JP2015163038A - inner rotor type brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインナーロータ型ブラシレスモータに関し、より特定的には、振動および騒音を抑止することのできるインナーロータ型ブラシレスモータに関する。 The present invention relates to an inner rotor type brushless motor, and more particularly to an inner rotor type brushless motor capable of suppressing vibration and noise.
インナーロータ型ブラシレスモータは、複写機や複合機などの事務機器の駆動源として利用されている。昨今、家庭内で使用する家庭用電化製品においても、従来使用されてきたブラシ付きモータから、インナーロータ型ブラシレスモータへの置換えが進んでいる。 Inner rotor type brushless motors are used as a drive source for office machines such as copiers and multifunction machines. In recent years, household appliances used in the home are also being replaced by brushless motors that have been used in the past with brush motors that have been used in the past.
この種のインナーロータ型ブラシレスモータに対しては、高出力化(高効率化)や低価格化などの要求がある。これらの要求に対処するための技術として、たとえば下記特許文献1および2では、ロータと、ロータを回転可能に支持する一対の軸受と、軸受を保持する軸受ハウジングとを備えたインナーロータ型ブラシレスモータが提案されている。
For this type of inner rotor type brushless motor, there is a demand for higher output (higher efficiency) and lower price. As a technique for coping with these requirements, for example, in
下記特許文献1には、ロータと、ステータと、ロータを回転可能に支持する2つの軸受と、カバー部材とを備えたモータが開示されている。ロータは、シャフトと、シャフトに固定された円筒状のロータホルダと、ロータホルダの外周面に固定されたロータマグネットとを含んでいる。カバー部材は、内側面にてステータを支持する外筒部と、外筒部と同軸であり内側面にて2つの軸受を支持する内筒部と、外筒部の下端と内筒部の下端とを接続する底部とを含んでいる。ステータのインシュレータは、その外側突出部がカバー部材の底部に当接している。これにより、ステータの中心軸方向の位置決めがされている。
下記特許文献2には、ロータ部と、ステータ部と、ロータ部およびステータ部を収納するハウジングと、軸受機構とを備えたモータが開示されている。ロータ部は、底部の開口から下方に突出するシャフトと、シャフトに取り付けられた円筒状のロータコアと、ロータコアの外周面に取り付けられた磁石とを含んでいる。ステータはハウジングの円筒部の内周面に固定されている。ハウジングは、筒状部と、筒状部の下端を覆うとともに中央に開口が形成された底部と、底部の開口から、中心軸に沿って上方に突出する円筒状の軸受保持部とを含んでいる。軸受機構は軸受保持部の内周面に保持されている。 Patent Document 2 listed below discloses a motor including a rotor portion, a stator portion, a housing that houses the rotor portion and the stator portion, and a bearing mechanism. The rotor portion includes a shaft protruding downward from the opening at the bottom, a cylindrical rotor core attached to the shaft, and a magnet attached to the outer peripheral surface of the rotor core. The stator is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the housing. The housing includes a cylindrical portion, a bottom portion that covers the lower end of the cylindrical portion and has an opening formed in the center, and a cylindrical bearing holding portion that protrudes upward along the central axis from the opening of the bottom portion. Yes. The bearing mechanism is held on the inner peripheral surface of the bearing holding portion.
インナーロータ型ブラシレスモータをはじめとする従来のインナーロータ型モータには、ステータとロータとの同軸度(同軸度精度)が悪いという問題があった。なお、ステータとロータとの同軸度とは、ここでは、ステータの突極の先端で形成されるロータの回転空間と、ロータの外周面との同軸度を意味している。 Conventional inner rotor type motors such as an inner rotor type brushless motor have a problem that the coaxiality (coaxiality accuracy) between the stator and the rotor is poor. The coaxiality between the stator and the rotor here means the coaxiality between the rotation space of the rotor formed by the tip of the salient pole of the stator and the outer peripheral surface of the rotor.
特許文献1のモータでは、ステータとロータとの同軸度は、シャフト、ロータホルダ、軸受、カバー部材、およびステータの各々の部品精度の影響を受ける。このため、ステータとロータとの同軸度を高めることは困難であった。加えて、カバー部材が、1枚の金属の板部材をプレス加工することにより成形されているため、カバー部材の外筒部と内筒部との同軸度を高めることは容易ではなかった。
In the motor of
また、特許文献2のモータでは、ステータとロータとの同軸度は、シャフト、ロータコア、軸受、ハウジングの筒状部および軸受保持部、ならびにステータの各々の部品精度の影響を受ける。このため、ステータとロータとの同軸度を高めることは困難であった。 In the motor of Patent Document 2, the coaxiality between the stator and the rotor is affected by the accuracy of the parts of the shaft, the rotor core, the bearing, the cylindrical portion of the housing, the bearing holding portion, and the stator. For this reason, it is difficult to increase the coaxiality between the stator and the rotor.
