JP5478844B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、二輪用のエンジン始動用のスターターモータなどに用いられる電動モータに関するものである。 The present invention relates to an electric motor used for, for example, a starter motor for starting an engine for a motorcycle.
一般に、二輪車のエンジン始動用のスターターモータとしてブラシ付きの電動モータが用いられることが多い。この種の電動モータは、筒部を有するヨークの内周面に複数のマグネットを配設し、これらマグネットの内側にアーマチュアコイルが巻装されたアーマチュアが回転自在に支持された構成となっている。アーマチュアは回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアには、巻線を巻装するためのティースが放射状に形成され、これらティース間に軸方向に長いスロットが形成されている。 Generally, an electric motor with a brush is often used as a starter motor for starting an engine of a motorcycle. This type of electric motor has a configuration in which a plurality of magnets are disposed on the inner peripheral surface of a yoke having a cylindrical portion, and an armature around which an armature coil is wound is rotatably supported. . The armature has an armature core that is externally fixed to the rotating shaft. In the armature core, teeth for winding the winding are formed radially, and a long slot is formed between the teeth in the axial direction.
各ティースには巻線が巻装され、アーマチュアコイルが形成されている。アーマチュアコイルは、回転軸に取り付けられたコンミテータの複数のセグメントに導通している。各セグメントはブラシと摺接可能になっており、このブラシからセグメントに電圧を印加することによってアーマチュアコイルに電流が給電されるようになっている。このとき、アーマチュアコイルに磁界が形成され、ヨークの磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する。 A winding is wound around each tooth to form an armature coil. The armature coil is electrically connected to a plurality of segments of the commutator attached to the rotating shaft. Each segment can be slidably contacted with a brush, and a current is supplied to the armature coil by applying a voltage from the brush to the segment. At this time, a magnetic field is formed in the armature coil, and the rotating shaft is driven by a magnetic attractive force or repulsive force generated between the magnet and the yoke.
ここで、電動モータにあっては、ヨークに配設されたマグネットの磁力によってアーマチュアにコギングトルクが発生し、これに起因して磁気音(騒音)が発生する。また、近年の電動モータの高性能化の要望に伴い、電動モータを多スロット化すると回転音の周波数が高く、電動モータを停止させる際、アーマチュアの惰性回転から停止までの間でアーマチュアの回転音の周波数とヨークの固有周波数とが重なり、これらが共振してしまう場合がある。 Here, in the electric motor, cogging torque is generated in the armature by the magnetic force of the magnet disposed on the yoke, and magnetic noise (noise) is generated due to this. In addition, in response to the recent demand for higher performance of electric motors, when the number of electric motors is increased, the frequency of rotating sound is high, and when the electric motor is stopped, the rotating sound of the armature is between And the natural frequency of the yoke may overlap and resonate.
とりわけ、スロット数が偶数個の場合にあっては、マグネットとスロット(ティース)との位置関係が回転軸を中心にした点対称位置で全て同じになるので、各スロットに対するコギングトルクの発生タイミングが複数個所で重なる。このため、スロット数が偶数個の場合は、スロット数が奇数個の場合と比較して、コギングトルクが大きくなると共に、コギングトルクが規則的に発生して磁気音が大きくなってしまう。よって、マグネットの回転軸を中心にして張る角度、つまり、マグネット角度をコギングの発生回数がスロット数と磁極数の最小公倍数の2以上の整数倍になるように設定し、コギングトルクを減少させようとする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、マグネットの回転軸を中心にして張るマグネット角度を所望の角度に設定したとしてもスロット数が偶数個の場合にあっては、各スロットに対するコギングトルクの発生タイミングが重なることに何ら変わりはない。このため、コギングトルクを減少させてり、磁気音を低減させたりする有効な手段とはなり難いという課題がある。 However, even if the magnet angle stretched around the rotation axis of the magnet is set to a desired angle, if the number of slots is an even number, the cogging torque generation timing for each slot will not overlap. . For this reason, there is a problem that it is difficult to be an effective means for reducing the cogging torque and reducing the magnetic sound.