JP2012210105A - Three-phase brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動式のモータに関する。 The present invention relates to an electric motor.
従来より、モータのコギングトルクを低減するために様々な技術が提案されている。実開平5−2551号公報に開示されるモータの電機子は、複数のティースを有する電機子鉄心と、複数のティースの間のスロットに収納される電機子コイルと、を備える。ティースのロータ磁極に対向する先端部には、ロータ軸に平行に延びる切欠である2つの疑似スロットが設けられる。ロータ磁極数Pとスロット数Nsとの最大公約数をnmとすると、[{(0,1,2,・・・nm)×Ns/nm}+1]番目のティースにおいて、疑似スロットは、スロットの中心から角度差Δθ=360/{Ns×m×(nm+1)}となる位置に設けられる。モータでは、疑似スロットが設けられることにより、コギングトルクを低減することができる。
ところで、実開平5−2551号公報に示されるように、コギングトルクを低減するためにティースの先端面上に凹部等を設ける場合、先端面上の凹部の位置は、ロータマグネットのポール数およびステータのスロット数に基づいて決定される。スロット数を変更することなく、ポール数が異なるロータマグネットを使用しようとすると、凹部の最適な位置が変わり、コギングトルクを低減することができない。また、凹部の位置を変更するために、ステータを再設計する必要が生じ、モータの製造コストが増大する。 By the way, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-2551, when a recess or the like is provided on the front end surface of the teeth in order to reduce cogging torque, the position of the recess on the front end surface depends on the number of poles of the rotor magnet and the stator It is determined based on the number of slots. If an attempt is made to use a rotor magnet having a different number of poles without changing the number of slots, the optimum position of the recess changes, and the cogging torque cannot be reduced. Moreover, in order to change the position of a recessed part, it becomes necessary to redesign a stator and the manufacturing cost of a motor increases.
本発明は、ポール数が異なる複数のロータマグネットに対してコギングトルクを低減することができるモータの構造を提供することにより、モータの製造コストを低減することを目的としている。 An object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a motor by providing a motor structure capable of reducing cogging torque for a plurality of rotor magnets having different numbers of poles.
本発明の例示的な第1の側面に係る3相ブラシレスモータは、中心軸を中心とする環状のステータを有する静止部と、前記ステータの内側または外側に配置されるロータマグネットを有する回転部と、を備え、前記ステータのステータコアが、環状のコアバックと、周方向に配置され、前記コアバックから前記ロータマグネットに向かって延びる複数のティース部と、を備え、前記ステータのスロット数が15であり、前記ロータマグネットのポール数が10または20であり、前記複数のティース部が、先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角3°の位置および機械角9°の位置に設けられた4つの凹部または4つの凸部を有する、少なくとも1つの第1ティース部と、先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角6°の位置に設けられた2つの凹部または2つの凸部を有する、少なくとも1つの第2ティース部と、を含む。 A three-phase brushless motor according to an exemplary first aspect of the present invention includes a stationary part having an annular stator centered on a central axis, and a rotating part having a rotor magnet disposed inside or outside the stator. The stator core of the stator includes an annular core back and a plurality of teeth portions arranged in the circumferential direction and extending from the core back toward the rotor magnet, and the stator has 15 slots. And the number of poles of the rotor magnet is 10 or 20, and the plurality of teeth portions are on the tip surface at a mechanical angle of 3 ° and a mechanical angle of 9 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the tip surface. At least one first tooth portion having four provided concave portions or four convex portions, and a tip end surface with a mechanical angle of 6 ° from the center of the tip end surface to both sides in the circumferential direction. Having two recesses or two protrusions provided in a position, including at least one second tooth portion.
