JP2014039464A - モータ用コア部品、及びその材料利用率とスロット充填率を増加させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ用コア部品、及びその材料利用率とスロット充填率を増加させる方法を提供すること。
【解決手段】モータ用コア部品（１０）は、複数の極（１２）と環状又はリング状ヨーク（１６）とからなる。製造時のより高い材料利用率を可能とするために、ヨーク（１６）は、複数のヨーク部分（１４）を含むベルト状部品（２６）を、曲げるか折ることによって製造される。極の少なくとも一部（２０）は、ヨーク部分（１４）とは別の部品で、該極（１２）とヨーク（１６）とを一体に組み立てる前に、界磁コイルが極本体の周りに巻きつけられるので、より便利な巻き付けと、より高いスロット充填率が可能になる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、モータ用コア部品、及びその材料利用率とスロット充填率を増加させる方法に関する。

電動モータの回転子及び固定子は、多くの場合、一又はそれ以上の互いに重ねられたコア部品からなる。これらのコア部品は、一般的に、ヨークと、一又はそれ以上の磁性部品、例えば界磁コイル巻線を取り付けるための複数の極又は歯とからなる。例えば、多くのモータにおいて、固定子ヨークに取り付けられた極の隣り合った対は、界磁コイルをそれぞれの極に巻き付けることができるようにするための巻線用スロットを定める。

モータ用コア部品は、単一部品として製造することができる。例えば、図１は、中央ヨークと複数の外向きに延びる極とからなる、複数のモータ用コア部品６の製造パターンを示しており、ここでは、それぞれのコア部品は、金属、プラスチック、その他のモータコア用部品の製造に適した材料の材料シート４から、切り出し、彫り込み、その他により製造された、単一の中実片２でつくられている。しかしながら、図１に示されているように、この形式の形状を採用すると、材料利用率が低くなり、材料が高い割合で廃棄される。これが、材料消費の増加及び製造のための稼働費用の上昇を引き起こす。

加えて、単一片形状は、巻線を内方向及び外方向に通すための空間を極の上に残す必要性のために、極の周りに巻かれる界磁コイル巻線の量を制限するものとなる。幾つかの用途においては、高いスロット充填率を達成するために、多くの界磁コイル巻線をコア部品の巻線用スロットに嵌め込むことができるようにすることが望ましく、そのようにすることで、界磁コイルは、より大きな出力トルクを可能にする、より強い磁場を生成することができるようになる。単一片コア部品は、これら幾つかの用途において、十分なスロット充填率を達成することができない。

このように、より大きな材用利用率及びより高いスロット充填率を有するモータ用コア部品が必要とされている。

幾つかの実施形態は、材料利用率が増加し、より高いスロット充填率を有するように製造することができる、モータ用コア部品に向けられている。幾つかの実施形態は、線状に接続された複数のヨーク部からなる、少なくとも１つのベルト状部品から形成された、環状すなわちリング形状のヨークを含む。コア部品はさらに複数の極を含み、該極に界磁コイルのような複数の磁性部品が巻きつけられるか、又は取り付けられる。

幾つかの実施形態において、ベルト状部品は、単一部品として形成された複数のヨーク部からなる。該ベルト状部品は、ヨークの製造を容易にするか、或いは、ベルト状部品にヨークが形成される時に該ベルト状部品の応力を減らすための応力軽減形状として働く、複数の構造安定化形状を含むことができる。幾つかの実施形態において、構造安定化形状は、隣接する対のヨーク部の間の切り込みからなるものとすることができる。幾つかの実施形態において、応力軽減をもたらすために、該切り込みの頂部近くに貫通穴すなわち貫通孔を設けることができる。

幾つかの実施形態において、極は極本体と極シューとからなり、該極シューは、極本体の端部から周方向外向きに延びる。幾つかの実施形態において、極シューの内側の面と極本体の側縁とは、１００度から１２０度の間の角度で配置される。

幾つかの実施形態において、極の一部はヨークとは別の部品である。幾つかの実施形態において、極本体と極シューとは単一部品からなり、ヨークとは別の部品である。他の実施形態において、一又はそれ以上の極本体は、ヨークと一体に形成された、極シューとは別の部品である。

幾つかの実施形態において、複数の極は、ヨークの外側面に取り付けられ、ヨークの中央から外向きに延びる。幾つかの実施形態において、極本体の一端部上の、突出部のような結合用形状に、ヨーク部品上の、切り込みのような対応する結合用形状を嵌合させることによって、極がヨークに取り付けられる。幾つかの実施形態において、極シュー上の結合用形状が、極本体の結合用形状に嵌合される。他の実施形態において、取り付け方法の異なる結合用形状を使用することができる。

