JPH0417557A - 有鉄心形単相ブラシレスモータ - 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】 ［−明゛の産業上の利用分野］ 本発明は、特別な自起動処理手段を用いる事無く、僅か
に永久磁石回転子を構成するＮ極、Ｓ極の磁極の着磁若
しくはＮ極、Ｓ極の磁極を形成する永久磁石の形状を工
夫するのみで、自起動できるように構成した有鉄心形単
相ブラシレスモータに関し、特に低い電圧から立ち上げ
、しかも回転可変速制御が極めて容易で、また比較的大
きなトルクを必要とするファンモータなどに適し２巻線
数も多くでき、また反トルクも生ぜず、効率が良好で大
きなトルクが得られて尚且つ組み立てが簡単になり、安
価に量産できるものに関する。

［従来技術］ ブラシレスモータでは、永久磁石回転子のＮ極、Ｓ極の
磁極をホール素子等の位置検知素子で検出し、該位置検
知素子からの信号をトランジスタに入力し、ステータ電
機子をオン、オフして永久磁石回転子を回転させている
。

ここにおいて、ブラシレスモータでは、永久磁石回転子
のＮ極、Ｓ極の磁極をホール素子等の位置検知素子を用
いて電機子巻線に切換通電する為の回路（駆動回路。電
子転流回路また半導体整流回路ともいう。）がモータの
相数分だけ必要になるため、高価になる欠点がある。

したがって、このように高価になる相数の多いブラシレ
スモータを、単に送風して冷却させる目的に使用される
ファンモータ等に用いることはコスト的に得策でない。

この為、ファンモータにおいては９位置検知素子が１個
で済み、然も駆動回路が１相分で足り。

安価に構成できる単相ブラシレスモータが使用されてい
る。

この単相ブラシレスモータは、何らかの手段を施さない
限り通常の場合、原理的に２通電切換点において、トル
クが零となる。所謂「死点」がある。

そのため、単相ブラシレスモータでは、電機子巻線（ま
たは電機子巻線を巻線した巻線突極）と永久磁石回転子
によって得られる電磁トルクに加えて、コギングトルク
発生部材等によるコギングトルクを付加することにより
、死点箇所におけるトルクが零になるのを防ぎ、当該モ
ータの死点位置における停止現象を解消し、自起動でき
るようにしている。

このように死点の問題を解消して自起動できるようにし
た。特に有鉄心形単相ブラシレスモークの従来方式の代
表的なものを以下に示すと、先ず最も代表的なものとし
ては、特公昭６１−３５７９７号のように、Ｎ極、Ｓ極
の磁極を持つ２極の永久磁石回転子と、これに対向する
ステータ電機子の巻線突極面間の径方向の空隙に傾斜が
できるように、突極面の径方向の長さを徐々に短くなる
ようにした有鉄心形単相ブラシレスモータがある。

この種のものに類似するものとしては、実開昭６０−１
２８４８３号、特開昭６０−１８３９５８号、特開昭６
０−２１３２９０号＋’　Ｕ　Ｓ　Ｐ　４　。

４９６．８８７号などに多くに見られる。

空隙に傾斜を設ける事無く、空隙に段差を形成するよう
にしたものとしては、特開昭６２−１４７９４３号に示
す有鉄心形単相ブラシレスモータがある。これは、マグ
ネットロータの磁極の一部の内面部にボールシューを張
り付けたもので、実質的に空隙に段部を付けたものであ
る。尚１巻線突極に凹部を形成することで空隙に段差を
付けた特公昭３９−１００１３号の有鉄心形単相ブラシ
レスモータも知られている。

この種のものに類似するものとしては、特開昭６１−１
１２５６１号、実開昭６１−４７８号実開昭６１−８４
６８１号、特開昭６１−１８３４０号、特開昭６１−２
６９６５６号、特開昭６１−２９３１４８号、特開昭６
２−１８９５８号などに多数党られる。

また突極の構造を工夫することで自起動できるようにし
たものとしては、特開昭６１−５４８４５号の有鉄心形
単相ブラシレスモータのように巻線突極の一方を幅を狭
く形成し、他方の幅の広い巻線突極側に偏位させたもの
がある。これに類似したものとしては２幅の狭い巻線突
極の代わりに補助突極を用いたものもある。この場合の
補助突極には巻線を巻き付けたもの１巻線を巻き付けな
いものなど種々知られている。

