JP2004274971A

JP2004274971A - フラットモータのステータ

Info

Publication number: JP2004274971A
Application number: JP2003066373A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sagara; 弘明相良
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-09-30

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

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

Claims

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。