(57)【要約】【課題】渡り線において不要なインダクタンスが発生しないモータを提供する。【解決手段】１個のＵ相コイル（１１ｕ）、１個のＶ相コイル（１１ｖ）、１個のＷ相コイル（１１ｗ）を１組のコイルセット（１１）として、ステータ（２）には複数組のコイルセット（１１、１２、１３）が設けられている。隣り合うコイルセット（１１、１２）において同相のコイル同士（１１ｕ、１２ｕ）が同相の渡り線（２１ｕ）によって接続され、全体として同相のコイル同士（１１ｕ、１２ｕ、１３ｕ）が複数本の同相の渡り線（２１ｕ、２２ｕ）によって環状に接続されている。このようなモータ（１）において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の渡り線（２１ｕ、２１ｖ、２１ｗ）を相互にツイストする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを１組のコイルセットとして、ステータ内に複数組のコイルセットが内周方向に配置され、隣り合う２組のコイルセットにおいてＵ相コイル同士がＵ相渡り線によって、Ｖ相コイル同士がＶ相渡り線によって、Ｗ相コイル同士がＷ相渡り線によって、それぞれ相互に接続され、このようにして複数組のコイルセットにおける同相のコイル同士が複数本の同相の渡り線によって環状に接続されているモータにおいて、
前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の渡り線は、相互にツイストされていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータは、電動射出成形機の射出装置においてスクリュを軸方向に駆動する射出モータであることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータに設けられているコイル数が多い大型のモータに関するものであり、限定するものではないが、射出成形機のスクリュを軸方向に駆動する射出モータに好適なモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動射出成形機の射出装置は、従来周知のように加熱シリンダとこの加熱シリンダ内に設けられているスクリュとから構成され、スクリュは射出モータによって軸方向に駆動されるようになっている。射出モータは、例えばスクリュの後方にスクリュと同軸に設けられているスクリュ駆動用のボールネジ機構に設けられることもあり、この場合射出モータの回転軸がボールネジと一体的に固定される。このように構成されていると、射出モータを駆動してボールネジを回転させるときに、ボールネジは偏荷重が作用することなく回転するので、効率よくスクリュを軸方向に駆動できる。ところで、成形サイクルにおいて射出工程は短時間に大出力を要する工程であり、スクリュを軸方向に駆動する射出モータは特に高出力で大型のモータが採用されている。射出モータは周知のように、回転軸と、この回転軸と一体的に回転するロータと、ロータの周りに所定のギャップを開けて設けられているステータとから構成され、三相交流電流によって駆動されるようになっている。射出モータは高出力を要するので、ロータに設けられている永久磁石の極の個数すなわち極数は多く、ステータに設けられているスロットの数すなわちコイルの数は多い。
【０００３】
図２には、このような射出モータとして採用されている従来のモータのステータ５０が示されている。ステータ５０は、積層された複数枚の電磁鋼板からなるコア５１と、複数個のコイル５３ｕ、５３ｖ、…とから構成されている。コア５１には内径方向に突き出た突起、すなわちティース５５、５５、…が円周方向に等間隔で複数個形成され、コイル５３ｕ、５３ｖ、…はこれらのティース５５、５５、…に巻かれている。一般に極数が多く、コイル５３ｕ、５３ｖ、…の数が多いほど高トルクが得られるので射出モータとして好適であり、この従来例においてもコイル５３ｕ、５３ｖ、…の数は多い。射出モータは三相交流電流によって駆動されるので、これらのコイル５３ｕ、５３ｖ、…もＵ、Ｖ、Ｗ相に分かれ、Ｕ相コイル５３ｕ、５３ｕ、…と、Ｖ相コイル５３ｖ、５３ｖ、…と、Ｗ相コイル５３ｗ、５３ｗ、…が、交互に周方向に並んでいる。つまり同相のコイル５３ｕ、５３ｕ、…は２個おきに配置されていることになる。このような同相のコイルは、相互にそれぞれの端子が渡り線によって接続されている。例えば先頭のＵ相コイル５３ｕは、一方の端子に三相交流電流のＵ相電流線が接続されているが、他方の端子はＵ相渡り線５６ｕによって次のＵ相コイル５３ｕの一方の端子に接続され、さらにこのＵ相コイル５３ｕの他方の端子は次のＵ相渡り線５６ｕによってその次のＵ相コイル５３ｕの一方の端子に接続され、以下同様にしてＵ相コイル５３ｕ、５３ｕ、…がＵ相渡り線５６ｕ、５６ｕ、…によって接続されている。そして最後尾のＵ相コイル５３ｕの他方の端子が中性点に接続されている。なお、図２には、先頭と最後尾のＵ相コイル５３ｕ、５３ｕ、と三相交流電流のＵ相、中性点は示されていない。同様に、Ｖ相コイル５３ｖ、５３ｖ、…、Ｗ相コイル５３ｗ、５３ｗ、…も、先頭と最後尾のコイル５３ｖ、５３ｗのそれぞれの端子をのぞいて、Ｖ相渡り線５６ｖ、５６ｖ、…、Ｗ相渡り線５６ｗ、５６ｗ、…によって相互に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２０９０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２００４８６号公報
