JPS6030195B2

JPS6030195B2 - 直進電機

Info

Publication number: JPS6030195B2
Application number: JP14131478A
Authority: JP
Inventors: 誠後藤; 一二小林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1985-07-15
Also published as: JPS5568870A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、給電することにより直進力を得ることができ
る直進移動電動機、あるいは外部から直進駆動力を与え
ることにより電気出力を得ることができる直進移動発電
機のごとき直進電機に関するものである。

一般に、巻線を施すために電機子鉄心を突極構造にした
直進電機は、突極構造でない直進電機と比較して巻線に
多くの界滋磁束を鎖交させることができるため、４・型
、軽量にて大きな出力が得られる直進電機となる。

しかし、界磁部と電機子鉄心が平面的に対向しているた
め、電機子鉄心の両端の突極では端効果により中心部に
ある突極と比較して鎖交磁束は異なってくる。

そのため、突極間にバラッキが生じ、発生出力にむらを
生じる。本発明は、そのような点を考慮し、突極間のバ
ラツキをなくすことにより発生出力のむらを極小にした
ものである。以下、本発明を図面と共に説明する。第１
図は本発明の一実施例の概略構成図である。

同図において、強磁性体製のステータ１に取付けられた
複数個の磁極を有する平板状の永久磁石にて構成された
界滋部２は、等ピッチ間隔または、ほぼ等ピッチ間隔に
Ｎ極、Ｓ極を交互に有している。電機子鉄心３は３個の
巻線用突極３ａ，３ｂ，３ｃと、その両端に位置する２
個の補助突極４ａ，４ｂを一体的に有し、前記巻線用突
極３ａ〜３ｃおよび補助突極４ａ，４ｂの先端は前記界
磁部２の磁極面と所要間隙あげて対向している。前記界
磁部２と電機子鉄心３は相対的に移動可能であり、本例
では電機子鉄○３が移動し、界磁部２は静止している。
各巻線用突極３ａ，３ｂ，３ｃには、それぞれ１個の電
機子巻線５ａ，５ｂ，５ｃが巻装され、それらは３相の
Ｙ結線されている。

ここで、第１図の直進電機を電動機と考えるならば、界
磁部２と電機子鉄心３の相対位置を例えばホール素子等
の磁電変換素子にて検出しト相対位置に応じた３相電流
をトランジスタ等により各相の電機子巻線５ａ，５ｂ，
５ｃに通電するならば、界磁部２との間で電磁的な相互
作用により「所定の方向の駆動力を得ることができる。

第２図は前記界磁部２の磁極の強さＢ（ｘ）の分布を示
した図で、第３図は相対位置ｚに応じて通電される各相
の電機子電流ｉａ，ｉｂ，ｉｃの波形例を示した図であ
る。本実施例では、一定電流を切換えて通電している。
なお、相対位置ｚは、界磁部２の基準点Ａと電機子鉄心
３の基準点Ｂとの距離を表わしている。また、第１図の
直進電機を発電機と考えるならば、電機子鉄心３を外部
から駆動することにより、電機子巻線（この場合は発電
巻線となる）５ａ，５ｂ，５ｃから３相の交流信号を得
ることができる。

この３相信号を、例えばアノードを共通接続した３個の
ダーィオードーこより整流するならば、電機子鉄心３の
変位速度に応じた直流電圧を得ることができる。第１図
に示すように、電機子鉄心３の対向面の長さに比較して
界滋部２の対向面の長さが長い場合に、電機子鉄心３の
両端に補助突極４ａ，４ｂを設けるならば、各巻線用突
極３ａ〜３ｃに鎖交する磁束の波形は相似となり、突極
間のバラッキはなくなる。

その結果、直進電機の出力のむらは小さくなり、性能は
向上する。第４図は本発明の別の実施例の概略構成図で
ある。

同図において、強磁性体製のステータ１１に取付けられ
た複数個の磁極を有する平板状の永久磁石にて構成され
た界磁部１２は、等ピッチ間隔または、ほぼ等ピッチ間
隔にＮ極、Ｓ極を交互に有している。電機子鉄心１３は
３個の巻線用突極１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、その両端
および相隣る突極間に位置する４個の補助突極１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，’４ｄを一体的に形成し、前記各突極
の先端は界磁部１２の磁極面と所要間隙あげて対向して
いる。界磁部１２と電機子鉄心１３は相対的に移動可能
であり、本実施例では電機子鉄心１３が移動し、界磁部
１２は静止している。各巻線用突極１３ａ，１３ｂ，１
３ｃには、それぞれ１個の電機子巻線１５ａ，１５ｂ，
１５ｃが巻装され、それらは３相のＹ結線されている。
本実施例の直進電機の動作は前述の第１図の実施例と同
様であるが、巻線用突極の間に設けた補助突極１４ｃ，
１４ｄの効果により性能は、より向上している。

