JP3383340B2 - 平滑電機子巻線を有する整流子電動機 - Google Patents
平滑電機子巻線を有する整流子電動機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流駆動のブラシ付ある
いはブラシレスモータに適用するものであり、オーディ
オ，ビデオ機器，コンピュータ周辺機，カメラ等の動力
用の薄形あるいは小径円筒形モータの界磁磁石の配置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】小形の電気機器に使用されるモータには
薄形，小径円筒形が望まれている。この要望に答える構
造としては平滑電機子巻線において巻線を重なり合わな
いような巻線ピッチで巻線部の厚さを薄くしロータとス
テータ間の空隙に配し、一方この電機子巻線に対する界
磁は厚さの薄い永久磁石を配置して組み立てられて軸方
向空隙を有する円板状電機子においては薄形モータに、
径方向空隙を有する円筒形電機子においては小径形モー
タに構成している。 【０００３】電機子電流を通ずる界磁位置に対するタイ
ミングは直接整流子片と刷子によるブラシ形といわゆる
電子式整流子により電機子電流を通ずる界磁位置に対す
るタイミングを位置センサにより半導体のスイッチング
にて行なうブラシレス形とがある。前者は電機子巻線が
ロータとなり後者は界磁がロータとなっている。回転の
原理は同一である。従来のモータの代表例として、３コ
イル電機子ロータ，ブラシ形，軸方向空隙間のコアレス
フラット形モータについて説明する。 【０００４】このモータのロータは図１の１と同様の外
観を有し、互いに重なり合わない３つの電機子コイルが
（図１は６電機子コイル）シャフト２の周辺に配されて
いる。そのシャフト２に整流子４が嵌合され片に結線さ
れている。界磁磁石３は図１とは異なり電機子コイル１
に対向してドーナツ状にＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓと４極が配され
図示していないヨークの一方に接着されている。 【０００５】他の一方のヨークと前記磁石との間に軸方
向に空隙が設けられその空隙の間に前記電機子巻線１が
あり、シャフト２によって回転自在になってロータが構
成されている。このようなモータを薄形にするためには
電機子コイル１を重なり合わないように板状に配置して
空隙をでき得る限り小さくし、かつ界磁磁石の厚さを薄
くするために保磁力の大きな希土類磁石よりなる構成で
モータの軸方向厚さを薄くしている。 【０００６】図５(a)は上記で説明したモータの電機子
コイルの配置、整流子片への結線及び刷子位置を示す。
１はｕ，ｖ，ｗなる３つの電機子コイルで、巻数はそれ
ぞれｎターンでありコイル中心の開角ピッチは60°であ
り、ｕ，ｖ，ｗのコイルは互いに120°の間隔で、かつ
重なり合わずに配されている。この角度構成を４極界磁
構成の電気角で表わせば、コイルの中心開角ピッチは12
0°elピッチ、ｕコイルを基準にするとｗコイルは240゜
el、ｖコイルは360＋120°elとなる。 【０００７】刷子５は整流子４の周上に90°に配されて
いる。これは４極界磁構成では180°elとなり、界磁
（図示せず）のＮ−Ｓ極ペアーで見ればコイルと刷子の
配置は対称になっている。すなわち整流子４のある辺を
ｕコイル巻き始めとすれば、巻き終りは60°離れた隣辺
は電気角120°elであり120°el＋360°elすなわち240°
離れた片に並列につながれて、前記ｖコイルの巻き始め
にわたる。順次同様に結線をすれば実質的には４極界磁
構成のＮ，Ｓペアー360°elに対し120°elピッチ巻線の
コイルｕ→ｖ→ｗが互いに120°elで対称に配され、か
つ重なり合わないコイルで実質に構成されたことと等価
になる。 【０００８】図５(b)は刷子５の電流流入＋側と流出−
側における各巻線の周辺の空間アンペアターン分布を示
し、刷子５の＋側を図５(a)における位置の右側片間か
ら左側片間まで15°間隔で反時計方向へ移動させたとき
のコイルの通電極性をモード１，２，３，４，５とし、
ｕコイル左側端を基準０°にとった場合の各通電モード
時のアンペアターンの空間分布を表わしている。 【０００９】図６は図５(b)におけるアンペアターン空
間分布を通電極性モードにおける２極成分と４極成分の
大きさと相互の位相を表わしている。空間分布図中＋60
