JPS6244056A - 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】 技術分野 本発明は、直流モータに係り、特に永久磁石の単一磁極
の１／２の幅内に導体を束ねることなく一様に並べて導
体群を形成することにより、その範囲において一様なト
ルクを発生させるようにし、また永久磁石の磁極面積全
体に一様に導体を配置することにより導体のトルク発生
についての有効部分が長くかつ無効部分が捲掛となり、
効率が高く、比較的高い電圧及び小さな二相全波電流に
より十分駆動できて、回転トルクが大きく、消費電力の
極めて小さい画期的な直流モータに関する。

従来技術 従来、音響及び映像機器等における磁気テープ駆動用モ
ータや各種情報処理装置におけるフロッピィディスク等
の駆動モータには、第１３図に示すようなステータコイ
ル３を用いた平面対向型スロノトレスモーク（図示せず
）が一般に用いられており、このようなステータコイル
３においては、分巻きされた第１相コイル１及び第２相
コイル２を同〜平面に並べてあり、磁石極致に対してコ
イル数が少なくコイル間の隙間４が大きくなっている。

これはコイル数を増大させると、コイルの層数も多くな
って厚さが増し、磁石と鉄板５間のエアギャップが増大
し、磁束密度の減少が起こり、トルク効率の向上になら
ないためであるが、このように永久磁石の磁極面積に対
するコイル数が少ないことと、分巻きされたコイルであ
るため、所定の出力を得るためにはｌコイル当たりの発
生トルクを増大させなければならず、この結果コイルの
導体Ｃにはかなり太い電線を用いて相当大きな電流を流
さなければならなかった。このためモータが大型化する
と共に重量も大きくなり、また消費電力が大きいという
欠点があり、この結果、乾電池に依存するような屋外用
のビデオ機器などにはほとんど適用できないものであっ
た。

また上記のようなステータコイル３の欠点を解決すべく
提案されたものとして、第１４図に示すような同一形状
のジグザグコイル６を２つ設けてこれらを同図に示すよ
うに、トルク発生に寄与する作用導体部６ａが互い違い
となるように重ね合わせて、いわゆるフラット・アンド
・オーバラップ・ジグザグコイル８を形成し、ジグザグ
コイル形状によりトルク発生に有効な作用導体部６ａを
多くし、２つのジグザグコイル６を重ねることでトルク
発生部の作用導体部６ａを同一平面となし得るようにし
てステータ磁気回路鉄板とのギャップを増大させない構
造を可能とし、高磁束密度を実現したものがＤＤフォノ
モータ用として提案されている（総合電子出版社発行の
「メカトロニクスのためのＤＣサーボモータ」第３版第
１２２真から第１２５頁及びナショナル・テクニカル・
レポート第２６巻第５号第７７４頁から第７８２頁の論
文参照）。

しかしながら、このようなジグザグコイル６においても
未だ欠点があり、更に改良の余地があった。即ち、まず
ジグザグコイル６においては導体Ｃが束ねられているた
め、トルク発生に寄与する作用導体部６ａの永久磁石の
磁極面積に対する面積が小さく、しかも不作用導体部６
ｂ、６ｃの長さが長くなるためトルク効率が高くないば
かりでなく、トルクむらが大きいという欠点があった。

またそのため消費電力も大きかった。また差動二相全波
駆動方式によると、軸方向の振動力が発生し、Ｓ／Ｎ劣
化要因を内包する欠点が生じ、また正弦波駆動方式によ
ると、ホール素子波形がそのまま駆動電流波形となるた
めに、素子のばらつき、例えばホール素子の直流オフセ
ット、感度のばらつきによるワウ・フラッタの劣化が著
しく、良好な性能を得るには、直流オフセント調整、感
度調整等厳密な調整が必要となる欠点が生ずる（同上論
文参照）、そしてこのような欠点を解決させるためには
、同上論文における第１０図に示すような駆動電流波形
を得ることができる特殊な「電流分配二相全波駆動方式
」なる複雑な駆動方式を採用する必要があり、相当多く
の電子回路及びそのための部品が必要となる欠点があっ
た。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、ｌｆＨ！ｉ
及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた永久磁石の
単一磁極の１／２の幅内に、導体を束ねることなく、一
様に並べてなる導体群を形成することによって、該導体
群の幅の範囲内において一様なトルクを発生させるよう
にすることであり、またこれによって、回転型の直流モ
ータの場合にトルクむら及び回転むらを極めて小さくす
ることである。また他の目的は、上記の導体群の構成に
よって、トルクの発生に寄与する作用導体部を最大とし
、トルクの発生に寄与しない不作°°用導体部を極少に
することであり、またこれによって比較的高い電圧と小
さな電流、しかも容易に得られる差動二相全波電流によ
って駆動できるようにし、効率が高く、トルクが大きく
、小型で消費電力の極めて小さい直流モータを得ること
である。更に他の目的は、上記の構成による導体部から
なる第１相コイルと第２相コイルとを、その導体群が互
い違いとなるように、換言すれば両導体群が電気角度に
して９０″だけ位置がずれるように重ね合わせて固定す
ることによって、電機子の厚さを薄くし、鉄板等の磁性
材料からなる取付ベースとの間のエアギャップを小さく
すると共に、第１相コイル及び第２相コイルのトルク発
生に寄与する作用導体部が電機子全体にわたって一様に
連続するようにし、均一かつ強力なトルクが得られるよ
うにすることである。

