JP4793682B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
本発明は、電動機に関するもので、特にステータ構造に関するものである。
図２に示すように、従来の永久磁石同期電動機などの電動機２１は、筒状をしたフレーム２２と、前記フレーム２２の軸方向端部にそれぞれ取り付けた負荷側ブラケット２３と反負荷側ブラケット２４と、前記フレーム２２の内面に取り付けられヨーク部２５ａと歯部２５ｂに２分割されて構成されてなるステータコア２５と、前記ステータコア２５の歯部２５ｂにボビン２６を介して巻装したステータコイル２７とからなるステータＳ‘と、前記負荷側ブラケット２３と反負荷側ブラケット２４に軸受２８を介して回転自在に支持したシャフト２９とこのシャフト２９の外周面に取り付けた永久磁石３０とを有してなる回転子Ｒ’とを備えて構成されている。また、前記ステータＳ‘は、コイルエンド２７ａを含めて樹脂３１でモールドされている。（例えば、特許文献１参照）。
なお、図において、３２は前記反負荷側ブラケット１４の外部側に配置された回転検出器である。
特開２００３−７９０８８号公報
なお、図において、３２は前記反負荷側ブラケット１４の外部側に配置された回転検出器である。
しかしながらこのような従来の電動機においては、次のような問題があった。
（１）前記歯部２５ｂにステータコイル２７を巻回するため、トルク発生に寄与しないコイルエンド２７ａの軸方向厚みをステータコア２５の両側端面に確保する必要があり、電動機の小型化を阻害している。
（２）モールドした樹脂がフレーム側およびエアーギャップ側に漏れることがあり、ステータコア２５をフレーム２２に嵌合するときの支障、およびエアーギャップの確保の支障になるため、後処理工程が必要で樹脂３１の除去作業が面倒である。
本発明は、このような問題に解決するためになされたもので、小型化が可能で、かつ後処理工程が不要な樹脂モールドを可能とする電動機を提供することを目的とするものである。
（１）前記歯部２５ｂにステータコイル２７を巻回するため、トルク発生に寄与しないコイルエンド２７ａの軸方向厚みをステータコア２５の両側端面に確保する必要があり、電動機の小型化を阻害している。
（２）モールドした樹脂がフレーム側およびエアーギャップ側に漏れることがあり、ステータコア２５をフレーム２２に嵌合するときの支障、およびエアーギャップの確保の支障になるため、後処理工程が必要で樹脂３１の除去作業が面倒である。
本発明は、このような問題に解決するためになされたもので、小型化が可能で、かつ後処理工程が不要な樹脂モールドを可能とする電動機を提供することを目的とするものである。
上記問題を解決するため、本発明は、筒状をしたフレームと、前記フレームの軸方向端部にそれぞれ取り付けた負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットと、前記フレームの内面に取り付けられヨーク部と歯部とからなるステータコアと、前記ステータコアにボビンあるいはインシュレータを介して巻装したステータコイルとからなるステータと、前記負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットに軸受を介して回転自在に支持したシャフトとこのシャフトの外周面に取り付けた永久磁石とを有するロータとを備えてなる電動機において、前記ステータコアのヨーク部とステータコイルを巻装しない歯部先端を、前記ステータコイルのコイルエンドの上下部分を覆うように軸方向に突出させ、前記ボビンの軸方向端部位置まで延ばしてヨーク突出部と歯部先端突出部を形成するとともに、前記ヨーク突出部を、前記フレームの内面と密着させ、前記ヨーク突出部と前記歯部先端突出部間を、前記ステータコイルを覆うようにして樹脂でモールドし、前記永久磁石を、前記歯部先端突出部と径方向に対向するように、軸方向に延ばし、前記樹脂の軸方向両側または片側端面を前記ヨーク突出部および前記歯部先端突出部端面と一致させたことを特徴とするものである。
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）ステータコイルを巻装している歯部の軸方向長さ以上にロータの永久磁石の軸方向長さを大きくすることと併せて、ステータコイルを巻装しない歯部先端を軸方向に突出させることで、ロータの永久磁石より発生する磁束をステータの歯部へ供給することが可能となる。これにより、コイルエンドを含めた電磁部長さを変更することなく、永久磁石長さに比例して電動機定数を向上させることが可能となる。つまり、電動機の性能に対して小形化することができる。
