(57)【要約】【目的】本発明は、設計及び製造におけるコイルと鉄芯との間の依存性を低減でき、設計の自由度を上げることができるフラックスモータ及び電気製品を提供する。【解決手段】モータは、中心軸を中心に回転するロータと、前記ロータと軸方向において対向するステータと、を有し、前記ステータは、複数のステータユニットを有し、複数の前記ステータユニットは、前記中心軸を囲って配置し、前記ステータユニットは、鉄芯ブロックからなる鉄芯ユニットと、導線からなり、前記鉄芯ユニットを囲って配置するコイルユニットと、を含み、前記鉄芯ユニットの軸方向の高さは、前記コイルユニットの軸方向の高さより小さい。【選択図】図１
2020103025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスモータであって、
中心軸を中心に回転するロータと、
前記ロータと軸方向において対向するステータと、
を有し、
前記ステータは、複数のステータユニットを有し、
複数の前記ステータユニットは、前記中心軸を囲って配置され、
前記ステータユニットは、
鉄芯ブロックからなる鉄芯ユニットと、
導線が巻かれており、前記鉄芯ユニットを囲って配置するコイルユニットと、
を含み、
前記鉄芯ユニットの軸方向の高さは、前記コイルユニットの軸方向の高さより小さいことを特徴とするフラックスモータ。
【請求項２】
前記鉄芯ユニットと前記コイルユニットは、互いの間に間隙を有するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のフラックスモータ。
【請求項３】
前記ステータユニットは、複数の鉄芯ユニット及び／又は複数のコイルユニットを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のフラックスモータ。
【請求項４】
前記ステータユニットは、前記鉄芯ユニットの軸方向両側に配置され、放熱性を有するが、透磁率の無い材料から形成されるパッドを更に含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項５】
前記ステータユニットは、前記鉄芯ユニット全体を覆い、放熱性を有するが、透磁率の無い材料から形成されるカバー部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項６】
前記ロータは２つで、それぞれ前記ステータの軸方向両側に配置されるか、前記ロータは１つで、前記ステータの軸方向の一方の側に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項７】
前記鉄芯ユニットは、軟磁性複合材料から形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項８】
前記鉄芯ユニットの厚さは、２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項９】
軸方向に観察する時、前記鉄芯ユニットは矩形または扇形を示すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフラックスモータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のフラックスモータを有することを特徴とする電気製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの技術分野、特に、フラックスモータ及び電気製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フラックスモータは、一般的なモータである。フラックスモータの構造において、複数のステータブロックからなるセグメントステータを採用し、各ステータブロックのいずれにも、鉄芯とコイルが配置され、鉄芯の軸方向の両端に、それぞれギア部を有し、両端のギア部が接続される接続部を有し、コイルは、前記接続部に巻かれている。
【０００３】
上記背景技術は、本発明を明確に説明するためであり、当業者が理解し易いように述べたものでしかない。これらの詳細な説明は、本発明の背景技術で説明していることだけで、上記技術案が当業者の公知であると認定することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５３７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、ステータブロックの設計を変更して、異なる使用要求に適するフラックスモータを必要とする時、鉄芯の形状やサイズの設計を変更することを考慮してもよいが、鉄芯の両端に、それぞれギア部を有することから、鉄芯の形状やサイズの設計を変更しようとすると、対応する製造金型及び／又は治具を変更しなければならず、コストが大幅に上昇してしまうことが一般的に知られている。
【０００６】
一方で、鉄芯の形状やサイズの設計を変更せずに、コイルの設計だけを変更することを考慮してもよいが、コイルは、軸方向の高さにおいて、鉄芯両端のギア部に制限され、また、コイルを鉄芯の形状とサイズに合わせるために、製造において、通常、コイルを鉄芯に巻いてから、各ステータブロックの全体を組み立てる。したがって、従来技術では、設計と製造において、コイルと鉄芯との間に強い依存性を有し、設計自由度が低い。
【０００７】
上記課題、又は、その他の類似の課題を解決するために、本発明の実施形態によると、フラックスモータ及び電気製品を提供し、モータ及び電気製品によって、設計及び製造におけるコイルと鉄芯との間の依存性を低減して、設計自由度を上げることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の実施形態によれば、中心軸を中心に回転するロータと、前記ロータと軸方向において対向するステータと、を有し、前記ステータは、複数のステータユニットを有し、複数の前記ステータユニットは、前記中心軸を囲って配置するモータであって、前記ステータユニットは、鉄芯ブロックからなる鉄芯ユニットと、導線が巻かれており、前記鉄芯ユニットを囲って配置するコイルユニットと、を含み、前記鉄芯ユニットの軸方向の高さは、前記コイルユニットの軸方向の高さより小さいフラックスモータを提供する。
