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発明の名称 永久磁石式モータ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−49807(P2007−49807A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−230712(P2005−230712)
出願日 平成17年8月9日(2005.8.9)
代理人 【識別番号】100082175
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 守
発明者 長谷川 覚
要約 課題
より簡単に低コストで製造でき、且つ高効率、高性能で小型化された構造の永久磁石用モータを得る。

解決手段
永久磁石を有する回転子と、この回転子の周囲に配置され、電磁力により回転子を回転させる固定子と、で構成され、固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、固定子ブロックは2種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、電磁鋼板が斜め方向に積層固定されていることでティース部にスキューが施される。
特許請求の範囲
【請求項1】
永久磁石を有する回転子と、
この回転子の周囲に配置され、電磁力により前記回転子を回転させる固定子と、
で構成され、
前記固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、当該固定子ブロックは2種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、当該電磁鋼板が垂直方向に対し斜め方向に積層固定されていることで前記ティース部にスキューが施されることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項2】
電磁鋼板の斜め方向の積層固定は当該電磁鋼板のティース部に設けられた固定ピン用穴を斜め方向に挿通する固定ピンによりなされていることを特徴とする請求項1記載の永久磁石式モータ。
【請求項3】
固定子ブロックの連結手段は、当該固定子ブロックを構成する電磁鋼板の2種類いずれか一方が有し前記固定子ブロックのコアバック部の両端に設けられる連結ピン用リングと、隣接する前記固定子ブロック同士の前記連結ピン用リングを合わせて挿通する連結ピンとで構成されることにより隣接する前記固定子ブロック同士は可動に連結されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の永久磁石式モータ。
【請求項4】
連結ピン用リングはリング面が水平方向に対し角度を持つように折り曲げられ、連結ピンは前記連結ピン用リングを斜め方向に挿通することにより隣接する前記固定子ブロック同士は可動に連結されていることを特徴とする請求項1〜請求項3いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【請求項5】
固定ピン及び連結ピンは磁性体の材料であることを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【請求項6】
固定子はティース部にコイル集中巻が施され且つ固定子ブロックが一円に連結されている全体をモールドされていることを特徴とする請求項1〜請求項5いずれかに記載の永久磁石式モータ。
【請求項7】
エレベータ用であることを特徴とする請求項1〜請求項6いずれかに記載の永久磁石式モータ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、永久磁石式モータの固定子ブロック及び固定子の構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の、永久磁石式モータにおいては、近年の機械室レスエレベータや省エネルギー化の動向に伴う小型化且つ高効率化の要求に応えるため、可動部を持つ固定子鉄心構造を採用し、ティース部への巻線作業を容易とし巻線占積率の向上を図っている。その構造として、プレス打ち抜きにより形成された2種類のコア部材を交互に積層することでコア片を成形し、コア部材には各コア片間の連結手段となる凸部と凹部が係合する嵌合部を設け、この嵌合部にて各コア片間を回動可能とし、環状の固定子鉄心とするものがある。(例えば特許文献1)。またエレベータ乗り心地向上のため、回転子に永久磁石をずらして貼り付けることにより磁石スキューを施す、もしくは固定子側の固定子コア側にスロットスキューを施しトルクリップルを低減させていた。
【0003】
