JPS634416B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS634416B2 JPS634416B2 JP2735881A JP2735881A JPS634416B2 JP S634416 B2 JPS634416 B2 JP S634416B2 JP 2735881 A JP2735881 A JP 2735881A JP 2735881 A JP2735881 A JP 2735881A JP S634416 B2 JPS634416 B2 JP S634416B2
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- JP
- Japan
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- armature
- hollow cylindrical
- iron core
- motor
- winding
- Prior art date
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- Expired
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 23
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 9
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/40—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、小形直流電動機における中空円筒状
有鉄芯電機子に関するものであり、その目的とす
るところは、小形、軽量で高トルク発生可能な直
流モータを提供することにある。従来、小形直流
電動機の電機子は、鉄芯、電機子形と、中空円筒
状無鉄芯電機子形に大きく分けられる。
有鉄芯電機子に関するものであり、その目的とす
るところは、小形、軽量で高トルク発生可能な直
流モータを提供することにある。従来、小形直流
電動機の電機子は、鉄芯、電機子形と、中空円筒
状無鉄芯電機子形に大きく分けられる。
鉄芯電機子形は、第１図ａに示す如く電機子１
の外周に界磁磁石２が位置するため、界磁磁石２
の厚みによつて、電機子１の径は決まつてくる。
通常、電動機の外径の1/2程度になることが多い。
の外周に界磁磁石２が位置するため、界磁磁石２
の厚みによつて、電機子１の径は決まつてくる。
通常、電動機の外径の1/2程度になることが多い。
一方、中空円筒状無鉄芯電機子形では、電機子
１の外径を最大にするため、第１図ｂに示す如く
電機子１の内側に界磁磁石２を位置させており、
電動機の外径を同一にした時の電機子の外径を鉄
芯形と比較すると、例えば、電動機外径がφ40mm
の場合、中空円筒状無鉄芯電機子の外径は約φ30
mmであり、外径電機子の外径は約φ20mm2になる。
１の外径を最大にするため、第１図ｂに示す如く
電機子１の内側に界磁磁石２を位置させており、
電動機の外径を同一にした時の電機子の外径を鉄
芯形と比較すると、例えば、電動機外径がφ40mm
の場合、中空円筒状無鉄芯電機子の外径は約φ30
mmであり、外径電機子の外径は約φ20mm2になる。
次に、電機子１と界磁磁石２の間、つまりエア
ギヤツプに発する磁速密度Bgの平均値を考えて
みると、中空円筒状電機子形では、エアギヤツプ
長が１〜1.5mmの場合、Bg＝0.4〜0.5wb/m2が限度
である。一方、鉄芯電機子形では、エアギヤツプ
長が0.1〜0.2mmの場合、Bg＝1.0〜1.1wb/m2が期
待でき、しかも、中空円筒状電機子の巻線コイル
量の２〜３倍の巻線コイルを鉄芯溝内に巻回でき
る。これより、電機子１の積厚（軸方向長さ）が
等しいとすると、同一電源電圧の下で、同一誘起
電圧定数を発する場合の起動トルクは、鉄芯電機
子形の方が中空円筒状無鉄芯電機子形の約２〜３
倍以上である。これは、鉄芯電機子形の方がより
太い巻線コイルをたくさん巻回できるということ
を意味している。
ギヤツプに発する磁速密度Bgの平均値を考えて
みると、中空円筒状電機子形では、エアギヤツプ
長が１〜1.5mmの場合、Bg＝0.4〜0.5wb/m2が限度
である。一方、鉄芯電機子形では、エアギヤツプ
長が0.1〜0.2mmの場合、Bg＝1.0〜1.1wb/m2が期
待でき、しかも、中空円筒状電機子の巻線コイル
量の２〜３倍の巻線コイルを鉄芯溝内に巻回でき
る。これより、電機子１の積厚（軸方向長さ）が
等しいとすると、同一電源電圧の下で、同一誘起
電圧定数を発する場合の起動トルクは、鉄芯電機
子形の方が中空円筒状無鉄芯電機子形の約２〜３
