JP2009268199A - アウターロータ型ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの剛性を確保しつつ、コギングトルクの低下を図り、異音の発生を抑えるアウターロータ型ブラシレスモータを提供する。
【解決手段】アウターロータ型ブラシレスモータ１は、ステータ本体３の外周から半径方向外側に突出した３ｎ（ｎは正の整数）個の突極４とを有するステータと、略有底円筒形状に形成されたロータヨーク８と、ロータヨーク８の内周にリング状に取り付けられた２ｍ（ｍは、正の整数）個のマグネットとを有し、マグネットが突極４の外側の位置に配置され、ステータに対し回転自在に配置されたロータとを備える。マグネットのそれぞれは、軸方向に対して所定の角度傾斜した無着磁帯を有し、無着磁帯の両側にＮ極およびＳ極の極性に着磁されたスキュー着磁が施され、２ｍ個のマグネットは、合計で２ｎ極に着磁されており、正の整数ｎとｍは、ｎ＞ｍの関係にある。
【選択図】図２

Description

この発明は、アウターロータ型ブラシレスモータに関するものである。

アウターロータ型ブラシレスモータは、略円環形状に形成されたステータ本体と、ステータ本体の外周から半径方向外側に突出した複数の突極とを有するステータと、ステータの外側に回転自在に配置され、内周に複数のマグネットが取り付けられた略有底円筒形状のロータとを備える。また、ロータには出力軸が取り付けられている。

ロータの回転により、隣接する極性の異なるマグネットの極間が、ステータの突極に近接するとともに遠ざかると、磁束の変化が急峻となるため、ロータの出力軸には、コギングトルクが回転周期にて生じる。また、周期的に生じるコギングトルクの周波数数が、ロータの固有振動数の近傍となると、ロータが共振し、異音の原因となる。

そこで、例えば、特許文献１では、マグネットの周方向両端部の厚さを中央部よりも薄くし、マグネットの極間が、ステータの突極に近接するとともに遠ざかるときに生じる、磁束の変化を小さくすることにより、コギングトルクの低下を図っている。
特開２００４−２７５１０６号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術にあっては、マグネットの周方向両端部の厚さを中央部よりも薄くしたためロータの剛性が低下し、振動しやすい構造となっている。そのため、コギングトルクの低下は図れるとしても異音が生じやすいという課題がある。

そこで、本発明の目的は、ロータの剛性を確保しつつ、コギングトルクの低下を図り、異音の発生を抑えるアウターロータ型ブラシレスモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明のアウターロータ型ブラシレスモータは、ブラケットと、略円環形状に形成され、ブラケットに取り付けられたステータ本体と、前記ステータ本体の外周から半径方向外側に突出した３ｎ（ｎは正の整数）個の突極とを有するステータと、略有底円筒形状に形成されたロータヨークと、前記ロータヨークの内周にリング状に取り付けられた２ｍ（ｍは、正の整数）個のマグネットとを有し、前記マグネットが前記突極の外側の位置に配置され、前記ブラケットに回転自在に取り付けられたロータと、前記突極のそれぞれに巻装されたコイルとを備えたアウターロータ型ブラシレスモータにおいて、前記マグネットのそれぞれは、軸方向に対して所定の角度傾斜した無着磁帯を有し、前記無着磁帯の両側にＮ極およびＳ極の極性に着磁されたスキュー着磁が施され、前記２ｍ個のマグネットは、合計で２ｎ極に着磁されており、正の整数ｎとｍは、ｎ＞ｍの関係にある。

このように、複数のマグネットをリング状にロータヨークに取り付けることで、ロータの剛性を確保することができる。また、マグネットにスキュー着磁を施すことで、磁束の変化が緩やかになり、コギングトルクの低下が図られる。よって、これらにより、アウタロー型ブラシレスモータのロータの回転時に生じる異音を低減させることができる。

次に、この発明の実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータを図１から図３基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの縦断面図である。アウターロータ型ブラシレスモータ１は、略円環形状に形成されたステータ本体３と、ステータ本体３の外周から半径方向外側に突出した複数の突極４とを有するステータ２と、略有底円筒形状のロータヨーク８と、ロータヨーク８の内周に複数のマグネット９が取り付けられたロータ７とを備える。また、突極４のそれぞれにはコイル６が巻装されており、ロータヨークの底部８ａの中央に形成さされた貫通孔８ｂには、出力軸１０が挿入され固定されている。

ステータ２とロータ３は、ブラケット５に取り付けられている。ブラケット５は、略中央に軸方向視円環の突出部５ａが形成されている。突出部５ａの外周にステータ本体３の内周が挿入固定され、ステータ２は、ブラケット５に取り付けられている。

突出部５ａの内周には、軸受１１、１２のアウターレースが取り付けられ、軸受１１、１２は、突設部５ａの内部に配置さられている。この軸受１１、１２のインナーレースに出力軸１０の一端が固定されており、出力軸１０がブラケット５に取り付けられることにより、ロータ７がブラケット５に取り付けられる。このとき、ロータ７のマグネット９がステータ２の突極４の半径方向外側に所定の間隔を隔てた位置に配置される。