【特許文献1】特開2000−201458号公報(第5〜6項、第1〜6図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の永久磁石のモータでは、回転子に磁石スキューを施す場合には一極あたり少なくとも2個の磁石を貼り付ける必要があり、部品点数の削減、貼り付け工程の簡素化に不利という問題があった。また磁石スキューを施すには回転子の磁石をずらして貼り付けなくてはいけないため、位置決め工程が複雑、且つ多工程になり、製造コストの削減に不利な構造であった。また固定子側にスロットスキューを施した場合、可動部を持たない固定子鉄心構造であり、スキュースロットの型に巻いたコイルを挿入する構造としていたため、巻き線作業、コイル挿入作業が困難であり、それに加え、巻き線線積率を向上するのに不利な構造であった。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、より簡単に低コストで製造でき、且つ高効率、高性能で小型化された構造の永久磁石用モータを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る永久磁石式モータにおいては、永久磁石を有する回転子と、この回転子の周囲に配置され、電磁力により回転子を回転させる固定子と、で構成され、固定子はコイル集中巻が施されたティース部を有する複数の固定子ブロックの連結体であり、固定子ブロックは2種類の形状の電磁鋼板が一定枚数毎に交互に積層固定されて形成され、電磁鋼板が斜め方向に積層固定されていることでティース部にスキューが施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
この発明により、高効率且つ小型化された永久磁石式モータをより簡単に低コストで製造することができ、更にはトルクリップルを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における永久磁石式モータの固定子の平面図、図2は図1の固定子を構成する複数の固定子ブロック同士の接続部を示す拡大図、図3は図1の斜視図、図4は図3のA方向からみた背面図、図5は2種類の電磁鋼板を示す平面図、図6は図5の連結ピン用リング付きの電磁鋼板を示す正面図、図7は分割された2種類の固定子ブロックの積層固定方法を示す斜視図、図8は分割された2種類の固定子ブロック同士の接続方法を示す斜視図、図9は複数の接続された2種類固定子ブロックを示す斜視図、である。
図において、1は永久磁石式モータの固定子、1aは永久磁石を有する回転子(図示せず)の嵌合部である。2a及び2bは2種類の分割型で打ち抜きされた互いに同等な形状の2種類の電磁鋼板で、図5で示すようにT字型の形状で頭部は円弧状であり、胴部には固定ピン用穴3が等間隔で複数設けられるものである。4は電磁鋼板2aの頭部両端外周側それぞれに一体的に連結された一対の連結ピン用リングで、図6で示すように正面から見たとき、水平方向に対しそれぞれのリング面が角度θとなるように折り曲げられているものである。また電磁鋼板2bには連結ピン用リング4は設けられておらず、この箇所はL字型の切欠きとなっており、これにより図1及び図2で示すように相隣り合う電磁鋼板2aと2bが頭部両端で嵌合する構成となっている。5a及び5bはそれぞれが交互に連結される2種類の固定子ブロックで、電磁鋼板2a及び2bを一定枚数毎に交互に積層固定されたものでコアバック部6、及びティース部7で構成される。コアバック部6、及びティース部7は積層固定された電磁鋼板2a及び2bの円弧状の頭部、及び胴部で構成されるものである。ここで図4に示すようにコアバック部6の両端部側面は固定子ブロック5aと5bの連結面となり、また電磁鋼板2a及び2bが垂直方向に対して角度θとなるように斜めにずらされて積層固定されており、これによりティース部7にスキューが施されている。またティース部7には図1で示すコイル集中巻線13が施され電流が流されることで固定子ブロック5a及び5bが電磁石となり、永久磁石を有する回転子を回転させるものである。ここで2種類の固定子ブロック5a及び5bは電磁鋼板2a及び2bを積層する順序により種類分けされている。つまり固定子ブロック5aは最上段もしくは最下段から、電磁鋼板2aを2枚、電磁鋼板2bを4枚の順で繰り返し積層されたものであり、固定子ブロック5bは最上段もしくは最下段から、電磁鋼板2bを3枚、電磁鋼板2aを2枚、電磁鋼板2bを1枚の順で繰り返し積層されたものである。8は固定子ブロック5a及び5bを固定する固定部で、複数の電磁鋼板2a及び2bの固定ピン用穴3によって構成され垂直方向に対し斜めとなる通し穴である。9は固定部8に挿通される磁性体の材料からなる固定ピンで、両端部それぞれにリング状の板10が溶接され、上述のように積層された固定子ブロック5a及び5bの形状を保持固定するものである。11a及び11bはコアバック部6の両端部側面の外周側に設けられ、複数の電磁鋼板2aの連結ピン用リング4で構成される2種類の形状からなる連結体であり、その形状は上述の固定子ブロック5a及び5bを構成する電磁鋼板2a及び2bの積層順序により決まっている。12は磁性体の材料からなる連結ピンで、連結体11a及び11bの連結ピン用リング4と係合するものである。