JP2010148209A - Dc motor - Google Patents
Dc motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010148209A JP2010148209A JP2008321365A JP2008321365A JP2010148209A JP 2010148209 A JP2010148209 A JP 2010148209A JP 2008321365 A JP2008321365 A JP 2008321365A JP 2008321365 A JP2008321365 A JP 2008321365A JP 2010148209 A JP2010148209 A JP 2010148209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- motor frame
- field magnet
- opening
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc Machiner (AREA)
Abstract
Description
本発明は、直流モータに関する。 The present invention relates to a DC motor.
直流モータのモータフレームは、界磁マグネットが作る磁力の磁路としても機能する。このため、モータフレームは、磁性金属により構成されるのが普通である。磁性金属は、密度が高いので、直流モータの重量を軽減させる必要のある場合は、不利となる。一方、電子機器の軽量化に対応して、直流モータにもなお一層の軽量化が求められている。このような背景において、直流モータのモータフレームに切り欠き部や穴を形成し、軽量化を図る技術が知られている。この技術については、例えば特許文献1〜3に記載されている。
The motor frame of the DC motor also functions as a magnetic path of magnetic force created by the field magnet. For this reason, the motor frame is usually made of magnetic metal. Magnetic metal has a high density, which is disadvantageous when it is necessary to reduce the weight of the DC motor. On the other hand, DC motors are required to be further reduced in weight in response to the reduction in weight of electronic devices. Against this background, a technique for reducing the weight by forming notches and holes in a motor frame of a DC motor is known. This technique is described in, for example,
上述した特許文献には、界磁マグネットの磁極の中心部分に対向する部分であれば、モータフレームに切り欠きや穴を形成しても動作への影響が小さくて済む点が記載されている。 In the above-described patent document, it is described that if it is a portion facing the central portion of the magnetic pole of the field magnet, even if a notch or a hole is formed in the motor frame, the influence on the operation is small.
重量軽減のためには、モータフレームに形成される上記の切り欠きや穴を大きくし、直流モータ全体におけるモータフレーム材料の占める割合をできるだけ小さくすることが望まれる。しかしながら、モータフレームは磁路としても機能するので、上述した切り欠きや穴を大きくしてゆくと、磁路が制限され、モータとしての性能が低下する。 In order to reduce the weight, it is desirable to increase the above-described notches and holes formed in the motor frame so that the proportion of the motor frame material in the entire DC motor is as small as possible. However, since the motor frame also functions as a magnetic path, if the notches and holes described above are enlarged, the magnetic path is limited and the performance as a motor is reduced.
そこで問題となるのは、モータフレームの軽量化と性能低下とのバランスの見極めとなる。上述した引用文献1〜3には、この点について記載されていない。また、モータは、コギングトルクを小さくすることが重要であるが、引用文献1〜3では、コギングトルクを低減する技術については記載されていない。そこで本発明は、軽量化、性能低下の抑制、および低コギングトルクが得られる直流モータを提供することを目的とする。
Therefore, the problem is to determine the balance between the weight reduction and performance degradation of the motor frame. The cited
請求項1に記載の発明は、磁性材料により構成される環状のモータフレームと、複数の磁極を有し、前記モータフレームの内側に配置された界磁マグネットと、前記界磁マグネットの内側に配置された回転子とを備え、前記モータフレームにおける前記界磁マグネットの前記磁極の中心に対向する部分は、1または複数の開口が形成された開口形成領域とされており、前記開口形成領域の前記回転子の回転軸から見た開き角が2°〜14°の範囲であることを特徴とする直流モータである。
The invention according to
本発明は、界磁マグネットの磁極中心に対向するモータフレームの部分は、磁路として利用されず、そのため、この部分を取り除いてもモータの性能低下への影響が小さい点、および上記の部分を取り除いたモータフレームの構造とすると、この部分の回転軸から見た開き角の値が所定の範囲で、界磁マグネットの磁極中央部と磁極間の表面磁束密度による回転子の誘引する力のバランスが取れ、通常のモータフレームの構造よりもコギングトルクが低下する現象に基づくものである。 In the present invention, the portion of the motor frame facing the magnetic pole center of the field magnet is not used as a magnetic path. Therefore, even if this portion is removed, there is little influence on the performance degradation of the motor, and the above portion is reduced. When the motor frame structure is removed, the opening angle value seen from the rotation axis of this part is within a predetermined range, and the balance of the force attracted by the rotor due to the surface magnetic flux density between the magnetic pole center of the field magnet and the magnetic pole. This is based on the phenomenon that the cogging torque is lower than that of a normal motor frame structure.
