JP2014183694A - Motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor capable of suppressing leakage magnetic flux and improving output characteristics.SOLUTION: When it is defined that a separation distance between a stator 16 and a pawl-like magnetic pole 31b in a diameter direction is A and a separation distance between first and second rotor cores 31, 32 and a york housing 13 (bottom 13a) in an axial direction is B, a range of 5.0≤B/A is set.

Description

本発明は、ケース内にステータとロータとを収容するモータに関する。   The present invention relates to a motor that houses a stator and a rotor in a case.

従来、モータに使用されるロータとして、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知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a rotor core used in a motor has a rotor core that is combined with a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and field magnets are arranged between them to make the claw-shaped magnetic poles alternately different magnetic poles. A so-called permanent magnet field Landell-type rotor is known (for example, see Patent Document 1).

また、ランデル型構造のロータにおいては、モータの高出力化を図るために、交互に配置された爪状磁極の間に、磁路を整流するための極間磁石を配置したものも提案されている(例えば特許文献2参照)。このようなモータは、有底筒状のヨークハウジングとこのヨークハウジングの一端に設けられるエンドフレームとを有するケース内に、前記ロータと前記ステータとが収容されている。   In addition, in the Landel-type rotor, in order to increase the output of the motor, an interpole magnet for rectifying a magnetic path between alternately arranged claw-shaped magnetic poles has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2). In such a motor, the rotor and the stator are housed in a case having a bottomed cylindrical yoke housing and an end frame provided at one end of the yoke housing.

実開平5−43749号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-43749 特開2012−115085号公報JP 2012-115085 A

ところで、上記のようなモータでは、ロータの軸方向一端面側に磁性体のヨークハウジングが位置し、ロータの軸方向他端面側に樹脂製のエンドフレームが位置することとなる。この場合、ロータの界磁磁石からの磁束の一部がケース側(ヨークハウジング側)に漏れてしまい、出力特性の悪化を招く虞がある。   By the way, in the motor as described above, the yoke housing made of magnetic material is positioned on the one axial end surface side of the rotor, and the resin end frame is positioned on the other axial end surface side of the rotor. In this case, a part of the magnetic flux from the field magnet of the rotor may leak to the case side (yoke housing side), leading to deterioration of output characteristics.

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、漏れ磁束を抑え出力特性を向上させることができるモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor capable of suppressing leakage magnetic flux and improving output characteristics.

上記課題を解決するモータは、径方向に延びるティースを周方向に複数有するステータコア、及び前記ティースに巻装される巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が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、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、前記ステータと前記爪状磁極との径方向における離間距離をA、前記第1及び第2ロータコアと前記ヨークハウジングとの軸方向における離間距離をBとしたとき、5.0≦B/Aの範囲となる。   A motor that solves the above problems includes a stator core having a plurality of teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, a stator having a winding wound around the teeth, and an outer peripheral portion of a substantially disk-shaped core base, etc. A plurality of claw-shaped magnetic poles projecting radially outward and extending in the axial direction at intervals, and first and second rotor cores having claw-shaped magnetic poles alternately arranged in the circumferential direction while facing each other's core base And the claw-shaped magnetic poles of the first rotor core function as the first magnetic poles by being arranged between the axial directions of the core bases and magnetized in the axial direction, and the claw-shaped of the second rotor core A rotor having a field magnet that causes a magnetic pole to function as a second magnetic pole is housed in a case having a bottomed cylindrical magnetic housing and a lid that closes the opening of the yoke housing. Where the distance between the stator and the claw-shaped magnetic pole in the radial direction is A, and the distance between the first and second rotor cores and the yoke housing in the axial direction is B, 5.0 ≦ It becomes the range of B / A.

