JPS6194553A - リラクタンス型半導体電動機 - 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】

く、駆動回転力を得る可変リラクタンス型半導体電動機
に関するものである。倦に外ｉＬスｌ，２の贋、動機と
した場合には電動ファンとして好ｊｒＡｌなこの種の電
動機を得ることが目的である。 リラクタンスの変化により．駆動力を得るステッピング
モータは周知である。しかし可変リラクタンス型の半導
体電動機については、実用化された例はない。 この理由は、次の諸点に間頚があるからである。 第１に、回転子と固定子の磁気吸引力（径方向）がバラ
ンスしない為に機械音の発生が大きいことである。 第コに、上記した理由の為に軸承が押傷される。 第３に、固定子の励磁によるＰ吏が、回転子の他の突極
を貫挿する為に反トルクを発生して効率及び出力トルク
を低下せしめる。 第弘に、ｌ相のこの種の電動機においては、通電の初期
と末期において、リラクタンスの変化が小さい為に、大
きい電機子電流が流れ、このときに出力トルクが小さい
ので、無効な通電が行なわれて、銅損を増大して効率を
劣化せしめる欠点がある。 第Ｓに、回転子の突極の数が多く従って、励Ｍ　’ｉ：
を流の切換周波数が大きくなるので、高速の電動柵とす
ることが困難で、一般には低速高トルクのものしかでき
ない不都合がある。 上記した点が欠点となる為に、界磁マグネットが不要と
なり、しかも大きい出力トルクが得られる長所があるに
もかかわらず実用化が困難上なっている。 本発明装置は、上記した欠点を除去し、長所のみを；［
リ用できるこの種の電動機が得られること（（特徴を汀
するものである。特に、小出力の小型ファンｊ，：，＋
動機として使用できるものが得られることに４ｆｍを有
するものである。 次にり１°５ｌ図以下について、その詳細を説明する。 第１図は，リラクタンス型の７相の電動機の実Ｉ〆１ｊ
例を水子ものである。第１図（Ｑ）において、回転軸Ｉ
ば，軸承により、本体に回動自在に支持されている。第
３図につき後述するように、本体基板コ３に植立した円
筒支持体．７９に圧入されたボールベアリングｌα，／
ｈにより回転軸ｔけ支持されている。又円筒支持体ａに
は、電機子３の中央空孔が圧入固着されている。 電機子３は、図示した形状の９性体薄板（珪素鋼板）を
型抜きして積層する周知の手段により作られている。 磁極Ｊａ，３ｂ，Ｊｃ，３ｄけ互いにデＯ度離間し、そ
れぞれに励磁コイル？ａ，／４ｂ，／１ｃ。 ｕｄが装着されている。碍％３ａ，３ｂ，・・・の１Ｊ
けｑｏ度である。 回転子コ及び突極コα，２ｃ及び突極．２ｂ。 ２ｄの構成を第１図（ｂ）につき説明する。 第１図（６）において、珪素鋼板若しくけ軟鋼薄板を型
抜きして図示の形状（記号Ｊα，３ｂ。 Ｊ　で示すもの）とし、これを積層して第１の固定電機
子３が作られる。空孔３ｆけ、第１図（、）の円筒支持
休みが圧入される空孔となる。 （ｉ仔極３ａは９０度の巾となっているが、点線３ｅ、
Ｊｇで示すように所定角度だけ、ｑｏ度よりみじかくし
て、第６図につき後述するように、トルク曲線を対称的
にすることもできる。 第１図（ａｌの記号Ｓで示すものけ、カップ状の軟鋼製
着しくけプラスチック製の回転体で、その底面中央には
、回転軸ｌが固定されている。 突極コσ、２ｂを有する珪素鋼板を型抜きしたものをｆ
、、’を層して回転子コが作られ、回転子コは［ｉｊｊ
　４ｉ、Ｈ体Ｓの内側に圧入固定されている。又全く同
じ構成のもので、突極コｃ、Ｊｄを有するものが回転子
コの突極コα、ユｂの裏側に圧入固定されている。突極
コαと２Ｃ及び突極コｂと、２ｄは同相の位置にある。 前者を第１の磁性体突極、後者を第２の磁性体突極と呼
称する。 電機子３と全く同じ構成の第２の固定電機子が作られ、
９０度位相をずらして、両者が固定されている。 第１図（ｔ）の点線りで示す断面を矢印方向より与たＭ
が第１図に７ｊＥされている。 第１図において、第１図と同一記号のものけ同一部材で
ある。 第１．第２の磁性体突極よりなる回転子λ。 ７け、非磁性体（プラスチックリング）　ＪＡにより分
離されている。非磁性体３Ａはスペーサとなるものであ
