JPS6364557A - 電気回転機 - Google Patents
電気回転機Info
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- JPS6364557A JPS6364557A JP62219290A JP21929087A JPS6364557A JP S6364557 A JPS6364557 A JP S6364557A JP 62219290 A JP62219290 A JP 62219290A JP 21929087 A JP21929087 A JP 21929087A JP S6364557 A JPS6364557 A JP S6364557A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/125—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets having an annular armature coil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/12—Transversal flux machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
’：ｌ 春”３Ｂ １７）話ｍ ％ ｉａ Ｏ
日本発明は、電気回転機に関し、より詳細にはモータの
ロータが独立したインクリメントまたはステップで回転
するタイプの電気モータに関する。
日本発明は、電気回転機に関し、より詳細にはモータの
ロータが独立したインクリメントまたはステップで回転
するタイプの電気モータに関する。
極めて迅速な始動特性を示し、効率の高い交流同期ステ
ップモータが開発されている。この種のモータは、複数
の交番磁極を有する永久磁石のロータと、複数の突出ス
テータ磁極を内周に有する、取付けた環状ステータとを
利用している。各ステータの巻線は、モータの回転方向
を制御できるように互いに位相をずらして個別に励磁し
得る。
ップモータが開発されている。この種のモータは、複数
の交番磁極を有する永久磁石のロータと、複数の突出ス
テータ磁極を内周に有する、取付けた環状ステータとを
利用している。各ステータの巻線は、モータの回転方向
を制御できるように互いに位相をずらして個別に励磁し
得る。
この種のモータは多くの目的に適っているが、特有の欠
点も示されている。例えば、励８巻線が縦配列であるた
め、コンピュータディスクドライブや自動車の電動窓用
のモータに必要とされる極薄形、即ちパンケーキタイプ
の構造をもつモータを必要とする用途：ては容易に適用
できない。さらに、磁性ロータをいかに薄くできるかと
いう厚さの構造上の制限があるため、先行技術における
縦列ステータモータの永久磁石ロータの厚さすなわち重
量、慣性、および価格は、全トルクと発生するのに磁気
的に必要なものの２倍以上にもなる。
点も示されている。例えば、励８巻線が縦配列であるた
め、コンピュータディスクドライブや自動車の電動窓用
のモータに必要とされる極薄形、即ちパンケーキタイプ
の構造をもつモータを必要とする用途：ては容易に適用
できない。さらに、磁性ロータをいかに薄くできるかと
いう厚さの構造上の制限があるため、先行技術における
縦列ステータモータの永久磁石ロータの厚さすなわち重
量、慣性、および価格は、全トルクと発生するのに磁気
的に必要なものの２倍以上にもなる。
さらに、前述のモータはかなりの量の無駄な空間を有し
ているので、コンパクトな構造を必要トスるところでは
不適当なものとなる。
ているので、コンパクトな構造を必要トスるところでは
不適当なものとなる。
従って、本発明の目的は、薄形でパンケーキタイプの構
造をもつモータを提供することであり、このモータのロ
ータはその重量を増加させずに大きなトルクを提供する
ように磁気的罠有効に利用され、不使用空間を最小とし
た非常にコンパクトな構造である。
造をもつモータを提供することであり、このモータのロ
ータはその重量を増加させずに大きなトルクを提供する
ように磁気的罠有効に利用され、不使用空間を最小とし
た非常にコンパクトな構造である。
以上の目的およびその他の目的は、本発明に従った電気
回転機によって達成される。好ましい実施例において、
この回転機は周囲に交番優性のロータ磁極をもつ環状永
久磁石のロータを具備する。
回転機によって達成される。好ましい実施例において、
この回転機は周囲に交番優性のロータ磁極をもつ環状永
久磁石のロータを具備する。
外側ステータは、間に環状空間を形成するように互いに
対向する関係におかれた環状の第１の対のポールピース
を備え、この第１の対のポールピースの一各々はロータ
の外周のまわりに配置される。
対向する関係におかれた環状の第１の対のポールピース
を備え、この第１の対のポールピースの一各々はロータ
の外周のまわりに配置される。
第１の対のポールピースの各々は、その内周縁に、ロー
タ磁極に対して磁束関係となるように、互いに離間して
軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備し、それぞれの
ポールピースのステータ磁極は互いに分離配置されてい
る。内側ステータは、間に環状空間を形成するように互
いに対向する関係におかれた環状の第２の対のポールピ
ースを備え、第２の対のポールピースの各々はロータの
内周面の内側に配置される。第２の対のポールピースの
各々は、その外周縁にロータ磁極に対して磁束関係とな
るように、互いに離間して軸方向に延びる突出ステータ
磁極を具備し、それぞれのポールピースのステータ磁極
は互いに分離配置されている。
タ磁極に対して磁束関係となるように、互いに離間して
軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備し、それぞれの
ポールピースのステータ磁極は互いに分離配置されてい
る。内側ステータは、間に環状空間を形成するように互
いに対向する関係におかれた環状の第２の対のポールピ
ースを備え、第２の対のポールピースの各々はロータの
