(57)【要約】【課題】駆動制御回路の構成がより単純で効率の良いブラシレスモータを提供する。【解決手段】ブラシレスモータは、駆動方向に垂直な方向に磁化された永久磁石３２と、永久磁石に対向するコイル部１０とを備える。コイル部１０の電磁コイル１２は、駆動方向と平行な方向を軸に巻き回されている。駆動制御回路は、電磁コイル１２に供給する電流の方向を変更せずに電磁コイル１２に所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、ブラシレスモータを駆動方向に動作させる。【選択図】図１
2008312427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動方向に動作可能なブラシレスモータであって、
前記駆動方向に垂直な方向に磁化された第１の永久磁石を含む第１の駆動部材と、
前記第１の駆動部材に対向して設けられ、前記駆動方向と平行な方向を軸に巻き回された電磁コイルを含む第２の駆動部材と、
前記電磁コイルに電力を供給する駆動制御回路と、
を備え、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに前記電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向に動作させる、ブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、前記駆動方向と平行な方向を軸として磁束遮蔽部材の周囲に巻き回されている、ブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項２記載のブラシレスモータであって、
前記コイル部として、前記第１の永久磁石を挟んだ両側に第１と第２のコイル部がそれぞれ設けられており、
前記第１のコイル部の前記電磁コイルのうちで前記磁束遮蔽部材よりも前記第１の永久磁石に近い側にある内側コイル部分を流れる電流と、前記第２のコイル部の前記電磁コイルのうちで前記磁束遮蔽部材よりも前記第１の永久磁石に近い側にある内側コイル部分を流れる電流とが、互いに平行な方向に流れるように前記電磁コイルが結線されている、ブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１記載のブラシレスモータであって、さらに、
前記電磁コイルの一部分と前記第１の永久磁石との間の電磁相互作用による駆動力の発生を防止する駆動力発生防止部材を備え、
前記電磁コイルは、前記第１の永久磁石に面した側にある第１のコイル部分と、第１のコイル部分とは反対側にある第２のコイル部分と、を有し、
前記駆動力発生防止部材は、前記第１のコイル部分と前記第１の永久磁石との間における電磁相互作用の発生を許容するとともに、前記第２のコイル部分と前記第１の永久磁石との間における電磁相互作用の発生を防止する、ブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項４記載のブラシレスモータであって、
前記駆動力発生防止部材は、前記第２の駆動部材を挟んで前記第１の永久磁石と反対側に設けられた第２の永久磁石であり、
前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石と互いに同じ極が対向するように設置されている、ブラシレスモータ。
【請求項６】
請求項５記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、空芯コイルか、又は、非磁性体材料で形成されたコア材を有するコイルである、ブラシレスモータ。
【請求項７】
請求項５記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、磁性体部材を挟んで同極同士が対面した状態で前記磁性体部材にそれぞれ吸引されている２枚の永久磁石で構成される磁石集合体をコア材として備え、
前記磁石集合体の前記２枚の永久磁石は、前記第１及び第２の永久磁石のそれぞれと、互いに異なる極が対向するように配置されている、ブラシレスモータ。
【請求項８】
請求項４記載のブラシレスモータであって、
前記駆動力発生防止部材は、前記電磁コイルのコア材として設けられた第２の永久磁石を含み、
前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石と互いに異なる極が対向するように設置されている、ブラシレスモータ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記第１の永久磁石は、前記第１の永久磁石の磁化方向に沿った寸法を厚みとする板状磁石である、ブラシレスモータ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに前記第１の電流方向とは逆の方向に駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向とは逆の方向に動作させる、ブラシレスモータ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記第１の永久磁石は、前記駆動方向と交わる方向に沿って設けられた凹部又は凸部を有する、ブラシレスモータ。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記ブラシレスモータは回転式モータであり、前記駆動方向は回転方向である、ブラシレスモータ。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記ブラシレスモータは直進式モータであり、前記駆動方向は直進方向である、ブラシレスモータ。
【請求項１４】
電子機器であって、
所定の駆動方向に動作可能なブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータによって駆動される被駆動部材と、
を備え、
前記ブラシレスモータは、
前記駆動方向に垂直な方向に磁化された第１の永久磁石を含む第１の駆動部材と、
前記第１の駆動部材に対向して設けられ、前記駆動方向と平行な方向を軸に巻き回された電磁コイルを含む第２の駆動部材と、
前記電磁コイルに電力を供給する駆動制御回路と、
を備え、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに前記電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向に動作させる、電子機器。
【請求項１５】
請求項１４記載の電子機器であって、
前記電子機器はプロジェクタである、電子機器。
【請求項１６】
燃料電池使用機器であって、
所定の駆動方向に動作可能なブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータによって駆動される被駆動部材と、
前記ブラシレスモータに電源を供給する燃料電池と、
を備え、
前記ブラシレスモータは、
前記駆動方向に垂直な方向に磁化された第１の永久磁石を含む第１の駆動部材と、
前記第１の駆動部材に対向して設けられ、前記駆動方向と平行な方向を軸に巻き回された電磁コイルを含む第２の駆動部材と、
前記電磁コイルに電力を供給する駆動制御回路と、
を備え、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに前記電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向に動作させる、燃料電池使用機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石と電磁コイルとを利用したブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータとしては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８９８２号公報
【０００４】
従来のブラシレスモータでは、電磁コイルに印加する電流の方向を適宜切り替えることによって、所定の駆動方向に動作させていた。しかし、電流方向の切り替えを行うための駆動制御回路の構成が複雑であり、また、切り替えに伴って損失が発生するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、駆動制御回路の構成がより単純で効率の良いブラシレスモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  所定の駆動方向に動作可能なブラシレスモータであって、
