JP2005184937A - 電機子コア、電機子及びモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気吸引力の変動を抑制して、振動ひいては振動騒音の低減を図ることのできる電機子コア、電機子及びモータを提供する。
【解決手段】6極9スロットのモータ11において、コア16は軸方向に2つに分割された第1コア部21と第2コア部22とを備えて構成される。各コア部21,22は、整流時に各マグネット13とそれぞれ対向するティース21b,22bが存在するように、上層の第1コア部21に対して下層の第2コア部22が20°の位相角でずらして固定される。
【選択図】 図1
【解決手段】6極9スロットのモータ11において、コア16は軸方向に2つに分割された第1コア部21と第2コア部22とを備えて構成される。各コア部21,22は、整流時に各マグネット13とそれぞれ対向するティース21b,22bが存在するように、上層の第1コア部21に対して下層の第2コア部22が20°の位相角でずらして固定される。
【選択図】 図1
Description
この発明は、電機子コア、電機子及びモータにかかり、詳しくは、軸方向に分割された複数の分割コア部を層状に有してなる電機子コア、およびそれを備えた電機子並びにモータに関するものである。
従来、この種のモータ(直流モータ)の電機子コアとしては、例えば特許文献1に記載された構成が知られている。この特許文献1に記載されている6極8スロットのモータの電機子コアについて説明すると、この電機子コアは、軸方向に2つに分割された第1コア部と第2コア部とを有し、各コア部には、同コア部の2倍の厚さ(軸方向の長さ)を有するティースがそれぞれ4個ずつ等角度間隔で設けられている。そして、第1コア部と第2コア部は、互いのコア部間でティースを相補するようにして一体的に組み付けられ、これにより全体としては8個のティースを有する電機子コアが構成されている。
このような電機子コアでは、複数(この場合は4個)のティースと一体形成されてなる同一構成の各コア部を組み付ける構成であるため、各ティースに作用する磁力を均一にして、モータの振動を抑制することができる。また、こうした6極8スロットのモータにあっては、各ティースに作用する磁力の合力、つまり、各ティースのトルクベクトルの合成値(合成トルクベクトル)を常にゼロにすることができるため、ラジアル方向に作用する力によってモータが振動することを抑制することができる。
特開2003−259582号公報(第38図、第39図等)
ところで、上記のような従来のモータでは、複数もしくは複数組のマグネット間で整流を行う位置が順次変更されながらトルクが発生する仕組みとなっている。例えば、6極8スロットのモータでは、軸対称に配置される2つのマグネット(N極,S極)を組とする3組のマグネット間で整流を行う位置が順次変更されながらトルクが発生するようになっている。言い換えれば、軸対称に配置される2つのマグネットとそれぞれ対向する位置(2個所)にて整流されているとき、他のマグネットと対向する位置(4個所)においては整流されない。
こうしたモータでは、磁気吸引力に変動が生じ、したがってトルクがアンバランスになるという問題がある。そして、こうした磁気吸引力の変動はヨーク等を加振し、モータに振動を生じさせることから、定常回転時における振動騒音にも影響を及ぼすものとなっていた。
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気吸引力の変動を抑制し、振動ひいては振動騒音の低減を図ることのできる電機子コア、電機子及びモータを提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、ヨークの内側面に等角度間隔に複数配置されるマグネットの内側に回転可能に収容支持され、巻線が巻回されるティースがそれぞれ同数形成される複数の分割コア部を層状に有してなる電機子コアにおいて、整流時に前記各マグネットとそれぞれ対向するティースが存在するように、上層の分割コア部に対して下層の分割コア部を周方向に所定の位相角にてずらして固定した、ことを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電機子コアにおいて、前記マグネットの数をMとし、前記分割コア部に形成されるスロットの数をS(但しM<S)とし、前記マグネットの数と前記スロットの数との最大公約数として与えられる値をAとしたとき、前記分割コア部の数を、M/Aにて導出される値に設定し、前記位相角を、360/M−360/Sにて導出される値に設定した、ことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電機子コアにおいて、前記ティースは、前記複数の分割コア部間で各ティースの側面が斜めに連続するように断面平行四辺形状に形成されてなる、ことを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の電機子コアを備えた電機子である、ことを