JPS6059954A - トロイダルコイル型回転電機 - Google Patents
トロイダルコイル型回転電機Info
- Publication number
- JPS6059954A JPS6059954A JP16630883A JP16630883A JPS6059954A JP S6059954 A JPS6059954 A JP S6059954A JP 16630883 A JP16630883 A JP 16630883A JP 16630883 A JP16630883 A JP 16630883A JP S6059954 A JPS6059954 A JP S6059954A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coils
- toroidal coil
- toroidal
- coil type
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトロイダルコイル型回転電機に関するものであ
る。
る。
一般に、トロイダルコイル型回転電機は環状鉄心の上に
、例えば４極構成のものであれば約９０゜ごとに分割さ
れた４個のトロイダルコイルを有する電機子と、この各
コイルに対し、あるギャップをへだてた磁極を有する界
磁とから成シ、界磁はそれに含まれる永久磁石によって
上記磁極から電機子の環状鉄心に対し、その半径方向に
磁束を生ずるように構成されている。この４極の例では
、界磁の磁極は順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極という風に
交互に異極となっている。対応する電機子の４個のコイ
ルも、順に捲回方向が交互に逆になるように巻かれてい
る。この電機子のコイルも仮シにシリースにつながれて
いるものとして、このコイルに成る大きさの電流を流す
と、界磁と電機子との間にトルクを生じ、このトルクは
電流の大きさに比例し、また電流の方向によってトルク
の方向が定まる。今、仮シに電機子が外側にあり、界磁
がその内側にあって、電機子を固定子として用い、界磁
を回転子として用いる場合を考えることにしよう。この
ようなトロイダルコイル型回転電機は、通常、回転子の
回転の範囲がある角度、たとえば基準位置を中心にグラ
ス、マイナス２０°の範囲という風に限られている場合
て用いられる。
、例えば４極構成のものであれば約９０゜ごとに分割さ
れた４個のトロイダルコイルを有する電機子と、この各
コイルに対し、あるギャップをへだてた磁極を有する界
磁とから成シ、界磁はそれに含まれる永久磁石によって
上記磁極から電機子の環状鉄心に対し、その半径方向に
磁束を生ずるように構成されている。この４極の例では
、界磁の磁極は順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極という風に
交互に異極となっている。対応する電機子の４個のコイ
ルも、順に捲回方向が交互に逆になるように巻かれてい
る。この電機子のコイルも仮シにシリースにつながれて
いるものとして、このコイルに成る大きさの電流を流す
と、界磁と電機子との間にトルクを生じ、このトルクは
電流の大きさに比例し、また電流の方向によってトルク
の方向が定まる。今、仮シに電機子が外側にあり、界磁
がその内側にあって、電機子を固定子として用い、界磁
を回転子として用いる場合を考えることにしよう。この
ようなトロイダルコイル型回転電機は、通常、回転子の
回転の範囲がある角度、たとえば基準位置を中心にグラ
ス、マイナス２０°の範囲という風に限られている場合
て用いられる。
用途例としては、油圧回転弁の制御とか、限られた範囲
の回転サー？系のサーぎモータなどの場合があげられる
。このような用途に対しトロイダルコイル型回転電機は
、整流子とか′スリップリングとかが全くないので、直
流機なのに交流誘導機のように摩擦トルクもなく、消耗
部品もないので大変便利である。
の回転サー？系のサーぎモータなどの場合があげられる
。このような用途に対しトロイダルコイル型回転電機は
、整流子とか′スリップリングとかが全くないので、直
流機なのに交流誘導機のように摩擦トルクもなく、消耗
部品もないので大変便利である。
一方、この種のトロイダルコイル型回転電機は界磁と電
機子との相対位置関係によって、同じ電流によって生ず
るトルクの大きさが変化する性質をもっている。第１図
は、この性質を一般的に説明した図であシ、各トロイダ
ルコイルの中央に界磁の各磁極の中央が来ているときを
角度の基準位置にとシ、横軸に界磁と電機子との相対回
転角θをとり、縦軸に電流をある一定値にしたときのト
ルクをとっである。回転角θが零のとき、即ち、上述し
た基準位置のとき発生するトルクは最大値τｍとなって
いるが、θが左右どちらかに行くに従ってトルクは低く
ｉＬ極数をＰとすると、θが［／Ｐラジアンのところで
、トルクは零となる。
機子との相対位置関係によって、同じ電流によって生ず
るトルクの大きさが変化する性質をもっている。第１図
