JP2005160196A

JP2005160196A - Brushless motor

Info

Publication number: JP2005160196A
Application number: JP2003394493A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Mizuno; 光政水野; Hiromiki Inoue; 弘幹井上; Tsutomu Natsuhara; 勉夏原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless motor which can correct the rotation balance of a rotor without reducing the performance of the motor. <P>SOLUTION: The brushless motor includes a stator 1 in which a coil 5 is wound on a stator core 3, a permanent magnet 7 mounted on a rotor core 6, and a rotor 2 rotatably supported by a rotational shaft 8 inserted into the center of the rotor core 6 in the state that an air gap is provided between the rotor 2 and the stator 1. Balance correcting parts 10a, 10b made of a metal excisable by another element from the rotor core 6 are provided on the rotor 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ブラシレスモータの構造に関し、詳しくはロータの回転バランスを修正する構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a brushless motor, and more particularly to a structure for correcting the rotational balance of a rotor.

ブラシレスモータのロータ重心がロータの回転中心に対して偏位しており、ロータ重心が偏心していてロータの回転バランスが取れていない場合は、ロータの回転により振動や騒音が発生するため、従来、ロータやロータに設けたバランス修正板にバランスウェイトを取り付けることによって、ロータの回転バランスを修正することが行われていた。例えば、下記の特許文献１に示されるように、ロータ鉄心を嵌合した回転軸に取り付けたバランス修正板にバランスウェイトを取付ねじで取り付けたり、下記の特許文献２に示されるように、回転軸に固着したロータ鉄心にバランスウェイトを装着するとともに、回転軸に固定したフランジの外周部に刻設した溝にバランスウェイトを装着している。 If the rotor center of gravity of the brushless motor is deviated with respect to the rotation center of the rotor and the rotor center of gravity is eccentric and the rotor rotation is not balanced, vibration and noise are generated by the rotation of the rotor. The rotational balance of the rotor has been corrected by attaching a balance weight to the rotor or a balance correction plate provided on the rotor. For example, as shown in the following Patent Document 1, a balance weight is attached to a balance correction plate attached to a rotating shaft fitted with a rotor core, or a rotating shaft is mounted as shown in the following Patent Document 2. A balance weight is attached to the rotor core fixed to the rotor, and a balance weight is attached to a groove formed on the outer periphery of the flange fixed to the rotating shaft.

このように、ロータやロータに設けたバランス修正板にバランスウェイトを取り付けることに代えて、ロータ鉄心の一部を切除することによってロータの回転バランスを修正することも行われている。 Thus, instead of attaching the balance weight to the rotor or the balance correction plate provided on the rotor, the rotational balance of the rotor is corrected by cutting off a part of the rotor core.

しかしながら、ロータ鉄心の一部を切除する場合には、ロータ鉄心の減少によりモータの性能に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題があった。
実開昭６０−１１４５７９号公報特開平６−２８４６６６号公報 However, when part of the rotor core is cut, there is a problem that the performance of the motor may be adversely affected due to the reduction of the rotor core.
Japanese Utility Model Publication No. 60-114579 JP-A-6-284666

本願発明は、上記従背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、モータの性能を低下させることなく、ロータの回転バランスを修正することのできるブラシレスモータを提供することである。 The present invention has been invented in view of the above-mentioned conventional background art, and an object thereof is to provide a brushless motor capable of correcting the rotational balance of the rotor without deteriorating the performance of the motor.

上記課題を解決するために、本願発明は、ステータ鉄心にコイルを巻装してなるステータと、ロータ鉄心に永久磁石を取り付けてなり、ロータ鉄心の中心に挿入された回転軸によってステータとの間に空隙を介した状態で回転自在に支持されたロータとからなるブラシレスモータであって、ロータにロータ鉄心とは別体で切除可能な金属製のバランス修正部を設けたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a stator between a stator core and a stator that has a permanent magnet attached to the rotor iron core and a rotating shaft inserted in the center of the rotor iron core. A brushless motor comprising a rotor rotatably supported in a state where a gap is interposed between the rotor and the rotor provided with a metal balance correction portion that can be cut off separately from the rotor core.

本願発明のブラシレスモータにおいては、ロータ鉄心とは別体の金属製のバランス修正部を切除することによってロータの回転バランスを修正することができ、ロータ鉄心を切除することがないためモータの性能を低下させることなく、ロータの回転バランスを修正することができる。 In the brushless motor of the present invention, the rotational balance of the rotor can be corrected by cutting a metal balance correction portion separate from the rotor core, and the motor performance is reduced because the rotor core is not cut. The rotational balance of the rotor can be corrected without lowering.