ベルト状部品と、別体の極部品とは、製造時に際してより高い材料利用率を達成するように構成される。幾つかの実施形態において、極シューが極本体から延びる長さは、極本体の幅よりも大きい。幾つかの実施形態において、隣接する極本体の間の間隔は、極本体の幅よりも広い。そのような形状によって、幾つかの実施形態において、ベルト状部品又は極を、材料利用率を高めるためにより密集したパターンに配置することができる。例えば、幾つかの実施形態において、第１の複数の極本体を有する第１ベルト状部品と、第２の複数の極本体を有する第２ベルト状部品とを、これらベルト状部品の極本体が互い違いに、すなわち交互に位置するパターンを形成するように配置することができる。ヨークとは別に形成されたコア部品の極部分をヨークに取り付ける前に、界磁コイルを該コア部品の極の周りに巻きつけることによって、より便利な巻きつけと、より高いスロット充填率を可能にすることができる。

図面は実施形態の設計と有用性を示しており、該図面において、類似する要素は、共通する参照番号が付されている。これらの図面は、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。上述及び他の利点及び目的をよりよく理解できるようにするために、添付の図面に示された実施形態について、より具体的な説明が与えられる。これらの図面は例示的な実施形態のみを示しており、それによって本発明の範囲を限定すると考えるべきではない。

複数のモータ用コア部品の製造パターンを示す図である。 幾つかの実施形態による、モータ用コア部品を示す図である。 図２Ａに示したモータ用コア部品の円で囲まれた部分の拡大図である。 幾つかの実施形態における、ベルト状部品の製造パターンを示す図である。 幾つかの実施形態における、複数の極の製造パターンを示す図である。 幾つかの実施形態による、モータ用コア部品を示す図である。 幾つかの実施形態による、ベルト状部品の製造パターンを示す図である。 幾つかの実施形態による、複数の極の製造パターンを示す図である。 幾つかの実施形態による、モータを示す図である。

様々な形状が、図面を参照して以下に説明される。図面は必ずしも縮尺通りに描かれているとは限らず、類似する構造の要素或いは機能は、図面を通して同じ参照番号で表されていることに留意すべきである。さらに、一又はそれ以上の特定の実施形態において特に言及され、或いは、一又はそれ以上の特定の請求項に記載されていない限り、図面は、図示及び説明目的のために特徴説明を容易にすることを意図していることもまた留意されるべきである。図面及び本明細書において説明されている様々な実施形態は、様々な他の実施形態を網羅的に図示し又は説明することを意図するものではなく、或いは、特許請求の範囲の限定、又は本出願において説明されている実施形態を参照した場合に当業者にとって自明な他の実施形態の範囲の限定を意図しているものでもない。加えて、図示された実施形態は、示された特徴又は利点を全て有する必要はない。

特定の実施形態に関連して説明された特徴及び利点は、必ずしもその実施形態に限られるものではなく、たとえそのように示されておらず、或いは明示的に説明されていない場合でも、他の実施形態のいずれにおいても実施することができる。また、本明細書全体において、「幾つかの実施形態」又は「他の実施形態」という表現は、それらの実施形態に関連して説明された特定の形状、構造、材料、工程、又は特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書の様々な場所において現れる「幾つかの実施形態において」、「一又はそれ以上の実施形態において」、又は「他の実施形態において」という表現は、必ずしも同一の実施形態を指しているものとは限らない。

実施形態は、電動モータ又は発電機を含む回転装置のコア部品（以下、総称してモータ用コア部品という）に向けられている。コア部品は、材料利用率の増加を可能にし、高いスロット充填率を達成するために、別々に組み立てられた部品から構成することができる。幾つかの実施形態において、スロット充填率は、巻線に利用できるか又は実際に巻線を受け入れている空間（例えば極の長さ）と、製造機器の特定の部品片をもった全空間との比を表す。これらの実施形態において、ここに説明される様々な実施形態は、製造機器の同一で特殊な部品片を使用することにより、製造機器を専用化することなく、或いは製造機器の性能を損なうことなく、より高いスロット充填率を達成することができる。例えば、これら実施形態の幾つかは、一般的に使用されている製造機器を改造することなく、或いは、限定的な意味ではないが、例えば製造機器の収率又は製造効率を減らすことなく、同一の機器を使用して極の周りに巻線を形成することを可能にする。幾つかの実施形態において、コア部品は、ほぼ環状、円形、又は軸対称（以下環状と呼ぶ）のヨークと複数の極とからなる。前述の「環状ヨーク」にあるような「環状」という用語は、ほぼ円形又はリング状の部品のすべてを指すものとして使用されている。環状部品は、必ずしも完全な円形である必要はない。例えば、図２Ａに示されたヨーク１６は、ヨーク部分の表面１４（外表面２８のような）が平らな表面であるにもかかわらず、環状と考えられる。