更に他の目的は、電機子を比較的固有抵抗の高い磁性材
料からなる渦電流抑制板を介して鉄板等の磁性材料から
なる取付ベースに固定することによって、導体群に生ず
る渦電流を防止し、トルクの増大と消費電力の減少とを
同時に達成することである。また他の目的は、上記の構
成による導体群を有する電機子及び渦電流抑制板を、扁
平モータ、インナロータ型モータ及びリニアモータに適
用することによって、効率が高く、駆動力が大きく、消
費電力が極めて小さく、しかも軽量、コンパクトな直流
モータを提供することである。

構成 要するに本発明（特定発明）は、Ｎｉｆｆ極及びＳ磁極
が交互に隣接して複数並べられた永久磁石と、該Ｎ磁極
及びＳ磁極の単一磁極の１／２の幅内に導体を一様に並
べて形成された導体群からなる第１相コイルと、該第１
相コイルと同様に形成された導体群からなる第２相コイ
ルと、前記第１相コイル用第１磁気検出素子と、前記第
２相コイル用第２磁気検出素子とを備え、前記第１相コ
イルと前記第２相コイルとは前記単一磁極の１／２の幅
だけ位置をずらして前記一様に並べられた導体群が互い
違いとなるように重ね合わせて固定され、前記第１磁気
検出素子は前記第１相コイルの端部に、前記第２磁気検
出素子は前記第２相コイルの端部に夫々固定されて電機
子が形成され、該電機子に対して前記永久磁石がエアギ
ャップを介して対向配設されてなることを特徴とするも
のである。また本発明（第２発明）は、Ｎｉｆｆ極及び
５ｆｆｉ極が交互に隣接して複数並べられた永久磁石と
、該Ｎ磁極及びＳ磁極の単一磁極の１／２の幅内に導体
を一様に並べて形成された導体群からなる第１相コイル
と、該第１相コイルと同様に形成された導体群からなる
第２相コイルと、前記第１相コイル用第１磁気検出素子
と、前記第２相コイル用第２磁気検出素子とを備え、前
記第１相コイルと前記第２相コイルとは前記単一磁極の
１／２の幅だけ位置をずらして前記一様に並べられた導
体群が互い違いとなるように重ね合わせて固定され、前
記第１磁気検出素子は前記第１相コイルの端部に、前記
第２磁気検出素子は前記第２相コイルの端部に夫々固定
されて電機子が形成され、該電機子に対して前記永久磁
石がエアギャップを介して対向配設されてなり、かつ前
記電機子は比較的固有抵抗の高い磁性材料からなる渦電
流抑制板を介して鉄板等の磁性材料からなる取付ベース
に固定されていることを特徴とするものである。また本
発明（第３発明）は、Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接し
て複数並べられた同筒形の永久磁石と、該Ｎ磁極及びＳ
磁極の単一磁極の１／２の幅内に与体を一様に並べて形
成された導体群からなる円筒形の第１相コイルと、該第
１相コイルと同様に形成された導体群からなる円筒形の
第２相コイルと、前記第１相コ１゛ル用第１磁気検出素
子と、前記第２相コイル用第２磁気検出素子とを備え、
前記第１相コイルと前記第２相コイルとは前記単一磁極
の１／２の幅だけ位置をずらして前記一様に並べられた
導体群が互い違いとなるように重ね合わせて固定され、
前記第１磁気検出素子は前記第１相コイルの端部に、前
記第２磁気検出素子は前記第２相コイルの端部に夫々固
定されて円筒形の電機子が形成され、該円筒形の電機子
に対して前記円筒形の永久磁石がエアギャップを介して
回動自在に対向配設され、かつ前記電機子は比較的固有
抵抗の高い磁性材料からなる渦電流制御円筒を介して鉄
板等の磁性材料からなるケースに固定されたことを特徴
とするものである。また本発明（第４発明）は、ＮＴｆ
ｉ極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた直線状
の永久磁石と、該Ｎ［極及びＳ磁極の単一磁極の１／２
の幅内に導体群を一様に並べて形成された第１相導体群
と、該第１相導体群と同様に形成された第２相導体群と
、前記第１相導体群用第１４ｆｉ気検出素子と、前記第
２相導体群用第２磁気検出素子とを備え、前記第１相導
体群と前記第２相導体群とは前記単一磁極の１／２の幅
だけ位置をずらして前記一様に並べられた導体群が互い
違いとなるように重ね合わせて固定され、前記第１磁気
検出素子は前記第１相導体群の端部に、前記第２磁気検
出素子は前記第２相導体群の端部に夫々固定されて直線
状の電機子が形成され、該電機子に対して前記永久磁石
がエアギャップを介して往復動自在に対向配設され、か
つ前記電機子は比較的固有砥抗の高い磁性材料からなる
渦電流制御板を介して鉄板等の取付ベースに固定された
ことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。特定
発明に係る直流モータ９は、第１図において、永久磁石
１０と、第１相コイル１１と、第２相コイル１２と、第
１磁気検出素子Ｈ，と、第２磁気検出素子Ｈ２とを備え
ている。永久磁石１０は、Ｎ磁ｉＮ及びＳ磁極Ｓが交互
に隣接して複数並べられたものであり、第１図に示す実
施例では平板状のドーナツ形に形成されている。第１相
コイル１１は、Ｎ［極Ｎ及びＳ磁極Ｓの単一磁極Ｉｏｎ
、１０ｓの１／２の幅内、換言すれば電気角度にして９
０°の幅内に、第１図に実線で示すように導体Ｃを一律
に、即ち束ねることなくほぼ同一間隔に並べて形成され
た導体群１３からなるものである。そして第１相コイル
１１は全体としてジグザグコイル状に形成されているが
、従来例のように導体群１３が束ねられていないために
、トルクの発生に寄与する作用導体部１１ａが多く、逆
にトルクの発生に寄与しない不作用導体部１１ｂが極小
となっている。

