ITMI990778A1 - Motore brushless a traferro assiale e metodo per la sua fabbricazione - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "MOTORE BRUSHLESS A TRAFERRO ASSIALE E METODO PER LA SUA FABBRICAZIONE".

La presente invenzione riguarda un motore brushless, ed in particolare un servomotore, del tipo a traferro assiale, come pure il metodo per la sua fabbricazione. L'invenzione trova vantaggiosa applicazione nei motori brushless cosiddetti "piatti",

Come è noto, un motore di tipo brushless a traferro assiale comprende un albero motore cui è fissato un complesso formato da un disco rotore e un magnete permanente di forma anulare, ed uno statore dotato di una pluralità di bobine di avvolgimento alloggiate nelle cave di statore. Alimentando opportunamente le bobine, il campo magnetico da esse generato interagisce con quello del magnete permanente e provoca la rotazione del complesso di rotore. L'eliminazione delle spazzole e degli elementi di commutazione consente di ottenere diversi vantaggi rispetto ai motori tradizionali, tra cui un migliorato rendimento della macchina e una riduzione del rumore elettrico, Inoltre, la manutenzione è praticamente nulla e le prestazioni del motore si mantengono nel tempo.

Esempi di motori brushless piatti sono descritti nei brevetti statunitensi US-A-4361 776 e US-A-4851 731.

Tuttavia, i noti motori brushless a traferro assiale presentano alcune limitazioni ed inconvenienti.

In particolare, l'assemblaggio delle bobine nello statore, sia per inserimento nelle cave di bobine formate preventivamente, che mediante l'avvolgimento delle stesse nelle cave, è piuttosto laborioso e aumenta i costi di fabbricazione del motore.

Inoltre la costruzione dei motori noti a cave aperte ostacola spesso l'ottenimento di una coppia elevata.

Infine, l'assemblaggio delle parti richiede l'impiego di viti o altri organi di bloccaggio che aumentano il costo del motore e ne complicano l'assemblaggio automatico.

E' uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un motore brushless del tipo indicato che superi gli inconvenienti sopra illustrati della tecnica anteriore, ed in particolare che abbia prestazioni migliorate pur essendo di costo limitato e semplice da assemblare.

E' un altro scopo dell'invenzione quello di realizzare un motore brushless il cui assemblaggio non richieda l'impiego di viti o elementi meccanici di fissaggio.

Questi scopi vengono conseguiti mediante un motore brushless secondo la rivendicazione 1 e da un metodo di assemblaggio secondo la rivendicazione 7. Ulteriori vantaggiose caratteristiche formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Il motore brushless secondo l'invenzione prevede un circuito magnetico che presenta - dal lato statore - cave ad apertura convenzionale, mentre dal lato opposto permette l'inserimento di un avvolgimento formato da una serie di bobine intere e preformate, eventualmente avvolte su supporto.

Grazie a questa disposizione è possibile ottenere una coppia maggiore e rendere il motore molto silenzioso anche alla coppia massima (indicativamente pari a circa 3 volte la coppia nominale).

Inoltre, inserendo le bobine intere, si ottiene una riduzione dei tempi di esecuzione, che a sua volta riduce i costi di assemblaggio. Durante l'assemblaggio viene inoltre sfruttata l'attrazione dei magneti posti sul rotore per cui, avvicinando le parti, il servomotore risulta assemblato ed è per di più impossibile smontarlo senza l'aiuto di un apposito estrattore .

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, relativi ad una forma realizzativa preferita, ma non limitativa, dell'invenzione, in cui:

la Fig. 1 è una vista esplosa che illustra schematicamente la struttura di un motore brushless secondo l'invenzione;

la Fig. 2 mostra lo statore con le bobine, impregnato con resina prima della lavorazione sulle cave; e

la Fig. 3 mostra lo statore finito pronto per l'assemblaggio.

Con riferimento alla Figura 1, il servomotore secondo l'invenzione comprende una carcassa o involucro 1 al cui interno sono montati uno statore 2 e un albero motore 3 girevolmente supportato mediante cuscinetti 7 e 8.

L'albero motore 3 monta ad una estremità un complesso formato da un rotore discoidale 4 e da un disco 5 di materiale magnetico (magnete permanente), coassiale e solidale con il rotore. Il complesso rotore-disco magnetico è montato sull'albero 3 mediante tre viti 9 (una sola mostrata in Figura 1) che impegnano una flangia forata 31 dell'albero 3.

Lo statore 2 comprende un corpo di statore 5, dotato di cave 21 in cui sono alloggiate le bobine 22 (una sola mostrata in Figura), e una corona di statore 6.

