JP2006271193A - Motor - Google Patents

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Makoto Nakajo
誠 中條
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat motor capable of producing a multipolar motor with various torque characteristics by using core blocks of the same size. <P>SOLUTION: In a stator 7, the body 8a of each of the core blocks 8 formed in a U-shape is wound with a magnetic wire 9. Each of the core blocks 8 in which a magnetic flux action surface is formed on an opposite surface of each of core legs 8b by energizing and an independent magnetic circuit is formed is arranged on a mounting plate 5, around a rotor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばDCブラシレスモータ、ステッピングモータなどのモータに関する。   The present invention relates to a motor such as a DC brushless motor or a stepping motor.

インナーロータ型モータの一例として、DCブラシレスモータを図11に示す。ロータ51及びステータ56は、モータケース53a、取付板53bに囲まれた空間に設けられる。ロータ51は出力軸52がモータケース53a、取付板53bに各々設けられた軸受(ベアリング)54a、54bに回転可能に支持されている。ロータ51は出力軸52に環状のマグネット55が一体に組み付けられている。マグネット55は、周面部がN極・S極交互に着磁されている。   FIG. 11 shows a DC brushless motor as an example of the inner rotor type motor. The rotor 51 and the stator 56 are provided in a space surrounded by the motor case 53a and the mounting plate 53b. The rotor 51 has an output shaft 52 rotatably supported by bearings (bearings) 54a and 54b provided on the motor case 53a and the mounting plate 53b, respectively. In the rotor 51, an annular magnet 55 is integrally assembled with the output shaft 52. The magnet 55 is magnetized so that the peripheral surface portion is alternately N-pole and S-pole.

図12において、ステータ56は、ロータ51を囲んでステータコア57が制御基板60上に設けられる。ステータコア57はリング状のコア本体57aに出力軸52に向けてティース部57bが放射状に突設されている(図13参照)。各ティース部57bにはインシュレータ58を介してマグネットワイヤ59が巻き回される。ステータコア57は、モータ駆動回路が設けられた制御基板60と共にモータケース53bに組み付けられる。
制御基板60に設けられた制御部は、マグネットワイヤ59に所定のタイミングで通電制御することでティース部57bの先端面に形成されるステータ磁極と、ティース部57bに対向するマグネット55のロータ磁極との反発吸引を繰り返して回転子51が回転するようになっている。
In FIG. 12, the stator 56 surrounds the rotor 51 and a stator core 57 is provided on the control board 60. The stator core 57 has a ring-shaped core body 57a and teeth portions 57b projecting radially toward the output shaft 52 (see FIG. 13). A magnet wire 59 is wound around each tooth portion 57b via an insulator 58. The stator core 57 is assembled to the motor case 53b together with the control board 60 provided with a motor drive circuit.
The control unit provided on the control board 60 controls the energization of the magnet wire 59 at a predetermined timing, thereby forming a stator magnetic pole formed on the tip surface of the tooth portion 57b, and a rotor magnetic pole of the magnet 55 facing the tooth portion 57b. The rotor 51 rotates by repeating the repulsive suction.

図13において、ステータコア57はケイ素鋼板を打ち抜いてリング状のコア本体57aにティース部57bを径方向内側に向けて突設したコアプレートを複数積層してかしめることにより形成される積層コアが用いられる。
このような積層コアを用いる場合、母材となるケイ素鋼板の材料取りが悪くなり、材料の無駄が多い。また、ティース部57bの間隔は巻線機のノズルが進入するスペース分だけ空ける必要があるため、各ティース部57bに巻き付けるコイルの巻数を増やすには限界がある。よって、トルクを必要とするモータは、径の大きなステータコア57を用いるか、ステータコア57の積層枚数を増やす必要がある。ステータコア57のサイズを変える場合は固定子金型を新規に起こす必要があり、設備投資が増大する。
In FIG. 13, the stator core 57 is a laminated core formed by punching a silicon steel plate and laminating and caulking a plurality of core plates having teeth portions 57 b projecting radially inward from a ring-shaped core body 57 a. It is done.
When such a laminated core is used, material removal of the silicon steel plate as a base material is deteriorated, and material is wasted. Moreover, since it is necessary to leave the space | interval of the teeth part 57b only for the space which the nozzle of a winding machine approachs, there exists a limit in increasing the winding number of the coil wound around each teeth part 57b. Therefore, a motor that requires torque needs to use a stator core 57 with a large diameter or increase the number of stacked stator cores 57. When the size of the stator core 57 is changed, it is necessary to newly raise the stator mold, which increases capital investment.

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、同一サイズのコアブロックを用いて様々なトルク特性を有する多極モータが製造できる扁平なモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a flat motor capable of manufacturing multipolar motors having various torque characteristics using core blocks of the same size. It is in.