この構成によれば、ステータと爪状磁極との径方向における離間距離をA、第1及び第2ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離をBとしたとき、5.0≦B/Aの範囲とされる。ここで、図5に前記B/Aを変化させた時のT−N特性並びにT−I特性を示し、図6に定格負荷時において前記B/Aを変化させた時の電流比率を示す。図5では、B/Aが「3」の時のT−I特性のグラフを線Ti1で示し、B/Aが「6」の時のT−I特性のグラフを線Ti2で示し、B/Aが「9」の時のT−I特性のグラフを線Ti3で示す。また、図5では、B/Aが「3」の時のT−N特性のグラフを線Tn1で示し、B/Aが「6」の時のT−N特性のグラフを線Tn2で示し、B/Aが「9」の時のT−N特性のグラフを線Tn3で示す。また、図6では、前記B/Aが「6」のDC電流を100%として示している。図5からわかるように、前記B/Aの値が大きいほど、同一のDC電流で得られるトルクが高くなる。図6からわかるように、前記B/Aが「5」未満ではDC電流が顕著に下がるものの、B/Aが「5」以上では減少率が緩やかとなることがわかる。これにより、B/Aを「5」以上とすることでステータと爪状磁極との径方向における離間距離Aに対して、第1及び第2ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離Bを確保して、軸方向への漏れ磁束が減ったため、出力特性(モータ特性)が向上されたこととなる。   According to this configuration, when the radial distance between the stator and the claw-shaped magnetic pole is A and the axial distance between the first and second rotor cores and the yoke housing is B, 5.0 ≦ B / A It is considered as a range. Here, FIG. 5 shows TN characteristics and TI characteristics when the B / A is changed, and FIG. 6 shows a current ratio when the B / A is changed at the rated load. In FIG. 5, a graph of the TI characteristic when B / A is “3” is indicated by a line Ti1, and a graph of the TI characteristic when B / A is “6” is indicated by a line Ti2. A graph of the TI characteristic when A is “9” is indicated by a line Ti3. In FIG. 5, the TN characteristic graph when B / A is “3” is indicated by a line Tn1, and the TN characteristic graph when B / A is “6” is indicated by a line Tn2. A graph of the TN characteristic when B / A is “9” is indicated by a line Tn3. In FIG. 6, the DC current with B / A of “6” is shown as 100%. As can be seen from FIG. 5, the larger the value of B / A, the higher the torque obtained with the same DC current. As can be seen from FIG. 6, when the B / A is less than “5”, the DC current is remarkably lowered, but when B / A is “5” or more, the decrease rate becomes moderate. Thus, by setting B / A to be “5” or more, the separation distance B in the axial direction between the first and second rotor cores and the yoke housing is set to the separation distance A in the radial direction between the stator and the claw-shaped magnetic pole. As a result, the leakage magnetic flux in the axial direction is reduced, so that the output characteristics (motor characteristics) are improved.

上記モータにおいて、前記ロータコアと前記ヨークハウジングとの軸方向における離間距離は径方向内側に対して径方向外側が長いことが好ましい。
この構成によれば、ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離を、1周あたりの表面積の大きな部位である径方向外側が長くすることで、漏れ磁束をより好適に低減させることが可能となる。
In the motor, it is preferable that a distance in the axial direction between the rotor core and the yoke housing is longer on a radially outer side than on a radially inner side.
According to this configuration, the distance between the rotor core and the yoke housing in the axial direction is increased on the outer side in the radial direction, which is a portion having a large surface area per circumference, so that the leakage magnetic flux can be more suitably reduced. Become.

本発明のモータによれば、漏れ磁束を抑え出力特性を向上させることができる。   According to the motor of the present invention, leakage magnetic flux can be suppressed and output characteristics can be improved.

一実施形態におけるブラシレスモータの断面図である。It is sectional drawing of the brushless motor in one Embodiment. 同上におけるブラシレスモータの平面図である。It is a top view of the brushless motor in the same as the above. 同上におけるロータの斜視図である。It is a perspective view of the rotor in the same as the above. 同上におけるロータの断面図である。It is sectional drawing of the rotor in the same as the above. ステータと爪状磁極との径方向における離間距離A/ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離Bを変化させた時のT−N特性及びT−I特性を示すグラフである。It is a graph which shows the TN characteristic and TI characteristic when the separation distance A in the radial direction between the stator and the claw-shaped magnetic pole / the separation distance B in the axial direction between the rotor core and the yoke housing is changed. 定格負荷におけるDC電流の比率を示すグラフである。It is a graph which shows the ratio of the DC current in a rated load. ディテントトルクの偏りについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the bias | deviation of a detent torque. テータと爪状磁極との径方向における離間距離A/ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離Bと、ディテントトルクとの関係について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship between the separation distance A in the radial direction of the data and the claw-shaped magnetic pole / the separation distance B in the axial direction of the rotor core and the yoke housing, and the detent torque. 別例におけるブラシレスモータの断面図である。It is sectional drawing of the brushless motor in another example.

