JPS63305783A - 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】 Ｃ産業上の利用分野］ この発明はブラシレスモータに関するものである。

〔従来の技術］ 第６図、第７図は例えば特開昭５８−６６５６８号公報
等に示された従来のブラシレスモータを示し、第６図は
概略平断面図、第７図は駆動回路図で１図において、（
１）は回転子、（２）は回転子（１）に組込まれ、周方
向に配列された６個の磁極からなる環状永久磁石、（３
）は回転子（１）に対向して配置された固定子ヨーク、
　（４ａ）、（４ｂ）は固定子ヨーク（３）に互いに９
０°離れて巻回されたＡ相及びＢ相の電機子コイル、　
（５ａ）、（５ｂ）は互いに９０°離れて配設されたＡ
相及びＢ相のホール素子、　（６ａ）、（６ｂ）はＡ相
及びＢ相のオペアンプ、（７ａ）　、　（７ｂ）はトラ
ンジスタ（８ａ）　＝　（９ａＬ　（８ｂ）　−（９ｂ
）を有したＡ相及びＢ相の転流用トランジスタ回路、＋
Ｖｓは直流正電源、−Ｖｓは直流負電源、Ｖｃｃは制御
電源である。

次に動作について説明する０以上の構成は所謂２相全波
駆動方式と呼ばれており、環状永久磁石（２）の回転に
よる磁界の変化をホール素子（５ａ）及び（５ｂ）にて
９０°の位相差をもって検出し、これらの出力を各々Ａ
相及びＢ相の転流用トランジスタ回路（７ａ）　、　（
７ｂ）に加え、空間的に９０°離れたＡ相及びＢ相の電
機子コイル（４ａ）　、　（４ｂ）に電流を流し、これ
ら電機子電流Ｉａ、Ｉｂと環状永久磁石（２）とに作用
する電磁力によりトルクを得て回転子（１）を回転させ
る。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来のブラシレスモータは以上のように構成されている
ので、ホール素子、オペアンプ、転流用トランジスタ回
路、電機子コイル等を全て２相分備える必要があり、部
品点数や加工時間が増え、高価となるなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、全て１相分だけの部品ですむ低価格のブラシ
レスモータを得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るブラシレスモータは、ホール素子の出力
電圧の大きさに反比例して変化する電流を電機子コイル
に供給するための演算回路を設けたものである。

［作　用］ この発明におけるブラシレスモータは、電機子コイルに
、これを横切る空隙磁束密度に反比例して変化する電流
が流れるので、この電流と空隙磁束密度との相乗積によ
るトルクが回転子の回転位置に関係なく略一定となり、
１相分だけの部品でモータは回転する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図〜第５図はこの発明の一実施例を示し。

第１図は一部断面で示した側面図、第２図は一部欠載し
て示した平面図、第３図はそれの駆動回路図、第４図、
第５図はそれの動作説明図である。

図において、　（１０）は回転子、（１１）は回転軸、
（１２）は回転子ヨーク、　（１３）はボス、（１４）
は８個の磁極からなる環状永久磁石、（１５）は固定子
ヨーク。

（１６ａ）　、　（１６ｂ）は互いに１８０°（４磁極
間隔）離れて固定子ヨーク（１５）に直列に巻回された
電機子コイル、（１６ｃ）　、　（１６ｄ）は電機子コ
イルの外部接続端子％（１７）は軸受、（１８）はホー
ル素子、（１９）はオペアンプ。

（２０）はオペアンプ（１９）の空隙磁束密度に比例し
た出力を入力しそれに逆比例した電圧を出力する演算回
路、　（２１）はトランジスタ（２２）　、　（２３）
を有した転流用トランジスタ回路である。

次にその動作について説明する。環状永久磁石（１４）
と固定子ヨーク（１５）との間の回転子（ｌＯ）の回転
角θに対する空隙磁束密度Ｂ（θ）の分布は、環状永久
磁石（１４）の磁極数が８なので第４図に示すようにな
り、次式を得る。

