JPH0698521A - 多極永久磁石を備えた電磁トランスデューサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトな構造、良好な出力及びコストの
低いモータを提供する。 【構成】 本発明は、主として３つのレベルにわたって
延びる固定子（２）と、第１と第２の一次固定子部分
（４、８）の間に位置する多極永久磁石（４８）を含む
回転子（３８）から成る可逆性２相電気機械式トランス
デューサについて開示する。第１の固定子部分は、固定
子ホール、及び、固定子ホールのエッジに配置されたギ
ャップ付き円形クラウンのキャストレーション（７０）
によって形成される二次磁極に磁気的に結合された第１
と第２の一次磁極（８０、８２）を形成している。第２
の一次固定子部分は、少なくとも１つの第３の一次磁極
（９０）を形成しており、前記第２の一次固定子部分
は、それぞれ、付勢巻線（２８、２９）を備えた、それ
ぞれの第１と第２の磁束誘導脚（１２、１３）によっ
て、第１と第２の一次磁極のそれぞれに、磁気的に結合
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多極永久磁石を備えた
電磁トランスデューサに関するものである。とりわけ、
本発明は、可逆性電磁トランスデューサとして用いられ
るようになっている、Ｎ対の極を有する（Ｎは、２を超
える偶数）多極永久磁石を備えた２相トランスデューサ
に関するものである。

【０００２】本発明の電磁トランスデューサは、例え
ば、情報またはオーディオ・ビジュアル領域におけるデ
ィスク、巻線、または、カセットの駆動装置といった数
多くの用途においてモータとして利用することができ
る。こうした電磁トランスデューサを利用することによ
って、自動車の速度計あるいは電子時計のようなアナロ
グ・インジケータの針を駆動することができる。

【０００３】

【従来の技術】電子時計の場合一般には、ステップ・モ
ードで動作する双極電磁石を備え、各ステップ毎に回転
子が１８０゜回転する電磁モータが用いられる。電子時
計に、１Ｈｚの周波数でステップが生じる第２の針が備
わっている場合、モータの回転子とこうした針との間で
１／３０の原則が必要になる。各ステップ毎に１８０゜
回転する回転子と、減速の働きをする変速システムとに
よって、基本的には摩擦によるエネルギの損失が生じ、
相対的にかなりのノイズを生じることになる。次に、双
極永久磁石に対する第２の針のほぼ連続した変位を得る
ことが所望の場合には、モータの動作周波数を増し、結
果として、こうしたモータの回転子と針の間における減
速を大きくする必要がある。この結果、特に駆動ギヤの
寸法決めに関する限り、不可避的にエネルギの損失が増
し、計時動作が修正されることになる。

【０００４】一方、十分な数の極対を示す多極モータは
エネルギの損失を減少させること、実際には伝動ギヤの
数を減少させることが可能である。また、前述の双極永
久磁石の場合に必要とされる減速を必要とすることなし
に関連するメカニズムのほぼ連続した変位を可能にす
る。また明らかになるように、多極永久磁石を備えたモ
ータは、駆動ノイズの低減を可能にすることができる。
特に、欧州特許ＥＰ ０ １５１ １５８によって、軸
方向に磁化された多極永久磁石を備えた２相電磁モータ
が知られている。このモータの固定子は、基本的に、そ
れぞれ巻線を備えた４つの一次固定子部分と、それぞれ
こうした固定子部分の２つを結合する２つの磁束誘導脚
から形成される。それぞれ、第１の巻線と第２の巻線に
結合される２つの固定子部分は、互いに嵌合するよう
に、また、第１の固定子部分が多極永久磁石の２つの片
方の１つに配置された南極に重なると、第２の固定子部
分が多極永久磁石の同じ片方の北極に重なるように形成
される。多極磁石の磁化は、軸方向であり、磁束誘導の
働きをする軟質強磁性材料のディスクが、第１の変種の
場合には、固定子部分に面して配置された永久磁石に向
かい合った永久磁石の面に固定される。第２の変種の場
合には、こうしたディスクは、回転子の永久磁石がそれ
と一般的な固定子の平面との間に位置するように取り付
けられる。

【０００５】このモータには、下記の欠点がある。 − 互いに嵌合する２つの対応する一次固定子部分が、
微妙な調整を必要とする。さらに、これらは、極数が多
い場合には適さない。次に、対応する巻線に付勢する場
合、こうした２つの部分間における磁位差を考慮して、
共通の平面に配置されたこうした２つの部分の間には、
相対的にかなりのギャップを設けなければならない。 − 第１の変種の場合、回転子の永久磁石の面の１つに
固定される軟質強磁性材料のディスクによって、回転子
の永久磁石の磁極間に磁気の短絡が生じる。さらに、回
転子の永久磁石は一般的な固定子の平面以外の平面に配
置されており、固定子それ自体によって引きつけられ
る。従って、それを所定位置に保持するために力を加え
る必要があるが、これによって、摩擦が生じ、モータの
出力が低下する。最後に、こうしたディスクによって、
回転子の慣性が増大するが、その有効体積は増大しな
い。 − 第２の変種の場合、回転子の永久磁石の位置決め、
及び、慣性の増大の問題は、部分的に解決されるが、磁
気抵抗の増大という犠牲を払うことになる。実際上、モ
ータの磁気回路の１つに循環する磁束は、固定子と回転
子の永久磁石間の４つのギャップを横断する。

