JP2694318B2 - 直流電動機 - Google Patents
直流電動機Info
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- JP2694318B2 JP2694318B2 JP5237522A JP23752293A JP2694318B2 JP 2694318 B2 JP2694318 B2 JP 2694318B2 JP 5237522 A JP5237522 A JP 5237522A JP 23752293 A JP23752293 A JP 23752293A JP 2694318 B2 JP2694318 B2 JP 2694318B2
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- commutator
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- shaft
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Description
【０００８】
【産業上の利用分野】この考案は、直流電動機に関す
る。
る。
【０００９】
【従来の直流電動機】電子回路を有しない従来の小型直
流電動機は、整流子と刷子を備え、電機子が回転子で、
永久磁石を固定子とした電動機である。
流電動機は、整流子と刷子を備え、電機子が回転子で、
永久磁石を固定子とした電動機である。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】直流モータにおいて、
ブラシレスモータは、高価な電子回路を必要とするし整
流子と刷子を備えた従来のモータは、両者が摺動により
摩耗し、かつ摺動音があり、その寿命はせいぜい２００
０時間だという欠点がある。また、回転力を重力比体積
比で、より強力なものにする必要が叫ばれていた。本考
案はこの欠点を改善するとともに、回転力を飛躍的に増
大することを目的としたものである。
ブラシレスモータは、高価な電子回路を必要とするし整
流子と刷子を備えた従来のモータは、両者が摺動により
摩耗し、かつ摺動音があり、その寿命はせいぜい２００
０時間だという欠点がある。また、回転力を重力比体積
比で、より強力なものにする必要が叫ばれていた。本考
案はこの欠点を改善するとともに、回転力を飛躍的に増
大することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための方法】本考案は、アキシャルフ
ラックス型として、固定子は、２ｎ＋１（ｎ＝１、２・
・∞）個の電磁コイル（２）を放射状円形に配置し固定
する。その円の中心に整流子を固定する。整流子は、電
磁コイル（２）と同数の整流子片（３）を各電磁石の中
心方向に切り目がくるように配し、同径の電気良導体の
円筒状の電極環（５）を、絶縁板（４）を挟んで重合さ
せる。整流子と電極環（５）の重合した円管の中央はシ
ャフト（６）の直径より大きい円形中空とし、中心にシ
ャフト（６）を嵌通させる。
ラックス型として、固定子は、２ｎ＋１（ｎ＝１、２・
・∞）個の電磁コイル（２）を放射状円形に配置し固定
する。その円の中心に整流子を固定する。整流子は、電
磁コイル（２）と同数の整流子片（３）を各電磁石の中
心方向に切り目がくるように配し、同径の電気良導体の
円筒状の電極環（５）を、絶縁板（４）を挟んで重合さ
せる。整流子と電極環（５）の重合した円管の中央はシ
ャフト（６）の直径より大きい円形中空とし、中心にシ
ャフト（６）を嵌通させる。
【００１２】回転子は、２ｎ個の磁極を円盤状の放射状
に厚み方向に表裏を異極とする永久磁石（１）で構成さ
れたものを２枚異極が対峙するようにして固定子を挟み
各盤の裏側にヨーク（１２）を張着し、中心に垂直にシ
ャフト（６）を固着し２枚の回転子の同極ごとに磁石
（１）の中心とシャフト（６）を結ぶ線上に、回転でき
る保持軸（７）を備えた電気良導体の円柱形の通電ロー
ラー（８）を設け保持軸（７）にスライド板（９）とス
ライド台（１０）でヨーク（１２）に結合する。通電ロ
ーラー（８）の表面が絶えず・整流子・電極環（５）の
周囲に密着するようにスライド台（１０）に、スプリン
