JP3209790U - 家庭用電気器具、ポンプ、単相永久磁石モータ及びそのステータコア - Google Patents

Abstract

【課題】双方向に起動することができるモータ、及び当該モータのステータコアを提供する。【解決手段】単相永久磁石モータは、ステータコア、ステータコアに巻き付けられた巻線、及び永久磁石ロータを含む。ステータコアは、端部１４と、２つの離間したアーム部分とを含む。各アーム部分は、端部に連結された連結アーム２６と、連結アームの末端に形成された極爪２８とを含む。２つの極爪は、ロータを収容するための空間を定める。極爪は、空間を取り囲んで円弧極面３０を形成する。円弧極面は、くぼみ形成されて極爪の中心線Ｘに位置する起動溝３８を形成する。２つの極爪は、離間してそれらの間にスロット開口部３６を形成する。２つのスロット開口部を結ぶ線分は、極爪の中心線と直交しており、モータの再始動時に、モータは、任意の方向に素早く始動できる。【選択図】図３

Description

本考案は、単相モータに関し、具体的には単相永久磁石モータのステータコアに関する。

単相永久磁石モータは、通常、ステータコア、ステータ巻線及び永久磁石ロータから成る。ステータコアは、略Ｕ字状であり、２つの離間した極アームを含む。各極アームの末端に極爪が形成される。各極爪の内側面は、内向きにくぼみ円弧極面を形成する。極アームの周りに巻線が巻き付けられる。ロータは、２つの極爪の間に配置されて円弧極面に向かい合い、それらの間にほぼ均一な空隙が形成される。

ロータの起動を容易にするために、円弧極面は内向きにくぼみ形成されて起動溝を形成する。起動溝が極爪の中心線からオフセットしており、モータの電源オフ後にロータが回転停止する場合、極軸線は、極爪の中心線から所定の角度だけオフセットし、起動角を形成する。対応する起動回路の駆動の下で、モータの通電時、ロータは、所定の方向に沿ってうまく起動することができる。しかしながら、上記の単相永久磁石は、双方向に起動することができず、その応用範囲が制限される。

従って、双方向に起動することができるモータ、及び当該モータのステータコアに対する要望がある。

１つの態様において、本考案は、端部と、端部から延びる２つの離間したアーム部分とを備えるステータコアを提供する。各アーム部分は、端部に連結された連結アームと、連結アームの末端に形成された極爪とを備える。各極爪は円弧極面を形成し、２つの円弧極面は内部に空間を定める。円弧極面は、内向きにくぼみ形成されて極爪の中心線に位置する起動溝を形成する。２つの極爪は、離間してそれらの間に２つのスロット開口部を形成する。２つのスロット開口部を結ぶ線分は、極爪の中心線と直交する。

好ましくは、起動溝は、極爪の中心線に関して対称である。

好ましくは、起動溝は、深さが起動溝の円周方向両側から中央部に向かって漸増し、深さは、極爪の中心線に対応する位置で最大値をとる。

好ましくは、円弧極面は、極爪の中心線に関して対称である。

好ましくは、極爪の円周方向両側は、外向きに延びて２つの極先端を形成し、２つの極爪の対向する極先端は、離間してスロット開口部を形成し、スロット開口部は、幅が連結アームの間の間隔の幅よりも小さい。

好ましくは、端部及びアーム部分は、複数の積層体を積み重ねることによってそれぞれ形成され、相互に機械的に連結され、各アーム部分及び端部の一方は係止溝を形成し、各アーム部分及び端部の他方は係止ブロックを形成し、各係止ブロックは、１つの対応する係止溝の中に係合してアーム部分及び端部を連結する。

第２の態様において、本考案は、ステータコアと、ステータコアの周りに巻き付けられた巻線と、２つの極爪の空間に回転可能に配置された永久磁石ロータとを含む、単相永久磁石モータを提供する。ステータコアは、端部と、端部から延びる２つの離間したアーム部分とを備える。各アーム部分は、端部に連結された連結アームと、連結アームの末端に形成された極爪とを備える。各極爪は円弧極面を形成し、２つの円弧極面は内部に空間を定める。円弧極面は、内向きにくぼみ形成されて極爪の中心線に位置する起動溝を形成する。２つの極爪は、離間してそれらの間に２つのスロット開口部を形成する。２つのスロット開口部を結ぶ線分は、極爪の中心線と直交する。ステータコアの円弧極面は、ロータを取り囲み、円弧極面とロータとの間に空隙が形成される。

第３の態様において、本考案は、上記単相永久磁石モータを備えたポンプを提供し、さらにこのポンプを備えた家庭用電気器具も提供する。

本考案の１つ実施形態による単相永久磁石モータを示す図である。 図１のモータの分解図である。 図１のモータの上面図である。

各図は縮尺通りではなく、図全体を通して、同様の構造又は機能の要素は、例示の目的で、概して同じ符号で表記される点に留意されたい。各図は、好ましい実施形態の説明の容易化を意図するにすぎない点にも留意すべきである。各図は、説明された実施形態の全ての態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。

