JP2018201264A - motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに関し、特にアウターロータ型のモータに関する。 The present invention relates to a motor, and more particularly to an outer rotor type motor.
アウターロータ型のモータは、回転軸に取り付けられているカップ状のヨークの外周筒部の内周面にロータマグネットが取り付けられており、このロータマグネットが外周側からステータを取り囲んでいる。 In the outer rotor type motor, a rotor magnet is attached to an inner peripheral surface of an outer peripheral cylindrical portion of a cup-shaped yoke attached to a rotating shaft, and the rotor magnet surrounds the stator from the outer peripheral side.
モータの回転速度を増加させると、この回転に伴い振動が発生し、この振動が、軸受を介して、軸受を保持するベース部及びハウジングに伝わるため、モータ又はモータが搭載された装置から騒音が発生する原因となっている。 When the rotational speed of the motor is increased, vibration is generated along with this rotation, and this vibration is transmitted to the base portion and the housing holding the bearing through the bearing, so that noise is generated from the motor or the device on which the motor is mounted. It is the cause that occurs.
従来のアウターロータ型のモータにおいては、このような騒音の低減のために、ベース部に凹部が設けられているものがある。ベース部において、凹部以外の平坦部がベース部の中心から径方向に沿って連続する部位を有しないようにベース部を形成し、ベース部において振動の伝達を分散させることにより、ハウジングに伝達される振動を減衰させて騒音の低減を図っている(例えば、特許文献1参照)。 Some conventional outer rotor type motors are provided with a recess in the base portion in order to reduce such noise. In the base part, the base part is formed so that the flat part other than the concave part does not have a portion that is continuous in the radial direction from the center of the base part, and the transmission of vibration is dispersed in the base part, so that it is transmitted to the housing. The vibration is attenuated to reduce noise (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような従来のアウターロータ型のモータにおいては、ベース部を介してハウジングに伝達される振動の減衰は図られていたものの、モータの回転部材はその回転により依然として振動を発生させており、モータ又はモータを搭載した装置から騒音が発生している。このため、従来のアウターロータ型のモータにおいては、回転部材の振動により発生する騒音を抑制させることができる構成が求められていた。 However, in such a conventional outer rotor type motor, the vibration transmitted to the housing via the base portion is attenuated, but the rotating member of the motor still generates vibration due to its rotation. Noise is generated from the motor or the device equipped with the motor. For this reason, in the conventional outer rotor type motor, the structure which can suppress the noise which generate | occur | produces by the vibration of a rotating member was calculated | required.
本発明は、上述を課題の一例とするものであり、騒音の発生をより抑制することが可能なモータを提供することを目的とする。 This invention makes the above an example of a subject, and it aims at providing the motor which can suppress generation | occurrence | production of noise more.
上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、回転軸と、ステータと、該ステータに設けられるヨークと、該ヨークに支持される磁石と、を備え、前記ヨークは、回転軸方向において前記ステータに対向する凹部と、前記ステータを囲む環状の平板部と、を備え、前記凹部は、前記ステータに向かって凹んでおり、前記凹部の外周部は、径方向において、前記ステータの内周部と前記ステータの外周部との間にある。 In order to achieve the above object, a motor according to the present invention includes a rotating shaft, a stator, a yoke provided on the stator, and a magnet supported by the yoke, and the yoke is arranged in the rotating shaft direction. A recess facing the stator, and an annular flat plate surrounding the stator, the recess recessed toward the stator, and the outer periphery of the recess is radially inward of the inner periphery of the stator And the outer periphery of the stator.
本発明の一態様に係るモータにおいて、径方向における前記凹部の長さは、回転軸方向における前記凹部の長さより大きい。 In the motor according to one aspect of the present invention, the length of the recess in the radial direction is larger than the length of the recess in the rotation axis direction.
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記ステータは、複数のプレートと、該複数のプレートを覆う樹脂部材と、該樹脂部材に巻かれたコイルと、を備え、回転軸方向において、前記凹部の外周部は、前記コイルに対向している。 In the motor according to one aspect of the present invention, the stator includes a plurality of plates, a resin member that covers the plurality of plates, and a coil wound around the resin member, and in the rotation axis direction, The outer peripheral part faces the coil.
