が配置されたアウターロータ（１０）を有
し、（ｂ）コア（１４）のスロットに巻線要素（コイ
ル）（１３）を巻回したインナーステータ（１５）を有
し、（ｃ）電磁的ロータ位置センサ（２０，２１，２
２）は、カップ開放側の、ロータマグネットの端面にほ
ぼ対向して配置され、（ｄ）インナーステータ（１５）
の漂遊磁界に対する磁束集束器（２４）は、支持部材の
開放側において、当該巻線ヘッドのステータのコア（１
４）と反対の側において少なくともインナーステータ
（１５）の所定角度領域内であって、ロータ位置センサ
（２０，２１，２２）が配置されている当該角度領域内
に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石ロータと
ステータを有する電子整流式モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような電子整流式モータは、ドイツ
特許公報ＤＥ−２８３５１０Ｃ２から公知であり、ここ
ではステータ漂遊磁界が電子整流式モータの整流に対し
て負の影響を与えることがある。なぜなら、漂遊磁界が
ホール発生器にノイズ的影響を及ぼすからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明の本発明の課題
は、新しい電子整流式モータを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点によ
れば、上記課題は次の特徴により解決される。即ち、電
子整流式モータは、（ａ）アウターロータを有してお
り、該アウターロータではカップ状支持部材に半径方向
に磁化された永久磁石が配置されており、（ｂ）インナ
ーステータを有しており、該インナーステータは積層鉄
心を有し、該積層鉄心のスロットには巻線要素が配置さ
れており、該巻線要素は巻線ヘッドを介して積層鉄心の
両端部に電気的に相互に接続されており、（ｃ）少なく
とも１つの電磁的ロータ位置センサを有しており、該ロ
ータ位置センサは、カップ状支持部材の底部とは反対側
の、ロータマグネットの端面にほぼ対向し、かつロータ
マグネットの漂遊磁界領域内及びインナーステータの漂
遊磁界領域内に配置されており、当該ロータ位置センサ
は、巻線要素の少なくとも一部を流れる電流を制御する
ために使用され、（ｄ）さらにインナーステータの漂遊
磁界に対する磁束集束器を有しており、該磁束集束器
は、支持部材の底部とは反対側の巻線ヘッドにおいて、
かつ、当該巻線ヘッドの、ステータの積層鉄心と反対の
側において少なくともインナーステータの所定角度領域
内であって、少なくとも（さらにはそれぞれ）１つのロ
ータ位置センサが配置されている当該角度領域内に配置
されるよう、構成される。
【０００５】本発明の第２の視点によれば、さらに下記
特徴を有する電子整流式アウターロータモータが提供さ
れる。 （ａ）支持部材に、半径方向に磁化された永久磁石が配
置されたアウターロータを有しており、（ｂ）積層鉄心
に巻線要素が配置されたインナーステータを有し、該巻
線要素は巻線ヘッドを介して該積層鉄心の両端部で電気
的に相互に接続されており、（ｃ）少なくとも１つの電
磁的ロータ位置センサを有しており、該ロータ位置セン
サは、カップ状支持部材の底部とは反対側の、ロータマ
グネットの端面領域においては、ロータマグネットの漂
遊磁界領域内かつインナーステータの漂遊磁界領域内に
配置されており、前記ロータ位置センサは、該巻線要素
の少なくとも一部を流れる電流を制御するために使用さ
れ、（ｄ）さらにインナーステータの漂遊磁界に対する
磁束集束器を有しており、該磁束集束器は、強磁性材料
からなる実質的にリング状の部材として構成されてお
り、かつ支持部材の底部とは反対側で巻線ヘッドに、か
つそのステータの積層鉄心とは反対側に配置されてい
る、ことを特徴とする。
【０００６】本発明の第３の視点によれば、下記特徴を
有する電子整流式モータが提供される。 （ａ）カップ状支持部材内に永久磁石が配置されたアウ
ターロータを有しており、（ｂ）積層鉄心のスロットに
巻線要素が配置されたインナーステータを有しており、
（ｃ）少なくとも１つの電磁的ロータ位置センサを有し
ており、該ロータ位置センサは、カップ状支持部材の開
放側において、ロータマグネットの端面にほぼ対向して
配置されており、（ｄ）さらにインナーステータの漂遊
磁界に対する磁束集束器を有しており、該磁束集束器
は、支持部材の開放側において、当該巻線ヘッド近傍に
少なくともインナーステータの所定角度領域内であっ
て、少なくとも１つのロータ位置センサが配置されてい
る当該角度領域内に配置される、ことを特徴とする電子
整流式アウターロータモータ。
【０００７】上記構成により、ロータ位置センサがステ
ータ巻線コイルからのノイズ成分に悪影響を受けること
なく、格段に良好な信号を送出するようになり、正確な
整流が行われる。これはとりわけモータの加速および減
速時にも当てはまる。
【０００８】
【発明の実施の形態】（ａ）カップ状支持部材（１１）
内に永久磁石（１２）が配置されたアウターロータ（１
０）を有し、（ｂ）コア（１４）のスロットに巻線要素
（コイル）（１３）を巻回したインナーステータ（１
５）を有し、（ｃ）電磁的ロータ位置センサ（２０，２
