JP2004274971A - フラットモータのステータ - Google Patents
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Abstract
【課題】渦電流の発生を低減したフラットモータのステータを提供する。
【解決手段】巻線が配置されたベース鉄芯を備え、該ベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなる、フラットモータのステータ。
【選択図】 図2
【解決手段】巻線が配置されたベース鉄芯を備え、該ベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなる、フラットモータのステータ。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラットモータのステータに関する。さらに詳しくは、製造コストが低く、しかも渦電流の発生を低減して性能を向上したフラットモータのステータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフラットモータ(または、ブラシレスモータ)のステータは、枠体にコイル状の電線を巻き上げることにより電磁石を作成し、この電磁石を基板表面の所定位置に配置することによって、組み立てられている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
前記枠体の中空開口部には、コイルが発生する磁場を強めるために、強磁性体の芯を配置するか、または、枠体自体を強磁性体の材料もしくは強磁性体を含む材料、たとえば強磁性体の充填材を含有する樹脂で構成している。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−276714号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフラットモータのステータは、枠体内部または枠体自体を強磁性体で作製したり、または鉄芯をSS鋼やSPCCなどの圧延鋼材や圧延鋼板で作製しているが、フラットモータは回転界磁型であるので、界磁が回転することによって、ステータに渦電流が生じ、モータの効率を低下させるという問題がある。
【0006】
通常のラジアルギャップ型モータは、この渦電流の低減を図るためにケイ素鋼板を積層することによって作製されたステータ鉄芯を使用しているが、アキシャルギャップ型の場合には渦電流の流れる向きと積層する方向が90度異なるため積層体からなるステータ鉄芯を使用しても低減の効果はほとんどない。
【0007】
一方、この問題を解決するためにステータ鉄芯に帯状のケイ素鋼板を渦巻き状に巻いて構成した巻鉄芯を用いたものもある。しかしながら、このような巻鉄芯は、製造コストが非常に高くなるという問題がある。
【0008】
また、磁石とステータ鉄芯とのあいだに巻線が存在し、磁石とステータとの等価的エアギャップが大きくなるため、性能を満たすためには磁石の使用量を増やしたり、モータの寸法を大きくするなどの手段が必要であり、コスト的に不利であった。
【0009】
さらに、巻線を鉄芯に固定するため、エポキシ樹脂などでモールドしステータ鉄芯と一体化させなければならず、また、等価的なエアギャップを極力小さくするため、樹脂成形の精度も高いものが要求されるため、加工コストも大きなものになっていた。
【0010】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、渦電流の発生を低減したフラットモータのステータを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットモータのステータは、巻線が配置されたベース鉄芯を備え、該ベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなることを特徴とする。
【0012】
前記ベース鉄芯の上に前記巻線を巻くための磁極鉄芯が突設されてなるのが好ましい。
【0013】
前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなるのが好ましい。
【0014】
前記ベース鉄芯と磁極鉄芯とが一体形成されてなるのが好ましい。
【0015】
前記磁極鉄芯が、先端部の幅が広い傘形形状を呈してなるのが好ましい。
【0016】
前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなるのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のフラットモータのステータを詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるステータを用いたフラットモータの断面説明図、図2は図1のステータの斜視説明図、図3は本発明のステータの他の実施の形態の斜視説明図、図4は図3のIV−IV線断面図および図5は図3の磁極鉄芯を根元側から見た図である。
【0018】
図1に示されるように、本実施の形態にかかわるステータを用いたフラットモータは、ケーシング21内部に固定されたステータ1と、該ステータ1に所定距離だけ離間して対向する位置において、シャフト23に固着されたロータ22と、該ロータ22に固着された複数のロータ磁石24とからなる。
【0019】
図1〜2に示されるステータ1は、ベース鉄芯2と、該ベース鉄芯2の表面に同一円周上に配置されるように突設された複数の磁極鉄芯3と、該磁極鉄芯3のそれぞれに巻かれた、複数の巻線4とからなる。
【0020】
本発明では、ベース鉄芯2が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されているため、従来の強磁性材料で作製されたステータ鉄芯と比較して、電気抵抗が大きくなり、渦電流を低減することができる。それにより、ブレーキ量(渦電流による損失のこと)は、従来のステータ鉄芯のときには100程度であったものが、これとベース鉄芯が同寸法の本発明のステータでは約20程度まで低減し、モータの性能が大幅に向上する。