以下、モータの一実施形態について説明する。
図1に示すように、モータとしてのブラシレスモータ11のモータケース12は、略有底円筒状に形成されたヨークハウジング13と、このヨークハウジング13のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するエンドプレート14とを有している。前記ヨークハウジング13は例えば磁性体の鉄で構成される。また、前記エンドプレート14は例えば非磁性体の樹脂材料で構成される。
Hereinafter, an embodiment of the motor will be described.
As shown in FIG. 1, a motor case 12 of a brushless motor 11 as a motor includes a yoke housing 13 formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and an opening on the front side (left side in FIG. 1) of the yoke housing 13. And an end plate 14 for closing. The yoke housing 13 is made of, for example, magnetic iron. The end plate 14 is made of, for example, a non-magnetic resin material.

図1に示すように、ヨークハウジング13の内周面にはステータ16が固定されている。ステータ16は、径方向内側に延びる複数のティース17aを有するステータコア17と、ステータコア17のティース17aにインシュレータ19を介して巻回される巻線20とを備えている。ステータ16は、外部の制御回路Sから巻線20に駆動電流が供給されることで回転磁界を発生する。   As shown in FIG. 1, a stator 16 is fixed to the inner peripheral surface of the yoke housing 13. The stator 16 includes a stator core 17 having a plurality of teeth 17 a extending radially inward, and a winding 20 wound around the teeth 17 a of the stator core 17 via an insulator 19. The stator 16 generates a rotating magnetic field when a drive current is supplied from the external control circuit S to the winding 20.

図2に示すようにステータコア17は、計12個のティース17aを有している。従って、ティース17a間に形成されるスロット17bの数も12個とされている。
図2及び図5に示すようにティース17aは、巻回部18aと、巻回部18aの径方向内側の端部から周方向両側に突出する突出部18bとを備える。巻回部18aは、U相、V相、W相の巻線20が集中巻にて巻回されている。
As shown in FIG. 2, the stator core 17 has a total of 12 teeth 17a. Therefore, the number of slots 17b formed between the teeth 17a is also twelve.
As shown in FIG.2 and FIG.5, the teeth 17a are provided with the winding part 18a and the protrusion part 18b which protrudes in the circumferential direction both sides from the radial direction inner side edge part of the winding part 18a. In the winding portion 18a, the U-phase, V-phase, and W-phase windings 20 are wound in concentrated winding.

図1に示すように、ブラシレスモータ11のロータ21は回転軸22を有し、ステータ16の内側に配置されている。回転軸22は非磁性体の金属シャフトであって、ヨークハウジング13の底部13a及びエンドプレート14に支持された軸受23,24により回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 1, the rotor 21 of the brushless motor 11 has a rotating shaft 22 and is disposed inside the stator 16. The rotating shaft 22 is a non-magnetic metal shaft, and is rotatably supported by bearings 23 and 24 supported by the bottom 13 a of the yoke housing 13 and the end plate 14.

図3及び図4に示すように、ロータ21は、前記回転軸22が圧入されることで互いの軸方向の間隔が保持されつつ回転軸22に固定される第1及び第2ロータコア31,32と、第1ロータコア31と第2ロータコア32との軸方向の間に介在される界磁磁石としての環状磁石33を備える。更に、ロータ21は、背面補助磁石34,35と、極間磁石36,37とを備える。   As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor 21 includes first and second rotor cores 31 and 32 that are fixed to the rotating shaft 22 while the axial distance between the rotating shafts 22 is maintained by press-fitting the rotating shaft 22. And an annular magnet 33 as a field magnet interposed between the first rotor core 31 and the second rotor core 32 in the axial direction. Further, the rotor 21 includes back auxiliary magnets 34 and 35 and interpole magnets 36 and 37.

図3及び図4に示すように、第1ロータコア31は、略円板状の第1コアベース31aの外周部に、等間隔に複数(本実施形態では5つ)の第1爪状磁極31bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first rotor core 31 has a plurality of (five in the present embodiment) first claw-shaped magnetic poles 31 b on the outer periphery of the substantially disk-shaped first core base 31 a. Projecting outward in the radial direction and extending in the axial direction.

