JP3038796B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JP3038796B2 JP3038796B2 JP13079090A JP13079090A JP3038796B2 JP 3038796 B2 JP3038796 B2 JP 3038796B2 JP 13079090 A JP13079090 A JP 13079090A JP 13079090 A JP13079090 A JP 13079090A JP 3038796 B2 JP3038796 B2 JP 3038796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- yoke
- brushless motor
- permanent magnet
- motor
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本発明は工業用、家庭用等の動力に用いられるブラシ
レスモータに関する。
レスモータに関する。
｛従来の技術｝ ブラシレスモータは用途によって制御用モータと動力
用モータに大別される。制御用モータとは位置あるいは
速度の制御を主目的としたもので、特性としては高速応
答性、電流に対するトルクの線形性、低回転ムラなどが
要求される。
用モータに大別される。制御用モータとは位置あるいは
速度の制御を主目的としたもので、特性としては高速応
答性、電流に対するトルクの線形性、低回転ムラなどが
要求される。
一方、本発明の目的である動力用のブラシレスモータ
とはエアーコンディショナーのコンプレッサーモータ、
電気自動車等の動力に用いるモータをいう。これらは従
来インダクションモータが用いられていたが、小型軽
量、高制御性などの要求により近年ブラシレスモータが
使用されることが多くなっている。この動力用ブラシレ
スモータは高効率であることを第一に要求される。
とはエアーコンディショナーのコンプレッサーモータ、
電気自動車等の動力に用いるモータをいう。これらは従
来インダクションモータが用いられていたが、小型軽
量、高制御性などの要求により近年ブラシレスモータが
使用されることが多くなっている。この動力用ブラシレ
スモータは高効率であることを第一に要求される。
また、構造的にブラシレスモータを分類すると、径方
向ギャップ形と軸方向ギャップ型に大別される。
向ギャップ形と軸方向ギャップ型に大別される。
径方向ギャップ型ブラシレスモータは固定子の構造が
インダクションモータと同一で回転子には径方向に磁束
を発生するように永久磁石が固着されている。コイルは
型を用いて巻いた後、インサータでヨークの溝内に引き
入れられる。永久磁石の形状は瓦状が一般的である。
インダクションモータと同一で回転子には径方向に磁束
を発生するように永久磁石が固着されている。コイルは
型を用いて巻いた後、インサータでヨークの溝内に引き
入れられる。永久磁石の形状は瓦状が一般的である。
ところが径方向ギャップ型ブラシレスモータを家庭用
等での動力用、あるいは電気自動車の駆動用に用いる場
合、以下のような問題がある。
等での動力用、あるいは電気自動車の駆動用に用いる場
合、以下のような問題がある。
本来、インダクションモータが使用されていた上記の
ような用途において、永久磁石を回転子に用いたブラシ
レスモータを使用する目的は小型化、及び高効率化にあ
る。そのためには回転子側に磁束密度の高い永久磁石を
用い、かつ固定子側でのジュール損失を小さくする目的
から、コイルは断面積を大きくする必要がある。しかし
断面積の大きい、すなわち線径が太いコイルは剛性が高
くなると共に、ヨークの溝開口幅に対して線径が大きく
なり、ヨーク溝内へのコイルのインサートがきわめて困
難になる。
ような用途において、永久磁石を回転子に用いたブラシ
レスモータを使用する目的は小型化、及び高効率化にあ
る。そのためには回転子側に磁束密度の高い永久磁石を
用い、かつ固定子側でのジュール損失を小さくする目的
から、コイルは断面積を大きくする必要がある。しかし
断面積の大きい、すなわち線径が太いコイルは剛性が高
くなると共に、ヨークの溝開口幅に対して線径が大きく
なり、ヨーク溝内へのコイルのインサートがきわめて困
難になる。
一方、従来の軸方向ギャップ型ブラシレスモータは、
第５図に示すように平板状ヨーク404に空心コイル408が
固着された構造を持つ。第５図に示すように永久磁石40
7は円周方向にＮ、Ｓ各極が交互になるようにバックヨ
ーク406上に配置される。この構成においては、コイル
線径が大きくても容易に固定子を製造することができる
が、永久磁石からの磁束が平板上ヨークに入り、永久磁
石とバックヨークによって構成される回転子の回転にと
もなって変化するため、平板状ヨーク内でのヒステリシ
