JP2013226026A - モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】極数の変更が容易なモータを提供することにある。
【解決手段】所謂ランデル型構造のロータ12を採用したモータ10において、ステータ11側も同様なランデル型構造にて構成し、ステータ11側において、コイル部33を同一構成としながら第1及び第2爪状磁極41の数を変更することにより、極数を容易に変更できるようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、モータに関するものである。
モータに使用されるロータとしては、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある(例えば、特許文献1参照)。このようなランデル型構造のロータでは、その極数を変更する場合、界磁磁石を同一構造としながらも爪状磁極の数を変更することで、極数の変更に対して容易に対応可能となっている。
実開平5−43749号公報
しかしながら、上記したロータを採用したモータにおいて、ロータの極数の変更にともなってステータの極数(スロット数)を変更しようとすると、例えば、ステータコアの形状(ティースの数等)だけでなくコイルの巻線態様等を変更する必要が生じる。従って、ランデル型構造のロータを採用したモータにおいて、ロータのみならず、ステータの極数の変更が容易となる構造のモータが望まれている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、極数の変更が容易なモータを提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、周方向等間隔に複数の第1爪状磁極を有する第1ロータコアと、周方向等間隔に複数の第2爪状磁極を有する第2ロータコアと、前記各ロータコア間に配置される界磁磁石とを備え、前記第1及び第2爪状磁極を周方向に交互に配置し、前記界磁磁石にて第1及び第2爪状磁極を互いに異なる磁極として構成したロータを用いるモータにおいて、ステータは、周方向等間隔に複数の第1爪状磁極を有する第1ステータコアと、周方向等間隔に複数の第2爪状磁極を有する第2ステータコアと、前記各ステータコア間に配置されるコイル部とを備え、該ステータ側の第1及び第2爪状磁極を周方向に交互に配置すると共に前記ロータ側の第1及び第2爪状磁極と対向させ、前記コイル部への通電に基づいて前記ステータ側の第1及び第2爪状磁極を互いに異なる磁極でその極性が切り替えられるように構成されたことをその要旨とする。
この発明では、所謂ランデル型構造のロータを採用したモータに対して、ステータ側も同様なランデル型(クローポール型)構造をなす。このような構成では、ステータ側においても、コイル部を同一構成としながら第1及び第2爪状磁極の数を変更することにより、極数を容易に変更できる。つまり、ロータ及びステータが、界磁部材(界磁磁石、コイル部)を同一構成として大幅な設計変更を伴わずにそれぞれの極数が変更できるため、極数の変更が容易なモータが構成できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のモータにおいて、前記コイル部と前記ステータコアの組、及び前記界磁磁石と前記ロータコアの組の少なくとも一方が軸方向に多段に配列されて構成されたことをその要旨とする。
この発明では、ロータ及びステータの少なくとも一方が、コア部材と界磁部材の組が軸方向に多段に配列される。このような構成では、ロータ及びステータの各爪状磁極が個々で扱う磁束量が少なくなるため、該爪状磁極の一部で生じる磁気飽和が低減される。その結果、爪状磁極の対向面にて生じる有効磁束が増大することで、モータの高出力化に寄与することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のモータにおいて、前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方が多段に配列され、前記各段のコア間で周方向にずれる態様で配置されることをその要旨とする。
この発明では、ステータコア及びロータコアの少なくとも一方が多段構造をなし、各段のコア間で周方向にずれる態様で配置されるため、各段のコアで発生するコギングトルクの位相がずれることになる。そのため、位相のずれたコギングトルク同士で打ち消し合うことができ、合成コギングトルクを低減させて振動の発生を抑えることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記コイル部は、前記第1ステータコアと前記第2ステータコアとの間に配置された2つのコイルを備え、前記各コイルへの所定位相差の2相の駆動電力の通電に基づいて前記各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成されたことをその要旨とする。
この発明では、コイル部が備える2つのコイルへの所定位相差の2相の駆動電力に基づいて各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成される。このような構成では、2相駆動のステータを備えるモータにおいて磁極の変更が容易となる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記ステータは、前記コイル部と前記ステータコアの組が軸方向に沿って3組配列され、各組の前記コイル部への所定位相差の3相の駆動電力の通電に基づいて前記各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成されたことをその要旨とする。
この発明では、ステータは、コイル部を間に配置した一対のステータコアの組が三組設けられ、各組のコイル部への所定位相差の3相の駆動電力の通電に基づいて各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成される。このような構成では、3相駆動のステータを備えるモータにおいて磁極の変更を容易とすることができる。また、各相の爪状磁極が個々で扱う磁束量が少なくなるため、爪状磁極の一部で生じる磁気飽和が低減される。その結果、爪状磁極のロータとの対向面にて生じる有効磁束が増大することで、モータの高出力化に寄与することができる。
本発明によれば、極数の変更が容易なモータを提供することができる。
第1実施形態のモータの断面図。 同じく、ロータの分解斜視図。 同じく、ステータの分解斜視図。 第2実施形態のモータの断面図。 同じくステータの分解斜視図。 第3実施形態のモータの断面図。 第4実施形態のモータの断面図。 第4実施形態の別例示すロータの斜視図。 第5実施形態のステータの構成を説明するための説明図。 第6実施形態のモータの斜視図。 同じく、単一モータの斜視図。 同じく、単一モータの軸線方向から見た正面図。 同じく、図12のA−B−C線組合せ断面図。 同じく、ロータの全体斜視図。 同じく、ロータの径方向から見た正面図。 同じく、単一のロータの斜視図。 同じく、単一のロータの分解斜視図。 同じく、ステータの全体斜視図。 同じく、ステータの断面図。 同じく、単一のステータの斜視図。 同じく、単一のステータの分解斜視図。 第7実施形態のモータの斜視図。 同じく、単一モータの斜視図。 同じく、単一モータの軸線方向から見た正面図。 同じく、図24のA−B−C線組合せ断面図。 同じく、ロータの全体斜視図。 同じく、単一のロータの斜視図。 同じく、ステータの全体斜視図。 同じく、単一のステータの斜視図。 同じく、ロータ及びステータに爪状磁極の長短に対するトルクの比較を示すグラフ。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1〜図3に示すように、モータ10は、通電により回転磁界を発生させるステータ11と、ステータ11の内側に配置されその回転磁界を受けて回転されるロータ12とを備えてなる。