ロータとステータとの同軸度が低いと、ロータの回転位置によって、ステータ突極とロータマグネットとの距離が変動するため、ロータに振動が発生する。この振動によって、モータが取り付けられる筐体などが騒音を出すようになる。特に、事務機器や家庭用電化製品などの比較的静寂な場所で使用される機器に対してインナーロータ型モータが取り付けられる場合、この問題は顕著に現れ得る。 If the concentricity between the rotor and the stator is low, the distance between the stator salient pole and the rotor magnet varies depending on the rotational position of the rotor, so that vibration occurs in the rotor. Due to this vibration, the housing to which the motor is attached makes noise. In particular, when the inner rotor type motor is attached to a device used in a relatively quiet place such as office equipment and household appliances, this problem can be prominent.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、振動および騒音を抑止することのできるインナーロータ型モータを提供することである。 The present invention is to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an inner rotor type motor capable of suppressing vibration and noise.
本発明の一の局面に従うインナーロータ型モータは、ステータコアと、ステータコアに対して回転軸を中心として回転するロータと、ロータを回転可能に支持する軸受部と、軸受部を保持する軸受ホルダと、ハウジング円筒部を含むハウジングとを備え、ステータコアはハウジング円筒部の内周面に固定され、ステータコアと軸受ホルダとは嵌合する。 An inner rotor type motor according to one aspect of the present invention includes a stator core, a rotor that rotates about a rotation axis with respect to the stator core, a bearing portion that rotatably supports the rotor, a bearing holder that holds the bearing portion, The stator core is fixed to the inner peripheral surface of the housing cylindrical portion, and the stator core and the bearing holder are fitted.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、ハウジングは、ハウジング円筒部から内径方向に延在する底部をさらに含み、軸受ホルダは、軸受部を保持する内筒部と、内筒部の外径側に設けられた外筒部と、外筒部における回転軸方向の一方の端部に設けられ、ステータコアと嵌合するホルダ側嵌合部と、内筒部と外筒部とを互いに接続し、かつ底部に固定される鍔部とを含む。 Preferably, in the inner rotor type motor, the housing further includes a bottom portion extending in an inner diameter direction from the housing cylindrical portion, and the bearing holder is provided on the outer diameter side of the inner cylinder portion that holds the bearing portion and the inner cylinder portion. The outer cylinder part, the holder-side fitting part fitted to the stator core, the inner cylinder part and the outer cylinder part connected to each other, and the bottom part. And a buttock fixed to the head.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、ステータコアは、円環形状を有するバックヨークと、バックヨークから内径方向に突出する複数の突極部とを含み、複数の突極部のうち少なくとも2つの突極部は、ホルダ側嵌合部と嵌合する突極部側嵌合部を含む。 Preferably, in the inner rotor type motor, the stator core includes a back yoke having an annular shape and a plurality of salient pole portions protruding in an inner diameter direction from the back yoke, and at least two salient poles among the plurality of salient pole portions. The part includes a salient pole part side fitting part that fits with the holder side fitting part.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、突極部側嵌合部は、少なくとも2つの突極部における回転軸方向の他方の端部および内径側端部に連続的に形成された溝である。 Preferably, in the inner rotor type motor, the salient pole part-side fitting part is a groove formed continuously at the other end part in the rotation axis direction and the inner diameter side end part of at least two salient pole parts.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、突極部側嵌合部は、少なくとも2つの突極部の各々における周方向の中央部から偏った位置に形成される。 Preferably, in the inner rotor type motor, the salient pole part-side fitting part is formed at a position deviated from a central part in the circumferential direction in each of the at least two salient pole parts.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、少なくとも2つの突極部の内周面、ホルダ側嵌合部の内周面、および外筒部の内周面は、ロータの外周面よりも外径側に存在する。 In the inner rotor type motor, preferably, the inner peripheral surface of at least two salient pole portions, the inner peripheral surface of the holder-side fitting portion, and the inner peripheral surface of the outer cylinder portion are closer to the outer diameter side than the outer peripheral surface of the rotor. Exists.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、ステータコアは、回転軸方向に積層された複数のコアプレートにより構成されており、複数のコアプレートは、ホルダ側嵌合部に近い側に配置された少なくとも1つのコアプレートにより構成された第1のコアプレートと、ホルダ側嵌合部から離れた側に配置された複数のコアプレートにより構成された第2のコアプレートとを含み、複数の突極部の各々は、コイルが巻き付けられた突極部本体と、突極部本体よりも内径側に設けられた先端部とを含み、突極部側嵌合部は、第1のコアプレートを構成するコアプレートにおける、少なくとも2つの突極部の先端部に形成された貫通孔であり、第2のコアプレートを構成する複数のコアプレートの各々は、回転軸を法線とする平面で見た場合に貫通孔と重なる位置において、回転軸に沿った同一の方向に突出するコアプレート突起部を含み、コアプレート突起部の嵌合により、第2のコアプレートを構成する複数のコアプレートの各々は互いに連結される。 Preferably, in the inner rotor type motor, the stator core is configured by a plurality of core plates stacked in the direction of the rotation axis, and the plurality of core plates are at least one disposed on the side close to the holder side fitting portion. Each of the plurality of salient pole portions includes a first core plate configured by a core plate and a second core plate configured by a plurality of core plates disposed on a side away from the holder side fitting portion. Includes a salient pole part main body around which a coil is wound, and a tip part provided on the inner diameter side of the salient pole part main body, and the salient pole part side fitting part is a core plate constituting the first core plate In the case where each of the plurality of core plates constituting the second core plate is viewed in a plane having the rotation axis as a normal line. Each of the plurality of core plates constituting the second core plate includes a core plate protrusion that protrudes in the same direction along the rotation axis at a position overlapping with the through hole. Connected.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、突極部側嵌合部は、ステータコアにおけるコイルが巻き付けられる位置よりも内径側に形成される。 Preferably, in the inner rotor type motor, the salient pole portion side fitting portion is formed on the inner diameter side with respect to a position where the coil in the stator core is wound.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、突極部側嵌合部は、回転軸に沿って少なくとも2つの突極部の先端部全体に形成される。 Preferably, in the inner rotor type motor, the salient pole part-side fitting part is formed on the entire tip part of at least two salient pole parts along the rotation axis.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、突極部側嵌合部は、複数の突極部のうちステータコアに巻き付けられたコイルの相数の自然数倍に相当する個数の突極部に形成され、かつ線対称の位置に存在する突極部に形成される。 Preferably, in the inner rotor type motor, the salient pole part-side fitting part is formed in a number of salient pole parts corresponding to a natural number times the number of phases of the coil wound around the stator core among the plurality of salient pole parts, And it forms in the salient pole part which exists in the position of line symmetry.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、軸受部は2つの軸受を含み、鍔部は、内筒部における2つの軸受の間の位置と外筒部とを接続する。 Preferably, in the inner rotor type motor, the bearing portion includes two bearings, and the flange portion connects a position between the two bearings in the inner cylinder portion and the outer cylinder portion.