１，２２）は、カップ開放側の、ロータマグネットの端
面にほぼ対向して配置され、（ｄ）インナーステータ
（１５）の漂遊磁界に対する磁束集束器（２４）は、支
持部材の開放側において、当該巻線ヘッドのステータの
コア（１４）と反対の側において少なくともインナース
テータ（１５）の所定角度領域内であって、ロータ位置
センサ（２０，２１，２２）が配置されている当該角度
領域内に配置される。本発明の詳細および有利な展開形
態は以下の説明および図面に示された実施例、および従
属請求項から明らかである。なお各請求項に付記した図
面参照符号は、図示の態様に制限することを意図するも
のではなく、専ら理解を助けるためのものである。磁束
集束器は強磁性部材として構成されており、該強磁性部
材は、インナーステータの該当端部領域から発する漂遊
磁界磁束線の方向にほぼ延在するよう構成できる。磁束
集束器は強磁性材料からなる実質的にリング状の部材と
して構成できる。磁束集束器は支承部支持管に固定で
き、該支承部支持管は、カップ状の支持部材と結合され
たシャフトを支承するために用いることができる。また
磁束集束器は、その内周部において積層鉄心に向かって
延在するよう構成することも好ましい。磁束集束器は、
好ましくは、半径方向の切欠部を渦電流の低減のために
有する。電磁的ロータ位置センサの２つの出力信号に
は、それぞれ１つのアナログ増幅器を設けることが好ま
しい。電磁的ロータ位置センサの２つの出力信号は、コ
ンパレータの２つの入力端子（非反転、反転）に供給さ
れる。好ましくは、電磁的ロータ位置センサの出力端子
とコンパレータの少なくとも一方の入力端子との間に移
相素子が設けられており、当該移相素子により、回転数
が上昇すると整流が早期方向にシフトするよう構成でき
る。移相素子は、抵抗とコンデンサとの並列回路を有
し、コンパレータの両入力端子の間には抵抗を設けるこ
とが好ましい。
【０００９】
【実施例】なお下記実施例は本発明の制限として理解す
べきではない。図１，図２および図３には電子整流式ア
ウターロータ型モータが示されている。
【００１０】アウターロータ１０はロータ軸２６に圧搾
（圧嵌）されており、ロータ軸はボールベアリング２８
と２９を介して、軸方向及び半径方向に支承部（軸受）
支持管３０に支承されている。外側ロータでは、強磁性
材料からなるカップ状支持部材（軟磁性ヨーク部材）１
１に、半径方向に磁化された円筒状の永久磁石１２が配
置されている。支承部支持管３０のフランジ３２を介し
て、支承部支持管３０は基礎プレート３６と結合してい
る。
【００１１】インナーステータ（内部固定子）１５はコ
ア材として積層鉄心１４を有し、この積層鉄心は支承部
支持管３０に着座し（嵌合され）、積層鉄心のスロット
３４には巻線要素１３が（巻回）配置されている。巻線
要素は、巻線ヘッド１６と１７を介して積層鉄心１４の
両端部で電気的に相互に接続されている。この巻線ヘッ
ドは作動時に漂遊磁界（ないし漏洩磁界）を生成し、こ
の漂遊磁界は巻線要素１３を流れる電流が大きければ大
きいほど大きくなる。
【００１２】導体配線板（回路基板）２３が支承部支持
管３０のフランジ３２の上であって、ロータ１０のカッ
プ状支持部材１１の開放側の下方に設けられている。こ
の導体配線板２３には、ロータマグネット１２の下側端
面にほぼ対向して、かつインナーステータ１５の漂遊磁
界領域内に少なくとも１つの電磁的ロータ位置センサ２
０が設けられている。
【００１３】カップ状支持部材１１の底部とは反対側
の、ステータ１５の巻線ヘッド１７には、強磁性材料、
例えば変圧器の薄板（軟磁性コア材料ないしヨーク）か
らなる（磁束）集束板ないし（磁束）吸引板２４が設け
られている。この集束板は磁束集束器（コンセントレー
タ）と称することもできる。集束板は多様に構成するこ
とができるが、共通なことは少なくとも１つのロータ位
置センサ１５が配置された、インナーステータの領域に
少なくとも存在することである。集束板２４は半径方向
の許容に最大径を有しており、この最大径はロータマグ
ネット１２により与えられるロータ１０の内径によって
決められるが、しかし通常はこの内径よりも小さい。半
径方向最大径を電磁的ロータ位置センサ２０の箇所で最
終的に定めることは実験によってのみ可能である。集束
板２４はこの実施例では両側に被着された絶縁層２５に
よって取り囲まれる。
【００１４】集束板２４は有利には、リングディスクの
輪郭形状を有する。なぜならこのようにすればロータマ
グネット１２との共働で、ノイズとなる回転トルクが発
生しないからである。集束板は、支承部支持管３０のリ
ングショルダー２７の領域で内周部と固定される。支承
部支持管は有利には導磁性材料から作製される。集束板
２４は付加的に巻線ヘッド１７と接着することができ
る。これは集束板２４が巻線ヘッド１７に対して相対的
に運動するのを回避するためである。接着は例えば粉末
塗装を用いて行うことができる。集束板２４の外径はこ
の実施例では、積層鉄心１４の外径にほぼ相応する。
【００１５】図１２は、集束板２４の平面図である。こ
こではモータは３つの電磁的ロータ位置センサ２０，２
１および２２を有する。ロータ１０とその軸２６は概略
的に示されている。集束板２４はここでは支承部支持管
３０に着座（嵌合）しており、かつ半径方向スリット３
