JP2017208973A - Coreless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアレスモータに関するものである。 The present invention relates to a coreless motor.
コアレスモータは、回転体にコア(鉄心)が無いことで、慣性モーメントが小さく応答性が高い、巻線部のインダクタンスが小さく、整流時に発生する火花を抑えることで、ブラシの摩耗が少なく、モータ寿命が長い、コギングトルクが発生せず、滑らかな回転が得られる、といった長所を有することが一般に知られている。 A coreless motor has no core (iron core) in its rotating body, has a small moment of inertia and high responsiveness, has a small inductance in the winding part, and suppresses sparks generated during rectification, thereby reducing brush wear and reducing the motor. It is generally known that it has advantages such as long life, no cogging torque, and smooth rotation.
コアレスモータは、回転軸に回転板を介して円筒状の回転子コイルを片持ち支持して回転子(電機子)を構成し、回転子を覆い回転軸を軸支するケース(ヨーク)を備えている。そして、インナーロータ型では回転子を覆うケース(ヨーク)に磁石が固定され、アウターロータ型では回転軸の軸受ハウジングに磁石が固定されて固定子を構成している。回転軸に取り付けられる回転板には、回転子コイルの端子が接続される整流子が設けられ、ブラシを介して回転子側の整流子と固定子側の給電線(リード線)が電気的に接続されている(例えば、下記特許文献1参照)。
The coreless motor includes a case (yoke) that cantilever-supports a cylindrical rotor coil on a rotating shaft via a rotating plate to form a rotor (armature), covers the rotor, and supports the rotating shaft. ing. In the inner rotor type, a magnet is fixed to a case (yoke) covering the rotor, and in the outer rotor type, a magnet is fixed to a bearing housing of the rotary shaft to constitute a stator. The rotating plate attached to the rotating shaft is provided with a commutator to which a rotor coil terminal is connected, and the commutator on the rotor side and the feeder wire (lead wire) on the stator side are electrically connected via a brush. They are connected (for example, refer to
コアレスモータの回転子コイルは、六角巻きなどで巻かれたコイル巻線を平プレス成形して樹脂等で固め、円筒状に成形している。この際、所定の巻回数だけ巻かれたコイルセグメントを複数形成し、複数のコイルセグメントを直線部分が平行に配列するように並べた状態で固定して、各コイルセグメントをデルタ結線などで結成して端子部を引き出すことなどがなされている。 The rotor coil of the coreless motor is formed into a cylindrical shape by flat press-molding a coil winding wound with hexagonal winding or the like and hardening it with resin or the like. At this time, a plurality of coil segments wound by a predetermined number of turns are formed, the plurality of coil segments are fixed so that the straight portions are arranged in parallel, and each coil segment is formed by delta connection or the like. To pull out the terminal part.
このようなコアレスモータは、回転子コイルの巻線回数が増えるとモータの無負荷回転数が低下する性質を有している。このため、コアレスモータで高速回転を可能にするためには、回転子コイルの巻線回数を少なくすることが必要になる。しかしながら、回転子コイルの剛性は、巻線の密度に依存しており、回転子コイルの巻線回数を減らして巻き線密度を低下させると、回転子コイルの剛性が低下することになり、回転子を高速回転させた場合に、回転板に一端側が片持ち支持されている回転子コイルの自由端側が遠心力によって変形し易くなる。これによって、巻線回数を減らして高速回転を可能にしたコアレスモータは、回転子コイルの自由端側が回転子コイルの外側に配置されるケースに接触し易くなるという不具合が生じ、円滑な高速回転が得られない問題があった。 Such a coreless motor has the property that the unloaded rotational speed of the motor decreases as the number of windings of the rotor coil increases. For this reason, in order to enable high-speed rotation with a coreless motor, it is necessary to reduce the number of windings of the rotor coil. However, the rigidity of the rotor coil depends on the density of the winding. If the winding density is reduced by reducing the number of windings of the rotor coil, the rigidity of the rotor coil will be reduced. When the rotor is rotated at a high speed, the free end side of the rotor coil whose one end is cantilevered by the rotating plate is easily deformed by centrifugal force. As a result, the coreless motor that enables high-speed rotation by reducing the number of windings has a problem that the free end side of the rotor coil easily comes into contact with the case disposed outside the rotor coil, resulting in smooth high-speed rotation. There was a problem that could not be obtained.
本発明は、このような問題に対処するために、高速回転が可能なコアレスモータにおいても回転子コイルの剛性を高めて円滑な高速回転が得られるようにすること、などを課題としている。 In order to cope with such problems, an object of the present invention is to increase the rigidity of a rotor coil even in a coreless motor capable of high-speed rotation so that smooth high-speed rotation can be obtained.
このような課題を解決するために、本発明によるコアレスモータは、以下の構成を具備するものである。 In order to solve such a problem, the coreless motor according to the present invention has the following configuration.
