JPH04334953A - 多重構造型モータ - Google Patents

多重構造型モータ

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JPH04334953A
JPH04334953A JP10262291A JP10262291A JPH04334953A JP H04334953 A JPH04334953 A JP H04334953A JP 10262291 A JP10262291 A JP 10262291A JP 10262291 A JP10262291 A JP 10262291A JP H04334953 A JPH04334953 A JP H04334953A
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Hideo Suzuki
鈴 木 秀 夫
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Bellmatic Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用電源でも加速回
転および円滑な低速回転ならびに慣性力なしで正逆変換
ができる多重構造型モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】モータには電源の種類によって直流式、
交流式があり、交流式には単相用、3相用、多相用があ
る。また、回転子の種類によって、かご型誘導モータと
巻線型誘導モータがあるが、図4に示すような3相式か
ご型誘導モータが、広く一般に使用されている。
【0003】このかご型誘導モータは、固定子巻線51
が巻装された固定子鉄心52に対向位置させて、かご型
回転子53を回転自在に配設されてある。かご型回転子
53は、鉄心54に設けたスロット内に導体55を嵌着
させ、その両端を短絡環56に短絡させたものである。 また、かご型回転子53はケース57にベアリング58
などによって回転自在に支承させてある。
【0004】そして、上記固定子巻線51に入力用電線
51aから単相又は3相交流電流を給電すれば、固定子
鉄心52に回転磁界が発生して、かご型回転子53の鉄
心54に嵌着された導体55に電流が誘起されるので、
かご型回転子の鉄心54に誘導磁界が生じ、これにより
かご型回転子53が回転することにより、回転軸59を
介して他装置に動力を供給するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のかご型誘導モータの回転数は、電源に三相商用電源
を使用したものでは約3500rpm が最高で、更に
回転数を上げるには、回転数と電源周波数とは比例関係
にあることから電源周波数を上昇させねばならない。
【0006】しかし商用電源以外の電源、とくに高周波
電源は極めて高価であり、又単に電源周波数を上昇させ
て回転数を上げるのみではモータとしての効率が下がり
、しかも、かご型回転子を支承するベアリング58や軸
受等が加速回転の負荷に耐えられず、このための改良が
余儀なくされ、結果的に価格が高騰するという問題があ
った。さらに、超低速回転を得ようとすると、円滑な回
転が得られなかった。
【0007】そこで、この発明は商用電源でも高速回転
が得られ、かつ加速回転に伴い、多大な負荷がベアリン
グ、軸受等に加わらない等の上記従来の問題点を解消す
ることができると共に、円滑な超低速回転および慣性力
なしの逆転変換が得られる多重構造型モータを提供する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決すべくなされたもので、誘導電導機の固定子巻線が
巻装された固定子鉄心に対向し、その内周壁に沿って僅
かな空隙を保って回転する第1の回転子の鉄心に第2の
固定子巻線を巻装し、その第2の固定子巻線が巻装され
た上記第1の回転子の鉄心に対向させて上記第2の回転
子を、第1の回転子と同軸心上に互に回転軸を異にして
順次配設したものである。
【0009】
【作用】この発明における多重構造型モータにおいて、
第1の固定子巻線に交流電流を供給すれば、上記固定子
鉄心内およびその周辺に回転磁界が発生して従来の一般
のモータと同様に第1の回転子が回転する。また第1の
回転子に巻装させた上記第2の固定子巻線に交流電流を
供給すれば、第2の固定子巻線を巻装した第1の回転子
の鉄心内およびその周辺に回転磁界が発生し、第1の回
転子に対して第2の回転子も回転し、加速回転となる。
【0010】
【実施例】以下、この発明に係る多重構造型モータの実
施例として、3相式かご型誘導モータに適用した例につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
【0011】図1及び図2には第1実施例を示し、図1
はその縦断面図、図2は図1のイ−イ線に沿って切断し
た断面図である。図1および図2において、円筒形状の
外ケース1はモータベース2に据付けられ、外ケース1
の内面中央部には、鉄製の薄板を重ね合わせて円筒状に
成形して成る固定子鉄心3を固設させてある。
【0012】固定子鉄心3には図2に示すごとく、多数
のスロット4がモータ軸線上に沿って設けられ、このス
ロット4に3相の固定子巻線5が巻装されて入力用電線
