JPH02504578A - 鉄芯ディスク電機子を備えた電気モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鉄芯ディスク電機子を備えた電気モータ本発明の対象は、固定され、そして回転 する活動部分が環状で共通の幾何学軸に沿って並べて配置された鉄芯ディスク電 機子を備えた電気モータである。このモータの基本ユニットは、略同じ径方向寸 法を有し、かつ電機子の空隙によりお互いに分離された三つの並んだ鉄芯ディス ク１を接子からなっている。いくつかの基本機能ユニットは一台の機械内に組立 てることができる。

基本機能ユニットの三つのディスク鉄芯の磁場は中央ディスク内の与えられた場 所にて磁束が接線方向となるように中央ディスクに対して対称に形成され、さら にそれは二つの技部に分かれ、側面を通って軸方向にディスクを去り、さらにま た枝部は空隙部を通って進み、そしてそれらが接線方向に戻る外部ディスク鉄芯 に入り、そしである円弧長をカバーした後、空隙部に向き、その後空隙部を横切 った後、それらは中央ディスクに戻り、そこで磁束の技部は結合し、そして二つ の対称な磁気回路は閉じる。このようにして、磁極は鉄芯ディスクの表面上の空 Ｐ！部に沿って展開（ｅｖｏｌｖｅ）　Ｌ、そしてそれは空隙部のまわりを交互 にＮ、Ｓ極になり、同数の閉じた磁気回路の対が表われる。本発明に係る極配置 の固有の特徴は軸に垂直な中央面（ｍｅｄｉａｎ　ｐｌａｎｅ）に対してもまた 対称であるということであり、それ故に中央ディスクの両側の空隙部における磁 場の方向はお互いに反対である。その結果、反対方向の電圧が、ここに置かれ、 同じ方向に回転させられる径方向のワイヤ内に生じさせられる。これらの電圧は 、中央鉄芯ディスクの内側或は外側のおおいに沿って延び、かつ略ディスクの厚 みと同じ長さを有する複数のワイヤによって直列に結合されている。上記おおい の内側及び外側の面上にあつて、中央鉄芯ディスクの両側に位置するいくつかの 径方向のワイヤの交互の結合はコイルを形成する。これらのコイルを結合して巻 線にすると、ディスク電機子を異なったタイプの周知の電気モータにより形成す ることができる。

従来周知の電気モータはお互いに同心的に配置された円筒形環状リング鉄芯から 形成されている。これらのドラムＮＷＡ子において、有効な軸方向のワイヤはそ れらの間の距離が極間の距離となるように配置され、長いコイルヘッドにより結 合されている。その状態は、鉄芯を含まず、単一の平らな空隙部内に配置された 周知のディスクｉ！種子におｔ３′るのと類似している。これらのコイルヘッド システムは全巻線のかなりの部分になり、それらは磁場内のワイヤ量を超え、そ して多くの空間を占めることがよくある。

本発明によれば、ワイヤは中央ディスク電機子の両側に、お互いに逆方向に置か れて、お互いに結合され、これらの結合は鉄芯ディスクのおおいに沿ってきつく 張った状態になっており、それ故に電機子の寸法は僅かに増大するにすぎず、そ して結合長さは有効な径方向ワイヤの一部にすぎない。この結果、この配置によ り固有の出力及び効率の向上と同時に、寸法の縮小及び材料の消費の節約が可能 となる。

本発明の詳細及び好ましい実施例は添付図を参照して説明され、ここで第１図は 鉄芯ディスク電機子を備えた電気モータの、固い磁気材料からなる基本機能ユニ ットの詳細を示し、第２図は誘導コイルにより磁化された基本機能ユニットの外 部ディスク電機子の詳細を示し、第３図は誘導コイルにより磁化された外部ディ スク電機子の別の変形例の詳細を示し、第４図は基本機能ユニットの中央ディス ク電機子の短絡したりすかご形変形例を示し、第５図は基本機能ユニットの外部 ディスク電機子の短絡したりすかご形変形例を示す。

