JPH1023690A

JPH1023690A - 電動機

Info

Publication number: JPH1023690A
Application number: JP18863996A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nishida; 茂西田; Yukinobu Yumita; 行宣弓田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ディテントトルクを小さくし、ロータが起動
し易い電動機を提供すること。【解決手段】ロータ３とステータ２の対向している磁
性材の部位を、周方向の位置によって磁束の流れが異な
るように、周方向において左右非対称にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータもしくはス
テータの一方を永久磁石で構成するとともに他方を励磁
して、ロータとステータとの磁力の吸引力及び反発力を
利用して、ロータを回転させる電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロータもしくはステータの一
方を励磁して、ロータを回転させる電動機が種々提案さ
れている。例えば、図７は、従来技術の電動機３１を示
しており、この電動機３１は、内側に空間を有するステ
ータ組３２と、このステータ組３２の空間内に配置さ
れ、図示しない軸受装置によって回転自在に支承される
ロータ組３３とから主に構成されている。ステータ組３
２は、ヨーク３４と、突極部３５と、コイルボビン３６
及び巻線コイル３７を有している。ヨーク３４は、矩形
の金属枠体で形成されており、このヨーク３４の内側の
空間に突出するように複数の突極部３５，３５が一体的
に連結されている。

【０００３】また、この突極部３５の先端部分は、中心
部分より周方向に延出されるように形成されており、ロ
ータ組３３の外周に対向するように形成されたロータ対
向部３８となっている。このロータ対向部３８は、図８
に示すように周方向における中央部分に段部３９を有し
ており、この段部３９を境界として周方向の位置によっ
て異なる形状を有している。すなわちロータ対向部３８
は、ラジアル方向の肉厚を厚く形成している肉厚部４０
と、ラジアル方向の肉厚を薄く形成している肉薄部４１
とを有している。このように、ロータ対向部３８が段部
３９を境界として左右に非対称な形状、すなわちロータ
組３３との間隔が狭い肉厚部４０と広い肉薄部４１とを
備えた形状を有することによって、電動機３１はステー
タ組３２が励磁されたときに、その励磁トルクとディテ
ントトルクの各中心が不一致となり、ロータ組３３が回
転し易いように形成されている。

【０００４】なお、それぞれの突極部３５，３５のラジ
アル方向の中間部分の外周には、筒状体で形成されたコ
イルボビン３６の内周側が嵌合するように固定されてい
る。このコイルボビン３６は、合成樹脂等の非磁性体で
形成されており、筒状で形成された巻胴部４２と、この
巻胴部４２の両端部より外側に突出してなるフランジ部
４３，４３とからなっている。巻胴部４２の外周面に
は、巻線コイル３７が所定回数巻回されており、この巻
線コイル３７の両端は図示しない駆動回路に接続されて
いて、外部からの電流を供給されるようになっている。

【０００５】一方、ロータ組３３は、回転軸部４４と、
この回転軸部４４の外周に固着された環状マグネット４
５とから主に構成される。環状マグネット４５には、周
方向の位置によって異なる複数の極、例えばＳ極及びＮ
極の２極が着磁されている。そして、ロータ組３３は、
ステータ組３２の空間内に、環状マグネット４５が突極
部３５のロータ対向部３８の対向面と対向するように配
置されている。このように構成された電動機３１のロー
タ組３３の環状マグネット４５からは、常にステータ組
３２の突極部３５に対して磁束が流れている。この磁束
は、ロータ組３３を、ステータ組３２に対して安定的に
静止させる力、すなわちディテントトルクとなってい
る。またステータ組３２の巻線コイル３７に、外部より
電流が供給されて突極部３５が励磁されると、環状マグ
ネット４５と突極部３５とが、反発及び吸引しあってロ
ータ組３３が回転する。この励磁動作によって発生した
磁界、すなわち励磁トルクが、ディテントトルクを上回
ると、ロータ組３３は、磁界にしたがって回転すること
となる。なお、ステータ組３２の段部３９によって、ロ
ータ組３３の回転をし易くしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように構成さ
れた従来の電動機３１は、中央部の段部３９を境界とし
て左右にロータ組３３との隙間距離（エアギャップ）が
狭い肉厚部４０と広い肉薄部４１とをそれぞれ備えた、
左右非対称な形状を有するロータ対向部３８をロータ組
３３に対向させている。したがって、ロータ組３３の環
状マグネット４５からの磁束が、ステータ組３２の突極
部３５に流れるときに、隙間距離（エアギャップ）の狭
い肉厚部４０に磁束が集中して磁束密度が高まってしま
いディテントトルクが大きくなる。このディテントトル
クが大きくなると、ロータ組３３を静止させる力が大き
くなり、ステータ組３２を励磁してロータ組３３を起動
させる場合、ロータ組３３が起動しにくくなるという問
題が生じている。さらに、ディテントトルクの大きさが
励磁トルクより大きくなると、ロータ組３３が全く回転
しないという問題も生じる。

