JPS6012869B2 - スロツトレス形電動機 - Google Patents
スロツトレス形電動機Info
- Publication number
- JPS6012869B2 JPS6012869B2 JP50034110A JP3411075A JPS6012869B2 JP S6012869 B2 JPS6012869 B2 JP S6012869B2 JP 50034110 A JP50034110 A JP 50034110A JP 3411075 A JP3411075 A JP 3411075A JP S6012869 B2 JPS6012869 B2 JP S6012869B2
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- JP
- Japan
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- armature
- magnetic
- permanent magnet
- wire
- annular
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスロットレス形電動機の改良に関するものであ
る。
る。
スロットレス形電動機は鉄心スロットに起因するコギン
グあるいはトルクリツブルが少なく、円滑な回転ができ
る反面、従来のスロット形電動機に比較して発生トルク
が少なく、また小形高性能化という点で不十分である等
の欠点があった。本発明は小型でも発生トルクが大きく
、かつトルクリップルが少なく円滑な回転ができる高性
能なスロットレス形電動機を提供するものである。
グあるいはトルクリツブルが少なく、円滑な回転ができ
る反面、従来のスロット形電動機に比較して発生トルク
が少なく、また小形高性能化という点で不十分である等
の欠点があった。本発明は小型でも発生トルクが大きく
、かつトルクリップルが少なく円滑な回転ができる高性
能なスロットレス形電動機を提供するものである。
特にシリンダ形スロットレス無整流子電動機に応用した
場合、効果が顕著なので、以下本発明の一実施例として
磁石内転形のシリンダ形スロットレス無整流子電動機に
ついて第１図〜第６図にもとづき説明する。一般に発生
トルクは巻回数（ターン数）を増すことにより増大する
ので、巻線可能面積を大きくすることは発生トルクの面
から有効である。よって本発明は磁束と鎖交する電機子
線輪面が円筒形（シリンダ形）の轡曲面となるような電
機子線論１，１′を電機子鉄心２の内周面上に複数個ｍ
（ｍは３以上の整数）相配列で配備し、上記電機子鉄心
２を電動機の外鉄枠になるように最外周に設ける。この
電機子鉄心２はトルク発生のための磁束の通路としての
鉄心の役目と電動機の外観を構成する外鉄枠の役目の他
に、電動機の内部で発生する磁気雑音のシールドの役目
も果している。上記最外周の電機子鉄心２は磁性体であ
る板金を絞り加工により容易に製作することができる。
該最外周の電機子鉄心２において問題となる鉄損は回転
数、磁極数、磁束数、電動機の寸法等によって左右され
るが、電機子鉄′○２の厚さを１肋〜３肌とすれば、回
転数が１００比．ｐ．ｍ．程度以下で使用する場合、実
験の結果ほとんど問題とならない。このような薄い板金
で構成した電機子鉄０２の内周面上に配備される複数個
の電機子・線論１，１〆の巻線可能面積は電機子線輪１
７１′が配置される径の増大により増大され、そのため
巻回数（ターン数）を増加でき発生トルクを増大するこ
とができる。電機子線論１，１′の電機子鉄心２の内周
面上の配備方法は、電機子鉄心２の内周面上に接着剤（
ェポキシ樹脂）などを塗布し、なんらかの治具を用いて
等間隔に複数個の電機子線輪１，１′を固着させること
も可能であるが、第２図に示すように、電機子鉄心２の
内周面上に電機子線論１を等間隔に配備し、樹脂成形治
具３を挿入し、挿入後熱可塑性樹脂４を電機子鉄心２と
樹脂成形治具３との間に流し込み、固着後樹脂成形治具
３を取り除くと、電機子線論１と電機子鉄心２とが一体
となった電機子が上記の方法で容易に製作できる。この
ように電機子を電動機の外径端部に設けているので内部
に空間が生じ得るわけで、この空間を速度検出機構部に
使うことにより回転速度が所定速度に制御された高性能
な電動機を提供できる。一般に速度検出機構としては、