（２）ヨークを軸方向に突出させることで、ヨークの軸方向断面積が増加するため磁束密度を下げることが可能となり、鉄損が低減する。また、ヨークを軸方向に突出させることと併せて外ヨークの半径方向厚さを薄肉として、外ヨークの軸方向断面積を同じとすることにより、スロット面積を広くすることが可能となり、ステータコイルの投入量アップが可能となり電動機定数を向上させることが可能となる。
（３）前記ヨーク突出部と歯部先端突出部間で、樹脂をモールドするので、樹脂がフレーム側およびエアーギャップ側に漏れることがなく、後処理工程が不要で製造が簡単になる。
（４）、前記フレームを、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とし、前記ヨーク突出部を、前記フレーム２の内面と密着させているので、ステータコアの重量増加を電動機全体で緩和することができるとともに、ステータコアからの熱がフレームに伝達されやすく電動機の冷却を良好に行うことができる。
（１）ステータコイルを巻装している歯部の軸方向長さ以上にロータの永久磁石の軸方向長さを大きくすることと併せて、ステータコイルを巻装しない歯部先端を軸方向に突出させることで、ロータの永久磁石より発生する磁束をステータの歯部へ供給することが可能となる。これにより、コイルエンドを含めた電磁部長さを変更することなく、永久磁石長さに比例して電動機定数を向上させることが可能となる。つまり、電動機の性能に対して小形化することができる。
（２）ヨークを軸方向に突出させることで、ヨークの軸方向断面積が増加するため磁束密度を下げることが可能となり、鉄損が低減する。また、ヨークを軸方向に突出させることと併せて外ヨークの半径方向厚さを薄肉として、外ヨークの軸方向断面積を同じとすることにより、スロット面積を広くすることが可能となり、ステータコイルの投入量アップが可能となり電動機定数を向上させることが可能となる。
（３）前記ヨーク突出部と歯部先端突出部間で、樹脂をモールドするので、樹脂がフレーム側およびエアーギャップ側に漏れることがなく、後処理工程が不要で製造が簡単になる。
（４）、前記フレームを、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とし、前記ヨーク突出部を、前記フレーム２の内面と密着させているので、ステータコアの重量増加を電動機全体で緩和することができるとともに、ステータコアからの熱がフレームに伝達されやすく電動機の冷却を良好に行うことができる。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例を示す永久磁石形同期型電動機の側断面図である。
図１において、永久磁石形電動機は、基本的な構成は従来の永久磁石形電動機と同じである。すなわち、永久磁石同期電動機などの電動機１は、筒状をしたフレーム２と、前記フレーム２の軸方向端部にそれぞれ取り付けた負荷側ブラケット３と反負荷側ブラケット４と、前記フレーム２の内面に取り付けられヨーク部５ａと歯部５ｂに２分割されて構成されてなるステータコア５と、前記ステータコア５の歯部５ｂにボビン６を介して巻装したステータコイル７とからなるステータＳと、前記負荷側ブラケット３と反負荷側ブラケット４に軸受８を介して回転自在に支持したシャフト９とこのシャフト９の外周面に取り付けた永久磁石１０とを有してなる回転子Ｒとを備えて構成されている。
また、前記ステータＳは、コイルエンド７ａを含めて樹脂１１でモールドされている。
なお、図において、１２は前記反負荷側ブラケット４の外部側に配置された回転検出器である。
本発明が、従来技術と異なるところは、前記ステータコア５のヨーク部５ａと歯部５ｂを、前記ステータコイル７のコイルエンド７ｂの上下部分を覆うように軸方向に突出させ、前記ボビン６の軸方向端部位置まで延ばしてヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄを形成するとともに、前記ヨーク突出部５ｃを、前記フレーム２の内面と密着させた点と、前記ヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄ間を、ステータコイル７を覆うようにして樹脂１１でモールドした点と、前記永久磁石を、前記歯部先端突出部と径方向に対向するように、軸方向に延ばした点と、ステータコア５の重量増加を電動機全体で緩和するため、および冷却能力の向上のために、前記フレーム２を、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とした点である。
