JPS58157359A - 直流無刷子電動機 - Google Patents
直流無刷子電動機Info
- Publication number
- JPS58157359A JPS58157359A JP3665382A JP3665382A JPS58157359A JP S58157359 A JPS58157359 A JP S58157359A JP 3665382 A JP3665382 A JP 3665382A JP 3665382 A JP3665382 A JP 3665382A JP S58157359 A JPS58157359 A JP S58157359A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnet
- stator
- torque
- pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流無刷子電動機、特に通電制御装置を介して
固定子に設は九巻線に電流を流し回転子を駆動する形式
の電動機の改良に関するものである０ 本発明の直流無刷子電動機はその円周方向に沿ってＮ極
Ｓ極を交互に着磁した円筒形永久磁石を備えた回転子と
、該回転子に空隙を介して対向配設した円弧状のポール
シューと％該ボールシューを支承する複数個の固定子磁
極を放射状に植設した固定子ヨークと、上記固定子磁極
の夫々に巻装、した固定子巻線と、上記回転子の永久磁
石の磁束を検出しその出力で上記複数個の巻線に順次電
流を流して回転子を駆動する通電制御装置とよりなり、
上記回転子に備えた永久磁石はその固定子と対向する面
の半径を一極分の弧長に亘り一端より他端に至る間連続
的に変化させるように構成されていることを特徴とする
。
固定子に設は九巻線に電流を流し回転子を駆動する形式
の電動機の改良に関するものである０ 本発明の直流無刷子電動機はその円周方向に沿ってＮ極
Ｓ極を交互に着磁した円筒形永久磁石を備えた回転子と
、該回転子に空隙を介して対向配設した円弧状のポール
シューと％該ボールシューを支承する複数個の固定子磁
極を放射状に植設した固定子ヨークと、上記固定子磁極
の夫々に巻装、した固定子巻線と、上記回転子の永久磁
石の磁束を検出しその出力で上記複数個の巻線に順次電
流を流して回転子を駆動する通電制御装置とよりなり、
上記回転子に備えた永久磁石はその固定子と対向する面
の半径を一極分の弧長に亘り一端より他端に至る間連続
的に変化させるように構成されていることを特徴とする
。
以下図面に従い従来及び本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図（、）は従来の直流無刷子電動機を示し、１は回
転子軸、２はこの回転子軸ｌに固定した回転子ハブ、δ
はこの回転子ハブ２に固定したその円周方向に沿ってＮ
極とＳ極を交互に着磁した円筒形永久磁石、慟は９隙、
６はこの空隙会を介して上記回転子ハブ２に対接した固
定子ヨーク、６は固定子ヨーク６に放射状に植設し九磁
極に設けたボールシュー、７は固定子巻線、９は上記永
久磁石８の磁束を検出する磁気検出器％１０は上記回転
子軸ｌの軸受、１１は上記軸受１０を収容するブラケッ
ト、８はこのブラケット１１を支承する基板である。
転子軸、２はこの回転子軸ｌに固定した回転子ハブ、δ
はこの回転子ハブ２に固定したその円周方向に沿ってＮ
極とＳ極を交互に着磁した円筒形永久磁石、慟は９隙、
６はこの空隙会を介して上記回転子ハブ２に対接した固
定子ヨーク、６は固定子ヨーク６に放射状に植設し九磁
極に設けたボールシュー、７は固定子巻線、９は上記永
久磁石８の磁束を検出する磁気検出器％１０は上記回転
子軸ｌの軸受、１１は上記軸受１０を収容するブラケッ
ト、８はこのブラケット１１を支承する基板である。
Ｆ配回転子ハブ２は磁性材料で作られ永久磁石８のヨー
クを兼ね、軸受１０により回転自在に軸支されている。
クを兼ね、軸受１０により回転自在に軸支されている。
固定子と回転子との相関関係を第１図（ｂ）の展開図に
示す。
示す。
第１図（ｂ）では−例として永久磁石８と固定子ヨーク
６に設けた磁極の数を夫々６個をもって示す。
６に設けた磁極の数を夫々６個をもって示す。
即ち固定子ヨーク６には等ピッチで磁極６−１〜６−４
が植設され、各磁極６−１〜６−４の先端にはボールシ
ュー５−１〜５−４が夫々磁極Ｅｌ−１〜６−会の両側
に張出して一体的に構成され、ボ磁石δとの間の空隙令