19a〜19cにより三相商用電源が供給されるように
なっている。
【0013】内ケース6は両端に軸部6a,6bを有し
、軸部6a,6bを上記外ケース1の取付け孔7a,7
bに第1のベアリング8a,8bを介在させて、上記固
定子鉄心3に対向し、適宜の空隙を保って回転自在に軸
支されている。内ケース6には上記外ケース1に固設さ
れた固定子鉄心3との対向位置に第1のかご型回転子1
1の鉄心12が同様に固設され、その外周部にスロット
13を有して、スロット13内に導体14を嵌着させて
あり、又内周部にもスロット15を有して、そのスロッ
ト15内に第1のかご型回転子11の巻線16が各UV
Wの各相毎に周知の方法で巻装されている。
【0014】巻線16には、上記内ケース6の軸部6a
に付設したスリップリング17a〜17c及びブラシ1
8a〜18cを介して外部から3相商用電源が供給され
るようになっている。
【0015】第1のかご型回転子11の鉄心12に対向
させて第2のかご型回転子21の鉄心22を、第1のか
ご型回転子11の鉄心12と同様に、上記鉄心12との
間に適宜な空隙を保有して配設する。第2のかご型回転
子21は、上記内ケース6の軸部6a,6b内に第2の
ベアリング25a,25bを介して回転自在に支承し、
そのまま軸部6a,6bの軸孔から外方に突出させて出
力軸26として他の装置に連絡するなどして利用するも
のである。また上記鉄心22にも軸線方向に沿ってスロ
ット23を設け、導体24を嵌着させてある。
【0016】上記第1の導体14及び第2の導体24の
各両端は図示しないが短絡環により短絡されていること
は従来構造のかご型誘導モータと同様である。また上記
固定子鉄心3、第1のかご型回転子11の鉄心12、お
よび第2のかご型回転子21の鉄心22は、薄板鉄板又
は薄板硅素鋼板、ニッケル鋼板等の軟磁性体を使用して
いる。さらにまた、上記導体14及び導体24は銅製の
条や棒、アルミニウム製の条や棒等の良導体をスロット
13,23内に埋込み、又は鋳込み等により装着する。
【0017】次に上記構成の多重構成モータの動作につ
いて説明する。上記入力用電線19a〜19cに商用3
相電源を接続し通電すれば、固定子巻線5の図示しない
U,V,W相の各コイルに3相交流電流が流れて、固定
子鉄心3の突曲部3aに回転磁界が発生する。この回転
磁界は固定子鉄心3と第1のかご型回転子11の鉄心1
2との空隙を通過して第1のかご型回転子11の鉄心1
2に誘導され、鉄心12の外周部に設けられたスロット
13内に装着された導体14に3相誘導電流(以下単に
誘導電流と略称する)が生じ、この誘導電流により、第
1のかご型回転子11の鉄心12に回転磁界が発生する
ことにより第1のかご型回転子11が回転する。
【0018】次にブラシ18a〜18cおよびスリップ
リング17a〜17cを介して3相商用電源を上記第1
のかご型回転子11の巻線16に接続し通電すれば、巻
線16には図示しないU,V,W相の各コイルに3相交
流電流が流れて、鉄心12の突曲部12aに回転磁界が
発生する。この回転磁界は固定子鉄心3と第1のかご型
回転子11との作用と全く同様に、第1のかご型回転子
11と第2のかご型回転子21との空隙を通過して第2
のかご型回転子の鉄心22に誘導され、鉄心22の外周
部に設けられたスロット23に装着された導体24に誘
導電流が発生し、この誘導電流により第2のかご型回転
子21の鉄心22に回転磁界が生じて、第2のかご型回
転子21が回転する。
【0019】ここで第1のかご型回転子11が固定子鉄
心3、つまり外ケース1に対して毎分3300回転し、
第1のかご型回転子11に対し、第2のかご型回転子2
1が同速の毎分3300回転すると出力軸26の回転数
は3300+3300=6600rpm の加速回転数
となる。
【0020】この発明の多重構造型モータの構成が、上
記のように第1のかご型回転子11と第2のかご型回転
子21が回転軸を異にし、従って軸受、ベアリングを異
にしているので、第1のベアリング8a,8b及び第2
のベアリング25a,25bは各々の内輪と外輪との回
転数の差が何れも3300rpm となり、出力軸26
の回転数が上記の高回転となるにも拘らず、加速回転に
伴う負荷は第1と第2の両ベアリング25a,25bの
軸受部8a,8bにより分担されるので、従来のような
高速回転に伴う重負荷を担うことがなくなる。また、回
転磁界も商用周波数程度の低周波で良いので、鉄心の材
質も特に特殊のものを使用する必要がなく、極めて安価
なモータとすることができる。
【0021】さらにまた、第1のかご型回転子11に対
し、第2のかご型回転子21を同回転数で逆回転すると
、出力軸26の回転数が0で静止状態となる。この回転
数が0の静止状態でもトルクを有する。そして、第1の
かご型回転子11の回転数に対し、逆回転状態にある第
2のかご型回転子21の回転数を僅かに変えることによ
って、出力軸26の回転数は両者の回転数の差で円滑に
出力される。
【0022】図3はこの発明の第2実施例を示し、長尺
な円筒状の外ケース31の1側内面に固定子巻線32が
巻装された固定子鉄心33を固設させ(入力用電源図示
省略)、その固定子鉄心33に空隙をおいて第1のかご
型回転子34の鉄心35を配設する。鉄心35には上記
第1実施例と同様に鉄心35のスロット内に導体36を
嵌着させる。
