(57)【要約】【課題】本発明は、タコジェネレータ側に極検出手段を設けないで、ＤＣモータの小型化及び軽量化を計ることである。【解決手段】本発明による３相ブラシレスＤＣモータ及びその駆動方法は、前記ブラシレスタコジェネレータ(15)の極位置信号に前記３相ブラシレスモータ部(14)の第１〜第３極位置信号(S1A,S2A,S3A)を用い、前記３相ブラシレスＤＣモータ(1)の同期整流回路(20)内で前記ブラシレスタコジェネレータ(15)のタコジェネ出力信号(30)を直流出力(41)に変換し、前記直流出力(41)を前記３相ブラシレスモータ部(14)の速度フィードバック信号として用いる構成と方法である。【選択図】図５
2019041429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相ブラシレスモータ部(14)のハウジング(2)の内面(2a)に設けられ、ステータ巻線(9)を有するモータステータ(10)と、前記モータステータ(10)の内側に軸受(3,4)を介して回転自在に設けられ、ロータマグネット(7)を有するロータ(8)を備えた回転軸(5)と、前記モータステータ(10)側に設けられ、前記ロータ(8)の３相を第１〜第３ホールＩＣ(S１〜S3)で検出するためのモータ極検出回路(13)と、前記ハウジング(2)の一端側(２b)に設けられた３相ブラシレスタコジェネレータ(15)と、を備えた３相ブラシレスＤＣモータにおいて、
前記３相ブラシレスモータ部(14)の極位相と前記３相ブラシレスタコジェネレータ(15)の極位相は一致され、
前記ブラシレスタコジェネレータ(15)の極位置信号に前記３相ブラシレスモータ部(14)の第１〜第３極位置信号(S1A,S2A,S3A)を用い、前記３相ブラシレスＤＣモータ(1)の同期整流回路(20)内で前記ブラシレスタコジェネレータ(15)のタコジェネ出力信号(30)を直流出力(41)に変換し、前記直流出力(41)を前記３相ブラシレスモータ部(14)の速度フィードバック信号として用いるように構成したことを特徴とする３相ブラシレスＤＣモータ。
【請求項２】
３相ブラシレスモータ部(14)のハウジング(2)の内面(2a)に設けられ、ステータ巻線(9)を有するモータステータ(10)と、前記モータステータ(10)の内側に軸受(3,4)を介して回転自在に設けられ、ロータマグネット(7)を有するロータ(8)を備えた回転軸(5)と、前記モータステータ(10)側に設けられ、前記ロータ(8)の３相を第１〜第３ホールＩＣ(S１〜S3)で検出するためのモータ極検出回路(13)と、前記ハウジング(2)の一端側(２b)に設けられた３相ブラシレスタコジェネレータ(15)と、を備えた３相ブラシレスＤＣモータにおいて、
前記３相ブラシレスモータ部(14)の極位相と前記３相ブラシレスタコジェネレータ(15)の極位相は一致され、
前記ブラシレスタコジェネレータ(15)の極位置信号に前記３相ブラシレスモータ部(14)の第１〜第３極位置信号(S1A,S2A,S3A)を用い、前記３相ブラシレスＤＣモータ(1)の同期整流回路(20)内で前記ブラシレスタコジェネレータ(15)のタコジェネ出力信号(30)を直流出力(41)に変換し、前記直流出力(41)を前記３相ブラシレスモータ部(14)の速度フィードバック信号として用いることを特徴とする３相ブラシレスＤＣモータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ブラシレスＤＣモータに関し、特に、３相ブラシレスタコジェネレータの極数及び相数を３相ブラシレスモータ部と同じとすると共に、モータ部の極位置信号をタコジェネレータ側に用いることにより、３相ブラシレスタコジェネレータの極位置検出が不要となり、３相ブラシレスＤＣモータの小型化、及び部品点数の低減並びに配線工数の低減を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のタコジェネレータと組合わされたブラシレスＤＣモータとしては、例えば、特許文献１の「回転速度検出装置を備えた電動機」等を挙げることができるが、特に、ブラシレスＤＣモータに用いられるブラシレスＤＣタコジェネレータは、図示していないが、磁極を有するロータと、４相あるいは低リップルを目的とした６相の巻線を有するステータと、タコジェネレータの極位置を検出するための極センサと、この極位置により、ステータからの交流電圧を同期整流して直流電圧に変換するための変換回路と、から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１９５４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のブラシレスＤＣモータは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、モータの使用環境が厳しい場合や、スペース上、タコジェネレータの変換回路（同期整流回路）をタコジェネレータの内部に設置できない場合には、外部に設ける場合があるが、その際には、タコジェネレータのステータの出力巻線の他に、タコジェネレータの極検出部を設置するための配線が増加するため、配設数を減らすことは困難であった。
