(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、該両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた位置で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを回転子軸に固定してハイブリッド型回転子を構成し、
前記回転子の外周にエアギャップを介して対向し各々内周に磁歯を有すると共に軸方向に伸び円周方向に均等に配置された２Nｓ個の固定子アームと、２Ｎｓ個の前記固定子アームをそれぞれの両端あるいは所定の個所で連結すると共に前記各固定子アームの中間の位置である２Ｎｓ個所に磁気抵抗を大きくするための穴あるいは細首部を略均等に有した磁性体中空円板と、前記回転子の軸方向の一方側及び他方側に配置されそれぞれコイルが巻かれたヨークとを有し、前記各固定子アームの内１個おきのＮｓ個の固定子アームを前記一方側のヨークと磁気的に結合すると共に、残りのＮｓ個の前記固定子アームを前記他方側のヨークと磁気的に結合して固定子を構成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
前記固定子のコイルの軸心方向が前記回転子軸方向と直交することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項３】
前記固定子のコイルの軸心方向が前記回転子軸方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項４】
外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、該両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた位置で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを回転子軸に固定してハイブリッド型回転子を構成し、
前記回転子の外周にエアギャップを介して対向し各々内周に磁歯を有すると共に軸方向に伸び円周方向に均等に配置された２Nｓ個の固定子アームと、２Ｎｓ個の前記固定子アームをそれぞれの両端あるいは所定の個所で連結すると共に前記各固定子アームの中間位置である２Ｎｓ個所に磁気抵抗を大きくするための穴あるいは細首部を周方向略均等に有した磁性体中空円板と、前記回転子の軸方向の一方側及び他方側に配置されそれぞれ前記回転子軸と同心にコイル軸心が位置するようにコイルが巻かれたヨークとを有し、前記各固定子アームの内１個おきのＮｓ個の固定子アームを前記一方側のヨークと磁気的に結合すると共に、残りのＮｓ個の前記固定子アームを前記他方側のヨークと磁気的に結合して固定子を構成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項５】
前記ハイブリッド型回転子は、外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、該両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた状態で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを用いて単位回転子とし、この単位回転子を２個回転子軸に同軸連結しそれぞれの隣接する前記回転子要素が同一磁化特性であり互いの磁歯が周方向同一位置になるようにして構成したことを特徴とする請求項１または４に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項６】
前記固定子の一方側及び他方側のヨークは、前記回転子軸を支持する軸受けの外周部を保持し、前記回転子軸が前記両ヨークの少なくとも一方を貫通していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転子側面にコイルを有した永久磁石型回転電機でありハイブリッド型永久磁石式回転子を組み合わせたステッピングモータ等の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で高トルク、低振動がＯＡ機器等に使用されるステッピングモータ等の回転電機に要求されている。この問題を解決するものとして本願発明者はすでに次の特許出願をしている。本願はこれらの先行特許の小形高分解能回転電機に適した構造の提供に関する。
【０００３】
【特許文献１】特願２００１−３１７７０８