Secondo l'invenzione, le cave 21 di alloggiamento delle bobine sono sostanzialmente chiuse sul lato rivolto verso il rotore, ossia il corpo di statore 5 prevede una parete di chiusura 29 delle cave, mentre dalla parte opposta le cave 21 presentano aperture 23 atte a consentire l'introduzione delle bobine 22 dell'avvolgimento. Tali aperture 23 sono chiuse dalla corona di statore 6, costruita a parte ed applicata ad avvolgimento inserito, come mostrato in Fig. 2.

Con il termine sostanzialmente chiuse si intende che, verso il rotore, ciascuna cava presenta al più una piccola apertura, preferibilmente in forma di una piccola fessura dell'ordine di 1 mm., ma comunque insufficiente a consentire il passaggio della bobina.

Preferibilmente, come mostrato in Fig. 1, le cave 21 dello statore prevedono aperture 23 sul lato opposto a quello di rotore, con dimensioni tali da consentire l'introduzione della bobina 22 già completamente avvolta. Dalla parte opposta, le cave 21 sono completamente chiuse verso il rotore, ed eventualmente dotate di una incisione 25 sul fondo della cava .

Il metodo secondo l'invenzione prevede quindi l'introduzione delle bobine già avvolte 22 nelle cave 21 attraverso le aperture 23 sul lato rivolto verso il fondo dell'involucro 1 del motore, e la loro impregnazione con resina, come mostrato in Fig. 2.

Successivamente, tramite una lavorazione meccanica, vengono aperte le fessure 24 sul lato rivolto verso il rotore, ottenendo il complesso illustrato in Fig. 3 pronto per l'assemblaggio al resto del motore.

Le fessure 24 formate nella parete di chiusura 29 delle cave hanno lo scopo di ottimizzare il circuito magnetico e rendere più silenzioso il motore.

Inoltre, grazie alla configurazione proposta l'assemblaggio del motore avviene solo per effetto della trattenuta magnetica e non richiede viti o altri elementi meccanici di fissaggio.

L'invenzione è stata descritta con riferimento ad una forma realizzativa particolare e preferita, tuttavia essa non è limitata a quanto descritto, ma si estende alle varianti e modifiche che risulteranno evidenti al tecnico del settore.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore brushless a traferro assiale, comprendente una carcassa o involucro (1), uno statore (2) dotato di bobine di statore (22), un albero (3) girevolmente supportato e un rotore discoidale (4) montato su detto albero, con un disco di materiale magnetico (5) solidale con detto rotore, caratterizzato dal fatto che detto statore comprende: un corpo di statore (5) dotato di cave (21) per l'alloggiamento delle bobine di statore (22) che sono sostanzialmente chiuse dal lato rivolto verso il rotore (4, 5) e presentano, sul lato opposto rivolto verso lo statore quando il motore è assemblato, aperture (23) sufficienti a consentire il passaggio delle bobine già completamente avvolte, e una corona di statore (6) che viene montata sul detto corpo di statore dalla parte rivolta verso il fondo del detto involucro (l).
2. 2. Motore brushless secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette cave (21) prevedono, sul lato rivolto verso il rotore, aperture insufficienti a consentire il passaggio delle bobine avvolte (22).
3. 3. Motore brushless secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le cave (21) del corpo di statore (5) sono completamente chiuse (29) verso il rotore.
4. 4. Motore brushless secondo le rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la parete (29) di chiusura delle dette cave (21) del corpo di statore (5) prevede delle incisioni (25) sul fondo delle cave.
5. 5. Motore brushless secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i diversi componenti vengono trattenuti per effetto magnetico durante l'assemblaggio e non richiedono elementi meccanici di fissaggio.
6. 6. Motore brushless secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere un motore di tipo piatto.
7. 7. Metodo per la fabbricazione di un servomotore brushless a traferro assiale, comprendente le fasi di: a) predisporre un corpo di statore (5) dotato di cave (21) sostanzialmente chiuse da un lato (29) e aperte (23) dal lato opposto; b) inserire in dette cave (21), dalla parte aperta (23) delle stesse, un avvolgimento formato da una pluralità di bobine (22) preventivamente avvolte; c) chiudere le aperture (23) delle cave (21) con una corona di statore (6); d) inserire il complesso così formato nell'involucro (1) del motore con la corona di statore (6) verso il fondo dell'involucro; e) montare sul detto statore (2) un albero di rotore (3) su cui è applicato un complesso formato da un rotore discoidale (4) e un disco magnetico (5) solidale con detto rotore, il detto complesso di rotore (4, 5) essendo disposto dal lato delle cave sostanzialmente chiuse.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di prevedere ulteriormente una fase cl) di impregnazione dello statore {2) contenente le bobine (22).
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di prevedere ulteriormente una fase c2) di lavorazione meccanica del corpo di statore (5) per realizzare aperture (24) sul lato rivolto verso il rotore, dette aperture essendo insufficienti a consentire il passaggio della bobina avvolte.
10. 10.Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che le dette aperture (24) sono fessure con larghezza dell'ordine di 1 mm.