JP2001136696A - コアレスコイル式モータ - Google Patents
コアレスコイル式モータInfo
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- JP2001136696A JP2001136696A JP31880899A JP31880899A JP2001136696A JP 2001136696 A JP2001136696 A JP 2001136696A JP 31880899 A JP31880899 A JP 31880899A JP 31880899 A JP31880899 A JP 31880899A JP 2001136696 A JP2001136696 A JP 2001136696A
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- coil
- coreless
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- magnetic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成によって高速化、高効率化が可能
なコアレスコイル式モータを提供する。 【解決手段】 コアレスコイル式モータ1は、回転体周
側面の円周方向に沿って複数の磁極を形成したローター
と、このローターの磁極に対向して電磁力を作用する対
向極をなす空芯の界磁コイル8を有するステータとを備
え、このステータの界磁コイル8は、略アキシャル方向
の一定振幅と周方向に等分周した周期を有する波型状に
成形した導体によって同一励磁相に属する複数極を連続
形成した空芯の波型連続コイル体によって構成し、この
波型連続コイル体を各相毎に設けて構成する。
なコアレスコイル式モータを提供する。 【解決手段】 コアレスコイル式モータ1は、回転体周
側面の円周方向に沿って複数の磁極を形成したローター
と、このローターの磁極に対向して電磁力を作用する対
向極をなす空芯の界磁コイル8を有するステータとを備
え、このステータの界磁コイル8は、略アキシャル方向
の一定振幅と周方向に等分周した周期を有する波型状に
成形した導体によって同一励磁相に属する複数極を連続
形成した空芯の波型連続コイル体によって構成し、この
波型連続コイル体を各相毎に設けて構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の磁極を形成
したローターと、空芯の界磁コイルを備えるステータと
からなるコアレスコイル式モータに関し、特に、簡易な
構成によって高速化、高効率化が可能なコアレスコイル
式モータに関する。
したローターと、空芯の界磁コイルを備えるステータと
からなるコアレスコイル式モータに関し、特に、簡易な
構成によって高速化、高効率化が可能なコアレスコイル
式モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のコアレスコイル式モータ101
は、図11の横断面図にその内部構成を示すように、ヨ
ーク102をなすステータフレームの全周に界磁コイル
をなす複数のコアレスコイル103…を取付け、これと
対向する磁極を備えるローター104をシャフト105
によって回転可能に軸支して構成する。上記各コアレス
コイル103は鉄心を持たないことから、ステータとロ
ーターとの間の磁気抵抗が全回転角度位置において変化
することがなく、コギングトルクのない滑らかな回転特
性を有するので、ブラシレス型の高効率高速回転用モー
タを構成することができる。また、別工程で巻線処理し
たコイル103をステータフレーム102に取付けるこ
とにより組み付けの作業性を向上することができる。
は、図11の横断面図にその内部構成を示すように、ヨ
ーク102をなすステータフレームの全周に界磁コイル
をなす複数のコアレスコイル103…を取付け、これと
対向する磁極を備えるローター104をシャフト105
によって回転可能に軸支して構成する。上記各コアレス
コイル103は鉄心を持たないことから、ステータとロ
ーターとの間の磁気抵抗が全回転角度位置において変化
することがなく、コギングトルクのない滑らかな回転特
性を有するので、ブラシレス型の高効率高速回転用モー
タを構成することができる。また、別工程で巻線処理し
たコイル103をステータフレーム102に取付けるこ
とにより組み付けの作業性を向上することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モータ
の効率、回転速度は、界磁コイルの個々のコイル103
の励磁特性、配設位置精度と対応することから、極それ
ぞれのコイル特性を揃えるための個々のコイルの巻線成
形の高精度化、および個々のコイルをステータフレーム
102の全周に取付ける際の位置精度の確保、コイル結
