JPH09135559A - 同期モータ - Google Patents
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- JPH09135559A JPH09135559A JP10692996A JP10692996A JPH09135559A JP H09135559 A JPH09135559 A JP H09135559A JP 10692996 A JP10692996 A JP 10692996A JP 10692996 A JP10692996 A JP 10692996A JP H09135559 A JPH09135559 A JP H09135559A
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Landscapes
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- Dc Machiner (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 小型でしかも効率が良く、汎用性の高い同期
モータを提供する。 【解決手段】 起動時に交流電源４を整流して直流モー
タとして起動すべく永久磁石ロータの回転を付勢するよ
うに電流の方向を交互に切り替えるためのダイオード，
コミュテータ，ブラシを含む整流回路と、を備え、永久
磁石ロータの回転速度が同期運転の回転速度付近に達し
たときに、整流回路の接続を切り離して同期運転に切り
替えて駆動する同期モータにおいて、前記コミュテータ
は、ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心角が
ほぼ１８０°有する導電性摺動リング２を有し、前記ブ
ラシは、周方向に２箇所に対向配置され、前記摺動リン
グ２に摺接して交互に給電するための給電ブラシａ，ｂ
と、前記摺動リング２とコイルセグメントＡ，Ｂとをそ
れぞれダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを介してそれ
ぞれ導通させるためのほぼ対向配置されたブラシｃ1 ，
ｃ2 及びブラシｄ1 ，ｄ2 を備えた。
モータを提供する。 【解決手段】 起動時に交流電源４を整流して直流モー
タとして起動すべく永久磁石ロータの回転を付勢するよ
うに電流の方向を交互に切り替えるためのダイオード，
コミュテータ，ブラシを含む整流回路と、を備え、永久
磁石ロータの回転速度が同期運転の回転速度付近に達し
たときに、整流回路の接続を切り離して同期運転に切り
替えて駆動する同期モータにおいて、前記コミュテータ
は、ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心角が
ほぼ１８０°有する導電性摺動リング２を有し、前記ブ
ラシは、周方向に２箇所に対向配置され、前記摺動リン
グ２に摺接して交互に給電するための給電ブラシａ，ｂ
と、前記摺動リング２とコイルセグメントＡ，Ｂとをそ
れぞれダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを介してそれ
ぞれ導通させるためのほぼ対向配置されたブラシｃ1 ，
ｃ2 及びブラシｄ1 ，ｄ2 を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は同期モータに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＯＡ機器には、冷却用のＤ
Ｃ或いはＡＣファンモータが装備されており、特に高回
転数を要する機器には２極のＡＣファンモータが装備さ
れている。このＡＣファンモータには、一般に誘導モー
タが使用されており、固定子巻線で作った回転磁界の中
を導体軸の両端を短絡させた回転子がスリップしながら
回転する。しかしながら、誘導モータは、小型で効率が
良いモータを提供することが難しいし、ロータとして使
用される導電材料がアルミか銅に限定されるという製造
上の制約もあった。
Ｃ或いはＡＣファンモータが装備されており、特に高回
転数を要する機器には２極のＡＣファンモータが装備さ
れている。このＡＣファンモータには、一般に誘導モー
タが使用されており、固定子巻線で作った回転磁界の中
を導体軸の両端を短絡させた回転子がスリップしながら
回転する。しかしながら、誘導モータは、小型で効率が
良いモータを提供することが難しいし、ロータとして使
用される導電材料がアルミか銅に限定されるという製造
上の制約もあった。
【０００３】そこで、発明者は既に、ダイオードとコミ
ュテータとブラシの組み合わせにより交流を整流して直
流モータとして起動して永久磁石ロータの回転を同期回
転付近まで立ち上げ、その時点でコミュテータをダイオ
ードとブラシによる整流回路から脱除して交流電源によ
る同期運転に切り換える４極同期モータを開発した（特
公昭６３−１８４３８号、特公昭６３−１８４３６号
等）。上記４極同期モータは、ロータの回転軸上に設け
られたコミュテータとして、ぼぼ１８０°の中心角を有
する摺動リングが２個配置され、該摺動リングに４箇所
でブラシが摺接可能に配置され、各摺動リングが９０°
回転する毎に極性が変わるように平面的に構成されてい
る。上記ロータの回転を直流により同期回転付近まで立
ち上げた後、ロータが所要回転数付近まで回転するに至
った際のウェイトの遠心力を利用してコミュテータを回
転軸方向に引き込み、ブラシとの接触を切断して同期回
転に移行するようにしている。
ュテータとブラシの組み合わせにより交流を整流して直
流モータとして起動して永久磁石ロータの回転を同期回
転付近まで立ち上げ、その時点でコミュテータをダイオ
ードとブラシによる整流回路から脱除して交流電源によ
る同期運転に切り換える４極同期モータを開発した（特
公昭６３−１８４３８号、特公昭６３−１８４３６号
等）。上記４極同期モータは、ロータの回転軸上に設け
られたコミュテータとして、ぼぼ１８０°の中心角を有
する摺動リングが２個配置され、該摺動リングに４箇所
でブラシが摺接可能に配置され、各摺動リングが９０°
回転する毎に極性が変わるように平面的に構成されてい
る。上記ロータの回転を直流により同期回転付近まで立
ち上げた後、ロータが所要回転数付近まで回転するに至
った際のウェイトの遠心力を利用してコミュテータを回
転軸方向に引き込み、ブラシとの接触を切断して同期回
転に移行するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記４極同
期モータは、回転数が１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐ
ｍ程度であり、より高回転数を要するＡＣファンモータ
等には向いていない。そこで、回転数が３０００ｒｐｍ
又は３６００ｒｐｍ程度を有する２極同期モータが好適
に用いられる。上記４極同期モータの場合には、中心角
がほぼ１８０°の摺動リングを２個設け、該摺動リング
が９０°変位する毎に電機子コイルに流れる電流の極性
が変わるように平面的に構成可能であり、６極同期モー
タの場合には、中心角がほぼ１２０°の摺動リングを３
個設け、該摺動リングが６０°変位する毎に電機子コイ
ルに流れる電流の極性が変わるように平面的に構成可能
である。
期モータは、回転数が１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐ
ｍ程度であり、より高回転数を要するＡＣファンモータ
等には向いていない。そこで、回転数が３０００ｒｐｍ
又は３６００ｒｐｍ程度を有する２極同期モータが好適
に用いられる。上記４極同期モータの場合には、中心角
がほぼ１８０°の摺動リングを２個設け、該摺動リング
が９０°変位する毎に電機子コイルに流れる電流の極性
が変わるように平面的に構成可能であり、６極同期モー
タの場合には、中心角がほぼ１２０°の摺動リングを３
個設け、該摺動リングが６０°変位する毎に電機子コイ
ルに流れる電流の極性が変わるように平面的に構成可能
である。
【０００５】しかしながら、２極同期モータを、上記４
極同期モータ、更には６極以上の同期モータの場合と同
様に平面的に構成する場合、１個の摺動リングにより１
８０°回転する毎に電機子コイルに流れる電流の極性が
変わるように構成するためには、ぼぼ３６０°の中心角
を有する摺動リングを配置することになり、平面的に構
成することは不可能である。仮に摺動リングを１８０°
ずつ分離して２段構造にするとすればモータが大型化す
る。
極同期モータ、更には６極以上の同期モータの場合と同
様に平面的に構成する場合、１個の摺動リングにより１
８０°回転する毎に電機子コイルに流れる電流の極性が
変わるように構成するためには、ぼぼ３６０°の中心角
を有する摺動リングを配置することになり、平面的に構
成することは不可能である。仮に摺動リングを１８０°
ずつ分離して２段構造にするとすればモータが大型化す
る。
【０００６】本発明は上記従来技術の課題を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、小型で
しかも効率が良く、汎用性の高い同期モータを提供する
ことにある。
なされたものであり、その目的とするところは、小型で
しかも効率が良く、汎用性の高い同期モータを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するため次の構成を有する。すなわち、２極の永久磁石
ロータと、交流電源により同期モータとして運転させる
ように前記永久磁石ロータに対応させて設けたＡ，Ｂ２
つのコイルセグメントを有する固定電機子と、起動時に
