JPS61214759A - 外転型無刷子電動機 - Google Patents
外転型無刷子電動機Info
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- JPS61214759A JPS61214759A JP5485885A JP5485885A JPS61214759A JP S61214759 A JPS61214759 A JP S61214759A JP 5485885 A JP5485885 A JP 5485885A JP 5485885 A JP5485885 A JP 5485885A JP S61214759 A JPS61214759 A JP S61214759A
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- coil
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- poles
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、小形のファンの駆動等に用いられる外転型
無刷子電動機に関するものである。
無刷子電動機に関するものである。
ファン用電動機として、固定子側にコイルを設け、回転
子側を永久磁石で構成し、回転子は４極と８極または２
極と４橿を軸方向に着磁してそれらの極数の多い方の極
群により一方向の自起動性を得るようにしたものがあっ
た。
子側を永久磁石で構成し、回転子は４極と８極または２
極と４橿を軸方向に着磁してそれらの極数の多い方の極
群により一方向の自起動性を得るようにしたものがあっ
た。
施されるため回転子の構造が複雑で大形かつ重量化する
欠点があった。またコイルは積層鉄心に形成された溝に
巻装されていたため、巻線工程ないし作業が複雑で面倒
であるという欠点があった。
欠点があった。またコイルは積層鉄心に形成された溝に
巻装されていたため、巻線工程ないし作業が複雑で面倒
であるという欠点があった。
この発明の目的は、構造が簡単で小形軽量にできるとと
もに製造が容易で安価にすることができる外転型無刷子
電動機を提供することである。
もに製造が容易で安価にすることができる外転型無刷子
電動機を提供することである。
この発明は、直流電圧が印加されるコイルと、このコイ
ルの一端側から前記コイルの外周側に沿って軸方向に延
出した第１の固定子極と、この第１の固定子極よりも小
さい幅を有して前記コイルの他端側から前記コイルの外
周側に沿って軸方向に延出するとともに前記第１の固定
子極の位置に対して回転方向に所定量偏位して配置され
かつ前記コイルの通電により前記第１の固定子極に対し
て異磁極に励磁される第２の固定子極と、前記コイルの
外周に外嵌され前記第１および第２の固定子極に対面す
る内周面の周方向に交互かつ等間隔に異磁極が着磁され
て前記第２の固定子極の中心に一磁極の中心が対面する
とき第１の固定子極の中心に異磁極となる他磁極の中心
が前記回転方向に偏位して対面する関係とした筒状の永
久磁石回転子と、前記第１または第２の固定子極の回転
方向の側部でしかも前記コイルの励磁時の永久磁石回転
子の安定位置での磁極の隣接位置に接近する位置に配置
されて第１または第２の固定子極の対面する磁極と同磁
極の磁気を検出する磁気検出手段と、この磁気検出手段
の動作で前記コイルの励磁方向を前記第１および第２の
固定子極に対面する永久磁石回転子の磁極に対して同極
となるように切り換える通電方向切り換え手段とを備え
たものである。
ルの一端側から前記コイルの外周側に沿って軸方向に延
出した第１の固定子極と、この第１の固定子極よりも小
さい幅を有して前記コイルの他端側から前記コイルの外
周側に沿って軸方向に延出するとともに前記第１の固定
子極の位置に対して回転方向に所定量偏位して配置され
かつ前記コイルの通電により前記第１の固定子極に対し
て異磁極に励磁される第２の固定子極と、前記コイルの
外周に外嵌され前記第１および第２の固定子極に対面す
る内周面の周方向に交互かつ等間隔に異磁極が着磁され
て前記第２の固定子極の中心に一磁極の中心が対面する
とき第１の固定子極の中心に異磁極となる他磁極の中心
が前記回転方向に偏位して対面する関係とした筒状の永
久磁石回転子と、前記第１または第２の固定子極の回転
方向の側部でしかも前記コイルの励磁時の永久磁石回転
子の安定位置での磁極の隣接位置に接近する位置に配置
されて第１または第２の固定子極の対面する磁極と同磁
極の磁気を検出する磁気検出手段と、この磁気検出手段
の動作で前記コイルの励磁方向を前記第１および第２の
固定子極に対面する永久磁石回転子の磁極に対して同極
となるように切り換える通電方向切り換え手段とを備え
たものである。
この発明は、この構成により、励磁時の永久磁石回転子
