(57)【要約】従来の電機子の問題点であった、コイルが巻回された第１ティースとコイルが巻回されていない第２ティースが隣接配置されるモータにおいて、全ての電機子のティース幅を界磁からコアバックの方向に沿って離れるにつれて階段状に広くすると、モータへの通電電流に対する推力の比例関係が十分に確保できない点を解消し、モータ１０１の電機子はコイル７１と、コアバック部５１１とコアバック部５１１から界磁３１の方向に突出しコイル７１が巻回された第１ティース部６１１とで構成される第１電機子コア４１１と、コアバック部５２１とコアバック部５２１から界磁３１の方向に突出しコイル７１が巻回されていない第２ティース部６２１とで構成される第２電機子コア４２１と、を有し、第１電機子コア４１１と第２電機子コア４２１は互いに隣接配置され、隣接配置の方向における第１ティース部６１１の幅は界磁３１からコアバック部５２１の方向に沿って広い。
2020110171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、コアバック部と該コアバック部から界磁の方向に突出し前記コイルが巻回された第１ティース部とで構成される第１電機子コアと、前記コアバック部と前記コアバック部から前記界磁の方向に突出し前記コイルが巻回されていない第２ティース部とで構成される第２電機子コアと、を有し、
前記第１電機子コアと前記第２電機子コアは互いに隣接配置され、該隣接配置の方向における前記第１ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って広くなることを特徴とするモータの電機子。
【請求項２】
前記コイルが巻回されている範囲における前記第１ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
【請求項３】
前記第１ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って階段状に広くなる第１段差部を有することを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
【請求項４】
前記第１段差部によって生じる前記第１ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項３に記載のモータの電機子。
【請求項５】
前記隣接配置の方向における前記第２ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って細くなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータの電機子。
【請求項６】
前記第１ティース部の前記コイルが巻回されている範囲と対向する範囲における前記第２ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項５に記載のモータの電機子。
【請求項７】
前記第２ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って階段状に細くなる第２段差部を有することを特徴とする請求項５に記載のモータの電機子。
【請求項８】
前記第２段差部によって生じる前記第２ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項７に記載のモータの電機子。
【請求項９】
前記第２ティース部の幅は第１ティース部のうち前記コイルが巻回されている部分の幅よりも細いことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータの電機子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の前記モータの電機子と、前記界磁と、を備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１１】
前記モータはリニアモータであることを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータの電機子及び電機子を備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、磁性体とコイルを有する電機子と、磁性体と永久磁石を有し電機子とギャップを介して対向配置される界磁と、から構成される。モータは、電機子に巻回されるコイルに電流を通電し、電機子を電磁石とすることにより、電機子と界磁の間に引力と斥力を発生させ、モータに供給する電力を推力に変換する電気機器である。電機子を構成する磁性体は、コアバックと、コアバックから界磁に向かって突出するティースと、から構成される。モータが発生する推力は、例えば、電機子を構成するコイルに通電する電流値を増加させることで増加する。【０００３】
従来のモータとしては、本体コアと一体に形成されているコイルが巻回される複数個のティースと、分割形成されるコイルを巻回しない複数のティースと、が交互に配置された、電機子であるステータコアを有するモータが存在し、回転子からコアバックの方向に向かう全てのティースの幅は一定である。この種のモータは、ティースに巻回しているコイルへの通電電流が小さい場合は、モータから通電電流に比例した推力を得ることが可能であるが、ティースに巻回しているコイルへの通電電流が大きくなるに従い、通電電流の増加に対して推力は比例関係を失い、飽和傾向になる。これは、電流によって発生する起磁力により、ティースを構成する磁性体の磁束密度が高くなり、磁性体内部が磁気飽和することで、磁性体を構成するティースの透磁率が低下し、通電により発生した磁束が磁性体の外に漏れることに起因する（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
