JP2000287404A - アウターロータを安定的に作動する非振動電気モータ - Google Patents

アウターロータを安定的に作動する非振動電気モータ

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JP2000287404A
JP2000287404A JP11078167A JP7816799A JP2000287404A JP 2000287404 A JP2000287404 A JP 2000287404A JP 11078167 A JP11078167 A JP 11078167A JP 7816799 A JP7816799 A JP 7816799A JP 2000287404 A JP2000287404 A JP 2000287404A
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    • H02K7/085Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの振動の衝撃を防ぎ、モータを安定的
に回転させる。 【解決手段】 固定子支持器(2)の中央ステム(2
1)上に同軸に取り付けられた内部固定子(1)と、シ
リンダー部材(31)中のマグネティックコンダクター
(30)と固定され、内部固定子(1)の周りに配置さ
れるシリンダー部材(31)を有するアウターロータ
(3)と、アウターロータ(3)の中央部上で同軸に取
り付けられ、固定子保持器(2)と組み合わされるハウ
ジング(5)内で回転自在に取り付けられる駆動シャフ
ト(4)と、を用いて電気モータを作る。アウターロー
タ(3)のシリンダー部材(31)の開放端外縁部(3
3)は、固定子保持器(2)上で環状に保持される軸受
(34)上で安定的に回転自在に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアウターロータを安
定的回転させる非振動電気モータに関する。
【0002】
【従来の技術】図11に示される一般的なブラシレス電
気モータは、円筒形に形成され、駆動シャフトTに取り
付けられている閉鎖端の壁部R1を有するアウターロー
タRと、ベースBに取り付けられている薄層状の鉄心L
上に磁性を与える巻線Cを有する内部固定子Sと、円筒
形のアウターロータRの内壁に取り付けられている複数
の永久磁石Mと、を有する。そのシャフトTは、固定子
SとベースB中の中央の穴Hに回転自在に取り付けられ
ている。
【0003】以上の構成によって、内部の固定子S上の
巻線Cに電力の供給をして磁性を与えることによって、
固定子SはアウターロータRに固定された永久磁石Mの
磁界と相互に作用し合う磁界を生ぜしめ、アウターロー
タRはシャフトTを通じてトルクを出力する為に回転す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな一般的なアウターロータRを持つ電気モータには以
下のような欠点がある。
【0005】1.アウターロータRは開放端外縁部R2
を持ち、どんな手段にも支持されていない。従って、と
りわけ高い磁界や遠心力のもとでのモータの回転は容易
に振動の衝撃を引き起こす原因となり、モータの騒音や
破損の原因になり得る。
【0006】2.モータの振動の欠点により、一般的な
アウターロータを持つモータは、高い馬力や高いトルク
で用いるには適当でない。そのため、産業上の使用は、
たとえば、単にテープレコーダー、ディスクドライブ、
冷却ファン、その他の低馬力と低トルクのモータなど小
型のモータに限られる。
【0007】3.もし、図11に示されるように直立し
て設置されるべきモータが、その軸Tを水平面と平行に
なるようにして水平に置かれたら(図示せず)、そのア
ウターロータRの開放端外縁部R2は不安定に回転し、
深刻な振動を引き起こす。そのため、一般的なアウター
ロータを持つ電気モータは、特にシャフトを水平に向け
て据えることを必要とする駆動モータには適当でない。
【0008】本発明家は以上のような一般的なアウター
ロータを持つモータの欠点に気付き、振動を防ぐ本電気
モータを発明した。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を克服するため
の本発明の電気モータは、固定子保持器の中央ステムに
同軸に取り付けられた内部の固定子と、シリンダー部材
中のマグネティックコンダクターと取り付けられている
シリンダー部材を持ち、内部固定子の周囲に配置される
アウターロータと、アウターロータの中央部と同軸に取
り付けられており、固定子保持器と組み合わされるハウ
ジングの中で回転自在に取り付けられている駆動シャフ
トと、を有する。