前記交流電源を整流して直流モータとして起動すべく前
記永久磁石ロータの回転を付勢するように電流の方向を
交互に切り替えるためのダイオード，コミュテータ，ブ
ラシを含む整流回路と、を備え、前記永久磁石ロータの
回転速度が同期運転の回転速度付近に達したときに、前
記整流回路の接続を切り離して交流電源による同期運転
に切り替えて駆動する同期モータにおいて、前記コミュ
テータは、前記ロータと同軸に取り付けられて回転す
る、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺動リングを有
し、前記ブラシは、前記摺動リングに摺接して交互に給
電するための対向配置された給電ブラシと、前記摺動リ
ングとコイルセグメントＡ，Ｂとをそれぞれ導通させる
ためのほぼ対向配置された導電ブラシと、を備えたこと
を特徴とする。
するため次の構成を有する。すなわち、２極の永久磁石
ロータと、交流電源により同期モータとして運転させる
ように前記永久磁石ロータに対応させて設けたＡ，Ｂ２
つのコイルセグメントを有する固定電機子と、起動時に
前記交流電源を整流して直流モータとして起動すべく前
記永久磁石ロータの回転を付勢するように電流の方向を
交互に切り替えるためのダイオード，コミュテータ，ブ
ラシを含む整流回路と、を備え、前記永久磁石ロータの
回転速度が同期運転の回転速度付近に達したときに、前
記整流回路の接続を切り離して交流電源による同期運転
に切り替えて駆動する同期モータにおいて、前記コミュ
テータは、前記ロータと同軸に取り付けられて回転す
る、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺動リングを有
し、前記ブラシは、前記摺動リングに摺接して交互に給
電するための対向配置された給電ブラシと、前記摺動リ
ングとコイルセグメントＡ，Ｂとをそれぞれ導通させる
ためのほぼ対向配置された導電ブラシと、を備えたこと
を特徴とする。
【０００８】また、前記ブラシは、給電ブラシｂ及び導
電ブラシｃ1 ，ｄ1 と、給電ブラシａ及び導電ブラシｃ
2 ，ｄ2 とをほぼ対向配置しても良い。
電ブラシｃ1 ，ｄ1 と、給電ブラシａ及び導電ブラシｃ
2 ，ｄ2 とをほぼ対向配置しても良い。
【０００９】また、永久磁石ロータと、交流電源により
同期モータとして運転させるように前記永久磁石ロータ
に対応させて設けたＡ，Ｂ２つのコイルセグメントを有
する固定電機子と、起動時に前記交流電源を整流して直
流モータとして起動すべく前記永久磁石ロータの回転を
付勢するように電流の方向を交互に切り替えるためのダ
イオード，コミュテータ，ブラシを含む整流回路と、を
備え、前記永久磁石ロータの回転速度が同期運転の回転
速度付近に達したときに、前記整流回路の接続を切り離
して交流電源による同期運転に切り替えて駆動する同期
モータにおいて、前記コミュテータは、前記ロータと同
軸に取り付けられて回転する導電性摺動リングを有し、
前記ブラシは、周方向に対向配置され前記摺動リングに
摺接して交互に給電するための給電ブラシと、前記摺動
リングとコイルセグメントＡ，Ｂとをそれぞれ導通させ
るための導電ブラシと、を備え、前記整流回路に流れる
整流電流を前記コイルセグメントＡのみに収斂させるた
め、前記コイルセグメントＢ側に接続する導電ブラシ
を、前記Ａ側コイル出力よりＢ側コイル出力が低下する
ように、出力平衡位置よりずらして配置したことを特徴
とする。
同期モータとして運転させるように前記永久磁石ロータ
に対応させて設けたＡ，Ｂ２つのコイルセグメントを有
する固定電機子と、起動時に前記交流電源を整流して直
流モータとして起動すべく前記永久磁石ロータの回転を
付勢するように電流の方向を交互に切り替えるためのダ
イオード，コミュテータ，ブラシを含む整流回路と、を
備え、前記永久磁石ロータの回転速度が同期運転の回転
速度付近に達したときに、前記整流回路の接続を切り離
して交流電源による同期運転に切り替えて駆動する同期
モータにおいて、前記コミュテータは、前記ロータと同
軸に取り付けられて回転する導電性摺動リングを有し、
前記ブラシは、周方向に対向配置され前記摺動リングに
摺接して交互に給電するための給電ブラシと、前記摺動
リングとコイルセグメントＡ，Ｂとをそれぞれ導通させ
るための導電ブラシと、を備え、前記整流回路に流れる
整流電流を前記コイルセグメントＡのみに収斂させるた
め、前記コイルセグメントＢ側に接続する導電ブラシ
を、前記Ａ側コイル出力よりＢ側コイル出力が低下する
ように、出力平衡位置よりずらして配置したことを特徴
とする。
【００１０】また、上記ロータは、２極永久磁石を備
え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付け
られて回転する、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺
動リングを有し、前記ブラシは、対向配置された給電ブ
ラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配置
された導電ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに
接続する導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、前記導電ブラ
シｄ1 ，ｄ2 は、対向位置よりブラシの開き角（中心
角）が狭くなくように配置しても良い。また、前記ロー
タは、２極永久磁石を備え、前記コミュテータは、前記
ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心角がほぼ
１８０°有する導電性摺動リングを有し、前記ブラシ
は、対向配置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメ
ントＡに接続する対向配置された導電ブラシｃ1 ，ｃ2
と、コイルセグメントＢに接続する対向配置された導電
ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2
は、前記摺動リングが回転した際にコイルセグメントＢ
に流れる電流が零にならないように、前記導電ブラシｃ
1 ，ｃ2 を結ぶ中心線に対して反対側に所定角度だけず
らして配置しても良い。また、前記ロータは、４極永久
磁石を備え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に
取り付けられて回転する、中心角がほぼ１８０°有する
複数の導電性摺動リングを有し、前記ブラシは、対向配
置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する
導電ブラシｄとを備え、前記導電ブラシｄを導電ブラシ
ｃに対向する位置よりずらして配置してもよい。また、
前記ロータは、Ｎ極（Ｎ≧６：Ｎは偶数）永久磁石を備
え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付け
られて回転する、中心角がほぼ３６０°／（Ｎ／２）有
する複数の導電性摺動リングを有し、前記ブラシは、開
き角（中心角）が３６０°／（Ｎ／２）となるように配
置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する
開き角が３６０°／（Ｎ／２）の導電ブラシｄ1 ，ｄ2
とを備え、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置を導
電ブラシｃに対向する位置よりずらして配置してもよ
い。
え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付け
られて回転する、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺
動リングを有し、前記ブラシは、対向配置された給電ブ
ラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配置
された導電ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに
接続する導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、前記導電ブラ
シｄ1 ，ｄ2 は、対向位置よりブラシの開き角（中心
角）が狭くなくように配置しても良い。また、前記ロー
タは、２極永久磁石を備え、前記コミュテータは、前記
ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心角がほぼ
１８０°有する導電性摺動リングを有し、前記ブラシ
は、対向配置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメ
ントＡに接続する対向配置された導電ブラシｃ1 ，ｃ2
と、コイルセグメントＢに接続する対向配置された導電
ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2
は、前記摺動リングが回転した際にコイルセグメントＢ
に流れる電流が零にならないように、前記導電ブラシｃ
1 ，ｃ2 を結ぶ中心線に対して反対側に所定角度だけず
らして配置しても良い。また、前記ロータは、４極永久
磁石を備え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に
取り付けられて回転する、中心角がほぼ１８０°有する
複数の導電性摺動リングを有し、前記ブラシは、対向配