【０００７】本発明の目的は、上述した問題に鑑みて、
ロータが容易に起動するとともに、ロータとステータと
の間に流れる磁束を集中させず、ディテントトルクを小
さくできる電動機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロータと、該ロータと対向するステータと、ロータまた
はステータを励磁する巻線が巻回されたコイル部材とを
有し、ロータまたはステータのうち、コイル部材が装着
された側が永久磁石以外の磁性材で形成され、コイル部
材が装着されていない側が永久磁石で形成されている電
動機において、ロータとステータの対向している磁性材
の部位を、周方向の位置によって磁束の流れが異なるよ
うに構成している。したがって、ロータとステータの対
向している磁性材の部位を、ロータが回転し易い形状、
すなわちロータとステータ間に発生するディテントトル
クを低く抑える形状に構成にするのが容易となる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明に加えて、ロータとステータの対向している部
位は、ロータとステータとの間隔が周方向に均一になる
ように形成されている。したがって、請求項１記載の発
明に加えて、磁束が一部に集中することなく、全体とし
てのディテントトルクを小さく抑えることができる。

【００１０】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載の発明に加えて、ロータは、周方向に複数
の極が着磁された環状マグネットを有し、ステータは、
環状マグネットに対向してラジアル方向に突出する突極
を有するとともに、この突極にコイル部材を装填し、か
つこの突極をロータの回転方向に関し非対称として、周
方向の位置によって磁束の流れを異ならせ易くしてい
る。

【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の発明に加えて、環状マグネットに着磁された極数と
ステータの突極数とを同数とし、ＡＣ駆動で発生させた
交番磁界に同期するようにしている。このため、ロータ
が、周波数に応じた所定の回転数を得ることができる。

【００１２】またさらに、請求項５記載の発明は、請求
項３または４記載の発明に加えて、突極は、コイル部材
を装填するコイル部材装填部と、コイル部材装填部から
周方向両側に延出し、ロータと対向するロータ対向部と
を有し、ロータ対向部のラジアル方向の厚さを、コイル
部材装填部を中心とした両側で非対称としている。この
ため、厚さの薄いロータ対向部の磁束が飽和するように
コイル部材を励磁すれば、その励磁トルクとディテント
トルクの各中心が不一致となり、ロータが回転し易くな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１から第３の実施の形
態を図１から図４を用いて説明する。図１には、本発明
の実施の形態の電動機１が示されており、この電動機１
は、内側に空間部を有するステータ２と、このステータ
２内の空間部内に配置されてステータ２に対向し、かつ
図示しない軸受装置によって回転自在に支承されるロー
タ３とから主に構成されている。

【００１４】ステータ２は、ロータ３の外周に対向する
ように配置されており、磁石以外の磁性金属材で形成さ
れたヨーク４と、このヨーク４に嵌合支持された複数
の、具体的には２つの突極５，５及びコイル部材６，６
から構成される。ヨーク４は、内側に空間部を有する矩
形筒状の金属枠体で形成されており、一方の端面から内
周面中央にかけて、突極５を嵌合させるための嵌合溝７
が設けられている。なお、ヨーク４と突極５は、共に複
数の薄い金属板が積層された積層体となっている。図２
等に示されている小さい丸印の部分に金属棒が入り、一
端をカシメすることにより一体化される構造となってい
る。なお、ヨーク４と突極５は、金属板に凹凸をつけて
積層しながらカシメる、所謂積層カシメで形成されても
よい。