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、回転軸から見た開き角により定義される開口形成領域の幅の寸法を2°〜14°の範囲内に限定することで、モータフレームに開口を設けることによる軽量化、磁路を妨げない範囲に開口を形成することによる起動トルクの低下の抑制、低コギングトルク特性を同時に得ることができる。 That is, according to the first aspect of the present invention, the width of the opening forming region defined by the opening angle as viewed from the rotation axis is limited to a range of 2 ° to 14 °, thereby opening the motor frame. It is possible to simultaneously obtain a weight reduction by providing an opening, a suppression of a decrease in starting torque by forming an opening in a range that does not disturb the magnetic path, and a low cogging torque characteristic.
開口が一つの場合は、開口形成領域の全体が一つの開口となる。開口が複数の場合は、開口形成領域に複数の開口が形成される。開口が複数の場合、開口が一つの場合に比較して重量の軽減効果は低下するが、強度を確保する点で有利となる。 When there is one opening, the entire opening formation region becomes one opening. When there are a plurality of openings, a plurality of openings are formed in the opening formation region. When there are a plurality of openings, the effect of reducing the weight is reduced as compared with the case where there is a single opening, but it is advantageous in terms of securing strength.
回転子の回転軸から見た開き角というのは、当該回転軸から開口形成領域を見た際のラジアル方向における一方の境界部から他方の境界部までの角度範囲のことをいう。この開き角が大きければ、それだけ開口形成領域の周方向の寸法は大きくなる。 The opening angle seen from the rotation axis of the rotor means an angle range from one boundary portion to the other boundary portion in the radial direction when the opening forming region is seen from the rotation shaft. The larger the opening angle, the larger the circumferential dimension of the opening forming region.
開口形成領域は、界磁マグネットの磁極の中心に対向した全ての部分に形成するのが理想的であるが、その一部であってもよい。ただし、軸方向から見て非対称な位置に開口形成領域を配置すると回転子に作用する力のラジアル方向のバランスが崩れる傾向が大きくなるので、軸方向から見て対称な位置に開口形成領域を配置する構造が好ましい。 The opening formation region is ideally formed in all the portions facing the center of the magnetic pole of the field magnet, but may be a part thereof. However, if the opening formation area is arranged at an asymmetrical position when viewed from the axial direction, the radial balance of the force acting on the rotor tends to be lost, so the opening formation area is arranged at a symmetrical position when viewed from the axial direction. The structure is preferred.
請求項2に記載の発明は、磁性材料により構成される環状のモータフレームと、複数の磁極を有し、前記モータフレームの内側に配置された界磁マグネットと、前記界磁マグネットの内側に配置された回転子とを備え、前記モータフレームにおける前記界磁マグネットの前記磁極の中心に対向する部分は、厚みが薄くされた薄肉領域とされており、前記薄肉領域の前記回転子の回転軸から見た開き角が、2°〜14°の範囲であることを特徴とする直流モータである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an annular motor frame made of a magnetic material, a field magnet having a plurality of magnetic poles and disposed inside the motor frame, and disposed inside the field magnet. A portion facing the center of the magnetic pole of the field magnet in the motor frame is a thinned region with a reduced thickness, and is from a rotating shaft of the rotor in the thinned region. The DC motor is characterized in that the opening angle seen is in the range of 2 ° to 14 °.
請求項2に記載の発明によれば、開口を設けるのではなく、薄肉化することで、モータフレームの軽量化を実現する。この薄肉化する領域は、請求項1に関連して説明したように、磁路として利用されない部分であるので、薄肉化しても動作上の問題はない。なお、請求項2に記載の発明によれば、薄肉化した部分にもモータフレームを構成する材料が残るので、モータフレームの強度を確保する上では有利となる。
According to the second aspect of the present invention, the motor frame can be reduced in weight by reducing the thickness of the motor frame instead of providing an opening. Since the thinned region is a portion that is not used as a magnetic path as described in relation to
請求項3に記載の発明は、前記モータフレームは略角形状であり、前記開き角が2°〜10°の範囲であることを特徴とする。請求項3に記載の発明によれば、特にコギングトルクを低減させた直流モータを得ることができる。 The invention according to claim 3 is characterized in that the motor frame has a substantially square shape, and the opening angle is in a range of 2 ° to 10 °. According to the third aspect of the present invention, it is possible to obtain a direct current motor with particularly reduced cogging torque.