図１および２は、本願の請求項１および請求項４に対応した第一の実施形態であるブラシレスモータを示している。この実施形態のブラシレスモータは、ステータ１の内側に、空隙を介した状態でロータ２を回転自在に支持している。ステータ１は、ステータ鉄心３に絶縁部材４を介してコイル５を巻装して構成している。ロータ２は、ロータ鉄心６に永久磁石７を埋め込んだ埋め込み磁石型であり、図２に示すように、ロータ鉄心６の外周部近傍で回転中心周りに９０度間隔で形成した４個の挿通孔にそれぞれ永久磁石７を圧入して取り付け、ロータ鉄心６の中心に形成した挿通孔に回転軸８を貫通して構成している。ロータ２は、ロータ鉄心６の両側に回転軸８に圧入されたブッシュ９ａ，９ｂを備えており、更に、ロータ鉄心６の両側にロータ鉄心６を挟み込むように円盤状のバランス修正部１０ａ，１０ｂを設けている。前記回転軸８は図示しないモータハウジングに固定された軸受１１ａ，１１ｂに回転自在に支持されており、前記ブッシュ９ａ，９ｂによってステータ鉄心６と軸受１１ａ，１１ｂとの間隔が規定されている。１２は、モータ冷却用のファンで、中心に形成した孔にブッシュ９ｂを圧入することで回転軸８に一体に取り付けられている。 1 and 2 show a brushless motor which is a first embodiment corresponding to claims 1 and 4 of the present application. In the brushless motor of this embodiment, the rotor 2 is rotatably supported inside the stator 1 with a gap interposed therebetween. The stator 1 is formed by winding a coil 5 around an insulating member 4 around a stator core 3. The rotor 2 is an embedded magnet type in which a permanent magnet 7 is embedded in a rotor iron core 6, and as shown in FIG. 2, four insertion holes formed at intervals of 90 degrees around the rotation center in the vicinity of the outer periphery of the rotor iron core 6. A permanent magnet 7 is press-fitted and attached to each other, and a rotary shaft 8 is formed through an insertion hole formed in the center of the rotor core 6. The rotor 2 includes bushes 9 a and 9 b that are press-fitted into the rotating shaft 8 on both sides of the rotor iron core 6, and disk-shaped balance correction portions 10 a and 10 b that sandwich the rotor iron core 6 on both sides of the rotor iron core 6. Is provided. The rotary shaft 8 is rotatably supported by bearings 11a and 11b fixed to a motor housing (not shown), and the bushes 9a and 9b define the interval between the stator core 6 and the bearings 11a and 11b. A motor cooling fan 12 is integrally attached to the rotary shaft 8 by press-fitting a bush 9b into a hole formed in the center.

バランス修正部１０ａ，１０ｂはロータ鉄心６とは別体の金属製であり、その中心に形成した孔に前記ブッシュ９ｂ，９ｂを圧入することで回転軸８に一体に設けられている。バランス修正部１０ａ，１０ｂはロータ鉄心６の軸方向端面に密接して設けられており、これによってロータ鉄心６に形成した挿通孔に圧入した永久磁石７の飛び出しを防止している。 The balance correction portions 10a and 10b are made of a metal separate from the rotor core 6, and are integrally provided on the rotary shaft 8 by press-fitting the bushes 9b and 9b into a hole formed at the center thereof. The balance correcting portions 10a and 10b are provided in close contact with the axial end surface of the rotor iron core 6, thereby preventing the permanent magnet 7 that is press-fitted into the insertion hole formed in the rotor iron core 6 from popping out.

以上のように構成したブラシレスモータは、図示しない制御装置により、ロータ２の回転角度に応じてステータ１のコイル５への通電を制御することによって、ロータ２の永久磁石７との間で発生するマグネットトルクおよびロータ鉄心６との間で発生するリラクタンストルクによりロータ２を回転させる。 The brushless motor configured as described above is generated with the permanent magnet 7 of the rotor 2 by controlling energization to the coil 5 of the stator 1 according to the rotation angle of the rotor 2 by a control device (not shown). The rotor 2 is rotated by the reluctance torque generated between the magnet torque and the rotor iron core 6.

本実施形態のブラシレスモータでは、ロータ２の製造時において、回転軸８にブッシュ９ａ，９ｂおよびバランス修正部１０ａ，１０ｂを取り付けた状態で、ロータ重心の回転中心に対する偏位を測定し、この偏位量が所定の範囲を超えているときは、切除可能な金属製のバランス修正部１０ａ，１０ｂの外周部を部分的に切除することによって、ロータ２の回転バランスを修正する。 In the brushless motor of the present embodiment, when the rotor 2 is manufactured, the deviation of the center of gravity of the rotor from the rotation center is measured in a state where the bushes 9a and 9b and the balance correction portions 10a and 10b are attached to the rotating shaft 8. When the amount exceeds the predetermined range, the rotational balance of the rotor 2 is corrected by partially cutting the outer peripheries of the metal balance correcting portions 10a and 10b that can be cut.

