JPS59198863A - 電子式整流付無整流子直流モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は無整流子直流モータに関し、さらに詳細には、
整流が永久磁石により電子的に行なわれる無整流子直流
モータに関する。この種のモータは、磁軸がモータ軸に
対して平行に延出しているか又はモータ軸に関してわず
かに傾斜している複数個の永久磁石を有する少なくとも
１つの円板形の回転子と、電機子巻線を有し、回転子の
一方の側に取付けられる同定電機子とを具備し、電機子
巻線のコイルは、モータ軸と一体に回転するコーダの制
御の下に電子整流回路を介して励磁される。

従来技術 ブックなし、整流子なしで動作し、固定巻線の励磁がモ
ータ軸に堅固に結合される部材により制御されるこの種
の直流モータは既に知られており、たとえばスイス特許
第６３２，８７８号に記載されている。多相を根子巻線
と、ホール発゛亀機によシ制御される電子整流装置とを
具備する直流モータは、たとえば、スイス特許第５７７
．２４６号に記載されているが、この特許は固定子及び
回転子の機械的構成については触れていない。

電子整流手段を有する従来公知の直流モータに共通する
特徴は、電機子巻線が回転磁界の原理に従って構成され
るコイルを具備することである。

それらのコイルは、回転磁界を発生するように回転子の
位置の関数として順次励磁される。従って、この場合、
キータは従来の意味での直流モータではない。しかしな
がら、このようなモータは、適切な電子装置により回転
磁界を発生するために必要な交流電圧に変換される直流
電圧を供給されるので、現在は「直流モータ」という用
語が使用されている。

発明の目的 本発明の主な目的は、通常は本来の直流モータのように
動作し、従来の整流子／ブラシ付き構成の他の直流モー
タの代わ９に何ら変形せずに使用できるような電子式整
流付直流モータを提供することである。

この目的は、電機子巻線が直流モータの巻線のように取
付けられる重ね巻（かわら状重ね暮又は重ね合わせ巻と
もいう）又は波直列巻（波形巻ともいう）であることに
より達成される０同時に、構成が特に簡単で且つ全体的
な寸法が縮小された固定子を有し、容易に製造すること
ができるのみならず、モータに高い性能ときわめて十分
な効率とが与えられておシ、固定子巻線を構成する銅の
量又は固定子のワイヤの直径が電機子の溝穴の大きさに
よシ制限されないような直流モータを提供することも目
的となっている。

発明の構成および効果 このために、本発明の好ましい実施例によれば、電機子
巻線は実質的に、互いに部分的に重なり合う複数個のコ
イルから構成される平坦なロゼツトの形状を有し、それ
らのコイルは、回転子の軸と同軸であるリングから構成
される溝穴をもたない電機子のほぼ平坦な面に取付けら
れ、このリングは絶縁材料の層で被覆されるコイル状磁
性金属帝片から構成されるのが好ましい。電機子は、モ
ータ軸と同軸である接続リングを具備するのが好ましく
、接続リングは、互いに電気的に絶縁され且つコイルワ
イヤの端、Ｓに接続される複数のセグメントに分割され
る。セグメントの数は、互いに別個に接続されるべきコ
イルワイヤの端部の数と少なくとも等しい。別個に励磁
されるべきコイルを接続する全てのセグメントは、固定
子ケーシングを介して整流回路に至る出力線を接続する
ための出力端を有する。電機子巻線と、接続リングと、
電機子鉄心とは成形にょシ合成樹脂材料の中に埋設され
て、コンパ“・クトなあらかじめ製造されたユニット又
はモジュールを構成するのが好ましい。

電機子巻線は、回転子に対向する電機子鉄心の側面に配
設されるのが好ましい。

重ね巻の場合、コイルの数は回転子の一方の側に配設さ
れる磁極対の数の倍数であるのが好ましく、平行して同
時に励磁されるべき全てのコイルは、適切な配線手段を
介して電機子内で並列に接続される。全ての５イルを直
列に接続するように、１つのコイルの入力端と別のコイ
ルの出力端とが接続リングの各セグメントに接続される
のが好ましく、平行して励磁されるべきコイル端部が接
続される接続リングのセグメント群は、接続リングに沿
った弓形の経路に沿って、好ましくは接続リングの溝４
Ｃａって走シ且つ合成樹脂材料の中に埋設される導線に
より互いに接続され、接続リングの各セグメント群の１
つのセグメントは前記出力端を有し、このセグメントは
他のセグメントより長いのが好ましい。

このように、コンパクトで平坦な電子式整流付直流モー
タが得られる。モータの巻線は、必要に応じて、従来の
モータの場合には多数の整流子片に対応する比較的多数
の整流点を含んでいても良い。本発明のモータは、位置
決め用モータなどの様々な用途に利用することができる
。

実施例 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示されるモータは、円板形の回転子１００両側
に対称的に配置される２つの固定子半休を有し、各固定
子牛体はそれぞれ対応するアルミニラムフランジ１　、
１’から構成され、さらにこのモータはそれぞれ対応す
るフランジ１，１′の内面に固着される電機子を有する
。２つの７ランジ１及び１′は円筒形のリング２により
互いに連結されて、ケーシングを構成する。

