JPH0984316A - 同期モータ - Google Patents
同期モータInfo
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- JPH0984316A JPH0984316A JP23226895A JP23226895A JPH0984316A JP H0984316 A JPH0984316 A JP H0984316A JP 23226895 A JP23226895 A JP 23226895A JP 23226895 A JP23226895 A JP 23226895A JP H0984316 A JPH0984316 A JP H0984316A
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- JP
- Japan
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- brush
- synchronous motor
- brushes
- synchronous
- sliding ring
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ブラシの摺動リングに対する摺接状態を改良
し、安定した状態で同期運転に移行可能とする。 【解決手段】コミュテータは、ロータと同軸に取り付け
られて回転する導電性摺動リング３ａ，３ｂを有し、ブ
ラシは、摺動リング３ａ，３ｂに摺接してダイオード４
ａ，４ｂを介して給電するための給電ブラシ２ａ，２ｂ
と、摺動リング３ａ，３ｂに均一に押圧して摺接さすべ
くブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 に２つに分割された、該摺動リ
ングとコイルセグメントＡを導通させるための相対的に
円弧幅の広い第１ブラシ２ｃと、摺動リングとコイルセ
グメントＢを導通させるための相対的に円弧幅の狭い第
２ブラシ２ｄとを備え、第１，第２ブラシ２ｃ，２ｄを
電機子電流がコイルセグメントＡに収斂するようにダイ
オードと給電ブラシ、第１，第２ブラシを配置構成して
モータを起動運転から同期運転に移行する。
し、安定した状態で同期運転に移行可能とする。 【解決手段】コミュテータは、ロータと同軸に取り付け
られて回転する導電性摺動リング３ａ，３ｂを有し、ブ
ラシは、摺動リング３ａ，３ｂに摺接してダイオード４
ａ，４ｂを介して給電するための給電ブラシ２ａ，２ｂ
と、摺動リング３ａ，３ｂに均一に押圧して摺接さすべ
くブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 に２つに分割された、該摺動リ
ングとコイルセグメントＡを導通させるための相対的に
円弧幅の広い第１ブラシ２ｃと、摺動リングとコイルセ
グメントＢを導通させるための相対的に円弧幅の狭い第
２ブラシ２ｄとを備え、第１，第２ブラシ２ｃ，２ｄを
電機子電流がコイルセグメントＡに収斂するようにダイ
オードと給電ブラシ、第１，第２ブラシを配置構成して
モータを起動運転から同期運転に移行する。
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、種々の小型
モータが使用されている。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電源交流
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）。
モータが使用されている。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電源交流
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）。
【０００３】図５に示すように、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５１ａ，
５１ｂが２個配置されている。この摺動リング５１ａ，
５１ｂには、交流電源５３にダイオード５４ａ，５４ｂ
を介して接続するブラシ５２ａ，５２ｂ、及び電機子コ
イル５５の分割された各コイルセグメントＡ，Ｂに接続
するブラシ５２ｃ，５２ｄが摺接可能に配置され、各摺
動リング５１ａ，５１ｂ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、
スイッチ５６ａ，５６ｂを切り替えて各ブラシ５２ａ，
５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ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。
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５１ａ，
５１ｂが２個配置されている。この摺動リング５１ａ，
５１ｂには、交流電源５３にダイオード５４ａ，５４ｂ
を介して接続するブラシ５２ａ，５２ｂ、及び電機子コ
イル５５の分割された各コイルセグメントＡ，Ｂに接続
するブラシ５２ｃ，５２ｄが摺接可能に配置され、各摺
動リング５１ａ，５１ｂ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、
