JP4633978B2 - ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ - Google Patents

ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ Download PDF

Info

Publication number
JP4633978B2
JP4633978B2 JP2001268934A JP2001268934A JP4633978B2 JP 4633978 B2 JP4633978 B2 JP 4633978B2 JP 2001268934 A JP2001268934 A JP 2001268934A JP 2001268934 A JP2001268934 A JP 2001268934A JP 4633978 B2 JP4633978 B2 JP 4633978B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
teeth
phase
brushless motor
stator
tooth
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 - Fee Related
Application number
JP2001268934A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003088011A (ja
Inventor
義人 西川
幹紹 鈴木
尊典 小澤
満彦 松下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asmo Co Ltd filed Critical Asmo Co Ltd
Priority to JP2001268934A priority Critical patent/JP4633978B2/ja
Publication of JP2003088011A publication Critical patent/JP2003088011A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4633978B2 publication Critical patent/JP4633978B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシレスモータに係り、詳しくは、ロータのマグネットに対するステータのティースの配置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来のブラシレスモータの概略構成を示す。ブラシレスモータ1のステータ2は、円環状のステータコア外輪3、ステータコア内輪4、及び、U相、V相、W相コイル5U,5V,5Wで構成される。内輪4には、放射状に延び、かつ中心角が30°で等間隔に第1〜第12ティース4a〜4lが形成されている。尚、第1〜第12ティース4a〜4lは、図3において時計回り方向に順次配置されている。
【0003】
第1,第2ティース4a,4b及び各ティース4a,4bの反対側にそれぞれ配置される第7,第8ティース4g,4hには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル5Uを構成する第1〜第4U相コイル5u1〜5u4が構成されている。尚、この場合、第1,第8ティース4a,4hは該ティース4a,4hの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第2,第7ティース4b,4gは該ティース4b,4gの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。
【0004】
第3,第4ティース4c,4d及び各ティース4c,4dの反対側にそれぞれ配置される第9,第10ティース4i,4jには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記V相コイル5Vを構成する第1〜第4V相コイル5v1〜5v4が構成されている。尚、この場合、第4,第9ティース4d,4iは該ティース4d,4iの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第3,第10ティース4c,4jは該ティース4c,4jの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。
【0005】
第5,第6ティース4e,4f及び各ティース4e,4fの反対側にそれぞれ配置される第11,第12ティース4k,4lには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記W相コイル5Wを構成する第1〜第4W相コイル5w1〜5w4が構成されている。尚、この場合、第5,第12ティース4e,4lは該ティース4e,4lの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第6,第11ティース4f,4kは該ティース4f,4kの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。
【0006】
そして、このように各ティース4a〜4lに巻線が巻回された後に、内輪4、即ち各ティース4a〜4lの外側端部が外輪3に組み付けられて前記ステータ2が構成される。この場合、外輪3の内周部には15°等間隔で24個の嵌合凹部3xが設けられるとともに、第1〜第12ティース4a〜4lの外側端部にはそれぞれ嵌合凸部4xが設けられている。各嵌合凸部4xは、30°等間隔に配置されている。嵌合凸部4xは嵌合凹部3xに対して1つ跳びで嵌合し、外輪3と内輪4とが互いに連結されている。このように構成されたステータ2は、前記モータ1の図示しないハウジングに固定される。
【0007】
一方、ロータ6は、シャフト7、ロータコア8及びマグネット9で構成され、前記内輪4の内側に回転可能に設けられる。シャフト7にはロータコア8が固定され、該ロータコア8の外周面には中心角が360°/14(≒25.7°)で等間隔にN,S極を着磁した極数「14」のマグネット9が固着される。
【0008】
