(57)【要約】【課題】コギングトルクが増加したモータを。提供する。【解決手段】電気モータの磁気コアは、中央部分と、中央部分から外方に延びる複数の歯部とを含み、歯部は、中央部分の円周方向に沿って配置される。各歯部は、歯本体、２つの首部分及び２つの冠部分を含み、両首部分は、両冠部分を歯本体にそれぞれ接続し、２つの冠部分は、歯本体の反対側部を越えてそれぞれ延びている。各歯部の２つの首部分の各々は、最小幅が歯本体の幅の０．１〜０．３倍である。本発明は、磁気コアを使用する電気モータをさらに提供し、磁気コアは、モータのコギングトルクのピーク値を上昇させることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータの磁気コアであって、
中央部分と、
複数の歯部であって、前記中央部分からそれぞれの長手方向に外方へ延び、前記中央部分の円周方向に沿って配置される複数の歯部とを備え、
各前記歯部は、歯本体、２つの首部分及び２つの冠部分を備え、前記歯本体は、その長手方向と垂直な方向の横断幅を有し、前記首部分は、歯本体の外端からそれぞれの長手方向に延びて互いに二叉に分岐し、各前記首部分は、その長手方向と垂直な方向の横断幅を有し、前記２つの冠部分は、前記首部分のうち前記歯本体から遠い端部にそれぞれ接続され、円周方向で前記歯本体の反対側部に向かって延びており、
各前記首部分の前記横断幅の最小値は、前記歯本体のうちの前記首部分が依存する前記横断幅の０．１〜０．３倍である、ことを特徴とする磁気コア。
【請求項２】
各前記歯部の前記２つの冠部分の間に凹所が形成され、前記凹所は、幅が前記歯本体の幅の０．６〜０．８倍である開口部を有する、請求項１に記載の磁気コア。
【請求項３】
各前記歯部の前記２つの冠部分の間に凹所が形成され、前記凹所は、半径方向の深さが、前記凹所の前記開口部の幅の０．７〜１．８倍である、請求項１に記載の磁気コア。
【請求項４】
各前記歯部の前記２つの冠部分は一緒に接続されて一体冠部を形成し、前記一体冠部、前記歯本体及び前記２つの首部分の間に貫通穴が形成される、請求項１に記載の磁気コア。
【請求項５】
前記貫通穴は円形である、請求項４に記載の磁気コア。
【請求項６】
前記中央部分から外方に延びる複数の分離部材をさらに備え、各前記分離部材は、隣接する２つの歯本体の間に配置され、半径方向長さが前記歯本体の半径方向長さよりも短い、請求項１〜５の何れかに記載の磁気コア。
【請求項７】
電気モータであって、
ハウジングと、前記ハウジングの内側面に取り付けた少なくとも１つの永久磁石とを備えるステータと、
回転軸と、請求項１から６の何れかに記載の磁気コアとを備えるロータとを備え、前記磁気コアは前記回転軸に固定して取り付け、前記回転軸は前記ステータに回転可能に取り付け、結果として前記ロータは前記ステータに対して回転することができ、前記磁気コアは前記ハウジングに収容される、ことを特徴とする電気モータ。
【請求項８】
前記ハウジングの外径に対する前記ハウジングの内径の比は、０．９３未満である、請求項７に記載の電気モータ。
【請求項９】
前記磁気コアの外径は、前記ハウジングの内径の０．６〜０．８倍である、請求項８に記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの永久磁石は、磁気エネルギー生産が４ＭＧＯｅよりも大きい、請求項７〜９の何れかに記載の電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  本発明は、電気モータの分野に、特に永久磁石モータ及びモータの磁気コアに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  永久磁石ブラシモータは、通常ステータ及びロータを備える。ステータは、ハウジングと、ハウジングの内側面に取り付けた永久磁石とを備える。ロータは、回転軸と、回転軸に固定された磁気コア及び整流子と、磁気コアに巻き付けたロータ巻線とを備える。ステータとロータとの間に歯スロット効果が存在する。適用例によっては、モータのコギングトルクが大きいことが要求される。