JP2003153470A - 往復動式モータの構造及びその製造方法 - Google Patents

往復動式モータの構造及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アウターステータ又はインナーステータがリ
ング状に積層されるようにして、磁路面積を確保しなが
らもアウターステータ又はインナーステータの大きさを
減らし得るモータのコンパクト化を図り、製造費用を低
減し得る往復動式モータを提供しようとする。 【解決手段】 内周面に巻線コイルが巻線されるアウタ
ーステータ４と、該アウターステータ４の内周面に所定
エアーギャップを置いて嵌合されるインナーステータ６
と、前記アウターステータ４と前記インナーステータ６
間に直線移動可能に係合されて、マグネットパドル１２
に連結されるマグネット１０と、を包含して構成され、
前記インナーステータ６又はアウターステータ４は、所
定厚さを有する鉄片がリング状に積層して形成されるこ
とで往復動式モータが構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、往復動式モータに
係るもので、詳しくは、充分な磁路面積を確保しながら
もモータのサイズを縮小し得る往復動式モータに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、往復動式モータは、アウタース
テータとインナーステータとが所定間隔を有して嵌合さ
れ、前記アウターステータとインナーステータ間にマグ
ネットを有するマグネットパドルが係合されて、前記ス
テータに巻線された巻線コイルに電源が印加されるたと
き、ステータとマグネット間の相互作用によりマグネッ
トパドルが直線状に往復移動するモータであって、往復
動式圧縮機に主に使用されて、往復動式圧縮機のピスト
ンにマグネットパドルが連結されることでピストンを往
復運動させるようになっている。
【０００３】そして、従来の往復動式モータにおいて
は、図７に示したように、フレーム（図示されず）等に
支持されて電源が印加されると、フラックスを形成する
ステータアセンブリ１０２と、該ステータアセンブリ１
０２の内方側に所定エアーギャップを有して嵌合されて
前記ステータアセンブリ１０２から発生するフラックス
との相互作用により往復運動するマグネットパドルアセ
ンブリ１０４と、を包含して構成されていた。
【０００４】且つ、前記ステータアセンブリ１０２は、
複数枚の薄い鉄片が円周方向に積層されて中空円筒状に
形成されたアウターステータ１０６と、該アウターステ
ータ１０６の内周面と所定のエアーギャップを有して複
数の薄い鉄片が放射状に積層されて中空円筒状に形成さ
れたインナーステータ１０８と、前記アウターステータ
１０６の内部に巻線されて外部から電源が印加されると
き、前記アウターステータ１０６とインナーステータ１
０８間にフラックスを形成する巻線コイル１１０と、を
包含して構成されていた。
【０００５】又、前記アウターステータ１０６は、薄い
平版状の鉄片が放射状に積層されて中空円筒状に形成さ
れ、その内周面には、巻線コイル１１０が巻線されて、
両方側の側面には、積層された各鉄片を締結させる固定
リング１１４が締結係合されていた。又、前記インナー
ステータ１０８は、図８に示したように、複数の鉄片１
１２が放射状に積層されて中空円筒状に形成され、その
両方側の側面には、各鉄片１１２を締結する固定リング
１１６が締結係合されていた。
【０００６】又、前記アウターステータ１０６及びイン
ナーステータ１０８は、平版状の鉄片が放射状に積層さ
れるため、外方側に至るほど広がる形態になって各鉄片
１１２間には夫々エアーギャップＬが形成されていた。
又、前記マグネットパドルアセンブリ１０４は、前記ア
ウターステータ１０６とインナーステータ１０８間に係
合される複数のマグネット１２０と、それらマグネット
１２０が等間隔を維持して往復運動されるように作動部
（図示されず）に連結されたマグネットパドル１２２
と、を包含して構成されていた。
【０００７】以下、このように構成された従来の往復動
式モータの動作に対して説明する。前記巻線コイル１１
０に電源が印加されると、前記巻線コイル１１０の周辺
にフラックスが形成されて、該フラックスは、アウター
ステータ１０６及びインナーステータ１０８を沿って閉
ループを形成し、前記アウターステータ１０６とインナ
ーステータ１０８間に形成されるフラックスと前記マグ
ネット１２０により形成されるフラックスとの相互作用
により前記マグネット１２０が軸方向に直線移動する。