【0010】アウターロータのシリンダー部材の開放端
外縁部は固定子保持器上で環状に保持する軸受上で安定
的に回転自在に支持されている。
【0011】以上の構成により、振動の衝撃を無くすよ
うに安定的に回転するモータが形成され、トルク、馬
力、安定性、効率が向上したモータが得られる。
【0012】
【発明の効果】本発明は、一般的な(アウターロータを
持つ)モータより以下の点で優れている。 1.アウターロータのロータシリンダーの自由端部また
は開放端部は、ハウジング中の固定子保持器上で保持さ
れる軸受手段上で安定的に支持される。それによって、
モータの回転時に起こる振動の衝撃を防ぎ、または最小
化する。 2.本発明による効果である振動の衝撃の防止によって
モータのより高馬力、またはより高トルクの出力が達成
され、モータの効率と産業上の価値が上がる。 3.ロータシリンダーは安定的に支持されるので、モー
タを水平な操作架台上に水平に置いてシャフトを水平面
と平行な軸に沿って回転させることができる。だから、
モータは取り付けと利用が便利なように垂直に立て、ま
たは水平に置かれてもよい。 4.磁界の強さを増加し、アウターロータの直径の大き
くすることによって、より高いトルクが生じ、高馬力、
高トルク、高安定性のモータを作ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の一実
施形態を説明する。
【0014】図1〜図6に示すように本発明は、内部固
定子1と、内部固定子1を保持する固定子保持器2と、
内部の固定子1の周りに円状に配置されたアウターロー
タ3と、アウターロータ3と同軸に取り付けられた駆動
シャフト4と、ハウジング5の中にアウターロータ3と
内部固定子1を入れるために固定子保持器2と組み合わ
されたハウジング5と、によって構成される。
【0015】内部固定子1は、固定子保持器2のステム
21の前後方向の中心を明らかにする前後軸Xについて
固定子保持器2の中央ステム21と同軸に取り付けられ
る固定子継鉄または固定子鉄心11と、固定子保持器2
の中で形成された電気通路23を通じ電線13を介して
電源の外部の制御回路に電気的に接続され、固定子鉄心
(継鉄)11に螺旋状に巻き付き磁化する巻線12と、
を有する。適当な電気絶縁体が鉄心11と固定子保持器
2との間に供給される。
【0016】固定子保持器2は、固定子保持器2のベー
ス22より外部に突き出す中央ステム21を有し、その
ベース22はハウジング5と固定子保持器2の中に固定
子1とアウターロータ3を入れるために、ハウジング5
と組み合わせられる。
【0017】アウターロータ3は、内部の固定子1の周
りに配置されたシリンダー部材31と、シリンダー部材
31の内壁に取り付けられるマグネティックコンダクタ
ー30と、を有する。
【0018】マグネティックコンダクター30は、永久
磁石、ヒステリシス強磁性体、または、磁気伝導力があ
り内部の固定子1とアウターロータ3の間の電機子反作
用によって、アウターロータ3の回転を引き起こすため
の内部の固定子1と相互に作用し合う他の物質によって
作られる。
【0019】アウターロータ3のシリンダー部材31
は、シリンダー部材31の第1の端部に形成され、固定
子保持器2の中央ステム21の前後軸Xについて駆動シ
ャフト4と同軸に取り付けられた中央ハブ部321を持
つ閉鎖端プレート部32と、閉鎖端プレート部32の反
対側でシリンダー部材31の第2の端部に形成され、シ
リンダー部材31の開放端外縁部33とベース22の間
に環状に形成される軸受34によって固定子保持器2の
ベース22と回転自在に組み合わせられるようにする開
放端外縁部33と、を有する。
【0020】ベース22は、本発明でアウターロータ3
の回転安定性を増加し、かつ、回転の際に起こる振動の
衝撃を防ぐか最小化するために、アウターロータ3のシ
リンダー部材31の開放端外縁部33を回転自在に取り
付け支持するための軸受34を固定する軸受溝または保
持部24を持って環状に形成される。
【0021】駆動シャフト4は、シャフト軸受40によ
ってハウジングの閉鎖端プレート部51の中央部に形成
されるシャフト穴50に回転自在に通されており、前後
軸Xについてアウターロータ3のシリンダー部材31の
中央ハブ部321と同軸に取り付けられる駆動シャフト
4の内端部41を有し、駆動シャフト4の外端部42は
本発明のモータによって駆動されるいかなる操作可能装
置(図示せず)とも接続される。ハウジング5は、ハウ
ジング5の中に内部固定子1とアウターロータ3を入れ
るために、閉鎖端プレート部51と反対側のハウジング
5の自由端上に形成され固定子保持器2のベース22と
組み合わせるための開放端外縁部52を持つ(図2、図
6)。