スイッチ５６ａ，５６ｂを切り替えて各ブラシ５２ａ，
５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ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】上記４極同期モータにおいては、同期運転
に切り替わる際に切り替えを極めて円滑にする手段とし
て、給電側のブラシ５２ａ，５２ｂの間隔を１８０°よ
り狭めるように配置し、摺動リング５１ａ，５１ｂ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対
向配置されたブラシ５２ｃ，５２ｄのうち、一方のブラ
シブラシ５２ｃの円弧幅を広げて摺動リングに摺接させ
ることにより低廉な構成で起動運転から同期運転に確実
かつ円滑に移行できるように構成している。
に切り替わる際に切り替えを極めて円滑にする手段とし
て、給電側のブラシ５２ａ，５２ｂの間隔を１８０°よ
り狭めるように配置し、摺動リング５１ａ，５１ｂ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対
向配置されたブラシ５２ｃ，５２ｄのうち、一方のブラ
シブラシ５２ｃの円弧幅を広げて摺動リングに摺接させ
ることにより低廉な構成で起動運転から同期運転に確実
かつ円滑に移行できるように構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ブ
ラシ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは摺動リング５１
ａ，５１ｂに対して、板バネ等に押圧されて摺接してい
るため、ブラシ５２ｃの円弧幅を広げた場合、これを円
弧状の摺動リング５１ａ，５１ｂに均一に押圧すること
は困難であった。上記ブラシ５２ｃ押圧が不均一になる
と、ブラシの摩耗に偏りが生じて、整流回路の電気的導
通状態が不安定になり、同期運転に移行することが困難
になる。
ラシ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは摺動リング５１
ａ，５１ｂに対して、板バネ等に押圧されて摺接してい
るため、ブラシ５２ｃの円弧幅を広げた場合、これを円
弧状の摺動リング５１ａ，５１ｂに均一に押圧すること
は困難であった。上記ブラシ５２ｃ押圧が不均一になる
と、ブラシの摩耗に偏りが生じて、整流回路の電気的導
通状態が不安定になり、同期運転に移行することが困難
になる。
【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、ブラシ
の摺動リングに対する摺接状態を改良し、安定した状態
で同期運転に移行可能な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、ブラシ
の摺動リングに対する摺接状態を改良し、安定した状態
で同期運転に移行可能な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、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つのセ
グメントに分割したコイル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、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、前記摺動リ
ングに摺接してダイオードを介して給電するための給電
ブラシと、前記摺動リングに均一に押圧して摺接さすべ
く２つに分割された、該摺動リングとコイルセグメント
のいずれか一方に導通させるための相対的に円弧幅の広
い第１ブラシと、前記摺動リングとコイルセグメントの
他方に導通させるための相対的に円弧幅の狭い第２ブラ
シと、を備え、前記第１，第２ブラシを電機子電流が前
記コイルセグメントのいずれか一方に収斂するようにダ
イオードとブラシを配置構成してモータを起動運転から
同期運転に移行するようにし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、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つのセ
グメントに分割したコイル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、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、前記摺動リ
ングに摺接してダイオードを介して給電するための給電
ブラシと、前記摺動リングに均一に押圧して摺接さすべ
く２つに分割された、該摺動リングとコイルセグメント
のいずれか一方に導通させるための相対的に円弧幅の広
い第１ブラシと、前記摺動リングとコイルセグメントの
他方に導通させるための相対的に円弧幅の狭い第２ブラ
シと、を備え、前記第１，第２ブラシを電機子電流が前
記コイルセグメントのいずれか一方に収斂するようにダ
イオードとブラシを配置構成してモータを起動運転から