ここで図4に示すように、連結ピン用リング4には角度θが設けられ、それにより連結ピン用リング4のリング面は固定子ブロック5aと5bの連結面に対し垂直であり、これらに加え、上述の連結体11a及び11bの形状により、固定子ブロック5aと5bの連結面が互いに接したとき、連結体11aと11cは噛合い、連結ピン用リング4は全て平行に対向し、穴向きは全て一列となり、これらに連結ピン12が垂直方向に対し角度θで挿通しているものである。また、これにより隣接する固定子ブロック5aと5bは連結ピン12を軸とした回転方向に可動に連結されており、ティース部6が開いた状態にする事が可能である。また、連結された複数の固定子ブロック5a及び5bは図3に示すように一円に連結されており永久磁石式モータの固定子1を構成する。また一円とされた固定子コア1はモールド(図示せず)されている。
【0009】
次に永久磁石式モータの固定子1の組立方法を説明する。先ず2種類の分割型で電磁鋼板2a及び2bを打ち抜き複数作成する。次に電磁鋼板2a及び2bを固定子ブロック5a及び5bとなるように積層し作成する。次に複数の固定部8全てに固定ピン9を挿通し、固定ピン9の両端にリング状の板10を嵌め込み、これを押圧しながら固定ピン9とリング状の板10を溶接し、固定子ブロック5a及び5bを連結固定する(図7参照)。次に連結体11a及び11bを噛合わせ複数の連結穴に連結ピン12を挿入し(図8参照)、これにより固定子ブロック5aと5bを交互に連続接続し固定子コア1とする。次に連結ピン12を中心に固定子ブロック5a及び5bを回転させ、ティース部7が開いた状態にし(図9参照)、この状態でティース部7にコイル巻線13を施す。次に再び連結ピン12を中心に固定子ブロック5a及び5bを逆回転させ一円とし、対向する両端の連結体11a及び11bを連結させて固定する(図3参照)。次に固定子コア1をモールドする。
【0010】
ここで、固定子ブロック5a及び5bは連結した連結ピン12が斜めに挿通されているため、ティース部7が開いた状態ではらせん状となるが、コイルの巻線作業に問題はない。
【0011】
以上のように構成された永久磁石式モータにおいては、2種類の分割型で打ち抜きされた電磁鋼板2a及び2bを交互に積層した構成で作成し、且つティース部7にスキューを施すことで部品点数の削減、貼付け工程の簡素化、回転子の加工工程簡素化が実現できる。
【0012】
また、電磁鋼板間を固定ピン9で固定するため、電磁鋼板間を強固に固定できる。
【0013】
また同時に、固定子ブロック1のティース部7にスキュー角度を保持することができるためにトルクリップル低減効果を実現できる。
【0014】
また従来回転子の磁石をずらして貼り付けることにより磁石スキューを施してトルクリップルを低減していたが、その必要がなくなり磁石を回転子に貼り付ける工程が簡素化できる。また従来は上記の理由により1極あたり少なくとも2個の磁石を貼り付ける必要があったが1個の磁石で充分となる。
【0015】
また固定用ピン9及び連結用ピン12を磁性体とすることでティース部7及びコアバック部6の磁束の流れをスムーズにすることによってもトルクリップルの低減を実現できる。
【0016】
更に、固定子ブロック5a及び5bのコアバック部6の連結部を連結ピンで連結し、可動とすることで、コイル巻き線作業の向上、巻き線占積率の向上を実現できる。
【0017】
また固定子1を一円とした後にモールドすれば、モールド材の放熱効果による巻き線部の温度上昇抑制が期待できる。
【0018】
ところで、上記説明ではこの発明の固定子ブロック5a及び5bにおいては、構成する電磁鋼板2a及び2bの積層順序を上記の通りとしたが、これ以外の積層順序を使用し実施可能なことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】永久磁石式モータの固定子の平面図である。
【図2】図1の固定子を構成する複数の固定子ブロック同士の接続部を示す拡大図である。
【図3】図1の斜視図である。
【図4】図3のA方向からみた背面図である。
【図5】2種類の電磁鋼板を示す平面図である。
【図6】連結ピン用リング付きの電磁鋼板を示す正面図である。
【図7】分割された2種類の固定子ブロックの固定方法を示す斜視図である。
【図8】分割された2種類の固定子ブロックの連結方法を示す斜視図である。
【図9】連結された複数の2種類の固定子ブロックを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0020】
1 固定子、
2a、2b 電磁鋼板、
3 固定ピン用穴、
4 連結ピン用リング、
5a、5b 固定子ブロック、
6 コアバック部、
7 ティース部、
8 固定部、
9 固定ピン、
10 リング状の板、
11a、11b 連結体、
12 連結ピン、
13 コイル集中巻線。




 

 


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