特許 6900088 新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6900088

(24)【登録日】2021年6月18日

(45)【発行日】2021年7月7日

(54)【発明の名称】新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 16/00 20060101AFI20210628BHJP

【ＦＩ】

   H02K16/00

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2020-180090(P2020-180090)

(22)【出願日】2020年10月28日

【審査請求日】2020年10月28日

(31)【優先権主張番号】202010478616.5

(32)【優先日】2020年5月29日

(33)【優先権主張国】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520421477

【氏名又は名称】深▲セン▼市一吉製造有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｙｉｊｉ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】付 真強

(72)【発明者】

【氏名】鄭 兆宏

【審査官】 三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０４４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４２５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２２５２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８４９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６９４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータハウジングと、回転子と、４つの固定子とを備え、前記固定子と回転子が前記モータハウジング内に設けられており、
前記固定子は、環状に分布している複数の固定子鉄心を備え、前記固定子鉄心には、磁気誘導線が前記固定子鉄心の径方向両側を透過するコイルが巻き付けられ、
前記回転子は、外回転子部分と、内回転子部分と、フランジとを備え、前記外回転子部分が円筒形の内回転子部分の外に設けられており、前記外回転子部分と内回転子部分がフランジを介して接続され、
外回転子部分と内回転子部分との間が内固定子領域となり、外回転子部分とモータハウジングとの間が外固定子領域となり、
前記外回転子部分と内回転子部分がフランジを介して接続され、前記フランジが前記内固定子領域を第１内固定子領域と第２内固定子領域に分け、前記フランジが前記外固定子領域を第１外固定子領域と第２外固定子領域に分け、前記４つの固定子がそれぞれ前記第１、第２内固定子領域及び第１、第２外固定子領域に配置され、
前記外回転子部分の内側面、及び前記内回転子部分の外側面には環状に分布している複数の永久磁石モジュールが装着されており、隣接する２つの前記永久磁石モジュールの極性が反対し、
前記永久磁石モジュールのそれぞれは、複数の永久磁石を備え、
前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が前記内回転子部分の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が前記外回転子部分の内側面に沿って斜めに装着されており、
または、
前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が内回転子部分の外側面に沿って斜めに装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が外回転子部分の内側面に沿って垂直に装着され、
上記構成を有することにより、発電機として用いられる場合、前記斜めに装着されている永久磁石モジュールは、前記固定子に正弦波の交流電流を生じさせ、かつ、前記垂直に装着されている永久磁石モジュールは、前記固定子に方形波の交流電流を生じさせるため、正弦波と矩形波を混合した混合波を生じさせる、ことを特徴とする新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項2】

前記外固定子領域内に配置される固定子の固定子鉄心が前記モータハウジングの内面上に固定される、ことを特徴とする請求項１に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項3】

前記固定子は、複数の前記固定子鉄心が環状に分布している固定リングをさらに備え、 前記固定子は、前記固定子鉄心を前記固定リングに固定するための固定フレームをさらに備え、固定子鉄心は、第１円弧部分と、第２円弧部分と、第１円弧部分と第２円弧部分を接続する中間部分とを備えるＩ字型構造であり、コイルが両側にミゾが設けられる中間部分に巻き付けられ、第１円弧部分内には第１円弧部分を垂直に貫通する固定孔が設けられ、前記固定フレームは、この固定孔を通り抜けて、固定リングに固定接続され、
前記内固定子領域に配置される固定子の固定子鉄心は、第１円弧部分が外回転子部分に向かっており、第２円弧部分が内回転子部分に向かっているように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項4】

斜めに装着されている複数の前記永久磁石の傾斜角度が５〜１５度である、ことを特徴とする請求項１に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項5】

内回転子部分と外回転子部分の永久磁石モジュールは、位置が対向し、数が同じであり、内回転子部分と外回転子部分の対向位置での永久磁石モジュールの、固定子領域に向かっている極性が反対する、ことを特徴とする請求項１に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項6】

前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が内回転子部分の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が外回転子部分の内側面に沿って垂直に装着されている、ことを特徴とする請求項５に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【請求項7】

回転軸をさらに備え、前記回転軸は、前記内回転子部分に接続され、前端蓋と後端蓋を通り抜けて、前記前端蓋と後端蓋に軸受を介して回転接続され、前記前端蓋と後端蓋に前記固定子が固定して設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はモータ技術分野に関し、より具体的には、新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の永久磁石モータは回転子取り付け位置によって内回転子モータと外回転子モータに分けることができ、内回転子モータは回転子が固定子で囲まれた円形領域内に設けられる一方、外回転子モータは回転子が固定子の外に設けられる。従来の永久磁石モータでは、固定子における巻線が通電され、磁気誘導ホールまたは磁気誘導コイルの作用下で自動的に相変化し、磁気誘導線の回転磁場が生じ、回転子を回転駆動する。

