(57)【要約】  小型２相モータは、同一の平面に配置された主磁極（８、１０、１２）を備える固定子と、双極永久磁石（６）を備えた回転子とによって形成される。第１主磁極と第２主磁極は、２つの巻線（２０、２２）のうちの一方をそれぞれが担持する２つの磁気コアによってそれぞれ第３主磁極に接続される。第３主磁極（１２）は、高磁気抵抗域（３０）によって相互に分離される隣接し合う２つの二次的磁極（２６、２８）を形成する。第１主磁極（８）と第２主磁極（１０）と２つの二次的磁極（２６、２８）とは、固定子開口部（４０）の周りで９０°の４つの扇型に配置される。本発明は、上述のタイプのモータの固定子の製造方法にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの給電巻線（２０、２２）を担持する固定子（２）と、双極永久磁石（６）を備えた回転子（４）とによって形成され、前記固定子が、前記双極磁石が収容される固定子開口部（４０）を一緒に形成する第１主磁極（８）と、第２主磁極（１０）と、第３主磁極（１２）とを有し、前記第１主磁極と第２主磁極が、それぞれが２つの巻線の一方を担持する２つの磁気コア（１６、１８）によってそれぞれ第３主磁極に接続されている小型２相モータであって、前記第３主磁極（１２）が、前記固定子開口部の周辺領域で高磁気抵抗域（３０）によって分離されて、高透磁率の固定子部分（３６）によって相互に接続される２つの隣接し合う二次的磁極（２６、２８）を形成し、前記第１主磁極と前記第２主磁極と前記２つの二次的磁極とが、前記固定子開口部の周りで約９０°の４つの扇型に配置されることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記２つの二次的磁極（２６、２８）を分離する前記高磁気抵抗域（３０）が、前記固定子開口部内に通じる一方が塞がったスロットによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の２相モータ。
【請求項３】
前記３つの主磁極が、同一の平面に拡がる３つの平坦な部分によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の２相モータ。
【請求項４】
前記固定子が鉄−シリコンの合金から形成されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の２相モータ。
【請求項５】
移動する自動車両内の物理的計測量の値の指示装置におけるアナログ表示を有する装置であって、前記アナログ表示を駆動する前記請求項のいずれかに記載のモータを備えることを特徴とする装置。
【請求項６】
永久磁石回転子用に設けられた開口部（４０）の周りにいくつかの磁極（８、１０、２６、２８）を備えた固定子（２）を有する小型モータの製造方法であって、
磁性材料から形成された板（７２）を、前記回転子用の前記開口部と、同一の平面に拡がる前記いくつかの磁極とを区画するように切り抜くステップであって、これらの磁極が、前記開口部の周辺領域内でスロットによって分離される磁極片となるものであり、この段階では少なくとも前記スロットの部分が、前記磁極が物理的に単一部分（７２）によって形成されたままであるように一方が塞がっている、前記切り抜くステップと、
前記開口部に対して相対的に中心になるように前記切り抜かれた板（７２）に環状要素（８０）を取り付けるステップであって、この環状要素が非磁性の材料、または磁性材料である前記板に対して相対的に弱い磁性の材料から形成され、前記スロットとこの環状要素が、環状要素が前記スロットの上を通り、スロットが前記環状要素の外形を越えて延び、少なくとも部分的に前記いくつかの磁極を覆ように構成される、前記取り付けるステップと、
前記環状要素を前記いくつかの磁極に固定するステップと、
前記一方が塞がったスロットのうち少なくとも２つを延ばして、前記磁極のうち少なくとも１つをそのようにして形成された前記固定子（２０）の他極から磁気的に分離する貫通スロットを得るように前記板を切るステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記環状要素を固定する前記ステップが、レーザ溶接によって実行されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記溶接が、前記環状要素を通して実行され、レーザ光線が前記板に対してこの要素の上面に向けられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記環状要素が非磁性または弱い磁性金属で作られることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記環状要素がステンレススチール製であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にアナログ式表示装置の針を駆動するための小型モータに関する。