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記回転軸の一方の端部側において、前記回転軸は前記ヨークと連結しており、前記回転軸の他方の端部側において、前記回転軸は軸受により支持されている。 In the motor according to one aspect of the present invention, the rotary shaft is connected to the yoke on one end side of the rotary shaft, and the rotary shaft is supported by a bearing on the other end side of the rotary shaft. It is supported.
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記凹部は、前記ステータの内周部を形成する筒部と、該筒部を囲む環状の傾斜面と、を備え、径方向において、前記傾斜面の内周部は、前記軸受の外周部より内側にある。 In the motor according to one aspect of the present invention, the concave portion includes a cylindrical portion that forms an inner peripheral portion of the stator, and an annular inclined surface that surrounds the cylindrical portion. The peripheral portion is inside the outer peripheral portion of the bearing.
本発明の一態様に係るモータにおいて、径方向において、前記凹部の長さは、前記凹部の外周部から前記ヨークの外周部までの長さと同じ、又は前記凹部の外周部から前記ヨークの外周部までの長さよりも大きく形成されている。 In the motor according to one aspect of the present invention, in the radial direction, the length of the recess is the same as the length from the outer periphery of the recess to the outer periphery of the yoke, or from the outer periphery of the recess to the outer periphery of the yoke. It is formed larger than the length.
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記凹部は、前記平板部を第1平板部として、前記筒部と前記傾斜面との間に、環状の第2平板部を備え、径方向において、前記筒部から前記傾斜面の外周部までの長さに対する、前記筒部から前記第2平板部の外周部までの長さの比は、約0.18以上である。 In the motor according to one aspect of the present invention, the concave portion includes the flat plate portion as a first flat plate portion, and includes an annular second flat plate portion between the cylindrical portion and the inclined surface. The ratio of the length from the cylindrical portion to the outer peripheral portion of the second flat plate portion to the length from the cylindrical portion to the outer peripheral portion of the inclined surface is about 0.18 or more.
本発明に係るモータによれば、騒音の発生をより抑制することができる。 According to the motor of the present invention, it is possible to further suppress the generation of noise.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るアウターロータ型のモータ1の概略構成を示すための軸線xに沿う断面における断面図である。以下、説明の便宜上、図面において符号A側を外側、符号B側を内側とする。後述するように、外側とは回転軸において回転部材(ヨーク)が取り付けられている側であり、内側とは回転軸において軸受が取り付けられている側である。また、軸線xに直交する方向(以下、径方向ともいう。)において、軸線xに向かう方向を内周側とし(図1の矢印aの方向)、軸線xから遠ざかる方向を外周側とする(図1の矢印bの方向)。また、後述するように、モータ1の駆動によって発生するヨークの振動モードについて、ヨークを揺動させる方向の力に基づく振動モードを振れモードと呼び(図1のV1)、回転軸の長手方向の力に基づく振動モードをスラストモードと呼び(図1のV2)、回転軸を中心にヨークの径方向の力に基づく振動モードを円環モードと呼ぶ(図示せず)。なお、軸線方向及び回転軸の長手方向を回転軸方向として記載する場合がある。
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a line x for illustrating a schematic configuration of an outer
