永久磁石回転子を備えた回転電動装置
回転電動機1は、永久磁石5を備えている回転子2と、絶縁された強磁性粒子の圧力成形塊で形成されたフロー伝達構造16を備えている固定子3と、巻線23とを備えている。回転子2は、回転軸2と垂直な平面に存在する磁化された表面内に、角度方向に符号が交互に変化する磁極の環状の分布を生成する。フロー伝達構造16は基部17を有する。基部17から、第1及び第2のアーム18、19が、回転子2の回転軸と平行な方向に伸びている。アーム18、19は、半径方向にみて回転軸から第1及び第2の距離のところに互いに角度方向にみて交互に配置されている。基部17に背向する第1及び第2のアーム18、19の端部は、回転子2の磁化された表面と対向している。上記表面と上記端部とは、空隙部21によって離間されている。巻線23は、フロー伝達構造16の第1のアーム18と第2のアーム19との間の環状領域に、回転子2と同軸に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、永久磁石回転子を備えた回転電動装置(rotary electric machine)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
回転電動装置、とくに直流電動機は、例えば、家庭用電化製品に用いることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、極めて単純な構造を有し、かつ非常に低コストで製造することができる上記回転電動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的は、その他の目的とともに、本発明に係る回転電動装置によって達成される。この回転電動機は、次の構成要素を含む。
少なくとも1つの永久磁石を備えている回転子を備えている。この回転子は、該回転子の回転軸のまわりにおいて、該回転軸と基本的に垂直な平面に存在する磁化された表面内に、角度方向に符号(sign)が交互に変化する磁極の環状の分布を生成するようになっている。
絶縁された強磁性粒子(insulated ferromagnetic particles)の圧力成形塊(pressure-shaped mass)で形成されたフロー伝達構造(flow-conveying structure)を備えた固定子を備えている。このフロー伝達構造は基部を有する。この基部から、第1及び第2のアームが、回転子の回転軸と実質的に平行な方向に伸びている。上記アームは、基本的には、それぞれ半径方向にみて上記回転軸から第1及び第2の距離のところに互いに角度方向にみて交互に配置されている。上記基部に背向する上記第1及び第2のアームの端部は、上記回転子の磁化された表面と前側で対向している。上記表面と上記端部とは、空隙部(air-gap)によって離間されている。
フロー伝達構造の第1のアームと第2のアームとの間に存在する環状領域において、回転子と同軸に配置された巻線を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
以下、添付の図面を参照しつつ、純粋に非制限的な具体例として記載された以下の詳細な説明により、本発明のさらなる特徴及び利点を説明する。
【0006】
添付の図面、とくに図1〜図3において、1は、本発明に則って設計された電動機(電気モータ)を包括的に示している。
【0007】
以下では、電動機として動作させることを予定している本発明に係る電動装置の実施の形態について説明を行うが、当業者にとっては、以下の説明が、発電機として動作させることが予定されている本発明に係る電気装置の実施の形態にも準用する(mutatis mutandis)ことができるということは自明なことであろう。
【0008】
図1〜図3に示すように、図示されている電動機1は、とくに、包括的に2で示された回転子と、包括的に3で示された固定子とを備えた直流電動機である。
【0009】
具体例として示された実施の形態においては、回転子2は、基本的には逆カップ形(overturned cup)に形成された支持本体部4を備えている。この支持本体部4の端面壁4aには、環状の永久磁石5が固定されている。
【0010】
回転子2はまた、該回転子2の本体部4内にこれと同軸状に固定された1つの端部6aを有するシャフト6も備えている。このシャフト6は、とくに上記本体部4の端面壁4aの中央部で突出する形態で取り付けられている。
【0011】
固定子3は、図2及び図3中に包括的に7で示された支持構造を備えている。この支持構造7は、回転子2の本体部4と同様に、例えば成形プラスチック(moulded plastic)で形成することができ、基本的には、端部8を備えている。この端部8の一方の側部から、包括的に9で示された茎部(stem portion)がその中心部で伸びている(図4及び図5参照)。
【0012】
図示された実施の形態においては、固定子3の支持構造7の端部8は、回転子2の本体部4の方向に向く方の側部で、2つの同軸状の環状の要素8a、8bを有している。これらの要素8a、8b間には溝部10が形成され、この溝部10内で回転子2の本体部4の底部終端縁部(bottom terminal edge)が、半径方向に遊びを伴って伸びている。
