JP2004236487A - ブラシレスモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】モータ出力の低下を抑止しコギングトルクや振動を小さくできる扁平構造のブラシレスモータを提供する。
【解決手段】ロータ１２と空隙を介して対向し、分割したティース１１ａ〜１１ｃにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合し、互いに平行に形成した３つのティース１１ａ〜１１ｃのうち、両端ティース先端部の円弧半径ｒａと中央ティース先端部の円弧半径ｒｂとを異なる寸法とし、中央ティース１１ｂ先端部の円弧の中心のみを回転軸心１２ｏ上に位置させ、空隙δ１＞空隙δ２とすることで、モータ出力を著しく低下させることなく、コギングトルクの小さな扁平型ブラシレスモータが得られる。
【選択図】 図１
【解決手段】ロータ１２と空隙を介して対向し、分割したティース１１ａ〜１１ｃにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合し、互いに平行に形成した３つのティース１１ａ〜１１ｃのうち、両端ティース先端部の円弧半径ｒａと中央ティース先端部の円弧半径ｒｂとを異なる寸法とし、中央ティース１１ｂ先端部の円弧の中心のみを回転軸心１２ｏ上に位置させ、空隙δ１＞空隙δ２とすることで、モータ出力を著しく低下させることなく、コギングトルクの小さな扁平型ブラシレスモータが得られる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平型ブラシレスモータの、特にコア形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸方向に細長く扁平なブラシレスモータとして、図３に示すようなブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３において、ティース５１ａ〜５１ｆに巻線５３を巻装した２つのステータブロック５１ｇとステータブロック５１ｈを水平に配置した扁平型ステータ５１内を複数極に着磁したロータ５２が回転できるように空隙δ５を設けている。
【０００４】
このティース５１ａ〜５１ｆの先端部に形成された円弧部は同じ曲率半径でその中心は回転軸心５２ｏ上にある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３６０９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のブラシレスモータの扁平型ステータ５１は、環状型ステータのティース基部のように外周が当接されていないため対称な磁路が形成されず、このため、コギングトルクや振動が増大するなど、モータ特性の悪化要因となっていた。
【０００７】
このコギングトルク低減対策として、ロータの磁石をスキューする方法や、磁石外周の半径基点とステータのティース先端部に形成された円弧部の基点が異なる偏芯磁石なども考えられるが、これら従来の対策では、コギングトルクの低減はできるものの、コイルの誘起電圧が大きく低下し、モータ回転力の低下につながってしまうという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記のような従来の課題を解決するものであり、モータ出力の低下を抑止しコギングトルクや振動を小さくできる扁平構造のブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のブラシレスモータは、扁平型ステータの互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたもので、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクを低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１に記載のブラシレスモータは、回転自在に支持され周方向に複数極に着磁されたロータと、前記ロータと空隙を介して対向し、分割したティースにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面を接合した扁平型ステータとを備え、前記扁平型ステータで互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたものである。
【００１１】
また、請求項２記載のブラシレスモータは、請求項１に加えて、ティース巻線体の基部面を接合したとき、両端ティース先端部の円弧端と中央ティース先端部の円弧端とが交わる半径としたものである。
【００１２】
このように、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径を異なる寸法とし、ティース巻線体の基部面を接合したとき、ティース先端部の円弧端が交わるような半径にしたもので、両端ティースの円弧部とロータ外径のギャップと中央ティースの円弧部とロータ外径のギャップを変えることで、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクの均衡化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１において、３つのティースごとに分割して積層固着したティース１１ａ〜ティース１１ｃは、絶縁処理を施した後にコイル１３を巻回してティース巻線体としている。
【００１５】
そして、ティース巻線体のティース１１ａ〜ティース１１ｃの隣り合う基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合して第１ステータブロック１１ｇを構成する。同様に、コイルを巻回したティース１１ｄ〜ティース１１ｆの基部面を接合して第２ステータブロック１１ｈを構成し、第１ステータブロック１１ｇと第２ステータブロック１１ｈを対向させて扁平ステータ１１を構成し、図示していないハウジングケースに収納して固定する。
【００１６】
ロータ１２は、厚みが均一な永久磁石１２ａを備えており、その外周面を均等に８分割して交互にＮ，Ｓ着磁している。
【００１７】
ここで、第１ステータブロック１１ｇを構成するティース１１ａ〜ティース１１ｃの形状面の特徴について説明する。ティース１１ａ〜ティース１１ｃはロータ１２の外周に対向する先端円弧面のスロットピッチを対称の６０度に形成する。
【００１８】
そして、互いに平行に形成した３つのティース１１ａ〜ティース１１ｃのうち、中央ティース１１ｂの円弧中心のみを回転軸心１２ｏ上に配置（円弧半径ｒｂ）する。
【００１９】
ティース１１ａの円弧半径ｒａとティース１１ｃの円弧半径ｒｃは、回転軸心１２ｏ上とは異なる点に偏芯させ、ティースの基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合したとき、ティース１１ａ〜ティース１１ｃの円弧が端部で交わるように半径位置を設定（円弧中心ｒａ＝円弧半径ｒｃ＜円弧半径ｒｂ）する。
