JPS6237420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転出力型、直線出力型のいずれに
も適用できる電動機に関する。

一般に電動機の固定子の磁極歯板は平坦なドー
ナツ板状をしており、放射状に内周端と外周端と
から交互に磁極歯が配置される構成をとるが、こ
の平坦なドーナツ板状の磁極歯板では、それを円
周方向に多数着磁された回転子の永久磁石と対向
させたときに例えば内周端部がＮ極、外周端側が
Ｓ極、若しくはその逆極性というように磁極性が
一様に同一極性に誘磁されている磁極歯板の内周
端部と外周端部とが各磁極歯とは逆の影響を永久
磁石に及ぼすという問題がある。

本考案はこのような問題に鑑みてなされたもの
であり、各磁極歯をプラトー状に永久磁石の方に
突き出す形状にすることにより磁極歯板の内、外
周端部を永久磁石から離れさせ、その磁気的な悪
影響を回転子に及ばないようにした電動機を提供
することを目的とする。

本考案を以下、図に示す実施例と共に説明す
る。この実施例は直線出力型電動機であるが、本
考案はこの実施例に限定されることはなく回転子
に直接出力軸の固着されている回転出力型電動機
にも容易に利用できる。

第１図において固定子１０は、２個の環状励磁
コイル１１ａ，１１ｂ、これらの励磁コイル１１
ａ，１１ｂをそれぞれ絶縁する樹脂絶縁材１２
ａ，１２ｂ及び両励磁コイル１１ａ，１１ｂを包
囲する継鉄１３を具える。また両励磁コイル１１
ａ，１１ｂの対向する側面にはそれぞれ磁極歯板
１４ａ，１４ｂが設けられている。磁極歯板１４
ａ，１４ｂはそれぞれドーナツ状軟磁性金属板製
であつて、第２図及び第３図に示すように外周縁
部１５を起端とし内周縁部１６に連結用細片１７
を介して先端が接続されている磁極歯１８の放射
状の列と、逆に内周縁部１６を起端とし外周縁部
１５に連結用細片１９を介して先端が接続されて
いる磁極歯２０の放射状の列とが交互に隣合うよ
うに設けられた構成である。隣合う磁極歯１８，
２０間の角度は円周方向に等角度であり、この実
施例では後述するドーナツ板状永久磁石２２の
Ｎ，Ｓ極間の角度と等しく22.5度としてある。さ
らに各磁極歯１８，２０はそれぞれ第１図に示す
ように凸形に形成されている。回転子２１は、ド
ーナツ板状で円周方向に等角度でＮ極、Ｓ極が交
互に着磁された永久磁石２２と、この永久磁石２
２の内周部に設けられた軸部２３とで構成され
る。永久磁石２２は、その材料が磁気異方性のも
のであるときには表裏で逆極性となるように着磁
され、磁気等方性であれば表裏が同極性に着磁さ
れる。極数は、本実施例にあつては22.5度ずつ等
分割してＮ極Ｓ極それぞれ８極ずつであるが、こ
の極数は用途に応じて加減される。軸部２３は金
属円筒状の基体２３ａに合性樹脂の成形材２３ｂ
をアウトサート成形して一体化した構造である。
成形材２３ｂの内周部に雌ネジ軸孔２３ｃが設け
られている。しかして固定子１０の両励磁コイル
１１ａ，１１ｂ間の相対向する面に配置された磁
極歯板１４ａ，１４ｂ間の間隙に回転子２１のド
ーナツ板状永久磁石２２が位置するように組立て
られる。軸部２３の基体２３ａの左右両端部外周
と、各励磁コイル１１ａ，１１ｂの外側継鉄内周
との対向面部に回転軸受２４ａ，２４ｂとしての
ボールベアリングが介装され、回転子２１の回転
が固定子１０により軸承されている。出力軸２５
はスプラインなどの円形以外の外形を有するスラ
イド軸部２５ａ、雄ネジ部２５ｂ及び後部スライ
ド軸部２５ｃを備えている。スライド軸部２５ａ
はケース蓋２６の中央のボス部２６ａに軸方向の
スライドのみができるように支持されており、雄
ネジ部２５ｂは回転子２１の軸部２３の雌ネジ軸
孔２３ｃと螺合されており、後部スライド軸部２
５ｃはケース２７の中央のボス部２７ａにスライ
ド自在に支持されている。出力軸２５において２
８，２９は回転規制用ストツパであり、それぞれ
第４図に示すように180度反対の位置に当接用突
部２８ａ，２８ｂ及び２９ａ，２９ｂを有する。
このストツパ２８，２９は回転子２１の軸部２３
の内周縁近くに挿通されているストツプピン３
０，３１の突出端と当接し、それ以上の出力軸２
５の移動を停止させるべく回転子２１の回転を止
めるために設けられている。３２は本実施例の電
動機がシーリングを必要とするためにケース蓋２
６とケース２７との嵌合部に介在させられたシー
リングパツキンである。３３は回転子２１と回転
軸受２４ｂとの間のガタつきを防ぐために介装さ
れた円形で波状のワツシヤ、３４は固定子１０と
ケース２７との間のガタつきを防ぐために継鉄１
３とケース２７との間に介装された波状ワツシヤ
である。