図3及び図4に示すように、第2ロータコア32は、第1ロータコア31と同形状であって、略円板状の第2コアベース32aの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極32bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。そして、第1及び第2ロータコア31,32は、その中央孔に回転軸22が圧入されるとともに、第1及び第2コアベース31a,32aの軸方向の外側(相反する側)の距離が予め設定された一定の距離となるように回転軸22に対して圧入固定される。この際、第2ロータコア32は、各第2爪状磁極32bが周方向に隣り合う第1爪状磁極31b間に配置されるようにして、且つ第1コアベース31aと第2コアベース32aとの軸方向の間に環状磁石33が配置(挟持)されるようにして第1ロータコア31に対して組み付けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the second rotor core 32 has the same shape as the first rotor core 31, and a plurality of second claws are arranged at equal intervals on the outer periphery of the substantially disk-shaped second core base 32 a. The magnetic pole 32b protrudes radially outward and extends in the axial direction. The first and second rotor cores 31 and 32 have the rotary shaft 22 press-fitted into their center holes, and the first and second core bases 31a and 32a have a distance in the axial direction outside (opposite sides) in advance. The rotary shaft 22 is press-fitted and fixed so as to have a set constant distance. At this time, the second rotor core 32 is arranged such that each of the second claw-shaped magnetic poles 32b is disposed between the first claw-shaped magnetic poles 31b adjacent in the circumferential direction, and the first core base 31a and the second core base 32a. The annular magnet 33 is assembled to the first rotor core 31 so as to be disposed (clamped) between the first rotor core 31 and the second rotor core 31.

環状磁石33は、フェライト磁石やネオジム磁石等の磁石であって、中央孔が形成された円環状に形成され、第1爪状磁極31bを第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、第2爪状磁極32bを第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ21は、界磁磁石としての環状磁石33を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ21は、N極となる4つの第1爪状磁極31bと、S極となる4つの第2爪状磁極32bとが周方向に交互に配置されており、極数が8極(極対数が4個)となる。すなわち、本実施形態では、ロータ21の極数が「8」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されている。つまり、前記ロータ21の極数を2n(但しnは自然数であり、本実施形態では4)、スロット17bの数(スロット数)を3nとして、極数とスロット数の比が2:3となるように構成されている。   The annular magnet 33 is a magnet such as a ferrite magnet or a neodymium magnet, and is formed in an annular shape having a central hole, and functions as the first claw-shaped magnetic pole 31b as the first magnetic pole (N pole in the present embodiment). The second claw-shaped magnetic pole 32b is magnetized in the axial direction so as to function as a second magnetic pole (S pole in this embodiment). That is, the rotor 21 of the present embodiment is a so-called Landell type rotor using an annular magnet 33 as a field magnet. In the rotor 21, four first claw-shaped magnetic poles 31b that are N poles and four second claw-shaped magnetic poles 32b that are S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of poles is eight (the number of pole pairs). Is 4). That is, in the present embodiment, the number of poles of the rotor 21 is set to “8”, and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”. That is, the number of poles of the rotor 21 is 2n (where n is a natural number, 4 in the present embodiment), the number of slots 17b (slot number) is 3n, and the ratio of the number of poles to the number of slots is 2: 3. It is configured as follows.

各第1爪状磁極31bの背面31c(径方向内側の面)と第2コアベース32aの外周面32dとの間には、背面補助磁石34が配置されている。背面補助磁石34は、その軸直交方向断面が略扇形状とされ、第1爪状磁極31bの背面31cに当接する側が第1爪状磁極31bと同極のN極に、第2コアベース32aの外周面32dに当接する側が同第2コアベース32aと同極のS極となるように磁化されている。   A back auxiliary magnet 34 is disposed between the back surface 31c (radially inner surface) of each first claw-shaped magnetic pole 31b and the outer peripheral surface 32d of the second core base 32a. The back auxiliary magnet 34 has a substantially fan-shaped cross section in the direction orthogonal to the axis, and the second core base 32a has a side that abuts on the back surface 31c of the first claw-shaped magnetic pole 31b and an N pole having the same polarity as the first claw-shaped magnetic pole 31b. Is magnetized so that the side in contact with the outer peripheral surface 32d becomes the S pole having the same polarity as the second core base 32a.

