JP3817208B2 - ブラシレス直流モーターのステータ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、ブラシレス直流モーターのステータ構造に関するもので、特に単一の磁気伝導片によってモーターのステータの磁極片主体、軸孔および複数個の磁極面が同時に形成されるため、モーターのステータの部品の数を減らすことができ、モーターのステータの全体の厚さを減らすと共に、モーターのステータの全体の構造を簡単にすることができるブラシレス直流モーターのステータ構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。
【０００３】
一般の放熱ファンとしてそのモーターのステータの部品、例えばステータ座、軸孔、コイル、磁極片および駆動素子を有した回路板などが多すぎるため、全体の厚さを有効に薄く減らしたり、或いは全体的な体積を有効に縮めることができず、そのために特定な超薄型の電子装置、例えばノートパソコンに適用されることができない。
【０００４】
従来のモーターのステータ構造として、図１に示す本発明の出願人が取得したアメリカ特許番号第５０９３５９９号「ブラシレス直流モーター」において、そのモーター１には主にステータ座２、上磁極片３、下磁極片４、軸孔５および回路板６が包含される。その構造において、上記上磁極片３、下磁極片４および回路板５は上記軸孔５によって軸方向で嵌合し組立てられ、それを上記ステータ座２の両側から重ねてモーターのステータとなる。このように、モーターのステータの部品を重ねて組立てるため、軸方向への厚さが増えるのは必然的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のブラシレス直流モーターの構造について、上記モーターのステータ構造は部品の減少によってその厚さを多少なり減らすことができるが、その厚さの減少を解決するのに、主なモーターのステータの部品の数を減らすことができなければ、モーターのステータの厚さも相対的に減らすことができない。そのために、複数個のモーターの主要な部品を単一の部品で代わることにより、モーターのステータの全体の厚さを必然的に減らすことができると共に、モーターのステータの全体の構造を簡単にすることができる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、単一の磁気伝導片によってモーターのステータの磁極片主体および複数個の磁極面が同時に形成され、上記磁極片主体が基座となってコイルを載置することができるため、モーターのステータの部品の数を減らすことができ、モーターのステータの全体の厚さを減らすと共に、モーターのステータの全体の構造を簡単にすることができるブラシレス直流モーターのステータ構造を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明の第二の目的は、単一の磁気伝導片によってモーターのステータの磁極片主体、複数個の磁極面、軸管および少なくとも一個以上固定孔が同時に形成されるため、モーターのステータの部品の数を減らすことができると共に、モーターのステータの結合と定位はさらに簡単になる直流ブラシレスモーターを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるブラシレス直流モーターのステータ構造は、下記のようになるものである。
すなわち、本発明のブラシレス直流モーターのステータ構造は、磁気伝導片、コイルおよび駆動部材により構成される。上記磁気伝導片は磁気伝導性のよい金属板片をプレスすることによって製造される。磁気伝導片には磁極片主体と複数個の磁極面が形成され、上記複数個の磁極面は上記磁極片主体の周りを囲むように形成される。上記コイルは上記複数個の磁極面に設置されて環状の側辺に形成される。上記駆動部材は上記磁気伝導片に結合される。上記磁気伝導片は駆動部材と直接結合することができると共に、磁極片主体をもって上記コイルを載置することによって、モーターのステータの全体厚さを減らすことができる。
【０００９】
また、本発明のブラシレス直流モーターのステータ構造は、下記のように構成することもできる。
１．上記磁気伝導片には他に少なくとも一個の固定孔が穿設され、上記固定孔によって上記磁気伝導片を板体に固定することができる。
２．上記磁気伝導片の磁極片主体には少なくとも一個の固定孔が穿設され、上記固定孔によって上記磁気伝導片を板体に固定することができる。
３．上記磁極片主体には軸孔が穿設され、上記軸孔に金属管を嵌入させることによってモーターのローターと結合することができる。
４．上記軸孔の孔縁から垂直に延伸した軸管が形成され、上記軸管に軸受けを容設することによってモーターのローターと結合することができる。
５．上記磁気伝導片には他に複数個の外円弧縁が設置され、上記外円弧縁は上記磁極片主体の外縁の適当な位置に設置されることにより、上記磁気伝導片の対称性を高めることができる。
６．上記磁極面には凹欠部が凹設され、交番励磁によって上記磁極面に交番磁場が生じた時には不均一な磁場が形成され、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になる。
７．上記磁極面の第一辺には第一斜辺が設けられ、上記第一斜辺は第二辺に対応して傾斜して形成され、交番励磁によって上記磁極面に交番磁場が生じた時には不均一な磁場が形成され、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になる。
８．上記第二辺には他に第二斜辺が設けられ、上記磁極面の誘導面積を増やすことができる。
９．上記磁極面には複数個の内磁極面と複数個の外磁極面が包含され、上記外磁極面は上記磁極面の周りを囲むように形成され、多層の内，外磁極面の排列によってモーターのステータの設計の余裕を高める。
１０．上記内磁極面と外磁極面は互いに交錯して設置される。
