JPH0946942A - 電気モ−タの固定子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱構造の改善。固定子を小型化する。部品
点数を減らす。 【解決手段】 外周に凹凸部１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・
が形成された同一形状のコア材料１を、２種類の向きで
積層して、前記凹凸部でフィンＦを固定子コア２の外周
に形成する。固定子コア２の両端にフレ−ム部材３，４
を配置して、それらを一体に構成する。固定子コア２の
外周を囲むケ−シングを不要にして、固定子コア２を外
部に露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気モ−タの固定
子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気モ−タは、固定子と回転子を有し、
固定子と回転子の少なくとも一方に、駆動用の磁界を発
生する電気コイルを有している。固定子，回転子および
電気コイルは、一般に円筒状のフレ−ムを有するハウジ
ング内に挿入され支持されている。

【０００３】例えばスイッチドレラクタンスモ−タ（以
下、ＳＲモ−タという）は、図２に示すように構成され
ている。即ち、ＳＲモ−タの回転子Ｒは、単に鉄板を積
層して構成した鉄心であり、その外周に、それを囲む固
定子に向かって突出するように形成された複数の歯（極
部）Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・を有している。また固定
子Ｓは、鉄板を積層して構成した鉄心の各々の歯Ｓａ，
Ｓｂ，Ｓｃ，・・・に、それぞれ電気コイルＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，・・・を集中巻して構成されている。
固定子の歯は、その内側に存在する回転子に向かって突
出するように内周面に形成されている。この種のＳＲモ
−タは、固定子Ｓの各極部Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，・・・が
電磁石として動作し、回転子Ｒの各極部Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ
ｃ，・・・を固定子の磁力で吸引することによって回転
子が回転する。従って、回転子の各極部の回転位置に応
じて、固定子の各極に巻回されたコイルＣａ，Ｃｂ，Ｃ
ｃ，・・・の通電状態を順次に切換えることによって、
回転子を希望する方向に回転させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気モ−タ
を駆動する際には電気コイルに流す電流に応じて該電気
コイルが発熱し、電気モ−タの温度が上昇する。従っ
て、発熱量が多い場合には、電気モ−タの過熱を防止す
るために充分な放熱が必要である。ハウジングが密閉構
造のＳＲモ−タにおいては、電気コイルで発生した熱
は、固定子の鉄心に伝わり、更にハウジングのフレ−ム
を介して、外部の部材に伝達され、あるいは大気中に放
熱される。効率の良い放熱を実施するためには、電気モ
−タ外側の表面と大気との接触面積が大きくなるよう
に、フレ−ムの外周に多数のフィンや凹凸を放熱器とし
て形成する必要がある。

【０００５】しかしながら、多数のフィンや凹凸を形成
する場合には、フレ−ムの構造が複雑になるので、電気
モ−タの製造コストが上昇するし、電気モ−タの外形が
大型化する。

【０００６】従って本発明は、電気モ−タの放熱を効率
良く実施するとともに、製造コストの上昇を抑制するこ
と、および電気モ−タを小型化することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１では、薄板状の複数の磁性体材料を積層し
て構成されるコアと該コアに巻回された電気コイルを有
する電気モ−タの固定子装置において：前記磁性体材料
（１）の各々の外周の少なくとも一部分に凹凸状部（１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が形成され、前記複数の磁性体
材料の所定枚数毎、もしくは所定間隔毎に互いに前記凹
凸状部の位置がずれた状態で、前記磁性体材料が積層さ
れ、該積層方向に対して、前記凹凸状部が不連続に配置
される。

【０００８】また、請求項２では、前記複数の磁性体材
料を積層して構成した前記コア（２）の両端面に、それ
ぞれ前記磁性体材料よりも厚みが大きいフレ−ム材料
（３，４）が当接され、該フレ−ム材料および前記コア
を貫通する形で配置した固定具（１１〜１６，２１〜２
６）により、前記コアと前記フレ−ム材料とが一体に構
成される。

