(57)【要約】【課題】方形又は非円形の固定子をもち、スペース利用率の高いモータを提供する。【解決手段】モータは、固定子、及び固定子内に配置された回転子２０を含む。固定子の殻は、複数の側壁１０ａ−１０ｄ、及びその隣接側壁を接続する弓形接続部分１１ａ−１１ｄを含む。殻の断面は隅肉部をもつ多角形である。又、固定子は、弓形接続部分内に設置された複数の磁石１２ａ−１２ｄも含む。これら磁石は、相互にある間隔で配列される。各磁石の外面は、２つの隣接側壁の内面に取り付けられ、磁石とそれに対応する弓形接続部分の内面との間にギャップが形成される。又、磁石の内面と回転子の外面との間にエアギャップが形成される。磁石を弓形接続部分の内側に配置することでスペース利用率が改善される。磁石の外面と弓形接続部分の内面との間に形成されたギャップは、磁石を殻に固定する接着剤のために使用される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、固定子内に配置され且つ固定子に直面する外面を有する回転子とを備え、その固定子は殻を含み、殻は、複数の側壁と、その隣接側壁を接続する弓形接続部分とを含み、殻の断面は、角の丸い多角形であり、又、固定子は、弓形接続部分内に配置された複数の磁石も含み、各磁石の外面は、２つの隣接側壁の内面に隣接して位置され、各磁石とそれに対応する弓形接続部分との間にギャップが形成され、更に、磁石の内面と回転子の外面との間にエアギャップが形成された、モータ。
【請求項２】
前記回転子と各磁石の内面との間で半径方向に測定された前記エアギャップの巾が一定ではなく、前記エアギャップは、前記内面の周囲方向中央部の方が周囲方向縁部より狭い、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記磁石の内面は、周囲方向に弓形であり、前記エアギャップは、磁石の最も厚い部分に対応して最も狭く、且つ磁石の最も薄い部分に対応して最も広い、請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記弓形接続部分の内面の曲率半径は、前記磁石の外面の曲率半径より大きい、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記弓形接続部分は、均一の厚みであり、それらの半径の中心は、回転子の回転の中心からずれている、請求項３に記載のモータ。
【請求項６】
前記弓形接続部分の内面の曲率半径と、前記磁石の内面の曲率半径との比は、１．１から１．４の範囲である、請求項３に記載のモータ。
【請求項７】
前記殻は、均一の厚みを有する、請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
前記弓形接続部分の厚みは、前記側壁の厚みより大きい、請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
【請求項９】
４つの磁石があって、４つ又は８つの磁極を形成する、請求項１から８のいずれかに記載のモータ。
【請求項１０】
前記殻の断面は方形であり、前記殻の４つの弓形接続部分に４つの磁石が各々配置される、請求項１から８のいずれかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータに係り、より詳細には、方形固定子を有する電気モータに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石ＤＣモータの断面が図１に示されている。このようなモータは、円筒状の殻１を使用している。円筒状の殻１には、回転子３が受け入れられる。永久磁石２が円筒状の殻１の内面に固定され、回転子３の周りに分布される。しかしながら、このような輪郭構造をもつモータには、次のような問題がある。１）運送プロセス中に転がり易く、２）設置が不便で、付加的なポジショニング装置が必要になる。
【０００３】