【0003】

従来の永久磁石モータの固定子が通電されると、巻線により生じた磁場は、一側のみが回転子に対して作用を生じ、他側の磁場が回転子に対して作用を生じることができず、エネルギーの浪費を引き起こしてしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術の不備を解消するために、本発明が解決しようとする技術課題は、如何に固定子巻線の両側磁場を用いて回転子を駆動するかである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この目的を実現するために、本発明は以下の技術案を用いる。
新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータであって、モータハウジングと、回転子と、４つの固定子とを備え、前記固定子と回転子が前記モータハウジング内に設けられており、前記固定子は、環状に分布している複数の固定子鉄心を備え、前記固定子鉄心には、磁気誘導線が前記固定子鉄心の径方向両側を透過するコイルが巻き付けられ、前記回転子は、外回転子部分と、内回転子部分と、フランジとを備え、前記外回転子部分が円筒形の内回転子部分の外に設けられており、前記外回転子部分と内回転子部分がフランジを介して接続され、外回転子部分と内回転子部分との間が内固定子領域となり、外回転子部分とモータハウジングとの間が外固定子領域となり、前記外回転子部分と内回転子部分がフランジを介して接続され、前記フランジが前記内固定子領域を第１内固定子領域と第２内固定子領域に分け、前記フランジが前記外固定子領域を第１外固定子領域と第２外固定子領域に分け、前記４つの固定子がそれぞれ前記第１、第２内固定子領域及び第１、第２外固定子領域に配置され、前記外回転子部分の内側面、及び前記内回転子部分の外側面には、環状に分布している複数の永久磁石モジュールが装着されており、隣接する２つの前記永久磁石モジュールの極性が反対する。

【0006】

好ましくまたは例示的には、前記外固定子領域内に配置される固定子の固定子鉄心が前記モータハウジングの内面上に固定される。

【0007】

好ましくまたは例示的には、前記固定子は、複数の前記固定子鉄心が環状に分布している固定リングをさらに備え、前記固定子は、前記固定子鉄心を前記固定リングに固定するための固定フレームをさらに備え、固定子鉄心は、第１円弧部分と、第２円弧部分と、第１円弧部分と第２円弧部分を接続する中間部分とを備えるＩ字型構造であり、コイルが両側にミゾが設けられる中間部分に巻き付けられ、第１円弧部分内には第１円弧部分を垂直に貫通する固定孔が設けられ、前記固定フレームは、この固定孔を通り抜けて、固定リングに固定接続され、前記内固定子領域に配置される固定子の固定子鉄心は、第１円弧部分が外回転子部分に向かっており、第２円弧部分が内回転子部分に向かっているように構成されている。

【0008】

好ましくまたは例示的には、前記永久磁石モジュールのそれぞれは、複数の永久磁石を備え、前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が前記内回転子部分の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が前記外回転子部分の内側面に沿って斜めに装着されており、
好ましくまたは例示的には、前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が内回転子部分の外側面に沿って斜めに装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が外回転子部分の内側面に沿って垂直に装着されている。

【0009】

好ましくまたは例示的には、斜めに装着されている複数の前記永久磁石の傾斜角度が５〜１５度である。

【0010】

好ましくまたは例示的には、内回転子部分と外回転子部分の永久磁石モジュールは、位置が対向し、数が同じであり、内回転子部分と外回転子部分の対向位置での永久磁石モジュールの、固定子領域に向かっている極性が反対する。

【0011】

好ましくまたは例示的には、前記内回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が内回転子部分の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュールの複数の永久磁石が外回転子部分の内側面に沿って垂直に装着されている。

【0012】

好ましくまたは例示的には、回転軸をさらに備え、前記回転軸は、前記内回転子部分に接続され、前端蓋と後端蓋を通り抜けて、前記前端蓋と後端蓋に軸受を介して回転接続され、前記前端蓋と後端蓋に前記固定子が固定して設けられる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
本発明は、固定子と回転子の構造を設計することによって、内固定子領域の固定子の両側の磁場と内回転子部分と外回転子部分の作用を活用し、モータ全体の出力電力が内回転子部分と外回転子部分電力の合計に等しく、固定子の両側の磁場を活用し、エネルギーの浪費を回避する。

【0014】

また、本発明は、さらに、モータ内部のスペースが活用され、外回転子部分とモータハウジングとの間に固定子を設けることで、外回転子部分の永久磁石モジュール３５の両側磁場も利用でき、さらにモータ全体の出力電力を向上させる。

【0015】

上記の２つの省エネルギーの作用下で、従来のモータに比べて、同じ電力が実現される場合、本発明では、用いられる巻線の組数が著しく減少するので、固定子の体積が著しく減少でき、巻線材料が節約され、経済的利益が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの構造断面図である。

【図2】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの構造斜視図である。

【図3】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの４つの固定子と回転子との嵌合図である。

【図4】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの内固定子領域の固定子構造図である。

【図5】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの固定子鉄心の分布模式図である。

【図6】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの回転子の構造図である。

【図7】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの外固定子領域の固定子構造図である。

【図8】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの固定子と回転子との嵌合断面図である。

【図9】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの内回転子部分と外回転子部分の永久磁石モジュールの磁気誘導線の方向図である。