ス損失、渦電流損失（以下両者を総称して鉄損と記述す
る）が大きくなり、損失の上昇をもたらす結果、動力用
モータとしては適していなかった。
第５図に示すように平板状ヨーク404に空心コイル408が
固着された構造を持つ。第５図に示すように永久磁石40
7は円周方向にＮ、Ｓ各極が交互になるようにバックヨ
ーク406上に配置される。この構成においては、コイル
線径が大きくても容易に固定子を製造することができる
が、永久磁石からの磁束が平板上ヨークに入り、永久磁
石とバックヨークによって構成される回転子の回転にと
もなって変化するため、平板状ヨーク内でのヒステリシ
ス損失、渦電流損失（以下両者を総称して鉄損と記述す
る）が大きくなり、損失の上昇をもたらす結果、動力用
モータとしては適していなかった。
そこで、鉄損を減少させた軸方向ギャップ型ブラシレ
スモータとしては第６図に示した空心コイル508をコイ
ル支持部材509で支持した固定子を永久磁石507とバック
ヨーク506で構成される一対の回転子ではさんだブラシ
レスモータが知られている。この構成では鉄損を生じる
ヨークが存在しないため例えば電気自動車の動力用とし
て用いられている。
スモータとしては第６図に示した空心コイル508をコイ
ル支持部材509で支持した固定子を永久磁石507とバック
ヨーク506で構成される一対の回転子ではさんだブラシ
レスモータが知られている。この構成では鉄損を生じる
ヨークが存在しないため例えば電気自動車の動力用とし
て用いられている。
｛発明が解決しようとする課題｝ しかし第６図の構成の一対の回転子を用いた軸方向ギ
ャップ型ブラシレスモータにおいては、一対の回転子相
互の距離が長くなると、永久磁石の磁束はコイルと有効
に鎖交せず、同一回転子内の永久磁石の異なる極に漏れ
てしまう欠点をもっている。従って空心コイルの厚みを
十分とることができないため、希土類磁石等の高保磁力
磁石を用いても永久磁石に見合う回転磁界を作り出すこ
とができず、高トルク化のためには、モータの直径が大
きくなってしまうという欠点を有していた。
ャップ型ブラシレスモータにおいては、一対の回転子相
互の距離が長くなると、永久磁石の磁束はコイルと有効
に鎖交せず、同一回転子内の永久磁石の異なる極に漏れ
てしまう欠点をもっている。従って空心コイルの厚みを
十分とることができないため、希土類磁石等の高保磁力
磁石を用いても永久磁石に見合う回転磁界を作り出すこ
とができず、高トルク化のためには、モータの直径が大
きくなってしまうという欠点を有していた。
さらに、空心コイルには回転子の反作用で大きな力が
加わるが、コイル自体は銅等の比較的剛性が小さい材質
のため、コイルの支持が安定せず耐久性に劣るという問
題があった。
加わるが、コイル自体は銅等の比較的剛性が小さい材質
のため、コイルの支持が安定せず耐久性に劣るという問
題があった。
本発明は、従来のこのような課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、小型で且つ高
効率であり、更に生産性、耐久性にも優れたブラシレス
モータを提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、小型で且つ高
効率であり、更に生産性、耐久性にも優れたブラシレス
モータを提供することにある。
｛課題を解決するための手段｝ 上記問題点を解決するために本発明のブラシレモータ
は、回転子に永久磁石を用いた軸方向ギャップ形のブラ
シレスモータにおいて、前記永久磁石を固着した１対の
回転子の間に、柱状の軟磁性材料からなるヨークに、該
ヨークの両端部が突出するようにコイルを巻き、該両突
出部に前記ヨークに係止する端板を設けた固定子を配
し、該固定子を、モータフレームと前記コイルとの間に
樹脂を封入してモータフレームに固定したことを特徴と
する。
は、回転子に永久磁石を用いた軸方向ギャップ形のブラ
シレスモータにおいて、前記永久磁石を固着した１対の
回転子の間に、柱状の軟磁性材料からなるヨークに、該
ヨークの両端部が突出するようにコイルを巻き、該両突
出部に前記ヨークに係止する端板を設けた固定子を配
し、該固定子を、モータフレームと前記コイルとの間に
樹脂を封入してモータフレームに固定したことを特徴と
する。
｛実施例｝ 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明にかかるブラシレスモータを示してい
る。図中、105はモータフレームで両端にはフロントフ
ランジ103とリアフランジ104が固着される。101はシャ
フトでフロントフランジ103とリアフランジ104に対し、
ボールベアリング102で軸支されている。
る。図中、105はモータフレームで両端にはフロントフ
ランジ103とリアフランジ104が固着される。101はシャ
フトでフロントフランジ103とリアフランジ104に対し、