線等のために多くのコストを要するという問題を内包し
ており、さらなるモータの高効率化、高速化の要求に対
処するために上記問題の解決が待たれていた。
の効率、回転速度は、界磁コイルの個々のコイル103
の励磁特性、配設位置精度と対応することから、極それ
ぞれのコイル特性を揃えるための個々のコイルの巻線成
形の高精度化、および個々のコイルをステータフレーム
102の全周に取付ける際の位置精度の確保、コイル結
線等のために多くのコストを要するという問題を内包し
ており、さらなるモータの高効率化、高速化の要求に対
処するために上記問題の解決が待たれていた。
【0004】本発明の目的は、構成の簡易化とともに高
速化、高効率化を可能とするコアレスコイル式モータを
提供することにある。
速化、高効率化を可能とするコアレスコイル式モータを
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は簡易な巻線構成によって界磁コイルの複数
極を一体化したことを特徴とし、詳細には、回転体周側
面の円周方向に沿って複数の磁極を形成したローター
と、このローターの磁極に対向して電磁力を作用する対
向極をなす空芯の界磁コイルを有するステータとからな
るコアレスコイル式モータにおいて、上記ステータの界
磁コイルは、略アキシャル方向の一定振幅と周方向に等
分周した周期を有する波型状に成形した導体によって同
一励磁相に属する全周極を連続形成した空芯の波型連続
コイル体によって構成し、この波型連続コイル体を各相
毎に配置する。
に、本発明は簡易な巻線構成によって界磁コイルの複数
極を一体化したことを特徴とし、詳細には、回転体周側
面の円周方向に沿って複数の磁極を形成したローター
と、このローターの磁極に対向して電磁力を作用する対
向極をなす空芯の界磁コイルを有するステータとからな
るコアレスコイル式モータにおいて、上記ステータの界
磁コイルは、略アキシャル方向の一定振幅と周方向に等
分周した周期を有する波型状に成形した導体によって同
一励磁相に属する全周極を連続形成した空芯の波型連続
コイル体によって構成し、この波型連続コイル体を各相
毎に配置する。
【0006】多極一体なので多数の個別コイルの取付け
を要することなく、各相単位で簡易に高精度の組み付け
ができる。したがって、高速、高効率のコアレスモータ
を簡易に構成することができる。
を要することなく、各相単位で簡易に高精度の組み付け
ができる。したがって、高速、高効率のコアレスモータ
を簡易に構成することができる。
【0007】前記波型連続コイル体は、コイル巻線を互
いに接着した巻線束体として自立可能に一体化成形し、
この巻線束体を回転軸線方向の一端で支持するコイル受
けに固定することにより単相構成することにより、巻線
束体をなす空芯の界磁コイルは、ローターの磁気空間に
コイルを固定するための補助部材を要することなく、コ
イル受け上に自立してローターとの相関関係位置を保つ
ことができるので、ローターの磁極に密接して磁気空隙
距離を極限まで短縮化することができるので、磁束の高
密度化により磁気回路の効率の向上と発生トルクの増加
が可能となる。また、上記コイルは、ヒステリシス損失
の原因となる磁性体を介することなく固定することがで
きるので鉄損が抑えられる。さらに、同コイルは、補助
部材等に隠されることなく磁気空間に露出されるので、
コイルのほぼ全表面からの放熱によって効率良く冷却す
ることが可能となる。したがって、上記コアレスコイル
式モータは、自立可能な一体形成の巻線束体による簡易
な単相構成のコイルにより、高トルク、高効率を確保す
ることができる。前記ローターは、界磁コイルを挟んで
磁極と対向する磁性材によって戻り磁路を形成するバッ
クヨークを備えることにより、自立構成の界磁コイルに
対してバックヨークとの間の磁気空間を最小限度に構成
することができるので、大きな磁束密度を確保すること
ができる。また、バックヨークがローター磁極と一体に
固定構成されて両者間の相対運動に伴う磁束変化による
渦電流の発生が抑えられるので、渦電流損失の無い、高
トルク、高効率を確保することができる。
いに接着した巻線束体として自立可能に一体化成形し、
この巻線束体を回転軸線方向の一端で支持するコイル受
けに固定することにより単相構成することにより、巻線
束体をなす空芯の界磁コイルは、ローターの磁気空間に
コイルを固定するための補助部材を要することなく、コ
イル受け上に自立してローターとの相関関係位置を保つ
ことができるので、ローターの磁極に密接して磁気空隙
距離を極限まで短縮化することができるので、磁束の高
密度化により磁気回路の効率の向上と発生トルクの増加
が可能となる。また、上記コイルは、ヒステリシス損失
の原因となる磁性体を介することなく固定することがで
きるので鉄損が抑えられる。さらに、同コイルは、補助
部材等に隠されることなく磁気空間に露出されるので、
コイルのほぼ全表面からの放熱によって効率良く冷却す
