JPH0993848A - 電気モ−タのステ−タ - Google Patents
電気モ−タのステ−タInfo
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- JPH0993848A JPH0993848A JP24901995A JP24901995A JPH0993848A JP H0993848 A JPH0993848 A JP H0993848A JP 24901995 A JP24901995 A JP 24901995A JP 24901995 A JP24901995 A JP 24901995A JP H0993848 A JPH0993848 A JP H0993848A
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Abstract
向上。コイル間接続リ−ドの配線スペ−スの低減。 【解決手段】 ロ−タ(100R)の回転方向に一定ピッチで
配列され、ロ−タの回転中心(CP)に対向するn個のポ−
ル(1〜12),ポ−ルの配列ピッチと実質上同一のピッチ
で配列されそれぞれが各ポ−ルを励磁するm相区分のn
個の電気コイル(C1〜C12)を有するSRモ−タ(100)のス
テ−タ(100S)において、前記電気コイルの各相は、電気
コイルの相内並び順で、左巻きと右巻きの電気コイル(C
1,C7とC4,C10/C2,C8とC5,C11/C3,C9とC6,C12)が交互
に分布するものとしたことを特徴とする。
Description
−タに関し、特に、それぞれが各ポ−ルを励磁する複数
個nの電気コイルのコイル間接続に関する。本発明が対
象とする代表的なものの1つは、SRモ−タ(Switched
Reluctance Motor)のステ−タである。
モ−タの概要を図10に示す。ロ−タは4ポ−ルR1〜
R3を有するが、磁化はされていない(永久磁石ではな
い)。ステ−タの6ポ−ル1〜6のそれぞれには電気コ
イルが巻回されており、図10の(a)に示すように、
ロ−タのポ−ルR1に近いステ−タポ−ル1とそれに対
向するステ−タポ−ル4に巻回された電気コイルに通電
することにより、ステ−タポ−ル1がS極に、ステ−タ
ポ−ル4がN極に磁化され、ロ−タは、そのポ−ルR1
がステ−タポ−ル1に最短となりポ−ルR3がステ−タ
ポ−ル4に最短となるように時計廻りに回転する(図1
0の(a)から(b))。次に、図10の(b)に示す
ように、ロ−タのポ−ルR2に近いステ−タポ−ル2と
それに対向するステ−タポ−ル5に巻回された電気コイ
ルに通電することにより、ステ−タポ−ル2がN極に、
ステ−タポ−ル5がS極に磁化され、ロ−タは、そのポ
−ルR2がステ−タポ−ル2に最短となりポ−ルR4が
ステ−タポ−ル5に最短となるように時計廻りに回転す
る(図10の(b)から(c))。このように、ロ−タ
を間にして相対向する電気コイルを直列接続して1グル
−プ(図10の例では総計3グル−プ)とし、各グル−
プに選択的に順次に通電することにより、ロ−タが回転
する。このSRモ−タはいわば、ロ−タリ−ソレノイド
である。ロ−タの回転角度を監視し、ロ−タの回転に同
期して上述の通電を切換えることにより、ロ−タが連続
回転する。通電切換え周期を短くすることにより、ロ−
タの回転速度が上昇する。
れたが、ロ−タの回転に同期して励磁を切換える技術が
むつかしく、高速回転モ−タとしての発展は見られなか
ったが、近代的電子制御技術の併合により、最近は、低
速から高速まで回転速度を制御しうる高性能モ−タとし
て着目され、実用化が進められている。このSRモ−タ
は、構造が誘導モ−タより単純で頑丈であるという特徴
がある。また、高価な金属材料を用いる必要がなく、電
気コイルの無駄(例えばコイルエンド)が少い、という
利点がある。ただし、高速回転駆動や比較的に高い速度
域での速度制御には、高度な通電タイミング制御(ロ−