次いで、前記巻線コイル１１０に印加される電流の方向
を交代に変えると、前記巻線コイル１１０のフラックス
方向が変換されながら前記マグネット１２０が直線方向
に往復運動される。
【０００８】次いで、該マグネット１２０の直線方向移
動によって該マグネット１２０が固定されたマグネット
パドル１２２が直線方向に往復移動することで、ピスト
ンなどの作動部が直線往復運動される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】然るに、従来の往復動
式モータにおいては、アウターステータ１０６及びイン
ナーステータ１０８の平板状の鉄片１１２が円周方向の
放射状に積層されて中空円筒状に形成されるために、各
鉄片１１２の外方側の先方端間に所定エアーギャップが
必然的に発生し、該エアーギャップによってモータの磁
気飽和が発生されないように、充分な磁路面積を確保し
なければならないという不都合な点があった。
【００１０】又、従来の往復動式モータにおいては、充
分な磁路面積を確保するためには、インナーステータ１
０８及びアウターステータ１０６の大きさを大きくしな
ければならないために、モータのサイズが増大して製造
原価が上昇されるという不都合な点があった。本発明
は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、ア
ウターステータ又はインナーステータをリング状に積層
することで、磁路面積を確保しながらもアウターステー
タ又はインナーステータの大きさを減らしてモータをコ
ンパクト化し、原価を低減し得る往復動式モータを提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る往復動式モータにおいては、内部
に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウ
ターステータの内周面に所定エアーギャップを置いて嵌
合されるインナーステータと、前記アウターステータと
前記インナーステータ間に直線移動可能に係合されて、
マグネットパドルに連結されたマグネットと、を包含し
て構成されるが、前記インナーステータ又はアウタース
テータは、所定厚さを有する鉄片がリング状に積層して
構成されることを特徴とする。
【００１２】又、本発明に係るインナーステータ又はア
ウターステータにおいては、所定厚さを有する一枚の鉄
片１６が所定径の円筒体の外周面に３６０°程度屈曲し
て巻回された後、再び反対方向に屈曲巻回される過程が
反復して繰返されることで、リング状に積層され、一方
側に開口部が切削形成された態様に構成されることを特
徴とする。又、本発明に係るインナーステータ又はアウ
ターステータにおいては、その内周面及び外周面が夫々
断面正円状に屈曲されてそれら内周面と外周面の一方側
が切削開放された開口部を有して構成されることを特徴
とする。
【００１３】又、本発明に係るインナーステータ又はア
ウターステータにおいては、一枚の鉄片を所定直径を有
する円筒体の外周面に巻回した後、表面に絶縁を施して
再び反対方向に巻回する過程を反復することで製造され
ることを特徴とする。又、本発明に係るインナーステー
タ又はアウターステータにおいては、所定厚さを有する
複数の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながら積層した
後、治具としての円筒体の外周面に巻回するように屈曲
することで製造されることを特徴とする。
【００１４】又、本発明に係るアウターステータ又はイ
ンナーステータの各鉄片は、直線状に絶縁を施しながら
積層するとき、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く
形成することで屈曲後にインナーステータ又はアウター
ステータの内周面が形成されるようにすることを特徴と
する。又、本発明に係るインナーステータ又はアウター
ステータにおいては、直径が相互相違な複数のリング状
の鉄片を順次嵌合することで構成することを特徴とす
る。
【００１５】又、本発明に係るインナーステータ又はア
ウターステータのリング状の鉄片は、一方側が開放され
たリング状に形成され、それら各鉄片の開放された部位
が夫々一直線状に揃えられるように嵌合されることを特
徴とする。又、本発明に係るインナーステータ又はアウ
ターステータの各鉄片の相互接触される表面には、接着
剤が塗布されることを特徴とする。且つ、本発明に係る
インナーステータ又はアウターステータの鉄片の相互接
