JPS626857Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、有極モータ、特に固定子と回転子と
永久磁石とをそなえた単極構造の有極モータにお
いて上記永久磁石に対する減磁を防止するよう配
慮した構造をもつ有極モータに関するものであ
る。以下に本考案の最適実施例である電流に比例
したトルクの変位を得ることができるモータに関
して説明するが、本考案はこれに限定されること
はなく連続的に回転するモータに適用することも
勿論可能である。

従来、有極モータは保持中の電力供給を必要と
しないなどの利点を有している。しかし一般に実
用化されている例が少なく、その理由として(1)優
れた永久磁石を必要とすること、(2)構造上回路故
障などの場合に駆動コイルに大電流が流れ該大電
流にもとづく磁界により永久磁石が大きく減磁さ
れてしまう、などの点があげられ、特に後者第２
の点がその理由の大部分を占めるものと考えられ
ている。

本考案は上記の点を解決することを目的とし、
簡単な構造で永久磁石に対する減磁を防止し良好
な駆動を行なう有極モータを提供することを目的
としている。そしてそのため本考案の有極モータ
は中空円筒部をそなえて、該中空円筒部の軸方向
に所定長離れた位置に夫々、中空円筒内に径方向
にもうけられた第２の歯形２，３をそなえた固定
子１と、 軸方向に着磁された永久磁石４の両極側に
夫々、上記固定子１の上記２つの第２の歯形２，
３と上記径方向に対向する２つの第１の歯形５，
１１をそなえた回転子とを有し、 上記固定子１と上記回転子とによつて上記永久
磁石４による磁束ループを形成するとともに、 上記第１の歯形の一方５および上記第２の歯形
の一方２に夫々径方向に凹んだ溝８を形成されて
なり、 該溝８内に同軸方向に巻かれたコイル９が収容
され、 かつ該コイル９の両側に形成されている所の 上記第２の歯形２の突起２′と上記第１の歯形
５の突起６′との第１の対向部と 上記第２の歯形２の突起２″と上記第１の歯形
５の突起７′との第２の対向部とにおいて、 上記第１の対向部の突起２′，６′とが両者正し
く相対向する回転角位置で、上記第２の対向部の
突起２″，７′との両者が正しく相対向しないよう
構成され、 かつ上記第２の対向部の突起２″，７′とが両者
正しく相対向する回転角位置で、上記第１の対向
部の突起２′，６′とが両者正しく相対向しないよ
う構成され、 上記コイル９がつくる磁束が上記第１の対向部
の突起２′，６′と上記第２の対向部の突起２″，
７′とがつくる閉ループを環流するよう構成され
ている ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ
説明する。

第１図は本考案による一実施例有極モータの内
部構造を表わした斜視図、第２図は本考案にいう
第１の歯形と第２の歯形との関係を説明するため
の説明図、第３図は第１図図示有極モータの断面
図を夫々示している。

第１図において、１は固定子、２は固定子１に
もうけられた本考案にいう第２の歯形、３及び歯
形１１は回転子に定位性を与えるための手段であ
り、３は固定子１の他方端側にもうけられた歯形
で回転子側の歯形１１とともにモータ停止位置に
定位性を与えるもの、４は永久磁石で図示矢印ａ
方向に磁化された円柱状または円筒状のもの、５
は上記第２の歯形２に対向して回転子にもうけら
れた本考案にいう第１の歯形、６および７は夫々
該第１の歯形を構成する左歯形円板および右歯形
円板、８は上記第１の歯形５と第２の歯形２とを
夫々軸方向に２分して形成される分割溝、９は該
分割溝に第２の歯形２側に固定されて巻回された
駆動コイル、１０はモータ回転軸、１１は上記歯
形３に対向して回転子にもうけられた歯形を夫々
表わしている。