１１．上記内磁極面と外磁極面は互いに対応して設置される。
１２．上記磁極面は軸方向磁極面に属するもので、上記磁気伝導片には他に複数個の磁極柱が包含され、上記軸方向磁極面は上記磁極柱から折り曲げてなるため、上記磁気伝導片は軸方向エアギャップのモーターに適用される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１１】
【実施形態１】
図２は本発明の実施形態１のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図で、図３は本発明の実施形態１のブラシレス直流モーターのステータ構造による組立てられた状態の側面図である。
【００１２】
図２，３に示すように、本発明の実施形態１のブラシレス直流モーターのステータ構造は単一の磁気伝導片１０、コイル２０、駆動部材３０および軸受け４０によって軸方向でローター５０を嵌合してモーターとして組立てられるものである。上記磁気伝導片１０は磁気伝導性のよい金属板片をプレスすることによって製造される。上記磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸孔１２、複数個の磁極面１３と少なくとも一個以上の固定孔１４が包含される。
【００１３】
図２，３に示すように、上記磁極片主体１１は基座からなり、その中央には軸孔１２が穿設され、上記軸孔１２の孔縁から上へ延伸した軸管１２０が形成され、上記軸管１２０に軸受け４０を嵌設することができるため、上記ローター５０と結合することができる。上記複数個の磁極面１３はプレスによって折り曲げられて上記軸管１２０の周りを囲むように形成され、各磁極面１３の間は互いに同じ間隔で排列するように形成される。上記磁気伝導片１０は磁極片主体１１からなる基座をもって上記コイル２０を載置することができると共に、駆動部材３０を結合することができ、さらに上記磁気伝導片１０は軸管１２０によって軸受け４０を容設することができる。その他に、上記磁極片主体１１の外縁の適当な位置には少なくとも一個以上の固定孔１４が穿設され、上記固定孔１４によってモーター全体を予定された位置に固定することができる。
【００１４】
図３に示すように、上記磁気伝導片１０、コイル２０、駆動部材３０および軸受け４０によってローター５０を嵌合した時、上記複数個の磁極面１３とローター５０の永久磁石５１の間には径方向のエアギャップが形成される。上記複数個の磁極面の内環側に近寄って設置されたコイル２０に交番励磁が生じた時、上記磁極面１３には交番磁場が生じるため、上記モーターのローター５０を回転するように駆動することができる。
【００１５】
図３に示すように、上記磁気伝導片１０は磁極片主体１１を基座にして直接コイル２０を載置することができると共に、駆動部材３０を結合することができ、さらに上記磁気伝導片１０は軸管１２０によってローター５０と結合することにより、ブラシレス直流モーターが形成される。モーター全体を板体６０の予定された位置に結合させようとする時、磁極片主体１１の外縁に穿設された固定孔１４を上記板体６０のねじ孔６１に合わせて、係止部材６２を利用して互いを係止することによってモーター全体が結合され定位される。
【００１６】
図４，５，６，７，８，９，１０，１１図に示すように、それらは本発明の実施形態２，３，４，５，６，７を示す図で、上記実施形態は構造上において実施形態１と同じものであれば、同じ符号を採用することによって本発明の各実施形態の差異をよりわかり易くすることができる。実施形態２，３，４，５，６，７の一部分の技術内容は実施形態１の技術内容において掲示されたため、ここではそれらを参考にすることによって再び詳細には叙述しない。
【００１７】
【実施形態２】
図４，５は本発明の実施形態２のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図と組立てられた状態の側面図で、実施形態２の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸孔１２、複数個の磁極面１３、少なくとも一個以上の固定孔１４および複数個の外円弧縁１５が包含される。上記磁極片主体１１の外縁の適当な位置には外円弧縁１５が形成されるため、上記磁気伝導片１０の対称性を高めることができる。また、上記固定孔１４は耳部１４´において形成され、さらに、上記軸孔１２には孔縁から下へ延伸した軸管１２０が形成され、上記軸管１２０によって軸受け４０を容設した金属管４０１と嵌合することができるため、モーターのローター５０を結合することができる。上記コイル２０は複数個の磁極面１３の外環側に近寄って設置されると共に、駆動部材３０は磁極片１１の背面に結合される。また、上記磁極面１３には凹欠部１３０が凹設され、上記コイル２０に交番励磁が生じた時、上記磁極面１３には交番磁場が生じるため、上記モーターのローター５０を回転するように駆動することができる。そして、上記磁極面１３の凹欠部１３０によって不均一な磁場が形成されるため、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になる。
【００１８】
図５に示すように、上記磁気伝導片１０は磁極片主体１１を基座にして直接コイル２０を載置することができると共に、その背面で駆動部材３０を結合することができ、さらに上記磁気伝導片１０は軸管１２０によって金属管４０１と結合してから再びローター５０と結合することにより、ブラシレス直流モーターが形成される。モーターを板体６０の予定された位置に結合させようとする時、磁極片主体１１の外縁の耳部１４´に穿設された固定孔１４を上記板体６０のねじ孔６１に合わせて、係止部材６２を利用して互いを係止することによってモーターが結合され定位される。
【００１９】
【実施形態３】