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、スロット数が偶数個であっても効果的にコギングトルクを減少させることができると共に、磁気音を低減させることができる電動モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an electric motor that can effectively reduce cogging torque and magnetic noise even when the number of slots is an even number. A motor is provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、筒部を有するヨークと、前記ヨークの内周面に、周方向に沿って並設される複数のマグネットと、回転軸の周囲に、周方向で等間隔となるように配設された偶数個のティースと、前記ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる偶数個のスロットとを備え、Nを2以上の自然数、前記マグネットの個数をPとしたとき、P=2×Nを満たすように前記マグネットの個数Pが設定されている電動モータにおいて、周方向に互いに隣接する(P/2)個の前記マグネットからなる基準マグネット群と、前記基準マグネット群に前記回転軸を中心にして対向配置され、かつ周方向に互いに隣接する(P/2)個の前記マグネットからなる対向マグネット群とで構成し、前記基準マグネット群の各マグネットは、それぞれ(360°/P)間隔をあけて配置されている一方、前記対向マグネット群の各マグネットは、それぞれ前記基準マグネット群の各マグネットの前記回転軸を中心にした点対称位置から全て同じ角度だけ周方向にずらして配置され、かつこのずれ方向が、時計方向に向かってずれて配置される前記マグネットと、反時計方向に向かってずれて配置される前記マグネットとが交互に配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
このように構成することで、基準マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロット(ティース)との位置関係と、対向マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロット(ティース)との位置関係とを変化させることができる。このため、スロット数が偶数に設定されている場合であっても回転軸を中心にして基準マグネット群側と対向マグネット群側とで各スロットに対するコギングトルクの発生タイミングをずらすことができる。
また、例えば、コンミテータとして、ディスク状に形成された所謂ディスク型コンミテータを用いる場合にあっては、スロット数を偶数に設定することで、コンミテータのセグメント数も偶数に設定することができる。このため、ディスク型コンミテータにあっては、各セグメント間に形成されるスリットがそれぞれ回転軸を中心にした点対称位置にも存在することになるので、セグメント数が奇数の場合と比較してスリットの形成(スリットカット)を容易に行うことができる。
さらに、対向マグネット群の各々マグネットと、これらマグネットに対するコギングトルクの発生タイミングをそれぞれずらすことができる。
With this configuration, the positional relationship between each magnet of the reference magnet group and each slot (teeth) facing this, and the positional relationship between each magnet of the opposing magnet group and each slot (tooth) facing this And can be changed. For this reason, even when the number of slots is set to an even number, the generation timing of the cogging torque for each slot can be shifted between the reference magnet group side and the counter magnet group side around the rotation axis.
Further, for example, when a so-called disk type commutator formed in a disk shape is used as the commutator, the number of segments of the commutator can be set to an even number by setting the number of slots to an even number. For this reason, in the disk-type commutator, the slits formed between the segments also exist at point-symmetric positions with the rotation axis as the center. Can be easily formed (slit cut).
Further, the timing of generating the cogging torque for each magnet of the opposed magnet group and these magnets can be shifted.
請求項2に記載した発明は、前記対向マグネット群の各マグネットが前記基準マグネット群の各マグネットの点対称位置から周方向にずれた角度をαとしたとき、((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))を満たすように角度αが設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、基準マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロットとの位置関係と、対向マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロットの位置関係をコギング抑制のための最適状態に設定することができる。
In the second aspect of the invention, when α represents an angle at which each magnet of the counter magnet group deviates in the circumferential direction from the point symmetry position of each magnet of the reference magnet group, ((360 ° / S) × ( 1/4)) ≦ α ≦ ((360 ° / S) × (3/4)) is characterized in that the angle α is set.
With this configuration, the positional relationship between each magnet in the reference magnet group and each slot facing it, and the positional relationship between each magnet in the opposing magnet group and each slot facing this are optimal for suppressing cogging. Can be set to state.
