JP4474916B2

JP4474916B2 - インナーロータ型モータ

Info

Publication number: JP4474916B2
Application number: JP2003425099A
Authority: JP
Inventors: 弘幹井上; 勉夏原; 英樹渡辺
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: JP2005185050A

Description

本発明は、インナーロータ型モータの騒音を低減させる為の技術に関するものである。

従来から、機械制御用の駆動部等にはインナーロータ型モータが好適に用いられている。このインナーロータ型モータは、円筒状の外環部の内周面から複数の磁極歯を突出させてあるステータと、ステータ内に回転自在に配されていてステータの磁極歯と対向する箇所に磁石を設けてあるロータと、これらを覆うモータケースとを具備し、ステータの磁極歯に巻装してあるコイルへの通電によりロータを回転駆動させるものである。

上記の構造のインナーロータ型モータにおいては、特にステータの磁極歯部分において磁気的な吸引力や反発力が断続的に発生して振動を生じることが多く、このステータの振動がモータ全体の振動となって大きな騒音を発生させてしまうことがあった。これに対して、ステータの外側に吸音材を配設することで騒音を低減させる構造のものも提案されているが（特許文献１参照）、この構造で効果的に騒音を低減させようとするには吸音材として十分な厚さを有したものを用いる必要があり、必然的にモータ全体の外殻がかなり大型化してしまうという問題があった。また、モータ出力のトルクリップルを抑制することで騒音を低減させることも考えられるが、この場合にはモータ出力自体が低下してしまうといった問題がある。
特開平１１−２３４９４６号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、小型、高出力であり尚且つ騒音が効果的に低減されたインナーロータ型モータを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、円筒状の外環部１１の内周面から複数の磁極歯３を突出させてあるステータ２と、ステータ２内に回転自在に配されていてステータ２の磁極歯３と対向する箇所に磁石５を設けてあるロータ４と、これらを覆うモータケース１とを具備し、磁極歯３に巻装してあるコイルへの通電によりロータ４を回転駆動させるインナーロータ型モータにおいて、ステータ２の外環部１１内部であって、外環部１１の径方向に沿って磁極歯３の外方に位置する箇所に形成した空所１３内に、炭素鋼を用いて形成した補強用の別部材である断面円弧状の板部材の剛性部材１４を圧入により挿嵌させることで、ステータ２延いてはモータ全体の剛性が向上し、モータの固有振動数が向上することにより使用時の騒音発生が低減されるものである。

また、ステータ２の外環部１１内部であって、外環部１１の径方向に沿って磁極歯３の外方に位置する箇所に剛性部材１４を設けることで、磁気的吸引力や反発力により特に振動を生じ易い磁極歯３の基盤部分が効果的に補強され、より効果的に騒音が低減されることとなる。

また、断面円弧状の板部材である剛性部材１４を外環部１１内部において周方向に一定間隔ずつを隔てて設けることで、ステータ２の外環部１１全体がバランス良く補強されることとなる。

そして、上記したいずれの発明においても、騒音を低減させる為に十分な厚さを有する吸音材を周囲に配設するような場合に比べて、モータの外殻を大型化させることなく騒音を低減することができ、また、モータ出力が特に低下することもなく効果的に騒音を低減することができることから、機械制御用の駆動部や電器按摩器の駆動部等には特に好適に用いられることとなる。

本発明のインナーロータ型モータは、小型、高出力であり、尚且つ騒音を効果的に低減させることができるという効果を奏するものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１、図２には本発明の実施の形態における一例のインナーロータ型モータ（以下、単にモータという）を示している。このモータは、円筒形状を成すモータケース１の内周面にステータ２を圧入或いは接着により固着させており、モータケース１の両端面に開口した貫通孔６には回転軸７を挿通させるとともに、この回転軸７をモータケース１内に装着してある軸受８により回転自在に支持している。また、モータケース１内における回転軸７の軸方向中央部分に、その外周面に複数個（図示例では４個）の磁石５を周方向に一定間隔を隔てて設けてある円筒状の磁性ヨーク９を固着しており、前記の回転軸７と磁性ヨーク９とで本例のロータ４を形成している。

前記ステータ２は、両端の貫通した円筒状を成す外環部１１と、この外環部１１の内周面の周方向に一定間隔ずつ隔てた箇所から内方に突出させてある複数個（図示例では６個）の磁極歯３とから成り、外環部１１の外周面をモータケース１の内周面に固着してステータ２を取付けた状態で、ステータ２の磁極歯３とロータ４の磁石５とが対向するようになっている。各磁極歯３にはコイル（図示せず）が巻装してあり、このコイルへの通電により発生する磁極歯３と永久磁石である磁石５との間で働く磁気的吸引力や反発力によってロータ４が回転駆動されるようになっている。なお、本例のモータはブラシレスモータであって、モータケース１内の適宜箇所に設置してある磁極センサー（図示せず）により検知されるロータ４の回転位置に応じてコイルへの通電が切換わるようになっているが、これに限らず、整流子やブラシを備えることでコイルへの通電を切換える構造のものであってもよい。

