JPS62100154A - モ−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） 本発明はモータに関するものである。

（用語について） 本明細書において、電機子とは回転子、固定子を問わず
有鉄芯・無鉄芯またはこれに代わるものにコイルを巻回
して磁極を生じさせる機械要素をいう。また磁極を生じ
させるコイルであれば、必要に応じ中空のコイルを含む
ものとする。機械的構成を示すのに用いる角度の表示は
各隣接する機械要素間の中心までの機械角（幾何学的角
度）をいう。但し電気的位相を表す場合の表示は電気角
であることはいうまでもない。

（従来の技術） 従来、モータには誘導モータ、同期モータおよび整流子
モータ等がある。これらのモータのうち、たとえばフレ
ーム内の中心部に固定子を配置し、該固定子の外周に回
転子を配置するように構成したものにおいて、固定子の
外周に回転磁界を作るため、当該固定子の外周に設けた
複数個の鉄芯にコイルを巻回して行く方法には全節奏と
、短節巻等の巻線方法があった。そのうちでも全節奏の
三相交流電流を使用するモータは、第２図に示すような
動作原理で作動するように構成したものが広く知られて
いる。同図は回転モータの３６０゜を直線状に展開した
概念図であるが例示のモータは回転子（ロータ）が８極
で、固定子（ステータ）に巻回するコイル収納用のスロ
ット（溝）が２４溝、そして第３図は上記のような固定
子に、コイルを途中まで、しかも図面を簡潔にするため
に一７＝ｌのスロットには１回だけしかコイルを巻かな
い状態の一部切欠概念図であるが、該スロットに収納す
るコイルは、固定子１の外周に設けた複数個の固定電機
子２・・・・・・に対し、中間にスロット３・・・・・
・を夫々二つ跨いでＡ、Ｂ、Ｃの３相のコイルを重ね巻
に巻回して構成するものである。このようなモータは一
般に、その相数をＭ、スロット数をＳ、極数をＰ、コイ
ルピンチをθとしたとき、Ｓ＝ＭＰθの関係式が成立つ
ように構成されている。そして前記回転子に回転力を与
えるためには、前記固定電機子２・・・・・・に巻回し
たコイル４・・・・・・に、第２図の下部に示すような
３相交播の磁界φＡ、φＢ、φＣの磁束を発生させ、そ
の合成磁界（同図点線に示す）の位置を、時間の経過に
伴う位相の変化によって回転状に変化させて当該固定電
機子２の外周に回転磁界を作り、該回転磁界によって前
記回転子を回転させるようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、このような３相８極のモータに例をとれば、
（１）上記のような巻回方法では固定電機子のトルク発
生のために有効なコイルの長さに対して、無効となるコ
イルの長さが長くなって、そのコイル巻線の巻込み量の
ねりには、これらのコイルは、高トルクを得るために充
分且つ効率的に使用されているとはいえない、（２）ま
た第３図に示すように、コイルは二つのスロットを跨い
で巻回するから、同図でみられるように、例えば３相の
コイルを巻けば３層に重ね巻きされてしまうことになる
。したがって、コイルの重なり部分の厚みがでてしまっ
て、これが特に各種ディスク回転用のようにモータを薄
型にしようとする場合に、致命的な欠陥となる。短節巻
においては、上記のようなスロットを跨ぐことはないが
その代わり、全節巻状態が達成され得ない。（３）その
他に、このようなコイルの巻回方法を採るモータは、高
トルクを得るためには当該コイルの巻回数を増加してや
らなければならず、そのためには当該固定子１に設ける
スロット３・・・・・・をもつと大きなものにしなけれ
ばならないので、この場合、モータ自体の大型化が避け
られない、等の欠点があった。

本発明は上記従来のモータの諸欠点を除去し、且つ薄型
で高トルクの得られるモータを提供するものである。

（問題を解決するだめの手段および作用）そのために、
本発明は固定子と回転子のうちの一方を、全周３６０°
を整数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅の磁極で構
成する。そして他方を前記磁極の幅とほぼ同一の中心角
を占める広幅の電機子の間に、該広幅の電機子の占める
中心角をほぼ（１１／Ｍ）倍（但しＭは相の数）した狭
幅の電機子を、Ｑの数だけ均等に配置した構成にする。

但し前記Ｍが奇数のときＱはＭの１倍の数を採り、Ｍが
偶数のとき、ＱはＭの２倍の数を採るようにする。

このことにより前記電機子に巻回するコイルは全節巻で
、その中間部にスロットを跨いで巻線することがないの
で当該電機子に磁束を効率良く発生させることができる
。そして、該磁束を効率的に利用して高トルクを得ると
同時に、今節巻でありなからモータ自体の薄型化および
小型で高トルクを得るモータを作り得る。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明のモータの一実施例である３相８極モー
タの概念正面図である。但し、固定電機子のコイル４は
、現実は１鉄芯１コイルに多数巻回しているが、図面の
繁雑をさけるため、コイルの巻数を各２回巻きで示した
。