３が設けられている。スリットは大きな渦電流の発生を
阻止する。電磁的ロータ位置センサ２０，２１，２２は
それぞれ有利には、２つのスリット３３の間の角度領域
に配置されている。
【００１６】図７は、３巻線（＝３相）電子整流式モー
タの例の概略図である。このモータはそのステータ１５
に（ここでは例として星形に接続された）、３つの巻線
（相）１３，３７，３８を備えたステータ巻線を有す
る。これら巻線の端子はＡ，Ｂ，Ｃにより示されてい
る。さらにモータは（概略的に図示した）永久磁石ロー
タ１０を有し、このロータは４極に図示されている。こ
のロータの漂遊磁界領域には、３つの電磁的ロータ位置
センサ２０，２１，２２が１２０゜elの間隔でステータ
１５に配置されている。図１は、これら３つのセンサの
うちの１つ、すなわちセンサ２０だけを示す。
【００１７】ステータ巻線１３，３７，３８を制御する
ためにここでは例えば、フルブリッジ回路７４を使用す
る。その構成は図１０に示されている。フルブリッジ回
路は、ｐｎｐトランジスタの形式の３つの“上側”トラ
ンジスタ５２，５４，５６を有し、これらトランジスタ
のエミッタはそれぞれプラス線路４８と、コレクタはそ
れぞれ端子Ａ，Ｂ，Ｃと接続されている。フルブリッジ
回路はさらに、ｎｐｎトランジスタの形式の３つの“下
側”ブリッジトランジスタ６０，６２，６４を有し、こ
れらトランジスタのエミッタはマイナス線路５０と、コ
レクタはそれぞれ端子Ａ，Ｂ，Ｃと接続されている。こ
れらのトランジスタにはそれぞれフリーホイールダイオ
ード（５２’，５４’，５６’；６０’，６２’，６
４’）が配列に接続されている。
【００１８】上側トランジスタ５２，５４，５６を制御
するために、図示のように信号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が使用
され、下側トランジスタを制御するために信号Ｂ１，Ｂ
２，Ｂ３が使用される。これらの信号は信号Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３から導出され、これらの信号Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３
は電磁的ロータ位置センサ２０，２１，２２から得られ
る。これがどのように行われるかは後で説明する。論理
式が図９に示されている。例えば信号Ｈ１がハイであ
り、信号Ｈ２がロー（Ｈ２￣で示す）であるとき、トラ
ンジスタ５２は信号Ｔ１により導通する。同様なことが
他のトランジスタに対しても当てはまり、図示の論理式
から理解できる。
【００１９】信号Ｔ１〜Ｂ３は、プログラム可能な論理
回路（ＰＡＬ）７０で信号Ｈ１，Ｈ２，およびＨ３から
形成される。そのためにＰＡＬ７０は相応にプログラミ
ングされている。さらに図７では、マイクロプロセッサ
（μＰ）７２が設けられており、このマイクロプロセッ
サは例えばモータの回転方向を制御する機能を有する。
【００２０】さらに図７には、電磁的ロータ位置センサ
２０，２１，２２の回路７５，７６，７７が概略的に示
されている。
【００２１】図８は、例として信号Ｈ１に対する回路７
５を示す。回路７６と７７もそれぞれ同じ構造を有して
いる。
【００２２】ロータ位置センサ２０を使用する場合、こ
れは有利にはホール発生器、例えばホール発生器型式Ｈ
Ｗ１０１Ｃであり、出力端子８４と８６には（各増幅器
８８，８７を介して）増幅されたホール信号が印加され
る。
【００２３】電磁的ロータ位置センサ２０とプラス線路
７８との間には抵抗８０が接続されており、電磁的ロー
タ位置センサ２０とマイナス線路５０との間には抵抗８
２が接続されている。抵抗８０と８２は電磁的ロータ位
置センサを流れる最大電流を定め、抵抗８０は電位シフ
トに作用する。なぜならコンパレータ１０２は、線路７
８での正の動作電圧のように同じ値を有する入力電圧に
よっては動作することができないからである。
【００２４】電磁的ロータ位置センサ２０の信号は２つ
の（前置）アナログ増幅器８７と８８により増幅され
る。アナログ増幅器８８の出力端子８４は、抵抗９６と
コンデンサ９８の並列回路を介してコンパレータ１０２
の非反転入力端子１００と接続されている。この入力端
子１００は高抵抗の抵抗１０１を介して出力端子１０８
と、および抵抗１０４を介して反転入力端子１０６と接
続されている。後者は前置アナログ増幅器８７の出力端
子とも接続されている。
【００２５】コンパレータ１０２の出力端子１０８で作
動時に矩形信号Ｈ１を得ることができる。この信号は図
７によれば、モータの制御に用いられる。出力端子１０
８は抵抗１１０を介してプラス線路７８と接続されてい
る。
【００２６】高抵抗の抵抗１０１は、これが使用されて
いればこの構成にヒステリシス特性を与える。コンパレ
ータ入力端子１００に前置された抵抗９６とコンデンサ
９８の並列回路は電子的な点弧角シフト１２０に作用す
る。これは図１１（ａ，ｂ，ｃ）に出力端子Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３に対して示されている。“点弧角”とは、整流
の開始点（立上りフランク）の位相と理解されたい。従
って回転数が高いとき、整流は移相しフトされた信号１
１６により行われる。この信号はそれぞれの回路（図
