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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