JP3059969U - モータの固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立て工程を簡単にして製造原価を低減
し、コイルの部材を減少することによりモータの効率を
上げることのできるモータの固定子を提供する。 【解決手段】 固定子のベースが提供される。固定子ベ
ースはお互いに左右対称の形状を持った二つの別個の薄
片を含んでいる。これらの二つの薄片は二つの対応する
位置に配置される。各々の薄片は対応する咬合部を持っ
ている。固定子ベースは咬合部の間の関係に従ってこれ
らの二つの薄片をかみ合わせることによって組み立てら
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は交流モータに使用されるモータの固定子に係り、組み立て作業を容易 にし、コイルの材料を減らして、モータの効率を向上することの出来るモータの 固定子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

モータのプロトタイプが開発されて１００年以上になる。モータは電気的なエ ネルギを機械的なエネルギに変換する。モータのメカニズムはアマチュアのコイ ルを流れる電流によりモータの回転子の磁極に電磁力を誘導することである。固 定子と磁極との間の反発力によって、トルクが発生して回転を生じる。この理論 は各種のモータを開発するために使用されてきた。

【０００３】 固定子のタイプは自然磁石から作られたものから、シリコン鋼鉄薄板でできた 磁極のようなものまで数限りない。図１は交流モータ（くま取り磁極モータ）の 固定子１０を表わしている。 固定子１０はシリコン鉄鋼薄板１０１で作られている。図２はモータの従来の 固定子の俯瞰図であり、図３は図２の破線Ａ−Ａに沿って切断された断面図であ る。これらの図に示されているように、固定子１０は外部リング１１と内部リン グ１２とを含んでいる。外部及び内部リング１１，１２の第一の想像上の中央線 に沿って外部リングと内部リングとを接続する頚部１２１が存在する。

【０００４】 第一の想像上の中央線に垂直な第二の中央線が二ケ所で内部リング１２を貫通 している。内部リング１２は各交点に一つの開口部１２２を持っている。このよ うに内部リング１２は二つの反対磁極（Ｎ極とＳ極）に分離される。金属板１２ ４ａと１２４ｂとが磁気漏れを減らすために開口部１２２にそれぞれ挿入される 。さらに、磁極１２３を二つの部分に分離するトレンチ１２７がある。

【０００５】 金属リング１２５がトレンチ１２７（通常はくま取りコイルと呼ばれている） に取り付けられている。金属リング１２５はしばしば単一ストリップ銅線又は時 として一巻以上である。絶縁板１２６ａと１２６ｂとが固定子１０の上と下とに 取り付けられる。コイル２０は外部リング１１と内部リング１２との間の頚部１ ２１に沿って巻かれる。コイル２０は絶縁板１２６ａと１２６ｂで包まれる。

【０００６】 電流がコイル２０に流れる間は、磁束が磁極１２３に誘導される。磁束が磁極 １２３に誘導された後に、磁極１２３に金属リング１２５を付与することによっ て、磁極１２３（より小さいもの）の磁束は金属リング１２５の誘導電流により 影響される。このようにして、内部リング１２の中央に取り付けられた回転子（ 図示されていない）が回転することが出来る。

【０００７】 固定子の構造によって限定されるので、コイル２０を固定子１０に取り付ける ことは複雑である。コイル２０は予め巻かれて組み立てられなければならない（ 現在は自動巻線機が従来の手巻工程に替わって使用されている）。コイル２０は 緩まないようにテープによって巻かれて組み立てられる。またコイル２０は絶縁 板１２６ａ，１２６ｂによって保護され、頚部１２１に固定された開口部１２２ に挿入される。開口部１２２は金属板１２４ａ，１２４ｂにより密閉されて、固 定子１０の組立を完成する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のモータ固定子には少なくとも以下の欠点がある。 （１）組み立て工程が非常に複雑で、コイル２０は磁極１２３に挿入される前に 組み立てられ、頚部１２１に固定されなければならない。組み立て工程の一部が 手動で行われるので、コストが高くなる。 （２）コイル２０は従来の固定子に入れられる。磁極１２３の開口部１２２はコ イル２０の幅より広くなければならない。コイル２０はしばしば製造の安全性の ために広い直径で組み立てられる。 この構造により頚部１２１に固定されたコイル２０は緩むことがある。大量の コイルの部材が使用されるので、製造コストが上がる。またコイルの材料を多く 使用すると、エネルギ消費が増えてモータの効率を下げる。 （３）（２）で述べられたように、コイル２０にはある程度の厚さが必要である 。 開口部１２２のギャップが大きすぎると、固定子の重大な磁気漏洩を引き起こ す。固定子の磁極の磁界を減らして、より小さい出力トルクにする。磁気漏洩を 減らすために金属板１２３が開口部１２２に挿入されても、その効果は限定的で ある（加工費の増加によりモータの全体コストが上がる）。 従って、回転子用の改良された固定子を提供することが本考案の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