同期運転に移行するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【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４極同期モ
ータの回路構成を示す。１は電機子コイルで、コイルの
セグメントＡ、Ｂから成っている。２ａ，２ｂ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
タの摺動リング３ａ，３ｂに対して２箇所で摺接可能に
配置されている。また２ｃ，２ｄは上記コイルセグメン
トＡ，Ｂにそれぞれ接続するための第１，第２カーボン
ブラシであり、それぞれ摺動リング３ａ，３ｂに摺接可
能に配置されている。上記ブラシ２ｃは、更にブラシ２
ｃ1 ，２ｃ2 に分割されて摺動リング３ａ，３ｂに摺接
可能に配置されている。上記摺動リング３ａ，３ｂは、
モータの回転軸の周囲にほぼ１８０°（厳密には１８０
°より若干小さい中心角）の中心角を有する２個の導電
性のリング片から成っている。
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は４極同期モ
ータの回路構成を示す。１は電機子コイルで、コイルの
セグメントＡ、Ｂから成っている。２ａ，２ｂ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
タの摺動リング３ａ，３ｂに対して２箇所で摺接可能に
配置されている。また２ｃ，２ｄは上記コイルセグメン
トＡ，Ｂにそれぞれ接続するための第１，第２カーボン
ブラシであり、それぞれ摺動リング３ａ，３ｂに摺接可
能に配置されている。上記ブラシ２ｃは、更にブラシ２
ｃ1 ，２ｃ2 に分割されて摺動リング３ａ，３ｂに摺接
可能に配置されている。上記摺動リング３ａ，３ｂは、
モータの回転軸の周囲にほぼ１８０°（厳密には１８０
°より若干小さい中心角）の中心角を有する２個の導電
性のリング片から成っている。
【０００９】４ａ，４ｂはダイオードで、単相交流電源
５からの電流を整流して、ブラシ２ａ，２ｂを介してコ
イルのセグメントＡ、Ｂに供給する。６ａ、６ｂはスイ
ッチで、摺動リング３ａ，３ｂが引き込まれてブラシ２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ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３ａ，３ｂを含むコミュ
テータ、ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、ダイオード４
ａ，４ｂを含む整流回路を切断し、コイルのセグメント
Ａ，Ｂの両端に交流電源５を接続して短絡する。
５からの電流を整流して、ブラシ２ａ，２ｂを介してコ
イルのセグメントＡ、Ｂに供給する。６ａ、６ｂはスイ
ッチで、摺動リング３ａ，３ｂが引き込まれてブラシ２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ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３ａ，３ｂを含むコミュ
テータ、ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、ダイオード４
ａ，４ｂを含む整流回路を切断し、コイルのセグメント
Ａ，Ｂの両端に交流電源５を接続して短絡する。
【００１０】Ｃ1 ，Ｃ2 は上記コイルのセグメント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。また、上記４極同期モータの永久磁石ロー
タとしては、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。
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。また、上記４極同期モータの永久磁石ロー
タとしては、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。
【００１１】次に、図３を参照して上記４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３においてロータは省略してある。７はモータ
の外装を構成するハウジングである。前述した給電ブラ
シ２ａ，２ｂ及びブラシ２ｃ，２ｄは、それぞれ導電性
を有する板バネ８ａ，８ｂ及び板バネ８ｃ，８ｄの自由
端側に一体に取り付けられている。上記ブラシ２ｃの各
ブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 は板バネ８ｃ1 ，８ｃ2 の自由端
側に一体に取り付けられている。上記板バネ８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄ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等の接続端子として機能してい
る。
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３においてロータは省略してある。７はモータ
の外装を構成するハウジングである。前述した給電ブラ
シ２ａ，２ｂ及びブラシ２ｃ，２ｄは、それぞれ導電性
