JPH04503749A - 非スタテツクコギングブラシレスｄｃモーターのための固定子組立体とその製造方法 - 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】 非スタテックコギングブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体とその製造 方法 発明の分野 本発明は、一般にブラシレスＤＣモーターに関し、そして特に不伝導及び非磁性 コイル形成部材を備えた固定子組立体を有するブラシレスＤＣモーターと、それ を有するブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体の製造方法に関する。

先行技術の説明 示された第１図と第２図を参照すると、それぞれ、固定子部材Ｍの等角図と、ブ ラシレスＤＣモーターのための固定子部材Ｍを含む固定子組立体Ｓの（部分的に 断面の）端面図が示される。固定子部材Ｍは、複数の一般放射状内側に延びてい る歯Ｔを有する一般円筒形部材である。歯Ｔは、固定子部材Ｍの長さに沿って軸 方向に延びている一般放射状内側に延びている側壁Ｗを有する。固定子部材Ｍは 、典型的に、連結された複数の強磁性層板りから形成される。固定子コイルＣ（ 第２図）は、固定子組立体Ｓを形成するために、歯Ｔの側壁Ｗに隣接関係におい て歯Ｔの回りに巻かれる。歯Ｔは、固定子部材Ｍの内部においてコイルＣを正確 に位置付ける。

ブラシレスＤＣモーターを形成するために、永久磁石Ｐを有する第２図において 鎖線で示された回転子Ｒが、固定子組立体Ｓに挿入される。

適切な交換マトリックスによって支配された所定パターンによるコイルＣへのＤ Ｃ電圧の印加は、回転子Ｒを固定子組立体Ｓ内で回転させる。

第２図に示したとおりの固定子（ステータ）組立体Ｓを有するブラシレスＤＣモ ータにおいて、“スタテックコギング（ｓｔａｔｉｃ　ｃ。

ｇｇｉｎｇ）”として知られている現象が、生じることがある。この現象は、ブ ラシレスＤＣモータにおける本来的に存在する標準トルクリプルに適用される用 語”コギング（ｃｏｇｇｉｎｇ）″を混同してはならない。“スタテックコギン グは、固定子組立体Ｓの強磁性体の歯Ｔの最も近接している１つに回転子Ｒの磁 石Ｐの選択的な吸引によって生じる、非常に低速の作動の間における回転子Ｒの 急激な変位である。米国特許第４．６８７．９７７号（ブランバー）は、スタテ ックコギングの影響を受け易いブラシレスＤＣモータを開示している。もしこの ようなモータが、勾配（ｇｒａｄ　ｉｅｎ　ｔ）の分布のための遠心装置に使用 されると、スタテックコギングは、勾配の分離した部片を再混合するので有害で ある。

もし、モータのコイルを、全体として滑らかな内側壁を有する固定子部材に配置 すると、スタテックコギングを除去することができる。米国特許第４．５６３． ８０８号（レンダ−）は、このような滑らかな内側壁を有する固定子部材に固定 子コイルを巻く２つの代わりの方法を開示している。第３図及び第４図には、そ れぞれ、非スタテックコギング・ブラシレスＤＣモータのための固定子組立体Ｓ のための従来技術の支持部材Ｇの等角図及び正面図が示されている。固定子支持 部材Ｇは、複数個の強磁性薄板りによって形成された全体として細長い円筒状部 材である。

固定子支持部材Ｇは、全体として中空であり、外側表面Ｅと内側表面Ｉとを有す る。内側表面Ｉは、予め決められた内側寸法ＤＩを有する穴を規定する。部材Ｇ の外側表面Ｅは、所定の外側寸法ＤＥを規定する。支持部材Ｇの外側表面Ｅ及び 内側表面Ｉの双方は、滑らかである。

上記レンダ−の特許に開示された方法の双方は、コイルが巻かれる一時的支持体 を利用する。この技術の利点は、コイルを巻くことを従来の機械を用いて行うこ とができることである。しかしながら、この方法は、固定子部材の内壁に対して 放射状に固定子コイルを圧縮するために使用された割り円筒形部材の膨張は、コ イルの位置をシフトさせると考えられるので、不利である。