導電ワイヤが従来の複雑な組み立て工程なしで直接磁極に巻かれる。コイル材 料の使用が削減され、磁極間のギャップが好ましいレベルまで縮小され、磁気漏 洩が減り、モータの効率は向上する。

【００１０】 上記目的を達成するために、回転子用の固定子が提供される。 固定子のベースが提供される。固定子ベースはお互いに左右対称の形状を持っ た二つの別個の薄片を含んでいる。これらの二つの薄片は二つの対応する位置に 配置される。各々の薄片は対応する咬合部を持っている。固定子ベースは咬合部 の間の関係に従ってこれらの二つの薄片をかみ合わせることによって組み立てら れる。

【００１１】 上記の構造からコイルは直接これらの二つの薄片に巻かれることが出来る。コ イルはそれから自動巻工程によって組み立てられる。コイルで巻かれた二つの薄 片がそれから組み立てられる。 巻線工程の間は、コイルは固定子に密着して取り付けることが出来る。このよ うにコイル材料の消費が削減されて、エネルギ損失も減少する。二つの薄片間の ギャップはギャップを最小限にするように調整されるので、その結果、磁気漏洩 を減少するという目的が達成される。

【００１２】 固定子の上記の構造を要約すると、本考案は製造工程が簡単で、消耗品が少な く、部品点数が少ないモータの固定子を提供する。前記の概要と以下の詳細な説 明は事例であり、説明的なもので、請求項の考案を限定するものではない。

【００１３】

【考案の実施の形態】

図４には、本考案の一つの実施の形態のモータ固定子の分解図が示されている 。固定子ベース３０は第一の積層薄片３１と第二の積層薄片３２とを含んでいる 。積層薄片３１は第一の磁極ベース３１１と第一の磁極３１２とを含んでいる。 第一の磁極ベース３１１と第一の磁極３１２とは第一の頚部３１０により接続さ れている。コイルを形成するために上部絶縁板２１６ａと下部絶縁板２１６ｂと を取り付けた後に、導通ワイヤが第一の頚部３１０に図９に示すように巻かれる 。

【００１４】 第一の磁極を二つの部分に分離するためにトレンチ３１８が第一の磁極３１２ に開けられる。金属リング３１９はトレンチ３１８に取り付けられる（通常はく ま取りコイルと呼ばれる）。金属リング３１９は銅線の一つの鋼帯、又は銅コイ ルの一巻で構成される。金属リング３１９の取り付けによって、コイル２０ａを 流れる電流は第一の磁極３１２の磁束を誘導する。金属リング３１９に誘導され る電流は第一の磁極３１２（小さい部分）に磁束を誘導して、固定子３０に取り 付けられた回転子（示されていない）の回転を促進する。

【００１５】 第一の磁極ベース３１１は二つの端をもち、それぞれが第一の咬合部３１３を 含む。図５に示されているように、各々の咬合部３１３は傾斜した側壁３１４と 底部壁３１５と反りかえった壁により形成される中空の開口部３１７とを含む。 傾斜した側壁３１４から延長する線は固定子ベース３０の中央線３０１と交差す る。底部壁３１５は中央線３０１に対して垂直で、傾斜した側壁３１４に接続さ れる。

【００１６】 反りかえった壁３１６は傾斜した壁３１４に対向し、底部壁３１５に接続され る。傾斜した側壁３１４と底部壁３１５と反りかえった壁３１６とは第一の咬合 部３１３の開口部を形成する。磁極ベース３１１の第一の咬合部３１３の各々の 末端における各々の開口部３１７は同じ方向を向く。対照的に、第一の積層薄片 ３１に接続される第二の積層薄片３２は第一の薄片３１に対して同様の、対称的 な構造を持っている。第二の薄片３２は第二の磁極ベース３２１と第二の磁極３ ２２とを含んでいる。第二の磁極３２２は第一の磁極３１２の磁気と反対の磁気 を持っている。第二の磁極３２２は第二の頚部３２０により第二の磁極ベース３ ２１に接続される。上部絶縁板２１６ｃと下部絶縁板２１６ｄとを収容し、後に コイル２０ａを形成するためにワイヤが頚部３２０に巻かれる。トレンチ３２８ が第二の磁極３２２に開口されて、第二の磁極３２２を二つの部分に分割する。 金属リング３１９と同じ材料で作られる金属リング３２９がトレンチ３２８には められる。