ることが可能となる。したがって、上記コアレスコイル
式モータは、自立可能な一体形成の巻線束体による簡易
な単相構成のコイルにより、高トルク、高効率を確保す
ることができる。前記ローターは、界磁コイルを挟んで
磁極と対向する磁性材によって戻り磁路を形成するバッ
クヨークを備えることにより、自立構成の界磁コイルに
対してバックヨークとの間の磁気空間を最小限度に構成
することができるので、大きな磁束密度を確保すること
ができる。また、バックヨークがローター磁極と一体に
固定構成されて両者間の相対運動に伴う磁束変化による
渦電流の発生が抑えられるので、渦電流損失の無い、高
トルク、高効率を確保することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】上記発明の実施の形態について以
下に図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明のコア
レスコイル式モータの構成を半断面によって示す側面図
である。コアレスコイル式モータ1は、シャフト2に固
定した円柱状のホルダ部材3の外周部に永久磁石による
磁極4を配置してローターを構成し、このローターを軸
受5a、5bによって回転可能に保持するエンドベース
6とケース7の中に界磁コイル8を設けてステータを構
成する。
下に図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明のコア
レスコイル式モータの構成を半断面によって示す側面図
である。コアレスコイル式モータ1は、シャフト2に固
定した円柱状のホルダ部材3の外周部に永久磁石による
磁極4を配置してローターを構成し、このローターを軸
受5a、5bによって回転可能に保持するエンドベース
6とケース7の中に界磁コイル8を設けてステータを構
成する。
【0009】上記ホルダ部材3の一端に、円筒状の磁性
材によるバックヨーク9を磁極4と対向して固設する。
また、界磁コイル8は、同一相の全周極を一体に構成
し、その一端部を固定するコイル受け6aをエンドベー
ス6に設けて自立状態で固定する。その他、開口側の軸
受5bは図示せぬ弾性部材によってアキシャル方向に押
さえ、また、位置センサ10をコイル受け6aに備え
る。
材によるバックヨーク9を磁極4と対向して固設する。
また、界磁コイル8は、同一相の全周極を一体に構成
し、その一端部を固定するコイル受け6aをエンドベー
ス6に設けて自立状態で固定する。その他、開口側の軸
受5bは図示せぬ弾性部材によってアキシャル方向に押
さえ、また、位置センサ10をコイル受け6aに備え
る。
【0010】図2は、図1のA−A線断面図である。ス
テータ側をなす界磁コイル8は、後述のように、自立可
能に一体形成した空芯のコイル体により各極を等分周角
度位置に構成し、この各極と対向するべく、ローター側
の磁極4を形成するとともに、磁気空隙寸法を最小限度
まで近接して磁極4およびバックヨーク9を配置する。
テータ側をなす界磁コイル8は、後述のように、自立可
能に一体形成した空芯のコイル体により各極を等分周角
度位置に構成し、この各極と対向するべく、ローター側
の磁極4を形成するとともに、磁気空隙寸法を最小限度
まで近接して磁極4およびバックヨーク9を配置する。
【0011】図3は、図1のコアレスコイル式モータの
組み付け構成を示す分解側面図である。界磁コイル8
は、一本の導体によるリング状の巻線束をなすととも
に、ローターの周面に臨む回転体周側面内で波打つ形状
をなし、自己融着線等による巻線を互いに接着した巻線
束体として一体化成形することにより、コイル形状を維
持するために十分な剛性を確保することができる。
組み付け構成を示す分解側面図である。界磁コイル8
は、一本の導体によるリング状の巻線束をなすととも
に、ローターの周面に臨む回転体周側面内で波打つ形状
をなし、自己融着線等による巻線を互いに接着した巻線
束体として一体化成形することにより、コイル形状を維
持するために十分な剛性を確保することができる。
【0012】したがって、そのコイル体の一端を固定す
ることによって自立的に固定することができ、補助支持
部材を要することなくローター側との相関位置が保たれ
る。また、コイル体を自立支持することにより、コイル
体の支持部を除いた全表面が空間に露出されるので、補
助支持部材による放熱障害を受けることなく、効率良く
冷却される。
ることによって自立的に固定することができ、補助支持
部材を要することなくローター側との相関位置が保たれ
る。また、コイル体を自立支持することにより、コイル
体の支持部を除いた全表面が空間に露出されるので、補
助支持部材による放熱障害を受けることなく、効率良く
冷却される。
【0013】ローター側が円柱状をなす場合は、図のよ
うに、界磁コイル8と位置センサ10を取付けたエンド
ベース6の上方から、磁極4とバックヨーク9の間に界
