JPH02106152A - Brushless motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce vibration and noise by circumferentially shifting the magnetization of a permanent magnet in the axial direction of a rotor by a predetermined interval. CONSTITUTION:Axial magnetization of a permanent magnet 7 is shifted circumferentially with predetermined interval thus exhibiting zigzag border line between magnetic poles 7A, 7B. When the magnetic poles 7A, 7B are splitted axially into sections A-F corresponding to the zigzag border line, cogging torque produced by each section A-F has different phase thus reducing total cogging torque. By such arrangement, vibration of motor is reduced and noise is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は永久磁石を持つロータが配置されたブラシレ
スモータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a brushless motor in which a rotor having permanent magnets is arranged.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第８図〜第１２図は２例えば特公昭６３−３８９４８号
公報に記載された従来のブラシモータを示す図で、第８
図は縦断面図、第９図は永久磁石の着磁状１）占の斜視
図、第１０図は永久磁石の展開図、第１）図はコギング
トルク発生説明図、第１２図はコギングトルク曲線図で
ある。8 to 12 are diagrams showing a conventional brush motor described in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-38948.
The figure is a longitudinal sectional view, Figure 9 is a perspective view of the magnetized state of the permanent magnet, Figure 10 is a developed view of the permanent magnet, Figure 1) is an explanatory diagram of cogging torque generation, and Figure 12 is cogging torque. It is a curve diagram.

第８図〜第１０図中、（１）は円筒状のホルダ、（２）
はホルダｆｉｌの外周に固着されコイル（３）が巻回さ
れたステータコア、（４）はホルダ（１）の内周に軸受
（５）を介して支持された軸、（６）は軸（４）に固定
された有底円筒状のロータで、ステータコア（２）の外
周部に対応する部分にＮ極（７Ａ）とＳ極（７Ｂ）が隣
接して着磁された永久磁石（７）が固着されている。（
８）はホルダ（１）に固着されロータ（６）の開放側に
配置された基板で、ホール素子（９）及び！ｔＡ動回路
ααが搭載さｈている。In Figures 8 to 10, (1) is a cylindrical holder, (2)
is a stator core fixed to the outer periphery of the holder fil and around which a coil (3) is wound, (4) is a shaft supported on the inner periphery of the holder (1) via a bearing (5), and (6) is a shaft (4). ) is a cylindrical rotor with a bottom, and a permanent magnet (7) is magnetized with an N pole (7A) and a S pole (7B) adjacent to each other in a portion corresponding to the outer periphery of the stator core (2). It is fixed. (
8) is a board fixed to the holder (1) and placed on the open side of the rotor (6), and includes a Hall element (9) and! It is equipped with a tA dynamic circuit αα.

従来のブラシレスモータは上記のように構成され、ホー
ル素子（９）はロータ（６）の永久磁石（７）の磁極（
７Ａ）、　（７Ｅ）を検出して信号を出し、この信号に
よ）駆動回路ａＯはステータコア（２）のコイル（３）
を順次付勢することにより、ロータ（６）は回転し軸ｆ
４１　ｉｊ：機械的出力を発生する。A conventional brushless motor is configured as described above, and the Hall element (9) is attached to the magnetic pole (
7A), (7E) and outputs a signal. Based on this signal, the drive circuit aO drives the coil (3) of the stator core (2).
By sequentially energizing the rotor (6), the rotor (6) rotates and the axis f
41 ij: Generate mechanical output.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のような従来のブラシレスモータでは、ロータ（６
）の永久磁石（７）の磁極（７Ａ）、　（７Ｂ）の境界
線は一直線になっているため、ステータコア（２）との
磁気吸引力（いわゆるコギングトルク）が発生する。す
なわち、第１）図に示すように磁極（７Ａ）。In the conventional brushless motor as mentioned above, the rotor (6
) The boundaries between the magnetic poles (7A) and (7B) of the permanent magnet (7) are in a straight line, so a magnetic attraction force (so-called cogging torque) with the stator core (2) is generated. That is, 1st) magnetic pole (7A) as shown in FIG.

