JP3279752B2 - 電動モータ - Google Patents

電動モータ

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JP3279752B2
JP3279752B2 JP20364793A JP20364793A JP3279752B2 JP 3279752 B2 JP3279752 B2 JP 3279752B2 JP 20364793 A JP20364793 A JP 20364793A JP 20364793 A JP20364793 A JP 20364793A JP 3279752 B2 JP3279752 B2 JP 3279752B2
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井 茂 和 永
本 勅 川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステータまたはヨーク
の、ロータまたはアーマチャの軸線方向と直交する外形
を扁平とした電動モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知の電動モータにおけるステータまた
はヨークは、円周方向に等間隔に配設した偶数個の励磁
コイルの巻線部を有するために、ロータまたはアーマチ
ャの軸線方向と直交するステータまたはヨークの外形が
円形とされている。このため、電動モータの高さが高く
なるので、高さの低いスペースに設置することができな
いという問題がある。この問題を解決するためには、ス
テータまたはヨークにおける高さ方向の巻線部をなくし
て、ロータまたはアーマチャの軸線方向と直交するこれ
らの外形を扁平にすることが考えられるが、単に高さ方
向の巻線部をなくして扁平にすると、巻線部の数が少な
くなってトルクが減少するという新たな問題が生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、トルクの減少がなく、しかも高さが低い電
動モータを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の交流モータは、ロータの軸線方向と直交す
る外形が扁平な矩形で、かつこの扁平面の長手方向とほ
ぼ平行でその磁極面を円周方向にほぼ等間隔に配設した
偶数個のコイル巻線部に励磁コイルを巻いた同形のステ
ータを、ロータの軸線方向に複数個連設したステータア
センブリと、各ステータにそれぞれ対向する同数個のロ
ータを、回転軸に一体回転可能に取付けたロータアセン
ブリとを備えていることを特徴としている。また、同様
の課題を解決するため、上記交流モータにおいて、各ロ
ータに設けた、ステータの磁極面にそれぞれ対向する偶
数個の磁性材を、ロータアセンブリの軸線方向順に円周
方向に順次ずらせて配設したことを特徴としている。
【0005】さらに、同様の課題を解決するため、本発
明の直流モータは、アーマチャの軸心方向と直交する外
形が扁平な矩形で、かつこの扁平面の長手方向とほぼ平
行でその磁極面を円周方向にほぼ等間隔に配設した偶数
個のコイル巻線部に励磁コイルを巻いた同形のヨーク
を、アーマチャの軸線方向に偶数個連設したヨークアセ
ンブリと、各ヨークにそれぞれ対向する同数個のアーマ
チャを、回転軸に一体回転可能に取付けたアーマチャア
センブリとを備えていることを特徴としている。また、
同様の課題を解決するため、上記直流モータにおいて、
各アーマチャに設けた、ヨークの磁極面にそれぞれ対向
する偶数個の巻線を、アーマチャアセンブリの軸線方向
順に円周方向に順次ずらせて配設したことを特徴として
いる。
【0006】
【作用】ステータまたはヨークに設けたコイル巻線部
を、該ステータ等の扁平面の長手方向とほぼ平行として
高さ方向の巻線部をなくして、ロータの軸線方向と直交
するステータ等の外形を扁平としたので、電動モータの
高さを低くすることができる。また、ステータを、ロー
タの軸線方向に複数個連設してステータアセンブリとす
るとともに、これと同数個のロータを回転軸に一体回転
可能に取付けてロータアセンブリとしたこと、または、
ヨークを、アーマチャの軸線方向に偶数個連設してヨー
クアセンブリとするとともに、これと同数個のアーマチ
ャを回転軸に一体回転可能に取付けてアーマチャアセン
ブリとしたことによって、モータ全体のコイル巻線部の
数を多くできるので、1個のステータ等のコイル巻線部
の数が少なくても、電動モータのトルクの減少を防止す
ることができる。さらに、1個のステータ等のコイル巻
線部の数が少ないことによって、各コイル巻線部のコイ
ルの巻線回数を多くできるので、1個のステータ等に全
部のコイル巻線部を設けた公知の電動モータに比べる
と、同数のコイル巻線部によってトルクを大きくするこ
ともできる。
【0007】また、各ステータ等におけるコイル巻線部
の磁極面を円周方向に等間隔に配設するとともに、各ロ
ータに設けた磁石、またはアーマチャに設けた巻線を、
これらの軸線方向順に、円周方向に順次ずらせて配設し
たことによって、電動モータの回転を滑らかなものにす
ることができる。さらに、ステータアセンブリまたはヨ
ークアセンブリの扁平面によって、モータを取付けるこ
とができる。
【0008】
【実施例】図1は、電動モータを三相交流誘導モータと
した本発明の実施例を示し、この交流モータ1における
