JPH04281390A - 高速電動機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】周知のブラシレス電動機及びイン
バータ付誘導電動機の利用される産業分野に利用される
。

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクが
大きく、マグネット回転子が不要であると言う利点があ
るが、反面に欠点も多いので実用化された例はほとんど
ない。特に高速電動機は実用化された例はない。又直流
のブラシレス電動機も相似した理由で、汎用された例は
少ない。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題　　リラク
タンス型の電動機は、振動を発生し易いことが欠点とな
っている。この問題を解決することが必要である。第２
の課題　　回転子の突極の数が多く、インダクタンスが
大きいので、磁極と突極に蓄積され若しくは放出される
磁気エネルギの量が大きく、又１回転毎の蓄積と放出の
回数が多い。従って、出力トルクは大きい長所がある反
面に低速となる問題点がある。第３の課題　　ブラシレ
スの直流電動機の場合には、上述した課題は解決されて
いるが、より高速で高トルクの電動機を得ようとすると
第２の課題と同じ問題点がある。

【０００３】第４の課題　　電機子コイルのインダクタ
ンスがリラクタンス型の電動機の場合には著しく大きい
ので、通電初期の電流の立上がりがおそく、又通電停止
時の電流の降下がおくれる。前者は出力トルクを減少し
、後者は反トルクを発生する問題点がある。通電初期の
立上がりを速くする為に電源を高電圧とすると、磁気飽
和点以降で鋭い電流の立上がりが発生する。この為に、
振動と電気ノイズを発生し、又上述した電流の立上がる
区間は、トルクの小さい区間なので、欠点のみが助長さ
れる問題点がある。上述した減トルクと反トルクの発生
することにより高速化（毎分数万回転）は不可能となる
問題点がある。一般に利用される回転速度（毎分数千回
転）としても減トルクと反トルクが発生して、効率が劣
化する不都合がある。出力トルクを大きくする為に電源
電圧を上昇する手段を採用すると、１０００ボルト以上
となり実用性が失なわれる。ブラシレス直流電動機の場
合にも、より高速とする場合に同じ問題点が発生する。

【課題を解決するための手段】第１の手段　　固定電機
子と磁性体回転子を備えた３相片波通電のリラクタンス
型電動機において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と
等しい離間角で配設された複数個の突極と、固定電機子
の内周面より突出され、軸対称の位置にある磁極が同相
となり、突極と僅かな空隙を介して対向し、等しいピッ
チで配設されるとともに、電機子コイルの装着される磁
極の円周方向の巾が電気角で１２０度若しくは１８０度
の巾の６ｎ個（ｎは正整数）の磁極と、該磁極に装着さ
れた第１，第２，第３の相の電機子コイルと、突極の回
転位置を検知して、電気角で１２０度の巾で３６０度の
位相差のある矩形波の第１の相の位置検知信号ならびに
第１の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
１の相の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角
で１２０度おくれた第２，第３の相の位置検知信号が得
られる複数個の位置検知素子を含む位置検知装置と、各
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子と、
スイッチング素子と対応する電機子コイルの直列接続体
の直流電源負電圧側に並列に逆接続されたダイオードな
らびに電機子コイルの負電圧側に１端が逆接続されたダ
イオードと、直流電源に順方向に接続した逆流防止用の
第１，第２，第３のダイオードを介して、それぞれ第１
，第２，第３の相の電機子コイルに対して、両端に接続
したスイッチング素子が第１，第２，第３の相の位置検
知信号によりそれぞれ導通せしめられるることにより供
電する第１，第２，第３の通電制御回路と、第１，第２
，第３の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に１
端が逆接続されたダイオードを介して、第１，第２，第
３の相の電子機コイルの通電が断たれたときに、蓄積さ
れた磁気エネルギをそれぞれ流入充電して保持する小容
量の第１，第２，第３のコンデンサと、第３の相の電子
機コイルの通電の開始と同時に第１のコンデンサに充電
された静電エネルギを該電機子コイルに流入放電し、第
２の相の電子機コイルと第１の相の電機子コイルの通電
の開始と同時に第３のコンデンサと第２のコンデンサは
充電された静電エネルギをそれぞれ第２の相の電機子コ
イルと第１の相の電機子コイルに流入放電せしめる電気
回路と、突極が磁極に侵入し始める点より電気角で３０
度前後の区間内において、設定された角度を経過した点
で該磁極に捲着された電機子コイルの通電が開始される
ように、前記した位置検知素子を固定電機子側に固定す
る手段とより構成されたものである。第２の手段　　請
求項１において、第１，第２，第３の相の位置検知信号
の巾の前半部の巾だけ通電されるインダクタンスコイル
と、該インダクタンスコイルの通電が断たれたときに、
その蓄積磁気エネルギをそれぞれ第１，第２，第３のコ
ンデンサに流入充電する電気回路とより構成されたもの
である。

【０００４】第３の手段　　固定電機子と磁性体回転子
を備えた３相全波通電のリラクタンス型電動機において
、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離間角で配
設された複数個の突極と、固定電機子の内周面より突出
され、軸対称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅
かな空隙を介して対向し、等しいピッチで配設されると
ともに、電機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾
が電気角で１２０度若しくは１８０度の巾の１２ｎ個（
ｎは正整数）の磁極と、該磁極に装着された電機子コイ
ルと、突極の回転位置を検知して、電気角で１２０度の
巾で３６０度の位相差のある矩形波の第１の相の位置検
知信号及び第１の相の位置検知信号と同じ波形と位相差
を有し、第１の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に
電気角で１２０度おくれた第２，第３の相の位置検知信
号ならびに第１の相の位置検知信号と同じ波形と位相差
を有し、第１の相の位置検知信号より位相が電気角で１
８０度おくれた第１の相の位置検知信号及び第１の相の
位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第１の相の位
置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で１２０度
おくれた第２，第３の相の位置検知信号が得られる複数
個の位置検知素子を含む位置検知装置と、第１の相の片
波通電の電機子コイルの１組を第１，第１の電機子コイ
ルと呼称し、第２，第３の相のそれぞれの片波通電の電
機子コイルの各１組をそれぞれ第２，第２の電機子コイ
ル及び第３，第３の電機子コイルと呼称したときに、各
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子と対
応する電機子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に
並列に逆接続されたダイオードならびに電子コイルの負
電圧側に１端が逆接続されたダイオードと、固定電機子
の磁極に装着された第１，第２，第３の電機子コイルの
両端に接続されたスイッチング素子を、それぞれ第１，
第２，第３の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、他
の磁極に装着された第１，第２，第３の励磁コイルの両
端に接続されたスイツチング素子を、それぞれ第１，第
２，第３の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気
回路と、直流電源に順方向に接続された逆流防止用の第
１，第２，………，第６のダイオードを介して第１，第
２，第３の電機子コイルと第１，第２，第３の電機子コ
イルに対して、両端に接続したスイッチング素子の導通
により、それぞれ通電する第１，第２の通電制御回路と
、第１，第２の通電制御回路に含まれる前記した負電圧
側に１端が逆接続されたダイオードを介して第１，第２
，第３の相の電機子コイルと第１，第２，第３の相の電
機子コイルの通電が断たれたときに、蓄積された磁気エ
ネルギをそれぞれ流入充電して保持する小容量の第１，
第２，第３のコンデンサと第１，第２，第３のコンデン
サと、第３，第３の相の電機子コイルの通電の開始と同
時に第１，第１のコンデンサに充電された静電エネルギ
を第３，第３の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し
、第２，第２の相の電機子コイルの通電の開始と同時に
第３，第３のコンデンサに充電された静電エネルギを第
２，第２の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第
１，第１の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第２
，第２のコンデンサに充電された静電エネルギを第１，
第１の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電
気回路と、突極が磁極に侵入し始める点より電気角で３
０度前後の区間内において、設定された角度を経過した
点で該磁極に捲着された電機子コイルの通電が開始され
るように、前記した位置検知素子を固定電機子側に固定
する手段とより構成されたものである。第４の手段　　
請求項３において、第１，第２，第３の相の位置検知信
号の巾の前半の巾だけ通電される第１のインダクタンス
コイルと、第１，第２，第３の位置検知信号の巾の前半
の巾だけ通電される第２のインダクタンスコイルと、第
１のインダクタンスコイルの通電が断たれたときに、そ
の蓄積磁気エネルギをそれぞれ第１，第２，第３のコン
デンサに流入充電し、第２のインダクタンスコイルの通
電が断たれたときに、その蓄積磁気エネルギをそれぞれ
第１，第２，第３のコンデンサに流入充電する電気回路
とより構成されたものである。