タの回転に同期した励磁切換え)が必要である。
6に装着される電気コイルは、従来、巻線機の都合上あ
るいは巻線作業の都合上、すべて同一巻回方向、同一仕
様のものを使用している。同一相のステ−タポ−ル(例
えば1と4)に巻回された電気コイル(同一相すなわち
同1グル−プの電気コイル)を直列接続するが、この直
列回路の通電により、ステ−タポ−ルの一方(1)と他
方(4)が異極となるように、一方のポ−ルの巻終り端
と他方の巻終り端とを電気リ−ドLP1〜LP3(わた
り線)で接続し、両コイルの巻始め端にそれぞれ給電端
子を接続している。このため、わたり線LP1〜LP3
が異相間で交差する。すなわち、第1相のわたり線LP
1が、第2相のわたり線LP2および第3相のわたり線
LP3と交差する。
共通化(画一化)しようとすると長めのものが必要で、
それを場所に応じて曲げて配線することになり、電気リ
−ド配線スペ−スが大きくなる。また、わたり線が交差
する箇所では、振動による摩耗に耐え、線間短絡の可能
性を低減するように、絶縁処理に堅牢さが要求される。
更には、結線作業において電気リ−ドLP1〜LP3を
配置する位置に応じて電気リ−ドを曲げ、小空隙に通す
などの作業があり、作業性が非常に悪い。
性が高いステ−タを提供することを第1の目的とし、電
気リ−ド配線スペ−スが小さくて済むステ−タを提供す
ることを第2の目的とする。
で配列され、ロ−タの回転中心(CP)に対向するn個のポ
−ル(1〜12),ポ−ルの配列ピッチと実質上同一のピッ
チで配列されそれぞれが各ポ−ルを励磁するn個の電気
コイル(C1〜C12)、ならびに、これらの電気コイルにそ
れらの並び順に第1〜第n番と番号を付け、m≧2 (m=
3,n=12)とするとき、これらの電気コイルの、 第0×m+1,第m+1,第2m+1,・・・,および、第m×m+1番、す なわち第1グル−プの電気コイル(C1,C4,C7,C10)を、直列に第1組の給電端子(T P1e,TP1s)に接続する第1組の電気リ−ド(LP11〜LP13), 第0×m+2,第m+2,第2m+2,・・・,および、第m×m+2番、す なわち第2グル−プの電気コイル(C2,C5,C8,C11)を、直列に第2組の給電端子(T P2e,TP2s)に接続する第2組の電気リ−ド(LP21〜LP23), ・ ・ ・、および、 第0×m+m,第m+m,第2m+m,・・・,および、第m×m+m番、す なわち第mグル−プの電気コイル(C3,C6,C9,C12)を、直列に第m組の給電端子に 接続する第m組の電気リ−ド(LP31〜LP33)、 を有する電気モ−タ(100)のステ−タ(100S)において、
前記電気コイルの各グル−プは、電気コイルの前記並び
順で、左巻きと右巻きの電気コイル(C1,C7とC4,C10/C
2,C8とC5,C11/C3,C9とC6,C12)が交互に分布するものと
したことを特徴とする。なお、理解を容易にするために
カッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の
記号等を、参考までに付記した。
コイル(C1,C4,C7,C10)において、右巻きの電気コイル
(例えばC4)の巻き始め側の端子(E4s)とその隣りの(第1
グル−プ内で次の)左巻きの電気コイル(C7)の巻き終り
側の端子(E7e)とを電気リ−ド(LP12)で接続することに
より、第1グル−プの電気コイル(C1,C4,C7,C10)が第1
組の電気リ−ド(LP11〜LP13)で直列接続され、この直列
接続回路に通電することにより、左巻きと右巻きの電気
コイル(C1,C7とC4,C10)が発生する磁束の方向が逆とな
り、ロ−タ(100R)を回転駆動するに必要な励磁がステ−
タポ−ルのそれぞれ(1,4,7,10)に加わる。全電気コイル
の巻始め側の端子(E1s,E4s,E7s,E10s)を例えばロ−タ(1
00R)の半径方向でロ−タの回転中心(CP)より遠い位置、