第２相コイル１２は、第１相コイル１１と同様に形成さ
れた導体群１４からなるものであって、第１図に破線で
示されており、第１相コイル１１と全（同一の形状にジ
グザグコイル状に形成され、導体Ｃが永久磁石ｌＯの単
一磁極Ｉｏｎ又は１０５の１／２の幅内に一様に並べて
形成されている。

第１磁気検出素子Ｈ、とじては例えばホール素子が用い
られ、第１相コイル１１の端部１１Ｃに固定されている
。また第２磁気検出素子Ｈ２としても例えばホール素子
が用いられ、第２相コイル１２の端部１２Ｃに固定され
ている。

第１相コイル１１と、第２相コイル１２とは単一磁極１
０ｎ又は１０ｓの１／２の幅だけ位置をずらして一様に
並べられた導体群１３．１４が互い違いとなるように重
ね合わせて固定されている。

このように第１相コイル１１と第２相コイルＩ２と６体
群１３．１４が互い違いとなるように重ね合わせること
によって夫々の作用導体群１１ａと１２３とが交互に表
面に現われ、結果として作用導体部１１ａ、！２ａが全
周に渡って連続して配置される構成となっている。この
結果作用導体部１１ａ、１２ａが永久磁石ＩＯの表面に
対してその組立状態において等距離に配置されることに
なり、また第１相コイル１１、第２相コイル１２及び第
１及び第２磁気検出素子Ｈ１，Ｈ２からなる電機子１６
の厚さが非常に薄くなるものである。

このようにして電機子１６が形成され、該電機子に対し
て永久磁石１０が適宜なエアギャップを介して対向配設
されて本発明に係る直流モータ９が構成されるものであ
るが、第１図においては電機子１６の構成及び永久磁石
１０を夫々左右方向に分解して示したものであって、実
際には電機子１６の上に永久磁石１０が中心０を一致さ
せて適宜なエアギャップを介して重ねられて対向配設さ
れるものである。

次に、第１相コイル１１及び第２相コイル１２の形成に
ついて説明すると、これは通常のエナメル線等の電線を
第１図に示すように適宜な巻線機によって巻線もよく、
また電解メッキ又は無電解メッキの利用によって銅を巻
線部分にのみ析出してこれを積層する方法によっていわ
ゆるプリントコイルとして形成することも可能である。