この分野で近年開発された方形モータが図２に示されている。モータは、方形の殻１’を使用している。永久磁石２’が、殻１’の４つの側壁の内面に設置される。回転子３’は、殻１’に受け入れられる。永久磁石２’は、回転子３’の周りに分布される。方形の殻をもつこのようなモータは、従来の円筒状モータの上述した欠点を解消するが、次のような問題がある。１）殻は、スペース利用率が低く、４つのアングルのスペースが使用されず、２）回転子の直径は、殻のサイズから殻の厚み及び永久磁石の厚みを差し引いたものに等しい。比較的サイズの小さいモータ殻の要件においては、回転子３’の直径が、殻１’及び磁石２’の厚みによって制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、方形又は非円形の固定子をもち、スペース利用率の高いモータが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、その１つの態様において、固定子と、固定子内に配置され且つ固定子に直面する外面を有する回転子とを備え、固定子は殻を含み、殻は、複数の側壁と、その隣接側壁を接続する弓形接続部分とを含み、殻の断面は、角の丸い多角形であり、又、固定子は、弓形接続部分内に配置された複数の磁石も含み、各磁石の外面は、２つの隣接側壁の内面に隣接して位置され、各磁石とそれに対応する弓形接続部分との間にギャップが形成され、更に、磁石の内面と回転子の外面との間にエアギャップが形成される、モータを提供する。
【０００６】
好ましくは、回転子と各磁石の内面との間で半径方向に測定されたエアギャップの巾が一定ではなく、エアギャップは、内面の周囲方向中央部の方が周囲方向縁部より狭い。
【０００７】
好ましくは、磁石の内面は、周囲方向に弓形であり、エアギャップは、磁石の最も厚い部分に対応して最も狭く、磁石の最も薄い部分に対応して最も広い。
【０００８】
好ましくは、弓形接続部分の内面の曲率半径は、磁石の外面の曲率半径より大きい。
【０００９】
好ましくは、弓形接続部分は、均一の厚みであり、それらの半径の中心は、回転子の回転の中心からずれている。
【００１０】
好ましくは、弓形接続部分の内面の曲率半径と、磁石の内面の曲率半径との比は、１．１から１．４の範囲である。
【００１１】
好ましくは、殻は、均一の厚みを有する。
【００１２】
或いは又、弓形接続部分の厚みは、側壁の厚みより大きい。
【００１３】
好ましくは、４つの磁石があって、４つ又は８つの磁極を形成する。
【００１４】
好ましくは、殻の断面は方形であり、殻の４つの弓形接続部分に４つの磁石が各々配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の有益な効果は、モータの磁石を弓形接続部分の内部に配置することにより達成されるスペース利用率の改善を含む。更に、磁石の外面と弓形接続部分の内面との間に形成されるギャップは、磁石を殻に固定するための接着剤のために使用できる。
【００１６】
以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも正しいスケールで示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のＤＣモータの概略断面図である。
【図２】別の従来のＤＣモータの概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態によるモータの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図３に示すように、本発明の実施形態によるモータは、固定子と、固定子内に配置された回転子２０とを備えている。固定子は、殻と、殻内に配置された磁石１２ａ−１２ｄとを含む。殻の半径方向断面は、角が丸み付けされた方形であり、４つの側壁１０ａ−１０ｄ、及び４つの弓形接続部分１１ａ−１１ｄを含む。より詳細には、弓形接続部分１１ａは、２つの隣接側壁１０ａと１０ｂとの間に接続され、弓形接続部分１１ｂは、２つの隣接側壁１０ｂと１０ｃとの間に接続され、等々となる。４つの磁石１２ａ−１２ｄは、４つの角、即ち弓形接続部分１１ａ−１１ｄの内側に各々設置される。各磁石の外面は、２つの隣接側壁の内面に取り付けられ、磁石の外面とそれに対応する弓形接続部分の内面との間にはギャップが形成される。例えば、磁石１２ａの外面は、側壁１０ａ、１０ｂの内面に取り付けられ、弓形接続部分１１ａの内面とでギャップを形成する。任意であるが、磁石を殻に固定するためにギャップには接着剤が入れられる。
【００１９】