【0021】
ベース鉄芯2を作製するための軟磁性鋼パウダーメタル成形材料は、単磁性材を樹脂などのバインダで絶縁処理しており、電気抵抗が前記圧延鋼板材より大きく、回転磁界による渦電流を低減することができるという効果がある。
【0022】
また、本実施の形態では、図2に示されるように、ベース鉄芯2の上に磁極鉄芯3が突設されているため、巻線4が巻きやすくなっている。
【0023】
さらに、本実施の形態における磁極鉄芯3は、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて、ベース鉄芯2と一体形成により作製されているため、ベース鉄芯2および磁極鉄芯3の成形が容易になり、しかも、巻線4の位置ずれが生じにくくなる。さらには従来では一体化が困難であった磁極鉄芯をパウダーメタル成形材でステータ鉄芯と一体に成形することにより、等価エアギャップG(図1参照)をきわめて小さくすることができ、またパウダーメタルの成形精度は成形金型のみで決定されるため、高精度の成形が可能である。こうして、等価エアギャップGを小さくすることができるので、モータの性能を向上させることができる。
【0024】
この成形後のパウダーメタルの寸法を基準にして巻線4の樹脂モールドを行なえば、モールド後の寸法管理が簡略化することができ、その結果、加工コストの低減も可能である。
【0025】
また、磁極鉄芯3も軟磁性鋼パウダーメタル成形材料で作製することによって電気抵抗が大きくなるので、渦電流はさらに低減し、モータの性能はさらに向上する。
【0026】
磁極鉄芯3の形状については、本発明ではとくに限定されるものではなく、種々の形状が採用され得る。たとえば、本発明のステータの他の実施の形態として、図3〜4に示されるステータ5は、ベース鉄芯2の表面に、先端部の幅が広い傘形形状を呈する磁極鉄芯5が複数個突設され、それぞれの磁極鉄芯5に巻線4が巻回されている。
【0027】
磁極鉄芯5が先端部の幅が広い傘形形状を呈しているため、等価エアギャップGの寸法を確保しつつ、電磁力などによる巻線の飛び出しを防止することができる。そのため、巻線4の樹脂モールドの工程を削減することができ、加工コストを大幅に低減することができる。
【0028】
図3〜4に示される磁極鉄芯5も、前記磁極鉄芯3と同様に、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて、作製されているため、電気抵抗が大きくなるので、渦電流はさらに低減し、モータの性能はさらに向上する。
【0029】
本実施の形態における磁極鉄芯5は、図5に示されるように、前記ベース鉄芯2とは別体に作製されているため傘形形状などの複雑な形状を呈する磁極鉄芯も容易に作製することができる。その場合、ベース鉄芯2上に固着することができるように、磁極鉄芯5の根元側端面にネジ孔6を形成すれば、あらかじめベース鉄芯2の所定の位置に開口した貫通孔2aと磁極鉄芯5を位置合わせしたのち、ネジ7で容易に固定することができる。なお、ネジ止め以外にも接着剤などの固着手段を用いて磁極鉄芯5を固定してもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、ベース鉄芯を軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製しているため、電気抵抗が大きくなり、渦電流の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるステータを用いたフラットモータの断面説明図である。
【図2】図1のステータの斜視説明図である。
【図3】本発明のステータの他の実施の形態の斜視説明図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】図3の磁極鉄芯を根元側から見た図である。
【符号の説明】
1 フラットモータのステータ
2 ベース鉄芯
3、5 磁極鉄芯
4 巻線
【発明の属する技術分野】
本発明はフラットモータのステータに関する。さらに詳しくは、製造コストが低く、しかも渦電流の発生を低減して性能を向上したフラットモータのステータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフラットモータ(または、ブラシレスモータ)のステータは、枠体にコイル状の電線を巻き上げることにより電磁石を作成し、この電磁石を基板表面の所定位置に配置することによって、組み立てられている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
前記枠体の中空開口部には、コイルが発生する磁場を強めるために、強磁性体の芯を配置するか、または、枠体自体を強磁性体の材料もしくは強磁性体を含む材料、たとえば強磁性体の充填材を含有する樹脂で構成している。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−276714号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフラットモータのステータは、枠体内部または枠体自体を強磁性体で作製したり、または鉄芯をSS鋼やSPCCなどの圧延鋼材や圧延鋼板で作製しているが、フラットモータは回転界磁型であるので、界磁が回転することによって、ステータに渦電流が生じ、モータの効率を低下させるという問題がある。
【0006】
通常のラジアルギャップ型モータは、この渦電流の低減を図るためにケイ素鋼板を積層することによって作製されたステータ鉄芯を使用しているが、アキシャルギャップ型の場合には渦電流の流れる向きと積層する方向が90度異なるため積層体からなるステータ鉄芯を使用しても低減の効果はほとんどない。
【0007】
