JPH03139156A - Twin-stator brushless motor - Google Patents
Twin-stator brushless motorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ｏ−夕の内外にステータを２個配置するこ
とによシ、ステータからの発熱の伝導バスを２系統有し
、たとえば対流によるモータ内部の熱結合が々い状態で
高論出力トルク／重量比の要求される真空用（宇宙用）
ダイレクトドライブモータ及び真空用（宇宙用）ブラシ
レスモータに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention has two stators arranged inside and outside the o-tube, thereby providing two systems of conduction buses for the heat generated from the stators. For vacuum applications (space applications) where a high theoretical output torque/weight ratio is required with a strong thermal coupling inside the motor.
This invention relates to direct drive motors and vacuum (space) brushless motors.
第３図は、地上あるかは宇宙で使用されている従来のブ
ラシレスモータを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional brushless motor used on the ground or in space.
図中（１）はケーシング、（２）は上記ケーシングに組
込まれた軸受、（３）は上記軸受に組込まれ上記ケーシ
ングに対して一軸回転運動をするシャフト、（４）は上
記シャフト（３）に固定されたヨーク、（５）は上記ヨ
ークの表面にその半径方向にＮＳに分極しかつとなり合
りものの分極方向かたがｂに逆向きになるように偶数個
固定された永久磁石、（６）は上記永久磁石の外側に配
されその外周を上記ケーシングに取付けられた複数スロ
ットを有するステータである。In the figure, (1) is the casing, (2) is the bearing incorporated in the casing, (3) is the shaft that is incorporated in the bearing and rotates uniaxially relative to the casing, and (4) is the shaft (3). (5) is an even number of permanent magnets fixed to the surface of the yoke so that they are polarized in the NS direction in the radial direction and the polarization direction of the adjacent ones is opposite to b; 6) is a stator having a plurality of slots arranged outside the permanent magnet and attached to the casing at its outer periphery.
従来のブラシレスモータの特徴は、ステータ（６）で発
生するジュール熱をケーシング（１）へ伝熱で伝え、ケ
ーシング（１）の外表面からその外周の大気への放射及
び対流と図には示していない外部接続機器への伝導によ
る放熱と、ケーシング（１）内部の放射及び対流によ）
永久磁石（５）、ヨーク（４）、シャフト（３）を経由
してモータ外部へ放熱するというものであった。The characteristic of conventional brushless motors is that Joule heat generated in the stator (6) is transferred to the casing (1) by heat transfer, and radiation and convection occur from the outer surface of the casing (1) to the atmosphere around it. Heat dissipation by conduction to externally connected devices that are not connected, and radiation and convection inside the casing (1)
Heat was radiated to the outside of the motor via the permanent magnet (5), yoke (4), and shaft (3).
しかしながら、従来のブラシレスモータを真空中（宇宙
）で使用すると、ステータ（６）での発生ジュール熱ｔ
−モータ外部へ放熱するのに、ケーシング（りの外周面
からの対流、及びケーシング（１）内部の対流による放
熱がなくなる。また、放射による放熱は一般にごくわず
かである。However, when a conventional brushless motor is used in a vacuum (space), the Joule heat generated in the stator (6)
- In order to radiate heat to the outside of the motor, convection from the outer peripheral surface of the casing (1) and convection within the casing (1) are no longer used. Also, heat radiated by radiation is generally very small.
このため、ステータ（６）での発生ジュール熱はケーシ
ング（１）を介して図示していない外部接続機器への伝
導による放熱が支配的になシ、モータ全体の体積当シ１
重量当シの放熱量を大きくとれず。Therefore, the Joule heat generated in the stator (6) is mainly radiated by conduction to external connected equipment (not shown) through the casing (1), and the total volume of the motor is 1.
The amount of heat dissipated per weight cannot be increased.
出力トルク／体積比、出力トルク／重量比を大きくとれ
ないなどの課題があった。There were problems such as the inability to obtain a large output torque/volume ratio and output torque/weight ratio.
この発明は、上記のような課題を解決するために為され
たもので、ステータ（６）での発生ジュール熱をケーシ
ング（１）を介して、外部接続機器へ効率良く伝導し放
熱することによシ、モータ全体の放熱量を大きくシ、出
力トルク／体積比、出力トルク／重量比の大きなブラシ
レスモータを得ることを目的としたものである。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to efficiently conduct and radiate the Joule heat generated in the stator (6) to externally connected equipment via the casing (1). The purpose of this invention is to obtain a brushless motor with a large amount of heat dissipated from the entire motor and a large output torque/volume ratio and output torque/weight ratio.