例えば、ロールシャッタモータでは、モータのコギングトルクをより増加させて、モータは、追加のブレーキ装置なしで、どのような指定位置でもシャッタを停止できることが望ましく、それによってロールシャッタの構造を単純にし、かつコストを下げる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]  従って、コギングトルクが増加したモータに対する要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]  １つの態様において、本発明は、電気モータの磁気コアを提供し、磁気コアは、中央部分と、複数の歯部であって、中央部分からそれぞれの長手方向に外方へ延び、中央部分の円周方向に沿って配置される複数の歯部とを備える。各歯部は、歯本体、２つの首部分及び２つの冠部分を備え、歯本体は、その長手方向と垂直な方向の横断幅を有し、首部分は、歯本体の外端からそれぞれの長手方向に延びて互いに二叉に分岐し、各首部分は、その長手方向と垂直な方向の横断幅を有し、２つの冠部分は、首部分のうち歯本体から遠い端部にそれぞれ接続され、円周方向で歯本体の反対側部に向かって延びている。各首部分の横断幅の最小値は、歯本体のうちの首部分が依存する横断幅の０．１〜０．３倍である。
【０００５】
[0006]  各歯部の２つの冠部分の間に凹所が形成され、凹所は、幅が歯本体の幅の０．６〜０．８倍である開口部を有することが好ましい。
【０００６】
[0007]  各歯部の２つの冠部分の間に凹所が形成され、凹所は、半径方向の深さが凹所の開口部の幅の０．７〜１．８倍であることが好ましい。
【０００７】
[0008]  各歯部の２つの冠部分の間に凹所が形成され、凹所は、Ｕ字形、Ｖ字形又は四角形であることが好ましい。
【０００８】
[0009]  各歯部の２つの冠部分は、一緒に接続されて一体冠部を形成し、一体冠部、歯本体及び２つの首部分の間に貫通穴が形成されることが好ましい。
【０００９】
[0010]  貫通穴は円形であることが好ましい。
【００１０】
[0011]  中央部分は取付穴を定め、取付穴は、その内部に回転軸を取付可能にすることが好ましい。
【００１１】
[0012]  磁気コアは、中央部分から外方に延びる複数の分離部材をさらに備え、各分離部材は、隣接する２つの歯本体の間に配置され、半径方向長さが歯本体の半径方向長さよりも短いことが好ましい。
【００１２】
[0013]  別の態様において、本発明は、ステータ及びロータを備える電気モータを提供する。ステータは、ハウジングと、ハウジングの内側面に取り付けた少なくとも１つの永久磁石とを備える。ロータは、回転軸と、上述した磁気コアによって形成された磁気コアとを備える。磁気コアは、回転軸に固定して取り付ける。回転軸は、ステータに回転可能に取り付け、結果としてロータは、ステータに対して回転することができ、磁気コアはハウジングに収容される。
【００１３】
[0014]  ハウジングの外径に対するハウジングの内径の比は、０．９３未満であることが好ましい。
【００１４】
[0015]  磁気コアの外径は、ハウジングの内径の０．６〜０．８倍であることが好ましい。
【００１５】
[0016]  少なくとも１つの永久磁石は、磁気エネルギー生産が４ＭＧＯｅよりも大きいことが好ましい。
【００１６】
[0017]  電気モータは、２極３スロットのモータであることが好ましい。
【００１７】
[0018]  電気モータのコギングトルクのピーク値は、８〜１４ｍＮｍの範囲にあることが好ましい。
【００１８】
[0019]  本実施形態の磁気コアは、モータのコギングトルクのピーク値を上昇させることができる。
【００１９】
以下に、本発明の実施形態が、図面を参照してより詳しく説明される。各図は、限定ではなく例示であることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１つの実施形態による電気モータの斜視図である。
【図２】図１のモータの側面図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿って取り出したモータの断面図である。
【図４】図２の線Ｂ−Ｂに沿って取り出したモータの断面図である。
【図５】図１のモータのハウジング及び磁石を示す図である。
