JP2922595B2 - コア付ブラシレスモータ - Google Patents
コア付ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JP2922595B2 JP2922595B2 JP17053290A JP17053290A JP2922595B2 JP 2922595 B2 JP2922595 B2 JP 2922595B2 JP 17053290 A JP17053290 A JP 17053290A JP 17053290 A JP17053290 A JP 17053290A JP 2922595 B2 JP2922595 B2 JP 2922595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- brushless motor
- composite material
- iron powder
- loss
- 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.)
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- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、コア付ブラシレスモータに係わる。
＜従来の技術＞ ブラシレスモータは、例えば特開昭60−141157号公報
や特開昭63−274337号公報にも見られる如く、各種の形
態で実用化されている。
や特開昭63−274337号公報にも見られる如く、各種の形
態で実用化されている。
第４図は、従来のブラシレスモータの一例であるコア
付DCブラシレスモータの構成例を示す断面図である。第
４図において、１は回転子マグネットであり、Ｎ極、Ｓ
極が交互に８等分割着磁されている。２は回転子ヨーク
であり、上記回転子マグネット１より発生する磁束が通
る磁路の一部を形成している。３は三相結線された電機
子コイルであり、ボビン3aとコイル3bとにより構成され
ている。４は磁性材料よりなるコアで固定子ヨーク５に
固着されている。
付DCブラシレスモータの構成例を示す断面図である。第
４図において、１は回転子マグネットであり、Ｎ極、Ｓ
極が交互に８等分割着磁されている。２は回転子ヨーク
であり、上記回転子マグネット１より発生する磁束が通
る磁路の一部を形成している。３は三相結線された電機
子コイルであり、ボビン3aとコイル3bとにより構成され
ている。４は磁性材料よりなるコアで固定子ヨーク５に
固着されている。
次いで、６は軸受部であり、ボールベアリング6a、燃
結ブッシュ6bおよびハウジング6cよりなり、上記ボール
ベアリング6aおよび含油処理された焼結ブッシュ6bによ
り、上記回転子ヨーク２が固着されているシャフト７を
回転自在に支持している。８はホール素子であり、この
ホール素子８により回転子マグネット１の磁極位置を検
出し、その検出した位置に応じて三相の電機子コイル３
の電流を選択的に切り換えることにより、電機子コイル
３の磁極と回転子マグネット１の磁極との間における電
磁作用で回転力を得ている。
結ブッシュ6bおよびハウジング6cよりなり、上記ボール
ベアリング6aおよび含油処理された焼結ブッシュ6bによ
り、上記回転子ヨーク２が固着されているシャフト７を
回転自在に支持している。８はホール素子であり、この
ホール素子８により回転子マグネット１の磁極位置を検
出し、その検出した位置に応じて三相の電機子コイル３
の電流を選択的に切り換えることにより、電機子コイル
３の磁極と回転子マグネット１の磁極との間における電
磁作用で回転力を得ている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 以上のように構成されるモータでは、コア４は電機子
コイル３および回転子マグネット１より発生する磁束の
主磁路であり、ここには大きな磁束Ｂが通る。この磁束
Ｂは、電機子コイル３の電流切り換えや、回転子マグネ
ット１の回転により、流れる方向が第５図において矢印
で示すように変化する。このため、コア内部に電界が発
生し、第６図に示すようなうず電流ｉが流れることによ
りジュール熱が発生し、モータの温度が上昇する。この
温度上昇によりボビン3aが変形したり、コイル3bの絶縁
コーティング材が溶融したり、或いは、軸受け部の潤滑
材の蒸発により焼き付け等の問題が発生したいた。
コイル３および回転子マグネット１より発生する磁束の
主磁路であり、ここには大きな磁束Ｂが通る。この磁束
Ｂは、電機子コイル３の電流切り換えや、回転子マグネ
ット１の回転により、流れる方向が第５図において矢印
で示すように変化する。このため、コア内部に電界が発
生し、第６図に示すようなうず電流ｉが流れることによ
りジュール熱が発生し、モータの温度が上昇する。この
温度上昇によりボビン3aが変形したり、コイル3bの絶縁
コーティング材が溶融したり、或いは、軸受け部の潤滑
材の蒸発により焼き付け等の問題が発生したいた。
また、このようなジュール熱が発生すると、モータに
供給しなければならない電力がその分だけ増加するため