倍以上である。これは、鉄芯電機子形の方がより
太い巻線コイルをたくさん巻回できるということ
を意味している。
以上から明らかなように、さらに、トルクアツ
プをはかるには、鉄芯形電機子に、太い巻線コイ
ルを巻回し、中空円筒状にすることにより、電機
子径を大きくすればよいことがわかる。これによ
つて、従来の鉄芯電機子形のさらに1.5倍程度の
出力トルクを期待できる。
プをはかるには、鉄芯形電機子に、太い巻線コイ
ルを巻回し、中空円筒状にすることにより、電機
子径を大きくすればよいことがわかる。これによ
つて、従来の鉄芯電機子形のさらに1.5倍程度の
出力トルクを期待できる。
本発明は、電動機の小形化、薄形化、高出力ト
ルク化を目的とするものであり、以下、本発明の
実施例を製造工程に従い第２図〜第５図を参照し
て説明する。
ルク化を目的とするものであり、以下、本発明の
実施例を製造工程に従い第２図〜第５図を参照し
て説明する。
第２図は、外周部に開口部３が位置している巻
線溝４を有した硅素鋼板材から打ち抜いた中空円
筒状電機子コアを所定の長さに積層固定した中空
円筒状電機子素体５を示すものである。この中空
円筒状電機子素体５の形状は、巻線溝４の底部６
が内径に接近し、厚み0.2〜0.5mmになつている。
これは、電機子の内周側に位置している界磁磁石
２から発した磁速が歯７の部分を通過しないで、
底部６を通つて界磁磁石２に帰還することを防ぐ
ため、つまり磁気回路の短絡を防ぐため、できる
だけ薄くしている。とは言うものの、機械的に一
枚の電機子コアの形状を保たれるべく、最小厚み
を必要とすることは言までもない。
線溝４を有した硅素鋼板材から打ち抜いた中空円
筒状電機子コアを所定の長さに積層固定した中空
円筒状電機子素体５を示すものである。この中空
円筒状電機子素体５の形状は、巻線溝４の底部６
が内径に接近し、厚み0.2〜0.5mmになつている。
これは、電機子の内周側に位置している界磁磁石
２から発した磁速が歯７の部分を通過しないで、
底部６を通つて界磁磁石２に帰還することを防ぐ
ため、つまり磁気回路の短絡を防ぐため、できる
だけ薄くしている。とは言うものの、機械的に一
枚の電機子コアの形状を保たれるべく、最小厚み
を必要とすることは言までもない。
次に電機子素体５の巻線溝４の内面に静電塗装
あるいは、粉体塗装を施すか、または、絶縁紙等
の絶縁物８を介して後、第３図に示す如く巻線コ
イル９を巻回し、所定の厚みの良磁性材からなる
リング１０を外周部に密着固定し、各巻線コイル
９の各端子を整流子１１に接続し、回転子軸１２
と共に、成形治工具に内挿入固定し、第４図に示
す如く熱硬化性の合成樹脂１３でトランスフア成
形をする。この際、整流子側コイルエンド１４
は、回転子軸１２と整流子１１の一部と共に、合
成樹脂１３で成形される。合成樹脂１３の一部
は、電機子素体５の溝４内に侵入し、整流子１
１、回転子軸１２と電機子素体５の固定をさらに
確実なものにする。また、整流子側コイルエンド
１４を含めて、トランスフア成形する為、電機子
素体５を支える力は非常に大なものとなり、機械
的にも信頼性の高い、中空円筒状有鉄芯電機子１
５が製作可能となる。
あるいは、粉体塗装を施すか、または、絶縁紙等
の絶縁物８を介して後、第３図に示す如く巻線コ
イル９を巻回し、所定の厚みの良磁性材からなる
リング１０を外周部に密着固定し、各巻線コイル
９の各端子を整流子１１に接続し、回転子軸１２
と共に、成形治工具に内挿入固定し、第４図に示
す如く熱硬化性の合成樹脂１３でトランスフア成
形をする。この際、整流子側コイルエンド１４
は、回転子軸１２と整流子１１の一部と共に、合
成樹脂１３で成形される。合成樹脂１３の一部
は、電機子素体５の溝４内に侵入し、整流子１
１、回転子軸１２と電機子素体５の固定をさらに
確実なものにする。また、整流子側コイルエンド
１４を含めて、トランスフア成形する為、電機子
素体５を支える力は非常に大なものとなり、機械
的にも信頼性の高い、中空円筒状有鉄芯電機子１
５が製作可能となる。
最後に、前記中空円筒状有鉄芯電機子１５の内
周を、底部６の厚みが0.2mm〜0.3mm程度になるよ
う切削する。この切削によつて、第５図に示す如
く、前記中空円筒状有鉄芯電機子１５の内側に位
置している界磁磁石２から発した磁速１６は、空
隙１７を通つて、前記中空円筒状有電鉄芯電機子
１５に達し、一部は底部６を通つて、空隙１７を
通り、再び界磁磁石１６に帰ろうとするが、底部
６が細い為、たちまち飽和してしまう。結果的に
は、磁速１６は、歯７の部分を通り、リング１０
を通つて、さらに歯７を通つて空隙１７を通過
し、界磁磁石２に戻ることになる。
周を、底部６の厚みが0.2mm〜0.3mm程度になるよ
う切削する。この切削によつて、第５図に示す如