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ロータとステータを備えたモータにおいて、ステータはコ字状に形成されたコアブロックの胴部にマグネットワイヤが巻き付けられた当該コアブロックが周方向に複数配設され、通電によりコア脚部の対向面に磁束作用面が形成されて各コアブロックで独立した磁気回路が形成されることを特徴とする。
また、ロータを出力軸と一体に支持し、当該ロータを囲んでステータが設けられるインナーロータ型のモータであって、コアブロックが取付プレート上でロータを囲んで配置されることを特徴とする。
また、各コアブロックはコ字状に打ち抜かれた鋼板を積層した積層コアであり、凹部を出力軸に向けて積層端面側が取付プレートに組み付けられることを特徴とする。
また、コアブロックはL字状のブロック片の一片どうしをマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔へ両側から挿入して互いに重ね合わせて組み付けられていることを特徴とする。
或いは、コアブロックはL字状のブロック片とI字状ブロック片が関節部を介して展開可能に連設されており、展開されたI字状ブロック片をマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔を通過させてボビンをL字状のブロック片へ組み付け、I字状ブロック片を関節部で折り曲げてL字状ブロック片と一体に組み付けられることを特徴とする。
また、取付プレートは非磁性体よりなる金属プレートが用いられることを特徴とする。
また、ロータは、板厚方向に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状若しくは円板状のマグネットの磁極面がコアブロックの凹部を通過するように組み付けられることを特徴とする。
或いはロータは、板厚方向に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状若しくは円板状のマグネットであって、各磁極間には非磁性部が介在してセグメント化されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
In a motor having a rotor and a stator, the stator is provided with a plurality of core blocks each having a magnet wire wound around a body portion of a core block formed in a U-shape in the circumferential direction, and the opposing surfaces of the core legs are energized. A magnetic flux acting surface is formed on each of the core blocks to form an independent magnetic circuit.
Further, the rotor is an inner rotor type motor that supports the rotor integrally with the output shaft and is provided with a stator so as to surround the rotor, and a core block is disposed on the mounting plate so as to surround the rotor.
Each core block is a laminated core in which steel plates punched in a U-shape are laminated, and the laminated end face side is assembled to the mounting plate with the concave portion facing the output shaft.
The core block is characterized in that one piece of L-shaped block pieces is inserted into the through-hole of the core part of the bobbin around which the magnet wire is wound from both sides and assembled to overlap each other.
Alternatively, in the core block, an L-shaped block piece and an I-shaped block piece are connected so as to be deployable via a joint, and the developed I-shaped block piece is wound around a bobbin around which a magnet wire is wound. The bobbin is assembled to the L-shaped block piece through the through-hole of the core portion, and the I-shaped block piece is bent at the joint portion and assembled integrally with the L-shaped block piece.
Further, the mounting plate is a metal plate made of a non-magnetic material.
The rotor is assembled such that the magnetic pole surface of a cylindrical or disk-shaped magnet magnetized in the plate thickness direction and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction passes through the recess of the core block. To do.
Alternatively, the rotor is a cylindrical or disk-shaped magnet that is magnetized in the plate thickness direction and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction, and is segmented with nonmagnetic portions interposed between the magnetic poles. It is characterized by being.

また、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ出力軸を中心に回転するロータと、該出力軸を回転可能に支持するステータハウジングとコアブロックが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のモータであって、各コアブロックは凹部をマグネットに向けて取付プレートに組み付けられることを特徴とする。   An outer rotor type motor including a rotor provided with a ring-shaped magnet in a rotor housing and rotating around an output shaft; a stator housing that rotatably supports the output shaft; and a stator in which a core block is assembled. Each core block is assembled to the mounting plate with the concave portion facing the magnet.

ロータハブにリング状のマグネットが設けられ出力軸を中心に回転するロータと、出力軸を回転可能に支持するステータハウジングとコアブロックが組み付けられるステータを備えたモータであって、コアブロックが取付プレート上で凹部を軸方向と平行にマグネットに向けかつ胴部をプレート面に対向させて配置されることを特徴とする。   A motor having a rotor in which a ring-shaped magnet is provided on a rotor hub and rotates around an output shaft, a stator housing that rotatably supports the output shaft, and a core block that is assembled with the core block on the mounting plate The concave portion is arranged parallel to the axial direction toward the magnet and the body portion is arranged to face the plate surface.

上述した各種のモータを用いれば、ステータはコ字状に形成されたコアブロックの胴部にマグネットワイヤが巻き付けられ、通電によりコア脚部の対向面に磁束作用面が形成され独立した磁気回路が形成される当該コアブロックが取付プレート上で周方向に複数配置される。よって、通電によりステータの各コアブロックに独立して磁気回路が形成されるため、ステータコアを製造する際の材料の無駄が減るため製造コストが削減できる。また、マグネットワイヤは、コ字状のコアブロックの胴部に巻き付けられるため巻数を稼ぐことができ、同じサイズのモータに比べてトルク性能が向上する。
また、コアブロックはL字状のブロック片の一片どうしをマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔へ両側から挿入して互いに重ね合わせて組み付けられ、或いは展開されたI字状ブロック片をマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔を通過させてボビンをL字状のブロック片へ組み付け、I字状ブロック片を関節部で折り曲げてL字状ブロック片と一体に組み付けられると、ボビンとコアの組立てが個別に行なえるのでモータの組立性が向上する。
また、ステータコアはコアブロックが取付プレート上に個別に配置されるので、径方向位置を変えることで、各コアブロックの積厚を変化させるか新たにコアブロックを増やすことができる。このため、軸方向へのコアサイズの変更なしに様々なサイズの扁平なモータが製造でき、同一サイズのコアブロックの径方向位置を変えることで性能の異なる多極モータを実現することができる。
また、ロータは、板厚方向に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状若しくは円板状のマグネットであって、各磁極間には非磁性部が介在してセグメント化されていると、マグネットの磁極から対向するコアの磁極へ向かう磁束量を増やすことができるので、回転トルク向上が期待できる。
If the above-mentioned various motors are used, a magnet wire is wound around the body of the core block formed in a U-shape, and a magnetic flux acting surface is formed on the opposing surface of the core leg portion by energization, so that an independent magnetic circuit is formed. A plurality of the core blocks to be formed are arranged in the circumferential direction on the mounting plate. Therefore, since a magnetic circuit is independently formed in each core block of the stator by energization, the waste of materials when manufacturing the stator core is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, since the magnet wire is wound around the body portion of the U-shaped core block, the number of turns can be increased, and the torque performance is improved as compared with a motor of the same size.
In addition, the core block is an I-shaped block in which one piece of L-shaped block piece is inserted into the through-hole of the core part of the bobbin around which the magnet wire is wound and overlapped with each other. The piece is passed through the through-hole of the core part of the bobbin around which the magnet wire is wound, and the bobbin is assembled to the L-shaped block piece, and the I-shaped block piece is bent at the joint and integrated with the L-shaped block piece. When assembled, the bobbin and the core can be assembled separately, so that the assembly of the motor is improved.
Further, since the core blocks of the stator core are individually arranged on the mounting plate, the thickness of each core block can be changed or the number of core blocks can be newly increased by changing the radial position. For this reason, flat motors of various sizes can be manufactured without changing the core size in the axial direction, and multipolar motors having different performance can be realized by changing the radial position of the core block of the same size.
The rotor is a cylindrical or disk-shaped magnet that is magnetized in the plate thickness direction and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction, and is segmented with nonmagnetic portions interposed between the magnetic poles. In this case, the amount of magnetic flux directed from the magnetic pole of the magnet to the magnetic pole of the opposing core can be increased, so an improvement in rotational torque can be expected.