同図において、図示を省略したフレーム内に固定電機子
２・・・・・・と回転子５を配置し、固定電機子２・・
・・・・の外周を回転子５が回転するようにする。

そのために当該回転子５の内周面（ａ何字角３６０°）
に設ける磁極Ｎ、Ｓを整数、例えば８極に３６０’ 等分して、その１極当たりの占める角を−ｊ＝４５°に
して、これを交互に配置した構成にする。

このとき回転子は永久磁石または直流コイルを巻いた電
機子で構成する。一方、これに対し固定子１は、その外
周部に九つのスロット３・・・・・・を設けて、該スロ
ット３・・・・・・のサイドの九つの歯に図示のように
コイル４（但し２回巻きで表している）を巻いた電機子
２・・・・・・を設けた構成にする。ここで該固定電機
子２・・・・・・は、１２０°の周毎にＡ。

Ｂ、Ｃの３相に分割され、前記電機子２・・・・・・が
夫々３個ずつ配置されるようにする。その上で当該電機
子の占める角を、３個のうち２個は前記磁極の占める角
と同じ４５°の広幅にし、残る１個は４５°０十倍であ
る３０°の狭幅にした電機子２′を、図示のように前記
広幅の電機子の間に均等に配置する。そして該固定電機
子２・・・・・・に１２０°の角を介してＡ、Ｂ、Ｃの
３相に電流を各相銀に通電する。

次にこの固定子ｌのＡ、Ｂ、Ｃ各相におけるｌ相内に夫
々配置する狭幅の電機子２′の磁極の占める角の出し方
について説明する。それには以下に示す式を使って行う
。即ち、 Ｐは幾何学的１周期３６０°を等分した磁極数で、偶数
、Ｍは相の数でＭ＞１、 ＱはＭに依存する数でＱ＞１、（但しＭが奇数相のとき
はＱはＭと同じ数を採り、Ｍが偶数相のときは、Ｑは２
Ｍの数を採る）、 Ｎを整数とした上でＮ＞１ としたとき、 という式が成立てば良い。なぜならばこの式におる電機
子２・・・・・・のうちの広幅の電機子の占める角３６
０’　　　　１ をθ２（Ｎ−１）とすると共に、−ｙ−（１−１／Ｍ）
、即ち同相内における残る１磁極の占める角、換言すれ
ば狭幅の電機子の占める角を０３とすると、前記■の式
は、これを以下のような式にすることができる。即ち、 θ１＝０２（Ｎ−１）＋０３　　である。

そこで、このθ２　　（Ｎ　　１）とθ３との和が１相
当たりの総和角となるので、そのＱ倍が３６０°となる
ので丁度円周内に納まるからである。

云いかえれば、前記回転子の各磁極の占める角は、３６
０°を極数で除した角であり、固定電機子２のうち広幅
のものは前記回転子の各磁極と同じ角度を占める。これ
に対し、狭幅の固定電機子の占める角は前記広幅の電機
子の占める角度を（１−π）倍（但しＭは相の数）した
ものであるから、これをＭ倍したものは（Ｍ−１）であ
って整数となる。従って、広幅の電機子を、回転子の磁
極の数よりも（Ｍ−１）個少ない数にして、これに狭幅
の電機子２′を０個（但し、Ｑは前記のとおり）配置す
れば、固定電機子全体の占める角は３６０°となり、円
周内にぴったりと納まることになるのである。

尚、各電機子の占める角というのは、隣接する各電機子
間の中心までをいう。

そして、これらの式は前記３相８極に限らず、たとえば
２相６極のモータ等の場合等多相交流モータにも応用で
きることはいうまでもない。

次に、このように構成したモータの、その動作について
説明する。

第４図は上記３相８極モータの動作原理を示す図である
。

同図において、上部の回転子５と下部の固定電機子２と
は、その磁極を展開図で表しである。そのうち回転子５
は、その磁極Ｎ、Ｓが機械角で土πごとに８等分されて
おり、２πで丁度１回転する。これに対し、固定電機子
２には丁π各にＡ。

Ｂ、Ｃの３相の電流を通電する。そして該１相内１　　
　　　　　　　　　　　　　　；はＴπの広幅を占める
電機子が２個とＴπの狭幅を占める電機子１個とで構成
する。

