JP5413799B2 - Brushless motor - Google Patents

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Description

本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、電動パワーステアリング装置で好適に使用されるブラシレスモータの改良に関する。   The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to an improvement of a brushless motor suitably used in an electric power steering apparatus.

従来、電動パワーステアリング(以下、「EPS」と記す)モータのロストルクを低減するため、最大磁束密度1.5Tまで磁化した場合の周波数1Hz当たりのヒステリシス損が、0.10J/kg以下であるEPSモータコア用電磁鋼板を用いる技術が紹介されている。(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to reduce loss torque of an electric power steering (hereinafter referred to as “EPS”) motor, the hysteresis loss per frequency of 1 Hz when magnetized to a maximum magnetic flux density of 1.5 T is 0.10 J / kg or less. A technology using electromagnetic steel sheets for motor cores has been introduced. (For example, refer to Patent Document 1).

また、EPSモータコア用の電磁鋼板に、熱間圧延時のスラブ加熱温度を1050〜1180℃、さらに好ましくは磁性焼鈍時の焼鈍温度を720〜900℃とする熱処理を行うことでヒステリシス損特性を向上させ、ロストルクを低減させる技術も紹介されている。(例えば、特許文献2参照)。   Moreover, the hysteresis loss characteristics are improved by performing heat treatment on the electromagnetic steel sheet for EPS motor core so that the slab heating temperature during hot rolling is 1050 to 1180 ° C, and more preferably, the annealing temperature during magnetic annealing is 720 to 900 ° C. Technology to reduce loss torque is also introduced. (For example, refer to Patent Document 2).

そしてまた、電磁鋼板を成形してなるリング状のコア片を積層した固定子鉄心を備え、前記電磁鋼板は圧延により磁気異方性を有し、前記積層の上下方向に隣り合うコア片の圧延方向が所定の角度だけ異なるように前記コア片を積層することで、ロストルクを低減させるEPSモータも紹介されている。(例えば、特許文献3参照)。   And a stator core in which a ring-shaped core piece formed by forming an electromagnetic steel sheet is laminated, the electromagnetic steel sheet having magnetic anisotropy by rolling, and rolling of core pieces adjacent in the vertical direction of the lamination An EPS motor has also been introduced that reduces loss torque by laminating the core pieces so that the directions differ by a predetermined angle. (For example, refer to Patent Document 3).

また、円環状の固定子ヨーク部と、この固定子ヨーク部に対して分割して形成されると共に、前記固定子ヨーク部に固定された複数の固定子突極と、からなる固定子鉄心を有し、前記固定子突極の鉄心として、アモルファス鉄心を用いることで、ロストルクを低減させるEPSモータも紹介されている。(例えば、特許文献4参照)。   A stator iron core comprising an annular stator yoke portion and a plurality of stator salient poles formed separately from the stator yoke portion and fixed to the stator yoke portion. In addition, an EPS motor that reduces loss torque by using an amorphous iron core as the iron core of the stator salient pole is also introduced. (For example, refer to Patent Document 4).

さらにまた、ステータコアをケースに収容させたステータユニットと、前記ステータユニットに対して回転自在なロータとを有し、前記ステータコアと前記ケースは、荷重を受けるために突出させた突起部によって固定されており、前記ステータコア及び前記ケースは、前記突起部以外では接触していない構成とすることで、ロストルクを低減させるEPSモータも紹介されている。(例えば、特許文献5参照)。   Still further, the stator unit includes a stator core accommodated in a case, and a rotor that is rotatable with respect to the stator unit, and the stator core and the case are fixed by a protruding portion that protrudes to receive a load. In addition, an EPS motor that reduces loss torque by introducing a structure in which the stator core and the case are not in contact with each other except for the protrusion is also introduced. (For example, refer to Patent Document 5).

特開2001−11585号公報JP 2001-11585 A 特開2001−335843号公報JP 2001-335843 A 特開2004−350369号公報JP 2004-350369 A 特開2005−253168号公報JP 2005-253168 A 特開2006−333657号公報JP 2006-333657 A

しかしながら、特許文献1に記載されたEPSモータコア用電磁鋼板は、当該電磁鋼板を構成する材料自身の磁気特性はよいが、ケースにステータコアを圧入した場合に、当該圧入の影響でステータコアの磁気特性が悪化し、鉄損が低下する等、充分な特性を得ることが困難である。また、特許文献2〜4には、ケースにステータコアを配設する方法や、ケースにステータコアを配設した際の構成(ケースとステータコアとの関係)については記載されていない。   However, the electromagnetic steel sheet for EPS motor core described in Patent Document 1 has good magnetic characteristics of the material itself constituting the electromagnetic steel sheet, but when the stator core is press-fitted into the case, the magnetic characteristics of the stator core are affected by the press-fitting. It is difficult to obtain sufficient characteristics such as deterioration and iron loss. Further, Patent Documents 2 to 4 do not describe a method of disposing a stator core in the case or a configuration when the stator core is disposed in the case (relationship between the case and the stator core).

