KR900001109B1 - Magnetic-pole cores for electro rotary machines - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는, 본 발명의 제1실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 일부 전개 정면도.1 is a partially developed front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention.
제2도는, 회전전기기계의 주요부를 표시한 평면도.2 is a plan view showing main parts of a rotary electric machine.
제3도는, 제1도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 코오크 특성도.3 is a rotation angle vs. coke characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제4도는, 제1도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 부하 토오크 특성도.4 is a load torque characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제5도는, 본 발명의 제2실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 일부 전개 정면도.5 is a partially developed front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a second embodiment of the present invention.
제6도는, 제5도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 토오크 특성도.6 is a rotation angle vs. torque characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제7도는, 본 발명의 제3실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 일부전개 측면도.Fig. 7 is a partially developed side view showing the magnetic pole core of the rotary electric machine according to the third embodiment of the present invention.
제8도는, 제7도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 토오크 특성도.8 is a rotation angle vs. torque characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제9도는, 자극용 코어의 장방형 자극부를 표시한 정면도.9 is a front view showing a rectangular magnetic pole portion of the core for magnetic poles.
제10도는, 제9도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 토오크 특성도.10 is a rotation angle vs. torque characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제11도는 본 발명의 제4실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 일부 전개 정면도.11 is a partially exploded front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.
제12도는, 제11도에 표시된 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 토오크 특성도.12 is a rotation angle vs. torque characteristic diagram of a rotary electric machine using the magnetic pole core shown in FIG.
제13도는, 제4실시예의 변경 실시예와 관련하여 제7도와 제9도를 조합하여 이루어진 자극용 코어를 사용한 회전전기기계의 회전각 대 토오크 특성도.13 is a rotation angle versus torque characteristic diagram of a rotary electric machine using a magnetic pole core in combination with FIG. 7 and FIG. 9 in relation to the modified embodiment of the fourth embodiment.
제14도는, 본 발명의 제5실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 부분 정면도.14 is a partial front view showing a magnetic pole core of the rotary electric machine according to the fifth embodiment of the present invention.
제15도는, 본 발명의 제6실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 부분 정면도.Fig. 15 is a partial front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a sixth embodiment of the present invention.
제16도는, 본 발명의 제7실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 부분 정면도.Fig. 16 is a partial front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to the seventh embodiment of the present invention.
제17도는, 본 발명의 제8실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 부분 정면도.17 is a partial front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to an eighth embodiment of the present invention.
제18도는, 본 발명의 제9실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시한 부분 정면도.18 is a partial front view showing a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a ninth embodiment of the present invention.
제19도는, 본 발명의 제10실시예에 관한 회전전기기계의 자극용 코어를 표시.19 shows a magnetic pole core of a rotary electric machine according to a tenth embodiment of the present invention.
제19a도는, 그의 일부 전개 평면도이고, 제19b도는, 동정면도.FIG. 19A is a partially expanded plan view thereof, and FIG. 19B is an elevation view.
제20도는, 널리 사용되는 직류 모우터를 표시한 분해 사시도.20 is an exploded perspective view showing a widely used direct current motor.
제21도는, 플로피 디스크(Floppy disk)용 직류 모우터를 표시한 일부 절취 평면도.21 is a partially cutaway plan view showing a direct current motor for a floppy disk.
제22도는, 제21도의 I-I 선 일부 절취 단면도.FIG. 22 is a cross-sectional view taken along a line I-I of FIG. 21. FIG.
제23도는, 교류 모우터를 표시한 요부 평면도.23 is a plan view of the main portion showing the alternating current motor.
제24도는, 제23도의 II-II 선 단면도.FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 23. FIG.
제25도는, 제23도의 교류 모우터의 분해 사시도.25 is an exploded perspective view of the AC motor of FIG.
제26도는, 제23도의 교류 모우터의 작동 원리의 설명도.FIG. 26 is an explanatory diagram of the operating principle of the AC motor of FIG. 23. FIG.
제27도는, 스텝핑 모우터를 표시한 일부 절취 평면도.Fig. 27 is a partially cutaway plan view showing a stepping motor.
제28도는, 제27도의 종단 정면도이다.FIG. 28 is a longitudinal front view of FIG. 27. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 11, 30, 31, 40, 41, 50, 51, 130 : 자극용 코어10, 11, 30, 31, 40, 41, 50, 51, 130: stimulation core
12 : 계자 마그넷 13, 76, 100, 111 : 샤프트12:
14, 72, 92, 118 : 코일 15, 90, 120 : 전기자14, 72, 92, 118:
16, 95, 133 : 기판부 17, 36, 52, 131 : 자극부16, 95, 133:
20, 33, 42, 61, 73b, 74b, 113a, 114a, 116a, 117b : 제1자극편부20, 33, 42, 61, 73b, 74b, 113a, 114a, 116a, 117b: first magnetic pole piece
20a : 제1자극편부의 세로측편 22, 35, 43, 73d, 74d : 연설부20a:
23, 65, 73e, 74e : 제3자극편부 33c, 113c, 116c, 117c : 연출부23, 65, 73e, 74e: third
45, 64 : 제2연설부 63 : 연설부(제3자극편부)45, 64: 2nd speech part 63: speech part (third stimulus part)
71, 97 : 영구 자석링 72a, 119 : 원형보빈71, 97:
72b : 전선 73, 115 : 아래코어72b:
73a, 74a : 원판부 74, 112 : 위코어73a, 74a: negative portion 74, 112: wecore
75 : 정류자 75a : 원판75:
75b : 정류자편 76a, 94a, 112b, 115b : 플랜지75b:
76b : 난턱부 77 : 브러시76b: ledge 77: brush
77a : 절결부 77b : 접접부77a:
79 : 케이스 80 : 커버79: case 80: cover
91 : 보빈 93 : 코어91: bobbin 93: core
93a, 93b : 극 93d : 폐자기회로부93a, 93b:
94 : 고정부재 96 : 회전자94: fixing member 96: rotor
98 : 계철 98a : 곡절부98:
99 : 너트 101 : 베어링99: nut 101: bearing
102 : 호올소자 103 : 프린트기판102: Hool element 103: printed circuit board
104 :터언 테이블 105 : 발전 마그넷104: turn table 105: power generation magnet
106 : 발전 코일 110 : 영구 자석 회전자106: power generation coil 110: permanent magnet rotor
113, 114, 116, 117 : 자극 112a, 115a : 원판상링113, 114, 116, 117:
121, 122 : 축수판 132 : 자극부재121, 122: bearing plate 132: magnetic pole member
본 발명은 직류 및 교류 모우터, 또는 스텝핑 모우터등의 일반적으로 회전전기기계의 자극용 코어에 관한 것이고, 특히 형상적인 개량을 도모한 회전전기기계의 자극용 코어에 관한 것이다. 회전전기기계에 있어, 특히 주면에서 이웃하는 극이 서로 이극(異極)으로 되는 2n극(n는 2이상의 자연수)이 착자(着磁)된 링형상의 제자 마그네트와, 축심에 대하여 동심으로 감긴 코일을, 코일의 편평단면(扁平端面)의 양측으로부터 자기회로에 따라 자극용 코어로써 싸서, 각각의 자극용 코어를 코일의 상기 계자 마그네트의 착자면에 대향하는 주면에 번갈아 형성시켜, 코일 주면에 이웃하는 극이 서로 이극으로 되는 2n극의 자극이 형서되는 전기자와, 상기 코일의 전류 방향을 회전에 대응하여 변환시키는 변환수단으로 구성되는 다극 직류 모우터는 이미 실용화 되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to magnetic pole cores for rotary electric machines, such as direct current and alternating current motors, or stepping motors, and more particularly to magnetic pole cores for rotary electric machines aimed at improving the shape. In rotary electric machines, especially, a ring-shaped disciple magnet in which 2n poles (n is a natural number of 2 or more) magnetized in which neighboring poles are bipolar with each other, and are wound concentrically about an axis The coil is wrapped as a magnetic pole core along the magnetic circuit from both sides of the flat section of the coil, and each magnetic pole core is alternately formed on the main surface opposite to the magnetizing surface of the field magnet of the coil, so as to form a coil main surface. Multi-pole DC motors constituted by armatures in which magnetic poles of 2n poles in which neighboring poles are bipolar with each other and conversion means for converting the current direction of the coil in response to rotation have already been put to practical use.