【００２０】
また、基部面１１ｂａ、１１ｂｂの接合を基本として、各ティースの円弧端における隙間が限りなく小さくなるように設定する（後述する空隙δ２より小さくする）。
【００２１】
さらに、ティース１１ａの先端円弧（およびティース１１ｃの先端円弧）のスロットピッチの１／２（３０度）位置における永久磁石１２ａの外周との空隙をδ１、中央のティース１１ｂの先端円弧とロータ１２の外周との空隙をδ２とすると、空隙δ１＞空隙δ２となる。
【００２２】
なお、第２ステータブロック１１ｈも第１ステータブロック１１ｇと同様であり、説明を省略する。
【００２３】
実施例では、空隙δ１／空隙δ２の比率で１．４〜１．５倍程度（空隙δ１＝０．７ｍｍ、空隙δ２＝０．５ｍｍ）、ティース両端部の肉厚を空隙δ２とほぼ同じ（０．５ｍｍ）に設定することで、下記のような良好な結果が得られた。
【００２４】
図２は、本発明のステータと従来のステータに、それぞれ同じロータを組み込んで構成したモータのコギングトルクを比較したものである。
【００２５】
ロータ外周の各位置に作用する接線力の総和がコギングトルクの大きさとなり、本発明のステータを用いたモータのコギングトルクは０．０１４Ｎｍ、従来のステータコアを用いたモータのコギングトルクは０．０３６Ｎｍであり、大幅に改善することができた。
【００２６】
また、モータの回転を左右するコイルの誘起電圧の比較でも、本発明のステータを用いたモータは、従来モータに比べて１％の低下に収まった。
【００２７】
このように、両端ティース先端の円弧半径を中央ティース先端の円弧半径と異なる寸法にして偏芯させるとともに隣接するティースの円弧端が交わるように半径位置を設定することで、モータ回転力を著しく低下させることなく、コギングトルクを低減できた。
【００２８】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１および請求項２記載の発明によれば、モータ出力を著しく低下させることなく、コギングトルクの小さな扁平型ブラシレスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるモータ平面図
【図２】本発明の実施例と従来例のコギングトルク分布の比較図
【図３】従来の扁平型ブラシレスモータの平面図
【符号の説明】
１１ 扁平ステータ
１１ａ〜１１ｆ ティース
１２ ロータ
１２ａ 永久磁石
１３ コイル
ｒａ、ｒｂ、ｒｃ ティース先端の円弧半径
δ１、δ２ 空隙
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平型ブラシレスモータの、特にコア形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸方向に細長く扁平なブラシレスモータとして、図３に示すようなブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３において、ティース５１ａ〜５１ｆに巻線５３を巻装した２つのステータブロック５１ｇとステータブロック５１ｈを水平に配置した扁平型ステータ５１内を複数極に着磁したロータ５２が回転できるように空隙δ５を設けている。
【０００４】
このティース５１ａ〜５１ｆの先端部に形成された円弧部は同じ曲率半径でその中心は回転軸心５２ｏ上にある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３６０９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のブラシレスモータの扁平型ステータ５１は、環状型ステータのティース基部のように外周が当接されていないため対称な磁路が形成されず、このため、コギングトルクや振動が増大するなど、モータ特性の悪化要因となっていた。
【０００７】
このコギングトルク低減対策として、ロータの磁石をスキューする方法や、磁石外周の半径基点とステータのティース先端部に形成された円弧部の基点が異なる偏芯磁石なども考えられるが、これら従来の対策では、コギングトルクの低減はできるものの、コイルの誘起電圧が大きく低下し、モータ回転力の低下につながってしまうという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記のような従来の課題を解決するものであり、モータ出力の低下を抑止しコギングトルクや振動を小さくできる扁平構造のブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のブラシレスモータは、扁平型ステータの互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたもので、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクを低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１に記載のブラシレスモータは、回転自在に支持され周方向に複数極に着磁されたロータと、前記ロータと空隙を介して対向し、分割したティースにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面を接合した扁平型ステータとを備え、前記扁平型ステータで互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたものである。
【００１１】
また、請求項２記載のブラシレスモータは、請求項１に加えて、ティース巻線体の基部面を接合したとき、両端ティース先端部の円弧端と中央ティース先端部の円弧端とが交わる半径としたものである。
【００１２】
このように、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径を異なる寸法とし、ティース巻線体の基部面を接合したとき、ティース先端部の円弧端が交わるような半径にしたもので、両端ティースの円弧部とロータ外径のギャップと中央ティースの円弧部とロータ外径のギャップを変えることで、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクの均衡化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１において、３つのティースごとに分割して積層固着したティース１１ａ〜ティース１１ｃは、絶縁処理を施した後にコイル１３を巻回してティース巻線体としている。
【００１５】
そして、ティース巻線体のティース１１ａ〜ティース１１ｃの隣り合う基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合して第１ステータブロック１１ｇを構成する。同様に、コイルを巻回したティース１１ｄ〜ティース１１ｆの基部面を接合して第２ステータブロック１１ｈを構成し、第１ステータブロック１１ｇと第２ステータブロック１１ｈを対向させて扁平ステータ１１を構成し、図示していないハウジングケースに収納して固定する。
【００１６】