また、特許文献5に記載されたEPSモータは、前記突起部は、前記ケースと面接触しているため、磁気特性の悪化を防止する効果が小さいと共に、前記突起部は磁路として必要がない部分であるため、モータの外径及び質量が大きくなり、小型化を達成することが困難である。   In the EPS motor described in Patent Document 5, since the protrusion is in surface contact with the case, the effect of preventing deterioration of magnetic characteristics is small, and the protrusion is not necessary as a magnetic path. Since it is a part, the outer diameter and mass of the motor become large, and it is difficult to achieve miniaturization.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ケースにステータコアを圧入しても、当該圧入によるステータコアの磁気特性の低下を防止することができると共に、小型軽量化を達成することが可能なブラシレスモータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a stator core is press-fitted into a case, it is possible to prevent a decrease in magnetic characteristics of the stator core due to the press-fitting and to achieve a reduction in size and weight. An object is to provide a brushless motor that can be used.

この目的を達成するため本発明は、ステータコア及び当該ステータコアに巻装されたコイルを有するステータと、当該ステータを収容するケースと、を備え、前記ステータが当該ケースに圧入されてなるブラシレスモータであって、前記ステータコアは、環状のバックヨーク部と、当該バックヨーク部の径方向中心に向かって当該バックヨーク部から突設される複数のティースと、を有し、前記バックヨーク部の外周形状がn角形(n=Sまたはn=2S、Sはティースの数)であり、当該バックヨーク部の角部が、前記ケースの内周面に当接してなり、前記バックヨーク部は、内周面と、当該内周面に対応する外周面とが平行であるブラシレスモータを提供するものである。 In order to achieve this object, the present invention is a brushless motor comprising a stator having a stator core and a coil wound around the stator core, and a case for accommodating the stator, and the stator is press-fitted into the case. The stator core has an annular back yoke portion and a plurality of teeth protruding from the back yoke portion toward the radial center of the back yoke portion, and the outer shape of the back yoke portion is regular n-gon is (n = S or n = 2S, S is the number of teeth), each corner portion of the back yoke unit, Ri Na in contact with the inner peripheral surface of the case, the back yoke unit, A brushless motor in which an inner peripheral surface and an outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface are parallel to each other is provided.

この構成を備えたブラシレスモータは、バックヨーク部の角部がケースの内周面に当接しているため、バックヨーク部とケースとの接触面積を小さくする(即ち、バックヨーク部とケースを線接触とする)ことができる。したがって、ケースにステータを圧入しても、当該圧入によるバックヨーク部の変形を抑制することができ、磁束を安定させることが可能となる。このため、前記ステータコアの磁気特性が低下することを防止することができる。また、磁路として必要最低限の面積で前記バックヨーク部を形成することができるため、ブラシレスモータの外径及び質量を必要最低限に抑えることができ、小型軽量化を達成することができる。なお、前記nが3S以上(即ち、ティースの数の3倍以上)であると、ケースの内周面との接触箇所が増えるため、ステータコアの磁気特性が低下する虞がある。   In the brushless motor having this configuration, since the corner portion of the back yoke portion is in contact with the inner peripheral surface of the case, the contact area between the back yoke portion and the case is reduced (that is, the back yoke portion and the case are wired). Contact). Therefore, even if the stator is press-fitted into the case, the deformation of the back yoke due to the press-fitting can be suppressed, and the magnetic flux can be stabilized. For this reason, it can prevent that the magnetic characteristic of the said stator core falls. Further, since the back yoke portion can be formed with the minimum necessary area as a magnetic path, the outer diameter and mass of the brushless motor can be suppressed to the minimum necessary, and a reduction in size and weight can be achieved. If n is 3S or more (that is, 3 times or more of the number of teeth), the number of contact points with the inner peripheral surface of the case increases, and the magnetic characteristics of the stator core may be deteriorated.

また、この構成の場合、前記バックヨーク部の内周面は、当該内周面に対応する外周面に対し平行となるよう形成することができる。このようにすることで、前記利点に加え、前記バックヨーク部の面積を一定にすることができ、前記磁路が最短経路となるため、ロストルクを低減させることもできる。   In this configuration, the inner peripheral surface of the back yoke portion can be formed to be parallel to the outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface. By doing so, in addition to the advantages, the area of the back yoke portion can be made constant, and the magnetic path becomes the shortest path, so that the loss torque can be reduced.