第１図に示すように、基本機能ユニットにおいては、中央鉄芯ディスク（１）は 絶縁されたダイナモシート（ｄｙｎａｍｏ　５ｈｅｅｔ）から、好ましくは巻き 取ることにより形成されている。そのコイル（２）は鉄芯ディスク面上、或はデ ィスク内に作られた溝内にある。そのコイル（２）と中央鉄芯ディスク（１）は −緒に中央鉄芯ディスクｉｉ種子（３）を形成している。その磁場は磁化された 固い磁気材料から形成される磁化された極（４）により生成される。柔らかい磁 気材料から形成された磁束を閉じるディスク（５）は固定子に固定され、中央鉄 芯ディスクｉｉ４子（３）はベアリング内に支持されたモータ軸に固定されてい る。この場合、コイル（２）は結合されて閉じた巻線となり、そしてそれらは従 来の直流機械の巻付け（ｌａｐ）或は波打った巻線に従って整流子まで導き出さ れている。

他の実施例によれば、中央鉄芯ディスク電機子（３）は固定子に固たモータ軸に 固定されている。この場合には、コイル（２）は結合されて、交流機械のｉｉ機 壬子巻線従った単相又は多相巻線となり、それ故にその機械は同期機械として、 又は整流回路（ａ　ｃｏ＋ａ＋ａｕｔａｔｉｏｎ　ｃｉｒｅｕｉｔ）を形成して 整流子なしで直流モータとして、又は整流器を使って直流発電機として使用でき る。

第２図は、電流により誘発された磁場を作り出すために役立つ外部鉄芯ディスク 電機子（６）の形状を示している。この磁場は磁束を閉じるディスク（５）に固 定された柔らかい磁極（７）により、ディスク上に位置する誘導コイル（８）の 助けを得て作り出される。外部ディスク電機子（６）を固定子に固定して、中央 鉄芯ディスク電機子（３）をＷｌ槻の軸に固定して、そして整流子を使って、直 列に結合された、或は分岐させられた（ｓｈｕｎｔｅｄ）直流機械が形成される 。もし、磁束を閉じるディスク（５）と柔らかい磁極（７）が絶縁され１；ダイ ナモシートから形成されるならば、交流整流子を備えた、汎用モータが得策３図 は、外部鉄芯ディスクｉｉ＊子（６）の別の可能な実施例を示している。この変 形例の外部鉄芯ディスク（９）は、交流インダクションの場合は絶縁されたダイ ナモシートから形成されている。

第４図によれば、中央鉄芯ディスク電機子（３）は短絡したりすかご形巻線（１ ０）として組立てられ、それは回転子を形成する。固定子を形成するその二つの 外部鉄芯ディスク電機子（６）は第２図又は第３図に示される構造を有し、それ らは積層された鉄芯と交流巻線とからなっている。このようにして組立てられた 機械は誘導（非同期）機械に相当する。

第５図に示す実施例では、外部鉄芯ディスク電機子（６）は短絡したりすかご形 巻線（１０）により形成され、そしてそれらはベアリング内に支持された軸に固 定されている。この場合、固定子に固定された中央鉄芯ディスクｉｉ様子（３） は交流回路の単相又は多相巻線により形成されている。この変形例はまた、誘導 機械としても使用できる。

