JP2504242Y2

JP2504242Y2 - 同期電動機

Info

Publication number: JP2504242Y2
Application number: JP1989149719U
Authority: JP
Inventors: 豊仁長谷川; 素弘樋口; 良和谷口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2004-12-25
Also published as: JPH0391063U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、タイマや時計等の駆動源として用いられ
る小型の同期電動機に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の同期電動機は、たとえば、第４図にみ
るように、外周面にＮ極とＳ極とが周方向に沿って等角
度で交互に着磁された回転子２、ならびに、コイル（図
示省略）により互いに異なる極性に励磁されるようにな
っている固定子磁極片Ａ（図中、101aで示す）および固
定子磁極片Ｂ（図中、102aで示す）を備えている。固定
子磁極片101aおよび102aは、回転子２の外周面の磁極と
対向する位置に、回転子２の磁極ピッチ（回転子が12極
着磁の場合、360°/12＝30°）と同じピッチで配置され
ている。固定子磁極片101aおよび102aを外側から囲むよ
うに、これらの固定子磁極片の励磁を行うコイルが巻回
されたコイルボビン（図示省略）が配置されている。前
記コイルに通電すると、固定子磁極片101aおよび102aと
回転子２の磁極との磁気作用により回転子２が回転し、
駆動力が得られるようになっている。

このような構成の同期電動機において、電動機の起動
時の死点をなくすために、固定子磁極片101aおよび102a
が回転子２の磁極ピッチと同じピッチで配置される以外
に、回転子の磁極ピッチから角度θだけ外れた位置にも
固定子磁極片Ａ″（図中、101bで示す）が設けられる。
角度θについては、そのつど実験的に最適値を求めて設
定されるようになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

第５図にみるように、固定子磁極片101aおよび101bを
１枚の磁性体板101の、回転子を取り出し可能とさせる
ための開口部となる部分101dからの放射状の切り起こし
により形成する場合、θの値によっては、二点鎖線の円
Ｓ内に示すように、固定子磁極片101aおよび101bとな
る、磁性体板101の折り曲げ部分同士が重なってしま
い、部品加工が不可能となる。これを避けるために、固
定子磁極片101bを設ける角度θを変えると、最適の磁極
配置を構成できなくなる。この場合、当然の結果として
電動機の使用電圧範囲が狭くなってしまう。

そこで、この考案は、最適の磁極配置としたときの使
用電圧範囲よりも広い使用電圧範囲を持ち、かつ、部品
加工可能な同期電動機を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この考案にかかる同期電
動機は、外周面に周方向に沿って着磁されたＮ極および
Ｓ極を交互に有する回転子、前記回転子の磁極に対向す
る位置に前記回転子の磁極ピッチと同じピッチで交互に
配置される第１の固定子磁極片Ａおよび第２の固定子磁
極片Ｂ、ならびに、前記回転子の磁極に対向するが磁極
ピッチから外れた位置に配置される第３の固定子磁極片
Ａ′を備え、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第３
の固定子磁極片Ａ′と前記第２の固定子磁極片Ｂとがコ
イルの励磁により異なる極性を持つように配置されてお
り、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第３の固定磁
極片Ａ′が、１枚の磁性体板において前記回転子を取り
出し可能とさせるための開口部となる部分からの放射状
の切り起こしにより形成されている同期電動機におい
て、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第２の固定子
磁極片Ｂは、その幅方向の中心線が前記回転子の回転中
心を通るが、前記第３の固定子磁極片Ａ′は、その幅方
向の中心線が前記回転中心をはずれるように形成されて
おり、前記第２の固定子磁極片Ｂは、前記第１の固定子
磁極片Ａおよび前記第３の固定子磁極片Ａ′を有する前
記磁性体板とは別の１枚の磁性体板からの放射状の切り
起こしにより形成されており、前記第２の固定子磁極片
Ｂを有する磁性体板がコイルの巻回されたコイルボビン
内に一部分窪んでいて、この窪み部で前記回転子軸が固
定されていることを特徴とする。

