JP3207986U - 単相永久磁石モータ及び駆動機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】サイズが削減された単相永久磁石モータ及び駆動機構を提供する。【解決手段】モータは、固定子鉄心10、回転子50、及び巻線30を含む。回転子50は、永久磁極56を含む。固定子鉄心54は、固定子ヨークと、n個の固定子歯部と、n個の補助歯部1230とを含む。n個の固定子歯部及びn個の補助歯部1230は、固定子ヨークの周方向に沿って交互に離間する。巻線30は、固定子歯部に巻き回される。巻線30が励磁されると、同じ極性を有するn個の主磁極がn個の固定子歯部においてそれぞれ生成され、主磁極の極性と逆の極性を有するn個の補助磁極がn個の補助歯部1230においてそれぞれ生成され、ここでnは1より大きい正の整数である。モータは、より大きい出力密度及び効率を有する。【選択図】図7
Description
本考案は、単相永久磁石モータ及び該モータを利用した駆動機構に関する。
車両窓の開閉は、通常、駆動機構により達成される。駆動機構は、一般に、ボックス、モータ、及び該ボックス内に配置された動力伝達組立体を含む。回転すると、モータは、動力伝達組立体を通じて車両窓を駆動して開閉する。従来の内側回転子モータは、一般に、固定子鉄心、固定子鉄心に巻き回された巻線、及び固定子鉄心内に回転に可能に配置された回転子を含む。しかしながら、固定子鉄心の構造的拘束のため、モータは、比較的大きい全体サイズを有し、その結果、駆動機構の全体サイズが大きくなり、したがって大きい取付スペースを占めることになる。
従って、サイズが削減されたモータ及び駆動機構が所望されている。
1つの態様において、固定子鉄心と、固定子鉄心に対して回転可能な回転子と、巻き回された巻線とを含む単相永久磁石モータが提供される。回転子は、複数の永久磁極を含む。固定子鉄心は、固定子ヨークと、n個の固定子歯部と、n個の補助歯部とを含む。n個の固定子歯部及びn個の補助歯部は、固定子ヨークの周方向に沿って交互に離間しており、nは1より大きい正の整数である。巻線は、n個の固定子歯部に巻き回される。巻線が励磁されると、同じ極性を有するn個の主磁極がn個の固定子歯部においてそれぞれ生成され、主磁極の極性と逆の極性を有するn個の補助磁極がn個の補助歯部においてそれぞれ生成される。
好ましくは、巻線は、n個の固定子歯部にそれぞれ巻き回されたn個のコイルを備える。
好ましくは、固定子ヨークは、2つの対向する第1の側壁及び2つの対向する第2の側壁を備え、第1の側壁及び第2の側壁は、固定子ヨークの横断面が実質的に矩形形状になるように接続され、2つの第1の側壁の外面間の最大距離は、2つの第2の側壁の外面間の最大距離より大きく、固定子歯部は、第1の側壁に結合され、補助歯部は、第2の側壁に結合される。
好ましくは、第1の側壁の横断面は、円弧形であり、第2の側壁の横断面は、矩形である。
好ましくは、固定子歯部の数は、2であり、各固定子歯部は、第1の側壁の一方の片側に回転子に向かって配置され、回転子に向かって延びている。
好ましくは、各固定子歯部は、対応する第1の側壁から内方に延びる巻付け部分と、巻付け部分の遠位端に配置された2つの磁極片とを備え、巻線は、2つのコイルを備え、各コイルは、1つの対応する巻付け部分に巻き回され、各磁極片の、巻付け部分から遠い方の一端は、巻付け部分から遠ざかりかつ他方の磁極片から遠ざかる方向に延び、各補助歯部は、2つの延長部を備え、各延長部の、対応する第2の側壁から遠い方の一端は、対応する第2の側壁から遠ざかりかつ他方の延長部から遠ざかる方向に延び、磁極片及び延長部は協働して、回転子が受け入れられる受入スペースを定める。
好ましくは、各磁極片の遠位端は、1つの対応する延長部の遠位端に隣接して位置し、2つの遠位端は、磁気ブリッジで接続され、又は開口部により離間される。
好ましくは、各固定子歯部の磁極片の、回転子に面した内面は、凹部を定める。
好ましくは、各補助歯部の延長部の、回転子に面した内面は、凹部を定める。
好ましくは、回転子は、回転軸と、回転軸の周りに配置された回転子鉄心とをさらに備え、永久磁極の数は、2nであり、2nの永久磁極は、回転子鉄心の外面の周りに配置される。
好ましくは、固定子に面する永久磁極の外面は、同じ円筒面上に位置する。
好ましくは、各永久磁極の外面は、回転子の中心から、回転子の円周方向に外面の中央部から2つの端部へ漸次減少する距離だけ離間され、かつ外面の中心線に関して対称である。
好ましくは、回転子は、回転軸をさらに備え、永久磁極の数は、2nであり、2nの永久磁極は、回転軸の周りに固定配置される。
好ましくは、固定子に面する永久磁極の外面は、同じ円筒面上に位置する。
好ましくは、各永久磁極の外面は、回転子の中心から、回転子の円周方向に外面の中央部から2つの端部へ漸次減少する距離だけ離間され、かつ外面の中心線に関して対称である。
別の態様において、ボックスと、動力伝達組立体と、動力伝達組立体に結合された上記のいずれかの単相永久磁石モータと、を含む駆動機構が提供される。
