JP2023042220A - Permanent magnet type stator - Google Patents
Permanent magnet type stator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023042220A JP2023042220A JP2021149409A JP2021149409A JP2023042220A JP 2023042220 A JP2023042220 A JP 2023042220A JP 2021149409 A JP2021149409 A JP 2021149409A JP 2021149409 A JP2021149409 A JP 2021149409A JP 2023042220 A JP2023042220 A JP 2023042220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- permanent magnet
- magnetic pole
- stator
- pole boundary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本開示は、電動モータに用いられる永久磁石型ステータに関する。 The present disclosure relates to permanent magnet stators used in electric motors.
永久磁石型ステータは、例えば、特許文献1に示されるように、永久磁石及び強磁性材料にて構成されたヨーク等を少なくとも備える。 A permanent magnet stator includes at least a yoke or the like made up of a permanent magnet and a ferromagnetic material, as disclosed in Patent Document 1, for example.
ヨークは、永久磁石に発生した磁束の経路を構成する継鉄である。このため、ヨークの断面積が小さいと、当該ヨークにて磁気飽和してしまうので、大きな磁束を発生させることができない。 A yoke is a yoke forming a path of magnetic flux generated in a permanent magnet. Therefore, if the cross-sectional area of the yoke is small, the yoke is magnetically saturated, and a large magnetic flux cannot be generated.
したがって、ヨークの断面積は、磁気飽和が発生しない大きな断面積とすることが望ましい。しかし、ヨークの断面積が大きくなると、電動モータの大型化及び質量の増大を招いてしまう。 Therefore, it is desirable that the cross-sectional area of the yoke is large enough to prevent magnetic saturation. However, when the cross-sectional area of the yoke increases, the size and mass of the electric motor increase.
本開示は、上記点に鑑み、電動モータの大型化及び質量の増大を抑制しつつ、磁気飽和の発生を抑制可能な永久磁石型ステータの一例を開示する。 In view of the above points, the present disclosure discloses an example of a permanent magnet stator capable of suppressing the occurrence of magnetic saturation while suppressing an increase in size and mass of an electric motor.
発明者等は、「特に、磁極境界(Mb)付近において磁束密度が大きくなることから、磁極境界(Mb)付近において磁気飽和が発生し易い」ことを発見した。そして、本件は、当該発見に着目してなされたものである。 The inventors discovered that "magnetic saturation is likely to occur near the magnetic pole boundary (Mb) because the magnetic flux density is particularly large near the magnetic pole boundary (Mb)". And this case is made by paying attention to the said discovery.
すなわち、電動モータに用いられる永久磁石型ステータは、例えば、永久磁石の外周を囲む筒状のヨーク(22)であって、強磁性材料にて構成されたヨーク(22)と、ヨーク(22)のうち永久磁石(21)の磁極境界(Mb)に対応する部位に設けられた凸部(23)であって、強磁性材料にて構成された凸部(23)とを備え、ヨーク(22)のうち凸部(23)が設けられた部位の径方向寸法(T1)は、当該部位以外の径方向寸法(T2)に比べて大きいことが望ましい。 That is, the permanent magnet type stator used in the electric motor is, for example, a cylindrical yoke (22) surrounding the outer periphery of the permanent magnet, and the yoke (22) is made of a ferromagnetic material and the yoke (22) The yoke (22 ), the radial dimension (T1) of the portion where the convex portion (23) is provided is preferably larger than the radial dimension (T2) of the other portion.
これにより、当該永久磁石型ステータによれば、ヨーク(22)のうち磁極境界(Mb)に対応する部位の断面積が大きくなるので、磁極境界(Mb)付近において磁気飽和が発生することが抑制され得る。 As a result, according to the permanent magnet stator, the cross-sectional area of the portion of the yoke (22) corresponding to the magnetic pole boundary (Mb) is increased, thereby suppressing the occurrence of magnetic saturation near the magnetic pole boundary (Mb). can be
さらに、磁極境界(Mb)に対応する部位以外には、凸部(23)に相当する部位が設けられていないので、ヨーク(22)全体の大型化及び質量の増加が抑制される。延いては、当該永久磁石型ステータであれば、電動モータの大型化及び質量の増大を抑制しつつ、磁気飽和の発生を抑制することが可能となり得る。 Furthermore, since there is no portion corresponding to the convex portion (23) other than the portion corresponding to the magnetic pole boundary (Mb), an increase in size and mass of the entire yoke (22) is suppressed. Furthermore, with the permanent magnet stator, it may be possible to suppress the occurrence of magnetic saturation while suppressing an increase in the size and mass of the electric motor.