また、本発明は、ステータコア及び当該ステータコアに巻装されたコイルを有するステータと、当該ステータを収容するケースと、を備え、前記ステータが当該ケースに圧入されてなるブラシレスモータであって、前記ステータコアは、環状のバックヨーク部と、当該バックヨーク部の径方向中心に向かって当該バックヨーク部から突設される複数のティースと、を有し、前記バックヨーク部の外周形状は、前記ケースの内周面の曲率と異なる一定の曲率を有するn個(n=Sまたはn=2S、Sはティースの数)の曲面から構成され、当該バックヨーク部の各曲面の最大径部が、前記ケースの内周面に当接してなり、前記バックヨーク部は、内周面と、当該内周面に対応する外周面が同心円状であるブラシレスモータを提供するものである。 Further, the present invention is a brushless motor comprising a stator core and a stator having a coil wound around the stator core, and a case for housing the stator, wherein the stator is press-fitted into the case. Has an annular back yoke portion and a plurality of teeth protruding from the back yoke portion toward the radial center of the back yoke portion, and the outer peripheral shape of the back yoke portion is It is composed of n (n = S or n = 2S, S is the number of teeth) curved surfaces having a constant curvature different from the curvature of the inner peripheral surface, and the maximum diameter portion of each curved surface of the back yoke portion is the case. Ri in the inner peripheral surface Na abuts of the back yoke unit, and the inner peripheral surface, in which the outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface to provide a brushless motor which is concentric

この構成を備えたブラシレスモータは、バックヨーク部の最大径部がケースの内周面に当接しているため、バックヨーク部とケースとの接触面積を小さくする(即ち、バックヨーク部とケースを線接触とする)ことができる。したがって、ケースにステータを圧入しても、当該圧入によるバックヨーク部の変形を抑制することができ、磁束を安定させることが可能となる。このため、前記ステータコアの磁気特性が低下することを防止することができる。また、磁路として必要最低限の面積で前記バックヨーク部を形成することができるため、ブラシレスモータの外径及び質量を必要最低限に抑えることができ、小型軽量化を達成することができる。なお、前記nが3S以上(即ち、ティースの数の3倍以上)であると、ケースの内周面との接触箇所が増えるため、ステータコアの磁気特性が低下する虞がある。   In the brushless motor having this configuration, since the maximum diameter portion of the back yoke portion is in contact with the inner peripheral surface of the case, the contact area between the back yoke portion and the case is reduced (that is, the back yoke portion and the case are Line contact). Therefore, even if the stator is press-fitted into the case, the deformation of the back yoke due to the press-fitting can be suppressed, and the magnetic flux can be stabilized. For this reason, it can prevent that the magnetic characteristic of the said stator core falls. Further, since the back yoke portion can be formed with the minimum necessary area as a magnetic path, the outer diameter and mass of the brushless motor can be suppressed to the minimum necessary, and a reduction in size and weight can be achieved. If n is 3S or more (that is, 3 times or more of the number of teeth), the number of contact points with the inner peripheral surface of the case increases, and the magnetic characteristics of the stator core may be deteriorated.

また、この構成の場合、前記バックヨーク部は、内周面の曲率と、当該内周面に対応する外周面の曲率が同じとなるよう形成することができる。このようにすることで、前記利点に加え、前記バックヨーク部の面積を一定にすることができ、前記磁路が最短経路となるため、ロストルクを低減させることもできる。   Further, in this configuration, the back yoke portion can be formed so that the curvature of the inner peripheral surface is the same as the curvature of the outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface. By doing so, in addition to the advantages, the area of the back yoke portion can be made constant, and the magnetic path becomes the shortest path, so that the loss torque can be reduced.

そしてまた、本発明に係るブラシレスモータは、前記各々のティースに前記コイルを巻装し、3相のコイルを1組とした複数のコイル群を形成し、当該複数のコイル群を連続的に配設した3相ブラシレスモータであり、前記ステータコアは、下記に示す式1で示される一定角度θで転積された構成を備えることができる。
θ=360°×(m/S) ・・・(式1)
但し、mは相数、Sはティースの数
In the brushless motor according to the present invention, the coils are wound around each of the teeth to form a plurality of coil groups each including three-phase coils, and the plurality of coil groups are continuously arranged. The stator core may have a configuration in which the stator core is rolled at a constant angle θ represented by the following formula 1.
θ = 360 ° × (m / S) (Formula 1)
Where m is the number of phases and S is the number of teeth.

このようにステータコアを転積することにより、前記利点に加え、磁束のバラツキをさらに抑制することができるため、より一層ロストルクを低減させることができる。また、バックヨーク部の外周形状は、前述したように、n角形、あるいは、n個の曲面から構成されているため、位置によって径の長さが異なる(異径である)ため、転積時の位相が設定し易くなり、組立を簡単に行うことができる。   By rolling the stator core in this way, in addition to the above-described advantages, the variation in magnetic flux can be further suppressed, so that the loss torque can be further reduced. Further, as described above, the outer peripheral shape of the back yoke portion is composed of an n-sided shape or n curved surfaces, and therefore the length of the diameter varies depending on the position (different diameter). This makes it easy to set the phase, and assembly can be performed easily.