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電機子において、前記巻線は、前記分割コア部の各ティース毎に集中巻きされてなる、ことを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電機子において、前記巻線は、前記分割コア部の各ティース毎に集中巻きされてなる、ことを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の電機子において、前記巻線は、前記複数の分割コア部間のティースに跨がって巻回されることにより集中巻きとされる、ことを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の電機子コアを有する電機子を備えたモータである、ことを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項5又は6に記載の電機子を備えたモータである、ことを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項5又は6に記載の電機子を備えたモータである、ことを要旨とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載のモータにおいて、前記マグネットの数と前記分割コア部に形成されるスロットの数との最小公倍数として与えられる値をセグメント数として有する整流子を備えた、ことを要旨とする。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、電機子コアを構成する各分割コア部は、整流時に各マグネットとそれぞれ対向するティースが存在するように、上層の分割コア部に対して下層の分割コア部が周方向に所定の位相角にてずらして固定されている。この結果、整流時に各マグネットとそれぞれ対向する全てのティースの位置で巻線電流を同時に整流させることができるため、磁気吸引力の変動を抑制して、トルクをバランスよく発生させることができるようになる。これにより、モータの振動、ひいては振動騒音を低減させることができる。
請求項1に記載の発明によれば、電機子コアを構成する各分割コア部は、整流時に各マグネットとそれぞれ対向するティースが存在するように、上層の分割コア部に対して下層の分割コア部が周方向に所定の位相角にてずらして固定されている。この結果、整流時に各マグネットとそれぞれ対向する全てのティースの位置で巻線電流を同時に整流させることができるため、磁気吸引力の変動を抑制して、トルクをバランスよく発生させることができるようになる。これにより、モータの振動、ひいては振動騒音を低減させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、上記電機子コアにおいて、分割コア部の数、並びに各分割コア部間でずらす位相角は、マグネット数M、スロット数S(但しM<S)、及びそれら両者(M,S)の最大公約数として与えられる値Aを用いて容易に導出することができる。すなわち、こうした導出式に従えば、例えば6極9スロットの構造の場合には、分割コア部の数は2(=6/2)となり、位相角は20°(=60−40)となる。また、例えば6極8スロットの構造の場合には、分割コア部の数は3(=6/3)となり、位相角は15°(=60−45)となる。このように任意のM極Sスロットの構造を有する電機子コアを容易に構成することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、上記電機子コアにおいて、ティースは、各分割コア部間で各ティースの側面が斜めに連続するように断面平行四辺形状に形成される。こうした構成では、ティースが断面長方形状に形成される場合に比べて、各ティースに巻線を巻き易くなる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れか一項に記載される電機子コアを備えて電機子を構成することで、磁気吸引力の変動を抑制して、トルクをバランスよく発生させることができる電機子を提供することができる。
請求項5に記載の発明によれば、上記電機子には、巻線が分割コア部の各ティース毎に集中巻きされることにより、整流時に各マグネットとそれぞれ対向する全てのティースの位置で巻線電流を同時に整流させることができるようになる。
請求項6に記載の発明によれば、上記電機子には、巻線が複数の分割コア部間のティースに跨がって集中巻きされることにより、整流時に各マグネットとそれぞれ対向する全てのティースの位置で巻線電流を同時に整流させることができるようになる。また、こうした構成では、分割コアの数(つまりティースの数)が多い場合にも、巻線を容易に巻くことが可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れか一項に記載される電機子コアを有する電機子を備えてモータを構成することで、磁気吸引力の変動を抑制して、トルクをバランスよく発生させることができるモータを提供することができる。