【００１５】図２に示されているように、各突極５は、
ヨーク４と同様の材料、すなわち磁石以外の磁性材から
形成されていると共に、根元部分となる嵌合部８と、中
間部分となるコイル部材装填部としての胴部９と、先端
部分となるロータ対向部１０からなっている。突極５
は、ヨーク４に対して嵌合部８をヨーク４の一方の端面
より嵌合溝７の奥までスライドさせることによって、ヨ
ーク４の内周面中央に嵌合されている。つまり、突極５
はヨーク４の内周面の略中央にラジアル方向に突出され
るように配置されている。なお、突極５の嵌合部８は、
胴部９側から根元側に向かって幅が徐々に広がる形状を
有しており、突極５のヨーク４の空間部側への抜けを防
止する形状となっている。

【００１６】また突極５のコイル部材装填部としての胴
部９の外周には、コイル部材６が装填されている。この
コイル部材６は、円筒状の巻胴部１１と、この巻胴部１
１の両端部から全周にわたって外側に突出するように形
成されたフランジ部１２，１２とからなっており、巻胴
部１１の内周面が胴部９の外周に当接している。また、
巻胴部１１の外周面には巻線１３が所定の回数巻回され
ている。なお、巻線１３は、銅線等の導電性金属を線状
に形成したワイヤーで構成されていると共に、両端部が
図示しない駆動回路に接続されている。そして、この巻
線１３に駆動回路より交流電流（ＡＣ）が流されること
によって、ステータ２に交番磁界が発生する。

【００１７】またさらに、突極５の先端部分であるロー
タ対向部１０は、胴部９を中心とした、周方向両側に同
じ長さで延出された形状を有している。各ロータ対向部
１０は、後述する環状マグネット１５の外周面に対向す
る円弧形状の対向面１０ａを有していて、この対向面１
０ａ同志によって、環状マグネット１５を囲むようにロ
ータ３に対向させて設けられている。さらにロータ対向
部１０は、周方向の位置によって磁界の流れが異なる、
すなわち磁束密度が周方向の両側で異なるように、図２
中のＡ点（＝胴部９の中心とロータ３の中心を結ぶ線と
交わる点）を中心に左右で非対称の形状を有する円弧形
状で形成されている。すなわち、図２においてロータ対
向部１０の左方は、ラジアル方向の肉厚の厚い厚肉部１
０ｂで形成されていると共に、ロータ対向部１０の右方
は、切欠き部１０ｃが設けられたラジアル方向の肉厚の
薄い薄肉部１０ｄで形成されている。

【００１８】また、図２に示すように、ロータ対向部１
０の円弧状の対向面１０ａは、ロータ３の回転中心を基
準とした角度Ｃが、９０〜１７０°の円弧面になるよう
に形成するのが好ましい。この対向面１０ａの角度を小
さく設定すると、ステータ２とロータ３との間の磁束密
度がより高まり、ステータ２とロータ３との間に発生す
るディテントトルクがより大きくなってしまう。逆に対
向面１０ａの角度を大きく設定すると、ステータ２を励
磁する場合に、ステータ２からの磁束が対向面１０ａ間
で通ってしまい、ロータ３に通わずに励磁トルクが低下
してしまう。そのため、本実施の形態では、図２から図
４に示すように、上述した範囲内でロータ対向部１０の
対向面１０ａを円弧状に形成している。すなわち、図２
においては角度Ｃを１２５°に、図３に示す第２の実施
の形態の突極５では、角度Ｃを１３０°にしている。ま
た、図４に示す第３の実施の形態の突極５では、角度Ｃ
を１７０°にしている。ここで、ディテントトルクと磁
束漏れの双方の観点からいえば、角度Ｃは、１００°か
ら１５０°がより好ましく、１１０°から１４０°の間
が最も好ましい。

【００１９】なお、第１から第３の各実施の形態におい
て、環状磁石１５の外周と対向面１０ａとの隙間距離
（エアギャップ）、つまりロータ３とステータ２との間
隔は、対向面１０ａのどの位置においても、均一に形成
されている。また、ロータ対向部１０は、厚肉部１０ｂ
のラジアル方向の厚さｘが、薄肉部１０ｄのラジアル方
向の厚さｙの２倍に設定されている。

【００２０】一方、ロータ３は、回転軸１４と、この回
転軸１４の外周に固着された希土類系の永久磁石で形成
された円環状の環状マグネット１５から主に構成され
る。なお、この環状マグネット１５は、酸化鉄系等の他
の磁石を用いてもよい。そして、ロータ３は、回転軸１
４の軸方向がステータ２の突極５の突出方向に直交する
と共に、環状マグネット１５の外周が突極５のロータ対
向部１０に対向するように、ステータ２の空間部内に配
置される。環状マグネット１５には、複数の極、この実
施の形態ではＳ極及びＮ極が周方向に交互に１極づつ２
極着磁されている。また、ロータ３は、図示しない軸受
装置に回転軸１４の両端が回転自在に支承されている。