図1及び図2を用いて先ずロータ12について説明すると、ロータ12は、第1及び第2ロータコア13,14と、環状磁石15と、回転軸16とを備えている。
第1ロータコア13は、略円盤状の第1コアベース21の外周部に5つの第1爪状磁極22が第1コアベース21に対して径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第1爪状磁極22の周方向端面22aは軸方向及び径方向に延びる平坦面をなし、第1爪状磁極22は軸方向視で扇形状をなしている。また、各第1爪状磁極22の周方向の幅(角度)は、周方向に隣り合う第1爪状磁極22同士の隙間の幅(角度)より小さく設定されている。第2ロータコア14は、第1ロータコア13と同形状をなし、第2コアベース23に5つの第2爪状磁極24を有してなる。
第1及び第2ロータコア13,14は、互いの爪状磁極22,24の軸方向突出側が対向するようにして組み合わされ、爪状磁極22,24が周方向に交互になるように組み合わされる。第1及び第2爪状磁極22,24の周方向端面22a,24a間には所定の隙間が設定される。また、第1及び第2コアベース21,23間には、コアベース21,23の外径と同じ外径を有する界磁磁石としての環状磁石15が挟持される。環状磁石15としては、例えばネオジム磁石が用いられる。そして、ロータコア13,14及び環状磁石15のそれぞれの中央部に設けられた挿通孔13a,14a,15aに回転軸16が挿通されて固定され、ロータ12が構成されている。
このように本実施形態のロータ12は、第1及び第2ロータコア13,14間の環状磁石15にて第1及び第2爪状磁極22,24を互いに異なる磁極とした10極の所謂ランデル型構造のロータとして構成されている。
次に図1及び図3を用いてステータ11について説明すると、ステータ11は、第1及び第2ステータコア31,32と、第1及び第2コイル34,35を有するコイル部33とを備えている。
第1ステータコア31は、環状に形成された第1コアベース36と、第1コアベース36の外周部から軸方向に延出形成された円筒部37とで構成される有底円筒状に形成されている。第1コアベース36は、環状の内周部に6つの第1爪状磁極38が形成されている。第1爪状磁極38は、第1コアベース36から軸方向に延出形成され先端に向かうに従って周方向の幅が小さくなるように形成されている。また、第1爪状磁極38は、周方向の一方側(図3において反時計回り側)の周方向端面38aが軸方向となす角度が、他方側の周方向端面38bに比べて大きくなるように形成されている。円筒部37には、コイル部33の端子取付部33b(図3参照)を取り出すための切り欠き部37aが設けられている。第1コアベース36と円筒部37とで囲まれた部分には、コイル部33の第1及び第2コイル34,35が収容される。
第1コイル34は、その外径が第1コアベース36の外径と略同一に設定された円環状のコイルボビン34aを備える。コイルボビン34aは、径方向に沿った断面形状がコ字状に形成されている。第1コイル34は、コイルボビン34aに巻線34bが円環状に巻装されて構成されている。第1コイル34の第1コアベース36側には、第2コイル35が設けられている。第2コイル35は、第1コイル34と同様の構成となっており、コイルボビン35aに巻線35bが巻装されて構成されている。
第2ステータコア32は、各コイル34,35が収容された第1ステータコア31の上部開口部を閉塞するように設けられる。第2ステータコア32は、環状の第2コアベース39を備え、第2コアベース39の内周部には第2爪状磁極41が形成されている。第2爪状磁極41は、第1ステータコア31の第1爪状磁極38と対称形状をなし、周方向の一方側(図3において反時計回り側)の周方向端面41aが軸方向となす角度が、他方側の周方向端面41b側に比べて大きくなるように形成されている。
そして、第1及び第2ステータコア31,32は、互いの爪状磁極38,41の突出側が対向するようにしてコイル部33の貫通孔33aに挿通され、爪状磁極38,41が周方向に交互になるように組み合わされる。また、第1及び第2コアベース36,39間には、コイル部33(コイル34,35)が挟持される。ちなみに、コイル部33には、第1コイル34のコイルボビン34aの軸方向一方側に端子取付部33bが設けられている。端子取付部33bには3つの端子33cがそれぞれ取り付けられ、各端子33cには各コイル34,35の巻線34b,35bの端点、共通点が接続されている。
このように本実施形態のステータ11は、第1及び第2ステータコア31,32間のコイル部33にて第1及び第2爪状磁極38,41をその時々で互いに異なる磁極に励磁する12極の所謂ランデル型(クローポール型)構造のステータとして構成されている。また、ステータ11は、第1及び第2コイル34,35(巻線34b,35b)に対して端子33cを介して所定位相差のパルス状の駆動電流が順次供給される2相駆動のステータとなっている。そして、このステータ11において、爪状磁極38,41の極性が所定タイミングで切り替えられることにより、ロータ12が回転駆動されるようになっている。
ところで、本実施形態のモータ10において、磁極数の変更の要求があった場合、ロータ12はランデル型構造をなすことから、環状磁石15を同一構造としながら爪状磁極22,24の数を変更することにより、極数の変更が容易である。また、ステータ11についてもロータ12と同様なランデル型(クローポール型)構造をなしていることから、コイル部33を同一構造としながら爪状磁極38,41の数を変更することにより、極数の変更が容易となっている。つまり、本実施形態のモータ10は、ロータ12及びステータ11の互いの磁極数が様々組み合わされる仕様変更に対して、大幅な設計変更を伴わずに容易に対応できる構成となっている。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)本実施形態のモータ10は、所謂ランデル型構造のロータ12を採用したモータにおいて、ステータ11側も同様なランデル型(クローポール型)構造をなしている。このような構成では、ステータ11側においても、コイル部33を同一構成としながら第1及び第2爪状磁極38,41の数を変更することにより、極数を容易に変更できる。つまり、ロータ12及びステータ11が、界磁部材(環状磁石15、コイル部33)を同一構成として大幅な設計変更を伴わずにそれぞれの極数が変更できるため、極数の変更が容易なモータ10として構成することができる。
(2)コイル部33が備える第1及び第2コイル34,35(巻線34b,35b)に対して所定位相差の2相の駆動電流が順次供給されることにより、各爪状磁極38,41の極性が切り替えられるように構成されている。つまり、2相駆動のステータ11を備えるモータにおいて磁極の変更が容易となる。
(3)ステータ11は、コイル34,35がモータ10の軸線回り(周方向)に環状に巻装されている。このような構成では、ステータ11の高さ(軸方向長さ)をロータ12と同等に構成でき(所謂コイルエンド部分が生じないため)、モータ10の特に軸方向への小型化に寄与することができる。