一方、通電電流の増加に対する推力の比例関係を確保するために、従来では磁性体を構成する回転子からコアバックの方向に向かう全てのティースの幅を、界磁である回転子から磁性体で構成されるコアバックの方向に沿って遠ざかるにつれて段階的に広くしている。その結果、通電電流の増加に伴うティースとコアバックの接続部の磁気飽和を緩和させ、通電電流の増加に対する推力の比例関係の改善を図っている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９６０３３号公報（第９頁、第２図）
【特許文献２】特開２００２−３５４７１６号公報（第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本体コアと一体に形成されているコイルが巻回される複数個のティースと、分割形成されるコイルを巻回しない複数のティースと、が交互に配置されたステータコアを有するモータに、回転子からコアバックの方向に向かう全てのティースの幅を回転子からコアバックの方向に沿って遠ざかるにつれて段階的に広くなるティース構成を適用した場合、隣接するティース間に存在するスロット空間が小さくなってしまう。その結果、スロット空間に占めるティースに巻回されるコイル全体の体積が小さくなり、モータに通電する通電電流の増加に対する推力の比例関係が十分に確保されず、モータの発熱量が増大するという問題があった。【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、コイルが巻回されたティースとコイルが巻回されていないティースが交互に隣接して配置されるモータにおいて、モータに通電電流の増加に対する推力の比例関係をさらに改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るモータの電機子においては、コイルと、コアバック部とコアバック部から界磁の方向に突出しコイルが巻回された第１ティース部とで構成される第１電機子コアと、コアバック部とコアバック部から界磁の方向に突出しコイルが巻回されていない第２ティース部とで構成される第２電機子コアと、を有し、第１電機子コアと第２電機子コアは互いに隣接配置され、隣接配置の方向における第１ティース部の幅は界磁からコアバック部の方向に沿って広い。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、ティースを成す、コイルが巻回された第１ティース部とコイルが巻回されていない第２ティース部が交互に隣接して配置される電機子を有するモータにおいて、コイルが巻回された第１ティース部のみを界磁から遠ざかるにつれて階段状に広くするようにした。その結果、電機子に巻回されたコイルの断面積を従来よりも大きくすることが可能となり、その結果、モータに通電する通電電流の増加に対する推力の比例関係が改善されたモータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１を示すリニアモータを示す断面図である。
【図２】従来のリニアモータを示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示すリニアモータを示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示すリニアモータの推力を表す図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示すリニアモータの推力を表す図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す回転型モータを示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２を示すリニアモータを示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３を示すリニアモータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示すリニアモータを示す断面図である。図１において、リニアモータ１０１は、電機子２１と界磁３１を有し、電機子２１は、複数の第１電機子コア４１１と第２電機子コア４２１が互いに隣接配置されて構成される。第１電機子コア４１１は、磁性体で構成されたコアバック部５１１と、コアバック部５１１から界磁３１の方向に沿って突出する磁性体で構成された第１ティース部であるティース部６１１と、ティース部６１１に巻回されたコイル７１で構成される。第２電機子コア４２１は、磁性体で構成されたコアバック部５２１と、コアバック部５２１から界磁３１の方向に沿って突出する磁性体で構成された第２ティース部であるティース部６２１で構成される。第１電機子コア４１１と第２電機子コア４２１が互いに隣接配置されることで、コイル７１が巻回されたティース部６１１とコイル７１が巻回されていないティース部６２１は、間にスロット空間を挟み一定間隔で互いに隣接配置されている。界磁３１は、磁性体で構成された界磁コア８１と、界磁コア８１の電機子２１側に配置された複数の永久磁石９１で構成される。
【００１２】