７）７５，７６，７７のコンパレータの出力端子に発生
する。即ち、並列回路９６，９８の特性に従って、非反
転入力端子１００の立上り勾配が反転入力端子１０６の
立上り勾配に対し、速度に応じて相対的に変化すること
によって、点弧角シフトが生ずる。
【００２７】（ａ）支持部材に、半径方向に磁化された
永久磁石が配置されたアウターロータを有しており、
（ｂ）積層鉄心に巻線要素が配置されたインナーステー
タを有し、該巻線要素は巻線ヘッドを介して該積層鉄心
の両端部で電気的に相互に接続されており、（ｃ）少な
くとも１つの電磁的ロータ位置センサを有しており、該
ロータ位置センサは、、カップ状支持部材の底部とは反
対側の、ロータマグネットの端面領域においては、ロー
タマグネットの漂遊磁界領域内かつインナーステータの
漂遊磁界領域内に配置されており、前記ロータ位置セン
サは、該巻線要素の少なくとも一部を流れる電流を制御
するために使用され、（ｄ）さらにインナーステータの
漂遊磁界に対する磁束集束器を有しており、該磁束集束
器は、強磁性材料からなる実質的にリング状の部材とし
て構成されており、かつ支持部材の底部とは反対側で巻
線ヘッドに、かつそのステータの積層鉄心とは反対側に
配置されている、ことを特徴とする。
【００２８】本発明は３相モータにだけ制限されるもの
ではない。少なくとも１つのロータ位置センサが使用さ
れるすべての形式のモータに対して適するものである。
【００２９】図４は、図１のモータにおける磁束の基本
概略図であるが、ここでは集束板が使用されていない場
合を示し、図５は、集束板２４を有する場合の磁束を示
す。図１３は、図５に対する有利な変形実施例を示し、
ここでは支承部支持管３０とフランジ３２が非強磁性材
料、例えばアルミニウムまたはプラスチックから形成さ
れる。
【００３０】カップ状支持部材１１に配置された永久磁
石１２は、電磁的ロータ位置センサ２０（導体配線板３
２に配置されている）の箇所において、ロータ位置に依
存する磁化に相応して漂遊磁界４０を形成する。この漂
遊磁界に基づいて巻線相１３に次のように通電される。
すなわち、モータが主磁束４４に基づいて所望の方向に
回転するように通電される。漂遊磁界４０が電磁的ロー
タ位置センサ２０の箇所で変化すると、巻線相１３の転
流が行われ、磁束は相応してその方向を変化する。
【００３１】有利には支承部支持管３０とフランジ３２
は強磁性材料からなる。しかし支承部支持管３０とフラ
ンジが非強磁性材料、例えばアルミニウムまたはプラス
チックからなるモータも製造される。
【００３２】集束板なしで、支承部支持管３０およびフ
ランジ３２が強磁性材料から製造される場合、図４に示
すように、巻線ヘッド１７から発した漂遊磁界４１の磁
束線は電磁的ロータ位置センサ２０を介して支承部支持
管のフランジ３２を経由し、さらにそこから支承部支持
管３０を介してステータ積層鉄心１４へ戻る。
【００３３】この漂遊磁界４１は、ロータマグネット１
２の磁束４０に対し、センサ２０の領域４３で対抗的に
作用し、従って電磁的ロータ位置センサ２０の出力信号
を、ステータ１５の電流が大きければ大きいほど強く減
衰する（図示の状態の場合）。
【００３４】支承部支持管３０とフランジ３２が非強磁
性材料からなる場合、フランジ３２と支承部支持管３０
は磁気的に空気のような導磁性を有する。しかし小型に
構成した、出力の大きなモータでは、同じようにステー
タ１５の漂遊磁界が電磁的ロータ位置センサ２０に影響
を与えてしまう。
【００３５】図６ａには、スチールからなる支承部支持
管とフランジを有し、アナログ電磁的ロータ位置センサ
（ホール発生器）を備えたモータにおける相応の測定が
示されている。電磁的ロータ位置センサ２０はここで
は、平坦化された非対称の磁束だけを識別する。移行領
域１２０には規定されない（不確定な）スイッチング点
が来る。このため、ブリッジ回路７４ではトランジスタ
５２〜６４が高速にオン／オフを繰り返し、ひいては特
に加速および減速時に高い熱的負荷が生じる。巻線相１
３，３７，３８には整流領域において誤って通電され、
このことはモータの効率をとりわけ加速および減速時に
甚だしく悪化させる。さらに図１０に示したようなブリ
ッジ回路において、スイッチング点が規定されないた
め、例えばブリッジ７４のトランジスタ５２と６０が同
時に投入接続されてしまい、このことは短絡に結び付
く。このためブリッジが破壊する恐れがある。
【００３６】集束板２４と、強磁性材料からなる支承部
支持管３０とフランジ３２により図５に示すように、巻
線ヘッド１７から発した漂遊磁界４２の磁力線は良導磁
性の集束板２４を介して経由し、そこから支承部支持管
３０を介してステータ積層鉄心１４に戻る。この漂遊磁
界４２は集束板２４により吸引（集束）される、と言う
ことができる。かくして電磁的ロータ位置センサ２０は
ステータの漂遊磁界の影響をほとんど受けない。このこ
とは図６ｂ（集束板２４あり）と図６ｂ（集束板無し）
との比較から明らかである。すなわち、図６ｂではセン
サ２０の出力端子８４と８６との間の信号μＨが正確に
規定された立上り及び立下りフランク（エッジ）１２２
と１２４を有している。
【００３７】図１３は、集束板２４と、非強磁性材料か
らなる支承部支持管３０及びフランジ３０とを有するモ
