ES2328120T3 - Maquina dinamoelectrica de tipo espacio axial. - Google Patents

Abstract

Una máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial, que comprende: un yugo (21) en un lado de un rotor en una forma de placa circular fijado a un árbol giratorio (20); un yugo (23) en un lado de un estator en una forma de placa circular opuesta al yugo (21) en el lado del rotor; un imán (22) fijado a un lado de una cara opuesta de cualquiera de los yugos (21; 23) en el lado del rotor o en el lado del estator; una pluralidad de dientes dispuestos en un lado de una cara opuesta de otro yugo (23; 21) en el lado del rotor o en el lado del extractor radialmente y en sentido opuesto al imán; una bobina (25) arrollada alrededor de cada uno de la pluralidad de dientes; en que el yugo (23; 21) comprende una parte de fijación (37) que incluye un agujero o un rebaje para insertar una parte (24a) de los dientes 24 a fijar; y en el que cada uno de la pluralidad de dientes (24) está formado de una pluralidad de miembros de placa (124) que están estratificados; y en el que una parte de resistencia contra una corriente inducida está prevista en un entorno de la parte de fijación (37).

Description

Máquina dinamoeléctrica de tipo espacio axial.

Campo técnico

El presente invento se refiere a una máquina eléctrica rotativa que tienen un rotor y un estator que constituyen un motor eléctrico, un generador o similar y que utiliza tanto el funcionamiento de un motor como el de un generador como un freno regenerador cuando la máquina eléctrica rotativa es usada como una fuente de accionamiento de un vehículo.

Técnica antecedente

Un motor eléctrico del tipo de entrehierro radial es usado como un motor eléctrico general de una fuente de accionamiento o similar de un vehículo eléctrico de dos ruedas o similar. El motor eléctrico del tipo de entrehierro radial está provisto de un imán alrededor de un eje en una forma cilíndrica en un lado de, por ejemplo, un rotor, y provisto con la pluralidad de dientes opuestos a una cara cilíndrica del imán en un lado de un estator y arrollado con bobinas alrededor de los dientes. Por ello, se forma un entrehierro entre caras opuestas del imán y los dientes respectivos están formados en una forma cilíndrica a lo largo del eje.

Mientras tanto, un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial es usado como una fuente de accionamiento de rotación de un aparato de audio o similar que tiene una salida relativamente pequeña. El motor eléctrico del tipo de entrehierro axial está constituido por un yugo en un lado de un rotor en una forma de placa circular fijada a un árbol giratorio, un yugo en un lado de un estator en una forma de placa circular opuesta al yugo sobre el lado del rotor, un imán fijado a un lado de una cara opuesta del yugo de o bien un yugo en el lado del rotor o bien en el lado del estator, una pluralidad de dientes dispuestos en el lado de una cara opuesta de otro yugo en el lado del rotor o el lado del estator radialmente y en sentido opuesto al imán y bobinas arrolladas alrededor de dientes respectivos. Por ello, se forma un entrehierro entre las caras opuestas del imán y los dientes en una forma plana ortogonal a un eje.

La fig. 17 es una vista explicativa de un flujo magnético de un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial de una técnica antecedente. El dibujo muestra un flujo magnético solamente con respecto a un diente 3 y se ha omitido su ilustración con respecto a los dientes contiguos 3 izquierdo y derecho.

El estator 1 está provisto de un yugo 2 de estator en una forma de placa circular que tiene un miembro estratificado de chapas de acero y una pluralidad de dientes 3 cada uno de ellos similarmente con un miembro estratificado de chapas de acero que están dispuestas radialmente por encima del yugo 2 del estator. Cada diente 3 está arrollado con una bobina (no ilustrada). Un rotor (no ilustrado) en una forma de placa circular está dispuesto en oposición a los dientes 3 del estator. Un imán está fijado al rotor en un entrehierro predeterminado desde caras superiores de los dientes 3.
Incidentalmente, la forma de placa circular incluye una forma circular y una forma de anillo plano (forma de rosquilla).

Un circuito magnético está formado entre el rotor, no ha ilustrado, y el estator, y un flujo magnético que viene desde un polo N del imán es hecho fluir al diente 3 y al yugo 2 del estator (flecha A) y fluya a un polo S (no ilustrado) del imán pasando por otros dientes 3. Excitando la bobina, el diente de esa bobina es excitado para atraer y repeler el imán del rotor opuesto a una cara superior del diente. Conmutando sucesivamente la excitación de la bobina, los dientes excitados son movidos sucesivamente y el rotor es hecho girar junto con el imán.

De acuerdo con tal motor de tipo de entrehierro axial, las caras opuestas del imán y los dientes son ortogonales a una dirección axial y por ello, una longitud en la dirección axial resulta más corta que la del tipo de entrehierro radial. También en el caso de aumentar una salida, las caras opuestas, opuestas entre sí de modo distinto mediante el entrehierro pueden ser incrementadas sin prolongar la longitud en la dirección axial y por ello, la constitución puede contribuir a una formación adelgazada del motor.