環状又は軸対称のヨークは、複数のヨーク部分からなるものとすることができる。複数のヨーク部分は、ベルト状又は鎖状部品（ベルト状部品と総称する）を出発材料とし、該部品を更に曲げ、折り、ロール巻きにし、或いは、環状又は軸対称のヨークを形成するのに適した他の製造工程のいずれかを行うことによって、製造することができる。所望の寸法を達成するために、ヨークの全体又は大部分を材料の単一片の機械加工で製造するのではなく、ヨーク部分をベルト状部品として製造することにより、不必要な材料を除去し、より高い材料利用率を達成することができる。

幾つかの実施形態において、ヨーク部分は、極の一部とは別の部品により構成され、単一の分離できない部品片（例えば、機械加工、溶接、その他の材料を互いに接合する製造工程のいずれかによる）とするか、又は複数の部品が分離可能に組み立てられた組立体とすることができる。幾つかの実施形態において、巻線コイルは、ヨーク部分に取り付けられる前に、極の周りに巻きつけられるようにすることができる。この形式の構成によって、従来の手法、例えば、ヨーク部分製造に用いられる材料の同一材料片から極を製造することにより製造された極設計と同じものの場合、より便利な巻きつけが可能となり、高いスロット充填率を達成することができる。

図２Ａは、幾つかの実施形態におけるモータ用コア部品１０を示す。図２Ｂは、図２Ａのモータ用コア部品１０における、ほぼ円形の部分の拡大図である。図示された実施形態は、内部固定子／外部回転子型モータにおける回転子のためのコア部品を示すものであるが、同様の思想が、内部固定子／外部回転子型モータといった他の形式のモータにも適用可能であることが、当業者には理解できる。前述の「ほぼ円形の部分」における、「ほぼ」又は「ほとんど」という用語は、ここでは、特定の形状が、完全であるように（例えば、完全な円形に）設計又は意図されているが、制作又は製造上の誤差、設計上の許容公差又は通常の摩耗及び裂けによる様々な嵌合部品又は組立体の緩み、或いはそれらの組み合わせが、この設計された完全な特性からの変位をもたらすことを示すために、用いられていることに留意すべきである。従って、当業者は、「ほぼ」、「ほとんど」という用語が、本明細書において、少なくとも、そのような制作上又は製造上の誤差、様々な嵌合部品又は組立体の緩み、或いはそれらの組み合わせを含むものとして使用されていることを明確に理解するであろう。

図２Ａに示されている通り、モータ用コア部品１０は、環状、リング状、円形又は軸対称のヨーク１６（環状と総称する）と、複数の極１２とからなる。環状のヨーク１６は、複数のヨーク部分１４からなる。図示された実施形態において、極１２はヨーク部分１４とは別の部品を構成し、ヨーク部分１４に対して分離可能に又は分離不能に取り付けられる。本明細書において使用されている「別の部品」は、別部品として製造され、後で他の部品に取り付けられ、組み立てられ、又は固定される部品を示すものである。

幾つかの実施形態において、極１２は、ヨーク部分１４の外側面に取り付けられており、環状ヨーク１６の中央から放射状に外側へ向いている。幾つかの実施形態において、本明細書の目的のために、内側面は、組み立てられたコア部品の中央に近い部分又は部品の面を指し、外側面は、組み立てられたコア部品の中央から遠い部分又は部品の面を指すものと解釈される。

