JPH02246755A - Electric motor - Google Patents

Electric motor

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Publication number
JPH02246755A
JPH02246755A JP6337189A JP6337189A JPH02246755A JP H02246755 A JPH02246755 A JP H02246755A JP 6337189 A JP6337189 A JP 6337189A JP 6337189 A JP6337189 A JP 6337189A JP H02246755 A JPH02246755 A JP H02246755A
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JP
Japan
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stator
particles
electric motor
rotor
composite material
Prior art date
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Pending
Application number
JP6337189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Mochizuki
晃 望月
Masaru Komano
駒野 勝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
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Publication of JPH02246755A publication Critical patent/JPH02246755A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce eddy current by molding a stator from a composite material, in which a matrix such as resin is mixed with a plurality of magnetic particles. CONSTITUTION:A stator 13 is molded into a hollow disc from a composite material, in which thermoplastic resin as matrix is mixed with a plurality of magnetic particles 14, and swelling isosceles triangular cores 13a with vertexes directed to the shaft center are formed at equal spaces circumferentially on one plane. Said particles 14 are formed long and narrow from, e.g. malleable iron. In this case, magnetic field is applied axially to the stator 13 so that the longitudinally direction of each particle 14 coincides with the axial direction. Thus, eddy current generated in the stator 13 can be suppressed between the particles 14 and controlled to a small value.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、円板状に形成されたロータの平面部に、ステ
ータを対面させて設けてなる電動モータに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an electric motor in which a stator is provided facing a flat surface of a disk-shaped rotor.

し従来の技術] この種の電動モータとしては、たとえば第5図に示すよ
うなアキシャルギャップ型の電動モータが知られている
。この電動モータは、平面部1a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lと、このロータ1
の平面部1a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lや
ステータ2等を覆うハウジングである。
BACKGROUND ART As this type of electric motor, for example, an axial gap type electric motor as shown in FIG. 5 is known. This electric motor includes a disc-shaped rotor l in which different magnetic poles are arranged alternately in the circumferential direction on a flat part 1a, and this rotor 1.
The stator 2 is provided with a thin plate-shaped stator 2 facing the flat part 1a of the rotor l, and the stator 2 has a plurality of cores 2a for winding the coils 3 facing the flat part 1a of the rotor l. It is prominent. In addition, the code|symbol 4 is a housing which covers the rotor l, the stator 2, etc.

上記のように構成された電動モータは、円板状のロータ
1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く成形することができるという
特徴がある。
The electric motor configured as described above has a disc-shaped rotor 1 and a thin plate-shaped stator 2 facing each other, so that the electric motor itself can be formed thin.

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6図に示すようなステータ5は、鉄板6を軸方向に
層状に虫ねて渦電流の発生を防止しているが、アキシャ
ルギャップ型のモータとはロータフに対する磁界の方向
が異なるため、前記ステータ5をそのまま適用すること
ができない。
However, when the stator 2 is integrally formed from a material such as iron, the magnetic field passing through the stator 2 changes due to the rotation of the rotor l, and this generates eddy currents within the stator 2, so that the electric motor The disadvantage is that the efficiency of the method decreases. However, the stator 5 used in a normal electric motor as shown in FIG. 6 has iron plates 6 layered in the axial direction to prevent the generation of eddy currents. Since the direction of the magnetic field is different, the stator 5 cannot be applied as is.

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−3i系の粉末冶金で
成形されたものが開発されている。
For this reason, stators molded using Fe-3i powder metallurgy, for example, have been developed as stators that can suppress the generation of eddy currents to some extent.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記粉末冶金でステータを形成する場合には、
圧縮成形した後で焼結するなどの多くの手間や時間がか
かるとともに、焼結によって寸法が相当変化してしまう
という問題がある。
[Problem to be solved by the invention] However, when forming the stator using the above powder metallurgy,
There is a problem that sintering after compression molding takes a lot of effort and time, and the dimensions change considerably due to sintering.

このため、従来から、渦電流を低減し、しかも簡単に成
形することができるステータを備えた電動モータの開発
が望まれていた。
For this reason, it has been desired to develop an electric motor having a stator that reduces eddy currents and can be easily molded.

[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、ステータを、樹脂
等のマトリックス中に磁性を有する複数の粒子が混入さ
れた複合材料で成形したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a stator made of a composite material in which a plurality of magnetic particles are mixed in a matrix of resin or the like.

[作用] 本発明においては、たとえば射出成形機によって、内部
に複数の粒子が一様に分布するステータを成形すること
ができる。したかて、簡単かつ短時間で寸法精度の優れ
たステータを提供することができる。そして、ステータ
内には、磁性を有する粒子が一様に分布しているので、
コイルに電流を流すことによって、該ステータに磁界を
発生させることができる。また、ロータの回転によって
、該ロータから発し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粒子と粒子との間
で阻止することができ、該渦電流の発生が極めて小さく
抑えられる。
[Function] In the present invention, a stator in which a plurality of particles are uniformly distributed can be molded using, for example, an injection molding machine. Thus, a stator with excellent dimensional accuracy can be provided simply and in a short time. Since magnetic particles are uniformly distributed within the stator,
By passing current through the coils, a magnetic field can be generated in the stator. Furthermore, even if the magnetic field emitted from the rotor and passing through the stator changes due to the rotation of the rotor, the eddy current generated in the stator can be blocked between particles, and the generation of the eddy current can be prevented. Can be kept extremely small.