【特許文献２】米国特許ＵＳＰ６７８１２６０Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１）ＯＡ機器やロボットの指を駆動する回転電機で特に位置決めが容易なステッピングモータにおいては小形でステップ角度を小さく保つには固定子相数を２相から５相等に増加したり、回転子の歯数を増加する必要があった。しかし回転子の歯数を増加するには現状のプレス打ち抜き技術では限界があり、歯幅は珪素鋼鈑の板厚程度以下にするのは困難で、従来の回転子外周部に巻き線した固定子構造では小形で高分解能な設計は困難であった。
２）アウターロータ型は回転子径が大きく出来るので、高分解能には適しているがコイルがロータ内部に配置されるため温度上昇が高くなり、また軸支持が一般に片持ち式となり、一般的な用途には適してないものであった。アウターロータの長所を有したインナーロータ型が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明を実現するには以下の手段による。
「手段１」
外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、この両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた位置で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを回転子軸に固定してハイブリッド型回転子を構成し、回転子の外周にエアギャップを介して対向し各々内周に磁歯を有すると共に軸方向に伸び円周方向に均等に配置された２Nｓ個の固定子アームと、２Ｎｓ個の固定子アームをそれぞれの両端あるいは所定の個所で連結すると共に前記各固定子アームの中間位置である２Ｎｓ個所に磁気抵抗を大きくするための穴あるいは細首部を略均等に有した磁性体中空円板と、回転子の軸方向の一方側及び他方側に配置されそれぞれコイルが巻かれたヨークとを有し、各固定子アームの内１個おきのＮｓ個の固定子アームを一方側のヨークと磁気的に結合すると共に、残りのＮｓ個の固定子アームを他方側のヨークと磁気的に結合して固定子を構成したことを手段とした永久磁石式回転電機。
「手段２」
手段１において、固定子のコイルの軸心方向が回転子軸方向と直交することを手段とする永久磁石式回転電機。
「手段３」
手段１において、固定子のコイルの軸心方向が回転子軸方向と平行であることを手段とする永久磁石式回転電機。
「手段４」
外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、この両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた位置で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを回転子軸に固定してハイブリッド型回転子を構成し、回転子の外周にエアギャップを介して対向し各々内周に磁歯を有すると共に軸方向に伸び円周方向に均等に配置された２Nｓ個の固定子アームと、２Ｎｓ個の固定子アームをそれぞれの両端あるいは所定の個所で連結すると共に前記各固定子アームの中間位置である２Ｎｓ個所に磁気抵抗を大きくするための穴あるいは細首部を周方向略均等に有した磁性体中空円板と、回転子の軸方向の一方側及び他方側に配置されそれぞれ回転子軸と同心にコイル軸心が位置するようにコイルが巻かれたヨークとを有し、各固定子アームの内１個おきのＮｓ個の固定子アームを一方側のヨークと磁気的に結合すると共に、残りのＮｓ個の固定子アームを他方側のヨークと磁気的に結合して固定子を構成したことを手段とした永久磁石式回転電機。
「手段５」
手段１または４において、ハイブリッド型回転子は、外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる２個の回転子要素と、この両回転子要素によりそれぞれの磁歯の歯ピッチが１／２ずれた状態で挟持された軸方向に磁化した永久磁石とを用いて単位回転子とし、この単位回転子を２個回転子軸に同軸連結しそれぞれの隣接する回転子要素が同一磁化特性であり互いの磁歯が周方向同一位置になるようにして構成したことを手段とする永久磁石式回転電機。
「手段６」
手段１から５のいずれかにおいて、固定子の一方側及び他方側のヨークは、回転子軸を支持する軸受けの外周部を保持し、回転子軸が両ヨークの少なくとも一方を貫通していることを手段とする永久磁石式回転電機。
【発明の効果】
【０００６】