【0013】
固定子3の支持構造7の茎状部9(stem-like portion)は、管状円筒形の内壁部11を備えている。この内壁部11のまわりに、もう1つのほぼ円筒形の壁部12が同軸状に伸びている。実際には、壁部12は、図4中において13で示された凹部(recess)を形成し、この凹部13は、図示された例では、ほぼ90°の角度の広がりをもっている。この凹部13は、例えば図5を図4に組み合わせて考えれば理解できるように、実質的に、壁部12の全長にわたって伸びている。
【0014】
図2及び図3からわかるように、回転子2のシャフト6は、固定子3の支持構造7の管状の壁部11の内側でこれと同軸状に伸び、例えば2つのブッシュ14、15(bush)により、回転可能に支持されている。
【0015】
図2、図3及び図6〜図9において包括的に16で示されたフロー伝達構造(flow-conveying structure)は、固定子3の支持構造7の一部分9に取り付けられている。
【0016】
フロー伝達構造16は、都合良く、絶縁された強磁性粒子の圧力成形塊(pressure-shaped mass)で1つの部品として形成されている。このフロー伝達構造16は、とくに基部17を有している。図示された例では、基部17は、基本的には平坦な環状に形成されている。この基部17の1つの側部から、それぞれ18及び19とで示された2組の突出部(lug)ないしはアームが、回転子2の回転軸A−Aと実質的に平行に、上向きに伸びている。
【0017】
基部17は、平坦である必要はなく、この実施の形態では、その端面壁に開口部を備えたカップ形のものである。
【0018】
とくに図6からわかるように、アーム18は、アーム19に比べて、より外側の位置において、軸A−Aから反対方向に同じ距離を隔てて配置されている。ここで、アーム19は、上記軸A−Aから、半径方向に同一又はより小さい距離を隔てて配置されている。
【0019】
図示された実施の形態においては、フロー伝達構造16は、半径方向にみて最も外側に位置する4つのアーム18を有している。これらのアーム18は、角度方向にみれば等間隔で配置され、同じ長さ(amount)で伸びている。そして、半径方向にみて最も内側に位置する4つのアーム19もまた、角度方向にみれば等間隔で配置され、同じ長さ(amount)で伸びている。
【0020】
前記のとおり、フロー伝達構造16の基部17は、都合良く、環状であり、アーム18は、その外側の周縁とぴったり重なって(flush with)伸びている。他方、アーム19は、基本的には、その内部の円形の開口部20の縁部(edge)とぴったり重なって伸びている。
【0021】
図6中に、より明確に示されているように、フロー伝達構造16の内側のアーム19は、半径方向にみて最も外側に位置するアーム18に対して、角度方向に交互に配置されている。
【0022】
都合良く、アーム18とアーム19とは、実質的に同一の断面積を有している。
【0023】
アーム18とアーム19とは、それらの外側の端部で、角度方向にある程度は重なり合っていても良く、後者はまた、いわゆる「コギングトルク」を低減できるように、好ましくテーパ形に形成され(tapered)、及び/又は、接続されて(jointed)いてもよい。
【0024】
フロー伝達構造16のアーム18、19の終端表面18a、19a(terminal surface)は、基部17に対して背向し、回転子2の永久磁石5の表面5aに前方で対向するように配置されている(図2及び図3参照)。
【0025】
固定子3のフロー伝達構造16のアーム18、19の終端表面18a、19aと、永久磁石5の平坦な環状表面5aとの間には、空隙部21(air-gap)が形成されている(図2及び図3参照)。
【0026】
環状領域の内部には、絶縁された電線の巻線23を支持する線巻き部22(bobbin)が配置されている。この環状領域は、フロー伝達構造16内の半径方向にみて内側のアーム19と、半径方向にみて外側のアーム18との間に形成されている。とくに図10〜図13に示されているように、この線巻き部22は、2つの環状端部フランジ22b、22cが設けられた中間管状部22aを備えている(図10及び図12)。
【0027】
とくに図7及び図8に示されているように、都合良く、アーム18、19の終端表面18a、19aは、同一の横断面(transverse plane)には存在しないが、すべて同一方向に軽く傾斜している。その結果、大きさ(amplitude)が周期的に変化する空隙部が生じ、回転子2のための所定の(predefined)角度方向の安息位置(rest position)を決定することが可能となり、始動時に、予め決定された大きさ(magnitude)のトルクを生成することを確実化する。
【0028】
とくに図10に示されているように、線巻き部22のフランジ22b、22cは、造形された周縁形状(shaped peripheral profile)を有し、その結果、これらのフランジ22b、22cは、フロー伝達構造16の外側のアーム18と内側のアーム19との間の環状領域で係合することができる。とくに、これらのフランジ22b、22cは、それぞれ、半径方向に突出する4つの突出部24(lug)を有している。これらの突出部24は、角度方向に等間隔で同じ長さ(amount)で伸び、フロー伝達構造16の隣り合う1対のアーム18の間の隙間で係合する。