の安定位置よりも無励磁時の安定位置が回転方向に偏位
するため自起動性が得られる。しかも回転子の磁極が従
来に比べて１系列でよいため軸方向の短縮と軽量化がで
きる。またコイルは固定子鉄心の溝に巻装する必要がな
いので、巻線が容易になりしたがって製造が容易になり
安価にすることができる。
の安定位置よりも無励磁時の安定位置が回転方向に偏位
するため自起動性が得られる。しかも回転子の磁極が従
来に比べて１系列でよいため軸方向の短縮と軽量化がで
きる。またコイルは固定子鉄心の溝に巻装する必要がな
いので、巻線が容易になりしたがって製造が容易になり
安価にすることができる。
実施例
この発明の一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説
明する。すなわち、この外転型無刷子電動機は、固定子
１が円板形の固定子鉄心２．３と。
明する。すなわち、この外転型無刷子電動機は、固定子
１が円板形の固定子鉄心２．３と。
コイル４で構成され、固定子鉄心２．３は中心に筒体５
，６が形成され、固定子鉄心２の周縁部の対称位置に第
１の固定子極９ａ、９ｂが垂下する。
，６が形成され、固定子鉄心２の周縁部の対称位置に第
１の固定子極９ａ、９ｂが垂下する。
この第１の固定子ＩＪｊ９ａ、９ｂは固定子鉄心２の外
周に沿った曲率で好ましくは電気角１５０°〜１８０°
程度（第３図）の幅を有する円弧板に形成され、固定子
鉄心２に一体形成または植設されている。また固定子鉄
心３の周縁部の対称位置に第２の固定子極１４ａ、１４
ｂが一体または植設により立設される。第２の固定子極
１４ａ、１４ｂは第１の固定子極９ａ、９ｂよりも好ま
しくは約半分程度小さい幅をもった円弧板で第１の固定
子極９の幅中心より回転方向に好ましくは電気角約に設
けられている。固定子鉄心３は下面にモータ取付台１７
がねじ等で取付られ、筒体６に固定子鉄心２の筒体５が
重ねられた状態で筒体５．６内に固定筒７が嵌入されて
、その上端のつば８で固定子鉄心２を押さえるとともに
下端部をモータ取付台１７にかしめ固定し、もって固定
子鉄心２゜３を一体にしている。このとき、第１および
第２の固定子極９，１４は回転方向は前記関係に対向し
、軸方向は行き違いに対向する。またモータ取付台１７
にホール素子またはその集積回路チップを実施例とする
磁気検出手段１１の支持部１２が固定され、磁気検出手
段１１が第１の固定子極９ａの回転方向の側部に配置さ
れる。また固定筒７の内側に軸受１０が嵌着される。１
３はモータ取付台１７の取付孔である。
周に沿った曲率で好ましくは電気角１５０°〜１８０°
程度（第３図）の幅を有する円弧板に形成され、固定子
鉄心２に一体形成または植設されている。また固定子鉄
心３の周縁部の対称位置に第２の固定子極１４ａ、１４
ｂが一体または植設により立設される。第２の固定子極
１４ａ、１４ｂは第１の固定子極９ａ、９ｂよりも好ま
しくは約半分程度小さい幅をもった円弧板で第１の固定
子極９の幅中心より回転方向に好ましくは電気角約に設
けられている。固定子鉄心３は下面にモータ取付台１７
がねじ等で取付られ、筒体６に固定子鉄心２の筒体５が
重ねられた状態で筒体５．６内に固定筒７が嵌入されて
、その上端のつば８で固定子鉄心２を押さえるとともに
下端部をモータ取付台１７にかしめ固定し、もって固定
子鉄心２゜３を一体にしている。このとき、第１および
第２の固定子極９，１４は回転方向は前記関係に対向し
、軸方向は行き違いに対向する。またモータ取付台１７
にホール素子またはその集積回路チップを実施例とする
磁気検出手段１１の支持部１２が固定され、磁気検出手
段１１が第１の固定子極９ａの回転方向の側部に配置さ
れる。また固定筒７の内側に軸受１０が嵌着される。１
３はモータ取付台１７の取付孔である。
コイル４は一対のコイル４ａ、４ｂ（第４図）がコイル
枠１５にバイファイラ巻きされている。
枠１５にバイファイラ巻きされている。
このコイル枠１５が固定子鉄心２．３の間に固定子鉄心
２．３が一体にされる前にその、筒体５，６転すること
なく固定される。このとき、前記第１および第２の固定
子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂがコイル枠１５の両端
から外周側に沿って軸方向に進入することとなる。
２．３が一体にされる前にその、筒体５，６転すること
なく固定される。このとき、前記第１および第２の固定
子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂがコイル枠１５の両端
から外周側に沿って軸方向に進入することとなる。
永久磁石回転子２０は出力軸２１の端部に円筒形取付体
２２の端部中心を取付部材１６により固着し、取付体２
２の内側に円筒形状の永久磁石２３を固定している。こ
の永久磁石２３は内周面の１／４周面毎に互いに異なる
