JPS60210151A - 磁石回転型電動機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は整流子をなくシ、ブラシ交換を不要として長寿
命化を計った磁石回転型電動機に係るものである。

従来例の構成とその問題点 まずこの種の電動機の構成を第１図に基づいて説明する
。図において１は回転軸で、この回転軸１にヨーク２を
介し磁石３を固着してあり、これらによりロータを構成
している。そしてこのロータの外周に空隙を介してコイ
ル４を巻回したステータ５を配設している。６は磁極検
出センサーで、このセンサー６の信号に対応してステー
タ５に回転磁界を生じさせる制御回路７を有している。

８゜９は上記回転軸１を受けている軸受である。

次に上記構成の磁石回転型電動機の問題点であるが、第
１図に示すように磁極検出センサー６は磁石３の洩れ磁
束を検出するため磁石３近傍に配置されている。しかし
磁石８の長さは一般にステータ５の長でとほぼ同じ長さ
にされているため、どうしてもコイル４の近傍に磁極検
出センサー６が位置することになる。このため、少なか
らずコイル４より発生す、る磁界又はステータ５よシの
磁束の影響を受けることになるが、コイル４に流れる電
流が大きくなると、即ち容量の大きい電動機となれば、
このコイル４又はステータ５が発生する磁界の影響によ
りセンサー６が誤動作するまでになり、正常な特性が得
られなくなるばかりか、制御回路７の破損にも及ぶもの
である。

発明の目的 本発明は上述のような従来の問題点を解消し、より信頼
性の高い磁極検出を可能とした磁石回転型電動機を提供
するものである。

発明の構成 本発明の磁石回転型電動機は、回転軸にヨークを介し半
径方向に２極の磁極を有する磁石を固着したロータと、
このロータの外周に空隙を介して配設されたコイルを巻
回したステータと、ロータの磁極位置を検出する磁極位
置検出センサーと、このセンサーの信号に対応してステ
ータに回転磁界を生じ坏せる制御回路とを有し、上記磁
石はステータと対向する２個の磁気異方性フェライト磁
石からなる第１の磁石と、ステータと対向しない１個の
フルリング状等方性フェライト磁石からなる第２の磁石
よりなり、この第２の磁石も２極の磁極を有し、その１
極の着磁角は１８ｏ０とし、この第２の磁石の磁極を検
出する位置に上記磁極位置検出センサーを配設したもの
で、ロータの磁極位置検出が正確に行なえるようにした
ものである。

実施例の説明 以下添付図面に基づいて本発明の一実施例を示す。第１
図と同一部分は同一符号を付して説明を省略し、相違す
る点についてのみ詳細に説明する。

第２図、第３図、第４図において、１０はステータ５よ
りも軸方向に長いヨーク、１１はこのヨーク１０を介し
て回転軸１に固着した２個の磁気異方性フェライト磁石
からなる第１の磁石で、ステータ５と対向しており、半
径方向に各々Ｎ、Ｓ２極の磁極を有している。１２はス
テータ５と対向することなく回転軸１に上記ヨーク１ｏ
を介して固着した１個のフルリング状等方性フェライト
磁石からなる第２の磁石で、磁極数は第１の磁石１１と
同じく２極の磁極数であり、その１極の着磁角は１８０
０としている。この第２の磁石１２の磁極を検出する位
置には磁極位置検出センサー６が配設きれている。

上記構成とすることにより、即ち第２の磁石１２を設け
ることにより、磁極位置検出センサー６はコイル４及び
ステータ６より遠ざかることになる。そのため従来のよ
うなコイル４或はステータ５よりの磁界による誤動作の
恐れはなくなるものである。なお、コイル４への入力電
流（磁界はコイルの巻数と入力電流の積に比例する）の
大小に応じ適宜コイル４と磁極位置検出センサー６の距
離を保つように第２の磁石１２を位置されることは本発
明の範囲内において設計的に実施し得ることはいうまで
もない。

さらに第２の磁石１２の１極の着磁角を１８００として
いることにより、上記センサー６の磁極位置検出がより
鋭く、その結果、高速回転でも精度良く位置検出を可能
ならしめるものである。

