JPH0340744A - 交直両用モータ並びに該モータに用いるロータユニット - Google Patents
交直両用モータ並びに該モータに用いるロータユニットInfo
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- JPH0340744A JPH0340744A JP17618389A JP17618389A JPH0340744A JP H0340744 A JPH0340744 A JP H0340744A JP 17618389 A JP17618389 A JP 17618389A JP 17618389 A JP17618389 A JP 17618389A JP H0340744 A JPH0340744 A JP H0340744A
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- commutator
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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】
[産業上の利用分野]
本発明は、サンルーフと通称される天窓を含む自動車各
部の窓、ドアなどの開閉、および、その他の駆動を必要
とする車両用の各種動力源として、並びに、家屋その他
の建造物、機械設備全般にわたり適用が可能な各種動力
源として使用し得る交直両用モータと、このモータに使
用されるロータユニットに関する。
部の窓、ドアなどの開閉、および、その他の駆動を必要
とする車両用の各種動力源として、並びに、家屋その他
の建造物、機械設備全般にわたり適用が可能な各種動力
源として使用し得る交直両用モータと、このモータに使
用されるロータユニットに関する。
[従来の技術]
交流でも直流でも使用できる交直両用モータとしてはユ
ニバーサルモータが知られている。このモータは、ステ
ータを電磁石とすると共に、その内側に配置されるロー
タに電機子巻線を施した整流子付きのモータであって、
その電機子巻線と電磁石(ステータ)巻線とは直列に接
続されて、電磁石に流れる電流と電機子巻線に流れる電
流とが等しくなるように形成されている。そして、この
モータは電磁石によって発生される磁界中に電機子巻線
が置かれるから、フレミングの左手の法則に従って電機
子巻線に作用する力により、ロータが回転されるもので
ある。
ニバーサルモータが知られている。このモータは、ステ
ータを電磁石とすると共に、その内側に配置されるロー
タに電機子巻線を施した整流子付きのモータであって、
その電機子巻線と電磁石(ステータ)巻線とは直列に接
続されて、電磁石に流れる電流と電機子巻線に流れる電
流とが等しくなるように形成されている。そして、この
モータは電磁石によって発生される磁界中に電機子巻線
が置かれるから、フレミングの左手の法則に従って電機
子巻線に作用する力により、ロータが回転されるもので
ある。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、従来の交直両用モータは以上のようにステータ
が電磁石(つまり、ステータコアとその磁極に巻き付け
た電磁石巻線とからなる)であることから、このステー
タが大径であった。したがって、モータ全体の外径およ
び重量か大きいという問題があった。
が電磁石(つまり、ステータコアとその磁極に巻き付け
た電磁石巻線とからなる)であることから、このステー
タが大径であった。したがって、モータ全体の外径およ
び重量か大きいという問題があった。
本発明の目的は、小形かつ軽量な交直両用モータを得る
ことにある。さらに、本発明は、正逆回転が可能である
とともに、ロータを停止状態に保持できる小形かつ軽量
な交直両用モータを得ることを目的としている。また、
本発明は、組立てが容易な上記交直両用モータ用のロー
タユニットを得ることを目的としている。
ことにある。さらに、本発明は、正逆回転が可能である
とともに、ロータを停止状態に保持できる小形かつ軽量
な交直両用モータを得ることを目的としている。また、
本発明は、組立てが容易な上記交直両用モータ用のロー
タユニットを得ることを目的としている。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために、・本発明の交直両用モータ
においては、一対の軸受が取付けられたモータフレーム
と、外周に複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロ
ータコア間に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を
、上記軸受に回転自在に支持されるロータ軸の外周に並
設して形成されたロータと、内周に複数個の突極を有し
て形成され、かつ、↓記モータフレームの内周面に上記
各励磁構造と夫々別々に対向して取付けられて、対向す
る上記励磁構造とともに励磁相を形成する複数のリング
状をなした磁性体製ステータコアと、上記励磁相の数の
正数倍の数の整流子片を有し、これら整流子片を、この
モータに定められるステップ角と同一ピッチで配設し、
かつ、これら整流子片を上記各励磁コイルに接続して、
上記モータフレーム内において上記ロータ軸の外周に取
付けられた整流子と、この整流子の周面に摺接して上記
モータフレームに取付けられた一対のブラシ装置とを具
備するとともに、同軸上に並設された上記ロータの各励
磁構造の位相、または同軸上に並設された上記各ステー
タコアの位相を上記ステップ角ずつずらすとともに、上
記位相のずれ順序と一致させて上記整流子片と上記各励
磁コイルとを接続したものである。
においては、一対の軸受が取付けられたモータフレーム
と、外周に複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロ
ータコア間に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を
、上記軸受に回転自在に支持されるロータ軸の外周に並
設して形成されたロータと、内周に複数個の突極を有し