上記インナーロータ型モータにおいて好ましくは、ハウジングは、軸受ホルダを通過させる通過孔をさらに含み、通過孔の内周面と軸受ホルダの外周面とは間隔を隔てて対向する。 Preferably, in the inner rotor type motor, the housing further includes a passage hole for allowing the bearing holder to pass therethrough, and the inner circumferential surface of the passage hole and the outer circumferential surface of the bearing holder are opposed to each other with a space therebetween.
本発明によれば、振動および騒音を抑止することのできるインナーロータ型モータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inner rotor type motor capable of suppressing vibration and noise.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下の実施の形態においては、インナーロータ型モータがブラシレスモータである場合について説明するが、インナーロータ型モータは、ロータがステータよりも内径側に配置されたモータであればよく、ブラシ付きモータであってもよい。
[第1の実施の形態]
In the following embodiments, a case where the inner rotor type motor is a brushless motor will be described. There may be.
[First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるモータの構成を模式的に示す外観斜視図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。 FIG. 1 is an external perspective view schematically showing the configuration of the motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
図1および図2を参照して、本実施の形態におけるモータは、いわゆる片持ち軸受構造のインナーロータ型ブラシレスモータである。モータは、ロータ10と、ステータ20と、軸受部30と、軸受ホルダ40と、取付板50と、ハウジング70と、カバー80とを主に備えている。取付板50は、所望の機器に対してモータを取り付ける際に、ビス(図示無し)などを挿入するための複数の取付孔51を含んでいる。取付板50上にはハウジング70が溶接などによって固定されている。ハウジング70の上部は開口しており、その開口を塞ぐように、ハウジング70上にはカバー80が設けられている。ハウジング70およびカバー80は互いに係合している。ハウジング70およびカバー80によって構成された空間内には、ロータ10の一部、ステータ20、軸受部30、および軸受ホルダ40の一部などが配置されている。
1 and 2, the motor in the present embodiment is an inner rotor type brushless motor having a so-called cantilever bearing structure. The motor mainly includes a
ロータ10は、回転軸Rを中心としてステータ20に対して(ステータコア21に対して)相対的に回転する。ロータ10は、シャフト11と、ロータヨーク12と、ロータマグネット15とを含んでいる。シャフト11は、円柱形状を有しており、回転軸R方向に延在している。ロータヨーク12は、有蓋円筒形状を有している。ロータヨーク12は、取付孔13aと、蓋部13と、円筒部14とを含んでいる。取付孔13aは、蓋部13の中心部分に形成されている。蓋部13は、円盤形状を有しており、取付孔13aから外径方向に延在している。シャフト11は、取付孔13aを回転軸R方向に貫通しており、圧入などによって蓋部13に取り付けられている。円筒部14は、蓋部13の外径側端部から回転軸Rに沿って図2中下方に延在している。ロータマグネット15は、円筒部14の外周面に、たとえば接着などにより固定されている。ロータマグネット15は、周方向(ロータ10の回転方向)に沿ってN極とS極とに交互に着磁されている。
The
ステータ20は、ハウジング70に固定されている。ステータ20は、ステータコア21と、インシュレータ22と、コイル23とを含んでいる。ステータコア21は、軸受ホルダ40と嵌合している。コイル23は、ステータ20に巻き付けられている。インシュレータ22は、ステータコア21とコイル23とを絶縁している。具体的には、インシュレータ22は、ステータコア21の図2中上面、軸受ホルダ40における外筒部43の上面と当接する部分を除くステータコア21の図2中下面と、ステータコア21の側面とを覆っている。コイル23は、インシュレータ22の上からステータコア21に巻き付けられている。
The
軸受部30は、ロータ10を回転可能に支持する。軸受部30は、軸受31および32を含んでいる。軸受31および32の各々は、回転軸Rに沿った異なる位置に配置されており、互いに離間して配置されている。軸受31および32の各々は、内側部分がシャフト11を保持しており、外側部分が軸受ホルダ40によって保持されている。軸受31および32の各々は、転がり軸受であってもよいし、滑り軸受であってもよい。
The bearing
ハウジング70は、有底円筒形状を有している。ハウジング70は、円筒部71(ハウジング円筒部の一例)、底部72と、通過孔72aとを含んでいる。円筒部71は、底部72の外径側端部から回転軸Rに沿って図2中上方に延在している。ステータコア21は、円筒部71の内周面に、たとえば接着などにより固定されている。底部72は、円盤形状を有しており、円筒部71から内径方向に延在している。底部72の中心部分には通過孔72aが形成されている。取付板50は、中心部分に通過孔52をさらに含んでいる。通過孔52および72aは、たとえば同一の直径を有している。通過孔52および72aは、シャフト11および軸受ホルダ40を回転軸R方向に通過させている。通過孔52および72aの内周面と、軸受ホルダ40の外周面とは径方向で間隔を隔てて対向している。