は、この性質を一般的に説明した図であシ、各トロイダ
ルコイルの中央に界磁の各磁極の中央が来ているときを
角度の基準位置にとシ、横軸に界磁と電機子との相対回
転角θをとり、縦軸に電流をある一定値にしたときのト
ルクをとっである。回転角θが零のとき、即ち、上述し
た基準位置のとき発生するトルクは最大値τｍとなって
いるが、θが左右どちらかに行くに従ってトルクは低く
ｉＬ極数をＰとすると、θが［／Ｐラジアンのところで
、トルクは零となる。
上述の例ではＰが４でおるからθが４５°のところで、
トルクが零となる。通常この種のトロイダルコイル型回
転電機においては使用する角度の範囲、たとえばプラス
・マイナス２０°のところで、トルクが最大値τｍの何
割透下ってよいかを仕様上で定め、これにあわせて設計
される。第１図では、一般的にこの点をθがθｆのとき
トルクがτｆであるとしてトルクの減衰の限界を定めて
いる。
トルクが零となる。通常この種のトロイダルコイル型回
転電機においては使用する角度の範囲、たとえばプラス
・マイナス２０°のところで、トルクが最大値τｍの何
割透下ってよいかを仕様上で定め、これにあわせて設計
される。第１図では、一般的にこの点をθがθｆのとき
トルクがτｆであるとしてトルクの減衰の限界を定めて
いる。
以上のべたのは４極のトロイダルコイル型回転電機がト
ルクモータの例であるが、極数は２極から相当な数の多
極に渉るものまで使用されているし、界磁が固定子で電
機子が回転子の場合もある。
ルクモータの例であるが、極数は２極から相当な数の多
極に渉るものまで使用されているし、界磁が固定子で電
機子が回転子の場合もある。
また、トロイダルコイル型回転電機は、トルクモータで
寿ぐ、タコメータとして用いられる場合もあシ、この場
合電機子には外部から電流を流したシせず、電機子に対
する界磁の相対角速度に比例する電圧が、トロイダルコ
イルから発電される性質を利用する。この場合第１図の
縦軸としてトルクでなく、一定角速度に対する発電電圧
をとるならば、トルクで説明したのと全く同じ形の曲線
を示すことになる。この場合には、仕様としてθｆのと
ころでのある角速度に対する発電電圧が規定されること
になる。
寿ぐ、タコメータとして用いられる場合もあシ、この場
合電機子には外部から電流を流したシせず、電機子に対
する界磁の相対角速度に比例する電圧が、トロイダルコ
イルから発電される性質を利用する。この場合第１図の
縦軸としてトルクでなく、一定角速度に対する発電電圧
をとるならば、トルクで説明したのと全く同じ形の曲線
を示すことになる。この場合には、仕様としてθｆのと
ころでのある角速度に対する発電電圧が規定されること
になる。
一般に、この種のトロイダルコイル型回転電機において
は、各トロイダルコイルの間にはある角度範囲だけコイ
ルのないスペースをおく必要がある。従来は、上記コイ
ル間のスペース１ｓを得るために、環状鉄心に正確にマ
ーキング等を施し、これを目印に各トロイダルコイルを
巻回し、所定のスペースを設けていた。しかし、このよ
うな従来の方法では各コイルを多層巻きにした場合、巻
線が崩れるとか、ずれるとかして所定のスペースｔｓが
得られないという問題を生ず−る欠点がある。このスペ
ースの所定巾ｔｓが変化することは、第１図というこの
種のトロイダルコイル型回転電機としては重大な欠点が
あった。
は、各トロイダルコイルの間にはある角度範囲だけコイ
ルのないスペースをおく必要がある。従来は、上記コイ
ル間のスペース１ｓを得るために、環状鉄心に正確にマ
ーキング等を施し、これを目印に各トロイダルコイルを
巻回し、所定のスペースを設けていた。しかし、このよ
うな従来の方法では各コイルを多層巻きにした場合、巻
線が崩れるとか、ずれるとかして所定のスペースｔｓが
得られないという問題を生ず−る欠点がある。このスペ
ースの所定巾ｔｓが変化することは、第１図というこの
種のトロイダルコイル型回転電機としては重大な欠点が
あった。
従って、本発明の主目的は、上述の如き従来の欠点を除
去したトロイダルコイル型回転電機を提供するにある。
去したトロイダルコイル型回転電機を提供するにある。
本発明の要旨は、リング状コア上に等間隔に分割された
複数個のトロイダルコイルを有する電機子と、上記複数
個のトロイダルコイルと同数の磁極を有する界磁とより
成るトロイダルコイル型回転電機に於て、上記複数個の
トロイダルコイルの隣接する各間隙に対応し且つ上記界
磁に対向する− 上記リング状コアの面に非磁性材よ）
成るスペーサを夫々設けたことを特徴とするトロイダル
コイル型回転電機に在る。
複数個のトロイダルコイルを有する電機子と、上記複数
個のトロイダルコイルと同数の磁極を有する界磁とより
成るトロイダルコイル型回転電機に於て、上記複数個の
トロイダルコイルの隣接する各間隙に対応し且つ上記界
磁に対向する− 上記リング状コアの面に非磁性材よ）
成るスペーサを夫々設けたことを特徴とするトロイダル
コイル型回転電機に在る。
以下、上述した特徴を有する本発明によるトロイダルコ