る。 第１の固定電機子３と第２の固定電機＋６は、円環状の
非磁性体３７を挾持して固着されている、従って磁路が
遮断されている。 第１図（Ａ）にスペーサ３７が、又第１　（ｉ１２（＋
り　ＩｃスペーサｊＡが図示されている。点ＩＱ、Ｅの
点で、第１１・同の円筒支持体−ｔの外側が圧接周定さ
れているものである。 励磁コイルＱａ、グＡ、・・・け、第１．第２の固定電
機子に装着した後に両者を重ね仔わせで固着するので、
自動巻線機で容量に装着することができ、又磁極Ｊａ、
３ｂ、・・・の巾をｑｏ度に近くできるので、出力トル
クを増大し、効率をヒ昇せしめる効果がある。 又色述するように、第１．第２の磁性体突極と第１．第
２の固定電機子の間には、スペーサ３Ａ、３７が介在し
ているので、磁路が遮断され、洩れ磁束がないので、反
トルクの発生を防止でき、電磁騒音を著しく小さくでき
る効果がある。 スペーサ３Ａ、３７け、いずれか１つがあれば上コホし
た目的が達成できる。実用的には、スペーサ３Ａを除去
し、回転子ユと７をｌ休とすることが実用的である。 第２図（ｅＬ）に示すものけ、回転子−１７を内側かち
みた展開図である。 回転子ユには、９０度の開角の突極コα、２ｈが等しい
ピッチで、又回転子７には、９０度の開角で、突極、２
σｌコｈと同位相の突極コｂ、コｄが１″）けられてい
る。 Ｗｒ’、　２図（Ａ）は、第を図の固定電機子Ｊ、６を
外側よりみた展開図である。 第１の固定電機子３には、９０度の開、角の磁極３・、
Ａが、又第−の固定電機＋６には、ｑ。 度の開角の磁極？ｂ　、　、？　ｃｉが設けられ、磁極
３・、Ａと磁極、、７　辷３　ｄは？Ｏｉ場即ち両極中
だけの位相差で配設されている。 第３図に示すものけ、第１図の点Ｍ／）を矢印方向より
見た全体の断面図である。本実施例はケｒに小型ファン
電動機として構成されている。 第３図において、第１図と同一記号のものｆ′ｉ同一部
材である。 基板２Ｊには、円筒支持体評がＮ（立され、この内部に
は、ボールベアリング／ａ、／ｂが圧入されて、回転軸
ｌが回動自在に支持されている。 円筒支持体２Ｑには、’ｒ＄　Ｐ子の中央空孔が圧入固
定されている。カップ状の回転体５の底面の中央部には
、回転＠ｌが固定されている。回転体よけ、プラスチッ
ク材により、射出成型により作られ、このときに、回転
子コ及び突啜λａ。 ２６、・・・が埋設され、又同時に外内部に’Ａ−Ａ枚
のファンが成型されるものである。 従って、ファンクａ、７ｂ及び回転子コ及び回転体５が
同時に７つの工程で作られるので、廉価に鷺産できる効
果がある。 回転体Ｓの下面に点線９ａ、９ｂで示すもの峠ｔＪ４板
コＪの上に貼着されたプリント基板で、この上に所要の
電気回路が構成されている。 第１図（σ）図示の位置検知素子となるコイル／／は、
突極２　ａ　、　Ｊ　ｂ　、・・・に対向するように、
基板−Ｊに植立した支持体に固定されているが省略して
図示していない。以上の説明より理解されるように、励
磁コイルｅａ、＜４４．・・・の通電により、回転体Ｓ
及びファン７ａ、７ｈ、・・・け回転して小型ファン電
動機となるものである。 次に１紡磁コイルｑα、’Ｉｂ’、’Ｉｅ、ダｄの通１
（ｚ制研装置につき説明する。 第５図は、位置検知装置を示すものである。 Ｈｌｌ　５図（ａＮＣおいて、第１図示のコイル／／を
イ／ダクタンス部材として、コルピッツ若しくはハート
レイ発振回路／Ｕが構成される。コイルｌ／け空！しコ
イルで、ンθ〜１５ターン位なので数メガサイクルの発
振が行なわれ、その出力は、ダイオード及びコンデンサ
／ｊを含む整流平滑回路により＋？Ｅ流化され、トラン
ジスタ／ＩＩ、／！を介して、端子ｌ乙ｄ、ｌ乙すより
出力が得られている。詑４３ざａけ直流正電圧端子であ
る。 コイルｌ／け、第１図の突極２ａ１．２ｂＫ対向する毎
に、鉄損及び渦流損の為に発振が停止される。従って、
端子／Ａα、／６ｂの出力波形は矩形波のパルス列とな
り、その間隙も矩形波の巾と等しくなる。 端子／ｂ　ａ　、　／４　ｈの出力け、第９図（ａｌの
端子／７αに入力されてトランジスタ／θりの導通を交
替する。トランジスタ１０　Ａの導通、不導通は、トラ
ンジスタ１０　ａと反対となり交替される。従って励磁