以下、本発明に係るインナーロータ型モータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本発明に係るモータは、ロータを出力軸と一体に支持し、当該ロータを囲んでステータが設けられるインナーロータ型のDCモータ、或いはロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ出力軸を中心に回転するロータと、出力軸を回転可能に支持するステータハウジングとコアブロックが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のDCモータ等に広く適用である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an inner rotor type motor according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The motor according to the present invention supports the rotor integrally with the output shaft, and the inner rotor type DC motor in which the stator is provided surrounding the rotor, or a ring-shaped magnet is provided in the rotor housing, and the output shaft is the center. The present invention is widely applied to a rotating rotor, a stator housing that rotatably supports an output shaft, and an outer rotor type DC motor including a stator in which a core block is assembled.

図1及び図2を参照して、インナーロータ型モータの概略構成について説明する。
図2において、ロータ1は、周縁部に軸方向にN極・S極に交互に着磁されたマグネット2を有するカップ状の回転磁性体3が、非磁性材料からなる出力軸4と一体となって回転するようになっている。ロータ1は、マグネット2と回転磁性体3が出力軸4をインサートして一体成形により製造しても良い。図1において、出力軸4は取付プレート5に支持されたベアリング6を介して回転可能に支持されている。取付プレート5は後述するコアブロック8に形成される磁気回路への影響を考慮すると非磁性材料(アルミ板など)からなる金属プレートが好適に用いられる。或いは各コアブロック8の磁束漏れ等による磁気回路への影響を回避できれば、磁性材料であってもよい。
A schematic configuration of the inner rotor type motor will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In FIG. 2, the rotor 1 includes a cup-shaped rotating magnetic body 3 having magnets 2 alternately magnetized in the axial direction at the periphery in the axial direction, and an output shaft 4 made of a nonmagnetic material. It comes to rotate. The rotor 1 may be manufactured by integral molding with the magnet 2 and the rotating magnetic body 3 with the output shaft 4 inserted. In FIG. 1, the output shaft 4 is rotatably supported via a bearing 6 supported by a mounting plate 5. The mounting plate 5 is preferably a metal plate made of a non-magnetic material (such as an aluminum plate) in consideration of the influence on the magnetic circuit formed in the core block 8 described later. Alternatively, a magnetic material may be used as long as the influence on the magnetic circuit due to magnetic flux leakage of each core block 8 can be avoided.

図2において、ステータ7は、ロータ1を囲んで配置される。ステータ7はコ字状に形成されたコアブロック8が取付プレート5に組み付けられる。図1において、コアブロック8の胴部8aにはマグネットワイヤ9が巻き付けられ、通電によりコア脚部8bの対向面に磁束作用面が形成され独立した磁気回路が形成されるようになっている(図3参照)。マグネットワイヤ9は、インシュレータ10を介して胴部8aにコイル状に巻き付けられる。或いはマグネットワイヤ9は絶縁処理された胴部8aに直接巻き付けても良い。   In FIG. 2, the stator 7 is disposed so as to surround the rotor 1. The stator 7 has a U-shaped core block 8 assembled to the mounting plate 5. In FIG. 1, a magnet wire 9 is wound around a body portion 8a of a core block 8, and a magnetic flux acting surface is formed on the opposing surface of the core leg portion 8b by energization to form an independent magnetic circuit ( (See FIG. 3). The magnet wire 9 is wound around the trunk portion 8a via the insulator 10 in a coil shape. Alternatively, the magnet wire 9 may be directly wound around the insulated body portion 8a.