グ（１１）を内設する。２双の電極環（５）には、電源
端子（１３）より正負の電流を接続する。なお通電は、
従来の刷子型で電極環・整流子間を通電してもよいが、
滑り摩擦を生ずる。
に厚み方向に表裏を異極とする永久磁石（１）で構成さ
れたものを２枚異極が対峙するようにして固定子を挟み
各盤の裏側にヨーク（１２）を張着し、中心に垂直にシ
ャフト（６）を固着し２枚の回転子の同極ごとに磁石
（１）の中心とシャフト（６）を結ぶ線上に、回転でき
る保持軸（７）を備えた電気良導体の円柱形の通電ロー
ラー（８）を設け保持軸（７）にスライド板（９）とス
ライド台（１０）でヨーク（１２）に結合する。通電ロ
ーラー（８）の表面が絶えず・整流子・電極環（５）の
周囲に密着するようにスライド台（１０）に、スプリン
グ（１１）を内設する。２双の電極環（５）には、電源
端子（１３）より正負の電流を接続する。なお通電は、
従来の刷子型で電極環・整流子間を通電してもよいが、
滑り摩擦を生ずる。
【００１３】ハウジング（１１）で、固定子、整流子・
電極環（５）、軸受（１５）を固着支持し、電源の接続
ターミナル（１３）を設ける。
電極環（５）、軸受（１５）を固着支持し、電源の接続
ターミナル（１３）を設ける。
【００１４】
【作用】回転子の各磁極中心とシャフト（６）を結ぶ線
上に取り付けた隣り合う通電ローラー間にある固定コイ
ルには、一方向への電流が流れ、そのコイルによって一
通電ローラーが取り付けられた磁極が吸引され、他の通
電ローラーの取り付けられた磁極が反発し、回転子はそ
のコイルまで回転する。その位置で本来なら停止する
が、通電ローラーにより固定子コイルの電流の向きが逆
転するため、コイルの磁極は反転し回転子の磁極はコイ
ルに対し反発に転じ、次のコイルに吸引されて回転子は
一定方向に回転する。コイルの数は、回転子の磁極の数
より一個多いので、回転子の位置いかんにかかわらず、
同方向の回転力を生ずる。すなわち、固定子に一方向へ
の回転磁界を生ずる。また、電極を正負逆にすれば、回
転子は即座に逆回転する。
上に取り付けた隣り合う通電ローラー間にある固定コイ
ルには、一方向への電流が流れ、そのコイルによって一
通電ローラーが取り付けられた磁極が吸引され、他の通
電ローラーの取り付けられた磁極が反発し、回転子はそ
のコイルまで回転する。その位置で本来なら停止する
が、通電ローラーにより固定子コイルの電流の向きが逆
転するため、コイルの磁極は反転し回転子の磁極はコイ
ルに対し反発に転じ、次のコイルに吸引されて回転子は
一定方向に回転する。コイルの数は、回転子の磁極の数
より一個多いので、回転子の位置いかんにかかわらず、
同方向の回転力を生ずる。すなわち、固定子に一方向へ
の回転磁界を生ずる。また、電極を正負逆にすれば、回
転子は即座に逆回転する。
【００１５】
【効果】従来の整流子・刷子を使用した磁界に永久磁石
を備えた直流電動機とは逆に、回転子を永久磁石とし、
固定子で電磁石で回転磁界を発生させるので、刷子を使
用する代わりにローラー型の電導ローラーを用いてこれ
を回転子に結合させ、固定した整流子・電極子を周回さ
せて電流を切り替え回転力を得るので回転摩擦のみであ
り、かつ磁路ギャップを侠少にすることができ、また、
銅線量の割合にして従来型より比較的大きな電流を流し
うるし、それに加えて、円盤状の回転子が固定子を、ま
たは固定子が回転子を両面からサンドヰッチ状に挟む形
式−アキシャルフラックス型−はフランスのウデーのス
テッピングモーターに関する発明で、小型強力なトルク
を発生することが知られており本考案もそれを直流電動
機に応用することにより小型でも高トルクを発生出来、
また、正の電源→電極子→通電ローラー→整流子→コイ
ル→整流子→電極子→負の電源と電流が流れるのは従来
の直流電動機と同じであるが、通電ローラーが正負２本
のみではなく、２本以上の複数であるため電流が電機子
内を並列に流れ、強い回転磁力が得られる。比重小の永
久磁石を用いれば制動性もよい。ブラシの摺動がないた
め摩耗部分が少なく寿命を長くできかつ摩擦音が少なく
なる。
を備えた直流電動機とは逆に、回転子を永久磁石とし、
固定子で電磁石で回転磁界を発生させるので、刷子を使
用する代わりにローラー型の電導ローラーを用いてこれ
を回転子に結合させ、固定した整流子・電極子を周回さ