巻終り側の端子(E1e,E4e,E7e,E10e)をロ−タの回転中心
(CP)に近い位置とすることにより(図5,図9)、ある
いはこの逆にすることにより、前記電気リ−ド(LP11〜L
P13)は、左巻き又は右巻きの巻き締め形(図9)で分布
し、並行する電気リ−ド(LP33,Lp12,LP22,LP32)が略平
行(図9)となり、互に交差しない。
短の同一長さおよび同一形状とすることができ、各リ−
ドの個別の局所的な曲げが必要でなくなり、電気リ−ド
配線作業が単純になり、リ−ド配線の所要スペ−スが少
くて済む。互に交差しないので電気リ−ドの絶縁処理を
格別に堅固にする必要がなくなる。電気コイル群全体(L
P11〜LP13,LP21〜LP23,LP31〜LP33)として、各コイルの
巻き始め側および巻き終り側の端子(E1s〜E12sとE1e〜E
12e)が、均等に整然と並ぶので、電気コイル各端子と電
気リ−ドの端部とを接続する位置および作業工程が、全
電気コイルに共通の実質上同一のものとなるので、電気
コイル間接続作業が高能率となる。
とが可能でありしかもステ−タの生産性が向上する。安
価なステ−タを提供することができる。
ル(C1,C7/C2,C8/C3,C9)は、ロ−タ(100R)の回転中心(C
P)からポ−ルを見て、反時計方向廻りでポ−ル(1,7/2,8
/3,9)に巻回されたものであり、右巻きの電気コイル(C
4,C10/C5,C11/C6,C12)は、時計方向廻りでポ−ル(4,10/
4,11/6,12)に巻回されたものである。
気コイル(例えばC4)の端子(E4s,E4e)は、ロ−タ(100R)
の回転軸が延びる方向(図6紙面の縦方向)のコイル端部
において該方向に突出し、コイル巻始め側の端子(E4s)
はロ−タ(100R)の中心位置(CP)から遠い位置にあり、巻
終り側の端子(E4e)はロ−タ(100R)の中心位置(CP)に近
い位置にある(図9)。
各組の電気リ−ド(例えばLP12)は、同一グル−プ内の、
電気コイル(C1,C4,C7,C10)の前記並び順で隣り合う左巻
きおよび右巻きのコイルの一方(C4)の巻始め側の端子(E
4s)と他方(C7)の巻終り側の端子(E7e)とを接続したもの
である。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
(m=3)、ロ−タポ−ル数8、のSRモ−タのステ−
タ100Sの、電気コイル間接続側の端部を示す。12
個のステ−タポ−ル1〜12が、図示しないロ−タの回
転中心CPを中心として、360°/12のピッチで分布して
いる。ステ−タコアは、大略リング状であってポ−ル1
〜12対応の舌片が円中心に向かって突出する薄電磁鋼
板を多数枚、ロ−タの回転軸が延びる方向(図1の紙面
と直交する方向)に積層したものである。
電気コイル(C1〜C12:図5)のそれぞれが装着さ
れている。電気コイルの巻始め端部(E1s〜E12
s:図1,図5,図9)と巻終り端部(E1e〜E12
e:図1,図5,図9)には、それぞれタ−ミナルブロ
ックT1s〜T12sとT1e〜T12e(図1)が装
着されている。全タ−ミナルブロックは同一寸法、同一
仕様の画一化したものであり、電気コイルの端部と電気
リ−ド(LP11〜LP13,LP21〜LP23,L
P31〜LP33:図9)の端部とを重ね合せて通す穴
と、該穴内の電気コイル端部と電気リ−ド端部とを一体
に締め付けるねじを有し、該ねじの締め込みにより、電
気コイル端部(例えばE4s),電気リ−ド(LP1
2:図9)の端部およびタ−ミナルブロック(T4s)
が一体になっている。
かれるロ−タ100Rの端面を示し、図3に、ロ−タ1
00Rの縦断面を示す。ロ−タ100Rはその中心CP
を中心として、360°/8のピッチで分布し半径方向に外
方に突出する8個のポ−ルR1〜R8を有する。このロ
−タ100Rのコアも、大略リング状であってポ−ルR
1〜R8対応の舌片が円中心から離れる方向に突出する