ボールベアリング102で軸支されている。
前記モータフレーム105には以下の構成による固定子
が内側に固定されている。まず第２に示すように軟磁性
材料のヨーク201の外面に図示しない絶縁処理が施さ
れ、さらにヨーク両端がコイル部両端から突出するよう
にコイル202が巻かれる。
が内側に固定されている。まず第２に示すように軟磁性
材料のヨーク201の外面に図示しない絶縁処理が施さ
れ、さらにヨーク両端がコイル部両端から突出するよう
にコイル202が巻かれる。
巻き線が終了した前記ヨーク201は両端の突出部が、
端板203に開けられたヨーク形状と略同一の穴に係止さ
れる。第３図に示すように本実施例においては６個のヨ
ーク201が２枚の端板203間に固定され固定子11を構成す
る。６個のヨーク201に巻かれたコイル202は、シャフト
101に対して軸対象位置にあるものが電気的に結合さ
れ、３相固定子となっている。
端板203に開けられたヨーク形状と略同一の穴に係止さ
れる。第３図に示すように本実施例においては６個のヨ
ーク201が２枚の端板203間に固定され固定子11を構成す
る。６個のヨーク201に巻かれたコイル202は、シャフト
101に対して軸対象位置にあるものが電気的に結合さ
れ、３相固定子となっている。
前記固定子11は前記リアフランジ104の固着前に前記
モータフレーム105に挿入され、所定の位置に保持され
た状態で、コイル202とモータフレーム105との隙間に、
図示しないモータフレーム表面の小穴からエポキシ系樹
脂106を注入され、樹脂の硬化と共に固定される。
モータフレーム105に挿入され、所定の位置に保持され
た状態で、コイル202とモータフレーム105との隙間に、
図示しないモータフレーム表面の小穴からエポキシ系樹
脂106を注入され、樹脂の硬化と共に固定される。
永久磁石301は、熱間圧延法により製造されたプラセ
オジム鉄ボロン系の磁石を使用している。本磁石の特徴
として、圧延法により製造するため大量生産時の低価格
化が可能で、しかも本発明のように、平板形磁石を用い
る場合には、圧延後の加工が少なく済み、きわめて適し
ている。本実施例においては、第４図に示すように、圧
延後の磁石を45゜の円弧状に切断し、皿形のバックヨー
ク302にＮ極、Ｓ極が交互になるように固着され回転子1
2を構成している。
オジム鉄ボロン系の磁石を使用している。本磁石の特徴
として、圧延法により製造するため大量生産時の低価格
化が可能で、しかも本発明のように、平板形磁石を用い
る場合には、圧延後の加工が少なく済み、きわめて適し
ている。本実施例においては、第４図に示すように、圧
延後の磁石を45゜の円弧状に切断し、皿形のバックヨー
ク302にＮ極、Ｓ極が交互になるように固着され回転子1
2を構成している。
一対の回転子12は永久磁石301を内側にして固定子11
を挟み、かつ前記固定子11と前記回転子12の永久磁石30
1の表面との間に所定の空隙が生じ、かつ一対の回転子1
2の各永久磁石301の対向する面が異極となるようにシャ
フト101に圧入によって固定される。
を挟み、かつ前記固定子11と前記回転子12の永久磁石30
1の表面との間に所定の空隙が生じ、かつ一対の回転子1
2の各永久磁石301の対向する面が異極となるようにシャ
フト101に圧入によって固定される。
以上の構成において、本実施例のブラシレスモータ
は、例えばブラシレスモータの出力軸側の回転子の永久
磁石Ｎ極からでた磁束はヨークを通ってＳ極である対向
する回転子の永久磁石に入り、さらにバックヨークを通
って隣接するＮ極永久磁石から出、さらに隣接するヨー
クを通って最初の永久磁石に戻るというループを組む。
は、例えばブラシレスモータの出力軸側の回転子の永久
磁石Ｎ極からでた磁束はヨークを通ってＳ極である対向
する回転子の永久磁石に入り、さらにバックヨークを通
って隣接するＮ極永久磁石から出、さらに隣接するヨー
クを通って最初の永久磁石に戻るというループを組む。
ここで前記固定子11のコイルを磁石の位置に対応した
３相交流を通電すると、ヨーク201の両端にはＮ、Ｓ各
極が生じる。ところが回転子12の永久磁石は対向する面
が異極のため一対の回転子はそれぞれが同一回転方向に
力を受け回転することになる。この際コイル202にはコ
イルの抵抗値と流れる電流値によってジュール損が生じ
るが、本発明の構成においては、柱状のヨークにコイル
を巻くため十分に線径の太いコイルを用いるためジュー
ル損は最小限にとどめることが出来る。
３相交流を通電すると、ヨーク201の両端にはＮ、Ｓ各
極が生じる。ところが回転子12の永久磁石は対向する面
が異極のため一対の回転子はそれぞれが同一回転方向に
力を受け回転することになる。この際コイル202にはコ
イルの抵抗値と流れる電流値によってジュール損が生じ
るが、本発明の構成においては、柱状のヨークにコイル