次に、第２図をも参照して第１図に示す特定発明の構成
を利用した第２発明に係る扁平型の直流モータ１９につ
いて説明する。なお第１図に示す特定発明の構成と同一
の部分については図面に同一の符号を付して説明する。

扁平型の直流モータ１９は、Ｎ磁極Ｎ及びＳ磁極Ｓが交
互に隣接して複数並べられた永久磁石１０と、該Ｎ磁極
Ｎ及びＳ磁極Ｓの単一磁極！ｏｎ、１０ｓの１／２の幅
内に導体Ｃを一様に並べて形成された導体群１３からな
る第１相コイル１１と該第１相コイル１２と同様に形成
された導体群１４からなる第２相コイル１２と、第１相
コイルｌｌ用第１磁気検出素子Ｈ，と、第２相コイル１
２用第２磁気検出素子Ｈ２とを備えており、第１相コイ
ル１１と第２相コイル１２とは単一磁極１０ｎ、１０ｓ
の１／２の幅だけ位置をずらして一様に並べられた導体
群１３．１４が互い違いとなるように重ね合わせて固定
され、第１磁気検出素子Ｈ１は第１相コイル１１の端部
１１Ｃに、第２磁気検出素子Ｈ２は第２相コイル１２の
端部１２ｃに夫々固定されて電機子１６が形成され、該
電機子に対して永久磁石ｌＯがエアギャップ１８を介し
て対向配設されてなるものであって、かつ電機子１６は
比較的固有抵抗の高い磁性材料からなる渦電流抑制板２
０を介して鉄板等の磁性材料からなる取付ベース２３に
固定されている。このように電機子１６と取付ヘース２
３との間に渦電流抑制板２０を介在させたのは、本発明
に係る電機子１６はプリントコイルによれば極めて薄く
形成することができるため、これを鉄板等の取付ベース
２３に直接固定すると、コイルに渦電流が生じやすく、
該渦電流によってモータの出力が低下するばかりでなく
消費電流が非常に大きくなってしまうのを防止するため
であって、このような着磁できないフェライト又はコイ
ル状に分かれた珪素鋼板を用いることによってコイルに
生ずる渦電流を抑制でき、極めて小さな電流で大きな出
力を得ることができるようにするためである。

永久磁石１０は、鉄板等の磁性材料からなるロータヨー
ク２４に固着されており、該ロータヨーク２４は回転軸
２５と一体のボス部２６に固着され、回転軸２５は取付
ベース２３に固着された軸受カバー２８に収容されたラ
ジアル軸受２９によって半径方向に支持され、かつスラ
スト軸受３０によってその軸方向に支持されている。そ
してロータヨーク２４に例えばレコードプレーヤのター
ンテーブル（図示せず）を載置すれば直ちにフォノモー
タ用の扁平型直流モータ１９として利用することが可能
である。

次に、第３発明に係るインナロータ型の直流モータ２９
について第８図から第１０図により説明する。インナロ
ータ型の直流モータ２９は、Ｎ［極Ｎ及びＳ磁極Ｓが交
互に隣接して複数並べられた円筒形の永久磁石３０と、
該Ｎ（ｆｆｉ極Ｎ及びＳ磁極Ｓの単一磁極３０ｎ又は３
０３の１／２の幅内に導体Ｃを一様に並べて形成された
導体群３３からなる円筒形の第１相コイル３１と、該第
１相コイルと同様に形成された導体群３４からなる円筒
形の第２相コイル３２と、第１相コイル３１用第１磁気
検出素子Ｈ１と、第２相コイル３２用第２磁気検出素子
Ｈ２とを備えており、第１相コイル３１と第２相コイル
３２とが単一磁極３０ｎ又は３０３の１／２の幅だけ位
置をずらして一様に並べられた導体群３３．３４が互い
違いとなるように重ね合わせて固定されている。そして
第１Ｏ図に示すように第１磁気検出素子Ｈ，は第１相コ
イル３１の端部３１ｃに固定され、第２磁気検出素子Ｈ
２は第２相コイル３２の端部３２ｃに固定されていて、
円筒形の電機子３６が形成されている。

また円筒形の電機子３６に対して円筒形の永久磁石３０
がエアギャップ３８を介して回動自在に対向配設されて
おり、電機子３６は比較的固有抵抗の高い磁性材料から
なる渦電流制御円筒４０を介して鉄板等の磁性材料から
なるケース４３に固定されてい北。またケース４３は本
体４３ａと蓋４３ｂとからなり、該本体４３ａと１４３
ｂには同様な軸受３９が設けられ、該軸受は円筒形の永
久磁石３０の中心に固着された回転軸３５を回動自在に
支持している。渦電流制御円筒４０は、珪素鋼板を図示
のように積層したものでもよく、また着磁できないフェ
ライトを用いてもよい。