第１図及び第３図に示されるように、電機子３は、バス
ケット形ウィーブコイルの形態をとる電機子巻線４と、
環状の電機子鉄心６と、接続リング５とから構成される
。電機子巻線４と電機子鉄心６は共に適切な第１の絶縁
プラスチック材料１３の中に埋設され、接続リング５は
、電機子巻線４及び電機子鉄心６の内部空胴に同心に配
設され、その一部は別の適切なプラスチック材料１４の
中に埋設される。第２のプラスチック材料の外周部は第
１のプラスチック材料１３の中に埋設される。このよう
に構成される電機子３は、以下にさらに詳細に説明する
ように製造されるコンパクトなユニットを構成する０電
機子鉄心６は環状のシートバックを構成するように磁性
シートの帯を巻付けることによシ得られ、電機子巻線４
は電機る。他方の電機子３′も、電気子巻線４′、電機
子鉄心６′及び接続リング５′と、対応する同様の絶縁
プラスチック材料１３’及び１４’とから成る同じ構成
を有する。

同様に以下に詳述する接続リング５又は５′は、互いに
絶縁される複数のセグメントに分割され、セグメントの
端部は電機子巻線４又は４′を構成す−るコイルにそれ
ぞれ接続される。接続リング５゜５′を外部の電子整流
回路手段に接続する導線ｅ。

ｅ′（第１図）は、ねじ１６によシ対応するセグメント
、第３図の場合にはセグメン）ｃｌに固着され、それぞ
れフランジ１，１′内のモータ軸と平行な貫通孔７，７
′を通って延出する。電子整流回路手段は、軸８に固着
されるコーダディスク１９と、発光ダイオードなどの発
光手段及びピックアップを具備する充電手段２０とから
構成される公知の回転コーダに応答する。コーダディス
クは切欠きを有し、その外周部は発光手段と受九手段と
の間に形成される間隙の中で動くことができる。

次に、第６図及び第１２図を参照して電機子巻線４又は
４′を構成するコイルの構成と接続方法ぐこついて詳細
に説明する。

平坦な円板形の回転子】０はモータ軸８に焼きばめなど
により取付けられる。回転子は、ノ・プを形成する中心
補強部を有する・合成樹脂の本体１１から構成される。

図示されている実施例においては、リング形セグメント
の形状を有する６つの永久磁石１２が、たとえば対応す
る凹部が設けられた炭素繊維の支持体を使用することに
より、回転子の本体１１に埋込まれる。この組立体は合
成樹脂の中に埋設され、それによりノーズはモータ軸８
に堅固に固定される０サマリウムとコバルトとの合金か
ら成る永久磁石の磁軸はモータ軸８と平行であり、従っ
て磁界もこの軸８と平行であるのが好ましい。永久磁石
１２（磁極面は両側共に自由面である）は合成樹脂の本
体１１の永久磁石を覗囲む部分よりわずかに厚い。さら
に、永久磁石１２は回転子１０の周囲にｎって一定の角
度間隔をおいて離間し、回転子の面のそれぞれにおいて
周囲に沿って互いた連接する磁極面の極性が１つおきに
同極性となり、それによって回転子のそれぞれの面に３
対の一定間隔で離間する磁極が形成されるように配置さ
れる。

一般にｐ対の磁極があるとされる。永久磁石１２は、回
転子に隣接する２つの回転子牛体の積層シートから成る
１ＪＬ機子鉄心６及びσの側縁部の間に形成されるエア
ギャップ内で動くことができる。このエアギャップの幅
は絶縁プラスチック材１１３及び１３’に埋設される平
坦な電機子巻線４゜４′の厚さと、因子子と回転子との
間に必要とされる遊びとによって決まる。周囲に市って
互いに連なる永久磁石の磁流ループは電機子鉄心６及び
６′を介して閉成されるので、７ランジ１及び１′は磁
性体として作用せず、従ってアルミニウムから形成する
ことができ、１駄を明らかに軽減できるため扇利で乃′
、り。電機子鉄心６及び６′は単一のコイル状鉄帯から
形成され、うず電流をりト除するために絶縁材料の層に
より被覆される。この鉄帯の透磁率は高い。当然のこと
ながら、鉄粒子と適切な結合剤とをきむ成形材料を圧縮
するなどの他の公知の方法によシ１Ｌ機子鉄心６及び６
′を製造することができる０鉄粒子の配向は、うず電流
の発生を阻止するために半径方向の導電率が非常に低く
なるか又はほぼ零となるように設足される０各電機子巻
線４，４′は、従来の直流モータに使用されているよう
な重ね巻又はかわら状重ね巻きから構成される。さらに
詳細には、電機子巻線は・部分的に公知のように互いに
息な９合ってロゼツト形電機子巻線（第５図）を構成す
る部分コイル又は部分巻線から構成される。回転子の片
側にある磁極対の数を表わす偶数をｐ１所定の時間又は
回転子の所定の位置において電子整流回路手段によシ直
列接続されるコイルの数をｍとすると、ｎ＝　２ｐｍ個
のコイルがある０これらのコイルは、コイルを通過する
回転子の一対の磁極の隣接する磁極と一時的に共動する
。図示されている実施例においてはｐ＝３．ｍ＝：４で
あるので、各電機子巻線は第６図及び第１２図にｂｌか
らｂ２４として示迩れる２４個のコイルから＋１４成さ
れる。図面をイルは先行技術において一般に見られる単
巻きコイルとして概略的に示されている。実際には、各
コイルは当然、数巻きのコイルであり、第５図にはその
ようなコイルの一例がｂとして示されている。永久磁石
の磁界と半径方向に交差する各コイルの２つの面の間の
距離は磁極分割距離、すなわち２つの周囲で隣接する永
久磁石の磁極の中心の間の距離と等しい。図示される実
施例においては、回転子の片側に配設される永久磁石１
２の６つの磁極を概略的に示す第１２図に明瞭に示され
るように、この距離は６０度の角変位に相当する。すな
わち、１つのコイルに電流が流れたとき、２つの隣接す
る磁極の領域における電流の方向は互いに逆となる。