【0029】
図12に示すように、線巻き部22の底部フランジ22cの半径方向に突出している突出部24から、その中心部で、それぞれの留め具25(stud)が伸びている(図10、図11及び図13参照)。
【0030】
これらの留め具25は、互いに平行であり、線巻き部22に組み付けられた状態では、フロー伝達構造16の基部17中の対応する周縁の切り込み部26(peripheral incision)を通って伸びている(図6〜図9参照)。
【0031】
留め具25は、それぞれ軸方向に伸びる通路27(channels)を有している。線巻き部22に取り付けられた巻線23の終端部は、少なくとも1対の留め具25の通路27を通って伸びている。線巻き部の留め具25は、それぞれのテーパ状の要素28で終端している。これらの要素28は、基本的には環状のプリント回路基板30(printed circuit board)の対応する開口部29を通って係合している。このプリント回路基板30は、固定子3の支持構造7の茎部9のまわりで伸びている(図2、図3及び図14参照)。
【0032】
図示していない態様においては、プリント回路基板30は、電動機1を制御する回路の部品を収容している。
【0033】
線巻き部22の留め具25の突出部28は、プリント回路基板30の開口部を通ってその先方まで伸び、例えば高温圧造(hot-heading)により該プリント回路基板30に固定されている。
【0034】
線巻き部22に取り付けられた巻線23の終端部は、該線巻き部22と一体化された留め具25の内部に形成された通路27を通り抜け、例えば半田付けにより、プリント回路基板30上に収容されたプリント回路に接続されている。
【0035】
とくに図14に示されているように、プリント回路基板30は、その内側の縁部から、回転子の軸A−Aに向かって伸びる突出部31を有している。この突出部31は、固定子3の支持構造7の茎状部9の側部の凹部内に配置されている。
【0036】
一例として示された実施の形態においては、プリント回路基板30の突出部31に小さい穴32(eyelet)が設けられている。この小さい穴32の内部には、細長い形状の支持板33が固定されている(図2参照)。この支持板33は、電動機1の軸と平行に伸び、環状の永久磁石5の空隙部の内部まで伸びている。永久磁石5と対向している支持板33の端部には、例えばホール型(Hall type)のセンサ34が設けられている。動作時に、このセンサ34は、回転子2の角度位置の検出を行うことができる。
【0037】
支持板33はまた、センサ34を、プリント回路基板30上に収容された回路の他の部品に接続するための線路(track)を有している。
【0038】
図15は、永久磁石5の1つの構造形態を示している。この永久磁石5は、少なくとも、固定子3と対向しているその平坦な側面5aの上で、磁極N、Sが回転子2の回転軸のまわりに角度方向にみて交互配置で均一に分布するように構成されている。
【0039】
永久磁石5によってその表面5a上に生成される磁極の数は、フロー伝達構造16の外側のアーム18及び内側のアーム19の総数(overall number)と同一であるのが好ましい。
【0040】
この場合の構成は、次のとおりである。すなわち、フロー伝達構造16の半径方向にみて最も外側に位置する、端面18aを備えたアーム18が、極性がNである永久磁石5の部分(portion)又は区画(segment)と対向し、上記フロー伝達構造16の半径方向にみて最も内側に位置する、端面19aを備えたアーム19が、極性がSである永久磁石の部分又は区画と対向するように構成される。
【0041】
以上の説明から理解することができるように、本発明は、回転電動装置を、部品の数を大幅に低減しつつ極めて単純でコンパクトな構造で形成することを可能にする。したがって、これらの装置は、非常に低コストで製造することができる。
【0042】
本発明はまた、直流電動機又は交流電動機の製造のほか、発電機の製造にも用いることができる。
【0043】
本発明の原理を明らかに修正するのでなければ、実施態様及び構造上の細部は、請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、純粋に非制限的な例として記載又は図示された実施の形態に対して大幅に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明に則って設計された電動機の側面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1及び図2に記載された電動機の斜視断面図である。
【図4】前記各図に記載された電動機の固定子の部分の上面平面図である。
【図5】図4のV−V線断面図である。
【図6】本発明に係る電動機に設けられたフロー伝達構造の上面平面図である。
【図7】図6のVII−VII線断面図である。
【図8】図6中の矢印VIIIの方向からみたフロー伝達構造の側面図である。
【図9】図6〜8に記載されたフロー伝達構造の斜視図である。
【図10】前記の各図に記載された電動機の巻線のための線巻き部の底面平面図である。