【０００５】第５の手段　　固定電気子とマグネット回
転子を備えた３相全波通電の直流電動機において、電機
子の磁極に装着された第１，第２，第３の相の電機子コ
イルと、第１の相の正方向の通電モードのときに第１の
相の電機子コイルと呼称し、逆方向の通電モードのとき
に第１の相の電機子コイルと呼称し、第２，第３の正向
の通電モードのときにそれぞれ第２，第３の相の電機子
コイル、又逆方向の通電モードのときにそれぞれ第２，
第３の相の電機子コイルと呼称したときに、マグネット
回転子のＮ，Ｓ磁極の位置を検知して、電気角で１２０
度の巾で３６０度位相差のある矩形波の第１の相の位置
検知信号とこれよりそれぞれ位相が順次に電気角で１２
０度おくれた第２，第３の位置検知信号ならびに第１の
相の位置検知信号と同じ巾と位相差を有し、第１の相の
位置検知信号より位相が電気角で１８０度おくれた第１
の相の位置検知信号及び第１の相の位置検知信号よりそ
れぞれ位相が順次に電気角で１２０度おくれた第２，第
３の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検知素子
を位置検知装置と、各電機子コイルの両端に接続された
スイッチング素子と、スイッチング素子と対応する電機
子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接
続されたダイオードならびに電機子コイルの負電圧側に
１端が逆接続されたダイオードと、第１，第２，第３の
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子をそ
れぞれ第１，第２，第３の相の位置検知信号の巾だけ導
通せしめ、第１，第２，第３の電機子コイルの両端に接
続されたスイッチング素子を、それぞれ第１，第２，第
３の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と
、直流電源に順方向に接続された逆流防止用の第１，第
２，…，第６のダイオードを介して第１，第２，第３の
電機子コイルと第１，第２，第３の電機子コイルに対し
て、両端に接続したスイッチング素子の導通により、そ
れぞれ通電する第１，第２の通電制御回路と、第１，第
２の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に１端が
逆接続されたダイオードを介して、第１，第２，第３の
相の電機子コイルと第１，第２，第３の相の電機子コイ
ルの通電が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギを
それぞれ流入充電して保持する小容量の第１，第２，第
３のコンデンサと第１，第２，第３のコンデンサと、第
３，第３の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第１
，第１のコンデンサに充電された静電エネルギを第３，
第３の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第２，第２
の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第３，第３の
コンデンサに充電された静電エネルギを第２，第２の相
の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第１，第１の相
の電機子コイルの通電の開始と同時に第２，第２のコン
デンサに充電された静電エネルギを第１，第１の相の電
機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、各
電機子コイルの通電により発生する出力トルクが最大値
となるように前記した位置検知素子を固定電機子側に固
定する手段とより構成されたものである。

【０００６】

【作用】位置検知信号の巾だけ電機子コイルが通電され
、その末端で通電が停止されたときに、電機子コイルの
蓄積磁気エネルギが小容量のコンデンサに流入充電して
高電圧となる。従って磁気エネルギの消滅時間は著しく
小さくなるので反トルクの発生が防止される。所定時間
後に到来する次の位置検知信号により電機子コイルの通
電が開始されるが、このときの印加電圧は、前記したコ
ンデンサの充電電圧となるので通電電流の立上がりが急
速となる。従って減トルクの発生が防止される。以上の
説明より判るように、リラクタンス型の電動機の回転速
度の上昇が不可能となる欠点を除去できる作用があり、
第２，第４の課題を解決する作用がある。マグネット回
転子を有する直流電動機の電機子コイルのインダクタン
スは前記たリラクタンス型の電動機の場合のように大き
くはないが、より高速とすると、インダクタンスによる
トルクと効率の減少が発生する。従って上述した手段を
採用することにより第３の課題が解決される。

【０００７】対称の位置にある磁極の電機子コイルが同
時に通電されるので、径方向の磁気吸引力がバランスし
て振動の発生が抑止されるので第１の課題を解決する作
用がある。又上述したコンデンサの充電エネルギを増大
する為に、インダクタンスコイルに蓄積した磁気エネル
ギを、電機子コイルに蓄積した磁気エネルギに加算した
ものによりコンデンサを充電している。従って充電時の
鉄損と銅損による電機子コイルの磁気エネルギの減少を
補充し、次に通電される電機子コイルの磁気エネルギに
転化できるので、通電電流の立上がりと降下を高速化で
きる。従って高速度の回転が得られる作用がある。電源
電圧が低い場合に特に有効である。

【０００８】

【実施例】図１以降について本発明の実施例を説明する
。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重複
した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角で
表示する。次に本発明が適用される３相片波のリラクタ
ンス型の電動機の構成について説明する。図１は、固定
電機子と回転子の平面図である。図１において、記号１
は回転子で、その突極１ａ，１ｂ，…の巾は１８０度、
それぞれは３６０度の位相差で等しいピッチで配設され
ている。回転子１は、珪素鋼板を積層した周知の手段に
より作られている。記号５は回転軸である。固定電機子
１６には、磁極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆが、それ等の巾が１８０度で、等しい離間角
で配設されている。突極と磁極の巾は１８０度で等しく
されている。突極数は８個、磁極数は６個である。 電機子１６も回転子１と同じ手段により作られている。 磁極１６ａ，１６ｂ，…には、電機子コイル１７ａ，１
７ｂ，…がそれぞれ捲着されている。

【０００９】図３は、図１の磁極と回転子の展開図であ
る。図１において、円環部１６及び磁極１６ａ，１６ｂ
，…は、図示しない外筺に固定されて固定電機子となる
。記号１６の部分は磁路となる磁心である。電機子コイ
ル１７ａ，１７ｄは直列若しくは並列に接続され、この
接続体を電機子コイル３２ａと呼称する。電機子コイル
１７ｂ，１７ｅ及び電機子コイル１７ｃ，１７ｆも同様
に接続され、これ等をそれぞれ電機子コイル３２ｂ，電
機子コイル３２ｃと呼称する。電機子コイル３２ｂが通
電されていると、突極１ｂ，１ｆが吸引されて、矢印Ａ
方向に回転子１が回転する。１２０度回転すると、電機
子コイル３２ｂの通電が断たれ、電機子コイル３２ｃが
通電される。更に１２０度回転すると、電機子コイル３
２ｃの通電が断たれて、電機子コイル３２ａが通電され
る。通電モードは１２０度の回転毎に、電機子コイル３
２ａ→電機子コイル３２ｂ→電機子コイル３２ｃ→とサ
イクリツクに交替され、３相片波の電動機として駆動さ
れる。このときに軸対称の位置にある磁極は、図示のよ
うに、Ｎ，Ｓ極に着磁されている。励磁される２個の磁
極が常に異極となっている為に、非励磁磁極を通る洩れ
磁束は互いに反対方向となり、反トルクの発生が防止さ
れる。