次に第４発明に係るリニア型の直流モータ４９について
第１１図及び第１２図により説明する。

リニア型の直流モータ４９は、Ｎｉｌ極Ｎ及びＳ磁極Ｓ
が交互に隣接して複数並べられた直線状の永久磁石５０
と、Ｎ磁極Ｎ及び５ｌｆｆ極Ｓの単一磁極５０ｎ又は５
０３の１／２の幅内に導体Ｃを一様に並べて形成された
第１相導体群５１と、該第１相導体群５１と同様に形成
された第２相導体群５２と、第１相導体群５１用第１磁
気検出素子Ｈ３と、第２相導体群５２用第２磁気検出素
子Ｈ２とを備えており、第１１図に示すように第１相導
体群５１と第２相導体群５２とは単一磁極５０ｎ又は５
０ｓの１／２の幅だけ位置をずらして一様に並べられた
導体群が互い違いとなるように重ね合わせて固定されて
いる。なお第１１図においては第１相導体群５１と第２
相導体群５２とを上下に分解して図示しであるが実際に
はこれらは第１２図に示すように重ね合わされて固定さ
れるものである。そして第１磁気検出素子Ｈ３は第１相
導体群５１の端部５１ｃに固定され、第２磁気検出素子
Ｈ２は第２相導体群５２の端部５２ｃに固定されて、直
線状の電機子６０が形成され、該電機子に対して永久磁
石５０がエアギャップ４８を介して往復動自在に対向配
設され、かつ電機子６０には比較的固有抵抗の高い磁性
材料からなる渦電流抑制板７０が固定されている。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。まず特定発明に係る直流モータ９の
作用について第１図及び第３図から第７図により説明す
ると、第１図に示す永久磁石１０は上記したように電機
子１６の上に適宜なエアギャップを介して対向配設され
て中心Ｏが一致して固定された電機子１６に対して永久
磁石ｌＯが図中反時計方向に回転するものとする。また
第４図から第７図に示す永久磁石１０は円筒形のように
図示されているがこれは第１図に示す平板状の永久磁石
１０の直径を説明の便宜上大きくして電機子１６の第１
相コイル１１及び第２相コイル１２との相対的な位置関
係を明瞭にするためにこのように図示したものであって
、実際の直流モータ９の構造とは異なるものである。電
機子１６の第１相コイル１１及び第２相コイル１２には
第３図に示すような差動二相全波電流が流され、該電流
がまず第４図に示すように永久磁石ＩＯのＳ磁極ＳとＮ
磁極Ｎとの境界点１０ａが電気角度０″における場合、
即ち第１相コイル１１の端部１１ｃに設けた第１磁気検
出素子Ｈ１が永久磁石１０の磁極がＳ磁極ＳからＮ磁極
Ｎに変わることを検出した信号により第１相コイル１１
の導体群１３に電流が流れ、駆動力が発生する。そして
永久磁石１０は矢印Ａで示す如く反時計方向に回転する
。そして第３図に示すように電気角度０゜から９０°の
間においては第１相コイル１１にパルス状のプラスの全
波電流が流れる。そして電気角度が９０°に達すると、
第５図に示すようにＳ磁極ＳとＮ磁極Ｎの境界点１０ａ
が第２磁気検出素子Ｈ２に到達すると、該第２磁気検出
素子はそれまで検出していたＳ磁極Ｓの検出を終了し、
Ｎ磁極Ｎの検出を開始する。これによって第１相コイル
１１に対する電流を停止させ、第２相コイル１２に対し
て第３図に示すようなパルス状のプラスの全波電流を流
す。

このため導体群１３．１４に逆方向のトルクを発生させ
ることなく、磁束は極の中心が強く両端で弱くなるが導
体群１３．１４から見ると約一様なトルクが発生すると
いうことができる。

更に永久磁石１０が回転して第６図に示すように磁気角
度にして第４図の状態から１８０°回転すると今度は第
１磁気検出素子Ｈ２がＮｌ極Ｎの検出からＳ磁極Ｓの検
出に変わるため、第２相コイル１２に対する電流を停止
させ、今度は第３図に示すようなパルス状のマイナスの
電流を第１相コイル１１に流す。これによって永久磁石
１０は同方向に順調に回転し、更に第７図に示すように
永久磁石１０が第５図の状態から２７０°回転すると、
再び第２磁気検出素子Ｈ２がＮ磁極Ｎの検出からＳ磁極
Ｓの検出に変わるため、第３図に示すように第１相コイ
ル１１に対する電流を停止させ、第２相コイル１２に対
してパルス状のマイナスの全波電流を流す。これによっ
て永久磁石１０は連続して反時計方向に回転することに
なる。