また主巻線突極と補助突極とを周方向にずらせ且つ軸方
向に渡って２段に重ね合わせたもの、また主巻線突極と
補助突極、主巻線突極と主巻線突極との互いに永久磁石
回転子と対向する面積に差を付けたもの、或は主突極と
補助突極の電機子巻線の巻線巻き付は部の幅を変えたも
のなどがある。例えばこれらに類似するものとしては、
特開昭６２−１５２３６１号、実開昭６１−４６８８１
号、実開昭６１−４６８８２号、実開昭６１−４６８８
４号、特開昭６１−９２１５１号、実開昭６１−２０２
１７８号、実開昭６２−６８４７６号、特開昭６１−８
１１６２号、実開昭６１１１４９７６号、実開昭５３−
１５４３１２号など多数見られる。

次に代表的に自起動できる有鉄心形単相ブラシレスモー
タの方法は、永久磁石回転子と磁気的に吸引し合うデイ
テントトルク発生用の補助磁石を用いる方法である。こ
の種のものとしては１例えばＵＳＰ４，１０３，１９１
号の有鉄心形単相ブラシレスモータのように２永久磁石
回転子の発生する磁界内に、即ち永久磁石回転子と空隙
を介して対向する突極面にデイテントトルク発生用磁石
を用いたものがある。この種の方法を採用したものとし
ては、その他に特開昭６１−１６１９４３号、ＵＳＰ３
，４３３，９８７号、実開昭６３−１４３０６９号、Ｕ
ＳＰ４，７２８，８３３号に示すものがある。

次に代表的な別の自起動できる有鉄心形単相ブラシレス
モータとしては、特開昭５９−６７８６２号に示すよう
に永久磁石回転子の外周に電磁石構体を配設した電磁石
駆動方式の有鉄心形単相ブラシレスモータがあり、この
方式のものも多数見られる。

また自起動させることが出来るように実開昭６２−８１
４７３号に見られるようにコギングトルク発生部材を工
夫した有鉄心形単相ブラシレスモータ等が多数ある。例
えば、この種の類似するものとしては、ＵＳＰ４，４０
４，４８４号などがある。

また永久磁石回転子の着磁を工夫することで自起動でき
るようにした有鉄心形単相ブラシレスモータも見られる
０例えば、ＵＳＰ４，７９３゜２０３号の有鉄心形単相
ブラシレスモータのように永久磁石回転子のＮ極とＳ極
の磁極の幅を工夫したものである。このような永久磁石
回転子の着磁幅を変えたものとしては、他にもＵＳＰ４
，７３７．６７４号、特開昭５：３−２３０１０号、特
公昭５８−２５０２４号、特開昭５８−９５９７１号等
のものが見られる。

また永久磁石回転子の着磁の工夫でも着磁の強度に差を
付けて自起動できるようにしたものもある。例えば、永
久磁石回転子のＮ極及びＳ＆の一部を他の部分よりも強
く着磁した有鉄心形単相ブラシレスモータがある。

この種の着磁ビークや着磁ピッチに特徴のあるものとし
ては、他に類似するものとして、特開昭６２−１４７９
４４号、特開昭６２−１７３９６６号、実開昭６１−４
１３８３号、特開昭５９−５０７６０号、特開昭５９−
６７８６１号、特開昭５９−１３９８５２号等がある。

また代表的な実質的無着磁部を用いた有鉄心形単相ブラ
シレスモータとしては、ＵＳＰ４，１１５．７１５号の
ようにマグネットロータにＮ極。

Ｓ極、Ｏ極（無着磁極）を交互に形成したものである。

これに類似するものとしては、特開昭６１−１５２３６
２号、特公昭６０−４６６３４号、特開昭５３−２３０
０８号、特開昭５７−３４７６１号、特開昭５６’−８
１０７１号等がある。

［従来技術の問題点コ 先ず従来の空隙に傾斜を形成する方法及び空隙に段差を
付ける有鉄心形単相ブラシレスモータ及びこれに類似す
るものは、空隙の径方向の長さが増加するので、比較的
滑らかに回転できる利点がある。

しかしなから、低い電圧から立ち上げて、可変速制御の
可能な有鉄心形単相ブラシレスモータを得るには、上記
空隙長の長さが更に長くなるように形成しなければなら
ない。