内周面の内側に配置される。第２の対のポールピースの
各々は、その外周縁にロータ磁極に対して磁束関係とな
るように、互いに離間して軸方向に延びる突出ステータ
磁極を具備し、それぞれのポールピースのステータ磁極
は互いに分離配置されている。
第１の環状励磁手段は、ロータの外周を囲み、第１の対
のステータポールピース間の環状空間内にほぼ全体が配
置され、第１の対の突出ステータ磁極に磁界を発生する
ように設けられる。第２の環状励磁手段は、ロータの内
周内においてステータポールピース間の環状空間内にほ
ぼ全体が配置され、第２の対の突出ステータ磁極に磁界
を発生するように設けらｎる。互いに異なる位相関係で
磁場に対応する磁界をそれぞれ発生させるために、第１
および第２の励磁手段を順次励磁させる手段が設けらｎ
る。
のステータポールピース間の環状空間内にほぼ全体が配
置され、第１の対の突出ステータ磁極に磁界を発生する
ように設けられる。第２の環状励磁手段は、ロータの内
周内においてステータポールピース間の環状空間内にほ
ぼ全体が配置され、第２の対の突出ステータ磁極に磁界
を発生するように設けらｎる。互いに異なる位相関係で
磁場に対応する磁界をそれぞれ発生させるために、第１
および第２の励磁手段を順次励磁させる手段が設けらｎ
る。
本発明の上記目的お：びその他の目的、並びに特徴およ
び利点は、添付図面と関連して、以下の実施例の詳細な
説明から明瞭になろう。
び利点は、添付図面と関連して、以下の実施例の詳細な
説明から明瞭になろう。
次に図面について詳細に説明する。先ず第１゜２．７図
には、本発明の好ましい実施例に従って構成された電気
モータ１０が示されている。
には、本発明の好ましい実施例に従って構成された電気
モータ１０が示されている。
この実施例において、モータ１０は、その外周に沿って
交番極性をもつ第１の組の非突出ロータ磁極４０と、内
周に沿って反対極性をもつ対応する第２の組の非突出ロ
ータ磁極５５とを有する、環状永久磁石のロータ４５を
備えており、第１の組の各ロータ磁極４０は、第２の組
の反対極性のロータ磁極５５ Ｋ対して放射状に整合し
ている。
交番極性をもつ第１の組の非突出ロータ磁極４０と、内
周に沿って反対極性をもつ対応する第２の組の非突出ロ
ータ磁極５５とを有する、環状永久磁石のロータ４５を
備えており、第１の組の各ロータ磁極４０は、第２の組
の反対極性のロータ磁極５５ Ｋ対して放射状に整合し
ている。
非突出ロータ磁極は、低価格にするためには、環状非磁
性キャリア）で支持された突出ロータ磁極または個別の
永久Ｓ石より好ましい。しかしながら、環状非磁性キャ
リアに支持さｒ−た突出ロータ磁極または個別永久磁石
を有する環状ロータも使用できる。
性キャリア）で支持された突出ロータ磁極または個別の
永久Ｓ石より好ましい。しかしながら、環状非磁性キャ
リアに支持さｒ−た突出ロータ磁極または個別永久磁石
を有する環状ロータも使用できる。
第７図に示しンを実施例に）いて、永久磁石ロータは、
外周に沿って交番する２４個の非突出Ｎ 、５と２４個
の非突出磁極の、合計４８甑を有し、内周に沿って同数
配されている。ロータの内周および外周に放射状に配列
された磁極は反対極性が好ましい。しかし、同じ極性の
磁極を放射状に配列して構成したロータでも本発明では
作用するため、ロータの内周および外周に放射状に配列
された磁極は反対極性である必要はない。同じ極性の磁
極を放射状に配列したロータ磁極を使用する場合、内側
および外側ステータの磁極がロータの磁極と正しく整合
するように、それらのステーｊ１は当然に角度を変位さ
せねばならない。いずれの場合でも、ロータ磁僑の総８
は轟然、任意の同数にできる。
外周に沿って交番する２４個の非突出Ｎ 、５と２４個
の非突出磁極の、合計４８甑を有し、内周に沿って同数
配されている。ロータの内周および外周に放射状に配列
された磁極は反対極性が好ましい。しかし、同じ極性の
磁極を放射状に配列して構成したロータでも本発明では
作用するため、ロータの内周および外周に放射状に配列
された磁極は反対極性である必要はない。同じ極性の磁
極を放射状に配列したロータ磁極を使用する場合、内側
および外側ステータの磁極がロータの磁極と正しく整合
するように、それらのステーｊ１は当然に角度を変位さ
せねばならない。いずれの場合でも、ロータ磁僑の総８
は轟然、任意の同数にできる。
ロータ４５は、ハブ７０．スポーク″！たはリプ７５、
および外７ｊ’ｌｌｌロータリング８０から成るホイー
ル６５にまジ支持さｎる。さ、］示したスポークおよび
・・ブ＋１４成洗代えて、中央ホイールを交換可能に使
用でき、これは低価格で製作容易のため実際上好ましい
。ロータは、ロータリング８０を受入れるようになされ
た前面の環状スロット６０を有している。ロータリング
は、重量および磁束漏洩を最小限に抑えるために、好１
しくはアルミニウムのような軽量の非磁性材料でできて
おシ、締シ嵌め、接層、あるいはその他の便宜の手段に
よりロータに取付けることができる。ロータリング８０
と整合スロット６０は、ロータ４５に対するホイール６
５の安価で固定的な接続を提供することを目的としてい
る。従って、ホイールがそれ以外の方法、例えばねじや
接着剤により直接ローク４５に固定されるならば、ロー
タリング８０は勿論省略することができる。
および外７ｊ’ｌｌｌロータリング８０から成るホイー
ル６５にまジ支持さｎる。さ、］示したスポークおよび
・・ブ＋１４成洗代えて、中央ホイールを交換可能に使
用でき、これは低価格で製作容易のため実際上好ましい
。ロータは、ロータリング８０を受入れるようになされ
た前面の環状スロット６０を有している。ロータリング
は、重量および磁束漏洩を最小限に抑えるために、好１
しくはアルミニウムのような軽量の非磁性材料でできて
おシ、締シ嵌め、接層、あるいはその他の便宜の手段に
よりロータに取付けることができる。ロータリング８０
と整合スロット６０は、ロータ４５に対するホイール６
５の安価で固定的な接続を提供することを目的としてい
る。従って、ホイールがそれ以外の方法、例えばねじや
接着剤により直接ローク４５に固定されるならば、ロー
タリング８０は勿論省略することができる。
