JP2003143784A - コア付きモータ及びコアの製造方法 - Google Patents
コア付きモータ及びコアの製造方法Info
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Abstract
性能を大幅に向上させることを可能とする。 【解決手段】 突極12bの磁束集磁面12b3に、ロ
ータコア15側に向かって微少量突出する微少突起部2
1を段差形状をなすように形成し、その微少突起部21
における周方向幅t1を、スロット部16の周方向幅t
2に対して1/2〜3/2の範囲内となるようにしたこ
とによって、本来のコギング波形に対して略反対のトル
ク値を有する相殺波形を生成し、コギングトルクの特に
ピーク値を良好に打ち消すようにしたもの。
Description
突極の延出端に、ロータコア側に対面して磁束を収束さ
せる磁束集磁面を備えたコア付きモータ及びコアの製造
方法に関する。
タには、電磁鋼板の積層体などからなるコアが装着され
ている。例えば図8に示されている磁石埋込型の分割コ
ア付きモータにおいては、外ケース1の内周壁面にステ
ータコア2の環状基部2aが周状に分割されて互いに密
着するように装着されているとともに、それらの各環状
基部2aからは、中心側に向かって複数の突極2bが放
射状に延出するように設けられている。
円弧状に形成された集磁部(ティース部)2cがそれぞ
れ設けられているとともに、それらの各集磁部2cの内
周面に形成された磁束集磁面2dが、回転可能に設けら
れたロータコア3の外周面に対して近接対向するように
設けられており、そのロータコア3側に設けられたロー
タマグネット3aとの間に形成される磁束が、上記磁束
集磁面2dを通して収束されるようになっている。ま
た、周方向に隣接する上記各集磁部2c,2cどうしの
間には、隙間つまりスロット部4がそれぞれ形成されて
いる。
数個のロータマグネット3aが、ロータコア3に設けら
れたスリット内にそれぞれ埋め込まれるようにして装着
されていて、それらの各ロータマグネット3とスリット
側との間にガタツキがある場合には、接着剤やボルトな
どの固定手段によって上記ロータマグネット3aが補強
的に固定されるようになっている。
ア付きモータにおいて、上述した各ステータコア2にお
ける集磁部2cの形状及び大きさは、一般的には、モー
タの体格やロータの磁極数等により決定されており、そ
れら集磁部2cの形状及び大きさによって、磁気回路的
にアンバランスとなり、コギング、トルクリップル、逆
起電圧歪みなどを発生させてしまうことがある。特に、
図8に示されているような磁石埋込型のコア付きモータ
においては、ロータマグネット3aが連続的に設けられ
ていないことから、磁極の切り替えがスムーズに行われ
ず、また、各マグネットの形状や配置位置によっては局
部的に飽和状態が発生することが多くある。加えて、各
マグネットの固定部分におけるガタツキなどによって磁
束分布の乱れを招来するおそれもあり、上述したコギン
グやトルクリップルなどが拡大されて、回転性能を一層
低下させてしまう傾向がある。
グ等を良好に改善し、回転性能を向上させることができ
るようにしたコア付きモータ及びコアの製造方法を提供
することを目的とする。
に請求項1にかかるコア付きモータでは、突極の磁束集
磁面に、ロータコア側に向かって微少量突出する微少突
起部が段差形状をなすように形成され、その微少突起部
の周方向幅が、前記スロット部の周方向幅に対して、1
/2〜3/2の範囲内の寸法となるように形成されてお
り、そのような微少突起部によって、本来のコギング波
形に対して略反対のトルク値を有する相殺波形が形成さ
れることとなり、その相殺波形のトルクによって、上記
コギングトルクの特にピーク値が良好に打ち消されるよ
うになっている。
は、請求項1記載の微少突起部が、磁束集磁面における
周方向の略中央部分又はその近傍に配置されており、さ
らに請求項3にかかるコア付きモータでは、請求項1記
載の微少突起部の周方向幅がスロット部の周方向幅と略
同一の幅寸法に形成され、さらにまた請求項4にかかる
コア付きモータでは、請求項1記載の微少突起部におけ
る半径方向への突出量が0.05〜0.15mmの範囲
内に設定されていて、そのように位置及び形状に微少突
起部が配置・形成されたときに最良の結果が得られる。
は、請求項1記載のロータ側に設けられたロータマグネ
ットが矩形状の回転波形を有しており、また、請求項6