前記駆動方向に垂直な方向に磁化された第１の永久磁石を含む第１の駆動部材と、
前記第１の駆動部材に対向して設けられ、前記駆動方向と平行な方向を軸に巻き回された電磁コイルを含む第２の駆動部材と、
前記電磁コイルに電力を供給する駆動制御回路と、
を備え、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに前記電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向に動作させる、ブラシレスモータ。
【０００８】
このブラシレスモータでは、永久磁石に近い側のコイル部分と永久磁石に遠い側のコイル部分とで駆動力の大きさに差が生じるので、この差に等しい正味の駆動力が発生する。従って、電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、ブラシレスモータを駆動方向に動作させることが可能である。
【０００９】
［適用例２］  適用例１記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、前記駆動方向と平行な方向を軸として磁束遮蔽部材の周囲に巻き回されている、ブラシレスモータ。
【００１０】
このブラシレスモータでは、磁束遮蔽部材によって永久磁石の磁束が遮蔽されるので、磁束遮蔽部材の外側（磁束遮蔽部材を挟んで永久磁石と反対側）にあるコイル部分（外側コイル部分）には永久磁石の磁束が到達しないので、この外側コイル部分からは駆動力が発生せず、一方、磁束遮蔽部材の内側（磁束遮蔽部材と永久磁石との間）にあるコイル部分（内側コイル部分）からは駆動力が発生する。従って、電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、ブラシレスモータを前記駆動方向に動作させることが可能である。
【００１１】
［適用例３］  適用例１記載のブラシレスモータであって、
前記コイル部として、前記第１の永久磁石を挟んだ両側に第１と第２のコイル部がそれぞれ設けられており、
前記第１のコイル部の前記電磁コイルのうちで前記磁束遮蔽部材よりも前記第１の永久磁石に近い側にある内側コイル部分を流れる電流と、前記第２のコイル部の前記電磁コイルのうちで前記磁束遮蔽部材よりも前記第１の永久磁石に近い側にある内側コイル部分を流れる電流とが、互いに平行な方向に流れるように前記電磁コイルが結線されている、ブラシレスモータ。
【００１２】
［適用例４］  適用例１記載のブラシレスモータであって、さらに、
前記電磁コイルの一部分と前記第１の永久磁石との間の電磁相互作用による駆動力の発生を防止する駆動力発生防止部材を備え、
前記電磁コイルは、前記第１の永久磁石に面した側にある第１のコイル部分と、第１のコイル部分とは反対側にある第２のコイル部分と、を有し、
前記駆動力発生防止部材は、前記第１のコイル部分と前記第１の永久磁石との間における電磁相互作用の発生を許容するとともに、前記第２のコイル部分と前記第１の永久磁石との間における電磁相互作用の発生を防止する、ブラシレスモータ。
【００１３】
このブラシレスモータでは、第１のコイル部分では第１の永久磁石との間の電磁相互作用が発生するが、第１のコイル部分と反対側にある第２のコイル部分では第１の永久磁石との間の電磁相互作用が発生しないので、電磁コイルに供給する電流の方向を変更せずに電磁コイルに所定の第１の電流方向の駆動電流を供給することによって、ブラシレスモータを駆動方向に動作させることが可能である。
【００１４】
［適用例５］  適用例４記載のブラシレスモータであって、
前記駆動力発生防止部材は、前記第２の駆動部材を挟んで前記第１の永久磁石と反対側に設けらた第２の永久磁石であり、
前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石と互いに同じ極が対向するように設置されている、ブラシレスモータ。
【００１５】
この構成では、第２の永久磁石の磁場の影響により、第２のコイル部分と第１の永久磁石との間の電磁相互作用が発生しないので、第２の永久磁石が駆動力発生防止部材としての機能を実現することが理解できる。また、この構成では、第２の永久磁石と第２のコイル部分との間に電磁相互作用が働くので、第１のコイル部分のみでなく第２のコイル部分からも駆動力を発生することが可能となる。この結果、より大きな駆動力を発生できるという効果がある。
【００１６】
［適用例６］  適用例５記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、空芯コイルか、又は、非磁性体材料で形成されたコア材を有するコイルである、ブラシレスモータ。
【００１７】
この構成では、電磁コイルのコア材と、永久磁石との間に余分な力が働かないので、なめらかな駆動を実現することが可能となる。
【００１８】
［適用例７］  適用例５記載のブラシレスモータであって、
前記電磁コイルは、磁性体部材を挟んで同極同士が対面した状態で前記磁性体部材にそれぞれ吸引されている２枚の永久磁石で構成される磁石集合体をコア材として備え、
前記磁石集合体の前記２枚の永久磁石は、前記第１及び第２の永久磁石のそれぞれと、互いに異なる極が対向するように配置されている、ブラシレスモータ。
【００１９】
この構成では、第１の第２の永久磁石による電磁コイル位置での磁場を強めることができるので、駆動力を高めることが可能となる。
【００２０】
［適用例８］  適用例４記載のブラシレスモータであって、
前記駆動力発生防止部材は、前記電磁コイルのコア材として設けられた第２の永久磁石を含み、
前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石と互いに異なる極が対向するように設置されている、ブラシレスモータ。
【００２１】
この構成によっても、第２の永久磁石の磁場の影響により、第２のコイル部分と第１の永久磁石との間の電磁相互作用が発生しないので、第２の永久磁石が駆動力発生防止部材としての機能を実現することが理解できる。
【００２２】
［適用例９］  適用例１ないし８のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記第１の永久磁石は、前記第１の永久磁石の磁化方向に沿った寸法を厚みとする板状磁石である、ブラシレスモータ。
【００２３】
この構成では、サイズが小さく、効率の良いブラシレスモータを容易に得ることができる。
【００２４】
［適用例１０］  適用例１ないし９のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記駆動制御回路は、前記電磁コイルに前記第１の電流方向とは逆の方向に駆動電流を供給することによって、前記ブラシレスモータを前記駆動方向とは逆の方向に動作させる、ブラシレスモータ。
【００２５】
この構成では、ブラシレスモータを任意に逆転させることが可能である。
【００２６】
［適用例１１］  適用例１ないし１０のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記第１の永久磁石は、前記駆動方向と交わる方向に沿って設けられた凹部又は凸部を有する、ブラシレスモータ。
【００２７】
［適用例１２］  適用例１ないし１１のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記ブラシレスモータは回転式モータであり、前記駆動方向は回転方向である、ブラシレスモータ。
【００２８】
［適用例１３］  適用例１ないし１１のいずれかに記載のブラシレスモータであって、
前記ブラシレスモータは直進式モータであり、前記駆動方向は直進方向である、ブラシレスモータ。
【００２９】
［適用例１４］  適用例１ないし１３のいずれかに記載のブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータによって駆動される被駆動部材と、
を備える電子機器。
【００３０】
［適用例１５］  適用例１４記載の電子機器であって、
前記電子機器はプロジェクタである、電子機器。
【００３１】
［適用例１６］  適用例１ないし１３のいずれかに記載のブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータによって駆動される被駆動部材と、
