JP2007189812A - インナロータ型ブラシレスモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明はコアの振動を吸収してヨークの振動音を低減することを課題とする。
【解決手段】インナロータ型ブラシレスモータ10Aは、ハウジング30に支持された円筒形状のヨーク40と、ハウジング30とヨーク40との間で回転可能に支持されたロータ50と、ロータ50の外周側に配置されたステータ60とを有する。ロータ50は、永久磁石56とを有する。ステータ60は、環状のコア62と、コア62に巻装されたコイル64と、コア62の両端面を挟持するインシュレータ66とを有する。コア62は、外径がヨーク40の内径よりも小さく、隙間Sを介して非接触となるようにヨーク40の内部空間に挿入されている。コア62の外周に形成された環状溝68には、弾性または粘弾性を有する弾性部材80が嵌合されている。コア62は、一対の弾性部材80により外周がヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。
【選択図】図1
【解決手段】インナロータ型ブラシレスモータ10Aは、ハウジング30に支持された円筒形状のヨーク40と、ハウジング30とヨーク40との間で回転可能に支持されたロータ50と、ロータ50の外周側に配置されたステータ60とを有する。ロータ50は、永久磁石56とを有する。ステータ60は、環状のコア62と、コア62に巻装されたコイル64と、コア62の両端面を挟持するインシュレータ66とを有する。コア62は、外径がヨーク40の内径よりも小さく、隙間Sを介して非接触となるようにヨーク40の内部空間に挿入されている。コア62の外周に形成された環状溝68には、弾性または粘弾性を有する弾性部材80が嵌合されている。コア62は、一対の弾性部材80により外周がヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。
【選択図】図1
Description
本発明はインナロータ型ブラシレスモータに係り、特にロータの回転駆動時に発生する振動音を低減するように構成されたインナロータ型ブラシレスモータに関する。
近年、自動車等の車両で使用されるモータにおいては、動作時の振動音をできるだけ低減して車内の静音化を促進することが要望されている。モータには、永久磁石をステータ側に配置し、コイルをロータ側に設け、ブラシを介してコイルに通電を行なうブラシモータと、ステータ側にコイルを設け、永久磁石をロータ側に配置したブラシレスモータとがある。
ブラシレスモータでは、ブラシを整流子に摺接させない構成であるので、ブラシが整流子間を跨ぐときの放電現象による障害も解消することが可能なる。しかしながら、インナロータ型ブラシレスモータにおいては、ヨーク内周にコイルが巻装されたコアを嵌合固定し、且つ、永久磁石を回転軸の外周に一体的に設ける構成であるので、ステータ側のコイルに通電して永久磁石を有するロータを回転駆動する際には、コイルが巻装されたコアに回転トルクの反力が作用して半径方向の振動が発生する。この振動が円筒形状のヨークに伝播した場合には、ヨークに振動音が発生して車内の騒音が増大する原因となる。
特に、ブラシレスモータは、ロータが回転するときに永久磁石の磁力とコイル各相の通電を切り換えながらコアに発生する磁力との釣り合いが絶えず変化することにより、コアが振動する。そして、コアが円筒形状のヨークの内周に圧入する構成とした場合には、コアからヨーク、ハウジング、モータ取付ブラケットなどの金属部品を伝播して振動音が増幅される。
このような、振動音を低減する問題を解消する手段として、モータの振動部分に防振ゴムを取り付けた構成のものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載されたモータでは、モータを収納する収納ケースとモータの外周に取り付けられた筒状ブラケットとの間に防振ゴムを介在させてモータの振動が外部に伝播しないように構成している。
特開平5−316683号公報
しかしながら、上記のように収納ケースとブラケットとの間に防振ゴムを介在させる従来のモータでは、ステータ側のコアの振動がヨークに伝播し、ヨークの振動を防振ゴムで吸収することになり、振動発生源であるコアの振動を低減することができない。そのため、従来のモータでは、防振効果を上げるために、ロータやロータを支持する軸受付近にも防振ゴムを配置しなければならず、防振構造が複雑化するという問題を有している。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、振動発生源であるステータ側のコアの振動を抑制することで上記課題を解決したインナロータ型ブラシレスモータを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
