JPS63190542A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は小型ファンの駆動用などに使用するブラシレ
スモータに関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のブラシレスモータにおいては、例えば特
公昭６０−４２７００号にみられるように、打抜き鋼板
を積層したステータコアのスロットに巻線を直巻してス
テータとし、このようなステータを用いてロータを回転
させるようにしている。

しかしながらこのような構成であると、巻線とステータ
コアとの絶縁やステータコアのスロットへの巻線の巻付
けが面倒で、その組立の自動化が難しいという問題があ
った。そこで本出願人は、特願昭６１−２７６０８４号
として既に出願をしであるように、巻線を巻回したボビ
ンに対して同軸的に、マグネットを備えたロータを回転
自在に設ける一方、ボビンの巻線に基づいて励磁可能な
複数の磁極を設け、これら磁極をロータのマグネットに
対向して配置させてロータを回転させるように構成し、
これにより組立が簡単で容易にその自動化が可能となる
ようにした。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このようなブラシレスモータにおいて、磁極
の配置状態によってはロータの自起動が困難となること
があった。この発明はこのような問題点の解決を目的と
したものである。

（問題点を解決するための手段〕 この発明はこのような問題点を解決するために、２本の
巻線を装着した磁芯により、マグネットを備えたロータ
を回転自在に支持し、前記磁芯の一喘部に一つの磁極体
を、同じく他端部に他の一つの磁極体をそれぞれ設け、
これら磁極体の一部にそれぞれ複数ずつｌｉｆ！極を形
成し、一方の磁極体の磁極と他方の磁極体の磁極とを前
記ロータのマグネットと対向してその周方向に沿って交
互に配置し、前記マグネットの位置を位置検知素子で検
知し、この検知に基づいて前記巻線に対する通電を電子
回路を介して制御することにより前記ロータを回転させ
るものであって、前記各磁極はロータの回転中心軸を中
心とする扇形に形成され、前記一方の磁極体の各磁極に
おけるその扇の広がりの角度の幅が、他方の磁極体の各
磁極におけるそれと異なり、かつ前記一方のｔａ磁極体
各磁極の相互間に配置した前記他方の磁極体の各Ｉｉｔ
＆極が、それぞれその相互間の中間からロータの回転方
向に偏位した位置に配置するようにしたものである。

〔作用〕

無通電時に第４図（ａ）に示す波形のリラクタンストル
ク（コギングトルク）が生じる。また、２本の巻線に対
する通電の切替えにより、同図（ｂ）に示す波形の電磁
トルクが生じる。したがって通電時に、同図（Ｃ）に示
すように、前記リラクタンストルクと電磁トルクとの合
成の波形の駆動トルクが得られる。この駆動トルクの波
形から分るように、ロータがいかなる位置にあっても、
常に一定方向の駆動トルクが生じ、かつ駆動トルクがＯ
となる位置、すなわちプツトポイントがない。したがっ
てロータがいかなる位置に停止していても自起動が可能
となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について第１図ないし第４図
を参照して説明する。

図中１は電気絶縁材で形成されたボビンで、このボビン
１に２本の巻線２がバイファラ巻で巻回されている。そ
してこのボビン１の中心孔に、磁性材からなる円筒状の
磁芯３が嵌挿固定され、この磁芯３の内部に回転軸４が
挿入され、この回転軸４が軸受５を介して回転自在に支
持されている。

回転軸４の上端には、磁性材からなる円板状のヨーク６
が水平に取付けられ、このヨーク６の下面にリング状の
マグネット７が接看剤などで取付けられ、これらヨーク
６およびマグネット７によりロータ８が構成されている
。マグネット７には、その周方向に沿う　１／４等分ず
つに交互にＮ極とＳ極が着磁されている。

磁芯３にはそれぞれ磁性材からなる第１および第２の磁
極体１０．１１が取付けられている。第１の磁極体１０
は円筒状に形成され、磁芯３の下端の７ランジ３ａの外
周に、また第２の磁極体１１は平板状に形成され、磁芯
３の上端の外周にそれぞれ加締めや圧入などの手段によ
り結合され、磁芯３と磁気的に接続されている。第１の
円筒状の磁極体１０は上端の開口周縁に互いに対向する
一対の磁極１０ａ、１０ｂを一体に有し、これら磁極１
０ａ、１０ｂが前記マグネット・７の下方側に配置して
そのマグネット７と離間して対向している。第２の平板
状の磁極体１１はその両端部分を磁極１１８．１１ｂと
しており、これら磁極１１ａ、１１ｂが第１の磁極体１
０の磁極１０ａ。

１０ｂの相互間に配置してマグネット７と対向している
。

ボビン１の上端面には、ロータ８の回転位置を検知する
位置検知素子（ホール素子）１４がマグネット７と対向
して設けられている。またボビン１の下端面には、前記
位置検知素子１４の出力に応じて巻線２．２に対する通
電を制御する電子回路を漏えた電子回路基板１５が設け
られている。