コイルイ及びＢの通常も交替される。 第１図の励磁コイルＱａ、Ｑｂ及び励磁コイルＱｃ、４
１ｄけ、それぞれ第３図のコイル４゜Ｂに相当するもの
である。 第１図の状態で回転子２が矢印Ｃ時計方向（（回転する
と、本体の１部に固定したコイル／／は、突極コαより
離間するので、第５図の端子／Ａ　ｑの出力が得られ、
第９図（α）のコイルＢ即ち励磁コイルｌＩｅ、ｌＩｄ
が通電される。従って突極コＣ，２ｄは、ｆｉ？３気１
ｂ導により異極が発生し、吸引力により、回転子２は時
計方向に回転する。突極中だけ回転すると、コイル／／
ｌ−１突極−すによシ誘導常数が変化するので、第５図
の端子１６αの出力け／ｆＭ　Ｋ　Ｌ、第ダ図（ａ）の
コイルイ即ち励磁コイル’Ｉａ、’Ｉｂの通電が開始さ
れ、励磁コイル’Ｉｃ、Ｑｄの１山電が停止される。従
って同じ事［青で、突極コａ、コロは、磁極３α、ＪＡ
に吸引されて引続いた回転が行なわれる。 以上のように、コイル７１の位置検知出力により、励磁
コイルｑα、９Ａ及び励磁コイル弘Ｃ１１ｄの通常が交
替されるので、ｌ相の直流実動機として回転する。 この場合に、出力トルク及び効率は、突極コσ１．２ｂ
と磁極３α、Ｊｈ、・・・の空隙の大きさに犬〜く依存
する。空隙を３０ミクロン位とすると、　１．！１知の
稀土属マグネットを利用する半ｉｉ体？’Ｃ動機如対応
する出力トルク及び効率が得られ、１・促価で高出力の
電動機の得られる特徴がある。 かかる場合に、当然であるが、突極コα、コｂと磁心３
ａ、Ｊｂ、・・・の間のｌｌＴｌ＋方向の研不気１１１
’ｔ、引力も著しく大きくなる。しかし上述したように
、かかる力はｌｌ１ｌＩｌに対して対称的となっている
ので、軸承に損傷を与えることばない。 又前述したように周知の電動機における電に子コイルの
装着手段即ち自動巻線機により、畿ＲマＪａ、３ｂ、・
・・に装着することができるのでｆｉｌ：産に適する構
成となっている。 位置検知信号を得る為のコイルｌ／け曲の周知の手段て
も差支えない。 第１図の装置は、周知のｌ相の直流実動機に対応するの
で、起動することができない。 次に第ｇ図（α）の展開図につき、その説明をする。記
号２αＩコｂ及び記号Ｊａ、Ｊ１１．・・・は、第１図
の突極及び磁極である。 位置検知素子として、コイルｌ／を利用する手段につい
ては前述しだが、本実ｌ西側の場合は。 マグネット３３及びホール素子（ホールＩＣでもよい。 ）が利用されている。円Ｉニア　４Ｉ；のマグネット３
には、回転子ユの側面に貼着され、ｑｏ明の開ｆｆのＮ
、５磁極が設けられている。磁極Ｊ３　ａ　、　３３；
ｂ、・・・け、第２図（ｂ）にも示すように、ホール素
子２Ａに対向するように、支持体ムαにより、第ｌの固
定１１（様子３に固定きれている。従って磁極３Ｓα、
　Ｊ左ｈ　、・・−の磁束により、周知の回路によりＮ
極、Ｓ極に対向したことに対応して、第１、第コの正の
出力信号が得られる。第１の出力信号により、励磁コイ
ル’ｌｃ、ｔＩｄが、又第２の出力信号により励磁コイ
ルｑα、ａｈが通電されるように構成されているので、
図示の状能でＨ，ｆ、磁極３ｃ、３ｄが励磁され、対向
する突極２ｃ、ユｄとの吸引力により、矢印Ｃ方向に回
転する。９０度回転すると、励磁コイルグα。 ＜ｉｂの通電に切換えられるので、突極コα、コｂが吸
引されて引続いた回転の行なわれる電動機となる。 ｌ柑の電動機なので、自起動することができ；うい。自
起動の為の手段を次に説明する。 第２図（ｂ）において、磁極Ｊｌｌ、２４は１点線３ｇ
　ａ　、　Ｊｇ　ｂで示すように突出され、この部分が
第Ｓ図（ａ）のマグネット３Ｓに対向している。マグネ
ット３５け、第２図（＋１）　ＩＣも同一記号で示され
ている。 従って、停止時には、マグネットＪ５と何孫３ａ、Ｊｂ
との吸引力゛により、回転子、２は、図１示の位置より
右方に６Ｂ極巾のｔ７ｑｎ動して停止している。従って
ホール素子２６は、Ｎ極に対向して、その出力が得られ
ているので起動することができる特徴がある。 前述したように、コイル／／を利用して位置検知出力を
得て回転する場合にもかかる起動手段を併用する必要が
ある。 この場合には、マグネット、７５け、起動の手段のみな