前記ブラシレスモータに電源を供給する燃料電池と、
を備える燃料電池使用機器。
【００３２】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動モータ及びその制御方法、それらを用いたアクチュエータや電子機器等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A．第１実施形態：
B．第２実施形態：
C．変形例：
【００３４】
A．第１実施形態：
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態におけるブラシレスモータで利用される永久磁石とコイル部の概略構成を示す斜視図である。この例では、永久磁石３２を挟んだ両側に、コイル部１０がそれぞれ永久磁石３２と対向する位置に設けられている。各コイル部１０は、磁束遮蔽部材１４と、磁束遮蔽部材１４の回りに巻き回された電磁コイル１２とで構成されている。磁束遮蔽部材１４は、磁性体材料で形成することが可能であり、特にパーマロイなどの高透磁率材料で形成されていることが好ましい。図１（Ａ）には、ブラシレスモータの駆動方向ＤＤが示されている。電磁コイル１２は、モータの駆動方向ＤＤに平行な方向を軸として、磁束遮蔽部材１４の周囲に巻き回されていることが理解できる。なお、電磁コイル１２は絶縁材で被覆されている。
【００３５】
図１（Ｂ）は、永久磁石とコイル部の正面図である。永久磁石３２は、板状磁石であり、モータの駆動方向ＤＤに垂直な方向（図１（Ｂ）の上下方向）に磁化されている。すなわち、永久磁石３２の磁束Ｂｔの方向は、駆動方向ＤＤと垂直である。
【００３６】
図１（Ｂ）では、電磁コイル１２が、磁束遮蔽部材１４よりも永久磁石３２に近い方に存在する内側コイル部分１２ｉと、磁束遮蔽部材１４よりも永久磁石３２に遠い方に存在する外側コイル部分１２ｏとに分けて描かれている。これらのコイル部分１２ｉ，１２ｏの区別は単に便宜上のものであり、両方ともに磁束遮蔽部材１４の回りを周回している同一のコイルの一部分である。内側コイル部分１２ｉを示すマーク（円内に黒点が付されたもの）は、電流が紙面の裏側から表側に流れることを意味している。すなわち、永久磁石３２の両側にある２つの内側コイル部分１２ｉでは、同じ方向に電流が流れている。外側コイル部分１２ｏを示すマーク（円内に×が付されたもの）は、電流が紙面の表側から裏側に流れることを意味している。なお、図１（Ａ）にはこの電流方向ＣＤが示されている。
【００３７】
コイル部１０をステータとしてモータを構成した場合には、内側コイル部１２ｉに流れる電流と、永久磁石３２の磁束Ｂｔとによって、電磁コイル１２から永久磁石３２に駆動方向ＤＤの力が発生する。一方、永久磁石３２の磁束Ｂｔは、磁束遮蔽部材１４によって遮蔽されるので、外側コイル部１２ｏには永久磁石３２の磁束Ｂｔが到達しない。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の側面図であり、駆動方向ＤＤから見た図である。図１（Ｃ）に破線で示すように、磁束Ｂｔは、磁束遮蔽部材１４で遮蔽されて外側コイル部１２ｏにほとんど達していない。この磁束遮蔽部材１４の効果により、外側コイル部１２ｏからは駆動力が発生しないので、内側コイル部１２ｉからの駆動力がモータの駆動力として働くことが理解できる。
【００３８】
なお、図１の構成において、２つのコイル部１０のうちの一方を省略しても良い。但し、永久磁石３２の両側にコイル部１０をそれぞれ設けるようにすれば、駆動力をほぼ２倍にすることができ、また、駆動方向ＤＤ以外の方向に駆動力が発生する可能性を低減することが可能である。また、モータの駆動力を効率的に発生させるためには、永久磁石３２と磁束遮蔽部材１４は、いずれも永久磁石３２の磁化方向に沿った方向を厚み方向とする板状部材として構成されていることが好ましい。また、このような板状の磁束遮蔽部材１４を用いれば、ブラシレスモータのサイズ（特に厚み）を小さくすることが可能である。
【００３９】
図１の構成では、絶縁被覆された電磁コイル１２を磁束遮蔽部１４に直接巻いているが、絶縁品質を向上させるために、ボビンを設け、ボビンの回りに電磁コイル１２を巻くようにしてもよい。このとき、ボビン構造が磁束遮蔽部を含むような種々の構成を採用することができる。例えば、中空ボビンの内部に磁束遮蔽部１４を挿入するようにしてもよい。あるいは、ボビン自体を磁束遮蔽部材で構成するようにしてもよい。
【００４０】
図２は、永久磁石３２の形状の変形例を示すものであり、図１（Ｃ）に対応する図である。この永久磁石３２ａは、その両端に略台形状（又は略扇状）に広がる台形部分３２ｄを有している。この台形部分３２ｄは、電磁コイル１２のうちで有効な駆動力を発生するコイル部分の長さを図１（Ｃ）の構成よりも長くすることができる。この結果、より効率良く駆動力を発生することが可能である。
【００４１】
図３（Ａ）は、本発明の第１実施形態の第１実施例としての回転式ブラシレスモータの構成を示す断面図である。このモータ１００は、コイル部１０を含むステータと、永久磁石３２を含むロータ部３０とを有している。図３（Ｂ）に示すように、ロータ部３０は、円環状の外形形状を有する板状の永久磁石３２を有している。ロータ部３０の中心は回転軸１１２に固定されている。回転軸１１２は、軸受部１１４で保持されている。なお、永久磁石３２の外周には、磁気ヨーク部材３４が設けられている。磁気ヨーク部材３４は省略可能である。図３（Ｃ）は、コイル部１０を含むステータの水平断面を示している。磁束遮蔽部材１４は、リング状の外形形状を有する板状部材である。電磁コイル１２は、磁束遮蔽部材１４のほぼ中央を通り磁束遮蔽部材１４の外周円と同心円状の軸を中心に巻き回されている。電磁コイル１２は、例えば細長い板状導線を巻き回した平巻コイルによって形成することが可能であるが、本明細書の各図では簡略化されて描かれている。図３（Ａ）に示すように、電磁コイル１２は基板（回路基板）１６に設置されている。コイル部１０と基板１６とで構成されるステータは、モータ１００のケーシング１０２に固定されている。
【００４２】
図４は、磁束遮蔽部材１４と電磁コイル１２の具体的な形状の例を示している。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、磁束遮蔽部材１４と電磁コイル１２は、それぞれ外形が半リング形状の２つの部分で構成されている。磁束遮蔽部材１４を構成する半リング状の部材の境界は、割り部１４ｓ（離間部）が存在する。図４（Ｃ）は、磁束遮蔽部材１４と電磁コイル１２とを組み合わせた形状を示す平面図であり、図４（Ｄ）はその断面図である。図４（Ｄ）に示すように、２つの磁束遮蔽部材１４は、電磁コイル１２の中に設けられた空間（中空部）にそれぞれ挿入され、その後、図４（Ｃ）に示すように互いに連結される。図４（Ｅ）は、図４（Ｃ）のＥ部を拡大して示している。ここでは、割り部１４ｓの上側と下側にくさび状の連結部材１４ｃが嵌め込まれており、これによって半リング状の磁束遮蔽部材１４同士が連結されている。
【００４３】
図５は、磁束遮蔽部材１４と電磁コイル１２をそれぞれ４分割した場合の形状の例を示している。これらの例から理解できるように、図１（Ａ）に示すような真っ直ぐな板状の永久磁石３２及び磁束遮蔽部材１４を用いたモータのみでなく、曲がった形状を有する永久磁石や磁束遮蔽部材を用いたモータも実現可能である。
【００４４】
図６は、実施例におけるブラシレスモータの駆動制御回路の構成を示すブロック図である。この駆動制御回路は、ＣＰＵシステム３００と、駆動信号生成部２００と、駆動ドライバ部２１０と、回生制御部２２０と、蓄電器２３０と、蓄電制御部２４０とを備えている。駆動信号生成部２００は、駆動ドライバ部２１０に供給する駆動信号を生成する。
【００４５】