て形成され、かつ、↓記モータフレームの内周面に上記
各励磁構造と夫々別々に対向して取付けられて、対向す
る上記励磁構造とともに励磁相を形成する複数のリング
状をなした磁性体製ステータコアと、上記励磁相の数の
正数倍の数の整流子片を有し、これら整流子片を、この
モータに定められるステップ角と同一ピッチで配設し、
かつ、これら整流子片を上記各励磁コイルに接続して、
上記モータフレーム内において上記ロータ軸の外周に取
付けられた整流子と、この整流子の周面に摺接して上記
モータフレームに取付けられた一対のブラシ装置とを具
備するとともに、同軸上に並設された上記ロータの各励
磁構造の位相、または同軸上に並設された上記各ステー
タコアの位相を上記ステップ角ずつずらすとともに、上
記位相のずれ順序と一致させて上記整流子片と上記各励
磁コイルとを接続したものである。
また、小形軽量化の達成とともに、正逆回転と、ロータ
を停止状態に保持できるようにするために、一対の軸受
が取付けられたモータフレームと、外周に複数個の突極
を有してなる一対の磁性体製ロータコア間に励磁コイル
を設けてなる複数の励磁構造を、上記軸受に回転自在に
支持されるロータ軸の外周に並設して形成されたロータ
と、内周に複数個の突極を有して形成され、かつ、上記
モータフレームの内周面に上記各励磁構造と夫々別々に
対向して取付けられて、対向する上記励磁構造とともに
励磁相を形成する複数のリング状をなした磁性体製ステ
ータコアと、上記励磁相の数の正数倍の数の整流子片を
有し、これら整流子片を、このモータに定められるステ
ップ角と同一ピッチで配設し、かつ、これら整流子片を
上記各励磁コイルに接続して、上記モータフレーム内に
おいて上記ロータ軸の外周に取付けられた整流子と、こ
の整流子の周面に摺接して上記モータフレームに取付け
られた二組み合計四個のブラシ装置とを具備するととも
に、同軸上に並設された上記ロータの各励磁構造の位相
、または同軸上に並設された上記各ステータコアの位相
を上記ステップ角ずつずらすとともに、上記位相のずれ
順序と一致させて上記整流子片と上記各励磁コイルとを
接続し、かつ、上記二組みのブラシ装置の夫々を上記ス
テップ角の二倍ずらして配設するとよい。
を停止状態に保持できるようにするために、一対の軸受
が取付けられたモータフレームと、外周に複数個の突極
を有してなる一対の磁性体製ロータコア間に励磁コイル
を設けてなる複数の励磁構造を、上記軸受に回転自在に
支持されるロータ軸の外周に並設して形成されたロータ
と、内周に複数個の突極を有して形成され、かつ、上記
モータフレームの内周面に上記各励磁構造と夫々別々に
対向して取付けられて、対向する上記励磁構造とともに
励磁相を形成する複数のリング状をなした磁性体製ステ
ータコアと、上記励磁相の数の正数倍の数の整流子片を
有し、これら整流子片を、このモータに定められるステ
ップ角と同一ピッチで配設し、かつ、これら整流子片を
上記各励磁コイルに接続して、上記モータフレーム内に
おいて上記ロータ軸の外周に取付けられた整流子と、こ
の整流子の周面に摺接して上記モータフレームに取付け
られた二組み合計四個のブラシ装置とを具備するととも
に、同軸上に並設された上記ロータの各励磁構造の位相
、または同軸上に並設された上記各ステータコアの位相
を上記ステップ角ずつずらすとともに、上記位相のずれ
順序と一致させて上記整流子片と上記各励磁コイルとを
接続し、かつ、上記二組みのブラシ装置の夫々を上記ス
テップ角の二倍ずらして配設するとよい。
また、上記交直両用モータに使用されるロータユニット
の組立てを容易化するために、このユニットを、外周に
複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロータコア間
に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を、ロータ軸
の外周に並設して形成されたロータと、励磁相の数の正
数倍の数の整流子片を有し、これら整流子片を、このモ
ータに定められるステップ角と同一ピッチで配設し、か
つ、これら整流子片を上記各励磁コイルに接続して、上
記ロータ軸の外周に取付けられた整流子とから形成する
とともに、上記各突極を同一直線上において配置して上
記各ロータコアを並設し、隣接するロータコアの突極同
志を互いに対向させるとともに、これら突極間に形成さ
れた凹部も対向させて、これら凹部に上記整流子に接続
される上記励磁コイルの端末部を通すとよい。
の組立てを容易化するために、このユニットを、外周に
複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロータコア間
に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を、ロータ軸
の外周に並設して形成されたロータと、励磁相の数の正
数倍の数の整流子片を有し、これら整流子片を、このモ
ータに定められるステップ角と同一ピッチで配設し、か
つ、これら整流子片を上記各励磁コイルに接続して、上
記ロータ軸の外周に取付けられた整流子とから形成する
とともに、上記各突極を同一直線上において配置して上
記各ロータコアを並設し、隣接するロータコアの突極同
志を互いに対向させるとともに、これら突極間に形成さ
れた凹部も対向させて、これら凹部に上記整流子に接続
される上記励磁コイルの端末部を通すとよい。
[作用]
電源から供給される電流は、正極側のブラシ装置から整
流子を経て、電流が供給されている整流子片に接続され
た励磁構造の励磁コイルを流れ、このコイルから再び整
流子を経て負極側のブラシ装置に流れる。このような励
磁コイルへの通電によって励磁コイルは磁気を発生する
から、その両側に配置されている一対のロータコアと、
これらコアの突極に対向しているステータコアの突極と
の間に磁気回路が形成されて、ロータコアの突極中心が
ステータコアの突極中心と一致するようにロータが回転
される。すなわち、ステータコアとロータとにわたって
形成される磁気回路のリラクタンス(磁気抵抗)の変化
に起因する電磁力によって、ロータが1ステップ角回転
される。そして、この回転により、ブラシ装置に対する