置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する
導電ブラシｄとを備え、前記導電ブラシｄを導電ブラシ
ｃに対向する位置よりずらして配置してもよい。また、
前記ロータは、Ｎ極（Ｎ≧６：Ｎは偶数）永久磁石を備
え、前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付け
られて回転する、中心角がほぼ３６０°／（Ｎ／２）有
する複数の導電性摺動リングを有し、前記ブラシは、開
き角（中心角）が３６０°／（Ｎ／２）となるように配
置された給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する
開き角が３６０°／（Ｎ／２）の導電ブラシｄ1 ，ｄ2
とを備え、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置を導
電ブラシｃに対向する位置よりずらして配置してもよ
い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は２極同期モ
ータの回路構成を示す説明図、図２〜図４は２極同期モ
ータの摺動リングの回転変化に伴う整流回路の変化を示
す説明図、図５は２極同期モータの各ブラシの構造を示
す説明図、図６乃至図９は他例に係る２極同期モータの
回路構成を示す説明図、図１０は４極同期モータの回路
構成を示す説明図、図１１は６極同期モータの回路構成
を示す説明図である。
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は２極同期モ
ータの回路構成を示す説明図、図２〜図４は２極同期モ
ータの摺動リングの回転変化に伴う整流回路の変化を示
す説明図、図５は２極同期モータの各ブラシの構造を示
す説明図、図６乃至図９は他例に係る２極同期モータの
回路構成を示す説明図、図１０は４極同期モータの回路
構成を示す説明図、図１１は６極同期モータの回路構成
を示す説明図である。
【００１２】図１において、１は電機子コイルで、２つ
のコイルセグメントＡ、Ｂから成っている。ａ，ｂは給
電用のカーボンブラシであり、ロータに接続するコミュ
テータの周方向に２箇所に対向配置され交互に給電する
ものであり、ｃ1 ，ｃ2 ，ｄ 1 ，ｄ2 は上記Ａ，Ｂ２つ
のコイルセグメントに接続するための導電用のカーボン
ブラシであり、それぞれ摺動リング２に摺接している。
摺動リング２はモータの回転軸の周囲にほぼ１８０°の
中心角（厳密には１８０°より若干小さい中心角）を有
する導電性のリング片から成っている。
のコイルセグメントＡ、Ｂから成っている。ａ，ｂは給
電用のカーボンブラシであり、ロータに接続するコミュ
テータの周方向に２箇所に対向配置され交互に給電する
ものであり、ｃ1 ，ｃ2 ，ｄ 1 ，ｄ2 は上記Ａ，Ｂ２つ
のコイルセグメントに接続するための導電用のカーボン
ブラシであり、それぞれ摺動リング２に摺接している。
摺動リング２はモータの回転軸の周囲にほぼ１８０°の
中心角（厳密には１８０°より若干小さい中心角）を有
する導電性のリング片から成っている。
【００１３】３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはダイオードで、
単相交流電源４からの電流を整流して、コイルセグメン
トＡ、Ｂに供給する。５ａ、５ｂはスイッチで、摺動リ
ング２が引き込まれて導電ブラシｃ1 ，ｃ2，ｄ1 ，ｄ
2 との接触が解除されると同時に破線の方向に動作し、
摺動リング２を含むコミュテータ、導電ブラシｃ1 ，ｃ
2 ，ｄ1 ，ｄ2 、ダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを
含む整流回路を切断し、コイルセグメントＡ，Ｂの両端
に交流電源４を接続する。
単相交流電源４からの電流を整流して、コイルセグメン
トＡ、Ｂに供給する。５ａ、５ｂはスイッチで、摺動リ
ング２が引き込まれて導電ブラシｃ1 ，ｃ2，ｄ1 ，ｄ
2 との接触が解除されると同時に破線の方向に動作し、
摺動リング２を含むコミュテータ、導電ブラシｃ1 ，ｃ
2 ，ｄ1 ，ｄ2 、ダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを
含む整流回路を切断し、コイルセグメントＡ，Ｂの両端
に交流電源４を接続する。
【００１４】Ｃ1 ，Ｃ2 は上記コイルセグメントＡ，Ｂ
に並列に接続されたコンデンサであり、電機子電流と電
圧の位相差を一致させて出力損失を補うものである。上
記コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の代わりに、図１の破線に示す
ように、単相交流電源４に並列にコンデンサＣ3 を接続
しても良い。
に並列に接続されたコンデンサであり、電機子電流と電
圧の位相差を一致させて出力損失を補うものである。上
記コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の代わりに、図１の破線に示す
ように、単相交流電源４に並列にコンデンサＣ3 を接続
しても良い。
【００１５】次に、図５を参照して上記２極同期モータ
のコミュテータ側の各ブラシの構造について説明する。
なお、図５においてロータは省略してある。６はモータ
の外装を構成するハウジングである（図５（ｂ）参
照）。前述した給電ブラシａ，ｂ及び導電ブラシｃ1 ，
ｃ2 ，ｄ1 ，ｄ2 は、それぞれ導電性を有する板バネ７
ａ，７ｂ及び板バネ７ｃ1 ，７ｃ2 ，７ｄ1 ，７ｄ2 の
自由端側に一体に取り付けられている。上記板バネ７
ａ，７ｂ及び板バネ７ｃ1 ，７ｃ2，７ｄ1 ，７ｄ2 の
固定端側は各ブラシの接点端子として口出し線やコンデ
ンサ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ等の接続端子として機能し
ている（図５（ａ），（ｃ）参照）。
のコミュテータ側の各ブラシの構造について説明する。
なお、図５においてロータは省略してある。６はモータ
の外装を構成するハウジングである（図５（ｂ）参
照）。前述した給電ブラシａ，ｂ及び導電ブラシｃ1 ，
ｃ2 ，ｄ1 ，ｄ2 は、それぞれ導電性を有する板バネ７
ａ，７ｂ及び板バネ７ｃ1 ，７ｃ2 ，７ｄ1 ，７ｄ2 の
自由端側に一体に取り付けられている。上記板バネ７
ａ，７ｂ及び板バネ７ｃ1 ，７ｃ2，７ｄ1 ，７ｄ2 の
固定端側は各ブラシの接点端子として口出し線やコンデ
ンサ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ等の接続端子として機能し
ている（図５（ａ），（ｃ）参照）。
【００１６】また、スイッチ５ａ，５ｂは板バネ８ａ，
８ｂの自由端側が接点を開閉することにより、モータを
起動運転から同期運転に切り替える。このスイッチ５
ａ，５ｂの開閉動作は、給電ブラシａ，ｂの摺動リング
２への接離動作と連動しているため、該給電ブラシａ，
ｂのカーボンの摩耗に影響されない様にするために、ス
イッチ５ａ，５ｂ部の独立構造化を可能にするための非
導電性支持部材９ａ，９ｂを設けている。上記非導電性
支持部材９ａ，９ｂは、板バネ８ａ，８ｂにより付勢さ
れて径方向中心側へ移動可能であり、スイッチ５ａ，５
ｂが開閉可能に構成されている。また上記板バネ７ａ，
７ｂと板バネ８ａ，８ｂとは互いに干渉しないように、
非導電性支持部材９ａ，９ｂの径方向に異なる凹部内に
それぞれ支持されており、板バネ８ａは非導電性支持部
材９ａ側の凹部と、板バネ８ｂは非導電性支持部材９ｂ
側の凹部とにそれぞれ当接するように構成されている
（図５（ａ）参照）。上記各板バネとしては、例えば薄
板状のリン青銅板などが好適に用いられ、また非導電性
支持部材９ａ，９ｂとしては、耐摩耗性を有するポリイ
ミドなどが好適に用いられる。
８ｂの自由端側が接点を開閉することにより、モータを
起動運転から同期運転に切り替える。このスイッチ５
ａ，５ｂの開閉動作は、給電ブラシａ，ｂの摺動リング
２への接離動作と連動しているため、該給電ブラシａ，
ｂのカーボンの摩耗に影響されない様にするために、ス
イッチ５ａ，５ｂ部の独立構造化を可能にするための非
導電性支持部材９ａ，９ｂを設けている。上記非導電性
支持部材９ａ，９ｂは、板バネ８ａ，８ｂにより付勢さ
れて径方向中心側へ移動可能であり、スイッチ５ａ，５
ｂが開閉可能に構成されている。また上記板バネ７ａ，
７ｂと板バネ８ａ，８ｂとは互いに干渉しないように、
非導電性支持部材９ａ，９ｂの径方向に異なる凹部内に
それぞれ支持されており、板バネ８ａは非導電性支持部
材９ａ側の凹部と、板バネ８ｂは非導電性支持部材９ｂ
側の凹部とにそれぞれ当接するように構成されている
（図５（ａ）参照）。上記各板バネとしては、例えば薄
板状のリン青銅板などが好適に用いられ、また非導電性
支持部材９ａ，９ｂとしては、耐摩耗性を有するポリイ
ミドなどが好適に用いられる。
【００１７】次に、上記２極同期モータを直流モータと
して起動させ、同期回転数付近で交流２極同期モータに
切り換える原理を図１〜図４を参照して説明する。先
ず、図１において、摺動リング２が図示の位置にあると
き、電源４、給電ブラシａ、摺動リング２、導電ブラシ
ｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメントＡ、電源４よ
りなる回路と、電源４、コイルセグメントＢ、ダイオ
ード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング２、給電ブラシ
ａ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわち、
