JPS6323551A - 電気機械装置用ロータおよび電気機械装置 - Google Patents
電気機械装置用ロータおよび電気機械装置Info
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- JPS6323551A JPS6323551A JP61304083A JP30408386A JPS6323551A JP S6323551 A JPS6323551 A JP S6323551A JP 61304083 A JP61304083 A JP 61304083A JP 30408386 A JP30408386 A JP 30408386A JP S6323551 A JPS6323551 A JP S6323551A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/40—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
- H02K23/44—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits having movable, e.g. turnable, iron parts
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/54—Disc armature motors or generators
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の一特徴は電気機械装置に関し、この装置は磁界
と電流間の相互作用により機械的工ネルギーを電気的エ
ネルギーに、あるいはその逆に変換するものである。こ
の種の機械装置の例は電動モータ、ダイナモおよびオル
タネータである。本発明の他の特徴はこの種機械装置の
ロータに関する。
と電流間の相互作用により機械的工ネルギーを電気的エ
ネルギーに、あるいはその逆に変換するものである。こ
の種の機械装置の例は電動モータ、ダイナモおよびオル
タネータである。本発明の他の特徴はこの種機械装置の
ロータに関する。
ダイナモの磁界を生成する界磁コイルを備えるダイナモ
において、界磁電流を変化させることによりダイナモの
電気的出力を変動させることは周知である。
において、界磁電流を変化させることによりダイナモの
電気的出力を変動させることは周知である。
しかし、電気機械装置の電気的出力を変化させるこの方
法は、該装置の磁界カ月個以」二の永久磁石により提供
される場合には不可能である。
法は、該装置の磁界カ月個以」二の永久磁石により提供
される場合には不可能である。
本発明の一特徴に従って電気機械装置が提供されるが、
該装置において、導電部材はその対向側に配置された磁
石により変化を生じ、かつ該磁石に関連して可動であり
、一対の磁界分流（ｄｉνｅｒｔｉｎｇ ）部材は導電
部材の対向端で、磁石と導電部材との間に配置され、そ
して分流部材は磁石に対して反対方向に移動して、導電
部材中を流れる各磁石によって生成される磁界の割合を
変化させるために互いに結合されている。
該装置において、導電部材はその対向側に配置された磁
石により変化を生じ、かつ該磁石に関連して可動であり
、一対の磁界分流（ｄｉνｅｒｔｉｎｇ ）部材は導電
部材の対向端で、磁石と導電部材との間に配置され、そ
して分流部材は磁石に対して反対方向に移動して、導電
部材中を流れる各磁石によって生成される磁界の割合を
変化させるために互いに結合されている。
このようにして、磁界は永久磁石により生成するが、一
方磁界と電流との間の相互作用の度合いは磁界を分流す
ることにより変化させることができる。
方磁界と電流との間の相互作用の度合いは磁界を分流す
ることにより変化させることができる。
好ましいのは磁界分流部材が移動して、磁界の分流部を
漸進的に変化させ得ることである。
漸進的に変化させ得ることである。
その結果モーフの場合は、速度および／またはトルクを
漸進的に変化させることが可能であり、またゼネレータ
の場合は電気的出力を漸進的に変化させることができる
。
漸進的に変化させることが可能であり、またゼネレータ
の場合は電気的出力を漸進的に変化させることができる
。
好ましいのは機械装置が導電部材の反対側に、それぞれ
が前記導電部材から離間し、交互に反対の極性を付与し
た磁石の各第１および第２のシリーズと、対応するシリ
ーズの磁石およびｍ型部材間のスペース内で可動である
一連のエレメントを存する各分流部材とを備えているこ
とである。
が前記導電部材から離間し、交互に反対の極性を付与し
た磁石の各第１および第２のシリーズと、対応するシリ
ーズの磁石およびｍ型部材間のスペース内で可動である
一連のエレメントを存する各分流部材とを備えているこ
とである。
好ましくは、各シリーズの磁石および各シリーズの分流
エレメントばそれぞれ円形に配列されており、分流部材
は冬用を中心として回転可能であり、そして一連の磁石
および分流ニレメンＩ・は好ましくは導電部材の軸を中
心としている。好ましいのは、導電部材が軸の周りで回
転可能なロータであり、一連の磁石および導電部材がス
テータ・アセンブリを構成することである。
エレメントばそれぞれ円形に配列されており、分流部材
は冬用を中心として回転可能であり、そして一連の磁石
および分流ニレメンＩ・は好ましくは導電部材の軸を中
心としている。好ましいのは、導電部材が軸の周りで回
転可能なロータであり、一連の磁石および導電部材がス
テータ・アセンブリを構成することである。
本発明の他の特徴によれば電気機械装置が提供され、該
装置においては、ディスク状導電ロータが一連の永久磁
石により変化を生じ、そして永久磁石に関連して可動で
あり、またこれらの永久磁石ばロータ軸を中心とする円
形に配列されて、磁界を生成するステータを提供するが