Sin embargo, de acuerdo con el motor eléctrico del tipo de entrehierro axial antes descrito, excitando la bobina, el flujo magnético que fluye desde el diente 3 al yugo 2 del estator es cambiado en una dirección y una magnitud del mismo ya que el imán en el lado del rotor es hecho girar por inducción electromagnética de acuerdo con una magnitud del cambio, y la corriente inducida B en una forma de corriente de Eddy es hecha fluir en el interior del yugo 2 del estator centrándose sobre el diente 3 en un entorno del mismo (fig. 17). La corriente inducida B resulta calor de efecto Joule lo que constituye una pérdida de energía y la eficiencia del motor resulta reducida.

Aunque la pérdida de energía por el calor no causa un serio problema en el caso de una baja salida, cuando se usa un potente imán para conseguir un gran par como, por ejemplo, en un vehículo eléctrico de dos ruedas, la pérdida es significativamente incrementada y también se incrementa una tasa de elevación de la temperatura para llevarlo cerca de altas temperaturas.

Por ello, aunque tal motor eléctrico del tipo de entrehierro axial es de tipo delgado y considerado como preferible para montar en un eje o similar de un vehículo eléctrico de dos ruedas, la eficiencia del motor es reducida significativamente en caso de que el vehículo eléctrico de dos ruedas que tiene un par elevado y que usa un potente imán y por ello, el motor eléctrico del tipo de entrehierro axial no se aplica como fuente de accionamiento.

El documento JP-A-054270 describe un motor del tipo de entrehierro axial que comprende una sección de estator y una sección de rotor. La sección de estator consiste de un de yugo de estator, bobinas dispuestas alrededor de carretes soportadas por salientes del yugo del estator, una pieza polar y un cojinete. Dicho cojinete soporta un árbol de la sección del rotor. La sección del rotor incluye un yugo del rotor y un imán.

El invento tiene en consideración la técnica antecedente antes descrita y es un objeto del mismo proporcionar un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial que sea de pequeño tamaño y consiga una eficiencia de motor elevada como fuente de accionamiento con un par elevado usando un potente imán reduciendo las pérdidas de energía por una corriente inducida.

Descripción del invento

A fin de conseguir el objeto ante descrito, el invento proporciona una máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial que incluye: un yugo en un lado de un rotor en forma de placa circular fijada a un árbol giratorio; un yugo en un lado de un estator en forma de placa circular opuesta al yugo en el lado del rotor; un imán fijado a un lado de una cara opuesta de cualquiera de los yugos en el lado del rotor o en el lado del estator; una pluralidad de dientes dispuestos en un lado de una cara opuesta de otro yugo en el lado del rotor o en el lado del estator radialmente y en sentido opuesto al imán; y una bobina arrollada alrededor de cada uno de la pluralidad de dientes; en la que cada uno de la pluralidad de dientes está formado de una pluralidad de miembros de placa que están estratificados; en el que el yugo comprende una parte de fijación que incluye un agujero o un rebaje para insertar una parte de los dientes a fijar; y en el que una parte de resistencia contra una corriente inducida está prevista en un entorno de la parte de fijación.

De acuerdo con la constitución, en el caso de una corriente inducida generada en forma de corriente de Eddy en un entorno de los dientes en el interior del yugo del estator basado en un cambio en flujo magnético que pasa por los dientes, la corriente inducida es bloqueada o reducida formando la parte de resistencia contra la corriente inducida de una hendidura o similar constituida, por ejemplo, cortando el yugo en el entorno de los dientes. Por ello, se reduce una pérdida de energía y se consigue una elevada eficiencia del motor.

Incidentalmente, el agujero o el rebaje para fijar los dientes formado en el yugo puede ser por ejemplo, ajustando por presión o puede ser simplemente insertando o fijando los dientes o fijando los dientes por medios distintos de un tornillo o soldadura o similar. Además, los dientes pueden ser unidos de modo fijo cerrando herméticamente los dientes por una resina o similar. El agujero penetra en el yugo en dirección del espesor de placa y el rebaje no penetra. En el caso del agujero pasante, el yugo es formado estratificando placas de acero cuya totalidad está perforada. En el caso del rebaje, el yugo es formado estratificando las placas de acero perforadas y estratificando las placas de acero que no están perforadas por debajo. Es decir, el rebaje es formado con el agujero pasante hasta la mitad del espesor de placa del yugo.

Un ejemplo de constitución preferible esta caracterizado porque la parte de resistencia está formada por una parte de espacio prevista en el yugo o cortando el yugo.

De acuerdo con la constitución, la corriente inducida es reducida interponiendo una capa de aire cortando el dúo o formando la parte de espacio en una parte del yugo en la que la corriente inducida es hecha fluir. El corte es formado por una forma que separa el yugo en un estado en el que un entrehierro está muy presente. Una forma de la parte de espacio puede ser una forma de una hendidura que tiene una anchura delgada o puede estar constituido por una forma pertinente de una forma elíptica o similar.

Otro ejemplo de constitución preferible está caracterizado porque la parte de resistencia está formada por un miembro hecho de un material que es diferente de un material del yugo.

