JPH0328898B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0328898B2 JPH0328898B2 JP59232170A JP23217084A JPH0328898B2 JP H0328898 B2 JPH0328898 B2 JP H0328898B2 JP 59232170 A JP59232170 A JP 59232170A JP 23217084 A JP23217084 A JP 23217084A JP H0328898 B2 JPH0328898 B2 JP H0328898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pole
- armature
- poles
- core
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- H02K99/20—Motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流及び交流モータ、或いは回動型プ
ランジヤ等、一般的には回転電機に用いて好適な
モータ等の電機子用コアに関する。
ランジヤ等、一般的には回転電機に用いて好適な
モータ等の電機子用コアに関する。
周面に隣り合う極が互いに異極となる2n極
(nは2以上の自然数)着磁された永久磁石リン
グと、軸心に対して同心巻きされたコイルを、コ
イルの偏平側面の両側から磁路に沿つてコアで包
み、それぞれのコアをコイルの前記リングの着磁
面に対向する周面で交互に入り組ませて、コイル
周面に隣り合う極が互いに異極となる2n極の磁
極が形成される電機子と、前記コイルの電流方向
を回転に対応して切り換える切換手段とから構成
される多極直流モータ、が有する起動死点を回避
すべく、前記コアの前記永久磁石リング対向面形
状をリングの着磁極中心に対して磁気的に非対称
に形成し、非通電時における電機子の永久磁石リ
ングの吸引力による自然停止位置に対して、通電
時における電機子の磁極中心が電機子の相対的回
転方向へズレた位置に発生するようにし、電機子
巻線を軸心に対して同心巻きとして、巻線が容易
であるとともに、巻線数を多くすることができ、
さらにモータの偏平化が容易な多極直流モータは
既に本出願人が提案した(特願昭56−159710号)。
(nは2以上の自然数)着磁された永久磁石リン
グと、軸心に対して同心巻きされたコイルを、コ
イルの偏平側面の両側から磁路に沿つてコアで包
み、それぞれのコアをコイルの前記リングの着磁
面に対向する周面で交互に入り組ませて、コイル
周面に隣り合う極が互いに異極となる2n極の磁
極が形成される電機子と、前記コイルの電流方向
を回転に対応して切り換える切換手段とから構成
される多極直流モータ、が有する起動死点を回避
すべく、前記コアの前記永久磁石リング対向面形
状をリングの着磁極中心に対して磁気的に非対称
に形成し、非通電時における電機子の永久磁石リ
ングの吸引力による自然停止位置に対して、通電
時における電機子の磁極中心が電機子の相対的回
転方向へズレた位置に発生するようにし、電機子
巻線を軸心に対して同心巻きとして、巻線が容易
であるとともに、巻線数を多くすることができ、
さらにモータの偏平化が容易な多極直流モータは
既に本出願人が提案した(特願昭56−159710号)。
そして、前記起動死点を回避するための具体的
な実施例として、同心巻きコイルの磁路を形成す
る前記コアの前記永久磁石リング対向面形状を電
機子の相対的回転方向に廷出したものを提案し
た。
な実施例として、同心巻きコイルの磁路を形成す
る前記コアの前記永久磁石リング対向面形状を電
機子の相対的回転方向に廷出したものを提案し
た。
しかるに、このように電機子巻線を同心巻きと
した直流モータは、電機子のコア形状を磁気的に
非対称として起動死点を回避しているため、ある
程度の回転ムラが生ずることは止むを得ない。
した直流モータは、電機子のコア形状を磁気的に
非対称として起動死点を回避しているため、ある
程度の回転ムラが生ずることは止むを得ない。
すなわち、前述のような永久磁石リングを界磁
とし、電機子巻線を同心巻きにした直流モータ
は、効率を高めるために、電機子への電流の切換
点を電機子の磁極中心と界磁の磁極中心とが一致
した点に置いており、一方、電機子巻線が同心巻
きであるために電機子が電機子の磁極中心と界磁
の磁極中心とが一致した位置で停止すると、起動
不能となる。
とし、電機子巻線を同心巻きにした直流モータ
は、効率を高めるために、電機子への電流の切換
点を電機子の磁極中心と界磁の磁極中心とが一致
した点に置いており、一方、電機子巻線が同心巻
きであるために電機子が電機子の磁極中心と界磁
の磁極中心とが一致した位置で停止すると、起動
不能となる。
これは、電機子のコア形状を磁気的に非対称と
した場合であつても、例えば電機子と界磁とのそ
れぞれの磁極中心が一致した位置で電機子が非通
電状態となり、しかも永久磁石と電機子との吸引
トルクが負荷トルクより小さい場合は、そのまま
の位置で電機子は停止し続けることとなつて起動
しない。
した場合であつても、例えば電機子と界磁とのそ
れぞれの磁極中心が一致した位置で電機子が非通
電状態となり、しかも永久磁石と電機子との吸引
トルクが負荷トルクより小さい場合は、そのまま
の位置で電機子は停止し続けることとなつて起動
しない。
したがつて、前記構成の直流モータが必ず起動
死点を回避して起動するためには、電機子と界磁
との磁極中心が一致した位置で電機子が非通電状
態となつたときに、永久磁石の吸引トルクが負荷
トルクを上回つていることが必要となり、これに
よつて、前記起動死点は回避されるが、電機子が
非通電状態における永久磁石リングの吸引トルク
が大きいために前述の回転ムラが生ずることとな
る。
死点を回避して起動するためには、電機子と界磁
との磁極中心が一致した位置で電機子が非通電状
態となつたときに、永久磁石の吸引トルクが負荷
トルクを上回つていることが必要となり、これに
よつて、前記起動死点は回避されるが、電機子が