にかかるコア付きモータでは、請求項1記載のロータマ
グネットが周方向に複数に分割されて配設された複数個
の分割マグネットから構成されており、さらに、請求項
7にかかるコア付きモータでは、請求項6記載の分割マ
グネットがロータ内部に埋め込まれていて、これらの各
構成のように、矩形状の回転波形が用いられる場合にお
いて発生するコギング波形に対して、本願発明により生
成される相殺波形の打ち消し作用は、特に良好な作用を
奏する。
は、上記請求項1乃至7記載の複数の突極における磁束
集磁面どうしを、連結部を介して一体的に接続した状態
で前記ステータコアの成形を行うプレス工程と、上記プ
レス工程の後に、前記連結部を切断して磁束集磁面から
切り離す切断工程と、を有し、上記切断工程において前
記連結部を切断する際に、前記磁束集磁面側に微少突起
部を段差状に残すようにしていて、このような各工程を
有するコアの製造方法によれば、上述した良好な作用を
奏する磁束集磁面の微少突起部21が、容易かつ高精度
に成形されるようになっている。
基づいて詳細に説明する。まず、図1及び図2に示され
ている実施形態は、インナーロータ型の分割コア付きモ
ータに用いられる6極のステータコア11に対して本発
明を適用したものであって、そのステータコア11にお
いては、円周方向に分割された6個の分割コア12の外
周基部12aが、中空円筒状のモータケース13の内周
壁面に沿って互いに密着した状態で環状に配列されてい
る。これらの各分割コア12の外周基部12aには、半
径方向内方側に向かって放射状に延在する突極12bが
それぞれ設けられており、それらの各突極12bのコア
リブ部12b1に対して、図示を省略した絶縁体を介し
て巻線14がそれぞれ巻回されている。
ブ部12b1の半径方向内端側部分には、当該コアリブ
部12b1を中心として円周方向両側に略円弧状をなす
ようにして張り出す集磁部12b2が設けられている。
それらの各集磁部12b2の内周面には、中心側に配置
されたロータコア15(図2参照)の外周面に対して半
径方向に近接配置される磁束集磁面12b312b3が
形成されている。
向に沿って並列された状態に配置されているが、周方向
において互いに隣接する一対の集磁部12b2,12b
2どうしの間には、隙間つまりスロット部16がそれぞ
れ形成されている。
コア15は、特に図2に示されているように、回転軸1
7に固定された4極構造のものからなり、4体の板状の
分割ロータマグネット18が、上記ロータコア15に形
成されたスリットの内部にそれぞれ埋め込むようにして
装着されている。これらの各ロータマグネット18は、
周方向に不連続的に配置されていることから、矩形状の
回転波形を有することとなる。このとき、上記各分割ロ
ータマグネットは、例えば焼結磁石又はボンド磁石から
形成されており、上記ロータコア15側のスリット側と
の間にガタツキがある場合には、接着剤やボルトなどの
固定手段によって補強的に固定されている。
た磁束集磁面12b3の各々には、前記ロータコア15
側に向かって半径方向に微少量突出した微少突起部21
が、段差形状をなすように形成されている。この微少突
起部21は、前記磁束集磁面12b3の周方向略中央部
分又はその近傍に配置されており、当該微少突起部21
における周方向幅t1が、前記スロット部16が備えて
いる周方向幅t2に対して、半分(1/2)の寸法から
1.5倍(3/2)の寸法の範囲内となるように形成さ
れている((1/2)×t2≦t1≦(3/2)×t
2)。
本実施形態では、上記微少突起部21の周方向幅t1
を、前記スロット部16の周方向幅t2と略同一の幅寸
法となるように形成しているとともに(t1≒t2)、
当該微少突起部21の半径方向への突出量が、0.05
mm〜0.15mmの範囲内に設定されている。
ータでは、突極12bの磁束集磁面12b3に、ロータ
コア15側に向かって半径方向に微少量突出した微少突
起部21が設けられていることから、そのような微少突
起部21の磁気的作用によって、本来のコギング波形に
対して略反対のトルク値を有する相殺波形が形成される
こととなり、その相殺波形のトルクによって上記コギン
グトルクの特にピーク値が良好に打ち消されるようにな
っている。
方向の角度(横軸)に対するコギングトルク(縦軸)
は、破線で表した従来装置に対し、実線で表した上
述の実施形態の場合においてピーク値が大幅に低減され
ていることが解る。また、上述した実施形態では、微少