【図10】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの回転子の構造図である。

【図11】本発明の一実施例の新型省エネ型永久磁石方形波モータの回転子の構造図である。

【図12】本発明の一実施例の新型省エネ型永久磁石正弦波モータの回転子の構造図である。

【図13】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの前端蓋または後端蓋の１つの構造図である。

【図14】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの前端蓋または後端蓋の別の構造図である。

【図15】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの前端蓋または後端蓋と固定子との嵌合図である。

【図16】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータのある時刻での固定子鉄心におけるコイルの磁気誘導線の方向図である。

【図17】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの回転子断面図である。

【図18】本発明の一実施例の新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの構造断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図面についての解釈及び説明：
図１は、固定子２０と回転子３０との構造関係を断面視で示し、ここで、４つの固定子２０がそれぞれの固定子領域内に位置する。図２は、モータの全体図を示す。図３は、固定子２０と回転子３０の嵌合関係を三次元的に示し、図４は、内固定子領域３６における固定子２０内の各部材の構造の相互関係を示す。図５は、固定子２０での固定子鉄心２２の分布関係を示す。図６は、回転子３０内の各部材の構造の相互関係を示し、図６は、混合波モータの回転子の構造であり、外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５が外回転子部分３１の側面に沿って斜めに装着されており、内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５が内回転子部分３２の側面に沿って垂直に装着されている。図７は、外固定子領域内の固定子構造を三次元的に示す。図８は、固定子２０と回転子３０との構造関係を別の断面視で示す。図９は、回転子３０内の内回転子部分３２と外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５の磁気誘導線の方向を示す。図１０〜図１２は、本発明の各実施例の回転子の構造図を示し、その中で、図１０は混合波モータの回転子の構造、図１１は方形波モータの回転子の構造、図１２は正弦波モータの回転子の構造である。図１３は、固定子２０を前端蓋または後端蓋に固定できる固定フレーム２４の構造を示す。図１４は、図１３における前端蓋または後端蓋の構造を別の方向から示す。図１５は、図１３の前端蓋または後端蓋に固定子２０が固定されるときの構造を示す。図１６は、ある時刻での固定子２０におけるコイル２３の磁気誘導線の方向を示し、それぞれのコイル２３は、独立した磁石として、固定子鉄心２２の径方向の両側へ磁気誘導線を発生させる。図１７は、回転子３０の断面構造を示す。図１８は、外固定子領域３７の固定子がモータハウジング１０の内面に設けられた場合の断面構造を示す。

【0018】

以下、図面を参照する過程において、具体的な実施形態にて本発明の技術案についてさらに説明する。

【0019】

実施例１
（両側磁場を利用した実施形態）
本実施例は、新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータを提供し、このモータは、モータハウジング１０と、回転子３０と、４つの固定子２０とを備え、前記固定子２０と回転子３０が前記モータハウジング１０内に設けられており、ここで、固定子２０は、環状に分布している複数の固定子鉄心２２を備え、前記固定子鉄心２２には、磁気誘導線が前記固定子鉄心２２の径方向両側を透過できるコイル２３が巻き付けられている。前記回転子３０は、外回転子部分３１と、内回転子部分３２と、フランジ３３とを備え、外回転子部分３１と内回転子部分３２との間が内固定子領域３６となり、外回転子部分３１とモータハウジング１０との間が外固定子領域３７となり、前記外回転子部分３１と内回転子部分３２がフランジ３３を介して接続され、前記フランジ３３が前記内固定子領域３６を第１内固定子領域３６１と第２内固定子領域３６２に分け、前記フランジ３３が前記外固定子領域３７を第１外固定子領域３７１と第２外固定子領域３７１に分け、前記４つの固定子２０がそれぞれ前記第１、第２内固定子領域及び第１、第２外固定子領域に配置され、前記外回転子部分３１の内側面、及び前記内回転子部分３２の外側面には環状に分布している複数の永久磁石モジュール３５が装着されており、隣接する２つの前記永久磁石モジュール３５の極性が反対する。

【0020】

固定子鉄心への巻き付け方式は複数あり、コイル２３と永久磁石モジュール３５の割合が一般的なモータと同じであり、一実施形態では、前記外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５と、コイル２３と、内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５との数の比が２：３：２である。別の実施形態では、さらに別の割合関係であってもよい。

【0021】

さらに、前記外回転子部分３１は、磁気誘導線が前記外回転子部分３１を透過できるように、非磁性材料で製作される。

【0022】

本実施例の４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータは、電動機として使用されてもよく、発電機として使用されてもよい。

【0023】

電動機として用いられる場合、固定子鉄心２２におけるコイル２３に三相電流を印加し、内固定子領域３６にある２つの固定子の作動プロセスについて説明する。固定子鉄心２２が透磁材質で製造されるので、固定子鉄心２２におけるコイル２３が通電されると、コイル２３の磁気誘導線が前記固定子鉄心２２の径方向両側を透過でき、また、外回転子部分３１と内回転子部分３２がそれぞれ前記固定子鉄心２２の径方向両側に設けられており、従って、コイル２３が生じた磁気誘導線は、径方向両側の外回転子部分３１と内回転子部分３２に作用する。このとき、固定子鉄心２２のそれぞれは、独立した磁石となり、位相が異なる磁場を発生させ、この磁場のＮ極及びＳ極がそれぞれこの固定子鉄心２２の径方向両側にあり、それぞれ外回転子部分３１と内回転子部分３２に向かっている。固定子鉄心２２におけるコイル２３により生じた磁場の方向、強度が経時的に変わり、隣接する固定子鉄心２２におけるコイル２３の位相が異なる。