本発明は、円筒形状に形成されたヨークの内周にコイルが巻装されたコアが配置され、前記コアの内周に永久磁石を有するロータが回転可能に支持されたインナロータ型ブラシレスモータにおいて、前記ヨークの内周面と前記コアの外周面とを互いに非接触となるように形成し、且つ前記ヨークの内周面と前記コアの外周面との間に弾性部材を設けたことを特徴とする。
また、前記弾性部材は、樹脂あるいはゴムであることを特徴とする。
また、本発明は、前記コアの外周面に、前記弾性部材が嵌合する溝を周方向に形成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記ヨークの内周面に、前記弾性部材が嵌合する溝を周方向に形成したことを特徴とする。
本発明によれば、ヨークの内周面とコアの外周面とを互いに非接触となるように形成し、且つヨークの内周面とコアの外周面との間に弾性部材を設けたため、ロータを回転させる際にロータ側の永久磁石からの磁力とコアに巻装されたコイルからの磁力の釣り合いにより発生する半径方向の振動を吸収することができ、振動発生源となるコアが半径方向に振動することを防止して、ヨークに振動が伝播することを防止することでヨークの振動音を低減することができ、回転駆動時の静音性を効果的に高めることが可能になる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は本発明によるインナロータ型ブラシレスモータの実施例1を示す縦断面図である。図1に示されるように、インナロータ型ブラシレスモータ(以下「ブラシレスモータ」という)10Aは、ブラケット20に固定されたハウジング30と、ハウジング30に支持された円筒形状のヨーク40と、ハウジング30とヨーク40との間で回転可能に支持されたロータ50と、ロータ50の外周側に配置されたステータ60とを有する。
ロータ50は、回転軸52と、回転軸52の外周に一体的に嵌合固定された円柱形状の回転体54と、回転体54の外周面に固定された永久磁石56とを有する。ハウジング30には、回転軸52の一端を回転自在に支持する軸受32が保持されている。また、ヨーク40の内壁には、回転軸52の他端を回転自在に支持する軸受42が保持されている。従って、ロータ50は、回転軸52が軸受32,42により軸承されているので、永久磁石56とステータ60との間で磁力による回転トルクが発生すると、回転して回転軸52に連結された被駆動機構(図示せず)を駆動する。
ステータ60は、内周面が永久磁石56の外周面と近接対向するように配置された環状のコア62と、コア62に巻装された三相のコイル64と、コア62の両端面より軸方向に延在形成されたインシュレータ66とを有する。コア62は、外径がヨーク40の内径よりも小さく、隙間Sを介して非接触となるようにヨーク40の内部空間に挿入されている。そして、コア62の外周には、一対の環状溝68が周方向に形成されている。また、コア62は、磁性材からなる複数の環状金属板621〜62nを積層した構成であり、環状金属板621〜62nの内径は同一で、外径が小径なものと、大径なものとが組み合わされている。そして、外径の小さい環状金属板が積層された2箇所には、環状溝68が周方向に延在形成される。
インシュレータ66は、樹脂材により成形されており、コイル64を内外周から保持すると共に、ヨーク40をハウジング30に固定する過程で複数の環状金属板621〜62nを積層したコア62を軸方向の両側から挟持する。また、コイル64はコネクタ70を介して制御回路(図示せず)に接続されている。
そのため、ステータ60のコイル64へ電流が通電され、各相への通電を切り換えると、コイル64により発生された磁力とロータ50の永久磁石56からの磁力との相互作用で回転トルクが発生する。その際、コア62には、半径方向の反力が作用するため、ロータ50の回転速度に応じた周期の振動が半径方向(図1ではZ方向)に発生する。尚、図1では、コア62の振動方向は、回転軸52を中心とする半径方向であり、且つロータ50の回転に伴って半径方向の振動を発生させる磁力の反力が周方向に旋回する。そのため、軸方向からみると、ロータ50の回転と共に振動による振幅は周方向に移動する。
コア62の外周に形成された環状溝68には、弾性または粘弾性を有する弾性部材80が嵌合されている。この弾性部材80は、断面が円形でリング状に形成された弾性部材(例えば、Oリングなど)である。
コア62は、一対の弾性部材80により外周がヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。そのため、コア62に半径方向の振動が発生した場合には、弾性部材80が弾性変形して振動を吸収することによりコア62の振動を低減すると共に、ヨーク40へ振動が伝播することを防止する。これにより、有底円筒状のヨーク40には、コア62の振動が殆ど伝わらず、弾性部材80によりヨーク40の振動音の発生を防止することが可能になる。
従って、本実施例では、コア62の外周面とヨーク40の内周面との間に一対の弾性部材80を介在させるといった比較的簡単な構成であるので、安価なコストで静音効果を高められる。