De acuerdo con la constitución, por ejemplo, el corte o la hendidura es formado en la parte del yugo en la que la corriente inducida es hecha fluir, una película aislante es montada en ella o se rellena con una resina para reducir por ello la corriente inducida. Ahora bien, la corriente inducida puede ser reducida previendo una propiedad aislante por desnaturalización de la parte en la que le corriente inducida es hecha fluir por un tratamiento químico, un tratamiento por láser o similar.

Otro ejemplo de constitución preferible está caracterizado porque la parte de resistencia está formada en un lado periférico interior o en un lado periférico exterior de la parte de fijación.

De acuerdo con la constitución, la corriente inducida es reducida formando la parte de resistencia del corte, la hendidura o similar sobre el lado periférico interior o el lado periférico exterior de la parte de fijación que tiene una pluralidad de agujeros o rebajes previstos en forma similar a un anillo en el yugo en la forma de placa circular. En este caso, las partes de resistencia pueden ser formadas sobre el lado periférico interior o el lado periférico exterior de modo unificado para todas las parte de fijación o pueden ser formadas alternativamente en el lado periférico interior y el lado periférico exterior o en cada pluralidad de piezas de los mismos.

Otro ejemplo de constitución preferible está caracterizado porque la parte de resistencia está formada entre las partes de fijación contiguas entre sí.

De acuerdo con la constitución, la corriente inducida es reducida formando la parte de resistencia del corte, la hendidura o similar en la parte de fijación con una pluralidad de los agujeros o rebajes previstos en una forma similar a un anillo en el yugo en la forma de placa circular entre las partes de fijación contiguas.

Por ejemplo, con respecto a una pluralidad de los dientes dispuestos alineándolos en la forma similar a un anillo, forman hendiduras cortando el yugo entre los dientes contiguos a lo largo de la dirección circunferencial, una influencia sobre el flujo magnético que fluye en la dirección circunferencial en el interior del yugo puede ser minimizada. En este caso, formando una hendidura en la dirección circunferencial conectando los agujeros de los dientes constituyendo un conjunto de los dientes en correspondencia con 360º en un ángulo eléctrico, la corriente inducida puede ser bloqueada eficientemente y la eficiencia del motor puede ser incrementada.

Otro ejemplo de constitución preferible esta caracterizado porque la parte de resistencia formada sin alcanzar la parte de fijación y el yugo en un borde periférico de la parte de fijación es llevado a un estado continuo.

De acuerdo con la constitución, la parte de resistencia por el corte, la hendidura o similar no está abierta a un borde periférico del agujero o el rebaje de la parte de fijación y por ello, fijando por presión o ajustando de modo forzado los dientes a la parte de fijación, la deformación del yugo es restringida y los dientes pueden ser sujetos sólida y fijamente y se mantiene un intervalo de entrehierro muy exacto entre el imán y los dientes.

Otro ejemplo de construcción preferible está caracterizado porque la parte de resistencia no está formada totalmente desde una cara a otra cara con respecto a una dirección de un espesor de placa de yugo y o bien de un lado de una cara o bien una parte central no está formado con respecto a una dirección de un espesor de placa del yugo.

De acuerdo con la constitución, la parte de resistencia por el corte, la hendidura o similar no está formada sobre el total del espesor de placa del yugo y por ello, cuando los vientos son fijados por presión a la parte de fijación, y la deformación del yugo es restringida y los dientes pueden ser sólidamente sujetos de modo fijo a él y se mantiene un intervalo de entrehierro muy exacto entre el imán y los dientes.

Otro ejemplo de constitución preferible está caracterizado porque el yugo fijado a los dientes es cerrado herméticamente por un molde de resina.

De acuerdo con el invento, los dientes pueden ser firmemente sujetos de modo fijo solidificando el yugo montado con los dientes por la resina. Además, cuando el yugo es deformado por fijación por presión de los dientes al yugo, ajustando el yugo a una matriz en un estado de corregir la deformación y haciendo que la resina fluya a él en el moldeo, el yugo que tiene una dimensión y forma muy exactas puede ser proporcionado.

De acuerdo con ejemplo de aplicación preferible, un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial del invento es usado como fuente de accionamiento de un vehículo eléctrico de dos ruedas.

De acuerdo con el ejemplo de aplicación, usando el motor eléctrico del invento como la fuente de accionamiento del vehículo eléctrico de dos ruedas que tiene un par elevado que usa un imán potente, la eficiencia del motor puede ser incrementada restringiendo la pérdida de energía restringiendo la corriente inducida, la distancia de desplazamiento de la batería puede ser prolongada y el sobrecalentamiento puede ser restringido. Además, como la formación delgada en dirección axial es conseguida, cuando es unido a un eje, el motor eléctrico puede ser montado de modo compacto en el sentido de la anchura del vehículo y una gran salida es proporcionada por la forma compacta.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista lateral de un vehículo eléctrico de dos ruedas al que se ha aplicado el invento.

La fig. 2 es un diagrama de una parte de la rueda posterior del vehículo eléctrico de dos ruedas de la fig. 1.

La fig. 3 es una vista en perspectiva de una constitución de una parte esencial de un estator de acuerdo con una realización del invento.