回転子は、外周面に周方向に沿って着磁されたＮ極お
よびＳ極を交互に有するものであれば、Ｎ極およびＳ極
の数に制限はなく、それぞれ１以上ずつ、または、対向
する一対以上ずつのＮ極およびＳ極を有することが可能
である。回転子は、固定部材に固定された回転軸に回転
自在に支持されるようであってもよいし、回転子と固定
一体化された回転軸が回転自在に固定部材に支持される
ようにであってもよい。固定部材としては、たとえば、
固定子のケースおよび／または蓋、あるいは、固定子に
ケースおよび蓋とは別々に設けた固定用の支持具などで
ある。回転子は、たとえば、固定子のコイルボビンの胴
部内に収納される。

前記回転子の磁極（たとえば、外周面の磁極）に対向
する位置に、固定子磁極片Ａ、ＢおよびＡ′が設けられ
ている。固定子磁極片ＡおよびＢは、回転子の磁極に対
向する位置に同回転子の磁極ピッチと同じピッチで交互
に配置されている。固定子磁極片Ａ′は、回転子の磁極
に対向するが磁極ピッチから外れた位置に配置されてい
る。ここで、磁極ピッチとは、磁極が何度ごとに設けら
れているかを表し、磁極ピッチと同じピッチとは、磁極
が設けられている角度間隔と同じ角度間隔、または、そ
の整数倍の角度間隔を言う。固定子磁極片ＡおよびＡ′
と、固定子磁極片Ｂとは、コイルの外側で磁気的に接続
されていて、前記コイルに通電することにより異なる極
性に励磁されるようになっている。

この考案では、固定子磁極片ＡおよびＡ′は、１枚の
磁性体板における、前記回転子を取り出し可能とさせる
ための開口部となる部分からの放射状の切り起こしによ
り形成されている。しかも、固定子磁極片Ａは、その幅
方向の中心線が回転子の回転中心を通るが、固定子磁極
片Ａ′は、その幅方向の中心線が回転子の回転中心を外
れるように形成されているのである。

固定子磁極片Ｂは、１枚の磁性体板からの放射状の切
り起こしにより形成されている。この磁性体板は、コイ
ルの巻回されたコイルボビン内に一部分窪んでいて、こ
の窪み部で回転子が固定されている。

〔作用〕

このような構成を採ることにより、固定子磁極片Ａと
固定子磁極片Ａ′とを互いに重なり合わないように形成
することができ、加工可能になる。また、固定子磁極片
の幅方向の中心線が回転子の磁極ピッチから外れた位置
でかつ回転子の中心から外れた位置に形成された固定子
磁極片Ａ′の回転子に対する磁気的影響は、すべての固
定子磁極片の幅方向の中心線が回転子の回転中心を通る
場合に比べて、回転子の磁極ピッチからのずれ角度θの
値が大きい位置に配置されたことと同じ効果を持つ。す
なわち、固定子磁極片Ａ′と回転子とのギャップの最小
の位置は、すべての固定子磁極片の幅方向の中心線が回
転子の回転中心を通る場合、固定子磁極片Ａ′の幅方向
の中心になるが、この考案による配管の場合、固定子磁
極片Ａ′の幅方向の中心よりずれた位置になる。その結
果、前記角度θが大きくなったことと同じことになるの
である。

固定子磁極片Ｂを形成する磁性体板が、コイルの巻回
されたコイルボビン内に一部分窪んでいて、この窪み部
で回転子軸が固定されているので、回転子軸の固定構造
が簡略化されるとともに回転子軸の末端が電動機の外面
に突出することもない。

〔実施例〕

以下、この考案にかかる同期電動機の１実施例を図面
を参照しながら説明するが、この考案は下記実施例に限
定されない。

第１図は、この考案にかかる同期電動機の１実施例を
模式的に表し、第２図は、その要部の平面図である。ま
た、第３図は、その断面を模式的に表す。これらの図に
みるように、この同期電動機は、固定子１および回転子
２を備えている。