発電電圧を利用する方法、発電電圧の周波数を利用する
（周波数発電機）方法などがあるが、ここでは一実施例
として後者の方法である周波数発電機を付加したものに
ついて第３図、第４図において説明する。電機子線輪１
，１′と対向するように複数個すなわちｎ（ｎは２以上
の整数）極の磁極を有する環状永久磁石５を内周縁に周
波数発電機の回転子としての内歯を有する磁性体ロータ
６の外周に設け、回転軸７に固着された該磁性体ロータ
６と位置検出手段の位置検出用ロータ８と共に回転子を
構成する。磁性体ロータ６の内歯部と位置検出用ロータ
８のそれぞれの対向部には、周波数発電機を構成する固
定子部と位置検出手段の位置検出用固定子部が、ハウジ
ング９上に取付けられている。第４図は本発明の一構成
部分である周波数発電機の固定子部の概略図を示す。外
周縁に歯を設けた磁性環状板１０と１１との間に、上下
に対しＮ，Ｓ極に着磁された環状永久磁石１２と信号線
輪１３を設けて、磁性体ロータ６の内周縁に設けた歯と
で生じる磁速の流れの変化により信号線輪１３に回転数
に応じた周波数出力を得て、それで電動機の速度制御を
行なうものである。このような周波数発電機の信号線論
１３は電動機を駆動する電機子線論１，１′から電磁譲
導作用により有害なノイズを発生しやすいが、本発明で
は電機子線輪１，１′を電動機のほぼ外蓬端部近くに設
けて隔離することにより、電機子線論１，１′から発生
するノイズの影響が受けにくくなるという構成をとって
おり、このため周波数発電機の信号線論１３と電機子線
論１，１′との結合はほとんど生じない。第５図は位置
検出用固定子部の概略図を示す。本実施例として位置信
号手段としての無整流子電動機の回転原理としては、複
数個の磁極を有する環状永久磁石の位置変化によって発
振器の発振信号を電磁誘導を利用し無接点方法で順次検
出し、その信号により図示はしないが、無接点スイッチ
ング回路を動作させ、電機子線輪に順次電流を流し、順
次トルクを発生させて、永久磁石を一定方向に回転させ
るようになっている。第６図Ａ，Ｂは本発明で使用する
電機子線輪の形状を示す正面図、Ｃ，Ｄはそれぞれの平
面図であり、Ａ，Ｃに示す電機子線論１′は所定の曲率
半径Ｒ，を有するように巻回したものであるが、Ｂ，Ｄ
に示す電機子線輪１は一方の横方向の電機子線論群を直
線上に巻回して横方向の電機子線論群の直流抵抗を減ら
し効率の良い形状にしたものである。このような電機子
線輪を使用することにより、より一層発生トルクを増大
できる。本発明の効果をまとめると次の通りである。
場合、効果が顕著なので、以下本発明の一実施例として
磁石内転形のシリンダ形スロットレス無整流子電動機に
ついて第１図〜第６図にもとづき説明する。一般に発生
トルクは巻回数（ターン数）を増すことにより増大する
ので、巻線可能面積を大きくすることは発生トルクの面
から有効である。よって本発明は磁束と鎖交する電機子
線輪面が円筒形（シリンダ形）の轡曲面となるような電
機子線論１，１′を電機子鉄心２の内周面上に複数個ｍ
（ｍは３以上の整数）相配列で配備し、上記電機子鉄心
２を電動機の外鉄枠になるように最外周に設ける。この
電機子鉄心２はトルク発生のための磁束の通路としての
鉄心の役目と電動機の外観を構成する外鉄枠の役目の他
に、電動機の内部で発生する磁気雑音のシールドの役目
も果している。上記最外周の電機子鉄心２は磁性体であ
る板金を絞り加工により容易に製作することができる。
該最外周の電機子鉄心２において問題となる鉄損は回転
数、磁極数、磁束数、電動機の寸法等によって左右され
るが、電機子鉄′○２の厚さを１肋〜３肌とすれば、回
転数が１００比．ｐ．ｍ．程度以下で使用する場合、実
験の結果ほとんど問題とならない。このような薄い板金
で構成した電機子鉄０２の内周面上に配備される複数個
の電機子・線論１，１〆の巻線可能面積は電機子線輪１
７１′が配置される径の増大により増大され、そのため
巻回数（ターン数）を増加でき発生トルクを増大するこ
とができる。電機子線論１，１′の電機子鉄心２の内周
面上の配備方法は、電機子鉄心２の内周面上に接着剤（
ェポキシ樹脂）などを塗布し、なんらかの治具を用いて
等間隔に複数個の電機子線輪１，１′を固着させること
も可能であるが、第２図に示すように、電機子鉄心２の
内周面上に電機子線論１を等間隔に配備し、樹脂成形治
具３を挿入し、挿入後熱可塑性樹脂４を電機子鉄心２と