更に、磁石１２ａ−１２ｄの内面と回転子２０の外面との間にはエアギャップが形成され、固定子に対応して回転子を回転できるようにする。好ましくは、磁石１２ａ−１２ｄの内面と回転子２０の外面との間でモータの半径方向に測定されたエアギャップの巾は、一定ではない。より詳細には、弓形接続部分１１ａ−１１ｄに対応する磁石１２ａ−１２ｄの内面の部分と、回転子２０との間のエアギャップの巾は、磁石１２ａ−１２ｄの内面の他の部分と、回転子２０との間のエアギャップの巾より小さい。別の好ましい実施例として、磁石１２ａ−１２ｄの内面が弓形である。弓形の表面に沿って、磁石１２ａ−１２ｄの最も厚い部分に対応するエアギャップは最も狭く、そして磁石１２ａ−１２ｄの最も薄い部分に対応するエアギャップは最も広い。エアギャップの巾のこのような不一致は、回転子２０の磁気引き留めトルクを減少し、消磁のおそれを低減する上で助けとなる。エアギャップの巾の変化は、図３に示すように、滑らかに変化するのが好ましい。
【００２０】
好ましい実施形態として、弓形接続部分１１ａ−１１ｄは、製造が便利なように均一厚み（例えば、１ｍｍの厚さ）である。各弓形接続部分の半径の中心は、回転子２０の回転の中心からずれている。例えば、図３に示したように、弓形接続部分１１ｃの半径の中心Ｏ’は、回転子２０の回転の中心Ｏからずれている。この実施形態では、弓形接続部分１１ａ−１１ｄの曲率は、回転子２０の外面の曲率より小さい。従って、比較的円滑であるように見える。
【００２１】
改善計画として、磁石１２ａ−１２ｄの内面は、回転子の周囲方向にカーブした弓形表面である。弓形接続部分１１ａ−１１ｄの内面の曲率半径は、磁石１２ａ−１２ｄの外面の曲率半径より大きい。
【００２２】
別の改善計画として、弓形接続部分１１ａ−１１ｄの内面の曲率半径と、磁石１２ａ−１２ｄの内面の曲率半径との比が１．１から１．４の範囲である。この比が約１１．８／９．９５、又は約１．１９であるのが最も好ましい。
【００２３】
更に別の改善計画として、磁石１２ａ−１２ｄは、対称的な弓形表面を有する。各磁石の対称中心線は、回転子２０の回転中心Ｏを通る。各磁石１２ａ−１２ｄの内面の曲率半径は、回転子２０の外面の曲率半径より大きい。この計画では、回転子２０と磁石との間のエアギャップの巾が一定ではない。磁石の対象中心におけるエアギャップの巾が最小となる。磁石の両端におけるエアギャップの巾が最大となる。この対象構造は、製造及びアッセンブルが便利である。
【００２４】
好ましい計画として、殻が、均一厚み（例えば、１ｍｍの厚み）を有し、これは、処理及び製造が便利であり、且つ殻の内部スペースを効率的に使用する。
【００２５】
任意の計画として、弓形接続部分１１ａ−１１ｄの厚みが、側壁１０ａ−１０ｄの厚みより大きくされる。例えば、側壁１０ａ−１０ｄの厚みが１ｍｍであり、そして弓形接続部分１１ａ−１１ｄの厚みが１．１ｍｍである。
【００２６】
図３に示す実施形態において、２つの隣接磁石１２ａ及び１２ｂの分極方向が、Ｎ極が外側となるときには、他の２つの隣接磁石１２ｃ及び１２ｄは、Ｓ極が外側となる。磁石１２ａのＮ極により発せられる磁力線は、殻を経て延びて、磁石１２ｄのＳ極に入り、次いで、回転子２０を通して磁石１２ａのＳ極に戻る。同様に、磁石１２ｂのＮ極により発せられる磁力線は、殻を経て延びて、磁石１２ｃのＳ極に入り、次いで、回転子２０を通して磁石１２ｂのＳ極に戻る。従って、４つの磁石１２ａ−１２ｄは、２つの磁極を形成する。４つの磁石１２ａ−１２ｄが別の分極方向を形成して、４つの磁極又は８つの磁極を形成できることも理解されよう。又、当業者であれば、固定子の殻は、４つの側壁及び４つの弓形接続部分に限定されないことも理解されよう。固定子の殻は、より多くの側壁及び弓形接続部分を含むこともできる。
【００２７】
本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。
【００２８】
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【符号の説明】
【００２９】
１０ａ−１０ｄ：側壁
１１ａ−１１ｄ：弓形接続部分
１２ａ−１２ｄ：磁石
２０：回転子
Ｏ：回転子の回転の中心
Ｏ’：弓形接続部分の半径の中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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