非通電状態における永久磁石リングの吸引トルク
が大きいために前述の回転ムラが生ずることとな
る。
本発明の発明者は回転ムラを最小限度に押さえ
るための条件として (イ) 電機子と界磁との磁極中心が一致した位置に
おける、永久磁石と非通電状態の電機子との吸
引トルクは起動時の負荷トルクを若干上回つて
いること。
るための条件として (イ) 電機子と界磁との磁極中心が一致した位置に
おける、永久磁石と非通電状態の電機子との吸
引トルクは起動時の負荷トルクを若干上回つて
いること。
(ロ) (イ)の位置において前記吸引トルクは最大トル
クとなること。
クとなること。
を見い出した。
しかるに、前記出願したものの実施例のよう
に、単に電機子のコアの界磁対向面形状を廷出し
ただけでは、前記(ロ)の条件を満たすことができな
い。すなわち、該コアの廷出部の廷出長さや、廷
出幅を変えても、前記吸引トルクの最大トルク位
置は変わらず、最大トルク位置を任意な位置とす
ることができないからである。
に、単に電機子のコアの界磁対向面形状を廷出し
ただけでは、前記(ロ)の条件を満たすことができな
い。すなわち、該コアの廷出部の廷出長さや、廷
出幅を変えても、前記吸引トルクの最大トルク位
置は変わらず、最大トルク位置を任意な位置とす
ることができないからである。
一方、前述のような直流モータの効率を上げる
には、界磁の磁束が電機子のコイルを両偏平側面
から包むコアの内部を通るだけでなく、界磁極の
隣り合うN−S極の間に位置するコアの永久磁石
リング対向部を通るようにするのがよい。
には、界磁の磁束が電機子のコイルを両偏平側面
から包むコアの内部を通るだけでなく、界磁極の
隣り合うN−S極の間に位置するコアの永久磁石
リング対向部を通るようにするのがよい。
このためには、同心巻きされている電機子巻線
の周面で入り組んで交互に異極となつているコア
の隣り合う間源をできるだけ小さくすれば良い
が、前記出願したものの実施例において、単にコ
アの界磁対向面形状を廷出して前記間源を小さく
した場合には、永久磁石の吸引トルクが大きくな
り過ぎて大きな起動電流が必要となる。
の周面で入り組んで交互に異極となつているコア
の隣り合う間源をできるだけ小さくすれば良い
が、前記出願したものの実施例において、単にコ
アの界磁対向面形状を廷出して前記間源を小さく
した場合には、永久磁石の吸引トルクが大きくな
り過ぎて大きな起動電流が必要となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、同心巻きされた電
機子巻線の界磁対向周面に形成される磁極を主極
と補極とから形成するようにし、該補極の位置、
形状を変えることによつて前記(イ)(ロ)の条件を満た
して、必要最低限度の回転ムラであつて、かつモ
ータ効率を向上させることができるモータ等の電
機子用コアを提供するにあり、その特徴は、軸心
に対して同心巻きしたコイルの両端面から周面に
亘つて折曲して設け、周面に位置する部分を磁極
するとともに、一方の端面側と他方の端面側の磁
極を周方向へ交互に配して2n(nは2以上の自然
数)極の磁極を形成するモータ等の電機子用コア
において前記磁極の全部又は一部を周方向前後に
二分して主極と補極を形成し、非通電時における
電機子と界磁マグネツトの相対的停止位置にあつ
てマグネツト極の周方向中点又はマグネツト極の
N極とS極間の周方向中点と、起動通電時におけ
る電機子の磁極中心が相対的にズレた位置となる
ように前記主極又は(及び)補極の形状を磁気的
に非対称に形成してなるところにある。
り、その目的とするところは、同心巻きされた電
機子巻線の界磁対向周面に形成される磁極を主極
と補極とから形成するようにし、該補極の位置、
形状を変えることによつて前記(イ)(ロ)の条件を満た
して、必要最低限度の回転ムラであつて、かつモ
ータ効率を向上させることができるモータ等の電
機子用コアを提供するにあり、その特徴は、軸心
に対して同心巻きしたコイルの両端面から周面に
亘つて折曲して設け、周面に位置する部分を磁極
するとともに、一方の端面側と他方の端面側の磁
極を周方向へ交互に配して2n(nは2以上の自然
数)極の磁極を形成するモータ等の電機子用コア
において前記磁極の全部又は一部を周方向前後に
二分して主極と補極を形成し、非通電時における
電機子と界磁マグネツトの相対的停止位置にあつ
てマグネツト極の周方向中点又はマグネツト極の
N極とS極間の周方向中点と、起動通電時におけ
る電機子の磁極中心が相対的にズレた位置となる
ように前記主極又は(及び)補極の形状を磁気的
に非対称に形成してなるところにある。
以下、本発明の好適な実施例をモータに適用し
た場合を例示し、添付図面に基づいて詳細に説明
する。
た場合を例示し、添付図面に基づいて詳細に説明
する。
4極、インナーロータ方式のモータの平面図で
ある第1図において、 1は4極に着磁された永久磁石リングから成る
界磁である。
ある第1図において、 1は4極に着磁された永久磁石リングから成る
界磁である。
2はシヤフトであり、このシヤフト2の回りに
コイル3が巻回されている。
コイル3が巻回されている。
4はコイル3の偏平側面の一方からコイル3を
包む本発明に係るコアであり、5はコイル3の他
方の偏平側面からコイル3を包む同様のコアであ
り、それぞれシヤフト2に固定し、電機子6を構
成する。
包む本発明に係るコアであり、5はコイル3の他
方の偏平側面からコイル3を包む同様のコアであ
り、それぞれシヤフト2に固定し、電機子6を構
成する。
このコア4,5は界磁1に向つて、放射状に分
岐するとともに、コイル3の外周面展開図である
第2図に示すように、分岐された先端がコイル3
の外周面に沿つて直角に曲折されており、コア4
から主極4aと補極4bがコア5から主極5aと
補極5bがそれぞれ廷設される。
岐するとともに、コイル3の外周面展開図である
第2図に示すように、分岐された先端がコイル3
の外周面に沿つて直角に曲折されており、コア4
から主極4aと補極4bがコア5から主極5aと
補極5bがそれぞれ廷設される。
そして、補極4b,5bと主極4a,5aは所
定の間隙をおいて離間配置されており、また、主
