JPS63501916A - 磁化された回転子を有する同期電気モ−タおよびこのモ−タを製造する方法 - 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】 磁化された回転子を有する同期電気モータおよびこのモータを製造する方法 この発明は２、平面状の環状帯に沿っ゛Ｃ規則的に配置された少なくとも一連の 磁極を与えるように磁化された、本質的に平坦な環状形の少なくとも１個の回転 子部分を含む同期電気モータに関するものであり、前記回転子部分は少なくとも １個の固定子アセンブリに関して回転できるように装着されたモータシャフト上 の少なくとも１個の回転子支持部分により固定され、固定子アセンブリは透磁性 材料の少なくとも２個の固定子部分を含み、これらは、そのアセンブリにおいて 回転子部分の磁極が配置される環状空間の少なくとも・一部分に沿って可変エア ギャップを形成するように配置された枠部分を形成するか、それと固着されるか 、またはそれと結合され、固定子アセンブリはさらに、１個のまたは数個の前記 枠部分と結合された少なくとも１個の制御電気コイルを含む。このようなモータ は、たとえば国際特許出願第ＷＯ３５１０２５０３号で述べられる。

この発明は、上記の型式のモータを提供することをその目的とし、その概念は、 固定子アセンブリに関するモータの装着用の標準的ボールベアリングのような通 常のエレメントを用いながら特に組立てるときにこのモータを製作するのを容易 にし、かつ固定子アセンブリに関して回転子部分の位置決めをする際に簡単でか つ経済的な様式で非常に優れた精度を達成するのを可能にする。

このために、この発明によるモータは、回転子支持部分上の回転子部分の固定が 、モータを組立てるとき軸方向の回転子部分の位置決め、およびモータ軸の方向 に関するこの角位置法めも可能にするような態様で果たされるということを特徴 とする。

好ましくは、固定子アセンブリは同じ磁気回路の部分を形成する別々の固定子部 分を含み、固定子アセンブリは、モータを組立てるとき軸方向に互いに関１２て 固定子部分を位置決めするのを可能にするように配置される。この場合、同じ磁 気回路の部分を形成する固定子部分は、モータシャフトの軸に平行な接触表面に より構成される磁気結合を形成するように直接にまたはヨーク部分により相互接 続され得る。より特定的には、固定子アセンブリは、同じ形の２個の同軸環状固 定子部分により形成されてもよく、その各々は少なくとも第１のおよび第２の円 筒壁面部分を有し、第１の壁面部分の内部直径が第２の壁面部分の外部直径に等 しく、２個の固定子部分が、前記それぞれの第１のおよび第２の壁面部分により 一方が他方の内部に嵌合されるような態様で連結される。

この発明はより特定的には、回転子部分がその外部直径に対して小さな厚さの環 状ディスクの形で存在しかつ輪状に磁化され、かつ固定子アセンブリが回転子部 分の両側に配置された枠部分を含むモータに応用可能である。

好ましくは、固定子アセンブリおよび／または回転子支持部分は、回転子部分と 枠部分との間のエアスペースと通じる少なくとも１個の入口開口を含み、この開 口は、回転子部分が設けられたモータシャフトと組立てられた固定子装置に外側 から出入り可能である。

この発明はまた、このようなモータを製作する方法をその目的とし、それに従っ てまず第１に回転子支持部分が設けられたモータシャフトが、それぞれの回転子 部分の対応する平坦な環状帯に面して配置されなければならない枠部分のアセン ブリとともに組立てられ、このような態様で軸方向のこれらの枠部分の両端部は モータシャフトの軸に対して垂直な平面に配置され、スペーサエレメントと前記 枠部分の少なくとも一部分の両端部との間に、定められた厚さの少なくとも１個 のスペーサエレメントを配置することにより環状回転子部分が所定位置に置かれ 、回転子部分が゛　回転子支持上に固定され、かつスペーサ部分が回転子部分と 前記枠部分との間の空間から引込められるかまたは除去される。より特定的には 、スペーサ部分は熱収縮可能なプラスチック材料のシート、化学溶媒または本質 的に円形のメタリックワイヤにおいて溶解可能な材料のシートであつ７この発明 の他の特徴は、公式化された請求の範囲から、かつ例として与えられかつ添付の 図面に例示された異なる実施例の以下の説明から明らかになる。

