JPH0956136A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相切り換えの機構又は回路が不要で低価格な
モータを提供すること。 【解決手段】 各着磁部１２４Ｓ、１２４Ｎの角度と
同角度で周方向に配置される無着磁部１０１を備え、磁
性部１１２は、１組の前記各着磁部１２４Ｓ、１２４Ｎ
及び無着磁部１０１がなす周方向の角度内で、３箇所等
ピッチで対向する３相構成であって、巻線１１３Ａ１、
１１３Ａ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｃ１、１
１３Ｃ２の接続が、１相の巻回方向が他の２相の巻回方
向と逆方向で、かつ３相が直列である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータの構造に
関するもので、特に、ある角度範囲での駆動又はモード
切り替え等を行う目的で使用される揺動モータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、従来のモータの一例であるＤ
Ｃモータの一例を示す軸方向断面図である。このＤＣモ
ータ１０は、インナ１１と、マグネット・ケース組立体
１２と、ステータ・ケース組立体１３とを備えている。
インナ１１は、鉄芯１５と、鉄芯１５に圧入される軸１
４、スペーサ１６ａ、１６ｂ及びコンミ１７と、鉄芯１
５に巻回されるコイル１８とを備えている。マグネット
・ケース組立体１２は、一端面が開放された円筒状であ
り、インナ１１が収納されるケース１９と、ケース１９
の端面中央に固定され、ケース１９に収納されたインナ
１１の軸１４を回転自在に支持する軸受け２０ａと、ケ
ース１９に収納されたインナ１１の鉄芯１５と対向する
ようにケース１９の内周面に接着されるマグネット２１
とを備えている。

【０００３】ステータ・ケース組立体１３は、円盤状で
あり、ケース１９の開放端面を閉塞するケース２２と、
ケース２２の中央に固定され、ケース１９に収納された
インナ１１の軸１４を回転自在に支持する軸受け２０ｂ
と、ケース１９に収納されたインナ１１のコンミ１７と
摺動するようにケース２２の一端面に固定されるブラシ
２３とを備えている。このような構成において、マグネ
ット・ケース組立体１２及びステータ・ケース組立体１
３に対して、インナ１１が回転するようになっている。

【０００４】図２０は、従来のモータの一例であるブラ
シレス・モータの一例を示す軸方向断面図である。この
ブラシレス・モータ３０は、インナ３１と、マグネット
・ケース組立体３２と、ステータ・ケース組立体３３と
を備えている。インナ３１は、軸受け４０ａと、軸受け
４０ａが圧入される鉄芯３５と、鉄芯３５に巻回される
コイル３８とを備えている。マグネット・ケース組立体
３２は、一端面が開放された円筒状であり、インナ３１
が収納されるケース３９と、ケース３９の端面中央に固
定され、ケース３９に収納されたインナ３１の軸受け４
０ａがスペーサ３６を介して回転自在に支持する軸３４
と、ケース３９に収納されたインナ３１の鉄芯３５と対
向するようにケース３９の内周面に接着されるマグネッ
ト４１とを備えている。

【０００５】ステータ・ケース組立体３３は、円盤状で
あり、ケース３９に収納されたインナ３１の鉄芯３５を
固定すると共に、ケース３９の開放端面を所定のギャッ
プを開けて閉じるケース４２と、ケース４２の中央に固
定され、ケース３９に収納されたインナ３１の軸３４を
回転自在に支持する軸受け４０ｂとを備えている。この
ような構成において、インナ３１及びステータ・ケース
組立体３３に対して、マグネット・ケース組立体３２が
回転するようになっている。

【０００６】図２１は、上述したＤＣモータ１０及びブ
ラシレス・モータ３０の軸方向と直角方向の断面図であ
り、各モータ１０及び３０の構造は同一であるため、同
一構成箇所は符号を合わせて示す。このモータ１０（３
０）は、一回転３６０°内で等分割された２極のマグネ
ット２１Ｓ（４１Ｓ）、２１Ｎ（４１Ｎ）と、３スロッ
トの鉄芯１５（３５）を備えている。そして、コイル
は、Ａ相コイル１８Ａ（３８Ａ）、Ｂ相コイル１８Ｂ
（３８Ｂ）、Ｃ相コイル１８Ｃ（３８Ｃ）で構成され、
それぞれは各スロットに巻回されている。

