JP2007159262A

JP2007159262A - モータ

Info

Publication number: JP2007159262A
Application number: JP2005350361A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yoshikawa; 祐一吉川; Hiroshi Murakami; 浩村上; Eiji Hiwaki; 英治檜脇; Yuichi Tanabe; 裕一田辺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: JP4770434B2

Abstract

【課題】扁平型ブラシレスモータは、各相ごとにコイルエンドの高さが異なり、抵抗値のばらつきが発生するため、制御性や起動性の低下を招いていた。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明は、扁平型ブラシレスモータの円弧状ヨークに設けられたティース幅をＳ１、前記円弧状ヨークに設けられたティース長をＬ１、前記直線状ヨークの設けられたティース幅をＳ２、前記直線状ヨークの設けられたティース長をＬ２としたとき、Ｓ１＝Ｓ２、Ｌ１＝Ｌ２とすることによって、コイルエンドの高さを均一にし、抵抗値のばらつきを無くし、モータの制御性や起動性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信頼性の高いモータ、及びこれを搭載した信頼性の高い機器に関するものである。

従来のモータを図３から図５に示す。

図８は、従来の丸型集中巻モータを表しており、ステータ１０１とロータ１０２から構成されている。なお、図３は、８極６スロットの永久磁石型モータの例を示している。

ステータ１０１は、略放射状に配置された複数のティース１０３と、各ティース間を連結する略円弧状状のヨーク１０４からなる。ティース１０３の内径側先端には略回転方向に幅広となったティース先端幅広部１０５、隣り合う各ティース先端幅広部間にはスロットオープン１０６、隣り合う各ティース間にはスロット１０７を有する。ティース１０３には絶縁物１０８を介して巻線１０９が施されている。巻線１０９としては、通常３相巻線が施される。

ロータ１０２は、ステータ１０１の内側に、ステータ１０１と同心円状に、回転自在に保持されている。なお、図３はロータコア１１０にリング状の永久磁石１１１を取付けたロータを示している。また、軸孔１１２には軸が入る。

ロータ１０２はステータ１０１に施された巻線１０９に流れる電流による磁界によって、軸を中心にして回転する。

前記のブラシレスモータを小型化する際に高出力を得る方法として、図４に示す扁平型のブラシレスモータがある（例えば、特許文献１参照）。
図４に示す扁平型ブラシレスモータは各ティースが平行に配置されているが、コギングトルクを低減させるために図５に示す扁平型ブラシレスモータも考えられる。図５に示す扁平型ブラシレスモータのステータ１１３は、略放射状に配置された複数のティース１０３と、前記ティースを外周部で連結する円弧状のヨーク１０４と直線状のヨーク１１４を有し、前記円弧状のヨークと前記直線状のヨークを交互に接合し、前記２個の直線状ヨークを互いに平行となるよう接合することで扁平形状となっている。この扁平形状を採用することで、小型で高出力となるブラシレスモータを提供できる。しかしながら、扁平形状にすることで、ティースの長さが各相ごとに異なるため、コイルエンドの高さが異なるため、抵抗値にばらつきが発生し、制御性や起動性の低下を招いていた。
特開２００２−１３６０９０号公報

前記扁平型ブラシレスモータは、各相ごとにコイルエンドの高さが異なり、抵抗値のばらつきが発生するため、制御性や起動性の低下を招いていた。

上記課題を解決するために本発明は、ティースの長さと幅を調整し、コイルエンドの高さを均一にすることで、抵抗値のばらつきを無くし、モータの制御性や起動性を向上させる。

コギングトルクを増加させず、出力の低下を招かずに、抵抗値のばらつきを低減し、高制御性・高起動性を備え持つモータを提供することができる。

略放射状に配置された複数のティースと、前記ティースを外周部で連結するヨークと、前記ティース先端に設けられたティース先端幅広部と、隣会う前記ティース先端幅広部との間に設けられたスロットオープンとを有するステータコアと、前記ティースに絶縁物を介して施された３相巻線とからなるステータと、前記ステータ内周にわずかな空隙を介して対向して回転自在に保持されるとともに、複数極に着磁された永久磁石を少なくとも有するロータとで構成されるモータにおいて、前記ヨークは略円弧形状である２個の円弧状ヨークと、略直線形状である２個の直線状ヨークとが交互に接合されることによって構成され、前記２個の直線状ヨークは互いに平行であることによって前記ステータコアの外周形状は扁平形状であり、前記円弧状ヨークに設けられたティース幅をＳ１、前記円弧状ヨークに設けられたティース長をＬ１、前記直線状ヨークの設けられたティース幅をＳ２、前記直線状ヨークの設けられたティース長をＬ２としたとき、Ｓ１＝Ｓ２、Ｌ１＝Ｌ２であるモータ。

図１は、本発明の第一の実施例を適応した集中巻方式のブラシレスモータを示している。図１に示したように、本発明のモータは、ステータ１０とロータ３０からなり、ステータ１０は、ステータ鉄心１１に設けられた円弧状のヨーク１２と略環状の両端を切り落とした直線状のヨーク１３と、円弧上のヨーク１２の中心に設けられたティース１４と、直線状ヨーク１３に設けられたティース１５からなる。また、ティース１４とティース１５の内径側先端には略回転方向に幅広となったティース先端幅広部１６、隣り合う各ティース先端幅広部間にはスロットオープン１７、隣り合う各ティース間にはスロット１８とスロット１９を有する。各ティースには巻線が施されており、巻線は通常３相巻線が施される。