図1に示すように、モータ1は、軸線x方向に延びた回転軸10と、ステータ20と、ステータ20を囲むヨーク30と、ヨーク30に支持される磁石40とを備えている。ヨーク30は、回転軸方向においてステータ20に対向する凹部36と、凹部36を凹部36の外周側(b方向)において囲む中空円盤状の環状の平板部34とを備えている。凹部36は、回転軸方向において、ステータ20に向かって凹んでいる。凹部36の外周部は、径方向において、ステータ20の内周部とステータ20の外周部との間にある。また、径方向における凹部36の長さは、回転軸方向における凹部36の長さより大きい。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、図1に示すように、本発明の実施の形態に係るモータ1において、回転軸10は、軸線x方向に延びた棒状部材であり、回転軸10の長手方向が軸線x方向になっている。ステータ20は、軸線x周りに環状の部材である。ヨーク30は、ステータ20に設けられている。このヨーク30は、回転軸10の一方の端部側としての外側(A側)において回転軸10に連結されており、ステータ20を囲んでいるカップ状の部材で形成されている。ヨーク30は、ステンレスや鉄等の磁性体で形成されている。磁石40は、ヨーク30に取り付けられている軸線x周りに環状の部材である。また、モータ1は、回転軸10の他方の端部側としての内側(B側)において回転軸10を回転自在に支持している2個の軸受50,60を備えている。各軸受50,60において、内輪は回転軸10を支持しており、外輪はハウジング70に嵌合されている。
Specifically, as shown in FIG. 1, in the
ステータ20は、複数のプレート21と、複数のプレートを覆う樹脂部材22と、樹脂部材22に巻かれたコイル23とを備えている。複数のプレート21は、電磁鋼板などの磁性体で形成されている。また複数のプレート21はそれぞれ、磁極部を形成するティースを備えている。樹脂部材22は、絶縁性を有しており、コイル23とプレート21とを電気的に絶縁している。ステータ20は、ハウジング70に固定されている。また、ステータ20は、磁石40の内周側(a方向側)にあり、この磁石40に対して径方向において所定の間隙を有して配置されている。ステータ20が有するコイル23は、導線を樹脂部材に巻き回することで形成されている。コイル23から引き出された導線(図示せず)が回路基板(図示せず)を介して外部電源に接続され、コイルに電流が供給される。導線は銅等の金属材料で形成されている。
The
図2は、本発明の実施の形態に係るアウターロータ型のモータ1におけるヨーク30の概略構成を示すための軸線に沿う断面における断面図である。図1及び図2を参照して、ヨーク30の構成について説明する。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the axis for showing a schematic configuration of the
ヨーク30において、凹部36は、ステータ20の内周部を形成する筒部31と、筒部31を囲む環状の傾斜面33と、筒部31と傾斜面33との間に環状の平板部32(第2平板部)とを備えており、回転軸方向において、凹部36の外周部は、コイル23に対向してコイル23の上にある。ここで、コイル23の上にあるとは、軸線x方向においてコイル23に外側で対向することを意味し、軸線x方向における内側からのコイル23への照射による、外側のコイル23の投影領域に凹部36の外周部があることを意味している。また、径方向において、傾斜面33の内周部は、軸受50,60の外周部より内側にある。
In the
ヨーク30の凹部36において、筒部31は、回転軸10に対して圧入等によって固定されている。この筒部31は軸線x方向に延びる円筒状又は略円筒状の形状(外形)を備えている。平板部32は、筒部31の内側の端縁から外側に向かって径方向に延びた、円盤状の形状(外形)を備えている。傾斜面33は、平板部32の外周側(b方向)の端縁から外側に向かって延びた、環状の形状(外形)を備えている。この傾斜面33は、平板部34(第1平板部)の内周側の端縁に向かって斜めに延びている。なお、回転軸方向において、傾斜面33の外側の端縁は、平板部34の内周側の端縁に対して内側(B側)にある。
In the
ヨーク30の環状の平板部34は、傾斜面33の外周側の端縁から外周側に向かって径方向に延びる円盤状の形状(外形)を備えている。また、ヨーク30は、筒部35を備え、筒部35は環状の平板部34の外周側の端縁から内側に向かって軸線x方向に延びる円筒状又は略円筒状の形状(外形)を備えている。なお、上述した筒部31は、ヨーク30の内周筒部となっており、筒部35はヨーク30の外周筒部となっている。
The annular
環状の平板部34は、外側に面する外側面34aを備えている。凹部36の筒部31は、外側の端である外側端31aを備えている。外側端31aは凹部36内にあり、外側面34aよりも軸線x方向において内側にある。外側端31aは、軸線x方向において、外側面34aと面一であってもよいし、外側面34aよりも外側に位置していてもよい。
The annular
平板部32は、筒部31に接続する環状の部分である内周部32aと、内周部32aに外周側で接続されている外周部32bとを有している。外周部32bは、内周部32aよりも軸線x方向において凹部36の内部側(外側)に突出しており、内周部32aと外周部32bとの間に環状の段部32cが形成されている。平板部32は、段部32cを有しておらず、面一状の平板部として形成されていてもよい。
The
傾斜面33は、軸線x方向において外側に向かうに連れて拡径するように形成されており、例えば円錐筒状の形状を有している。ヨーク30は、傾斜面33と環状の平板部34との接続部分である外周側接続部36aと、傾斜面33と平板部32との接続部分である内周側接続部36bと、筒部31と平板部32との接続部分である内筒接続部36cとを有している。
The
環状の平板部34は、筒部31、平板部32、及び傾斜面33の厚さよりも厚く形成されており、筒部35は環状の平板部34の厚さと同じ又は略同じ厚さを有している。環状の平板部34は、筒部31、平板部32、及び傾斜面33の厚さと同じ又は略同じ厚さで形成されていてもよい。
The annular
ヨーク30が回転軸10に取り付けられた状態で、軸線x方向において、凹部36はステータ20に対向して配置されている。具体的には、凹部36において、傾斜面33の外周側の一部分がステータ20の一部を軸線x方向において外側から覆うように形成されている。凹部36の外周側の部分(外周部)としての外周側接続部36aは、平板部34の内周側の部分(内周部)に接続されている。また、外周側接続部36aは、径方向において、ステータ20の内周側の部分である内周部20aとステータ20の外周側の部分である外周部20bとの間に位置している。