を有する板バネ８ａ，８ｂ及び板バネ８ｃ，８ｄの自由
端側に一体に取り付けられている。上記ブラシ２ｃの各
ブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 は板バネ８ｃ1 ，８ｃ2 の自由端
側に一体に取り付けられている。上記板バネ８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄ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等の接続端子として機能してい
る。
【００１２】また、スイッチ６ａ，６ｂ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６
ａ，６ｂの開閉動作は、給電ブラシ２ａ，２ｂの摺動リ
ング３ａ，３ｂへの接離動作と連動しているため、該給
電ブラシ２ａ，２ｂ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６ａ，６ｂ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１０
ａ，１０ｂにより径方向中心側への移動が可能になり、
スイッチ６ａ，６ｂが構成されている。また上記板バネ
８ａ，８ｂと板バネ１０ａ，１０ｂとは互いに干渉しな
いように、非導電性支持部材９ａ，９ｂの異なる凹部内
にそれぞれ支持されており、板バネ１０ａは非導電性支
持部材９ａ部と、板バネ１０ｂは非導電性支持部材９ｂ
部とでそれぞれ当接するようにしてある。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６
ａ，６ｂの開閉動作は、給電ブラシ２ａ，２ｂの摺動リ
ング３ａ，３ｂへの接離動作と連動しているため、該給
電ブラシ２ａ，２ｂ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６ａ，６ｂ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１０
ａ，１０ｂにより径方向中心側への移動が可能になり、
スイッチ６ａ，６ｂが構成されている。また上記板バネ
８ａ，８ｂと板バネ１０ａ，１０ｂとは互いに干渉しな
いように、非導電性支持部材９ａ，９ｂの異なる凹部内
にそれぞれ支持されており、板バネ１０ａは非導電性支
持部材９ａ部と、板バネ１０ｂは非導電性支持部材９ｂ
部とでそれぞれ当接するようにしてある。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。
【００１３】次に、直流モータとして起動させ、同期回
転数付近で交流４極同期モータに切り換える原理を図１
及び図２を参照して説明する。摺動リング３ａ，３ｂが
図１に示す位置にあるとき、電源５、ダイオード４ａ、
給電ブラシ２ａ、摺動リング３ａ、ブラシ２ｃ、コイル
セグメントＡ、電源５よりなる回路、及び電源５、コイ
ルセグメントＢ、ブラシ２ｄ、摺動リング３ｂ、給電ブ
ラシ２ｂ、ダイオード４ｂ、電源５よりなる回路が形成
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にそれぞれ図１に示す矢印方向に分
配されて流れ、ロータが回転する。
転数付近で交流４極同期モータに切り換える原理を図１
及び図２を参照して説明する。摺動リング３ａ，３ｂが
図１に示す位置にあるとき、電源５、ダイオード４ａ、
給電ブラシ２ａ、摺動リング３ａ、ブラシ２ｃ、コイル
セグメントＡ、電源５よりなる回路、及び電源５、コイ
ルセグメントＢ、ブラシ２ｄ、摺動リング３ｂ、給電ブ
ラシ２ｂ、ダイオード４ｂ、電源５よりなる回路が形成
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にそれぞれ図１に示す矢印方向に分
配されて流れ、ロータが回転する。
【００１４】次に、コミュテータが９０°反時計方向に
回転して、摺動リング３ａ，３ｂが図２の位置にあると
き、電源５、ダイオード４ａ、給電ブラシ２ａ、摺動リ
ング３ａ、ブラシ２ｄ、コイルセグメントＢ、電源５よ
りなる回路と、電源５、コイルセグメントＡ、ブラシ２
ｃ、摺動リング３ｂ、給電ブラシ２ｂ、電源５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にそれぞれ図２に示す
矢印方向に分配されて流れ、ロータが回転する。
回転して、摺動リング３ａ，３ｂが図２の位置にあると
き、電源５、ダイオード４ａ、給電ブラシ２ａ、摺動リ
ング３ａ、ブラシ２ｄ、コイルセグメントＢ、電源５よ
りなる回路と、電源５、コイルセグメントＡ、ブラシ２
ｃ、摺動リング３ｂ、給電ブラシ２ｂ、電源５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にそれぞれ図２に示す
矢印方向に分配されて流れ、ロータが回転する。
【００１５】このように、電機子コイル１の各コイルセ
グメントＡ，Ｂには、整流電流が交互かつ同一方向に流
れる。このとき整流電流はいずれか一方のコイルセグメ
ントに流れるため、全コイルに通電した場合に比べ大電
流が流れ、起動運転時に大きなトルクを発生する。そし
て、摺動リング３ａ，３ｂがモータの回転軸と共に回転