より詳しくは、本発明は、固定子の開口部内に配置される、回転子の回転軸に対する相対的放射状磁気分極を有する双極永久磁石を備えた回転子を有する２相式モータに関する。一例として、本発明によるモータは、物理的計測量、特に測時学分野の時間、速度または振動数の値を示す針を駆動する装置に使用することができる。特に、本発明のモータは、車両の計器板に配置されるカウンタの針を駆動するのに有利に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
当業者は、アナログ式表示器を駆動するために使用されるいくつかの小型２相モータを知っている。当業者は特に、固定子が、固定子の開口部の周りで３つの１２０°の扇型にそれぞれ配置される３つの磁極を有する、そのようなモータを知っている。これら３つの極のうち１つは、このモータの２つの主磁気回路に共通である。そのようなモータは、比較的複雑でない構造であることができ、厚みの小さな装置、特に腕時計のムーブメントに組み込むのに有利な、平坦な固定子構造を有する。しかし、このようなモータは、磁気的に対称でない、即ち回転子の磁石と、直角位相にある（約９０°位相外れ）２つの巻線のそれぞれとの間の結合磁束に対して磁気的に対称でないという欠点を有する。したがって、このような２相モータは、固定子の磁極領域で、磁気巻線結合磁束同士の間で約１２０°の位相差を有する３相モータに適切な構造を示す。このような２相モータでは、結合磁束の非対称性が高パルスの結合を生み出し、これが力学的状態でモータの有益な結合を制限し、電気消費量を増加させ、モータの振動を生み出す。
【０００３】
当業者はまた、巻線によって２つごとに結合された４つの磁極を有する対称形の２相モータも知っている。モータのこれら２つの磁気回路は、相互に独立して設けられ、即ちそれらは磁気的に分離している。そのようなモータの機械加工と組み立ては、上述の３つの磁極を備えた２相モータより一般に複雑である。さらに、相互に交差する固定子の２つの磁気回路の磁気隔離は一般に、厚みまたは高さの大きい固定子を備えた構造を必要とする。これは特に、この２つの磁気回路の重ね合わされた領域同士の間で空隙が形成されるようにするためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、平坦な固定子構造を備え、必要な空間が少なく、高性能であり、製造コストを低下させた対称形タイプの２相モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、小型の２相モータであって、２つの給電巻線を担持する固定子と、双極永久磁石を備えた回転子とから形成され、固定子が第１主磁極、第２主磁極、第３主磁極を備え、それらが一緒に、回転子の双極磁石が収容される固定子開口部を形成するモータを提供する。第１主磁極と第２主磁極は、２つの巻線のうち一方をそれぞれが担持する２つのそれぞれの磁気コアよって第３主磁極に接続される。このモータは、第３主磁極が、固定子の開口部の周辺領域内の高磁気抵抗域によって分離された２つの隣接し合う二次的磁極を形成することを特徴とする。第１主磁極と第２主磁極と前記２つの二次的磁極とは、固定子開口部の周りの４つの約９０°の扇型に配置される。
【０００６】
本発明の特定の特徴によると、２つの二次的磁極を分離する高磁気抵抗域は、固定子開口部内に通じる非貫通スロットによって形成される。この比較的長いスロットはそのようにして第３主磁極内に、それを２つに分割せずに設けられる。このスロットにはしたがって一方が塞がっている。
【０００７】
この固定子は、鉄−シリコンの合金から形成されることが好ましい。
【０００８】
本発明の他の目的は、上述のモータを製造する方法を提供することにある。
【０００９】
この目的のために、本発明はまた、請求項６に規定する小型モータの製造方法を提供する。
【００１０】
添付図面を参照してここに掲げ、また限定しない例としてここに掲げる以下の説明を助けとして、本発明をより詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１実施形態によるモータは、固定子２と回転子４とを備える。回転子は、環状形態の双極永久磁石６を備え、放射状に磁化されている。固定子２は、３つの主磁極８、１０、１２によって形成される。第１主磁極８と第２主磁極１０は、全体にＬ字形態を有する２つの磁気コア１６、１８によってそれぞれ第３の主磁極１２に接続される。３つの主磁極によって、永久磁石６が収容される固定子開口部４０が形成される。コア１６と１８は、それぞれ給電巻線２０、２２を担持する。第３主磁極は、２つの二次的磁極２６、２８を備え、これら２つの二次的磁極は隣接し合い、部分的に固定子開口部４０を形成する。この２つの二次的磁極２６、２８は、固定子開口部の周辺領域内の２つの二次的磁極の間で空隙を区画する高抵抗域３０によって分離される。空隙３０は、開口部４０に通じる一方が塞がったスロットによって形成されることに注目されたい。したがってスロット３０は通り抜けず、２つの二次的磁極２６、２８が磁極１２の外側の部分３６によって磁気接続されるように寸法決めされる。この外側の部分は高透磁率を特徴とする。