本発明の例示的な第2の側面に係る3相ブラシレスモータは、中心軸を中心とする環状のステータを有する静止部と、前記ステータの内側または外側に配置されるロータマグネットを有する回転部と、を備え、前記ステータのステータコアが、環状のコアバックと、周方向に配置され、前記コアバックから前記ロータマグネットに向かって延びる複数のティースと、を備え、前記ステータのスロット数が9であり、前記ロータマグネットのポール数が6または12であり、前記複数のティース部が、先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角5°および機械角15°の位置に設けられた4つの凹部または4つの凸部を有する、少なくとも1つの第1ティース部と、先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角10°の位置に設けられた2つの凹部または2つの凸部、を有する少なくとも1つの第2ティース部と、を含む。 A three-phase brushless motor according to an exemplary second aspect of the present invention includes a stationary portion having an annular stator with a central axis as a center, and a rotating portion having a rotor magnet disposed inside or outside the stator. The stator core of the stator includes an annular core back and a plurality of teeth arranged in the circumferential direction and extending from the core back toward the rotor magnet, and the stator has nine slots. The number of poles of the rotor magnet is 6 or 12, and the plurality of teeth portions are provided on the tip surface at a mechanical angle of 5 ° and a mechanical angle of 15 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the tip surface. At least one first tooth portion having four concave portions or four convex portions, and a tip end surface at a mechanical angle of 10 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the tip end surface. Comprising at least one second tooth portion, a has two recesses or two protrusions, which kicked.
本発明によれば、ロータマグネットをポール数が異なるものに変更した場合であっても、ステータの設計を変更することなくコギングトルクを低減することができ、モータの製造コストを低減することができる。 According to the present invention, even when the rotor magnet is changed to one having a different number of poles, the cogging torque can be reduced without changing the design of the stator, and the manufacturing cost of the motor can be reduced. .
本明細書では、モータの中心軸方向における上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。 In the present specification, the upper side in the central axis direction of the motor is simply referred to as “upper side”, and the lower side is simply referred to as “lower side”. The vertical direction in this specification does not indicate the vertical direction when incorporated in an actual device. Further, the circumferential direction around the central axis is simply referred to as “circumferential direction”, and the radial direction around the central axis is simply referred to as “radial direction”.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の例示的な第1の実施形態に係るモータ1を示す図である。モータ1は、3相のブラシレスモータであり、例えば、OA(office automation)機器に利用される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a motor 1 according to an exemplary first embodiment of the present invention. The motor 1 is a three-phase brushless motor, and is used for, for example, OA (office automation) equipment.
モータ1はアウタロータ型であり、固定組立体である静止部2と、回転組立体である回転部3と、軸受機構である上部ボールベアリング41および下部ボールベアリング42と、を備える。回転部3は、上部ボールベアリング41および下部ボールベアリング42を介してモータ1の中心軸J1を中心に静止部2に対して回転可能に支持される。 The motor 1 is an outer rotor type, and includes a stationary part 2 that is a fixed assembly, a rotating part 3 that is a rotating assembly, and an upper ball bearing 41 and a lower ball bearing 42 that are bearing mechanisms. The rotating part 3 is supported so as to be rotatable with respect to the stationary part 2 around the central axis J1 of the motor 1 via the upper ball bearing 41 and the lower ball bearing 42.
