JP3234564U

JP3234564U - Ｓｒモータ

Info

Publication number: JP3234564U
Application number: JP2021002613U
Authority: JP
Inventors: 青島　力
Original assignee: 青島　力; 青島力
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2031-05-26

Abstract

【課題】スイッチドリラクタンスモータにおいて、磁気回路をできるだけ短く構成し効率的な磁束の発生とロータの突極間の伸縮をおさえ振動を防ぐ。
【解決手段】複数の軟磁性材料からなる外側突極部と該外側突極部と同じ位相において複数の軟磁性材料からなる内側突極部とを備えるロータと、ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上に構成された外側磁極部１０ａとロータの内側突極部の内側に隙間をもって外側磁極部と対向し円周上に構成された内側磁極部１０ｂとそれらをつなぐ連結部１０ｃを持つステータ１０と、外側磁極部と連結部の間であってロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置されステータに巻回され外側磁極部を励磁する外側コイル１１〜２２と、内側磁極部と連結部の間にロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置されステータに巻回され外側磁極と異なる極性に内側磁極部を励磁する内側コイル２３〜３３とからなる磁気回路をロータに対し位相の異なる位置に３組配置する。
【選択図】図１

Description

ロータのリラクタンスにより駆動力をえるスイッチドリラクタンスモータ（ＳＲモータに関するものである。

ロータに永久磁石を使用しないモータ、複数の内向きの突極が形成されたステータと、ステータの内径部に複数の外向きの突極を持つ回転可能なロータと、ステータの突極を励磁するコイルをそなえステータの内向き突極を選択的に励磁することによりロータの外向き突極を磁気吸引させてロータに回転力を発生させるＳＲモータが知られている。

特開２０２０−０８０６０５特開２０２１−０１０２１１

前記先行技術文献等に記載されているＳＲモータのコイル通電によって形成される磁気回路は、あるコイルとその同一円周上に配置された別コイルとの間を通過する磁気回路を利用するものであり磁路が長くなり損失が大きくなってしまう。また、ロータも一方の外向きの突極と別の突極との間つまり回転中心を挟んだ外径間での吸引力が働くことによる大きな伸縮が行われ振動を発生してしまう欠点があった。

上記課題を解決するために、外周部に向かう複数の軟磁性材料からなる外側突極部と該外側突極部と同じ位相において内周部に向かう複数の軟磁性材料からなる内側突極部とを備え回転可能に構成されるロータと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第１の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第１の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された第１の内側磁極部と該第１の内側磁極部と前記第１の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第１ステータと、
前記第１ステータの第１の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極部を励磁する第１の外側コイルと、
前記第１ステータの第１の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極と異なる極性に第１の内側磁極部を励磁する第１の内側コイルと、
軟磁性材料からなり前記第１の外側磁極部と異なる回転位相に配置され該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第２の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第２の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された第２の内側磁極部と該第２の内側磁極部と前記第２の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第２ステータと、
前記第２ステータの第２の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極部を励磁する第２の外側コイルと、
前記第２ステータの第２の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極と異なる極性に第２の内側磁極部を励磁する第２の内側コイルと、
軟磁性材料からなり前記第１の外側磁極および前記第２の外側磁極部と異なる回転位相に配置され該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第３の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第３の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された対向する第３の内側磁極部と該第３の内側磁極部と前記第３の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第３ステータと、
前記第３ステータの第３の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極部を励磁する第３の外側コイルと、
前記第３ステータの第３の内側磁極部と連結部の間であって前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極と異なる極性に第３の内側磁極部を励磁する第３の内側コイルと、
を備える。
また、更に前記ロータは、軟磁性材料からなりそれぞれが外周部に向かう外側突極部と内周部に向かう内側突極部を持つ複数の突極部材と、該複数の突極部材を等間隔に円周上に保持する非磁性材料の円筒保持部材とから構成される。

上記の構成により、コイル通電によって形成される磁気回路は外側磁極部、内側磁極部、外周面に向かう外側突極部、内周面に向かう内側突極部等で構成され短い回路構成とすることができコイルによりより大きな磁束を発生することができる。また、ロータに加わる磁気吸引力もロータの最外周である外側突極部間で作用するのではなく外側突極部と内側突極部との間の短い距離に働くので大きな収縮もなく振動も抑えられ騒音も防ぐことができる。