突起部21における周方向幅t1をスロット部16の周
方向幅t2とほぼ同一(t1≒t2)としているが、微
少突起部21の周方向幅t1をスロット部16の周方向
幅t2の約1.5倍(t1≒1.5×t2)とした場合
には、図3中の一点鎖線で表されているように、上述
した実施形態よりはやや劣るものの、当該場合において
もコギングトルクのピーク値がかなり低減されることが
解る。さらに、微少突起部21の周方向幅t1をスロッ
ト部16の周方向幅t2の約0.5倍(t1≒0.5×
t2)とした場合においては、図3中の二点鎖線で表
されているように、上述した各場合と反対側の領域にコ
ギングトルクが発生するが、そのときのピーク値の絶対
値は、上述した1.5倍の場合と同程度に低減されるこ
とが解る。
ステータコア11は、通常のプレス工程によって成形す
ることができるが、図4に示されている実施形態では、
上記ステータコア11をプレス成形する際に、突極12
bにおける磁束集磁面12b3及び外周基部12aのそ
れぞれから、細長帯状の連結部22,23を一体的に延
出させた形状に一旦成形する。すなわち、この段階で
は、上記各連結部22,23を介して複数の突極12b
どうしが横一列状に一体的に接続された形状にプレス成
形される。
有する状態にてステータコア11を一旦プレス成形して
おき、その後に、切断工程を行って上記各連結部22を
切断し、上記各磁束集磁面12b3及び外周基部12a
の各々から、連結部22,23をそれぞれ切り離す。こ
れによって、複数の突極12bどうしは離間状態になさ
れる。
部22,23をそれぞれ切断する際には、前記磁束集磁
面12b3側に対して、上述した実施形態で説明した微
少突起部21を残すようにして段差形状に切断すること
とする。すなわち、このような各工程を有するコアの製
造方法によれば、上述した実施形態における良好な作用
を奏する微少突起部21が、容易かつ高精度に成形され
ることとなる。
ステータコア31をプレス成形する場合であって、各突
極32bにおける磁束集磁面32b3の周方向中央部分
に、半径方向に向かって放射状に延出する帯状の連結部
42を一体的に形成する。このときの各連結部42は、
コア中心部分に配置された押え板43に収束するように
一体的に接続されている。
に有する状態にステータコア31を一旦プレス成形して
おき、そのプレス工程の後に行う切断工程において上記
連結部42を切断し、各磁束集磁面12b3から連結部
42をそれぞれ切り離すが、その切断工程において、前
記磁束集磁面32b3側に、前述した実施形態における
微少突起部21を段差形状に残すようにして切断を行う
こととする。従って、このような工程を有するコアの製
造方法によれば、良好な作用を奏する微少突起部31
が、容易かつ高精度に成形されることとなる。
施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変形可能であることはいうまでもない。
ータのロータコアとしては、図6に示されているよう
に、板状のロータマグネット18’を半径方向に延在さ
せて環状に配置したものや、図7に示されているよう
に、円弧状に形成されて層状に配置されたロータマグネ
ット18”を環状に配置したものなど、多種多様なタイ
プの磁石埋込型モータに対しても本発明は同様に適用す
ることができる。
構造を有するモータに対しても同様に適用することがで
きる。さらに、上述した実施形態のようなインナーロー
タ型モータに限定されることなく、アウターロータ型モ
ータなど、他の構造のモータに対しても同様に適用可能
である。
項1記載のコア付きモータは、突極の磁束集磁面に、ロ
ータコア側に向かって微少量突出する微少突起部を段差
形状をなすように形成し、その微少突起部における周方
向幅をスロット部の周方向幅に対して1/2〜3/2の
範囲内となるようにしたことによって、本来のコギング
波形に対して略反対のトルク値を有する相殺波形を生成
し、コギングトルクの特にピーク値を良好に打ち消すよ
うにしたものであるから、簡易な構成によってコア付き
モータの回転性能を大幅に向上させることができる。
は、請求項1記載の微少突起部を磁束集磁面の周方向略
中央部分又はその近傍に配置し、さらに請求項3にかか
るコア付きモータは、請求項1記載の微少突起部の周方
向幅をスロット部の周方向幅と略同一の幅に形成し、さ
らにまた請求項4にかかるコア付きモータは、請求項1
