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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und ein Gebläse.
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Die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-181303 beschreibt ein Beispiel des Standes der Technik für einen bekannten Motor, der einen Stator mit einer sogenannten Lundell-Konstruktion und einen Rotor mit einem Dauermagneten, der dem Stator in der radialen Richtung gegenüberliegt und als Magnetpol dient. Der Stator mit Lundell-Konstruktion beinhaltet zwei Statorkerne, die jeweils eine Ringform aufweisen, und mehrere Klauenpole, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Die beiden Statorkerne sind so kombiniert, dass ihre Klauenpole in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. In der axialen Richtung ist ein Spulenabschnitt zwischen den beiden Statorkernen angeordnet. Der Spulenabschnitt bewirkt, dass die Klauenpole der beiden Statorkerne als Magnetpole wirken, die sich alternierend unterscheiden.
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Wenn in dem Motor, der in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-181303 beschrieben ist, die Durchmesser des Rotors und des Stators vergrößert werden, um die Fläche des Spalts zwischen dem Stator und dem Rotor zu vergrößern und um die Ausgangsleistung zu erhöhen, dann entsteht in einem Innenumfangsabschnitt ein ungenutzter Raum. Dies ist nicht günstig, wenn der Motor verkleinert werden soll. In dieser Hinsicht besteht Verbesserungsbedarf.
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Wenn in dem in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-181303 beschriebenen Motor die Sätze aus dem Stator mit der Lundell-Konstruktion und den Dauermagneten des Rotors in der radialen Richtung des Motors angeordnet werden, um die Ausgangsleistung zu erhöhen, erzeugen die Statoren Wärme, die bewirkt, dass der Motor heiß wird. Dies kann sich nachteilig auf die Motorleistung auswirken.
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Ein weiterer bekannter Lundell-Motor beinhaltet einen Lundell-Rotor, der mit zwei Rotorkernen versehen ist, die jeweils in Umfangsrichtung angeordnete Klauenpole aufweisen, und Dauermagnete, die zwischen den Rotorkernen angeordnet sind. Die Dauermagnete haben die Funktion, zu bewirken, dass die Klauenpole der beiden Rotorkerne als Magnetpole wirken, die sich sich alternierend unterscheiden. Die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2014-161198 beschreibt einen Lundell-Motor, der zusätzlich zum Lundell-Rotor einen Lundell-Stator aufweist. Der Rotor und der Stator weisen beide die Lundell-Konstruktion auf. Somit wird der Lundell-Motor auch als Multi-Lundell-Motor bezeichnet.
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Der Multi-Lundell-Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Pole durch Ändern der Anzahl der Klauenpole geändert werden kann. Dadurch kann die Anzahl der Pole ohne Weiteres vergrößert werden.
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In dem Lundell-Stator der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2014-161198 haben die beiden Statorkerne eine Tendenz zur Verlagerung in der Drehrichtung. Wenn die beiden Statorkerne in der Drehrichtung verlagert werden, werden die Klauenpole in der Drehrichtung voneinander wegbewegt. Dies kann den Magnetfluss stören.
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Ferner haben die beiden Rotorkerne im Lundell-Rotor eine Tendenz zur Verlagerung in der Drehrichtung. Wenn die beiden Rotorkerne in der Drehrichtung verlagert werden, werden die Klauenpole in der Drehrichtung voneinander wegbewegt. Dies kann den Magnetfluss stören.
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Die Störung des Magnetflusses im Motor kann Vibration und Geräusche verursachen.
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Die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 11-332200 beschreibt einen bürstenlosen Motor, der als Antriebsquelle für ein Gebläse verwendet wird. In dem bürstenlosen Motor weist ein Stator einen Statorkern mit Zähnen, die in der radialen Richtung vorstehen, und eine Spule auf, die um die einzelnen Zähne gewickelt ist. Ein Rotor des Motors beinhaltet ein Joch, das an einer Drehwelle befestigt ist und sich mit dieser als Einheit dreht, und Dauermagnete, die an dem Joch befestigt sind und als Magnetpole für den Rotor dienen.
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In dem oben beschriebenen Motor für ein Gebläse kann die Anzahl der Pole im Rotor und im Stator geändert werden. In diesem Fall muss die Anzahl der Dauermagnete und dergleichen im Rotor geändert werden. Ferner müssen die Anzahl, die Wicklung und dergleichen der Spulen gemäß der geänderten Anzahl der Zähne im Stator geändert werden. Somit ist es schwierig, die Anzahl der Pole zu ändern.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Motors, der die Ausgangsleistung erhöht und den ungenutzten Raum verkleinert, ohne den Motor zu vergrößern. Ein zweites Ziel ist die Schaffung eines Multi-Lundell-Motors, der Störungen des Magnetflusses verringert. Ein drittes Ziel ist die Schaffung eines Gebläses, das problemlos auf Änderungen der Anzahl der Motorpole angewendet werden kann.
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Um die genannten Ziele zu erreichen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Motor, der einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Stator weist einen Innenumfangs-Statorteil und einen auf einer Außenumfangsseite des Innenumfangs-Statorteils angeordneten Außenumfangs-Statorteil auf. Der Innenumfangs-Statorteil und der Außenumfangs-Statorteil beinhalten jeweils zwei Statorkerne und eine Spule. Die beiden Statorkerne weisen in einer Umfangsrichtung jeweils mehrere Klauenpole auf. Die Statorkerne werden so zusammengesetzt, dass die Klauenpole von einem der Statorkerne und die Klauenpole von dem anderen Statorkern in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind. Die Spule ist in einer axialen Richtung zwischen den beiden Statorkernen angeordnet und bewirkt, dass die Klauenpole als Magnetpole fungieren. Der Rotor wird durch ein am Stator erzeugtes drehendes Magnetfeld gedreht. Der Rotor weist einen Innenumfangsmagneten und einen Außenumfangsmagneten auf. Der Innenumfangsmagnet ist auf einer Innenumfangsseite des Innenumfangs-Statorteils und in einer radialen Richtung gegenüber den Klauenpolen angeordnet. Der Außenumfangsmagnet ist auf einer Außenumfangsseite des Außenumfangs-Statorteils und in der radialen Richtung gegenüber den Klauenpolen angeordnet. Der Innenumfangs-Statorteil und der Innenumfangsmagnet bilden eine Innenumfangs-Motoreinheit. Der Außenumfangs-Statorteil und der Außenumfangsmagnet bilden eine Außenumfangs-Motoreinheit.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motor, der einen Rotor, einen Stator und mindestens einen von einem Rotorisolator und einem Statorisolator aufweist. Der Rotor weist einen ersten und einen zweiten Rotorkern und einen Dauermagneten auf. Der erste und der zweite Rotorkern sind in einer axialen Richtung gestapelt und weisen jeweils mehrere Klauenpole auf, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Dauermagnet ist zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern angeordnet und in der axialen Richtung magnetisiert. Der Stator weist einen ersten und einen zweiten Statorkern und eine Spule auf. Der erste und der zweite Statorkern sind in der axialen Richtung gestapelt und weisen jeweils mehrere Klauenpole auf, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Spule ist zwischen dem ersten Statorkern und dem zweiten Statorkern angeordnet und in der Umfangsrichtung magnetisiert. Der Rotorisolator steht mit mindestens einem von den Klauenpolen des ersten Rotorkerns und mindestens einem von den Klauenpolen des zweiten Rotorkerns auf eine Weise in Eingriff, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. Der Statorisolator steht mit mindestens einem von den Klauenpolen des ersten Statorkerns und mindestens einem von den Klauenpolen des zweiten Statorkerns auf eine Weise in Eingriff, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gebläse, das einen Motor und einen Ventilator aufweist. Der Motor weist einen Rotor und einen Stator auf, die in einer radialen Richtung einander gegenüber angeordnet sind. Der Ventilator ist dafür ausgelegt, sich als Einheit mit dem Rotor zu drehen. Der Motor weist ein Motorgehäuse, den Rotor und den Stator auf. Der Rotor weist einen ersten Rotorkern, einen zweiten Rotorkern und einen Dauermagneten auf. Der erste und der zweite Rotorkern weisen jeweils einen Klauenpol auf mit einer Kernbasis, die dafür ausgelegt ist, sich als Einheit mit dem Ventilator zu drehen, einem basisnahen Abschnitt, der in der radialen Richtung von der Kernbasis ausgeht, und einem Magnetpolabschnitt, der von einem distalen Ende des basisnahen Abschnitts in einer axialen Richtung ausgeht. Der Dauermagnet ist zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern angeordnet und in der axialen Richtung magnetisiert. Der Stator weist einen ersten Statorkern, einen zweiten Statorkern und eine Spule auf. Der erste und der zweite Statorkern weisen jeweils einen Klauenpol auf mit einer Kernbasis, die vom Motorgehäuse gelagert wird, einem basisnahen Abschnitt, der in der radialen Richtung von der Kernbasis ausgeht, und einem Magnetpolabschnitt, der von einem distalen Ende des basisnahen Abschnitts in der axialen Richtung ausgeht. Die Spule ist zwischen dem ersten Statorkern und dem zweiten Statorkern angeordnet und in einer Umfangsrichtung magnetisiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in 1 dargestellten Motors.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 1 dargestellten Stators.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 1 dargestellten Innenumfangs-Statorteils.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 1 dargestellten Außenumfangs-Statorteils.
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6 ist eine Ansicht von oben und zeigt die Lagebeziehung des Innenumfangs-Statorteils, des Außenumfangs-Statorteils, eines Innenumfangsmagneten und eines Außenumfangsmagneten, die in 1 dargestellt sind.
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7A ist eine schematische Ansicht der in 1 dargestellten Innenumfangsmagneten von einer radial inneren Seite aus.
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7B ist eine schematische Ansicht der in 1 dargestellten ersten und zweiten Innenumfangs-Statorteile von einer radial inneren Seite aus.
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8A ist ein Graph, der das Rastmoment einer in 1 dargestellten A-Phasen-Motoreinheit für jede Komponente höherer Ordnung zeigt.
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8B ist ein Graph, der das Rastmoment einer in 1 dargestellten B-Phasen-Motoreinheit für jede Komponente höherer Ordnung zeigt.
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8C ist ein Graph, der das kombinierte Rastmoment der in 1 dargestellten A-Phasen- und B-Phasen-Motoreinheiten für jede Komponente höherer Ordnung zeigt.
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9 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Motors in einem modifizierten Beispiel.
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10 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Stators in dem modifizierten Beispiel von 9.
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11 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Stators in einem modifizierten Beispiel.
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12 ist eine Ansicht von oben und zeigt die Lagebeziehung eines Innenumfangs-Statorteils, eines Außenumfangs-Statorteils, eines Innenumfangsmagneten und eines Außenumfangsmagneten in dem modifizierten Beispiel von 11.
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13 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Motors in einer zweiten Ausführungsform.
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14 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Motors in einer dritten Ausführungsform.
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15 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in 14 dargestellten Motors.
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16 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 14 dargestellten Stators.
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17 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 14 dargestellten Innenumfangs-Statorteils.
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18 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 14 dargestellten Außenumfangs-Statorteils.
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19 ist eine Draufsicht auf den in 14 dargestellten Stator.
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20 ist eine Draufsicht auf einen Stator in einem modifizierten Beispiel.
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21 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors in einer vierten Ausführungsform.
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22 ist eine perspektivische Ansicht eines in 21 dargestellten Rotors.
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23 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 21 dargestellten Rotorteils.
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24 ist eine perspektivische Ansicht eines in 21 dargestellten Stators.
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25 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 21 dargestellten Statorteils.
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26 ist eine perspektivische Ansicht eines in 21 dargestellten Statorisolators.
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27 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Statorkerns und des in 21 dargestellten Statorisolators.
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28A und 28B sind Querschnittsansichten einer Motoreinheit in einer fünften Ausführungsform.
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29 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Stators in einer sechsten Ausführungsform.
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30 ist eine Querschnittsansicht eines Statorteils in einer siebten Ausführungsform.
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31 ist eine Querschnittsansicht des Statorteils in der siebten Ausführungsform.
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32 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators in einer achten Ausführungsform.
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33 ist eine Querschnittsansicht eines Stators in einer neunten Ausführungsform.
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34 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Gebläses in einer zehnten Ausführungsform.
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35 ist eine Abschnitt-Querschnittsansicht des in
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34 dargestellten Gebläses.
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36 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Motors, von der ein in 34 dargestellter Stator zum Abschnitt weggeschnitten ist.
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37 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Rotorteils einer in 34 dargestellten einzelnen Motoreinheit (A-Phasen-Motoreinheit und B-Phasen-Motoreinheit).
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38 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Statorteils der in 34 dargestellten einzelnen Motoreinheit (A-Phasen-Motoreinheit und B-Phasen-Motoreinheit).
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39 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Gebläses in einem modifizierten Beispiel der zehnten Ausführungsform.
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40 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Gebläses in einer elften Ausführungsform.
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41 ist eine Querschnittsansicht des in 40 dargestellten Gebläses.
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42 ist eine Draufsicht auf eine in 40 dargestellte Steuerplatine.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Nachstehend wird ein Motor gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Motor M gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein bürstenloser Motor und weist einen Rotor 10, der drehbar auf einer Welle eines (nicht dargestellten) Gehäuses gelagert ist, und einen am Gehäuse befestigten Stator 20 auf.
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[Aufbau des Rotors]
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Wie in 1 und 2 dargestellt ist, weist der Rotor 10 einen Rotorkern 11, der aus einem magnetischen Körper besteht, und am Rotorkern 11 befestigte Innenumfangsmagnete 12 und 13 und Außenumfangsmagnete 14 und 15 auf.
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Der Rotorkern 11 beinhaltet einen zylindrischen innenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 16, der sich um eine Achse L des Rotors 10 herum erstreckt, einen zylindrischen außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 17, der sich um die Achse L herum erstreckt und weiter zur Außenumfangsseite hin angeordnet ist als der zylindrische innenumfangsseitige zylindrische Abschnitt 16, und einen oberen Bodenabschnitt 18, der ein Ende des innenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 16 und ein Ende des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 17 in einer axialen Richtung verbindet. Der obere Bodenabschnitt 18 ist so gebildet, dass er orthogonal zur Achse L die Form einer flachen Platte aufweist. Im Rotorkern 11 ist eine Innenumfangsfläche des innenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 16 über ein (nicht dargestelltes) Lager drehbar an der Welle gelagert.
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Die Innenumfangsmagnete 12 und 13 für eine A-Phase bzw. eine B-Phase sind an einer Außenumfangsfläche des innenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 16 befestigt. Die Innenumfangsmagnete 12 und 13 sind in der axialen Richtung angeordnet und liegen in einer radialen Richtung jeweils gegenüber weiter unten beschriebenen ersten und zweiten Innenumfangs-Statorteilen 21x und 21y. Die Innenumfangsmagnete 12 und 13 sind in der radialen Richtung so magnetisiert, dass die N- und S-Pole in einer Umfangsrichtung alternierend in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind.
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Die Außenumfangsmagnete 14 und 15 für die A-Phase bzw. die B-Phase sind an einer Innenumfangsfläche des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 17 befestigt. Die Außenumfangsmagnete 14 und 15 sind in der axialen Richtung angeordnet und liegen in der radialen Richtung jeweils gegenüber weiter unten beschriebenen ersten und zweiten Außenumfangs-Statorteilen 31x und 31y. Die Außenumfangsmagnete 14 und 15 sind in der radialen Richtung so magnetisiert, dass die N- und S-Pole in der Umfangsrichtung alternierend in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind.
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Die Anzahl der Pole der Innenumfangsmagnete 12 und 13 und die Anzahl der Pole der Außenumfangsmagnete 14 und 15 sind gleich, und in der vorliegenden Ausführungsform sind sie jeweils zwölf an der Zahl. Somit weist der Rotor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwölf Pole auf. Die Innenumfangsmagnete 12 und 13 und die Außenumfangsmagnete 14 und 15 können jeweils als einzelner zylindrischer Magnet gebildet sein oder können mehrere Magnete beinhalten, die entsprechend den Magnetpolen aufgeteilt sind.
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[Aufbau des Stators]
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Der Stator 20 weist den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x, den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y, den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y auf, die jeweils eine Ringform aufweisen.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x, die für die A-Phase da sind, mit Antriebsstrom der gleichen Phase (A-Phase) beliefert. Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y, die für die B-Phase da sind, werden mit Antriebsstrom der gleichen Phase (B-Phase) beliefert.
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Der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, weisen den gleichen Aufbau und die gleiche Form auf, sind in der axialen Richtung angeordnet, wobei der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y in der axialen Richtung näher am oberen Bodenabschnitt 18 angeordnet ist (oben in 1 und 2) und der erste Innenumfangs-Statorteil 21x in der axialen Richtung näher an einem Öffnungsende des Rotorkerns 11 angeordnet ist (unten in 1 und 2).
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Der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, weisen den gleichen Aufbau und die gleiche Form auf, sind in der axialen Richtung angeordnet, wobei der erste Außenumfangs-Statorteil 31x auf einer Außenumfangsseite des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x angeordnet ist und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y auf einer Außenumfangsseite des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y angeordnet ist.
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Eine Trägerstruktur für die Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y ist wie folgt. Konkret sind der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x am Gehäuse gelagert. Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y sind jeweils am ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und am ersten Außenumfangs-Statorteil 31x gelagert.
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In dem Motor M mit dem oben beschriebenen Aufbau ist der erste Innenumfangs-Statorteil 21x so angeordnet, dass er in der radialen Richtung mit seiner Innenumfangsseite dem Innenumfangsmagneten 12 gegenüberliegt, wie in 1 dargestellt ist. Der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der Innenumfangsmagnet 12 bilden eine erste Innenumfangs-Motoreinheit U1.
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Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y ist so angeordnet, dass er in der radialen Richtung mit seiner Innenumfangsseite dem Innenumfangsmagneten 13 gegenüberliegt. Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der Innenumfangsmagnet 13 bilden eine zweite Innenumfangs-Motoreinheit U2.
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Der erste Außenumfangs-Statorteil 31x ist so angeordnet, dass er in der radialen Richtung mit seiner Außenumfangsseite dem Außenumfangsmagneten 14 gegenüberliegt. Der erste Außenumfangs-Statorteil 31x und der Außenumfangsmagnet 14 bilden eine erste Außenumfangs-Motoreinheit U3.
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Der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y ist so angeordnet, dass die Außenumfangsseite in der radialen Richtung dem Außenumfangsmagneten 15 gegenüberliegt. Der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y und der Außenumfangsmagnet 15 bilden eine zweite Außenumfangs-Motoreinheit U4.
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Wie in 3 und 4 dargestellt ist, weisen der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, zwei Statorkerne (einen ersten Statorkern 22 und einen zweiten Statorkern 23), die gleich geformt sind, und eine zwischen den beiden Statorkernen 22 und 23 angeordnete Spule 24 auf.
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Die Statorkerne 22 und 23 weisen jeweils einen zylindrisch geformten zylindrischen Abschnitt 25 und mehrere Klauenpole auf (sechs in der vorliegenden Ausführungsform), die sich ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 25 zur Innenumfangsseite hin vorstehen. Die am ersten Statorkern 22 ausgebildeten Klauenpole werden als erste Klauenpole 26 bezeichnet, und die am zweiten Statorkern 23 ausgebildeten Klauenpole werden als zweite Klauenpole 27 bezeichnet. Die Klauenpole 26 und 27 sind gleich geformt. Die ersten Klauenpole 26 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 60-Grad-Intervall) angeordnet. Ebenso sind die zweiten Klauenpole 27 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 60-Grad-Intervall) angeordnet.
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Jeder der Klauenpole 26 und 27, der in der radialen Richtung ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 25 einwärts vorsteht, ist in einem rechten Winkel gebogen, so dass er auch in der axialen Richtung vorsteht. Jeder der Klauenpole 26 und 27 beinhaltet einen radial vorstehenden Abschnitt 28, das heißt einen Abschnitt, der ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 25 einwärts vorsteht, und einen Magnetpolabschnitt 29, das heißt einen distalen Endabschnitt, der so gebogen ist, dass er in der axialen Richtung vorsteht. Der radial vorstehende Abschnitt 28 ist so gebildet, dass die Umfangsbreite zur Innenumfangsseite hin abnimmt. Die Innenumfangsfläche (die Innenumfangsfläche in der radialen Richtung) des Magnetpolabschnitts 29 ist so gebildet, dass sie eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich um eine Achse L herum erstreckt.
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Die ersten und zweiten Klauenpole 26 und 27 können jeweils durch Biegen des Magnetpolabschnitts 29 rechtwinklig in Bezug auf den radial vorstehenden Abschnitt 28 gebildet werden, oder der radial vorstehende Abschnitt 28 und der Magnetpolabschnitt 29 können einstückig durch Gießen gebildet werden.
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Der erste und der zweite Statorkern, 22 und 23, die den oben beschriebenen Aufbau aufweisen, werden so zusammengesetzt, dass ihre ersten und zweiten Klauenpole 26 und 27 (Magnetpolabschnitte 29) in der axialen Richtung einander gegenüberliegende entgegengesetzte Seiten aufweisen (siehe 3). Im zusammengesetzten Zustand sind die Magnetpolabschnitte 29 der ersten Klauenpole 26 und die Magnetpolabschnitte 29 der zweiten Klauenpole 27 in der Umfangsrichtung alternierend in gleichen Intervallen angeordnet. Der erste und der zweite Statorkern, 22 und 23, sind so aneinander befestigt, dass ihre zylindrischen Abschnitte 25 einander in der axialen Richtung berühren.
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Im zusammengesetzten Zustand ist die Spule 24 in der axialen Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern, 22 und 23, angeordnet. Ein (nicht dargestellter) Isolator ist zwischen der Spule 24 und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Statorkern, 22 und 23, angeordnet. Die Spule 24 weist in Umfangsrichtung des Stators 20 eine Ringform auf. Die Spule 24 ist in der axialen Richtung zwischen den radial vorstehenden Abschnitten 28 der ersten Klauenpole 26 und den radial vorstehenden Abschnitten 28 der zweiten Klauenpole 27 angeordnet und ist in der radialen Richtung zwischen dem jeweiligen zylindrischen Abschnitt 25 der beiden Statorkerne 22 und 23 und den Magnetpolabschnitten 29 der Klauenpole 26 und 27 angeordnet.
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Wie in 3 und 5 dargestellt ist, weisen der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, zwei Statorkerne (einen dritten Statorkern 32 und einen vierten Statorkern 33), die gleich geformt sind, und eine zwischen den beiden Statorkernen 32 und 33 angeordnete Spule 34 auf.
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Die Statorkerne 32 und 33 weisen jeweils einen zylindrisch geformten zylindrischen Abschnitt 35 und mehrere Klauenpole auf (sechs in der vorliegenden Ausführungsform), die ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 35 zur Außenumfangsseite vorstehen. Die am dritten Statorkern 32 ausgebildeten Klauenpole werden als dritte Klauenpole 36 bezeichnet, und die am vierten Statorkern 33 ausgebildeten Klauenpole werden als vierte Klauenpole 37 bezeichnet. Die Klauenpole 36 und 37 sind gleich geformt. Die dritten Klauenpole 36 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 60-Grad-Intervall) angeordnet. Ebenso sind die vierten Klauenpole 37 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 60-Grad-Intervall) angeordnet.
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Jeder der Klauenpole 36 und 37, der in der radialen Richtung ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 35 auswärts vorsteht, ist in einem rechten Winkel gebogen, so dass er auch in der axialen Richtung vorsteht. Jeder der Klauenpole 36 und 37 beinhaltet einen radial vorstehenden Abschnitt 38, das heißt einen Abschnitt, der ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 35 auswärts vorsteht, und einen Magnetpolabschnitt 39, das heißt einen distalen Endabschnitt, der so gebogen ist, dass er in der axialen Richtung vorsteht. Der radial vorstehende Abschnitt 38 ist so gebildet, dass die Umfangsbreite zur Außenumfangsseite hin abnimmt. Die Außenumfangsfläche (die Außenumfangsfläche in der radialen Richtung) des Magnetpolabschnitts 39 ist so gebildet, dass sie eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die sich um eine Achse L herum erstreckt.
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Die dritten und vierten Klauenpole 36 und 37 können jeweils durch Biegen des Magnetpolabschnitts 39 rechtwinklig in Bezug auf den radial vorstehenden Abschnitt 38 gebildet werden, oder der radial vorstehende Abschnitt 38 und der Magnetpolabschnitt 39 können einstückig durch Gießen gebildet werden.
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Der dritte und der vierte Statorkern, 32 und 33, die den oben beschriebenen Aufbau aufweisen, werden so zusammengesetzt, dass ihre dritten und vierten Klauenpole 36 und 37 (Magnetpolabschnitte 39) in der axialen Richtung einander gegenüberliegende entgegengesetzte Seiten aufweisen (siehe 3). Im zusammengesetzten Zustand sind die Magnetpolabschnitte 39 der dritten Klauenpole 36 und die Magnetpolabschnitte 39 der vierten Klauenpole 37 in der Umfangsrichtung alternierend in gleichen Intervallen angeordnet. Der dritte und der vierte Statorkern, 32 und 33, sind so aneinander befestigt, dass ihre zylindrischen Abschnitte 35 einander in der axialen Richtung berühren.
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Im zusammengesetzten Zustand ist die Spule 34 in der axialen Richtung zwischen dem dritten und dem vierten Statorkern, 32 und 23, angeordnet. Ein (nicht dargestellter) Isolator ist zwischen der Spule 34 und sowohl dem dritten als auch dem vierten Statorkern, 32 und 33, angeordnet. Die Spule 34 weist in Umfangsrichtung des Stators 20 eine Ringform auf. Die Spule 34 ist in der axialen Richtung zwischen den radial vorstehenden Abschnitten 38 der dritten Klauenpole 36 und den radial vorstehenden Abschnitten 38 der vierten Klauenpole 37 angeordnet und ist in der radialen Richtung zwischen dem jeweiligen zylindrischen Abschnitt 35 der beiden Statorkerne 32 und 33 und den Magnetpolabschnitten 39 der Klauenpole 36 und 37 angeordnet.
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Die Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y, die aufgebaut sind wie oben beschrieben, bilden die sogenannte Lundell-Konstruktion. Genauer bilden der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, eine Lundell-Konstruktion mit zwölf Polen, bei der dank der Spule 24, die zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern, 22 und 23 angeordnet ist, die ersten und die zweiten Klauenpole, 26 und 27, auf unterschiedliche Magnetpole magnetisiert sind. Ebenso bilden der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, eine Lundell-Konstruktion mit zwölf Polen, bei der dank der Spule 34, die zwischen dem dritten und dem vierten Statorkern, 32 und 33, angeordnet ist, die dritten und die vierten Klauenpole, 36 und 37, auf unterschiedliche Magnetpole magnetisiert sind.
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Nun wird die Anordnung der Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y beschrieben.
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Wie in 3 dargestellt, ist der erste Außenumfangs-Statorteil 31x auf der Außenumfangsseite des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x angeordnet, wobei der erste Statorkern 22 des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x und der dritte Statorkern 32 des ersten Außenumfangs-Statorteils 31x in der radialen Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind. Genauer sind der erste Statorkern 22 und der dritte Statorkern 32 in der radialen Richtung so angeordnet, dass ihre zylindrischen Abschnitte 25 und 35 einander berühren. Ebenso sind der zweite Statorkern 23 und der vierte Statorkern 33 in der radialen Richtung aneinander angrenzend angeordnet, so dass ihre zylindrischen Abschnitte 25 und 35 einander in der radialen Richtung berühren. Eine Länge des jeweiligen zylindrischen Abschnitts 25 der ersten und zweiten Statorkerne 22 und 23 in der axialen Richtung und eine Länge des jeweiligen zylindrischen Abschnitts 35 der dritten und vierten Statorkerne 32 und 33 in der axialen Richtung sind so eingerichtet, dass sie gleich sind. Dieser Aufbau gilt auch für den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y.
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Wie in 6 dargestellt ist, ist eine Lagebeziehung zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x in der Umfangsrichtung so eingerichtet, dass die Positionen der Magnetpolabschnitte 29 der ersten Klauenpole 26 und die Positionen 39 der Magnetpolabschnitte 39 der dritten Klauenpole 36 in der Umfangsrichtung übereinstimmen. Somit stimmen eine Umfangsrichtungs-Mittellinie C1 der Magnetpolabschnitte 29 der ersten Klauenpole 26 und eine Umfangsrichtungs-Mittellinie C3 der Magnetpolabschnitte 39 der dritten Klauenpole 36 überein. Ebenso stimmen eine Umfangsrichtungs-Mittellinie C2 der Magnetpolabschnitte 29 der zweiten Klauenpole 27 und eine Umfangsrichtungs-Mittellinie C4 der Magnetpolabschnitte 39 der vierten Klauenpole 37 überein. Die oben beschriebene Lagebeziehung zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x in der Umfangsrichtung gilt ähnlich auch für eine Lagebeziehung zwischen dem zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und dem zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y in der Umfangsrichtung (siehe 3).
