JP3462058B2 - モータ構造 - Google Patents
モータ構造Info
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- JP3462058B2 JP3462058B2 JP30611597A JP30611597A JP3462058B2 JP 3462058 B2 JP3462058 B2 JP 3462058B2 JP 30611597 A JP30611597 A JP 30611597A JP 30611597 A JP30611597 A JP 30611597A JP 3462058 B2 JP3462058 B2 JP 3462058B2
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- motor structure
- rotor
- coil
- salient poles
- stator
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
- H02K1/148—Sectional cores
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアルギャップ
型のモータ構造に関し、特に詳しくは、小形化・軽量化
・低価格化を図ったラジアルギャップ型のモータ構造に
関する。
型のモータ構造に関し、特に詳しくは、小形化・軽量化
・低価格化を図ったラジアルギャップ型のモータ構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年各種OA機器の高性能化、特に高速
度化の進歩は目覚ましいものが有り、これに伴い各種機
器は、機能に応じた専用のモータを複数個使用する方式
となっている。特に、小形DCモータでは、用途に応じ
て磁気効率を上げ、コギングトルクを下げ、電磁ノイズ
の少ない制御性の良いモータが望まれている。この対策
として、コアのスロット数(突極数)を多くし、マグネ
ットの磁極数を多くすることで、一つ一つの磁気回路長
が短くなり磁気抵抗が下がる為、磁気効率が上がり、更
に、コイルを集中巻として巻線効率を上げて対応してい
る。
度化の進歩は目覚ましいものが有り、これに伴い各種機
器は、機能に応じた専用のモータを複数個使用する方式
となっている。特に、小形DCモータでは、用途に応じ
て磁気効率を上げ、コギングトルクを下げ、電磁ノイズ
の少ない制御性の良いモータが望まれている。この対策
として、コアのスロット数(突極数)を多くし、マグネ
ットの磁極数を多くすることで、一つ一つの磁気回路長
が短くなり磁気抵抗が下がる為、磁気効率が上がり、更
に、コイルを集中巻として巻線効率を上げて対応してい
る。
【0003】図7は従来から使用されている積層タイプ
のインナーロータ型ブラシレスDCモータの構成を示し
ており、図8はその断面を示している。図中、1は引出
線を示し、2は軟磁性鋼板を積層して構成したステータ
8の突極10にボビン9を上下から挿入し、その上にマ
グネットワイヤーを巻回して構成したコイルを示す。3
はロータ磁石を示し、4はロータ磁石とロータの回転中
心となるシャフト5を接続するスリーブを示す。7はフ
ランジで、中央にロータのシャフト5を支える軸受6を
配して、ステータ8を両側から挟み込んでいる。尚、こ
こで突極10の先端はロータ磁石との鎖交磁束を多くす
る為とボビン(コイル)の保持の為、巻線部分より周方
向に幅広く構成している。又、ステータ8の積層は、前
述と同じ理由により、ロータ磁石3とほぼ同じ長さまで
行なっている。
のインナーロータ型ブラシレスDCモータの構成を示し
ており、図8はその断面を示している。図中、1は引出
線を示し、2は軟磁性鋼板を積層して構成したステータ
8の突極10にボビン9を上下から挿入し、その上にマ
グネットワイヤーを巻回して構成したコイルを示す。3
はロータ磁石を示し、4はロータ磁石とロータの回転中
心となるシャフト5を接続するスリーブを示す。7はフ
ランジで、中央にロータのシャフト5を支える軸受6を
配して、ステータ8を両側から挟み込んでいる。尚、こ
こで突極10の先端はロータ磁石との鎖交磁束を多くす
る為とボビン(コイル)の保持の為、巻線部分より周方
向に幅広く構成している。又、ステータ8の積層は、前
述と同じ理由により、ロータ磁石3とほぼ同じ長さまで
行なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが多ストッロ化
は、スロットの間隔を狭くするため巻線スペースが狭く
なり、モータ寸法を大きくしない限り必要量の巻線を納
めることが出来なくなっている。又、同一寸法では、必
要量の巻線が出来ないため、コストアップとなるが磁気
特性の高い永久磁石をロータに採用し所望のモータ特性
を得るようにしている。又、従来の積層型ステータの構
成では、突極とロータ磁石との対向面積確保の為に、ス
テータの積厚をロータ磁石の長さとほぼ同じ長さとせざ
るを得ない為、コイル1ターン当たりの線長が長くなり
巻線の効率が悪くなっている。又、ロータ磁石と対向す
る突極の面は、対向面積確保とコイルの保持を兼ねて周
方向に幅広となっている為、巻線の作業性が悪くなって