整流子の位置が変わることによって、次の励磁相の励磁
コイルへの通電がなされるように相切換えが自動的にな
される。そのため、既述のリラクタンスの変化に基づい
て発生されるトルク(以下、これをリラクタンストルク
と称する。)により、ロータが更に1ステップ角回転さ
れ、以後は既述の繰返しによってロータの回転が一方向
に継続される。そして、以上のようにリラクタンストル
クで回転するモータにおいて、その励磁相の切換えを整
流子で行っているから、直流でも交流でも動作させるこ
とができる。また、既述のようにリラクタンストルクを
利用するから、ステータに対してロータを主として回転
させるトルク発生用のコイルを設ける必要がなくなり、
その突極の突出高さを小さくできて、ステータを小径化
できる。なお、リラクタンストルクをより増大するため
に、補助的にステータの突極にステータ巻線を設けても
よい。
流子を経て、電流が供給されている整流子片に接続され
た励磁構造の励磁コイルを流れ、このコイルから再び整
流子を経て負極側のブラシ装置に流れる。このような励
磁コイルへの通電によって励磁コイルは磁気を発生する
から、その両側に配置されている一対のロータコアと、
これらコアの突極に対向しているステータコアの突極と
の間に磁気回路が形成されて、ロータコアの突極中心が
ステータコアの突極中心と一致するようにロータが回転
される。すなわち、ステータコアとロータとにわたって
形成される磁気回路のリラクタンス(磁気抵抗)の変化
に起因する電磁力によって、ロータが1ステップ角回転
される。そして、この回転により、ブラシ装置に対する
整流子の位置が変わることによって、次の励磁相の励磁
コイルへの通電がなされるように相切換えが自動的にな
される。そのため、既述のリラクタンスの変化に基づい
て発生されるトルク(以下、これをリラクタンストルク
と称する。)により、ロータが更に1ステップ角回転さ
れ、以後は既述の繰返しによってロータの回転が一方向
に継続される。そして、以上のようにリラクタンストル
クで回転するモータにおいて、その励磁相の切換えを整
流子で行っているから、直流でも交流でも動作させるこ
とができる。また、既述のようにリラクタンストルクを
利用するから、ステータに対してロータを主として回転
させるトルク発生用のコイルを設ける必要がなくなり、
その突極の突出高さを小さくできて、ステータを小径化
できる。なお、リラクタンストルクをより増大するため
に、補助的にステータの突極にステータ巻線を設けても
よい。
また、二組のブラシ装置を備える本発明においては、そ
の内の一組のブラシ装置は1ステツプ角だけ進んで配置
されているとともに、他の一組のブラシ装置は1ステツ
プ角だけ遅れて配置されているから、−組のブラシ装置
のみを用いて励磁コイルに通電することにより、既述の
リラクタンストルクでロータを正転させることができ、
また他の一組のブラシ装置のみを用いて励磁コイルに通
電することにより、ロータを逆転させることができる。
の内の一組のブラシ装置は1ステツプ角だけ進んで配置
されているとともに、他の一組のブラシ装置は1ステツ
プ角だけ遅れて配置されているから、−組のブラシ装置
のみを用いて励磁コイルに通電することにより、既述の
リラクタンストルクでロータを正転させることができ、
また他の一組のブラシ装置のみを用いて励磁コイルに通
電することにより、ロータを逆転させることができる。
しかも、これら二組のブラシ装置を用いて二つの励磁コ
イルに同時に通電させることにより、その時に発生する
上記リラクタンストルクを拮抗させて、その結果ロータ
を停止させて保持できる。
イルに同時に通電させることにより、その時に発生する
上記リラクタンストルクを拮抗させて、その結果ロータ
を停止させて保持できる。
また、各ロータコアをその突極が同一直線上に位置する
ように配置して、隣接するロータコアの突極同志を互い
に対向させるとともに、これら突極間に形成された凹部
も対向させて、これら凹部に整流子に接続される励磁コ
イルの端末部を通したロータユニットの構成においては
、凹部の位置が同一直線上に配置されるから、配線をす
る際に突極が邪魔となることがないとともに、ロータ輔
に対して各ロータコアを同じ向きにして装着すればよく
、その組立て作業性がよい。
ように配置して、隣接するロータコアの突極同志を互い
に対向させるとともに、これら突極間に形成された凹部
も対向させて、これら凹部に整流子に接続される励磁コ
イルの端末部を通したロータユニットの構成においては
、凹部の位置が同一直線上に配置されるから、配線をす
る際に突極が邪魔となることがないとともに、ロータ輔
に対して各ロータコアを同じ向きにして装着すればよく
、その組立て作業性がよい。
[実施例]
以下、本発明の一実施例を第1図から第9図を参照して
説明する。
説明する。
第1図に示すように交直両用モータは、モータフレーム
1と、ロータユニット2と、ステータコア3と、二組の
ブラシ装置4 a 、4 b % 5 a 。
1と、ロータユニット2と、ステータコア3と、二組の
ブラシ装置4 a 、4 b % 5 a 。
5b(第4図参照)とを具備している。そして、ロータ
ユニット2は、ロータ6と、整流子7とから形成されて
いる。
ユニット2は、ロータ6と、整流子7とから形成されて
いる。
モータフレーム1は、非磁性材製の円筒体からなるフレ
ーム主部8と、この主部8の両端部にその端部開口を塞
ぐようにして夫々取付けられた軸受ブラケット9,10
とから形成されている。そして、各ブラケット9.10
の中央部には夫々軸受11.12が取付けられている。
ーム主部8と、この主部8の両端部にその端部開口を塞
ぐようにして夫々取付けられた軸受ブラケット9,10
とから形成されている。そして、各ブラケット9.10
の中央部には夫々軸受11.12が取付けられている。
一方の軸受11には例えばメタルベアリングが使用され
、また、他方の軸受12にはボールベアリングが使用さ
れている。
、また、他方の軸受12にはボールベアリングが使用さ
れている。
ロータ6は、第1図および第2図に示すようにロータ軸
15の外周に複数例えば三つの励磁構造ネa、b、cを
、軸方向に沿って並設して形成されている。なお、第1