第１電機子コア４１１を構成するコイル７１が巻回されたティース部６１１は、ティース部６１１とティース部６２１とのティース隣接配置方向において、界磁３１からコアバック部５１１の方向に沿って階段状にティース部の幅が広くなる第１段差部を有する。ここで、ティース部６１１の幅が階段状に広くなる時の第１段差部によって生じる変化量は、最小値がコイル７１の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１１の長さからコイル７１が巻回されている範囲におけるティース部６１１の最小幅を差し引いた差分以下であり、第１段差部がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。一方、ティース隣接配置方向におけるティース部６２１のコイル７１が巻回されていない部分の幅ｂは界磁３１からコアバック部５２１の方向に沿って一定である。なお、ティース部６１１の幅において、ティース部６１１の幅が階段状に広くなり始める前の界磁３１と対向する先端近傍のコイル７１が巻回されている部分の幅ａと、ティース部６２１のコイル７１が巻回されていない部分の幅ｂは同じ大きさである。
【００１３】
図２は、ティース隣接配置方向において、コイルが巻回されている部分と巻回されていない部分の全てのティース部の幅が界磁からコアバック部の方向に沿って一定の従来のリニアモータを示す断面図であり、この発明の実施の形態１の構成と比較するために図示している。図２において、リニアモータ１０２は、電機子２２と界磁３２を有し、電機子２２は、複数の電機子コア４１２と４２２が互いに隣接配置されて構成される。電機子コア４１２は、磁性体で構成されたコアバック部５１２と、コアバック部５１２から界磁３２の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６１２と、ティース部６１２に巻回されたコイル７２で構成される。コイル７２が巻回されたティース部６１２とコイル７２が巻回されていないティース部６２２は、間にスロット空間を挟み一定間隔で互いに隣接配置されている。界磁３２は、磁性体で構成された界磁コア８２と、界磁コア８２の電機子２２側に配置された複数の永久磁石９２で構成される。
【００１４】
ティース部６１２の形状は、図１に示すリニアモータ１０１のティース部６１１の形状と異なり、ティース隣接配置方向において、界磁３２からコアバック部５１２の方向に沿ってティース部のコイル７２が巻回されている部分の幅ｃは一定である。電機子コア４２２は、磁性体で構成されたコアバック部５２２と、コアバック部５２２から界磁３２の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６２２で構成され、ティース隣接配置方向におけるティース部６２２のコイル７２が巻回されていない部分の幅ｄは、界磁３２からコアバック部５２２の方向に沿って一定である。なお、コイル７２が巻回されている部分のティース部６１２の幅ｃと、ティース部６２２のコイル７２が巻回されていない部分の幅ｄは同じ大きさである。
【００１５】
図３は、この発明の実施の形態１を示すコイルを巻回しているティース部の幅が界磁からコアバック部の方向に沿って連続的に広くなるリニアモータを示す断面図である。図３において、リニアモータ１０３は、電機子２３と界磁３３を有し、電機子２３は、複数の第１電機子コア４１３と第２電機子コア４２３が互いに隣接配置されて構成される。第１電機子コア４１３は、磁性体で構成されたコアバック部５１３と、コアバック部５１３から界磁３３の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６１３と、ティース部６１３に巻回されたコイル７３で構成される。第１電機子コア４１３と第２電機子コア４２３が互いに隣接配置されることで、コイル７３が巻回されたティース部６１３と、コイル７３が巻回されていないティース部６２３は、間にスロット空間を挟み一定間隔で互いに隣接配置されている。界磁３３は、磁性体で構成された界磁コア８３と、界磁コア８３に配置された複数の永久磁石９３を有する。
【００１６】
ティース部６１３の形状は、図１に示すリニアモータ１０１のティース部６１１の形状と異なり、ティース部６１３とティース部６２３とのティース隣接配置方向において、界磁３３からコアバック部５１３の方向に沿ってティース部の幅が連続的に広くなる。ここで、ティース部６１３の幅が連続的に広くなる時の先端部からコアバック部にかけてのコイル７３が巻回されている範囲における変化量は、最小値がコイル７３の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１３の長さからコイル７３が巻回されている範囲におけるティース部６１３の最小幅を差し引いた差分以下であり、変化量がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。第２電機子コア４２３は、磁性体で構成されたコアバック部５２３と、コアバック部５２３から界磁３３の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６２３で構成され、ティース部６１３とティース部６２３とのティース隣接配置方向におけるティース部６２３のコイル７３が巻回されていない部分の幅ｆは界磁３３からコアバック部５２３の方向に沿って一定である。なお、ティース部６１３の幅において、ティース部６１３の幅が連続的に広くなり始める前の界磁３３と対向する先端近傍の幅ｅと、ティース部６２３のコイル７３が巻回されていない部分の幅ｆは同じ大きさである。
【００１７】
