JPH09149616A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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- JPH09149616A JPH09149616A JP30481295A JP30481295A JPH09149616A JP H09149616 A JPH09149616 A JP H09149616A JP 30481295 A JP30481295 A JP 30481295A JP 30481295 A JP30481295 A JP 30481295A JP H09149616 A JPH09149616 A JP H09149616A
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- housing
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Abstract
ともに、その一方の端部を閉塞するように、ハウジング
2Aと一体に底部2aを形成し、その底部2aの内側に
配設された軸受3bによって、回転軸4の一端部を回転
自在に支持する。そして、ロータ6の磁極の数(永久磁
石5のN極及びS極の総数)をP、ヨーク部7Aの幅を
Wc 、ハウジング2Aの肉厚をWy 、ティース7Bの個
数をNt 、ティース7Bの幅をWt とした場合に、Wc
<Nt ×Wt /2P及びWc +Wy≧Nt ×Wt /2P
を満足するようにしている。
Description
タに関し、特に、その小型化が図られるようにしたもの
である。
に示すような構成であった。即ち、この従来のブラシレ
スモータ1は、円筒形のハウジング2Aと、このハウジ
ング2Aの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロン
トブラケット2Bと、ハウジング2Aの他方の開口端部
を閉塞する略円板状のリヤブラケット2Cとを有してい
て、ハウジング2Aの内側には、その軸心に沿って、フ
ロントブラケット2B及びリヤブラケット2Cにそれぞ
れ配設された軸受3a,3bによって回転自在の回転軸
4が配設されている。
石5が固定されていて、このモータ駆動用の永久磁石5
は、S極及びN極が周方向に交互に且つ等間隔に着磁さ
れた磁石であって、これら回転軸4及び永久磁石5によ
ってブラシレスモータ1の回転自在のロータ6が構成さ
れている。また、ハウジング2Aの内周面にはコア7が
固定され、このコア7には永久磁石5を包囲するように
例えば3相の励磁コイル8が巻き付けられていて、これ
らコア7及び励磁コイル8によってブラシレスモータ1
のステータ9が構成されている。なお、コア7は、励磁
コイル8を省略した横断面である図6にも示すように、
ハウジング2Aの内周面に嵌め込まれる円筒形のヨーク
部7Aと、このヨーク部7A内周面からロータ6に向か
って延びる複数のティース7Bとから構成されていて、
ティース7Bに励磁コイル8が巻き付けられる。
は外部に突出していて、これによりブラシレスモータ1
の回転出力を取り出せるようになっている。また、回転
軸4のリヤブラケット2C側端部には、永久磁石5と同
様にS極及びN極が周方向に交互に且つ等間隔に着磁さ
れたリング状の位相検出用の永久磁石10が固定されて
いる。
磁石10の軸受3b側の面に近接するように円形の基板
11が固定されていて、この基板11には、永久磁石1
0に対向するように、例えばホール素子等からなる位相
検出用の検出素子12が固定されている。なお、実際に
は検出素子12は、励磁コイル8の相数に対応して周方
向に等間隔に複数設けられているが、図5は断面図であ
るため、その内の一つのみを示している。
する永久磁石10の磁極によって変化することを利用し
てロータ6の回転位置を認識し、それに応じて図示しな
いモータ駆動回路が励磁コイル8に適宜電流を供給して
励磁状態を切り換えることにより、ロータ6を回転させ
てモータの回転出力を得るのである。
レスモータ1にあっては、その軽量化を図るためにハウ
ジング2Aはアルミ製であるのが一般的であったが、ア
ルミニウムは磁性材料ではないので、従来のブラシレス
モータ1の磁気回路は、図6に一点鎖線で示すように、
永久磁石5(N極)→永久磁石5及びティース7B間の
空隙→ティース7B→ヨーク部7A→ティース7B→永
久磁石5及びティース7B間の空隙→永久磁石(S極)
となる。
集まるヨーク部7Aには、十分な磁路を確保できるよう
にある程度の幅が必要となる。即ち、ブラシレスモータ
1の回転出力が向上するように永久磁石5の磁束密度を
大きくしても、その磁束密度に見合った磁路が確保され
ていないと、磁束が飽和してしまい、磁束を有効に活用
できないのである。
巻き付けられるため、ヨーク部7Aの幅を径方向内側に
増大させることはできないから、ヨーク7Aの幅増大は
コア7の外径寸法増大に繋がってしまう。つまり、従来
のブラシレスモータ1にあっては、永久磁石5の磁束密
度を増大させると、それだけブラシレスモータ1の外径
寸法が大きくなってしまい、小型化の要求にとって不利
であった。このため、従来のブラシレスモータ1は、例
えば車両用パワーステアリング装置の動力源のように配
設スペースの余裕が小さいものに適用するのが困難であ
った。
未解決の課題に着目してなされたものであって、小型化
にとって有利なブラシレスモータを提供することを目的
としている。
に、請求項1に係る発明であるブラシレスモータは、円
筒形のハウジングと、このハウジング内周面に固定され
るコア及び複数相の励磁コイルからなるステータと、こ
のステータの内側に配設され且つ外周面にS極及びN極
が周方向に交互に着磁された回転自在のロータと、を備
え、前記コアは、前記ハウジング内周面に嵌め込まれる
円筒形のヨーク部と、このヨーク部内周面から前記ロー
タに向かって延び且つ前記励磁コイルが巻き付けられる
複数のティースと、を有するブラシレスモータにおい
て、前記ハウジングを磁性材料で形成するとともに、前
