【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平型ブラシレスモータの、特にコア形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸方向に細長く扁平なブラシレスモータとして、図３に示すようなブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３において、ティース５１ａ〜５１ｆに巻線５３を巻装した２つのステータブロック５１ｇとステータブロック５１ｈを水平に配置した扁平型ステータ５１内を複数極に着磁したロータ５２が回転できるように空隙δ５を設けている。
【０００４】
このティース５１ａ〜５１ｆの先端部に形成された円弧部は同じ曲率半径でその中心は回転軸心５２ｏ上にある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３６０９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のブラシレスモータの扁平型ステータ５１は、環状型ステータのティース基部のように外周が当接されていないため対称な磁路が形成されず、このため、コギングトルクや振動が増大するなど、モータ特性の悪化要因となっていた。
【０００７】
このコギングトルク低減対策として、ロータの磁石をスキューする方法や、磁石外周の半径基点とステータのティース先端部に形成された円弧部の基点が異なる偏芯磁石なども考えられるが、これら従来の対策では、コギングトルクの低減はできるものの、コイルの誘起電圧が大きく低下し、モータ回転力の低下につながってしまうという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記のような従来の課題を解決するものであり、モータ出力の低下を抑止しコギングトルクや振動を小さくできる扁平構造のブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のブラシレスモータは、扁平型ステータの互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたもので、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクを低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１に記載のブラシレスモータは、回転自在に支持され周方向に複数極に着磁されたロータと、前記ロータと空隙を介して対向し、分割したティースにコイルを巻回した各ティース巻線体の基部面を接合した扁平型ステータとを備え、前記扁平型ステータで互いに平行に形成した３つのティースのうち、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径とを異なる寸法とし、中央ティース先端部の円弧の中心のみを回転軸心上に位置させたものである。
【００１１】
また、請求項２記載のブラシレスモータは、請求項１に加えて、ティース巻線体の基部面を接合したとき、両端ティース先端部の円弧端と中央ティース先端部の円弧端とが交わる半径としたものである。
【００１２】
このように、両端ティース先端部の円弧半径と中央ティース先端部の円弧半径を異なる寸法とし、ティース巻線体の基部面を接合したとき、ティース先端部の円弧端が交わるような半径にしたもので、両端ティースの円弧部とロータ外径のギャップと中央ティースの円弧部とロータ外径のギャップを変えることで、モータ出力の低下を抑止してコギングトルクの均衡化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１において、３つのティースごとに分割して積層固着したティース１１ａ〜ティース１１ｃは、絶縁処理を施した後にコイル１３を巻回してティース巻線体としている。
【００１５】
そして、ティース巻線体のティース１１ａ〜ティース１１ｃの隣り合う基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合して第１ステータブロック１１ｇを構成する。同様に、コイルを巻回したティース１１ｄ〜ティース１１ｆの基部面を接合して第２ステータブロック１１ｈを構成し、第１ステータブロック１１ｇと第２ステータブロック１１ｈを対向させて扁平ステータ１１を構成し、図示していないハウジングケースに収納して固定する。
【００１６】
ロータ１２は、厚みが均一な永久磁石１２ａを備えており、その外周面を均等に８分割して交互にＮ，Ｓ着磁している。
【００１７】
ここで、第１ステータブロック１１ｇを構成するティース１１ａ〜ティース１１ｃの形状面の特徴について説明する。ティース１１ａ〜ティース１１ｃはロータ１２の外周に対向する先端円弧面のスロットピッチを対称の６０度に形成する。
【００１８】
そして、互いに平行に形成した３つのティース１１ａ〜ティース１１ｃのうち、中央ティース１１ｂの円弧中心のみを回転軸心１２ｏ上に配置（円弧半径ｒｂ）する。
【００１９】
ティース１１ａの円弧半径ｒａとティース１１ｃの円弧半径ｒｃは、回転軸心１２ｏ上とは異なる点に偏芯させ、ティースの基部面１１ｂａ、１１ｂｂを接合したとき、ティース１１ａ〜ティース１１ｃの円弧が端部で交わるように半径位置を設定（円弧中心ｒａ＝円弧半径ｒｃ＜円弧半径ｒｂ）する。
【００２０】
また、基部面１１ｂａ、１１ｂｂの接合を基本として、各ティースの円弧端における隙間が限りなく小さくなるように設定する（後述する空隙δ２より小さくする）。
【００２１】
さらに、ティース１１ａの先端円弧（およびティース１１ｃの先端円弧）のスロットピッチの１／２（３０度）位置における永久磁石１２ａの外周との空隙をδ１、中央のティース１１ｂの先端円弧とロータ１２の外周との空隙をδ２とすると、空隙δ１＞空隙δ２となる。
【００２２】
なお、第２ステータブロック１１ｈも第１ステータブロック１１ｇと同様であり、説明を省略する。
【００２３】
実施例では、空隙δ１／空隙δ２の比率で１．４〜１．５倍程度（空隙δ１＝０．７ｍｍ、空隙δ２＝０．５ｍｍ）、ティース両端部の肉厚を空隙δ２とほぼ同じ（０．５ｍｍ）に設定することで、下記のような良好な結果が得られた。
【００２４】
図２は、本発明のステータと従来のステータに、それぞれ同じロータを組み込んで構成したモータのコギングトルクを比較したものである。
【００２５】
ロータ外周の各位置に作用する接線力の総和がコギングトルクの大きさとなり、本発明のステータを用いたモータのコギングトルクは０．０１４Ｎｍ、従来のステータコアを用いたモータのコギングトルクは０．０３６Ｎｍであり、大幅に改善することができた。
【００２６】
また、モータの回転を左右するコイルの誘起電圧の比較でも、本発明のステータを用いたモータは、従来モータに比べて１％の低下に収まった。
【００２７】
このように、両端ティース先端の円弧半径を中央ティース先端の円弧半径と異なる寸法にして偏芯させるとともに隣接するティースの円弧端が交わるように半径位置を設定することで、モータ回転力を著しく低下させることなく、コギングトルクを低減できた。
【００２８】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１および請求項２記載の発明によれば、モータ出力を著しく低下させることなく、コギングトルクの小さな扁平型ブラシレスモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるモータ平面図
【図２】本発明の実施例と従来例のコギングトルク分布の比較図
【図３】従来の扁平型ブラシレスモータの平面図
【符号の説明】
１１ 扁平ステータ
１１ａ〜１１ｆ ティース
１２ ロータ