６個の永久磁石から成る回転子と、わずか２４個のコイ
ル（ｍ＝４）から成る電機子巻線Ｃに関する図示の実施
例は、巻線の説明が複雑にならないようにし且つ組立体
の構成を理解しやすくするために選択されたものである
。しかしながら、実際には、これよシ多い数のコイノペ
たとえばｍ−８として４８個のコイルが使用される。

互いに離間するコイルは接続リング５により接続される
。接続リングの製造法については後述する０この接続リ
ング５は電機子巻線のコイルの数と同じ数の互いに絶縁
されるセグメント、すなわち第６図に示されるように０
１からｃ２４ｔでの２４のセグメントに分割される。こ
れらのセグメントは適切な導電性材料、特に銅から形成
され、以下にさらに詳細に説明するようにセグメントを
接続リング５の形態に保持するために、合成樹脂を充填
した半径方向溝穴５ｂによシ互いに分離される。第３図
、第１０図及び第１１図の軸方向断面図は接続リング５
ｃ、そのセグメントの１つｃｌの断面をそれぞれ示す。

各セグメントの外縁部には、対応するコイルの端部を溶
接するための溝穴５Ｃが形成される。さらに、接続リン
グ５は、溝穴５ｃを形成する部分に隣接するわずかに直
径の小さい部分に、第１の周囲環状溝５ｄ（第１０１）
を有し、その内周には第２の環状溝５ｅを有し、組立て
られた状態で回転子に対向する側面には第３の溝５　ｆ
　ｆ有する０ 第１２図に明瞭に示されるように、各コイルの２つの端
部はｙ続すングの２つの隣接するセグメントに接続され
る。第６図に示はれるように、１つのコイルの端部とそ
れに隣接するコイルの始端とは同じセグメントＣ１に接
続され、こｎら２つのコイル端部は、それらを対応する
溝穴５ｃ（第１１図）に押込むことにより一体に固定さ
れる。

コイルｂ２の始端とコイルｂ１の端部はセグメントｃ２
に接続され、コイルｂ２の端部と次のコイルｂ３の始端
は共に隣接するセグメントｃ３に接続される。以下、同
様の構成となっている。一対のｆａ極に関して同じ位置
を有する全てのコイルは、すなわち、２つの磁極分割に
対応する距離だけ互いに角度の上で分離さｎｌこｎらの
コイルは同じ方向に励磁され、従って並列接読される。

すなわち、第１２図に示ぢれるようｙこ、それぞれ３つ
のコイルを剖む８つ・υコイル群のそれぞれ（ｌこおい
て、第１．第２及び第：３のコイルは並列接続される：
ｂｌ−ｂ９−ｂｌ７：　　ｂ２−ｂｉＯ−ｂｌ８：　・
・・ｂ８−ｂｌ６−ｂ２４０ コイルの励磁を制御する電子整流回路の回路構成と整流
機能を簡単にするために、上述の並列接続構成は接続リ
ング５に接続される。入力端又は出力端について接続を
構成する３つのセグメントは導線により互いｔこ接続さ
れる。すなわち、セグメン）ｃｌ、ｃ９及びｃｌ７は導
線ｄ１により互いに接続され、セグメントｃ２．ｃｌＯ
及びＣ１８は導線ｄ２によシ互いに接続さ牡、以下も同
様に接続され、最後に、セグメントｃ８．ｃ１６及びＣ
２４は導線ｄ８により互いに接続される。

第１２図は８本の導線ｄ１からｄ８についての配線図全
示し、第７図は、接続リングの中心を通る線による４＠
ａｘ、ａ２及びｄ３についての接続リングの略図である
。

本発明の実施例においては、接続用導線は、第６図に導
線ｄ１及びｄ２に関して示され、また第３図及び第１１
図に数本の導！（図中符号ｄにより示される）に関して
示されるように、リング壁に沿って、回転子に対向する
接続リング面上で案内されると有利である。導線は、後
述するように接続リングの組立てが完了する前に関連す
るセグメントに溶接されるか、又は固定のために設けら
れる開口又は切欠きに押入れることにより固着される。

次に、接続リングは、その内周の溝６ｆを有する面に適
切な鋳型を使用することにより導線ｄと共に絶縁プラス
チック材料１４の中に埋込まれる。絶縁プラスチック材
料により、同時に、後述するように隣接するセグメント
の間に形成される半径方向溝穴５ｂが充填される。

接続リング５の内部においてセグメントが３つずつ上述
のように接続されるため、聾−８つの接導線を別個に制
御し、８本の導ａｅｌからｅ８として引出すだけで良い
。これら８本の導線と接続リングとの接続に好都合であ
るように、接続リングは２つおきに他のセグメントの２
倍の幅を有する幅広のセグメントを旨み、この幅広のセ
グメントは出力導線を接続するためのねじ１６を有する
。