請求項8に記載の発明によれば、請求項5又は6に記載される電機子を備えてモータを構成することで、磁気吸引力の変動を抑制して、トルクをバランスよく発生させることができるモータを提供することができる。
請求項9に記載の発明によれば、上記モータには、マグネットの数と分割コア部に形成されるスロットの数との最小公倍数で与えられる値をセグメント数として有する整流子が備えられることにより、整流時に各マグネットとそれぞれ対向する全てのティースの位置で巻線電流を同時に整流させることができる。
この発明によれば、磁気吸引力の変動を抑制し、振動ひいては振動騒音の低減を図ることのできる電機子コア、電機子及びモータを提供することができる。
(第1の実施の形態)
以下、本発明を例えば6極9スロットのモータ(直流モータ)に適用される電機子コアに具体化した第1の実施の形態を図1〜図4に従って説明する。
以下、本発明を例えば6極9スロットのモータ(直流モータ)に適用される電機子コアに具体化した第1の実施の形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、モータ11は、円筒状のヨーク12を有している。このヨーク12の内側面には、6個のマグネット13が等角度(60°)間隔に固着されている。これら各マグネット13の内側には、電機子14が回転可能に収容されている。
電機子14は、回転軸15、コア(電機子コア)16、及び巻線17(図3,図4参照)を備えて構成されている。このうち、回転軸15は、金属の剛体よりなり円柱状に形成されている。コア16は、軸方向に分割された複数の分割コア部、本実施の形態においては、第1コア部21と第2コア部22とを備えて構成されている。そして、後述するように、これら各コア部21,22に対して巻線17が集中巻きによって巻装され、それら各コア部21,22が、図2に示すように、マグネット長L(軸方向の長さ)内で回転軸15に対して層状に固定されることで、電機子14が構成されている。
なお、本実施の形態では図示を省略しているが、この電機子14(回転軸15)の一端には、整流子が設けられている。この整流子は、電機子14に回転力を発生させるために必要な電流を与えるものであり、ブラシ(図示略)と摺接可能に配置される複数のセグメント、本実施の形態においては18個のセグメントを備えて構成されている。そして、セグメントと巻線17とが結線され、同セグメントが通電されることにより、電機子14が回転するようになっている。
コア16の具体的構成について説明すると、図3(a)に示すように、第1コア部21には、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部21aと、同基部21aの外周面から等角度(40°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる9個のティース21bとが設けられている。これにより、第1コア部21には、9個のスロット21cが形成される。各ティース21bの先端部は、該ティース21b間のスロット21cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース21bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部21dを有している。このような第1コア部21は、例えば軟磁性金属粉体(SMC)を焼結(成形)することにより形成される。
また、こうした第1コア部21と同じ構造として、第2コア部22が構成されている。即ち、図3(b)に示すように、第2コア部22には、上記第1コア部21と同様、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部22aと、同基部22aの外周面から等角度(40°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる9個のティース22bとが設けられている。これにより、第2コア部22には、9個のスロット22cが形成される。各ティース22bの先端部は、該ティース22b間のスロット22cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース22bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部22dを有している。このような第2コア部22は、上記第1コア部と同様、例えば軟磁性金属粉体(SMC)を焼結(成形)することにより形成される。
本実施の形態では、このような各コア部21,22に対して、図3に示すように、巻線17が各ティース21b,22b毎に巻回、いわゆる集中巻きによって巻回されている(図3においては巻線17の一部のみを示している)。そして、図4に示すように、それら各ティース21b,22bに巻回された巻線17の巻線端末17a,17bが上記整流子のセグメントに対して接続されるようになっている。なお、このとき、同図4に示すように、第2コア部22の各ティース22bに巻回される巻線17の巻線端末17bの長さL2は、第1コア部21の各ティース21bに巻回される巻線17の巻線端末17aの長さL1よりも長く設けられる。