そして下方には電流を流すことによって前記固定子１に
３相交播磁界を発生したものが示されている。同１相内
で磁界が逆向きになっているのは、各電機子の巻き方向
が逆であるためである。ここで３相交流電流はＡ、Ｂ、
Ｃ各１相当たり電気角で１πの間隔をおいて通電し、そ
の３倍の８πが前記固定子１の全部の機械角２πに相当
する。

そして、その１相内における当該磁界の１πは前記固定
子１の１相内の広幅の電機子の機械角　πと等しくなる
。

このような関係において、今、回転子５の磁極は図中左
からＮ＋、Ｓｌ、Ｎ２．Ｎ２・・・・・・の順に並んで
いるものとし、そのうちＮ１が左端側にあるときを仮に
、その−回転分の全周３６０°における０°とする。こ
こへ、前記固定電機子２・・・・・・に巻回したコイル
４・・・・・・に３相交流電流を流すことによって発生
するその磁界はＡ、Ｂ、Ｃの各相ごとに同図下部に示す
ような波形を描く。そして、該固定子１のＡ、Ｂ、Ｃ各
相内の電機子２・・・・・・の磁極を、同図内に記した
磁極の記号ＮＡ、　　ＳＡ・・・・・・のように励磁す
る。

このときＮ２はＮＡに反発され、且つＳＨに吸引される
。Ｎ２はＳＢに反発され且つＮＢに吸引されるというよ
うに、以下Ｓ４まで、いずれの磁極も図面右方向へと回
転するトルクを生じる。但し、Ｎ＋　とＮＡ、ＳｌとＳ
Ａとはニュートラル・ゾーンとなるが、回転子が少しで
も右方向に回転すると、Ｎ１はＮＡに反発され且つＳＡ
に吸引され、ＳｌはＳＡに反発され且つＳＢに吸引され
るというように、全極にわたって、回転子が右方向に回
転するトルクを生じる。

そして前記回転子５の磁極Ｎ１が右方に機械角で１５°
移動すると当該回転子５と固定電機子２との磁極の関係
は第５図に示すようになる。即ち、この時点では前記Ａ
、Ｂ、Ｃの各相に発生する磁界の位相は電気角で６０°
進み、第５図に示すように、Ｃ相の磁界の方向が変わり
、そのためＣ相の固定電機子の極性が第４図とは逆にな
る。そのときにも、やはり、Ｎ１はＮＡと反発してＳＡ
に吸引され、ＳＩもＳＡに反発されてＮＡに吸引される
というように、回転子は右方向に回転するトルクを生じ
る。但し、同図Ｓ３とＳＣ，Ｎ４とＮＣとはニュートラ
ル・ゾーンとなるが、回転子が少しでも右方向へ回転す
れば、Ｎ３はＳＣと反発してＮＣに吸引され、Ｎ４はＮ
Ｃと反発してＳＣに吸引され、やはり全極にわたって右
方向に回転するトルクを生じる。第６図から第９図まで
は、いずれも各前回よりも回転子が機械角で１５゜右に
進み、固定電機子２に発生する磁界の位相が電気角で６
０°ずつ進んだ時点における、回転子と固定電機子との
極性を示している。即ち、第６図ではＢ相に発生する磁
界の方向が第５図と逆になり、さらに第７図ではＡ相に
発生する磁界の方向が第６図と逆になるというように、
固定電機子の磁極が変わって行くが、どの時点において
も、回転子と固定電機子との関係が第４図、第５図で述
べたと同様の関係になり、全ての位置で（但しニュート
ラル・ゾーンにおいては、第５図、第６図の各説明と同
じ）回転子を右に回転させるトルクを生じることが理解
されよう。

（他の実施例） 以上は３相８極モータを例に説明したが、特許請求の範
囲記載の要件を充たすかぎり、相数および極数は当業者
が自由に選択設計できる。また回転子５の方に本発明の
電機子を用い、固定子を永久磁石等の界磁としても良い
ことはいうまでもない。電機子の用語例としては、電動
子をいうときや、場磁石に対立した機械要素を謂う例も
あるが、これにこだわらない。

また、設計上特に軽量を必要とする場合等においては、
中空のコイルを本発明の電機子として用いることも可能
である。

また第１０図は同じく本発明の他の実施例である２相６
極モータに使用する固定子の概念正面図である。この場
合、回転子５の磁極Ｎ、Ｓの占める角６０°で６個とな
るのに対し固定手工のＡ。