ホイール６５のハブ７０は、ステンレス鋼のような強靭
な材料でできた駆動シャフト８５に接続さｎる。シャフ
ト８５は、回転可能とするべく、軸受ブロック９５に保
持されたボールベアリング９０により支持される。さら
に軸受ブロックは、溶接やボルト止め等圧意の適宜手段
によりペースプレート１００に取付けられる。
な材料でできた駆動シャフト８５に接続さｎる。シャフ
ト８５は、回転可能とするべく、軸受ブロック９５に保
持されたボールベアリング９０により支持される。さら
に軸受ブロックは、溶接やボルト止め等圧意の適宜手段
によりペースプレート１００に取付けられる。
モータ１０は、ロータ４５の外周のまわ９に全体が同心
的に配置された環状の外側ステータ１５を有する。外側
ステータ１５は１対のカップ形状のポールピース２０，
２０’から成る。ポールピース２０．２０’は対向関係
で一体に嵌合され、それらの間に環状空間を形成し、ワ
イヤ５０の環状巻装コイルから成る励磁手段を受入れる
ようになっている。このワイヤ５０のコイルは、第２図
に断面で示すように、実質上全体が環状空間内に配置さ
れる。好ましくは、ポールピース２０，２０’は同一で
あシ、これによって製造上および予備品の在庫上経済的
となる。ポールピース２０，２０’Ｕこの実施例におい
ては同一である。
的に配置された環状の外側ステータ１５を有する。外側
ステータ１５は１対のカップ形状のポールピース２０，
２０’から成る。ポールピース２０．２０’は対向関係
で一体に嵌合され、それらの間に環状空間を形成し、ワ
イヤ５０の環状巻装コイルから成る励磁手段を受入れる
ようになっている。このワイヤ５０のコイルは、第２図
に断面で示すように、実質上全体が環状空間内に配置さ
れる。好ましくは、ポールピース２０，２０’は同一で
あシ、これによって製造上および予備品の在庫上経済的
となる。ポールピース２０，２０’Ｕこの実施例におい
ては同一である。
第３図と第４図全参照しながら、外側ステータのポール
ピース２０の構造についてさらに詳しく説明する。図示
した好適実施例においてはポールピース２０，２０’は
同一であるため、ポールピース２０のみこれらの図に示
す。
ピース２０の構造についてさらに詳しく説明する。図示
した好適実施例においてはポールピース２０，２０’は
同一であるため、ポールピース２０のみこれらの図に示
す。
ポールピース２０は、内周において複数の離間した、好
ましくはテーバ付の突出磁極３５ｆｒ、有し、この突出
磁極３５ば、外周に２４個のＮ極と２４個の磁極をもつ
ロータの場合、２４個であるのが好ましい。隣接するス
テータ磁極間には、磁極と同様の幾何学的形状の谷３７
があるが、谷３７は磁極より僅かに広く且つ深くなって
おシ、対をなすポールピースが１つのポールピースの磁
極と、それに整合するポールピースの磁極とが交互に配
置された状態で一体に整合されたとき、交互配置の磁極
が互いに接触しないようになっている。従って、突出外
側ステータ磁極３５（およびポールピース２０′に対す
る３５′）の磁束は、ロータ４５の磁極４０と相互に作
用することになる。ステータのポールピース２０．２０
’の磁極の分離配置を第４Ａ図に示す。
ましくはテーバ付の突出磁極３５ｆｒ、有し、この突出
磁極３５ば、外周に２４個のＮ極と２４個の磁極をもつ
ロータの場合、２４個であるのが好ましい。隣接するス
テータ磁極間には、磁極と同様の幾何学的形状の谷３７
があるが、谷３７は磁極より僅かに広く且つ深くなって
おシ、対をなすポールピースが１つのポールピースの磁
極と、それに整合するポールピースの磁極とが交互に配
置された状態で一体に整合されたとき、交互配置の磁極
が互いに接触しないようになっている。従って、突出外
側ステータ磁極３５（およびポールピース２０′に対す
る３５′）の磁束は、ロータ４５の磁極４０と相互に作
用することになる。ステータのポールピース２０．２０
’の磁極の分離配置を第４Ａ図に示す。
交互配列のａｉ３ｓ、３ｓ’を相互に正しく整合した状
９に維持するために、ポールピース２０は外周のまわ夛
に交互に対となる歯２５およびスロット２７亡有する。
９に維持するために、ポールピース２０は外周のまわ夛
に交互に対となる歯２５およびスロット２７亡有する。
これらの対となる歯およびスロットは、好１しくは、製
造および組立を容易にするために、はぼ方形のカットで
且つ同じ高さおよび幅をもち、これＫよって同一のポー
ルピースは、磁極３５．３５’を正しく交互に配列した
状態で歯とスロットとを一体に整合させること（（なる
。
造および組立を容易にするために、はぼ方形のカットで
且つ同じ高さおよび幅をもち、これＫよって同一のポー
ルピースは、磁極３５．３５’を正しく交互に配列した
状態で歯とスロットとを一体に整合させること（（なる
。
歯２５とスロット２７は好ましくは可能な限シ緊密に噛
合わせ、歯の継手部での磁束漏洩を最小限として、ステ
ータの外周のまわりに完全な磁気回路を形成するように
してちる。ポールピース２０は、ＡＳ Ｔ Ｍ ｌ ０
０８冷間圧延鋼のような軟磁性体で形成すべきでろる。
合わせ、歯の継手部での磁束漏洩を最小限として、ステ
ータの外周のまわりに完全な磁気回路を形成するように
してちる。ポールピース２０は、ＡＳ Ｔ Ｍ ｌ ０
０８冷間圧延鋼のような軟磁性体で形成すべきでろる。
ベースプレー）１００上でのポールピース２０の正しい
位置決めを確保するために、ポールピース２０の中心線
の両側に２つの割出し穴３０が設けられる。割出し穴３
０は一方の磁極の中心線ガλら電気角９０のところに配
置される。従って、同一の采−ルピース２０．２０’が
穴３０を互いに整列させた状態で一体に裔合されると、
外側の対をなす歯２５．２５’と対応するスロット２７
．２７’は正し←整合し、内周における磁極３５と３５
′並びに谷３７と３７′は正しく交互に配置さすること
になる。モータの厚さを°最小限に抑えるために、ポー
ルピース２０，２０’を一体に監合した状態でのステー
タ１５の軸方向の厚さは、ロータ４５の軸方向の厚さよ
り薄′くするのが好ましい。
位置決めを確保するために、ポールピース２０の中心線
の両側に２つの割出し穴３０が設けられる。割出し穴３
０は一方の磁極の中心線ガλら電気角９０のところに配
