JP2018074811A - モータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】隣り合うコア部材の間のギャップの大きさを好適に管理できるモータ装置を提供する。【解決手段】ステータコア26と、ステータコア26を位置決めするための位置決め構造体と、を備え、ステータコア26は、ロータ14の周りに周方向に並べられた複数のコア部材30を用いて構成され、コア部材30は、ロータ14と径方向に先端面が対向する複数のティース部36を有し、位置決め構造体は、複数のコア部材30のそれぞれと当接することによって、複数のコア部材30のそれぞれを位置決めする複数の位置決め部44を有し、複数の位置決め部44には、周方向に隣り合うコア部材30のそれぞれのティース部36の先端部に当接する第1位置決め部44−Aが含まれることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、モータ装置に関する。
従来より、種々の機械装置の駆動源として、ステータとロータとを備えたモータ装置が用いられている。このモータ装置を構成するステータは、通常、複数のティース部が設けられたステータコアと、ステータコアのティース部に巻き回される複数のコイルとを備えている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ステータコアに関して、ロータの周りに並べられた複数のコア部材を用いて構成する場合がある。この場合、個々のコア部材は互いに繋がっていないため、これらが一体化されている場合と比べて、互いに相対変位し易くなる。このため、隣り合うコア部材に励磁される磁極の影響によって、個々のコア部材が互いに近づく方向に相対変位する可能性がある。このような相対変位が生じると、複数のコア部材の間のギャップが狭まり、これらの間を通る漏れ磁束の増大を招きかねないため、その対策が求められる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の1つは、隣り合うコア部材の間のギャップの大きさを好適に管理できるモータ装置を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明のある態様はモータ装置である。モータ装置は、ステータコアと、前記ステータコアを位置決めするための位置決め構造体と、を備え、前記ステータコアは、ロータの周りに周方向に並べられた複数のコア部材を用いて構成され、前記コア部材は、前記ロータと径方向に先端面が対向する複数のティース部を有し、前記位置決め構造体は、前記複数のコア部材のそれぞれと当接することによって、前記複数のコア部材のそれぞれを位置決めする複数の位置決め部を有し、前記複数の位置決め部には、前記周方向に隣り合う前記コア部材のそれぞれの前記ティース部の先端部に当接する第1位置決め部が含まれる。
この態様によれば、隣り合うコア部材のティース部に作用する吸引力に起因する、隣り合うコア部材のティース部の互いに近づく方向での相対変位を確実に防止できる。これにより、複数のコア部材の間でのギャップの狭まりを防止でき、このギャップの大きさを好適に管理できる。
以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素の一部を省略したり、構成要素の寸法を拡大、縮小して示す。また、共通点のある別々の構成要素には、符号の末尾に「−A、−B、−C」等と付すことで区別し、総称するときはこれらを省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のモータ装置10の内部構造を示す平面図である。モータ装置10は、例えば、パワーウィンドウ等の外部機器を駆動するためのものである。モータ装置10は、主に、ステータ12と、ロータ14と、制御部(不図示)と、ハウジング16と、減速機構18と、出力軸20とを備える。本実施形態のモータ装置10は、ステッピングモータとして機能する。また、本実施形態のモータ装置10は、ロータ14の回転動力を減速したうえで出力軸20から外部機器に出力するアクチュエータとして機能する。ステータ12、ロータ14、制御部の詳細は後述する。