く、前記中空円筒状有鉄芯電機子１５の内側に位
置している界磁磁石２から発した磁速１６は、空
隙１７を通つて、前記中空円筒状有電鉄芯電機子
１５に達し、一部は底部６を通つて、空隙１７を
通り、再び界磁磁石１６に帰ろうとするが、底部
６が細い為、たちまち飽和してしまう。結果的に
は、磁速１６は、歯７の部分を通り、リング１０
を通つて、さらに歯７を通つて空隙１７を通過
し、界磁磁石２に戻ることになる。
これによつて、通常の直流電動機の磁気回路が
構成されるので、前記、中空円筒状有鉄芯電機子
１５は、小さい空隙１７を有する為、空隙磁速密
度は中空円筒状無鉄芯電機子の場合の空隙磁束密
度度の２倍程度が期待でき、かつ電機子径が大で
あるため、太い巻線コイルをより多く巻回するこ
とができる。従つて、前に述べたように誘起電圧
定数を一定にした場合、この形の直流電動機は、
通常の直流電動機の1.5倍〜２倍の起動トルクを
期待できることがわかる。
構成されるので、前記、中空円筒状有鉄芯電機子
１５は、小さい空隙１７を有する為、空隙磁速密
度は中空円筒状無鉄芯電機子の場合の空隙磁束密
度度の２倍程度が期待でき、かつ電機子径が大で
あるため、太い巻線コイルをより多く巻回するこ
とができる。従つて、前に述べたように誘起電圧
定数を一定にした場合、この形の直流電動機は、
通常の直流電動機の1.5倍〜２倍の起動トルクを
期待できることがわかる。
また合成樹脂成形することにより次のように利
点を有している。つまり、小形化という面から考
えると、整流子側巻線コイルエンド１４を合成樹
肪１３で成形できるので、鉄芯で回転子軸１２に
前記中空円筒状有鉄芯電機子１５を固定するより
も、トルク発生に寄与しない整流子側巻線コイル
エンド１４を短かくすることができ、電動機自体
の効率アツプという一挙両得の長所を有してい
る。なお、第５図において、１８はモータフレー
ムである。
点を有している。つまり、小形化という面から考
えると、整流子側巻線コイルエンド１４を合成樹
肪１３で成形できるので、鉄芯で回転子軸１２に
前記中空円筒状有鉄芯電機子１５を固定するより
も、トルク発生に寄与しない整流子側巻線コイル
エンド１４を短かくすることができ、電動機自体
の効率アツプという一挙両得の長所を有してい
る。なお、第５図において、１８はモータフレー
ムである。
なお、上記実施例では、整流子側コイルエンド
１４のみを合成樹脂１３で成形したものについて
述べたが、反整流子側コイルエンドを成形すれ
ば、巻線コイルの固定、寸法安定に信頼性を加え
ることは言うまでもない。また、電機子の開口部
３及び溝４内を樹脂成形することになるので、絶
縁性が一段とアツプし、モータ運転時のブラシ摩
耗粉からの絶縁劣化を防止するという長所も有し
ている。また、巻線コイルの絶縁処理としてのワ
ニス処理も省ける。
１４のみを合成樹脂１３で成形したものについて
述べたが、反整流子側コイルエンドを成形すれ
ば、巻線コイルの固定、寸法安定に信頼性を加え
ることは言うまでもない。また、電機子の開口部
３及び溝４内を樹脂成形することになるので、絶
縁性が一段とアツプし、モータ運転時のブラシ摩
耗粉からの絶縁劣化を防止するという長所も有し
ている。また、巻線コイルの絶縁処理としてのワ
ニス処理も省ける。
また底部６の厚みが薄くなつても、合成樹脂成
形によつて、鉄芯部全体を支えるという効果があ
ることも明らかである。
形によつて、鉄芯部全体を支えるという効果があ
ることも明らかである。
以上の説明から明らかなように本発明の中空円
筒状有鉄芯電機子を有する直流電動機は、電機子
の径が大きくとれ、かつ、空隙が小さいため、空
隙に発生する磁束密度も高く、界磁磁石の起磁力
も小さくてすみ、又、巻線溝の面積も、中空円筒
状電機子の巻線収納面積も大きくとれる。したが
つて、モータ外径が同一形状の中空円筒状電機子
を有するモータの２〜３倍ものトルクを得ること
ができ、小形高トルクのモータを得ることができ
る。
筒状有鉄芯電機子を有する直流電動機は、電機子
の径が大きくとれ、かつ、空隙が小さいため、空
隙に発生する磁束密度も高く、界磁磁石の起磁力
も小さくてすみ、又、巻線溝の面積も、中空円筒
状電機子の巻線収納面積も大きくとれる。したが
つて、モータ外径が同一形状の中空円筒状電機子
を有するモータの２〜３倍ものトルクを得ること
ができ、小形高トルクのモータを得ることができ
る。
第１図ａは従来の鉄芯形電機子を備えた直流電
動機の断面図、第１図ｂは従来の中空円筒状無鉄
芯電機子を備えた直流電動機の断面図、第２図は
本発明の実施例にかかる中空円筒状有鉄芯電機子
の電機子素体の斜視図、第３図は同電機子素体に
巻線を施した状態を示す斜視図、第４図は同合成
樹脂で成形した状態を示す断面図、第５図は同中
空円筒状有鉄芯電機子を備えた直流電動機の断面