好ましくは、単相永久磁石モータは、少なくとも部分的にボックス内に配置され、動力伝達組立体は、ボックスに取り付けられ、モータの回転子により駆動される。
好ましくは、ボックスは、第1の受入部分を備え、第1の受入部分は、受入チャンバを定め、固定子鉄心は、少なくとも部分的に受入チャンバ内に受け入れられる。
好ましくは、固定子鉄心とボックスとの間に緩衝部材が配置され、緩衝部材は、固定子鉄心の周りに取り付けられたスリーブ部分と、スリーブ部分上に配置された緩衝部分とを備え、緩衝部分は、スリーブ部分とボックスとの間に位置する。
好ましくは、駆動機構は、車両窓昇降機構である。
上記モータにおいて、巻線が励磁されると、各主磁極と、主磁極に隣接する補助磁極とが、それらの間に磁束ループを形成することができる。従来の2極モータと比べると、磁路が改善される。同じ出力を得るためのモータの巻線及び固定子鉄心の材料消費を削減することができ、したがって費用を削減することができる。他方、回転子の外径が固定されている場合、固定子鉄心のサイズを比較的小さく設定することができるので、モータの全体サイズ、それゆえ駆動機構の全体サイズを削減することができる。
本考案の実施形態の技術的解決策は、以下のように添付図面を参照して明確かつ完全に説明される。明らかに、以下説明する実施形態は、本考案の実施形態の全てではなく一部に過ぎない。本開示の実施形態に基づいて当業者により何ら創造的努力を払うことなく得られる他のいかなる実施形態も、本考案の保護範囲内に入るものとする。
ある構成要素が別の構成要素に「固定される」と記載されている場合、これは別の構成要素に直接固定される場合もあり、又は介在する構成要素が存在する、すなわち第3の構成要素を通じて別の構成要素に間接的に固定される場合もあることに留意されたい。ある構成要素が別の構成要素に「接続される」と記載されている場合、これは別の構成要素に直接接続される場合もあり、又は介在する構成要素が存在する場合もある。ある構成要素が別の構成要素上に「配置される」と記載されている場合、これは別の構成要素上に直接配置される場合もあり、又は介在する構成要素が存在する場合もある。方向を表す語法、例えば「垂直」、「水平」、「左」、「右」又は類似の表現は、例証のみを目的としたものである。
特段の断りのない限り、全ての技術的及び科学的用語は、当業者が理解する通常の意味を有するものとする。この開示で用いられる用語は、限定的なものではなく、例証的なものである。本開示で用いられる「及び/又は」という用語は、列挙された1つ又は複数の関連用語の各々及びあらゆる組合せが含まれることを意味する。
図1を参照すると、本考案の一実施形態による駆動機構1は、動力伝達機構を通じて外部装置を回転駆動するため又は外部装置を並進駆動させるために用いられる。特に、外部装置は、車両窓2とすることができる(図10に示すように)。駆動機構1を制御して動作させることにより、車両窓2を駆動して開閉することができる。あるいは、外部装置は、おもちゃの自動車の車輪又はファンブレードなどの別の可動装置とすることができ、これは後で詳述する。
図2を参照すると、駆動機構1は、取付組立体200、駆動組立体100、緩衝部材300、及び動力伝達組立体400を含む。この例証的な実施形態において、具体的には、駆動組立体100、緩衝部材300及び動力伝達組立体400は、全て取付組立体200上に配置される。動力伝達組立体400は、駆動組立体100に接続される。取付組立体200は、駆動機構1を外部装置に取り付けて、駆動組立体100が動力伝達組立体400を通して外部装置を駆動させることを可能にするように構成される。
緩衝部材300は、駆動組立体100と取付組立体200との間に配置される。緩衝部材300は、駆動組立体100により発生される振動衝撃を吸収して取付組立体200に及び動力伝達組立体400に伝達される振動を減らし、これにより駆動機構1の全体としての振動及び雑音を軽減するために用いられる。
取付組立体200は、ボックス21、カバー本体23、及び取付部分25を含む。図示された特定の実施形態において、カバー本体23は、ボックス21上を覆い、取付部分25は、ボックス21に接続される。
この実施形態において、ボックス21は、駆動組立体100及び動力伝達組立体400を受け入れる、ギヤボックスである。ボックス21は、第1の受入部分211と、第1の受入部分211に隣接して配置された第2の受け入れ部分213とを含む。
第1の受入部分211は、駆動組立体100を受けるための概ね円柱形の受入チャンバ2111を定める。受入チャンバ2111は、開口部2113を含む。受入チャンバ2111は、開口部2113を介して外部環境と連通する。
図3を参照すると、第2の受け入れ部分213は、動力伝達組立体400を受けるための、概ね円板形の受入スロット2131を定める。受入スロット2131は、受入スロット2131の片側で受入チャンバ2111と連通し、受入スロット2131と受入チャンバ2111との間のこの連通領域において動力伝達組立体400が駆動組立体100と係合するようになっている。