図７は、駆動ドライバ部２１０の構成を示す回路図である。この駆動ドライバ部２１０は、Ｈ型ブリッジ回路を構成している。駆動信号生成部２００からは、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１と、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２のうちの一方が駆動ドライバ部２１０に供給される。図６に示す電流ＩＡ１，ＩＡ２は、これらの駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２に応じて流れる電流（「駆動電流」とも呼ぶ）の方向を示している。例えば、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１に応じて電流ＩＡ１が流れる場合にはモータが所定の第１の駆動方向に動作し、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２に応じて電流ＩＡ２が流れる場合にはモータが第１の駆動方向とは逆の第２の駆動方向に動作する。この第１の駆動方向は、例えば図１（Ａ）に矢印ＤＤで示す方向である。あるいは、図３のような回転式モータの場合には、第１の駆動方向は例えば右回りであり、第２の駆動方向は左回りである。駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２としては、例えば、一定のオン信号や、周期的なパルス信号等を使用することが可能である。
【００４６】
なお、駆動信号生成部２００は、２つの駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２のうちの一方のみしか生成しないように構成することも可能である。この場合には、モータは一方向にしか駆動できないが、例えばファンモータのような実装例ではこれでも十分である。
【００４７】
図８は、回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。回生制御部２２０は、電磁コイル１２に対して駆動ドライバ部と並列に接続されている。回生制御部２２０は、ダイオードで構成される整流回路２２２と、スイッチングトランジスタ２２４とを備えている。蓄電制御部２４０によってスイッチングトランジスタ２２４がオン状態になると、電磁コイル１２で発生した電力を回生して蓄電器２３０を充電することが可能である。また、蓄電器２３０から電磁コイル１２に電流を供給することも可能である。なお、回生制御部２２０と蓄電器２３０と蓄電制御部２４０は省略してもよい。
【００４８】
このように、第１実施形態の第１実施例のブラシレスモータでは、永久磁石３２と対向した位置に磁束遮蔽部材１４を設け、磁束遮蔽部材１４の周囲に電磁コイル１２を巻き回すようにしたので、電磁コイル１２に一定方向の電流を流すことによって、モータに所定の駆動方向の力を発生させることができる。すなわち、本実施例のブラシレスモータでは、制御回路によって駆動電圧や駆動電流の切り替えを行うことなく、ブラシレスモータを動作させることが可能である。
【００４９】
図９は、第１実施形態の第２実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１００ａは、図３（Ａ）に示した第１実施形態の第１実施例のモータのロータ部３０の上側と下側に、コイル部１０を含むステータをそれぞれ設けたものであり、他の点は図３に示した第１実施例と同じである。この第２実施例のモータは、第１実施例のモータの約２倍の駆動力を発生することが可能である。
【００５０】
図１０は、第１実施形態の第３実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１００ｂは、コイル部１０を含むステータの上側と下側に、ロータ部３０をそれぞれ設けた構成を有している。このモータでは、磁束遮蔽部材１４の上側のコイル部分と下側のコイル部分からそれぞれ有効な駆動力を発生させることができる。従って、第１実施例（図３）や第２実施例（図９）よりも効率を向上させることが可能である。
【００５１】
図１１は、第１実施形態の第４実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１００ｃは、中空円筒状の永久磁石３２を含むロータ部３０と、コイル部１０を含むステータとが、回転軸１１２を中心とする同心円筒状に構成されている。このようなモータも、図１で説明した原理に従って、有効な駆動力を発生することが可能である。
【００５２】
図１２は、第１実施形態の第５実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１００ｄは、図１１に示した第４実施例のロータ部３０を二重円筒構造に変更し、ステータの内側にも永久磁石を設けたものである。この構成では、図１０に示したモータと同様に、コイルの両側から有効な駆動力を発生することが可能であり、効率の良いモータが得られる。
【００５３】
図１３は、第１実施形態の第６実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ１０００は、固定ガイド部１１００と、移動部１２００とを備えている。図１３（Ａ）に示すように、固定ガイド部１１００の中心には、移動方向に伸びる板状の永久磁石３２が設けられている。移動部１２００は、固定ガイド部１１００を上下方向に挟むように構成されており、磁束遮蔽部材１４とコイル１２とを含むコイル部１０が、永久磁石３２の上と下にそれぞれ対向して設けられている。図１３（Ｂ）に示すように、移動部１２００には駆動制御部１２５０が設けられている。駆動制御部１２５０は、燃料電池などの自立的な電源装置（図示省略）を有している。固定ガイド部１１００は、移動部１２００を導くためのレール１１２０が設けられている。移動部１２００は、ベアリング部１１４０によってレール１１２０に摺動可能に保持されている。本発明によるブラシレスモータは、このようなリニアモータとしても実現可能である。
【００５４】
図１４は、第１実施形態の第７実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ１０１０は、固定ガイド部１１００の構成が図１３に示した第６実施例と異なっている。すなわち、第７実施例では、固定ガイド部１１００の中央に、磁気ヨーク部材３４を挟んで２枚の永久磁石３２が設けられている。これらの２枚の磁石３２の磁化方向は、同じでも良く、逆方向でも良い。また、固定ガイド部１１００の両側の移動部１２００の外側の位置に、永久磁石３２及び磁気ヨーク部材３４が設けられている。第７実施例では、これらの４つの永久磁石３２を設けることによって、２つのコイル部１０の上側と下側のコイル部分（図１（Ｂ）で説明した内側コイル部分１２ｉと外側コイル部分１２ｏ）をそれぞれ有効に活用することができる。
【００５５】
図１５は、第１実施形態の第８実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ２０００は、固定ガイド部２１００と、移動部２２００とを備えている。図１５（Ａ）に示すように、移動部２２００のの中心には、移動方向に伸びる板状の磁束遮蔽部材１４が設けられており、その回りを電磁コイル１２が巻き回されている。固定ガイド部２１００は、移動部２２００を上下方向に挟むように構成されており、２枚の永久磁石３２が対向して設けられている。図１５（Ｂ）に示すように、移動部２２００には駆動制御部２２５０が設けられている。駆動制御部２２５０は、燃料電池などの自立的な電源装置（図示省略）を有している。固定ガイド部２１００には、移動部２２００を導くためのレール２１２０が設けられている。移動部２２００は、ベアリング部２１４０によってレール２１２０に摺動可能に保持されている。このリニアモータは、永久磁石を固定ガイド部に使用し、電磁コイルを移動部に使用している点で、図１３に示した第６実施例と逆の関係にある。以上の第１実施形態の各種実施例から理解できるように、本発明の第１実施形態によるブラシレスモータは、図１〜図２に示したコイル部の構成及びこれと類似の構成を採用しつつ、様々な機械構造で実現することが可能である。
【００５６】
B．第２実施形態：
図１６（Ａ）は、本発明の第２実施形態におけるブラシレスモータで利用される永久磁石とコイル部の第１の構成例を示す斜視図である。この構成例では、永久磁石３２と、電磁コイル１２を含むコイル部１０ａとが対向して設けられている。図１６（Ａ）には、ブラシレスモータの駆動方向ＤＤが示されている。電磁コイル１２は、モータの駆動方向ＤＤに平行な方向を軸として巻き回されていることが理解できる。なお、電磁コイル１２は絶縁材で被覆されている。
【００５７】