静止部2は、ベース部21と、ステータ22と、軸受保持部23と、を備える。軸受保持部23は、円筒部231と、フランジ部232と、を備える。円筒部231は、ベース部21の中央の孔部の内側に位置し、上方に向かって延びる。フランジ部232は、円筒部231の下部から径方向外方へと広がり、ベース部21の下面に固定される。円筒部231の内周面の上部に上部ボールベアリング41が保持され、下部に下部ボールベアリング42が保持される。ステータ22は、中心軸J1を中心とする環状であり、円筒部231の外周面に取り付けられる。ステータ22は、ステータコア221と、コイル223と、を備える。ステータコア221は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。ステータコア221の各ティース部224上に導線が巻回されることにより、コイル223が形成される。
The stationary part 2 includes a
回転部3は、シャフト31と、ロータホルダ32と、ロータマグネット33と、を備える。シャフト31は、上部ボールベアリング41および下部ボールベアリング42に挿入され、上部ボールベアリング41および下部ボールベアリング42により回転可能に支持される。ロータホルダ32は、有蓋略円筒状である。ロータホルダ32の蓋部の中央の孔部にシャフト31が固定される。ロータマグネット33は、ロータホルダ32の円筒部の内側に固定され、ステータ22の径方向外側に位置する。ロータマグネット33は、一繋がりの環状の部材である。本実施形態では、ロータマグネット33として、磁極の数(以下、「ポール数」という。)が10または20のものが使用される。モータ1では、ステータ22に3相の電流が供給されることにより、ロータマグネット33とステータ22との間に、中心軸J1を中心とするトルクが発生する。
The rotating unit 3 includes a
図2は、ポール数が20である場合のロータマグネット33のティース部224に対向する表面上における着磁波形を示す図である。図2では、縦軸に磁束密度を示し、横軸にロータマグネット33の内周面の位置を角度にて示している。着磁波形51では、図2の右側に向かって磁束密度が急峻に上昇した後、高い値に維持され、その後、急峻に下降して低い値に維持され、再び急峻に上昇する。このように、着磁波形51は、横軸の上下において略台形状である。
FIG. 2 is a diagram showing a magnetization waveform on the surface of the
図3は、ポール数が10である場合のロータマグネット33の着磁波形を示す図である。着磁波形52は、図2に示す着磁波形51と同様に、横軸の上下においておよそ台形状である。
FIG. 3 is a diagram showing a magnetization waveform of the
図4は、ステータコア221の平面図である。ステータコア221は、15本のティース部224a,224b,224cと、コアバック225と、を備える。以下、ティース部224a,224b,224cを「ティース部224」と総称する。ステータコア221を構成する積層鋼板の各層は、周方向において連続する1枚の金属板である。コアバック225は環状である。ティース部224は、コアバック225から径方向外方に延びる。ティース部224は、周方向において等ピッチに配置される。本実施形態では、周方向におけるティース部224間の間隙であるスロット間隙227の数(以下、「スロット数」という。)が15である。中心軸J1を中心として隣接するスロット間隙227の中心間の機械角(以下、「スロットピッチ角」という。)は24°(=360°/15)である。スロット間隙227の機械角は、5.4°である。
FIG. 4 is a plan view of the
図4の上側に位置するティース部224aから時計回りに1番目、2番目、6番目、7番目、11番目および12番目のティース部224a(以下、「第1ティース部」という。)の先端面60には、4つの凹部61が設けられる。3番目、5番目、8番目、10番目、13番目、15番目のティース部224b(以下、「第2ティース部」という。)の先端面60には2つの凹部62が設けられる。また、4番目、9番目、14番目のティース部224c(以下、「第3ティース部」という。)の先端面60には凹部が存在しない。第3ティース部224cの先端面60は、中心軸J1に平行な軸、より正確には、中心軸J1から第3ティース部224cの先端側に偏って位置する軸を中心とする部分円筒面状である。先端面60は、中心軸J1を中心とする部分円筒面状であってもよい。ステータ22では、ティース部224が中心軸J1を中心とする3回回転対称である。すなわち、第1ティース部224a、第2ティース部224bおよび第3ティース部224cの配列が、120°毎に繰り返される。
The front end surfaces of the first, second, sixth, seventh, eleventh and