このようにすると、径方向の空隙長が長くなるため、大
きなトルクが得られず、非常に効率の悪いものとなる欠
点がある。

その１更に９巻線突極の突極片の側方向の両端部が永久
磁石回転子のＮ極、Ｓ極の磁極の側方向の端部と平行に
通過するので、大きなコギングトルクが発生し、低い電
圧から立ち上げ、低い電圧状態においても可変速制御を
可能にするには、上記大きな発生コギングトルクが障害
となり、精度良く可変速制御できない欠点を持つ。

一般に、有鉄心形単相ブラシレスモータでは。

単相でありなから確実に自起動できるようにすれば所定
の目的が達成されるため、低い電圧から立ち上げ、しか
も低い電圧状態から可変速制御可能なように構成されて
いない。

また巻線突極に隣接する他の補助突極を含む巻線突極の
開角幅を狭く形成し、一方の巻線突極に偏位させる方法
は２巻線突極の幅が狭くなるため２巻線しずらく、補助
突極によって渦流損が発生するので、効率が悪く、又補
助突極によって発生するコギングトルクが大きく、滑ら
かに回転できない欠点を持つ。当然、この方式のものも
上記したように低い電圧から立ち上げて、低い電圧状態
から精度良く可変速制御させることができない、しかも
、構造が複雑になることから高価になる欠点がある。

また巻線突極と偏位した他の巻線突極が放射方向に一体
して形成したものは１巻線突極間の電機子巻線を巻線す
るためのスロット幅が狭くなり。

特に多数の突極を形成して大きなトルクを得る目的のも
のに構成した場合には、量産しずらく、而も電機子巻線
を多数ターン巻線できないなど、量産性、効率の点でも
劣り、大きなトルクを得ることができない欠点がある。

当然、この方式のものも上記したように低い電圧から立
ち上げて、低い電圧状態から精度良く可変速制御させる
ことができない。

し・かも、構造が複雑になることから高価になる欠点が
ある。

またコギングトルクを利用したものと異なるデイテント
トルクを利用して自起動できるようにしたものは、その
磁気的な吸引力が異なり、使用目的が異なるため、−概
に両者の比較を行うことができない、従って１本発明の
解決しようとしている従来技術とは別にする。このため
、この方式のものとコギングトルクを利用して自起動で
きるようにした有鉄心形単相ブラシレスモータの長所及
び短所についての比較は行わないこととする。

電磁石を用いて自起動できるようにした有鉄心形単相ブ
ラシレスモータでは、構造が複雑になり、量産性に優れ
ず、コストの高いものになる欠点がある。特に、この場
合、比較的大きなトルクを必要とするものを構成しよう
とすると、上記の欠点は更に増長されるものとなる。

突極片の外周に位置する図示しない永久磁石回転子の下
端部にコギングトルク発生部材を配設して、永久磁石回
転子の漏洩する漏洩磁束を利用したものは、小型で比較
的トルクが小さなものなどには最適なものであるが、大
型の比較的大きなトルクを必要とする場合で巻線突極の
数が多い場合などには１巻線突極と永久磁石回転子との
磁気的な吸引力が、永久磁石回転子の漏洩磁束とコギン
グトルク発生部材との磁気的な吸引力よりも大きくなる
為、安全且つ確実な自起動を起こさせる場合には、充分
とはいえない惧れがある。

また類似する他の有鉄心形ブラシレスモータの場合にも
上記と同じような難点があるか、又は更に別の難点まで
合わせ持つ欠点があった。

次に、永久磁石回転子のＮ極とＳ極の着磁幅が異なる形
式の有鉄心形単相ブラシレスモータは。

コギングトルクを利用して自起動できるようにしたもの
ではないため、滑らかに回転できる利点がある。しかし
、大きなトルクが得られない欠点がある。

また永久磁石回転子の着磁の強弱を形成した従来の有鉄
心形単相ブラシレスモータなどは、その着磁の付は方が
厄介で、量産性に優れず２着磁の強弱の付は方によって
は、安全且つ確実な自起動ができない惧れがあった。

［発明の課題］ 本発明は、特別な自起動処理手段を用いる事無く、僅か
に永久磁石回転子を構成するＮ極、Ｓ極の磁極の着磁若
しくはＮ極、Ｓ極の磁極を形成する永久磁石の形状を工
夫するのみで、自起動できるように構成し、しかもその
着磁は着磁ヨークに細工しておくのみで極めて容易に行
うことができ、特に低い電圧から立ち上げることができ
るようにして精度の良い回転可変速制御を極めて容易に
行えるようにし、しかも比較的大きなトルクを発生させ
ることができ、効率が良好で２組み立てが簡単になり、
安価に量産できるようにした有鉄心形単相うシレスモー
タを得ることを課題になされたものである。