第１の歯形５は、回転軸方向に分割されて構成
される左歯形円板６および右歯形円板７で構成さ
れると共に、モータ回転軸１０に結合されてい
る。上記左歯形円板６および上記右歯形円板７は
夫々周囲に突起６′，６′および突起７′，７′を有
しており、上記両者円板６，７はモータ回転方向
に位置ズレをもつようその突起６′，７′が構成さ
れている。

第２の歯形２は、第１の歯形５に対向して固定
子１にもうけられており、同様に回転軸方向に分
割されている。そして該第２の歯形２を構成する
突起２′，２″は夫々上記左歯形円板６に突起６′
および上記右歯形円板７の突起７′に対向してお
り、モータ回転方向に位相ズレをもたないよう構
成されている。また、固定子１にもうけられた歯
形３と回転子にもうけられた歯形１１とは回転子
に定位性を与えるために、定位置で対向面積が最
も大となる様にその位置関係を定めてある。

第２図は第１図における有極モータを右側から
見て第１の歯形５と第２の歯形２との位置関係を
説明するための説明図で、かつモータ回転軸が定
位置にある状態を示し、図中の符号２′，２″，
６′，７′は第１図の符号に対応している。

第２図から明らかな如く、左歯形円板６の突起
６′と右歯形円板７の突起７′とはモータ回転軸１
０の軸方向から見て互いに位置ズレを生ずるよう
形成されている。また該突起６′，７′に対して第
２の歯形２の突起２′，２″が対向した配置されて
いる。

第３図は第１図における有極モータの断面図を
示し、図中の符号は第１図の符号に対応してい
る。

駆動コイル９に駆動電流が供給されていない場
合、永久磁石４のＮ極から左歯形円板６、該円板
６の突起６′、空隙１２、第２の歯形２の突起
２′、固定子１、歯形３の突起３′、空隙１３、歯
形１１の突起１１′、歯形１１、永久磁石４のＳ
極をへて永久磁石４のＮ極に至る第１の磁気回路
と、永久磁石４のＮ極から左歯形円板６、右歯形
円板７、該円板７の突起７′、空隙１２′、第２の
歯形２の突起２″、固定子１、歯形３の突起３′、
空隙１３、歯形１１の突起１１′、歯形１１、永
久磁石４のＳ極をへて永久磁石４のＮ極に至る第
２の磁気回路とが形成されている。このためモー
タ回転子は上記第１と第２の磁気回路を流れる磁
束が最大となる所定位置に停止保持される。即ち
突起３′と１１′とが正しく対向する位置に停止保
持される。

この状態において駆動コイル９にパルス電流が
供給されると該駆動コイル９を囲んで磁界が発生
し、例えば該発生磁界の向きが図示矢印方向であ
るとすれば、該発生磁界により上記第１の磁気回
路を流れる磁束は増加し、一方上記第２の磁気回
路を流れる磁束は減少する。このため上記パルス
電流供給時に第２の歯形２に対して第１の歯形５
が第２図図示の如き位置関係をもつているものと
すれば、第２図図示突起６′は第２の歯形２の突
起２′との対向面積を最大にする方向即ち第２図
図示矢印方向に回転力を受け、モータ回転子は第
２図図示矢印方向に回転される。そして上記パル
ス電流が最大の時変位は最大となり、流れなくな
ると、該電流にもとづく磁界が発生しなくなり、
そのためモータ回転子は定位置に、即ち突起３′
と１１′とが対向する位置にもどつて停止するよ
うになる。

即ち突起３′と１１′とが定位性を与える。一方
パルス電流を上記と逆方向に流した場合には、回
転子は上述の場合と反対の方向に回転し同様に電
流がなくなると突起３′と１１′とによる定位置で
停止する。上記の回転力は電流値に一次比例し、
かつ電流の極性によつて回転方向が決められる。
このために通常のパルスモータのように２次に近
い関係のもとで電流値に比例するものにくらべ
て、線形で扱うことが可能となり、制御性が著し
くよくなる。またこのためにバネ力により復帰力
を与えるような系のアクチユエータとして用いて
も線形性が損なわれることがない。