【0023】第1のかご型回転子34の一側の回転軸3
7は外ケース31の一端の取付孔38aに第1のベアリ
ング39aを介して回転自在に支承させてある。第1の
かご型回転子34の他側はそのまま外ケース31内の他
側に延長し、両側端に軸部41a,41bを有する内ケ
ース部40を形成し、その軸部41bを外ケース31の
左端の取付孔38bに第1ベアリング39bを介して回
転自在に支承させてある。
【0024】内ケース部40には、上記第1実施例と同
様に固定子巻線42が巻装された固定子鉄心43が固設
され、固定子巻線42には軸部41bに付設したスリッ
プリング44a〜44c及びブラシ45a〜45cを介
して外部の商用3相交流電源が接続されるとともに、第
2のかご型回転子46が第2のベアリング47a,47
bにて回転自在に支承されている。
【0025】第2のかご型回転子46の鉄心48は上記
固定子鉄心43に適宜の空隙を保って対向位置させてあ
り、鉄心48のスロット内に導体49を設けてあること
は上記第1実施例と同様である。また第2のかご型回転
子46の回転軸50の一方を出力軸50aとして軸部4
1bの軸孔内から外ケース31の外方に突出し、他の装
置に連結させて利用するようになっている。
【0026】上記の構成としたので、固定子巻線32に
商用3相交流電流を供与すれば、これにより回転磁界が
生じて第1のかご型回転子34の鉄心35に装着された
導体36に誘導電流が流れ、この誘導電流により鉄心3
5に回転磁界が生ずることから第1のかご型回転子34
が回転する。
【0027】次に内ケース部40内の固定子巻線42に
もブラシ45a〜45c及びスリップリング44a〜4
4cを介して同じく商用3相交流電流を供与すると、固
定子鉄心43に回転磁界が生じ、この回転磁界により第
2のかご型回転子46の鉄心48のスロット内に設けら
れた導体49に誘導電流が発生し、この誘導電流により
鉄心48に回転磁界が生じるので第2のかご型回転子4
6が回転する。
【0028】従って本実施例においても、第1実施例と
同様に外ケース31に対して第1のかご型回転子34を
3300rpm で回転させ、次いで第2のかご型回転
子46を第1のかご型回転子に対し3300rpm で
回転させると、出力軸50aからは3300+3300
=6600rpm の回転出力を取出すことができる。 また、この場合も第1実施例と同様に第1のベアリング
39a,39bと第2のベアリング47a,47bとに
は回転に伴う負荷が分担されるので重負荷を担うことが
なくなり、しかも第1実施例に比しモータ外径の径小化
を図り得るので、遠心力を小さくできて全体の回転負荷
を小さくする利点がある。その他は第1実施例と同じで
ある。
【0029】以上、この発明の実施例を、かご型回転子
及び商用3相交流電流電源を使用した2重構造型モータ
について述べたが、巻線型回転子や単相交流電源の使用
にも適応できることは勿論、ヒステリシスモータ、リア
クタンスモータ、ステッピングモータ等にも適用するこ
とができ、回転子の数を増やして3重、4重の多重構造
型とすることもできる。また、用途としては研削、穿孔
用スピンドルモータ、高速ブロア用モータ、レーザ用ポ
リゴンミラーの回転装置、各種工作機械、XYテーブル
等にも適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上のごとく、この発明に係わる多重構
造型モータは、誘導電導機の固定子巻線が巻装された固
定子鉄心に対向して同心状に第1の回転子を設け、この
第1の回転子の鉄心に第2の固定子巻線を巻装し、第1
の回転子の鉄心に対向させて第2の回転子を設けたので
、商用電源の低周波数でも高速回転が得られるとともに
、複数の回転子を同軸線上に回転軸を異にして順次配設
したので、加速回転に伴う多大の負荷が各回転子に分担
されるので、軸受部分に高速回転用の大きなものを使用
する必要もなく、使用上便利で、かつ安価なモータとす
ることができる。また、一方の回転子を逆転させること
により超低速回転が得られ、超精密加工等に応用できる
。さらに、慣性力なしで正逆変換が円滑にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施第1例を示す多重構造型モータ
の縦断面図である。
【図2】図1のイ−イ線に沿って切断した断面図である
【図3】この発明の実施第2例を示す多重構造型モータ
の縦断面図である。
【図4】従来例としてのかご型誘導モータの概略縦断面
図である。
【符号の説明】
1    外ケース 3    固定子鉄心 5    固定子巻線 6    内ケース 11  第1のかご型回転子 12  鉄心 16  巻線 21  第2のかご型回転子 22  鉄心 24  導体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  モータの固定子巻線が巻装された固定
    子鉄心に対向して同心状に第1の回転子を設け、この第
    1の回転子の鉄心に第2の固定子巻線を巻装し、上記第
    1の回転子の鉄心に対向させて、第2の回転子を、第1
    の回転子の同軸線上に回転軸を異にして順次配設してな
    ることを特徴とする多重構造型モータ。
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