JP3657155B2

JP3657155B2 - ２軸同期型電動機

Info

Publication number: JP3657155B2
Application number: JP30212499A
Authority: JP
Inventors: 善徳小島; 幸三眞武
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: JP2001128422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２軸同期型電動機に係り、特に平行して配置された２軸を同時に反転して回転させる同期電動機のステータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の２軸同期型電動機の構成例を示し、図７はそのＸＸ線に沿った断面構成を示す。図示するようにモータケーシング１内には、２本の回転軸３ａ，３ｂがそれぞれ平行に配置されて、軸受５により支持されて固定されている。回転軸３ａ，３ｂには、それぞれ永久磁石を表面に貼設したロータ２ａ，２ｂを備え、巻線４を備えたステータ６により回転駆動される。ここでステータ６は、図６及び図７に示されるようにロータ２ａ，２ｂのそれぞれの周囲には、巻線４が巻回された磁極部６ｂと、その先端に磁極歯６ａが一体的に配置されている。磁極部６ｂはロータを取囲むように配置され、左右のロータ２ａ，２ｂに対してそれぞれ同期して反対方向の回転磁界を形成するように巻線４，４が結線されている。このため、巻線４，４に共通の交流電源を印加すると、２本の回転軸３ａ，３ｂはそれぞれ互いに反転する方向で同期して回転する。
【０００３】
係る従来の２軸同期型電動機においては、そのステータコア６は２本の回転軸３ａ，３ｂを左右対称に配置するように一体構造で形成されていた。そして、ステータコア６は一般的な電動機の製造方法と同様に、珪素鋼板の薄板を型により打ち抜いて積層することで形成し、更にステータコアに一体的に形成された磁極部に直接巻線を巻回、又は型枠により巻回した巻線を挿入する方法が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなステータコアの製造方法は、以下に述べるような問題点が存在していた。第１に、ステータコア内にロータ２軸を収容するスペースが必要であるため、コアの打ち抜型が大きくなり、製作上の困難が伴い、又コストが高くなるという問題があった。第２に、磁極歯としてつば付きの形状を採用するため、直接スロットに巻線を巻回する場合に、その作業が難しく手間がかかる上に、巻線を整列巻に巻回することが困難であった。第３に、型枠にて一旦巻線を巻回した後にスロットに挿入する方法では、挿入後の巻線成型の手間がかかり、製造コストが上昇すると共に、スロットに巻回できる巻線本数（巻線密度）が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、製造コストを低減することができると共に、電動機性能を向上させることができる２軸同期型電動機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の２軸同期型電動機は、一つのステータに２本のロータを並列に配設し、該２本のロータが同期して反転する２軸同期型電動機において、前記ステータは、前記２本のロータ間の中心で分割された同一形状のステータコアが接合して構成され、前記ステータコアは、それぞれ、前記ロータを配置するための中空部を有するコア本体と、磁極歯と該磁極歯に磁束を形成する巻線を備えた磁極部とで構成されたことを特徴とするものである。
これにより、ステータコア本体から分割した磁極部に直接巻線を巻回することができるので、整列巻が可能となり巻線密度が向上し、且つ巻線作業が容易となる。従って、製造コストを低減できると共に電動機性能を向上させることができる。又、ステータコアは、ロータ２軸間で分割し、左右対称として接合可能となる構造で製作されるので、ステータコアの大きさを約半分にすることができる。従って、型の製作が容易となり、その製造コストを低減することができる。
【０００７】
また、前記二つのステータコアは、同一形状に製作され、一方のステータコアを他方のステータコアに対して１８０゜回転させ、向き合わせて接合させる該接合面に互いに嵌合する凸部及び凹部を備えたことを特徴とする。
これにより、ステータコア本体は一つの形状のみで打ち抜き可能となり、一方のコア本体を１８０゜回転させて他方のコア本体に嵌着させることが可能となるので、ステータコアの打ち抜き型の共通化を図ることができる。又、接合面に設けた凹凸部を嵌着するので、位置合わせが容易となり、正確に左右のコア本体を接合することができる。
