JP2020022224A - 電動モータ - Google Patents

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哲平 時崎
Teppei Tokisaki
哲平 時崎
裕美子 木村
Yumiko Kimura
裕美子 木村
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Abstract

【課題】作業効率を悪化させることなく、コギングトルクやトルクリプルを最小限に抑えることができる電動モータを提供する。【解決手段】ヨークと、ヨークの内周面に設けられた永久磁石12と、ヨークに、回転軸線L1回りに回転自在に支持される回転軸と、回転軸に固定され、複数のティース20を有するアーマチュアコア14と、回転軸にアーマチュアコア14と隣接して設けられ複数のセグメントが周方向に配置されたコンミテータと、を備え、永久磁石12は、周方向で隣り合う磁極間の境界線L20が、回転軸線L1方向一方に向かうに従い、周方向一方に向かって、回転軸線L1に対して傾斜するように形成されており、ティース20は、回転軸線L1方向一方に向かうに従い、周方向他方に向かって、回転軸線L1に対して傾斜するように形成されている。【選択図】図6

Description

この発明は、電動モータに関するものである。
例えば、自動車用のワイパーモータとしては、ブラシ付きの電動モータを用いる場合が多い。この種の電動モータは、円筒状のヨークの内周面に複数の永久磁石を周方向に等間隔で配置し、これら永久磁石の内側にアーマチュアが回転自在に支持されている。永久磁石としては、略瓦状に形成されたいわゆるセグメント型の永久磁石が用いられる。
アーマチュアは、複数のティースが放射状に形成されたアーマチュアコアを有している。各ティース間には、回転軸線方向に長いスロットが複数形成され、このスロットを介してティースに巻線が巻回されている。巻線は、アーマチュアコアと隣接するように回転軸に外嵌固定されたコンミテータに導通している。
コンミテータは、金属片である複数のセグメントが互いに絶縁された状態で周方向に配設されたものであって、これらセグメントにそれぞれ巻線の巻き始め端、及び巻き終わり端が接続される。また、各セグメントはブラシに摺接可能に接続されており、このブラシを介してそれぞれの巻線に給電される。そして、給電された巻線によってティースに磁界が形成され、ヨークに設けられた永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によってアーマチュアが回転する。
ここで、コギングトルクやトルクリプルといったモータの作動音にかかる要因を低減するために、さまざまな技術が開示されている。
例えば、ティースやスロットを、回転軸線に対して斜めに延在するようにスキュー角をつけて形成する技術が開示されている。このように構成することで、巻線による磁界とヨークに設けられた永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力の発生タイミングを、回転軸線方向でずらすことができる。
ところで、ティースやスロットにスキュー角を持たせる場合、最適なスキュー角は、磁極数とスロット数との最小公倍数から導き出すことができる。すなわち、360°を磁極数とスロット数との最小公倍数で割った値が最適なスキュー角となる。例えば、磁極数が4極、スロット数が6の場合、最小公倍数は12であり、360°を12で割ると30°となる。したがって、磁極数が4極、スロット数が6の場合、最適なスキュー角は、30°となる。
特開2016−208800号公報
しかしながら、上述の従来技術のように、最適なスキュー角でティースやスロットを形成すると、角度が大きすぎてティースに巻線を巻回しにくくなってしまい、作業効率が悪化する可能性があった。
そこで、この発明は、作業効率を悪化させることなく、コギングトルクやトルクリプルを最小限に抑えることができる電動モータを提供するものである。
上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、筒部を有するヨークと、前記筒部の内周面に、異なる磁極が周方向に沿って交互になるように設けられた永久磁石と、前記ヨークに、回転軸線回りに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸に固定され、径方向に沿って放射状に延びたコイルを巻回するための複数のティースを有するアーマチュアコアと、前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントが周方向に配置されたコンミテータと、を備え、前記永久磁石は、前記周方向で隣り合う磁極間の境界線が、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向一方に向かって、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されており、前記ティースは、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向他方に向かって、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする。
このように、回転軸線に対して傾斜するようにティースを形成するのに加え、回転軸線に対して隣り合う磁極間の境界線(以下、単に境界線という場合がある)が傾斜するように永久磁石を形成する。ティースの傾斜方向と永久磁石の境界線の傾斜方向とが逆向きであるので、永久磁石に対するティースのスキュー角は、ティースの回転軸線に対する傾斜角度(以下、単に傾斜角度という場合がある)と永久磁石の境界線の傾斜角度とを合算した角度となる。つまり、ティースの傾斜角度を小さくしつつ、永久磁石に対するティースのスキュー角を最適な角度にすることができる。このため、作業効率を悪化させることなく、電動モータのコギングトルクやトルクリプルを最小限に抑えることができる。
本発明に係る電動モータにおいて、前記永久磁石は、略円筒状のリングマグネット、及び前記回転軸線に直交する径方向からみて前記回転軸線方向に平行な複数の瓦状のセグメント型マグネットのいずれか一方からなり、前記磁極間の境界線のみ、前記回転軸線に対して傾斜していることを特徴とする。
このように構成することで、永久磁石を製造工程が簡易化できる。つまり、永久磁石の形状に関わらず、この永久磁石を回転軸線に対して境界線が傾斜するように形成する。このため、永久磁石を製造工程が簡易化でき、永久磁石の製造コストを低減できる。
本発明に係る電動モータにおいて、前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向からみて複数の瓦状のセグメント型マグネットからなり、各前記セグメント型マグネットが前記回転軸線に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする。
このように、永久磁石自体を傾斜させることにより、永久磁石に無着磁帯が形成されることがない。このため、永久磁石に無駄な箇所が発生せずに永久磁石の材料使用量を低減でき、永久磁石の製造コストを低減できる。