樹脂成形治具３との間に流し込み、固着後樹脂成形治具
３を取り除くと、電機子線論１と電機子鉄心２とが一体
となった電機子が上記の方法で容易に製作できる。この
ように電機子を電動機の外径端部に設けているので内部
に空間が生じ得るわけで、この空間を速度検出機構部に
使うことにより回転速度が所定速度に制御された高性能
な電動機を提供できる。一般に速度検出機構としては、
発電電圧を利用する方法、発電電圧の周波数を利用する
（周波数発電機）方法などがあるが、ここでは一実施例
として後者の方法である周波数発電機を付加したものに
ついて第３図、第４図において説明する。電機子線輪１
，１′と対向するように複数個すなわちｎ（ｎは２以上
の整数）極の磁極を有する環状永久磁石５を内周縁に周
波数発電機の回転子としての内歯を有する磁性体ロータ
６の外周に設け、回転軸７に固着された該磁性体ロータ
６と位置検出手段の位置検出用ロータ８と共に回転子を
構成する。磁性体ロータ６の内歯部と位置検出用ロータ
８のそれぞれの対向部には、周波数発電機を構成する固
定子部と位置検出手段の位置検出用固定子部が、ハウジ
ング９上に取付けられている。第４図は本発明の一構成
部分である周波数発電機の固定子部の概略図を示す。外
周縁に歯を設けた磁性環状板１０と１１との間に、上下
に対しＮ，Ｓ極に着磁された環状永久磁石１２と信号線
輪１３を設けて、磁性体ロータ６の内周縁に設けた歯と
で生じる磁速の流れの変化により信号線輪１３に回転数
に応じた周波数出力を得て、それで電動機の速度制御を
行なうものである。このような周波数発電機の信号線論
１３は電動機を駆動する電機子線論１，１′から電磁譲
導作用により有害なノイズを発生しやすいが、本発明で
は電機子線輪１，１′を電動機のほぼ外蓬端部近くに設
けて隔離することにより、電機子線論１，１′から発生
するノイズの影響が受けにくくなるという構成をとって
おり、このため周波数発電機の信号線論１３と電機子線
論１，１′との結合はほとんど生じない。第５図は位置
検出用固定子部の概略図を示す。本実施例として位置信
号手段としての無整流子電動機の回転原理としては、複
数個の磁極を有する環状永久磁石の位置変化によって発
振器の発振信号を電磁誘導を利用し無接点方法で順次検
出し、その信号により図示はしないが、無接点スイッチ
ング回路を動作させ、電機子線輪に順次電流を流し、順
次トルクを発生させて、永久磁石を一定方向に回転させ
るようになっている。第６図Ａ，Ｂは本発明で使用する
電機子線輪の形状を示す正面図、Ｃ，Ｄはそれぞれの平
面図であり、Ａ，Ｃに示す電機子線論１′は所定の曲率
半径Ｒ，を有するように巻回したものであるが、Ｂ，Ｄ
に示す電機子線輪１は一方の横方向の電機子線論群を直
線上に巻回して横方向の電機子線論群の直流抵抗を減ら
し効率の良い形状にしたものである。このような電機子
線輪を使用することにより、より一層発生トルクを増大
できる。本発明の効果をまとめると次の通りである。
１ 複数個の電機子線輪とで構成する電機子線輪群を外
周端近傍に配置できるので、その外径が最大になってお
り、巻線可能面積が大であるので発生トルクを大きくで
きる。
周端近傍に配置できるので、その外径が最大になってお
り、巻線可能面積が大であるので発生トルクを大きくで
きる。
２ トルク発生のための磁束の通路としての鉄心と電動
機の外観部を構成する外鉄枠とが共用されているので部
品点数の低下、製造工数の削減の効果により、低価格の
電動機を提供することができる。
機の外観部を構成する外鉄枠とが共用されているので部
品点数の低下、製造工数の削減の効果により、低価格の
電動機を提供することができる。
３ トルクを発生する電機子線輪１，１′を電動機のほ
ぼ外径近傍に配置することにより、内部に周波数発電機
横を具備でき、また周波数発電機の滋路および電機子線
輪の磁路とが磁性体ロータ６の内周部および外周部にお
いてそれぞれ構成するのでコンパクトに設計できる。
ぼ外径近傍に配置することにより、内部に周波数発電機
横を具備でき、また周波数発電機の滋路および電機子線
輪の磁路とが磁性体ロータ６の内周部および外周部にお
いてそれぞれ構成するのでコンパクトに設計できる。
また、通常の使用形態としては、環状永久磁石５の磁極
の着磁方向が円周辺に添ってＮＳ…・・・ＮＳ極となさ
れており、従って電機子線論と鎖交する磁束は、上記磁
性体ロータ内での方向はやはり円周に添ったものであり