【0024】

外固定子領域３７にある２つの固定子の作動プロセスについて説明する。三相電流が印加されると、固定子鉄心２２におけるコイル２３が磁場を発生させ、磁場が外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５に作用する。

【0025】

三相電流が変化すると、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０は、それぞれ回転磁場を発生させ、これら回転磁場の両方により、永久磁石モジュール３５が装着された外回転子部分３１と内回転子部分３２を回転駆動し、固定子鉄心２２の磁場が変化すると、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０が回転磁場を形成し、内固定子領域３６内の固定子２０の磁場が外回転子部分３１と内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５に作用し、外固定子領域３７内の固定子２０の磁場が外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５に作用する。外固定子領域と内固定子領域の固定子による回転磁場の変化が同期であり、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０のそれぞれにより回転子３０に印加される力の方向が重なり、回転子３０の総出力電力を外回転子部分３１と内回転子部分３２の電力の合計に等しくしてもよい。固定子鉄心２２の磁場が変化すると、２つの固定子２０が回転磁場を形成する。

【0026】

更なる実施形態では、外固定子領域の２つの固定子と内固定子領域の２つの固定子により回転子３０に印加される力が重なり効果を奏することができるように、外固定子領域と内固定子領域の固定子の固定子鉄心２２におけるコイル２３は、巻き溝の数が同じであり、アーチの角度が同じであり且つアーチが対称的であり、対向位置でのコイル２３の巻線位相が同じであり、磁気誘導線の方向が同じであり、それにより、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０の回転磁場が同期に変化する。このとき、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０の磁場は、変化が同期であり、位相が同じであり、それぞれにより回転子３０に印加される力の方向が同じであり、重なり効果に優れる。

【0027】

更なる実施形態では、第１、第２内固定子領域の固定子及び第１、第２外固定子領域の固定子により外回転子部分３１及び内回転子部分３２に印加される力が重なり得るように、好ましくは、第１内固定子領域と第２内固定子領域の２つの固定子２０が互いに対応し、第１外固定子領域と第２外固定子領域の２つの固定子２０が互いに対応する。前記「互いに対応する」とは、回転磁場の位相が同じであり、コイル２３の巻き数が同じであり、同期に回転することを意味し、具体的には、２つの固定子２０が横方向に対称的であり、対応する固定子鉄心２２におけるコイル２３の電流の位相が同じであり、通電して生じた回転磁場は、位相が同じであり、方向が一致する。さらに、フランジ３３により２つの部分に分割される外回転子部分３１と内回転子部分３２が同様に横方向に対称的であり、永久磁石モジュール３５の分布位置が一致し、磁極方向が同じである。

【0028】

このとき、互いに対応する２つの固定子２０の極数が一致し、外回転子部分３１と内回転子部分３２に印加される力は、方向が一致し、重なることで回転子３０を回転駆動することができ、回転子３０の出力電力がさらに高まる。

【0029】

図９に示すように、一実施形態では、永久磁石モジュール３５の磁気誘導線の方向は図に示したとおりである。

【0030】

特に、電動機として用いられる場合、内固定子領域３６内の固定子２０については、２種の作用があり、回転子２０の出力電力を向上させる。

【0031】

第一には、磁気誘導線が固定子鉄心２２の径方向両側を透過できるため、コイル２３の磁気誘導線が活用され、回転磁場により内回転子部分３２と外回転子部分３１の両方が回転駆動され、回転子２０の出力電力が内回転子部分３２と外回転子部分３１の出力電力の合計に等しい。

【0032】

第二には、特定の角度範囲内では、内回転子部分３２の磁気誘導線が固定子鉄心２２に生じた磁場を強化し、外回転子部分３１への磁場による作用力をさらに強化することができる。具体的には、回転子３０が特定の角度範囲内で回転するとき、透磁特性に優れた固定子鉄心２２が内回転子部分３２の変化した磁気誘導線による作用を受け、誘起磁場を発生させ、この特定の角度範囲内では、固定子鉄心２２の生じた誘起磁場はコイル２３により生じた磁場の方向と同じであり、このとき、２つの磁場が重なり、固定子鉄心２２に生じた磁場の強度がコイル２３の回転磁場と固定子鉄心２２の誘起磁場の合計に等しく、それにより、この固定子鉄心２２に生じた磁場が強化され、その結果、外回転子部分３１に作用する磁場が強化され、さらに外回転子部分３１への作用力が高まる。同様に、別の特定の角度範囲内では、外回転子部分３１の磁気誘導線も固定子鉄心２２に生じた磁場を強化し、さらに内回転子部分３２への磁場の作用力を強化することができる。一実施形態では、この特定角度を取得するように、三相電流の周期を適応的に調整する。

