JP2007110863A

JP2007110863A - モータのステータコア及びマグネット構造

Info

Publication number: JP2007110863A
Application number: JP2005301482A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Sadanaga; 雄一郎定永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】圧粉鉄心コアを用いた従来のモータ構造は、コア内部で３次元方向の磁束の流れを作ることにより集磁効果が期待できるが、ラジアル方向の磁束流入が主であり、アキシャル方向の磁束を有効に活かしていないという課題があった。
【解決手段】磁性体からなるロータフレーム１１と、前記ロータフレーム１１に固着され共に回転するシャフト１２と、磁力を発生するマグネット１３からなるロータと、前記ロータを回転駆動させる磁気を発生するコイル１４を巻回した磁性粉末からなるステータコア１５を備えたステータとからなるモータのマグネット１３はステータコア１５のティース先端部１７のアキシャル方向上下にオーバーハングする構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性粉末鉄心を用いたモータのステータコア及びマグネット構造に関する。

従来、図３（ａ）に示すように、ステータ１及びロータ２のどちらか一方に磁性粉末鉄心を用いたモータとして、他方に用いられるマグネット３の寸法を長くしたものが知られている。図３（ｂ）は電磁鋼板を用いた積層コア４内部の磁束の流れ、図３（ｃ）は磁性粉末鉄心を用いた圧粉鉄心コア５内部の磁束６の流れをそれぞれ示しており、圧粉鉄心コア５を用いることで集磁効果が向上していることがわかる。（例えば、特許文献１参照。）
また、図４に示すように、圧粉鉄心コア５のマグネット３との対向面を長くし、マグネット３と略同等の長さとすることで集磁効果を向上させたものが知られている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００４−１５３９７７号公報特開２００２−１２５３５０号公報

図３、４に示した従来のモータ構造は、圧粉鉄心コアを用いているため、コア内部で３次元方向の磁束の流れを作ることにより集磁効果が期待できるが、ラジアル方向の磁束流入が主であり、アキシャル方向の磁束を有効に活かしていないという課題があった。

上記課題を解決するために本発明は、磁性体からなるロータフレームと、前記ロータフレームに固着され共に回転するシャフトと、磁力を発生するマグネットからなるロータと、前記ロータを回転駆動させる磁気を発生するコイルを巻回した磁性粉末からなるステータコアを備えたステータと、前記ロータを回転自在に保持する軸受けとを備えたモータにおいて、ロータマグネットをステータコア先端部のアキシャル方向上下にオーバーハングさせたことを特徴とする。

この特徴により、マグネットとステータコアの対向面を増やすことができ、３次元の磁束流入が可能となるため、集磁効果が向上し、モータの効率向上を図ることが可能である。

本発明のモータのステータコア及びマグネット構造によれば、ロータマグネットをステータコア先端部のアキシャル方向上下にオーバーハングさせることで、ラジアル方向の磁束とアキシャル方向の磁束の双方をコアに流入させることが可能となるため、高効率なモータを得ることができる。

また、オーバーハング部付近で、磁化方向をアキシャル方向としたマグネットを用いることで、ステータコアのティース先端部に磁束を流入し易くする為、集磁効果を向上させることができ高効率なモータを得ることができる。

また、オーバーハングさせたマグネットのティース先端部とのアキシャル方向対向面を円弧形状とすることで、更に集磁効果を向上させることができ高効率なモータを得ることができる。

さらに、ティース先端部をアキシャル方向上下に円弧形状とることで、更にステータコアのティース先端部に磁束を流入し易くする為、集磁効果を向上させることができ高効率なモータを得ることができる。

ロータマグネットをステータコアのティース先端部のアキシャル方向上下にオーバーハングさせ、オーバーハングさせたマグネットのティース先端部とのアキシャル方向対向面を円弧形状とし、ラジアル方向に磁化されたマグネットの磁化方向をアキシャル方向に円弧状とし、ティース先端部をアキシャル方向上下に円弧形状とすることを特徴とする。

本発明に係わるモータを図１、２に示す。図１は第１の実施例の側面から見た断面図である。図において、１２はシャフトで、ロータフレーム１１に垂直に固定される。１４はコイルであり圧粉成型された磁性粉末からなるステータコア１５に巻回されている。前記シャフト１２は軸受け１８に回転可能に挿入されている。前記ステータコア１５に空隙をもって対向し、前記ロータフレーム１１にマグネット１３が固着されている。前記コイル１４に励磁電流を供給し、前記マグネット１３との吸引・反発力により、モータを回転させる。マグネット１３はステータコア１５のティース先端部１７のアキシャル方向上下にオーバーハングしている。

また、マグネット１３はラジアル方向内周面を磁化方向として着磁されており、アキシャル方向上下端面部１９ではアキシャル方向に着磁されている。

本実施例により、マグネット１３のアキシャル方向上下端面オーバーハング部１９において、磁束１６を３次元的に集磁しているため、従来の積層鋼板を用いたステータコアの単なる置き換えではなく、高効率なモータを得ることができる。

図２は本発明における第２の実施例である。本実施例ではマグネット１３のアキシャル方向上下端面オーバーハング部１９はアキシャル方向に円弧形状としている。

また、ステータコア１５のティース先端部１７はアキシャル方向に円弧形状としている。
マグネット１３はラジアル方向内周面を磁化方向として着磁されており、アキシャル方向上下端面部１９ではアキシャル方向に着磁されている。

本実施例により、ティース先端オーバーハング部１７及びマグネット１３を円弧形状としているため、磁束の流れがより滑らかな磁路を形成することができ、起磁力の損失が少ない、より高効率なモータを得ることができる。

本発明のモータのステータコア及びマグネット構造は、モータの高効率化に最適であり、小型化を要する用途、例えば情報機器等に使用されるスピンドルモータ、自動車用の電装モータなどに有用である。

本発明の第１実施例のモータの断面図本発明の第２実施例のモータの断面図従来のモータの断面図（１）従来のモータの断面図（２）

符号の説明

１ステータ
２ロータ
３、１３マグネット
４積層コア
５、１５磁性粉コア
６、１６磁束
１１ロータフレーム
１２シャフト
１４コイル
１７ティース先端オーバーハング部
１８軸受け
１９マグネット端部

Claims

磁性体からなるロータフレームと、前記ロータフレームに固着され共に回転するシャフトと、磁力を発生するマグネットからなるロータと、前記ロータを回転駆動させる磁気を発生するコイルを巻回した磁性粉末からなるステータコアを備えたステータと、前記ロータを回転自在に保持する軸受けとを備えたモータにおいて、ロータマグネットをステータコア先端部のアキシャル方向上下にオーバーハングさせたことを特徴とするモータのステータコア及びマグネット構造。
ラジアル方向内周面を磁化方向とするマグネットのオーバーハング部付近で、磁化方向をアキシャル方向としたことを特徴とする請求項１記載のモータのステータコア及びマグネット構造。
オーバーハングさせたマグネットのティース先端部とのアキシャル方向対向面を円弧形状としたことを特徴とする請求項１から請求項２いずれかに記載のモータのステータコア及びマグネット構造。
ティース先端部をアキシャル方向上下に円弧形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載のモータのステータコア及びマグネット構造。