図5は、第1ティース部224aの先端を拡大して示す図である。第1ティース部224aの凹部61は、底面611と、一対の傾斜面612と、を有する。ただし、第1ティース部224aの先端面60の周方向両端部には、凹部61の一部のみが存在する。先端面60において、底面611以外の部位が、凸部と捉えられてもよい。先端面60のうち、凹部61の間の部位613は、中心軸J1に平行な軸を中心とする部分円筒面状である。部位613は、部分的に存在するという点を除いて、第3ティース部224cの先端面60と同形状である。以下、部位613を「基準先端面613」という。傾斜面612は、底面611の周方向両側に位置し、底面611から周方向に離れるに従って中心軸J1から遠ざかるように傾斜する。
FIG. 5 is an enlarged view of the tip of the
傾斜面612の径方向外側のエッジと径方向内側のエッジとの間の中心軸J1を中心とする角度は約1°である。傾斜面612は、底面611と基準先端面613とを繋ぐ。傾斜面612が設けられることにより、第1ティース部224aとロータマグネット33との間の磁気的変化を滑らかにすることができる。図6に示すように、4つの凹部61は、底面611の中央の位置が、先端面60の中央から周方向両側に機械角A11(=3°)の位置および機械角A12(=9°)の位置となるように設けられる。ただし、両端の凹部61の「底面611の中央」とは、凹部61全体が存在すると仮定した場合の底面611の中央を指す。隣接する凹部61の中央のピッチ角(以下、「凹部ピッチ角」という。)は6°である。
The angle about the central axis J1 between the radially outer edge and the radially inner edge of the
凹部ピッチ角は、ポール数20とスロット数15との最小公倍数60をスロット数15で除して得られる数である4にてスロットピッチ角24°を除して算出される。第1ティース部224aの4つの凹部61の位置は、ポール数が20であるロータマグネット33が使用される場合において、モータ1に発生するコギングトルクを低減する位置である。
The recess pitch angle is calculated by dividing the slot pitch angle of 24 ° by 4 which is a number obtained by dividing the least
図7は、第2ティース部224bを拡大して示す図である。第2ティース部224bの凹部62は、底面621と、一対の傾斜面622と、を有する。先端面60において、底面621以外の部位が、凸部と捉えられてもよい。先端面60のうち、凹部62の左右に存在する基準先端面623は、中心軸J1に平行な軸を中心とする部分円筒面状である。基準先端面623は、部分的に存在するという点を除いて、第3ティース部224cの先端面60と同形状である。
FIG. 7 is an enlarged view of the
傾斜面622は、底面621と基準先端面623とを繋ぎ、底面611から周方向に離れるに従って中心軸J1から遠ざかるように傾斜する。傾斜面622の径方向外側のエッジと径方向内側のエッジとの間の中心軸J1を中心とする角度は約1°である。2つの凹部62の間の基準先端面623は、先端面60の中央から周方向両側に(±4)°の範囲に存在する。なお、当該基準先端面623は、例えば、先端面60の中央から(±3)°の範囲に設けられてもよい。
The
図8に示すように、2つの凹部62は、底面621の中央の位置が、先端面60の中央から周方向両側に機械角A2(=6°)の位置となるように設けられる。2つの凹部62の底面621の凹部ピッチ角は12°である。凹部ピッチ角は、ポール数10とスロット数15との最小公倍数30をスロット数15で除して得られる数である2にてスロットピッチ角24°を除して算出される。第2ティース部224bの2つの凹部62の位置は、ポール数が10であるロータマグネット33が使用される場合において、モータ1に発生するコギングトルクを低減する位置である。
As shown in FIG. 8, the two
図9は、ステータ22を有するモータ1、および、比較例に係るステータを有する複数のモータのコギングトルクを計算機上でシミュレートした結果を示す図である。モータ1および比較例に係る複数のモータには、ポール数が20であるロータマグネット33が使用される。図9では、モータ1におけるコギングトルクの変化を三角のドット(▲)を繋ぐ実線の曲線71にて示す。また、第1ティース部224aと同様に全てのティース部に4つの凹部が設けられた比較例のモータにおけるコギングトルクの変化を四角のドット(■)を繋ぐ破線の曲線72にて示す。第2ティース部224bと同様に全てのティース部に2つの凹部が設けられた比較例のモータにおけるコギングトルクの変化を菱形のドット(◆)を繋ぐ破線の曲線73にて示す。ティース部に凹部が存在しない比較例のモータにおけるコギングトルクの変化を丸のドット(●)を繋ぐ実線の曲線74にて示す。
FIG. 9 is a diagram showing the result of simulating on a computer the cogging torque of the motor 1 having the