【0033】

この特定の角度を発生させる条件としては、固定子鉄心２２における永久磁石モジュール３５の生じた誘起磁場の方向が、このときのコイル２３の回転磁場の方向と同じである。

【0034】

内回転子部分３２がある固定子鉄心２２におけるコイル２３の回転磁場を強化する場合を例として、この特定角度のうちの１つが発生した状況について説明する。あるコイル２３における磁場方向、強度が経時的に変化し、ある期間内に、ある固定子鉄心２２におけるコイル２３が一方向の磁場を発生させ、また、内回転子部分３２に存在する１つの永久磁石モジュール３５が内固定子領域３６へ生じた磁気誘導線の方向は、このコイル２３の磁気誘導線の方向と反対する。この永久磁石モジュール３５がこの固定子鉄心２２の一側から固定子鉄心２２に正対する位置まで回転する過程において、固定子鉄心２２における磁束が大きくなっていき、従って、固定子鉄心２２がこの永久磁石モジュール３５の磁場方向と反対する誘起磁場を発生させ、このとき、生じた誘起磁場の方向がコイル２３の磁気誘導線の方向と同じであり、それにより、このコイル２３の回転磁場が強化される。実際に作動するときには、この特定角度の発生条件を満たす位置が多く、コイル２３の磁場が効果的に強化され得る。

【0035】

以上の２つの作用は相乗効果を果たし、回転子３０の出力電力を増大させる。

【0036】

なお、本実施例の名称に記載の「４回転子」とは、フランジ３３により分割された２つの外回転子部分３１及び２つの内回転子部分３２を意味する。

【0037】

上記の２番目の作用は、さらに、外固定子領域３７の固定子２０による外回転子部分３１への作用力を強化することができる。具体的には、前述したように、２番目の作用が存在するため、特定の角度範囲内では、磁場が強化された内固定子領域の固定子鉄心２２が外回転子部分３１の磁場を強化する。このとき、外固定子領域３７の固定子２０による外回転子部分３１への作用力が強化される。

【0038】

実際には、外回転子部分３１と内回転子部分３２がいずれもフランジ３３により２つの部分に分割され、２つの部分に分割される回転子３０のうち、一方は第１内固定子領域３６１と第１外固定子領域３７１の２つの固定子に対応し、他方は第２内固定子領域３６２と第２外固定子領域３７２の２つの固定子に対応する。それぞれ第２内固定子領域３６２と第２外固定子領域３７２内に配置される固定子２０は、上記作用がいずれも存在する。本実施例では、４つの固定子２０が４つの部分を回転駆動し、回転子３０全体の出力電力が４つの回転部分の電力の合計に等しい。

【0039】

更なる実施形態では、４つの固定子により外回転子部分３１及び内回転子部分３２に印加される力が重なり得るように、好ましくは、４つの固定子２０は、回転磁場の位相が同じであり、コイル２３の巻き数が同じであり、同期に回転し、具体的には、４つの固定子２０は、横方向に対称的であり、対応する固定子鉄心２２におけるコイル２３の電流の位相が同じであり、通電して生じた回転磁場は、位相が同じであり、方向が一致する。さらに、フランジ３３により２つの部分に分割される外回転子部分３１と内回転子部分３２が同様に横方向に対称的であり、永久磁石モジュール３５は、分布位置が一致し、磁極方向が同じである。

【0040】

このとき、４つの固定子２０の極数が一致し、外回転子部分３１と内回転子部分３２に印加される力の方向が一致し、この力が重なり、回転子３０を回転駆動することができ、回転子３０の出力電力がさらに高まる。

【0041】

従来のモータに比べて、本実施例では、固定子２０と回転子３０の構造を設計することによって、内固定子領域３６内の固定子２０がそれぞれの固定子鉄心２２を独立した電磁巻線として、複数の独立した電磁巻線の両側の磁場を利用して回転子３０の外回転子部分３１と内回転子部分３２を駆動し、内固定子領域３６の固定子２０の両側の磁場を利用して内回転子部分３２と外回転子部分３１を駆動することに相当し、回転子３０全体の出力電力が内回転子部分３２と外回転子部分３１の出力電力の合計に等しく、固定子２０の両側の磁場とモータ内部のスペースが活用され、エネルギーの浪費を回避する。外固定子領域３７内の固定子２０の磁場により外回転子部分３１が回転駆動され、回転子３０の出力電力がさらに高まる。従来のモータに比べて、同じ電力が実現される場合、本発明では、用いられる巻線の組数が少ないため、固定子２０の体積が減少し、巻線材料が節約され、経済的利益が高くなる。また、外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５の両側磁場も利用され、２つの固定子２０がそれぞれ外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５の磁場を介して外回転子部分３１に作用し、外回転子部分３１を回転駆動し、回転子３０の出力電力をさらに向上させ、同じ電力を実現するとき、外回転子部分３１の両側の磁場が利用されているため、従来のモータに比べて、さらにエネルギーの利用効率を向上させ、省エネと環境保護の目的を実現する。

【0042】

発電機として用いられる場合、同様に、固定子鉄心２２が透磁材質で製作されるものであるので、内回転子部分３２と外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５の磁気誘導線が内固定子領域３６の固定子２０の固定子鉄心２２の径方向両側を透過してコイル２３に作用することができ、また、外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５の磁気誘導線がさらに外固定子領域３７の固定子２０のコイル２３に作用できる。このとき、回転子３０が回転し、その永久磁石モジュール３５が回転して回転磁場を形成し、外固定子領域と内固定子領域の固定子２０におけるコイル２３が電磁誘導を生じ、同期化した起電力を発生させ、外部へ電気エネルギーを出力する。

