JP4760286B2 - モータ - Google Patents
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Description
本発明は、モータ及びこれを搭載した機器に関する。
従来のモータを図９から図１０に示す。
図９は、従来の丸型集中巻モータを表しており、ステータ１０１とロータ１０２から構成されている。なお、図９は、８極６スロットの永久磁石型モータの例を示している。
ステータ１０１は、略放射状に配置された複数のティース１０３と、各ティース間を連結する略円弧状状のヨーク１０４からなる。ティース１０３の内径側先端には略回転方向に幅広となったティース先端幅広部１０５、隣り合う各ティース先端幅広部間にはスロットオープン１０６、隣り合う各ティース間にはスロット１０７を有する。ティース１０３には絶縁物１０８を介して巻線１０９が施されている。巻線１０９としては、通常３相巻線が施される。
ロータ１０２は、ステータ１０１の内側に、ステータ１０１と同心円状に、回転自在に保持されている。なお、図９はロータコア１１０にリング状の永久磁石１１１を取付けたロータを示している。また、軸孔１１２には軸が入る。
ロータ１０２はステータ１０１に施された巻線１０９に流れる電流による磁界によって、軸を中心にして回転する。
前記のブラシレスモータを小型化する際に高出力を得る方法として、図１０に示す扁平型のブラシレスモータがある。このステータ１１３は、略放射状に配置された複数のティース１０３と、前記ティースを外周部で連結する円弧状のヨーク１０４と直線状のヨーク１１４を有し、前記円弧状のヨークと前記直線状のヨークを交互に接合し、前記２個の直線状ヨークを互いに平行となるよう接合することで扁平形状となっている。この扁平形状を採用することで、小型で高出力となるブラシレスモータを提供できる（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
米国特許第４１８１８６８号明細書
米国特許第５７２９０７１号明細書
米国特許第６０４３５７４号明細書
米国特許第６３４２７４６号明細書
前記扁平型ブラシレスモータは、巻線組立を簡便化するために図１１に示すようにステータコアを分割する必要がある。図１１は例として直線状ヨーク部で２分割した例を示している。
モータを構成する際には、前記分割された２個のコアピースを接続させてフレームに組み込む必要があるが、このとき２個のコアピース間にクリアランスが存在したり、接触が不完全であったりすると２個のコアピース間で完全に磁気回路が構成されずに出力が低下したり、コギングトルクが増大したりする問題があった。
本発明は、ステータコア分割部の形状を、２個のコアピース間の接触が不完全になるの
を防ぐ形状にすることにより、２個のコアピース間に完全に磁気回路が構成され、コギングトルクの増加や出力を低下させることなく巻線組立を簡便化する分割形状のモータを提供することを目的とする。
を防ぐ形状にすることにより、２個のコアピース間に完全に磁気回路が構成され、コギングトルクの増加や出力を低下させることなく巻線組立を簡便化する分割形状のモータを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、２つのコアピース間の接触が不完全にならない形状にすることで、完全な磁気回路が構成されるようにするため、コアピース間のクリアランスを無くし、コギングトルク増加と出力の低下を防止するモータを得ることが出来る。
本願の発明によれば、分割された二つのコアピース間で完全に磁気回路が構成されるので、コギングトルクの増加や出力を低下させることなく巻線組立を簡便化する分割形状のモータを提供することが出来る。
略放射状に配置された複数のティースと、前記ティースを外周部で連結するヨークと、前記ティース先端に設けられたティース先端幅広部と、隣会う前記ティース先端幅広部との間に設けられたスロットオープンとを有するステータコアと、前記ティースに絶縁物を介して施された３相巻線とからなるステータと、前記ステータ内周にわずかな空隙を介して対向して回転自在に保持されるとともに、複数極に着磁された永久磁石を少なくとも有するロータとで構成されるモータにおいて、前記ヨークは略円弧形状である２個の円弧状ヨークと、略直線形状である２個の直線状ヨークとが交互に接合されることによって構成され、前記２個の直線状ヨークは互いに平行であることによって前記ステータコアの外周形状は扁平形状であり、前記ステータコアは前記直線状ヨークに設けられたコア分割部で２個のコアピースに分割されており、それぞれの前記コアピースは、前記円弧状ヨークの中央に１個のティースを有し、前記直線状ヨークの両側に各１個のティースを有し、コア分割部を、２個のコアピース間にクリアランスが生じることなく完全に磁気回路が構成される形状にすることで、出力低下やコギング増加の防止が可能となる。