磁極Ｎ、 Ｓを着磁している。永久磁石回転子２０は
その出力軸２１を軸受１０に通して軸受１０の上面に取
付部材１６を支持する。このとき、永久磁石２３の内周
面に空隙Ｈをおいて第１の固定子極９ａ、９ｂおよび第
２の固定子極１４ａ、１４ｂが対面する。
２２の端部中心を取付部材１６により固着し、取付体２
２の内側に円筒形状の永久磁石２３を固定している。こ
の永久磁石２３は内周面の１／４周面毎に互いに異なる
磁極Ｎ、 Ｓを着磁している。永久磁石回転子２０は
その出力軸２１を軸受１０に通して軸受１０の上面に取
付部材１６を支持する。このとき、永久磁石２３の内周
面に空隙Ｈをおいて第１の固定子極９ａ、９ｂおよび第
２の固定子極１４ａ、１４ｂが対面する。
前記コイル４ａ、４ｂの通電を切り換える通電方向切り
換え手段２４は第４図のように駆動回路に回路構成され
ている。すなわち、Ｅは直流電源、Ｑｌはコイル４ａを
駆動するトランジスタ、Ｃ２はコイル４ｂを駆動するト
ランジスタ、Ｃ３は磁気検出手段１１のオンによりオン
となるトランジスタ、Ｒ１−Ｒ５は抵抗、Ｃ，、Ｃ２は
コンデンサ、Ｄはダイオードである。スイッチ（図示せ
ず）により通電方向切り換え手段２４に直流電源Ｅが接
続されると、磁気検出手段１１がオンとなっていないと
きトランジスタＱ３がオフのため、ダイオードＤを通じ
てトランジスタＱ、がオンとなりコイル４ａが通電され
る。一方磁気検出手段１１がオンになるとトランジスタ
Ｑ３がオンとなるため、トランジスタＱ１がオフとなり
、トランジスタＱ２がオンとなりコイル４ｂに通電され
る。すなわち磁気検出手段１１の動作により交互にコイ
ル４ａ、４ｂが通電される。しかもコイル４ａ。
換え手段２４は第４図のように駆動回路に回路構成され
ている。すなわち、Ｅは直流電源、Ｑｌはコイル４ａを
駆動するトランジスタ、Ｃ２はコイル４ｂを駆動するト
ランジスタ、Ｃ３は磁気検出手段１１のオンによりオン
となるトランジスタ、Ｒ１−Ｒ５は抵抗、Ｃ，、Ｃ２は
コンデンサ、Ｄはダイオードである。スイッチ（図示せ
ず）により通電方向切り換え手段２４に直流電源Ｅが接
続されると、磁気検出手段１１がオンとなっていないと
きトランジスタＱ３がオフのため、ダイオードＤを通じ
てトランジスタＱ、がオンとなりコイル４ａが通電され
る。一方磁気検出手段１１がオンになるとトランジスタ
Ｑ３がオンとなるため、トランジスタＱ１がオフとなり
、トランジスタＱ２がオンとなりコイル４ｂに通電され
る。すなわち磁気検出手段１１の動作により交互にコイ
ル４ａ、４ｂが通電される。しかもコイル４ａ。
４ｂはバイファイラ巻きされているため各コイル４ａ、
４ｂの通電による励磁方向が反対となる。
４ｂの通電による励磁方向が反対となる。
この無刷子電動機の動作について説明する。コイル４が
通電されていない無励磁の状態では、励磁時の永久磁石
回転子２０の安定位置における磁極Ｎ、Ｓの中心が後述
するように基準位置Ｏにほぼ一致するのに対して、第６
図（ａｌまたは第７図（ａｌのように回転方向に偏位し
た位置θ１．θ２で安定状ｔｔｔなる。このような位置
は、第２の固定子極１４ｐ、１４ｂの幅が第１の固定子
極９ａ、９ｂよりも小さく設定されていること、第２の
固定子極１４ａ、１４ｂが第１の固定子極９ａ、９ｂに
対して電気角で１８０度以上すなわち１８０度プラス２
０〜４５度回転した位置に偏位していること、および永
久磁石回転子２０が均等間隔に着磁されていることに起
因している。すなわち、無励磁において永久磁石回転子
２０は主として、第１および第２の固定子極９ａ、９ｂ
、１４ａ、１４ｂに対面していない露出した部分と第１
および第２の固定子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂとの
間で周方向に働く吸引力のバランスした位置に安定しよ
うとする。この場合、第１および第２の固定子極９ａ、
９ｂ、１４ａ、１４ｂのそれぞれに対応する磁極の露出
部分は細幅である第２の固定子極１４ａ、１４ｂ側が多
くなるため第２の固定子極１４ａ、１４ｂの方が吸引力
が強く、そのため永久磁石回転子２０の磁極ＮまたはＳ
の中心が第２近し、その結果第６図（ａｌまたは第７図
（ａｌの状態となる。一方第６図（ｂｌまたは第７図（
ｂｌは永久磁石回転子２０が図（ａ）と電気角９０度回
転した位置にあり、これは磁８ｉｉＮ、Ｓを第１および
第２の固定子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂで互いに反
対向きに引く力のバランスのとれた位置であるが、わず
か任意方向に永久磁石回転子２０を回転するとその方向
に回転して図（ａ）になる不安定状態である。この結果
、コイル４に通電されないときの永久磁石回転子２０に
加わるトルクいわゆるレラクタンストルクは第５図の曲
線ａのように、永久磁石回転子２０の基準位置０からの