イル型回転電機の一例を、第２及び第３図を参照して説
明しよう。
イル型回転電機の一例を、第２及び第３図を参照して説
明しよう。
第２図は本発明によるトロイダルコイル型回転電機の一
例の分解斜視図であシ、第３図はその組立だ状態に於け
る回転軸Ｏに垂直な面に沿った断面図である。図に於て
、（１）はトロイダルコイル型回転電機の界磁を全体と
して示し、（２）はその電機子を全体として示す。尚、
第２及び第３図に示す本発明の例は、４極の場合であり
、界磁（１）が電機子（２）の内側に配置される場合で
ある。従って、この場合界磁（１）は４極の゛突型界磁
である。
例の分解斜視図であシ、第３図はその組立だ状態に於け
る回転軸Ｏに垂直な面に沿った断面図である。図に於て
、（１）はトロイダルコイル型回転電機の界磁を全体と
して示し、（２）はその電機子を全体として示す。尚、
第２及び第３図に示す本発明の例は、４極の場合であり
、界磁（１）が電機子（２）の内側に配置される場合で
ある。従って、この場合界磁（１）は４極の゛突型界磁
である。
籾で、同図に示す如く、界磁（１）は磁性材よシ成るリ
ング状のヨークαＤと、等角間隔（この場合９００）で
、隣接する心の同志間に所定の空隙をあけて、リング状
のヨーク（１１１の外周面に固定された４個のマグネッ
ト（ＩＬ （１３１，（１４１及びａＳとよシ成る。
ング状のヨークαＤと、等角間隔（この場合９００）で
、隣接する心の同志間に所定の空隙をあけて、リング状
のヨーク（１１１の外周面に固定された４個のマグネッ
ト（ＩＬ （１３１，（１４１及びａＳとよシ成る。
周知の如く、各アゲネットは略々同形でその厚さ方向、
即ちリング状のヨーク（１１１の直径方向に沿って着磁
されている。例えば、マグネツ） ｔｉ２１の表面がＳ
極にその内面（ヨークαＤに固定されている面）がＮ極
に着磁されるいる場合は、ヨーク（１１１に対して反対
側のマグネットα萎は同一極性に着磁されているが、両
者間のマグネットａ３１及びα９は、夫々逆極性に着磁
されている。換言すれば、各マグネットα２乃至（１５
）は順次逆極性に着磁されている。
即ちリング状のヨーク（１１１の直径方向に沿って着磁
されている。例えば、マグネツ） ｔｉ２１の表面がＳ
極にその内面（ヨークαＤに固定されている面）がＮ極
に着磁されるいる場合は、ヨーク（１１１に対して反対
側のマグネットα萎は同一極性に着磁されているが、両
者間のマグネットａ３１及びα９は、夫々逆極性に着磁
されている。換言すれば、各マグネットα２乃至（１５
）は順次逆極性に着磁されている。
一方、電機子（２）は磁性材、例えば鉄よシ成るリング
状コア（２刀と、このコア（２υに巻装された４個のト
ロイダルコイ＃（］（ハ）、（財）及び（ハ）と、隣接
するトロイダルコイル（２ｚ乃至（ハ）間に位置する如
く、夫夫リング状コアｅυの内周面に固定された非磁性
材よシ成シ所定巾ｔｓのスペーサ（ハ）、 ＠、 ｇａ
及び翰とよシ成る。各トロイダルコイル（イ）・・・（
ハ）のリング状コアｅυの円周方向の長さは等しく、そ
れ等の巻回方向は順次逆となっている。
状コア（２刀と、このコア（２υに巻装された４個のト
ロイダルコイ＃（］（ハ）、（財）及び（ハ）と、隣接
するトロイダルコイル（２ｚ乃至（ハ）間に位置する如
く、夫夫リング状コアｅυの内周面に固定された非磁性
材よシ成シ所定巾ｔｓのスペーサ（ハ）、 ＠、 ｇａ
及び翰とよシ成る。各トロイダルコイル（イ）・・・（
ハ）のリング状コアｅυの円周方向の長さは等しく、そ
れ等の巻回方向は順次逆となっている。
略同−形状で、リング状コアｅυの内周面の中心軸Ｏの
延長方向の少くとも全長に亘る長さで、内周面の円方向
の巾は所定の巾ｔＳで、リング状コアＣＤの内周面よシ
中心軸０方向に突出している長さｐは、リング状コアｅ
υに巻回されるトロイダルコイルの導線の径、コイルの
層数等を考慮して適切に選択される。従って、各トロイ
ダルコイル（２り・・・（ハ）をリング状コアＣυに巻
装する際は、各スペーサ（２６）・・・翰が従来のマー
キング（各コイルの位置決め）の役目を果す外に、巻装
された各コイルが崩れたシ、ずれたりするのを確実に阻
止し得るものであるから、各コイルを均一に巻装し得る
と共に、それ等の長さも所定になし得る。更に、コイル
間の間隔、即ちスペースを所定巾ｔｓに確実に保持し得
るものである。
延長方向の少くとも全長に亘る長さで、内周面の円方向
の巾は所定の巾ｔＳで、リング状コアＣＤの内周面よシ
中心軸０方向に突出している長さｐは、リング状コアｅ
υに巻回されるトロイダルコイルの導線の径、コイルの
層数等を考慮して適切に選択される。従って、各トロイ
ダルコイル（２り・・・（ハ）をリング状コアＣυに巻
装する際は、各スペーサ（２６）・・・翰が従来のマー
キング（各コイルの位置決め）の役目を果す外に、巻装
された各コイルが崩れたシ、ずれたりするのを確実に阻
止し得るものであるから、各コイルを均一に巻装し得る
と共に、それ等の長さも所定になし得る。更に、コイル
間の間隔、即ちスペースを所定巾ｔｓに確実に保持し得
るものである。