本発明に係る電動モータにおいて、前記永久磁石は、複数の小磁石を前記回転軸線方向に積層してなり、前記複数の小磁石は、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向一方に向かってずれながら積層されていることを特徴とする。
このように、複数の小磁石を周方向一方にずらしながら積層するだけで永久磁石にスキュー角を持たせることができる。このため、永久磁石にスキュー角を容易に持たせることができる。また、各小磁石のずらし量を調整するだけで、永久磁石のスキュー角を容易に調整することが可能になる。
本発明に係る電動モータは、6つの前記ティースと、磁極数が4極の前記永久磁石と、を備え、前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、前記周方向全体に渡って肉厚が均一になるように形成されており、前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ1とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ2とし、前記永久磁石の極弧角をθ3としたとき、前記第1スキュー角θ1、前記第2スキュー角θ2、前記極弧角θ3は、それぞれ
0°<θ1≦20°
6°≦θ2≦18°
50°≦θ3<70°
を満たすように設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、作業効率を悪化させることなく、電動モータのコギングトルクやトルクリプルをより効果的に最小限に抑えることができる。
本発明に係る電動モータは、6つの前記ティースと、磁極数が4極の前記永久磁石と、を備え、前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、かつ前記外面の円弧の中心位置よりも前記内面の円弧の中心が前記径方向外側に位置するように形成されており、前記ティースの前記永久磁石と対向する面には、溝幅の異なる2つの溝が、前記ティースの傾斜方向に沿って、かつ前記回転軸線方向全体に渡って形成されており、前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ4とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ5とし、前記永久磁石の極弧角をθ6とし、前記永久磁石の前記内面の円弧の中心と前記外面の円弧の中心との距離である偏心量をδ1としたとき、前記第1スキュー角θ4、前記第2スキュー角θ5、前記極弧角θ6、前記偏心量δ1は、それぞれ
0°<θ4≦20°
3°≦θ5≦15°
70°≦θ6<80°
0mm<δ1<3mm
を満たすように設定されていることを特徴とする。
この場合、前記第2スキュー角θ5は、
8°≦θ5≦10°
を満たすように設定されていてもよい。
このように構成することで、作業効率を悪化させることなく、電動モータのコギングトルクやトルクリプルをより効果的に最小限に抑えることができる。
本発明に係る電動モータは、6つの前記ティースと、磁極数が4極の前記永久磁石と、を備え、前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、かつ前記外面の円弧の中心位置よりも前記内面の円弧の中心が前記径方向外側に位置するように形成されており、前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ7とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ8とし、前記永久磁石の極弧角をθ9とし、前記永久磁石の前記内面の円弧の中心と前記外面の円弧の中心との距離である偏心量をδ2としたとき、前記第1スキュー角θ7、前記第2スキュー角θ8、前記極弧角θ9、前記偏心量δ2は、それぞれ
0°<θ7≦20°
4°≦θ8≦18°
80°≦θ9<90°
3mm≦δ2≦4mm
を満たすように設定されていることを特徴とする。
この場合、前記第2スキュー角θ8は、
8°≦θ8≦17°
を満たすように設定されていてもよい。
このように構成することで、作業効率を悪化させることなく、電動モータのコギングトルクやトルクリプルをより効果的に最小限に抑えることができる。
本発明によれば、回転軸線に対して傾斜するようにティースを形成するのに加え、回転軸線に対して境界線が傾斜するように永久磁石を形成する。ティースの傾斜方向と永久磁石の境界線の傾斜方向とが逆向きであるので、永久磁石に対するティースのスキュー角は、ティースの傾斜角度と永久磁石の境界線の傾斜角度とを合算した角度となる。つまり、ティースの傾斜角度を小さくしつつ、永久磁石に対するティースのスキュー角を最適な角度にすることができる。このため、作業効率を悪化させることなく、電動モータのコギングトルクやトルクリプルを最小限に抑えることができる。
本発明の実施形態における減速機付モータの平面図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における径方向内側からみた各永久磁石を展開した図である。 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアの側面図である。 本発明の第1実施形態におけるアーマチュアコアを軸方向からみた平面図である。 本発明の第1実施形態における永久磁石とアーマチュアコアとの位置関係を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態における電動モータのコギングトルクの変化を示すグラフである。 本発明の第1実施形態における永久磁石の有効磁束の比率の変化を示すグラフである。 本発明の第1実施形態における電動モータのトルクリプルの変化を示すグラフである。 本発明の第2実施形態における電動モータの軸方向に直交する断面図である。 本発明の第2実施形態におけるアーマチュアの側面図である。 本発明の第2実施形態におけるアーマチュアコアを軸方向からみた平面図である。 本発明の第2実施形態における電動モータのコギングトルクの変化を示すグラフである。 本発明の第2実施形態における永久磁石の有効磁束の比率の変化を示すグラフである。 本発明の第2実施形態における電動モータのトルクリプルの変化を示すグラフである。 本発明の第3実施形態における電動モータの軸方向に直交する断面図である。 本発明の第3実施形態における電動モータのコギングトルクの変化を示すグラフである。 本発明の第3実施形態における永久磁石の有効磁束の比率の変化を示すグラフである。 本発明の第3実施形態における電動モータのトルクリプルの変化を示すグラフである。 本発明の第4実施形態における永久磁石の斜視図である。 本発明の第5実施形態における永久磁石とアーマチュアコアとの位置関係を示す斜視図である。 本発明の第6実施形態における永久磁石とアーマチュアコアとの位置関係を示す斜視図である。
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(減速機付モータ)
図1は、本発明に係る電動モータ2が適用された減速機付モータ1の平面図である。