一回転で２箇所の安定位置θ１．θ３と不安定位置θ２
．θ４とがあることがわかる。なお、第５図において、
横軸は永久磁石回転子２０の回転角θ、縦軸はそのトル
ク、０は基準位置である。
通電されていない無励磁の状態では、励磁時の永久磁石
回転子２０の安定位置における磁極Ｎ、Ｓの中心が後述
するように基準位置Ｏにほぼ一致するのに対して、第６
図（ａｌまたは第７図（ａｌのように回転方向に偏位し
た位置θ１．θ２で安定状ｔｔｔなる。このような位置
は、第２の固定子極１４ｐ、１４ｂの幅が第１の固定子
極９ａ、９ｂよりも小さく設定されていること、第２の
固定子極１４ａ、１４ｂが第１の固定子極９ａ、９ｂに
対して電気角で１８０度以上すなわち１８０度プラス２
０〜４５度回転した位置に偏位していること、および永
久磁石回転子２０が均等間隔に着磁されていることに起
因している。すなわち、無励磁において永久磁石回転子
２０は主として、第１および第２の固定子極９ａ、９ｂ
、１４ａ、１４ｂに対面していない露出した部分と第１
および第２の固定子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂとの
間で周方向に働く吸引力のバランスした位置に安定しよ
うとする。この場合、第１および第２の固定子極９ａ、
９ｂ、１４ａ、１４ｂのそれぞれに対応する磁極の露出
部分は細幅である第２の固定子極１４ａ、１４ｂ側が多
くなるため第２の固定子極１４ａ、１４ｂの方が吸引力
が強く、そのため永久磁石回転子２０の磁極ＮまたはＳ
の中心が第２近し、その結果第６図（ａｌまたは第７図
（ａｌの状態となる。一方第６図（ｂｌまたは第７図（
ｂｌは永久磁石回転子２０が図（ａ）と電気角９０度回
転した位置にあり、これは磁８ｉｉＮ、Ｓを第１および
第２の固定子極９ａ、９ｂ、１４ａ、１４ｂで互いに反
対向きに引く力のバランスのとれた位置であるが、わず
か任意方向に永久磁石回転子２０を回転するとその方向
に回転して図（ａ）になる不安定状態である。この結果
、コイル４に通電されないときの永久磁石回転子２０に
加わるトルクいわゆるレラクタンストルクは第５図の曲
線ａのように、永久磁石回転子２０の基準位置０からの
一回転で２箇所の安定位置θ１．θ３と不安定位置θ２
．θ４とがあることがわかる。なお、第５図において、
横軸は永久磁石回転子２０の回転角θ、縦軸はそのトル
ク、０は基準位置である。
つぎに、コイル４に通電された場合について説明する。
すなわち、コイル４ａまたは４ｂに通電すると第１の固
定子極９ａ、９ｂおよび第２の同市２５１ Ａ ＠
＋ Ａ ｂ−Ａ＜ＭｈＺ＆ｆｈ ｚ −ＭＡＩＬ人コ
イル４ａの励磁により第１の固定子極９ａ、９ｂが磁極
Ｓとなり、コイル４ｂの励磁により第１の固定子極９ａ
、９ｂが磁極Ｎとなるものとする。
定子極９ａ、９ｂおよび第２の同市２５１ Ａ ＠
＋ Ａ ｂ−Ａ＜ＭｈＺ＆ｆｈ ｚ −ＭＡＩＬ人コ
イル４ａの励磁により第１の固定子極９ａ、９ｂが磁極
Ｓとなり、コイル４ｂの励磁により第１の固定子極９ａ
、９ｂが磁極Ｎとなるものとする。
またコイル４ａ、４ｂの励磁により固定子鉄心２゜固定
子鉄心３．第２の固定子極１４ａ、１４ｂ。
子鉄心３．第２の固定子極１４ａ、１４ｂ。
空隙、第１の固定子極９ａ、９ｂの磁気回路が形成され
るため、第１の固定子極９ａ、９ｂと第２の固定子極１
４ａ、１４ｂは常に反対磁極となる。
るため、第１の固定子極９ａ、９ｂと第２の固定子極１
４ａ、１４ｂは常に反対磁極となる。
そして第１の固定子極９ａ、９ｂが磁極Ｓに励磁された
とき永久磁石回転子２０の磁極Ｎの中心が基準位置Ｏに
ほぼ接近した位置に安定し、磁極Ｎに励磁されたとき永
久磁石回転子２０の磁極Ｓの中心が基準位置０にほぼ接
近した位置に安定する。
とき永久磁石回転子２０の磁極Ｎの中心が基準位置Ｏに
ほぼ接近した位置に安定し、磁極Ｎに励磁されたとき永
久磁石回転子２０の磁極Ｓの中心が基準位置０にほぼ接
近した位置に安定する。
これは励磁状態では第１の固定子極９ａ、９ｂの幅が第
２の固定子極１４ａ、１４ｂの幅より大きいため吸引力
を比較した場合、表面積の大きい方が大となるからであ
る。そのため第２の固定子極１４ａ、１４ｂの吸引力と
バランスした位置が前記基準位２０に接近した位置とな
る。またこれらの安定状態でコイル４ａまたは４ｂ゛の
通電方向を切り換えると、第１および第２の固定子極９
ａｌ９ｂ、１４ａ、１４ｂと永久磁石回転子２０間に
反発力が働くが、安定位置にあるため永久磁石回転子２
０を回転偏位しないと永久磁石回転子２０は回転を始め
ない。この場合前記したように無励磁では永久磁石回転
子２０が回転方向に偏位しているため自起動回転できる
ことなる。
２の固定子極１４ａ、１４ｂの幅より大きいため吸引力
を比較した場合、表面積の大きい方が大となるからであ
る。そのため第２の固定子極１４ａ、１４ｂの吸引力と