図１６（Ｂ）は、永久磁石とコイル部の正面図である。図１６（Ｃ）は、図１６（Ｂ）の側面図であり、駆動方向ＤＤから見た図である。これらの図に示されているように、永久磁石３２の後ろ側（コイル部１０ａと反対側）には、磁気ヨーク３４が設けられていることが好ましい。永久磁石３２は、板状磁石であり、モータの駆動方向ＤＤに垂直な方向（図１６（Ｂ）、（Ｃ）の上下方向）に磁化されている。すなわち、永久磁石３２の磁束Ｂｔの方向は、駆動方向ＤＤと垂直である。コイル部１０ａは、磁性体部材１４と、磁性体部材１４の上に設けられた永久磁石１５とで構成されるコア部材２０を有している。電磁コイル１２は、このコア部材２０の周りに巻き回されている。永久磁石１５，３２は、互いに異なる極が対向するように配置されている。図１６（Ｂ）、（Ｃ）の例では、永久磁石３２のＮ極と、永久磁石１５のＳ極とが対向しているが、これらを逆にすることも可能である。なお、磁性体部材１４は、種々の磁性体材料で形成することが可能であり、特にパーマロイなどの高透磁率材料で形成されていることが好ましい。
【００５８】
図１６（Ｂ）では、電磁コイル１２が、永久磁石３２に近い側に存在する上側コイル部分１２ｕと、永久磁石３２に遠い方に存在する下側コイル部分１２ｄとに分けて描かれている。これらのコイル部分１２ｕ，１２ｄの区別は単に便宜上のものであり、両方ともにコア部材２０の回りを周回している同一のコイルの一部分である。上側コイル部分１２ｕを示すマーク（円内に×が付されたもの）は、電流が紙面の表側から裏側に流れることを意味している。下側コイル部分１２ｄを示すマーク（円内に黒点が付されたもの）は、電流が紙面の裏側から表側に流れることを意味している。なお、図１６（Ａ）にはこの電流方向ＣＤが示されている。
【００５９】
図１６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上側コイル１２部分ｕには、永久磁石３２による磁束Ｂｔ（磁場）が達している。従って、上側コイル部分１２ｕに電流が流れると、その電流と永久磁石３２との間に電磁相互作用が働き、駆動力が発生する。一方、コア部材２０は、永久磁石３２による磁場をほぼ完全に遮蔽して、下側コイル部分１２ｄに磁場が達するのを防止している。従って、下側コイル部分１２ｄに電流が流れても、永久磁石３２との間に電磁相互作用はほとんど発生しない。換言すれば、このコア部材２０は、上側コイル部分１２ｕと永久磁石３２との間における電磁相互作用の発生を許容するとともに、下側コイル部分１２ｄと永久磁石３２との間における電磁相互作用の発生を防止する駆動力発生防止部材としての機能を有している。なお、コア部材２０を構成する磁性体部材１４と永久磁石１５のうちの一方を省略してもよい。
【００６０】
なお、モータの駆動力を効率的に発生させるためには、永久磁石３２とコア部材２０は、いずれも永久磁石３２の磁化方向に沿った方向を厚み方向とする板状部材として構成されていることが好ましい。また、このような板状部材を用いれば、ブラシレスモータのサイズ（特に厚み）を小さくすることが可能である。
【００６１】
図１６の構成では、絶縁被覆された電磁コイル１２をコア部材２０に直接巻いているが、絶縁品質を向上させるために、ボビンを設け、ボビンの回りに電磁コイル１２を巻くようにしてもよい。このとき、ボビン構造がコア部材を含むような種々の構成を採用することができる。例えば、中空ボビンの内部にコア部材２０を挿入するようにしてもよい。あるいは、ボビン自体をコア部材２０で構成するようにしてもよい。
【００６２】
図１７は、図１６に示す第１の構成例におけるコア部材の変形例を示す説明図である。図１７（Ａ）のコイル部１０ｂは、図１６のコイル部１０ａから磁性体部材１４を省略したものである。この構成によっても、図１６に示した構成とほぼ同様な効果が得られる。図１７（Ｂ）のコイル部１０ｃは、コア部材２０ａとして非磁性体部材を採用したものである。非磁性体製のコア部材２０ａを使用した場合にも、上部コイル部分１２ｕと下部コイル部分１２ｄとの間には駆動力の差が存在する。すなわち、上部コイル部分１２ｕは磁石３２により近いので、下部コイル部分１２ｄよりも大きな駆動力を発生する。従って、これらのコイル部分１２ｕ，１２ｄとの間の駆動力の差によって、正味の駆動力が発生する。この結果、同一方向に電流を流し続けることによって、モータを所定の駆動方向に駆動することが可能である。
【００６３】
図１８（Ａ）は、第２実施形態における永久磁石とコイル部の第２の構成例を示す斜視図である。この構成例では、コイル部１０ｄの上側と下側に、２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄが設けられている。２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄは、同じ極が互いに向き合うように配置されている。なお、この例ではＮ極同士が向き合っているが、Ｓ極同士が向き合うようにしてもよい。
【００６４】
図１８（Ｂ）は、永久磁石とコイル部の正面図であり、図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の側面図である。これらの図に示されているように、永久磁石３２ｕ，３２ｄの後ろ側（コイル部１０ｄと反対側）には、磁気ヨーク３４がそれぞれ設けられていることが好ましい。コイル部１０ｄは、コア部材２０ａの周りに電磁コイル１２が巻き回されたものである。このコア部材２０ａは、非磁性体部材で形成されている。非磁性体部材としては、例えば、植物性樹脂、カーボン系樹脂（ガラス状カーボン、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、カーボンファイバー等）、セラミックス（ステアタイト、アルミナ、ジルコニア等）を採用可能である。図１８（Ｂ）に示すように、第１の永久磁石３２ｕによる磁束Ｂｔ１は、電磁コイル１２の上側コイル部分１２ｕに達しているが、下側コイル部分１２ｄには達していない。反対に、第２の永久磁石３２ｄによる磁束Ｂｔ２は、下側コイル部分１２ｄに達しているが、上側コイル部分１２ｕには達していない。
【００６５】
図１８（Ｄ）は、図１８（Ｃ）の上下方向に沿った２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄによる磁界の強さ（磁場の強さ）を示すグラフである。このグラフからも理解できるように、上側コイル部分１２ｕと、下側コイル部分１２ｄとでは、磁場の向きが逆転している。従って、電磁コイル１２に図１８（Ａ），（Ｂ）に示す向きＣＤの電流が流れると、２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄに同じ向きＤＤの駆動力が発生する。なお、上側コイル部分１２ｕにおける磁界の強さ（すなわち磁束密度）と、下側コイル部分１２ｄにおける磁界の強さが互いに等しいことが好ましい。このためには、２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄとしては、同一寸法及び同一特性の磁石を用い、また、電磁コイル１２から２つの永久磁石３２ｕ，３２ｄへの距離も等しいものとすることが好ましい。
【００６６】
図１８の構成例では、第２の永久磁石３２ｄが、上側コイル部分１２ｕと第１の永久磁石３２ｕとの間における電磁相互作用の発生を許容するとともに、下側コイル部分１２ｄと第１の永久磁石３２ｕとの間における電磁相互作用の発生を防止する駆動力発生防止部材としての機能を奏するものと考えることも可能である。但し、第２の永久磁石３２ｄと下側コイル部分１２ｄとの間でも電磁相互作用が発生する。すなわち、上側コイル部分１２ｕと下側コイル部分１２ｄの両方から駆動力が発生するので、大きな駆動力を得ることが可能となる。
【００６７】
図１９は、図１８に示す第２実施形態の第２の構成例におけるコア部材の変形例を示す説明図である。図１９（Ａ）の構成では、コイル部１０ｅのコア部材２０ｂとして磁石集合体が採用されている。この磁石集合体２０ｂは、磁性体部材１４と、この磁性体部材１４を挟む２枚の永久磁石１５で構成されている。２枚の永久磁石１５は、同極同士が対面した状態で磁性体部材１４にそれぞれ吸引されている。磁性体部材１４の主表面（磁石と接する表面）は、永久磁石１５の主表面（磁性体部材１４と接する表面）以上の大きさを有していることが好ましい。この構成では、２つの磁石１５の間では反発力が働かず、個々の磁石１５が磁性体部材１４に吸引された状態で保持される。従って、磁性体部材１４を挟んだ反対側の方向（図では上下方向）に、磁石１５の同じ極（この例ではＳ極）が向くような構造を安定した状態で維持することができる。図１９（Ｂ）の構成では、電磁コイル１２の内側にはコア部材が全く設けられておらず、中空である。本明細書では、このような構成のコイルを「空芯コイル」とも呼ぶ。
【００６８】