【００１０】上述した洩れ磁束を更に小さくする為には
、第１の相の磁極１６ａ，１６ｄをそれぞれ２個１組と
し、それぞれを電機子コイルの通電により、Ｎ，Ｓ磁極
に励磁する。それぞれの２個１組の磁極による洩れ磁束
は、他の磁極において打消されて消滅して、洩れ磁束が
殆んど無くなる。他の磁極１６ｂ，１６ｃ，…１６ｆも
、それぞれ２個１組の構成となり、Ｎ，Ｓ極に励磁され
る２個１組の磁極となる。効果も同様で洩れ磁束が消滅
する。この場合の突極１ａ，１ｂ，…の数は、１６個と
なる。この場合の出力トルクは２倍となる。電機子コイ
ル３２ａ，３２ｂ，３２ｃをそれぞれ第１，第２，第３
の相の電機子コイルと呼称する。図１の回転子１の突極
の数は８個であるが、回転子１の径を小さくする為に突
極数を４個とすることもできる。この場合には、磁極の
巾は１２０度となる。図３のコイル１０ａ，１０ｂ，１
０ｃは、突極１ａ，１ｂ，…の位置を検出する為の位置
検知素子で、図示の位置で電機子１６の側に固定され、
コイル面は、突極１ａ，１ｂ，…の側面に空隙を介して
対向している。コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは１２０
度離間している。コイルは５ミリメートル径で１００タ
ーン位の空心のものである。図６に、コイル１０ａ，１
０ｂ，１０ｃより、位置検知信号を得る為の装置が示さ
れている。図６において、コイル１０ａ，抵抗１５ａ，
１５ｂ，１５ｃはブリッジ回路となり、コイル１０ａか
突極１ａ，１ｂ，…に対向していないときには平衡する
ように調整されている。従って、ダイオード１１ａ，コ
ンデンサ１２ａならびにダイオード１１ｂ，コンデンサ
１２ｂよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オペ
アンプ１３の出力はローレベルとなる。記号１０は発振
器で１メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル
１０ａが突極１ａ，１ｂ，…に対向すると、鉄損（渦流
損とヒステリシス損）によりインピーダンスが減少する
ので、抵抗１５ａの電圧降下が大きくなり、オペアンプ
１３の出力はハイレベルとなる。

【００１１】ブロック回路１８の入力は、図１２のタイ
ムチヤートの曲線３３ａ，３３ｂ，…となり、反転回路
１３ａを介する入力は、曲線３３ａ，３３ｂ，…を反転
したものとなる。図６のブロック回路１４ａ，１４ｂは
、それぞれコイル１０ｂ，１０ｃを含む上述したブロッ
ク回路と同じ構成のものを示すものである。発振器１０
は共通に利用することができる。ブロック回路１４ａの
出力及び反転回路１３ｂの出力は、ブロック回路１８に
入力され、それらの出力信号は、図１２において、曲線
３４ａ，３４ｂ，…，及び曲線３４ａ，３４ｂ，…を反
転したものとなる。ブロック回路１４ｂの出力及び反転
回路１３ｃの出力は、ブロック回路１８に入力され、そ
れらの出力信号は、図１２において、曲線３５ａ，３５
ｂ，…及びこれを反転したものとなる。曲線３３ａ，３
３ｂ，…に対して、曲線３４ａ，３４ｂ，…は位相が１
２０度おくれ、曲線３４ａ，３４ｂ，…に対して、曲線
３５ａ，３５ｂ，…は位相が１２０度おくれている。 ブロック回路１８は、３相Ｙ型のブラシレス電動機の制
御回路に慣用されている回路で、上述した位置検知信号
の入力により端子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｆより１２
０度の巾の矩形波の電気信号が得られる論理回路である
。端子１８ａ，１８ｂ，１８ｃの出力は、図１２におい
て、それぞれ曲線３６ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，３
７ｂ，…，曲線３８ａ，３８ｂ，…として示されている
。端子１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの出力は、それぞれ曲線
４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，曲線４
５ａ，４５ｂ，…として示されている。端子１８ａと１
８ｄの出力信号、端子１８ｂと１８ｅの出力信号，端子
１８ｃと１８ｆの出力信号の位相差は１８０度である。 又端子１８ａ，１８ｂ，１８ｃの出力信号は、順次に１
２０度おくれ、端子１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの出力信号
も同じく順次に１２０度おくれている。コイル１０ａ，
１０ｂ，１０ｃの対向する突極１ａ，１ｂ…の代りに、
図１の回転子１と同期回転する同じ形状のアルミニユー
ム板を用いても同じ効果がある。

【００１２】図１の平面図及び図３の展開図において、
円環１６及び磁極１６ａ，１６ｂ，…は、外筺に固定さ
れて電機子となる。記号１６の部分は磁路となる磁心で
ある。記号１６及び記号１６ａ，１６ｂ，…を電機子若
しくは固定電機子と呼称する。

【００１３】励磁される軸対称の磁極と突極との径方向
の磁気吸引力はバランスするので振動の発生が抑止され
る。電機子コイルの通電手段を図９につき次に説明する
。電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃの両端には、そ
れぞれトランジスタ２０ａ，２０ｂ及び２０ｃ，２０ｄ
及び２０ｅ，２０ｆが挿入されている。トランジスタ２
０ａ，２０ｂ，２０ｃ，…は、スイッチング素子となる
もので、同じ効果のある他の半導体素子でもよい。直流
電源正負端子２ａ，２ｂより供電が行なわれている。 アンド回路４１ａの下側の入力がハイレベルのときに、
端子４２ａよりハイレベルの電気信号が入力されると、
トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して、励磁コイル３
２ａが通電される。同様に端子４２ｂ，４２ｃよりハイ
レベルの電気信号が入力されると、トランジスタ２０ｃ
，２０ｄ及びトランジスタ２０ｅ，２０ｆが導通して、
電機子コイル３２ｂ，３２ｃが通電される。端子４０は
電機子電流を指定する為の基準電圧である。端子４０の
電圧を変更することにより、出力トルクを変更すること
ができる。電源スイッチ（図示せず）を投入すると、オ
ペアンプ４０ｂの−端子の入力は＋端子のそれより低い
ので、オペアンプ４０ｂの出力はハイレベルとなり、ト
ランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して、電圧が電機子コ
イル３２ａの通電制御回路に印加される。抵抗２２ａは
、電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃの励磁電流を検
出する為の抵抗である。

【００１４】端子４２ａの入力信号は、図１２の位置検
知信号３６ａ，３６ｂ…又端子４２ｂ，４２ｃの入力信
号は、位置検知信号３７ａ，３７ｂ，…及び３８ａ，３
８ｂ，…となっている。上述した位置検知信号曲線の１
つが図７のタイムチヤートの曲線３６ａとして示されて
いる。この曲線３６ａの巾だけ電機子コイル３２ａが通
電される。矢印２３ａは通電角１２０度を示している。 通電の初期では、電機子コイルのインダクタンスの為に
立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積された磁気
エネルギが、電源に還流放電されるのが一般的手段なの
で、点線Ｇの右側の曲線２５の後半部のように降下する
。正トルクの発生する区間は、矢印２３で示す１８０度
の区間なので、反トルクの発生があり、出力トルクと効
率を減少する。高速回転となるとこの現象は著しく大き
くなり使用に耐えられぬものとなる。