【０００９】また請求項３では、前記コアを構成する前
記複数の磁性体材料（１）は、全てが同一の形状に構成
され、所定枚数毎、もしくは所定間隔毎に、その円周方
向の相対変位により前記凹凸状部が不連続に配置され
る。

【００１０】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１１】請求項１によれば、磁性体材料（１）の各
々の外周に形成された凹凸状部（１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄ）が積層方向に対して不連続に配置される。即ち、不
連続な部分では、積層方向に対して互いに隣接する凹凸
状部同士の間にすきまが形成される。このため、凹凸状
部が複数のフィンを形成するように、コアの外周面上に
並ぶ。コアが外部に露出する場合には、該コアに形成さ
れたフィンが大気と直接接触するので、コア外周面と大
気との接触面積が大きく、高い放熱効率が得られる。

【００１２】請求項２では、前記コア（２）の両端面に
それぞれフレ−ム材料（３，４）が当接され、固定具
（１１〜１６，２１〜２６）により、それらが一体に構
成される。そのため、コア（２）の外周面を格別にフレ
−ム材料で覆う必要がない。従って、固定子のコアが外
部に露出するように電気モ−タを構成できる。

【００１３】請求項３では、互いに同一形状の磁性体材
料（１）を円周方向に相対的に変位させて並べることに
よって、前記凹凸状部が不連続に配置される。これによ
り、全て同一形状の磁性体材料で前記コアを構成できる
ので、より安価な電気モ−タを提供しうる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の固定子装置の構成の一例
について、図面を参照して説明する。図１は固定子装置
の正面図、図３は該装置の右側面図、図４は該装置の左
側面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。この固定
子装置は、ＳＲモ−タの固定子として利用しうる。図１
を参照すると、この固定子装置は、固定子コア２とそれ
の両端に配置されたフレ−ム部材３，４を備えている。
固定子コア２は、平面形状が図６に示す略リング形状の
薄板形状のコア材料１をその厚み方向に多数枚積層して
構成してある。コア材料１は、電磁鋼板で構成してあ
る。また、互いに隣接するコア材料１は、電気的に絶縁
されている。固定子コア２とフレ−ム部材３，４は、固
定具である６組のボルト１１〜１６及びナット２１〜２
６の締め付けによって、一体に構成してある。

【００１５】図６に示すように、コア材料１の内周に
は、１２箇所に突起部４ａ〜４ｌが均等な間隔で配置さ
れており、互いに隣接する突起部の間には凹部５ａ〜５
ｌが形成されている。積層されたコア材料１の突起部４
ａ〜４ｌのそれぞれには、それを周回するように、１２
個の電気コイルが巻回される（図９参照）。即ち、突起
部４ａ〜４ｌが固定子コア２の１２個の歯をそれぞれ構
成し、凹部５ａ〜５ｌがそれぞれスロットを構成する。

【００１６】コア材料１の外周には、図６に示すよう
に、切欠き１ａ，１ｃ及び１ｅが形成してある。コア材
料１の外周の切欠き１ａ，１ｃ，１ｅ以外の部分１ｂ，
１ｄ及び１ｆでは、その外周端位置が、コア材料１の中
心からの距離が一定の所定の円周に沿うように形成され
ている。

【００１７】固定子コア２を構成する多数のコア材料１
は、２種類の向きで配置されている。一方は図６に示す
向きであり、他方は図７に示す向きである。図７に示す
コア材料１は、図６に示すコア材料１を反時計回りに６
０度回転したものと同一である。この実施例において
は、１０枚のコア材料１を１組として、それらの中では
コア材料１を同一の向きに配置し、１組毎にコア材料１
の向きが交互に変わるように配置してある。例えば、図
６に示す向きをＡ（グル−プ）、図７に示す向きをＢ
（グル−プ）と仮定すると、コア材料１の向きは１０枚
毎に、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ・・・・の向きで配置さ
れる。このように構成すると、固定子コア２の外周面上
において、コア材料１の外周の凹凸部分１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄ，１ｅ及び１ｆが、軸方向（積層方向）に対し
て不連続になるため、コア材料１の外周の凹凸部分１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ及び１ｆによって多数の放
熱用フィンＦが固定子コア２の外周面に形成される。