いる。特にインナーロータ型では顕著に現れている。こ
れと同時にステータが必要以上に有る為、重くて扱いず
らいものとなっている。
は、スロットの間隔を狭くするため巻線スペースが狭く
なり、モータ寸法を大きくしない限り必要量の巻線を納
めることが出来なくなっている。又、同一寸法では、必
要量の巻線が出来ないため、コストアップとなるが磁気
特性の高い永久磁石をロータに採用し所望のモータ特性
を得るようにしている。又、従来の積層型ステータの構
成では、突極とロータ磁石との対向面積確保の為に、ス
テータの積厚をロータ磁石の長さとほぼ同じ長さとせざ
るを得ない為、コイル1ターン当たりの線長が長くなり
巻線の効率が悪くなっている。又、ロータ磁石と対向す
る突極の面は、対向面積確保とコイルの保持を兼ねて周
方向に幅広となっている為、巻線の作業性が悪くなって
いる。特にインナーロータ型では顕著に現れている。こ
れと同時にステータが必要以上に有る為、重くて扱いず
らいものとなっている。
【0005】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、ラジアルギャップの円筒型モータ
において、同一形状のステータを軸方向に積層するラミ
ネーション構造を用いずに軽量化と長尺化を効率よく構
成出来るモータ構造を提供しようとするものである。
もので、その目的は、ラジアルギャップの円筒型モータ
において、同一形状のステータを軸方向に積層するラミ
ネーション構造を用いずに軽量化と長尺化を効率よく構
成出来るモータ構造を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の如き本発明の目的
を達成するために、本願の請求項1に記載の発明は、両
端面にロータを軸承する軸受を形成したフランジを持
ち、該フランジに挟持されたステータからロータ方向に
向かって突出する分割型の複数個の突極を有する円筒型
ラジアルギャップ型モータ構造において、該突極は、軟
磁性鋼板で形成し周方向に積層し、磁気飽和させない最
小限度の断面積で構成したコイルを巻回する部分と、ロ
ータと対峙し長手方向の長さがロータ磁石の回転軸方向
の長さと略等しい前記突極の先端とを有し、前記ステー
タに対して前記突極を圧入嵌合する溝を回転軸線に対し
て斜めに形成したことを特徴とするモータ構造を提供す
る。本願の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の
発明に加えて、該突極を軟磁性粉を混合した高分子材料
で構成したことを特徴とするモータ構造を提供する。本
願の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明に
加えて、該突極を軟磁性体の焼結金属にて構成したこと
を特徴とするモータ構造を提供する。本願の請求項4に
記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、前記突
極の先端の横幅が前記コイルの巻回された部分の幅より
も大きく形成されていることを特徴とするモータ構造を
提供する。本願の請求項5に記載の発明は、請求項1に
記載の発明に加えて、該ステータと突極並びにコイルか
らなるアーマチュアを高分子材でモールド成形にて一体
化したことを特徴とするモータ構造を提供する。
を達成するために、本願の請求項1に記載の発明は、両
端面にロータを軸承する軸受を形成したフランジを持
ち、該フランジに挟持されたステータからロータ方向に
向かって突出する分割型の複数個の突極を有する円筒型
ラジアルギャップ型モータ構造において、該突極は、軟
磁性鋼板で形成し周方向に積層し、磁気飽和させない最
小限度の断面積で構成したコイルを巻回する部分と、ロ
ータと対峙し長手方向の長さがロータ磁石の回転軸方向
の長さと略等しい前記突極の先端とを有し、前記ステー
タに対して前記突極を圧入嵌合する溝を回転軸線に対し
て斜めに形成したことを特徴とするモータ構造を提供す
る。本願の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の
発明に加えて、該突極を軟磁性粉を混合した高分子材料
で構成したことを特徴とするモータ構造を提供する。本
願の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明に
加えて、該突極を軟磁性体の焼結金属にて構成したこと
を特徴とするモータ構造を提供する。本願の請求項4に
記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、前記突
極の先端の横幅が前記コイルの巻回された部分の幅より
も大きく形成されていることを特徴とするモータ構造を
提供する。本願の請求項5に記載の発明は、請求項1に
記載の発明に加えて、該ステータと突極並びにコイルか
らなるアーマチュアを高分子材でモールド成形にて一体
化したことを特徴とするモータ構造を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図を用
いて説明する。図1は本発明に係わるインナーロータ型
ブラシレスDCモータの一部破断正面図であり、図2は
