JPS62171448A - Single-phase brushless motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify a structure and reduce a cost and eliminate uneven torque and perform a smooth rotation, by adopting a starting system without depending on cogging torque. CONSTITUTION:A rotary yoke 12 is fixed on a rotary shaft 9, and on the lower surface of the yoke, a rotary magnet 13 is fixed. On a printed board 14 facing the rotary magnet 13 via an air gap, four armature coils LA, LA', La, Lb' and a position-detecting electromagnetic-conversion element 15 are arranged. The poles N of the driving poles 17 of the rotary magnet 13 are arranged at the electrical angle of 240 deg. (the mechanical angle of 120 deg.), and the poles S are ar ranged at the electrical angle of 120 deg. (the mechanical angle of 60 deg.), and the poles N, S are alternately arranged. On the outer peripheral section of the poles, four position-detecting poles 18 are formed. By detecting the rotation of the rotary magnet 13 and exciting the coils LA, LA' and LB, LB' alternately by every 180 deg. at the electrical angle, uniform torque is obtained, and members for generating cogging torque for start are not required.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） この発明は、フロッピー・ディスク用スピンドル・モー
タ、オーディオ、ビデオ機器用モータ等に適する単相ブ
ラシレスモータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field of the Invention) The present invention relates to a single-phase brushless motor suitable for spindle motors for floppy disks, motors for audio and video equipment, and the like.

（発明の技術的背景とその問題点） ブラシレスモータは、直流モータの特性に加えて、ブラ
シとコミュテータがないため、ノイズが発生しない、長
寿命である等の特徴がちるｔめ、各種の装置に多用され
ている。(Technical background of the invention and its problems) In addition to the characteristics of a DC motor, brushless motors have other characteristics such as no noise and long life because they do not have brushes or commutators, and are useful for various devices. is widely used.

このブラシレスモータは、電子回路を用いて電機子コイ
ルの通電切換を行なっているが、モータの相数が多くな
ればなるほど、その相数分の位置検知素子を含む駆動回
路が必要になり、高価になる欠点がある。This brushless motor uses an electronic circuit to switch the energization of the armature coil, but as the number of phases in the motor increases, a drive circuit that includes position sensing elements for that number of phases becomes necessary and becomes more expensive. There are drawbacks to it.

このため軸流ファン等の装置では、駆動回路が１相分で
足ｐる安価な単相ブラシレスモータが使用されている。For this reason, devices such as axial fans use inexpensive single-phase brushless motors, which require only one phase of the drive circuit.

この単相ブラシレスモータは、なまたま死截位１醒で停
止していると自起動できない欠点がある。This single-phase brushless motor has the disadvantage that it cannot be started automatically if it is stopped at a dead end.

従って、従来の単相ブラシレスモータは、自起動できる
ようにするため、エアギャップ中に鉄（や等のコギング
トルク発生部材を配設しｔリニアギャップに傾斜？つけ
たすして、コギングトルクを発生させ、ロータを必ず自
起動できるようにしている。Therefore, in order to enable self-starting, conventional single-phase brushless motors generate cogging torque by placing a cogging torque generating member such as iron in the air gap and slanting the linear gap. This ensures that the rotor can start automatically.

このようにコギングトルクを利用した単相ブラシレスモ
ータは、コギングトルクが発生する之め滑らかな回転を
行なえないばかりか、前者の方法では部品点数が多くな
り、後者の方法では大きな回転トルクが得られない欠点
があり、いずれも組立がやっかいで高価になる欠点があ
った。In this way, single-phase brushless motors that utilize cogging torque not only cannot rotate smoothly due to the generation of cogging torque, but the former method requires a large number of parts, and the latter method cannot provide large rotational torque. However, they all had the drawbacks of being cumbersome and expensive to assemble.

その他に知られている単相ブラシレスモータとしては、
駆動用ロータマグネットに無着磁部（実質的無着磁部を
含む）を形成したものもあるが、この無着磁部を設ける
ことはやっかいで量産性にそぐわない欠点がある。Other known single-phase brushless motors include:
Although some driving rotor magnets have a non-magnetized portion (including a substantially non-magnetized portion), providing such a non-magnetized portion is troublesome and has the disadvantage that it is not suitable for mass production.

（発明の課題） 本発明はコギングトルクが発生せず、トルクリップルが
少なく滑らかに回転し、また無着磁部を設けるようなこ
とをせず有効に合成トルクが発生する効率の良好な単相
ブラシレスモータを組立容易で安価に量産することので
きるようにすることを課題とする。(Problems to be solved by the invention) The present invention provides an efficient single-phase system that does not generate cogging torque, rotates smoothly with little torque ripple, and effectively generates composite torque without providing non-magnetized parts. It is an object of the present invention to provide a brushless motor that can be easily assembled and mass-produced at low cost.