図２に示すように、本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータ１は、９個の突極を有する。一方、ロータヨーク８の内周には、第１から第４の４個のマグネット９（第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ））が取り付けられている。

ここで、第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）は、それぞれ内外の弧が同心形状となっており、円周方向が同一の厚さとなっている。また、第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）は、若干の隙間を有するのみで、近接したリング形状にてロータヨーク８に取り付けられている。従って、第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）とロータヨーク８の厚さは、円周方向に略均一であり、薄くなっている箇所もない。このため、ロータ７の剛性は高いものとなっている。

次ぎに、第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）の着磁について、図３に基づき説明する。図３は、ロータヨーク８に取り付けられた第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）を平面上に展開したものである。第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）のそれぞれは、軸方向に対して所定の角度θ傾斜した無着磁帯９ｅを有している。そして、無着磁帯の両側にＮ極およびＳ極の極性に着磁されたスキュー着磁が施されている。なお、本実施の形態では、角度θは５°から５°の間の値である。

第１のマグネット９ａは、第１の回転方向に向けて、第３のＳ極Ｓ３、無着磁帯９ｅ、第１のＮ極Ｎ１、無着磁帯９ｅ、第１のＳ極Ｓ１の順に着磁されている。第２のマグネット９ｂは、第１の回転方向に向けて、第１のＳ極Ｓ１、無着磁帯９ｅ、第２のＮ極Ｎ２、無着磁帯９ｅの順に着磁されている。第３のマグネット９ｃは、第１の回転方向に向けて、第２のＮ極Ｎ２、無着磁帯９ｅ、第２のＳ極Ｓ２、無着磁帯９ｅ、第３のＮ極Ｓ３の順に着磁されている。第４のマグネット９ｃは、第１の回転方向に向けて、第３のＮ極Ｎ３、無着磁帯９ｅ、第３のＳ極Ｓ３の順に着磁されている。

このように着磁することで、第１の回転方向に向けて、それぞれ無着磁帯９ｅを間に介して、第１のＮ極Ｎ１，第１のＳ極Ｓ１、第２のＮ極Ｎ２、第２のＳ極Ｓ３、第３のＮ極Ｎ３、第３のＳ極Ｓ３の順に、６極にスキュー着磁されている。

そして、スキュー着磁されているため、Ｎ極とＳ極の極間が連続的にステータ２の突極４に近接し、遠ざかるため、突極４を流れる磁束の変化が緩やかになるため、出力軸１０に生じるコギングトルクの低下を図ることができる。

以上のように、第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）とロータヨーク８の厚さは、円周方向に略均一であり、薄くなっている箇所もない。このため、ロータ７の剛性は高いものとなっている。また、ロータ７の振動の発生源であるコギングトルクの低下を図ることができるとことにより、アウタロー型ブラシレスモータ１のロータ７の回転時に生じる異音を低減させることができる。

本発明の実施形態におけるアウターロータ型ブラシレスモータの縦断面図である。 本発明の実施形態におけるアウターロータ型ブラシレスモータの横断面図である。 ロータヨークに取り付けられた第１から第４のマグネット（９ａから９ｄ）を平面上に展開したものである。

符号の説明

１ アウターロータ型ブラシレスモータ
２ ステータ
３ ステータ本体
４ 突極
５ ブラケット
６ コイル
７ ロータ
８ ロータヨーク
９ マグネット
９ａ 第１のマグネット
９ｂ 第２のマグネット
９ｃ 第３のマグネット
９ｄ 第４のマグネット
９ｅ 無着磁帯
１０ 出力軸

Claims (2)

1. ブラケットと、
   略円環形状に形成され、ブラケットに取り付けられたステータ本体と、前記ステータ本体の外周から半径方向外側に突出した３ｎ（ｎは正の整数）個の突極とを有するステータと、
   略有底円筒形状に形成されたロータヨークと、前記ロータヨークの内周にリング状に取り付けられた２ｍ（ｍは、正の整数）個のマグネットとを有し、前記マグネットが前記突極の外側の位置に配置され、前記ブラケットに回転自在に取り付けられたロータと、
   前記突極のそれぞれに巻装されたコイルとを備えたアウターロータ型ブラシレスモータにおいて、
   前記マグネットのそれぞれは、軸方向に対して所定の角度傾斜した無着磁帯を有し、前記無着磁帯の両側にＮ極およびＳ極の極性に着磁されたスキュー着磁が施され、前記２ｍ個のマグネットは、合計で２ｎ極に着磁されており、正の整数ｎとｍは、ｎ＞ｍの関係にあることを特徴とするアウターロータ型ブラシレスモータ。
2. 請求項１記載のアウターロータ型ブラシレスモータにおいて、正の整数ｎは３であり、正の整数ｍは２であることを特徴とするアウターロータ型ブラシレスモータ。
   
   

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