【０００６】スイス特許ＣＨ ６５６ ９９０によっ
て、多極永久磁石を備えたもう１つの２相電磁モータも
知られている。このモータの固定子は、主として、固定
子のホールと４つの固定子の極を形成する固定子部分に
よって形成される。隣接する固定子の極は、付勢巻線が
アセンブルされた脚によって互いに結合される。同様
に、残りの２つの極は、第２の付勢巻線を備える第２の
脚によって互いに結合される。回転子の永久磁石の磁極
対の磁性化は、軸方向に行われる。回転子の永久磁石
は、固定子の平面に隣接するが、これとは異なる平面に
配置される。固定子の極と永久磁石の間の磁気結合を可
能にするため、固定子ホールの周囲の約１／４にわたっ
て配置された、その中心に向けられた歯によって形成さ
れる二次固定子極が設けられている。

【０００７】共通の一次極に属する各二次極は、こうし
た一次極の他の二次極に対して偶数の回転子の極によっ
て、また、同じ巻線によって付勢される第２の一次極の
二次極に対して奇数の回転子の極によって、こうした一
次極から角度をつけて隔てられており、一方、他の巻線
に磁気的に結合された他の２つの一次極の２磁極に対し
ては、総数＋１／２の回転子の極によって角度をつけて
隔てられている。二次極のこの特殊な構造は、２つの巻
線を交互に付勢することによって、軸方向に配置された
３０対の極を有する永久磁石について、１回転につき６
０ステップの動作を可能にする。さらに、こうしたモー
タは、回転子の可能性のある２つの回転方向に動作す
る。しかし、このモータは、少なくとも２つの一次な利
点を示す。最初に、磁束の戻りを可能にするため、低磁
気抵抗のディスクは、固定子に面するように配置された
面に向かい合った永久磁石の面に押しつけられる。第１
の変種の先行モータの場合と同様に、このプレートは、
磁気の短絡を生じさせるので、回転子の永久磁石の漏れ
磁界が増大する。さらに、こうしたプレートによって、
回転子の慣性が増大する。次に、回転子の永久磁石は、
固定子内において非平衡位置、すなわち、固定子・回転
子システムの最少エネルギに対応しない位置にも配置さ
れる。従って、回転子の磁石は、永久磁石の平面に隣接
した平面に配置された固定子部分によって引きつけられ
る。磁石をその位置に保持するためには、摩擦力を発生
する機械的持続力を働かせて、こうしたモータの出力を
低下させる必要がある。第２に、関連する巻線に付勢す
る場合、同じ巻線に関連した２つの極は、こうした２つ
の極の間における磁位の差を考慮して、比較的大きいギ
ャップによって磁気的に絶縁しなければならない。この
結果、回転子の永久磁石の磁化体積を利用する可能性が
減じることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固定
子内における永久磁石の平衡位置である最小エネルギ位
置に回転子の永久磁石の位置をほぼ相当させる２相多極
電磁トランスデューサを設けることによって上述の欠点
を克服することである。このモータはさらに、コンパク
トな構造、極めて良好な出力、及び、比較的低い製造コ
ストを誇示することになる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、− ２
つの磁束誘導脚と、中央領域及び前記中央領域を包囲す
る周辺領域を備えた第１の固定子ホールを形成する第１
の一次固定子部分から構成され、前記第１の固定子ホー
ルの形状によって、前記周辺領域内に、第１の固定子平
面内に位置し、スロットで隔てられたキャストレーショ
ンから成る第１のギャップ付き円形クラウンが形成され
るようになっている固定子と、− 前記第１の固定子平
面に対してほぼ垂直で、前記第１の固定子ホールの前記
中央領域を横切る回転軸を備え、それぞれ、前記回転軸
にほぼ垂直な回転子の一般的平面の両側に配置される一
対の磁極を形成する、２を超える偶数の双極永久磁石を
含んでいて、各対をなす磁極によって形成される磁軸
が、前記回転軸とほぼ平行で、隣接する対をなす磁極に
よって形成される磁軸の配向とは逆の配向をなし、前記
対をなす磁極が、少なくとも部分的に、少なくとも前記
キャストレーションの重なる部分に向かい合うように配
置される回転子と、− それぞれ、前記第１と第２の磁
束誘導脚に取り付けられる第１と第２の巻線から構成さ
れ、前記固定子が、さらに、前記対をなす磁極に面する
ように配置され、前記第１の固定子平面とほぼ平行な第
２の固定子平面を形成する、第２の一次固定子部分を備
え、前記キャストレーション及び前記第２の一次固定子
部分の前記重なる部分が、それぞれ、前記一般的固定子
平面の第１の側と第２の側に配置され、前記第１の一次
固定子部分が、第１と第２の一次磁極を形成し、前記第
２の一次固定子部分が、少なくとも１つの第３の一次磁
極を形成し、前記第１と第２の磁束誘導脚が、磁気的
に、それぞれ前記第１と第２の一次磁極を前記第２の一
次固定子部分に結合することを特徴とする、電磁トラン
スデューサを提供することにある。