【０００７】このような構成のモータ１０（３０）の各
相Ａ、Ｂ、Ｃが発生するトルクは、図２２に示すよう
に、回転により変化する。従って、同一方向へトルクを
発生させるためには、各相Ａ、Ｂ、Ｃに流す電流を制御
する必要がある。そのため、ＤＣモータ１０では、コン
ミ１７とブラシ２３による相切り換え機構を必要とし、
ブラシレス・モータ３０では、通電タイミングを検出し
て合成し、それに従って通電を制御する相切り換え回路
を必要とする。このようなＤＣモータ１０及びブラシレ
ス・モータ３０を、ある角度範囲での駆動又はモード切
り替え等を行う目的で使用される揺動モータ、例えば電
気的な構成によるフォーカスやシャッターの駆動又はモ
ード切り替えを行うカメラ用のモータとして使用する場
合は、例えば図２３及び図２４に示す制御回路により、
モータ１０（３０）の回転角度を検出し、回転方向を制
御する必要がある。

【０００８】図２３は、ＤＣモータ１０用の制御回路の
一例を示すブロック図である。この制御回路５０は、Ｄ
Ｃモータ１０の回転位置を検出する位置センサ５１と、
位置センサ５１からの検出回転位置に従って、ＤＣモー
タ１０の回転方向を指令する制御回路５２と、制御回路
５２からの回転方向指令に従って、ＤＣモータ１０に電
流を通電するロジック回路５３及び増幅器５４を有する
モータ駆動Ｈブリッジ５５とを備えている。図２４は、
ブラシレス・モータ３０用の制御回路の一例を示すブロ
ック図である。この制御回路６０は、ブラシレス・モー
タ３０の回転位置を検出する位置センサ６１と、位置セ
ンサ６１からの検出回転位置に従って、ブラシレス・モ
ータ３０の回転方向を指令する制御回路６２と、通電タ
イミングを検出するホール素子６６と、ホール素子６６
からの通電タイミングを合成し、制御回路６２からの回
転方向指令に従って、ブラシレス・モータ３０の各相コ
イル３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃに電流を通電するロジック
回路６３及び増幅器６４を有するブラシレス・モータ駆
動ＩＣ６５とを備えている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモータ
を、ある角度範囲での駆動又はモード切り替え等を行う
目的で使用される揺動モータとして使用する場合は、前
述した相切り換えの機構又は回路を必要とするため、高
価格になるという欠点があった。ここで、相切り換えの
機構又は回路を省略し、ある角度だけ回転させることは
可能であるが、図２２に示すＡ相トルクのように、電気
角で１８０°毎に発生トルクの方向が変化する上、正弦
波状のトルクとなり、一定トルクを発生させるためのト
ルク制御が複雑となる。

【００１０】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたものであり、相切り換えの機構又は回路が不要で
低価格なモータを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
あっては、異なる極で着磁され、周方向に等角度で配置
される各着磁部と、巻線を有し、前記各着磁部と径方向
に対向して配置され、前記各着磁部と磁路を形成する磁
性部とを備えたモータにおいて、前記各着磁部の角度と
同角度で周方向に配置される無着磁部を備え、前記磁性
部を、１組の前記各着磁部及び無着磁部がなす周方向の
角度内で、３箇所等ピッチで対向する３相構成であっ
て、前記巻線の接続が、１相の巻回方向が他の２相の巻
回方向と逆方向で、かつ３相が直列となるようにするこ
とにより達成される。

【００１２】上記構成によれば、無着磁部を設けている
ので、上向きの磁束の変化が緩やかとなり、トルクの発
生幅を広くすることができると共に、磁性部を３相構成
としているので、発生トルクの変化をフラットにするこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。

【００１４】図１は、この発明のモータの一形態を示す
軸方向断面図である。このモータ１００は、インナ１１
０と、マグネット・ケース組立体１２０と、ステータ・
ケース組立体１３０とを備えている。インナ１１０は、
軸１１１と、軸１１１に圧入される鉄芯１１２と、鉄芯
１１２に巻回されるコイル１１３とを備えている。マグ
ネット・ケース組立体１２０は、一端面が開放された円
筒状であり、インナ１１０が収納されるケース１２１
と、ケース１２１の端面中央に固定され、ケース１２１
に収納されたインナ１１０の軸１１１をスペーサ１２２
を介して回転自在に支持する軸受け１２３と、ケース１
２１に収納されたインナ１１０の鉄芯１１２と対向する
ようにケース１２１の内周面に接着されるマグネット１
２４とを備えている。

【００１５】ステータ・ケース組立体１３０は、円盤状
であり、ケース１２１の開放端面を閉塞するケース１３
１と、ケース１３１の中央に固定され、ケース１２１に
収納されたインナ１１０の軸１１１をスペーサ１３２を
介して回転自在に支持する軸受け１３３とを備えてい
る。このような構成において、マグネット・ケース組立
体１２０及びステータ・ケース組立体１３０に対して、
インナ１１０が回転するようになっており、このモータ
１００は、インナー・ロータ・タイプのモータである。