極4a,5aと補極4b,5bとが形成する通電
時の磁極中心は、第2図における0゜,90゜,(180゜,
270゜は図示せず)の位置となる。なお、第1図は
界磁の磁極中心と電機子6の磁極中心とが一致し
た状態を示している。
定の間隙をおいて離間配置されており、また、主
極4a,5aと補極4b,5bとが形成する通電
時の磁極中心は、第2図における0゜,90゜,(180゜,
270゜は図示せず)の位置となる。なお、第1図は
界磁の磁極中心と電機子6の磁極中心とが一致し
た状態を示している。
しかして、電機子6は第1図において例えば直
流モータの場合には反時計方向に回転するもので
あり、コイル3の電流方向は、第1図に示す位置
で切換手段(図示せず)によつて回転が持続する
ように切り換えられる。
流モータの場合には反時計方向に回転するもので
あり、コイル3の電流方向は、第1図に示す位置
で切換手段(図示せず)によつて回転が持続する
ように切り換えられる。
このように電機子6の磁極を、主極4a,5a
と補極4b,5bとに分けて形成することによ
り、電機子6の非通電時であつて無負荷時におけ
る回転トルク(界磁と電機子との吸引トルク)
は、第3図に示すように、電機子6が吸引トルク
によつて左方向へ回転する場合の回転トルクを一
とし、電機子6を右方向へ回転する場合の回転ト
ルクを+とすれば、電機子6は−の回転トルクに
よつて左回転して無負荷時における安定な自然停
止位置P1で停止する。さらに電機子6を左に回
転していくと電機子6は+の回転トルクの発生す
る周角度部分を通過しやがて非安定な停止位置P
2に至り、この停止位置P2を越えると、電機子
6は回転前方の自然停止位置P1へ向かつて左回
転をすることとなる。
と補極4b,5bとに分けて形成することによ
り、電機子6の非通電時であつて無負荷時におけ
る回転トルク(界磁と電機子との吸引トルク)
は、第3図に示すように、電機子6が吸引トルク
によつて左方向へ回転する場合の回転トルクを一
とし、電機子6を右方向へ回転する場合の回転ト
ルクを+とすれば、電機子6は−の回転トルクに
よつて左回転して無負荷時における安定な自然停
止位置P1で停止する。さらに電機子6を左に回
転していくと電機子6は+の回転トルクの発生す
る周角度部分を通過しやがて非安定な停止位置P
2に至り、この停止位置P2を越えると、電機子
6は回転前方の自然停止位置P1へ向かつて左回
転をすることとなる。
そして、主極4a,5aと補極4b,5bとの
相対的な形状および位置を変えることにより、電
機子6が第1図の位置にあるとき、すなわち電機
子6と界磁1とがそれぞれの磁極中心を位置させ
て電機子電流の切換位置にあるときの前記回転ト
ルタを最大とするとともに、この最大回転トルク
を必要な起動時の負荷トルクより若干大きく設定
するが可能となる。
相対的な形状および位置を変えることにより、電
機子6が第1図の位置にあるとき、すなわち電機
子6と界磁1とがそれぞれの磁極中心を位置させ
て電機子電流の切換位置にあるときの前記回転ト
ルタを最大とするとともに、この最大回転トルク
を必要な起動時の負荷トルクより若干大きく設定
するが可能となる。
しかして、電機子6は負荷時において第1図に
示す位置で停止することはなく、したがつて、起
動死点は必ず回避されるとともに、電機子6の回
転トルクは起動時の負荷トルクより若干大きな必
要最小限のものとなつているので電機子6の回転
ムラも最小のものとなる。
示す位置で停止することはなく、したがつて、起
動死点は必ず回避されるとともに、電機子6の回
転トルクは起動時の負荷トルクより若干大きな必
要最小限のものとなつているので電機子6の回転
ムラも最小のものとなる。
なお、前記主極4a,5a及び補極4b,5b
は、第4図a,bに示すように任意形状に形成す
ることができ、要は周方向前後に二分して主極と
補極を形成し、この主極又は(及び)補極の形状
を磁気的に非対称に形成すればよい。これによ
り、非通電時における電機子と界磁マグネツトの
相対的停止位置にあつてマグネツト極の周方向中
点又はマグネツト極の極間における周方向中点
と、起動通電時における電機子の磁極中心が相対
的にズレることになる。また、電機子磁極の全部
でなくてもその一部であつてもよい。さらにま
た、界磁回転型あるいはアウタロータ型、インナ
ーロータ型のいずれの場合も同様に構成される
し、さらに交流モータとして用いることもでき
る。
は、第4図a,bに示すように任意形状に形成す
ることができ、要は周方向前後に二分して主極と
補極を形成し、この主極又は(及び)補極の形状
を磁気的に非対称に形成すればよい。これによ
り、非通電時における電機子と界磁マグネツトの
相対的停止位置にあつてマグネツト極の周方向中
点又はマグネツト極の極間における周方向中点
と、起動通電時における電機子の磁極中心が相対
的にズレることになる。また、電機子磁極の全部
でなくてもその一部であつてもよい。さらにま
た、界磁回転型あるいはアウタロータ型、インナ
ーロータ型のいずれの場合も同様に構成される
し、さらに交流モータとして用いることもでき
る。
次に、このように電機子磁極を主極と補極とで
形成した電機子用コアを備える直流モータの具体
的な実施例を説明する。
形成した電機子用コアを備える直流モータの具体
的な実施例を説明する。
まず、組立が容易であつて実用性に勝れた直流
モータを示す第5図において、 11は固定子たる永久磁石リングであり、N,
S極が交互となるようにして内周面に6極着磁さ
れている。なお、磁極数を2(2m+1)極(mは
1以上の自然数)とすることにより、対向する磁
極は常に異極となる。
モータを示す第5図において、 11は固定子たる永久磁石リングであり、N,
S極が交互となるようにして内周面に6極着磁さ
れている。なお、磁極数を2(2m+1)極(mは
1以上の自然数)とすることにより、対向する磁
極は常に異極となる。
12はコイルであり、中心にシヤフト挿通孔が
穿設された円形ボビン12a内に電線12bを巻
回して形成される。
穿設された円形ボビン12a内に電線12bを巻
回して形成される。
13は本発明に従つて形成した下コアであり、