このように、鋼板を打ち抜いて形成される積層コアの材料の無駄が減るため、製造コストが削減できる。また、マグネットワイヤ9はコアブロック8の胴部8aに巻き付けられるため、巻線空間が広く確保できるため巻数を稼ぐことができ、同じサイズのモータに比べてトルク性能が向上する。また、巻線機のノズルが進入する空間を広く確保できるため、製造工程も簡略にできる。また、マグネットワイヤ9はコアブロック8の胴部8aに巻き付けられるため、コアブロック8を回転させてマグネットワイヤ9を巻くボビン巻のような簡易な巻線機を用いた巻線も可能になる。   Thus, since the waste of the material of the lamination | stacking core formed by stamping a steel plate reduces, manufacturing cost can be reduced. Moreover, since the magnet wire 9 is wound around the trunk | drum 8a of the core block 8, since winding space can be ensured widely, a winding number can be earned and torque performance improves compared with the motor of the same size. In addition, since a space for the nozzle of the winding machine to enter can be secured widely, the manufacturing process can be simplified. In addition, since the magnet wire 9 is wound around the body portion 8a of the core block 8, winding using a simple winding machine such as bobbin winding that rotates the core block 8 to wind the magnet wire 9 is also possible.

ロータ1とステータ7は、取付プレート5とカップ状に形成されたモータケース11に囲まれた空間に収納される。モータケース11には、モータ駆動回路が設けられた制御基板12が固定される。制御基板12に設けられた制御部は、マグネットワイヤ9へ所定のタイミングで通電制御することでコア脚部8bの対向面に形成されるステータ磁極と、コア脚部8bに対向するマグネット2のロータ磁極との反発吸引を繰り返してロータ1が回転する。   The rotor 1 and the stator 7 are accommodated in a space surrounded by the mounting plate 5 and a motor case 11 formed in a cup shape. A control board 12 provided with a motor drive circuit is fixed to the motor case 11. The control unit provided on the control board 12 controls the energization of the magnet wire 9 at a predetermined timing to thereby form a stator magnetic pole formed on the facing surface of the core leg 8b and the rotor of the magnet 2 facing the core leg 8b. The rotor 1 rotates by repeating repulsive suction with the magnetic pole.

また、図3において、各コアブロック8は例えばコ字状に打ち抜かれた電磁鋼板(ケイ素鋼板)を積層してかしめた積層コアが用いられる。或いは、L字状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層した積層コアどうしを組み合わせて、マグネットワイヤ9が巻き付けられたインシュレータ10の巻芯部に挿入されてコ字状のコアブロック8が形成される。図2において、各コアブロック8は、凹部8cを出力軸4に向けて放射状に配置され、積層端面側に突設された突部8dを取付プレート5に設けられた孔に嵌め込んで組み付けられる。   In FIG. 3, each core block 8 is a laminated core obtained by laminating and caulking electromagnetic steel plates (silicon steel plates) punched in a U shape, for example. Or the laminated core which laminated | stacked the electromagnetic steel plate punched out in L shape is combined, and it inserts in the core part of the insulator 10 by which the magnet wire 9 was wound, and the U-shaped core block 8 is formed. In FIG. 2, each core block 8 is radially arranged with the concave portions 8 c directed toward the output shaft 4, and the protruding portions 8 d protruding from the laminated end surface side are fitted into the holes provided in the mounting plate 5 and assembled. .

図2に8極12スロット用のステータ配置例を示す。カップ状のロータ1は、板厚方向(軸方向)に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成されたマグネット2の磁極面がコアブロック8の凹部8cを通過するように組み付けられる(図1及び図3参照)。ロータ磁極面がコアブロック8の凹部8cを通過するように配置することで、同じサイズのモータでもロータ径の大きいモータを製造できる。   FIG. 2 shows an example of stator arrangement for 8 poles and 12 slots. The cup-shaped rotor 1 is assembled so that the magnetic pole surface of the magnet 2 magnetized in the plate thickness direction (axial direction) and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction passes through the recess 8c of the core block 8 (FIG. 1 and FIG. 3). By arranging the rotor magnetic pole surface so as to pass through the recess 8c of the core block 8, a motor having a large rotor diameter can be manufactured even with a motor of the same size.

モータサイズを変更する場合、或いはマグネットワイヤ9の巻数を増やしてトルク性能を向上させたい場合には、図4において、コアブロック8を取付プレート5の径方向外側に位置をずらして組み付ける。これにより、コアブロック8どうしの間隔が広がり、(或いはコアブロック8の数を増やす)ことができるため、軸方向へのコアサイズの変更なしに様々なサイズの扁平なモータが製造でき、同一サイズのコアブロック8を用いて性能の異なる多極モータを実現することができる。   When the motor size is changed, or when it is desired to increase the number of turns of the magnet wire 9 to improve the torque performance, the core block 8 is assembled with the position shifted to the outside in the radial direction of the mounting plate 5 in FIG. As a result, the interval between the core blocks 8 can be widened (or the number of core blocks 8 can be increased), so that flat motors of various sizes can be manufactured without changing the core size in the axial direction. A multi-pole motor with different performance can be realized using the core block 8.

また、図5は、コアブロック8の数を減らして各ブロックを径方向内側に位置をずらせて径方向及び高さ方向に小型化を図った4極6スロットのステータ配置例を示す。コアブロック8の間隔が広がった分だけ、コアの積厚を増大させることができるので、小型でも同サイズの図8に示す一体型の積層コアを用いたモータに比べて、トルクの大きい扁平なモータを製造することができる。   FIG. 5 shows an example of a 4-pole 6-slot stator arrangement in which the number of core blocks 8 is reduced and each block is shifted radially inward to reduce the size in the radial direction and the height direction. Since the thickness of the core can be increased by an amount corresponding to the interval between the core blocks 8, the flatness with a large torque can be obtained as compared with the motor using the integrated laminated core shown in FIG. A motor can be manufactured.