ティース１４の幅をＳ１、長さをＬ１とし、ティース１５の幅をＳ２、長さをＬ２とする。Ｓ１＝Ｓ２、Ｌ１＝Ｌ２とすると、巻線長が等しくなり、コイルエンドの高さが等しくなるために、各相の抵抗値のばらつきを低減することが可能である。

以上のように、抵抗値のばらつきを改善することによって、制御性と起動性の高いモータを提供することが可能である。

図２は、本発明の第一の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図２に示したように、本発明のモータは、ステータ１０とロータ３０からなり、ステータ１０は、ステータ鉄心１１に設けられた円弧状のヨーク１２と略環状の両端を切り落とした直線状のヨーク１３と、円弧上のヨーク１２の中心に設けられたモータの中心軸Ｏ上にあるティース１４と、直線状ヨーク１３に設けられたモータの中心軸から径方向に距離ａだけ離れた点Ａを通りステータ表面の点Ｂを通る直線Ｚを中心としたティース１５からなる。距離ａは、０＜ａ＜ｂにより定義される。また、点Ｂは、角度Ｋによって決められる。スロット数をＮとすると、角度Ｋは（３６０／２Ｎ）を中心として（３６０／２Ｎ−６０／２Ｎ）度＜Ｋ＜（３６０／２Ｎ＋６０／２Ｎ）度の範囲で適用可能であり、範囲外であった場合コギングトルクが大幅に増加する。本実施例では、角度Ｋを３０度としている。また、ティース１４とティース１５の内径側先端には略回転方向に幅広となったティース先端幅広部１６、隣り合う各ティース先端幅広部間にはスロットオープン１７、隣り合う各ティース間にはスロット１８とスロット１９を有する。各ティースには巻線が施
されており、巻線は、通常３相巻線が施される。

上記のように、抵抗値のばらつきを改善することによって、制御性と起動性の高いモータを提供することができる。

図１と図２のステータ１０が分割されていた場合や、分割部が面接触している場合においても、ティース１４の幅をＳ１、長さをＬ１とし、ティース１５の幅をＳ２、長さをＬ２とする。Ｓ１＝Ｓ２、Ｌ１＝Ｌ２とすると、巻線長が等しくなり、コイルエンドの高さが等しくなるために、各相の抵抗値のばらつきを低減することが可能である。

抵抗値のばらつきが改善できたことによって、制御性と起動性の高いモータを提供することができる。

図１と図２のステータ１０が分割されていた場合や、分割部が面接触している場合において、巻線の線径が異なることによって、巻線長が等しくなり、コイルエンドの高さが等しくなるために、各相の抵抗値のばらつきを低減することが可能である。

本発明は、家電製品や電装品の小型でスペースに制限があり、高出力が求められるモータに有効である。

本発明の実施例１におけるモータの断面図本発明の実施例２におけるモータの断面図従来の丸型モータの断面図従来の扁平型モータの断面図従来の扁平型モータの断面図

符号の説明

１０ステータ
１１ステータ鉄心
１２円弧状ヨーク
１３直線状ヨーク
１４円弧部ティース
１５扁平部ティース
１６ティース先端幅広部
１７スロットオープン
１８スロット
１９扁平部スロット
Ｌ１円弧部ティース１４の長さ
Ｌ２扁平部ティース１５の長さ
Ｓ１円弧部ティース１４の幅
Ｓ２扁平部ティース１５の幅
１０１丸型ステータ
１０２ロータ
１０３ティース
１０４円弧状ヨーク
１０５ティース先端幅広部
１０６スロットオープン
１０７スロット
１０８絶縁物
１０９巻線
１１０ロータコア
１１１永久磁石
１１２軸
１１３扁平型ステータ
１１４直線状ヨーク

Claims

略放射状に配置された複数のティースと、前記ティースを外周部で連結するヨークと、前記ティース先端に設けられたティース先端幅広部と、隣あう前記ティース先端幅広部との間に設けられたスロットオープンとを有するステータコアと、前記ティースに絶縁物を介して施された３相巻線とからなるステータと、前記ステータ内周にわずかな空隙を介して対向して回転自在に保持されるとともに、複数極に着磁された永久磁石を少なくとも有するロータとで構成されるモータにおいて、
前記ヨークは略円弧形状である２個の円弧状ヨークと、略直線形状である２個の直線状ヨークとが交互に接合されることによって構成され、前記２個の直線状ヨークは互いに平行であることによって前記ステータコアの外周形状は扁平形状であり、
前記円弧状ヨークに設けられたティース幅をＳ１、前記円弧状ヨークに設けられたティース長をＬ１、前記直線状ヨークの設けられたティース幅をＳ２、前記直線状ヨークの設けられたティース長をＬ２としたとき、Ｓ１＝Ｓ２、Ｌ１＝Ｌ２であることを特徴としたモータ。
円弧状ヨークと直線状のヨークの幅が異なることを特徴とした請求項１に記載のモータ。
ステータコアは直線状ヨークに設けられたコア分割部で２個のコアピースに分割されていることを特徴とした請求項１から請求項２のいずれかに記載のモータ。
ステータコアは前記直線状ヨークに設けられたコア分割部で２個のコアピースに分割されており、２個のコアピースは面接触して完全に磁気回路が構成されるよう組立てられていることを特徴とした請求項３に記載のモータ。
３相巻線の巻線線径が異なっていることを特徴とした請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータ。
請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータを搭載した機器。