In a state where the
また、凹部36において、筒部31(内周筒部)の回転軸に面する内周面31bから外周部(外周側接続部36a)までの径方向における長さ(d1)が、凹部36の外周部(外周側接続部36a)から筒部35(具体的には、内周面35a)までの径方向における長さ(d2−d1)と同じとなるか又はこの長さ(d2−d1)よりも大きくなるように形成されている。長さd1は、長さ(d2−d1)よりも小さくなっていてもよい。例えば、d1/(d2−d1)は、0.25以上となっている。好ましくは、d1/d2は、略0.4以上略0.6以下となっている。なお、長さd2は、筒部(内周筒部)31の内周面31bから筒部(外周筒部)35の内周面35aまでの径方向における長さであり、内周面35aは、磁石40の外周面に面する面である。
In the
また、ヨーク30が回転軸10に取り付けられた状態で、径方向において、傾斜面33の内周部としての内周側接続部36bは、軸受50及び軸受60の外周側の部分(外周部50a,60a)よりも内周側に位置している。具体的には、凹部36は、長さd1に対する、筒部31の内周面31bから内周側接続部36bまでの径方向における長さ(d0)の比が、約0.18以上になるように形成されている。
Further, in a state where the
上述の構成を有するモータ1において、外部電源から回路基板を介して供給された電流が導線を介してコイル23に供給されると、プレート21において磁束流が発生し、この磁束流と磁石40において発生される磁束流との相互作用によって回転軸10が回転し、ヨーク30が回転する。
In the
図3は、本発明の実施の形態に係るヨーク30において、d1/d2を変化させた場合の振れモードの1次固有振動数の変化を表している。図3に示す関係においては、d2の値を固定してd1の値をパラメータにしてd1/d2の値を変化させている。図3に示すように、d1/d2の値を増加させると、つまりヨーク30の径方向の長さd2に対して凹部36の径方向の長さd1を大きくすると、ヨーク30の振れモードにおける1次固有振動数を高域側にシフトできることが分かる。d1/d2は、ヨーク30に振れモード(図1のV1参照)を生じさせる力に対するヨーク30の剛性のパラメータであり、外周側接続部36aを中心とした慣性モーメントのパラメータとなっている。つまり、ヨーク30において、d1/d2を増加させると、外周側接続部36aを中心とした慣性モーメントが低下し、外周側接続部36aにおける歪み又は振動を低減させることができる。
FIG. 3 shows changes in the primary natural frequency of the shake mode when d1 / d2 is changed in the
また、図4は、本発明の実施の形態に係るヨーク30において、d1/d2をパラメータとしてヨーク30の振れモードにおける1次固有振動数を変化させた場合の音圧の変化を表している。図4に示すように、d1/d2をパラメータとして、ヨーク30の振れモードにおける1次固有振動数を高域側にシフトさせると、ヨーク30から発せられる音の圧力(以下、音圧ともいう。)を低下できることが分かる。
FIG. 4 shows a change in sound pressure in the
このように、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、凹部36の外周側接続部36aが径方向において、ステータ20の内周部20aと外周部20bとの間にあり、d1/d2の値を増加させることができる。このため、ヨーク30の振れモードにおける1次固有振動数を高域側にシフトさせることができ、ヨーク30から発せられる音圧を低下させることができ、ヨーク30が振れモードにおける1次固有振動数で回転することに伴い生じる音を人の可聴域から外し、人に聞こえにくくすることができる。
Thus, in the
さらに、d1/d2の値を増加させることにより、ヨーク30の他の振動モードにおける固有振動数も高域側にシフトさせることができることが分かった。他の振動モードとは、例えば、振れモードにおける2次固有振動数、スラストモードにおける1次固有振動数、円環モードにおける2次固有振動数などである。このため、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、ヨーク30が他の振動モードの固有振動数で回転する場合であっても、ヨーク30から生じる音を聞こえにくくすることができる。
Furthermore, it has been found that by increasing the value of d1 / d2, the natural frequency in other vibration modes of the
また、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、d0の値を極力小さく設定し、径方向において、傾斜面33の内周側接続部36bが軸受50,60の外周部50a,60aよりも内周側にある。このため、ヨーク30に振れモード(図1のV1参照)を生じさせる力に対する平板部32の剛性を高く設定することが可能となり、平板部32の振動(振幅)を低下させることができる。よって、ヨーク30から発せられる音圧を低下させることができ、ヨーク30が振れモードにおける1次固有振動数で回転することに伴い生じる音を聞こえにくくすることができる。
Further, in the
このように、本発明の実施の形態に係るモータ1によれば、騒音の発生をより抑制することができる。
Thus, according to the
また、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、外周側接続部36aが軸線x方向においてステータ20のコイル23の上(外側)に位置している。これにより、d1/d2の値を増加させつつ、ステータ20をヨーク30内に配置することができる。
Further, in the
また、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、ヨーク30が平板部32において段部32cを有する。このため、回転軸方向における、平板部32の剛性を高めることができる。