【００１７】 第二の磁極ベース３２１は二つの末端を持っていて、それぞれが第一の磁極ベ ース３１１の咬合部３１３と接続する咬合部３２３を持っている。各々の咬合部 ３２３は、図５に示されているように、傾斜した側壁３２４と、底部壁３２５と 、反りかえった壁３２６とにより形成される中空の開口部３２７を含んでいる。 底部壁３２５は中央線３０１に対して垂直であり、傾斜した側壁３２４と反りか えった壁３２６とに接続されて、反りかえった壁３２６は傾斜した壁３２４に対 して対向する。傾斜した側壁３２４から延びる線は固定子３０の中心線３０１に 交差する。第二の咬合部３２３の開口部３２７は傾斜した壁３２４と底部壁３２ ５と反りかえった壁３２６とにより形成される。第二の薄片３２の第一の咬合部 ３２３の各先端の開口部３２７は同一方向を向いていて、第一の磁極ベース３１ １の第一の咬合部３１３をかみ合わせる。

【００１８】 第一の薄片３１と第二の薄片３２とを結合した後に、第一と第二の咬合部３１ ３と３２３の咬合部に（二つの反りかえった壁３１６と３２６とにより）穴４０ が形成される。穴より大きい直径の固定部材４１ａ，４１ｂ（図４と図５に示さ れるように）が各々の穴に配置される。 固定部材４１の柔軟性により、第一の咬合部３１３は第二の咬合部３２３の傾 斜した壁に合わされて、第二の咬合部３２３は第一の咬合部３１３の傾斜した壁 ３１４に合わされる。第一の薄片３１と第二の薄片３２とはこのように相互に継 ぎ合わされる。固定部材は細い溝４１１を持った円筒状のばね管を含んでいる。 固定部材４１ａ，４１ｂの直径は穴４０の直径より大きいので、放射状の方向に 変形する。外側への張力が固定部材４１ａ，４１ｂの変形により生じる。

【００１９】 第一の薄片３１と第二の薄片３２は第一の咬合部３１３と第二の咬合部３２３ の咬みあわせ構造により図１０に示されるように組み立てられる。固定部材４１ ａ，４１ｂは図７のような型を使用することも出来る。図に示されているように 、固定部材４１ａ，４１ｂは一方をＶ字型に接続された二枚のばね４１２を含ん でいる。別な方法として、固定部材４１ａ，４１ｂはばね板４１２ａをＶ字型（ 図８に示されているように）に曲げることにより作ることも可能である。 図７と図８の形状の固定部材４１ａ，４１ｂは前記実施の形態と同じ性能を持 っている。

【００２０】 図１１では、第一の咬合部３１３は前記トレンチ３１７の代りに、ありみぞに より結合されたトレンチ３１７ａを有している。同様に、第二のトレンチはアリ みぞで結合されたトレンチ３２７ａにより代替されることが出来る。第一と第二 のありみぞ結合トレンチ３１７ａ、３２７ａをありみぞ結合することによって、 第一の薄片３１と第二の薄片３２とは、固定子ベース３０として組み立てられる 。ありみぞ結合トレンチ３１７ａとありみぞ３１７ｂの段付け面には、ありみぞ 結合トレンチ３１７ａとありみぞ３１７ｂとを結合した後に、穴４０ａを形成す るために図１２に示すようにトレンチ３２８を形成することが出来る。固定部材 ４１は穴４０に挿入されて固定部材４１ａの張力によりアッセンブリを強固にす る。第一の薄片３１と第二の薄片３２とはこのように安定的に結合される。

【００２１】 図１３には、咬合部の別な例が示されている。第一の開口部３１７は埋め込み トレンチ３１７ｂと置き換えられていて、一方、第二の開口部３２７は埋め込み フック３２７ｂに置き換えられている。埋め込みフック３２７ｂと埋め込みトレ ンチ３１７ｂとを咬みあわせることにより、第一の薄片３１と第二の薄片３２と は接着されて、安定的に結合される。 本考案のその他の実施の形態は明細書を見て、開示されている考案の実施の形 態から、当業者が思いつくものであろう。明細書の実施の形態とは一例であり、 本考案の真の範囲と精神は実用新案登録請求の範囲に示されている。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は以下のような利点を有している。 １) 導電ワイヤは固定子に直接的にしっかりと巻かれて使用材料も少ない。 ２) 組み立手順が簡易化されていて、そのために製造原価が下がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のモータの固定子の外観図。