バランスした位置が前記基準位２０に接近した位置とな
る。またこれらの安定状態でコイル４ａまたは４ｂ゛の
通電方向を切り換えると、第１および第２の固定子極９
ａｌ９ｂ、１４ａ、１４ｂと永久磁石回転子２０間に
反発力が働くが、安定位置にあるため永久磁石回転子２
０を回転偏位しないと永久磁石回転子２０は回転を始め
ない。この場合前記したように無励磁では永久磁石回転
子２０が回転方向に偏位しているため自起動回転できる
ことなる。
磁気検出手段ＩＩは前記第１の固定子極９ａの回転方向
の側部でしかも前記コイル４の励磁時における永久磁石
回転子２０の安定位置での異磁極の隣接位置２６に接近
する位置に配置されて第１の固定子極９ａの対面する磁
極と同磁極を検出するようにしている。角度でいうと、
第１の固定子極９ａの中心から電気角約９０度の位置で
あり、また永久磁石回転子２０が電気角約１８０度を超
えた位置ごとにオンオフ動作すること、となる。そして
この磁気検出手段１１は磁極Ｎが接近するとオン動作し
、磁極Ｎ以外の場合はオフ動作するものとする。いま永
久磁石回転子２０が無励磁時に第６図（ａｌの状態に安
定していたとすると、駆動回路に直流電源Ｅが接続され
ることにより、磁気検出手段１１は磁極Ｎを検出するた
めオンとなり前記通電方向切り換え手段２４によりコイ
ル４ｂに通電され、第１の固定子極９ａ、９ｂが磁極Ｎ
。
の側部でしかも前記コイル４の励磁時における永久磁石
回転子２０の安定位置での異磁極の隣接位置２６に接近
する位置に配置されて第１の固定子極９ａの対面する磁
極と同磁極を検出するようにしている。角度でいうと、
第１の固定子極９ａの中心から電気角約９０度の位置で
あり、また永久磁石回転子２０が電気角約１８０度を超
えた位置ごとにオンオフ動作すること、となる。そして
この磁気検出手段１１は磁極Ｎが接近するとオン動作し
、磁極Ｎ以外の場合はオフ動作するものとする。いま永
久磁石回転子２０が無励磁時に第６図（ａｌの状態に安
定していたとすると、駆動回路に直流電源Ｅが接続され
ることにより、磁気検出手段１１は磁極Ｎを検出するた
めオンとなり前記通電方向切り換え手段２４によりコイ
ル４ｂに通電され、第１の固定子極９ａ、９ｂが磁極Ｎ
。
第２の固定子１１４ａ、１４ｂが磁極Ｓになる。
そのため永久磁石回転子２０に反発力が働き、永久磁石
回転子２０の磁極Ｎの中心は第１の固定子ｉ９ａ、９ｂ
の中心に対して回転方向に偏位しているため、その偏位
方向の反発力の成分により永久磁石回転子２０が同図（
ｂ）のように回転方向に回転する。永久磁石回転子２０
が第６図＜ａ＞の状態から電気角約１８０度マイナス偏
位角（２０゜〜４５°）回転すると（励磁時の安定位置
をすこし超えた位置）、永久磁石回転子２０の回転によ
り磁気検出手段１１では磁極の隣接位置２６を超えて磁
極Ｓとなるため、磁気検出手段１１はオフとなり、第１
の固定子極９は磁極Ｓに励磁される６そのため前記と同
じ反発力を生じてさらに永久磁石回転子２０が半回転し
、全体として一回転するご）−１：’だス−４〒σ）生
ｎ廖ンご上め２１竺五仝屯王玲１１に再度磁極Ｎが対向
することとなるためさらに回転し、以後同様にして連続
回転することとなる。
回転子２０の磁極Ｎの中心は第１の固定子ｉ９ａ、９ｂ
の中心に対して回転方向に偏位しているため、その偏位
方向の反発力の成分により永久磁石回転子２０が同図（
ｂ）のように回転方向に回転する。永久磁石回転子２０
が第６図＜ａ＞の状態から電気角約１８０度マイナス偏
位角（２０゜〜４５°）回転すると（励磁時の安定位置
をすこし超えた位置）、永久磁石回転子２０の回転によ
り磁気検出手段１１では磁極の隣接位置２６を超えて磁
極Ｓとなるため、磁気検出手段１１はオフとなり、第１
の固定子極９は磁極Ｓに励磁される６そのため前記と同
じ反発力を生じてさらに永久磁石回転子２０が半回転し
、全体として一回転するご）−１：’だス−４〒σ）生
ｎ廖ンご上め２１竺五仝屯王玲１１に再度磁極Ｎが対向
することとなるためさらに回転し、以後同様にして連続
回転することとなる。
このようなコイル４の励磁時における永久磁石回転子２
０のトルクは、コイル４ｂに通電されたとき第５図の曲
線すのようになり、コイル４ｂに通電されたとき第５図
の曲線Ｃのようになる。すなわち、トルクがＯの位置（
○、θ 、 ｏ ｌ ）は、各曲線す、 ｃが回転
方向側のトルクから反対側のトルク（曲１ｂ’、Ｃ’）
へ反転する位置が安定位置であり、トルクが回転方向側
へ反転する位置が不安定位置でコイルの通電方向が切り
換えられたときに相当する。このため励磁時には各コイ
ル４ａ、４ｂの通電方向の切り換えによって回転方向の
トルクのみが作用し、反対向きのトルク（曲線ｂ１．ｃ
ｌ）は発生しないこととなる。そして、前記トルク曲線
ａ ”−ｃの合成トルクは曲″ｆｆ１Ａｄであられされ
、トルクがＯの位置がなく常に回転方向にのみトルクが