、この磁界と前記ロータ中の電流とが相互反応し、前記
一連の永久磁石は少なくとも第１および第２の円形副次
シリーズを含んでおり、これらは相対的に軸の周囲で回
転可能であって、相互作用磁界を変化させる。
装置においては、ディスク状導電ロータが一連の永久磁
石により変化を生じ、そして永久磁石に関連して可動で
あり、またこれらの永久磁石ばロータ軸を中心とする円
形に配列されて、磁界を生成するステータを提供するが
、この磁界と前記ロータ中の電流とが相互反応し、前記
一連の永久磁石は少なくとも第１および第２の円形副次
シリーズを含んでおり、これらは相対的に軸の周囲で回
転可能であって、相互作用磁界を変化させる。
好ましいのは、この２つのシリーズが対応する複数個の
規則正しく周縁上に離間された磁石を含んで成り、それ
ぞれが導電部材から頗１間し７、一方の副次シリーズを
他方に対し、前記第１および第２副次シリース間の相互
整合状態を変更するように配置するだめの手段が設けら
れることである。各副次シリーズにおける磁石は好まし
くは交互に反対の極性が４１与されており、最大磁界は
第１および第２副次シリース磁石の同じ極性が相互に整
合されたときに達成され、最小磁界は第１および第２副
次シリース磁石の反対の極性が整合されたときに達成さ
れる。
規則正しく周縁上に離間された磁石を含んで成り、それ
ぞれが導電部材から頗１間し７、一方の副次シリーズを
他方に対し、前記第１および第２副次シリース間の相互
整合状態を変更するように配置するだめの手段が設けら
れることである。各副次シリーズにおける磁石は好まし
くは交互に反対の極性が４１与されており、最大磁界は
第１および第２副次シリース磁石の同じ極性が相互に整
合されたときに達成され、最小磁界は第１および第２副
次シリース磁石の反対の極性が整合されたときに達成さ
れる。
機械装置は更に一連の永久磁石を備えていてもよく、こ
れらは再びロータ軸を中心とする円形に配列され、そし
て再び第１および第２副次シリーズに分割され、導電部
ヰオは２つの永久磁石のシリーズ間にサンドイッチされ
ている６２つの置換可能副次シリーズを同一、もしくは
より好ましく反対方向の運動のために互いに結合しても
よい。
れらは再びロータ軸を中心とする円形に配列され、そし
て再び第１および第２副次シリーズに分割され、導電部
ヰオは２つの永久磁石のシリーズ間にサンドイッチされ
ている６２つの置換可能副次シリーズを同一、もしくは
より好ましく反対方向の運動のために互いに結合しても
よい。
磁石の各シリーズについて、円形に配列された対応する
一連の磁気的に透過性の固定磁極片を設けてもよく、一
方の副次シリーズの磁石は磁極片の最初の部分に取り付
けられ、そして置換可能な副次シリーズの磁石は磁極片
の第２の部分と整合可能である。
一連の磁気的に透過性の固定磁極片を設けてもよく、一
方の副次シリーズの磁石は磁極片の最初の部分に取り付
けられ、そして置換可能な副次シリーズの磁石は磁極片
の第２の部分と整合可能である。
本発明の別の特徴によれば、電気機械装置用ロータが提
供され、このロータは導電巻線を備えており、これは複
数個の周縁的に分配された巻線部分を含んで構成され、
これら部分はロータ軸に対し垂直な少なくとも一面に存
在し、かつ半径方向内方領域から半径方向外方領域へ延
在し、そしてコミュテータは前記内方領域において巻線
部分の表面によって提供されており、その巻線は前記外
方領域中に存在し、それぞれ端部を備える複数個の導電
性区分から形成され、前記巻線区分間の相互接続は前記
外方領域における前記端部によってのみ行われるものと
する。
供され、このロータは導電巻線を備えており、これは複
数個の周縁的に分配された巻線部分を含んで構成され、
これら部分はロータ軸に対し垂直な少なくとも一面に存
在し、かつ半径方向内方領域から半径方向外方領域へ延
在し、そしてコミュテータは前記内方領域において巻線
部分の表面によって提供されており、その巻線は前記外
方領域中に存在し、それぞれ端部を備える複数個の導電
性区分から形成され、前記巻線区分間の相互接続は前記
外方領域における前記端部によってのみ行われるものと
する。
従って、この巻線は多数の同一の、この種区分から構成
することができ、その結果過熱による区分間のジヨイン
トにおける損傷の危険が最小となる。それは該ジヨイン
トが巻線の外方類域に存在し、この領域は最も熱の発生
するコミュテータから離れているからであり、ロータの
回転による冷却効果もまたこの外方領域において最大と
なるからである。このことは、はんだ付けされたジヨイ
ントが使用される場合に特に効果的である。
することができ、その結果過熱による区分間のジヨイン
トにおける損傷の危険が最小となる。それは該ジヨイン
トが巻線の外方類域に存在し、この領域は最も熱の発生
するコミュテータから離れているからであり、ロータの
回転による冷却効果もまたこの外方領域において最大と
なるからである。このことは、はんだ付けされたジヨイ
ントが使用される場合に特に効果的である。
これらの区分は金属（たとえば、銅）ストリップ（たと
えば、打抜き片）から調整され、コミュテータを提供す
る表面は前記金属ストリップの端縁面である。
えば、打抜き片）から調整され、コミュテータを提供す
る表面は前記金属ストリップの端縁面である。
好ましくは、ギャップが前記外方領域における巻線部間
に設けられる。このことが巻線ジヨイントに対する冷却
効果を高め、かつ以下に説明するように、更にジヨイン
トの形成手順を助けるものである。
に設けられる。このことが巻線ジヨイントに対する冷却
効果を高め、かつ以下に説明するように、更にジヨイン
トの形成手順を助けるものである。
本発明のこの特徴は、特に波巻きロータに対して適用可
能であり、この場合巻線は最初、ロータ軸に垂直な複数
個の面内に延在し、そして都合が良いのは４個の平行面
内に延在することである。
能であり、この場合巻線は最初、ロータ軸に垂直な複数