【００１０】本発明の第１の特定の実施例によれば、双
極永久磁石は、数をＮとし、それぞれが共通の中心角α
を示すＮ個の同一の環状セクタを備えた多極永久磁石を
形成することになり、双極永久磁石がこうしたセクタの
それぞれに配置される。本文書において、環状のセクタ
は、共通のポイントから始まる２つの半径及び両方とも
このポイントを中心とし、それぞれ端部が２つの半径の
一方に位置する２つの円弧によって区切られた表面を表
している。本発明のこの第１の特定の実施例の場合、第
１のギャップ付きの円形クラウンが、第１と第２の均等
なギャップ付きクラウンから形成され、こうした第１と
第２の均等なギャップ付きクラウンのキャストレーショ
ンによって、それぞれ第１と第２の二次磁極が形成され
る。第１と第２の均等なギャップ付きクラウン、並びに
共通の均等なギャップ付きクラウンのキャストレーショ
ンの間におけるスロットが、それぞれ回転子の多極永久
磁石の前記環状セクタの中心角αと等しい、中心角αを
備える環状セクタを形成している。

【００１１】第１と第２の均等なギャップ付きクラウン
は、それぞれ、その値が、前記中心角に総数±α／２を
かけた値に等しい中心角を形成する２つの中間スロット
によって互いに分離されている。従って、第１の均等な
ギャップ付きクラウンのキャストレーションは、それぞ
れ、回転子の多極永久磁石の１対の磁極に正確に重な
り、第２の均等なギャップ付きクラウンのキャストレー
ションは、それぞれ前記多極永久磁石の２対の隣接磁極
に正確に重なることになる。第１と第２の均等なギャッ
プ付きクラウンは、２つの中間スロットのそれぞれの領
域に配置された峡部またはギャップによって互いに磁気
的に絶縁されている。

【００１２】この第１の実施例では、引き続き、環状部
分と、ネックによってそれに結合された、２つの磁気接
触ラグから成る本体によって、第２の固定子部分が形成
される。環状部分の外側エッジに隣接した領域には、第
２のギャップ付きの円形クラウンが設けられるが、その
キャストレーションとスロットは、第１の一次固定子部
分の第１のギャップ付き円形クラウンと同様に配置さ
れ、第１のギャップ付き円形クラウンと第２のギャップ
付き円形クラウンは、基本的に重なり合うようになって
いる。第１の固定子部分は平面であり、第１の固定子の
平面に完全に押しつけられた位置につくが、一方、第２
の一次固定子部分も平面であり、第２の固定子の平面に
完全に押しつけられた位置につく。

【００１３】本発明のもう１つの特定の実施例の場合、
第１の一次固定子部分の第１のギャップ付き円形クラウ
ンに重なった第２の一次固定子部分の第２のギャップ付
き円形クラウンは、環状部分の内側エッジに位置するこ
とになり、この場合、巻線によって生じる磁束が回転子
の多極永久磁石を通じてそれ自体に迫るようにするた
め、こうした第２のギャップ付き円形クラウンのキャス
トレーションはリングの厚さを上回る厚さを備えてい
る。

【００１４】前述の本発明による特定の実施例は、両方
とも、第２の一次固定子部分の第２のギャップ付き円形
クラウンのキャストレーションが、第３の一次磁極に磁
気的に結合された第３の二次磁極を形成する。しかし、
本発明のもう１つの実施例では、第２の一次固定子部分
には第３の二次磁極を形成するギャップ付き円形クラウ
ンが含まれておらず、磁束コレクタ・リングまたはディ
スクだけしか設けられていない。最後に、本発明のもう
１つの実施例の場合、第２の一次固定子部分が２つの一
次磁極を形成し、こうした２つの一次磁極は、それぞれ
第１の一次固定子部分の一次磁極に対応しており、従っ
てこうした電磁トランスデューサの結果生じる２つの磁
気回路は完全に磁気的に分離されることになる。

【００１５】こうした特性の結果として、回転子の多極
永久磁石が、ほぼ、固定子に対する最小磁気エネルギ位
置、すなわち、平衡位置に配置された電磁トランスデュ
ーサが得られる。これによって、トランスデューサの磁
気回路が、軸方向において回転子の多極永久磁石を一度
だけ横切り、従って、こうした電磁トランスデューサの
各磁気回路におけるギャップが制限され、同時に回転子
の永久磁石の磁化体積の最適利用が保証されるものと仮
定すると、こうしたトランスデューサの出力が増大する
ことになる。

【００１６】第２の一次固定子部分が、第１の固定子部
分の第１のギャップ付き円形クラウンに重なる第２のギ
ャップ付き円形クラウンから成る実施例の場合、回転子
の多極永久磁石の漏れ磁界が極めてわずかなため、本発
明による電磁トランスデューサの出力はさらに向上す
る。本発明の他の特性については、例示のためだけに描
かれた付属の図面に関連して行われる以下の詳細説明を
読むことによって、さらに明らかになる。