【０００９】
本発明の第二の実施形態によれば第一の実施形態に記載のモータを有する電気製品を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態の有益な効果は、鉄芯ユニットを囲むコイルユニットを配置し、鉄芯ユニットの軸方向の高さがコイルユニットの軸方向の高さより大きくないことで、設計及び製造におけるコイルと鉄芯との間の依存性を低減でき、設計自由度を上げることができる。
【００１１】
以下の文の説明及び図面を参照すると、本発明の実施形態を詳細に公開している。本発明の実施形態の範囲は、これに限定しないことを理解しなければならない。添付の請求項の技術思想の範囲内において、本発明の実施形態は、多くの変更、修正及び同等のものを含む。
【００１２】
１つの実施形態について、記述及び／又は示す特徴は、同じ又は類似の方式で１つ又は更に多くのその他の実施形態において使用されてもよいし、その他の実施形態の特徴と組み合わせてもよいし、その他の実施形態の特徴を置き換えてもよい。
【００１３】
用語「備える／含む／有する」は、本文で使用するとき、特徴、全体、または部材の存在を指し、１つ又はさらに多くのその他の特徴、全体、または部材の存在や付加を削除しないことを強調しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面は、本発明の実施形態を更に理解するために提供されており、明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を示し、本発明の原理を説明するのに用いる。以下に記述する図面は、本発明の幾つかの実施形態でしかなく、当業者は、容易に創造できる範囲内の下で、これらの図面によりその他の図面を得ることができることは明らかである。
【００１５】
【図１】図１は、実施形態１のフラックスモータの概略図である。
【図２】図２は、実施形態１のフラックスモータの中心軸がある平面に沿って切断した概略図である。
【図３】図３は、実施形態１のフラックスモータの分解図である。
【図４】図４は、実施形態１のフラックスモータのステータユニットの概略図である。
【図５】図５は、実施形態１のフラックスモータのステータユニットの別の概略図である。
【図６】図６は、実施形態１のフラックスモータの中心軸がある平面に沿って切断した別の概略図である。
【図７】図７は、実施形態１のフラックスモータの調整部材の概略図である。
【図８】図８は、実施形態１のフラックスモータの調整部材の別の概略図である。
【図９】図９は、実施形態１のフラックスモータの中心軸がある平面に沿って切断した他の概略図である。
【図１０】図１０は、実施形態１のフラックスモータのロータの概略図である。
【図１１】図１１は、実施形態１のフラックスモータの別の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、以下の明細書を通して、本発明の上記及びその他の特徴は、明らかになる。明細書と図面において、本発明の特定の実施形態を具体的に公開し、本発明の原則を採用できる一部の実施形態を表しており、理解しなければならないのは、本発明は、記述する実施形態に限定せず、添付の請求項の範囲内に入る全ての修正、変更及び同等のものを含む。
【００１７】
本発明実施形態において、単数形式「一」、「該」等は、複数の形式を含み、「１種」または「１種類」は、「１つ」の意味に限定しないことを広義に理解しなければならない。また、前後で別に明確に指摘していない限り、用語「によると」は、「少なくとも一部は・・・によると」と理解しなければならず、用語「に基づき」は、「少なくとも一部は・・・に基づき」と理解しなければならない。
【００１８】
本発明の以下の説明では、説明のために、モータの回転部をその周りに回転可能な中心線を「中心軸」と称し、中心軸に沿って延伸する方向と同じ、又は平行な方向を「軸方向」と称し、中心軸を囲う周りの方向を「周方向」と称する。
【００１９】
以下に本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態１は、フラックスモータを提供する。図１は、本発明の実施形態のフラックスモータの概略図である。図２は、本発明実施形態のフラックスモータの中心軸がある平面に沿って切断した概略図である。図３は、本発明実施形態のフラックスモータの分解図である。図４は、本発明実施形態のフラックスモータのステータユニットの概略図である。図５は、本発明実施形態のフラックスモータのステータユニットの別の概略図である。
【００２１】
図１〜図３に示すように、フラックスモータ１０は、ロータ１１とステータ１２を有する。ロータ１１は、中心軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転し、ステータ１２とロータ１１は、軸方向において対向し、また、ステータ１２は、複数のステータユニット１２１（例えば、図１に示すステータユニット１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４・・・を含む）を有し、複数のステータユニット１２１は、中心軸Ｏ−Ｏ’を囲って配置する、即ち、周方向に沿って配置する。
【００２２】