コイル12の下側面に同心に配設される円板部1
3aと、円板部13aの周縁から120度ずつの偏
角で3本の分岐廷出され、コイル12の外周面に
沿つて直角に曲折された主極13bと補極13c
とから成り、鉄板等の磁性材料をプレスして形成
される。
コイル12の下側面に同心に配設される円板部1
3aと、円板部13aの周縁から120度ずつの偏
角で3本の分岐廷出され、コイル12の外周面に
沿つて直角に曲折された主極13bと補極13c
とから成り、鉄板等の磁性材料をプレスして形成
される。
14は同じく本発明に従つて形成したコイル1
2の上側面に同心に配設される上コアであり、下
コア13と同様に円板部14a,主極14b,補
極14cとから成る。
2の上側面に同心に配設される上コアであり、下
コア13と同様に円板部14a,主極14b,補
極14cとから成る。
この下コア13と上コア14とを主極13b,
補極13cが主極14bと補極14cとの間に位
置するようにして、コイル12の両側面に配設
し、コイル12周面に隣接する主極13bと主極
14bは互いに異極となる6極の磁極が形成され
る。
補極13cが主極14bと補極14cとの間に位
置するようにして、コイル12の両側面に配設
し、コイル12周面に隣接する主極13bと主極
14bは互いに異極となる6極の磁極が形成され
る。
15はコミユテータであり、絶縁材料で形成さ
れ中心にシヤフト挿通孔が穿設される円板15a
と、この円板15aの片面上に中心から放射状に
貼設される6個の整流子片15bとから成る。こ
の整流子片15bは一つ置きに電気的に接続され
二つの整流子群が形成され、各整流子群に前記コ
イル12が接続される。
れ中心にシヤフト挿通孔が穿設される円板15a
と、この円板15aの片面上に中心から放射状に
貼設される6個の整流子片15bとから成る。こ
の整流子片15bは一つ置きに電気的に接続され
二つの整流子群が形成され、各整流子群に前記コ
イル12が接続される。
16はシヤフトであり、長さ方向のほぼ中央に
フランジ16aが形成され、下端に段差部16b
と段差部16cが形成され、上端側周面には伝達
機構への係合部が形成される。
フランジ16aが形成され、下端に段差部16b
と段差部16cが形成され、上端側周面には伝達
機構への係合部が形成される。
このシヤフト16に前記コミユテータ15、上
コア14、コイル12、下コア13が挿入され、
下コア13が段差部16bでかしめられて固定さ
れる。
コア14、コイル12、下コア13が挿入され、
下コア13が段差部16bでかしめられて固定さ
れる。
17はブラシであり、りん青銅の矩形板を、そ
の一方の長辺の中央に前記フランジ16aの逃が
し部たる円弧状の切欠部17aを形成し、この長
辺側に位置する両コーナーに後述するケースに係
合する孔17bが穿設され、他方の長辺側に位置
する両コーナーに電源供給用のリード線18が接
続される孔17cが穿設され、面の中央にコミユ
テータ15への摺接部17dが切起して形成され
て成る。なお、摺接部17dは2本形成されてお
りコミユテータ15への接触を確実なものとして
いる。
の一方の長辺の中央に前記フランジ16aの逃が
し部たる円弧状の切欠部17aを形成し、この長
辺側に位置する両コーナーに後述するケースに係
合する孔17bが穿設され、他方の長辺側に位置
する両コーナーに電源供給用のリード線18が接
続される孔17cが穿設され、面の中央にコミユ
テータ15への摺接部17dが切起して形成され
て成る。なお、摺接部17dは2本形成されてお
りコミユテータ15への接触を確実なものとして
いる。
そして2個のブラシ17をシヤフト16の周面
を挾んで点対称の位置に配設して、各摺接部17
dはコミユテータ15の整流子群にそれぞれ接す
るものとなる。
を挾んで点対称の位置に配設して、各摺接部17
dはコミユテータ15の整流子群にそれぞれ接す
るものとなる。
19はプラスチツク材料で成形されるケースで
あり、その上面に前記永久磁石リング11が挿入
される凹部19aが形成され、この凹部19aの
底面中心にシヤフト16がその段差部16cで支
承される軸受孔19bが穿設される。また、凹部
19a形成面たる上面には前記ブラシ17の孔1
7bに対応位置して係合突起19cが4個穿設さ
れ、上面の各コーナにブラシ17の孔17cに対
応位置してリード線18を挿通保持する孔19d
が穿設される。
あり、その上面に前記永久磁石リング11が挿入
される凹部19aが形成され、この凹部19aの
底面中心にシヤフト16がその段差部16cで支
承される軸受孔19bが穿設される。また、凹部
19a形成面たる上面には前記ブラシ17の孔1
7bに対応位置して係合突起19cが4個穿設さ
れ、上面の各コーナにブラシ17の孔17cに対
応位置してリード線18を挿通保持する孔19d
が穿設される。
20はケース19の上面に取り付けられるプラ
スチツク板のカバーであり、前記係合突起19c
に対応位置して係合穴20aが穿設され、各コー
ナは前記リード線18のブラシ17への接続を容
易にすべく切欠かれている。また、面の中心にシ
ヤフト16を挿通するとともに支承する軸受孔2
0bが穿設される。
スチツク板のカバーであり、前記係合突起19c
に対応位置して係合穴20aが穿設され、各コー
ナは前記リード線18のブラシ17への接続を容
易にすべく切欠かれている。また、面の中心にシ
ヤフト16を挿通するとともに支承する軸受孔2
0bが穿設される。
そして前記各構成部品は、図中一点鎖線で示す
ように、永久磁石リング11を凹部19a内に配
設し、コイル12、下コア13、上コア14、コ
ミユテータ15、シヤフト16から成る電機子
を、シヤフト16の段差部16cを軸受孔19b
に挿通して永久磁石リング11の中心に配設し、
2個のブラシ17をその孔17bを係合突起19
cに挿通して位置決めし、カバー20をその係合
穴20aを係合突起19cに合わせるとともにシ
ヤフト16を軸受孔20bに挿通してケース19
に係合させ、係合突起19cをカバー20に熱溶
着等により固定し、リード線18を孔19dに通
してブラシ17の孔17cに挿通し半田付けし
て、組立が行われる。