次に、アウターロータ型のDCブラシレスモータへの適用例について図6を参照して説明する。図6において、ロータ13は、ロータハウジング14内にリング状のマグネット15が設けられており、出力軸16を中心に回転する。ステータ17には、ステータハウジング18とコアブロック19が組み付けられる。具体的には、ステータハウジング18は出力軸16を回転可能に支持している。出力軸16は筒状のステータハウジング18の軸孔に設けられたベアリング19により回転可能に支持されている。   Next, an application example to an outer rotor type DC brushless motor will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the rotor 13 is provided with a ring-shaped magnet 15 in the rotor housing 14, and rotates around the output shaft 16. A stator housing 18 and a core block 19 are assembled to the stator 17. Specifically, the stator housing 18 supports the output shaft 16 in a rotatable manner. The output shaft 16 is rotatably supported by a bearing 19 provided in a shaft hole of a cylindrical stator housing 18.

ステータハウジング18には制御基板21及び取付プレート22が一体に組み付けられる。取付プレート22は各コアブロック19の磁束漏れ等による磁気回路への影響がなければ、非磁性材料或いは磁性材料のいずれであってもよい。取付プレート22上にはコアブロック19が所定間隔で組み付けられ、各コアブロック19はロータ13に囲まれて配置される。各コアブロック19の胴部19aにはインシュレータ23を介してマグネットワイヤ24が巻き付けられ、通電によりコア脚部19bの対向面が磁束作用面となる独立した磁気回路が各々形成されるようになっている。また、コアブロック19はコ字状若しくはL字状に打ち抜かれた電磁鋼板が積層された積層コアが用いられ、凹部19cをマグネット15に向けて積層端面側に突設された突部19dを取付プレート22に穿孔された孔に嵌め込まれて組み付けられる。   A control board 21 and a mounting plate 22 are integrally assembled with the stator housing 18. The mounting plate 22 may be made of either a nonmagnetic material or a magnetic material as long as there is no influence on the magnetic circuit due to magnetic flux leakage of each core block 19. Core blocks 19 are assembled on the mounting plate 22 at a predetermined interval, and each core block 19 is disposed so as to be surrounded by the rotor 13. A magnet wire 24 is wound around the body portion 19a of each core block 19 via an insulator 23, and independent magnetic circuits in which the opposing surfaces of the core leg portions 19b become magnetic flux acting surfaces are formed by energization. Yes. The core block 19 is a laminated core in which electromagnetic steel plates punched in a U-shape or L-shape are laminated, and a projection 19d that protrudes toward the laminated end face with the recess 19c facing the magnet 15 is attached. The plate 22 is fitted into a hole drilled and assembled.

ロータ13は、板厚方向(軸方向)に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成されたリング状のマグネット15の磁極面がコアブロック19の凹部19cを通過するように組み付けられる。マグネット15の磁極面がコアブロック19の凹部19cを通過するように配置することで、同じコアサイズのモータでもロータ径の小さいモータを製造できる。モータサイズを変更する場合、或いはマグネットワイヤ24の巻数を増やしてトルク性能を向上させたい場合には、図4と同様にコアブロック19を取付プレート22の径方向外側に位置をずらして組み付ける。これにより、軸方向へのコアサイズの変更なしに様々なサイズの扁平なモータが製造でき、同一サイズのコアブロック19を用いて性能の異なる多極モータを実現することができる。   The rotor 13 is assembled such that the magnetic pole surface of the ring-shaped magnet 15 magnetized in the plate thickness direction (axial direction) and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction passes through the recess 19 c of the core block 19. By disposing the magnetic pole surface of the magnet 15 so as to pass through the recess 19c of the core block 19, a motor having the same core size and a small rotor diameter can be manufactured. When the motor size is changed, or when it is desired to increase the number of turns of the magnet wire 24 to improve the torque performance, the core block 19 is assembled with the position shifted to the outside in the radial direction of the mounting plate 22 as in FIG. Thereby, flat motors of various sizes can be manufactured without changing the core size in the axial direction, and multipolar motors having different performances can be realized using the core block 19 of the same size.

次に、図7に更に他例に係るモータの実施形態を示す。図6と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。   Next, FIG. 7 shows still another embodiment of a motor. The same members as those in FIG.

ロータ25は、ロータハブ26の外周にリング状のマグネット27が設けられている。ロータハブ26には出力軸16の一端が一体に組み付けられており、ロータ25は出力軸16を中心に回転する。ステータ28には、ステータハウジング29とコアブロック19が組み付けられる。具体的には、ステータハウジング29は出力軸16を回転可能に支持している。出力軸16は筒状のステータハウジング29の軸孔に設けられたベアリング19により回転可能に支持されている。   The rotor 25 is provided with a ring-shaped magnet 27 on the outer periphery of the rotor hub 26. One end of the output shaft 16 is integrally assembled with the rotor hub 26, and the rotor 25 rotates about the output shaft 16. A stator housing 29 and a core block 19 are assembled to the stator 28. Specifically, the stator housing 29 supports the output shaft 16 so as to be rotatable. The output shaft 16 is rotatably supported by a bearing 19 provided in a shaft hole of a cylindrical stator housing 29.