図２、図４と図５に示すように、各ステータユニット１２１は、鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２を含み、鉄芯ユニット１２１１は、鉄芯ブロックからなり、コイルユニット１２１２は、導線を巻き取ってなり、鉄芯ユニット１２１１を囲って配置する。図５に示すように、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の高さＤ１は、コイルユニット１２１２の軸方向の高さＤ２より小さい。即ち、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の高さＤ１は、コイルユニット１２１２の軸方向の高さＤ２より大きくない。
【００２３】
上記実施形態によって、コイルユニット１２１２は、鉄芯ユニット１２１１を囲って配置し、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の高さＤ１は、コイルユニット１２１２の軸方向の高さＤ２より大きくなく、このように、鉄芯ユニット１２１１は、軸方向の高さ全体の範囲内のいずれにおいてもコイルユニット１２１２の内部に配置できる。これより、コイルユニット１２１２の軸方向の高さは、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の高さに限定されず、設計及び製造におけるコイルと鉄芯との間の依存性を低減でき、設計自由度を上げることができる。
【００２４】
本実施形態において、図４に示すように、鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２は、互いの間に間隙１２１ｓを有するように配置してもよい。図４に示すように、間隙１２１ｓは、鉄芯ユニット１２１１周囲を囲う間隙を含む。鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２との間に間隙１２１ｓを設けることで、鉄芯ユニット１２１１がコイルユニット１２１２に電気的に接触するのを回避しつつ、コイルユニット１２１２の導線を巻いて形成される中空部位に鉄芯ユニット１２１１を入れやすくすることができる。間隙１２１ｓのサイズは、実際の必要性に基づき設けてもよく、鉄芯ユニット１２１１がイルユニット１２１２に電気的に接触するのを回避しつつ、コイルユニット１２１２に形成される中空部位に鉄芯ユニット１２１１を入れやすくすることができればよい。
【００２５】
本実施形態において、間隙１２１ｓの鉄芯ユニット１２１１周囲を囲う大きさは、一致してもしなくてもよい。例えば、図４に示すように、ステータユニット１２１−３を例とすると、間隙１２１ｓの鉄芯ユニット１２１１周囲を囲う大きさは、一致しない、即ち、図４の左右両側の大きさは狭く、図４の上側の大きさは広く、図４の下側の大きさはもっとも広い。本実施形態は、図４の大きさを設ける方式に限定せず、その他の方式で、間隙１２１ｓの鉄芯ユニット１２１１周囲を囲う大きさを設けてもよい。
【００２６】
本実施形態において、鉄芯ユニット１２１１の形状は、必要性に基づき、任意に設置してもよく、鉄芯ユニット１２１１をコイルユニット１２１２が形成する中空部位内に配置できればよい。例えば、軸方向に観察する時、鉄芯ユニット１２１１は、大まかに、矩形、扇形、円形、多角形等を示してもよい。本実施形態は、これに限定せず、鉄芯ユニット１２１１は、その他の形状に配置してもよい。
【００２７】
本実施形態において、鉄芯ユニット１２１１は、任意の適切な材料から形成されてもよく、例えば、軟磁性複合材料から形成される。また、鉄芯ユニット１２１１の厚さは、実際の必要性に基づき、設定してもよく、例えば、２ｍｍ以上にする。
【００２８】
本実施形態において、モータの使用要求に基づき、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１は、１つ又は複数配置してもよい。また、コイルユニット１２１２も１つ又は複数配置してもよい。図２、図３と図４は、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２はいずれも１つである場合を示す。
【００２９】
図６は、本発明の実施形態のフラックスモータの中心軸Ｏ−Ｏ’がある平面に沿って切断した別の概略図である。図６は、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２はいずれも複数である場合を示しており、具体的には、図６の各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１は３つであり、コイルユニット１２１２は２つである。本実施形態は、これに限定せず、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２は、それぞれその他の数にしてもよい。
【００３０】
このように、モータの各ステータユニット１２１において、適切な数の鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２を組み合わせて使用することで、モータは異なる使用要求を満たすことができる。即ち、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２は、異なる使用要求のモータに使用でき、使用要求に基づき、各ステータユニット１２１に含まれる鉄芯ユニット１２１１とコイル１２１２それぞれの数を対応して調整すればよい。このように、鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２を量産して、開発時間と製造コストを削減できる。
【００３１】
本実施形態において、ステータユニット１２１は、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の位置を調整する調整部材を更に含んでもよい。これより、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の中心位置とコイルユニット１２１２の軸方向の中心位置とを揃えることができ、このように、ステータユニット１２１は、より優れた磁気特性を得ることができる。