本発明の第１の実施例の各部品の構成を示す分解斜視図組み立て時の断面図断面平面図断面平面図

図１から図４は本発明の実施例を示す図であり、図１は各部品の構成を示す分解斜視図、図２は組み立て時の断面図、図３と図４は断面平面図である。
図１において、１は回転円盤であり、円筒部１ａと軸部１ｂがあり軸部１ｂは後述のベースステータ１０の１０ｄ部に回転可能に保持されている。
２、３、４，５，６、７、８、９は軟磁性材料からなる突極部材であり、それぞれ外周部に向く面である外側突極部２ａ、３ａ、４ａ，５ａ，６ａ、７ａ、８ａ、９ａと内周部に向かう面である内側突極部２ｂ、３ｂ、４ｂ，５ｂ，６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂとを備え前記回転円盤１の円筒部１ａに等間隔の回転位相の位置に固着されている。回転円盤１と突極部材２、３、４，５，６、７、８、９で請求項に記載された軟磁性材料からなり外周部に向かう複数の外側突極部と該外側突極部と同じ位相において内周部に向かう複数の内側突極部とを備え回転可能に構成されるロータを構成する。
回転円盤１は必ずしも全体が軟磁性材料である必要はなく、突極部材２、３、４，５，６、７、８、９が少なくとも軟磁性材料で構成されている。突極部材２、３、４，５，６、７、８、９は回転円盤の回転中心に対して４５度の角度の同じピッチで配置されている。突極部材２、３、４，５，６、７、８、９と回転円盤１を同一の軟磁性材料で一体的に構成しても良い。これによれば請求項における軟磁性材料からなり外周部に向かう複数の外側突極部と該外側突極部と同じ位相において内周部に向かう複数の内側突極部とを備え回転可能に構成されるロータに対応することになる。
突極部材２、３、４，５，６、７、８、９の外周面に向かう面すなわち外側突極部２ａ、３ａ、４ａ，５ａ，６ａ、７ａ、８ａ、９ａは後述のベースステータ１０の外側磁極部１０ａに半径方向に関しての隙間をもって対向する
突極部材２、３、４，５，６、７、８、９の内周面に向かう面すなわち内側突極部２ｂ、３ｂ、４ｂ，５ｂ，６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂは後述のベースステータ１０の内側磁極部１０ｂに半径方向に関しての隙間をもって対向する
１０は軟磁性材料からなるベースステータで前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９の外周面に向かう面すなわち外側突極部２ａ、３ａ、４ａ，５ａ，６ａ、７ａ、８ａ、９ａに隙間をもって対向する外側磁極部１０ａが円周を所定の範囲本実施例では１２分割された３０度ごとに配置されて、内側磁極部１０ｂが前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９の内周面に向かう面すなわち内側突極部２ｂ、３ｂ、４ｂ，５ｂ，６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂに隙間をもって対向し所定の範囲本実施例では外側磁極部１０ａと同じ角度範囲に円周を１２分割された３０度ごとに配置されている。前記外側磁極部１０ａと内側磁極部１０ｂとは連結部１０ｃ部で磁気的に連結され磁気回路を構成する。
図に示すように複数の外側磁極部と突極部材を挟んで隙間をもってそれに同じ角度範囲で対向する内側磁極部とを連結部を介してつなぐステータをこのベースステータで構成する。
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２は外側コイルで外側コイル１１、外側コイル１２、外側コイル１３、外側コイル１４、外側コイル１５、外側コイル１６、外側コイル１７、外側コイル１８、外側コイル１９、外側コイル２０、外側コイル２１、外側コイル２２の周方向における順番で前記ベースステータ１０の外側磁極部１０ａと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され外側磁極部を励磁可能に巻回されている。
外側コイル１１，１４、１７，２０は同時に励磁される。これらは公知の３相のＳＲモータでいうＵ相を後述の内側コイル２３、２６、２９、３２とで形成する。外側コイル１２，１５、１８，２１は同時に励磁される。これらは公知の３相のＳＲモータでいうＶ相を後述の内側コイル２４、２７、３０、３３とで形成する。外側コイル１３，１６、１９，２２は同時に励磁される。これらは公知の３相のＳＲモータでいうＷ相を後述の内側コイル２５、２８、３１、３４とで形成する。２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４は内側コイルであり、
内側コイル２３は前記外側コイル１１が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１１が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２４は前記外側コイル１２が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１２が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２５は前記外側コイル１３が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１３が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２６は前記外側コイル１４が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１４が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