【００１７】

【実施例】図１〜５を参照して、以下では、本発明によ
る電磁トランスデューサの第１の実施例について解説す
る。こうした電磁トランスデューサは、第１の固定子の
平面６に対して配置された第１の平面状一次固定子部分
４と、第１の平面６と平行な第２の固定子の平面１０に
対して配置された第２の平面状一次固定子部分８を有す
る固定子２から構成される。こうした第１と第２の一次
固定子部分４及び８は、第１と第２の磁束誘導脚１２及
び１３を介して互いに磁気的に結合されている。こうし
た脚のそれぞれはコア１６を構成している。それぞれの
第１と第２の端部１８、２２に第１と第２の磁気接触ラ
グ２０、２４が形成されている。それぞれの第１と第２
の磁気接触ラグ２０、２４は、固定ネジ２６によってそ
れぞれの第１と第２の一次固定子部分４、８に磁気的に
結合されており、他の固定手段については予測可能であ
る。２つのコア１６のそれぞれには、それぞれの第１と
第２の巻線２８及び２９が取り付けられており、この２
つの巻線がモータに適した制御システムから成る電気的
付勢源（不図示）に結合されている。

【００１８】第１の一次固定子部分４に第１の固定子ホ
ール３１が形成されている。第１の固定子ホール３１は
円形の中心領域３４と環状の周囲領域３５から構成され
る。回転子３８は、その回転軸４２が第１と第２の固定
子平面６、１０に対して垂直をなし、第１の固定子ホー
ル３１の中央円形領域３４の中心を通るようにケージ４
０内に取り付けられる。回転子３８は、円形の非磁性中
央部分４６と、対の磁極を形成する１０個の永久双極磁
石５０を含む多極永久磁石４８から成る環状の周囲部分
４７とによって構成されるディスク４４を有する。留意
すべきは、非磁性の中央部分４６は絶対に必要というわ
けでなく、磁石をディスクの中心まで延ばすことが可能
である。磁極対は軸方向に、すなわち、回転子３８の回
転軸４２に平行な方向に沿って配置される。本発明によ
る電磁トランスデューサの本実施例に関して選択された
極対数は例示のためだけのものである。実際上、本発明
による電磁トランスデューサは、２を超える偶数である
Ｎ個の双極永久磁石から構成される。

【００１９】双極永久磁石５０は、ディスク４４の環状
周囲部分４７に均等に配置されているので、この極永久
磁石はそれぞれ環状セクタ５２を形成し、その中心角α
は、各セクタ５２のそれぞれについて同じ値になってい
る。本文書において、環状セクタは、単一ポイントから
始まる２つの半径、及びこのポイントを中心とした２つ
の円弧によって区画されている。上記２つの円弧はそれ
ぞれの端部が前記２つの半径のいづれかに位置してい
る。本書に解説の例の場合中心角αは値が３６゜であ
る。回転子３８のディスク４４は、こうした回転子の回
転軸に対して垂直であり、第１と第２の固定子平面６及
び１０の間の回転平面５６に配置されている。

【００２０】第１の一次固定子部分４に形成された第１
の固定子ホール３１の形状が、第１の固定子ホール３１
の周囲領域に位置する第１のギャップ付き円形クラウン
６０を形成する。こうした第１のギャップ付き円形クラ
ウン６０は、第１と第２の中間スロット６６、６８によ
って互いに隔てられた第１と第２の均等なギャップ付き
クラウン６２、６４によって形成される。第１と第２の
均等なギャップ付き円形クラウン６２、６４は、交互に
なった、キャストレーション７０、７２、及びそれぞ
れ、共通の均等なギャップ付きクラウンの２つの隣接す
るキャストレーション間に位置するスロット７４、７６
によって形成される。

【００２１】固定子２の第１の一次固定子部分４は第１
と第２の磁気絶縁峡部８４、８５によって互いに磁気的
に絶縁された第１と第２の一次磁極８０、８２を形成す
る。第１の峡部８４及び第２の峡部８５は、それぞれ第
１の固定子ホール３１の周囲領域３５の第１と第２の中
間スロット６６、６８に隣接する領域に配置される。第
１と第２の磁束誘導脚１２、１３の第１の磁気接触ラグ
２０は、磁気的にそれぞれ第１と第２の一次磁極８０、
８２に結合される。

【００２２】第２の一次固定子部分８は第３の磁極９０
に属する環状部分８８を具備している。前記第２の一次
固定子部分８は、さらに、ネック９１によって環状部分
８８に結合され、２つの磁気接触ラグ９３及び９４を末
端に形成した本体９２を具備している。環状部分８８の
外側エッジから突き出したキャストレーション９６は、
その中心角αが第１の一次固定子部分４の第１のギャッ
プ付き円形クラウン６０のキャストレーション７０、７
２の中心角と同じ環状セクタを形成する。第２のギャッ
プ付き円形クラウン９８は、第１のギャップ付き円形ク
ラウン６０のキャストレーション７０及び７２の数と同
じ数のキャストレーション９６を具備しており、第２の
ギャップ付き円形クラウン９８のこうしたキャストレー
ションのそれぞれが、第１のギャップ付き円形クラウン
６０のキャストレーション７０、７２の一方と同じ配向
をなしている。回転子３８のディスク４４の周囲環状部
分４７は、基本的に、第１のギャップ付き円形クラウン
６０が配置された第１の固定子ホール３１の周囲領域３
５に重ねられる。