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記モータフレームは略角形状であり、前記開き角が2°〜6°の範囲であることを特徴とする。請求項4に記載の発明によれば、起動トルクが通常のモータフレーム構造の場合よりも高く、且つ、コギングトルクの小さい直流モータを得ることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the motor frame has a substantially square shape, and the opening angle is in a range of 2 ° to 6 °. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to obtain a DC motor having a starting torque higher than that of a normal motor frame structure and a small cogging torque.
モータフレームが多角形状である場合、この角の部分は、曲げ加工により形成される。このため、応力が集中しており、この応力の影響は、磁路として機能するモータフレームの他の部分まで及ぶ。一方、モータフレームが角形状の場合、界磁マグネットの中心に対向するモータフレームの部分は、上記角の部分となる。したがって、本発明の開口形成領域や薄肉領域は、上述した応力が集中する部分に形成されることになる。開口形成領域や薄肉領域が形成されると、この集中した応力の影響が緩和されるので、モータフレーム全体における残留応力が緩和される。残留応力があると、磁性材料の透磁率が低下する傾向が生じるが、請求項4に記載の構成とすることで、モータフレームの在留応力が緩和されるので、そうでない構造とした場合に比較して透磁率が高くなる。このため、磁力の利用効率が高くなり、起動トルクが大きくなる。また、請求項4で規定される開き角の範囲は、コギングトルクが低下する範囲であるので、同時に低コギングトルク特性を得ることができる。 When the motor frame has a polygonal shape, the corner portion is formed by bending. For this reason, stress is concentrated, and the influence of this stress extends to other parts of the motor frame functioning as a magnetic path. On the other hand, when the motor frame has a square shape, the portion of the motor frame facing the center of the field magnet is the corner portion. Therefore, the opening forming region and the thin region of the present invention are formed in the portion where the stress is concentrated. When the opening formation region and the thin region are formed, the influence of the concentrated stress is alleviated, so that the residual stress in the entire motor frame is alleviated. If there is residual stress, the magnetic material tends to decrease in permeability. However, the structure according to claim 4 reduces the residual stress of the motor frame. As a result, the magnetic permeability increases. For this reason, the utilization efficiency of magnetic force becomes high and starting torque becomes large. Further, since the range of the opening angle defined in claim 4 is a range in which the cogging torque is reduced, a low cogging torque characteristic can be obtained at the same time.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記界磁マグネットは、環状であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the field magnet is annular.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、前記モータフレームは略四角形状であって、角部が円弧状を有し、前記界磁マグネットは、磁極の中心を前記角部に一致させると共に前記磁極の中心から前記磁極の両端部に向かって厚みが次第に減少していることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the motor frame has a substantially quadrangular shape, a corner portion has an arc shape, and the field magnet is The center of the magnetic pole is made to coincide with the corner portion, and the thickness gradually decreases from the center of the magnetic pole toward both end portions of the magnetic pole.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6に記載の発明において、前記開口の軸方向の寸法は、前記界磁マグネットの軸方向の寸法以上であることを特徴とする。請求項7に記載の発明によれば、磁路して機能しないモータフレーム部分を利用して開口形成領域や薄肉領域を設けることができ、直流モータの性能の低下を抑えつつ、直流モータの軽量化を実現できる。 A seventh aspect of the invention is characterized in that, in the first to sixth aspects of the invention, the axial dimension of the opening is equal to or greater than the axial dimension of the field magnet. According to the seventh aspect of the present invention, the motor frame portion that does not function as a magnetic path can be used to provide an opening forming region or a thin-walled region, and the DC motor can be reduced in weight while suppressing a decrease in the performance of the DC motor. Can be realized.
本発明によれば、軽量化、性能低下の抑制、および低コギングトルクが得られる直流モータが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the direct current | flow motor from which weight reduction, suppression of a performance fall, and a low cogging torque are obtained is provided.