２７は前記外側コイル１５が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１５が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２８は前記外側コイル１６が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１６が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル２９は前記外側コイル１７が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１７が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル３０は前記外側コイル１８が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１８が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル３１は前記外側コイル１９が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル１９が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル３２は前記外側コイル２０が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル２０が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル３３は前記外側コイル２１が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル２１が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
内側コイル３４は前記外側コイル２２が巻回される外側磁極１０ａと同じ角度範囲で突極部材を挟んでその内周面に隙間をもって対向する内側磁極部１０ｂと連結部１０ｃの間に前記突極部材２、３、４，５，６、７、８、９とは軸方向に並んで配置され、内側磁極部１０ｂを外側コイル２２が外側磁極１０ａを励磁するのとは異なる極で同時に励磁可能に巻回されている。
ベースステータ１０は１０ｄ部で前記回転円盤１の軸部１ｃが回転可能に保持している。
外側コイル１１，１４，１７，２０は請求項における第１の外側コイルを構成する。
内側コイル２３，２６、２９、３２は請求項における第１の内側コイルを構成する。
外側コイル１１，１４，１７，２０で励磁される外側磁極１０ａが第１の外側磁極を構成する。
内側コイル２３，２６、２９、３２で励磁される内側磁極１０ｂが第１の内側磁極を構成する。
上記第１の外側磁極１０ａと第１の内側磁極１０ｂと連結部１０ｃとで第１ステータを構成する。
外側コイル１２，１５，１８，２１は請求項における第２の外側コイルを構成する。
内側コイル２４，２７、３０、３３は請求項における第２の内側コイルを構成する。
外側コイル１２，１５，１８，２１で励磁される外側磁極１０ａが第２の外側磁極を構成する。
内側コイル２４，２７、３０、３３で励磁される内側磁極１０ｂが第２の内側磁極を構成する。
上記第２の外側磁極１０ａと第２の内側磁極１０ｂと連結部１０ｃとで第２ステータを構成する。
外側コイル１３，１６，１９，２２は請求項における第３の外側コイルを構成する。
内側コイル２５，２８、３１、３４は請求項における第３の内側コイルを構成する。
外側コイル１３，１６，１９，２２で励磁される外側磁極１０ａが第３の外側磁極を構成する。
内側コイル２５，２８、３１、３４で励磁される内側磁極１０ｂが第３の内側磁極を構成する。
上記第３の外側磁極１０ａと第３の内側磁極１０ｂと連結部１０ｃとで第３ステータを構成する。
第１ステータと第２ステータと第３ステータとは公知の３相のリラクタンスモータと同様に電気角でそれぞれ１２０度位相がずれて配置されている。
組み立て時の断面の様子を図２に示す。
図３、図４は突極部材の位置での平面断面図である。
図３で示す状態は、第１の外側コイルである外側コイル１１，１４，１７，２０と第１の内側コイルである内側コイル２３，２６、２９、３２に通電がなされてそれらコイルにより励磁された第１の外側磁極１０ａと第１の内側磁極１０ｂが励磁状態にあり、突極部材２、４，６、８の外側突極部２ａ、４ａ，６ａ、８ａが第１の外側磁極１０ａに対向し、内側突極部２ｂ、４ｂ，６ｂ、８ｂが第１の内側磁極１０ｂに対向する位相に位置だしされている状態である。
この状態では、
第１の外側コイルである外側コイル１１と、それに励磁される第１の外側磁極１０ａと、第１の内側コイルである内側コイル２３と、それに励磁される第１の内側磁極１０ｂと、第１の外側磁極１０ａに対向する外側突極部２ａと第１の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部２ｂとを備える突極部材２からなる磁気回路が構成され
第１の外側コイルである外側コイル１４と、それに励磁される第１の外側磁極１０ａと、第１の内側コイルである内側コイル２６と、それに励磁される第１の内側磁極１０ｂと、第１の外側磁極１０ａに対向する外側突極部４ａと第１の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部４ｂとを備える突極部材４からなる磁気回路が構成され
第１の外側コイルである外側コイル１７と、それに励磁される第１の外側磁極１０ａと、第１の内側コイルである内側コイル２９と、それに励磁される第１の内側磁極１０ｂと、第１の外側磁極１０ａに対向する外側突極部６ａと第１の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部６ｂとを備える突極部材６からなる磁気回路が構成され