【００１６】図３は、図１に示す構造を有するこの発明
のモータの第１の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ１００は、４極のマグネット１２４
Ｓ、１２４Ｎ、１２４Ｓ、１２４Ｎと、６スロットの鉄
芯１１２を備えている。Ｎ極のマグネット１２４ＮとＳ
極のマグネット１２４Ｓと空間のみの無着磁部１０１と
が、反時計回りに半回転１８０°内で等分割で配置さ
れ、残りの半回転１８０°内も同様の構成で配置されて
いる。そして、コイルは、Ａ相コイル１１３Ａ１、Ｂ相
コイル１１３Ｂ１、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、Ａ相コイル
１１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ２、Ｃ相コイル１１３
Ｃ２の順で構成され、図５に示すように、各スロットに
Ａ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２の巻方向と逆方向に
Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２及びＣ相コイル１１
３Ｃ１、１１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル１１３
Ａ１、１１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ
２、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２は直列に接続さ
れている。尚、図５では、Ａ相コイル１１３Ａ１、１１
３Ａ２をＡ（１２）と表し、Ａ相コイル１１３Ａ１、１
１３Ａ２の巻方向と逆方向のＢ相コイル１１３Ｂ１、１
１３Ｂ２及びＣ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２をＢ
（１２）バー及びＣ（１２）バーと表している。

【００１７】図４は、図１に示す構造を有するこの発明
のモータの第２の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ１００は、４極のマグネット１２４
Ｓ、１２４Ｎ、１２４Ｓ、１２４Ｎと、６スロットの鉄
芯１１２を備えている。Ｎ極のマグネット１２４ＮとＳ
極のマグネット１２４Ｓと無着磁部１０２とが、反時計
回りに半回転１８０°内で等分割で配置され、残りの半
回転１８０°内も同様の構成で配置されている。そし
て、コイルは、Ａ相コイル１１３Ａ１、Ｂ相コイル１１
３Ｂ１、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、Ａ相コイル１１３Ａ
２、Ｂ相コイル１１３Ｂ２、Ｃ相コイル１１３Ｃ２の順
で構成され、図５に示すように、各スロットにＡ相コイ
ル１１３Ａ１、１１３Ａ２の巻方向と逆方向にＢ相コイ
ル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２及びＣ相コイル１１３Ｃ１、
１１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル１１３Ａ１、１
１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、Ｃ相コ
イル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２は直列に接続されている。

【００１８】上述した各実施の形態は、図１に示す構造
及び図３又は図４に示す構造を有するものについて説明
したが、図２に示す構造及び図３又は図４に示す構造を
有するものについても同様の実施の形態が考えられる。
図２は、この発明のモータの別の形態を示す軸方向断面
図である。このモータ２００は、インナ２１０と、マグ
ネット・ケース組立体２２０と、ステータ・ケース組立
体２３０とを備えている。インナ２１０は、軸受け２１
１と、軸受け２１１が圧入される鉄芯２１２と、鉄芯２
１２に巻回されるコイル２１３とを備えている。マグネ
ット・ケース組立体２２０は、一端面が開放された円筒
状であり、インナ２１０が収納されるケース２２１と、
ケース２２１の端面中央に貫通固定され、ケース２２１
に収納されたインナ２１０の軸受け２１１がスペーサ２
２２を介して回転自在に支持する軸２２３と、ケース２
２１に収納されたインナ２１０の鉄芯２１２と対向する
ようにケース２２１の内周面に接着されるマグネット２
２４とを備えている。

【００１９】ステータ・ケース組立体２３０は、円盤状
であり、ケース２２１に収納されたインナ２１０の鉄芯
２１２を固定すると共に、ケース２２１の開放端面を所
定のギャップを開けて閉じるケース２３１と、ケース２
３１の中央に固定され、ケース２２１に収納されたイン
ナ２１０の軸２２３を回転自在に支持する軸受け２３２
とを備えている。このような構成において、インナ２１
０及びステータ・ケース組立体２３０に対して、マグネ
ット・ケース組立体２２０が回転するようになってお
り、このモータ２００は、アウター・ロータ・タイプの
モータである。

【００２０】図３は、図２に示す構造を有するこの発明
のモータの第３の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ２００は、４極のマグネット２２４
Ｓ、２２４Ｎ、２２４Ｓ、２２４Ｎと、６スロットの鉄
芯２１２を備えている。Ｎ極のマグネット２２４ＮとＳ
極のマグネット２２４Ｓと空間のみの無着磁部２０１と
が、反時計回りに半回転１８０°内で等分割で配置さ
れ、残りの半回転１８０°内も同様の構成で配置されて
いる。そして、コイルは、Ａ相コイル２１３Ａ１、Ｂ相
コイル２１３Ｂ１、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、Ａ相コイル
２１３Ａ２、Ｂ相コイル２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３
Ｃ２の順で構成され、図５に示すように、各スロットに
Ａ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２の巻方向と逆方向に
Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２及びＣ相コイル２１
３Ｃ１、２１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル２１３
Ａ１、２１３Ａ２、Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ
２、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２は直列に接続さ
れている。

