JPS59226649A - 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】 本発明は直流ブラシレスモータに関し、特に電機子コイ
ルを定電流駆動してトルクリップルを略一定に維持する
ようにしてなる直流ブラシレスモータに関する。

従来、直流ブラシレスモータに音響機器やＶＴＲ（ビデ
オテープレコーダ）等の映像機器や、更にはフロッピー
ディスクを用いる電子機器等に広く用いられており、特
に、ディスクプレーヤのフォノモータやテープレコーダ
のキャプスタンモータ等においては１回転ムラや振動の
少ない直流ブラシレスモータが要求されており、トルク
リップルの減少が図られている。

一般に直流モータにおいて発生するトルクＴは、Ｔ＝に
φ■　　　　　・・・・・・（１）で表わされる。Ｋは
定数、φに有効磁束、Ｉは電様子電流である。従って、
１回転中のトルクリップル〔トルク分布〕ばφ、■の波
形により変化することになる。このトルクリップルを少
なくする方法としては、Ｉ２略一定のいわゆる定電流駆
動″構成とし、φつまり磁極の着磁波形（磁束分布〕を
所定に設定するものであり、例えば特開昭５５−６１２
６８号公報明細書にその例が開示されている。

すなわち、第１図（ａ）に示すように、マグネットに着
磁した磁極の磁束分布の波形を矩形状となるようにすれ
ば、この磁極と磁気回路を形成するヨークとの間には所
定の空隙があるから矩形波形の両端は漏洩磁束のために
必然的に図（５）の如く台形波状となる。この台形波の
平坦部（π／２に相当する長さ）の磁束φと、各相のコ
イルに流れる流通角π力の定電流■とを鎖交せしめるよ
うに、各相のコイル電流をホール素子等のロータ位置検
出素子を用いて切替え制御すれば、（１）式で示される
トルクＴは略一定とすることができるというものである
。

しかし々から、この方式では前述の如く磁極とヨークと
の間には磁気ギヤ・ノブが存在しているために、マグネ
ットの表面近傍では第１図（ｈ）の台形波となり、また
実際に駆動力を発生する部分であるヨーク近傍のコイル
配置近傍でｉｌ′ｊ：第１図（ｃ）の如くなってしまい
、コイル電流の流通角π／２の間に亘って均一の磁束が
得られない。よって、実際にはトルクリップルを生じる
ことになるのである。

本発明は従来のものの上記欠点を除去するためになされ
たものであって、その目的とするところはヨーク上のコ
イル配置近傍において磁束分布がπ／２の範囲に亘って
略平坦となるようにしてトルクリップルをなくすように
したブラシレスモータを提供することにある。

本発明によるブラシレスモータは、多相コイル及びＮ、
８極が交互に着磁されたマグネットの１方をロータとし
他方をステータとし、ロータ回転位置を検出して多相コ
イルへの定電流駆動電流の流通角を略π／２となるよう
に切替えるよう構成された直流ブラシレスモータであっ
て、マグネットの表面近傍における磁束分布が略πの頂
辺部を有−３＝ する略矩形状波でかっこの頂辺部中央が凹部を有する如
き形状波となっていることを特徴としている０ 以下に本発明につき図面を用いて説明する。

転 第２図は本発明に用いるブラシレスモータの回４５軸に
沿う断面図であり、１がロータマグネット、２がステー
タコイル、４が周波数発電機用マグネット、５が周波数
発電機用コイルである。これらマグネット１及び４が回
転軸６を中心に回転自在であり、ロータマグネット１と
対向して多相コイル２が配置されている。また、周波数
発電機用のマグネット４とコイル５とが互いに対向配置
されている。第３図は、第２図に示すモータにおけるマ
グネット４とコイル２及びロータ位置検出用ボール素子
３α、３ｈとの位置関係を示す図である。本例では、８
極２相の場合であって、ホール素子３ａ。

３ｈは互いにπ／２だけの間隔をもって取付けられてい
る。尚、４ケのコイルは２ケづつ直列又は並列とされる
。

第４図は周波数発電機を用いた速度制御モータ　４− の一般的なブロック図であり、ブラシレスモータ１０の
回転数が、第２図に示した１対のマグネット４及びコイ
ル５とからなる周波数発電機１１により検出され、周波
数・電圧変換回路１２においてその検出出力が電圧に変
換される。この電圧がモータ駆動回路１３へ人力されて
モータ１０の駆動を行ない速度制御が行われるようにな
っている。