第６図に示される実施例においては、それらの特定のセ
グメントは、第３図及び第１１図にも示されている接続
用ねじ１６を有するセグメン）ｃｌ。

ｃ４・・・・・・Ｃ２２である。直流モータを組立てた
状態で、外部へ引出される導線ｅ１からｅ８（第１２図
）は、（前述のように）第１図に示されるように導線ｅ
のために対応する固定子の７ランジ１に形成される貫通
孔７を介すると共に、別の貫通孔γを通る導線ｄ′によ
り外部へ導かれる。

第１２図においては導線０１〜ｅ８の外部端子は図中符
号ｆｌからｆ８として示され、第１３図の配線図によれ
ば、電子整流回路Ｇに含まれる三路スイッチｇ１．−ｇ
８に接続される。電子スイッチが被制御トランジスタ及
び他の半導体と共に動作する電子整流回路は公知であり
、本発明の目的を構成するとは考えられない。ここでは
、モータの動作を容易に理解できるようにするため又は
電機子巻線のコイルの直列励磁を説明するためにのみ、
この電子整流回路について述べる。三路スイッチｇ１か
らｇ８のそれぞれの動作は、可動接点アームが３つの異
なる位置にセットされる三路スイッチの動作と同じであ
る。三路スイッチｇｌについて第１３図に示される第１
の位置において、接点アームは直流電源からの給電線り
の正導線に接続される十端子と係合する。第２の位置又
は中間位置においては、三路スイッチｇ２．ｇ３．ｇ４
、ｇ６．ｇ７及びｇ８の接点アーム（第１２図）は端子
０と係合し、この場合、対応する端子ｆ２〜ｆ４及びｆ
６〜ｆ８の動作は中断される。第３の位置においては、
第１３図に示されるように三路スイッチｇ５の接点アー
ムは給電線りの負導線に接続される一端子と係合する。

添付の図面の第１２図及び第１３図の実施例において、
接続リング５のセグメン）ｃｌ、ｃ９及びｃｌ７は導線
ｅ１及び外部端子ｆ１を介し、さらに三路スイッチｇ１
を介して電源の正の給電線中に接続され、セグメンＦ　
ｃ　５　＊　ｃ　１３及びＣ２１は導線ｅ５及び外部端
子ｆ５を介し、さらに三路スイッチｇ５を介して電源の
負の給電線−に接続されるので、コイルは次のように接
続される。

すなわち、２つの隣接する磁極の近傍に配設される４つ
の隣接するコイルは直列に接続される。そｎぞれが４つ
の直列に接続されるコイルを倉む６つのコイル群は次の
ようになる。磁極対１−１の領域においてはコイルｂｌ
−ｂ４が関連し、電流はセグメン）ｃｌからコイルｂｌ
、ｂ２．ｂ３及びｂ４ｅ介してセグメン）ｃ５へ流れる
；磁極対鳳−夏の領域にはコイルｂ５〜ｂ８が関連し、
電流はセグメントｃ９からコイ＃ｂ８．ｂ７．ｂ６及び
ｂ５を介してセグメン）ｃ５へ流れる：磁極対置−バの
領域にはコイルｂ９〜ｂ１２が関連し、電流はセグメン
）ｃ９からコイルｂ９〜ｂ１２ｔ−介してセグメン）ｃ
ｌ３へ流れる：ｍｉ対■−■の領域にはコイルｂ１３〜
ｂ１６が関連し、電流はセグメントｃ１７からコイルｂ
１６．ｂ１５゜ｂ１４及びｂ１３を介してセグメン）ｃ
ｌ３へ流れる：磁極対ｖ−■の領域にはコイルｂ１７〜
ｂ２０が関連し、電流はセグメン）ｃｌ７からコイルｂ
１７．ｂ１８．ｂ１９及びｂ２０を介しテセグメン）ｃ
２１へ流れる：最後に、磁極対Ｖｌ−１の領域にはコイ
ルｂ２１がらｂ２４が関連し、電流はセグメントｃｌか
らコイルｂ２４．ｂ２３゜ｂ２２及びｂ２］を介してセ
グメン）ｃ　２１へ流れる。従って、この実施例におい
では、２つの隣接する磁極の領域に４つのコイルのみが
直列に接続されるｔｍ＝４）が、実際には８つのコイル
が接続される（ｍ＝８）のが好ましい。

回転子１０の角回転運動の込Ｐ運動が終わると、セグメ
ントｃ２　ｓ　ｃ　１０及びｃｌＢが導線ｅ２及び三路
スイッチｇ２の外部端子ｆ２に介して給電線りの十導線
に接続され、セグメン）ｃ６．ｃｌ４及びｃ２２は導ｉ
ｅ６及び三路スイッチｇ６の外部端子ｆ６を介して給電
線の負の端子−に接続され、他の全てのセグメントは電
源から遮断されるようにニーダは電子整流回路Ｇを制御
する。