磁コイル8が嵌め込まれる位置にローター側を挿し込
み、このローターの上方からバックヨーク9を覆うよう
にケース7を取付ける。
うに、界磁コイル8と位置センサ10を取付けたエンド
ベース6の上方から、磁極4とバックヨーク9の間に界
磁コイル8が嵌め込まれる位置にローター側を挿し込
み、このローターの上方からバックヨーク9を覆うよう
にケース7を取付ける。
【0014】上記界磁コイル8は、後述のように、複数
極を一体に構成した空芯の一相波型連続コイル体をなす
ことから、コイル成形工程で製造したものを所定位置に
取り付けることにより、複数極を個々に取付ける煩わし
さを要することなく、簡易にコイル配置精度を確保する
ことができる。また、界磁コイルが多相構成の場合でも
上記コイル体を位相をずらして配置することにより、多
相の界磁コイルを簡易に構成することができる。
極を一体に構成した空芯の一相波型連続コイル体をなす
ことから、コイル成形工程で製造したものを所定位置に
取り付けることにより、複数極を個々に取付ける煩わし
さを要することなく、簡易にコイル配置精度を確保する
ことができる。また、界磁コイルが多相構成の場合でも
上記コイル体を位相をずらして配置することにより、多
相の界磁コイルを簡易に構成することができる。
【0015】したがって、連続コイル体による界磁コイ
ル8は、ローター側との磁気ギャップの寸法管理が容易
となるので、これを極限まで短縮して大なる磁束密度に
よる高効率の磁気回路を構成することが可能となる。
ル8は、ローター側との磁気ギャップの寸法管理が容易
となるので、これを極限まで短縮して大なる磁束密度に
よる高効率の磁気回路を構成することが可能となる。
【0016】図4は、図3のB−B線断面図である。エ
ンドベース6のコイル受け6aは、その上面に穿設した
中心軸と同心の円弧溝6b,6bを備え、この円弧溝6
b,6bに波型連続コイル体の一端部を嵌め込んで界磁
コイル8を位置決めしつつ自立状に固定する。
ンドベース6のコイル受け6aは、その上面に穿設した
中心軸と同心の円弧溝6b,6bを備え、この円弧溝6
b,6bに波型連続コイル体の一端部を嵌め込んで界磁
コイル8を位置決めしつつ自立状に固定する。
【0017】図5は、波型連続コイル体による界磁コイ
ルの構成例を示す展開図である。上記界磁コイルは、回
転体周側面上で周方向に等分周した周期の波型に成形し
た導体によるコイル巻線を隣接間で互いに接着して形成
した巻線束体によって構成され、同一相に属する全周極
を連続形成した空芯の波型連続コイル体をなす。
ルの構成例を示す展開図である。上記界磁コイルは、回
転体周側面上で周方向に等分周した周期の波型に成形し
た導体によるコイル巻線を隣接間で互いに接着して形成
した巻線束体によって構成され、同一相に属する全周極
を連続形成した空芯の波型連続コイル体をなす。
【0018】この波型連続コイル体は、周方向に展開す
るとアキシャル方向の一定振幅で周期変化する波型をな
す。その山と谷の間の最大の振れ行程をなす傾斜部は、
ローターの磁極に電磁力を作用する単一の極を構成す
る。互いに隣接する2つの傾斜部の間の横線分部は回転
トルクに寄与しない無効部分である。
るとアキシャル方向の一定振幅で周期変化する波型をな
す。その山と谷の間の最大の振れ行程をなす傾斜部は、
ローターの磁極に電磁力を作用する単一の極を構成す
る。互いに隣接する2つの傾斜部の間の横線分部は回転
トルクに寄与しない無効部分である。
【0019】このように、波型連続コイル体は、複数極
を一体化した単相界磁コイルを単独で構成するものであ
る。したがって、単一の波型連続コイル体を組み付ける
ことによって単相コアレスコイル式モータを構成するこ
とができる。
を一体化した単相界磁コイルを単独で構成するものであ
る。したがって、単一の波型連続コイル体を組み付ける
ことによって単相コアレスコイル式モータを構成するこ
とができる。
【0020】その回転制御は、一般の複数コイルによる
一相多極コアレスコイル式モータと同様である。例え
ば、低摩擦で機械損失の少ないブラシレス構成とした場
合は、強磁性体による電磁変換素子による位置センサを
コイル体の傾斜部の中心位置の近傍の所定角度位置に配
置することにより回転制御することができる。
一相多極コアレスコイル式モータと同様である。例え
ば、低摩擦で機械損失の少ないブラシレス構成とした場
合は、強磁性体による電磁変換素子による位置センサを
コイル体の傾斜部の中心位置の近傍の所定角度位置に配
置することにより回転制御することができる。
【0021】すなわち、ローターとの間に発生する僅か
なコギングトルクによりローターは所定の角度位置に停
止するので、対向する磁極の極性に応じてコイル体を励
磁することによって起動し、回転角度位置に応じて励磁
を切り替えることによって速度制御する。
なコギングトルクによりローターは所定の角度位置に停