【００１２】
本発明によるモータの構成で注目に値するのは、対称形２相モータが、相互に磁気的に分離されない主磁気回路によって得られることである。この結果は、２つの主磁極８、１０と、２つの二次的磁極２６、２８との構成から、また永久磁石が双極であるという事実に起因する。したがって本発明によると、第１主磁極８、第２主磁極１０、２つの二次的磁極２６、２８は、固定子開口部の周りで、即ち回転子４の幾何学回転軸に対して相対的に約９０°の４つの扇形に配置される。したがって、これら４つの磁極はそれぞれ、隣接する磁極に対して相対的に約９０°分角度的にずらされた磁極片を有する。二次的磁極２６、２８は、２つの貫通スロットをそれぞれ形成している２つの空隙３１、３２によって、２つの主磁極８、１０から分離される。２つの主磁極８、１０は、第３貫通スロットである空隙３３によって分離される。スロット３１、３２、３３はそれらの外側の部分に、固定子の部分を組み立て、位置決めするのに役立つリセスを有することに注目されたい。同様にスロット３０は、本発明によってモータを受けるように設けられた座部に配置される固定子を位置決めするピンを通すために設けられた円形穴３５によって終端する。
【００１３】
巻線２０、２２それぞれの磁気巻線結合磁束を図３に示す。２つの曲線４６、４８はそれぞれ、約９０°の位相差がある２つの巻線２０、２２のシミュレーションによって得られる。したがって、固定子の磁極の構造と、放射状磁化を有する双極磁石を使用することが、本発明のモータに擬似対称の挙動を与える。
【００１４】
固定子は、上述の実施形態ではＦｅ−Ｓｉで実現されることが好ましいことに注目されたい。しかし他の実施形態では、Ｆｅ−Ｎｉの合金を使用して、スロット３２、３２、３３を、モータの性能をあまり損なわずに高磁気抵抗連絡部と置き換えることができる。この後者の実現例は、固定子の磁極同士を物理的に接続し、そのようにして開口部４０のより良好な循環性を保証できるという利点を有する。
【００１５】
図４は、本発明の第２実施形態を概略的に示す。この第２変化形態は、特に固定子の様々な部分が、機械加工または形成し易い単純な形状を有するという事実を特徴とする。
【００１６】
固定子２の主磁極８Ａ、１０Ａは、全体に長方形の形態を有し、角に凹面の円形輪郭を有するリセスを備えて、回転子が中に配置される開口部を区画する。回転子は、そのスピンドルが通る穴を有するケース５２に取り付けられ、このスピンドルは、ケースの外側に歯車装置のピニオン５４を担持する。
【００１７】
第３主磁極１２Ａは、スロット３０が、この第３極１２Ａ用の位置決め鋲５６の直径に対応する一定幅を有するという事実によって、第１変化形態とは区別される。モータは、４つの位置決め鋲５６、５７、５８、５９を有する支持体５０に配置される。これらの鋲は、第１直径を有する基部６２と、第１直径よりも小さな第２直径を有する上部６４とを有する。基部６２は、固定子の部分を位置決めする働きをし、上部６４は回転子のケース５２を中心に置く働きをする。
【００１８】
コア１６Ａ、１８Ｂは長方形状を有する。それらは、ねじまたは他の知られている固定要素、レーザ溶接、充分な透磁率を有する材料を用いた接着によって他の固定子の部分とともに組み立てられ、あるいは本発明のモータを受けるように配置されたケースの部分によって定位置に単に保持されることに注目されたい。そのようなケースは例えば支持体５０と、コアと当接する部分を有する（図示しない）カバーによって形成される。
【００１９】
モータのケースは、他の鋲、またはモータの様々な部分のための他の位置決め手段を備えることができることに注目されたい。
【００２０】
第２実施形態では、巻線２０、２２は、それぞれの巻型６６、６８に巻き付けられることにも注目されたい。これらの巻型は特に、巻線に供給する電気的接点の構成の働きをする。
【００２１】