The
カバー80は、有蓋円筒形状を有している。カバー80は、貫通孔80aと、蓋部81と、円筒部82とを含んでいる。貫通孔80aは、蓋部81の中心部分に形成されている。シャフト11は、貫通孔80aを回転軸R方向に貫通しており、蓋部81に対して間隔を隔てて径方向で対向している。蓋部81は、円盤形状を有しており、貫通孔80aから外径方向に延在している。円筒部82は、蓋部81の外径側端部から回転軸Rに沿って図2中下方に延在している。円筒部82の図2中下端部は、円筒部71の図2中上端部と係合している。
The
なお、インシュレータ22の図2中上端部には、電子部品(図示無し)を搭載した回路基板61が固定されている。回路基板61には、コイル23の導線が接続されている。回路基板61は中心部分に貫通孔61aを含んでいる。シャフト11は、貫通孔61aを回転軸R方向に貫通しており、回路基板61に対して間隔を隔てて径方向で対向している。軸受32と軸受ホルダ40との間には、たとえば波形ばねからなる弾性体62が挟持されている。弾性体62は、軸受32に対して回転軸R方向の予圧を与える。
A
モータはたとえば次の方法によって組み立てられる。ハウジング70の通過孔72aに対して、ロータ10を組み合わせた状態の軸受ホルダ40を挿入する。続いて、ハウジング70の底部72に対して、軸受ホルダ40の鍔部42を当接させる。次に、ハウジング70の円筒部71に対してステータ20を挿入する。そして、ステータコア21の下端部を軸受ホルダ40の外筒部43の上面に当接させた状態で、ステータ20とハウジング70とを接着や圧入などにより固定する。
The motor is assembled by the following method, for example. The bearing
図3は、図1に示すモータにおけるロータ10、軸受ホルダ40、およびステータコア21などの構成を拡大して示す断面図である。図4は、図1に示す軸受ホルダ40の構成を模式的に示す外観斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the
図3および図4を参照して、軸受ホルダ40は、内筒部41と、鍔部42と、外筒部43と、9個の突起部44(ホルダ側嵌合部の一例)とを含んでいる。内筒部41は、軸受部30を保持する部分であり、回転軸Rに沿って延在している。外筒部43は、内筒部41の外径側に設けられており、回転軸Rに沿って延在している。内筒部41と外筒部43とは同軸となっている。突起部44は、ステータコア21と嵌合する部分であり、外筒部43における図3中上端部に設けられている。突起部44の各々は、溝24に対応する位置に設けられており、周方向に沿って等間隔に設けられている。突起部44の各々の内周面IN2は、回転軸Rを法線とする平面で見た場合に、弧の形状を有している。鍔部42は、内筒部41と外筒部43とを互いに接続している。鍔部42は、ハウジング70の底部72(図2)に固定されている。鍔部42は、たとえば軸受31と軸受32との間の位置と、外筒部43とを接続している。また鍔部42は、たとえば外筒部43の図3中下端部から内径方向に延在している。軸受ホルダ40は、たとえば樹脂やアルミダイカストなどよりなっている。軸受ホルダ40が樹脂よりなる場合には、軸受ホルダ40を安価に形成することができる。
Referring to FIGS. 3 and 4, bearing
図5は、図1に示すステータコア21の構成を模式的に示す外観斜視図である。図6は、本発明の第1の実施の形態における軸受ホルダ40とステータコア21とを組み合わせた状態を示す部分断面斜視図である。
FIG. 5 is an external perspective view schematically showing the configuration of the
図5および図6を参照して、ステータコア21は、回転軸R方向に積層された複数の磁性鋼板21aにより構成されている。ステータコア21は、バックヨーク25と、複数の突極部26とを含んでいる。本実施の形態におけるステータコア21は、3相のブラスレスモータに用いられるものであり、9つ(9極)の突極部26を有している。バックヨーク25は、円環形状を有しており、円筒部71(図2)の内周面に固定されている。複数の突極部26の各々は、周方向に等間隔で配置されており、バックヨーク25から内径方向に向かって突出している。複数の突極部26の各々は、回転軸Rを法線とする平面で見た場合に、略T字形状を有している。複数の突極部26の各々は、突極部本体28と、先端部27と、溝24(突極部側嵌合部の一例)とを含んでいる。突極部本体28は、インシュレータ22を介してコイル23(図2)が巻き付けられた部分である。先端部27は、コイル23が巻き付けられない部分であり、突極部本体28よりも内径側に設けられている。先端部27の周方向の幅は、突極部本体28の周方向の幅よりも広くなっている。溝24は、突起部44と嵌合する部分であり、先端部27の図5下端部および内径側端部に連続的に形成されている。溝24は、先端部27における周方向の中央部に形成されている。溝24は、突起部44に近い側(図5中下側)に配置された少なくとも1つ(ここでは3つ)の磁性鋼板21aにのみ形成されている。
5 and 6, the
なお、溝24は、ステータコア21の下端部(下面)に形成されていればよく、回転軸Rに沿って先端部27全体に(全ての磁性鋼板21aに)形成されていてもよい。
The
モータの組み立て時に、ステータコア21の下面が軸受ホルダ40の外筒部43の上面に当接すると、ステータコア21の溝24と、軸受ホルダ40の突起部44とが嵌合する。これにより、ステータコア21に対する軸受ホルダ40の周方向(回転方向)の位置および径方向の位置が固定される。ステータコア21および軸受ホルダ40をより精度良く位置決めするためには、溝24の天井面と突起部44の上面とが接触することが好ましい。
When the lower surface of the
