JP2012217325A - モータ及び電動ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータMは、径方向内側に延びるティース11aが周方向に12個設けられ、該ティース11aに巻線12が巻装された12スロットのステータ10と、ステータ10の内側に配置されるロータコア22の周方向に一方の磁極を構成するマグネット23が4個埋め込み配置されるとともに、ロータコア22に設けられた突極22bが各マグネット23間に空隙Kを以て配置され、突極22bを他方の磁極として機能するように構成された8磁極のロータ20とを備え、各相間の誘起電圧の波形に基づいてロータ20の回転位置が検出されて巻線12に供給される駆動電流が制御される。そして、一方の磁極の両端電気角をA、他方の磁極の両端電気角をBとして、A=(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)±8%を満たすように設定される。
【選択図】図1
Description
請求項4に記載の発明では、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータと、前記モータを収容するケースと、前記ケース内で前記ロータと一体回転可能に設けられたインペラ部材とを備えたことを要旨とする。
図1(a)に示すように、インナロータ型のブラシレスモータ(以下、単にモータという)Mのステータ10は、径方向内側に延びるティース11aが周方向に12個設けられたステータコア11と、前記ティース11aに順次巻装された3相(U相,V相,W相)の巻線12とからなる12スロットのものが用いられている。
A=(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)±8%
を満たすように設定され、
具体的にはAが108°(機械角で27°)で、Bが132°(機械角で33°)に設定されている。
(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)×0.92≦A≦(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)×1.08を満たすように設定されている。
0.92≦A/(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)≦1.08
を満たすように設定されている。
を満たせば(図3の曲線X上にあれば)、波形が図4及び図5に示すようになる。そして、その±8%(図3の2点鎖線で囲まれた範囲)では、通常の(突極を有さず全てのマグネットが全ての磁極を構成する)モータの誘起電圧の波形に対して同等以上に乱れていない波形となる(例えば正弦波に対する歪み率が1.3%となる)。尚、図4は、A=6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102に設定された(図3の曲線X上にある)モータの各相(U相、V相、W相)の誘起電圧の波形であって、正弦波に対する歪み率が0.9%となっている。又、図5は、A=6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102に設定された(図3の曲線X上にある)モータ(Y結線及びΔ結線)の各端子間(U−V間、V−W間、W−U間)の誘起電圧の波形である。
ロータ20が回転を開始すると、その回転に応じて誘起電圧が生じる。すると、制御装置51にて、各端子間(U−V間、V−W間、W−U間)の誘起電圧の波形(図5参照)に基づいて(それを制御信号として)具体的には0[V]を境にして回転位置パルス信号が生成され、該回転位置パルス信号に基づいて転流信号が生成され、巻線12に供給する駆動電流が切り換えられる。このとき生じる誘起電圧の波形は乱れていないため、良好にロータ20が回転制御されることになる。
(1)ティース11aの数(12個)はマグネット23の数(4個)の3倍であるため、各マグネット23は常に3相の内のある1つの同じ相(U相又はV相又はW相)のティース11aに対向することになる。そして、一方の磁極(マグネット23の磁極)の両端電気角は、他方の磁極(突極22bの磁極)の両端電気角よりも小さいため、マグネット23及び空隙Kがロータコア22の外縁よりも内側に配置されても、マグネット23のティース11aに働く吸引力は狭い範囲に集中し、マグネット23とティース11aが向かい合った状態で停止し易くなる。よって、始動時に同じ位置から回転を開始する確率が増えるので、短時間で安定した誘起電圧を取得し易くでき、誘起電圧を用いた制御を開始するまでの時間を平均的に短くすることが可能となる。
・上記実施の形態では特に言及していないが、上記実施の形態のモータMを用いた何らかの駆動装置に具体化してもよく、例えば、図9に示すように、上記実施の形態のモータMを用いた電動ポンプ61に具体化してもよい。詳しくは、この電動ポンプ61は、略有底筒状のモータハウジング62と、モータハウジング62の開口端に固定され吸入口63a及び排出口63bを有したポンプハウジング63と、モータハウジング62の底部外側に固定されるエンドハウジング64とからなるケース65を備える。又、電動ポンプ61は、前記モータハウジング62の筒部62aに保持された前記ステータ10と、モータハウジング62の底部内側に固定されたシャフト66と、そのシャフト66に回転可能に支持された前記ロータ20と、そのロータ20と一体回転可能に設けられたインペラ部材67とを備える。又、この電動ポンプ61は、前記モータハウジング62の底部外側と前記エンドハウジング64とに囲まれた収容部内に保持されて上記実施の形態の制御装置51を構成する制御回路基板68を備える。このように構成された電動ポンプ61では、良好にセンサレスの駆動方法を採用することが可能となるとともに、例えば電動ポンプ61の小型軽量化を図ることができる。
Claims (4)
- 径方向内側に延びるティースが周方向に3×n(但しnは自然数)個設けられ、該ティースに3相の巻線が順次巻装された3×nスロットのステータと、
前記ステータの内側に配置されるロータコアの周方向に一方の磁極を構成するマグネットがn個配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成された2×n磁極のロータと
を備え、各相間の誘起電圧の波形に基づいて前記ロータの回転位置が検出されて前記巻線に供給される駆動電流が制御されるモータであって、
前記マグネット及び前記空隙は、前記ロータコアの外縁よりも内側に配置され、
前記一方の磁極の両端電気角は、前記他方の磁極の両端電気角よりも小さくなるように設定されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記一方の磁極の両端電気角をA、前記他方の磁極の両端電気角をBとして、
0.92≦A/(6.10×10−3×B2−8.69×10−1×B+1.14×102)≦1.08
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 - 請求項2に記載のモータにおいて、
12スロット、8磁極で、前記一方の磁極の機械角が27°、前記他方の磁極の機械角が33°に設定されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータと、
前記モータを収容するケースと、
前記ケース内で前記ロータと一体回転可能に設けられたインペラ部材と
を備えたことを特徴とする電動ポンプ。
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