【００２１】このように構成された電動機１は、図示さ
れない駆動回路によって交流電流（ＡＣ）を供給され、
ステータ２が励磁されるようになっている。この電動機
１に交流電流が流されていない状態、すなわち無励磁の
状態のときは、ロータ３の環状マグネット１５から突極
５のロータ対向部１０に対して磁束が流れている。この
環状マグネット１５からロータ対向部１０に対しての磁
束は、ロータ対向部１０の対向面１０ａの各部に平等に
分散するように流れている。このため、磁束が集中せ
ず、ステータ２とロータ３との間に発生するディテント
トルクは、全体として小さくなり、ロータ３が回転し易
くなる。

【００２２】また、駆動回路からは、コイル部材６に巻
回された巻線１３に所定量の交流電流が流れて、ステー
タ２が励磁され、励磁トルクが発生する。この励磁トル
クは、ロータ３を静止安定させておく力であるディテン
トトルクより大きくしているので、ロータ３は励磁トル
クの周波数に応じた回転を得られる。上述したように、
ロータ対向部１０は、図２においてＡ点を中心として左
右が非対称に形成されており、薄肉部１０ｄは厚肉部１
０ｂよりラジアル方向の肉厚が薄く形成されているの
で、薄肉部１０ｄは、巻線１３に通電することによりロ
ータ３で発生した磁束にコイル部材６で発生した磁束が
加わり、磁気的に飽和する。その結果、突極５の磁束は
まだ磁気的に飽和していない厚肉部１０ｂ側に流れるこ
ととなる。このように通電の有無によって、突極５の対
向面１０ａは周方向の位置によって磁束の流れが異なる
こととなる。そして、この結果、突極５の磁束の流れの
変化により、ディテントトルクの中心位置と、巻線１３
の通電により発生した励磁トルクの中心位置とが異なっ
て、回転トルクが発生し、ロータ３は、周方向に回転し
易くなる。

【００２３】このように構成されたステータ２の突極５
の一方がＮ極に、他方がＳ極に励磁されると、この突極
５のロータ対向部１０に対向している環状マグネット１
５のＮ極がロータ対向部１０に反発もしくは吸引され、
ロータ３が矢示Ｂのように左右どちらかの周方向に回転
する。ロータ３は、その後、交番磁界により吸引、反発
を繰り返し、連続的に周方向に回転し続ける。なお、対
向する突極５，５は、励磁時、互いに異なる磁極に励磁
される。

【００２４】なお、先に示した第２および第３の実施の
形態は、突極５のロータ対向部１０の構成が第１の実施
の形態と異なるのみで、他の構成は、第１の実施の形態
と同様となっている。図３に示す第２の実施の形態は、
厚肉部１０ｂのＡ点からの長さより、薄肉部１０ｄのＡ
点からの長さをより長くしているものとなっている。こ
のため、ディテントトルクが一層分散して小さくなり、
かつディテントトルクの中心と励磁トルクの中心との差
が大きくなり、起動トルクを小さくできるのでロータ３
の起動をし易いものとしている。また、図４に示す第３
の実施の形態は、厚肉部１０ｂと薄肉部１０ｄのＡ点か
らの長さを共に長くしているものである。このため、デ
ィテントトルクが更に小さくなり、起動トルクを非常に
小さくできるものとなる。

【００２５】このように構成した本発明は、上述した各
実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内
において種々変更実施可能である。図５を用いて本発明
の第４の実施の形態を説明する。図５に示されているの
は、本発明の第４の実施の形態の電動機１６で、この電
動機１６は、内側に空間部を有すると共に一部を切り欠
いた切欠き部１８を有する略矩形状、すなわち馬蹄型の
ステータ１７と、このステータ１７内の切欠き部１８内
に配置され図示しない軸受装置によって回転自在に支承
されるロータ１９とから主に構成されている。