ポール数が20であるロータマグネット33が使用される場合は、曲線72にて示すように、ティース部に4つの凹部が設けられる比較例のモータのコギングトルクが最も小さい。曲線71にて示すモータ1のコギングトルクは、曲線74にて示す凹部が存在しないモータのコギングトルクよりも、およそ40%小さい。また、曲線73に示すように、ティース部に2つの凹部が設けられる比較例のモータのコギングトルクは、他のモータのコギングトルクに比べて大きい。これは、曲線73にて示すモータでは、ポール数が20であるロータマグネット33の場合に対応した凹部の配置ではないからである。
When the
図10は、モータ1および比較例に係る複数のモータの逆起電圧を示す図である。逆起電圧は、出力されるモータのトルクの大きさに関係する。図10では、モータ1および比較例に係る複数のモータに対応する逆起電圧の変化を示す曲線に、図9と同じ符号および同じドットを付している。図10に示すように、モータ1および比較例に係る複数のモータの逆起電圧はほぼ同じである。以上のことから、モータ1では、逆起電圧を維持しつつコギングトルクが低減されることが判る。 FIG. 10 is a diagram illustrating back electromotive voltages of the motor 1 and a plurality of motors according to the comparative example. The counter electromotive voltage is related to the magnitude of the torque of the motor that is output. In FIG. 10, the same reference numerals and the same dots as those in FIG. As shown in FIG. 10, the counter electromotive voltages of the motor 1 and the plurality of motors according to the comparative example are substantially the same. From the above, it can be seen that in the motor 1, the cogging torque is reduced while maintaining the counter electromotive voltage.
図11は、ステータ22を有するモータ1、および、比較例に係るステータを有する複数のモータのコギングトルクをシミュレートした他の結果を示す図であり、図9に対応する。図11では、モータ1および比較例に係る複数のモータに、ポール数が10であるロータマグネット33が使用される。この場合、曲線73にて示すように、ティース部に2つの凹部が設けられる比較例のモータのコギングトルクが最も小さい。曲線72にて示すように、ティース部に4つの凹部が設けられる比較例のモータのコギングトルクは、曲線74にて示す凹部が存在しない比較例のモータのコギングトルクとほぼ同じである。曲線71にて示すモータ1のコギングトルクは、4つの凹部が設けられるモータおよび凹部が存在しないモータのコギングトルクよりもおよそ25%小さい。図12に示すように、モータ1および比較例に係る複数のモータの逆起電圧はほぼ同じである。モータ1では、ポール数が10であるロータマグネット33が使用される場合であっても、逆起電圧を維持しつつコギングトルクが低減されることが判る。
FIG. 11 is a diagram illustrating another result of simulating the cogging torque of the motor 1 having the
以上のように、全てのティース部に凹部が存在しない比較例のモータのコギングトルクを基準とした場合に、モータ1では、ポール数が20または10のいずれのロータマグネット33が使用される場合であっても、コギングトルクを低減することができる。その結果、ポール数が10であるロータマグネット33およびポール数が20であるロータマグネット33の一方が使用されるモータ1において、ロータマグネット33を他方に置き換える設計を行っても、ステータ22の設計を変更することなく、コギングトルクを低減することができる。その結果、モータ1の製造コストを低減することができる。
As described above, when the cogging torque of the motor of the comparative example in which no recess is present in all the teeth portions is used as a reference, in the motor 1, the
以上、第1の実施形態に係るモータ1について説明したが、モータ1では、4つの凹部61を有する第1ティース部224aおよび2つの凹部62を有する第2ティース部224bを有するステータ22が設けられることにより、ポール数が10または20のいずれのロータマグネット33が使用されても、コギングトルクを低減することができる。
The motor 1 according to the first embodiment has been described above. In the motor 1, the