このように構成されたブラシレスモータ1では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相がずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル5U,5V,5Wに対して供給される。すると、各相のコイル5U,5V,5Wがそれぞれ励磁されてステータ2に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ6が回転するようになっている。
【0009】
ここで、マグネットの極数を「P」とし、ティースの数を「T」とした場合、P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
を満たすようにブラシレスモータを構成すると、一般に、コギングトルクの脈動数が比較的多くなり、コギングトルクが小さい低振動のモータとなることが知られている。従って、図3に示す前記モータ1では、n=1とし、マグネットの極数Pが「14」、ティースの数Tが「12」となるようにモータ1を構成して、該モータ1の振動の低減が図られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図3に示すように、例えばU相コイル5Uにおいて、第1ティース4aの周方向の中心線上にマグネット9のN極の周方向の中心が配置されたとき、第2ティース4bの周方向の中心線上からマグネット9のS極の周方向の中心がずれてしまう。そのため、図4に示すように、第1,第2ティース4a,4bに巻回された第1,第2U相コイル5u1,5u2の誘起電圧V1,V2に対応させてみると、互いに位相が電気角で30°異なる。
【0011】
このとき、第1,第2U相誘起電圧V1,V2のプラス側のピーク値を「1」とした場合、各U相誘起電圧V1,V2を合成した一対のU相コイル5u1,5u2の合成誘起電圧V0は、図4及び図5に示すように、そのプラス側のピーク値が最大値「2」に比べてやや低い、約「1.93」となる。又、このことは、第7,第8ティース4g,4hに巻回された第3,第4U相コイル5u3,5u4や、V相,W相コイル5V,5Wについても同様のことが言える。
【0012】
従って、上記構成のモータ1では、各コイル5U,5V,5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときに、その変換ロスが比較的大きいという問題があった。このことが、モータ1の高出力化及び小型化の妨げとなっていた。
【0013】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることができるブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、周方向に等間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータと、ティースに巻線を巻回して、前記ロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W相コイルを備えたステータとを有し、前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、
P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成されるブラシレスモータにおいて、前記ティースを2つずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ1を、
θ1=(360°×2/T)
とし、その一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
(360°/P)≦θ2<(360°/T)
の範囲内として、各ティースの位置を決定した。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記各相の一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
θ2=(360°/P)
として、各ティースの位置を決定した。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータは、円環状に形成され、内周部に複数の第1嵌合部を有するステータコア外輪と、前記各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設けられ前記ステータコア外輪の第1嵌合部と嵌合連結する第2嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えている。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるものであり、各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられている。
【0018】
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載のブラシレスモータにおいて、前記第1及び第2嵌合部は、周方向に等間隔に設けられている。
請求項6に記載の発明は、ティースに巻線を巻回して、周方向に等間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W相コイルを備え、前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、
P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成されるブラシレスモータのステータにおいて、前記ティースを2つずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ1を、
θ1=(360°×2/T)
とし、その一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
(360°/P)≦θ2<(360°/T)
の範囲内として、各ティースの位置を決定した。
【0019】
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のブラシレスモータのステータにおいて、前記各相の一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
θ2=(360°/P)
として、各ティースの位置を決定した。
【0020】