【００１５】反トルク発生の時間巾は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間２３の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。他の位置検知信
号３７ａ，３８ａによる電機子コイル３２ｂ，３２ｃの
通電についても上述した事情は同様である。曲線２５の
立上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち
減トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が
閉じられているので大きいインダクタンスを有している
からである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トル
クが得られる利点がある反面に回転速度が低下する欠点
があるのは、上述した反トルクと減トルクの発生がある
からである。

【００１６】本発明装置では、図９に示す逆流防止用の
ダイオード４９ａ，４９ｂ，４９ｃとコンデンサ４７ａ
，４７ｂ，４７ｃを付設することにより、上述した欠点
を除去したことに特徴を有するものである。曲線３６ａ
の末端で通電が断たれると、電機子コイル３２ａに蓄積
された磁気エネルギは、逆流防止用ダイオード４９ａに
より、直流電源側に還流しないでダイオード２１ｂ，２
１ａを介して、コンデンサ４７ａを図示の極性に充電し
て、これを高電圧とする。従って、磁気エネルギは急速
に消滅して電流が急速に降下する。図７のタイムチヤー
トの曲線２７，２７ａ，２７ｂは、電機子コイル３２ａ
を流れる電流曲線で、その両側の点線間が１２０度とな
っている。通電電流は曲線２７ｂのように急速に降下し
て反トルクの発生が防止され、コンデンサ４７ａは高電
圧に充電して保持される。

【００１７】所定時間後に位置検知信号（曲線３８ａ）
が端子４２ｃに入力されることにより励磁コイル３２ｃ
が、トランジスタ２０ｅ，２０ｆの導通により通電され
る。このときにコンデンサ４７ａの充電電圧が印加され
るので、高電圧となり電流は急速に立上がる。コンデン
サ４７ａを除去して、コンデンサ４７ａを付設しても上
述した作用効果は同じである。かかる作用により、曲線
２７のように急速に立あがる。立上がりの通電曲線２７
は中途で図示の立上がりがおそくなる。これは磁気エネ
ルギが電機子コイル間を移動するときに、コイルの銅損
と磁心の鉄損により熱エネルギに転化して消滅するから
である。かかる不都合を除去する手段については後述す
る。以上の説明のように、減トルクと反トルクの発生が
除去され、又矩形波に近い通電となるので、出力トルク
が増大する。

【００１８】電機子コイル３２ｃの通電が停止されると
、その蓄積磁気エネルギは、ダイオード２１ｅ，２１ｆ
を介して、コンデンサ４７ｃに流入充電して高電圧に保
持する。コンデンサ４７ｃの充電された静電エネルギは
、端子４２ｂに位置検知信号（曲線５７ａ）が入力され
て、トランジスタ２０ｃ，２０ｄが導通して電機子コイ
ル３２ｂの通電が開始されたときに、同時に電機子コイ
ル３２ｂに流入して電流の立上がりを急速とする。この
区間では逆流防止用のダイオード４９ｂにより、上述し
た静電エネルギは電源側に還流することが防止され、コ
ンデンサ４７ｃの電圧が端子２ａ，２ｂに等しくなって
始めて電源より電力が供電されて電機子コイルの通電が
開始される。電機子コイル３２ｂの通電が断たれると、
ダイオード２１ｃ，２１ｄを介してコンデンサ４７ｂが
高電圧に充電されて保持され、電流の降下が急速となる
。次に電機子コイル３２ａの通電が開始されたときに、
コンデンサ４７ｂの充電された高電圧により電流の立上
がりを急速とする。コンデンサ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ
を除去してコンデンサ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを付設し
ても上述した作用効果は同様である。以上の説明より理
解されるように、各電機子コイルの通電の立上がりと降
下は急速となり本発明の目的が達成される。コンデンサ
４７ａ，４７ｂ，４７ｃは小容量とし、回路素子の耐電
圧特性を考えて最も小さい容量とすることにより、より
高速で高トルクの３相片波通電の電動機を得ることがで
きる。正転中に電磁制動をかける場合には、端子４２ａ
，４２ｂ，…の位置検知信号の入力を交換して逆転トル
クを発生せしめればよい。又オペアンプ４０ｂの出力に
より、それぞれ３個のトランジスタを導通し、このトラ
ンジスタを介して端子３９ａ，３９ｂ，３９ｃの出力を
電源側に還流することにより目的が達成できる。

【００１９】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル３２ａの電機子電流が増大して、その検出の為
の抵抗２２ａの電圧降下が増大し、基準電圧端子４０の
電圧（オペアンプ４０ｂの＋端子の入力電圧）を越える
と、アンド回路４１ａの下側の入力がローレベルとなる
ので、トランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通に転化し、
励磁電流が減少する。オペアンプ４０ｂのヒステリシス
特性により、所定値の減少により、オペアンプ４０ｂの
出力はハイレベルに復帰して、トランジスタ２０ａ，２
０ｂを導通して励磁電流が増大する。かかるサイクルを
繰返して、励磁電流は設定値に保持される。図７の曲線
２７ａで示す区間がチョッパ制御の行なわれている区間
である。曲線２７ａの高さは基準電圧端子４０の電圧に
より規制される。図９の電機子コイル３２ｂは、端子４
２ｂより入力される位置検知信号曲線３７ａ，３７ｂ，
…により、その巾だけトランジスタ２０ｃ，２０ｄの導
通により通電され、オペアンプ４０ｂ，抵抗２２ａ，ア
ンド回路４１ｂによりチョッパ制御が行なわれる。電機
子コイル３２ｃについても上述した事情は全く同様で、
端子４２ｃに図１２の位置検知信号曲線３８ａ，３８ｂ
，…が入力されて電機子コイル３２ｃの通電制御が行な
われる。

【００２０】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点より３０度前後の区間のいずれの点でもよい。 回転速度，効率，出力トルクを考慮して調整し、位置検
知素子となるコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの固定電機
子側に固定する位置を変更する。以上の説明より理解さ
れるように３相片波通電の電動機として効率良く、大き
い出力と高速回転を行なうことができるので本発明の目
的が達成される。３相全波通電の場合には、片波づつを
上述した手段により構成すれば同じ目的が達成できるが
その詳細は後述する。図８のタイムチャートの１段目の
曲線３６ａ，３７ａ，…は位置検知信号で、曲線３１ａ
，３１ｂ，…は、対応する電機子コイルの通電曲線であ
る。図７の１段目の曲線２６ａ，２６ｂ，２６ｃは電機
子コイルの通電曲線を示し、点線２６−１と２６−２の
間隔は位置検知信号の１２０度の巾で、点線２６−１と
２６−３の間隔は１８０度で出力トルクのある区間であ
る。曲線９ａ，９ｂ，９ｃは出力トルク曲線で、点線２
６−１の点で通電が開始され、同時に突極が磁極に侵入
し始める。曲線９ａは電機子コイルの電流が小さいとき
で、トルクは平坦であるが、電流の増大とともにトルク
ピーク値は、曲線９ｂ，９ｃに示すように左方に移動し
、ピーク値の巾もせまくなる。通電の開始される点は、
上述したトルク特性と通電電流値を考慮して突極が磁極
に侵入する点より３０度おくれた区間の中間の点となる
ように位置検知コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの固定位
置を調整することがよい。

