(57)【要約】【課題】  従来技術によるダイレクトドライブ方式の電動機では、その多極化に伴い、機械的構造および電気的回路の複雑化が増し、その結果価格上昇を齎し、市場の要求に答えることが困難であった。【解決手段】  本発明では、永久磁石磁極の磁極数と同じ磁極数を持つ二組の巻き線磁極機構を、中心軸の前後に配置すると共に回転方向では、、各磁極が対応する他磁極機構の隣接する磁極の中間に位置する様に配置する事により、部品数の減少と、加工の難度低下を可能とすると共に、電気回路の簡易化を可能とし、性能的にも優れた電動機の実現を可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石磁極と巻き線磁極で構成される電動機に於いて、
永久磁石磁極数と同数の磁極数で構成される巻き線磁極機構を二組備え、
前記二組の巻き線磁極機構の各磁極が相互に対応する磁極の中間に位置する様に配置されている事を特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各種回転機器に接続され、必要な回転動力を直接に、または減速機等を介して供給する、永久磁石磁極と巻き線磁極を備えた、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、電動車椅子や電動自転車および電動スクーター等が世界的に、特に中国やベトナム等の開発途上国において広く用いられる様になり、低価格、高性能の電動機の要求が高くなっている。
さらに、それらの用途に用いられる電動機には、騒音の低下とより小形である事も併せて要求され、その結果、ダイレクトドライブ方式の電動機に対する需要が増大している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  前述した、要望に対応したダイレクトドライブ方式の電動機としては、高性能永久磁石磁極を用い、磁極数を可能な限り多くした三相駆動方式のブラッシュレス電動機が主として用いられているのが現状である。
こした高性能永久磁石磁極を用いた多極化電動機においては、多極化による加工の困難さと、制御回路の複雑化が問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明では、前記従来技術の課題を解決する為に、永久磁石磁極数と同一の磁極数を持つ二組の巻き線磁極機構を、各巻き線磁極が対応する他の巻き線磁極機構の隣接する二つの磁極の中間に位置する様に配備し、かつ、各巻き線磁極機構を別々に制御した。
【発明の効果】
【０００５】  本発明による電動機では、永久磁石磁極数は三相駆動方式に比し、２０％から３０％程度減少させる事が可能となった。
また、各巻き線磁極機構の磁極間間隔が広くなり、製造工程で最も難度の高い巻き線作業の難度が低下した。
更に、制御回路そのものの構成も簡易になると同時に、三相方式では三個必要であった回転位置センサーが二個となり、出力駆動回路も三相駆動方式では三組必要であったのに比べ二組で済む様になった。
加えて、三相駆動方式の巻き線磁極の稼動率が７０％程度であるのに対し、本発明の電動機では１００％稼動が可能となった。
【発明を実現する為の最良の形態】
【０００６】  次に、本発明による電動機の実施例を、図面を参照して説明する。
［図１］は、本発明による電動機の一実施例を示す、部分分解斜視図である。
図では、簡単の為永久磁石磁極構造及び巻き線磁極構造以外の構造は省略してあり、理解を容易にする為、構造的に最も簡単な永久磁石磁極が２個の場合に付いて説明する。
［図１］において、符号１ａおよび１ｂは第一の巻き線磁極機構を構成する２個の巻き線磁極を示している。
符号２ａおよび２ｂは同様に第一の巻き線磁極機構を構成する２個の巻き線を示している。
この２個の巻き線は同一方向に巻かれており、巻き線磁極１ａおよび１ｂが異なる磁性となる様に磁化する。
符号３は第一の巻き線磁極機構を構成する支持材を示す、その中心部には中心軸が貫通する軸孔を備えている。
同様に、符号４ａおよび４ｂは第二の巻き線磁極機構を構成する巻き線磁極を示し、符号５ａおよび５ｂは巻き線をそして６は支持材を示している。
符号７ａおよび７ｂは、相互に異なる磁気極性を持つ永久磁石磁極を示し、その数は、各巻き線磁極機構の磁極数と同じ２個である。
この実施例では、永久磁石磁極が２個の場合に付いて説明したが、ダイレクトドライブ方式等で要求される様な磁極数が極めて大きい機構においても同様に構成し、機能させる事が可能である事は勿論である。
また、この実施例では、永久磁石磁極が電動機の外側に、そして巻き線磁極が中心部に配置された場合について説明したが、反対に配置しても同様に機能させる事が可能である事も言うまでも無い。
【０００７】  ［図２］は、本発明による電動機の電気回路の一実施例を示す、ブロック図である。
符号２０は、電動機の動作状態を制御する制御回路を示している。
この回路では、ＰＭＷ技術等により、回転速度や出力電力等を制御する機能を果たしている。
符号２１ａおよび２１ｂは出力回路を示している。
回路自体は通常のフルブリッジタイプの回路が使用されている。
この実施例では、巻き線が単線構造なのでフルブリッジ方式を採用しているが、巻き線が２線構造の場合にはハーフブリッジ方式で同様な機能を果たす事が可能である。
符号２２ａおよび２２ｂは回転位置センサーを示している。
これら回転位置センサーは電動機の回転位置を検出して、回路に信号を送り、その信号により、回路は出力電力の極性を切り替え電動機の回転を継続させる機能を果たす。
この実施例では、回転位置センサー２２ａおよび２２ｂが出力回路２１ａおよび２２ｂに接続された場合について説明したが、制御回路２０に接続して動作させる事も可能である。
回転位置センサー２２ａおよび２２ｂは通常ホールセンサーが使用されるが、ホトリフレクター等も使用可能である。
符号２３は回転方向切り替えスイッチを示している。
切り替えスイッチ２３で、出力電力の極性を切り替える事により電動機の回転方向を変更している。
この実施例では機械スイッチを使用した場合に付いて説明したが電気的手段により回転方向を切り替える事も可能である事は言うまでもない。
符号２ａ、２ｂ、５ａおよび５ｂは巻き線を示し、符号１ａ、１ｂ、４ａおよび４ｂは巻き線磁極を示している。
この実施例で説明した様に、制御回路は単純なＰＷＭ回路で動作可能であり、出力回路も極く標準的なフルブリッジ回路であり、三相駆動方式の様な複雑な回路を使用する必要は無い。。
しかも、出力回路および回転位置センサーも夫々２個で動作可能である。
この実施例では、回転位置センサーを使用して継続した回転を行う電動機に付いて説明したが、回転位置センサー２２ａおよび２２ｂの機能を若干変更する事により、パルスモーターあるいはステッピングモーターとして動作させる事も可能である。
【産業上の利用可能性】
【０００８】  前述した様に、現在ダイレクトドライブ方式の電動機としては、三相駆動方式の電動機が主として使用されているが、その価格と性能に関し、ユザーサイドから不満の声がかなり上がっている。
この発明による電動機では使用部品の減少と、製造工程の簡易化等でかなりの価格低減が予想され、性能的にも有利な点が多く、ユザーの期待に答える事が可能であり、市場で受け入れられる事は想像に難く無い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】は、本発明による電動機の一実施例を示す、部分分解斜視図である。
【図２】は、本発明による電動機の電気回路の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ、４ａ，４ｂ・・・・・・・・・巻き線磁極
２ａ，２ｂ，５あ、５ｂ・・・・・・・・・巻き線
３，６・・・・・・・・・・・・・・・・・支持材
７ａ，７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・永久磁石磁極
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御回路
２１ａ，２１ｂ・・・・・・・・・・・・・出力回路
２２ａ，２２ｂ・・・・・・・・・・・・・回転位置センサー
２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・切り替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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