本実施形態のように、ロータ鉄心６に永久磁石７を埋め込んだ埋め込み磁石型のロータ２では、図２から明らかなように、永久磁石７を埋め込んだロータ鉄心６の外周部に厚みの薄い部分が存在するため、従来のようにロータ鉄心６の一部を切除してロータ２の回転バランスを修正する場合には、このロータ鉄心６外周部の厚みの薄い部分が切断されてロータ２が破壊されるおそれがあるが、本実施形態のブラシレスモータのように、ロータ鉄心６とは別体の切除可能な金属製のバランス修正部１０ａ，１０ｂを設けたものでは、ロータ鉄心６を切除することなく、バランス修正部１０ａ，１０ｂを部分的に切除することによってロータ２の回転バランスを修正することができる。 In the embedded magnet type rotor 2 in which the permanent magnet 7 is embedded in the rotor iron core 6 as in the present embodiment, as is apparent from FIG. 2, a thin portion is formed on the outer periphery of the rotor iron core 6 in which the permanent magnet 7 is embedded. Therefore, when the rotational balance of the rotor 2 is corrected by cutting off part of the rotor core 6 as in the prior art, the thin portion of the outer periphery of the rotor core 6 is cut and the rotor 2 is destroyed. However, in the case of providing the metal balance correcting portions 10a and 10b that are separate from the rotor core 6 as in the brushless motor of the present embodiment, the rotor core 6 is cut off. In addition, the rotational balance of the rotor 2 can be corrected by partially cutting off the balance correction portions 10a and 10b.

本実施形態では、ロータ鉄心６の両側にバランス修正部１０ａ，１０ｂを設けているが、バランス修正部をロータ鉄心６の何れか片側のみに設けるようにしてもよい。 In the present embodiment, the balance correction portions 10 a and 10 b are provided on both sides of the rotor core 6, but the balance correction portion may be provided only on one side of the rotor core 6.

図３は、本願の請求項２に対応した第二の実施形態であるブラシレスモータを示している。この実施形態では、バランス修正部１０ａ，１０ｂが、その外周部側の軸方向の厚みが内周部側の軸方向の厚みよりも厚く形成されて、断面コの字状に形成されている。その他の構成は上述の第一の実施形態と同一であり、説明を省略する。 FIG. 3 shows a brushless motor which is a second embodiment corresponding to claim 2 of the present application. In this embodiment, the balance correction portions 10a and 10b are formed in a U-shape in cross section, with the axial thickness on the outer peripheral side being thicker than the axial thickness on the inner peripheral side. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

ロータ重心が偏心している時に、このロータ重心おける遠心力は、回転半径×重量×回転速度で表されことから、ロータの回転バランスを修正するときは、ロータの回転中心からの距離が遠い部分を切除する方が切除する量を少なくすることができる。本実施形態のバランス修正部１０ａ，１０ｂは、その外周部側の軸方向の厚みが内周部側の軸方向の厚みよりも厚く形成されているため、ロータ２の回転バランスを修正すべくバランス修正部１０ａ，１０ｂを部分的に切除する際に、ロータ２の回転中心からの距離が遠い部分、即ち外周部を切除することにより、少ない切除量でロータ２の回転バランスを修正することができ、更に、内周部側の厚みを外周部側に比べて薄く形成しているため、バランス修正部１０ａ，１０ｂを軽量化できて、モータを軽量化できる。 When the center of gravity of the rotor is eccentric, the centrifugal force at the center of gravity of the rotor is expressed by the rotation radius x weight x rotation speed.When correcting the rotation balance of the rotor, the part far from the rotation center of the rotor should be The amount of excision can be reduced by excision. The balance correction portions 10a and 10b of the present embodiment are formed so that the axial thickness on the outer peripheral side is thicker than the axial thickness on the inner peripheral side. When the correction portions 10a and 10b are partially cut away, the rotation balance of the rotor 2 can be corrected with a small amount of cut by cutting away the portion far from the rotation center of the rotor 2, that is, the outer peripheral portion. Furthermore, since the inner peripheral portion side is thinner than the outer peripheral portion side, the balance correcting portions 10a and 10b can be reduced in weight, and the motor can be reduced in weight.