請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載のブラシレスモータのステータにおいて、円環状に形成され、内周部に複数の第1嵌合部を有するステータコア外輪と、前記各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設けられ前記ステータコア外輪の第1嵌合部と嵌合連結する第2嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えている。
【0021】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のブラシレスモータのステータにおいて、前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるものであり、各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられている。
【0022】
請求項10に記載の発明は、請求項8又は9に記載のブラシレスモータのステータにおいて、前記第1及び第2嵌合部は、周方向に等間隔に設けられている。
(作用)
請求項1,6に記載の発明によれば、マグネットの極数Pと、ティースの数Tとの関係が、P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)を満たすように構成されるブラシレスモータでは、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ1を、θ1=(360°×2/T)とし、その一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、(360°/P)≦θ2<(360°/T)の範囲内として、各ティースが配置される。すると、各相毎に各ティースの周方向の中心線とマグネットの各磁極の周方向の中心との位置ずれが小さくなる。つまり、各ティースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値に近づく。その結果、各コイルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが小さくなる。従って、モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることができる。
【0023】
請求項2,7に記載の発明によれば、各相の一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、θ2=(360°/P)として、各ティースが配置される。すると、各ティースの周方向の中心線とマグネットの各磁極の周方向の中心とが一致するので、各ティースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相のずれがなくなる。その結果、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値となり、各コイルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが最も小さくなる。従って、モータ体格を大きくすることなく、確実に高出力とすることができる。
【0024】
請求項3,8に記載の発明によれば、ステータは、円環状に形成され、内周部に複数の第1嵌合部を有するステータコア外輪と、各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設けられステータコア外輪の第1嵌合部と嵌合連結する第2嵌合部とを有するステータコア内輪とを備えている。これにより、連結部により各ティースが一体化されるので、外輪に対して個々に各ティースを組み付ける必要がなくなる。又、ステータコア外輪とステータコア内輪とは、互いの嵌合部を嵌合して連結される。そのため、ステータの組み付けが容易となる。
【0025】
請求項4,9に記載の発明によれば、ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるものであり、各コア材における連結部には、厚み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられる。従って、このような薄肉部をプレスにより厚み方向に潰すことにより形成すると、プレスによるコア材の歪みが小さく抑えられるとともに、磁気的バランスも良好となる。
【0026】
請求項5,10に記載の発明によれば、ステータコア外輪の第1嵌合部及びステータコア内輪の第2嵌合部は、周方向に等間隔に設けられる。ここで、従来のステータは、各ティースが周方向に等間隔に配置されているため第2嵌合部も等間隔に配置されており、その第2嵌合部と嵌合するステータコア外輪の第1嵌合部を等間隔に配置されていた。これに対し、本発明のステータは、各ティースが周方向に不等ピッチで配置されるが、各ティースに設けた第2嵌合部を等間隔としたことで、従来のステータコア外輪をそのまま利用できる。従って、ステータコア内輪のみを新たに製造すればすむので、製造コストを低減することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1及び図2に従って説明する。尚、説明の便宜上、図3に示す従来例と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0028】
図1は、本実施の形態のブラシレスモータの概略構成を示す。この形態のブラシレスモータ11は、従来例と同様に、マグネットの極数Pが「14」、ティースの数Tが「12」となるように構成されている。尚、本実施形態のモータ11は、従来と同様のロータ6を用いて構成されている。即ち、ロータ6は、中心角が360°/14(≒25.7°)で等間隔にN,S極を着磁した極数「14」のマグネット9を有している。
【0029】
これに対し、ステータ12は、円環状のステータコア外輪3、ステータコア内輪14、及び、U相、V相、W相コイル5U,5V,5Wで構成される。外輪3は、本実施形態では、従来と同様のものが用いられている。即ち、外輪3には、内周部に15°等間隔で24個の嵌合凹部3xが設けられている。
【0030】
一方、内輪14には、放射状に延びる第1〜第12ティース14a〜14lが形成されている。尚、第1〜第12ティース14a〜14lは、図1において時計回り方向に順次配置されている。
【0031】
各相の一方(左側)のティースである第1,第3,第5,第7,第9,第11ティース14a,14c,14e,14g,14i,14kは、それぞれ中心角が60°等間隔で配置されている。
