JPH04156259A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はインダクタンス形同期電動機として知られ、
小型機器を駆動するためのモータに関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のモータは、第７図に“示されるように、
それぞれ単一のステータ室５４およびロータ５５からな
り１回転出力はそのロータ５５の軸から直接に取り出さ
れていた。

〔発明が解決しようとする［１ この従来のモータでは、ステータコイルの電圧が高くな
ってステータ磁極の磁束密度が過大になると、トルクが
増しこれに対応するロータの慣性回転によってロータの
位相が同期位相より進みがちとなり乱調現象を生じると
いう問題点があった。

またステータの交番磁束密度のピーク値において例えば
ステータのＮ極にロータのＳ極が正対峠することがある
と、ロータとステータとが吸引膠着状態となりいわゆる
デッドポイントが発生すると言う欠点もあった。

本願発明は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決
する為になされたもので、ステータコイルの電圧が過大
になっても位相進みによる乱調現象が生じることなく、
またデッドポイントの発生を防止することが出来るよう
にした円滑回転可能なモータを提供することを目的とし
ている。

ｃｓａｇを解決する為の手段〕 上記目的を達成する為に、本願発明におけるモータは、
それぞれのステータ基材から立ち上げられ双円型曲線に
沿って間隔をもって配列された複数の磁極をそれぞれに
備える第一のステータおよび第二のステータと、上記第
一のステータの磁極を一方の極性に、上記第二のステー
タの磁極を他方の極性にそれぞれ励磁するように構成さ
れたコイルと、極性が交互に配列されるように着磁され
た永久磁石からなる一対のロータと、上記一対のロータ
を連動回転自在に連結する歯車とからなり、上記第一お
よび第二のステータの磁極が相互の間隔に入り込んで配
列されこれらの磁極によって一対のステータ室が形成さ
れるよう上記第一および第二のステータを重ね合わせ、
上記一対のステータ室には上記一対のロータをそれぞれ
回転自在に装着し、上記一対のロータの近接対向部の間
には上記磁極が介在しないように上記磁極の一部を欠如
させて上記近接対向部が直接に磁気相互作用をなしうる
ようにし、上記コイルを上記一対のステータ室の周囲に
配設したものである。

〔作用〕

磁極の交番磁束密度が零の場合には、ロータの近接対向
部では一方のロータの一つのＮｔｆＡおよびＳ極は他方
のロータの一つのＳ極およびＮ極に対向し両ロータは吸
引状態となり、ロータの回転に制動作用を及ぼす、磁極
にはロータのＮＳ極の隣接部が対向する。磁極の磁束密
度がピーク値に近づくにつれて磁極とロータとの相互作
用によって、両方ロータは同一方向１例えば時計方向に
回転する。近接対向部では、両ロータの同極例えばＳＳ
極が近接して反発力が働き、両ロータの回転にやはり制
動作用を及ぼす、磁極の磁束密度がピーク値に達すると
、近接対向部ではロータのＳＳ極が正対峠し、またステ
ータとロータとはそれぞれの異極が正対峠する状態とな
る１両ロータは慣性回転によって同一の向きに回転を続
ける。磁極の磁束密度がピーク値を過ぎると、近接対向
部のロータのＳＳ極は離れ始めそれらに働く反発力はロ
ータの回転に加速作用を及ぼす。

〔実施例〕

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１＠ないし１１４図に示されるモータＭおいて。

１は５ＥＣＣあるいは５ＰＣＣ等の電磁軟鉄板で形成さ
れる有底状の第一のステータで、基材２と。

それから切り起こすことによってたち上げられ双円型曲
線（２個の円を同一平面に並べて出来る曲線）に沿って
間隔をもって配列された複数の磁極３と周Ｉ！２′　と
を備える。４．５は一対のロータ軸で、第一のステータ
１の基板２においてそれぞれ上記双円型曲線の各日の中
心にカシメ固定によって垂直に植設されている。なお６
．６はモータＭを他物に装着するための取付部、７は端
子台挿入の為の凹部、８はカシメ用凹部である。

次に９は樹脂で形成したコイルボビンで、その中央部に
は双円型の中空部１０．１０’　を有する。

１１はコイルボビン９に巻回されたコイル、１２．１２
は端子であり、コイルボビン９に固定された端子台１３
に止着されコイル１１に接続されている。１４はコイル
ボビン９の上面に取り付けられた逆転防止用のストッパ
、１５はコイルボビン９と一体に形成された出力軸用の
軸受である。コイルボビン９は第一のステータ１に嵌め
込まれ、磁極３およびロータ軸４．５は中空部１０に位
置し、端子台１３は端子台挿入用凹部７から外部へ突出
している。