薄電磁鋼板を多数枚、ロ−タの回転軸が延びる方向に積
層したものである。
3に示すロ−タ100Rを組込んだSRモ−タの縦断面
を示す。
る前の、組立途中すなわち、ステ−タコアに電気コイル
C1〜C12を装着しているが、電気コイル間結線は行
なわれていない状態、を示す。電気コイルC1〜C12
は、左巻きのものC1〜C3,C7〜C9と右巻きのも
のC4〜C6,C10〜C12、の2種類がある。図5
に示す組立途中で、ロ−タの中心CPからコイルC4を
見た平面図を図6の(a)に、それよりステ−タポ−ル
間のコイルホルダCH3,CH4を取外した状態を図6
の(b)に示す。図6において紙面の縦方向がロ−タ1
00Rの回転軸が延びる方向である。
から見てステ−タポ−ル(4)を時計方向に周回)の電
気コイルC4(他の右巻きのコイルC5,C6,C10
〜C12も同様)は、横断面が長方形状のコイル線を、
長方体(ステ−タポ−ルの幹部)の左,右側面および
上,下面を取り囲むように、巻始め端E4sから、図6
において時計方向に巻終り端E4eまで巻回したもので
あり、巻始め端E4sおよび巻終り端E4eは、図6に
示すように、縦方向(ロ−タの回転軸が延びる方向)で
両者共に電気コイルの同一端部側で、該縦方向に突出
し、先端部の絶縁は剥ぎ取られている。この剥ぎ取り部
にタ−ミナルブロックT4s,T4eが装着されるが、
タ−ミナルブロックT4s,T4eと電気コイルの端面
との間に電気リ−ド配置空間を置くので、電気コイルの
端部の突出長は、タ−ミナルブロックT4s,T4e
(図1)の穴に剥ぎ取り部を通すように少し長い。この
電気コイルC4は、巻始め端E4sをロ−タの回転中心
CPから遠くして(ステ−タコアのリング状幹部に接近
させて)、その結果、巻終り端E4eは回転中心CPに
近くして(ステ−タポ−ルの先端側にして)、ステ−タ
ポ−ル4に装着されている。左巻きの電気コイルC1〜
C3,C7〜C9は、例えば電気コイルC1を例にとる
と、巻始め端E1sから、回転中心CPから電気コイル
C1を見て反時計方向に巻終り端E1eまで巻回したも
のであり、巻始め端E1sおよび巻終り端E1eは、右
巻きの電気コイルと同様に、縦方向(ロ−タの回転軸が
延びる方向)で両者共に同一端部側で、該縦方向に突出
し、先端部の絶縁は剥ぎ取られている。突出長はタ−ミ
ナルブロックT1s,T1e(図1)の穴に通すように
少し長い。この電気コイルC1は、巻始め端E1sをロ
−タの回転中心CPから遠くして(ステ−タコアのリン
グ状幹部に接近させて)、その結果、巻終り端E1eは
回転中心CPに近くして(ステ−タポ−ルの先端側にし
て)、ステ−タポ−ル1に装着されている。右巻きと左
巻きの電気コイルの相違は上述の通りであり、他の、寸
法,形状等は同一である。
ルの接続関係を示す。電気コイル通電ル−プを図7およ
び図8に示す。例えば第1相(第1グル−プ)の電気コ
イルC1,C4,C7,C10に関しては、図7,図8
に示すように、給電端子TP1eから電気コイルC1,
C4,C7,C10をこの順に経て給電端子TP1sに
至る方向、又はこの逆方向に流される。図9に示すよう
に、電気リ−ドLP13が電気コイルC1とC4とを接
続し、電気リ−ドLP12が電気コイルC4とC7を接
続し、電気リ−ドLP11が電気コイルC7とC10を
接続する。これらの電気リ−ドLP11〜LP13は、
電気コイルのコイル線と実質上同一の線材であり、両端
が、タ−ミナルブロックの穴に挿入するように略直角に
曲げられ、端部間は図1および図9に示すように円弧状
となっている。そしてすべて同一寸法および同一形状の
画一化されたものであり、両端部の曲げ脚を外向き(ロ
−タの回転軸に沿ってステ−タ内部から外部に向かう方
向)にして、図1に示すように、電気コイルの端部と共
に、タ−ミナルブロックに固着されている。したがって
図1において、タ−ミナルブロックの穴部には、電気コ
イルの端部の端面と電気リ−ドの先端の端面とが接合し