Further, in the
また、本発明の実施の形態に係るモータ1においては、環状の平板部34が筒部31、平板部32、及び傾斜面33の厚さよりも厚く形成されている。このため、平板部34の剛性を高めることができる。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係るモータ1に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the
1…モータ、10…回転軸、20…ステータ、20a…内周部、20b…外周部、21…プレート、22…樹脂部材、23…コイル、30…ヨーク、31…筒部(内周筒部)、31a…外側端、31b…内周面、32…平板部(第2平板部)、32a…内周部、32b…外周部、32c…段部、33…傾斜面、34…平板部(第1平板部)、34a…外側面、35…筒部(外周筒部)、35a…内周面、36…凹部、36a…外周側接続部、36b…内周側接続部、36c…内筒接続部、40…磁石、50,60…軸受、70…ハウジング、A…外側、B…内側、a…内周側、b…外周側、x…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ステータと、
該ステータに設けられるヨークと、
該ヨークに支持される磁石と、を備え、
前記ヨークは、回転軸方向において前記ステータに対向する凹部と、前記ステータを囲む環状の平板部と、を備え、
前記凹部は、前記ステータに向かって凹んでおり、
前記凹部の外周部は、径方向において、前記ステータの内周部と前記ステータの外周部との間にある、モータ。 A rotation axis;
A stator,
A yoke provided on the stator;
A magnet supported by the yoke,
The yoke includes a recess facing the stator in the rotation axis direction, and an annular flat plate portion surrounding the stator,
The recess is recessed toward the stator;
The outer periphery of the recess is a motor between the inner periphery of the stator and the outer periphery of the stator in the radial direction.
回転軸方向において、前記凹部の外周部は、前記コイルに対向している、請求項1又は2に記載のモータ。 The stator includes a plurality of plates, a resin member that covers the plurality of plates, and a coil wound around the resin member,
The motor according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the concave portion faces the coil in a rotation axis direction.
前記回転軸の他方の端部側において、前記回転軸は軸受により支持されている、請求項1から3のいずれかに記載のモータ。 On one end side of the rotating shaft, the rotating shaft is connected to the yoke,
The motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary shaft is supported by a bearing on the other end side of the rotary shaft.
径方向において、前記傾斜面の内周部は、前記軸受の外周部より内側にある、請求項4に記載のモータ。 The concave portion includes a cylindrical portion that forms an inner peripheral portion of the stator, and an annular inclined surface that surrounds the cylindrical portion,
5. The motor according to claim 4, wherein an inner peripheral portion of the inclined surface is on an inner side than an outer peripheral portion of the bearing in a radial direction.
径方向において、前記筒部から前記傾斜面の外周部までの長さに対する、前記筒部から前記第2平板部の外周部までの長さの比は、約0.18以上である、請求項5に記載のモータ。 The concave portion includes an annular second flat plate portion between the cylindrical portion and the inclined surface, with the flat plate portion serving as a first flat plate portion,
The ratio of the length from the cylindrical portion to the outer peripheral portion of the second flat plate portion with respect to the length from the cylindrical portion to the outer peripheral portion of the inclined surface in the radial direction is about 0.18 or more. 5. The motor according to 5.
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