JPH05501046A - 電動機 - 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】 蒐−動一機 本発明は電動機に関する。

本発明は、さらに特定すると、無ブラシ直流電動機に関する。このような電動機 は、ハウジング内に保持された鋼板の積重ねにより構成された層成鉄心であって 、内部の固定子巻線が配置された層成鉄心と、巻線の内側に回転可能に装着され た磁気回転子とを備えている。鋼板を製造し、そして成形しかつこれらの鋼板を 電動機構造内に正確に位置決めするためには、鋼板を製造するために正確に打ち 抜き、そしてしばしば鋼板の端縁のまくれを除去するために打抜き後の機械加工 が必要であり、材料が不経済になり、そして一般的に生産速度の遅い製造方法に なる。

本発明の一つの局面によれか、固定子鉄心と、固定子鉄心用の固定子巻線と、固 定子鉄心内に回転可能に装着された磁気回転子とを含み、固定子鉄心が強磁性体 電線の緊密に巻かれたらせん形のコイルを備え、かつ固定子巻線が固定子鉄心と 回転子との間に配置された永久磁石直２ｉｔｔ動機が提供される。

本発明の一実施例は、固定子鉄心と、固定子鉄心用の予備成形された円筒形の固 定子巻線と、固定子巻線の内側に回転可能に装着された磁気回転子とを含み、固 定子鉄心が巻線と緊密に適合しかつ巻線の外径と実質的に等しい平均内径を有す る強磁性体電線の緊密に巻かれたらせん形のコイルを備え、コイルの両端部のう ちの一方を他方に対して回転させてコイルの内径を増大させ、そしてコイルを巻 線上に滑らせることによりコイルが巻線に取り付けられる永久磁石直流電動機を 含むことができる。

強磁性体電線のコイルは少なくとも二つの別個の電線により構成しかつ多重始動 コイルとして構成することができる。

この強磁性体電線は長方形の横断面を有し、例えば、正方形の横断面を有するこ とができる。

このコイルの強磁性体電線はコイルの外面に沿って軸線方向に延びる一つまたは それ以上の継目により一緒に保持することができる。継目は溶接により形成して もよい。

この電動機は固定子鉄心を包囲しかつ固定子鉄心に極めて近接して配置された磁 気材料ハウジングを含むことができる。

この強磁性体電線は電気絶縁材料で被覆することができる。この電線はアルミニ ウムで構成してもよく、また被覆はアルミナを含む。

本発明の別の局面によれば、固定子鉄心と、予備成形された固定子巻線と、固定 子巻線内に回転可能に装着された磁気回転子とを有し、固定子鉄心が弾性を有す る強磁性体電線の緊密に巻かれたらせん形のコイルを備えた永久磁石直流電動機 を組み立てる方法であって、コイルの両端部をつかみそして両端部を相対回転さ せてコイルの平均内径を増大させ、コイルを巻線に対して滑らせてコイルを巻線 に取り付け、そしてコイルの両端部を釈放してコイルを弛緩させて巻線を押圧さ せることを含む方法が提供される。

この方法は、コイルの両端部をつかみそしてコイルの両端部を相対回転させてコ イルの内側の巻線と一緒にコイルの平均直径を減少させ、そしてコイルおよび巻 線を成形型内に滑り入れることを含むことができる。

さて、本発明による無ブラソ分数馬力直流流電動機の一実施例を添付図面につい て説明する。

第１図はこの電動機の分解図、 第２図は該電動機の横断面図、そして 第３図は該電動機の別の固定子鉄心の等角斜視図である。

添付図面を参照すると、第１図および第２図においては、電動機は深絞り成形さ れた強磁性鋼製の筒体の内側に嵌合する強磁性体電線が緊密に巻かれたらせん形 のコイル１０から構成された固定子鉄心を含む、予備成形されたかご形の固定子 巻線１２がコイル１０の内側にコイル１０と対向して配置されている。固定子巻 線１２は使用中に励磁されて電動機内に磁束を発生させる。表示されたように極 性を与えられる永久磁石回転子１３がそれぞれの端板１６および１７により軸受 １５により支持された軸１４に取り付けられている。端板１６には、カバープレ ート１８が取り付けられている。

巻線１２は外部ｆｉ源と接続され、かつ端板１６により支持されたホール効果集 積回路１９を介して電力を供給される。集積回路１９は回転子１３が回転するに つれて磁界の変化に応答して巻線１２を流れる電流の方向を変換し、そして制御 し、それにより回転子１３は回転するときに一つの回転方向に駆動される。この ような駆動および電流の方向を制御する構成は無ブラシ電動機によく知られてい る。