この発明に係るダブルステータ壓エンドエフェクタは、
モータのシャフトに円筒面あるいは多角柱面を有するロ
ータを固定し、上記ロータの母線方向にあけた穴に上記
ヨークの半径方向にＮ−１に分極した磁石を配し、ある
いは上記ロータの外周と内周にそれぞれ磁石を配し、上
記磁石の外側及び内側に配されそれぞれケーシングに固
定されたアウタステータとインナステータを備えること
によって、ステータでの発生ジュール熱を上記アウタス
テータ側と上記インナステータ側の両方から上記ケーシ
ングへ伝熱させ、外部接続機器へ効率良く放熱させるよ
うにし念ものである。The double stator end effector according to this invention includes:
A rotor having a cylindrical surface or a polygonal column surface is fixed to the shaft of the motor, and a magnet polarized to N-1 is arranged in the radial direction of the yoke in a hole drilled in the generatrix direction of the rotor, or a magnet polarized to N-1 is arranged in the radial direction of the yoke. By arranging magnets on the inner periphery, and providing an outer stator and an inner stator arranged outside and inside the magnets and fixed to the casing, respectively, the Joule heat generated in the stator is transferred to the outer stator side and the inner stator side. This is to ensure that heat is transferred from both sides to the casing and efficiently dissipated to externally connected equipment.
この発明におけるダブルステータ型ブラシレス七−夕は
、アウタステータとインナステータを有することによシ
ステータからケーシングへの熱伝導バスが同体積、同重
量の従来のブラシレスモータに比べ約２倍近く取れるた
め、その分上記ステータでの許容発生ジュール熱が大き
くなシ、上記ステータ部でのアンペアターン数が大きく
とれ。The double stator type brushless Tanabata of this invention has an outer stator and an inner stator, so the heat conduction bus from the sister stator to the casing can be approximately twice that of a conventional brushless motor of the same volume and weight. The allowable Joule heat generated in the stator is correspondingly large, and the number of ampere turns in the stator section is large.
出力トルクが大きくとれる。このため、出力トルク／体
積比、出力トルク／重量比の大きなブラシレスモータが
実現できる。Large output torque can be obtained. Therefore, a brushless motor with a large output torque/volume ratio and output torque/weight ratio can be realized.
以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
図において、（１）はモータ外周をおおうケーシング、
（２）は上記ケーシング（１）に組み込まれた軸受。In the figure, (1) is the casing that covers the outer circumference of the motor;
(2) is a bearing incorporated in the casing (1).
（３）は上記軸受（２）に組み込まれ、上記ケーシング
（１）に対して一軸回転運動するシャツ）、（７＋は上
記シャフト（３）に取り付けられた円筒面あるいは多角
柱面を有するロータ、（８）は上記ロータ（７）の円筒
面あるいは多角柱面にその母線方向にあけられた偶数個
の穴、Ｃ５）は上記ロータの半径方向にＮ−８に分極し
、かつとなり合うものの分極方向がたがいに逆向きとな
るように上記偶数個の穴（８）に固定された永久磁石、
（９）は上記永久磁石（５）の外側に配されその外周を
上記ケーシング（１）に取り付けられた複数スロットか
らなるアウタステータ、α・は上記永久磁石（５）の内
側に配され、かつその内周を上記ケーシング（１）に取
り付けられた上記アウタステータ（９）と同じスロット
数を有するインナステータである。(3) is a shirt that is incorporated in the bearing (2) and rotates uniaxially with respect to the casing (1); (7+ is a rotor having a cylindrical surface or a polygonal prism surface attached to the shaft (3); (8) is an even number of holes drilled in the cylindrical surface or polygonal prism surface of the rotor (7) in the direction of its generatrix; C5) is polarized to N-8 in the radial direction of the rotor, and polarization of the adjacent permanent magnets fixed in the even number of holes (8) so that their directions are opposite to each other;
(9) is an outer stator consisting of a plurality of slots arranged outside the permanent magnet (5) and whose outer periphery is attached to the casing (1); α is arranged inside the permanent magnet (5), and The inner stator has the same number of slots as the outer stator (9) whose inner periphery is attached to the casing (1).
以上の様に構成されたダブルステータ型ブラシレスモー
タの動作について以下に説明する。アウタステータ（９
）とインナステータα・の両有効断面積の和が従来のシ
ングルステータ型のそれと同じだとすると、ステータ部
からケーシング（１）への熱伝導抵抗が小さくなる分ス
テータ部での許容発生ジュール熱、許容アンペアターン
数が大きくなシ。The operation of the double stator brushless motor configured as above will be explained below. Outer stator (9
) and inner stator α is the same as that of the conventional single stator type, the allowable Joule heat generated in the stator section is The number of ampere turns is large.