【0043】

それぞれ第２内固定子領域３６２と第２外固定子領域３７２内に配置される固定子２０は、上記作用が同様に存在し、発電機の出力電力が４つの固定子が４つの回転部分を駆動する発電電力の合計に等しい。

【0044】

一実施形態では、フランジ３３により２つの部分に分割される外回転子部分３１と内回転子部分３２が同様に横方向に対称的であり、永久磁石モジュール３５の分布位置が一致し、回転子３０が回転するとき、４つの固定子２０に対して生じた交流電気の初期位相と周波数が同じであり、さらに固定子２０に生じた起電力が重なる。

【0045】

従来の発電機に比べて、本実施例では、内固定子領域３６の固定子２０におけるコイル２３が外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５から生じた磁気誘導線及び内回転子部分３２における永久磁石モジュール３５から生じた磁気誘導線の両方による作用を受け、内固定子領域３６の固定子２０におけるコイル２３の磁束がより大きく変化し、生じ得る起電力がより強くなる。また、外固定子領域３７の固定子２０も磁気誘導線による作用を受けて、出力電力の起電力を強化する。

【0046】

実施例２
本実施例は、新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータの固定子２０の固定態様を提供し、一実施形態では、図１８に示すように、前記外固定子領域３７内に配置される固定子の固定子鉄心２２が前記モータハウジング１０の内面に固定され、このとき、外固定子領域３７内の固定子の設置態様が一般的なモータの固定子設置態様と同じである。さらに、外固定子領域３７内の固定子がモータハウジング１０の内面に設けられるとき、外固定子領域３７の固定子は２つ以上設けることができ、外回転子部分３１が回転するように共同で駆動し、さらにより大きな出力電力を実現する。

【0047】

別の実施形態では、図５に示すように、外固定子領域３７と内固定子領域３６の固定子がいずれも端蓋に固定され、第１内固定子領域３６１と第１外固定子領域３７１の固定子が前端蓋４０に固定され、第２内固定子領域３６２と第２外固定子領域３７２の固定子が後端蓋５０に固定される。具体的には、前記固定子２０は、複数の前記固定子鉄心２２が環状に分布している固定リング２１をさらに備え、前記固定子２０は、前記固定子鉄心２２を固定リング２１に固定するための固定フレーム２４をさらに備える。好ましくは、固定リング２１は２つ設けられ、固定子鉄心２２が２つの固定リング２１の間に固定される。

【0048】

一実施形態では、固定子鉄心２２は、第１円弧部分２２１と、第２円弧部分２２２と、第１円弧部分と第２円弧部分を接続する中間部分２２３とを備えるＩ字型構造であり、コイル２３は、両側にミゾが設けられる中間部分２２３に巻き付けられる。前記内固定子領域３６に配置される固定子２０の固定子鉄心２２は、前記第１円弧部分２２１が外回転子部分３１に向かっており、前記第２円弧部分２２２が内回転子部分３２に向かっているように構成されている。

【0049】

一実施形態では、外固定子領域３７内の固定子と内固定子領域３６の固定子が全て前端蓋４０に固定されるとき、前記外固定子領域３７に配置される固定子２０の固定子鉄心２２は、前記第２円弧部分２２２が外回転子部分３１に向かっているように構成されている。

【0050】

更なる実施形態では、第１円弧部分２２１内には第１円弧部分２２１を垂直に貫通する固定孔２２４が設けられ、前記固定フレーム２４は、この固定孔２２４を通り抜けて、固定リング２１に固定接続され、固定子鉄心２２の間の対向位置を維持する。

【0051】

好ましくは、固定リング２１は２つ設けられ、固定子鉄心２２が２つの固定リング２１の間に固定され、前記固定フレーム２４の一端が一側の固定リング２１から挿入されて固定孔２２４内に入り、前記固定孔２２４に沿って別の固定リング２１へ延在し、別の固定リング２１に固定接続される。さらに、前記固定フレーム２４の他端が前端蓋４０または後端蓋５０に固定され、前記前端蓋４０が後端蓋５０に対向し、それぞれモータハウジング１０の両側に設けられる。

【0052】

実施例３
本実施例は、混合波を発生可能な新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型混合波モータを提供し、図６には、混合波モータの回転子の構造が示され、前記永久磁石モジュール３５のそれぞれは、複数の永久磁石を備え、前記内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記内回転子部分３２の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記外回転子部分３１の内側面に沿って斜めに装着されている。または、図１０には、別の混合波モータの回転子の構造が示され、前記内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記内回転子部分３２の外側面に沿って斜めに装着されており、前記外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記外回転子部分３１の内側面に沿って垂直に装着されている。