そして、こうしてそれぞれ巻線17が巻装された状態で、上記したように、各コア部21,22がマグネット長L内で回転軸15に対して固定されることにより、電機子14が組み立てられている。なお、各コア部21,22は、巻線17の占積率に応じた間隔を有して回転軸15に対して固定されている。
ここで、本実施の形態にかかるコア16は、整流時に各コア部21,22のティース21b,ティース22bのうちいずれかが各マグネット13とそれぞれ対向するように、それら各コア部21,22を周方向に所定の位相角にてずらして固定するようにしている。具体的には、本実施の形態では、各マグネット13の間隔が60°、各ティース21b,22bの間隔が40°であることから、上層の第1コア部21に対して下層の第2コア部22を20°の位相角にてずらして固定するようにしている。
従って、整流時において、例えば、第1コア部21のティース21bが、図3(a)に示すようにN極のマグネット13(3個所)とそれぞれ対向するときには、第2コア部22のティース22bが、図3(b)に示すようにS極のマグネット13(3個所)とそれぞれ対向するようになる。
このような構成とすれば、整流時に各マグネット13とそれぞれ対向する全てのティース21b,22bの位置(6個所)で巻線17を流れる電流を同時に整流させることができる。これにより、磁気吸引力の変動を抑制して、安定したトルクを発生させることができるため、モータ11の振動ひいては振動騒音を防止することができる。すなわち、こうしたコア16を備えるモータ11では、従来のようなマグネット13間で整流位置が順次変更されることによる磁気吸引力の変動はない。従って、モータ11の振動や、振動騒音を防止することができる。また、このモータ11では、各ティース21b,22bのトルクベクトルの合成値(合成トルクベクトル)を常にゼロにすることができるため、ラジアル方向に作用する力によりモータ11が振動することもない。
なお、本実施の形態では、6極9スロットのモータ11に適用されるコア(電機子コア)16について説明したが、これに限らず、広くM極Sスロット(ただしM<S)のモータに適用することが可能である。
ここで、M極Sスロット(M<S)に具体化されるモータにあっては、電機子コアは、以下のような一般式にしたがって導かれる構成とすることができる。
まず、電機子コアを軸方向に分割する分割コア部の数(分割数)Xは、
X=M/A …(1)
によって導出される。なお、この式(1)において、Aは、マグネット数(M個)とスロット数(S個)との最大公約数として与えられる。この最大公約数Aは、M極Sスロットの構造を有するモータにおいて、整流時に分割コア部のティースと対向し得るマグネットの数を表している。
まず、電機子コアを軸方向に分割する分割コア部の数(分割数)Xは、
X=M/A …(1)
によって導出される。なお、この式(1)において、Aは、マグネット数(M個)とスロット数(S個)との最大公約数として与えられる。この最大公約数Aは、M極Sスロットの構造を有するモータにおいて、整流時に分割コア部のティースと対向し得るマグネットの数を表している。
また、電機子コアの各分割コア部の間でずらす位相角Yは、
Y=360/M−360/S …(2)
によって導出される。
Y=360/M−360/S …(2)
によって導出される。
ちなみに、こうしたM極Sスロットのモータに適用される電機子コア(分割コア部)の各ティースに巻線が集中巻きによって巻回されるとき、整流子は、マグネット数(M個)とスロット数(S個)との最小公倍数として求められるB個のセグメントを備えて構成される。
即ち、本実施の形態で説明した例えば6極9スロットのモータ11に適用するならば、M=6、S=9、A=3であることから、上式(1)に従えば、コア16は、分割数X=6/3=2となり、第1コア部21と第2コア部22とを備えて構成すればよい。また、上式(2)に従えば、位相角Y=360/6−360/9=20となり、第1コア部21と第2コア部22を周方向に20°の位相角にてずらして固定してコア16を構成すればよい。また、整流子に備えるセグメントの数Bは、マグネット数(6個)とスロット数(9個)との最小公倍数、即ち18個とすればよい。
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施の形態では、6極9スロットのモータ11の電機子コア16を第1コア部21と第2コア部22とから構成し、それら各コア部21,22を20°の位相角でずらして固定するようにした。これにより、整流時には各マグネット13(6個)とそれぞれ対向するティース21b,22bが必ず存在するようになるため、同整流時において、各マグネット13とそれぞれ対向する全てのティース21b,22b位置(6個所)にて、巻線電流を(1回で)同時に整流させることができる。従って、磁気吸引力の変動を抑えて、モータ11の振動、ひいては振動騒音を好適に抑制することができる。