１）限られた外径で高分解能を実現させるにはコイル配置を回転子の外周に置くよりモータ長はその分長くなるが回転子の軸方向両側部に配置したインナーロータとする方が回転子径を大きく出来、高分解能になる。小形ステッピングモータとした場合、小ステップ角度の高分解能となり、位置決め精度が向上し、回転むらのないモータとなる。所定の分解能に設計して回転子位置を検出して励磁電流を流すタイミングを決めて駆動するブラシレスモータとしてもよい。
２）低速大トルクの特性となるのでメカニカルな減速体を使用しないダイレクトドライブに適した回転電機となる。
３）コイルを外部に露出可能な構造なので銅損に起因する温度上昇を押さえる効果が大きいモータとなる。
４）スロット内にコイルを入れる従来式と比べ、ヨークに集中巻きしてコイル占積率を大きく出来るのでコイル量を増して、回転子径大効果に加えて大トルク化が可能となる。
５）コイルヨークに圧粉鉄心を使用すれば本構造の長所を更に向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下図面によって説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は本発明の１例の回転軸を含む正面断面図である。１は固定子主極アームでありその内周部に複数の小歯を有しており、以下単に固定子アームと呼ぶが、合計２Ｎｓ個を略均等に３６０度にわたり同心的に配置してある。後述する図８にその回転子軸方向から見た固定子アーム１の図をＮｓ＝２の場合で示した。２は固定子アーム１をその両側面で鳥かご的円筒状に連結するエンドリング的な磁性体中空円板である。３は回転子の側面に設けた磁性体ヨークであり、絶縁体６を介してコイル４、５が巻かれ、中空円板２を介して固定子アーム１と接し、コイル４，５に電流を流したとき、コイル４，５の反回転子軸側がお互いに異極性となるようにしてある。９、１０は磁性体回転子要素であり、その外周にNｒ個（複数個）の磁歯を有しており、回転子要素９，１０の２個でお互いに歯ピッチの１／２ずれた位置で軸方向に磁化した永久磁石１１を挟持し回転子軸１２に固定してハイブリッド型回転子を構成している。１３はボールベアリング等の軸受けである。回転子要素９，１０の外周で、エアギャップを介して対向した各々磁歯を有した２Ｎｓ個の軸方向に伸びた上述した固定子アーム１が配置され、その内１個おきのＮｓ個の該アーム１は磁性体中空円板２を介して一方の回転子要素９側の端面側に配したコイル４、５が巻かれたヨーク３と磁気的に結合している。残りのＮｓ個の固定子アーム１はもう一方の回転子１０側の端面側に配したコイル７，８が巻かれヨーク３と同様の構成でヨーク３とは電気角で９０度の位相差を有するように配置したヨーク３´と磁気的に結合して固定子が形成される。
図２は図１の軸方向でヨーク３のほぼ中央部で切断して軸方向から見た図であり固定子構造を説明するために回転子の図示は省略してある。Ｎｓ＝２の場合の２相式回転電機の図である。コイル４と５で１相分を形成し、コイル７と８で２相分を形成する。Ｎｓ＝２は１相分固定子アームも２個であり、この場合は電気角と機械角が同じとなるのでヨーク３とヨーク３´は機械角でも９０度の角度差を有する配置になる。もしＮｓが４であれば図示は省略してあるが、ヨーク３及び３´は９０度ごとに４個の突出ヨーク部に４個のコイルが巻かれ、お互いに電気角で９０度従って機械角で４５度の角度差を有する配置の計８個の固定子アームによる２相式回転電機となる。この場合は図１に示す回転子でラジアル方向不平行電磁力の発生しないものとなる。合計２Ｎｓ個のアームは珪素硬軟の積層で形成し固定子アーム１同士を連結するのに磁性体中空円板２でそれらの両端部あるいは所定の場所で連結してもよい。両端部と中央部で合計３枚の磁性体中空円板２で連結固定してもよい。尚合計２Ｎｓ個のアーム１の１個おきのＮｓ個のアーム１はヨーク３から一体的に形成して直角に回転子軸方向に突き出したものでもよい。そして残りのＮｓ個のアーム１はヨーク３´から軸方向に突き出したものでもよい。これらは焼結鉄芯や鉄粉を樹脂で絶縁して固めた圧粉鉄芯でも製作できる。
３相式とする場合は、ヨーク３及び３´を機械角で１２０度ごとに３個の突出ヨーク部を設け各ヨーク３及び３´にそれぞれ計３個のコイルが巻かれ、全ての突出ヨーク部を機械角で６０度毎の配置とすればＮｓ＝３で合計６個の固定子アームによる３相式回転電機となる。これらは回転子の軸方向側面に配置したコイル軸心方向が回転子軸方向と直交している特徴がある。コイル軸心方向とはコイルに電流を流したときコイル心から発生する磁束の方向を意味する。
【０００９】
