JPS60131064A - ２相ブラシレスモ−タ - Google Patents
２相ブラシレスモ−タInfo
- Publication number
- JPS60131064A JPS60131064A JP23859183A JP23859183A JPS60131064A JP S60131064 A JPS60131064 A JP S60131064A JP 23859183 A JP23859183 A JP 23859183A JP 23859183 A JP23859183 A JP 23859183A JP S60131064 A JPS60131064 A JP S60131064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- portions
- pole
- torque
- couplers
- magnetic
- 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
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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】
技術分野
本発明は、２相ブラシレスモータに関し、特に固定電機
子に対する回転界磁の回転位置を検出する毘−の位首＃
１１１子を借れｒの紛４４４玄子の出力に基づいて固定
電機子にお４−、ｌる各コイルの駆動電流を制御するよ
うになされた２相ブラシレスモータに関するものである
。
子に対する回転界磁の回転位置を検出する毘−の位首＃
１１１子を借れｒの紛４４４玄子の出力に基づいて固定
電機子にお４−、ｌる各コイルの駆動電流を制御するよ
うになされた２相ブラシレスモータに関するものである
。
単一の位置検出素子の出力に基づいて２相半波駆動され
るモータでは、第１図（ハ）に承り如く、ロータ回転角
（−電気角）０’、１８０’で電磁駆動１〜ルク（ａｌ
が零となるいわゆるデ゛ツｊ〜ポイントが生じ、このデ
ッドポイントでは始動時自起動できないコトになる。こ
の問題貞を解消りるために、第２図に示す様に、固定子
である電機子１のコイル２を巻装したコア３の外周形状
を、回転子であるマグネット４との間の径方向の空隙５
が円周方向にて一部が狭く、一部が広くなるよう形成づ
ることによりマグネット４の磁極中心との間に生しる磁
気的エネルギーに伴う磁気的１−ルク山）のピークを第
１図（Ａ）に示す様に電磁駆動１−ルク（ａｌに対して
電気角９０°ずらし、電磁駆動トルク（ａ）と磁気的ト
ルク山）との合成による駆動１へルク（第１図（Ｂ））
が零にならないようにしたものがあるｔ’ｍｒＲ＋詔ａ
ｏ ｑｎ４１１ｇ＜’＞ｇ＝ｐｉ＋＼かかる構成のモー
タでは、コア３の外周形状が真円とならないように形成
されているので、コアの積層、コアの絶縁塗装、コイル
の巻装等のための組立治具やコアのプレス金型が複雑と
なり、コスト高となる欠点があった。また、磁気的エネ
ルギーの石はコア外周形状によって決定されるｔｃめ、
磁気的エネルギーの量を調整するには、それぞれに合致
したコア形状を必要とし、汎用性に欠けるという欠点も
あった。
るモータでは、第１図（ハ）に承り如く、ロータ回転角
（−電気角）０’、１８０’で電磁駆動１〜ルク（ａｌ
が零となるいわゆるデ゛ツｊ〜ポイントが生じ、このデ
ッドポイントでは始動時自起動できないコトになる。こ
の問題貞を解消りるために、第２図に示す様に、固定子
である電機子１のコイル２を巻装したコア３の外周形状
を、回転子であるマグネット４との間の径方向の空隙５
が円周方向にて一部が狭く、一部が広くなるよう形成づ
ることによりマグネット４の磁極中心との間に生しる磁
気的エネルギーに伴う磁気的１−ルク山）のピークを第
１図（Ａ）に示す様に電磁駆動１−ルク（ａｌに対して
電気角９０°ずらし、電磁駆動トルク（ａ）と磁気的ト
ルク山）との合成による駆動１へルク（第１図（Ｂ））
が零にならないようにしたものがあるｔ’ｍｒＲ＋詔ａ
ｏ ｑｎ４１１ｇ＜’＞ｇ＝ｐｉ＋＼かかる構成のモー
タでは、コア３の外周形状が真円とならないように形成