、これに対して周波数発電機の磁束の方向は、磁性体ロ
ータ６の内周部において隣方向であり、従って上記トル
ク発生の磁路と周波数発電機の磁路とが同一方向でない
ことにより、それらの干渉が、かなり大きく軽減できる
点である。上記の干渉の一層の除去を望むときには、永
久磁石として外端のみに極を生じるようにした等方性環
状永久磁石を異万性の永久磁石に代えて使用する手段も
ある。
の着磁方向が円周辺に添ってＮＳ…・・・ＮＳ極となさ
れており、従って電機子線論と鎖交する磁束は、上記磁
性体ロータ内での方向はやはり円周に添ったものであり
、これに対して周波数発電機の磁束の方向は、磁性体ロ
ータ６の内周部において隣方向であり、従って上記トル
ク発生の磁路と周波数発電機の磁路とが同一方向でない
ことにより、それらの干渉が、かなり大きく軽減できる
点である。上記の干渉の一層の除去を望むときには、永
久磁石として外端のみに極を生じるようにした等方性環
状永久磁石を異万性の永久磁石に代えて使用する手段も
ある。
なお、上記千渉を更に積極的に打ち消すためには前記し
た周波数発電機を２個直列の構成で設け、ただ、これに
使用する永久磁石の方向をＮＳ極，ＳＮ極となるごとし
、各出力端の巻線の方向もそれに従って互いに逆直列接
続にすれば、更に良好になる。以上のように本発明は、
部品の共用化をすすめて、小形化をはかるのみならず、
出力が大きく、高性能な電動機になし得るものであり、
とくにスロットレス形電動機において、きわめて顕著な
効果を奏するものである。
た周波数発電機を２個直列の構成で設け、ただ、これに
使用する永久磁石の方向をＮＳ極，ＳＮ極となるごとし
、各出力端の巻線の方向もそれに従って互いに逆直列接
続にすれば、更に良好になる。以上のように本発明は、
部品の共用化をすすめて、小形化をはかるのみならず、
出力が大きく、高性能な電動機になし得るものであり、
とくにスロットレス形電動機において、きわめて顕著な
効果を奏するものである。
第１図Ａは本発明の一実施例であるスロットレス電動機
の構造を示す横断面図、Ｂは同縦断面図である。 第２図は本発明の一実施例として構成部品である電機子
の製造方法の一手段を示す断面図、第３図は本発明の一
構成部分である回転子部を示す分解斜視図、第４図は周
波数発電機の固定子部を示す分解斜視図、第５図は位置
検出手段の位置検出用固定子部を示す分解斜視図、第６
図Ａ，Ｂは本発明で使用する電機子線論の形状を示す正
面図、Ｃ，Ｄは同平面図である。１，１′…電機子線論
、２・・・電機子鉄心、３・・・樹脂成形俗臭、４・・
・熱可塑性樹脂、５・・・環状永久磁石、６・・・磁性
体ロータ、７…回転軸、８…位置検出用ｏ−夕、９・・
・ハウジング、１０・・・磁性環状板、１１・・・磁性
環状板「 １２・・・環状永久磁石、１３・・・信号線
輪、１４・・・発信コイル、１５・・・プリント基板、
１６・・・位置検出用ステ−夕、１７・・・受信コイル
。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
の構造を示す横断面図、Ｂは同縦断面図である。 第２図は本発明の一実施例として構成部品である電機子
の製造方法の一手段を示す断面図、第３図は本発明の一
構成部分である回転子部を示す分解斜視図、第４図は周
波数発電機の固定子部を示す分解斜視図、第５図は位置
検出手段の位置検出用固定子部を示す分解斜視図、第６
図Ａ，Ｂは本発明で使用する電機子線論の形状を示す正
面図、Ｃ，Ｄは同平面図である。１，１′…電機子線論
、２・・・電機子鉄心、３・・・樹脂成形俗臭、４・・
・熱可塑性樹脂、５・・・環状永久磁石、６・・・磁性
体ロータ、７…回転軸、８…位置検出用ｏ−夕、９・・
・ハウジング、１０・・・磁性環状板、１１・・・磁性
環状板「 １２・・・環状永久磁石、１３・・・信号線
輪、１４・・・発信コイル、１５・・・プリント基板、
１６・・・位置検出用ステ−夕、１７・・・受信コイル
。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 内壁面部に電機子線輪が装着されたカツプ状を成し
た外筐兼用の磁性体製電機子鉄心と、外壁部に環状永久
磁石が装着され、内壁部には磁気的変化を与える軸方向
に伸びる内歯が形成され、かつ前記電機子鉄心の内部に
おいて前記永久磁石の外周が前記電機子線輪と所要間隔
あけて対向するごとく回転軸に回転可能に配設された磁
