JP2003224938A - 集中巻方式ブラシレスｄｃモータ - Google Patents
集中巻方式ブラシレスｄｃモータInfo
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- JP2003224938A JP2003224938A JP2002018599A JP2002018599A JP2003224938A JP 2003224938 A JP2003224938 A JP 2003224938A JP 2002018599 A JP2002018599 A JP 2002018599A JP 2002018599 A JP2002018599 A JP 2002018599A JP 2003224938 A JP2003224938 A JP 2003224938A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低騒音、低振動化が実現される集中巻方式の
ブラシレスＤＣモータを提供する。 【解決手段】 ステータの剛性が確保されるように、ス
テータ板の積厚を増加させることによりモータ出力の低
下が実質的に抑制される範囲で、スロット部の面積が減
少されるように構成されている。前記ステータは、前記
ステータの外径、ヨーク幅、ティース幅の比が予め定め
られた設定範囲に収まるように構成される
ブラシレスＤＣモータを提供する。 【解決手段】 ステータの剛性が確保されるように、ス
テータ板の積厚を増加させることによりモータ出力の低
下が実質的に抑制される範囲で、スロット部の面積が減
少されるように構成されている。前記ステータは、前記
ステータの外径、ヨーク幅、ティース幅の比が予め定め
られた設定範囲に収まるように構成される
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集中巻方式ブラシ
レスＤＣモータに関し、特に、モータのステータの構造
に特徴を有し、空調機用圧縮機の駆動用モータとして用
いるのに好適な集中巻方式ブラシレスＤＣモータに関す
る。
レスＤＣモータに関し、特に、モータのステータの構造
に特徴を有し、空調機用圧縮機の駆動用モータとして用
いるのに好適な集中巻方式ブラシレスＤＣモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集中巻方式のブラシレスＤＣモータは、
図５に示すように、ステータ１と、ロータ２により構成
されている。ステータ１は、図５（ａ）のような形状で
あり、ステータ板（珪素鋼板）を積層してステータコア
１１を形成している。ステータコア１１には、ティース
部１２が設けられている。ティース部１２は、所定のテ
ィース幅ｂｔを有している。ティース部１２の先端部に
は、ロータ２の面に沿う形状のティース先端部１３が形
成されている。このティース部１２にスロット部の空間
ＳＬを利用して駆動コイル（図示せず）を直接巻回す
る、集中直巻方式によってステータ１の磁極を形成し、
この例では４極６スロットのステータを示している。
図５に示すように、ステータ１と、ロータ２により構成
されている。ステータ１は、図５（ａ）のような形状で
あり、ステータ板（珪素鋼板）を積層してステータコア
１１を形成している。ステータコア１１には、ティース
部１２が設けられている。ティース部１２は、所定のテ
ィース幅ｂｔを有している。ティース部１２の先端部に
は、ロータ２の面に沿う形状のティース先端部１３が形
成されている。このティース部１２にスロット部の空間
ＳＬを利用して駆動コイル（図示せず）を直接巻回す
る、集中直巻方式によってステータ１の磁極を形成し、
この例では４極６スロットのステータを示している。
【０００３】ロータ２は、図５（ｂ）のような形状をし
ており、珪素鋼板を積層してロータコア４１を形成して
いる。ロータコア４１には、永久磁石４２が埋め込まれ
ている。
ており、珪素鋼板を積層してロータコア４１を形成して
いる。ロータコア４１には、永久磁石４２が埋め込まれ
ている。
【０００４】集中巻方式のＤＣブラシレスモータは、コ
イルを１つのティースに直接巻くため、分布巻方式対比
で、コイル長が短くなり銅損が低減する。
イルを１つのティースに直接巻くため、分布巻方式対比
で、コイル長が短くなり銅損が低減する。
【０００５】特開２０００−１８４６３３には、次の集
中巻方式のブラシレスＤＣブラシレスモータが開示され
ている。その集中巻方式のブラシレスＤＣブラシレスモ
ータは、集中巻方式のモータのステータコアの歯部の先
端形状において、歯部部分を除く開口部までの内径側歯
部にカット部を設けたことを特徴としている。これによ
り、トルク変動の低減とモータの回転時の振動の低減を
実現することを目的としている。