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Nun wird eine Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, für die A-Phase und eine Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, für die B-Phase beschrieben.
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Der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, sind so gestapelt, dass ihre zweiten Statorkerne 23 in der axialen Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind. Ebenso sind der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, sind so gestapelt, dass ihre vierten Statorkerne 33 in der axialen Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind.
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Wie in 7B dargestellt ist, ist ein Winkel, in dem der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y für die B-Phase in Bezug auf den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x für die A-Phase angeordnet wird, so eingerichtet, dass, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (von einer Seite des Statorteils 21y), ein Versatz im Uhrzeigersinn (nach rechts in 7B) über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird. Genauer werden der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y so angeordnet, dass die ersten Klauenpole 26 (die zweiten Klauenpole 27) des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y über einen vorgegebenen elektrischen Winkel θ1 zu den ersten Klauenpolen 26 (den zweiten Klauenpolen 27) des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x im Uhrzeigersinn versetzt sind.
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Die Innenumfangsmagnete 12 und 13 des Rotors 10, die dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, in der radialen Richtung gegenüberliegen, sind auch so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
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Wie in 7A dargestellt ist, ist ein Winkel, in dem der Innenumfangsmagnet 13 für die B-Phase in Bezug auf den Innenumfangsmagneten 12 für die A-Phase angeordnet wird, so eingerichtet, dass, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (vom Innenumfangsmagnet 13 aus), der Versatz in einer Umfangsrichtung (nach links in 7 über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird. Genauer werden der Innenumfangsmagnet 12 und der Innenumfangsmagnet 13 für die B-Phase so angeordnet, dass der N-Pol (S-Pol) des Innenumfangsmagneten 13 für die B-Phase zum N-Pol (S-Pol) des Innenumfangsmagneten 12 für die A-Phase über einen vorgegebenen elektrischen Winkel θ2 entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt ist.
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Der Versatzwinkel (der elektrische Winkel θ1) des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y in Bezug auf den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und der Versatzwinkel (der elektrische Winkel θ2) des Innenumfangsmagneten 13 für die B-Phase in Bezug auf den Innenumfangsmagneten 12 für die A-Phase sind so eingerichtet, dass eine nachstehend gezeigte Beziehungsgleichung (a) erfüllt ist. θ1 + |θ2| = 90° (elektrischer Winkel) Beziehungsgleichung (a)
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die elektrischen Winkel θ1 und θ2 jeweils auf 45° (einen mechanischen Winkel von 7,5°) eingerichtet.
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Mit einem solchen Aufbau wird zwischen der ersten Innenumfangs-Motoreinheit U1 für die A-Phase, die den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und den Innenumfangsmagneten 12 beinhaltet, und der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U2 für die B-Phase, die den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und den Innenumfangsmagneten 13 beinhaltet, ein Phasenunterschied von 90° erhalten.
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Die Lagebeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, in der Umfangsrichtung und die Lagebeziehung zwischen den Innenumfangsmagneten 12 und 13 in der Umfangsrichtung, die oben beschrieben sind, gelten ähnlich auch für die Lagebeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Außenumfangs-Statorteil, 31x und 31y, in der Umfangsrichtung und der Lagebeziehung zwischen den Außenumfangsmagneten 14 und 15 in der Umfangsrichtung.
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Somit wird der Winkel, in dem der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y in Bezug auf den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x angeordnet wird, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (betrachtet vom Statorteil 31y aus) auf 45° im Uhrzeigersinn eingerichtet. Der Winkel, in dem der Außenumfangsmagnet 15 für die B-Phase in Bezug auf den Außenumfangsmagneten 14 für die A-Phase angeordnet wird, wird, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (vom Außenumfangsmagnet 15 aus betrachtet), auf 45° entgegen dem Uhrzeigersinn eingerichtet. Somit wird zwischen der ersten Außenumfangs-Motoreinheit U3 für die A-Phase, die den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x und den Außenumfangsmagneten 14 beinhaltet, und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U4 für die B-Phase, die den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y und den Außenumfangsmagneten 15 beinhaltet, ein Phasenunterschied von 90° erhalten.
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Wie oben beschrieben, wird der Phasenunterschied zwischen der A- und der B-Phasenseite für die Motoreinheiten U1 und U2 auf der Innenumfangsseite und für die Motoreinheiten U3 und U4 auf der Außenumfangsseite auf 90° eingerichtet.
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Nun wird ein Winkel beschrieben, in dem der Innenumfangsmagnet 12 in Bezug auf den Außenumfangsmagneten 14 in der Umfangsrichtung angeordnet wird.
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Wie in 6 dargestellt ist, ist der Winkel, in dem der Innenumfangsmagnet 12 in Bezug auf den Außenumfangsmagneten 14 angeordnet wird, so eingerichtet, dass, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (von der B-Phasenseite aus), der Versatz entgegen dem Uhrzeigersinn einem elektrischen Winkel θ3 entspricht. Somit werden der Außenumfangsmagnet 14 und der Innenumfangsmagnet 12 so angeordnet, dass eine Magnetpolmittellinie P2 des Innenumfangsmagneten 12 in der Umfangsrichtung zu einer Magnetpolmittellinie P1 des Außenumfangsmagneten 14 in der Umfangsrichtung über den elektrischen Winkel θ3 entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt ist.
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Ein Versatzwinkel des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x in Bezug auf den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x im Uhrzeigersinn, gesehen von oben in der axialen Richtung (von der B-Phase aus), wird als elektrischer Winkel θ4 bezeichnet. Die elektrischen Winkel θ3 und θ4 werden so eingerichtet, dass eine nachstehend gezeigte Beziehungsgleichung (b) erfüllt ist. |θ3| + |θ4| = 45° (elektrischer Winkel) Beziehungsgleichung (b)
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der elektrische Winkel θ3 zwischen dem Innenumfangsmagneten 12 und dem Außenumfangsmagneten 14 auf 45° (einen mechanischen Winkel von 7,5°) eingerichtet, und der elektrische Winkel θ4 zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x wird auf 0° eingerichtet- Wie oben beschrieben, werden der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x somit in der Umfangsrichtung ohne gegenseitigen Versatz angeordnet.
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Mit einem solchen Aufbau wird zwischen der ersten Innenumfangs-Motoreinheit U1, die den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und den Innenumfangsmagneten 12 beinhaltet, und der ersten Außenumfangs-Motoreinheit U3, die den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x und den Außenumfangsmagneten 14 beinhaltet, ein Phasenunterschied von 45° erhalten.
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Die Lagebeziehung zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x für die A-Phase in der Umfangsrichtung und die Lagebeziehung zwischen dem Innenumfangsmagneten 12 und dem Außenumfangsmagneten 14 für die A-Phase in der Umfangsrichtung, die oben beschrieben sind, gelten ähnlich auf für die B-Phasenseite.
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Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y werden in der Umfangsrichtung ohne gegenseitigen Versatz angeordnet. Der Winkel, in dem der Außenumfangsmagnet 15 in Bezug auf den Innenumfangsmagneten 13 angeordnet wird, wird, bei Betrachtung von oben in der axialen Richtung (von der B-Phasenseite aus betrachtet), auf 45° entgegen dem Uhrzeigersinn eingerichtet. Somit wird zwischen der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U2, die den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und den Innenumfangsmagneten 13 beinhaltet, und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U4, die den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y und den Außenumfangsmagneten 15 beinhaltet, ein Phasenunterschied von 45° erhalten.
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Wie oben beschrieben, wird der Phasenunterschied zwischen der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite für die Motoreinheiten U1 und U3 für die A-Phase und für die Motoreinheiten U2 und U4 für die B-Phase auf 45° eingerichtet.
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In dem Stator 20 mit dem oben beschriebenen Aufbau werden die Spulen 24 des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x und des ersten Außenumfangs-Statorteils 31x, die für die A-Phase da sind, mit A-Phasen-Antriebsstrom beliefert, und die Spulen 34 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31y, die für die B-Phase da sind, mit B-Phasen-Antriebsstrom beliefert. Ein Phasenunterschied zwischen dem A-Phasen-Antriebsstrom und dem B-Phasen-Antriebsstrom, die Wechselströme sind, wird beispielsweise auf 90°C eingerichtet.
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Nun wird eine Funktionsweise der ersten Ausführungsform beschrieben.
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Wenn die Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y jeweils mit dem entsprechenden A-Phasen-Antriebsstrom oder B-Phasen-Antriebsstrom beliefert werden, wird ein Drehmoment zum Drehen der Magnete 12 bis 15 in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugt, wodurch der Rotor 10 gedreht wird.
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Nun wird eine Funktion zur Verringerung eines Rastmoments im Motor M gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
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8A zeigt eine Größe eines Rastmoments T1, das in der ersten Innenumfangs-Motoreinheit U1 für die A-Phase erzeugt wird, für jede Komponente höherer Ordnung, eine Größe eines Rastmoments T3, das in der ersten Außenumfangs-Motoreinheit U3 für die A-Phase erzeugt wird, für jede Komponente höherer Ordnung und eine Größe eines kombinierten A-Phasen-Rastmoments Ta, das durch Kombinieren der Rastmomente T1 und T3 für jede Komponente höherer Ordnung erhalten wird.
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8B zeigt eine Größe eines Rastmoments T2, das in der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U2 für die B-Phase erzeugt wird, für jede Komponente höherer Ordnung, eine Größe eines Rastmoments T4, das in der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U4 für die B-Phase erzeugt wird, für jede Komponente höherer Ordnung und eine Größe eines kombinierten B-Phasen-Rastmoments Tb, das durch Kombinieren der Rastmomente T2 und T4 für jede Komponente höherer Ordnung erhalten wird.
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Wie in 8A und 8B dargestellt ist, weisen die Rastmomente T1, T2, T3 und T4, die in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugt werden, jeweils sekundäre und quartische Komponenten auf, die größer sind als die Komponenten der anderen Ordnungen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Phasenunterschied zwischen der ersten Innenumfangs-Motoreinheit U1 und der ersten Außenumfangs-Motoreinheit U3 auf der A-Phasenseite auf 45° eingerichtet. Somit beträgt der Phasenunterschied zwischen den Rastmomenten T1 und T3 (primäre Komponente) 45°. Somit weisen die Rastmomente T1 und T3 die quartischen Komponenten mit einem Phasenunterschied von 180° (d.h. mit einer entgegengesetzten Phase) auf, und die quartischen Komponenten der Rastmomente T1 und T3 heben einander auf, und somit ist die quartische Komponente der A-Phase in Kombination mit dem Rastmoment Ta reduziert, wie in 8A dargestellt ist.
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Ebenso wird der Phasenunterschied zwischen der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U2 und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U4 auf der B-Phasenseite auf 45° eingerichtet. Somit beträgt der Phasenunterschied zwischen den Rastmomenten T2 und T4 (primäre Komponente) 45°. Somit weisen die Rastmomente T2 und T4 die quartischen Komponenten mit einem Phasenunterschied von 180° (d.h. mit einer entgegengesetzten Phase) auf, und die quartischen Komponenten der Rastmomente T2 und T4 heben einander auf, und somit ist die quartische Komponente der B-Phase in Kombination mit dem Rastmoment Tb reduziert, wie in 8B dargestellt ist.
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8C zeigt die Größe eines kombinierten Rastmoments Tc, das durch Kombinieren des kombinierten A-Phasen-Rastmoments Ta und des kombinierten B-Phasen-Rastmoments Tb, die oben für jede Komponente höherer Ordnung beschrieben sind, erhalten wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Phasenunterschied zwischen den Motoreinheiten U1 und U3 für die A-Phase und den Motoreinheiten U2 und U4 für die B-Phase auf 90° eingerichtet. Somit beträgt der Phasenunterschied zwischen den primären Komponenten des kombinierten A-Phasen-Rastmoments Ta und des kombinierten B-Phasen-Rastmoments Tb 90°. Somit weisen das kombinierte A-Phasen-Rastmoment Ta und das kombinierte B-Phasen-Rastmoment Tb die sekundären Komponenten mit einem Phasenunterschied von 180° (d.h. mit einer entgegengesetzten Phase) auf, und die sekundären Komponenten der Rastmomente Ta und Tb heben einander auf, und somit ist die sekundäre Komponente des kombinierten Rastmoments Tc reduziert, wie in Fig. C dargestellt ist.
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Das kombinierte Rastmoment Tc wird als Summe der quartischen Komponenten der Rastmomente Ta und Tb erhalten. Die quartischen Komponenten der Rastmomente Ta und Tb sind reduziert, da der Phasenunterschied zwischen den Innenumfangs-Motoreinheiten U1 und U2 und den Außenumfangs-Motoreinheiten U3 und U4 auf 45° eingerichtet ist. Somit ist die quartische Komponente des kombinierten Rastmoments Tc als Summe solcher quartischen Komponenten ebenfalls reduziert.
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Wie oben beschrieben sind die sekundären und die quartischen Komponenten als Hauptkomponenten des vom Rotor 10 erzeugten Rastmoments (des kombinierten Rastmoments Tc) reduziert, wodurch das Rastmoment wirksam reduziert wird. Infolgedessen kann eine geringe Vibration des Motors M erreicht werden.
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Nun werden die Vorteile der ersten Ausführungsform beschrieben.
- (1) Der Motor M weist die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit, U1 und U2, auf, die den ersten und den zweiten Innenumfangs-Statorteil, 21x und 21y, aus denen die Lundell-Konstruktion besteht, und die Innenumfangsmagnete 12 und 13 beinhalten. Der Motor M weist außerdem die erste und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 auf, die den ersten und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31x und 31y, aus denen die Lundell-Konstruktion besteht, und die Außenumfangsmagnete 14 und 15 beinhalten. Die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U1 und U2 sind jeweils auf der Innenumfangsseite der ersten und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 angeordnet.
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Somit kann eine große Fläche, wo sich der Magnet des Rotors 10 und der Stator 20 gegenüberliegen (Spaltfläche) in jeder der Motoreinheiten U1 bis U4 erhalten werden, während der ungenutzte Raum im Innenumfangsabschnitt des Motors M verkleinert ist, da die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit, U1 und U2, jeweils an der Innenumfangsseite der ersten und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 angeordnet sind. Somit kann eine höhere Ausgangsleistung erreicht werden, ohne den Motor M zu vergrößern, und gleichzeitig kann der ungenutzte Raum verkleinert werden.
- (2) Die erste Innenumfangs-Motoreinheit U1 (die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U2) und die erste Außenumfangs-Motoreinheit U3 (die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U4) sind so ausgelegt, dass sie unterschiedliche Phasen aufweisen. Somit kann verhindert werden, dass das Rastmoment (das kombinierte Rastmoment Tc) des Motors als Ganzes, das durch Kombinieren der in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugten Rastmomente erhalten wird, größer wird.
- (3) Mit mehreren Sätzen der Innenumfangs-Motoreinheiten U1 und U2 und mehreren Sätzen der Außenumfangs-Motoreinheiten U3 und U4, die in der axialen Richtung angeordnet sind, kann das Bestreben, die Ausgangsleistung des Motors M zu steigern, unterstützt werden.
- (4) Die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit, U1 und U2, unterscheiden sich in ihren Phasen. Die erste und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 unterscheiden sich in ihren Phasen. Somit kann verhindert werden, dass das Rastmoment (das kombinierte Rastmoment Tc) des Motors als Ganzes, das durch Kombinieren der in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugten Rastmomente erhalten wird, größer wird.
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Die erste Ausführungsform kann außerdem den folgenden Aufbau aufweisen.
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Wie in 9 und 10 dargestellt ist, können Vorsprünge 41 bis 44, die in der axialen Richtung vorragen, an Statorteilen vorgesehen sein, die so angeordnet sind, dass sie dem oberen Bodenabschnitt 18 des Rotorkerns 11 gegenüberliegen, das heißt an den Klauenpolen 26, 27, 36 und 37 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31y. Die Vorsprünge 41 bis 44 liegen axialen Gegenstellungsmagneten 45 und 46, die am Rotorkern 11 befestigt sind, gegenüber.
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Wie in 10 dargestellt ist, ist ein erster Vorsprung 41 auf einer Rückseite jedes ersten Klauenpols 26 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y (einer Endfläche auf einer Seite, die dem Magnetpolabschnitt 29 gegenüberliegt) ausgebildet und ragt in der axialen Richtung zum oberen Bodenabschnitt 18 vor. Der erste Vorsprung 41 ist an einem distalen Endabschnitt des radial vorstehenden Abschnitts 28 des ersten Klauenpols 26 (am Endabschnitt auf einer radial inneren Seite) ausgebildet, wobei Oberflächen des ersten Vorsprungs 41 und des Magnetpolabschnitts 29 des ersten Klauenpols 26 auf der radial inneren Seite bündig miteinander sind. Der erste Vorsprung 41 und der Magnetpolabschnitt 29 des ersten Klauenpols 26 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche radiale Breite und Umfangsbreite aufweisen.
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Ein zweiter Vorsprung 42 ist so ausgebildet, dass er von einem distalen Ende des Magnetpolabschnitts 29 jedes zweiten Klauenpols 27 im zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y in der axialen Richtung weiter vorragt. Oberflächen des zweiten Vorsprungs 42 und des Magnetpolabschnitts 29 des zweiten Klauenpols 27 auf der radial inneren Seite sind so ausgebildet, dass sie miteinander bündig sind. Der zweite Vorsprung 42 und der Magnetpolabschnitt 29 des zweiten Klauenpols 27 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche radiale Breite und Umfangsbreite aufweisen.
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Ein dritter Vorsprung 43 auf einer Rückseite jedes dritten Klauenpols 36 des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31y (einer Endfläche auf einer Seite, die dem Magnetpolabschnitt 39 gegenüberliegt) ausgebildet und ragt in der axialen Richtung zum oberen Bodenabschnitt 18 vor. Der dritte Vorsprung 43 ist an einem distalen Endabschnitt des radial vorstehenden Abschnitts 38 des dritten Klauenpols 36 (am Endabschnitt auf einer radial inneren Seite) ausgebildet, wobei Oberflächen des dritten Vorsprungs 43 und des Magnetpolabschnitts 39 des dritten Klauenpols 36 auf der radial inneren Seite bündig miteinander sind. Der dritte Vorsprung 43 und der Magnetpolabschnitt 39 des dritten Klauenpols 36 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche radiale Breite und Umfangsbreite aufweisen.
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Ein vierter Vorsprung 44 ist so ausgebildet, dass er von einem distalen Ende des Magnetpolabschnitts 39 jedes vierten Klauenpols 37 im zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y in der axialen Richtung weiter vorragt. Oberflächen des vierten Vorsprungs 44 und des Magnetpolabschnitts 39 des vierten Klauenpols 37 auf der radial inneren Seite sind so ausgebildet, dass sie miteinander bündig sind. Der vierte Vorsprung 44 und der Magnetpolabschnitt 39 des vierten Klauenpols 37 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche radiale Breite und Umfangsbreite aufweisen.
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Der erste und der zweite axiale Gegenstellungsmagnet 45 und 46 sind an einer Endfläche des oberen Bodenabschnitts 18 des Rotorkerns 11 gegenüber dem Stator 20 befestigt. Der zweite Axialgegenstellungsmagnet 46 weist einen größeren Durchmesser auf als der erste Axialgegenstellungsmagnet 45 und ist auf der Außenumfangsseite des ersten Axialgegenstellungsmagneten 45 angeordnet. Der erste Axialgegenstellungsmagnet 45 liegt den ersten und zweiten Vorsprüngen 41 und 42, die am zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y vorgesehen sind, in der axialen Richtung gegenüber. Der zweite Axialgegenstellungsmagnet 46 liegt den dritten und vierten Vorsprüngen 43 und 44, die am zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y vorgesehen sind, in der axialen Richtung gegenüber. Der erste Axialgegenstellungsmagnet 45 weist zwölf Pole auf, wie im Falle des Innenumfangsmagneten 13, und weist Positionen der Magnetpole in Umfangsrichtung auf, die so eingerichtet sind, dass die gleiche Phase erreicht wird wie die des Innenumfangsmagneten 13. Der zweite Axialgegenstellungsmagnet 46 weist zwölf Pole auf, wie im Falle des Außenumfangsmagneten 15, und weist Positionen der Magnetpole in Umfangsrichtung auf, die so eingerichtet sind, dass die gleiche Phase erreicht wird wie die des Außenumfangsmagneten 15.
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Bei diesem Aufbau liegen der erste und der zweite Axialgegenstellungsmagnet 45 und 46 des Rotors 10 den Vorsprüngen 41 bis 44 des Stators 20 in der axialen Richtung gegenüber. Somit kann ein großer Bereich, wo sich der Magnet des Rotors 10 und der Stator 20 gegenüberliegen, nicht nur auf der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite des Stators 20, sondern auch auf einer Seite in der axialen Richtung erhalten werden, und es kann eine noch höhere Ausgangsleistung erreicht werden.
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Im oben beschriebenen Aufbau sind der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y, die mit den Vorsprüngen 41 bis 44 versehen sind, Statorteile der gleichen Phase, die mit dem Antriebsstrom (B-Phasen-Antriebsstrom) der gleichen Phase beliefert werden. Somit wird eine Pulsation der Schubkraft durch die Anziehungskraft zwischen den axialen Gegenstellungsmagneten 45 und 46 und den Vorsprüngen 41 bis 44 erzeugt.
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Somit werden die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U1 und U2 für die A-Phase verwendet und die erste und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 werden für die B-Phase verwendet. Somit entspricht der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y, der mit den ersten und zweiten Vorsprüngen 41 und 42 versehen ist, der A-Phase, und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y, der mit den dritten und den vierten Vorsprüngen 43 und 44 versehen ist, entspricht der B-Phase. Somit kann die Pulsation der Schubkraft, die mit den Axialgegenstellungsmagneten 45 und 46 und den Vorsprüngen 41 bis 44, die einander in der axialen Richtung gegenüberliegen, reduziert werden. Ferner kann die Vibration des Motors M reduziert werden.
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11 und 12 zeigen ein Beispiel für den Stator 20, bei dem der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y der A-Phase entsprechen und der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31x und 31y der B-Phase entsprechen.
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Wie in 11 dargestellt ist, sind der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y so angeordnet, dass Positionen der ersten Klauenpole 26 (der zweiten Klauenpole 27) von einem vom ersten und zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y mit den Positionen des jeweils anderen vom ersten und vom zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y in der Umfangsrichtung übereinstimmen.
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Die Innenumfangsmagnete 12 und 13, die dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y jeweils gegenüberliegen, sind so angeordnet, dass der N-Pol (S-Pol) des Innenumfangsmagneten 13, gesehen von oben in der axialen Richtung, in Bezug auf den N-Pol (S-Pol) des Innenumfangsmagneten 12 über den vorgegebenen elektrischen Winkel θ2 entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt ist, wie in der ersten Ausführungsform (siehe 7A).
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Hierbei ist ein Versatzwinkel des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y in Bezug auf den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x als ein elektrischer Winkel θ1 definiert, und die elektrischen Winkel θ1 und θ2 sind so eingerichtet, dass die unten gezeigte Beziehungsgleichung (c) erfüllt ist. θ1 + |θ2| = 45° (elektrischer Winkel) Beziehungsgleichung (c)
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In diesem Beispiel ist der elektrische Winkel θ2 zwischen den Innenumfangsmagneten 12 und 13 auf 45° eingerichtet (auf einen mechanischen Winkel von 7,5°), und der elektrische Winkel θ1 zwischen dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y ist auf 0° eingerichtet. Wie oben beschrieben, werden der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y somit in der Umfangsrichtung ohne gegenseitigen Versatz angeordnet.
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Bei einem solchen Aufbau ist ein Phasenunterschied zwischen der ersten und der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U1 und U2 für die A-Phase auf 45° eingerichtet. Ebenso ist ein Phasenunterschied zwischen der ersten und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 für die B-Phase auf 45° eingerichtet.
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Wie in 12 dargestellt ist, ist die Lagebeziehung zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x für die A-Phase und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x für die B-Phase in der Umfangsrichtung so eingerichtet, dass die Positionen der Magnetpolabschnitte 29 der ersten Klauenpole 26 und die Positionen 39 der Magnetpolabschnitte 39 der dritten Klauenpole 36 in der Umfangsrichtung übereinstimmen.
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Ein Winkel, in dem der Innenumfangsmagnet 12 für die A-Phase in Bezug auf den Außenumfangsmagneten 14 für die B-Phase angeordnet wird, wird so eingerichtet, dass, betrachtet von oben in der axialen Richtung, ein Versatz entgegen dem Uhrzeigersinn über den elektrischen Winkel θ3 erreicht wird. Somit werden der Außenumfangsmagnet 14 und der Innenumfangsmagnet 12 so angeordnet, dass die Magnetpolmittellinie P2 des Innenumfangsmagneten 12 in der Umfangsrichtung zur Magnetpolmittellinie P1 des Außenumfangsmagneten 14 in der Umfangsrichtung über den elektrischen Winkel θ3 entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt ist.
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Ein Versatzwinkel des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x in Bezug auf den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x im Uhrzeigersinn, gesehen von oben in der axialen Richtung (von der B-Phase aus), wird als elektrischer Winkel θ4 bezeichnet. Die elektrischen Winkel θ3 und θ4 werden so eingerichtet, dass eine nachstehend gezeigte Beziehungsgleichung (d) erfüllt ist. |θ3| + θ4 = 90° (elektrischer Winkel) Beziehungsgleichung (d)
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In diesem Beispiel wird der elektrische Winkel θ3 zwischen dem Innenumfangsmagneten 12 und dem Außenumfangsmagneten 14 auf 90° (einen mechanischen Winkel von 15°) eingerichtet, und der elektrische Winkel θ4 zwischen dem ersten Innenumfangs-Statorteil 21x und dem ersten Außenumfangs-Statorteil 31x wird auf 0° eingerichtet- Wie oben beschrieben, werden der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x somit in der Umfangsrichtung ohne gegenseitigen Versatz angeordnet.
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Bei einem solchen Aufbau wird ein Phasenunterschied zwischen der ersten Innenumfangs-Motoreinheit U1 für die A-Phase und der ersten Außenumfangs-Motoreinheit U3 für die B-Phase auf 90° eingerichtet. Ebenso wird ein Phasenunterschied zwischen der zweiten Innenumfangs-Motoreinheit U2 für die A-Phase und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U4 für die B-Phase auf 45° eingerichtet.
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In diesem Beispiel wird, da die Phasenunterschiede für die Motoreinheiten U1 bis U4 eingerichtet sind wie oben beschrieben, ein Phasenunterschied von 90° zwischen der A-Phase und der B-Phase erhalten, und ein Phasenunterschied von 45° wird zwischen einer oberen Stufe und einer unteren Stufe erhalten. Somit kann eine das Rastmoment reduzierende Wirkung erzielt werden, die derjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich ist.
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Zweite Ausführungsform
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Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der folgenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und Unterschiede werden ausführlich beschrieben.
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Wie in 13 dargestellt ist, beinhaltet ein Rotor 50 eines Motors Ma gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Innenumfangsmagnete 12 und 13, die an der Innenumfangsfläche des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 17 des Rotorkerns 11 befestigt sind, und die Außenumfangsmagnete 14 und 15, die an der Außenumfangsfläche des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 17 befestigt sind.
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Der Stator 60 des Motors Ma weist einen ersten Innenumfangs-Statorteil 61x, einen zweiten Innenumfangs-Statorteil 61y, einen ersten Außenumfangs-Statorteil 71x und einen zweiten Außenumfangs-Statorteil 71y auf, die eine Lundell-Konstruktion bilden. Der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil 61x und 61y weisen den gleichen Aufbau und die gleiche Form auf und sind in der axialen Richtung angeordnet. Der erste und der zweite Außenumfangs-Statorteil 71x und 71y weisen den gleichen Aufbau und die gleiche Form auf und sind in der axialen Richtung angeordnet.