【０００５】
また、ブラシレスＤＣモータジェネレータの構造において、モータをより一層小型化する場合、タコジェネレータの極検出のためのスペースが必要であった。
また、変換回路（同期整流回路）をモータ内部に持つことは、スペースの増加となるため、外部に配置する必要があるが、そのためには、タコジェネレータの各出力巻線の他に、極を検出するための極検出部の配線が増加し、重量の増加及び配線工数の増加となっていた。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、タコジェネレータの極数及び相数をブラシレスモータと同じとすると共に、モータ部の極位置信号をタコジェネレータ側に用いることにより、タコジェネレータの極位置検出が不要となり、３相ブラシレスＤＣモータの小型化、部品点数の低減及び配線工数の低減とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による３相ブラシレスＤＣモータは、３相ブラシレスモータ部のハウジングの内面に設けられ、ステータ巻線を有するモータステータと、前記モータステータの内側に軸受を介して回転自在に設けられ、ロータマグネットを有するロータを備えた回転軸と、前記モータステータ側に設けられ、前記ロータの３相を第１〜第３ホールＩＣで検出するためのモータ極検出回路と、前記ハウジングの一端側に設けられた３相ブラシレスタコジェネレータと、を備えた３相ブラシレスＤＣモータにおいて、前記３相ブラシレスモータ部の極位相と前記３相ブラシレスタコジェネレータの極位相は一致され、前記ブラシレスタコジェネレータの極位置信号に前記３相ブラシレスモータ部の第１〜第３極位置信号を用い、前記３相ブラシレスＤＣモータの同期整流回路内で前記ブラシレスタコジェネレータのタコジェネ出力信号を直流出力に変換し、前記直流出力を前記３相ブラシレスモータ部の速度フィードバック信号として用いるようにした構成であり、また、３相ブラシレスモータ部のハウジングの内面に設けられ、ステータ巻線を有するモータステータと、前記モータステータの内側に軸受を介して回転自在に設けられ、ロータマグネットを有するロータを備えた回転軸と、前記モータステータ側に設けられ、前記ロータの３相を第１〜第３ホールＩＣで検出するためのモータ極検出回路と、前記ハウジングの一端側に設けられた３相ブラシレスタコジェネレータと、を備えた３相ブラシレスＤＣモータにおいて、前記３相ブラシレスモータ部の極位相と前記３相ブラシレスタコジェネレータの極位相は一致され、前記ブラシレスタコジェネレータの極位置信号に前記３相ブラシレスモータ部の第１〜第３極位置信号を用い、前記３相ブラシレスＤＣモータの同期整流回路内で前記ブラシレスタコジェネレータのタコジェネ出力信号を直流出力に変換し、前記直流出力を前記３相ブラシレスモータ部の速度フィードバック信号として用いる方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による３相ブラシレスＤＣモータ及びその駆動方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、３相ブラシレスタコジェネレータ部の極数と相数を、３相ブラシレスＤＣモータと同じにすることにより、３相ＤＣタコジェネレータの極位置検出が不要となる。
その結果、３相ＤＣタコジェネレータの極位置センサが不要となり、極位置センサの配線が不要となってモータの小型化、軽量化及び配線工数の低減化を達成することができる。
また、前述の各効果の結果により、安価で高信頼性の３相ブラシレスＤＣモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による３相ブラシレスＤＣモータを示す断面構成図である。
【図２】図１の３相ブラシレスモータ部のモータ巻線の構成図である。
【図３】図１のホールＩＣによるモータ極検出回路を示す構成図である。
【図４】図１の３相ブラシレスタコジェネレータ部の巻線の構成図である。
【図５】図１の３相ブラシレスモータの要部を示す概略回路図である。
【図６】図１の各部の波形図である。