また、先端部27の内周面IN1、突起部44の内周面IN2、および外筒部43の内周面IN3は、ほぼ同一の直径を有しており、ロータ10の外周面よりも外径側に存在する。これにより、ロータマグネット15(図2)をステータコア21よりも図2中下方向まで延在させることができ、ステータコア21の回転軸R方向の中央位置と、ロータマグネット15の回転軸R方向の中央位置との各々の自由度が大きくなる。その結果、コイル23から発生する磁力線の多くをロータマグネット15で受けることができ、モータを効率よく駆動することができる。
Further, the inner peripheral surface IN1 of the
本実施の形態によれば、ロータ10の中心とステータコア21の中心とが軸受ホルダ40を用いて位置決めされる。すなわち、突極部26の溝24と軸受ホルダ40の突起部44とが嵌合することにより、ステータコア21に対する軸受ホルダ40の周方向(回転方向)の位置および径方向の位置が固定される。これにより、ハウジング70の部品精度がステータ20とロータ10との同軸度に及ぼす影響を弱めることができ、ステータ20の先端部27で形成されるロータ10の回転空間と、ロータ10の外周面との同軸度が向上する。そして、ロータ10の回転位置に係らずステータの先端部27と、ロータマグネット15との距離が安定する。その結果、モータの振動および騒音を抑止することができる。
According to the present embodiment, the center of
また、ハウジング70に対する回転軸R方向のステータコア21の位置は、溝24と突起部44との嵌合により固定されるので、ハウジング70に高い寸法精度が要求されない。
Further, since the position of the
また、ハウジング70の底部72が、軸受ホルダ40を介してステータコア21に当接しているため、ハウジング70および取付板50の共振点が高くなり、ハウジング70および取付板50の共振による騒音を抑制することができる。
Further, since the
[第2の実施の形態] [Second Embodiment]
図7は、本発明の第2の実施の形態のモータにおける軸受ホルダ40の構成を模式的に示す外観斜視図である。
FIG. 7 is an external perspective view schematically showing the configuration of the bearing
図7を参照して、本実施の形態における軸受ホルダ40は、円筒形状を有する9個の突起部44を含んでいる。
Referring to FIG. 7, bearing
図8は、本発明の第2の実施の形態のモータにおけるステータコア21の構成を模式的に示す外観斜視図である。図9は、本発明の第2の実施の形態における軸受ホルダ40とステータコア21とを組み合わせた状態を示す部分断面斜視図である。図10は、図9のX−X線に沿った断面図である。
FIG. 8 is an external perspective view schematically showing the configuration of the
図8〜図10を参照して、ステータコア21は、回転軸R方向に積層された複数の磁性鋼板21a(ステータコアの一例)により構成されている。複数の磁性鋼板21aの各々は、突極部本体28の上面に形成された連結穴(ダボ、窪み)91aと、突極部本体28の下面において、図10中下方に突出する突起部92aとを含んでいる。連結穴91aおよび突起部92aの各々は、回転軸Rを法線とする平面で見た場合に、重なる位置に形成されており、略同一の直径を有している。ある磁性鋼板21aの連結穴91aは、上部で隣接する磁性鋼板21aの突起部92aと嵌合しており、ある磁性鋼板21aの突起部92aは、下部で隣接する磁性鋼板21aの連結孔91aと嵌合している。これにより、複数の磁性鋼板21aの各々は、互いに連結されている。
8 to 10, the
複数の磁性鋼板21aは、第1のグループGP1と、第2のグループGP2とを含んでいる。第1のグループGP1は、突起部44に近い側(図10中下側)に配置された少なくとも1つの磁性鋼板21aにより構成されている。第2のグループGP1の磁性鋼板21aは、突起部44から離れた側(図10中上側)に配置された複数の磁性鋼板21aにより構成されている。
The plurality of
第1のグループGP1を構成する磁性鋼板21aは、先端部27に形成された貫通孔29をさらに含んでいる。貫通孔29は、突起部44と嵌合している。
The
第2のグループGP2を構成する複数の磁性鋼板21aの各々は、先端部27の上面に形成された連結穴(ダボ、窪み)91bと、先端部27の下面において、図10中下方に突出する突起部92b(コアプレート突出部の一例)とをさらに含んでいる。貫通孔29、連結穴91b、および突起部92bの各々は、回転軸Rを法線とする平面で見た場合に、重なる位置に形成されており、略同一の直径を有している。貫通孔29、連結穴91b、および突起部92bは、連結穴91aおよび突起部92aよりも内径側に設けられており、コイルが形成されない位置に設けられている。第2のグループGP2を構成するある磁性鋼板21aの連結穴91bは、上部で隣接する磁性鋼板21aの突起部92aと嵌合しており、第2のグループGP2を構成するある磁性鋼板21aの突起部92bは、下部で隣接する磁性鋼板21aの突起部92bと嵌合している。これにより、第2のグループGP2を構成する複数の磁性鋼板21aの各々は、互いに連結されている。
Each of the plurality of
ステータコア21全体で見た場合の貫通孔29の合計の深さは、突起部44に近い側(図10中下側)に配置された磁性鋼板21aのうち、突起部44の高さ(図10中縦方向の長さ)よりも深くなるような枚数の磁性鋼板21aに対して、貫通孔29を形成することにより調整可能である。
The total depth of the through
また、貫通孔29の深さは、突起部44の高さよりも深ければよいため、ステータコア21全体を第1のグループGP1だけで形成しても構わない。
Further, since the depth of the through
なお、本実施の形態におけるモータの上述以外の構成は、第1の実施の形態におけるモータの構成と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 Since the configuration of the motor in the present embodiment other than the above is the same as the configuration of the motor in the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
