JPS5931304B2 - ブラシレスモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波誘導式のブラシレスモータに関し、更に
詳細にはロータの駆動コイルを高周波の検出コイルに兼
用し、構造の簡単化を図ったブラシレスモータに関する
ものである。

ロータ位置を検知するために高周波を利用し、ロータ位
置に応じて複数の駆動コイルを所定の規則に従って適宜
励磁してロータに回転力を与える形式の従来のブラシレ
スモータは、ロータ位置の検知用として、駆動コイルと
は別に高周波検出コイル、あるいはホール素子、マグネ
ットダイオード等の検出素子を装備している。

従って、構成部材が多く、製造が複雑になると共に、検
出素子を配置する空間が必要で小型化が面倒である等の
欠点を有している。

本発明は、駆動コイルを高周波検出コイルに兼用するこ
とによって検出素子を不要にして従来のものの欠点を除
去し、構造が簡単で、しかも、小型化が容易にできるブ
ラシレスモータを提供するものである。

以下、図示した実施例に基づいて本発明に従うブラシレ
スモータの詳細を説明する。

本発明に従うブラシレスモータの一実施例を示す第１図
において、符号１は希土類の磁石等で円柱状に構成され
たロータで、高炭素鋼からなるロータ軸２に固定されて
いる。

ロータ軸２は、ステータ３．ロータ上受４．ロータ下受
５．コイル枠６によって実質的に構成されるモータケー
ヌに、オイルレスメタルからなる軸受７，８を介して回
転可能に支持されている。

ロータ上受４は純鉄等の磁性材料で作られ、内面の中央
に形成されたボス９には高周波誘導コイル１１が装備さ
れている。

ロータ上受４は、ステータ３の上端に形成された小径部
分が嵌め込まれる筒状部１０を有し、その内側には絶縁
材料で作られた配線板１３が装備されている。

配線板１３には、高周波誘導コイル１１および、後述す
る駆動コイル１２を接続する端子が形成されていると共
に、高周波誘導コイル１１に高周波を供給する電力、駆
動コイル１２に駆動電力を供給するためのケーブル１３
ａを接続する端子が形成され、更に必要な配線パターン
が形成されている。

なお、ケーブル１３ａは筒状部、０に形成された穴を介
して外部に導出されている。

ステータ３の内面には、ロータ１を駆動するための複数
の駆動コイル１２が設けられている。

本実施例においては、駆動コイル１２は３個あり、それ
ぞれ１２０°開角で設けられ、ロータ１との間のギャッ
プが所定条件に維持されるように、プラスチック等の非
磁性材料からなるコイル枠６によって形状が保持されて
いる。

ロータ１の上端面には、非透磁性の材料からな、′るヌ
ペーサ１４を介して、第２図に詳細を示すように透磁性
材料からなる誘導体１５および非透磁性材料からなるバ
ランサ１６が配置されると共にそれ等はピン１７，１８
とロータ１に形成された■溝１９によってロータ１との
相対位置が規制さ。

れ、更に、ロータ軸２に圧入される非透磁性材料からな
る押え枠２０によって固定されている。

誘導体１５は一端がロータ軸２に対向すると共に他端が
駆動コイル１２に対向する扇形状をなし、その幅は駆動
コイル１２の幅に適合する大きさを。

なしている。

ロータ１に形状された■溝１９は、ロータ１に対する着
磁力向と一致し、それとピン１７によって相対位置が規
制される誘導体、５はロータ１の磁極位置に設けられて
いる。

上記バランサ１６は、誘導体１５とのバランスを取り、
ロータ１の重心位置がロータ軸２の軸線から外れるのを
防止するためのものである。

第３図は、上記したブラシレスモーフを駆作させる駆動
回路で、図中、符号１’２ａ、１２ｂｔ１２ｃは第１図
において符号１２で表わした３個の駆動コイルである。

駆動コイル１２ａ、１２ｂ。１２ｃは一端がそれぞれ直
流電極２１の高電位端子に結線されたラインＬ１に接続
さ札他端が、ＮＰＮタイプのトランジスタ２３ ａ ＞
２３ ｂ 。

２３ｃのコレクタに接続されている。

トランジスタ２３ ａ 、２３ ｂ ｔ ２３ ｃのエ
ミッタは直流電源２１の低電位端子と同電位の点に接地
されている。

トランジスタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃのベースには、Ｐ
ＮＰタイプのトランジスタ２２ ａ ＞ ２２ ｂ ｔ
２２ｃのコレクタがそれぞれ接続されている。

トランジスタ２３ａのコレクタとトランジスタ２２ｂの
ベース間には、コンデンサ２４ａ、ダイオード２５ａ、
抵抗２６ａ、コンデンサ２７ａからなる一種の整流回路
が設けられ、また、トランジスタ２３ｂのコレクタとト
ランジスタ２２ｃのベース間にはコンデンサ２４ｂ、ダ
イオード２５ｂ。