(第2の実施形態)
図13は、第2の実施形態に係るモータのステータコア221aの平面図である。ステータコア221aは、9本のティース部226a,226b,226cと、コアバック225と、を備える。以下、ティース部226a,226b,226cを「ティース部226」と総称する。ステータコア221aのスロット数は9である。モータでは、ポール数が6または12のロータマグネット33が使用される。モータの他の構造は、第1の実施形態と同様である。以下、同様の構成には、同符号を付す。図13の上側に位置するティース部226aから時計回りに1番目、4番目、7番目のティース部である第1ティース部226aの先端面60には、4つの凹部61が設けられる。2番目、5番目、8番目のティース部である第2ティース部226bの先端面60には2つの凹部62が設けられる。また、3番目、6番目、9番目のティース部である第3ティース部226cの先端面60には凹部が存在しない。第3ティース部226cの先端面60は、中心軸J1に平行な軸、より正確には、中心軸J1から第3ティース部226cの先端側に偏って位置する軸を中心とする部分円筒面状である。なお、先端面60は中心軸J1を中心とする部分円筒面状であってもよい。ステータコア221aでは、ティース部226が中心軸J1を中心とする3回回転対称である。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a plan view of the
図14は、第1ティース部226aを拡大して示す図である。第1ティース部226aの4つの凹部61の中央の位置は、先端面60の中央から周方向両側に機械角A31(=5°)の位置および機械角A32(=15°)の位置である。凹部61の凹部ピッチ角は10°である。凹部ピッチ角は、ポール数12とスロット数9との最小公倍数36をスロット数9で除して得られる数である4にてスロットピッチ角40°(=360°/9)を除して算出される。第1ティース部226aの4つの凹部61の位置は、ポール数が12であるロータマグネット33が使用される場合において、モータに発生するコギングトルクを低減する位置である。
FIG. 14 is an enlarged view of the
図15は、第2ティース部226bを拡大して示す図である。第2ティース部226bの2つの凹部62の中央の位置は、先端面60の中央から周方向両側に機械角A4(=10°)の位置であり、凹部ピッチ角は20°である。凹部ピッチ角は、ポール数6とスロット数9との最小公倍数18をスロット数9で除して得られる数である2にてスロットピッチ角40°を除して算出される。第2ティース部226bの2つの凹部62の位置は、ポール数が6であるロータマグネット33が使用される場合において、コギングトルクを低減する位置である。
FIG. 15 is an enlarged view of the
第2の実施形態においても、4つの凹部61を有する第1ティース部226aおよび2つの凹部62を有する第2ティース部226bを有するステータ22が設けられることにより、ポール数が6または12のいずれのロータマグネット33が使用されても、コギングトルクが低減されることが確認されている。これにより、ロータマグネット33の変更による、ステータ22の設計変更が不要となり、モータ1の製造コストを低減することができる。
Also in the second embodiment, by providing the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々に変更されてよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, You may change variously.
第1の実施形態に係るモータ1では、スロット間隙227の大きさやステータ22とロータマグネット33との間の間隙の大きさによっては、ティース部224上に凹部61,62に代えて凸部を設けることにより、モータ1に発生するコギングトルクが低減されることが判っている。この場合、第1ティース部224aでは、先端面60の中央から周方向両側に機械角3°の位置および機械角9°の位置に、基準先端面613よりも径方向外方に突出する4つの凸部が設けられる。第2ティース部224bでは、先端面60の中央から周方向両側に機械角6°の位置に2つの凸部が設けられる。4つの凸部が設けられる場合、両端に位置する2つの凸部は、他の2つの凸部と同形状である必要はなく、当該他の2つの凸部の形状の一部のみであってもよい。
In the motor 1 according to the first embodiment, depending on the size of the
通常、第1ティース部224aに凹部が設けられる場合は、第2ティース部224bにも凹部が設けられ、第1ティース部224aに凸部が設けられる場合は、第2ティース部224bにも凸部が設けられるが、必ずしもこのような組み合わせになるとは限らない。
Normally, when the