【図７】図６の３相ブラシレスタコジェネレータ部の出力波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明による３相ブラシレスＤＣモータ及びその駆動方法は、３相ブラシレスタコジェネレータの極数及び相数を３相ブラシレスモータ部と同じとすると共に、モータ部の極位置信号をタコジェネレータ側に用いることにより、３相ブラシレスタコジェネレータの極位置検出が不要となり、３相ブラシレスＤＣモータの小型化、部品点数の低減及び配線工数の低減を行うことである。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による３相ブラシレスＤＣモータ及びその駆動方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは、ハウジング２を有する３相ブラシレスＤＣモータであり、前記ハウジング２内には、一対の軸受３,４を介して回転軸５が回転自在に設けられている。
【００１２】
前記回転軸５には、その外周には多数のロータマグネット７が貼着されたロータ８が設けられており、前記ロータ８の外側で、かつ、前記ハウジング２の内面２ａには、図２で示されるステータ巻線９を有するモータステータ１０が設けられている。
【００１３】
前記ステータ巻線９は、図２で示されるように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相巻線９ａ、９ｂ及び９ｃからなる３相によって構成され、図５に示されるモータ駆動回路１１からの３相駆動信号１１ａによって前記３相ブラシレスモータ１２が３相駆動されるように構成されている。
【００１４】
図１で示される前記ハウジング２内に設けられ、主として、回転軸５、ロータ８、ステータ巻線９、モータステータ１０及び前記モータステータ１０側に設けられ、第１、第２、第３ホールＩＣ９ａ〜９ｃからなるホールＩＣＳによるモータ極検出回路１３とによって３相ブラシレスモータ部１４が構成されている。
前記回転軸５の前記軸受４の後方側には、３相ブラシレスタコジェネレータ１５が設けられ、前記３相ブラシレスモータ部１４と前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５は、前記回転軸５を介して同一軸上に配設されている。
従って、前記３相ブラシレスモータ部１４と前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５は、同じ相数で、かつ、同じ極数で構成されている。
【００１５】
前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５は、前記回転軸５上に設けられた周知のタコジェネロータ１６と、前記ハウジング２の一端側２ｂに設けられたタコジェネ用ケース１７に設けられたタコジェネ出力巻線１８と、によって構成されている。
【００１６】
図３は、前記モータ極検出回路１３の構成を示しており、前記ホールＩＣＳは、前記３相ブラシレスモータ部１４の前記ロータ８の回転によるＵ相９ａ、Ｖ相９ｂ及びＷ相９ｃを検出するための第１、第２、第３ホールＩＣＳ１，Ｓ２，Ｓ３によって構成されている。すなわち、前記ロータマグネット７の周面又は、周端面に周知のように形成され、例えば、凸部又は凹部（図示せず）のように磁気変化が大きい部分を各ホールＩＣ、９ａ〜９ｃで検出して極検出としている。
【００１７】
図４は、前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５を示しており、図２で示される３相ブラシレスＤＣモータ部１４の３相の巻線構成と同一で、各相及び各極位置が一致している。すなわち、３相ブラシレスモータ部１４の極位相と３相ブラシレスタコジェネレータ１５の極位相は一致している。
【００１８】
図５は、前記３相ブラシレスＤＣモータ１の前記３相ブラシレスモータ部の一部１４と前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５の電気駆動系を示している。
前記３相ブラシレスＤＣモータ１には、同期整流回路２０及びモータ駆動回路１１が設けられ、前記３相ブラシレスモータ部１４のロータ８の回転により、前記回転軸５を介して前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５のタコジェネロータ１６も同時回転する。
【００１９】