［発明の問題点を解決するための手段］本発明では、上
記の従来の有鉄心形単相ブラシレスモータの問題点を解
決する為になされたもので１本発明の第１の課題は、下
記構成要素■乃至■からなることを特徴とする有鉄心形
単相ブラシレスモータを提供することによって達成でき
る。

構成要素■；Ｎ極、Ｓ極の磁極を交互に２Ｐ（Ｐは１以
上の整数）個円環状に配設して形成した永久磁石回転子
を備えていること。

構成要素■；該永久磁石回転子と径方向の空隙を介して
永久磁石回転子の略一磁極幅の開角幅に形成した突極片
を持つ巻線突極を同相位置の適宜箇所にｍ（ｍは１以上
の整数）個形成したステー電機子鉄心の任意のｋ（ｋは
１以の整数，Ｋ≦ｍ）個の巻線突極に電機子巻線を巻線
して形成した単相構造のステータ電機子を設け、上記永
久磁石回転子と相対的に回動するように配置しであるこ
と。

構成要素■；上記永久磁石回転子は、Ｎ極、Ｓ極の一磁
極の開角が上記巻線突極の突極片の開角幅とほぼ一致す
る開角幅に形成されていること。

構成要素■；上記永久磁石回転子は、そのＮ極、Ｓ極の
磁極の他端部が上記突極片の軸方向に延びた周方向の端
部と平行な端部となるように当該Ｎ極、Ｓ極の磁極を着
磁形成していること。

構成要素■；上記永久磁石回転子は、そのＮ極、Ｓ極の
磁極の一端部が、該一端部の一端から１／４乃至３／４
磁極幅の角度θに渡り、該８度の位置から上記一端に至
るに従って少しずつ当該Ｎ極、Ｓ極の磁極の磁力が軸方
向に対してスキュー状に弱くなるように当該一端部のＮ
極、Ｓ極の磁極をスキュー状に着磁していること。

本発明の第２の課題は、上記永久磁石回転子を、そのＮ
極、Ｓ極の磁極の一端部が２該一端部の一端から１／４
乃至３／４磁極幅の角度θに渡り、該８度の位置から上
記一端に至るに従って少しずつ当該Ｎ極、Ｓ極の磁極の
磁力が軸方向に対してスキュー状に弱くなるように当該
一端部のＮ極、Ｓ極の磁極にスキュー状の凹部を形成す
ることによって達成できる。

［発明の作用コ 永久磁石回転子２，２゛のＮ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ、
２Ｓ、Ｎ極、Ｓ極の磁極２’　Ｎ、２°Ｓの側方向の他
端２Ｎａ、２Ｓａ、２°Ｎａ２’　Ｓａが突極片１５の
側方向の端部１５ａと平行になるように形成されている
ため、当該突極片１５の側方向の端部１５ａと永久磁石
回転子２゜２′のＮ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ、２Ｓ、Ｎ
極。

Ｓ極の磁極２°Ｎ、２’　Ｓの側方向の他端２Ｎａ、２
Ｓａ、２’　Ｎａ、２’　Ｓａとで、十分に大きなコギ
ングトルクが発生し、しかも上記永久磁石回転子２，２
′のＮ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ、２Ｓ、Ｎ極、Ｓ極の磁
極２’　Ｎ、２’　Ｓの一端部２Ｎｂ、２Ｓｂ、２“Ｎ
ｂ、２’　Ｓｂは。

あたかもスキュー着磁しであるかの如く該一端部２Ｎｂ
、２Ｓｂ、２’　Ｎｂ、２”ｓｂの側方向の一端２Ｎｃ
、２Ｓｃ、２’　Ｎｃ、２’　Ｓｃから１／４乃至３／
４磁極幅の角度θに渡り、該８度の位置から上記一端２
Ｎｃ、２Ｓｃ、２’　Ｎａ２　　Ｓｃに至るに従って少
しづつ当該Ｎ極２Ｎ。

Ｓ極２Ｓの磁力が軸方向に対して当該スキュー状に弱く
なるように当該永久磁石回転子２．２′のＮ極、Ｓ極の
永久磁石２Ｎ、２Ｓ、Ｎ極、Ｓ極の磁極２′Ｎ、２’　
Ｓの一端部２Ｎｂ、２Ｓｂ。