ように、永久磁石リング11を凹部19a内に配
設し、コイル12、下コア13、上コア14、コ
ミユテータ15、シヤフト16から成る電機子
を、シヤフト16の段差部16cを軸受孔19b
に挿通して永久磁石リング11の中心に配設し、
2個のブラシ17をその孔17bを係合突起19
cに挿通して位置決めし、カバー20をその係合
穴20aを係合突起19cに合わせるとともにシ
ヤフト16を軸受孔20bに挿通してケース19
に係合させ、係合突起19cをカバー20に熱溶
着等により固定し、リード線18を孔19dに通
してブラシ17の孔17cに挿通し半田付けし
て、組立が行われる。
このようにした直流モータは、電機子コイルを
シヤフトの回りに同心巻きとして巻線が容易であ
り、コミユテータ、ブラシを板状としたことと相
俟つて、偏平かつ小型化を図ることができ、ブラ
シはケースとカバーとの間に挾まれて位置決め固
定されるので組立が極めて容易となり、また極数
を2(2m+1)極としたので、対向するブラシは
同じものを回転軸に対して点対称位置とすること
ができ、さらに、モータが偏平となることにより
モータの回転伝達機構に効率の悪いウオームとウ
オーム歯車を用いずに平歯車で良いこととなる。
シヤフトの回りに同心巻きとして巻線が容易であ
り、コミユテータ、ブラシを板状としたことと相
俟つて、偏平かつ小型化を図ることができ、ブラ
シはケースとカバーとの間に挾まれて位置決め固
定されるので組立が極めて容易となり、また極数
を2(2m+1)極としたので、対向するブラシは
同じものを回転軸に対して点対称位置とすること
ができ、さらに、モータが偏平となることにより
モータの回転伝達機構に効率の悪いウオームとウ
オーム歯車を用いずに平歯車で良いこととなる。
なお、本発明に係る電機子用コアは交流モータ
にも勿論使用することができる。
にも勿論使用することができる。
交流モータの場合には例えば第5図に示した直
流モータに於いてコミユテータ15部分を省略
し、永久磁石をロータとして回転させる構造にし
てコイル12へ単相交流を直接供給すれば交流同
期モータ(例えば小型タイマ、電機時計用等)と
して作動させることができる。なお、回転方向は
従来の交流モータと同様に外部の伝達機構に一方
向にのみ回転するための公知の逆回転阻止用スト
ツパ又は一方向回転クラツチ等を設けることによ
り回転方向を規制することができる。また、主極
と補極の形状によつて回転方向を選択することも
できる。
流モータに於いてコミユテータ15部分を省略
し、永久磁石をロータとして回転させる構造にし
てコイル12へ単相交流を直接供給すれば交流同
期モータ(例えば小型タイマ、電機時計用等)と
して作動させることができる。なお、回転方向は
従来の交流モータと同様に外部の伝達機構に一方
向にのみ回転するための公知の逆回転阻止用スト
ツパ又は一方向回転クラツチ等を設けることによ
り回転方向を規制することができる。また、主極
と補極の形状によつて回転方向を選択することも
できる。
つまり磁気回路が複雑に組合さるため、主極と
補極の形状によつて当該磁気回路特性を変更し、
回転方向を選択することができる。一例を挙げて
説明すると、第6図に示すシヤフト21を仮想的
に伸ばした主要部の斜視図から明らかなように、
非通電時の電気回路は次のようになる。
補極の形状によつて当該磁気回路特性を変更し、
回転方向を選択することができる。一例を挙げて
説明すると、第6図に示すシヤフト21を仮想的
に伸ばした主要部の斜視図から明らかなように、
非通電時の電気回路は次のようになる。
(実線矢印)磁石リング22のN極→下コア
23の補極23b→シヤフト21→上コア24
の補極24b→磁石リング22のS極→磁石2
2のN極。
23の補極23b→シヤフト21→上コア24
の補極24b→磁石リング22のS極→磁石2
2のN極。
(点線矢印)磁石リング22のN極→上コア
24の主極24a→上コア24の補極24b→
磁石リング22のS極→磁石リング22のN
極。
24の主極24a→上コア24の補極24b→
磁石リング22のS極→磁石リング22のN
極。
(二点鎖線矢印)磁石リング22のN極→上
コア24の主極24a→主極24aの横廷出部
24c→磁石リング22のS極→磁石リング2
2のN極。
コア24の主極24a→主極24aの横廷出部
24c→磁石リング22のS極→磁石リング2
2のN極。
なお、一般に磁気回路は漏れ磁束が多く正確な
把握は困難であるが、支配的磁気回路は上記3つ
である。また、他の磁極に於いても同様である。
把握は困難であるが、支配的磁気回路は上記3つ
である。また、他の磁極に於いても同様である。
磁石22に対し電機子、つまり各コア23,2
4が非通電時に自然停止する位置関係は上記〜
の磁気回路で発生する吸引力の比率で決定され
るが、例えば横廷出部24cを長くするほどの
磁路の影響を受け、横廷出部24cの先端は廷出
した角度分以上に磁石22のS極へ引き寄せられ
ることになる。この結果電機子は通電時におい
て、電機子の自然停止位置からの回転角度が小さ
くなる方の界磁極に対して反発する方向へ相対的
に回転し、この場合、モータの出力も大きく且つ
効率もよい。
4が非通電時に自然停止する位置関係は上記〜
の磁気回路で発生する吸引力の比率で決定され
るが、例えば横廷出部24cを長くするほどの
磁路の影響を受け、横廷出部24cの先端は廷出
した角度分以上に磁石22のS極へ引き寄せられ
ることになる。この結果電機子は通電時におい
て、電機子の自然停止位置からの回転角度が小さ
くなる方の界磁極に対して反発する方向へ相対的
に回転し、この場合、モータの出力も大きく且つ
効率もよい。
なお、交流モータとした場合、最初に本来の回
転方向とは反対方向の波形が入ると電機子の磁極
中心と界磁の磁極中心が反対方向へ引き寄せられ
イナーシヤのために僅かな吸引関係でずれを生ず
る。したがつて、イナーシヤによつて行き過ぎな
いようにすることが条件となり、この条件は入力
電力、負荷の大きさ等によつて決まることにな
る。
転方向とは反対方向の波形が入ると電機子の磁極
中心と界磁の磁極中心が反対方向へ引き寄せられ
イナーシヤのために僅かな吸引関係でずれを生ず