【0032】
更に、第1ティース14aと第2ティース14bとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置され、第7ティース14gと第8ティース14hとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置されている。即ち、本実施形態では、第1,第2ティース14a,14b間及び第7,第8ティース14g,14h間の中心角と、マグネット9の各磁極間の中心角とを一致させている。従って、各ティース14a,14b,14g,14hの周方向の中心線上にマグネット9の各磁極の周方向の中心が同時に配置されることになる(図1参照)。そして、各ティース14a,14b,14g,14hには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記U相コイル5Uを構成する第1〜第4U相コイル5u1〜5u4が構成されている。
【0033】
尚、この場合、第1,第8ティース14a,14hは該ティース14a,14hの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第2,第7ティース14b,14gは該ティース14b,14gの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。つまり、隣接する第1,第2ティース14a,14b及び第7,第8ティース14g,14hはそれぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反対側に位置する第1,第7ティース14a,14g及び第2,第8ティース14b,14hもそれぞれ異極となるように構成されている。
【0034】
又、第3ティース14cと第4ティース14dとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置され、第9ティース14iと第10ティース14jとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置されている。即ち、本実施形態では、第3,第4ティース14c,14d間及び第9,第10ティース14i,14j間の中心角と、マグネット9の各磁極間の中心角とを一致させている。従って、各ティース14c,14d,14i,14jの周方向の中心線上にマグネット9の各磁極の周方向の中心が同時に配置されることになる(図示略)。そして、各ティース14c,14d,14i,14jには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記V相コイル5Vを構成する第1〜第4V相コイル5v1〜5v4が構成されている。
【0035】
尚、この場合、第4,第9ティース14d,14iは該ティース14d,14iの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第3,第10ティース14c,14jは該ティース14c,14jの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。つまり、隣接する第3,第4ティース14c,14d及び第9,第10ティース14i,14jはそれぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反対側に位置する第3,第9ティース14c,14i及び第4,第10ティース14d,14jもそれぞれ異極となるように構成されている。
【0036】
又、第5ティース14eと第6ティース14fとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置され、第11ティース14kと第12ティース14lとは、中心角が360°/14(≒25.7°)となるように配置されている。即ち、本実施形態では、第5,第6ティース14e,14f間及び第11,第12ティース14k,14l間の中心角と、マグネット9の各磁極間の中心角とを一致させている。従って、各ティース14e,14f,14k,14lの周方向の中心線上にマグネット9の各磁極の周方向の中心が同時に配置されることになる(図示略)。そして、各ティース14e,14f,14k,14lには、それぞれ巻線が集中巻きされて、前記W相コイル5Wを構成する第1〜第4W相コイル5w1〜5w4が構成されている。
【0037】
尚、この場合、第5,第12ティース14e,14lは該ティース14e,14lの外側から中心方向に見て巻線が時計回り方向に巻回され、第6,第11ティース14f,14kは該ティース14f,14kの外側から中心方向に見て巻線が反時計回り方向に巻回されている。つまり、隣接する第5,第6ティース14e,14f及び第11,第12ティース14k,14lはそれぞれ異極となるとともに、互いに中心を挟んだ反対側に位置する第5,第11ティース14e,14k及び第6,第12ティース14f,14lもそれぞれ異極となるように構成されている。
【0038】
図2に示すように、内輪14は、複数枚の板状のコア材20を厚み方向に積層して構成されている。コア材20の各ティース14a〜14lの内側端部は、隣接する各ティース14a〜14lと相互に連結する幅狭の連結部21を有している。この連結部21は、各ティース14a〜14lを一体化し、外輪3に対して個々に各ティース14a〜14lを組み付ける必要をなくして、ステータ12の組付性を向上するために設けられている。
【0039】
又、連結部21の周方向の中央には、コア材20の厚み方向に薄肉とした薄肉部22が形成されている。薄肉部22は、連結部21における各ティース14a〜14l間の磁気抵抗を増大させて、漏れ磁束を低減するために設けられている。このような薄肉部22は、プレスにより厚み方向に潰すことにより容易に形成される。又、この薄肉部22は、図1に示すように、30°等間隔に設けられている。そのため、プレスによるコア材20の歪みが小さく抑えられるとともに、磁気的バランスも良好である。
【0040】
そして、このように各ティース14a〜14lに巻線が巻回された後に、内輪14、即ち各ティース14a〜14lの外側端部が外輪3に組み付けられて前記ステータ12が構成される。この場合、外輪3の内周部には上記したように15°等間隔で24個の嵌合凹部3xが設けられるとともに、第1〜第12ティース14a〜14lの外側端部にはそれぞれ嵌合凸部14xが設けられている。各ティース14a〜14lは周方向に不等ピッチで配置されているが、各嵌合凸部14xは30°等間隔に配置されている。つまり、本実施形態の内輪14は、従来の外輪3をそのまま利用可能に構成されている。そして、嵌合凸部14xは嵌合凹部3xに対して1つ跳びで嵌合して外輪3と内輪14とが互いに連結され、ステータ12が容易に組み付けられる。このように構成されたステータ12は、前記モータ11の図示しないハウジングに固定される。