また、コア62の軸方向の両端を挟持するインシュレータ66が弾性を有する材質により形成されているので、コア62の軸方向(図1ではX方向)に発生した振動成分は、インシュレータ66によって吸収され、ヨーク40への伝播を防止される。さらに、ヨーク40の内周面に対してコア62を軸方向に変位させるような振動が発生した場合には、弾性部材80がヨーク40の内周面に密着しているため、ヨーク40の内周面に対する摩擦によって摩擦ダンパとして機能する。
図2は実施例1の変形例を示す縦断面図である。尚、図2において、上記実施例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図2に示されるように、ブラシレスモータ10Bでは、コア62の外周面に対して隙間Sを介して近接対向するヨーク40の内周面には、半円形状の環状溝44が周方向に延在形成されている。ヨーク40の内周面に環状溝44を形成する際に、外周面に環状のリブ45が突出形成されるため、ヨーク40の機械的強度が高められている。
環状溝44には、弾性または粘弾性を有する弾性部材80が嵌合されている。従って、上記実施例1の場合と同様に、コア62の外周は、一対の弾性部材80によりヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。そのため、コア62に半径方向の振動が発生した場合には、弾性部材80が弾性変形して振動を吸収すると共に、コア62の振動を低減できる。よって、弾性部材80によりヨーク40へ振動が伝播することを防止することができる。
この変形例1では、弾性部材80が嵌合する環状溝44がヨーク40の内周面に設けられているため、コア62を構成する複数の環状金属板621〜62nを全て同一の寸法形状のもので統一することができる。よって、前述した実施例1のように外径の異なる2種類のものを用意する必要がなく、その分製造コストを安価に抑えることができる。
図3は実施例2のブラシレスモータを示す縦断面図である。尚、図3において、上記実施例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図3に示されるように、ブラシレスモータ10Cでは、コア62の外周に形成された環状溝68に、弾性または粘弾性を有する弾性部材82が嵌合されている。この弾性部材82は、断面が四角形であり、且つリング状に形成されている。
弾性部材82は、断面が四角形であるため、コア62の環状溝68及びヨーク40の内周面に対する接触面積が大きくなっており、比較的回転トルクの大きい構造のモータに好適であり、ロータ回転時にコア62に作用する反力が大きい場合でも十分に半径方向の振動成分を吸収することができる。
従って、本実施例では、コア62の外周面とヨーク40の内周面との間に一対の弾性部材82を介在させるといった比較的簡単な構成であるので、安価なコストで静音効果を高められる。
図4は実施例2の変形例を示す縦断面図である。尚、図4において、上記実施例2と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図4に示されるように、変形例2のブラシレスモータ10Dでは、コア62の外周面に対して隙間Sを介して近接対向するヨーク40の内周面に、断面が四角形状の環状溝46が周方向に延在形成されている。ヨーク40の内周面に環状溝46を形成する際に、外周面に環状のリブ47が突出形成されるため、ヨーク40の機械的強度が高められている。
環状溝46には、弾性または粘弾性を有する弾性部材82が嵌合されている。従って、上記実施例2の場合と同様に、コア62の外周は、一対の弾性部材82によりヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。そのため、コア62に半径方向の振動が発生した場合には、弾性部材82が弾性変形して振動を吸収すると共に、ヨーク40へ振動が伝播することを防止できる。よって、ヨーク40の振動音の発生を防止することが可能になる。
この変形例2では、弾性部材82が嵌合する環状溝46がヨーク40の内周面に設けられているため、コア62を構成する複数の環状金属板621〜62nを全て同一の寸法形状のもので統一することができる。よって、前述した実施例2のように外径の異なる2種類のものを用意する必要がなく、その分製造コストを安価に抑えることができる。
図5は実施例3のブラシレスモータを示す縦断面図である。尚、図5において、上記実施例1,2と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図5に示されるように、ブラシレスモータ10Eでは、コア62の外周に形成された環状幅広溝69に、弾性または粘弾性を有する幅広弾性部材84が嵌合されている。この幅広弾性部材84は、断面が軸方向に延在する長方形であり、且つリング状に形成されている。
幅広弾性部材84は、断面が長方形の板状に形成されているため、コア62の環状幅広溝69及びヨーク40の内周面に対する接触面積が上記実施例1,2よりも大きくなっており、比較的回転トルクの大きい構造のモータに好適であり、ロータ回転時にコア62に作用する反力が大きい場合でも十分に半径方向の振動成分を吸収することができる。