→0°の実線は＋側刷子の移動位置の軌跡であり、これ
はまた４極アンペアターン分布の変化の最大点の移動の
軌跡であり完全に同期している。これに対し２極アンペ
アターン分布の同傾の変化の最大点の移動軌跡は刷子の
移動角の２倍でしかも反対方向に移動している。この軌
跡を点線で示している。界磁極の４極の極中心を刷子＋
側位置におけば常に４極成分の最大トルクを取り出すこ
とができる。 【００１０】一方、界磁極の２極の極中心を２極成分ト
ルクの最大点に設置して界磁極の移動をしても界磁極の
中心は刷子の移動角に同期しているので、トルクは変動
してしまい取り出すことが不可能である。ゆえに本構成
では４極界磁構成で４極のアンペアターンによってのみ
トルクが発生する。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】従来のモータは例示の
フラット形モータの構成で界磁には高価な希土類薄厚磁
石を４極構成として電機子アンペアターンの４極成分と
の間でトルクを発生させている。希土類磁石の原価はモ
ータ全体原価の相当な部分を占めている。本発明は従来
のモータの電流−トルクレートを維持して界磁磁石の所
要量を半分にして原価を大幅に低減することを目的とす
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は界磁を２極，４
極の混合として電機子巻線の周辺に配し、一方電機子コ
イルのアンペアターン分布の２極，４極両成分をトルク
にて取り出し、結果として電流−トルクレートを同等に
得ることを手段とする。この場合、界磁の２極４極成分
は相互の極位置は固定され、それぞれが刷子の位置移動
と同期することはモータの構成上必然的なものである。
問題は刷子の位置移動にしたがった電機子コイルの通電
によるアンペアターン分布の２極成分，４極成分の同傾
の変化の最大点の移動が刷子の移動モードにしたがった
軌跡に対し大きく偏差しないことが必要であり、その範
囲は±π/2°el（２極成分，４極成分のそれぞれの電気
角）であることはもちろんのことである。 【００１３】 【実施例】図１は従来例の３電機子コイル、６セグメン
ト整流子、ｎターン／コイルに対応させた本発明の電機
子ロータ、ブラシ式、軸方向空隙のコアレスフラット形
モータである。従来形と電流−トルクレートを比較する
意味で同一巻線装架で構成するものとする。図で１は重
なり合わない６つのコイルからなる電機子でターン／コ
イルは３コイルと同一導体量ではｎ/2となる。但しｎは
３コイルタイプのターン／コイルである。したがってコ
イルの平均開角ピッチは30°である。６つの電機子コイ
ルはシャフト２の周辺に配されている。そのシャフト２
に整流子４が嵌合され６セグメントの片に結線されてい
る。すなわち６コイル、６セグメント形式にしている。 【００１４】界磁磁石３はＮ−Ｓ２極が配され、かつ開
角は従来モータの1/2で半月状である。界磁磁石３は図
示していないヨークの一方に接着されている。他の一方
のヨークと前記磁石との間に軸方向に空隙が設けられそ
の空隙の間に前記電機子巻線１があり、シャフト２によ
って回転自在になってロータが構成されている。刷子５
は６つの電機子コイルと対応して通電極性が刷子と中心
を結ぶ角度が2π/6以上2π/2以内になるように両刷子角
度が配されている。これは通電に際して電機子コイルの
アンペアターン分布の極性を非対称にするためである
（例えば2:4，1:5）。 【００１５】図２は界磁磁石３の磁束密度の空間分布を
示したもので軸方向に異方性化させた希土類磁石で構成
されている。図２(a)は従来モータのドーナツ形４極構
成の磁束密度分布を示し、点線は４極成分の大きさと位
相［1.274sin2θ］を示したものである。図２(b)は本発
明のモータの半月形２極構成の磁束密度分布を示し、点
線はそれぞれ２極成分［Ａ＝0.637sin(θ+90゜)］と４極
成分［Ｂ＝0.637sin2θ］の大きさと位相を示す。極最
大値は４極磁石構成の1/2である。そして２極成分と４
極成分の極中心は45°の位相差をもっている。 【００１６】図３(a)は図１と対応したもので電機子コ
イル１，整流子４，刷子５の結線と電流の流入極性を示
している。電機子コイル１のそれぞれのコイルターン数
は３コイルの場合の1/2で導体総数は一致する。コイル