次に１６は第一のステータｌと同じ材質からなる第二の
ステータで、基材１７から切り起こすことによりたち下
げられ双円型型曲線に沿って間隔をもって配列された複
数の磁極１８を備える。１９は磁極１８が配列されてい
る双円型曲線に沿って設けられた開口部、２０は軸受１
５を挿通するための透孔である。２１．２２．２３．２
４は第二のステータ１６にカシメ固定により垂直に植設
された歯車軸、２５．２５は基材１７から切り起こすこ
とによりたち上げられ先端が上方を向くように形成され
た当接片、２６．２６は当接片２５．２５の上端に一体
に形成されたステータ蓋４３を固定する為のカシメ片で
ある。＊−のステータ１および第二のステータ１６は、
間にコイルボビン９を挟んで１重ね合わされ、多くの磁
極３．１８が相互の間隔に入り込んで配列される。この
結果、中空部１（１１０’　の中に配列された磁極３．
１８により２室が一対のステータ室２７．２８が区画形
成される。またコイル１１に交流が通電されるときには
１周知のように（例えば実公昭６３−３０２２７号公報
に開示されているように）、磁極３は一方の極性に磁極
１８は他方の極性に相互に励磁されるように構成されて
いる。２９．３゜はそれぞれにピニオン３１．３２およ
びピニオン３１．３２と一体形成の係合突子３３．３４
を真備する２個一対のロータで、それぞれロータ軸４．
５、に回転自在に取り付けられてステータ１２７゜２８
内に装着されている。これらのロータ２９．３０は、１
１３図に見られるように、極性が円周方向に交互に配列
されるように着磁され全体で磁極の数に対応させて８極
にした永久磁石から構成されている。また第３図におい
て明らかなように、ロータ２９．３０の近接対向部の間
１０ａには磁極３あるいは１８が介在しないように磁極
３．１８の各１個が欠如されて配列され、上記近接対向
部が直接に磁気相互作用をなしうるように構成されてい
る。３５は２個のロータ２９．３ｏを連動させる為の１
つの歯車である（複数を噛合わさせて構成してもよい）
。３６．３７．３８は、二番歯車、三番歯車、四番歯車
であり、それぞれ歯車軸２１．２２．２３．２４に噛み
合い回転自在に取り付けられている。１１４図の符号３
９．４０は上記連動用の一番一車３５のボス部と摩擦係
合するように形成された回転規制体で、周知技術（例え
ば実公昭５３−５３０４６号公報に開示されている周知
技術）のように、回転規制体３９．４０゜係合突子３３
．３４およびストツパ１４はその連係作動によってロー
タ２９．３０の回転の向きを一方の向き２例えば時計回
転の向に規制するように構成されている。一番歯車３５
はピニオン３１および３２に噛み合わされ、同じ向きに
回転するロータ２９．３ｏの回転を二番歯車３６以降に
伝達できるように構成されている。これらの歯車列３５
〜３８からなる歯車機構は、周知のギャードモータ（例
えば実開昭６３−３３３５９号公報に開示されているギ
ャードモータ）におけるものと同様にａ力軸４１に出力
できるように構成されている。４２は出力軸４１に取り
付けられ四番歯車３８に噛み合わされている圧力歯車で
ある。出力軸４１の下端は軸受１５に回転自在に支承さ
れている。

次に４３はステータ用基材２と同様な電磁鉄板あるいは
プラスチックからなるステータ蓋であって、４５はカシ
メ凹部、４６はカシメ片である。

４７．４８はロータ軸４．５のための軸孔、４９．５０
．５１．５２は歯車軸２１〜２４の軸孔、５３は出力軸
４１のための出力孔である。カシメ凹部４５には第二の
ステータのカシメ片２６がカシメ固定により一体化され
、カシメ片４６はカシメ凹部８に同様に一体化される。

これにより第一、第二のステータ１．１６、コイルボビ
ン９．ステータ蓋４３が一体化される。ロータ軸４．５
．歯車軸２１〜２４の上端は軸孔４７〜５２に回転自在
に軸支されている。

上記構成のものにあっては、端子１２．１２から一定周
波数の交番電流が通電される。第５−１図に示されるよ
うに、交番電流が零値をとり磁極の交番磁束密度が零値
ａである場合には、磁極３゜あるいは１８により隔てら
れていないロータ２９゜３ｏの近接対向部（符号１０ａ
に対向する部分）では、ロータ２９．３０は直接に磁気
相互作用を及ぼし合い、一方のロータ２９の一つのＮ極
およびＳ極は他方のロータ３０の−っのＳ極およびＮ極
に対向し両ロータは吸引状態となる。従って、ロータ２
９．３０のこの相互作用はロータ２９．３０の回転に制
動作用を及ぼす、磁！！３．１８にはロータ２９．３０
のその他のＮ５ＩｉＩｙ）ｌｌｌ接部が対向する１次に
第５−２図に示されるように、磁極３．１８の交番磁束
密度がピーク値に近づくにつれて＊ｂを取るようになる
と磁極３．１８とロータ２９．３０との相互作用によっ
て、両ロータ２９．３０は前記係合突止３３．３４、回
転規刺体３９．４０およびストッパ１４の作用によって
定まる時計回転の向きに回転する。近！ｌ＃向部では、
胃ロータ２９．３０の同極Ｓ、Ｓ極が近接して反発力が
働き１両ロータ２９．３０の回転にやはり制動作用が及
ぼされる。第５−３図に示されるように、磁極の磁束密
度がピーク値Ｃに達すると、近＃ｉ、対向部ではロータ
のＳ、Ｓ極が正対峠しまた第一、第二のステータ１，１
６とロータ２９゜３０とはそれぞれの磁極の異極が正対
峠する状態となる１両ロータ２９．３０は慣性回転によ
って時計回転の向きに回転を続ける。さらに第５−４図
に示されるように、磁極の磁束密度がピーク値を過ぎた
値ｄを取ると、近接対向部のロータ２９゜３ｏのＳ、Ｓ
極は離れ始め、それらに働く反発力はロータ２９．３０
の時計回転の向きの回転に加速作用を及ぼす、第５−５
図に示されるように、磁極の磁束密度が再び零値ｅを取
ると、近接対向するロータ２９．３０の磁極の極性は入
れ替わっているが、ロータ２９．３０の磁気相互作用に
よる力はｊ１５−１図に示されるものと同一となる。