図１は、本発明の第１の実施例を適応した、扁平分割型の集中巻方式のブラシレスモータのステータを示している。本発明のモータは図１に示すようなステータ１とロータから構成されている。なお図１は、例として８極６スロットの永久磁石型モータに使用するステータを示している。
ステータ１は、略放射状に配置された複数のティース２と、各ティース間を連結するヨークからなる。前記ヨークは、略円弧形状である２個の円弧状ヨーク３と、略直線形状である２個の直線状ヨーク４とが交互に接合されることによって構成され、前記２個の直線状ヨークは互いに平行であることによってステータコアの外周形状は扁平形状であり、前記ステータコアは前記直線状ヨークに設けられたコア分割部で２個のコアピースに分割されている。前記直線状ヨーク先端部分５は、直線状ヨーク部の巻線面積の低下を最小限に抑えて、２個のコアピースを接触させたときに磁気抵抗の増加を防ぐために、コア分割部のみ径方向幅を内周側に幅広となっている。また前記ティース３の内径側先端には略回転方向に幅広となったティース先端幅広部６、隣り合う各ティース先端幅広部間にはスロットオープン７、隣り合う各ティース間にはスロット８を有する。ティース３には絶縁物を介して巻線が施されている。巻線としては、通常３相巻線が施される。
ロータは、ステータ１の内側に、ステータ１と同心円状に、回転自在に保持されているおり、ステータ１に施された巻線に流れる電流による磁界によって、軸を中心にして回転する。
図２から図４は、本発明の第２の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図２のモータは、直線状ヨーク２１の分割部形状が、一方２２は幅方向に略凹状であり、もう一方２３が略凸状となっていることを特徴としている。また図３のモータは、直線状ヨーク３１の分割部形状３２が楔形状であることを特徴としており、図４のモータは、直線状ヨーク４１の分割部形状４２が波上であることを特徴としている。図２から図４に示すコアは、いずれも２個のコアピースを結合させる際にコア同士を密接させコア間のクリアランスを無くすことで完全に磁気回路が構成される構造とすることが出来、分割による出力低下やコギング増加を防ぐモータを実現できる。
図５から図６は、本発明の第３の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図５のモータは、直線状ヨーク５１の分割部形状が、一方５２が積厚方向に略凹状であり、もう一方５３が略凸状となっていることを特徴としており、また図６のモータは、直線状ヨーク６１の分割部形状６２が、楔状であることを特徴としている。いずれの形状も２個のコアピースを結合させる際にコア同士を密接させコア間のクリアランスをなくすことで完全に磁気回路が構成される構造とすることが出来、分割による出力低下やコギング増加を防ぐモータを実現できる。
図７から図８は、本発明の第４の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図７のモータは、直線状ヨーク７１の先端方向に長さの異なる２種類の薄い鋼板を積層してステータコアが構成されていることを特徴としており、図８のモータは、直線状ヨーク８１の先端方向に長さの異なる２種類の薄い鋼板が、積厚方向に対して、１枚おきに長さが互い違いになるよう積相していることを特徴としている。いずれの形状も２個のコアピースを結合させる際にコア同士を密接させコア間のクリアランスをなくすことで完全に磁気回路が構成される構造とすることが出来、分割による出力低下やコギング増加を防ぐモータを実現できる。
本発明は、家電製品や電装品のような小型でスペースに制限があり、高出力が求められるモータに有効である。
１ 扁平分割型ステータ
２ ティース
３ 円弧状ヨーク
４ 直線状ヨーク
５ 直線状ヨーク先端部
６ ティース先端幅広部
７ スロットオープン
８ スロット
２１ 直線状ヨーク
２２ 直線状ヨーク先端部（凹状）
２３ 直線状ヨーク先端部（凸状）
３１ 直線状ヨーク
３２ 直線状ヨーク先端部
４１ 直線状ヨーク