【０００８】
また、前記ステータは、前記二つのステータコア間に、２軸間距離調整用スペーサを挿入してもよい。
これにより、ロータ２軸間の距離が異なる電動機を製作する場合に、いくつものコア本体の抜き型を用意することなく、２軸間の距離の調整を自在に且つ簡便に行うことができる。
【０００９】
また、この２軸同期型電動機の製造方法は、ロータ及び磁極部を配置するための中空部を有する二つのステータコア本体を形成し、前記二つのステータコア本体は、同一形状に製作され、一方の前記コア本体を他方のコア本体に対して１８０゜回転させ、向き合わせて接合させる接合面に互いに嵌合する凸部及び凹部を備え、磁極部コアを形成し、該磁極部コアに巻線を巻回し、前記コア本体の一方を１８０゜回転させて接合面を他方のコア本体の接合面と対面させて前記凸部と凹部を嵌合させて接合し、前記巻線を巻回した磁極部コアを前記コア本体の中空部の周面に接合させて固定するようにしてもよい。
これにより、２軸同期型電動機を経済的に、且つ巻線密度が向上することからより高性能に製造することができる。尚、二つのコア本体間に２軸間距離調整用スペーサを挿入するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態のステータの構造を示す。このステータコア１０は、２軸間の中心線（ＣＣ線）に沿って、右側コア本体１０ａと左側コア本体１０ｂとがそれぞれの接合面１２で接合して構成されている。左右のコア本体１０ａ，１０ｂ間の接合面１２には、凹凸の嵌着部１３が設けられ、位置合わせされると共に両者を強固に固定している。コア本体１０ａ，１０ｂには、それぞれロータ２及び磁極部１１を収納する中空部１５をそれぞれ備えている。磁極部１１は、その歯部１１ａがロータ２の外周面に対向するように配置され、そのヨーク部１１ｂには巻線１６が巻回されている。磁極部１１は、ステータコア本体１０ａ，１０ｂとは別部材であり、その基部１１ｃがコア本体１０ａ，１０ｂの中空部１５の内周面に設けられた凹溝１５ａに嵌合して固定されている。コア本体１０ａ，１０ｂは、中心線（ＣＣ線）に沿って左右対称な構造となっている。
【００１２】
図２は、図１に示すステータコアを構成する各部材を分離した状態を示している。（ａ）（ｃ）に示すように、左右のコア本体１０ａ，１０ｂはそれぞれ分割した状態で製作される。コア本体１０ａ，１０ｂの接合面１２，１２には、それぞれ凸部１３ａ及び凹部１３ｂが設けられている。コア本体１０ａの接合面１２に設けられた凸部１３ａが、コア本体１０ｂの接合面１２に設けられた凹部１３ｂに嵌着される。各磁極部１１も（ｂ）に示すように独立に製作される。磁極部１１には巻線１６をそのヨーク部１１ｂに整列巻により巻回している。磁極部１１の基部１１ｃがコア本体の中空部の周面に設けられた凹溝１５ａに嵌着される。
【００１３】
次に、このステータの製造方法について説明する。まず、珪素鋼板を図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、左側コア本体１０ｂ、右側コア本体１０ａ、磁極部１１等の形状に珪素鋼板をそれぞれ打ち抜いて、積層することによりそれぞれのコアを製作する。この時にステータコア１０ａ，１０ｂの接合面１２には凸部１３ａ及び凹部１３ｂを形成し、ここで右側のコア本体１０ａと左側のコア本体１０ｂとは接合面１２の凹凸部１３ａ，１３ｂを含めて外形及び中空部を同じ形状として製作する。そして、このコア本体１０ａを１８０゜回転させて右側ステータコア１０ａとし、コア本体１０ｂと向き合わせてはめ合わせることにより、（ｅ）に示すように接合面１２，１２で嵌着した一体構造とすることができる。これによりコア本体１０ａと１０ｂとは同一の打ち抜き型にて製作し、それぞれ左右のコア本体とすることができる。
【００１４】
次に磁極部コア１１に巻線１６を巻回する。この場合、磁極部コア１１が単品でそれぞれ分割されて製作されているので、周知のようにボビンに糸が巻き取られるように磁極部コア１１を回転させることで巻線の巻回を整列巻にすることが可能である。図３（ｃ）は磁極部コアを示し、（ｄ）は巻線１６が磁極部コア１１に直接、整列巻により巻回された状態を示す。そして、図３（ｅ）に示すように巻線後の磁極部１１は、先に接合したコア本体１０ａ，１０ｂのそれぞれの中空部１５の周面の凹溝１５ａに嵌着される。そして、巻線の結線を行い、２本のロータを中空部１５に挿着することで、図１に示す構造の２軸同期型電動機が製作される。
【００１５】
図４は、本発明の第２の実施の形態のステータを示す。左右のコア本体１０ａ，１０ｂを分割して配置した構造、及び整列巻の巻線１６を備えた磁極部１１をそれぞれの中空部１５の周面に嵌着する構造は、図１乃至図３に示したものと同様である。この実施の形態の相違点は、それぞれの接合面１２，１２間に２軸間距離調整スペーサ１８を挿入したものである。スペーサ１８は、左右の接合面に凸部１８ａ及び凹部１８ｂを備え、それぞれの左右の接合面１２のコア本体１０ａ，１０ｂの凹部１３ｂと凸部１３ａとに嵌着するようになっている。このようなスペーサ１８を挿入することで、ロータ２軸間の距離Ｌを自在に変更することができる。このようにしてスペーサ１８の寸法を変化させたものを挿入することで、コア本体１０ａ，１０ｂには一切変更を要することなく、２軸間距離Ｌの異なるタイプの２軸同期型電動機を製作することができる。
【００１６】
図５は、上記実施の形態の製造方法を示す。図示するように予め接合面に凸部１８ａ及び凹部１８ｂを形成した２軸間距離調整スペーサ１８を準備して、これを本体コア１０ａ，１０ｂとの間に、それぞれ凹凸部を嵌合させて接合面１２で接合する。その他の工程は、第１の実施の形態の製造方法と同様である。
【００１７】
尚、上述した実施の形態においては、それぞれのステータコアの磁極歯数が６個のものについて説明したが、この磁極歯数は任意に変更できることは勿論である。又、ステータコアは薄板状の電磁鋼板を打ち抜いて積層することにより形成したものについて説明したが、フェライトコア等のバルク状の材料を用いても同様に構成できることも勿論である。このように、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形例が可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ステータコアを製作する型を小型化することができると共に、磁極部を単独で製作することができることから、巻線の整列巻が容易となり、巻線密度を向上させることができる。これにより、その製造コストを低減すると共に性能を向上させた２軸同期型電動機を提供できる。
【００１９】
又、コア本体間に挿入する位置調整用のスペーサを用いることにより、同一のコア本体を利用しつつ、各種寸法のロータ２軸間距離を有する２軸同期型電動機を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の２軸同期型電動機のステータコアの断面図である。
【図２】図１の分割した各部を示す図であり、（ａ）は左側コア本体であり、（ｂ）は磁極部であり、（ｃ）は右側コア本体をそれぞれ示す。
【図３】図１に示す２軸同期型電動機の製造方法の説明に付する図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれコア本体の形状及び磁極部コアの形状を示し、（ｄ）は巻線を巻回した後の磁極部を示し、（ｅ）は組立終了後のステータコアを示す。
【図４】本発明の第２の実施の形態の２軸同期型電動機のステータコアの断面図である。
【図５】図４に示す２軸同期型電動機の製造方法の説明に付する図である。
【図６】従来の２軸同期型電動機のステータコアの断面図である。
【図７】図６のＸＸ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０ステータ（コア）
１０ａ，１０ｂコア本体
１１磁極部（コア）
１２接合部
１３凹凸（嵌合）部
１５中空部
１６巻線
１８２軸間距離調整スペーサ
Ｌ２軸間距離

Claims

一つのステータに２本のロータを並列に配設し、該２本のロータが同期して反転する２軸同期型電動機において、
前記ステータは、前記２本のロータ間の中心で分割された同一形状のステータコアが接合して構成され、
前記ステータコアは、それぞれ、前記ロータを配置するための中空部を有するコア本体と、磁極歯と該磁極歯に磁束を形成する巻線を備えた磁極部とで構成されたことを特徴とする２軸同期型電動機。
前記ステータコアは、前記ロータの周囲に配置される磁極歯と該磁極歯に磁束を形成する巻線を備えた磁極部とに分割して構成され、前記中空部の周面に前記磁極部の基部が接合して固定されたことを特徴とする請求項１記載の２軸同期型電動機。
前記ステータは、前記二つのステータコア間に、２軸間距離調整用スペーサを挿入したことを特徴とする請求項１記載の２軸同期型電動機。
一つのステータに２本のロータを並列に配設し、該２本のロータが同期して反転する２軸同期型電動機において、前記ステータは、前記２本のロータ間の中心で分割され、前記２つのステータコアは一方の前記コア本体を他方のコア本体に向き合わせて接合させる接合面に、互いに嵌合する凸部及び凹部を備えたことを特徴とする請求項１記載の２軸同期型電動機。