個の面内に延在し、そして都合が良いのは４個の平行面
内に延在することである。
更に好ましいのは、ロータが巻線部分間に配置された強
磁性材料を備えていて、ロータの軸方向における磁界の
伝導を促進することである。
磁性材料を備えていて、ロータの軸方向における磁界の
伝導を促進することである。
好ましくは、強磁性材料（これらは、たとえばマイルド
スチール、けい素鋼１または軟鉄であればよい）をシー
トの形状で提供し、その表面はロータの軸方向かつ半径
方向に延在するものとする。このシートはラミネートし
た層により提供してもよい。
スチール、けい素鋼１または軟鉄であればよい）をシー
トの形状で提供し、その表面はロータの軸方向かつ半径
方向に延在するものとする。このシートはラミネートし
た層により提供してもよい。
本発明のこの特徴において、磁界は好ましくはロータの
両側の磁石またはコイルにより提供される。ロータの片
側のみに磁石またはコイルを備える配列と比較すると、
この配列はより大きな磁界を生成し、その結果ＤＣモー
タの場合、一定の電流についてはより大きなトルクを、
そして一定の電圧についてはより低い速度をもたらす。
両側の磁石またはコイルにより提供される。ロータの片
側のみに磁石またはコイルを備える配列と比較すると、
この配列はより大きな磁界を生成し、その結果ＤＣモー
タの場合、一定の電流についてはより大きなトルクを、
そして一定の電圧についてはより低い速度をもたらす。
モータはより遅く走行させるので、摩擦損失は減少し、
その結果効率は増加する。同様な効果はＤＣゼネレータ
の場合にも生ずる。すなわち、一定の速度に関して電圧
はより大となす、また一定のトルクについて電流はより
小さくなる。その結果抵抗損失は減少し、従って効率が
増加する。
その結果効率は増加する。同様な効果はＤＣゼネレータ
の場合にも生ずる。すなわち、一定の速度に関して電圧
はより大となす、また一定のトルクについて電流はより
小さくなる。その結果抵抗損失は減少し、従って効率が
増加する。
本発明の具体的な実施態様の実例により添付図面を参照
しながら以下に説明を続ける。
しながら以下に説明を続ける。
第１図および第２図を参照すると、ＤＣモータ１０は一
対のステータ・アセンブリ１２およびシャツ目６上に装
架したロータ１４を含んで成り、これはステータ・アセ
ンブリ１２に対しベアリング１８により回転可能に装着
されている。
対のステータ・アセンブリ１２およびシャツ目６上に装
架したロータ１４を含んで成り、これはステータ・アセ
ンブリ１２に対しベアリング１８により回転可能に装着
されている。
各ステータ・アセンブリは鋼ステータ・プレート２０を
含んで成り、そして２枚のプレート２゜はプレート内の
各孔２４を経由して延びる４木の支柱２２により互いに
保持されている。８個の永久磁石２６が円形配列におい
て各ステータ・プレートに交互にそれらの北探および南
探面をもって結合されており、従ってロータに対面する
磁石の面は交互に北および南探性となっている。
含んで成り、そして２枚のプレート２゜はプレート内の
各孔２４を経由して延びる４木の支柱２２により互いに
保持されている。８個の永久磁石２６が円形配列におい
て各ステータ・プレートに交互にそれらの北探および南
探面をもって結合されており、従ってロータに対面する
磁石の面は交互に北および南探性となっている。
更に、ロータに対面する北探面を有する１枚のプレート
上の磁石は、そのロータに対面する南採血を有する他の
プレート上では逆の磁石であり、また逆の場合も同じで
ある。従って、説明した限りにおいては、各磁石が２個
の一次磁石回路中に存在し、一方はその磁石、ロータ、
他のステータ・プレート上の逆の磁石、該他のステータ
・プレート、その逆の磁石に隣接する１個の磁石、ロー
タ、問題の磁石に隣接する１個の磁石、その上に問題の
磁石が装着されているステータ・プレートを経由し、そ
して問題の磁石に復帰するものである。他方の磁石回路
も同様である。但し、ここでは逆の磁石に隣接する他の
磁石を経由し、更に問題の磁石に隣接する他の磁石を経
由するものである。
上の磁石は、そのロータに対面する南採血を有する他の
プレート上では逆の磁石であり、また逆の場合も同じで
ある。従って、説明した限りにおいては、各磁石が２個
の一次磁石回路中に存在し、一方はその磁石、ロータ、
他のステータ・プレート上の逆の磁石、該他のステータ
・プレート、その逆の磁石に隣接する１個の磁石、ロー
タ、問題の磁石に隣接する１個の磁石、その上に問題の
磁石が装着されているステータ・プレートを経由し、そ
して問題の磁石に復帰するものである。他方の磁石回路
も同様である。但し、ここでは逆の磁石に隣接する他の
磁石を経由し、更に問題の磁石に隣接する他の磁石を経
由するものである。
電流ばロータ上のブラシ２８およびコミュテータを経由
してロータに流され、そしてこれは通常ロータ内の放射
状電流導体（ｒａｄｉａｌ ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ ）に沿って流れる。このようにして、電流は
磁界と相互に作用してロータを回転させる。
してロータに流され、そしてこれは通常ロータ内の放射
状電流導体（ｒａｄｉａｌ ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ ）に沿って流れる。このようにして、電流は
磁界と相互に作用してロータを回転させる。
鋼分流部材３０は各ステータ・プレート２０に装置５
架される。各分流部材は狭い環状部３２を含み、これか
ら８枚のベタル（ｐｅｔａｌ）部３４が放射状に広がっ
ている。その環状部は、ステータ・プレートに固着され
た環状プラスチック・ボス３６の周りで摺動可能である
。各ペタル部３４の外端ば環状プラスチック部材３８に
固着され、これば４個のブラケット４０によりステータ
・プレー１ｉ二に回転可能に保持されるので、ペタル部
３４は磁石２６の面上で摺動可能である。ギヤー・セグ