止するので、対向する磁極の極性に応じてコイル体を励
磁することによって起動し、回転角度位置に応じて励磁
を切り替えることによって速度制御する。
【0022】波型連続コイル体の具体的な波型形状は、
振幅と周期と傾斜部の傾斜角の設定によって決定され
る。所定振幅の4極界磁コイルをなす波型形状は、上記
傾斜部の傾斜角を回転軸線方向に対する角度θで表した
場合に、図(A)に示す傾斜角θを最大限度とし、図
(B)のように傾斜角θを小さくし、さらに、傾斜角θ
=0までの範囲で設定することができる。また、上記無
効部分は傾斜部の傾斜角θに応じて決定される。
振幅と周期と傾斜部の傾斜角の設定によって決定され
る。所定振幅の4極界磁コイルをなす波型形状は、上記
傾斜部の傾斜角を回転軸線方向に対する角度θで表した
場合に、図(A)に示す傾斜角θを最大限度とし、図
(B)のように傾斜角θを小さくし、さらに、傾斜角θ
=0までの範囲で設定することができる。また、上記無
効部分は傾斜部の傾斜角θに応じて決定される。
【0023】図6は、従来の複数コイルによる4極界磁
コイルの展開図である。図(A)に示す2個のコイルに
よって4極界磁コイルを構成した場合は、コイルの半分
の縦線部分が単一の極を形成する。したがって、この場
合は、巻線の円弧形状によって極形状が左右非対称とな
ることから角度位置により作用中心の角度ずれを生じて
トルク変動の原因となる。
コイルの展開図である。図(A)に示す2個のコイルに
よって4極界磁コイルを構成した場合は、コイルの半分
の縦線部分が単一の極を形成する。したがって、この場
合は、巻線の円弧形状によって極形状が左右非対称とな
ることから角度位置により作用中心の角度ずれを生じて
トルク変動の原因となる。
【0024】図(B)に示す4個のコイルによって4極
界磁コイルを構成した場合は、多数のコイルを高精度に
配置することが必要となる。また、上記いずれにおいて
も、コイルの横線分部は無効部分である。この無効部分
は、コイルの矩形巻線の形状に応じて不可避的、かつ、
必然的形状をなすものである。
界磁コイルを構成した場合は、多数のコイルを高精度に
配置することが必要となる。また、上記いずれにおいて
も、コイルの横線分部は無効部分である。この無効部分
は、コイルの矩形巻線の形状に応じて不可避的、かつ、
必然的形状をなすものである。
【0025】このような複数コイルによる界磁コイルに
対し、上記波型連続コイル体の場合は、その傾斜角θに
応じた電磁的特性を得ることができるので、空間磁界の
状態や回転速度を制御しない場合の回転数の設定および
無効部分の設定等に一定の自由度を導入することができ
る。
対し、上記波型連続コイル体の場合は、その傾斜角θに
応じた電磁的特性を得ることができるので、空間磁界の
状態や回転速度を制御しない場合の回転数の設定および
無効部分の設定等に一定の自由度を導入することができ
る。
【0026】図7は、波型連続コイル体の構成例を示す
側面図である。図(A)は傾斜角を最大限度、すなわ
ち、無効部分を最小限度に構成した4極構成の例であ
る。図(B)は同じく4極構成において傾斜角を小さく
構成した例である。図(C)は6極構成、図(D)は8
極構成の例である。
側面図である。図(A)は傾斜角を最大限度、すなわ
ち、無効部分を最小限度に構成した4極構成の例であ
る。図(B)は同じく4極構成において傾斜角を小さく
構成した例である。図(C)は6極構成、図(D)は8
極構成の例である。
【0027】次に、アウターロータ構成の場合について
説明する。アウターロータ型の場合は、上述のインナロ
ータ型の永久磁石による磁極4とバックヨーク9とを互
いに入れ替えて配置することによって波型連続コイル体
8その他の配置をそのままに構成することができる他、
軸端にロータを固定した片持ロータによる場合について
も同様に波型連続コイル体によってアウターロータ構成
とすることができる。
説明する。アウターロータ型の場合は、上述のインナロ
ータ型の永久磁石による磁極4とバックヨーク9とを互
いに入れ替えて配置することによって波型連続コイル体
8その他の配置をそのままに構成することができる他、
軸端にロータを固定した片持ロータによる場合について
も同様に波型連続コイル体によってアウターロータ構成
とすることができる。
【0028】図8は、本発明を片持ロータによるアウタ
ーロータ構成に適用した場合のコアレスコイル式モータ
の断面を含む側面図である。以下において前記同様の部
材はその符号を付すことによって説明を省略する。コア
レスコイル式モータ11は、シャフト2の端部に固定し
た円筒状のホルダ部材12の内周部に永久磁石による磁
極4を配置してローターを構成し、このローターを軸受
5a、5bによって回転可能に保持するエンドベース6
に波型連続コイル体による界磁コイル8を設けてステー
タ側を構成する。
ーロータ構成に適用した場合のコアレスコイル式モータ
の断面を含む側面図である。以下において前記同様の部