回転軸と、該回転軸に取り付けられた回転板と、該回転板に一端側が片持ち支持された円筒状の回転子コイルと備えるコアレスモータであって、前記回転子コイルは、コイル巻線と、該コイル巻線への通電時に通電されないダミー巻線とを備えることを特徴とするコアレスモータ。 A coreless motor comprising a rotating shaft, a rotating plate attached to the rotating shaft, and a cylindrical rotor coil whose one end is cantilevered by the rotating plate, the rotor coil comprising: a coil winding; A coreless motor comprising a dummy winding that is not energized when the coil winding is energized.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1に示すように、コアレスモータ1は、回転子(電機子)1Aとして、回転軸(出力軸)10、回転板11、回転子コイル12を備えている。回転板11は、その中心部に回転軸10が取り付けられており、回転板11には、円筒状の回転子コイル12の一端側が片持ち支持されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
また、コアレスモータ1は、固定子1Bとして、回転子1Aを覆うカバー20、回転軸10を軸支する軸受21を保持する軸受ハウジング22、軸受ハウジング22に固定される磁石23などを備えている。カバー20は、その一端側が軸受ハウジング22に取り付けられ、他端側には後カバー24が取り付けられている。カバー20と軸受ハウジング22は、磁石23のヨークとして機能するものであり、磁石23とカバー20との間のエアギャップに回転子コイル12が配置されている。
The
回転子コイル12の端子12Sは、回転板11に設けられる整流子13に接続されており、整流子13はブラシ25を介して固定子1B側のリード線26と接続している。
A terminal 12S of the
回転子コイル12は、従来技術と同様に、六角巻きなどで巻かれたコイル巻線を平プレス成形して固定し、円筒状に成形したものである。図2は、回転子コイル12を平プレス成形した状態を示している。本発明の実施形態に係るコアレスモータ1の回転子コイル12は、駆動電流が通電されるコイル巻線12Aと、コイル巻線12Aの通電時に通電されないダミー巻線12Bとを備えている。
As in the prior art, the
ダミー巻線12Bは、コイル巻線12Aの巻き付けジグを用いて、コイル巻線12Aの巻き付けと並行して巻き付けることができる。また、共通の巻き付けジグを用いて、コイル巻線12Aを巻き付けた後又は巻き付ける前に、ダミー巻線12Bを巻き付けることもできる。 The dummy winding 12B can be wound in parallel with the winding of the coil winding 12A by using a winding jig of the coil winding 12A. Further, the dummy winding 12B can be wound after the coil winding 12A is wound or before the winding is wound by using a common winding jig.
このダミー巻線12Bは、コイル巻線12Aと同じ導線(例えば、銅)を用いて、コイル巻線12A又は整流子13との結線を行わないことで、コイル巻線12Aへの通電時に通電されないようにしても良いし、コイル巻線12Aとは別の非磁性の導線を用いてもよい。また、ダミー巻線12Bは、不導体(例えばアルミニウム、ナイロン、ポリイミド等の非磁性の化学繊維)を用いてもよい。
The dummy winding 12B is not energized when the coil winding 12A is energized by using the same conductive wire (for example, copper) as the coil winding 12A and not connecting the coil winding 12A or the
図3は、回転子コイル12の断面を示している。ダミー巻線12Bは、図3(a)に示すように、コイル巻線12Aのピッチ間に巻かれるように配置されていても良いし、図3(b)に示すように、コイル巻線12Aに積層されて巻かれるように配置されていても良い。
FIG. 3 shows a cross section of the
本発明の実施形態係るコアレスモータ1は、このように回転子コイル12がダミー巻線12Bを備えることで、コイル巻線12Aの巻線回数を少なくして高速回転を可能にした場合であっても、コイル巻線12Aとダミー巻線12Bとを合わせた巻き線密度によって回転子コイル12の剛性を高めることができ、高速回転時に遠心力で回転子コイル12が変形するのを抑止することができる。これによって、本発明の実施形態に係るコアレスモータ1は、回転子コイル12がカバー20の内面に接触するなどの不具合を起こすこと無く、円滑な高速回転を可能とするモータを実現することができる。
The
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention. In addition, the above-described embodiments can be combined by utilizing each other's technology as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration.
1:コアレスモータ,1A:回転子(電機子),1B:固定子,
10:回転軸(出力軸),11:回転板,12:回転子コイル,12S:端子,
12A:コイル巻線,12B:ダミー巻線,13:整流子,
20:カバー,21:軸受,22:軸受ハウジング,23:磁石,
24:後カバー,25:ブラシ,26:リード線
1: Coreless motor, 1A: Rotor (armature), 1B: Stator,
10: Rotating shaft (output shaft), 11: Rotating plate, 12: Rotor coil, 12S: Terminal,
12A: coil winding, 12B: dummy winding, 13: commutator,
20: Cover, 21: Bearing, 22: Bearing housing, 23: Magnet,
24: Rear cover, 25: Brush, 26: Lead wire
Claims (3)
前記回転子コイルは、コイル巻線と、該コイル巻線への通電時に通電されないダミー巻線とを備えることを特徴とするコアレスモータ。 A coreless motor comprising a rotating shaft, a rotating plate attached to the rotating shaft, and a cylindrical rotor coil whose one end is cantilevered by the rotating plate;
The coreless motor, wherein the rotor coil includes a coil winding and a dummy winding that is not energized when the coil winding is energized.
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2016
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