(4)第1及び第2ステータコア31,32は、各爪状磁極38,41が、一方の周方向端面38a,41aが他方の周方向端面38b,41bに比べて軸方向となす角度が大きくなるように非対称で形成されている。そして、ステータ11は、この傾斜角度が大きい周方向端面38a,41aが反時計回り側となるようにしてステータコア31,32が組み付けられている。このような構成では、ロータ12の回転方向を時計回り方向として設定した場合に、爪状磁極38,41の傾斜角度が大きい端面(端面43a,41a)が回転方向における後端側(反時計回り方向側)となることで、コギングトルクの低減を図ることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図4及び図5に示すように、モータ50のステータ51は、U相ステータ部51u、V相ステータ部51v、W相ステータ部51wを軸方向に積層した三段構造にて構成されている。下段から上段に向かって、例えばW相ステータ部51w、V相ステータ部51v、U相ステータ部51uの順に並んでいる。
下段のW相ステータ部51wは、第1爪状磁極38を有する第1ステータコア52aと第2爪状磁極41を有する第2ステータコア53aとで1つのコイル部54を挟持する構成をなしている。なお、第1ステータコア52aは円筒部37を有し、W相ステータ部51wのコイル部54と第2ステータコア53aとに加え、V相ステータ部51vとU相ステータ部51uとを収容する構成としている。
中段のV相ステータ部51vと上段のU相ステータ部51uとは同一構成である。V相ステータ部51vは、第1爪状磁極38を有する第1ステータコア52bと第2爪状磁極41を有する第2ステータコア53bとで1つのコイル部54を挟持する構成をなしている。U相ステータ部51uは、第1爪状磁極38を有する第1ステータコア52cと第2爪状磁極41を有する第2ステータコア53cとで1つのコイル部54を挟持する構成をなしている。
そして、U相、V相、W相のコイル部54の端子取付部54aに支持された各相の端子54b毎に所定位相差のパルス状の駆動電流(3相電流)が順次供給されることにより、各相のステータ部51u,51v,51wの各爪状磁極38,41が各相毎のタイミングで異なる磁極に切り替えられる。
これによって、本実施形態によれば、3相駆動のステータ51を備えるモータ50において磁極の変更を容易とすることができる。また、このような構成では、コイル部全体から生じる磁束量が分割されることで、爪状磁極38,41における磁束密度の均一化を図ることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図6に示すように、モータ60のステータ61は、爪状磁極38,41(図3に相当)を有する第1及び第2ステータコア63,64で1つのコイル部62を挟持する構成とする。
このような構成では、ステータ61を構成する部品点数を少なくすることができる。
また、有効磁束を増加させる観点では、図6に示すステータ61では、ロータ12に対して1つのコイル部62が対向する構成となっており、各爪状磁極41の断面積が狭くなる屈折部分近傍(図中の破線で囲まれた部分)でコイル部62から生じる磁束の磁束密度が高まり磁気飽和が生じる虞がある。その結果、爪状磁極41のロータ12との対向面41cにて生じる有効磁束が低減されることが懸念される。これに対し、図4に示す第2実施形態のモータ50のように、ステータ51を3相駆動されるステータ部51u,51v,51wで多段に構成する場合では、各相の爪状磁極41が個々で扱う磁束量が少なくなるため、爪状磁極41の一部で生じる磁気飽和が低減される。その結果、ロータ12との対向面41cにて生じる有効磁束が増大することで、モータの高出力化に寄与することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図7に示すように、モータ70のステータ71は、U相ステータ部51u、V相ステータ部51v、W相ステータ部51wを2組、合計六段積層して構成し、このステータ71と対向するようにロータ72は、第1及び第2ロータ12a,12bを2段構造にて構成している。
図7に示すロータ72は、第1及び第2ロータ12a,12bが互いに重なるようにして回転軸16に固定されている。第1ロータ12aは、第1爪状磁極73を有する第1ロータコア74aと第2爪状磁極75を有する第2ロータコア76aとで環状磁石15を挟持する構成をなしている。第2ロータ12bは、第1爪状磁極73を有する第1ロータコア74bと第2爪状磁極75を有する第2ロータコア76bとで環状磁石15を挟持する構成をなしている。
第1及び第2ロータ12a,12bは、同極性の第2ロータコア76a,76bが互いに当接するとともに、同極性の第1及び第2爪状磁極73,75同士が軸方向において重なり合うように配置されている。
このような構成では、ステータコア52a〜52c,53a〜53cとコイル部54の組、及びロータコア74a,76a、74b,76bと環状磁石15の組が軸方向に沿って多段に配列される。
従って、ロータ72及びステータ71の各爪状磁極73,75,41,38(図示略)が個々で扱う磁束量が少なくなるため、該爪状磁極で生じる磁気飽和が低減される。その結果、各爪状磁極38,41,73,75の対向面38c(図5参照)及び対向面41c,73a,75aにて生じる有効磁束が増大することで、モータの高出力化に寄与することができる。
なお、ステータ71及びロータ72のどちらか一方のみを多段とする構成でもよい。
また、図7に示したロータ72のような多段構造のロータにおいて、例えば図8に示すように、各段のロータ12a,12bを周方向にずらした態様で構成してもよい。図8に示すロータ72aは、第1及び第2ロータ12a,12bが、同磁極のロータコア同士が隣接して配置されるとともに、ロータ12a,12b間(各爪状磁極73,75同士間)で周方向に所定角度αrずれる態様で配置されている。
このような構成では、第1及び第2ロータ12a,12bで発生するコギングトルクの位相がずれることになる。そのため、位相のずれたコギングトルク同士で打ち消し合うことができ、合成コギングトルクを低減させて振動の発生を抑えることができる。
ちなみに、図8に示すロータ72aでは、各爪状磁極73,75に隣接して補助磁石(爪状磁極73,75の背面の背面補助磁石78及び爪状磁極73,75間の隙間の極間磁石79)が設けられ、漏れ磁束の低減が図られている。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図9に示すように、本実施形態のステータ71aは、図4に示す第2実施形態のステータ51のようなステータにおいて、各段のステータコア52a〜52c,53a〜53cを周方向にずらした態様の構成である。
つまり、図9に示すステータ71aは、ステータコア52a〜52c,53a〜53c間で周方向にずれる態様で積層されている。2段目のステータコア52b,53bは、1段目のステータコア52a,53aに対して正規位置の電気角120°から周方向一方側に所定角度αsだけずらして配置されている。同様に、3段目のステータコア52c,53cは、2段目のステータコア52b,53bに対して正規位置の電気角120°から周方向一方側に所定角度αsだけずらして配置されている。
このような構成においても、図8に示すロータ72aと同様に、合成コギングトルクを低減させて振動の発生を抑えることができる。