本実施の形態によれば、第1のグループGP1を構成する磁性鋼板21aの貫通孔29と、軸受ホルダ40の突起部44とが嵌合することにより、ステータコア21に対する軸受ホルダ40の周方向(回転方向)の位置および径方向の位置が固定される。これにより、ステータ20の先端部27で形成されるロータ10の回転空間と、ロータ10の外周面との同軸度が向上し、ロータ10の回転位置に係らずステータの先端部27と、ロータマグネット15との距離が安定する。その結果、モータの振動および騒音を抑止することができる。
According to the present embodiment, the through
加えて、貫通孔29は、ステータコア21を構成する磁性鋼板21aの各々を板金プレス加工により形成する際に、磁性鋼板21aにおける連結穴91bおよび突起部92bの位置を打ち抜くことで容易に形成することができる。このため、従来の金型構造を用いてステータコア21を容易に作製することができる。
In addition, the through
[第3の実施の形態] [Third Embodiment]
図11は、本発明の第3の実施の形態のモータにおける軸受ホルダ40の構成を模式的に示す外観斜視図である。
FIG. 11 is an external perspective view schematically showing the configuration of the bearing
図11を参照して、本実施の形態における軸受ホルダ40は、4個の突起部44を含んでいる。突起部44の各々は、溝24に対応する位置に設けられており、周方向に沿って等間隔に設けられている。突起部44の各々の内周面IN2は、回転軸Rを法線とする平面で見た場合に、弧の形状を有している。
Referring to FIG. 11, bearing
図12は、本発明の第3の実施の形態のモータにおけるステータコア21の構成を模式的に示す外観斜視図である。図13は、本発明の第3の実施の形態における軸受ホルダ40とステータコア21とを組み合わせた状態を示す部分断面斜視図である。
FIG. 12 is an external perspective view schematically showing the configuration of the
図12および図13を参照して、本実施の形態におけるステータコア21は、2相ブラシレスレスモータに用いられるものであり、4つ(4極)の突極部26を有している。複数の突極部26の各々は、溝24(突極部側嵌合部の一例)を含んでいる。溝24は、先端部27の内径側端部に形成されている。溝24は、先端部27における周方向の中央部から、たとえば時計回りの方向に偏った位置に形成されている。溝24は、回転軸Rに沿って先端部27全体に(全ての磁性鋼板21aに)形成されている。
Referring to FIGS. 12 and 13,
なお、本実施の形態におけるモータの上述以外の構成は、第1の実施の形態におけるモータの構成と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 Since the configuration of the motor in the present embodiment other than the above is the same as the configuration of the motor in the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
本実施の形態によれば、ステータコア21の下面付近の溝24と、軸受ホルダ40の突起部44とが嵌合することにより、ステータコア21に対する軸受ホルダ40の周方向(回転方向)の位置および径方向の位置が固定される。これにより、ステータ20の先端部27で形成されるロータ10の回転空間と、ロータ10の外周面との同軸度が向上し、ロータ10の回転位置に係らずステータの先端部27と、ロータマグネット15との距離が安定する。その結果、モータの振動および騒音を抑止することができる。
According to the present embodiment, the
加えて、先端部27における周方向の中央部から偏った位置に溝24が形成されているので、コギングトルクを低減することができ、2相ブラシレスモータの起動を安定させることができる。これについて以下に説明する。
In addition, since the
図14は、本発明の第3の実施の形態において、ロータマグネット15がステータコア21に対して反時計回り方向に回転中に、ロータマグネット15の磁極の境15aが先端部27の端部に近づいた状態を模式的に示す図である。
FIG. 14 shows that in the third embodiment of the present invention, the
図14を参照して、コギングトルクとは、回転トルクのムラである。コギングトルクの原因は、突極部とそれに対向するロータマグネットとが相対的に移動する際に、磁極の切り替わりが滑らかに行われないことにある。したがって、突極部の周方向端部がロータマグネットの磁極の境の付近に近い位置にある状況において、コギングトルクが生じる。 Referring to FIG. 14, cogging torque is unevenness in rotational torque. The cause of the cogging torque is that the magnetic poles are not smoothly switched when the salient pole part and the rotor magnet facing it move relatively. Therefore, cogging torque is generated in a situation where the circumferential end of the salient pole part is located near the boundary between the magnetic poles of the rotor magnet.
