JP4225900B2 - ２個または３個の相を含む多相モータ - Google Patents

Description

本発明は、円筒状の多極磁石を含む多相モータの分野に関する。

これらの２相モータまたは３相モータは、ロータ（Ｎ組の極を含む環状または円板状の磁石）で多極構造の特徴を有し、Ｐ個の歯を備えるステータで多極である。ＮとＰは、電流が流れないときのトルクを最小化するように選択する。

従来技術では、特に２相モータ、とりわけ時計類のモータまたは表示装置の針の駆動用モータを記載した仏国特許出願公開第２７４２９４０号明細書が知られている。この特許は、電気コイルにより励磁されるステータ部分と、Ｎが３または５であるとき、半径方向に交互に磁化されるＮ組の極を備えた磁化ロータとからなる多相モータを記載している。ステータ部分は、中央脚部を囲む電気コイルをそれぞれが含む、少なくとも２個のＷ形回路を備える。Ｗ形回路は、中央脚部の一方が磁気転移部分の正面にあるとき、中央脚部の他方が磁極の正面にくるように配置される。Ｗ形回路の脚部の磁極片は、π/４だけ角方向に間隔をあけられており、異なる相に属する２個のＷ形回路の中央脚部の磁極片は、Ｎが、磁極の組の数すなわち３または５であり、ｋが、０、１、または２であるとき、π／２±ｋ・π／Ｎにほぼ等しい角度だけ角方向に間をあけられている。

仏国特許出願公開第２７５４９５３号明細書は、電気コイルにより励磁されるステータ部分と、Ｎが４または５であるとき、半径方向に交互に磁化されるＮ組の極を備えた磁化ロータとからなる多相モータを記載している。ステータ部分は、中央脚部を囲む電気コイルをそれぞれが含む、少なくとも２個のＷ形回路を有する。Ｗ型回路は、中央脚部の一方が磁気転移部分の正面にあるとき、中央脚部の他方が磁極の正面にくるように配置される。異なる相に属する２個のＷ形回路の中央脚部の磁極片は、ほぼ１２０°に等しい角度だけ角方向に間をあけられている。

従来技術のモータにより提起される問題は、円筒状の磁石を使用するためにモータの回転軸に沿った外形寸法が大きくなる問題と、軸方向異方性の円板状磁石に比べて同じエネルギーでコストが３倍にもなる半径方向異方性の円筒状磁石の品質に関する問題とである。

本発明の目的は、電流が流れないときのトルクをゼロにする小型かつ高性能なモータを提案することにある。このため、本発明は、その最も一般的な意味において、Ｍが２または３であるとき、Ｍ個の相を含む多相モータに関し、このモータは、電気コイルにより励磁される少なくとも一つのステータ部分（１）と、磁化されるただ一つのロータ（２）とからなり、前記ロータ（２）は、Ｒがｎ*（Ｍ＋１）または５*ｎであるとき、厚みに沿って交互に磁化されるＲ組の極を備える円板状の磁化部分を有し、前記ステータ部分（１）は、ｎが１以上の整数であって、Ｓが、偶数Ｍに対して８*ｎ、奇数Ｍに対して９*ｎに等しいとき、少なくとも幾つかが電気コイルにより励磁されるＳ個の極が円周方向において、ほぼ同一の間隔を有して配置されていることを特徴とする。好適には、ロータが円板状である。

第一の変形実施形態によれば、ステータは、前記磁化部分の両側に配置されるＳ個の極をそれぞれ有する２個の相補的なステータ部分から構成される。

第二の変形実施形態によれば、ロータの磁化部分が、ステータの磁極部分と固定ヨークとの間に空隙を介して配置される。

特定の実施形態によれば、ロータの磁化部分が回転ヨークに結合される。

第一の実施例によれば、ｎが１以上の整数であるとき、ロータが３*ｎ（３のｎ倍）組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が８*ｎ（８のｎ倍）個の極を有する。

第二の実施例によれば、ｎが１以上の整数であるとき、ロータが５*ｎ（５のｎ倍）組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、８*ｎ（８のｎ倍）個の極を有する。

第三の実施例によれば、ｎが１以上の整数であるとき、ロータが５*ｎ（５のｎ倍）組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、９*ｎ（９のｎ倍）個の極を有する。

第四の実施例によれば、ｎが１以上の整数であるとき、ロータが４*ｎ（４のｎ倍）組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、９*ｎ（９のｎ倍）個の極を有する。

本発明は、添付図面を参照しながら、実施形態の限定的ではない一例として挙げられた以下の説明を読めば、いっそう明らかになるであろう。

図１は、本発明による３相モータの分解図である。このモータは、２個のステータ部分（１、１’）と、ロータ（２）とから構成されている。ロータ（２）は、軸（３）により支持されている。

ロータは、軸方向、すなわち磁石の厚みに沿って交互に磁化される１０個の薄型磁石（４〜１３）を有する。各磁石は、円板の１区画の形状をとる。

ステータは、図２、３に示された係合する２個のステータ部分からなり、これらの部分は、ロータの磁化部分の両側に配置される。各ステータ部分は、固定板をなすプラスチックプレート（１５、２５）により支持されている。ステータ部分は、鉄とシリコンとの合金鋼板の型打ちにより形成される歯付きリング（１６、２６）からなり、横面にほぼ垂直な側面（３３、３４）と、上面（３２）の両側で上方の角に沿って形成される斜角面（３０、３１）とを有する９個の台形の歯を備える。２個の連続歯は、半径方向のスペースにより隔てられる。