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Der erste Außenumfangs-Statorteil 71x ist auf einer Außenumfangsseite des ersten Innenumfangs-Statorteils 61x angeordnet, und der außenumfangsseitige zylindrische Abschnitt 17, der Innenumfangsmagnet 12 und der Außenumfangsmagnet 14 des Rotorkerns 11 sind in der radialen Richtung zwischen dem ersten Außenumfangs-Statorteil 71x und dem ersten Innenumfangs-Statorteil 61x angeordnet. Der zweite Außenumfangs-Statorteil 71y ist auf der Außenumfangsseite des zweiten Innenumfangs-Statorteils 61y angeordnet, und der außenumfangsseitige zylindrische Abschnitt 17, der Innenumfangsmagnet 13 und der Außenumfangsmagnet 14 des Rotorkerns 15 sind in der radialen Richtung zwischen dem zweiten Außenumfangs-Statorteil 71y und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil 61y angeordnet.
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Die Klauenpole 26 und 27 des ersten und des zweiten Innenumfangs-Statorteils 61x und 61y stehen in einer Richtung vor, die derjenigen im ersten und im zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y gemäß der ersten Ausführungsform entgegengesetzt ist. Genauer stehen die Klauenpole 26 und 27 des ersten und des zweiten Innenumfangs-Statorteils 61x und 61y gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der radialen Richtung nach außen vor. Die Klauenpole 26 und 27 des ersten Innenumfangs-Statorteils 61x liegen dem Innenumfangsmagneten 12, der auf ihrer Außenumfangsseite angeordnet ist, in der radialen Richtung gegenüber, und die Klauenpole 26 und 27 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 61y liegen dem Innenumfangsmagneten 13, der auf ihrer Außenumfangsseite angeordnet ist, in der radialen Richtung gegenüber.
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Die Klauenpole 36 und 37 des ersten und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 71x und 71y stehen in einer Richtung vor, die derjenigen im ersten und im zweiten Außenumfang-Statorteil 31x und 31y gemäß der ersten Ausführungsform entgegengesetzt ist. Genauer stehen die Klauenpole 36 und 37 des ersten und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 71x und 71y gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der radialen Richtung einwärts vor. Die Klauenpole 36 und 37 des ersten Außenumfangs-Statorteils 71x liegen dem Außenumfangsmagneten 14, der auf ihrer Innenumfangsseite angeordnet ist, in der radialen Richtung gegenüber. Die Klauenpole 36 und 37 des zweiten Außenumfangs-Statorteils 71y liegen dem Außenumfangsmagneten 15, der auf ihrer Innenumfangsseite angeordnet ist, in der radialen Richtung gegenüber.
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In dem Motor Ma mit dem oben beschriebenen Aufbau bilden der erste Innenumfangs-Statorteil 61x und der Innenumfangsmagnet 12 die erste Innenumfangs-Motoreinheit U1 und der zweite Innenumfangs-Statorteil 61y und der Innenumfangsmagnet 13 bilden die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U2. Der erste Außenumfangs-Statorteil 71x und der Außenumfangsmagnet 14 bilden die erste Außenumfangs-Motoreinheit U3, und der zweite Außenumfangs-Statorteil 71y und der Außenumfangsmagnet 15 bilden die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U4.
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Die vorliegende Ausführungsform kann Vorteile erzielen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform ein kleiner Durchmesser des Rotorkerns 11 erreicht werden, und die Materialmenge, die für den Rotorkern 11 verwendet wird, kann verringert werden, um die Kosten zu senken.
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Die erste und die zweite Ausführungsform können modifiziert werden wie folgt.
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In jeder der Motoreinheiten U1 bis U4 in den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Phasenunterschied zwischen der A-Phasenseite und der B-Phasenseite auf 90° (elektrischer Winkel) eingerichtet, und der Phasenunterschied zwischen der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite wird auf 45° (elektrischer Winkel) eingerichtet. Jedoch sind die Phasenunterschiede nicht auf diejenigen in den Ausführungsformen beschränkt und können je nach Aufbau modifiziert werden.
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Zum Beispiel kann in den Motoreinheiten U1 bis U4 der Phasenunterschied zwischen der A-Phasenseite und der B-Phasenseite auf 45° eingerichtet werden und der Phasenunterschied zwischen der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite kann auf 90° eingerichtet werden. Dieser Aufbau kann auch die sekundären und quartischen Komponenten des Rastmoments (des kombinierten Rastmoments Tc), die im Rotor 10 erzeugt werden, reduzieren, beinhaltet aber eine starke Drehmomentwelligkeit. Wenn der Phasenunterschied zwischen der A-Phasenseite und der B-Phasenseite auf 90° eingerichtet wird und der Phasenunterschied zwischen der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite auf 45° eingerichtet wird wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, kann nicht nur verhindert werden, dass das Rastmoment zunimmt, sondern auch die Drehmomentwelligkeit.
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In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x als separate Bauabschnitte ausgebildet. Genauer sind die Statorkerne 22 und 23 des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x und die Statorkerne 32 und 33 des ersten Außenumfangs-Statorteils 31x als separate Bauabschnitte ausgebildet. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt.
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Zum Beispiel können der erste und der dritte Statorkern 22 und 32 als einheitliches Bauabschnitt ausgebildet werden, wo der zylindrische Abschnitt 25 des ersten Statorkerns 22 auf der Innenumfangsseite einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 35 des dritten Statorkerns 32 auf der Außenumfangsseite ausgebildet ist. Auf die gleiche Weise können der zweite und der vierte Statorkern 23 und 33 als einheitliches Bauabschnitt ausgebildet werden, wo der zylindrische Abschnitt 25 des zweiten Statorkerns 23 auf der Innenumfangsseite einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 35 des vierten Statorkerns 33 auf der Außenumfangsseite ausgebildet ist. Dieses modifizierte Beispiel kann auf den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y angewendet werden.
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Die Anzahl der Pole (die Anzahl der Pole der Magnete 12 bis 15) der Rotoren 10 und 50 und die Anzahl der Pole (die Anzahl der Klauenpole der Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y) der Statoren 20 und 60 sind nicht beschränkt wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben und können je nach Aufbau geändert werden.
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In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen bilden die Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y (61x und 61y) einen zweistufigen Aufbau, und die Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y (71x und 71y) bilden auf ähnliche Weise einen zweistufigen Aufbau. Jedoch ist die Konstruktion nicht auf solche Weise beschränkt, und die Innenumfangsseite und der Außenumfangs-Statorteil können jeweils einen Aufbau mit einer einzigen Stufe oder mit drei oder mehr Stufen bilden.
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Dritte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der folgenden Beschreibung der dritten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und Unterschiede werden ausführlich beschrieben.
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Wie in 14 dargestellt ist, ist der Motor M gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein bürstenloser Motor, der für ein Gebläse eines Fahrzeugs verwendet wird.
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[Aufbau des Rotors]
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Wie in 14 und 15 dargestellt ist, sind mehrere Lüftungslöcher 18a entlang der Umfangsrichtung an Abschnitten ausgebildet, die nahe an einem Außenumfangsrand des oberen Bodenabschnitts 18 des Rotorkerns 11 liegen. Ein (nicht dargestellter) Ventilator des Gebläses, der dem oberen Bodenabschnitt 18 in der axialen Richtung gegenüberliegt, ist am Rotorkern 11 befestigt und dreht sich als Einheit mit dem Rotorkern 11 um die Achse L.
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[Aufbau des Stators]
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Der Stator 20 ist in der radialen Richtung zwischen den Innenumfangsmagneten 12 und 13 und den Außenumfangsmagneten 14 und 15 angeordnet. Wie in 16 dargestellt ist, sind der erste Statorkern 22 und der dritte Statorkern 32 so angeordnet, dass ihre zylindrischen Abschnitte 25 und 35 einander in der radialen Richtung mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegen. Ebenso sind der zweite Statorkern 23 und der vierte Statorkern 33 so angeordnet, dass ihre zylindrischen Abschnitte 25 und 35 einander in der radialen Richtung mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegen.
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Wie in 14 und 19 dargestellt ist, sind in dem Stator 20 gemäß der dritten Ausführungsform der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x so angeordnet, dass sie in der radialen Richtung voneinander getrennt sind. Ebenso sind der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y und der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y so angeordnet, dass sie in der radialen Richtung voneinander getrennt sind. Somit ist ein Lüftungskanal S, der eine Seite des Stators 20 in der axialen Richtung mit der anderen Seite verbindet, zwischen den zylindrischen Abschnitten 25 (den Statorkernen 22 und 23) der Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y und den zylindrischen Abschnitten 35 (den Statorkernen 32 und 33) der Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y ausgebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Außenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 25 der Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y bündig miteinander und bilden eine kreisrunde Form, die sich, in der axialen Richtung betrachtet, um die Achse L herum erstreckt. Die Innenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 35 der Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y bündig miteinander und bilden eine kreisrunde Form, die sich, in der axialen Richtung betrachtet, um die Achse L herum erstreckt. Somit ist der Lüftungskanal S, der von den Außenumfangsflächen der mehreren zylindrischen Abschnitte 25 und den Innenumfangsflächen der mehreren zylindrischen Abschnitte 35 gebildet wird, ein Hohlraum, der sich linear in der axialen Richtung zwischen den Innenumfangs-Statorteilen 21x und 21y und den Außenumfangs-Statorteilen 31x und 31y erstreckt.
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Nun wird eine Funktionsweise der dritten Ausführungsform beschrieben.
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Die Spulen 24 des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x und des ersten Außenumfangs-Statorteils 31x für die A-Phase werden mit A-Phasen-Antriebsstrom beliefert, und die Spulen 34 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31y der B-Phase werden mit B-Phasen-Antriebsstrom beliefert. Zum Beispiel sind sowohl der A-Phasen-Antriebsstrom als auch der B-Phasen-Antriebsstrom Wechselströme, und ein Phasenunterschied zwischen ihnen wird beispielsweise auf 90° eingerichtet. Wenn die Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y jeweils mit dem entsprechenden A-Phasen-Antriebsstrom oder B-Phasen-Antriebsstrom beliefert werden, wird ein Drehmoment zum Drehen der Magnete 12 bis 15 in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugt und der Rotor 10 wird drehend angetrieben.
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Nun werden die Vorteile der dritten Ausführungsform beschrieben.
- (1) Der Stator 20 weist den ersten und den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y auf, aus denen die Lundell-Konstruktion gebildet ist, sowie den ersten und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31x und 31y, die ebenfalls eine Lundell-Konstruktion bilden. Der erste und der zweite Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y sind jeweils auf der Innenumfangsseite des ersten und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31x und 31y angeordnet. Der Rotor 10 weist die Innenumfangsmagnete 12 und 13 auf, die jeweils den Innenumfangsseiten des ersten und des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21x und 21y gegenüberliegen, sowie die Außenumfangsmagnete 14 und 15, die jeweils den Außenumfangsseiten des ersten und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31x und 31y gegenüberliegen. Der Lüftungskanal S, der einander entgegengesetzte Seiten des Stators 20 in der axialen Richtung verbindet, erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y und dem ersten und dem zweiten Außenumfangs-Statorteil 31x und 31y.
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Bei diesem Aufbau kann eine große Fläche, wo sich der Magnet des Rotors 10 und die Innenumfangsseite und die Außenumfangsseite des Stators 20 gegenüber liegen (eine Spaltfläche) erreicht werden, um eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen und gleichzeitig kann verhindert werden, dass eine Wärmeableitung schlechter wird, weil der Lüftungskanal S, durch den eine Wärmeableitung erleichtert ist, zwischen den Innenumfangs-Statorteilen 21x und 21y der Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y bereitgestellt ist. Die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U1 und U2 sind jeweils auf der Innenumfangsseite der ersten und der zweiten Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 angeordnet. Somit kann der ungenutzte Raum am Innenumfangsabschnitt des Motors verkleinert werden, ohne den Motor zu vergrößern.
- (2) Die Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y und die Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y sind in der radialen Richtung mit einem Spalt dazwischen angeordnet. Der Lüftungskanal S wird definiert von den Außenumfangsflächen der Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y (den Außenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 25) und den Innenumfangsflächen der Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y (den Innenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 35), die einander in der radialen Richtung mit dem Spalt dazwischen gegenüberliegen. Somit kann der Lüftungskanal S auf einfache Weise mit einem einfachen Aufbau gebildet werden, wo die Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y und die Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y mit einem Spalt dazwischen angeordnet werden.
- (3) Mehrere von den Innenumfangs-Motoreinheiten U1 und U2 und mehrere von den Außenumfangs-Motoreinheiten U3 und U4 sind in der axialen Richtung angeordnet sind, was zu einer noch höheren Ausgangsleistung des Motors M beiträgt.
- (4) Die erste Innenumfangs-Motoreinheit U1 (die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U2) und die erste Außenumfangs-Motoreinheit U3 (die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U4) sind so ausgelegt, dass sie unterschiedliche Phasen aufweisen. Somit kann verhindert werden, dass das Rastmoment des Motors als Ganzes, das durch Kombinieren der in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugten Rastmomente erhalten wird, größer wird.
- (5) Die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit, U1 und U2, unterscheiden sich in ihren Phasen. Die erste und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 unterscheiden sich in ihren Phasen. Somit kann verhindert werden, dass das Rastmoment des Motors als Ganzes, das durch Kombinieren der in den Motoreinheiten U1 bis U4 erzeugten Rastmomente erhalten wird, größer wird.
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Die dritte Ausführungsform kann modifiziert werden wie folgt.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann mindestens eine von den Außenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 25 der Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y und den Innenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 35 der Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y Eintiefungen und Vorsprünge aufweisen. Mit diesem Aufbau weist der Lüftungskanal S, der von den zylindrischen Abschnitten 25 und 35 gebildet wird, größere Oberfläche auf, und mit dem Lüftungskanal S kann eine bessere Wärmeableitung erreicht werden.
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20 zeigt ein Beispiel, wo die Eintiefungen und Vorsprünge sowohl an den Außenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 25 als auch den Innenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 35 ausgebildet sind. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, sind mehrere Eintiefungen 25a, die in der radialen Richtung einwärts eingetieft sind, an den Außenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 25 in einem in Umfangsrichtung regelmäßigen Intervall ausgebildet. Mehrere von den Eintiefungen 35a, die in der radialen Richtung auswärts eingetieft sind, sind in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen in den Innenumfangsflächen der zylindrischen Abschnitte 35 ausgebildet. Die Eintiefungen 25a und 35a vergrößern die Oberfläche des Lüftungskanals S, und die Wärmeableitung kann mit dem Lüftungskanal S verstärkt werden. Die Eintiefungen 25a und 35a sind so gebildet, dass sie sich in der axialen Richtung linear erstrecken.
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In dem Aufbau, der in 20 dargestellt ist, können die Eintiefungen 25a und 35a zum Positionieren der Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y in der Umfangsrichtung verwendet werden.
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Genauer ist ein Positionierungsvorsprung, der in der axialen Richtung vorragt, am zylindrischen Abschnitt 25 (am zylindrischen Abschnitt 25 des zweiten Statorkerns 23) von mindestens einem vom ersten und vom zweiten Innenumfangs-Statorteil 21x und 21y ausgebildet. Der zweite Innenumfangs-Statorteil 21y kann in der Umfangsrichtung in Bezug auf den ersten Innenumfangs-Statorteil 21x durch Einpassen des Positionierungsvorsprungs in die Eintiefung 25a des zylindrischen Teils 25 positioniert werden.
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Ebenso ist ein Positionierungsvorsprung, der in der axialen Richtung vorragt, am zylindrischen Abschnitt 35 (am zylindrischen Abschnitt 35 des vierten Statorkerns 33) von mindestens einem vom ersten und vom zweiten Außenumfangs-Statorteil 31x und 31y ausgebildet. Der zweite Außenumfangs-Statorteil 31y kann in der Umfangsrichtung in Bezug auf den ersten Außenumfangs-Statorteil 31x durch Einpassen des Positionierungsvorsprungs in die Eintiefung 35a des zylindrischen Teils 35 positioniert werden.
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Die Statorteile 21x und 31x können durch Einpassen von Positionierungsvorsprüngen, die in der axialen Richtung vorragen und die an dem Gehäuse ausgebildet sind, an dem der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x gelagert sind, in die Eintiefungen 25a und 35a, in Bezug auf das Gehäuse in der Umfangsrichtung positioniert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind der erste Innenumfangs-Statorteil 21x und der erste Außenumfangs-Statorteil 31x in der radialen Richtung mit einem Spalt dazwischen voneinander getrennt. Genauer sind die Statorkerne 22 und 23 des ersten Innenumfangs-Statorteils 21x und die Statorkerne 32 und 33 des ersten Außenumfangs-Statorteils 31x als separate Bauabschnitte ausgebildet. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt.
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Zum Beispiel können der erste und der dritte Statorkern 22 und 32 als einheitliches Bauabschnitt ausgebildet werden, wo der zylindrische Abschnitt 25 des ersten Statorkerns 22 auf der Innenumfangsseite einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 35 des dritten Statorkerns 32 auf der Außenumfangsseite ausgebildet ist. Auf die gleiche Weise können der zweite und der vierte Statorkern 23 und 33 als einheitliches Bauabschnitt ausgebildet werden, wo der zylindrische Abschnitt 25 des zweiten Statorkerns 23 auf der Innenumfangsseite einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 35 des vierten Statorkerns 33 auf der Außenumfangsseite ausgebildet ist. In einem solchen Fall ist ein Lüftungsloch, das als Lüftungskanal zum Kühlen dient, vorzugsweise in der axialen Richtung durch einen Grenzbereich des ersten und des dritten Statorkerns 22 und 32 (der einstückig ausgebildeten zylindrischen Abschnitte 25 und 35) und einen Grenzbereich des zweiten und des vierten Statorkerns 23 und 33 (der einstückig ausgebildeten zylindrischen Abschnitte 25 und 35) ausgebildet. Dieses modifizierte Beispiel kann auf den zweiten Innenumfangs-Statorteil 21y und den zweiten Außenumfangs-Statorteil 31y angewendet werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die erste Innenumfangs-Motoreinheit U1 und die erste Außenumfangs-Motoreinheit U3 für die A-Phase verwendet und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U2 und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U4 werden für die B-Phase verwendet. Genauer werden die Spulen 24 und 34 der Statorteile 21x und 31x mit dem Antriebsstrom (A-Phasen-Antriebsstrom) der gleichen Phase beliefert, und die Spulen 24 und 34 der Statorteile 21y und 31y werden mit dem Antriebsstrom (B-Phasen-Antriebsstrom) der gleichen Phase beliefert. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt. Zum Beispiel können die Spulen 24 des ersten und des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21x und 21y mit dem A-Phasen-Antriebsstrom beliefert werden, so dass die erste und die zweite Innenumfangs-Motoreinheit U1 und U2 für die A-Phase verwendet werden, und die Spulen 34 des ersten und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31x und 31y können mit dem B-Phasen-Antriebsstrom beliefert werden, so dass die erste und die zweite Außenumfangs-Motoreinheit U3 und U4 für die B-Phase verwendet werden.
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Vorsprünge, die in der axialen Richtung zum oberen Bodenabschnitt 18 vorragen, können an Statorteilen 18 vorgesehen sein, die so angeordnet sind, dass sie dem oberen Bodenabschnitt 18 des Rotorkerns 11, das heißt den Klauenpole 26, 27, 36 und 37 des zweiten Innenumfangs-Statorteils 21y und des zweiten Außenumfangs-Statorteils 31y gegenüberliegen, und die Vorsprünge können dem Magneten, der am oberen Bodenabschnitt 18 befestigt ist, in der axialen Richtung gegenüberliegen.
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Die Anzahl der Pole (die Anzahl der Pole der Magnete 12 bis 15) der Rotoren 10 und 50 und die Anzahl der Pole (die Anzahl der Klauenpole der Statorteile 21x, 21y, 31x und 31y) des Stators 20 sind nicht beschränkt wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben und können je nach Aufbau geändert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform bilden die Innenumfangs-Statorteile 21x und 21y einen zweistufigen Aufbau, und die Außenumfangs-Statorteile 31x und 31y bilden auf ähnliche Weise einen zweistufigen Aufbau. Jedoch ist die Konstruktion nicht auf solche Weise beschränkt, und die Innenumfangsseite und der Außenumfangs-Statorteil können jeweils einen Aufbau mit einer einzigen Stufe oder mit drei oder mehr Stufen bilden.
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Die vorliegende Erfindung wird in der oben beschriebenen Ausführungsform auf den Motor M angewendet, der für das Gebläse eines Fahrzeugs verwendet wird, ist aber nicht konkret darauf beschränkt und kann auf einen Motor angewendet werden, der in einer Vorrichtung verwendet wird, die kein Gebläse ist.
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Nachstehend werden technische Konzepte beschrieben, die aus der zweiten Ausführungsform und den modifizierten Beispielen der zweiten Ausführungsform erkannt werden können.
- (A) Ein Motor, in dem Eintiefungen und Vorsprünge in mindestens einer von der Außenumfangsfläche des Innenumfangs-Statorteils und der Innenumfangsfläche des Außenumfangs-Statorteils ausgebildet sind und verwendet werden, um den mindestens einen von den Statorteilen, der die Eintiefungen und Vorsprünge aufweist, zu positionieren.
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Bei diesem Aufbau kann der Statorteil in der Umfangsrichtung positioniert werden.
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Vierte Ausführungsform
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Nachstehend wird ein Motor gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben.
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Wie in 21 dargestellt ist, weist ein Motor 111 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Rotor 113 mit einer Drehwelle 112 sowie einen Stator 114 auf, der eine Ringform aufweist und an einem (nicht dargestellten) Motorgehäuse angeordnet ist, das an einer Außenseite des Rotors 113 angeordnet ist.
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Der Motor 111 beinhaltet einzelne Motoreinheiten in drei Stufen, die in der axialen Richtung gestapelt sind. Die einzelnen Motoreinheiten in drei Stufen beinhalten eine U-Phasen-Motoreinheit Mu, eine V-Phasen-Motoreinheit Mv und eine W-Phasen-Motoreinheit Mw, die in dieser Reihenfolge von der Oberseite ausgehend gestapelt sind, wie in 21 dargestellt ist.
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Wie in 22 und 24 dargestellt ist, beinhalten die drei Motoreinheiten Mu, Mv und Mw jeweils Rotorteile (einen U-Phasen-Rotorteil Ru, einen V-Phasen-Rotorteil Rv und einen W-Phasen-Rotorteil Rw) und Statorteile (einen U-Phasen-Statorteil Su, einen V-Phasen-Statorteil Sv und einen W-Phasen-Statorteil Sw). Die Rotorteile Ru, Rv und Rw der verschiedenen Phasen bilden einen Rotor 113, und die Statorteile Su, Sv und Sw der verschiedenen Phasen bilden einen Stator 114.
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[Aufbau des Rotors]
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Wie in 22 und 23 dargestellt ist, sind die Rotorteile Ru, Rv und Rw der drei Phasen, aus denen der Rotor 113 besteht, in der axialen Richtung in dieser Reihenfolge gestapelt. Die Rotorteile Ru, Rv und Rw weisen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf und beinhalten jeweils einen ersten Rotorkern 121, einen zweiten Rotorkern 122, einen Rotorisolator 123, der zwischen dem ersten und dem zweiten Rotorkern 121 und 122 angeordnet ist, und einen Feldmagneten (Dauermagneten) 124, an den der erste und der zweite Rotorkern 121 und 122 von zwei Seiten angrenzen.
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Der erste Rotorkern 121 weist eine erste Rotorkernbasis 125 mit einer Scheibenform und mit einer Durchgangsbohrung 125a, wo die Rotorwelle 112 (siehe 21) eingeführt und fixiert wird, an einem radial mittleren Abschnitt auf. An einem Außenumfangsrand der ersten Rotorkernbasis 125 sind 12 erste Rotorklauenpole (Klauenpole) 126 in gleichen Intervallen (einem Intervall von 30°) in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Die ersten Rotorklauenpole 126 weisen jeweils einen ersten radial vorstehenden Abschnitt 126a auf, der ausgehend vom Außenumfangsrand der ersten Rotorkernbasis 125 in der radialen Richtung auswärts vorsteht, sowie einen ersten Magnetpolabschnitt 126b, der auf einer Seite der axialen Richtung ausgehend von einem distalen Endabschnitt (einem Endabschnitt auf der radial äußeren Seite) des ersten radial vorstehenden Abschnitts 126a vorsteht. Der erste Rotorklauenpol 126 kann durch Biegen des ersten Magnetpolabschnitts 126b in einem rechten Winkel in Bezug auf den ersten radial vorstehenden Abschnitt 126a oder durch einstückiges Bilden des ersten radial vorstehenden Abschnitts 126a und des ersten Magnetpolabschnitts 126b durch Gießen ausgebildet werden.
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Der erste radial vorstehende Abschnitt 126a wird so ausgebildet, dass er eine im Wesentlichen rechteckige Form mit einer gleichmäßigen Breite in der Umfangsrichtung aufweist, wenn man ihn in der axialen Richtung betrachtet. Seitenflächen des ersten Rotorklauenpols 126, der den ersten radial vorstehenden Abschnitt 126a und den ersten Magnetpolabschnitt 126b beinhaltet, in der Umfangsrichtung sind flache parallele Oberflächen. Der erste Rotorklauenpol 126 weist eine symmetrische Form in Bezug auf eine Ebene auf, die in der Umfangsrichtung gesehen durch seine Mitte verläuft und orthogonal ist zur Umfangsrichtung und die als Symmetrieebene dient. Eine Oberfläche von jedem der ersten Magnetpolabschnitte 126b auf der radial äußeren Seite weist eine gekrümmte Form auf und erstreckt sich entlang eines Kreises um eine Drehachse des Rotors 113, wenn man diesen in der axialen Richtung betrachtet.
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Wie in 23 dargestellt ist, weist der zweite Rotorkern 122 die gleiche Form auf wie der erste Rotorkern 121 und beinhaltet eine zweite Rotorkernbasis 127 und zwölf zweite Rotorklauenpole (Klauenpole) 128. Die zweite Rotorkernbasis 127, die eine Durchgangsbohrung 127a aufweist, wo die Drehwelle 112 eingeführt und befestigt wird (siehe 21), weist die gleiche Form auf wie die erste Rotorkernbasis 125, welche die Durchgangsbohrung 125a aufweist. Jeder der zweiten Rotorklauenpole 128, die jeweils einen zweiten radial vorstehende Abschnitt 128a und einen zweiten Magnetpolabschnitt 128b aufweisen, hat die gleiche Form wie der erste Rotorklauenpol 126, der den ersten radial vorstehenden Abschnitt 126a und den ersten Magnetpolabschnitt 126b aufweist.
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Zum Beispiel wird der Rotorisolator 123 aus einem isolierenden Harzmaterial gebildet und weist eine Ringform auf. Der Rotorisolator 123 ist so ausgebildet, dass er einen Außendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des ersten Rotorkerns 121 gleich ist (dem Durchmesser eines Kreises, der durch Oberflächen der zwölf ersten Klauenpole 126 auf der radial äußeren Seite verläuft, was dem Außendurchmesser des zweiten Rotorkerns 122 gleich ist), und so, dass er einen Innendurchmesser aufweist, der einem Durchmesser der ersten Rotorkernbasis 125 gleich ist (was dem Durchmesser der zweiten Rotorkernbasis 127 gleich ist).
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Der Rotorisolator 123 beinhaltet an einem axialen Endabschnitt (einem Endabschnitt, der dem ersten Rotorkern 121 gegenüberliegt, links in 23) erste Positionierungseintiefungen 131, die genauso viele sind wie die ersten Rotorklauenpole 126 (d.h. zwölf). Die ersten Positionierungseintiefungen 131 sind in einem gleichmäßigen Intervall (einem Intervall von 30°) in der Umfangsrichtung ausgebildet. Die ersten Positionierungseintiefungen 131 beinhalten jeweils einen ersten Durchgangsabschnitt 131a, der in der radialen Richtung durch einen axialen Endabschnitt des Rotorisolators 123 hindurch ausgebildet ist, und einen ersten eingetieften Abschnitt 131b, der ausgehend von einer Bodenfläche des ersten Durchgangsabschnitts 131a zur anderen Endseite des Rotorisolators 123 (d.h. hin zum zweiten Rotorkern 122) in der axialen Richtung eingetieft ist. Der erste eingetiefte Abschnitt 131b ist als Eintiefung an einem Abschnitt der Bodenfläche des ersten Durchgangsabschnitts 131a auf der radial äußeren Seite ausgebildet und ist auf der radial äußeren Seite und auf einer Seite in der axialen Richtung (hin zum ersten Durchgangsabschnitt 131a) offen.
