JPH01164293A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータに関し、特に工作機械をダイレクトドラ
イブするモータとして好適に利用でさるモータに関する
ものである。

′　従来の技術 工作機械における主軸は、高速回伝域から低速回転域に
わたって定出力負荷で使用されるので、通常は、モータ
と主軸を直結することなく、変速機構を介して連結され
ている。これによって、比較的低出力のモータを用いて
広い回転速度の範囲にわたって一定の出力が得られるよ
うに構成されている。即ち、工作機械の主軸駆動用とし
て一般的に用いられているモータの固定子においては、
第４図に示すように、Ｕ相、■相、Ｗ相の各巻線が１２
０°間隔で配設されており、各相の巻線はＰｔ５５図に
示すように、２個のコイルを直列に接続して構成されて
いる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、近年の工作機械においては、高精度の加工を
自動化することが強く要請され七おり、そのために主軸
をダイレクトドライブする必要が生じてきている。しか
しながら、上記のようなモータを泪いてダイレクトドラ
イブするには、低速域及び高速域で所定の出力を得るた
めに非常に大きな定格出力のモータが必要となり、ロス
が太き（なるという問題があった。

即ち、第６図に示すように、例乏ば７００〜８３０　Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ、の回転数の範囲で所定の出力値Ａを得るに
は、第６図（ａ）に示すような回転数−トルク特性Ｔ０
と、第６図（ｂ）に示すような回松数−出力特性Ｐ０を
有するモータを用いる必要があり、中間の回転速度域で
必要とされる出力に比べて極めて大きな出力のモータを
用いなければならず、モータが異常に大形になるととも
にそれに伴ってロスが大きくなるという問題があった。

なお、希土類コバルト磁石を用いると、保磁力が大きく
温度特性が良好であるため、小形化を図ることができる
が、それでも非常に高価な希土類磁石が大量に必要とな
るため、極めて高価となるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、工作機械の主軸を
ダイレクトドライブできる小型で低コストのモータを提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の第１発明に係るモー
タは、回転数に応じて巻線数を変えるようにしたことを
特徴とする。

又、本発明の第２発明に係るモータは、巻線を２の乗数
で分割された分割巻線群にて構成し、この分？！４ａｍ
群を回転数に応じて１又は２の乗数のグループに分けで
、各グループ内を直列接続するとともにグループ間を並
列接続する接続切換手段を設けたことを特徴とする。

作用 本発明の第１発明によれば、低速回転域では巻線数を多
くすることによって低速域での出力が大きくなるように
し、高速回転域では巻線数を少な（することによって高
速域で最大出力が得られるようにすることによって、低
出力で小型のモータを用いながら広い回転数頭載で所定
の出力を得ることができる。

まだ、本発明の第２発明によれば、巻線を分割８線群に
て構成してそれらを直列または並列に接続することによ
って、巻線をすべて有効利用した状態で巻＃ｉＩｒ＆を
変えることができ、巻線数を変化させても効率の低下を
もたらさない。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照しなが
ら説明する。

モータの巻ｍ１は、第２図に示すように、２．４．８・
・・等、２の木数分の１に分割され（図示例は２分割さ
れている）、各分割巻線２．３の両端からタップａｓｂ
、ｃ％ｄが引き出され、適宜接続切換手段５にて、第３
図（、）に示すように面分割巻線２．３を直列接続した
状態と、第３図（ｂ）に示すように並列接続した状態と
に切換可能に構成されている。

尚、図示していないが巻線１を４分割した場合には、す
べての分割巻線を直列接続した状態と、分割巻線を２つ
づつ直列接続したものを並列接続した状態と、すべての
分割巻線を並列接続した状態とに切換可能に構成される
。