【図11】図10中に矢印XIで示された細部を拡大して示す図である。
【図12】図10のXII−XII線断面図である。
【図13】図12中に矢印XIIIで示された細部を拡大して示す図である。
【図14】前記各図に記載された電動機の制御部品のためのプリント回路基板の平面図である。
【図15】前記の各図に記載された電動機の回転子の永久磁石の斜視図である。
【符号の説明】
【0045】
1 電動機、2 回転子、3 固定子、4 支持本体部、5 永久磁石、6 シャフト、7 支持構造、8 端部、9 茎部、10 溝部、11 壁部、12 壁部、13 凹部、14 ブッシュ、15 ブッシュ、16 フロー伝達構造、17 基部、18 アーム、19 アーム、20 開口部。
【技術分野】
【0001】
本発明は、永久磁石回転子を備えた回転電動装置(rotary electric machine)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
回転電動装置、とくに直流電動機は、例えば、家庭用電化製品に用いることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、極めて単純な構造を有し、かつ非常に低コストで製造することができる上記回転電動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的は、その他の目的とともに、本発明に係る回転電動装置によって達成される。この回転電動機は、次の構成要素を含む。
少なくとも1つの永久磁石を備えている回転子を備えている。この回転子は、該回転子の回転軸のまわりにおいて、該回転軸と基本的に垂直な平面に存在する磁化された表面内に、角度方向に符号(sign)が交互に変化する磁極の環状の分布を生成するようになっている。
絶縁された強磁性粒子(insulated ferromagnetic particles)の圧力成形塊(pressure-shaped mass)で形成されたフロー伝達構造(flow-conveying structure)を備えた固定子を備えている。このフロー伝達構造は基部を有する。この基部から、第1及び第2のアームが、回転子の回転軸と実質的に平行な方向に伸びている。上記アームは、基本的には、それぞれ半径方向にみて上記回転軸から第1及び第2の距離のところに互いに角度方向にみて交互に配置されている。上記基部に背向する上記第1及び第2のアームの端部は、上記回転子の磁化された表面と前側で対向している。上記表面と上記端部とは、空隙部(air-gap)によって離間されている。
フロー伝達構造の第1のアームと第2のアームとの間に存在する環状領域において、回転子と同軸に配置された巻線を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
以下、添付の図面を参照しつつ、純粋に非制限的な具体例として記載された以下の詳細な説明により、本発明のさらなる特徴及び利点を説明する。
【0006】
添付の図面、とくに図1〜図3において、1は、本発明に則って設計された電動機(電気モータ)を包括的に示している。
【0007】
以下では、電動機として動作させることを予定している本発明に係る電動装置の実施の形態について説明を行うが、当業者にとっては、以下の説明が、発電機として動作させることが予定されている本発明に係る電気装置の実施の形態にも準用する(mutatis mutandis)ことができるということは自明なことであろう。
【0008】
図1〜図3に示すように、図示されている電動機1は、とくに、包括的に2で示された回転子と、包括的に3で示された固定子とを備えた直流電動機である。
【0009】
具体例として示された実施の形態においては、回転子2は、基本的には逆カップ形(overturned cup)に形成された支持本体部4を備えている。この支持本体部4の端面壁4aには、環状の永久磁石5が固定されている。
【0010】
回転子2はまた、該回転子2の本体部4内にこれと同軸状に固定された1つの端部6aを有するシャフト6も備えている。このシャフト6は、とくに上記本体部4の端面壁4aの中央部で突出する形態で取り付けられている。
【0011】
固定子3は、図2及び図3中に包括的に7で示された支持構造を備えている。この支持構造7は、回転子2の本体部4と同様に、例えば成形プラスチック(moulded plastic)で形成することができ、基本的には、端部8を備えている。この端部8の一方の側部から、包括的に9で示された茎部(stem portion)がその中心部で伸びている(図4及び図5参照)。
【0012】
図示された実施の形態においては、固定子3の支持構造7の端部8は、回転子2の本体部4の方向に向く方の側部で、2つの同軸状の環状の要素8a、8bを有している。これらの要素8a、8b間には溝部10が形成され、この溝部10内で回転子2の本体部4の底部終端縁部(bottom terminal edge)が、半径方向に遊びを伴って伸びている。
【0013】
