JPS5819153A - 直流ブラシレスモ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モータの起動時に、回転子が確実に一定方向
へ回転を開始するようにした直流ブラシレスモータに関
する。

直流ブラシレスモータは、固定子とこれに対応する回転
子を有し、回転子の磁極位置を検出して固定子の界磁巻
線に順次交互に電流を通す制御機能を備えたものである
が、モータの起動の際に回転子を確実かつ円滑に一定方
向へ回転させるには、回転子の磁極と固定子の磁極との
吸引力が釣合って回転トルクが零となる位置がないよう
ｋする必要がある。このため、従来の直流ブラシレスモ
ータにあっては、回転子の１回転中央くとも回転角１２
０度ととにその磁極位置を検出し、固定子の界磁巻線に
通す電流を切換える制御機能を必要としているので、磁
極位置検出センサとスイッチング回路を少くとも３組以
上備えなければならず、複輪な構成となることを余儀な
くされていた。

本発明は、従来の直流ブラシレスモータにおける前記の
如き実状に鑑み、固定子の固定子極を界磁巻線を施した
主極および主極より弱い磁極を形成する副極とで構成し
たことにより、回転子の磁極位置検出センサおよびこれ
に対応するスイッチング回路を単に２組だけ設けたもの
であっても、回転子の磁極と固定子の磁極の吸引力が釣
合って回転トルクが零になる位置をなくして、モータの
起動の際に回転子を確実かつ円滑に一定方向へ回転させ
ることができ、回転性能の向上と機構の大幅な簡素化を
はかった直流ブラシレスモータを提供するものである。

以下、本発明の構成を図面に示した各実施例について説
明する。

第１図ないし第４図において、１はモータの基盤、２は
その中心位置に立設した支持筒であって、支持筒２の外
周には固定子３が取付けられている。

固定子３はそれぞれ直角方向に４つの固定子極（以下主
極という）４を設け、かつこれらの主極４に隣接して等
角度でさらに４つの固定子極（以下副極という）５を設
けてなるものである。６は回転子であって、回転子６は
、上面を閉じかつ下面を開いた円筒形の磁路リング１の
内周面に４つの回転子磁石８を固着し、磁路リングＴの
上面中央に回転軸９を垂下固着してなるものであり、こ
の回転輪９を、前記支持筒２の上下端部に嵌装したベア
リング１０．１１に嵌挿することによって、固定子３に
対応して回転子６が回転するように構成されている。固
定子３の各主極４には所定の界磁巻＄１１２が施されて
おり、副極５には界磁巻線１２より少い巻数（例えば３
分のｌ程度の巻数）の巻線１３が施されている。そして
、軸心に対して対称位置にある主極４の各界磁巻Ｉ！１
２は直列に接続され、かつその主極４に隣接する副極５
の巻線１３は界磁巻線１２に直列に接続されており、固
定子３にはそれぞれ２つの界磁巻線１２と２つの副極５
の巻線１３による２系統の回路が形成されている。固定
子３の上記２系統の回路は、モータの電源端子の、０間
に、スイッチング回路１４゜１５を介して接続されてい
る。回転子６の各回転子磁石８におけるＮ、８の表示部
位はその磁石の磁極位置である。なお、とのモータには
、回転子６０回転角に応じて固定子、３の界磁巻１１１
２への通電を切換えるため、回転子６の磁響位置検出セ
ンサが２つ設けられており、この磁極位置検出センサの
出力信号がスイッチング回路１４．１５の入力となるも
のである。

値上の如く構成されたもの忙おいて、モータの電源端子
ｅ、ｅに直流電源を接続すれば、回転子６は回転を開始
し、電源が接続されている間中回転を続ける。すなわち
、回転子６の１回転中９０変回転ととに回転子・の磁極
が磁極位置検出センサによって検出され、スイッチング
回路１４．１５に順次交互にその検出信号が入力し、固
定子３の２系統の界磁巻［１２および副極５の一巻線１
３に順次交互に電流が流されて、回転子６が回転を続け
る。

第３図において、上記動作を説明すれば、いまスイッチ
ング回路１４が導通状態であり、スイッチング回路１５
が不導通状態であると、主極４の５ちのａ１＠”Ｉｓ副
極５のうちのａｌ、ａｌはＳ極となり、回転子６はその
Ｓ極が反発して遠ざかる方向に回転し、Ｎ極に至って互
いに吸引し合５状態でトルクが零となるが、固定子３に
は主極４に１１接して副極５が設けられているので、そ
の磁極の中心は主極４の中心ではなく、角度θだけ副極
５寄りの位置となり、回転トルクが零となる位置は主極
４の中心より角度θだけ副極５寄りである。

ところが、回転子６が回転トルク零となる上記位置に至
る少し前、すなわち、主極４の中心位置に至ると、磁極
位置検出センサによってスイッチング回路１４が不導通
状態となり、同時にスイッチング回路１５が逆に導通状
態となるので、固定子３の主極４のうちす１．ｂ３、副
極Ｓのうちす、。

ｂ、がＳ極となり、回転子６の８極が反発して回転をし
、以後同様の動作が繰返されて回転子６が回転し続ける
ことＫなる。

モータを停止するにあたり、電源を断てば回転子６は慣
性による回転を続けた後停止するが、その停止位置は必
ずしも一定でない。ところで、回転子６の停止位置が、
その回転トルク零となる位置、すなわち、主極４の中心
から角度０だけ副極５１！りの位置を外れていれば、モ
ータの起動に際し電源を入れると同時に、回転子６は一
定方向の反発力を受けて一定方向の回転を開始すること
は言うまでもないが、回転子６がたとえ上記回転トルク
零の位置に停止したとしても、この状態では磁極位置検
出センサによってスイッチング回路１４　、１５カ既に
切換っているので、モータの起動にあたっては、回転子
６と固定子３との吸引力が釣合う状態は解消しており、
回転子６は一定方向に反発して回転を開始する。したが
って、回転子６がいかなる位置に停止しても、モータの
起動にあたっては、回転子６を一定方向へ確実に、しか
も円滑に回転を開始させることができる。