の大きさは一定である。磁極ｔｌ−１〜６−４には夫々
２個に分けた固定予巻１ＩＩ７−１ａ 〜？−４ｍ、
？−１ｂ 〜？−４ｂが巻装され各巻線をａ群と５群に
分けて接続して２組の巻線として第１図（ｄ）に示すよ
うに駆動回路に接続される。
が植設され、各磁極６−１〜６−４の先端にはボールシ
ュー５−１〜５−４が夫々磁極Ｅｌ−１〜６−会の両側
に張出して一体的に構成され、ボ磁石δとの間の空隙令
の大きさは一定である。磁極ｔｌ−１〜６−４には夫々
２個に分けた固定予巻１ＩＩ７−１ａ 〜？−４ｍ、
？−１ｂ 〜？−４ｂが巻装され各巻線をａ群と５群に
分けて接続して２組の巻線として第１図（ｄ）に示すよ
うに駆動回路に接続される。
この電動機の回転力は第１図（ｃ）に示すように永久磁
石８とボールシュー５との間の磁気抵抗の変化によって
生ずるレラクタンストルクＴｒと固定予巻１１７に通電
して生ずる電磁トルクＴｍとの合成トルクＴｏよりなっ
ている。永久磁石８とボールシュー６との間の磁気抵抗
の変化は両者間の空Ｎ４の大きさが一定でも永久磁石８
の位置によりボールシュー５との対向面積が変化するこ
とにより発生する〇 第１図（ｂ）に示すように永久磁石８のＮ極と６極の境
界線８−１がボールシュー５−１の中心線と ・一致し
念状態ではＮ極と８極がボールシューと対向する面積が
等しくなりレラクタンストルクは零となりこれは第１図
（ｃ）のＰ点に当る。第１図（、）に示すようにレラク
タンストルクＴｒはＰ点で零となりＰ点より左側で正ト
ルク、右側で負トルクを発生しある位置で最大値となり
ボールシュー６−１と５−２の間では零になる形に変化
する。−万第１図（ｄ）の駆動回路においては磁気検出
器９がＮ極を検出してトランジスタＱ□を導通させて巻
線７−ａに電流を流しボールシュー５−１と５−δＫＮ
極が生成するとこのＮ極と対向する永久磁石のＮ極の部
分が反撥しＳ極の部分が吸引して永久磁石を右の方向に
移動きせる。同様にボールシュー５−２と５−４にはＳ
極が生成し対向する永久磁石のＳ極の部分が反撥しＮ極
の部分が吸引して永久磁石を右の方向に移動させ、境界
線δ−１が磁気検出器９に対向する位置に達すると磁気
検出器９の出力が零になりトランジスタＱ０がＯＦＦと
なり第１図（Ｃ）の８点で電磁トルクＴｍが零となりト
ランジスタＱ、がＯＮとなって巻＄７−ｂに通電し又電
磁トルクＴｍが発生する。従って第１図の電動機の合成
トルクＴｏは第１図（ｃ）の破線に示す形となりボール
シューの中間位ｉｔである８点の近くでは合成トルクも
零となる場所が生じ回転子の位置によつ≠電己起勧が不
能となる欠点があった０本発明は上述のよう力従来の電
ａｍの欠点を除き、回転子のいかなる位置に於ても充分
な自己起動トルクを発生する電動機を提供するもので、
大きな改良点は回転子に備えた永久磁石の形状にありそ
の一実施例を第２図に示す０ 第２図（、）は本発明に基く改良された永久磁石の軸に
垂直な面に於ける儒面図を示し、−例として第１図−）
と同じく１個の磁極の場合を示す。
石８とボールシュー５との間の磁気抵抗の変化によって
生ずるレラクタンストルクＴｒと固定予巻１１７に通電
して生ずる電磁トルクＴｍとの合成トルクＴｏよりなっ
ている。永久磁石８とボールシュー６との間の磁気抵抗
の変化は両者間の空Ｎ４の大きさが一定でも永久磁石８
の位置によりボールシュー５との対向面積が変化するこ
とにより発生する〇 第１図（ｂ）に示すように永久磁石８のＮ極と６極の境
界線８−１がボールシュー５−１の中心線と ・一致し
念状態ではＮ極と８極がボールシューと対向する面積が
等しくなりレラクタンストルクは零となりこれは第１図
（ｃ）のＰ点に当る。第１図（、）に示すようにレラク
タンストルクＴｒはＰ点で零となりＰ点より左側で正ト
ルク、右側で負トルクを発生しある位置で最大値となり
ボールシュー６−１と５−２の間では零になる形に変化
する。−万第１図（ｄ）の駆動回路においては磁気検出
器９がＮ極を検出してトランジスタＱ□を導通させて巻
線７−ａに電流を流しボールシュー５−１と５−δＫＮ
極が生成するとこのＮ極と対向する永久磁石のＮ極の部
分が反撥しＳ極の部分が吸引して永久磁石を右の方向に
移動きせる。同様にボールシュー５−２と５−４にはＳ
極が生成し対向する永久磁石のＳ極の部分が反撥しＮ極
の部分が吸引して永久磁石を右の方向に移動させ、境界
線δ−１が磁気検出器９に対向する位置に達すると磁気
検出器９の出力が零になりトランジスタＱ０がＯＦＦと
なり第１図（Ｃ）の８点で電磁トルクＴｍが零となりト