ここで第１の磁石１１を磁気異方性フェライト磁石とす
るのは、その磁気特性、即ちエネルギー積が高く、小形
、軽量な電動機が得られるからである。しかし、この磁
気異方性フェライト磁石は、１個でその中心角θを１３
００以上の大きさにしてこの磁石が持つ磁気性能を得る
ことは、即ち１個の磁石で着磁角を１３００以上にする
ことは非常に難しいとされている。ただ生産コストは高
くなるが、技術的には中心角θ（同時に１個の磁石での
着磁角をも意味する）が最大１６０°迄なら可能とされ
ている。しかしコスト高のためほとんど使用されてはい
ないのが実情で、また、中心角θが１８００のものは技
術的にも作ることは不可能とされている。したがって、
それ以上、即ち例えば第４図に示すフルリング等は作れ
ないものである。そのため磁気異方性フェライト磁石で
は１個の磁石の中心角θが一般に１２０〜１３ｏＯのも
のが多く使用されている。

又第２の磁石１２を等方性フェライト磁石とするのは、
その磁気特性は劣るが、上記磁気異方性フェライト磁石
とは違いその磁石の着磁角は何度でも可能であり、フル
リングのものも作製可能であるためである。即ち、本実
施例において、磁極位置検出用としては、前述センサー
６にＮ極、Ｓ極の信号を送るだけであるから、上記第１
の磁石１１に要求される高い磁気性能は不要であり、そ
の代り着磁角が１８ｏＯ得られれば良いわけである。そ
れ故、この等方性フェライト磁石の方が好ましいと言え
る。さらにコスト的にみて、この等方性フェライト磁石
の方が安価である。

そこで、例えば第５図に示すように、単に第１の磁石１
１を軸方向に長くして、ステータ５よシ長くすることも
考えられるが、この場合、第１の磁石１１の着磁角が上
述の通り一般に１２０〜１３ｏ０が採用され、磁石のな
い部分を有するため、磁極位置検出が不安定となること
は明白である。即ちＮ、Ｓ極の切り換えが鋭い方が、言
い換えれば、Ｎ、Ｓ極各々１８０°全域にわたって磁石
を有して磁束を発生し、Ｎ極より直ちにＳ極に切り換わ
る方が好ましいわけである。

又この例において、第１の磁石１１，１個の着磁角を９
００とし、即ち磁石の中心角θを９０゜として、４個使
用する方法がある。このようにすれば前述のような着磁
角が１２０〜１３０°といった問題はなく、１８０°ま
で着磁は可能である。

しかし磁石は４個必要となり現実的なものとはいえない
。

ここで、フェライト磁石のコストについて少しふれると
、フェライト磁石の場合、その材料費は安価であるが成
形加工費は高くつくものである。

したがって、磁石の個数が多くなればその磁石重量が同
じでもトータルコストは高くなるものである。

したがって上述のように磁石を４個を使えば、本発明の
実施例の場合の３個（第１の磁石を２個、第２の磁石を
１個）に比べ当然コスト高になるものである。

発明の効果 以上のように本発明の磁石回転型電動機は、ステータと
対向する２個の磁気異方性フェライト磁石からなる第１
の磁石と、対向しない１個のフルリング状等方性フェラ
イト磁石からなる第２の磁石とを設けるとともに、第２
の磁石の着磁角を１８０°としたことにより、安価にて
正確かつ信頼性の高いロータの磁極位置検出が可能とな
ったものである。これは大容量、高速回転により効果を
発揮するものであり、その有用性は高く、工業的価値の
犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す磁石回転型電動機の断面図、第２
図は本発明の一実施例を示す磁石回転型電動機の断面図
、第３図は同電動機のロータを示す斜視図、第４図は第
２の磁石を示す斜視図、第６図は説明用のロータを示す
斜視図である。 １・・・・・・回転軸、４・・・・・・コイル、６・・
・・・・ステータ、６・・・・・・磁極検出センサー、
７・・・・・・制御回路、１゜・・・・・・ヨーク、１
１・・・・・・第１の磁石、１２・・・・・・第２の磁
石。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ゞ　。・、　。 ？８間昭ＧＯ−２１０ｉ５１（４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸にヨークを介し半径方向に２極の磁極を有する磁
   石を固着したロータと、このロータの外周に空隙を介し
   て配設されたコイルを巻回したステータと、ロータの磁
   極位置を検出する磁極位置検出センサーと、このセンサ
   ーの信号に対応してステータに回転磁界を生じさせる制
   御回路とを有し、上記磁石はステータと対向する２個の
   磁気異方性フェライト磁石からなる第１の磁石と、ステ
   ータに対向しない１個のフルリング状等方性フェライト
   磁石からなる第２の磁石よりなり、この第２の磁石も２
   極の磁極を有し、その１極の着磁角は１８０°とし、こ
   の第２の磁石の磁極を検出する位置に上記磁極位置検出
   センサーを配設した磁石回転型電動機。