第１図は、この発明によるモータの第１の実施例の軸方向断面図である。

第３図は、第２図のライン■−■に沿った部分断面図である。

第４図は、モータの他の実施例の軸方向断面図である。

第５図は、第４図のラインｖ−■に沿った部分断面図である。

第１図は、２つの段階を含み、各段階がモータの位相のうちの１個を表わす２相 モータの第１の実施例を例示する。

モータのシャフト１は、固定子支持４における２個のボールベアリング２．３に より回転できるように装着される。

シャフトの任意の軸方向遊びを避けるために、ボールベアリングの軸方向遊びは 吸収され、かつこれらの内部レースがシャフト上に溶接されるかまたはシャフト がシャフトとベアリング２の隣接するレースとの間に配置された止め輪５および シム（図示せず）により固定される。シャフト１のショルダ１′は、ベアリング ３の内側レースのための支持としての働きをする。

プラスチック材料の回転子支持部分６は、たとえば第１図に示された鋳造または 成形によりシャフト１と固着される。この回転子支持部分は成る数の、たとえば １２個のリブ６′を有し、その周辺部分はシャフト１に関して同軸の円筒表面に おいて彫刻される。薄い環状ディスクの形の２個の回転子部分７．８はリブ６′ の周辺部分上の結合により固定され、これらの回転子部分の位置決めは以下でよ り詳細に述べられる。２個の環状ディスク７および８は、周知の態様で、サマリ ウム−コバルトのような磁化可能材料から作られ、かつそれらはその平坦な表面 の各々の上に磁極を与えるように軸方向に磁化され、たとえばその極の極性がデ ィスクの周辺で交互に変化する。

固定子支持４は環状基準表面４′を有し、それは平坦でありかつ固定子支持に装 着されたシャフト１の軸に対して垂直な平面に位置される。第１の固定子アセン ブリ９は透磁性材料の下方固定子部分１０および上方固定子部分１１を含み、こ れらの２個の固定子部分は、部分１０と１１との間で磁気結合を形成するように 環状型であり、かつモータシャフトの軸に対して平行な円筒接触表面１２を有す る。

固定子部分の内側部分１３．１４は軸方向に間隔を置いた極部分のアセンブリを 構成し、かつこうして部分１３と１４との間に可変高さのエアギャップを形成す るように円周の方向に歯形を示す。

環状型の電気制御コイル］、５は、対応する極部分と結合されるような態様で固 定子部分１０と１１との間に配置される。

第２の固定子アセンブリ１６は固定子アセンブリ９に全く類似の態様で配置され 、かつ電気制御コイル１７を含む。

回転子部分７および８はそれぞれ、固定子アセンブリ１６および９により形成さ れたエアギャップに配置される。

第１図においてもまた、固定子アセンブリ１６が固定子アセンブリ９上で静止し 、平面状の環状接触表面が固定子アセンブリ１６のシャフト１の軸から垂直な位 置、および特定的には配向を規定するために設けられることがわかる。

固定子支持４は横方向壁面を含み、その内部円筒表面はモータシャフトに関して 固定子アセンブリのセンタリングを可能にする。最終的に、固定子アセンブリ１ ６上で静止しかつ固定子支持４により形成されたハウジングを閉鎖するカバー１ ７が第１図に見られ得る。

モータを組立てるとき、回転子支持部分６が設けられたシャフト１がまず第１に 、既に上記に関連の態様で固定子支持４に装着される。固定子アセンブリ９の下 方固定子部分１０がそれから基準表面４′上に位置決めされ、かつ環状形であり 、かつたとえば数１００ミリメートルの定められた厚さを有してもよい熱収縮可 能プラスチック材料１８のシートがそれから部分１４の歯の隆起部上に置かれる 。