減速機付モータ1は、例えば、自動車のワイパーモータとして用いられるものである。図1に示すように、減速機付モータ1は、電動モータ2と、電動モータ2に連結された減速機構3と、を備えている。
減速機構3は、ケーシング4と、ケーシング4内に設けられたウォーム減速機と、ウォーム減速機を構成するウォームホイール(不図示)と一体化された出力軸5と、を備えている。電動モータ2から出力された回転力は、ウォーム減速機を介して出力軸5から出力される。出力軸5は、不図示のワイパ機構に連結されており、減速機付モータ1が駆動することにより、ワイパ機構が駆動する。
ケーシング4には、コネクタ6が一体的に設けられている。このコネクタ6には、不図示の外部電源のコネクタが接続される。コネクタ6を介して、電動モータ2に電力が供給される。
(第1実施形態)
(電動モータ)
図2は、図1のA−A線に沿う断面図である。
図1、図2に示すように、電動モータ2は、いわゆるブラシ付きモータである。電動モータ2は、略有底筒状のヨーク7と、ヨーク7の径方向内側に回転軸線L1回りに回転自在に配置されたアーマチュア8と、を備えている。なお、以下の説明では、回転軸線L1と平行な方向を単に軸方向、アーマチュア8の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交する方向を径方向と称する。
ヨーク7の底部7aには、径方向中央に軸線方向外側に向かって突出するボス部9が形成されている。このボス部9に、アーマチュア8の回転軸13の一端を軸支するための軸受(不図示)が設けられている。
ヨーク7の開口部7bには、外フランジ部10が設けられている。外フランジ部10には、ボルト孔(不図示)が形成されている。このボルト孔にボルト11が挿通され、減速機構3のケーシング4に形成されたボルト孔(不図示)に螺入される。これにより、ケーシング4にヨーク7が締結固定される。
(永久磁石)
ヨーク7の筒部7cには、内周面7dに複数(本第1実施形態では4つ)のセグメント型の永久磁石12が設けられている。各永久磁石12は、周方向に等間隔で、かつ異なる磁極が周方向に沿って交互になるように配置されている。すなわち、ヨーク7に設けられた永久磁石12は、磁極数が4極に設定されている。
図3は、径方向内側からみた各永久磁石12を展開した図である。
図2、図3に示すように、セグメント型の永久磁石12は、径方向からみて軸方向に平行な長方形状で、かつ瓦状である。つまり、永久磁石12の周方向で対向する2つ側面12cは、軸方向と平行である。また、永久磁石12の軸方向で対向する2つの側面12dは、軸方向に直交している。さらに、永久磁石12は、径方向内側に面する内面円弧部12aと、径方向外側に面し、ヨーク7の筒部7cの内周面形状に対応するように形成された外面円弧部12bと、を有している。
永久磁石12は、ネオジムボンド磁石、ネオジム焼結磁石、希土類磁石、フェライト磁石等、さまざまな磁石を用いて形成することが可能である。永久磁石12は、肉厚がほぼ均一となるように形成されている。すなわち、内面円弧部12aの円弧中心P1と外面円弧部12bの円弧中心P2とが偏心しておらず、それぞれ同一位置、つまり、ヨーク7の径方向中心に位置している。
また、永久磁石12の極弧角θ11(請求項における極弧角θ3に相当)は、
50°≦θ11<70° ・・・(1)
を満たすように設定されている。
また、永久磁石12は、磁化方向が径方向となるように着磁されている。さらに、図3に詳述するように、永久磁石12は、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁されている。永久磁石12の周方向で隣り合う磁極間の境界線L20と回転軸線L1との間のスキュー角θ12(請求項における第2スキュー角θ2に相当)は、
6°≦θ12≦18° ・・・(2)
を満たすように設定されている。
ここで、本第1実施形態における磁極間の境界線L20とは、永久磁石12において着磁帯M1と無着磁帯M0との境界線をいう。本第1実施形態では、永久磁石12は径方向からみて長方形状に形成されているので、各永久磁石12の周方向両側に、径方向からみて三角形状の無着磁帯M0が形成される。無着磁帯M0は、厳密には着磁帯M1の磁束が若干漏れるが、無着磁帯M0の漏れ磁束は無視できる程度のものである。
(アーマチュア)
図4は、アーマチュア8の側面図、図5は、アーマチュアコア14を軸方向からみた平面図である。
図2、図4、図5に示すように、アーマチュア8は、回転軸13に嵌合固定されたアーマチュアコア14と、アーマチュアコア14に巻回された巻線15と、回転軸13の減速機構3側(図4における下端側)に嵌合固定されたコンミテータ16と、を備えている。
回転軸13の減速機構3側の端部には、ウォーム減速機を構成するウォーム軸17が一体成形されている。このウォーム軸17が、不図示のウォームホイールに噛合される。そして、回転軸13の減速機構3とは反対側端(図4における上端)が、ヨーク7のボス部9に設けられた軸受(不図示)に回転自在に支持される。
また、回転軸13の減速機構3側の端部には、軸受19が設けられている。この軸受19は、巻線15に給電を行うためのブラシホルダ(不図示)に取り付けられている。ブラシホルダは、ケーシング4に固定されている。すなわち、回転軸13の減速機構3側の端部は、軸受19及びブラシホルダを介し、ケーシング4に回転自在に支持されている。
アーマチュアコア14は、プレス加工等によって打ち抜かれた磁性材料の板材を軸方向に積層したり(積層コア)、軟磁性粉を加圧成形したり(圧粉コア)して形成されている。アーマチュアコア14は、略円環状のコア本体18を有している。このコア本体18の中心に回転軸13が圧入固定されている。
コア本体18の外周部には、軸方向平面視略T字型の複数(本第1実施形態では6つ)のティース20が、周方向に沿って等間隔に、放射状に設けられている。各ティース20は、径方向に延出し巻線15が巻回される巻胴部21と、巻胴部21の先端に設けられ巻胴部21に対して左右対称となるように延在する鍔部22と、により構成されている。すなわち、ティース20の先端に設けられた鍔部22は、アーマチュアコア14の外周面を構成しており、鍔部22が永久磁石12と径方向で対向する。
コア本体18の外周部に、ティース20を放射状に設けることによって、隣接するティース20間には、蟻溝状のスロット23が複数(本第1実施形態では6つ)形成されている。スロット23は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に複数形成されている。
これらスロット23間にエナメル被覆の巻線15を挿通し、ティース20の巻胴部21に絶縁材であるインシュレータ(不図示)を介して巻線15が巻回される。
ここで、ティース20及びスロット23は、軸方向一方Y(図4における下方)に向かうに従い、周方向他方X2(図4における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように形成されている。ティース20(鍔部22)の周方向における端面20aと、回転軸線L1との間のスキュー角θ13(請求項における第1スキュー角θ1に相当)は、
0°<θ13≦20° ・・・(3)