図１、２では固定子アーム１を珪素鋼鈑の積層で形成したり、あるは圧粉鉄心等でアーム数合計２Ｎｓ個をヨーク３及び３´とは別体に独立で形成する場合には、磁性体中空円板で合計２Ｎｓ個のアーム１を均等に円周方向に配置しその両端部で固着して固定子アーム１と磁性体中空円板２で鳥かご状円筒体を形成する。そしてその後に中空円板２にヨーク３及び３´と磁気的に結合すればよい。この場合は各アームに対抗する磁性体中空円板２のほぼ中間部は穴や細首部を設けて磁気的に飽和を起こさせて磁気絶縁的にあるいは磁気抵抗を高くした形状とすることが望ましい。図２の中空円板２に示した４個の穴はそのためのものである。一般的に述べれば磁性体中空円板は略均等に２Ｎｓ個所の磁気抵抗を大きくするための穴あるいは細首部を有したものが望ましい。
【００１０】
図３は別の本発明の説明図であり、図１図２の場合と回転子及び固定子アーム１、磁性体中空円板２は同じものであるが回転子側面に配置した絶縁体１６に巻かれたコイル１５、１７、１８，１９のコイル軸芯方向が回転子軸方向と平行になるように配置したものである。従って固定子アーム１に磁気的に連結する回転子の軸方向両側面に配置したヨーク１４と１４´は同じものであるが、Ｎｓ＝２の場合は、ヨーク１４と１４´はお互いに９０度回転した位置関係に配置されている。図４は図３で回転子及び軸受けをを除いて回転子軸方向から見た図であり主にヨーク１４と１４´の位置関係を示す図である。図３で軸、回転子、軸受けは図１図２と同じ番号が付されている。ヨーク１４と１４´は圧粉鉄芯で形成することが出来る。またコイル１５等を直接巻くのでなく挿入する場合はヨーク１４、１４´は適宜分割すればよい。ヨーク１４と１４´は図３に示すように固定子アーム１、磁性体中空円板２の内径に嵌合してもよく、こうすれば回転子とのエアギャップの確保が容易になる。
【００１１】
図５は更に別の本発明の説明図である。回転子や軸受け及び固定子アーム１、磁性体環状板２は図１から図４に示したものと同じものであるので同じ部品番号としてある。図５の特徴は回転子両側面に配置したコイル２３，２４は完全環状コイルであり、各々１個であり、コイル軸心は回転子軸方向と同心に配置され、２相方式に限定されるものである。コイル２３，２４のヨーク２１と２２は同じものであるがＮｓ＝２の場合は、図５に示すようにお互いに９０度回転させた位置に配置している。図６は環状コイル２３，２４及び回転子の図示は省略して固定子とヨーク２１と２２の位置関係を示したものである。本方式はコイル数が前述の本発明に比べて２個と少ないことと、この方式もコイルが一部露出させることが出来るので温度上昇を低く出来る。また図１から６で、コイルヨークは軸受け外周部を保持しながら回転子軸が少なくとも一方が貫通している特徴がある。
【００１２】
図７は本発明の特に２相式でＮｓ＝２の場合等に望ましい回転子構造を示した図である。本回転子は外周に均等にＮｒ個の磁歯を有した磁性体よりなる回転子要素２５，２６の２個でお互いに歯ピッチの１／２ずれた位置で軸方向に磁化した永久磁石２９を挟持して回転子軸１２に固定したハイブリッド型回転子であるがこれを単位回転子として、同じ単位回転子を回転子要素２７，２８及び永久磁石３０で構成して、これら２組の単位回転子を同軸で連結し、隣接する回転子要素２６，２７はお互いに歯位置及び磁化極性を同じくしたハイブリッド型回転子を有したものである。従って回転子要素２７と２８も歯位置はお互いに１／２ピッチずれており回転子要素２５と２８の歯位置は同じ位置となる。図７では回転子要素２５、２８がＮ極性、回転子要素２６，２７がＳ極性としてある。図８は図７で回転子要素２８あるいは２５の回転子と対向する小歯を有した固定子の位置関係を軸方向に見て、回転子要素２６、２７の歯の図示を省略した図であり、回転子歯数Ｎｒ＝１５、Ｎｓ＝２の場合に対応したものである。２相式ステッピングモータとすればステップ角は電気角９０度をＮｒで割ればその値が得られ、６度となる。固定子アーム１と回転子要素２８の磁歯のピッチは同一かあるいはコギングトルクを減少させるためにわずかにそのピッチを異ならせる場合もある。図１等での固定子アーム１と回転子要素９の磁歯の関係も図８で示したものと同じである。
Ｎｓ＝２の場合、４個の固定子アーム１が９０度均等配置とした場合は後述する（９）式でｎ＝４を代入することでＮｓ＝１５が得られる。図８の固定子アーム１は珪素鋼鈑の積層でも、圧粉鉄心でもよい。