電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメントＢ
にそれぞれ矢印方向に分配されて流れ、ロータが回転す
る。
して起動させ、同期回転数付近で交流２極同期モータに
切り換える原理を図１〜図４を参照して説明する。先
ず、図１において、摺動リング２が図示の位置にあると
き、電源４、給電ブラシａ、摺動リング２、導電ブラシ
ｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメントＡ、電源４よ
りなる回路と、電源４、コイルセグメントＢ、ダイオ
ード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング２、給電ブラシ
ａ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわち、
電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメントＢ
にそれぞれ矢印方向に分配されて流れ、ロータが回転す
る。
【００１８】次に、図２に示すように、コミュテータが
９０°反時計方向に回転すると、摺動リング２が、給電
ブラシｂ、導電ブラシｃ1 、導電ブラシｄ1 と接触し、
電源４、給電ブラシｂ、摺動リング２、導電ブラシ
ｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメントＡ、電源４よ
りなる回路と、電源４、コイルセグメントＢ、ダイオ
ード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング２、給電ブラシ
ｂ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわち、
電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメントＢ
に分配され、ロータが回転する。
９０°反時計方向に回転すると、摺動リング２が、給電
ブラシｂ、導電ブラシｃ1 、導電ブラシｄ1 と接触し、
電源４、給電ブラシｂ、摺動リング２、導電ブラシ
ｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメントＡ、電源４よ
りなる回路と、電源４、コイルセグメントＢ、ダイオ
ード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング２、給電ブラシ
ｂ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわち、
電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメントＢ
に分配され、ロータが回転する。
【００１９】次に、図３に示すように、さらにコミュテ
ータが９０°回転すると摺動リング２は、給電ブラシ
ｂ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触し、電源
４、給電ブラシｂ、摺動リング２、導電ブラシｄ2 、ダ
イオード３ｄ、コイルセグメントＢ、電源４よりなる回
路と、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３
ｃ、導電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシｂ、電
源４よりなる回路とが形成される。すなわち、電機子
電流が反転してコイルセグメントＡとコイルセグメント
Ｂにそれぞれ分配されて流れ、ロータが回転する。
ータが９０°回転すると摺動リング２は、給電ブラシ
ｂ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触し、電源
４、給電ブラシｂ、摺動リング２、導電ブラシｄ2 、ダ
イオード３ｄ、コイルセグメントＢ、電源４よりなる回
路と、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３
ｃ、導電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシｂ、電
源４よりなる回路とが形成される。すなわち、電機子
電流が反転してコイルセグメントＡとコイルセグメント
Ｂにそれぞれ分配されて流れ、ロータが回転する。
【００２０】次に、図４に示すように、さらにコミュテ
ータが９０°回転すると、摺動リング２は、給電ブラシ
ａ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触し、電源
４、給電ブラシａ、摺動リング２、導電ブラシｄ2 、ダ
イオード３ｄ、コイルセグメントＢ、電源４よりなる回
路と、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３
ｃ、導電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシａ、電
源４よりなる回路とが形成される。すなわち、電機子
電流は反転したままコイルセグメントＡとコイルセグメ
ントＢにそれぞれ分配されて流れ、ロータが回転する。
ータが９０°回転すると、摺動リング２は、給電ブラシ
ａ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触し、電源
４、給電ブラシａ、摺動リング２、導電ブラシｄ2 、ダ
イオード３ｄ、コイルセグメントＢ、電源４よりなる回
路と、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３
ｃ、導電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシａ、電
源４よりなる回路とが形成される。すなわち、電機子
電流は反転したままコイルセグメントＡとコイルセグメ
ントＢにそれぞれ分配されて流れ、ロータが回転する。
【００２１】このように、摺動リング２がモータの回転
軸と共に回転すると、ほぼ１８０°回転する毎に、給電
されるブラシが切り替わって電機子コイル１に流れる電
流の方向が変わり、極性が変換される。このとき、電機
子コイル１にはセグメントＡ，Ｂに対して交互かつ同一
方向に流れるため、全コイルに通電する場合に比べて大
電流が流れ、起動運転時に大きなトルクを発生させるこ
とができる。
軸と共に回転すると、ほぼ１８０°回転する毎に、給電
されるブラシが切り替わって電機子コイル１に流れる電
流の方向が変わり、極性が変換される。このとき、電機
子コイル１にはセグメントＡ，Ｂに対して交互かつ同一
方向に流れるため、全コイルに通電する場合に比べて大
電流が流れ、起動運転時に大きなトルクを発生させるこ
とができる。
【００２２】よって、２極の永久磁石ロータと、固定電
機子コイル１の磁極が対応してロータがおよそ１８０°
回転する毎に電機子コイル１の極性が変わるため、引き
続きロータの回転を付勢するように作用する。
機子コイル１の磁極が対応してロータがおよそ１８０°
回転する毎に電機子コイル１の極性が変わるため、引き
続きロータの回転を付勢するように作用する。
【００２３】次に、ロータの回転速度が同期回転付近に
達したところで、コミュテータが軸方向に移動してダイ
オード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、導電ブラシｃ1 ，
ｃ2 ，ｄ 1 ，ｄ2 を含む整流回路より脱除されると同時
に、スイッチ５ａ，５ｂが図１の破線のように切り替わ
り、交流電源４と電機子コイル１とが短絡され、モータ
は同期モータとして回転駆動する。このとき、電機子コ
イル１には、セグメントＡ，Ｂが直列一体に連絡してい
るため、同期運転に必要なトルクを発生させるだけの負
荷に見合った電流が流れる。また、モータが起動回転か
ら同期回転に移行する際に、整流電流をコイルセグメン
トＡに収斂させて同期回転に移行させるために、セグメ
ントＡの巻数をセグメントＢより少なくしたり、セグメ
ントＡの巻線を太くしたり、或いはセグメントＢに抵抗
を直列に接続したりしてもよい。
達したところで、コミュテータが軸方向に移動してダイ
オード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、導電ブラシｃ1 ，
ｃ2 ，ｄ 1 ，ｄ2 を含む整流回路より脱除されると同時
に、スイッチ５ａ，５ｂが図１の破線のように切り替わ
り、交流電源４と電機子コイル１とが短絡され、モータ
は同期モータとして回転駆動する。このとき、電機子コ
イル１には、セグメントＡ，Ｂが直列一体に連絡してい
るため、同期運転に必要なトルクを発生させるだけの負
荷に見合った電流が流れる。また、モータが起動回転か
ら同期回転に移行する際に、整流電流をコイルセグメン
トＡに収斂させて同期回転に移行させるために、セグメ
ントＡの巻数をセグメントＢより少なくしたり、セグメ
ントＡの巻線を太くしたり、或いはセグメントＢに抵抗
を直列に接続したりしてもよい。
【００２４】上記２極同期モータの永久磁石ロータとし
ては、誘導モータに比べて種々の材料が使用可能であ
り、例えば、フェライト，ゴムマグネット，プラスチッ
クマグネット，サマリュウムコバルト，希土類のマグネ
ット，ネオジ鉄ボロンなどを使用して安価に構成するこ
とができる。
ては、誘導モータに比べて種々の材料が使用可能であ
り、例えば、フェライト，ゴムマグネット，プラスチッ
クマグネット，サマリュウムコバルト，希土類のマグネ
ット，ネオジ鉄ボロンなどを使用して安価に構成するこ
とができる。
【００２５】また２極同期モータは、従来の誘導モータ
に比べて小型で効率が良く、例えばロータとしてフェラ