第2の実施形態においても、第1ティース部226aに4つの凸部が設けられ、第2ティース部226bに2つの凸部が設けられてよい。第1ティース部226a上の4つの凸部は、先端面60の中央から周方向両側に機械角5°の位置および機械角15°の位置に設けられる。第2ティース部226b上の2つの凸部は、先端面60の中央から周方向両側に機械角10°の位置に設けられる。
Also in the second embodiment, four convex portions may be provided on the
第1の実施形態では、少なくとも1つの第1ティース部224aおよび少なくとも1つの第2ティース部224bが設けられることにより、ポール数が10または20のいずれのロータマグネット33が使用されても、コギングトルクを低減することが可能である。例えば、第1ティース部224aおよび第2ティース部224bの数が3であり、第3ティース部224cの数が9であってもよい。
In the first embodiment, since at least one
第1ティース部224aの数を5以下とする場合、凹部61を深くすることにより、図4の場合と同様のコギングトルクの低減効果を得ることができる。また、凹部61の底面611の周方向における幅を大きくしても、コギングトルクの低減効果を向上することができる場合がある。第2ティース部224bにおいても同様である。もちろん、第1ティース部224aの数を7以上としてもよく、第2ティース部224bの数を7以上としてもよい。ただし、ティース部の数が奇数であることを考慮すると、第1ティース部224aおよび第2ティース部224bを7本ずつ設けても1つ余るため、少なくとも1つの第3ティース部224cが設けられることが好ましい。
When the number of the
また、第2の実施形態においても同様に、少なくとも1つの第1ティース部226aおよび少なくとも1つの第2ティース部226bが設けられることにより、コギングトルクを低減することができる。少なくとも1つの第3ティース部224cが設けられることが好ましい。
Similarly, in the second embodiment, the cogging torque can be reduced by providing at least one
上記実施形態では、ティース部は必ずしも周方向に等ピッチにて配置される必要はない。 In the embodiment described above, the teeth portions do not necessarily have to be arranged at an equal pitch in the circumferential direction.
上記の実施形態では、第1ティース部224a,226aおよび第2ティース部224b,226bはランダムに配置されてよいが、モータ1が3相ブラシレスモータであることを考慮すると、ティース部は3回回転対称であることが好ましい。第1ティース部、第2ティース部および第3ティース部は、図4および図13に示す配置以外に、様々な3回回転対称に配置可能である。さらに、図4および図13に示すように、第1ティース部224aおよび第2ティース部224bを同数かつ最も多くする場合が、最も好ましい。
In the above embodiment, the
上記実施形態における第1ティース部224a,226aおよび第2ティース部224b、226bの基準先端面や、第3ティース部224c、226cの先端面60は、円筒面とみなすことができる形状であれば、厳密に円筒面である必要はない。略円筒面であれば、例えば、平面視した場合に楕円や他の曲線となる曲面であってもよく、複数種類の曲面の組み合わせでもよい。
If the reference tip surfaces of the
上記実施形態では、凹部61,62の傾斜面612,622が省略されてもよい。平面視した場合に楕円形や略円形の溝状の凹部が設けられてもよい。ロータマグネット33は、複数のマグネットが環状に配列されたセグメントタイプでもよい。この場合においても、周方向における着磁波形は、およそ台形状となる。
In the said embodiment, the
モータ1は、ロータマグネット33がステータ22の径方向内側に配置されるインナロータ型でもよい。この場合、ティース部は、コアバック225から径方向内方へとロータマグネット33に向かって延びる。モータ1は、低コスト化が求められる家電製品のモータとしても適している。
The motor 1 may be an inner rotor type in which the
上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above embodiment and each modification may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
本発明に係るモータは、OA機器や家電製品等のモータとして、さらに他の用途のモータとして利用することができる。 The motor according to the present invention can be used as a motor for OA equipment, home appliances, etc., and as a motor for other applications.