ので、磁極Ｊｊ　ｃ、　Ｊ左ｄを名〈ことができろもの
である。 マグネットＪりは又状に述べる効果がある。 第６図は、トルク曲線のタイムチャート（グラフ）であ
る。曲線／ｇ　ａ　、　１１　ｃ及び曲４宝ｉｇ　ｂ　
。 Ｉｇｄｔｄ、それぞれ磁極３ｔ、Ｊｂ及び磁％　３　ｃ
。 ３ｄによるトルク曲線で立上りが、ｆＩ峻となっている
。 第１　Ｉ￥ｌ　（Ａ）に示すように、磁極３ａを点＃３
ｙ＋３ｔで示す部分まで削除して構成する。他の磁極３
ｈも点線の部分まで削除して、その巾を不貞くする。他
の磁極も同じ巾となるように削除する。 対応して、突極コα、２ｃ及び、２Ａ、２ｄも１１［じ
巾とされる。かかる手段により、第６図の曲’（Ｋｄ／
ｇ　ａ　、　１ｇ　ｈ　、・・・の立上り部はゆるくな
り、曲Ｎ　／’９　ａ　、　／９　ｈ　、・・・のよう
になり、トルク曲線は対称前に近くすることができ、回
転を円滑と干ることができる効果がある。 百５ｇ図のマグネット、７５と磁極３α、３ｂの突Ｈ’
ｌ　Ｒ＋（、？ｇａ　、　３ｇ　ｂ　（ｆｒＳ２図（ｂ
）図示）との間にけコギングトルクが発生し、その曲線
は、第６図の曲線２０のようになり、合成トルク曲線は
１曲線２／のようになる。 従って出力トルクは平坦となり、電磁騒音も減少する効
果がある。コイル／／を位置検知素子として使用する場
合には、回転子λが９０度回転する毎に、その出力のｉ
Ｅ負が’！　（”！−＞；才する必す一°があるので、
第２図（Ａ）に示す構成が必９ｙとなる。 即ち、突極コαの左右端には、切欠部、２／、　、２−
が作られ、突極コαの巾け（第１＆Ｊａの巾と同一にさ
れる。しかし、コイル／ｌが対向する部分け、９０度の
巾となっている。従って回転子コが９０度回転する毎に
、その出力（第Ｓ図の端子１６σ、／６ｂの出力）の正
負の出力が交替されて、所要の位置検知出力が得られる
ものである。第コ、を図示のマグネット３左を起動の為
にのみ利用するものであれば、岸−の磁極を、６μ極３
α。 ３ｂ、・・・に対向せしめるのみで目的が達成される。 又位置検知素子としてコイル／／を利用し、ｉ’＋ｔｌ
述したコギングトルク発生の目的のみに、マグネット３
左を利用する場合には、マグネット３りを磁極３ａ、３
ｂ側に固定し、突極、２Ｑ、ユｂｅこ対向しても同じ目
的が達成できるものであるっ本発明装置においては、励
磁されるべき磁極３α、３ｂ、・・・が、回転軸ｌに対
して軸対称の位置となっているので、回転時にオ（ける
′占占１１−６ン゛全が小さくなり、又軸承の扛１傷が
防止される効果がある。突極コα１．２６の数が少ない
ので、ＩＩＩＩＪ磁′、１１流の周波数が小ｄ＜、

【泊
って高速回転（３０００回毎分以上）することができる
ので、小ｑリフアン電動機として使用すると有効である
。 ｊ：ｒＩ５ＱがＩ）１Ｊｔ、”化されているので、廉価
、大量に作ることのできる効果がある。 突板コα、コｂ及び磁極３α、３ｂ、・・・の数を増加
干ると回転速度は小さくなるが出力トルクを増加するこ
とができる。この場合にも前述した励磁磁極が軸対称の
位置にある条件及び次に述べる条件を満足するような突
極と磁極の配置と干る必要がある。 一般にリラクタンス電動機は、励磁磁極よりの洩れ磁束
が非励磁磁極と対向する突極に入り、これが反トルクと
なり出力トルクを減少する欠点がある。 例えば第５図（α）において、回転子コが７０度位左方
（矢印Ｃと反対方向）に回転した位置とすると、磁極３
α、ａｈが励磁されている。 若し、その洩れ磁束が磁＋ＩｔＪｃ、Ｊｄ及び突部ユＣ
，ユｄを貫挿すると、これによるトルクは反トルクとな
り、出力トルク及び効率を減少し。 又電磁騒音発生の原因となる。 本発明装置によれば、第１図につ＠説明したよう罠、ス
ペーサ３Ａ、３りの為にかかる洩れ磁束は遮断されてい
るので、上記した欠点が除去される効果がｋる。又かか
るｔ′ｑ成の為に、突極ユα、２４の数を少なくて含て
大きい回転速度の得られる特徴がある。 リラクタンス型の電動機は、界磁マグネットの型のもの
に比較して、磁束がよく閉じられた状態で励磁コイルの
通電が断たれるので、第９図（ａ）のダイオード、２１
　ａ　、　２ｇ　ｂを介する磁気エネルギーによる通電