イトを使用したもので効率が７５％程度得られ、ネオジ
鉄ボロンを使用すれば、更なる小型化が実現できる。ま
た、４極同期モータに比べてトルクが低下するが回転数
が高く、３０００ｒｐｍ〜３６００ｒｐｍ程度の回転数
が得られるためＡＣファンモータなどに好適に用いられ
る。従って、製造コストが安価で、効率が良く、小型化
を実現した汎用性の高い２極同期モータを提供すること
ができる。尚、同期回転付近でコミュテータをダイオー
ドとブラシによる整流回路から脱除するタイミングを、
スイッチ５ａ→スイッチ５ｂ→ブラシの順に設定するこ
とにより、電気的ショートを防止し、またブラシの寿命
を長くすることができるため、より好ましい。
に比べて小型で効率が良く、例えばロータとしてフェラ
イトを使用したもので効率が７５％程度得られ、ネオジ
鉄ボロンを使用すれば、更なる小型化が実現できる。ま
た、４極同期モータに比べてトルクが低下するが回転数
が高く、３０００ｒｐｍ〜３６００ｒｐｍ程度の回転数
が得られるためＡＣファンモータなどに好適に用いられ
る。従って、製造コストが安価で、効率が良く、小型化
を実現した汎用性の高い２極同期モータを提供すること
ができる。尚、同期回転付近でコミュテータをダイオー
ドとブラシによる整流回路から脱除するタイミングを、
スイッチ５ａ→スイッチ５ｂ→ブラシの順に設定するこ
とにより、電気的ショートを防止し、またブラシの寿命
を長くすることができるため、より好ましい。
【００２６】また、上記実施例では、給電ブラシａ，ｂ
と、導電ブラシｃ1 ，ｃ2 ，ｄ1 ，ｄ2 とをほぼ９０°
ずらした位置に配置したが、図６に示すように、給電ブ
ラシｂ及び導電ブラシｃ1 ，ｄ1 と、給電ブラシａ及び
導電ブラシｃ2 ，ｄ2 をほぼ対向配置させて構成するこ
とも可能である。
と、導電ブラシｃ1 ，ｃ2 ，ｄ1 ，ｄ2 とをほぼ９０°
ずらした位置に配置したが、図６に示すように、給電ブ
ラシｂ及び導電ブラシｃ1 ，ｄ1 と、給電ブラシａ及び
導電ブラシｃ2 ，ｄ2 をほぼ対向配置させて構成するこ
とも可能である。
【００２７】次に、モータの整流回路に流れる整流電流
をコイルセグメントＡのみに収斂させるため、前記コイ
ルセグメントＢ側に接続する導電ブラシを、前記Ａ側コ
イル出力よりＢ側コイル出力が低下するように出力平衡
位置よりずらして配置した同期モータの他の実施例につ
いて説明する。尚、上記実施例と同一部材には同一番号
を付して説明を援用するものとする。
をコイルセグメントＡのみに収斂させるため、前記コイ
ルセグメントＢ側に接続する導電ブラシを、前記Ａ側コ
イル出力よりＢ側コイル出力が低下するように出力平衡
位置よりずらして配置した同期モータの他の実施例につ
いて説明する。尚、上記実施例と同一部材には同一番号
を付して説明を援用するものとする。
【００２８】図７は、２極同期モータの他の実施例であ
り、ロータとして２極永久磁石を備え、コミュテータ
は、前記ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心
角がほぼ１８０°有する導電性摺動リングを有してい
る。また、ブラシは、対向配置された給電ブラシａ，ｂ
と、コイルセグメントＡに接続する対向配置された導電
ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに接続する導
電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備えている。
り、ロータとして２極永久磁石を備え、コミュテータ
は、前記ロータと同軸に取り付けられて回転する、中心
角がほぼ１８０°有する導電性摺動リングを有してい
る。また、ブラシは、対向配置された給電ブラシａ，ｂ
と、コイルセグメントＡに接続する対向配置された導電
ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに接続する導
電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備えている。
【００２９】上記給電ブラシａ，ｂは図７の上下方向に
対向配置されており、導電ブラシｃ 1 ，ｃ2 は、上記給
電ブラシａ，ｂより９０°回転した位置に対向配置され
ている。また、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、対向位
置、具体的には導電ブラシｃ1 ，ｃ2 の位置よりブラシ
の開き角度αが狭くなるように配置されている。上記導
電ブラシｄ1 ，ｄ2 の開き角度αが狭くなればなるほ
ど、Ｂ側の出力を減じることができ、同期引き込みのタ
イミングを調整することができる。また導電ブラシ
ｄ 1 ，ｄ2 を対向位置よりずらす角度は互いに均等でな
くても良い。
対向配置されており、導電ブラシｃ 1 ，ｃ2 は、上記給
電ブラシａ，ｂより９０°回転した位置に対向配置され
ている。また、前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、対向位
置、具体的には導電ブラシｃ1 ，ｃ2 の位置よりブラシ
の開き角度αが狭くなるように配置されている。上記導
電ブラシｄ1 ，ｄ2 の開き角度αが狭くなればなるほ
ど、Ｂ側の出力を減じることができ、同期引き込みのタ
イミングを調整することができる。また導電ブラシ
ｄ 1 ，ｄ2 を対向位置よりずらす角度は互いに均等でな
くても良い。
【００３０】上記構成によれば、摺動リング２が回転し
て導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より導電ブラシｄ1 ，ｄ2 に接
触するタイミングをずらしてコイルセグメントＡ側出力
よりコイルセグメントＢ側出力を低下させることによ
り、整流電流を前記コイルセグメントＡのみに収斂させ
ることができる。
て導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より導電ブラシｄ1 ，ｄ2 に接
触するタイミングをずらしてコイルセグメントＡ側出力
よりコイルセグメントＢ側出力を低下させることによ
り、整流電流を前記コイルセグメントＡのみに収斂させ
ることができる。
【００３１】次に、図８及び図９を参照して２極同期モ
ータの更に他例について説明する。本実施例に係る２極
同期モータは、図８に示すように、対向配置された給電
ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配
置された導電ブラシｃ1 ，ｃ 2 と、コイルセグメントＢ
に接続する対向配置された導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備
えている。
ータの更に他例について説明する。本実施例に係る２極
同期モータは、図８に示すように、対向配置された給電
ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配
置された導電ブラシｃ1 ，ｃ 2 と、コイルセグメントＢ
に接続する対向配置された導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備
えている。
【００３２】上記給電ブラシａ，ｂは図８の上下方向に
対向配置されており、導電ブラシｃ 1 ，ｃ2 は、上記給
電ブラシａ，ｂより９０°回転した位置に対向配置され
ている。上記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、前記摺動リング
２が回転した際にコイルセグメントＢに流れる電流が零
にならないように、前記導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より時計
回り方向にそれぞれ所定角度βだけずらして、該導電ブ
ラシｃ1 ，ｃ2 を結ぶ中心線Ｅに対して互いに反対側と
なるように配置されている。尚、上記導電ブラシｄ1 ，
ｄ2 は、前記導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より反時計回り方向
にそれぞれ所定角度βだけずらして配置しても良い。
対向配置されており、導電ブラシｃ 1 ，ｃ2 は、上記給
電ブラシａ，ｂより９０°回転した位置に対向配置され
ている。上記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、前記摺動リング
２が回転した際にコイルセグメントＢに流れる電流が零
にならないように、前記導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より時計
回り方向にそれぞれ所定角度βだけずらして、該導電ブ
ラシｃ1 ，ｃ2 を結ぶ中心線Ｅに対して互いに反対側と
なるように配置されている。尚、上記導電ブラシｄ1 ，
ｄ2 は、前記導電ブラシｃ1 ，ｃ2 より反時計回り方向
にそれぞれ所定角度βだけずらして配置しても良い。
【００３３】図８において、摺動リング２が図示の位置
にあるとき、給電ブラシｂ、導電ブラシｃ1 、導電ブラ
シｄ1 と接触し、電源４、給電ブラシｂ、摺動リング
２、導電ブラシｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメン
トＡ、電源４よりなる回路と、電源４、コイルセグメ
ントＢ、ダイオード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング
２、給電ブラシｂ、電源４よりなる回路とが形成され
る。すなわち、電機子電流がコイルセグメントＡとコイ
ルセグメントＢにそれぞれ矢印方向に分配されて流れ、