Ａ’　、Ｂ、Ｂ’相内に配置する電機子２・・・・・・
の数は都合８個となり、その１相当たりは２個となる。

そして該２個の電機子２・・・・・・の占める角は広幅
の方が６０°、狭幅の方が３０°となる。この場合は相
の数が偶数であるから、狭幅の電機子２′は相の数の２
倍である４個配置するのである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成し、且つ動作するものである
。しかして回転子５の内側に等分に設けたＮ、Ｓの磁極
の占める角に対し、固定電機子２・・・・・・における
磁極の占める角度は３相の場合、Ａ、Ｂ、Ｃの各相内に
おいて、前記回転子５の磁極の占める角よりも小さい角
のものを夫々１個ずつ設けておくことにより、当該固定
子１に対し回転子５をどの角度に位置させても必ず互い
に合わない磁極がでて来るようにさせ、また当該固定子
１の電機子２・・・・・・に巻回するコイル４・・・・
・・は、１鉄芯１コイルでありながら全節巻の方法を採
ることができる、等といったことにより、本発明に係る
モータは（１）前記従来のモータについて述べたと異な
り、どの時点においても各電機子が全部励磁し、且つ前
記トルク発生について説明したように、各電機子がどの
時点においても回転トルク発生のために有効に働くから
、鉄芯やコイルの重量に比して、軽量で且つ大きなトル
クを発生するモータが得られる。（２）各鉄芯を跨ぐコ
イルがないから、モータの厚みを薄く設計でき、薄型、
高トルクのモータが得られる。（３）従来の交流モータ
のように成る時点で励゛磁されない電機子がないこと、
および各鉄芯を跨ぐコイルがないことによって、コイル
が短くて済み、且つそのためコイルに生じるインダクタ
ンスも少なくなる。等数々の効果がある