中巻方式のブラシレスＤＣブラシレスモータが開示され
ている。その集中巻方式のブラシレスＤＣブラシレスモ
ータは、集中巻方式のモータのステータコアの歯部の先
端形状において、歯部部分を除く開口部までの内径側歯
部にカット部を設けたことを特徴としている。これによ
り、トルク変動の低減とモータの回転時の振動の低減を
実現することを目的としている。
【０００６】また、特開２０００−１８４６３３には、
次の交流発電機が開示されている。その交流発電機は、
電流を流して磁束を発生する回転子コイル、この回転子
を覆って設けられ前記磁束により着磁されるポールコア
を含む回転子と、この回転子を囲って設けられ前記回転
子による回転磁界が通る円筒状の固定子コア、この固定
子コアに導線が巻回されて構成され交流が生じる固定子
コイルを含む固定子とを備え、前記固定子コアは、鋼板
が積層され、かつ基部及び基部から軸心方向に突出した
複数のティース部から構成された交流発電機であって、
前記基部の前記ティース部に対向した外周部に形成され
た凹部の深さをｈ、基部の幅をｈｃ、ティース部の幅を
ｂｔとしたとき、ｈ／ｈｃ＜０．２であり、かつ１．２
０＜ｈｃ／ｂｔ＜１．３０の関係が成立するように前記
固定子コアが構成されている。
次の交流発電機が開示されている。その交流発電機は、
電流を流して磁束を発生する回転子コイル、この回転子
を覆って設けられ前記磁束により着磁されるポールコア
を含む回転子と、この回転子を囲って設けられ前記回転
子による回転磁界が通る円筒状の固定子コア、この固定
子コアに導線が巻回されて構成され交流が生じる固定子
コイルを含む固定子とを備え、前記固定子コアは、鋼板
が積層され、かつ基部及び基部から軸心方向に突出した
複数のティース部から構成された交流発電機であって、
前記基部の前記ティース部に対向した外周部に形成され
た凹部の深さをｈ、基部の幅をｈｃ、ティース部の幅を
ｂｔとしたとき、ｈ／ｈｃ＜０．２であり、かつ１．２
０＜ｈｃ／ｂｔ＜１．３０の関係が成立するように前記
固定子コアが構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図６に示すように、コ
イル（図示せず）を巻回するためのスロット部の面積１
４（空間ＳＬ）を確保するために、ヨーク幅ｈｃを小さ
くしている。ところが、ヨーク幅ｈｃを小さくすると、
ステータの剛性に与える影響が大きく、より大きな騒音
の振動を発生させる原因となる。一般に、ステータの剛
性は、ステータの外径をＤｓ、ヨーク幅をｈｃとする
と、｛Ｄｓ４−（Ｄｓ−ｈｃ＊２）４｝に比例する。
イル（図示せず）を巻回するためのスロット部の面積１
４（空間ＳＬ）を確保するために、ヨーク幅ｈｃを小さ
くしている。ところが、ヨーク幅ｈｃを小さくすると、
ステータの剛性に与える影響が大きく、より大きな騒音
の振動を発生させる原因となる。一般に、ステータの剛
性は、ステータの外径をＤｓ、ヨーク幅をｈｃとする
と、｛Ｄｓ４−（Ｄｓ−ｈｃ＊２）４｝に比例する。
【０００８】集中巻方式のブラシレスＤＣモータにおい
て、低騒音、低振動化が実現されることが望まれてい
る。集中巻方式のブラシレスＤＣモータにおいて、スロ
ット部の面積を確保しつつ、騒音が低減されることが望
まれている。集中巻方式のブラシレスＤＣモータにおい
て、ステータ積厚の増加で対応可能な範囲にスロット部
の面積の減少を抑えることで出力トルクを維持しつつ、
騒音が低減されることが望まれている。
て、低騒音、低振動化が実現されることが望まれてい
る。集中巻方式のブラシレスＤＣモータにおいて、スロ
ット部の面積を確保しつつ、騒音が低減されることが望
まれている。集中巻方式のブラシレスＤＣモータにおい
て、ステータ積厚の増加で対応可能な範囲にスロット部
の面積の減少を抑えることで出力トルクを維持しつつ、
騒音が低減されることが望まれている。
【０００９】本発明の目的は、低騒音、低振動化が実現
される集中巻方式のブラシレスＤＣモータを提供するこ
とである。本発明の他の目的は、スロット部の面積を確
保しつつ、騒音が低減される集中巻方式のブラシレスＤ
Ｃモータを提供することである。本発明の更に他の目的
は、ステータ積厚の増加で対応可能な範囲にスロット部
の面積の減少を抑えることで出力トルクを維持しつつ、
騒音が低減される集中巻方式のブラシレスＤＣモータを
提供することである。
される集中巻方式のブラシレスＤＣモータを提供するこ
とである。本発明の他の目的は、スロット部の面積を確
保しつつ、騒音が低減される集中巻方式のブラシレスＤ
Ｃモータを提供することである。本発明の更に他の目的
は、ステータ積厚の増加で対応可能な範囲にスロット部
の面積の減少を抑えることで出力トルクを維持しつつ、
騒音が低減される集中巻方式のブラシレスＤＣモータを