図1は、第1実施形態のモータ装置10の内部構造を示す平面図である。モータ装置10は、例えば、パワーウィンドウ等の外部機器を駆動するためのものである。モータ装置10は、主に、ステータ12と、ロータ14と、制御部(不図示)と、ハウジング16と、減速機構18と、出力軸20とを備える。本実施形態のモータ装置10は、ステッピングモータとして機能する。また、本実施形態のモータ装置10は、ロータ14の回転動力を減速したうえで出力軸20から外部機器に出力するアクチュエータとして機能する。ステータ12、ロータ14、制御部の詳細は後述する。
ハウジング16は、ステータ12、ロータ14等を収容する。ハウジング16は、ステータ12のステータコア26(後述する)やロータ14を支持するモータベースとして機能する。また、ハウジング16は、ロータ14の回転軸方向の直交面と平行な方向(周方向及び径方向)にステータコア26を位置決めするための位置決め構造体として機能する。ハウジング16は、合成樹脂等を素材とする成形品である。ハウジング16は、ハウジング16を分割した形状をもつ一対のハウジング部材(本図では単数のハウジング部材のみ図示)を組み付けて構成される。
減速機構18は、ロータ14の回転軸22(後述する)から入力される回転動力を減速して出力軸20に伝達するためのものである。減速機構18は、複数の歯車18aを用いて構成される。図1では歯車18aの歯部を省略してピッチ円を実線で示す。
出力軸20は、ロータ14から減速機構18を通して伝達される回転動力を出力するためのものである。出力軸20は、ハウジング16に回転自在に支持される。
図2は、ステータ12やロータ14の一部を周辺構造とともに示す平面図である。ロータ14はインナーロータであり、ロータ14の外周側にはステータ12が配置される。ロータ14は、ハウジング16に回転自在に支持される回転軸22と、回転軸22と一体に回転可能なマグネット24とを有する。以下、各構成要素の位置関係に関して、ロータ14の回転軸方向、周方向、径方向を用いて説明する。
マグネット24は、本実施形態において、全体としてロータ14の回転軸方向に延びる環状をなしている。マグネット24は、ステータ12と径方向に対向する外周面に周方向に沿ってS極とN極とが交互に設けられるように着磁される。マグネット24の各磁極は、ロータ14の回転軸心周りに予め定められた角度ピッチで配置される。各磁極は、本実施形態では、36度ピッチで配置され、ロータ14の極数は10極、つまり、偶数極となる。
ステータ12は、ステータコア26と、ステータコア26の一部に巻き回される複数相のコイル28とを有する。ステータコア26は、ロータ14の周りに周方向に並べられた複数のコア部材30を用いて構成される。本実施形態では三つのコア部材30を用いて構成される。以下、説明の便宜のため、図中上側にあるコア部材30を第1コア部材30−Aとし、第1コア部材30−Aから時計回り方向に順に並ぶ他のコア部材30を第2コア部材30−B、第3コア部材30−Cという。
複数のコア部材30は、ハウジング16を構成する一対のハウジング部材の間に挟まれることで、ハウジング16に固定される。複数のコア部材30のそれぞれは、本実施形態において同等の形状をもつ。
図3は、図2の矢視Aから見たステータコア26と周辺構造の一部を示す図である。本実施形態のコア部材30は、ロータ14の回転軸方向Xに積層される複数のコアプレート32を有する。複数のコアプレート32は、かしめ、溶接等により一体化される。コアプレート32は、電磁鋼板等のような磁性材料を用いて構成される。
図4は、図2の一部の拡大図である。コア部材30は、ロータ14の周方向に延びる周部34と、周部34からロータ14に向けて径方向に突き出る複数のティース部36とを有する。複数のティース部36は、ロータ14と径方向に先端面36aが対向している。
ステータコア26の全ティース部36の先端面36aは、ロータ14の回転中心周りに予め定められた角度ピッチで配置される。全ティース部36の先端面36aは、本実施形態では、40度ピッチで配置され、ステータ12の極数は9極、つまり、奇数極となる(図2も参照)。