ステータハウジング29には取付プレート22が一体に組み付けられる。取付プレート22は各コアブロック19の磁束漏れ等による磁気回路への影響がなければ、非磁性材料或いは磁性材料のいずれであってもよい。取付プレート22上にはコアブロック19が所定間隔で組み付けられる。各コアブロック19の胴部19aにはインシュレータ23を介してマグネットワイヤ24が巻き付けられ、通電によりコア脚部19bの対向面が磁束作用面となる独立した磁気回路が各々形成されるようになっている。また、コアブロック19はコ字状若しくはL字状に打ち抜かれた電磁鋼板が積層された積層コアが用いられる。   A mounting plate 22 is integrally assembled with the stator housing 29. The mounting plate 22 may be made of either a nonmagnetic material or a magnetic material as long as there is no influence on the magnetic circuit due to magnetic flux leakage of each core block 19. The core block 19 is assembled on the mounting plate 22 at a predetermined interval. A magnet wire 24 is wound around the body portion 19a of each core block 19 via an insulator 23, and independent magnetic circuits in which the opposing surfaces of the core leg portions 19b become magnetic flux acting surfaces are formed by energization. Yes. The core block 19 is a laminated core in which electromagnetic steel plates punched in a U shape or an L shape are laminated.

各コアブロック19は、凹部19cを軸方向と平行にマグネット15に向け胴部19aをプレート面に対向させて配置され、コア脚部19bの両側を取付プレート22に突設された保持部22aに挟み込まれて取付プレート22に組み付けられる。取付プレート22には、インシュレータ23及びマグネットワイヤ24との干渉を回避するための逃げ凹部 22bが保持部22aの間に形成されている。取付プレート22には、ロータ25及びステータ28を覆ってモータケース30が組み付けられる。モータケース30内には、制御基板31が固定されている。   Each core block 19 is arranged with the recess 19c parallel to the axial direction and facing the magnet 15, with the body portion 19a facing the plate surface, and on both sides of the core leg portion 19b on the holding portion 22a protruding from the mounting plate 22. It is sandwiched and assembled to the mounting plate 22. The mounting plate 22 is formed with an escape recess 22b between the holding portions 22a for avoiding interference with the insulator 23 and the magnet wire 24. A motor case 30 is assembled to the mounting plate 22 so as to cover the rotor 25 and the stator 28. A control board 31 is fixed in the motor case 30.

ロータ25は、径方向に着磁されたリング状のマグネット27の磁極面がコアブロック19の凹部19cを通過するように組み付けられる。このようにロータ25がステータ28に対して中間配置され、ロータ磁極面がコアブロック19の凹部19cを通過するようにすると、同じサイズのコアブロック19を用いて任意のロータ径(ロータハブ26の長さ)に対応したモータを製造できる。モータサイズを変更する場合、或いはマグネットワイヤ24の巻数を増やしてトルク性能を向上させたい場合には、取付プレート22を交換することでコアブロック19の径方向位置を変更して組み付ける。これにより、軸方向へのコアサイズの変更なしに様々なサイズの扁平なモータが製造でき、同一サイズのコアブロック19を用いて性能の異なる多極モータを実現することができる。   The rotor 25 is assembled so that the magnetic pole surface of the ring-shaped magnet 27 magnetized in the radial direction passes through the recess 19 c of the core block 19. As described above, when the rotor 25 is arranged in the middle with respect to the stator 28 and the rotor magnetic pole surface passes through the recess 19c of the core block 19, the core block 19 of the same size is used to make any rotor diameter (the length of the rotor hub 26). Can be manufactured. When changing the motor size or increasing the number of turns of the magnet wire 24 to improve the torque performance, the mounting plate 22 is replaced and the radial position of the core block 19 is changed and assembled. Thereby, flat motors of various sizes can be manufactured without changing the core size in the axial direction, and multipolar motors having different performances can be realized using the core block 19 of the same size.

ここでロータ及びステータの他例について、図8乃至図10を参照して説明する。
図8(a)において、ロータは、板厚方向(軸方向)にN極(S極)・S極(N極)に着磁され、周方向に異なる磁極が交互に形成された円板状のマグネット32が用いられる。この場合、図8(b)において、マグネット32の各磁極間には非磁性部33が介在して各磁極がセグメント化されているのが好ましい。これにより図8(c)において、マグネット32の磁極から隣り合う異なる磁極へ向かう磁束を減らして対向するコアブロック34に作用する磁束量が増えるので回転トルクの向上が期待できる。
Here, other examples of the rotor and the stator will be described with reference to FIGS.
In FIG. 8 (a), the rotor is a disc shape in which N poles (S poles) and S poles (N poles) are magnetized in the plate thickness direction (axial direction) and different magnetic poles are alternately formed in the circumferential direction. The magnet 32 is used. In this case, in FIG. 8B, it is preferable that the magnetic poles are segmented with nonmagnetic portions 33 interposed between the magnetic poles of the magnet 32. As a result, in FIG. 8C, the amount of magnetic flux acting on the opposing core block 34 is increased by reducing the magnetic flux from the magnetic pole of the magnet 32 to the adjacent different magnetic pole, so that improvement in rotational torque can be expected.