【００２３】回転子３８の磁極対５０に、２つの巻線２
８または２９の一方またはもう一方によって生じる磁束
を通過させるため、第１と第２の一次固定子部分４及び
８の間の重なる領域が、それぞれの第１と第２のギャッ
プ付き円形クラウン６０、９８のキャストレーション７
０、７２、及び、９６によって形成される。これを構成
するため、環状部分８８を本体９２に結合する第２の固
定子部分８のネック９１は、第１の一次固定子部分４に
部分的に重なる前記第２の一次固定子部分８のキャスト
レーション９６の外側における唯一の部分をなしてい
る。第２の一次固定子部分８のネック９１と第１の一次
固定子部分４の間において重なり合う領域は、ネック９
１が狭いバンド１０６の中央領域に配置された第２の絶
縁峡部８５の領域で第１の一次固定子部分に重なるとい
う事実によって、最小限にとどめられる。従って、回転
子３８の多極永久磁石を横切らずに、一次固定子部分４
から第２の一次固定子部分８に直接通ることの可能な磁
束量は、ないに等しい。

【００２４】第１と第２の一次固定子部分の間におい
て、第１の一次固定子部分４のキャストレーション７
０、７２以外の重なり合う領域をなくすため、図６に関
連して解説の本発明の第２の実施例における場合のよう
に、第２の磁気絶縁峡部８５と狭いバンド１０６の代わ
りに、ギャップを設けることも可能である。また、第１
の磁気絶縁峡部８４の代わりに、本発明のもう１つの変
種におけるギャップを用いることもできる点にも留意さ
れたい。

【００２５】これまでに述べた電磁トランスデューサは
２つの一次磁気回路を備えている。第１と第２の一次磁
気回路は、それぞれ、第１と第２の磁束誘導脚、第１と
第２の一次磁極８０、８２、及び、第１と第２の均等な
ギャップ付きクラウン６２、６４、さらに、回転子３８
の多極永久磁石４８の１／２、第２のギャップ付き円形
クラウン９８、そして、最後に、第３の一次磁極９０に
よって形成される。従って、第１と第２の均等なギャッ
プ付きクラウン６２、６４のキャストレーション７０、
７２は、それぞれ、第１と第２の二次磁極１１０、１１
２を形成する。同様に、第２の一次固定子部分８の第２
のギャップ付き円形クラウン９８のキャストレーション
９６は第３の二次磁極１１４を形成する。

【００２６】これまでに述べた電磁トランスデューサの
場合、それぞれの第１と第２の均等なギャップ付きクラ
ウン６２、６４の２つのキャストレーション７０、７２
の間における分離角は、角度αの値の２倍に等しく、第
１の均等なギャップ付きクラウン６２のキャストレーシ
ョン７０と第２の均等なギャップ付きクラウン６４の間
の分離角は、角度α＋α／２の整数倍に等しい。従っ
て、第１の均等なギャップ付きクラウン６２のキャスト
レーション７０はそれに面した北極の上に重なり、この
第１の均等なギャップ付きクラウンの他の全てのキャス
トレーションも、やはり、それらに面した多極永久磁石
４８の北極に重なっているが、一方、第２の均等なギャ
ップ付きクラウン６４のキャストレーション７２のそれ
ぞれは、それに面した多極永久磁石４８の北極及び南極
の上に均等に重なっている。

【００２７】上述の電磁トランスデューサの可能な動作
は、次の通りである。第１の巻線２８は第２の巻線２９
と交互に付勢される。巻線２８、２９が付勢されると、
回転子３８の多極永久磁石４８によって、極対５０とこ
うした巻線が属している一次磁気回路のキャストレーシ
ョンとのアライメントがとれることになる。従って、こ
うした電磁トランスデューサのステッピング・モードに
よる動作の場合、回転子は各ステップ毎にα／２だけ回
転する。磁極対５０を備えた多極磁石４８の場合、回転
子３８は２０ステップ毎に１回転する。

【００２８】本書に記載の本発明の実施例において、回
転子３８が取り付けられるケージ４０は、単なる例示で
しかない。回転子３８のケージ４０は、円形のボトム１
２２によって形成される第１の部分１２０と、側壁１２
４によって形成される第１の部分１２０を具備してお
り、こうしたケージ４０は、さらに、その側面に開口部
１３０のある中空のブラインド・シリンダ１２８及び端
部フランジ１３２を含む第２の部分１２６を具備してい
る。開口部１３０は、ギヤが、機械的力の伝達ピニオン
１３６とかみ合うことができるようにするために設けら
れている。