図１９（Ａ），（Ｂ）の構成においても、磁界の分布が図１８（Ｄ）で示したものとほぼ同様な形状となる。従って、上側コイル部分１２ｕと下側コイル部分１２ｄとから、同じ駆動方向ＤＤの駆動力を発生させることが可能である。この説明からも理解できるように、電磁コイル１２の上側と下側に永久磁石３２ｕ，３２ｄを配置した構成では、電磁コイル１２を、空芯コイルとして構成することも可能であり、あるいは、上下方向に対称な構造を有する種々のコア部材を有するコイルとして構成することも可能である。但し、空芯コイルとしたり、あるいは、コア部材を非磁性体部材で構成した場合には、コアと永久磁石３２ｕ，３２ｄとの間に余計な力が働かないので、よりなめらかな駆動を実現することができるという利点がある。
【００６９】
図２０（Ａ）は、本発明の第１実施形態の第１実施例としての回転式ブラシレスモータの構成を示す断面図である。このモータ１１０は、コイル部１０ａを含むステータと、永久磁石３２を含むロータ部３０とを有している。コイル部１０ａと永久磁石３２の構成は、図１６に示した構成を採用している。図２０（Ｂ）に示すように、ロータ部３０は、円環状の外形形状を有する板状の永久磁石３２を有している。ロータ部３０の中心は回転軸１１２に固定されている。回転軸１１２は、軸受部１１４で保持されている。なお、永久磁石３２の外周には、磁気ヨーク部材３４が設けられている。磁気ヨーク部材３４は省略可能である。図２０（Ｃ）は、コイル部１０ａを含むステータの水平断面を示しており、磁性体部材１４の位置で切断した図である。磁性体部材１４は、略リング状の外形形状を有する板状部材であり、その周囲にはケーシング１０２と連結するために４つの突起が設けられている。但し、これらの突起は省略可能である。電磁コイル１２は、磁性体部材１４のほぼ中央を通る円状の軸（磁性体部材１４の外周円及び内周円と同心円状の軸）を中心に巻き回されている。電磁コイル１２は、例えば細長い板状導線を巻き回した平巻コイルによって形成することが可能であるが、本明細書の各図では簡略化されて描かれている。図２０（Ａ）に示すように、電磁コイル１２は基板（回路基板）１６に設置されている。コイル部１０ａと基板１６とで構成されるステータは、モータ１１０のケーシング１０２に固定されている。
【００７０】
図２１は、コイル部１０ａの具体的な形状の例を示している。図２１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、磁性体部材１４と電磁コイル１２と永久磁石１５は、それぞれ外形が半リング形状の２つの部分を有している。磁性体部材１４を構成する半リング状の部材の境界は、割り部１４ｓ（離間部）が存在する。図２１（Ｄ）は、磁性体部材１４と電磁コイル１２とを組み合わせた形状を示す平面図であり、図２１（Ｅ）はその断面図である。なお、図２１（Ｄ）では、図示の便宜上、永久磁石１５を省略して描いている。図２１（Ｅ）に示すように、半リング状の磁性体部材１４と永久磁石１５は、半リング状の電磁コイル１２の中に設けられた空間（中空部）にそれぞれ挿入され、その後、図２１（Ｄ）に示すように互いに連結される。図２１（Ｆ）は、図２１（Ｄ）のＦ部を拡大して示している。ここでは、割り部１４ｓの上側と下側にくさび状の連結部材１４ｃ、１４ｄが嵌め込まれており、これによって半リング状の磁性体部材１４同士が連結されている。
【００７１】
図２２は、磁性体部材１４と電磁コイル１２をそれぞれ４分割した場合の形状の例を示している。これらの例から理解できるように、図１６、図１８に示したような真っ直ぐな板状の永久磁石及び磁気ヨーク部材を用いたモータのみでなく、曲がった形状を有する永久磁石や磁気ヨーク部材を用いたモータも実現可能である。
【００７２】
このように、第２実施形態の第１実施例のブラシレスモータでは、第１の永久磁石３２と対向してコイル部１０ａを設け、コイル部１０ａのコア部材２０として、第１の永久磁石３２と異なる極同士が向き合うように配置された第２の永久磁石１５を設けたので、電磁コイル１２に一定方向の電流を流すことによって、モータに所定の駆動方向の力を発生させることができる。すなわち、本実施例のブラシレスモータでは、制御回路によって駆動電圧や駆動電流の切り替えを行うことなく、ブラシレスモータを動作させることが可能である。
【００７３】
図２３は、第２実施形態の第２実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ａは、図２０（Ａ）に示した第１実施例のモータのロータ部３０の上側と下側に、コイル部１０ａを含むステータをそれぞれ設けたものであり、他の点は図２０に示した第１実施例と同じである。この第２実施例のモータは、第１実施例のモータの約２倍の駆動力を発生することが可能である。
【００７４】
図２４は、第２実施形態の第３実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｂは、図１０に示した第１実施例のモータのコイル部１０ａを図１７（Ｃ）に示したコイル部１０ｃで置き換えたものである。この第３実施例のモータは、第１実施例のモータよりも駆動力はやや小さいが、より軽量化することが可能である。
【００７５】
図２５は、第２実施形態の第４実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｃは、コイル部１０ｄを含むステータの上側と下側に、ロータ部３０をそれぞれ設けた構成を有している。コイル部１０ｄと永久磁石３２の構成は、図１８に示した構成を採用している。このモータでは、コア部材２０ａの上側のコイル部分と下側のコイル部分からそれぞれ有効な駆動力を発生させることができる。従って、第１実施例（図２０）や第２実施例（図２３）よりも効率を向上させることが可能である。
【００７６】
図２６は、第２実施形態の第５実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｄは、コイル部１０ｅを含むステータの上側と下側に、ロータ部３０をそれぞれ設けた構成を有している。コイル部１０ｅと永久磁石３２の構成は、図１９（Ａ）に示した構成を採用している。このモータでは、コア部材２０ｂの上側のコイル部分と下側のコイル部分からそれぞれ有効な駆動力を発生させることができる。従って、第１実施例（図２０）や第２実施例（図２３）よりも効率を向上させることが可能である。
【００７７】
図２７は、第２実施形態の第６実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｅは、中空円筒状の永久磁石３２を含むロータ部３０と、コイル部１０ａを含むステータとが、回転軸１１２を中心とする同心円筒状に構成されている。コイル部１０ａと永久磁石３２の構成は、図１６に示した構成を採用している。このようなモータも、図１６で説明した原理に従って、有効な駆動力を発生することが可能である。
【００７８】
図２８は、第２実施形態の第７実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｆは、図２７に示したモータのコア部材から磁性体部材１４を省略したものである。コイル部１０ｂの構成は、図１７（Ａ）に示したものと同じである。このモータ１１０ｆも、図２７とほぼ同様な効果を有している。
【００７９】
図２９は、第２実施形態の第８実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｇは、図２８に示したモータのコア部材の永久磁石１５を非磁性体部材２０ａに置き換えたものである。コイル部１０ｃの構成は、図１７（Ｂ）に示したものと同じである。このモータ１１０ｇでは、磁石３２と反対側にあるコイル部分からマイナスの駆動力（モータの駆動方向とは逆向きの駆動力）が発生するので、正味の駆動力は小さくなるが、モータを軽量化することが可能である。
【００８０】
図３０は、第２実施形態の第９実施例における回転式ブラシレスモータの構成を示している。このモータ１１０ｈは、図２９に示した第８実施例のロータ部３０を二重円筒構造に変更し、ステータの内側にも永久磁石３２を設けたものである。コイル部１０ｅの構成は、図１９（Ａ）に示したものと同じである。この構成では、コイルの両側から有効な駆動力を発生することが可能であり、効率の良いモータが得られる。
【００８１】
