JPS61161943A

JPS61161943A - 直流電動機

Info

Publication number: JPS61161943A
Application number: JP60241740A
Authority: JP
Inventors: シモン　アブクラ; ルシアン　カトワール; ジヤンルク　ガテーイ; ジヤヌス　ソビーパネク
Original assignee: ETRI SA
Current assignee: ETRI SA
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1986-07-22
Also published as: DE8530159U1; US4703212A; DE3537873A1; FR2572599A1; FR2572599B1

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】〔産業上の利用分野〕本発明は永久磁石極性が反対の少なくとも２つの領域を
環状空隙の側に有する永久磁石要素（例えば回転子）を
含む、例えば電子的整流式の直流電動機に係わる。本発
明による直流電動機においては、永久磁性素子は少なく
とも１つのコイル、及びそれぞれがコイルに囲まれてい
るアームを介して環状エアギーヤソプと対向する少なく
とも２つの極性角状突起とつながる少なくとも１つの継
鉄を含む磁気回路から成る電磁素子（例えば固定子）に
対して回転自在に取付けられている。電動機はほかに２
つの角状突起の互いに対向する円周方向両端間のギャッ
プに挿入され、継鉄及び隣接する２つの角状突起の間に
限定される極間空所に設置された支持部材によって長手
方向に突出するように支持された少なくとも１つの補助
永久磁石を含む。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕

直流電動機の一つの形態においては、コイルを流れる電
流を適当に転流させることにより、極性角状突起が他方
の素子の永久磁性領域と磁気的に相互作用して一方の素
子を他方に対して回転させるトルクを発生させる。電動
機が停止状態にある時、補助磁石が永久磁性領域と相互
作用して永久磁性領域を、その磁軸が極性角状突起の磁
軸と重ならない回転位置へ戻す。即ち、前記磁軸がほぼ
一〇すると、コイルを励磁してもトルクらしいトルクは
発生せず、コイルを励磁するだけで、補助的な始動装置
を設けることなく電動機の始動を可能にする簡単な手段
が補助磁石である。

西独特許ＤＥ−＾−３１０８３９２号にはこの簡単な手
段の実際的な応用が記載されている。この文献によれば
、各補助磁石に支持部材を設け、組立てに際して、補助
磁石を装備した支持部材を電磁素子の極性角状突起間に
設けた長手方向溝にそれぞれ別個に導入する。従って、
電磁素子に補助磁石を１つずつ配置しなければならない
。また、電磁素子は磁石支持部材を保持するのに適した
特殊な構造を具えねばならないから、コストのかかる特
殊な横板が要求され、有効面積が制限され、従って有効
電磁束も制限され、固定子磁場を混乱させる結果となる
。

そこで、本発明の目的は電磁的要素の特性を維持しなが
ら、電磁的要素の正しい機能を混乱させることなく、補
助磁石の取付けを容易にする手段を具備した電動機を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、少なくとも１つの固定子巻線、及び
それぞれが固定子巻線に囲まれている腕部を介して環状
空隙と対向する少なくとも２個の磁極片とつながる少な
くとも１つの継鉄を含む少なくとも１つの磁気回路を具
備する電磁的要素に対して回転自在に取付けられ、前記
空隙と対向し、永久磁極性が互いに反対の少なくとも２
つの領域継鉄及び隣接する２つの磁極片の間に限定され
る極間空間に設置された支持部によって長手方向に突出
するように支持された少なくとも１つの補助永久磁石、
を含み、該支持部が磁気回路の軸方向端面に配置した環
状板に装着した柱体である、ことを特徴とする直流電動
機が提供される。

本発明による電動機においては、支持部が磁気回路の軸
方向端面に配置した環状板に装着した柱体であることを
特徴とする。

従って、製造過程において、極間空間内に柱体が、磁極
片間空隙に磁石が互いに相関関係に位置するように、環
状板を容易に操作し、かつ電磁的要素に取付けることが
できる。

〔実施例〕

図示の電動機は内部固定子形式であり、固定子（第１図
）は軸線２２を中心とするほぼ円筒形の継鉄１を含み、
継鉄は半径方向に外方に、かつ継鉄１とは反対の方へ突
出し、そのまま幅広になって極性角状突起３に移行する
腕部（アーム）２を具備する。磁極片（角状突起）３の
外側面３ａは軸線ＺＺを中心とする突円部面セクターで
ある。

図示の実施例では、固定子は軸線２２を中心に角距離を
へだでて配分された４本のアーム２を、従って、４つの
角状突起３を含む。各角状突起３の外側面３ａはその円
周方向両端３Ｃ間の広がりが９０°よりもやや狭い。即
ち、２つの隣接する角状突起３の互いに対向する円周方
向端３Ｃの間に空間３ｄが残る。各円周方向端３Ｃから
、各角状突起・３の面３ａが背面または肩部３ｂを介し
てアーム２につながっている。各角状突起３の両背面３
ｂは連携のアーム２の半径方向と直交する同一平面ＹＹ
’内に位置する。継鉄１、アーム２及び角状突起３から
成る集合体は固定磁気回路と称される。

各アーム２は固定子コイル４に囲まれている。

固定子コイルは継鉄ｌ、隣接する２本のアーム２及び前
記アーム２から互いに対向するように突出している２つ
の半角状突起の間にそれぞれ広がる４つの極間空間の一
部を占有する。被駆動装置に電動機を固定するための軸
方向の孔７が各角状突起３を貫通している。

回転子は空隙を形成する半径方向距離工を距でて、固定
子の４つの面３ａによって構成される準連続的な円筒面
を囲む円形磁性環５を含む永久磁石要素である。環５を
具備する回転子は固定子の中心ブツシュに装着された（
図示しない）心棒を中心に、即ち、軸線２２を中心に固
定子に対して回転自在である。磁性環５には円周の４等
分位置に永久磁石を装着してあり、これらの永久磁石の
角状突起３と対向する面は回転子の内周に沿って交互に
Ｎ極及びＳ極の極性を具える。

公知のように、このような電動機にあっては、回転子５
の回転と同期して固定予巻ｖＡ（コイル）４において変
流が起こるから、固定子の各面３ａが回転子の反対極性
領域と対向するように回転子の磁軸を常に固定子の磁軸
と一致させようとするトルクを発生させることができる
。この一致が達とにより、回転を維持する。

なんらかの手段を講じなければ、この種の電動機はコイ
ル４に給電するだけでは始動できないおそれがある。即
ち、回転子が電動機の先行利用後、そのＳ極軸が第１図
のＳＳ位置、つまり回転方向下に固定子の磁軸に達する
直前の位置に相当する回転位置で停止すると、コイル４
が給電されても回転子には両磁軸が完全に一致する位置
を通り過（磁軸Ｓ−Ｓは環５の図示しない回転位置と対
応する。）回転子５が次の始動を不可能にするような回転位置で停
止するのを防ぐため、固定子に４つの永久磁石１１を組
込み、それぞれの永久磁石１１を２つの隣接する角状突
起３を分離するギャップ３ｄのそれぞれに挿入し、該永
久磁石１１が環５から固定子を分離する空隙に隣接する
極性面を具えるようにする。各磁石１１は他方の極性面
が軸線２２の方を向くように軸線２２に対して半径方向
に磁化されている。空隙ｅから見て、磁石１１の極性面
は空隙ｅに沿って円周方向に交互にＮ及びＳ極となる。

磁石１１は空隙ｅへやや突出させることが好ましい。磁
石１１を設けたことにより、コイル４に電流が流れてい
ない状態でも固定子が磁気的に中性となることはなく、
その磁軸はコイル４が給電された場合の磁軸に対して４
５°ずれる。即ち、コイル４が給電を断たれると、回転
子はその磁軸が補助磁石１１によって決定される磁軸と
一致する（第１図の）回転位置に必らず停止する。再始
動に際して、回転子はその磁軸が給電下の固定子の磁軸
と一致するためには４５°だけ回転すればよく、これだ
けで回転子に回転を維持するに必要な速度が与えられる
。

本発明では各磁石１１を、軸２２と平行に極間空間２ａ
内に広がる、もっと正確には、隣接する２つのコイル及
び互いに対向する２つの隣接する角状突起半休の２つの
肩部３ｂの間に広がる柱体９によって長手方向に突出し
た状態に支持する。

各柱体９は不規則６角形の直角横断面を有し、その１つ
の面は磁石１１を支持し、２つの外側面９ａは磁石１１
の両側にあってそれぞれ肩部３ｂの１つと隣接し、２つ
の傾斜内面９ｂはそれぞれコイル４の１つと隣接する。

柱体９はコイル４によって占有される領域と空隙ｅの間
で角状突起３の軸方向端面に取付けられた環状板８（第
２図乃至第５図）に装着されている。環状板８の外周面
は空間面３ａのプロフィルと一致する。側板８は磁気回
路側に、連続する柱体９間の角距離中間点に、孔７に螺
入されたねじのヘッドを収納するための凹部１２を具備
する。

環状板８及び柱体９から成る支持部材は例えば電気絶縁
性プラスチック材から一体片として成形する。

第１図から明らかなように、互いに隣接するどの１対の
柱体９においても、２つの磁石１１間に位置する２つの
外側面９ａは、調整公差を除けば平面ＹＹ’と一致する
同一の軸方向平面ＸＸ′内に含まれる。従って、組立て
に際してこれらの柱体は摺動自在に、しかし回転不能な
状態で肩部３ｂの間に挿入される。柱体９の内側傾斜面
９ｂは軸線ＺＺと平行に見て、コイル４間に容易に挿入
できるようにやや凹んだ輪郭を具えている。

図示の実施例では、各柱体９が磁石１１を支持する面に
、磁石１１を挿入するための、断面が矩形の溝１０を具
備する。第４図から明らかなように、環状板８は半径方
向に柱体９を越えて広がり、それぞれの溝１０は環状板
８の厚さ以内で半径方向に外方へ延びた延長部１０ｂを
含む。溝の２つの部分１０及び１０ｂと係合させるから
、特に軸方向に磁石１１を有効に位置ぎめすることがで
きる。

磁石１１はフェライトとエラストマー材の混合物である
いわゆる「弾性ゴム磁石」タイプであることが好ましい
。この材料の弾性は溝１０への磁石１１の挿入に好都合
であり、挿入後、例えば接着によって固定すればよい。

係合している溝１０から突出する領域における磁石１１
の円周方向寸法丈は公差を除いて空間３ｄの円周方向寸
法と一致する。

組立てに際しては、磁石１１を対応の溝ｌＯに挿入し、
アーｌｈ　２の周りにコイル４を形成した後、柱体９を
、環状板８が角状突起３と当接するまで極間空間２ａへ
摺動係合させる。固定子の自由空間内で柱体９と磁石１
１を互いに複雑に係合させるだけで磁石１１とその支持
部材を固定する摩擦力が得られる。ただし、接着などの
方法で磁気回路に環状板８を固定してもよい。

第６図及び第７図に示す他の実施態様では、各補助磁石
は柱体の溝に係合させた独立片ではなく、柱体１４及び
環状板１５と共に成形された前記柱体１４の平行６面体
状突出部１３から成る。この場合に利用される材料は成
形後、突出部１３だけを半径方向に磁化した磁性熱可塑
材である。

本発明が、以上に述べた図示の実施例に制限されず、本
発明の範囲を逸脱することなく種々の体様において実施
され得ることはいうまでもない。

従って、本発明は外部固定子タイプの電動機にも応用で
きる。電磁的要素が回転子、永久磁石素子が固定子とな
る構成も可能である。同様に、電動機の極数も任意であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は環状板とは反対の側から軸方向から見た本発明
の電動機を示す図；第２図は第１図の電動機の固定子を
反対側から見た図；第３図は第１図の軸方向から見た支
持部のみを示す図；第４図は第３図ｒｖ−ｒｖ線におけ
る支持部の断面図；第５図は、第３図と同様であるが補
助磁石が包含された構成を示す図；第６図は第５図と同
様であるが、他の具体例を示す図：第７図は第６図■−
■線における支持部の軸方向断面図である。ｌ・・継鉄、　　　　　２・・・腕部、３・・・磁極弁
、　　　　４・・・固定子巻線、５・・・永久磁石要素
、　６・・・７・・・軸方向孔、　　　８・・・環状板、９・・・柱
体、　　　　　　１０・・・溝、１１・・・補助磁石、
　　１２・・・凹部、１３・・・突出部、　　　　１４
・・・柱体、１５・・・環状板。

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも１つの固定子巻線（４）、及びそれぞれ
が固定子巻線（４）に囲まれている腕部（２）を介して
環状空隙と対向する少なくとも２個の磁極片（３）とつ
ながる少なくとも１つの継鉄（１）を含む少なくとも磁
気回路（１、２、３）を具備する電磁的要素に対して回
転自在に取付けられ、前記空隙と対向し、永久磁極性が
互いに反対の少なくとも２つの領域を有する永久磁石要
素（５）、および、２個の磁極片（３）の互いに対向する円周方向両端（３
ｃ）間の空間（３ｄ）に挿入され、継鉄（１）及び隣接
する２つの磁極片（３）の間に限定される極間空間（２
ａ）に設置された支持部（９、１４）によって長手方向
に突出するように支持された少なくとも１つの補助永久
磁石（１１）、を含み、該支持部が磁気回路（１、２、３）の軸方向端面に配置
した環状板（８、１５）に装着した柱体（９、１４）で
ある、ことを特徴とする直流電動機。２、補助永久磁石（１１）を柱体（９）に形成した溝（
１０）に挿入したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の電動機。３、環状板（８）が半径方向に柱体（９）を越えて広が
り、溝（１０）を半径方向に環状板（８）の厚さ以内で
外側（１０ｂ）に向って延びていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載の電動機。４、長手方向に突出する柱体（１４）及び補助永久磁石
（１３）が成形後突出区域（１３）だけ半径方向に磁化
した磁性材から成る一体片を構成することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の電動機。５、長手方向突出部の円周方向寸法（ｄ）が公差を除け
ば円周方向端（３ｃ）の間に限定される前記空間（３ｄ
）の寸法に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１
項から第４項までのいずれかに記載の電動機。６、補助永久磁石（１１、１３）の両側において、支柱
（９、１４）が軸方向に見てそのプロフィルが隣接磁極
片（３）の背面（３ｂ）の輪郭と一致する面（９ａ）を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５
項までのいずれかに記載の電動機。７、補助永久磁石（１１、１３）と対向して、柱体（９
、１４）の少なくとも外面（９ａ）の１つが隣接固定子
巻線（４）とほぼ同じ輪郭の内面（９ｂ）とつながるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の電動機。８、環状板（８、１５）が環状であり、固定子巻線（４
）によって占有されている領域と空隙（ｅ）との間で磁
気回路（１、２、３）の軸方向端面に向って延びている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項まで
のいずれかに記載の電動機。９、環状板（８、１５）が連続する各１対の磁極片（３
）間に柱体（９、１４）を具備することと、柱体（９、
１４）及び磁極片（３）が柱体（９、１４）及び環状板
（８、１５）から成る集合体を磁気回路（１、２、３）
に対して摺動案内することを可能にする面（９ａ、３ｂ
）を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第８項までのいずれかに記載の電動機。