米国特許第４．５５６．８１１号（Ｈｅｎｄｒｉｃｋｓ）は、固定子コイルを正 確に位置付けるブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体のコイル形式を開 示する。固定子コイルは、円筒形コイル形式の内壁と外壁を囲繞するように巻か れる。しかし、そのようなコイル形式は、コイルが従来の巻線機を使用して巻け ないために不都合であると考えられる。

米国特許第３．９３２．９２９号（Ｈａｌｌｅｒｂａｃｋ他）と米国特許第４． ３２１．４９４号（ＭａｃＮａｂ）は、ブラシレスＤＣモーターのための固定子 部材を開示する。これらの各特許における固定子の形式は、従来の巻線機を使用 したコイルの巻線を排除するように見える。

従って、前述を考慮して、非スタテックコギングブラシレスＤＣモーターのため の固定子組立体と、従来の巻線装置の使用を妥協することなしに、固定子コイル を正確かつ再現可能に位置付けるその製造方法を設けることが都合が良いと考え られる。

発明の要約 本発明は、非スタテック（ｓｔａｔｉｃ）コギング（ｃｏｇｇｉｎｇ）ブラシレ スＤＣモーターのための固定子組立体と、その製造方法に関する。固定子組立体 は、支持部材に取り付けられた中空コイル形成部材を含む。コイル形成部材は、 不伝導及び非磁性材料から製造され、そして一般放封状に延びている歯の配列を 有する。各歯は、コイル形成部材のほぼ全軸長に延びている一対の一般放射状に 延びている側壁を有する。

複数のコイルが、コイル形成部材の歯において巻かれ、その結果、コイルは歯の 放射状に延びている側壁に関して囲繞関係において配置される。

コイル形成部材における歯は、放射状内側又は放射状外側に延びている。

図面の簡単な説明 発明は、この出願の一部を形成する添付の図面に関連して記載された次の詳細な 説明からさらに十分に理解されるであろう。

第１図は、先行技術のブラシレスＤＣモーターの固定子部材の等角図である。

第２図は、第１図の線２−２に沿って取られ、第１図の点線によって示されたセ グメントを除去した第１図の固定子部材を使用する固定子組立体の端面図である 。

第３図と第４図は、ブランレスＤＣモーターのための固定子の先行技術の支持部 材のそれぞれ等角図と端面図である。

第５図と第６図は、本発明によるコイル形成部材の第１実施態様のそれぞれ等角 図と端面図である。

第７図は、第５図と第６図に示されたコイル形成部材を有する本発明による非ス タテックコギングブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体の断面図である 。

第８図と第９図は、本発明によるコイル形成部材の代替的な実施態様のそれぞれ 等角図と端面図である。

第１０図は、第８図と第９図に示されたコイル形成部材を有する本発明による非 スタテックコギングブランレスＤＣモーターのための固定子組立体の断面図であ る。

発明の詳細な説明 次の詳細な説明を通じて、同様の参照番号は図面のすべての図において同様の要 素を参照する。

第５図と第６図は、それぞれ、第７図に示された固定子組立体を形成するために 使用された、コイル形成部材１０の第１実施態様の等角図と端面図である。第７ 図に示された固定子組立体１２において、コイル形成部材１０が、支持部材Ｇ（ 第３図と第４図）の内面丁に取り付けである。支持部材Ｇは、本発明による固定 子組立体］２を形成するためにコイル形成部材１０が取り付けられた構造部材を 規定する。

コイル形成部材１０は、内面１４と外面１６を有する中空の略円筒形部材である 。外面１６は、滑らかで、支持部材Ｇの内寸法Ｄ１にほぼ等しい所定の直径寸法 １８を有する。コイル形成部材１０は、不伝導及び非磁性材料から製造される。

好ましくは、コイル形成部材１０を形成す″るために使用された材料は、ウレタ ンエポキシ化合物の如くポリマー組成である。部材１０は、射出成型又は機械加 工による如〈従来の方式において製造される。