上記構成の直線出力型電動機の動作を次に説明
する。励磁コイル１１ａ，１１ｂに交番電流を印
加して交番磁界を生じさせると、継鉄１３及び磁
極歯板１４ａ，１４ｂを通る磁気回路が形成され
る。磁極歯板１４ａ，１４ｂのある瞬間における
誘導磁気が第３図に示すように外側がＮ極、内側
がＳ極であるとすると、このとき磁極歯１８の列
にはＮ極が励磁され、磁極歯２０の列にはＳ極が
励磁される。印加電流の位相が反転した次の瞬間
には、逆に磁極歯１８の列にはＳ極、磁極歯２０
の列にはＮ極が励磁される。この交番磁気により
磁極歯板１４ａ，１４ｂと対向している回転子２
１の永久磁石２２の各磁区は吸引力、反発力を受
けて回転を生起する。回転子２１が回転を始める
と、回転子２１の軸部２３の雌ネジ軸孔２３ｃに
螺合している出力軸２５の雄ネジ部２５ｂに直線
運動力が生起され、この力により出力軸２５が
左、又は右に移動を始める。いま、出力軸２５が
右方向に駆動されて来て第１図の状態になつたと
すると、このときには左側のストツパ２９の当接
用突部２９ａ，２９ｂ（２９ｂは図では見えな
い。）にそれぞれストツパピン３０，３１の左側
突出端部が当接して回転子２１の回転を停止さ
せ、これに供なつて出力軸２５の右方向への移動
を停止させる。第１図において想像線で示すよう
に出力軸２５が左方向の移動されて来たときに
は、今度はストツプピン３０，３１の右側突出端
部がそれぞれ右側のストツパ２８の突部２８ａ，
２８ｂ（２８は図では見えない。）に当接して回
転子２１の回転を止め、出力軸２５の左方向への
移動を停止させる。このようにして、回転子２１
の回転力が出力軸２５にはストツパ２８，２９間
の距離分だけの左又は右方向への直線運動に変換
されて取り出されるのである。

本考案は以上のように２個の環状励磁コイルの
対向する側面間に回転子のドーナツ板状永久磁石
を配置してこの永久磁石を励磁コイルが誘起する
磁気で回転させるようにし、回転子の永久磁石の
内周部に設けた雌ネジ軸孔を出力軸の雄ネジ部と
螺合させているので、磁気作用面が軸に垂直な円
形状となり、従来の軸に平行な円筒面となるもの
に比して軸方向の長さを短小にできる。また励磁
コイルの側方位置に磁気回路が形成できるので、
回転子の永久磁石に生起される回転モーメントは
中心軸に対して長いアームを有することになり、
回転力を向上させることができるのである。ここ
で各磁極歯１８，２０を凸形にした理由を第５図
を参照しながら説明する。いま同図ａのように継
鉄１３′の左側開口に平坦な磁極歯板１４′を設け
たとし、その１つの磁極歯１８′が磁極歯板１
４′の外周縁部１５′のＳ極と同一でＳ極を誘磁さ
れたとするときには、磁極歯板１４′の内周縁部
１６′はＮ極となつている。この状態で磁極歯１
８′のところに永久磁石２２′のＮ極磁区が対向し
たときには、磁極歯１８′のＳ極とＮ極磁区との
間では吸引力が働く。しかし、内周縁部１６′の
Ｎ極はＮ極磁区と反発し合い、この反発力が上記
の正当な吸引力をいくらかでも打消す力となり、
永久磁石２２′に働くトルクを若干弱めることに
なる。しかし第５図ｂのように各磁極歯１８，２
０が凸形になつていると、永久磁石２２と磁極歯
板１４ａ，１４ｂ（１４ｂは図に示さず。）の外
周縁部１５、内周縁部１６との間は大きく離れて
おり、このためにこの縁部１５，１６が永久磁石
２２に及ぼす影響はきわめて小さいか全くないか
になるのである。

本考案は以上のように回転子の永久磁石の各磁
区に対向する固定子の磁極歯を凸形にしているの
で、永久磁石は近接しているこの磁極歯に大きな
磁気力を受け、磁極歯板の内、外周縁部とは距離
が離れるために悪影響を受けない利点がある。ま
た各磁極歯を凸形とするので、永久磁石から内、
外周縁部が離れるように磁極歯板の外径を大きく
する必要もなく、コンパクト化も図れる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
同上における磁極歯板の一部分の側面図、第３図
は同上における固定子の磁極歯板と回転子の永久
磁石との対応関係を示す分解斜視図、第４図は同
上における出力軸のストツパの斜視図、第５図は
同上における凸形磁極歯の作用を説明する模式図
である。 １０……固定子、１１，１１ａ，１１ｂ……励
磁コイル、１３……継鉄、１４，１４ａ，１４ｂ
……磁極歯板、１５……外周縁部、１６……内周
縁部、１８……磁極歯、２０……磁極歯板、２１
……回転子、２２……永久磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円板状励磁コイルとこの励磁コイルの側面に形
   成された円板状軟磁性材の磁極歯板と上記励磁コ
   イルが誘起する磁束を磁極歯板に導く継鉄とを備
   える固定子、及び上記磁極歯板と対面する円板状
   の永久磁石であつてＮ極とＳ極とが円周方向に等
   角度で交互に着磁された永久磁石を備える回転子
   から成り、上記磁極歯板にはその内周端から外方
   へ伸びる磁極歯とその外周端から内方へ伸びる磁
   極歯とが交互にかつ上記永久磁石の各磁区の角度
   と等しい角度を隔てて形成されており、これらの
   ２種類の各磁極歯は永久磁石と対向する中央平坦
   部が内、外周縁部より永久磁石側に突出している
   ことを特徴とする電動機。