JPS635983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は単相交流同期電動機に関し、一層詳
細には４極の永久磁石外側ロータから成る単相交
流同期電動機に対し、同期回転が得られるまでの
起動時に、全波整流電流によつて駆動し、ロータ
の回転に伴つて、固定電機子のコイルに流れる電
流の方向がロータの回転を付勢するように変換す
る変換装置を設けた単相交流電動機に関する。

発明者は起動機構を組込んだ交流電動機とし
て、特願昭55―142293号（特開昭57―68652号）、
特願昭55―142294号（特開昭57―95168号）、特願
昭56―4078号（特開昭57―119664号）等の出願を
した。

これらの出願において起動時の駆動は半波整流
電流によつていたが、エネルギーロスを無くすた
めには全波整流電流を用いることができれば望ま
しい。

この発明の目的は、駆動時に全波整流電流を用
いることができ、しかも同期運転時の消費電力効
率の極めて高い、対応する固定電機子の外側に４
極の永久磁石ロータを設け、該ロータのシヤフト
には一体的に回転するコミユテータを設け、この
コミユテータは周角度において180゜ずつに分割さ
れた摺動子から成り、これらの摺動子には、固定
電機子のコイルの端子に連絡する一対のコイル用
ブラシと全波整流回路を介して単相交流電源に連
絡する一対の電源用ブラシとが、周方向に90゜ず
つ変位して交互に摺接し、各ブラシには若干の間
隔を設けてストツパを配設し、これらストツパの
うちコイル用ブラシに対応するストツパは直接単
相交流電源に連絡し、コミユテータには、ロータ
の回転速度が単相交流電源による同期モータの回
転速度附近に達したところでコミユテータをシヤ
フト方向にスラストさせ摺接する各ブラシから離
脱させてブラシを各ストツパに支持させると共に
コイル用ブラシを単相交流電源に短絡せしめる離
脱手段を設けたことを特徴とする単相交流用同期
電動機を提供するにある。以下この発明の１実施
例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は４極の単相交流電動機の破断断面図
で、１０は円弧状に分割された４極の永久磁石ロ
ータで、カツプ１２によつて回転軸１４と一体に
回転するように設けられている。

１６は４極の固定電機子で、回転軸１４の軸受
１８にボルト１９によつて固定され、回転軸１４
とロータ１０の間の空間に挿通されている。

２０はコミユテータで、摺動子２０ａ，２０ｂ
が回転軸１４の周方向に周角度180゜ずつに分割し
て設けられ、回転軸１４に対して軸方向にのみ進
退自在に遊嵌され、スプリング２２によつて左方
へ弾発されている。

２４は重錘で、ケース２６内に内装され、摺動
子２０ａ，２０ｂからケース２６に向つて延設さ
れた連絡部２８に内側端部が係合し、連絡部２８
の右端Ｌ字部３０を回動軸として回動自在に設け
られている。

３２はブラシで、起動時には摺動子に摺接して
いる。摺動子２０ａ，２０ｂの絶縁スリツトはブ
ラシ３２より巾広くしてブラシ３２が両摺動子に
またがつてシヨートするのを防止している。

第２図は、ロータ１０の回転数が同期回転附近
まで達して重錘２４が遠心力によつて外方向に開
いた状態を示している。

重錘２４は所定の回転数で外方向に開くように
設定されており、重錘２４が開こうとすると重錘
２４の内側端部が連絡部２８の右端Ｌ字部３０の
周囲に沿つて回動すると共にケース２６内の垂直
壁への接触から、水平壁への接触をするまで移動
して、これに伴つて連絡部２８を介してコミユテ
ータ２０がスプリング２２の押圧に抗して固定電
機子１６側（右側）へ引き込まれる。コミユテー
タ２０が軸方向にスラストすると、摺動子２０
ａ，２０ｂに摺接していたブラシ３２は、そのま
まの位置でコミユテータ２０の段差部４２に接触
せずに対向する。

第３図は回路説明図で、コミユテータ２０の摺
動子に対して、固定電機子１６のコイル１６ａ，
１６ｂの端子に連絡する一対のコイル用ブラシ３
２ａ１，３２ａ２と、全波整流回路４４を介して
単相交流電源４６に連絡する一対の電源用ブラシ
とが、時計方向に３２ａ１，３２ｂ１，３２ａ
２，３２ｂ２の順に90゜ずつ変位して交互に摺接
している。

固定電機子１６は４極から成り一方の直線状の
コアにはコイル１６ａ，１６ｂが半分が正巻き、
残りの半分が逆巻きに巻回されており上記一方の
直線状のコアおよびこれと直交する他方の直線状
のコアにはそれぞれ補助コア４８ａ，４８ｂがロ
ータ１０の回転方向とは逆の方向にロータ１０の
円弧に沿つて延設されており、起動時の作用死点
を回避するものである。