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Die ersten Positionierungseintiefungen 131 weisen jeweils eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, wenn man sie in der radialen Richtung betrachtet. Die erste Positionierungseintiefung 131 ist so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung eine Breite aufweist, die einer Breite des ersten Rotorklauenpols 126 in der Umfangsrichtung gleich ist. Genauer ist der erste Durchgangsabschnitt 131a so ausgebildet, dass er in der Umfangsrichtung eine Breite aufweist, die einer Breite des ersten radial vorstehenden Abschnitts 126a in der Umfangsrichtung gleich ist, und der erste eingetiefte Abschnitt 131b ist so ausgebildet, dass er in der Umfangsrichtung eine Breite aufweist, die einer Breite des ersten Magnetpolabschnitts 126b in der Umfangsrichtung gleich ist. Die erste Positionierungseintiefung 131 ist so ausgebildet, dass sie in der axialen Richtung eine Länge (Tiefe) aufweist, die einer Länge des ersten Rotorklauenpols 126 in der axialen Richtung gleich ist. Der erste eingetiefte Abschnitt 131b ist so ausgebildet, dass er in der axialen Richtung eine Länge (Tiefe) aufweist, die einem Abstand zwischen der innenseitigen Oberfläche der ersten Rotorkernbasis 125 und einer distalen Endfläche (einer Endfläche in der axialen Richtung) des ersten Magnetpolabschnitts 126b gleich ist. Der erste eingetiefte Abschnitt 131b ist so ausgebildet, dass er in der radialen Richtung eine Breite aufweist, die einer Dicke des ersten Magnetpolabschnitts 126b in der radialen Richtung gleich ist. Die erste Positionierungseintiefung 131 weist in der Umfangsrichtung auf beiden Seiten innenseitige Oberflächen 131c auf, die plan geformt und parallel sind zur axialen Richtung und die sich entlang der radialen Richtung erstrecken. Wie oben beschrieben weist die erste Positionierungseintiefung 131 eine Form auf, die einer innenseitigen Oberfläche des ersten Rotorkerns 121 im ersten Rotorklauenpol 126 und beiden Seitenflächen des ersten Rotorklauenpols 126 in der Umfangsrichtung entspricht.
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Der Rotorisolator 123 beinhaltet am anderen axialen Endabschnitt (einem Endabschnitt, der dem zweiten Rotorkern 122 gegenüberliegt, rechts in 23) zweite Positionierungseintiefungen 132, die genauso viele sind wie die zweiten Rotorklauenpole 128 (d.h. zwölf). Die zweiten Positionierungseintiefungen 132 sind in der Umfangsrichtung in gleichmäßigen Intervallen (in einem 30°-Intervall) ausgebildet und sind jeweils an einer solchen Position ausgebildet, dass sie in der Mitte zwischen den zwei entsprechenden ersten Positionierungseintiefungen 131 liegen, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind. Somit sind die ersten Positionierungseintiefungen 131 und die zweiten Positionierungseintiefungen 132 in der Umfangsrichtung alternierend und in Intervallen von 15° angeordnet.
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Die zweiten Positionierungseintiefungen 132 weisen jeweils die gleiche Form auf wie die ersten Positionierungseintiefungen 131, sind aber in der radialen Richtung jeweils in einer Richtung offen, die derjenigen der ersten Positionierungseintiefungen entgegengesetzt ist. Die zweiten Positionierungseintiefungen 132 beinhalten jeweils einen zweiten Durchgangsabschnitt 132a, der die gleiche Form aufweist wie der erste Durchgangsabschnitt 131a und der in der radialen Richtung durch den anderen axialen Endabschnitt des Rotorisolators 123 hindurch ausgebildet ist, und einen zweiten eingetieften Abschnitt 132b, der die gleiche Form aufweist wie der erste eingetiefte Abschnitt 131b und ausgehend von einer Bodenfläche des zweiten Durchgangsabschnitts 132a zu einer Endseite des Rotorisolators 123 (d.h. hin zum ersten Rotorkern 121) in der axialen Richtung eingetieft ist. Die zweite Positionierungseintiefung 132 eine Form auf, die einer innenseitigen Oberfläche des zweiten Rotorkerns 122 des zweiten Rotorklauenpols 128 und beiden Seitenflächen des zweiten Rotorklauenpols 128 in der Umfangsrichtung entspricht.
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Wie in 22 und 23 dargestellt ist, sind der erste Rotorkern 121 und der zweite Rotorkern 122 in der axialen Richtung gestapelt, wobei distale Enden von einem der Magnetpolabschnitte 126b und 128b und distale Enden des anderen von den Magnetpolabschnitten 126b und 128b in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen und die zweiten Magnetpolabschnitte 128b jeweils zwischen den entsprechenden zwei ersten Magnetpolabschnitten 126b, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, angeordnet sind. Der Rotorisolator 123 ist zwischen dem ersten Rotorkern 121 und dem zweiten Rotorkern 122, genauer zwischen den ersten Rotorklauenpolen 126 und den zweiten Rotorklauenpolen 128 angeordnet. Die zwölf ersten Rotorklauenpole 126 des ersten Rotorkerns 121 werden in die entsprechenden ersten Positionierungseintiefungen 131 des Rotorisolators 123 eingeführt. Die ersten radial vorstehenden Abschnitte 126a werden in den ersten Durchgangsabschnitten 131a angeordnet und die ersten Magnetpolabschnitte 126b werden in den ersten eingetieften Abschnitten 131b angeordnet. Jeder von den ersten Rotorklauenpolen 126 kommt in der Umfangsrichtung mit den innenseitigen Oberflächen 131c der ersten Positionierungseintiefungen 131 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Berührung. Da die ersten Rotorklauenpole 126 auf solche Weise mit den ersten Positionierungseintiefungen 131 in Eingriff gebracht werden (genauer, da der Rotorisolator 123 auf eine Weise mit den ersten Rotorklauenpolen 126 in Eingriff gebracht wird, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert), wird eine relative Bewegung des ersten Rotorkerns 121 und des Rotorisolators 123 in der Umfangsrichtung verhindert. Ebenso werden die zwölf zweiten Rotorklauenpole 128 des zweiten Rotorkerns 122 in die entsprechenden zweiten Positionierungseintiefungen 132 des Rotorisolators 123 eingeführt. Die zweiten radial vorstehenden Abschnitte 128a werden in den zweiten Durchgangsabschnitten 132a angeordnet und die zweiten Magnetpolabschnitte 128b werden in den zweiten eingetieften Abschnitten 132b angeordnet. Jeder von den zweiten Rotorklauenpolen 128 kommt in der Umfangsrichtung mit den innenseitigen Oberflächen 132c der zweiten Positionierungseintiefungen 132 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Berührung. Da die zweiten Rotorklauenpole 128 auf solche Weise mit den zweiten Positionierungseintiefungen 132 in Eingriff gebracht werden (genauer, da der Rotorisolator 123 auf eine Weise mit den zweiten Rotorklauenpolen 128 in Eingriff gebracht wird, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert), wird eine relative Bewegung des zweiten Rotorkerns 122 und des Rotorisolators 123 in der Umfangsrichtung verhindert.
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Die ersten Magnetpolabschnitte 126b, die in die ersten Positionierungseintiefungen 131 eingeführt werden, und die zweiten Magnetpolabschnitte 128b, die in die zweiten Positionierungseintiefungen 132 eingeführt werden, werden in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet und in einem gleichmäßigen Intervall (einem Intervall von 15° in der Umfangsrichtung) positioniert. Die Außenumfangsfläche des ersten Rotorkerns 121 (die Endflächen der ersten Rotorklauenpole 126 auf der radial äußeren Seite), die Außenumfangsfläche des zweiten Rotorkerns 122 (die Endflächen der zweiten Rotorklauenpole 128 auf der radial äußeren Seite) und die Außenumfangsfläche des Rotorisolators 123 sind bündig miteinander. Die Endfläche des ersten Rotorkerns 121 auf der Seite, die dem zweiten Rotorkern 122 in der axialen Richtung gegenüberliegt, und eine Endfläche des Rotorisolators 123 in der axialen Richtung sind in der gleichen Ebene positioniert. Ebenso sind die Endfläche des zweiten Rotorkerns 122 auf der Seite, die dem ersten Rotorkern 121 in der axialen Richtung gegenüberliegt, und die andere Endfläche des Rotorisolators 123 in der axialen Richtung in der gleichen Ebene positioniert. Der Rotorisolator 123 füllt die Spalte zwischen den ersten Rotorklauenpolen 126, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, zwischen den zweiten Rotorklauenpolen 128, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, und zwischen den ersten Magnetpolabschnitten 126b und den entsprechenden zweiten Magnetpolabschnitten 128b.
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Wenn der erste und der zweite Rotorkern 121 und 122 zusammengesetzt werden, werden die erste Rotorkernbasis 125 und die zweite Rotorkernbasis 127 parallel zueinander angeordnet, wobei der Feldmagnet 124 zwischen ihnen angeordnet wird. Der Feldmagnet 124 ist ein Dauermagnet mit einer Scheibenform und wird beispielsweise aus einem Ferritmagneten gebildet. Eine Durchgangsbohrung 124a, wo die Drehwelle 112 eingeführt wird (siehe 21), ist in einer mittleren Position des ersten Feldmagneten 124 ausgebildet. Der Feldmagnet 124 wird von der ersten Rotorkernbasis 125 und der zweiten Rotorkernbasis 127 in der axialen Richtung eingespannt, so dass er befestigt wird, wobei eine Endfläche 124b des Feldmagneten 124 mit einer innenseitigen Oberfläche 125b der ersten Rotorkernbasis 125 in Berührung kommt und die andere Endfläche 124c des Feldmagneten 124 mit einer innenseitigen Oberfläche 127b der zweiten Rotorkernbasis 127 in Berührung kommt. Der Außendurchmesser des Feldmagneten 124 wird so eingerichtet, dass er dem Außendurchmesser von jeder der Rotorkernbasen 125 und 127 gleich ist.
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Der Feldmagnet 124 ist in der axialen Richtung magnetisiert, so dass eine seiner Seiten, die näher an der ersten Rotorkernbasis 125 liegt, als N-Pol dient und eine Seite, die näher an der zweiten Rotorkernbasis 127 liegt, als S-Pol dient. Dank des Feldmagneten 124 fungieren somit die ersten Rotorklauenpole 126 des ersten Rotorkerns 121 als N-Pole und die zweiten Rotorklauenpole 128 des zweiten Rotorkerns 122 fungieren als S-Pole.
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Wie oben beschrieben weisen die Rotorteile Ru, Rv und Rw jeweils die sogenannte Lundell-Konstruktion auf, für die der Feldmagnet 124 verwendet wird, und weisen jeweils vierundzwanzig Pole (zwölf Polpaare) auf, wobei die ersten Rotorklauenpole 126, die als die N-Pole dienen, und die zweiten Rotorklauenpole 128, die als die S-Pole dienen, in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind.
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Nun wird eine Stapelstruktur der zweiten Rotorteile Ru, Rv und Rw beschrieben.
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Der Rotor 113 weist den U-Phasen-Rotorteil Ru, den V-Phasen-Rotorteil Rv und den W-Phasen-Rotorteil Rw auf, die in der axialen Richtung gestapelt sind.
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Der V-Phasen-Rotorteil Rv in der mittleren Stufe ist von oben nach unten an den oberen U-Phasen-Rotorteil Ru und den unteren W-Phasen-Rotorteil Rw gestapelt. Somit sind die zweiten Rotorkernbasen 127 einander in der axialen Richtung zwischen den U-V-Phasen benachbart, und die ersten Rotorkernbasen 125 sind einander in der axialen Richtung zwischen den V-W-Phasen benachbart.
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Somit sind die Magnetisierungsrichtungen der Feldmagnete 124 für die U-Phase und die W-Phase gleich (Aufwärtsrichtung in 22), und die Magnetisierungsrichtung des Feldmagneten 124 für die V-Phase ist den Magnetisierungsrichtungen der Feldmagnete 124 für die U-Phase und die W-Phase entgegengesetzt. Genauer sind die S-Pole der Feldmagnete 124 für die U-Phase und die V-Phase einander entgegengesetzt, wobei die beiden benachbarten zweiten Rotorkernbasen 127 zwischen ihnen angeordnet sind. Die N-Pole der Feldmagnete 124 für die V-Phase und die W-Phase sind einander entgegengesetzt, wobei die beiden benachbarten zweiten Rotorkernbasen 125 zwischen ihnen angeordnet sind. Somit sind die Magnetisierungsrichtungen der Feldmagnete 124 der Rotorteile Ru, Rv und Rw einander zwischen den benachbarten Phasen entgegengesetzt.
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Die Richtungen, in denen die ersten Magnetpolabschnitte 126b (die ersten Rotorklauenpole 126) des U-Phasen-Rotorteils Ru und des W-Phasen-Rotorteils Rw in der axialen Richtung vorragen (Abwärtsrichtung in 22), sind gleich. Die Richtung, in der die ersten Magnetpolabschnitte 126b (die ersten Rotorklauenpole 126) des V-Phasen-Rotorteils Rv in der axialen Richtung vorragen (Aufwärtsrichtung in 22) ist den Richtungen entgegengesetzt, in denen die ersten Magnetpolabschnitte 126b des U-Phasen-Rotorteils Ru und des W-Phasen-Rotorteils Rw in der axialen Richtung vorragen.
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Ebenso sind die Richtungen, in denen die Magnetpolabschnitte 128 (die zweiten Rotorklauenpole 128) des U-Phasen-Rotorteils Ru und des W-Phasen-Rotorteils Rw in der axialen Richtung vorragen (Aufwärtsrichtung in 22), gleich und entgegengesetzt zu der Richtung, in der die zweiten Magnetpolabschnitte 128b des V-Phasen-Rotorteils Rv vorragen (Abwärtsrichtung in 22).
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Der U-Phasen-Rotorteil Ru, der V-Phasen-Rotorteil Rv und der W-Phasen-Rotorteil Rw sind so gestapelt, dass ihre Phasen über einen elektrischen Winkel von 60° zueinander versetzt sind. Genauer ist der V-Phasen-Rotorteil Rv so angeordnet, dass die Phase seines Magnetpols zur Phase des Magnetpols des U-Phasen-Rotorteils Ru über einen elektrischen Winkel von 60° im Uhrzeigersinn versetzt ist. Der W-Phasen-Rotorteil Rw so angeordnet, dass die Phase seines Magnetpols zur Phase des Magnetpols des V-Phasen-Rotorteils Rv über einen elektrischen Winkel von 60° im Uhrzeigersinn versetzt ist.
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[Aufbau des Stators]
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Wie in 21, 22 und 24 dargestellt ist, weist der Stator 114, der in der radialen Richtung an der Außenseite des Rotors 113 angeordnet ist, die Statorteile Su, Sv, Sw mit drei Phasen (der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase) auf, die in der axialen Richtung gestapelt sind und jeweils den Rotorteilen Ru, Rv und Rw entsprechen. Wie in 24 und 25 dargestellt ist, weisen die Statorteile Su, Sv und Sw im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf und beinhalten jeweils einen ersten Statorkern 141, einen zweiten Statorkern 142, einen Statorisolator 143, der zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 angeordnet ist, und eine Spule 144, die zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 angeordnet ist.
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Wie in 25 dargestellt ist, weist der erste Statorkern 141 eine erste Statorkernbasis 145 mit einer Ringform auf. Die erste Statorkernbasis 145 weist eine Plattenform auf, die sich in einer Richtung erstreckt, die orthogonal ist zur axialen Richtung. Die erste Statorkernbasis 145 weist eine zylindrische Wand 145a mit einer zylindrischen Form auf, die sich in der axialen Richtung von einem Außenumfangsrand der ersten Statorkernbasis 145 aus erstreckt. An einem Innumfangsrand der ersten Statorkernbasis 145 sind 12 erste Statorklauenpole (Klauenpole) 146 in gleichen Intervallen (einem Intervall von 30°) in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Die ersten Statorklauenpole 146 weisen jeweils einen ersten radial vorstehenden Abschnitt 146a auf, der ausgehend von der Innenumfangsfläche der ersten Statorkernbasis 145 in der radialen Richtung einwärts vorsteht, sowie einen ersten Magnetpolabschnitt 146b, der ausgehend von einem distalen Endabschnitt (einem Endabschnitt auf der radial inneren Seite) des ersten radial vorstehenden Abschnitts 146a in der axialen Richtung zu einer Seite vorsteht. Der erste Statorklauenpol 146 kann durch Biegen des ersten Magnetpolabschnitts 146b in einem rechten Winkel in Bezug auf den ersten radial vorstehenden Abschnitt 146a oder durch einstückiges Ausbilden des ersten radial vorstehenden Abschnitts 146a und des ersten Magnetpolabschnitts 146b durch Gießen ausgebildet werden.
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Der erste radial vorstehende Abschnitt 146a wird so ausgebildet, dass er im Wesentlichen eine Trapezform aufweist, so dass seine Umfangsbreite zur radial inneren Seite hin abnimmt, wenn man ihn in der axialen Richtung betrachtet. Der erste Magnetpolabschnitt 146b ist so ausgebildet, dass er eine Trapezform aufweist, bei der ein Abschnitt, der näher am distalen Ende liegt, in der Umfangsrichtung eine geringere Breite aufweist, wenn man ihn in der axialen Richtung betrachtet. Der erste Statorklauenpol 146 weist eine symmetrische Form in Bezug auf eine Ebene auf, die in der Umfangsrichtung gesehen durch seine Mitte verläuft und die orthogonal ist zur Umfangsrichtung und die als Symmetrieebene dient.
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Der zweite Statorkern 142 weist einen ähnlichen Aufbau auf wie der erste Statorkern 141 und beinhaltet eine zweite Statorkernbasis 147 und zwölf zweite Statorkernpole (Klauenpole) 148. Genauer weist die zweite Statorkernbasis 147 eine zylindrische Wand 147a auf, die der zylindrischen Wand 145a ähnlich ist, und hat die gleiche Form wie die erste Statorkernbasis 145. Jeder der zweiten Statorklauenpole 148, die jeweils einen zweiten radial vorstehende Abschnitt 148a und einen zweiten Magnetpolabschnitt 148b aufweisen, hat die gleiche Form wie der erste Rotorklauenpol 146, der den ersten radial vorstehenden Abschnitt 146a und den ersten Magnetpolabschnitt 146b aufweist.
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Wie in 24 bis 27 dargestellt ist, weist der Statorisolator 143 beispielsweise einen ringförmigen Abschnitt 151 auf, der aus einem insolierenden Harzmaterial gebildet ist und eine Ringform aufweist. Der ringförmige Abschnitt 151 ist so gebildet, dass er einen Innendurchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des ersten Statorkerns 141 gleich ist (der dem Innendurchmesser des zweiten Statorkerns 142 gleich ist). Der ringförmige Abschnitt 151 ist so ausgebildet, dass er eine Dicke in der radialen Richtung aufweist, die einer Dicke des ersten Magnetpolabschnitts 146b in der radialen Richtung gleich ist (die der Dicke des zweiten Magnetpolabschnitts 148b in der radialen Richtung gleich ist). Der ringförmige Abschnitt 151 ist so ausgebildet, dass er eine Länge in der axialen Richtung aufweist, die der zusammengesetzten Länge des ersten Statorkerns 141 und des zweiten Statorkerns 142 in der axialen Richtung gleich ist (die der Länge von jedem der Statorteile Su, Sv und Sw in der axialen Richtung gleich ist).
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Erste vorstehende Abschnitte 152, die genauso viele sind wie die ersten Statorklauenpole 146 (d.h. zwölf), sind einstückig an einem axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 (einem Endabschnitt, der dem ersten Statorkern 141 gegenüberliegt, links in 25) ausgebildet. Die zwölf ersten vorstehenden Abschnitte 152 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 30-Grad-Intervall) angeordnet.
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Die ersten vorstehenden Abschnitte 152 stehen in der radialen Richtung ausgehend vom ringförmigen Abschnitt 151 auswärts vor. Jeder von den ersten vorstehenden Abschnitten 152 ist so ausgebildet, dass er eine Breite in der Umfangsrichtung aufweist, die einer Breite eines Hohlraums zwischen den ersten radial vorstehende Abschnitten 146a des ersten Statorkerns 141 in der Umfangsrichtung gleich ist. Jeder von den ersten vorstehenden Abschnitten 152 ist so ausgebildet, dass er in der radialen Richtung eine Länge aufweist, die einer Länge des ersten Statorklauenpols 146 in der radialen Richtung gleich ist. Jeder von den ersten vorstehenden Abschnitten 152 ist so ausgebildet, dass er in der axialen Richtung eine Länge aufweist, die einer Länge (Dicke) des ersten radial vorstehenden Abschnitts 146a in der axialen Richtung gleich ist. Jeder der ersten vorstehenden Abschnitte 152 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, wenn man ihn in der axialen Richtung betrachtet.
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In dem Statorisolator 143 sind erste Positionierungseintiefungen 153 jeweils zwischen zwei entsprechenden ersten vorstehenden Abschnitten 152, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, bereitgestellt, die Innenumfangsflächen aufweisen, die einer Außenform des ersten Statorklauenpols 146, das heißt, den Formen beider Seitenflächen des ersten Statorklauenpols 146 in der Umfangsrichtung und einer distalen Endfläche des ersten Magnetpolabschnitts 146b (einer distalen Endfläche in der axialen Richtung) entsprechen. Die zwölf ersten Positionierungseintiefungen 153 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 30°-Intervall) angeordnet. Jede von den ersten Positionierungseintiefungen 153 ist zwischen den zwei entsprechenden ersten vorstehenden Abschnitten 152, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, angeordnet und reicht in der axialen Richtung bis zum ringförmigen Abschnitt 151. Ein Abschnitt von jeder der ersten Positionierungseintiefungen 153 am ringförmigen Abschnitt 151 ist so eingetieft, dass er eine rechtwinklige Form bildet, wenn man ihn in der radialen Richtung betrachtet, und ist in der radialen Richtung durch den ringförmigen Abschnitt 151 hindurch ausgebildet. Jede von den ersten Positionierungseintiefungen 153 ist so ausgebildet, dass sie in der axialen Richtung eine Tiefe aufweist, die der Länge des ersten Statorklauenpols 146 in der axialen Richtung gleich ist. Jede von den ersten Positionierungseintiefungen 153 ist so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung eine Breite aufweist, die der Breite des ersten Statorklauenpols 146 in der Umfangsrichtung gleich ist. Die erste Positionierungseintiefung 153 weist in der Umfangsrichtung auf beiden Seiten innenseitige Oberflächen 153a auf, die plan geformt und parallel sind zur axialen Richtung und die sich entlang der radialen Richtung erstrecken.
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Zweite vorstehende Abschnitte 154, die genauso viele sind wie die zweiten Statorklauenpole 148 (d.h. zwölf), sind einstückig am anderen axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 (einem Endabschnitt, der dem zweiten Statorkern 142 gegenüberliegt, rechts in 25) ausgebildet. Die zwölf zweiten vorstehenden Abschnitte 154 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 30°-Intervall) angeordnet. Jeder von den zweiten vorstehenden Abschnitten 154 ist in einer mittleren Position zwischen den entsprechenden zwei ersten vorstehenden Abschnitten 152, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, ausgebildet. Somit sind im Statorisolator 143 die zwölf zweiten vorstehenden Abschnitte 154 so ausgebildet, dass sie zu den zwölft ersten vorstehenden Abschnitten 152 in der Umfangsrichtung um 15° versetzt sind. Die zweiten vorstehenden Abschnitte 154 weisen jeweils die gleiche Form auf wie die ersten vorstehenden Abschnitte 152.
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In dem Statorisolator 143 sind zweite Positionierungseintiefungen 155 jeweils zwischen zwei entsprechenden zweiten vorstehenden Abschnitten 154, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, bereitgestellt, die Innenumfangsflächen aufweisen, die einer Außenform des zweiten Statorklauenpols 148, das heißt, den Formen beider Seitenflächen des zweiten Statorklauenpols 148 in der Umfangsrichtung und einer distalen Endfläche des zweiten Magnetpolabschnitts 148b (einer distalen Endfläche in der axialen Richtung) entsprechen. Die zweiten Positionierungseintiefungen 155 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen (in einem 30°-Intervall) angeordnet. Jede von den zweiten Positionierungseintiefungen 155 ist in einer mittleren Position zwischen den entsprechenden zwei Positionierungseintiefungen 153, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, ausgebildet. Somit sind im Statorisolator 143 die zwölft zweiten Positionierungseintiefungen 155 so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung um 15° zu den zwölf ersten Positionierungseintiefungen 153 versetzt sind, und die ersten Positionierungseintiefungen 153 und die zweiten Positionierungseintiefungen 155 sind in der Umfangsrichtung alternierend ausgebildet. Jede von den zweiten Positionierungseintiefungen 155 weist die die gleiche Form auf wie die erste Positionierungseintiefung 153, ist aber in der axialen Richtung in einer Richtung offen, die der derjenigen der ersten Positionierungseintiefung 153 entgegengesetzt ist.
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Wie in 24 und 25 dargestellt ist, sind der erste Statorkern 141 und der zweite Statorkern 142 so gestapelt, dass distale Enden von einem der Magnetpolabschnitte 146b und 148b und distale Enden des anderen von den Magnetpolabschnitten 146b und 148b in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen und die zweiten Magnetpolabschnitte 148b jeweils zwischen den entsprechenden zwei ersten Magnetpolabschnitten 146b, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, angeordnet sind. Der Statorisolator 143 ist zwischen dem ersten Statorkern 141 und dem zweiten Statorkern 142, genauer zwischen den ersten Statorklauenpolen 146 und den zweiten Statorklauenpolen 148 angeordnet. Wie in 24 und 27 dargestellt ist, werden die zwölf ersten Statorklauenpole 146 des ersten Statorkerns 141 in die entsprechenden ersten Positionierungseintiefungen 153 des Statorisolators 143 eingeführt. Jeder von den ersten Statorklauenpolen 146 kommt in der Umfangsrichtung mit den innenseitigen Oberflächen 153a der ersten Positionierungseintiefungen 153 in der Umfangsrichtung in Berührung. Da die ersten Statorklauenpole 146 auf solche Weise mit den ersten Positionierungseintiefungen 153 in Eingriff gebracht werden (genauer, da der Statorisolator 143 auf eine Weise mit den ersten Statorklauenpolen 146 in Eingriff gebracht wird, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert), wird eine relative Bewegung des ersten Statorkerns 141 und des Statorisolators 143 in der Umfangsrichtung verhindert. Wie in 24 und 25 dargestellt ist, werden die zwölf zweiten Statorklauenpole 148 des zweiten Statorkerns 142 in die entsprechenden zweiten Positionierungseintiefungen 155 des Statorisolators 143 eingeführt. Jeder von den zweiten Statorklauenpolen 148 kommt in der Umfangsrichtung mit den innenseitigen Oberflächen 155a der zweiten Positionierungseintiefungen 155 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Berührung. Da die zweiten Statorklauenpole 148 auf solche Weise mit den zweiten Positionierungseintiefungen 155 in Eingriff gebracht werden (genauer, da der Statorisolator 143 auf eine Weise mit den zweiten Statorklauenpolen 148 in Eingriff gebracht wird, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert), wird eine relative Bewegung des zweiten Statorkerns 142 und des Statorisolators 143 in der Umfangsrichtung verhindert.
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Die ersten Magnetpolabschnitte 146b, die in die ersten Positionierungseintiefungen 153 eingeführt werden, und die zweiten Magnetpolabschnitte 148b, die in die zweiten Positionierungseintiefungen 155 eingeführt werden, werden in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet und in einem gleichmäßigen Intervall (einem Intervall von 15° in der vorliegenden Ausführungsform) in der Umfangsrichtung positioniert. Die Innenumfangsfläche des ersten Statorkerns 141 (die distalen Endflächen der ersten Statorklauenpole 146 auf der radial inneren Seite), die Innenumfangsfläche des zweiten Rotorkerns 142 (die distalen Endflächen der zweiten Statorklauenpole 148 auf der radial inneren Seite) und die Innenumfangsfläche des Statorisolators 143 (die Innenumfangsfläche des ringförmigen Abschnitts 151) sind bündig miteinander. Die Endfläche des ersten Statorkerns 141 auf der Seite, die dem zweiten Statorkern 142 in der axialen Richtung gegenüberliegt, und eine Endfläche des Statorisolators 143 in der axialen Richtung sind in der gleichen Ebene positioniert. Ebenso sind die Endfläche des zweiten Statorkerns 142 auf der Seite, die dem ersten Statorkern 141 in der axialen Richtung gegenüberliegt, und die andere Endfläche des Statorisolators 143 in der axialen Richtung in der gleichen Ebene positioniert. Der Statorisolator 143 füllt die Spalte zwischen den ersten Statorklauenpolen 146, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, zwischen den zweiten Statorklauenpolen 148, die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, und zwischen den ersten Magnetpolabschnitten 146b und den entsprechenden zweiten Magnetpolabschnitten 148b.