【0053】

本実施形態では、電動機として用いられる場合、作動プロセスが上記実施例１と同様である。

【0054】

本実施形態では、発電機として用いられる場合、特に、斜めに装着されている永久磁石モジュール３５は、固定子２０に正弦波の交流電気を生じさせることができ、また、垂直に装着されている永久磁石モジュール３５は、固定子２０に方形波の交流電気を生じさせることができる。従って、固定子２０において、正弦波と矩形波を混合した混合波を生じることができ、混合波を出力し、使用ニーズに応じて、実用的な用途に適するように、交流電気の波形を適応的に選択することができる。

【0055】

本実施の形態では、出力される波形が正弦波と矩形波を組み合わせた混合波であるので、コントローラを選択する際、正弦波コントローラを選択してもよく、方形波コントローラを選択してもよく、本実施の形態のモータの適用性を向上させる。

【0056】

さらに、斜めに装着されている複数の前記永久磁石の傾斜角度が５〜１５度であり、好ましくは、１０度である。図６と図１０に示すように、図６と図１０において、斜めに装着されている複数の永久磁石の斜方向角度が１０度である。

【0057】

一実施形態では、外回転子部分３１または内回転子部分３２における永久磁石３５が斜めに装着されている場合、斜めに装着されている複数の永久磁石３５は、異なる固定子２０に対応するようにフランジ３３により分割され、このとき、異なる固定子２０に対応する永久磁石３５は、位置が一対一で対応し、回転磁場が一致する２つの固定子２０により斜めに装着された永久磁石の回転子部分に印加される力ができる限り重なる。

【0058】

実施例４
本実施例は、正弦波または方形波を発生できる新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型の正弦波または方形波モータを提供し、図１１と図１２に示すように、前記内回転子部分３２と外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５は、位置が対向し、数が同じであり、内回転子部分３２と外回転子部分３１の対向位置での永久磁石モジュール３５の、内固定子領域３６に向かっている極性が反対する。

【0059】

本実施の形態では、電動機として用いられる場合、回転子３０の出力電力をさらに増大させることができ、原因は以下のとおりである。

【0060】

外回転子部分３１と内回転子部分３２の対向位置での永久磁石モジュール３５の極性が反対し、外回転子部分３１と内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５の磁気誘導線が互いに抑制されるため、永久磁石モジュール３５の磁気誘導線のほとんどが対向する永久磁石モジュール３５の間に抑制され、内固定子領域３６での磁気誘導線の集約度が高くなり、磁場が強くなる。従って、コイル２３が通電されて回転磁場を発生させるとき、内外両側の永久磁石モジュール３５への回転磁場の作用力が強化され、さらに回転子の出力電力が向上する。

【0061】

特に、外回転子部分３１と外固定子領域３７内の固定子が内回転子モータを構成し、従来の内回転子モータに比べて、本実施の形態では、外回転子部分３１と外固定子領域３７内の固定子とから構成される内回転子モータの出力電力がより大きくなる。具体的な原因は以下のとおりである。

【0062】

内固定子領域３６内の固定子２０が存在するとともに、外回転子部分３１と内回転子部分３２の対向位置での永久磁石モジュール３５極性が反対するため、外回転子部分３１における永久磁石モジュール３５と内回転子部分３２における永久磁石モジュール３５の磁気誘導線が鉄材質の固定子２０により吸引され、それにより、内回転子部分３２における永久磁石モジュール３５から生じた磁気誘導線が内固定子領域３６の固定子を通った後、外回転子部分３１まで延在することができ、さらに外固定子領域３７に向かっている外回転子部分３１の一側の磁場を強化し、外固定子領域３７の固定子２０が外回転子部分３１に対してより強い駆動力を生じることができ、さらにモータ全体の出力電力を高める。

【0063】

発電機として用いられる場合は、電動機として用いられる場合と同様であり、磁気誘導線が互いに抑制されるため、磁気誘導線が集まることがあり、発電機の発電電力が強化される。同様に、外回転子部分３１と外固定子領域３７内の固定子とから構成される内回転子モータは、内固定子領域３６内の固定子２０による強化作用のため、一般的な内回転子モータに比べて、大きな交流電気を生じることができ、外回転子部分３１が内固定子領域３６の固定子に作用して生じた交流電気が、内回転子部分３２が内固定子領域３６の固定子に作用して生じた交流電気と重なり、出力電力効率を向上させる。

【0064】

更なる実施形態では、図１２には、正弦波モータの回転子の構造が示され、内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５と外回転子部分３３の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石は、すべてそれらに対応する側面に沿って斜めに装着されており、好ましくは、２つの部分の複数の永久磁石の斜方向角度が同じである。

【0065】

本実施形態では、電動機として用いられる場合、作動プロセスが上記と同様である。

【0066】

一実施形態では、斜めに装着されている前記永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石の傾斜角度が５〜１５度であり、好ましくは、斜方向角度が１０度である。図１２に示すように、図１２における複数の永久磁石の斜方向角度が１０度である。

【0067】

本実施形態では、電動機として用いられる場合、作動プロセスが上記と同様である。発電機として用いられる場合、重なった正弦波交流電気を生じ、斜めに装着されている永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石の傾斜角度の大きさが、固定子２０の生じた正弦波の波形に影響を与える。