また、上記式1が満たされる場合、前記ステータコアの積層枚数Pは、下記に示す式2で示される。
P=At ・・・(式2)
但し、t=S/m、A及びtは整数、Sはティースの数、mは相数
When the above formula 1 is satisfied, the number P of stacked stator cores is represented by the following formula 2.
P = At (Formula 2)
Where t = S / m, A and t are integers, S is the number of teeth, and m is the number of phases.

このようにステータコアの積層枚数Pを設定することで、当該ステータコアの外周形状のバランスが良好となる。ここで、前記ケースにステータコアを圧入するためには、当該ステータコアの周方向のバラツキを低減させると共に、積層方向のバラツキを抑える必要があり、このためには、前記角度θとtとの関係を、ティースの数(S)と相数(m)とで決定することがよい。   By setting the number P of stacked stator cores in this way, the balance of the outer peripheral shape of the stator core is improved. Here, in order to press-fit the stator core into the case, it is necessary to reduce the variation in the circumferential direction of the stator core and to suppress the variation in the stacking direction. For this purpose, the relationship between the angles θ and t is The number of teeth (S) and the number of phases (m) are preferably determined.

本発明によれば、ケースにステータコアを圧入しても、当該圧入によるステータコアの磁気特性の低下を防止することができると共に、小型軽量化を達成することが可能なブラシレスモータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it press-fits a stator core in a case, while being able to prevent the fall of the magnetic characteristic of the stator core by the said press-fit, the brushless motor which can achieve size reduction and weight reduction can be provided. .

本発明の実施例に係るブラシレスモータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the brushless motor which concerns on the Example of this invention. 図1に示すブラシレスモータの構成要素であるステータコアの平面図である。It is a top view of the stator core which is a component of the brushless motor shown in FIG. 図1に示すブラシレスモータの構成要素であるステータコアをケースに圧入した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the state which press-fit the stator core which is a component of the brushless motor shown in FIG. 1 in the case. 図3に示すケースに圧入されたステータコアの一部を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a stator core press-fitted into the case shown in FIG. 3. 本発明の他の実施例に係るブラシレスモータの構成要素であるステータコアの平面図である。It is a top view of the stator core which is a component of the brushless motor which concerns on the other Example of this invention. 図5に示すケースに圧入されたステータコアの一部を拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the stator core press-fitted into the case shown in FIG. 5. 本発明の他の実施例に係るブラシレスモータの構成要素であるステータコアをケースに圧入した状態の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of the state which press-fitted the stator core which is a component of the brushless motor which concerns on the other Example of this invention in the case.

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施例は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施例にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the Example described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these Examples. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.

図1は、本発明の実施例に係るブラシレスモータの縦断面図、図2は、図1に示すブラシレスモータの構成要素であるステータコアの平面図、図3は、図1に示すブラシレスモータの構成要素であるステータコアをケースに圧入した状態を示す横断面図、図4は、図3に示すケースに圧入されたステータコアの一部を拡大して示す断面図である。なお、前記各図では、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載した。   1 is a longitudinal sectional view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a stator core that is a component of the brushless motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration of the brushless motor shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the stator core press-fitted into the case shown in FIG. 3. In the drawings, for easy understanding, the thickness, size, enlargement / reduction ratio, etc. of each member are not matched with the actual ones.

図1〜図4に示すように、本実施例に係るブラシレスモータ1は、磁性材料によって形成された略円筒形のケース2Aと、このケース2Aの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントブラケット2Bを有している。ケース2Aのフロントブラケット2Bが設けられた側とは反対側の端部には、この端部を閉塞するように、ケース2Aと一体に底部2aが形成されている。なお、ケース2Aを形成する磁性材料としては、例えばSPCC(Steel Plate Cold Commercial )等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。また、フロントブラケット2Bは、ブラシレスモータ1を所望機器に取付ける際のフランジの役割を果たしている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the brushless motor 1 according to the present embodiment includes a substantially cylindrical case 2 </ b> A formed of a magnetic material and a substantially disk shape that closes one open end of the case 2 </ b> A. The front bracket 2B is provided. A bottom 2a is formed integrally with the case 2A at the end of the case 2A opposite to the side on which the front bracket 2B is provided so as to close the end. As the magnetic material forming the case 2A, for example, a general steel material such as SPCC (Steel Plate Cold Commercial), electromagnetic soft iron, or the like can be applied. The front bracket 2B serves as a flange when the brushless motor 1 is attached to a desired device.

ケース2Aの内側であって、フロントブラケット2Bの略中央部分には、軸受3Aが、底部2aの略中央部分には、軸受3Bが、それぞれ配設されている。そして、この軸受3Aは、ケース2Aの内側に配設された回転軸4の一端を回転可能に支持し、軸受3Bは、回転軸4の他端を回転可能に支持している。   Inside the case 2A, a bearing 3A is disposed at a substantially central portion of the front bracket 2B, and a bearing 3B is disposed at a substantially central portion of the bottom portion 2a. The bearing 3A rotatably supports one end of the rotating shaft 4 disposed inside the case 2A, and the bearing 3B supports the other end of the rotating shaft 4 rotatably.