にエネルギー効率が低下していた。
供給しなければならない電力がその分だけ増加するため
にエネルギー効率が低下していた。
また、コア４やハウジング6cを、圧入や接着および溶
接などにより固定子ヨーク５に固着しているために取り
付け位置に誤差が発生し易い。このため、従来はこの誤
差に基づく回転むらやトルクむら等を小さくするのに限
界が生じていた。
接などにより固定子ヨーク５に固着しているために取り
付け位置に誤差が発生し易い。このため、従来はこの誤
差に基づく回転むらやトルクむら等を小さくするのに限
界が生じていた。
また、このように複数の部品を組み立てて固定子を構
成しているので、製作工数が多くかかりコスト高になっ
ていた。
成しているので、製作工数が多くかかりコスト高になっ
ていた。
本発明は、上述の問題点に鑑み、コア付ブラシレスモ
ータにおけるエネルギー効率を向上させるとともに、そ
の製造コストを低減出来るようにすることを目的とす
る。
ータにおけるエネルギー効率を向上させるとともに、そ
の製造コストを低減出来るようにすることを目的とす
る。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明のコア付ブラシレスモータは、電機子コイルが
巻設されるコア部と、このコア部が固着されるとともに
前記電機子コイルの磁路が形成される固定子ヨークと、
この固定子ヨークを支持するハウジング部とを有してな
るものにおいて、前記コア部と前記固定子ヨークとが、
樹脂に鉄粉を混入した導通性を有する磁性複合材によっ
て前記ハウジング部と一体的に形成され、かつ、前記磁
性複合材における鉄粉の体積比が45〜75％であることを
特徴とするものである。
巻設されるコア部と、このコア部が固着されるとともに
前記電機子コイルの磁路が形成される固定子ヨークと、
この固定子ヨークを支持するハウジング部とを有してな
るものにおいて、前記コア部と前記固定子ヨークとが、
樹脂に鉄粉を混入した導通性を有する磁性複合材によっ
て前記ハウジング部と一体的に形成され、かつ、前記磁
性複合材における鉄粉の体積比が45〜75％であることを
特徴とするものである。
また、本発明のコア付ブラシレスモータは、前記磁性
複合材における鉄粉の体積比が54％であることを特徴と
するものである。
複合材における鉄粉の体積比が54％であることを特徴と
するものである。
＜作用＞ 上記構成のコア付ブラシレスモータによれば、樹脂に
鉄粉を混入した導通性を有する磁性複合材を用いて固定
子側のコアを形成してコアの低効率を上げることによ
り、うず電流を流れずらくなる。このとき、磁性複合材
の鉄粉の体積比が45〜75％であれば、一般的な使用条件
においては、鉄損と銅損とを合わせた全損失を極小値に
抑えられる。一方、鉄粉の体積比が54％であれば、鉄損
と銅損とが互いに相反する損失特性であっても、互いの
バランスを保ちつつ、これらを合わせた全損失を最小に
抑えられる。
鉄粉を混入した導通性を有する磁性複合材を用いて固定
子側のコアを形成してコアの低効率を上げることによ
り、うず電流を流れずらくなる。このとき、磁性複合材
の鉄粉の体積比が45〜75％であれば、一般的な使用条件
においては、鉄損と銅損とを合わせた全損失を極小値に
抑えられる。一方、鉄粉の体積比が54％であれば、鉄損
と銅損とが互いに相反する損失特性であっても、互いの
バランスを保ちつつ、これらを合わせた全損失を最小に
抑えられる。
また、磁性複合材を用い、コア部と固定子ヨークとハ
ウジング部とを一体的に形成し、これらを構成するため
の製作工数を減少させる。
ウジング部とを一体的に形成し、これらを構成するため
の製作工数を減少させる。
＜実施例＞ 第１図は、本発明の一実施例を示すコア付DCブラシレ
スモータの断面図、第２図は固定子の斜視図である。な
お、第１図において、第４図と共通の部分については同
一の符号を付して詳細な説明を省略する。
スモータの断面図、第２図は固定子の斜視図である。な
お、第１図において、第４図と共通の部分については同
一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第１図および第２図から明らかなように、本実施例の
コア付DCブラシレスモータは、固定子10のコア部10a、
ハウジング部10bおよびヨーク部10cが一体的に形成され
ている。このように、固定子10を一体的に形成する場
合、例えばポリアミド等の樹脂材料を鉄粉に混入して複
合材を作り、この複合材を用いて成形加工すればよい。
固定子10を成形で製造すると、各部の取り付け誤差が無
くなるので、固定子10の精度は成形型の製作精度のみに
なる。したがって、成形型を高精度に作れば固定子10を
高精度に製作することが出来、回転むらやトルクむら等
を確実に無くすことが出来る。また、一体成形すること
により取り付け工数が要らなくなるので、製造コストを
従来よりも低減させることが出来る。
コア付DCブラシレスモータは、固定子10のコア部10a、
ハウジング部10bおよびヨーク部10cが一体的に形成され
ている。このように、固定子10を一体的に形成する場