ランジスタＱ、がＯＮとなって巻＄７−ｂに通電し又電
磁トルクＴｍが発生する。従って第１図の電動機の合成
トルクＴｏは第１図（ｃ）の破線に示す形となりボール
シューの中間位ｉｔである８点の近くでは合成トルクも
零となる場所が生じ回転子の位置によつ≠電己起勧が不
能となる欠点があった０本発明は上述のよう力従来の電
ａｍの欠点を除き、回転子のいかなる位置に於ても充分
な自己起動トルクを発生する電動機を提供するもので、
大きな改良点は回転子に備えた永久磁石の形状にありそ
の一実施例を第２図に示す０ 第２図（、）は本発明に基く改良された永久磁石の軸に
垂直な面に於ける儒面図を示し、−例として第１図−）
と同じく１個の磁極の場合を示す。
本発明に於てはその永久磁石８を円筒形ではめるがその
固定子と対向する表面の半径が、一部分の弧長Ａ−Ｂに
亘りＡ端ではｒＢ端ではｒ よ１．１ り大なる半径ｒ となるように連続的に変化せしめて形
成する。このような形状は複数の磁極全部について同じ
形状とし、半径が急変するＡ、Ｂ、Ｃ。
固定子と対向する表面の半径が、一部分の弧長Ａ−Ｂに
亘りＡ端ではｒＢ端ではｒ よ１．１ り大なる半径ｒ となるように連続的に変化せしめて形
成する。このような形状は複数の磁極全部について同じ
形状とし、半径が急変するＡ、Ｂ、Ｃ。
Ｄの各点を磁極の境界線としてＮ極Ｓ極交互に着磁する
□ 第２図（、）に示し念永久磁石３を第１図（ａ）Ｉｃ示
し走電動機に組込んで構成した改良された電動機の回転
子と固定子の相関関係を第２図（ｂ）の展開図で示す。
□ 第２図（、）に示し念永久磁石３を第１図（ａ）Ｉｃ示
し走電動機に組込んで構成した改良された電動機の回転
子と固定子の相関関係を第２図（ｂ）の展開図で示す。
本発明に於ては第２図（ｂ）に示すように永久磁石８の
半径が、一部分の弧長に亘りム点では小にＢ点では大と
なるように連続的に変化させであるので固定子のボール
シューの外径が一様な円筒形であってもボールシュー５
と対向する永久磁石８との空［４は該永久磁石８の一部
分の弧長Ａ−Ｂに亘り変化することになり永久磁石８と
固定子のボールシュー５との間に作用するレラクタンス
トルクＴｒの形状と発生場所が第２図（ｃ）のようにな
りレラクタンストルクＴｒの正の最大値が巻線に流れ九
電流で発生する電磁トルクＴｍが零となる位置で発生す
るようになり、レラクタンストルクＴｒと電磁トルクＴ
ｍの合成トルクＴｏは破線で示すように回転子のすべて
の位置で正のトルクとなりすべての位置で自己起動が可
能となる。
半径が、一部分の弧長に亘りム点では小にＢ点では大と
なるように連続的に変化させであるので固定子のボール
シューの外径が一様な円筒形であってもボールシュー５
と対向する永久磁石８との空［４は該永久磁石８の一部
分の弧長Ａ−Ｂに亘り変化することになり永久磁石８と
固定子のボールシュー５との間に作用するレラクタンス
トルクＴｒの形状と発生場所が第２図（ｃ）のようにな
りレラクタンストルクＴｒの正の最大値が巻線に流れ九
電流で発生する電磁トルクＴｍが零となる位置で発生す
るようになり、レラクタンストルクＴｒと電磁トルクＴ
ｍの合成トルクＴｏは破線で示すように回転子のすべて
の位置で正のトルクとなりすべての位置で自己起動が可
能となる。
第２図（、）で示し元形状の永久磁石はフェライト磁石
又は磁石の４末をプラスチックスで成形したプラスチッ
クス磁石等で容易に構成できるし、又第８図に示すよう
な一部分を成形し念セグメント形磁石を回転子ハブ２に
一体的に取り付けて構成することもできる。
又は磁石の４末をプラスチックスで成形したプラスチッ
クス磁石等で容易に構成できるし、又第８図に示すよう
な一部分を成形し念セグメント形磁石を回転子ハブ２に
一体的に取り付けて構成することもできる。
第１図−）は従来の直流無刷子電動機の断面図、第１図
（ｂ）〜（ｄ）は夫々その動作説明図、第２図（、）は
本発明直流無刷子電動機の永久磁石の側面図、第２図（
ｂ）、（ｃ）は夫々その動作説明図、第８図はセグメン
ト形磁石の説明図である。 ｌ・・・回転子軸、２・・・回転子ハブ、８・・・永久
磁石、８−１・・・境界線、瘍・・・空隙、５．５−１
．５−２゜５−３．５−４・・・ボールシュー、６・・
・固定子ヨーク、６−１．６−２．６−８．６−４・・
・磁極、７、７−１ｍ、 ７−２ａ、 ？−８ａ＋ ７
−４ａ、 ７−１ｂ。
（ｂ）〜（ｄ）は夫々その動作説明図、第２図（、）は
本発明直流無刷子電動機の永久磁石の側面図、第２図（