置される。従って、同一の采−ルピース２０．２０’が
穴３０を互いに整列させた状態で一体に裔合されると、
外側の対をなす歯２５．２５’と対応するスロット２７
．２７’は正し←整合し、内周における磁極３５と３５
′並びに谷３７と３７′は正しく交互に配置さすること
になる。モータの厚さを°最小限に抑えるために、ポー
ルピース２０，２０’を一体に監合した状態でのステー
タ１５の軸方向の厚さは、ロータ４５の軸方向の厚さよ
り薄′くするのが好ましい。
次に第１．２，５．６図を参照しながら内側ステータ１
１５の構造につき説明する。内側ステータ１１５は、磁
化１２５と谷１２７が外周にあシ、整合する歯１３５と
スロット１３７が内周にある点を除けば、構造および機
能の点で外側ステータ１５とほぼ同様である。さらに、
内側ステータ１１５もロータ４５とほぼ同心に配置され
るが、ロータ４５の内周では軸受ブロック９５とロータ
４５との間に配置される。外側ステータ１５の場合と同
様、内側ステータ１１５は１対のポールピース１２０，
１２０’から成り、好ましくは同一であって、交互に配
列された突出磁極１２５と、好ましくは方形カットの整
合歯１３５を有する。各内側ポールピース（１２０と１
２０’）での磁極数は、好ましくは、各外側ポールピー
スにおける磁極数と同数である。各ポールピース１２０
，１２０’は中心線の両側に割出し穴１３０を有する。
１５の構造につき説明する。内側ステータ１１５は、磁
化１２５と谷１２７が外周にあシ、整合する歯１３５と
スロット１３７が内周にある点を除けば、構造および機
能の点で外側ステータ１５とほぼ同様である。さらに、
内側ステータ１１５もロータ４５とほぼ同心に配置され
るが、ロータ４５の内周では軸受ブロック９５とロータ
４５との間に配置される。外側ステータ１５の場合と同
様、内側ステータ１１５は１対のポールピース１２０，
１２０’から成り、好ましくは同一であって、交互に配
列された突出磁極１２５と、好ましくは方形カットの整
合歯１３５を有する。各内側ポールピース（１２０と１
２０’）での磁極数は、好ましくは、各外側ポールピー
スにおける磁極数と同数である。各ポールピース１２０
，１２０’は中心線の両側に割出し穴１３０を有する。
ギ合するポールピースの磁極は、外側ステータのポール
ピースの磁極と同様に（即ち第４Ａ図に示したよう（（
）分離配置され、好゛ましい構造、材質も同じである。
ピースの磁極と同様に（即ち第４Ａ図に示したよう（（
）分離配置され、好゛ましい構造、材質も同じである。
モータの厚さを最小限に抑えるために、内側ステータ１
１５の軸方向の厚さも、好−ましくはロータ４５の軸方
向の厚さより薄い。
１５の軸方向の厚さも、好−ましくはロータ４５の軸方
向の厚さより薄い。
内側ステータ１１５は、その磁極を外側ステータ１５の
対応する磁極から、好ましくはα息角９０度だけ偏位さ
せた状態で溶接またｔまボルト止めのような適宜手段に
よりベースプレートに取付けられる。第２図を見れば判
る辿り、内側ステータ１１５は、ロータ４５の内周と軸
受ブロック９５との間の実質上全空間を占めて分り、し
たがって無、駄な空間を完全に最小限に抑えて、非常に
コンパクトな構造が得られる。ロータ４５は、縦列のス
テータ形状の場合のように外周はかシでなく、内・外周
両方でステータに隣接しているため、モータは、縦列形
状のモータに比べて、同じ重量のロータに対するトルク
出力が増加することが判明した。
対応する磁極から、好ましくはα息角９０度だけ偏位さ
せた状態で溶接またｔまボルト止めのような適宜手段に
よりベースプレートに取付けられる。第２図を見れば判
る辿り、内側ステータ１１５は、ロータ４５の内周と軸
受ブロック９５との間の実質上全空間を占めて分り、し
たがって無、駄な空間を完全に最小限に抑えて、非常に
コンパクトな構造が得られる。ロータ４５は、縦列のス
テータ形状の場合のように外周はかシでなく、内・外周
両方でステータに隣接しているため、モータは、縦列形
状のモータに比べて、同じ重量のロータに対するトルク
出力が増加することが判明した。
第２図の断面に示すように、環状に巻かれたコイル１５
０から成る励磁手段は、内側ステータ１１５を含む内側
の対をなすステータのポールピース１２０，１２０’間
に形成された環状空間内に実質上全体が配置される。
０から成る励磁手段は、内側ステータ１１５を含む内側
の対をなすステータのポールピース１２０，１２０’間
に形成された環状空間内に実質上全体が配置される。
運転に際し、各コイルは、好１しくけ互いに位相が９０
度の電気角だけ偏位した別々の電流供給源により順次励
磁され、その結果、ステッピング角度は一様となり、ロ
ータの回転方向を制御することができる。内・外ステー
タのいずれも励磁されない停止状態では、ロータは安定
した中間位置に達する。例えば、外側コイルが（モータ
の前端に面する・）時計方向の電流で励磁されると、外
側ステータの突出ステータ磁極！″ｉＮ極と磁極を交互
に磁化することになり、ロータば３．７５度（３６０度
を２Ｎで割ったものであり、ここで２は電気的位相の数
であ）、またＮはロータでの磁極数で、図示のモータ１
０の場合４８である）の１ステツプを進み、それ自体で
、外側ステータ１５の突出ステータ磁極３５．３５’に
磁気的に竪列する。ロータが９０度の電気角だけ進むと
、内側ステータコイルの時計方向の励磁が開始され、こ
几によりロータはさらに３．７５度の１ステップ進む。
度の電気角だけ偏位した別々の電流供給源により順次励
磁され、その結果、ステッピング角度は一様となり、ロ
ータの回転方向を制御することができる。内・外ステー
タのいずれも励磁されない停止状態では、ロータは安定
した中間位置に達する。例えば、外側コイルが（モータ
の前端に面する・）時計方向の電流で励磁されると、外
側ステータの突出ステータ磁極！″ｉＮ極と磁極を交互
に磁化することになり、ロータば３．７５度（３６０度
を２Ｎで割ったものであり、ここで２は電気的位相の数
であ）、またＮはロータでの磁極数で、図示のモータ１
０の場合４８である）の１ステツプを進み、それ自体で
、外側ステータ１５の突出ステータ磁極３５．３５’に