このような熱収縮可能材料は、たとえば通常のＰＶＣである。

コイル１５がそれから、固定子アセンブリの下方部分１０およびこの底部に置か れたシート１８上に位置決めされる。下方回転子部分８はそれから部分］４の歯 の隆起部上に置かれ、その隆起部上にシート１８が位置決めされる。

回転子部分８はこの趣旨で、それのセンタリングに関して支持部分６に沿って、 すなわちグループ６′の周辺部分に沿って自由に配置され得る。分離シート１８ はこうして、その厚さにより回転子部分８と部分１４との間の軸方向距離を決定 し、かつさらにそれは回転子部分が基準表面４′に対して平行に、かつしたがっ てモータシャフトの軸に対して垂直に配置されることを確実にする。

シート１８はそれから、シート１８の端縁またはマージンが回転子部分８の上方 表面上に置かれる態様でコイル１５のまわりに折り重ねられる。固定子アセンブ リ９の上方部分１１はそれから、コイル１５および回転子部分８を被覆するシー ト１８上に位置決めされる。シート１８はこうして、回転子部分８と固定子アセ ンブリの部分１３との間の軸方向間隔を決定する。この位置では、回転子部分８ は回転子支持部分６上の他の手段により固着されるかまたは固定され、かつ２個 の固定子部分１０および１１もまた、たとえば互いに関してかつ固定子支持４に 関して付着するかまたは溶接することにより固定される。

上方固定子アセンブリ１６および対応する回転子部分７は、述べられたばかりの ものと類似の態様で組立てられかつ固定され、固定子部分１１の上方表面は固定 子アセンブリ１６の下方部分のための基準表面としての働きをする。

２個の固定子アセンブリおよび２個の回転子部分がそのそれぞれの位置に固定さ れるとき、コイル１５および１７を介して、これらのコイルを包囲するプラスチ ックシートを加熱し、かつ２個の固定子アセンブリのエアギャップからこれらの シートを引込ませるような態様で電流が通過するようにされる。

熱収縮可能プラスチック材料を用いる代わりに、回転子部分がエアギャップにお いて自由に回転できるように、この位置でプラスチック材料をなくするためにエ アギャップ内に導入される適当な化学溶媒中で溶解可能なプラスチック材料を採 用することもまた可能である。

２相モータの２個の位相間の調整を達成するために、下方固定子アセンブリに関 する位相関係が一旦、たとえば以下の態様で決定されると、固定子支持に関する 上方固定子アセンブリが固定される。回転子は回転するようにされ、かつコイル １５および１７において誘起される電圧は位相計に与えられる。上方固定子アセ ンブリ１６の角位置は、誘起電圧を直角位相にするために調整される。アセンブ リ１６はそれから、固定子支持４に限定的に固着される。

第２図は、以下の点で上記とは異なる他の実施例を例示する。２個の固定子アセ ンブリ２０９および２１６、かつまた固定子支持２０４の側壁面は半径方向開口 ２２０．２２１および２２２をそれぞれ有する。これらの開口は、第３図に示さ れかつ第２図のライン■−■に沿った断面を表わす平面図に見られ得る。

この実施例では、第１図の環状間隔シート１８はリボンの形でシート部分により 置換され、それは固定子アセンブリおよび回転子部分が固定されるとき、開口２ ２０．２２１．２２２を介して通過し、かつ外部に引込められ得る。

これらのリボンは、たとえば完全に確立した厚さの間隔エレメントを形成するよ うに“ＭＹＬＡＲ”　（商標）という名の材料から作られ、それはこの材料の高 い機械抵抗のため容易に完全に除去され得る。この場合、環状回転子部分は、た とえば第３図で示されるアセンブリ内のそれぞれの開口および固定子支持に対応 する４個の基準点上で静止する。