カバー本体23は、開口部2113を覆い、ボックス21に着脱可能に接続される。カバー本体23は、受入チャンバ2111を閉じるために用いられ、受入チャンバ2111及び開口部2113が外部環境から実質的に隔離されて防塵シールを達成するようになっている。
この実施形態において、取付部分25の数は3つである。3つの取付部分24は、第2の受け入れ部分213の周りに離間配置される。取付部分25は、駆動機構1を外部装置に取り付けるように外部装置に接続するために用いられる。取付部分の数は3つに限定されることを意図せず、2つ又は4つとすることもできることを理解されたい。
さらに、取付組立体200のある程度の剛性を保証する一方で取付組立体200の総重量を合理的に削減するために、ボックス21及び/又は取付部分25の材料の一部を除去して、ボックス21及び/又は取付部分25上に離間配置された複数の重量軽減セクション27が形成される。この実施形態において、重量軽減セクション27は、ボックス21及び/又は取付部分25を貫通する貫通孔構造である。重量軽減セクション27は、ボックス21及び/又は取付部分25内に形成された溝構造とすることもできることを理解されたい。
再び図2を参照すると、この実施形態において、駆動組立体100は、単相永久磁石モータである。好ましくは、駆動組立体100は、単相永久磁石ブラシレスモータである。駆動組立体100は、部分的に第1の受入部分211内に受け入れられ、動力伝達組立体400を駆動して動かし、これが外部装置をさらに駆動して動かすようになっている。
図3及び図4を参照すると、駆動組立体100の少なくとも一部(この実施形態においては大部分)は、ボックス21の第1の受入部分211内に受け入れられ、カバー本体23は、駆動組立体100の一端を覆い、ねじなどの締結具を通じてボックス21に固定接続されており、その結果、駆動機構1は、全体としてより小さいサイズを有するようになっており、したがって駆動機構1を利用する外部装置のサイズを削減することができる。
図5及び図6を参照すると、駆動組立体100は、固定子鉄心10、巻線30、及び回転子50を含む。図示した特定の実施形態において、駆動組立体100は、内側回転子モータであり、固定子鉄心10は、取付組立体200のボックス21内に受け入れられ、巻線30は、固定子鉄心10に巻き回され、回転子50は、固定子鉄心10内に回転可能に受け入れられ、動力伝達組立体400に接続される。
固定子鉄心10は、固定子ヨーク12及び固定子歯部14を含む。図示した特定の実施形態において、固定子歯部14は、固定子ヨーク12から内方に延びる。固定子ヨーク12は、ボックス21の第1の受入部分211内に直接固定取付けされている。結果として、従来のモータの外側ハウジングは、駆動組立体100では省かれる。すなわち、ボックス21の一部がモータの外側ハウジングを形成し、このことが駆動機構1を利用する外部装置のサイズ及び重量をさらに削減する。
図7を参照すると、これは本考案の一実施形態による駆動組立体100の横断面図である。本開示で用いられる横断面は、軸線断面を指し、すなわち駆動組立体100の回転軸に対して垂直に駆動組立体100を切断する平面により形成された断面を指す。固定子ヨーク12の横断面は、実質的に閉じた矩形形状であり、2つの弓形の第1の側壁121と、2つの平らな第2の側壁123とを含む。2つの第1の側壁121は、互いに対向して配置され、2つの第2の側壁123は、互いに対向して配置され、各第2の側壁123の2つの遠位端は、それぞれ2つの第1の側壁121の遠位端に接続され、その結果、固定子ヨーク12の横断面は、連続した閉リングの形状になっている。
この実施形態において、具体的には、第1の側壁121の外周面は、実質的に円筒面の一部であり、第1の側壁121の横断面の輪郭は円弧の形状になっている。第1の側壁121の内面は、実質的に平らな面であり、したがって、各第1の側壁121は、2つの側部においてその中央部より薄い厚さを有する。各第2の側壁123の外周面は、実質的に平らな面であり、第2の側壁123の横断面の輪郭は概ね直線の線分になっている
各第2の側壁123の内面には、補助歯部1230が設けられる。補助歯部1230は、2つの延長部1231を含む。延長部1231は、磁束を伝導し、固定子歯部14が磁束ループを形成することを補助するために用いられる。各延長部1231の一端は、接続端(符号は付していない)であり、他端は延長端(符号は付していない)である。2つの延長部1231の接続端は、互いに接続され、かつ第2の側壁123の実質的に中央位置に接続される。2つの延長部1231の延長端は、両方とも第2の側壁123から遠ざかる方向に延びており、2つの延長部1231の延長端は互いに遠ざかる方向に離間し、その結果、2つの延長部1231の横断面の外側輪郭は、実質的にV形又は円弧形になっている。
この実施形態において、固定子歯部14の数は2つである。固定子歯部14は、第1の側壁121の内面にそれぞれ接続され、巻線30がその上に巻き回されることを可能にするようになっている。