しかして、位置検知素子１４に対向するマグネット７の
極がＮ極であれば、電子回路基板１５の電子回路による
制御で、ボビン１に巻回されたバイファラ巻の一方の巻
線２が通電され、磁極１１ａ、１１ｂがＮ極に、磁極１
０ａ、１０ｂがＳ極に励磁され、逆に位置検知素子１４
に対向づるマグネット７の極がＳｅｔであれば、ボビン
１に巻回されたバイファラ巻の他方の巻線２が通電され
、磁極１１ａ、１１ｂがＳ極に、磁極１０ａ。

１０ｂがＮ極に励磁され、これによる反発および吸引作
用でロータ８が回転する。

第１および第２の磁極体１０．１１の各磁極１０ａ、１
０ｂおよび１１ａ、１１ｂは回転軸４を中心とする扇形
に形成されているが、その扇の広がり角度のｌ１ｉｉｌ
（以下、角度幅という）について述べると、第１の磁極
体１０の磁極１０ａ。

１０ｂの角度幅と、第２の磁極体１１の磁極１１ａ、１
１ｂの角度幅とが異なり、さらに第１の磁極体１０の一
方の磁極１０ａの角度幅と他方の磁極１０ｂの角度幅と
が異なっている９例えば第１の磁極体１０の一方の１１
極１０ａの角度幅が８５°、他方の磁極１０ｂの角度幅
が７１°で、第２の磁極体１１の各磁極１１８．１１ｂ
の角度幅がそれぞれ４５°である。そして第２の！１１
極１１の磁極１１ａ、１１ｂは、第１の磁極体１０の磁
ｆｆ１１０ａと１０ｂとの相互間の中間からロータ８の
回転方向に偏位し、磁極１１ａ、１１ｂのセンターと１
６ｍ１６ａのセンターとの角度が７１°となる位置に配
置している。そして、第１の！ａ磁極体０の他方の磁極
１０ｂと第′２の磁極体１１の他方の磁極１１ｂとの相
互間で、かつ磁極１０ｂに隣接した位置に前記位置検知
素子１４が配置している。

このような構成によれば、無通電時に第４図（ａ）に示
す波形のリラクタンストルク（コギングトルク）が生じ
る。また、二つの巻線２．２に対する通電の切替えによ
り、同図（ｂ）に示す波形の電磁トルクが生じる。した
がって通電時に、同図（Ｃ）に示寸ように、前記リラク
タンストルクと電磁トルクとの合成の波形の駆動トルク
が得られる。この駆動トルクの波形から分るように、ロ
ータ８がいかなる位置にあっても、常に一定方向の駆動
トルクが生じ、かつ駆動トルクがＯとなる位置、すなわ
ちプツトポイントがない。したがってロータ８がいかな
る位置に停止していても自起動が可能となる。また、高
効率化のためには、磁気回路の磁気抵抗はできるだけ小
さいほうがよく、したがって本実施例のように４極の場
合、極の角度幅は９０’に近いことが望ましい。本実施
例では極の角度幅をそれほど小さくすることなく、所定
のりラフタンストルクを得るための最適な極の角度幅と
配置になっている。

第５図はこの発明の他の実施例を示し、第２の磁極体１
１の磁極１１ａ、１１ｂの角度幅が、第１の磁極体１０
の磁極１０ａ、１０ｂの角度幅よりも大きくなるように
構成して前記実施例と同様の関係をもたせるようにした
ものである。

なお、この発明は前記゛実施例のように４慟構造のもの
に限らず、２ｎ（ｎは正の整数）極構造のいずれにも適
用が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、ロータがいかな
る位置にあっても一定方向の駆動トルクが生じて常にロ
ータの自起動が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す平面図、第２図は同
じく分解状態の斜視図、第３図は第２図の■−■に沿う
断面図、第４図はトルクの発生状態を示す曲線図、第５
図はこの発明の他の実施例を示す平面図である。 ２・・・巻線、３・・・磁芯、７・・・マグネット、８
・・・ロータ、１０．１１−・・磁極体、１Ｑａ、１０
ｂ。 １１ａ、１１ｂ・・・磁極、１４・・・位置検知素子。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２本の巻線を装着した磁芯により、マグネットを
   備えたロータを回転自在に支持し、前記磁芯の一端部に
   一つの磁極体を、同じく他端部に他の一つの磁極体をそ
   れぞれ設け、これら磁極体の一部にそれぞれ複数ずつ磁
   極を形成し、一方の磁極体の磁極と他方の磁極体の磁極
   とを前記ロータのマグネットと対向してその周方向に沿
   つて交互に配置し、前記マグネットの位置を位置検知素
   子で検知し、この検知に基づいて前記巻線に対する通電
   を電子回路を介して制御することにより前記ロータを回
   転させるものであつて、前記各磁極はロータの回転中心
   軸を中心とする扇形に形成され、前記一方の磁極体の各
   磁極におけるその扇の広がりの角度の幅が、他方の磁極
   体の各磁極におけるそれと異なり、かつ前記一方の磁極
   体の各磁極の相互間に配置した前記他方の磁極体の各磁
   極が、それぞれその相互間の中間からロータの回転方向
   に偏位した位置に配置していることを特徴としたブラシ
   レスモータ。
2. （２）一方の磁極体および他方の磁極体は、それぞれ一
   対ずつ磁極を有していることを特徴とした特許請求の範
   囲第１項記載のブラシレスモータ。