【００２１】図４は、図２に示す構造を有するこの発明
のモータの第４の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ２００は、４極のマグネット２２４
Ｓ、２２４Ｎ、２２４Ｓ、２２４Ｎと、６スロットの鉄
芯２１２を備えている。Ｎ極のマグネット２２４ＮとＳ
極のマグネット２２４Ｓと無着磁部２０２とが、反時計
回りに半回転１８０°内で等分割で配置され、残りの半
回転１８０°内も同様の構成で配置されている。そし
て、コイルは、Ａ相コイル２１３Ａ１、Ｂ相コイル２１
３Ｂ１、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、Ａ相コイル２１３Ａ
２、Ｂ相コイル２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３Ｃ２の順
で構成され、図５に示すように、各スロットにＡ相コイ
ル２１３Ａ１、２１３Ａ２の巻方向と逆方向にＢ相コイ
ル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２及びＣ相コイル２１３Ｃ１、
２１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル２１３Ａ１、２
１３Ａ２、Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、Ｃ相コ
イル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２は直列に接続されている。

【００２２】上述した第１の形態から第４の形態のモー
タ１００、２００のトルク発生について図６を参照して
説明する。図６は、モータ１００、２００の着磁部と無
着磁部を直線状に展開し、コイルが巻回された鉄芯を１
箇所抜き出して対向させ、相対的に鉄芯が図中矢印方向
に移動したときの、鉄芯に巻回されたコイルと鎖交する
磁束波形及びこの磁束波形を微分して得られるトルク波
形を、着磁部及び無着磁部の境及び中央にａ〜ｆの記号
を付して対応させている。図中、ａ〜ａの間で右上がり
の傾斜を示す磁束波形部分と右下がりの傾斜を示す磁束
波形部分は、およそ２：１の比率となっている。このた
め、右上がりの傾斜の傾きは、右下がりの傾斜の傾きの
１／２となり、トルクのピーク値は１／２となる。しか
しながら、同方向に発生するトルクの範囲は、右上がり
の傾斜を示すトルク波形部分と右下がりの傾斜を示すト
ルク波形部分を比較すると、およそ２：１の比率とな
り、広い角度範囲で平坦なトルクを得ることができる。
ここで、モータの発生するゴギング・トルク（マグネッ
トと鉄芯により発生するトルクの脈動）は鉄芯のスロッ
ト数とマグネットの極数により発生し、マグネットの１
極の角度が大きいほど、ゴギング・トルクも大きくな
る。しかしながら、上記実施の形態では、マグネット１
２４、２２４の１極の角度が比較的小さくでき、またゴ
ギング・トルクの発生数も比較的大きいため、ゴギング
・トルクの低減目的で実施されるマグネットのスキュー
角を小さくすることができ、製造上有利となる。

【００２３】モータの各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの巻方向
が全て同方向に巻回されているときは、各相Ａ、Ｂ、Ｃ
で発生するトルクの位相関係は図７に示す実線及び点線
の波形図となる。ところが、上述したモータ１００、２
００の各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの場合、Ｂ相及びＣ相の
コイルの巻方向はＡ相のコイルの巻方向とは逆方向に巻
回されているので、Ｂ相及びＣ相で発生するトルクの位
相関係は図８に示す点線の波形図となる。そして、Ｂ相
及びＣ相のコイルは直列接続されているので、その合成
波形は図８に示す実線の波形図となり、図６に示すＡ相
のみのトルク波形と等しくなる。従って、モータ１０
０、２００全体で発生するトルクはＡ相のみで発生する
トルクの２倍となる。

【００２４】図９は、図１に示す構造を有するこの発明
のモータの第５の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ１００は、２極のマグネット１２４
Ｓ、１２４Ｎと、６スロットの鉄芯１１２を備えてい
る。空間のみの無着磁部１０３とＳ極のマグネット１２
４ＳとＮ極のマグネット１２４Ｎとが、時計回りに一回
転３６０°内で等分割で配置されている。そして、コイ
ルは、Ａ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、Ｂ相コイル
１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１
３Ｃ２の順で構成され、図５に示すように、各スロット
にＡ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２の巻方向と逆方向
にＢ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２及びＣ相コイル１
１３Ｃ１、１１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル１１
３Ａ１、１１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ
２、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２は直列に接続さ
れている。