第１の外側コイルである外側コイル２０と、それに励磁される第１の外側磁極１０ａと、第１の内側コイルである内側コイル３２と、それに励磁される第１の内側磁極１０ｂと、第１の外側磁極１０ａに対向する外側突極部８ａと第１の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部８ｂとを備える突極部材８からなる磁気回路が構成されている状態である。この状態は図６に示す通電シーケンスでは第１の状態に相当する。
突極部材２は外側突極部２ａと内側突極部２ｂとの間で伸びる方向の力を第１の外側磁極１０ａと第１の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部２ａと内側突極部２ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。
同様に、突極部材４は外側突極部４ａと内側突極部４ｂとの間で伸びる方向の力を第１の外側磁極１０ａと第１の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部４ａと内側突極部４ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。突極部材６、８に関しても同様で吸引による伸びは少ないため振動の発生は少ない。
図３に示す状態から
第１の外側コイルである外側コイル１１，１４，１７，２０と第１の内側コイルである内側コイル２３，２６、２９、３２に通電を遮断し第２の外側コイルである外側コイル１２，１５，１８，２１と第２の内側コイルである内側コイル２４，２７、３０、３３に通電をおこなうと
それらコイルにより励磁された第２の外側磁極１０ａと第２の内側磁極１０ｂが励磁状態になり、突極部材３、５，７、９の外側突極部３ａ、５ａ，７ａ、９ａが第２の外側磁極１０ａに対向し、内側突極部３ｂ、５ｂ，７ｂ、９ｂが第２の内側磁極１０ｂに対向する位相に吸引されロータは右回転する。
この状態では、第２の外側コイルである外側コイル１２と、それに励磁される第２の外側磁極１０ａと、第２の内側コイルである内側コイル２４と、それに励磁される第２の内側磁極１０ｂと、第１の外側磁極１０ａに対向する外側突極部３ａと第２の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部３ｂとを備える突極部材３からなる磁気回路が構成され、第２の外側コイルである外側コイル１５と、それに励磁される第２の外側磁極１０ａと、第２の内側コイルである内側コイル２７と、それに励磁される第２の内側磁極１０ｂと、第２の外側磁極１０ａに対向する外側突極部５ａと第２の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部５ｂとを備える突極部材５からなる磁気回路が構成される。
第２の外側コイルである外側コイル１８と、それに励磁される第２の外側磁極１０ａと、第２の内側コイルである内側コイル３０と、それに励磁される第２の内側磁極１０ｂと、第２の外側磁極１０ａに対向する外側突極部７ａと第２の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部７ｂとを備える突極部材７からなる磁気回路が構成され第２の外側コイルである外側コイル２１と、それに励磁される第２の外側磁極１０ａと、第２の内側コイルである内側コイル３３と、それに励磁される第２の内側磁極１０ｂと、第２の外側磁極１０ａに対向する外側突極部９ａと第２の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部９ｂとを備える突極部材９からなる磁気回路が構成されている状態である。この状態は図６に示す通電シーケンスでは第２の状態に相当する。
突極部材３は外側突極部３ａと内側突極部３ｂとの間で伸びる方向の力を第２の外側磁極１０ａと第２の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部３ａと内側突極部３ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。
同様に、突極部材５は外側突極部５ａと内側突極部５ｂとの間で伸びる方向の力を第２の外側磁極１０ａと第２の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部５ａと内側突極部５ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。突極部材７、９に関しても同様で吸引による伸びは少ないため振動の発生は少ない。
更にこの状態から第２の外側コイルである外側コイル１２，１５，１８，２１と第２の内側コイルである内側コイル２４，２７、３０、３３に通電を遮断し第３の外側コイルである外側コイル１３，１６，１９，２２と第３の内側コイルである内側コイル２５，２８、３１、３４に通電をおこなうと、それらコイルにより励磁された第３の外側磁極１０ａと第３の内側磁極１０ｂが励磁状態になり、突極部材４、６，８、２の外側突極部４ａ、６ａ，８ａ、２ａが第３の外側磁極１０ａに対向し、内側突極部４ｂ、６ｂ，８ｂ、２ｂが第３の内側磁極１０ｂに対向する位相に吸引されロータは右回転する。
この場合も第３の外側コイルである外側コイル１３と、それに励磁される第３の外側磁極１０ａと、第３の内側コイルである内側コイル２５と、それに励磁される第３の内側磁極１０ｂと、第２の外側磁極１０ａに対向する外側突極部４ａと第２の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部４ｂとを備える突極部材４からなる磁気回路が構成されている状態となる。
