JPH02202343A - 電動モータ - 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、ステータが円板状に形成されたロータの平面
部に対面して設けられている電動モータに関するもので
ある。

［従来の技術］ この種の電動モータとしては、たとえば第７図に示すよ
うなアキンヤルギャップ型のモータが知られている。こ
のモータは、平面部１ａに周方向に異なるｍ極が交互に
配置された円板状のロータ１と、このロータｌの平面部
Ｌａに対面されて設けられた薄板状のステータ２とを備
えたものであり、前記ステータ２には、コイル３を巻く
ためのコア２ａがロータｌの平面部１ａに向けて複数個
突出されている。なお、符号４は、ロータ１やステータ
２等を覆うハウジングである。

上記のように構成された電動モータは、円板状のロータ
ｌおよび薄板状のステータ２を対面させて設けているた
め、電動モータ自体を薄（成形することができるという
利点がある。

ところが、上記ステータ２を鉄等の材料で一体に形成し
た場合には、ロータｌの回転によってステータ２を通過
する磁界が変化し、これにより該ステータ２内に渦電流
が発生するので、電動モータの効率が低下してしまうと
いう欠点がある。ただし、通常の電動モータに用いられ
る第８図に示すようなステータ５は、鉄板６を軸方向に
層状に重ねて渦電流の発生を防止しているが、アキシャ
ルギャップ型等のモータとはロータ７に対する磁界の方
向が異なるため、そのまま適用することができない。

このため、渦電流の発生をある程度抑えることのできる
ステータとして、たとえば、Ｆｅ　　Ｓｉ系の粉末冶金
で成形されたものが開発されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記粉末冶金で形成されたステータを用いた電
動モータの場合には、ステータに生じる渦電流を、ステ
ータ５を用いた電動モータようにの低減することができ
ず、このため効率が低いという欠点がある。

このため、従来から、ステータに生じる渦電流を低減し
て、効率を向上させることのできる電動モータの開発が
望まれていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、磁性を有する部材
をロータの平面部に沿う方向に層状に重ねてステータを
形成したものである。

［作用］ 本発明においては、磁性を有する部材をロータの平面部
に沿う方向に層状に重ねることによって、ステータを形
成しているので、ロータの回転によってステータを通過
する磁界が変化しても、該ステータに発生する渦電流を
磁性を有する部材と部材との間で阻止して極めて小さく
抑えることができる。

［実施例］ 以下、本発明をアキシャルギャップ型の電動モータに適
用した場合の一実施例を第１図ないし第４図を参照して
詳細に説明する。ただし、第７図に示す構成要素と共通
する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する
。

第３図において、ｌは円板状に形成されたロータであり
、このロータ１の軸心には出力軸１１が連結されている
。出力軸１１は、前記ロータ１を両側から挟んで覆うよ
うに設けられたハウジング１２．１２によって回転自在
に支持されている。

各ハウジング１２には、ロータ１の平面部１ａに対向す
る面に、出力軸１１を中心にして環状に配置された凹部
１２ａが形成されており、この凹部１２ａにステータ１
３が取り付けられるようになっている。

ステータ１３は、第１図ないし第２図に示すように、帯
状の板１４を０部から密接させて連続して巻いて、中空
の円板状に形成したものであり、一方の平面には頂点が
軸心に向けられた二等辺三角形状のコア１３ａが周方向
に等間隔に浮き出されている。上記帯状の板１４は、表
面が絶縁処理された珪素含有量が１〜６．５％の珪素鋼
板で０１〜０．６ｍＩ！ｌの厚さに形成されたものであ
る。ここで、珪素の含有量を１〜６，５％としたのは、
１％未満では電気抵抗が小さくなってしまい渦電流を減
する効果が少なくなるからであり、また６゜５％を越え
る場合には圧延等によって薄く成形するための加工性が
悪化するためである。また、厚さを０．１−０．６ｎ＋
ｍに形成したのは、０．１１未満では、加工するのが難
しく、しかも強度的に小さくなるので十分張力をかけた
状態で巻くことができないからであり、０．６ｍｍを越
えた場合には、反対に剛性が太き（なって環状に巻くこ
とか難しくなるとともに、渦電流を防止する効果も少な
くなるからである。そして、上記ステータ１３は、コア
１３ａが突出された側と反対側の部分が前記各ハウジン
グ１２の凹部１２ａに嵌合されて、各ハウジング１２に
固定されている。

また、第４図において、符号３は、前記ステータ１３の
コア１３ａに巻かれたコイルである。

上記のように構成された電動モータにおいては、順次各
コイル３に電流を流すことにより、コア１３ａが順次励
磁され、これによりロータ１が回転する。そして、ロー
タｌが回転すると該ロータ１から発してステータ１３を
通過する磁界が変化し、ステータ１３内に渦電流が生じ
るようになる。この際、ステータ１３が帯状の板１４で
層状に形成されているので、渦電流の流れが帯状の板１
４の間で阻止され、該ステータ１３に生じる渦電流が極
めて小さくなる。また、ステータ１３の製作に際しては
、心棒となる部材の周りに帯状の板１４を張力をかけて
巻くことにより、該帯状の板１４同士のずれを摩擦力に
より防止し、これにより強固に中空円板状に保たれたも
のとなる。そして、帯状の板１４で中空円板状に形成さ
れたものの平面部に、機械加工等によってコア１３ａを
形成することによって、上記ステータ１３が得られる。