図６は本発明の実施形態３のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図で、実施形態３の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸管１２０、複数個の磁極面１３、少なくとも一個以上の固定孔１４および複数個の外円弧縁１５が包含される。上記磁極面１３の第一辺には他に第一斜辺１３１が設けられ、上記第一斜辺１３１は第二辺に対応して傾斜して形成される。交番励磁によって上記磁極面１３に交番磁場が生じた時には、不均一な磁場が形成されるため、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になる。
【００２０】
【実施形態４】
図７は本発明の実施形態４のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図で、実施形態４の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸管１２０、複数個の磁極面１３、少なくとも一個以上の固定孔１４および複数個の外円弧縁１５が包含される。上記磁極面１３の第一辺には第一斜辺１３１が設けられ、それに対して第二辺には他に第二斜辺１３２が設けられるため、上記磁極面１３の誘導面積を増やすことができる。また、上記第一斜辺１３１と第二斜辺１３２は対称しないように形成される。交番励磁によって上記磁極面１３に交番磁場が生じた時には、不均一な磁場が形成されるため、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になる。
【００２１】
【実施形態５】
図８は本発明の実施形態５のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図で、実施形態５の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸管１２０、複数個の内磁極面１３ａ、複数個の外磁極面１３ｂおよび複数個の固定孔１４が包含される。上記外磁極面１３ｂは上記磁極面１３ａの周りを囲むように形成されると共に、外磁極面１３ｂと内磁極面１３ａは互いに交錯して設置され、多層の内，外磁極面１３ａ，１３ｂの排列によってモーターのステータの設計の余裕を高めることができる。
【００２２】
【実施形態６】
図９は本発明の実施形態６のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図で、実施形態６の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸管１２０、複数個の内磁極面１３ａ、複数個の外磁極面１３ｂおよび複数個の固定孔１４が包含される。上記複数個の固定孔１４は磁極片主体１１の適当な位置に設置され、上記外磁極面１３ｂは上記磁極面１３ａの周りを囲むように形成されると共に、外磁極面１３ｂと内磁極面１３ａは互いに対応して設置され、多層の内，外磁極面１３ａ，１３ｂの排列によってモーターのステータの設計の余裕を高めることができる。
【００２３】
【実施形態７】
図１０，１１は本発明の実施形態７のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図と組立てられた状態の断面図で、実施形態７の磁気伝導片１０には磁極片主体１１、軸管１２０、複数個の磁極柱１３´、複数個の軸方向磁極面１３″および複数個の固定孔１４が包含される。上記磁気伝導片１０は軸方向エアギャップのモーターに応用されることができるため、上記磁気伝導片１０は実施形態１，２，３，４，５，６の径方向エアギャップのモーターに適用される他に、軸方向エアギャップのモーターにも適用される。上記軸方向磁極面１３″は上記磁極柱１３´から折り曲げてなると共に、ローター５０の永久磁石５１に対応するように形成されるため、軸方向エアギャップのモーターのステータが形成される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の実施形態のブラシレス直流モーターのステータ構造によれば、単一の磁気伝導片によってモーターのステータの磁極片主体および複数個の磁極面が同時に形成され、上記磁極片主体が基座となってコイルを載置することができるため、モーターのステータの部品の数を減らすことができ、モーターのステータの全体の厚さを減らすと共に、モーターのステータの全体の構造を簡単にすることができるという利点がある。
【００２５】
また、本発明の実施形態のブラシレス直流モーターのステータ構造によれば、単一の磁気伝導片によってモーターのステータの磁極片主体、複数個の磁極面、軸管および少なくとも一個以上固定孔が同時に形成されるため、モーターのステータの部品の数を減らすことができると共に、モーターのステータの結合と定位はさらに簡単になるという利点がある。
【００２６】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のアメリカ特許番号第５０９３５９９号「ブラシレス直流モーター」による分解斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態１のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態１のブラシレス直流モーターのステータ構造による組立てられた状態の側面図である。
【図４】 本発明の実施形態２のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図である。
【図５】 本発明の実施形態２のブラシレス直流モーターのステータ構造による組立てられた状態の側面図である。
【図６】 本発明の実施形態３のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図である。
【図７】 本発明の実施形態４のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図である。