固定子１は、コイル13が巻回されたコイルボビン14、
回転子２の外周面の磁極に対向する位置に磁極ピッチと
同じピッチで交互に配置される固定子磁極片ＡおよびＢ
（図中、11aおよび12aで示す）、ならびに、回転子２の
磁極に対向するが磁極ピッチから外れた位置に配置され
る固定子磁極片Ａ′（図中、11bで示す）を有してい
る。固定子２は、固定子１のコイルボビン14の胴部内に
収納されている。固定子磁極片11a、12aおよび11bは、
回転子２とコイルボビン14の胴部との間で回転子２を囲
むように並んでいる。固定子磁極片11a、12aおよび11b
は、それぞれ、１以上ずつ、または、向かい合う１対以
上ずつ設けることができ、数に制限はない。

コイルボビン14は、その両端から２枚の磁性体板11と
磁性体板12とで挟まれている。磁性体板12が、コイルボ
ビン14および回転子２を収納するケースとなっていて、
磁性体板11がその蓋となっている。磁性体板11および12
は、コイル13の外側において折り曲げにより立ち上げら
れた磁性体板12の端部12dで磁気的に接続している。こ
の実施例では、端部12dは、ケースの側壁も兼ねてい
る。

蓋となっている磁性体板11は、コイルボビン14を覆っ
ているが、その胴部内に入れた回転子２を取りだし可能
とさせるための開口部11dを有している。固定子磁極片1
1aおよび11bは、磁性体板11の開口部11dとなる部分から
の、放射形の中心寄りの部分が先端となるような切り起
こしにより形成されている。また、固定子磁極片12a
は、固定子磁極片11aおよび11bとは反対向きに、磁性体
板12を、放射形の中心寄りの部分が折曲部となるように
切り起こすことにより形成されている。第３図中、12b
は、この切り起こしにより開けられた貫通孔である。

回転子２は、円形の外周面に周方向に沿って着磁され
たＮ極およびＳ極を交互にそれぞれ６個ずつ有してい
る。回転子２の磁極ピッチは360°／（６＋６）＝30°
である。この回転子２は、回転子マグネット22を回転子
本体21にインサート成形することにより形成されてい
る。回転子本体21には、固定子１に固定された回転子軸
３を挿入できる軸穴が形成されており、この軸穴に回転
子軸３を挿入することにより、回転子２が回転自在に支
持されるのである。この実施例では、回転子軸３は、磁
性体板12とは別に設けられた軸固定板15に開けられた穴
に圧入され、固定されている。軸固定板15と、磁性体板
12とは、軸固定板15に設けられた突起部15aを磁性体板1
2の孔に嵌めてかしめなどによって固定される。軸固定
板15は、たとえば、磁性体板12と同じ材料からなるもの
が使用されるが、その素材には限定はない。なお、第３
図において、突起部15aは、磁性体板12および軸固定板1
5をさらに奥の方へ切り欠いた場合の断面で示してい
る。

コイルボビン14に設けた端子７および７を介してコイ
ル13に通電することにより、固定子磁極片11aおよび11b
と、固定子磁極片12aとが互いに異なる極性に励磁さ
れ、固定子磁極片と回転子との磁気作用によって回転子
が回転し、駆動力が得られる。