記ロータの磁極の数をP、前記コアのヨーク部の幅をW
c 、前記ハウジングの肉厚をWy 、前記ティースの個数
をNt 、前記ティースの幅をWt とした場合に、 Wc <Nt ×Wt /2P ……(1) Wc +Wy ≧Nt ×Wt /2P ……(2) という関係を満足するようにした。
1に係る発明であるブラシレスモータにおいて、前記ハ
ウジングに、その一方の端部を閉塞する底部を一体に形
成するとともに、前記底部に前記ロータの一端部を回転
自在に支持させた。
面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施の
形態を示すブラシレスモータ1の縦断面図である。な
お、上記従来のブラシレスモータ1と同等の構成には同
じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
グ2Aを磁性材料から形成するとともに、その一方の端
部を閉塞するように、ハウジング2Aと一体に底部2a
を形成し、その底部2aの内側に配設された軸受3bに
よって、回転軸4の一端部を回転自在に支持している。
なお、ハウジング2Aを形成する磁性材料としては、例
えばSPCC(Steel Plate Cold Commercial )等の一
般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。
2aで閉塞した構成であっても、組立時の作業効率が大
幅に低下しないように、検出素子12が固定された基板
11は、フロントブラケット2B内に配設するととも
に、これに対応して、位相検出用の永久磁石10は、回
転軸4のフロントブラケット2B側端部近傍に固定して
いる。そして、本実施の形態におけるブラシレスモータ
1にあっても、従来と同様に、検出素子12の出力がこ
れに対向する永久磁石10の磁極によって変化すること
を利用してロータ6の回転位置を認識し、それに応じて
モータ駆動回路が励磁コイル8に適宜電流を供給して励
磁状態を切り換えることにより、ロータ6を回転させて
モータの回転出力を得るようになっている。なお、モー
タ駆動回路の図示及び詳細な説明は、本発明の要旨とは
関係ないため省略する。
のN極及びS極の総数)をP、ヨーク部7Aの幅を
Wc 、ハウジング2Aの肉厚をWy 、ティース7Bの個
数をNt、ティース7Bの幅をWt とした場合、本実施
の形態では、上記(1)式及び(2)式を満足するよう
にしている。ちなみに、本実施の形態では、P=4,N
t=12である。
ング2Aも実質的にヨークとして機能するため、本実施
の形態におけるブラシレスモータ1の磁気回路は、図2
に一点鎖線で示すように、永久磁石5(N極)→永久磁
石5及びティース7B間の空隙→ティース7B→ヨーク
部7A又はハウジング2A→ティース7B→永久磁石5
及びティース7B間の空隙→永久磁石(S極)となる。
能するため、ハウジング2A及びヨーク部7Aのトータ
ルの幅を従来よりも小さくでき、それだけブラシレスモ
ータ1の小型化を図ることができる。このため、本実施
の形態のブラシレスモータ1は、車両用パワーステアリ
ング装置の動力源のようにスペース的に余裕の小さい部
分に配設されるものとして好適である。
参照)とすれば、1極当たりのティース7Bの断面積D
s は、 Ds =Nt ×Wt ×Hc /P ……(3) となる。ブラシレスモータ1の小型化を図るために、こ
の断面積Ds は、磁路を確保する最低限必要な値とする
のであるが、磁束を飽和させないためには、ヨーク部7
Aにおける断面積も、その最低限必要な値と同じにする
必要がある。
向の断面積は、 Wc ×Hc であり、ハウジング2Aの磁束に直交する方向の断面積
は、 Wy ×(Hc +α) となる。なお、上式中のαは、コア7よりも外側にはみ
出してるハウジング2Aの部分であって、実質的にヨー
クとして機能する部分の長さであるが、かかる部分を零
と見なしても差し支えないので、ハウジング2Aの磁束
に直交する方向の断面積は、 Wy ×Hc となる。
は、1極に対して2経路(右回転方向及び左回転方向の
2経路)の磁路を形成するため、それらヨーク部7A及
びハウジング2Aの断面積の和を2倍した値を、断面積
Ds 以上とすればよいことになる。つまり、 2×(Wc +Wy )×Hc ≧Ds ……(4) とすればよい。なお、ここでは、磁束の漏れを略零と考
え、各ティース7Bを通過する磁束の総量と、ヨーク部
7A又はハウジング2Aを通過する磁束の総量とは、概
ね等しいとしている。
は、ハウジング2Aがヨークとして機能しなかったた
め、 2×Wc ×Hc ≧Ds とする必要があったが、本実施の形態では、ヨーク部7
Aは外周部の磁路の一部を形成することから、 2×Wc ×Hc <Ds ……(5) となる。
入して整理すれば、上記(1)式が得られ、上記(4)
式に上記(3)式を代入して整理すれば、上記(2)式
が得られるのであり、その(1)式及び(2)式を満足
するように構成されている本実施の形態にあっては、図
2に一点鎖線で示す磁路内において磁束が飽和すること
はないのである。
に底部2aを一体に設け、その底部2a内に回転軸4の
一端部を回転自在に支持しているため、従来のブラシレ
スモータ1に比べて構造が簡易となり、低コスト化が図
られるとともに、さらなる小型化を図る上でも有利であ
る。なお、ハウジング2A部における鉄損(磁化した際
のヒステリシス損と渦電流損)は比較的大きくなるが、
主な磁気回路はコア7のヨーク部7Aであるから、磁気
回路から見た影響は小さい。特に、車両用パワーステア
リング装置の動力源として用いられるモータのように、
回転速度が比較的小さいモータにあっては、ほとんど損
失はない。
である。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成に
は、同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。即
ち、本実施の形態は、P=6,Nt =15であり、磁極
の数とティースの数との比が整数比でない一例を示して