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である３相８極モータの概念
正面図、第２図は従来の３相８極（重ね巻）モータの動
作原理を示す図、第３図は同、３相８極（重ね巻）モー
タにおける固定子にコイルを巻着ける状態を示す図、第
４図、第５図は本発明の一実施例である３相８極モータ
の動作原理の説明のため、回転子、電機子、磁界を対比
させた図、第６図、第７図、第８図、第９図は同前回転
子、電機子を対比した図、第１０図は同、他の実施例で
ある２相６極モータの概念正面図である。 図中１・・・・固定子、２・・・・電機子、３・・・・
スロット、４・・・・コイル、５・・・・回転子。 特許出願人　　　日本フェロ−フルイディクス第１図 第３図 第１０図 Ａ 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年９月３０日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２３８３９ぶ」 ２、発明の名称　　　　モータ ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 住所　東京都港区赤坂２−１７−２２ 代表者　　山　　村　　　章 ６、補正により増加する発明の数　　　　　　なし８、
補正の内容 ＋１）明細書を別紙のとおり訂正する。 （２）図面を別紙のとおり差し替える。 ９、添付書類の目録 （１）補正した明細書　　　　　　　　１通（２）補正
した図面　　　　　　　　　１通明　　　細　　　書 １、発明の名称　　モータ ２、特許請求の範囲 固定子および回転子のうち、一方は全周３６０゜を整数
で除した中心角を占める磁極で構成し、他方については
、前記磁極の幅とほぼ同一の中心角を占める広幅電機子
の間に、該広幅電機子の占める中心角をほぼ（１−−”
）倍した狭幅の電機子を等分に配置して構成したモータ
。 但しＭは相の数とし、ＮはＭよりも小さい自然数とする
。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はモータに関するものである。 （用語について） 本明細書において、磁極とは永久磁石・電磁石等のよう
に一定の極性の磁界を生じさせる機械要素を言い、電機
子とは回転子、固定子を問わす有鉄芯・無鉄芯またはこ
れに代わるものにコイルを巻回して磁界を生じさせる機
械要素をいう。また磁界を生じさせるコイルであれば、
必要に応じ空芯のコイルを含むものとする。 また数個のコアをまとめて、これに１つのコイルを巻回
した電機子、および隣接する各コアにコイルを同一方向
に巻回した電機子のように、１磁極として機能するもの
は、それぞれ１個の電機子と着像す。 磁極および電機子の占める中心角とは、各隣接する各機
械要素との境界から境界までの中心角を言い、各隣接す
る機械要素との間に空隙があるときは、その空隙の中心
から空隙の中心までの中心角をいう。但し電気的位相を
表す場合の表示は電気角であることはいうまでもない。 （従来の技術） 従来、モータには誘導モータ、同期モータおよび整流子
モータ等がある。これらのモータのうちたとえばフレー
ム内の中心部に固定子を配置し、該固定子の外周に回転
子を配置するように構成したものにおいて、固定子に回
転磁界を作るため、当該固定子に設けた複数個の鉄芯に
コイルを巻回するが、その巻回方法には、全節奏と短節
巻等の巻線方法がある。そのうちでも全節奏の三相交番
電流を使用するモータは、第２図に正面概念図を示すよ
うに構成したものが広く知られている。 例示のモータは回転子５　（ロータ）が８極で、固定子
１　（ステータ）の外周に設けられた２４個の電機子２
をそなえている。そして同図はそのような固定子１に、
図面を簡潔にするために一組のスロット３には１回だけ
しかコイルを巻かない状態の正面概念図であるが、コイ
ル４は、固定子１の外周に設けた複数個の固定電機子２
・・・・・・に対し、中間にスロット３・・・・・・を
夫々二つ跨いでＡ、Ｂ。 Ｃの３相のコイルを重ね巻に巻回して構成するものであ
る。このようなモータは一般に、その相数をＭ、スロッ
ト数、をＳ、極数をＰ、コイルピッチをτとしたとき、
Ｓ＝ＭＰτの関係式が成立つように構成されている。 次にこのようなモータの動作原理を第３図に示す。同図
は回転モータの固定子１、回転子５の２π（３６０°）
を直線状に展開した概念図である。 そして前記回転子に回転力を与えるために、前記固定電
機子２・・・・・・に巻回したコイル４・・・・・・に
３和文番電流を流すことによって、成る瞬間に発生させ
る磁界を、第３図の下部に示す。すなわち３和文番の磁
界φＡ、φＢ、φＣを発生させ、その合成磁界（同図点
線に示す）の位置を、時間の経過に伴う位相の変化に従
って回転状に変化させて当該固定電機子２の外周に回転
磁界を作り、該回転磁界によって前記回転子を回転させ
るようにしている。 （発明が解決しようとする問題点） 一般に従来のモータは（１）第２図に示すように、コイ
ル４は二つのスロットを跨いで巻回するから、同図でみ
られるように、例えば３相のコイル４を電機子２に巻け