【００２６】ステータ１７は、磁石以外の磁性金属材で
略Ｕ字型形状に形成されたヨーク２０と、このヨーク２
０の先端部分内側に嵌合支持された２つの突極２１，２
１及びコイル部材２２，２２から構成される。ヨーク２
０の先端部分内側には、一方の端面から内周面中央にか
けて、突極２１を嵌合させるための嵌合溝２３が設けら
れている。なお、ヨーク２０と突極２１は、共に複数の
薄い金属板が積層された積層体となっているなお、ヨー
ク２０と突極２１は、金属板に凹凸をつけ、積層しなが
らカシメる、所謂積層カシメで形成されている。。

【００２７】各突極２１は、ヨーク２０と同様の材料、
すなわち磁石以外の磁性材から形成されていると共に、
根元部分となる嵌合部２４と、先端部分となるロータ対
向部２５からなっている。突極２１は、ヨーク２０に対
して嵌合部２４をヨーク２０の一方の端面より嵌合溝２
３の奥までスライドさせることによって、ヨーク２０の
内周面中央に嵌合されている。つまり、突極２１はヨー
ク２０の先端部分内側の内周面の略中央に、後述するロ
ータ１９のラジアル方向に突出されるように配置され
る。なお、突極２１の嵌合部２４は、ロータ対向部２５
の根元から外側に向かって幅が徐々に広がる形状を有し
ており、突極２１のヨーク２０の切欠き部１８側への抜
けを防止する形状となっている。

【００２８】またヨーク２０の一部の外周には、コイル
部材２２，２２が２箇所に装填されている。このコイル
部材２２は、円筒状の巻胴部２６と、この巻胴部２６の
両端部から全周にわたって外側に突出するように形成さ
れたフランジ部２７，２７とからなっており、巻胴部２
６の内周面がヨーク２０の外周に当接している。また、
巻胴部２７の外周面には、巻線２８が所定の回数巻回さ
れている。なお、巻線２８は、銅線等の導電性金属を線
状に形成したワイヤーで構成されていると共に、両端部
が図示しない駆動回路に接続されている。そして、この
巻線２８に駆動回路より交流電流が流されることによっ
て、ステータ１７は励磁されることとなる。

【００２９】またさらに、各突極２１の先端部分である
ロータ対向部２５は、嵌合部２４の端部よりさらにステ
ータ１７の切欠き部１８側に形成されている。各ロータ
対向部２５は、後述する環状マグネット２９の外周面に
対向する円弧形状の対向面２５ａを有していて、この対
向面２５ａ同志によって、環状マグネット２９を囲むよ
うにロータ１９に対向させて設けられている。さらに上
下１対のロータ対向部２５，２５は、図５中のＤ点、Ｅ
点を中心にそれぞれ左右で非対称の形状を有する円弧形
状で形成されている。すなわち、図５において上側のロ
ータ対向部２５の左方は、ラジアル方向の肉厚の厚い厚
肉部２５ｂで形成されていると共に、右方は、切欠き部
２５ｃ及びラジアル方向の肉厚の薄い薄肉部２５ｄで形
成されている。そして、下側のロータ対向部２５の左方
は、切欠き部２５ｃ’及びラジアル方向の肉厚の薄い薄
肉部２５ｄ’で形成されていると共に、右方は、ラジア
ル方向の肉厚の厚い厚肉部２５ｂ’で形成されている。
なお、対向面２５ａと環状磁石２９の外周との隙間距離
（エアギャップ）は、対向面２５ａのどの位置において
も、均一に形成されている。

【００３０】一方、ロータ１９は、回転軸３０と、この
回転軸３０の外周に固着された希土類系の永久磁石で形
成された円環状の環状マグネット２９から主に構成され
る。なお、この環状マグネット１５は、酸化鉄系等の他
の磁石を用いてもよい。そして、ロータ１９は、回転軸
３０の軸方向がステータ１７の突極２１の突出方向に直
交すると共に、環状マグネット２９の外周が突極２１の
ロータ対向部２５に対向するように、ステータ１７の切
欠き部１８内に配置される。環状マグネット２９には、
複数の極、すなわちＳ極及びＮ極が周方向に交互に１極
づつ２極着磁されている。またロータ１９は、図示しな
い軸受装置に回転軸３０の両端が回転自在に支承されて
いる。