従って、本実施例では、コア62の外周面とヨーク40の内周面との間に幅広弾性部材84を介在させるといった比較的簡単な構成であるので、安価なコストで静音効果を高められる。
図6は実施例3の変形例を示す縦断面図である。尚、図6において、上記実施例3と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図6に示されるように、変形例3のブラシレスモータ10Fでは、コア62の外周面に対して隙間Sを介して近接対向するヨーク40の内周面に、断面が四角形状の環状幅広溝69が周方向に延在形成されている。そして、変形例3では、ヨーク40の円筒部分が肉厚になっているため、環状幅広溝69が形成された部分を外周側に突出させないように構成することができる。
環状幅広溝69には、弾性または粘弾性を有する幅広弾性部材84が嵌合されている。尚、幅広弾性部材84は、上記実施例1,2のものよりも接触面積が大きいので、比較的柔らかい材質(高弾性率)で形成されている。従って、上記実施例3の場合と同様に、コア62の外周は、幅広弾性部材84によりヨーク40の内周面と非接触状態に保持されると共に、フローティング状態に支持される。そのため、コア62に半径方向の振動が発生した場合には、幅広弾性部材84が弾性変形して振動を吸収すると共に、ヨーク40へ振動が伝播することを防止できる。よって、ヨーク40の振動音の発生を防止することが可能になる。
この変形例3では、幅広弾性部材84が嵌合する環状幅広溝48がヨーク40の内周面に設けられているため、コア62を構成する複数の環状金属板621〜62nを全て同一の寸法形状のもので統一することができる。よって、前述した実施例3のように外径の異なる2種類のものを用意する必要がなく、その分製造コストを安価に抑えることができる。
上記実施例では、例えば、自動車で使用されるモータを一例として挙げたが、これに限らず、自動車以外の分野で使用されるモータにも本発明を適用することができるのは勿論である。
10A〜10F インナロータ型ブラシレスモータ
20 ブラケット
30 ハウジング
40 ヨーク
44 環状溝
50 ロータ
60 ステータ
52 回転軸
56 永久磁石
62 コア
621〜62n 環状金属板
64 コイル
66 インシュレータ
68 環状溝
69 環状幅広溝
80,82 弾性部材
84 幅広弾性部材
20 ブラケット
30 ハウジング
40 ヨーク
44 環状溝
50 ロータ
60 ステータ
52 回転軸
56 永久磁石
62 コア
621〜62n 環状金属板
64 コイル
66 インシュレータ
68 環状溝
69 環状幅広溝
80,82 弾性部材
84 幅広弾性部材
Claims (4)
- 円筒形状に形成されたヨークの内周にコイルが巻装されたコアが配置され、前記コアの内周に永久磁石を有するロータが回転可能に支持されたインナロータ型ブラシレスモータにおいて、
前記ヨークの内周面と前記コアの外周面とを互いに非接触となるように形成し、且つ前記ヨークの内周面と前記コアの外周面との間に弾性部材を設けたことを特徴とするインナロータ型ブラシレスモータ。 - 前記弾性部材は、樹脂あるいはゴムであることを特徴とする請求項1に記載のインナロータ型ブラシレスモータ。
- 前記コアの外周面に、前記弾性部材が嵌合する溝を周方向に形成したことを特徴とする請求項1または2に記載のインナロータ型ブラシレスモータ。
- 前記ヨークの内周面に、前記弾性部材が嵌合する溝を周方向に形成したことを特徴とする請求項1または2に記載のインナロータ型ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006005101A JP2007189812A (ja) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | インナロータ型ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006005101A JP2007189812A (ja) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | インナロータ型ブラシレスモータ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2006005101A Pending JP2007189812A (ja) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | インナロータ型ブラシレスモータ |
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- 2006-01-12 JP JP2006005101A patent/JP2007189812A/ja active Pending
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