그런데, 이러한 다극직류 모우터에 있어서, 자극용 코어에서 자극부의 형상을 단순한 장방형 형상으로 형성하여도, 계자 마그네트의 자극 중심과 기동시(자연 정지 위치)에 있어 전기자측의 자극부의 자극중심이 대략 일치하여, 기동사점(起動死點)이 생긴다.By the way, in such a multi-pole DC motor, the magnetic pole portion of the field magnet is approximately equal to the magnetic pole center of the field magnet and the magnetic pole center of the armature side at the start (natural stop position) even when the magnetic pole portion is formed in a simple rectangular shape. In coincidence, a starting dead point occurs.
즉, 직류 모우터에 있어서는 정류자의 극성 변환점에 있어서 기동사점이 존재하여 실용으로 되지 않는다.That is, in a DC motor, a starting dead point exists in the polarity change point of a commutator, and it does not become practical.
이 때문에, 종래의 모우터등의 회전전기기계에서는 등각도 간격으로 배치된 복수개의 주자극에 대하여 각 주자극 상호간에 1개씩 L 형의 보극을 형성하거나, 또는 자극을 자기적으로 비대칭으로 하는 쉐이딩(Shading)판을 자극이 있는 코어의 면에 합중하는 등으로 하여 계자 마그네트의 자극 중심과 기동시에 있어 전기자측의 자극부의 자극중심이 일정한 각도로써 엇갈리게 하여 상기의 기동사점을 회피하여 왔다.For this reason, in a conventional rotary electric machine such as a motor, a plurality of L-shaped poles are formed for each of the main poles arranged at equiangular intervals, or the shading of magnetically asymmetrical poles is provided. The shading plate is joined to the surface of the core having a magnetic pole, and the magnetic pole center of the magnetic field magnet and the magnetic pole center of the magnetic pole part of the armature side are staggered at a predetermined angle to avoid the above starting point.
그러나,이와 같은 종래의 수단은 그 어느것도 자극(주자극)에 대하여 별도의 부재를 부가하는 것으로써 기동사점의 회피를 달성하려고 한 것이다.However, none of these conventional means attempts to achieve the avoidance of maneuvering dead points by adding a separate member to the stimulus (main stimulus).
따라서, 구조가 복잡하게 되며, 기체의 대형화, 더구나 높은 코스트화를 초래할 결점이 있다.Therefore, the structure is complicated, and there is a drawback that the size of the gas is increased and further, the cost is increased.
또한, 종래의 수단에 의거한 회전전기기계는, 그 어느 일정한 크기의 부하 토오크에서 효율이 최대로 되는 특성을 가지고 있으나, 회전각 마다의 기동 토오크 특성은 최대 효율 부하에 대하여 극단으로 작게되는 부분이 존재한다.In addition, the rotary electric machine based on the conventional means has the characteristic that the efficiency is maximized at any constant load torque, but the starting torque characteristic for each rotation angle is extremely small with respect to the maximum efficiency load. exist.
따라서, 기동은 부하를 작게하지 않으면 불가능하며, 동시에 전체의 효율도 극히 낮게 되는 결함이 있다.Therefore, starting is impossible without a small load, and at the same time, there is a defect that the overall efficiency is extremely low.
그리하여, 본 발명자는 이미 자극용 코어의 자극부 자체의 형상에 착안하여, 그 형상적 개량을 시도하여 기동사점의 회피에 성공하였다.Thus, the present inventors have already focused on the shape of the magnetic pole part itself of the magnetic pole core, attempted to improve the shape thereof, and successfully avoided the maneuvering point.
이 기술에 의하면, 동심으로 감긴 코일의 자기회로를 형성하는 상기 코일의 상기 계자 마그네트 대향면의 형상을, 전기자의 상대적 회전 방향으로 연출하여, 상기 코어의 계자 마그네트 대향면 형상을 계자 마그네트의 착자극 중심에 대하여 자기적으로 비대칭으로 하여, 비통전시에 있어 전기자의 계자 마그네트의 흡인력에 의한 자연 정지 위치에 대하여, 통전시의 전기자의 자극 중심이 전기자의 상대적 회전방향으로 엇갈린 위치에 발생하도록 하여, 전기자권선을 축심에 대하여 동심으로 감기게 하여 권선이 용이함과 동시에, 권선구를 많게 할 수 있으며, 모우터의 효율을 높일 수 있으며, 또한 모우터의 편평화가 용이한 다극직류 모우터를 구성할 수 있다는 것을 찾아 내었다.According to this technique, the shape of the field magnet opposing face of the coil forming the magnetic circuit of the coil wound concentrically is directed in the relative direction of rotation of the armature to form the field magnet opposing face of the core so that the magnet magnetic pole of the field magnet. The armature is magnetically asymmetrical with respect to the center so that the magnetic pole center of the armature at the time of energization is staggered in the relative rotational direction of the armature with respect to the natural stop position due to the suction force of the field magnet of the armature during non-energization. By winding the winding concentrically with respect to the shaft center, the winding is easy and the number of winding holes can be increased, and the efficiency of the motor can be increased, and the motor can be configured with a multi-pole DC motor that is easy to flatten the motor. I found something.
그러나, 이와 같은 전기자권선을 동심으로 감은 직류 모우터는, ①회전각도 마다의 기동 토오크 특성의 최소값이, 최대 효율시의 부하 토오크 보다 상당히 하회하고 있는것과, ②마그네트의 흡인 토오크의 변동이 큰 것으로 인하여, 회전의 불균일성이 크다는 등의 문제는 해결하지 못하였다.However, the DC motor wound such an armature winding concentrically is because ① the minimum value of the starting torque characteristic for each rotation angle is considerably lower than the load torque at the maximum efficiency, and ② the variation of the suction torque of the magnet is large. However, the problem of large unevenness of rotation was not solved.
또한, 상술한 바와 같이 전기자권선을 동심으로 감은 직류 모우터는, 효율을 높게하기 위하여, 전기자에로의 전류의 변환점을 전기자의 자극중심과 계자의 자극중심이 일치한 점에 두게되며, 한편, 전기자권선이 동심으로 감기여 있으므로, 전기자가 전기자의 자극중심과 게자의 자극중심이 일치한 위치에서 정지하면, 기동불능으로 된다.In addition, as described above, the DC motor wound concentrically with the armature winding, in order to increase the efficiency, the point of change of the current to the armature is placed at the point where the magnetic pole center of the armature and the magnetic pole center of the field coincide. Since the winding is wound concentrically, if the armature stops at the position where the magnetic pole center of the armature and the magnetic pole center of the crab coincide, it becomes impossible to start.
이것은, 전기자에 있어서는 자극용 코어의 형상을 자기적으로 비대칭으로한 경우에 있어서도, 예를 들면, 전기자와 계자의 그 각각 자극중심이 일치한 위치에서 전기자가 비통전 상태로 되어, 더구나, 게자 마그네트와 전기자와의 흡인 토오크가 부하 토오크 보다 작은 경우에는 그대로의 위치에서 전기자는 계속 정지하게 되므로 기동하지 않는다.This means that even in the case where the shape of the magnetic pole core is magnetically asymmetrical in the armature, the armature is in a non-electrical state, for example, at a position where the magnetic pole centers of the armature and the field are coincident with each other. If the suction torque between the armature and the armature is smaller than the load torque, the armature continues to stop at the position as it is, so it is not started.
따라서, 상기 구성의 직류 모우터가 반드시 기동사점을 회피하여 기동하기 위해서는, 전기자와 계자와의 자극중심이 일치한 위치에서 전기자가 비통전 상태로 되었을 때에, 계자 마그네트의 흡인 토오크가 부하 토오크 보다 크게 되어 있을 것이 필요하며, 이에 의하여, 상기 기동사점은 회피되어도, 전기자가 비통전 상태에 있어서의 계자 마그네트의 흡인 토오크가 큰 것으로 인하여, 상술한 회전의 불균일성이 생기게 된다.Therefore, in order for the DC motor of the above configuration to be started by avoiding the starting dead point, the suction torque of the field magnet is greater than the load torque when the armature is in the non-energized state at the position where the armature and the magnetic pole center of the field coincide. It is necessary to be large, whereby the above-mentioned starting dead point is avoided, and the above-mentioned rotation nonuniformity is caused due to the large suction torque of the field magnet in the non-energized state of the armature.