ステータアセンブリ2は、U相、V相、W相を構成する
同形のステータ2u,2v,2wを、後記するロータア
センブリ3の軸線方向に連設したものとして形成されて
おり、これらのステータ2u,2v,2wは、ロータア
センブリ3の軸線方向と直交する外形を扁平な矩形とす
ることによって、高さが低い扁平な直方体とされてい
る。上記ステータアセンブリ2の上下面にはスぺーサ1
4,・・を介してカバー11,11が、左右面にはサイ
ドカバー12,12が、連設方向両端にはヘッドカバー
13aとエンドカバー13bが、図示を省略しているボ
ルト・ナット及びねじ等の周知の取付手段によってそれ
ぞれ取付けられている。
【0009】ステータ2u,2v,2wは、扁平な矩形
の長手方向の両辺とほぼ平行で同形の4個のコイル巻線
部5,・・を有し、これらの巻線部5,・・の磁極面は
円周方向に等間隔に配設されている。なお、説明の便の
ために図示を省略しているが、各巻線部5にそれぞれ励
磁コイルが巻かれていることは勿論である。そして、ス
テータ2u,2v,2wにおける上記巻線部5,・・の
磁極面は、図2または図3に例示するような励磁パター
ンを有している。
【0010】一方、ロータアセンブリ3は、各ステータ
2u,2v,2wにそれぞれ対向する3個のロータ3
a,3b,3cを、回転軸4に一体回転可能に取付けた
ものとして構成され、ロータ3a,3b,3cの円周方
向に等間隔に取付けられた、磁性体の一例である4個の
永久磁石6,・・は、図1及び図4に示すように、ロー
タアセンブリ3の配設順に30度ずつ位置をずらせて取
付けられており、回転軸4の両端は、カバー13a,1
3bに設けたベアリング15,・・に回転可能に支持さ
れている。
【0011】図1中の符号16は、エンドカバー13b
に取付けたベアリングカバー、17と18は、エンコー
ダ(図示省略)を取付けるためのシャフトとエンコーダ
フランジであり、シャフト17の一端は回転軸4に螺着
可能とされている。
【0012】上記実施例は、ステータ2u,2v,2w
の励磁コイルに三相交流電流を通電すると、ステータ2
u,2v,2wの連設順に磁界が発生し、これらの磁界
がロータ3a,3b,3cにそれぞれ30度の角度差を
設けて取付けた永久磁石6,・・を順次吸引するので、
これによってロータアセンブリ3が回転する。即ち、ロ
ータアセンブリ3の軸線方向に磁界を移動させることに
よって、ロータアセンブリ3を回転させる。
【0013】上記実施例は、ステータ2u,2v,2w
に高さ方向の巻線部がないことにより、ロータアセンブ
リ3の軸線と直交するステータ2u,2v,2wの外形
を扁平な矩形にしたので、交流モータ1の高さを低くす
ることができる。また、ステータアセンブリ2全体が直
方体となるので、四面のいずれかに配線端子(図示省
略)を設けることによって、これらの面のいずれからも
信号線が取出せるので、モータ1の設置姿勢の制約がな
い。さらに、巻線部5,・・に巻いた励磁コイルをロー
タアセンブリ3の軸線方向に順次励磁するので、励磁コ
イルを円周方向に順次励磁する公知の交流モータに比べ
て、熱の放出効率をよくすることができる。
【0014】上記実施例は、ステータアセンブリ2を連
設した同形のステータ2u,2v,2wによって形成し
たので、1個のステータのコイル巻線部5,・・の数が
少なくても、ステータアセンブリ2全体の巻線部の数
を、円周方向全周に巻線部を有する公知のモータと同じ
数にすることができ、しかも巻線部周囲の空間が大きく
なって巻線回数を多くできるので、トルクを大きくする
こともできる。また、ロータ3a,3b,3cの磁石
6,・・の取付位置を、ロータの連設方向順に同角度ず
つ順次ずらせたことによって、モータのトルクを均一に
することができる。さらに、ステータアセンブリ2が扁
平面を有するので、この扁平面を利用してモータを直接
取付けることができる。なお、上記三相交流モータにお
けるステータアセンブリ2は、3個のステータを連設し
たものに限定されるものではなく、その整数倍連設した
ものとすることができる。
【0015】また、本発明の交流モータは、三相誘導モ
ータに限定されるものではなく、同形のステータを2個
またはその整数倍個連設した単相誘導モータとすること
ができ、かつ誘導モータに限定されるものでもない。さ
らに、図示を省略しているが、上記ステータアセンブリ
に代えて、2個またはその整数倍連設したヨークによっ
てヨークアセンブリを構成するとともに、ロータ及び磁
石に代えて、ヨークの巻線部と同数のコイルを巻いた同
数個のアーマチャを、回転軸に一体回転可能に取付けて
アーマチャアセンブリを構成することによって、直流モ
ータとすることができる。この場合、アーマチャアセン
ブリに、各アーマチャにそれぞれ対応する整流子を設け
ることは勿論である。モータを直流モータとした場合の
作用効果は、実質的に交流モータと同じであるから、説
明は省略する。
【0016】図5は、上記交流モータ1を組み込んだア
クチュエータ20を示し、アクチュエータ20のボディ
21は上方が開口する高さが低い箱形をなし、軸線方向
の両端がカバー22,22によって閉鎖されている。そ
して、ボディ21内の一方のカバー22側に交流モータ
1が固定され、その回転軸には、適宜の構成の減速機構
23を介してボールねじ24の一端が一体回転可能に取
付けられており、ボールねじ24の他端は、ボディ21