平均開角は30°である。コイルと整流子片の結線はコイ
ルリード1-1は巻き始め、1-2は巻き終りで順次時計回り
に同側のコイルリードになっている。すなわち特定コイ
ルの時計回りに順次巻き終りと巻き始めがあり、対応す
る整流子片に接続され環状にコイルが結線されている。 【００１７】刷子開角は図では135°になっているが、
この角度でなければならないことはない。ただ例えば開
角を120°にすると刷子５の＋側，−側が同時に整流子
５の片間にまたがる時があり、２コイルがショートされ
有効コイルのアンペアターン極性のアンバランス割合が
増加して電流が一時的に増加することを避けたまでのこ
とである。図３(b)は図３(a)にて電流を通じたとき電機
子コイルに発生するアンペアターンの極性空間分布で特
定コイル端を基準０°として表わしたものである。 【００１８】なお刷子５の＋側を上記コイルに対応した
整流子片の右端の隣接片にまたがる片間から左端の隣接
片にまたがる片間まで15°間隔で反時計回りに移動させ
たときのアンペアターン分布のモードをモード１からモ
ード５まで示している。ただし刷子が片間にまたがると
き発生するショートコイルによるアンペアターンは発生
しないこととしている。さらにモード１とモード２の中
間に刷子の片片接続のモードが存在する。このときはモ
ード１におけるショートコイルが×極性になっているの
で４極成分のアンペアターン分布が消減した対称分布と
なる。いずれにせよ片間のモード１、（モード５）、モ
ード２及びモード１→２の過渡期間は短期間の内に経過
する区間である。 【００１９】図４は図３(b)のアンペアターン極性分布
を２極成分と４極成分に分離しその大きさと位相を表わ
したものであり、実線矢線Ｃは各モード移動による刷子
＋側の移動軌跡と、それにより45°離れた平行線を表わ
している。いま界磁磁石の４極成分の極中心を前記刷子
＋側位置に合致させて設けると、その２極成分の極中心
は45°左を通る平行矢線Ｄと合致する。この矢線とアン
ペアターン分布の同一傾斜の最大変化点との偏差角軌跡
は同図の実線Ｅは４極成分、点線Ｆは２極成分として表
示している。 【００２０】次に発生起動時トルクの検定を行なう。検
定子は下記のように表わすものとする。 ［磁束密度分布振幅Ｂ×アンペアターン分布振幅ＡＴ×
cosσ］ σ：ＢとＡＴの最大トルク発生位置からの偏差角〔電気
角で表わされる〕 ３コイル従来形式は図２ＡによりＢ＝１ ６コイル本発明形式は図２Ｂにより２極成分、４極成
分、それぞれＢ＝0.5とする。 ３コイル従来形式：図６より モード１ 0.478 片間 モード２ 0.276 片片 モード３ 0.478 片間 モード４ 0.276 片片 モード５ 0.478 片間 片間は刷子が整流子の片間にまたがるモードで短時間区
間であり、片片は刷子が整流子の片片にあるモードで長
時間区間である。 【００２１】これに対し、６コイルの本発明形式：図３
より モード１ ２極 0.208 ４極 0.046 計 0.254 片間 モード２ ２極 0.200 ４極 0.013 計 0.213 片間 モード３ ２極 0.183 ４極 0.087 計 0.270 片片 モード４ ２極 0.189 ４極 0.100 計 0.289 片片 モード５ ２極 0.208 ４極 0.046 計 0.254 片間 さらにモード１とモード２の過渡状態で２極成分のみ存
在する３コイルづつの対称アンペアターン分布のモード
がある。このときは、ＡＴ＝1/3×4/π＝0.426 cosσ
＝1.0であり、検定子は0.213である。長時間区間の片片
モードで比較して分かるように、ほぼ同一のトルクが発
生しかつ起動時ロータ位置による最低保証のトルクもほ
ぼ同一であることが分かる。 【００２２】なお本発明は６コイルで例示したが４コイ
ル，５コイルでも同様、２極成分，４極成分の両方を取
り出すことができる。ただ４コイルのようにコイル数の
少ない場合、４極成分アンペアターン分布において偏差
角σが大きすぎてマイナストルクが発生する（モード２
付近）が２極成分でカバーされる。さらに本実施例は軸
空隙フラット形電機子ロータについて説明したが、円筒
形に軸周に沿って電機子コイルを配した筒状ラジアル空
隙構成においても同様であり、極数成分も例示の極対の
整数倍をとることも可能であることは当然である。また
電子式整流子に変え電機子コイルを固定側に磁石を回転