すると、ほぼ９０°回転する毎に、電機子コイル１に流
れる電流の方向が変わり、極が変換される。
グメントＡ，Ｂには、整流電流が交互かつ同一方向に流
れる。このとき整流電流はいずれか一方のコイルセグメ
ントに流れるため、全コイルに通電した場合に比べ大電
流が流れ、起動運転時に大きなトルクを発生する。そし
て、摺動リング３ａ，３ｂがモータの回転軸と共に回転
すると、ほぼ９０°回転する毎に、電機子コイル１に流
れる電流の方向が変わり、極が変換される。
【００１６】よって、４極の永久磁石ロータと、固定電
機子コイル１の極が対応してロータがおよそ９０°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の極が対応してロータがおよそ９０°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。
【００１７】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４ａ，４ｂ、ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを含
む整流回路より脱除されると同時に、スイッチ６ａ，６
ｂが図１の破線のように切り替わり、交流電源５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。
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４ａ，４ｂ、ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを含
む整流回路より脱除されると同時に、スイッチ６ａ，６
ｂが図１の破線のように切り替わり、交流電源５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。
【００１８】ここで前記ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
の配置構成について説明すると、ブラシ２ａと２ｃ又は
ブラシ２ｂと２ｃが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通
している時間を、ブラシ２ａと２ｄ又はブラシ２ｂと２
ｄが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通している時間よ
りも所定時間長くなるように配置構成されている。具体
的には、図１において、ブラシ２ａ，２ｂは正規の４等
分円位置よりブラシ２ｃの方向にα度ずつ偏らせて配置
されている。
の配置構成について説明すると、ブラシ２ａと２ｃ又は
ブラシ２ｂと２ｃが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通
している時間を、ブラシ２ａと２ｄ又はブラシ２ｂと２
ｄが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通している時間よ
りも所定時間長くなるように配置構成されている。具体
的には、図１において、ブラシ２ａ，２ｂは正規の４等
分円位置よりブラシ２ｃの方向にα度ずつ偏らせて配置
されている。
【００１９】また、従来ブラシ２ｃの円弧幅を周方向両
側に所定角度延出させて幅広に構成していたが、前述し
たように各ブラシは板バネ等に押圧されて摺動リング３
ａ，３ｂに摺接しているため、ブラシ２ｃの円弧幅を広
げた場合、これを円弧状の摺動リング３ａ，３ｂに均一
に押圧することは困難であった。そこで、本実施例では
対向するブラシ２ｃ，２ｄのうち、ブラシ２ｃを分割し
てブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 により摺動リング３ａ，３ｂに
摺接するように配設した。これによって、従来例に示す
ブラシ２ｃの円弧幅を広げたのと同等の効果が得られる
他、板バネ８ｃ1 ，８ｃ2 によるブラシ２ｃ1 ，２ｃ2
の摺動リング３ａ，３ｂへの押圧を均一にすることがで
き、ブラシの摩耗に偏りは起こり難くなり、整流回路の
電気的導通状態が安定化し、同期運転にスムーズに移行
することができる。
側に所定角度延出させて幅広に構成していたが、前述し
たように各ブラシは板バネ等に押圧されて摺動リング３
ａ，３ｂに摺接しているため、ブラシ２ｃの円弧幅を広
げた場合、これを円弧状の摺動リング３ａ，３ｂに均一
に押圧することは困難であった。そこで、本実施例では
対向するブラシ２ｃ，２ｄのうち、ブラシ２ｃを分割し
てブラシ２ｃ1 ，２ｃ2 により摺動リング３ａ，３ｂに
摺接するように配設した。これによって、従来例に示す
ブラシ２ｃの円弧幅を広げたのと同等の効果が得られる
他、板バネ８ｃ1 ，８ｃ2 によるブラシ２ｃ1 ，２ｃ2
の摺動リング３ａ，３ｂへの押圧を均一にすることがで
き、ブラシの摩耗に偏りは起こり難くなり、整流回路の
電気的導通状態が安定化し、同期運転にスムーズに移行
することができる。
【００２０】上述したように、ブラシ２ａと２ｃ又はブ
ラシ２ｂと２ｃが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通し
ている時間を、ブラシ２ａと２ｄ又はブラシ２ｂと２ｄ