【００２５】図１０は、図１に示す構造を有するこの発
明のモータの第６の形態を示す軸方向と直角方向の断面
図である。このモータ１００は、２極のマグネット１２
４Ｓ、１２４Ｎと、６スロットの鉄芯１１２を備えてい
る。無着磁部１０４とＳ極のマグネット１２４ＳとＮ極
のマグネット１２４Ｎとが、時計回りに一回転３６０°
内で等分割で配置されている。そして、コイルは、Ａ相
コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ
１、１１３Ｂ２、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２の
順で構成され、図５に示すように、各スロットにＡ相コ
イル１１３Ａ１、１１３Ａ２の巻方向と逆方向にＢ相コ
イル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２及びＣ相コイル１１３Ｃ
１、１１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相コイル１１３Ａ
１、１１３Ａ２、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、
Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２は直列に接続されて
いる。

【００２６】上述した各実施の形態は、図１に示す構造
及び図９又は図１０に示す構造を有するものについて説
明したが、図２に示す構造及び図９又は図１０に示す構
造を有するものについても同様の実施の形態が考えられ
る。図９は、図２に示す構造を有するこの発明のモータ
の第７の形態を示す軸方向と直角方向の断面図である。
このモータ２００は、４極のマグネット２２４Ｓ、２２
４Ｎ、２２４Ｓ、２２４Ｎと、６スロットの鉄芯２１２
を備えている。空間のみの無着磁部２０３とＳ極のマグ
ネット２２４ＳとＮ極のマグネット２２４Ｎとが、時計
回りに一回転３６０°内で等分割で配置されている。そ
して、コイルは、Ａ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、
Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３
Ｃ１、２１３Ｃ２の順で構成され、図５に示すように、
各スロットにＡ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２の巻方
向と逆方向にＢ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２及びＣ
相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相
コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、Ｂ相コイル２１３Ｂ
１、２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２は
直列に接続されている。

【００２７】図１０は、図２に示す構造を有するこの発
明のモータの第８の形態を示す軸方向と直角方向の断面
図である。このモータ２００は、４極のマグネット２２
４Ｓ、２２４Ｎ、２２４Ｓ、２２４Ｎと、６スロットの
鉄芯２１２を備えている。無着磁部２０４とＳ極のマグ
ネット２２４ＳとＮ極のマグネット２２４Ｎとが、時計
回りに一回転３６０°内で等分割で配置されている。そ
して、コイルは、Ａ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、
Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３
Ｃ１、２１３Ｃ２の順で構成され、図５に示すように、
各スロットにＡ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２の巻方
向と逆方向にＢ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２及びＣ
相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２が巻回され、かつＡ相
コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、Ｂ相コイル２１３Ｂ
１、２１３Ｂ２、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２は
直列に接続されている。

【００２８】上述した第５の形態から第８の形態のモー
タ１００、２００のトルク発生について図１１を参照し
て説明する。図１１は、モータ１００、２００の着磁部
と無着磁部を直線状に展開し、１相分の隣接する２個の
コイルが巻回された鉄芯、例えば１１３Ａ１（２１３Ａ
１）、１１３Ａ２（２１３Ａ２）を抜き出して対向さ
せ、相対的に鉄芯が図中矢印方向に移動したときの、鉄
芯に巻回されたコイルと鎖交する各磁束波形、各磁束波
形を合成した磁束波形及びこの合成磁束波形を微分して
得られるトルク波形を示す。この合成磁束波形は、この
形態のモータ１００、２００の鉄芯を３スロットとした
場合と同じ波形となる。

【００２９】図中、右上がりの傾斜を示す磁束波形部分
と右下がりの傾斜を示す磁束波形部分は、およそ２：１
の比率となっている。このため、右上がりの傾斜の傾き
は、右下がりの傾斜の傾きの１／２となり、トルクのピ
ーク値は１／２となる。しかしながら、同方向に発生す
るトルクの範囲は、右上がりの傾斜を示すトルク波形部
分と右下がりの傾斜を示すトルク波形部分を比較する
と、およそ２：１の比率となり、広い角度範囲で平坦な
トルクを得ることができる。従って、３スロットの構成
のモータと同じ効果を６スロットの構成のモータで実現
することができる。さらに、１相分のコイルの巻回数を
２スロットに分散するため、コイル１１３、２１３の高
さを低くすることができ、モータ１００、２００の軸方
向の厚さを薄くすることができる。逆に、コイル１１
３、２１３のスペースが同じであれば、コイルの巻回数
を増やせるため、モータ１００、２００の特性を向上さ
せることができる。また、２極６スロット構成のため、
コギング・トルクが１２周期／１回転となり、コギング
のピーク値を低減することができる。よって、スキュー
着磁を行わなくても良く、発生トルクを低下させること
はない。また、スキュー着磁を行う場合でも、ゴギング
周期が大きいため、スキュー角を小さくすることがで
き、製造上有利となる。