固定子3の支持構造7の茎状部9(stem-like portion)は、管状円筒形の内壁部11を備えている。この内壁部11のまわりに、もう1つのほぼ円筒形の壁部12が同軸状に伸びている。実際には、壁部12は、図4中において13で示された凹部(recess)を形成し、この凹部13は、図示された例では、ほぼ90°の角度の広がりをもっている。この凹部13は、例えば図5を図4に組み合わせて考えれば理解できるように、実質的に、壁部12の全長にわたって伸びている。
【0014】
図2及び図3からわかるように、回転子2のシャフト6は、固定子3の支持構造7の管状の壁部11の内側でこれと同軸状に伸び、例えば2つのブッシュ14、15(bush)により、回転可能に支持されている。
【0015】
図2、図3及び図6〜図9において包括的に16で示されたフロー伝達構造(flow-conveying structure)は、固定子3の支持構造7の一部分9に取り付けられている。
【0016】
フロー伝達構造16は、都合良く、絶縁された強磁性粒子の圧力成形塊(pressure-shaped mass)で1つの部品として形成されている。このフロー伝達構造16は、とくに基部17を有している。図示された例では、基部17は、基本的には平坦な環状に形成されている。この基部17の1つの側部から、それぞれ18及び19とで示された2組の突出部(lug)ないしはアームが、回転子2の回転軸A−Aと実質的に平行に、上向きに伸びている。
【0017】
基部17は、平坦である必要はなく、この実施の形態では、その端面壁に開口部を備えたカップ形のものである。
【0018】
とくに図6からわかるように、アーム18は、アーム19に比べて、より外側の位置において、軸A−Aから反対方向に同じ距離を隔てて配置されている。ここで、アーム19は、上記軸A−Aから、半径方向に同一又はより小さい距離を隔てて配置されている。
【0019】
図示された実施の形態においては、フロー伝達構造16は、半径方向にみて最も外側に位置する4つのアーム18を有している。これらのアーム18は、角度方向にみれば等間隔で配置され、同じ長さ(amount)で伸びている。そして、半径方向にみて最も内側に位置する4つのアーム19もまた、角度方向にみれば等間隔で配置され、同じ長さ(amount)で伸びている。
【0020】
前記のとおり、フロー伝達構造16の基部17は、都合良く、環状であり、アーム18は、その外側の周縁とぴったり重なって(flush with)伸びている。他方、アーム19は、基本的には、その内部の円形の開口部20の縁部(edge)とぴったり重なって伸びている。
【0021】
図6中に、より明確に示されているように、フロー伝達構造16の内側のアーム19は、半径方向にみて最も外側に位置するアーム18に対して、角度方向に交互に配置されている。
【0022】
都合良く、アーム18とアーム19とは、実質的に同一の断面積を有している。
【0023】
アーム18とアーム19とは、それらの外側の端部で、角度方向にある程度は重なり合っていても良く、後者はまた、いわゆる「コギングトルク」を低減できるように、好ましくテーパ形に形成され(tapered)、及び/又は、接続されて(jointed)いてもよい。
【0024】
フロー伝達構造16のアーム18、19の終端表面18a、19a(terminal surface)は、基部17に対して背向し、回転子2の永久磁石5の表面5aに前方で対向するように配置されている(図2及び図3参照)。
【0025】
固定子3のフロー伝達構造16のアーム18、19の終端表面18a、19aと、永久磁石5の平坦な環状表面5aとの間には、空隙部21(air-gap)が形成されている(図2及び図3参照)。
【0026】
環状領域の内部には、絶縁された電線の巻線23を支持する線巻き部22(bobbin)が配置されている。この環状領域は、フロー伝達構造16内の半径方向にみて内側のアーム19と、半径方向にみて外側のアーム18との間に形成されている。とくに図10〜図13に示されているように、この線巻き部22は、2つの環状端部フランジ22b、22cが設けられた中間管状部22aを備えている(図10及び図12)。
【0027】
とくに図7及び図8に示されているように、都合良く、アーム18、19の終端表面18a、19aは、同一の横断面(transverse plane)には存在しないが、すべて同一方向に軽く傾斜している。その結果、大きさ(amplitude)が周期的に変化する空隙部が生じ、回転子2のための所定の(predefined)角度方向の安息位置(rest position)を決定することが可能となり、始動時に、予め決定された大きさ(magnitude)のトルクを生成することを確実化する。
【0028】
とくに図10に示されているように、線巻き部22のフランジ22b、22cは、造形された周縁形状(shaped peripheral profile)を有し、その結果、これらのフランジ22b、22cは、フロー伝達構造16の外側のアーム18と内側のアーム19との間の環状領域で係合することができる。とくに、これらのフランジ22b、22cは、それぞれ、半径方向に突出する4つの突出部24(lug)を有している。これらの突出部24は、角度方向に等間隔で同じ長さ(amount)で伸び、フロー伝達構造16の隣り合う1対のアーム18の間の隙間で係合する。
【0029】
図12に示すように、線巻き部22の底部フランジ22cの半径方向に突出している突出部24から、その中心部で、それぞれの留め具25(stud)が伸びている(図10、図11及び図13参照)。