【図２】従来のモータの固定子の側面図。

【図３】図２の破線Ａ−Ａに沿って切断された断面図。

【図４】本考案の実施の形態のモータの固定子を示す分
解図。

【図５】図４の固定子の俯瞰図。

【図６】第一の実施の形態の固定部材の外観図。

【図７】第二の実施の形態の固定部材の外観図。

【図８】第三の実施の形態の固定部材の外観図。

【図９】本考案の磁極構造に巻かれたコイルの外観図。

【図１０】上記固定部材の組み立て図。

【図１１】第二の実施の形態の咬合部を示す図。

【図１２】第三の実施の形態の咬合部を示す図。

【図１３】第四の実施の形態の咬合部を示す図。

【符号の説明】

３０ 固定子 ３１ 第一の薄片 ３２ 第二の薄片 ４０ 穴 ４１ 固定部材 ３１１ 第一の磁極ベース ３１２ 第一の磁極 ３１３ 第一の咬合部 ３１４ 傾斜した側壁 ３１５ 底部壁 ３１６ 反りかえった壁 ３１７ 第一の開口部 ３１８ トレンチ ３１９ 金属リング ３２１ 第二の磁極ベース ３２２ 第二の磁極 ３２３ 第二の咬合部 ３２４ 傾斜した側壁 ３２５ 底部壁 ３２６ 反りかえった壁 ３２７ 第二の開口部 ３２８ トレンチ ３２９ 金属リング

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 頚部を介して第一の磁極ベースに接続さ
   れる第一の磁極と、前記第一の頚部に巻かれるコイルと
   を含む第一の磁極ベースと、 頚部を介して第二の磁極ベースに接続される第二の磁極
   と、前記第二の頚部に巻かれるコイルとを含む第二の磁
   極ベースと、 前記第一の磁極ベースと前記第二の磁極ベースとをモー
   タに使用される固定子として結合するための組み立て手
   段と、を含むことを特徴とするモータの固定子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の固定子において、 前記組み立て手段は前記第一の磁極ベースに形成される
   第一の咬合部と、前記第二の磁極ベースに形成される第
   二の咬合部とを含み、前記第一の咬合部と前記第二の咬
   合部とは相互にかみ合わせ可能であることを特徴とする
   固定子。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の固定子において、 前記第一の咬合部はありみぞにより結合されたトレンチ
   を含み、前記第二の咬合部はありみぞを含むことを特徴
   とする固定子。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の固定子において、 前記第一の咬合部は埋め込みトレンチを有し、前記第二
   の咬合部は埋め込みトレンチに咬合される埋め込みフッ
   クを有することを特徴とする固定子。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の固定子において、 前記第一の咬合部と第二の咬合部は穴を有する合わせ面
   を持ち、前記第一と第二の咬合部を緩まないように結合
   するために固定材料が前記穴に取り付けられることを特
   徴とする固定子。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の固定子において、 前記第一と第二の咬合部の各々の反り返った壁に前記穴
   が形成されていることを特徴とする固定子。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の固定子において、前記
   固定材料はばね管を含むことを特徴とする固定子。
8. 【請求項８】 頚部を介して第一の磁極ベースに接続さ
   れ、その両端に第一の咬合部を持つ第一の磁極と、第一
   の頚部に巻かれたコイルとを含む第一の磁極ベースと、 頚部を介して第二の磁極ベースに接続され、その両端に
   第二の咬合部を持つ第二の磁極と、第二の頚部に巻かれ
   たコイルとを含む第二の磁極ベースと、 前記第一と第二の咬合部の咬みあわせ面に形成された穴
   と、 前記第一と第二の咬合部を接着するために前記穴に取り
   付けられる固定材料と、を含むことを特徴とするモータ
   の固定子。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の固定子において、 前記第一の咬合部はありみぞトレンチを含み、前記第二
   の咬合部はありみぞを含むことを特徴とする固定子。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の固定子において、 前記第一の咬合部は埋め込みトレンチを含み、前記第二
    の咬合部は埋め込みフックを含むことを特徴とする固定
    子。