La fig. 4 es una vista explicativa del funcionamiento de la realización del invento.

La fig. 5 es una vista en planta de un yugo de estator de la realización del invento.

La fig. 6 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otra realización del invento.

La fig. 7 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo aún con otra realización del invento.

La fig. 8 es una vista explicativa de forma de aún otra realización del invento.

La fig. 9 ilustra vistas en sección de un yugo de estator.

La fig. 10 ilustra vistas explicativas de ejemplos de formas de hendiduras.

La fig. 11 es una vista despiezada ordenadamente de un estator de acuerdo con la realización del invento.

La fig. 12 es una vista en perspectiva completa del estator de la fig. 11.

La fig. 13 es una vista en sección completa de un motor eléctrico integrado con el estator de la fig. 12.

La fig. 14 ilustra vistas explicativas de una realización del invento cerrada herméticamente por un molde de resina.

La fig. 15 es una vista en perspectiva de otra realización del invento.

La fig. 16 es una vista en perspectiva de aún otra realización del invento.

La fig. 17 es una vista explicativa de una corriente inducida en un estator de una técnica anterior.

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Mejor modo para llevar a la práctica el invento

A continuación se dará una descripción de las realizaciones del invento con referencia a los dibujos.

La fig. 1 es una vista lateral de un vehículo eléctrico de dos ruedas al que se ha aplicado un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial del invento.

El vehículo eléctrico 10 de dos ruedas está montado con un árbol de dirección (no ilustrado) de un manillar 6 que esta insertado en un tubo de cabeza 5 unido de forma fija a un extremo frontal de un bastidor principal 4 y soporta una rueda delantera 8 mediante una horquilla delantera 7 conectada a él. Un sillín 9 está previsto en la parte central de un cuerpo del vehículo y una batería 11 está fijada al bastidor principal 4 en un lado inferior del sillín. Un brazo oscilante 13 está soportado pivotablemente por medio de un pivote 12 mediante un amortiguador 14 desde una parte central a un lado posterior del bastidor principal 4. Una caja 16 del motor está formada de una pieza en una parte de extremidad posterior en el brazo oscilante 13. Un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial de acuerdo con el invento, mencionado posteriormente, está montado en el interior de la caja 16 del motor junto con un eje (no ilustrado) de una rueda trasera 15 y coaxialmente con el eje.

La fig. 2 es un diagrama de una parte esencial de una rueda trasera del vehículo eléctrico de dos ruedas.

Un neumático 15a de la rueda trasera 15 está montado con una rueda 18 fijada a un eje 17. Un motor eléctrico 19 de un tipo de entrehierro axial está montado en el interior de la caja 16 del motor de una pieza con el brazo oscilante 13. El motor eléctrico 19 está constituido por un árbol de rotor 20, un yugo 21 de rotor fijado al árbol del rotor 20, un imán 22 fijado al yugo 21 del rotor, un yugo 23 de estator fijado a la caja 16 del motor, una pluralidad de dientes 24 fijados al yugo 23 del estator estando alineados radial y opuestamente al imán 22, y una bobina 25 arrollada alrededor de cada uno de los dientes 24.

Una parte de extremidad del rotor 20 está soportada giratoriamente por la caja 16 del motor mediante un cojinete 26 y otro extremo del mismo está soportado giratoriamente por el eje 17 mediante un soporte 27 de árbol. El árbol del rotor 20 está conectado al eje 17 mediante un mecanismo planetario 28. El mecanismo planetario 28 per se es conocido públicamente y está constituido por un alojamiento cilíndrico 29, un engranaje anular 30 previsto en la cara interior del alojamiento 29, un engranaje solar 31 previsto en el árbol del rotor 20, un engranaje planetario 32 hecho girar e invertido siendo llevado a engranar con el engranaje solar 31 y el engranaje anular 30, un portador 33 que soporta el engranaje planetario 32 y una placa 34 de soporte de portador que soporta el portador 33 y de una pieza con el eje 17. El eje 17 está unido giratoriamente al alojamiento 29 mediante un cojinete 35.

La fig. 3 es un diagrama de una parte esencial de una parte de estator de un motor eléctrico del tipo de entrehierro axial de acuerdo con el invento.

Una pluralidad de dientes 24 que tienen cada 11 miembro estratificado de placas de acero están radialmente dispuestos por encima del yugo 23 del estator en una forma de placa circular (forma de rosquilla) que tiene un miembro estratificado de placas de acero y que es, por ejemplo, fijado por presión de manera fija a él. Como se ha mostrado en la fig. 11, mencionada posteriormente, el yugo 23 del estator es formado estratificando miembros 123 de placa para el yugo constituido por placas de acero perforadas (en forma de rosquilla como se ha mostrado en la fig. 3 en este ejemplo). Además, como se ha mostrado en la fig. 11, los dientes 24 están formados estratificando miembros de placa 124 para los dientes constituidos por placas de acero perforadas.