そこで、４つの直列接続されるコイルから成るコイル群
はコイルの（第１２図で見て）右へ動く０回転子が１回
転の１２４に相当する角運動をさらに行なった後、次の
スイッチングステップが同様にして実施され、このプロ
セスが繰返される。回転子が部分の一回転した後、すな
わち８回のスイッチングステップが終了した後、上述の
サイクルが繰返される。第１４図は三路スイッチｇ１か
らｇ８の８つの異なるスイッチングサイクルを示す０第
１２図に示される回転子の位置から５回目のスイッチン
グサイクルの間、セグメン）ｃｌ、ｃ９及びｃｌ７は三
路スイッチｇ１を介して給電線りの負の導線「−」に接
続され、セグメントＣ５゜ｃｌ３及びｃ２２は三路スイ
ッチｇ５を介して給電線りの正の導線「＋」に接続され
るため、回転子が大分の一回転した後、全てのコイルは
逆方向に励磁されることがわかる。このような条件の下
で回転子が１回転する間に、上述のサイクルは３回繰返
される。

電子整流回路Ｇの三路スイッチｇｌからｇ８は全て、第
１図に関して既に説明したように回転子と同期して動作
する回転ニーダにより回転子の角位置の関数として公知
のように制御される。この回転ニーダは充電式のもので
あり、本発明の実施例においては、円弧に沿って配設さ
れる８つの発光／受元ユニットを有する。ニーダディス
クは互いに１２０度の間隔をもって形成される３つの切
欠きを有し、そのため、モータが１回転するごとに、電
子整流回路Ｇは３Ｘ８＝２４回切換えられる。しかしな
がら、誘導ニーダ、良く知られているホール効果発電器
などの他の種類のニーダを使用することができる。

次に、様々な構成要素から電機子３又はごを製造する方
法を詳細に説明する。電機子巻線４．４′のコイルは、
合成樹脂ラッカーにより被覆される導電性ワイヤから、
公知の巻線機（フランス特許第２，４７１，０７４号を
か照）を使用してロゼツト構成となるように連続して巻
付けられる。すなわち、互いに重なシ合う関係で巻付け
られるコイルの間の接続部はロゼツトの中心に配置され
る。この接続部を構成し、ロゼツトの中心空間の中で数
回折９重ねられるワイヤ部分の長さは、後にコイルが分
離されたときに、ワイヤの端部が適正に配線できるよう
に十分にコイルから突出するように定められる。このよ
うにして完成した巻線に、ワイヤを被覆する合成樹脂を
十分に軟化させる強い電流が流される。次に、巻線を冷
却すると、隣接するワイヤの絶縁被覆層は互いに接着す
る。このようにして、バスケット形ウィーブコイルの形
態をとる堅固な自己支持形巻線が得られ、円周方向に延
出する多数のワイヤ部分から構成されるコイルの外周領
域、すなわちコイルの外面重ね合せ部分は、一方の側で
部分的に折９重ねられるピードの形態をとる１、余分な
厚みを有する領域となる。

次の工程は、コイルを互いに接続しているワイヤ部分を
切断することにより、端部がロゼツトの中心領域に位置
している全てのコイルを互いに分離するか、又はコイル
の相互接続を分離して第４図に示されるようなロゼツト
を提供することからなる０ 接続リング５，５′は次のように製造される。まず最初
に、環状の銅材料１５を用意しく第８図）、第８図に示
される前述の溝５ｄ、５ｅ及び５ｆを形成するように旋
削又はフライス削シすることにより、材料に所望の形状
を与える。次に、環状渦５ｆが形成されている側面を、
加工により形成されるセグメントｃｌ　ｓｃ２・・・・
・・ｃ　２４’ｚ含む接続リングの必要な強匿を維持す
るために溝５ｆとは反対の側のリングの側面に約１ミリ
メートル又は数ミリメートルの厚さの領域５ａが残され
るような厚さまで７ライス削シすることにより、第９図
に示されるような半径方向溝穴５ｂを形成する。

次に、セグメント対を対応するセグメントに接続するた
めに設けら扛る導線ｄ’に受入を且っ固定するために、
各セグメントｃｌ、ｃ２・・・・・・ｃ２４の中心に、
半径方向溝穴５ｂより狭い別の半径方向溝穴５ｇがフラ
イス削りされる。この導線ｄは、前述の溝５ｆの中に円
弧に沿って挿入される。第１０図は、第９図に従って加
工さｎだリングの軸方向断面図であり、円弧に沿って湾
曲され、諷５１の中に挿入される導線ｄを概略的に示す
。第１０図には半径方向溝穴５ｇは図示さｎていない。

このように完成され、導線ｄを挿入した接続リング５を
環状の鋳型の中に導入し、前述のように適切な絶縁グラ
スチック材１４１４の中に埋込む。

この工程中において、導線ｄは、溝５ｆを充填する合成
樹脂の中に完全に埋込ま扛る。合成樹脂により、同時に
、環状溝５６’　ｉｓ光充填れることにょシ接続リング
の内周部が被覆され、接続リングの外側輪郭と環状に５
ｄも被僅される。当然のことながら、この合成樹脂によ
り半径方向溝穴５ｂが充填され、半径方向溝穴及び環状
溝に侵入する際に金属のリングと確実に結谷する。次に
、セグメｙ）ｃｌ、ｅ２・・・・・・ｃ２４の中央に溝
穴５ｃ（第１０図及び第１１図）が切削され、セグメン
トにねし穴１６ａ（第１０図）があけられる。このねじ
穴には、後に外部連結手段が連結さｎる。便宜上、溝穴
５ｃ及びねじ穴１６ａは第１０図の接続リング５に示さ
ｎてｂるが、前述のように、これらの穴は実際には接続
リング５が絶縁プラスチック材ｆ４１４に埋設された後
に始めて形成される。

