JPS6258856A - 回転電機 - Google Patents

回転電機

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JPS6258856A
JPS6258856A JP19546285A JP19546285A JPS6258856A JP S6258856 A JPS6258856 A JP S6258856A JP 19546285 A JP19546285 A JP 19546285A JP 19546285 A JP19546285 A JP 19546285A JP S6258856 A JPS6258856 A JP S6258856A
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JP
Japan
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magnetic pole
pole piece
section
motor
field magnet
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JP19546285A
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English (en)
Inventor
Fumito Komatsu
文人 小松
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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) 本発明は界磁マグネットの着磁形態を改良したモータ等
の回転電機に関する。
(背景技術) 周方向へ交互に異極となるように2n極(nは2以上の
自然数)着磁した界磁マグネットと、軸心に対し同心巻
きしたコイルの両端面を一対の基板部で挟むとともに各
基板部の周縁からコイルの外周面に交互に配列するよう
にした複数の磁極部を延出してなる一対の磁極コアを有
する電機子とを備えたモータ(回転電機)は知られてい
る。
このようなモータにおいて、第11図(コアの展開側面
図)及び第12図(モータの平面図)に示すように、磁
極部100の全部又は一部を周方向前i友に二分して第
1磁極片部101と第2磁極片部102を形成し、さら
に、一方の磁極片部101の諮辺に周方向への延設部1
03を形成することにより、非通電時における電機子1
04と界磁マグネット105の相対的停止位置にあって
マグネット磁極S、Nの周方向中点P又はマグネット極
SとN間における周方向中点Qと、起動通電時における
電機子104の磁極中心Rを相対的にずらし、これによ
り起動死点を回避するとともに効率の低下防止を図り、
さらに必要により、第1磁極片部101と第2磁極片部
102の間に第3磁極片部106を設けることにより、
始動時の起動トルクを最適値に設定できるようにした回
転電機は既に本出願人が提案した(例えば特願昭591
.271221号等参照)。
(発明が解決しようとする問題点) しかU7、上述した従来の回転電機は界磁マグネット1
05に極S、Nを着磁するに際し、台形波着磁を行って
いる。
これは、上述した回転電機に限らず、一般的tr各種モ
ータ等においても着磁時に完全に磁気飽和させ台形状に
着磁することが磁力が強力となりモータ等の性能向上を
図る上で有利となるためであり、かかる理由によって上
述した回転電機においても台形波着磁を行っていた。
ところが、このような台形波着磁法は上述した回転電機
、つまり磁極部の形状を特殊形状にした回転電機におい
ては必ずしも最良の着磁法とはいえず、逆に効率等の点
に不利になることがある。
本発明は以上の点を見出すとともに磁極部の形状に対し
て回転電機の性能上最良の着磁形態を設定し、効率の向
上、多極化の推進を図ることができる回転電機の提供を
目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的は以下に示す本発明に係る回転電機によって達
成できる。
つまり、本発明に係る回転電機は周方向へ交互に異極と
なるように2n極(nは2以上の自然数)着磁した界磁
マグネットと、軸心に対し同心巻きしたコイルの両端面
側に、一対の基板部の周縁から当該コイルの周面に折曲
延出して異極を交互に配列させた複数の磁極部からなる
一対の磁極コアで1矢んだ電機子とを備えてなる回転電
機において、第1図(A)のように上記磁極コアにおけ
る全部又は一部の磁極部1・・・を周方向前後に二分し
て第1磁極片部2と第2磁極片部3を形成し、この第1
磁橿片部2及び第2磁極片部3の紺辺に周方向へ延出す
る延設部4を形成して、第1磁極片部2と第2磁極片部
3を磁気的に非対称にするとともに上記界磁マグネット
5を第1図(B)のようにピークを有する交流波、例え
ば正弦波Siで着磁したことを特徴とする。
また本発明に係る回転電機は最良の実施形態により磁極
部1における第1磁極片部2と第2磁極片部3の間に第
3磁極片部6を連続形成し4た場合を含む。
(作用) 次に、本発明の作用について説明する。
本発明に係る回転電機は第1磁極片部2と第2磁極片部
3の磁気的非対称性によって、非通電時における電機子
7と界磁マグネット5の相対的停止位置にあってマグネ