【００３０】モータの各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの巻方向
が全て同方向に巻回されているときは、各相Ａ、Ｂ、Ｃ
で発生するトルクの位相関係は図７に示す実線及び点線
の波形図となる。ところが、上述したモータ１００、２
００の各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの場合、Ｂ相及びＣ相の
コイルの巻方向はＡ相のコイルの巻方向とは逆方向に巻
回されているので、Ｂ相及びＣ相で発生するトルクの位
相関係は図８に示す点線の波形図となる。そして、Ｂ相
及びＣ相のコイルは直列接続されているので、その合成
波形は図８に示す実線の波形図となり、図１１に示すＡ
相のトルク波形と等しくなる。従って、モータ１００、
２００全体で発生するトルクはＡ相で発生するトルクの
２倍となる。

【００３１】図１２は、図１に示す構造を有するこの発
明のモータの第９の形態を示す軸方向と直角方向の断面
図である。このモータ１００は、２極のマグネット１２
４Ｓ、１２４Ｎと、９スロットの鉄芯１１２を備えてい
る。空間のみの無着磁部１０５とＳ極のマグネット１２
４ＳとＮ極のマグネット１２４Ｎとが、時計回りに一回
転３６０°内で等分割で配置されている。そして、コイ
ルは、Ａ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ
３、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ３、
Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３の順で
構成され、図１４に示すように、各スロットにＡ相コイ
ル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ３の巻方向と逆方
向にＢ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ３及
びＣ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３が巻
回され、かつＡ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１
３Ａ３、Ｂ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ
３、Ｃ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３は
直列に接続されている。尚、図１４では、Ａ相コイル１
１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ３をＡ（１２３）と表
し、Ａ相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ３の
巻方向と逆方向のＢ相コイル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、
１１３Ｂ３及びＣ相コイル１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１
１３Ｃ３をＢ（１２３）バー及びＣ（１２３）バーと表
している。

【００３２】図１３は、図１に示す構造を有するこの発
明のモータの第１０の形態を示す軸方向と直角方向の断
面図である。このモータ１００は、２極のマグネット１
２４Ｓ、１２４Ｎと、９スロットの鉄芯１１２を備えて
いる。無着磁部１０６とＳ極のマグネット１２４ＳとＮ
極のマグネット１２４Ｎとが、時計回りに一回転３６０
°内で等分割で配置されている。そして、コイルは、Ａ
相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ３、Ｂ相コ
イル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ３、Ｃ相コイル
１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３で構成され、図１
４に示すように、各スロットにＡ相コイル１１３Ａ１、
１１３Ａ２、１１３Ａ３の巻方向と逆方向にＢ相コイル
１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ３及びＣ相コイル１
１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３が巻回され、かつＡ
相コイル１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ａ３、Ｂ相コ
イル１１３Ｂ１、１１３Ｂ２、１１３Ｂ３、Ｃ相コイル
１１３Ｃ１、１１３Ｃ２、１１３Ｃ３は直列に接続され
ている。

【００３３】上述した各実施の形態は、図１に示す構造
及び図１２又は図１３に示す構造を有するものについて
説明したが、図２に示す構造及び図１２又は図１３に示
す構造を有するものについても同様の実施の形態が考え
られる。図１２は、図２に示す構造を有するこの発明の
モータの第１１の形態を示す軸方向と直角方向の断面図
である。このモータ２００は、２極のマグネット２２４
Ｓ、２２４Ｎと、９スロットの鉄芯２１２を備えてい
る。空間のみの無着磁部２０５とＳ極のマグネット２２
４ＳとＮ極のマグネット２２４Ｎとが、時計回りに一回
転３６０°内で等分割で配置されている。そして、コイ
ルは、Ａ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、２１３Ａ
３、Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ３、
Ｃ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３の順で
構成され、図１４に示すように、各スロットにＡ相コイ
ル２１３Ａ１、２１３Ａ２、２１３Ａ３の巻方向と逆方
向にＢ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ３及
びＣ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３が巻
回され、かつＡ相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、２１
３Ａ３、Ｂ相コイル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ
３、Ｃ相コイル２１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３は
直列に接続されている。