【００２９】回転子のケージ４０の第１の部分１２０
は、自由端の側の側面に、そのキャストレーション１４
２がギャップ付き円形クラウン６０のスロット７４、７
６、及び、２つの中間スロット６６及び６８に対応す
る、ギャップ付きクラウン１４０が設けられている。キ
ャストレーションには、第２の一次固定子部分８のネッ
ク９１のために、中間スロット６８に対応するスロット
が設けられているが、このスロットは、端部フランジ１
３２の厚さが付加された第１の一次固定子部分４の厚さ
に対応する深さを備えた、ケージ４０の前記第１の部分
１２０のギャップ付きクラウン１４０の他のスロットよ
りも深い。回転子ケージ自体の第２の部分１２６の端部
フランジ１３２は、回転子ケージの第１の部分１２０の
ギャップ付きクラウン１４０と相補形のギャップ付きク
ラウン１４６によって終わっており、端部フランジ１３
２のギャップ付きクラウン１４６のキャストレーション
１４８は、キャストレーション１４２及び１４８が互い
にぴったりとはまるように、回転子ケージの第１の部分
１２０のギャップ付きクラウン１４０のスロットに対応
する。さらに留意すべきは、回転子ケージの第１の部分
１２０の底部１２２には、くぼみ１５０が設けられてい
るが、こうしたくぼみは、回転子ケージの前記第１の部
分１２０の底部１２２に重ねられる第２の一次固定子部
分の形状に対応している。

【００３０】次に、図６を参照しながら、以下では、本
発明による電磁トランスデューサの第２の実施例につい
て解説を行う。この電磁トランスデューサの固定子１６
２は、第１と第２の一次固定子部分１６４，１６６から
構成されている。第１の一次固定子部分１６４は、主と
して、まず、第１の実施例の狭いバンド１０６及び磁気
絶縁峡部８５が、第２の一次固定子部分１６６のネック
１７０において第１の一次固定子部分１６４と重なる表
面をなくすことが可能な、十分な幅のギャップ１６８に
置き換えられるという事実によって、図１〜５に示す第
１の実施例と区別される。第２に、こうした第１の一次
固定子部分１６２は、その２つの磁気接触ラグ１７２、
１７３が、回転子の多極永久磁石１８０に対して、第２
の一次固定子部分１６８の本体１７６が配置された領域
に隣接し、向かい合う領域に配置される、という事実を
特徴とする（図面を分かりやすくするため、図６には、
回転子の多極永久磁石だけしか描かれていない）。

【００３１】２つの一次固定子部分１６４及び１６６
は、円弧の形をなす脚１７８、１７９によって互いに結
合されている。固定子１６２のこの特殊構造によって、
比較的長い巻線１８１、１８２を備えたコンパクトな形
の電磁トランスデューサが得られる。さらに、固定子１
６２のこの構成は、ここでの場合のように、特に、比較
的大きい多極永久磁石１８０から構成される回転子に適
している。この第２の実施例における多極永久磁石１８
０には、それぞれ同一の環状セクタを形成する３０対の
軸方向に配向が施された極１８６が含まれている。

【００３２】第１の固定子部分１６２は、やはり、それ
ぞれ、第１と第２の均等なギャップ付きクラウン１９
６、１９８のキャストレーションによって形成される第
１と第２の二次磁極１９２、１９４に対して、磁気的
に、それぞれ結合された第１と第２の一次磁極１８８、
１９０を形成するが、前記第１と第２の均等なギャップ
付きクラウンは、第１と第２の中間スロット１９７、１
９８によって互いに隔てられている。第１の変種の場合
のように、これら２つの均等なギャップ付きクラウンの
各キャストレーションは、多極永久磁石１８０の極対１
８６が配置された環状セクタによって形成される中心角
に等しい中心角の環状セクタを形成する。これら２つの
均等なギャップ付きクラウン１９６及び１９８のそれぞ
れにおけるキャストレーションを分離するスロットは、
やはり、これら第１と第２の均等なギャップ付きクラウ
ン１９６、１９８のキャストレーションによって形成さ
れる中心角と同じ中心角の環状セクタを形成する。

【００３３】第２の一次固定子部分１６６は、本体１７
６と、第３の一次磁極２０２を形成するネック１７０に
よって互いに接合されたリング２００によって形成され
る。リング２００は、外径が多極永久磁石１８０の直径
とほぼ同じであり、こうしたリング２００の内部開口部
は、少なくとも、こうした電磁トランスデューサの回転
子のシャフトを通す働きをする。本発明の第１の実施例
のように、それぞれの第１と第２の一次固定子部分１６
４、１６６及び回転子の多極永久磁石は、平面構造を備
えていて、隣接した平行な３つの平面を形成し、多極永
久磁石１８０の平面は他の２つの平面の間に位置してい
る。

【００３４】次に、図７及び８を参照しながら、以下で
は、本発明による電磁トランスデューサの第３の実施例
について解説する。この電磁トランスデューサは、第１
の固定子ホール２１４及び第１と第２の一次磁極２１
５、２１６を形成する第１の固定子部分２１２から成る
固定子２１０を具備しており、前記２つの一次磁極は、
それぞれ磁気接触ラグ２１８によって連結されたバタフ
ライ・ウイングの形を備えている。これまでに述べた本
発明の２つの実施例と全く同じように、第１の固定子ホ
ール２１４は、中心領域２２０及び、第１の固定子ホー
ル２１４の形状が第１のギャップつき円形クラウン２２
４を形成する周囲領域２２２から構成される。こうした
第１のギャップつき円形クラウン２２４は、やはり、第
１と第２の均等なギャップ付きクラウン２２６、２２８
によって形成され、こうした２つの均等なギャップ付き
クラウンは、第１と第２の中間スロット２３０、２３２
によって互いに分離されている。

