JPH0421340A - 同期モータ - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、同期モータの構造に関する。

［従来の技術］ 同期モータとしては、例えば特公昭５２−１４４０５の
ようにディスク形状のロータ磁石に対向して設けられた
主極と補極を設け１００ｖの商用交流電源を用いた同期
モータがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前述のような従来の技術では、商・用交流電源を
用いたため、例えば０ＡＩＩＡ器のような小型で直流電
源で使用するには不向きである。またこのような構造で
は使用状態によって高負荷が加わった場合回転方向が定
まらず時には逆転する場合があるという問題点を有して
い°た。

そこで本発明は、そのような問題点を解決するものでそ
の目的とするところは、直流電源を用いて、高貴荷が加
わっても逆転せず常に一方向回転が得られる同期モータ
を提供するところにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明の同期モータは、円筒状の永久磁石に多極着磁さ
れたロータと、ロータ磁石の極に対向して円周方向に同
数の極歯を有する固定子と、前記固定子を励磁するため
のコイルと、ロータ磁石の回転角度を検知し前記コイル
に流れる電流方向を切り換えるためのセンサーを有する
ことを特徴とする。

また、センサーは円周方向に複数者する極歯間に設けた
ことを特徴とする。

更に、センサーの中心はロータ磁石の安定静止位置にお
ける磁石極間の中心とずれていることを特徴とする。

また更に互いに交互に配置された極歯はロータ磁石の着
磁ピッチとずれたことを特徴とする［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本究明の同期モータの断面図であり、ロータ
は円筒状永久磁石に多極着磁されたロータ磁石１及び継
鉄２、シャフト３とにより構成されている。ロータ磁石
１の外周には、ロータ磁石の極に対向して固定子４の極
歯５、及び固定子４゛の極歯６が円周方向に交互に複数
配置されており、その極歯５と極歯６の間の一ケ所にロ
ータ磁石１の回転角度を検出するためのセンサー７が配
置されている。極歯５及び６は高透磁率薄板より成る固
定子４及び４゛を内側に折り曲げられ円周方向に構成さ
れたものである。固定子の中には環状の励磁コイル８が
収容されている。固定子４及び４′はフランジ１０及び
１０′に固定され、同様にフランジ１０．１０’に固定
された軸受９にロータを組み込み構成されている。

第２図は、極歯及びセンサー　ロータ磁石の極との関係
を説明するための極歯とロータ磁石の展開図である。第
３図はロータ磁石と極歯の関係を説明する図である。第
２図と第３図により詳細に説明する。ロータ磁石１の極
に対向して固定子４の極歯５と固定子４゛の極歯６は交
互に配置されている。ロータの着磁ピッチをＰとすると
、極歯５と極歯６の関係は着磁ピッチＰに対して電気角
で３０°程ずれたＰｘのピッチで配置されてしする。

極歯５は各々２Ｐ、同様に極歯６も２Ｐのピッチで構成
されている。極歯６の幅ｗ２は極歯５の幅ＷＳに比べて
細くし、ｗ２はｗｌの５０％とした。このように極歯６
の幅を細くしたことにより、極歯６のパーミアンスは上
がりロータ磁石と作用する磁束量が増え安定な静止状態
ではロータ磁石１の極の中心と極歯６との中心がロータ
磁石１の極の中心と極歯５の中心よりも近すいた状態で
安定静止状態となる。

センサー７にはホール素子を用い、ロータ磁石１の磁束
変化をとらえながらロータ磁石１の回転角度を検地し、
ロータ磁石１の回転角度に応じて励磁コイルに流す電流
の切り替えを行う、センサー７は極歯５と極歯６の間に
設置され、ホールセンサー７の中心はロータ磁石１のＳ
極とＮ極の境界線よりずれた極歯６の横の位置に配置さ
れている。

第５図は、本発明のモータの脈動回路図であり、１２は
直流電源、　１１はコイル８に流れる電流をスイッチン
グするためのトランジスターのユニポーラ駆動回路であ
る。センサー７がロータ磁石のＮ極、Ｓ極を感知するこ
とにより交互にトランジスターをＯＮ、ＯＦＦさせコイ
ルを励磁させモータを駆動する。

第４図は、モータの動作を説明する図であり、（ａ）は
ロータ磁石のＮ極をセンサー７が検知して極歯６はＮ極
に、極歯５はＳ極に励磁した時の状態を示している。極
歯６はＮ極となりロータ磁石と反発し、一方極歯５はＳ
極のため反発と吸引が発生し矢印の方向にロータは進ん
でいく１次に（ｂ）のロータ磁石の極と極の境界がセン
サーの中心と一致した場合にはコイルの励磁電流が切り
替わる時点であり両極歯５．６ともにｗＪＭｉされない
状態である０次に、　（Ｃ）まで進と極歯の励磁が切り
替わり極歯６はＳ極に、極歯５はＮ極となり極歯６は反
発し、極歯５は反発と吸引をし矢印方向にロータ磁石１
を進める。この様に（ａ）〜（Ｃ）を繰り返すことによ
りロータを一方向に連続的に回転が行える。

尚、　（ａ）の状態は、静止状態から起動する状態でも
あり、常に一方向に起動することが可能である。また極
歯の励磁の切り替えはロータ磁石の極性を見て行なうた
めロータの回転角を感知することであるから大きな負荷
が加わっても回転方向が逆になることや脱調することが
無い。

前記説明ではロータ磁石の回転角度を検知するセンサー
はホール素子を用いた例を述べたが、これ以外にも例え
ばエンコーダや磁歪素子等を用いても同様な効果が得ら
れる。

［発明の効果コ 以上述べてきたように本発明によれば、円周方向に互い
に交互に向かい合う複数の極歯をロータ磁石の極ピッチ
と異なるように配置し、更に極歯間にセンサーを設はロ
ータの回転角度に応じて励磁コイルに流れる電流方向を
訣めることにより、モータに負荷が加わっても必ず一方
向に回転が可能となる。この構造によれば部品点数は少
なく簡潔な形状であることから安価で生産性に優れると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の同期モータの断面図、第２図は、極
歯及びセンサー　ロータ磁石の極との関係を説明するた
めの極歯とロータ磁石の展開図、第３図はロータ磁石と
極歯の関係を説明する図、第４図は、モータの動作を説
明する図、第５図は、本発明のモータの駆動回路図であ
る。 ・ロータ磁石 ・継鉄 ・シャフト ・固定子 ・・・極歯 １　・ ２　・ ３　・ ４、　４′ ５、　６ ７　・ ８　・ ９　・ １０． １１　・ １２　・ ・センサー ・コイル ・軸受 １０′　・・・フランジ ・トランジスター ・電源 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木　喜三部　他１名 集５因

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の永久磁石に多極着磁されたロータと、ロ
   ータ磁石の極に対向して円周方向に同数の極歯を有する
   固定子と、前記固定子を励磁するためのコイルと、ロー
   タ磁石の回転角度を検知し前記コイルに流れる電流方向
   を切り換えるためのセンサーを有することを特徴とする
   同期モータ。
2. （２）センサーは円周方向に複数有する極歯間に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
3. （３）センサーの中心はロータ磁石の安定静止位置にお
   ける磁石極間の中心とずれていることを特徴とする請求
   項１記載の同期モータ。
4. （４）互いに交互に配置された極歯はロータ磁石の着磁
   ピッチとずれたことを特徴とする請求項１記載の同期モ
   ータ。