1 モータ
2 静止部
3 回転部
22 ステータ
33 ロータマグネット
51,52 着磁波形
60 先端面
61,62 凹部
221,221a ステータコア
224,226 ティース部
224a,226a 第1ティース部
224b,226b 第2ティース部
224c,226c 第3ティース部
225 コアバック
J1 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Static part 3
Claims (6)
前記ステータの内側または外側に配置されるロータマグネットを有する回転部と、
を備え、
前記ステータのステータコアが、
環状のコアバックと、
周方向に配置され、前記コアバックから前記ロータマグネットに向かって延びる複数のティース部と、
を備え、
前記ステータのスロット数が15であり、前記ロータマグネットのポール数が10または20であり、
前記複数のティース部が、
先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角3°の位置および機械角9°の位置に設けられた4つの凹部または4つの凸部を有する、少なくとも1つの第1ティース部と、
先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角6°の位置に設けられた2つの凹部または2つの凸部を有する、少なくとも1つの第2ティース部と、
を含む、3相ブラシレスモータ。 A stationary part having an annular stator centered on the central axis;
A rotating part having a rotor magnet disposed inside or outside the stator;
With
The stator core of the stator is
An annular core back,
A plurality of teeth portions arranged in the circumferential direction and extending from the core back toward the rotor magnet,
With
The stator has 15 slots, and the rotor magnet has 10 or 20 poles;
The plurality of teeth portions are
At least one first tooth portion having four concave portions or four convex portions provided at a position of a mechanical angle of 3 ° and a mechanical angle of 9 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the distal end surface on the distal end surface; ,
At least one second tooth portion having two concave portions or two convex portions provided on the front end surface at a mechanical angle of 6 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the front end surface;
Including three-phase brushless motor.
前記ステータの内側または外側に配置されるロータマグネットを有する回転部と、
を備え、
前記ステータのステータコアが、
環状のコアバックと、
周方向に配置され、前記コアバックから前記ロータマグネットに向かって延びる複数のティースと、
を備え、
前記ステータのスロット数が9であり、前記ロータマグネットのポール数が6または12であり、
前記複数のティース部が、
先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角5°および機械角15°の位置に設けられた4つの凹部または4つの凸部を有する、少なくとも1つの第1ティース部と、
先端面に、当該先端面の中央から周方向両側に機械角10°の位置に設けられた2つの凹部または2つの凸部、を有する少なくとも1つの第2ティース部と、
を含む、3相ブラシレスモータ。 A stationary part having an annular stator centered on the central axis;
A rotating part having a rotor magnet disposed inside or outside the stator;
With
The stator core of the stator is
An annular core back,
A plurality of teeth arranged in a circumferential direction and extending from the core back toward the rotor magnet;
With
The stator has 9 slots, and the rotor magnet has 6 or 12 poles;
The plurality of teeth portions are
At least one first tooth portion having four concave portions or four convex portions provided at positions of a mechanical angle of 5 ° and a mechanical angle of 15 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the distal surface on the distal surface;
At least one second tooth portion having two concave portions or two convex portions provided on the distal end surface at a mechanical angle of 10 ° on both sides in the circumferential direction from the center of the distal end surface;
Including three-phase brushless motor.
前記複数のティース部が、先端面が前記中心軸または前記中心軸に平行な軸を中心とする略円筒面状である、3つの第3ティース部をさらに含み、
前記少なくとも1つの第1ティース部および前記少なくとも1つの第2ティース部の数が、それぞれ6である、請求項1に記載の3相ブラシレスモータ。 The plurality of teeth are three-fold rotationally symmetric about the central axis,
The plurality of teeth portions further include three third teeth portions, each having a substantially cylindrical surface centered on the central axis or an axis parallel to the central axis.
2. The three-phase brushless motor according to claim 1, wherein the number of the at least one first tooth portion and the at least one second tooth portion is 6, respectively.
前記ロータマグネットの前記複数のティース部に対向する表面上における着磁波形が略台形状である、請求項5に記載の3相ブラシレスモータ。 The rotor magnet is a continuous annular member;
The three-phase brushless motor according to claim 5, wherein a magnetization waveform on a surface of the rotor magnet facing the plurality of teeth portions is substantially trapezoidal.
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