また、上記粒子としては、Fe、Fe−8i系の金属粉
を使うのが基本であるが、M nZ nF eto 4
1N iZ nF eto 4等のフェライト粉等の軟
磁性材料粉を用いてもよいことは、もちろんのことであ
る。
Furthermore, as the above-mentioned particles, Fe and Fe-8i metal powders are basically used, but M nZ nF eto 4
Of course, soft magnetic material powder such as ferrite powder such as 1N iZ nF eto 4 may also be used.

[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
[Embodiment] Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an axial gap type electric motor will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. However, elements common to those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be simplified.

第3図において、■は円板状に形成されたロータであり
、このロータl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l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。
In FIG. 3, ■ is a rotor formed into a disk shape, and an output shaft 11 is connected to the axis of the rotor l. The output shaft 11 is rotatably supported by a housing 12.12 provided so as to sandwich and cover the rotor l from both sides.

各ハウジング12には、ロータl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が接着剤やボルト等で固定されるようになっている。
Each housing 12 has a recess 12a arranged annularly around the output shaft 11 on the surface facing the flat part 1a of the rotor l, and a stator 1 is provided in the recess 12a.
3 is fixed with adhesive or bolts.

ステータ13は、第1図ないし第2図に示すように、マ
トリックスとしての熱可塑性の樹脂に、磁性を有する複
数の粒子14が混入された複合材料で中空の円板状に成
形されたものであり、一方の平面には頂点が軸心に向け
られて膨出する二等辺三角形状のコア13aが周方向に
等間隔に形成されている。上記粒子14は、純鉄で細長
く形成されたものであり、その長さが0.01ia+〜
5.00I1mに形成されている。ここで、粒子14の
長さを0.(111II11〜5.0001111とし
たのは、0.01mm未満では製造が困難になるからで
あり、また5、 00ml11以上では、たとえば射出
成形機により成形する際に、複合材料を混練するスクリ
ュ等の摩耗が激しくなったり、樹脂が通過するゲートに
粒子14が詰ったりするなどの不A 6が発生するから
である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 13 is made of a composite material in which a plurality of magnetic particles 14 are mixed into a thermoplastic resin as a matrix, and is formed into a hollow disk shape. On one plane, isosceles triangular cores 13a bulging out with their apexes directed toward the axis are formed at equal intervals in the circumferential direction. The particles 14 are made of pure iron and formed into elongated shapes, and the length thereof is 0.01ia+~
It is formed to 5.00I1m. Here, the length of the particle 14 is set to 0. (111II11 to 5.0001111 was chosen because manufacturing would be difficult if it was less than 0.01 mm, and if it was 5,00 ml or more, for example, when molding with an injection molding machine, the screw for kneading the composite material, etc.) This is because failures such as severe wear and particles 14 clogging the gate through which the resin passes may occur.

そして、上記ステータ13は、第4図に示すように、固
定金型に1と移動金型に2とを閉じることによって生じ
るステータI3の形状のキャビティC内に上記複合材料
を射出し、この際に該ステータ13の軸方向に磁界をか
け、これにより各粒子14の長手方向を前記軸方向に一
致させるようになっている。
The stator 13 is produced by injecting the composite material into a cavity C in the shape of the stator I3, which is created by closing the fixed mold 1 and the movable mold 2, as shown in FIG. A magnetic field is applied in the axial direction of the stator 13 to align the longitudinal direction of each particle 14 with the axial direction.

また、第1図および第3図において、符号3は、前記ス
テータ13のコア13aに巻かれたフィルである。
Further, in FIGS. 1 and 3, reference numeral 3 indicates a fill wound around the core 13a of the stator 13.

上記のように構成された電動モータにおいては、各コイ
ル3に順次電流を流すことにより、ステータ13に形成
されたコア13aが順次励磁され、これによりロータ1
が回転する。この際、粒子14が純鉄で形成されていて
該粒子14の透磁率が極めて大きく、しかも粒子14の
長平方向が軸方向に一致されているから、前記コア13
aから軸方向すなわちロータ1の平面部1aに直交する
方向に大きな磁力が発する。また、ロータ1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、これによりステータ13内に渦電流が生じるよ
うになるが、渦電流の流れが粒子14と粒子14の間で
阻止される。
In the electric motor configured as described above, by sequentially passing current through each coil 3, the core 13a formed in the stator 13 is sequentially excited, and thereby the rotor 1
rotates. At this time, since the particles 14 are made of pure iron and have an extremely high magnetic permeability, and the elongated direction of the particles 14 is aligned with the axial direction, the core 13
A large magnetic force is generated in the axial direction, that is, in the direction perpendicular to the plane portion 1a of the rotor 1. Furthermore, when the rotor 1 rotates, the magnetic field emitted from the rotor 1 and passing through the stator 13 changes, which causes eddy currents to occur within the stator 13. will be blocked.