なお、図8に示すロータ72aと図9に示すステータ71aとを併用してモータを構成してもよい。この場合には、所定角度αr,αsを相対的にずらした角度に設定して対応する。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について、図10〜図21に従って説明する。
図10は、本実施形態のブラシレスモータMの全体斜視図を示し、回転軸(図示せず)に固着されたロータ80の外側にモータハウジング(図示せず)に固着された環状のステータ90が配置されている。
ブラシレスモータMは、図11〜図13に示す単一モータMaを軸方向に3段積層していて、図10において、上からU相モータ部Mu、V相モータ部Mv、W相モータ部Mwの順に構成されている。
(ロータ80)
ロータ80は、図14及び図15に示すように、U相ロータ80u、V相ロータ80v、W相ロータ80wの3つから構成されている。各相のロータ80u,80v,80wは、同じ構成であって、図16及び図17に示すように、第1及び第2ロータコア81,82と環状磁石83から構成されている。
(第1ロータコア81)
図17に示すように、第1ロータコア81は、円環板状に形成された第1ロータコアベース84を有している。第1ロータコアベース84の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴81aが形成されている。また、第1ロータコアベース84の外周面には、等間隔に12個の第1ロータ側爪状磁極85が、径方向外側に突出されその先端が屈曲して軸方向第2ロータコア82側に延出形成されている。
第1ロータ側爪状磁極85の周方向端面85a,85bは、径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面であって、第1ロータ側爪状磁極85は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第1ロータ側爪状磁極85の周方向の角度、即ち、周方向端面85a,85b間が回転軸(図示せず)の中心軸線となす角度は、隣り合う第1ロータ側爪状磁極85と第1ロータ側爪状磁極85の間の隙間の角度より小さく設定されている。
(第2ロータコア82)
図17に示すように、第2ロータコア82は、第1ロータコア81と同一材質及び同一形状であって、略円板状に形成された第2ロータコアベース86の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴82aが形成されている。また、第2ロータコアベース86の外周面には、等間隔に12個の第2ロータ側爪状磁極87が、径方向外側に突出されその先端が屈曲して軸方向第1ロータコア81側に延出形成されている。
第2ロータ側爪状磁極87の周方向端面87a,87bは、径方向に延びる平坦面であって、第2ロータ側爪状磁極87は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第2ロータ側爪状磁極87の周方向の角度、即ち、周方向端面87a,87b間が回転軸(図示せず)の中心軸線となす角度は、隣り合う第2ロータ側爪状磁極87と第2ロータ側爪状磁極87の間の隙間の角度より小さく設定されている。
そして、第2ロータコア82は、第1ロータコア81に対して、第2ロータコア82の第2ロータ側爪状磁極87が、軸方向から見てそれぞれ第1ロータコア81の第1ロータ側爪状磁極85間に位置するように配置固定されるようになっている。このとき、第2ロータコア82は、第1ロータコア81と第2ロータコア82との軸方向の間に環状磁石83が配置されるように、第1ロータコア81に対して組み付けられる。
詳述すると、環状磁石83は、図13及び図17に示すように、第1ロータコアベース84の第2ロータコアベース86側の面(対向面84a)と第2ロータコアベース86の第1ロータコアベース84側の面(対向面86a)の間に挟持される。
このとき、第1ロータ側爪状磁極85の一方の周方向の端面85aと第2ロータ側爪状磁極87の他方の周方向の端面87bとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面85a,87b間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。また、第1ロータ側爪状磁極85の他方の周方向の端面85bと第2ロータ側爪状磁極87の一方の周方向の端面87aとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面85b,87a間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。
(環状磁石83)
環状磁石83は、本実施形態では、ネオジム磁石よりなる円環板状の永久磁石である。図17に示すように、環状磁石83は、その中央位置に回転軸(図示せず)を貫通する貫通穴83aが形成されている。そして、環状磁石83の一方の側面83bが、第1ロータコアベース84の対向面84aと、環状磁石83の他方の側面83cが、第2ロータコアベース86の対向面86aとそれぞれ当接し、環状磁石83は第1ロータコア81と第2ロータコア82との間に挟持固定される。
環状磁石83の外径は、第1及び第2ロータコアベース84,86の外径と一致するように設定され、厚さが予め定めた厚さに設定されている。
つまり、図13に示すように、第1ロータコア81と第2ロータコア82との間に、環状磁石83を配置する。このとき、第1ロータ側爪状磁極85の先端面85cと第2ロータコアベース86の反対向面86bとが面一になるとともに、第2ロータ側爪状磁極87の先端面87cと第1ロータコアベース84の反対向面84bとが面一になるようにしている。
図13に示すように、環状磁石83は、軸方向に磁化されていて、第1ロータコア81側をN極、第2ロータコア82側をS極となるように磁化されている。従って、この環状磁石83によって、第1ロータコア81の第1ロータ側爪状磁極85はN極(第1磁極)として機能し、第2ロータコア82の第2ロータ側爪状磁極87はS極(第2磁極)として機能する。
このように構成された、U相ロータ80u、V相ロータ80v及びW相ロータ80wは、環状磁石83を用いた、所謂ランデル型構造のロータとなる。そして、各ロータ80u,80v,80wは、N極となる第1ロータ側爪状磁極85と、S極となる第2ロータ側爪状磁極87とが周方向に交互に配置され磁極数が24極(極数対が12個)のロータとなる。
そして、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wは、図14に示すように、軸方向に積層されてロータ80が形成される。このとき、図14及び図15に示すように、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wからなるロータ80について、U相ロータ80u、V相ロータ80v及びW相ロータ80wを電気角で120度位相をずらして積層している。
詳述すると、V相ロータ80vは、U相ロータ80uに対して時計回り方向に電気角で120度位相をずらして回転軸に固着されている。W相ロータ80wは、そのV相ロータ80vに対して時計回り方向に電気角で120度位相をずらして回転軸に固着されている。
(スタータ90)
ロータ80の径方向外側に配置されたステータ90は、図18及び図19に示すように、U相ステータ90u、V相ステータ90v、W相ステータ90wの3つから構成されている。各相のステータ90u,90v,90wは、径方向において対応するU相ロータ80u、V相ロータ80v、W相ロータ80wとそれぞれ対向するように軸線方向に順番に積層することに構成されている。