本発明によるモータの第２実施形態の固定子２を図５に示す。このモータは、３つの主磁極８、１０、１２となる３つの部分から形成される。磁極１２によって、円形リセスで終端するスロット７７によって分離されている２つの二次的磁極２６、２８が形成されている。磁極８、１０、１２はスロット７４ａ、７５ａ、７６ａによって相互に磁気的に分離されている。回転子の永久磁石用に設けられた開口部４０は直径Ｄを有する。２つの二次的磁極２６、２８を分離するスロット７７は一方が塞がっており、深さＰを有する。この深さＰは、直径Ｄよりも僅かに小さい。したがって、スロット７７は比較的大きな深さＰを有し、この寸法はここで、開口部４０の直径Ｄの大きさと同じ程度のものであることに注目されたい。２つの巻線コアは図５に示していないが、それらの構成は図４の構成と同様である。固定子２は、磁気回路同士が実質的に等しい最小幅Ｘ、Ｙ、Ｚを有するように機械加工される。
【００２２】
同じ単一の一般的な平面に設けられたいくつかの磁極を備えた、本発明による固定子の製造方法のステップを図６ａから６ｄを参照して以下に説明する。本発明によるモータの固定子は、第１ステップで、回転子が通過するための開口部４０と、この開口部４０を形成するいくつかの磁極８、１０、２６、２８とを形成するように切り抜かれる磁気材料の板７２から形成される。磁極はこの段階で相互に接続され、一方が塞がったスロット７４、７５、７６  ７７によって分離されている。したがって、磁極はこの段階で、物理的に単一の平面な部分によって形成されたままである。一方が塞がったスロットは、開口部４０の周囲に配置され、設置磁極の磁極片をより精確に決める。
【００２３】
修正形態では、一方が塞がったスロットのうちの１つ７４、７５、または７６がこの段階ですでに貫通スロットとすることができることに注目されたい。しかし、図６ａに示す部分７２の形状が好ましい。部分７２は単一体であるため、開口部４０を極めて精確に機械加工することができる。磁極８、１０、２６、２８は、固定子の同じ平面に位置する。
【００２４】
第２ステップでは、環状要素８０が、図６ｂで示すようにそれが開口部４０に対して相対的に中心になるよう、切り抜かれたプレート７２に付けられる。一方が塞がったスロット７４、７５、７６と環状要素８０とは、この要素が、環状要素８０の外形または周囲を越えて延びるスロット７４、７５、７６、７７の上に嵌るように配置される。したがってこの要素８０は、磁極８、１０、２６、２８を少なくとも部分的に覆う。要素８０は非磁性材料から作られるのが好ましいが、修正形態では、漂遊磁束を制限するように、固定子と比較して弱い磁性材料を使用することが想定される。特に、環状要素は非磁性または弱い磁性の金属から形成される。要素８０は、例えばステンレススチール製である。
【００２５】
次いで環状要素８０が、図６ｂに示すように磁極に固定される。環状要素８０の固定は、レーザ溶接によって実行されることが好ましい。これは、加えられるエネルギー量を精確に制御して、部分７２の加熱を避けることを可能にする。そうしなければ、板７２の構造的変化、したがって磁極片域のその磁気特性の変化が生じる。環状要素が、例えばステンレススチールなどの金属で形成される場合は、領域８２から８５において要素８０を通して溶接を実行することができる。これを実行するために、使用するレーザ光線が、この段階で未だ板７２によって形成されている固定子に対して環状要素の上面に向けられる。
【００２６】
最後に図６ｄに示すように、板７２は、スロット７４、７５、７６を延ばし、そのようにして貫通スロット７４ａ、７５ａ、７６ａを得るように切断される。したがって、主磁極８、１０、１２は磁気分離される。より一般的には、この方法は、少なくとも１つの磁極を固定子の他極から分離することが所望されるときは常に使用される。このようにして得られた固定子２は、図５に示す本発明によるモータの第２実施形態に対応する。切断の最終段階は、磁極の位置決めには影響せず、磁極はリングまたはカラー８０によって定位置に堅固に維持される。さらに、このリングは、回転子の永久磁石用に設けられた開口部４０の領域で固定子を固定させる。
【００２７】
リング８０を部分７２に固定する他の手段、特に電気溶接または接着剤も用いることができる。しかし特に上述の理由から、レーザ溶接が好ましい変化形態である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるモータの第１実施形態の固定子と、回転子の永久磁石との斜視図である。
【図２】図１のモータを上から見た図である。
【図３】回転子の角度位置の関数として、第１実施形態の２つの巻線それぞれの磁気巻線結合磁束をグラフで示す図である。
【図４】本発明によるモータの第２実施形態を上から見た図である。
【図５】本発明によるモータの第２実施形態の固定子である。
【図６】本発明による第２実施形態によるモータを製造する方法のステップを説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【国際調査報告】
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