従って、トロイダルコイル型回転電機の下限トルクを意
図した値に確実になし得、これを量産した場合も、特性
のバラツキを極小に抑えることができる。
図した値に確実になし得、これを量産した場合も、特性
のバラツキを極小に抑えることができる。
上述は、４極のトロイダルコイル型回転電機を説明した
が、本発明はこの例に限らず、２極或は６極以上の偶数
極のトロイダルコイル型回転電機に適用できることは勿
論、界磁としては上述の突極型に限らず、例えば円筒型
等でもよい。
が、本発明はこの例に限らず、２極或は６極以上の偶数
極のトロイダルコイル型回転電機に適用できることは勿
論、界磁としては上述の突極型に限らず、例えば円筒型
等でもよい。
又、本発明は界磁が電機子の外側に配される型のものに
適用しても、同一の効果が得られるものである。
適用しても、同一の効果が得られるものである。
その他、本発明の要旨を逸脱せずに多くの変化、変更が
なし得ることは当該業者に明らかであろう。
なし得ることは当該業者に明らかであろう。
第１図はトロイダルコイル型回転電機のトルク分布図、
第２図は本発明のトロイダルコイル型回転電機の一例の
分解斜視図、第３ηはその組立状態を示す断面図である
。 図に於て、（１）は界磁、′（２）は電機子、ａｌｌは
ヨーク、（Ｉｚ・・・ａＳはマグネット、Ｑυはリング
状コア、（社）・・・（ハ）はトロイダルコイル、（ホ
）・・・（ハ）はスペーサを夫々示す。 第３図 ２３
第２図は本発明のトロイダルコイル型回転電機の一例の
分解斜視図、第３ηはその組立状態を示す断面図である
。 図に於て、（１）は界磁、′（２）は電機子、ａｌｌは
ヨーク、（Ｉｚ・・・ａＳはマグネット、Ｑυはリング
状コア、（社）・・・（ハ）はトロイダルコイル、（ホ
）・・・（ハ）はスペーサを夫々示す。 第３図 ２３
Claims (1)
- リング状コア上に等間隔に分割された複数個のトロイダ
ルコイルを有する電機子と、上記複数個のトロイダルコ
イルと同数の磁極を有する界磁とより成るトロイダルコ
イル型回転電機に於て、上記複数個のトロイダルコイル
の隣接する各間隙に対応し且つ上記界磁に対向する上記
リング状コアの面に非磁性材よ構成るスペーサを夫々設
けたことを特徴とするトロイダルコイル型回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16630883A JPS6059954A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | トロイダルコイル型回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16630883A JPS6059954A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | トロイダルコイル型回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059954A true JPS6059954A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH0150182B2 JPH0150182B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=15828929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16630883A Granted JPS6059954A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | トロイダルコイル型回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059954A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214385A2 (de) * | 1985-09-09 | 1987-03-18 | Hübner Elektromaschinen AG | Bürstenlose Induktionsmaschine |
| US5798591A (en) * | 1993-07-19 | 1998-08-25 | T-Flux Pty Limited | Electromagnetic machine with permanent magnet rotor |
| EP1009092A2 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-14 | Minebea Co., Ltd. | Toroidal core type actuator |
| EP1009091A3 (en) * | 1998-12-11 | 2003-01-22 | MINEBEA Co., Ltd. | Actuator device with valve |