幾つかの実施形態において、極１２の隣接する対が、磁性部品を受け入れるための巻線用スロットを定めており、この磁性部品には、例えば界磁コイルが含まれるが、これに限定されるものではない。幾つかの実施形態において、巻線用スロット１７は、溝、チャンネル、その他の磁性部品を受け入れることができる他の構造的形状からなるものとすることができる。該磁性部品は、界磁コイルからなるものとすることができ、この界磁コイルは、巻線用スロット１７内の空間の少なくとも一部を占めるように、極１２の周りに巻き付けられている。界磁コイルは、理論上は、巻線用スロット１７によって構成される利用可能な空間の全てを占めるようにすることができるが、それにも拘らず、実用上の問題又は制限（例えば、アクセスの容易さ、製造能率上の必要性など）のため、幾つかの許容空間が使用されないままになることがある。例えば、巻線を製造するための製造機器は、例えば、他の部品の存在による妨害、機器の動きにおける作動範囲など、及び、それによってそのような空間へのアクセスが制限されることによって、巻線用スロット１７の一端又は両端近くの空間を占めるようにコイルを通すことができない場合がある。界磁コイルは、電流により励起されて磁場を形成することができる電磁石又はその他のデバイスのいずれかとすることができる。幾つかの実施形態において、該界磁コイルは、アルミニウム製コイル、銅製コイル、銀製コイル、又はそれらの組み合わせからなる。

極１２は、極本体１８と極シュー２０からなるものとすることができる。幾つかの実施形態において、該極シュー２０は、極本体の外端に位置し、極本体の両側に周方向に延びる。他の実施形態において、極シュー２０は、図面に示されたものとは異なる様々な形式及び形状をとり得ることが理解されるであろう。

極本体１８の反対側の端部は、極１２をヨーク部分１４の対応する構造又は結合用形状に取り付けるための、構造又は結合形状を含むものとすることができる。例えば、図２Ａ及び２Ｂに示す実施形態において、極本体１８の内側面は突出部からなり、ヨーク部分１４の外側面は、対応する切欠き２４（何らかの形状をもった、穴、スロット、溝、その他の構造上の形状など）からなり、該極１２は、突出部２２を切欠き２４に嵌めることで、ヨーク部分１４に取り付けられる。当業者は、極本体１８とヨーク部分１４とを接続するために、他の形式の構造上又は結合用の形状を同様に利用できることを理解するであろう。例えば、幾つかの形状において、極本体１８の方が切欠きを有し、ヨーク部分１４の方に対応する突出部を設けることができる。幾つかの他の形状において、極は、２つの部品を接続する他の方法を用いて、例えば、種々の形式の留め具を使用し、或いは、溶接、ろう付け等を使用して、ヨークに取り付けることができる。

幾つかの実施形態において、ヨーク１６は、ベルト又は鎖状の部品２６（図３に示す）を用いて組み立てられており、この部品２６は、曲げ、折り、ロール巻き、その他により、ほぼ円形又はリング状に形成されたものである。このベルト又は鎖状の部品は、線状に取り付けられた複数のヨーク部分１４からなるものとすることができ、曲げ、折り、ロール巻き、変形その他により環状ヨーク１６に形成することができる、あらゆる部品のことである点は理解される。幾つかの実施形態において、部品２６は、例えば機械加工によって単一の材料片から製造された、単一の分離できない材料片からなるものとすることができる。これらの実施形態において、部品２６は、複数の極１２が配置された面とは反対側の面上の、一又はそれ以上の構造安定化形状又は磁場安定化形状３０２（構造安定化形状と総称する）を含むものとすることができる。より具体的に述べると、該構造安定化形状３０２は、構造安定化形状の幾つかの特徴（例えば、特徴３０２２）が、ヨーク１６の最終形状の製造を容易にするように、少なくとも部分的には、ヨーク１６の幾つかの寸法（例えば、ヨークの外径又は内径）に基づいて形成することができる。幾つかの実施形態において、一又はそれ以上の構造安定化形状はまた、ヨーク１６の最終形状を形成するときの曲げによって生じる、ヨーク１６内部の応力（例えば、圧縮応力、せん断応力、又は引張り応力）を軽減するための応力軽減形状として作用するものとすることができる。一又はそれ以上の構造安定化形状はさらに、応力レベルが軽減され、このように応力レベルが軽減されることによってヨーク１６がより安定した寸法を有するものとなるようにするために、最終製品の磁場の安定化を補助するものであり、したがって、磁場安定化形状と呼ぶことができる。幾つかの実施形態において、構造安定化形状は、応力軽減形状３０２４の近傍の応力集中を軽減するためのさらに追加的な応力軽減形状３０２４を含むことができる。追加的な応力軽減形状３０２４は、応力の集中を軽減し、又は応力レベルを軽減することによりヨーク１６の寿命、信頼性、頑丈さを改善するためのより大きな直径又は寸法を有する孔からなるものとすることができる。追加的な応力軽減形状３０２４の実際の寸法は、少なくとも部分的には、ヨーク１６の寸法又は性能に対する要求、作動上の要求、或いはそれらの組み合わせに基づいて決定することができる。これらの実施形態の幾つかにおいて、特徴３０２２が、図２Ａに示されている形状のようなヨーク１６の最終形状を形成する時のハードストップ（例えば、ヨーク部分１４の材料に対する圧縮力による）として作用することができる。しかしながら、幾つかの実施形態においては、２つの特徴３０２２の面は、必ずしもヨーク１６の最終形状において互いに接触している必要はない点に留意されたい。他の幾つかの構造上の実施形態において、部品２６は、機械的方法（例えば留め具）により互いに組み立てられて部品２６を形成する、複数の個別のヨーク部分１４からなるものとすることができる。幾つかの実施形態において、様々な部品又は最終製品を生産する製造工程は、これらの様々な部品を、それぞれの低い臨界温度以下の温度に加熱する熱処理工程と、それに続く、ほぼ均一で制御された冷却工程により、これらの部品又は最終製品の製造時に生じた内部応力を除去する、一又はそれ以上の応力軽減工程を含むものとすることができる。