これにより、ヨーク部５ａの軸方向断面積が増加するため磁束密度を小さくすることが可能となり、鉄損が低減する。また、ステータコイル７を巻回しないヨーク突出部５ｃを軸方向に突き出すことと併せてヨーク部５ａの半径方向厚さを薄肉として、ヨーク部５ａの軸方向断面積を同じとすることにより、歯部５ｂ間に形成されるスロットの面積を広くすることが可能となり、ステータコイル７の投入量アップが可能となって電動機定数を向上させることができる。
また、ロータＲの軸方向に長く延ばした永久磁石２より発生する磁束をステータコア４へ供給することが可能となり、コイルエンド７ｂを含めた電磁部長さを変更することなく、磁石２の長さに比例して電動機定数を向上させることが可能となる。
さらに、前記ヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄ間で、樹脂１１をモールドするので、樹脂１１がフレーム２側およびエアーギャップ側に漏れることがなく、後処理工程が不要で製造が簡単になる。
またさらに、前記フレーム２を、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とし、前記ヨーク突出部５ｃを、前記フレーム２の内面と密着させているので、ステータコア５の重量増加を電動機全体で緩和することができるとともに、ステータコア５からの熱がフレーム２に伝達されやすく電動機の冷却が良好に行える。
なお、前記実施例においては、ステータコア５は、ヨーク部５ａと歯部５ｂに２分割されて構成されたものを示し、ステータコイル７はボビン６を介して歯部５ｂに巻装されたものを示しているが、ステータコア５は、ヨーク部５ａと歯部５ｂを一体に形成し、ステータコイル７は、２つの絶縁部材を歯部５ｂに軸方向両側から挟みこんで構成するインシュレータを介して歯部５ｂに巻装するようにしてもかまわない。
図１において、永久磁石形電動機は、基本的な構成は従来の永久磁石形電動機と同じである。すなわち、永久磁石同期電動機などの電動機１は、筒状をしたフレーム２と、前記フレーム２の軸方向端部にそれぞれ取り付けた負荷側ブラケット３と反負荷側ブラケット４と、前記フレーム２の内面に取り付けられヨーク部５ａと歯部５ｂに２分割されて構成されてなるステータコア５と、前記ステータコア５の歯部５ｂにボビン６を介して巻装したステータコイル７とからなるステータＳと、前記負荷側ブラケット３と反負荷側ブラケット４に軸受８を介して回転自在に支持したシャフト９とこのシャフト９の外周面に取り付けた永久磁石１０とを有してなる回転子Ｒとを備えて構成されている。
また、前記ステータＳは、コイルエンド７ａを含めて樹脂１１でモールドされている。
なお、図において、１２は前記反負荷側ブラケット４の外部側に配置された回転検出器である。
本発明が、従来技術と異なるところは、前記ステータコア５のヨーク部５ａと歯部５ｂを、前記ステータコイル７のコイルエンド７ｂの上下部分を覆うように軸方向に突出させ、前記ボビン６の軸方向端部位置まで延ばしてヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄを形成するとともに、前記ヨーク突出部５ｃを、前記フレーム２の内面と密着させた点と、前記ヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄ間を、ステータコイル７を覆うようにして樹脂１１でモールドした点と、前記永久磁石を、前記歯部先端突出部と径方向に対向するように、軸方向に延ばした点と、ステータコア５の重量増加を電動機全体で緩和するため、および冷却能力の向上のために、前記フレーム２を、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とした点である。
これにより、ヨーク部５ａの軸方向断面積が増加するため磁束密度を小さくすることが可能となり、鉄損が低減する。また、ステータコイル７を巻回しないヨーク突出部５ｃを軸方向に突き出すことと併せてヨーク部５ａの半径方向厚さを薄肉として、ヨーク部５ａの軸方向断面積を同じとすることにより、歯部５ｂ間に形成されるスロットの面積を広くすることが可能となり、ステータコイル７の投入量アップが可能となって電動機定数を向上させることができる。