触面は、溶接により締結されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明に係る往復動式モー
タにおいては、図１に示したように、支持フレーム（図
示されず）などに支持されるアウターステータ４と、該
アウターステータ４の内周面に所定エアーギャップを置
いて嵌合されてフラックスを形成するインナーステータ
６と、前記アウターステータ４とインナーステータ６中
何れ一つに巻線される巻線コイル８と、前記アウタース
テータ４とインナーステータ６間に直線移動可能に係合
されるマグネット１０と、該マグネット１０と作動部
（図示されず）間に連結されて該マグネット１０の往復
運動を作動部に伝達するマグネットパドル１２と、を包
含して構成されている。
【００１７】このとき、前記作動部は、前記往復動式モ
ータが往復動式圧縮機に適用される場合、ピストンを示
す。又、本実施形態に係るアウターステータ４及びイン
ナーステータ６は、同様な構造に形成することができる
し、前記アウターステータ４は、前述した従来構造と同
様に形成するが、前記インナーステータ６を、本実施形
態に構成することもできる。
【００１８】本発明に係るインナーステータ６の製造方
法の第１実施形態として、図２及び図３に示したよう
に、インナーステータ６の内径と同様な径を有する治具
としての円筒体２４を準備し、該円筒体２４の外周面に
所定厚さ及び幅を有する帯状の鉄片１６を屈曲しながら
３６０°程巻回して所定間隔の開口部１８を残した後、
屈曲された鉄片１６の全表面を絶縁させ、前記開口部１
８を基準に屈曲された鉄片１６を逆方向に３６０°程屈
曲巻回して、このようなことを数回反復して繰返えすこ
とによってインナーステータ６を製造する。
【００１９】又、本発明に係るインナーステータの製造
方法の第２実施形態として、図４に示したように、先
ず、所定厚さ及び幅を有する帯状の鉄片１６を平面上に
所定長さ延長して敷くが、その敷く長さは、製品として
のインナーステータのリングの外周面の長さと同様であ
る。次いで、表面に絶縁を施して、上方向にほぼ１８０
°屈曲して反対方向に敷いた後、このようなことを数回
反復繰返えして屈曲された鉄片１６を積層するが、この
とき、上方側に至るほどその長さが順次短くなる梯形に
形成することで、直線状に積層の終わった鉄片１６の両
方側端を上方向に屈曲してリング状に形成すると、両方
側端が相互屈曲対向されてそれら両方端間に開口部１８
が形成されたリング状のインナーステータ６が構成され
る。
【００２０】又、本発明に係る往復動式モータのインナ
ーステータの第３実施形態として、図５及び図６に示し
たように、直径が夫々相違して一方側に開口部３６を有
する複数のリング状の鉄片３０を夫々形成し、それら鉄
片３０を順次嵌合することで積層されたリング状のイン
ナーステータを構成することができる。
【００２１】即ち、図５に示したように、一方側が開口
されたリング状の鉄片３０を夫々相違した直径を有する
ように形成した後、大きい直径の鉄片３０ｂの内周面に
小さな直径の鉄片３０ａを嵌合して組立てるが、この
時、前記各鉄片３０の開口部３６を形成するため、各リ
ング状の鉄片３０の両方側先端３２、３４を夫々一直線
上に位置するように整列させ、相互隣接する各鉄片３０
ａ、３０ｂ間には接着剤を塗布して接着させるか又は、
溶接により溶着させる。
【００２２】以下、上記のように構成される本発明に係
る往復動式モータの動作に対して説明する。前記巻線コ
イル８に電源が印加されると、前記巻線コイル８の周辺
にフラックスが形成され、該フラックスは、アウタース
テータ４及びインナーステータ６に沿って閉ループを形
成して、前記アウターステータ４とインナーステータ６
間に形成されるフラックスと前記マグネット１０により
形成されるフラックスとの相互作用によって前記マグネ
ット１０が軸方向に直線移動する。
【００２３】次いで、前記巻線コイル８に印加される電
流の方向を交代に変えると、前記巻線コイル８のフラッ
クス方向が変換されながらマグネット１０が直線往復運
動することで、前記マグネット１０が係合されたマグネ
ットパドル１２が直線往復移動しながらピストンなどの
作動部が直線往復運動される。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る往復
動式モータにおいては、インナーステータ又はアウター
ステータは、鉄片が屈曲積層されて所定厚さを有するリ
ング状に形成されることで、鉄片と鉄片間のエアーギャ
ップを除去することができるために、充分な磁路面積を
確保しながらもその大きさを縮小させて、モータの性能