図３１は、第２実施形態の第１０実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ１０００ａは、固定ガイド部１１００と、移動部１２００とを備えている。図３１（Ａ）に示すように、固定ガイド部１１００の中心には、移動方向に伸びる板状の永久磁石３２が設けられている。移動部１２００は、固定ガイド部１１００を上下方向に挟むように構成されており、コイル部１０ａが、永久磁石３２の上と下にそれぞれ対向して設けられている。コイル部１０ａと永久磁石３２の構成は、図１６に示した構成を採用している。図３１（Ｂ）に示すように、移動部１２００には駆動制御部１２５０が設けられている。駆動制御部１２５０は、燃料電池などの自立的な電源装置（図示省略）を有している。固定ガイド部１１００は、移動部１２００を導くためのレール１１２０が設けられている。移動部１２００は、ベアリング部１１４０によってレール１１２０に摺動可能に保持されている。本発明によるブラシレスモータは、このようなリニアモータとしても実現可能である。
【００８２】
図３２は、第２実施形態の第１１実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ１０１０ａは、固定ガイド部１１００の構成が図３１に示した第６実施例と異なっている。すなわち、第１１実施例では、固定ガイド部１１００の中央に、磁気ヨーク部材３４を挟んで２枚の永久磁石３２が設けられている。これらの２枚の磁石３２の磁化方向は、同じでも良く、逆方向でも良い。また、固定ガイド部１１００の両側の移動部１２００の外側の位置に、永久磁石３２及び磁気ヨーク部材３４が設けられている。コイル部１０ｅと永久磁石３２の構成は、図１９（Ａ）に示した構成を採用している。第７実施例では、複数の永久磁石３２を設けることによって、２つのコイル部１０ｅの上側と下側のコイル部分（図１８（Ｂ）で説明した上側コイル部分１２ｕと下側コイル部分１２ｄ）をそれぞれ有効に活用することができる。
【００８３】
図３３は、第２実施形態の第１２実施例としてのリニアモータの構成を示している。このリニアモータ２０００ａは、固定ガイド部２１００と、移動部２２００とを備えている。図３３（Ａ）に示すように、移動部２２００のの中心には、移動方向に伸びるコイル部１０ｅが設けられている。このコイル部１０ｅは、図１９（Ａ）に示したものと同じである。固定ガイド部２１００は、移動部２２００を上下方向に挟むように構成されており、２枚の永久磁石３２が対向して設けられている。図３３（Ｂ）に示すように、移動部２２００には駆動制御部２２５０が設けられている。駆動制御部２２５０は、燃料電池などの自立的な電源装置（図示省略）を有している。固定ガイド部２１００には、移動部２２００を導くためのレール２１２０が設けられている。移動部２２００は、ベアリング部２１４０によってレール２１２０に摺動可能に保持されている。このリニアモータは、永久磁石を固定ガイド部に使用し、電磁コイルを移動部に使用している点で、図３１に示した第１０実施例と逆の関係にある。以上の各種実施例から理解できるように、本発明の第２実施形態によるブラシレスモータは、図１６〜図１９に示したコイル部の構成及びこれと類似の構成を採用しつつ、様々な機械構造で実現することが可能である。
【００８４】
以上の各種の実施例から理解できるように、本発明の第２実施形態の各種実施例によるブラシレスモータは、第１の永久磁石が設けられている第１の部材（「第１の駆動部材」とも呼ぶ）と、電磁コイルが設けられている第２の部材（「第２の駆動部材」とも呼ぶ）と、を備え、第１と第２の駆動部材とが相対的に移動できるように構成された種々のブラシレスモータとして実現可能である。なお、回転式モータの場合には、例えば第１の駆動部材がロータとなり、第２の駆動部材がステータとなる。
【００８５】
C．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８６】
C１．変形例１：
図３４（Ａ），（Ｂ）は、図１（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。図３４（Ａ）の例では、磁石３２の上面と下面の対向する位置にスリット３６がそれぞれ設けられている。図３４（Ｂ）の例では、磁石３２の上面のスリット３６と下面のスリット３６が、隣接するスリット同士のピッチの１／２だけずれた位置に設けられている。
【００８７】
図３５（Ａ）〜（Ｃ）は、磁石３２のスリット３６の配置例を示す説明図である。図３５（Ａ）の例では、スリット３６が駆動方向ＤＤに直交する方向に沿って設けられている。図３５（Ｂ），（Ｃ）の例では、スリット３６が、駆動方向ＤＤと駆動方向ＤＤに直交する方向との両方から傾いた方向に沿って設けられている。これらの例から理解できるように、スリット３６は、モータの駆動方向ＤＤに交わる方向に沿って設けられていることが好ましい。この理由は以下の通りである。一般に、厚み方向に磁化された無限大の板状磁石では、磁束密度が０になることが知られている。十分に大きな板状磁石でも同様の現象が生じうる。そこで、板状磁石の表面にスリット３６を永久磁石３２に設けるようにすれば磁束密度を増加させることができ、この結果、駆動力を増大させることが可能である。
【００８８】
図３６（Ａ）〜（Ｃ）は、リング状磁石のスリットの配置例を示す説明図である。これらのリング状磁石は、例えば図３に示したような円盤状の回転式モータに適用される。図３６（Ａ）では、スリット３６が駆動方向ＤＤに直交する方向に沿って設けられている。図３６（Ｂ）、（Ｃ）の例では、スリット３６が、駆動方向ＤＤと駆動方向ＤＤに直交する方向との両方から傾いた方向に沿って設けられている。
【００８９】
図３７（Ａ），（Ｂ）は、図１６（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。これらの例では、永久磁石３２の表面にスリット３６が設けられている。これらの例では、更に、コア部材２０を構成する永久磁石３２の表面にもスリット１８が設けられている。２種類のスリット３６，１８は、図３７（Ａ）のように対向する位置に設けられていてもよく、あるいは、図３７（Ｂ）のようにスリットピッチの１／２だけ互いにずれていても良い。
【００９０】
図３８は、図１８（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。これらの例においても、永久磁石３２の表面にスリット３６が設けられている。また、第１の永久磁石３２ｕのスリット３６と第２の永久磁石３２ｄのスリット３６は、対向する位置に設けられ居てもよく、互いにずれた位置に設けられていても良い。
【００９１】
なお、図３４〜図３８に示した変形例では、永久磁石にスリットを設けていたが、スリットの位置で永久磁石が分離されていてもよい。この場合には、小さな複数の永久磁石が隙間を空けて配列される状態となることが理解できる。この場合の隙間と、図３４〜図３８におけるスリットは、いずれも永久磁石に設けられた「凹部」に該当するものと理解することができる。なお、凹部の代わりに凸部を永久磁石に設けるようにしても、ほぼ同様な効果を達成することができる。駆動方向と交わる方向に沿って設けられた凹部又は凸部を有する永久磁石は、様々な方法で作成することが可能である。例えば、最終的な磁石形状と同じ形状を有する未着磁の強磁性体部材を準備し、この強磁性体部材を着磁装置で着磁することによって、上記のような永久磁石を作成することができる。
【００９２】
C２．変形例２：
上記実施例では、電磁コイルに直流の駆動電圧を印加するものとしていたが、駆動電圧としてパルス状の電圧を電磁コイルに印加しても良い。すなわち、駆動電圧の極性を変更することなく所定の極性の電圧を電磁コイルに与えることによって、所定の駆動方向にモータを動作させることができる。また、駆動電流の観点からは、駆動電流の方向を変更することなく所定の方向の駆動電流を電磁コイルに与えることによって、所定の駆動方向にモータを動作させることができることが理解できる。但し、パルス状の電圧や電流で無く、継続的に一定の直流電圧や直流電流をコイルに与えるようにすれば、駆動制御回路の構成がより容易になるという利点がある。
【００９３】
C３．変形例３：
上記実施例では、ブラシレスモータの機械的構成や回路構成の具体例を説明したが、本発明のブラシレスモータの機械的構成や回路構成としては、これら以外の任意の構成を採用することが可能である。
【００９４】
C４．変形例４：
本発明は、ファンモータ、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、上述した種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。
【００９５】