【００３５】第１と第２の中間スロット２３０、２３２
に隣接した領域には、そらぞれ、第１と第２の一次磁極
２１５及び２１６を磁気的に絶縁するための第１と第２
の峡部２３４、２３６が、設けられている。留意すべき
は、第１の固定子部分２１２の構造は、第１の中間スロ
ット２３０に隣接した領域、及び、第２の中間スロット
２３２に隣接した領域とほぼ同様ということである。

【００３６】多極永久磁石２３８が、軸方向に配向が施
された２０対の磁極２４０からなると仮定すると、第１
と第２の均等なギャップ付きクラウン２２６、２２８の
キャストレーションは１８゜の中心角を形成する。多極
永久磁石２３８の有効体積を最大限に利用するため、第
２の中間スロット２３２を形成する２つのキャストレー
ション２４２及び２４４は、第２の中間スロット２３２
が、第２の峡部２３６と共に、第１と第２の一次磁極２
１５及び２１６を絶縁するのに十分になるように寸法が
縮小される。２つのキャストレーション２４２及び２４
４は、従って、他のキャストレーションによって形成さ
れる中心角よりも小さい中心角を形成する。図７に示す
例の場合、２つのキャストレーション２４２及び２４４
は、約１４゜の中心角を形成する。第１のギャップつき
円形クラウン２２４のこの特殊な構造によって、多極永
久磁石２３８及び巻線２４６、２４７の相互結合磁束が
通る第２の磁極を形成する、最大数のキャストレーショ
ンを備えることが可能になる。従って、こうした構造に
よって、多極永久磁石と巻線の間における最大磁気結合
を得ることが可能になる。

【００３７】また、こうした電磁トランスデューサは、
一方の端部が２つの磁気接触ラグ２５２によって終わ
り、もう一方の端部が第２の固定子ホール２５５を形成
する磁束コレクタ・リング２５４によって終わる中央本
体２５０から成る第２の一次固定子部分を具備してい
る。前記リング２５４は第３の一次磁極２５６を形成し
ている。磁束コレクタ・リング２５４の内側エッジ２６
０に隣接した領域には、第２のギャップ付き円形クラウ
ン２５８が設けられている。前記第２のギャップ付き円
形クラウン２５８のキャストレーションは第３の二次磁
極を形成している。第２の一次固定子部分の一般的平面
２６４における第２のギャップ付き円形クラウン２５８
の突出部は、第１の一次固定子部分の第１の固定子平面
２６５に対する第１のギャップ付き円形クラウン２２４
の突出部と同一である。ただし、第１と第２の一次固定
子部分２１２及び２４８が、第１と第２のギャップ付き
円形クラウン２２４及び２５８のキャストレーション表
面以外に、比較的大きい重なり合う表面を備えている場
合、第２のギャップ付き円形クラウン２５８におけるキ
ャストレーション２６の大部分の厚さが、磁束コレクタ
・リング２５４の厚さを上回ることになる。キャストレ
ーション２６２の大部分は、一般的平面２６５に平行
な、この電磁トランスデューサの多極永久磁石２３８が
配置されている回転子の一般的平面２６６の方向に、第
２の一次固定子部分２４８が基本的に構成されている一
般的平面２６４から突き出して、前記キャストレーショ
ン２６２の端部が、多極永久磁石２３８の平面２６６と
平行な第２の固定子平面２６８を形成している。分かり
やすくするため、図７及び図８には、多極永久磁石２３
８と回転子２６９の軸だけしか示されていない点に留意
されたい。

【００３８】また、本発明による電磁トランスデューサ
のこの第３の実施例の変種においては、既述の本発明の
第２の実施例以上ではないが、それと同様のコンパクト
な構造を得ることができる。さらに、本発明のもう１つ
の実施例の場合には、磁束コレクタ・リングにはギャッ
プ付き円形クラウンが含まれておらず、従って、こうし
たリングは、多極永久磁石２３８と部分的に重なるもの
とする。

【００３９】図９及び１０を参照しながら、以下では、
本発明による電磁トランスデューサの第４の実施例につ
いて解説する。この電磁トランスデューサは、第１と第
２の一次固定子部分２７４、２７６を含む固定子２７２
から構成される。この実施例の場合、電磁トランスデュ
ーサは４つの一次磁極から構成される。実際上、第１と
第２の一次固定子部分２７４、２７６は、それぞれ第１
と第２の一次磁極２７８、２７９及び第３と第４の一次
磁極２８０、２８１を形成する。