材はその符号を付すことによって説明を省略する。コア
レスコイル式モータ11は、シャフト2の端部に固定し
た円筒状のホルダ部材12の内周部に永久磁石による磁
極4を配置してローターを構成し、このローターを軸受
5a、5bによって回転可能に保持するエンドベース6
に波型連続コイル体による界磁コイル8を設けてステー
タ側を構成する。
【0029】上記ホルダ部材12の底部12aに、円筒
状の磁性材によるバックヨーク9を磁極4と対向して固
設する。また、界磁コイル8の一端部を固定するコイル
受け6aをエンドベース6に設けて自立状態で固定す
る。その他、エンドベース6からコイル受け6aを介し
てスリーブ13を設け、その端部で軸受5aを支えると
ともに、スリーブ13の内部に両軸受5a、5b間を隔
てるカラー14を設ける。このコアレスコイル式モータ
11は、アウターロータ型の構成において、波型連続コ
イル体によって前記同様の作用効果を奏するものであ
る。
状の磁性材によるバックヨーク9を磁極4と対向して固
設する。また、界磁コイル8の一端部を固定するコイル
受け6aをエンドベース6に設けて自立状態で固定す
る。その他、エンドベース6からコイル受け6aを介し
てスリーブ13を設け、その端部で軸受5aを支えると
ともに、スリーブ13の内部に両軸受5a、5b間を隔
てるカラー14を設ける。このコアレスコイル式モータ
11は、アウターロータ型の構成において、波型連続コ
イル体によって前記同様の作用効果を奏するものであ
る。
【0030】次に、磁気軸受を用いた構成例について説
明する。図9は、磁気軸受によるインナロータ型のコア
レスコイル式モータの断面を含む側面図、図10は、磁
気軸受によるアウタロータ型のコアレスコイル式モータ
の断面を含む側面図である。
明する。図9は、磁気軸受によるインナロータ型のコア
レスコイル式モータの断面を含む側面図、図10は、磁
気軸受によるアウタロータ型のコアレスコイル式モータ
の断面を含む側面図である。
【0031】図9のコアレスコイル式モータ21は、磁
気軸受によってローター側を略浮上支持して構成し、そ
の他の基本構造を図1と同じく構成したものである。そ
のインナロータ型の永久磁石による磁極4とバックヨー
ク9とを互いに入れ替えて配置することにより、波型連
続コイル体8その他の配置をそのままにアウターロータ
構成としたものが、図10のコアレスコイル式モータ3
1である。
気軸受によってローター側を略浮上支持して構成し、そ
の他の基本構造を図1と同じく構成したものである。そ
のインナロータ型の永久磁石による磁極4とバックヨー
ク9とを互いに入れ替えて配置することにより、波型連
続コイル体8その他の配置をそのままにアウターロータ
構成としたものが、図10のコアレスコイル式モータ3
1である。
【0032】これら両モータ21、31の磁気軸受は、
ホルダ3とその両端部のケース7、エンドベース6との
間に組合わせ磁石対23、24を設け、かつ、出力用の
シャフト22の端部に中心軸線と同心にピボット25a
を設け、このピボット25aをアキシャル方向に受ける
センターコア25bをエンドベース6の中心に起立形成
したスリーブ部26に進退調節可能に保持することによ
り構成する。組合わせ磁石対23、24は、アキシャル
およびラジアルの各方向でバランスするべく構成するこ
とにより、ホルダ3の両端部をケース7、エンドベース
6に対して浮上保持することができる。
ホルダ3とその両端部のケース7、エンドベース6との
間に組合わせ磁石対23、24を設け、かつ、出力用の
シャフト22の端部に中心軸線と同心にピボット25a
を設け、このピボット25aをアキシャル方向に受ける
センターコア25bをエンドベース6の中心に起立形成
したスリーブ部26に進退調節可能に保持することによ
り構成する。組合わせ磁石対23、24は、アキシャル
およびラジアルの各方向でバランスするべく構成するこ
とにより、ホルダ3の両端部をケース7、エンドベース
6に対して浮上保持することができる。
【0033】この時、磁気軸受は、先に提案の特願平1
1―031880号に記載のとおり、センターコア25
bの進退調節によってピボット25aに作用するアキシ
ャル方向力を限りなく小さくすることができるので、回
転抵抗を小さく抑えてコアレスコイルによる高効率のブ
ラシレスモータを構成することができる。
1―031880号に記載のとおり、センターコア25
bの進退調節によってピボット25aに作用するアキシ
ャル方向力を限りなく小さくすることができるので、回
転抵抗を小さく抑えてコアレスコイルによる高効率のブ
ラシレスモータを構成することができる。
【0034】以上に述べたように、本発明のポイント
は、波型連続コイル体による簡易な巻線構成によって界
磁コイルの複数極を一体化したことにある。しがって、
一相構成の他に、径寸法の異なる複数のコイル体を互い
に位相をずらして重ね、または、複数のコイル体を編む
