JP6648612B2 - ステータ及びモータ - Google Patents
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Description
この構成によれば、補助磁極部材の突極の軸方向の幅は、組み合わせ状態の第1及び第2ステータコア(ステータ)の軸方向の幅の60〜80%に設定されるため、上記第1及び第2のコギングトルク成分は同程度の大きさとなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータとしてのコギングトルクをより低減することができる。
この構成によれば、補助磁極部材の突極は第1及び第2爪状磁極間の中央に配置されるため、第1及び第2のコギングトルク成分の位相のずれは逆位相となる、もしくは逆位相に極めて近くなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果は高まり、モータとしてのコギングトルクをより低減することができる。
この構成によれば、補助磁極部材の基部は、径方向の幅が突極の周方向の幅よりも小さく設定されているため磁気飽和しやすい。これにより、突極に流入した磁束が基部を通って隣接の突極に流出してしまうことを抑制でき、補助磁極部材によるトルクの減少を抑えつつもモータとしてのコギングトルクを低減することができる。
この構成によれば、補助磁極部材は1枚の板材から形成されているため、板材を折り曲げることで補助磁極部材を容易に作製することができる。
この構成によれば、コギングトルクを低減可能なステータを用いることで、コギングトルクが低減されたモータとして提供することができる。
以下、モータ(ステータ)の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、第1実施形態のモータM1はブラシレスモータであって、図示しないハウジング側の支軸に回転可能に支持されるロータ10と、前記ハウジングに固定されるステータ20とを備えている。
上記構成の第1及び第2ステータコア23,24は、それらの第1及び第2爪状磁極32,33(磁極部35)が軸方向において互いに向かい合うように組み付けられる(図3参照)。また、この組付状態において、第1爪状磁極32の磁極部35と、第2爪状磁極33の磁極部35とが周方向等間隔に交互に配置される。つまり、本実施形態のステータ20では24極で構成されている。また、第1及び第2ステータコア23,24は、それらの円筒部31同士が軸方向に当接されて互いに固定されている。
コイル部25は、ステータ20の周方向に沿って円環状に巻回される巻線と、巻線と第1及び第2ステータコア23,24との間に介装される絶縁樹脂製のボビンとを備えている。また、コイル部25は、軸方向においては第1爪状磁極32の径方向延出部34と第2爪状磁極33の径方向延出部34との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア23,24の円筒部31と各爪状磁極32,33の磁極部35との間の円筒部31側に配置されている。
補助磁極部材26は、磁性金属材料にて作製され、円環状をなす基部26aと、基部26aの外周面から径方向外側に突出する複数の突極26bとを備えている。基部26aの軸方向の幅は、コイル部25の軸方向の幅と同等、この場合第1及び第2爪状磁極32,33の径方向延出部34間の軸方向の幅と同等であり、磁極部35の軸方向の幅よりは薄く設定されている。基部26aの内径はコイル部25の外径と略同等で、コイル部25の外周部に補助磁極部材26の基部26aが外嵌可能な大きさに設定されている。突極26bは、第1及び第2ステータコア23,24の爪状磁極32,33の倍の数、すなわち24個が基部26aに対して周方向等間隔(15度間隔)に設けられている。
図5(a)に示すように、ロータ10は、A相用ロータ部11のA相用磁石14に対してB相用ロータ部12のB相用磁石15が反時計回りに電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。一方、ステータ20においては、図5(b)に示すように、A相用ステータ部21の第1及び第2爪状磁極32,33に対してB相用ステータ部22の第1及び第2爪状磁極32,33がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータM1においては、A相モータ部MAとB相モータ部MBとの位相差が90度に設定されている。
(1)モータM1の各ステータ部21,22には補助磁極部材26が設けられているため、第1及び第2爪状磁極32,33による第1のコギングトルク成分と、第1爪状磁極32(第2爪状磁極33)及び突極26bによる第2のコギングトルク成分とが発生する。このとき、突極26bは第1及び第2爪状磁極32,33間に配置されているため、第2のコギングトルク成分が互いに打ち消し合いの生じるような位相のずれとなる。これにより、モータM1のコギングトルクT1は図6に示すように低減したものとなる。
(第2実施形態)
第2実施形態のモータ(M2:図示略)は、上記した第1実施形態のモータM1と同様の構成であって、上記補助磁極部材26の突極26bの軸方向の幅Aのみが異なる。詳しくは、第1実施形態のモータM1では、突極26bの幅Aをそれぞれのステータ部21,22の幅Bの50%に設定していたのに対して、本実施形態のモータ(M2)では、70%に設定している。この設定において、突極26bの軸方向両端は基部26aから突出した状態となる(図9参照)。
(5)突極26bの軸方向の幅Aは、それぞれのステータ部21,22(組み合わせ状態の第1及び第2ステータコア23,24)の軸方向の幅Bの60〜80%に設定されるため、上記第1及び第2のコギングトルク成分は同程度の大きさとなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ(M2)のコギングトルクT2は図10に示すようにより低減したものとなる。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM1,(M2)であったが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態に記載した電気角θ1,θ2を45度としたが、角度はこれに限定されない。
Claims (6)
- 等角度間隔に複数の第1爪状磁極を有する第1ステータコアと、等角度間隔に複数の第2爪状磁極を有する第2ステータコアと、前記第1及び第2爪状磁極が周方向に交互に配置された状態の前記第1及び第2ステータコア間に配置されたコイル部とを備えるステータであって、
等角度間隔に複数の突極と各突極を繋ぐ環状の基部とを有する補助磁極部材を前記第1及び第2ステータコア間に有し、前記突極が前記第1及び第2爪状磁極間に配置して構成されていることを特徴とするステータ。 - 請求項1に記載のステータにおいて、
前記補助磁極部材の突極の軸方向の幅は、組み合わせ状態の前記第1及び第2ステータコアの軸方向の幅の60〜80%に設定されることを特徴とするステータ。 - 請求項1または請求項2に記載のステータにおいて、
前記補助磁極部材の突極は、前記周方向に隣接する前記爪状磁極間の中央に配置されることを特徴とするステータ。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のステータにおいて、
前記補助磁極部材は、前記基部の径方向の幅が前記突極の周方向の幅よりも小さく設定されていることを特徴とするステータ。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のステータにおいて、
前記補助磁極部材は、1枚の板材から形成されていることを特徴とするステータ。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のステータと、
前記ステータの爪状磁極と対向する永久磁石磁極を有するロータとを備えて構成されていることを特徴とするモータ。
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