合、例えばポリアミド等の樹脂材料を鉄粉に混入して複
合材を作り、この複合材を用いて成形加工すればよい。
固定子10を成形で製造すると、各部の取り付け誤差が無
くなるので、固定子10の精度は成形型の製作精度のみに
なる。したがって、成形型を高精度に作れば固定子10を
高精度に製作することが出来、回転むらやトルクむら等
を確実に無くすことが出来る。また、一体成形すること
により取り付け工数が要らなくなるので、製造コストを
従来よりも低減させることが出来る。
第３図は、このようにポリアミド樹脂に鉄粉を混入し
た複合材料の成形品によりコアを形成した場合の鉄損お
よび銅損の一般的な特性を示す図である。第３図におい
て、横軸はコアに占める鉄の体積比を示し、ポリアミド
樹脂を鉄粉との割合を変えるこにより、０〜100％まで
の値をとる。また、縦軸は損失量を示し、DCブラシレス
モータを一定の負荷および回転数で駆動したときのもの
である。そして、実線で示す特性曲線Ａが鉄損、一点鎖
線で示す曲線Ｂが銅損をそれぞれ示し、二点鎖線で示す
曲線Ｃが鉄損および銅損を足した全損失を示している。
た複合材料の成形品によりコアを形成した場合の鉄損お
よび銅損の一般的な特性を示す図である。第３図におい
て、横軸はコアに占める鉄の体積比を示し、ポリアミド
樹脂を鉄粉との割合を変えるこにより、０〜100％まで
の値をとる。また、縦軸は損失量を示し、DCブラシレス
モータを一定の負荷および回転数で駆動したときのもの
である。そして、実線で示す特性曲線Ａが鉄損、一点鎖
線で示す曲線Ｂが銅損をそれぞれ示し、二点鎖線で示す
曲線Ｃが鉄損および銅損を足した全損失を示している。
第３図から明らかなように、鉄損については、体積比
が高い範囲では磁束密度の時間に対する変化率（δB/δ
ｔ）が大きく、しかもこの場合は低効率が小さいために
大きなうず電流が流れるので、損失が大きくなってい
る。一方、この場合は磁束密度が高いために小さな電機
子コイル電流で所定の出力トルクが得られるために銅損
は小さくなっている。
が高い範囲では磁束密度の時間に対する変化率（δB/δ
ｔ）が大きく、しかもこの場合は低効率が小さいために
大きなうず電流が流れるので、損失が大きくなってい
る。一方、この場合は磁束密度が高いために小さな電機
子コイル電流で所定の出力トルクが得られるために銅損
は小さくなっている。
また、鉄粉の体積比が小さい範囲では、磁束密度の時
間に対する変化率が小さく、しかも低効率が大きいため
に鉄損は小さい。そして、この場合、磁束密度が小さい
ために銅損は大きくなっている。
間に対する変化率が小さく、しかも低効率が大きいため
に鉄損は小さい。そして、この場合、磁束密度が小さい
ために銅損は大きくなっている。
このように、或る鉄粉体積比における損失特性が鉄損
と銅損とでは相反し、これらの両損失を足した全損失
は、互いのバランスが取れているところの体積比54％で
極小値となっている。
と銅損とでは相反し、これらの両損失を足した全損失
は、互いのバランスが取れているところの体積比54％で
極小値となっている。
この極小点は、負荷条件および回転数などにより移動
するが、実施例のモータの一般的な使用条件である、回
転数が300〜5,000rpm、モータ温度上昇が60℃以内の範
囲の負荷で実験したところ、体積比45〜75％の範囲に極
小値が存在することが判った。したがって、モータの使
用条件が決まっていれば、その条件において全損失（鉄
損＋銅損）が最小となるように複合材の混合比を決定す
ればエネルギー使用効率を更に向上させることが出来
る。
するが、実施例のモータの一般的な使用条件である、回
転数が300〜5,000rpm、モータ温度上昇が60℃以内の範
囲の負荷で実験したところ、体積比45〜75％の範囲に極
小値が存在することが判った。したがって、モータの使
用条件が決まっていれば、その条件において全損失（鉄
損＋銅損）が最小となるように複合材の混合比を決定す
ればエネルギー使用効率を更に向上させることが出来
る。
＜発明の効果＞ 本発明は上述したように、固定子を構成するコア部と
固定子ヨークとハウジング部とを、樹脂に鉄粉を混入し
た導通性を有する磁性複合材により形成して低効率を上
げたので、うず電流による発熱を防止してエネルギー効
率を大幅に向上させることが出来る。しかも、その磁性
複合材には所定の体積比で鉄粉を混入することで、鉄損
と銅損とを合わせた全損失が抑えられ、エネルギー効率
を更に向上させることが出来る。
固定子ヨークとハウジング部とを、樹脂に鉄粉を混入し
た導通性を有する磁性複合材により形成して低効率を上
げたので、うず電流による発熱を防止してエネルギー効
率を大幅に向上させることが出来る。しかも、その磁性
複合材には所定の体積比で鉄粉を混入することで、鉄損
と銅損とを合わせた全損失が抑えられ、エネルギー効率
を更に向上させることが出来る。
また、磁性複合材を用いて上記コア部と固定子ヨー
ク、およびハウジング部を一体成形したので、製造工数
を減らしてコストダウンを図ることが出来るとともに、
これらの位置誤差を小さくすることが出来、回転むらや
トルクむらを低減することが出来る。
ク、およびハウジング部を一体成形したので、製造工数