Los miembros de placa 124 para los dientes son estratificados superponiendo las caras 124a de la placa frontal y posterior. Una cara lateral 124b en correspondencia con un espesor de placa de una placa de acero es expuesta a una cara lateral del diente 24 que es el miembro estratificado. De acuerdo con el ejemplo, una dirección de estratificación es una dirección del radio (dirección radial) y el diente 24 es fijado por presión de manera fija al yugo 23 de tal modo que una dirección de la cara 124a de la placa que constituye la cara que ha de ser superpuesta resulta una dirección circunferencial.

La bobina 25 (fig. 2) está arrollada alrededor de cada diente 24. Como se ha mostrado en la fig. 2, mencionada anteriormente, el imán 22 fijado al yugo 21 del rotor en la forma de placa circular está dispuesto en oposición a los dientes 24 con un entrehierro predeterminado entre ellos. De acuerdo con la realización, una hendidura 36 es formada cortando el yugo 23 del estator sobre un lado periférico exterior de cada diente 24.

La fig. 4 es una vista explicativa de funcionamiento de la hendidura prevista en el yugo del estator.

Excitando la bobina (no ilustrada) arrollada alrededor de cada diente 24, el diente 24 de la bobina es excitado para atraer y repeler el imán del rotor (no ha ilustrado) opuesto a una cara superior del diente. Conmutando sucesivamente la bobina excitada, al rotor es hecho girar atrayendo y repeliendo sucesivamente el imán. En esta ocasión, un flujo magnético es hecho circular desde un lado del imán a los dientes 24 y un trayecto magnético es formado pasando por el imán, el diente 24 predeterminado y el yugo 23 del estator. El flujo magnético que forma el trayecto magnético es hecho fluir desde el diente predeterminado 24 pasando por el yugo 23 del estator como se ha mostrado por una flecha A. Como se ha explicado con referencia a la fig. 17, una corriente inducida es generada en el interior del yugo 23 del estator en un entorno del diente 24 (en una posición de una línea de trazos en el dibujo). Sin embargo, de acuerdo con la realización, la hendidura 36 para constituir una capa aislante es formada en el yugo 23 del estator en un lado periférico exterior de una parte de fijación por presión de una parte de raíz de cada diente 24 y por ello, una corriente inducida es bloqueada y sustancialmente, la corriente inducida no fluye.

Es decir, la hendidura 36 constituye una parte de resistencia contra la corriente inducida y la corriente inducida es bloqueada o reducida. La parte de resistencia no está limitada a una hendidura que tiene un intervalo estrecho sino que puede ser formada por una parte de espacio de un corte que no tiene casi intervalo o un agujero que tiene otra forma o similar. Además, una película aislante puede ser interpuesta o puede rellenarse con un agente aislante de una resina o similar. Ahora bien la corriente inducida puede ser reducida previendo una propiedad aislante desnaturalizando una parte en la que la corriente inducida circula mediante un tratamiento químico, un tratamiento por láser o similar.

La fig. 5 es una vista en planta del yugo del estator de acuerdo con la realización del invento.

El yugo 23 del estator de forma similar a un anillo está formado para ser penetrado por una pluralidad de agujeros 37 de fijación por presión de los dientes. La hendidura 36 abierta a un lado periférico exterior de cada agujero 37 de fijación por presión es formada cortando el yugo 23 del estator.

El agujero 37 de fijación por presión es una parte de fijación para insertar una parte del diente (parte 24a de fijación por presión en la fig. 11) para fijar al yugo. La parte de fijación puede ser un agujero que penetra en el yugo 23 en la dirección del espesor de placa como se ha mostrado en la fig. 9(A), mencionada posteriormente, o puede ser un rebaje que no penetra a su través sino formado con un agujero a mitad del mismo como se ha mostrado en la fig. 9(C).

La fig. 6 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otra realización del invento.

La realización está formada con una hendidura 36 cortando un lado periférico interior de cada agujero 37 de fijación por presión de los dientes formado en un yugo 23 del estator. Incluso cuando el lado periférico interior de cada agujero 37 de fijación por presión de los dientes es cortado de este modo, similar al ejemplo de la fig. 5, la corriente inducida puede ser bloqueada.

La fig. 7 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo aún con otra realización del invento.

La realización está formada con una hendidura 36 en forma de arco circular o una forma lineal comunicando las partes centrales en sentido radial de los agujeros 37 de fijación por presión de los dientes contiguos entre sí. De este modo, la hendidura 36 es formada a lo largo de una dirección circunferencial (una dirección ortogonal a la dirección radial) de un yugo 23 del estator. Por la hendidura 36, una corriente inducida formada en un entorno del agujero de fijación (ajuste) por presión fijado con el diente puede ser bloqueada o reducida.

En este caso, la corriente inducida puede ser efectivamente restringida de ser generada formando la hendidura 36 conectando un conjunto de los dientes 24 que constituyen 360º en un ángulo eléctrico. El ejemplo de la fig. 7 es un ejemplo de formar un ángulo eléctrico de 360º por tres piezas de dientes contiguos 24 (fase U, fase V, fase W) en un motor que tiene 18 ranuras y 12 polos y la hendidura 36 está formada conectando las partes centrales en la dirección radial de los agujeros 37 de fijación por presión de los dientes respectivos en cada una de las tres piezas de los agujeros 37 de fijación por presión de los dientes contiguos entre sí. Además, una posición de la hendidura 36 puede también ser distinta de la parte central.