図および第2図中16は励磁構造a、b、cをロータ軸
15に位置決めするために、ロータ軸15に取付けた止
め輪である。
15の外周に複数例えば三つの励磁構造ネa、b、cを
、軸方向に沿って並設して形成されている。なお、第1
図および第2図中16は励磁構造a、b、cをロータ軸
15に位置決めするために、ロータ軸15に取付けた止
め輪である。
そして、ロータ軸15は、軸受11.12に回転自在に
支持されて上記モータフレーム1に取付けられており、
その内の一端部は図示しない負荷に接続されるようにな
っている。
支持されて上記モータフレーム1に取付けられており、
その内の一端部は図示しない負荷に接続されるようにな
っている。
励磁構造a、b、cはいずれも同じ構造であり、これら
は第3図に示すように外周に複数の突極17aを一体に
突設してなる一対のロータコ717間に、第1図および
第2図に示すように励磁コイル18を設けて夫々形成さ
れている。ロータコア17はけい素鋼板や軟鉄などの磁
性材製である。なお、第1図および第2図中19は非磁
性製のスペーサリング、20は合成樹脂製の地縁円板で
ある。
は第3図に示すように外周に複数の突極17aを一体に
突設してなる一対のロータコ717間に、第1図および
第2図に示すように励磁コイル18を設けて夫々形成さ
れている。ロータコア17はけい素鋼板や軟鉄などの磁
性材製である。なお、第1図および第2図中19は非磁
性製のスペーサリング、20は合成樹脂製の地縁円板で
ある。
しかも、本実施例においては、各励磁構造a。
b、cはそのロータコア17の突極17aを同一直線上
に配置して、隣接するロータコア17の突極17a同志
を互いに対向させるとともに、これら突極17a間に形
成された四部17b(第3図、第5図〜第7図など参照
)も対向するように整列させてロータ軸15に取付けら
れている。
に配置して、隣接するロータコア17の突極17a同志
を互いに対向させるとともに、これら突極17a間に形
成された四部17b(第3図、第5図〜第7図など参照
)も対向するように整列させてロータ軸15に取付けら
れている。
また、ステータコア3は、けい素鋼板や軟鉄などの磁性
材により第5図から第7図に示すようにリング状に形成
されており、その内周には複数個の突極3aが一体に突
設されている。図示の突極3aはロータコア17の突極
17aと同数設けられていて、これら両突極3a、17
a間には僅かなエアーギャップが形成されるようになっ
ている。
材により第5図から第7図に示すようにリング状に形成
されており、その内周には複数個の突極3aが一体に突
設されている。図示の突極3aはロータコア17の突極
17aと同数設けられていて、これら両突極3a、17
a間には僅かなエアーギャップが形成されるようになっ
ている。
このステータコア3は上記励磁構造a、b、cと同数用
意されるとともに、これら励磁構造a。
意されるとともに、これら励磁構造a。
b、cの夫々に別々に対向して、モータフレーム1にお
けるフレーム主部8の内周面に取付けられている。この
取付けによって、相対向する励磁構造とステータコア3
とは1個の励磁相を形成するようになっており、ここで
は説明の便宜上、励磁構造aを有する励磁相をA相、同
様に励磁構造すを有する励磁相をB相、同様に励磁構造
Cを有する励磁相をC相と称する。
けるフレーム主部8の内周面に取付けられている。この
取付けによって、相対向する励磁構造とステータコア3
とは1個の励磁相を形成するようになっており、ここで
は説明の便宜上、励磁構造aを有する励磁相をA相、同
様に励磁構造すを有する励磁相をB相、同様に励磁構造
Cを有する励磁相をC相と称する。
そして、これら各相A、B、C相互の位相は、この交直
両用モータに定められるステップ角ずつずらされている
。つまり、本実施例の場合には上記ロータ2の励磁構造
a、b、cの位相をずらさない代わりに、各ステータコ
ア3の位相を上記ステップ角ずつずらして、これらステ
ータコア3を同軸上に並設しである。具体例としては、
上記ステップ角が例えば3G”であって、第5図に示す
ようにA相のステータコア3の任意の突極中心を通る基
準線Xに対してB相のステータコア3は、各相A、B、
Cのステータコア3の突極3aが同一直線上にある場合
に比較して、第6図に示すように30°時計方向にずら
されて配設され、かつ、C相のステータコア3は同様に
上記基準線Xに対して60°時計方向にずらされて配設
されている。
両用モータに定められるステップ角ずつずらされている
。つまり、本実施例の場合には上記ロータ2の励磁構造
a、b、cの位相をずらさない代わりに、各ステータコ
ア3の位相を上記ステップ角ずつずらして、これらステ
ータコア3を同軸上に並設しである。具体例としては、
上記ステップ角が例えば3G”であって、第5図に示す
ようにA相のステータコア3の任意の突極中心を通る基
準線Xに対してB相のステータコア3は、各相A、B、
Cのステータコア3の突極3aが同一直線上にある場合
に比較して、第6図に示すように30°時計方向にずら
されて配設され、かつ、C相のステータコア3は同様に
上記基準線Xに対して60°時計方向にずらされて配設
されている。
上記整流子7はモータフレーム1内においてロータ軸1
5の外周に取付けられている。この整流子7は、上記励
磁相A、B、Cの数の正数倍の数(例えば本実施例では
4倍で合計12個)の整流子片25(第8図および第9
図参照)を有している。そして、これらの整流子片25
は上記ステップ角と同一ピッチで配設されている。しか
も、これら整流子片25は上記励磁相A、B、Cの位[
jのずれ順序と一致させて上記励磁コイル18に接続さ
れている。この接続に当たり、第2図に示すように本実
施例の場合には、各励磁コイル18の端末部18aを同
一直線上に配置された上記凹部17bに通して、その先
端を整流子片25に半田付けしている。
5の外周に取付けられている。この整流子7は、上記励
磁相A、B、Cの数の正数倍の数(例えば本実施例では
4倍で合計12個)の整流子片25(第8図および第9
図参照)を有している。そして、これらの整流子片25
は上記ステップ角と同一ピッチで配設されている。しか