図９は磁性体中空円板の一例を示したものであり、図８に示した４個の固定子アーム１をそれらの両端面で固着固定させる役割をもつものである。このとき中空円板２に形成した４個の穴は図８の４個の固定子アーム１のほぼ中間に来るようにする。中空円板２の穴は細首としてもよく、図８の４個の固定子アーム１間での磁束の移動を極力少なくするためのものである。図８の４個の固定子アーム１の内径と中空円板２の中空内径は同じとして中空円板２の内部に固定子アーム１に対応する磁歯を持たせてもよい。図７、図８で回転子から固定子への鎖交磁束の磁路を説明すれば、Ｎ極回転子要素２８から出た磁束はエアギャップを通過して図８の上部位置の歯の対向している固定子アーム１に入り回転子側面のヨークを通過してヨークに巻かれたコイルと鎖交して図８の真下で回転子要素２８とは歯が対向してない固定子アーム１に到達する。この場合、図示は省略しているが回転子要素２８と２７はお互いに歯ピッチの１／２ずれているのでＳ極回転子要素２７の歯と図８の真下の固定子アーム１は歯が対向している。そのためＮ極回転子要素２８から出た磁束はＳ極回転子要素２７に入り１相分の閉磁路を形成することになる。これは図１等でも同じである。図７では更にＮ極回転子要素２５とＳ極回転子要素２６でも同じ磁路を形成する。このとき、図８の真上の固定子アーム１はコイルの通電でＳ極に、真下の固定子アーム１はＮ極に磁化されて１相が励磁されている。１相コイル電流が切れて２相コイルに電流が切り替わると図８の真横の左右の固定子アーム１がお互いに異極性に磁化されて回転子２８の歯ピッチの１／４ピッチのステップ角で回転する。
【００１３】
本構造の２相で２Ｎｓ＝４（Ｎｓ＝２）である４主極構造と後述する従来方式の８主極固定子に同一回転子を組み合わせた場合のトルクを前述した文献で説明したが再度個々で説明する。
Ｔ１＝Ｎ ＮｒｉΦｍ               （１）
１相分トルクは（５）式で表される。Ｎｒは回転子歯数、Ｎはコイル巻き数、ｉは電流、Φｍは回転子からの永久磁石の磁束のコイルとの鎖交磁束である。
両者同一線径で同一トータル巻数ＮTとする。また回転子から出るトータル磁束量は両者の固定子の歯数が例えば４８（８主極は８×６＝４８、４主極では４×１２＝４８）と等しいとした場合は両者の固定子鉄心の磁気抵抗差を無視し同じ値のΦTと近似できるので８主極機、４主極機の各１主極の巻数、磁束を各々Ｎ８ 、Ｎ４、Φ８、Φ４として、次式が成立する。
Φ８＝ΦT／８                                          （２）
Φ４＝ΦT／４                                          （３）
Ｎ８＝ＮT／８                                          （４）
Ｎ２＝ＮT／４                                          （５）
（１）〜（５）式より、８主極 ４主極機のトルク、Ｔ８、Ｔ４は各々以下となる。
Ｔ８＝２＊４（ＮT／８）Ｎｒｉ（ΦT／８）＝ＮTＮｒｉΦT／８                        （６）
Ｔ２＝２＊２（ＮT／４）Ｎｒｉ（ΦT／４）＝ＮTＮｒｉΦT／４                        （７）
（６）、（７）より、４主極機は従来の８主極機のモータより約２倍のトルクが出せることになる。
【００１４】
この４主極の場合の望ましい回転子歯数Nｒは以下の式から誘導される。
９０／Ｎｒ＝（−／＋）｛（３６０／４）−３６０ｎ／Ｎｒ｝                             （８）
但しｎは１以上の整数。
（８）式の左辺、及び右辺は本構成のステップ角を表すしこれを整理すると（９）式が得られる。
Nｒ=４ｎ±１                                          （９）
Nｒは，２相４主極対称構造の望ましい形態となる。
例えばｎ＝１９でＮｒ＝７５となり、あるいはｎ＝３１でＮｒ＝１２５となり２相機では（９０／Ｎｒ）度がステップ角となるので、それぞれ１．２度、０．７２度のステップ角の対称形の固定子の回転電機が得られる。またｎ＝１１でＮｒ＝４５で２度ステップ角の対称形の固定子の回転電機が得られる。Ｎｒ＝４５で２度ステップ角の場合は回転子径を１４．３３ｍｍとすれば歯幅と歯溝幅を１：１の歯幅比５０％とすれば、回転子歯幅が約０．５ｍｍとなり標準の０．５ｍｍ厚みの珪素鋼鈑が使用でき、本発明の構造では固定子外径を２０ｍｍも可能であるので、モータサイズ２０ｍｍでステップ角２度の小形高分解能品が得られる。０．３５ｍｍ厚みの準標準珪素鋼鈑を使用すれば歯幅比が３５％と理想比に近い値となり、更に高性能な小形高分解能品が得られる。これは業界で実用できる最も小形で高分解能な仕様となる。
またこの場合は固定子アーム１は９０度均等配置となるので配置精度確保が容易で製作も容易となる。望ましい形態ではないが、Ｎｒ＝５０は（９）式を満足してないため固定子は非対称形状となり、ステップ角１．８度の２相ステッピングモータとなる。