【００３１】このように構成された馬蹄型の電動機１６
は、図示されない駆動回路によって交流電流を供給さ
れ、ステータ１７が励磁されるようになっている。この
電動機１６に交流電流が流されていない状態、すなわち
無励磁の状態のときは、ロータ１９の環状マグネット２
９から突極２１のロータ対向部２５に対して磁束が流れ
ている。この環状マグネット２９からロータ対向部２５
に対しての磁束は、ロータ対向部２５の対向面２５ａの
各部に平等に分散するように流れている。このため、磁
束が一部に集中せず、ステータ１７とロータ１９との間
に発生するディテントトルクは、全体として小さくな
り、ロータ１９が回転し易くなる。

【００３２】また、駆動回路からは、コイル部材２２に
巻回された巻線２８に所定量の交流電流が流れて、ステ
ータ１７が励磁され、励磁トルクが発生する。この励磁
トルクはロータ１９を静止安定させておく力であるディ
テントトルクより大きくしているので、ロータ１９は励
磁トルクの周波数に応じた回転を得るように構成されて
いる。上述したように、ロータ対向部２５は、図５にお
いてＤ点、Ｅ点を中心としてそれぞれ左右が非対称に形
成されており、薄肉部２５ｄは厚肉部２５ｂよりラジア
ル方向の肉厚が薄く形成されているので、薄肉部２５ｄ
は、巻線２８に通電することにより、ロータ１９で発生
した磁束にコイル部材２２で発生した磁束が加わり磁気
的に飽和する。その結果、突極２１の磁束は、まだ磁気
的に飽和していない厚肉部２５ｂ側に流れることとな
る。このように巻線２８への通電の有無により、突極２
１の対向面２５ａは周方向の位置によって磁束の流れが
異なることとなる。そして、この結果、突極２１の磁束
の流れの変化によりディテントトルクの中心位置と、巻
線２８の通電により発生した励磁トルクの中心位置が異
なり、回転トルクが発生し、ロータ１９は周方向に回転
し易くなる。

【００３３】このように構成した本発明は、上述した各
実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の
範囲内において種々変更実施可能である。例えば、第１
から第４の実施の形態では、第２の実施の形態の場合を
除き、突極５，２１の対向面１０ａ，２５ａは、中心部
分より周方向に同じ長さで延出された形状を有している
が、図６に示すように、角度Ｃを１５０°とし、ロータ
３，１９の中心とＡ点を結ぶ線に対し薄肉部１０ｄ，２
５ｄ側を８０°とし他側を７０°とするようにしてもよ
い。また、本発明の第４の実施の形態に使用される突極
２１の対向面２５ａを、角度Ｃに関し９０°から１７０
°の範囲の値であれば、種々の値を採用出来ると共にＤ
点，Ｅ点の両側の長さが異なるようにしてもよい。また
さらに、例えば、本実施の形態では、突極５，２１のロ
ータ対向部１０，２５の対向面１０ａ，２５ａと環状マ
グネット１５，２９の外周面との隙間距離を均一に構成
しているが、特に厳密に均一でなくともよい。つまり、
環状マグネット１５，２９からの磁束が対向面１０ａ，
２５ａの限定された位置に集中しないという効果を有し
ていればよい。

【００３４】さらにまた、上述した各実施の形態では、
環状マグネット１５，２９に着磁された極であるＳ極及
びＮ極が、それぞれ１極づつで、かつ突極５，２１は２
つとなっており、電動機１，１６は、環状マグネット１
５，２９に着磁された極と突極５，２１とが同じ数だけ
配置されたＡＣ同期駆動で構成されているが、特にこれ
に限定されるものではない。また、さらに上述した各実
施の形態では、巻線１３，２８に交流電流を流してステ
ータ２，１７を励磁しているが、ステータ２，１７側を
永久磁石とし、ロータ３，１９を励磁するように構成し
てもよい。なお、切欠き部１０ｃは、胴部９からさらに
内方に切りかかれているが、胴部９の部分までの切欠き
としてもよいし、胴部９までにも届かない切欠きとして
もよい。薄肉部１０ｄが形成されるように構成できれ
ば、その手段は各種の手段を採用することが出来る。