ータに対する磁束（磁力線）の経過を示す。
【００３８】巻線ヘッド１７から発した漂遊磁界４２’
は、良導磁性の集束板２４’を介してステータ積層鉄心
１４に戻る。集束板２４’はここでは有利には、非導磁
性の支承部支持管３０の所で、ステータ積層鉄心１４に
向かって延長されている（筒状延長部をなす）。これに
より漂遊磁界４２は中断されずにステータ積層鉄心１４
へ戻るよう導かれる。
【００３９】
【発明の効果】このようにしてすべての作動形式（モー
ド）において、モータの確実で信頼性のある整流が得ら
れる。シールド板は構成部材を磁気ノイズから保護す
る。従ってセンサへの熱的影響も機能確実性を損なわな
い。さらにモータの効率はすべての動作状態において格
段に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】集束板を有する電子整流式アウターロータ型モ
ータの概略的縦断面図である。
【図２】図１の集束板の、IIの部分の拡大詳細図であ
る。
【図３】電磁的ロータ位置センサを有するスロットの平
面図である。
【図４】図１のモータ（しかし集束板無し）の磁束経過
を示す基本図である。
【図５】図１のモータの磁束経過（磁束線の流れ）を示
す基本図である。
【図６】図１のモータにおいて集束板の無い場合と集束
板を有する場合で、電磁的ロータ位置センサにより測定
された線図である。
【図７】本発明が有利に使用される３相ブラシレスＤＣ
モータのブロック回路図である。
【図８】ロータ位置を検出するためと、検出されたロー
タ位置信号の相状態を回転数に依存して変化させるため
の構成の回路図である。
【図９】図７の論理結合を示す表である。
【図１０】図７で使用されるフルブリッジの回路図であ
る。
【図１１】図７の実施例によるモータを説明するための
時間経過を示す線図（波形図のタイムチャート）であ
る。
【図１２】３つの電磁的ロータ位置センサを有するモー
タでの集束板の平面図である。
【図１３】支承部（軸受）支持管と非強磁性材料からな
るフランジを有する図１のモータの磁束経過を示す基本
線図である。
【符号の説明】
１０ アウターロータ １１ 支持部材 １２ 永久磁石 １３ 巻線要素 １４ 積層鉄心 １５ インナーステータ １６，１７ 巻線ヘッド ２４ （磁束）集束板 ２６ ロータ軸 ２８，２９ ボールベアリング ３０ 支承部支持管 ３２ フランジ ３６ 基礎プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン ラッペンエッカー ドイツ連邦共和国、Ｄ−78147 フェーレ ンバッハ、クランケンハオスシュトラーセ 26 (72)発明者 ハラルト ライヒ ドイツ連邦共和国、Ｄ−78112 ザンクト ゲオルゲン、ルートヴィヒ−ヴァイサー −シュトラーセ 46 (72)発明者 ガボール スツォンディ ドイツ連邦共和国、Ｄ−78126 ケーニヒ スフェルト、フォルストシュトラーセ １

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）カップ状支持部材（１１）内に半
    径方向に磁化された永久磁石（１２）が配置されたアウ
    ターロータ（１０）を有しており、 （ｂ）積層鉄心（１４）のスロットに巻線要素（１３）
    が配置されたインナーステータ（１５）を有しており、 該巻線要素は巻線ヘッド（１６）を介して該積層鉄心
    （１４）の両端部で電気的に相互に接続されており、 （ｃ）少なくとも１つの電磁的ロータ位置センサ（２
    ０，２１，２２）を有しており、 該ロータ位置センサは、カップ状支持部材の底部とは反
    対側の、ロータマグネットの端面にほぼ対向し、かつロ
    ータマグネット（１２）の漂遊磁界領域内及びインナー
    ステータ（１５）の漂遊磁界領域内に配置されており、 当該ロータ位置センサは、該巻線要素（１３）の少なく
    とも一部を流れる電流を制御するために使用され、 （ｄ）さらにインナーステータ（１５）の漂遊磁界に対
    する磁束集束器（２４）を有しており、 該磁束集束器（２４）は、支持部材の底部とは反対側の
    巻線ヘッド（１６）において、当該巻線ヘッドの、ステ
    ータの積層鉄心（１４）と反対の側において少なくとも
    インナーステータ（１５）の所定角度領域内であって、
    少なくとも１つのロータ位置センサ（２０，２１，２
    ２）が配置されている当該角度領域内に配置される、 ことを特徴とする電子整流式モータ。
  2. 【請求項２】 磁束集束器（２４）は強磁性部材として
    構成されており、 該強磁性部材は、インナーステータ（１５）の該当端部
    領域から発する漂遊磁界磁束線の方向にほぼ延在してい
    る、請求項１記載の電子整流式モータ。
  3. 【請求項３】 磁束集束器（２４）は強磁性材料からな
    る実質的にリング状の部材として構成されている、請求
    項１または２記載の電子整流式モータ。
  4. 【請求項４】 磁束集束器（２４）は支承部支持管（３
    ０）に固定されており、 該支承部支持管は、カップ状の支持部材（１１）と結合
    されたシャフト（２６）を支承するために用いる、請求
    項１から３までのいずれか１項記載の電子整流式モー