同一部破断平面図である。図中11は引出線を示し、1
2はマグネットワイヤーをボビン19に巻回して構成し
たコイルを示す。コイル12の端末は、中継板22に接
続され、その中で必要な結線を行っている。13はロー
タ磁石を示し、14はロータ磁石13と回転中心となる
シャフト15を接続するスリーブを示す。そして、ロー
タ磁石13とスリーブ14はロータ30を構成する。ス
テータ20の端面には中心にロータのシャフト15を回
転自在に支える軸受16を配してたフランジ17が固定
されている。
いて説明する。図1は本発明に係わるインナーロータ型
ブラシレスDCモータの一部破断正面図であり、図2は
同一部破断平面図である。図中11は引出線を示し、1
2はマグネットワイヤーをボビン19に巻回して構成し
たコイルを示す。コイル12の端末は、中継板22に接
続され、その中で必要な結線を行っている。13はロー
タ磁石を示し、14はロータ磁石13と回転中心となる
シャフト15を接続するスリーブを示す。そして、ロー
タ磁石13とスリーブ14はロータ30を構成する。ス
テータ20の端面には中心にロータのシャフト15を回
転自在に支える軸受16を配してたフランジ17が固定
されている。
【0008】突極23の先端部はロータ磁石13との鎖
交磁束をより多くさせるようにロータ磁石13と略同じ
長さになっている。ここで突極23の詳細を図3にて説
明すると、突極23は、巻線部Aと先端部Bから成って
おり、巻線部Aは磁気飽和させない最小限の断面積と
し、先端部Bは、ロータ磁石13との鎖交磁束をより多
くとるために、ロータ磁石13との対向面積を広げる目
的で軸方向の長さをロータ磁石13と略同じ長さとして
いる。このような形状とした軟磁性鋼板を周方向で積層
して突極23を構成している。次にこの突極23の巻線
部に予めボビン19に巻いてあったコイル12を挿入し
軟磁性鋼板からなるステータ20に圧入嵌合して、アー
マチュアを構成している。
交磁束をより多くさせるようにロータ磁石13と略同じ
長さになっている。ここで突極23の詳細を図3にて説
明すると、突極23は、巻線部Aと先端部Bから成って
おり、巻線部Aは磁気飽和させない最小限の断面積と
し、先端部Bは、ロータ磁石13との鎖交磁束をより多
くとるために、ロータ磁石13との対向面積を広げる目
的で軸方向の長さをロータ磁石13と略同じ長さとして
いる。このような形状とした軟磁性鋼板を周方向で積層
して突極23を構成している。次にこの突極23の巻線
部に予めボビン19に巻いてあったコイル12を挿入し
軟磁性鋼板からなるステータ20に圧入嵌合して、アー
マチュアを構成している。
【0009】尚、ここでステータ20に対して突極23
を圧入嵌合する溝を回転軸線に対して斜めに形成すれ
ば、突極23が回転軸線に対して傾斜した構造となって
突極23に実質的にスキュウを付けた構成となり、更に
コギングの小さなモータとすることが出来る。
を圧入嵌合する溝を回転軸線に対して斜めに形成すれ
ば、突極23が回転軸線に対して傾斜した構造となって
突極23に実質的にスキュウを付けた構成となり、更に
コギングの小さなモータとすることが出来る。
【0010】又、突極23並びにステータ20は、軟磁
性鋼板を用いないで高分子材入りの軟磁性粉を用いて構
成しても良いし焼結金属で構成しても良い。図4に軟磁
性粉や軟磁性体からなる焼結金属で構成した場合の突極
23の形状を示す。この場合は、板材に比べ形状の自由
度が大きいため、先端部Bを周方向にも広げて構成で
き、先端部Bを軸方向と周方向に広げるため、ロータ磁
石13の磁束を更に効率良く集めることが出来る。尚、
当然であるが、巻線部Aは必要最小限の断面積となるよ
うに構成している。
性鋼板を用いないで高分子材入りの軟磁性粉を用いて構
成しても良いし焼結金属で構成しても良い。図4に軟磁
性粉や軟磁性体からなる焼結金属で構成した場合の突極
23の形状を示す。この場合は、板材に比べ形状の自由
度が大きいため、先端部Bを周方向にも広げて構成で
き、先端部Bを軸方向と周方向に広げるため、ロータ磁
石13の磁束を更に効率良く集めることが出来る。尚、
当然であるが、巻線部Aは必要最小限の断面積となるよ
うに構成している。
【0011】図5は、ステータ20と突極23並びにコ
イル12を高分子材料25を用いてモールド形成にて一
体化した実施形態を示す。突極23をこのような構成に
することで、今まで不要でも突極の構成上削除出来なか
った巻線部の寸法を小さくすることが出来ると同時に、
巻心が小さくなった分巻線の長さも短くて済み効率の良
いコイルとなる為、軽くて効率の良いモータとなる。
又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁性鋼板の積層枚数
の増加が必要最小数で済む為、低価格で対応可能となっ
た。
イル12を高分子材料25を用いてモールド形成にて一
体化した実施形態を示す。突極23をこのような構成に
することで、今まで不要でも突極の構成上削除出来なか
った巻線部の寸法を小さくすることが出来ると同時に、
巻心が小さくなった分巻線の長さも短くて済み効率の良
いコイルとなる為、軽くて効率の良いモータとなる。
又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁性鋼板の積層枚数