提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の集中巻方式ブラ
シレスＤＣモータは、ステータの剛性が確保されるよう
に、ステータ板の積厚を増加させることによりモータ出
力の低下が実質的に抑制される範囲で、スロット部の面
積が減少されるように構成されている。
シレスＤＣモータは、ステータの剛性が確保されるよう
に、ステータ板の積厚を増加させることによりモータ出
力の低下が実質的に抑制される範囲で、スロット部の面
積が減少されるように構成されている。
【００１１】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、前記ステータは、前記ステータの外径、ヨー
ク幅、ティース幅の比が予め定められた設定範囲に収ま
るように構成される。
において、前記ステータは、前記ステータの外径、ヨー
ク幅、ティース幅の比が予め定められた設定範囲に収ま
るように構成される。
【００１２】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、前記設定範囲は、前記ステータの外径と前記
ティース幅の比を横軸とし、前記ステータの外径と前記
ヨーク幅の比を縦軸としたときに、前記ステータの振動
放射レベルが所定値よりも低く抑えられる境界線を下限
値とし、前記ステータ板の積厚を増加可能な範囲まで増
加させたときに前記モータ出力の低下が設定値以下に抑
制される範囲で前記スロット部の面積を減少可能な境界
線を上限値とするように構成される。
において、前記設定範囲は、前記ステータの外径と前記
ティース幅の比を横軸とし、前記ステータの外径と前記
ヨーク幅の比を縦軸としたときに、前記ステータの振動
放射レベルが所定値よりも低く抑えられる境界線を下限
値とし、前記ステータ板の積厚を増加可能な範囲まで増
加させたときに前記モータ出力の低下が設定値以下に抑
制される範囲で前記スロット部の面積を減少可能な境界
線を上限値とするように構成される。
【００１３】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
は、ステータを有し、前記ステータの外径をＤｓ、ヨー
ク幅をｈｃ、ティース幅をｂｔとし、ａ＝ｂｔ／Ｄｓ、
ｂ＝ｈｃ／Ｄｓとしたとき、関数Ａ：ｂ＝−２．６４ａ
２＋０．１４ａ＋０．１１２以上、および関数Ｂ：ｂ＝
−ａ２−０．１７ａ＋０．１４５以下、が概ね成立する
ように構成されている。
は、ステータを有し、前記ステータの外径をＤｓ、ヨー
ク幅をｈｃ、ティース幅をｂｔとし、ａ＝ｂｔ／Ｄｓ、
ｂ＝ｈｃ／Ｄｓとしたとき、関数Ａ：ｂ＝−２．６４ａ
２＋０．１４ａ＋０．１１２以上、および関数Ｂ：ｂ＝
−ａ２−０．１７ａ＋０．１４５以下、が概ね成立する
ように構成されている。
【００１４】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、ａ＝０．０６のときにｂ＝０．１１〜０．１
３の関係、ａ＝０．１２のときにｂ＝０．０９〜０．１
１の関係、またはａ＝０．１８のときにｂ＝０．０５〜
０．０８の関係、が概ね成立するように構成されてい
る。
において、ａ＝０．０６のときにｂ＝０．１１〜０．１
３の関係、ａ＝０．１２のときにｂ＝０．０９〜０．１
１の関係、またはａ＝０．１８のときにｂ＝０．０５〜
０．０８の関係、が概ね成立するように構成されてい
る。
【００１５】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、４
極６スロットである。
において、前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、４
極６スロットである。
【００１６】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、極数を変えずにスロット数を変更したり、極
数を変えると共にスロット数を変更するとき、ａはスロ
ット数比である、変更後のスロット数／６を掛けた値と
して、ステータが構成されている。
において、極数を変えずにスロット数を変更したり、極
数を変えると共にスロット数を変更するとき、ａはスロ
ット数比である、変更後のスロット数／６を掛けた値と
して、ステータが構成されている。
【００１７】本発明の集中巻方式ブラシレスＤＣモータ
において、前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、空
調機用圧縮機の駆動用モータである。
において、前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、空
調機用圧縮機の駆動用モータである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の集中巻方式のブラシレス