【００２１】次に３相全波通電のリラクタンス型電動機
に本発明を適用した実施例につき説明する。この場合の
電動機の構成の１つの実施例が図２に示されている。図
４はその展開図である。図２，図４において、回転軸５
に固定した磁性体回転子１には、１８０度の巾で等しい
離間角の突極１ａ，１ｂ，…１０個が設けられる。固定
電気子１６には、電機子コイルの捲着部の巾が１２０度
の磁極１６ａ，１６ｂ，…１２個が等しいピッチで配設
される。電機子１６は外筺９の内側に固定され、外筺９
の両側の側板に設けた軸受により、回転軸５は回動自在
に支持されている。磁極１６ａ，１６ｂ，…には、それ
ぞれ電機子コイル１７ａ，１７ｂ，…が装着されている
。位置検知用のコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、１２
０度離間して図示の位置で電機子１６の側に固定され、
突極１ａ，１ｂ，…の側面に対向している。コイル１０
ａ，１０ｂ，１０ｃより位置検知信号を得る電気回路は
、前述した図６の電気回路で、図１２のタイムチヤート
の各曲線で示す位置検知信号が得られる。

【００２２】各磁極は、電機子コイルにより図示したよ
うにＮ，Ｓ磁極に電機子される。電機子コイル１７ａ，
１７ｇの直列若しくは並列に接続したものを電機子コイ
ル３２ａと呼称する。他の電機子コイル１７ｂ，１７ｈ
，電機子コイル１７ｃ，１７ｉ，電機子コイル１７ｄ，
１７ｊ，電機子コイル１７ｅ，１７ｋ，電機子コイル１
７ｆ，１７ｌの同様に接続されたものをそれぞれ電機子
コイル３２ｄ，３２ｂ，３２ｅ，３２ｃ，３２ｆと呼称
する。図１２の位置検知信号曲線３６ａ，３６ｂ，…，
３７ａ，３７ｂ，…，３８ａ，３８ｂ，…により、その
巾だけ、電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通電し
、位置検知信号４３ａ，４３ｂ，…，４４ａ，４４ｂ，
…，４５ａ，４５ｂ，…により、その巾だけ電機子コイ
ル３２ｄ，３２ｅ，３２ｆをそれぞれ通電すると、３相
全波通電の電動機として、回転子１は矢印Ａ方向に回転
する。上述した通電のモードは次のように表現すること
もできる。電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃをそれ
ぞれ第１，第２，第３の電機子コイルと呼称し、電機子
コイル３２ｄ，３２ｅ，３２ｆをそれぞれ第１，第２，
第３の電機子コイルと呼称する。両者それぞれ片波の通
電となっている。

【００２３】１相の電機子コイルは第１，第１の電機子
コイルで構成され、２，３相の電機子コイルは、それぞ
れ第２，第２の電機子コイル第３，第３の電機子コイル
により構成される。位置検知信号曲線３６ａ，３６ｂ，
…，３７ａ，３７ｂ，…，３８ａ，３８ｂ，…をそれぞ
れ第１，第２，第３の相の位置検知信号と呼称し、位置
検知信号曲線４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ
，…，曲線４５ａ，４５ｂ…をそれぞれ第１，第２，第
３の相の位置検知信号と呼称する。電機子コイルの通電
巾は、１２０度の巾となる。電機子コイルの通電手段を
図９につき説明する。図９において、電機子コイル３２
ａ，３２ｂ，３２ｃの通電制御手段は、前述した３相片
波通電の場合と全く同様なので説明を省略する。位置検
知信号３６ａ，３７ａ，…による電機子コイル３２ａ，
３２ｂ，３２ｃの通電電流曲線２８ａ，２８ｂ，…が図
８のタイムチャートの２段目に示されている。図９のブ
ロック回路Ｎは、電機子コイル３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ
の通電制御回路で、左側の電機子コイル３２ａ，３２ｂ
，３２ｃと全く同じ構成のものである。

【００２４】端子４２ｄ，４２ｅ，４２ｆより、位置信
号曲線４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，
曲線４５ａ，４５ｂ，…がそれぞれ入力されて電機子コ
イル３２ｄ，３２ｅ，３２ｆの１２０度の通電が行なわ
れ、逆流防止用のダイオードと小容量のコンデンサによ
り、通電の立上がりと降下が急速となっている。位置検
知信号曲線４３ａ，４４ａ，４５ａ，…による通電曲線
が図８において曲線２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，…として
示されている。各電機子コイルの通電によるトルクを合
成したものが出力トルクとなる。曲線２８ａ，２８ｂ，
…，曲線２９ａ，２９ｂ，…の点線部は、前述したチョ
ッパ回路により規制された電流値となっている。電源電
圧が低く、例えばバッテリ電源の場合には、点線部は、
電源電圧と逆起電力の差に比例したほぼ平坦な電流値と
することができる。

【００２５】上述した３相片波若しくは全波のいづれの
場合においても電機子コイル間をコンデンサを介して磁
気エネルギの移動するときに、銅損と鉄損の為にエネル
ギが減少し電機子コイルの立上がりの特性が劣化し、図
７の１段目の曲線２７に示すようになる。立上がりの特
性を曲線２７ｃに示すように良好とする手段を次に説明
する。図１２において、曲線３６ａ，３６ｂ，…と曲線
４４ａ，４４ｂ，…を２つの入力とするアンド回路の出
力により曲線５８ａ，５８ｂ，…の６０度の巾の電気信
号が得られる。同様な手段により、曲線５９ａ，５９ｂ
，…，曲線６０ａ，６０ｂ，…曲線６１ａ，６１ｂ，…
，曲線６２ａ，６２ｂ，…，曲線６３ａ，６３ｂ，…で
示す６０度の巾で３６０度の位相差のある電気信号が得
られる。図１０の端子４２ｇには、曲線５８ａ，５８ｂ
，…，曲線５９ａ，５９ｂ，…，曲線６０ａ，６０ｂ，
…の電気信号が入力され、トランジスタ２０ｍ，２０ｎ
が導通してインダクタンスコイル２４ａが通電される。 インダクタンスコイル２４ａは、閉じた磁心に捲着され
たコイルで、そのインダクタンスは電機子コイル３２ａ
，３２ｂ，…のそれとほぼ等しいものが使用される。通
電電流が増大すると、抵抗２２ｆの電圧降下が増大して
、オペアンプ４０ｆの＋端子の入力即ち基準電圧端子４
０の電圧を越えると、オペアンプ４０ｆの出力はローレ
ベルに反転するので、アンド回路４１ｇの出力もローレ
ベルとなり、トランジスタ２０ｍは不導通に転化する。 インダクタンスコイル２４ａに蓄積された磁気エネルギ
による通電はトランジスタ２０ｎ，抵抗２２ｆ，ダイオ
ード２１ｍを介して行なわれて電導が減少する。 所定値まで減少すると、オペアンプ４０ｆのヒステリシ
ス特性により出力がハイレベルとなりトランジスタ２０
ｍが導通して、インダクタンスコイル２４ａの電流が増
大する。かかる通電が繰返されて通電電流が、基準電圧
端子４０の電圧に規制されるチョッパ回路を構成してい
る。位置検知信号曲線５８ａ，５９ａ，６０ａの末端に
おいて、端子４２ｇの入力が消滅するので、トランジス
タ２０ｍ，２０ｎは不導通に転化し、インダクタンスコ
イル２４ａの蓄積磁気エネルギは、ダイオードとトラン
ジスタ４ａを介して端子４−１より出力される。