の増加が必要最小数で済む為、低価格で対応可能となっ
た。
【0012】以上、本発明を上述の実施の形態により説
明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が
可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排
除するものではない。
明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が
可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排
除するものではない。
【0013】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、コイル
1ターン当たりの線長を最短とすることができ巻線の効
率が上げられることや、長尺円筒型モータでも突極を効
率よく構成出来る為、モータの軽量化と同時にロータ磁
石などモータ構成材料の特性を限界まで引出せることか
ら、高効率のモータを低価格で構成することが出来る
外、突極が積層板から構成されているので、渦電流損失
を低めに抑制できる。請求項2及び3に記載の発明で
は、薄板を複数枚積層する手間を省くことが出来る。請
求項4に記載の発明では、突極の先端を広げることが出
来るので、磁気効率のよいモータを構成することが出来
る。請求項5に記載の発明では、今まで不要でも突極の
構成上削除出来なかった巻線部の寸法を小さくすること
が出来ると同時に、巻心が小さくなった分巻線の長さも
短くて済み効率の良いコイルとなる為、軽くて効率の良
いモータとなる。又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁
性鋼板の積層枚数の増加が必要最小枚で済む為、低価格
で対応可能となった。
1ターン当たりの線長を最短とすることができ巻線の効
率が上げられることや、長尺円筒型モータでも突極を効
率よく構成出来る為、モータの軽量化と同時にロータ磁
石などモータ構成材料の特性を限界まで引出せることか
ら、高効率のモータを低価格で構成することが出来る
外、突極が積層板から構成されているので、渦電流損失
を低めに抑制できる。請求項2及び3に記載の発明で
は、薄板を複数枚積層する手間を省くことが出来る。請
求項4に記載の発明では、突極の先端を広げることが出
来るので、磁気効率のよいモータを構成することが出来
る。請求項5に記載の発明では、今まで不要でも突極の
構成上削除出来なかった巻線部の寸法を小さくすること
が出来ると同時に、巻心が小さくなった分巻線の長さも
短くて済み効率の良いコイルとなる為、軽くて効率の良
いモータとなる。又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁
性鋼板の積層枚数の増加が必要最小枚で済む為、低価格
で対応可能となった。
【図1】図1は、本発明の一実施形態を示す一部破断正
面図である。
面図である。
【図2】図2は、本発明の一実施形態を示す一部破断平
面図である。
面図である。
【図3】図3は、突極を示す分解斜視図である。
【図4】図4は、突極の他の実施の形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図5】図5は、本発明の他の実施の形態を示す一部破
断正面図である。
断正面図である。
【図6】図6は、本発明の他の実施の形態を示す一部破
断平面図である。
断平面図である。
【図7】図7は、従来例の一部破断正面図である。
【図8】図8は、従来例の一部破断平面図である。
1・・・・・引出線
2・・・・・コイル
3・・・・・ロータ磁石
4・・・・・スリーブ
5・・・・・シャフト
6・・・・・軸受
7・・・・・フランジ
8・・・・・ステータ
9・・・・・ボビン
10・・・・・突極
11・・・・・引出線
12・・・・・コイル
13・・・・・ロータ磁石
14・・・・・スリーブ
15・・・・・シャフト
16・・・・・軸受
17・・・・・フランジ
19・・・・・ボビン
20・・・・・ステータ
22・・・・・中継板
23・・・・・突極
25・・・・・高分子材料
30・・・・・ロータ
A・・・・・巻線部
B・・・・・先端部
フロントページの続き
(72)発明者 青野 嘉幸
静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−1 ミネ
ベア株式会社開発技術センタ−内
(56)参考文献 特開 平4−271240(JP,A)
特開 平9−215230(JP,A)
特開 平5−38118(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H02K 21/14
H02K 29/00
H02K 1/14
Claims (5)
- 【請求項1】両端面にロータを軸承する軸受を形成した
フランジを持ち、該フランジに挟持されたステータから
ロータ方向に向かって突出する分割型の複数個の突極を
有する円筒型ラジアルギャップ型モータ構造において、
該突極は、軟磁性鋼板で形成し周方向に積層し、磁気飽
和させない最小限度の断面積で構成したコイルを巻回す