を満たすように設定されている。
図6は、永久磁石12とアーマチュアコア14との位置関係を示す斜視図である。なお、図6では、説明を分かりやすくするために、4つの永久磁石12のうちの1つを除いて図示している。
図6に示すように、永久磁石12に着磁されている磁極の傾斜方向と、ティース20及びスロット23の傾斜方向とは、互いに逆向きになるので、上記式(2)、(3)を満たした場合、永久磁石12の境界線L20とティース20(鍔部22)の端面20aとの間の角度θA1は、
6°≦θA1≦30° ・・・(4)
を満たす。ここで、θA1を30°以内とすることで、磁束の減少を防ぐことができる。
回転軸13の一端側に嵌合固定されたコンミテータ16は、略円柱状に形成されている。コンミテータ16の外周面には、導電材で形成されたセグメント24が複数枚取り付けられている。セグメント24は、軸方向に長い板状の金属片からなる。セグメント24は、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。
各セグメント24のアーマチュアコア14側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ25が一体成形されている。ライザ25には、巻線15の巻き始め端部と巻き終わり端部とが掛け回わされる。そして、巻線15は、ヒュージングなどによりライザ25に固定される。これにより、セグメント24とこれに対応する巻線15とが導通される。
このように構成されたコンミテータ16は、減速機構3に電動モータ2を取り付けた状態では、ケーシング4に臨まされている。そして、コンミテータ16のセグメント24に、ケーシング4に固定されているブラシホルダのブラシ(何れも不図示)が摺接される。ブラシは、ケーシング4のコネクタ6に電気的に接続されている。これにより、外部電源の電力がブラシ及びセグメント24を介して巻線15に供給される。
巻線15に電力が供給されると、アーマチュアコア14に所定の磁界が発生する。そして、この磁界と、ヨーク7の永久磁石12との間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュア8が回転する。この回転によって、不図示のブラシが摺接するセグメント24が順次変更され、巻線15に流れる電流の向きが切替えられる、いわゆる整流が行われる。これにより、アーマチュア8が継続的に回転する。
(モータ特性)
次に、図7〜図9に基づいて、本第1実施形態における電動モータ2のモータ特性について説明する。
図7は、永久磁石12の極弧角θ11が上記式(1)を満たすとともに、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13が上記式(3)を満たす場合において、縦軸を電動モータ2のコギングトルク[mN・m]とし、横軸を永久磁石12のスキュー角θ12としたときのコギングトルクの変化を示すグラフである。なお、図7中、2点鎖線で示す線C1は、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13を30°とし、永久磁石12のスキュー角θ12を0°とした場合(以下、この場合を従来の場合という)のコギングトルクを示している。線C1は、本第1実施形態と比較するために記載した(以下の第2実施形態における図13、及び第3実施形態における図17も同様)。
図7に示すように、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13が上記式(3)を満たすときで、かつ永久磁石12のスキュー角θ12が12°のとき、コギングトルクが最も小さくなることが確認できる。スキュー角θ12が12°である場合、上記式(2)を満たしている。以下、コギングトルクが最も小さくなる値をコギングトルクの最低値という(以下の実施形態についても同様)。
図8は、縦軸を永久磁石12の有効磁束(以下、単に有効磁束という)の比率[%]とし、横軸を永久磁石12のスキュー角θ12としたときの有効磁束の比率の変化を示すグラフである。なお、有効磁束の比率[%]とは、コギングトルクが最低値となるスキュー角θ12のときの永久磁石12の有効磁束(以下、ベストモード時の有効磁束という)を100%とし、コギングトルクが最低値以外となるスキュー角θ12のときの永久磁石12の有効磁束を、ベストモード時の有効磁束に対する比率で表したものである(以下の第2実施形態における図14、及び第3実施形態における図18も同様)。本第1実施形態では、コギングトルクの最低値における永久磁石12のスキュー角θ12は、12°である。
ここで、永久磁石12のスキュー角θ12の下限値、及び上限値(上記式(2)参照)は、有効磁束に基づいて決定している。
すなわち、図8に示すように、有効磁束は、スキュー角θ12が大きくなるほど減少してしまうことが確認できる。そこで、コギングトルクの最低値(スキュー角θ12が12°)のときの有効磁束に対し、±3%の有効磁束を満足するスキュー角θ12を下限値、及び上限値とした。このように設定することで、有効磁束の増減によって、電動モータ2のトルク特性が大幅に変化してしまうことを防止できるからである。
ベストモード時の有効磁束に対し、永久磁石12のスキュー角θ12が上記式(2)を満たす場合の下限値である6°における有効磁束は、+3%(103%)であることが確認できる。
また、永久磁石12のスキュー角θ12が上記式(2)を満たす場合の上限値である18°における有効磁束は、ベストモード時の有効磁束に対して−3%(97%)であることが確認できる。
図9は、永久磁石12の極弧角θ11が上記式(1)を満たすとともに、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13が上記式(3)を満たす場合において、縦軸を電動モータ2のトルクリプル[mN・m]とし、横軸を永久磁石12のスキュー角θ12としたときのトルクリプルの変化を示すグラフである。なお、図9中、2点鎖線で示す線C2は、従来の場合のトルクリプルを示しており、本第1実施形態と比較するために記載した(以下の第2実施形態における図15、及び第3実施形態における図19も同様)。
図9に示すように、永久磁石12のスキュー角θ12が上記式(2)を満たすとき、電動モータ2のトルクリプルが、従来の場合と差ほど変化が見られないことが確認できる。
したがって、上述の第1実施形態によれば、従来のように、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13を、磁極数とスロット数から求められる最適なスキュー角に設定することなく、コギングトルクやトルクリプルを最小限に抑えることができる。つまり、ティース20(鍔部22)のスキュー角θ13を小さくしつつ、永久磁石12に対するティース20(鍔部22)のスキュー角を最適な角度にすることができる。また、永久磁石12にスキュー角θ12を持たせることによる有効磁束量の変化もできる限り抑えることができる。このため、作業効率を悪化させることなく、モータ効率の優れた電動モータ2を提供できる。