また、ロータＲの軸方向に長く延ばした永久磁石２より発生する磁束をステータコア４へ供給することが可能となり、コイルエンド７ｂを含めた電磁部長さを変更することなく、磁石２の長さに比例して電動機定数を向上させることが可能となる。
さらに、前記ヨーク突出部５ｃと歯部先端突出部５ｄ間で、樹脂１１をモールドするので、樹脂１１がフレーム２側およびエアーギャップ側に漏れることがなく、後処理工程が不要で製造が簡単になる。
またさらに、前記フレーム２を、軽量で熱伝達の良好なアルミニウム製とし、前記ヨーク突出部５ｃを、前記フレーム２の内面と密着させているので、ステータコア５の重量増加を電動機全体で緩和することができるとともに、ステータコア５からの熱がフレーム２に伝達されやすく電動機の冷却が良好に行える。
なお、前記実施例においては、ステータコア５は、ヨーク部５ａと歯部５ｂに２分割されて構成されたものを示し、ステータコイル７はボビン６を介して歯部５ｂに巻装されたものを示しているが、ステータコア５は、ヨーク部５ａと歯部５ｂを一体に形成し、ステータコイル７は、２つの絶縁部材を歯部５ｂに軸方向両側から挟みこんで構成するインシュレータを介して歯部５ｂに巻装するようにしてもかまわない。
１，２１ 電動機
２，２２ フレーム
３，２３ 負荷側ブラケット
４，２４ 反負荷側ブラケット
５，２５ ステータコア
５ａ，２５ｂ ヨーク部
５ｂ，２５ｂ 歯部
５ｃ，２５ｃ ヨーク突出部
５ｄ，２５ｄ 歯部先端突出部
６，２６ ボビン
７，２７ ステータコイル
７ａ，２７ａ コイルエンド
８，２８ 軸受
９，２９ シャフト
１０，３０ 永久磁石
１１，３１ 樹脂
１２，３２ 回転検出器
Ｒ，Ｒ’ ロータ
Ｓ，Ｓ’ ステータ
２，２２ フレーム
３，２３ 負荷側ブラケット
４，２４ 反負荷側ブラケット
５，２５ ステータコア
５ａ，２５ｂ ヨーク部
５ｂ，２５ｂ 歯部
５ｃ，２５ｃ ヨーク突出部
５ｄ，２５ｄ 歯部先端突出部
６，２６ ボビン
７，２７ ステータコイル
７ａ，２７ａ コイルエンド
８，２８ 軸受
９，２９ シャフト
１０，３０ 永久磁石
１１，３１ 樹脂
１２，３２ 回転検出器
Ｒ，Ｒ’ ロータ
Ｓ，Ｓ’ ステータ
Claims (1)
- 筒状をしたフレームと、
前記フレームの軸方向端部にそれぞれ取り付けた負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットと、
前記フレームの内面に取り付けられヨーク部と歯部とからなるステータコアと、前記ステータコアにボビンあるいはインシュレータを介して巻装したステータコイルとからなるステータと、
前記負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットに軸受を介して回転自在に支持したシャフトとこのシャフトの外周面に取り付けた永久磁石とを有するロータとを備えてなる電動機において、
前記ステータコアのヨーク部とステータコイルを巻装しない歯部先端を、前記ステータコイルのコイルエンドの上下部分を覆うように軸方向に突出させ、前記ボビンの軸方向端部位置まで延ばしてヨーク突出部と歯部先端突出部を形成するとともに、前記ヨーク突出部を、前記フレームの内面と密着させ、
前記ヨーク突出部と前記歯部先端突出部間を、前記ステータコイルを覆うようにして樹脂でモールドし、
前記永久磁石を、前記歯部先端突出部と径方向に対向するように、軸方向に延ばし、
前記樹脂の軸方向両側または片側端面を前記ヨーク突出部および前記歯部先端突出部端面と一致させたことを特徴とする電動機。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006008284A JP4793682B2 (ja) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | 電動機 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2006
- 2006-01-17 JP JP2006008284A patent/JP4793682B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007195269A (ja) | 2007-08-02 |
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