電流の消滅時間が長くなる。 かかる通電によるトルクは反トルクとｆｃね、出力トル
クを減少する欠点となる。 又励磁コイルの通電の初期及び末期では、リラクタンス
の変化が小さいので逆起電力が小さく、トルクに無効な
、しかも過大な通電が行なわれ、これけ銅損を増大して
効率を劣化せしめろ原因となる。 次に上述した欠点を除去する手段について説明する。第
弘図＜ｂ＞に示す回路は、ホールＩＣ／／。 増巾回路１０ｄ、１０ｃの出力により、トランジスタ１
０α、１０ｂを制御して、電機子コイルイ、Ｂの・１ら
電制御を行なうときに、各電機子コイルに一υ１清され
た磁気エネルギーを出力トルクに有効に利用して効率が
上昇する効果を有するものである。又トランジスタ１０
α、１０ｈを保護する効果をｒ〒＋るものである。 ホールｔｃｉｔの正の出力のあるときには、トランジス
タｉｏαが導通して、電機子コイルイがｉｌＤ　市され
る。このときに、ホール／Ｃ／／の出力は増巾回路１０
　ｃにより、電源正電圧の電圧まで上昇しているので、
トランジスタ１０　ｂは不導通に保持されている。 ホールＩＣ／／の出力が、ローレベルとなると。 トランジスタ１０αは不導通に、トランジスタ１０ｂけ
−４，，１１＋ｉ　して励磁コイルＢが仙電される。 例えば、トランジスタ１０σが導通して、′屯様子コイ
ルＡが通電され、次にトランジスタ１０ηが不導通に転
化したとすると、矢印Ｇ方向の蓄積磁気エネルギーによ
る電圧は、双方向バリスタ３コを介して、電機子コイル
ＢをＦ方向に通電し、トランジスタ／θｂの導通による
励磁コイルＢの通電の立上りを助けて、浄速な通電をｉ
ｒ能とする効果がある。 又電機子コイルイの蓄積磁気エネルギーは、電機子コイ
ルＢの蓄積磁気エネルギーと出力トルクに転換するので
、励磁コイルＡの・１０π）け４色速に停止されて、効
率の上昇及び電機子コイルイの通電の停止がおぐれで、
反トルクを発生して効率の劣化せしめる現象を防止でき
る効果がある。 第６図の点線／ｑｔ　、／ｑｆで示す区間のみを励磁電
流を通電すると、次に述べる効果がある。 この為には、次の手段が採用されるっ 位置検知素子として、第二図（ｈ）し１示のホール素子
ムを使用し、その一つの出力ＣＮ　、　、５　Ｊｊｉの
畿Ｗ下にある場合の出力）をダイオードを介してとり出
すと、ダイオードのシフト電圧の為Ｋ。 励磁コイル’ｌａ、弘す、・・・の通電区間け９０度よ
りせまくなり、例えば点Ｉｆ９／ｑｅ、ｔｑｌ（第６図
示）の間となる。従って、励磁コイルの磁気エネルギー
により、通電の停止点が妊長されても反トルクの発生は
防止される効果がある。又トルク曲線の終端部は、トル
クも小さく、この部分の過大な無効電流も抑止されるの
で、銅損を１’１’７大する欠点も除去される効果があ
る。従って置速度の回転を行なっても、反トルク及び銅
損を除去できる特徴を有するものである。コイル／／の
対向する突極コα、コｂと同形の回転磁性体を他の部分
に同期回転するように設けても位置検知出力を得ること
ができるものである。 界磁マグネットを使用しないリラクタンス型の電動機は
逆起電力による回転速度の検出信号を得ることはできな
い。しかし、第弘図（Ｃ）の電気回路により、周知のブ
リッジサーボ回路と形式の似た回路により、上記した検
出信号による定速回転回路が得られる。 第９図（ｃ）において、記号３ｏけリラクタンス型の電
動機で、抵抗Ｒ，，Ｒユ、！？、とともにブリッジ回路
を構成している。このときに、電動機３０が回転してい
るときの等価抵抗をｌ？　、としたとき、ＲＱＲ２＝Ｒ
／Ｒ３ｇ　　の式が成立するとすると、 Ｒ，：Ｒ，Ｒ３／Ｒコー−−−−（１１となる。 励磁コイルの抵抗をＲと干ると、３つ導電圧（逆起電力
となるもの）け、ＫｉＮ（Ｋは常数。 ｉけ励磁電流、Ｎは回転速度）として表示できるので、
ｉ　ＲＩＩ＝ｉ　Ｒ＋Ｋ　＠Ｎとなる。従って（１）式
と併せて次の式が成立する。 Ｒ＋　Ｋ　Ｎ　＝ＲＩ　Ｒ３／　Ｒ２ 従って、 ＡＩ＝／／Ｋ（Ｒ，Ｒ３／ＲニーＲ）−−−＋２１オペ
アンプＪ／の出力は、トランジスタ２７の入力となって
いるので、この入力が減少すると、トランジスタ、２ｇ
のベース電圧が降下して、励磁電流１が減少する。オペ