第２図による回転子支持部分２０６は、円筒周辺壁面２０６’　および上向き開 放環状中空２２３を有する。環状回転子部分の高さにおいて、壁面２０６′は回 転子部分の厚さよりわずかに大きい断面の半径方向開口２２４．２２５を有する 。支持部分上に回転子部分を固定するために、中空２２３は、固定する瞬間に加 熱されると、支持部分の周辺に沿って分布された開口２２４．２２５を通過し、 かつ容易に制御可能に接着させる適当な接着剤が充填される。

第４図および第５図は、第１図のものと類似の構造を有するこのモータの他の構 造上の形を例示する。第４図によるアセンブリでは、第１の支持部分４０６は第 １図における部分６と類似であり、かつリブ６′に類似の一連のリブ４０６′を 示す。回転子部分４０７および４０８は、環状ディスクの形で示されたそれぞれ の第２の支持部分４２６．４２７上に固着され、その内部直径はリブ４０６′の 円筒エンベロープまたはシェルの外部直径に対応する。回転子部分はこれらの支 持リング４２６．４２７上に予め固定され、それはそれ自体、第１の支持部分４ ０６上のモータのアセンブリのときに固定される。各支持リング４２６．４２７ は、２個の連続するリブ４０６′間に位置される場所に４２８のような半径方向 開口を有する。

第４図の例は、シート１８またはＭＹＬＡＲリボン２１８に対応する間隔エレメ ントとしての、本質的に円形形状を有しかつ固定子アセンブリの各々の極部分の 隆起部とそれぞれの回転子部分との間に配置される４１８のような予め形成され たメタリックワイヤの利用を示す。このスペーサワイヤの好ましい形は、第５図 に見られ得る。このワイヤはループ４２９を有し、かつそれと正反対の位置で開 放される。ループ４２９は、部分４２６の開口４２８のような対応する支持部分 の半径方向開口を通過するように位置決めされ、これはワイヤが、支持部分４０ ６の隣接するリブ間の対応する空間を介してループ上に引張りを加えることによ り引込められ得る。ワイヤ４１８は好ましくはわずかに磁化可能であり、そのた めアセンブリのときそれは位置決めされ得て、かつ回転子部分上の所定位置に保 持され、これはさらにアセンブリ手順を容易にする。ワイヤにより形成された円 弧の直径は、４１６のような固定子アセンブリの極部分の平均直径にほぼ等しい 。

上記の例で述べられたばかりであり、かつ極部分と回転子部分との間の間隔エレ メントを利用するアセンブリ手順は、アセンブリの容易さおよび磁気的に協働す る部分間のエアスペースの精度の観点からの利点に加え、所与の厚さの回転子部 分が位置されるエアギャップ全体が連続発生においてわずかに変化し得るこの厚 さの関数であるという利点を有する。今では、より大きい磁気の厚さに対するエ アギャップの大きさの増加が、従来のアセンブリ手順により得られるような一定 のエアギャップ全体とともに生じられるアンペアターンあたりのトルクの変化を かなり補償する。