この考案によれば、固定子磁極片11aは、その幅方向
の中心線（第１図および第２図において、一点鎖線で示
す）が回転子の回転中心Ｒを通るように形成されている
が、固定子磁極片11bは、その幅方向の中心線（第１図
および第２図において、一点鎖線で示す）が回転子の回
転中心Ｒから寸法ａだけ外れた位置を通るように形成さ
れている。この場合、切り起こしにより固定子磁極片11
aおよび11bとなる磁性体板11の折り曲げ部分（第２図に
一点鎖線のほぼ長方形の舌状の突出部で示す）同士の間
には、少なくとも寸法ｔの隙間があるので加工可能とな
る。このような構成によると、回転子の磁極ピッチから
外れた位置で、かつ、回転子の回転中心Ｒからそれぞれ
寸法ａだけ外れた位置に形成された固定子磁極片11bの
回転子２に対する磁気的影響は、第４図に示す固定子磁
極片101bと比べ、角度θの値が大きい位置に配置された
ことと同じ効果を持つ。すなわち、固定子磁極片と回転
子２とのギャップの最小の位置は、第４図に示す同期電
動機の場合、固定子磁極片101b中心になるが、第１図に
示す同期電動機の場合、固定子磁極片11bの中心よりず
れた位置になる。その結果、角度θが大きくなったこと
と同じことになる。

第４図に示した電動機において角度θと使用電圧範囲
の関係を第６図に示した。また、第１図に示した電動機
において、固定子磁極片11bをできるだけ角度θの最適
値に近づける方向で寸法ａだけ固定子の回転中心Ｒから
外した場合の使用電圧範囲の温度特性を第７図に示し
た。第６図において、起動電圧が最も低く、使用電圧範
囲が最も広くなる条件は、θ＝θ_０の場合であるが、そ
れよりも広い使用電圧範囲を持った同期電動機、すなわ
ち、起動電圧が低く、脱調等がない同期電動機を実現で
きた。

第３図および第８図にみるように、回転子２が、固定
部材に固定された回転子軸３に回転自在に支持されるよ
うになっている場合、次のような問題が生じることがあ
る。すなわち、回転子の回転時の騒音および摺動部分で
の焼き付き等を防止するために回転子軸と回転子の内径
部分にはオイルまたはグリース等の潤滑剤が塗布される
が、回転子２の内径形状（軸穴31の形状）が第９図に示
すように単なる円形であれば回転子の回転時に潤滑剤が
流出または拡散してしまい、騒音や焼き付き等が生じや
すく、寿命が短いという問題が起こりやすい。

そこで、回転子軸と回転子内径との間に塗布された潤
滑剤の流出または拡散を防止し、さらに、摺動により発
生したスラッジを回転摺動する部分から排除し、小型電
動機の長寿命化を図ることが考えられた。

すなわち、回転子軸表面および／または回転子軸穴内
表面に潤滑剤やスラッジなどを溜めるための溝を形成し
ておくのである。この溝は、回転子の回転に支障をきた
さないように小さく形成するのがよい。潤滑剤の流出を
防止するという目的からすれば、前記溝は、軸方向の全
長にわたって設られるよりも、両端部分を溝なしとし、
中央部分だけに設けられるのがよい。ただし、インサー
ト成形により加工する場合には、加工上の都合から前記
溝は軸方向の一端には開いている。

第10図は、軸方向に小さな縦溝（直線状の溝）231を
施した場合の例を示す。この場合、溝231の本数は１以
上で特に制限はない。また、第11図には、溝241をらせ
ん形状に施した場合の他の例を示した。第10図および第
11図において、溝231および241は図の上端から下方向に
施してあるが、反対に図の下端から上方向に施しても同
様の効果が得られる。

第１図〜第11図では、同じものには同じ番号、符号を
付している。

この考案にかかる同期電動機は、第３図に示すよう
に、回転子軸３を磁性体板12とは別の軸固定板15に固定
する構造を採用するのではなく、第８図に示すように、
回転子軸３を磁性体板12に直接に固定する。したがっ
て、前記第３図の実施例のうち回転子軸３の固定構造に
関する構成は、この考案の技術範囲には含まれない参考
構造である。第８図に示した同期電動機は、軸固定板15
が設けられておらず、磁性体板12がコイルボビン14内に
一部分窪んでいて（絞り形状にしていて）、この窪み部
で回転子軸３を固定している。

