JP5457079B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、前記ロータには、各4つの磁極部及び鉄心部が形成され、前記ステータには、前記各ティース間に12個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されること、を要旨とする。
即ち、各4つの各磁極部及び鉄心部を有する構成とすることで、実質的に8極12スロットのブラシレスモータと同等となる。従って、このような構成において、請求項1に記載の発明の効果を有効なものにするためには、第1の挟み角は30°よりも大きいことが望ましい。そして、第2の挟み角は、第1の挟み角よりも小さい必要があることから、当然に30°よりも小となる。
請求項8に記載の発明は、前記鉄心部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記鉄心部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、を要旨とする。
以下、本発明を永久磁石埋め込み型ロータを備えたブラシレスモータ(IPMモータ)に具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
(1)ロータ6には、同極性を有する複数の磁極部10が、その周方向に沿って等間隔で形成されるとともに、各磁極部10の周方向両端には、空隙14(14a,14b)が形成され、これにより、各磁極部10間には、その周方向において当該各磁極部10とは磁気的に区画された鉄心部16が形成される。また、ロータ6の回転方向は一方向に規定される。そして、上記各空隙14(14a,14b)は、その回転方向側に形成された第1の空隙14aの周方向幅W1の方が、ロータ6の反回転方向側に形成された第2の空隙14bの周方向幅W2よりも大となるように設定される。
(3)ブラシレスモータ1は、各4つの各磁極部10及び鉄心部16を有するとともに、12個のスロットを有している。
即ち、ブラシレスモータ1は、各4つの各磁極部10及び鉄心部16を有することから、実質的に8極12スロットのブラシレスモータと同等である。従って、上記(1)の発明の効果を有効なものにするためには、第1の挟み角θ1は30°よりも大きいことが望ましい。そして、第2の挟み角θ2は、第1の挟み角θ1よりも小さい必要があることから、当然に30°よりも小となる。
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。尚、第1実施形態と同じ部材については同じ符号を付して図面及び説明の全て又は一部を割愛する。
(1)鉄心部61の外側面61xが位置する基準の円周に対し、その外側面61xの周方向両端部P1,P2が基準の円周Cから曲線的に径方向内側に次第に離間する構成とされる。これにより、鉄心部61の周方向両端部P1,P2ほどステータ5との径方向の間隙が次第に拡大するため、それに伴って鉄心部61の磁極端部付近での磁束密度の突出変化度合いが小さくなり、また鉄心部61の周方向中央付近における磁束密度の落ち込み度合いも小さくなる。そのため、磁束密度の急峻な変化が抑制、つまりコギングトルクの低減を図ることができる。
・上記第2実施形態では、挟み角θ0が約18°、第1の挟み角θ1が約35°、第2の挟み角θ2が約28°の時の比R1/R0と、コギングトルクとの関係について言及したが、これに限らない。例えば、図6〜図8に示すように挟み角θ0が17°〜19°の範囲、第1の挟み角θ1が33°〜36°の範囲、第2の挟み角θ2が27°〜29°の範囲であっても上記第2実施形態同様に比R1/R0と、コギングトルクとの関係を得ることができる。
Claims (11)
- 複数のティースに巻線を巻回してなるステータと、前記各ティースに対向する複数の磁極部を有して回転自在に前記ステータの内側に設けられたロータとを備え、前記ロータには、永久磁石により形成された同極性を有する前記各磁極部が周方向に等間隔で設けられるとともに、前記各磁極部間には、該各磁極部の両端に磁気抵抗となる空隙を形成することにより前記各磁極部の磁束が径方向に通過する鉄心部が形成されたブラシレスモータにおいて、
前記ロータは回転方向が一方向に規定されるものであって、
前記各磁極部の両端に設けられた各空隙のうち、前記ロータの回転方向側の空隙を第1の空隙とし、反回転方向側の空隙を第2の空隙とするとともに、ロータ中心及び各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第1の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第1の挟み角とし、前記ロータ中心及び前記各磁極の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第2の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度を第2の挟み角とした場合に、
前記第1の挟み角を前記第2の挟み角よりも大とし、前記第1の空隙の周方向幅を前記第2の空隙の周方向幅よりも大きく設定したこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ロータには、各4つの磁極部及び鉄心部が形成され、
前記ステータには、前記各ティース間に12個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されること、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
前記第1の挟み角を30°よりも大とし、前記第2の挟み角を30°よりも小としたこと、を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項3に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び該各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を17°〜19°とし、前記第1の挟み角を33°〜36°、及び前記第2の挟み角を27°〜29°としたこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ロータには、各4つの磁極部及び鉄心部が形成され、
前記ステータには、前記各ティース間に24個のスロットが形成されるとともに、前記各ティースに巻回された巻線には三相交流が通電されるとともに、該巻線は複数のティースに亘って分布巻きされており、
前記ロータ中心及び各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第1の空隙の回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度である第1の挟み角を30°よりも大とし、前記ロータ中心及び前記各磁極の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記第2の空隙の反回転方向側の端部を通過する直線とがなす角度である第2の挟み角を30°以下としたこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項5に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ロータ中心及び前記各磁極部の中心位置を通過する直線と前記ロータ中心及び前記各磁極部の周方向端部を通過する直線と間の挟み角を15°〜17°とし、前記第1の挟み角を33°〜36°、及び前記第2の挟み角を28°〜30°としたこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1〜請求項6の何れか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記各磁極部は、前記永久磁石を前記ロータに埋設してなるとともに、
前記第1の空隙は、前記ロータの周面に開口するように形成されること、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1〜請求項7の何れか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記鉄心部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記鉄心部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項8に記載のブラシレスモータにおいて、
前記磁極部の外側面が位置する基準の円周に対し、前記磁極部の外側面の周方向両端部が前記基準の円周から曲線的に径方向内側に次第に離間するように構成されたこと、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項8に記載のブラシレスモータにおいて、
前記鉄心部はその外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、その外側面の曲率の半径R1と前記基準の円周の半径R0との比R1/R0が、0.6≦R1/R0<1の範囲内に設定されていること、
を特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項9に記載のブラシレスモータにおいて、
前記鉄心部及び前記磁極部はそれら各外側面全体が一定の曲率を以て湾曲形状をなすものであり、前記鉄心部の外側面の曲率の半径R1と前記基準の円周の半径R0との比R1/R0、及び前記磁極部の外側面の曲率の半径R2と前記半径R0との比R2/R0が0.6≦R2/R0=R1/R0<1となる範囲に設定されていること、
を特徴とするブラシレスモータ。
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