【0030】
これらの留め具25は、互いに平行であり、線巻き部22に組み付けられた状態では、フロー伝達構造16の基部17中の対応する周縁の切り込み部26(peripheral incision)を通って伸びている(図6〜図9参照)。
【0031】
留め具25は、それぞれ軸方向に伸びる通路27(channels)を有している。線巻き部22に取り付けられた巻線23の終端部は、少なくとも1対の留め具25の通路27を通って伸びている。線巻き部の留め具25は、それぞれのテーパ状の要素28で終端している。これらの要素28は、基本的には環状のプリント回路基板30(printed circuit board)の対応する開口部29を通って係合している。このプリント回路基板30は、固定子3の支持構造7の茎部9のまわりで伸びている(図2、図3及び図14参照)。
【0032】
図示していない態様においては、プリント回路基板30は、電動機1を制御する回路の部品を収容している。
【0033】
線巻き部22の留め具25の突出部28は、プリント回路基板30の開口部を通ってその先方まで伸び、例えば高温圧造(hot-heading)により該プリント回路基板30に固定されている。
【0034】
線巻き部22に取り付けられた巻線23の終端部は、該線巻き部22と一体化された留め具25の内部に形成された通路27を通り抜け、例えば半田付けにより、プリント回路基板30上に収容されたプリント回路に接続されている。
【0035】
とくに図14に示されているように、プリント回路基板30は、その内側の縁部から、回転子の軸A−Aに向かって伸びる突出部31を有している。この突出部31は、固定子3の支持構造7の茎状部9の側部の凹部内に配置されている。
【0036】
一例として示された実施の形態においては、プリント回路基板30の突出部31に小さい穴32(eyelet)が設けられている。この小さい穴32の内部には、細長い形状の支持板33が固定されている(図2参照)。この支持板33は、電動機1の軸と平行に伸び、環状の永久磁石5の空隙部の内部まで伸びている。永久磁石5と対向している支持板33の端部には、例えばホール型(Hall type)のセンサ34が設けられている。動作時に、このセンサ34は、回転子2の角度位置の検出を行うことができる。
【0037】
支持板33はまた、センサ34を、プリント回路基板30上に収容された回路の他の部品に接続するための線路(track)を有している。
【0038】
図15は、永久磁石5の1つの構造形態を示している。この永久磁石5は、少なくとも、固定子3と対向しているその平坦な側面5aの上で、磁極N、Sが回転子2の回転軸のまわりに角度方向にみて交互配置で均一に分布するように構成されている。
【0039】
永久磁石5によってその表面5a上に生成される磁極の数は、フロー伝達構造16の外側のアーム18及び内側のアーム19の総数(overall number)と同一であるのが好ましい。
【0040】
この場合の構成は、次のとおりである。すなわち、フロー伝達構造16の半径方向にみて最も外側に位置する、端面18aを備えたアーム18が、極性がNである永久磁石5の部分(portion)又は区画(segment)と対向し、上記フロー伝達構造16の半径方向にみて最も内側に位置する、端面19aを備えたアーム19が、極性がSである永久磁石の部分又は区画と対向するように構成される。
【0041】
以上の説明から理解することができるように、本発明は、回転電動装置を、部品の数を大幅に低減しつつ極めて単純でコンパクトな構造で形成することを可能にする。したがって、これらの装置は、非常に低コストで製造することができる。
【0042】
本発明はまた、直流電動機又は交流電動機の製造のほか、発電機の製造にも用いることができる。
【0043】
本発明の原理を明らかに修正するのでなければ、実施態様及び構造上の細部は、請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、純粋に非制限的な例として記載又は図示された実施の形態に対して大幅に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明に則って設計された電動機の側面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1及び図2に記載された電動機の斜視断面図である。
【図4】前記各図に記載された電動機の固定子の部分の上面平面図である。
【図5】図4のV−V線断面図である。
【図6】本発明に係る電動機に設けられたフロー伝達構造の上面平面図である。
【図7】図6のVII−VII線断面図である。
【図8】図6中の矢印VIIIの方向からみたフロー伝達構造の側面図である。
【図9】図6〜8に記載されたフロー伝達構造の斜視図である。
【図10】前記の各図に記載された電動機の巻線のための線巻き部の底面平面図である。
【図11】図10中に矢印XIで示された細部を拡大して示す図である。
【図12】図10のXII−XII線断面図である。
【図13】図12中に矢印XIIIで示された細部を拡大して示す図である。
【図14】前記各図に記載された電動機の制御部品のためのプリント回路基板の平面図である。