以上のようにして本発明に係る直流モータ９によれば第
１磁気検出素子Ｈ１及び第２磁気検出素子Ｈ２が永久磁
石１０のＮ磁極Ｎ及びＳ磁極Ｓを交互に検出し、第３図
に示すようなプラスとマイナスの差動二相全波電流を交
互に流すことになり、この場合において直流モータ９は
第１相コイル１１及び第２相コイル１２の作用導体部１
１ａ。

１２ａにおいて連続的に発生する駆動力によって非常に
大きなトルクでかつ円滑に回転することになる。また作
用導体部１１ａ、１２ａに対して不作用導体部１１ｂ、
１２ｂが極小となっているため各コイルの効率が非常に
良好で大きな回転力が得られ、また作用導体部１１ａ、
１２ａが連続して動作するため直流モータ９の回転むら
が非常に少な（安定した回転が得られ、かつ消費電流が
非常に小さいものとなる。

次に第２図により第２発明に係る扁平型の直流モータ１
９の作用について説明すると、電機子１６と永久磁石１
０の相対的な回転の原理については特定発明の場合と全
く同様であるのでこれらについての説明を省略し、特に
渦電流抑制板２０の作用について説明する。電機子１６
の第１相コイル１１及び第２相コイル１２・はプリント
コイルとすることができ、この結果極めて薄く形成する
ことができるため、この電機子１６を直接取付ペース２
３に固定すると、渦電流が発生して出力が大幅に低下す
ると共に、消費電流が非常に大きくなるが、電機子１６
と取付ベース２３との間に渦電流抑制板２０を装着した
ことによって該渦電流抑制板を着磁できないフェライト
又は珪素鋼板をコイル状に巻いたもので形成することに
よってこの渦電流が大幅に抑制され、電機子１６による
駆動力が大きくなると共に、その消費電流が大幅に減少
することになり、結果として効率が非常に高く回転力が
大きく、かつ消費電流の小さい扁平型の直流モータ１９
とすることができる。なおこのように渦電流抑制板２０
を設けたことによって、電機子１６をただ単に合成樹脂
等の取付ベースに固定する場合よりもより大きな回転力
が得られ、かつ消費電力も小さくなることが試験の結果
ｆｌＩ認されている。このように渦電流抑制板２０の効
果は非常に大きなものであって第２発明に係る直流モー
タ１９の大きな特徴をなすものである。

次に第８図から第９図に示す第３発明に係るインナロー
タ型の直流モータ２９の作用について説明する。このモ
ータにおいても回転の原理は特定発明に係る直流モータ
９と全く同様であるので、その原理についての説明は省
略する０円筒形の電機子３６の第１相コイル３１及び第
２相コイル３２には第１磁気検出素子Ｈ１及び第２磁気
検出素子Ｈ，によって交互にパルス状の二相全波電流が
流され、これによって円筒形の永久磁石３０は一方向に
回転し、電機子３６に発生する渦電流は渦電流抑制円筒
４０によって抑制され、円筒形の永久磁石３０は回転軸
３５を伴って軸受３９により支持されてケース４３内に
おいて通常のモータと同様に回転する。この場合におい
ても渦電流抑制円筒４０が電機子３６に電流が流れるこ
とによって生ずる渦電流を完全に抑制するので磁気回路
としての鉄板等の磁性材料からなるケース４３に電機子
３６を固定しても非常に大きな回転力が得られ、また小
さな消費電流によって円滑な回転が得られるものである
。

次に、第４発明に係るリニア型の直流モータ４９の作用
について第１１図及び第１２図により説明する。このリ
ニア型の直流モータ４９においても直線状の永久磁石５
０の移動する原理は特定発明の場合と同様であるのでそ
の原理についての説明は省略する。第１相導体群５１及
び第２相導体群５２に対しては第３図に示すと同様の二
相全波電流が第１磁気検出素子Ｈ，及び第２磁気検出素
子Ｈ８によって交互に流され、従って永久磁石５０はあ
る場合には図中矢印Ｂの方向に移動し、また他の場合に
は矢印りの方向に移動して往復動し、リニアモータとし
て作用するものである。この場合においても電機子６０
が渦電流抑制板７０に固定されているため該渦電流抑制
板に鉄板等の取付ベース（図示せず）を取り付けたとし
ても渦電流が生ずることがほとんどなく、電機子６０に
対する消費電流は小さくかつ大きな駆動力を得ることが
可能である。