본 발명의 발명자는 회전의 불균일성을 최소한도로 없애는 조건으로써, (1), 전기자와 계자와의 자극중심이 일치한 위치에 있어서, 마그네트와 비통전 상태의 전기자와의 흡인 토오크는 기동시의 부하 토오크 보다 약간 크게 될 것.The inventors of the present invention have a condition that eliminates the unevenness of rotation to a minimum. (1) At a position where the magnetic poles of the armature and the field are in agreement with each other, the suction torque between the magnet and the armature in a non-energized state is the load torque at startup. Will be slightly larger than.
(2), (1)의 위치에 있어서, 상기 흡인 토오크는 최대 토오크로 될 것, 을 찾아내었다.In the positions (2) and (1), the suction torque was found to be the maximum torque.
그러나, 단지 전기자의 코어의 계자대향 형상을 연출(延出)한 것만으로는, 상기(2)의 조건을 충족시킬 수 없다.However, only by directing the field facing shape of the core of the armature, the condition of (2) cannot be satisfied.
즉, 그 코어의 연출부의 연출 길이나, 연출폭을 바꾸어도, 상기 흡인 토오크의 최대 토오크 위치는 거의 바꾸어지지 않으며, 최대 토오크 위치를 임의의 위치로 할 수가 없기 때문이다.That is, even if the direction length and the direction width of the extension part of the core are changed, the maximum torque position of the suction torque is hardly changed, and the maximum torque position cannot be set to an arbitrary position.
한편, 상술한 바와 같은 직류 모우터의 효율을 올리기 위해서는, 계자의 자속이 전기자의 코일을 양편평단면으로부터 싸는 코어의 내부를 통할뿐만 아니라, 계자극에 이웃한 N-S 극의 사이에 위치하는 코어의 계자 마그네트 대향부를 통하게 하도록 하는 것이 좋다.On the other hand, in order to increase the efficiency of the DC motor as described above, the magnetic flux of the field not only passes through the inside of the core surrounding the coil of the armature from both flat cross sections, but also between the NS poles adjacent to the field magnetic poles. It is better to let the field magnet opposing part go through.
이를 위해서는, 동심으로 감긴 전기자 권선의 주면에 형성되어 서로가 번갈아 이극으로 되어 있는 코어의 이웃과의 간격을 될 수록 작게하는 것이 좋은데, 단지 코어의 계자대향면형상을 연출하여 상기의 간격을 작게 했을 때에는, 게자 마그네트의 흡인 토오크가 너무 크게 됨으로써, 큰 기동전류가 필요하게 되는 문제가 생긴다.To this end, it is better to reduce the gap between the cores formed on the concentric windings of the armature winding and alternate with each other, which is alternately bipolar. At this time, the suction torque of the crab magnet becomes too large, which causes a problem of requiring a large starting current.
본 발명의 목적은, 특히, 축심에 대하여 동심으로 감긴 코일의 양단면으로부터 주면에 따라 복수의 자극을 절곡하여 설치한 자극용 코어를 가진 모우터등의 회전전기기계에 있어서, 항상 기동사점을 확실하게 회피할 수 있는 자극용 코어를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention, in particular, in a rotary electric machine such as a motor having a magnetic pole core installed by bending a plurality of magnetic poles along a main surface from both end faces of a coil wound concentrically about an axis. It is to provide a stimulation core that can be reliably avoided.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 회전 전기 기계에 있어서, 회전의 불균일성을 최소한으로 억제하며, 또한 고효율화를 달성하는 자극용 코어를 제공하는데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a magnetic pole core for minimizing rotational nonuniformity and achieving high efficiency in such a rotary electric machine.
본 발명에 관한 회전전기기계의 자극용 코어는, 축심에 대하여 동심으로 감긴 코일의 양단을 끼는 한쌍의 기판부와, 상기 각 기판부의 주연으로부터 상기 코일의 외주면으로 연출하여, 서로 번갈아 배열하는 복수의 자극부로서 이루어진다.A magnetic pole core of a rotary electric machine according to the present invention includes a pair of substrate portions sandwiching both ends of a coil wound concentrically about an axis, and a plurality of substrates alternately arranged on the outer peripheral surface of the coil from the periphery of the substrate portions. It is made as a magnetic pole part.
이 자극부는, 또한 주방향전후(周方向前後)로 2분되어 제1자극편부와 제2자극편부를 형성하며, 이 제1자극편부 및 (또는) 제2자극편부의 세로측편에 주방향으로 연출하는 연설부(延說部)를 형성하여 이루어지는 것이 특징이다.The magnetic pole part is further divided into two directions in the circumferential direction to form a first magnetic pole piece portion and a second magnetic pole piece portion, and the first magnetic pole piece portion and / or the second magnetic pole piece portion in the longitudinal direction on the longitudinal side. It is characterized by forming a speech section to be produced.
이에 의거하여, 비통전시에서의 전기자와 게자 마그네트의 상대적 정지위치에 있어서, 기동 통전시의 전기자의 자극중심과 계자 마그네트의 주방향 중점(中點), 또는 계자 마그네트극에서의 극간의 주방향 중점이 상대적으로 엇갈리어, 기동시에 있어서의 기동사점을 확실하게 회피할 것을 도모하였다.Based on this, in the relative stop position of the armature and the magnet at the time of non-energization, the center of the magnetic pole of the armature at the time of energization and the main direction of the field magnet or the main direction of the pole between the poles of the field magnet pole. It was aimed at reliably avoiding this relatively staggered and starting dead point at the time of starting.
또한 아울러 회전의 불균일성을 현저하게 감소하여 고효율화를 도모하였다.In addition, the nonuniformity of rotation is remarkably reduced to achieve high efficiency.
또한, 동심으로 감긴 코일 형식에 적용함으로써, 다극에의 용이화, 회전전기기계의 편평박형화(扁平薄型化), 고전압 구동화, 그리고 값이 싼것의 기본 효과를 얻게 된다.In addition, by applying to the coil type wound concentrically, the basic effects of facilitating the multi-pole, flattening of the rotary electric machine, high voltage driving, and low cost are obtained.
또한, 다극화한 경우에 있어, 종래의 각종 형식의 모우터에서는 극수의 증가에 의하여 그것에 적합한 회전토오크를 얻는 것이 곤란하였으나, 본 발명에 관한 자극용 코어를 사용하는 것에 의하여, 극수의 증가에 따라 그것에 대응한 회전 토오크를 얻을 수가 있는 것이다.In addition, in the case of multipolarization, it is difficult to obtain a rotational torque suitable for it by increasing the number of poles in conventional motors of various types, but by using the magnetic pole core according to the present invention, Corresponding rotational torque can be obtained.
본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제1도 및 제2도는, 본 발명의 제1실시예에 관하여 자극용 코어(10), (11)을 인너로우터 방식의 모우터(Mo)에 적용한 경우를 나타낸다.1 and 2 show a case where the
우선, 모우터(Mo)의 구성에 대하여 설명하자면, 외곽에는 N극, S극을 번갈아 합계 6극 착자한 링형상의 계자 마그네트(12)를 배설한다. (13)은 샤프트이며, 이 샤프트(13)의 둘레에는 코일(14)이 권회되어 있다. (10)은 코일 (14)의 편평단면의 한편으로부터 코일(14)을 싸는 본 발명에 관한 자극 코어이며, (11)은 코일(14)의 타방의 편평단면으로부터 코일(14)를 싸는 동일한 자극 코어이고, 각각 샤프트(13)에 고정되어 전기자(15)를 구성한다. 자극용 코어(10)는 원판부 및 그 주연의 주(周)방향 3등분 위치로부터 방사상 방향으로 연출(延出)한 레이디얼부로 이루어진 기판부(16)와, 이 레이디얼판부의 도중에서 약직각으로 절곡하여 코일(14)의 주면에까지 연출한 자극부(17)로서 이루어진다. 자극부(17)와 기판부(16)는 연속적으로 일체로 형성되며, 자극부(17)는 합계 3개가 형성된다. 한 개의 자극부(17)는 주(周)방향 전후로 2분되며, 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)를 형성하며, 제1자극편부(20)의 세로측편(20a)에는 주방향 및 제2자극편부(21)측에 연출한 연설부(22)를 일체로 형성한다. 연설부(22)는 세로측편(20a)의 중간부에 설치되며, 선단에 갈수록 점차 넓이가 좁아지는 대형상(坮形狀)으로 형성한다.First, a description will be given of the configuration of the motor Mo. A ring-shaped field magnet 12, in which six poles are alternately magnetized alternately in the N pole and the S pole, is disposed on the outside.