（７Ｂ）を軸方向に区分し、これを区分Ａ、Ｆとすると
、各区分Ａ、Ｆに対して、第１２図０）〜（Ｃ）・・・
に示すようなコギングトルクが発生し、永久磁石（７）
全体としては、第１２図＠）に示すような合成値となる
。このコギングトルクは、ロータ（６）の回転速度とは
無関係に発生してモータの振動となシ。If (7B) is divided in the axial direction and these are designated as divisions A and F, then for each division A and F, Fig. 12 0) to (C)...
A cogging torque as shown in is generated, and the permanent magnet (7)
As a whole, the result is a composite value as shown in Fig. 12 @). This cogging torque is generated regardless of the rotational speed of the rotor (6) and does not cause vibration of the motor.

その振動が他の部材と共鳴して騒音を誘発するなどの問
題点がある。これは、特に回転速度が低いほど、その影
＃が顕著である。There are problems such as the vibration resonates with other members and causes noise. This effect is particularly noticeable as the rotation speed is lower.

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、コギングトルクを低下することができるようにしたフ
ラジレスモータを提供することを目的とする。This invention was made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a flangeless motor that can reduce cogging torque.

また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて、ホー
ル素子による相切換え時期を正確にできるようにしたブ
ラシレスモータを提供することを目的とする。In addition to the above object, another object of the present invention is to provide a brushless motor in which phase switching timing can be accurately determined by a Hall element.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るブラシレスモータは、ロータの永久磁石
の着磁を軸方向に一定の間隔ごとに円周方向へずらせた
ものである。In the brushless motor according to the present invention, the magnetization of the permanent magnets of the rotor is shifted in the circumferential direction at regular intervals in the axial direction.

また、この発明の別の発明に係るブラシレスモータは、
ステータと対向する部分の永久磁石の着磁を軸方向に一
定の間隔ごとに円周方向へずらせ。Moreover, a brushless motor according to another invention of the present invention includes:
The magnetization of the permanent magnet in the part facing the stator is shifted circumferentially at regular intervals in the axial direction.

ホール素子をステータと対向しない部分の永久磁石と対
向して設けたものである。The Hall element is provided facing the permanent magnet in a portion that does not face the stator.

〔作甲〕[Sakuko]

この発明においては、永久磁石の着磁を円周方向へずら
せたため、各区分によるコギングトルクの位相が互いに
異な夛１合成されたコギングトルクは低くなる。In this invention, since the magnetization of the permanent magnet is shifted in the circumferential direction, the combined cogging torque of the cogging torques having different phases in each section becomes low.

また、この発明の別の発明においては、ステータと対向
する部分の永久磁石の着磁をずらせ、ステータと対向し
ない部分の永久磁石にホール素子を対向書せたため、ホ
ール素子は位相ずれのない部分の永久磁石を検出して相
切換えの信号を発する。In addition, in another aspect of the present invention, the magnetization of the permanent magnets in the part facing the stator is shifted, and the Hall element is written facing the permanent magnet in the part not facing the stator, so that the Hall element is placed in the part without phase shift. detects the permanent magnet and issues a phase switching signal.

〔実施例〕〔Example〕

第１図１〜第４図は傷の発明の一実施例を示す図で、第
１図は永久礎石の着磁状態の糾祝図、第２図は永久磁石
の展開図、第３図はコギングトルクの発生曲明図、第４
図はコギングトルク曲線図であシ、従来装置と同様の部
分は同一符号で示す。Figures 1 to 4 are diagrams showing one embodiment of the scratch invention. Figure 1 is a congratulatory diagram of the magnetized state of a permanent cornerstone, Figure 2 is an expanded view of a permanent magnet, and Figure 3 is a diagram showing an example of the scratch invention. Cogging torque generation diagram, 4th
The figure is a cogging torque curve diagram, and parts similar to those of the conventional device are designated by the same symbols.

なお、第８図はこの実施例にも共用される。Note that FIG. 8 is also used in this embodiment.

この実施例は、第１図及び第２図から明らかなように、
永久磁石（７１０着磁は軸方向に一定の間隔ごとに円筒
方向へずらせ、各磁極（７Ａ）、　（７Ｂ）の境界線は
階段状を呈している。As is clear from FIGS. 1 and 2, this embodiment has the following features:
The magnetization of the permanent magnet (710) is shifted in the cylindrical direction at regular intervals in the axial direction, and the boundary line between each magnetic pole (7A) and (7B) has a stepped shape.

上記のように構成されたブラシレスモータにおいては、
第３図に示すように磁極（７Ａ）、　　（７Ｂ）を階段
に対応して軸方向に区分Ａ、Ｆに分割すると。In the brushless motor configured as above,
As shown in Figure 3, if the magnetic poles (7A) and (7B) are divided into sections A and F in the axial direction corresponding to the stairs.