一方、この問題を解決するためにステータ鉄芯に帯状のケイ素鋼板を渦巻き状に巻いて構成した巻鉄芯を用いたものもある。しかしながら、このような巻鉄芯は、製造コストが非常に高くなるという問題がある。
【0008】
また、磁石とステータ鉄芯とのあいだに巻線が存在し、磁石とステータとの等価的エアギャップが大きくなるため、性能を満たすためには磁石の使用量を増やしたり、モータの寸法を大きくするなどの手段が必要であり、コスト的に不利であった。
【0009】
さらに、巻線を鉄芯に固定するため、エポキシ樹脂などでモールドしステータ鉄芯と一体化させなければならず、また、等価的なエアギャップを極力小さくするため、樹脂成形の精度も高いものが要求されるため、加工コストも大きなものになっていた。
【0010】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、渦電流の発生を低減したフラットモータのステータを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットモータのステータは、巻線が配置されたベース鉄芯を備え、該ベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなることを特徴とする。
【0012】
前記ベース鉄芯の上に前記巻線を巻くための磁極鉄芯が突設されてなるのが好ましい。
【0013】
前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなるのが好ましい。
【0014】
前記ベース鉄芯と磁極鉄芯とが一体形成されてなるのが好ましい。
【0015】
前記磁極鉄芯が、先端部の幅が広い傘形形状を呈してなるのが好ましい。
【0016】
前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなるのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のフラットモータのステータを詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるステータを用いたフラットモータの断面説明図、図2は図1のステータの斜視説明図、図3は本発明のステータの他の実施の形態の斜視説明図、図4は図3のIV−IV線断面図および図5は図3の磁極鉄芯を根元側から見た図である。
【0018】
図1に示されるように、本実施の形態にかかわるステータを用いたフラットモータは、ケーシング21内部に固定されたステータ1と、該ステータ1に所定距離だけ離間して対向する位置において、シャフト23に固着されたロータ22と、該ロータ22に固着された複数のロータ磁石24とからなる。
【0019】
図1〜2に示されるステータ1は、ベース鉄芯2と、該ベース鉄芯2の表面に同一円周上に配置されるように突設された複数の磁極鉄芯3と、該磁極鉄芯3のそれぞれに巻かれた、複数の巻線4とからなる。
【0020】
本発明では、ベース鉄芯2が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されているため、従来の強磁性材料で作製されたステータ鉄芯と比較して、電気抵抗が大きくなり、渦電流を低減することができる。それにより、ブレーキ量(渦電流による損失のこと)は、従来のステータ鉄芯のときには100程度であったものが、これとベース鉄芯が同寸法の本発明のステータでは約20程度まで低減し、モータの性能が大幅に向上する。
【0021】
ベース鉄芯2を作製するための軟磁性鋼パウダーメタル成形材料は、単磁性材を樹脂などのバインダで絶縁処理しており、電気抵抗が前記圧延鋼板材より大きく、回転磁界による渦電流を低減することができるという効果がある。
【0022】
また、本実施の形態では、図2に示されるように、ベース鉄芯2の上に磁極鉄芯3が突設されているため、巻線4が巻きやすくなっている。
【0023】
さらに、本実施の形態における磁極鉄芯3は、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて、ベース鉄芯2と一体形成により作製されているため、ベース鉄芯2および磁極鉄芯3の成形が容易になり、しかも、巻線4の位置ずれが生じにくくなる。さらには従来では一体化が困難であった磁極鉄芯をパウダーメタル成形材でステータ鉄芯と一体に成形することにより、等価エアギャップG(図1参照)をきわめて小さくすることができ、またパウダーメタルの成形精度は成形金型のみで決定されるため、高精度の成形が可能である。こうして、等価エアギャップGを小さくすることができるので、モータの性能を向上させることができる。
【0024】
この成形後のパウダーメタルの寸法を基準にして巻線4の樹脂モールドを行なえば、モールド後の寸法管理が簡略化することができ、その結果、加工コストの低減も可能である。
【0025】
また、磁極鉄芯3も軟磁性鋼パウダーメタル成形材料で作製することによって電気抵抗が大きくなるので、渦電流はさらに低減し、モータの性能はさらに向上する。
【0026】
磁極鉄芯3の形状については、本発明ではとくに限定されるものではなく、種々の形状が採用され得る。たとえば、本発明のステータの他の実施の形態として、図3〜4に示されるステータ5は、ベース鉄芯2の表面に、先端部の幅が広い傘形形状を呈する磁極鉄芯5が複数個突設され、それぞれの磁極鉄芯5に巻線4が巻回されている。
【0027】
磁極鉄芯5が先端部の幅が広い傘形形状を呈しているため、等価エアギャップGの寸法を確保しつつ、電磁力などによる巻線の飛び出しを防止することができる。そのため、巻線4の樹脂モールドの工程を削減することができ、加工コストを大幅に低減することができる。
【0028】
図3〜4に示される磁極鉄芯5も、前記磁極鉄芯3と同様に、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて、作製されているため、電気抵抗が大きくなるので、渦電流はさらに低減し、モータの性能はさらに向上する。