ット極の周方向中点又はマグネット極の極間における周
方向中点と、起動通電時における電機子7の磁極中心が
相対的にずれ、起動死点が回避される。一方界磁マグネ
ット5はピークを有する交流波で着磁されるため磁束分
布は鋭峰性をもつ。したがって、上述した起動死点を回
避するための相対的ずれはより確実で安定に設定される
。このため、逆に磁極部1側の延設部4の軸方向長さを
小さくする等しても十分な起動死点回避効果を得ること
ができる。これにより磁極部1の形状的自由度が増し第
3磁極片部6の軸方向長さを長くでき、さらに各磁極部
間のピッチを小さくできる。よって、効率向上を図れる
とともに、多極化が可能となる。
(実施例) 以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
第2図はアウタロータ方式におけるフロッピィディスク
ドライブ用モータの正面断面図を例示する。
同図を参照して、同モータ20の構成について説明する
ベース21には固定軸22を取り付け、この固定軸22
には電機子23を軸止する。電機子23は固定軸22に
対し同心巻きしたコイル24とこのコイル240両端面
を挟むように重ねた上下一対の磁極コア25.26を備
えてなる。磁極コア25.26は基板部27.28とご
の各基板部27.28の周縁から上記コイル24の周面
上へ折曲延出した複数の磁極部1・・・からなり、この
磁極部1・・・は各基板部27.28から周方向へ交互
に延出する。
各磁極部1・・・は第1図(A)に示すように周方向へ
二分された第1磁極片部2と第2磁極片部3を備える。
第1磁極片部2の縦辺から第2磁極片部3側へは台形状
の延設部4を一体形成し、また、第1磁極片部2と第2
磁極片部30間には第3磁極片部6を連続形成してなる
一方、固定軸22の中心にはベアリング30を介して七
−ク回転軸31を回転自在に設ける。回転軸31の下端
には円板状のロータ32を軸止する。また、ロータ32
の外周部にはリング状の界磁マグネット5を固着し、こ
の界磁マグネソl−5の内周面は上記磁極部1・・・に
対し所定のギヤ7ブを介して対向する。
ところで、界磁マグネット5は第1図(B)(界磁マグ
ネットの展開図)のように正弦波着磁する。したがって
、磁極N、Sは各磁極ごとに磁束(磁化)の大きさが鋭
峰性を有して分布する。
このような着磁形態はピークを有する交流波で行えばよ
(、例えば三角波等であってもよい。
このように着磁することによって当該マグネット5に対
向する前記磁極部1・・・は次のように形成することが
できる。
つまり、第1図(A)のように、延設部4の軸方向長さ
Llは従来の台形波着磁の場合に比べて短くできる。こ
の結果、第3磁極片部6の軸方向長さL2も延設部4を
短くした分だけ長(することができる。よって、第3r
i!L極片部6の面積比率によりトルクの落込みを小さ
くでき、これによりモータ効率を高めることができる。
また、各磁極部1と1間のギャップGを小さくできると
同時に第1磁極片部”2と第2磁極片部3の幅Hと1も
広くする事が出来る。この結果さらに磁気回路が密にな
り効率が向上するとともに、従来プレス抜きの限界から
(ただしI]、■の寸法の中で)極数が制限されていた
が、当該ギヤツブGを小さくでき、さらにH,Iも広(
できることによって台形波の時のH,I寸法中と同一に
すれば相対的に極数を大きくできる。
磁極部1の寸法をこのように設定できるのは界磁マグネ
ソ)・5を正弦波着磁したためであり、界磁マグネット
5側の磁極の磁束を鋭(した分だけ磁極部1側の磁極(
特に延設部4)の面積を小さくし、且つ各磁極部1.1
間のピッチを小さくしても台形波着磁下における場合と
比べ同等の起動死点回避効果を得られるからと考えられ
る。
第2図に示すモータ1では正弦波着磁することにより台
形波着磁に比べ効率は1割程度増加するとともに且つ起
動l−ルクも増加させることができる。また、極数は2
0極限界のモータを24極程度まで増加できる。
以上、第2図に示したモータ1の特性曲線を第3図及び
第4図に示す。なお、試験条件は次のとおりである。
マグネット寸法  60.4φX50.4φX6.6h
若 磁      正弦波 極数   20掻 コイル線径    0.35φ コイル直流抵抗  16.8 次に、他の実施例について説明する。
面、第2図のモータのデータは、軸31にコミュテータ
を、又ベース21に固定したブラシを組みつけて、マグ
ネット5の回転角に応じて通電方向を変える様にして得
たものである(なお、ホール素子等にする方が良い)。
第5図及び第6図は直流モータを例示する。第5図は同
モータの第6図中I−1線断面正面図、第6図は同モー
タのケース半分を破断した平面図である。
同モータ40の構造について説明するに、円筒状のモー
タケース41の内部周面に沿ってリング状の界磁マグネ
ット42を配し、この界磁マグネット42は第1図(B
)に示すと同様に正弦波着磁する。ケース41の中央に
は回動自在にモータシャフト43を配設し、このシャツ
]・43にはコイル44を同心巻きしてなる。また、コ
イル44の両端面には一対の磁極コア45.46を重ね
、各コア45.46には第1図(A)に示したと同様の
磁極部47・・・を備える。さらに直流モータであるた
め一方のコア45の端面に整流板48を配するとともに
この整流板48にブラシ49を接触させて整流子50を