磁気的に竪列する。ロータが９０度の電気角だけ進むと
、内側ステータコイルの時計方向の励磁が開始され、こ
几によりロータはさらに３．７５度の１ステップ進む。
従って、外側ステーメコイルにおける電流の方向は逆転
することンこなって、ロータを次のステップに進ませ、
こｎｗ継恍する。
することンこなって、ロータを次のステップに進ませ、
こｎｗ継恍する。
特定の数のａ ｈをもつロータについて一層小さなステ
ッピング角度を所望するならば、励磁電流の多くの相（
従って多くのステータ）を使用することができる。従っ
て、三相′電流が使用されるならば、電流は位相外６０
度の電気角でめるべきで３す、ステッピング角度ｆｉ３
６０度を３Ｎで渕ったものとなる。ここでＮはロータ（
（おける磁極数でらる。そのようなモータは内・外いず
れかのステータに対してぷχの配列で第３のステータを
付７〕口することにより構成することができ、この場合
、Ｆｆ＆ｉｆのステータを収容するン’ｃめ（てロータ
の軸方向厚さと厚くするか、讐たは耐列のステータを軸
方向）て薄ぐ、半径方向；′ごノ＝ｉ ＜ して形成す
る。三相モータはさらに、外側ステータの外ＵＩＩＪの
まわりに内側ロータと同心にもう１つの外側ロータを付
加し、外側ロータのまわりに同心に第３のステータを付
加することによっても構成できる。同様Ｋ、四相または
任意の数の成気相に対応できる。
ッピング角度を所望するならば、励磁電流の多くの相（
従って多くのステータ）を使用することができる。従っ
て、三相′電流が使用されるならば、電流は位相外６０
度の電気角でめるべきで３す、ステッピング角度ｆｉ３
６０度を３Ｎで渕ったものとなる。ここでＮはロータ（
（おける磁極数でらる。そのようなモータは内・外いず
れかのステータに対してぷχの配列で第３のステータを
付７〕口することにより構成することができ、この場合
、Ｆｆ＆ｉｆのステータを収容するン’ｃめ（てロータ
の軸方向厚さと厚くするか、讐たは耐列のステータを軸
方向）て薄ぐ、半径方向；′ごノ＝ｉ ＜ して形成す
る。三相モータはさらに、外側ステータの外ＵＩＩＪの
まわりに内側ロータと同心にもう１つの外側ロータを付
加し、外側ロータのまわりに同心に第３のステータを付
加することによっても構成できる。同様Ｋ、四相または
任意の数の成気相に対応できる。
ここに採用された用語および表現は、明細書の用語とし
て使用されるもので、これに限られるものでなく、その
ような用語や表現を使用することは図示および記述した
特徴またはこれの一部分のいかなる均等物も排除する意
図はな９０以上、添付図面を参照しながら発明の実施例
につき記述したが、発明の範囲または精神から逸脱する
ことなく種々の変形および変更が可能でるる。
て使用されるもので、これに限られるものでなく、その
ような用語や表現を使用することは図示および記述した
特徴またはこれの一部分のいかなる均等物も排除する意
図はな９０以上、添付図面を参照しながら発明の実施例
につき記述したが、発明の範囲または精神から逸脱する
ことなく種々の変形および変更が可能でるる。
第１図は本発明の一実施′列に従ったステップモータの
正面の柵視図である。 第２図は第１図の２−２線に沿ったモータの断面図であ
る。 ゛第３図は外側ステータの対をなすカップ形環状ポール
ピースの一方の平面図である。 第４図は第３図のカップ形ステータのポールピースの正
面図で３る。 第４Ａ図は、第２図の４ Ａ ４ Ａ ８ｆＡンＣ沿
った断面図で、外側ステータ？形成するべく１対として
一体に組立てたとき、第３図および第４図のポールピー
スのステータ磁極が交互に配列された状ｙぶを示す。 第５図は、内１ｊｉｌステータの対をなす環状カップ形
ポールピースの一方の平面図である。 第６図は、第５図のカップ形ステータポールピースの正
面図でるる。 ’２； ７図は、非突出永久研石ロータの平面図である
。 １０・・・電気モータ、１５・・・外１１ステータ、２
０゜２０’・・・ポールピース、２５・・・ｉ、２７・
・・スロット、３５・・・突出磁極、４０・・・ロータ
磁極、４５・・・ロータ、５０・・・ワイヤ、５５・・
・ロータ磁５．６０・・・整合スロット、６５・・・ホ
イール、７０・・・・・プ、８０・・・ロータリング、
８５・・・嵐勤シャフト、１００・・・ペースプレート
、１１５・・・内側ステータ、１２０゜１２０’・・・
ポールピース、１２５・・・磁ｆｆｉ、’１５０・・・
コイル。 特許出頭式 トライ・チック・インコーポレイテッド
代理人 弁理士 日 澤 博 昭 （外２名）
正面の柵視図である。 第２図は第１図の２−２線に沿ったモータの断面図であ
る。 ゛第３図は外側ステータの対をなすカップ形環状ポール
ピースの一方の平面図である。 第４図は第３図のカップ形ステータのポールピースの正
面図で３る。 第４Ａ図は、第２図の４ Ａ ４ Ａ ８ｆＡンＣ沿
った断面図で、外側ステータ？形成するべく１対として
一体に組立てたとき、第３図および第４図のポールピー
スのステータ磁極が交互に配列された状ｙぶを示す。 第５図は、内１ｊｉｌステータの対をなす環状カップ形
ポールピースの一方の平面図である。 第６図は、第５図のカップ形ステータポールピースの正
面図でるる。 ’２； ７図は、非突出永久研石ロータの平面図である
。 １０・・・電気モータ、１５・・・外１１ステータ、２
０゜２０’・・・ポールピース、２５・・・ｉ、２７・
・・スロット、３５・・・突出磁極、４０・・・ロータ
磁極、４５・・・ロータ、５０・・・ワイヤ、５５・・
・ロータ磁５．６０・・・整合スロット、６５・・・ホ
イール、７０・・・・・プ、８０・・・ロータリング、
８５・・・嵐勤シャフト、１００・・・ペースプレート
、１１５・・・内側ステータ、１２０゜１２０’・・・
ポールピース、１２５・・・磁ｆｆｉ、’１５０・・・
コイル。 特許出頭式 トライ・チック・インコーポレイテッド
代理人 弁理士 日 澤 博 昭 （外２名）
Claims (7)
- （１）周縁に沿つて交番極性のロータ磁極を有する環状
永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状形状の第１の対のポールピースから成り、第１の対の
ポールピースの片々を前記ロータの外周に沿つて配置し