各区分Ａ、Ｆによるコギングトルクは、第４図（ａ）〜
（Ｃ）・・・に示すように、互いに位相が異なシ、全体
としては第４図（ｄ）のように低くなる。これにょシ。The cogging torque for each category A and F is shown in Figure 4 (a) ~
As shown in (C)..., the phases are different from each other, and the overall phase becomes low as shown in FIG. 4(d). This is it.

モータの倣動は低くなシ、触音の発生も抑制される。The following movement of the motor is low, and the generation of tactile noise is also suppressed.

第５図〜第１図はこの発明の他の実施例を示す図で、第
５図は縦断面図、第６図はコギングトルクの発生説明図
、第１図はコギングトルク曲線図である。5 to 1 are diagrams showing other embodiments of the present invention, in which FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view, FIG. 6 is a diagram illustrating the generation of cogging torque, and FIG. 1 is a cogging torque curve diagram.

この実施例は、永久磁石（７）の着磁を、ステータコア
（２）と対向する区域Ｇ（第６図の区分Ｂ、Ｆに相当）
では既述のように円筒方向へずらしであるが、ステータ
コア（２）と対向しない区域Ｈ（第６図の区分Ａに相当
）ではずらしてない。これは、コギングトルクはステー
タコア（２ンと対向した区域Ｈだけで発生するためであ
る。そして、ホール素子ａ１は区域Ｇに対向して配置さ
れている。In this embodiment, the permanent magnet (7) is magnetized in the area G facing the stator core (2) (corresponding to sections B and F in FIG. 6).
As mentioned above, the displacement is in the cylindrical direction, but there is no displacement in the area H (corresponding to section A in FIG. 6) that does not face the stator core (2). This is because the cogging torque is generated only in the area H facing the stator core (2).The Hall element a1 is disposed opposite the area G.

すなわち、ホール素子αｌは相切換えの信号を発生する
ので、これに対向する磁極（７Ａ）、　（７Ｂ）に位相
ずれがあると、相切換えの時期がずれるので好ましくな
い。そこで、この部分には従来どおシホール素子ａａを
磁極（７Ａ）、　（７Ｂ）の位相ずれのない位置に配置
することにより、相切換えのずれが生じないようにしで
ある。That is, since the Hall element αl generates a phase switching signal, if there is a phase shift between the magnetic poles (7A) and (7B) facing it, the phase switching timing will be shifted, which is not preferable. Therefore, in this part, conventionally, the shhole element aa is placed at a position where there is no phase shift between the magnetic poles (7A) and (7B), thereby preventing phase switching shift.

また、この部分はステータコア（２）と対向していない
ので、コギングトルクを発生させず、かつ相切換えの信
号を確実に得るためには、この部分だけをフルパワー着
磁することが望まし込。一方。Also, since this part does not face the stator core (2), it is desirable to magnetize only this part with full power in order to avoid generating cogging torque and to reliably obtain the phase switching signal. . on the other hand.

ステータコア（２）と対向する部分をフルパワー着磁を
すれば、いくら位相ずれがあっても、コギングトルクは
大きくなってしまう。そこで、ステータコア（２）と対
向する部分はフルパワー着磁をせず。If the portion facing the stator core (2) is magnetized with full power, the cogging torque will increase no matter how much phase shift there is. Therefore, the part facing the stator core (2) is not fully magnetized.

ホール素子ａυと対向する部分だけをフルパワー着磁す
ることにより、コギングトルクを大きくせず。By fully magnetizing only the part facing the Hall element aυ, cogging torque is not increased.

かつ相切換えの信号？確実に取シ出すことができるよう
になる。And a phase switching signal? It becomes possible to take it out reliably.

なお、上記各実施例では、ロータ（６）がステータコア
（２）の外側て配置されたものを示したが、ロータをス
テータコアの内側に配置した形式のモータにも通用し得
ることは明白である・ 〔発明の効果〕 以上心？明したとおシこの発明でＦｉ８　　ロータの永
久磁石の盾Ｅｂｆ軸方向に一定の間隔ごとに円周方向へ
ずらせたので、コギングトルクの位相が互いに異なシ１
合成コギングトルクは低くなシ、掘励及び騒音の発生を
低くすることができる効果がある。In addition, in each of the above embodiments, the rotor (6) is arranged outside the stator core (2), but it is obvious that the present invention can also be applied to a type of motor in which the rotor is arranged inside the stator core.・ [Effects of invention] Is that all you have in mind? As explained above, in this invention, the permanent magnet shield of the Fi8 rotor is shifted in the circumferential direction at regular intervals in the axial direction of Ebf.
The synthetic cogging torque is low, and has the effect of reducing excavation and noise generation.