ティース部36には、他のコア部材30のティース部36と周方向に隣り合う第1ティース部36−Aと、第1ティース部36−Aとの間にスロット部38を形成する第2ティース部36−Bとが含まれる。本実施形態の第1ティース部36−Aは、コア部材30の周部34の周方向での両端部のそれぞれから突き出ている。本実施形態の第2ティース部36−Bは、コア部材30の周部34の周方向での中間部から突き出ている。第1ティース部36−Aにはコイル28が巻き回されておらず、第2ティース部36−Bにはコイル28が巻き回される。
第1ティース部36−Aには、基端部から先端面に向かう途中位置にスロット部38の幅を狭める方向に折れ曲がる曲げ部36bが設けられる。第1ティース部36−Aは、第1ティース部36−Aの曲げ部36bより先端側にある先端側部分36cと、第1ティース部36−Aの曲げ部36bより基端側にある基端側部分36dとを有する。
第1ティース部36−Aの先端側部分36cは、ロータ14の回転中心Cに向けて延びている。第1ティース部36−Aの基端側部分36dは、第2ティース部36−Bと平行に延びている。スロット部38の幅Wは、第1ティース部36−Aの基端側部分36dと第2ティース部36−Bとの間で、スロット部38の深さ方向に同等の大きさに設定されることになる。第2ティース部36−Bは、周部34からロータ14の回転中心Cに向けて直線状に延びている。第1ティース部36−Aの幅は第2ティース部36−Bの幅より大きくなるように設定される。これに伴い、第1ティース部36−Aの先端面36aの弧長は、第2ティース部36−Bの先端面36aの弧長より大きくなるように設定される。
複数のコア部材30は互いに周方向に離間して配置され、周方向に隣り合うコア部材30の間にはギャップ40が形成される。このギャップ40は、本実施形態では、隣り合うコア部材30の第1ティース部36−Aの先端側部分36cの側面36caの間に形成される。このギャップ40の最も狭くなる箇所での寸法La(最内径側の寸法)は、ロータ14の外周面とステータ12のティース部36の先端面36aとの間に形成されるエアギャップ42の径方向での寸法Lbより大きくなるように設定される。
図3、図4に示すように、ハウジング16は、複数のコア部材30のそれぞれと当接することによって、複数のコア部材30のそれぞれを位置決めする複数の位置決め部44を有する。本実施形態の位置決め部44は、ハウジング16の内面から回転軸方向Xに突き出る柱状の突起である。
複数の位置決め部44には、周方向に隣り合うコア部材30のそれぞれの第1ティース部36−Aに当接する第1位置決め部44−Aと、ロータ14とは径方向の反対側にあるコア部材30の外周面30bと当接する第2位置決め部44−Bとが含まれる。何れの位置決め部44もコア部材30の外面に当接する。本明細書でのコア部材30の「外面」とは、コア部材30の外形をなす面をいい、コア部材30に設けた閉断面の穴を形成する面は除かれる。第1位置決め部44−Aは、複数のコア部材30の間毎に配置される。各位置決め部44は、コア部材30の複数のコアプレート32の全てに当接している。
複数の位置決め部44は、本実施形態において、一つのコア部材30につき少なくとも三つのものが対応して設けられる。一つのコア部材30に対応する三つの位置決め部44とは、二つの第1位置決め部44−Aと一つの第2位置決め部44−Bである。この二つの第1位置決め部44−Aには、一つのコア部材30と時計回り方向(周方向の一方側)に隣り合う他のコア部材30との間に配置されるものと、その一つのコア部材30と反時計回り方向(周方向の他方側)に隣り合うコア部材30との間に配置されるものとが含まれる。コア部材30は、コア部材30に対応する三つの位置決め部44の内側に圧入(無理嵌め)されている。