る。したがつて、イナーシヤによつて行き過ぎな
いようにすることが条件となり、この条件は入力
電力、負荷の大きさ等によつて決まることにな
る。
次に、本発明に係る電機子のコアをフロツピイ
デイスクの駆動用として用いる直流モータに適用
した場合を第7図〜第9図に示す。
デイスクの駆動用として用いる直流モータに適用
した場合を第7図〜第9図に示す。
30は電機子であり、ボビン31に同心巻きさ
れたコイル32と、ロータ対向周面に20極の磁極
が交互に異極となるようにしてコイル32をかこ
むコア33とから構成される。
れたコイル32と、ロータ対向周面に20極の磁極
が交互に異極となるようにしてコイル32をかこ
むコア33とから構成される。
なおコア33に主極33aと補極33bとが形
成されている。また、コア33の主極33aに
は、第9図に示すように、補極33bの反対方向
に突出する突部33cを設けてもよく、このよう
にすることにより、磁束はコーナ部に集中する性
質を有するので補極33bの先端と突部33cの
先端に磁束は集中しモータの効率の向上を計るこ
とができる。また、コア33は上側コアと下側コ
アとをコイル31の内周面で閉磁路となるように
組合わせて成るものであるが、上下両コアはそれ
ぞれ主極33aと補極33bと閉磁路部33dを
一体としてプレス加工されるので、その作成は容
易となる。
成されている。また、コア33の主極33aに
は、第9図に示すように、補極33bの反対方向
に突出する突部33cを設けてもよく、このよう
にすることにより、磁束はコーナ部に集中する性
質を有するので補極33bの先端と突部33cの
先端に磁束は集中しモータの効率の向上を計るこ
とができる。また、コア33は上側コアと下側コ
アとをコイル31の内周面で閉磁路となるように
組合わせて成るものであるが、上下両コアはそれ
ぞれ主極33aと補極33bと閉磁路部33dを
一体としてプレス加工されるので、その作成は容
易となる。
34は電機子30の内周面に嵌着された固定部
材であり、そのフランジ部34aが基板35に固
定されて、電機子30は基板35に固定される。
材であり、そのフランジ部34aが基板35に固
定されて、電機子30は基板35に固定される。
36はロータであり、電機子30の外周面に対
向して配置され交互に異極となるようにして着磁
された永久磁石リング37と、この永久磁石リン
グ37の外周面と一方の端面を覆い、永久磁石リ
ング37に添着されるカツプ状の継鉄38と、こ
の継鉄38の偏平側面の中心にナツト39で固定
されるシヤフト40とから成る。シヤフト40は
固定部材34の内周面に嵌合されているベアリン
グ41に挿通され、ロータは回転自在となつてい
る。
向して配置され交互に異極となるようにして着磁
された永久磁石リング37と、この永久磁石リン
グ37の外周面と一方の端面を覆い、永久磁石リ
ング37に添着されるカツプ状の継鉄38と、こ
の継鉄38の偏平側面の中心にナツト39で固定
されるシヤフト40とから成る。シヤフト40は
固定部材34の内周面に嵌合されているベアリン
グ41に挿通され、ロータは回転自在となつてい
る。
なお、継鉄38は少なくとも永久磁石リング3
7の周面に当接する部分が磁性体であればよい。
7の周面に当接する部分が磁性体であればよい。
42はホール素子であり、永久磁石リング37
の磁極の回転によつてコイル32の電流方向を切
換えるべく、基板35に添設されているプリント
基板43上に、永久磁石リング37に対向位置し
て1個だけ配設される。
の磁極の回転によつてコイル32の電流方向を切
換えるべく、基板35に添設されているプリント
基板43上に、永久磁石リング37に対向位置し
て1個だけ配設される。
しかして、ロータ36の回転に伴つてホール素
子42はコイル32の電流方向を切換え、コア3
3のそれぞれの先端には交互に異なる極が発生
し、ロータ36の回転は持続されることとなる。
これによつてシヤフト40に固定されており、フ
ロツピーデイスク(図示せず)が嵌合されるター
ンテーブル44は回転するものとなる。
子42はコイル32の電流方向を切換え、コア3
3のそれぞれの先端には交互に異なる極が発生
し、ロータ36の回転は持続されることとなる。
これによつてシヤフト40に固定されており、フ
ロツピーデイスク(図示せず)が嵌合されるター
ンテーブル44は回転するものとなる。
次にロータ36の回転速度検出機構について説
明する。
明する。
第7図において、継鉄38には、その周縁が外
側に広がつて直角に折曲されており、前記プリン
ト基板43と平行な面を有する曲折部38aが形
成されている。
側に広がつて直角に折曲されており、前記プリン
ト基板43と平行な面を有する曲折部38aが形
成されている。
45は発電マグネツトたる偏平な永久磁石リン
グであり、前記曲折部38aに添着されており、
ロータ36の磁極ピツチより小ピツチの磁極とす
べくその偏平側面に60極の磁極がN,S交互に着
磁されている。
グであり、前記曲折部38aに添着されており、
ロータ36の磁極ピツチより小ピツチの磁極とす
べくその偏平側面に60極の磁極がN,S交互に着
磁されている。
46は発電コイルであり、永久磁石リング45
の着磁面に近接して対向すべく、プリント基板4
3に印刷配線されている。この発電コイル46の
ピツチは永久磁石リング45の磁極ピツチと同じ
である。
の着磁面に近接して対向すべく、プリント基板4
3に印刷配線されている。この発電コイル46の
ピツチは永久磁石リング45の磁極ピツチと同じ
である。
また、電機子およびロータの極数は上述の実施
例に限定されないが、フロツピーデイスク駆動用
としては6〜40極位が適当である。
例に限定されないが、フロツピーデイスク駆動用
としては6〜40極位が適当である。
このようにした直流モータは、電機子コイルを
同心巻きに形成したことにより、巻線作業は容易
となり、巻線数を多くして電力消費効率に勝れる
ものとすることができ、また、電機子を包むコア
の分岐数を変更することによつて容易にその極数
を変えることができ、さらに単相駆動であるので
電機子コイルの電流を切換えるホール素子および
その駆動回路は1個あればよく、製品コストの低