を巻くため十分に線径の太いコイルを用いるためジュー
ル損は最小限にとどめることが出来る。
また軟磁性材料のヨークを磁気回路に持ち、さらに空
隙の長さが短いため、コイル部の長さを軸方向に延ばし
ても磁気抵抗の増加が小さく、従って高保磁力磁石に見
合う十分なコイルの容積を取ることが可能になる。また
さらにヨークの形状が単純なため、焼結製法による軟磁
性材料との使用が可能となっている。
隙の長さが短いため、コイル部の長さを軸方向に延ばし
ても磁気抵抗の増加が小さく、従って高保磁力磁石に見
合う十分なコイルの容積を取ることが可能になる。また
さらにヨークの形状が単純なため、焼結製法による軟磁
性材料との使用が可能となっている。
その結果として鉄損、ジュール損がともに小さくなり
効率が向上している。
効率が向上している。
また、コイルはヨークに対して巻かれているため磁気
的な反作用はコイルには生じず、反作用を受ける前記ヨ
ークは端板に係止しているため固定子構造は堅固であり
耐久性に優れている。またコイルとモータフレームとの
間が樹脂によって充填されているため、構造的にさらに
堅固になることはもちろんであるが、そのうえコイルか
らモーターフレーム間の熱抵抗が小さくなり、放熱効率
が向上している。
的な反作用はコイルには生じず、反作用を受ける前記ヨ
ークは端板に係止しているため固定子構造は堅固であり
耐久性に優れている。またコイルとモータフレームとの
間が樹脂によって充填されているため、構造的にさらに
堅固になることはもちろんであるが、そのうえコイルか
らモーターフレーム間の熱抵抗が小さくなり、放熱効率
が向上している。
｛発明の効果｝ 本発明は、以上説明したように、永久磁石を固着した
１対の回転子の間に、柱状の軟磁性材料からなるヨーク
にコイルを巻いた固定子を配し、モータフレームとの間
に樹脂を封入、固定子のヨークのコイル端からの突出部
にヨークに係止する端板を配し、前記端板を介して前記
固定子をモータフレームに固着し、前記回転子の永久磁
石を、熱間圧延法により製造することによって、小型で
且つ高効率であり、更に生産性、耐久性にも優れたブラ
シレスモータを得ることが出来る。
１対の回転子の間に、柱状の軟磁性材料からなるヨーク
にコイルを巻いた固定子を配し、モータフレームとの間
に樹脂を封入、固定子のヨークのコイル端からの突出部
にヨークに係止する端板を配し、前記端板を介して前記
固定子をモータフレームに固着し、前記回転子の永久磁
石を、熱間圧延法により製造することによって、小型で
且つ高効率であり、更に生産性、耐久性にも優れたブラ
シレスモータを得ることが出来る。
第１図は本発明にかかるブラシレスモータの縦断面図、
第２図、第３図、第４図は本発明にかかるブラシレスモ
ータの構成要素の斜視図、第５図、第６図は従来のブラ
シレスモータの縦断面図である。 11……固定子 12……回転子 101……シャフト 102……ボールベアリング 103……フロントフランジ 104……リアフランジ 105……モータフレーム 106……エポキシ系樹脂 201……ヨーク 202……コイル 203……端板 301……永久磁石 302……バックヨーク
第２図、第３図、第４図は本発明にかかるブラシレスモ
ータの構成要素の斜視図、第５図、第６図は従来のブラ
シレスモータの縦断面図である。 11……固定子 12……回転子 101……シャフト 102……ボールベアリング 103……フロントフランジ 104……リアフランジ 105……モータフレーム 106……エポキシ系樹脂 201……ヨーク 202……コイル 203……端板 301……永久磁石 302……バックヨーク
Claims (1)
- 【請求項１】回転子に永久磁石を用いた軸方向ギャップ
形のブラシレスモータにおいて、前記永久磁石を固着し
た１対の回転子の間に、柱状の軟磁性材料からなるヨー
クに、該ヨークの両端部が突出するようにコイルを巻
き、該両突出部に前記ヨークに係止する端板を設けた固
定子を配し、該固定子を、モータフレームと前記コイル
との間に樹脂を封入してモータフレームに固定したこと
を特徴とするブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079090A JP3038796B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079090A JP3038796B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426350A JPH0426350A (ja) | 1992-01-29 |