(1)第1の実施形態
(構成)
(モータフレームの構成)
図1は、本発明を利用した直流モータを構成するモータフレームの一例である。図1にはモータフレーム10が示されている。モータフレーム10は、軸方向から見て角が丸い略四角形状の外周形状および内周形状を有した環状の構造(角筒状の構造)を備えている。ここで、モータフレーム10は、強磁性特性を有する鋼材により構成されている。モータフレーム10の4つの角部のそれぞれには、開口が形成されている。図1には、そのうちの開口11aと11bが記載されている。
(1) First embodiment (configuration)
(Configuration of motor frame)
FIG. 1 is an example of a motor frame constituting a DC motor utilizing the present invention. A
図2は、モータフレーム10を軸方向から見た断面図である。図2には、モータフレーム10に形成された4つの開口11a〜11dが示されている。開口11a〜11dは、モータフレーム10の4つの角部に形成され、軸方向に延在した細長い形状を有している(図1参照)。ここで、開口11a〜11dは、同じ形状と寸法を有している。図2には、開口11aの回転軸から見た開き角αが示されている。ここで角度αの中心は、角部の曲率半径の中心に一致し、モータの中心に一致する状態とされている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図示するように、開き角αは、ラジアル方向における開口11aの一方の縁と他方の縁との間がなす角度である。なお、開口11a〜11dの部分に複数の開口を設ける場合、開口11a〜11dが設けられている領域が開口形成領域となる。また開口11a〜11dの軸方向の長さは、後述する回転子の突極の軸方向の長さと同じ寸法、あるいはそれより長い寸法とされている。
As shown in the figure, the opening angle α is an angle formed between one edge and the other edge of the
(直流モータの構成)
図3は、図2と同じ視点から実施形態の直流モータを見た断面図である。図3には、直流モータ1が示されている。直流モータ1は、図1および図2に示すモータフレーム10を備えている。モータフレーム10の4角には、開口11a〜11dが形成されている。モータフレーム10の内側には、界磁マグネット12が固定されている。界磁マグネット12は、外周が略四角形状で、その角の部分が円弧形状を有し、内周が円形状を有した断面の形が環状の筒構造を有している。界磁マグネット12は、4つの磁極13a〜13dを備えている。図3では、磁極13a〜13dの中心の位置が、45°、135°、225°および315°の角度位置とされている。また、磁極13a〜13dの中心は、モータフレーム10の4箇所の角部に対向した位置とされている。
(Configuration of DC motor)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the DC motor of the embodiment from the same viewpoint as FIG. FIG. 3 shows the
図3に示す角度位置で、0°(360°)、90°、180°および270°の部分が、磁極13a〜13dの隣接する磁極との境界部(端部)となる、例えば、磁極13aの両端部は、角度位置0°と角度位置90°の位置となる。界磁マグネット12は、磁極の中心から、磁極の境界部に向かって厚みが次第に減少し、境界部において厚みが最も薄くなる断面構造を有している。
In the angular position shown in FIG. 3, portions of 0 ° (360 °), 90 °, 180 °, and 270 ° serve as boundaries (ends) with the adjacent magnetic poles of the
界磁マグネット12の内側には、回転子14が配置されている。回転子14は、図示するように6個の突極を備えた6スロットの構造を有している。回転子14の回転中心には、回転軸15が固定されている。
A
図4は、図3に断面形状を示す直流モータを軸方向に平行な面で切断した断面図である。図4には、回転子14の回転軸15が、モータフレーム10にベアリング17および18により回転可能な状態で支持された状態が示されている。符号16は、ブラシ給電機構であり、このブラシ給電機構を介して、回転子14の各突極に巻かれた巻線(図示省略)に駆動電流が供給される。これらの機構は、通常の直流モータと同じである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the DC motor whose cross-sectional shape is shown in FIG. 3 cut along a plane parallel to the axial direction. FIG. 4 shows a state in which the
(モータフレームの磁束分布)
本発明者らは、直流モータの動作時におけるモータフレーム内の磁束の状態を、コンピュータシミュレーションを用いて調べた。以下、その結果について説明する。図5は、一般的な直流モータの断面形状の概略を示す断面図である。
(Magnetic flux distribution of motor frame)
The present inventors investigated the state of magnetic flux in the motor frame during operation of the DC motor using computer simulation. The results will be described below. FIG. 5 is a sectional view showing an outline of a sectional shape of a general DC motor.