また、永久磁石12は、径方向からみて軸方向に平行な長方形状で、かつ瓦状のセグメント型の永久磁石とされている。永久磁石12は、周方向で対向する2つ側面12cが軸方向と平行であり、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁されている。そして、永久磁石12は、着磁帯M1と無着磁帯M0とが形成される。
このように構成することで、永久磁石12自体を軸方向に対して傾斜するように形成する場合と比較して、永久磁石12の製造工程が簡易化でき、永久磁石12の製造コストを低減できる。
(第2実施形態)
(電動モータ)
次に、この発明の第2実施形態を、図3を援用し、図10〜図15に基づいて説明する。なお、第1実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態についても同様)。
図10は、第2実施形態における電動モータ202の軸方向に直交する断面図である。図10は、前述の図2に対応している。図11は、アーマチュア208の側面図である。図11は、前述の図3に対応している。図12は、アーマチュアコア14を軸方向からみた平面図である。図12は、前述の図4に対応している。
図10〜図12に示すように、前述の第1実施形態と第2実施形態との相違点は、前述の第1実施形態における永久磁石12及びティース20の形状と、本第2実施形態における永久磁石212及びティース220の形状と、が異なる点にある。
(永久磁石)
より具体的には、図10に示すように、ヨーク7の筒部7cの内周面に設けられた4つのセグメント型の永久磁石212は、径方向からみた形状が前述の第1実施形態と同様である。すなわち、永久磁石212は、径方向からみて軸方向に平行な長方形状で、かつ瓦状である。永久磁石212は、径方向内側に面する内面円弧部212aと、径方向外側に面し、ヨーク7の筒部7cの内周面形状に対応するように形成された外面円弧部212bと、周方向両端を形成する2つの側面212cと、を有している。2つの側面212cは、周方向で対向し、かつ軸方向と平行である。
ここで、永久磁石212は、内面円弧部212aの円弧中心P1が外面円弧部212bの円弧中心P2に対して偏芯している。偏芯方向は、外面円弧部212bの円弧中心P2から永久磁石212の肉厚方向に沿って、この永久磁石212から離間する方向である。つまり、外面円弧部212bの円弧中心P2は、ヨーク7の径方向中央に位置している。一方、内面円弧部212aの円弧中心P1は、ヨーク7の径方向中央から図10における下方にずれた位置に存在している。
内面円弧部212aの円弧中心P1と外面円弧部212bの円弧中心P2との偏心量δ1(請求項における偏心量δ1に相当)は、
0mm<δ1<3mm ・・・(5)
を満たすように設定されている。
また、永久磁石212の極弧角θ21(請求項における極弧角θ6に相当)は、
70°≦θ21<80° ・・・(6)
を満たすように設定されている。
また、永久磁石212は、磁化方向が径方向となるように着磁されている。さらに、図3を援用するように、永久磁石212は、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁されている。永久磁石212の周方向で隣り合う磁極間の境界線L20と回転軸線L1との間のスキュー角θ22(請求項における第2スキュー角θ5に相当)は、
3°≦θ22≦15° ・・・(7)
を満たすように設定されている。
(アーマチュア)
図10〜図12に示すように、ティース220及びスロット23は、軸方向一方Y(図11における下方)に向かうに従い、周方向他方X2(図11における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように形成されている。ティース220(鍔部22)の周方向における端面220aと、回転軸線L1との間のスキュー角θ23(請求項における第1スキュー角θ4に相当)は、
0°<θ23≦20° ・・・(8)
を満たすように設定されている。
また、鍔部22の外周面には、2つの溝31,32が軸方向全体に渡って形成されている。各溝31,32は、ティース20の巻胴部21の中心を挟んで周方向両側に並んで配置されている。また、各溝31,32は、ティース220の延在方向に沿うように、スキュー角θ23を有して形成されている。
さらに、各溝31,32は、それぞれ溝幅が異なるように形成されている。すなわち、2つの溝31,32のうち、第1溝31の溝幅は、第2溝32の溝幅よりも狭く設定されている。
(モータ特性)
このような構成のもと、仮に永久磁石212の内面円弧部12aの円弧中心P1と外面円弧部12bの円弧中心P2との偏心量δ1を、0mmから増大させていくと、ティース20(鍔部22)と永久磁石212とのギャップが、ティース220の周方向中央から周方向両側に向かうに従って徐々に大きくなる。つまり、ティース220(鍔部22)に対する永久磁石212の磁束の急激な変化を緩和することができる。このため、電動モータ202のコギングトルクが徐々に減少していく。一方、偏心量δ1を2.5mmよりも大きくすると、逆にコギングトルクが増大していく。また、以下の図13〜図15のようなモータ特性が得られる。
図13は、永久磁石212における内面円弧部212aの円弧中心P1と外面円弧部212bの円弧中心P2との偏心量δ1が上記式(5)を満たし、永久磁石212の極弧角θ21が上記式(6)を満たし、かつティース20(鍔部22)のスキュー角θ23が上記式(8)を満たす場合において、縦軸を電動モータ202のコギングトルク[mN・m]とし、横軸を永久磁石212のスキュー角θ22としたときのコギングトルクの変化を示すグラフである。
図13に示すように、永久磁石212のスキュー角θ22が9°のとき、コギングトルクが最も小さくなることが確認できる。スキュー角θ22が9°の場合、上記式(7)を満たしている。
ここで、上記式(7)で示す永久磁石212のスキュー角θ22の下限値は、従来の場合におけるコギングトルクに対しての低減率に基づいて決定している。また、上記式(7)で示す永久磁石212のスキュー角θ22の上限値は、有効磁束に基づいて決定している。
すなわち、図13に示すように、永久磁石212のスキュー角θ22が上記式(7)を満たす場合の下限値である3°のとき、従来の場合におけるコギングトルクの1/2であることが確認できる。このように、永久磁石212のスキュー角θ22の下限値は、従来の場合におけるコギングトルクの1/2となる角度とした。このように設定することで、従来と比較して十分にコギングトルクを低減できるからである。
図14は、縦軸を有効磁束の比率[%]とし、横軸を永久磁石212のスキュー角θ22としたときの有効磁束の比率の変化を示すグラフである。
一方、図14に示すように、永久磁石212のスキュー角θ22が上記式(7)を満たす場合の上限値である15°のときの有効磁束は、ベストモード時の有効磁束に対して−3%(97%)であることが確認できる。このように、永久磁石212のスキュー角θ22の上限値は、コギングトルクの最低値(スキュー角θ22が9°)のときの有効磁束に対して−3%の有効磁束を満足する角度とした。このように設定することで、有効磁束の低減によって、電動モータ202のトルク特性が低下してしまうことを防止できるからである。