（発明の課題達成手段） かかる本発明の課題は、１駆動用ロータマグネツトのＮ
、Ｓのいずれか一方の磁極を電気角で１２０度に、他方
の磁極を電気角で２４０度に２ｍ（ｍは１以上の整数）
個着磁形成すると共に、４ｎ（ｎは１以上の整数）個の
電気角で１２０度の開角の空心型の電機子コイル群全ス
テータ電機子とし、このうちのｎ個のＡ相の電様子コイ
ル２電気角で（３６０°・ｉ）度（ｉは、１以上の整数
）位置に配設し、ｎ個のＡ′相の電機子コイルを上記Ａ
相の電機子コイルから電機角で（３６０・ｊ−２４０）
度（Ｊは１以上の整数）離れた位置に配設し、ｎ個のＢ
相の電機子コイルは上記Ａ相のｔＶ子コイルから電気角
で（３６０・ｋ−１８０）度（ｋは１以上の整数）離れ
た位置に配設し、Ｂ′相の電機子コイル著にθλ倖１−
　ｉ九もＡ相入ＡＩ相、Ｂ相とＢ′相の電機子コイルを
互いに逆巻に電気的結線し、Ａ相、Ａ′相の電機子コイ
ルとＢ相、Ｂ′相の電機子コイルとを電気角で１８０度
づつ交互に通電することで達成できる。(Means for achieving the object of the invention) The object of the present invention is to reduce the N of the rotor magnet for one drive.
, S, one of the magnetic poles is 120 degrees in electrical angle, and the other magnetic pole is 240 degrees in electrical angle, 2m (m is an integer of 1 or more)
At the same time, a group of air-core armature coils with an opening angle of 120 degrees and 4n (n is an integer of 1 or more) electrical angles are formed as all stator armatures, of which n A-phase electric currents are formed. The phase coil 2 is arranged at a position of (360°・i) electrical angle (i is an integer greater than or equal to 1), and the n A' phase armature coils are
In electrical angle from the armature coil of the phase (360・j-240)
n B
The phase armature coil is placed at a position away from the A-phase tV child coil in terms of electrical angle (360·k-180) degrees (k is an integer of 1 or more), and the B'-phase armature coil θλ〖1−
i9 also electrically connects the A phase input AI phase, B phase and B' phase armature coils in reverse winding, and the A phase and A' phase armature coils and the B phase and B' phase armature coils. This can be achieved by alternately energizing 180 electrical degrees.

（実施例） まず第１図乃至第４図を用いて本発明の詳細な説明する
。第１図は２極の、駆動用ロータマグネット１の下面図
で、Ｓ極は電気角で１２０度の幅、Ｎ極は電気角で２４
０度の幅、すなわちＳ極：Ｎ極−１：２の幅で着磁され
ている。第２図は駆動用ロータマグネット１と面対向し
て配設されたステータ電機子２の平面図で、基板６に２
個のＡ相用電様子コイルＬＡ、　Ａ’相電機様子イルＬ
′人が配設された１相分のコイルを示す。電機子コイル
Ｌ、、Ｌ’えは電気角で１２０度の開角の空心型コイル
となっていて、互いに■ならないように配設されている
。第３図は、：駆動用ロータマグネット１と電機子コイ
ルＬＡＩＵＡの展開図で、第４図はトルク曲）腺の説明
図で、縦軸にトルク（Ｔｌｅ、横軸に回転角（ω）、電
気角（θ）を表わしている。今、第３図を参照して、コ
イルＬＡＩＬｌ’Ａが通電されることによつ／７ゝ゛′ てロータマグネット１ｐ相対的回動をして矢印Ｆ方向に
動くと、コイルＬＡの発生トルクに寄与する有効導体部
ＬＡａによって点線で示すようなトルク曲線４が得られ
る。コイル５１人の有効導体部Ｌ′Ａｂによって点線で
示すようなトルク曲線５が得られる。またコイルＬＡ、
Ｌ’えの有効導体部ＬＡｂ　＋　Ｌ′Ａａによって実線
で示すトルク曲線６が得られる。従って、上記トルク曲
１線４〜６を合、成した大蔵で示す合成トルク曲線７が
得られる。この合成トルク曲線７から明らかなように、
電気角で２４０度の範囲に渡って正方向のほぼ一定な値
のトルクが発生し、ま几電気角で１２０度の範囲に渡っ
て負方向のトルクが発生する。(Example) First, the present invention will be explained in detail using FIGS. 1 to 4. Figure 1 is a bottom view of the two-pole drive rotor magnet 1, where the south pole has a width of 120 degrees in electrical angle, and the north pole has a width of 24 degrees in electrical angle.
It is magnetized with a width of 0 degrees, that is, a width of S pole: N pole - 1:2. FIG. 2 is a plan view of the stator armature 2 disposed face-to-face with the drive rotor magnet 1.
A phase electric coil LA, A' phase electric coil L
'This shows a coil for one phase with a person installed. The armature coils L, L', and L' are air-core coils with an opening angle of 120 degrees in electrical angle, and are arranged so as not to be opposite to each other. Figure 3 is an exploded view of the drive rotor magnet 1 and armature coil LAIUA, and Figure 4 is an explanatory diagram of the torque curve, with the vertical axis representing the torque (Tle) and the horizontal axis representing the rotation angle (ω). Now, referring to FIG. 3, when the coil LAILl'A is energized, the rotor magnet 1p relatively rotates by /7'' and moves in the direction of arrow F. , a torque curve 4 as shown by the dotted line is obtained by the effective conductor part LAa that contributes to the torque generated by the coil LA.A torque curve 5 shown by the dotted line is obtained by the effective conductor part L'Ab of the coil 51. Also, coil LA,
A torque curve 6 shown by a solid line is obtained by the effective conductor portion LAb + L'Aa of L'. Therefore, by combining the torque curve 1 lines 4 to 6, a composite torque curve 7 is obtained. As is clear from this composite torque curve 7,
A substantially constant torque in the positive direction is generated over a range of 240 electrical degrees, and a torque in the negative direction is generated over a range of 120 electrical degrees.