次に、半径方向溝穴（第１０図）のない連続する領域５
ａが取除かｎて、第１１図に示されるように、別個のセ
グメンＦ　ｃ　１　＊　ｃ　２・・・・・・ｃ２４が互
いに分離され、絶縁さｎ１絶縁プラスチツク材料１４に
よる他は互いに付着しないようになる１で接続リングの
溝５ｆとは反対の面が機械加工される。

次の製造工程は、電機子巻線をそのコイルと共に接続リ
ング５に固着する工程でおる。各コイルの端部は、前述
のようにそれらの端部を溝穴５Ｃに押込むことにより対
応するセグメントに固定される。第１１図は、コイルｂ
】及びｂ２４の一端がセグメントｃ１の溝穴５ｂに固着
される状態を示す。電機子巻線と接続リングとから構成
されるユニットは、固着用ねじ１６ケ８つのセグメント
にはめ込むことにより完成される。当然のことながら電
機子巻線を接続リングに結合する前にこれらのねじをは
め込むことができる。

最後の製造工程は、すでに巻付けられ、コイルの外面、
すなわち固定子のフランジに対向するコイルの面に装着
さｎる′電機子鉄心６′にきめて、電機子巻線４と接続
リング６とから構成される組立体を適切な鋳型の中に配
置し、この組立体を第３図に示さｎるように絶縁プラス
チック材料１３に埋込む工程である。絶縁プラスチック
材料１３及び１４はエポキシ樹脂であるのが好ましい。

このように、電機子巻線は、この実施例においては電機
子鉄心６の周囲全体をさらに被覆する絶縁プラスチック
材料１４の中に完全に埋設される。接続リング５及び溝
穴５ｃに至るコイル接続導線の外周と電機子鉄心６の周
囲との間の間隙は、接続リング５の外面の高さまで絶縁
プラスチック材料１４により充填される。このように、
電機子巻線がセグメントに接続されている配線済みの接
続リングと、電機子鉄心６とから構成されたあらかじめ
組立てられたコンパクトな電機子が得られる。

最後の工程は、外部導線ｅを固定子の７ランジに形成さ
れた対応する貫通孔７内に挿入することによシ外部導線
ｅを接続リングの対応するセグメントにねじ１６て結合
した後に、電機子３をモータのフランジ１の内面に固着
する工程である。

上述の電機子は新規で合理的な製造方法と、コイルのワ
イヤが従来のように積層部に形成される溝の内部に配置
さ扛ないという点を特徴としている。すなわち、電機子
の製造と、電機子巻線を鉄心に取付ける方法とがかなり
簡略化されている。

さらに、電機子の積層部に形成される溝の大きさが原因
となって、電機子巻線を形成するために必要な銅の量又
はワイヤの太さに対する制限はなくなる。必要に応じて
、任意の量の銅により及び／又は非常に様々に異なる直
径を有し且つコイルの巻数も非常に様々に異なるワイヤ
により電機子巻線を構成することができ、ま・た、コイ
ルのワイヤをワイヤの太さに適合させなければならない
電機子積層部の溝にはめ込むことをせずに対応する接続
リングを装着した同じあらかじめ製造されている電機子
鉄心を合成物質で直接被覆することができる。溝がない
ため、この装置はごく低速でも非常に円滑に回転すると
いう特徴を有する。

第１図及び第２図に示さｎるモータは２つの対向して固
定される固定子巻線の間に配設される円板形の回転子を
具備し、そのため実際には、この組立体は共通の回転子
を有する２つのモータ’ｋＳ−むことがわかる。

第１５図に示されるモータの簡略化された形態を有する
実施例においては、モータは７ランジ１に取付けられ、
必要に応じて第１図に示される電機子と全く同じように
構成される単一の電機子３全具備する。対向する７ラン
ジｒの唯一の機能はケーシングを閉鎖することである。

電機子３と対向する回転子の面において回転子の永久磁
石１２の磁流回路のループを閉成するために、永久磁石
１２の全ての磁極と接触する鉄リング１７がこの回転子
の面に固着される。永久磁石の磁流ループはこの鉄リン
グ１７を介して閉成される。あるいは、第１図及び第２
図の実施例に示さ扛る回転子と全く同じように回転子を
構成することもできる。

第１６図に概略的に示される本発明の直流モータの別の
変形実施例によれば、回転子１０ａは皿形にへこんだ形
状となるようにわずかにテーパされ、回転子の両側に配
設さｎる２つの電機子３ａ及び３’ａは、回転子の形状
、すなわち対を成す対向するテーパに相応する形状を有
する。

第１７図に同様に概略的に示されるさらに別の実施例に
おいては、回転子１０ｂは双円錐形であり、固定子の７
ランジ１及び１′の両側に配設される２つの電機子３ｂ
及び３′ｂのテーパは、２つの回転子面のテーパに相応
し、従ってモータ軸に関して傾斜している。

第１６図及び第１７図に示さ牡る回転子のテーパにより
組立体の剛性が増すため、まず第１に、固定子鉄心によ
ｐ軸方向に強く押圧される永久磁石の変位が阻止される
０さらに、第１７図の双円錐形の構成においては、回転
子１０ｂの主質量がモータ軸８にさらに近くなるので、
それに相応して回転子の慣性力は減少する。