【0041】
このように構成されたブラシレスモータ11では、図示しない励磁回路からそれぞれ120°位相がずれたU相,V相,W相励磁電流が各相のコイル5U,5V,5Wに対して供給される。すると、各相のコイル5U,5V,5Wがそれぞれ励磁されてステータ12に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ6は回転する。
【0042】
この場合、本実施形態では、各ティース14a〜14lを上記のように配置したことで、図1に示すように、例えば第1ティース14aの周方向の中心線上にマグネット9のN極の周方向の中心が配置されたとき、第2ティース14bの周方向の中心線とマグネット9のS極の周方向の中心とが一致する。そのため、第1,第2ティース14a,14bに巻回された第1,第2U相コイル5u1,5u2の誘起電圧V1,V2に対応させてみると(図示略)、各誘起電圧V1,V2の位相のずれが解消される。
【0043】
つまり、各誘起電圧V1,V2のプラス側のピーク値を「1」とした場合、上記のように各誘起電圧V1,V2の位相のずれがなくなることから、図5に示すように、各誘起電圧V1,V2を合成した一対のU相コイル5u1,5u2の合成誘起電圧V0は、そのプラス側のピーク値が最大値「2」となる。又、このことは、第7,第8ティース14g,14hに巻回された第3,第4U相コイル5u3,5u4や、V相,W相コイル5V,5Wについても同様のことが言える。従って、この形態のモータ11では、各相のコイル5U〜5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが小さく抑えられている。
【0044】
次に、上記の構成を、一般的なブラシレスモータに適用してみる。マグネットの極数を「P」とし、ティースの数を「T」とした場合、
P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
を満たすように構成されたブラシレスモータにおいて、先ず、「n」を任意に設定して、マグネットの極数P及びティースの数を決定する。
【0045】
次に、ティースを2つずつU相→V相→W相→U相→V相→W相…と割り当てる。このとき、各相に割り当てられた一方(左側)のティース間の中心角θ1を次式により決定する。
θ1=(360°×2/T)
そして、求められた「θ1」に基づいて、各相に割り当てられた一方(左側)のティースの位置が決定される。
【0046】
次に、位置が決定された一方(左側)のティースに対して、他方(右側)に配置するティースの中心角θ2を次式により決定する。
(360°/P)≦θ2<(360°/T)
そして、求められた「θ2」に基づいて、一方(左側)のティースに対する他方(右側)のティースの位置が決定される。このとき、「θ2」が(360°/P)、即ちマグネット9の各磁極の中心角に近づくほど、各相毎に各ティースの周方向の中心線とマグネットの各磁極の周方向の中心との位置ずれが小さくなる。つまり、各ティースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相のずれが小さくなり、図5に示すように、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値に近づく。その結果、各コイルに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが小さくなる。
【0047】
更に、θ2=(360°/P)とすると、各相毎に各ティースの周方向の中心線とマグネットの各磁極の周方向の中心とが一致するので、各ティースに巻回されたコイルの誘起電圧の位相のずれがなくなる。従って、図5に示すように、各相のコイルの合成誘起電圧が最大値となり、駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが最も小さくなる。
【0048】
因みに、上記実施の形態のブラシレスモータ11は、上記したように、n=1とし、マグネット9の極数Pを「14」、ティースの数Tを「12」としている。
【0049】
次に、ティースが2つずつU相→V相→W相→U相→V相→W相と割り当てられ、各相に割り当てられた一方(左側)のティース、即ち第1,第3,第5,第7,第9,第11ティース14a,14c,14e,14g,14i,14k間の中心角θ1が、上記式にn=1を代入することにより、θ1=60°が求められ、その位置が決定される。
【0050】
次に、位置が決定された一方(左側)の第1,第3,第5,第7,第9,第11ティース14a,14c,14e,14g,14i,14kに対して、他方(右側)に配置するティース、即ち第2,第4,第6,第8,第10,第12ティース14b,14d,14f,14h,14j,14lの中心角θ2が、上記式にP=14,T=12を代入することにより、360°/14(≒25.7°)≦θ2<30°となる。上記形態では、θ2=360°/14(≒25.7°)として各ティース14b,14d,14f,14h,14j,14lの位置が決定される。
【0051】
このとき、θ2=360°/14(≒25.7°)としているため、上記したように、図1において例えばU相コイル5Uでは各ティース14a,14b,14g,14hの周方向の中心線とマグネット9の各磁極の周方向の中心との位置ずれはなく、各ティース14a,14b,14g,14hに巻回された第1〜第4U相コイル5u1〜5u4の誘起電圧の位相のずれはない。これは、U相コイル5Uに限らず、V相,W相コイル5V,5Wも同様に言える。従って、上記したように、各相のコイル5U,5V,5Wの合成誘起電圧が最大値となり、上記形態のブラシレスモータ11は、各相のコイル5U,5V,5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスが最も小さくなるように構成されている。従って、上記形態では、モータ11の体格を大きくすることなく、確実に高出力とすることが可能となる。
【0052】
上記したように、本実施形態のブラシレスモータ11は、以下のような特徴がある。