次に、この発明の実施の形態１における効果について説明する。図４は、この発明の実施の形態１を示すリニアモータの推力を表す図である。図４において、リニアモータ１０１、１０２、そして１０３のそれぞれのティース部の幅ａ〜ｆは全て同じ大きさである。電機子２１のティース部６１１の幅ａがティース隣接配置方向において階段状に広くなる形状であるリニアモータ１０１と、電機子２２のティース部６１２の幅ｃがティース隣接配置方向において一定である従来のリニアモータ１０２と、電機子２３のティース部６１３の幅ｅがティース隣接配置方向において連続的に広くなるリニアモータ１０３の、電機子に通電する通電電流と推力の関係を示した電流−推力特性をそれぞれ示している。
【００１８】
図５は、この発明の実施の形態１を示すリニアモータの推力を表す図であり、リニアモータ１０１、１０２、１０３にそれぞれ通電電流３Ａを通電したときの推力を比較した図である。図４と図５において、リニアモータ１０１、１０２、１０３に通電する電流値及び推力は規格化した値となっている。
【００１９】
図４に示すように、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が増加する構成であるリニアモータ１０１とリニアモータ１０３は、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が一定の従来のリニアモータ１０２と比較して、通電電流の増加に対する推力の比例関係が改善することがわかる。また、図５に示すように、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が増加する構成であるリニアモータ１０１とリニアモータ１０３は、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が一定の従来のリニアモータ１０２に対して、例えば、通電電流３Ａにおける推力は７％以上増加することがわかる。
【００２０】
ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が連続的に広くなるリニアモータ１０３は、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が一定の従来のリニアモータ１０２と比較して電流−推力特性の比例関係が改善する。これは、この発明の実施の形態１を示すリニアモータ１０３は、従来のリニアモータ１０２と比較して、ティース部とコアバック部の接続部が広い構成のため、接続部に分布する磁束密度が低下し、通電電流の増加に伴い接続部に生じる磁気飽和が緩和されるためである。
【００２１】
また、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が階段状に広くなるリニアモータ１０１は、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が一定の従来のリニアモータ１０２と比較して電流−推力特性の比例関係が改善し、また、ティース隣接配置方向におけるティース部の幅が連続的に広くなるリニアモータ１０３に迫る推力の改善が得られる。これは、この発明の実施の形態１を示すリニアモータ１０１は、従来のリニアモータ１０２と比較して、ティース部とコアバック部の接続部が広い構成のため、接続部に分布する磁束密度がリニアモータ１０３の場合と同様に低下し、通電電流の増加に伴い接続部に生じる磁気飽和が緩和されるためである。
【００２２】
この発明の実施の形態１を示すリニアモータは、コイルが巻回された第１ティース部とコイルが巻回されていない第２ティース部が交互に隣接して配置される電機子において、コイルが巻回されたティース部のみを界磁からコアバック部の方向に沿って階段状、あるいは連続的に広くするようにした。その結果、ティース部とコアバック部の接続部に生じる磁気飽和を従来よりも緩和させることが可能となり、その結果、通電電流の増加に対する推力の比例関係が改善されたリニアモータが得られる。また、リニアモータ１０１では、ティース部６１１を階段状に形成しているため、コイル７１を巻回した時に発生するコイル７１の強い張力により、界磁３１側へのコイル７１の脱落を防止することが可能となり、リニアモータ製造時の歩留まりの悪化を防ぐことが可能となる。
【００２３】
なお、図１に示すリニアモータ１０１のティース部全ての数は７個、コイルが巻回されたティース部の数は３個、７個のティース部全体の範囲内に存在する磁石は４個であるが、この発明はこれに限定されるものではない。また、図１に示すモータはリニアモータであるが、回転型のモータにこの発明を適用しても同様の効果が得られる。図６は、この発明の実施の形態１を示す回転型モータを示す断面図である。
【００２４】
図６において、回転型モータ１０４は、電機子であるリング状の固定子２４と、界磁である回転子３４を有し、固定子２４は、複数の第１電機子コアである固定子コア４１４と第２電機子コアである固定子コア４２４が互いに隣接配置されて構成される。固定子コア４１４は、磁性体で構成されたコアバック部５１４と、コアバック部５１４から内径方向に突出する磁性体で構成されたティース部６１４と、ティース部６１４に巻回されたコイル７４で構成される。固定子コア４２４は磁性体で構成されたコアバック部５２４と、コアバック部５２４から内径方向に突出する磁性体で構成されたティース部６２４から構成される。固定子コア４１４と固定子コア４２４が互いに隣接配置されることで、コイル７４が巻回されたティース部６１４と、コイル７４が巻回されていないティース部６２４は、間にスロット空間を挟み一定間隔で互いに隣接配置されている。回転子３４は、磁性体で構成された回転子コア８４と、回転子コア８４の外周側に配置された複数の永久磁石９４を有する。
【００２５】