回転軸4の外周側には、ロータコア10が配設されており、このロータコア10の外周側には、モータ駆動用のマグネット5が固定されている。このマグネット5は、S極及びN極が回転軸4の周方向に交互に且つ等間隔に着磁された永久磁石であって、回転軸4、ロータコア10及びマグネット5によってブラシレスモータ1の回転自在のロータ6が構成されている。そして、このマグネット5は、分割形状(セグメント構造)であっても、リング形状であってもよい。なお、符号11はマグネットカバーである。   A rotor core 10 is disposed on the outer peripheral side of the rotary shaft 4, and a motor driving magnet 5 is fixed on the outer peripheral side of the rotor core 10. The magnet 5 is a permanent magnet having S poles and N poles alternately magnetized in the circumferential direction of the rotary shaft 4 at equal intervals, and the brushless motor 1 is freely rotatable by the rotary shaft 4, the rotor core 10 and the magnet 5. The rotor 6 is configured. The magnet 5 may have a divided shape (segment structure) or a ring shape. Reference numeral 11 denotes a magnet cover.

また、回転軸4のフロントブラケット2B側の端部は外部に突出しており、この外部に突出した端部には、ジョイント19が設けられている。このジョイント19に所望の軸等を接続することで、ブラシレスモータ1の回転出力を取り出せるようになっている。また、回転軸4のフロントブラケット2B側には、ロータ6の回転位置を検出するレゾルバ25と、レゾルバ25を支持する端子台26が設けられている。このレゾルバ25は、回転軸4の円周面に固設されるレゾルバロータ31と、このレゾルバロータ31に所定間隔の空隙を介して対向配置されるレゾルバステータ32とを備えている。   Further, the end of the rotating shaft 4 on the front bracket 2B side protrudes to the outside, and a joint 19 is provided at the end protruding to the outside. By connecting a desired shaft or the like to the joint 19, the rotational output of the brushless motor 1 can be taken out. A resolver 25 that detects the rotational position of the rotor 6 and a terminal block 26 that supports the resolver 25 are provided on the front bracket 2 </ b> B side of the rotating shaft 4. The resolver 25 includes a resolver rotor 31 fixed to the circumferential surface of the rotary shaft 4 and a resolver stator 32 disposed to face the resolver rotor 31 with a predetermined gap.

また、ロータ6の外周側とケース2Aの内周面12との間には、ステータ9が配設されている。このステータ9は、ステータコア7と、ステータコア7の後に詳述するティース18A〜18Lに各々巻装された3相の励磁コイル8(図1参照)とを有している。   A stator 9 is disposed between the outer peripheral side of the rotor 6 and the inner peripheral surface 12 of the case 2A. The stator 9 includes a stator core 7 and three-phase exciting coils 8 (see FIG. 1) wound around teeth 18A to 18L, which will be described in detail after the stator core 7.

ステータコア7は、外周部を構成する環状のバックヨーク部17と、バックヨーク部17の径方向中心に向かってバックヨーク部17から突設される複数(本実施例では12個)のティース18A〜18Lを有している。なお、ステータコア7は、ケース2Aの内周面12と同心円となっている。   The stator core 7 includes an annular back yoke portion 17 constituting an outer peripheral portion, and a plurality of (in this embodiment, twelve) teeth 18 </ b> A to 18 </ b> A protruding from the back yoke portion 17 toward the radial center of the back yoke portion 17. 18L. The stator core 7 is concentric with the inner peripheral surface 12 of the case 2A.

バックヨーク部17の外周形状は、図2〜図4に示すように正24角形を呈している。即ち、バックヨーク部17の外周形状は、ティースの数(本実施例では12個)の2倍の多角形(n角形:n=2S、Sはティースの数)となっている。この正24角形を構成する24個の角部X1〜X24のうち、角部X1〜X12は、ティース18A〜18Lの中心線(バックヨーク部17の径方向に延びる中心線)上に位置している。また、角部X13は、角部X1とX2との中間に位置しており、他の角部X14〜X24も角部X13と同様に、隣接する角部同士の中間に位置している。また、バックヨーク部17の内周面(内周形状)は、対応する外周面(外周形状)に対し平行となっている。したがって、バックヨーク部17は、内周面と外周面との距離が、ティース18A〜18Lが突設された領域を除く全ての領域において同一となっている。このため、バックヨーク部17の面積を一定にすることができ、磁路が最短経路となるため、ロストルクを低減させることができる。 The outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is a regular 24 square as shown in FIGS. That is, the outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is a polygon (n-square: n = 2S, S is the number of teeth) twice the number of teeth (12 in this embodiment). Of the positive 24 constituting the rectangular 24 corner X 1 to X 24, corner X 1 to X 12, the center line of the tooth 18a to 181 (the center line extending in a radial direction of the back yoke portion 17) above Is located. Further, the corner portion X 13 is located in the middle between the corner portions X 1 and X 2 , and the other corner portions X 14 to X 24 are located in the middle between the adjacent corner portions similarly to the corner portion X 13. positioned. Further, the inner peripheral surface (inner peripheral shape) of the back yoke portion 17 is parallel to the corresponding outer peripheral surface (outer peripheral shape). Accordingly, in the back yoke portion 17, the distance between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is the same in all the regions except for the region where the teeth 18A to 18L are projected. For this reason, since the area of the back yoke part 17 can be made constant and the magnetic path is the shortest path, loss torque can be reduced.