図15は、永久磁石212における内面円弧部212aの円弧中心P1と外面円弧部212bの円弧中心P2との偏心量δ1が上記式(5)を満たし、永久磁石212の極弧角θ21が上記式(6)を満たし、かつティース220(鍔部22)のスキュー角θ23が上記式(8)を満たす場合において、縦軸を電動モータ202のトルクリプル[mN・m]とし、横軸を永久磁石212のスキュー角θ22としたときのトルクリプルの変化を示すグラフである。
図15に示すように、永久磁石212のスキュー角θ22が上記式(7)を満たすとき、電動モータ202のトルクリプルが、従来の場合と差ほど変化が見られないことが確認できる。
したがって、上述の第2実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上述の第2実施形態では、永久磁石212のスキュー角θ22が上記式(7)を満たす場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、永久磁石212のスキュー角θ22が、
8°≦θ22≦10° ・・・(9)
を満たすように設定されていてもよい。
永久磁石212のスキュー角θ22が上記式(9)を満たす範囲は、従来の場合におけるトルクリプルよりも、トルクリプルが低減できる範囲である(図15参照)。
(第3実施形態)
(電動モータ)
次に、この発明の第3実施形態を、図3、図4を援用し、図16〜図19に基づいて説明する。
図16は、第3実施形態における電動モータ302の軸方向に直交する断面図である。図16は、前述の図2に対応している。
この第3実施形態において、ティース20の形状は、前述の第1実施形態と同様である。
図16に示すように、前述の第1実施形態と第3実施形態との相違点は、前述の第1実施形態における永久磁石12の形状と、本第3実施形態における永久磁石312の形状と、が異なる点にある。
(永久磁石)
より具体的には、図16に示すように、ヨーク7の筒部7cの内周面に設けられた4つのセグメント型の永久磁石312は、径方向からみた形状が前述の第1実施形態と同様である。すなわち、永久磁石312は、径方向からみて軸方向に平行な長方形状で、かつ瓦状である。永久磁石312は、径方向内側に面する内面円弧部312aと、径方向外側に面し、ヨーク7の筒部7cの内周面形状に対応するように形成された外面円弧部312bと、周方向両端を形成する2つの側面312cと、を有している。2つの側面312cは、周方向で対向し、かつ軸方向と平行である。
ここで、永久磁石312は、内面円弧部312aの円弧中心P1が外面円弧部312bの円弧中心P2に対して偏芯している。偏芯方向は、外面円弧部312bの円弧中心P2から永久磁石312の肉厚方向に沿って、この永久磁石312から離間する方向である。つまり、外面円弧部312bの円弧中心P2は、ヨーク7の径方向中央に位置している。一方、内面円弧部312aの円弧中心P1は、ヨーク7の径方向中央から図16における下方にずれた位置に存在している。
内面円弧部312aの円弧中心P1と外面円弧部312bの円弧中心P2との偏心量δ2(請求項における偏心量δ2に相当)は、
3mm≦δ2≦4mm ・・・(10)
を満たすように設定されている。
また、永久磁石312の極弧角θ31(請求項における極弧角θ9に相当)は、
80°≦θ31<90° ・・・(11)
を満たすように設定されている。
また、永久磁石312は、磁化方向が径方向となるように着磁されている。さらに、図3を援用するように、永久磁石312は、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁されている。永久磁石312の周方向で隣り合う磁極間の境界線L20と回転軸線L1との間のスキュー角θ32(請求項における第2スキュー角θ8に相当)は、
4°≦θ32≦18° ・・・(12)
を満たすように設定されている。
(アーマチュア)
一方、図4を援用するように、ティース20及びスロット23は、軸方向一方Y(図4における下方)に向かうに従い、周方向他方X2(図4における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように形成されている。ティース20(鍔部22)の周方向における端面20aと、回転軸線L1との間のスキュー角θ33(請求項における第1スキュー角θ7に相当)は、
0°<θ33≦20°・・・(13)
を満たすように設定されている。
(モータ特性)
このような構成のもと、偏心量δ2を大きくすると、ティース20(鍔部22)と永久磁石312とのギャップが、ティース20の周方向中央から周方向両側に向かうに従って徐々に大きくなる。つまり、ティース20(鍔部22)に対する永久磁石312の磁束の急激な変化を緩和することができる。このため、電動モータ302のコギングトルクが減少する。一方、拘束トルクは、偏心量が2.5mm付近まではほぼ減少が見られないが、2.5mmを超えると、減少勾配が徐々に大きくなっていく。このため、電動モータ302では、偏心量δ2を、式(10)を満たすように設定した。また、以下の図17〜図19のようなモータ特性が得られる。
図17は、永久磁石312における内面円弧部312aの円弧中心P1と外面円弧部312bの円弧中心P2との偏心量δ2が上記式(10)を満たし、永久磁石312の極弧角θ31が上記式(11)を満たし、かつティース20(鍔部22)のスキュー角θ33が上記式(13)を満たす場合において、縦軸を電動モータ302のコギングトルク[mN・m]とし、横軸を永久磁石312のスキュー角θ32としたときのコギングトルクの変化を示すグラフである。
図17に示すように、永久磁石312のスキュー角θ32が9°のとき、コギングトルクが最も小さくなることが確認できる。スキュー角θ32が9°のとき、上記式(12)を満たしている。
ここで、上記式(12)で示す永久磁石312のスキュー角θ32の下限値は、従来の場合におけるコギングトルクに対しての低減率に基づいて決定している。また、上記式(12)で示す永久磁石312のスキュー角θ32の上限値は、有効磁束に基づいて決定している。
すなわち、図17に示すように、永久磁石312のスキュー角θ32が上記式(12)を満たす場合の下限値である4°のとき、従来の場合におけるコギングトルクの1/2であることが確認できる。このように、永久磁石312のスキュー角θ32の下限値は、従来の場合におけるコギングトルクの1/2となる角度とした。このように設定することで、従来と比較して十分にコギングトルクを低減できるからである。
図18は、縦軸を有効磁束の比率[%]とし、横軸を永久磁石312のスキュー角θ32としたときの有効磁束の比率の変化を示すグラフである。
一方、図18に示すように、永久磁石312のスキュー角θ32が上記式(12)を満たす場合の上限値である18°のときの有効磁束は、ベストモード時の有効磁束に対して−3%(97%)であることが確認できる。このように、永久磁石312のスキュー角θ32の上限値は、コギングトルクの最低値(スキュー角θ22が9°)のときの有効磁束に対して−3%の有効磁束を満足する角度とした。このように設定することで、有効磁束の低減によって、電動モータ302のトルク特性が低下してしまうことを防止できるからである。