かかる合成トルク曲線７は、コイルＬＡの有効導体部Ｌ
Ａ　ａ　ｇ　ＬＡｂそれぞれの逆起電圧波形を求めて合
成し、コイル５１人の有効導体部Ｌ′ムａ　＊　Ｌ’え
ｂそ九ぞれの逆起電圧波形を求めて合成し、これら２つ
の合成した逆起電圧波形を更に合成した合成逆起電圧波
形曲線から容易に求められる。Such a composite torque curve 7 is based on the effective conductor portion L of the coil LA.
Find and synthesize the back electromotive voltage waveforms of each of A It can be easily obtained from a composite back electromotive voltage waveform curve obtained by further synthesizing the combined back electromotive voltage waveform.

この合成逆起電圧波形の正、負方向の波形を逆にしたが
、上記合成トルク曲線７でちる。従つへ て；合成逆起電圧波形の２４０度の範囲に渡って得られ
る１８０度の範囲に通電することで、モータとしてのト
ルクを得ることができる。上記合成トルク曲線７の正方
向のトルクをモータのトルクとして利用するわけたが、
これだけではモータを構成することができない。そこで
、同様なコイルを電気角で１８０″離れた位置に２ｍ設
置ｔ、、この２組のコイルと上記コイルＬ　Ａ　ＩＬ’
Ａに交互に通電することで、１回転当りにおいて全体的
にトルク・リップルの少ないトルクが得られるので、特
別な自起動処理手段がなくても自起動回転できる単相ブ
ラシレスモータを得ることができる。Although the positive and negative waveforms of this composite back electromotive voltage waveform are reversed, the composite torque curve 7 is obtained. Therefore, by energizing the 180 degree range obtained over the 240 degree range of the combined back electromotive force waveform, torque as a motor can be obtained. The torque in the positive direction of the composite torque curve 7 was used as the motor torque, but
A motor cannot be constructed using only this. Therefore, similar coils were installed 2 m apart from each other by 180" in electrical angle. These two sets of coils and the above coil L A IL'
By alternately energizing A, it is possible to obtain a torque with little overall torque/ripple per revolution, so it is possible to obtain a single-phase brushless motor that can rotate automatically without any special self-start processing means. .

上記駆動用ロータマグネット１を用いた場合に、上記コ
イルＬＡ、Ｉ、’＾　以外に電気角で１８０度ずれた位
置に更に２組のコイルを配設した場合には、コイルが重
なり、エアギャップが増えるので、実際には以下の実施
例で示すようにロータマグネットの極数を増やし、コイ
ルを重ならないようにするのが望ましい。When using the above drive rotor magnet 1, if two sets of coils are arranged in addition to the above coils LA, I, '^ at positions 180 degrees apart in electrical angle, the coils overlap and the air gap Therefore, it is actually desirable to increase the number of poles of the rotor magnet so that the coils do not overlap, as shown in the following embodiment.

以下、第５図以降を参照して、本発明の具体的実施例・
について説明する。Hereinafter, with reference to FIG. 5 and subsequent figures, specific embodiments of the present invention and
I will explain about it.