| JP2016226104A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社インターナショナル電子 | 発電機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118007U (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-25 |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16630883A patent/JPS6059954A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118007U (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-25 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214385A2 (de) * | 1985-09-09 | 1987-03-18 | Hübner Elektromaschinen AG | Bürstenlose Induktionsmaschine |
| EP0214385A3 (de) * | 1985-09-09 | 1987-12-09 | Hübner Elektromaschinen AG | Bürstenlose Induktionsmaschine |
| US5798591A (en) * | 1993-07-19 | 1998-08-25 | T-Flux Pty Limited | Electromagnetic machine with permanent magnet rotor |
| EP1009092A2 (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-14 | Minebea Co., Ltd. | Toroidal core type actuator |
| EP1009092A3 (en) * | 1998-12-10 | 2000-12-20 | Minebea Co., Ltd. | Toroidal core type actuator |
| EP1009091A3 (en) * | 1998-12-11 | 2003-01-22 | MINEBEA Co., Ltd. | Actuator device with valve |
| JP2016226104A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社インターナショナル電子 | 発電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0150182B2 (ja) | 1989-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6181035B1 (en) | Permanent magnet electric motor having reduced cogging torque | |
| JPH0479741A (ja) | 永久磁石回転子 | |
| JPS6059954A (ja) | トロイダルコイル型回転電機 | |
| JP3631788B2 (ja) | モータ | |
| JPS6059955A (ja) | トロイダルコイル型回転電機 | |
| US20120112598A1 (en) | Electrical machine stator assembly | |
| CN111030402B (zh) | 方向性硅钢片轴向磁场电动机 | |
| JPS61244250A (ja) | 交流電動機 | |
| JP2021103928A (ja) | 回転電機 | |
| EP0056521B1 (en) | Electric motor | |
| JPWO2020085092A1 (ja) | 着磁装置、着磁方法、およびモータの製造方法 | |
| JPH0429529Y2 (ja) | ||
| JP6830073B2 (ja) | 回転電機 | |
| JPS61244249A (ja) | 交流電動機 | |
| JPH0433551A (ja) | 永久磁石を用いたモータ | |
| GB1600380A (en) | Electric motors | |
| JPS5930615Y2 (ja) | ディスク形モ−タ | |
| JPH0410655Y2 (ja) | ||
| JPH0715341Y2 (ja) | ステツプモ−タ | |
| JPH046169Y2 (ja) | ||
| JPH0336217Y2 (ja) | ||
| JPH028542Y2 (ja) | ||
| JP2875357B2 (ja) | 着磁装置 | |
| JPH04101639A (ja) | ブラシレスモータ | |
| JPH0370457A (ja) | 直流モータ |