また、ステータ9は、3相の励磁コイルを1組とした4つのコイル群が連続的に配設された構成を有している。具体的には、ステータコア7は、例えば、ティース18A、18B及び18Cに各々巻装された励磁コイル8(図2〜図4では説明を分かりやすくするため、励磁コイルは記載していない)によって、1つのコイル群(第1のコイル群)を形成し、ティース18D、18E及び18Fに各々巻装された励磁コイル8によって、他の1つのコイル群(第2のコイル群)を形成し、ティース18G、18H及び18Iに各々巻装された励磁コイル8によって、他の1つのコイル群(第3のコイル群)を形成し、ティース18J、18K及び18Lに各々巻装された励磁コイル8によって、他の1つのコイル群(第4のコイル群)を形成している。   In addition, the stator 9 has a configuration in which four coil groups, each including a three-phase excitation coil, are continuously arranged. Specifically, the stator core 7 is, for example, by exciting coils 8 wound around the teeth 18A, 18B, and 18C (exciting coils are not shown in FIGS. 2 to 4 for easy understanding). One coil group (first coil group) is formed, and another coil group (second coil group) is formed by the exciting coil 8 wound around each of the teeth 18D, 18E, and 18F. The other one coil group (third coil group) is formed by the exciting coil 8 wound around 18G, 18H and 18I, and the exciting coil 8 wound around each of the teeth 18J, 18K and 18L, Another one coil group (fourth coil group) is formed.

このステータコア7は、式1で示される一定角度θで転積されている。なお、前述したが、本実施例では、コイルの相数は3相であり、ティースの数は12個である。
θ=360°×(m/S)=360°×(3/12)=90° ・・・(式1)
但し、mは相数、Sはティースの数
The stator core 7 is rolled at a constant angle θ expressed by Equation 1. As described above, in this embodiment, the number of phases of the coil is three and the number of teeth is twelve.
θ = 360 ° × (m / S) = 360 ° × (3/12) = 90 ° (Equation 1)
Where m is the number of phases and S is the number of teeth.

このようにステータコア7を転積することで、ステータコア7を積層する際に生じる厚さの誤差を極力小さくすることができる。このため、磁束のバラツキをさらに抑制することができ、より一層ロストルクを低減させることができる。また、ステータコア7の外周部を構成しているバックヨーク部17は、正24角形であるため、位置によって径の長さが異なる(異径である)ため、転積時の位相が設定し易くなり、組立を簡単に行うことができる。   By rolling the stator core 7 in this way, it is possible to minimize a thickness error that occurs when the stator cores 7 are stacked. For this reason, the variation in magnetic flux can be further suppressed, and the loss torque can be further reduced. In addition, since the back yoke portion 17 constituting the outer peripheral portion of the stator core 7 is a regular 24-gonal shape, the length of the diameter varies depending on the position (different diameter), so that the phase during rolling can be easily set. Thus, assembly can be performed easily.

さらに、このステータコア7は、回転軸4の軸方向に複数枚積層されている。このステータコア7の積層枚数Pは、式2の満たす枚数であることが、ステータコア7の外周形状のバランスをとるうえで好ましい。
P=At ・・・(式2)
但し、t=S/m、tは整数、Sはティースの数、mは相数
Further, a plurality of the stator cores 7 are laminated in the axial direction of the rotating shaft 4. In order to balance the outer peripheral shape of the stator core 7, it is preferable that the number P of stacked stator cores 7 is the number that satisfies Formula 2.
P = At (Formula 2)
Where t = S / m, t is an integer, S is the number of teeth, m is the number of phases

また、ステータコア7を一定角度θ=360°×(m/S)=360°×(3/12)=90°で転積する場合、転積の角度は、0°、90°、180°、270°の4種類となる。したがって、積層枚数Pを、t=S/m=12/3=4から求められるように、4の整数倍とすることで、転積角度毎の積層総数を同じにすることができるため、積層のバランスを向上させることができる。なお、符号28は、インシュレータである。   In addition, when the stator core 7 is rolled at a constant angle θ = 360 ° × (m / S) = 360 ° × (3/12) = 90 °, the angle of rolling is 0 °, 90 °, 180 °, There are four types of 270 °. Therefore, since the number P of stacked layers is an integral multiple of 4 as calculated from t = S / m = 12/3 = 4, the total number of stacked layers for each transposition angle can be made the same. The balance can be improved. Reference numeral 28 denotes an insulator.