２°Ｎｂ、２’　Ｓｂの磁極をスキュー状に着磁を形成
しであるため、突極片１５と永久磁石回転子２．２°の
Ｎ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ、２Ｓ、Ｎ極、Ｓ極の磁極２
″Ｎ、２’　Ｓとの磁力の強い部分とが他の部分に比較
して大きな磁気的吸引力を発生して、その位置で優先的
に対向位置する。このため、無通電時には、必ず、永久
磁石回転子２．２”が死点位置から避けた自起動できる
位置に停止する。

この為、起動時９通電すると（低い電圧で回転の立ち上
げを行うことができる）、必ず、永久磁石回転子２．２
′は、所定方向に自起動して回転する。また回転中にお
いては、電機子巻線９群に通電することによって発生す
る電磁トルクの切れ目、即ち死点となる位置には、永久
磁石回転子２．２′のＮ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ、２Ｓ
、Ｎ極、Ｓ極の磁極２°Ｎ、２″Ｓと突極片１５とによ
る磁気的吸引力によって引き起こされるコギングトルク
が発生するので、−回転中のいかなる点においても回転
トルクが発生する。この結果、−回転中のいかなる点に
おいても回転トルクが発生しているため、連続回転を続
行することができる。

またコギングトルクは、これ専用のコギングトルク発生
部材を設けて発生させているのでなく。

電機子巻線９を巻線した巻線突極８群からなるステータ
電機子１２と対向する駆動用の永久磁石回転子２．２゛
のＮ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ。

２Ｓ、Ｎ極、Ｓ極の磁極２″Ｎ、２°Ｓが上記したよう
に自起動できるように一端部をスキュー状に着磁したも
のと同様になっているので自起動用のコギングトルクが
徐々に自然と発生するため。

特別な部材を必要とせず、低い電圧から立ち上げ、しか
も滑らかに回転続行させることがきるので、低い電圧状
態から可変速制御及び自起動可能な有鉄心形単相ブラシ
レスモータ１，１”を安価に形成できる。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の第１実施例を示す有鉄心形単相ブラシ
レスモータ１の分解斜視図、第２図は同縁断面図、第３
図は同単相ブラシレスモータ１に用いたステータ電機子
鉄心７と永久磁石回転子２との対応図、第４図は同単相
ブラシレスモータ１の無通電時における当該単相ブラシ
レスモータ１と永久磁石回転子２との関係を示す展開図
、第５図は同単相ブラシレスモータ１の最大起動トルク
発生時における当該単相ブラシレスモータ１と永久磁石
回転子２との関係を示す展開図で、以下。

第１図乃至第５図を参照して本発明の第１実施例を説明
する。

固定板３は、その中央部にベアリングハウス４を同一部
材にて一体形成している。固定板３の上部に形成したベ
アリングハウス４の外周には、その中心に回転軸５を回
動自在に通すための貫通孔６を有するステータ電機子鉄
心７が固定されている。上記ベアリングハウス４の内周
上下両端部には、ボールベアリング１０．１１を収納し
、該ボールベアリング１０．１１によって回転軸５を回
動自在に支持している。上記ベアリングハウス４の外周
には、ステータ電機子鉄心７の６個の巻線突極８−１．
・・・、８−６それぞれに電機子巻線９−１．・・・、
９−６を巻線して形成したステータ電機子１２が適宜な
手段によって固定されている。

該ステータ電機子１２は、径方向の微細な空隙１３を介
して円環状のロータヨーク１４の内周に固定された永久
磁石回転子２と相対的回動をなすように対向配設してい
る。

ステータ電機子鉄心７は、積層鋼販で形成されたもので
、ベアリングハウス４の外周に固定され、半径外側方向
に等間隔に６個の放射方向に延びたＴ字型の巻線突極８
を形成している６巻線突極８は、この半径方向の外周先
端部に上記永久磁石回転子２を形成するＮ極の永久磁石
２Ｎ、Ｓ極の永久磁石２Ｓと径方向の空隙１３を介して
対向する突極片１５を形成している。巻線突極８は。

反トルクが入らず、大きなトルクが得られて効率良好な
有鉄心形単相ブラシレスモータ１を形成する為に、上記
突極片１５の側方向の両端部１５ａ間の開角幅を永久磁
石回転子２のＮ極２Ｎ、Ｓ極２Ｓの一磁極の幅と略々等
しい幅の開角幅に形成している。この実施例の有鉄心形
単相ブラシレスモータ１では１回転軸５に固定されたカ
ップ型ロータヨーク１４の内面ににほぼ６０度のピッチ
でＴ幅［５５°］に磁化されたＮ極の永久磁石２Ｎ、Ｓ
極の永久磁石２Ｓを交互等間隔に配置して６極の永久磁
石回転子２を固設して２回転子１６を形成している。