国際調査報告 ｍ″″１ｐ−１“”’ＰＣＴ／ＣＨ８６１０００２４ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ｒＨｌ ：　ＩＤＩＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＩ（ＲＥＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴ ＥＲＮＡ’！４ＯＮＡＬ　Ａ！’ＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＣＨ８ ６１０００２４（ＳＡ　１２１５０）ＮＬ−Ｂ−１３４５９９Ｎｏｎｅ ＵＳ−Ａ−２７９７３４６Ｎｏｎｅ ＤＥ−Ｂ−１２８２１５７Ｎｏｎａ ＵＳ−Ａ−３１７６３８０Ｎｏｎ＠ ＵＳ−Ａ−３３００６６６Ｎｏｎｅ ＤＥ−八−３１３７９８１０７１０４／８３　Ｎｏｎｅ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．平坦な環状帯に沿って規則的に配置された少なくとも一連の磁極を示すよう な態様で磁化された、本質的に平坦な環状形の少なくとも１個の回転子部分（８ ）を含む同期電気モータであって、前記回転子部分は少なくとも１個の固定子ア センブリ（９）に関して回転できるように装着されたモータのシャフト（１）上 の少なくとも１個の回転子支持部分（６）により固定され、固定子アセンブリは 透磁性材料の少なくとも２個の固定子部分（１０，１１）を含み、これらは、回 転子部分の磁極が配置された環状空間の少なくとも一部分に沿って可変エアギャ ップをそのアセンブリ内に形成するような態様で配置された極部分（１３，１４ ）を形成するか、それと固着されるか、またはそれと結合され、固定子アセンブ リはまた１個または２個以上の前記極部分と結合された少なくとも１個の電気制 御コイル（１５）を含み、回転子支持部分（６）上の回転子部分（８）の固定は 、モータを組立てるときに軸方向の回転子部分の位置決め、およびモータのシャ フト（１）の方向に関するこの角位置決めも可能にするように達成されることを 特徴とする、同期電気モータ。
2. ２．固定子アセンブリが同じ磁気回路の部分を形成する別々の固定子部分（１０ ，１１）を含み、固定子アセンブリは、モータのアセンブリとともに、互いに関 して軸方向に固定子部分の位置決めを可能にするような態様で配置されることを 特徴とする、請求の範囲第１項に記載のモータ。
3. ３．同じ磁気回路の部分を形成する固定子部分が、モータのシャフトの軸に対し て平行な接触表面により構成される磁気結合を形成するような態様で直接にまた はヨーク部分により、互いに接続されることを特徴とする、請求の範囲第２項に 記載のモータ。
4. ４．固定子アセンブリが、同じ形の２個の同軸環状固定子部分（１０，１１）に より形成されることを特徴とし、その各々は少なくとも第１のおよび第２の円筒 壁面部分を有し、第１の壁面部分の内部直径は第２の壁面部分の外部直径に等し く、２個の固定子部分が、前記それぞれの第１のおよび第２の壁面部分により一 方を他方内に嵌合するような態様で接合される、請求の範囲第３項に記載のモー タ。
5. ５．回転子部分（８）が、その外部直径と比較すると小さい厚さの環状ディスク 形でありかつ軸方向に磁化されることを特徴とし、かつ固定子アセンブリが、回 転子部分のいずれかの側に配置された極部分（１３，１４）を含むことを特徴と する、先行の請求の範囲のいずれかに記載のモータ。
6. ６．固定子アセンブリ（２１６）および／または回転子支持部分が回転子部分と 極部分との間のエアスペースと通じる少なくとも１個の入口閉口（２２１，２２ ２）を含み、この開口が、回転子部分が設けられたモータシャフトと接続された 固定子アセンブリの外側から出入り可能であることを特徴とする、先行の請求の 範囲のいずれかに記載のモータ。
7. ７．回転子支持部分（２０６）が、モータシャフトに関して同軸の回転表面の形 を有する外部壁面を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のモータ。
8. ８．回転子支持部分（６）がモータシャフトに関して同軸の回転表面のいくつか の部分から形成された周辺部分を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記 載のモータ。