一つのコア部材30に対応する二つの第1位置決め部44−Aは、コア部材30の二つの第1ティース部36−Aそれぞれの先端部と当接する。詳しくは、二つの第1位置決め部44−Aは、コア部材30の二つの第1ティース部36−Aそれぞれの先端側部分36cの側面36caと当接する。これにより、これら二つの第1位置決め部44−Aは、コア部材30の周方向の両側の変位を規制するように、コア部材30を周方向の両側に位置決めする。また、二つの第1位置決め部44−Aは、コア部材30のロータ14に近づく径方向での変位を規制するように、コア部材30を径方向に位置決めする。
第2位置決め部44−Bは、ロータ14とは径方向の反対側にあるコア部材30の外周面30bと当接することで、コア部材30のロータ14から離れる径方向での変位を規制するように、コア部材30を径方向に位置決めする。
このように、一つのコア部材30に対応する複数の位置決め部44は、コア部材30の周方向及び径方向での変位を規制するように、一つのコア部材30を周方向及び径方向に位置決めする。
図2に示すように、コア部材30の数をn個(nは3以上の自然数)としたとき、本実施形態では3個のコア部材30が用いられている。複数の位置決め部44には、3個の第1位置決め部44−Aと、3個の第2位置決め部44−Bとが含まれている。この3個のコア部材30は、これら3個の第1位置決め部44−Aと、3個の第2位置決め部44−Bとによって、ロータ14の周方向及び径方向に位置決めされている。
一つのコア部材30に対応して設けられる三つの位置決め部44のうち、二つの第1位置決め部44−Aは、周方向に隣り合う他のコア部材30に対応して設けられる他の第1位置決め部44−Aと共用されている。たとえば、第1コア部材30−Aに対応して設けられる第1位置決め部44−Aは、第1コア部材30−Aと時計回り方向に隣り合う第2コア部材30−Bに対応して設けられる第1位置決め部44−Aと共用されている。また、第1コア部材30−Aに対応して設けられる第1位置決め部44−Aは、第1コア部材30−Aと反時計回り方向に隣り合う第3コア部材30−Cに対応して設けられる第1位置決め部44−Aと共用されている。
なお、第1位置決め部44−Aより径方向外側に設けられるスペース46は、ステータ12やロータ14とは別の部材の配置スペースとして用いられる。
図5は、モータ装置10の制御系を示す構成図である。本実施形態のコイル28には、図2、図5に示すように、第1相の第1コイル28−Aと、第2相の第2コイル28−Bと、第3相の第3コイル28−Cとが含まれる。第1コイル28−Aは第1コア部材30−Aの第2ティース部36−Bに巻き回され、第2コイル28−Bは第2コア部材30−Bの第2ティース部36−Bに巻き回され、第3コイル28−Cは第3コア部材30−Cの第2ティース部36−Bに巻き回される。
制御部48は、複数相のコイル28への通電状態を制御する。本実施形態の制御部48は、上位の外部制御装置から入力されるパルス信号に従って、予め定められた励磁方式により複数相のコイル28に通電する駆動回路である。制御部48は、ハウジング16内に収容される回路基板(不図示)に実装される。制御部48には、不図示の外部電源から電力が供給されており、制御部48は、この電力を用いて複数相のコイル28に通電する。
図6(a)〜図6(f)は、制御部48によるコイル28に対する通電状態の切り替え方を時系列的に順に並べた図である。図6(b)〜(f)では図6(a)の通電状態からの角度の変化も併せて示す。本実施形態の制御部48は、二相励磁方式により複数相のコイル28に通電する。この励磁方式では、外部制御装置からパルス信号が入力される度に、複数相のコイル28のそれぞれに対する通電状態を切り替える。
詳しくは、制御部48は、パルス信号が入力される度に、通電先のコイル28を1相ずつロータ14の回転方向(本例では時計回り方向)にずらすように複数相のコイル28に対する通電状態を切り替える。例えば、図6(a)に示すように、第1コイル28−Aと第3コイル28−Cに通電しているとき、制御部48は、パルス信号が入力されると、図6(b)に示すように、第1コイル28−Aと第2コイル28−Bとに通電先を切り替える。