図19は、永久磁石312における内面円弧部312aの円弧中心P1と外面円弧部312bの円弧中心P2との偏心量δ2が上記式(10)を満たし、永久磁石312の極弧角θ31が上記式(11)を満たし、かつティース20(鍔部22)のスキュー角θ33が上記式(13)を満たす場合において、縦軸を電動モータ2のトルクリプル[mN・m]とし、横軸を永久磁石312のスキュー角θ32としたときのトルクリプルの変化を示すグラフである。
図19に示すように、永久磁石312のスキュー角θ32が上記式(12)を満たすとき、電動モータ302のトルクリプルが、従来の場合と差ほど変化が見られないことが確認できる。
したがって、上述の第3実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上述の第3実施形態では、永久磁石312のスキュー角θ32が上記式(12)を満たす場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、永久磁石312のスキュー角θ32が、
8°≦θ32≦17°・・・(14)
を満たすように設定されていてもよい。
永久磁石312のスキュー角θ32が上記式(14)を満たす範囲は、従来の場合におけるトルクリプルよりも、トルクリプルが低減できる範囲である(図19参照)。
なお、上述の実施形態では、セグメント型の永久磁石12,212,312は、径方向からみて軸方向に平行な長方形状で、かつ瓦状である場合について説明した。そして、永久磁石12,212,312の周方向で対向する2つ側面12c,212c,312cは、軸方向と平行である場合について説明した。このような形状のもと、永久磁石12,212,312は、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁されている場合について説明した。そして、永久磁石12,212,312は、着磁帯M1と無着磁帯M0とが形成される場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、永久磁石12,212,312の磁極間の境界線L20が、軸方向一方Y(図3における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図3における左方)に向かって軸方向に対して傾斜していればよい。これについて、以下、第4実施形態から第6実施形態として、具体的に説明する。
(第4実施形態)
(永久磁石)
図20は、第4実施形態における永久磁石412の斜視図である。
図20に示すように、永久磁石412は、略円筒状に形成されていてもよい。この場合であっても、磁極(N極、S極)が軸方向一方Y(図20における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図20における右方)に向かって軸方向に対して傾斜するように着磁すればよい。
このように構成した場合であっても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、永久磁石412を略円筒状に形成することで、部品点数の削減が可能となる。
(第5実施形態)
(永久磁石)
図21は、第5実施形態における永久磁石512とアーマチュアコア14との位置関係を示す斜視図である。図21は、前述の図6に対応している。なお、図21では、説明を分かりやすくするために、4つの永久磁石512のうちの1つを除いて図示している。
図21に示すように、永久磁石512自体を、軸方向に対して傾斜させるように形成してもよい。永久磁石512は、周方向で対向する2つの側面512cが、軸方向一方Y(図21における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図21における右方)に向かって軸方向に対して傾斜するように形成されている。
この場合、永久磁石512は、径方向内側に面する内面円弧部512a、及び径方向外側に面する外面円弧部512bのいずれか一方の全面がN極に、他方の全面がS極に着磁されている。したがって、永久磁石512における磁極間の境界線L20は、2つの側面512cになる。
このように構成した場合であっても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、永久磁石512自体を傾斜させることにより、永久磁石512に無着磁帯M0が形成されることがない。このため、永久磁石512に無駄な箇所が発生せずに永久磁石512の材料使用量を低減でき、永久磁石512の製造コストを低減できる。
(第6実施形態)
(永久磁石)
図22は、第6実施形態における永久磁石612とアーマチュアコア14との位置関係を示す斜視図である。図22は、前述の図6に対応している。なお、22では、説明を分かりやすくするために、4つの永久磁石612のうちの1つを除いて図示している。
図22に示すように、永久磁石612は、複数(本第6実施形態では5つ)の小磁石50を軸方向に積層してなる。小磁石50は、周方向に長く、かつ軸方向からみて略円弧状に形成されている。小磁石50の軸方向の厚さは、全て積層した状態で、前述の第1実施形態から第5実施形態の永久磁石2,212,312,412,512の軸方向の高さと、ほぼ同一になる。
各小磁石50は、径方向内側に面する内面円弧部50a、及び径方向外側に面する外面円弧部50bのいずれか一方の全面がN極に、他方の全面がS極に着磁されている。したがって、小磁石50における磁極間の境界線L20は、周方向で対向する2つの側面50cになる。
また、各小磁石50は、軸方向一方Y(図22における下方)に向かうに従い、周方向一方X1(図22における右方)に向かって所定量だけずれながら積層されている。したがって、永久磁石612(小磁石50全体)としての磁極間の境界線L20Aは、軸方向一方Yに向かうに従い、周方向一方X1に向かって軸方向に対して傾斜する。
このように構成した場合であっても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、複数の小磁石50を周方向一方X1にずらしながら積層するだけで永久磁石612にスキュー角を持たせることができる。このため、永久磁石612にスキュー角を容易に持たせることができる。さらに、各小磁石50のずらし量を調整するだけで、永久磁石612のスキュー角を容易に調整することが可能になる。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、電動モータ2,202,302を減速機構3と連結して減速機付モータ1とし、この減速機付モータ1を自動車のワイパーモータとして用いる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電動モータ2,202,302単独で、さまざまな装置に用いることができる。また、減速機付モータ1も、さまざまな装置に用いることが可能である。
また、上述の実施形態では、ヨーク7の内周面7dに、4つの永久磁石12,212,312,412,512,612が設けられ、磁極数が4極である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、永久磁石12,212,312,412,512,612の個数、磁極数は、任意に設定することができる。ティース20,220の個数も、永久磁石12,212,312,412,512,612の個数に対応して変更可能である。