従来一般に有極モータにおける駆動コイルに対
して回路故障などにもとづく大電流が流れた場合
該駆動コイルの周囲に強い磁界が発生し該磁界が
永久磁石の中を該磁石の中の磁界とは逆向きに生
じることにより永久磁石が大きく減磁されてしま
う場合が生ずる。しかし本考案の場合、第２図お
よび第３図に図示する如く、駆動コイル９を囲ん
で形成される磁気回路は左歯形円板６の突起６′
と右歯形円板７の突起７′と第２の歯形２の突起
２′，２″と僅かな空隙１２，１２′とを介して構
成されるものであるためその磁気抵抗は小さなも
のとなり、そのため上記大電流にもとづいて発生
される大きな磁束はほとんど上記磁気回路を流れ
るようになる。即ち永久磁石４に対して該磁石４
内をＮ極からＳ極に向つて流れる磁束はほとんど
なく、そのため永久磁石４はほとんど減磁されな
い。上記の例では定位性を与えるための手段とし
て、固定子１側の歯形３と回転子側の歯形１１′
を用いているが、本考案は何もこれに限定される
ことはなく、板バネなどを用いて定位性を与える
ものにも本考案は適用し得る。

又、定位置の与え方、第２の歯形を適当にずら
せることにより、回転させることのできるモータ
にも、勿論本考案を適用できることは言うまでも
ない。

以上の如く、本考案によれば、簡単な構造で容
易に永久磁石に対する減磁を防止することが可能
になる。また両側の一対の対向部に対してコイル
が溝の中に形成されているためにモータ全体とし
て径方向に小型化することができる。

なお、第１図ないし第３図において説明した本
考案の一実施例の場合回転子側に回転方向に位相
ズレをもつ第１の歯形をもうけたが、固定子側に
もうけた場合においても同様の効果も有するもの
であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による一実施例有極モータの内
部構造を表わすための斜視図、第２図は第１の歯
形と第２の歯形との位置関係を表わした説明図、
第３図は第１図図示有極モータの断面図を示す。 図中、１は固定子、２は第２の歯形、２′，
２″はモータ回転方向に位相ズレをもたない突
起、４は永久磁石、５は第１の歯形、６′，７′は
モータ回転方向に位相ズレをもつ突起、８は分割
された空間、９は駆動コイル、１０はモータ回転
軸を夫々表わす。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 中空円筒部をそなえて、該中空円筒部の軸方向
   に所定長離れた位置に夫々、中空円筒内に径方向
   にもうけられた第２の歯形２，３をそなえた固定
   子１と、 軸方向に着磁された永久磁石４の両極側に
   夫々、上記固定子１の上記２つの第２の歯形２，
   ３と上記径方向に対向する２つの第１の歯形５，
   １１をそなえた回転子とを有し、 上記固定子１と上記回転子とによつて上記永久
   磁石４による磁束ループを形成するとともに、 上記第１の歯形の一方５および上記第２の歯形
   の一方２に夫々径方向に凹んだ溝８を形成されて
   なり、 該溝８内に同軸方向に巻かれたコイル９が収容
   され、 かつ該コイル９の両側に形成されている所の 上記第２の歯形２の突起２′と上記第１の歯形
   ５の突起６′との第１の対向部と 上記第２の歯形２の突起２″と上記第１の歯形
   ５の突起７′との第２の対向部とにおいて、 上記第１の対向部の突起２′，６′とが両者正し
   く相対向する回転角位置で、上記第２の対向部の
   突起２″，７′との両者が正しく相対向しないよう
   構成され、 かつ上記第２の対向部の突起２″，７′とが両者
   正しく相対向する回転角位置で、上記第１の対向
   部の突起２′，６′とが両者正しく相対向しないよ
   う構成され、 上記コイル９がつくる磁束が上記第１の対向部
   の突起２′，６′と上記第２の対向部の突起２″，
   ７′とがつくる閉ループを環流するよう構成され
   ている ことを特徴とする有極モータ。