第５図は本発明の一実施例を示す単相コアレス偏平ブラ
シレスモータ７の縦断面図で、軟鋼板で形成されたモー
タ本体８の略々中心部に、回転軸９が軸受１０，１１に
よって回動自在に軸支されている。回転軸９には、モー
タ本体８内においてロータヨーク１２が固定され、その
下面には第６図に示すようなロータマグネット１６が固
定されている。ロータマグネット１６とエアギャップを
介して面対向するモータ本体８の内面に、第６図に示す
ようにプリント基板１４の上に４個の電機子コイルＬＡ
、Ｌ′人　、ＬｎｔＬ’ｎ及び位置検知素子として用い
たホール素子、ホールＩＣ等の磁電変換素子１５を配設
したステータ電機子１６を固定し、ロータマグネット１
３とステータ電機子１６が相対的回転する上うになって
いる。第６図を参照して、ロータマグネット１６は、軸
方向に着磁し、同一面にコイルと作用し合ってトルクを
発生するためのＮ。FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of a single-phase coreless flat brushless motor 7 showing an embodiment of the present invention, in which a rotating shaft 9 is mounted approximately in the center of a motor body 8 made of a mild steel plate, supported by bearings 10 and 11. It is rotatably supported. A rotor yoke 12 is fixed to the rotating shaft 9 within the motor body 8, and a rotor magnet 16 as shown in FIG. 6 is fixed to the lower surface of the rotor yoke 12. As shown in FIG. 6, four armature coils LA are mounted on the printed circuit board 14 on the inner surface of the motor body 8 that faces the rotor magnet 16 via an air gap.
, L', LntL'n, and the stator armature 16 on which the magnetoelectric transducer 15 such as a Hall element or Hall IC used as a position detection element is fixed, and the rotor magnet 1 is fixed.
3 and the stator armature 16 rotate relative to each other. Referring to FIG. 6, the rotor magnet 16 is magnetized in the axial direction and has an N diameter for interacting with the coil on the same plane to generate torque.

Ｓの磁極を交互に有する４極の駆動用磁極１７と、その
外周部に等間隔にＮ、Ｓの磁極を有する４極の位置検知
用磁極１８を形成している。Four drive magnetic poles 17 having S magnetic poles alternately are formed, and four position detection magnetic poles 18 having N and S magnetic poles are formed at equal intervals on the outer periphery thereof.

ステータ電機子１６と面対向する駆動用磁極１７は、Ｎ
極とＳ極を１：２の着磁幅で着磁形成している（第一６
図では、ロータマグネット１６の上の上面を描いている
ので逆になっている。第６図及び第７図を参照して、駆
動用磁極１７のＮ極は電気角で１２０度（機械角で６０
度）に、Ｓ極は電気角で２４０度（機械角で１２０度）
に着磁されている。位置検知素子甑１８のＮ極、Ｓ極は
共に電気角で１８０度（機械角で９０度）に着磁されて
いる。ステータ電機子１６のプリント基板１４の上には
、電気角で１２０度（機械角で６０度）の開角の空心型
の電機子コイルを４ｎ（ｎは１以上の筆数）個装置して
いる。このうちｎ個をＡ相の電機子コイルＬＡ　ｓ　ｎ
個をＡ′相の電機子コイルＬ′人、ｒｋ個をＢ相の電機
子コイルＬＢとじ、残りｎ個をＢ′相の電機子コイルＬ
Ｉ［ｌとしている。この実施例では、ｎ＝１を選択して
いるので、各相の電機子コイルＬＡ　、　Ｌ’人　、Ｌ
Ｄ、Ｌ’Ｂ　　をそれぞれ１個用いている。人相の電機
子コイルＬＡは、電気角で（３６０−ｉ）度（ｉは１以
上の整数）位置に配置する。この実施例ではｉ＝１を選
択し、電機子コイルＬ人は第６図及び第７図に示す位置
に配設している。Ａ′相の電機子コイルＬ−は１、Ａ相
の電機子コイルＬＡから電気角で（３６０・ｊ−２４０
）度（ｊは１以上の整数）Ｉｆｉｆすれた位置に配設す
る。この実施例では、いまｊ＝１ｆｆｉ選択し、電気角
で１２０度（機械角で６０度）離れた位置に配設してい
る。従ってＡ相用電様子コイルＬＡとＡ′相用電機様子
イルＩ、’Ａ’を隣設している。この２個のコイル５人
及び仏によって、第４図に示すような電気角で２４０度
の正方向のモータ７として利用できるトルクが得られる
。Ｂ相の電機子コイルＬｎは、Ａ相の電機子コイルＬＡ
から電気角で（３６０・ｋ−１８０）度（ｋは１以上の
整数）離れた位置に数）離れた位置に配設する。この実
施例では、！ に−１，／＝１としたので、Ａ相ＪｉＡ’相の電機子コ
イルＬＡ　Ｉ　Ｌ’Ａそれぞれから電気角で１８０度（
機械角で９０度）離れたプリント基板１４面位置に、上
記コイルＬλ　Ｌ／え　同様のＢ相開電機子コイルＥｎ
　　ＨＢ’相用電機様子イルＬ’Ｂを配設している。コ
イルＬ′人とＬＢ、　Ｌえ　とＬ′ａとは電気角で６０
度（機械角で３０度）離れ、コイルＬｓとＬ′Ｂとは電
気角で１２０度（機械角で６０度）離れて配設されてい
る。またＡ相の電機子コイルＬ人とＡ′相の電機子コイ
ルＬ′人とは、第７図に示すように逆巻に電気的結線す
れ、同様にＢ相の電機子コイルＬｎとＢ′相の電機子コ
イルＬａ゛も逆巻に電気的結線されている。The driving magnetic pole 17 facing the stator armature 16 is N
The pole and S pole are magnetized with a magnetization width of 1:2 (1st 6
In the figure, the upper surface of the rotor magnet 16 is depicted, so it is reversed. 6 and 7, the N pole of the driving magnetic pole 17 is 120 degrees in electrical angle (60 degrees in mechanical angle).
degrees), and the south pole is 240 degrees electrically (120 degrees mechanically).
It is magnetized to. The N and S poles of the position sensing element 18 are both magnetized at 180 degrees in electrical angle (90 degrees in mechanical angle). On the printed circuit board 14 of the stator armature 16, 4n (n is the number of strokes of 1 or more) air-core armature coils with an opening angle of 120 degrees in electrical angle (60 degrees in mechanical angle) are installed. There is. Of these, n pieces are used as the A-phase armature coil LA s n
The A' phase armature coil L' is the A' phase armature coil L', the B phase armature coil LB is the remaining n pieces, and the B' phase armature coil L is the remaining n pieces.
It is set as I[l. In this example, since n=1 is selected, the armature coils LA, L', and L of each phase are
One each of D and L'B is used. The armature coil LA of the human phase is arranged at a position of (360-i) electrical degrees (i is an integer of 1 or more). In this embodiment, i=1 is selected, and L armature coils are arranged at the positions shown in FIGS. 6 and 7. The A' phase armature coil L- is 1, and the electrical angle from the A phase armature coil LA is (360・j-240
) degrees (j is an integer of 1 or more) Ifif. In this embodiment, j=1ffi is selected and they are arranged at positions 120 degrees apart in electrical angle (60 degrees in mechanical angle). Therefore, the A-phase electrical coil LA and the A'-phase electrical coil I, 'A' are placed adjacent to each other. These two coils, five coils, and two coils provide a torque that can be used as the motor 7 in the positive electrical angle of 240 degrees as shown in FIG. The B-phase armature coil Ln is the A-phase armature coil LA.
(360·k-180) electrical degrees (k is an integer of 1 or more) away from the center. In this example,! -1, /=1, so the electrical angle is 180 degrees (
On the 14th surface of the printed circuit board, which is 90 degrees (mechanical angle) apart, the above-mentioned coil Lλ
A HB'-phase electric machine illumination L'B is provided. Coil L' and LB, L and L'a are 60 in electrical angle.
The coils Ls and L'B are separated by 120 degrees in electrical angle (60 degrees in mechanical angle). Furthermore, the A-phase armature coil L and the A'-phase armature coil L' are electrically connected in reverse winding as shown in FIG. 7, and similarly the B-phase armature coil Ln and B' The phase armature coil La' is also electrically connected in a reverse winding manner.