図３は、幾つかの実施形態による、複数のベルト状部品２６のための製造パターンを示す。幾つかの実施形態において、ヨーク１６は、単一のベルト状部品２６から形成することができる。しかしながら、他の実施形態においては、ヨーク１６は、複数のベルト状部品２６を、例えば様々な形式の適切な留め具を用いて互いに取り付けることによって構成することができる。図３に示されている通り、ヨーク１６を形成するためにベルト状部品２６を使用することにより、製造に際して、より効率的な材料利用率を可能にし、製造費用を削減することが可能になり、ベルト状部品２６を、より纏まったパターンに配置することにより、部品２６の製造に際して浪費される材料を減らすことができる。

幾つかの実施形態において、ベルト状部品２６は、複数の接続部分３２を介して取り付けられた複数のヨーク部分１４からなる。幾つかの実施形態において、この接続部分３２は、隣接するヨーク部分１４の外側面２８の近くに位置する。隣接するヨーク部分１４の各々の対が、該接続部分３２と内側面３０との間に延びる接合面３４，３６によって定められる切り込み３８によって分離される。幾つかの実施形態において、ヨーク１６を形成するために、ベルト状部品２６は、接続部分３２において曲げられ、折られ、ロール状に巻かれ、接合面３４，３６の各々の対が互いに整列され、互いに接触して切り込み３８を閉じるようになる。図３に示されたヨーク部分１４の各々は、同一のものであるように表されているが、幾つかの実施形態においては、複数のヨーク部分は、必ずしも同一である必要はない点に留意されたい。

幾つかの実施形態において、任意であるが、貫通穴又は孔４０は、接続部分３２に隣接する接合面３４，３６の各対が出会う点の近くに位置させることができる。幾つかの実施形態において、貫通穴４０は、ベルト状部品２６における応力集中を減少させ、該ベルト状部品２６が曲げられ、巻かれ、又は折られてヨーク１６にされる時、該接続部分３２近傍での損傷又は破損を防ぐのを助けるように機能することができる。貫通穴又は孔４０は、上述のように、追加的な応力軽減形状３０２４として機能することができる。

幾つかの実施形態において、ベルト状部品２６は、ヨーク部分１４の外側面２８が、ほぼ同一平面上にあり、スロット２４又は極１２をヨーク部分１４に取り付けるための他の接続形状が、各々のヨーク部分１４の外側面２８上に位置するように構成されている。幾つかの実施形態においては、ヨーク部分１４の外側面２８は、平らな面である必要はなく、どのような形状又は輪郭の面を定めるものであってもよい。幾つかの実施形態において、ヨーク部分１４の内側面３０は、凹状円弧面又は湾曲面を定め、ベルト状部品２６がヨーク１６に形成される時、複数のヨーク部分１４の内側面３０が円形の周を定めるようにすることができる。

図４は、幾つかの実施形態による、複数の極１２の製造パターンを示す。図４に示すように、各々の極１２において、極シュー２０の側面４６と極本体の側面４４との間の距離がＤ１で示され、極本体１８の幅はＤ２で示すことができる。幾つかの実施形態によると、Ｄ１をＤ２よりも大きく構成することができる。このように構成することで、生産のためのより纏まった配置を達成するために、２本の極を互い違いに、すなわち交互に位置するパターンに配置し、配列パターンの間には、所望の最終寸法を達成するための機械加工又は製造工程にとって必要な最小限の材料を残すようにし、これによって、製造時の材料消費を減少させ、費用を削減することが可能になる。