せて電流を切り替え回転力を得るので回転摩擦のみであ
り、かつ磁路ギャップを侠少にすることができ、また、
銅線量の割合にして従来型より比較的大きな電流を流し
うるし、それに加えて、円盤状の回転子が固定子を、ま
たは固定子が回転子を両面からサンドヰッチ状に挟む形
式−アキシャルフラックス型−はフランスのウデーのス
テッピングモーターに関する発明で、小型強力なトルク
を発生することが知られており本考案もそれを直流電動
機に応用することにより小型でも高トルクを発生出来、
また、正の電源→電極子→通電ローラー→整流子→コイ
ル→整流子→電極子→負の電源と電流が流れるのは従来
の直流電動機と同じであるが、通電ローラーが正負２本
のみではなく、２本以上の複数であるため電流が電機子
内を並列に流れ、強い回転磁力が得られる。比重小の永
久磁石を用いれば制動性もよい。ブラシの摺動がないた
め摩耗部分が少なく寿命を長くできかつ摩擦音が少なく
なる。
【００１６】
【実施例】図１ないし図５に示す本考案の第１実施例に
ついて説明する。これは、アウターローター型構造であ
る。固定子をなすコイル（２）をシャフト（６）を中心
に円形に５個均等に並べ、それを挟むようにして、円盤
状に永久磁石を一面からみてＮＳＮＳと４個シャフトを
中心に交互するように並べあるいは着磁してこれを固定
子の両側にＮＳが対峙するように２枚シャフトに取り付
けてある。回転子の片面は、ヨーク（１２）で覆って磁
束を逃がさないようにしている。本図は、ｎ＝２のばあ
いであるが、３以上にすることも１にすることも可能で
ある。多くすることにより、トルクを大にしかつ回転む
らを少くすることができる。通電ローラーは、回転軸
（７）にスライド板（９）を固着しこれをスライド台に
挿入し、スプリング（１１）でスライド板（９）を押さ
え、整流子・電極環（５）に密着させてある。本実施例
はｎが２のばあいであるから、通電ローラー（８）は、
一方の永久磁石盤のコイル面にむかってＮ極の中心とシ
ャフト（６）の中心を結ぶ線上に各１本で２本、もう一
方の永久磁石盤のコイル面にむかってＳ極の中心とシャ
フ（６）の中心を結ぶ線上に各１本で２本で４本（２
ｎ）シャフト（６）を中心として対峙するよう設置され
ている。整流子片（３）の数はｎ＋１であるから５片あ
って、固定子コイル（２）と同数であり、コイルは直列
に結ばれたれた接点と各整流子片（３）と接続され、各
整流子片（３）の切れ目と各コイル（２）の中心と一致
するように固定する。構造上整流子をコイル（２）を中
心として左右に分けて２分しそれぞれに電極環（５）を
絶縁板（４）を挟んで固着し配線が回転子の回転を妨げ
ないように、電極環（５）に電極接続線（１８）をつけ
て、絶縁体の整流子片台（２１）の内部を整流子片
（３）に接触しないように通してコイル側に出して、電
源端子（１３）に接続し、また、整流子片（３）にはラ
イザ（１９）を設けて、対向するライザ（１９）どうし
と、隣接コイル（２）の結合部とを接合する。２個の整
流子の各整流子片（３）は固定子を中心に対称とし電気
的に結合する。鉄心（１６）が単純なので、アモルファ
ス金属材料を使用出来る。
ついて説明する。これは、アウターローター型構造であ
る。固定子をなすコイル（２）をシャフト（６）を中心
に円形に５個均等に並べ、それを挟むようにして、円盤
状に永久磁石を一面からみてＮＳＮＳと４個シャフトを
中心に交互するように並べあるいは着磁してこれを固定
子の両側にＮＳが対峙するように２枚シャフトに取り付
けてある。回転子の片面は、ヨーク（１２）で覆って磁
束を逃がさないようにしている。本図は、ｎ＝２のばあ
いであるが、３以上にすることも１にすることも可能で
ある。多くすることにより、トルクを大にしかつ回転む
らを少くすることができる。通電ローラーは、回転軸
（７）にスライド板（９）を固着しこれをスライド台に
挿入し、スプリング（１１）でスライド板（９）を押さ
え、整流子・電極環（５）に密着させてある。本実施例
はｎが２のばあいであるから、通電ローラー（８）は、
一方の永久磁石盤のコイル面にむかってＮ極の中心とシ
ャフト（６）の中心を結ぶ線上に各１本で２本、もう一
方の永久磁石盤のコイル面にむかってＳ極の中心とシャ
フ（６）の中心を結ぶ線上に各１本で２本で４本（２
ｎ）シャフト（６）を中心として対峙するよう設置され