次に、図9(a)において、コアブロック35はL字状のブロック片35a、35bを組み合わせて形成されるようにしてもよい。この場合、図9(b)において、ブロック片35a、35bの一片35c、35dどうしをマグネットワイヤ36が巻き付けられたボビン37の巻芯部の貫通孔37aへ両側から挿入して互いに重ね合わせてコアブロック35が組み立てられる。例えば、図9(b)においてはブロック片35bの一片35dにボビン37の貫通孔37aを通し、該貫通孔37aにブロック片35aの一片35cを挿入することで、一片35cと一片35dが互いに重なり合って一体に組み付けられる。   Next, in FIG. 9A, the core block 35 may be formed by combining L-shaped block pieces 35a and 35b. In this case, in FIG. 9B, one piece 35c, 35d of the block pieces 35a, 35b is inserted from both sides into the through hole 37a of the core part of the bobbin 37 around which the magnet wire 36 is wound, and overlapped with each other. Block 35 is assembled. For example, in FIG. 9B, by passing the through hole 37a of the bobbin 37 through one piece 35d of the block piece 35b and inserting the one piece 35c of the block piece 35a into the through hole 37a, the one piece 35c and the one piece 35d overlap each other. Can be assembled together.

また、図10(a)(b)において、コアブロック38はL字状のブロック片38aとI字状ブロック片38bが関節部38cを介して展開可能に連設されていてもよい。L字状のブロック片38aとI字状ブロック片38bの端面には凹部38dと凸部38eが設けられている。I字状ブロック片38bを関節部38cを中心に起立するように回転させると、凹部38dに凸部38eが嵌合してコ字状に組立てられる。   10 (a) and 10 (b), the core block 38 may be formed such that an L-shaped block piece 38a and an I-shaped block piece 38b are connected in a deployable manner via a joint portion 38c. Concave portions 38d and convex portions 38e are provided on end surfaces of the L-shaped block piece 38a and the I-shaped block piece 38b. When the I-shaped block piece 38b is rotated so as to stand up around the joint portion 38c, the convex portion 38e is fitted into the concave portion 38d and assembled into a U-shape.

コアブロック38にボビン37を組み付けるには、図10(a)において、展開されたI字状ブロック片38bをマグネットワイヤ36が巻き付けられたボビン37の巻芯部の貫通孔37aを通過させてボビン37をL字状のブロック片38aへ組み付ける。
次いで、図10(b)において、I字状ブロック片38bを関節部38cを中心に折り曲げてL字状ブロック片38aと端面どうしを突き当てて一体に組み付けられる。
このように、ボビン37とコアブロック38の組立てが個別に行なえるのでモータの組立性が向上する。
In order to assemble the bobbin 37 to the core block 38, in FIG. 10A, the developed I-shaped block piece 38b is passed through the through hole 37a of the core part of the bobbin 37 around which the magnet wire 36 is wound. 37 is assembled to the L-shaped block piece 38a.
Next, in FIG. 10B, the I-shaped block piece 38b is bent around the joint portion 38c, and the L-shaped block piece 38a and the end surfaces are brought into contact with each other to be assembled together.
Thus, the assembly of the motor is improved because the bobbin 37 and the core block 38 can be assembled separately.

尚、本実施例ではDCブラシレスモータについて例示したが、これに限定されるものではなく、例えばステッピングモータなどの他のモータについても適用可能である。   In the present embodiment, the DC brushless motor is exemplified, but the present invention is not limited to this, and can be applied to other motors such as a stepping motor.

インナーロータ型のDCブラシレスモータの半断面説明図である。It is a half-section explanatory drawing of an inner rotor type DC brushless motor. ロータ及びステータのレイアウト例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a layout of a rotor and a stator. コアブロックの斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of a core block. ロータ及びステータのレイアウト例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a layout of a rotor and a stator. 他例に係るロータ及びステータの平面図である。It is a top view of the rotor and stator which concern on another example. アウターロータ型のDCブラシレスモータの半断面説明図である。It is a half-section explanatory drawing of an outer rotor type DC brushless motor. 他例に係るブラシレスモータの半断面説明図である。It is a half-section explanatory drawing of the brushless motor which concerns on another example. 他例に係るロータの斜視図及びロータとステータの配置構成図である。It is the perspective view of the rotor which concerns on another example, and arrangement | positioning block diagram of a rotor and a stator. 他例に係るステータコアの分解図及び組立説明図である。It is the exploded view and assembly explanatory drawing of the stator core which concern on another example. 他例に係るステータコアの組立説明図である。It is assembly explanatory drawing of the stator core which concerns on another example. 従来のDCブラシレスモータの半断面説明図である。It is half-sectional explanatory drawing of the conventional DC brushless motor. 従来のロータ及びステータのレイアウト例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a layout of the conventional rotor and a stator. 従来のステータコアの平面図である。It is a top view of the conventional stator core.

符号の説明Explanation of symbols

1、13、25、 ロータ
2、15、27、32 マグネット
3 回転磁性体
4、16 出力軸
5、22 取付プレート
6、20 ベアリング
7、17、28 ステータ
8、19、34、35、38 コアブロック
8a、19a 胴部
8b、19b コア脚部
8c、19c 凹部
8d、19d 突部
9、24、36 マグネットワイヤ
10、23 インシュレータ
11、30 モータケース
12、21、31 制御基板
14 ロータハウジング
18、29 ステータハウジング
22a 保持部
22b 逃げ凹部
26 ロータハブ
33 非磁性部
35a、35b、38a、38b ブロック片
37 ボビン
37a 貫通孔
1, 13, 25, rotor 2, 15, 27, 32 magnet 3 rotating magnetic body 4, 16 output shaft 5, 22 mounting plate 6, 20 bearing 7, 17, 28 stator 8, 19, 34, 35, 38 core block 8a, 19a Body portion 8b, 19b Core leg portion 8c, 19c Recessed portion 8d, 19d Protrusion portion 9, 24, 36 Magnet wire 10, 23 Insulator 11, 30 Motor case 12, 21, 31 Control board 14 Rotor housing 18, 29 Stator Housing 22a Holding portion 22b Escape recess 26 Rotor hub 33 Non-magnetic portion 35a, 35b, 38a, 38b Block piece 37 Bobbin 37a Through hole