本実施例においては、各巻線用突極１３ａ〜１３ｃが界
磁部１２の磁束を流出入する実効的な対向幅（ほぼ突極
の両端の溝の中心間隔）を界磁部１２の１磁極ピッチに
等しいか、または、ほぼ等しくするように、電機子鉄心
１３の両端に補助突極１４ａ，１４ｄを、そして、巻線
用突極１３ａと１３ｂの間および、１３ｂと１３ｃの間
に、それぞれ補助突極１４ｃ，１４ｄを配置している。
その結果、各補助突極に流入する磁束の最大値が大きく
なり、かつ相対位置の変化に伴う鎖交磁束の変イＧ率が
一定となる範囲が広くなることから、第４図の直進電機
の効率は良くなり、かつ出力のむらも小さくなる。なお
、図示のごとく、特に両端の補助突極１４ａ，１４ｂに
、端部になるほど界磁部１２との対向間隙が大となるご
ときテーパーをつけるならば、コギング力を小さくし得
る。なお「前述の実施例では、巻線用突極の両端の溝の
中心間隔を界磁部の１磁極ピッチとしたが、例えば第４
図の界磁部１２の磁極数を奇数倍にした場合などのよう
に、巻線用突極の両端の溝の中心間隔を界磁部の１磁極
ピッチの奇数倍に近いか、または等しくしても本発明の
効果は得られる。

また、前述の実施例の電機子鉄心を、例えば金型にて打
抜いた珪素鋼板等の薄い磁性板を第４図の図面に垂直方
向に多数枚積層固定して形成するならば、各部分の寸法
精度は良くなり、かつ損失の少ないものとし得る。

また、電機子鉄心にスキューをつけることも容易となり
、コギング力を簡単に小さくできる。更に、本発明は、
電機子鉄心の突極および巻線の相数は３相に限られるも
のではなく、それ以外の相数でも実施可能である。

しかし、前述の実施例で示したごと〈、巻線用突極の個
数を相数に等しくするならば、巻線数も少なくて良く、
製造が容易となる。また、界磁部は永久磁石に限られる
ものではなく、固定的な磁界を発生するものであれば、
いかなる構造のものでも使用可能である。以上の説明か
ら明らかなように、本発明の直進電機は効率が良く、製
造が容易であり、かつ出力変動の少ない直進電動機ある
いは直進発電機となる。従って、本発明を特にレコード
プレーャなどの音響機器の駆動源として使用した場合に
は、安価な高性能の音響機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は同実
施例における界磁部の磁極の強さを表わした図、第３図
は同実施例における電機子電流波形例を示す図、第４図
は本発明の別の実施例の概略構成図である。１，１１・…ルステータ、２，１２…・・・界磁部、３
，１３・・・・・・電機子鉄心、３ａ，３ｂ，３ｃ，１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・・・・巻線用突極、４ａ，
４ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ・・・・・・橋
或突極、５ａ，５ｂ，５ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…
・・・電機子巻線。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１複数個の磁極を有する界磁部と、前記界磁部に対向
して配設された複数個の巻線用突極を有する電機子鉄心
を具備し、前記界磁部と電機子鉄心のうち、いずれか一
方を他方に対して直進可能とした直進電機であつて、前
記電機子鉄心の両端と、隣り合う巻線用突極の間の少な
くとも一方に、前記界磁部と対向する磁性体よりなる補
助突極を設けたことを特徴とする直進電機。２特許請求の範囲第１項の記載において、前記界磁部
は等ピツチまたは、ほぼ等ピツチに磁極を有し、かつ前
記巻線用突極の両端に位置する溝の中心間隔を前記界磁
部の１磁極ピツチの奇数倍に等しいか、または、ほぼ等
しくしたことを特徴とする直進電機。３特許請求の範囲第１項または第２項の記載において
、前記電機子鉄心は、複数個の巻線用突極と補助突極を
交互に一体的に配設された構造を有することを特徴とす
る直進電機。４特許請求の範囲第３項の記載において、前記電機子
鉄心は、端になるほど前記界磁部との対向間隙が大とな
るごときテーパーがつけられた補助突極を両端に有する
ことを特徴とする直進電機。