ように重ねることによって複相構成とすることができ
る。その他、ローター形状が段付き円柱、円錐等の単な
る円柱状に限らない各種の回転体形状をなす場合につい
ても、その周側面に沿う波型連続コイル体を形成するこ
とによって前記同様に本発明を適用することができる。
は、波型連続コイル体による簡易な巻線構成によって界
磁コイルの複数極を一体化したことにある。しがって、
一相構成の他に、径寸法の異なる複数のコイル体を互い
に位相をずらして重ね、または、複数のコイル体を編む
ように重ねることによって複相構成とすることができ
る。その他、ローター形状が段付き円柱、円錐等の単な
る円柱状に限らない各種の回転体形状をなす場合につい
ても、その周側面に沿う波型連続コイル体を形成するこ
とによって前記同様に本発明を適用することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明のコアレスコイル式モータは以下
の効果を奏する。上記構成のコアレスコイル式モータ
は、空芯の波型連続コイル体によって多極一体に界磁コ
イルを構成することができるので、複数の個別コイルの
取付けを要することなく、各相単位で簡易に高精度の組
み付けができる。したがって、高精度の界磁コイルによ
って高速、高効率のコアレスコイル式モータを簡易に構
成することができる。
の効果を奏する。上記構成のコアレスコイル式モータ
は、空芯の波型連続コイル体によって多極一体に界磁コ
イルを構成することができるので、複数の個別コイルの
取付けを要することなく、各相単位で簡易に高精度の組
み付けができる。したがって、高精度の界磁コイルによ
って高速、高効率のコアレスコイル式モータを簡易に構
成することができる。
【0036】本発明は、事務機器等の処理の高速化、省
エネルギ化の追求に対応するべく、モータの高速化、高
効率化を模索する過程において、先行しているブラシレ
ス化、回転制御、空気軸受等のモータの周辺技術の進展
と合せ、コイルのコアレス化技術にとどまっていたモー
タの本体構成に関する技術開発の道を開くものであり、
この点で大きな位置付けを有するものである。
エネルギ化の追求に対応するべく、モータの高速化、高
効率化を模索する過程において、先行しているブラシレ
ス化、回転制御、空気軸受等のモータの周辺技術の進展
と合せ、コイルのコアレス化技術にとどまっていたモー
タの本体構成に関する技術開発の道を開くものであり、
この点で大きな位置付けを有するものである。
【図1】本発明のコアレスコイル式モータの断面を含む
側面図
側面図
【図2】図1のA−A線断面図
【図3】図1のコアレスコイル式モータの組み付け構成
を示す分解側面図
を示す分解側面図
【図4】図3のB−B線断面図
【図5】波型連続コイル体による界磁コイルの構成例を
示す展開図
示す展開図
【図6】従来の複数コイルによる4極界磁コイルの展開
図
図
【図7】波型連続コイル体の構成例を示す側面図
【図8】本発明を片持ロータによるアウターロータ構成
に適用した場合の断面を含む側面図
に適用した場合の断面を含む側面図
【図9】磁気軸受によるインナロータ型のコアレスコイ
ル式モータの断面を含む側面図
ル式モータの断面を含む側面図
【図10】磁気軸受によるアウタロータ型のコアレスコ
イル式モータの断面を含む側面図
イル式モータの断面を含む側面図
【図11】従来のコアレスコイル式モータの横断面図
1 コアレスコイル式モータ 2 シャフト 3 ホルダ部材 4 磁極 5a、5b 軸受 6 エンドベース 6a コイル受け 8 波型連続コイル体(界磁コイル) 9 バックヨーク 11 コアレスコイル式モータ 12 ホルダ部材 21、31 コアレスコイル式モータ 23、24 磁石対(磁気軸受) 25a ピボット 25b センターコア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 清之 埼玉県入間市新久下新田110−1 日本電 産コパル電子株式会社入間事業所内 Fターム(参考) 5H603 AA09 BB01 BB10 BB12 CA01 CA04 CB01 CC01 CC19 CD06 CD21 5H623 AA10 BB07 GG16 HH06 HH10
Claims (3)
- 【請求項1】 回転体周側面の円周方向に沿って複数の
磁極を形成したローターと、このローターの磁極に対向
して電磁力を作用する対向極をなす空芯の界磁コイルを
有するステータとからなるコアレスコイル式モータにお
いて、 上記ステータの界磁コイルは、略アキシャル方向の一定
振幅と周方向に等分周した周期を有する波型状に成形し
た導体によって同一励磁相に属する全周極を連続形成し
た空芯の波型連続コイル体によって構成し、この波型連
続コイル体を各相毎に配置してなることを特徴とするコ
アレスコイル式モータ。 - 【請求項2】 前記波型連続コイル体は、コイル巻線を