【００３２】
図７は、上記調整部材の概略図である。図８は、上記調整部材の別の概略図である。
【００３３】
１つの実施形態において、図７に示すように、上記調整部材は、鉄芯ユニット１２１１の軸方向両側に配置されるパッド１２１３であってもよい。
【００３４】
別の実施形態において、図８に示すように、上記調整部材は、鉄芯ユニット１２１１全体を覆うカバー部材１２１４であってもよい。また、図２と図３もカバー部材１２１４を示している。
【００３５】
パッド１２１３とカバー部材１２１４は、放熱性を有するが、透磁率の無い材料から形成されてもよく、これより、鉄芯ユニット１２１１の放熱に有利でありつつ、ステータユニット１２１の磁気特性に影響しないことが可能である。本材料は、例えば、熱伝導性プラスチックであってもよい。
【００３６】
図９は、カバー部材１２１４が設けられた場合の、鉄芯ユニット１２１１とコイルユニット１２１２を組み合わせた、フラックスモータの中心軸がある平面に沿って切断した概略図である。図９に示すように、各鉄芯ユニット１２１１のいずれにもカバー部材１２１４が設けられ、各カバー部材１２１４と鉄芯ユニット１２１１は、１つのカバー鉄芯ユニットとし、複数のこのようなカバー鉄芯ユニットを組み合わせ、また、図６と同様に、複数のコイルユニット１２１２を組み合わせる。同様に、図９のカバー部材１２１４もパッド１２１３に置き換えてもよい。
【００３７】
しかしながら、本実施形態は、上記実施形態に限定せず、本実施形態は、その他の形態の調整部材を設置してもよいし、調整部材を設置しなくてもよい。
【００３８】
図１０は、本実施形態のロータの概略図である。図１０に示すように、ロータ１１は、円盤形のヨークディスク１１１と、周方向に沿ってヨークディスク１１１に配置される磁石１１２と、を含んでもよい。
【００３９】
本実施形態のフラックスモータは、図１から図３に示すように、ロータ１１は２つ設置して、それぞれステータ１２の軸方向両側に配置してもよいが、本実施形態は、これに限定しない。
【００４０】
図１１は、本実施形態のフラックスモータの別の概略図である。図１１に示すように、ロータ１１は、１つだけ設置してもよく、ロータ１１は、ステータ１２の軸方向の任意の一方の側に配置され、ステータ１２の軸方向の他方の側は、磁気伝導回路を構成する１つのディスク部材１３に固定される。図１１に示すように、ステータユニット１２１において、鉄芯ユニット１２１１は、軸方向の中心位置をコイルユニット１２１２の軸方向の中心位置よりディスク部材１３に近づくように設置してもよいが、本実施形態は、これに限定せず、鉄芯ユニット１２１１は、例えば、上記パッド１２１３やカバー部材１２１４のような調整部材によって、鉄芯ユニット１２１１の軸方向の中心位置をコイルユニット１２１２の軸方向の中心位置と揃えるように設置してもよい。
【００４１】
本実施形態のフラックスモータは、コイルユニットの鉄芯ユニットを囲って配置し、鉄芯ユニットの軸方向の高さを、コイルユニットの軸方向の高さより大きくしないことで、設計及び製造におけるコイルユニットと鉄芯ユニットとの間の依存性を低減でき、設計自由度を上げることができる。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態２は、フラックスモータを有する電気製品を提供する。フラックスモータは、上記実施形態１にあるように記載できるため、ここでは繰り返さない。
【００４３】
本実施形態の電気製品は、任意の電気製品であってもよい。例えば、空調機の室内機、空調機の室外機、水飲み器、洗濯機、掃除機、コンプレッサ、送風機、ミキサー等の家電又はオフィス設備、ポンプ、コンベヤ、エレベータ、標準産業用汎用機、風力発電機、グラインダー、トラクションモータ等の工業設備であってもよく、各種情報処理設備などであってもよい。
【００４４】
本実施形態の電気製品により、設計及び製造におけるコイルユニットと鉄芯ユニットとの間の依存性を低減でき、設計自由度を上げることができる。
【００４５】
以上、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に述べて、本発明を説明した。しかしながら、本発明の実施形態は、上記実施形態に限定せず、本発明の主旨から外れない範囲における全ての変更、修正及び同等のもの等も含む。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、設計及び製造におけるコイルと鉄芯との間の依存性を低減でき、設計自由度を上げることができるフラックスモータ及び電気製品を提供する。
【符号の説明】
【００４７】
１０：フラックスモータ
１１：ロータ
１１１：ヨークディスク
１１２：磁石
１２：ステータ
１２１、１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４：ステータユニット
１２１１：鉄芯ユニット
１２１２：コイルユニット
１２１３：パッド
１２１４：カバー部材
１２１ｓ：間隙
１３：ディスク部材
Ｄ１、Ｄ２：高さ
Ｏ−Ｏ’：中心軸
【図１】
2020103025.tif 000003
【図２】
2020103025.tif 000004
【図３】
2020103025.tif 000005
【図４】
2020103025.tif 000006
【図５】
2020103025.tif 000007
【図６】
2020103025.tif 000008
【図７】
2020103025.tif 000009
【図８】
2020103025.tif 000010
【図９】
2020103025.tif 000011
【図１０】
2020103025.tif 000012
【図１１】
2020103025.tif 000013