ＤＣモータの一実施形態を説明する。
ＤＣモータの一実施形態を説明する。
【００１９】本実施形態の集中巻方式のブラシレスＤＣ
モータは、４極６スロットである。本実施形態の集中巻
方式のブラシレスＤＣモータは、空調機用圧縮機の駆動
用モータに適用される。
モータは、４極６スロットである。本実施形態の集中巻
方式のブラシレスＤＣモータは、空調機用圧縮機の駆動
用モータに適用される。
【００２０】本実施形態は、ベース条件として、図６に
示すように、ステータ外径Ｄｓ＝φ１０５ｍｍ、ヨーク
幅ｈｃ＝８．５ｍｍ、ティース幅ｂｔ＝１２．５ｍｍ、
ステータ積厚＝４０ｍｍ、ロータ積厚＝４８ｍｍの４極
６スロットの集中巻方式のブラシレスＤＣモータを用い
た。ステータ積厚とは、図５の符号ｄｋで示される厚さ
であり、ロータ積厚とは、図５の符号ｄｒで示される厚
さである。
示すように、ステータ外径Ｄｓ＝φ１０５ｍｍ、ヨーク
幅ｈｃ＝８．５ｍｍ、ティース幅ｂｔ＝１２．５ｍｍ、
ステータ積厚＝４０ｍｍ、ロータ積厚＝４８ｍｍの４極
６スロットの集中巻方式のブラシレスＤＣモータを用い
た。ステータ積厚とは、図５の符号ｄｋで示される厚さ
であり、ロータ積厚とは、図５の符号ｄｒで示される厚
さである。
【００２１】図３は、ステータ構造パラメータと放射騒
音の関係を示した図である。図３において、横軸は、ｂ
ｔ／Ｄｓ（ティース幅／ステータ外径）であり、縦軸
は、ｈｃ／Ｄｓ（ヨーク軸／ステータ外径）である。
音の関係を示した図である。図３において、横軸は、ｂ
ｔ／Ｄｓ（ティース幅／ステータ外径）であり、縦軸
は、ｈｃ／Ｄｓ（ヨーク軸／ステータ外径）である。
【００２２】図３において、丸印Ｂ２が上記のベース条
件である。図３は、磁場＆振動解析を行い、上記ベース
条件の騒音レベルと対比させた結果を示している。すな
わち、磁場解析は、ステータの半径方向の磁気加振力を
計算する為に行い、振動解析は磁気加振力により励起さ
れる振動を計算するために行った。
件である。図３は、磁場＆振動解析を行い、上記ベース
条件の騒音レベルと対比させた結果を示している。すな
わち、磁場解析は、ステータの半径方向の磁気加振力を
計算する為に行い、振動解析は磁気加振力により励起さ
れる振動を計算するために行った。
【００２３】放射騒音Ｐｓｐは、モータケース表面の振
動速度分布ｖ（ｘ，ｙ）から簡易的に下式から求めた。 Ｐｓｐ＝δ・ρ・ｃ・Ｓ・∬ｖ（ｘ，ｙ）２ｄｘｄｙ． ここで、δ：放射効率（＝１とした），ρ：空気密度
（＝１．２Ｋｇ／ｍ３ａｔ２０℃），ｃ：空気音速（＝
３４３．７ｍ／ｓ ａｔ２０℃），Ｓ：モータケース表
面積である。
動速度分布ｖ（ｘ，ｙ）から簡易的に下式から求めた。 Ｐｓｐ＝δ・ρ・ｃ・Ｓ・∬ｖ（ｘ，ｙ）２ｄｘｄｙ． ここで、δ：放射効率（＝１とした），ρ：空気密度
（＝１．２Ｋｇ／ｍ３ａｔ２０℃），ｃ：空気音速（＝
３４３．７ｍ／ｓ ａｔ２０℃），Ｓ：モータケース表
面積である。
【００２４】図３に示すように、今回の実験では、（ｂ
ｔ／Ｄｓ）の値として、０．０６、０．１２、０．１８
の３通りの値をとり、（ｈｃ／Ｄｓ）の値として、０．
０２４、０．０５２、０．０８、０．１２４、０．１４
８の５通りの値をとり、それらの全ての組合せ（３＊５
＝１５通り）について、騒音レベルを求めた。
ｔ／Ｄｓ）の値として、０．０６、０．１２、０．１８
の３通りの値をとり、（ｈｃ／Ｄｓ）の値として、０．
０２４、０．０５２、０．０８、０．１２４、０．１４
８の５通りの値をとり、それらの全ての組合せ（３＊５
＝１５通り）について、騒音レベルを求めた。
【００２５】図３において、ベース条件の点Ｂ２を含む
領域２１が、上記ベース条件の騒音レベルと比較して、
＋１〜−１ｄＢの範囲である。上記領域２１の上に位置
する領域２２が、上記ベース条件の騒音レベルと比較し
て、−１〜−３ｄＢの範囲である。上記領域２２の上に
位置する領域２３が、上記ベース条件の騒音レベルと比
較して、−３ｄＢ以上の範囲である。上記領域２１の下
に位置する領域２４が、上記ベース条件の騒音レベルと
比較して、＋１〜＋３ｄＢの範囲である。上記領域２４
の下に位置する領域２５が、上記ベース条件の騒音レベ
ルと比較して、＋３ｄＢ以上の範囲である。
領域２１が、上記ベース条件の騒音レベルと比較して、
＋１〜−１ｄＢの範囲である。上記領域２１の上に位置
する領域２２が、上記ベース条件の騒音レベルと比較し
て、−１〜−３ｄＢの範囲である。上記領域２２の上に
位置する領域２３が、上記ベース条件の騒音レベルと比
較して、−３ｄＢ以上の範囲である。上記領域２１の下
に位置する領域２４が、上記ベース条件の騒音レベルと
比較して、＋１〜＋３ｄＢの範囲である。上記領域２４