【図６】図１のモータの磁気コアを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるモータの磁気コアを示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によるモータの磁気コアを示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態によるモータの磁気コアを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[0030]  同様の構造又は機能を持つ部品は、一般に、各図を通じて説明目的のために類似の参照数字で表わす。各図は、縮尺通りではなく、説明された実施形態のあらゆる態様を示すとは限らず、本開示の範囲を限定しない。別段の定めがない限り、この開示で用いる全ての技術的及び科学的用語は、当業者が一般に理解する通常の意味を有する。
【００２２】
[0031]  図１を参照して、本発明の実施形態による電気モータ１００は、永久磁石電気モータである。モータ１００は、ステータ２０及びロータ６０を含む。ステータ２０は、一端に開口部を備えた円筒状ハウジング２１と、ハウジング２１の開放端に取り付けたエンドキャップ２３とを含む。ロータ６０は、ステータ２０に回転可能に取り付ける。
【００２３】
[0032]  図２から図４を参照して、円筒状ハウジング２１の端壁には軸受座２２が備わる。軸受座２２に軸受２８を取り付ける。軸受２８は、真っ直ぐな軸方向の輪郭線を持つ直線軸受であることが好ましい。エンドキャップ２３の真ん中に別の軸受座２４が配置され、軸受座２４に軸受２９を配置する。軸受２９は、湾曲した軸方向の輪郭線を有することが好ましい。軸受２８及び２９によって支持された回転軸６１が、ステータ２０に対して回転する。
【００２４】
[0033]  ロータ６０は、回転軸６１と、回転軸６１上に固定してスリーブ嵌合された磁気コア６３及び整流子６５と、磁気コア６３上に巻き付けかつ整流子６５に電気的に接続されたロータ巻線（図示しない）とを備える。
【００２５】
[0034]  ステータ２０は、ハウジング２１の内側面に取り付けた１つ以上の永久磁石３１と、エンドキャップ２３に取り付けた電気ブラシ組立体と、エンドキャップ２３に取り付けた端子２５と、その他とをさらに含む。１つ以上の永久磁石３１は、複数の永久磁極を形成する。端子２５は、外部電源に接続され、ブラシ組立体に電力を供給するように構成される。ブラシ組立体は、整流子６５の整流子片と電気的に接触して、ロータ巻線に電力を供給する。電源回路は本発明の重要な部品ではないので、その詳しい説明は省略する。
【００２６】
[0035]  図５を参照して、ハウジング２１の外径ＯＤ１に対するハウジング２１の内径ＩＤ１の比は、０．９３未満である。すなわち、ハウジング２１の半径方向の厚さは、ハウジング２１の外径ＯＤ１の事前に設定された割合を上回っており、その結果ハウジング２１の内側面に取り付けた異なる永久磁極は、ハウジング２１を通る閉じた磁束回路を形成することができる。永久磁石３１の磁気エネルギー生産は、モータのコギングトルクのピーク値を上昇させるために、４ＭＧＯｅよりも大きいことが好ましい。
【００２７】
[0036]  図５及び図６を参照して、磁気コア６３の外径ＯＤ２は、モータのコギングトルクのピーク値をさらに上昇させるために、ハウジング２１の内径ＩＤ１の０．６〜０．８倍であることが好ましい。
【００２８】
[0037]  この実施形態では、ステータ２０は、２つの永久磁石３１（図４）を備え、それぞれが２つのステータ磁極を形成する。ロータ６０は３つの歯部を備え、これらは、隣接する歯部の間にそれぞれ形成された３つのスロットを備える。従って、モータ１００は、２極３スロットの永久磁石式直流ブラシモータと呼ぶことができる。モータのコギングトルクのピーク値は８〜１４ｍＮｍの範囲にあることが好ましい。
【００２９】
[0038]  図６を参照すると、磁気コア６３は、中央部分６５と、中央部分６５からそれぞれの長手方向に外方へ延びる３つの歯部とを含む。３つの歯部は、中央部分６５の円周方向に沿って配置される。各歯部は、歯本体６７、２つの首部分７１及び２つの冠部分６９を備える。歯本体６７は、その長手方向と垂直な方向の横断幅がＷ１である。２つの首部分７１は、歯本体６７の外端からがそれぞれの長手方向に延び、互いに二叉に分岐している。各首部分７１は、その長手方向と垂直な方向の横断幅がＷ２である。２つの冠部分６９は、首部分７１のうち歯本体６７から遠い端部にそれぞれに接続され、歯本体６７から離れる反対の円周方向に延びている。