側に設置したブラシレスモータの構成にても同様のこと
が成立する。界磁磁石を永久磁石に替えて電磁石になし
ても等価である。 【００２３】 【発明の効果】本発明により界磁磁石の所要量を半減さ
せ安価にモータを現出できる。
いはブラシレスモータに適用するものであり、オーディ
オ，ビデオ機器，コンピュータ周辺機，カメラ等の動力
用の薄形あるいは小径円筒形モータの界磁磁石の配置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】小形の電気機器に使用されるモータには
薄形，小径円筒形が望まれている。この要望に答える構
造としては平滑電機子巻線において巻線を重なり合わな
いような巻線ピッチで巻線部の厚さを薄くしロータとス
テータ間の空隙に配し、一方この電機子巻線に対する界
磁は厚さの薄い永久磁石を配置して組み立てられて軸方
向空隙を有する円板状電機子においては薄形モータに、
径方向空隙を有する円筒形電機子においては小径形モー
タに構成している。 【０００３】電機子電流を通ずる界磁位置に対するタイ
ミングは直接整流子片と刷子によるブラシ形といわゆる
電子式整流子により電機子電流を通ずる界磁位置に対す
るタイミングを位置センサにより半導体のスイッチング
にて行なうブラシレス形とがある。前者は電機子巻線が
ロータとなり後者は界磁がロータとなっている。回転の
原理は同一である。従来のモータの代表例として、３コ
イル電機子ロータ，ブラシ形，軸方向空隙間のコアレス
フラット形モータについて説明する。 【０００４】このモータのロータは図１の１と同様の外
観を有し、互いに重なり合わない３つの電機子コイルが
（図１は６電機子コイル）シャフト２の周辺に配されて
いる。そのシャフト２に整流子４が嵌合され片に結線さ
れている。界磁磁石３は図１とは異なり電機子コイル１
に対向してドーナツ状にＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓと４極が配され
図示していないヨークの一方に接着されている。 【０００５】他の一方のヨークと前記磁石との間に軸方
向に空隙が設けられその空隙の間に前記電機子巻線１が
あり、シャフト２によって回転自在になってロータが構
成されている。このようなモータを薄形にするためには
電機子コイル１を重なり合わないように板状に配置して
空隙をでき得る限り小さくし、かつ界磁磁石の厚さを薄
くするために保磁力の大きな希土類磁石よりなる構成で
モータの軸方向厚さを薄くしている。 【０００６】図５(a)は上記で説明したモータの電機子
コイルの配置、整流子片への結線及び刷子位置を示す。
１はｕ，ｖ，ｗなる３つの電機子コイルで、巻数はそれ
ぞれｎターンでありコイル中心の開角ピッチは60°であ
り、ｕ，ｖ，ｗのコイルは互いに120°の間隔で、かつ
重なり合わずに配されている。この角度構成を４極界磁
構成の電気角で表わせば、コイルの中心開角ピッチは12
0°elピッチ、ｕコイルを基準にするとｗコイルは240゜
el、ｖコイルは360＋120°elとなる。 【０００７】刷子５は整流子４の周上に90°に配されて
いる。これは４極界磁構成では180°elとなり、界磁
（図示せず）のＮ−Ｓ極ペアーで見ればコイルと刷子の
配置は対称になっている。すなわち整流子４のある辺を
ｕコイル巻き始めとすれば、巻き終りは60°離れた隣辺
は電気角120°elであり120°el＋360°elすなわち240°
離れた片に並列につながれて、前記ｖコイルの巻き始め
にわたる。順次同様に結線をすれば実質的には４極界磁
構成のＮ，Ｓペアー360°elに対し120°elピッチ巻線の
コイルｕ→ｖ→ｗが互いに120°elで対称に配され、か
つ重なり合わないコイルで実質に構成されたことと等価
になる。 【０００８】図５(b)は刷子５の電流流入＋側と流出−
側における各巻線の周辺の空間アンペアターン分布を示
し、刷子５の＋側を図５(a)における位置の右側片間か
ら左側片間まで15°間隔で反時計方向へ移動させたとき
のコイルの通電極性をモード１，２，３，４，５とし、
ｕコイル左側端を基準０°にとった場合の各通電モード
時のアンペアターンの空間分布を表わしている。 【０００９】図６は図５(b)におけるアンペアターン空
間分布を通電極性モードにおける２極成分と４極成分の
大きさと相互の位相を表わしている。空間分布図中＋60
→0°の実線は＋側刷子の移動位置の軌跡であり、これ