アンプ３／の利得を大きくしておくと、オペアンプ３／
の反転、非反転の入力電圧が等しくなるように励磁コイ
ルの電流ばか保持される。 かかる条件は、前記した（１）式を満足する条件とも合
致するので、回転速度Ｎけ、（２）式の抵抗Ｒ、Ｒ，、
Ｒ２，、、Ｒ３，Ｑ値で規制される回転速度となる。Ｒ
２とＲユの比は自由に定めることができるので、この値
の比を変更することにより、指宝する回転速度の定速運
転をすることができる特徴がある。 抵抗Ｒ７を銅線を用いて構成すると、励磁コイルの温度
による抵抗の変化が除去されるので、正確な速度信号を
得ることができる。当然であるが界磁マグネットがない
ので、温度変化によるマグネット磁束の変化の影響も除
去されている。 オペアンプ３／の入力を等しくするように励磁電流を制
御する手段は他の周知のいかなる手段でもよい。 起動時には、オペアンプ３／の人力はアースレベルとな
っているので、その出力はなく、従ってトランジスタ、
２ｇは導通しないが、コンデンサ２９により起動するこ
とができる。 第１図は、外転型の電動機を示したが、内転型のものを
構成することもできる。 第１図では、磁極が９個、突極が、２周のものを示した
が、磁極を６個若しくは３個、突極を３個若しくは１個
としても本発明を実栴することができる。 磁極が６個、突極が３個の場合の展開図が第ｇ図（Ａ）
に示されている。 ５ｇ図（ｂ）において、マグネット３！ｉば（ａ）図と
同じ構成であるが、磁極数ｉｊ：６個と々つている。 突極３ｇ　ａ　、　Ｊｇ　ｂ　、　３１　ｃと突極Ｊｇ
　ｄ　、　３ｇ　ｅ　、　Ｊざｆけ同相の位置にあり、
突極の巾は６０度で等しいピッチで配設されている。こ
れ等の（１に成は、（α）図の突極２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄを有する回転子コ、７と全く同じ原理の構成となっ
ている。 任→極７ｑａ　、　３ｑｂ　、・・・、３９ｆには、励
磁コイルｑθａ、ダθｂ、・・・、１４０ｆが装着され
ている。 ＠極、？？　ａ　、　３９　ｂ　、　３ｑｃの巾は６０
度で等しいピンチで配設され、磁極３９　ｄ　、　ｊｑ
ｇ　、　３９　ｆも同じ巾で等しいピッチとなっている
が、両者は６０度位相がずれて配設されている。 作用効果は、（、）図の場合と全く同様である。 励磁コイル３ｑａ　、　、３９　ｃがＮ極に磁化さ、れ
ると、磁極Ｊ９　ｈけＳ極に磁化される。磁極ＪｑＡの
励磁コイルｑρｂを除去しても誘導によりＳ極となるの
で、励磁コイルグθｂを削除することもできる。 磁極Ｊｑｄ　、　３９　ｇ　、　、？デｆについても上
舵した事情は全く同様である。 第１図の装置において、突極間のスペーサを除去して、
共通の回転子として構成し、磁極数をユ倍とすると、コ
相の電動機とすることができる。当然であるが、この場
合には、位置検知イ苫号もユ相となり、例えば、第Ｓ図
Ｃｂ）の回路により得ることができる。 第５図（ｂ）において、記号／コαけ発振回路で、高周
波の発振が行なわれている。 コイル／ｌα、７１ｂを流れる電１１ｆｔ、け、１氏抗
−θり。 ２０ｂにより電圧降下が発生し、その出力は、ダイオー
ド及びコンデンサ２／α、２１ｂにより、端子２２　ａ
　、　２２　Ａより出力される。 コイル／ｌα、／／ｂけ、第８図（１）Ｋ同一記号で示
され、本体に固定されて、突極２ａ、２ｂに対向してい
るので、その回転とともに、鉄損及び銅損の為にインピ
ーダンスが減少する。従って端子２コα、２Ｊｂの出力
が増加する。この出力は、図示していないが比較回路を
介してとり出すと、ＳＮ比のよい位置検知出力が得られ
るものである。 第を図（、＞に示す展開図は、第１、図、第８図（σ）
釦示す／相のリラクタンス型の電動機を、回転子コの突
極２ａ、２６を共通として、コ相の電動機として構成し
た場合を示している。“第８図（ｃ）において、突極Ｊ
α、コｂ、ε０すａ　　ＪＡ、Ｊｃ、３ｄ、励磁コイル
ｑα、ａＩｊ。 ’ＩＣ，’Ｉｄけ、第８図（ａ）と全く同じ構成である
つただしマグネット、ｙｈけ不要なので除去されている
。 洩れ磁束を除去する為には、ｍ＄ｉ１．３α、３ｈと磁
極３ｃ、ｊｄとの間に、第２図のスペーサ３７が１史用