も、これら整流子片25は上記励磁相A、B、Cの位[
jのずれ順序と一致させて上記励磁コイル18に接続さ
れている。この接続に当たり、第2図に示すように本実
施例の場合には、各励磁コイル18の端末部18aを同
一直線上に配置された上記凹部17bに通して、その先
端を整流子片25に半田付けしている。
また、二組のブラシ装置4 a 、4 b s 5 a
。
。
5bは、モータフレーム1の軸受ブラケット9に夫々取
付けられている。一方の組のブラシ装置4a、4bは、
そのブラシの先端を整流子7の周面に180°ずれた位
置で摺接し、また、同様に他方の組のブラシ装置5a、
5bも、そのブラシの先端を整流子7の周面に180°
ずれた位置で摺接するようになっている。さらに、これ
ら二組のブラシ装置4 a 、4 b x 5 a 、
5 bは、第4図に示すように上記ステップ角の二倍(
したがって本実施例では60°であり、一方の組のブラ
シ装置4a。
付けられている。一方の組のブラシ装置4a、4bは、
そのブラシの先端を整流子7の周面に180°ずれた位
置で摺接し、また、同様に他方の組のブラシ装置5a、
5bも、そのブラシの先端を整流子7の周面に180°
ずれた位置で摺接するようになっている。さらに、これ
ら二組のブラシ装置4 a 、4 b x 5 a 、
5 bは、第4図に示すように上記ステップ角の二倍(
したがって本実施例では60°であり、一方の組のブラ
シ装置4a。
4bは各励磁相A、B、Cの位相性だけ進ませた位置に
、また他方の組のブラシ装置5a、5bは上記位相性だ
け遅らせた位置に)ずらして配設されている。
、また他方の組のブラシ装置5a、5bは上記位相性だ
け遅らせた位置に)ずらして配設されている。
なお、各ブラシ装置4a、4b、5a、5bの夫々には
電源線の他に、図示しない信号線が接続されている。こ
れら各信号線により取出されるロータ6の回転情報は、
図示しないマイクロコンピュータなどを用いたモータ制
御回路に人力され、この回路により積分された後に、2
値化されてモータの回転位置や速度を演算するのに使用
されるようになっている。
電源線の他に、図示しない信号線が接続されている。こ
れら各信号線により取出されるロータ6の回転情報は、
図示しないマイクロコンピュータなどを用いたモータ制
御回路に人力され、この回路により積分された後に、2
値化されてモータの回転位置や速度を演算するのに使用
されるようになっている。
そして、これら二組のブラシ装置4a、4b。
5a、5bの内の負極側のブラシ装置4b、5bには、
第8図および第9図に示されるようにスイッチングトラ
ンジスタ26.27のコレクタ・エミッタ間が夫々別々
に接続されている。一方のトランジスタ26は正転駆動
用のもので、また他方のトランジスタ27は逆転駆動用
のものであり、これらのベースには上記図示しないモー
タ駆動回路により、制御信号が与えられるようになって
いる。
第8図および第9図に示されるようにスイッチングトラ
ンジスタ26.27のコレクタ・エミッタ間が夫々別々
に接続されている。一方のトランジスタ26は正転駆動
用のもので、また他方のトランジスタ27は逆転駆動用
のものであり、これらのベースには上記図示しないモー
タ駆動回路により、制御信号が与えられるようになって
いる。
次ぎに、上記構成の3相交直両用モータの動作を説明す
る。
る。
今、このモータの状態が第5図から第7図に示すように
なっているとする。この状態でスイッチフグトランジス
タ26をオンすれば、ロータ6を正転できる。
なっているとする。この状態でスイッチフグトランジス
タ26をオンすれば、ロータ6を正転できる。
つまり、上記トランジスタ26がオンされることによっ
て、電流は正極側のブラシ装置4aから整流子片25の
うち第8図中符号1で示す整流子片25を通って励磁相
Aの励磁コイル18に流れ、さらに第8図中符号4およ
び8で示す整流子片25を通って負極側の整流子片4b
に至り、そして上記トランジスタ26を通ってアースさ
れる。
て、電流は正極側のブラシ装置4aから整流子片25の
うち第8図中符号1で示す整流子片25を通って励磁相
Aの励磁コイル18に流れ、さらに第8図中符号4およ
び8で示す整流子片25を通って負極側の整流子片4b
に至り、そして上記トランジスタ26を通ってアースさ
れる。
この時、A相におけるステータコア3とロータ6との対
向関係は、第5図に示すようにステータコア3の突極3
aに対して励磁構造aの突極17aが1ノ3ピツチ遅れ
ている関係にあるから、上記励磁コイル18への通電に
より、このコイル18が磁気を発生すると、その両側に
配置されている一対のロータコア17と、これらコア1
7の突極17aに対向しているA相のステータコア3と
の間に磁気回路が形成される。なお、第1図中矢印で磁
気回路における磁気の流れを例示する。
向関係は、第5図に示すようにステータコア3の突極3
aに対して励磁構造aの突極17aが1ノ3ピツチ遅れ
ている関係にあるから、上記励磁コイル18への通電に
より、このコイル18が磁気を発生すると、その両側に
配置されている一対のロータコア17と、これらコア1
7の突極17aに対向しているA相のステータコア3と
の間に磁気回路が形成される。なお、第1図中矢印で磁
気回路における磁気の流れを例示する。
そうすると、ロータ6がそのロータコア17の突極17
a中心を、A相ステータコア3の突極3a中心と一致す
るように時計方向に回転される。
a中心を、A相ステータコア3の突極3a中心と一致す
るように時計方向に回転される。
すなわち、A相のステータコア3とロータ6で形成され
る磁気回路のリラクタンス(磁気抵抗)の変化に起因す
る電磁力によって、ロータ8が回転される。
る磁気回路のリラクタンス(磁気抵抗)の変化に起因す
る電磁力によって、ロータ8が回転される。
そして、この回転により整流子の位置が変わり、その整
流子片25の位置が各ブラシ装置4a。
流子片25の位置が各ブラシ装置4a。
4b、5a、5bに対して第9図中示すように変化する
。そのため、上記A相の励磁コイル18に対する通電が
停止するとともに、正極側ブラシ装置24aが第9図中
符号2で示す整流子片25にB相の励磁コイル18へ通