또한, 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)의 사이에는 일정한 면적으로 선정된 제3자극편부(23)를 설치한다. 제3자극편부(23)는 제1자극편부(20), 제2자극편부(21) 및 기판부(16)(레이디얼판부)에 연속적으로 형성한다.Further, a third magnetic
또한, 제3자극편부(23)와 연설부(22)를 제외한 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)의 형상은 장방형 형상으로 형성되며, 양자의 높이는 거의 같다.In addition, the shapes of the first
제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)의 간격, 연설부(22)의 형상 및 면적, 제3자극편부(23)의 면적도 임의로 선택할 수 있다.The distance between the first
그러므로, 이에 의하여 제3도 및 제4도에서 표시하는 특성을 최고값으로 설정할 수 있다.Therefore, the characteristics shown in FIG. 3 and FIG. 4 can be set to the highest value by this.
이와 같이, 자극부(17)를 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)로 2분하는 것에 의하여, 계자 마그네트(12)에 대한 전기자(15)의 자극부(17) 면적을 가급적으로 작게 할 수 있다.Thus, by dividing the
또한 동시에, 서로 이웃하는 다른 자극부간에서의 공간 주각도를 이상적으로 작게할 수 있음으로, 극히 고효율화를 도모할 수 있다.At the same time, the spatial circumferential angle between different magnetic poles adjacent to each other can be ideally reduced, thereby achieving extremely high efficiency.
또한, 연설부(22)에 의하여 비통전시의 전기자(15)와 계자 마그네트(12)의 상대적 정지 위치에 있어서, 기동통전시의 전기자(15)의 자극중심과, 계자 마그네트(12) 극(S극 또는 N극)의 주방향 중점 또는 계자 마그네트(12)극에 있어서의 극간(S극과 N 극간)의 주방향 중점과를 상대적으로 비키게 할 수 있다.Further, by the
또, 정지위치는 자극부(17)의전폭(全幅)이 비교적으로 작은 경우와 큰 경우와에 따라서 상기의 2개의 중점의 한쪽에 속하게 되고, 회전방향도 상이하다.Further, the stop position belongs to one of the two midpoints depending on the case where the full width of the
이러한 연설부(22)의 기능은 말하자면 자극부(17)의 기하학적 중심에 대하여 자기적 중심을 비키게 함으로써, 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21)를 자기적으로 비대칭으로 되도록 하여, 기동사점을 확실하게 회피 시킬 수 있다.The function of the
또한, 제3도에 있어서, 제3자극편부(23)의 면적이 비교적으로 작은 경우에는, 기동 토오크 특성은 T10으로, 면적을 크게함에 따라 특성은 T11, 또한 T12으로 변화하게 된다.3, when the area of the third
또한, 대향하는 한쌍의 자극 코어중에 있어 한쪽의 자극 코어(11)도 상기 코어(10)와 같이 구성한다.One of the magnetic pole cores 11 in the pair of opposing magnetic pole cores is configured like the
이 경우에, 각 코어(10), (11)에 있어서 자극부의 반환 방향은 각각 반대쪽으로 되는데, 자극부의 현상은 코일(14)의 주면위에 동일 형상으로 나란히 하게되며, 또한 각 코어(10), (11)의 자극부가 번갈아 배열된다.In this case, in each of the
다음으로, 모우터(Mo)의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the motor Mo will be described.
제2도에 있어서, 예를 들어서 직류 모우터는 시계방향(화살표 H1)으로 회전한다.In FIG. 2, for example, the direct current motor rotates clockwise (arrow H 1 ).
제2도에서, Q2는 계자 마그네트(12)의 자극간 중심이며, P는 통전시의 전기자의 자극중심을 나타낸다.In FIG. 2, Q 2 is the center between the magnetic poles of the field magnet 12, and P represents the magnetic pole center of the armature during energization.
또한, 코일(14)의 전류방향은, 제2도에서 표시한 Q2점에 P점이 합치한 부근의 위치에서 변환수단(도시하지 않음)에 의하여 회전이 지속되도록 바꾸어진다.In addition, the current direction of the coil 14 is changed so that rotation may be continued by a conversion means (not shown) at a position near the point where the point P coincides with the point Q 2 shown in FIG.
우선 전기자(15)의 비통전시의 무부하시에 있어 회전 토오크(계자와 전기자와의 흡인 토오크)는, 제3도의 특성 곡선 Tm에서 표시한 바와 같이, 전기자(15)가 흡인 토오크에 의하여 우측 방향으로 회전할 때의 회전 토오크를하고, 전기자(15)를 좌측방향으로 회전시킬 경우의 회전 토오크를로하면, 전기자(15)는의 회전 토오크에 의하여 우회전하여 무부하시에 있어서의안정된 자연정지 위치인 R1에서 정지한다.First, the rotational torque (suction torque between the armature and the armature) at no load during the non-energization of the
그리고, 전기자(15)를 오른쪽으로 더욱 회전시키면, 전기자(15)는의 회전 토오크가 발생하는 주각도(周角度) 부분을 통과하여 곧 비안정한 정지 위치인 R2에 도달하며, 이 정지위치 R2를 넘어가면, 전기자(15)는 회전전방에 있는 다음의 자연정지위치 R1(도시하지 않음)를 향하여 우회전을 하게 된다.And if the
그리고, 제1자극편부(20)와 제2자극편부(21), 연출부(22), 제3자극편부(23) 등의 형상, 크기등을 선택함으로써, 제2도의 전기자(15)와 계자 마그네트(12)가 각각 자극중심을 서로 대향시켜서 전기자 전류의 변환 위치에 있을때의 상기 회전 토오크를 피이크 부근으로 함과 동시에, 이 회전 토오크를 필요한 기동시의 부하 토오크 보다 약간 크게 설정하는 것이 가능하게 된다.Then, the
이리하여, 전기자(15)는 부하시에 있어서도 제2도에서 표시한 P점과 Q2(Q1) 점이 합치하는 위치에서 정지함이 없고, 따라서, 기동사점은 반드시 회피되며, 동시에 전기자(15)의 회전 토오크는 기동시의 부하 토오크 보다 약간 크게 필요한 최소한의 토오크로 되어 있음으로, 전기자(15)의 회전은, 그 회전의 불균일성도 최소한으로 할 수 있다.Thus, even under load, the
또한, 제3도에서 표시한 바와 같이, 비통전시의 흡인토오크 특성 Ts에 있어서, 자연 정지 위치는 R1과 R2점이며, 특히 이 R2점은 기동 토오크 특성의 골(谷部)부근에 위치하게 되나 제3자극편부(23)의 작용에 의하여 시동시의 기동 토오크는 T11또는 T12와 같이 크게 된다.In addition, as shown in FIG. 3, in the suction torque characteristic Ts at non-energization, the natural stop positions are R 1 and R 2 points, and in particular, this R 2 point is located near the valley of the starting torque characteristic. Although it is located, the starting torque at the time of starting by the action of the third
이 기동 토오크의 설정은, 상술한 바와 같이 제3자극편부(23)의 면적등에 의하여 가변되게 할 수 있다.The setting of the starting torque can be varied by the area of the third
제4도는, 제1도에서 표시한 자극용 코어(10), (11)를 사용한 모우터(Mo)의 부하 토오크 특성 곡선을 나타낸다.4 shows a load torque characteristic curve of the motor Mo using the
제4도를 얻은 시험제작 모우터는,The test production motor obtained the fourth degree,
정격 전압 : 4.5VRated voltage: 4.5V
계자 마그네트 : 내경 24.5øField magnet: inner diameter 24.5ø
코일 : 0.32ø, 550회이다.Coil: 0.32 °, 550 times.
제5도는, 제2실시예를 나타낸다. 제2실시예는 제1도에서 표시한 제1실시예의 자극용 코어(10), (11)에서 제3자극편부(23)의 면적을 점차 작게하여, 영에 한없이 가까운 상태로한 특수한 경우이다.5 shows a second embodiment. The second embodiment is a special case in which the areas of the third
이 경우에는 제3자극편부의 영향은 완전히 없어진다.In this case, the influence of the third magnetic pole piece is completely eliminated.