生じていることがわかる。
０のトルクは、コイル４ｂに通電されたとき第５図の曲
線すのようになり、コイル４ｂに通電されたとき第５図
の曲線Ｃのようになる。すなわち、トルクがＯの位置（
○、θ 、 ｏ ｌ ）は、各曲線す、 ｃが回転
方向側のトルクから反対側のトルク（曲１ｂ’、Ｃ’）
へ反転する位置が安定位置であり、トルクが回転方向側
へ反転する位置が不安定位置でコイルの通電方向が切り
換えられたときに相当する。このため励磁時には各コイ
ル４ａ、４ｂの通電方向の切り換えによって回転方向の
トルクのみが作用し、反対向きのトルク（曲線ｂ１．ｃ
ｌ）は発生しないこととなる。そして、前記トルク曲線
ａ ”−ｃの合成トルクは曲″ｆｆ１Ａｄであられされ
、トルクがＯの位置がなく常に回転方向にのみトルクが
生じていることがわかる。
この回転型無刷子電動機は、ファンに適用する場合、永
久磁石回転子２０の外周面にファンを嵌着することによ
り簡単に構成するたとができる。
久磁石回転子２０の外周面にファンを嵌着することによ
り簡単に構成するたとができる。
なお、この発明において、前記実施例は４極の場合であ
るが、第１の固定子極と第２の固定子極の数を増減する
だけであるため２極または４極以上にも適用することが
できる。また永久磁石回転子２０の回転方向は第２の固
定子極１４ａ、１４ｂの第１の固定子極９ａ、９ｂに対
する偏位方向と同方向となるから、偏位方向を決めるこ
とにより回転方向を任意に設定できる。またコイル４お
よび通電方向切り換え手段２４は、コイル４ａ、４ｂを
バイファイラ巻きしてそのコイル４ａ、４ｂを切り換え
るようにしているが、コイルを単一にして通電方向切り
換え手段で磁気検出手段１１の動作により単一コイルの
通電方向を切り換えるように構成してもよい。また磁気
検出手段１１は第１の固定子極９ａの回転方向の側部に
配置しているが、第１の固定子極９ｂ、第２の固定子極
１４ａ。
るが、第１の固定子極と第２の固定子極の数を増減する
だけであるため２極または４極以上にも適用することが
できる。また永久磁石回転子２０の回転方向は第２の固
定子極１４ａ、１４ｂの第１の固定子極９ａ、９ｂに対
する偏位方向と同方向となるから、偏位方向を決めるこ
とにより回転方向を任意に設定できる。またコイル４お
よび通電方向切り換え手段２４は、コイル４ａ、４ｂを
バイファイラ巻きしてそのコイル４ａ、４ｂを切り換え
るようにしているが、コイルを単一にして通電方向切り
換え手段で磁気検出手段１１の動作により単一コイルの
通電方向を切り換えるように構成してもよい。また磁気
検出手段１１は第１の固定子極９ａの回転方向の側部に
配置しているが、第１の固定子極９ｂ、第２の固定子極
１４ａ。
１４ｂの回転方向の前記所定の位置に配置しても同様の
動作を得ることができ、またこれら複数箇所に設けるこ
とができる。また第１および第２の固定子極９’ａ、９
ｂ、１４ａ、１４ｂは互いに行き違いに対峙しであるが
、軸方向に行き違いにすることなく対向してもよい。こ
れはコイルの励磁により相互に異磁極が形成されればよ
いからである。また永久磁石回転子２０の内周の磁極数
は固定子側の固定子極の極数よりも多くてもよい。要は
無励磁状態で一対の固定子極に異なる磁極が対向すると
ともにその永久磁石回転子の磁極中心に対して細幅固定
子極が偏位する関係にあればよいからである。
動作を得ることができ、またこれら複数箇所に設けるこ
とができる。また第１および第２の固定子極９’ａ、９
ｂ、１４ａ、１４ｂは互いに行き違いに対峙しであるが
、軸方向に行き違いにすることなく対向してもよい。こ
れはコイルの励磁により相互に異磁極が形成されればよ
いからである。また永久磁石回転子２０の内周の磁極数
は固定子側の固定子極の極数よりも多くてもよい。要は
無励磁状態で一対の固定子極に異なる磁極が対向すると
ともにその永久磁石回転子の磁極中心に対して細幅固定
子極が偏位する関係にあればよいからである。
この発明によれば、固定子側のコイルの両端に配置する
一対の固定子極を異幅かつ偏位配置するとともにその固
定子極に対して永久磁石回転子の磁極を対向する構成に
より、一方向に自起動回転することができ、従来のよう
に２系列の磁極を軸方向に構成する必要がないので、軸
方向の長さを短縮でき小形化できるとともに軽量にでき
、またコイルは鉄心の溝に挿入しなくてもよいため巻線
作業が簡単になり組立容易で安価になるという効果があ
り。
一対の固定子極を異幅かつ偏位配置するとともにその固
定子極に対して永久磁石回転子の磁極を対向する構成に
より、一方向に自起動回転することができ、従来のよう
に２系列の磁極を軸方向に構成する必要がないので、軸
方向の長さを短縮でき小形化できるとともに軽量にでき
、またコイルは鉄心の溝に挿入しなくてもよいため巻線
作業が簡単になり組立容易で安価になるという効果があ
り。
第１図はこの発明の一実施例の分解斜視図、第２図はそ