| JP3038796B2 true JP3038796B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=15042750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13079090A Expired - Lifetime JP3038796B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038796B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006230184A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-31 | Daikin Ind Ltd | 電機子、モータ及び圧縮機並びにそれらの製造方法 |
| KR101065634B1 (ko) * | 2010-05-20 | 2011-09-20 | 허창기 | 교류발전기 |
| WO2023177462A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Soft magnetic wire/strip array for motor stator and rotor |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP13079090A patent/JP3038796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426350A (ja) | 1992-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2762257B2 (ja) | 溝なし型モータの製造方法 | |
| US4605874A (en) | Brushless D.C. dynamoelectric machine having ferrite material magnetic circuit | |
| AU553994B2 (en) | Brushless disc-type dc motor or generator | |
| JPS6185049A (ja) | 永久磁石モータ | |
| GB2565473A (en) | Consequent-pole rotor, electric motor, and air conditioner | |
| JPH11355981A (ja) | ラジアルギャップ型小型円筒型回転電機 | |
| WO2020168137A1 (en) | A method of manufacturing a three-dimensional flux structure for circumferential flux machines | |
| JP3722166B2 (ja) | 永久磁石形電動機の界磁 | |
| JP2006518180A (ja) | モータ／ジェネレータのための拡張コア | |
| JPS61180019A (ja) | 磁気軸受 | |
| JP2001333555A (ja) | スロットレスラジアルギャップ型モータ | |
| JP4197584B2 (ja) | 永久磁石式回転電機の回転子の製造方法 | |
| JPH0479741A (ja) | 永久磁石回転子 | |
| JPH0993895A (ja) | ブラシレスモータ | |
| JP3038796B2 (ja) | ブラシレスモータ | |
| CA1271510A (en) | Brushless d.c. dynamoelectric machine with decreased magnitude of pulsations of air gap flux | |
| JP3083510B2 (ja) | 無刷子電動機およびその製造方法と磁石回転子の製造方法 | |
| JPS6149901B2 (ja) | ||
| CN102299599A (zh) | 一种定子永磁体高速电机 | |
| KR101842827B1 (ko) | 이중 고정자 Axial Field형 스위치드 릴럭턴스 전동기 | |
| JP7459155B2 (ja) | 回転電機及びその界磁子製造方法 | |
| JP2021010211A (ja) | 回転電機及び回転電機の製造方法 | |
| JP2000245084A (ja) | 永久磁石電動機 | |
| JP3529746B2 (ja) | 外開き型櫛部のステータを備えた永久磁石式発電・電動機 | |
| JP2003332128A (ja) | 磁石製造用金型装置，磁石の製造方法，異方性磁石及び永久磁石モータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080303 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 |