즉, 제5도에 표시한 자극용 코어(30), (31)의 한 개의 자극부(36)는, 제1도에서 제3자극편부(23)를 제외한 형상으로 되며, 제1자극편부(33), 제2자극편부(34), 연설부(35)로서 자극부(36)를 구성하게 된다.That is, one
제6도는, 제5도의 자극용 코어(30), (31)를 사용한 제2도에서 표시한 모우터(Mo)의 특성을 포시한다.FIG. 6 shows the characteristics of the motor Mo shown in FIG. 2 using the
제6도에 있어서, T21는 기동 토오크 특성, T22는 비통전무부하시의 흡인 토오크 특성이다.In Fig. 6, T 21 is a starting torque characteristic, and T 22 is a suction torque characteristic at non-energized no load.
제6도에서 명시한 바와 같이, 기동 토오크 곡선 T21은, 제3도에서 표시된 특성 T10의 골을 더욱더 낮게 한 특성으로 된다.As specified in FIG. 6, the starting torque curve T 21 becomes a characteristic that makes the valley of the characteristic T 10 indicated in FIG. 3 even lower.
즉, 본 실시예는 제1실시예의 제3자극편부를 없앤 예로서, 제1실시예의 제3자극편부의 효과는 접속, 연설부가 있기 때문에 부하가 과대한 경우등의 조건에 따라서 각도범위(D21)의 사이에서 기동사점이 발생할 경우도 있으나, 예를 들면 부하를 작게 하거나, 기동전압을 높게 하는 등의 조건 설정에 따라 종래의 기술에 비하여 기동사점의 회피가 보다 확실해진다(제6도참조)That is, the present embodiment is an example in which the third magnetic pole piece of the first embodiment is eliminated, and the effect of the third magnetic pole piece of the first embodiment is connected and the speech portion, so the angular range D depends on conditions such as excessive load. In some cases, starting dead spots may occur between 21 and 21. However, it is possible to avoid starting dead spots more clearly than in the prior art by setting a condition such as reducing the load or increasing the starting voltage. article)
제7도는, 제3실시예를 표시한다.7 shows a third embodiment.
제3실시예는 제5도에서 표시된 제2실시예의 자극용 코어(30), (31)의 형상을 변경한 것이다.The third embodiment changes the shapes of the
그 구체적인 상이점이란, 제3실시예의 자극용 코어(40), (41)는, 연설부(43)를 제1자극편부(42)의 반대방향에 설치하며, 또한 제2자극편부(44)에도 상기 연설부(43)에 대하여 반대방향에 제2연설부(45)를 설치한 점이 제2실시예와 다르다.The specific difference is that the
제8도는, 제7도의 자극용 코어(40), (41)를 사용한 제2도에서 표시된 모우터(Mo)의특성을 표시한다 .FIG. 8 shows the characteristics of the motor Mo shown in FIG. 2 using the
제8도에 있어서, T31는 기동 토오크 특성, T32는 비통전무부하시의 흡인 토오크 특성을 표시한다.In Fig. 8, T 31 denotes a starting torque characteristic, and T 32 denotes a suction torque characteristic at non-energized no load.
제3실시예에 의한 자극용 코어도, 조건에 따라서는 각도범위(D31)에서 기동사점이 생길 경우도 있다.The core for stimulation according to the third embodiment may also have a starting dead point in the angular range D 31 depending on the conditions.
또, R3은 자연정지 위치, R4는 안정점, R5는 비안정한 정지위치를 나타낸다.R 3 is a natural stop position, R 4 is a stable point, and R 5 is an unstable stop position.
본 실시예는 제2실시예의 변형예로서 제1연설부와 제2연설부를 형성한 예이며, 마찬가지로 제3자극편부는 없는 것이다.This embodiment is an example in which the first speech section and the second speech section are formed as modifications of the second embodiment, and likewise, there is no third magnetic pole piece portion.
본 실시예에 있어서도 작은 부하 또는 기동전압이 높게되면 종래의 기술에 비하여 기동사점의 회피가 보다 확실해진다(제8도 참조)Also in this embodiment, when the small load or the starting voltage is high, the avoidance of the starting dead point is more reliably compared with the prior art (see Fig. 8).
제9도 내지 제13도는, 제4실시예에 대하여 표시한다. 제4실시예는 제2실시예(또는 제3실시예)의 자극용 코어(30), (31)에 있어서, 그 자극부(36)를 전부의 자극부 중의 일부에만 적용한 것이고, 예를 들면, 주방향에 한 개 걸러 자극부(36)를 형성하여, 이외의 남은 자극부는 제9도에 표시하는 장방형 형상의 장방형 자극부(52)로써 형성한다.9 to 13 show the fourth embodiment. In the fourth embodiment, in the
제10도는, 면적을 선택하여 형성한 장방형 자극부(52)만으로서 구성된 자극용 코어를 제2도에서 표시한 모우터(Mo)에 적용한 경우의 특성도를 표시하며, T41는 기동 토오크 특성, T42는 비통전 무부하시의 흡인 토오크 특성이다.FIG. 10 shows a characteristic diagram when the magnetic pole core composed of only the rectangular
제11도에서는, 자극부(36)와 장방형 자극부(52)를 조합한 자극용 코어(50), (51)를 나타낸다.11, the
제12도는, 제11도에서 표시한 자극용 코어(50), (51)를 사용한 제2에서 표시된 모우터(Mo)의 토오크 특성도이고, 제13도는, 제7도와 제9도의 각 자극부를 번갈아 조합하여 이루어진 자극용 코어를 사용한 제2도에서 표시된 모우터(Mo)의 토오크 특성도이고, T51, T61은 기동 토오크 특성, T52, T62는 비통전 무부하시의 흡인 토오크 특성, L5, L6은 부하선을 각각 표시한다.FIG. 12 is a torque characteristic diagram of the motor Mo shown in FIG. 2 using the
이들은 그 어느것이나 기동사점을 충분히 회피할 수 있으며, 특히 다극 모우터에서 유효하게 나타낸다.All of them can sufficiently avoid maneuvering dead spots, and are particularly effective in multipole motors.
본 실시예는 제2 또는 제3실시예의 자극부와 종래의 사각형상의 자극부를 조합시킨 예이므로, 제2실시예 또는 제3실시예의 효과를 가지며, 종래의 기술과 비교하여 기동사점을 충분하게 회피할 수 있다(제13도 참조).Since this embodiment is an example in which the magnetic pole portion of the second or third embodiment is combined with the conventional rectangular magnetic pole portion, it has the effects of the second or third embodiment, and sufficiently sufficient starting dead point in comparison with the prior art. This can be avoided (see also FIG. 13).
제14도 내지 제18도는, 자극부의 형상적인 변경에 있어서, 그 대표적인 것을 예를 들어 나타내며, 제14 내지 제18도는, 각각 제5 내지 제9실시예를 나타낸다.14 to 18 show typical examples of changes in the shape of the magnetic pole portion, and FIGS. 14 to 18 show the fifth to ninth embodiments, respectively.
또한, 제14 내지 제18도에 있어서, (61)은 제1자극편부이며, (62)는 제2자극편부, (63)은 연설부(제3자극편부), (64)는 제2연설부, (65)는 제3자극편부를 각각 표시한다.In Figs. 14 to 18,
제5실시예는 연설부(63)가 제1실시예의 연설부와 제3자극편부의 역할을 하는 것으로서 상기 제1실시예와 동일한 효과를 발휘하는 것이다.In the fifth embodiment, the
제6실시예도 제1실시예와 동일하게, 자극부가 제1자극편부, 제2자극편부, 연설부 및 제3자극편부가 형성되어 있으므로 제1실시예와 동일한 효과를 나타낸다. 제7실시예도 제6실시예와 동일한 구성이므로 제1실시예와 동일한 효과를 나타내는 것이다. 제8실시예는 제2실시예의 변형으로서, 구성적으로 거의 동일하며, 따라서 제2실시예와 동일한 효과를 나타내는 것이다. 제9실시예는 제6실시예의 변형으로서 실질적으로는 제3자극편부를 계단형상으로 구성한 것이다.Similarly to the first embodiment, the sixth embodiment has the same effect as the first embodiment because the magnetic pole portion is formed with the first magnetic pole piece portion, the second magnetic pole piece portion, the speech portion, and the third magnetic pole piece portion. The seventh embodiment also has the same configuration as the sixth embodiment, and thus exhibits the same effects as the first embodiment. The eighth embodiment is a modification of the second embodiment, which is almost identical in configuration, and thus exhibits the same effects as the second embodiment. The ninth embodiment is a modification of the sixth embodiment, in which the third magnetic pole piece portion is formed in a step shape.