(1)本実施の形態では、6極9スロットのモータ11の電機子コア16を第1コア部21と第2コア部22とから構成し、それら各コア部21,22を20°の位相角でずらして固定するようにした。これにより、整流時には各マグネット13(6個)とそれぞれ対向するティース21b,22bが必ず存在するようになるため、同整流時において、各マグネット13とそれぞれ対向する全てのティース21b,22b位置(6個所)にて、巻線電流を(1回で)同時に整流させることができる。従って、磁気吸引力の変動を抑えて、モータ11の振動、ひいては振動騒音を好適に抑制することができる。
(2)本実施の形態では、整流時に各マグネット13(6個)とそれぞれ対向するティース21b,22bが必ず存在するよう各コア部21,22を20°の位相角にてずらして固定することにより、結果的に、コアスキュー構造と同等の効果を奏するようになる。従って、このことからも、磁気吸引力の変動を好適に抑制することができる。
(3)本実施の形態のモータ11では、各ティース21b,22bのトルクベクトルの合成値(合成トルクベクトル)も常にゼロとなるため、ラジアル方向に作用する力によりモータ11が振動することもない。
(4)本実施の形態のモータ11では、互いに同一構造にてなる各コア部21,22を所定の位相角(本実施例では20°)にてずらして固定するだけで、コア16を構成することができる。このため、極めて簡易な構成で、磁気吸引力の変動を好適に抑えることのできる電機子14ならびにモータ11の作成が可能となる。
(5)本実施の形態のモータ11では、上記説明したような奇数スロット(本実施例では6極9スロット)であっても、磁気吸引力の変動を好適に抑えることができる。すなわち、従来の構成では、電機子コア(モータ)の構造を奇数スロットとした場合にはマグネットのN極とS極で別々に(異なるタイミングで)整流されることから、磁気吸引力に変動が生じ、このことがトルクアンバランスを生じさせる要因となっていた。これに対して、本実施の形態では、奇数スロットであっても、上記したように電機子コアを構成する各分割コア部を所定の位相角にてずらして固定することで、磁気吸引力の変動を抑えることができる。このため、トルクアンバランスが生じることを好適に抑制できる。
<変形例>
この第1の実施の形態で説明した各コア部21,22のティース21b,22bの構成を図5に示すように変更して具体化してもよい。
この第1の実施の形態で説明した各コア部21,22のティース21b,22bの構成を図5に示すように変更して具体化してもよい。
同図は、各コア部21,22のティース21b,22bが、それら各コア部21,22間で各ティース21b,22bの側面が斜めに連続するように断面平行四辺形状に形成されてなる例を示している。このような各ティース21b,22bの構成とすれば、それら各ティース21b,22bに巻線17をより巻き易くすることができるとともに、コアスキューの効果を高めて、磁気吸引力の変動をより好適に抑えることができるようになる。
(第2の実施の形態)
以下、本発明にかかる第2の実施の形態を、上記第1の実施の形態との相違点を中心に図6〜図8に従って説明する。なお、第1の実施の形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
以下、本発明にかかる第2の実施の形態を、上記第1の実施の形態との相違点を中心に図6〜図8に従って説明する。なお、第1の実施の形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
この第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態で説明した一般式(1)及び(2)に従って、6極8スロットのモータ(直流モータ)に適用される電機子コアについて説明するものである。
図6に示すように、このモータ41は、円筒状のヨーク12の内側面に6個のマグネット13が等角度(60°)間隔に固着され、これら各マグネット13の内側には、電機子44が回転可能に収容されている。この電機子44は、第1の実施の形態と同様、回転軸15、コア(電機子コア)46、及び巻線17(図8参照)を備えて構成されている。
ここで、本実施の形態における6極8スロットのモータ41にあっては、上式(1)に従えば、M=6、S=8、A=2であることから、コア46は、分割数X=6/2=3となる。つまり、コア46は、第1コア部51と第2コア部52と第3コア部53とを備えて構成されている。そして、第1の実施の形態と同様、これら各コア部51〜53に対して巻線17が集中巻きによって巻装され、それら各コア部51〜53が、図7に示すように、マグネット長L(軸方向の長さ)内で回転軸15に対して固定されることで、電機子44が構成されている。
なお、本実施の形態では図示を省略しているが、この電機子44(回転軸15)の一端には、ブラシ(図示略)と摺接可能に配置される24個のセグメント(マグネット数(6)とスロット数(8)との最小公倍数)を有してなる整流子が設けられている。