【００３４】図１３は、図２に示す構造を有するこの発
明のモータの第１２の形態を示す軸方向と直角方向の断
面図である。このモータ２００は、２極のマグネット２
２４Ｓ、２２４Ｎと、９スロットの鉄芯２１２を備えて
いる。無着磁部２０６とＳ極のマグネット２２４ＳとＮ
極のマグネット２２４Ｎとが、時計回りに一回転３６０
°内で等分割で配置されている。そして、コイルは、Ａ
相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、２１３Ａ３、Ｂ相コ
イル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ３、Ｃ相コイル
２１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３で構成され、図１
４に示すように、各スロットにＡ相コイル２１３Ａ１、
２１３Ａ２、２１３Ａ３の巻方向と逆方向にＢ相コイル
２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ３及びＣ相コイル２
１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３が巻回され、かつＡ
相コイル２１３Ａ１、２１３Ａ２、２１３Ａ３、Ｂ相コ
イル２１３Ｂ１、２１３Ｂ２、２１３Ｂ３、Ｃ相コイル
２１３Ｃ１、２１３Ｃ２、２１３Ｃ３は直列に接続され
ている。

【００３５】上述した第９の形態から第１２の形態のモ
ータ１００、２００のトルク発生について図１５を参照
して説明する。図１５は、モータ１００、２００の着磁
部と無着磁部を直線状に展開し、１相分の隣接する３個
のコイルが巻回された鉄芯、例えば１１３Ａ１（２１３
Ａ１）、１１３Ａ２（２１３Ａ２）、１１３Ａ３（２１
３Ａ３）を抜き出して対向させ、相対的に鉄芯が図中矢
印方向に移動したときの、鉄芯に巻回されたコイルと鎖
交する各磁束波形、各磁束波形を合成した磁束波形及び
この磁束波形を微分して得られるトルク波形を示す。こ
の合成磁束波形は、この形態のモータ１００、２００の
鉄芯を３スロットとした場合と同じ波形となる。

【００３６】図中、右上がりの傾斜を示す磁束波形部分
と右下がりの傾斜を示す磁束波形部分は、およそ２：１
の比率となっている。このため、右上がりの傾斜の傾き
は、右下がりの傾斜の傾きの１／２となり、トルクのピ
ーク値は１／２となる。しかしながら、同方向に発生す
るトルクの範囲は、右上がりの傾斜を示すトルク波形部
分と右下がりの傾斜を示すトルク波形部分を比較する
と、およそ２：１の比率となり、広い角度範囲で平坦な
トルクを得ることができる。従って、３スロットの構成
のモータと同じ効果を９スロットの構成のモータで実現
することができる。さらに、１相分のコイルの巻回数を
３スロットに分散するため、コイル１１３、２１３の高
さを低くすることができ、モータ１００、２００の軸方
向の厚さを薄くすることができる。逆に、コイル１１
３、２１３のスペースが同じであれば、コイルの巻回数
を増やせるため、モータ１００、２００の特性を向上さ
せることができる。また、２極９スロット構成のため、
コギング・トルクが１８周期／１回転となり、コギング
のピーク値を低減することができる。よって、スキュー
着磁を行わなくても良く、発生トルクを低下させること
はない。また、スキュー着磁を行う場合でも、ゴギング
周期が大きいため、スキュー角を小さくすることがで
き、製造上有利となる。

【００３７】モータの各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの巻方向
が全て同方向に巻回されているときは、各相Ａ、Ｂ、Ｃ
で発生するトルクの位相関係は図７に示す実線及び点線
の波形図となる。ところが、上述したモータ１００、２
００の各相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルの場合、Ｂ相及びＣ相の
コイルの巻方向はＡ相のコイルの巻方向とは逆方向に巻
回されているので、Ｂ相及びＣ相で発生するトルクの位
相関係は図８に示す点線の波形図となる。そして、Ｂ相
及びＣ相のコイルは直列接続されているので、その合成
波形は図８に示す実線の波形となり、図１５に示すＡ相
のトルク波形と等しくなる。従って、モータ１００、２
００全体で発生するトルクはＡ相で発生するトルクの２
倍となる。

【００３８】上述した各実施の形態においては、図１６
〜図１８に示すように、トルク発生範囲が逆トルク発生
範囲の約２倍になるので、回転角度の範囲を広く採るこ
とができる。また、発生トルクの平坦な範囲が７０％以
上あるので、トルク制御が容易となり、制御回路の構成
を単純化することができる。さらに、モータを構成する
形状の制約が少ないので、マグネットと鉄芯の対向配
置、又は揺動部分の自由な構成を実現することができ
る。そして、揺動部分を自由に構成することができるた
め、揺動部分にプーリ、ギヤ、リム駆動等の機構を取り
付けて駆動力を取り出すように構成することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、揺動モータとして使用する場合に相切り換えの機構
又は回路が不要となるので、低価格なものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のモータの一形態を示す軸方向断面
図。