が摺動リング３ａ，３ｂを介して導通している時間より
も所定時間長くなるように設定することにより、コイル
セグメントＡには起動運転から同期運転に切り替わるの
に十分なだけのトルクが得られるだけの電流が流れるよ
うに電流の積分値を調節する。そして、ロータの回転速
度が同期回転付近に達して整流電流がコイルセグメント
Ａにのみ収斂すればそのまま同期運転に切り替わるが、
整流電流がコイルセグメントＢにのみ収斂すれば同期運
転に切り替わることができず、セグメントＡに収斂する
タイミングを得たときに同期運転に切り替わる。
ラシ２ｂと２ｃが摺動リング３ａ，３ｂを介して導通し
ている時間を、ブラシ２ａと２ｄ又はブラシ２ｂと２ｄ
が摺動リング３ａ，３ｂを介して導通している時間より
も所定時間長くなるように設定することにより、コイル
セグメントＡには起動運転から同期運転に切り替わるの
に十分なだけのトルクが得られるだけの電流が流れるよ
うに電流の積分値を調節する。そして、ロータの回転速
度が同期回転付近に達して整流電流がコイルセグメント
Ａにのみ収斂すればそのまま同期運転に切り替わるが、
整流電流がコイルセグメントＢにのみ収斂すれば同期運
転に切り替わることができず、セグメントＡに収斂する
タイミングを得たときに同期運転に切り替わる。
【００２１】従って、ブラシの配置構成がロータの回転
速度が同期回転付近に達して整流電流がコイルセグメン
トＡ側に収斂しやすく設定されているので、起動運転と
同期運転の状態を往復することなく、一回の動作で同期
運転にスムーズに切り替わる。
速度が同期回転付近に達して整流電流がコイルセグメン
トＡ側に収斂しやすく設定されているので、起動運転と
同期運転の状態を往復することなく、一回の動作で同期
運転にスムーズに切り替わる。
【００２２】次に図４を参照して６極同期モータの場合
について説明する。図４において、６極同期モータは、
中心角がほぼ１２０°（厳密には１２０°より若干少な
い角度）の摺動リング３ａ，３ｂ，３ｃを設け、該摺動
リングが６０°回転する毎に、電機子コイル１に流れる
極性が変わるように給電ブラシ２ａ，２ｂ及び第１ブラ
シとしてのブラシ２ｄ1 ，２ｄ2 、及び第２ブラシとし
てのブラシ２ｃを配置構成したものである。上記ブラシ
２ｄ1 ，２ｄ2 は６等分円位置より中心角γ°分だけ互
い近づけて配置している。
について説明する。図４において、６極同期モータは、
中心角がほぼ１２０°（厳密には１２０°より若干少な
い角度）の摺動リング３ａ，３ｂ，３ｃを設け、該摺動
リングが６０°回転する毎に、電機子コイル１に流れる
極性が変わるように給電ブラシ２ａ，２ｂ及び第１ブラ
シとしてのブラシ２ｄ1 ，２ｄ2 、及び第２ブラシとし
てのブラシ２ｃを配置構成したものである。上記ブラシ
２ｄ1 ，２ｄ2 は６等分円位置より中心角γ°分だけ互
い近づけて配置している。
【００２３】摺動リング３ａ，３ｂ，３ｃ及びブラシ２
ａ，２ｂ，ブラシ２ｃ，２ｄ1 ，２ｄ2 が図４の位置に
あるとき、電源５、スイッチ６ａ、ダイオード４ａ、ブ
ラシ２ｂ、摺動リング３ｂ、ブラシ２ｄ1 、コイルセグ
メントＢ、スイッチ６ｂ、電源５の回路と、電源５、ス
イッチ６ｂ、コイルセグメントＡ、ブラシ２ｃ、摺動リ
ング３ａ、ブラシ２ａ、ダイオード４ｂ、スイッチ６
ａ、電源５の回路が形成される。
ａ，２ｂ，ブラシ２ｃ，２ｄ1 ，２ｄ2 が図４の位置に
あるとき、電源５、スイッチ６ａ、ダイオード４ａ、ブ
ラシ２ｂ、摺動リング３ｂ、ブラシ２ｄ1 、コイルセグ
メントＢ、スイッチ６ｂ、電源５の回路と、電源５、ス
イッチ６ｂ、コイルセグメントＡ、ブラシ２ｃ、摺動リ
ング３ａ、ブラシ２ａ、ダイオード４ｂ、スイッチ６
ａ、電源５の回路が形成される。
【００２４】上記構成において、コイルセグメントＢに
対する給電割合を減ずるため、ブラシ２ｄ1 ，２ｄ
2 は、円弧幅の広い単一のブラシを用いて摺動リングに
摺接させることもできるが、前述したように、ブラシの
押圧を均一にすることができなくなり、ブラシの摩耗に
偏りが生ずる。このため、２分割したブラシ２ｄ1 ，２
ｄ 2 を用いて、３６０°／Ｎ（極）周囲角に対し、それ
ぞれγ°だけブラシの間隔を狭くなるようにずらして配
置することにより、コイルセグメントＢに対する給電割
合を減じて、コイルセグメントＡに整流電流を収斂させ
易くして、起動運転から同期運転にスムーズに移行させ
ることができる。
対する給電割合を減ずるため、ブラシ２ｄ1 ，２ｄ
2 は、円弧幅の広い単一のブラシを用いて摺動リングに
摺接させることもできるが、前述したように、ブラシの
押圧を均一にすることができなくなり、ブラシの摩耗に
偏りが生ずる。このため、２分割したブラシ２ｄ1 ，２
ｄ 2 を用いて、３６０°／Ｎ（極）周囲角に対し、それ
ぞれγ°だけブラシの間隔を狭くなるようにずらして配
置することにより、コイルセグメントＢに対する給電割
合を減じて、コイルセグメントＡに整流電流を収斂させ
易くして、起動運転から同期運転にスムーズに移行させ
ることができる。
【００２５】なお、上記実施例では４極，６極の同期モ
ータについて説明したが、本発明は８極以上のモータに
ついても適用可能である。また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。