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Wenn der erste und der zweite Statorkern 141 und 142 zusammengesetzt sind, sind die erste Statorkernbasis 145 und die zweite Statorkernbasis 147 parallel zueinander. Die zylindrischen Wände 145a und 147a der ersten und der zweiten Statorkernbasis 145 und 147 berühren einander in der axialen Richtung, wodurch Außenumfangswände der Statorteile Su, Sv und Sw gebildet werden. Die Spule 144, die in der Umfangsrichtung eine Ringform aufweist, ist in einem Raum auf der Innenumfangsseite der zylindrischen Wände 145a und 147a und in der axialen Richtung zwischen der ersten und der zweiten Statorkernbasis 145 und 147 angeordnet.
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Die Statorteile Su, Sv und Sw, die aufgebaut sind wie oben beschrieben, weisen die sogenannte Lundell-(Klauenpol-)Konstruktion auf, mit vierundzwanzig Polen, wobei die ersten und zweiten Statorklauenpole 146 und 148 von der Spule 144 so magnetisiert werden, dass sie Magnetpole sind, die sich voneinander unterscheiden und die je nach Gelegenheit zugewiesen werden.
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Nun wird eine Stapelstruktur der Statorteile Su, Sv und Sw mit unterschiedlichen Phasen beschrieben.
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Der Rotor 114 weist den U-Phasen-Rotorteil Ru, den V-Phasen-Rotorteil Rv und den W-Phasen-Rotorteil Rw auf, die in der axialen Richtung gestapelt sind. Die Statorteile Su, Sv und Sw werden so gestapelt, dass die ersten Statorkernbasen 145 und die zweiten Statorkernbasen 147 in der axialen Richtung alternierend angeordnet werden.
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Der U-Phasen-Statorteil Su, der V-Phasen-Statorteil Sv und der W-Phasen-Statorteil Sw sind so gestapelt, dass ihre Phasen über einen elektrischen Winkel von 60° zueinander versetzt sind. Genauer ist der V-Phasen-Statorteil Sv so angeordnet, dass die Phase seines Magnetpols zur Phase des Magnetpols des U-Phasen-Statorteils Su über einen elektrischen Winkel von 60° im Uhrzeigersinn versetzt ist.
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Der W-Phasen-Statorteil Sw ist so angeordnet, dass die Phase seines Magnetpols zur Phase des Magnetpols des V-Phasen-Statorteils Sv über einen elektrischen Winkel von 60° im Uhrzeigersinn versetzt ist.
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Nun wird die Funktionsweise des Motors 111 mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben.
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Wenn in dem Motor 111, der in 21 dargestellt ist, eine Dreiphasen-Wechselspannung an den Stator 114 angelegt wird, werden eine U-Phasen-Versorgungsspannung, eine V-Phasen-Versorgungsspannung und eine W-Phasen-Versorgungsspannung an die Spule 144 des U-Phasen-Statorteils Su, die Spule 144 des V-Phasen-Statorteils Sv bzw. die Spule 144 des W-Phasen-Statorteils Sw angelegt.
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Somit wird ein drehendes Magnetfeld im Stator 114 erzeugt, und der Rotor 113 wird gedreht.
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Wie in 22 und 23 dargestellt ist, berühren in den Rotorteilen Ru, Rv und Rw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, die ersten Rotorklauenpole 126 des ersten Rotorkerns 121 jeweils die inneren Seitenflächen 131c der ersten Positionierungseintiefungen 131 des Rotorisolators 123 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung, so dass sie auf eine Weise mit dem Rotorisolator 123 in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Drehrichtung verhindert. In den Rotorteilen Ru, Rv und Rw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, berühren die zweiten Rotorklauenpole 128 des zweiten Rotorkerns 122 jeweils die inneren Seitenflächen 132c der zweiten Positionierungseintiefungen 132 des Rotorisolators 123 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung, so dass sie auf eine Weise mit dem Rotorisolator 123 in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Drehrichtung verhindert. Somit werden in den Rotorteilen Ru, Rv und Rw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, der erste Rotorkern 121 und der zweite Rotorkern 122 in der Drehrichtung durch den Rotorisolator 123 positioniert.
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Wie in 24 und 25 dargestellt ist, berühren in den Statorteilen Su, Sv und Sw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, die ersten Statorklauenpole 146 des ersten Statorkerns 141 jeweils die inneren Seitenflächen 153a der ersten Positionierungseintiefungen 153 des Statorisolators 143 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung, so dass sie auf eine Weise mit dem Statorisolator 143 in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Drehrichtung verhindert. In den Statorteilen Su, Sv und Sw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, berühren die zweiten Statorklauenpole 148 des zweiten Statorkerns 142 jeweils die inneren Seitenflächen 155a der zweiten Positionierungseintiefungen 155 des Statorisolators 143 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung, so dass sie auf eine Weise mit dem Statorisolator 143 in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Drehrichtung verhindert. Somit werden in den Statorteilen Su, Sv und Sw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, der erste Statorkern 141 und der zweite Statorkern 142 in der Drehrichtung durch den Statorisolator 143 positioniert.
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Nun werden die Vorteile der vierten Ausführungsform beschrieben.
- (1) Der Rotorisolator 123 wird mit den zwölf ersten Rotorklauenpolen 126 des ersten Rotorkerns 121 und den zwölf zweiten Rotorklauenpolen 128 des zweiten Rotorkerns auf eine Weise in Eingriff gebracht, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. Somit werden der erste Rotorkern 121 und der zweite Rotorkern 122 in der Drehrichtung durch den Rotorisolator 123 positioniert. Somit kann in jedem der Rotorteile Ru, Rv und Rw des Rotors 113 durch den Rotorisolator 123 verhindert werden, dass die Positionen des ersten Rotorkerns 121 und des zweiten Rotorkerns 122 in der Drehrichtung verschoben werden. Der Statorisolator 143 wird mit den zwölf ersten Statorklauenpolen 146 des ersten Statorkerns 141 und den zwölf zweiten Statorklauenpolen 148 des zweiten Statorkerns 142 auf eine Weise in Eingriff gebracht, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. Somit werden der erste Statorkern 141 und der zweite Statorkern 142 in der Drehrichtung durch den Rotorisolator 143 positioniert. Somit kann in jedem der Statorteile Su, Sv und Sw des Stators 114 durch den Statorisolator 143 verhindert werden, dass die Positionen des ersten Statorkerns 141 und des zweiten Statorkerns 143 in der Drehrichtung verschoben werden. Somit kann eine Störung des Magnetflusses verhindert werden. Infolgedessen kann verhindert werden, dass eine Vibration und Geräusche aufgrund der Störung des Magnetflusses entstehen.
- (2) In jedem der Rotorteile Ru, Rv und Rw kann der Rotorisolator 123 verhindern, dass der Feldmagnet 124 zerfällt, wenn der Feldmagnet 124 beschädigt wird.
- (3) Eine Isolierung zwischen dem ersten Rotorkern 121 und dem zweiten Rotorkern 122 kann mit dem Rotorisolator 123 auf einfache Weise erreicht werden. Eine Isolierung zwischen dem ersten Statorkern 141 und dem zweiten Statorkern 142 kann mit dem Statorisolator 143 auf einfache Weise erreicht werden.
- (4) Die Rotorteile Ru, Rv und Rw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, weisen jeweils den Rotorisolator 123 auf, so dass kein Werkzeug zum Positionieren des ersten Rotorkerns 121 und des zweiten Rotorkerns 122 in der Drehrichtung verwendet werden muss, wenn die Rotorteile Ru, Rv und Rw mit den unterschiedlichen Phasen zusammengesetzt werden. Die Statorteile Su, Sv und Sw, die unterschiedliche Phasen aufweisen, weisen jeweils den Statorisolator 143 auf, so dass kein Werkzeug zum Positionieren des ersten Statorkerns 141 und des zweiten Statorkerns 142 in der Drehrichtung verwendet werden muss, wenn die Statorteile Su, Sv und Sw mit den unterschiedlichen Phasen zusammengesetzt werden. Somit wird jeweils verhindert, dass das Zusammensetzen der Rotorteile Ru, Rv und Rw und der Statorteile Su, Sv und Sw mühsam ist, und sowohl die Rotorteile Ru, Rv und Rw als auch die Statorteile Su, Sv und Sw können auf einfache Weise zusammengesetzt werden.
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Fünfte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine fünfte Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der fünften Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der vierten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Der Motor 111 weist eine in 28A dargestellt Motoreinheit M2 statt der Motoreinheiten Mu, Mv und Mw gemäß der vierten Ausführungsform auf. Die Motoreinheit M2 beinhaltet einen Rotorteil R2, der an der Drehwelle 112 befestigt ist (in 28 nicht dargestellt, siehe 21), und einen Statorteil S2, der an einem Außenumfang des Rotorteils R2 angeordnet ist und dem Rotorteil R2 in der radialen Richtung gegenüberliegt.
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Wie in 28A und 28B dargestellt ist, beinhaltet der Rotorteil R2 den ersten Rotorkern 121, den zweiten Rotorkern 122, den Feldmagneten 124 (in 28 nicht dargestellt, siehe 23) und einen Rotorisolator 161, der zwischen dem ersten und dem zweiten Rotorkern 121 und 122 angeordnet ist. Somit beinhaltet der Rotorteil R2 den Rotorisolator 161 anstelle des Rotorisolators 123 in jedem der Rotorteile Ru, Rv und Rw gemäß der vierten Ausführungsform.
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Der Rotorisolator 161 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man einen Rotor-Gleitkontaktabschnitt (einen Gleitkontaktabschnitt) 162 zum Rotorisolator 123 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Genauer beinhaltet der Rotorisolator 161 beispielsweise ein isolierendes Harzmaterial und weist eine Ringform auf. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 ist ein Abschnitt im Rotorisolator 161, der in der radialen Richtung von der Außenumfangsfläche des ersten Rotorkerns 121 (d.h. von Oberflächen der ersten Rotorklauenpole 126 auf der radial äußeren Seite) und der Außenumfangsfläche des zweiten Rotorkerns 122 (d.h. den Oberflächen der zweiten Rotorklauenpole 128 (siehe 22) auf der radial äußeren Seite) zur äußeren Seite hin vorragt. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 weist eine zylindrische Form auf. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 ist so ausgebildet, dass er eine Dicke in der radialen Richtung aufweist, die im Wesentlichen der halben Länge eines Abstands zwischen den Rotorklauenpolen 126 und 128 und den Statorklauenpolen 146 und 148 entspricht, die einander in der radialen Richtung gegenüberliegen. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 ist so ausgebildet, dass er eine Länge in der axialen Richtung aufweist, die einer zusammengesetzten Länge (d.h. der Länge des Rotorteils R2 in der axialen Richtung) des ersten Rotorkerns 121 und des zweiten Rotorkerns 122 in der axialen Richtung entspricht. Die Außenumfangsfläche des Rotor-Gleitkontaktabschnitts 162 bildet eine zylindrische Form, die koaxial ist mit den ersten und zweiten Rotorkernbasen 125 und 127. Im Rotorteil R2 deckt der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 die Außenumfangsfläche des ersten Rotorkerns 121 und die Außenumfangsfläche des zweiten Rotorkerns 122. Die Außenumfangsfläche des ersten Rotorkerns 121 (Oberflächen der ersten Rotorklauenpole 126 auf der radial äußeren Seite) und die Außenumfangsfläche des zweiten Rotorkerns 122 (Oberflächen der zweiten Rotorklauenpole 128 auf der radial äußeren Seite) berühren den Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162.
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Der Statorteil S2 beinhaltet den ersten Statorkern 141, den zweiten Statorkern 142, die Spule 144 (in 28 nicht dargestellt, siehe 25) und einen Statorisolator 171, der zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 angeordnet ist. Somit beinhaltet der Statorteil S2 den Statorisolator 171 anstelle des Statorisolators 143 in jedem der Statorteile Su, Sv und Sw gemäß der vierten Ausführungsform.
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Der Statorisolator 171 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man einen Stator-Gleitkontaktabschnitt (einen Gleitkontaktabschnitt) 172 zum Statorisolator 143 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Genauer wird der Statorisolator 171 zum Beispiel aus einem isolierenden Harzmaterial gebildet und weist eine Ringform auf. Der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 ist ein Abschnitt im Statorisolator 171, der in der radialen Richtung von der Innenumfangsfläche des ersten Statorkerns 141 (d.h. von Oberflächen der ersten Statorklauenpole 146 auf der radial inneren Seite) und der Innenumfangsfläche des zweiten Statorkerns 142 (d.h. von Oberflächen der zweiten Statorklauenpole 148 auf der radial inneren Seite) zur inneren Seite hin vorragt. Der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 weist eine zylindrische Form auf. Der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 ist so ausgebildet, dass er eine Dicke in der radialen Richtung aufweist, die im Wesentlichen der halben Länge des Abstands zwischen den Rotorklauenpolen 126 und 128 und den Statorklauenpolen 146 und 148 entspricht, die einander in der radialen Richtung gegenüberliegen. Der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 ist so ausgebildet, dass er eine Länge in der axialen Richtung aufweist, die einer zusammengesetzten Länge (d.h. einer Länge des Statorteils S2 in der axialen Richtung) des ersten Statorkerns 141 und des zweiten Statorkerns 142 in der axialen Richtung entspricht. Die Außenumfangsfläche des Stator-Gleitkontaktabschnitts 172 weist eine zylindrische Form auf, die koaxial ist mit den ersten und zweiten Statorkernbasen 145 und 147. Im Statorteil R2 deckt der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 die Innenumfangsfläche des ersten Statorkerns 141 und die Innenumfangsfläche des zweiten Statorkerns 142. Die Innenumfangsfläche des ersten Statorkerns 141 (Oberflächen der ersten Statorklauenpole 146 auf der radial inneren Seite) und die Innenumfangsfläche des zweiten Statorkerns 142 (Oberflächen der zweiten Statorklauenpole 148 auf der radial inneren Seite) berühren den Stator-Gleitkontaktabschnitt 172.
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Wenn der Rotorteil R2 an der Innenseite des Statorteils S2 angesetzt ist, liegen der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 und der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 einander in der radialen Richtung gegenüber. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 und der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 füllen den Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Rotorkern 121 und 122 und dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142. Die Außenumfangsfläche des Rotor-Gleitkontaktabschnitts 162 und die Innenumfangsfläche des Stator-Gleitkontaktabschnitts 172 berühren einander so, dass sie in der Drehrichtung des Rotorteils R2 aneinander entlang gleiten können. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 und der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 werden vorzugsweise aus einem Harzmaterial gebildet, mit dem ein glatter Gleitkontakt erreicht werden kann. Ein Schmiermittel kann zwischen dem Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 und dem Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 aufgetragen werden.
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Wenn in dem Motor, der die Motoreinheit M2 aufweist, eine Versorgungsspannung an den Statorteil S2 angelegt wird, wird der Rotorteil R2 gedreht, während die Außenumfangsfläche des Rotor-Gleitkontaktabschnitts 162 und die Innenumfangsfläche des Stator-Gleitkontaktabschnitts 172 in Gleitkontakt miteinander stehen.
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Die fünfte Ausführungsform weist die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform auf.
- (1) Dank des Rotor-Gleitkontaktabschnitts 162 des Rotorisolators 161 und des Stator-Gleitkontaktabschnitts 172 des Statorisolators 171 kann ein Luftspalt zwischen dem Rotorteil R2 und dem Statorteil S2 eliminiert werden. Der Rotor-Gleitkontaktabschnitt 162 und der Stator-Gleitkontaktabschnitt 172 stehen in gegenseitigem Gleitkontakt und halten somit den Rotorteil R2 (den Rotor) auf solche Weise, dass dieser in Bezug auf den Statorteil S2 (den Stator) drehbar ist. Somit kann der Rotor einschließlich des Rotorteils R2 mit einer geringen Anzahl von Bauteile axial gelagert werden. Dank der Gleitkontaktabschnitte 162 und 172 kann ein Schlagen des Rotorteils R2 (des Rotors) in der radialen Richtung in Bezug auf den Statorteil S2 (den Stator) verhindert werden, und eine Vibration des Rotors kann verringert werden.
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Sechste Ausführungsform
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Nachstehend wird eine sechste Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der sechsten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der vierten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Der Motor 111 weist statt des Stators 114 gemäß der vierten Ausführungsform einen in 29 dargestellten Stator 181 auf. Statorteile S3u, S3v und S3w im Stator 181 beinhalten jeweils einen Statorisolator 182 anstelle des Statorisolators 143 gemäß der vierten Ausführungsform.
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Der Statorisolator 182 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man erste Eingriffsabschnitte 183 und zweite Eingriffsabschnitte 184 zum Statorisolator 143 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Genauer werden zwölf erste Eingriffsabschnitte 183 als Eintiefungen an einer Endfläche (einer oberen Endfläche in 29) des Statorisolators 182 in der axialen Richtung ausgebildet. Die zwölf Eingriffsabschnitte 183 werden an zwölf Abschnitten im Statorisolator 182 in einem gleichmäßigen Intervall (einem Intervall von 30°) in der Umfangsrichtung ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die zwölf ersten Eingriffsabschnitte 183 an einem Innenumfangsrandabschnitt der einen Endfläche (der oberen Endfläche in 29) des ringförmigen Abschnitts 151 in der axialen Richtung ausgebildet. Die zwölf ersten Eingriffsabschnitte 183 werden an Positionen auf der Innenseite der zwölf ersten vorstehenden Abschnitte 152 in der radialen Richtung, in einem axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 ausgebildet. Jeder von den ersten Eingriffsabschnitten 183 weist eine Form einer Eintiefung an einem axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 auf, die in Rechteckform eingetieft ist, und ist in zwei Richtungen offen, nämlich auf einer Seite in der axialen Richtung und auf der radial inneren Seite.
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An der anderen Endfläche (der unteren Endfläche in 29) des Statorisolators 182 in der axialen Richtung sind zwölf zweite Eingriffsabschnitte 184 als Vorsprünge ausgebildet. Die zweiten Eingriffsabschnitte 184 sind an zwölf Abschnitten im Statorisolator 182 in gleichmäßigen Intervallen (einem Intervall von 30°) in der Umfangsrichtung ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die zwölf zweiten Eingriffsabschnitte 184 an einem Innenumfangsrandabschnitt der anderen Endfläche (der unteren Endfläche in 29) des ringförmigen Abschnitts 151 in der axialen Richtung ausgebildet. Die zwölf zweiten Eingriffsabschnitte 184 sind an Positionen auf der Innenseite der zwölf zweiten vorstehenden Abschnitte 154 (in 29 nicht dargestellt, siehe 26) in der radialen Richtung, im anderen axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 ausgebildet. Die zwölf zweiten Eingriffsabschnitte 184 sind an Positionen ausgebildet, die in Bezug auf die zwölf ersten Eingriffsabschnitte 183 über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung (im Uhrzeigersinn in 29) auf eine Seite verschoben sind. Jeder von den zweiten Eingriffsabschnitten 184 ist als rechteckiger Vorsprung an der anderen Endfläche des ringförmigen Abschnitts 151 in der axialen Richtung ausgebildet. Jeder von den zweiten Eingriffsabschnitten 184 weist eine rechteckige Form auf, die der Innenumfangsfläche des ersten Eingriffsabschnitts 183 entspricht.
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Der U-Phasen-Statorteil S3u, der V-Phasen-Statorteil S3v und der W-Phasen-Statorteil S3w, die jeweils den Statorisolator 182 aufweisen wie oben beschrieben, sind in dieser Reihenfolge in der axialen Richtung gestapelt, so dass die ersten Statorkernbasen 145 und die zweiten Statorkernbasen 147 (in 29 nicht dargestellt, siehe 25) in der axialen Richtung alternierend angeordnet sind. Der zweite Eingriffsabschnitt 184 des Statorisolators 182 im U-Phasen-Statorteil S3u wird in der axialen Richtung in den ersten Eingriffsabschnitt 183 des Statorisolators 182 im V-Phasen-Statorteil S3v, der dem U-Phasen-Statorteil S3u in der axialen Richtung benachbart ist, eingeführt und somit in diesem befestigt. Somit werden der Statorisolator 182 des U-Phasen-Statorteils S3u und der Statorisolator 182 des V-Phasen-Statorteils S3v miteinander in Eingriff gebracht, um eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung zu verhindern. In den Statorteilen S3u und S3v sind der erste Statorkern 141 und der zweite Statorkern 142 in der Umfangsrichtung nicht relativ drehbar in Bezug auf den Statorisolator 182. Somit werden der U-Phasen-Statorteil S3u und der V-Phasen-Statorteil S3v in der Drehrichtung durch den Statorisolator 182 positioniert. Ebenso wird der zweite Eingriffsabschnitt 184 des Statorisolators 182 im V-Phasen-Statorteil S3v in der axialen Richtung in den ersten Eingriffsabschnitt 183 des Statorisolators 182 im W-Phasen-Statorteil S3w, der dem V-Phasen-Statorteil S3v in der axialen Richtung benachbart ist, eingeführt und somit in diesem befestigt. Somit werden der Statorisolator 182 des V-Phasen-Statorteils S3v und der Statorisolator 182 des W-Phasen-Statorteils S3w auf eine Weise miteinander in Eingriff gebracht, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. In jedem der Statorteile S3v und S3w sind der erste Statorkern 141 und der zweite Statorkern 142 in der Umfangsrichtung nicht relativ drehbar in Bezug auf den Statorisolator 182. Somit werden der V-Phasen-Statorteil S3v und der W-Phasen-Statorteil S3w in der Drehrichtung durch den Statorisolator 182 positioniert.
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In jedem der Statorisolatoren 182 sind die zwölf ersten Eingriffsabschnitte 183 an Positionen ausgebildet, die zu den zwölf zweiten Eingriffsabschnitten 184 über einen elektrischen Winkel von 60° versetzt sind. Somit werden der U-Phasen-Statorteil S3u und der V-Phasen-Statorteil S3v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, so gestapelt, dass sie über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, und der V-Phasen-Statorteil S3v und der W-Phasen-Statorteil S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, werden so gestapelt, dass sie über einen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
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Gemäß der sechsten Ausführungsform können die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform erhalten werden.
- (1) Mit dem Statorisolator 182, der den ersten Eingriffsabschnitt 183 und den zweiten Eingriffsabschnitt 184 aufweist, werden die Statorteile S3u und S3v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und die Statorteile S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in der Drehrichtung positioniert. Somit kann im Stator 181, der die drei Statorteile S3u, S3v und S3w aufweist, die in der axialen Richtung gestapelt sind, die Störung des Magnetflusses, die auf die Lageverschiebung zwischen den Statorteilen S3u, S3v und S3w in der Drehrichtung zurückgeht, verhindert werden. Somit kann wirksamer verhindert werden, dass aufgrund der Störung des Magnetflusses eine Vibration oder Geräusche erzeugt werden.
- (2) Mit einem einfachen Aufbau, bei dem der erste Eingriffsabschnitt 183 und der zweite Eingriffsabschnitt 184 als Eintiefung und als Vorsprung, die miteinander in Eingriff gebracht werden, an den Statorisolatoren 182 in den Statorteilen S3u und S3v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und in den Statorteilen S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, bereitgestellt sind, können die Statorteile S3u, S3v und S3w in der Drehrichtung in Bezug aufeinander positioniert werden. Die Statorisolatoren 182 würden durch Bereitstellen der ersten und zweiten Eingriffsabschnitte 183 und 184 nicht so komplex sein.
- (3) Die Statorteile S3u, S3v und S3w können mit den ersten und zweiten Eingriffsabschnitten 183 und 184 in Bezug aufeinander in der Drehrichtung positioniert werden und können somit leicht zusammengesetzt werden, ohne ein Werkzeug zum Positionieren der Statorteile S3u, S3v und S3w in Bezug aufeinander in der Drehrichtung verwenden zu müssen.
- (4) Der Statorisolator 182 ist mit mehreren (d.h. zwölf) von den ersten Eingriffsabschnitten 183 und mehreren (d.h. zwölf) von den zweiten Eingriffsabschnitten 184) versehen. Die Statorisolatoren 182 der Statorteile S3u, S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, werden auf eine Weise miteinander in Eingriff gebracht, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert, wobei die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 an mehreren Abschnitten miteinander in Eingriff gebracht werden. Ebenso werden die Statorisolatoren 182 der Statorteile S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, auf eine Weise miteinander in Eingriff gebracht, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert, wobei die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 an mehreren Abschnitten miteinander in Eingriff gebracht werden. Somit können im Vergleich zu einem Fall, wo der Statorisolator 182 mit nur einem ersten Eingriffsabschnitt 183 und nur einem zweiten Eingriffsabschnitt 184 versehen ist, die Statorteile S3u und S3v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und die Statorteile S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, auf stabilere Weise in der Drehrichtung positioniert werden.
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Siebte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine siebte Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der siebten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der vierten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Der Motor 111 weist statt der Statorteile Su, Sv und Sw gemäß der vierten Ausführungsform einen in 30 dargestellten Statorteil S4 auf. Der Statorteil S4 weist einen Statorisolator 191 anstelle des Statorisolators 143 gemäß der vierten Ausführungsform auf.
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Der Statorisolator 191 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man einen Spulenhalteabschnitt 192 zum Statorisolator 143 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Genauer weist der Statorisolator 191 insgesamt eine größere Dicke auf als der Statorisolator 143, so dass er in einen inneren Hohlraum X zwischen dem ersten Statorkern 141 und dem zweiten Statorkern 142, die miteinander zusammengesetzt sind, vorragt. In dem Statorisolator 191 dienen Abschnitte, die von Seitenflächen des ersten Statorkerns 141 und des zweiten Statorkerns 142, welche dem Hohlraum (dem inneren Hohlraum X) zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 gegenüberliegen, in den Hohlraum zwischen dem ersten Statorkern 141 und dem zweiten Statorkern 142 vorragen, als Spulenhalteabschnitt 192.
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Wie in 31 dargestellt ist, liegt der Spulenhalteabschnitt 192 in der axialen Richtung von beiden Seiten an der Spule 144 an, die im inneren Hohlraum X zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 angeordnet ist. Da der Abschnitt der Spule 144 auf der radial inneren Seite auf der Innenseite des Spulenhalteabschnitts 192 angeordnet ist, wird verhindert, dass die Spule 144 mit dem ersten Statorklauenpol 146 und dem zweiten Statorklauenpol 148 in Berührung kommt. Da der Abschnitt der Spule 144 auf der radial inneren Seite auf der Innenseite des Spulenhalteabschnitts 192 angeordnet ist, werden Spalte zwischen der Spule 144 und der ersten und der zweiten Statorkernbasis 145 und 147 gebildet. Somit wird verhindert, dass die Spule 144 mit dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 in Berührung kommt.
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Die siebte Ausführungsform weist die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform auf.
- (1) Die Spule 144, die zwischen dem ersten Statorkern 141 und dem zweiten Statorkern 142 angeordnet ist, kommt in Berührung mit dem Spulenhalteabschnitt 192, der von den inneren Seitenflächen des ersten und des zweiten Statorkerns 141 und 142 aus in den Hohlraum zwischen den Statorkernen 141 und 152 vorragt. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass die Spule 144 mit den inneren Seitenflächen des ersten und des zweiten Statorkerns 141 und 142 in Berührung kommt. Somit kann der Statorisolator 191 eine Isolierung zwischen der Spule 144 und dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 erreichen.
- (2) Der Spulenhalteabschnitt 192 ist so ausgebildet, dass der Statorisolator 191 insgesamt eine größere Dicke aufweist, so dass er in den Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 vorragt. Somit würde die Form des Statorisolators 191 durch Bereitstellen des Spulenhalteabschnitts 192 nicht komplex werden.