図8(a)に示すように、第1コア部51には、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部51aと、同基部51aの外周面から等角度(45°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる8個のティース51bとが設けられている。これにより第1コア部51には、8個のスロット51cが形成される。各ティース51bの先端部は、該ティース51b間のスロット51cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース51bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部51dを有している。
また、こうした第1コア部51と同じ構造として、第2コア部52と第3コア部53とが構成されている。
即ち、図8(b)に示すように、第2コア部52には、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部52aの外周面から等角度(45°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる8個のティース52bによって、同じく8個のスロット52cが形成されている。そして、各ティース52bの先端部は、該ティース52b間のスロット52cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース52bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部52dを有している。
即ち、図8(b)に示すように、第2コア部52には、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部52aの外周面から等角度(45°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる8個のティース52bによって、同じく8個のスロット52cが形成されている。そして、各ティース52bの先端部は、該ティース52b間のスロット52cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース52bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部52dを有している。
また、図8(c)に示すように、第3コア部53には、その中心部に回転軸15が圧入固定される円筒状の基部53aの外周面から等角度(45°)間隔で径方向外側に向かって放射状に延びる8個のティース53bによって、同じく8個のスロット53cが形成されている。そして、各ティース53bの先端部は、該ティース53b間のスロット53cを閉鎖するようにそれぞれ隣り合うティース53bの先端部に向かって円弧状に延びるポールシュー部53dを有している。
本実施の形態では、このような各コア部51〜53に対して、図8に示すように、巻線17が各ティース51b,52b,53b毎に巻回(集中巻き)され(図8においては巻線17の一部のみを示している)、各巻線17の巻線端末(図示略)が整流子のセグメントに対して接続されている。なお、図示は省略するが、第3コア部53の各ティース53bに巻回される巻線17の巻線端末の長さは、第2コア部52の各ティース52bに巻回される巻線17の巻線端末の長さよりも長く設けられる。また、この第2コア部52の各ティース52bに巻回される巻線17の巻線端末の長さは、第1コア部51の各ティース51bに巻回される巻線17の巻線端末の長さよりも長く設けられる。
そして、こうしてそれぞれ巻線17が巻装された状態で、上記したように、各コア部51〜53がマグネット長L内で回転軸15に対して固定されることにより、電機子44が組み立てられている。なお、こうした各コア部51〜53は、巻線17の占積率に応じた間隔をそれぞれ有して回転軸15に対して固定される。
ここで、本実施の形態におけるコア46は、上式(2)に従えば、M=6、S=8であることから、位相角Y=360/6−360/8=15となる。つまり、本実施の形態のコア46は、各コア部51〜53を周方向にそれぞれ15°の位相角ずつずらして固定することで構成されている。具体的には、上層(最上層)の第1コア部51に対して下層の第2コア部52を15°の位相角にてずらして固定し、さらに、同第2コア部52に対して下層(最下層)の第3コア部53を15°の位相角にてずらして固定するようにしている。
このような構成とすれば、図8(a)〜(c)に示すように、整流時に、各コア部51〜53のティース51b,52b,53bがマグネット13とそれぞれ2個所ずつ互いに異なる位置にて対向するようになる。このため、第1の実施の形態と同様、各マグネット13とそれぞれ対向するティース51b,52b,53bの位置(6個所)にて巻線電流を同時に整流させることができる。従って、本実施の形態のような偶数スロット(8スロット)のコア46を有する6極8スロット構造のモータ41としても、第1の実施の形態と同様の効果を有することができる。
尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・(a−1)上記各実施の形態で説明した巻線17の巻回方式を図9に示すように変更してもよい。なお、ここでは、第2の実施の形態のモータ41の構造(6極8スロット;コア46が第1〜第3コア部51〜53に3分割される場合)を例に説明するが、第1の実施の形態のモータ11の構造(6極9スロット;コア16が第1及び第2コア部21,22に2分割される場合)であっても勿論適用することができる。すなわち、図9は、巻線17を各コア部51〜53間のティース51b,52b,53bに跨がって巻回することにより集中巻きとした例を示している。このようにすれば、巻線17をより巻き易くなる。こうした巻き方は、同図に示す例のようにコア46の分割数が多くなる(言い換えればティース数が多くなる)場合に特に有用である。
・(a−1)上記各実施の形態で説明した巻線17の巻回方式を図9に示すように変更してもよい。なお、ここでは、第2の実施の形態のモータ41の構造(6極8スロット;コア46が第1〜第3コア部51〜53に3分割される場合)を例に説明するが、第1の実施の形態のモータ11の構造(6極9スロット;コア16が第1及び第2コア部21,22に2分割される場合)であっても勿論適用することができる。すなわち、図9は、巻線17を各コア部51〜53間のティース51b,52b,53bに跨がって巻回することにより集中巻きとした例を示している。このようにすれば、巻線17をより巻き易くなる。こうした巻き方は、同図に示す例のようにコア46の分割数が多くなる(言い換えればティース数が多くなる)場合に特に有用である。
・(a−2)上記(a−1)に記載したような巻線17の巻回方式を採用する場合において、図10に示すように、上記第1の実施の形態の<変形例>(図5参照)と同様、各コア部51〜53間で各ティース51b,52b,53bの側面が斜めに連続するように、同ティース51b,52b,53bを断面平行四辺形状に形成してもよい。このような構成とすれば、それら各ティース51b,52b,53bに巻線17をより巻き易くすることができるとともに、コアスキューの効果も高められる。
・上記各実施の形態では、6極9スロットのモータ11、6極8スロットのモータ41に具体化したが、これらに限らず、上記一般式(1)及び(2)に従えば、広くその他のM極Sスロット構造のモータに具体化することができる。
11,41…モータ、12…ヨーク、13…マグネット、14,44…電機子、16,46…コア(電機子コア)、17…巻線、21,22…第1及び第2コア部(分割コア部),51〜53…第1〜第3コア部(分割コア部)、21b,22b,51b,52b,53b…ティース、21c,22c,51c,52c,53c…スロット、A…最大公約数、B…最小公倍数(セグメント数)、X…電機子コアの分割数、Y…位相角。
Claims (9)
- ヨークの内側面に等角度間隔に複数配置されるマグネットの内側に回転可能に収容支持され、巻線が巻回されるティースがそれぞれ同数形成される複数の分割コア部を層状に有してなる電機子コアにおいて、
整流時に前記各マグネットとそれぞれ対向するティースが存在するように、上層の分割コア部に対して下層の分割コア部を周方向に所定の位相角にてずらして固定した、
ことを特徴とする電機子コア。 - 前記マグネットの数をMとし、前記分割コア部に形成されるスロットの数をS(但しM<S)とし、前記マグネットの数と前記スロットの数との最大公約数として与えられる値をAとしたとき、
前記分割コア部の数を、M/Aにて導出される値に設定し、
前記位相角を、360/M−360/Sにて導出される値に設定した、
ことを特徴とする請求項1記載の電機子コア。 - 前記ティースは、前記複数の分割コア部間で各ティースの側面が斜めに連続するように断面平行四辺形状に形成されてなる、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電機子コア。 - 請求項1乃至3の何れか一項記載の電機子コアを備えたことを特徴とする電機子。
- 前記巻線は、前記分割コア部の各ティース毎に集中巻きされてなる、
ことを特徴とする請求項4記載の電機子。 - 前記巻線は、前記複数の分割コア部間のティースに跨がって巻回されることにより集中巻きとされる、
ことを特徴とする請求項4記載の電機子。 - 請求項1乃至3の何れか一項記載の電機子コアを有する電機子を備えたことを特徴とするモータ。
- 請求項5又は6記載の電機子を備えたことを特徴とするモータ。
- 前記マグネットの数と前記分割コア部に形成されるスロットの数との最小公倍数として与えられる値をセグメント数として有する整流子を備えた、
ことを特徴とする請求項7又は8記載のモータ。
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-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003419904A patent/JP2005184937A/ja active Pending
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