JP3802785B2

JP3802785B2 - 直流モーター

Info

Publication number: JP3802785B2
Application number: JP2001266361A
Authority: JP
Inventors: 銀樹洪; 慶昇洪; 佐國尹
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: US6700275B2; US20030062797A1; JP2003088063A; DE10146963A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モーターに関するもので、特にモーターのステータコイルを簡単に巻き付けることができる直流モーターに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。
【０００３】
図７に示す従来の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（一）のステータ９０にあっては、ステータ９０の巻線方法は、リード線９０１をもってステータ９０に対して巻線を行う前に、リード線９０１の一端を第一接点Ｖ１にし、リード線９０１は先ず半数の磁極アーム９０ａ，９０ｂに対して巻線を行い、巻線が完成した時にリード線９０１を引っ張り出して接点Ｖ０（即ち、共通接点）にするため、暫く中断しなければならず、それ後に残りの半数の磁極アーム９０ｃ，９０ｄに対して巻線を行う。全ての磁極アーム９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄが巻線を終えた時、リード線９０１の他端は第三接点Ｖ２に形成されるため、ステータ９０は前記二組コイルモーターを利用して回路を駆動することができるため、交番の回転磁界を生じさせることにより、ＮＳ磁極を有するローターを駆動することができるように構成されている。
【０００４】
図８に示す従来の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（二）のステータ９１にあっては、ステータ９１の巻線方法は、リード線９１１をもってステータ９１に対して巻線を行う前に、リード線９１１の一端を第一接点Ｖ１にし、リード線９１１がステータ９１の全ての磁極アーム９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄに対して巻線を終えた時、リード線９１１の他端は第二接点Ｖ２に形成される。このため、ステータ９１は前記単一組コイルモーターを利用して回路を駆動することができるため、そして単一組コイルにおいて正方向と反対方向の電流で導通することによって交番の回転磁界を生じさせるため、ＮＳ磁極を有するローターを駆動することができるように構成されている。
【０００５】
図９に示す本発明の出願人が出願した中華民国出願番号第８９１０８９７４号の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（三）のステータ９２においては、ステータ９２の巻線方法は、ステータ９２の磁極アーム９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを第一リード線９２１と第二リード線９２２によって同時に巻き付けてなるもので、このような巻線方法では必要とする巻数のコイルを１／２巻き付けるだけで、必要とする巻数のステータコイル９２に巻き上げることができ、そしてステータ９２はステータとして巻き付けられてから再び二個または三個の接点を引っ張り出すのを決定し、駆動回路に連接するように構成されている。
【０００６】
図１０に示すアメリカ特許番号第４，９２２，１６２号「円盤式単相ブラシレスモーター」の従来の軸方向エアギャップブラシレスモーターの構造にあっては、二組のコイル９３１，９３２は先ず必要とする巻数のコイルに巻き付けられ、それから適当な装置をもって、例えば、粘着テープまたは粘着剤などによって回路板９３のステータヨーク９３ａ，９３ｂに結合させる。二組のコイル９３１，９３２はそれぞれの末梢部９３１ａ，９３１ｂ，９３２ａ，９３２ｂによって回路板９３のＶ形凹欠部を貫穿する。末梢部９３１ａ，９３１ｂ，９３２ａ，９３２ｂは印刷回路板９３の背面の印刷リードパターンに半田付けされることにより、電気的な接続が形成されるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（一）のステータ９０については、巻線の過程において途中で中断しなければならないため、一気に巻き付ける作業を完成することができないという問題点があった。
【０００８】
前述した従来の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（二）のステータ９１については、単一のリード線で巻線を行うため、必要とするコイルの巻数に従ってステータ９１の各磁極アーム９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄに巻数に等しいコイルを巻き付けなければならず、巻線のスピードは一定の極限を有する情況において、実際としてステータの巻線時間を短縮することができないという問題点があった。
【０００９】
