JP4129309B2 - 多相電動機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は表示装置の針駆動用をはじめとする、多相電動機に関するものである。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる電動機は例えば、出願人による欧州特許ＥＰ５８７６８５に記載されている。本発明の目的はトルクを向上させ、製造の簡単さと減速機などの組み合わされた機構を組み込む可能性という利点を失うことなしに、磁束閉鎖部品をなくすようにかかる電動機を改良することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために本発明は電気巻線によって励起される固定子部分と、Ｎが４または５に等しいとき、交番方向に放射状に磁化されたＮ対の極を有する磁化された回転子によって形成される多相電動機に関するものである。固定子部分はそれぞれが中心脚部を囲繞する電気巻線を有するＷ字形の少なくとも二つの回路を備えている。Ｗ字形の回路は中心脚部の一つが磁気移行部に向かい合ったときに、他の中心脚部が磁極のほぼ正面に来るように配置されている。異なる相に属するＷ字形の二つの回路の中心脚部の磁極片はほぼ１２０度に等しい角度で隔てられている。
【０００７】
かかる電動機は、作用歯の数が増え（４の代わりに６ないし９）空気中の磁場線の軌跡が短くなるので本発明の目的に答えるものである。Ｗ字形の固定子回路の形は巻線を受ける中心極と隣接する二つの極の間の磁場線の閉塞を保証する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【０００９】
一つの推奨実施態様において、本発明は組立コストが安く、厚みが非常に小さい電動機に関するものである。固定子はＷ字形の二つの回路を備え、その中心脚部は１２０度の間隔をとり、一方はｓｉｎρ型の、他方はｓｉｎρ＋１２０度型の信号を供給された巻線を担持している。
【００１０】
第一の変型によれば、Ｗ字形の二つの回路の外側脚部は円弧の形の歯を付けた区分によって接続され、この歯を付けた区分は有利には４０度の間隔を置いた固定子歯を備えている。この変型は、少数の構成部品で、すなわち回転子と、二つの電気巻線を担持する唯一の部品で形成された固定子だけで電動機を実現することを可能にする。
【００１１】
一方、現状技術によるステッピングモータは、ぎくしゃくした動きをするが、それは回転子の一つの磁化された極が固定子の一つの歯に向かい合ったときに、あるいは二つの磁極の間の移行部が固定子歯に向かい合ったときに、とくに平衡位置を見いだすからである。このため減衰トルクは周波数が磁極数と固定子極数に依存する角度位置の周期関数になる。現状技術において、極数を増やしてこの関数を「なめらかにする」ことが試みられた。しかし、そのために機械的複雑性が増し、製造および組立コストが上昇する。
【００１２】
本発明の第二の目的は、妥当な数の磁極と固定子極で、減衰トルクをかなり制限できる構造を提案してこの問題を解決することである。
【００１３】
このために、本発明はＷ字形の３つの回路を使用して、それによって９極の固定子の極を形成する推奨実施態様に関するものである。Ｗ字形回路の中心脚部は放射状に向けられて、相互に１２０度の角度を形成する。それらはｓｉｎρ、ｓｉｎρ＋１２０度、ｓｉｎρ−１２０度型の３つの信号を供給された巻線を担持している。
【００１４】
この構造は関数の第二、第四調波（減衰トルク、角度位置）をなくすことによって減衰トルクを大幅に減らすことができる。本発明による電動機はこれによって、磁極または固定子極の数を減らしたにもかかわらず、ぎくしゃくしない運動を提供する。
【００１５】
有利には、電気巻線を受納する脚部は、脚部の平面内に電気巻線を導入し、摺動して対応する脚部の周囲に設置することのできる寸法の中ぐりした中心部内に延長している。
【００１６】
巻線はこれによって、複雑な固定子部分を取り巻く巻線よりも経済的な方法で別個に製造し、ついで対応する脚部に通すことができる。
【００１７】
固定子は、簡単で低コストの方法によって製造することができる。裁断された単一の部品によって形成されているので、組立精度と狂いの問題が回避される。
【００１８】