また、各第2爪状磁極32bの背面32cと第1コアベース31aの外周面31dとの間には、第1爪状磁極31bと同様に、背面補助磁石35が配置されている。背面補助磁石35は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、背面32cに当接する側がS極に、第1コアベース31aの外周面31dに当接する側がN極となるように磁化されている。背面補助磁石34,35としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。   Further, similarly to the first claw-shaped magnetic pole 31b, the back auxiliary magnet 35 is disposed between the back surface 32c of each second claw-shaped magnetic pole 32b and the outer peripheral surface 31d of the first core base 31a. The back auxiliary magnet 35 has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis, and is magnetized so that the side in contact with the back surface 32c is an S pole and the side in contact with the outer peripheral surface 31d of the first core base 31a is an N pole. . As the back auxiliary magnets 34 and 35, for example, ferrite magnets can be used.

図2及び図3に示すように、第1爪状磁極31bと第2爪状磁極32bとの周方向の間には、極間磁石36,37が配置されている。
図1に示すように、ロータ21は、第1及び第2ロータコア31,32と、ヨークハウジング13(底部13a)との軸方向において離間距離Bだけ離間されている。その離間距離Bは、径方向内側に対して径方向外側の方が離間され、離間距離B1<離間距離B2と設定されている。また、ここで前記第1及び第2爪状磁極31b、32b(第1及び第2ロータコア31,32)は、前記ステータ16(ステータコア17)と径方向において所定距離(離間距離A)だけ離間されている。そして、離間距離B/離間距離Aは、5.0≦B/A≦9.0の範囲となるように設定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, interpolar magnets 36 and 37 are disposed between the circumferential directions of the first claw-shaped magnetic pole 31b and the second claw-shaped magnetic pole 32b.
As shown in FIG. 1, the rotor 21 is separated by a separation distance B in the axial direction between the first and second rotor cores 31 and 32 and the yoke housing 13 (bottom portion 13 a). The separation distance B is set such that the radially outer side is separated from the radially inner side, and the separation distance B1 <the separation distance B2. Here, the first and second claw-shaped magnetic poles 31b and 32b (first and second rotor cores 31 and 32) are separated from the stator 16 (stator core 17) by a predetermined distance (separation distance A) in the radial direction. ing. The separation distance B / the separation distance A is set to be in a range of 5.0 ≦ B / A ≦ 9.0.

また、図1に示すように、ロータ21には、略円板状のマグネット固定部材41を介してセンサ磁石42が設けられている。詳しくは、マグネット固定部材41は、中央にボス部41aが形成された円板部41bと、この円板部41bの外縁から筒状に延びる筒部41cとを有し、該筒部41cの内周面及び円板部41bの表面に当接するように環状のセンサ磁石42が固着されている。そして、マグネット固定部材41は、第1ロータコア31と近い側で、そのボス部41aが回転軸22に外嵌されて固定されている。   As shown in FIG. 1, the rotor 21 is provided with a sensor magnet 42 via a substantially disc-shaped magnet fixing member 41. Specifically, the magnet fixing member 41 includes a disc portion 41b having a boss portion 41a formed at the center, and a cylinder portion 41c extending in a cylindrical shape from the outer edge of the disc portion 41b. An annular sensor magnet 42 is fixed so as to come into contact with the peripheral surface and the surface of the disc portion 41b. The magnet fixing member 41 is fixed on the side close to the first rotor core 31 with the boss portion 41 a fitted on the rotary shaft 22.

そして、エンドプレート14において、センサ磁石42と軸方向に対向する位置には磁気センサとしてのホールIC43が設けられている。ホールIC43は、センサ磁石42に基づくN極とS極の磁界を感知するとそれぞれHレベルの検出信号とLレベルの検出信号とを前記制御回路Sに出力する。   In the end plate 14, a Hall IC 43 as a magnetic sensor is provided at a position facing the sensor magnet 42 in the axial direction. When the Hall IC 43 senses the N-pole and S-pole magnetic fields based on the sensor magnet 42, it outputs an H level detection signal and an L level detection signal to the control circuit S, respectively.