電がなされる。つまり、自動的に相切換えがなされる。
。そのため、上記A相の励磁コイル18に対する通電が
停止するとともに、正極側ブラシ装置24aが第9図中
符号2で示す整流子片25にB相の励磁コイル18へ通
電がなされる。つまり、自動的に相切換えがなされる。
そのため、既述のりラフタンスの変化に基づいて発生さ
れるリラクタンストルクにより、ロータ6が更に回転さ
れる。
れるリラクタンストルクにより、ロータ6が更に回転さ
れる。
そして、この後には、既述の相切換えによりC相の励磁
コイル18が通電されるため、このC相で発生されるリ
ラクタンストルクによりロータ6が更に回転される、そ
れによって次ぎにはA相への相切換えがなされる。
コイル18が通電されるため、このC相で発生されるリ
ラクタンストルクによりロータ6が更に回転される、そ
れによって次ぎにはA相への相切換えがなされる。
すなわち、以上のようにしてA相−B相−C相−A相の
切換えが繰返えされ、それによってロータ6を連続して
正転させることができる。
切換えが繰返えされ、それによってロータ6を連続して
正転させることができる。
また、第5図から第7図に示すような始動待機状態の場
合には、第7図に示すようにC相はA相とは逆に、ロー
タコア17の突極17aがステータコア3の突極3aに
対して1/3ピッチ進んでいるから、スイッチングトラ
ンジスタ27をオンさせることにより、上記正転の場合
と同様な作動によりC相→B相→A相→C相の相切換え
が繰返えされる。したがって、ロータ6を連続して逆転
正転させることができる。
合には、第7図に示すようにC相はA相とは逆に、ロー
タコア17の突極17aがステータコア3の突極3aに
対して1/3ピッチ進んでいるから、スイッチングトラ
ンジスタ27をオンさせることにより、上記正転の場合
と同様な作動によりC相→B相→A相→C相の相切換え
が繰返えされる。したがって、ロータ6を連続して逆転
正転させることができる。
ア
以上のようにり亨りタンストルクで回転される本実施例
のモータは、その励磁相A、B、Cの切換えを整流子7
で行っているから、このモータを直流でも交流でも動作
させることができる。また、既述のようにリラクタンス
トルクを利用するから、ステータコア3に対してロータ
6を主として回転させるトルク発生用のコイルを設ける
必要がなくなり、その突極3aの突出高さを小さくでき
て、ステータコア3を小径化できる。したがって、この
モータを小径(小形)化できるとともに軽量化できるも
のである。しかも、リラクタンストルクにより回転させ
る構成であるから、その突極間のエアーギャップを小さ
くすることによって、突極3a、17a間の磁束密度を
高めて、上記トルクを大きくすることができ、トルク向
上のために巻線スペースを大きくするなど大形化を招く
ことがない。
のモータは、その励磁相A、B、Cの切換えを整流子7
で行っているから、このモータを直流でも交流でも動作
させることができる。また、既述のようにリラクタンス
トルクを利用するから、ステータコア3に対してロータ
6を主として回転させるトルク発生用のコイルを設ける
必要がなくなり、その突極3aの突出高さを小さくでき
て、ステータコア3を小径化できる。したがって、この
モータを小径(小形)化できるとともに軽量化できるも
のである。しかも、リラクタンストルクにより回転させ
る構成であるから、その突極間のエアーギャップを小さ
くすることによって、突極3a、17a間の磁束密度を
高めて、上記トルクを大きくすることができ、トルク向
上のために巻線スペースを大きくするなど大形化を招く
ことがない。
また、本実施例において、モータ駆動回路により上記ス
イッチングトランジスタ26.27を同時にオンする場
合には、上記A相とC相の励磁が同時になされるから、
これらA、C相において生じる互いに逆方向のリラクタ
ンストルクが桔抗し合い、その結果ロータ6を停止させ
て保持できる。
イッチングトランジスタ26.27を同時にオンする場
合には、上記A相とC相の励磁が同時になされるから、
これらA、C相において生じる互いに逆方向のリラクタ
ンストルクが桔抗し合い、その結果ロータ6を停止させ
て保持できる。
なお、通常モータを正逆回転させるためには4接点の切
換えが必要であるが、以上のように本実施例によれば2
個のスイッチングトランンジスタ26.27を設けるだ
けで、正転および逆転の切換えを実現できるので、切換
えの構成が簡単である。
換えが必要であるが、以上のように本実施例によれば2
個のスイッチングトランンジスタ26.27を設けるだ
けで、正転および逆転の切換えを実現できるので、切換
えの構成が簡単である。
しかも、本実施例では二組のブラシ装置4a。
4b、5a、5bを設けているので、その内の一組を使
用している場合には、他の一組のブラシ装置には、各相
の突極ピッチと同期したパルス電圧が発生される。した
がって、この出力電圧をロータ6をモータ駆動回路で処
理して、モータの速度制御や位置制御を行なうことが可
能であり、ロータの回転情報を検出するためのエンコー
ダなどを不用とできるから、構成が簡単である。
用している場合には、他の一組のブラシ装置には、各相
の突極ピッチと同期したパルス電圧が発生される。した
がって、この出力電圧をロータ6をモータ駆動回路で処
理して、モータの速度制御や位置制御を行なうことが可
能であり、ロータの回転情報を検出するためのエンコー
ダなどを不用とできるから、構成が簡単である。
また、本実施例において備えるロータユニット2は、各
ロータコア17の突極17aを同一直線上に配置して、
隣接するロータコア17の突極17a同志を互いに対向
させるとともに、これら突極17a間に形成された四部
17bも対向させて、これら凹部17bに整流子6に接
続される励磁コイル18の端末部18aを通した構成で
あるから、その凹部17bの位置は同一直線上に配置さ
れる。したがって、上記端末部18aを配線をする際に
突極17aが邪魔となることがないとともに、ロータ軸
15に対して各ロータコア17を同じ向きにして装着す
ればよいからよ、このロータユニット2の組立て作業性
を向上できる。
ロータコア17の突極17aを同一直線上に配置して、