以下磁極の磁束密度が負の半波の値を取るにつれてｊ１
５−２〜１５−４図に関して説明したような制動作用お
よび加速作用がロータ２９．３０の回転に加わる。この
ようにして停止することなくまた逆転することもなく同
一方向に継続回転するロータ２９．３０の回転力は一番
歯車３５に伝達され、二番〜四番歯車３６〜３８および
出力歯車４２を介して出力軸４１に取り出される。

１６＋１に示される異なる実施例において、前記実施例
におけるもの同一の部材番号は機能上同一と考えられる
部材を示し、付記のｅは異なる実施例を意味する。ロー
タ２９ｅ、３０ｅは極性が円周方向に交互に配列されそ
れぞれ１２極を有するように着磁された永久磁石からな
る一対のロータである。これに対応して、磁極３ｅ、１
８ｅはそれぞれ１２４１となるべき所、ロータ２９ｓ、
３０ｅの近接対向部において各−個欠如されている。

交互に配列された磁極３ｅ、１８ｅの１１１１の組合せ
によりステータ室２７ｅ、２８ｅがそれぞれ区画形成さ
れる。この実施例の作用は前記実施例のものと同じであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本願発明にあっては、コイル１１へ交番電
流を通電することにより永久磁石から構成されているロ
ータ２９．３０に回転力を付与させ、その出力を連動用
の歯車３５を介して外部へ取り出すことが出来る。

またコイル１１に印加される電圧が設計値よりも高くな
って従来のモータにおいては同期速度以上のｃｉｉ転が
生じるような状態になっても、磁極３゜１８を欠如させ
ている両ロータ２９．３０の近接対向部のおいて両ロー
タ２９．３０の間に働く吸引力あるいは反発力が両ロー
タ２９．３０の回転に制動作用あるいは加速作用を交互
に及ぼすので、ロータの位相進みによる乱調を防止し円
滑な回転を可能にすると言う効果がある。

さらに′ｇｉ極の磁束密度がピーク値を取る時には両ロ
ータ２９．３０の近接対向部において同極が対向して反
発力が生じ、これがロータの慣性回転の向きにロータ２
９．３０をさらに継続回転するように働くので、いわゆ
るデッドポインｔの発生を防止できると言う特長もある
。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１１１１は一部破
断のモータの＠祖図、ＩＩ２図は第１図のモータの分解
要部斜視図、第３図は一対のロータおよび連動用歯車の
平面図、１４図は１１図におけるＩＶ−ＩＶ断面図、第
５−１〜第５−５図は一対のロータの磁気相互作用を説
明するためのサインカーブ付の平面図、Ｉ！６図は異な
る実施例における一対のロータおよびステータ磁極の平
面図、第７図は従来のモータにおけるロータおよびステ
ータ磁極の平面図。 ２．１７・・・ステータ用の基材、３．１８・・・磁極
、１・・・第一のステータ、１６・・・第二のステータ
、１１・・・コイル、２９．３０・・・ロータ、３５・
・・連動歯車、２７．２８・・・ステータ室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　それぞれのステータ基材から立ち上げられ双円型曲線
   に沿って間隔をもつて配列された複数の磁極をそれぞれ
   に備える第一のステータおよび第二のステータと、上記
   第一のステータの磁極を一方の極性に、上記第二のステ
   ータの磁極を他方の極性にそれぞれ励磁するように構成
   されたコイルと、極性が交互に配列されるように着磁さ
   れた永久磁石からなる２個で一対のロータと、上記一対
   のロータを連動回転自在に連結する連動用の歯車とから
   なり、上記第一および第二のステータの磁極が相互の間
   隔に入り込んで配列されこれらの磁極によつて２室で一
   対のステータ室が形成されるよう上記第一および第二の
   ステータを重ね合わせ、上記一対のステータ室には上記
   一対のロータをそれぞれ回転自在に装着し、上記一対の
   ロータの近接対向部の間には上記磁極が介在しないよう
   に上記磁極の一部を欠如させて上記近接対向部が直接に
   磁気相互作用をなしうるようにし、上記コイルを上記一
   対のステータ室の周囲に配設していることを特徴とする
   モータ。