La fig. 8 es una vista explicativa de una forma de otra realización aún del invento.

La realización está formada con una parte de conexión 136 en una parte de extremidad de una hendidura de tal modo que un borde periférico del agujero 37 de fijación por presión de los dientes es llevado a un estado continuo sin abrir la hendidura 36 al agujero 37 de fijación por presión de los dientes sino cortando la hendidura 36 antes del agujero de fijación por presión de los dientes. Por ello, no solamente la corriente inducida es reducida sino también la deformación del yugo del estator y puede impedirse la reducción de una fuerza para mantener los dientes fijados por presión formando la hendidura 36. Además, aunque el ejemplo del dibujo muestra un ejemplo de aplicación a la realización de la fig. 5 formada con la hendidura 36 sobre un lado periférico exterior del diente, también con respecto a los ejemplos de las figs. 6 y 7, similarmente, la hendidura 36 puede ser formada sin abrir la hendidura 36 al agujero 37 de fijación por presión de los dientes sino en un estado de hacer continuo el borde periférico del agujero 37 de fijación por presión de los dientes.

La fig. 9 ilustra vistas en sección de una parte del yugo 23 tomadas a lo largo de una línea X-X de la fig. 8.

Como se ha mostrado en la fig. 9(A), el yugo 23 del estator es el miembro estratificado de los miembros de placa 123 para el yugo y la parte de conexión 136 está formada entre el agujero 37 de fijación por presión y la hendidura 36.

La fig. 9(B) es un ejemplo modificado de la fig. 9(A) y es un ejemplo en el que la hendidura 36 no ha penetrado en la dirección del espesor de la placa del yugo 23 sino que está formada a la mitad del mismo. De acuerdo con el ejemplo, el miembro 123 de placa más inferior del yugo no está formado con una abertura para la hendidura. De este modo, previendo una parte en la que la hendidura no está formada tampoco en la dirección del espesor de placa del yugo junto con la parte de conexión 136, es incrementado un efecto de impedir la deformación del yugo.

La fig. 9(C) muestra el agujero 37 de fijación por presión en forma de un rebaje en el que el agujero 37 de fijación por presión no ha penetrado en la dirección del espesor de la placa del yugo 23 sino que está formado a la mitad del mismo. De acuerdo con el ejemplo, el miembro de placa 113 más inferior del yugo no está formado con el agujero 37 de fijación por presión.

Las figs. 10(A) a 10(G) son vistas que muestran aún otros ejemplos de formas de partes de resistencia contra la corriente inducida de acuerdo con el invento.

La fig. 10(A) está formada con las hendiduras 36 alternativamente en el lado periférico interior y en el lado periférico exterior de los agujeros 37 de fijación por presión. Las hendiduras 36 pueden alternativamente no estar previstas en cada lado periférico interior y lado periférico exterior de los agujeros 37 de fijación por presión sino en cada varias piezas del mismo.

La fig. 10(B) está formada con dos de las hendiduras 36 desde un sentido inverso sobre el lado periférico exterior (o lado periférico interior). Alineando dos (o más) de las hendiduras en forma de laberinto en un estado en el que las partes de extremidad de las hendiduras en un lado no están abiertas sino cerradas para ser continuas de este modo, similar al ejemplo de la fig. 8, no solamente se mantiene la resistencia mecánica del yugo sino también la resistencia contra la corriente inducida es incrementada y el efecto de reducir la corriente inducida es incrementado.

En la fig. 10(C), ambas partes de extremidad de las hendiduras 36 en dirección radial no están abiertas sino cerradas para conectar. Es decir, en el ejemplo de la fig. 8, también con respecto al lado del borde periférico exterior del yugo 23, las partes de extremidad de las hendiduras 36 están hechas para que sean continuas de modo similar a las del lado periférico interior.

En la fig. 10(D), la hendidura 36 en dirección radial está inclinada en una dirección torcida o desviada. La hendidura 36 puede ser curvada.

En la fig. 10(E), entre los agujeros 37 de fijación por presión contiguos entre sí, la pluralidad (tres en este ejemplo) de las hendiduras 36 están previstas en la dirección circunferencial en forma de laberinto similar a la fig. 10(B).

En la fig. 10(F), entre los agujeros 37 de fijación por presión contiguos entre sí, la hendidura 36 que está hecha para ser continua cerrando ambos extremos de la misma de modo similar a la fig. 10(C) está prevista en sentido circunferencial.

En la fig. 10(G), una parte de resistencia contra la corriente inducida está constituida formando agujeros 36', en una forma circular en lugar de las hendiduras 36 en el lado periférico interior y el lado periférico exterior del agujero 37 de fijación por presión. La forma, una posición y un número de las partes de resistencia (agujeros 36') no están limitados a los del ejemplo del dibujo.

La fig. 11 es una vista despiezada ordenadamente del estator de acuerdo con el invento.