を向上させることで、原価を低廉にし得るという効果が
ある。
【００２５】又、一枚の鉄片を正方向及び逆方向に反復
して巻回して所定厚さを有するインナーステータ及びア
ウターステータを製造するために、製造工程を単純化し
て、製造費用を低減し得るという効果がある。且つ、直
径が夫々相違な鉄片を順次嵌合して組立てることで、イ
ンナーステータ及びアウターステータが製造されるため
に、製造費用を低減し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復動式モータの構造を示した一
部断面図である。
【図２】本発明に係る往復動式モータのインナーステー
タを示した側面図である。
【図３】本発明に係る往復動式モータのインナーステー
タの製造方法の第１実施形態を示した斜視図である。
【図４】本発明に係る往復動式モータのインナーステー
タの製造方法の第２実施形態を示した斜視図である。
【図５】本発明に係る往復動式モータのインナーステー
タの製造方法の第３実施形態を示した側面図である。
【図６】図５の往復動式モータのインナーステータの構
成を示した斜視図である。
【図７】従来の往復動式モータを示した一部断面図であ
る。
【図８】従来の往復動式モータのインナーステータを示
した一部側面図である。
【符号の説明】
４…アウターステータ ６…インナーステータ ８…巻線コイル １０…マグネット １２…マグネットパドル １６…鉄片 ２０…内周面 ２２…外周面 ２４…円筒体

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部に巻線コイルが巻線されるアウター
    ステータと、該アウターステータの内周面に所定エアー
    ギャップを置いて嵌合されるインナーステータと、前記
    アウターステータと前記インナーステータ間に直線移動
    可能に係合されてマグネットパドルに連結されたマグネ
    ットと、を包含して構成される往復動式モータであっ
    て、 前記インナーステータは、所定厚さを有する鉄片がリン
    グ状に積層して構成されることを特徴とする往復動式モ
    ータの構造。
  2. 【請求項２】 前記インナーステータは、所定厚さを有
    する一枚の鉄片が、所定径を有する円筒体の外周面に３
    ６０°程度屈曲して巻回された後、再び反対方向に屈曲
    巻回される過程が反復して繰返されることで、リング状
    に積層され、一方側に開口部が切削形成された状態に構
    成されることを特徴とする請求項１記載の往復動式モー
    タの構造。
  3. 【請求項３】 前記インナーステータは、その内周面及
    び外周面が夫々断面正円状に屈曲されて、それら内周面
    と外周面間の一方側が切削開放された開口部を有して構
    成されることを特徴とする請求項２記載の往復動式モー
    タの構造。
  4. 【請求項４】 前記インナーステータは、一枚の鉄片を
    所定直径を有する円筒体の外周面に巻回した後、表面に
    絶縁を施して再び反対方向に巻回する過程を反復するこ
    とで製造されることを特徴とする往復動式モータの製造
    方法。
  5. 【請求項５】 前記インナーステータは、所定厚さを有
    する複数枚の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながら積
    層した後、治具としての円筒体の外周面に巻回するよう
    に屈曲することで製造されることを特徴とする請求項４
    記載の往復動式モータの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記各鉄片は、直線状に絶縁を施しなが
    ら積層する時、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く
    形成することで、屈曲後にインナーステータの内周面が
    形成されるようにすることを特徴とする請求項５記載の
    往復動式モータの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記インナーステータは、直径が相互相
    違な複数のリング状の鉄片を順次嵌合することで構成さ
    れることを特徴とする請求項１記載の往復動式モータの
    構造。
  8. 【請求項８】 前記各リング状の鉄片は、一方側が切削
    開放されたリング状に形成され、それら鉄片の各開放さ
    れた部位が、夫々一直線状に揃えられるように嵌合され
    ることを特徴とする請求項７記載の往復動式モータの構