いる。このような場合、磁気回路は図3に一点鎖線で示
すように上記第1の実施の形態よりも若干複雑な経路と
なるが、ヨーク部7Aの幅Wc 、ハウジング2Aの肉厚
Wy 、ティース7Bの幅Wt の関係は上記(1)式及び
(2)式を満足するに設定すれば、上記第1の実施の形
態と同様の作用効果が得られる。
である。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成に
は、同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。即
ち、本実施の形態は、コア7のヨーク部7A外周面に軸
方向に延びる溝7aが形成された場合を示している。な
お、このような溝7aを形成する理由は、積層コアの
溶接用のくぼみを確保するため(溶接部がコア外径より
大きくなるのを防ぐため)、リヤブラケット分離タイ
プにおけるボルトを通す孔の確保のため等である。
ク部7Aのうち、溝7aが形成された部分が最も磁束密
度が大きくなることから、その溝7aが形成された部分
の幅をヨーク部7Aの幅Wc として考え、上記第1の実
施の形態と同様に各部の寸法を選定すれば、上記第1の
実施の形態と同様の作用効果が得られる。
明によれば、ハウジングをヨークとして機能させるとと
もに、各部の寸法を適宜選定したため、ハウジング及び
ヨーク部のトータルの幅を従来よりも小さくでき、それ
だけブラシレスモータの小型化を図ることができ、しか
も、磁路内において磁束が飽和することはないという効
果が得られる。
に加え、低コスト化が図られるとともに、さらなる小型
化も図られるという効果がある。
縦断面図である。
横断面図である。
横断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 円筒形のハウジングと、このハウジング
内周面に固定されるコア及び複数相の励磁コイルからな
るステータと、このステータの内側に配設され且つ外周
面にS極及びN極が周方向に交互に着磁された回転自在
のロータと、を備え、前記コアは、前記ハウジング内周
面に嵌め込まれる円筒形のヨーク部と、このヨーク部内
周面から前記ロータに向かって延び且つ前記励磁コイル
が巻き付けられる複数のティースと、を有するブラシレ
スモータにおいて、 前記ハウジングを磁性材料で形成するとともに、前記ロ
ータの磁極の数をP、前記コアのヨーク部の幅をWc 、
前記ハウジングの肉厚をWy 、前記ティースの個数をN
t 、前記ティースの幅をWt とした場合に、 Wc <Nt ×Wt /2P Wc +Wy ≧Nt ×Wt /2P という関係を満足するようにしたことを特徴とするブラ
シレスモータ。 - 【請求項2】 前記ハウジングに、その一方の端部を閉
塞する底部を一体に形成するとともに、前記底部に前記
ロータの一端部を回転自在に支持させた請求項1記載の
ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30481295A JP3334459B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP30481295A JP3334459B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
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JPH09149616A true JPH09149616A (ja) | 1997-06-06 |
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ID=17937554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30481295A Expired - Lifetime JP3334459B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3334459B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007166739A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Nsk Ltd | ブラシレスモータ |
WO2007088919A1 (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Mitsuba Corporation | 電動パワーステアリング装置 |
JP2013153580A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
JP2015109751A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | アスモ株式会社 | モータ |
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---|---|---|---|---|
JP2011114989A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Nisca Corp | 回転電機 |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP30481295A patent/JP3334459B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US10734852B2 (en) | 2013-03-06 | 2020-08-04 | Asmo Co., Ltd. | Motor |
JP2015109751A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | アスモ株式会社 | モータ |
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