されているので、コアの積層、コアの絶縁塗装、コイル
の巻装等のための組立治具やコアのプレス金型が複雑と
なり、コスト高となる欠点があった。また、磁気的エネ
ルギーの石はコア外周形状によって決定されるｔｃめ、
磁気的エネルギーの量を調整するには、それぞれに合致
したコア形状を必要とし、汎用性に欠けるという欠点も
あった。
また更に、第１図（Ａ）において、磁気的トルク化）の
負方向が正方向とほぼ同じ大きさであり、正方向のトル
クがロータの回転に必要であるのに対して負方向のトル
クはロータの回転を阻止するように作用するので、第１
図（Ｂ）に示す如くトルクリップルが多くなっていた。
負方向が正方向とほぼ同じ大きさであり、正方向のトル
クがロータの回転に必要であるのに対して負方向のトル
クはロータの回転を阻止するように作用するので、第１
図（Ｂ）に示す如くトルクリップルが多くなっていた。
１」二」匠
本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたものであり、コアに汎用性を持たせることによ
り、多機種に対応でき、組立が容易でかつ低コスト化が
可能であると共に、負方向の磁気的トルクを小さくする
ことにより、トルクリップルを少なくした２相ブラシレ
ス七−夕を提供することを目的とする。
なされたものであり、コアに汎用性を持たせることによ
り、多機種に対応でき、組立が容易でかつ低コスト化が
可能であると共に、負方向の磁気的トルクを小さくする
ことにより、トルクリップルを少なくした２相ブラシレ
ス七−夕を提供することを目的とする。
本発明による２相ブラシレスモータにおいては、固定電
機子におけるコイルが巻装された各凸極部が円周方向に
て分割された少なくと５３つの部分からなり、これら少
なくとも３つの部分の各々の磁束最大密度部の断面積が
互いに異なるように構成されている。
機子におけるコイルが巻装された各凸極部が円周方向に
て分割された少なくと５３つの部分からなり、これら少
なくとも３つの部分の各々の磁束最大密度部の断面積が
互いに異なるように構成されている。
実施例
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第３図において、回転子である界磁マグネット−１０は
例えば４ ｔａｉに着磁されている。一方、固定子であ
る電機子１１はコア１２から径方向に突設されかつコア
１２と一体に形成されると共に、マグネット１Ｏの内周
磁極面との間に一定の空隙を形成する例えば４つの凸極
部１３Ａ〜１３Ｄ４！−有している。４つの凸極部１３
Ａ〜１３Ｄは、各々同じ構造となっているので、以下１
つの凸極部１３Ａの構造について述べる。
例えば４ ｔａｉに着磁されている。一方、固定子であ
る電機子１１はコア１２から径方向に突設されかつコア
１２と一体に形成されると共に、マグネット１Ｏの内周
磁極面との間に一定の空隙を形成する例えば４つの凸極
部１３Ａ〜１３Ｄ４！−有している。４つの凸極部１３
Ａ〜１３Ｄは、各々同じ構造となっているので、以下１
つの凸極部１３Ａの構造について述べる。
凸極部１３Ａは、第４図から特に明らかなように、円周
方向にて分割された例えば４つの円弧部１３Ａ＋ 、１
３Ａ２．１３Ａ３．１３Ａ４からなっており、これら円
弧部１３Ａ＋〜１３Ａ４は凸極部の中心軸０に関して例
えば左右対称にかつ外側の円弧部１３Ａ＋ 、１３Ａ４
の方が内側の円弧部１３Ａ２．１３Ａ３に比して大なる
ｈ度範囲に亘って形成されている。４つの円弧部１３Ａ
＋〜１３△４は各々連結部１４Ａ１〜１４Ａ４を介して
コア１２に連なっている。連結部１４Ａ＋〜１４Ａ４は
マグネット１Ｏの磁極から空隙を紅て円弧部１３Ａ１〜
１３Ａ４に各々入ったほぼ全磁束がコア１２に至る磁気
通路となり、この部分（連結部１４Ａ１〜１４Ａ４）は
共に磁束密度が最大なる。これら最大磁束密度部の断面
積が互いに異なるように、連結部１４Ａ＋ 、 １４Ａ
２ 、１４Ａ３の略中央部には各々直径が異なる孔１５
Ａ＋。
方向にて分割された例えば４つの円弧部１３Ａ＋ 、１
３Ａ２．１３Ａ３．１３Ａ４からなっており、これら円
弧部１３Ａ＋〜１３Ａ４は凸極部の中心軸０に関して例
えば左右対称にかつ外側の円弧部１３Ａ＋ 、１３Ａ４