固定子コア４１４を構成するコイル７４が巻回されたティース部６１４は、回転子３４から外径方向に沿って階段状にティース部の幅が広くなる第１段差部を有する。ここで、ティース部６１４の幅が階段状に広くなる時の第１段差部によって生じる変化量は、最小値がコイル７４の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１４の内周の長さからコイル７４が巻回されている範囲におけるティース部６１４の最小幅を差し引いた差分以下であり、第１段差部がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。一方、固定子コア４２４を構成するティース部６２４のコイル７４が巻回されていない部分の幅ｈは、回転子３４から外径方向に沿って一定である。なお、ティース部６１４の幅において、ティース部６１４の幅が階段状に広くなり始める前の回転子３４と対向する先端近傍のコイル７４が巻回されている部分の幅ｇと、ティース部６２４のコイル７４が巻回されていない部分の幅ｈは同じ大きさである。
【００２６】
この発明は、リニアモータに適用した場合でも、回転型モータに適用した場合でも、共に同様の効果を示すが、特にリニアモータ適用した場合は、スロット空間が直線状に拡がる、すなわち１次関数的に増加するため、スロット空間が外径方向に拡がるにつれて周方向の角度も増加することで２次関数的に増加する回転型モータよりも、磁気飽和の緩和効果がより顕著に表れる。
【００２７】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２を示すリニアモータを示す断面図である。図７において、リニアモータ１０５は、電機子２５と界磁３５を有し、電機子２５は、複数の第１電機子コア４１５と第２電機子コア４２５が互いに隣接配置されて構成される。第１電機子コア４１５は、磁性体で構成されたコアバック部５１５と、コアバック部５１５から界磁３５の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６１５と、ティース部６１５に巻回されたコイル７５で構成される。第２電機子コア４２５は、磁性体で構成されたコアバック部５２５と、コアバック部５２５から界磁３５の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６２５で構成される。第１電機子コア４１５と第２電機子コア４２５が互いに隣接配置されることで、コイル７５が巻回されたティース部６１５と、コイル７５が巻回されていないティース部６２５は、間にスロット空間を挟み一定間隔で隣接配置されている。界磁３５は、磁性体で構成された界磁コア８５と、界磁コア８５の電機子２５側に配置された複数の永久磁石９５で構成される。
【００２８】
第１電機子コア４１５を構成するコイル７５が巻回されたティース部６１５は、ティース部６１５とティース部６２５とのティース隣接配置方向において、界磁３５からコアバック部５１５の方向に沿って階段状にティース部の幅が広くなる第１段差部を有する。ここで、ティース部６１５の幅が階段状に広くなる時の第１段差部によって生じる変化量は、最小値がコイル７５の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１５の長さからコイル７５が巻回されている範囲におけるティース部６１５の最小幅を差し引いた差分以下であり、第１段差部がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。
【００２９】
さらに、第２電機子コア４２５を構成するティース部６２５は、ティース部６１５とティース部６２５とのティース隣接配置方向において、界磁３５からコアバック部５２５の方向に沿って階段状にティース部の幅が細くなる第２段差部を有する。ここで、ティース部６２５の幅が階段状に細くなる時の第２段差部によって生じる変化量は、最小値がコイル７５の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５２５の長さからティース部６６５の幅を差し引いた差分以下であり、第２段差部がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。なお、ティース部６１５の幅において、ティース部６１５の幅が階段状に広くなり始める前の界磁３５と対向する先端近傍のコイル７５が巻回されている部分の幅ｉと、ティース部６２５のコイル７５が巻回されていない部分の幅ｊは同じ大きさである。
【００３０】
次に、この発明の実施の形態２における効果について説明する。図７に示すように、電機子２５を構成する第２電機子コア４２５の磁性体で構成されたティース部６２５は、ティース部６１５とティース部６２５とのティース隣接配置方向において、界磁３５からコアバック部５２５の方向に沿って階段状にティース部の幅を細くした。その結果、ティース部６１５とティース部６２５の間に形成されるスロット空間の断面積を、この発明の実施の形態１に示すリニアモータ１０１の構成よりも大きくすることが可能となる。
【００３１】
また、リニアモータ１０５が形成するスロット空間の断面積を、リニアモータ１０２のスロット空間の断面積と同面積にしたい場合は、ティース部６１５とティース部６２５とのティース隣接配置方向におけるティース部６１５の幅の増加分とティース部６２５の幅の減少分を等しくなるように調整することで実現できる。これにより、線径の太いコイルの巻回が可能となり、例えば、銅製コイルの場合は、巻線の抵抗成分により発生する損失である銅損の増加抑制が可能となる。あるいは、リニアモータ１０２で使用した線径が同一の巻線を同分量だけリニアモータ１０５に使用した場合には、増加したスロット断面積の分だけティース部の幅をより拡大する裕度が生じる。その結果、通電電流の増加に対する推力の比例関係がより改善されたリニアモータが得られる。