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。 Incidentally, the symbols in each parenthesis above are examples showing the correspondence with the specific configurations and the like described in the embodiments described later, and the present disclosure is not limited to the specific configurations and the like indicated by the symbols in the parentheses. .
以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。 The following "embodiment of the invention" shows an example of an embodiment belonging to the technical scope of the present disclosure. In other words, the matters specifying the invention described in the claims are not limited to the specific configurations, structures, etc. shown in the following embodiments.
なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されたものである。したがって、本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すものではない。 It should be noted that arrows and oblique lines indicating directions in each drawing are provided to facilitate understanding of the relationship between the drawings and the shape of each member or portion. Accordingly, the inventions shown in this disclosure are not limited to the orientations attached to each figure. Figures with hatching are not necessarily cross-sectional views.
少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「1つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも1つ設けられている。つまり、「1つの」等の断りがない場合には、当該部材は2以上設けられていてもよい。本開示に示された電動モータは、少なくとも符号が付されて説明された構成要素、並びに図示された構造部位を備える。 At least one member or portion described with at least a reference numeral is provided unless otherwise specified as "one" or the like. In other words, two or more members may be provided unless there is a notice such as "one". The electric motors shown in this disclosure comprise at least the components labeled and described, as well as the structural parts shown.
(第1実施形態)
<1.電動モータの概要>
本実施形態は、ワイパー駆動装置やパワーウインドウ装置等の車両用アクチュエータに適用される電動モータに本開示に係る電動モータの一例が適用されたものである。当該電動モータ10は、図1に示されるように、永久磁石型ステータ(以下、ステータという。)20、ロータ30及びハウジング40等を有して構成されている。
(First embodiment)
<1. Outline of electric motor>
In this embodiment, an example of an electric motor according to the present disclosure is applied to an electric motor applied to a vehicle actuator such as a wiper drive device or a power window device. The
ハウジング40は、略円筒状に構成されたステータ20(図2参照)の少なくとも外周側を覆う樹脂製のケーシングである。当該ハウジング40には、フランジ部41が設けられている。フランジ部41は、電動モータ10を減速機ハウジング(図示せず。)に固定するための固定部である。
The
このため、フランジ部41には、固定用ボルト(図示せず。)が挿入される挿入穴42が少なくとも1つ(本実施形態では、複数)設けられている。なお、当該フランジ部41は、円筒状のハウジング40と共に樹脂にて一体成形された一体成形部である。
For this reason, the
ロータ30は、ステータ20内で回転する回転子である。ロータ30は、コア部31、ロータ軸32及びコイル部(図示せず。)等を有する。なお、コア部31は、ロータ軸32の軸線方向と平行な方向に積層された多数枚の電磁鋼板にて構成されている。
<2.ステータの構成>
ステータ20は、図3に示されるように、マグネット部21及びヨーク22等を少なくとも備える。マグネット部21は、円筒状又はリング状に形成された永久磁石にて構成されている。
<2. Configuration of Stator>
The
当該マグネット部21には、円周方向に沿って複数の磁極境界Mbが存在する。なお、図3の二点鎖線が磁極境界Mbである。つまり、円周方向において隣り合う磁極境界Mb間を、仮に、1つの永久磁石とみなすと、マグネット部21は、当該仮想の永久磁石(以下、仮想磁石という。)が円周方向に沿って複数(図3では、4つ)並べられた構造に等しい。