図示された実施形態において、具体的には、各固定子歯部14は、実質的にY形であり、巻付け部分141と、2つの磁極片143とを含む。巻付け部分141は、第1の側壁121の内面の中央部から半径方向内方に延びる。2つの磁極片143は、巻付け部分141の、対応する第1の側壁121から遠い方の一端に配置される。
この実施形態において、各固定子歯部14の2つの磁極片143は、巻付け部分141の遠位端から回転子50の円周方向に沿って、それぞれ、巻付け部分141の両側で2つの隣接する延長部1231に向かって延びており、その結果、2つの磁極片143の横断面の外側輪郭は、実質的にV形又は円弧形となり、それにより2つの磁極片143及び巻付け部分141が協働して固定子歯部14のY形輪郭を形成するようになっている。磁極片143は、巻線30が巻付け部分141から抜け落ちることを防ぐことができると同時に、磁束を伝導するために用いることができる。
延長部1231の構造と同様に、各磁極片143は、接続端(符号は付していない)としての一端及び延長端(符号は付していない)としての他端を有する。2つの磁極片143の接続端は、互いに接続し、かつ巻付け部分141の、第1の側壁121から遠い方の一方の側に接続される。2つの磁極片143の延長端は、両方とも回転子50の円周方向に、第1の側壁から遠ざかる方向に延びており、2つの磁極片143の延長端は、互いに遠ざかる方向に離間し、その結果、2つの磁極片143の横断面の外側輪郭は、実質的にV形又は円弧形になっており、それゆえ固定子歯部14の横断面の外側輪郭は、実質的にY形になっている。
さらに、各磁極片143の延長端は、磁極片143に隣接する補助歯部1230の延長部1231の延長端に近接する。結果として、固定子歯部14の磁極片143及び補助歯部1230の延長部1231が協働して、回転子50を受け入れるための受入スペース16を形成する。同時に、各磁極片143、磁極片143に隣接する延長部1231及び固定子ヨーク12が協働して、巻線30を受け入れるための受入スロット15を形成する。
さらに、各磁極片143の遠位端と、磁極片143に隣接する延長部1231の遠位端とが、事前設定された距離だけ離間して、開口部18を形成し、これにより磁気漏れが軽減される。遠位端延長部1231の遠位端及び隣接する磁極片143はまた、大きい磁気抵抗を有する磁気ブリッジにより接続されることができることも理解されたい。
回転子50は、固定子鉄心10内に回転可能に受け入れられる。図示した実施形態において、具体的には、回転子50は、回転軸52、回転子鉄心54、及び永久磁極56を含む。回転子鉄心54は、回転軸52の周りに配置され、永久磁極56は、回転子鉄心54の周りに配置される。永久磁極56を回転軸52に直接固定することもできることを理解されたい。
図3を参照すると、この実施形態において、回転軸52は、ボックス21内に回転可能に配置された概ね円筒形の軸である。回転軸52は、固定子鉄心10の軸線と同軸の、受入スロット2131に向かって延びる軸線を定める。回転軸52は、動力伝達組立体400に接続し、動力伝達組立体400を駆動して動かすために用いられる。
回転子鉄心54は、回転軸52の周りに固定取付けされ、受入スペース16内に受け入れられる。
好ましくは、各永久磁極56の、回転子鉄心54から遠い側の外周面は、回転子50の中心を中心とする同じ円筒面上に位置しており、その結果、永久磁極56の横断面の外側輪郭は概ね円形になっている。
さらに、各固定子歯部141の2つの磁極片143の接続領域の内面は、凹部1433を伴って形成され、各補助歯部1230の2つの延長部1231の接続領域は、凹部1233を伴って形成される。固定子歯部14の磁極片143及び固定子鉄心10の補助歯部1230の延長部1231の内面は、凹部1233、1433の部分を除いて、回転子50の中心を中心とする同じ円筒面上に位置する。よって、固定子と回転子とが互いの間に実質的に一様なエアギャップを形成する。すなわち、エアギャップは、凹部1233、1433、開口部18、及び隣接する永久磁極56間の開口スロットに対応する部分を除いて、一様である。
この実施形態において、凹部1433、1233を設けることにより、回転子の極軸線L2(永久磁極の中心線)は、固定子の極軸線L1(固定子歯部の中心線)からある一定の角度だけオフセットすることが可能になる。回転子極軸線と固定子極軸線との間に含まれる角度Qは、始動角度と呼ばれる。好ましくは、凹部1433、1233は、それぞれ、固定子歯部14及び補助歯部1230の中心に位置合わせされ、その結果、始動角度Qが電気角90度に等しいか又は近くなるようになっており、このことにより回転子50が容易に双方向始動を達成するようになっている。巻線30内の電流の方向を変更することにより、回転子50の始動方向を変更することができる。
凹部1433、1233の位置は、設計要件に応じて変更することができることを理解されたい。例えば、凹部1433、1233は全て、固定子歯部14及び補助歯部1230から時計回り方向又は反時計回り方向にオフセットされ、その結果、回転子50が一方向に他方向よりも容易に始動するようになっている。