結果として従来モータに比べ出力トルク／体積比。As a result, the output torque/volume ratio is lower than that of conventional motors.
出力トルク／重量比が大きくとれる。A large output torque/weight ratio can be obtained.
またロータと磁石の固定にお込て、この発明ではロータ
の厚みがモータ半径方向の寸法に関係しないためモータ
サイズを小さくすることができる。In addition, in this invention, in fixing the rotor and the magnet, the thickness of the rotor is not related to the radial dimension of the motor, so the size of the motor can be reduced.
第２図はこの発明の他の実施例を示す図であフ。FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the invention.
図において、 （１１，＋２１． （３１，（７）は第
１図に示すものと同じであるｅ（５ａ）、（（９）は上
記ロータ（７）の半径方向に分極し、かつ円周方向にと
なフ合うものの分極方向がたがいに逆向きで半径方向の
２つの分極方向は同じになるように上記ロータ（７）の
外側及び内側にそれぞれ固定された永久磁石、（９１は
上記永久磁石（５ａ）の外側て配されその外周を上記ケ
ーシング（１）に取り付けられ九複数スロットからなる
アウタステータ、α・は上記永久磁石（５１））の内側
に配され、かつ、その内周を上記ケーシング（１）に取
り付けられた上記アウタステータ（９）と同じスロット
数を有するインナステータである。In the figure, (11, +21. (31, (7) are the same as shown in Figure 1) e (5a), ((9) are polarized in the radial direction of the rotor (7) and circumferentially Permanent magnets (91 are fixed to the outside and inside of the rotor (7), respectively, so that the directions of polarization are opposite to each other and the two directions of polarization in the radial direction are the same, respectively). The outer stator is arranged outside the magnet (5a) and its outer periphery is attached to the casing (1), and consists of nine slots. The inner stator has the same number of slots as the outer stator (9) attached to the casing (1).
以上の様に構成されたダブルステータ型ブラシレスモー
タの動作について以下に説明する。アウタステータ（９
）とインナステータ員の両有効断面積の和が従来のシン
グルステータ型のそれと同じだとすると、ステータ部か
らケーシング（１）への熱伝導抵抗が小さくなる分ステ
ータ部での許容発生ジュール熱、許容アンペアターン数
が大きくなり。The operation of the double stator brushless motor configured as above will be explained below. Outer stator (9
) and the sum of the effective cross-sectional areas of the inner stator member are the same as those of the conventional single stator type, the allowable Joule heat generated in the stator section and the allowable ampere are reduced due to the smaller heat conduction resistance from the stator section to the casing (1). The number of turns increases.
結果として従来モータに比べ出力トルク／体積比。As a result, the output torque/volume ratio is lower than that of conventional motors.
出力トルク／重量比が大きくとれる。A large output torque/weight ratio can be obtained.
また、ロータと磁石の固定において、この発明ではロー
タの剛性が確保でき、さらにロータへの磁石の固定が容
易であるという効果を有する。Furthermore, in fixing the rotor and the magnets, the present invention has the advantage that the rigidity of the rotor can be ensured, and furthermore, the magnets can be easily fixed to the rotor.
以上のようにこの発明によれば、ステータ部をインナス
テータとアウタステータの２つに分割しそれぞれをケー
シングに固定することによシ、同体積、同重量、同ステ
ータ有効面積にて、ステータ部からケーシングへの熱伝
導抵抗を小さくすることが可能なため、真空中（宇宙）
で用いられる従来のブラシレスモータと比べて、出力ト
ルク／体積比、出力トルク／重量比を大きくできるとい
う効果がある。As described above, according to the present invention, by dividing the stator section into two parts, the inner stator and the outer stator, and fixing each to the casing, the stator section can be made to have the same volume, the same weight, and the same effective stator area. In vacuum (space), it is possible to reduce the heat conduction resistance from to the casing.
This has the effect of increasing the output torque/volume ratio and the output torque/weight ratio compared to conventional brushless motors used in
第１図はこの発明の一実施例によるダブルステータ型ブ
ラシレスモータを示す断面図、第２図はこの発明の他の
実施例によるダブルステータ型ブラシレスモータを示す
断面図、第３図は従来のブラシレスモータを示す断面図
である。
図において、（１）はケーシング、（２）は軸受、（３
）はシャフト、（４）はヨーク、（５）、 （ｓａ）
、 ｔｓｂ） は永久磁石、（６）はステータ、（７
）はロータ、（８）は穴、（９）はアウタステータ、Ｑ
・はインナステータである。
尚１図中、同−符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a sectional view showing a double stator brushless motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a double stator brushless motor according to another embodiment of the invention, and FIG. 3 is a sectional view showing a conventional brushless motor. FIG. 3 is a sectional view showing the motor. In the figure, (1) is the casing, (2) is the bearing, and (3) is the casing.