前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５の第１、第２、第３タコジェネ出力巻線１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの３相タコジェネ出力３０は、図５の第１〜第３アンプ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び第１〜第３反転アンプ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを介して周知の同期整流回路２０に入力される。
【００２０】
前記同期整流回路２０には、前記各アンプ３１ａ〜３１ｃ及び３１Ａ〜３１Ｃからの出力は、前記同期整流回路２０の多数のスイッチング素子からなるスイッチング回路３３に入力され、前記同期整流回路２０のインターフェース３４には、図３の各ホールＩＣ９ａ〜９ｃからの極位置信号S１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａがインターフェース３４に入力されている。前記インターフェース３４はゼスイッチング回路３３に接続され、各極位置信号Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａに応じてスイッチング回路３３内のスイッチングを行うように構成されている。
【００２１】
前記スイッチング回路３３は、図３及び図６の（Ａ）で示される各ホールＩＣ９ａ，９ｂ，９ｃからの各極位置信号Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａで同期して、図６の水平波形の部分のみが出力アンプ４０を介して直流出力４１、すなわち、前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５の出力電圧として、前記モータ駆動回路１１に入力されるように構成されている。
【００２２】
前記モータ駆動回路１１に入力された前記直流出力４１は、図示しないモータ回転数の設定値に対する制御系として、速度フィードバック制御に用いられる。
従って、前述の３相ブラシレスモータ部１４と３相ブラシレスタコジェネレータ１５の各極位相が一致し、前記３相ブラシレスタコジェネレータ１５の極位置信号に、前記３相ブラシレスモータ１の前記モータ極検出回路１３からの第１〜第３極位置信号S１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａを使用しているため、前述の同期整流回路２０の内で直流信号化されて直流出力４１が速度制御に用いられている。
【００２３】
尚、前述の３相ブラシレスタコジェネレータ１５からの３相のタコジェネ出力信号３０の各波形が示されており、丸数字の１から６までの領域が、第１〜第３極位置信号Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａに同期して整流されて直流出力４１が得られる状態を示している。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明による３相ブラシレスＤＣモータ及びその駆動方法は、３相ブラシレスタコジェネレータの極位置信号に、３相ブラシレスＤＣモータから得られる極位置信号を用いているため、３相ブラシレスタコジェネレータ側には、極位置信号を生成するための手段を設ける必要がなく、３相ブラシレスＤＣモータの軽量化、小型化及び省配線化が達成できる。
【符号の説明】
【００２５】
１    ３相ブラシレスＤＣモータ
２    ハウジング
２ａ    内面
２ｂ    一端側タコジェネロータ
３，４    軸受
５    回転軸
７    ロータマグネット
８    ロータ
９    ステータ巻線
１０    モータステータ
１１    モータ駆動回路
１１ａ    ３相駆動信号
１２    ３相ブラシレスモータ
１３    ホールＩＣによるモータ極検出回路
１４    ３相ブラシレスモータ部
１５    ３相ブラシレスタコジェネレータ、タコジェネステータ
１５ａ〜１５ｃ    第１〜第３タコジェネ出力巻線
１６    タコジェネロータ
１８    タコジェネ出力巻線
２０    同期整流回路
３０    タコジェネ出力信号
３３    スイッチング回路
３４    インターフェース
４０    出力アンプ
４１    直流出力
Ｓ１〜Ｓ３    第１〜第３ホールＩＣ
３相ブラシレスモータ部のモータトルク
Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ａ    第１〜第３極位置信号
Ｓ    ホールＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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