    タ。
  5. 【請求項５】 磁束集束器（２４’）は、その内周部に
    おいて積層鉄心（１４）に向かって延長されている、請
    求項１から４までのいずれか１項記載の電子整流式モー
    タ（図１３）。
  6. 【請求項６】 磁束集束器（２４）は、半径方向の切欠
    部（３３）を渦電流の低減のために有している、請求項
    １から５までのいずれか１項記載の電子整流式モータ。
  7. 【請求項７】 電磁的ロータ位置センサ（２０）の２つ
    の出力信号（８４，８６）には、それぞれ１つのアナロ
    グ増幅器が設けられている、請求項１から６までのいず
    れか１項記載の電子整流式モータ。
  8. 【請求項８】 電磁的ロータ位置センサ（２０）の２つ
    の出力信号（８４，８６）は、コンパレータ（１０２）
    の２つの入力端子（１００，１０６）に供給される、請
    求項１から７までのいずれか１項記載の電子整流式モー
    タ。
  9. 【請求項９】 電磁的ロータ位置センサ（２０）の出力
    端子（８４）とコンパレータ（１０２）の入力端子（１
    ００）との間に移相素子（９６，９８）が設けられてお
    り、 当該移相素子により、回転数が上昇すると整流が早期方
    向にシフトされる、請求項８記載の電子整流式モータ。
  10. 【請求項１０】 移相素子は、抵抗（９６）とコンデン
    サ（９８）との並列回路を有し、 コンパレータ（１０２）の両入力端子（１００，１０
    ６）の間には抵抗（１０４）が設けられている、請求項
    ９記載の電子整流式モータ。
  11. 【請求項１１】 （ａ）支持部材（１１）に、半径方向
    に磁化された永久磁石（１２）が配置されたアウターロ
    ータ（１０）を有しており、 （ｂ）積層鉄心（１４）に巻線要素（１３）が配置され
    たインナーステータ（１５）を有し、 該巻線要素は巻線ヘッド（１６）を介して該積層鉄心
    （１４）の両端部で電気的に相互に接続されており、 （ｃ）少なくとも１つの電磁的ロータ位置センサ（２
    ０，２１，２２）を有しており、 該ロータ位置センサは、、カップ状支持部材の底部とは
    反対側の、ロータマグネットの端面領域においては、ロ
    ータマグネット（１２）の漂遊磁界領域内かつインナー
    ステータ（１５）の漂遊磁界領域内に配置されており、 前記ロータ位置センサは、該巻線要素（１３）の少なく
    とも一部を流れる電流を制御するために使用され、 （ｄ）さらにインナーステータ（１５）の漂遊磁界に対
    する磁束集束器（２４）を有しており、 該磁束集束器（２４）は、強磁性材料からなる実質的に
    リング状の部材として構成されており、かつ支持部材の
    底部とは反対側で巻線ヘッドに、かつそのステータの積
    層鉄心（１４）とは反対側に配置されている、 ことを特徴とする電子整流式アウターロータモータ。
  12. 【請求項１２】 磁束集束器（２４）は支承部支持管
    （３０）に固定されており、 該支承部支持管は、カップ状の支持部材（１１）と結合
    されたシャフト（２６）を支承するために用いる、請求
    項１０記載のモータ。
  13. 【請求項１３】 該磁束集束器（２４）は、半径方向の
    切欠部（３３）を渦電流の低減のために有している、請
    求項１１または１２記載のモータ。
  14. 【請求項１４】 （ａ）カップ状支持部材（１１）内に
    永久磁石（１２）が配置されたアウターロータ（１０）
    を有しており、 （ｂ）積層鉄心（１４）のスロットに巻線要素（１３）
    が配置されたインナーステータ（１５）を有しており、 （ｃ）少なくとも１つの電磁的ロータ位置センサ（２
    ０，２１，２２）を有しており、 該ロータ位置センサは、カップ状支持部材の開放側にお
    いて、ロータマグネットの端面にほぼ対向して配置され
    ており、 （ｄ）さらにインナーステータ（１５）の漂遊磁界に対
    する磁束集束器（２４）を有しており、 該磁束集束器（２４）は、支持部材の開放側において、
    当該巻線ヘッド近傍に少なくともインナーステータ（１
    ５）の所定角度領域内であって、少なくとも１つのロー
    タ位置センサ（２０，２１，２２）が配置されている当
    該角度領域内に配置される、ことを特徴とする電子整流
    式アウターロータモータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005058000A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Robert Bosch Gmbh 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3740984B2 (ja) * 2000-02-10 2006-02-01 日産自動車株式会社 電動機の磁極位置検出装置
JP2002044927A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd ブラシレスモータ