各相のステータ90u,90v,90wは、同じ構成であって、図20、図21に示すように、第1及び第2ステータコア91,92とコイル部93から構成されている。
(第1ステータコア91)
第1ステータコア91は、図21に示すように、円環板状の第1ステータコアベース94を有し、その第1ステータコアベース94の外周部には、円筒状の円筒壁94cが軸方向第2ステータコア92側に向かって延出形成されている。
また、第1ステータコアベース94の内周部には、12個の第1ステータ側爪状磁極95が軸方向第2ステータコア92側に向かって等間隔に延出形成されている。
第1ステータ側爪状磁極95の周方向端面95a,95bは、平坦面であって、第1ステータ側爪状磁極95は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第1ステータ側爪状磁極95の周方向の角度、即ち、周方向端面95a,95b間が回転軸(図示せず)の中心軸線となす角度は、隣り合う第1ステータ側爪状磁極95と第1ステータ側爪状磁極95の間の隙間の角度より小さく設定されている。
(第2ステータコア92)
図21に示すように、第2ステータコア92は、第1ステータコアベース94と同一材質及び同形状の円環板状の第2ステータコアベース96を有している。その第2ステータコアベース96は、その外周部が第1ステータコア91に形成した円筒壁94cの環状の先端面と当接するようになっている。
また、第2ステータコアベース96の内周部には、等間隔に12個の第2ステータ側爪状磁極97が第1ステータコア91側に等間隔に延出形成されている。
第2ステータ側爪状磁極97の周方向端面97a,97bは、平坦面であって、第2ステータ側爪状磁極97は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第2ステータ側爪状磁極97の周方向の角度、即ち、周方向端面97a,97b間が回転軸(図示せず)の中心軸線となす角度は、隣り合う第2ステータ側爪状磁極97と第2ステータ側爪状磁極97の間の隙間の角度より小さく設定されている。
つまり、第2ステータコア92の形状は、第1ステータコア91についてその円筒壁94cを省略したときの形状と同一形状となる。
そして、第2ステータコア92は、第1ステータコア91に対して、第2ステータコア92の第2ステータ側爪状磁極97が、軸方向から見てそれぞれ第1ステータコア91の第1ステータ側爪状磁極95間に位置するように配置固定されるようになっている。
なお、第2ステータコア92は、第1ステータコア91と第2ステータコア92との軸方向の間にコイル部93が配置されるように、第1ステータコア91に対して組み付けられる。
詳述すると、コイル部93は、図13及び図21に示すように、第1ステータコアベース94の第2ステータコアベース96側の面(対向面94a)と第2ステータコアベース96の第1ステータコアベース94側の面(対向面96a)の間に挟持される。
このとき、第1ステータ側爪状磁極95の一方の周方向の端面95aと第2ステータ側爪状磁極97の他方の周方向の端面97bとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面95a,97b間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。また、第1ステータ側爪状磁極95の他方の周方向の端面95bと第2ステータ側爪状磁極97の一方の周方向の端面97aとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面95b,97a間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。
(コイル部93)
コイル部93は、図13に示すように、環状巻線98を有し、その環状巻線98が、円環状のコイルボビン99に内装されている。コイルボビン99は、径方向内側が開口したコ字状の断面形状に形成されている。コイルボビン99の外径は第1ステータコア91の円筒壁94cの内径と略同一に形成され、コイルボビン99の径方向外周面が円筒壁94cの内周面に当接するように配設されている。コイルボビン99の内径は第1ステータ側爪状磁極95(第2ステータ側爪状磁極97)の外径と略同一に形成され、コイルボビン99の径方向内側先端面が第1ステータ側爪状磁極95及び第2ステータ側爪状磁極97の外側面に当接するように配設されている。
また、コイルボビン99の軸方向であって第1ステータコア91側の外側面は、第1ステータコアベース94の対向面94aに当接し、コイルボビン99の軸方向であって第2ステータコア92側の外側面は、第2ステータコアベース96の対向面96aに当接するようになっている。
コイルボビン99の厚さ(軸方向の長さ)は、第1ステータ側爪状磁極95(第2ステータ側爪状磁極97)の軸方向の長さにあわせて、予め定めた厚さに設定されている。
つまり、図13に示すように、第1ステータコア91と第2ステータコア92との間に、環状巻線98を内装したコイルボビン99を配置する。このとき、第1ステータ側爪状磁極95の先端面95cと第2ステータコアベース96の反対向面96bが面一になるとともに、第2ステータ側爪状磁極97の先端面97cと第1ステータコアベース94の反対向面94bとが面一になるようにしている。
またこのとき、第1ステータコアベース94の反対向面94bから第2ステータコアベース96の反対向面96bまでの軸方向の長さは、第1ロータコアベース84の反対向面84bから第2ロータコアベース86の反対向面86bまでの軸方向の長さと一致させている。
従って、第1ステータ側爪状磁極95(第2ステータ側爪状磁極97)の軸方向の長さは、第1ロータ側爪状磁極85(第2ロータ側爪状磁極87)の軸方向の長さと一致する。
なお、図21では、説明の便宜上、環状巻線98の引出し端子及びコイルボビン99の端子取付部を図面上省略した。これにあわせて、第1ステータコア91の円筒壁94cに形成する端子取付部を外部に導き出すための切欠きを図面上省略している。
このように構成された、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wは、第1及び第2ステータコア91,92間の環状巻線98にて第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97をその時々で互いに異なる磁極に励磁する24極の所謂ランデル型(クローポール型)構造のステータとなる。そして、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wは、図18及び図19に示すように、軸方向に積層されてステータ90が形成される。
このとき、図18及び図19に示すように、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wからなるステータ90について、そのU相ステータ90u、V相ステータ90v及びW相ステータ90wを電気角で120度位相をずらして積層している。
詳述すると、V相ステータ90vは、U相ステータ90uに対して時計回り方向に電気角で120度位相をずらしてモータハウジング(図示せず)に固定されている。W相ステータ90wは、そのV相ステータ90vに対して時計回り方向に電気角で120度位相をずらしてモータハウジングに固定されている。