の方が内側の円弧部１３Ａ２．１３Ａ３に比して大なる
ｈ度範囲に亘って形成されている。４つの円弧部１３Ａ
＋〜１３△４は各々連結部１４Ａ１〜１４Ａ４を介して
コア１２に連なっている。連結部１４Ａ＋〜１４Ａ４は
マグネット１Ｏの磁極から空隙を紅て円弧部１３Ａ１〜
１３Ａ４に各々入ったほぼ全磁束がコア１２に至る磁気
通路となり、この部分（連結部１４Ａ１〜１４Ａ４）は
共に磁束密度が最大なる。これら最大磁束密度部の断面
積が互いに異なるように、連結部１４Ａ＋ 、 １４Ａ
２ 、１４Ａ３の略中央部には各々直径が異なる孔１５
Ａ＋。
１５Ａ２．１５Ａ３が穿設されている。
ここで、連結部１４Ａ１〜１４Ａ４（コア）の厚さを１
１連結部１４Ａ１〜１４Ａ４の各輪をＷ１〜Ｗ４、穿設
孔１５Ａ１〜１５Δ３の各直径をａ１之ａ３とターると
、例えば、 Ｗ４ ・Ｌ ＞ （Ｗ＋ −ａ ＋ ） ｌ’、 ＞
（Ｗ２−ａ ２ ） ・’ｊ ＞ （Ｗ３−８３＞ ・
ｊの関係を満足するように、連結部１ ／４ Ａ ＋〜
１４Ａ２の各断面積が決められる。連結部１４Ａ＋’１
４Ａ２に亘ってコイル１６Ａが巻装されている。
１連結部１４Ａ１〜１４Ａ４の各輪をＷ１〜Ｗ４、穿設
孔１５Ａ１〜１５Δ３の各直径をａ１之ａ３とターると
、例えば、 Ｗ４ ・Ｌ ＞ （Ｗ＋ −ａ ＋ ） ｌ’、 ＞
（Ｗ２−ａ ２ ） ・’ｊ ＞ （Ｗ３−８３＞ ・
ｊの関係を満足するように、連結部１ ／４ Ａ ＋〜
１４Ａ２の各断面積が決められる。連結部１４Ａ＋’１
４Ａ２に亘ってコイル１６Ａが巻装されている。
電機子１１に対するマグネット１Ｏの回転位置を検出り
るための単一の位置検出素子、例えば小−ル素子１７は
例えば４つの凸極部１３Ａ〜１３Ｄのいずれかの間に配
置される。
るための単一の位置検出素子、例えば小−ル素子１７は
例えば４つの凸極部１３Ａ〜１３Ｄのいずれかの間に配
置される。
次に、本発明の作用について、凸極部１３Ａを例にとっ
て説明する。
て説明する。
連結部１４Ａ１〜１４Ａ４に亘って巻装されたコイル１
６△に駆動電流を供給すると、その電流の方向に応じて
凸極部１３Ａとこれに対向するマグネット１Ｏの磁極と
の間に吸引力若しくは反光力が作用して回転自在なマグ
ネツ１へ１０を含むロータが回転することになる。ここ
で、各円弧ｎｐ １３Ａ＋〜１３Ａ４に注目すると、円
弧部１３Ａ１〜１３Ａ３の連結部１４Ａ１〜１４Ａ３の
略中央部には各直径ａｌ”ａ３が異なる（ａ ３ ＞ａ
２ ＞ａ ＋ ’）孔１５Ａ１〜１５Δ３が穿設され
て各連結部１４Δ１〜１４Ａ４の断面積、づなゎち（６
東最大密度部の断面積が互いに異なるように構成されて
いるため、連結部１４Ａ３’、１４Ａ２．１４Ａ１．１
４Ａ４の順で磁気飽和し易くなっている。
６△に駆動電流を供給すると、その電流の方向に応じて
凸極部１３Ａとこれに対向するマグネット１Ｏの磁極と
の間に吸引力若しくは反光力が作用して回転自在なマグ
ネツ１へ１０を含むロータが回転することになる。ここ
で、各円弧ｎｐ １３Ａ＋〜１３Ａ４に注目すると、円
弧部１３Ａ１〜１３Ａ３の連結部１４Ａ１〜１４Ａ３の
略中央部には各直径ａｌ”ａ３が異なる（ａ ３ ＞ａ
２ ＞ａ ＋ ’）孔１５Ａ１〜１５Δ３が穿設され
て各連結部１４Δ１〜１４Ａ４の断面積、づなゎち（６
東最大密度部の断面積が互いに異なるように構成されて
いるため、連結部１４Ａ３’、１４Ａ２．１４Ａ１．１
４Ａ４の順で磁気飽和し易くなっている。
すなわち、磁束は円弧部１３Ａ４．１３Δ１，１３Ａ２
．１３Ａ３の順に通り易くなっており、従って凸極部１
３Ａの円周方向における磁束分布は一様でなく、第５図
（ａ）に示す如く、各円弧部１３Ａ１〜１３Ａ４に対応
して階段状となり、磁気的アンバランスが生じることに
なる。
．１３Ａ３の順に通り易くなっており、従って凸極部１
３Ａの円周方向における磁束分布は一様でなく、第５図
（ａ）に示す如く、各円弧部１３Ａ１〜１３Ａ４に対応
して階段状となり、磁気的アンバランスが生じることに
なる。
その結果、第６図に示す様に、電磁駆動トルク（ａ）が
零となるデッドポイント（電気角０’、１８０°）に正
方向のピークが位置しかつ負方向のトルクが小ざい磁気
的トルク化）が得られることになる。これにより、電磁