効果 本発明は、上記のように構成され、作用するものである
から、Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられ
た永久磁石の単一磁極の１／２の幅内に、導体を束ねる
ことなく、一様に並べてなる導体群を形成したので、該
導体群の幅の範囲内において一様なトルクを発生させる
ことができ、またこの結果回転型の直流モータの場合に
トルクむら及び回転むらを極めて小さくすることができ
る効果が得られる。また上記の導体群の構成によって、
トルクの発生に寄与する作用導体部を最大とし、トルク
の発生に寄与しない不作用導体部を極少にすることがで
きる効果があり、またこの結果比較的高い電圧と小さな
電流、しかも容易に得られる差動二相全波電流によって
駆動できることになり、効率が高く、トルクが大きく、
小型で消費電力の掻めて小さい直流モータを得ることが
できるという画期的な効果が得られる。更には、上記の
構成による導体部からなる第１相コイルと第２相コイル
とを、その導体群が互い違いとなるように、換言すれば
側導体群が電気角度にして９０゜だけ位置がずれるよう
に重ね合わせて固定したので、電機子の厚さを薄くする
ことができ、鉄板等の磁性材料からなる取付ベースとの
間のエアギヤツブを小さくするとことができると共に、
第１相コイル及び第２相コイルのトルク発生に寄与する
作用導体部が電機子全体にわたって一様に連続すること
となり、均一かつ強力なトルクが得られるという効果が
ある。