図5には、角の丸い略四角形状の外周および内周を有した環状のモータフレーム51、このモータフレーム51の内側に収まった外周が角の丸い略四角形状を有し、内周が円形の界磁マグネット52、6スロット構造の回転子53が示されている。
FIG. 5 shows an
図5に示す直流モータ50を動作させた際の磁束分布を調べた結果、モータフレーム51における符号54の部分は、磁束密度が高く、符号55の部分は磁束密度が低いことが判明した。特にモータフレーム51の符号55の部分の中心部分(界磁マグネット52の磁極の中心に対向する部分)は、磁束密度がほぼゼロに近いことが判明した。このことから、界磁マグネットの磁極の中心に対向した部分のモータフレームの部分(符号55の部分の中心部分)は、磁路として利用されていないことが確認された。他方で、界磁マグネットの隣接する磁極間の境界付近に対向するモータフレームの部分(符号54の部分)は、磁束密度が高く、磁路として機能していることが確認された。
As a result of examining the magnetic flux distribution when the
(開口の開き角について)
図6は、モータフレームの形成された開口の開き角と起動トルクとの関係、および当該開き角とコギングトルクとの関係を測定した結果を示すグラフである。図6縦軸の起動トルクおよびコギングトルクの値は、相対値である。図6に示すデータは、図3および図4に示す直流モータ1において、開口11a〜11dの開き角(図2参照)を0°から2°おきに変化させた場合における起動トルクとコギングトルクの値を測定したデータである。なお、開口11a〜11dのそれぞれにおいて、ラジアル方向における中心の角度位置は、図2の角度位置45°、135°、225°、315°であり、開き角の変更は、これら中心角度位置を中心として開き角を変化させることで行った。
(About the opening angle of the opening)
FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the relationship between the opening angle of the opening formed with the motor frame and the starting torque, and the relationship between the opening angle and the cogging torque. The values of the starting torque and the cogging torque on the vertical axis in FIG. 6 are relative values. The data shown in FIG. 6 shows the starting torque and cogging torque when the opening angles of the
図6から以下のことが認識できる。すなわち、起動トルクは、開口11a〜11dの開き角を2°〜14°とした場合に、開口なしの場合に比較して遜色のない値が得られ、開き角が14°を超えると、急激に低下する。また、開き角が2〜6°では、開口がない場合もよりも大きな起動トルクが得られる。
The following can be recognized from FIG. That is, when the opening angle of the
このような傾向が観察されたのは、以下の理由によるものであると推察できる。すなわち、開き角が14°以下で起動トルクの低下が緩やかなのは、動作時に磁路して機能しないモータフレームの部分に開口11a〜11dが形成されているので、磁路が失われることによる起動トルクへの影響が顕在化しないからであると推察される。
It can be inferred that this tendency was observed for the following reason. That is, when the opening angle is 14 ° or less, the decrease in the starting torque is moderate because the
また、開き角が14°を超えると、急激に起動トルクが低下するのは、開口11a〜11dが磁路となる部分にまで延長し、磁路として機能するモータフレーム部分が減少し、それにより磁束の利用効率が低下する傾向が大となるからであると推察される。
In addition, when the opening angle exceeds 14 °, the starting torque is suddenly reduced because the
また、開き角が2〜6°において、開口11a〜11dがない場合もよりも大きな起動トルクが得られるのは、以下の理由によるものと推察される。すなわち、曲げ加工により形成されるモータフレームの角の部分には、大きな残留歪みが残っている。この残留歪みは、曲げ加工が施されていない部分にまで及んでいる。一方、一般に強磁性体に大きな歪みを与えると、透磁率が減少する現象が見られる。ここで、開口11a〜11dが形成されることで、残留歪みが存在するモータフレームの部分が取り除かれるので、上記歪みの影響が軽減され、モータフレーム10全体の透磁率が上昇する。そのため、モータフレーム10に形成される磁路の磁気抵抗が軽減され、起動トルクに寄与する磁束量が増えることによる起動トルクの上昇効果が得られると推察される。
In addition, when the opening angle is 2 to 6 °, it is surmised that the larger starting torque can be obtained than when there is no
また図6から以下のことが認識される。すなわち、コギングトルクに着目した場合、開口11a〜11dの開き角を2°〜10°とすると、開口なしの場合に比較して、その値は、約20%減となる。そして、開き角が10°を超えると、コギングトルクの値は徐々に上昇し、18°以上となるとコギングトルクの低減効果は見られなくなる。