A plurality of magnetic pole boundaries Mb are present in the
因みに、当該仮想磁石のN極又はS極は、マグネット部21の内周面又は外周面に存在し、かつ、各仮想磁石のN極及びS極は、円周方向に沿って交番している。つまり、特定の仮想磁石の外周面がN極の場合、その特定の仮想磁石の内周面、及び隣合う2つの仮想磁石の外周面は、S極である。
Incidentally, the N pole or S pole of the virtual magnet exists on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the
ヨーク22は、マグネット部21の外周を囲むように略円筒状に形成された強磁性材料製の部材である。当該ヨーク22は、マグネット部21で発生した磁束を誘導する継鉄を構成する。
The
ヨーク22のうち磁極境界Mbに対応する部位には、強磁性材料にて構成された凸部23が設けられている。このため、ヨーク22のうち凸部23が設けられた部位の径方向寸法T1は、当該部位以外の径方向寸法T2に比べて大きくなっている。
A
換言すれば、本実施形態に係るヨーク22は、円筒状のヨーク本体22A及び凸部23を構成するヨークピース22Bを有して構成されている。そして、ヨークピース22B、つまり凸部23は、ヨーク本体22Aの外周側に配置されている。
In other words, the
本実施形態に係るヨークピース22Bは、ヨーク本体22Aと別部材であって、かつ、ヨーク本体22Aより透磁率が大きい材料にて構成されている。そして、ヨーク本体22A及びヨークピース22Bは、ハウジング40の成形時にインサート成形法により、ハウジング40と共に一体化されている。
The
つまり、ヨーク本体22A及びヨークピース22Bは、ハウジング40が成形される際に、当該ハウジング40の成形用金型のキャビティ内に配置される。そして、当該状態で溶融状態の樹脂がキャビティ内に注入されることにより、ヨーク本体22A及びヨークピース22Bが当該樹脂にて固定される。
That is, the yoke
<3.本実施形態に係る電動モータ(特に、ステータ)の特徴>
従来のステータ、つまり凸部23が設けられていないステータでは、図4に示されるように、磁極境界Mb付近において磁束密度が大きくなる。つまり、磁束線は、N極から出てS極に入る、つまりdivB=0である。このため、従来のステータでは、磁極境界Mb付近において磁気飽和が発生し易い。
<3. Features of the electric motor (particularly the stator) according to the present embodiment>
In a conventional stator, that is, a stator without
これに対して、本実施形態に係るヨーク22では、磁極境界Mbに対応する部位に強磁性材料製の凸部23、つまりヨークピース22Bが設けられ、ヨーク22のうち凸部23が設けられた部位の径方向寸法T1が当該部位以外の径方向寸法T2に比べて大きい。
On the other hand, in the
これにより、当該ステータ20によれば、ヨーク22のうち磁極境界Mbに対応する部位の断面積が大きくなるので、図5に示されるように、磁極境界Mb付近において、磁束密度が緩和され、磁気飽和が発生することが抑制される。
As a result, according to the
さらに、ヨーク22のうち磁極境界Mbに対応する部位以外には、凸部23に相当する部位が設けられていないので、ヨーク22全体の大型化及び質量の増加が抑制される。延いては、当該ステータ20であれば、電動モータ10の大型化及び質量の増大を抑制しつつ、磁気飽和の発生を抑制して電動モータ10の出力を向上させることが可能となり得る。
Furthermore, since no portion corresponding to the
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、ヨークピース22Bは、ヨーク本体22Aと別部材であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ヨークピース22Bがヨーク本体22Aと同一の材料にて一体成形された構成、又はヨークピース22Bがヨーク本体22Aと同一材料にて別部材とされた構成であってもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、ヨーク22のうち凸部23が設けられた部位の径方向寸法T1は一定であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ヨーク22のうち凸部23が設けられた部位は、径方向寸法が徐々に変化するような山形状の滑らかな凸形状であってもよい。なお、当該構成においては、磁極境界Mb付近が最大の径方向寸法となるような形状であることが望ましい。
In the above-described embodiment, the radial dimension T1 of the portion of the
上述の実施形態では、ヨークピース22Bがヨーク本体22Aの外周側に設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ヨークピース22Bがヨーク本体22Aの内周側に設けられた構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態に係る電動モータは、車両用アクチュエータに適用される電動モータであった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、その他の電動モータにも適用可能である。 The electric motor according to the embodiment described above is an electric motor applied to a vehicle actuator. However, the present disclosure is not so limited. That is, the disclosure is applicable to other electric motors, for example.