第５図はマグネットｌの磁極着磁態様の１例を示す図で
あり、主磁極の回転方向における各磁極の中央部に無着
磁部分２０・ヲ夫々設けてなるものである。こうするこ
とにより、主磁極表面における磁束分布波形は第６図（
、ｚｌの如く、略πのＴｆｔ遅部に凹部が形成されたよ
う々ものとなる。その結果、ヨーク上のコイル２の配置
部近傍では、その磁束分布は第６図（ｂ）の如く略π／
２の平坦部を有する台形波となり、よってトルクリップ
ルをなくすことができることになる。

第６図（Ｃ）はホール素子の各々の出力を点線と実線に
て示したものであり、π／２の位相差を有している。こ
の２つのホール出力を論理合成して図（ｄ）（ｅｌに示
す波形の駆動電流を２相の各コイルへ夫々供給するよう
にする。こうすることにより、（１）式に示されるトル
クの式において、■及びφが共に略一定となることから
、トルクリップルはなくなるのである。尚、図（Ｃ）に
示した２つのホール出力から（ｄ）、（Ｃ）の各波形を
得ることは周知であるのでその構成については特に述べ
ない。

第７図はマグネットｌの磁極着磁態様の他の例を示す図
であり、主磁極の回転方向における各磁極の中央部２１
に当該磁極とは逆極性磁極を着磁してなるものである。

か＼る構成によっても、第６図（ａｌ　、　（Ａｌに示
す如く磁束分布が得られてトルクリップルをなくすこと
が可能と々る。

尚、上記実施例では８極４コイルの２相全波駆動π／２
通電方式に限って説明したが、極数、コイル数及び相数
についてはこれに限定されるものではない。また、ロー
タマグネットの着磁態様についても、第５，７図の例に
限らず、マグネットの形状を変形して例えば第５図のマ
グネットの無着磁部分２０ヲ切欠いて凹形状とすること
も可能であり、またマグネット内周部や中央部に無着磁
や逆極磁を施すこともできる。

更に、第５図の無着磁部分２０に周波数発電機用の多極
着磁を施すようにすればモータの小型化を図ることがで
きる。また、ロータマグネット型でに々く、コイルが回
転するロータコイル方式にも適用可能である。

叙上の如く、本発明によれば極めて簡単な構成でトルク
リップルをなくすことができるので、低コストで高性能
の直流プ“ラシレスモータｘ得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流ブラシレスモータの磁束分布の１例
を示す図、第２図は本発明に用いるモータの断面図、第
３図は第２図のモータのマグネットとコイル及びホール
素子との位置関係を示す図、第４図はモータの速度制御
のためのブロック図、第５図は本発明のモータにおける
マグネットの１着磁態様を示す図、第６図は本発明のモ
ータにおける各部波形図、第７図は本発明のモータにお
け　　”るマグネ・ｌトの他の着磁態様を示す図である
。 主要部分の符号の説明 ■・・・ロータマクネット　２ｍステータコイル２０・
・・無着磁部分　　　　２１・・・逆極性着磁部分出願
人　　パイオニア株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多相コイル及びＮ、Ｓ極が交互に着磁されたマグ
   ネットの１方をロータとし他方をステータとし、前記ロ
   ータの回転位置を検出して前記多相コイルへの定電流駆
   動電流の流通角を電気角で略π力となるように切替える
   よう構成された直流ブラシレスモータであって、前記マ
   グネットの表面近傍における磁束分布が、電気角で略π
   の頂辺部を有する略矩形状波でかつこの頂辺部中央が凹
   部を有する如き形状波となっていること全特徴とするブ
   ラシレスモータ。
2. （２）前記マグネリドの各磁極中央部分に無着磁部分を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブ
   ラシレスモータ。
3. （３）前記マグネットの各磁極中央部分に当該磁極とに
   逆極性の磁極部分を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のブラシレスモータ。
4. （４）前記無着磁部分に回転側聞用の周波数発電機用の
   多極着磁を施したことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載のブラシレスモータ。