鉄芯ディスク電機子を備えた電気モータの全ての変形例は共通のハウジングと軸 上にいくつかの基本機能ユニットを位置させることにより、或は二つの分離した 軸を形成することにより発展させることができる。ある変形例では、並べて置か れた外部鉄芯ディスク電機子（６）は共通の磁束を閉じるディスク、磁化された 極又は誘導コイルで形成でき、それ故に寸法を小さくして、材料を節約できる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固定子とベアリングに支持された軸を備えた回転子と巻線と電流引込み（ｏ ｕｒｒｅｎｔｌｕｇｓ）とを有する鉄芯ディスク電機子を備えた電気モータにお いて、共通の幾何学軸に沿って並べて配置された三つの鉄芯ディスク電機子から なり、電機子の鉄芯ディスク内及び空隙内には、それらの間に固い磁気材料又は 誘導コイルにより生成された磁場が存在し、磁場の方向は二つの空隙内において 反対で、即ち磁場はお互いの方向に向き、又はそれらはお互いの方向から離れる 方向を交互に向き、この結果空隙に沿って鉄芯ディスクの表面上に交互にＮ極と Ｓ極が存在し、そして極の配置もまた軸に垂直な中央鉄芯ディスク（１）の中央 面に対して対称であって、誘導コイル（２）が絶縁されたダイナモシートから、 好ましくは巻付けることにより形成された中央鉄芯ディスク（１）の側面、又は その面における鉄芯ディスク内に形成された溝内のいずれかに存在し、鉄芯ディ スク（１）の両側にお互いに反対方向に配置されたコイルの径方向ワイヤが鉄芯 ディスク（１）の内、外のおおいに沿って延びる複数のワイヤに結合され、その 結果回転誘導電圧は総計され、コイル（２）がお互いに結合され、巻線を形成す ることを特徴とする電気モータ。 ２．上記中央鉄芯ディスク電機子（３）が機械の軸に固定され、この電機子のコ イル（２）が結合されて、巻付け或は波打った巻線に上り閉じた巻線となり、そ してコイルは整流子まで導き出され、そしてこの方法は直流機械の電機子巻線に 類似し、外部鉄芯ディスク電機子（６）は固定子に固定され、そしてそれらは磁 束を閉じるディスク（５）に取付けられた磁極（４）か、誘導コイル（８）を備 えた柔らかい磁極（７）のいずれかから形成され、磁束を閉じるディスク（５） か、誘導コイル（８）を備えた外部鉄芯に取付けられ、そして磁束を閉じるディ スク（５）と柔らかい磁極（７）又は外部鉄芯ディスク（９）が固体の柔らかい 磁気材料又は絶縁されたダイナモシートのいずれかから形成されていることを特 徴とする請求項１に記載の電気モータ。 ３．上記中央鉄芯ディスク電機子（３）が機械の固定子に固定され、そのコイル （２）が交流の単相又は多相巻線に結合され、外部鉄芯ディスク電機子（６）が ベアリング内に支持された機械の軸に固定され、そしてこれらの外部鉄芯ディス ク電機子（６）が磁束を閉じるディスク（５）に固定された磁極、又は磁束を閉 じるディスク（５）に固定され、誘導コイルを備えた柔らかい磁極（７）、又は 三誘導コイル（８）を備えた外部鉄芯ディスク（９）のいずれかから形成され、 誘導コイル（８）がスリップリングまで導き出す巻線に結合されていることを特 徴とする請求項１に記載の電気モータ。 ４．上記外部鉄芯ディスク電機子（６）が機械の固定子に固定され、電機子（５ ，７，９）の鉄芯が絶縁されたダイナモシートから作られ、そしてそれらは誘導 コイル（８）を備え、中央鉄芯ディスク電機子（３）が機械の軸に固定され、こ の中央電機子がスリップリングまで導き出す交流巻線か又は短絡したりすかご形 巻線（１０）のいずれかを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気モ ータ。 ５．上記中央鉄芯ディスク電機子（３）が機械の固定子に固定され、中央電機子 が交流単相又は多相巻線を備え、外部鉄芯ディスク電機子（６）がベアリング内 に支持されたモータ軸に固定され、外部電機子が短絡したコイル（８）又は短絡 したりすかご形巻線（１０）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電 気モータ。 ６．２或はそれより多くの鉄芯ディスク電機子を備えた基本機能ユニットが並ん で配置さわた外部鉄芯ディスク電機子（６）の成分が結合されるように共通の固 定子のハウジング内に組込まれ、ベアリング内に支持された共通軸上にあること を特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の電気モータ。