図である。 ２…界磁磁石、３…開口部、４…巻線溝、５…
中空円筒状電機子素体、８…絶縁物、９…巻線コ
イル、１０…リング、１１…整流子、１２…回転
子軸、１３…合成樹脂、１４…整流子側コイルエ
ンド、１５…中空円筒状有鉄芯電機子。
動機の断面図、第１図ｂは従来の中空円筒状無鉄
芯電機子を備えた直流電動機の断面図、第２図は
本発明の実施例にかかる中空円筒状有鉄芯電機子
の電機子素体の斜視図、第３図は同電機子素体に
巻線を施した状態を示す斜視図、第４図は同合成
樹脂で成形した状態を示す断面図、第５図は同中
空円筒状有鉄芯電機子を備えた直流電動機の断面
図である。 ２…界磁磁石、３…開口部、４…巻線溝、５…
中空円筒状電機子素体、８…絶縁物、９…巻線コ
イル、１０…リング、１１…整流子、１２…回転
子軸、１３…合成樹脂、１４…整流子側コイルエ
ンド、１５…中空円筒状有鉄芯電機子。
Claims (1)
- １ 外周部に開口部が位置する巻線溝を形成した
中空円筒状電機子素体に、絶縁物を介して巻線コ
イルを巻回し、該電機子素体の外周部に所定の厚
みを有する磁性材からなるリングを密着固定し、
かつ各巻線コイルの端子を整流子に接続し、回転
子軸と共に、少なくとも整流子側コイルエンドの
一部を含めて合成樹脂にて前記電機子素体を成形
固定してなる直流電動機の中空円筒状有鉄芯電機
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2735881A JPS57142167A (en) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Hollow cylindrical core armature for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2735881A JPS57142167A (en) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Hollow cylindrical core armature for dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57142167A JPS57142167A (en) | 1982-09-02 |
| JPS634416B2 true JPS634416B2 (ja) | 1988-01-28 |
Family
ID=12218820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2735881A Granted JPS57142167A (en) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Hollow cylindrical core armature for dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57142167A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1985005152A1 (en) * | 1984-05-08 | 1985-11-21 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection pump and method of adjusting the same pump |
| DE3546930C2 (de) * | 1984-05-08 | 2003-10-30 | Bosch Automotive Systems Corp | Brennstoff-Einspritzpumpe |
| JPH0541262Y2 (ja) * | 1985-04-17 | 1993-10-19 | ||
| US20160149467A1 (en) | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Black & Decker Inc. | Brushless Motor for a Power Tool |
| US10500708B2 (en) | 2015-10-14 | 2019-12-10 | Black & Decker Inc. | Power tool |
-
1981
- 1981-02-25 JP JP2735881A patent/JPS57142167A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57142167A (en) | 1982-09-02 |
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