ている。整流子片（３）の数はｎ＋１であるから５片あ
って、固定子コイル（２）と同数であり、コイルは直列
に結ばれたれた接点と各整流子片（３）と接続され、各
整流子片（３）の切れ目と各コイル（２）の中心と一致
するように固定する。構造上整流子をコイル（２）を中
心として左右に分けて２分しそれぞれに電極環（５）を
絶縁板（４）を挟んで固着し配線が回転子の回転を妨げ
ないように、電極環（５）に電極接続線（１８）をつけ
て、絶縁体の整流子片台（２１）の内部を整流子片
（３）に接触しないように通してコイル側に出して、電
源端子（１３）に接続し、また、整流子片（３）にはラ
イザ（１９）を設けて、対向するライザ（１９）どうし
と、隣接コイル（２）の結合部とを接合する。２個の整
流子の各整流子片（３）は固定子を中心に対称とし電気
的に結合する。鉄心（１６）が単純なので、アモルファ
ス金属材料を使用出来る。
【００１７】図６に示す本考案の第２実施例について説
明する。これは、インナーローター型というべき構造で
あって、第１実施例で説明した永久磁石回転子（１）を
両面より固定子の電磁石（２）が挟んでおり、固定され
た整流子とこれに重合された電極環（５）を回転子
（１）の両側にもち、回転子の磁極の中心とシャフト
（６）の線上に通電ローラー（８）を取り付けてある。
本図はｎ＝１のばあいであって回転子は磁気的に２分さ
れ１はＮＳ、もう１はＳＮの半月型を合わせたような形
であり、固定子の電磁石（２）は３個より成り、したが
って、整流子片（３）も３片より構成されている。ハウ
ジングは省略した。この形式もｎ数を２、３・・・と多
くすることによってトルクを大に、回転を滑らかにする
ことができる。
明する。これは、インナーローター型というべき構造で
あって、第１実施例で説明した永久磁石回転子（１）を
両面より固定子の電磁石（２）が挟んでおり、固定され
た整流子とこれに重合された電極環（５）を回転子
（１）の両側にもち、回転子の磁極の中心とシャフト
（６）の線上に通電ローラー（８）を取り付けてある。
本図はｎ＝１のばあいであって回転子は磁気的に２分さ
れ１はＮＳ、もう１はＳＮの半月型を合わせたような形
であり、固定子の電磁石（２）は３個より成り、したが
って、整流子片（３）も３片より構成されている。ハウ
ジングは省略した。この形式もｎ数を２、３・・・と多
くすることによってトルクを大に、回転を滑らかにする
ことができる。
【００１８】本考案のその他の実施例について説明す
る。第１実施例、第２実施例ともに、回転子固定子がい
ずれか一方が他方を挟む構造になっているが、上記２実
施例のほか、第３実施例として、モータの体積を小さく
するために、片面構造とすることもできる。
る。第１実施例、第２実施例ともに、回転子固定子がい
ずれか一方が他方を挟む構造になっているが、上記２実
施例のほか、第３実施例として、モータの体積を小さく
するために、片面構造とすることもできる。
【図１】 本考案の第１実施例における内部分解斜視
図。
図。
【図２】 同実施例整流子の拡大斜視図。
【図３】 同実施例通電ローラーの拡大斜視図。
【図４】 同実施例通電ローラー、ヨーク、スライド
板、スライド台、スプリング、回転磁石、シャフトの分
解斜視図。
板、スライド台、スプリング、回転磁石、シャフトの分
解斜視図。
【図５】 同実施例配線図。点線は機械的結合。
【図６】 同実施例側面図。
【図７】 同実施例断面図。
【図８】 本考案の第２実施例における内部分解斜視
図。
図。
１ 永久磁石 ２ 電磁コイル ３ 整流子 ４ 絶縁板 ５ 電極環 ６ シャフト ７ 通電ローラー軸 ８ 通電ローラー ９ スライド板 １０ スライド台 １１ スプリング １２ ヨーク １３ 電極端子 １４ ハウジング １５ 軸受 １６ 鉄心 １７ ローラー回転軸受 １８ 電極接続線 １９ ライザ ２０ 電極環台 ２１ 整流子台
Claims (1)
- 【請求項１】 【０００１】イ．回転子は、表裏を異極とする一面が２
ｎ（ｎ＝１〜の正の整数）の永久磁石を異極を交互に放
射状に円形に配列した磁石（１）よりなる。 【０００２】ロ．固定子は、各線輪を放射状に円形に配
列した、２ｎ＋１個の電磁石コイル（２）よりなる。 【０００３】ハ．回転子、固定子は、シャフト（６）方