【０００５】
本発明と直接関係はないが、モータのコイルの渡り線の構造を工夫することによってモータの生産性を向上させる発明が特許文献１に記載されている。同様に本発明と直接関係はないが、渡り線の断線を防ぐ所定の構造を有するモータが特許文献２に示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステータに設けられているコイルの数が多いモータにおいても、従来のように同相のコイル５３ｕ、５３ｕ、…のそれぞれが２個おきに配線された渡り線５６ｕ、５６ｕ、…によって接続されていてＵＶＷの各相のコイル５３ｕ、５３ｖ、…に適切に三相交流電流を供給することができるので、モータは問題なく駆動できる。また、特許文献１、２の記載のモータにおいても、渡り線によって各相に三相交流電流を供給できる。しかしながら、これらのモータにおいては問題も見受けられる。具体的には、渡り線周りに発生する磁界について考慮されていない点に問題が見受けられる。電流が流れると電流周りに磁界が発生し、渡り線においても電流が流れるときに当然に磁界が発生する。つまりこの磁界が発生する分だけ渡り線に不要なインダクタンス成分が発生することになる。インダクタンス成分は渡り線の長さに応じて発生してインピーダンスに影響を与えるので、コイルの数が多いモータにおいては渡り線が長く影響が大きい。特にモータを高速に回転するときに流す高周波数の電流に対してインピーダンスが大きく、電力がロスしてモータの出力を低下させてしまう。また、渡り線はステータの外側に配線されているので渡り線周りの磁界がステータに与える影響は比較的小さいと言えるが、このような磁界もモータにとっては外乱になる。つまり渡り線によってモータの特性を低下させてしまう。
【０００７】
したがって、本発明は、コイル数が多く渡り線の長さが長いモータにおいても、渡り線において不要なインダクタンスが発生してモータの特性に影響を与えることがないモータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数個のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルがそれぞれステータの内周方向に交互に配置されているモータにおいて、渡り線に特徴を有するモータとして構成される。１個のＵ相コイル、１個のＶ相コイル、１個のＷ相コイルを１組のコイルセットとして考えると、ステータには複数組のコイルセットが設けられている。このモータは、隣り合うコイルセットにおいて同相のコイル同士が同相の渡り線によって接続され、全体として同相のコイル同士が複数本の同相の渡り線によって環状に接続されている。このようなモータにおいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の渡り線を相互にツイストするように構成する。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを１組のコイルセットとして、ステータ内に複数組のコイルセットが内周方向に配置され、隣り合う２組のコイルセットにおいてＵ相コイル同士がＵ相渡り線によって、Ｖ相コイル同士がＶ相渡り線によって、Ｗ相コイル同士がＷ相渡り線によって、それぞれ相互に接続され、このようにして複数組のコイルセットにおける同相のコイル同士が複数本の同相の渡り線によって環状に接続されているモータにおいて、前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の渡り線は、相互にツイストされていることを特徴とするモータとして構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータは、電動射出成形機の射出装置においてスクリュを軸方向に駆動する射出モータであることを特徴とするモータとして構成される。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを１組のコイルセットとして、ステータ内に複数組のコイルセットが内周方向に配置され、隣り合う２組のコイルセットにおいてＵ相コイル同士がＵ相渡り線によって、Ｖ相コイル同士がＶ相渡り線によって、Ｗ相コイル同士がＷ相渡り線によって、それぞれ相互に接続され、このようにして複数組のコイルセットにおける同相のコイル同士が複数本の同相の渡り線によって環状に接続されているモータを対象としている。つまりステータに多数のコイルが設けられ、同相のコイル同士が渡り線によって相互に環状に接続されたモータを対象としている。本発明はこのようなモータにおいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の渡り線は、相互にツイストされている。Ｕ相渡り線にはＵ相の電流が、Ｖ相の渡り線にはＶ相の電流が、Ｗ相の渡り線にはＷ相の電流がそれぞれ流れて渡り線周りに磁界が生じるが、これらの渡り線が相互にツイストされているので発生する磁界は打ち消し合う。従って実質的に渡り線には磁界が発生しないことになる。つまり渡り線においてインダクタンス成分は発生しない。従ってモータに高周波数の三相交流電流を供給しても渡り線における電力ロスはほとんど無い。また磁界が打ち消し合うので、モータに悪影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る射出モータの、ステータの一部を示す正面図である。