駆動トルク（ａ）ど磁気的トルク化）との合成による駆
動トルク（Ｃ）は、第６図に示す様に、零にならないの
で、始動時いがなる回転位置からでも自起動できると共
に、負方向の磁気的トルクが小さいので、トルクリップ
ルが少なくできるのである。
零となるデッドポイント（電気角０’、１８０°）に正
方向のピークが位置しかつ負方向のトルクが小ざい磁気
的トルク化）が得られることになる。これにより、電磁
駆動トルク（ａ）ど磁気的トルク化）との合成による駆
動トルク（Ｃ）は、第６図に示す様に、零にならないの
で、始動時いがなる回転位置からでも自起動できると共
に、負方向の磁気的トルクが小さいので、トルクリップ
ルが少なくできるのである。
また、モータのトルクを各仕様に合わせ６作る場合、ト
ルクは磁気通路の断面積に比例するので、前記従来例で
は、例えばコアの移層枚数を換えるとコアとマグネット
との間の空隙等をその都度変化させなければならなく、
型変更などが必要とされたのに対し、本発明においては
、穿設孔１５Ａ〜１５Ｄの径を変更させてやるだけＣ゛
良く、又凸極部１３Δ〜１３Ｄを含む電機子ニＩアが真
円であるため、製造上非常に安価にできるという効果も
得ることができることになる。
ルクは磁気通路の断面積に比例するので、前記従来例で
は、例えばコアの移層枚数を換えるとコアとマグネット
との間の空隙等をその都度変化させなければならなく、
型変更などが必要とされたのに対し、本発明においては
、穿設孔１５Ａ〜１５Ｄの径を変更させてやるだけＣ゛
良く、又凸極部１３Δ〜１３Ｄを含む電機子ニＩアが真
円であるため、製造上非常に安価にできるという効果も
得ることができることになる。
なお、上記実施例においては、各凸極部を４つの部分に
分割した場合について説明したが、３つの部分または５
つ以上の部分に分割しても良く、分割数が多くなれば、
第５図（ａ）に示す磁束分布が滑らかとなり、トルクリ
ップルをより少なくすることができる。
分割した場合について説明したが、３つの部分または５
つ以上の部分に分割しても良く、分割数が多くなれば、
第５図（ａ）に示す磁束分布が滑らかとなり、トルクリ
ップルをより少なくすることができる。
立−一１
以上説明したように、本発明によれば、電機子コアが真
円でありかつ磁気的エネルギーの足の変更も容易となり
、コアに汎用性を持たせたので、多機種に対応でき、組
立が容易でかつ低コストの２相ブラシレスモークを得る
ことができ、各仕様の変更においても迅速に対応できる
。また、電機子コアとマグネットとの間の空隙などは、
特に公差等厳しくする必要がなく、製作工程も削減でき
、より低コスト化が可能となる。更には、磁気的トルク
の負方向成分が小さくなるように構成したので、Ｉ−ル
クリップルを少なくすることができる。
円でありかつ磁気的エネルギーの足の変更も容易となり
、コアに汎用性を持たせたので、多機種に対応でき、組
立が容易でかつ低コストの２相ブラシレスモークを得る
ことができ、各仕様の変更においても迅速に対応できる
。また、電機子コアとマグネットとの間の空隙などは、
特に公差等厳しくする必要がなく、製作工程も削減でき
、より低コスト化が可能となる。更には、磁気的トルク
の負方向成分が小さくなるように構成したので、Ｉ−ル
クリップルを少なくすることができる。
第１図（Ａ ’）は電磁駆動トルクｆａ）と磁気的トル
ク化）との角度関係を示す図、第１図（Ｂ）は第１図（
Ａ）における電磁駆動トルク（ωと磁気的トルク＋ｂ＋
との合成による駆動トルクを示す図、第２図は従来例を
示す概略図、第３図は本発明の一実施例を示す平面図、
第４図は第３図の一部分の拡大図、第５図は本発明の詳
細な説明するための磁束分布図（ａ）及びマグネット化
）、凸極部（Ｃ）の展開図、第６図は本発明による電磁
駆動１〜ルクｆａ）、磁気的トルク化）及び合成駆動ト
ルク（Ｃ１を示づ−Ｈである。 主要部分の符号の説明 １Ｏ・・・・・・界磁マグネット １１・・・・・・電機子 １２・・・・・・コア１３Ａ
〜１ ’３ Ｄ・・・・・・凸極部１６Ａ〜１６Ｄ・・