【００３２】
また、第２電機子コア４２５を構成するティース部６２５は、ティース部６１５とティース部６２５とのティース隣接配置方向において、界磁３５からコアバック部５２５の方向に沿って連続的にティース部の幅を細くしても良い。ここで、ティース部６２５の幅が連続的に細くなる時のティース部６１５のコイル７５が巻回されている範囲と対向する範囲における変化量は、最小値がコイル７５の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１５の長さからコイル７５が巻回されている範囲におけるティース部６１５の最小幅を差し引いた差分以下であり、変化量がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。
【００３３】
なお、図７に示すリニアモータ１０５のティース部全ての数は７個、コイルが巻回されたティース部の数は３個、７個のティース部全体の範囲内に存在する磁石は４個であるが、この発明はこれに限定されるものではない。また、図７に示すモータはリニアモータであるが、回転型のモータにこの発明を適用しても同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３を示すリニアモータを示す断面図である。図８において、リニアモータ１０６は、電機子２６と界磁３６を有し、電機子２６は、複数の第１電機子コア４１６と第２電機子コア４２６が互いに隣接配置されて構成される。第１電機子コア４１６は、磁性体で構成されたコアバック部５１６と、コアバック部５１６から界磁３６の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６１６と、ティース部６１６に巻回されたコイル７６で構成される。第２電機子コア４２６は磁性体で構成されたコアバック部５２５と、コアバック部５２６から界磁３６の方向に沿って突出する磁性体で構成されたティース部６２６で構成される。第１電機子コア４１６と第２電機子コア４２６が互いに隣接配置されることで、コイル７６が巻回されたティース部６１６と、コイル７６が巻回されていないティース部６２６は、間にスロット空間を挟み一定間隔で隣接配置されている。界磁３６は、磁性体で構成された界磁コア８６と、界磁コア８６の電機子２６側に配置された複数の永久磁石９６で構成される。
【００３５】
第１電機子コア４１６を構成するコイル７６が巻回されたティース部６１６は、ティース部６１６とティース部６２６部とのティース隣接配置方向において、界磁３６からコアバック部５１６の方向に沿って階段状にティース部の幅が広くなる第１段差部を有する。ここで、ティース部６１６の幅が階段状に広くなる時の第１段差部によって生じる変化量は、最小値がコイル７６の線径の２倍以上であり、最大値がティース隣接配置方向に沿ったコアバック部５１６の長さからコイル７６が巻回されている範囲におけるティース部６１６の最小幅を差し引いた差分以下であり、第１段差部がこの範囲にあるときにこの発明は顕著な効果を発揮する。
【００３６】
さらに、ティース部６１６とティース部６２６とのティース隣接配置方向における界磁３６と対向するティース部６２６の先端部のコイル７６が巻回されていない部分の幅ｌは、ティース部６１６とティース部６２６とのティース隣接配置方向における界磁３６と対向するティース部６１６の先端部のコイル７６が巻回されている部分の幅ｋよりも細い。なお、ティース部６１６とティース部６２６とのティース隣接配置方向におけるティース部６２６の幅は界磁３６からコアバック部５２６の方向に沿って一定である。
【００３７】
次に、この発明の実施の形態３における効果について説明する。図８に示すように、ティース部６２６の幅ｌはティース部６１６の幅ｋよりも細いため、ティース部６１６とティース部６２６の間に形成されるスロット空間の断面積をリニアモータ１０２の構成よりも大きくすることが可能となる。これにより、線径の太いコイルの巻回が可能となり、例えば、銅製コイルの場合は、巻線の抵抗成分により発生する損失である銅損の増加抑制が可能となる。あるいは、リニアモータ１０２で使用した線径が同一の巻線を同分量だけリニアモータ１０６に使用した場合には、増加したスロット断面積の分だけティース部の幅をより拡大する裕度が生じる。その結果、通電電流の増加に対する推力の比例関係がより改善されたリニアモータが得られる。
【００３８】
また、ティース部６１６とティース部６２６とのティース隣接配置方向において、界磁３６からコアバック部５２６の方向に沿って連続的にティース部６２６のティース部の幅を細くすることで、スロット空間の断面積をさらに大きくすることが可能となる。これにより、線径のより太いコイルの巻回が可能となり、例えば、銅製コイルの場合は、巻線の抵抗成分により発生する損失である銅損の増加抑制が可能となる。あるいは、リニアモータ１０２で使用した線径が同一の巻線を同分量だけリニアモータ１０６に使用した場合には、増加したスロット断面積の分だけティース部の幅をより拡大する裕度が生じる。その結果、通電電流の増加に対する推力の比例関係がより改善されたリニアモータが得られる。
【００３９】