【００４０】この電磁トランスデューサの固定子２７２
は、基本的には、２つの平行な一般的平面３０６及び３
０８に配置され、回転子の多極永久磁石２８４は、これ
ら２つの一般的固定子平面の間にある一般的回転子平面
３１０に配置される。やはりわかりやすくするため、図
９及び１０には、多極永久磁石２８４及び回転子の軸だ
けが、示されている。ここに解説の第４の実施例の変種
では、第１の一次固定子部分２７４は、第２の一次固定
子部分２７６と完全に同一である。これらの一次固定子
部分２７４、２７６は、それぞれ、その周囲部分にギャ
ップ付き円形クラウン２８８から成る固定子ホール２８
６を形成する。こうしたギャップ付き円形クラウン２８
８は、２つの均等なギャップ付きクラウン２９０、２９
２によって形成され、そのキャストレーションは、それ
ぞれ、第１と第２の二次磁極及び第３と第４の二次磁極
を形成している。こうした均等なギャップ付きクラウン
２９０、２９２は、２つの均等なギャップ付きクラウン
２９０及び２９２を分離する中間スロット２９８及び３
００の領域に配置された峡部２９４及び２９６によっ
て、互いに磁気的に絶縁されている。それぞれ、第１と
第４の一次磁極及び第２と第３の一次磁極が、それぞ
れ、巻線３１６、３１８を備えた、それぞれの第１と第
２の磁束誘導脚３１２、３１４によって磁気的に結合さ
れる。

【００４１】ここに解説の変種の場合、多極永久磁石
は、軸方向に配向が施された３０対の磁極から構成され
る。第１と第２の一次固定子部分２７４及び２７６の間
における漏れ磁界を回避するため、ギャップ付き円形ク
ラウン２８８のキャストレーション３０２の大部分は、
多極永久磁石２８４が配置されている中間平面３１０の
方向に、それぞれの一次固定子部分２７４、２７６のそ
れぞれの一般的平面３０６、３０８から突き出してお
り、前記キャストレーション３０２の端部は、一般的回
転平面３１０と平行な第１と第２の固定子平面３１２、
３１４を形成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁トランスデューサの第１の実
施例に関する平面図である。

【図２】図１の回転子の多極永久磁石を示す図である。

【図３】図１の電磁トランスデューサの第１の一次固定
子部分を示す図である。

【図４】図１の電磁トランスデューサの第２の一次固定
子部分を示す図である。

【図５】図１のセクション・ラインＶ−Ｖに沿った断面
図である。

【図６】本発明による電磁トランスデューサの第２の実
施例を示す図である。

【図７】本発明による電磁トランスデューサの第３の実
施例を示す図である。

【図８】図７のセクション・ラインＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ
に基づく断面図である。

【図９】本発明による電磁トランスデューサの第４の実
施例を示す図である。

【図１０】図９のセクション・ラインＸ−Ｘに基づく断
面図である。

【符号の説明】

２ 固定子 ４ 第１の一次固定子部分 ８ 第２の一次固定子部分 １２ 第１の磁束誘導脚 １３ 第２の磁束誘導脚 ２８ 付勢巻線 ２９ 付勢巻線 ３８ 回転子 ４８ 多極永久磁石 ７０ キャストレーション ８０ 第１の一次磁極 ８２ 第２の一次磁極 ９０ 第３の一次磁極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの磁束誘導脚と、中央領域及び前記
   中央領域を包囲する周辺領域を備えた第１の固定子ホー
   ルを形成する第１の一次固定子部分から構成され、前記
   第１の固定子ホールの形状によって、前記周辺領域内に
   第１の固定子平面内に位置し、スロットで隔てられたキ
   ャストレーションから成る第１のギャップ付き円形クラ
   ウンが形成されている固定子と、 前記第１の固定子平面に対してほぼ垂直で、前記第１の
   固定子ホールの前記中央領域を横切る回転軸を備え、そ
   れぞれ、前記回転軸にほぼ垂直な回転子の一般的平面の
   両側に配置される１対の磁極を形成する、２を超える偶
   数の双極永久磁石を含んでいて、各対をなす磁極によっ
   て形成される磁軸が前記回転軸とほぼ平行で、隣接する
   対をなす磁極によって形成される磁軸の向きとは逆の向
   きで、前記対をなす磁極が、少なくとも部分的に、少な
   くとも前記キャストレーションの重なる部分に向かい合
   うように配置される回転子と、 それぞれ、前記第１と第２の磁束誘導脚に取り付けられ
   る第１と第２の巻線とから構成され、 前記固定子が、さらに、前記対をなす磁極に面するよう
   に配置され、前記第１の固定子平面とほぼ平行な第２の
   固定子平面を形成する、第２の一次固定子部分を備え、
   前記キャストレーション及び前記第２の一次固定子部分
   の前記重なる部分が、それぞれ、前記一般的固定子平面
   の第１の側と第２の側に配置され、前記第１の一次固定
   子部分が第１と第２の一次磁極を形成し、前記第２の一
   次固定子部分が、少なくとも１つの第３の一次磁極を形
   成し、前記第１と第２の磁束誘導脚が、磁気的に、それ
   ぞれ、前記第１と第２の一次磁極を前記第２の一次固定
   子部分に結合することを特徴とする電磁トランスデュー
   サ。