内に固定したエンドブロック25に回転可能に支持され
ている。また、該ボールねじ24に螺合するナットを有
する移動体26は、ボディ21の開口部に沿って移動可
能とされ、減速機構23とエンドブロック25との間に
設けたガイド28に案内されるキャリヤ29は、上記移
動体26に一体移動可能に取付けられている。
【0017】上記アクチュエータ20は、モータ1によ
ってボールねじ24が回転し、これに螺合するナットを
有する移動体26とキャリヤ29が、ボディ21の軸線
方向に往復動する。したがって、扁平なモータ1を組み
込んだことにより、アクチュエータ20の高さを低くす
ることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の電動モータは、ステータまたは
ヨークにおける上下方向のコイル巻線部をなくし、該ス
テータまたはヨークを軸線方向に連設してステータアセ
ンブリまたはヨークアセンブリとしたことによって、ス
テータアセンブリまたはヨークアセンブリの軸線方向と
直交する外形を高さが低い扁平としたので、電動モータ
の高さを低くすることができる。また、上記構成のステ
ータアセンブリまたはヨークアセンブリと、ロータまた
はアーマチャを回転軸に一体回転可能に取付けたロータ
アセンブリまたはアーマチャアセンブリとによって、1
個のステータまたはヨークに設けたコイル巻線部の数が
少なくても、アセンブリ全体としての数を同じにするこ
とができるので、トルクの減少がなく、巻線部における
コイルの巻線回数を多くして、トルクを大きくすること
もできる。さらに、巻線部の磁極面を円周方向に等間隔
に配設するとともに、各ロータまたはアーマチャに設け
た磁石または巻線を、これらの配設方向順に円周方向位
置をずらせたので、トルクを円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の分解斜視図である。
【図2】各ステータの励磁パターンの一例を示す図であ
る。
【図3】励磁パターンの他の例を示す図である。
【図4】各ステータとロータとの関係図である。
【図5】交流モータを取付けたアクチュエータの分解斜
視図である。
【符号の説明】
1 交流モータ 2 ステータアセンブリ 2u,2v,2w ステータ 3 ロータアセンブリ 3a,3b,3c ロータ 4 回転軸 5 コイル巻線部 6 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−10957(JP,A) 特開 平4−340359(JP,A) 実開 昭61−92155(JP,U) 実開 平5−9152(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 16/00 H02K 21/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータの軸線方向と直交する外形が扁平
    矩形で、かつこの扁平面の長手方向とほぼ平行でその磁
    極面を円周方向にほぼ等間隔に配設した偶数個のコイル
    巻線部に励磁コイルを巻いた同形のステータを、ロータ
    の軸線方向に複数個連設したステータアセンブリと、 各ステータにそれぞれ対向する同数個のロータを、回転
    軸に一体回転可能に取付けたロータアセンブリとを備え
    ている、 ことを特徴とする交流モータ。
  2. 【請求項2】各ロータに設けた、ステータの磁極面にそ
    れぞれ対向する偶数個の磁性材を、ロータアセンブリの
    軸線方向順に円周方向に順次ずらせて配設した、 ことを特徴とする請求項1に記載した交流モータ。
  3. 【請求項3】アーマチャの軸心方向と直交する外形が扁
    な矩形で、かつこの扁平面の長手方向とほぼ平行でそ
    の磁極面を円周方向にほぼ等間隔に配設した偶数個のコ
    イル巻線部に励磁コイルを巻いた同形のヨークを、アー
    マチャの軸線方向に偶数個連設したヨークアセンブリ
    と、 各ヨークにそれぞれ対向する同数個のアーマチャを、回
    転軸に一体回転可能に取付けたアーマチャアセンブリと
    を備えている、 ことを特徴とする直流モータ。
  4. 【請求項4】各アーマチャに設けた、ヨークの磁極面に
    それぞれ対向する偶数個の巻線を、アーマチャアセンブ
    リの軸線方向順に円周方向に順次ずらせて配設した、 ことを特徴とする請求項3に記載した直流モータ。
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JP2930556B2 (ja) 1997-01-16 1999-08-03 ファナック株式会社 同期電動機の機種拡張方法及び該拡張方法により製造される同期電動機
US6971152B2 (en) * 1998-01-16 2005-12-06 Fanuc Ltd. Method of expanding types of synchronous motors and synchronous motors produced by the method
JP3595955B2 (ja) 1999-05-28 2004-12-02 三四郎 荻野 ベーシックファクターを用いた発電機能を有する電動機
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