【００１８】例えば、図１に示される固定子コア２の下
側には、コア材料１の切欠き１ｃと突部１ｄとが１０枚
毎に交互に並んでいるため、それらによってフィンＦが
形成されている。また図５に示される固定子コア２の上
側には、コア材料１の切欠き１ｅと突部１ｆとが１０枚
毎に交互に並んでいるため、それらによってフィンＦが
形成されている。図８は、図５のＶIII部分を拡大した
ものである。この実施例においては、コア材料１の１枚
の厚みが０．３５ｍｍであるため、図８に示すように、
１０枚積層したコア材料１によって形成される各々の放
熱用フィンＦの厚み、及びフィン間の間隔は３．５ｍｍ
になる。

【００１９】上述のように、固定子コア２の外周面には
多数の放熱用フィンＦが形成されているので、固定子コ
ア２の外周面の表面積が非常に大きく、コア材料１の突
起部４ａ〜４ｌに巻回される電気コイルの発熱などによ
って生じる熱を、固定子コア２の外側に効率良く逃がす
ことができる。従って、特別な放熱器を固定子コア２に
装着する必要がなく、電気モ−タを構成する部品点数の
低減や電気モ−タの小型化に役立つ。

【００２０】またこの実施例では、固定子コア２の両端
面に比較的厚みの大きいフレ−ム部材３，４を当接し、
ボルト１１〜１６及びナット２１〜２６の締め付けによ
って、それらを一体に構成してあるので、この固定子装
置はフレ−ム部材３，４の部分で所望の装置上に固定す
ることができる。即ち、固定子コア２の外側をケ−シン
グなどで覆う必要がないので、固定子コア２の外周面は
そのまま外部に露出することになり、放熱性の点で極め
て優れている。

【００２１】図６及び図７に示すように、各コア材料１
にはボルト１１〜１６を通す６個の穴３１〜３６が形成
されている。穴３１〜３６の位置は、コア材料１の中心
からの距離が一定の同一円周上であり、互いに等間隔に
配置されている。従って、コア材料１をその中心に対し
て６０度回転した場合でも、回転する前の穴３１〜３６
と同一の位置に穴３１〜３６のいずれかが配置される。
このため、互いに６０度向きをずらした複数のコア材料
１を互いに積層して、それらの穴３１〜３６にボルト１
１〜１６を通すことができる。

【００２２】固定子コア２は概略で円筒形状であり、そ
の内側には図２と同様に回転子が配置される。但しこの
実施例では、回転子の歯数は８になる。

【００２３】ところで、固定子コアのスロット形状が所
定の円周形状と一致するように形成される場合、例えば
図２に示すように、固定子コア内周面６と電気コイル
（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，・・・）との間に隙間７が形成さ
れ易く、固定子コアと電気コイルとの密着性が悪化し
て、電気コイルと固定子コアとの間の熱抵抗が増大（放
熱性が悪化）したり、電気コイル保持の機械精度が悪く
なる。

【００２４】この実施例においては、図９に示すよう
に、固定子コア２の各歯４１，４２，４３，・・・に、
それぞれ銅線を巻回して形成した電気コイル５１，５
２，５３，・・・を装着してあり、電気コイル５１，５
２，５３，・・・の断面形状はいずれも矩形になってい
る。また、電気コイル５１，５２，５３，・・・が固定
子コア２と密着し易くなるように、固定子コア２のスロ
ット形状を工夫してある。即ち、固定子コア２のスロッ
ト形状が電気コイル５１，５２，５３，・・・の断面形
状と一致するように各スロットの面６０を２つの平面で
構成してある。これにより、電気コイル５１，５２，５
３，・・・と固定子コア２との間の熱抵抗が減小し、電
気コイル保持の機械精度も改善される。