好適には、電気巻線を担持した脚部は放射状に伸びる。特定の実施態様によれば、固定子は薄板の積み重ねで構成される。この実施態様は固定子の裁断のための低コストの加工技術を使用し、固定子の磁気性能を向上させることができる。
【００１９】
好適には、極片の前端は巻線の内側正面の平面内に位置づけられる。
【００２０】
特定の実施の変型によれば、回転子は固定子の面に垂直な方向に磁化された磁石によって形成され、ずらされた歯を有する二枚の歯の付いた円盤の間に配置される。
【００２１】
実施の特定の変型によれば、多相電動機は、有利には回転子と同軸の軟質材料製の磁束閉鎖部品である、磁束閉鎖補助部品を備えている。
【００２２】
第一の実施態様によれば、磁束閉鎖部品はリング状の円筒形の部品である。このリングは回転子に対して固定することも、磁石と一体にすることもできる。
【００２３】
第二の実施態様によれば、磁束閉鎖部品は固定子歯に向かい合った歯を形成する溝を有するリング状の円筒形部品である。
【００２４】
【実施例】
【００２５】
本発明は付属の図面を参照して以下の説明を読むことによっていっそう深く理解できるだろう。
【００２６】
図１と２は本発明による二巻線式電動機の第一の変型のそれぞれ上面図と横断面図である。
【００２７】
図３は本発明による三巻線式電動機の変型の上面図である。
【００２８】
図４は本発明による電動機の回転子の横断面図である。
【００２９】
図１と２は本発明による電動機の上面図と横断面図をそれぞれ示している。電動機は固定子（１）と回転子（２）とから成る。
【００３０】
固定子（１）は厚さ２ミリメートルの金属板を裁断して、または軟磁性材料の金属板を数枚積み重ねて実現される。固定子は、それぞれが中心脚部（５，６）と二つの側面脚部（７，８と９，１０）を有するＷ字形の二つの回路（３，４）を備えている。中心脚部（５，６）はそれぞれ極片（１１，１２）で終わっている。側面脚部も極片（１４から１７）を備えている。固定子（１）はさらに、例えば、ネジまたはリベットなどの、担持体に固定する装置の通過のための孔（１８，１９，１９’）も備えている。
【００３１】
したがって、固定子は三組の極歯によって形成される。Ｗ字形の二つの回路（３，４）は極歯（４１から４３）を備えた歯の付いた区分（４０）によって結合される。Ｗ字形の回路（３，４）と歯の付いた区分（４０）によって形成される全体は軟磁性材料の単一部品に裁断されるか、積み重ねを形成する複数の薄板に裁断される。
【００３２】
中心脚部（５，６）はそれぞれ電気巻線（２０，２１）を受納する。この二つの脚（５，６）は放射状に向けられる。巻線は例えば、Ｕｓｉｎ（ρｔ）信号とＵｓｉｎ（ρｔ＋１２０度）信号によって位相がずれた電気信号を供給される。
【００３３】
回転子（２）はＳ極とＮ極を、外面（８６）に、交互に備えるために放射状に磁化された円筒形部品（２５）によって形成される。磁化された部分は円筒形の鉄心の上に接着された瓦状の１０個の薄い磁石の組合わせによって、または管状区分の磁化によって形成できる。
【００３４】
もう一つの解決法は、相対する二つの極が隣接し、円筒形要素の内部に侵入する円弧の区域によって接続された、周辺表面の要素によって形成されるように、縁取りに沿って円筒形部品の表面を磁化することから成る。
【００３５】
回転子（２）は図２に見える旋回軸（２６，２７）によって周知の仕方で支えられている。
【００３６】
電気巻線（２０，２１）を支えている相対する二つの位相の中心脚部（５，６）は、一方の磁極（３０）が磁極片の一方（１２）に向かい合っているとき、他方の極片（１１）が移行部（３１）にほぼ向かい合うように向けられている。
【００３７】
回転子（２）は歯車列（３３から３５）を駆動するのに適した歯の付いたリング（３２）を有する。この歯車列は回転運動を出力軸（３６）に伝達する。
【００３８】
固定子（１）は、記載した例では、歯車列（３２から３５）の軸の保持も保証する補完的な二つの殻体（３７，３８）で形成されたケース内に格納されている。
【００３９】
固定子（１）の中心部分（４５）は刳り貫かれている。電気巻線（２０，２１）の導入は図１の平面に対応する固定子の平面に垂直な方向に沿った第一の移動と、ついで巻線を中心脚部（５，６）の一つの周囲に摺動させるために放射状方向の並進による移動によって実施される。この作業はもちろん回転子（２）を取り付ける前に実現される。巻線は断面が脚部（５，６）の断面を補完し、対応する脚部（５，６）の極片（１１，１２）の先端と同一平面になる前面（４８，４９）を有する鉄心（４６，４７）の上に形成することができる。