記載の微少突起部の半径方向への突出量を0.05〜
0.15mmの範囲内に設定したことによって、それぞ
れ最良の結果を得るようにしたものであり、上述した効
果を好適に得ることができる。
は、請求項1記載のロータコア側に設けたロータマグネ
ットを矩形状の回転波形とし、また、請求項6にかかる
コア付きモータは、請求項1記載のロータマグネットを
周方向に複数に分割して配設した複数個の分割マグネッ
トから構成し、さらに、請求項7にかかるコア付きモー
タは、請求項6記載の分割マグネットをロータコアの内
部に埋め込んだものであり、これらの各場合のように、
矩形状の回転波形が用いられる場合において発生するコ
ギング波形に対して、本願発明により生成される相殺波
形の打ち消し作用は、特に良好なものとすることがで
き、上述した効果を一層好適に得ることができる。
は、上記請求項1乃至7記載の複数の突極における磁束
集磁面どうしを連結部を介して一体的に接続した状態で
ステータコアの成形を行うプレス工程の後に、連結部を
切断して磁束集磁面側に微少突起部を段差状に形成する
ことによって、上述した良好な作用を奏する微少突起部
を容易かつ高精度に成形することができ、本発明にかか
るコア付きモータを効率的に製造することができる。
アの組付状態を表した横断面説明図である。
れるロータコア構造の一例を表した横断面説明図であ
る。
クの改善状態を表した線図である。
る場合のプレス工程の一実施形態を表した部分平面説明
図である。
る場合のプレス工程の他の実施形態を表した平面説明図
である。
の例を表した横断面説明図である。
に他の例を表した横断面説明図である。
例を表した横断面説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ロータコアに対向配置されたステータコ
アに、放射状に延出する複数の突極が設けられ、 それらの各突極の延出端に設けられた集磁部に、上記ロ
ータコア側に対面して磁束を収束させる磁束集磁面が形
成されているとともに、 周方向に隣接する上記集磁部どうしの間にスロット部が
形成されたコア付きモータにおいて、 上記突極の磁束集磁面には、前記ロータコア側に向かっ
て微少量突出する微少突起部が段差形状をなすように形
成され、 その微少突起部の周方向幅が、前記スロット部の周方向
幅に対して、1/2〜3/2の範囲内の寸法となるよう
に形成されていることを特徴とするコア付きモータ。 - 【請求項2】 前記微少突起部が、前記磁束集磁面にお
ける周方向の略中央部分又はその近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載のコア付きモータ。 - 【請求項3】 前記微少突起部の周方向幅が、前記スロ
ット部の周方向幅と略同一の幅寸法に形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載のコア付きモータ。 - 【請求項4】 前記微少突起部21における半径方向へ
の突出量が、0.05〜0.15mmの範囲内に設定さ
れていることを特徴とする請求項1記載のコア付きモー
タ。 - 【請求項5】 前記ロータコア側に設けられたロータマ
グネットが、矩形状の回転波形を有するように着磁され
ていることを特徴とする請求項1記載のコア付きモー
タ。 - 【請求項6】 前記ロータマグネットが、周方向に複数
に分割されて配設された複数個の分割マグネットから構
成されていることを特徴とする請求項1記載のコア付き
モータ。 - 【請求項7】 前記分割マグネットの各々は、ロータコ
アの内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項6
記載のコア付きモータ。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項7記載のステータコ
アを、プレスにより製造するコア付きモータの製造方法
であって、 複数の各突極における磁束集磁面どうしを、連結部を介
して一体的に接続した状態で前記ステータコアの成形を
行うプレス工程と、 上記プレス工程の後に、前記連結部を切断して磁束集磁
面から切り離す切断工程と、を有し、 上記切断工程において前記連結部を切断する際に、前記
磁束集磁面側に微少突起部を段差状に残すようにしたこ
とを特徴とするコアの製造方法。
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