In addition, the following is recognized from FIG. That is, when focusing on the cogging torque, if the opening angle of the
モータにとって重要なのは、大きな起動トルク(これは効率が高いことを意味する)を有し、且つ、コギングトルクが小さいことである。従って、両者のバランスを見た場合、開口11a〜11dの開き角が2°〜14において、高起動トルクであり、且つ、低コギングトルクが得られることになる。また、さらに高起動トルクを得るのであれば、開口11a〜11dの開き角を2°〜6°にすることが好ましいことも結論される。また、低コギングトルクを追究するのであれば、開口11a〜11dの開き角を2°〜10°にすることが好ましいことも結論される。
What is important for the motor is that it has a large starting torque (which means high efficiency) and a small cogging torque. Therefore, in view of the balance between the two, when the opening angles of the
(2)第2の実施形態
図7は、開口形成領域に2つの開口を形成した場合の一例を示す斜視図である。図7には、図1に示すのと同様な形状のフレーム71の4箇所の角部にそれぞれ2つの開口が形成された状態が示されている。すなわち、一つの角部に着目すると、開口形成領域72には、開口72aと72bが設けられている。この構造は、他の3つの角部においても同様とされている。
(2) Second Embodiment FIG. 7 is a perspective view showing an example when two openings are formed in the opening formation region. FIG. 7 shows a state in which two openings are formed at four corners of a
図7には、開口形成領域に2つの開口を形成する例が示されているが、開口の数は3以上でもよい。また、周方向に複数の開口を配置する構造も可能である。また、開口の形状は、図示する形状に限定されず、丸形や四角以外の多角形状であってもよい。 Although FIG. 7 shows an example in which two openings are formed in the opening formation region, the number of openings may be three or more. A structure in which a plurality of openings are arranged in the circumferential direction is also possible. Further, the shape of the opening is not limited to the shape shown in the figure, and may be a polygonal shape other than a round shape or a square shape.
(3)第3の実施形態
図8は、実施形態の一例を示す断面図である。図8には、図3に示す構造において、開口11a〜11dの部分を表裏に貫通した構造とせずに、外周側から窪んだ構造とした例である。この場合、図8に示すように開口11a〜11dの部分は、外周面から薄肉化され、モータフレーム10は、4つの角の部分に薄肉部10a〜10dを有した構造となる。この構造の場合、強度を確保しつつ、重量の軽減を図ることができる。
(3) Third Embodiment FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the embodiment. FIG. 8 shows an example in which, in the structure shown in FIG. 3, the
(4)第4の実施形態
図9は、実施形態の一例を示す断面図である。図9には、図3に示す構造において、界磁マグネットを磁極毎に分割した構造とした例が記載されている。図9に示す例では、界磁マグネットが磁極毎に分離された界磁マグネット21、22、23および24を備えた構造とされている。
(4) Fourth Embodiment FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the embodiment. FIG. 9 shows an example in which the field magnet is divided into magnetic poles in the structure shown in FIG. In the example shown in FIG. 9, the field magnet has a structure including
(5)第5の実施形態
図10は、実施形態の一例を示す断面図である。図10に示す例では、図3に示す構造において、モータフレーム10の構造を変形している。この例では、モータフレーム10の磁極間(界磁マグネット12の隣接する磁極の間)の肉厚を厚くしている。図10には、この磁極間の肉厚化した部分が、符号31〜34により示されている。肉厚部31〜34が設けられたモータフレーム10の磁極間の部分は、磁路して利用される部分である。肉厚部31〜34を設けることで、磁路の断面積が増大し、その部分の磁気抵抗がそうでない構造とした場合に比較して低くなる。これにより、磁気損失を低下させ、モータの効率を高めることができる。
(5) Fifth Embodiment FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the embodiment. In the example shown in FIG. 10, the structure of the