を減らしてコストダウンを図ることが出来るとともに、
これらの位置誤差を小さくすることが出来、回転むらや
トルクむらを低減することが出来る。
第１図は、本発明の一実施例を示すコア付DCブラシレス
モータの断面図、 第２図は、固定子の全体構成を示す斜視図、 第３図は、鉄粉体積比と損失との関係を示す特性図、 第４図および第５図は従来のコア付DCブラシレスモータ
を示し、 第４図は、コア付DCブラシレスモータの断面図、 第５図は、コア付DCブラシレスモータの平面図、 第６図は、磁束とうず電流との関係を示す図である。 １……回転子マグネット,2……回転子ヨーク， ７……シャフト,10……固定子， 10a……コア部,10b……ハウジング部， 10c……ヨーク部。
モータの断面図、 第２図は、固定子の全体構成を示す斜視図、 第３図は、鉄粉体積比と損失との関係を示す特性図、 第４図および第５図は従来のコア付DCブラシレスモータ
を示し、 第４図は、コア付DCブラシレスモータの断面図、 第５図は、コア付DCブラシレスモータの平面図、 第６図は、磁束とうず電流との関係を示す図である。 １……回転子マグネット,2……回転子ヨーク， ７……シャフト,10……固定子， 10a……コア部,10b……ハウジング部， 10c……ヨーク部。
Claims (2)
- 【請求項１】電機子コイルが巻設されるコア部と、該コ
ア部が固着されるとともに前記電機子コイルの磁路が形
成される固定子ヨークと、該固定子ヨークを支持するハ
ウジング部とを有してなるコア付ブラシレスモータにお
いて、 前記コア部と前記固定子ヨークとが、樹脂に鉄粉を混入
した導通性を有する磁性複合材によって前記ハウジング
部と一体的に形成され、かつ、前記磁性複合材における
鉄粉の体積比が45〜75％である ことを特徴とするコア付ブラシレスモータ。 - 【請求項２】電機子コイルが巻設されるコア部と、該コ
ア部が固着されるとともに前記電機子コイルの磁路が形
成される固定子ヨークと、該固定子ヨークを支持するハ
ウジング部とを有してなるコア付ブラシレスモータにお
いて、 前記コア部と前記固定子ヨークとが、樹脂に鉄粉を混入
した導通性を有する磁性複合材によって前記ハウジング
と一体的に形成され、かつ、前記磁性複合材における鉄
粉の体積比が54％である ことを特徴とするコア付ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053290A JP2922595B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | コア付ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053290A JP2922595B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | コア付ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458753A JPH0458753A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2922595B2 true JP2922595B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=15906670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17053290A Expired - Fee Related JP2922595B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | コア付ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922595B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519270A (en) * | 1992-08-19 | 1996-05-21 | Fujitsu Limited | Spindle motor and disk drive having the same |
| JP3312370B2 (ja) * | 1995-03-28 | 2002-08-05 | ミネベア株式会社 | モ−タ構造 |
| KR100432954B1 (ko) * | 2002-06-26 | 2004-05-28 | 주식회사 아모텍 | 레이디얼 코어타입 더블 로터 방식의 비엘디씨 모터 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP17053290A patent/JP2922595B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458753A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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