又、モータの磁石としては、高い保磁力と良好な温度特
性を有する希土類コバルト磁石が用いられ、小型化が図
られている。

次に、巻線を４分割して接続切換する場合の動作を説明
する。モータを８００−２００　Ｏｒ、ｐ、ｍ。

の低速回転で使用する場合は、すべての分割巻線を直列
接続する。すると、巻線１の総巻数が巻線数となり、そ
のときの回転数−トルク特性は第１図（ａ）のＴＩ、回
転数−出力特性は第１図（ｂ）のＰ、　となり、上記低
速回転域で回転数に応じて電流制御を行うことによって
所定の（図示例では８ＫＷ）定出力を得ることができる
。尚、モータが所定の出力と回転数に達するまでは定ト
ルク・定電流制御によって立ち上がり制御が行なわれる
。

又、モータを１５００−４５０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、の中速
回転で使用する場合は、分３８１１ｆＡを２つづつ直列
接続したものを並列接続する。すると、巻線数は巻＃ｉ
ｌｌの総巻数の２分の１となり、そのときの回転数−ト
ルク特性はｆｊＳ１図（ａ）のＴ２、回転数−出力特性
は第１図（ｂ）のＰ２となり、上記中速回転域で回転数
に応じて電流制御を行うことによって所定の定出力を得
ることができる。なお、起動時にはすべての分割巻線を
直列接続して上記低速回転時の制御を行い、回転数の増
加に伴って分割巻線の接続を切り換える。

さらに、モータを３５００−８７００　ｒ、ｐ、ａ＋、
の高速回転で使用する場合は、すべての分割巻線を互い
に並列接続する。すると、巻線数は巻＃１１の総巻数の
４分の１となり、そのときの回転数−トルク特性は第１
図（、）の７３、回転数−出力特性は第１図（ｂ）のＰ
、となり、上記高速回転域で回転数に応じて電流制御を
行うことによって所定の定出力を得ることができる。

なお、モータの使用形態が低速、中速、高速回転にわた
る場合は当然その作動中において回転速度に応じて分割
巻線の接続を切換える。

又、上記の如く磁石に高価な希土類磁石を用いているが
、上記のように回転速度に応じて巻ａ数を変えているこ
とによって第１図（ｂ）から明らかなように低出力モー
タを利用でき、それだけ小型の磁石で済むため、コスト
高とならずに一層の小型化が可能である。

発明の効果 本発明のモータによれば、以上のように回転数に応じて
巻線数を変えるようにしているので、低速回転域では巻
線数を多くして低速域での出力を大きくし、高速回転域
では巻線数を少なくして高速回忙域で最大出力が得られ
るようにすることによって、低出力で小型のモータを用
いながら広い回転数領域で所定の出力を得ることができ
、工作機械の主軸をダイレクトドライブでさる小型で低
コストのモータを提供できる。また、それに伴って駆動
電源の低電圧化、定電流駆動化を図れる。

また、第２発明によれば、巻線を分割巻線群にて構成し
てそれらを直列または並列に接続することによって、８
＃ａをすべて有効利用した状態で巻線数を変えることが
でき、巻線数を変化させても　　。

効率の低下をもたらさない等、大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図（ａ
）は回転数−トルク特性図、同（ｂ）は回転数−出力特
性図、第２図は巻線の斜視図、第３図（ａ）　、（ｂ）
は分割巻線の接続切換状態の説明図、ｆ：ｔＳ４図は従
来のモータの固定子の斜視図、第５図１・・・・・・・
・・・・・・・・巻線２．３・・・・・・・・・分割巻
線 ５・・・・・・・・・・・・・・・接続切換手段。 代理人の成鳥弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第２図 第４図 Ｗ狽巷織 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転数に応じて巻線数を変えるようにしたことを
   特徴とするモータ。
2. （２）巻線を２の乗数分の１に分割された分割巻線群に
   て構成し、この分割巻線群を回転数に応じて１又は２の
   乗数のグループに分けて、各グループ内を直列接続する
   とともにグループ間を並列接続する接続切換手段を設け
   たことを特徴とするモータ。