磁電変換素子１８は、コイル５人の発生トルクに寄与す
る有効導体部ＬＡｂ、コイルＬ′いの有効導体部Ｌ’Ａ
　Ｂと同相位置である１８０度対称な位置で、且つ位置
検知用磁極１８と面対向するプリント基板１４面位置に
配設している。第７図及び第８図を参照して、コイルＬ
Ａの一端（ＬＡａ）は１駆動回路１９のダイオードＤを
介して電源〔＋ｖｏ。〕側に接続されると共にコイルＬ
’ａの他端（Ｌ′ｕｂ）に接続している。コイルＬＡの
他方の端子（ＬＡｂ　）はコイルＬ′えの他方の端子（
ＬＺａ）はトランジスタＴｒ１のコレクタに接続してい
る。コイルＬ′１．の一端（Ｌ’ｎａ）は、コイル、Ｌ
ｎの一端（Ｌｔ＋ａ）に接続し、コイルＬａの他端（Ｌ
ｏｂ　）はトランジスタＴｒｚのコレクタに接続してい
る。トランジスタＴｒｉとＴｒｚのエミッタは共通接続
し、抵抗Ｒ１を介してグランドに接続している。磁電変
換素子１５の正側電源端子は、抵抗Ｒ２％ダイオードＤ
’（ｒ介して電源側に接続し、負側電源端子は抵抗Ｒａ
ｆｆ１介してグランドに接続している。磁電変換素子１
５の一方の出力端子はトランジスタＴｒ３、抵抗Ｒ４を
介してトランジスタＴｒｔのベースに接続している。磁
電変換素子１５の他方の出力端子はトランジスタＴｒ　
４　ｓ抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴｒ　ｚのベース
に接続している。尚、駆動回路１２は、磁電変換素子１
５のＮ極とＳ極との間を検出していても、両方のトラン
ジスタＴｒｉ＋Ｔｒ４ＯＮするように抵抗定数を決定し
ているため、コイルＬ＾ＨＬ　　及びＬｎ　Ｉ　Ｌ’ｎ
　に電流が流れるようにし、このモータ７が回転できる
ようにしている。磁電変換素子１５は位置検知用磁極１
８のＳ極を検出したときは、トランジスタＴｒ３をＯＮ
Ｌ、コイルＬＡ、Ｌ′い　に電気角で１８０度の間隔で
通電し、Ｎ極を検出したときは、トランジスタＴｒ４を
ＯＮＬ、コイルＬｎ　＋Ｌ’ｎに電気角で１８０度の間
隔で通電するようにして、トルク全発生させるようにし
ている。The magnetoelectric conversion element 18 includes an effective conductor part LAb that contributes to the torque generated by the five coils, and an effective conductor part L'A of the coil L'.
It is disposed at a position 180 degrees symmetrical with B, which is the same phase position, and at a position on the surface of the printed circuit board 14 that faces the position detection magnetic pole 18 . With reference to FIGS. 7 and 8, the coil L
One end (LAa) of A is connected to the power supply [+vo] via the diode D of the 1 drive circuit 19. ] side and the coil L
It is connected to the other end (L'ub) of 'a. The other terminal (LAb) of coil LA is connected to the other terminal (LAb) of coil L'
LZa) is connected to the collector of the transistor Tr1. Coil L'1. One end (L'na) of the coil, L
connected to one end of coil La (Lt+a), and the other end of coil La (L
ob) is connected to the collector of the transistor Trz. The emitters of the transistors Tri and Trz are commonly connected and connected to ground via a resistor R1. The positive power supply terminal of the magnetoelectric conversion element 15 is connected to a resistor R2% diode D.
'(connected to the power supply side through r, and the negative power supply terminal is the resistor Ra
It is connected to ground via ff1. Magnetoelectric conversion element 1
One output terminal of the transistor 5 is connected to the base of the transistor Trt via a transistor Tr3 and a resistor R4. The other output terminal of the magnetoelectric conversion element 15 is a transistor Tr.
It is connected to the base of the transistor Trz via the 4s resistor R6. Note that the drive circuit 12 includes the magnetoelectric transducer 1
Even when detecting between the N and S poles of 5, the resistance constant is determined so that both transistors Tri+Tr4 are ON, so the coils L^HL and Ln I L'n
A current is caused to flow through the motor 7 so that the motor 7 can rotate. The magnetoelectric conversion element 15 is the magnetic pole 1 for position detection.
When the S pole of 8 is detected, transistor Tr3 is turned on.
L, coils LA, and L' are energized at intervals of 180 electrical degrees, and when the N pole is detected, transistor Tr4 is ONL, and coils Ln + L'n are energized at intervals of 180 electrical degrees. to generate all the torque.