上記のように構成された電動モータにおいては、コイル
3に電流を流すことによって、ステータ13のコア13
aに軸方向に大きな磁力を発生させることができ、しか
も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。
In the electric motor configured as described above, by passing current through the coil 3, the core 13 of the stator 13 is
Since it is possible to generate a large magnetic force in the axial direction at a, and to suppress the generation of eddy currents to an extremely low level, the efficiency of the electric motor can be extremely high.

しかも、樹脂に複数の粒子14が混合された複合材料で
ステータ13が形成されているので、たとえば射出成形
機によって、該ステータ13を成形することができる。
Moreover, since the stator 13 is made of a composite material in which a plurality of particles 14 are mixed with resin, the stator 13 can be molded using, for example, an injection molding machine.

したがって、コア13aが膨出するような複雑な形状の
ものであっても、簡単かつ短時間で寸法精度の優れたも
のを製作することができる。
Therefore, even if the core 13a has a complicated shape such that it bulges, it can be manufactured easily and in a short time with excellent dimensional accuracy.

なお、上記実施例においては、粒子14を細長く形成し
たが、球状のものや偏平状に形成されたものであっても
よい。
In the above embodiment, the particles 14 are formed into elongated shapes, but they may be formed into spherical or flat shapes.

また、粒子14を純鉄で形成したが、珪素鋼(Fe−3
i系)はもちろんのこと、M nZ nF e、04+
N iZ nF e、o 、等のフェライト、または他
の磁性を有する材料で形成したものであってもよい。
In addition, although the particles 14 were made of pure iron, silicon steel (Fe-3
i series) as well as M nZ nF e, 04+
It may be formed of ferrite such as N iZ nF e,o or other magnetic materials.

さらに、ステータ13は、ハウジング12に接着剤等に
より固定するようにしたが、ハウジング12をインサー
トして成形することにより、成形時にハウジング12に
固定するようにしてもよい。
Further, although the stator 13 is fixed to the housing 12 with an adhesive or the like, it may be fixed to the housing 12 during molding by inserting the housing 12 into the mold.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ステータを、樹
脂等のマトリックス中に磁性を有する複数の粒子が混入
された複合材料で成形しているから、たとえば射出成形
機によって、前記ステータを成形することがきる。した
がて、簡単かつ短時間で寸法精度の優れたステータを成
形するすることができる。しかも、ステータ内に内生す
る渦電流を粒子と粒子との間で阻止することができるの
で、該渦電流を極めて小さく抑えることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the stator is molded from a composite material in which a plurality of magnetic particles are mixed in a matrix of resin, etc. , the stator can be molded. Therefore, a stator with excellent dimensional accuracy can be formed easily and in a short time. Furthermore, since the eddy current that exists within the stator can be blocked between particles, the eddy current can be kept extremely small.

【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図は第3図の1−1線に沿う断面図、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図はステータの製法を示す説明図、第5図
は従来例として示した電動モータの分解斜視図、第6図
は他の従来例として示した通常の電動モータの斜視図で
ある。 第1図 第2図 1・・・・・・ロータ、la・・・・・・平面部、3・
・・・・・コイル、13・・・・・・ステータ、13a
・・・・・・コア、14・・・・・・粒子。
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIGS. 1 to 4 are diagrams showing one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line 1-1 in FIG. 3, and FIG. 1 is a sectional view taken along the line ■-■, FIG. 3 is a sectional view of the electric motor, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a stator manufacturing method, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the electric motor shown as a conventional example. FIG. 6 is a perspective view of an ordinary electric motor shown as another conventional example. Fig. 1 Fig. 2 1... Rotor, la... Plane part, 3.
... Coil, 13 ... Stator, 13a
...Core, 14...Particle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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、上記ステ
ータは樹脂等のマトリックス中に磁性を有する複数の粒
子が混入された複合材料で成形されていることを特徴と
する電動モータ。
In an electric motor having a disc-shaped rotor in which different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction on a flat part, and a stator provided facing the flat part of the rotor, the stator is formed in a matrix of resin or the like. An electric motor characterized in that it is molded from a composite material in which a plurality of magnetic particles are mixed.
JP6337189A 1989-03-15 1989-03-15 Electric motor Pending JPH02246755A (en)

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JP6337189A JPH02246755A (en) 1989-03-15 1989-03-15 Electric motor

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157140B1 (en) 2004-03-03 2007-01-02 Rtp Company Malleable composites and methods of making and using the same
WO2011032201A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-24 Soderberg Rod F A matrix material comprising magnetic particles for use in hybrid and electric vehicles
JP2019506827A (en) * 2016-01-18 2019-03-07 ピスコルズ,ヴァルデマル Synchronous generator

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