ロータ１２は、厚みが均一な永久磁石１２ａを備えており、その外周面を均等に８分割して交互にＮ，Ｓ着磁している。
【００１７】
ここで、第１ステータブロック１１ｇを構成するティース１１ａ〜ティース１１ｃの形状面の特徴について説明する。ティース１１ａ〜ティース１１ｃはロータ１２の外周に対向する先端円弧面のスロットピッチを対称の６０度に形成する。
【００１８】
そして、互いに平行に形成した３つのティース１１ａ〜ティース１１ｃのうち、中央ティース１１ｂの円弧中心のみを回転軸心１２ｏ上に配置（円弧半径ｒｂ）する。
【００１９】
ティース１１ａの円弧半径ｒａとティース１１ｃの円弧半径ｒｃは、回転軸心１２ｏ上とは異なる点に偏芯させ、ティースの基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合したとき、ティース１１ａ〜ティース１１ｃの円弧が端部で交わるように半径位置を設定（円弧中心ｒａ＝円弧半径ｒｃ＜円弧半径ｒｂ）する。
【００２０】
また、基部面１１ｂａ、１１ｂｂの接合を基本として、各ティースの円弧端における隙間が限りなく小さくなるように設定する（後述する空隙δ２より小さくする）。
【００２１】
さらに、ティース１１ａの先端円弧（およびティース１１ｃの先端円弧）のスロットピッチの１／２（３０度）位置における永久磁石１２ａの外周との空隙をδ１、中央のティース１１ｂの先端円弧とロータ１２の外周との空隙をδ２とすると、空隙δ１＞空隙δ２となる。
【００２２】
なお、第２ステータブロック１１ｈも第１ステータブロック１１ｇと同様であり、説明を省略する。
【００２３】
実施例では、空隙δ１／空隙δ２の比率で１．４〜１．５倍程度（空隙δ１＝０．７ｍｍ、空隙δ２＝０．５ｍｍ）、ティース両端部の肉厚を空隙δ２とほぼ同じ（０．５ｍｍ）に設定することで、下記のような良好な結果が得られた。
【００２４】
図２は、本発明のステータと従来のステータに、それぞれ同じロータを組み込んで構成したモータのコギングトルクを比較したものである。
【００２５】
ロータ外周の各位置に作用する接線力の総和がコギングトルクの大きさとなり、本発明のステータを用いたモータのコギングトルクは０．０１４Ｎｍ、従来のステータコアを用いたモータのコギングトルクは０．０３６Ｎｍであり、大幅に改善することができた。
【００２６】
また、モータの回転を左右するコイルの誘起電圧の比較でも、本発明のステータを用いたモータは、従来モータに比べて１％の低下に収まった。
【００２７】
このように、両端ティース先端の円弧半径を中央ティース先端の円弧半径と異なる寸法にして偏芯させるとともに隣接するティースの円弧端が交わるように半径位置を設定することで、モータ回転力を著しく低下させることなく、コギングトルクを低減できた。
【００２８】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１および請求項２記載の発明によれば、モータ出力を著しく低下させることなく、コギングトルクの小さな扁平型ブラシレスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるモータ平面図
【図２】本発明の実施例と従来例のコギングトルク分布の比較図
【図３】従来の扁平型ブラシレスモータの平面図
【符号の説明】
１１ 扁平ステータ
１１ａ〜１１ｆ ティース
１２ ロータ
１２ａ 永久磁石
１３ コイル
ｒａ、ｒｂ、ｒｃ ティース先端の円弧半径
δ１、δ２ 空隙
Claims (2)
- 回転自在に支持され周方向に複数極に着磁されたロータと、前記ロータと空隙を介して対向し、分割したティースにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面を接合した扁平型ステータとを備え、前記扁平型ステータで互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたことを特徴とするブラシレスモータ。
- ティース巻線体の基部面を接合したとき、両端ティース先端部の円弧端と中央ティース先端部の円弧端とが交わる半径とした請求項１記載のブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003025588A JP2004236487A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003025588A JP2004236487A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | ブラシレスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004236487A true JP2004236487A (ja) | 2004-08-19 |
Family
ID=32953828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003025588A Pending JP2004236487A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004236487A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013207920A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機 |
| EP3252923A1 (de) * | 2016-05-30 | 2017-12-06 | Magna Auteca GmbH | Zwei-phasen elektromotor |
| EP3358713A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | LG Electronics Inc. | Motor |
-
2003
- 2003-02-03 JP JP2003025588A patent/JP2004236487A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013207920A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機 |
| EP3252923A1 (de) * | 2016-05-30 | 2017-12-06 | Magna Auteca GmbH | Zwei-phasen elektromotor |
| EP3358713A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | LG Electronics Inc. | Motor |
| US10601290B2 (en) | 2017-02-03 | 2020-03-24 | Lg Electronics Inc. | Motor |
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