１２ａ 永久磁石
１３ コイル
ｒａ、ｒｂ、ｒｃ ティース先端の円弧半径
δ１、δ２ 空隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat type brushless motor, particularly to a core shape.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a brushless motor as shown in FIG. 3 has been known as an elongated and flat brushless motor in the axial direction (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In FIG. 3, a gap is formed so that a rotor 52 magnetized to a plurality of poles can rotate in a flat stator 51 in which two stator blocks 51g and a stator block 51h in which windings 53 are wound around teeth 51a to 51f are horizontally arranged. δ5 is provided.
[0004]
The arc portions formed at the tips of the teeth 51a to 51f have the same radius of curvature and the center thereof is on the rotation axis 52o.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-136090 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the flat stator 51 of the conventional brushless motor does not have a symmetrical magnetic path because the outer periphery thereof is not in contact with the base of the teeth of the annular stator, so that cogging torque and vibration increase. This has been a cause of deterioration of motor characteristics.
[0007]
As a countermeasure for reducing the cogging torque, a method of skewing the magnet of the rotor or an eccentric magnet in which the base point of the radius of the outer periphery of the magnet is different from the base point of the arc portion formed at the tip of the teeth of the stator are conceivable. Thus, although the cogging torque can be reduced, there is a disadvantage that the induced voltage of the coil is greatly reduced, which leads to a reduction in the motor rotational force.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a brushless motor having a flat structure capable of suppressing a decrease in motor output and reducing cogging torque and vibration, in order to solve the above-described conventional problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a brushless motor of the present invention is configured such that, among three teeth formed in parallel with each other of a flat stator, an arc radius at both ends of the teeth and an arc radius at a center teeth end are different. Since only the center of the arc of the center tooth tip is located on the rotation axis, a decrease in motor output can be suppressed and cogging torque can be reduced.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to solve the above-mentioned problem, a brushless motor according to claim 1 includes a rotor rotatably supported and magnetized to a plurality of poles in a circumferential direction, and a tooth divided and opposed to the rotor via a gap. A flat stator in which a base surface of each tooth winding body around which a coil is wound is joined, and among three teeth formed in parallel with the flat stator, an arc radius at both ends of a tooth tip and a central tooth tip. The radius of the circular arc of the portion is different from that of the central portion, and only the center of the circular arc at the tip of the central tooth is located on the rotation axis.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, when the base surfaces of the tooth windings are joined to each other, the radius at which the arc ends of the both ends of the teeth and the center end of the central teeth intersect with each other. It was done.