【0022】ハウジング5は、たとえば、本発明のモー
タを動作のために水平に載置するとき、作業場所または
操作架台の上に平坦な側壁または底壁が安定的に置かれ
るように形成されている。
【0023】本発明では、内部固定子1とアウターロー
タ3を作る原料と機構は制限されておらず、電気モータ
を作るために当業者によって変更されうる。
【0024】内部固定子1が磁化するために、内部固定
子1の巻線またはコイル12が通電すると、内部の固定
子1に対応するアウターロータ3は、磁気伝導性を有
し、相互に作用し合うようになり、内部の固定子1とア
ウターロータ3の間の電機子反作用によってアウターロ
ータ3を回転させトルクを発生させる。
【0025】シャフト4は、アウターロータ3のシリン
ダー部材31の中央ハブ部321と同軸に取り付けら
れ、アウターロータ3の回転と同時に回転する。
【0026】アウターロータ3の開放端外縁部33は、
固定子保持器2のベース22上で軸受34に回転自在に
取り付けられ、支持される。こうしてアウターロータ3
のシリンダー部材31は振動無く安定的に回転するよう
になり、それによって、モータの振動の衝撃を防ぎ、ま
たは最小化できる。
【0027】以上に従って、モータが速い速度で回転し
ているとき、内部の固定子1とアウターロータ3の間の
相互作用によって、つまり遠心力によって生じる振動
は、ハウジング5と安定的に組み合わされる固定子保持
器2のベース22上でアウターロータ3のシリンダー部
材31の開放端または自由端外縁部33が回転自在に支
持されているので、本発明の機構によって防ぎ、最小化
される。
【0028】図7で示されるように、駆動シャフト4
は、アウターロータ3のシリンダー部材31の中央ハブ
部321から内部に向かって突き出す駆動シャフト4の
内端部41を持つ。その駆動シャフト4の内端部41
は、補助軸受40aと回転自在に取り付けられ、固定子
保持器2の中央ステム21上で保持される。
【0029】図8で示されるように、シャフト4の内端
部41は、固定子保持器2の中央ステム21を縦に通り
抜けるように形成された軸穴211を通り抜け、アウタ
ーロータ3のシリンダー部材31の中央ハブ部321か
ら遠く離れて突き出され、固定子保持器2のベース22
中で保持される補助軸受40bに回転自在に支持され、
取り付けられる。シャフト4の内端部41は制御系(図
示せず)のエンコーダの駆動に供給されうる。
【0030】図9に示されるように、図6で示される固
定子保持器2のベース22上で回転自在に取り付けられ
ている軸受34は、複数のローラまたは車輪35と取り
替えられている。
【0031】図10で示されるように、自己潤滑軸受環
36は、本発明の図6で示される軸受34と置き換える
ために供給されうる。自己潤滑軸受環36は、固定子保
持器2のベース22で保持され、ハウジング5の外縁部
52によって保護されうる。
【0032】自己潤滑軸受環36は、たとえば、粉末治
金により作られ環の中に潤滑油を含浸させた含油軸受環
である。本発明では、軸受34、ローラ35、または自
己潤滑軸受環36は軸受手段として定義されうる。
【0033】他の変更は、本発明の思想と範囲から脱し
ない範囲ですることができる。マグネティックコンダク
ター30とシリンダー部材31は完全に一緒に形成され
うる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の主な要素を示す分解組立図である。
【図2】 本発明を組み立てたときの全体図である。
【図3】 本発明の縦断面図である。
【図4】 図3の4−4方向から見た横断面図である。
【図5】 図3の5−5方向から見た横断面図である。
【図6】 図3の拡大図である。
【図7】 本発明の好ましい第1の実施の形態である。
【図8】 本発明の好ましい第2の実施の形態である。
【図9】 本発明の好ましい第3の実施の形態である。
【図10】 本発明の好ましい第4の実施の形態であ
る。
【図11】 一般的なアウターロータを持つ電気モータ
の断面図である。
【符号の説明】
1 内部固定子 2 固定子保持器 3 アウターロータ 4 駆動シャフト 5 ハウジング 11 鉄心 12 巻線 13 電線 21 中央ステム 22 ベース 23 電気通路 24 保持部 30 マグネティックコンダクター 31 シリンダー部材 32 閉鎖端プレート部 33 開放端外縁部 34 軸受 35 ローラ、車輪 36 自己潤滑軸受環 40 シャフト軸受 40a 補助シャフト軸受 40b 補助シャフト軸受 41 シャフトの内端部 42 シャフトの外端部 50 シャフト穴 51 閉鎖端プレート部 52 ハウジング5の外縁部 211 軸穴 321 中央ハブ部 B ベース C 巻線 H 中央穴 L 鉄心 M 永久磁石 R アウターロータ S 内部固定子 T 駆動シャフト R1 閉鎖端壁部 R2 開放端外縁部