第６図と第７図に示されたコイル形成部材］０の実施態様において、略放射状に 延びている歯２０の配列が内面１４において設けである。各歯２０は、一対の一 般放射状に延びている側壁２２Ａ、、２２Ｂを有する。

側壁２２Ａ、２２Ｂは、コイル形成部材１０のほぼ全軸長２４に延びている。歯 ２０の各々は、一般に周囲に延びているチップ表面２６において終端する。

複数巻線３２の電気導体を含むコイル３０が、コイル形成部材１０の歯２０にお いて巻かれている。複数巻線３２の各々と、こうして形成されたコイル３０は、 歯２０の放射状に延びている側壁２２Ａ、２２Ｂに関して囲繞関係において配置 される。コイル３０は、標準コイル巻線装置を使用して巻かれる。米国特許第４ ．５６３．８０８号（Ｌｅｎｄｅｒ）は、コイル巻線装置を記載している。

第７図において、固定子組立体１２は、支持部材Ｇの内面■に取り付けたコイル 形成部材１０を含む。それは、２部分ウレタン接着化合物の如く接着剤の層４０ によって保持される。また、本発明により、コイル３０は、支持部材Ｇへのコイ ル形成部材１０の挿入の前に巻かれることが理解される。代替的に、コイル形成 部材１０は、支持部材Ｇに導入され、そして生じた要素が、その後、巻線装置に 挿入され、そしてコイル３０が巻かれる３、また、コイル形成部材１０は、代替 的に、インサートとして支持部材を使用して、コイル形成部材を支持部材にイン サート射出成型することにより、支持部材Ｇに取り付けられることが認識される 。

この場合、コ・イルは、形成部材が支持部材に取り付けられた後に巻かれる。

第８図と第９図は、それぞれ、本発明によるコイル形成部材１０゛　の代替的な 実施態様の等角図と端面図である。第１０図は、固定子組立体１２°を示し、こ の場合コイル形成部材１０′　が、支持部材Ｇの外面Ｅ？二取り付けられる。

コイル形成部材ｌＯ“は、内面１４が滑らかで、歯２０が外面１６から放射状外 側に延びていることにおいて、部材１０（第５図と第６図）と異なる。コイル形 成部材１０’　の内寸法１９は、一般に、支持部材Ｇの外寸法Ｄ６に等しく、そ の結果コイル形成部材１０°　は、第１０図に示された固定子組立体］２゛　を 形成するために、部材Ｇの外側に（上記のいずれかの方法で）取り付けらねる。

上記の如く、コイル３０は、支持部材Ｇにおける部材１０゛　の取り付は前又は 後のいずれかに巻かれる。

本発明によるコイル形成部材１０又は１０′　の使用により、それぞれ、固定子 組立体１２又は１２′が作成され、この場合コイル３０は、互いに関して再現可 能かつ正確に等角度で間隔を設けることができる。こうして、動作において、本 発明による固定子組立体１２又は１２′を有する非スタテックコギングブラシレ スＤＣモーターは、さらに効率的になり、そして先行技術の非静止はめ歯ブラシ Ｌ・スＤＣモーターよりもトルク応答において変動が少ない。