따라서, 제6실시예와 같으며, 제1실시예와 동일한 효과를 나타내는 것이다.Therefore, the same as in the sixth embodiment, and exhibits the same effects as in the first embodiment.
제10실시예는 제1 내지 제9실시예에 있어서 제1자극편부와 제2자극편부의 레이디얼 방향의 상대적 위치를 다르게한 예이다The tenth embodiment is an example in which the relative positions in the radial direction of the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece are different in the first to ninth embodiments.
이에 의하여 자기적 비대칭성을 유지시킴으로써 기동사점의 회피가 확실하게 된다.This ensures the avoidance of maneuver dead points by maintaining magnetic asymmetry.
제19도는, 제10실시예를 나타낸다. 제10실시예는 제5도에서 표시된 제2실시예의 자극용 코어의 제1자극편부(33)와 제2자극편부(34)를 레이디얼 방향에서 상대적으로 위치를 달리함으로써, 양자간에 레이디얼 방향에 있어서, 거리(G)의 간격이 생기도록 한 것이다19 shows a tenth embodiment. In the tenth embodiment, the first magnetic
이와 같이 레이디얼 방향의 상대적 위치를 다르게 하는 것으로써도, 자기적 비대칭성을 자극부에 보유시킬수 있다.By varying the relative position in the radial direction in this manner, magnetic asymmetry can be retained in the magnetic pole part.
이와 같이 상대적 위치를 변경하는 것은, 이미 상술한 각종의 형상으로부터 이루어지는 자극부를 비롯하여 다른 임의의 형성의 자극부에 있어서도 적용할 수 있다.Changing the relative position in this way can also be applied to magnetic pole portions of any other formation, including magnetic pole portions formed from the various shapes described above.
다음으로, 본 발명에 의한 자극용 코어를 각종 회전전기기계에 적용한 용도별의 실시예를 구체적으로 설명한다.Next, a specific embodiment of the application of the magnetic pole core according to the present invention to various rotary electric machines will be described in detail.
제20도는, 널리 사용되는 직류모우터(Md)에 적용한 경우를 나타낸다.20 shows the case where it is applied to a DC motor Md which is widely used.
제20도는, 조립이 용이하며 실용성이 좋은 직류 모우터이다. (71)은 고정자인 영구자석이며, N, S극이 번갈아 내주면에 6극 착자되어 있다.20 is a direct current motor that is easy to assemble and has good utility.
또한, 자극수를 2(2m+1)극 (m는 1이상의 자연수)로 함으로써, 대향하는 자극은 반드시 이극으로 된다. (72)는 코일이며, 중심에 샤프트 삽통공이 설치된 원형 보빈(72a)내에 전선(72b)를 권회하여 이루어진다. (73)은 본 발명에 의거하여 형성된 아래 코어이며, 코일(72)의 하단면에 동심으로 배설되는 원판부(73a)와, 원판부(73a)의 주연으로부터 120도 씩의 편각으로 3개로 분기 연출되어, 코일(72)의 외주면에 따라서 직각으로 절곡된 제1자극편부(73b), 제2자극편부(73c), 연설부(73d)와 그리고 제3자극편부(73e)로서 이루어지며, 철판등의 자성 재료를 프레스하여 형성된다. (74)도 역시 본 발명에 의거하여 형성한 코일(72)의 상단면에 동심으로 배설된 위코어이며, (73)와 같이 원판부(74a), 제1자극편부(74b), 제2자극편부(74c), 연설부(74d), 제3자극편부(74e)로서 이루어진다.Further, by setting the number of poles to 2 (2m + 1) poles (m is a natural number of 1 or more), the opposite poles must be bipolar. 72 is a coil, and is wound up by winding the
이 아래 코어(73)와 위코어(74)를 제1자극편부(73b), 제2자극편부(73c)가, 제1자극편부(74b)와 제2자극편부(74c)와의 사이에 위치 하도록 하여, 코일(72)의 양단면에 배설한다. (75)는 정류자이고, 절연재료로서 형성되어 중심에 샤프트 삽통공이 설치된 원판(75a)과, 이 원판(75a)의 한쪽면상에 중심으로부터 방사상으로 첩설(貼設)한 6개의 정류자편(75b)으로서 이루어진다.The
이 정류자편(75b)은 1개 걸러 전기적으로 접속되어 2개의 정류자군이 형성되며, 각 정류자군에는 상기 코일(72)이 접속된다. (76)은 샤프트이며, 길이방향의 거의 중앙 부근에 플랜지(76a)가 형성되어 있다. 이 샤프트(76)에 상기 정류자(75)와 위코어(74), 코일(72) 아래 코어(73)를 삽입하여, 아래 코어(73)가 단턱부(76b)의 하부에서 죄여져 고정된다. (77)은 브러시이며 린청동의 장방형판을, 그 한쪽 긴편의 중앙에 상기 플랜지(76a)가 들어가게끔 원호상의 절결부(77a)를 형성하며, 면의 중앙에는 정류자(75)와의 접접부(摺接部)(77b)를 면을 절기(切起)하여 형성하고 있다.This
또한, 접접부(77b)는 2개 형성되어 있어서 정류자(75)와의 접촉을 확실하게 하고 있다.In addition, two
그리고, 2개의 브러시(77)을 샤프트(76)의 주면을 끼어 점대칭(點對稱)의 위치로 배설하여, 각 접접부(77b)는 정류자(75)의 정류자군에서 각각 접하게 한다. (79)는 프라스틱재료로써 성형된 케이스이며, 또 (80)은 케이스(79)의 위면에 설치된 프라스틱판의 커버이다.Then, the two
그리고 상기 각 구성부품은, 도면상에서 일점쇄선으로 표시하는 바와 같이, 영구자석링(71)을 케이스(79)내에 고설하여, 코일(72), 아래 코어(73), 위코어(74), 정류자(75), 샤프트(76)로부터 이루어지는 전기자를 샤프트(76)에 삽통하여 영구자석링(71)의 중심에 배설하여, 2개의 브러시(77)를 커버(80)에 위치결정하며, 커버(80)를 케이스(79)에 걸어맞추어 열용착등에 의하여고정하여 조립하게 된다.As shown in the figure, each component is provided with a
이와 같이 하여 구성된 직류 모우터는, 전기자 코일을 샤프트의 둘레에 동심으로 감을 권선이 용이하며, 정류자와 브러시를 판상으로 한 것으로 인하여, 편평하며, 또한 소형화를 도모할 수 있으며, 브러시는 케이스와 커버의 사이에 끼어 위치를 정하여 고정됨으로써 조립이 극히 용이하며, 또한 극수를 2(2m+1)극으로 하였으므로, 대향하는 브러시는 같은 것을 회전축에 대하여 점대칭 위치로서 할 수 있고, 더욱 모우터는 편평하게 되며, 또한 다극화가 용이하게 됨으로 저회전으로 할수 있는 것에 의하여, 모우터의 회전 전달 기구에서 효율이 좋지 못한 워엄과 워엄 톱니바퀴를 쓰지 않고, 평 톱니바퀴를 사용해도 되는 등의 효과도 있다.The DC motor constructed in this way is easy to wind the armature coil wound concentrically around the shaft, and is flat and compact due to the plate shape of the commutator and the brush. The assembly is very easy by pinching and fixing the position between them, and the number of poles is 2 (2m + 1), so that the opposite brush can be the same as the point-symmetric position with respect to the rotation axis, and the motor becomes flat. In addition, since it is easy to multipolarize and can be made low-rotation, there are also effects, such as using a flat gear, without using the worm and worm wheel which are not efficient in the rotation transmission mechanism of a motor.