４２ 直線状ヨーク先端部
５１ 直線状ヨーク
５２ 直線状ヨーク先端部（凹状）
５３ 直線状ヨーク先端部（凸状）
６１ 直線状ヨーク
６２ 直線状ヨーク先端部
７１ 直線状ヨーク
８１ 直線状ヨーク
１０１ 丸型ステータ
１０２ ロータ
１０３ ティース
１０４ 円弧状ヨーク
１０５ ティース先端幅広部
１０６ スロットオープン
１０７ スロット
１０８ 絶縁物
１０９ 巻線
１１０ ロータコア
１１１ 永久磁石
１１２ 軸
１１３ 扁平型ステータ
１１４ 直線状ヨーク
１１５ 分割扁平型ステータ
２ ティース
３ 円弧状ヨーク
４ 直線状ヨーク
５ 直線状ヨーク先端部
６ ティース先端幅広部
７ スロットオープン
８ スロット
２１ 直線状ヨーク
２２ 直線状ヨーク先端部（凹状）
２３ 直線状ヨーク先端部（凸状）
３１ 直線状ヨーク
３２ 直線状ヨーク先端部
４１ 直線状ヨーク
４２ 直線状ヨーク先端部
５１ 直線状ヨーク
５２ 直線状ヨーク先端部（凹状）
５３ 直線状ヨーク先端部（凸状）
６１ 直線状ヨーク
６２ 直線状ヨーク先端部
７１ 直線状ヨーク
８１ 直線状ヨーク
１０１ 丸型ステータ
１０２ ロータ
１０３ ティース
１０４ 円弧状ヨーク
１０５ ティース先端幅広部
１０６ スロットオープン
１０７ スロット
１０８ 絶縁物
１０９ 巻線
１１０ ロータコア
１１１ 永久磁石
１１２ 軸
１１３ 扁平型ステータ
１１４ 直線状ヨーク
１１５ 分割扁平型ステータ
Claims (10)
- 略放射状に配置された６個のティースと、前記ティースを外周部で連結するヨークと、前記ティース先端に設けられたティース先端幅広部と、隣り合う前記ティース先端幅広部との間に設けられたスロットオープンとを有するステータコアと、前記ティースに絶縁物を介して施された３相巻線とからなるステータと、前記ステータ内周にわずかな空隙を介して対向して回転自在に保持されるとともに、複数極に着磁された永久磁石を少なくとも有するロータとで構成されるモータにおいて、前記ヨークは略円弧形状である２個の円弧状ヨークと、略直線形状である２個の直線状ヨークとが交互に接合されることによって構成され、前記２個の直線状ヨークは互いに平行であることによって前記ステータコアの外周形状は扁平形状であり、前記ステータコアは前記直線状ヨークに設けられたコア分割部で２個のコアピースに分割されており、
前記ステータコアは、前記円弧状ヨークの中央に設けられた２個のティースと、前記直線状ヨークに設けられた４個のティースを有し、前記直線状ヨークに設けられたティースは、前記円弧状ヨークに設けられたティースよりも短く、
1個の前記コアピースが有する２個の端部の形状が互いに異なり、前記２個のコアピースの組み立てにより、２個の前記コアピースは、前記コア分割部で面接触して完全に磁気回路が構成されることを特徴とする扁平型ブラシレスモータ。 - 前記コア分割部の幅方向形状がそれぞれ異なり、２個の前記コアピースが互いに密接していることを特徴とした請求項１に記載のモータ。
- 前記ヨークの幅方向に略凹状である凹状コア端部と、略凸状の凸状コア端部とが前記コア分割部において、互いに密接していることを特徴とした請求項２に記載のモータ。
- 前記コア分割部の形状が楔状であることによって、２個の前記コアピースが結合されていることを特徴とした請求項２に記載のモータ。
- 前記コア分割部の形状が波状であることによって、２個の前記コアピースが結合されていることを特徴とした請求項２に記載のモータ。
- 前記コア分割部の積厚方向形状がそれぞれ異なり、２個の前記コアピースが互いに密接していることを特徴とした請求項１に記載のモータ。
- 前記ヨークの積厚方向に略凹状である凹状積層コア端部と、略凸状の凸状積層コア端部とが、前記コア分割部において互いに密接していることを特徴とした請求項６に記載のモータ。
- 前記コアピース端部の先端方向に長さが異なる複数の薄い鋼板を積層して前記ステータコアが構成されていることを特徴とした請求項６に記載のモータ。
- 前記コアピース端部の先端方向に長さの異なる２種類の薄い鋼板を積層して前記ステータコアが構成されていることを特徴とした請求項８に記載のモータ。
- 前記コアピース端部の先端方向に長さの異なる２種類の薄い鋼板が、積厚方向に対して、１枚おきに長さが互い違いになるよう積層していることを特徴とした請求項８に記載のモータ。
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