本発明により、技術における当業者は、多数の修正を伝えることができる。これ らの修正は、添付のフレイムによって規定された如く、本発国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．非スタテックコギングブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体におい て、 外面と内面を有する中空支持部材と、 支持部材に取り付けられた中空コイル形成部材であり、不伝導及び非磁性材料か ら製造され、略放射状に延びている歯の配列を有し、各歯は一対の略放射状に延 びている側壁を有し、側壁はコイル形成部材のほぼ全軸長に延びている中空コイ ル形成部材と、コイル形成部材の歯に巻かれた複数のコイルであり、歯の放射状 に延びている側壁に関して囲繞関係において配置された複数のコイルとを具備す る固定子組立体。
2. ２．支持部材の内面が所定の内寸法を有し、この場合コイル形成部材が、外面を 有し、コイル形成部材の外面は滑らかであり、かつ支持部材の内寸法にほぼ等し い所定寸法を有し、そしてこの場合歯は、コイル形成部材から放射状内側に延び ており、コイル形成部材の外面が支持部材の内面に取り付けられる請求の範囲１ に記載の固定子組立体。
3. ３．支持部材の外面が所定の外寸法を有し、この場合コイル形成部材は、内面を 有し、コイル形成部材の内面は滑らかであり、かつ支持部材の外寸法にほぼ等し い所定寸法を有し、そしてこの場合歯は、コイル形成部材から放射状外側に延び ており、コイル形成部材の内面は支持部材の外面に取り付けられる請求の範囲１ に記載の固定子組立体。
4. ４．不伝導及び非磁性材料から製造された中空コイル形成部材であり、略放射状 に延びている歯の配列を有し、各歯は一対の略放射状に延びている側壁を有し、 側壁はコイル形成部材のほぼ全軸長に延びている中空コイル形成部材。
5. ５．コイル形成部材の歯に巻かれた複数のコイルをさらに具備し、コイルは歯の 放射状に延びている側壁に関して囲繞関係において配置される請求の範囲４に記 載の中空コイル形成部材。
6. ６．内面と外面を有し、コイル形成部材の外面が滑らかであり、この場合歯がコ イル形成部材の放射状内側に延びている請求の範囲５に記載の中空コイル形成部 材。
7. ７．内面と外面を有し、コイル形成部材の外面が滑らかであり、この場合歯がコ イル形成部材の放射状内側に延びている請求の範囲４に記載の中空コイル形成部 材。
8. ８．内面と外面を有し、コイル形成部材の内面が滑らかであり、この場合歯がコ イル形成部材の放射状外側に延びている請求の範囲５に記載の中空コイル形成部 材。
9. ９．内面と外面を有し、コイル形成部材の内面が滑らかであり、この場合歯がコ イル形成部材の放射状外側に延びている請求の範囲４に記載の中空コイル形成部 材。
10. １０．ブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体を製造する方法において、 略放射状に延びている歯の配列を有する中空コイル形成部材において電気導体を 巻き、各歯は、導体が複数の巻線を有するコイルの形式を取り、巻線が歯の放射 状に延びている側壁に関して囲繞関係において配置される如く、コイル形成部材 のほぼ全軸長に延びている一対の略放射状に延びている側壁を有する段階を含む 方法。
11. １１．ブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体を製造する方法において、 最初に、略放射状に延びている歯の配列を有する中空コイル形成部材において電 気導体を巻き、各歯は、導体が複数の巻線を有するコイルの形式を取り、巻線が 歯の放射状に延びている側壁に関して囲繞関係において配置される如く、コイル 形成部材のほぼ全軸長に延びている一対の略放射状に延びている側壁を有する段 階と、その後、支持部材においてコイルを有するコイル形成部材を取り付ける段 階とを含む方法。
12. １２．支持部材が、外面を有し、この場合コイル形成部材が、支持部材の外側に 取り付けられる請求の範囲１１に記載の方法。
13. １３．支持部材が、全体として中空であり、かつ内面を有し、そしてこの場合コ イル形成部材が、支持部材の内面に取り付けられる請求の範囲１１に記載の方法 。
14. １４．ブラシレスＤＣモーターのための固定子組立体を製造する方法において、 最初に、略放射状に延びている歯の配列を有するコイル形成部材を支持部材に取 り付け、各歯は、コイル形成部材のほぼ全軸長に延びている一対の略放射状に延 びている側壁を有する段階と、その後、導体が複数の巻線を有するコイルの形式 を取り、巻線が歯の放射状に延びている側壁に関して囲繞関係において配置され る如く、コイル形成部材において電気導体を巻く段階とを含む方法。
15. １５．支持部材が、外面を有し、そしてこの場合コイル形成部材が、支持部材の 外側に取り付けられる請求の範囲１４に記載の方法。
16. １６．支持部材が、一般に中空であり、かつ内面を有し、そしてこの場合コイル 形成部材が、支持部材の内面に取り付けられる請求の範囲１４に記載の方法。