【0029】
本実施の形態における磁極鉄芯5は、図5に示されるように、前記ベース鉄芯2とは別体に作製されているため傘形形状などの複雑な形状を呈する磁極鉄芯も容易に作製することができる。その場合、ベース鉄芯2上に固着することができるように、磁極鉄芯5の根元側端面にネジ孔6を形成すれば、あらかじめベース鉄芯2の所定の位置に開口した貫通孔2aと磁極鉄芯5を位置合わせしたのち、ネジ7で容易に固定することができる。なお、ネジ止め以外にも接着剤などの固着手段を用いて磁極鉄芯5を固定してもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、ベース鉄芯を軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製しているため、電気抵抗が大きくなり、渦電流の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるステータを用いたフラットモータの断面説明図である。
【図2】図1のステータの斜視説明図である。
【図3】本発明のステータの他の実施の形態の斜視説明図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】図3の磁極鉄芯を根元側から見た図である。
【符号の説明】
1 フラットモータのステータ
2 ベース鉄芯
3、5 磁極鉄芯
4 巻線
Claims (6)
- 巻線が配置されたベース鉄芯を備え、該ベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなることを特徴とするフラットモータのステータ。
- 前記ベース鉄芯の上に前記巻線を巻くための磁極鉄芯が突設されてなる請求項1記載のフラットモータのステータ。
- 前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなる請求項2記載のフラットモータのステータ。
- 前記ベース鉄芯と磁極鉄芯とが一体形成されてなる請求項3記載のフラットモータのステータ。
- 前記磁極鉄芯が、先端部の幅が広い傘形形状を呈してなる請求項2記載のフラットモータのステータ。
- 前記磁極鉄芯が、軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されてなる請求項5記載のフラットモータのステータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003066373A JP2004274971A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | フラットモータのステータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003066373A JP2004274971A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | フラットモータのステータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004274971A true JP2004274971A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33127109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003066373A Pending JP2004274971A (ja) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | フラットモータのステータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004274971A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006280052A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電動機 |
US7679257B2 (en) | 2007-02-23 | 2010-03-16 | Asmo Co., Ltd. | Planar commutator, rotor and direct current electric motor |
CN110417157A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-05 | 上海大学 | 一种多相轴向磁通永磁同步电机 |
-
2003
- 2003-03-12 JP JP2003066373A patent/JP2004274971A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006280052A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電動機 |
JP4696638B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-06-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 電動機 |
US7679257B2 (en) | 2007-02-23 | 2010-03-16 | Asmo Co., Ltd. | Planar commutator, rotor and direct current electric motor |
CN110417157A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-05 | 上海大学 | 一种多相轴向磁通永磁同步电机 |
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