る部分と、ロータと対峙し長手方向の長さがロータ磁石
の回転軸方向の長さと略等しい前記突極の先端とを有
し、前記ステータに対して前記突極を圧入嵌合する溝を
回転軸線に対して斜めに形成したことを特徴とするモー
タ構造。 - 【請求項2】 該突極を軟磁性粉を混合した高分子材料で
構成したことを特徴とする請求項1に記載のモータ構
造。 - 【請求項3】 該突極を軟磁性体の焼結金属にて構成した
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ構造。 - 【請求項4】 前記突極の先端の横幅が前記コイルの巻回
された部分の幅よりも大きく形成されていることを特徴
とする請求項1に記載のモータ構造。 - 【請求項5】 該ステータと突極並びにコイルからなるア
ーマチュアを高分子材でモールド成形にて一体化したこ
とを特徴とする請求項1に記載のモータ構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30611597A JP3462058B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | モータ構造 |
US09/186,147 US6057621A (en) | 1997-11-07 | 1998-11-05 | Cylindrical radial gap type motor structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30611597A JP3462058B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | モータ構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11146616A JPH11146616A (ja) | 1999-05-28 |
JP3462058B2 true JP3462058B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=17953235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30611597A Expired - Fee Related JP3462058B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | モータ構造 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6057621A (ja) |
JP (1) | JP3462058B2 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6340857B2 (en) * | 1998-12-25 | 2002-01-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor having a rotor with interior split-permanent-magnet |
US6445105B1 (en) * | 1999-04-06 | 2002-09-03 | General Electric Company | Axial flux machine and method of fabrication |
JP2001238377A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Minebea Co Ltd | 回転電機 |
US6400059B1 (en) * | 2000-11-15 | 2002-06-04 | Chun-Pu Hsu | Inner stator of drum type motor |
JP4823425B2 (ja) * | 2001-01-15 | 2011-11-24 | ミネベア株式会社 | Dcモータ |
WO2003021742A1 (fr) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Hitachi Powdered Metals Co.,Ltd. | Rotor de type a aimant permanent et procede de fabrication du rotor |
US20030160536A1 (en) | 2002-02-28 | 2003-08-28 | General Electric Crd | Machine stator |
JP2004236495A (ja) * | 2003-01-10 | 2004-08-19 | Nippon Steel Corp | 励磁機およびそれを用いた同期機 |
KR100517923B1 (ko) * | 2003-02-27 | 2005-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 전동기의 고정자 조립체 및 제조 방법 |
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