はまた４極アンペアターン分布の変化の最大点の移動の
軌跡であり完全に同期している。これに対し２極アンペ
アターン分布の同傾の変化の最大点の移動軌跡は刷子の
移動角の２倍でしかも反対方向に移動している。この軌
跡を点線で示している。界磁極の４極の極中心を刷子＋
側位置におけば常に４極成分の最大トルクを取り出すこ
とができる。 【００１０】一方、界磁極の２極の極中心を２極成分ト
ルクの最大点に設置して界磁極の移動をしても界磁極の
中心は刷子の移動角に同期しているので、トルクは変動
してしまい取り出すことが不可能である。ゆえに本構成
では４極界磁構成で４極のアンペアターンによってのみ
トルクが発生する。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】従来のモータは例示の
フラット形モータの構成で界磁には高価な希土類薄厚磁
石を４極構成として電機子アンペアターンの４極成分と
の間でトルクを発生させている。希土類磁石の原価はモ
ータ全体原価の相当な部分を占めている。本発明は従来
のモータの電流−トルクレートを維持して界磁磁石の所
要量を半分にして原価を大幅に低減することを目的とす
る。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は界磁を２極，４
極の混合として電機子巻線の周辺に配し、一方電機子コ
イルのアンペアターン分布の２極，４極両成分をトルク
にて取り出し、結果として電流−トルクレートを同等に
得ることを手段とする。この場合、界磁の２極４極成分
は相互の極位置は固定され、それぞれが刷子の位置移動
と同期することはモータの構成上必然的なものである。
問題は刷子の位置移動にしたがった電機子コイルの通電
によるアンペアターン分布の２極成分，４極成分の同傾
の変化の最大点の移動が刷子の移動モードにしたがった
軌跡に対し大きく偏差しないことが必要であり、その範
囲は±π/2°el（２極成分，４極成分のそれぞれの電気
角）であることはもちろんのことである。 【００１３】 【実施例】図１は従来例の３電機子コイル、６セグメン
ト整流子、ｎターン／コイルに対応させた本発明の電機
子ロータ、ブラシ式、軸方向空隙のコアレスフラット形
モータである。従来形と電流−トルクレートを比較する
意味で同一巻線装架で構成するものとする。図で１は重
なり合わない６つのコイルからなる電機子でターン／コ
イルは３コイルと同一導体量ではｎ/2となる。但しｎは
３コイルタイプのターン／コイルである。したがってコ
イルの平均開角ピッチは30°である。６つの電機子コイ
ルはシャフト２の周辺に配されている。そのシャフト２
に整流子４が嵌合され６セグメントの片に結線されてい
る。すなわち６コイル、６セグメント形式にしている。 【００１４】界磁磁石３はＮ−Ｓ２極が配され、かつ開
角は従来モータの1/2で半月状である。界磁磁石３は図
示していないヨークの一方に接着されている。他の一方
のヨークと前記磁石との間に軸方向に空隙が設けられそ
の空隙の間に前記電機子巻線１があり、シャフト２によ
って回転自在になってロータが構成されている。刷子５
は６つの電機子コイルと対応して通電極性が刷子と中心
を結ぶ角度が2π/6以上2π/2以内になるように両刷子角
度が配されている。これは通電に際して電機子コイルの
アンペアターン分布の極性を非対称にするためである
（例えば2:4，1:5）。 【００１５】図２は界磁磁石３の磁束密度の空間分布を
示したもので軸方向に異方性化させた希土類磁石で構成
されている。図２(a)は従来モータのドーナツ形４極構
成の磁束密度分布を示し、点線は４極成分の大きさと位
相［1.274sin2θ］を示したものである。図２(b)は本発
明のモータの半月形２極構成の磁束密度分布を示し、点
線はそれぞれ２極成分［Ａ＝0.637sin(θ+90゜)］と４極
成分［Ｂ＝0.637sin2θ］の大きさと位相を示す。極最
大値は４極磁石構成の1/2である。そして２極成分と４
極成分の極中心は45°の位相差をもっている。 【００１６】図３(a)は図１と対応したもので電機子コ
イル１，整流子４，刷子５の結線と電流の流入極性を示
している。電機子コイル１のそれぞれのコイルターン数
は３コイルの場合の1/2で導体総数は一致する。コイル
平均開角は30°である。コイルと整流子片の結線はコイ