図10の示す構造によれば、上述した優位性の他に、開口11a〜11dによる軽量化の分を上記肉厚部31〜34に振り分けることで、モータ全体の重量増加を抑えつつ、モータの効率を高くできる優位性も得られる。なお、肉厚部31〜34は、図1〜図4に示すモータフレーム10の構造において、外側に磁性材料を密着して固定した構造(外付け構造)により得ることもできる。
According to the structure shown in FIG. 10, in addition to the above-described advantages, the weight reduction by the
(6)実例
以下の3パターンのサンプルを製造した。下記表1は、通常品、発明を利用した実施品1および実施品2に関してまとめたものである。ここで、試作した直流モータは、図3および図4に示す構造を基本構造として、備考の欄に記載される以外の構造は同じとした。実施品2におけるフレームの極間部を肉厚化というのは、図10に示すモータフレームの断面構造のことである。実施品2では、実施品1における開口形成による軽量化を達成出来た分の重量を極間部の肉厚化に振り向け、全体として比較例と同じ重量としている。また、開口の開き角は10°である。
(6) Examples The following three patterns of samples were manufactured. Table 1 below summarizes the normal product, the
表1に示されるように、界磁マグネットの磁極中心に対向するモータフレームの4箇所の角部に、図1に示すような開口を形成することで、モータの軽量化を達成できる。実施品2では、重量を比較例と同じとしつつ、モータフレームの極間部を肉厚化することで、起動トルクを増大させ、且つ、漏れ磁束量を大きく減らすことができた。なお、漏れ磁束量は、モータフレームの磁極間の外側部分にプローブを近接させ、モータフレームから漏れ出てくる磁束量を計測した値である。
As shown in Table 1, the motor can be reduced in weight by forming openings as shown in FIG. 1 at the four corners of the motor frame facing the magnetic pole center of the field magnet. In the working
起動トルクが増大したのは、モータフレームの磁路となる部分の断面積が増大したため、その部分における磁気抵抗が減少し、磁束の損失が低下したためであると考えられる。また、漏れ磁束量が低下したのも同じ理由により、モータフレームの磁路となる部分を通れずにそこから漏れ出る磁束量が低下したためであると考えられる。 It is considered that the starting torque increased because the cross-sectional area of the magnetic path of the motor frame increased, the magnetic resistance in that portion decreased, and the loss of magnetic flux decreased. Further, it is considered that the amount of magnetic flux leaking from the motor frame without passing through the magnetic path portion of the motor frame is reduced for the same reason.
(7)その他
開口11a〜11dに補強や塵の侵入を防ぐために、樹脂充填を充填してもよい。実施形態において、界磁マグネットの磁極の数は4に限定されない。回転子も図示する6スロットに限定されない。界磁マグネットを構成する材料は、Nd―Fe―B磁石やフェライト磁石であってもよい。これらの磁石は、ボンド磁石であっても焼結磁石であってもよい。
(7) Others In order to reinforce the
本発明は、直流モータに利用することができる。 The present invention can be used for a DC motor.
1…直流モータ、10…モータフレーム、11a…開口、11b…開口、11c…開口、11d…開口、12…界磁マグネット、13a〜13d…界磁マグネットの磁極、14…回転子、15…回転軸、16…ブラシ給電機構、17…ベアリング、18…ベアリング。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数の磁極を有し、前記モータフレームの内側に配置された界磁マグネットと、
前記界磁マグネットの内側に配置された回転子と
を備え、
前記モータフレームにおける前記界磁マグネットの前記磁極の中心に対向する部分は、1または複数の開口が形成された開口形成領域とされており、前記開口形成領域の前記回転子の回転軸から見た開き角が2°〜14°の範囲であることを特徴とする直流モータ。 An annular motor frame made of magnetic material;
A field magnet having a plurality of magnetic poles and disposed inside the motor frame;
A rotor disposed inside the field magnet,
A portion of the motor frame facing the center of the magnetic pole of the field magnet is an opening forming region in which one or a plurality of openings are formed, as viewed from the rotation axis of the rotor in the opening forming region. A direct current motor having an opening angle in a range of 2 ° to 14 °.