この実施形態では、4つの永久磁石部材が存在する。4つの永久磁石部材は、回転子鉄心54の外周面上に固定配置され、回転子鉄心54の円周方向に沿って離間される。各永久磁石部材は、永久磁極56の1つを形成し、2つの隣接する永久磁極56は、逆の極性を有する。巻線30は、それぞれ2つの固定子歯部14に巻き回された2つのコイルを含む。各コイルは、対応する受入スロット15を通った後、1つの対応する固定子歯部14の巻付け部分141に巻き回される。電流が巻線30を通って流れると、励磁された巻線30は、誘導磁界を発生させる。各励磁コイルにより発生した磁束は、対応する固定子歯部14の磁極片143を通って回転子50に入り、磁極片143と回転子50との間のエアギャップを通って回転子50に入り、磁極片143に隣接した2つの補助歯部1230の延長部1231及び固定子ヨーク12を通って固定子歯部14に戻り、それにより磁束ループを形成する。すなわち、各励磁コイルにより発生した磁束は、巻付け部分141、2つの対応する磁極片143、磁極片143と回転子50との間のエアギャップ、回転子50、2つの磁極片143に隣接した2つの延長部1231と回転子50との間のエアギャップ、2つの対応する延長部1231、及び固定子ヨーク12を順次通って進み、2つの閉磁束ループを形成する。したがってこの実施形態では、2つのコイルは、励磁されると4つの磁束ループを形成することができ、すなわち4極モータを形成する。従来の2極モータ(固定子上に補助極が形成されない)と比べて、本考案は、磁路及び磁気抵抗を低減し、それにより駆動組立体100の出力を高める。
4つの永久磁極56の外面は、上述のような同心円弧に限定されないことを理解されたい。例えば、4つの永久磁極56の外面は、偏心円弧面とすることができる。例えば、各永久磁極56の外面は、回転子の中心から、回転子の円周方向に外面の中央部から2つの端部へ漸次減少する距離だけ離間され、かつ外面の中心線に関して対称であり、その結果、各永久磁極の外面と固定子とが互いの間に外面の中心線に関して実質的に対称な非一様エアギャップを形成するようになっている。
好ましくは、モータ巻線は、この実施形態では単相接続され、すなわち、駆動組立体100は、単相永久磁石ブラシレスモータである。したがって、上記駆動組立体100は、4極単相永久磁石ブラシレスモータである。単相永久磁石ブラシレスモータが2つの対向配置された固定子歯部14のみを含み、2つのコイルがそれぞれ2つの固定子歯部14上に配置されているので、固定子ヨーク12の2つの第1の側壁121間の距離が固定されている場合、2つの第2の側壁123間の距離を比較的小さくするように設定することができる。したがって、単相永久磁石ブラシレスモータの全体サイズが削減されるので、駆動機構1の総重量もまた削減され、単相ブラシレスモータの出力は、比較的大きい。さらに、単相ブラシレスモータがボックス21内に配置されると、従来のモータの外側の鉄製ハウジングは省かれ、これによりモータが占めるスペースがさらに削減され、その結果、駆動機構1の全体サイズが比較的小さくなる。さらに、本考案の実施形態のモータの外形は、概ね矩形/長円形であり、その幅(すなわち対向する一対の側部のサイズ)がその長さ(対向する他方の対の側部のサイズ)より小さい。モータの外形は、ボックス21の受入チャンバ2111の形状と一致する。上記のように構成された駆動機構において、ボックス21は、薄型構造(モータの第2の側壁123に対して垂直な方向のサイズが第2の側壁123に対して平行な方向のサイズよりも明らかに小さい)を有し、これは車両窓昇降などの薄型スペースを伴う用途での使用に特に適している。本考案の実施形態のモータにおいて、回転子の最大外径(すなわち永久磁石部材に対応する回転子の最大外径)の、固定子鉄心の幅(2つの第2の側壁123の外面間の距離)に対する比は、0.6より大きくすることができる。すなわち、回転子をできる限り大きく作ることができ、それによりモータの出力を高めることができる。
永久磁極56の数は、4に限定されず、6、8、10、又はそれより多くすることさえできることを理解されたい。同様に、固定子歯部14の数は2に限定されず、永久磁極56の数が固定子歯部14の数の2倍である限りは、4、6、8、10、又はそれより多くすることさえできることを理解されたい。対応して、補助歯部1230の数は、上述のように2に限定されず、補助歯部1230の数が固定子歯部14の数に等しい限りは、4、6、8、10、又はそれより多くすることさえでき、かつ、コイルの数は、固定子歯部14の数に等しいことを理解されたい。