【図８】 本発明の実施形態５のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図である。
【図９】 本発明の実施形態６のブラシレス直流モーターのステータ構造の磁極片による分解斜視図である。
【図１０】 本発明の実施形態７のブラシレス直流モーターのステータ構造による分解斜視図である。
【図１１】 本発明の実施形態７のブラシレス直流モーターのステータ構造による組立てられた状態の断面図である。
【符号の説明】
１ モーター ２ ステータ座
３ 上磁極片 ４ 下磁極片
５ 軸孔 ６ 回路板
７ ローター １０ 磁気伝導片
１１ 磁極片主体 １２ 軸孔
１２０ 軸管 １３ 磁極面
１３ａ 内磁極面 １３ｂ 外磁極面
１３´ 磁極柱 １３″ 軸方向磁極面
１３０ 凹欠部 １３１ 第一斜辺
１３２ 第二斜辺 １４ 固定孔
１４´ 耳部 １５ 外円弧縁
２０ コイル ３０ 駆動部材
４０ 軸受け ４０１ 金属管
５０ ローター ５１ 永久磁石
６０ 板体 ６１ ねじ孔
６２ 係止部材

Claims (13)

1. 磁気伝導片（１０）、コイル（２０）および駆動部材（３０）により構成されるブラシレス直流モーターのステータ構造であって、単一の磁気伝導片（１０）が磁気伝導性のよい金属板をプレス加工によって形成され、磁気伝導片（１０）には磁極片主体（１１）と複数個の磁極面（１３）が形成され、上記複数個の磁極面（１３）は上記磁極片主体（１１）の周りを囲むように形成され、上記コイル（２０）が磁極片主体（１１）上に載置されると共に、複数個の磁極面（１３）の環状側辺に形成され、上記駆動部材（３０）は上記磁気伝導片（１０）に直接に結合され、モーターのステータの全体厚さを減少したことを特徴とするブラシレス直流モーターのステータ構造。
2. 上記磁気伝導片（１０）には少なくとも一個の固定孔（１４）が穿設され、上記固定孔（１４）によって上記磁気伝導片（１０）を板体（６０）に固定することができることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
3. 上記磁気伝導片（１０）の磁極片主体（１１）には少なくとも一個の固定孔（１４）が穿設され、上記固定孔（１４）によって上記磁気伝導片（１０）を板体（６０）に固定することができることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
4. 上記磁極片主体（１１）には軸孔（１２）が穿設され、上記軸孔（１２）に金属管（４０１）を嵌入させ、モーターのローター（５０）に軸受け（４０）を介して結合することができることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
5. 上記軸孔（１２）の孔縁から垂直に延伸した軸管（１２０）が形成され、上記軸管（１２０）に軸受け（４０）を容設することによってモーターのローター（５０）と結合することができることを特徴とする請求項４記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
6. 上記磁気伝導片（１０）には複数個の外円弧縁（１５）が設置され、上記外円弧縁（１５）は上記磁極片主体（１１）の外縁の適当な位置に設置されることにより、上記磁気伝導片（１０）の対称性を高めることができることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
7. 上記磁極面（１３）には凹欠部（１３０）が凹設され、交番励磁によって上記磁極面（１３）に交番磁場が生じた時には不均一な磁場が形成され、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
8. 上記磁極面（１３）の第一辺には第一斜辺（１３１）が設けられ、上記第一斜辺（１３１）は第二辺に対応して傾斜して形成され、交番励磁によって上記磁極面（１３）に交番磁場が生じた時には不均一な磁場が形成され、上記不均一な磁場によってモーターの起動はさらに簡単になることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
9. 上記第二辺には第二斜辺（１３２）が設けられ、上記磁極面（１３）の誘導面積を増やすことができることを特徴とする請求項８記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
10. 上記磁極面（１３）は複数個の内磁極面（１３ａ）と複数個の外磁極面（１３ｂ）を包含し、上記外磁極面（１３ｂ）は上記磁極面（１３ａ）の周りを囲むように形成され、多層の内、外磁極面（１３ａ、１３ｂ）の配列によってモーターのステータの設計の余裕を高めることができることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
11. 上記内磁極面（１３ａ）と外磁極面（１３ｂ）とは互いに交錯して設置されることを特徴とする請求項１０記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
12. 上記内磁極面（１３ａ）と外磁極面（１３ｂ）とは互いに対応して設置されることを特徴とする請求項１０記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。
13. 上記磁極面（１３）は軸方向磁極面（１３″）に属するもので、上記磁気伝導片（１０）には複数個の磁極柱（１３′）が包含され、上記軸方向磁極面（１３″）は上記磁極柱（１３′）から折り曲げてなり、上記磁気伝導片（１０）は軸方向エアギャップのモーターに適用されることを特徴とする請求項１記載のブラシレス直流モーターのステータ構造。

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