隣接するロータコア17の突極17a同志を互いに対向
させるとともに、これら突極17a間に形成された四部
17bも対向させて、これら凹部17bに整流子6に接
続される励磁コイル18の端末部18aを通した構成で
あるから、その凹部17bの位置は同一直線上に配置さ
れる。したがって、上記端末部18aを配線をする際に
突極17aが邪魔となることがないとともに、ロータ軸
15に対して各ロータコア17を同じ向きにして装着す
ればよいからよ、このロータユニット2の組立て作業性
を向上できる。
なお、本発明は上記一実施例に制約されない。
例えば、本発明を一方向にのみ連続回転する交直両用モ
ータとして実施する場合には、上記一実施例の構成にお
いて、二組のブラシ装置4a、4b。
ータとして実施する場合には、上記一実施例の構成にお
いて、二組のブラシ装置4a、4b。
5a、5b(7)うちいずれか一方のブラシ装置を省略
して実施すればよく、勿論、その場合に各ブラシ装置に
対する信号線の接続は省略される−ことは勿論である。
して実施すればよく、勿論、その場合に各ブラシ装置に
対する信号線の接続は省略される−ことは勿論である。
また、上記一実施例では各ステータコア3の位相をずら
すようにしたが、これに代えてロータ6の各励磁4目A
、B、Cの位相をずらして実施してもよい。
すようにしたが、これに代えてロータ6の各励磁4目A
、B、Cの位相をずらして実施してもよい。
さらに、本発明は上記一実施例に示した3相の交直両用
モータに限らず、多相であれば同相てもよいことは言う
までもなく、また、各コアの突極の数も任意に設定でき
る。しかも、本発明においては、リラクタンストルクを
より増大するために、F10助的にステータの突極にス
テータ巻線を設けてもよい。勿論、その場合においても
モータ全体の小形軽量化を実現できることは言うまでも
ないとともに、このような小形軽量化を実現できない程
多量にステータ巻線を設ける場合においては、トルクを
著しく増大できることは言うまでもない。
モータに限らず、多相であれば同相てもよいことは言う
までもなく、また、各コアの突極の数も任意に設定でき
る。しかも、本発明においては、リラクタンストルクを
より増大するために、F10助的にステータの突極にス
テータ巻線を設けてもよい。勿論、その場合においても
モータ全体の小形軽量化を実現できることは言うまでも
ないとともに、このような小形軽量化を実現できない程
多量にステータ巻線を設ける場合においては、トルクを
著しく増大できることは言うまでもない。
[発明の効果]
本発明は以上説明したように構成されているので次ぎに
記載する効果を奏する。
記載する効果を奏する。
請求項1および2に記載の交直両用モータにおいては、
ステータコアとロータコアとの両突極にわたって形成さ
れる磁気回路のりラフタンス(磁気抵抗)の変化に起因
する電磁力によって、ロータを回動される構成であるか
ら、ステータコアに対してロータを主として回転させる
トルク発生用のステータ巻線を設ける必要がなく、シた
がって、小形かつ軽量な交直両用モータを提供できる。
ステータコアとロータコアとの両突極にわたって形成さ
れる磁気回路のりラフタンス(磁気抵抗)の変化に起因
する電磁力によって、ロータを回動される構成であるか
ら、ステータコアに対してロータを主として回転させる
トルク発生用のステータ巻線を設ける必要がなく、シた
がって、小形かつ軽量な交直両用モータを提供できる。
さらに、請求項2に記載の交直両用モータにおいては、
角度をずらして配設された二組のブラシ装置を備えてい
るから、正逆回転が可能であるとともに、二組みのブラ
シ装置への同時通電二よりロータを停止状態に保持する
ことができる。
角度をずらして配設された二組のブラシ装置を備えてい
るから、正逆回転が可能であるとともに、二組みのブラ
シ装置への同時通電二よりロータを停止状態に保持する
ことができる。
また、請求項3に記載の交直両用モータにおいては、各
ロータコアの突極間に形成される四部の位置が同一直線
上に配置され、配線をする際に突極が邪魔となることが
ないとともに、ロータ軸に対して各ロータコアを同じ向
きにして装着できるから、組立てが容易なロータコアを
堤供できる。
ロータコアの突極間に形成される四部の位置が同一直線
上に配置され、配線をする際に突極が邪魔となることが
ないとともに、ロータ軸に対して各ロータコアを同じ向
きにして装着できるから、組立てが容易なロータコアを
堤供できる。
第1図から第9図は本発明の一実施例を示し、第1図は
一部を断面して示す全体の正面図、第2図はロータユニ
ットの正面図、第3図は第2図中矢印間方向から見たロ
ータユニットの測面図、第4図は整流子とブラシ装置と
の関係を示す略断面図、第5図は第1図中v ’−v線
に沿う断面図、第6図は第1図中Vl−Vl線に沿う断
面図、第7図は第1図中■−■線に沿う断面図、第8図
および第9図は夫々整流部と各相コイルとの関係を示す
結線図である。 1・・・モータフレーム、2・・・ロータユニ・ソト、
3・・・ステータコア、3a・・・突極、4a、4b。 5a、5b・・・ブラシ装置、6・・・ロータ、7・・
・整流子、11.12・・・軸受、15・・・ロータ軸
、17・・・ロータR17a・・・突極、17b・・・
凹部、18・・・励磁コイル、18a・・・端末部、2
5・・・整流子片、a、b、C・・・励磁構造。
一部を断面して示す全体の正面図、第2図はロータユニ
ットの正面図、第3図は第2図中矢印間方向から見たロ
ータユニットの測面図、第4図は整流子とブラシ装置と
の関係を示す略断面図、第5図は第1図中v ’−v線
に沿う断面図、第6図は第1図中Vl−Vl線に沿う断
面図、第7図は第1図中■−■線に沿う断面図、第8図
および第9図は夫々整流部と各相コイルとの関係を示す
結線図である。 1・・・モータフレーム、2・・・ロータユニ・ソト、
3・・・ステータコア、3a・・・突極、4a、4b。 5a、5b・・・ブラシ装置、6・・・ロータ、7・・
・整流子、11.12・・・軸受、15・・・ロータ軸
、17・・・ロータR17a・・・突極、17b・・・
凹部、18・・・励磁コイル、18a・・・端末部、2