第９図を参照して、（ａ）は磁電変換素子１５の通電出
力波形タイミングチャートラ示し、（ｂ）はコイルＬＡ
の有効導体部ＬＡａとコイルＬＤの有効導体部（Ｌｎａ
）による合成トルク発生タイミングチャートを示し、（
ｃ）はコイル５人の有効導体部（ＬＡｂ）とコイルＬＢ
の有効導体部ＬＢｂによる合成トルク発生タイミングチ
ャートを示し。Referring to FIG. 9, (a) shows the energization output waveform timing chart of the magnetoelectric transducer 15, and (b) shows the timing chart of the coil LA.
The effective conductor part LAa of the coil LD and the effective conductor part (Lna
) shows the composite torque generation timing chart, and (
c) is the effective conductor part (LAb) of the five coils and the coil LB
A composite torque generation timing chart due to the effective conductor portion LBb is shown.

（ｄ）はコイルＬ′えの有効導体部ＬＡａとコイルＬＩ
Ｂの有効導体部ＬＩＢａとによる合成トルク発生タイミ
ングチャートラ示し、（ｅ）はコイルＬ′□　の有効導
体部Ｌ′λｂとコイルＬ’　ｎの有効導体部Ｌ’ａｂと
による合成トルク発生タイミングチャートを示し、（ｆ
）はコイルＬＡ　＋　Ｌ’Ａ　及びＬｎ　＠　Ｌ’ｎに
よる合成トルク発生タイミングチャートを示す。この第
９図（ｆ）のタイミングチャートから明らかなように電
気角で３６０度の範囲に渡って均一なトルクが発生し、
また−回転中全ての範囲に渡って均一なトルクが発生す
ることが判明する。すなわち、このモータ７が特別な自
起動処理手段を設けていない単相モータであっても、自
起動でき、トルクリップルの少ない滑らかな回転動作全
行なえる。(d) shows the effective conductor part LAa of coil L′ and coil LI
(e) is a composite torque generation timing chart due to the effective conductor portion L'λb of the coil L'□ and the effective conductor portion L'ab of the coil L'n. and (f
) shows a composite torque generation timing chart by coil LA + L'A and Ln @ L'n. As is clear from the timing chart in Fig. 9(f), uniform torque is generated over a range of 360 electrical degrees,
Also - it turns out that a uniform torque is generated over the entire range during rotation. In other words, even if the motor 7 is a single-phase motor that is not provided with a special self-starting processing means, it can be self-started and can perform all smooth rotational operations with little torque ripple.