ここで、制御部48による通電状態の切り替え前後で、通電状態が維持されるコイル28(以下、通電維持コイルという)と、新たに通電状態に切り替えられるコイル(以下、通電開始コイルという)とがある。図6(a)の状態から図6(b)の状態に切り替えられる場合を例にすると、第1コイル28−Aが通電維持コイルとなり、第2コイル28−Bが通電開始コイルとなる。本実施形態の制御部48は、通電状態の切り替え前後で、通電維持コイル(例えば、図6(a)、図6(b)の第1コイル28−A)に対する通電方向は切り替えないように制御する。また、本実施形態の制御部48は、通電維持コイルが巻き回される第2ティース部36−Bの磁極とは異なる磁極が、通電開始コイルが巻き回される第2ティース部36−Bに励磁されるように、通電開始コイルに対する通電方向を制御する。図6(a)の状態から図6(b)の状態に切り替えられる場合を例にすると、制御部48は、第1コイル28−Aが巻き回される第2ティース部36−Bの磁極(S極)とは異なる磁極(N極)が、第2コイル28ーBが巻き回される第2ティース部36−Bに励磁されるように、第2コイル28−Bに対する通電方向を制御する。
これにより、ステータコア26の複数のティース部36のうちの一部のティース部36には、ステータ12及びロータ14に固有のステップ角度θの分だけロータ14を回転させるための磁界が生成される。ロータ14は、ステータコア26が生成する磁界に基づいて、ステップ角度θの分だけ回転する。制御部48は、外部制御装置からパルス信号が入力される度に、複数相のコイル28に対する通電状態を切り替え、パルス信号の入力数に比例する大きさのステップ角度θの分だけロータ14を回転させる。
ここで、制御部48は、複数相のコイル28のうちの一部の相のコイル28に通電し、残りの相のコイル28には通電しない。例えば、本実施形態の制御部48は、図6(a)に示すように、第1相の第1コイル28−Aと第3相の第3コイル28−Cとに通電するとき、第2相の第2コイル28−Bには通電しない。このとき、第1コイル28−Aが巻き回されている第1コア部材30−Aの各ティース部36と、第3コイル28−Cが巻き回されている第3コア部材30−Cの各ティース部36とは、周方向に異なる磁極が並ぶように励磁される。また、第2コイル28−Bが巻き回されている第2コア部材30−Bの各ティース部36には磁極が励磁されない。このように、制御部48は、複数相のコイル28のうちの一部の相のコイル28に通電する励磁方式を用いてコイル28に通電することで、ロータ14を回転させる。
以上のモータ装置10の作用効果を説明する。
前述のように、隣り合うコア部材30のティース部36の先端部が異なる磁極に励磁されたとき、これらの間には互いに引き合う吸引力(磁力)が作用する。仮に、隣り合うコア部材30のティース部36の間に第1位置決め部44−Aが設けられていない場合を考える。この場合、これらに作用する吸引力に起因して、隣り合うコア部材30のティース部36が互いに近づく方向に相対変位し、これらの先端部の間のギャップ40が狭まる恐れがある。このギャップ40が狭まると、隣り合うコア部材30のティース部36の間を通る漏れ磁束が増大し、ロータ14から出力されるトルクが低減する恐れがある。
前述のように、隣り合うコア部材30のティース部36の先端部が異なる磁極に励磁されたとき、これらの間には互いに引き合う吸引力(磁力)が作用する。仮に、隣り合うコア部材30のティース部36の間に第1位置決め部44−Aが設けられていない場合を考える。この場合、これらに作用する吸引力に起因して、隣り合うコア部材30のティース部36が互いに近づく方向に相対変位し、これらの先端部の間のギャップ40が狭まる恐れがある。このギャップ40が狭まると、隣り合うコア部材30のティース部36の間を通る漏れ磁束が増大し、ロータ14から出力されるトルクが低減する恐れがある。
この点、本実施形態によれば、隣り合うコア部材30のティース部36の先端部に当接する第1位置決め部44−Aが設けられている。よって、これらに作用する吸引力に起因する、隣り合うコア部材30のティース部36の互いに近づく方向での相対変位を確実に防止できる。これにより、複数のコア部材30の間でのギャップ40の狭まりを防止でき、このギャップ40の大きさを好適に管理できる。