【図15】前記の各図に記載された電動機の回転子の永久磁石の斜視図である。
【符号の説明】
【0045】
1 電動機、2 回転子、3 固定子、4 支持本体部、5 永久磁石、6 シャフト、7 支持構造、8 端部、9 茎部、10 溝部、11 壁部、12 壁部、13 凹部、14 ブッシュ、15 ブッシュ、16 フロー伝達構造、17 基部、18 アーム、19 アーム、20 開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの永久磁石(5)を備えている回転子(2)であって、該回転子(2)の回転軸(A−A)のまわりにおいて、上記回転軸(A−A)と基本的に垂直な平面に存在する磁化された表面(5)内に、角度方向に符号が交互に変化する磁極(N、S)の環状の分布を生成するようになっている回転子(2)と、
環状の基部(17)を有するフロー伝達構造(16)を備えている固定子(3)であって、上記基部から第1及び第2のアーム(18、19)が上記回転子の回転軸(A−A)と実質的に平行な方向に伸び、上記アームは基本的にはそれぞれ半径方向にみて上記回転軸(A−A)から第1及び第2の距離のところに互いに角度方向にみて交互に配置され、上記基部(17)に背向する上記第1及び第2のアーム(18、19)の端部(18a、19a)が上記回転子(5)の上記磁化された表面(5a)と前側で対向し、上記表面と上記端部とが空隙部(21)によって離間されている固定子(3)と、
上記フロー伝達構造(16)の上記第1のアーム(18)と第2のアーム(19)との間に存在する環状領域において、上記回転子(2)と同軸に配置された巻線(23)とを備えている回転電動装置(1)であって、
上記フロー伝達構造(16)が、絶縁された強磁性粒子の圧力成形塊で1つの部材に形成され、かつ、上記第1及び第2のアーム(18、19)の端部が終端面(18a、19a)を有し、該終端面が、すべて、上記回転軸(A−A)と交差する平面と同一方向に傾斜していることを特徴とする回転電動装置。
【請求項2】
上記フロー伝達構造(16)の上記第1及び第2のアーム(18、19)の総数が、上記回転子(5)の上記表面(5a)上に生成された磁極(N、S)の数と同一である、請求項1に記載の回転電動装置。
【請求項3】
上記巻線(23)が、上記フロー伝達構造(16)の第1のアーム(18)と第2のアーム(19)との間に存在する上記環状領域に配置された線巻き部(22)に取り付けられている、請求項1又は2に記載の回転電動装置。
【請求項4】
上記フロー伝達構造(16)の外側のアーム(18)と内側のアーム(19)とが、角度方向にみて部分的に重なり合っている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項5】
上記フロー伝達構造(16)の外側及び内側のアーム(18、19)が、上記永久磁石(5)と対向するそれぞれの端面(18a、19a)を有し、かつ、上記永久磁石(5)と同軸で円周方向において同一方向に傾斜している、請求項1〜4のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項6】
上記巻線(23)を支持する線巻き部(22)と一体化された突出部(25)に固定され、該装置(1)の動作を制御するための回路を収容しているプリント回路基板(30)をさらに備えている、請求項1〜5のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項7】
上記プリント回路基板(30)が、上記フロー伝達構造(16)に対して、上記永久磁石(5)の反対側に配置されている、請求項6に記載の回転電動装置。
【請求項8】
とくに電動機としての動作のために、動作時に、上記回転子(2)の角度部分を示す信号を生成するための上記永久磁石(5)と連携するセンサ(34)を備えていて、
上記センサ(34)が、上記プリント回路基板(30)に接続された支持板(3)に取り付けられ、かつ、できる限り上記永久磁石(5)に近接した領域において上記回転子(2)の回転軸(A−A)と平行に伸びている、請求項7に記載の回転電動装置。
【請求項9】
上記固定子(3)が、上記回転子(2)の回転軸と同軸である管状要素(9)を含んでいる支持構造(7)を備えていて、
上記回転子(2)が、上記固定子(3)の支持構造(7)の上記管状要素(9)の内側で突出する形態で伸びているシャフト(6)を備え、該シャフトが、少なくとも1つのブッシュ(14、15)又は類似の支持具によって回転可能に支持されている、請求項1〜8のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項1】
少なくとも1つの永久磁石(5)を備えている回転子(2)であって、該回転子(2)の回転軸(A−A)のまわりにおいて、上記回転軸(A−A)と基本的に垂直な平面に存在する磁化された表面(5)内に、角度方向に符号が交互に変化する磁極(N、S)の環状の分布を生成するようになっている回転子(2)と、