また、この発明の別の弁明では、ステータと対向する部
分の永久磁石の着磁をずらせ、ホール素子をステータと
対向しない部分の永久す石と対向させたので、ホール素
子は位相ずれのない部分の永久磁石を検出して、相切換
え時期を正確にすることができる効果がある。Further, in another defense of the invention, the magnetization of the permanent magnet in the part facing the stator is shifted, and the Hall element is made to face the permanent magnet in the part not facing the stator, so that the Hall element is placed in the part where there is no phase shift. This has the effect of detecting the permanent magnet and making the phase switching timing accurate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図〜第４図はこの発明によるブラシレスモータの一
実施例を示す因で、第１し１け第８区１の永久磁石の盾
磁状急の＆＋祝図、第２図は第１図の永久磁石の展開図
、第３図はコギングトルクの晃生計明図１．第４図はコ
ギングトルク曲紛１．第５図〜第Ｔ図はこの発明の他の
実施例を示す図で、第５図は縦断面図、第６図はコギン
グトルクの発生説明図、第７図はコギングトルク曲線図
、第８図〜第１２図は従来のブラシレスモータを示す図
で。 第８図は縦断面図、第９図は第８図の永久磁石の着磁状
態の斜視区、第１０図は第９図の永久磁石の展開図、第
１）図はコギングトルク発生説明図。 第１２図はコギングトルク曲？ｆＭ図である。 図中、（２）はステータコア、（６）はロータ、（７１
は永久磁石、　　（７Ａ）＋　（７Ｂ）は磁極、（９１
はホール素子である。 なお１図中ロー符号は同一部分を示す。 落　ｌ　図 第　２　図Figures 1 to 4 show one embodiment of the brushless motor according to the present invention. Figure 3 is a developed view of the permanent magnet shown in Figure 1. Figure 4 shows cogging torque distortion 1. FIGS. 5 to T are views showing other embodiments of the present invention, in which FIG. 5 is a longitudinal sectional view, FIG. 6 is an explanatory diagram of cogging torque generation, FIG. 7 is a cogging torque curve diagram, and FIG. Figures 1 to 12 are diagrams showing conventional brushless motors. Figure 8 is a longitudinal sectional view, Figure 9 is a perspective view of the magnetized state of the permanent magnet in Figure 8, Figure 10 is a developed view of the permanent magnet in Figure 9, and Figure 1) is an explanatory diagram of cogging torque generation. . Is Figure 12 a cogging torque song? It is an fM diagram. In the figure, (2) is the stator core, (6) is the rotor, (71
is a permanent magnet, (7A) + (7B) is a magnetic pole, (91
is a Hall element. Note that the low symbols in Figure 1 indicate the same parts. Figure 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　コイルが巻回されたステータコアの内側又は外
側に極性が交互に着磁された永久磁石を持つロータを配
置し，ホール素子の信号により上記コイルを順次付勢す
る駆動回路を有するモータにおいて，上記永久磁石の着
磁を上記ロータの軸方向に一定の間隔ごとに円周方向へ
ずらせたことを特徴とするブラシレスモータ。(1) In a motor that has a rotor having permanent magnets with alternating polarity placed inside or outside of a stator core around which coils are wound, and a drive circuit that sequentially energizes the coils using signals from a Hall element. , a brushless motor characterized in that the magnetization of the permanent magnet is shifted circumferentially at regular intervals in the axial direction of the rotor. （２）　ステータコアと対向する部分の永久磁石の看磁
を軸方向に一定の間隔ごとに円周方向へずらせ，ホール
素子を上記ステータコアと対向しない部分の永久磁石と
対向して設けてなる特許請求の範囲第１項記載のブラシ
レスモータ。(2) A patent claim in which the magnetization of the permanent magnet in the part facing the stator core is shifted in the circumferential direction at regular intervals in the axial direction, and the Hall element is provided facing the permanent magnet in the part not facing the stator core. The brushless motor according to the range 1 above.