・・・・コイル １７・・・・・・ボール素子 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士 藤村元彦 （外１名） 隋し ｆ 図 （Ａ） ′Ｌｌ 図（ε） ローフ回塩負 竿、２ 図 Ｉｆ−，１−１２］ １２３ 図 秦ろ 閏 尾／Ｄ 図 ローη即１Ｊ
ク化）との角度関係を示す図、第１図（Ｂ）は第１図（
Ａ）における電磁駆動トルク（ωと磁気的トルク＋ｂ＋
との合成による駆動トルクを示す図、第２図は従来例を
示す概略図、第３図は本発明の一実施例を示す平面図、
第４図は第３図の一部分の拡大図、第５図は本発明の詳
細な説明するための磁束分布図（ａ）及びマグネット化
）、凸極部（Ｃ）の展開図、第６図は本発明による電磁
駆動１〜ルクｆａ）、磁気的トルク化）及び合成駆動ト
ルク（Ｃ１を示づ−Ｈである。 主要部分の符号の説明 １Ｏ・・・・・・界磁マグネット １１・・・・・・電機子 １２・・・・・・コア１３Ａ
〜１ ’３ Ｄ・・・・・・凸極部１６Ａ〜１６Ｄ・・
・・・・コイル １７・・・・・・ボール素子 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士 藤村元彦 （外１名） 隋し ｆ 図 （Ａ） ′Ｌｌ 図（ε） ローフ回塩負 竿、２ 図 Ｉｆ−，１−１２］ １２３ 図 秦ろ 閏 尾／Ｄ 図 ローη即１Ｊ
Claims (1)
- 固定電機子に対する回転界磁の回転位置を検出する単一
の位置検出素子を備え、前記位置検出素子の出力に基づ
いて前記固定電機子にお１プる各コイルの駆動電流を制
御するようになされた２相ブラシレスモータであって、
前記固定ｔｆｆｉ４１子におけるコイルが巻装された各
凸極部は円周方向にて分割された少なくとも３つの部分
からなり、前記少なくとも３つの部分は各々の磁束最大
缶石部の断面積が互いに異なるように構成されたことを
特徴とする２相ブラシレスモーク。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23859183A JPS60131064A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ２相ブラシレスモ−タ |
| US06/630,803 US4583015A (en) | 1983-08-20 | 1984-07-13 | Single-phase brushless motor with multisector stator armature poles having different cross-sections |
| GB08419210A GB2145292B (en) | 1983-08-20 | 1984-07-27 | Single-phase brushless motor |
| DE19843430396 DE3430396A1 (de) | 1983-08-20 | 1984-08-17 | Buerstenloser einphasenmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23859183A JPS60131064A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ２相ブラシレスモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131064A true JPS60131064A (ja) | 1985-07-12 |
Family
ID=17032471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23859183A Pending JPS60131064A (ja) | 1983-08-20 | 1983-12-16 | ２相ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131064A (ja) |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23859183A patent/JPS60131064A/ja active Pending
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