向に、サンドイッチ状に一方が他方を挟むようアキシャ
ルフラックス型とする。 【０００４】ニ．整流子は、電極に接続された同径の良
導体の円筒（５）（以下電極環という）を絶縁板（４）
を介してして重着しいずれも中空とし、その内径は、回
転子のシャフト（６）より大とし、シャフト（６）を嵌
通させて各整流子片（３）と固定子である電磁石コイル
（２）とは、従来型の直流電動機と同様、すなわち各コ
イルが同方向むきになるよう接続して各接続部分を整流
子片（３）に接続し各整流子片（３）の間隙を各コイル
（２）の中心と一致させ固定する。 【０００５】ホ．回転子には、整流子片（３）・電極環
（５）の周囲に接触しその周囲を遊星運動をしながら自
転するよう中心軸（７）を持つ２ｎ個の円柱状の良導体
よりなる回転できるローラー（８）（以下通電ローラー
という）を回転子の各磁極（１）の中心とシャフトを結
ぶ線上に軸着する。電極環（５）は、２環あり、１環は
電源端子より正の電源を、他の１環は負の電源を接続し
てあり、通電ローラー（８）のうちｎ個は、電極環
（５）の１環と整流子片（３）を、もうｎ個は、他の１
環と整流子片（３）と接触するようにし、交互に同間隔
に回転子に取りつけてある。 【０００６】以上を特徴とする直流電動機。 【０００７】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237522A JP2694318B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 直流電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237522A JP2694318B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 直流電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0759321A JPH0759321A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2694318B2 true JP2694318B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=17016580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5237522A Expired - Lifetime JP2694318B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 直流電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2694318B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100754976B1 (ko) * | 2006-04-25 | 2007-09-05 | (주)오토엠아이티 | 회전조절장치 |
| CN102738998B (zh) * | 2011-04-07 | 2016-06-15 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 有刷直流电机 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7513380A (nl) * | 1975-11-17 | 1977-05-20 | Philips Nv | Gelijkstroommotor. |
| JPS6194537A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動機 |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP5237522A patent/JP2694318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759321A (ja) | 1995-03-03 |
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