の下に位置する領域２５が、上記ベース条件の騒音レベ
ルと比較して、＋３ｄＢ以上の範囲である。
【００２６】図４は、ステータ構造パラメータとスロッ
ト面積の関係を示した図である。図４においては、図３
と同じく、横軸は、ｂｔ／Ｄｓ（ティース幅／ステータ
外径）であり、縦軸は、ｈｃ／Ｄｓ（ヨーク軸／ステー
タ外径）である。
ト面積の関係を示した図である。図４においては、図３
と同じく、横軸は、ｂｔ／Ｄｓ（ティース幅／ステータ
外径）であり、縦軸は、ｈｃ／Ｄｓ（ヨーク軸／ステー
タ外径）である。
【００２７】図４において、丸印Ｂ３が上記のベース条
件である。図４は、スロット部の面積を求めて、上記ベ
ース条件のスロット部の面積と対比させた結果を示して
いる。
件である。図４は、スロット部の面積を求めて、上記ベ
ース条件のスロット部の面積と対比させた結果を示して
いる。
【００２８】図４に示すように、今回の実験では、（ｂ
ｔ／Ｄｓ）の値として、０．０６、０．１２、０．１８
の３通りの値をとり、（ｈｃ／Ｄｓ）の値として、０．
０２４、０．０５２、０．０８、０．１２４、０．１４
８の５通りの値をとり、それらの全ての組合せ（３＊５
＝１５通り）について、スロット面積を求めた。
ｔ／Ｄｓ）の値として、０．０６、０．１２、０．１８
の３通りの値をとり、（ｈｃ／Ｄｓ）の値として、０．
０２４、０．０５２、０．０８、０．１２４、０．１４
８の５通りの値をとり、それらの全ての組合せ（３＊５
＝１５通り）について、スロット面積を求めた。
【００２９】図４において、ベース条件の点Ｂ３を含む
領域３１が、上記ベース条件のスロット面積と比較し
て、０．７５〜１．２５倍の範囲である。上記領域３１
の上に位置する領域３２が、上記ベース条件のスロット
面積と比較して、０．２５〜０．７５倍の範囲である。
上記領域３１の下に位置する領域３３が、上記ベース条
件のスロット面積と比較して、１．２５〜１．７５倍の
範囲である。
領域３１が、上記ベース条件のスロット面積と比較し
て、０．７５〜１．２５倍の範囲である。上記領域３１
の上に位置する領域３２が、上記ベース条件のスロット
面積と比較して、０．２５〜０．７５倍の範囲である。
上記領域３１の下に位置する領域３３が、上記ベース条
件のスロット面積と比較して、１．２５〜１．７５倍の
範囲である。
【００３０】スロット部の面積が大きいと、コイルの巻
付けが容易となり、出力トルクを確保し易い。ところ
が、図３および図４に示すように、スロット部の面積を
小さくした方が、騒音レベルを抑え易い傾向にある。本
実施形態では、スロット部の面積の増減分をステータ積
厚の減増で性能（出力トルク）が低下することなく構成
可能なのは、スロット部の面積が上記ベース条件のスロ
ット部の面積よりも７５％以上確保できる場合（２５％
以内の増減）である。本実施形態では、ステータ積厚
を、上記ベース条件の４０ｍｍに対して、最大で４６ｍ
ｍまで増やすことができた。
付けが容易となり、出力トルクを確保し易い。ところ
が、図３および図４に示すように、スロット部の面積を
小さくした方が、騒音レベルを抑え易い傾向にある。本
実施形態では、スロット部の面積の増減分をステータ積
厚の減増で性能（出力トルク）が低下することなく構成
可能なのは、スロット部の面積が上記ベース条件のスロ
ット部の面積よりも７５％以上確保できる場合（２５％
以内の増減）である。本実施形態では、ステータ積厚
を、上記ベース条件の４０ｍｍに対して、最大で４６ｍ
ｍまで増やすことができた。
【００３１】このことから、図４に示すように、ステー
タ積厚の拡大により出力トルクに悪影響が出ないように
対応可能なのは、スロット部の面積が上記領域３１およ
び領域３３にあるステータに限られる。一方、図３に示
すように、上記ベース条件と比較して、放射騒音を１ｄ
Ｂ以上低減できるのは、上記領域２２および領域２３に
あるステータに限られる。このことから、上記ベース条
件との対比で放射騒音が１ｄＢ以上低減し、かつスロッ
ト面積が２５％以内の増減（スロット面積増減分を積厚
減増で性能低下することなく構成可能な範囲）で抑えら
れるという条件を満たすのは、図２の斜線で示す範囲と
なる。
タ積厚の拡大により出力トルクに悪影響が出ないように
対応可能なのは、スロット部の面積が上記領域３１およ
び領域３３にあるステータに限られる。一方、図３に示
すように、上記ベース条件と比較して、放射騒音を１ｄ
Ｂ以上低減できるのは、上記領域２２および領域２３に
あるステータに限られる。このことから、上記ベース条
件との対比で放射騒音が１ｄＢ以上低減し、かつスロッ
ト面積が２５％以内の増減（スロット面積増減分を積厚
減増で性能低下することなく構成可能な範囲）で抑えら
れるという条件を満たすのは、図２の斜線で示す範囲と
なる。
【００３２】これを確認するために、上記ベース条件の