なお、以上の説明では、固定子３の主極４およびＩｌｌ
極５が電流を通じると８極となる例をあげたが、電流を
通すとＮ極となるものでも、主極４および副極５に対す
る回転子６０回転子磁石８の関係がＮ、８逆になるだけ
で、その他の動作は全く同様である。

第５図および第６図は本発明の他の実施例を示している
。＃Ｉ５図のものは、固定子３の主極４が２［ｉでそれ
ぞれに副極５が設けられており、第６図のものは、主極
が６極でその３１ｉととＫそれぞれ１つの副極５が設け
られ【いる。回転子６は両実施例とも２極である。これ
らの実施例のうち前者のものでは、固定子３の最も磁力
が強く作用する位置は主極４より角度０だけ副極５寄り
であり、また後者のものでは３極の主極のうち中間のも
のより角度−だけ副極５寄りである。そして、磁極位置
検出センサは、１つの極または３つの極の中間の主極４
の中心位置く回転子６の磁極が一致したことを検出する
ように設けられているので、上記固定子３の磁極の中心
位置に回転子６の磁極の中心位置しても、この状態では
スイッチング回路１４、Ｉｓが既に切換っており、次の
起動にあたり回転子６は一定方向へ確実に、しかも円滑
に回転を開始することｋなる。

本発明の前記各実施例においては、固定子３の主極４お
よび副極５とも、その鉄心を等形状のものとしたが、１
ｌＱｌ極５は主極４の磁極の強さより弱い磁極を形成す
るものであればよいので、主極４と副極５は必ずしも等
形状でなくてもよい、また、主極４と副極５との関係は
上記作用をさせることが要件であるので、主極４と副極
５は等数巻線のものとして電流を異ならしめてもよい。

したがって、主＠　４　）界ａ巻＃　１２　ト１ｌｌｋ
　Ｓ　ノ巻１Ｎｔコｔｔ。

を直列ＫＩＩ続することも必ずしも必要条件ではない。

これを要するに、本発明は、複数の磁極を有する回転子
と、回転子の磁極より多数の固定子極を有する固定子と
で構成され、上記固定子の各固定子極は、これを界磁巻
線を施した主極および主極より弱い磁極を形成する副極
としたものであるから、回転子の磁棲位貴検出センサお
よびこれに対応するスイッチング回路を単に２組だけ設
けたものであっても、回転子の磁極と固定子の磁極の吸
引力が釣合って回転トルクが零になる位置をなくして、
モータの起動の際にＸ転子な確実かつ円滑に一定方向へ
回転させることができ、回転性能の向上と横溝の大幅な
簡素化をはかることができるものである。

９２図は第１図におけるＡ−Ａ＠断面図、第３図（４）
、＠および第４図は作用説明図、第５図および第６図は
それぞれ他の実施例を示す要部の水平断面図である。

３・・・固定子、４・・・その主極、５・・・副極、６
・・・回転子、８・・・回転子磁石、１２・・・界磁巻
線、１３・・・副極５の巻線、１４．１５・・・スイッ
チング回路特許出願人 森　　　　　　弘　　行 本　　間　　栄　　　− 第３図 （Ａ） 第３図 （Ｂ） 手続補正書（自発） 昭和５７年１０月２１日 １、事件の表示 特願昭５６−１１６９５５号 ２、発明の名称 直流プラシレスモーク ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 電話東京（０３）４８２−１２９２番 ４、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ５、補正の内容 （１）明細書第８１第９行の「中心位ｆｉ七Ｎくも」を
「中心が位置しても」と補正する。

（２）同書第８頁第１３行の「本発明の前記各実施例に
おいては、」から第９頁第２〜３行の「必要条件ではな
い。」　までを次の通り補正する。

［本発明の前記各実施例においては、固定子３の各固定
子極をそれぞれ主極４およ・び副極５としているが、各
副極５は磁極の中心を各主極４の中心より角度θだけ＾
極５寄りにするためのものであるから、例えば％＊接す
る２つの固定子極にわたって主極を形成する界磁巻線を
施すと共に、副極を形成する巻ＩｆＭを、主極を形成す
る界磁巻−を施した１組の固定子極の互いに隣接する固
定子極間にわたって施した構成にしてもよい。また、本
発明の前記各実施例においては、固定子３の主極４およ
び副極５とも、その鉄心を等形状のものとしたが、副極
５は主極４の磁極の強さより弱い磁極を形成するもので
あればよいので、主極４と副極５は必すしも尋形状でな
くてもよいし、主極４と副極５を等数巻線のものとして
電流を異ならしめてもよい。したがって、主極４の界磁
巻＠１２と副極５の巻線１３はこれを直列に接続するこ
とも必ずしも必要条件ではない。」 （以上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の磁極を有する回転子と、回転子の磁極より
   多数の固定子極を有する固定子とで構成され、上記固定
   子の各固定子極は、これを界磁巻線を施した主極および
   主極より弱Ｘ、１磁極を形成する１極としたことを４！
   徴とする直流ブラシレスモータ。 （２ν　固定子の副極には主極の界磁巻線より巻数の少
   い巻線を施し、主極の界磁巻線と副極の巻線とを直列ｋ
   Ｉ！絖したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の直流ブラシレスモータ。