US6476526B1 (en) * 2000-08-30 2002-11-05 Hsieh Hsin-Mao Direct current brushless motor for a fan
JP3977128B2 (ja) * 2002-04-15 2007-09-19 キヤノン株式会社 記録システム
US6552458B1 (en) * 2002-07-18 2003-04-22 Sam Lam Tech. Co., Ltd Locating structure for silicon sheet of motor locator
US6876110B2 (en) * 2003-08-15 2005-04-05 Comair Rotron, Inc. Electric motor stator current controller
CN100397759C (zh) * 2004-03-29 2008-06-25 永大机电工业股份有限公司 外转式永磁电机
EP1816727A3 (de) * 2006-02-03 2011-04-06 ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG Elektromotor
US7323835B2 (en) * 2006-05-01 2008-01-29 Delphi Technologies, Inc. Brushless DC motor actuator having remote commutation sensing apparatus
DE102006026678A1 (de) 2006-06-02 2007-12-06 Laing, Oliver Umwälzpumpe
DE102006026680A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 Laing, Oliver Elektromotor und Umwälzpumpe
DE102006026681A1 (de) 2006-06-02 2007-12-06 Laing, Oliver Spulenmodul für einen Stator eines Elektromotors, Stator, Elektromotor, Umwälzpumpe und Verfahren zur Herstellung eines Stators
KR100906720B1 (ko) * 2006-06-13 2009-07-07 엘지이노텍 주식회사 스핀들 모터
DE102006027566A1 (de) * 2006-06-14 2007-12-20 AMK Arnold Müller GmbH & Co. KG Außenläufermotor
US7663279B2 (en) * 2006-12-20 2010-02-16 Metal Industries Research & Development Centre Motor module
JP5151268B2 (ja) * 2007-06-25 2013-02-27 日本電産株式会社 モータおよびディスク駆動装置
DE102007054313B4 (de) 2007-11-05 2016-08-04 Xylem Ip Holdings Llc Umwälzpumpe, Heizsystem und Verfahren zur Bestimmung der Durchströmungsmenge einer Flüssigkeit durch eine Leitung
TW201018056A (en) * 2008-10-30 2010-05-01 System General Corp Motor structure and fan
US8521469B2 (en) * 2010-07-21 2013-08-27 General Electric Company System and method for determining an orientation of a device
JP2013187922A (ja) 2012-03-06 2013-09-19 Nippon Densan Corp ファンモータ
JP2015089327A (ja) 2013-09-26 2015-05-07 ミネベア株式会社 アウターロータ型ブラシレスモータ
FR3017961B1 (fr) 2014-02-24 2017-11-03 Lohr Electromecanique Procede de mesure du viellissement d'aimants permanents d'une machine synchrone equipee d'un capteur de position angulaire
FR3018014B1 (fr) * 2014-02-24 2016-03-25 Lohr Electromecanique Machine synchrone equipee d'un capteur de position angulaire
FR3017959B1 (fr) 2014-02-24 2017-08-25 Lohr Electromecanique Procede de detection d'un court-circuit dans une machine synchrone equipee d'un capteur de position angulaire