Claims (10)

ロータとステータを備えたモータにおいて、
ステータはコ字状に形成されたコアブロックの胴部にマグネットワイヤが巻き付けられた当該コアブロックが周方向に複数配設され、通電によりコア脚部の対向面に磁束作用面が形成されて各コアブロックで独立した磁気回路が形成されることを特徴とするモータ。
In a motor with a rotor and a stator,
The stator is provided with a plurality of core blocks each having a magnet wire wound around the core portion of the core block formed in a U-shape in the circumferential direction, and a magnetic flux acting surface is formed on the opposing surface of the core leg portion by energization. An independent magnetic circuit is formed by a core block.
ロータを出力軸と一体に支持し、当該ロータを囲んでステータが設けられるインナーロータ型のモータであって、コアブロックが取付プレート上でロータを囲んで配置されることを特徴とする請求項1記載のモータ。   2. An inner rotor type motor in which a rotor is integrally supported with an output shaft and a stator is provided so as to surround the rotor, and a core block is disposed on the mounting plate so as to surround the rotor. The motor described. 各コアブロックはコ字状に打ち抜かれた鋼板を積層した積層コアであり、凹部を出力軸に向けて積層端面側が取付プレートに組み付けられることを特徴とする請求項1記載のモータ。   2. The motor according to claim 1, wherein each core block is a laminated core in which steel plates punched in a U-shape are laminated, and the laminated end face side is assembled to the mounting plate with the concave portion facing the output shaft. コアブロックはL字状のブロック片の一片どうしをマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔へ両側から挿入して互いに重ね合わせて組み付けられていることを特徴とする請求項1記載のモータ。   2. The core block is constructed by inserting one piece of L-shaped block pieces into a through-hole of a core part of a bobbin around which a magnet wire is wound from both sides and overlapping each other. Motor. コアブロックはL字状のブロック片とI字状ブロック片が関節部を介して展開可能に連設されており、展開されたI字状ブロック片をマグネットワイヤが巻き付けられたボビンの巻芯部の貫通孔を通過させてボビンをL字状のブロック片へ組み付け、I字状ブロック片を関節部で折り曲げてL字状ブロック片と一体に組み付けられることを特徴とする請求項1記載のモータ。   In the core block, an L-shaped block piece and an I-shaped block piece are connected in series so as to be expandable via a joint portion, and the core portion of the bobbin around which the magnet wire is wound around the developed I-shaped block piece 2. The motor according to claim 1, wherein the bobbin is assembled to the L-shaped block piece by passing through the through-hole, and the I-shaped block piece is bent at the joint portion and assembled integrally with the L-shaped block piece. . コアブロックを組み付ける取付プレートは非磁性体よりなる金属プレートが用いられることを特徴とする請求項1記載のモータ。   2. The motor according to claim 1, wherein a metal plate made of a non-magnetic material is used as the mounting plate for assembling the core block. ロータは、板厚方向に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状若しくは円板状のマグネットの磁極面がコアブロックの凹部を通過するように組み付けられることを特徴とする請求項1記載のモータ。   The rotor is assembled such that a magnetic pole surface of a cylindrical or disk-shaped magnet magnetized in the plate thickness direction and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction passes through the recess of the core block. Item 1. The motor according to Item 1. ロータは、板厚方向に着磁され周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状若しくは円板状のマグネットであって、各磁極間には非磁性部が介在してセグメント化されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。   The rotor is a cylindrical or disk-shaped magnet that is magnetized in the plate thickness direction and alternately formed with different magnetic poles in the circumferential direction, and is segmented with nonmagnetic portions interposed between the magnetic poles. The motor according to claim 1. ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ出力軸を中心に回転するロータと、該出力軸を回転可能に支持するステータハウジングとコアブロックが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のモータであって、各コアブロックは凹部をマグネットに向けて取付プレートに組み付けられることを特徴とする請求項1記載のモータ。   An outer rotor type motor including a rotor provided with a ring-shaped magnet in a rotor housing and rotating around an output shaft, a stator housing that rotatably supports the output shaft, and a stator in which a core block is assembled. The motor according to claim 1, wherein each core block is assembled to the mounting plate with the concave portion facing the magnet. ロータハブにリング状のマグネットが設けられ出力軸を中心に回転するロータと、出力軸を回転可能に支持するステータハウジングとコアブロックが組み付けられるステータを備えたモータであって、コアブロックが取付プレート上で凹部を軸方向と平行にマグネットに向けかつ胴部をプレート面に対向させて配置されることを特徴とする請求項1記載のモータ。   A motor having a rotor in which a ring-shaped magnet is provided on a rotor hub and rotates around an output shaft, a stator housing that rotatably supports the output shaft, and a core block that is assembled with the core block on the mounting plate 2. The motor according to claim 1, wherein the concave portion is disposed parallel to the axial direction toward the magnet and the body portion is opposed to the plate surface.
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