De acuerdo con el ejemplo, se ha mostrado el estator de acuerdo con la realización de la fig. 5. El yugo 23 del estator formado con la hendidura 36 en el lado periférico exterior del agujero 37 de fijación por presión de los dientes es el miembro estratificado de los miembros 123 de placa para el yugo formado de placas de acero. El diente 24 que es el miembro estratificado de los miembros de placa 124 para los dientes formado de placas de acero es insertado en el yugo 23 del estator haciendo pasar un carrete (aislante) 38 formado de un miembro aislante y un costado 39 del carrete que están montados en una posición de cada agujero 37 de fijación por presión de los dientes del yugo 23 del estator. El diente 24 es mantenido fijo por fijación por presión de la parte 24a de fijación por presión en un extremo inferior del mismo en el agujero 37 de fijación por presión de los dientes. La bobina 25 es arrollada alrededor del diente 24 mediante el carrete 38.

La fig. 12 es una vista en perspectiva completa del estator de acuerdo con el invento.

Como se ha mostrado en la fig. 11, mencionada anteriormente, los dientes 24 arrollados con las bobinas 25 mediante los carretes 38 están alineados radialmente por encima de yugo 23 del estator a modo de anillo y fijados por presión para ser mantenidos fijos. Por ello, se forma el estator 1. De acuerdo con el ejemplo, la hendidura 36 está formada en el yugo 23 del estator sobre el lado periférico exterior de cada diente 24.

La fig. 13 es una vista en sección completa de un motor eléctrico integrado con el estator de la fig. 12.

Una caja 40 del motor que rodea al motor completo está constituida por una tapa frontal 41 y una tapa posterior 42 en forma de placa circular y una tapa lateral 43 en forma cilíndrica. La tapa frontal 41 está fijada con el yugo 23 del estator formado con la hendidura 36 antes descrita del invento. Una parte de extremidad del árbol del rotor 20 está montada giratoriamente a la tapa frontal 41 mediante el cojinete 26. La proximidad de la parte de extremidad exterior del árbol del rotor 20 está soportada giratoriamente por la tapa posterior 42 mediante un cojinete 44. El yugo 21 del rotor está fijado al árbol del rotor 20. El yugo 21 del rotor está fijado con el imán 22. La fijación por presión de los dientes 24 al yugo 23 del estator está prevista para estar opuesto al imán 22 mediante un entrehierro predeterminado G entre ellos.

La fig. 14 muestra el estator cerrado herméticamente por un molde de resina. La fig. 14(A) es una vista en planta y la fig. 14(B) es una vista en sección.

El yugo 23 está montado con la pluralidad de dientes 24 en forma similar a un anillo y cada diente 24 está arrollado con la bobina 25 mediante el carrete 38. Sustancialmente el estator completo 1 que tiene el yugo 23 y los dientes 24 de este modo es moldeado y cerrado herméticamente por un miembro 131 de resina. Un lado de la cara inferior y una parte 132 de unión a la placa de base del miembro de molde de resina están formados con salientes de posicionamiento 130, 134. El número 135 designa un agujero de tornillo para unir la placa de base. Una parte de borde periférica del miembro de molde de resina está formada con un agujero de unión 136 y montada con un collarín 137.

Cerrando herméticamente el estator 1 por el molde de resina de este modo, los dientes 24 montados con la bobina o similar son mantenidos firmemente de modo fijo por el yugo 23. Además, cuando las distintas hendiduras 36 antes descritas o similares son formadas a fin de reducir la corriente inducida, el yugo es responsable para ser deformado al fijar por presión los dientes, sin embargo, incluso cuando el yugo es sometido a moldeo, el yugo puede ser ajustado en un estado de ser corregido por una matriz y el estator puede ser moldeado en forma indeformable con una elevada exactitud dimensional.

Cuando la deformación es corregida de este modo, una marca 138 de un pasador o espiga de soporte previsto en la matriz para corregir el yugo está formada en el miembro de molde del molde de resina 131. En este ejemplo, la marca 138 del pasador o espiga de sujeción está formada sobre el yugo entre los dientes respectivo 23, la parte no está provista de resina y una superficie de yugo está expuesta. Las marcas 138 de los pasadores o espigas de sujeción están también formadas en un lado de la cara posterior del estator 1.

La fig. 15 es una vista en perspectiva de dientes de acuerdo con otra realización del invento.

De acuerdo con la realización, es cambiada una dirección de estratificación del diente 24. Es decir, de acuerdo con el ejemplo de la fig. 15, la cara 124a de la placa (se hace referencia tanto a las caras frontal como posterior con respecto a cada lámina del miembro de placa 124) que constituye la cara que ha de ser superpuesta de los miembros 124 de placa respectivos para los dientes que constituye el doliente 24 del miembro estratificado está dirigida en la dirección radial del yugo 23 del estator. La cara lateral 124b (la cara que muestra el espesor de placa de la placa de acero) del miembro de placa 124 para los dientes está dispuesta en la dirección circunferencial del yugo 23 del estator.

Incluso cuando la cara 124a de la placa que constituye la cara que ha de ser superpuesta de los miembros 124 de placa respectivos para los dientes está dirigida en la dirección radial de este modo, similar al ejemplo antes descrito (fig. 11) dirigiendo la cara 124a de la placa en la dirección circunferencial, el efecto de reducir la corriente inducida por la hendidura 36 es conseguido de modo suficiente.