〔考案の効果〕

この考案にかかる同期電動機は、以上に述べたよう
に、固定子磁極片ＡおよびＡ′が、１枚の磁性体板にお
ける、回転子を取り出し可能とさせるための開口部とな
る部分からの放射状の切り起こしにより形成されてい
て、前記固定子磁極片Ａは、その幅方向の中心線が前記
回転子の回転中心を通るが、前記固定子磁極片Ａ′は、
その幅方向の中心線が前記回転中心をはずれるように形
成されているので、最適の磁極配置としたときの使用電
圧範囲よりも広い使用電圧範囲を持ち、かつ、部品加工
可能な同期電動機を実現できる。

さらに、固定子磁極片Ｂを形成する磁性体板が、コイ
ルの巻回されたコイルボビン内に一部分窪んでいて、こ
の窪み部で回転子軸が固定されているので、回転子軸の
固定構造ひいては電動機全体の構造が簡略化され、電動
機の外観も良好で小型軽量化にも貢献することができ
る。

なお、前記したように、回転子軸表面および／または
回転子軸穴内表面に溝が形成されていれば、この溝に潤
滑剤やスラッジなどを溜めることができ、回転機構およ
び電動機全体の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる同期電動機の１実施例の模式
図、第２図はその要部の平面図、第３図はその全体の断
面の模式図、第４図は従来の同期電動機の１例の模式
図、第５図はその要部の平面図、第６図は同期電動機に
おける角度θと使用電圧範囲の関係を表すグラフ、第７
図は同期電動機の使用電圧範囲の温度特性を表すグラ
フ、第８図はこの考案にかかる同期電動機の別の１実施
例の全体の断面の模式図、第９図（ａ）は回転子の拡大
断面図、第９図（ｂ）はそのＭ視図、第10図（ａ）は別
の回転子の拡大断面図、第10図（ｂ）はそのＮ視図、第
11図はさらに別の回転子の拡大断面図である。１……固定子、２……回転子、11……磁性体板、11a…
…固定子磁極片Ａ、11b……固定子磁極片Ａ′、12……
磁性体板、12a……固定子磁極片Ｂ、13……コイル、22
……回転子マグネット、ａ……固定子磁極片Ａ′の幅方
向の中心線の回転子の回転中心からのずれの寸法、ｔ…
…固定子磁極片Ａと固定子磁極片Ａ′との隙間

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外周面に周方向に沿って着磁されたＮ極お
よびＳ極を交互に有する回転子、前記回転子の磁極に対
向する位置に前記回転子の磁極ピッチと同じピッチで交
互に配置される第１の固定子磁極片Ａおよび第２の固定
子磁極片Ｂ、ならびに、前記回転子の磁極に対向するが
磁極ピッチから外れた位置に配置される第３の固定子磁
極片Ａ′を備え、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第３の固定子磁極
片Ａ′と前記第２の固定子磁極片Ｂとがコイルの励磁に
より異なる極性を持つように配置されており、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第３の固定磁極片
Ａ′が、１枚の磁性体板において前記回転子を取り出し
可能とさせるための開口部となる部分からの放射状の切
り起こしにより形成されている同期電動機において、前記第１の固定子磁極片Ａおよび前記第２の固定子磁極
片Ｂは、その幅方向の中心線が前記回転子の回転中心を
通るが、前記第３の固定子磁極片Ａ′は、その幅方向の
中心線が前記回転中心をはずれるように形成されてお
り、前記第２の固定子磁極片Ｂは、前記第１の固定子磁極片
Ａおよび前記第３の固定子磁極片Ａ′を有する前記磁性
体板とは別の１枚の磁性体板からの放射状の切り起こし
により形成されており、前記第２の固定子磁極片Ｂを有する磁性体板がコイルの
巻回されたコイルボビン内に一部分窪んでいて、この窪
み部で前記回転子軸が固定されていることを特徴とする同期電動機。
【請求項２】回転子が回転子軸に回転自在に支持されて
いて、回転子軸表面または回転子軸穴表面には、溝が形
成されている請求項１記載の同期電動機。