次に、上記のように構成されたブラシレスモータ11の作用について説明する。
制御回路Sから巻線20に3相の駆動電流が供給されると、ステータ16にて回転磁界が発生され、ロータ21が回転駆動される。この際、ホールIC43と対向するセンサ磁石42が回転することで、ホールIC43から出力される検出信号のレベルがロータ21の回転角度(位置)に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Sから巻線20に最適なタイミングで切り替わる3相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ21が良好に連続して回転駆動される。
Next, the operation of the brushless motor 11 configured as described above will be described.
When a three-phase driving current is supplied from the control circuit S to the winding 20, a rotating magnetic field is generated in the stator 16, and the rotor 21 is driven to rotate. At this time, as the sensor magnet 42 facing the Hall IC 43 rotates, the level of the detection signal output from the Hall IC 43 is switched according to the rotation angle (position) of the rotor 21, and the control circuit S is based on the detection signal. To the winding 20 is supplied with a three-phase drive current that switches at an optimal timing. As a result, a rotating magnetic field is generated satisfactorily, and the rotor 21 is driven to rotate continuously.

ここで、本実施形態では、前記ステータと爪状磁極との径方向における離間距離をA、第1及び第2ロータコアとヨークハウジングとの軸方向における離間距離をBとしたとき、5.0≦B/A≦9.0の範囲とされる。図5に前記B/Aを変化させた時のT−N特性(トルク−回転数特性)並びにT−I特性(トルク−電流特性)を示し、図6に定格負荷時において前記B/Aを変化させた時の電流比率を示す。図5では、B/Aが「3」の時のT−I特性のグラフを線Ti1で示し、B/Aが「6」の時のT−I特性のグラフを線Ti2で示し、B/Aが「9」の時のT−I特性のグラフを線Ti3で示す。また、図5では、B/Aが「3」の時のT−N特性のグラフを線Tn1で示し、B/Aが「6」の時のT−N特性のグラフを線Tn2で示し、B/Aが「9」の時のT−N特性のグラフを線Tn3で示す。また、図6では、前記B/Aが「6」のDC電流を100%として示している。図5からわかるように、前記B/Aの値が大きいほど、同一のDC電流で得られるトルクが高くなる。図6からわかるように、前記B/Aが「5」未満ではDC電流が顕著に下がるものの、B/Aが「5」以上では減少率が緩やかとなることがわかる。これにより、B/Aを「5」以上とすることでステータ16と爪状磁極31b,32bとの径方向における離間距離Aに対して、第1及び第2ロータコア31,32とヨークハウジング13との軸方向における離間距離Bを確保して、軸方向への漏れ磁束が減ったため、出力特性(モータ特性)が向上されたこととなる。   Here, in this embodiment, when the distance in the radial direction between the stator and the claw-shaped magnetic pole is A, and the distance in the axial direction between the first and second rotor cores and the yoke housing is B, 5.0 ≦ The range is B / A ≦ 9.0. FIG. 5 shows TN characteristics (torque-rotational speed characteristics) and TI characteristics (torque-current characteristics) when B / A is changed, and FIG. 6 shows B / A at the rated load. The current ratio when changed is shown. In FIG. 5, a graph of the TI characteristic when B / A is “3” is indicated by a line Ti1, and a graph of the TI characteristic when B / A is “6” is indicated by a line Ti2. A graph of the TI characteristic when A is “9” is indicated by a line Ti3. In FIG. 5, the TN characteristic graph when B / A is “3” is indicated by a line Tn1, and the TN characteristic graph when B / A is “6” is indicated by a line Tn2. A graph of the TN characteristic when B / A is “9” is indicated by a line Tn3. In FIG. 6, the DC current with B / A of “6” is shown as 100%. As can be seen from FIG. 5, the larger the value of B / A, the higher the torque obtained with the same DC current. As can be seen from FIG. 6, when the B / A is less than “5”, the DC current is remarkably lowered, but when B / A is “5” or more, the decrease rate becomes moderate. Thus, by setting B / A to be “5” or more, the first and second rotor cores 31 and 32, the yoke housing 13 and the separation distance A in the radial direction between the stator 16 and the claw-shaped magnetic poles 31b and 32b Since the separation distance B in the axial direction is ensured and the leakage magnetic flux in the axial direction is reduced, the output characteristics (motor characteristics) are improved.