【0068】

実際の応用状況に応じて、傾斜角度を合理的に選択する。

【0069】

更なる別の実施形態では、図１１には方形波モータの回転子の構造が示され、前記内回転子部分の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記内回転子部分の外側面に沿って垂直に装着されており、前記外回転子部分の永久磁石モジュール３５の複数の永久磁石が前記外回転子部分の内側面に沿って垂直に装着されている。

【0070】

本実施形態では、電動機として用いられる場合、前述したプロセスと同様である。本実施形態では、発電機として用いられる場合、方形波交流電気を生じる。

【0071】

本実施形態では、永久磁石モジュール３５がすべて垂直に装着されているとき、減衰モータとして用いることができ、減衰モータとして用いられる場合、前記外回転子部分３１の内側面と内回転子部分３２の外側面における永久磁石モジュール３５は、位置が対向し、磁場方向が同じである。この場合、位置が対向し、内回転子部分３２の永久磁石モジュール３５と外回転子部分３１の永久磁石モジュール３５の磁場が直接重なることができ、その結果、固定子２０に作用する磁場は、そのうち１つの永久磁石が斜めに装着されている場合に比べて大きい。回転子３０が回転するとき、特に内固定子領域３６の固定子２０が２つの永久磁石モジュール３５の間に回転するとき、固定子２０におけるコイル２３の磁束が一方側に向かった状態から反対側に向かうようになり、数値の変化が非常に大きいため、固定子２０が非常に大きな誘導起電力を生じ、回転子３０のさらなる回転が制限される。

【0072】

本実施形態では、同様に、２つの部分の永久磁石モジュール３５が重なることができるので、従来の減衰モータに比べて、固定子２０に生じた誘導起電力が大きく、生じた減衰効果に優れる。

【0073】

実施例５
（回転軸、前端蓋の取り付け態様）
本実施例は、新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型の正弦波または方形波モータの回転軸の設置態様を提供し、本実施例は、回転軸３４をさらに備え、前記回転軸３４が前記内回転子部分に接続され、前記回転軸３４が前端蓋４０と後端蓋５０を通り抜けて、前記前端蓋４０と後端蓋５０に軸受を介して回転接続され、前記前端蓋４０と後端蓋５０には前記固定子２０が固定して設けられる。

【0074】

実施例２と組み合わせられれば、前記固定フレーム２４は、一端が固定リング２１を通り抜けて、前記前端蓋４０または後端蓋５０に固定され、他端が前記固定子鉄心２２の前記固定孔２２４から挿入され、前記固定子鉄心２２が環状に分布している固定リング２１まで延在して、この固定リング２１に固定される。

【0075】

前記固定子鉄心２２の垂直両側にいずれも固定リング２１が設けられるとき、前記前端蓋４０または後端蓋５０に向かっている固定リング２１には、前記固定フレーム２４が通り抜けるための孔が開設され、固定フレーム２４は、この孔を通り抜けて、固定子鉄心２２の固定孔２２４内に入り、延在して前記固定子鉄心２２のこの端蓋から離れる固定リング２１に固定される。

【0076】

本実施例は、固定子２０の熱量を放熱する水冷放熱構造を設けることができ、その具体的な構造がＣＮ２０４０１２９５８Ｕに開示されているものと同様である。

【0077】

本発明は好適な実施例にて説明され、当業者であれば分かるように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、これらの特徴と実施例に対して様々な変更や等価置換を行うことができる。本発明は、ここに開示されている具体的な実施例で制限されず、本願の特許請求の範囲に属する実施例がすべて本発明の保護範囲に属する。

【符号の説明】

【0078】

１０ モータハウジング
２０ 固定子
２１ 固定リング
２２ 固定子鉄心
２２１ 第１円弧部分
２２２ 第２円弧部分
２２３ 中間部分
２２４ 固定孔
２３ コイル
２４ 固定フレーム
３０ 回転子
３１ 外回転子部分
３２ 内回転子部分
３３ フランジ
３４ 回転軸
３５ 永久磁石モジュール
３６ 内固定子領域
３６１ 第１内固定子領域
３６２ 第２内固定子領域
３７ 外固定子領域
３７１ 第１外固定子領域
第２外固定子領域
４０ 前端蓋
５０ 後端蓋

【要約】      （修正有）

【課題】本発明は新型４固定子・４回転子付きの複合省エネ型モータを提供する。
【解決手段】モータは、回転子３０と４つの固定子２０とを備え、回転子３０は、外回転子部分３１と内回転子部分３２とを備え、外回転子部分３１が円筒形の内回転子部分３２の外に設けられており、外回転子部分３１と内回転子部分３２との間が内固定子領域３６となり、外回転子部分３１とモータハウジング１０との間が外固定子領域３７となり、外回転子部分３１と内回転子部分３２がフランジ３３を介して接続され、フランジ３３が内固定子領域３６を第１、第２内固定子領域３６１，３６２に分け、フランジ３３が外固定子領域３７を第１、第２外固定子領域３７１，３７２に分け、４つの固定子２０がそれぞれ第１、第２内固定子領域３６１，３６２及び第１、第２外固定子領域３７１，３７２に配置される。
【選択図】図１

【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16】

【図17】

【図18】