ば３層に重ね巻きされてしまうことになる。したがって
、コイル４の重なり部分の厚みがでてしまって、これが
特に各種ディスク回転用モータのように薄型化しようと
する場合に、致命的な欠陥となる。短節巻においては、
上記のようなスロット３を跨ぐことはないがその代わり
、全部巻状態が達成され得ない。（２）その他に、この
ようなコイルの巻回方法を保るモータは、高出力を得る
ためには当該コイルの巻回数を増加してやらなければな
らず、そのためには当該固定子１に設けるスロット３・
・・・・・をもつと大きなものにしなければならないの
で、この場合、モータ自体の大型化が避けられない、等
の欠点があった。 本発明は上記従来のモータの諸欠点を除去し、薄型で高
出力の得られるモータを提供するものである。 （問題を解決するための手段および作用）そのために、
本発明は固定子と回転子のうちの一方を、全周３６０°
を整数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅の磁極で構
成する。そして他方を前記磁極の幅とほぼ同一の中心角
を占める広幅の電機子の間に、該広幅の電機子の占める
中心角をほぼ（１−Ｎ／Ｍ）倍（但しＭは相の数とし、
ＮはＭよりも小さい自然数とする。）した狭幅の電機子
を、等分に配置した構成にする。 このことにより磁極と電機子とのズレを生じさせて有効
に出力を得ると共に、前記電機子に巻回するコイルは全
節奏で、その中間部にスロットを跨いで巻線することが
ないので当該電機子に磁束を効率良（発生させることが
できる。そして、該磁束を効率的に利用して高出力を得
ると同時に、全節奏でありなからモータ自体の薄型化お
よび小型で高出力を得るモータを作り得る。 （実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は本発明のモータの一実施例である３相８極モー
タの概念正面図である。但し、固定電機子のコイル４は
、現実は１ボールｌコイル巻きに多数巻回しているが、
図面の繁雑をさけるため、コイルの巻数を各２回巻きで
示した。 同図において、図示を省略したフレーム内に固定子１・
・・・・・と回転子５を配置し、固定子１・・・・・・
の外周を回転子５が回転するようにする。 回転子５の磁極の極数を幾個にするかは設計上選択する
ところであるが、ここでは８極を選択し、そのために当
該回転子５の内周面（幾何学角２π）に設ける磁極Ｎ、
Ｓを整数、例えば８極に等分してその１極当たりの占め
る角を、 ２π÷８＝π／４にして、これを交互に回転子５の内周
面に配置した構成にする。ここで回転子５は永久磁石ま
たは直流を流すためのコイルを巻回した電機子で構成す
る。一方、これに対し固定子１は、その外周部に九つの
スロット３・・・・・・を設けて、各スロット３・・・
・・・のサイドの九つの歯に図示のようにコイル４　（
但し２回巻きで表している）を巻いた電機子２．２′・
・・・・・を設けた構成にする。 ここで該固定子１は、２π／３の角度毎にＡ、Ｂ。 Ｃの３相に分割し、前記電機子２．２′・・・・・・が
Ａ。 Ｂ、Ｃ各相毎に３個ずつ配置されるようにする。 ところで当該電機子２．２′の占める角度は、３個のう
ち２個は前記磁極の占める角度と同じπ／４の広幅の電
機子２にし、残る１個はπ／４の（１−Ｎ／Ｍ）倍、す
なわち３相であるからＭは３でＮは１として、前記π／
４の２／３倍であるπ／６の狭幅にした電機子２′を、
図示のように２個の前記広幅の電機子２０間に等分に配
置する。 そして該固定子１・・・・・・に２π／３の角度を介し
てＡ、Ｂ、Ｃの各相銀に各相の電流を通電する。 ここで広幅の電機子２および狭幅の電機子２′の中心角
に占める角度の出し方について、一般的に説明する。 前記回転子５の各磁極が占める角度は、角度２πを極数
で除した角度であり、固定電機子のうち、広幅の電機子
２は前記回転子５の各磁極と同じ角度を占める。これに
対し、狭幅の電機子２′を２個の広幅の電機子を介して
固定子１の外周に等分に配置して合計の中心角が元の２
πの角度に納まるようにすれば良いわけである。 そのために狭幅の電機子２′の占める角度は、前記広幅
電機子２の占める角度を（１−Ｎ／Ｍ）倍（但しＭは相
の数、ＮはＭよりも小さい自然数）したものとし、固定
子１の外周上に配置される広幅の電機子の数は、回転子
５の磁極の数よりも（Ｍ−Ｎ）個の倍数個少ない数にす
る。従って該広幅の電機子、この場合１倍の（Ｍ−Ｎ）
個少なくした分の占めていた中心角は、回転子５の各磁
極の占める角度の（Ｍ−Ｎ）倍の角度である。 これに対し、狭幅の電機子２′が中心角に占める角度は
前記回転子５の磁極の占める角度の（１−Ｎ／Ｍ）倍で
あるから、狭幅の電機子２′を固定子１の外周上にＭ個
の倍数個配置した場合、例えばこの場合１倍のＭ個の狭
幅の電機子２′を配置したとき、Ｍ個の狭幅の電機子２
′の中心角に占める角度は、 （１−Ｎ／Ｍ）ＸＭ＝Ｍ−Ｎ。 即ち、回転子５の磁極の占める角度のＣＭ−Ｎ）倍とな
る。 即ち、狭幅の電機子２′のＭ個が中心角に占める角度は
前記回転子５の各磁極の占める角度の（Ｍ−Ｎ）倍とな
り、前記広幅の電機子２の（Ｍ−Ｎ）個の中心角に占め
る角度と一致する。 このような方法によって、広幅の電機子２と狭幅の電機