Ｂ（θ）＝Ｂ、５ｉｎ４θ　　−−−−・−（１）この
Ｂ（θ）に比例したホール素子（１８）の出力電圧＋Ｖ
Ｈ（ｅ　）及び−ＶＨ（ｅ　）はオペアンプ（１９）を
介して演算回路（２０）に入力され、そこでそれに反比
例した電圧を発生して転流用トランジスタ回路（２１）
に印加される。その結果、電機子コイル（１６ａ）、（
１６ｂ）には第５図及び次式に示す電機子コイル（θ）
が流れる。

■。

ただし、４θ＝０．π、２π、・・・・・・の場合は、
（２）式の分母が零になリエ（θ）はψに発散すること
になる。これを防止するためＩ　ｐｅａｋ以上に電流が
流れないような電流制限手段が演算回路（２０）中に設
けられている。それで、回転子（ｌＯ）に発生するトル
クＴは、（１）式に示す空隙磁束密度Ｂ（θ）と（２）
式に示す電機子コイル（θ）との相乗積に比例し１次式
に示すようになる。

Ｔ　ｏｃＢ、５ｉｎ４θ−−・・・・・・（３）ｓｉｎ
４θ （３）式を整理すると１次式が得られる。

ＴＣｅＢ、Ｉ。　　　　　　　−・−・・（４）この（
４）式より明かなように５回転子（１０）と固定子ヨー
ク（１５）との相対位置に関係なく一部トルクが得られ
る。なお、電機子電流がＩ　ｐｅａｋ以上にならないよ
う制限するための影響は、電機子コイル（１６ａ）　、
　（１６ｂ）が幅を持っているため、積分され僅少であ
る。

以上説明を簡単にするため、空隙磁束密度を（１）式に
示す正弦波、電機子電流を（２）式に示す正弦波の逆数
としたが、空隙磁束密度が任意の波形であっても差支え
ない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば空隙磁束密度分布に反
比例した電流を電機子コイルに流す演算回路を設けたの
で、従来２相分必要とした構成部品が１相分だけですみ
、部品点数及び加工時間が半減し価格の安いブラシレス
モータが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
一部断面で示した側面図、第２図は一部欠載して示した
平面図、第３図はそれの駆動回路図、第４図、第５図は
それの動作説明図、第６図は従来のブラシレスモータを
示す概略平断面図、第７図はそれの駆動回路図である。 図において、　（１０）は回転子、　（１４）は環状永
久磁石、　（１５）は固定子ヨーク、　（１６ａ）、（
１６ｂ）は電機子コイル、（１８）はホール素子、（２
０）は演算回路、（２１）は転流用トランジスタ回路で
ある。 なお、図中同一符号は同−或は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）周方向に２ｎ個の磁極を配列した環状永久磁石が
   組込まれた回転子と、この回転子に対向して配置された
   固定子ヨークと、この固定子ヨークと上記回転子との間
   の空隙磁束密度に比例した出力を得るホール素子と、上
   記固定子ヨークに施された電機子コイルと、上記ホール
   素子の出力に応じて直流電源からの電流を切換えて上記
   電機子コイルに流すための転流用トランジスタ回路とを
   備えたブラシレスモータにおいて、上記ホール素子の出
   力電圧の大きさに反比例して変化する電流を上記転流用
   トランジスタ回路を介して上記電機子コイルに供給する
   ための演算回路を設けたことを特徴とするブラシレスモ
   ータ。
2. （２）上記ホール素子及び転流用トランジスタ回路は１
   相分だけ設けられ、これの出力が上記磁極間隔の偶数倍
   の間隔に配置された複数の上記電機子コイルに同時に供
   給されるようなされた特許請求の範囲第１項記載のブラ
   シレスモータ。
3. （３）上記演算回路は、上記電機子コイルに所定値以上
   の電流が流れないよう制限する手段を備えたものである
   特許請求の範囲第１または第２項記載のブラシレスモー
   タ。