本発明によるモータの電機子の特に有利な実施例におい
ては、個々のコイルｂの半径方向に延在する側面の間に
残されるリング状セグメント（第１８図）の形態をとる
間隙は、電機子が合成材料の中に埋設される前に、楔形
の要素１８又は強磁性材料から成るセクタにより充填さ
扛る０こ扛らの要素１８は、モータ軸の方向に見たとき
、電機子巻線自体とほぼ同じ厚さであり、従って、電機
子巻線の厚さとほぼ等しい厚さだけエアギャップを縮小
することにより、電機子の磁界を強化する。

逆に電機子磁界を一定の値に保持したい場合には、コイ
ルの空間を充填するために楔形の要素１８を使用して、
それに比例するように慣性の力を減夕させることにより
、より薄い永久磁石を使用することができる。要素１８
は、公知のように特殊な鉄粉から形成されると有利であ
る。この鉄粉は接着剤と混合された後に、加圧下で成形
されると、半径方向の導電率が非常に低くなシ、従って
、うず電流の発生を阻止する。

本発明の教示に従って構成されるモータを拡張して、必
要に応じて様々に異なる機能を有する１つ又は数個の円
板形の回転子を同じ共通軸に取付けることもできる。た
とえば、回転子はモータ機能に加えて、同時に機械的ブ
レーキ、速度計用発電機、電子整流回路を制御するコー
グ及び他の同様の手段の１つの部材をも構成する。また
、このような様々な機能が特殊な円板全使用することに
より達成される。

本発明は添付の図面を参照して説明した特定の実施例に
より厳密に限定さ扛るものと解釈してはならず、本発明
は、上述の実施例のあらゆる変形、並びにモータ及び／
又は電機子の構成に関するあらゆる変更を、それらが本
発明の趣旨を逸脱しない限り含む。たとえば、上述の重
ね巻の電機子巻線の代わりに、第６図及び第１２図の実
施例にそれぞれ対応する１ｌＶ１９図及び第２０図に示
されるような、従来の直流モータにおいて一般に使用さ
れる波巻直列電機子巻線を使用することができる。