環状の基部(17)を有するフロー伝達構造(16)を備えている固定子(3)であって、上記基部から第1及び第2のアーム(18、19)が上記回転子の回転軸(A−A)と実質的に平行な方向に伸び、上記アームは基本的にはそれぞれ半径方向にみて上記回転軸(A−A)から第1及び第2の距離のところに互いに角度方向にみて交互に配置され、上記基部(17)に背向する上記第1及び第2のアーム(18、19)の端部(18a、19a)が上記回転子(5)の上記磁化された表面(5a)と前側で対向し、上記表面と上記端部とが空隙部(21)によって離間されている固定子(3)と、
上記フロー伝達構造(16)の上記第1のアーム(18)と第2のアーム(19)との間に存在する環状領域において、上記回転子(2)と同軸に配置された巻線(23)とを備えている回転電動装置(1)であって、
上記フロー伝達構造(16)が、絶縁された強磁性粒子の圧力成形塊で1つの部材に形成され、かつ、上記第1及び第2のアーム(18、19)の端部が終端面(18a、19a)を有し、該終端面が、すべて、上記回転軸(A−A)と交差する平面と同一方向に傾斜していることを特徴とする回転電動装置。
【請求項2】
上記フロー伝達構造(16)の上記第1及び第2のアーム(18、19)の総数が、上記回転子(5)の上記表面(5a)上に生成された磁極(N、S)の数と同一である、請求項1に記載の回転電動装置。
【請求項3】
上記巻線(23)が、上記フロー伝達構造(16)の第1のアーム(18)と第2のアーム(19)との間に存在する上記環状領域に配置された線巻き部(22)に取り付けられている、請求項1又は2に記載の回転電動装置。
【請求項4】
上記フロー伝達構造(16)の外側のアーム(18)と内側のアーム(19)とが、角度方向にみて部分的に重なり合っている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項5】
上記フロー伝達構造(16)の外側及び内側のアーム(18、19)が、上記永久磁石(5)と対向するそれぞれの端面(18a、19a)を有し、かつ、上記永久磁石(5)と同軸で円周方向において同一方向に傾斜している、請求項1〜4のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項6】
上記巻線(23)を支持する線巻き部(22)と一体化された突出部(25)に固定され、該装置(1)の動作を制御するための回路を収容しているプリント回路基板(30)をさらに備えている、請求項1〜5のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【請求項7】
上記プリント回路基板(30)が、上記フロー伝達構造(16)に対して、上記永久磁石(5)の反対側に配置されている、請求項6に記載の回転電動装置。
【請求項8】
とくに電動機としての動作のために、動作時に、上記回転子(2)の角度部分を示す信号を生成するための上記永久磁石(5)と連携するセンサ(34)を備えていて、
上記センサ(34)が、上記プリント回路基板(30)に接続された支持板(3)に取り付けられ、かつ、できる限り上記永久磁石(5)に近接した領域において上記回転子(2)の回転軸(A−A)と平行に伸びている、請求項7に記載の回転電動装置。
【請求項9】
上記固定子(3)が、上記回転子(2)の回転軸と同軸である管状要素(9)を含んでいる支持構造(7)を備えていて、
上記回転子(2)が、上記固定子(3)の支持構造(7)の上記管状要素(9)の内側で突出する形態で伸びているシャフト(6)を備え、該シャフトが、少なくとも1つのブッシュ(14、15)又は類似の支持具によって回転可能に支持されている、請求項1〜8のいずれか1つに記載の回転電動装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公表番号】特表2007−508798(P2007−508798A)
【公表日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−534673(P2006−534673)
【出願日】平成16年10月13日(2004.10.13)
【国際出願番号】PCT/EP2004/011476
【国際公開番号】WO2005/041392
【国際公開日】平成17年5月6日(2005.5.6)
【出願人】(506128514)エマーソン・アプライアンス・モーターズ・ヨーロッパ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ (1)
【氏名又は名称原語表記】EMERSON APPLIANCE MOTORS EUROPE S.R.L.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年10月13日(2004.10.13)
【国際出願番号】PCT/EP2004/011476
【国際公開番号】WO2005/041392
【国際公開日】平成17年5月6日(2005.5.6)
【出願人】(506128514)エマーソン・アプライアンス・モーターズ・ヨーロッパ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ (1)
【氏名又は名称原語表記】EMERSON APPLIANCE MOTORS EUROPE S.R.L.
【Fターム(参考)】
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