つまり、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97と相対向する各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87間において、周方向にずれが対向面では互いに同方向に傾斜するようにしている。
そして、U相ステータ90uの環状巻線98には3相交流電源のU相電源電圧が印加され、V相ステータ90vの環状巻線98には3相交流電源のV相電源電圧が印加され、W相ステータ90wの環状巻線98には3相交流電源のW相電源電圧が印加される。
次に、上記のように構成したブラシレスモータMの作用について説明する。
今、ステータ90に3相交流電源電圧を印加する。すなわち、U相ステータ90uの環状巻線98にはU相電源電圧が、V相ステータ90vの環状巻線98にはV相電源電圧が、W相ステータ90wの環状巻線98にはW相電源電圧がそれぞれ印加される。これによって、ステータ90に回転磁界が発生し、ロータ80が回転駆動される。
このとき、ステータ90は、3相交流電源にあわせて、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wと3段構造にした。そして、これに対応してロータ80も、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wと同じ3段構造にした。これによって、各相のステータとロータにおいて、それぞれ環状磁石83の磁束を軸方向に沿って対向するステータが個々に受けることができ、出力アップを図ることができる。
また、ステータ90のU相、V相、W相ステータ90u,90v,90wを電気角で時計回り方向に120度ずらしたのに対して、ロータ80のU相、V相、W相ロータ80u,80v,80wを電気角で時計回り方向に120度ずらした。すなわち、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wと相対向するU相、V相、W相ロータ80u,80v,80w間において、周方向にずれが、対向面では互いに同方向に傾斜するようにした。
つまり、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wの環状巻線98に流れる各相交流電流による第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の切り替わりに対してロータ80の移動量(回動量)を大きくすることができことから、回転数を上げることができる。
さらに、本実施形態も、前記各実施形態と同様に、磁極数の変更の要求があった場合、ロータ80のU相、V相、W相ロータ80u,80v,80wは、ランデル型構造をなすことから、環状磁石83を同一構造としながら第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の数を変更することにより、極数の変更が容易である。同様に、ステータ90のU相、V相、W相ステータ90u,90v,90wは、クローポール型構造をなしていることから、コイル部93を同一構造としながら第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の数を変更することにより、極数の変更が容易となっている。
つまり、本実施形態のブラシレスモータは、ロータ80及びステータ90の互いの磁極数が様々組み合わされる仕様変更に対して、大幅な設計変更を伴わずに容易に対応できる構成となっている。
次に、上記第6実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、ステータ90を、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wの3段構造にするとともに、これに対応してロータ80も、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wと同じ3段構造にした。そして、ステータ90に3相交流電源を印加した。そして、各相のステータとロータにおいて、それぞれ環状磁石83の磁束を、軸方向に沿って対向するステータが個々に受けることができようにしたので、ブラシレスモータMの出力アップを図ることができる。
(2)上記実施形態によれば、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97と相対向する各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87間において、周方向にずれが対向面では互いに同方向に傾斜するようにした。従って、各相交流電流による第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の切り替わりに対するロータ80の移動量(回動量)を大きくすることができ、回転数を上げることができる。
(3)上記実施形態によれば、ロータ80の各相のロータ80u,80v,80wをランデル型構造とするとともに、ステータ90の各相のステータ90u,90v,90wをクローポール型構造にした。従って、環状磁石83及びコイル部93を同一構成としながら第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87と第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の数を変更することにより、極数を容易に変更できる。その結果、ロータ80及びステータ90の互いの磁極数が様々組み合わされるモータの仕様変更に対して、大幅な設計変更を伴わずに容易に対応できる構成となっている。
(4)上記実施形態によれば、ステータ90を構成する各相のステータ90u,90v,90wの各コイル部93は、環状巻線98がブラシレスモータMの軸線回り(周方向)に環状に巻装されている。そのため、ステータ90の高さ(軸方向長さ)をロータ80と同等に構成でき(所謂コイルエンド部分が生じないため)、ブラシレスモータMの軸方向への小型化を実現できる。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について、図22〜図30に従って説明する。
本実施形態は、第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87と第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97に特徴を有し、ロータ80及びステータ90の段数及びそれら極数は、上記第6実施形態と同じ構成であるため、その特徴部分について詳細に説明し共通部分については説明の便宜上省略する。
図22は、本実施形態のブラシレスモータMの全体斜視図を示し、回転軸(図示せず)に固着されたロータ80の外側にモータハウジング(図示せず)に固着された環状のステータ90が配置されている。
ブラシレスモータMは、第6実施形態と同様に、図23、図24、図25に示す単一モータMaを軸方向に3段積層していて、図22において、上からU相モータ部Mu、V相モータ部Mv、W相モータ部Mwの順に構成されている。
図26及び図27に示すように、U相ロータ80u、V相ロータ80v、W相ロータ80wの第1及び第2ロータコア81,82に形成した第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1が、共に第6実施形態に比べて短く形成されている。
詳述すると、第6実施形態では、第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87は、その先端面85c,87cが、それぞれ第1及び第2ロータコアベース84,86の反対向面84b,86bと面一となる長さであった。