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Achte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine achte Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der achten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der vierten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Der Motor 111 weist statt des Stators 114 gemäß der vierten Ausführungsform einen in 32 dargestellten Stator 201 auf. Statorteile S5u, S5v und S5w im Stator 181 beinhalten jeweils einen Statorisolator 202 anstelle des Statorisolators 143 gemäß der vierten Ausführungsform. Der U-Phasen-Statorteil S5u, der V-Phasen-Statorteil S5v und der W-Phasen-Statorteil S5w sind in dieser Reihenfolge so gestapelt, dass die ersten Statorkernbasen 145 und die zweiten Statorkernbasen 147 (in 32 nicht dargestellt, siehe 25) alternierend angeordnet sind. Der U-Phasen-Statorteil S5u und der V-Phasen-Statorteil S5v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, sind so gestapelt, dass sie über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Der V-Phasen-Statorteil S5v und der W-Phasen-Statorteil S5w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, sind so gestapelt, dass sie über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
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Der Statorisolator 202 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man eine Spulenführungsnut 203 zum Statorisolator 143 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Die Spulenführungsnut 203 ist eine Nut, die so durch die Statorisolatoren 202 hindurch ausgebildet ist, dass ein Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 mit einem äußeren Hohlraum von jedem der Statorteile S5u, S5v und S5w in Verbindung steht. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Spulenführungsnut 203 in jedem von den Statorisolatoren 202 so ausgebildet, dass sie von einem Basisendabschnitt eines der ersten vorstehenden Abschnitte 152 (einem Endabschnitt auf der radial inneren Seite) zum ringförmigen Abschnitt 151 verläuft. Die Spulenführungsnut 203 verläuft im ersten vorstehenden Abschnitt 152 in der radialen Richtung und verläuft im ringförmigen Abschnitt 151 in der axialen Richtung.
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In jedem der Statorteile S5u, S5v und S5w, der den Statorisolator 202 aufweist, welcher mit der Spulenführungsnut 203 versehen ist wie oben beschrieben, kann ein Endabschnitt der Spule 144, der in dem Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 angeordnet ist, durch die Spulenführungsnut 203 hindurch aus den Statorteilen S5u, S5v oder S5w herausgezogen werden.
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Die achte Ausführungsform weist die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform auf.
- (1) Der Endabschnitt der Spule 144 kann durch die Spulenführungsnut 203 leicht aus dem Stator 201 herausgezogen werden.
- (2) Die Spulenführungsnut 203 ist eine Nut mit einer einfachen Form, die durch den Statorisolator 202 hindurch ausgebildet wird. Somit wird die Form des Statorisolators 202 durch Bereitstellen eines Aufbaus zum Herausziehen des Endabschnitts der Spule 144 aus dem Stator 201 nicht komplexer.
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Neunte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine neunte Ausführungsform eines Motors beschrieben. In der neunten Ausführungsform sind die Gestaltungen, die denen der vierten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
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Der Motor 111 weist statt des Stators 114 gemäß der vierten Ausführungsform einen in 33 dargestellten Stator 211 auf. Statorteile S6u, S6v und S6w im Stator 211 beinhalten jeweils einen Statorisolator 212 anstelle des Statorisolators 143 gemäß der vierten Ausführungsform. In 33 ist die Spule 144 weggelassen.
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Der Statorisolator 212 weist einen Aufbau auf, der dadurch erhalten wird, dass man einen ersten axialen Vorsprung 213 und einen zweiten axialen Vorsprung 214 zum Statorisolator 143 gemäß der vierten Ausführungsform hinzufügt. Genauer weist der Statorisolator 212 verglichen mit dem Statorisolator 143 insgesamt eine größere Länge in der axialen Richtung auf, so dass er vom ersten und vom zweiten Statorkern 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, in der axialen Richtung auf beide Seiten vorragt. Ein Abschnitt des Statorisolators 212 im Statorteil S6u, der vom ersten Statorkern 141 in der axialen Richtung zur anderen Seite des Statorteils S6u vorragt (ein Abschnitt, der vom ersten Statorkern 141 in 33 zur oberen Seite vorragt), dient als erster axialer Vorsprung 213. Ein ähnlicher Abschnitt des Statorisolators 212 in jedem der Statorteile S6v und S6w dient ebenfalls als erster axialer Vorsprung 213. Ein Abschnitt des Statorisolators 212 im Statorteil S6u, der vom zweiten Statorkern 142 in der axialen Richtung zur anderen Seite des Statorteils S6u vorragt (ein Abschnitt, der vom zweiten Statorkern 142 in 33 zur unteren Seite vorragt), dient als zweiter axialer Vorsprung 214. Ein ähnlicher Abschnitt des Statorisolators 212 in jedem der Statorteile S6v und S6w dient ebenfalls als zweiter axialer Vorsprung 214.
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Eine Endfläche des ersten axialen Vorsprungs 213 in der axialen Richtung dient als erste Kontaktfläche 213a, die eine plane Form aufweist, die orthogonal ist zur axialen Richtung und parallel ist zur ersten Statorkernbasis 145. Eine Endfläche des zweiten axialen Vorsprungs 214 in der axialen Richtung dient als zweite Kontaktfläche 214a, die eine plane Form aufweist, die orthogonal ist zur axialen Richtung und parallel ist zur zweiten Statorkernbasis 147. Die erste Kontaktfläche 213a und die zweite Kontaktfläche 214a sind parallel zueinander.
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Der U-Phasen-Statorteil S6u, der V-Phasen-Statorteil S6v und der W-Phasen-Statorteil S6w, die jeweils den Statorisolator 212 aufweisen wie oben beschrieben, sind in dieser Reihenfolge so gestapelt, dass die ersten Statorkernbasen 145 und die zweiten Statorkernbasen 147 in der axialen Richtung alternierend angeordnet sind. Der U-Phasen-Statorteil S6u und der V-Phasen-Statorteil S6v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, werden so gestapelt, dass die zweite Kontaktfläche 214a des zweiten axialen Vorsprungs 214 des Statorisolators 212 im U-Phasen-Statorteil S6u mit der ersten Kontaktfläche 213a des ersten axialen Vorsprungs 213 des Statorisolators 212 im V-Phasen-Statorteil S6v in Berührung kommt. Somit bewirken der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214, die zwischen den Statorkernbasen 147 und 145 angeordnet sind, dass die zweite Statorkernbasis 147 im U-Phasen-Statorteil S6u und die erste Statorkernbasis 145 im V-Phasen-Statorteil S6v in der axialen Richtung voneinander getrennt sind. Ebenso werden der V-Phasen-Statorteil S6v und der W-Phasen-Statorteil S6w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, so gestapelt, dass die zweite Kontaktfläche 214a des zweiten axialen Vorsprungs 214 des Statorisolators 212 im V-Phasen-Statorteil S6v mit der ersten Kontaktfläche 213a des ersten axialen Vorsprungs 213 des Statorisolators 212 im W-Phasen-Statorteil S6w in Berührung kommt. Somit bewirken der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214, die zwischen den Statorkernbasen 147 und 145 angeordnet sind, dass die zweite Statorkernbasis 147 im V-Phasen-Statorteil S6v und die erste Statorkernbasis 145 im W-Phasen-Statorteil S6w in der axialen Richtung voneinander getrennt sind.
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Der U-Phasen-Statorteil S6u und der V-Phasen-Statorteil S6v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, sind so gestapelt, dass sie über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Der V-Phasen-Statorteil S6v und der W-Phasen-Statorteil S6w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, sind so gestapelt, dass sie über einen elektrischen Winkel von 60° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
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Die neunte Ausführungsform weist die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen der vierten Ausführungsform auf.
- (1) Dank des zweiten axialen Vorsprungs 214 des Statorisolators 212 im U-Phasen-Statorteil S6u und des ersten axialen Vorsprungs 213 des Statorisolators 212 im V-Phasen-Statorteil S6v können der zweite Statorkern 142 des U-Phasen-Statorteils S6u und der erste Statorkern 141 des V-Phasen-Statorteils S6v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in der axialen Richtung leicht voneinander getrennt werden. Ebenso können dank des zweiten axialen Vorsprungs 214 des Statorisolators 212 im V-Phasen-Statorteil S6v und des ersten axialen Vorsprungs 213 des Statorisolators 212 im W-Phasen-Statorteil S6w der zweite Statorkern 142 im V-Phasen-Statorteil S6v und der erste Statorkern 141 im W-Phasen-Statorteils S6w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in der axialen Richtung voneinander getrennt werden. Somit kann eine magnetische Interferenz zwischen den Statorteilen S6u, S6v und S6w verhindert werden.
- (2) Der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214 weisen einen einfachen Aufbau dahingehend auf, dass sie vom ersten und vom zweiten Statorkern 141 und 142 in der axialen Richtung weiter vorragen. Somit bewirkt eine axiale Trennung der Statorkerne 141 und 142, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in den Statorteilen S6u und S6v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und eine axiale Trennung der Statorkerne 141 und 142, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in den Statorteilen S6v und S6w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, nicht, dass die Form des Statorisolators 212 kompliziert wird.
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Die Ausführungsformen vier bis neun können modifiziert werden wie folgt.
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In der sechsten Ausführungsform sind die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 am Statorisolator 182 im Stator 181 vorgesehen. Alternativ dazu können die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 am Rotorisolator 182 im Rotor 113 vorgesehen sein. In einem solchen Fall bewirken der Rotorisolator 123 des U-Phasen-Rotorteils Ru und der Rotorisolator 123 des V-Phasen-Rotorteils Rv, der dem U-Phasen-Rotorteil Ru in der axialen Richtung benachbart ist, dass der erste Eingriffsabschnitt 183 und der zweite Eingriffsabschnitte 184 als Eintiefung und Vorsprung dienen, die auf eine Weise miteinander in Eingriff gebracht werden, dass eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert wird. Der Rotorisolator 123 des V-Phasen-Rotorteils Rv und der Rotorisolator 123 des W-Phasen-Rotorteils Rw, der dem V-Phasen-Rotorteil Rv in der axialen Richtung benachbart ist, dass der erste Eingriffsabschnitt 183 und der zweite Eingriffsabschnitte 184 als Eintiefung und Vorsprung dienen, die auf eine Weise miteinander in Eingriff gebracht werden, dass eine relative Bewegung verhindert wird. Infolgedessen positioniert der Rotorisolator 123, der die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 aufweist, die Rotorteile Ru und Rv, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und die Rotorteile Rv und Rw, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, in der Drehrichtung. Somit kann in dem Rotor 113, der die mehreren Rotorteile Ru, Rv und Rw aufweist, die in der axialen Richtung gestapelt sind, verhindert werden, dass der Magnetfluss gestört wird, was passieren würde, wenn die Rotorteile Ru, Rv und Rw in der Drehrichtung verschoben würden.
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In der sechsten Ausführungsform ist jeder von den ersten Eingriffsabschnitten 183 eine Eintiefung, die in einem axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 eingetieft ist, und jeder von den zweiten Eingriffsabschnitten 184 ist ein Vorsprung, der vom anderen axialen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 151 vorragt. Alternativ dazu kann der erste Eingriffsabschnitt 183 eine vorspringende Form haben, und der zweite Eingriffsabschnitt 184 kann eine eingetiefte Form haben. Die Formen des ersten Eingriffsabschnitts 183 und des zweiten Eingriffsabschnitts 184 sind nicht auf diejenigen der sechsten Ausführungsform beschränkt, solange der erste Eingriffsabschnitt 183 und der zweite Eingriffsabschnitt 184 Formen aufweisen, die miteinander so in Eingriff kommen können, dass die Statorisolatoren 182 der Statorteile S3u und S3v, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und die Statorisolatoren 182 der Statorteile S3v und S3w, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, auf solche Weise miteinander in Eingriff kommen, dass eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert wird. Zum Beispiel kann der erste Eingriffsabschnitt 183 eine Eintiefung sein, die eine röhrenförmige Innenumfangsfläche aufweist, und der zweite Eingriffsabschnitt 184 kann ein Vorsprung mit einer zylindrischen Form sein.
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In der sechsten Ausführungsform sind die zwölf ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zwölf zweiten Eingriffsabschnitte 184 am Statorisolator 182 vorgesehen. Jedoch ist die Zahl der ersten Eingriffsabschnitte 183 und der zweiten Eingriffsabschnitt 184, die am Statorisolator 182 vorgesehen sind, nicht auf solche Weise beschränkt. Der Statorisolator 182 kann einen einzigen ersten Eingriffsabschnitt 183 und einen einzigen zweiten Eingriffsabschnitt 184 aufweisen, oder die Zahl der ersten Eingriffsabschnitte 183 und der zweiten Eingriffsabschnitte 184 kann jeweils eine andere Zahl sein als zwölf und kann größer sein als zwei. Die Zahl der ersten Eingriffsabschnitte 183, die eine eingetiefte Form aufweisen, kann kleiner sein als die Zahl der zweiten Eingriffsabschnitte 184, die eine vorspringende Form aufweisen.
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Die Positionen, wo die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitt 184 im Statorisolator 182 ausgebildet sind, sind nicht auf diejenigen der sechsten Ausführungsform beschränkt. Die ersten Eingriffsabschnitte 183 und die zweiten Eingriffsabschnitte 184 können an Positionen in den Statorisolatoren 182 der einander in der axialen Richtung benachbarten Statorteile S3u und S3v, wo die Eingriffsabschnitte in Eingriff gebracht werden können, oder an Positionen in den Statorisolatoren 182 der einander in der axialen Richtung benachbarten Statorteile S3v und S3w, wo die Eingriffsabschnitte in Eingriff gebracht werden können, ausgebildet sein. Zum Beispiel kann jeder von den ersten Eingriffsabschnitten 183 in einem in der radialen Richtung mittleren Abschnitt des entsprechenden ersten vorstehenden Abschnitts 152 ausgebildet sein, und jeder von den zweiten Eingriffsabschnitten 184 kann in einem in der radialen Richtung mittleren Abschnitt des entsprechenden zweiten vorstehenden Abschnitts 154 ausgebildet sein.
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In der siebten Ausführungsform ist der Spulenhalteabschnitt 192 so ausgebildet, dass der Statorisolator 191 insgesamt in den Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, vorragt. Jedoch ist die Form des Spulenhalteabschnitts 192 nicht darauf beschränkt. Der Spulenhalteabschnitt 192 kann jede Form aufweisen, bei der die Spule 144 zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, gehalten werden kann, ohne dass sie mit dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 in Berührung kommt. Zum Beispiel ist der Statorisolator 191 so ausgebildet, dass er teilweise dick ist und in den Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, vorragt. In dem Statorisolator 191 dienen Abschnitte, die von den Seitenflächen des ersten und des zweiten Statorkerns 141 und 142, welche dem Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 141 gegenüberliegen, in den Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 vorragen, als Spulenhalteabschnitt 192.
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In der achten Ausführungsform ist nur eine einzige Spulenführungsnut 203 im Statorisolator 202 ausgebildet. Alternativ dazu können mehrere Spulenführungsnuten 203 im Statorisolator 202 ausgebildet sein. Die Form der Spulenführungsnut 203 ist nicht auf die in der achten Ausführungsform beschränkt und kann jede Form sein, mit welcher der Endabschnitt der Spule 144 zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 141 und 142 herausgezogen werden kann. Zum Beispiel kann die Spulenführungsnut 203 nur im ringförmigen Abschnitt 151 ausgebildet werden oder kann so ausgebildet werden, dass sie zwischen dem ringförmigen Abschnitt 151 und den zweiten vorstehenden Abschnitten 154 verläuft.
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In der neunten Ausführungsform werden der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214 so ausgebildet, dass beide Enden des Statorisolators 212 in der axialen Richtung insgesamt auf beide Seiten der axialen Richtung des ersten und des zweiten Statorkerns 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, vorstehen. Jedoch sind die Formen des ersten axialen Vorsprungs 213 und des zweiten axialen Vorsprungs 214 nicht auf diejenigen der neunten Ausführungsform beschränkt. Der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214 können jede beliebige Form haben, solange die Statorteile S6u, S6v und S6w in der axialen Richtung so gestapelt werden können, dass die erste und die zweite Statorkernbasis 145 und 147 parallel gestapelt werden. Zum Beispiel können der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214 so ausgebildet werden, dass der Statorisolator 212 teilweise auf beide Seiten der axialen Richtung des ersten und des zweiten Statorkerns 141 und 142, die miteinander zusammengesetzt sind, vorstehen.
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In der neunten Ausführungsform weist der Statorisolator 212 den ersten axialen Vorsprung 213 und den zweiten axialen Vorsprung 214 auf. Jedoch muss der Statorisolator 212 nicht unbedingt sowohl den ersten axialen Vorsprung 213 als auch den zweiten axialen Vorsprung 214 aufweisen. Zum Beispiel kann der Statorisolator 212 den ersten axialen Vorsprung 213 und/oder den zweiten axialen Vorsprung 214 aufweisen. Vorteile, die denen der neunten Ausführungsform ähnlich sind, können auch mit diesem Aufbau erhalten werden.
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In der neunten Ausführungsform sind der erste axiale Vorsprung 213 und der zweite axiale Vorsprung 214 am Statorisolator 212 von jedem der Statorteile S6u, S6v und S6w vorgesehen. Ähnliche Vorsprünge können am Rotorisolator 123 von jedem der Rotorteile Ru, Rv und Rw vorgesehen sein. Genauer kann der Rotorisolator 123 vom ersten und vom zweiten Rotorkern 121 und 122, die in der axialen Richtung gestapelt sind, in einander entgegengesetzte Seiten der axialen Richtung vorragen. Mit diesem Aufbau können die einander in der axialen Richtung benachbarten zweiten Rotorkerne 122 in den Rotorteilen Ru und Rv, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, und die einander in der axialen Richtung benachbarten ersten Rotorkerne 121 in den Rotorteilen Rv und Rw, die einander in der axialen Richtung benachbart sind, dank des Rotorisolators 123 in der axialen Richtung auf einfache Weise voneinander getrennt werden. Somit kann die magnetische Interferenz zwischen den Rotorteilen Ru, Rv und Rw verhindert werden.
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Die Rotorisolatoren 123 und 161 können jeweils aus einem Magneten gebildet werden. Somit kann der Fluss des Magnetflusses mit den Rotorisolatoren 123 und 161 gesteuert werden, und die Motorleistung kann verbessert werden.
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In den Ausführungsformen vier bis neun kommen die Rotorisolatoren 123 und 161 mit den zwölf ersten Rotorklauenpolen 126 und den zwölf zweiten Rotorklauenpolen 128 auf eine Weise in Eingriff, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. Alternativ dazu können die Rotorisolatoren 123 und 161 mit mindestens einem ersten Rotorklauenpol 126 und mindestens einem zweiten Rotorklauenpol 128 auf eine Weise in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert.
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In den Ausführungsformen vier bis neun kommen die Statorisolatoren 143, 171, 182, 191, 202 und 212 mit den zwölf ersten Statorklauenpolen 146 und den zwölf zweiten Statorklauenpolen 148 auf eine Weise in Eingriff, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert. Alternativ dazu können die Statorisolatoren 143, 171, 182, 191, 202 und 212 mit mindestens einem ersten Statorklauenpol 146 und mindestens einem zweiten Statorklauenpol 148 auf eine Weise in Eingriff kommen, die eine relative Bewegung in der Umfangsrichtung verhindert.
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In der vierten Ausführungsform weist der Motor 111 sowohl den Rotorisolator 123 als auch den Statorisolator 143 auf. Alternativ dazu kann der Motor 111 entweder den Rotorisolator 123 oder den Statorisolator 143 aufweisen. Das gleiche gilt für die Ausführungsformen fünf bis neun.
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Der erste Rotorklauenpol 126 muss nicht den ersten radial vorstehenden Abschnitt 126a aufweisen und kann auch nur den ersten Magnetpolabschnitt 126b aufweisen, der von der ersten Rotorkernbasis 125 zu einer Seite der axialen Richtung vorsteht. Ebenso muss der zweite Rotorklauenpol 128 nicht den zweiten radial vorstehenden Abschnitt 128a aufweisen und kann auch nur den zweiten Magnetpolabschnitt 128b aufweisen, der von der zweiten Rotorkernbasis 127 zu einer Seite der axialen Richtung vorsteht.
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Der erste Statorklauenpol 146 muss nicht den ersten radial vorstehenden Abschnitt 146a aufweisen und kann auch nur den ersten Magnetpolabschnitt 146b aufweisen, der von der ersten Statorkernbasis 145 zu einer Seite der axialen Richtung vorsteht. Ebenso muss der zweite Statorklauenpol 148 nicht den zweiten radial vorstehenden Abschnitt 148a aufweisen und kann auch nur den zweiten Magnetpolabschnitt 148b aufweisen, der von der zweiten Statorkernbasis 147 zu einer Seite der axialen Richtung vorsteht.
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Der erste und der zweite Rotorkern 121 und 122 können als mehrere verteilte Kerne ausgebildet werden, die in der Umfangsrichtung zusammengesetzt sind. Der erste und der zweite Statorkern 141 und 142 können als mehrere verteilte Kerne ausgebildet werden, die in der Umfangsrichtung zusammengesetzt sind.
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Die Zahl der ersten Rotorklauenpole 126 im ersten Rotorkern 121 ist nicht auf zwölf beschränkt und kann geändert werden. Ebenso ist die Zahl der zweiten Rotorklauenpole 128 im zweiten Rotorkern 122 nicht auf zwölf beschränkt und kann geändert werden. Die Zahl der ersten Statorklauenpole 146 im ersten Statorkern 141 ist nicht auf zwölf beschränkt und kann geändert werden. Ebenso ist die Zahl der zweiten Statorklauenpole 148 im zweiten Statorkern 142 nicht auf zwölf beschränkt und kann geändert werden.
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Der Feldmagnet 124 ist nicht auf einen Ferritmagneten beschränkt und kann ein Samarium-Cobalt(SmCo)-Magnet, ein Neodymmagnet oder dergleichen sein.
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Der Rotor 113 gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet die drei Rotorteile Ru, Rv und Rw, und der Stator 114 beinhaltet die drei Statorteile Su, Sv und Sw. Die Zahl der Rotorteile im Rotor 113 ist nicht auf drei beschränkt und kann jede Zahl sein, die gleich oder größer eins ist. Die Zahl der Statorteile im Stator 114 ist nicht auf drei beschränkt und kann jede Zahl sein, die gleich oder größer eins ist. Das gleiche gilt für die fünfte, die siebt und die achte Ausführungsform. in der sechsten und der neunten Ausführungsform kann jede Gestaltung verwendet werden, bei der der Rotor 113 mehrere Rotorteile aufweist und der Stator mehrere Statorteile aufweist.
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In der vierten Ausführungsform ist der Motor 111 ein Motor eines Innenrotor-Typs, bei dem der Rotor 113 auf einer Innenseite des Stators 114 angeordnet ist. Alternativ dazu kann die vierte Ausführungsform auf einen Motor eines Außenrotor-Typs angewendet werden, bei dem der Rotor am Außenumfang des Stators angeordnet ist, das gleiche gilt für die Ausführungsformen fünf bis neun.
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Nachstehend werden technische Konzepte beschrieben, die aus den Ausführungsformen fünf bis neun und den modifizierten Beispielen der Ausführungsformen fünf bis neun erkannt werden können.
- (A) Ein Motor, bei dem
der Rotor in der axialen Richtung aufgebaut wird durch Stapeln mehrerer Rotorteile, die jeweils den ersten Rotorkern, den zweiten Rotorkern, den Dauermagneten und den Rotorisolator aufweisen, und
der Rotorisolator von jedem der Rotorteile vom ersten und vom zweiten Rotorkern aus in entgegengesetzte Seiten in der axialen Richtung vorsteht.
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Bei diesem Aufbau können die Rotorkerne in einander in der axialen Richtung benachbarten Rotorteilen dank des Rotorisolators in der axialen Richtung voneinander getrennt werden. Somit kann eine magnetische Interferenz zwischen den Rotorteilen verhindert werden.
- (B) Der Motor, bei dem der Rotorisolator einen Magneten beinhaltet.
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Bei diesem Aufbau kann der Fluss des Magnetflusses mit dem Rotorisolator gesteuert werden, wodurch die Motorleistung verbessert werden kann.
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Zehnte Ausführungsform
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Nachstehend wird ein Motor gemäß einer zehnten Ausführungsform beschrieben, der auf ein Gebläse (eine Gebläsevorrichtung) angewendet wird.
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Wie in 34 dargestellt ist, wird ein Gebläse 310 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise als Gebläse für ein Fahrzeug verwendet. Das Gebläse 310 weist ein Gehäuse 311, einen bürstenlosen Motor 312 (im Folgenden einfach als Motor 312 bezeichnet), der im Gehäuse 311 aufgenommen ist, und einen Ventilator 314 auf, der sich als Einheit mit einer Drehwelle 313 des Motors 312 im Gehäuse 311 drehen kann.
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Das Gehäuse 311 weist einen Gehäusehauptkörper 315 in Form eines Zylinders mit Boden, in dem der Motor 312 aufgenommen wird, und einen am Gehäusehauptkörper 315 gelagerten oberen Plattenabschnitt 316 auf. Der Gehäusehauptkörper 315 beinhaltet einen Bodenabschnitt 315a mit einer, in der axialen Richtung der Drehwelle 313 gesehen, kreisrunden Form, einen Außenumfangswandabschnitt 315b mit einer zylindrischen Form, der sich von einem Außenumfangsrand des Bodenabschnitts 315a aus in der axialen Richtung erstreckt, und einen Flanschabschnitt 315c, der sich von einem Endabschnitt des Außenumfangswandabschnitts 315b in der radialen Richtung erstreckt, auf einer Seite, die dem Bodenabschnitt 315a entgegengesetzt ist. Ein Lageraufnahmeabschnitt 315d mit einer zylindrischen Form, der sich in der axialen Richtung erstreckt, ist in einem mittleren Abschnitt des Bodenabschnitts 315a ausgebildet. Ein Lager 317, das die Drehwelle 313 axial stützt, ist im Lageraufnahmeabschnitt 315d befestigt.
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Der obere Plattenabschnitt 316 weist eine ringförmige Plattenform auf. Der obere Plattenabschnitt 316 ist so angeordnet, dass er dem Flanschabschnitt 315c des Gehäusehauptkörpers 315 in der axialen Richtung mit einem dazwischen vorgesehenen vorgegebenen Abstand gegenüberliegt, und ist beispielsweise mit einer (nicht dargestellten) Schraube und dergleichen am Flanschabschnitt 315c befestigt. Ein Außenrandabschnitt des Ventilators 314 ist zwischen dem oberen Plattenabschnitt 316 und dem Flanschabschnitt 315c angeordnet. Ein Befestigungsabschnitt 315e für eine Position, wo das Gebläse 310 angeordnet wird, ist im Flanschabschnitt 315c ausgebildet und steht in der radialen Richtung nach außen vor.
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Der Ventilator 314 beinhaltet eine Basis 314a in Form einer Scheibe, deren Durchmesser größer ist als der des Außenumfangswandabschnitts 315b des Gehäusehauptkörpers 315, mehrere Schaufeln 314b, die an der Oberseite der Basis 314a (an einer Oberfläche der Basis 314a auf einer Seite, die dem Motor entgegengesetzt ist) in der Nähe des Außenumfangsrands angeordnet sind, und einen oberen Wandabschnitt 314c, der einstückig mit den Schaufeln 314b ausgebildet ist und dem oberen Plattenabschnitt 316 in der axialen Richtung gegenüber liegt.
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Der Ventilator 314 kann sich als Einheit mit der Drehwelle 313 des Motors 312 drehen. Genauer wird die Drehwelle 313 in den mittleren Abschnitt der Basis 314a eingeführt und weist einen distalen Endabschnitt auf, der in einem Befestigungsloch 314d, das im mittleren Abschnitt der Basis 314a ausgebildet ist, eingepasst und befestigt wird. Die Oberseite der Basis 314a hat eine konische Form mit einem mittleren Abschnitt, der zu der Seite, die dem Motor in der axialen Richtung entgegengesetzt ist, vorsteht. Die Befestigungsfläche 314e, die in der Endfläche in der axialen Richtung der Basis 314a gegenüber dem Motor 312 ausgebildet ist, wird beispielsweise mit einem Haftmittel oder dergleichen an einem später beschriebenen Rotor 323 des Motors 312 befestigt. Die Befestigungsfläche 314e bildet eine Ebene, die sich in einer Richtung erstreckt, die orthogonal ist zur axialen Richtung.