更には、電機子を比較的固有抵抗の高い磁性材料からな
る渦？ｉｌｔ流抑制板を介して鉄板等の磁性材料からな
る取付ベースに固定したので、導体群に生ずる渦電流を
防止することができ、トルクの増大と消費電力の減少と
を同時に達成することができるという優れた効果が得ら
れる。また上記の構成による導体群を有する電機子及び
渦電流抑制板を、扁平モータ、インナロータ型モータ及
びリニアモータに適用したので、効率が高（、駆動力が
大きく、消費電力が極めて小さく、しかも軽量、コンパ
クトな直流モータを提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定発明の実施例に係る直流モータの永久磁石
を電機子の側方に並べて示す平面図、第２図は第２発明
に係る扁平型の直流モータの縦断面図、第３図から第７
図は特定発明の作用を示す説明図であって、第３図は電
機子に対する二相全波電流の状態を示す線図、第４図は
第１磁気検出素子から見た永久磁石１０の第３図におけ
る電気角度がＯｅの場合における状態を示す平面図、第
５図は同様に電気角度が９０”の場合を示す平面図、第
６図は同様に電気角度が１８０”の場合を示す平面図、
第７図は同様に電気角度が２７０”の場合を示す平面図
、第８図から第１０図は第３発明の実施例に係り、第８
図はインナロータ型の直流モータの縦断面図、第９図は
インナロータ型の直流モータの分解斜視図、第１Ｏ図は
磁気検出素子の取付状態を示す要部拡大斜視図、第１１
図及び第１２図は第４発明の実施例に係り、第１１図は
電機子及び永久磁石をわかり易く図中上下方向に並べて
示す分解平面図、第１２図はリニア型の直流モータの正
面図、第１３図及び第１４図は従来例に係り、第１３図
は分巻型のコイルの平面図、第１４図はジグザグ型のコ
イルを２つ重ね合わせて形成されたフラット・アンド・
オーバーランプ・ジグザグコイルの平面図である。 ９は直流モータ、１０は永久磁石、１０ｎ。 ｌＯ８は単一磁極、１１は第１相コイル、ＩＩＣは端部
、１２は第２相コイル、１２Ｃは端部、１３．１４は導
体群、１６は電機子、１８はエアギャップ、１９は扁平
型の直流モータ、２０は渦電流抑制板、２３は取付ヘー
ス、２９はインナロータ型の直流モータ、３０は円筒形
の永久磁石、３０ｎ、３０ｓは単一磁極、３１は第１相
コイル、３２は第２相コイル、３３．３４は導体群、３
６は円筒形の電機子、３８はエアギャップ、４０は渦電
流抑制円筒、４３はケース、４９はリニア型の直流モー
タ、５０は直線状の永久磁石、５０ｎ、５０ｓは単一磁
極、５１は第１相導体群、５１Ｃは端部、５２は第２相
導体群、５２ｃは端部、６０は直線状の電機子、７０は
渦電流抑制板、Ｃは導体、Ｈ３は第１磁気検出素子、Ｈ
，は第２磁気検出素子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた
   永久磁石と、該Ｎ磁極及びＳ磁極の単一磁極の１／２の
   幅内に導体を一様に並べて形成された導体群からなる第
   １相コイルと、該第１相コイルと同様に形成された導体
   群からなる第２相コイルと、前記第１相コイル用第１磁
   気検出素子と、前記第２相コイル用第２磁気検出素子と
   を備え、前記第１相コイルと前記第２相コイルとは前記
   単一磁極の１／２の幅だけ位置をずらして前記一様に並
   べられた導体群が互い違いとなるように重ね合わせて固
   定され、前記第１磁気検出素子は前記第１相コイルの端
   部に、前記第２磁気検出素子は前記第２相コイルの端部
   に夫々固定されて電機子が形成され、該電機子に対して
   前記永久磁石がエアギャップを介して対向配設されてな
   ることを特徴とする直流モータ。 ２　前記第１相コイル及び第２相コイルは、プリントコ
   イルであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の直流モータ。 ３　Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた
   永久磁石と、該Ｎ磁極及びＳ磁極の単一磁極の１／２の
   幅内に導体を一様に並べて形成された導体群からなる第
   １相コイルと、該第１相コイルと同様に形成された導体
   群からなる第２相コイルと、前記第１相コイル用第１磁
   気検出素子と、前記第２相コイル用第２磁気検出素子と
   を備え、前記第１相コイルと前記第２相コイルとは前記
   単一磁極の１／２の幅だけ位置をずらして前記一様に並
   べられた導体群が互い違いとなるように重ね合わせて固
   定され、前記第１磁気検出素子は前記第１相コイルの端
   部に、前記第２磁気検出素子は前記第２相コイルの端部
   に夫々固定されて電機子が形成され、該電機子に対して
   前記永久磁石がエアギャップを介して対向配設されてな
   り、かつ前記電機子は比較的固有抵抗の高い磁性材料か
   らなる渦電流抑制板を介して鉄板等の磁性材料からなる
   取付ベースに固定されていることを特徴とする扁平型の
   直流モータ。 ４　前記渦電流抑制板は、着磁できないフェライト板で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の扁
   平型の直流モータ。 ５　前記渦電流抑制板は、珪素鋼板等の磁性材料からな
   る薄板を積層したものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の扁平型の直流モータ。 ６　Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた
   同筒形の永久磁石と、該Ｎ磁極及びＳ磁極の単一磁極の
   １／２の幅内に導体を一様に並べて形成された導体群か
   らなる円筒形の第１相コイルと、該第１相コイルと同様
   に形成された導体群からなる円筒形の第２相コイルと、
   前記第１相コイル用第１磁気検出素子と、前記第２相コ
   イル用第２磁気検出素子とを備え、前記第１相コイルと
   前記第２相コイルとは前記単一磁極の１／２の幅だけ位
   置をずらして前記一様に並べられた導体群が互い違いと
   なるように重ね合わせて固定され、前記第１磁気検出素
   子は前記第１相コイルの端部に、前記第２磁気検出素子
   は前記第２相コイルの端部に夫々固定されて円筒形の電
   機子が形成され、該円筒形の電機子に対して前記円筒形
   の永久磁石がエアギャップを介して回動自在に対向配設
   され、かつ前記電機子は比較的固有抵抗の高い磁性材料
   からなる渦電流制御円筒を介して鉄板等の磁性材料から
   なるケースに固定されたことを特徴とするインナロータ
   型の直流モータ。 ７　Ｎ磁極及びＳ磁極が交互に隣接して複数並べられた
   直線状の永久磁石と、該Ｎ磁極及びＳ磁極の単一磁極の
   １／２の幅内に導体を一様に並べて形成された第１相導
   体群と、該第１相導体群と同様に形成された第２相導体
   群と、前記第１相導体群用第１磁気検出素子と、前記第
   ２相導体群用第２磁気検出素子とを備え、前記第１相導
   体群と前記第２相導体群とは前記単一磁極の１／２の幅
   だけ位置をずらして前記一様に並べられた導体群が互い
   違いとなるように重ね合わせて固定され、前記第１磁気
   検出素子は前記第１相導体群の端部に、前記第２磁気検
   出素子は前記第２相導体群の端部に夫々固定されて直線
   状の電機子が形成され、該電機子に対して前記永久磁石
   がエアギャップを介して往復動自在に対向配設され、か
   つ前記電機子は比較的固有抵抗の高い磁性材料からなる
   渦電流制御板を介して鉄板等の取付ベースに固定された
   ことを特徴とするリニア型の直流モータ。