【００３０】
[0039]  各首部分７１の横断幅Ｗ２の最小値は、対応する歯本体６７の幅Ｗ１の０．１〜０．３倍である。Ｗ２の最小値は、Ｗ１の０．１５〜０．２５倍であることが好ましい。
【００３１】
[0040]  この実施形態では、各歯部の２つの冠部分６９は一緒に接続されて全冠部を形成し、全冠部は、ハウジング２１又は永久磁石３１に向かう連続する磁極面を形成している。全冠部と歯本体６７との間に貫通穴７７が形成され、２つの首部分７１は、貫通穴７７の反対側部にそれぞれ位置決めされ、すなわち、２つの首部分７１は、全冠部を歯本体６７の２つの側部分に接続し、従って丸い貫通穴７７は、全冠部、２つの首部分７１及び歯本体６７の間に形成される。
【００３２】
[0041]  磁気コア６３の中央部分６５は、回転軸６１（図４）に固定された取付穴７３を有する。中央部分６５のうち取付穴７３を取り囲む内壁に複数の滑止め溝７５が形成され、磁気コア６３が回転軸６１に対して回転するのを防止する。
【００３３】
[0042]  中央部分６５は、中央部分６５の外側面から外方に延びる複数の分離部材６５をさらに含む。各分離部材６５は、隣接する２つの歯本体６７間に位置し、半径方向長さが歯本体６７の半径方向長さよりも短い。
【００３４】
[0043]  本発明は、２極３スロットのモータを例にとって図示される。理解できるように、本発明は、２極３スロットのモータに限定されない。
【００３５】
[0044]  図７には、本発明の第２の実施形態によるモータによって使用される磁気コア６３が図示される。前記実施形態と比較して、この実施形態の磁気コアの主な変更点は、各歯部６９の２つの冠部分６３が一緒に接続されず、互いに分離していることである。２つの冠部分６９は、２つの首部分７１によって歯本体６７にそれぞれ接続される。各歯部の２つの冠部分６９の間に凹所７９が形成される。凹所７９は、冠部分６３の半径方向外周に凹所７９を連通させる開口部を有する。凹所７９の開口部の幅Ｗ４は、歯本体６７の幅Ｗ１の０．６〜０．８倍である。凹所７９の半径方向の深さＤ４は、凹所７９の開口部の幅Ｗ４の０．７〜１．８倍である。
【００３６】
[0045]  本実施形態では、凹所７９はＵ字形の凹所であり、すなわち凹所７９の軸方向断面はＵ字形である。
【００３７】
[0046]  理解できるように、凹所７９の形状はＵ字形に限定されない。例えば、他の代替実施形態では、凹所７９は、Ｖ字形（図８に示す）又は四角形（図９に示す）である。
【００３８】
[0047]  理解できるように、他の代替実施形態では、上記磁気コア６３は、モータのステータ磁気コアとして使用することができる。
【００３９】
[0048]  それ故、本発明の実施形態の技術的解決策は、以上に明確にかつ十分に説明された。説明した実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、ほんの一部に過ぎないことは明らかである。当業者は、様々な実施形態の技術的特徴を様々に組み合わせて、実際的な要求を満たすことができる。本発明の実施形態に基づいて、当業者によって創造的な努力を払わずに得られる他の実施形態も、本発明の範囲内に属する。
【符号の説明】
【００４０】
６３  磁気コア
６５  中央部分
６７  歯本体
６９  冠部分
７１  首部分
７３  取付穴
７５  滑止め穴
７７  貫通穴
Ｗ１  歯本体の横断幅
Ｗ２  首部分の横断幅
ＯＤ２  磁気コアの外径
【図１】
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【図２】
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【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】
2018117513.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018117513.tif 000011
【外国語明細書】
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