要するに、固定子歯部、補助歯部、コイル及び永久磁極56の数の間の関係は、以下の条件を満たすものとする。固定子歯部14、補助歯部及びコイルの数はnであり、n個の固定子歯部14及びn個の補助歯部1230は、固定子ヨーク12の周方向に沿って交互に離間され、各コイルは、1つの対応する固定子歯部14に巻き回される。永久磁極56の数は2nである。n個のコイルが励磁されると、同じ極性を有するn個の主磁極が、n個の固定子歯部14においてそれぞれ生成されることができ、主磁極の極性と逆の極性を有するn個の補助磁極が、n個の補助歯部1230においてそれぞれ生成されることができる。ここでnは1より大きい正の整数である。上記モータにおいて、巻線30が励磁されているとき、主磁極及び主磁極に隣接する補助磁極は、それらの間に磁束ループを形成することができる。従来の2極モータと比べると、磁路が改善される。同じ出力を得るためのモータの巻線及び固定子鉄心の材料消費を削減することができ、したがって費用を削減することができる。他方、回転子の外径が固定されている場合、固定子鉄心のサイズを比較的小さく設定することができるので、モータの全体サイズ、それゆえ駆動機構の全体サイズを削減することができる。
図8を参照すると、固定子鉄心10と第1の受入部分211との間に緩衝部材300が配置される。緩衝部材300は、駆動組立体100に与えられる外部振動を緩和し、かつ動作中に駆動組立体100により引き起こされる振動を吸収するために用いられ、その結果、駆動機構1は全体として少量の振動しか有さないようになっており、それゆえ動作中の駆動機構1の雑音が低減される。
図9及び図3を参照すると、緩衝部材300の輪郭は、固定子鉄心10の外側輪郭と実質的に一致し、緩衝部材300は、固定子鉄心10の周りに取り付けられる。固定子鉄心10及び緩衝部材300が第1の受入部分211内に受け入れられたとき、受入チャンバ2111の側壁が緩衝部材300に予備圧縮力を与え、その結果、駆動組立体100の固定子鉄心10をボックス21内に堅固に取り付けることができる。
緩衝部材300は、スリーブ部分301、緩衝部分303、及び保持部分305を含む。図示された具体的な実施形態において、緩衝部分303及び保持部分305は、両方ともスリーブ部分301上に配置される。
スリーブ部分301は、固定子鉄心10の外周の周りにスリーブを付ける、概ねリング形の円柱構造のものである。
この実施形態において、緩衝部分303は、緩衝突起部を含み、複数の緩衝部分303が存在する。緩衝部分303は、スリーブ部分301の外周上に配置され、スリーブ部分301の周方向に沿って離間される。各緩衝部分303は、スリーブ部分301の外面から突出してスリーブ部分301の軸線方向に沿って延びる、実質的に細長い突起部である。緩衝部分303は、スリーブ部分301の外周面を取り囲み、したがって緩衝部材300の横断面の外側輪郭が実質的に波形になり、それにより緩衝部材300が変形するのに十分なスペースを提供し、それゆえ緩衝部材300の緩衝及び制動結果が強化される。緩衝部分303の延長方向は、上述のようなスリーブ部分301の軸線方向に限定されないことを理解されたい。むしろ、緩衝部分303の延長方向をスリーブ部分301の軸線に対して角度付けることもでき、又は緩衝部分303をスリーブ部分301の外周面上に湾曲させて形成することもできる。緩衝部分303の形状は上述のような細長い突起に限定されず、別の構造にすることができることもまた理解されたい。例えば、緩衝部分303は、緩衝部分303がスリーブ部分301の外周面上に離間されて緩衝部材300の変形のための十分なスペースを提供する限りは、ボール形、立方形、又は角柱形の緩衝突起部として構成することができる。あるいは、緩衝部分303は、緩衝部分303がスリーブ部分301の外周面上に離間されて緩衝部材300の変形のための十分なスペースを提供する限りは、上記形状の組合せを有するように構成することができる。
保持部分305は、スリーブ部分301及び緩衝部分303の外径サイズより大きい外径サイズを有する、実質的にフランジの形態である。保持部分305は、カバー本体23に隣接したスリーブ部分301の一端に隣接して配置され、ボックス21の第1の受入部分211上に保持される。固定子鉄心10及び緩衝部材300が第1の受入部分211内に受け入れられ、カバー本体23がボックス21に固定されると、保持部分305は、カバー本体23とボックス21との間にモータの軸線方向で挟持され(図4)、カバー本体23とボックス21との間でエネルギー吸収及び振動減衰を達成し、同時に、防塵シール機能を達成する。好ましくは、カバー本体23は、ねじ接続部品を通じてボックス21に接続され、保持部分305に予備圧縮力を及ぼし、その結果、緩衝部材300及び駆動組立体100をボックス21に堅固に取り付けることができる。
緩衝部材300は、固定子鉄心10とボックス21との間に直接配置され、このことにより、動作中に駆動組立体100により生じる振動を有効に緩和することができ、かつ駆動機構1の全体としての組み立てを容易にする。
図2及び図3を参照すると、動力伝達組立体400は、第2の受入部分213内に配置され、回転軸52に接続される。動力伝達組立体400は、外部装置に接続されて外部装置を駆動して動かすために用いられる。
動力伝達組立体400は、第1の動力伝達部材401、第2の動力伝達部材403、及び出力部材405を含む。図示された特定の実施形態において、第1の動力伝達部材401は、回転軸52上に配置され、第2の動力伝達部材403は、第2の受入部分213内に配置され、かつ第1の動力伝達部材401に接続され、出力部材405は、第2の動力伝達部材403により駆動される。