前述した従来の半径方向巻線方法で形成された直流モーター（一，二，三）のステータ９０，９１，９２について、そのリード線は全てステータの各磁極アームで巻き付けるように構成されるが、各磁極アームの間の空間は限られているため、巻き付ける作業は極めて不便になると共に、巻き付けのスピードも極めて制限される。さらに、リード線そのものには絶縁層が浸漬塗覆されるため、リード線が巻き付ける過程において磁極アームとの不当接触によって破損したり傷付けたりすることにより、絶縁層は破壊されてコイルがショートになるという問題点があった。
【００１０】
前述したアメリカ特許番号第４，９２２，１６２号で開示された軸方向エアギャップブラシレスモーターの構造について、そのコイルには多数の末梢部が形成されることにより、接続作業の間違いを防止するため、慎重に半田付けを行わなければならないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、ステータコイルの巻き付け作業を比較的簡単に完成すると共に、巻き付ける過程において磁極片との間による破損や傷を避けることができる直流モーターを提供しようとするものである。
【００１２】
本発明の第二の目的は、ステータコイルを簡単に固定することができることにより、加工上または組立上において大変簡単便利になる直流モーターを提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による直流モーターは、基座およびローターにより構成される。基座は収容室とおよび基座の外周壁に形成された偶数個の固定部材とを有する。収容室の底部には支持部が設けられる。基座にはＩＣ制御素子が設けられると共に、偶数個のコイル組を有するステータコイルが設けられる。ステータコイルは単一のリード線を連続に巻き付けてなるもので、しかも隣合せの二個のコイル組のコイル巻き付け方向は相互に反対方向になるように形成される。偶数個の各コイル組は偶数個の各固定部材に固定される。ローターには回転軸が垂設される。ローターは回転軸によって基座の支持部に回転するように枢着される。ローターにはＮＳ磁極を有する永久磁石が環設される。ローターは基座に設けられたステータコイルの各コイル組から生じた磁界によって回転するように反発される。
【００１４】
本発明による直流モーターのコイルは、次のようにして巻線される。
１．単一のリード線を供給し、リード線を成形ポストにおいて予定された巻数で順序に従って巻き付けることにより、偶数個のコイル組を有するステータコイルが形成される。ステータコイルには第一端と第二端が形成され、ステータコイルの隣合せの二個のコイル組のコイル巻き付け方向は反対方向になるように形成される。
２．前記単一のリード線をもって偶数個のコイル組を有するステータコイルを巻き付ける時、同じ方向で同じ巻数を成形ポストに巻き付け、巻き付け終えてから再び前記偶数個のコイル組を有するステータコイルを成形ポストから取り外し、それからステータコイルの偶数番目を１８０°回転することにより、偶数個のコイル組を有するステータコイルの偶数番目コイルと奇数番目コイルのコイル巻き付け方向が反対方向になるようにさせる。
３．前記単一のリード線をもって偶数個のコイル組を有するステータコイルを巻き付ける時、同じ方向で同じ巻数を成形ポストに巻き付け、巻き付け終えてから再び前記偶数個のコイル組を有するステータコイルを成形ポストから取り外し、それからステータコイルの奇数番目を１８０°回転することにより、偶数個のコイル組を有するステータコイルの偶数番目コイルと奇数番目コイルのコイル巻き付け方向が反対方向になるようにさせる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１，２は本発明の実施例によるステータコイル１０の巻線段階一と巻線段階二である。
【００１７】
本発明のステータコイル１０は単一のリード線１をもって予定された形状の成形ポスト２に順序に従って同じ方向で巻き付け（図面から言えば、時計回りの方向になる）、ステータコイル１０のコイル組の数はモーターの磁極数の需要に応じて巻き付けられ、そして偶数個のコイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが巻き付けられて形成される。各コイル組の巻数は需要性に応じた所定の同じ巻数に形成される。偶数個のコイル組を有するステータコイル１０は単一のリード線１によって連続に巻き付け続けてなるもので、そしてステータコイル１０には第一端１１と第二端１２が形成される。
【００１８】
図３は本実施例のステータコイル１０の巻線段階三を示す図で、一次連続巻線である偶数個のコイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有するステータコイル１０が巻き付けられた後、ステータコイル１０の内の奇数番目のコイル組１０ａ，１０ｃまたは偶数番目のコイル組１０ｂ，１０ｄを１８０°回転する。最良な実施の形態として、偶数番目（図面から言えば、左側から起算して）に排列されたコイル組１０ｂ，１０ｄを回転することにより、偶数番目のコイル組１０ｂ，１０ｄの巻線方向は奇数番目のコイル組１０ａ，１０ｃとは反対方向になる。本発明の最良な実施の形態として、偶数番目のコイル組１０ｂ，１０ｄの巻線方向は逆時計回りの方向であるため、コイル組１０ｂ，１０ｄの巻線方向を変えることによってコイル組１０ｂ，１０ｄの電流方向および磁界の発生方向を変えることができる。
【００１９】