図１は、本考案の１つの実施形態による単相永久磁石モータを示す。モータは、ステータコア１０と、ステータコア１０の周りに巻き付けられた巻線（図示せず）と、ステータコア１０内に回転可能に設けられた永久磁石ロータ１２とを含む。各図には、本考案のモータのステータコア１０の構造及び特徴を明瞭に示すために、モータの一部、例えば、巻線、巻線の電流を制御するための制御回路、モータハウジング等が示されていないが、これらは公知の単相永久磁石モータと同様に構成することができる。回転軸は、永久磁石ロータ１２に固定的に貫通して負荷に結合することができる。巻線に通電すると、ステータコア１０に極性が与えられ、永久磁石ロータ１２の磁界と相互作用して永久磁石ロータ１２を回転させ、結果として負荷を作動させる。

ステータコア１０は、フェライトなどの軟磁性材料から作ることができる。図２に示すように、本実施形態では、ステータコア１０は、Ｕ字状のステータコアであり、端部１４と、端部１４から外向きに垂直に延びる極アーム１６とを含むことが好ましい。この実施形態では、極アーム１６は、２つの分離したアーム部分１８を含む。２つのアーム部分１８は、互いに離間しかつ平行に配置され、それらの間に巻線の巻付けを容易にする空間が形成される。この実施形態では、端部１４と極アーム１６の２つのアーム部分１８とは、別個に形成され、その後、機械的連結によって互いに連結される。従って、アーム部分１８を端部１４に連結する前に、巻線は、それぞれアーム部分１８に巻き付けることができ、これにより巻付け工程は、より容易かつ好都合になる。端部１４及び２つの両アーム部分１８の各々は、ケイ素鋼板などの複数の積層体を積み重ねることによって作製することが好ましい。各図は、積層体が積層された後の端部１４及びアーム部分１８の全体形状を示すだけであり、複数の積層された層の特定の構造を示すものではない。

積層体の組付けを容易にするため、各積層体には、対応する組付穴２０が形成される。この実施形態では、組付穴２０はくぼんだ止まり穴であり、積層体は止まり穴に対応する突出部を有する。積層体の積み重ね時に、１つの積層体の突出部は、隣接する積層体の組付穴に係合し、それらの間に機械的連結を形成する。端部１４及びアーム部分１８はこの方法によって、それぞれ形成される。

この実施形態では、端部１４には、その２つの側面に隣接する位置に、２つの係止溝２２が形成される。端部１４に向かい合う２つのアーム部分１８の端面は。外向きに突出して、それぞれ係止ブロック２４を形成する。２つのアーム部分１８の係止ブロック２４は、軸方向に沿って係止溝２２にそれぞれ挿入され、アーム部分１８を端部１４に連結してステータコア１０を形成する。係止ブロック２４はダブテール形状であり、係止溝２２は係止ブロック２４と係合する形状であり、係止ブロック２４と係止溝２２との間の連結が強化されて、両者の間の遊離を回避することが好ましい。別の実施形態では、係止溝２２はアーム部分１８に形成することができ、係止ブロック２４は対応して端部１４に形成され、アーム部分１８及び端部１４は、同様に連結されてステータコア１０を形成する。

極アーム１６の２つのアーム部分１８は、実質的に対称な構造を有する。各アーム部分１８は、細長い形状であり、端部１４に連結された連結アーム２６と、連結アーム２６の末端に形成された極爪２８とを含む。２つのアーム部分１８の連結アーム２６は、互いに平行に配置され、所定の間隔で離間する。２つの極爪２８は互いに対向して離間している。２つの極爪２８の対向する内側壁面は、くぼみ成形されて円弧極面３０を形成する。円弧極面３０は、ロータ１２を収容するための収容空間３２を定める。収容空間３２は、概して開いた円筒の形態であり、ロータ１２と同軸である。収容空間３２の直径は、ロータ１２の直径よりもわずかに大きい。その結果、円弧極面３０は、ロータ１２の外側面から小さな半径方向距離だけ離間し、それによってロータ１２とステータコアの円弧極面３０との間にほぼ均一な空隙を形成する。

この実施形態では、各極爪２８は略Ｃ字形であり、円周方向両側は、連結アーム２６に対して横方向外向きに突出して、それぞれ極先端３４を形成する。極先端３４は、端部１４と略平行であり、２つの連結アーム２６の間の空間に位置する。極先端３４の延在長さは、各連結アーム２６の間の間隔の幅の半分よりも小さいことが好ましい。そのため、アーム部分１８の組み付け後に、２つの極爪２８の極先端３４は互いに対向し、２つの対応する極先端３４の間に小さなスロット開口部３６が形成され、それによって円弧極面３０は円周方向に沿って不連続となる。好ましくは、スロット開口部３６は、２つの連結アーム２６の間の空間の中間部に向くように配置される。スロット開口部３６の幅は、円弧極面３０とロータ１２との間の空隙の幅の３倍未満であることが好ましい。スロット開口部３６の幅は、円弧極面３０とロータ１２との間の空隙の幅の２倍未満であることがより好ましく、これにより磁気漏れを可能なる限り低減しながらコギングトルクが低減するで、モータ効率及び騒音低減が確実になる。