(1)本実施形態のブラシレスモータ11は、n=1とし、マグネット9の極数Pが「14」、ティースの数Tが「12」で構成されている。そして、各相に割り当てられた一方(左側)のティース、即ち第1,第3,第5,第7,第9,第11ティース14a,14c,14e,14g,14i,14k間の中心角θ1を「60°」とし、該ティース14a,14c,14e,14g,14i,14kに対して、他方(右側)に配置するティース、即ち第2,第4,第6,第8,第10,第12ティース14b,14d,14f,14h,14j,14lの中心角θ2を「360°/14(≒25.7°)」として、各ティース14a〜14lの位置が決定される。そのため、各相毎に各ティース14a〜14lの周方向の中心線とマグネット9の各磁極の周方向の中心とが一致するので、各ティース14a〜14lに巻回されたコイル5u1〜5u4,5v1〜5v4,5w1〜5w4の誘起電圧の位相のずれがなくなる。従って、各相のコイル5U,5V,5Wの合成誘起電圧が最大値となり、各コイル5U,5V,5Wに供給される駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスを最も小さくすることができる。その結果、モータ体格を大きくすることなく、確実に高出力とすることができる。
【0053】
尚、前記中心角θ2を「360°/14(≒25.7°)」としたが、その中心角θ2が「(360°/14)≦θ2<30°」の範囲内であれば、「360°/14」に近づくほど、各相毎に各ティース14a〜14lの周方向の中心線とマグネット9の各磁極の周方向の中心との位置ずれが小さくなる。つまり、各ティース14a〜14lに巻回されたコイル5u1〜5u4,5v1〜5v4,5w1〜5w4の誘起電圧の位相のずれが小さくなり、各相のコイル5U,5V,5Wの合成誘起電圧が最大値に近づく。つまり、駆動電流を回転磁界に変換するときの変換ロスを小さくできる望ましい範囲と言える。
【0054】
(2)本実施形態のステータ12は、内周部に複数の嵌合凹部3xを有する円環状の外輪3と、各ティース14a〜14lを放射状に有し、各ティース14a〜14lの内側端部に設けられ隣接する各ティース14a〜14lと連結するための連結部21と、各ティース14a〜14lの外側端部に設けられ外輪3の嵌合凹部3xと嵌合連結する嵌合凸部14xとを有する内輪14とを備えている。これにより、連結部21により各ティース14a〜14lが一体化されるので、外輪3に対して個々に各ティース14a〜14lを組み付ける必要がなくなる。又、外輪3と内輪14とは、互いの嵌合凹部3xと嵌合凸部14xとを嵌合して連結される。そのため、ステータ12の組み付けが容易である。
【0055】
(3)本実施形態では、内輪14が複数枚の板状のコア材20が積層されて構成され、各コア材20における連結部21には、厚み方向に薄肉とした薄肉部22が周方向に等間隔に設けられている。従って、このような薄肉部22をプレスにより厚み方向に潰すことにより形成したとき、プレスによるコア材20の歪みを小さく抑えることができるとともに、磁気的バランスも良好とすることができる。
【0056】
(4)本実施形態では、各ティース14a〜14lが周方向に不等ピッチで配置されているが、各嵌合凸部14xは等間隔に設けられている。従って、等間隔に設けた嵌合凹部3xを有する従来の外輪3をそのまま利用することができる。
従って、内輪14のみを新たに製造すればすむので、製造コストを低減することができる。
【0057】
尚、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、各相の一方(左側)のティースに対して他方(右側)に配置するティースの中心角θ2を、θ2=(360°/P)としたが、
(360°/P)≦θ2<(360°/T)
の範囲内であればよい。
【0058】
○上記実施形態では、マグネット9の極数Pが「14」、ティースの数Tが「12」でモータ11を構成したが、
P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
を満たすその他のモータであってもよい。この場合、ティースの位置を適宜変更して対応する。
【0059】
○上記実施形態では、外輪3に嵌合凹部3x、内輪14に嵌合凸部14xを設けたが、外輪3に嵌合凸部、内輪14に嵌合凹部としてもよい。又、嵌合凹部3x及び嵌合凸部14xは、図1に示す形状に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、嵌合凹部3x及び嵌合凸部14xを等間隔に設けなくてもよい。
【0060】
○上記実施形態では、ステータ12の内輪14の内側にロータ6を配設する、いわゆるインナロータ型のブラシレスモータに実施したが、ステータを覆うようにロータを配設する、いわゆるアウタロータ型のブラシレスモータに実施してもよい。
【0061】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、モータ体格を大きくすることなく、高出力とすることができるブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態のブラシレスモータの概略構成図。
【図2】 ステータコアを構成するコア材の部分斜視図。
【図3】 従来のブラシレスモータの概略構成図。
【図4】 U相コイルの誘起電圧を説明するための図。
【図5】 U相コイルの合成誘起電圧を説明するための図。
【符号の説明】
3…ステータコア外輪、3x…第1嵌合部としての嵌合凹部、5U,5V,5W…U相,V相,W相コイル、6…ロータ、9…マグネット、12…ステータ、14…ステータコア内輪、14a〜14l…ティース、14x…第2嵌合部としての嵌合凸部、20…コア材、21…連結部、22…薄肉部、P…極数、T…ティースの数。

Claims (10)

  1. 周方向に等間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータと、ティースに巻線を巻回して、前記ロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W相コイルを備えたステータとを有し、
    前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、
    P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
    を満たすように構成されるブラシレスモータにおいて、