、前記第１の対のポールピースの各々にはロータ磁極に
対して磁束関係となるように内周で離間して軸方向に延
びる突出ステータ磁極を具備させ、それぞれのポールピ
ースのステータ磁極を互いに分離配置した、外側ステー
タと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状の第２の対のポールピースから成り、第２の対のポー
ルピースの各々を前記ロータの内周内に配置し、前記第
２の対のポールピースの各々にはロータ磁極に対し磁束
関係となるように外周で離間して軸方向に延びる突出ス
テータ磁極を具備させ、それぞれのポールピースのステ
ータ磁極を互いに分離配置した、内側ステータと；ロー
タの外周を囲繞し、第１の対のステータポールピース間
の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第１の対の
突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第１の環状
励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２の
環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる電
気回転機。 - （２）周縁に沿つて交番極性のロータ磁極を有する環状
永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するべく互いに対向関係とした環状
の第１の対のポールピースから成り、第１の対のポール
ピースの各々を前記ロータの外周に沿つて同心的に配置
し、前記第１の対のポールピースの各々にはロータ磁極
に対して磁束関係となるように内周で離間して軸方向に
延びる突出ステータ磁極を具備させ、それぞれのポール
ピースのステータ磁極を互いに分離配置した、外側ステ
ータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状の第２の対のポールピースから成り、第２の対のポー
ルピースの各々を前記ロータの内周内に同心的に配置し
、前記第２の対のポールピースの各々にはロータ磁極に
対して磁束関係となるように外周で離間して軸方向に延
びる突出ステータ磁極を具備させ、それぞれのポールピ
ースのステータ磁極を互いに分離配置した、内側ステー
タと； ロータの外周を囲繞し、第１の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第１の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第１の
環状励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２の
環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。 - （３）外周に沿つて交番極性をもつ第１の組のロータ磁
極と、内周に沿つて反対極性をもつ第２の組の非突出ロ
ータ磁極とを有し、前記第１の組のロータ磁極の各々を
前記第２の組の反対極性のロータ磁極に対して放射状に
整列させた、環状永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状の第１の対のポールピースから成り、第１の対のポー
ルピースの各々を前記ロータの外周に沿つて同心に配置
し、前記第１の対のポールピースの各々には第１の組の
ロータ磁極に対して磁束関係となるように内周で離間し
て軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備させ、それぞ
れのポールピースのステータ磁極を互いに分離配置した
、外側ステータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状の第２の対のポールピースから成り、第２の対のポー
ルピースの各々を前記ロータの内周内に同心的に配置し
、前記第２の対のポールピースの各々には第２の組のロ
ータ磁極に対して磁束関係となるように外周で離間して
軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備させ、それぞれ
のポールピースのステータ磁極を互いに分離配置した、
内側ステータと； ロータの外周を囲繞し、第１の対のステータポールピー
スの環状空間内に実質上全体を配置した、前記第１の対
の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第１の環
状励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２の
環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。 - （４）外周に沿つて交番極性をもつ第１の組のロータ磁
極と、内周に沿つて反対極性をもつ第２の組のロータ磁
極とを有し、前記第１の組のロータ磁極の各々を前記第
２の組の反対極性のロータ磁極に対して放射状に整列さ
せた、環状永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第１の対のポールピースから成り、第１
の対のポールピースの各々を前記ロータの外周に沿つて
同心的に配置し、前記第１の対のポールピースの各々に
は第１の組のロータ磁極に対して磁束関係となるように
内周で離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備
させ、それぞれのポールピースのステータ磁極を互いに
交互に配置した、外側ステータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第２の対のポールピースから成り、第２
の対のポールピースの各々を前記ロータの内周内に同心
的に配置し、前記第２の対のポールピースの各々には第
２の組のロータ磁極に対して磁束関係となるように外周
で離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備させ