ロータマグネット15の磁極の境15aが先端部27の端部に近づくと、溝24は、ロータマグネット15との間で、先端部27における他の部分と比較してより大きな隙間を形成する。このため、部分27aに作用する磁束密度と比較して、部分27bに作用する磁束密度は相対的に弱くなる。この磁束密度の差に起因してコギングトルクのピークを抑えるトルクが発生する。その結果、コギングトルクを低減することができ、2相ブラシレスモータの起動を安定させることができる。
When the
[その他] [Others]
上述の実施の形態では、ステータコアの全ての突極部に突極部側嵌合部が形成されている場合について示したが、突極部側嵌合部は、ステータコアの複数の突極部のうち一部の突極部にのみ形成されていてもよく、軸受ホルダの嵌合部とステータコアの突極部との嵌合位置、および嵌合箇所の個数は任意である。突極部側嵌合部は、少なくとも2つの突極部の先端部に形成されることが好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the salient pole portion-side fitting portions are formed in all the salient pole portions of the stator core has been described. However, the salient pole portion-side fitting portion is formed of a plurality of salient pole portions of the stator core. Of these, it may be formed only on some salient pole parts, and the fitting position between the fitting part of the bearing holder and the salient pole part of the stator core, and the number of fitting parts are arbitrary. The salient pole part-side fitting part is preferably formed at the tip of at least two salient pole parts.
突極部側嵌合部は、複数の突極部のうちステータコアに巻き付けられたコイルの相数の自然数倍に相当する個数の突極部に形成され、かつ線対称の位置に存在する突極部に形成されることが好ましい。たとえば第1の実施の形態では、モータが3相のブラスレスモータであるので、突極部側嵌合部は、図5に示す9つの突極部26のうち、線対称の位置に存在する3つの突極部26a、26d、および26gの各々、または6つの突極部26a、26b、26d、26g、および26iの各々に形成されることが好ましい。これにより、コイル23に通電した際の励磁によるステータ20の歪が、ステータ20の径方向中心に対して均等になりやすく、ロータ10とステータ20との同軸度を一層向上することができる。
The salient pole part-side fitting parts are formed on the number of salient pole parts corresponding to a natural number multiple of the number of phases of the coil wound around the stator core among the plurality of salient pole parts, and exist at line-symmetric positions. It is preferable to be formed in the pole part. For example, in the first embodiment, since the motor is a three-phase brassless motor, the salient pole portion-side fitting portion exists in a line-symmetric position among the nine
上述の実施の形態では、2つの軸受がロータを支持する構成について示したが、ロータを支持する軸受の個数は任意である。 In the above-described embodiment, the configuration in which the two bearings support the rotor has been described, but the number of bearings that support the rotor is arbitrary.
上述の実施の形態では、ステータコア側に溝または孔が設けられ、軸受ホルダ側にこれと嵌合する突起部が設けられる場合について示したが、ステータコア側に突起部が設けられ、軸受ホルダ側にこれと嵌合する溝または孔が設けられてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the groove or hole is provided on the stator core side and the projection portion to be fitted to the bearing holder side is provided, but the projection portion is provided on the stator core side and the bearing holder side is provided. A groove or hole may be provided to mate with this.
上述の実施の形態は適宜組み合わせることができる。たとえば第3の実施の形態における、溝が回転軸Rに沿って先端部27全体に形成された構成を、第2の実施の形態に適用することにより、第2の実施の形態のモータにおいて、貫通孔29を回転軸Rに沿って先端部27全体に(全ての磁性鋼板21aに)形成してもよい。また、第1の実施の形態における、溝44がステータコア21の下端部のみに形成された構成を、第3の実施の形態に適用することにより、第3の実施の形態のモータにおいて、溝44をステータコア21の下端部(一部の磁性鋼板21a)のみに形成してもよい。
The above-described embodiments can be combined as appropriate. For example, in the motor of the second embodiment, the configuration in which the groove is formed in the
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above-described embodiment is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ロータ
11 シャフト
12 ロータヨーク
13 ロータヨークの蓋部
13a ロータヨークの取付孔
14 ロータヨークの円筒部
15 ロータマグネット
15a 磁極の境
20 ステータ
21 ステータコア
21a 磁性鋼板
22 インシュレータ
23 コイル
24 ステータコアの溝
25 ステータコアのバックヨーク
26,26a,26b,26c,26d,26e,26f,26g,26h,26i ステータコアの突極部
27 突極部の先端部
27a,27b 先端部の一部分
28 突極部本体
29 突極部の貫通孔
30 軸受部
31,32 軸受
40 軸受ホルダ
41 軸受ホルダの内筒部
42 軸受ホルダの鍔部
43 軸受ホルダの外筒部
44 軸受ホルダの突起部
50 取付板
51 取付板の取付孔
52 取付板の通過孔
61 回路基板
61a 回路基板の貫通孔
62 弾性体
70 ハウジング
71 ハウジングの円筒部
72 ハウジングの底部
72a ハウジングの通過孔
80 カバー
80a カバーの貫通孔
81 カバーの蓋部
82 カバーの円筒部
91a,91b 連結穴
92a,92b 突起部
GP1,GP2 磁性鋼板のグループ
IN1,IN2,IN3 内周面
R 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ステータコアに対して回転軸を中心として回転するロータと、
前記ロータを回転可能に支持する軸受部と、
前記軸受部を保持する軸受ホルダと、
ハウジング円筒部を含むハウジングとを備え、
前記ステータコアは前記ハウジング円筒部の内周面に固定され、
前記ステータコアと前記軸受ホルダとは嵌合する、インナーロータ型モータ。 A stator core;
A rotor that rotates about a rotation axis with respect to the stator core;
A bearing that rotatably supports the rotor;
A bearing holder for holding the bearing portion;
A housing including a housing cylindrical portion,
The stator core is fixed to the inner peripheral surface of the housing cylindrical portion,
An inner rotor type motor in which the stator core and the bearing holder are fitted.