【手続補正書】
【提出日】平成12年1月12日(2000.1.1
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子保持器上に取り付けられた固定子
    鉄心上で磁化し電源の外部制御回線に電気的に接続され
    る巻線を有する内部固定子と、 前記内部固定子の周りに配置されるシリンダー部材と、
    シリンダー部材の内壁に取り付けられ、前記内部固定子
    とアウターロータの間の電機子反作用によって前記アウ
    ターロータを回転させるために磁化させたとき、前記内
    部固定子との相互作用を起こすように磁気伝導物質によ
    って作られたマグネティックコンダクターと、を有する
    前記アウターロータと、 前記アウターロータの回転時にシャフトの同時回転のた
    めに前記アウターロータと同軸に取り付けられる駆動シ
    ャフトと、 前記アウターロータと前記内部固定子を中にいれるため
    に前記固定子保持器と組み合わされ、ハウジング内に前
    記ハウジング内部から外部に突き出す前記シャフトを回
    転自在に取り付けるために前記ハウジング内に用意され
    るシャフト軸受を有する前記ハウジングと、 シリンダー部材の第1の端部上に形成され、前記固定子
    保持器の中央ステムの前後軸について前記駆動シャフト
    と同軸に取り付けられる閉鎖端プレート部上の中央ハブ
    部を有する前記閉鎖端プレート部と、前記閉鎖端プレー
    ト部と反対側で前記シリンダー部材の第2の端部上に形
    成され、前記シリンダー部材の開放端外縁部と前記固定
    子保持器の間で環状に形成される軸受手段によって前記
    固定子保持器のベースと回転自在に取り付けられる前記
    開放端外縁部と、を有する前記アウターロータの前記シ
    リンダー部材と、 を有することを特徴とするアウターロータを安定的に作
    動する非振動電気モータ。
  2. 【請求項2】 前記固定子保持器のベース上に環状にな
    って形成される保持部上に、少なくとも1つの軸受を環
    状に保持する前記軸受手段を有することを特徴とする請
    求項1に記載の電気モータ。
  3. 【請求項3】 前記軸受手段は、前記固定子保持器のベ
    ース上に回転自在にそれぞれ取り付けられた複数のロー
    ラを有することを特徴とする請求項1に記載の電気モー
    タ。
  4. 【請求項4】 前記軸受手段は、自己潤滑軸受環を有す
    ることを特徴とする請求項1に記載の電気モータ。
  5. 【請求項5】 前記自己潤滑軸受環は、含油軸受環であ
    ることを特徴とする請求項4に記載の電気モータ。
  6. 【請求項6】 前記シリンダー部材は、前記マグネティ
    ックコンダクターと不可欠に形成されることを特徴とす
    る請求項1に記載の電気モータ。
  7. 【請求項7】 前記マグネティックコンダクターは、少
    なくとも1つの永久磁石を含むことを特徴とする請求項
    1に記載の電気モータ。
  8. 【請求項8】 前記ハウジングは、駆動シャフトを外部
    に突き出すために閉鎖端プレート部の中央部にシャフト
    穴を持つ前記閉鎖端プレート部と、前記固定子と前記ア
    ウターロータを前記ハウジングの中にいれるため前記固
    定子保持器のベースと組み合わせ可能な前記ハウジング
    の開放端外縁部と、を有することを特徴とする請求項1
    に記載の電気モータ。
  9. 【請求項9】 前記駆動シャフトは、前記アウターロー
    タの前記シリンダー部材の中央ハブ部から内部に突き出
    す内端部を有し、その前記駆動シャフトの内端部は固定
    子保持部の中央ステム上を保持する補助シャフト軸受と
    回転自在に取り付けられることを特徴とした請求項1に
    記載の電気モータ。
  10. 【請求項10】 前記シャフトの前記内端部は、前記固
    定子保持器の中央ステムを縦に通り抜けるように形成さ
    れた軸穴を通り抜け、前記アウターロータの前記シリン
    ダー部材の前記中央ハブ部から遠く離れて突き出され、
    前記固定子保持器の前記.ベース中で保持される補助軸
    受に回転自在に支持され、取り付けられることを特徴と
    した請求項1に記載の電気モータ。
JP11078167A 1999-03-19 1999-03-23 アウターロータを安定的に作動する非振動電気モータ Pending JP2000287404A (ja)

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