    造。
  9. 【請求項９】 前記各リング状の鉄片の相互接触される
    表面には、接着剤が塗布されることを特徴とする請求項
    ７記載の往復動式モータの構造。
  10. 【請求項１０】 前記各リング状の鉄片の接触面は、溶
    接により締結されることを特徴とする請求項７記載の往
    復動式モータの構造。
  11. 【請求項１１】 内部に巻線コイルが巻線されるアウタ
    ーステータと、該アウターステータの内周面に所定エア
    ーギャップを有して嵌合されるインナーステータと、前
    記アウターステータと前記インナーステータ間に直線移
    動可能に係合されて、マグネットパドルに連結されるマ
    グネットと、を包含して構成される往復動式モータであ
    って、 前記アウターステータは、所定厚さを有する鉄片がリン
    グ状に積層して構成されることを特徴とする往復動式モ
    ータの構造。
  12. 【請求項１２】 前記アウターステータは、所定厚さを
    有する一枚の鉄片がリング状に屈曲巻回された後、再び
    反対方向に屈曲巻回される過程が反復して繰返されて鉄
    片がリング状に積層されて一方側に開口部が形成されて
    構成されることを特徴とする請求項１１記載の往復動式
    モータの構造。
  13. 【請求項１３】 前記アウターステータは、その内周面
    及び外周面が夫々断面正円状に屈曲されて、それら内周
    面と外周面の一方側が開放された開口部を有するように
    構成されることを特徴とする請求項１２記載の往復動式
    モータの構造。
  14. 【請求項１４】 前記アウターステータは、一枚の鉄片
    を所定直径の円筒体の外周面に屈曲巻回した後、表面に
    絶縁を施して再び反対方向に屈曲巻回する過程を反復す
    ることで製造されることを特徴とする往復動式モータの
    製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記アウターステータは、所定厚さを
    有する一枚の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながら積
    層した後、治具としての円筒体の外周面に屈曲巻回する
    ことで製造されることを特徴とする請求項１４記載の往
    復動式モータの製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記鉄片は、直線状に絶縁を施しなが
    ら積層する時、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く
    形成することで、屈曲後にインナーステータの内周面が
    形成されるよにすることを特徴とする請求項１５記載の
    往復動式モータの製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記アウターステータは、直径が相互
    相違な複数のリング状の鉄片を順次嵌合することで積層
    されることを特徴とする請求項１１記載の往復動式モー
    タの構造。
  18. 【請求項１８】 前記各リング状の鉄片は、一方側が開
    放されたリング状に形成され、それら鉄片の各開放され
    た部位が夫々一直線上に位置するように嵌合されること
    を特徴とする請求項１７記載の往復動式モータの構造。
  19. 【請求項１９】 前記各リング状の鉄片の各接触表面に
    は、接着剤が塗布されることを特徴とする請求項１７記
    載の往復動式モータの構造。
  20. 【請求項２０】 前記各リング状の鉄片の接触表面は、
    溶接により固定されることを特徴とする請求項１７記載
    の往復動式モータの構造。
  21. 【請求項２１】 内部に巻線コイルが巻線されるアウタ
    ーステータと、該アウターステータの内周面に所定エア
    ーギャップを有して嵌合されるインナーステータと、前
    記アウターステータと前記インナーステータ間に直線移
    動可能に係合されてマグネットパドルに連結されるマグ
    ネットと、を包含して構成される往復動式モータであっ
    て、 前記アウターステータ及びインナーステータは、夫々所
    定厚さを有するリング状の鉄片が積層して構成されるこ
    とを特徴とする往復動式モータの構造。
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