子２′とを固定子１の外周上に配置して、その合計の中
心角が元の２πの角度になるのである。 而も狭幅の電機子２′はＭの倍数側配置するから、角度
２πをＭで除した角度内の電機子に成る１つの相の電流
を通電すれば、その角度内には必ず狭幅の電機子１個が
配置されることになる。 別の例をあげれば、三相８極モータにおいて、上記一般
式のＮを２とした場合には、広幅の電機子はそれぞれπ
／４の中心角を占めるのに対し、狭幅の電機子の中心角
に占める角度は、（１，−２／３）Ｘπ／４＝π／１２
となる。 この例の場合は、広幅の電機子の数は回転子磁極の数よ
りも（Ｍ−Ｎ）個の倍数側、この場合は２　（Ｍ−Ｎ）
個、即ち２個少ない６個となり、ここに狭幅の電機子を
Ｍの倍数側、この場合は２Ｍ、即ち６個配置すれば、 ６×π／４＋６Ｘπ／１２＝２π となり、やはり角度２πの範囲内に納まるのである。こ
の例の場合は１．角度２πを相の数の倍数で除した角度
内の電機子に１相の電流を流し、例えば三相モータにお
いて、機械角でπ／３にある範囲の電機子毎に、Ａ相、
Ｂ相５　Ｃ相、Ａ相、Ｂ相。 Ｃ相、と、成る相の電流を２回繰り返し流し、全体を２
πになるようにしてもよい。 もちろん上記広幅の電機子２′の１個の占める角度およ
び狭幅電機子２′の１個の占める角度内において、コア
をさらに細かく分け、それぞれの占める角度の範囲内に
ある電機子の磁極が同一になるようにコイルを巻回して
もよく、この場合、同一磁極を構成する範囲の電機子の
幅が１つの電機子の幅と着像される。 また上記第１図に示す実施例においては、成る相の電流
を流す角度の範囲内で広幅の電機子二つを配した次に狭
幅の電機子を配した場合について説明したが、両電機子
の配置はこれに限らず、上記範囲内で広幅の電機子二つ
の間に狭幅の電機子を配置して設計しても同一の作用・
効果が得られ、設計上の問題として自由に選択できると
ころである。 尚、各電機子の占める角度というのは、固定子の外周上
における隣接する各電機手間空隙の中心から中心までの
角度をいう。 そして、これらの式は前記３相８極に限らず、たとえば
２相６極のモータ等の場合等、多相交流モータにも応用
できることはいうまでもない。 次に、このように構成したモータの、その動作について
説明する。 第４図は上記第１図に示した３相８極モータの動作原理
を示す図である。 同図において、上部の回転子５と下部の固定子１とは、
その磁極を展開図で表す。 そのうち回転子５は、その磁極Ｎ、Ｓが機械角でπ／４
ごとに８等分されている。 これに対し、各固定子１・・・・・・には２π／３毎に
Ａ、Ｂ、Ｃの３相の電流を通電する。そして該１相内に
はπ／４の広幅を占める電機子２が２個とπ／６の狭幅
を占める電機子２′が１個とを配置したことを示す。 そして下方には、３和文番電流を流すことによって前記
固定子２・・・・・・に発生した成る瞬間における交番
磁界を示す。同１相内で磁界が逆向きになっているのは
、各電機子の巻き方向が逆であるためである。 このような関係において、今、回転子５の磁極は図中左
からＩ’Ｊ＋　、　　Ｓｔ　、　Ｎｔ　、Ｓｚ・・・・
・・の順に並んでいるものとし、そのうちＮＩが左端側
にあるときを仮に、その−回転分の全周２πにおける０
°とする。ここへ、前記固定子１の電機子２゜２′・・
・・・・に巻回したコイル４・・・・・・に３和文番電
流を流すことによって成る瞬間に発生する磁界はＡ。 Ｂ、Ｃの各相ごとに同図下部に示すような波形を描く。 そして、該固定子ｌのＡ、Ｂ、Ｃ各相内の電機子２．２
′・・・・・・の磁極を、同図内に記した磁極の記号Ｎ
Ａ、ＳＡ・・・・・・のように励磁する。 このときＮ２はＮＡに反発され、且つＳＢに吸引される
。Ｎ２はＳＢに反発され且つＮＢに吸引されるというよ
うに、以下Ｓ４まで、いずれの磁極も図面右方向へと回
転する出力を生じる。但しＮ、とＮ　Ａ　１Ｓ　Ｉ　と
ＳＡとはニュートラル・ゾーンとなるが、回転子が少し
でも右方向に回転すると、ＮＩはＮＡに反発され且つＳ
Ａに吸引され、ＳｌはＳＡに反発され且つＮＡに吸引さ
れるというように、全極にわたって、回転子５が右方向
に回転する出力を生じる。 そして前記回転子５の磁極Ｎ、、Ｓ、、Ｎ２・・・・・
・が右方に機械角でπ／１２移動すると当該回転子５と
固定子１との磁極の関係は第５図に示すようになる。即
ち、この時点では前記Ａ、Ｂ、Ｃの各相に流れる電流の
位相は電気角でπ／３進み、第５図に示すように、Ｃ相
の磁界の方向が変わり、そのためＣ相の固定子１の極性
が第４図とは逆になる。そのときにも、やはり、Ｎ、は
ＮＡと反発してＳＡに吸引され、ＳＬもＳＡに反発され
てＮＡに吸引され器というように、回転子５は右方向に
回転する出力を生じる。但し、同図Ｓ、とＳＣ。 Ｎ４とＮＣとはニュートラル・ゾーンとなるが、回転子
が少しでも右方向へ回転すれば、Ｓ、はＳＣと反発して
ＮＣに吸引され、Ｎ４はＮＣと反発してＳＣに吸引され
、やはり全極にわたって右方向に回転する出力を生じる
。第６図から第９図までは、いずれも各前回よりも、回
転子５が機械角でπ／１２右に進み、固定子１に流れる
電流の位相が電気角でπ／３ずつ進んだ時点における、