また図３を参照すると、円弧極面３０は、内向きにくぼみ成形され、それぞれ２つの極爪２８上に位置する２つの起動溝３８が形成される。各起動溝３８は、対応する極爪２８の中央部に軸方向に沿って設けられる。起動溝３８は、軸線対称構造であり、極爪２８の中心線Ｘと一致する対称軸線を有する。起動溝３８の深さは、円周方向両側から中央部に向かって徐々に増加する。起動溝３８の最大深さは、中心線Ｘに対応する位置にある。円弧極面３０は、内向きにくぼみ成形されて起動溝３８を形成するので、起動溝３８の領域におけるステータコア１０とロータ１２との間の空隙は不均一であり、空隙の幅は、極爪２８の中心線Ｘに対応する起動溝３８の位置で最大である。従って、本開示において、円弧極面３０とロータ１２の外側面との間に形成された実質的に均一な空隙とは、円弧極面の起動溝３８が形成された部分を除いて、ロータ１２と円弧極面３０との間に形成された実質的に均一な空隙を意味する。

この実施形態では、起動溝３８は、極爪２８の中心線Ｘに配置され、中心線Ｘに対応する位置に最大の空隙が形成される。モータの電源オフの後にロータが回転停止すると、ロータ１２の磁極の中央線は、ステータ極の中心線Ｘと一致し、ロータ１２の磁極は極爪２８の極先端３４と整列し、それによって９０度の起動角を形成する。モータが再始動する場合、ロータ１２は、右回りに又は左回りに回転することができる。すなわち、モータは双方向に素早く起動することができ、特定の回転方向を必要としない用途に特に適している。

単相永久磁石モータは、単相永久磁石ブラシレス同期モータであることが好ましく、ブラシレス同期モータは、特に、洗濯機又は食器洗浄機等の家庭用電気器具の排水ポンプ又は循環ポンプで用いるのに適している。

本考案は、１又は２以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の修正が可能であることを理解できるはずである。従って、本考案の範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲を参照することによって決定される。

１０ ステータコア
１２ 永久磁石モータ
１４ 端部
１６ 極アーム
１８ アーム部分
２６ 連結アーム
２８ 極爪
３０ 円弧極面
３２ 収容空間
３４ 極先端
３６ スロット開口部
３８ 起動溝

Claims (12)

1. 端部と、
   前記端部から延びる２つの離間したアーム部分と、
   を備えるステータコアであって、
   前記アーム部分の各々は、前記端部に連結された連結アームと、前記連結アームの末端に形成された極爪とを備え、前記極爪の各々は円弧極面を形成し、前記２つの円弧極面は内部に空間を定め、前記円弧極面は、内向きにくぼみ成形されて前記極爪の中心線に位置する起動溝を形成し、前記２つの極爪は、離間してそれらの間に２つのスロット開口部を形成し、前記２つのスロット開口部を結ぶ線分は、前記極爪の前記中心線と直交する、ステータコア。
2. 前記起動溝は、前記極爪の前記中心線に関して対称である、請求項１に記載のステータコア。
3. 前記起動溝は、深さが前記起動溝の円周方向両側から中央部に向かって漸増し、前記深さは、前記極爪の前記中心線に対応する位置で最大値をとる、請求項１又は２に記載のステータコア。
4. 前記円弧極面は、前記極爪の前記中心線に関して対称である、請求項１から３のいずれかに記載のステータコア。
5. 前記極爪の前記円周方向両側は、外向きに延びて２つの極先端を形成し、前記２つの極爪の対向する極先端は、離間して前記スロット開口部を形成し、前記スロット開口部の幅は、前記連結アーム間の間隔の幅よりも小さい、請求項１から４のいずれかに記載のステータコア。
6. 前記端部及び前記アーム部分は、複数の積層体を積み重ねることによってそれぞれ形成され、相互に機械的に連結され、前記アーム部分及び前記端部の一方は係止溝を形成し、前記アーム部分及び前記端部の他方は係止ブロックを形成し、前記係止ブロックの各々は、１つの対応する係止溝に係合して前記アーム部分と前記端部とを連結する、請求項１から５のいずれかに記載のステータコア。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のステータコアと、
   前記ステータコアの周りに巻き付けられた巻線と、
   前記２つの極爪の空間に回転可能に配置された永久磁石ロータと、
   を備える単相永久磁石モータであって、
   前記ステータコアの前記円弧極面は、前記ロータを取り囲み、前記円弧極面と前記ロータとの間に空隙が形成される、単相永久磁石モータ。
8. 前記円弧極面は、前記起動溝の領域を除いて、前記ロータの中心から一定の距離で離間する、請求項７に記載の単相永久磁石モータ。
9. 請求項７又は８に記載の単相永久磁石モータを備える、ポンプ。
10. 前記円弧極面は、前記起動溝の領域を除いて、前記ロータの中心から一定の距離で離間する、請求項９に記載のポンプ。
11. 請求項９又は１０に記載のポンプを備える、家庭用電気器具。
12. 前記円弧極面は、前記起動溝の領域を除いて、前記ロータの中央から一定の距離で離間する、請求項１１に記載の家庭用電気器具。