[0012]
In this way, the radius of the arc at the tip of the teeth at both ends and the radius of the arc at the tip of the center tooth are different from each other, and when the base surfaces of the tooth windings are joined, the radius of the arc at the tip of the teeth intersects. By changing the gap between the arc portion of the teeth at both ends and the outer diameter of the rotor and the gap between the arc portion of the central tooth and the outer diameter of the rotor, it is possible to suppress a decrease in motor output and to balance cogging torque.
[0013]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
In FIG. 1, the teeth 11a to 11c which are divided and fixed for every three teeth are wound around a coil 13 after insulation treatment is performed to form a tooth winding body.
[0015]
Then, the adjacent base surfaces 11ba, 11bb of the teeth 11a to 11c of the tooth winding body are joined to form a first stator block 11g. Similarly, the base surfaces of the teeth 11d to 11f around which the coils are wound are joined to form a second stator block 11h, and the first stator block 11g and the second stator block 11h are opposed to each other to form a flat stator 11. And housed and fixed in a housing case (not shown).
[0016]
The rotor 12 has a permanent magnet 12a having a uniform thickness, and its outer peripheral surface is equally divided into eight portions and magnetized alternately in N and S directions.
[0017]
Here, the features of the shapes of the teeth 11a to 11c constituting the first stator block 11g will be described. The teeth 11a to 11c have a symmetrical 60-degree slot pitch on the arcuate surface facing the outer periphery of the rotor 12.
[0018]
Then, of the three teeth 11a to 11c formed in parallel with each other, only the arc center of the center tooth 11b is arranged on the rotation axis 12o (arc radius rb).
[0019]
The arc radius ra of the teeth 11a and the arc radius rc of the teeth 11c are eccentric to points different from those on the rotation axis 12o, and when the base surfaces 11ba and 11bb of the teeth are joined, the arcs of the teeth 11a to 11c are at the ends. Radius positions are set so that they cross each other (arc center ra = arc radius rc <arc radius rb).
[0020]
In addition, based on the joining of the base surfaces 11ba, 11bb, the gap at the arc end of each tooth is set to be as small as possible (to be smaller than the gap δ2 described later).
[0021]
Further, the gap between the outer circumference of the permanent magnet 12a at a position １ ／ (30 degrees) of the slot pitch of the tip arc of the teeth 11a (and the tip arc of the teeth 11c) is δ1, the tip arc of the center teeth 11b and the rotor 12 Assuming that the gap with the outer circumference is δ2, the gap δ1> the gap δ2.
[0022]
Note that the second stator block 11h is the same as the first stator block 11g, and a description thereof will be omitted.
[0023]
In the embodiment, the ratio of the gap δ1 / gap δ2 is about 1.4 to 1.5 times (gap δ1 = 0.7 mm, gap δ2 = 0.5 mm), and the thickness of both ends of the teeth is almost the same as the gap δ2 ( 0.5 mm), the following good results were obtained.
[0024]
FIG. 2 compares the cogging torques of the motors in which the same rotor is incorporated into the stator of the present invention and the conventional stator.
[0025]
The sum of the tangential forces acting on each position on the outer periphery of the rotor becomes the magnitude of the cogging torque. The cogging torque of the motor using the stator of the present invention is 0.014 Nm, and the cogging torque of the motor using the conventional stator core is 0.036 Nm. And could be improved significantly.
[0026]
Also, the comparison of the induced voltages of the coils that affect the rotation of the motor showed that the motor using the stator of the present invention fell by 1% as compared with the conventional motor.
[0027]
In this way, the radius of the arc of the teeth at both ends is made different from the radius of the arc of the center tooth, and the eccentricity is set, and the radius position is set so that the arc ends of the adjacent teeth intersect. The cogging torque could be reduced without causing this.
[0028]
【The invention's effect】
As is apparent from the above embodiments, according to the first and second aspects of the present invention, a flat brushless motor having a small cogging torque can be obtained without significantly reducing the motor output.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a comparison diagram of a cogging torque distribution between the embodiment of the present invention and a conventional example. FIG. 3 is a plan view of a conventional flat brushless motor.
11 Flat stators 11a to 11f Teeth 12 Rotor 12a Permanent magnet 13 Coil ra, rb, rc Arc radii δ1, δ2 at tip of teeth Air gap