それと対比して、コイル１０により構成された固定子鉄心は、独特の構成であり かつ従来固定子鉄心を構成するために使用さた鋼板と取り替えられるために設け られている。鋼板は通常磁気材料製の中実の板から打ち抜かれる。鋼板は正確に 打ち抜きかつ／または特にまくれを除去するために打抜き後に機械加工すること が必要である。鋼板は正確に積み重ねられかつ一緒に保持され、そしてケーシン グ内に取り付けられなければならない。その後、かご形巻線が鋼板の内側に緊密 に取り付けられなければならず、挿入中に、しばしば損傷することがある。

上記の構成においては、コイル１０は強磁性体電線の連続して電線を円筒形の形 態に緊密に巻くことにより構成される。このコイルは本来ある程度の可撓性を有 し、そして好ましくは、かご形巻線１２の外径よりも僅か小さい内径を有するよ うに形成される。コイル１０の直径は、コイルの向き合う端部を適切に相対回転 させることにより増減することができる。したがって、コイル１０をかご形巻線 １２上に取り付けるために、コイル１０の直径が増大さｆｉ、そしてかご形巻線 １２がいったんコイル１０内に配置されると、コイル１０の直径が減少せしめら 也それによりコイル１０が巻線１２の外面と緊密に適合する。これはコイルｌＯ と巻線１２の外面との間のエアギャップが最小限度まで減少されることを意味す る。これは巻線１２の外径がその全長に沿って若干変化した場合ですらもコイル １０の弾性、すなわち、可撓性によりコイル１０を巻線１２の全長に沿って緊密 の取りつけることができる場合に、特にあてはまる。通常、上記の構成において は、好ましくは、コイル１０は当初巻線１２の外面上に締り嵌めされる内径に形 成される。コイル１０の直径は、前述したように、コイル１０の両端部を相対回 転させることにより増大１顛その後巻線１２がコイル１０内に滑り嵌めされる。

その後、コイル１０の両端部が釈放さ娠それによりコイル１０が「弛緩」し、そ して巻線１２を緊密に包囲しかつ抱き締める。

コイル１０はその隣接したストランドを結合するための軸線方向の継目を構成す ることにより安定した構成に固定することができる０例えば、コイル１０の長さ に沿ってレーザ溶接機を移動させて、ストランドを保持するための仮付は溶接継 目を形成することができる。この方法により、二つまたはそれ以上の継目をコイ ルの周囲のまわりに所望通りに所定間隔を隔てて形成することができる。

コイル１０がこの方法でいったん固定されると、（固定子鉄心および巻線１２の ）組立体が剛性になり、そして所望されれば、端キャップをコイル１０の端部に 直接に取り付けて端末軸受を支持することができる。換言すると、図示したケー シング１１を備えない状態で電動機を製造することができる。

また、この組立体は、先ず、コイルが固定（例えば、溶接）されていない状態で 射出形成用具内に配置することができる。既に取り付けられた巻線１２をも備え たコイル１０の全体の直径は、前述したように、少なくともある程度まで減少さ せることができる。したがって、コイルＩＯの外径はコイル１０を成形用具内に 嵌合しなから存利に減少させることができる。これにより成形用具中への組立体 の嵌合が容易になり、組立体の嵌合の間に成形用具が損傷する可能性が少なくな る。

上記の構成においては、組立体、すなわち、コイル１０および巻線はケーシング １１中に嵌合しなければならない、ケーシング１１は鋼製であり、したがって、 電動機の磁束のもどり通路を付加的に増大する。＆ｌｌ立体が前述したように若 干可撓性を有しているので、組立体の嵌合は、好ましくは、前述したように、コ イル１０の外径を一時的にかつ僅か減少させることにより行われる。コイル１０ がケーシング１１内にいったん滑り嵌めされると、コイル１０の両端部が釈放さ れて、コイル１０を所望通りに拡張させて、ケーシング１１の内面に緊密に取り 付ける。

最終的な組立体がこのような構成であるので、三つの構成部分（ケーシング１１ 、コイル１０および巻線１２）が相互に緊密に滑り嵌めされる。その後、端キャ ップおよび回転子がこの最終の組立体に取り付けられて電動機が完成する。

第１図に示した層成鉄心を構成するために使用される電線は円形電線であり、単 一始動巻線により構成されている。コイルは、所望されれば、例えば仕上げられ がコイルの長さに沿って相並んで一緒に巻かれた２本または３本のより線を使用 した多重始動巻線により構成することができる。また、電線の横断面は第３図に 示すように長方形であってもよい。