第３の外側コイルである外側コイル１６と、それに励磁される第３の外側磁極１０ａと、第３の内側コイルである内側コイル２８と、それに励磁される第３の内側磁極１０ｂと、第３の外側磁極１０ａに対向する外側突極部６ａと第３の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部６ｂとを備える突極部材６からなる磁気回路が構成されている状態となる。
第３の外側コイルである外側コイル１９と、それに励磁される第３の外側磁極１０ａと、第３の内側コイルである内側コイル３１と、それに励磁される第３の内側磁極１０ｂと、第３の外側磁極１０ａに対向する外側突極部８ａと第３の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部８ｂとを備える突極部材８からなる磁気回路が構成されている状態となる。
第３の外側コイルである外側コイル２２と、それに励磁される第３の外側磁極１０ａと、第３の内側コイルである内側コイル３４と、それに励磁される第３の内側磁極１０ｂと、第３の外側磁極１０ａに対向する外側突極部２ａと第３の内側磁極１０ｂに対向する内側突極部２ｂとを備える突極部材２からなる磁気回路が構成されている状態となる。
この状態は図６に示す通電シーケンスでは第３の状態に相当する。
突極部材４は外側突極部４ａと内側突極部４ｂとの間で伸びる方向の力を第３の外側磁極１０ａと第３の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部４ａと内側突極部４ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。
同様に、突極部材６は外側突極部６ａと内側突極部６ｂとの間で伸びる方向の力を第３の外側磁極１０ａと第２の内側磁極部１０ｂにより磁気吸引力をうけるが、外側突極部６ａと内側突極部６ｂの間の長さが短いため伸びは少ない。それにより振動の発生は少ない。突極部材８、２に関しても同様で吸引による伸びは少ないため振動の発生は少ない。
また、上記説明したようにそれぞれが構成する磁気回路の経路の長さが非常に短く構成できるため磁気抵抗による損失が非常に少なく構成できモータの効率が改善される利点がある。
図５は制御回路およびコイル結線を示すブロック図であり、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６はそれぞれトランジスタで公知の３相ＳＲモータ駆動回路である。図６は通電のシーケンスによるコイルの励磁状態を示すコイル励磁表である。
図５において、第１の外側コイル１１と第１の内側コイル２３と、第１の外側コイル１４と第１の内側コイル２６と、第１の外側コイル１７と第１の内側コイル２９と、第１の外側コイル２０と第１の内側コイル３２とが並列に接続されており、通電によって前述したように、第１の外側コイル１１、１４、１７、２０によって励磁される第１の外側磁極部１０ａと第１の内側コイル２３、２６、２９、３２によって励磁される第１の内側磁極１０ｂとは逆の極性に励磁されるよう巻き方向あるいは接続状態が構成されている。
第１の外側コイル１１、１４、１７、２０と第１の内側コイル２３、２６、２９、３２はそれによって励磁される第１の外側磁極部１０ａと第１の内側磁極１０ｂとが逆の極性に励磁されるのであればその中のいずれかあるいはすべてが直列接続であってもよい。
第２の外側コイル１２と第２の内側コイル２４と、第２の外側コイル１５と第２の内側コイル２７と、第２の外側コイル１８と第２の内側コイル３０と、第２の外側コイル２１と第２の内側コイル３３とが並列に接続されており、通電によって前述したように、第２の外側コイル１２、１５、１８、２１によって励磁される第２の外側磁極部１０ａと第２の内側コイル２４、２７、３０、３３によって励磁される第２の内側磁極１０ｂとは逆の極性に励磁されるよう巻き方向あるいは接続状態が構成されている。
第２の外側コイル１２、１５、１８、２１と第２の内側コイル２４、２７、３０、３３はそれによって励磁される第２の外側磁極部１０ａと第２の内側磁極１０ｂとが逆の極性に励磁されるのであればその中のいずれかあるいはすべてが直列接続であってもよい。
第３の外側コイル１３と第３の内側コイル２５と、第３の外側コイル１６と第２の内側コイル２８と、第３の外側コイル１９と第３の内側コイル３１と、第３の外側コイル２２と第３の内側コイル３４とが並列に接続されており、通電によって前述したように、第３の外側コイル１３、１６、１９、２２によって励磁される第３の外側磁極部１０ａと第３の内側コイル２５、２８、３１、３４によって励磁される第３の内側磁極１０ｂとは逆の極性に励磁されるよう巻き方向あるいは接続状態が構成されている。
第３の外側コイル１３、１６、１９、２２と第２の内側コイル２５、２８、３１、３４はそれによって励磁される第３の外側磁極部１０ａと第３の内側磁極１０ｂとが逆の極性に励磁されるのであればその中のいずれかあるいはすべてが直列接続であってもよい。
図６は通電のシーケンスを示す表でありこの表に示すように第１の状態から第２の状態、第３の状態、第４の状態、第５の状態、第６の状態と順次状態が変わるように通電切り替えを行うことにより前述したように第１の外側コイル１１、１４、１７、２０と第１の内側コイル２３、２６、２９、３２と第２の外側コイル１２、１５、１８、２１と第２の内側コイル２４、２７、３０、３３第３の外側コイル１３、１６、１９、２２によって励磁される第３の外側磁極部１０ａと第３の内側コイル２５、２８、３１、３４の通電切り替えが行われロータは回転していく。
本実施例では３相ブラシレスモータを例にとって説明を行ったが、相数を限定するものではなく４相、５相といったものに適用可能である。