メント４２ば環状部材３８に固定され、そして共通リン
グギヤ（図示せず）は両ステータ・アセツブ１月２のギ
ヤー・セグメント４２と協働して、分流部材を反対方向
に回転させる。各分流部材の最大回転は１ターンの１／
１６であり、そしてその配列は回転の一方の限界におい
て、第３Ａ図に示すように、各ベタル部３４が各磁石２
６上に横たわっており、そして他方の限界においては、
第３Ｂ図に示すように２個の隣接磁石２６上に部分的か
つ均等に横たわるように設定される。
ら８枚のベタル（ｐｅｔａｌ）部３４が放射状に広がっ
ている。その環状部は、ステータ・プレートに固着され
た環状プラスチック・ボス３６の周りで摺動可能である
。各ペタル部３４の外端ば環状プラスチック部材３８に
固着され、これば４個のブラケット４０によりステータ
・プレー１ｉ二に回転可能に保持されるので、ペタル部
３４は磁石２６の面上で摺動可能である。ギヤー・セグ
メント４２ば環状部材３８に固定され、そして共通リン
グギヤ（図示せず）は両ステータ・アセツブ１月２のギ
ヤー・セグメント４２と協働して、分流部材を反対方向
に回転させる。各分流部材の最大回転は１ターンの１／
１６であり、そしてその配列は回転の一方の限界におい
て、第３Ａ図に示すように、各ベタル部３４が各磁石２
６上に横たわっており、そして他方の限界においては、
第３Ｂ図に示すように２個の隣接磁石２６上に部分的か
つ均等に横たわるように設定される。
ステータ・アセンブリおよびロータ中の磁束を表す線は
第３Ａおよび第３Ｂ図中に示されており、そして２つの
図の比較から第３Ｂ図に示された位置におけるペタル部
３４をもってロータを通り抜ける磁束は、第３八図位置
におけるベタル部による磁束よりも小さいことが理解さ
れよう。それは前者の場合、２個の隣接する磁石により
生成された磁束の部分が各ベタル部を介して「短絡され
ている」からである。ペタル部３４は第３Ａおよび第３
Ｂ図中に示される２つの位置間を漸進的に移動している
ので、ロータ１４を取り抜ける磁束は漸進的に変動し、
その結果モータのトルクおよび／または速度は漸進的に
変動する。
第３Ａおよび第３Ｂ図中に示されており、そして２つの
図の比較から第３Ｂ図に示された位置におけるペタル部
３４をもってロータを通り抜ける磁束は、第３八図位置
におけるベタル部による磁束よりも小さいことが理解さ
れよう。それは前者の場合、２個の隣接する磁石により
生成された磁束の部分が各ベタル部を介して「短絡され
ている」からである。ペタル部３４は第３Ａおよび第３
Ｂ図中に示される２つの位置間を漸進的に移動している
ので、ロータ１４を取り抜ける磁束は漸進的に変動し、
その結果モータのトルクおよび／または速度は漸進的に
変動する。
第４図乃至第７図（この場合、本実施態様および第１実
施態様において共通のエレメントは同じ参照数字により
示す）に示されるステータ・アセンブリの第２実施態様
において、磁界は各アセンブリについて８対の永久磁石
により生成され、各アセンブリはロータの軸を中心とす
る２個の同心円状に配列される。より詳細に、８個の磁
石６０ばそれらの北探および南採血により各ステータ・
プレートに交互に結合されている。第１実施態様におけ
るように、ロータに対面する北採血を備える一方のプレ
ート上の磁石６０ば、ロータに対面する南採血を備える
他方のプレート上では逆の磁石であり、また逆も同様で
ある。各ステータ・アセンブリは、更に８個の磁石６１
を含み、これらは周縁上で磁石６０との半径方向整合の
ために離間されており、これら後者の磁石はプラスチッ
ク・リング６３の内方端縁に形成された対応する切欠き
６２内に位置決めされており、該プラスチック・リング
はブラケット６４によりステータ・プレートに回転可能
に保持されているので、磁石６１の円は磁石６０の内側
円に関連して回転可能である。再び、ギヤー・セグメン
ト４２がリング６３に固着され、そして共通のりングギ
ャ（図示せず）は両ステータ・アセンブリ１２のギヤー
・セグメント４２と協働して、後者の磁石６１を反対方
向に回転させる。この場合の各リング６３の最大回転は
Ｉターンの１７８であり、そしてその配列は回転の一方
の限界において、磁石６０および６１の円が、第４およ
び第５図に示すように、ロータに対面する整合した磁石
の対応する極と相互に整合し、また他方の限界において
、整合磁石の各対が、第７図に示すように、ロータに対
面する反対の極を有するように設定される。
施態様において共通のエレメントは同じ参照数字により
示す）に示されるステータ・アセンブリの第２実施態様
において、磁界は各アセンブリについて８対の永久磁石
により生成され、各アセンブリはロータの軸を中心とす
る２個の同心円状に配列される。より詳細に、８個の磁
石６０ばそれらの北探および南採血により各ステータ・
プレートに交互に結合されている。第１実施態様におけ
るように、ロータに対面する北採血を備える一方のプレ
ート上の磁石６０ば、ロータに対面する南採血を備える
他方のプレート上では逆の磁石であり、また逆も同様で
ある。各ステータ・アセンブリは、更に８個の磁石６１
を含み、これらは周縁上で磁石６０との半径方向整合の
ために離間されており、これら後者の磁石はプラスチッ
ク・リング６３の内方端縁に形成された対応する切欠き
６２内に位置決めされており、該プラスチック・リング
はブラケット６４によりステータ・プレートに回転可能
に保持されているので、磁石６１の円は磁石６０の内側
円に関連して回転可能である。再び、ギヤー・セグメン
ト４２がリング６３に固着され、そして共通のりングギ
ャ（図示せず）は両ステータ・アセンブリ１２のギヤー
・セグメント４２と協働して、後者の磁石６１を反対方
向に回転させる。この場合の各リング６３の最大回転は
Ｉターンの１７８であり、そしてその配列は回転の一方
の限界において、磁石６０および６１の円が、第４およ
び第５図に示すように、ロータに対面する整合した磁石
