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公開番号2022132841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-13
出願番号2021031530
出願日2021-03-01
発明の名称モータ
出願人コアレスモータ株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 25/18 20060101AFI20220906BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】 コイルの接続方式の切り替えを図るための回路の配置スペースを削減し、機械全体としての小型化を図りやすくする事のできる回転電気機械を提供する。
【解決手段】ハウジング12と、円環状を成す非回転のステータコイル18と、ステータコイル18と離間してステータコイル18の対向面に位置する永久磁石を備えたロータ16と、を有するコアレス回転電気機械であって、ステータコイル18は複数の相から成り、各相が複数のコイルから構成され、各相を構成するコイルの接続形式を直列形式と並列形式に切り替え可能な回路部20を備え、回路部20は、ステータコイル18の円状端部に近接すると共に、円状端部に実質的に平行に配置されたコイル切替基板24に搭載されていることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
ハウジングと、円環状を成す非回転のステータコイルと、前記ステータコイルと離間して前記ステータコイルの対向面に位置する永久磁石を備えたロータと、を有するコアレス回転電気機械であって、
前記ステータコイルは複数の相から成り、各相が複数のコイルから構成され、各相を構成するコイルの接続形式を直列形式と1又は複数の並列形式に切り替え可能な回路部を備え、
前記回路部は、前記ステータコイルの円状端部に近接すると共に、前記円状端部に実質的に平行に配置されたコイル切替基板に搭載されていることを特徴とする回転電気機械。
続きを表示(約 670 文字)【請求項2】
請求項1に記載の回転電気機械であって、
前記コイル切替基板が円盤状であることを特徴とする回転電気機械。
【請求項3】
請求項1に記載の回転電気機械であって、
前記コイル切替基板がリング状であることを特徴とする回転電気機械。
【請求項4】
請求項3に記載の回転電気機械であって、
前記コイル切替基板を前記ステータコイルの端部に配置したことを特徴とする回転電気機械。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の回転電気機械であって、
前記回路部を1つまたは複数の半導体素子により構成したことを特徴とする回転電気機械。
【請求項6】
請求項5に記載の回転電気機械であって、
前記半導体素子は、コイル切替の前後のどちらもOFFとなる期間が設定されていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の回転電気機械であって、
前記ロータに同期して回転する回転軸を備え、
前記回転軸には、前記ハウジング内に位置する部位に羽根が備えられていることを特徴とする回転電気機械。
【請求項8】
請求項5または6に記載の回転電気機械を水没させて使用し、
前記ステータコイルや前記ロータは、推進方向が定められたケーシングに収められ、前記回転軸の延設部を前記推進方向と反対側から、前記ケーシングの外部に突出させていることを特徴とする回転電気機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電気機械に係り、特に、効率的な運転を実行する場合に好適な回転電気機械に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
回転電気機械としてのモータの特性を変化させる技術としては、特許文献1や特許文献2に開示されているように、内部巻き線の接続形態を切り替えるという事が提案されている。例えば特許文献1は、工作機用のモータに関する技術であり、交流回路を構成する3つの相から成るコイルをステータとし、各相を構成するコイルを巻回数の異なる複数のコイルにより構成している。そして、高速回転時には、コイル全体の巻回数が少なくなるように、低速回転時には、コイル全体の巻回数が多くなるように、1から複数のコイルを選択的に直列接続する構成としている。
【0003】
また、特許文献2には、主に電動工具または自動車用のスタータジェネレータ用のモータに関する技術が開示されている。特許文献2に開示されているモータも、特許文献1に開示されているモータと同様に3つの相により構成されるコイルをステータとしている。そして、各相を複数のコイルにより構成し、各相を構成する複数のコイルを、直列または並列に接続切り替えする事のできる切替回路(スイッチング装置)を備える構成としている。このような構成とする事で、直列接続では、コイルにより励磁される磁界が強くなりトルクの向上を図る事ができ並列接続では、磁界が弱くなることで、高速回転を実現させることができる。
【0004】
また、特許文献3、4には、複数の相を有するコアレスモータにおいて、各相の接続方式を直列、または並列と定めることで、モータの特性を異ならせることができる旨の記載がある。さらに、特許文献5には、固定コイルを有するモータにおいて、3相のコイルの接続方式を直列と、並列に切り替える際、回路を用いる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特許第3596711号公報
特表2010-537621号公報
特開2014-121102号公報
特開2019-54628号公報
特開2011-229221号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1、2に開示されている技術によれば、確かにモータの特性を変化させ、複数のモータの作用を1つのモータにより実現する事が可能となると考えられる。しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、実質的にコイルの巻き数が変化するため、高回転域においては極端にトルクが低下する虞がある。また、特許文献2に開示されている技術は、鉄心の影響により自己インダクタンスが大きく、スイッチングから特性変化までの間にタイムラグが生じることが懸念される。
【0007】
また、特許文献3、4に開示されているコアレスモータのように、コイルの接続方式を切り替えるための回路を付帯させる場合、一般的にはケーシングの外部などに回路を配置するスペースを設ける必要が生じる。このため、コイルを小さなものとして容量の小さなモータを作成したとしても、モータ全体としては小型化を図る事が困難となる場合がある。
【0008】
そこで本発明では、上記課題を解決し、コイルの接続方式の切り替えを測るための回路の配置スペースを削減し、機械全体としての小型化を図りやすくする事のできる回転電気機械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】
【0009】
上記目的を達成するための本発明に係る回転電気機械は、ハウジングと、円環状を成す非回転のコイル(本願においてはこれをステータコイルと呼ぶ)と、前記ステータコイルと離間して前記ステータコイルの対向面に位置する永久磁石を備えたロータと、を有するコアレス回転電気機械であって、前記ステータコイルは複数の相から成り、各相が複数のコイルから構成され、各相を構成するコイルの接続形式を直列形式と1或いは複数の並列形式に切り替え可能な回路部を備え、前記回路部は、前記ステータコイルの円状端部に近接すると共に、前記円状端部に実質的に平行に配置されたコイル切替基板に搭載されていることを特徴とする。
【0010】
また、上記のような特徴を有する回転電気機械では、前記コイル切替基板が円盤状とすることができる。このような特徴を有する事によれば、ステータコイルの形態に合わせて形成される円筒状のハウジング内に、コイル切替基板を効率良く収める事が可能となる。
(【0011】以降は省略されています)

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