ルリード1-1は巻き始め、1-2は巻き終りで順次時計回り
に同側のコイルリードになっている。すなわち特定コイ
ルの時計回りに順次巻き終りと巻き始めがあり、対応す
る整流子片に接続され環状にコイルが結線されている。 【００１７】刷子開角は図では135°になっているが、
この角度でなければならないことはない。ただ例えば開
角を120°にすると刷子５の＋側，−側が同時に整流子
５の片間にまたがる時があり、２コイルがショートされ
有効コイルのアンペアターン極性のアンバランス割合が
増加して電流が一時的に増加することを避けたまでのこ
とである。図３(b)は図３(a)にて電流を通じたとき電機
子コイルに発生するアンペアターンの極性空間分布で特
定コイル端を基準０°として表わしたものである。 【００１８】なお刷子５の＋側を上記コイルに対応した
整流子片の右端の隣接片にまたがる片間から左端の隣接
片にまたがる片間まで15°間隔で反時計回りに移動させ
たときのアンペアターン分布のモードをモード１からモ
ード５まで示している。ただし刷子が片間にまたがると
き発生するショートコイルによるアンペアターンは発生
しないこととしている。さらにモード１とモード２の中
間に刷子の片片接続のモードが存在する。このときはモ
ード１におけるショートコイルが×極性になっているの
で４極成分のアンペアターン分布が消減した対称分布と
なる。いずれにせよ片間のモード１、（モード５）、モ
ード２及びモード１→２の過渡期間は短期間の内に経過
する区間である。 【００１９】図４は図３(b)のアンペアターン極性分布
を２極成分と４極成分に分離しその大きさと位相を表わ
したものであり、実線矢線Ｃは各モード移動による刷子
＋側の移動軌跡と、それにより45°離れた平行線を表わ
している。いま界磁磁石の４極成分の極中心を前記刷子
＋側位置に合致させて設けると、その２極成分の極中心
は45°左を通る平行矢線Ｄと合致する。この矢線とアン
ペアターン分布の同一傾斜の最大変化点との偏差角軌跡
は同図の実線Ｅは４極成分、点線Ｆは２極成分として表
示している。 【００２０】次に発生起動時トルクの検定を行なう。検
定子は下記のように表わすものとする。 ［磁束密度分布振幅Ｂ×アンペアターン分布振幅ＡＴ×
cosσ］ σ：ＢとＡＴの最大トルク発生位置からの偏差角〔電気
角で表わされる〕 ３コイル従来形式は図２ＡによりＢ＝１ ６コイル本発明形式は図２Ｂにより２極成分、４極成
分、それぞれＢ＝0.5とする。 ３コイル従来形式：図６より モード１ 0.478 片間 モード２ 0.276 片片 モード３ 0.478 片間 モード４ 0.276 片片 モード５ 0.478 片間 片間は刷子が整流子の片間にまたがるモードで短時間区
間であり、片片は刷子が整流子の片片にあるモードで長
時間区間である。 【００２１】これに対し、６コイルの本発明形式：図３
より モード１ ２極 0.208 ４極 0.046 計 0.254 片間 モード２ ２極 0.200 ４極 0.013 計 0.213 片間 モード３ ２極 0.183 ４極 0.087 計 0.270 片片 モード４ ２極 0.189 ４極 0.100 計 0.289 片片 モード５ ２極 0.208 ４極 0.046 計 0.254 片間 さらにモード１とモード２の過渡状態で２極成分のみ存
在する３コイルづつの対称アンペアターン分布のモード
がある。このときは、ＡＴ＝1/3×4/π＝0.426 cosσ
＝1.0であり、検定子は0.213である。長時間区間の片片
モードで比較して分かるように、ほぼ同一のトルクが発
生しかつ起動時ロータ位置による最低保証のトルクもほ
ぼ同一であることが分かる。 【００２２】なお本発明は６コイルで例示したが４コイ
ル，５コイルでも同様、２極成分，４極成分の両方を取
り出すことができる。ただ４コイルのようにコイル数の
少ない場合、４極成分アンペアターン分布において偏差
角σが大きすぎてマイナストルクが発生する（モード２
付近）が２極成分でカバーされる。さらに本実施例は軸
空隙フラット形電機子ロータについて説明したが、円筒
形に軸周に沿って電機子コイルを配した筒状ラジアル空
隙構成においても同様であり、極数成分も例示の極対の
整数倍をとることも可能であることは当然である。また
電子式整流子に変え電機子コイルを固定側に磁石を回転
側に設置したブラシレスモータの構成にても同様のこと
が成立する。界磁磁石を永久磁石に替えて電磁石になし