また、このようにコア部材30を位置決めするうえで、コア部材30の一部に穴を設け、その穴にピン状の位置決め部を挿通し、コア部材30の外面ではなく内面に位置決め部を当接させる手法も考えられる。この点、本実施形態によれば、第1位置決め部44−Aは、隣り合うコア部材30のティース部36の先端部の外面に当接しており、コア部材30に穴を設けずとも、隣り合うコア部材30の互いに近づく方向での相対変位を防止できる。よって、コア部材30に穴あけ加工をせずともよくなり、前述のようにギャップ40の大きさを好適に管理しつつも、穴あけ加工に伴う歩留まりの低下を防止できる。
また、第1位置決め部44−Aには、一つのコア部材30と時計回り方向に隣り合う他のコア部材30との間に配置されるものと、一つのコア部材30と反時計回り方向に隣り合う他のコア部材30との間に配置されるものとが含まれる。よって、一つのコア部材30に対して周方向に隣り合う何れのコア部材30との間で吸引力が作用しても、そのコア部材30との間でのギャップ40の狭まりを防止できる。
また、一つのコア部材30に対応する複数の位置決め部44は、そのコア部材30の径方向両側での変位を規制するように、そのコア部材30を径方向に位置決めする。よって、コア部材30とロータ13との間のエアギャップ42の大きさ(図4の寸法Lb)を精度よく管理できるようになり、その大きさの変動に起因するトルクムラの発生を抑えられる。
また、コア部材30のティース部36にはロータ14との間で吸引力や反発力が磁力として作用し、コア部材30は、その磁力に起因してロータ14に対して相対変位しようとする。ここで、第1位置決め部44−Aは、この磁力が作用する箇所となる、コア部材30の第1ティース部36−Aの先端部に当接しており、その磁力が作用する力点に近い箇所でコア部材30を位置決めしている。よって、コア部材30の磁力が作用する力点から遠い箇所でコア部材30を位置決めする場合と比べて、ロータ14との間で作用する磁力に起因するコア部材30のがたつきを抑え易くなる利点がある。
また、コア部材30は、コア部材30に対応する複数の位置決め部44の内側に圧入されており、ハウジング16に対する固定度が高められている。よって、コア部材30に振動が入力されたときでも、ロータ14に対するコア部材30の位置の変化を抑え易くなり、ロータ14との間のエアギャップ42の大きさの変化を防止することで、トルク特性等の諸性能を確保し易くなる。
また、3個のコア部材30は、3個の第1位置決め部44−Aと3個の第2位置決め部44−Bによって、ロータ14の周方向及び径方向に位置決めされている。よって、3個のコア部材30を周方向及び径方向に位置決めしつつ、この位置決めに用いられる位置決め部44の数を少なく抑えられる。特に、コア部材30に穴あけ加工をせずとも、この位置決めに用いられる位置決め部44の数を抑えられる点で利点がある。
また、隣り合うコア部材30の第1ティース部36−Aには、スロット部38の幅を狭める方向に折れ曲がる曲げ部36bが設けられ、第1位置決め部44−Aは、その曲げ部36bより先端側の先端側部分36cの側面に当接している。よって、第1ティース部36−Aに曲げ部36bがない場合と比べて、隣り合うコア部材30の間に周方向寸法の大きいギャップ40を確保しつつ、隣り合うコア部材30の第1ティース部36−Aに対する第1位置決め部44−Aの接触面積を確保し易くなる。このため、隣り合うコア部材30の間での漏れ磁束の増大を抑えつつ、ハウジング16に対するコア部材30の固定度を高め易くなる。
また、スロット部38の幅は、第1ティース部36−Aの基端側部分36dと第2ティース部36−Bとの間で深さ方向に同等の大きさに設定される。よって、この幅が深さ方向に向かって徐々に増大する場合と比べて、第1ティース部36−Aの根本部と第2ティース部36−Bの根本部との間の空間を通して磁力が伝わり易くなり、それだけコア部材30の起磁力を高め易くなる。