ロータが回転する。
にあるとき、給電ブラシｂ、導電ブラシｃ1 、導電ブラ
シｄ1 と接触し、電源４、給電ブラシｂ、摺動リング
２、導電ブラシｃ1 、ダイオード３ａ、コイルセグメン
トＡ、電源４よりなる回路と、電源４、コイルセグメ
ントＢ、ダイオード３ｂ、導電ブラシｄ1 、摺動リング
２、給電ブラシｂ、電源４よりなる回路とが形成され
る。すなわち、電機子電流がコイルセグメントＡとコイ
ルセグメントＢにそれぞれ矢印方向に分配されて流れ、
ロータが回転する。
【００３４】次に、図９に示すように、コミュテータが
１８０°反時計方向に回転すると、摺動リング２が、給
電ブラシａ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触
し、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３ｃ、導
電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシａ、電源４よ
りなる回路と、電源４、給電ブラシａ、摺動リング
２、導電ブラシｄ2 、ダイオード３ｄ、コイルセグメン
トＢ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわ
ち、電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメン
トＢに分配され、ロータが回転する。
１８０°反時計方向に回転すると、摺動リング２が、給
電ブラシａ、導電ブラシｃ2 、導電ブラシｄ2 と接触
し、電源４、コイルセグメントＡ、ダイオード３ｃ、導
電ブラシｃ2 、摺動リング２、給電ブラシａ、電源４よ
りなる回路と、電源４、給電ブラシａ、摺動リング
２、導電ブラシｄ2 、ダイオード３ｄ、コイルセグメン
トＢ、電源４よりなる回路とが形成される。すなわ
ち、電機子電流がコイルセグメントＡとコイルセグメン
トＢに分配され、ロータが回転する。
【００３５】また、本実施例においては、モータが起動
回転から同期回転に移行する際に、整流電流をコイルセ
グメントＡに収斂させて同期回転にスムーズに移行させ
るために、セグメントＡの巻数をセグメントＢより少な
くするように構成されている。
回転から同期回転に移行する際に、整流電流をコイルセ
グメントＡに収斂させて同期回転にスムーズに移行させ
るために、セグメントＡの巻数をセグメントＢより少な
くするように構成されている。
【００３６】上記構成によれば、対向配置された給電ブ
ラシａ，ｂと対向配置された導電ブラシｃ1 ，ｃ2 とを
互いの中心線が直交するように配置し、上記導電ブラシ
ｃ1，ｃ2 に対して導電ブラシｄ1 ，ｄ2 を所定角度β
だけずらして配置することにより、コイルの出力平衡状
態がくずれて、整流電流をコイルセグメントＡ側に収斂
させ易くすることができ、コイルセグメントＢ側の巻数
や導電ブラシｄ1 ，ｄ 2 の位置を任意に設定するだけ
で、同期引き込みへの移行のタイミングを任意に設定で
きる。よって、１回の引き込み動作で起動運転から同期
運転にスムーズに移行する確率を高めることができる。
また、上記コイルセグメントＡ側及びＢ側に接続する導
電ブラシｃ1 ，ｃ2 及びｄ1 ，ｄ2 は対向配置されてい
るため、給電ブラシａ，ｂに対する位置決めが容易であ
り、位置精度が出しやすい。また、摺動リング２がどの
回転位置からも１８０°回転する間に、Ａ側コイル及び
Ｂ側コイルに接続する導電ブラシに必ず接触しているた
め、コイルセグメントＡ，Ｂを流れる電流方向の切り換
え時に各導電ブラシと摺動リング２との間にスパークが
発生することが少ない。
ラシａ，ｂと対向配置された導電ブラシｃ1 ，ｃ2 とを
互いの中心線が直交するように配置し、上記導電ブラシ
ｃ1，ｃ2 に対して導電ブラシｄ1 ，ｄ2 を所定角度β
だけずらして配置することにより、コイルの出力平衡状
態がくずれて、整流電流をコイルセグメントＡ側に収斂
させ易くすることができ、コイルセグメントＢ側の巻数
や導電ブラシｄ1 ，ｄ 2 の位置を任意に設定するだけ
で、同期引き込みへの移行のタイミングを任意に設定で
きる。よって、１回の引き込み動作で起動運転から同期
運転にスムーズに移行する確率を高めることができる。
また、上記コイルセグメントＡ側及びＢ側に接続する導
電ブラシｃ1 ，ｃ2 及びｄ1 ，ｄ2 は対向配置されてい
るため、給電ブラシａ，ｂに対する位置決めが容易であ
り、位置精度が出しやすい。また、摺動リング２がどの
回転位置からも１８０°回転する間に、Ａ側コイル及び
Ｂ側コイルに接続する導電ブラシに必ず接触しているた
め、コイルセグメントＡ，Ｂを流れる電流方向の切り換
え時に各導電ブラシと摺動リング２との間にスパークが
発生することが少ない。
【００３７】次に４極同期モータの実施例について図１
０を参照して説明する。給電ブラシａ，ｂは、４極永久
磁石ロータに接続するコミュテータの周方向に２箇所に
対向配置され交互に給電する。導電ブラシｃ，ｄは上記
Ａ，Ｂ２つのコイルセグメントにそれぞれ接続するもの
であり、それぞれ摺動リング２ａ，２ｂに摺接してい
る。摺動リング２ａ，２ｂはモータの回転軸の周囲にほ
ぼ１８０°の中心角（厳密には１８０°より若干小さい
中心角）を有する導電性のリング片から成っている。
０を参照して説明する。給電ブラシａ，ｂは、４極永久
磁石ロータに接続するコミュテータの周方向に２箇所に
対向配置され交互に給電する。導電ブラシｃ，ｄは上記
Ａ，Ｂ２つのコイルセグメントにそれぞれ接続するもの
であり、それぞれ摺動リング２ａ，２ｂに摺接してい
る。摺動リング２ａ，２ｂはモータの回転軸の周囲にほ
ぼ１８０°の中心角（厳密には１８０°より若干小さい
中心角）を有する導電性のリング片から成っている。
【００３８】上記給電ブラシａ，ｂは、図１０の上下方
向に対向配置されており、上記コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃは、給電ブラシａ，ｂに対して中心
角が９０°ずれた位置に配置されており、コイルセグメ
ントＢに接続する導電ブラシｄは、上記導電ブラシｃと
対向する位置より所定角度γだけずらした位置に配置さ
れている。上記導電ブラシｄを導電ブラシｃの対向位置
より所定角度γだけ反時計回り方向（又は時計回り方
向）にずらして配置することにより、コイルセグメント
Ｂ側に対する給電割合を減じて整流電流をコイルセグメ
ントＡ側に収斂させることができる。上記摺動リング２
ａ，２ｂは反時計回り方向にへ９０°回転する毎に、コ
イルセグメントＡ，Ｂに対して整流電流が交互に流れる
ため、電機子コイル１に流れる電流の向きが変化して磁
極が変換される。
向に対向配置されており、上記コイルセグメントＡに接
続する導電ブラシｃは、給電ブラシａ，ｂに対して中心
角が９０°ずれた位置に配置されており、コイルセグメ
ントＢに接続する導電ブラシｄは、上記導電ブラシｃと
対向する位置より所定角度γだけずらした位置に配置さ
れている。上記導電ブラシｄを導電ブラシｃの対向位置
より所定角度γだけ反時計回り方向（又は時計回り方
向）にずらして配置することにより、コイルセグメント
Ｂ側に対する給電割合を減じて整流電流をコイルセグメ
ントＡ側に収斂させることができる。上記摺動リング２
ａ，２ｂは反時計回り方向にへ９０°回転する毎に、コ
イルセグメントＡ，Ｂに対して整流電流が交互に流れる
ため、電機子コイル１に流れる電流の向きが変化して磁
極が変換される。
【００３９】上記構成によっても、コイルの出力平衡状
態がくずれてＡ側コイル出力がＢ側コイル出力より大き
くなるようにコイルセグメントＢ側の巻数や導電ブラシ
ｄの位置を任意に設定するだけで、同期引き込みへの移
行のタイミングを任意に設定でき、しかも１回の引き込
み動作で起動運転から同期運転にスムーズに移行する確
率を高めることができる。
態がくずれてＡ側コイル出力がＢ側コイル出力より大き
くなるようにコイルセグメントＢ側の巻数や導電ブラシ
ｄの位置を任意に設定するだけで、同期引き込みへの移
行のタイミングを任意に設定でき、しかも１回の引き込
み動作で起動運転から同期運転にスムーズに移行する確
率を高めることができる。
【００４０】次に６極同期モータの実施例について図１
１を参照して説明する。図１１において、ロータは６極
永久磁石を備え、コミュテータは、前記ロータと同軸に
取り付けられて回転する、中心角がほぼ１２０°（厳密
には１２０°より若干小さい中心角）有する導電性摺動
リング２ａ，２ｂ，２ｃを有している。また、ブラシ
は、開き角（中心角）が１２０°となるように配置され
た給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する
導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する開き角
が１２０°の導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備えている。上
記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置は、導電ブラシｃ
の対向位置より所定角度δだけ反時計回り方向（又は時
計回り方向）にずらして配置されている。
１を参照して説明する。図１１において、ロータは６極
永久磁石を備え、コミュテータは、前記ロータと同軸に
取り付けられて回転する、中心角がほぼ１２０°（厳密
には１２０°より若干小さい中心角）有する導電性摺動
リング２ａ，２ｂ，２ｃを有している。また、ブラシ
は、開き角（中心角）が１２０°となるように配置され
た給電ブラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する