、それぞれのポールピースのステータ磁極を互いに分離
配置した、内側ステータと； ロータの外周を囲繞し、第１の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第１の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第１の
環状励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２の
環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。 - （５）外周に沿つて交番極性をもつ第１の組のロータ磁
極と、内周に沿つて反対極性をもつ第２の組のロータ磁
極とを有し、前記第１の組のロータ磁極の各々を前記第
２の組の反対極性のロータ磁極に対して放射状に整列さ
せた、環状永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第１の対のポールピースから成り、第１
のポールピースの各々を前記ロータの外周に沿つて同心
に配置するとともに、ロータの軸方向寸法より大きくな
い軸方向寸法をもたせ、前記第１の対のポールピースの
各々には第１の組のロータ磁極に対して磁束関係となる
ように内周で離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極
を具備させ、それぞれのポールピースのステータ磁極を
互いに分離配置した、外側ステータと；環状空間を間に
形成するように互いに対向関係とした環状カップ形状の
第２の対のポールピースから成り、第２の対のポールピ
ースの各々を前記ロータの内周内に同心的に配置すると
ともに、ロータの軸方向寸法より大きくない軸方向寸法
をもたせ、前記第２の対のポールピースの各々には第２
の組のロータ磁極に対して磁束関係となるように外周で
離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極を具備させ、
それぞれのポールピースのステータ磁極を互いに交互に
配置した、内側ステータと；ロータの外周を囲繞し、第
１の対のステータポールピース間の環状空間内に実質上
全体を配置した、前記第１の対の突出ステータ磁極に磁
界を発生させるための第１の環状励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対の突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２の
環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。 - （６）外周に沿つて交番極性をもつ第１の組の非突出ロ
ータ磁極と、内周に沿つて反対極性をもつ第２の組の非
突出ロータ磁極とを有し、前記第１の組のロータ磁極の
各々を前記第２の組の反対極性のロータ磁極に対して放
射状に整列させた、環状永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第１の対のポールピースから成り、第１
の対のポールピースの各々を前記ロータの外周に沿つて
同心的に配置し、前記第１の対のポールピースの各々に
は第１の組の非突出ロータ磁極に対して磁束関係となる
ように内周で離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極
を具備させ、それぞれのポールピースのステータ磁極を
互いに分離配置した、外側ステータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第２の対のポールピース片から成り、第
２の対のポールピースの各々を前記ロータの内周内に同
心的に配置し、前記第２の対のポールピースの各々には
第２の組の非突出ロータ磁極に対して磁束関係となるよ
うに外周で離間して軸方向に延びる突出ステータ磁極を
具備させ、それぞれのポールピースのステータ磁極を互
いに分離配置した、内側ステータと； ロータの外周を囲繞するとともに第１の対のステータポ
ールピース間の環状空間内に実質上全体を配置した、前
記第１の対なる突出ステータ磁極に磁界を発生させるた
めの第１の環状励磁手段と；ロータの内周内において第
２の対のステータポールピース間の環状空間内に実質上
全体を配置した、前記第２の対の突出ステータ磁極に磁
界を発生させるための第２の環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。 - （７）外周に沿つて交番極性をもつ第１の組のロータ磁
極と、内周に沿つて反対極性をもつ第２の組の非突出ロ
ータ磁極とを有し、前記第１の組のロータ磁極の各々を
前記第２の組の反対極性のロータ磁極に対して放射状に
整列させた、環状永久磁石のロータと； 環状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環
状カップ形状の第１の対のポールピースから成り、第１
の対のポールピースの各々を前記ロータの外周に沿つて
同心的に配置するとともに、ロータの軸方向寸法より大
きくない軸方向寸法をもたせ、前記第１の対のポールピ
ースの各々には第１の組の非突出ロータ磁極に対して磁
束関係となるように内周で離間して軸方向に延びる突出
ステータ磁極を具備させ、それぞれのポールピースのス
テータ磁極を互いに分離配置した、外側ステータと；環
状空間を間に形成するように互いに対向関係とした環状
カップ形状の第２の対のポールピースから成り、第２の
対のポールピースの各々を前記ロータの内周内に同心的
に配置するとともに、ロータの軸方向寸法より大きくな
い軸方向寸法をもたせ、前記第２の対のポールピースの
各々には第２の組の非突出ロータ磁極に対して磁束関係
となるように外周で離間して軸方向に延びる突出ステー
タ磁極を具備させ、それぞれのポールピースのステータ
磁極を互いに分離配置した、内側ステータと； ロータの外周を囲繞するとともに、第１の対のステータ
ポールピース間の環状空間内に実質上全体を配置した、
前記第１の対なる突出ステータ磁極に磁界を発生させる