の対応する極と相互に整合し、また他方の限界において
、整合磁石の各対が、第７図に示すように、ロータに対
面する反対の極を有するように設定される。
・第５および第７図から理解され得るように、各同定磁
石６０はロータ１４に隣接して横たわるそれぞれ磁気的
に透過性である軟鉄磁極片６５（明瞭とするため、第４
図から省略しである）の半径方向内方部に取り付けられ
ている。磁石６０と整合したとき、各磁石６１は対応す
る磁極片の半径方向外方に隣接して横たわっている。こ
れらの磁極片は磁束の線をロータ中に集中させる。
石６０はロータ１４に隣接して横たわるそれぞれ磁気的
に透過性である軟鉄磁極片６５（明瞭とするため、第４
図から省略しである）の半径方向内方部に取り付けられ
ている。磁石６０と整合したとき、各磁石６１は対応す
る磁極片の半径方向外方に隣接して横たわっている。こ
れらの磁極片は磁束の線をロータ中に集中させる。
外方磁石６１はロータの磁気的透過性コア１４“の半径
方向外方に配置され、そして磁極片６５は第５図に示す
ように、これらの磁石から内方に磁束を指向して、コア
１４′を通過する。
方向外方に配置され、そして磁極片６５は第５図に示す
ように、これらの磁石から内方に磁束を指向して、コア
１４′を通過する。
第４および第５図のリング６３の位置において、０−タ
を通り抜ける磁束は最大である。それは磁石６０に起因
する磁界が、磁石６１のそれによって強化されるからで
ある。しかし、リング６３が回転して磁石６１を磁極片
６５から離れるように移動させると、ロータを通り抜け
る磁束は弱められる。それは磁石６１に帰すべき磁束の
若干のものがリークしてステータ・プレートと磁気的閉
路を形成し、また若干の磁束は次の隣接磁極片にリーク
する。たとえば、第６図はリング６３が１ターンの１／
１６回転して、磁石６１を磁石６０間の中間に位置させ
た状況を示している。この図は地点６６において、ステ
ータ・プレート２０にリークする磁束を、そして地点６
７において、次の隣接磁極片６５に１短絡」し、かつこ
れからリークする磁束を示している。
を通り抜ける磁束は最大である。それは磁石６０に起因
する磁界が、磁石６１のそれによって強化されるからで
ある。しかし、リング６３が回転して磁石６１を磁極片
６５から離れるように移動させると、ロータを通り抜け
る磁束は弱められる。それは磁石６１に帰すべき磁束の
若干のものがリークしてステータ・プレートと磁気的閉
路を形成し、また若干の磁束は次の隣接磁極片にリーク
する。たとえば、第６図はリング６３が１ターンの１／
１６回転して、磁石６１を磁石６０間の中間に位置させ
た状況を示している。この図は地点６６において、ステ
ータ・プレート２０にリークする磁束を、そして地点６
７において、次の隣接磁極片６５に１短絡」し、かつこ
れからリークする磁束を示している。
リング６３は第４および第５図の位置から漸進的に移動
するので、リークする磁束の割合は増加し、その結果モ
ータのトルクおよび／または速度が漸進的に変化する。
するので、リークする磁束の割合は増加し、その結果モ
ータのトルクおよび／または速度が漸進的に変化する。
第７図は、リング６３が１ターンの１７８移動して磁石
６１を、その北探極が磁石６０に隣接するロータに対面
し、また磁石６０の南探極がロータに対面し、そして逆
の場合も同様であるように配置された状況を示している
。この状態において、磁石６０／６１の各対は対応する
磁極片６５およびステータ・プレー１−２０と閉磁気回
路を形成し、そして磁束はロータを全く通り抜けること
はない。
６１を、その北探極が磁石６０に隣接するロータに対面
し、また磁石６０の南探極がロータに対面し、そして逆
の場合も同様であるように配置された状況を示している
。この状態において、磁石６０／６１の各対は対応する
磁極片６５およびステータ・プレー１−２０と閉磁気回
路を形成し、そして磁束はロータを全く通り抜けること
はない。
従って、該ロータに対してトルクか加えられることは全
くない。
くない。
磁石６１は切欠き６２内に非常に緩く配置すればよい。
第４図におけるように、同じ極性の磁石６０と整合する
と、磁石６１は半径方向に作用する反発力Ｆによって切
欠き内に確実に位置することになる。固定磁石６０のコ
ーナー８１に対抗する磁石６１の、それらの前部コーナ
ー８０（第４図において、リング６３の時計方向の回転
を仮定する）におけるジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ ）
を回避するために、磁石６０間の周縁上ギャップをプラ
スチック材料８２で充填する。第５図から理解し得るよ
うに、磁石６１はステータ・プレート２０および磁極片
６５の外面により軸方向において拘束される。
と、磁石６１は半径方向に作用する反発力Ｆによって切
欠き内に確実に位置することになる。固定磁石６０のコ
ーナー８１に対抗する磁石６１の、それらの前部コーナ
ー８０（第４図において、リング６３の時計方向の回転
を仮定する）におけるジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ ）
を回避するために、磁石６０間の周縁上ギャップをプラ
スチック材料８２で充填する。第５図から理解し得るよ
うに、磁石６１はステータ・プレート２０および磁極片
６５の外面により軸方向において拘束される。
第８および第９図を参照すると、ロータ１４は波巻きデ
ィスク・ロータである。円形プレート４４はロータ・シ
ャフト上に装架され、ディスクの周縁は切欠き４６内に
位置する磁極片６５を備えている。１枚以上の強磁性体
から成る長方形打抜き片４８は各切欠き内に、その打抜
き片の面が第８図の紙面に対して直角であるように装着
される。これらの打抜き片は好ましくは、マイルドスチ
ール、けい素鋼、または軟鉄から成り、そして上述のコ
ア１４′を形成する。次いで、銅ストリップを打抜き片
