(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極片を２極以上有する電動機及び発電機の鉄心に於いて、その磁極片の中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した磁極片３ａを有する鉄心１。
【請求項２】
請求項１の電動機及び発電機の鉄心１に於いて、その磁極片総数の１／２を磁極片３ａとし、残りの１／２をそれとは対称形状のスリット２ｂからなる磁極片３ｂとしそれぞれ配置し設けた鉄心１。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機及び発電機等の回転機器に於ける鉄心の形状に関し、近年高効率化する回転機器の高効率を維持しつつ、回転機器に於いてローターのコギングトルクを減少せしめ、安定した回転トルクを発生し回転特性を向上させると共に、更に生産コストを低減し経済性を向上させて安価で高性能な回転機器を供給する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、従来の電動機及び発電機等の回転機器に於いて、ローターのコギングトルクを減少せしめ、安定した回転トルクを発生し回転特性を向上させる技術が数多く提案されている。
【０００３】
即ち、鉄心の磁極数を多極にしたり、或いはステータの極数とローターの極数を異なる極数、例えばステータ１２極、ローター８極とすることにより、コギングトルクを減少せしめ、従来回転機器に於いて実用性のある回転特性（トルク特性）を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来技術による単相、２相、３相、それ以上の回転機器は、更に次の点に於いて性能の向上が考えられる。
【０００５】
即ち、従来技術の高効率の回転機器に於いては、回転トルク特性（コギングトルク等）を改善する為に、ステータあるいはローターの磁極を多数極にし、複雑な巻き線でコストのかかる構造の電動機もしくは発電機しか提案されていなかった。
【０００６】
又、従来技術に於いても、コキングトルクの少ない高効率、高出力の回転機器が提案されてはいるが、それらはステータの極数とローターの極数を異なる極数例えばステータ１２極、ローター８極とすることによりコキングトルクの問題を解消していた、その為に例えばステータ６極、ローター６極とした同極数の電動機もしくは発電機等は、構造上強いコギングトルクが発生する事によって、従来技術では実現が難しい物もあった。
【０００７】
従って、本発明の目的とするところは、高効率、高出力が要求される回転機器に於いて、従来では困難とされたステータ磁極とローター磁極の磁極数の組み合わせに於いても、コギングトルクを減少させて可能とし、更に、生産コストを低減し経済性を向上させて、安価で高性能を有する回転機器を供給する技術を提供する事にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明は次の技術的手段を有する。
【０００９】
即ち、実施例に対応する添付図面中の符号を用いて説明すると、本発明は磁極片を２極以上有する電動機及び発電機の鉄心に於いて、その磁極片の中心線に対して、左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した磁極片３ａを設けてなる事を特徴とする鉄心１が考慮される。
【００１０】
又、磁極片を２極以上有する電動機及び発電機の鉄心於いて、鉄心１の磁極片総数の１／２を磁極片３ａとし、残りの１／２をそれとは対称形状のスリット２ｂからなる磁極片３ｂとし、それぞれ配置し設けてなる事が考慮される。
【００１１】
【発明の実施形態】
上記構成に基づき添付図面に従い本発明の実施例を詳述する。
【００１２】
第１図は、請求項１の実施例の一例を示した物である、即ち、電動機及び発電機の鉄心の直溝型磁極片に於いて、その磁極片の中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した直溝型の磁極片３ａを有する鉄心１が考慮される。
【００１３】
第２図は、請求項１の実施例に於けるクローポール型鉄心の一例を示した物である、即ち、電動機及び発電機の鉄心の直溝型磁極片に於いて、その磁極片の中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した直溝型の磁極片３ａを有する鉄心１が考慮される。
【００１４】
第３図は、請求項１の実施例の一例を示した物である、即ち、電動機及び発電機の鉄心の斜溝型磁極片に於いて、その磁極片の中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した斜溝型の磁極片３ａを有する鉄心１が考慮される。