1…減速機付モータ、2,202,302…電動モータ、7…ヨーク、7c…筒部、8…アーマチュア、12,212,312,412,512,612…永久磁石、12a,212a,312a…内面円弧部(内面)、12b,212b,312b…外面円弧部(外面)、12c,50c,212c,312c,412c,512c…側面、13…回転軸、14…アーマチュアコア、16…コンミテータ、20,220…ティース、23…スロット、24…セグメント、31…第1溝(溝)、32…第2溝(溝)、50…小磁石、L1…回転軸線、L20…磁極間の境界線、θ11,θ21,θ31…極弧角、θ12,θ13,θ22,θ23,θ32,θ33…スキュー角、δ1,δ2…偏心量

Claims (9)

  1. 筒部を有するヨークと、
    前記筒部の内周面に、異なる磁極が周方向に沿って交互になるように設けられた永久磁石と、
    前記ヨークに、回転軸線回りに回転自在に支持される回転軸と、
    前記回転軸に固定され、径方向に沿って放射状に延びたコイルを巻回するための複数のティースを有するアーマチュアコアと、
    前記回転軸に前記アーマチュアコアと隣接して設けられ複数のセグメントが周方向に配置されたコンミテータと、
    を備え、
    前記永久磁石は、前記周方向で隣り合う磁極間の境界線が、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向一方に向かって、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されており、
    前記ティースは、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向他方に向かって、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されている
    ことを特徴とする電動モータ。
  2. 前記永久磁石は、略円筒状のリングマグネット、及び前記回転軸線に直交する径方向からみて前記回転軸線方向に平行な複数の瓦状のセグメント型マグネットのいずれか一方からなり、
    前記磁極間の境界線のみ、前記回転軸線に対して傾斜している
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。
  3. 前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向からみて複数の瓦状のセグメント型マグネットからなり、各前記セグメント型マグネットが前記回転軸線に対して傾斜するように形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。
  4. 前記永久磁石は、複数の小磁石を前記回転軸線方向に積層してなり、
    前記複数の小磁石は、前記回転軸線方向一方に向かうに従い、前記周方向一方に向かってずれながら積層されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。
  5. 6つの前記ティースと、
    磁極数が4極の前記永久磁石と、
    を備え、
    前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、前記周方向全体に渡って肉厚が均一になるように形成されており、
    前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ1とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ2とし、
    前記永久磁石の極弧角をθ3としたとき、
    前記第1スキュー角θ1、前記第2スキュー角θ2、前記極弧角θ3は、それぞれ
    0°<θ1≦20°
    6°≦θ2≦18°
    50°≦θ3<70°
    を満たすように設定されている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電動モータ。
  6. 6つの前記ティースと、
    磁極数が4極の前記永久磁石と、
    を備え、
    前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、かつ前記外面の円弧の中心位置よりも前記内面の円弧の中心が前記径方向外側に位置するように形成されており、
    前記ティースの前記永久磁石と対向する面には、溝幅の異なる2つの溝が、前記ティースの傾斜方向に沿って、かつ前記回転軸線方向全体に渡って形成されており、
    前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ4とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ5とし、
    前記永久磁石の極弧角をθ6とし、前記永久磁石の前記内面の円弧の中心と前記外面の円弧の中心との距離である偏心量をδ1としたとき、
    前記第1スキュー角θ4、前記第2スキュー角θ5、前記極弧角θ6、前記偏心量δ1は、それぞれ
    0°<θ4≦20°
    3°≦θ5≦15°
    70°≦θ6<80°
    0mm<δ1<3mm
    を満たすように設定されている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電動モータ。
  7. 前記第2スキュー角θ5は、
    8°≦θ5≦10°
    を満たすように設定されている
    ことを特徴とする請求項6に記載の電動モータ。
  8. 6つの前記ティースと、
    磁極数が4極の前記永久磁石と、
    を備え、
    前記永久磁石は、前記回転軸線に直交する径方向における外側の外面と前記径方向における内側の内面とがそれぞれ円弧状に形成され、かつ前記外面の円弧の中心位置よりも前記内面の円弧の中心が前記径方向外側に位置するように形成されており、
    前記ティースの前記周方向における端面と前記回転軸線との間の角度を第1スキュー角θ7とし、前記永久磁石の前記境界線と前記回転軸線との間の角度を第2スキュー角θ8とし、
    前記永久磁石の極弧角をθ9とし、前記永久磁石の前記内面の円弧の中心と前記外面の円弧の中心との距離である偏心量をδ2としたとき、
    前記第1スキュー角θ7、前記第2スキュー角θ8、前記極弧角θ9、前記偏心量δ2は、それぞれ
    0°<θ7≦20°
    4°≦θ8≦18°
    80°≦θ9<90°
    3mm≦δ2≦4mm
    を満たすように設定されている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電動モータ。
  9. 前記第2スキュー角θ8は、
    8°≦θ8≦17°
    を満たすように設定されている
    ことを特徴とする請求項8に記載の電動モータ。
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