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Jede von den Schaufeln 314b des Ventilators 314 weist ein unteres Ende auf, das als Einheit mit der Oberseite der Basis 314a verbunden ist, und weist ein oberes Ende auf, das als Einheit mit einer Unterseite des oberen Wandabschnitts 314c verbunden ist. Der Innenumfangsrandabschnitt des oberen Wandabschnitts 314c ist gekrümmt, so dass er von der Basis 314a getrennt ist. Die Schaufeln 314b haben jeweils eine solche Form, dass Luft auf Basis der Drehung des Ventilators in der radialen Richtung nach außen geblasen werden kann.
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In dem Gebläse 310, das aufgebaut ist wie oben beschrieben, dient eine kreisrunde Öffnung, die durch die Mitte des oberen Plattenabschnitts 316 hindurch ausgebildet ist, als Ansaugöffnung 318. Eine Öffnung (ein Spalt) zwischen einem Außenrand des oberen Plattenabschnitts 316 und einem Außenrand des Flanschabschnitts 315c dient als Auslassöffnung 319. Wenn sich der Ventilator 314 zusammen mit der Drehwelle 313 dreht, wird somit durch den Betrieb der Schaufeln 314b Luft durch die Einlassöffnung 318 eingesaugt, zwischen der Basis 314a und dem oberen Wandabschnitt 314c bewegt und durch die Auslassöffnung 319 in der radialen Richtung nach außen geblasen.
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[Aufbau des Motors]
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Wie in 34 und 35 dargestellt ist, beinhaltet der Motor 312 ein Jochgehäuse (ein Motorgehäuse) 321 (im Folgenden einfach als Joch 321 bezeichnet), das eine zylindrische Form aufweist und am Gehäuse 311 gelagert ist, einen Stator 322, der an einer Innenumfangsfläche des Jochs 321 befestigt ist, und den Rotor 323, der auf einer Innenumfangsseite des Stators 322 angeordnet ist und der die Drehwelle 313 aufweist. Das Joch 321 weist eine zylindrische Form auf mit Durchmesser, der kleiner ist als beim Außenumfangswandabschnitt 315b, und ist auf der Innenumfangsseite des Außenumfangswandabschnitts 315b angeordnet. Das Joch 321 weist einen Flanschabschnitt 321a auf, der an einem axialen Ende (einem unteren Ende in 34 und 35) angeordnet ist und am Bodenabschnitt 315a des Gehäusehauptkörpers 315 befestigt ist.
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Nun wird ein Aufbau des Motors 312 ausführlich beschrieben. Wie in 35 dargestellt ist, weist der Motor 312 eine A-Phasen-Motoreinheit 312a und eine B-Phasen-Motoreinheit 312b auf, die in dieser Reihenfolge in der axialen Richtung vom Ventilator 314 (der Auslassseite) aus angeordnet sind. Die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b haben den gleichen Aufbau und bilden den sogenannten Lundell-Motor. Somit ist der Motor 312 ein zweiphasiger Muti-Lundell-Motor, der die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b aufweist.
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Die A-Phasen-Motoreinheit 312a weist einen A-Phasen-Rotorteil 323a, der sich als Einheit mit der Drehwelle 313 drehen kann, und einen A-Phasen-Statorteil 322a auf, der an einer Position auf der Außenumfangsseite des A-Phasen-Rotorteils 323a an der Innenumfangsfläche des Jochs 321 befestigt ist. Ebenso weist die B-Phasen-Motoreinheit 312b weist einen B-Phasen-Rotorteil 323b, der sich als Einheit mit der Drehwelle 313 drehen kann, und einen B-Phasen-Statorteil 322b auf, der an einer Position auf der Außenumfangsseite des B-Phasen-Rotorteils 323b an der Innenumfangsfläche des Jochs 321 befestigt ist.
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[Aufbau des Rotors]
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Der Rotor 323 des Motors 312 weist die Drehwelle 313, eine zylindrische Hülse 324, die aus Harz gebildet ist und auf die Außenseite der Drehwelle 313 gepasst ist, und den A-Phasen-Rotorteil 323a und den B-Phasen-Rotorteil 323b auf, die an der Außenumfangsfläche der Hülse 324 befestigt sind. Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b weisen beide die Lundell-Konstruktion auf und haben den gleichen Aufbau und die gleiche Form. Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b weisen beide insgesamt eine Ringform auf und sind an der Außenseite der Hülse 324 aufgesetzt und befestigt, so dass sie in der axialen Richtung der Drehwelle 313 angeordnet sind.
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Wie in 36 und 37 dargestellt ist, weisen der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b jeweils einen ersten Rotorkern 330, einen zweiten Rotorkern 340 und einen Ringmagneten (Dauermagneten) 350 auf.
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[Erster Rotorkern]
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Wie in 37 dargestellt ist, weist der erste Rotorkern 330 eine erste Rotorkernbasis 331 auf, die aus magnetischem Stahlblech gebildet ist und eine Ringplattenform aufweist. Ein Innenumfangswandabschnitt 332, der eine zylindrische Form aufweist und in den der Innenumfangswandabschnitt 332 eingeführt wird, ist an einer mittleren Position der ersten Rotorkernbasis 331 ausgebildet. Der Innenumfangswandabschnitt 332 steht von einer inneren Seitenfläche der ersten Rotorkernbasis 331 in der axialen Richtung nach innen (zum zweiten Rotorkern 340) vor. Die Innenumfangsfläche des Innenumfangswandabschnitts 332 ist an der Außenumfangsfläche der Hülse 324 befestigt. Somit ist die erste Rotorkernbasis 331 mit der Hülse 324 dazwischen an der Drehwelle 313 befestigt.
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Acht erste Rotorklauenpole 333, die alle die gleiche Form aufweisen, sind in der Außenumfangsfläche der ersten Rotorkernbasis 331 in gleichmäßigen Intervallen (einem 45-Grad-Intervall) in der Umfangsrichtung ausgebildet. Jeder von den ersten Rotorklauenpolen 333 steht von der ersten Rotorkernbasis 331 in der radialen Richtung nach außen vor und weist ein distales Ende auf, das durch Biegen so ausgebildet ist, dass es in der axialen Richtung zum zweiten Rotorkern 340 vorsteht.
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Hierin wird ein Abschnitt des ersten Rotorklauenpols 333, der von der Außenumfangsfläche 331a der ersten Rotorkernbasis 331 in der radialen Richtung nach außen vorsteht, als erster rotorseitiger basisnaher Abschnitt 333x bezeichnet, und der distale Endabschnitt, der aufgrund des Biegens in der axialen Richtung vorsteht, wird als erster rotorseitiger Magnetpolabschnitt 333y bezeichnet. Der erste rotorseitige basisnahe Abschnitt 333x weist eine Trapezform auf und weist zur radial äußeren Seite hin eine geringere Breite auf, wenn er in der axialen Richtung betrachtet wird. Der erste rotorseitige Magnetpolabschnitt 333y weist eine rechteckige Form auf, wenn man ihn in der radialen Richtung betrachtet. Endflächen 333a und 333b in der Umfangsrichtung des ersten Rotorklauenpols 333, die den ersten rotorseitigen basisnahen Abschnitt 333x und den ersten rotorseitigen Magnetpolabschnitt 333y beinhalten, sind jeweils eine flache Oberfläche.
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Der erste rotorseitige Magnetpolabschnitt 333y, der durch Biegen so ausgebildet wird, dass er in der axialen Richtung vorsteht, weist in der Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung eine Sektoren-Querschnittsform auf. Oberflächen 333c und 333d des ersten rotorseitigen Magnetpolabschnitts 333y auf der Außenseite bzw. der radial inneren Seite sind jeweils eine gebogene Fläche, die konzentrisch ist zur Außenumfangsfläche 331a der ersten Rotorkernbasis 331, und erstrecken sich um die Achse L der Drehwelle 313 herum, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet.
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Ein Winkel des ersten rotorseitigen Basisabschnitts 333x von jedem der ersten Rotorklauenpole 333 in der Umfangsrichtung, das heißt ein Winkel zwischen der Achse L der Drehwelle 313 und einem Abschnitt zwischen Basisendabschnitten der Endflächen 333a und 333b des ersten Rotorklauenpols 333 in der Umfangsrichtung ist so eingerichtet, dass er kleiner ist als ein Winkel eines Spalts zwischen einander benachbarten ersten Rotorklauenpolen 333.
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[Erster Rotorkern]
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Wie in 37 dargestellt ist, besteht der zweite Rotorkern 340 aus dem gleichen Material und weist die gleiche Form auf wie der erste Rotorkern 330 und beinhaltet eine zweite Rotorkernbasis 341 mit einer Ringplattenform. Ein Innenumfangswandabschnitt 342, der eine zylindrische Form aufweist und in den die Drehwelle 313 eingeführt wird, ist an der mittleren Position der zweiten Rotorkernbasis 341 ausgebildet. Der Innenumfangswandabschnitt 342 steht von der inneren Seitenfläche der zweiten Rotorkernbasis 3341 in der axialen Richtung nach innen (zum ersten Rotorkern 330) vor. Der Innenumfangswandabschnitt 342 weist eine Innenumfangsfläche auf, die an der Außenumfangsfläche der Hülse 324 befestigt ist. Somit ist die zweite Rotorkernbasis 341 mit der Hülse 324 dazwischen an der Drehwelle 313 befestigt. Innenumfangswandabschnitte 332 und 342 der ersten und der zweiten Rotorkernbase 331 und 341 liegen einander in der axialen Richtung mit einem Spalt dazwischen gegenüber.
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Acht zweite Rotorklauenpole 343, die alle die gleiche Form aufweisen, sind in der Außenumfangsfläche der zweiten Rotorkernbasis 431 in gleichmäßigen Intervallen (einem 45-Grad-Intervall) in der Umfangsrichtung ausgebildet. Jeder von den zweiten Rotorklauenpolen 343 steht von der zweiten Rotorkernbasis 341 in der radialen Richtung nach außen vor und weist ein distales Ende auf, das durch Biegen so ausgebildet ist, dass es in der axialen Richtung zum ersten Rotorkern 330 vorsteht.
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Hierin wird ein Abschnitt des zweiten Rotorklauenpols 343, der von der Außenumfangsfläche 341a der zweiten Rotorkernbasis 341 in der radialen Richtung nach außen vorsteht, als zweiter rotorseitiger basisnaher Abschnitt 343x bezeichnet, und der distale Endabschnitt, der aufgrund des Biegens in der axialen Richtung vorsteht, wird als zweiter rotorseitiger Magnetpolabschnitt 343y bezeichnet. Der zweite rotorseitige basisnahe Abschnitt 343x weist eine Trapezform auf und weist zur radial äußeren Seite hin eine geringere Breite auf, wenn er in der axialen Richtung betrachtet wird. Der zweite rotorseitige Magnetpolabschnitt 343y weist eine rechteckige Form auf, wenn man ihn in der radialen Richtung betrachtet. Endflächen 343a und 343b in der Umfangsrichtung des zweiten Rotorklauenpols 343, die den zweiten rotorseitigen basisnahen Abschnitt 343x und den zweiten rotorseitigen Magnetpolabschnitt 343y beinhalten, sind jeweils eine flache Oberfläche.
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Der zweite rotorseitige Magnetpolabschnitt 343y, der durch Biegen so ausgebildet wird, dass er in der axialen Richtung vorsteht, weist in der Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung eine Sektoren-Querschnittsform auf. Oberflächen 343c und 343d des zweiten rotorseitigen Magnetpolabschnitts 343y auf der Außenseite bzw. der radial inneren Seite sind jeweils eine gebogene Fläche, die konzentrisch ist zur Außenumfangsfläche 341a der zweiten Rotorkernbasis 341, und erstrecken sich um die Achse L herum, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet.
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Ein Winkel des zweiten rotorseitigen Basisabschnitts 343x von jedem der zweiten Rotorklauenpole 343 in der Umfangsrichtung, das heißt ein Winkel zwischen der Achse L der Drehwelle 313 und einem Abschnitt zwischen Basisendabschnitten der Endflächen 343a und 343b in der Umfangsrichtung ist so eingerichtet, dass er kleiner ist als ein Winkel eines Spalts zwischen einander benachbarten zweiten Rotorklauenpolen 343.
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Der zweite Rotorkern 340 ist in Bezug auf den ersten Rotorkern 330 so angeordnet und befestigt, dass die zweiten Rotorklauenpole 343 des zweiten Rotorkerns 340 jeweils zwischen entsprechenden einander benachbarten ersten Rotorklauenpolen 333 des ersten Rotorkerns 330 angeordnet sind, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet. Der zweite Rotorkern 340 ist so mit dem ersten Rotorkern 330 zusammengesetzt, dass der Ringmagnet 350 in der axialen Richtung zwischen der ersten Rotorkernbasis 331 und der zweiten Rotorkernbasis 341 angeordnet ist.
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[Ringmagnet]
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ringmagnet 350 ein Dauermagnet mit einer Ringplattenform, der beispielsweise aus einem gesinterten Ferritmagneten gebildet ist. Wie in 37 dargestellt ist, ist eine Durchgangsbohrung 351, wo die Drehwelle eingeführt wird, in der mittleren Position des Ringmagneten 350 ausgebildet. Eine axiale Seitenfläche 352 und die andere axiale Seitenfläche 353 des Ringmagneten 350 kommen mit einer gegenüber liegenden Oberfläche 331b (einer Oberfläche auf der in der axialen Richtung inneren Seite) der ersten Rotorkernbasis 331 bzw. einer gegenüber liegenden Oberfläche 341b (einer Oberfläche auf der in der axialen Richtung inneren Seite) der zweiten Rotorkernbasis 341 in Berührung, und der Ringmagnet 350 wird zwischen der ersten Rotorkernbasis 331 und der zweiten Rotorkernbasis 341 eingespannt und befestigt. Der Ringmagnet 350 wird auf den Außenumfangsseiten der Innenumfangswandabschnitte 332 und 342 der ersten und der zweiten Rotorkernbasis 331 und 341 angeordnet. Der Ringmagnet 350 wird so eingerichtet, dass er einen Außendurchmesser hat, der dem Außendurchmesser sowohl der ersten als auch der zweiten Rotorkernbasis, 331 und 341, gleich ist und so, dass er eine vorgegebene Dicke aufweist.
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Der Ringmagnet 350 wird so magnetisiert, dass ein Abschnitt, der näher an der ersten Rotorkernbasis 331 liegt, als N-Pol dient und ein Abschnitt, der näher an der zweiten Rotorkernbasis 341 liegt, als S-Pol dient (siehe 35). Dank des Ringmagneten 350 fungieren somit die ersten Rotorklauenpole 333 des ersten Rotorkerns 330 als N-Pole und die zweiten Rotorklauenpole 343 des zweiten Rotorkerns 340 fungieren als S-Pole, wie in 36 dargestellt ist.
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Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b, die den ersten bzw. den zweiten Rotorkern 330 und 340 und den Ringmagneten 350 aufweisen, sind unter Verwendung des Ringmagneten 350 jeweils so ausgebildet, dass sie die sogenannte Lundell-Konstruktion aufweisen. Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b weisen die ersten Rotorklauenpole 333, die als die N-Pole dienen, und die zweiten Rotorklauenpole 343, die als die S-Pole dienen, und die in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind, und die die Zahl ihrer Pole ist sechzehn (die Zahl der Polpaare ist acht).
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Wie in 35 dargestellt ist, sind der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b in der axialen Richtung auf der Hülse 324 angeordnet, so dass sie den zweiphasigen Lundell-Rotor 323 bilden. Hierbei sind der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b an der Hülse 324 befestigt, während sie in der axialen Richtung angeordnet sind wie folgt.
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Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b werden so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen, wobei ihre zweiten Rotorkerne 340 (die zweite Rotorkernbasen 341) einander in der axialen Richtung mit einem Spalt dazwischen (oder so, dass sie einander berühren) gegenüberliegen.
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Wie in 36 dargestellt ist, wird ein Winkel, in dem der B-Phasen-Rotorteil 323b in Bezug auf den A-Phasen-Rotorteil 323a angeordnet ist, so eingerichtet, dass bei Betrachtung von der A-Phasen-Motoreinheit 312a aus eine Verschiebung entgegen dem Uhrzeigersinn über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird. Genauer werden die Magnetpole (die ersten und zweiten Rotorklauenpole 333 und 343) des B-Phasen-Rotorteils 323b entgegen dem Uhrzeigersinn über den vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Magnetpole (die ersten und zweiten Rotorklauenpole 333 und 343) des A-Phasen-Rotorteils 323a verschoben.
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[Aufbau des Stators]
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Wie in 35 dargestellt ist, weist der Stator 322 des Motors 312 eine Zweiphasenstruktur auf, wo der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b, die jeweils die Lundell-Konstruktion aufweisen, in der axialen Richtung angeordnet sind. Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b weisen beide den gleichen Aufbau und die gleiche Form auf. Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b weisen insgesamt eine Ringform auf und sind an der Innenumfangsfläche des Jochs 321 so befestigt, dass sie in der axialen Richtung der Drehwelle 313 angeordnet sind. Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b liegen dem A-Phasen-Rotorteil 323a bzw. dem B-Phasen-Rotorteil 323b auf der radial inneren Seite gegenüber.
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Wie in 36 und 38 dargestellt ist, weisen der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b jeweils einen ersten Rotorkern 360, einen zweiten Rotorkern 370 und einen Spulenabschnitt 380 auf.
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[Erster Statorkern]
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Wie in 38 dargestellt ist, weist der erste Statorkern 360 eine erste Statorkernbasis 361 auf, die aus magnetischem Stahlblech gebildet ist und eine Ringplattenform aufweist. Eine erste statorseitige zylindrische Außenwand 362 mit einer zylindrischen Form ist an einem Außenumfangsrand der ersten Statorkernbasis 361 ausgebildet. Die erste statorseitige zylindrische Außenwand 362 erstreckt sich von der gegenüber liegenden Oberfläche 361b der ersten Statorkernbasis 361, die dem zweiten Statorkern 370 in der axialen Richtung gegenüberliegt, einwärts (zum zweiten Statorkern 370)
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Acht erste Statorklauenpole 363, die alle die gleiche Form aufweisen, sind in der Innenumfangsfläche 361a der ersten Statorkernbasis 331 in einem gleichmäßigen Intervall (einem 45-Grad-Intervall) in der Umfangsrichtung ausgebildet. Jeder von den ersten Statorklauenpolen 363 steht von der ersten Statorkernbasis 361 in der radialen Richtung nach innen vor und weist ein distales Ende auf, das durch Biegen so ausgebildet ist, dass es in der axialen Richtung zum zweiten Statorkern 370 vorsteht.
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Hierin wird ein Abschnitt des ersten Statorklauenpols 363, der von der Innenumfangsfläche 361a der ersten Statorkernbasis 361 in der radialen Richtung nach innen vorsteht, als erster statorseitiger basisnaher Abschnitt 363x bezeichnet, und der distale Endabschnitt, der aufgrund des Biegens in der axialen Richtung vorsteht, wird als erster statorseitiger Magnetpolabschnitt 363y bezeichnet. Der erste statorseitige basisnahe Abschnitt 363x weist eine Trapezform auf und weist zur radial äußeren Seite hin eine geringere Breite auf, wenn er in der axialen Richtung betrachtet wird. Der erste statorseitige Magnetpolabschnitt 363y weist eine rechteckige Form auf, wenn man ihn in der radialen Richtung betrachtet. Endflächen 363a und 363b in der Umfangsrichtung des ersten Statorklauenpols 363, die den ersten statorseitigen basisnahen Abschnitt 363x und den ersten statorseitigen Magnetpolabschnitt 363y beinhalten, sind jeweils eine flache Oberfläche.
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Der erste statorseitige Magnetpolabschnitt 363y, der durch Biegen so ausgebildet wird, dass er in der axialen Richtung vorsteht, weist in der Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung eine Sektoren-Querschnittsform auf. Oberflächen 363c und 363d des ersten statorseitigen Magnetpolabschnitts 363y auf der Außenseite bzw. der radial inneren Seite sind jeweils eine gebogene Fläche, die konzentrisch ist zur Innenumfangsfläche 361a der ersten Statorkernbasis 361, und erstrecken sich um die Achse L herum, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet.
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Ein Winkel des ersten statorseitigen Basisabschnitts 363x von jedem der zweiten Statorklauenpole 363 in der Umfangsrichtung, das heißt ein Winkel zwischen der Achse L der Drehwelle 313 und einem Abschnitt zwischen Basisendabschnitten der Endflächen 363a und 363b in der Umfangsrichtung ist so eingerichtet, dass er kleiner ist als ein Winkel eines Spalts zwischen einander benachbarten ersten Statorklauenpolen 363.
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[Zweiter Statorkern]
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Wie in 38 dargestellt ist, besteht der zweite Statorkern 370 aus dem gleichen Material und weist die gleiche Form auf wie der erste Statorkern 360 und beinhaltet eine zweite Statorkernbasis 371, die in Ringplattenform ausgebildet ist. Eine zweite statorseitige zylindrische Außenwand 372 mit einer zylindrischen Form ist an einem Außenumfangsrand der zweiten Statorkernbasis 371 ausgebildet. Die zweite statorseitige zylindrische Außenwand 372 erstreckt sich von der gegenüber liegenden Oberfläche 371b der zweiten Statorkernbasis 371, die dem ersten Stator, 360 gegenüberliegt, in der axialen Richtung einwärts (zum zweiten Statorkern 370). Die zweite statorseitige zylindrische Außenwand 372 kommt in der axialen Richtung mit der ersten statorseitigen zylindrischen Außenwand 362 in Berührung.
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Acht zweite Statorklauenpole 373, die alle die gleiche Form aufweisen, sind in der Innenumfangsfläche 371a der zweiten Statorkernbasis 371 in einem gleichmäßigen Intervall (einem 45-Grad-Intervall) in der Umfangsrichtung ausgebildet. Jeder von den zweiten Statorklauenpolen 373 steht von der zweiten Statorkernbasis 371 in der radialen Richtung nach innen vor und weist ein distales Ende auf, das durch Biegen so ausgebildet ist, dass es in der axialen Richtung zum ersten Statorkern 360 vorsteht.
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Hierin wird ein Abschnitt des zweiten Statorklauenpols 373, der von der Innenumfangsfläche 371a der zweiten Statorkernbasis 371 in der radialen Richtung nach innen vorsteht, als zweiter statorseitiger basisnaher Abschnitt 373x bezeichnet, und der distale Endabschnitt, der aufgrund des Biegens in der axialen Richtung vorsteht, wird als zweiter statorseitiger Magnetpolabschnitt 373y bezeichnet. Der zweite statorseitige basisnahe Abschnitt 373x weist eine Trapezform auf und weist zur radial äußeren Seite hin eine geringere Breite auf, wenn er in der axialen Richtung betrachtet wird. Der zweite statorseitige Magnetpolabschnitt 373y weist eine rechteckige Form auf, wenn man ihn in der radialen Richtung betrachtet. Endflächen 373a und 373b in der Umfangsrichtung des zweiten Statorklauenpols 373, die den zweiten statorseitigen basisnahen Abschnitt 373x und den zweiten statorseitigen Magnetpolabschnitt 373y beinhalten, sind jeweils eine flache Oberfläche.
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Der zweite statorseitige Magnetpolabschnitt 373y, der durch Biegen so ausgebildet wird, dass er in der axialen Richtung vorsteht, weist in der Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung eine Sektoren-Querschnittsform auf. Oberflächen 373c und 373d des zweiten statorseitigen Magnetpolabschnitts 373y auf der Außenseite bzw. der radial inneren Seite sind jeweils eine gebogene Fläche, die konzentrisch ist zur Innenumfangsfläche 371a der zweiten Statorkernbasis 371, und erstrecken sich um die Achse L herum, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet.
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Ein Winkel des zweiten statorseitigen Basisabschnitts 373x von jedem der zweiten Statorklauenpole 373 in der Umfangsrichtung, das heißt ein Winkel zwischen der Achse L der Drehwelle 313 und einem Abschnitt zwischen Basisendabschnitten der Endflächen 373a und 373b in der Umfangsrichtung ist so eingerichtet, dass er kleiner ist als ein Winkel eines Spalts zwischen einander benachbarten zweiten Statorklauenpolen 373.
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Der so gebildete zweite Statorkern 370 weist die gleiche Form auf wie der erste Statorkern 360. Die erste statorseitige zylindrische Außenwand 362, die an der ersten Statorkernbasis 361 ausgebildet ist, wird mit der zweiten statorseitigen zylindrischen Außenwand 372, die an der zweiten Statorkernbasis 371 ausgegeben ist, in Berührung gebracht. Hierbei weist der zweite Statorkern 370 die zweite statorseitige zylindrische Außenwand 372 auf, die mit der ersten statorseitigen zylindrischen Außenwand 362 in Berührung gebracht wird, so dass jeder der zweiten Statorklauenpole 373 zwischen einander benachbarten ersten Statorklauenpolen 363 angeordnet wird, wenn man ihn in der axialen Richtung betrachtet.
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In diesem Zustand wird ein ringförmiger Hohlraum mit einer rechteckigen Querschnittsform gebildet, die von den einander gegenüberliegenden Oberflächen 361b und 371b der ersten und der zweiten Statorkernbasis 361 und 371 und den Innenumfangsflächen der ersten und der zweiten statorseitigen zylindrischen Außenwand 362 und 372 definiert wird. Dieser Spulenabschnitt 380 wird in dem ringförmigen Hohlraum, der eine rechtwinklige Querschnittsform aufweist, angeordnet und befestigt.
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[Spulenabschnitt]
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Wie in 36 dargestellt ist, beinhaltet der Spulenabschnitt 380 eine ringförmige Spule 381, deren Umfang mit einer durch Harzgießen gebildeten Spulenisolierungsschicht 382 bedeckt ist.
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Wie in 38 dargestellt ist, berührt eine in der axialen Richtung äußere Seitenfläche des Spulenabschnitts 380, die nahe am ersten Statorkern 360 liegt, die gegenüber liegende Oberfläche 361b der ersten Statorkernbasis 361 und die in der axialen Richtung innere Seitenfläche von jedem der ersten statorseitigen basisnahen Abschnitte 363x (der ersten Statorklauenpole 363). Eine in der axialen Richtung äußere Seitenfläche des Spulenabschnitts 380, die nahe am zweiten Statorkern 370 liegt, berührt die gegenüber liegende Oberfläche 371b der zweiten Statorkernbasis 371 und die in der axialen Richtung innere Seitenfläche von jedem der zweiten statorseitigen basisnahen Abschnitte 373x (der ersten Statorklauenpole 373). Der Spulenabschnitt 380 ist so eingerichtet, dass er eine vorgegebene Dicke aufweist, die den axialen Längen der ersten und zweiten Statorklauenpole 363 und 373 entspricht. Die axialen Längen der ersten und der zweiten Statorklauenpole 363 und 373 stimmen mit axialen Längen der ersten und der zweiten Rotorklauenpole 333 und 343 überein.
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In 38 ist eine Durchführungsklemme der ringförmigen Spule 381 in der Zeichnung um der Klarheit willen weggelassen. Somit sind eine Kerbe oder Nut, die an den zylindrischen Außenwänden 362 und 372 des ersten und des zweiten Statorkerns 360 und 370 auszubilden ist, und das Joch 321 zum Führen der Durchführungsklemme nach außen in der Figur weggelassen.
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Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b, die den ersten bzw. den zweiten Statorkern 360 und 370 und den Spulenabschnitt 380 aufweisen, weisen jeweils die sogenannte Lundell-Konstruktion auf. Genauer dienen der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b als Stator mit eine 16-poligen Lundell-Konstruktion, bei der die ringförmige Spule 381 zwischen dem ersten und dem zweiten Statorkern 360 und 370 den ersten und den zweiten Statorkern 360 und 370 auf unterschiedliche Magnetpole magnetisiert hat.
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Wie in 35 und 36 dargestellt ist, sind der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b in der axialen Richtung mit einem Abstandhalter 383 dazwischen gestapelt, so dass sie einen zweiphasigen Lundell-Stator 322 bilden. Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b werden an der Innenumfangsfläche des Jochs 321 befestigt, während sie gestapelt werden wie folgt.
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Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b werden so gestapelt, dass ihre zweiten Statorkerne 370 (die zweiten Statorkernbasen 371) einander in der axialen Richtung mit dem ringplattenförmigen Abstandhalter 383 dazwischen gegenüberliegen.