従って、突極片１５の開角幅は、永久磁石回転子２の１
磁極幅をＴ幅とするとき、それと等しく略Ｔの開角幅［
５５°］に形成している。このような略Ｔ幅の開角幅に
形成された突極片１５を有する巻線突極８は、同相位置
で且つ単相配置となるように等間隔配置に６個の巻線突
極 ８−１．・・・、８−６を形成している。６個の巻線突
極８−１．・・・、８−６それぞれには。

上記のように電機子巻線９−１．・・・、９−６を巻線
しである。

第４図及び第５図に示すように電機子巻線９−１の一方
の端子９−１ａ、電機子巻線９−２の他方の端子９−２
ｂ、電機子巻線９−３の一方の端子９−３ａ、電機子巻
線９−４の他方の端子９−４ｂ、電機子巻線９−５の一
方の端子９−５ａ及び電機子巻線９−６の他方の端子９
６ｂをそれぞれ直列接続して半導体整流回路１７に接続
し、電機子巻線９−１の他方の端子９−１ｂ、電機子巻
線９−２の一方の端子９−２ａ、電機子巻線９−３の他
方の端子９−３ｂ、電機子巻線９−４の一方の端子９−
４ａ、電機子巻線９−５の他方の端子９−５ｂ及び電機
子巻線９−６の一方の端子９−６ａをそれぞれ直列接続
して半導体整流回路１７に接続している。位置検知素子
として用いた１個のホール素子やホールＩＣなどの磁電
変換素子２０は固定板３の上部に螺子１８を用いて固設
した回路配設基板１つの上面の適宜な位置に配設して永
久磁石回転子２のＮ極の永久磁石２Ｎ、Ｓ極の永久磁石
２Ｓの磁極を検出できるようにしている。この磁電変換
素子２０は、望ましい位置に配設する必要がありまたと
えば１巻線突＆８−１の突極片１５の他方のの側方向の
端部１５ａの下方位置に配設する。上記回路配線基板１
９の上部には、半導体整流装２１７を配設している。

第４図及び第５図において、２２−１は正側電源端子、
２２−２は負側電源端子を示す。

このように形成された有鉄心形単相ブラシレスモータ１
が、単相ブラシレスモータでありなから、特別な自起動
処理手段を用いなくても、自起動回転及び連続回転でき
るようにする為に、永久磁石回転子２を形成するＮ極の
永久磁石２Ｎ、Ｓ極の永久磁石２Ｓの磁極を次のように
形成する。

まず第１の条件として、その開角が上記巻線突極８の突
極片１５の開角幅と略一致する開角幅に形成し、第２の
条件として、上記Ｎ極の永久磁石２Ｎ、Ｓ極の永久磁石
２Ｓの他端２Ｎａ、２Ｓａが上記突極片１５の軸方向に
延びた側方向の端部１５ａと平行になるように形成し、
第３の条件として、上記永久磁石回転子２の永久磁石２
Ｎ。

２Ｓの一端部２Ｎｂ、２Ｓｂは、該永久磁石２Ｎ、２Ｓ
の一端２Ｎｃ、２Ｓｃから上記他端２Ｎａ、２Ｓａの方
向に向かって１／４乃至３／４磁極幅の角度θに渡り２
該θの角度位置から一端２Ｎａ、２Ｓａに至るに従って
徐々に当該永久磁石２Ｎ、２Ｓの磁力が軸方向に対して
スキュー状に弱くなるように当該一端部２Ｎｂ。

２Ｓｂにスキュー状の凹部２１を形成すること。

このようなスキュー状の凹部２１を永久磁石２Ｎ、２Ｓ
の一端部２Ｎｂ、２Ｓｂに形成すると、当該永久磁石２
Ｎ、２Ｓの上記１／４乃至３／４磁極幅の角度θ位置か
ら一端２Ｎｃ２Ｓｃに至るに従って徐々に当該永久磁石
２Ｎ２Ｓの磁極が軸方向に対してスキュー状に着磁［ス
キュー状着磁部２１ａ］したちのに形成できる。