CN108496300B (zh) 2016-02-22 2022-05-27 深圳市大疆灵眸科技有限公司 电机位置感测
US10024887B2 (en) 2016-08-24 2018-07-17 Texas Instruments Incorporated Methods and circuitry for analyzing voltages
JP2023005812A (ja) * 2021-06-29 2023-01-18 株式会社マキタ 電動作業機

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1488353A1 (de) * 1965-07-15 1969-06-26 Siemens Ag Permanentmagneterregte elektrische Maschine
US3805134A (en) * 1971-09-18 1974-04-16 Victor Co Ltd Brushless dc motor using hall elements
JPS5523711A (en) * 1978-07-29 1980-02-20 Sony Corp Rotary electric machine
DE3513167C2 (de) * 1985-04-12 1997-01-16 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Ansteuerungsschaltung für kollektorlose Gleichstrommotoren
US4638197A (en) * 1985-09-27 1987-01-20 Ametek, Inc. Magnetic flux shield and enhancer for brushless motors
US4934041A (en) * 1988-07-27 1990-06-19 Nidec Corporation Method of assembling brushless electric motors
US4985792A (en) * 1989-03-06 1991-01-15 Seagate Technology, Inc. Disk drive spindle motor with externally mounted flux concentrator ring
JP3123283B2 (ja) * 1993-01-29 2001-01-09 松下電器産業株式会社 ディスク駆動装置
DE4331862A1 (de) * 1993-09-20 1995-03-23 Thomson Brandt Gmbh Elektromotor
US5663604A (en) * 1994-12-28 1997-09-02 Nidec Corporation Brushless motor
DE19608424A1 (de) * 1996-03-05 1997-09-11 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Verfahren zum drehzahlabhängigen Steuern des Kommutierungszeitpunkts bei einem elektronisch kommutierten Motor, und Motor zur Durchführung eines solchen Verfahrens
US5952760A (en) * 1996-09-30 1999-09-14 Seiko Epson Corporation Brushless DC motor
GB2324913A (en) * 1997-04-02 1998-11-04 Aisin Seiki Magnetic shielding in high speed turbo alternator/motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005058000A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Robert Bosch Gmbh 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械
JP4636828B2 (ja) * 2003-08-05 2011-02-23 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械

Also Published As

Publication number Publication date
EP0945967A3 (de) 2002-01-23
DE29901050U1 (de) 1999-07-22
ATE342605T1 (de) 2006-11-15
US6097129A (en) 2000-08-01
EP0945967A2 (de) 1999-09-29
DE59913902D1 (de) 2006-11-23
EP0945967B1 (de) 2006-10-11

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