ための第１の環状励磁手段と； ロータの内周内において第２の対のステータポールピー
ス間の環状空間内に実質上全体を配置した、前記第２の
対なる突出ステータ磁極に磁界を発生させるための第２
の環状励磁手段と； 互いに異なる位相関係で前記磁場に対応する磁界をそれ
ぞれ発生させるように前記第１および第２の励磁手段を
連続的に励磁させるための手段と；の組合せからなる特
許請求の範囲第１項記載の電気回転機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/903,470 US4714853A (en) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | Low profile electric motor |
| US903470 | 1986-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364557A true JPS6364557A (ja) | 1988-03-23 |
| JP2856252B2 JP2856252B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=25417560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219290A Expired - Lifetime JP2856252B2 (ja) | 1986-09-04 | 1987-09-03 | 電気回転機 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4714853A (ja) |
| JP (1) | JP2856252B2 (ja) |
| CA (1) | CA1266294A (ja) |
| DE (1) | DE3729522A1 (ja) |
| FR (1) | FR2604833A1 (ja) |
| GB (1) | GB2196799B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124750A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-28 | Tamagawa Seiki Co Ltd | ブラシレスｄｃモ−タ |
| US4841189A (en) * | 1987-12-30 | 1989-06-20 | Tri-Tech, Inc. | Stepper motor and method of making the same |
| US4985669A (en) * | 1989-07-13 | 1991-01-15 | Tri-Tech Inc. | Motor feedback system |
| US5081388A (en) * | 1990-07-24 | 1992-01-14 | Chen Shew Nen | Magnetic induction motor |
| DE4040596A1 (de) * | 1990-12-19 | 1992-06-25 | Philips Patentverwaltung | Elektrisches haushaltsgeraet |
| EP0624286B1 (en) * | 1992-01-29 | 1997-04-02 | Stridsberg Innovation Ab | Brushless dc motors/generators |
| DE9213623U1 (de) * | 1992-10-09 | 1994-04-28 | Papst Licensing Gmbh, 78549 Spaichingen | Synchronmotor |
| DE4411032A1 (de) * | 1994-03-30 | 1995-10-05 | Skf Textilmasch Komponenten | Einzelmotorischer Antrieb eines schaftlosen Spinnrotors einer Offenend-Spinnmaschine |
| US5954418A (en) * | 1995-07-17 | 1999-09-21 | Prineppi; Frank Joseph | Synchronous motor with solid rotor axially displaced relative to coil |
| US5783893A (en) * | 1995-10-20 | 1998-07-21 | Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company | Multiple stator, single shaft electric machine |
| IT1305860B1 (it) * | 1997-12-12 | 2001-05-21 | Flavio Novelli | Macchina elettrica a campo rotante e doppio traferro |
| CZ20022610A3 (cs) * | 2000-02-03 | 2002-11-13 | Ondrejka Stanislav Prof. Rndr. Drsc. | Elektrické rotační zařízení |
| EP1156578B1 (fr) * | 2000-05-19 | 2010-04-07 | Portescap Singapore Pte. Ltd. | Moteur pas-à-pas en forme de disque |
| US6717312B1 (en) | 2001-01-03 | 2004-04-06 | Dana Corporation | Defense vehicle aiming ordinance platform having variable reluctance motor |
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