尚、上記例では、ロータマグネット１３に駆動用磁極１
７以外に位置検知用磁極１８をマグネットロータを一体
して形成した例を説明し之が、第１０図に示すようにロ
ータマグネット１６を駆動用磁極１７のみとしてもよい
。この場合には、磁電変換素子１５の切換点にバイアス
を設けて、電気角で１８０度づつ切シ換わるようにした
シ、または、更に電気角で１８０度ずれた位置にもう１
個磁電変換素子を設け２つの素子の出力差を利用して通
電切り換えをしたり、あるいは、回転軸と共に回転する
位置検知用ロータマグネットを別に設け、これを磁電変
換素子で検出するようにしてもよく、位置検出に当って
は適宜な手段を採用すればよい。ま几上記例では、駆動
用磁極を４極にした例を示したが２ｍ（ｍは１以上の整
数）極であればよく、コイルが重なっても重ならなくて
もよい。更にまた、円筒型構造のモータにも当然適用あ
る。In the above example, the rotor magnet 13 has the driving magnetic pole 1.
An example will be described in which the position detecting magnetic pole 18 is formed integrally with the magnet rotor in addition to the position detecting magnetic pole 18, but as shown in FIG. 10, the rotor magnet 16 may be formed of only the driving magnetic pole 17. In this case, a bias may be provided at the switching point of the magnetoelectric transducer 15 so that the switching point is set at 180 degrees in electrical angle, or another switch may be placed at a position further shifted by 180 degrees in electrical angle.
An individual magneto-electric conversion element may be provided to switch the energization using the output difference between the two elements, or a separate rotor magnet for position detection that rotates with the rotating shaft may be provided and this may be detected by the magneto-electric conversion element. Any suitable means may be used for position detection. In the above example, the driving magnetic poles were four poles, but the number of poles may be 2 m (m is an integer of 1 or more), and the coils may or may not overlap. Furthermore, it is naturally applicable to motors having a cylindrical structure.

（発明の効果） 本発明は、従来のようにコギングトルクを利用して自起
動させていないので、構造が簡単で組立が容易になり、
安価に形成でき、ま几均−なエアギャップとすることが
できるのでコギングによるトルクむらがなく、広い出力
範囲に渡って平担なトルク特性すなわち滑らかに回転で
きる単相ブラシレスモータを得ることができる。(Effects of the Invention) The present invention does not use cogging torque to self-start as in the past, so the structure is simple and assembly is easy.
Since it can be formed at low cost and has a uniform air gap, there is no torque unevenness due to cogging, and it is possible to obtain a single-phase brushless motor that has flat torque characteristics over a wide output range, that is, can rotate smoothly. .