構成する。
以上、第5図、第6図に示したモータ40の特性曲線を
第7図及び第8図に示す。なお、試験条件は次のとおり
である。
マグネッi・寸法  24,5φ (内径)着 磁  
    正弦波 極数   6極 電圧   4.5■ コイル線径    0.32φ 巻 数       550回 第5図及び第6図に示すモータ40も第2図はに示した
先の実施例と同様の効果を得る。
第9図及び第10図にはステンビングモータを例示する
。第9図は同モータの第10図中■−■線断面正面図、
第10図は同モータの一部を破断した平面図である。
同モータ60の構造について説明するに、円筒状のモー
タケース61の内部周面に同心巻きした)リング状のコ
イル62を配設する。コイル62の内側空間にはその空
間と略同径の基板部63.64それに磁極部65・・・
を有する一対の磁極コア66.67を上下に配設し、コ
イル62の内周面に沿って交互に異極が形成されるよう
にする。ケース61の中心にはモータシャフト68を回
動自在に配設し、シャフト68にはリング状の界磁マグ
ネット(ロータ)69を同軸上に軸止してなる。
かかるモータ60も本発明に従って界磁マグネッ1〜6
9は正弦波着磁するとともに、磁極部65・・は第1図
(A)に準じて形成しである。よって、第2図に示した
先の実施例と同様の効果を得る。
以上、各種モータを挙げて説明したが、勿論他の各種モ
ータ、一般的には回転電機に同様に本発明を適用できる
その他、細部の構成、形状(磁極部等)、ピークを有す
る交流波の種類、数量等において本発明の精神を逸脱し
ない範囲において任意に変更実施できる。
(発明のりJ果) このように、本発明に係る回転電機は、周方向へ交互に
異極となるように2n極(nは2以上の自然数)着磁し
た界磁マグネットと、軸心に対し同心巻きしたコイルの
両端面側に、一対の基板部の周縁から当該コイルの周面
に折曲延出して異極を交互に配列させた複数の磁極部か
らなる一対の磁極コアを配設した電機子とを備えてなる
回転電機において、前記磁極コアにおける全部又は一部
の磁極部を周方向前後に二分して第1磁極片部と・第2
磁極片部を形成し、前記第1磁極片部及び(又は)第2
rl!L極片部の縦辺に周方向へ延出する延設部を形成
して、第1磁極片部と第2磁極片部を磁気的に非対称に
するとともに、前記界磁マグネットをピークを有する波
着磁、望ましくは正弦波着磁してなるため磁極部の形状
的自由度を高めることができる。これによりモータの効
率上、最良の形状に設定でき、従来の台形波着磁に比べ
効率を大きく向上させることができるとともに自起動ト
ルクも高めることができる。
また、形状的自由度を高めることは各磁極部間・のピッ
チを狭めることができ、多極化の推進をも図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第10図は本発明に係る実施例を示し、第1図
(A)は回転電機の磁極部を示す正面図、第1図(B)
は回転雪隠の界磁マグネットを展開した着磁方法説明図
、第2図はフロッピィディスクドライブ用モータの正面
断面図、第3図及び第4図は第2図に示したモータの特
性曲線図、第5図は直流モータの第6図中1−1線断面
正面図、第6図は同モータのケース半分を破断した平面
図、第7図及び第8図は同モータの特性曲線図、第9図
はステッピングモータの第10図中■−■轢断面正面図
、第10図は同モータの一部を破断した平面図、第11
図は背景技術を説明するためのモータの磁極コアの展開
側面図、第12図は同モータの内部構造を示す平面図。 百図面中、1・・・磁極部、 2・・・第1磁極片部、
 3・・・第2磁極片部、 4・・・延設部、 5・・・界磁マグネット、6・・・
第3磁極片部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周方向へ交互に異極となるように2n極(nは2以
    上の自然数)着磁した界磁マグネットと、軸心に対し同
    心巻きしたコイルの両端面側に、一対の基板部の周縁か
    ら当該コイルの周面に折曲延出して異極を交互に配列さ
    せた複数の磁極部からなる一対の磁極コアを配設した電
    機子とを備えてなる回転電機において、前記磁極コアに
    おける全部又は一部の磁極部を周方向前後に二分して第
    1磁極片部と第2磁極片部を形成し、前記第1磁極片部
    及び(又は)第2磁極片部の縦辺に周方向へ延出する延
    設部を形成して、第1磁極片部と第2磁極片部を磁気的
    に非対称にするとともに、前記界磁マグネットをピーク
    を有する波着磁したことを特徴とする回転電機。 2、前記波着磁は正弦波着磁であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の回転電機。 3、前記磁極部には前記第1磁極片部と前記第2磁極片
    部の間に第3磁極片部を連続形成したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の回転電機。
JP19546285A 1985-09-04 1985-09-04 回転電機 Pending JPS6258856A (ja)

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