て見える。
プ)の電気コイルC1,C4,C7,C10に給電する
ための端子TP1s,TP1eの電気コイル接続端部
は、電気コイルの端部と実質上同一(電気リ−ドの端部
も実質上電気コイルの端部と同一)の形状であり、それ
らの一方TP1sは、電気コイルC10の巻始め端E1
0sに、タ−ミナルブロックT10sで固着されてい
る。他方TP1eは、電気コイルC1の巻終り端E1e
に、タ−ミナルブロックT1eで固着(接続)されてい
る。同様に、第2相(第2グル−プ)の電気コイルC
2,C5,C8,C11に給電するための端子TP2
s,TP2eの一方TP2sは、電気コイルC11の巻
始め端E11sに、タ−ミナルブロックT11sで固着
されている。他方TP2eは、電気コイルC2の巻終り
端E2eに、タ−ミナルブロックT2eで固着されてい
る。また同様に、第3相(第3グル−プ)の電気コイル
C3,C6,C9,C12に給電するための端子TP3
s,TP3eの一方TP3sは、電気コイルC12の巻
始め端E12sに、タ−ミナルブロックT12sで固着
されている。他方TP3eは、電気コイルC3の巻終り
端E3eに、タ−ミナルブロックT3eで固着されてい
る。
方TP1eを電源の正極に、他方TP1sを電源の負極
に接続すると、ステ−タポ−ル1,7がS極、4,10
がN極となる。次に第2相の給電端子TP2s,TP2
eの一方TP2eを電源の正極に、他方TP2sを電源
の正極に接続し、第1相の給電端子を電源から遮断する
と、ステ−タポ−ル2,8がN極、5,11がS極とな
る。次に第3相の給電端子TP3s,TP3eの一方T
P3eを電源の正極に、他方TP3sを電源の負極に接
続し、第2相の給電端子を電源から遮断すると、ステ−
タポ−ル3,9がS極、6,12がN極となる。これを
繰返すことにより、ステ−タの内空間で磁界が回転す
る。
イルは、ロ−タから見て奥側に巻始め端(又は巻終り
端)を定めると、右巻きのものと左巻きのものの2種類
であり、いずれの電気コイルの巻終り端(巻始め端)も
ロ−タから見て手前側に位置する。そして同一グル−プ
(同一相)内の電気コイル間の接続は、接続順で隣り合
う電気コイルの一方(例えばC4)の巻始め端(E4
s)に電気リ−ド(LP12)で他方(C7)の巻終り
端(E7e)を接続するので、電気リ−ド(LP12)
は略1/4円弧とし、その端部の一方を一方の電気コイ
ルの巻始め端に、電気リ−ドの端部の他方を他方の電気
コイルの巻終り端に接続すればよい。これは全相、全電
気コイルについて共通である。
およびC6の端部で電気リ−ドが最も混み合う(4本の
電気リ−ドが存在する)が、それらの電気リ−ドは上述
の電気リ−ド接続により自動的に、図9に示すようにロ
−タの半径方向に互に離れ、ロ−タの半径方向で電気リ
−ドが交差することはない。したがって電気リ−ドのそ
れぞれを、部分的に屈曲するように曲げる必要はなく、
電気リ−ド接続作業が単純化かつ画一化され、作業能率
が高い。加えて、電気リ−ドの専有空間が少く、ステ−
タの小型化が可能である。
〜LP23,LP31〜LP33を、電気コイルの線材
と実質上同じものとし、それを略1/4円弧であって両
端に略直角に突出する、タ−ミナルブロックへの通し脚
を形成した、すべて同一仕様のものとし、しかも給電端
子TP1s,TP1e/TP2s,TP2e/TP3
s,TP3eも、電気コイル接続端は、電気コイルの端
部と実質上同一形状としているので、また、タ−ミナル
ブロックT1s〜T12s,T1e〜T12eは、すべ
て同一仕様で、電気コイルの端部と電気リ−ドの端部を
重ね合せて挿入する穴と、この穴内の両端部を締付け圧
着するねじを有するものとしているので、電気リ−ド接
続(電気コイル間接続)および給電端子接続共に、実質
上同一の画一化された接続作業となり、電気コイルの結
線作業の能率および信頼性が高い。尚、当実施例では、
電気コイルと、電気リード,給電端子との接続は、ター