제21도 및 제22도는, 플롭피 디스크용 직류 모우터(Mf)에 적용한 경우를 예시한다. (90)은 전기자이며, 보빈(91)에 동심으로 감긴 코일(92)과 회전자 대향주면에 20극의 자극이 교호로 이극으로 되게 코일(92)를 둘러싸는 코어(93)로서 구성된다.21 and 22 illustrate a case where the DC motor Mf for floppy disks is applied. 90 is an armature, and is comprised as the
그리고, 코어(93)에는 극(93a)과 극(93b)이 형성되어 있으며, 극(93b)에는 극(93a)에 향하는 연출부(93c)가 연설되어 있다.The
또한, 코어(93)는 위축 코어와 아래측 코어를 코일(92)의 내주면에서 폐자회로로 되도록 조합하여 이루어진 것인데, 상하 양 코어는 각각 극(93a)과 극(93b), 폐자기 회로부(93d)와를 일체로써 프레스 가공할 수 있으므로, 그 제작이 용이하다. (94)는 전기자(90)의 내주면에 감착된 고정부재이며, 그 플랜지(94a)가 기판(95)에 고정되어 있으며, 전기자(90)는 기판(95)에 고정된다. (96)은 회전자이며, 전기자(90)의 외주면에 대향하여 배치되어 번갈아 이극으로 되도록 착자된 영구자석링(97)과, 이 영구자석링(97)의 외주면과 한쪽의 끝단면을 덮어서, 영구자석링(97)에 첨착되는 컵형상의 계철(98)과, 이 계철(98)의 평면측면의 중심에서 너트(99)로써 고정되는 샤프트(100)로서 이루어진다. 샤프트(100)는 고정부재(94)의 내주변에 감합된 베어링(101)에 삽통되어, 회전자는 회전자재로 되어있다.In addition, the core 93 is formed by combining the contraction core and the lower core to be a closed circuit at the inner circumferential surface of the
또한, 계철(98)은 적어도 영구자석링(97)의 주면에 닿는 부분이 자성체이면 좋다. (102)는 호올 소자이며, 영구자석링(97)의 자극의 회전에 따라서 코일(92)의 전류방향을 바꾸도록, 기판(95)에 첨설되어 있는 프린트기판(103)위에 영구자석링(97)과 대향 위치하여 한 개만 배설되어 있다.In addition, the
이리하여, 회전자(로터)(96)의 회전에 따라서 호올소자(102)는 코일(92)의 전류방향을 바꾸며, 코어(93)의 각각의 선단에는 번갈아 서로 상이한 극이 발생하여, 회전자(96)의 회전이 지속되게 된다.Thus, according to the rotation of the rotor (rotor) 96, the
따라서, 샤프트(100)에 고정되어 있고, 플롭피디스크(도시하지 않음)가 감합된 터언테이블(104)은 회전하게 된다.Therefore, the
다음으로 회전자(96)의 회전 속도 검출기구에 대하여 설명한다. (105)는 발전 마그네트인 편평한 영구자석링이며, 계철(98)의 곡절부(98a)에 첨착되어 있으며, 회전자(96)의 자극 피치 보다 작은 피치의 자극으로 되게끔 그 편평측면에는 60극의 자극이 N.S 교호로 착자되어 있다. (106)은 발전 코일이며, 발전 마그네트(105)의 회전에 의하여 발전 코일(106)에 유기되는 전압은, 회전자(96)의 회전 속도에 미례하게 회전자(96)의 회전에 비례하는 주파수로 회전자(96)의 회전수보다 고주파이며, 더구나 발전 마그네트의 자극 피치는, 회전자(96)의 자극 피치보다 작은 피치임으로, 전기자(90)의 자극간에서의 회전자(96)의 회전속도가 검출되며 이에 의거하여 속도제어를 하게 된다.Next, the rotation speed detector mechanism of the
이러한 모우터(Mf)는 구조가 간단한 것과 동시에 또한 호올소자 및 회로의 일부가 한세트로써 좋은 것이므로 염가로 만들 수 있다.Such a motor Mf can be made inexpensive because the structure is simple and the part of the hool element and the circuit are good as a set.
특히, 3.5" 플롭피-디스크용 직류 모우터에 있어서는, 종래의 평면대향형과는 달리 축방향에로 하중이 발생하지 않으며, 또한 비싼 보울 베어링을 쓸 필요가 없으므로, 보다 코스트다운을 도모할 수 있다.In particular, a 3.5 kW floppy-disk DC motor has no load in the axial direction unlike the conventional planar facing type, and does not require the use of expensive bowl bearings, resulting in further cost reduction. have.
제23도로부터 제26도에서는, 교류 모우터(Ma)를 예시한다. 제23도로부터 제26도에 있어서, 영구자석링체는 영구자석 회전자(110)로서 형성하며, 이것은 원통상으로 전주에 등간격으로 N극 및 S극을 번갈아 합계 4극(2n극)착자하여 이루어진 것이다. 이 회전자(110)의 중심에는 상하로 관통하는 샤프트(111)를 형성한다.23 to 26 illustrate an alternating current motor Ma. 23 to 26, the permanent magnet ring body is formed as a
(112)는 위코어이며, 원판상링(112a)의 외주면에는 하방에 약직각으로 절곡한 플랜지(112b)를 가진다. 위코어(112)의 중앙은 원형상으로 개구되어 있고, 그 내주연에는 하방에 직각으로 절곡하여 이루는 자극(113),(114)을 일체로 형성한다.
이 자극(113), (114)은 180。의 위치관계로서 대향하여 설치함과 동시에, 자극(113), (114)은 주방향 전후로 2분하여 이루어지며, 한쌍의 비교적 폭이 넓은 자극편과 폭이 좁은 자극편, 즉 각각 제1자극편(113a), (114a)과 제2자극편(113b), (114b)으로서 이루어진다.The
또, 제1자극편(113a), (114a도 같음)에는 제2자극편(113b)측에 연출부(113c)를 일체로 연설하여, 각 제1자극편과 제2자극편의 형상을 자기적으로는 비대칭으로 형성한다.In addition, the
한편, (115)는 아래 코어이며 원판상링(115a)의 외주연에는 상방으로 약직각으로 절곡한 플랜지(115b)가 있고, 이 플랜지의 끝단면은 상기의 플랜지(112b)의 끝단면에 맞닿는다.On the other hand, 115 is a lower core, and there is a
아래 코어(115)의 중앙은 원형상으로 개구되어 있고, 그 내주면에 상방에 직각으로 절곡하여 이루어지는 자극(116), (117)을 일체로 형성한다. 이 자극(116), (117)은 상기 자극(113), (114)에 대하여 90。위상을 비키어서 상기와 같이 형성한다. (116a), (117a)는 제1자극편, (116b), (117b)는 제2자극편, (116c), (117c)는 연출부이다. 각 자극(113),(114),(116),(117)의 위치관계는 위코어(112)쪽의 자극(113),(114)과, 아래코어(115)쪽의 자극(116), (117)을 주방향으로 번갈아 배치하며, 회전자(110)의 주면에 대하여 소정의 간격을 두어서 둘러싸게 된다.The center of the
또한, 각자극 예를 들어서(113)과 (116)에는 상술한 약간의 빈주각도가 존재하게 된다.In addition, in each of the
한편, 각 링(112a)과 (115a)의 사이에는 코일(118)을 동심으로 감은 링형상의 보빈(119)을 계재 배설하며, 이것이 전기자(120)를 구성하고 있다. (121), (122)는 상하의 축수판인데, 비자성 재료로서 원판상으로 형성한다.On the other hand, between each
이와 같은 구성으로 함으로써 마그네트의 흡인력에 의한 비통전시의 회전 코오크 특성이나 자연정지시의 주각도 방향의 자극용 코어와 영구자석링의 착자위치와의 관계를, 제1자극편과 제2자극편의 형상을 바꾸는 것으로써 어느정도 임의로 설정할 수 있으므로, 통전시의 기동사점을 회피할 수 있다.With such a configuration, the relationship between the rotational coke characteristics during non-energization due to the suction force of the magnet and the magnetic pole position in the circumferential direction at the time of natural stop and the magnetization position of the permanent magnet ring is obtained. Since the shape can be arbitrarily set to some extent, the starting dead point at the time of energization can be avoided.
따라서, 교류전원(124)으로부터 코일(118)에 교류전력을 공급하면, 각자극(113), (114) 및 (116), (117)은 번갈아 N극과 S극으로 되며, 동기 모우터로 된다.Therefore, when AC power is supplied from the
이때에, 실시예에서와 같이 각 자극편의 형상, 위치를 선정하는 것에 의하여 회전방향을 규제할 수 있다.At this time, as in the embodiment, the direction of rotation can be regulated by selecting the shape and position of each magnetic pole piece.