La fig. 16 es una vista en perspectiva de aún otra realización del invento.

De acuerdo con la realización, hay previstos entrehierros 45 en partes de fijación por presión sobre un lado periférico interior y un lado periférico exterior (solamente se ha ilustrado el lado periférico interior) del diente 24 fijado por presión al yugo 23 del estator. Además, de acuerdo con el ejemplo, con respecto a una sección en una forma rectangular de la parte de fijación por presión del diente 24, un lado largo del mismo está dirigido en dirección radial y un lado corto del mismo está dirigido en dirección circunferencial. En este caso, la cara 124a de la placa que constituye la cara que ha de ser superpuesta del miembro de placa 124 para los dientes está dispuesta sobre el lado del lado corto y la cara lateral 124b (cara que muestra el espesor de placa) del miembro de placa 124 para los dientes está dispuesta en el lado del lado largo. Por ello, el entrehierro 45 está formado en el lado de la cara 124a de la placa que constituye la cara que ha de ser superpuesta de los dientes y 24 y sobre el lado del lado corto de la forma rectangular. El entrehierro 45 es formado haciendo muescas en el agujero 37 de fijación por presión de los dientes previsto en el yugo 23.

Por el entrehierro 45, el flujo magnético que pasa por la cara 124a de la placa en el lado del lado corto dispuesta en la dirección circunferencial es reducido, la corriente inducida basada en el flujo magnético es reducida y la pérdida de energía es además aliviada. Además, disponiendo la cara lateral 124b de cada miembro de placa 124 sobre el lado del lado largo, la gran corriente inducida generada sobre el lado del lado largo puede efectivamente ser reducida por una resistencia de las caras límite de las capas estratificadas.

Aplicabilidad industrial

Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con el invento, en el caso de la corriente inducida generada en forma de corriente de Eddy en el entorno de los dientes en el interior del yugo del estator basado en el cambio en el flujo magnético que pasa por los dientes, la corriente inducida puede ser bloqueada o reducida formando la parte de resistencia contra la corriente inducida formando la hendidura, por ejemplo, cortando el yugo en el entorno de los dientes. Por ello, la pérdida de energía es reducida y puede conseguirse la elevada eficiencia de motor.

Por ello, usando la máquina eléctrica rotativa de entrehierro axial como fuente de accionamiento de un vehículo eléctrico de dos ruedas con un elevado par que usa un potente imán como ejemplo de aplicación del invento, la eficiencia del motor puede ser incrementada restringiendo las pérdidas de energía restringiendo la corriente inducida, la distancia de desplazamiento de la batería puede ser prolongada y el sobrecalentamiento puede ser restringido. Además, como la formación delgada en dirección axial es conseguida, cuando es unida al eje, la máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial puede ser montada de modo compacto en el sentido de anchura del vehículo y una gran salida es proporcionada por la forma compacta.

Claims (9)

1. Una máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial, que comprende: un yugo (21) en un lado de un rotor en una forma de placa circular fijado a un árbol giratorio (20); un yugo (23) en un lado de un estator en una forma de placa circular opuesta al yugo (21) en el lado del rotor; un imán (22) fijado a un lado de una cara opuesta de cualquiera de los yugos (21; 23) en el lado del rotor o en el lado del estator; una pluralidad de dientes dispuestos en un lado de una cara opuesta de otro yugo (23; 21) en el lado del rotor o en el lado del extractor radialmente y en sentido opuesto al imán; una bobina (25) arrollada alrededor de cada uno de la pluralidad de dientes; en que el yugo (23; 21) comprende una parte de fijación (37) que incluye un agujero o un rebaje para insertar una parte (24a) de los dientes 24 a fijar; y en el que cada uno de la pluralidad de dientes (24) está formado de una pluralidad de miembros de placa (124) que están estratificados; y en el que una parte de resistencia contra una corriente inducida está prevista en un entorno de la parte de fijación (37).

2. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia está formada por una parte de espacio prevista en el yugo (23; 21) o cortando el yugo (23; 21).

3. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia está formada por un miembro hecho de un material que es diferente de un material del yugo (23; 21).

4. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia está formada sobre un lado periférico interior o sobre un lado periférico exterior de la parte de fijación (37).

5. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia está formada entre las partes de fijación (37) contiguas entre sí.

6. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia está formada sin alcanzar la parte de fijación (37) y el yugo (23; 21) en un borde periférico de la parte de fijación (37) es llevado a un estado continuo.

7. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte de resistencia no está formada totalmente desde una cara a otra cara con respecto a una dirección de un espesor de placa del yugo (23; 21) y o bien de un lado de una cara o bien de una parte central no está formada con respecto a una dirección de un espesor de placa del yugo (23; 21).

8. La máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según la reivindicación 1, caracterizada porque el yugo (23; 21) fijado con los dientes (24) está cerrado herméticamente por un molde de resina.

9. Un vehículo eléctrico de dos ruedas caracterizado porque una máquina eléctrica rotativa del tipo de entrehierro axial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 es usada como fuente de accionamiento.