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

第１図は本発明の２極の駆動用ロータマグネットの下面
図、第２図はＡ相、Ａ′相相定電機子コイル有するステ
ータ電機子の平面図、第３図と は第１図のＷ動用ロータマグネットと第ｎ図のステータ
電機子との展開図、第４図は第２図の人相、Ａ′相相定
電機子コイルよって得られる発、生トルク曲線の説明図
、第５図は一例としての本発明の単相コアレス偏平ブラ
シレスモータの縦断面図、第６図は第５図のモータに用
いたロータマグネットとステータ電機子の斜視図、第７
図はロータマグネットとステータ電機子との展開図、第
８図は本発明の一例としてのｊ駆動回路、第９図（ａ）
は磁電変換素子の出力波形タイミングチャート、同（ｂ
）〜（ｅ）は電機子コイルによる合成トルク発生タイミ
ングチャート、同（ｆ）は全電機子コイルによる合成ト
ルク発生タイミングチャート、第１０図は他のロータマ
グネットとステータ電機子の斜視図である。 １・・・駆動用ロータマグネット、　　２・・・ステー
タ電機子、　３・・・基板、　４．・・・、６・・・ト
ルク曲線、　７・・・合成トルク曲線、　７・・・単相
コアレス偏平７”ラシレスモータ、　　８・・・モータ
本体、９・・・回転軸、　１０．１１・・・軸受、　１
２・・・ロータヨーク、　　１６・・・ロータマグネッ
ト、１４・・・プリント基板、　　１５・・・磁電変換
素子、１６・・・ステータ電機子、　　１７・・・駆動
用磁極、１８・・・位置検知用磁極、　　１９・・・駆
動回路、Ｌ人　・・・Ａ相用電機子コイル、　　Ｌへ・
・・Ａ′相相定電機子コイル　　Ｌｎ・・・Ｂ相用電機
子コイル、Ｌ’ｎ　　・・・Ｂ′′電機子コイル。FIG. 1 is a bottom view of the two-pole drive rotor magnet of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a stator armature having A-phase and A'-phase constant armature coils, and FIG. 3 is the same as that of FIG. Figure 4 is a developed view of the rotor magnet for W motion and the stator armature in Figure n, Figure 4 is an explanatory diagram of the generated torque curve obtained by the human phase and A' phase constant armature coils in Figure 2, Figure 5 The figure is a longitudinal sectional view of a single-phase coreless flat brushless motor of the present invention as an example, FIG. 6 is a perspective view of the rotor magnet and stator armature used in the motor of FIG. 5, and FIG.
The figure is a developed view of the rotor magnet and stator armature, FIG. 8 is a j drive circuit as an example of the present invention, and FIG. 9 (a)
is the output waveform timing chart of the magnetoelectric transducer;
) to (e) are timing charts of composite torque generation by the armature coils, (f) is a timing chart of composite torque generation by all armature coils, and FIG. 10 is a perspective view of another rotor magnet and stator armature. 1... Drive rotor magnet, 2... Stator armature, 3... Board, 4. ..., 6... Torque curve, 7... Composite torque curve, 7... Single-phase coreless flat 7" lashless motor, 8... Motor body, 9... Rotating shaft, 10.11...・Bearing, 1
2... Rotor yoke, 16... Rotor magnet, 14... Printed circuit board, 15... Magnetoelectric conversion element, 16... Stator armature, 17... Drive magnetic pole, 18... Position detection magnetic pole, 19...drive circuit, L person...armature coil for A phase, to L...
...A' phase constant armature coil Ln...B phase armature coil, L'n...B'' armature coil.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）Ｎ、Ｓのいずれか一方の磁極が電気角で１２０度
、他方の磁極が電気角で２４０度に着磁された２ｍ（ｍ
は１以上の整数）極のロータマグネットと、該ロータマ
グネットにエアギャップを介して配設された電気角で１
２０度の開角の４ｎ（ｎは１以上の整数）個の空心型の
電機子コイル群からなるステータ電機子とを備え、ｎ（
ｎは１以上の整数）個のＡ相の電機子コイルはそれぞれ
電気角で（３６０・ｉ）度（ｉは１以上の整数）離れた
位置に配設し、ｎ個のＡ′相の電機子コイルは上記Ａ相
の電機子コイルから電気角で（３６０・ｊ−２４０）度
（ｊは１以上の整数）離れた位置に配設し、ｎ個のＢ相
の電機子コイルは上記Ａ相の電機子コイルから電気角で
（３６０・ｋ−１８０）度（ｋは１以上の整数）離れた
位置に配設し、Ｂ′相の電機子コイルは上記Ａ′相の電
機子コイルから電気角で（３６０・ｌ−１８０）度（ｌ
は１以上の整数）離れた位置に配設し、Ａ相とＡ′相、
Ｂ相とＢ′相の電機子コイルは互いに逆巻に電気的に結
線し、ロータの磁極位置を検出して電気角で１８０度づ
つＡ相、Ａ′相の電機子コイルとＢ相、Ｂ′相の電機子
コイルに交互に通電する電気回路を備えてなる、単相ブ
ラシレスモータ。(1) 2 m (m
is an integer greater than or equal to 1), and the electrical angle of the rotor magnet is 1, which is an integer of 1 or more.
a stator armature consisting of a group of 4n (n is an integer of 1 or more) air-core armature coils with an opening angle of 20 degrees;
The A-phase armature coils (n is an integer of 1 or more) are arranged at positions separated by (360·i) electrical degrees (i is an integer of 1 or more), and the n A'-phase armature coils The child coils are located at a distance of (360·j-240) electrical degrees (j is an integer of 1 or more) from the A-phase armature coils, and the n B-phase armature coils The B' phase armature coil is placed at a position away from the A' phase armature coil in electrical angle (360 k - 180) degrees (k is an integer of 1 or more) from the A' phase armature coil. Electrical angle (360・l-180) degrees (l
is an integer greater than or equal to 1) are arranged at separate positions, and the A phase and A' phase,
The B-phase and B'-phase armature coils are electrically connected to each other in a reverse winding manner, and the rotor's magnetic pole position is detected and the A-phase, A'-phase armature coils are connected to the B-phase, B-phase armature coils at 180 electrical degrees each. A single-phase brushless motor that is equipped with an electric circuit that alternately energizes the armature coils of the '' phases. （２）上記単相ブラシレスモータは、ディスク型コアレ
スブラシレスモータである、特許請求の範囲第（１）項
記載の単相ブラシレスモータ。(2) The single-phase brushless motor according to claim (1), wherein the single-phase brushless motor is a disk-type coreless brushless motor. （３）上記電機子コイル群は重ならないように配設して
なる、特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
の単相ブラシレスモータ。(3) The single-phase brushless motor according to claim (1) or (2), wherein the armature coil groups are arranged so as not to overlap.