この構成を備えたステータ9は、図1、図3及び図4に示すように、ケース2Aに圧入されることで、ケース2A内に配設されている。この時、ケース2Aの内周面12には、バックヨーク部17の外周面に形成された角部X1〜X24が各々当接する。(即ち、バックヨーク部17の外周面の角部X1〜X24以外の領域は、ケース2Aの内周面12と接触していない構成となる)。したがって、ステータ9は、ケース2Aに対し24カ所で線接触することになるため、ステータ9とケース2Aとの接触面積を小さくすることができる。このため、ケース2Aにステータ9を圧入しても、この圧入によるバックヨーク部17の変形を抑制することができ、磁束を安定させることが可能となり、前記ステータコアの磁気特性が低下することを防止することができる。また、磁路として必要最低限の面積でバックヨーク部17を形成することができるため、ブラシレスモータ1の外径及び質量を必要最低限に抑えることができ、小型軽量化を達成することができる。 As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the stator 9 having this configuration is disposed in the case 2A by being press-fitted into the case 2A. At this time, corner portions X 1 to X 24 formed on the outer peripheral surface of the back yoke portion 17 abut on the inner peripheral surface 12 of the case 2A. (That is, the region other than the corner portions X 1 to X 24 on the outer peripheral surface of the back yoke portion 17 is not in contact with the inner peripheral surface 12 of the case 2A). Therefore, since the stator 9 is in line contact with the case 2A at 24 locations, the contact area between the stator 9 and the case 2A can be reduced. For this reason, even if the stator 9 is press-fitted into the case 2A, the deformation of the back yoke portion 17 due to the press-fitting can be suppressed, the magnetic flux can be stabilized, and the magnetic characteristics of the stator core are prevented from deteriorating. can do. Further, since the back yoke portion 17 can be formed with a minimum necessary area as a magnetic path, the outer diameter and mass of the brushless motor 1 can be suppressed to the minimum necessary, and a reduction in size and weight can be achieved. .

なお、本実施例では、バックヨーク部17の外周形状を正24角形とした場合について説明したが、これに限らず、バックヨーク部17の外周形状は、例えば、図5及び図6に示すように、正12角形であってもよい。この場合は、角部Y1〜Y12がケース2Aの内周面12に当接することになる。そして、角部Y1〜Y12は、前述した角部X13〜X24が形成されている位置に各々形成されていてもよく、前述した角部X1〜X12が形成されている位置に各々形成されていてもよい。また、バックヨーク部17の外周形状は、ティースの数と同じ、あるいは、ティースの数の2倍の多角形であればよい。 In the present embodiment, the case where the outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is a regular 24 square has been described. However, the present invention is not limited to this, and the outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is, for example, as shown in FIGS. Alternatively, it may be a regular dodecagon. In this case, the corners Y 1 to Y 12 come into contact with the inner peripheral surface 12 of the case 2A. The corner Y 1 to Y 12, the position that may have been respectively formed, the corners X 1 to X 12 described above is formed at a position where the corner portion X 13 to X 24 described above is formed May be formed respectively. Moreover, the outer peripheral shape of the back yoke part 17 should just be the polygon which is the same as the number of teeth, or twice the number of teeth.

また、本実施例では、バックヨーク部17の外周形状を正24角形とした場合について説明したため、角部(例えば、図2に示すX1)と、この角部に隣接する角部(例えば、図2に示すX13及びX24)は、平面(図2に示すように平面図で示せば直線)で結ばれているが、これに限らず、バックヨーク部17の外周形状は、例えば、図7に示すように、ケース2Aの内周面12の曲率と異なる曲率を有するn個(n=Sまたはn=2S、Sはティースの数:図7の場合は、ティースの数が12個であり、n=12)の曲面から構成されていてもよい。この場合は、バックヨーク部17の最大径部が、ケース2Aの内周面12に当接することになる。そして、バックヨーク部17の最大径部の位置は、前述した角部X13〜X24が形成されている位置であってもよく、前述した角部X1〜X12が形成されている位置であってもよい。また、バックヨーク部17の内周面の曲率は、バックヨーク部17の外周面の曲率と一致させることが好ましい。このようにすることで、バックヨーク部17の面積を一定にすることができ、前記磁路が最短経路となるため、ロストルクを低減させることもできる。 In the present embodiment, since the case where the outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is a regular 24 square has been described, the corner (for example, X 1 shown in FIG. 2) and the corner adjacent to the corner (for example, X 1 , for example) X 13 and X 24 ) shown in FIG. 2 are connected by a plane (a straight line in the plan view as shown in FIG. 2), but not limited to this, the outer peripheral shape of the back yoke portion 17 is, for example, 7, n pieces having a curvature different from the curvature of the inner peripheral surface 12 of the case 2A (n = S or n = 2S, S is the number of teeth: in the case of FIG. 7, the number of teeth is twelve. And n = 12). In this case, the maximum diameter portion of the back yoke portion 17 comes into contact with the inner peripheral surface 12 of the case 2A. The position of the maximum diameter portion of the back yoke portion 17 may be a position where the corner portion X 13 to X 24 described above is formed, the position of corner X 1 to X 12 described above is formed It may be. Further, the curvature of the inner peripheral surface of the back yoke portion 17 is preferably matched with the curvature of the outer peripheral surface of the back yoke portion 17. By doing in this way, the area of the back yoke part 17 can be made constant, and since the said magnetic path becomes the shortest path | route, loss torque can also be reduced.