【００１５】
第４図は、請求項１の実施例に於けるクローポール型鉄心の一例を示した物である、即ち、電動機及び発電機の鉄心の斜溝型磁極片に於いて、その磁極片の中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａを設けて磁極面を分割した斜溝型の磁極片３ａを有する鉄心１が考慮される。
【００１６】
第５図の上図は、請求項２の実施例に於けるクローポール型ステータの鉄心１の構成図を示した一例である、上図に於いて２つの鉄心１の間に巻き線をはさみ組み合わせる事により、ステータコイルを容易に造ることが出来る。
【００１７】
即ち、直溝型磁極片を２極以上有する鉄心に於いて、鉄心１の磁極片総数の１／２を磁極片３ａとし、残りの１／２をそれとは対称形状のスリット２ｂからなる直溝型の磁極片３ｂとし、それぞれ配置し設けた鉄心１が考慮される。
【００１８】
従って、第５図の下図に於いてこの実施例は、磁極片総数１０極でその１／２にあたる磁極片３ａ５極と、残りの１／２にあたる磁極片３ｂ５極が交互に合わさり鉄心１を構成している。
【００１９】
第５図に於いては、磁極片３ａと磁極片３ｂを交互に配置しているが、必ずしも交互に配置する必要は無い。
【００２０】
第６図の上図は、請求項２の実施例に於ける６極ステータの鉄心１を示した実施例の一例である。
【００２１】
即ち、斜溝型磁極片を２極以上有する鉄心に於いて、鉄心１の磁極片総数の１／２を磁極片３ａとし、残りの１／２をそれとは対称形状のスリット２ｂからなる斜溝型の磁極片３ｂとし、それぞれ配置し設けた鉄心１が考慮される。
【００２２】
従って、第６図の下図に於いてこの実施例は、磁極片総数６極で、その１／２に相当する磁極片３ａ３極と、残りの１／２に相当する磁極片３ｂ３極が交互に配置され鉄心１を構成している。
【００２３】
第６図に於いては、磁極片３ａと磁極片３ｂを交互に配置しているが、必ずしも交互に配置する必要は無い。
【００２４】
第７図の上図は、従来技術では問題のあった、ステータ極数とローター極数が同極数である場合に於ける、本発明の鉄心の実施例に於いて、磁極片総数が６極のステータ鉄心１の一例を使用して、６極ローターを設けた時のスリット２ａと２ｂによる磁力線１０の変化とコキングトルクの減少効果を示した図である。
【００２５】
即ち、第７図の上図によると本発明による６極の磁極片を有する鉄心１に於いて、磁極片総数の１／２に相当する３極が、スリット２ａからなる磁極片３ａであり、残りの１／２の３極がそれとは対称形状のスリット２ｂからなる磁極片３ｂを交互に配置した鉄心１を示した図である。
【００２６】
次に、第７図上図に於いて、スリット２ａとスリット２ｂによる磁力線１０の変化とコキングトルクの減少効果を説明すると、まずそれぞれの磁極片３ａ、３ｂに於いて、その中心線に対して左右非対称となる異なる深さの２本以上のスリット２ａ、２ｂを設けて磁極面を分割する事により、磁力線通路が延長され磁力によりローター５に加わる引力が小さくなりその結果コキングトルクが減少する。
【００２７】
更に、第７図下図に於いて、それぞれの磁極片を異なる深さの２本以上のスリット２ａ、２ｂを設けて磁極面を分割した事により、ローターのＮ極とＳ極の最も強く引力を発生する磁極の境界の位置が、磁極片３ａの最も短いスリットの位置に移動した時に、磁極片３ｂの最も短いスリットとの相互間に互いに引力を打ち消し合う作用が発生し、更にコキングトルクが減少する効果を生する。
【００２８】
第８図は、本発明の鉄心に於ける、磁極片総数が６極のステータ鉄心１と２極ローター５を設けた実施例の一例であるが、従来の鉄心と比較して磁極片３ａ、３ｂに対称形状のスリット２ａ、２ｂが設けられている事により、ローター５に加わる引力が小さくなり、更に磁極片３ａ、３ｂの相互間に互いに引力を打ち消し合う作用が発生し、その結果更にコキングトルクが減少する。
【００２９】
第９図は、本発明の鉄心に於ける、磁極片総数が６極のステータ鉄心１と４極ローター５を設けた実施例の一例であるが、従来の鉄心と比較して磁極片３ａ、３ｂに対称形状のスリット２ａ、２ｂが設けられている事により、ローター５に加わる引力が小さくなり、更に磁極片３ａ、３ｂの相互間に互いに引力を打ち消し合う作用が発生し、その結果更にコキングトルクが減少する。
【００３０】
第８図及び第９図の何れの実施例も従来から実施されていた極数の組み合わせによるブラシレスＤＣモーターの略図であるが、本発明によれば他にもさまざまの極数の組み合わせ、或いはさまざまのタイプの回転機器に於いて、コギングトルクを減少させる事が考慮される。
【００３１】
第１０図は、本発明による１０極クローポール型直溝磁極片の鉄心（アウターローター）を実施したステータ鉄心の一例の斜視図である。