の縦断面図、第３図は横断面図、第４図は駆動回路図、
第５図は回転トルク曲線図、第６図は永久磁石回転子の
回転状態を示しかつ（ａｌが無励磁の安定位置で（ｂｌ
はその不安定位置を示す説明図、第７図は永久磁石回転
子の別態様の回転状態を示しかつ＋ａｌが無励磁の安定
位置で（ｂｌはその不安定位置を示す説明図である。 １・・・固定子、４・・・コイル、９ａ、９ｂ・・・第
１の固定子極、１４ａ、１４ｂ・・・第２の固定子極、
１１・・・磁気検出手段、２０・・・永久磁石回転子、
２４・・・通電方向切り換え手段、２６・・・磁極の隣
接位置第１図 第４ｒ！！ｉ 第５図 第６ＦＭ
の縦断面図、第３図は横断面図、第４図は駆動回路図、
第５図は回転トルク曲線図、第６図は永久磁石回転子の
回転状態を示しかつ（ａｌが無励磁の安定位置で（ｂｌ
はその不安定位置を示す説明図、第７図は永久磁石回転
子の別態様の回転状態を示しかつ＋ａｌが無励磁の安定
位置で（ｂｌはその不安定位置を示す説明図である。 １・・・固定子、４・・・コイル、９ａ、９ｂ・・・第
１の固定子極、１４ａ、１４ｂ・・・第２の固定子極、
１１・・・磁気検出手段、２０・・・永久磁石回転子、
２４・・・通電方向切り換え手段、２６・・・磁極の隣
接位置第１図 第４ｒ！！ｉ 第５図 第６ＦＭ
Claims (1)
- 直流電圧が印加されるコイルと、このコイルの一端側か
ら前記コイルの外周側に沿って軸方向に延出した第１の
固定子極と、この第１の固定子極よりも小さい幅を有し
て前記コイルの他端側から前記コイルの外周側に沿って
軸方向に延出するとともに前記第１の固定子極の位置に
対して回転方向に所定量偏位して配置されかつ前記コイ
ルの通電により前記第１の固定子極に対して異磁極に励
磁される第２の固定子極と、前記コイルの外周に外嵌さ
れ前記第１および第２の固定子極に対面する内周面の周
方向に交互かつ等間隔に異磁極が着磁されて前記第２の
固定子極の中心に一磁極の中心が対面するとき第１の固
定子極の中心に異磁極となる他磁極の中心が前記回転方
向に偏位して対面する関係とした筒状の永久磁石回転子
と、前記第１または第２の固定子極の回転方向の側部で
しかも前記コイルの励磁時の永久磁石回転子の安定位置
での磁極の隣接位置に接近する位置に配置されて第１ま
たは第２の固定子極の対面する磁極と同磁極の磁気を検
出する磁気検出手段と、この磁気検出手段の動作で前記
コイルの励磁方向を前記第１および第２の固定子極に対
面する永久磁石回転子の磁極に対して同極となるように
切り換える通電方向切り換え手段とを備えた外転型無刷
子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485885A JPS61214759A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 外転型無刷子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485885A JPS61214759A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 外転型無刷子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214759A true JPS61214759A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=12982286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5485885A Pending JPS61214759A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 外転型無刷子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214759A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395841A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-26 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関用磁石発電機 |
| JPS6423754A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-26 | Minebea Kk | Brushless dc motor |
| JPH01198263A (ja) * | 1988-01-30 | 1989-08-09 | Minebea Kk | ブラシレスｄｃモータのステータ |