抵抗２６ｂ、コンデンサ２７ｂからなる整流回路が設け
られ、更に、トランジスタ２３ｃのコレクタとトランジ
スタ２２ａのベース間にはコンデンサ２４ｃ、ダイオー
ド２５ｃ、抵抗２６ｃ、コンデンサ２７ｃからなる整流
回路が設けられている。

なお、トランジスタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃのエミッタ
はそれぞれラインＬ１に接続されている。

符号２８は直流電源２１に接続された発振回路で、その
出力負荷には第１図における高周波誘導コイル１１が接
続されている。

次に、第３図に示した駆動回路に基づいて上記した本発
明に従うブラシレスモーフの動作態様を説明する。

高周波誘導コイル１１から発生する高周波磁界は、ロー
タ軸２．誘導体１５を介して、誘導体１５に対向する駆
動コイル１２に誘導される。

今、誘導体１５が駆動コイル１２ａに対向する位置にロ
ータ１が回転していたとすると、駆動コイル１２ａには
誘導電圧が発生する。

この誘導電圧はコンデンサ２４ａ、ダイオード２５ａに
よって整流されると共に抵抗２６ａ、コンデンサ２７ａ
によって平滑され、トランジスタ２２ｂのベース電位は
、かかる整流回路の時定数に応じてラインＬ１の電位よ
り次第に低下する。

トランジスタ２２ｂのベースとエミッタ間の電圧がヌレ
ツショルド電圧以上になると、トランジスタ２２ｂがＯ
Ｎ状態になり、トランジスタ２３ｂのベース電位が上昇
し、トランジスタ２３ｂがＯＮ状態になる。

トランジスタ２３ｂがＯＮすることにより駆動コイル１
２ｂが直流電源２１によって励磁される。

駆動コイル１２ｂが励磁されることにより、駆動コイル
１２ｂおよびロータ１との間に吸引力が発生してロータ
１が回転し、ロータ１は誘導体１５が駆動コイル１２ｂ
に対向する位置に回転する。

これによって、駆動コイル１２ａに代って駆動コイル１
２ｂに誘導電圧が発生する。

なお、駆動コイル１２ａの誘導電圧がなくなることに応
答してトランジスタ２２ｂ 、２３ｂはＯＦＦ状態にな
る。

以上の動作を繰り返すことによって、駆動コイル１２ａ
、１２ｂ、１２ｃが順次励磁され、ロータ１は回転する
。

上記したように、駆動コイル１２はロータ１の駆動機能
と、高周波誘導コイル２８からの高周波の検出機能とを
兼ねているため、ロータ位置を検出する従来必要であっ
た検出素子が不要で、構造が簡単になり、製造が容易で
ある。

しかも、検出素子を配置ｒるためのヌペース等が不要で
、小型化が可能である。

以上、図示した実施例に基づいて本発明に従うブラシレ
スモーフの詳細を説明してきたが、本発明は図示の実施
例に限定されることなく種々の変更、あるいは改良がな
され得るものである。

上述したように本発明に従うブラシレスモーフは、高周
波誘導コイルに発生する高周波を、ロータに設けた誘導
体を介してロータを駆動する駆動コイルで検出する構成
をなしているため、ロータ位置検出用の検出素子を別設
する必要がなく、安易に製造できると共に、小型化が可
能である等、充分に所期の目的を達成し得、実用上の効
果著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うブラシレスモーフの一実施例を示
す縦断面図、第２図は第１図におけるロータ部分を示す
斜視図、第３図は第１図に示されたブラシレスモーフの
駆動回路を示す回路図である。 １・・・・・・ロータ、２・・・・・・ロータ軸、３−
・−−−−ヌデータ、１１・・・・・・高周波誘導コイ
ル、１２・・・・・・駆動コイル、１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ・・・・・・駆動コイル１５・・・・・・誘導体、
１６・・・・・・バランサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形状のステータ、このステータの上下両端に設
   けられたロータ上受およびロータ下受からなるモータケ
   ーヌと、このモータケーヌ内に収納され前記ロータ上受
   およびロータ下受により両端を軸支され径方向に着磁さ
   れた円柱形状の磁石からなるロータと、このロータの上
   端面に非磁性材からなるスペーサを介して設けられた所
   定外周幅を有する誘導体と、この誘導体の幅に適合した
   幅を有し前記ロータの周方向に沿って等間隔となるよう
   に前記ステータ内壁に設けられた複数の駆動コイルと、
   前記誘導体と対向するように前記ロータ上受に設けられ
   た高周波誘導コイルと、この高周波誘導コイルからの信
   号が前記誘導体を介して前記駆動コイルの１つを励磁し
   たとき、前記ロータの回転力向に隣接した他の駆動コイ
   ルを駆動するための各駆動コイルに設けられたスイッチ
   手段とを備え、前記駆動コイルが前記誘導体からの高周
   波を検出するためのコイルを兼ねた構成よりなるブラシ
   レスモータ。 ２ 前記ロータの上端面に、前記ロータ軸に対し前記誘
   導体と対称となるよらに非透磁性材料からなるバランサ
   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 前記駆動コイルが１２０°の開角で３個設けられた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のブラシレスモータ。