5・・・整流子片、a、b、C・・・励磁構造。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一対の軸受が取付けられたモータフレームと、 外周に複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロータ
コア間に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を、上
記軸受に回転自在に支持されるロータ軸の外周に並設し
て形成されたロータと、内周に複数個の突極を有して形
成され、かつ、上記モータフレームの内周面に上記各励
磁構造と夫々別々に対向して取付けられて、対向する上
記励磁構造とともに励磁相を形成する複数のリング状を
なした磁性体製ステータコアと、 上記励磁相の数の正数倍の数の整流子片を有し、これら
整流子片を、このモータに定められるステップ角と同一
ピッチで配設し、かつ、これら整流子片を上記各励磁コ
イルに接続して、上記モータフレーム内において上記ロ
ータ軸の外周に取付けられた整流子と、 この整流子の周面に摺接して上記モータフレームに取付
けられた一対のブラシ装置とを具備するとともに、 同軸上に並設された上記ロータの各励磁構造の位相、ま
たは同軸上に並設された上記各ステータコアの位相を上
記ステップ角ずつずらすとともに、上記位相のずれ順序
と一致させて上記整流子片と上記各励磁コイルとを接続
したことを特徴とする交直両用モータ。 2、一対の軸受が取付けられたモータフレームと、 外周に複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロータ
コア間に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を、上
記軸受に回転自在に支持されるロータ軸の外周に並設し
て形成されたロータと、内周に複数個の突極を有して形
成され、かつ、上記モータフレームの内周面に上記各励
磁構造と夫々別々に対向して取付けられて、対向する上
記励磁構造とともに励磁相を形成する複数のリング状を
なした磁性体製ステータコアと、 上記励磁相の数の正数倍の数の整流子片を有し、これら
整流子片を、このモータに定められるステップ角と同一
ピッチで配設し、かつ、これら整流子片を上記各励磁コ
イルに接続して、上記モータフレーム内において上記ロ
ータ軸の外周に取付けられた整流子と、 この整流子の周面に摺接して上記モータフレームに取付
けられた二組み合計四個のブラシ装置とを具備するとと
もに、 同軸上に並設された上記ロータの各励磁構造の位相、ま
たは同軸上に並設された上記各ステータコアの位相を上
記ステップ角ずつずらすとともに、上記位相のずれ順序
と一致させて上記整流子片と上記各励磁コイルとを接続
し、かつ、上記二組みのブラシ装置の夫々を上記ステッ
プ角の二倍ずらして配設したことを特徴とする交直両用
モータ。 3、外周に複数個の突極を有してなる一対の磁性体製ロ
ータコア間に励磁コイルを設けてなる複数の励磁構造を
、ロータ軸の外周に並設して形成されたロータと、 励磁相の数の正数倍の数の整流子片を有し、これら整流
子片を、このモータに定められるステップ角と同一ピッ
チで配設し、かつ、これら整流子片を上記各励磁コイル
に接続して、上記ロータ軸の外周に取付けられた整流子
とから形成されるとともに、 上記各突極を同一直線上において配置して上記各ロータ
コアを並設し、隣接するロータコアの突極同志を互いに
対向させるとともに、これら突極間に形成された凹部も
対向させて、これら凹部に上記整流子に接続される上記
励磁コイルの端末部を通したことを特徴とするロータユ
ニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17618389A JPH0340744A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 交直両用モータ並びに該モータに用いるロータユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17618389A JPH0340744A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 交直両用モータ並びに該モータに用いるロータユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0340744A true JPH0340744A (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=16009104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17618389A Pending JPH0340744A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 交直両用モータ並びに該モータに用いるロータユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0340744A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01114355A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-08 | Matsushita Electric Works Ltd | リラクタンスモータ |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP17618389A patent/JPH0340744A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01114355A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-08 | Matsushita Electric Works Ltd | リラクタンスモータ |
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