望ましくは、上記スキュー状着磁部２１ａの開角θは、
略Ｔ／２度［２７，５°］にする。

上記θのスキュー状着磁部２１ａは、永久磁石２Ｎ、２
Ｓの軸方向の上部に至るに従って、スキュー着磁部２１
ａの着磁面積が多くなるように形成しているのは、磁電
変換素子２０が永久磁石２Ｎ、２Ｓを検出することがで
きるようにするなめである。

このようなスキュー状着磁部２１ａを形成した永久磁石
２Ｎ、２Ｓを持つ永久磁石回転子２を備えた有鉄心形単
相ブラシレスモータ１によると。

無通電時、永久磁石２Ｎ、２Ｓは第４図に示すような状
態で停止する。

即ち、これは永久磁石２Ｎ、２Ｓの強い磁力面積の多い
部分が突極片１５と磁気的に安定した位置で停止するこ
とによる。この安定した状態の停止時は、第４図の状態
から明らかなように、磁電変換素子２０が１例えば永久
磁石２Ｎ［または磁極２Ｓ］を検出しており、自起動し
て回転トルクを発生することができる状態にある。

従って、第４図を参照して、電源端子 ２２−１．２２−２を通して公知の半導体整流装置１７
に電源が投入されているとすると、磁電変換素子２０の
出力端子からＮ極の永久磁石２Ｎを検出した信号が出力
され、公知の半導体整流装置１７内のトランジスタが低
い電圧から立ち上げて動作させることができ、電機子巻
線 ９−１　・・・、９−６群には、同図に示すように電流
が流れ１巻線突極８−１．　　・・、８−６に発生する
磁極と永久磁石回転子２との反発・吸引現象によって矢
印Ｆ方向の回転トルクが発生し、同方向に永久磁石回転
子２を有する回転子１６が回転する。回転子１６が矢印
Ｆ方向に少し回転した状態で、第５図に示すような最大
回転トルクが発生する状態になり、このとき最大回転ト
ルクが発生して１回転子１６は矢印Ｆ方向に回転する。

この後に１回転トルクを発生しない死点位置があるもの
の１回転子１６は慣性によって矢印Ｆ方向に回転してい
き、再度、第４図のようにコギングトルクが発生して自
起動できる状態になるので９回転トルクが発生し１回転
子１６は回転を続行する。

第６図は５本発明の第２実施例を示す有鉄心形ブラシレ
スモータ１°の分解斜視図で、この有鉄心形単相ブラシ
レスモータ１′が上記有鉄心形単相ブラシレスモータ１
と異なるのは、永久磁石回転子２に代えて永久磁石回転
子２′を用いている点のみなので、以下、永久磁石回転
子２′のみについて説明する。

この永久磁石回転子２゛は１円環状のマグネット部材２
３に上記Ｎ極、Ｓ極の永久磁石２Ｎ。

２Ｓ同櫟（７）Ｎ［ｉ、　Ｓ極の磁極２’　Ｎ、２’　
Ｓをほぼ６０度のピッチで施してあり、符号２’　Ｎｂ
２’Ｓｂで示す一端部２’　Ｎｂ、２’　Ｓｂは、スキ
ュー状の凹部２１′によってスキュー状着磁部２１“ａ
となっている。

尚、記号゛Ｏ゛で示す部分は、Ｏ極２４．すなわち無着
磁部若しくは実質的無着磁部となっている。２　　Ｎａ
はＮｉの磁極２’Ｎの他端２　　ＳａはＳ＆の磁極２’
Ｓの他端、２’　ＮｃはＮｉの磁′！Ｉｉ２’　Ｎの他
端、２’ＳｃはＳ極の磁極２°Ｓの他端を示している。

このように形成した円環状の永久磁石回転子２′による
と、Ｎ極２’　Ｎ、５８ｉｉ２’　Ｓの磁極が一体に形
成されているため、永久磁石回転子２に比較して、この
配設が極めて容易に位置決め配設でき１組立が容易にな
る利点がある。

［発明の効果］ 本発明は、特別に別個新たにコギングトルク発生部材を
設けることなく、単に永久磁石回転子を構成するＮ極、
Ｓ極の永久磁石や磁極の着磁若しくはＮａ、Ｓ極の磁極
を形成する永久磁石の形状を工夫するのみで、性能の良
い低い電圧から立ち上げて動作させることができる可変
速制御に適した位置検知素子が１個の有鉄心形単相ブラ
シレスモータを容易に形成できる。