回転子５と固定子１との極性を示している。即ち第６図
ではＢ相に発生する磁界の方向が第５図と逆になり、さ
らに第７図ではＡ相に発生する磁界の方向が第６図と逆
になるというように、固定子１の磁極が変わって行くが
、どの時点においても、回転子５と固定子１との関係が
第４図、第５図で述べたと同様の関係になり、全ての位
置で、（但しニュートラル・ゾーンにおいては、第４図
、第５図の各説明と同じ）回転子５を右に回転させる出
力を生じることが理解されよう。 （他の実施例） 以上は３相８極モータを例に説明したが、特許請求の範
囲記載の要件を充たすかぎり、相数および極数は当業者
が自由に選択設計できる。また回転子５の方に本発明の
電機子を用い、固定子１を永久磁石等の界磁としても良
いことはいうまでもない。電機子の用語例としては、電
動子をいうときや、場磁石に対立した機械要素をいう例
もあるがこれにこだわらない。 また、設計上特に軽量を必要とする場合等においては、
空芯のコイルを本発明の電機子として用いることも可能
である。 尚、所定の磁束分布を得る為に、例えば広幅の電機子２
を幾分割かして、その分割した電機子が同じ極性を生じ
させるようにコイルを巻回してもよい。 また第１０図は同じく本発明の他の実施例である２相６
極モータに使用する固定子ｌおよび回転子５の概念正面
図である。この場合、回転子５の磁極Ｎ、Ｓのしめる角
度は π／３で６個となるのに対し固定子ｌのＡ、Ｂ。 τ１丁、相内に配置する電機子２，２′・・・・・・の
数は都合８個となりそのＡ、Ｂ、−人−２Ｔ相の１つの
相当たりは２個となる。 そして該２個の電機子２，２′の占める角度は前記各電
機子の占める角度の一般式におけるＭが２でＮを１とす
れば、 ６極モータだから広幅電機子２の方が ２π÷６＝π／３ 狭幅の電機子２′の方が（１−Ｎ／２）Ｘπ／３で、Ｎ
を１とすればπ／６ となる。この場合は狭幅の電機子２′は相の数Ｍの２倍
である４個配置するのである。 （発明の効果） 本発明は以上のように構成し、且つ動作するものである
。しかして回転子５の内側に等分に設けたＮ、Ｓの磁極
の占める角度に対し、固定子１・・・・・・における磁
極の占める角度は３相の場合、Ａ。 Ｂ、Ｃの各相内において、前記回転子５の磁極の占める
角度よりも小さい角度のものを夫々１個ずつ設けておく
ことにより、当該固定子１に対し回転子５をどの角度に
位置させても必ず互いに合わない磁極が出て来るように
させ、また当該固定子１の電機子２．２′・・・・・・
に巻回するコイル４・・・・・・は、１ボール１コイル
巻きでありながら全節巻の方法を採ることができる。 一般にこのようなモータは、第１１図に回転子５の磁極
と電機子２の磁極との関係を示すように、同図（Ａ）の
ように両者が電気角でπ／２ずれた瞬間に最大出力を生
じるものであって、同図（Ｂ）　　（Ｃ）のような関係
になった瞬間にはデッド・ゾーンなって出力を生じない
瞬間となるのであるが、（１）本発明では電機子２の各
磁極がどの時点においてもいずれかの位置で同図（Ａ）
のような関係になり、回転子５の磁極と電機子２の磁極
がズレを生じるから、回転出力発生のために有効に働く
ことになり、鉄芯やコイルの重量に比して、軽量で且つ
大きな出力を発生するモータが得られる。（２）各鉄芯
を跨ぐコイルがないから、モータの厚みを薄く設計でき
る。（３）従来の交流モータのように成る瞬間に打ち消
される磁束がないこと、および各鉄芯を跨ぐコイルがな
いことによってコイルが短くて済み、そのためコイルに
生じるインダクタンスも少なくなる。等数々の効果があ
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例である３相８掻モータの正面
概念図、第２図は従来の３相８極（重ね巻）モータにお
ける固定子にコイルを巻着ける状態を示す正面概念図、
第３図は第２図のモータの動作原理を示すために回転子
・電機子および磁極を対比させて示した概念図、第４図
、第５図は第１図に示した３相８極モータの動作原理の
説明のため、回転子、を機子、磁界を対比させた図、第
６図、第７図、第８図、第９図は同前回転子、電機子を
対比した図、第１０図は同、他の実施例である２相６極
モータの概念正面図、第１１図はモータにおける固定子
と回転子との位置関係を対比させた図である。 図中１・・・・固定子、２．２′・・・・電機子、３・
・・・スロフト、４・・・・コイル、５・・・・回転子
。 特許出願人　　　日本フェロ−フルイディクス第１図 第２図 第１０図 第１１図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定子および回転子のうちの、一方は全周３６０°を整
   数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅の磁極で構成し
   、他方については、前記磁極の幅とほぼ同一の中心角を
   占める広幅電機子の間に、該広幅の電機子の占める中心
   角をほぼ（１−１／Ｍ）倍（但しＭは相の数）した狭幅
   の電機子を、Ｑの数だけ（但しＭが奇数のとき、ＱはＭ
   の１倍、Ｍが偶数のとき、ＱはＭの２倍の数を採る）均
   等に配置して構成したモータ。