導電ブラシｃと、コイルセグメントＢに接続する開き角
が１２０°の導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備えている。上
記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置は、導電ブラシｃ
の対向位置より所定角度δだけ反時計回り方向（又は時
計回り方向）にずらして配置されている。
【００４１】上記摺動リング２ａ，２ｂ，２ｃ及び導電
ブラシｄ1 ，ｄ2 が、図１１の位置にあるとき、電源
４、スイッチ５ｂ、コイルセグメントＡ、導電ブラシ
ｃ、摺動リング２ａ、給電ブラシａ、ダイオード３ａ、
電源４からなる回路と、電源４、スイッチ５ａ、ダイ
オード３ｂ、給電ブラシｂ、摺動リング２ｂ、導電ブラ
シｄ1 、抵抗Ｒ、コイルセグメントＢ、スイッチ５ｂ、
電源４からなる回路が形成される。上記摺動リング２
ａ，２ｂ，２ｃは反時計回り方向にへ６０°回転する毎
に、コイルセグメントＡ，Ｂに対して整流電流が交互に
流れるため、電機子コイル１に流れる電流の向きが変化
して磁極が変換される。
ブラシｄ1 ，ｄ2 が、図１１の位置にあるとき、電源
４、スイッチ５ｂ、コイルセグメントＡ、導電ブラシ
ｃ、摺動リング２ａ、給電ブラシａ、ダイオード３ａ、
電源４からなる回路と、電源４、スイッチ５ａ、ダイ
オード３ｂ、給電ブラシｂ、摺動リング２ｂ、導電ブラ
シｄ1 、抵抗Ｒ、コイルセグメントＢ、スイッチ５ｂ、
電源４からなる回路が形成される。上記摺動リング２
ａ，２ｂ，２ｃは反時計回り方向にへ６０°回転する毎
に、コイルセグメントＡ，Ｂに対して整流電流が交互に
流れるため、電機子コイル１に流れる電流の向きが変化
して磁極が変換される。
【００４２】上記コイルセグメントＢに接続する回路
には抵抗Ｒが接続されていることから、Ｂ側に流れる整
流電流を減じて、ロータの回転速度が同期運転付近に到
達すると、整流電流がコイルセグメントＡ側に収斂し易
くなり、同期運転にスムーズに切り替わる。また、上記
導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置を導電ブラシｃの対
向位置より開き角３６０°／（Ｎ極／２）より所定角度
δだけ反時計回り方向（又は時計回り方向）にずらして
各ブラシを配置することにより、コイルセグメントＢ側
に対する給電割合を減じてコイルセグメントＡ側に整流
電流を収斂させることができる。
には抵抗Ｒが接続されていることから、Ｂ側に流れる整
流電流を減じて、ロータの回転速度が同期運転付近に到
達すると、整流電流がコイルセグメントＡ側に収斂し易
くなり、同期運転にスムーズに切り替わる。また、上記
導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置を導電ブラシｃの対
向位置より開き角３６０°／（Ｎ極／２）より所定角度
δだけ反時計回り方向（又は時計回り方向）にずらして
各ブラシを配置することにより、コイルセグメントＢ側
に対する給電割合を減じてコイルセグメントＡ側に整流
電流を収斂させることができる。
【００４３】上記構成によっても、コイルの出力平衡状
態がくずれてＡ側コイル出力がＢ側コイル出力より大き
くなるようにコイルセグメントＢ側の巻数や導電ブラシ
ｄの位置を任意に設定するだけで、同期引き込みへの移
行のタイミングを任意に設定でき、しかも１回の引き込
み動作で起動運転から同期運転にスムーズに移行する確
率を高めることができる。
態がくずれてＡ側コイル出力がＢ側コイル出力より大き
くなるようにコイルセグメントＢ側の巻数や導電ブラシ
ｄの位置を任意に設定するだけで、同期引き込みへの移
行のタイミングを任意に設定でき、しかも１回の引き込
み動作で起動運転から同期運転にスムーズに移行する確
率を高めることができる。
【００４４】上記各実施例は、２極、４極、６極同期モ
ータについて説明したが、８極以上の同期モータについ
ても、６極同期モータと同様の構成で適用できることは
勿論である。
ータについて説明したが、８極以上の同期モータについ
ても、６極同期モータと同様の構成で適用できることは
勿論である。
【００４５】なお、上記各実施例ではアウターロータ方
式で説明したが、電機子コイルの内側に永久磁石ロータ
を設けたインナーロータ方式にも本発明を適用しうるこ
とはもちろんである。また一般的にインダクター方式と
よばれる同期モータや、平盤状のマグネットとコイルを
円板状の面で対向させる、平面対向方式の同期モータ等
にも本発明を広く適用できる。さらに、本発明に係るモ
ータについても、従来一般的に使われている誘導型モー
タのように、過負荷時の安全を保証するために、動作中
に常に通電する回路部分に温度ヒューズやバイメタル式
の高温検出スイッチを組み込むこともできる。
式で説明したが、電機子コイルの内側に永久磁石ロータ
を設けたインナーロータ方式にも本発明を適用しうるこ
とはもちろんである。また一般的にインダクター方式と
よばれる同期モータや、平盤状のマグネットとコイルを
円板状の面で対向させる、平面対向方式の同期モータ等
にも本発明を広く適用できる。さらに、本発明に係るモ
ータについても、従来一般的に使われている誘導型モー
タのように、過負荷時の安全を保証するために、動作中
に常に通電する回路部分に温度ヒューズやバイメタル式
の高温検出スイッチを組み込むこともできる。
【００４６】
【発明の効果】本発明は前述したように、製造コストが
安価で、効率が良く小型化を実現した汎用性の高い同期
モータを提供することができる。また、モータの整流回
路に流れる整流電流をコイルセグメントＡのみに収斂さ
せるため、コイルセグメントＢに接続する導電ブラシ
を、前記Ａ側コイル出力よりＢ側コイル出力が低下する
ように、出力平衡位置よりずらして配置したことによ
り、コイルの出力平衡状態がくずれて整流電流をコイル
セグメントＡに収斂し易くでき、コイルセグメントＢ側
の巻数やこれに接続する導電ブラシの位置を任意に設定
するだけで、同期引き込みへの移行のタイミングを任意
に設定できる。よって、１回の引き込み動作で起動運転
から同期運転にスムーズに移行する確率を高めることが
できる。また、上記コイルセグメントＢ側に接続する導
電ブラシを出力平衡位置よりずらして配置することによ
り、給電ブラシに対する位置決めが容易であり、導電ブ
ラシの位置精度が出しやすい等の著効を奏する。
安価で、効率が良く小型化を実現した汎用性の高い同期
モータを提供することができる。また、モータの整流回
路に流れる整流電流をコイルセグメントＡのみに収斂さ
せるため、コイルセグメントＢに接続する導電ブラシ
を、前記Ａ側コイル出力よりＢ側コイル出力が低下する
ように、出力平衡位置よりずらして配置したことによ
り、コイルの出力平衡状態がくずれて整流電流をコイル
セグメントＡに収斂し易くでき、コイルセグメントＢ側
の巻数やこれに接続する導電ブラシの位置を任意に設定
するだけで、同期引き込みへの移行のタイミングを任意
に設定できる。よって、１回の引き込み動作で起動運転
から同期運転にスムーズに移行する確率を高めることが
できる。また、上記コイルセグメントＢ側に接続する導
電ブラシを出力平衡位置よりずらして配置することによ
り、給電ブラシに対する位置決めが容易であり、導電ブ
ラシの位置精度が出しやすい等の著効を奏する。
【図１】２極同期モータの回路構成を示す説明図であ
る。
る。
【図２】２極同期モータの摺動リングの回転変化に伴う
整流回路の変化を示す説明図である。
整流回路の変化を示す説明図である。
【図３】２極同期モータの摺動リングの回転変化に伴う
整流回路の変化を示す説明図である。
整流回路の変化を示す説明図である。
【図４】２極同期モータの摺動リングの回転変化に伴う
整流回路の変化を示す説明図である。
整流回路の変化を示す説明図である。
【図５】２極同期モータの各ブラシの構造を示す説明図
である。
である。
【図６】他例に係る２極同期モータの回路構成を示す説
明図である。
明図である。
【図７】他例に係る２極同期モータの回路構成を示す説
明図である。
明図である。
【図８】他例に係る２極同期モータの回路構成を示す説
明図である。
明図である。
【図９】他例に係る２極同期モータの回路構成を示す説
明図である。
明図である。
【図１０】他例に係る４極同期モータの回路構成を示す
説明図である。
説明図である。
【図１１】他例に係る６極同期モータの回路構成を示す
説明図である。
説明図である。
１ 電機子コイル ２，２ａ，２ｂ，２ｃ 摺動リング ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ダイオード ４ 交流電源 ５ａ，５ｂ スイッチ ６ ハウジング ７ａ，７ｂ，７ｃ1 ，７ｃ2 ，７ｄ1 ，７ｄ2 ，８ａ，
８ｂ 板バネ ９ａ，９ｂ 非導電性支持部材 Ａ，Ｂ コイルセグメント Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 コンデンサ ａ，ｂ 給電ブラシ ｃ，ｃ1 ，ｃ2 ，ｄ，ｄ1 ，ｄ2 導電ブラシ Ｒ 抵抗
８ｂ 板バネ ９ａ，９ｂ 非導電性支持部材 Ａ，Ｂ コイルセグメント Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 コンデンサ ａ，ｂ 給電ブラシ ｃ，ｃ1 ，ｃ2 ，ｄ，ｄ1 ，ｄ2 導電ブラシ Ｒ 抵抗
Claims (7)
- 【請求項１】 ２極の永久磁石ロータと、 交流電源により同期モータとして運転させるように前記
永久磁石ロータに対応させて設けたＡ，Ｂ２つのコイル
セグメントを有する固定電機子と、 起動時に前記交流電源を整流して直流モータとして起動