    前記ティースを2つずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ1を、
    θ1=(360°×2/T)
    とし、その一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
    (360°/P)≦θ2<(360°/T)
    の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特徴とするブラシレスモータ。
  2. 請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記各相の一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
    θ2=(360°/P)
    として、各ティースの位置を決定したことを特徴とするブラシレスモータ。
  3. 請求項1又は2に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ステータは、
    円環状に形成され、内周部に複数の第1嵌合部を有するステータコア外輪と、
    前記各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設けられ前記ステータコア外輪の第1嵌合部と嵌合連結する第2嵌合部とを有するステータコア内輪と
    を備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
  4. 請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるものであり、
    各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
  5. 請求項3又は4に記載のブラシレスモータにおいて、
    前記第1及び第2嵌合部は、周方向に等間隔に設けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
  6. ティースに巻線を巻回して、周方向に等間隔に磁極を有するマグネットを備えたロータを回転させるための回転磁界を発生するU相,V相,W相コイルを備え、
    前記マグネットの極数Pと、前記ティースの数Tとの関係が、
    P=14n、かつ、T=12n(但し、nは1以上の整数)
    を満たすように構成されるブラシレスモータのステータにおいて、
    前記ティースを2つずつU相,V相,W相と順次割り当て、各相に割り当てられた一方のティース間の中心角θ1を、
    θ1=(360°×2/T)
    とし、その一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、
    (360°/P)≦θ2<(360°/T)
    の範囲内として、各ティースの位置を決定したことを特徴とするブラシレスモータのステータ。
  7. 請求項6に記載のブラシレスモータのステータにおいて、
    前記各相の一方のティースに対して他方に配置するティースの中心角θ2を、θ2=(360°/P)
    として、各ティースの位置を決定したことを特徴とするブラシレスモータのステータ。
  8. 請求項6又は7に記載のブラシレスモータのステータにおいて、
    円環状に形成され、内周部に複数の第1嵌合部を有するステータコア外輪と、
    前記各ティースを放射状に有し、各ティースの内側端部に設けられ隣接する各ティースと連結するための連結部と、各ティースの外側端部に設けられ前記ステータコア外輪の第1嵌合部と嵌合連結する第2嵌合部とを有するステータコア内輪と
    を備えていることを特徴とするブラシレスモータのステータ。
  9. 請求項8に記載のブラシレスモータのステータにおいて、
    前記ステータコア内輪は、複数枚の板状のコア材が積層されて構成されるものであり、
    各コア材における前記連結部には、厚み方向に薄肉とした薄肉部が周方向に等間隔に設けられていることを特徴とするブラシレスモータのステータ。
  10. 請求項8又は9に記載のブラシレスモータのステータにおいて、
    前記第1及び第2嵌合部は、周方向に等間隔に設けられていることを特徴とするブラシレスモータのステータ。
JP2001268934A 2001-09-05 2001-09-05 ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ Expired - Fee Related JP4633978B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001268934A JP4633978B2 (ja) 2001-09-05 2001-09-05 ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001268934A JP4633978B2 (ja) 2001-09-05 2001-09-05 ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003088011A JP2003088011A (ja) 2003-03-20
JP4633978B2 true JP4633978B2 (ja) 2011-02-16

Family

ID=19094841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001268934A Expired - Fee Related JP4633978B2 (ja) 2001-09-05 2001-09-05 ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4633978B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4468740B2 (ja) * 2003-06-13 2010-05-26 パナソニック株式会社 モータ
JP4626405B2 (ja) 2005-06-01 2011-02-09 株式会社デンソー ブラシレスモータ
JP2007259630A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd 回転電機のステータ構造
JP5547924B2 (ja) * 2008-09-16 2014-07-16 アスモ株式会社 ブラシレスモータ