されている。 回転子コが矢印Ｃ方向に少し回転したことを考えると、
本体に固定したコイル／ｌαけ、突極、２ａに対向する
ので、第５図（ｂ）の端子シαに正の出力が得られる。 この出力により、励磁コイルＱｃ、ＱｔＬを通電すると
第８図（α）と全く同じｐｇ由により、回転子２は矢印
Ｃ方向に回転する。 ｑＱ度回転すると、コイル／／αは突極２αより離１ｉ
１５するので、その出力はｒＰＩＭして、励磁コイルｙ
ａ、ｒｉｂの通電に切換えられる。従って回転子−の矢
印Ｃ方向の回転が続行されるものである。１８１］ち／
相の電動機として回転する。 上・ｒ＊　Ｌ、に励磁コイルクα、　ｌｌＪ、・・・の
通電側内１け、イｒ、ｑ図（ａ）の回、路により：前述
した場合と乍く１川林に行なわれるものである。磁極Ｉ
Ｉ／α。 ＩＪ／　ｂけ磁極３α、Ｊｂに対応するもので、こｎよ
り９５度だけ左方にずれて配置１胃されている。 磁極ダ／　ｅ　、　（Ｉ／　ｔｔは磁極ｑ／り、ｒｕｂ
より右方にｑｏ度ずれて配置されている。磁４Ｉｆａ／
ｑ　、　ｑ、／ｂ　。 ・・・には、それぞれ励磁コイルＱ２　ａ　、　’Ａコ
ｂ、・・・が装着されている。 磁極ＩＩ／α、ｅ／Ａは、磁極３α、Ｊｂと全く磁気的
に遮断されて配設されている。 磁極’Ａｌｔ　、　ａｔ　ｄは、磁極１　ｉ　、　ＩＪ
／　ｂと全く同じ構成のものが使用され、第１図のスペ
ーサ３７と同じ構成のものにより、磁極ＩＪ／α、　＋
４／　ｂと磁気的に遮断され、電機子として、磁極３Ｑ
、３ｂ、Ｊｅ、３ｄ及び磁極ｕ／　ａ、、　ｕ／　ｂ　
、　（１／　ｃ　、　＜Ｒ、ｔＪ一体に固化形成されて
いる。 本体に固定したコイル／／Ａは、突極コα、２ｂに対向
するように、コイル／／　ａと電気色で９０度（図示の
場合は、３６０度＋ｑＯ度となっていム）はなれている
。 コイル／／ｂが突極・、２ａ、コｂに対向すると、その
出力により励磁コイルｑλｅ　、　４’２　ｄが、又離
間すると、その出力により励磁コイルくべ、ｑ２ｂが通
電される。かかる通πＬ手段は、第ｆ噛（ａ）の回路に
より実施することができる。 回転子ユが右方にＱ度回転した状態を考えると、この状
態は、磁極Ｊａ、３６，３　　。 と実極、２ａ、コｂとの前述した始点の相対位置と全く
同じとなる。　　　、・ 従ってｌ相の電動機として回転することがでへる。 Ｅ”１％Ｊａ、ａｈ、３ｃ、３ｄと磁極＆／　ａ、ダ／
ｈ　、　ＩＩ／　ｃ、　ｕ／　ｄとによるトルクは電気
角で９０度の位相差があるので、゛コ相の電動機として
運転することができる。 励磁コイルＧα、　ｌＩ２．ｂ　、ダ２ｃ、’Ｉコｄ及
び励磁コイルｕａ’、’Ａｈ、Ｑｅの】市電手段として
は周知の〃型ブリッジ回路を利用することができるもの
である。 以上の作用より理解されるように、効果はｌ相の電動機
と同様である。しかしａ相の為に自起動することができ
、出力トルクを大きくすることができる利点がある。 本実施例は、回転子λをＪｕ　Ｉ＋ηとし、第１図のｌ
相の電動機の固定電機子を２組だけ、粘度ずらして配置
したものと考えられるものであるつ第３図（ｂ）に示す
ｌ相の電動機を一組使用し、これ等を３０度ずらして重
ねても同様に、コ相のｇ＜動機を構成することができる
。尚点線ｔｎａ、ゲ３ｂで示すように、突極２ａ、ユｂ
の巾をせまく構成シ、又磁極、７　ａ　、　Ｊ　ｂ　、
　・＝　、　Ｌｌ／　ｅ　、　（！／　ｄの巾も同じ巾
でせ甘く構成すると、出力トルク曲線を対称的な形状と
することができる９以上の各実施例の説明より判るよう
に、冒頭において述べた本発明の目的が達成されて効果
著しきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の説明図、第２図は。 同じくその突極及び磁極の展開〆１、へ−３図は、第１
図の装置の断面図、第ｙ図は、励磁コイルの曲雷Ｒｔｌ
ｌ　ｉｔ回路図及びブリッジサーボ回路図、第５図は、
位置検知装置の説明図、第６図は、トルク曲線及び通電
曲線のタイムチャート、ｊ’Ｂ　７図は、第１図の断面
図及びスペーサの説明１女１、第３図は、磁極及び突極
の展開図をそれぞれ水子。 ｌ・・・回転軸、　　　ｌα、１６・・・軸承、ニゲ、
２ｈ・・・突極、　　　３α、Ｊｈ、・・４，３ｄ・・