３個につき１個の歯は、コイル（１７、２７）により囲まれている。同一のステータ部分の３個のコイル（３６、３７、３８）は、３相電源への接続のためにプリント回路により供給端子（１８、２８）に電気的に接続される。

アルミニウムからなる後方板（４０）、前方板（４１）、および円筒状の外装（４６）が、ハウジングを形成する。リベット（４２〜４５）が全体を固定する。

図４は、ステータが、円板状のロータの両側に配置された２個のステータ部分（１、１’）からなる２相の変形実施形態を示している。

ステータ部分の一方（１）は、歯（５２、５３）を囲む励磁コイル（５０、５１）を支持する。

ステータ部分の他方（１’）は、電気コイルにより囲まれない歯を有する。

図５は、ステータが単一の部分（１）を有する３相の別の変形実施形態を示している。ロータは、磁束を閉鎖する円錐形のヨーク（５５）に隣接する円板状の磁化部分を有する。

図６は、２相モータの変形実施形態を示す。

ロータ（２）は、厚みに沿って交互に磁化される１０個の薄型磁石（６０〜６９）を含む。

ステータ部分（１）は、２個に付き１個がコイル（８０〜８３）により囲まれる８個の歯（７０〜７８）を含む。

対称な部分（１’）は、磁石（６０〜６９）の面に対して対称に配置される。この部分は、２個に付き１個がコイルにより囲まれる８個の歯を同様に有する。

図７は、１０組の磁極を備え、３２個のステータ歯が２個のステータ部分に配分され、１６個のコイルにより励起されるモータの変形実施形態を示している。

図８は、２相の形態にするために２個のコイル（９０、９１）にコイル数を制限することにより、本発明による２相モータのコストおよび外形寸法を低減可能にする変形実施形態を示している。２個のコイルは、励磁されない１個の歯を間において２個の歯を囲んでいる。

図９は、ステータ歯（９９〜１０６）が放射状である２相の変形実施形態を示している。

ステータ歯は、環状ヨーク（１０７）により接続されている。２個に付き１個の歯は、軸が半径方向にあるコイル（１０８〜１１１）によって囲まれている。

歯は、自由端が台形である半径方向の脚部の形状を有し、磁化ディスク（１２０）の下に延びている。磁化ディスク（１２０）は、反対面に、磁束を閉じるヨーク（１２１）を備える。

本発明による３相モータの拡大分解図である。 図１に示したモータの２個のステータ部分のうちの１つを示す図である。 図１に示したモータの２個のステータ部分のうちの１つを示す図である。 ２個のステータを含む２相モータの斜視図である。 単一のステータを含む３相モータの変形実施形態を示す図である。 ２相モータの分解図である。 ２個のステータを含む３相モータの変形実施形態を示す図である。 ２相モータの別の変形実施形態を示す図である。 ステータ歯が放射状である変形実施形態を示す図である。

符号の説明

１、１’ ステータ部分
２ ロータ
３ 軸
４〜１３ 薄型磁石
１５、２５ プレート
１６、２６ 歯付きリング
１７、２７ コイル
３０、３１ 斜角面
３２ 上面
３３、３４ 側面
３６、３７、３８ コイル
１８、２８ 供給端子
４０ 後方板
４１ 前方板
４２〜４５ リベット
４６ 外装
５０、５１ 励磁コイル
５２、５３ 歯
５５ 円錐ヨーク
６０〜６９ 薄型磁石
７０〜７８ 歯
８０〜８３ コイル
９０、９１ コイル
９９〜１０６ ステータ歯
１０７ 環状ヨーク
１０８〜１１１ コイル
１２０ 磁化ディスク
１２１ ヨーク

Claims (9)

1. Ｍが２または３であるとき、Ｍ個の相を含む多相モータであって、前記モータは、電気コイルにより励磁される少なくとも一つのステータ部分（１）と、磁化されるただ一つのロータ（２）とからなり、前記ロータ（２）は、Ｒがｎ*（Ｍ＋１）または５*ｎであるとき、厚みに沿って交互に磁化されるＲ組の極を備えた円板状の磁化部分を有し、前記ステータ部分（１）は、ｎが１以上の整数であって、Ｓが偶数Ｍに対して８*ｎ、奇数Ｍに対して９*ｎに等しいとき、少なくとも幾つかが電気コイルにより励磁されるＳ個の極が円周方向において、ほぼ同一の間隔を有して配置されていることを特徴とする多相モータ。
2. 前記ステータは、前記磁化部分の両側に配置されるＳ個の極をそれぞれ有する２個の相補的なステータ部分から構成されることを特徴とする請求項１に記載の多相モータ。
3. 前記ロータの磁化部分が、前記ステータの磁極部分と固定ヨークとの間に空隙を介して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の多相モータ。
4. 前記ロータの磁化部分が、回転ヨークに結合されることを特徴とする請求項１または２に記載の多相モータ。
5. ｎが１以上の整数であるとき、前記ロータが３*ｎ組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が８*ｎ個の極を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多相モータ。
6. ｎが１以上の整数であるとき、前記ロータが５*ｎ組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、８*ｎ個の極を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多相モータ。
7. ｎが１以上の整数であるとき、前記ロータが５*ｎ組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、９*ｎ個の極を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多相モータ。
8. ｎが１以上の整数であるとき、前記ロータが４*ｎ組の極を有し、少なくとも一つのステータ部分が、９*ｎ個の極を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多相モータ。
9. ステータ歯（１００〜１０６）が放射状であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の多相モータ。

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