【００２６】端子４−２には、位置検知信号曲線３６ａ
，３６ｂ，…が入力されているので、入力がある区間だ
けトランジスタ４ａ，４ｂが導通する。従って上述した
インダクタンスコイル２４ａの通電が停止されたときは
、曲線３６ａ，３６ｂ，…の中央部なので、トランジス
タ４ａを介して端子４−１より出力が得られ、この出力
は図９の端子３９ａに入力されるので、コンデンサ４７
ａを充電し、この静電エネルギは、電機子コイル間を磁
気エネルギが移動するときの前述した熱損失を補充する
。従って、図７の曲線２７の立上がりを曲線２７ｃのよ
うに急速とする作用効果がある。図１０のブロック回路
Ｂ，Ｃはトランジスタ４ａ，４ｂの回路と同じ構成のも
ので、端子４−３，４−５には、位置検知信号曲線３７
ａ，３７ｂ，…と曲線３８ａ，３８ｂ，…がそれぞれ入
力され、端子４−４，４−６の出力はそれぞれ図９の端
子３９ｂ，３９ｃに入力されている。端子４−３，４−
５は端子４−２に対応し、端子４−４，４−６は端子４
−１に対応するものである。従って電機子コイル３２ｂ
，３２ｃの通電の停止時に同じ作用効果があり、電流の
立上がりを急速とする。上述した説明は、３相片波通電
の場合である。

【００２７】３相全波通電の場合には、インダクタンス
コイル２４ｂを含む回路が付加される。端子４２ｈには
、図１２の曲線６１ａ，６１ｂ，…，曲線６２ａ，６２
ｂ，…，曲線６３ａ，６３ｂ，…が入力され、端子４−
１２，４−７，４−９にはそれぞれ曲線４３ａ，４３ｂ
，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ，
…の電気信号が入力される。オペアンプ４０ｇ，アンド
回路４１ｈ，トランジスタ２０ｐ，２０ｑ，抵抗２２ｇ
はチョッパ回路となり、基準電圧端子４０に規制された
通電制御が行なわれることは、インダクタンスコイル２
４ａと同様である。ブロック回路Ｄ，Ｅは、トランジス
タ４ｃ，４ｄの回路と同じ構成のもので、端子４−８，
４−１０は端子４−１１に対応し、端子４−７，４−９
は端子４−１２に対応している。端子４−１２，４−７
，４−９にはそれぞれ図１２の曲線４３ａ，４３ｂ，…
，曲線４４ａ，４４ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ，…の
電気信号が入力され、端子４−１１，４−８，４−１０
の出力により、図９の電機子コイル３２ｄ，３２ｅ，３
２ｆのそれぞれの磁気エネルギを充電して保持する３個
のコンデンサを充電している。従って、電機子コイル間
を磁気エネルギが移動するときの熱損失を補充すること
ができる。以上の説明より理解されるように、３相全波
通電の場合にも本発明の目的が達成される。前実施例で
は、図７の曲線２７のように中途で、立上がりがおくれ
るが、本実施例では点線２７ｃで示すように急速に立上
がり、その後はチョッパ作用により平坦な通電となる。 従ってほぼ矩形波に近い形状の通電が行なわれるので出
力トルクを増大し、又リプルトルクを減少する作用効果
がある。

【００２８】次に、マグネット回転子を有する３相直流
電動機に本発明を適用した実施例につき説明する。図５
は、マグネット回転子１と固定電機子１６の展開図であ
る。記号１−１，１−３，…はＳ極に、記号１−２，１
−４，…はＮ極に磁化され、各Ｎ，Ｓ磁極は軟鋼円筒に
より磁路が閉じられ、磁路開放端は界磁となる磁極１６
ａ，１６ｂ，…に対向している。磁極１６ａ，１６ｂ，
…には、電機子コイル１７ａ，１７ｂ，…が捲着されて
いる。上述した構成は、３相全波通電の周知の直流電動
機の構成となっている。ホール素子７ａ，７ｂ，７ｃは
１２０度離間してＮ，Ｓ磁極１−１，１−２，…に対向
しいる。ホール出力は周知の回路により論理処理が行な
われて、図１２に示す各位置検知信号が得られる。電機
子コイル１７ａ，１７ｄの直列若しくは並列接続体を電
機子コイルＫと呼称する。電機子コイル１７ｂ，１７ｅ
及び電機子コイル１７ｃ，１７ｆの同様な接続体をそれ
ぞれ電機子コイルＬ，Ｍと呼称する。

【００２９】電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍに図１２の位置検
知信号曲線３６ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，３７ｂ，
…，曲線３８ａ，３８ｂ，…の巾だけそれぞれ正方向に
通電し、電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍに図１２の位置検知信
号曲線４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，
曲線４５ａ，４５ｂ，…の巾だけそれぞれ逆方向に通電
すると、マグネット回転子１は矢印Ａ方向に回転する３
相直流電動機となる。次に図１１により、各電機子コイ
ルの通電制御回路を説明する。トランジスタ２０ａ，２
０ｂが導通すると電機子コイルＫは右方（正方向）に通
電され、トランジスタ２０ｃ，２０ｄが導通すると、左
方（逆方向）に通電される。電機子コイルＬ，Ｍについ
ても上述した事情は全く同様で、対角線の位置にあるト
ランジスタ２個づつを導通することにより電機子コイル
Ｌ，Ｍはそれぞれ正逆方向に通電される。端子４２ａ，
４２ｂ，４２ｃよりそれぞれ図１２の位置検知信号曲線
３６ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，３７ｂ，…，曲線３
８ａ，３８ｂ，…が入力され、端子４２ｄ，４２ｅ，４
２ｆよりそれぞれ図１２の位置検知信号曲線４３ａ，４
３ｂ，…及びその下段の曲線の２段に示される電気信号
が入力される。端子２０−２，２０−４はそれぞれ端子
４２ｂ，４２ｃに接続されている。端子４２ａ，４２ｂ
，４２ｃの入力により、対応するトランジスタが導通す
るので、電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍは正方向に通電される
。

【００３０】従って３相片波で、通電角が１２０度の直
流電動機として駆動される。電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍは
正方向の通電のモードとなり、このときの電機子コイル
Ｋ，Ｌ，Ｍをそれぞれ第１の相の電機子コイル、第２の
相の電機子コイル、第３の相の電機子コイルと呼称する
。端子２０−１，２０−３はそれぞれ端子４２ｅ，４２
ｆに接続される。端子４２ｄ，４２ｅ，４２ｆの入力に
より、対応するトランジスタが導通して、電機子コイル
Ｋ，Ｌ，Ｍは逆方向に通電される。従って３相片波で、
通電角が１２０度の直流電動機として駆動される。 このときの電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍをそれぞれ第１の相
の電機子コイル、第２の相の電機子コイル、第３の相の
電機子コイルと呼称する。第１，第１の電機子コイルは
電機子コイルＫの正逆方向の通電モードを示し、第２，
第２及び第３，第３の相の電機子コイルはそれぞれ電機
子コイルＬ，Ｍの正逆方向の通電モードを示している。 電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍがバイフアラ巻きの場合には、
それぞれ２個１組の電機子コイルとなるので、上述した
第１，第１の電機子コイルはバイフアラ巻きされた２個
１組の電機子コイルＫを示し、他の電機子コイルも同様
に考えることができる。