【００３２】
第１１図は、本発明による１０極クローポール型斜溝磁極片の鉄心（アウターローター）を実施したステータ鉄心の一例の斜視図である。
【００３３】
第１２図は、本発明による１０極クローポール型直溝磁極片の鉄心（インナーローター）を実施したステータ鉄心の一例の斜視図である。
【００３４】
第１３図は、本発明による６極３相直溝型磁極片の鉄心（インナーローター）を実施したステータ鉄心の一例の斜視図である。
【００３５】
第１４図は、本発明による１０極３相クローポール型直溝磁極片の鉄心（インナーローター）を実施したステータ鉄心の一例の斜視図である。
【００３６】
第１５図は、本発明による６極３相直溝型磁極片の鉄心を実施したローターの一例の斜視図である。
【００３７】
以上、詳述した如く全く新しい鉄心である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の上記構成に基づくと、従来技術に於いて、例えばステータ６極ローター６極等、同極数の電動機及び発電機に於いては、構造上強いコギングトルクが発生する事によって実現が難しかった、しかし、本発明によればステータ６極ローター６極の実施例の一例を詳述した如く、コギングトルクを減少せしめ、ステータ極数とローター極数が同極数の場合に於いても、電動機及び発電機の製造が可能である。
【００３９】
又、従来技術に於いて、電動機及び発電機に実施されているステータ磁極数とローター磁極数が異極数の場合に於いても、更にコギングトルクを減少させる事を可能とし、回転特性を向上させる事が可能である。
【００４０】
更に、クローポール型鉄心によるステータ或いはローターに於いては、鉄心の磁極総数が多極になっても製造が容易で、巻き線も１鉄心につき１巻き線でよく、単相、２相、３相、それ以上の相も容易に出来る事により、製造コストの削減が可能である。
【００４１】
以上、詳述した如く本発明は、回転機器のコキングトルクを減少せしめ優れた回転特性を実現し、高効率、高出力の電動機及び発電機等の回転機器を可能とし更に、生産コストを低減し経済性を向上させて、安価で高性能を有する回転機器を供給する事が出来る技術である。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直溝型磁極片の切り欠け斜視図とその断面図である。
【図２】本発明のクローポール型直溝磁極片の切り欠け斜視図とその側面図である。
【図３】本発明の斜溝型磁極片の切り欠け斜視図とその断面図である。
【図４】本発明のクローポール型斜溝磁極片の切り欠け斜視図とその側面図である。
【図５】本発明のクローポール型直溝磁極片の鉄心斜視図とその側面図である。
【図６】本発明の斜溝型磁極片の鉄心斜視図とその断面図である。
【図７】本発明の磁極片による磁力線の変化とコキングトルク減少を説明した図である。
【図８】本発明の６極磁極片の実施例を示した図である。
【図９】本発明の６極磁極片の実施例を示した図である。
【図１０】本発明による、１０極クローポール型直溝磁極片のステータ鉄心の実施例を示した図である。
【図１１】本発明による、１０極クローポール型斜溝磁極片のステータ鉄心の実施例を示した図である。
【図１２】本発明による、１０極クローポール型直溝磁極片のステータ鉄心（インナーローター）の実施例を示した図である。
【図１３】本発明による、６極３相直溝型磁極片のステータ鉄心（インナーローター）の実施例を示した図である。
【図１４】本発明による、１０極３相クローポール型直溝磁極片のステータ鉄心（インナーローター）の実施例を示した図である。
【図１５】本発明による、６極３相直溝型磁極片のローター鉄心の実施例を示した図である。
【符号の説明】
１    鉄心
２ａ  スリット
２ｂ  スリット
３ａ  磁極片
３ｂ  磁極片
４    巻き線
５    磁石
６    リード線
７    ３相リード線
８    電極
９    ローターシャフト
１０  磁力線
【図１】
0003662905.tif 000002
【図２】
0003662905.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003662905.tif 000008
【図８】
0003662905.tif 000009
【図９】
0003662905.tif 000010
【図１０】
0003662905.tif 000011
【図１１】
0003662905.tif 000012
【図１２】
0003662905.tif 000013
【図１３】
0003662905.tif 000014
【図１４】
0003662905.tif 000015
【図１５】
0003662905.tif 000016