減が図れることとなる。
同心巻きに形成したことにより、巻線作業は容易
となり、巻線数を多くして電力消費効率に勝れる
ものとすることができ、また、電機子を包むコア
の分岐数を変更することによつて容易にその極数
を変えることができ、さらに単相駆動であるので
電機子コイルの電流を切換えるホール素子および
その駆動回路は1個あればよく、製品コストの低
減が図れることとなる。
なお、本発明に係るモータ等の電機子用コアは
その適用を実施例のモータに限定されるものでは
なく、同原理に基づくステツピングモータや回動
型プランジヤ等、一般的には回転電機に広く利用
できることは勿論である。この場合、ステツピン
グモータではコミユテータを省略するとともに、
永久磁石をロータとして回転させる構造にし、供
給する電力の正負の極性を交互に反転させること
により一定角度ごとに回転させることができる。
なお、その際脱調しないよう回転ごとに完全に停
止させる休止時間を設けても良い。また、回動型
プランジヤに於いてもコミユテータを省略すると
ともに、永久磁石を回動可能な構造とし、所定の
回動角範囲で回転するように回転規制用ストツパ
等を外的に設けることにより実施できる。
その適用を実施例のモータに限定されるものでは
なく、同原理に基づくステツピングモータや回動
型プランジヤ等、一般的には回転電機に広く利用
できることは勿論である。この場合、ステツピン
グモータではコミユテータを省略するとともに、
永久磁石をロータとして回転させる構造にし、供
給する電力の正負の極性を交互に反転させること
により一定角度ごとに回転させることができる。
なお、その際脱調しないよう回転ごとに完全に停
止させる休止時間を設けても良い。また、回動型
プランジヤに於いてもコミユテータを省略すると
ともに、永久磁石を回動可能な構造とし、所定の
回動角範囲で回転するように回転規制用ストツパ
等を外的に設けることにより実施できる。
このように本発明に係る電機子用コアによれ
ば、主極の他に磁気的に非対称となるの補極を設
けるため、電機子と永久磁石リングの界磁との非
通電時における吸引トルクの最大値を必要な負荷
トルクより若干大きくすることができるとともに
その最大トルク発生位置を電機子と界磁との磁極
中心が一致した点とすることが容易にでき、これ
によつて、モータ等の効率を低下させることな
く、さらにモータの場合には回転ムラを必要最小
限度のものとすることができるという著効を奏す
る。
ば、主極の他に磁気的に非対称となるの補極を設
けるため、電機子と永久磁石リングの界磁との非
通電時における吸引トルクの最大値を必要な負荷
トルクより若干大きくすることができるとともに
その最大トルク発生位置を電機子と界磁との磁極
中心が一致した点とすることが容易にでき、これ
によつて、モータ等の効率を低下させることな
く、さらにモータの場合には回転ムラを必要最小
限度のものとすることができるという著効を奏す
る。
なお、主極の補極の関係は必ずしも、磁気的お
よび機械的に大小の差をつけることを限定するも
のではない。
よび機械的に大小の差をつけることを限定するも
のではない。
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。
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。
第1図は本発明に係る電機子用コアを適用した
モータの平面図、第2図は本発明に係る電機子用
コアを明示する電機子外周面の展開図、第3図は
非通電無負荷時の回転トルク曲線図、第4図は他
の実施例に係る電機子用コアを明示する電機子用
外周面展開図、第5図は同コアを適用した直流モ
ータの分解斜視図、第6図はシヤフトを仮想的に
伸ばした主要部の斜視図、第7図〜第9図は同コ
アを適用したフロツピーデイスク用直流モータで
あり、第7図は平面図、第8図は第7図のA−A
断面図、第9図はコアの展開図。 1…界磁、2…シヤフト、3…コイル、4,5
…コア、4a,5a…主極、4b,5b…補極、
11…永久磁石リング、12…コイル、12a…
ボビン、12b…電線、13…下コア、13a…
円板部、13b…主極、13c…補極、14…上
コア、14a…円板部、14b…主極、14c…
補極、15…コミユテータ、15a…円板、15
b…整流子片、16…シヤフト、16a…フラン
ジ、16b,16c…段差部、17…ブラシ、1
7a…切欠部、17b,17c…孔、17d…摺
接部、18…リード線、19…ケース、19a…
凹部、19b…軸受孔、19c…係合突起、19
d…孔、20…カバー、20a…係合孔、20b
…軸受孔、21…シヤフト、22…永久磁石リン
グ、23,24…コア、23a,24a…主極、
23b,24b…補極、30…電機子、31…ボ
ビン、32…コイル、33…コア、33a…主
極、33b…補極、33c…突起、33d…閉磁
路部、34…固定部材、34a…フランジ部、3
5…基板、36…ロータ、37…永久磁石リン
グ、38…継鉄、38a…曲折部、39…ナツ
ト、40…シヤフト、41…ベアリング、42…
ホール素子、43…プリント基板、44…ターン
テーブル、45…永久磁石リング、46…発電コ
イル。
モータの平面図、第2図は本発明に係る電機子用
コアを明示する電機子外周面の展開図、第3図は
非通電無負荷時の回転トルク曲線図、第4図は他
の実施例に係る電機子用コアを明示する電機子用
外周面展開図、第5図は同コアを適用した直流モ
ータの分解斜視図、第6図はシヤフトを仮想的に
伸ばした主要部の斜視図、第7図〜第9図は同コ
アを適用したフロツピーデイスク用直流モータで
あり、第7図は平面図、第8図は第7図のA−A
断面図、第9図はコアの展開図。 1…界磁、2…シヤフト、3…コイル、4,5
…コア、4a,5a…主極、4b,5b…補極、
11…永久磁石リング、12…コイル、12a…
ボビン、12b…電線、13…下コア、13a…
円板部、13b…主極、13c…補極、14…上
コア、14a…円板部、14b…主極、14c…
補極、15…コミユテータ、15a…円板、15
b…整流子片、16…シヤフト、16a…フラン
ジ、16b,16c…段差部、17…ブラシ、1