ータについて説明したが、本発明は８極以上のモータに
ついても適用可能である。また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。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、前述したように、同期
モータにおけるブラシの摺動リングへの押圧を均一にす
ることができ、ブラシの摩耗に偏りは起こり難くなり、
整流回路の電気的導通状態が安定化し、同期運転にスム
ーズに移行することができる。
モータにおけるブラシの摺動リングへの押圧を均一にす
ることができ、ブラシの摩耗に偏りは起こり難くなり、
整流回路の電気的導通状態が安定化し、同期運転にスム
ーズに移行することができる。
【図１】４極同期モータの回路構成を示す説明図であ
る。
る。
【図２】４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】４極同期モータのコミュテータ側の各ブラシの
構造を示す説明図である。
構造を示す説明図である。
【図４】６極同期モータの回路構成を示す説明図であ
る。
る。
【図５】従来の４極同期モータの回路構成を示す説明図
である。
である。
１ 電機子コイル ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ブラシ ３ａ，３ｂ，３ｃ 摺動リング ４ａ，４ｂ ダイオード ５ 交流電源 ６ａ，６ｂ スイッチ ７ ハウジング ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，１０ａ，１０ｂ 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
Claims (3)
- 【請求項１】 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コイルセグメント
Ａ，Ｂ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、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、前記摺
動リングに摺接してダイオードを介して給電するための
給電ブラシと、前記摺動リングに均一に押圧して摺接さ
すべく２つに分割された、該摺動リングとコイルセグメ
ントのいずれか一方に導通させるための相対的に円弧幅
の広い第１ブラシと、前記摺動リングとコイルセグメン
トの他方に導通させるための相対的に円弧幅の狭い第２
ブラシと、を備え、 前記第１，第２ブラシを電機子電流が前記コイルセグメ
ントのいずれか一方に収斂するようにダイオードとブラ
シを配置構成してモータを起動運転から同期運転に移行
するようにしたことを特徴とする同期モータ。 - 【請求項２】 前記同期モータは４極同期モータであ
り、給電ブラシを等分円位置より第１ブラシ側へ偏らせ
て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】 前記同期モータは６極以上の２Ｎ極の同
期モータであり、前記２つのブラシに分割した第１ブラ
シの間隔を等分円位置より間隔が狭まるように配置した
ことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23226895A JPH0984316A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 同期モータ |
| AU66308/96A AU6630896A (en) | 1995-09-08 | 1996-08-02 | Synchronous motor |
| PCT/JP1996/002193 WO1997009775A1 (fr) | 1995-09-08 | 1996-08-02 | Moteur synchrone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23226895A JPH0984316A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0984316A true JPH0984316A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16936591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23226895A Pending JPH0984316A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-11 | 同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0984316A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP23226895A patent/JPH0984316A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
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