ｂ）、（ｃ）は夫々その動作説明図、第８図はセグメン
ト形磁石の説明図である。 ｌ・・・回転子軸、２・・・回転子ハブ、８・・・永久
磁石、８−１・・・境界線、瘍・・・空隙、５．５−１
．５−２゜５−３．５−４・・・ボールシュー、６・・
・固定子ヨーク、６−１．６−２．６−８．６−４・・
・磁極、７、７−１ｍ、 ７−２ａ、 ？−８ａ＋ ７
−４ａ、 ７−１ｂ。
Claims (1)
- （１）その円周方向に沿ってＮ極８極を交互に着磁し九
円筒形永久磁石を備えた回転子と、該回転子に空隙を介
して対向配設した円弧状のポールシューと、該ポールシ
ューを支承する複数個の固定子磁極を放射状に植設した
固定子ヨークと、上記固定子磁極の夫々に巻装した固定
子巻線と、上記回転子の永久磁石の磁束を検出しその出
力で上記複数個の巻Ｓに順次電流を流して回１子を駆動
する通電制御装置とよりなり、上記回転子に備えた永久
磁石はその固定子と対向する面の半径を一極分の弧長に
亘り一端より他端に至る間連続的に変化させるように構
成されていることを特徴とする直流無刷子電動機０
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665382A JPS58157359A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 直流無刷子電動機 |
| GB08304779A GB2118785B (en) | 1982-03-10 | 1983-02-21 | Direct-current brushless motor |
| US06/469,783 US4496887A (en) | 1982-03-10 | 1983-02-25 | Direct-current brushless motor |
| DE8306650U DE8306650U1 (de) | 1982-03-10 | 1983-03-08 | Bürstenloser Gleichstrommotor |
| DE19833308206 DE3308206A1 (de) | 1982-03-10 | 1983-03-08 | Buerstenloser gleichstrommotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665382A JPS58157359A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 直流無刷子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157359A true JPS58157359A (ja) | 1983-09-19 |
Family
ID=12475809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3665382A Pending JPS58157359A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 直流無刷子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157359A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554491A (en) * | 1984-08-10 | 1985-11-19 | Msl Industries, Inc. | Brushless DC motor having a laminated stator with a single stator winding |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP3665382A patent/JPS58157359A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554491A (en) * | 1984-08-10 | 1985-11-19 | Msl Industries, Inc. | Brushless DC motor having a laminated stator with a single stator winding |
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