7a…切欠部、17b,17c…孔、17d…摺
接部、18…リード線、19…ケース、19a…
凹部、19b…軸受孔、19c…係合突起、19
d…孔、20…カバー、20a…係合孔、20b
…軸受孔、21…シヤフト、22…永久磁石リン
グ、23,24…コア、23a,24a…主極、
23b,24b…補極、30…電機子、31…ボ
ビン、32…コイル、33…コア、33a…主
極、33b…補極、33c…突起、33d…閉磁
路部、34…固定部材、34a…フランジ部、3
5…基板、36…ロータ、37…永久磁石リン
グ、38…継鉄、38a…曲折部、39…ナツ
ト、40…シヤフト、41…ベアリング、42…
ホール素子、43…プリント基板、44…ターン
テーブル、45…永久磁石リング、46…発電コ
イル。
Claims (1)
- 1 軸心に対して同心巻きしたコイルの両端面か
ら周面に亘つて折曲して設け、周面に位置する部
分を磁極とするとともに、一方の端面側と他方の
端面側の磁極を周方向へ交互に配して2n(nは2
以上の自然数)の磁極を形成するモータ等の電機
子用コアにおいて、前記磁極の全部又は一部を周
方向前後に二分して主極と補極を形成し、非通電
時における電機子と界磁マグネツトの相対的停止
位置にあつてマグネツト極の周方向中点又はマグ
ネツト極のN極とS極間の周方向中点と、起動通
電時における電機子の磁極中心が相対的にズレた
位置となるように前記主極又は(及び)補極の形
状を磁気的に非対称に形成してなることを特徴と
するモータ等の電機子用コア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232170A JPS60229637A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | モ−タ等の電機子用コア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232170A JPS60229637A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | モ−タ等の電機子用コア |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59085038A Division JPS60229659A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 多極直流モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60229637A JPS60229637A (ja) | 1985-11-15 |
| JPH0328898B2 true JPH0328898B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=16935091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232170A Granted JPS60229637A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | モ−タ等の電機子用コア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60229637A (ja) |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP59232170A patent/JPS60229637A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60229637A (ja) | 1985-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0160522B1 (en) | Magnetic-pole cores for electrorotary machines | |
| US4804873A (en) | Unidirectional brushless motor | |
| JPH11220864A (ja) | 単相のディスクタイプ無整流子直流モータ | |
| US4531072A (en) | Shaded pole synchronous motor | |
| JP2717601B2 (ja) | 吸引・反発型電動機 | |
| JPH0328898B2 (ja) | ||
| JP2003153513A (ja) | ブラシレスモータ | |
| JPS60229659A (ja) | 多極直流モ−タ | |
| JPH0350500B2 (ja) | ||
| JP3447795B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
| JPH048154A (ja) | 有鉄心形単相ブラシレスモータ | |
| JPH02214455A (ja) | 有鉄心型単相ブラシレスモータ | |
| JPS61150643A (ja) | 回転電機の磁極用コア | |
| JPS61167366A (ja) | 回転電機の磁極用コア | |
| JP2003047225A (ja) | ハイブリッド式直流電動機 | |
| JPS61154456A (ja) | 回転電機の磁極用コア | |
| KR900001109B1 (ko) | 회전전기기계의 자극용 코어 | |
| JPS6146155A (ja) | 多極直流モ−タ | |
| JPH0456543B2 (ja) | ||
| JPH0837770A (ja) | 二相モータ | |
| JP3109022B2 (ja) | インダクター型電動機 | |
| JPS62152361A (ja) | 無刷子電動機 | |
| JPS60113647A (ja) | ブラシレスモ−タ | |
| EP0064363A1 (en) | Synchronous motor | |
| JPS61185282U (ja) |