【００１５】
図１０は従来の２相ハイブリッド式ステッピングモータの回転軸に垂直な断面図を示したものである。３１は回転子要素であり５０個の歯を有した例である。その後ろ側に永久磁石がありさらに同じ回転子要素３１が歯ピッチの１／２ずらして配置されている。３２は固定子鉄心で不平衡電磁力を無くすために８主極（８巻線極）構造となっている。このため前述したように４主極に対しトルクが同一回転子では約半分となる。しかし４主極構造にするとラジアル方向の不平衡電磁力が発生して振動騒音の原因となる。そこでトルクの大きな４主極構造でラジアル方向の不平衡電磁力が発生しないために前述した図７の回転子を用いることが望ましいことになる。４主極構造でラジアル方向の不平衡電磁力が発生しない理由は前述の特許文献に述べられているのでその詳細説明は省略するが、図７、図８を参照して、１相励磁状態で回転子２５，２８は上方固定子アーム１に吸引され、回転子２６，２７は下方固定子アーム１に吸引されるので回転子軸１２に作用する上下方向の力もモーメント力もキャンセルされることになる。
またハイブリッド型ステッピングモータのステップ角度θは次式で与えられる。
θ＝１８０°／ＰＮｒ                                          （１０）
但しＰは相数。
２相式で回転子歯数Ｎｒが図１０で５０の場合は（１０）式で、Ｐ＝２、 従ってステップ角度は１．８°となる。（１０）式でステップ角度を小さくし高分解能とするにはＰまたはＮｒを多くすればよい。しかし相数を２相から５相等にすれば駆動回路が高価となる。また回転子歯数を多くすればモータサイズが限られている場合は回転子要素をプレス打ち抜きするとき、歯幅が珪素鋼鈑厚みより小さくなるとプレス抜きが困難となる。図１０の構造では回転子の外周に固定子歯が配置されその外にコイルが配置されるのでモータ径に対し回転子径はかなり小さくなり、従って回転子歯数を多くするにはプレス打ち抜き等で問題が出る。
そこでアウターロータ化して回転子径を大きくすればよいが、アウターロータのため構造が複雑になり高価となり温度上昇もコイルが回転子内部に来るため高いという問題が起きる。これらをインナーロータ式で解決できるのが本発明の長所であり効果である。インナーロータタイプで本構造は最も回転子径を大きくできる構成である。
また一般にモータ発生トルクは時式で与えられる。
Ｔ＝ｋＤ２Ｌ                             （１１）
ここに、Ｄは回転子外径、Ｌは回転子有効長、ｋは定数である。
これより本発明品はインナーロータではＤが大きくまたその効果が自乗で効くので大トルク化に有利となる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明による回転電機はインナーロータ式で高トルク、高分解能となるのでＯＡ機器である複写機やプリンターあるいは小形モータとしてロボットの指駆動に適したものとなり、工業的に大きな寄与が期待される。その他、医療機器、ＦＡ機器、遊戯機械、住宅設備機器への応用も大いに期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による回転電機の１実施例を示す切断正面図である。
【図２】図１の切断側面図である。
【図３】本発明による回転電機の別の実施例を示す切断正面図である。
【図４】図３の一部を除去した側面図である。
【図５】本発明による回転電機のさらに別の実施例を示す切断正面図である。
【図６】図５の一部を除去した側面図である。
【図７】本発明による回転電機の別の実施例を示す固定子と回転子との切断正面図である。
【図８】図７の側面図である。
【図９】磁性体中空円板を示す側面図である。
【図１０】従来の回転電機を示す固定子と回転子との側面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１： 固定子主極アーム
２： 磁性体中空円板
３、３´、１４，１４´、２１，２２：固定子ヨーク
４、５、７、８、１５，１７，１８，１９、２３，２４：コイル
９、１０、２５、２６、２７、２８： 回転子要素
１１、２９、３０：永久磁石
１２： 回転子軸
１３： 軸受け
【図１】
0004392417.tif 000002
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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