【００２５】

【発明の効果】以上のとおり、請求項１によれば、磁性
体材料（１）の各々の外周に形成された凹凸状部（１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が積層方向に対して不連続に配
置され、不連続な部分では、積層方向に対して互いに隣
接する凹凸状部同士の間にすきまが形成される。このた
め、凹凸状部が複数のフィンを形成するように、コアの
外周面上に並ぶ。コアが外部に露出する場合には、該コ
アに形成されたフィンが大気と直接接触するので、コア
外周面と大気との接触面積が大きく、高い放熱効率が得
られる。

【００２６】請求項２では、前記コア（２）の両端面に
それぞれフレ−ム材料（３，４）が当接され、固定具
（１１〜１６，２１〜２６）により、それらが一体に構
成される。そのため、コア（２）の外周面を格別にフレ
−ム材料で覆う必要がない。従って、固定子のコアが外
部に露出するように電気モ−タを構成できる。

【００２７】請求項３では、互いに同一形状の磁性体材
料（１）を円周方向に相対的に変位させて並べることに
よって、前記凹凸状部が不連続に配置される。これによ
り、全て同一形状の磁性体材料で前記コアを構成できる
ので、より安価な電気モ−タを提供しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の固定子装置の正面図である。

【図２】 電気モ−タの従来例を示す縦断面図である。

【図３】 図１の固定子装置の右側面図である。

【図４】 図１の固定子装置の左側面図である。

【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】 図１のVI−VI線位置のコア材料１を示す正面
図である。

【図７】 図１のVII−VII線位置のコア材料１を示す正
面図である。

【図８】 図５中のＶIII部分を示す拡大断面図であ
る。

【図９】 電気コイルが装着された固定子コア２の一部
分を示す断面図である。

【符号の説明】

１：コア材料 １ａ，１ｃ，１ｅ：
切欠き １ｂ，１ｄ，１ｆ：凸部 ２：固定子コア ３，４フレ−ム部材 ４ａ〜４ｌ：突起部 ５ａ〜５ｌ：凹部 ６：固定子コア内周
面 ７：隙間 １１〜１６：ボルト ２１〜２６：ナット ３１〜３６：穴 ４１，４２，４３，・・・：固定子コア２の歯 ５１，５２，５３，・・・：電気コイル ６０：スロットの面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板状の複数の磁性体材料を積層して構
   成されるコアと該コアに巻回された電気コイルを有する
   電気モ−タの固定子装置において：前記磁性体材料の各
   々の外周の少なくとも一部分に凹凸状部が形成され、前
   記複数の磁性体材料の所定枚数毎、もしくは所定間隔毎
   に互いに前記凹凸状部の位置がずれた状態で、前記磁性
   体材料が積層され、該積層方向に対して、前記凹凸状部
   が不連続に配置されたことを特徴とする、電気モ−タの
   固定子装置。
2. 【請求項２】 前記複数の磁性体材料を積層して構成し
   た前記コアの両端面に、それぞれ前記磁性体材料よりも
   厚みが大きいフレ−ム材料が当接され、該フレ−ム材料
   および前記コアを貫通する形で配置した固定具により、
   前記コアと前記フレ−ム材料とが一体に構成された、前
   記請求項１記載の電気モ−タの固定子装置。
3. 【請求項３】 前記コアを構成する前記複数の磁性体材
   料は、全てが同一の形状に構成され、所定枚数毎、もし
   くは所定間隔毎に、その円周方向の相対変位により前記
   凹凸状部が不連続に配置された、前記請求項１記載の電
   気モ−タの固定子装置。