幾つかの実施形態において、極シュー２０の内側面４５が、極本体１８の側面４４との間に角度γを形成する。幾つかの実施形態において、角度γは、１００度から１２０度の間になるように構成することができる。この形状によってより纏まった製造形状が可能となり、製造時の材料利用率を増加させることができる。加えて、この形状によって、コア部品１０上に、界磁コイル巻線のための、より多くの空間をもたらし、スロット充填率、及び界磁コイルにより形成される磁場を増加させることができる。幾つかの実施形態において、任意ではあるが、極シュー２０の外側面４８が、一又はそれ以上の切欠き５０を含むようにすることができ、該切欠きにより、電動モータにおけるトルク変動を減少させる助けとすることができる。

上述の実施形態において、極１２とヨーク部分１４とは、別の部品である。これによって、極１２がヨーク部分１４に取り付けられる前に、界磁コイルを極１２の周りに巻きつけるか又は別の方法で極１２に取り付けて、巻線用スロット１７の利用率を増加させることが可能になり、同時に、界磁コイルをより簡単に、そしてより便利に巻きつけることができるようになる。幾つかの実施形態において、極１２がヨーク部分１４に取り付けられる前に、極本体１８上に配置されたコイルフレーム又はコイルスリーブの周りに界磁コイルを巻きつけることができる。

図２Ｂに示すように、ベルト状部品２６がヨーク１６に形成される時、隣接するヨーク部分１４の外側面２８は、相互に１８０度よりも小さな角度αを形成するように配置される。加えて、又は代替的に、極１２がヨーク部分１４の外側面２８に接触する位置を定めるヨーク部分１４の外側面２８は、極１２の面４４との間に角度βを形成する。幾つかの実施形態において、角度βは９０度とほぼ等しくなるように構成される。他の実施形態において、角度βを、一又はそれ以上の他の部品の寸法の少なくとも一部に基づいて、９０度よりも小さく形成することができる。

図５は、幾つかの実施形態によるモータ用コア部品６０を示す。モータ用コア部品１０と同様に、モータ用コア部品６０は、複数の極１２とヨーク部分１４とからなるヨーク１６から構成される。極１２は、ヨーク部分１４の外側に取り付けられており、環状ヨーク１６の中央から外側へ向かって放射状に延びている。極１２の隣接した対が、巻線用スロット１７のような磁性部品を受け入れるための、構造上の形状を定める。磁性部品は、極１２の周りに、巻きつけ、その他により極１２に取り付けられた界磁コイルからなり、巻線用スロット１７の少なくとも一部を占めることができる。

極１２の各々は、極本体１８及び極シュー２０からなり、該極シュー２０は、対応する極本体１８の外端部から両側に周状に延びるものとすることができる。図示された実施形態において、極１２の極本体１８は、ヨーク部分１４と同じ部品から形成され、極シュー２０は別の部品である。

幾つかの実施形態において、極本体１８及び極シュー２０は、互いに嵌め合わせられるように構成された切欠き６２及び対応する突出部６４を介して、互いに取り付けることができる。例えば、図示された実施形態においては、突出部６４は、極本体１８の外端面上に形成され、切欠き６２は、極シュー２０の内面上に形成される。他の実施形態では、極シュー２０を極本体１８に取り付けるための他の形式の接続形状を用いることができる。嵌め合わされた極本体１８及び極シュー２０は更に、他の適切な手段、例えばリテーナ又は留め具を用いることによって空間内において固定することができる。

モータ用コア部品６０のヨーク１６は、図６に示されているようなベルト状部品６６を、曲げ、折り、ロール巻きするか、その他の金属加工工程を行うことにより形成される。幾つかの実施形態においては、ヨーク１６は単一のベルト状部品６６から形成することができ、他の実施形態においては、ヨーク１６は、２又はそれ以上の互いに取り付けられたベルト状部品６６から形成される。図６は、複数のベルト状部品６６の製造パターンを示す。幾つかの実施形態において、ベルト状部品６６は、複数のヨーク部分１４及びその外側面２８が、ヨーク部分１４の該外側面２８からほぼ垂直に延びる極本体１８と、同一平面内に位置するように構成される。ベルト状部品６６の隣接するヨーク部分１４は、外側面２８の近傍に配置された接続部分３２を介して接続することができる。隣接するヨーク部分１４の各対は、接続部分３２から内側面３０に延びる接合面３４、３６によって定められる切り込み３８によって分離される。ベルト状部品２６が、曲げられ又は折られてヨーク１６が形成されると、対の接合面３４，３６は、互いに接触して、切り込み３８を塞ぐようになる。図６においては、各々のヨーク部分１４は同一のものとして表されているが、これら複数のヨーク部分１４は、他の幾つかの実施形態において、必ずしも同一のものである必要はない点に留意されたい。