ＳＲブラシレスモータの駆動の効率アップと低振動化に適する構造

１は磁石保持部材
２、３、４、５、６、７、８、９は突極部材
１０はベースステータ
１０ａは外側磁極部
１０ｂは内側磁極部
１０ｃは連結部
１１、１４、１７、２０は第１の外側コイル
２３，２６、２９、３２は第１の内側コイル
１２、１５、１８、２１は第２の外側コイル
２４、２７、３０、３３は第２の内側コイル
１３、１６、１９、２２は第３の外側コイル
２５、２８、３１、３４は第３の内側コイル

本発明の実施例の各部品の構成を示す分解斜視図本発明の実施例の組み立て時の断面図本発明の実施例の断面平面図本発明の実施例の断面平面図制御回路及びコイル結線を示すブロック図通電シーケンスを示す表

Claims

外周部に向かう複数の軟磁性材料からなる外側突極部と該外側突極部と同じ位相において内周部に向かう複数の軟磁性材料からなる内側突極部とを備え回転可能に構成されるロータと、
軟磁性材料からなり該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第１の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第１の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された第１の内側磁極部と該第１の内側磁極部と前記第１の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第１ステータと、
前記第１ステータの第１の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極部を励磁する第１の外側コイルと、
前記第１ステータの第１の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第１ステータに巻回され第１の外側磁極と異なる極性に第１の内側磁極部を励磁する第１の内側コイルと、
軟磁性材料からなり前記第１の外側磁極部と異なる回転位相に配置され該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第２の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第２の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された第２の内側磁極部と該第２の内側磁極部と前記第２の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第２ステータと、
前記第２ステータの第２の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極部を励磁する第２の外側コイルと、
前記第２ステータの第２の内側磁極部と連結部の間に前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第２ステータに巻回され第２の外側磁極と異なる極性に第２の内側磁極部を励磁する第２の内側コイルと、
軟磁性材料からなり前記第１の外側磁極および前記第２の外側磁極部と異なる回転位相に配置され該ロータの外側突極部の外側に隙間をもって対向し円周上の所定範囲に構成された第３の外側磁極部と該ロータの内側突極部の内側に隙間をもって前記第３の外側磁極部と対向し円周上の所定の範囲に構成された対向する第３の内側磁極部と該第３の内側磁極部と前記第３の外側磁極部とをつなぐ連結部を持つ第３ステータと、
前記第３ステータの第３の外側磁極部と連結部の間であって前記ロータの外側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極部を励磁する第３の外側コイルと、
前記第３ステータの第３の内側磁極部と連結部の間であって前記ロータの内側磁石層とは軸方向に並んで配置され第３ステータに巻回され第３の外側磁極と異なる極性に第３の内側磁極部を励磁する第３の内側コイルと、
を備えるモータ。