構造を、ヨーク幅ｈｃ＝１０ｍｍ、ティース幅ｂｔ＝１
２．５ｍｍ、ステータ外径Ｄｓ＝φ１０５ｍｍ、ステー
タ積厚＝４６ｍｍ、ロータ積厚＝４８ｍｍの仕様に変更
し、放射騒音を計測した結果、上記モデル条件と比較し
て、２ｄＢの騒音低減が確認できた（図２の星印）。
構造を、ヨーク幅ｈｃ＝１０ｍｍ、ティース幅ｂｔ＝１
２．５ｍｍ、ステータ外径Ｄｓ＝φ１０５ｍｍ、ステー
タ積厚＝４６ｍｍ、ロータ積厚＝４８ｍｍの仕様に変更
し、放射騒音を計測した結果、上記モデル条件と比較し
て、２ｄＢの騒音低減が確認できた（図２の星印）。
【００３３】図２において、斜線で示す範囲は、図３の
上記領域２１と領域２２の境界線（騒音が１ｄＢ以上低
減できる境界線）と、図４の上記領域３１と領域３２の
境界線（スロット部の面積が上記モデル条件と比較して
７５％以上確保できる境界線）に囲まれた領域である。
上記領域２１と領域２２の境界線（騒音が１ｄＢ以上低
減できる境界線）と、図４の上記領域３１と領域３２の
境界線（スロット部の面積が上記モデル条件と比較して
７５％以上確保できる境界線）に囲まれた領域である。
【００３４】図２の斜線で示す範囲は、ｂｔ／Ｄｓ＝
０．０６、ｈｃ／Ｄｓ＝０．１１〜０．１３の関係、ま
たは、ｂｔ／Ｄｓ＝０．１２、ｈｃ／Ｄｓ＝０．０９〜
０．１１の関係、または、ｂｔ／Ｄｓ＝０．１８、ｈｃ
／Ｄｓ＝０．０５〜０．０８の関係が成立する範囲に相
当している。
０．０６、ｈｃ／Ｄｓ＝０．１１〜０．１３の関係、ま
たは、ｂｔ／Ｄｓ＝０．１２、ｈｃ／Ｄｓ＝０．０９〜
０．１１の関係、または、ｂｔ／Ｄｓ＝０．１８、ｈｃ
／Ｄｓ＝０．０５〜０．０８の関係が成立する範囲に相
当している。
【００３５】図２で斜線で囲まれた領域を関数近似で表
すと、図１に示すようになる。図１は、集中巻方式のモ
ータステータ構造において、外径Ｄｓ，ヨーク幅ｈｃ，
ティース幅ｂｔ，ａ＝ｂｔ／Ｄｓ，ｂ＝ｈｃ／Ｄｓとし
たとき、 関数Ａ：ｂ＝−２．６４ａ２＋０．１４ａ＋０．１１２
以上 関数Ｂ：ｂ＝−ａ２−０．１７ａ＋０．１４５以下 が成立するように構成する（図１の斜線部）。
すと、図１に示すようになる。図１は、集中巻方式のモ
ータステータ構造において、外径Ｄｓ，ヨーク幅ｈｃ，
ティース幅ｂｔ，ａ＝ｂｔ／Ｄｓ，ｂ＝ｈｃ／Ｄｓとし
たとき、 関数Ａ：ｂ＝−２．６４ａ２＋０．１４ａ＋０．１１２
以上 関数Ｂ：ｂ＝−ａ２−０．１７ａ＋０．１４５以下 が成立するように構成する（図１の斜線部）。
【００３６】本実施形態では、４極６スロットの集中巻
方式のブラシレスＤＣモータを対象として実験を行った
が、図１から図４に示される傾向は、他のスロット数の
集中巻方式のブラシレスＤＣモータにも定性的には当て
はまると考えられる。
方式のブラシレスＤＣモータを対象として実験を行った
が、図１から図４に示される傾向は、他のスロット数の
集中巻方式のブラシレスＤＣモータにも定性的には当て
はまると考えられる。
【００３７】本実施形態の４極６スロットから、極数を
変えずにスロット数を変更したり、極数を変えると共に
スロット数を変更するときには、ａは、スロット数比で
ある、変更後のスロット数／６を掛けた値として、ステ
ータを構成すると、本実施形態の作用効果が得られる。
変えずにスロット数を変更したり、極数を変えると共に
スロット数を変更するときには、ａは、スロット数比で
ある、変更後のスロット数／６を掛けた値として、ステ
ータを構成すると、本実施形態の作用効果が得られる。
【００３８】本実施形態では、ステータの全体剛性を増
加させて、振動を低減する。これに伴って、振動放射音
も低減する。本実施形態での振動低減は、基本的には、
ヨーク幅増加による剛性（∝（Ｄｓ４−（Ｄｓ−ｈｃ＊
２）４））の増加に依っている。ヨーク幅ｈｃを増加さ
せなくても、ティース幅ｂｔの増加によっても、振動を
低減させることができる。
加させて、振動を低減する。これに伴って、振動放射音
も低減する。本実施形態での振動低減は、基本的には、
ヨーク幅増加による剛性（∝（Ｄｓ４−（Ｄｓ−ｈｃ＊
２）４））の増加に依っている。ヨーク幅ｈｃを増加さ
せなくても、ティース幅ｂｔの増加によっても、振動を
低減させることができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の集中巻方式のブラシレスＤＣモ
ータによれば、低騒音・低振動化が実現される。
ータによれば、低騒音・低振動化が実現される。
【図１】図１は、本発明の集中巻方式のブラシレスＤＣ
モータの一実施形態のステータ構造として、望ましい範
囲を示した図である。
モータの一実施形態のステータ構造として、望ましい範
囲を示した図である。
【図２】図２は、本発明の集中巻方式のブラシレスＤＣ
モータの一実施形態のステータ構造として、望ましい範