この実施形態において、動力伝達組立体400は、ウォーム/ウォームギヤ機構である。第1の動力伝達部材401は、ウォームであり、第2の動力伝達部材403は、ウォームギヤであり、出力部材405は、出力ギヤである。具体的には、第1の動力伝達部材401は、回転軸52上に固定配置され、回転軸52と共に取付組立体200に対して回転することができる。第2の動力伝達部材403は、第2の受入部分213内に回転可能に取り付けられ、第1の動力伝達部材401と係合する。二段歯車が、ウォームギヤ403及び出力部材405を形成する。二段歯車は、支持軸407の周りで回転することができる。支持軸407は、ボックス21に固定することができ、出力部材405は、ボックス21を貫通して外部環境に突出する。出力部材405は、外部装置に接続するために用いられる。駆動組立体100の回転軸52が回転すると、回転軸52は、第1の動力伝達部材401を通じて第2の動力伝達部材403を駆動回転させ、その結果、出力部材405が外部装置を駆動して動かすようになっている。出力部材405は、駆動組立体100が動力伝達組立体400を通じて外部装置を駆動して動かすことを可能にするように、外部装置の一部(例えば歯車又はラック)と係合することができる。
動力伝達組立体400は、上述のようなウォーム/ウォームギヤ構造に限定されず、別の動力伝達構造とすることもできることを理解されたい。例えば、動力伝達組立体400は、歯車列動力伝達機構とすることができる。歯車列は、ボックス21内に配置され、回転軸52に接続して、駆動組立体100の運動を外部装置に伝達する。あるいは、動力伝達組立体400は、駆動組立体100が動力伝達機構を通じて外部装置を駆動して動かすことができる限りは、歯車及びラック・動力伝達機構、ベルト及び歯車動力伝達機構、又は別のタイプの動力伝達機構とすることができる。
図10を参照すると、本考案の実施形態により提供される駆動機構1は、車両3において車両3の一部を駆動して動かすために利用することができる。特に、駆動機構1は、車両窓駆動機構として用いることができる。車両3は、車体、車体上に配置されたドア、及びドア上に配置された車両窓2を含むことができる。駆動機構1は、車両ドア内に配置され、動力伝達組立体400を通じて車両窓2に接続される。好ましくは、動力伝達組立体400の出力部材405は、駆動組立体100の回転を車両窓2の並進に変換するように、別の動力伝達部品(例えばラック歯車)を通じて車両窓2に接続される。駆動組立体100の回転を制御することで、車両ドアに対する車両窓2の上向き又は下向きの運動を制御することができ、それにより車両窓2が開閉される。本考案の駆動機構1は、小サイズ及び軽量という利点を有しているので、車両ドア内で占める取付スペースはより小さくなり、かつ堅固に取り付けることができる。この実施形態において、車両のその他の構造は既知の構造であり、これは本明細書では詳述しない。
本考案の実施形態により提供される駆動機構1を別のタイプの可動装置において利用して、可動装置自体を駆動し、又は/及び可動装置の一部を駆動して動かすこともできる。
例えば、駆動機構1は、遠隔制御車両において利用することができる。駆動機構1を遠隔制御車両の車輪に接続して車輪を駆動回転させ、それにより遠隔制御車両を駆動して動かすことができる。本考案の駆動機構1は、小サイズ及び軽量という利点を有するので、遠隔制御車両内で占める取付スペースは小さく、かつ堅固に取り付けることができる。この実施形態において、遠隔制御車両のその他の構造は既知の構造であり、したがってこれは本明細書では詳述しない。あるいは、駆動機構1はまた、ファン又はヒートシンクなどの装置のファンブレード駆動システムにおいて利用することもでき、これらを本明細書において1つずつ説明はしない。
本考案を1つ又はそれ以上の実施形態を参照して説明したが、上記の実施形態の説明は当業者が本考案を実施する又は使用することを可能にするためにのみ用いられるものである。本考案の思想又は範囲から逸脱することなく種々の修正が可能であることを当業者は認識するであろう。本明細書で例証した実施形態は、本考案を限定するものと解釈すべきではなく、本考案の範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲を参照して定めるべきものである。
1:駆動機構
3:車両
10:固定子鉄心
12:固定子ヨーク
14:固定子歯部
15:受入スロット
16:受入スペース
18:開口部
21:ボックス
23:カバー本体
25:取付部分
27:重量軽減セクション
30:巻線
50:回転子
52:回転軸
54:回転子鉄心
56:永久磁極
100:駆動組立体
121:第1の側壁
123:第2の側壁
141:巻付け部分
143:磁極片
200:取付組立体
211:第1の受入部分
213:第2の受入部分
300:緩衝部材
301:スリーブ部分