そして、本例のモータにおいてはその特徴的な構成として、ステータ２の外環部１１中複数箇所（図示例では６箇所）に空所１３を形成しておくとともに各空所１３内にそれぞれ剛性部材１４を圧入により挿嵌させることで、外環部１１内部に補強用の別部材である剛性部材１４を設けている。ここで、ステータ２がＳＰＣ等の電磁軟鉄を用いて形成しているのに対して、剛性部材１４は約２倍程度の硬度を有する炭素鋼を用いて形成しており、剛性部材１４がステータ２よりも高剛性となるようにしている。また、剛性部材１４は、外環部１１の内周面や外周面に沿って湾曲させたような断面円弧状の板部材であるから、これが外環部１１内部において周方向に一定間隔ずつを隔てて配されることで、ステータ２の外環部１１内部に略均一に高剛性の剛性部材１４が配されるようになっている。したがって、本例のモータにおいては剛性部材１４を設けることによりステータ２、延いてはモータ全体の剛性が向上し、モータの固有振動数が向上することにより使用時の騒音発生が低減されることとなる。

しかも、ステータ２における各剛性部材１４の配設箇所が、外環部１１内部であって各磁極歯３の外方に位置する部分（即ち、磁極歯３が突設される基盤部分）となっていることで、磁気的吸引力や反発力により特に振動を生じ易い磁極歯３の基盤部分が効果的に補強され、より効果的に騒音が低減されることとなる。ここでの磁極歯３の外方の位置とは、円筒状を成す外環部１１の径方向に沿った外方の位置のことである。

また、モータケース１の内周面にステータ２を圧入或いは接着により固着してあることによっても、モータ全体の剛性、延いてはモータ全体の固有振動数が向上し、使用時の騒音が低減されるようになっている。ここで、接着によりモータケース１とステータ２とを固着する場合には、接着剤としてエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。エポキシ樹脂は乾燥後に高い硬度を示すことで高い騒音低減効果が期待できるからである。これに対して圧入による固着とした場合には、接着剤等の別材料が不要であるという利点がある。

しかして、上記構成を具備する本例のモータによれば、モータ全体の外殻が特に大型化することもなく、またモータ出力が特に低下することもなく、効果的に騒音を低減することができるので、機械制御用の駆動部や電器按摩器の駆動部等には特に好適に用いられることとなる。なお、外環部１１内部において剛性部材１４を設ける部分としては、上記したように各磁極歯３と一体一に対応してその外方に位置する部分に限定される訳ではなく、図２に示すような少なくとも一つの磁極歯３の外方に剛性部材１４を設けた構造や、或いは図３に示すように磁極歯３の外方に位置する部分を除いた部分に剛性部材１４を設けた構造であっても、モータ全体の剛性を向上させて使用時の騒音が低減されるものであれば構わない。

また、剛性部材１４の形状としても上記のような断面円弧状に限定されず、例えば図４に示すように外環部１１中の空所１３を断面丸型に形成するとともにこの空所１３内にそれぞれ円筒形状を成す剛性部材１４を圧入により挿嵌させるようにしてもよい。このように剛性部材１４として円筒部材を用いてこれを空所１３に圧入させる構造とすることで、圧入のクリアランスに多少の誤差が生じていた場合であっても押し込み易く、クリアランス管理が容易になるといった利点がある。

次に、本発明の実施の形態における他例のモータについて、図５に基づいて説明する。本例のモータは、一例と同様の構造を備えたインナーロータ型モータであるが、一例のように剛性部材１４をステータ２内に圧入させて剛性を向上させるのではなく、リング状の剛性部材である部材２０をモータケース１の外側に圧入することで、モータケース１延いてはモータ全体の剛性を向上させ、モータの固有振動数を向上させることにより使用時の騒音を低減するものである。

上記のような部材２０をモータケース１に外嵌させて騒音発生を低減する構造とすることで、騒音を低減させる為に十分な厚さを有する吸音材を周囲に配設するような場合に比べて、モータの外殻をそれ程大型化させることなく騒音を低減することができる。また、モータ出力が特に低下することもなく効果的に騒音を低減することができることから、機械制御用の駆動部や電器按摩器の駆動部等には特に好適に用いられることとなる。もちろん、本例のモータにおいて一例に示したような剛性部材１４をステータ２の外環部１１内部に設けてあってよく、この場合に騒音低減効果が更に効果的に得られることは勿論である。

本発明の実施の形態における一例のインナーロータ型モータを示しており、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正断面図である。同上のインナーロータ型モータにおいて、剛性部材を一つ配した場合を示す正断面図である。同上のインナーロータ型モータにおいて、磁性歯の外方を避けて剛性部材を配した場合を示す正断面図である。同上のインナーロータ型モータにおいて、円筒形状の剛性部材を配した場合を示す正断面図である。本発明の実施の形態における他例のインナーロータ型モータを示す側面図である。

１モータケース
２ステータ
３磁極歯
４ロータ
５磁石
１１外環部
１４剛性部材
２０部材

Claims

円筒状の外環部の内周面から複数の磁極歯を突出させてあるステータと、ステータ内に回転自在に配されていてステータの磁極歯と対向する箇所に磁石を設けてあるロータと、これらを覆うモータケースとを具備し、磁極歯に巻装してあるコイルへの通電によりロータを回転駆動させるインナーロータ型モータにおいて、ステータの外環部内部であって、外環部の径方向に沿って磁極歯の外方に位置する箇所に形成した空所内に、炭素鋼を用いて形成した補強用の別部材である断面円弧状の板部材の剛性部材を圧入により挿嵌させることで、ステータの剛性を向上させたことを特徴とするインナーロータ型モータ。