の周囲でロータ上に巻回し、そのロータの導電巻線を提
供する。
ィスク・ロータである。円形プレート４４はロータ・シ
ャフト上に装架され、ディスクの周縁は切欠き４６内に
位置する磁極片６５を備えている。１枚以上の強磁性体
から成る長方形打抜き片４８は各切欠き内に、その打抜
き片の面が第８図の紙面に対して直角であるように装着
される。これらの打抜き片は好ましくは、マイルドスチ
ール、けい素鋼、または軟鉄から成り、そして上述のコ
ア１４′を形成する。次いで、銅ストリップを打抜き片
の周囲でロータ上に巻回し、そのロータの導電巻線を提
供する。
この巻線は、通常４枚の平行面Ａ、Ｂ、Ｃ１Ｄ内に位置
しており、ロータ面ＡおよびＤはロータの対向面に隣接
しており、そして面ＢおよびＣは中間面ＡおよびＤであ
る。巻線に対し１３０の区分が存在し、それらの区分の
各対は以下のように進行する。すなわち、面Ａ内の部分
Ａ１はロータの周縁から打抜き片に延び、その結果部分
Ａ２ば２個の打抜き片間へ向かって半径方向内方へ延び
、次いで部分Ａ３は巻線の内部限界に延在し、そこで区
分は部分／ｌ−Ｂにおいて面Ｂ内へ屈曲し、その後部分
Ｂ１は打抜き片に延び、それから部分Ｂ２は２個の打抜
き片間へ向かって半径方向外方へ延びるが、そこでば部
分Ａ２およびＢ２間に８個の打抜き片が存在し、次いで
部分Ｂ３は打抜き片とロータの外周縁との間の途中まで
位置Ｂ−Ｃに延び、そこで巻線区分は次の巻線区分には
んだ付けされるが、それは面Ｃ内の部分Ｃ１として打抜
き片に延び、それで部分Ｃ２は同じ２個の打抜き片間で
部分Ａ２として半径方向内方へ延び、その結果部分Ｃ３
ば巻線の内部限界に延在し、そこで区分は部分Ｃ−Ｄに
おいて面り内へ屈曲し、その結果部分Ｄ１は打抜き片に
対し延在し、それで部分Ｄ２は同じ２個の打抜き片間で
部分Ｂ２として半径方向外方へ延び、次いで部分Ｄ３は
ロータの外周縁に対し延在するが、そこでそれば位置Ｄ
−Ａにおいて別封の巻線区分の部分Ａ２にばんだ付けさ
れる。この別封の巻線区分の部分Ａ２ば２個の打抜き片
間へ向かって半径方向内方へ延びるが、そこではこの部
分Ａ２と第１対の巻線区分の部分Ａ２との間に１６個の
打抜き片が存在する。ロータの巻線は、このような方法
で連続するので、そこでは合計６５対の巻線区分が存在
し、この第６５対目の部分Ｄ３は位置Ｄ−Ａにおいて第
１対の部分Ａ］にはんだ付レノされる。
しており、ロータ面ＡおよびＤはロータの対向面に隣接
しており、そして面ＢおよびＣは中間面ＡおよびＤであ
る。巻線に対し１３０の区分が存在し、それらの区分の
各対は以下のように進行する。すなわち、面Ａ内の部分
Ａ１はロータの周縁から打抜き片に延び、その結果部分
Ａ２ば２個の打抜き片間へ向かって半径方向内方へ延び
、次いで部分Ａ３は巻線の内部限界に延在し、そこで区
分は部分／ｌ−Ｂにおいて面Ｂ内へ屈曲し、その後部分
Ｂ１は打抜き片に延び、それから部分Ｂ２は２個の打抜
き片間へ向かって半径方向外方へ延びるが、そこでば部
分Ａ２およびＢ２間に８個の打抜き片が存在し、次いで
部分Ｂ３は打抜き片とロータの外周縁との間の途中まで
位置Ｂ−Ｃに延び、そこで巻線区分は次の巻線区分には
んだ付けされるが、それは面Ｃ内の部分Ｃ１として打抜
き片に延び、それで部分Ｃ２は同じ２個の打抜き片間で
部分Ａ２として半径方向内方へ延び、その結果部分Ｃ３
ば巻線の内部限界に延在し、そこで区分は部分Ｃ−Ｄに
おいて面り内へ屈曲し、その結果部分Ｄ１は打抜き片に
対し延在し、それで部分Ｄ２は同じ２個の打抜き片間で
部分Ｂ２として半径方向外方へ延び、次いで部分Ｄ３は
ロータの外周縁に対し延在するが、そこでそれば位置Ｄ
−Ａにおいて別封の巻線区分の部分Ａ２にばんだ付けさ
れる。この別封の巻線区分の部分Ａ２ば２個の打抜き片
間へ向かって半径方向内方へ延びるが、そこではこの部
分Ａ２と第１対の巻線区分の部分Ａ２との間に１６個の
打抜き片が存在する。ロータの巻線は、このような方法
で連続するので、そこでは合計６５対の巻線区分が存在
し、この第６５対目の部分Ｄ３は位置Ｄ−Ａにおいて第
１対の部分Ａ］にはんだ付レノされる。
このようにして、前記巻線は１個の連続するループを形
成する。
成する。
ロータの重要な特徴の１つは、巻線部分Ａ３およびＤｌ
を形成する銅ストリップの外方に対面する端縁がロータ
の２個のコミュテータを提供し、そしてブラシ２８によ
り直接係合されていることである。銅ストリップはロー
タの軸方向におけるコミュテータにおいて比較的幅が広
く、その結果コミュテータは長寿命である。更に、コミ
ュテータに隣接するロータの内方領域においては、はん
だ付は接続が全く存在せず、これらの接続はロータ運動
の冷却効果か最大である外周縁においてのみ為されてい
るので、コミュテータにおける如何なる過熱もロータの
損傷を惹き起こすようなことがない。
を形成する銅ストリップの外方に対面する端縁がロータ
の２個のコミュテータを提供し、そしてブラシ２８によ
り直接係合されていることである。銅ストリップはロー
タの軸方向におけるコミュテータにおいて比較的幅が広
く、その結果コミュテータは長寿命である。更に、コミ
ュテータに隣接するロータの内方領域においては、はん
だ付は接続が全く存在せず、これらの接続はロータ運動
の冷却効果か最大である外周縁においてのみ為されてい
るので、コミュテータにおける如何なる過熱もロータの
損傷を惹き起こすようなことがない。
はんだ付は接続Ｄ−Ａおよびはんだ付は接続ｆ３−Ｃ間
の対応するギャップＧ２に先立ってギャップＧ１が、周
縁的に隣接する部分Ａ１、部分Ｂ３、部分Ｃ１および部
分Ｂ３間に設けられている。これらのギャップは巻線区
分の外方部における空冷を強化し、更に過熱によるはん
だ付は接続に対する損傷の可能性を減少させる。
の対応するギャップＧ２に先立ってギャップＧ１が、周
縁的に隣接する部分Ａ１、部分Ｂ３、部分Ｃ１および部
分Ｂ３間に設けられている。これらのギャップは巻線区
分の外方部における空冷を強化し、更に過熱によるはん
だ付は接続に対する損傷の可能性を減少させる。
ロータ内方領域における接続の必要性の回避ならびに周
縁におけるギャップＧ２の提供が結合される結果、必要
なはんだ接続を行・うための巻線区分の端部への適切な
アクセスをもたらすという付加的な効果をも提供する。
縁におけるギャップＧ２の提供が結合される結果、必要
なはんだ接続を行・うための巻線区分の端部への適切な
アクセスをもたらすという付加的な効果をも提供する。
第１図から理解されるように、モータはブラシを備えて
おり、各ブラシは非常に導電性である、コミュテータ係
合炭素焼結銅部分５ｏおよび減摩性炭素部分５２を有し
ている。これら２つの部分は互いに結合されてもよく、
あるいは独立に装着してもよいが、ブラシボルダ−に近
接するものとする。炭素部分はそれ自体のめならず、銅
ベース部分に関しても減摩剤として作用するので該銅ベ
ース部分の寿命が改良される。
おり、各ブラシは非常に導電性である、コミュテータ係
合炭素焼結銅部分５ｏおよび減摩性炭素部分５２を有し
ている。これら２つの部分は互いに結合されてもよく、
あるいは独立に装着してもよいが、ブラシボルダ−に近
接するものとする。炭素部分はそれ自体のめならず、銅
ベース部分に関しても減摩剤として作用するので該銅ベ
ース部分の寿命が改良される。
各種の変形を上記の機械装置に対し施すことが可能であ
る。たとえば、機械的手段または永久磁石により磁界を
分流させる代わりにステータに補助磁界コイルを取り付
けて、永久磁石により生成させる磁気回路に影響を及ぼ
させてもよい。更に、上記したような特別の構造を有す
るアーマチュアを従来のステータと共に使用してもよい
。
る。たとえば、機械的手段または永久磁石により磁界を
分流させる代わりにステータに補助磁界コイルを取り付
けて、永久磁石により生成させる磁気回路に影響を及ぼ
させてもよい。更に、上記したような特別の構造を有す
るアーマチュアを従来のステータと共に使用してもよい
。
第１図は本発明の第１実施態様によるモータのステータ
・アセンブリを示す図、第２図は概要を示したロータを
備える第１図の■−■線に沿うモータの半断面図、第３
Ａおよび第３Ｂ図は第１図の■−■線に沿うモータの切
断した概要展開図、第４図は本発明の第２実施態様にょ
るモータのステータ・アセンブリを示す図、第５図は概
要を示したロータならびに最大磁界に位置する磁石を備
える第４図のＶ−Ｖ線に沿うモータの半断面図、第６図
は中間磁界に位置する磁石を備える第４図の■−■線に
沿うモータの切断した概要展開図、第７図は最小磁界に
位置する磁石を備えるモータを示す第５図に類似する半
断面図、第８図は巻線パターンを示すロータの概略図、
そして第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図であ
る。 ゛ 符号の説明 １０・・・ＤＣモータ １２・・・ステータ・アセン
ブリ１４・・・ロータ ２６・・・永久磁石３０
・・・鋼分流部材 ６０．６１・・・磁石６５・・・
磁極片 特許出願人 セドリソク リンチ 代理人 弁理士 松 原 伸 ２ 同 同 村木清司 同 同 上島淳− 特開日ａＧ３−２３５５１ （９） 第８図 第９図 手 続主甫 正 書（自発） 昭和６２年１月 ２２日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第 ３０４０８３ 号２、発明の
名称 電気機械装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏 名 セドリック リンチ ４、代理人（〒１０２） ５、補正命令の日付 自 発 ８、添付書類の目録 手 続 補 正 書 く方式）％式％ ２、発明の名称 電気機械装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 セドリック リンチ ４、代理人（〒１０２） 住 所 東京都千代田区一番町２２−１一番町セントラ
ルビルディング 電話（（１３）２６３−７６７６ （代表）５、補正命
令の日付 頭書に添付した図面の浄書・別紙の通り（内容に変更な
し）
・アセンブリを示す図、第２図は概要を示したロータを
備える第１図の■−■線に沿うモータの半断面図、第３
Ａおよび第３Ｂ図は第１図の■−■線に沿うモータの切
断した概要展開図、第４図は本発明の第２実施態様にょ
るモータのステータ・アセンブリを示す図、第５図は概
要を示したロータならびに最大磁界に位置する磁石を備
える第４図のＶ−Ｖ線に沿うモータの半断面図、第６図
は中間磁界に位置する磁石を備える第４図の■−■線に
沿うモータの切断した概要展開図、第７図は最小磁界に
位置する磁石を備えるモータを示す第５図に類似する半
断面図、第８図は巻線パターンを示すロータの概略図、
そして第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図であ
る。 ゛ 符号の説明 １０・・・ＤＣモータ １２・・・ステータ・アセン
ブリ１４・・・ロータ ２６・・・永久磁石３０
・・・鋼分流部材 ６０．６１・・・磁石６５・・・
磁極片 特許出願人 セドリソク リンチ 代理人 弁理士 松 原 伸 ２ 同 同 村木清司 同 同 上島淳− 特開日ａＧ３−２３５５１ （９） 第８図 第９図 手 続主甫 正 書（自発） 昭和６２年１月 ２２日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第 ３０４０８３ 号２、発明の
名称 電気機械装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏 名 セドリック リンチ ４、代理人（〒１０２） ５、補正命令の日付 自 発 ８、添付書類の目録 手 続 補 正 書 く方式）％式％ ２、発明の名称 電気機械装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 セドリック リンチ ４、代理人（〒１０２） 住 所 東京都千代田区一番町２２−１一番町セントラ