互いに接着した巻線束体として自立可能に一体化成形
し、この巻線束体を回転軸線方向の一端で支持するコイ
ル受けに固定することにより単相構成することを特徴と
する請求項1記載のコアレスコイル式モータ。 - 【請求項3】 前記ローターは、界磁コイルを挟んで磁
極と対向する磁性材によって戻り磁路を形成するバック
ヨークを備えることを特徴とする請求項2記載のコアレ
スコイル式モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31880899A JP2001136696A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | コアレスコイル式モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31880899A JP2001136696A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | コアレスコイル式モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001136696A true JP2001136696A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18103183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31880899A Pending JP2001136696A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | コアレスコイル式モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001136696A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006246583A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Honda Motor Co Ltd | ステータの製造方法およびステータ |
JP6812050B1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-01-13 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ及び発電機 |
WO2021024486A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ |
-
1999
- 1999-11-09 JP JP31880899A patent/JP2001136696A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006246583A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Honda Motor Co Ltd | ステータの製造方法およびステータ |
JP4628821B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2011-02-09 | 本田技研工業株式会社 | ステータの製造方法およびステータ |
JP6812050B1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-01-13 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ及び発電機 |
CN112350474A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 客瓦垒石马达株式会社 | 无芯马达 |
WO2021024486A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ |
WO2021024509A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ及び発電機 |
CN112350474B (zh) * | 2019-08-08 | 2022-05-03 | 客瓦垒石马达株式会社 | 无芯马达 |
JP2022093450A (ja) * | 2019-08-08 | 2022-06-23 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ及び発電機 |
JP7320875B2 (ja) | 2019-08-08 | 2023-08-04 | コアレスモータ株式会社 | コアレスモータ及び発電機 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040310 |