また、ロータ21の軸方向一端面側に磁性体(鉄製)のヨークハウジング13が位置し、ロータ21の軸方向他端面側に樹脂製のエンドプレート14が位置することで、ロータ21の環状磁石33からの磁束の一部がケース12側(ヨークハウジング13側)に漏れてしまい磁気バランスが崩れる虞がある。   Further, the yoke body 13 made of a magnetic material (made of iron) is positioned on one end surface side of the rotor 21 in the axial direction, and the end plate 14 made of resin is positioned on the other end surface side of the rotor 21 in the axial direction. A part of the magnetic flux from 33 may leak to the case 12 side (yoke housing 13 side) and the magnetic balance may be lost.

すなわち、図7に示すように、一方の磁極によって発生するディテントトルクC1と他方の磁極によって発生するディテントトルクC2がC1>C2となり、ピーク差CX(=C1−C2)が発生してしまう。   That is, as shown in FIG. 7, the detent torque C1 generated by one magnetic pole and the detent torque C2 generated by the other magnetic pole satisfy C1> C2, and a peak difference CX (= C1-C2) occurs.

そこで、本実施形態では、B/Aの範囲を前述のように「5」以上とすることで、爪状磁極31b,32bとステータ16との径方向における離間距離Aに対してロータコア31,32とヨークハウジング13との軸方向における離間距離Bが十分に確保してヨークハウジング13側からの漏れ磁束を抑える。その結果、図8に示すようにピーク差CXが小さくなり磁気バランスの向上が図れる。さらに、ディテントトルクC1,C2の両方が概ね向上されるため、ロータ21の保持力を高めることができる。   Therefore, in the present embodiment, the B / A range is set to “5” or more as described above, so that the rotor cores 31 and 32 with respect to the radial distance A between the claw-shaped magnetic poles 31 b and 32 b and the stator 16. A sufficient separation distance B in the axial direction between the yoke housing 13 and the yoke housing 13 is ensured to suppress leakage magnetic flux from the yoke housing 13 side. As a result, as shown in FIG. 8, the peak difference CX is reduced and the magnetic balance can be improved. Furthermore, since both the detent torques C1 and C2 are generally improved, the holding force of the rotor 21 can be increased.

次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)ステータ16と爪状磁極31b、32bとの径方向における離間距離をA、第1及び第2ロータコア31,32とヨークハウジング13(底部13a)との軸方向における離間距離をBとしたとき、5.0≦B/Aの範囲とすることで、図5及び図6示すように、漏れ磁束を抑えて出力特性(モータ特性)の向上を図ることができる。また、図8からわかるように、前記B/Aを大きくしてロータコア31,32と磁性体からなるヨークハウジング13の軸方向の距離を大きくすることで漏れ磁束が低減し、ディテントトルクC1,C2が増加するため、ロータ21の保持力を高めることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) The distance in the radial direction between the stator 16 and the claw-shaped magnetic poles 31b and 32b is A, and the distance in the axial direction between the first and second rotor cores 31 and 32 and the yoke housing 13 (bottom portion 13a) is B. At this time, by setting the range to 5.0 ≦ B / A, as shown in FIGS. 5 and 6, it is possible to suppress the leakage magnetic flux and improve the output characteristics (motor characteristics). Further, as can be seen from FIG. 8, by increasing the B / A and increasing the axial distance between the rotor cores 31 and 32 and the yoke housing 13 made of a magnetic material, the leakage flux is reduced, and the detent torques C1 and C2 are reduced. Therefore, the holding force of the rotor 21 can be increased.

(2)ロータコア31,32とヨークハウジング13との軸方向における離間距離を、1周あたりの表面積の大きな部位である径方向外側を径方向内側よりも長くすることで、漏れ磁束をより好適に低減させることが可能となる。   (2) The distance between the rotor cores 31 and 32 and the yoke housing 13 in the axial direction is set to be longer at the radially outer side, which is a portion having a large surface area per circumference, than at the radially inner side, thereby making it possible to more appropriately prevent the leakage magnetic flux. It can be reduced.

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ロータコア31,32とヨークハウジング13(底部13a)との軸方向における離間距離B(B1,B2)を径方向内側と径方向外側とで異なるように構成したが、これに限らない。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the axial separation distance B (B1, B2) between the rotor cores 31, 32 and the yoke housing 13 (bottom 13a) is configured to be different between the radially inner side and the radially outer side. Not exclusively.