したがって、上記のように構成された電動モータにおい
ては、渦電流の発生を極めて小さく抑えることができる
ので、該電動モータの効率を極めて高くすることができ
る。しかも、帯状の板１４を環状に巻くことによって、
中空円板状に強固に保たれるから、厚さの薄いステータ
１３を簡単に製作することができる。

なお、上記実施例においては、帯状の板１４を軸心側か
ら連続して巻いてステータ１３を形成するようにしたが
、環状に形成された帯状の板を締め代を設けて互いに嵌
合させて、これにより層状に巻かれたステータを形成す
るようにしてもよい。

この場合も、圧入等によって、簡単に中空円板状のステ
ータを得ることができる。さらに、ステータ１３として
は、第５図に示すように、表面が絶縁処理された帯状の
鉄板１４を平行に重ねて薄板状に形成したステータであ
ってもよい。

［実験例］ 次に、実験例を挙げてこの発明の効果をより明確にする
。

■　実験条件 （イ）モータの種類・・・・・・アキシャルギャップ型
電動モータ （ロ）ロータの磁極数・・・・・・８ （ハ）ステータの種類 本発明ｌ・・・・・・珪素含有量６．５％で板厚０．５
ｍｍの珪素鋼の帯板を軸心側から連続して 巻いたもの。

本発明２・・・・・・珪素含有量６．５％で板厚０．３
ｍｍの珪素鋼の帯板を軸心側から連続して 巻いたもの。

本発明３・・・・・珪素含有１６．５％で板厚０．１ｍ
ｍの珪素鋼の帯板を軸心側から連続して 巻いたもの。

比較例１・・・・・・珪素含有量６．５％の珪素鋼板で
一体に成形したもの。

比較例２・・・・・・Ｆ　ｅ　−Ｓ　ｉ系の粉末冶金製
品で一体に成形したもの。

この実験では、Ｆｅ・・・・・・９３．５％Ｓｉ・・・
・・　６５％ （ニ）実験方法 上記各ステータを有する電動モータを用いて、トルク損
失を測定することによって、性能を比較した。この際、
渦電流による鉄損以外の機械損失についても測定した。

■実験結果 上記実験条件のもとで実験した結果を第５図に示す。た
だし、この図において、 符号Ａ−１は本発明ｌに、 符号Ａ−２は本発明２に、 符号Ａ−３は本発明３に、 符号Ｂ−１は比較例１に、 符号Ｂ−２は比較例１に相当する。

この図から、Ｆ　ｅ　−Ｓ　ｉ系の粉末冶金製のもの（
比較例２（Ｂ−２））は、単に鉄で一体に形成したもの
（比較例１（Ｂ−１））に比べて、ステータに生じる渦
Ｔｉ流の発生がだいぶ抑えられ、これによりトルク損失
が相当に低下していることがわかる。しかも、本発明の
ものは、上記比較例２（Ｂ−２）よりさらに、渦電流の
発生が防止されていることがわかる。また、本発明にお
いても、帯板の厚さが薄くなるほど、渦電流の発生が抑
えられ、トルク損失が低下していることがわかる。そし
て、帯板の厚さが０．１ｍｍのもの（本発明３　（Ａ　
−３））は、機械損失Ｋに近いトルク損失となっており
、ステータに生じる渦電流が極めて小さくなっているこ
とか確認できる。

以上の実験により、本発明が電動モータの効率を向上さ
せる上で極めて有効であることが確認でき　ｔこ。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、磁性を有する部
材をロータの平面部に沿う方向に層状に重ねることによ
ってステータを形成しているので、ロータの回転によっ
てステータを通過する磁界が変化しても、該ステータに
発生する渦電流を磁性を有する部材と部材との間で阻止
することができ、これによりステータに発生する渦電流
を極めて小さ（抑えることができる。しがたって、極め
て効率のよい電動モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はステータの正面図、第２図は第１図の■−
■線に沿う断面図、第３図は電動モータの断面図、第４
図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示す図、第６図は実験結果を示す図、
第７図は従来例として示した電動モータの分解斜視図、
第８図は他の従来例として示した通常の電動モータの♀
１視図である。 ｌ・・・・・ロータ、１ａ・・・・・平面部、３・・・
・・・コイル、１３・・・・・ステータ、１３ａ・・・
・コア、１４・・・・・帯状の板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面部に周方向に異なる磁極が交互に配置された円板状
   のロータと、このロータの前記平面部に対面して設けら
   れたステータとを有する電動モータにおいて、前記ステ
   ータは磁性を有する部材を前記ロータの平面部に沿う方
   向に層状に重ねることによって構成されていることを特
   徴とする電動モータ。