【００３５】なお、上述の各実施の形態は、通常の永久
磁石型のＡＣ同期電動機では構成されることがない程、
大きな形状となっている。すなわち、図２等に示す突極
５の胴部９とロータ対向部１０を合わせた突極５の突出
量は、２．５ｃｍから３．１ｃｍ程度となっている。ま
た胴部９のロータ３の周方向厚さ及びロータ３の軸方向
の厚さが、共に約２ｃｍとなっている。ただし、このよ
うな寸法のほかに他の寸法のものにも本発明は適用でき
る。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ロータと
ステータの対向している磁性材の部位を、周方向の位置
によって磁束の流れが異なるように構成したので、ロー
タとステータの対向している磁性材の部位を、ロータが
回転し易いように、ロータとステータ間に発生するディ
テントトルクを低く抑える形状に構成し易い。このた
め、ロータが容易に回転する信頼性の高い電動機を簡単
に提供することが可能となる。

【００３７】また請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明に加えて、ロータとステータとの間隔が周
方向に均一になるように形成されているので、電動機の
励磁トルク、すなわち回転トルクが低下せずパワーのあ
る電動機を提供することができる。

【００３８】さらに、請求項３記載の発明では、突極を
非対称にすることで磁束の流れを周方向の位置によって
異ならせ易くしているので、周方向の位置によって異な
る磁束の流れとすることが容易に達成できる。

【００３９】またさらに、請求項４記載の発明によれ
ば、環状マグネットに着磁された極数とステータの突極
数とを、同数としたＡＣ駆動でかつ同期駆動としたた
め、ロータを一定の回転数に設定することができ、用途
の広いモータとすることができる。

【００４０】さらに請求項５記載の発明によれば、ロー
タ対向部のラジアル方向の厚さをコイル装填部を中心と
した両側で非対称としたので、ステータを励磁する場合
と励磁しない場合とで、磁束の流れが周方向の位置によ
って異なるようにしたため、回転トルクの発生が容易と
なる。したがって、起動時にロータが回転できない、い
わゆるデットポイント（磁気的安定点）がなくなり、ロ
ータが周方向に容易に回転する信頼性の高い電動機を提
供することができる。しかも、ロータ対向部以外は対称
とすることが出来るので、コイル装填や突極自体の組み
付けは従来どおり簡単に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電動機を表した斜
視図である。

【図２】図１に示した電動機をＡ−Ａ’線で切断した断
面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の突極とロータとを
表した断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態の突極とロータとを
表した断面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態の電動機を表した断
面図である。

【図６】本発明の第１から第３の実施の形態の電動機に
使用する突極の変形例を示した断面図である。

【図７】従来の電動機を表した斜視図である。

【図８】図７に示した電動機をＨ−Ｈ’線で切断した断
面図である。

【符号の説明】

１電動機２ステータ３ロータ４ヨーク５突極６コイル部材７嵌合溝９胴部（コイル部材装填部）１０ロータ対向部１３巻線１５環状マグネット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと、該ロータと対向するステータ
と、上記ロータまたは上記ステータを励磁する巻線が巻
回されたコイル部材とを有し、上記ロータまたは上記ス
テータのうち、上記コイル部材が装着された側が永久磁
石以外の磁性材で形成され、上記コイル部材が装着され
ていない側が永久磁石で形成されている電動機におい
て、上記ロータと上記ステータの対向している上記磁性材の
部位を、周方向の位置によって磁束の流れが異なるよう
に構成したことを特徴とする電動機。
【請求項２】前記ロータと前記ステータの対向してい
る部位は、上記ロータと上記ステータとの間隔が周方向
に均一になるように形成されていることを特徴とする請
求項１記載の電動機。
【請求項３】前記ロータは、周方向に複数の極が着磁
された環状マグネットを有し、前記ステータは、上記環
状マグネットに対向してラジアル方向に突出する突極を
有するとともに、この突極に前記コイル部材を装填し、
かつこの突極を前記ロータの回転方向に関し非対称とし
て、前記周方向の位置によって磁束の流れを異ならせ易
くしたことを特徴とする請求項１または２記載の電動
機。
【請求項４】前記環状マグネットに着磁された極数
と、前記ステータの突極数とを同数とし、ＡＣ駆動でか
つ同期駆動を行うようにしたことを特徴とする請求項３
記載の電動機。
【請求項５】前記突極は、前記コイル部材を装填する
コイル部材装填部と、該コイル部材装填部から周方向両
側に延出し、前記ロータと対向するロータ対向部とを有
し、該ロータ対向部のラジアル方向の厚さを上記コイル
部材装填部を中心とした両側で非対称としたことを特徴
とする請求項３または４記載の電動機。