303:緩衝部分
305:保持部分
400:動力伝達組立体
401:第1の動力伝達部材
403:第2の動力伝達部材
405:出力部材
407:支持軸
1230:補助歯部
1231:延長部
1233、1433:凹部
2111:受入チャンバ
2113:開口部
3:車両
10:固定子鉄心
12:固定子ヨーク
14:固定子歯部
15:受入スロット
16:受入スペース
18:開口部
21:ボックス
23:カバー本体
25:取付部分
27:重量軽減セクション
30:巻線
50:回転子
52:回転軸
54:回転子鉄心
56:永久磁極
100:駆動組立体
121:第1の側壁
123:第2の側壁
141:巻付け部分
143:磁極片
200:取付組立体
211:第1の受入部分
213:第2の受入部分
300:緩衝部材
301:スリーブ部分
303:緩衝部分
305:保持部分
400:動力伝達組立体
401:第1の動力伝達部材
403:第2の動力伝達部材
405:出力部材
407:支持軸
1230:補助歯部
1231:延長部
1233、1433:凹部
2111:受入チャンバ
2113:開口部
Claims (11)
- 固定子ヨークと、n個の固定子歯部と、n個の補助歯部とを備え、前記n個の固定子歯部及び前記n個の補助歯部が前記固定子ヨークの周方向に沿って交互に離間しており、nが1より大きい正の整数である、固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に対して回転可能であり、複数の永久磁極を備えた回転子と、
前記n個の固定子歯部に巻き回され、励磁されると、同じ極性を有するn個の主磁極が前記n個の固定子歯部においてそれぞれ生成され、前記主磁極の前記極性と逆の極性を有するn個の補助磁極が前記n個の補助歯部においてそれぞれ生成される、巻線と、
を備えることを特徴とする、単相永久磁石モータ。 - 前記固定子ヨークは、2つの対向する第1の側壁及び2つの対向する第2の側壁を備え、前記第1の側壁及び前記第2の側壁は、前記固定子ヨークの横断面が実質的に矩形形状になるように接続され、前記2つの第1の側壁の外面間の最大距離は、前記2つの第2の側壁の外面間の最大距離より大きく、前記固定子歯部は、前記第1の側壁に結合され、前記補助歯部は、前記第2の側壁に結合されることを特徴とする、請求項1に記載の単相永久磁石モータ。
- 前記固定子歯部の数が2であり、各固定子歯部は、前記第1の側壁のうちの一方の片側に前記回転子に向かって配置され、前記回転子に向かって延びることを特徴とする、請求項2に記載の単相永久磁石モータ。
- 各固定子歯部は、対応する第1の側壁から内方に延びる巻付け部分と、前記巻付け部分の遠位端に配置された2つの磁極片とを備え、前記巻線は、2つのコイルを備え、各コイルは、1つの対応する巻付け部分に巻き回され、各磁極片の、前記巻付け部分から遠い方の一端は、前記巻付け部分から遠ざかりかつ他方の磁極片から遠ざかる方向に延び、各補助歯部は、2つの延長部を備え、各延長部の、対応する第2の側壁から遠い方の一端は、前記対応する第2の側壁から遠ざかりかつ他方の延長部から遠ざかる方向に延び、前記磁極片及び前記延長部は協働して、前記回転子が受け入れられる受入スペースを定めることを特徴とする、請求項3に記載の単相永久磁石モータ。
- 各磁極片の遠位端は、1つの対応する延長部の遠位端に隣接して位置し、前記2つの遠位端は、磁気ブリッジで接続され、又は開口部により離間されることを特徴とする、請求項4に記載の単相永久磁石モータ。
- 各固定子歯部の前記磁極片の、前記回転子に面した内面が凹部を定め、各補助歯部の前記延長部の、前記回転子に面した内面が凹部を定めることを特徴とする、請求項4〜請求項5のいずれかに記載の単相永久磁石モータ。
- 前記回転子は、回転軸をさらに備え、前記永久磁極の数は、2nであり、前記2nの永久磁極は、前記回転軸の周りに配置されることを特徴とする、請求項1〜請求項6に記載の単相永久磁石モータ。
- ボックスと、
前記ボックスに取り付けられた動力伝達組立体と、
前記動力伝達組立体に結合された、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の単相永久磁石モータと、
を備えることを特徴とする、駆動機構。 - 前記単相永久磁石モータの前記固定子鉄心は、少なくとも部分的に前記ボックス内に配置され、前記動力伝達組立体は、前記モータの前記回転子により駆動されることを特徴とする、請求項8に記載の駆動機構。
- 前記固定子鉄心と前記ボックスとの間に緩衝部材が配置され、前記緩衝部材は、前記固定子鉄心の周りに取り付けられたスリーブ部分と、前記スリーブ部分上に配置された緩衝部分とを備え、前記緩衝部分は、前記スリーブ部分と前記ボックスとの間に位置することを特徴とする、請求項9に記載の駆動機構。
- 前記駆動機構が車両窓昇降機構であることを特徴とする、請求項8〜請求項10のいずれかに記載の駆動機構。
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