コイル１０の電線は円筒形に巻かれる前に電気絶縁材料により予め被覆すること ができる。このコイルはアルミニウムで構成することでき、またはその他の材料 の電線の外面にアルミニウム被覆を施すことができる。このような場合には、電 線の外面を連続プロセスで酸化させて外側絶縁被覆を構成するアルミナを形成し 、その後電線がコイル中に巻かれる。また、このようなコイルは化学的に不活性 であり、したがって、燃料ポンプまたは電動機が液中に浸漬される化学プロセス プラントに使用される電動機として使用するために好適である。

要約書 電動機は強磁性体電線の緊密にきかれたらせん形コイル１０により構成された固 定子鉄心を含む。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．固定子鉄心と、固定子鉄心用の固定子巻線と、固定子鉄心の内側に回転可能 に装着された磁気回転子とを含む永久磁石直流電動機において、固定子鉄心が強 磁性体電線の緊密に巻かれたらせん形のコイルを備え、かつ固定子鉄心と回転子 との間に固定子巻線が配置された直流電動機。
2. ２．固定子鉄心と、固定子鉄心用の予備成形された円筒形の固定子巻線と、固定 子巻線の内側に回転可能に装着された磁気回転子とを含む永久磁石直流電動機に おいて、固定子鉄心が巻線と緊密に適合しかつ巻線の外径と実質的に等しい平均 内径を有する強磁性体電線の緊密に巻かれたらせん形のコイルを備え、コイルの 両端部の一方を他方に対して回転させてコイルの内径を増大させ、そしてコイル を巻線上に滑り嵌めすることによりコイルが巻線に取り付けられるようになった 直流電動機。
3. ３．請求項１または２に記載の電動機において、強磁性体電線のコイルが少なく とも二つの別個の電線を備えかつ多重始動コイルとして構成れている電動機。
4. ４．請求項１から３までのいずれか一項に記載の電動機において、弦磁性体電線 が長方形の横断面を有する電動機。
5. ５．請求項１かあ４までのいずれか一項に記載の電動機において、コイルの強磁 性体巻線がコイルの外面に沿って軸線方向に延びる一つまたはそれ以上の結合継 目により一緒に保持された電動機。
6. ６．請求項５に記載の電動機において、継目が溶接により構成された電動機。
7. ７．請求項１から６までのいずれか一項に記載の電動機において、コイルおよび 巻線が成形型内で形成される剛性の保護被覆により包囲されている電動機。
8. ８．請求項５から７までのいずれか一項に記載の電動機において、端板がコイル に取り付けられかつ磁気回転子を回転可能に支持するようになっている電動機。
9. ９．請求項１から８までのいずれか一項に記載の電動機において、固定子鉄心を 包囲しかつ固定子鉄心に極めて近接して配置された磁気材料ハウジングを含む電 動機。
10. １０．請求項１から９までのいずれか一項に記載の電動機において、強磁性体電 線が電気絶縁材料で被覆されている電動機。
11. １１．請求項１０に記載の電動機において、強磁性体電線がアルミニウムであり 、かつ被覆がアルミナを含む電動機。
12. １２．固定子鉄心と、予備成形された固定子巻線と、固定子巻線の内側に回転可 能に装着された磁気回転子とを有し、固定子鉄心が弾性を有する強磁性体電線の 緊密に巻かれたらせん形のコイルを備えた永久磁石直流電動機を組み立てる方法 において、コイルの両端部をつかみ、そして両端部を相対回転させてコイルの平 均内径を増大させ、コイルを巻線に対して滑らせてコイルを巻線に取り付け、そ してコイルの両端部を釈放してコイルを弛緩させて巻線を押圧させることを含む 方法。
13. １３．請求項１２に記載の方法において、コイルの両端部をつかみ、そしてコイ ルの両端部を相対回転させてコイルの内側の巻線と一緒にコイルの平均直径を減 少させ、コイルおよび巻線をコイル上に取り付けられるケーシングの内側に滑り 入れ、そしてコイルの両端部を釈放してコイルを弛緩させてケーシングの内面を 押圧させることを含む方法。
14. １４．請求項１２に記載の方法において、コイルの両端部をつかみ、そしてコイ ルの両端部を相対回転させてコイルの内側の巻線と一緒にコイルの平均直径を減 少させ、そしてコイルおよび巻線を成形型中に配置することを含む方法。