すべく前記永久磁石ロータの回転を付勢するように電流
の方向を交互に切り替えるためのダイオード，コミュテ
ータ，ブラシを含む整流回路と、を備え、 前記永久磁石ロータの回転速度が同期運転の回転速度付
近に達したときに、前記整流回路の接続を切り離して交
流電源による同期運転に切り替えて駆動する同期モータ
において、 前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付けられ
て回転する、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺動リ
ングを有し、前記ブラシは、前記摺動リングに摺接して
交互に給電するための対向配置された給電ブラシと、前
記摺動リングとコイルセグメントＡ，Ｂとをそれぞれ導
通させるためのほぼ対向配置された導電ブラシと、を備
えたことを特徴とする同期モータ。 - 【請求項２】 前記ブラシは、給電ブラシｂ及び導電ブ
ラシｃ1 ，ｄ1 と、給電ブラシａ及び導電ブラシｃ2 ，
ｄ2 とをほぼ対向配置したことを特徴とする請求項１記
載の同期モータ。 - 【請求項３】 永久磁石ロータと、 交流電源により同期モータとして運転させるように前記
永久磁石ロータに対応させて設けたＡ，Ｂ２つのコイル
セグメントを有する固定電機子と、 起動時に前記交流電源を整流して直流モータとして起動
すべく前記永久磁石ロータの回転を付勢するように電流
の方向を交互に切り替えるためのダイオード，コミュテ
ータ，ブラシを含む整流回路と、を備え、 前記永久磁石ロータの回転速度が同期運転の回転速度付
近に達したときに、前記整流回路の接続を切り離して交
流電源による同期運転に切り替えて駆動する同期モータ
において、 前記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付けられ
て回転する導電性摺動リングを有し、前記ブラシは、周
方向に対向配置され前記摺動リングに摺接して交互に給
電するための給電ブラシと、前記摺動リングとコイルセ
グメントＡ，Ｂとをそれぞれ導通させるための導電ブラ
シと、を備え、 前記整流回路に流れる整流電流を前記コイルセグメント
Ａのみに収斂させるため、前記コイルセグメントＢ側に
接続する導電ブラシを、前記Ａ側コイル出力よりＢ側コ
イル出力が低下するように、出力平衡位置よりずらして
配置したことを特徴とする同期モータ。 - 【請求項４】 前記ロータは、２極永久磁石を備え、前
記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付けられて
回転する、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺動リン
グを有し、前記ブラシは、対向配置された給電ブラシ
ａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配置され
た導電ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに接続
する導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、 前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、対向位置よりブラシの開
き角（中心角）が狭くなくように配置したことを特徴と
する請求項３記載の同期モータ。 - 【請求項５】 前記ロータは、２極永久磁石を備え、前
記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付けられて
回転する、中心角がほぼ１８０°有する導電性摺動リン
グを有し、前記ブラシは、対向配置された給電ブラシ
ａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する対向配置され
た導電ブラシｃ1 ，ｃ2 と、コイルセグメントＢに接続
する対向配置された導電ブラシｄ1 ，ｄ2 とを備え、 前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 は、前記摺動リングが回転し
た際にコイルセグメントＢに流れる電流が零にならない
ように、前記導電ブラシｃ1 ，ｃ2 を結ぶ中心線に対し
て反対側に所定角度だけずらして配置したことを特徴と
する請求項３記載の同期モータ。 - 【請求項６】 前記ロータは、４極永久磁石を備え、前
記コミュテータは、前記ロータと同軸に取り付けられて
回転する、中心角がほぼ１８０°有する複数の導電性摺
動リングを有し、前記ブラシは、対向配置された給電ブ
ラシａ，ｂと、コイルセグメントＡに接続する導電ブラ
シｃと、コイルセグメントＢに接続する導電ブラシｄと
を備え、 前記導電ブラシｄを導電ブラシｃに対向する位置よりず
らして配置したことを特徴とする請求項３記載の同期モ
ータ。 - 【請求項７】 前記ロータは、Ｎ極（Ｎ≧６：Ｎは偶
数）永久磁石を備え、前記コミュテータは、前記ロータ
と同軸に取り付けられて回転する、中心角がほぼ３６０
°／（Ｎ／２）有する複数の導電性摺動リングを有し、
前記ブラシは、開き角（中心角）が３６０°／（Ｎ／
２）となるように配置された給電ブラシａ，ｂと、コイ
ルセグメントＡに接続する導電ブラシｃと、コイルセグ
メントＢに接続する開き角が３６０°／（Ｎ／２）とな
るように配置された導電ブラシｄ1，ｄ2 とを備え、 前記導電ブラシｄ1 ，ｄ2 間の中心位置を導電ブラシｃ
の対向位置よりずらして配置したことを特徴とする請求
項３記載の同期モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10692996A JPH09135559A (ja) | 1995-09-08 | 1996-04-26 | 同期モータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23178395 | 1995-09-08 | ||
| JP7-231783 | 1995-09-08 | ||
| JP10692996A JPH09135559A (ja) | 1995-09-08 | 1996-04-26 | 同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135559A true JPH09135559A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=26447029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10692996A Pending JPH09135559A (ja) | 1995-09-08 | 1996-04-26 | 同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09135559A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6424114B1 (en) | 1998-09-25 | 2002-07-23 | Fumito Komatsu | Synchronous motor |
| US7102265B2 (en) | 2002-07-02 | 2006-09-05 | Katsuyuki Totsu | Four-pole synchronous motor |
| JP2011505113A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-02-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ステータとロータとを備えた電気的な駆動機械 |
| JP2012005337A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Kiyohiko Matsuda | １／２脈動直流発電装置 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10692996A patent/JPH09135559A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6424114B1 (en) | 1998-09-25 | 2002-07-23 | Fumito Komatsu | Synchronous motor |
| US7102265B2 (en) | 2002-07-02 | 2006-09-05 | Katsuyuki Totsu | Four-pole synchronous motor |
| JP2011505113A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-02-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ステータとロータとを備えた電気的な駆動機械 |
| US8513827B2 (en) | 2007-11-30 | 2013-08-20 | Robert Bosch Gmbh | Electrical drive machine having a stator and a rotor |
| JP2012005337A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Kiyohiko Matsuda | １／２脈動直流発電装置 |
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