前記軸受ホルダは、
前記軸受部を保持する内筒部と、
前記内筒部の外径側に設けられた外筒部と、
前記外筒部における前記回転軸方向の一方の端部に設けられ、前記ステータコアと嵌合するホルダ側嵌合部と、
前記内筒部と前記外筒部とを互いに接続し、かつ前記底部に固定される鍔部とを含む、請求項1に記載のインナーロータ型モータ。 The housing further includes a bottom portion extending in an inner diameter direction from the housing cylindrical portion,
The bearing holder is
An inner cylinder portion for holding the bearing portion;
An outer cylinder provided on the outer diameter side of the inner cylinder;
A holder-side fitting portion that is provided at one end of the outer cylinder portion in the direction of the rotation axis and is fitted to the stator core;
2. The inner rotor type motor according to claim 1, further comprising a flange part that connects the inner cylinder part and the outer cylinder part to each other and is fixed to the bottom part.
円環形状を有するバックヨークと、
前記バックヨークから内径方向に突出する複数の突極部とを含み、
前記複数の突極部のうち少なくとも2つの突極部は、前記ホルダ側嵌合部と嵌合する突極部側嵌合部を含む、請求項2に記載のインナーロータ型モータ。 The stator core is
A back yoke having an annular shape;
A plurality of salient pole portions protruding in an inner diameter direction from the back yoke,
The inner rotor type motor according to claim 2, wherein at least two salient pole portions of the plurality of salient pole portions include salient pole portion side fitting portions that fit with the holder side fitting portion.
前記複数のコアプレートは、前記ホルダ側嵌合部に近い側に配置された少なくとも1つのコアプレートにより構成された第1のコアプレートと、前記ホルダ側嵌合部から離れた側に配置された複数のコアプレートにより構成された第2のコアプレートとを含み、
前記複数の突極部の各々は、
コイルが巻き付けられた突極部本体と、
前記突極部本体よりも内径側に設けられた先端部とを含み、
前記突極部側嵌合部は、前記第1のコアプレートを構成するコアプレートにおける、前記少なくとも2つの突極部の前記先端部に形成された貫通孔であり、
前記第2のコアプレートを構成する複数のコアプレートの各々は、前記回転軸を法線とする平面で見た場合に前記貫通孔と重なる位置において、前記回転軸に沿った同一の方向に突出するコアプレート突起部を含み、前記コアプレート突起部の嵌合により、前記第2のコアプレートを構成する複数のコアプレートの各々は互いに連結される、請求項3に記載のインナーロータ型モータ。 The stator core is composed of a plurality of core plates stacked in the rotation axis direction,
The plurality of core plates are disposed on a side away from the holder-side fitting portion and a first core plate constituted by at least one core plate arranged on a side close to the holder-side fitting portion. A second core plate constituted by a plurality of core plates,
Each of the plurality of salient pole parts is
A salient pole body around which a coil is wound;
A tip provided on the inner diameter side of the salient pole body, and
The salient pole part side fitting part is a through hole formed in the tip part of the at least two salient pole parts in the core plate constituting the first core plate,
Each of the plurality of core plates constituting the second core plate protrudes in the same direction along the rotation axis at a position overlapping with the through hole when viewed in a plane having the rotation axis as a normal line. The inner rotor type motor according to claim 3, wherein each of the plurality of core plates constituting the second core plate is coupled to each other by fitting of the core plate protrusions.
前記鍔部は、前記内筒部における前記2つの軸受の間の位置と前記外筒部とを接続する、請求項2〜10のいずれか1項に記載のインナーロータ型モータ。 The bearing portion includes two bearings,
The inner rotor type motor according to any one of claims 2 to 10, wherein the flange portion connects a position between the two bearings in the inner cylinder portion and the outer cylinder portion.
前記通過孔の内周面と前記軸受ホルダの外周面とは間隔を隔てて対向する、請求項2〜11のいずれか1項に記載のインナーロータ型モータ。 The housing further includes a passage hole through which the bearing holder passes.
The inner rotor type motor according to any one of claims 2 to 11, wherein an inner peripheral surface of the passage hole and an outer peripheral surface of the bearing holder are opposed to each other with an interval therebetween.
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