図４，５は、本発明を半径方向エアギャップブラシレスモーターに適用した場合の分解斜視図とその平面断面図で、基座３には収容室３１が形成され、収容室３１の底部には支持部３２が設けられ、支持部３２によってローター４の回転軸４１が回転するのを支持することができる。ローター４そのものにはＮＳ磁極を有する永久磁石４２が環設される。基座３の収容室３１を形成する内周壁または外周壁には複数個の固定部材３３が固設され、固定部材３３は座ぐりまたは柱からなることができる。偶数個のコイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからなるステータコイル１０はそれぞれ各固定部材３３に固定され、各コイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとローター４の永久磁石４２が対応になるように設置される。これにより、さらにはステータコイル１０の隣合せの二個のコイル組１０ａ，１０ｂまたは１０ｃ，１０ｄの電流方向および磁界方向が異なるため、ステータコイル１０に電流を流した後、各コイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは異なる交番磁界を生じることができるため、交番磁界が形成した磁力によってローター４の回転軸４１が回転するのを反発することができる。基座３に設けられたホール誘導素子および駆動回路を構成するＩＣ制御素子によってローター４の永久磁石４２のＮＳ磁極の変化を検出して信号を出力することにより、ステータコイル１０の各コイル組１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは交替して電流方向が変えられるため、ローター４は回転し続けることができる。
【００２０】
図６はも本発明を軸方向エアギャップブラシレスモーターに使用した場合の分解斜視図で、基座３には収容室３１が形成され、収容室３１には支持部３２が設けられ、支持部３２によってローター４の回転軸４１が回転するのを支持することができる。ローター４の頂部にはＮＳ磁極を有する永久磁石４２が環設される。基座３の収容室３１の底部にはステータヨーク３５と回路板３６が設けられ、回路板３６には従来のホール誘導素子および駆動回路などのＩＣ制御素子３４が設けられる。ステータヨーク３５には本発明の単一のリード線１を巻き付けてなる二個のコイル組１０ａ，１０ｂが結合され、二個のコイル組１０ａ，１０ｂは異なる巻線方向を有するため、二個のコイル組１０ａ，１０ｂの電流方向および磁界方向も異なり、二個のコイル組１０ａ，１０ｂが生じた磁力によってローター４の回転軸４１が回転するのを反発することができるため、ローター４は回転し続けることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、便利に加工し製造することができると共に、巻き付ける作業において不当な接触で生じた破損や傷によってコイルがショートする問題を避けることができ、さらに、偶数個のコイル組を有するステータコイルを単一のリード線を一気に連続して巻き付けてなることにより作成でき、ステータコイルが第一端と第二端しか有していないため、ステータコイルの接線作業または組立作業においても大変便利になると共に、誤って接線したりする問題点はなくなるという利点がある。
【００２２】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施の形態は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例における巻線段階一を示す図である。
【図２】本発明の実施例における巻線段階二を示す図である。
【図３】本発明の実施例における巻線段階三を示す図である。
【図４】本発明を半径方向エアギャップブラシレスモーターに使用した場合を示す分解斜視図である。
【図５】本発明を半径方向エアギャップブラシレスモーターに使用した場合を示す平面断面図である。
【図６】本発明を軸方向エアギャップブラシレスモーターに使用した場合を示す分解斜視図である。
【図７】従来の半径方向エアギャップブラシレスモーターの構造（一）の平面断面図である。
【図８】従来の半径方向エアギャップブラシレスモーターの構造（二）の平面断面図である。
【図９】従来の半径方向エアギャップブラシレスモーターの構造（三）の平面断面図である。
【図１０】従来の軸方向エアギャップブラシレスモーターの構造の平面断面図である。
【符号の説明】
１リード線１１第一端
１２第二端１０ステータコイル
１０ａコイル組１０ｂコイル組
１０ｃコイル組１０ｄコイル組
２ポスト３基座
３１収容室３２支持部
３３固定部材３４ＩＣ制御素子
３５ステータヨーク３６回路板
４ローター４１回転軸
４２永久磁石４３永久磁石

Claims

基座（３）およびローター（４）により構成される直流モーターであって、前記基座（３）は収容室（３１）とおよび該基座（３）の外周壁に形成された偶数個の固定部材（３３）とを有し、収容室（３１）の底部には支持部（３２）が設けられ、前記基座（３）にはＩＣ制御素子（３４）が設けられると共に、基座（３）には偶数個のコイル組を有するステータコイル（１０）が設けられ、ステータコイル（１０）は単一のリード線を連続に巻き付けてなるもので、しかも隣合せの二個のコイル組のコイル巻き付け方向は相互に反対方向になるように形成され、前記偶数個の各コイル組は前記偶数個の各固定部材（３３）に固定され、前記ローター（４）には回転軸（４１）が垂設され、回転ローター（４）は回転軸（４１）によって基座（３）の支持部（３２）に回転するように枢着され、ローター（４）にはＮＳ磁極を有する永久磁石（４２）が環設され、ローター（４）は基座（３）に設けられたステータコイル（１０）の各コイル組から生じた磁界によって回転するように反発されることを特徴とする直流モーター。