【図２】従来の射出モータの、ステータの一部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態に係るモータは、色々な用途に利用できるが、特に電動射出成形機の射出モータとして好適である。電動射出成形機は、型締装置、射出材料を射出する射出装置等からなるが、これらの各装置を駆動するモータのうち、射出装置のスクリュを軸方向に駆動する射出モータは最も高出力が要求されるモータになっている。射出工程では短時間ではあるが所定の樹脂圧で高速に溶融樹脂を射出する必要があるからである。従って射出モータを構成しているロータは多数の永久磁石によって多数の極が形成され、ステータには多数のコイルが設けられている。これらの多数の極とコイルとによって射出モータは大トルクが得られる。
【００１３】
図１には、本発明の実施の形態に係る射出モータ１の、ステータ２の一部が示されている。ステータ２は、複数枚積層された電磁鋼板からなるコア４と、複数個のコイル１１ｕ、１１ｖ、…とから構成されている。コア４には内径方向に突き出た突起、すなわちティース５、５、…が円周方向に等間隔で複数個形成され、コイル１１ｕ、１１ｖ、…はこれらのティース５、５、…に巻かれている。射出モータは三相交流電流によって駆動されるので、これらのコイル１１ｕ、１１ｖ、…もＵ、Ｖ、Ｗ相に分かれており、Ｕ相コイル１１ｕ、１２ｕ、…と、Ｖ相コイル１１ｖ、１２ｖ、…と、Ｗ相コイル１１ｗ、１２ｗ、…が、交互に周方向に並んでいる。便宜的に１個のＵ相コイル１１ｕと、１個のＶ相コイル１１ｖと、１個のＷ相コイル１１ｗを１組のコイルセット１１と見なせば、ステータ２には内周面方向に複数組のコイルセット１１、１２、１３、…が設けられていると言える。
【００１４】
本実施の形態においても、隣り合う２個のコイルセット１１、１２、１３、…間では、同相のコイル１１ｕ、１２ｕ、…同士は同相の渡り線２１ｕ、２２ｕ、…によって相互に接続され、全体として環状に接続されている。それぞれのコイルセット１１、１２、…を便宜的に第ｋのコイルセット１１、第ｋ＋１のコイルセット１２、…と呼び、具体的にＵ相について詳しく説明すると、第ｋのコイルセット１１のＵ相コイル１１ｕの端子はＵ相渡り線２１ｕによって第ｋ＋１のコイルセット１２のＵ相コイル１２ｕの一方の端子に接続され、このＵ相コイル１２ｕの他方の端子はＵ相渡り線２２ｕによって第ｋ＋１のコイルセット１３のＵ相コイル１３ｕの一方の端子に接続され、…以下同様に複数本のＵ相渡り線２３ｕ、２４ｕ、…によって環状に接続されている。なお、先頭のコイルセットのＵ相コイルについては一方の端子が三相交流電流のＵ相電流線に接続されており、最後尾のコイルセットのＵ相コイルについては他方の端子が中性点に接続されているが、図１には示されていない。同様にしてＶ相コイル１１ｖ、１２ｖ、…はＶ相渡り線２１ｖ、２２ｖ、…によって全体として環状に接続され、Ｗ相コイル１１ｗ、１２ｗ、…はＷ相渡り線２１ｗ、２２ｗ、…によって全体として環状に接続されている。
【００１５】
渡り線２１ｕ、２１ｖ、…に電流が流れると、電流の向きと大きさに応じて渡り線２１ｕ、２１ｖ、…周りに所定の向きと大きさの磁界が形成される。ところでＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの電流は、２／３πずつ位相がずれているので、これらの電流の合計は実質的に常にゼロになる。もしＵ相渡り線２１ｕとＶ相渡り線２１ｖとＷ相渡り線２１ｗとが限りなく近接しているとすると、電流の合計はゼロになるので渡り線２１ｕ、２１ｖ、…周りに形成される磁界は相殺されるはずである。しかしながら実際には、それぞれの渡り線２１ｕ、２１ｖ、…はある程度の太さを備えているので、磁界は十分に相殺されない。そこで、本発明においては、これらのＵ相、Ｖ相、Ｗ相渡り線２１ｕ、２１ｖ、…について所定の処理を行う。すなわち、本発明の実施の形態においてはこれらのＵ相、Ｖ相、Ｗ相渡り線２１ｕ、２１ｖ、…を、図１に示されているように相互にツイストする。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相渡り線２１ｕ、２１ｖ、…がこのように相互にツイストされていることによって、これらの渡り線２１ｕ、２１ｖ、…に形成される磁界は効率よく相殺されることになる。これによって渡り線２１ｕ、２１ｖ、…には、インダクタンス成分がほとんど発生しない。従って射出モータ１に高周波数の三相交流電流を供給しても、渡り線２１ｕ、２１ｖ、…における電力ロスはほとんどなく効率よく射出モータ１を駆動できることになる。
【符号の説明】
【００１６】
１      射出モータ              ２      ステータ
４      コア                    ５      ティース
１１ｕ、１１ｖ、…１２ｕ、１２ｖ、…      コイル
１１、１２、…                            コイルセット
【図１】
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【図２】
2015006099.tif 000004