・磁極、　　　’ｌａ、４Ａ、・・・、ｔｌｄ・・・励
磁コイル、　　ａ〃・・・円筒支持体、　　３・・・基
板、コ・・・回転子、　　夕・・・回転体、　　／／　
、　／／　１　。 ７１　ｂ・・・コイル、　　　りα、７ｈ・・・ファン
、９α、９ｈ・・・プリント基板、　　１０α、１０４
゜／４Ｉ、／！ｉ・・トランジスタ、　　　イ、Ｂ、・
−・励磁コイル、　　　ｇａ、ｇｈ中直流電源、　　ｌ
コ、ｌコσ・・・発振回路、　　３１・・・空孔、　　
３．６・・・Ｗ）“機子、　　Ｊ５　、．３！；　ａ　
、・・・、３左ｄ・・・マグネット、２乙・・・ホール
素子、　　易ａ・・・支Ｍ　体、３ｇ　ａ　、　３ｇ　
ｈ・・・突出部、　　λ７，２ｇ・・・トランジスタ、
　　　１ｇ　ａ　、　１ｇ　ｂ　、　・・・、　Ｉ９　
ａ　、　／ｑｂ　、　・・・（３゜コ／・・・トルク曲
線、ＪＡＪ７・・・スペーサ２．７・・・回転子、　　
３０・・・リラクタンス型電動機、　　Ｊ／・・・オペ
アンプ、　　４／　、　、　＋４／　ｂ　、　＆／ｃ　
、　１４／　ｄ　”磁極、　　Ｉ１２　ａ　、　’１．
！ｂ　、　＋ｊ　ｃ　、　Ｌ２　ｄ・・・励磁コイル。 特許出鮪人 株式会社　セコ−技研 茶　ｌ　画 弔　３　図 第　６　図 蔓　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転軸及び軸承により本体に回動自在に支持された回転
   子と、該回転子の回転面に軸対称の位置に、巾が１８０
   ／ｎ度（ｎは２若しくは３若しくは４）若しくはそれよ
   り所定角度だけ小さい角度の突極が等しいピッチでｎ個
   配設された第１の磁性体突極を設けた回転子と、該磁性
   体突極と全く同じ構成で、同位相で第１の磁性体突極に
   並置されるとともに前記した回転子に配設された第２の
   磁性体突極と、軸対称の位置にあるｎ個１組の単極が円
   周面にそつて等しいピッチで配設され、該磁極の磁路開
   放端の磁極面が、前記した第１の磁性体突極の回転面に
   僅かな空隙を介して対向し、前記した磁極の巾が突極の
   回転方向の巾と同一とされるとともに突極の回転面にそ
   つて配設されるように磁性体板を積層して作成した第１
   の固定電機子と、軸対称の位置にあるｎ個１組の磁極が
   円周面にそつて、第１の固定電機子の磁極に並置される
   とともに磁極巾だけ位相をずらして配設され、磁極の磁
   路開放端の磁極面が、前記した第２の磁性体突極の回転
   面に僅かな空隙を介して対向し、前記した磁極の巾が突
   極の回転方向の巾と同一とされるとともに突極の回転面
   にそつて配設されるように磁性体薄板を積層して作成し
   た第２の固定電機子と、第１の磁性体突極と第２の磁性
   体突極間の磁路若しくは第１の固定電機子と第２の固定
   電機子間の磁路の少なくとも１つの磁路を磁気的に遮断
   するスペーサと、第１の固定電機子のｎ個１組の磁極に
   装着された第１の励磁コイルと、第２の固定電機子のｎ
   子１組の磁極に装着された第２の励磁コイルと、本体の
   所定の位置に固定された位置検知素子と、該素子が、前
   記した回転子若しくはこれと同形で同軸の回転体に対向
   することに対応する位置検知素子の出力の変化を検出し
   て１相の位置検知信号が得られる位置検知装置と、起動
   時において、前記した磁極と突極を所定の距離だけずら
   して保持する起動手段と、位置検知信号により第１の励
   磁コイルと第２の励磁コイルを突極の巾だけ回転子が回
   転する毎に交互に通電せしめる通電制御回路とより構成
   されたことを特徴とするリラクタンス型半導体電動機。 （２）第１の固定電機子の磁極の外側若しくは、第１の
   磁性体突極の外側に貼着された円環状のマグネットと、
   磁極巾の１／４だけ位相をずらして配設されるとともに
   第１の磁性体突極面若しくは、第１の固定電機子の磁極
   面に対向するようにマグネットに配設された２ｎ個のＮ
   、Ｓ磁極とより構成されたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項のリラクタンス型半導体電動機。