【図２】この発明のモータの別の一形態を示す軸方向断
面図。

【図３】図１又は図２に示すモータの一形態の第１の径
方向断面図。

【図４】図１又は図２に示すモータの一形態の第２の径
方向断面図。

【図５】図３又は図４に示すモータの一形態の巻線の結
線を示す斜視図。

【図６】図３又は図４に示すモータの一形態の磁束波形
とトルク波形を示す図。

【図７】各相のトルク発生の位相関係を示す図。

【図８】２相のトルク合成波形を示す図。

【図９】図１又は図２に示すモータの一形態の第３の径
方向断面図。

【図１０】図１又は図２に示すモータの一形態の第４の
径方向断面図。

【図１１】図９又は図１０に示すモータの一形態の磁束
波形とトルク波形を示す図。

【図１２】図１又は図２に示すモータの一形態の第５の
径方向断面図。

【図１３】図１又は図２に示すモータの一形態の第６の
径方向断面図。

【図１４】図１２又は図１３に示すモータの一形態の巻
線の結線を示す斜視図。

【図１５】図１２又は図１３に示すモータの一形態の磁
束波形とトルク波形を示す図。

【図１６】図３又は図４に示すモータの一形態の極数と
スロット数との関係を示す図。

【図１７】図９又は図１０に示すモータの一形態の極数
とスロット数との関係を示す図。

【図１８】図１２又は図１３に示すモータの一形態の極
数とスロット数との関係を示す図。

【図１９】従来のモータの一例を示す軸方向断面図。

【図２０】従来のモータの別の一例を示す軸方向断面
図。

【図２１】図１９又は図２０に示すモータの一例の径方
向断面図。

【図２２】従来のモータの各相の発生トルクを示す波形
図。

【図２３】従来のモータの制御回路の一例を示す図。

【図２４】従来のモータの制御回路の別の一例を示す
図。

【符号の説明】

１０、３０、１００、２００ モータ １１、３１、１１０、２１０ インナ １２、３２、１２０、２２０ マグネット・ケース組立
体 １３、３３、１３０、２３０ ステータ・ケース組立体 １４、３４、１１１、２２３ 軸 １５、３５、１１２、２１２ 鉄芯 １８、３８、１１３、２１３ コイル ２１、４１、１２４、２２４ マグネット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる極で着磁され、周方向に等角度で
   配置される各着磁部と、 巻線を有し、前記各着磁部と径方向に対向して配置さ
   れ、前記各着磁部と磁路を形成する磁性部とを備えたモ
   ータにおいて、 前記各着磁部の角度と同角度で周方向に配置される無着
   磁部を備え、 前記磁性部は、１組の前記各着磁部及び無着磁部がなす
   周方向の角度内で、３箇所等ピッチで対向する３相構成
   であって、前記巻線の接続が、１相の巻回方向が他の２
   相の巻回方向と逆方向で、かつ３相が直列であることを
   特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 異なる極で着磁され、周方向に等角度で
   配置される各着磁部と、 巻線を有し、前記各着磁部と径方向に対向して配置さ
   れ、前記各着磁部と磁路を形成する磁性部とを備えたモ
   ータにおいて、 前記各着磁部の角度と同角度で周方向に配置される無着
   磁部を備え、 前記磁性部は、１組の前記各着磁部及び無着磁部がなす
   周方向の角度内で、６箇所等ピッチで対向し、かつ１相
   分が隣接する２箇所で構成される３相構成であって、前
   記巻線の接続が、１相の巻回方向が他の２相の巻回方向
   と逆方向で、かつ３相が直列であることを特徴とするモ
   ータ。
3. 【請求項３】 前記１相分の２箇所の磁性部に巻回され
   る巻線は、巻回方向が同一であって、直列接続である請
   求項２に記載のモータ。
4. 【請求項４】 前記１相分の２箇所の磁性部に巻回され
   る巻線は、同時に巻回されている請求項２に記載のモー
   タ。
5. 【請求項５】 異なる極で着磁され、周方向に等角度で
   配置される各着磁部と、 巻線を有し、前記各着磁部と径方向に対向して配置さ
   れ、前記各着磁部と磁路を形成する磁性部とを備えたモ
   ータにおいて、 前記各着磁部の角度と同角度で周方向に配置される無着
   磁部を備え、 前記磁性部は、１組の前記各着磁部及び無着磁部がなす
   周方向の角度内で、９箇所等ピッチで対向し、かつ１相
   分が隣接する３箇所で構成される３相構成であって、前
   記巻線の接続が、１相の巻回方向が他の２相の巻回方向
   と逆方向で、かつ３相が直列であることを特徴とするモ
   ータ。
6. 【請求項６】 前記１相分の３箇所の磁性部に巻回され
   る巻線は、巻回方向が同一であって、直列接続である請
   求項５に記載のモータ。
7. 【請求項７】 前記１相分の３箇所の磁性部に巻回され
   る巻線は、同時に巻回されている請求項５に記載のモー
   タ。