また、複数のコア部材30のそれぞれは同等の形状をもつため、個々のコア部材30の起磁力を同等にできるうえ、部品点数の削減により管理コストの削減を図れる。また、複数のコア部材30のそれぞれが同等の形状をもつため、コギングトルクの低減を図り易くなる。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態のステータ12やロータ14の一部を周辺構造とともに示す平面図である。図8は、図7のB−B線断面図である。第2実施形態のモータ装置10は、第1実施形態と比べて、ステータコア26を位置決めするための構造として、図2の位置決め部44とは別の構造を用いている点で異なる。
図7は、第2実施形態のステータ12やロータ14の一部を周辺構造とともに示す平面図である。図8は、図7のB−B線断面図である。第2実施形態のモータ装置10は、第1実施形態と比べて、ステータコア26を位置決めするための構造として、図2の位置決め部44とは別の構造を用いている点で異なる。
第2実施形態のコア部材30の複数のコアプレート32には、複数のコアプレート32を一体化するかしめ部50が形成される。かしめ部50は、複数のコアプレート32の一部をロータ14の回転軸方向Xに塑性変形させるようにかしめることで形成される。複数のコアプレート32のうちの最も外側(図8中の下側)にあるコアプレート32にはコアプレート32から回転軸方向Xに突き出るようにかしめ部50が形成される。
第2実施形態のコア部材30は、ロータ14の回転軸方向Xに突き出る凸部からなる第1嵌合部52を複数有する。第1嵌合部52は、コア部材30の複数のコアプレート32のうちの最も外側(図8中の下側)にあるコアプレート32のかしめ部50である。
ハウジング16は、コア部材30の第1嵌合部52と対応する位置に形成される複数の第2嵌合部54を有する。本実施形態の第2嵌合部54は、ハウジング16の内面に形成されるとともに、ロータ14の回転軸方向Xに窪む凹部により構成される。複数の第2嵌合部54のそれぞれにはコア部材30の対応する第1嵌合部52が嵌め込まれる。複数の第2嵌合部54は、複数の第1嵌合部52それぞれとの嵌め合いにより、ロータ14の径方向及び周方向にコア部材30を位置決めする。
本実施形態のモータ装置10によれば、コア部材30の第1嵌合部52とハウジング16の第2嵌合部54との嵌め合いにより、コア部材30を位置決めできる。また、複数のコアプレート32を一体化するかしめ部50を用いてコア部材30を位置決めできる。よって、コア部材30を位置決めするための他の部位をコア部材30に設ける必要がなくなり、加工工数の削減による製品コストの軽減を図れる。
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
モータ装置10は、ステータ12、ロータ14、ハウジング16の他に、減速機構18と、出力軸20とを有するアクチュエータを例に説明したが、これに限れない。たとえば、モータ装置10は、減速機構18と出力軸20とがなくともよい。
実施形態では、ステータコア26を位置決めするための位置決め構造体の一例としてハウジング16を説明したが、位置決め構造体はこれに限られない。位置決め構造体は、例えば、ハウジング16内に収容される回路基板等でもよい。
ステータコア26は、複数のコアプレートを積層した積層体により構成される例を説明したが、これに限られない。たとえば、ステータコア26は、焼結フェライト等の焼結体により構成されてもよい。
コア部材30は3個並べられる例を説明したが、その数は特に限られず、4個以上でもよい。このとき、コア部材30の数をn個とすると、n個のコア部材30は、n個の第1位置決め部44−Aとn個の第2位置決め部44−Bとによって、ロータ14の周方向及び径方向に位置決めされるようにしてもよい。
複数の位置決め部44は、一つのコア部材30につき三つのものが対応して設けられる例を説明したが、一つのコア部材30に対応して設けられる位置決め部の数は特に限られない。また、複数の位置決め部44の内側にコア部材30を圧入する場合、一つのコア部材30につき少なくとも三つのものが対応して設けられていればよい。