例えば、図9に示すように、径方向内側と径方向外側とで、離間距離B(B1=B2)を一定とする構成を採用してもよい。また、径方向内側の離間距離B1と径方向外側の離間距離B2とが、B1>B2となるように構成を採用してもよい。   For example, as shown in FIG. 9, a configuration in which the separation distance B (B1 = B2) is constant between the radially inner side and the radially outer side may be employed. Further, the configuration may be adopted so that the radially inner separation distance B1 and the radially outer separation distance B2 satisfy B1> B2.

・上記実施形態では、B/Aの上限を「9」としたが、これ以上としてもよい。
・上記実施形態では、ロータ21の極数が「10」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されたブラシレスモータに具体化したが、ロータ21の極数やステータ16のティース17aの数は変更してもよい。例えば、ロータ21の極数が「8」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されたブラシレスモータに具体化してもよい。
In the above embodiment, the upper limit of B / A is “9”, but it may be more than this.
In the above embodiment, the brushless motor is embodied in which the number of poles of the rotor 21 is set to “10” and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”, but the number of poles of the rotor 21 and the stator 16 The number of teeth 17a may be changed. For example, the present invention may be embodied in a brushless motor in which the number of poles of the rotor 21 is set to “8” and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”.

・上記実施形態では、ロータ21に、背面補助磁石34,35と極間磁石36,37とを設ける構成としたが、これに限らない。例えば背面補助磁石のみを設ける構成、極間磁石のみを設ける構成、背面補助磁石及び極間磁石を省略する構成を採用してもよい。   In the above embodiment, the back auxiliary magnets 34 and 35 and the interpolar magnets 36 and 37 are provided on the rotor 21, but this is not a limitation. For example, a configuration in which only the back auxiliary magnet is provided, a configuration in which only the interpole magnet is provided, or a configuration in which the back auxiliary magnet and the interpole magnet are omitted may be employed.

・上記各変形例同士を適宜組み合わせてもよい。   -You may combine the said each modification suitably.

10…モータ、12…ケース、13…ヨークハウジング、14…蓋部としてのエンドプレート、16…ステータ、17…ステータコア、17a…ティース、20…巻線、21…ロータ、31,32…ロータコア、31…第1ロータコア、31b,32b…爪状磁極、32…第2ロータコア、A,B,B1,B2…離間距離。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 12 ... Case, 13 ... Yoke housing, 14 ... End plate as a cover part, 16 ... Stator, 17 ... Stator core, 17a ... Teeth, 20 ... Winding, 21 ... Rotor, 31, 32 ... Rotor core, 31 ... 1st rotor core, 31b, 32b ... Claw-shaped magnetic pole, 32 ... 2nd rotor core, A, B, B1, B2 ... Separation distance.

Claims (2)

径方向に延びるティースを周方向に複数有するステータコア、及び前記ティースに巻装される巻線を有するステータと、
それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が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、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容するモータであって、
前記ステータと前記爪状磁極との径方向における離間距離をA、前記第1及び第2ロータコアと前記ヨークハウジングとの軸方向における離間距離をBとしたとき、5.0≦B/Aの範囲となることを特徴とするモータ。
A stator core having a plurality of radially extending teeth in the circumferential direction, and a stator having a winding wound around the teeth;
A plurality of claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of each substantially disk-shaped core base, and the claw-shaped magnetic poles are formed with the core bases facing each other. The first and second rotor cores arranged alternately in the circumferential direction and the core bases are arranged between the axial directions and magnetized in the axial direction, so that the claw-shaped magnetic poles of the first rotor core are first And a field magnet that causes the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as the second magnetic pole,
A motor housed in a case having a bottomed cylindrical magnetic housing and a lid for closing the opening of the yoke housing;
The range of 5.0 ≦ B / A, where A is the radial distance between the stator and the claw-shaped magnetic pole, and B is the axial distance between the first and second rotor cores and the yoke housing. A motor characterized by
請求項1に記載のモータにおいて、
前記ロータコアと前記ヨークハウジングとの軸方向における離間距離は、径方向内側に対して径方向外側が長いことを特徴とするモータ。
The motor according to claim 1,
The motor according to claim 1, wherein a distance in the axial direction between the rotor core and the yoke housing is longer on a radially outer side than on a radially inner side.
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