9. ９．回転子部分が回転子支持部分の少なくとも１個の周辺部分上に固着されるか または溶接されることを特徴とする、請求の範囲第１項および第７項または第８ 項のいずれかに記載のモータ。
10. １０．回転子支持部分（２０６）が、その周辺部分（２０６′）に、対応する支 持部分上に回転子部分を固定するときそれらを介して接着剤の通過を可能にする ような態様で回転子部分の高さに配置された複数個の半径方向開口（２２５，２ ２６）を含むことを特徴とする、請求の範囲第９項に記載のモータ。
11. １１．回転子支持部分（２０６）が、１個または数個の前記半径方向開口（２２ ５，２２６）と通じる少なくとも１個の中空（２２３）を含み、かつ接着剤貯蔵 槽を形成することを特徴とする、請求の範囲第１０項に記載のモータ。
12. １２．同じ回転子支持部分（６）上に固定された少なくとも２個の軸方向に間隔 を置いた同軸回転子部分（７，８）、および各々が対応する回転子部分と協働す る少なくとも２個の固定子アセンブリ（９，１６）も含むことを特徴とする、先 行の請求の範囲のいずれかに記載のモータ。
13. １３．まず第１に回転子支持部分に嵌合されたモータシャフトは、それぞれの回 転子部分の対応する平坦な環状帯に面して配置されなければならない極部分の両 端部が軸方向にモータシャフトの軸に対して垂直な平面に配置きれるような態様 で、これらの極部分のアセンブリとともに組立てられ、環状回転子部分が、それ と前記極部分の少なくとも一部分の両端部との間に、定められた厚さの少なくと も１個のスペーサエレメントを配置することにより所定位置に置かれ、回転子部 分が回転子支持上に固定され、かつそれからスペーサエレメントが回転子部分と 前記極部分との間の空間から引込められるかまたは除去されることを特徴とする 、請求の範囲第１項に記載のモータを製造する方法。
14. １４．スペーサエレメントが熱収縮可能プラスチック材料のシートであることを 特徴とし、かつこのシートの収縮または引込みがモータの加熱の影響の下で得ら れることを特徴とする、請求の範囲第１３項に記載の方法。
15. １５．モータの制御コイルにおける電流の通過により加熱が得られることを特徴 とする、請求の範囲第１４項に記載の方法。
16. １６．スペーサエレメントが化学溶媒内で溶解可能である材料のシートであるこ とを特徴とし、かつ溶媒が少なくとも回転子部分と極部分との間の空間内に通過 するようにされることを特徴とする、請求の範囲第１３項に記載の方法。
17. １７．スペーサエレメントが、この開口を介するその除去を可能にするような態 様で前記入口開口を通過するリボン部分の形を有することを特徴とする、請求の 範囲第６項に記載のモータの製造のための、請求の範囲第１３項に記載の方法。
18. １８．スペーサエレメントが、回転子部分の磁化された環状帯の平均直径にほぼ 等しい直径を有する本質的に円形のメタリックワイヤであることを特徴とし、こ のワイヤが２個の自由端と、前記入口開口を介してワイヤの除去を可能にするよ うな態様で、前記入口開口を通過する部分とを有する、請求の範囲第６項に記載 のモータの製造のための、請求の範囲第１３項に記載の方法。
19. １９．スペーサワイヤが弱い磁性材料でありかつ２個の近接して配置された自由 端を有することを特徴とし、前記入口開口を通過する部分がワイヤの連続部分に おいて形成されたループであり、かつスペーサワイヤが、対応する極部分の両端 部上にこれを置く前に環状回転子部分上に置かれることを特徴とする、請求の範 囲第１８項に記載の方法。
20. ２０．第２のスペーサエレメントが、前記平坦な環状帯を含む表面と反対側にあ る回転子部分の表面上に配置されることを特徴とし、かつ極部分の第２のアセン ブリがこの第２のスペーサエレメント上に置かれることを特徴とし、極部分の前 記アセンブリがそれぞれ、第１のおよび第２の固定子部分を形成し、かつこれら の２個の固定子部分が対応する固定子アセンブリを形成するような態様で互いに 関して固定されることを特徴とする、請求の範囲第３項および第５項に記載のモ ータを製造するための、請求の範囲第１３項ないし第１９項のいずれかに記載の 方法。
21. ２１．第２の固定子アセンブリの第１の固定子部分が第１の固定子アセンブリの 第２の固定子部分上に直接にまたはスペーサエレメントの介在により配置される ことを特徴とし、これらの前記固定子部分は各々、モータシャフトの軸に対して 垂直な基準表面を含む、請求の範囲第３項、第５項および第１２項に記載のモー タのための、請求の範囲第２０項に記載の方法。