) is the shaft, (4) is the yoke, (5), (sa)
, tsb) is a permanent magnet, (6) is a stator, (7
) is the rotor, (8) is the hole, (9) is the outer stator, Q
・ is an inner stator. In Figure 1, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
み込まれた軸受と、上記軸受に組み込まれ上記ケーシン
グに対し一軸回転運動するシャフトと、上記シャフトに
取り付けられ、円筒面あるいは多角柱面を有するロータ
と、上記ロータの円筒面あるいは多角柱面にその母線方
向にあけられた偶数個の穴に固定され、上記ロータの半
径方向にＨ−Ｓに分極しかつとなり合うものの分極方向
がたがいに逆向きとなるように配置された永久磁石と、
上記永久磁石の外側に配されその外周を上記ケーシング
に取り付けられた複数スロットからなるアウタステータ
と、上記永久磁石の内側に配され上記アウタステータの
スロットと対向する位置にそのスロットがくるよう配さ
れかつその内周を上記ケーシングに取り付けられた上記
アウタステータと同じスロット数を有するインナステー
タとを備えたことを特徴とするダブルステータ型ブラシ
レスモータ。(1) A casing covering the outer periphery, a bearing built into the casing, a shaft built into the bearing and rotating uniaxially with respect to the casing, and a rotor attached to the shaft and having a cylindrical surface or a polygonal prism surface. , is fixed to an even number of holes drilled in the cylindrical surface or polygonal prism surface of the rotor in the direction of its generatrix, and is polarized H-S in the radial direction of the rotor, and the polarization directions of adjacent ones are opposite to each other. A permanent magnet arranged so that
an outer stator consisting of a plurality of slots disposed outside the permanent magnet and having its outer periphery attached to the casing; A double stator type brushless motor, comprising: an inner stator having the same number of slots as the outer stator, the inner periphery of which is attached to the casing.
み込まれた軸受と、上記軸受に組み込まれ上記ケーシン
グに対し一軸回転運動するシャフトと、上記シャフトに
取り付けられ、円筒面あるいは多角柱面を有するロータ
と、上記ロータの円筒面あるいは多角柱面の外側に、上
記ロータの半径方向にＮ−Ｓに分極し、かつとなり合う
ものの分極方向がたがいに逆向きとなるように配置され
たアウタ側永久磁石と、上記アウタ側永久磁石の外側に
配されその外周を上記ケーシングに取り付けられた複数
スロットからなるアウタステータと、上記ロータの内筒
面あるいは多角柱面の内側に、上記アウタ側永久磁石と
対向する位置にＮ−Ｓ分極方向が同じになるように固定
されたインナ側永久磁石と、上記インナ側永久磁石の内
側に固定され、かつその内周を上記ケーシングに取り付
けられた上記アウタステータと同じスロット数を有する
インナステータとを備えたことを特徴とするダブルステ
ータ型ブラシレスモータ。(2) a casing that covers the outer periphery; a bearing incorporated in the casing; a shaft incorporated in the bearing and rotating uniaxially relative to the casing; and a rotor attached to the shaft and having a cylindrical surface or a polygonal prism surface. , outer permanent magnets arranged on the outside of the cylindrical surface or polygonal prism surface of the rotor so as to be polarized N-S in the radial direction of the rotor, and so that the polarization directions of adjacent magnets are opposite to each other; , an outer stator consisting of a plurality of slots disposed outside the outer permanent magnet and whose outer periphery is attached to the casing; and an outer stator disposed inside the inner cylindrical surface or polygonal column surface of the rotor, facing the outer permanent magnet. An inner permanent magnet fixed at the same position so that the N-S polarization direction is the same, and a slot fixed inside the inner permanent magnet and having its inner periphery attached to the casing in the same slot as the outer stator. A double stator type brushless motor, characterized in that it is equipped with an inner stator having a number of inner stators.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27785889A JPH03139156A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Twin-stator brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27785889A JPH03139156A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Twin-stator brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03139156A true JPH03139156A (en) | 1991-06-13 |
Family
ID=17589265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27785889A Pending JPH03139156A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Twin-stator brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03139156A (en) |
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