勿論１以上のように７部品点数の増加がなくすなわち部
品点数が少なくて済むので９組立が容易で、安価に信頼
性の高いものを構成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す有鉄心形単相ブラシ
レスモータの分解斜視図、第２図は同縦断面図、第３図
は同単相ブラシレスモータに用いたステータ電機子鉄心
と永久磁石回転子との対応図、第４図は同単相ブラシレ
スモータの無通電時における当該単相ブラシレスモータ
と永久磁石回転子との関係を示す展開図、第５図は同単
相ブラシレスモータの最大起動トルク発生時における当
該単相ブラシレスモータと永久磁石回転子との関係を示
す展開図、第６図は本発明の第２実施例を示す有鉄心形
単相ブラシレスモータの分解斜視図である。 ［符号の説明］ １．１”　・・・有鉄心形単相ブラシレスモタ、２．２
’　　・・・永久磁石回転子、２Ｎ・・・Ｎ極の永久磁
石、２°Ｎ・・・Ｎ極の磁極２Ｎａ、２’　Ｎａ−−・
他端。 ２Ｎｂ、２’　Ｎｂ・・・一端部。 ２Ｎｃ、２’　Ｎｃ・・・一端、２Ｓ・・・Ｓ極の永久
磁石、２′Ｓ・・・磁極 ２Ｓａ、２’　Ｓａ・・・他端。 ２Ｓｂ、２°ｓｂ・・・一端部。 ２Ｓｃ、２’　Ｓｃ・・・一端、３・・・固定板４　・
・ベアリングハウス、５・・・回転軸。 ６・・・貫通孔、７・・　ステータ電機子鉄心。 ８．８−１．　　・・・、８−６・・・巻線突極。 ９．９−１．　　・・・、９−６・・・電機子巻線１０
．１１・・・ボールベアリング。 １２・・・ステータ電機子、１３・・・空隙１４・・・
ロータヨーク、１５・・・突極片。 １５ａ・・・側方向の端部、１６・・・回転子。 １７・・・半導体整流回路、１８・・・螺子１９・・・
回路配線基板、２０・・・磁電変換素子、２１・・・ス
キュー状の凹部、２１ａ・・・スキュー状着磁部、２２
−１・・・正側電源端子、２２−２・・・負側電源端子
、２３・　・円環状マグネット部材、２４・・・０極（
無着磁部若しくは実質的無着磁部）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記構成要素１乃至５からなることを特徴とする
   有鉄心形単相ブラシレスモータ。 １Ｎ極，Ｓ極の磁極を交互に２Ｐ（Ｐは１以上の整数）
   個円環状に配設して形成した永久磁石回転子を備えてい
   ること。 ２該永久磁石回転子と径方向の空隙を介して該永久磁石
   回転子の略一磁極幅の開角幅に形成した突極片を持つ巻
   線突極を同相位置の適宜箇所にｍ（ｍは１以上の整数）
   個形成したステータ電機子鉄心の任意のｋ（ｋは１以上
   の整数，Ｋ≦ｍ）個の巻線突極に電機子巻線を巻線して
   形成した単相構造のステータ電機子を設け，上記永久磁
   石回転子と相対的に回動するように配置してあること。 ３上記永久磁石回転子は，Ｎ極，Ｓ極の一磁極の開角が
   上記巻線突極の突極片の開角幅とほぼ一致する開角幅に
   形成されていること。 ４上記永久磁石回転子は，そのＮ極，Ｓ極の磁極の他端
   部が上記突極片の軸方向に延びた周方向の端部と平行な
   端部となるように当該Ｎ極，Ｓ極の磁極を着磁形成して
   いること。 ５上記永久磁石回転子は，そのＮ極，Ｓ極の磁極の一端
   部が，該一端部の一端から１／４乃至３／４磁極幅の角
   度θに渡り，該θ度の位置から上記一端に至るに従って
   少しずつ当該Ｎ極，Ｓ極の磁極の磁力が軸方向に対して
   スキュー状に弱くなるように当該一端部のＮ極，Ｓ極の
   磁極をスキュー状に着磁していること。
2. （２）上記永久磁石回転子は，そのＮ極，Ｓ極の磁極の
   一端部が，該一端部の一端から１／４乃至３／４磁極幅
   の角度θに渡り，該θ度の位置から上記一端に至るに従
   って少しずつ当該Ｎ極，Ｓ極の磁極の磁力が軸方向に対
   してス キュー状に弱くなるように当該一端部のＮ極，Ｓ極の磁
   極にスキュー状の凹部を形成していることを特徴とする
   請求項（１）に記載の有鉄心形単相ブラシレスモータ。