즉, 자기 회로가 복잡하게 조합됨으로써, 제1자극편과 제2자극편의 상대적 형상을 바꿈으로써 해당하는 자기 회로 특성을 변경하여, 회전방향을 규제하게 된다.That is, the magnetic circuit is complicatedly combined, thereby changing the relative magnetic circuit characteristics by changing the relative shapes of the first magnetic pole pieces and the second magnetic pole pieces, thereby regulating the rotation direction.
그 이유를 제26도에 의거하여 설명한다면, 우선, 비통전시의 자기회로는 다음과 같이 된다.If the reason is explained based on FIG. 26, the magnetic circuit at the time of non-energization will be as follows.
① (실선화살표 H1)로우터(110)의 N극 → 위코어(112)의 제2자극편(114b) → 링(112a) → 플랜지(112b) → 플랜지(115b) → 링(115a) → 아래 코어(115)의 제2자극편(116b) → 회전자(110)의 S극 → 회전자(110)의 N극.① (solid arrow H 1 ) N pole of
② (점선화살표 H2) 회전자(110)의 N극 → 아래 코어(115)의 제1자극편(116a) → 링(115a) → 아래 코어 제2자극편(116b) → 회전자(110)의 S극 → 회전자(110)의 N극.② (dotted arrow H 2 ) N pole of the
③ (쇄선화살표 H2) 회전자(110)의 N극 → 아래 코어(115)의 제1자극편(116a) → 연출부(116c) → 회전자(110)의 S극 → 회전자(110)의 N극.③ (dashed arrow H 2 ) N pole of the
그리고, 일반적으로 자기회로는 누설자속이 많으므로, 정확한 파악이 곤란하나, 지배적 자기회로는 상기의 3개이다.In general, since magnetic circuits have many leakage magnetic fluxes, it is difficult to accurately grasp, but there are three dominant magnetic circuits.
다른 자극에 있어서도 같게 된다. 자극(113)에 대한 회전자(110)의 비통전시에서의 자연정지 위치는, 상기 ①-③의 자기회로에서 발생하는 흡인력의 비율로써 결정되는데, 예를 들면, 연출부(113C)를 길게하면 할수록 ③의 자로의 영향을 받게되어, 회전자(110)의 S극은 연출부(113c)의 선단으로 연출한 각도분 이상으로 당겨지게 된다.The same applies to other stimuli. The natural stop position at the time of non-energization of the
이 결과 회전자(110)는 통전시에 있어서, 전기자의 자연정지위치로부터의 회전 각도가 작게 될 측의 계자극에 대하여 반발하는 방향으로 상대적으로 회전하며, 이 경우에, 있어서는 모우터의 출력도 크며 효율도 좋게된다.As a result, when the
또한, 처음에 본래의 회전방향에 대하여 역방향으로 회전시키는 파형이 들어가면, 회전자(110)의 자극중심과 전기자(120)의 자극중심이 당해 역방향으로 당겨져서, 관성에 의하여 약간의 흡인관계로 엇갈림이 생긴다.In addition, when the waveform to be rotated in the reverse direction with respect to the original rotation direction is entered, the magnetic pole center of the
따라서, 관성에 의하여 더가지 않도록 하는 것이 조건으로 되며, 이 조건은 입력 전력, 부하의 크기 등에 의하여 결정하게 된다.Therefore, it is a condition not to go further by inertia, and this condition is determined by input power, load size, and the like.
제27도 및 제28도에서는, 스텝핑 모우터(Ms)를 예시한다. 스텝핑 모우터는, 구조상으로는 제23-제25도에 표시한 교류 모우터(Ma)와 같게 된다.27 and 28 illustrate the stepping motor Ms. The stepping motor is structurally the same as the alternating current motor Ma shown in Figs.
즉, 제24도에 표시한 코일(118)에 수순차적으로 펄스파를 인가함으로써, 모우터(Ma)를 일정한 각도마다 회전시킬 수 있다.That is, by sequentially applying a pulse wave to the
제27도에서 표시한 스텝핑 모우터도, 기본적인 구성은 제24도와 같으나, 자극부(131)를 포함한 자극부재(132)와 기판부(133)를 별개로서 구성하여, 이들 양자를 결합시킴으로써 자극용 코어(130)를 구성하였다.In the stepping motor shown in FIG. 27, the basic configuration is the same as that of FIG. 24, but the
이와 같이 구성하는 것에 의하여, 제26도에서 표시된 일체형의 코어(112)가 가지는 결합을 해소할 수 있게 된다.By configuring in this way, the coupling which the
즉, 제26도에 표시한 코어(112)는, 그 내주부를 절곡하여 자극(113)등을 형성하였기 때문에, 자극부의 형상적 제약(특히 높이에서 높게 할 수 없는 점등), 극수제약(극수를 많게 할 수 없다)등이 일어나게 되는데, 외주부측을 절곡하여 자극부를 형성할 수 있는 자극부재(132)를 이용하는 것에 의하여 상기 결함들은 해소하였다.That is, since the
이상 각종 실시예 및 그 용도를 설명하였는데, 본 발명은 이러한 실시예 및 용도에만 한정되는 것이 아니다. 예를 들어서, 제1자극편부, 제2자극편부, 연설부, 제3자극편부의 형상은 임의로 할 수 있고, 연설부의 형성위치, 수량(예를 들면 2개 나란히 하여 형성한다 등)도 임의이다.The various embodiments and their uses have been described above, but the present invention is not limited to these examples and uses. For example, the shape of the first magnetic pole piece portion, the second magnetic pole piece portion, the speech portion, and the third magnetic pole piece portion can be arbitrarily selected, and the formation position and the number of the speech portions (for example, formed side by side) are arbitrary. .
또, 용도에서도 예시한 모우터를 비롯하여 팬용 모우터, 차량탑재 모우터, 타이머용 모우터, 장난감용 모우터등의 각종 모우터와, 회동형 플랜저등 일반적으로 널리 회전전기기계에 이용된다.In addition to the motors exemplified in the application, various motors such as fan motors, vehicle-mounted motors, timer motors, and toy motors, and rotating flangers are generally widely used in rotary electric machines.
또한, 회전전기기계의 구조에 인너로우터형, 아우타로우터형이나 불문이다.In addition, the inner rotor type, outer rotor type, or the like of the structure of the rotary electric machine.
기타, 본 발명의 정신에 이탈하지 않는 임의의 변경은 본 발명의 범위에 허용될 것이다.In addition, any change without departing from the spirit of the present invention shall be permitted within the scope of the present invention.
이 회전전기기계의 자극용 코어는, 축심에 대하여 동심으로 감긴 코일의 양단을 끼우는 한쌍의 기판부와, 각 기판부의 주연으로부터 코일의 외주면에 연출하여 번갈아 배열되어 있는 복수의 자극부로부터 이루어지는데, 이 자극부를 주방향에서 전후로 2분하여 제1자극편부와 제2자극편부를 형성하며, 또한 이 제1자극편부 및(또는) 제2자극편부의 세로측편에 주방향으로 연출하는 연설부를 형성하여 이루어진다.The magnetic pole core of the rotary electric machine consists of a pair of substrate portions sandwiching both ends of a coil wound concentrically with respect to an axis, and a plurality of magnetic pole portions arranged alternately on the outer peripheral surface of the coil from the periphery of each substrate portion. The magnetic pole part is divided into two parts, the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece, and the speech part extending in the main direction on the longitudinal side of the first magnetic pole piece and / or the second magnetic pole piece is formed. Is done.
또한, 가장적합한 형태에 따라서 제1자극편부와 제2자극편부의 사이에 제3자극편부를 형성하며, 이에 의거하여 효율저하와 회전의 불균일성을 방지하면서, 기동 통전시의 전기자의 자극중심과 계자 마그네트극의 주방향중점 또는 계자 마그네트 극에서의 극간의 주방향 중점이 상대적으로 비끼게 함으로써 기동사점을 회피한 것이다.In addition, according to the most suitable form, a third magnetic pole piece is formed between the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece, thereby reducing the efficiency and nonuniformity of the rotation, and the magnetic pole center and field of the armature during starting energization. The moving dead point is avoided by making the main midpoint of the magnet pole or the main midpoint of the poles in the field magnet pole relatively relatively empty.
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