囲を示した他の図である。
モータの一実施形態のステータ構造として、望ましい範
囲を示した他の図である。
【図３】図３は、本発明の集中巻方式のブラシレスＤＣ
モータの一実施形態において、ステータ構造パラメータ
と放射騒音の関係を示した図である。
モータの一実施形態において、ステータ構造パラメータ
と放射騒音の関係を示した図である。
【図４】図４は、本発明の集中巻方式のブラシレスＤＣ
モータの一実施形態において、ステータ構造パラメータ
とスロット部の面積の関係を示した図である。
モータの一実施形態において、ステータ構造パラメータ
とスロット部の面積の関係を示した図である。
【図５】図５は、従来の集中巻方式のブラシレスＤＣモ
ータの構成を示す斜視図であり、図５（ａ）はステータ
を示し、図５（ｂ）はロータを示している。
ータの構成を示す斜視図であり、図５（ａ）はステータ
を示し、図５（ｂ）はロータを示している。
【図６】図６は、従来の集中巻方式のブラシレスＤＣモ
ータのステータの構成を示す平面図である。
ータのステータの構成を示す平面図である。
１ ステータ
２ ロータ
１１ ステータコア
１２ ティース部
１３ ティース先端部
１４ スロット部の面積
２１ 領域
２２ 領域
２３ 領域
２４ 領域
２５ 領域
３１ 領域
３２ 領域
３３ 領域
４１ ロータコア
４２ 永久磁石
ｂｔ ティース幅
ｄｋ ステータ積厚
ｄｒ ロータ積厚
Ｄｓ ステータの外径
ｈｃ ヨーク幅
ＳＬ スロット部の空間
Claims (8)
- 【請求項１】 ステータの剛性が確保されるように、ス
テータ板の積厚を増加させることによりモータ出力の低
下が実質的に抑制される範囲で、スロット部の面積が減
少されるように構成された集中巻方式ブラシレスＤＣモ
ータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の集中巻方式ブラシレスＤ
Ｃモータにおいて、 前記ステータは、前記ステータの外径、ヨーク幅、ティ
ース幅の比が予め定められた設定範囲に収まるように構
成される集中巻方式ブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項３】 請求項２記載の集中巻方式ブラシレスＤ
Ｃモータにおいて、 前記設定範囲は、前記ステータの外径と前記ティース幅
の比を横軸とし、前記ステータの外径と前記ヨーク幅の
比を縦軸としたときに、前記ステータの振動放射レベル
が所定値よりも低く抑えられる境界線を下限値とし、前
記ステータ板の積厚を増加可能な範囲まで増加させたと
きに前記モータ出力の低下が設定値以下に抑制される範
囲で前記スロット部の面積を減少可能な境界線を上限値
とするように構成される集中巻方式ブラシレスＤＣモー
タ。 - 【請求項４】 ステータを有し、 前記ステータの外径をＤｓ、ヨーク幅をｈｃ、ティース
幅をｂｔとし、ａ＝ｂｔ／Ｄｓ、ｂ＝ｈｃ／Ｄｓとした
とき、 関数Ａ：ｂ＝−２．６４ａ２＋０．１４ａ＋０．１１２
以上、および 関数Ｂ：ｂ＝−ａ２−０．１７ａ＋０．１４５以下、 が概ね成立するように構成された集中巻方式ブラシレス
ＤＣモータ。 - 【請求項５】 請求項４記載の集中巻方式ブラシレスＤ
Ｃモータにおいて、 ａ＝０．０６のときにｂ＝０．１１〜０．１３の関係、 ａ＝０．１２のときにｂ＝０．０９〜０．１１の関係、
または ａ＝０．１８のときにｂ＝０．０５〜０．０８の関係、 が概ね成立するように構成された集中巻方式ブラシレス
ＤＣモータ。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載の集中巻方式ブ
ラシレスＤＣモータにおいて、 前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、４極６スロッ
トである集中巻方式ブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項７】 請求項４または５に記載の集中巻方式ブ
ラシレスＤＣモータにおいて、 極数を変えずにスロット数を変更したり、極数を変える
と共にスロット数を変更するとき、ａはスロット数比で
ある、変更後のスロット数／６を掛けた値とし、ステー
タが構成された集中巻方式ブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項８】 請求項４から６のいずれか１項に記載の
集中巻方式ブラシレスＤＣモータにおいて、 前記集中巻方式ブラシレスＤＣモータは、空調機用圧縮