幾つかの実施形態において、ベルト状部品６６を構成する極部分１４の内側面３０は、凹形の円弧状部分又は湾曲部分を定めており、該ベルト状部品６６がヨーク１６に形成される時、複数のヨーク部分１４の内側面が、ほぼ円形の形状を定めるようになる。

図６に示すように、あらかじめ組み立てられた状態のベルト状部品６６における隣接する極本体１８の間の距離はＤ３で示すことができ、極本体１８の幅はＤ２で示される。幾つかの実施形態においては、複数のベルト状部品６６を交互に又は相互入れ違いの形状に配置して、より纏まった配置、材料浪費の減少、製造費用の削減を達成できるようにするために、Ｄ３はＤ２よりも大きく構成される。

図７は、幾つかの実施例による、モータ用コア部品６０のための複数の極シュー２０についての別の製造パターンを示す。幾つかの実施形態において、極シュー２０の外側面４８は、任意であるが、モータのトルク変動を減らす助けとなる、一又はそれ以上の切欠き又は切り抜き部５０を含むことができる。

極本体１８が、対応する極シュー２０とは別の部品からなる、図５に示されたモータ用コア部品６０のような実施形態において、界磁コイルを極シュー２０が取り付けられる前に極本体１８の周りに取り付けることができる。これは、より便利な巻き付けを可能にするものであり、同時に、図５に示されているように、隣接する極１２の間の巻線用スロット１７の利用率が増加することになる。幾つかの実施形態において、界磁コイルは、巻きつけ、その他により、コイルフレーム又はスリーブの周りを包むようにすることができ、極本体１８が極シュー２０に取り付けられる前に、該コイルフレーム又はスリーブを極本体１８上に配置することができる。

図８は、幾つかの実施形態によるモータ７０を示す。モータ７０は、ブラシ付き又はブラシなしのモータであり、固定子及び回転子からなる。幾つかの実施形態において、モータ７０は、内部固定子／外部回転子型モータである。

モータ７０の回転子は、軸受箱７４に取り付けられた出力軸７２を含むものとすることができる。複数の磁性部品７６を、軸受箱７４に取り付けることができる。例えば、図８は、軸受箱７４の内側に取り付けられた磁性部品７６を示す。

モータ７０の固定子は、図示された実施形態においては、コア組立体７８を含み、それに加えて複数の界磁コイル８０を備える。コア組立体７８は、互いに重ねられた一又はそれ以上のコア部品、例えば、図２に示すコア部品１０又は図５に示されたコア部品６０のようなコア部品からなるものとすることができる。作動において、磁性部品７６がコア組立体７８の周りを回転し、出力が出力軸７２を介して外部アプリケーションに伝達される。

以上に示された実施形態は、内部固定子／外部回転子型モータのための固定子用コア部品に向けられているが、同様の思想が、外部固定子／内部回転子型のような他の形式のモータ又は発電機に応用できるということを当業者は理解するであろう。例えば、幾つかの実施形態において、ヨーク部分１４の外側面２８が、凸状部分又は凹状部分を定め、内側面３０が、極１２をヨーク１６の内側に取り付けるための、スロット２４のような、一又はそれ以上の構造形状を有するものとすることができる。

上述した明細書において、様々な態様が、その特定の実施形態について説明されてきた。しかしながら、本明細書において説明されている様々な実施形態の、より広い意図及び視点から離れることなく、様々な修正又は変更が可能であることは明白である。例えば、上述のシステム又はモジュールは、部品の特殊な配列について説明されている。それにも拘らず、説明された部品の多くの中で、配列順序又は空間的関係は、ここで説明されている様々な実施形態の範囲又は作動、或いは効果に影響を与えることなく、変えることができる。加えて、典型的な形状が示され、説明されてきたが、それらは、請求項の範囲又は他の実施形態の範囲を制限するためのものではないことを留意すべきであり、当業者にとって、様々な変更及び修正は、本明細書において説明された様々な実施形態から離れずに可能であることが明白である。従って、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、むしろ図解又は説明的なものである。これにより、説明された実施形態は、代替的なもの、修正、及び均等物を含むことを意図するものである。