性体ロータと、前記永久磁石と前記電機子線輪との位置
関係を検出して前記電機子線輪に回転トルク発生のため
の電流を順次供給する位置信号手段と、外周に凹凸が形
成された第１および第２の磁性環状板の間に軸方向に磁
化された環状永久磁石および信号線輪を介在させてなる
回転速度制御用の回転速度検出機構を具備し、前記回転
速度検出機構を、前記第１および第２の磁性環状板の外
周が前記磁性体ロータの内歯と所定間隙あけて対向する
ごとく、前記磁性体ロータの内部に固定して配設し、前
記信号線輪から前記磁性体ロータの回転速度に応じた電
気信号を得るようにしたことを特徴とするスロツトレス
形電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50034110A JPS6012869B2 (ja) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | スロツトレス形電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50034110A JPS6012869B2 (ja) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | スロツトレス形電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51109404A JPS51109404A (ja) | 1976-09-28 |
| JPS6012869B2 true JPS6012869B2 (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=12405126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50034110A Expired JPS6012869B2 (ja) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | スロツトレス形電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012869B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0159971U (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 | ||
| JPH0159970U (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-14 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750867Y2 (ja) * | 1990-01-04 | 1995-11-15 | 長野日本電産株式会社 | スロットレス形ｄｃブラシレスモータ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828083U (ja) * | 1971-08-10 | 1973-04-05 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735911Y2 (ja) * | 1973-04-25 | 1982-08-09 |
-
1975
- 1975-03-20 JP JP50034110A patent/JPS6012869B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828083U (ja) * | 1971-08-10 | 1973-04-05 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0159970U (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-14 | ||
| JPH0159971U (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51109404A (ja) | 1976-09-28 |
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