重ね巻では互いに近接して並置されるコイルは直列に整
流されるが、波巻においては、直列に整流されるのは磁
極分割の約２倍の距離たけ分前されるコイルである。第
１９図及び第２０図に関して論じら扛る実施例において
は、波巻き巻線４Ｗは、２５個のセグメントＣＴｈ含む
接続リング５について図示さｎるように接続さｎる２５
個のコイルｂから構成される。接続リングの内部導線は
省略され、このリングの各セグメントは電子整流回路Ｇ
により別個に切換えられるように外部導線ｅに接続さす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のモータの第１の束施例の軸方向断面
図、 第２図は、第１図のモータの回転子を上から見た平面図
、 第３図は、第１図に示さｎるモータの電機の１つを示す
軸方向部分拡大断面図、 第４図は、電機子巻線の部分略図、 第５図は、電機子巻紐のコイルの１つを示す略図、 第６図は、固定子巻線が接続されているセグメンＩｆｆ
む電機子接続リングのいくつかの固定子コイルを概略的
に示し且つ電機子の他の構成要素を除いて第３図の矢印
Ｆ６の方向に上から見た図、第７図に、セグメントを互
いに接続する導線を概略的に示すように第６図の接続リ
ングを上から見た平面図、 第８図は、一部が機械加工さｎた接続リング素材を示す
斜視図、 第９図は、後続の機械加工工程中の接続リングを示す部
分斜視図、 第１Ｏ図は、適正なセグメントの間に固定される前の導
線の一部を示すように第９図の接続リングの側面部分断
面図、 第１１図は、導線が固定され、合成材料の中に埋設され
た後の第１０図の接続リングと、コイルの端部がセグメ
ン）ｃｌに結合される最終機械加工工程とを示す部分断
面正面図、 第１２図は、固定子巻線のコイルの配置を概略的に示す
図、 第１３図は、接続リングから引出される導線と共に電子
整流回路の原理を概略的に示す図、第１４図は、電機子
巻線を励磁するための整流シーケンスのサイクルを示す
図、 第１５図は、本発明によるｉｉＩ流モータの第２の実施
例を示す軸方向断面図、 第１６図は、第３の実施例を示す略図、第１７図は、第
４の実施例を示す略図、第１８図は、電機子巻線の変形
実施例を示す図、及び 第１９［１及び第２０図は、波巻とその接続リングとの
配線図である。 １　、１’・・−・・−フランジ、３．３’＋３ａ、３
’ａ。 ３ｂ、３’ｂ・・・・・・電機子、４．４’・・・・・
・電機子巻線、５．５′・・・・・・接続リング、６　
、６’・・・・・・電機子鉄心、１０、］Ｏａ、１０ｂ
・・・・・・回転子、１２・・・・・・永久磁石、１３
．１３’、１４・・・・・・絶縁プラスチック材料、１
６・・・・・・ねじ、１９・・・・・・ニーダディスク
、ｂ、　ｂ　１−ｂ　２４＝−＝コイル、ｃ１〜ｃ２４
．ｃ・・・・・・セグメント、ｔＬ、ｄ’、ｄｉ〜ｄ８
・・−・・・導線、ｅｓ　ｅ’　＋　＠　１〜ｅ８・・
・・・・導線、ｆ１〜ｆ８・・・・・・外部婦子、ｇ１
〜ｇ８・・・・・・三路スイッチ、Ｇ・・・・・・電子
整流回路、４Ｗ・・・・・・巻線。 特許出願人 マビロル　システムス　ソシエテ アノニム 特￥Ｉ・出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　平　岩　賢　三 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ｌｉａ軸がモータ軸に対して平行に配置される
   か又はモータ軸に対してわずかに傾斜している複数個の
   永久磁石を担持する少なくとも１つの円板形の回転子と
   、電機子巻線を有し且つ前記回転子の一方の側に取付け
   られる少なくとも１つの固定電機子とを具備し、電機子
   巻線のコイルの励磁は、モータ軸と一体に回転するコー
   グにより電子整流回路を介して制御され、前記電機子巻
   線は整流可能な直流モータの巻線のように取付けられる
   重ね巻又は波巻であることを特徴とする電子式整流及び
   永久磁石励磁付無整流子直流モータ。 ２、前記電機子巻線は、回転子の軸と同軸のリングから
   構成される溝穴をもたない電機子鉄心のほぼ平坦な面に
   取付けられ、互いに部分的に重なシ合う複数個のコイル
   を具備する千“坦なロゼツトの形状を有し、前記リング
   は、リング上に巻付けられ、絶縁層で被覆される磁性金
   属シートの帯片から形成されるのが好ましいことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の無整流子直流モータ
   。 ３、前記電機子は、モータ軸と同軸であり且つ互いに電
   気的に絶縁され、コイル端部を接続する複数個のセグメ
   ントに分割される接続リングを具備し、前記セグメント
   の数は少なくとも、別個に接続されるべき前記コイルの
   端部の数と等しく、別個に励磁されるべきコイルを接続
   する全てのセグメントは、外部回路手段に至る出力線を
   接続するための出力端を有し、前記接続リングと前記電
   機子鉄心は部分的に合成樹脂の中に埋設されて、コンパ
   クトなあらかじめ製造されたモジー−ルを構成し、電機
   子巻線は前記回転子に対向するように電機子鉄心上に配
   設されるのが好ましいことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の無整流子直流モータ。 ４、前記電機子巻線は、コイルの数が前記回転子の一方
   の側に配設される磁極対の数の倍数である重ね巻であり
   、平行して同時に励磁されるべき全てのコイルは前記電
   機子において適切な配線手段によシ並列に接続されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無整流子直
   流モータ。 ５、前記接続リングの各セグメントは、全てのコイルを
   直列接続するように１つのコイルの入力端と、別のコイ
   ルの出方端とに接続され、平行して励磁されるべきコイ
   ルの端部が接続される接続リングのセグメント群は、前
   記接続リングに沿った円弧を形成するのが好ましい導線
   を、特に接続リングの溝穴の中に押込み且つ前記合成樹
   脂に埋設することによシ互いに接続され、前記接続リン
   グの各セグメント群の１つのセグメントは前記出力端を
   有し、前記１つのセグメントは他のセグメントよシ長い
   ことが好ましいことを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の無整流子直流モータ。 ６、回転子の両側に２つの同様の電機子が対称的に配設
   され、互いに対向する関係で配設される固定子ケーシン
   グを構成するフランジに固着され、前記電機子は、前記
   回転子の側方に各電機子とそれぞれ対向するように配設
   される回転子の永久磁石の磁極面との間にエアギャップ
   を形成すること１ｃ￥！ｆ徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の無整流子直流モータ。 ７、前記回転子の一方の側に１つの電機子が設けられ、
   磁化可能な材料から形成される円形環状の鉄部材は前記
   回転子の他方の側に固着され、前記鉄部材は、磁流を偏
   向するために回転子の側面において前記永久磁石の全て
   の磁極面を橋絡することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の無整流子直流モータ。 ８、前記回転子はわずかにテーバされた形状又は皿形に
   へこんだ形状を有し、電機子は、一定幅のエアギャップ
   を得るために、回転子に対向する側面に関する限りこの
   特定の形状に適合していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の無整流子直流モータ。 ９、前記回転子は、半径方向外側に向かって薄くなるほ
   ぼ双円錐形の形状を有し、前記電機子は、エアギャップ
   が一足となるように回転子の形状に相応する形状を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無整流
   子直流モータ。 １０．２つの隣接するコイルの半径方向側面の間に残さ
   れる空間は、磁化可能な拐料から成９、リング状セグメ
   ント又は楔の形状を有する要素によシ充填されると共に
   、電機子巻線が合成樹脂に埋設される場合には、この合
   成樹脂の中に埋設されることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の無整流子直流モータ。 １１、前記回転子は、同時に、電磁ブレーキ及び／又は
   電子整流回路を制御する回転コーダの１つの部材であり
   且つ／又は速度計用発電機の可動部材であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の無整流子直流モータ
   。 １２、前記回転子の軸には、前記回転子と一体に回転す
   る少なくとも１枚の円板も固着され、前記円板は電子整
   流回路を制御する（口）転コーダの一部であシ且つ／又
   は速度計用発電機の可動部材を支持し且つ／又は電磁ブ
   レーキの１つの部材ｆ：構成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の無整流子直流モータ。