これに対して、本実施形態では、図25及び図27に示すように、第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87は、その先端面85c,87cが、それぞれ第1及び第2ロータコアベース84,86の対向面84a,86aと面一となる長さにした。すなわち、本実施形態では、第1及び第2ロータコアベース84,86の軸方向に厚さ分、第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の長さD1を短くした。
一方、同様に、図25及び図29に示すように、U相ステータ90u、V相ステータ90v、W相ステータ90wの第1及び第2ステータコア91,92に形成した第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2が、共に第6実施形態に比べて短く形成されている。
詳述すると、第6実施形態では、第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97は、その先端面95c,97cが、それぞれ第1及び第2ステータコアベース94,96の反対向面94b,96bと面一となる長さであった。
これに対して、本実施形態では、図25及び図27に示すように、第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97は、その先端面95c,97cが、それぞれ第1及び第2ステータコアベース94,96の対向面94a,96aと面一となる長さにした。すなわち、本実施形態では、第1及び第2ステータコアベース94,96の軸方向に厚さ分、第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の長さD2を短くした。
次に、上記のように構成したブラシレスモータMの作用について説明する。
今、ステータ90に3相交流電源電圧を印加すると、第6実施形態と同様に、U相ステータ90uの環状巻線98にはU相電源電圧が、V相ステータ90vの環状巻線98にはV相電源電圧が、W相ステータ90wの環状巻線98にはW相電源電圧がそれぞれ印加される。これによって、ステータ90に回転磁界が発生し、ロータ80が回転駆動される。
このとき、ステータ90は、3相交流電源にあわせて、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wと3段構造にし、これに対応してロータ80も、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wと同じ3段構造にした。これによって、各相のステータとロータにおいて、それぞれ環状磁石83の磁束を軸方向に沿って対向するステータが個々に受けることができ、出力アップを図ることができる。
しかも、3段構造にしたU相、V相、W相ステータ90u,90v,90wの第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2を短くした。
つまり、U相、V相、W相ステータ90u,90v,90wおいて、各第1ステータ側爪状磁極95間は離間するとともに、各第2ステータ側爪状磁極97間は離間する。その結果、各相の第1ステータ側爪状磁極95間での磁束の短絡が抑制されるとともに、各相の第2ステータ側爪状磁極97間での磁束の短絡が抑制される。
同様に、3段構造にしたU相、V相、W相ロータ80u,80v,80wの第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1を短くした。
つまり、U相、V相、W相ロータ80u,80v,80wおいて、各第1ロータ側爪状磁極85間は離間するとともに、各第2ロータ側爪状磁極87間は離間する。その結果、各相の第1ロータ側爪状磁極85間での磁束の短絡が抑制されるとともに、各相の第2ロータ側爪状磁極87間での磁束の短絡が抑制される。
以上のことから、各相の爪状磁極間が互いに開放され、磁束の短絡が抑制されることから、トルクを発生に必要な磁気回路が形成されブラシレスモータMの高トルク化が可能となる。
ここで、本実施形態のブラシレスモータMと第6実施形態のブラシレスモータMについて発生するトルクの大小を検証すべく実験を行った。なお、実験に際して、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1を短くしたことと、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2を短くした点を除いて、全て同じ条件で行った。
図30は、実験により得られたトルクの比較を示すグラフである。横軸は、第1及び第2ステータ側爪状磁極、並びに、第1及び第2ロータ側爪状磁極の種類を示し、「A」は第6実施形態のブラシレスモータMであって、「B」は本実施形態のブラシレスモータMを示す。縦軸は、トルクであって、第6実施形態のブラシレスモータMのトルクを基準(100%)にしてパーセントで示している。
この図30から明らかなように、「A」(第6実施形態のブラシレスモータM)より「B」(本実施形態のブラシレスモータM)のほうが、300%(3倍)大きくなることがわかった。
ちなみに、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1を同じに短くし、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2を第6実施形態と同じにしたブラシレスモータの場合についても、発生するトルクを実験して求めた。その実験結果について、横軸に「C」で示す。
図30から明らかなように、「A」の100%に対し、「C」はそれよも大きく約120%近くあった。
また、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2を本実施形態と同じに短くし、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1を第6実施形態と同じにしたブラシレスモータの場合についても、発生するトルクを実験して求めた。その実験結果について、横軸に「D」で示す。
図30から明らかなように、「A」の100%に対し、「D」はそれよも大きく約290%近くあった。
これからわかることは、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の軸方向の長さD2、または、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1の少なくともいずれか一方を短くすることによって、第6実施形態のブラシレスモータMよりも高トルクを実現できる。
さらに、本実施形態も、前記各実施形態と同様に、磁極数の変更の要求があった場合、ロータ80のU相、V相、W相ロータ80u,80v,80wは、ランデル型構造をなすことから、環状磁石83を同一構造としながら第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の数を変更するだけで極数の変更が容易となる。同様に、ステータ90のU相、V相、W相ステータ90u,90v,90wは、クローポール型構造をなしていることから、コイル部93を同一構造としながら第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97の数を変更するだけで極数の変更が容易となる。