ミナルブロック及び締付けねじで行っているが、半田付
け,溶接等で行っても良い。この場合、接続位置が決ま
っているので接続作業の自動化も容易である。
タの端面を示す正面図である。
−タの端面を示す正面図である。
込んだSRモ−タの縦断面図である。
上げる前の、電気コイル間接続前の状態を示す正面図で
ある。
タの回転中心CPから見た正面図であり、(b)はコイ
ルホルダCH3,CH4を取り外した状態を示す。
示すように接続した状態での、電気コイル間の接続関係
を示すステ−タコイル接続の展開図である。
示すように接続した状態での、各相通電ル−プを示す相
系統図である。
示すように接続した状態での、コイル間接続用の電気リ
−ドLP11等の分布を示す正面図である。
図である。
LP33:電気リ−ド CH3,CH4:コイルホルダ T1s〜T12s,T1e〜T12e:タ−ミナルブロ
ック TP1s,TP1e/TP2s,TP2e/TP3s,
TP3e:給電端子 100R:ロ−タ CP:ロ−タの回転中心 R1〜R8:ロ−タポ−ル 100:SRモ−タ
Claims (4)
- 【請求項1】ロ−タの回転方向に一定ピッチで配列さ
れ、ロ−タの回転中心に対向するn個のポ−ル,ポ−ル
の配列ピッチと実質上同一のピッチで配列されそれぞれ
が各ポ−ルを励磁するn個の電気コイル、ならびに、こ
れらの電気コイルにそれらの並び順に第1〜第n番と番
号を付け、m≧2とするとき、これらの電気コイルの、 第0×m+1,第m+1,第2m+1,・・・,および、第m×m+1番、す なわち第1グル−プの電気コイルを、直列に第1組の給電端子に接続する第1組 の電気リ−ド, 第0×m+2,第m+2,第2m+2,・・・,および、第m×m+2番、す なわち第2グル−プの電気コイルを、直列に第2組の給電端子に接続する第2組 の電気リ−ド, ・ ・ ・、および、 第0×m+m,第m+m,第2m+m,・・・,および、第m×m+m番、す なわち第mグル−プの電気コイルを、直列に第m組の給電端子に接続する第m組 の電気リ−ド、 を有する電気モ−タのステ−タにおいて、 前記電気コイルの各グル−プは、電気コイルの前記並び
順で、左巻きと右巻きの電気コイルが交互に分布するも
のとしたことを特徴とする、電気モ−タのステ−タ。 - 【請求項2】左巻きの電気コイルは、ロ−タの回転中心
からポ−ルを見て、反時計方向廻りでポ−ルに巻回され
たものであり、右巻きの電気コイルは、時計方向廻りで
ポ−ルに巻回されたものである、請求項1記載の、電気
モ−タのステ−タ。 - 【請求項3】各電気コイルの端子は、ロ−タの回転軸が
延びる方向のコイル端部において該方向に突出し、コイ
ル巻始め側の端子はロ−タから遠い位置に、巻終り側の
端子はロ−タに近い位置にある、請求項2記載の、電気
モ−タのステ−タ。 - 【請求項4】前記各組の電気リ−ドは、同一グル−プ内
の、電気コイルの前記並び順で隣り合う左巻きおよび右
巻きのコイルの一方の巻終り側の端子と他方の巻始め側
の端子とを接続したものである、請求項2又は請求項3
記載の、電気モ−タのステ−タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24901995A JP3453684B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 電気モ−タのステ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24901995A JP3453684B2 (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | 電気モ−タのステ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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