ても等価である。 【００２３】 【発明の効果】本発明により界磁磁石の所要量を半減さ
せ安価にモータを現出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である軸方向の空隙間フラッ
ト形コアレスモータの整流子，電機子ロータ，界磁磁石
の斜視図。 【図２】界磁磁石の配置分布と磁束密度空間分布図。 【図３】本発明の一実施例である６電機子コイルの結線
構成図とアンペアターン分布図。 【図４】図３のモータにおける２極，４極成分アンペア
ターン分布図。 【図５】従来のモータにおける一例の３電機子コイルの
結線構成図とアンペアターン分布図。 【図６】図５のモータにおける２極，４極成分アンペア
ターン分布図。 【符号の説明】 １ 電機子コイル ２ シャフト ３ 界磁磁石 ４ 整流子 ５ 刷子
ト形コアレスモータの整流子，電機子ロータ，界磁磁石
の斜視図。 【図２】界磁磁石の配置分布と磁束密度空間分布図。 【図３】本発明の一実施例である６電機子コイルの結線
構成図とアンペアターン分布図。 【図４】図３のモータにおける２極，４極成分アンペア
ターン分布図。 【図５】従来のモータにおける一例の３電機子コイルの
結線構成図とアンペアターン分布図。 【図６】図５のモータにおける２極，４極成分アンペア
ターン分布図。 【符号の説明】 １ 電機子コイル ２ シャフト ３ 界磁磁石 ４ 整流子 ５ 刷子
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ４個以上の電機子コイルに対し同数の整
流子片数（半導体スイッチによる電子式整流子を含む）
を配し、それぞれの前記コイルを軸周に沿って並べ、そ
れぞれのコイルの巻き始めと前置コイルの巻き終り、コ
イルの巻き終りと後置コイルの巻き始めを対応する整流
子片に接続して全体として電機子巻線を環状に接続し、
刷子の通電に際し（位置のセンサによる間接的刷子相当
の無刷子デバイスを含む）、前記電機子コイルの軸周辺
のアンペアターンの極分布が非対象になるような刷子と
中心軸を結ぶ開角を形成する構成に対して、界磁を基本
極数成分の分布角の約1/2の開角においてＮ，Ｓ極を構
成してなる平滑電機子巻線を有する整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04219893A JP3383340B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 平滑電機子巻線を有する整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04219893A JP3383340B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 平滑電機子巻線を有する整流子電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06237562A JPH06237562A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3383340B2 true JP3383340B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=12629317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04219893A Expired - Fee Related JP3383340B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 平滑電機子巻線を有する整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383340B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP04219893A patent/JP3383340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06237562A (ja) | 1994-08-23 |
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