Ｎｏ．75

コアレス・ブラシレスモーター

2024年4月 おもしろ実験メニュ

　　

無鉄芯コイル  　コイルに鉄芯がなければ、当然ですがコギングがゼロです。また鉄の磁化を繰り返すたびに発生する鉄損も無くなります。 　しかし、無鉄芯にすると発生する磁力がグンと落ちるので、磁石の磁力線を閉回路的に集中させ、なるべく磁力線を漏らさ いようにします。 　コイルは厚さ3mm直径27mmの円盤状にしたものを１個使うことにします。

図１　作成コイルと　　磁気回路の構成

図２　回転する試作モーター

図３　コイルとセンサーの配置

磁石の配置    磁石は片方の円盤あたり8個です。厚さ3mmアルミ円盤の８つの穴に厚さ3mmのネオジム磁石を隣り合う磁極が反転するように嵌め込みます。そして、鉄板を磁石２個ごとに 円盤の外側から吸い付かせます。反対側のアルミ円盤も同様に作製して、２枚の円盤を5.5mm厚のアルミ 円盤をはさんで平行に向い合せます。向かいあう磁石どうしが強く引きあうので、磁石と鉄板は接着剤なしで保持されます。 　遠心力によって鉄板がズレて飛び出すのを防ぐため、外側に図のような木板を貼りました。

図４　磁石の配置

回 路  　コイルのドライブにはTB6643KQという東芝の フルブリッジモータードライバICを使います。50V3.5AまでOKなので、余裕をもって使えます。 　コイル用電源にはノートPCのACアダプター（電圧は様々）を使いたいので、回路用電源の供給のためレギュレーターIC7805を入れまし た。 　ところで、コイルには交番電流を流すのですが、センサIC　U18の出力はオープンドレンでON・OFFの出力です。

図5　制御回路

そこで、センサICの信号を2SC1815によるインバーター回路で反転させて、反転前の信号をIN２に、反転後の信号をIN1につないでいます。 　これで、曲がりなりにも目的の交番電流を流すことができます。

表　TB6643KQの入出力表

電動ジャイロ  　このモーターはネオジム16個を埋め込んだ電動コマ、止まらないジャイロです。ジャイロ効果もしっかり手ごたえで感じることができ、コマとして 立てることもできます。

フ ライホィール蓄電模型  　このモーターのローター直径はたった70mmですが、回転中はフライホィールの回転として力学的エネルギーを蓄えているわけです。そのエネル ギーは、電源を切ったあと、コイルから電気エネルギーとして取り出すことができます。その実験報告は近々掲載します。