複数の磁極を有し、前記モータフレームの内側に配置された界磁マグネットと、
前記界磁マグネットの内側に配置された回転子と
を備え、
前記モータフレームにおける前記界磁マグネットの前記磁極の中心に対向する部分は、厚みが薄くされた薄肉領域とされており、前記薄肉領域の前記回転子の回転軸から見た開き角が、2°〜14°の範囲であることを特徴とする直流モータ。 An annular motor frame made of magnetic material;
A field magnet having a plurality of magnetic poles and disposed inside the motor frame;
A rotor disposed inside the field magnet,
A portion of the motor frame facing the center of the magnetic pole of the field magnet is a thin region with a reduced thickness, and an opening angle of the thin region as viewed from the rotation axis of the rotor is 2 °. A direct current motor characterized by being in a range of ˜14 °.
前記界磁マグネットは、磁極の中心を前記角部に対向させると共に前記磁極の中心から前記磁極の両端部に向かって厚みが次第に減少していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の直流モータ。 The motor frame has a substantially quadrangular shape, and a corner portion has an arc shape,
6. The field magnet according to claim 1, wherein a thickness of the field magnet gradually decreases from the center of the magnetic pole toward both ends of the magnetic pole while the center of the magnetic pole is opposed to the corner. The DC motor according to one item.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008321365A JP2010148209A (en) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | Dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008321365A JP2010148209A (en) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | Dc motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010148209A true JP2010148209A (en) | 2010-07-01 |
Family
ID=42568047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008321365A Pending JP2010148209A (en) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | Dc motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010148209A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102885597A (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 日立空调·家用电器株式会社 | Electric dust collector and suction member thereof |
JP2015019830A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 日立アプライアンス株式会社 | Vacuum cleaner |
KR20170034081A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 엘지이노텍 주식회사 | DC Brush Motor |
US20180269747A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor and actuator |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002064950A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Motor, manufacturing method therefor, and electric vacuum cleaner |
JP2007037293A (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Minebea-Matsushita Motor Corp | Magnet sheet and motor employing it |
-
2008
- 2008-12-17 JP JP2008321365A patent/JP2010148209A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002064950A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Motor, manufacturing method therefor, and electric vacuum cleaner |
JP2007037293A (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Minebea-Matsushita Motor Corp | Magnet sheet and motor employing it |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102885597A (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 日立空调·家用电器株式会社 | Electric dust collector and suction member thereof |
JP2013022303A (en) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Hitachi Appliances Inc | Vacuum cleaner and suction nozzle thereof |
JP2015019830A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 日立アプライアンス株式会社 | Vacuum cleaner |
KR20170034081A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 엘지이노텍 주식회사 | DC Brush Motor |
KR102472096B1 (en) * | 2015-09-18 | 2022-11-29 | 엘지이노텍 주식회사 | DC Brush Motor |
US20180269747A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor and actuator |
JP2018157611A (en) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor and actuator |
CN108631461A (en) * | 2017-03-15 | 2018-10-09 | 美蓓亚三美株式会社 | motor and actuator |
US11088591B2 (en) | 2017-03-15 | 2021-08-10 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor and actuator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014208110A1 (en) | Axial type rotating electrical machine | |
JP2007049884A (en) | Small dc motor | |
JP6280761B2 (en) | Stator core and permanent magnet motor | |
US9484776B2 (en) | Motor | |
US10491068B2 (en) | Motor using complex magnetic flux | |
WO2010116921A1 (en) | Magnetic circuit structure | |
JP5611680B2 (en) | motor | |
JP2006288043A (en) | Permanent magnet type motor | |
JP6285623B2 (en) | Two-phase hybrid stepping motor | |
JP2010246233A (en) | Rotor and motor | |
JP2010148209A (en) | Dc motor | |
JP5596074B2 (en) | Permanent magnet type rotating electric machine | |
JP5325074B2 (en) | Rotating electric machine and its stator | |
JP6045804B2 (en) | Hybrid stepping motor | |
JP2006262603A (en) | Rotary electric machine | |
JP2005287285A (en) | Motor | |
JP2009171699A (en) | Motor | |
JP5481102B2 (en) | motor | |
JP2019009860A (en) | Rotor and rotary electric machine | |
JP6012046B2 (en) | Brushless motor | |
JP2010142000A (en) | Stator core, stator and axial type motor | |
JP2010284022A (en) | Permanent magnet rotary machine | |
JP2010246301A (en) | Rotor for permanent magnet type motor | |
JP2006340496A (en) | Frame of rotary electric machine | |
JP2007068323A (en) | Dc brushless motor device and its permanent magnet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20111007 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20121112 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20121114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130321 |