第1位置決め部44−Aは、透磁率が空気より低い素材を用いて構成されてもよい。これにより、隣り合うコア部材30のティース部36間にあるギャップ40での漏れ磁束を効果的に低減でき、ロータ14から出力されるトルクの増大に寄与できる。
図4に示すように、第1ティース部36−Aに曲げ部36bを設ける場合、第1ティース部36−Aの曲げ内側の側面には、基端側部分36dと先端側部分36dの境界部分に内角部36eが設けられる。この内角部36eは、本実施形態では、第1ティース部36−Aと第2ティース部36−Bの間のスロット部38を形成する箇所に設けられる例を説明したが、スロット部38を形成しない箇所に設けられてもよい。より詳しくは、この内角部36eは、第2ティース部36−Bの先端面36aに対して、第2ティース部36−Bの長手方向にて第2ティース部36−Bの先端側(図4の下側)にオフセットした位置に設けられてもよい。この場合でも、スロット部38の幅は、第1ティース部36−Aの基端側部分36dと第2ティース部36−Bの間で深さ方向に同等にしてもよい。
制御部48は、二相励磁方式により複数相のコイル28に通電する例を説明したが、その励磁方式は特に限られない。たとえば、一相励磁方式でもよいし、一−二相励磁方式でもよい。
10…モータ装置、12…ステータ、14…ロータ、16…ハウジング(モータベース)、26…ステータコア、30…コア部材、36…ティース部、36−A…第1ティース部、36−B…第2ティース部、36a…先端面、36b…曲げ部、36c…先端側部分、36d…基端側部分、38…スロット部、44…位置決め部、44−A…第1位置決め部。
Claims (6)
- ステータコアと、
前記ステータコアを位置決めするための位置決め構造体と、を備え、
前記ステータコアは、ロータの周りに周方向に並べられた複数のコア部材を用いて構成され、
前記コア部材は、前記ロータと径方向に先端面が対向する複数のティース部を有し、
前記位置決め構造体は、前記複数のコア部材のそれぞれと当接することによって、前記複数のコア部材のそれぞれを位置決めする複数の位置決め部を有し、
前記複数の位置決め部には、前記周方向に隣り合う前記コア部材のそれぞれの前記ティース部の先端部に当接する第1位置決め部が含まれることを特徴とするモータ装置。 - 前記第1位置決め部には、一つの前記コア部材と前記周方向の一方側に隣り合う他のコア部材との間に配置されるものと、前記一つのコア部材と前記周方向の他方側に配置される他のコア部材との間に配置されるものとが含まれる請求項1に記載のモータ装置。
- 前記複数の位置決め部は、一つの前記コア部材につき少なくとも三つのものが対応して設けられ、
前記コア部材は、前記コア部材に対応する複数の位置決め部の内側に圧入されている請求項1または2に記載のモータ装置。 - 前記コア部材は、前記ロータの周りにn個(nは3以上の自然数)並べられ、
前記複数の位置決め部には、前記複数のコア部材の間毎に配置されるn個の前記第1位置決め部と、前記コア部材の前記ロータから離れる方向の変位を規制するn個の第2位置決め部とが含まれ、
前記n個のコア部材は、前記n個の第1位置決め部と前記n個の第2位置決め部によって、前記ロータの周方向及び径方向に位置決めされる請求項1から3のいずれかに記載のモータ装置。 - 前記複数のティース部には、他のコア部材のティース部と周方向の一方側に隣り合い、周方向の他方側に隣り合う他のティース部との間にスロット部を形成する第1ティース部が含まれ、
前記第1ティース部には、基端部から先端面に向かう途中位置に前記スロット部の幅を狭める方向に折れ曲がる曲げ部が設けられ、
前記第1位置決め部は、前記第1ティース部の前記曲げ部より先端側にある先端側部分の側面に当接する請求項1から4のいずれかに記載のモータ装置。 - 前記複数のティース部には、前記第1ティース部との間に前記スロット部を形成する第2ティース部が含まれ、
前記スロット部の幅は、前記第1ティース部の前記曲げ部より基端側にある基端側部分と前記第2ティース部との間で深さ方向に同等の大きさに設定される請求項5に記載のモータ装置。
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