【００３１】以上の説明より判るように、第１，第２，
第３の相の電機子コイルは、図９の励磁コイル３２ａ，
３２ｂ，３２ｃにそれぞれ対応するものとなる。励磁コ
イル３２ａの通電制御の為の部材は、アンド回路４１ａ
，トランジスタ２０ａ，２０ｂ，ダイオード２１ａ，２
１ｂ，ダオード４９ａ，コンデンサ４７ａであるが、同
一記号の図１１の部材と対比して考えると、第１の相の
電機子コイル即ち電機子コイルＫの正方向の通電につい
て全く同じ作用効果がある。即ち端子４２ａの入力信号
の巾だけ通電され、電流の降下は急速となる。図９の励
磁コイル３２ｂ，３２ｃの通電を制御する部材とその回
路は、図１０の第２，第３の相の電機子コイル即ち電機
子コイルＬ，Ｍの正方向の通電回路は全く同様な作用効
果がある。図１１の第１，第２，第３の相の電機子コイ
ル即ち電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍの逆方向の通電の場合の
通電制御の為の部材（ダイオード４９ａ，４９ｂ，４９
ｃ，コンデンサ４７ａ−１，４７ｂ−１，４７ｃ−１，
トランジスタ２０ｃ，２０ｄ，…，ダイオード２１ｄ，
２１ｆ，…等）も同じ作用効果がある。オペアンプ４０
ｂ，抵抗２２ａによるチョッパ回路及びオペアンプ４０
ｃ，抵抗２２ｂによるチョッパ回路も図９と同じ作用効
果がある。従って、３相全波の直流電動機として駆動さ
れ、必要あればチョッパ回路により基準電圧端子４０の
電圧に規制された電流制御を行なうことができる。 電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍの正逆方向の通電の立上がりと
降下が急速となるので反トルクと減んトルクの発生が防
止され高速で効率の良い電動機が得られて本発明の目的
が達成される。コンデンサ４７ａ，４７ａ−１，４７ｂ
，４７ｂ−１，…を除去して、コンデンサ４７ａ，４７
ａ−１，４７ｂ，４７ｂ−１…を付設しても作用効果は
同様である。

【００３２】

【発明の効果】第１の効果　　振動が少なく、出力トル
クを増大することができる。３相全波通電の電動機とす
ることによりリプルトルクを減少できる。第２の効果　
　マグネット回転子を有するブラシレス３相直流電動機
の場合に高速電動機が得られ、磁極数を増加しても低速
とならないので、高トルクの電動機が得られる。又効率
良く高速度の電動機が得られる。第３の効果　　高速回
転（毎分１０万回転位まで）の電動機を得ることができ
る。高速回転時においても減トルク，反トルクの発生が
ないので有効な技術が得られる。第４の効果　　１つの
電機子コイルの通電が停止されたときに、その蓄積磁気
エネルギをコンデンサの静電気エネルギとして転化し、
それを次に通電すべき電機子コイルの磁気エネルギに転
化している。従って、該コンデンサの容量を変更するこ
とにより、通電電流の立上がりと降下を必要な速さで制
御できるので、高速回転で効率の良い電動機を得ること
ができる。第５の効果　　インダクタンスコイルに蓄積
された磁気エネルギにより、電機子コイル間を磁気エネ
ルギが移動するときの電機子コイルの銅損と磁心の鉄損
を補充している。従って、電機子コイルの通電電流の立
上がりと降下を著しく急速とすることができるので、高
速で出力トルクの大きい電動機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による３相片波リラクタンス型電動機の
平面図