ルビルディング 電話（（１３）２６３−７６７６ （代表）５、補正命
令の日付 頭書に添付した図面の浄書・別紙の通り（内容に変更な
し）
Claims (20)
- （１）複数個の周縁的に分配された巻線部分と、コミュ
テータとを含んで成る導電巻線を備えるロータであって
、前記巻線部分がロータ軸に垂直である少なくとも１つ
の面内に位置し、かつ半径方向内方領域から半径方向外
方領域へ延在し、前記コミュテータは前記内方領域にお
いて巻線部分の表面により提供され、該巻線は各端部を
有する複数個の導電性区分から形成され、該端部は前記
外方領域に位置しており、そして前記巻線区分間の相互
接続は前記外方領域における前記端部によってのみ行わ
れる電気機械装置用ロータ。 - （２）前記区分がそれぞれ金属ストリップから構成され
、前記コミュテータを提供する表面がその金属ストリッ
プの端縁面である特許請求の範囲第１項記載のロータ。 - （３）ギャップが、前記外方領域における巻線部分間に
設けられている特許請求の範囲第１項または第２項記載
のロータ。 - （４）前記相互接続がはんだ付けによって行われる前記
特許請求の範囲のいずれかに記載のロータ。 - （５）波巻きしたロータの形態であって、該巻線がロー
タ軸に対し直角である複数個の平行面内に延在する前記
特許請求の範囲のいずれかに記載のロータ。 - （６）前記特許請求の範囲のいずれかに記載のロータと
、前記ロータを流れる電流と相互作用する磁界を生成す
るためのステータと、磁界を分流してその相互作用を変
化させる手段とを包含する電気機械装置。 - （７）ステータが円形に配列された一連の、交互に反対
の極性を付与した磁石を含み、かつそれぞれはロータか
ら離間しており、分流手段が磁石とロータ間のスペース
内で可動である、対応する一連の分流エレメントを含む
部材を備えて、各磁石により生成される磁界の割合を変
化させ、そしてこれはロータおよび前記一連の隣接磁石
と短絡している部分を通過するものである特許請求の範
囲第６項記載の電気機械装置。 - （８）ロータが分流部材間でサンドイッチされ、該分流
部材は２つのシリーズの磁石間でサンドイッチされ、そ
してこれら２種類の分流部材は互いに結合されているよ
うな別のシリーズの磁石および分流部材を備える特許請
求の範囲第７項記載の電気機械装置。 - （９）ステータが一連の永久磁石を含み、該一連の磁石
は第１および第２の副次シリーズを含んで成り、これら
はそれぞれロータ軸を中心とする同心円に配列され、そ
してこれらは前記軸の周りで相対的に回転可能であって
、相互作用磁界を変化させる特許請求の範囲第６項記載
の電気機械装置。 - （１０）それぞれの前記副次シリーズにおいて、それら
の磁石は交互に反対の極性が付与され、そしてそれらは
他の副次シリーズの磁石と半径方向に整合可能であるよ
うに周縁的に離間されており、前記第１および第２の副
次シリーズの同種極性磁石の整合が最大磁界強度をもた
らす特許請求の範囲第９項記載の電気機械装置。 - （１１）更に、前記シリーズの永久磁石が第１および第
２の副次シリーズを含んで成り、そして導電部材が２つ
のシリーズの永久磁石間にサンドイッチされている特許
請求の範囲第９項または第１０項記載の電気機械装置。 - （１２）導電部材が、その対向側に配置された磁石によ
り作動され、かつそれらに関連して可動であり、一対の
磁界分流部材が導電部材の対向側で、磁石および導電部
材間に配置され、そして磁石に関して反対方向における
運動のために互いに結合されて、導電部材を通過する各
磁石によって生成される磁界の割合を変化させる電気機
械装置。 - （１３）各磁石が永久磁石である特許請求の範囲第１２
項記載の電気機械装置。 - （１４）磁石が導電部材の対向側で同心円に配列されて
おり、そしてこの場合分流部材が前記円の中心の周りで
回転可能である特許請求の範囲第１２項または第１３項
記載の電気機械装置。 - （１５）導電部材が軸を有し、そして磁石の円が前記軸
を中心としている特許請求の範囲第１４項記載の電気機
械装置。 - （１６）導電部材が軸の周りで回転可能なロータであり
、そして磁石および導電部材の円がステータ・アセンブ
リを形成する特許請求の範囲第１５項記載の電気機械装
置。 - （１７）ディスク状導電ロータが、磁界を生成するステ
ータを提供するために配列された一連の永久磁石により
作動され、かつそれらに関連して可動であり、前記磁界
は前記ロータ内で電流と相互に作用し、前記一連の永久
磁石は少なくとも第１および第２の円形副次シリーズを
含んで成り、これらはロータ軸を中心としており、そし
てこれらは該軸の周りで相対的に回転可能であって、相
互作用磁界を変化させる電気機械装置。 - （１８）それぞれの前記副次シリーズにおいて、それら
の磁石は交互に反対の極性が付与され、そしてそれらは
他の副次シリーズの磁石と半径方向に整合可能であるよ
うに周縁的に離間されており、前記第１および第２の副
次シリーズの同種極性磁石の整合が最大磁界強度をもた
らす特許請求の範囲第１７項記載の電気機械装置。 - （１９）更に、前記シリーズの永久磁石が第１および第
２の副次シリーズを含んで成り、そして導電部材が２つ
のシリーズの永久磁石間にサンドイッチされている特許
請求の範囲第１７項または第１８項記載の電気機械装置
。 - （２０）前記シリーズのそれぞれの磁石について、円形
に配列された対応するシリーズの磁気的に透過性の磁極
片が設けられ、一方の副次シリーズの磁石は磁極片の第
１の部分に取り付けられ、そして他方の副次シリーズの
磁石は磁極片の第２の部分と整合可能である特許請求の
範囲第１７乃至第１９項のいずれかに記載の電気機械装
置。
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