1…ブラシレスモータ、 2A…ケース、 4…回転軸、 7…ステータコア、 8…励磁コイル、 9…ステータ、 17…バックヨーク部、 18A〜18L… ティース   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor, 2A ... Case, 4 ... Rotating shaft, 7 ... Stator core, 8 ... Excitation coil, 9 ... Stator, 17 ... Back yoke part, 18A-18L ... Teeth

Claims (4)

ステータコア及び当該ステータコアに巻装されたコイルを有するステータと、当該ステータを収容するケースと、を備え、前記ステータが当該ケースに圧入されてなるブラシレスモータであって、
前記ステータコアは、環状のバックヨーク部と、当該バックヨーク部の径方向中心に向かって当該バックヨーク部から突設される複数のティースと、を有し、
前記バックヨーク部の外周形状がn角形(n=Sまたはn=2S、Sはティースの数)であり、当該バックヨーク部の角部が、前記ケースの内周面に当接してなり、
前記バックヨーク部は、内周面と、当該内周面に対応する外周面とが平行であるブラシレスモータ。
A brushless motor comprising a stator core and a stator having a coil wound around the stator core, and a case accommodating the stator, wherein the stator is press-fitted into the case,
The stator core has an annular back yoke portion and a plurality of teeth protruding from the back yoke portion toward the radial center of the back yoke portion,
The outer shape of the back yoke portion is a regular n-square shape (n = S or n = 2S, S is the number of teeth), and each corner portion of the back yoke portion is not in contact with the inner peripheral surface of the case. The
The back yoke portion is a brushless motor in which an inner peripheral surface and an outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface are parallel to each other .
ステータコア及び当該ステータコアに巻装されたコイルを有するステータと、当該ステータを収容するケースと、を備え、前記ステータが当該ケースに圧入されてなるブラシレスモータであって、
前記ステータコアは、環状のバックヨーク部と、当該バックヨーク部の径方向中心に向かって当該バックヨーク部から突設される複数のティースと、を有し、
前記バックヨーク部の外周形状は、前記ケースの内周面の曲率と異なる一定の曲率を有するn個(n=Sまたはn=2S、Sはティースの数)の曲面から構成され、当該バックヨーク部の各曲面の最大径部が、前記ケースの内周面に当接してなり、
前記バックヨーク部は、内周面と、当該内周面に対応する外周面が同心円状であるブラシレスモータ。
A brushless motor comprising a stator core and a stator having a coil wound around the stator core, and a case accommodating the stator, wherein the stator is press-fitted into the case,
The stator core has an annular back yoke portion and a plurality of teeth protruding from the back yoke portion toward the radial center of the back yoke portion,
The outer peripheral shape of the back yoke portion is composed of n curved surfaces (n = S or n = 2S, S is the number of teeth) having a constant curvature different from the curvature of the inner peripheral surface of the case, and the back yoke maximum diameter portion of the curved surface of the section is, Ri Na in contact with the inner peripheral surface of the case,
The back yoke portion is a brushless motor in which an inner peripheral surface and an outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface are concentric .
前記各々のティースに前記コイルを巻装し、3相のコイルを1組とした複数のコイル群を形成し、当該複数のコイル群を連続的に配設した3相ブラシレスモータであり、
前記ステータコアは、式1で示される一定角度θで転積されてなる請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。
θ=360°×(m/S) ・・・(式1)
但し、mは相数、Sはティースの数
A three-phase brushless motor in which the coils are wound around each of the teeth to form a plurality of coil groups each having a set of three-phase coils, and the plurality of coil groups are continuously arranged.
The brushless motor according to claim 1, wherein the stator core is rolled at a constant angle θ expressed by Formula 1.
θ = 360 ° × (m / S) (Formula 1)
Where m is the number of phases and S is the number of teeth.
前記ステータコアの積層枚数Pは、式2で示される請求項3に記載のブラシレスモータ。
P=At ・・・(式2)
但し、t=S/m、A及びtは整数、Sはティースの数、mは相数
The brushless motor according to claim 3 , wherein the number P of stacked stator cores is represented by Formula 2.
P = At (Formula 2)
Where t = S / m, A and t are integers, S is the number of teeth, and m is the number of phases.
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