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Wie in 36 dargestellt ist, wird ein Winkel, in dem der B-Phasen-Statorteil 323b in Bezug auf den A-Phasen-Statorteil 322a angeordnet ist, so eingerichtet, dass bei Betrachtung von der A-Phasen-Motoreinheit 312a aus in der axialen Richtung eine Verschiebung im Uhrzeigersinn über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird. Genauer werden die Magnetpole (die ersten Statorklauenpole 363 und 373) des B-Phasen-Statorteils 322b, die dem A-Phasen-Statorteil 322a in der axialen Richtung gegenüberliegen, im Uhrzeigersinn über den vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Magnetpole (die ersten und zweiten Statorklauenpole 363 und 373) des A-Phasen-Statorteils 322a verschoben.
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Wie in 34 und 35 dargestellt ist, wird eine Steuerplatine 384, die vom Bodenabschnitt 315a des Gehäusehauptkörpers 315 gelagert wird, in einem Hohlraum in der axialen Richtung auf der Innenseite des Jochs 321 und zwischen der B-Phasen-Motoreinheit 312b und dem Bodenabschnitt 315a angeordnet. Die Steuerplatine 384 erstreckt sich in einer Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung. Die Durchführungsklemme der ringförmigen Spule 381 sowohl des A-Phasen-Statorteils 322a als auch des B-Phasen-Statorteils 322b führt vom Stator 322 zum Bodenabschnitt 325a, wo sie mit der Steuerplatine 384 verbunden wird. Die ringförmige Spule 381 des A-Phasen-Statorteils 322a wird über die Durchführungsklemme von einer A-Phasen-Antriebsschaltung (nicht dargestellt), die an der Steuerplatine 384 angebaut ist, mit A-Phasen-Wechselspannung beliefert. Die Steuerplatine 384 des-Phasen-Statorteils 322b wird über die Durchführungsklemme von einer B-Phasen-Antriebsschaltung (nicht dargestellt), die an der Steuerplatine 384 angebaut ist, mit B-Phasen-Wechselspannung beliefert.
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Nun wird eine Funktionsweise der zehnten Ausführungsform beschrieben.
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Wenn die ringförmige Spule 381 des A-Phasen-Statorteils 322a mit der A-Phasen-Wechselspannung beliefert wird und die ringförmige Spule 381 des B-Phasen-Statorteils 322 mit der B-Phasen-Wechselspannung, die einen vorgegebenen Phasenunterschied zur A-Phasen-Wechselspannung aufweist, beliefert wird, wird ein drehendes Magnetfeld im Stator 322 erzeugt, und der Rotor einschließlich der Drehwelle 313 wird gedreht. Wenn der Ventilator 314 durch die Drehung der Drehwelle 313 gedreht wird, wird Luft durch die Einlassöffnung in der Mitte des oberen Plattenabschnitts 316 eingesaugt und durch die Auslassöffnung 319 zwischen den Außenrändern des oberen Plattenabschnitts 316 und dem Flanschabschnitt 315c des Gehäusehauptkörpers 315 in der radialen Richtung der Drehwelle 313 geblasen.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist der Stator 322 einen Zweiphasen-Aufbau auf, der den A-Phasen-Statorteil 322a und den B-Phasen-Statorteil 322b beinhaltet, die der A-Phasen-Wechselspannung bzw. der B-Phasen-Wechselspannung entsprechen. Somit weist der Rotor 323 auch den Zweiphasen-Aufbau auf, der den A-Phasen-Rotorteil 323a und den B-Phasen-Rotorteil 323b beinhaltet. Somit können die Magnetflüsse von den Ringmagneten 350 des A-Phasen-Statorteils 323a und des B-Phasen-Statorteils 323b jeweils in dem entsprechenden A-Phasen-Statorteil 322a bzw. B-Phasen-Statorteil 322b empfangen werden, und die Ausgangsleistung kann erhöht werden.
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Nun werden die Vorteile der zehnten Ausführungsform beschrieben.
- (1) Der Motor 312, der als Antriebsquelle für das Gebläse 310 vorgesehen ist, weist die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b auf, welche die oben beschriebene Lundell-Konstruktion bilden. Genauer beinhalten die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b, welche die Lundell-Konstruktion bilden, den A-Phasen-Rotorteil 323a bzw. den B-Phasen-Rotorteil 323b, die jeweils die Lundell-Konstruktion aufweisen. Somit kann die Zahl der Pole durch Ändern der Zahl der ersten und zweiten Rotorklauenpole 333 und 343 auf einfache Weise geändert werden, ohne die Anzahl der Ringmagnete 350 und dergleichen in sowohl dem A-Phasen-Rotorteil 323a als auch dem B-Phasen-Rotorteil 323b ändern zu müssen.
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Die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b, welche die Lundell-Konstruktion bilden, beinhalten den A-Phasen-Rotorteil 323a bzw. den B-Phasen-Rotorteil 323b, die jeweils die Lundell-Konstruktion aufweisen. Somit kann die Zahl der Pole durch Ändern der Zahl der ersten und zweiten Statorklauenpole 363 und 373 auf einfache Weise geändert werden, ohne den Aufbau des Spulenabschnitts 380 sowohl im A-Phasen-Statorteil 322a als auch im B-Phasen-Statorteil 322b ändern zu müssen.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die zweite Motoreinheiten (die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b) verwendet, welche die Lundell-Konstruktion bilden. Dadurch kann die Ausgangsleistung gesteigert werden.
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Die zehnte Ausführungsform kann modifiziert werden wie folgt.
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Die Steuerplatine 384 wird in der zehnten Ausführungsform in dem Hohlraum zwischen der B-Phasen-Motoreinheit 312b und dem Bodenabschnitt 315a angeordnet, kann aber stattdessen auch in der axialen Richtung zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b angeordnet werden, wie in 39 dargestellt ist. In einem solchen Beispiel wird der Abstandhalter 383, der in der zehnten Ausführungsform zwischen dem A-Phasen-Statorteil 322a und dem B-Phasen-St# 322b angeordnet wird, weggelassen. In einem solchen Beispiel wird die Steuerplatine 384 zwischen dem A-Phasen-Statorteil 322a und dem B-Phasen-Statorteil und zwischen dem A-Phasen-Rotorteil 323a und dem B-Phasen-Rotorteil 323b angeordnet.
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Die Steuerplatine 384 beinhaltet einen Stufenabschnitt 384a auf, der in ihrem in der radialen Richtung mittleren Abschnitt ausgebildet ist und als Dickenänderungspunkt dient, und weist eine Dicke eines innenumfangsseitigen Abschnitts des Stufenabschnitts auf, die geringer ist als eine Dicke eines außenumfangsseitigen Abschnitts des Stufenabschnitts 384a. Die Steuerplatine 384 berührt die zweiten Statorkernbasen 371 unterschiedlicher Phasen in der axialen Richtung und liegt den zweiten Rotorkernbasen 341 von unterschiedlichen Phasen in der axialen Richtung mit einem Spalt dazwischen gegenüber. Somit wird der Spalt so eingerichtet, dass eine Berührung mit dem A-Phasen-R# 323a und dem B-Phasen-Rotorteil 32b, das heißt mit drehenden Elementen, verhindert wird.
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Die Steuerplatine 384 wird, wie oben beschrieben, in der axialen Richtung zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b angeordnet und kann somit jeweils nahe an der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312 angeordnet werden. Somit kann die Durchführungsklemme in direkten Kontakt mit der Steuerplatine 384 gebracht werden, ohne andere Komponenten wie beispielsweise eine Klemme zum elektrischen Verbinden der Durchführungsklemmen der ringförmigen Spule 381 anderer Phasen mit der Steuerplatine 384 verwenden zu müssen. Infolgedessen können die Steuerplatine 384 und die ringförmige Spule 381 mit einem einfachen Aufbau verbunden werden. Ferner kann die Motorleistung verbessert werden, ohne die Klemme oder dergleichen für die oben beschriebene Verbindung verwenden zu müssen. Wenn die Steuerplatine 384 zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b angeordnet wird, kann verhindert werden, dass elektromagnetisches Rauschen, das durch den Betrieb eines an der Steuerplatine 384 angebauten Schaltelements verursacht wird, nach außen dringt.
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In dem in 39 dargestellten Beispiel erstreckt sich die Steuerplatine 384 in einen Abschnitt zwischen dem A-Phasen-Rotorteil 323a und dem B-Phasen-Rotorteil 323b. Mit einem Drehungserfassungselement, beispielsweise einer Hall-IC, das in diesem Abschnitt, wo hinein sie sich erstreckt, bereitgestellt ist, können Positionsinformationen über den Rotor 323 mit dem Detektionsmechanismus des Drehungserfassungselements von den ersten und zweiten Rotorklauenpolen 333 und 343 erfasst werden. Somit können die Positionsinformationen über den Rotor 323 erfasst werden, ohne einen Sensormagneten zum Rotor 323 hinzuzufügen.
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Elfte Ausführungsform
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Nachstehend wird eine elfte Ausführungsform eines Motors beschrieben, der auf ein Gebläse angewendet wird. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der zehnten Ausführungsform nur in der Anordnung der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b. Daher sind die Gestaltungen, die denen der zehnten Ausführungsform gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen benannt, und Unterschiede werden ausführlich beschrieben.
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Wie in 40 und 21 dargestellt ist, ist in einem Gebläse 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die A-Phasen-Motoreinheit 312a, die den Motor bildet, auf einer axialen Seite des Gebläses 314 (zwischen dem oberen Wandabschnitt 314c und dem Ventilator 314) angeordnet, und die B-Phasen-Motoreinheit 312b ist auf der anderen axialen Seite des Ventilators (zwischen der Basis 314a und dem Gebläse 314) angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Ventilator 314 in der axialen Richtung zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b angeordnet.
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Genauer beinhaltet das Gebläse 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein erstes Gehäuse (Motorgehäuse) 410 und ein zweites Gehäuse (Motorgehäuse) 420, die in der axialen Richtung jeweils auf einander entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Das erste Gehäuse 410 ist nahe an der Basis 314a des Ventilators 314 angeordnet, und das zweite Gehäuse 420 ist nahe am oberen Wandabschnitt 314c des Ventilators 314 angeordnet. Das erste Gehäuse 410 entspricht dem Gehäusehauptkörper 315 gemäß der zehnten Ausführungsform, und das zweite Gehäuse 420 entspricht dem oberen Plattenabschnitt 316 gemäß der zehnten Ausführungsform.
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Genauer weist das erste Gehäuse 410 eine zylindrische Form mit Boden auf und beinhaltet einen Bodenabschnitt 411 mit einer, in der axialen Richtung der axialen Richtung gesehen, kreisrunden Form, einen Außenumfangswandabschnitt 412 mit einer zylindrischen Form, der sich vom Außenumfangsrand des Bodenabschnitts 411 aus in der axialen Richtung erstreckt, und auf einer Seite, die dem Bodenabschnitt 411 entgegengesetzt ist, einen Bodenabschnitt 411, der sich von einem Endabschnitt des Außenumfangswandabschnitts 412 in der radialen Richtung erstreckt. Ein Lageraufnahmeabschnitt 414 ist in einem mittleren Abschnitt des Bodenabschnitts 411 ausgebildet. Ein Lager 317, das die Drehwelle 313 axial stützt, ist im Lageraufnahmeabschnitt 414 befestigt.
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Das zweite Gehäuse 420 weist insgesamt eine Ringform auf und beinhaltet einen Statoraufnahmeabschnitt 421, in dem der A-Phasen-Statorteil 322a aufgenommen wird, und einen Flanschabschnitt 422 mit einer Ringplattenform, der sich in der radialen Richtung vom Statoraufnahmeabschnitt 421 fortsetzt. Der Statoraufnahmeabschnitt 421 weist eine rechteckige U-förmige Querschnittsform auf, die in der radialen Richtung nach innen offen ist.
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Der Flanschabschnitt 422 des zweiten Gehäuses 420 ist so angeordnet, dass er dem Flanschabschnitt 413 des ersten Gehäuses 410 mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen in der axialen Richtung gegenüberliegt, und ist beispielsweise mit einer Schraube oder dergleichen (nicht dargestellt) am Flanschabschnitt 413 befestigt. Ein Außenumfangsrand des Ventilators 314 ist zwischen den Flanschabschnitten 413 und 422 angeordnet. Ein Befestigungsabschnitt 415, wo das Gebläse 400 angeordnet wird, ist am Flanschabschnitt 413 des ersten Gehäuses 410 ausgebildet und steht in der radialen Richtung nach außen vor.
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Das zweite Gehäuse 420 weist einen oberen Bodenabschnitt 424 auf mit einem kreisförmigen oberen Bodenabfluss 424, der in der axialen Richtung der Drehwelle 313 offen ist. Die Einlassöffnung 423 ist so eingerichtet, dass sie einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des A-Phasen-Rotorteils 323a, der weiter unten beschrieben wird, im Wesentlichen gleich ist. Ferner wird ein Aufbau verwendet, der dem, der in der zehnten Ausführungsform verwendet wird, im Wesentlichen gleich ist, so dass eine Auslassöffnung 425 eine Öffnung (einen Spalt) zwischen den Flanschabschnitten 413 und 422 des ersten und des zweiten Gehäuses 410 und 420 beinhalten, als Auslassöffnung 425 dient.
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Der A-Phasen-Statorteil 322a, der als Komponente der A-Phasen-Motoreinheit 312a dient, die auf der axial oberen Seite des Ventilators 314 (zwischen dem oberen Wandabschnitt 314c und dem Ventilator 314) angeordnet ist, wird im Statoraufnahmeabschnitt 421 des zweiten Gehäuses 420 aufgenommen und befestigt. Der A-Phasen-Rotorteil 323a ist auf der Innenumfangsseite des A-Phasen-Statorteils 322a angeordnet.
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Der A-Phasen-Rotorteil 323a ist an einem vorstehenden Abschnitt 314f befestigt, der vom Innenrandabschnitt des oberen Wandabschnitts 314c des Ventilators 314 in der radialen Richtung nach außen vorsteht. Genauer weist der vorstehende Abschnitt 314f eine flache Plattenform auf, die sich in der Richtung, die orthogonal ist zur Achse der Drehwelle 313, erstreckt. Eine zweite Rotorkernbasis 341 (ein zweiter Rotorkern 340) im A-Phasen-Rotorteil 323a ist an der Oberseite des vorstehenden Abschnitts 314f beispielsweise mit einem Haftmittel oder dergleichen befestigt.
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Der B-Phasen-Statorteil 322b, der als Komponente einer B-Phasen-Motoreinheit 312b dient, die auf einer in der axialen Richtung unteren Seite des Ventilators 314 (zwischen der Basis 314a und dem Ventilator 314) angeordnet ist, ist an der Innenumfangsfläche des Außenumfangswandabschnitts 412 des ersten Gehäuses 410 befestigt. Der B-Phasen-Rotorteil 323b ist auf der Innenumfangsseite des B-Phasen-Statorteils 322b angeordnet.
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Der B-Phasen-Rotorteil 323b ist an einer Befestigungsfläche 314g, die auf der in der axialen Richtung unteren Endfläche der Basis 314a des Ventilators 314 ausgebildet ist, befestigt. Die Befestigungsfläche 314g weist eine plane Form auf, die sich in der Richtung erstreckt, die orthogonal ist zur Achse der Drehwelle 313. Die zweite Rotorkernbasis 341 (ein zweiter Rotorkern 340) im B-Phasen-Rotorteil 323b ist beispielsweise mit einem Haftmittel oder dergleichen an der Befestigungsfläche 314g befestigt.
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Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b gemäß der elften Ausführungsform und die Gegenstücke in der zehnten Ausführungsform unterscheiden sich voneinander in der Größe und dergleichen, sind aber vom grundsätzlichen Aufbau her gleich. Der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b sind so angeordnet, dass ihre zweiten Statorkerne 370 dem Ventilator 314 gegenüberliegen. Wie in der zehnten Ausführungsform sind der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b so angeordnet, dass ein Winkel, in dem der B-Phasen-Statorteil 322b in Bezug auf den A-Phasen-Statorteil 322a angeordnet ist, so eingerichtet ist, dass bei Betrachtung von der A-Phasen-Motoreinheit 312a aus in der axialen Richtung ein Versatz im Uhrzeigersinn über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird.
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Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b gemäß der elften Ausführungsform weisen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die Gegenstücke in der zehnten Ausführungsform, unterscheiden sich aber dahingehend von diesen, dass die Innenumfangswandabschnitte 332 und 342 an der ersten und der zweiten Rotorkernbasis 331 und 341 ausgebildet sind. Wie in der zehnten Ausführungsform ist ein Winkel, in dem der B-Phasen-Rotorteil 323b in Bezug auf den A-Phasen-Rotorteil 323a angeordnet wird, so eingerichtet, dass bei Betrachtung in der axialen Richtung von der A-Phasen-Motoreinheit 312a aus eine Verschiebung im Uhrzeigersinn über einen vorgegebenen Winkel erreicht wird.
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In der elften Ausführungsform wird die Steuerplatine 384 im ersten Gehäuse 410 aufgenommen. Das erste Gehäuse 410 ist zwischen dem Bodenabschnitt 411 und der B-Phasen-Motoreinheit 312b (dem B-Phasen-Statorteil 322b und dem B-Phasen-Rotorteil 323b) im ersten Gehäuse 410 angeordnet. Wie in 40 und 42 dargestellt ist, weist die Steuerplatine 384 eine Ringplattenform mit einer mittleren Bohrung 385 auf, wo die Drehwelle 313 eingeführt wird, wie in 40 und 42 dargestellt ist. Eine A-Phasen-Antriebsschaltung 386a und eine B-Phasen-Antriebsschaltung 386b sind jeweils an 180 gegenüberliegenden Positionen in der Umfangsrichtung der Drehwelle 313 an einer Rückseite (einer Plattenoberfläche, die nahe am Bodenabschnitt 411 liegt) der Steuerplatine 384 angebaut.
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Die (nicht dargestellten) Durchführungsklemmen der ringförmigen Spulen 381 des A-Phasen-Statorteils 322a und des B-Phasen-Statorteils 322b sind mit der A-Phasen-Antriebsschaltung 386a bzw. mit der B-Phasen-Antriebsschaltung 386b verbunden. Die ringförmige Spule 381 des Phasen-Statorteils 322a wird über die Durchführungsklemme von der A-Phasen-Antriebsschaltung 386a mit A-Phasen-Wechselspannung beliefert. Die ringförmige Spule 381 des B-Phasen-Statorteils 322b wird über die Durchführungsklemme von der B-Phasen-Antriebsschaltung 386b mit B-Phasen-Wechselspannung beliefert.
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Nun wird eine Funktionsweise der elften Ausführungsform beschrieben.
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Wenn die ringförmige Spule 381 des A-Phasen-Statorteils 322a mit der A-Phasen-Wechselspannung beliefert wird und die ringförmige Spule 381 des B-Phasen-Statorteils 322 mit der B-Phasen-Wechselspannung, die einen vorgegebenen Phasenunterschied zur A-Phasen-Wechselspannung aufweist, beliefert wird, wird ein drehendes Magnetfeld im Stator 322 erzeugt, wodurch eine Drehkraft zum Drehen des A-Phasen-Rotorteils 323a und des B-Phasen-Rotorteils 323b erzeugt wird. Somit dreht sich der Ventilator 314, an dem der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b befestigt sind, als Einheit mit der Drehwelle 313. Dann wird durch den Betrieb der Schaufeln 314b des Ventilators 314 die Luft durch die Einlassöffnung 423 des zweiten Gehäuses 420 und die axial innere Seite des A-Phasen-Rotorteils 23a angesaugt, strömt zwischen der Basis 314a und dem oberen Wandabschnitt 314c des Ventilators 314 hindurch und wird durch die Auslassöffnung 319 zwischen den Flanschabschnitten 413 und 422 des ersten und des zweiten Gehäuses 410 und 420 in der radialen Richtung nach außen geblasen. Somit strömt die Luft zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b hindurch, während sich der Ventilator 314 dreht.
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Nun werden die Vorteile der elften Ausführungsform beschrieben.
- (1) Die A-Phasen-Motoreinheit 312a ist auf einer axialen Seite des Ventilators 314 vorgesehen, und die B-Phasen-Motoreinheit ist auf der anderen axialen Seite des Ventilators 314 vorgesehen. Bei diesem Aufbau wird der Ventilator 314 durch die Drehkraft des Rotors 323, die auf beiden axialen Seiten des Ventilators 314 erzeugt wird, gedreht. Somit kann ein Wellenschlag wirksam verhindert werden, wenn sich der Ventilator 314 dreht. Da der Ventilator 314 zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b angeordnet ist, kann verhindert werden, dass leise Windgeräusche des Ventilators 314 nach außen dringen. Die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b sind durch den Ventilator 314 voneinander getrennt, und somit können Streuflüsse und dergleichen, die wegen einer magnetischen Störung zwischen der A-Phasen-Motoreinheit 312a und der B-Phasen-Motoreinheit 312b erzeugt werden können, verringert werden.
- (2) Der A-Phasen-Rotorteil 323a ist an der in der axialen Richtung ersten Endfläche (der Endfläche des oberen Wandabschnitts 314c) des Ventilators 314 befestigt, und der B-Phasen-Rotorteil 323b ist an der in der axialen Richtung zweiten Endfläche (der Befestigungsfläche 314g der Basis 314a) des Ventilators 314 befestigt. Mit diesem Aufbau sind der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b direkt am Ventilator 314 befestigt, und somit kann das Bestreben, das Gebläse 400 in der axialen Richtung zu verkleinern, unterstützt werden.
- (3) Die Innenseite des A-Phasen-Rotorteils 323a in der radialen Richtung dient als Strömungsweg der Luft, die wegen der Drehung des Ventilators 314 strömt. Mit diesem Aufbau strömt die Luft in der radialen Richtung auf der Innenseite des A-Phasen-Rotorteils 323a, wenn sich der Ventilator 314 dreht, und somit kann verhindert werden, dass Wärme, die in der A-Phasen-Motoreinheit 312a erzeugt wird, dort stehen bleibt. Somit kann verhindert werden, dass der Widerstand in der ringförmigen Spule 381 wegen der Wärme steigt, und infolgedessen kann verhindert werden, dass die Ausgangsleistung des Motors schlechter wird.
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Die zehnte und die elfte Ausführungsform können modifiziert werden wie folgt.
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Der Ventilator 314 wird in der zehnten Ausführungsform direkt am A-Phasen-Rotorteil 323a befestigt und wird in der elften Ausführungsform direkt am A-Phasen-Rotorteil 323a und am B-Phasen-Rotorteil 323b befestigt. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Ventilator 314 in der zehnten Ausführungsform so befestigt werden, dass er sich als Einheit mit der Drehwelle 313 dreht, ohne dass er direkt am A-Phasen-Rotorteil 323a befestigt wird. Ebenso kann der Ventilator 314 in der elften Ausführungsform so befestigt werden, dass er sich als Einheit mit der Drehwelle 313 dreht, ohne dass er direkt am A-Phasen-Rotorteil 323a und am B-Phasen-Rotorteil 323b befestigt wird. Die Drehwelle 313 und der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b können sich auch mit diesem Aufbau als Einheit drehen.
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In der elften Ausführungsform drehen sich der Ventilator 314 und der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b als Einheit mit der Drehwelle 313. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt. Zum Beispiel kann eine feststehende Achse, die sich nicht drehen kann, anstelle der Drehwelle 313 gemäß der elften Ausführungsform für das erste Gehäuse 410 oder das zweite Gehäuse vorgesehen sein, und der Ventilator 314 kann an der feststehenden Achse gelagert sein.
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In der zehnten und der elften Ausführungsform sind der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b die Rotorteile in der 16-poligen Lundell-Konstruktion, und der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322b sind die Statorteile in der 16-poligen Lundell-Konstruktion. Die Zahl der ersten und der zweiten Rotorklauenpole 333 und 343 und die Zahl der ersten und der zweiten Statorklauenpole 363 und 373 können geändert werden. Zum Beispiel kann die Zahl der Magnetpole, die mit dem A-Phasen-Rotorteil 323a und dem B-Phasen-Rotorteil 323b und dem A-Phasen-Statorteil 322a und dem B-Phasen-Statorteil 322b erhalten wird, eine andere Zahl sein als 16, beispielsweise acht oder vierundzwanzig.
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In der zehnten und der elften Ausführungsform weist der Motor 312 zwei Motoreinheiten auf, welche die Lundell-Konstruktion bilden. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt. Genauer muss der Motor 312 kein Motor sein, der die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b aufweist (wo die Phasen des Motors zwei an der Zahl sind). Zum Beispiel kann die Zahl der Phasen des Motors nach Bedarf geändert werden, und es kann ein Motor verwendet werden, der eine oder drei oder mehr Motoreinheiten aufweist.
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In der zehnten Ausführungsform sind die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b des Motors 312 zwischen dem Ventilator 314 und dem Bodenabschnitt 315a (auf der Seite, die der Einlassöffnung in Bezug auf den Ventilator 314 entgegengesetzt ist) angeordnet. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt. Zum Beispiel können die A-Phasen-Motoreinheit 312a und die B-Phasen-Motoreinheit 312b am oberen Wandabschnitt 314c des Gebläses 314 vorgesehen sein, wie im Falle der A-Phasen-Motoreinheit 312a gemäß der elften Ausführungsform. Somit werden der A-Phasen-Statorteil 322a und der B-Phasen-Statorteil 322 am oberen Plattenabschnitt 316 gelagert. Der A-Phasen-Rotorteil 323a und der B-Phasen-Rotorteil 323b sind so aufgebaut, dass sie sich als Einheit drehen können, wobei der A-Phasen-Rotorteil 323a oder der B-Phasen-Rotorteil 323b am oberen Wandabschnitt 314c des Gebläses 314 befestigt ist.
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Bei einem solchen Aufbau dienen die Innenseiten des A-Phasen-Rotorteils 323a und des B-Phasen-Rotorteils 323b in der radialen Richtung dient als Strömungsweg der Luft, die wegen der Drehung des Ventilators 314 strömt. Mit diesem Aufbau kann verhindert werden, dass Wärme, die im Motor 312 erzeugt wird, stehen bleibt. Somit kann verhindert werden, dass der Widerstand in der ringförmigen Spule 381 wegen der Wärme steigt, und infolgedessen kann verhindert werden, dass die Ausgangsleistung des Motors 312 schlechter wird.
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Die Ringmagnete des A-Phasen-Rotorteils 323a und des B-Phasen-Rotorteils 323b sind in der zehnten und der elften Ausführungsform aus dem gesinterten Ferritmagneten gebildet. Jedoch ist der Aufbau nicht auf eine solche Weise beschränkt. Zum Beispiel kann der Ringmagnet 350 aus anderen Dauermagneten gebildet werden, einschließlich eines Neodymmagneten und eines Samarium-Cobalt-Magneten.
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In der zehnten und der elften Ausführungsform werden der erste und der zweite Rotorkern 330 und 340 und der erste und der zweite Statorkern 360 und 370 jeweils aus einem einzigen magnetischen Stahlblech gebildet, aber sie können auch durch Stapeln mehrerer dünner magnetischer Stahlbleche gebildet werden. Der erste und der zweite Rotorkern 330 und 340 und der erste und der zweite Statorkern 360 und 370 können aus einem Pulvermagnetkern gebildet werden.
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Ein Aufbau, bei dem der Umfang der ringförmigen Spule 381 mit der Spulenisolierschicht 382 bedeckt ist, die in der zehnten und elften Ausführungsform durch Harzgießen gebildet wird, kann auch durch einen zylindrischen Spulenkern gebildet werden.
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Die Gestaltungen, beispielsweise die Formen des Gehäuses 311 (des ersten und des zweiten Gehäuses 410 und 420) der Gebläse 310 und 400 und des Ventilators 314 sind nicht auf diejenigen der zehnten und elften Ausführungsform beschränkt und können je nach Gestaltung geändert werden.
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Nachstehend werden technische Konzepte beschrieben, die aus der zehnten Ausführungsform und der elften Ausführungsform erkannt werden können.
- (A) Ein Gebläse, bei dem
der Rotorteil einer ersten einzelnen Motoreinheit an einer in der axialen Richtung ersten Endfläche des Ventilators befestigt ist, und
der Rotorteil einer zweiten einzelnen Motoreinheit an einer in der axialen Richtung zweiten Endfläche des Ventilators befestigt ist.
- (B) Ein Gebläse, das einen Strömungsweg aufweist, durch den Luft strömt, wenn sich der Ventilator dreht, ist auf einer in der radialen Richtung des Rotors inneren Seite ausgebildet.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen eins bis elf und ihre modifizierten Beispiele können kombiniert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-181303 [0002, 0003, 0004]
- JP 2014-161198 [0005, 0007]
- JP 11-332200 [0010]