KR20140018869A (ko) * 2011-01-11 2014-02-13 큐엠 파워, 인크. 자기적으로 고립된 상 내부 영구 자석 전기적 회전 기계
JP5944066B2 (ja) 2014-06-06 2016-07-05 三菱電機株式会社 永久磁石式モータ、駆動装置一体型永久磁石式モータおよび永久磁石式モータの製造方法
WO2016203578A1 (ja) * 2015-06-17 2016-12-22 三菱電機株式会社 永久磁石同期電動機
DE112018002692T5 (de) 2017-05-23 2020-02-13 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende elektrische maschine
GB2615358B (en) * 2022-02-07 2024-06-26 Hispeed Ltd Stator with asymmetric material bridges for an electric machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62110468A (ja) * 1985-11-08 1987-05-21 Hitachi Ltd 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ
JPH03198645A (ja) * 1989-12-25 1991-08-29 Sony Corp 三相ブラシレスモータ
JPH0919089A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Asmo Co Ltd 電動機のステータ
JP2000134893A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Hitachi Ltd ブラシレスモータ
JP2000152581A (ja) * 1998-11-04 2000-05-30 Asmo Co Ltd ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ
JP2000350391A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Toyoda Mach Works Ltd モータの製造方法及びモータ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62110468A (ja) * 1985-11-08 1987-05-21 Hitachi Ltd 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ
JPH03198645A (ja) * 1989-12-25 1991-08-29 Sony Corp 三相ブラシレスモータ
JPH0919089A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Asmo Co Ltd 電動機のステータ
JP2000134893A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Hitachi Ltd ブラシレスモータ
JP2000152581A (ja) * 1998-11-04 2000-05-30 Asmo Co Ltd ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ
JP2000350391A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Toyoda Mach Works Ltd モータの製造方法及びモータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003088011A (ja) 2003-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7528519B2 (en) Permanent magnet rotary motor
US7667364B2 (en) Brushless motor
US7408281B2 (en) Stator and brushless motor
US10734852B2 (en) Motor
US6281615B1 (en) Stepping motor
JP2010098929A (ja) ダブルギャップモータ
JPH0686527A (ja) ハイブリッド形ステッピングモータ
WO2007043506A1 (ja) 2つのロータを有するモータ
JP4496064B2 (ja) 永久磁石形モータ及び洗濯機
US7038349B2 (en) Stator for dynamo-electric machine
JP5117813B2 (ja) 回転電機
JP4633978B2 (ja) ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ
US20070138897A1 (en) Dc motor
US20080290754A1 (en) AC Motor
US6236133B1 (en) Three-phase brushless motor
JP2005094901A (ja) ブラシレスモータ
JP5290726B2 (ja) モータ
JP3485887B2 (ja) ブラシレスモータ
JP2010011689A (ja) 回転電機、積層回転電機、電動ポンプおよび単相電動機
JP2011087382A (ja) モータ
JP2000152581A (ja) ブラシレスモータ及びブラシレスモータのステータ
JP2002374642A (ja) ブラシレスモータ
JPH09261902A (ja) コア付きラジアルギャップ型モータ
JP2021145419A (ja) ブラシレスモータ
JP3905872B2 (ja) 永久磁石形ステッピングモータ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101116

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141126

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees