JP3754404B2 - 往復動式モータの構造及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式モータに係るもので、詳しくは、充分な磁路面積を確保しながらもモータのサイズを縮小し得る往復動式モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、往復動式モータは、アウターステータとインナーステータとが所定間隔を有して嵌合され、前記アウターステータとインナーステータ間にマグネットを有するマグネットパドルが係合されて、前記ステータに巻線された巻線コイルに電源が印加されるたとき、ステータとマグネット間の相互作用によりマグネットパドルが直線状に往復移動するモータであって、往復動式圧縮機に主に使用されて、往復動式圧縮機のピストンにマグネットパドルが連結されることでピストンを往復運動させるようになっている。
【0003】
そして、従来の往復動式モータにおいては、図7に示したように、フレーム(図示されず)等に支持されて電源が印加されると、フラックスを形成するステータアセンブリ102と、該ステータアセンブリ102の内方側に所定エアーギャップを有して嵌合されて前記ステータアセンブリ102から発生するフラックスとの相互作用により往復運動するマグネットパドルアセンブリ104と、を包含して構成されていた。
【0004】
且つ、前記ステータアセンブリ102は、複数枚の薄い鉄片が円周方向に積層されて中空円筒状に形成されたアウターステータ106と、該アウターステータ106の内周面と所定のエアーギャップを有して複数の薄い鉄片が放射状に積層されて中空円筒状に形成されたインナーステータ108と、前記アウターステータ106の内部に巻線されて外部から電源が印加されるとき、前記アウターステータ106とインナーステータ108間にフラックスを形成する巻線コイル110と、を包含して構成されていた。
【0005】
又、前記アウターステータ106は、薄い平版状の鉄片が放射状に積層されて中空円筒状に形成され、その内周面には、巻線コイル110が巻線されて、両方側の側面には、積層された各鉄片を締結させる固定リング114が締結係合されていた。
又、前記インナーステータ108は、図8に示したように、複数の鉄片112が放射状に積層されて中空円筒状に形成され、その両方側の側面には、各鉄片112を締結する固定リング116が締結係合されていた。
【0006】
又、前記アウターステータ106及びインナーステータ108は、平版状の鉄片が放射状に積層されるため、外方側に至るほど広がる形態になって各鉄片112間には夫々エアーギャップLが形成されていた。
又、前記マグネットパドルアセンブリ104は、前記アウターステータ106とインナーステータ108間に係合される複数のマグネット120と、それらマグネット120が等間隔を維持して往復運動されるように作動部(図示されず)に連結されたマグネットパドル122と、を包含して構成されていた。
【0007】
以下、このように構成された従来の往復動式モータの動作に対して説明する。
前記巻線コイル110に電源が印加されると、前記巻線コイル110の周辺にフラックスが形成されて、該フラックスは、アウターステータ106及びインナーステータ108を沿って閉ループを形成し、前記アウターステータ106とインナーステータ108間に形成されるフラックスと前記マグネット120により形成されるフラックスとの相互作用により前記マグネット120が軸方向に直線移動する。次いで、前記巻線コイル110に印加される電流の方向を交代に変えると、前記巻線コイル110のフラックス方向が変換されながら前記マグネット120が直線方向に往復運動される。
【0008】
次いで、該マグネット120の直線方向移動によって該マグネット120が固定されたマグネットパドル122が直線方向に往復移動することで、ピストンなどの作動部が直線往復運動される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、従来の往復動式モータにおいては、アウターステータ106及びインナーステータ108の平板状の鉄片112が円周方向の放射状に積層されて中空円筒状に形成されるために、各鉄片112の外方側の先方端間に所定エアーギャップが必然的に発生し、該エアーギャップによってモータの磁気飽和が発生されないように、充分な磁路面積を確保しなければならないという不都合な点があった。
【0010】
又、従来の往復動式モータにおいては、充分な磁路面積を確保するためには、インナーステータ108及びアウターステータ106の大きさを大きくしなければならないために、モータのサイズが増大して製造原価が上昇されるという不都合な点があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、アウターステータ又はインナーステータをリング状に積層することで、磁路面積を確保しながらもアウターステータ又はインナーステータの大きさを減らしてモータをコンパクト化し、原価を低減し得る往復動式モータを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式モータにおいては、内部に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウターステータの内周面に所定エアーギャップを置いて嵌合されるインナーステータと、前記アウターステータと前記インナーステータ間に直線移動可能に係合されて、マグネットパドルに連結されたマグネットと、を包含して構成されるが、前記インナーステータ又はアウターステータは、所定厚さを有する鉄片がリング状に積層して構成されることを特徴とする。
【0012】
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータにおいては、所定厚さを有する一枚の鉄片16が所定径の円筒体の外周面に360°程度屈曲して巻回された後、再び反対方向に屈曲巻回される過程が反復して繰返されることで、リング状に積層され、一方側に開口部が切削形成された態様に構成されることを特徴とする。
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータにおいては、その内周面及び外周面が夫々断面正円状に屈曲されてそれら内周面と外周面の一方側が切削開放された開口部を有して構成されることを特徴とする。
【0013】
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータにおいては、一枚の鉄片を所定直径を有する円筒体の外周面に巻回した後、表面に絶縁を施して再び反対方向に巻回する過程を反復することで製造されることを特徴とする。
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータにおいては、所定厚さを有する複数の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながら積層した後、治具としての円筒体の外周面に巻回するように屈曲することで製造されることを特徴とする。
【0014】
又、本発明に係るアウターステータ又はインナーステータの各鉄片は、直線状に絶縁を施しながら積層するとき、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く形成することで屈曲後にインナーステータ又はアウターステータの内周面が形成されるようにすることを特徴とする。
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータにおいては、直径が相互相違な複数のリング状の鉄片を順次嵌合することで構成することを特徴とする。
【0015】
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータのリング状の鉄片は、一方側が開放されたリング状に形成され、それら各鉄片の開放された部位が夫々一直線状に揃えられるように嵌合されることを特徴とする。
又、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータの各鉄片の相互接触される表面には、接着剤が塗布されることを特徴とする。
且つ、本発明に係るインナーステータ又はアウターステータの鉄片の相互接触面は、溶接により締結されることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係る往復動式モータにおいては、図1に示したように、支持フレーム(図示されず)などに支持されるアウターステータ4と、該アウターステータ4の内周面に所定エアーギャップを置いて嵌合されてフラックスを形成するインナーステータ6と、前記アウターステータ4とインナーステータ6中何れ一つに巻線される巻線コイル8と、前記アウターステータ4とインナーステータ6間に直線移動可能に係合されるマグネット10と、該マグネット10と作動部(図示されず)間に連結されて該マグネット10の往復運動を作動部に伝達するマグネットパドル12と、を包含して構成されている。
【0017】
このとき、前記作動部は、前記往復動式モータが往復動式圧縮機に適用される場合、ピストンを示す。
又、本実施形態に係るアウターステータ4及びインナーステータ6は、同様な構造に形成することができるし、前記アウターステータ4は、前述した従来構造と同様に形成するが、前記インナーステータ6を、本実施形態に構成することもできる。
【0018】
本発明に係るインナーステータ6の製造方法の第1実施形態として、図2及び図3に示したように、インナーステータ6の内径と同様な径を有する治具としての円筒体24を準備し、該円筒体24の外周面に所定厚さ及び幅を有する帯状の鉄片16を屈曲しながら360°程巻回して所定間隔の開口部18を残した後、屈曲された鉄片16の全表面を絶縁させ、前記開口部18を基準に屈曲された鉄片16を逆方向に360°程屈曲巻回して、このようなことを数回反復して繰返えすことによってインナーステータ6を製造する。
【0019】
又、本発明に係るインナーステータの製造方法の第2実施形態として、図4に示したように、先ず、所定厚さ及び幅を有する帯状の鉄片16を平面上に所定長さ延長して敷くが、その敷く長さは、製品としてのインナーステータのリングの外周面の長さと同様である。次いで、表面に絶縁を施して、上方向にほぼ180°屈曲して反対方向に敷いた後、このようなことを数回反復繰返えして屈曲された鉄片16を積層するが、このとき、上方側に至るほどその長さが順次短くなる梯形に形成することで、直線状に積層の終わった鉄片16の両方側端を上方向に屈曲してリング状に形成すると、両方側端が相互屈曲対向されてそれら両方端間に開口部18が形成されたリング状のインナーステータ6が構成される。
【0020】
又、本発明に係る往復動式モータのインナーステータの第3実施形態として、図5及び図6に示したように、直径が夫々相違して一方側に開口部36を有する複数のリング状の鉄片30を夫々形成し、それら鉄片30を順次嵌合することで積層されたリング状のインナーステータを構成することができる。
【0021】
即ち、図5に示したように、一方側が開口されたリング状の鉄片30を夫々相違した直径を有するように形成した後、大きい直径の鉄片30bの内周面に小さな直径の鉄片30aを嵌合して組立てるが、この時、前記各鉄片30の開口部36を形成するため、各リング状の鉄片30の両方側先端32、34を夫々一直線上に位置するように整列させ、相互隣接する各鉄片30a、30b間には接着剤を塗布して接着させるか又は、溶接により溶着させる。
【0022】
以下、上記のように構成される本発明に係る往復動式モータの動作に対して説明する。
前記巻線コイル8に電源が印加されると、前記巻線コイル8の周辺にフラックスが形成され、該フラックスは、アウターステータ4及びインナーステータ6に沿って閉ループを形成して、前記アウターステータ4とインナーステータ6間に形成されるフラックスと前記マグネット10により形成されるフラックスとの相互作用によって前記マグネット10が軸方向に直線移動する。
【0023】
次いで、前記巻線コイル8に印加される電流の方向を交代に変えると、前記巻線コイル8のフラックス方向が変換されながらマグネット10が直線往復運動することで、前記マグネット10が係合されたマグネットパドル12が直線往復移動しながらピストンなどの作動部が直線往復運動される。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式モータにおいては、インナーステータ又はアウターステータは、鉄片が屈曲積層されて所定厚さを有するリング状に形成されることで、鉄片と鉄片間のエアーギャップを除去することができるために、充分な磁路面積を確保しながらもその大きさを縮小させて、モータの性能を向上させることで、原価を低廉にし得るという効果がある。
【0025】
又、一枚の鉄片を正方向及び逆方向に反復して巻回して所定厚さを有するインナーステータ及びアウターステータを製造するために、製造工程を単純化して、製造費用を低減し得るという効果がある。
且つ、直径が夫々相違な鉄片を順次嵌合して組立てることで、インナーステータ及びアウターステータが製造されるために、製造費用を低減し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る往復動式モータの構造を示した一部断面図である。
【図2】本発明に係る往復動式モータのインナーステータを示した側面図である。
【図3】本発明に係る往復動式モータのインナーステータの製造方法の第1実施形態を示した斜視図である。
【図4】本発明に係る往復動式モータのインナーステータの製造方法の第2実施形態を示した斜視図である。
【図5】本発明に係る往復動式モータのインナーステータの製造方法の第3実施形態を示した側面図である。
【図6】図5の往復動式モータのインナーステータの構成を示した斜視図である。
【図7】従来の往復動式モータを示した一部断面図である。
【図8】従来の往復動式モータのインナーステータを示した一部側面図である。
【符号の説明】
4…アウターステータ
6…インナーステータ
8…巻線コイル
10…マグネット
12…マグネットパドル
16…鉄片
20…内周面
22…外周面
24…円筒体
Claims (8)
- 内部に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウターステータの内周面に所定エアーギャップを置いて嵌合されるインナーステータと、前記アウターステータと前記インナーステータとの間に直線移動可能に係合されてマグネットパドルに連結されたマグネットと、を包含して構成される往復動式モータであって、
前記インナーステータは、所定厚さを有する一枚の鉄片を所定直径の円筒体の外周面に360°程度屈曲巻回した後、表面に絶縁を施して再び反対方向に360°程度屈曲巻回する過程を反復して、前記インナーステータの径方向に積層することで製造されることを特徴とする往復動式モータの構造。 - 前記インナーステータは、その内周面及び外周面が夫々断面正円状に屈曲されて、それら内周面と外周面との間の開口部を有して構成されることを特徴とする請求項1記載の往復動式モータの構造。
- 内部に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウターステータの内周面に所定エアーギャップを置いて嵌合されるインナーステータと、前記アウターステータと前記インナーステータとの間に直線移動可能に係合されてマグネットパドルに連結されたマグネットと、を包含して構成される往復動式モータであって、
前記インナーステータは、所定厚さを有する一枚の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながらほぼ180°屈曲して、最終的な前記インナーステータの径方向に積層した後、治具としての円筒体の外周面に屈曲巻回することで製造されることを特徴とする往復動式モータの構造。 - 前記各鉄片は、直線状に絶縁を施しながら積層する時、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く形成することで、屈曲後にインナーステータの内周面が形成されるようにすることを特徴とする請求項3記載の往復動式モータの構造。
- 内部に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウターステータの内周面に所定エアーギャップを有して嵌合されるインナーステータと、前記アウターステータと前記インナーステータとの間に直線移動可能に係合されてマグネットパドルに連結されたマグネットと、を包含して構成される往復動式モータであって、
前記アウターステータは、所定厚さを有する一枚の鉄片を所定直径の円筒体の外周面に360°程度屈曲巻回した後、表面に絶縁を施して再び反対方向に360°程度屈曲巻回する過程を反復して、前記アウターステータの径方向に積層することで製造されることを特徴とする往復動式モータの構造。 - 前記アウターステータは、その内周面及び外周面が夫々断面正円状に屈曲されて、それら内周面と外周面との間の開口部を有して構成されることを特徴とする請求項5記載の往復動式モータの構造。
- 内部に巻線コイルが巻線されるアウターステータと、該アウターステータの内周面に所定エアーギャップを有して嵌合されるインナーステータと、前記アウターステータと前記インナーステータとの間に直線移動可能に係合されて、マグネットパドルに連結されるマグネットと、を包含して構成される往復動式モータであって、
前記アウターステータは、所定厚さを有する一枚の鉄片を所定長さの直線状に絶縁しながらほぼ180°屈曲して、最終的な前記アウターステータの径方向に積層した後、治具としての円筒体の外周面に屈曲巻回することで製造されることを特徴とする往復動式モータの構造。 - 前記鉄片は、直線状に絶縁を施しながら積層する時、上方に積層される鉄片の長さを漸次短く形成することで、屈曲後にアウターステータの内周面が形成されるようにすることを特徴とする請求項7記載の往復動式モータの構造。
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