１０、６０ モータ用コア部品
１２ 極
１４ ヨーク部分
１６ ヨーク
１８ 極本体
２０ 極シュー
２２、６４ 突出部
２４、５０、６２ 切欠き
２６、６６ ベルト状部品
２８ ヨーク部分１４の外側面
３０ ヨーク部分１４の内側面
３２ 接続部分
３４、３６ 接続面
３８ 切り込み
４０ 貫通穴
４４ 極本体１８の側面
４６ 極シュー２０の側面
４８ 極シュー２０の外側面
７０ モータ
７２ 出力軸
７４ 軸受箱
７６ 磁性部品
７８ コア組立体
８０ 界磁コイル

Claims (14)

1. 線状に配置された複数のヨーク部分からなる少なくとも１つのベルト状部品から形成されたヨークと、
   前記複数のヨーク部分から放射状に延びた複数の極本体と、
   前記複数のヨーク部分に対して遠い側にある前記複数の極本体の端部から、周方向外側に延びる複数の極シューと、
   を備え、前記複数の極シューと前記ヨーク部分とが、別の部品を構成しており、
   前記複数の極本体に複数の磁性部品が取り付けられた
   ことを特徴とする、電動モータ用コア部品。
2. 前記複数の極シューのうちの一つの極シューにおける、前記複数の極本体のうちの一つの極本体から延びる周方向の長さが、該極本体の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のコア部品。
3. 前記複数の極本体のうちの、２つの隣接する極本体の間隔が、前記複数の極本体のうちの一つの極本体の幅よりも広いことを特徴とする、請求項１に記載のコア部品。
4. 前記複数の極本体は、前記複数の極シューと一体に形成され、前記複数の極本体上における複数の第１接続形状を、前記複数のヨーク部分上における複数の第２接続形状に嵌合させることによって、前記ヨークの外側面に取り付けられたことを特徴とする、請求項１に記載のコア部品。
5. 前記複数の極本体は、前記複数のヨーク部分と一体に形成され、前記複数の極シューとは別の部品を構成しており、
   前記複数の極本体のうちの一つの極本体が、前記複数のヨーク部分のうちの対応する一つから遠い側にある端部に第１接続形状を有し、
   前記複数の極シューのうちの一つの極シューが、前記極本体上の前記第１接続形状と嵌合される第２接続形状を有する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のコア部品。
6. 前記複数の極本体に取り付けられた複数の磁性部品を更に含み、前記複数の磁性部品が、複数の界磁コイルを含むことを特徴とする、請求項１に記載のコア部品。
7. 複数のヨーク部分を含む少なくとも一つのベルト状部品を同定し、
   前記少なくとも一つのベルト状部品をヨークに形成し、
   複数の極のうちの一つの極が、極本体と、前記極本体の端部から周方向に延びる極シューとを含み、少なくとも一部が前記少なくとも一つのベルト状部品とは別の部品を構成している複数の極を同定し、
   前記磁性部品を前記極に取り付け、
   前記磁性部品を前記極に取り付けた後、前記極の前記少なくとも一部を前記少なくとも一つのベルト状部品に取り付ける
   段階を含むことを特徴とする、コア部品の製造方法。
8. 複数の極を同定する前記段階は、前記極シューの内側面と前記極本体の端部との間に、１００度から１２０度の角度を形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 複数の極を同定する前記段階は、前記極本体の幅よりも大きい長さで前記本体から遠ざかる方向に延びるように前記極シューを形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 少なくとも一つのベルト状部品を同定する前記段階は、第１ベルト状部品と第２ベルト状部品とを、前記第１ベルト状部品と一体に形成された第１の複数の極本体と、前記第２ベルト状部品と一体に形成された第２の複数の極本体とにおける、それぞれの極本体が交互に位置するパターンで配置する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
11. 少なくとも一つのベルト状部品をヨークに形成する前記段階は、前記少なくとも一つのベルト状部品を、曲げ、折り、又はロール巻きする段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
12. 極の少なくとも一部を取り付ける前記段階は、前記極の極本体上の第１接続形状を、前記少なくとも一つのベルト状部品における前記複数の極部分のうちの少なくとも一つの第２接続形状に嵌合させる段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
13. 複数の極を同定する前記段階は、前記複数の極を、前記少なくとも一つのベルト状部品の前記複数のヨーク部分と一体に形成し、前記複数の極シューとは別体に形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
14. 極の少なくとも一部を少なくとも一つのベルト状部品に取り付ける前記段階は、前記極の前記極シュー上の接続形状を、前記極の前記極本体上の対応する接続形状に嵌合させる段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。

Images