上述の実施形態に係るマグネット部21は、環状又は円筒状に構成された1つの永久磁石において、複数の磁極境界Mbが存在するものであった。しかし、本開示はこれに限定されない。
In the
すなわち、当該開示は、例えば、複数の永久磁石が円周状に配置されてマグネット部が構成されたものであってもよい。なお、当該構成では、隣り合う永久磁石と境界が磁極境界Mbとなる。 That is, according to the disclosure, for example, a plurality of permanent magnets may be circumferentially arranged to form a magnet portion. In this configuration, the boundary between the adjacent permanent magnets is the magnetic pole boundary Mb.
さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも2つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。 Furthermore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments as long as it conforms to the gist of the disclosure described in the above-described embodiments. Therefore, in the configuration in which at least two of the above-described embodiments are combined, or in the above-described embodiments, any one of the illustrated constituent elements or the constituent elements described with reference numerals is abolished. It may be a configuration that is
10… 電動モータ
20… ステータ
21… マグネット部
22… ヨーク
22A… ヨーク本体
22B… ヨークピース
23… 凸部
30… ロータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
永久磁石の外周を囲む筒状のヨークであって、強磁性材料にて構成されたヨークと、
前記ヨークのうち前記永久磁石の磁極境界に対応する部位に設けられた凸部であって、強磁性材料にて構成された凸部とを備え、
前記ヨークのうち前記凸部が設けられた部位の径方向寸法は、当該部位以外の径方向寸法に比べて大きい永久磁石型ステータ。 In a permanent magnet type stator used in an electric motor,
a cylindrical yoke surrounding the outer periphery of the permanent magnet, the yoke being made of a ferromagnetic material;
a convex portion provided at a portion of the yoke corresponding to a magnetic pole boundary of the permanent magnet, the convex portion being made of a ferromagnetic material;
A permanent magnet stator in which a radial dimension of a portion of the yoke provided with the convex portion is larger than a radial dimension of the portion other than the yoke.
前記ハウジングとの一体成形品である固定用フランジ部と
を備える請求項1ないし5のいずれか1項に記載の永久磁石型ステータ。 a resin housing that covers the yoke from the outer peripheral side and is integrated with the yoke;
The permanent magnet stator according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a fixing flange portion integrally molded with the housing.
前記永久磁石型ステータ内で回転するロータと
を備える電動モータ。 a permanent magnet stator according to any one of claims 1 to 6;
and a rotor that rotates within the permanent magnet stator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021149409A JP2023042220A (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Permanent magnet type stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021149409A JP2023042220A (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Permanent magnet type stator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023042220A true JP2023042220A (en) | 2023-03-27 |
Family
ID=85717039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021149409A Pending JP2023042220A (en) | 2021-09-14 | 2021-09-14 | Permanent magnet type stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023042220A (en) |
-
2021
- 2021-09-14 JP JP2021149409A patent/JP2023042220A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9003639B2 (en) | Method of manufacturing a rotor | |
KR101664047B1 (en) | Rotor structure of wrsm motor | |
KR102506925B1 (en) | Rotor structure of wrsm motor | |
US7629721B2 (en) | Stator of motor | |
US8860271B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2006025573A (en) | Structure of stator of disk type rotary electric machine | |
JP2011109774A (en) | Rotating electric machine | |
JP4673825B2 (en) | Embedded magnet rotor and manufacturing method of embedded magnet rotor | |
WO2013168295A1 (en) | Rotating electrical machine | |
JP2006101695A (en) | Permanent magnet rotary electric machine and car | |
JP2004096925A (en) | Rotor structure of permanent magnet type synchronous motor | |
JP2023042220A (en) | Permanent magnet type stator | |
JP2009254171A (en) | Cassette coil and stator | |
JP2006311702A (en) | Stator structure of rotary electric machine | |
JP2013009541A (en) | Magnet motor and drum washing machine having magnet motor | |
JP2020010539A (en) | Rotor and brushless motor | |
JP2865091B2 (en) | Alternator and method of manufacturing the same | |
JP2013013243A (en) | Motor | |
JP2007060788A (en) | Stator structure of axial gap rotary electric machine | |
JP5286121B2 (en) | Toroidal winding motor | |
JP2006067800A (en) | Permanent magnet rotary electric machine and vehicle | |
JP2008017645A (en) | Permanent magnet embedded motor | |
JP2006314196A (en) | Electric motor with embedded permanent magnet | |
JP2005094978A (en) | Claw pole type rotating machine | |
JP3790766B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine and electric vehicle using permanent magnet rotating electric machine |