さらに、第２電機子コア４２６を構成する磁性体で構成されたティース部６２６は、ティース部６１６とティース部６２６とのティース隣接配置方向において、界磁３６からコアバック部５２６の方向に沿って階段状にティース部の幅が細くなる形状であっても良く、同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、図８に示すこの発明の実施の形態３のリニアモータ１０６のティース部全ての数は７個、コイルが巻回されたティース部の数は３個、７個のティース部全体の範囲内に存在する磁石は４個であるが、この発明の効果はこれに限定されるものではない。また、図８に示すこの発明の実施の形態３のモータはリニアモータであるが、回転型のモータにこの発明を適用しても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００４１】
１０１，１０２，１０３，１０５，１０６  リニアモータ、１０４  回転型モータ、２１，２２，２３，２５，２６  電機子、２４  固定子、３１，３２，３３，３５，３６  界磁、３４  回転子、７１，７２，７３，７４，７５，７６  コイル、８１，８２，８３，８５，８６  界磁コア、８４  回転子コア、９１，９２，９３，９４，９５，９６  永久磁石、４１１，４２１，４１２，４２２，４１３，４２３，４１５，４２５，４１６，４２６  電機子コア、４１４，４２４  固定子コア、５１１，５２１，５１２，５２２，５１３，５２３，５１４，５２４，５１５，５２５，５１６，５２６  コアバック部、６１１，６２１，６１２，６２２，６１３，６２３，６１４，６２４，６１５，６２５，６１６，６２６  ティース部。
【図１】
2020110171.tif 000003
【図２】
2020110171.tif 000004
【図３】
2020110171.tif 000005
【図４】
2020110171.tif 000006
【図５】
2020110171.tif 000007
【図６】
2020110171.tif 000008
【図７】
2020110171.tif 000009
【図８】
2020110171.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年11月19日(2020.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、コアバック部と該コアバック部から界磁の方向に突出し前記コイルが巻回された第１ティース部とで構成される第１電機子コアと、前記コアバック部と前記コアバック部から前記界磁の方向に突出し前記コイルが巻回されていない第２ティース部とで構成される第２電機子コアと、を有し、
前記第１電機子コアと前記第２電機子コアは互いに隣接配置され、該隣接配置の方向における前記第１ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って広くなり、
前記隣接配置の方向における前記第２ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って細くなることを特徴とするモータの電機子。
【請求項２】
コイルと、コアバック部と該コアバック部から界磁の方向に突出し前記コイルが巻回された第１ティース部とで構成される第１電機子コアと、前記コアバック部と前記コアバック部から前記界磁の方向に突出し前記コイルが巻回されていない第２ティース部とで構成される第２電機子コアと、を有し、
前記第１電機子コアと前記第２電機子コアは互いに隣接配置され、該隣接配置の方向における前記第１ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って広くなり、
前記隣接配置の方向における前記第２ティース部の幅は第１ティース部のうち前記コイルが巻回されている部分の幅よりも細いことを特徴とするモータの電機子。
【請求項３】
前記コイルが巻回されている範囲における前記第１ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータの電機子。
【請求項４】
前記第１ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って階段状に広くなる第１段差部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータの電機子。
【請求項５】
前記第１段差部によって生じる前記第１ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項４に記載のモータの電機子。
【請求項６】
前記第１ティース部の前記コイルが巻回されている範囲と対向する範囲における前記第２ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、前記コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
【請求項７】
前記第２ティース部の幅は前記界磁から前記コアバック部の方向に沿って階段状に細くなる第２段差部を有することを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
【請求項８】
前記第２段差部によって生じる前記第２ティース部の幅の前記界磁から前記コアバック部の方向に沿った変化量は、コイルの線径の２倍以上であることを特徴とする請求項７に記載のモータの電機子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載のモータの電機子と、前記界磁と、を備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１０】
前記モータはリニアモータであることを特徴とする請求項９に記載のモータ。
【国際調査報告】
2020110171.tif 000011
2020110171.tif 000012