| JPH02214457A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-27 | Seiko Electronic Components Ltd | 円筒ｄｃブラシレスモータの構造 |
| WO1994005074A1 (en) * | 1992-08-12 | 1994-03-03 | Seiko Epson Corporation | Brushless dc motor and its driving method |
| EP0613229A1 (en) * | 1991-11-13 | 1994-08-31 | Seiko Epson Corporation | Brushless dc motor |
| JPH08317619A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-29 | Nippon Densan Corp | 磁石モータ |
| US6710504B2 (en) * | 2001-09-26 | 2004-03-23 | Japan Servo Co., Ltd. | Brushless DC motor |
| KR100427792B1 (ko) * | 1999-10-05 | 2004-04-30 | 선온웰스 일렉트릭 머신 인더스트리 컴퍼니 리미티드 | 브러시리스 직류모터 어셈블리 |
| GB2491880A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-19 | Imra Europe Sas | Non-uniformly spaced claw-pole stator |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP5485885A patent/JPS61214759A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395841A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-26 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関用磁石発電機 |
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| US5679997A (en) * | 1992-08-12 | 1997-10-21 | Seiko Epson Corporation | Brushless DC motor and method for driving the same |
| EP0841739A1 (en) * | 1992-08-12 | 1998-05-13 | Seiko Epson Corporation | Brushless DC motor and method for driving the same |
| WO1994005074A1 (en) * | 1992-08-12 | 1994-03-03 | Seiko Epson Corporation | Brushless dc motor and its driving method |
| US5903074A (en) * | 1992-08-12 | 1999-05-11 | Seiko Epson Corporation | Brushless DC motor and method for driving the same |
| JPH08317619A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-29 | Nippon Densan Corp | 磁石モータ |
| KR100427792B1 (ko) * | 1999-10-05 | 2004-04-30 | 선온웰스 일렉트릭 머신 인더스트리 컴퍼니 리미티드 | 브러시리스 직류모터 어셈블리 |
| US6710504B2 (en) * | 2001-09-26 | 2004-03-23 | Japan Servo Co., Ltd. | Brushless DC motor |
| GB2491880A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-19 | Imra Europe Sas | Non-uniformly spaced claw-pole stator |
| GB2491880B (en) * | 2011-06-16 | 2015-04-01 | Imra Europe Sas | Claw pole stator |
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