以上詳述したように、本実施形態は、前記第6実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
本実施形態によれば、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97、並びに、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87の軸方向の長さD1をそれぞれ短くした。そして、各相の爪状磁極間が互いに開放させ磁束の短絡を抑制して、トルクを発生に必要な磁気回路を形成したので、ブラシレスモータMの高トルク化を実現できる。
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態では、特に言及していないが、ステータ及びロータは、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
○上記第6実施形態及び第7実施形態では、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97と相対向する各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87間において、周方向にずれが対向面では互いに同方向に傾斜するようにした。
これを、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97と、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87を共にずらさないで実施してもよい。また、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97をずらし、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87をずらさないで実施してもよい。さらに、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97をずらさないで、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87をずらして実施してもよい。
○上記第7実施形態では、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97を第1及び第2ステータコアベース94,96の厚さ分、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87を第1及び第2ロータコアベース84,86の厚さ分、それぞれ短くしたがこれに限定されるものではない。要は、各相の爪状磁極間において磁束の短絡を抑制できる短さであればよい。
○上記第7実施形態では、各相の第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97と、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87とを、共に軸方向に短くして実施したが、いずれか一方のみを短くして実施してもよい。
勿論、第1及び第2ステータ側爪状磁極95,97、又は、各相の第1及び第2ロータ側爪状磁極85,87のいずれかを短くすることを、第6実施形態を除く他の実施形態に応用してもよい。
10,50,60,70…モータ、11,51,61,71,71a…ステータ、12,12a,12b,72,72a…ロータ、13,74a,74b…第1ロータコア、14,76a,76b…第2ロータコア、22,73…ロータ側の第1爪状磁極、24,75…ロータ側の第2爪状磁極、38…ステータ側の第1爪状磁極、41…ステータ側の第2爪状磁極、31,52a〜52c,63…第1ステータコア、32,53a〜53c,64…第2ステータコア、33,54,62…コイル部、34,35…コイル、M…ブラシレスモータ(モータ)、Ma…単一モータ、Mu…U相モータ部、Mv…V相モータ部、Mw…W相モータ部、80…ロータ、80u…U相ロータ、80v…V相ロータ、80w…W相ロータ、81,82…第1及び第2ロータコア、81a,82a…貫通穴、83…環状磁石、83a…貫通穴、83b,83c…側面、84…第1ロータコアベース、84a…対向面、84b…反対向面、85…第1ロータ側爪状磁極(第1爪状磁極)、85a,85b…端面、85c…先端面、86…第2ロータコアベース、86a…対向面、86b…反対向面、87…第2ロータ側爪状磁極(第2爪状磁極)、87a,87b…端面、87c…先端面、90…ステータ、90u…U相ステータ、90v…V相ステータ、90w…W相ステータ、91,92…第1及び第2ステータコア、93…コイル部、94…第1ステータコアベース、94a…対向面、94b…反対向面、95…第1ステータ側爪状磁極(第1爪状磁極)、95a,95b…端面、95c…先端面、96…第2ステータコアベース、96a…対向面、96b…反対向面、97…第2ステータ側爪状磁極(第2爪状磁極)、97a,97b…端面、97c…先端面、98…環状巻線、99…コイルボビン、D1,D2…長さ。

Claims (5)

  1. 周方向等間隔に複数の第1爪状磁極を有する第1ロータコアと、周方向等間隔に複数の第2爪状磁極を有する第2ロータコアと、前記各ロータコア間に配置される界磁磁石とを備え、前記第1及び第2爪状磁極を周方向に交互に配置し、前記界磁磁石にて第1及び第2爪状磁極を互いに異なる磁極として構成したロータを用いるモータにおいて、
    ステータは、周方向等間隔に複数の第1爪状磁極を有する第1ステータコアと、周方向等間隔に複数の第2爪状磁極を有する第2ステータコアと、前記各ステータコア間に配置されるコイル部とを備え、該ステータ側の第1及び第2爪状磁極を周方向に交互に配置すると共に前記ロータ側の第1及び第2爪状磁極と対向させ、前記コイル部への通電に基づいて前記ステータ側の第1及び第2爪状磁極を互いに異なる磁極でその極性が切り替えられるように構成されたことを特徴とするモータ。
  2. 請求項1に記載のモータにおいて、
    前記コイル部と前記ステータコアの組、及び前記界磁磁石と前記ロータコアの組の少なくとも一方が軸方向に多段に配列されて構成されたことを特徴するモータ。
  3. 請求項2に記載のモータにおいて、
    前記ステータコア及び前記ロータコアの少なくとも一方が多段に配列され、前記各段のコア間で周方向にずれる態様で配置されることを特徴とするモータ。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータにおいて、
    前記コイル部は、前記第1ステータコアと前記第2ステータコアとの間に配置された2つのコイルを備え、前記各コイルへの所定位相差の2相の駆動電力の通電に基づいて前記各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成されたことを特徴とするモータ。
  5. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータにおいて、
    前記ステータは、前記コイル部と前記ステータコアの組が軸方向に沿って3組配列され、各組の前記コイル部への所定位相差の3相の駆動電力の通電に基づいて前記各ステータコアの爪状磁極の極性が切り替えられるように構成されたことを特徴とするモータ。
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