図４に示す第三の実施形態のブラシレスモータは、ロータ２が、ロータ鉄心６の外周に永久磁石７を備えた表面磁石型のものであり、円筒状のロータ鉄心６の外周に、９０度間隔で４個の永久磁石７を固定している。その他の構成は上述の第一の実施形態と同一であり、説明を省略する。 In the brushless motor of the third embodiment shown in FIG. 4, the rotor 2 is of a surface magnet type in which a permanent magnet 7 is provided on the outer periphery of the rotor iron core 6, and 90 ° on the outer periphery of the cylindrical rotor iron core 6. Four permanent magnets 7 are fixed at intervals. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

本実施形態のようにロータ２が表面磁石型の場合は、ロータ２外周に永久磁石７が位置しており、一般的に永久磁石材料は鉄心材料と比較して硬度が高く、切削等による切除は困難なため、永久磁石７を切除してロータ２の回転バランスを修正することはできないが、ロータ鉄心６とは別体で切除可能な金属製のバランス修正部１０ａ，１０ｂを切除することによってロータ２の回転バランスを修正することができる。 When the rotor 2 is a surface magnet type as in the present embodiment, the permanent magnet 7 is located on the outer periphery of the rotor 2. Generally, the permanent magnet material has higher hardness than the iron core material and is cut by cutting or the like. However, it is impossible to correct the rotational balance of the rotor 2 by cutting the permanent magnet 7, but by cutting the metal balance correcting portions 10 a and 10 b that can be cut separately from the rotor iron core 6. The rotational balance of the rotor 2 can be corrected.

図５は、本願の請求項３に対応した第四の実施形態であるブラシレスモータを示している。この実施形態では、ロータ鉄心６の一側に位置するバランス修正部１０ｂとモータ冷却用のファン１２を一体に形成している。ファン１２とバランス修正部１０ｂは、両者の間に位置するブッシュ９ｂをも一体に形成することで一体に形成されている。ロータ鉄心６の他側に位置するバランス修正部１０ａには、ブッシュ９ａが一体に形成されている。その他の構成は上述の第一の実施形態と同一であり、説明を省略する。 FIG. 5 shows a brushless motor according to a fourth embodiment corresponding to claim 3 of the present application. In this embodiment, the balance correction part 10b located on one side of the rotor core 6 and the fan 12 for cooling the motor are integrally formed. The fan 12 and the balance correcting portion 10b are integrally formed by integrally forming a bush 9b positioned between the fan 12 and the balance correcting portion 10b. A bush 9a is formed integrally with the balance correcting portion 10a located on the other side of the rotor iron core 6. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

本実施形態では、バランス修正部１０ｂとモータ冷却用のファン１２を一体に形成しているため、モータの部品点数を低減でき、モータを安価に製造することができる。また、バランス修正部１０ａ，１０ｂとブッシュ９ａ，９ｂを一体に形成すると、モータの部品点数を更に低減できて、モータを安価に製造することができる。 In this embodiment, since the balance correction unit 10b and the motor cooling fan 12 are integrally formed, the number of parts of the motor can be reduced, and the motor can be manufactured at low cost. In addition, when the balance correcting portions 10a and 10b and the bushes 9a and 9b are integrally formed, the number of parts of the motor can be further reduced, and the motor can be manufactured at low cost.

本願発明の第一の実施形態であるブラシレスモータの断面図。Sectional drawing of the brushless motor which is 1st embodiment of this invention. 同ブラシレスモータの鉄心の断面図。Sectional drawing of the iron core of the same brushless motor. 本願発明の第二の実施形態であるブラシレスモータの断面図。Sectional drawing of the brushless motor which is 2nd embodiment of this invention. 本願発明の第三の実施形態であるブラシレスモータの鉄心の断面図。Sectional drawing of the iron core of the brushless motor which is 3rd embodiment of this invention. 本願発明の第四の実施形態であるブラシレスモータの断面図。Sectional drawing of the brushless motor which is 4th embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１ステータ
２ロータ
３ステータ鉄心
５コイル
６ロータ鉄心
７永久磁石
８回転軸
10a，10b バランス修正部
12 冷却用のファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Rotor 3 Stator iron core 5 Coil 6 Rotor iron core 7 Permanent magnet 8 Rotating shaft
10a, 10b Balance correction section
12 Cooling fan

Claims

A stator with a coil wound around a stator iron core and a permanent magnet attached to the rotor iron core, and supported by a rotating shaft inserted in the center of the rotor iron core so as to be freely rotatable with a gap between the stator and the stator iron core. A brushless motor comprising a rotor and a rotor provided with a metal balance correcting portion that can be cut off separately from the rotor core.

The brushless motor according to claim 1, wherein the balance correcting portion is formed such that an axial thickness of the outer peripheral portion is thicker than an axial thickness of the inner peripheral portion.

2. The brushless motor according to claim 1, wherein the balance correcting portion is formed integrally with a fan for cooling the motor.

2. The brushless motor according to claim 1, wherein the balance correcting portion is brought into close contact with the axial end surface of the rotor iron core.