図３９は、本発明の実施例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ６００は、赤、緑、青の３色の色光を発光する３つの光源６１０Ｒ、６１０Ｇ、６１０Ｂと、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ６４０Ｒ、６４０Ｇ、６４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム６５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系６６０と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン６７０と、プロジェクタ６００の全体を制御する制御部６８０と、を備えている。冷却ファン６７０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。
【００９６】
図４０（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図４０（Ａ）は携帯電話７００の外観を示しており、図４０（Ｂ）は、内部構成の例を示している。携帯電話７００は、携帯電話７００の動作を制御するＭＰＵ７１０と、ファン７２０と、燃料電池７３０とを備えている。燃料電池７３０は、ＭＰＵ７１０やファン７２０に電源を供給する。ファン７２０は、燃料電池７３０への空気供給のために携帯電話７００の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池７３０で生成される水分を携帯電話７００の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン７２０を図４０（Ｃ）のようにＭＰＵ７１０の上に配置して、ＭＰＵ７１０を冷却するようにしてもよい。ファン７２０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例におけるモータの永久磁石とコイル部の概略構成を示す図である。
【図２】永久磁石の変形例を示す図である。
【図３】第１実施形態の第１実施例としての回転式モータの構成を示す断面図である。
【図４】磁束遮蔽部材と電磁コイルの具体的な形状の例を示す図である。
【図５】磁束遮蔽部材と電磁コイルの他の形状の例を示す図である。
【図６】ブラシレスモータの駆動制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】駆動ドライバ部の構成を示す回路図である。
【図８】回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。
【図９】第１実施形態の第２実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図１０】第１実施形態の第３実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図１１】第１実施形態の第４実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図１２】第１実施形態の第５実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図１３】第１実施形態の第６実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態の第７実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図１５】第１実施形態の第８実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図１６】第２実施形態におけるモータの永久磁石とコイル部の第１の構成例を示す図である。
【図１７】図１６に示す第２実施形態の第１の構成例におけるコア部材の変形例を示す説明図である。
【図１８】第２実施形態におけるモータの永久磁石とコイル部の第２の構成例を示す図である。
【図１９】図１８に示す第２の構成例におけるコア部材の変形例を示す説明図である。
【図２０】第２実施形態の第１実施例としての回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２１】コイル部の具体的な形状の例を示す図である。
【図２２】コイル部の他の形状の例を示す図である。
【図２３】第２実施形態の第２実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２４】第２実施形態の第３実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２５】第２実施形態の第４実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２６】第２実施形態の第５実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２７】第２実施形態の第６実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２８】第２実施形態の第７実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図２９】第２実施形態の第８実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図３０】第２実施形態の第９実施例における回転式モータの構成を示す断面図である。
【図３１】第２実施形態の第１０実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図３２】第２実施形態の第１１実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図３３】第２実施形態の第１２実施例におけるリニアモータの構成を示す断面図である。
【図３４】図１（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。
【図３５】磁石のスリットの配置例を示す説明図である。
【図３６】リング状磁石のスリットの配置例を示す説明図である。
【図３７】図１６（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。
【図３８】図１８（Ｂ）に示した構成の変形例を示す説明図である。
【図３９】本発明の実施例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。
【図４０】本発明の実施例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０…コイル部
１２…電磁コイル
１２ｉ…内側コイル部
１２ｏ…外側コイル部
１４…磁束遮蔽部材（磁性体部材）
１４ｃ…連結部材
１４ｓ…割り部
１５…永久磁石
１６…回路基板
１８…スリット
２０…コア部材
３０…ロータ部
３２…永久磁石
３２ｄ…台形部分
３４…磁気ヨーク部材
３６…スリット
１００，１１０…ブラシレスモータ
１０２…ケーシング
１１２…回転軸
１１４…軸受部
２００…駆動信号生成部
２１０…駆動ドライバ部
２２０…回生制御部
２２２…整流回路
２２４…スイッチングトランジスタ
２３０…蓄電器
２４０…蓄電制御部
３００…ＣＰＵシステム
６００…プロジェクタ
６１０Ｒ，６１０Ｇ，６１０Ｂ…光源
６４０Ｒ，６４０Ｇ，６４０Ｂ…液晶ライトバルブ
６５０…クロスダイクロイックプリズム
６６０…投写レンズ系
６７０…冷却ファン
６８０…制御部
７００…携帯電話
７１０…ＭＰＵ
７２０…ファン
７３０…燃料電池
１０００…リニアモータ
１０１０…リニアモータ
１１００…固定ガイド部
１１２０…レール
１１４０…ベアリング部
１２００…移動部
１２５０…駆動制御部
２０００…リニアモータ
２１００…固定ガイド部
２１２０…レール
２１４０…ベアリング部
２２００…移動部
２２５０…駆動制御部
【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】
2008312427.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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