【図２】本発明による３相全波リラクタンス型電動機の
平面図

【図３】図１の電動機の電機子と回転子の展開図

【図４
】図２の電動機の電機子と回転子の展開図

【図５】マグ
ネット回転子を有する直流電動機の固定電機子とマグネ
ット回転子の展開図

【図６】３相の位置検知装置の電気回路図

【図７】電機
子コイルの通電電流、出力トルクのタイムチャート

【図８】位置検知信号と励磁電流のタイムチャート

【図
９】３相全波通電の電機子コイルの通電制御回路図

【図
１０】図９の回路にインダクタンスコイルを付加した電
気回路図

【図１１】マグネット回転子を有する直流電動機の電機
子コイルの通電制御回路図

【図１２】位置検知信号のタイムチャート

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，…　　回転子と突極 ５　　回転軸 １６，１６ａ，１６ｂ，…　　電機子と磁極１７ａ，１
７ｂ，…　　電機子コイル ９　　外筺 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ　　位置検知コイル１８，１４
ａ，１４ｂ　　位置検知信号を得るブロック回路 ７ａ，７ｂ，７ｃ　　ホール素子 １　　１−１，１−２，…，　　マグネット回転子とＮ
，Ｓ磁極 Ｎ　　電機子コイル通電制御のブロック回路２ａ，２ｂ
　　直流電源正負極 ２４ａ，２４ｂ　　インダクタンスコイルＫ，Ｌ，Ｍ，
３２ａ，３２ｂ，…　　電機子コイルＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ　
　トランジスタ４ａ，４ｂと同じ作用を行なうブロック
回路 ３３ａ，３３ｂ，…、３４ａ，３４ｂ，…、３５ａ，３
５ｂ…、３６ａ，３６ｂ，…、３７ａ，３７ｂ，…、３
８ａ，３８ｂ，…、４３ａ，４３ｂ，…、４４ａ，４４
ｂ，…、４５ａ，４５ｂ，…、５８ａ，５８ｂ，…、５
９ａ，５９ｂ，…、６０ａ，６０ｂ，…、６１ａ，６１
ｂ，…、６２ａ，６２ｂ，…、６３ａ，６３ｂ，…　　
位置検知信号曲線 ９ａ，９ｂ，９ｃ…　　トルク曲線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固定電機子と磁性体回転子を備えた３
   相片波通電のリラクタンス型電動機において、磁性体回
   転子の外周面に等しい巾と等しい離間角で配設された複
   数個の突極と、固定電機子の内周面より突出され、軸対
   称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を
   介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
   機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
   １２０度若しくは１８０度の巾の６ｎ個（ｎは正整数）
   の磁極と、該磁極に装着された第１，第２，第３の相の
   電機子コイルと、突極の回転位置を検知して、電気角で
   １２０度の巾で３６０度の位相差のある矩形波の第１の
   相の位置検知信号ならびに第１の相の位置検知信号と同
   じ波形と位相差を有し、第１の相の位置検知信号よりそ
   れぞれ位相が順次に電気角で１２０度おくれた第２，第
   ３の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検知素子
   を含む位置検知装置と、各電機子コイルの両端に接続さ
   れたスイッチング素子と、スイッチング素子と対応する
   電機子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に
   逆接続されたダイオードならびに電機子コイルの負電圧
   側に１端が逆接続されたダイオードと、直流電源に順方
   向に接続した逆流防止用の第１，第２，第３のダイオー
   ドを介して、それぞれ第１，第２，第３の相の電機子コ
   イルに対して、両端に接続したスイッチング素子が第１
   ，第２，第３の相の位置検知信号によりそれぞれ導通せ
   しめられるることにより供電する第１，第２，第３の通
   電制御回路と、第１，第２，第３の通電制御回路に含ま
   れる前記した負電圧側に１端が逆接続されたダイオード
   を介して、第１，第２，第３の相の電子機コイルの通電
   が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそれぞれ
   流入充電して保持する小容量の第１，第２，第３のコン
   デンサと、第３の相の電子機コイルの通電の開始と同時
   に第１のコンデンサに充電された静電エネルギを該電機
   子コイルに流入放電し、第２の相の電子機コイルと第１
   の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第３のコンデ
   ンサと第２のコンデンサに充電された静電エネルギをそ
   れぞれ第２の相の電機子コイルと第１の相の電機子コイ
   ルに流入放電せしめる電気回路と、突極が磁極に侵入し
   始める点より電気角で３０度前後の区間内において、設
   定された角度を経過した点で該磁極に捲着された電機子
   コイルの通電が開始されるように、前記した位置検知素
   子を固定電機子側に固定する手段とより構成されたこと
   を特徴とする高速電動機。
2. 【請求項２】　　請求項１の特許請求の範囲において、
   第１，第２，第３の相の位置検知信号の巾の前半部の巾
   だけ通電されるインダクタンスコイルと、該インダクタ
   ンスコイルの通電が断たれたときに、その蓄積磁気エネ
   ルギをそれぞれ第１，第２，第３のコンデンサに流入充
   電する電気回路とより構成されたことを特徴とする高速
   電動機。
3. 【請求項３】　　固定電機子と磁性体回転子を備えた３
   相全波通電のリラクタンス型電動機において、磁性体回
   転子の外周面に等しい巾と等しい離間角で配設された複
   数個の突極と、固定電機子の内周面より突出され、軸対
   称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を
   介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
   機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
   １２０度若しくは１８０度の巾の１２ｎ個（ｎは正整数
   ）の磁極と、該磁極に装着された電機子コイルと、突極
   の回転位置を検知して、電気角で１２０度の巾で３６０
   度の位相差のある矩形波の第１の相の位置検知信号及び
   第１の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
   １の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で１
   ２０度おくれた第２，第３の相の位置検知信号ならびに
   第１の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
   １の相の位置検知信号より位相が電気角で１８０度おく
   れた第１の相の位置検知信号及び第１の相の位置検知信
   号と同じ波形と位相差を有し、第１の相の位置検知信号
   よりそれぞれ位相が順次に電気角で１２０度おくれた第
   ２，第３の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検
   知素子を含む位置検知装置と、第１の相の片波通電の電
   機子コイルの１組を第１，第１の電機子コイルと呼称し
   、第２，第３の相のそれぞれの片波通電の電機子コイル
   の各１組をそれぞれ第２，第２の電機子コイル及び第３
   ，第３の電機子コイルと呼称したときに、各電機子コイ
   ルの両端に接続されたスイッチング素子と対応する電機
   子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接
   続されたダイオードならびに電子コイルの負電圧側に１
   端が逆接続されたダイオードと、固定電機子の磁極に装
   着された第１，第２，第３の電機子コイルの両端に接続
   されたスイッチング素子を、それぞれ第１，第２，第３
   の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、他の磁極に装
   着された第１，第２，第３の励磁コイルの両端に接続さ
   れたスイツチング素子を、それぞれ第１，第２，第３の
   相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と、直
   流電源に順方向に接続された逆流防止用の第１，第２，
   ………，第６のダイオードを介して第１，第２，第３の
   電機子コイルと第１，第２，第３の電機子コイルに対し
   て、両端に接続したスイッチング素子の導通により、そ
   れぞれ通電する第１，第２の通電制御回路と、第１，第
   ２の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に１端が
   逆接続されたダイオードを介して第１，第２，第３の相
   の電機子コイルと第１，第２，第３の相の電機子コイル
   の通電が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそ
   れぞれ流入充電して保持する小容量の第１，第２，第３
   のコンデンサと第１，第２，第３のコンデンサと、第３
   ，第３の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第１，
   第１のコンデンサに充電された静電エネルギを第３，第
   ３の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第２，第
   ２の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第３，第３
   のコンデンサに充電された静電エネルギを第２，第２の
   相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第１，第１の
   相の電機子コイルの通電の開始と同時に第２，第２のコ
   ンデンサに充電された静電エネルギを第１，第１の相の
   電機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、
   突極が磁極に侵入し始める点より電気角で３０度前後の
   区間内において、設定された角度を経過した点で該磁極
   に捲着された電機子コイルの通電が開始されるように、
   前記した位置検知素子を固定電機子側に固定する手段と
   より構成されたことを特徴とする高速電動機。
4. 【請求項４】　　請求項３の特許請求の範囲において、
   第１，第２，第３の相の位置検知信号の巾の前半の巾だ
   け通電される第１のインダクタンスコイルと、第１，第
   ２，第３の位置検知信号の巾の前半の巾だけ通電される
   第２のインダクタンスコイルと、第１のインダクタンス
   コイルの通電が断たれたときに、その蓄積磁気エネルギ
   をそれぞれ第１，第２，第３のコンデンサに流入充電し
   、第２のインダクタンスコイルの通電が断たれたときに
   、その蓄積磁気エネルギをそれぞれ第１，第２，第３の
   コンデンサに流入充電する電気回路とより構成されたこ
   とを特徴とする高速電動機。
5. 【請求項５】　　固定電気子とマグネット回転子を備え
   た３相全波通電の直流電動機において、電機子の磁極に
   装着された第１，第２，第３の相の電機子コイルと、第
   １の相の正方向の通電モードのときに第１の相の電機子
   コイルと呼称し、逆方向の通電モードのときに第１の相
   の電機子コイルと呼称し、第２，第３の正向の通電モー
   ドのときにそれぞれ第２，第３の相の電機子コイル、又
   逆方向の通電モードのときにそれぞれ第２，第３の相の
   電機子コイルと呼称したときに、マグネット回転子のＮ
   ，Ｓ磁極の位置を検知して、電気角で１２０度の巾で３
   ６０度位相差のある矩形波の第１の相の位置検知信号と
   これよりそれぞれ位相が順次に電気角で１２０度おくれ
   た第２，第３の位置検知信号ならびに第１の相の位置検
   知信号と同じ巾と位相差を有し、第１の相の位置検知信
   号より位相が電気角で１８０度おくれた第１の相の位置
   検知信号及び第１の相の位置検知信号よりそれぞれ位相
   が順次に電気角で１２０度おくれた第２，第３の相の位
   置検知信号が得られる複数個の位置検知素子を位置検知
   装置と、各電機子コイルの両端に接続されたスイッチン
   グ素子と、スイッチング素子と対応する電機子コイルの
   直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接続されたダ
   イオードならびに電機子コイルの負電圧側に１端が逆接
   続されたダイオードと、第１，第２，第３の電機子コイ
   ルの両端に接続されたスイッチング素子をそれぞれ第１
   ，第２，第３の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、
   第１，第２，第３の電機子コイルの両端に接続されたス
   イッチング素子を、それぞれ第１，第２，第３の相の位
   置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と、直流電源
   に順方向に接続された逆流防止用の第１，第２，…，第
   ６のダイオードを介して第１，第２，第３の電機子コイ
   ルと第１，第２，第３の電機子コイルに対して、両端に
   接続したスイッチング素子の導通により、それぞれ通電
   する第１，第２の通電制御回路と、第１，第２の通電制
   御回路に含まれる前記した負電圧側に１端が逆接続され
   たダイオードを介して、第１，第２，第３の相の電機子
   コイルと第１，第２，第３の相の電機子コイルの通電が
   断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそれぞれ流
   入充電して保持する小容量の第１，第２，第３のコンデ
   ンサと第１，第２，第３のコンデンサと、第３，第３の
   相の電機子コイルの通電の開始と同時に第１，第１のコ
   ンデンサに充電された静電エネルギを第３，第３の電機
   子コイルにそれぞれ流入放電し、第２，第２の相の電機
   子コイルの通電の開始と同時に第３，第３のコンデンサ
   に充電された静電エネルギを第２，第２の相の電機子コ
   イルにそれぞれ流入放電し、第１，第１の相の電機子コ
   イルの通電の開始と同時に第２，第２のコンデンサに充
   電された静電エネルギを第１，第１の相の電機子コイル
   にそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、各電機子コイ
   ルの通電により発生する出力トルクが最大値となるよう
   に前記した位置検知素子を固定電機子側に固定する手段
   とより構成されたことを特徴とする高速電動機。