機の駆動用モータである集中巻方式ブラシレスＤＣモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002018599A JP2003224938A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 集中巻方式ブラシレスｄｃモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002018599A JP2003224938A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 集中巻方式ブラシレスｄｃモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003224938A true JP2003224938A (ja) | 2003-08-08 |
Family
ID=27742990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002018599A Pending JP2003224938A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 集中巻方式ブラシレスｄｃモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003224938A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010284021A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 回転機 |
| JP2014107965A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| WO2015182509A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | 日立工機株式会社 | 電動工具 |
| JPWO2016031054A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 圧縮機のモータ、冷凍サイクル装置 |
| EP3327898A1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-05-30 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Rotary compressor system, rotary compressor, motor, and design method |
| JP2019536422A (ja) * | 2016-11-16 | 2019-12-12 | ムービング マグネット テクノロジーズ | 高速電気機械用ステータ |
| JP2022051989A (ja) * | 2020-09-23 | 2022-04-04 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 電動機および洗濯機 |
-
2002
- 2002-01-28 JP JP2002018599A patent/JP2003224938A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10992213B2 (en) | 2014-08-29 | 2021-04-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor of compressor and refrigeration cycle apparatus |
| US11557950B2 (en) | 2014-08-29 | 2023-01-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor of compressor and refrigeration cycle apparatus |
| JP2019536422A (ja) * | 2016-11-16 | 2019-12-12 | ムービング マグネット テクノロジーズ | 高速電気機械用ステータ |
| JP7199366B2 (ja) | 2016-11-16 | 2023-01-05 | ムービング マグネット テクノロジーズ | 高速電気機械用ステータ |
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| JP2022051989A (ja) * | 2020-09-23 | 2022-04-04 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 電動機および洗濯機 |
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