５０ａ１，５０ａ２はそれぞれコイル用ブラシ
３２ａ１，３２ａ２のストツパで、単相交流電源
４６と直接連絡している。５０ｂ１，５０ｂ２は
それぞれ電源用ブラシ３２ｂ１，３２ｂ２のスト
ツパである。

これらのストツパ５０はコミユテータ２０が固
定電機子１０の方向にスラストしたときにブラシ
３２を支承する。

このように構成されていて、ロータ１０がこの
位置でコイル１６ａ，１６ｂに通電されると、ロ
ータ１０は矢印の方向に回転を始め、ロータ１０
の回転に伴つてコミユテータ２０も矢印の方向に
回転し、ロータ１０が90゜回動すると、コミユテ
ータ２０の摺動子２０ｂに摺接していた電源用ブ
ラシ３２ｂ１は摺動子２０ａに摺接し、摺動子２
０ａに摺接していた電源用ブラシ３２ｂ２は摺動
子２０ｂに摺接し、コイル用ブラシ３２ａ１，３
２ａ２はそれぞれ摺接する摺動子が変らないか
ら、コイル１６ａ，１６ｂを流れる電流の方向は
逆になり、またさらにコミユテータ２０が90゜回
動すると、今度は電源用ブラシ３２ｂ１，３２ｂ
２の摺接は変らず、コイル用ブラシ３２ａ１，３
２ａ２の摺接が変るため、コイル１６ａ，１６ｂ
を流れる電流の方向はさらに逆になる。このよう
にロータ１０が90゜回動するに従つて固定電機子
１０のコイル１６ａ，１６ｂを流れる電流の方向
が逆になり、ロータ１０の回転は付勢されてい
く。この場合コイル１６ａ，１６ｂに供給される
整流電流は全波整流電流であるため、極めて短時
間で同期回転の回転数にまで起動する。

同期回転可能な回転数にまで達すると、重錘２
４が開くため、コミユテータ２０が引き込まれて
各ブラシ３２ａ１，３２ｂ１，３２ａ２，３２ｂ
２から脱離して、それぞれのストツパ５０ａ１，
５０ｂ１，５０ａ２，５０ｂ２に支承され、コイ
ル用ブラシ３２ａ１，３２ａ２は単相交流電源４
６と直接連絡し、同期電動機として駆動する。

以上の如く、この発明によれば、極めて短時間
で起動して同期回転に達し、同期電動機としては
コミユテータ２０に対する接触負荷が除去され無
負荷で運転されるうえに、外側ロータのため、漏
れ磁束の無駄がなく、消費電力効率の極めて高い
電動機を得ることができる等の著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は外側
ロータ型の４極の単相交流同期電動機の破断断面
図、第２図はロータの回転数が同期回転附近に達
してコミユテータがスラストした状態を示す断面
説明図、第３図は起動立上り時の回路説明図であ
る。 １０……永久磁石ロータ、１２……カツプ、１
４……回転軸、１６……固定電機子、１６ａ，１
６ｂ……コイル、１８……軸受、１９……ボル
ト、２０……コミユテータ、２０ａ，２０ｂ……
摺動子、２２……スプリング、２４……重錘、２
６……ケース、２８……連絡部、３０……右端Ｌ
字部、３２……ブラシ、４２……段差部、４４…
…全波整流回路、４６……単相交流電源、４８
ａ，４８ｂ……補助コア、５０……ストツパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対応する固定電機子の外側に４極の永久磁石
   ロータを設け、該ロータのシヤフトには一体的に
   回転するコミユテータを設け、このコミユテータ
   は周角度において180゜ずつに分割された摺動子か
   ら成り、これらの摺動子には、固定電機子のコイ
   ルの端子に連絡する一対のコイル用ブラシと全波
   整流回路を介して単相交流電源に連絡する一対の
   電源用ブラシとが、周方向に90゜ずつ変位して交
   互に摺接し、各ブラシには若干の間隔を設けてス
   トツパを配設し、これらストツパのうちコイル用
   ブラシに対応するストツパは直接単相交流電源に
   連絡し、 コミユテータには、ロータの回転速度が単相交
   流電源による同期モータの回転速度附近に達した
   ところでコミユテータをシヤフト方向にスラスト
   させ摺接する各ブラシから離脱させてブラシを各
   ストツパに支持させると共にコイル用ブラシを単
   相交流電源に短絡せしめる離脱手段を設けたこと
   を特徴とする単相交流用同期電動機。