【００４０】
図３は１２０度離したＷ字形の三つの回路を有する実施の変型の上面図を示している。それぞれの回路は１２０度位相をずらした信号を供給された電気巻線（２０，２１，２１’）を備えている。
【００４１】
図４は回転子の別の変型の横断面図である。回転子はリング（９９）の表面で交番する極を備えるように縁取り状に磁化した１０の区域（１００から１０９）を有する、軟質磁性材料製のリング（９９）を有する。
【００４２】
以上のごとく本発明を非制限的な例として説明した。
【００４３】
【発明の効果】
【００４４】
トルクを向上させ、製造の簡単さと減速機などの組み合わされた機構を組み込む可能性という利点を失うことなしに、磁束閉鎖部品をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動機の上面図
【図２】本発明による電動機の横断面図
【図３】１２０度離したＷ字形の三つの回路を有する実施の変型の上面図
【図４】回転子の別の変型の横断面図
【符号の説明】
１ 固定子
２ 回転子
３ 回路
４ 回路
５ 脚部
６ 脚部

Claims (10)

1. 電気巻線によって励起される固定子部分（１）と、磁化された回転子（２）によって形成される多相電動機において、
   回転子（２）が、Ｎが４または５に等しい、交番する方向に放射状に磁化されたＮ対の極を有し、
   固定子部分（１）が、それぞれが中心脚部を囲繞する電気巻線を一つ備えているＷ字形の三つの回路を有すると共に９つの極を有し、該９つの極が、隣接する極同士では４０度の間隔を置いて備えられ、
   前記Ｗ字形の回路が中心脚部の一つが磁気移行部の正面に位置するときに、他の中心脚部が磁極のほぼ正面に来るように配置され、Ｗ字形の三つの回路の中心脚部の極片はほぼ１２０度に等しい角度で間隔が置かれることを特徴とする多相電動機。
2. 請求項１に記載の多相電動機において、
   それぞれが１２０度で位相をずらされた信号を供給された電気巻線を有する、１２０度の間隔のＷ字形の三つの回路を有することを特徴とする多相電動機。
3. 前記請求項１または２に記載の多相電動機において、
   固定子（１）が電気巻線を脚部の平面内に導入し、並進によって対応する脚部の周囲に設置することを可能にする寸法に刳り貫かれた中心部分を有することを特徴とする多相電動機。
4. 前記請求項１〜３のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   電気巻線を担持する脚部が放射状に延長していることを特徴とする多相電動機。
5. 前記請求項１〜４のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   固定子が薄板を重ねて構成されることを特徴とする多相電動機。
6. 前記請求項１〜５のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   極片の前端が巻線の内側前面の平面内に位置することを特徴とする多相電動機。
7. 前記請求項１〜６のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   回転子（２）が固定子（１）の平面に垂直な方向に磁化され、ずらせた歯を有する二枚の歯を付けた円盤（８１，８２）の間に置かれた磁石によって形成されることを特徴とする多相電動機。
8. 請求項１から５のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   回転子（２）が縁飾り状に磁化したリング（９９）によって形成されることを特徴とする多相電動機。
9. 請求項１から８のいずれか一つに記載の多相電動機において、
   磁束閉鎖補助部品を備えていることを特徴とする多相電動機。
10. 請求項８に記載の多相電動機において、
    磁束閉鎖部品が固定歯に向かい合って位置づけられた歯を形成する縦溝を有するリング状の円筒状の部品であることを特徴とする多相電動機。

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