請求項1に記載した発明によれば、基準マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロット(ティース)との位置関係と、対向マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロット(ティース)との位置関係とを変化させることができる。このため、スロット数が偶数に設定されている場合であっても回転軸を中心にして基準マグネット群側と対向マグネット群側とで各スロットに対するコギングトルクの発生タイミングをずらすことができる。よって、コギングトルクを減少させたり、コギングトルクの発生を不規則にさせて磁気音を低減させたりすることが可能になる。
また、例えば、コンミテータとして、ディスク状に形成された所謂ディスク型コンミテータを用いる場合にあっては、スロット数を偶数に設定することで、コンミテータのセグメント数も偶数に設定することができる。このため、ディスク型コンミテータにあっては、各セグメント間に形成されるスリットがそれぞれ回転軸を中心にした点対称位置にも存在することになるので、セグメント数が奇数の場合と比較してスリットの形成(スリットカット)を容易に行うことができる。よって、電動モータ全体として製造コストを低減することが可能になる。
さらに、対向マグネット群の各マグネットと、これに対向する各スロットとの位置関係をそれぞれ変化させることができる。このため、対向マグネット群の各々マグネットと、これらマグネットに対するコギングトルクの発生タイミングをそれぞれずらすことができる。よって、さらにコギングトルクを減少させることが可能になると共に、磁気音を低減させることが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, the positional relationship between each magnet of the reference magnet group and each slot (tooth) facing the magnet, each magnet of the counter magnet group, and each slot (tooth) facing the magnet. Can be changed. For this reason, even when the number of slots is set to an even number, the generation timing of the cogging torque for each slot can be shifted between the reference magnet group side and the counter magnet group side around the rotation axis. Therefore, it is possible to reduce the cogging torque or to reduce the magnetic sound by making the generation of the cogging torque irregular.
For example, when a so-called disk-type commutator formed in a disk shape is used as the commutator, the number of segments of the commutator can be set to an even number by setting the number of slots to an even number. For this reason, in the disk-type commutator, the slits formed between the segments also exist at point-symmetric positions with the rotation axis as the center. Can be easily formed (slit cut). Therefore, it becomes possible to reduce manufacturing cost as the whole electric motor.
Furthermore, the positional relationship between each magnet of the opposed magnet group and each slot facing the magnet can be changed. For this reason, it is possible to shift the generation timing of the cogging torque for each magnet of the opposing magnet group and these magnets. Therefore, the cogging torque can be further reduced and the magnetic sound can be reduced.
請求項2に記載した発明によれば、基準マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロットとの位置関係と、対向マグネット群の各マグネットとこれに対向する各スロットの位置関係をコギング抑制のための最適状態に設定することができる。
ここで、対向マグネット群側の各マグネットが角度α以上ずれると、結局、これらマグネットの端部が1つ隣のスロットに近づくことになる。このため、コギングトルクの減少に対する効果を考慮すると各マグネットの配設位置が必要以上にばらつくことになると共に、有効磁束の低下が大きくなってしまう。
このため、請求項3に記載した発明のように構成することにより、さらに効果的にコギングトルク、および磁気音を減少させることが可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the positional relationship between the magnets of the reference magnet group and the slots facing the magnets, and the positional relationship between the magnets of the counter magnet group and the slots facing the magnets are reduced. Can be set to the optimum state.
Here, if the magnets on the counter magnet group side are displaced by an angle α or more, the end portions of these magnets eventually approach the next adjacent slot. For this reason, when the effect on the reduction of the cogging torque is taken into consideration, the arrangement positions of the respective magnets vary more than necessary, and the reduction of the effective magnetic flux becomes large.
For this reason, by configuring as in the third aspect of the invention, it is possible to more effectively reduce the cogging torque and the magnetic sound.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、電動モータ1は、例えば、二輪用のスターターモータとして用いられるものであって、車体に固定されるフロントブラケット2(図1における左側)と、フロントブラケット2に一端部が固定される円筒状のステータ3と、ステータ3の他端部を閉塞するリアブラケット4(図1における右側)と、ステータ3内に配置され、フロントブラケット2、およびリアブラケット4に回転自在に支持されるアーマチュア5とを有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
アーマチュア5は、エンジンのシャフトに連結される回転軸10を有し、回転軸10にアーマチュアコア11と、コンミテータ12とが固着されている。アーマチュアコア11は、鉄心片を積層して製造され、回転軸10を中心にして放射状に延びる複数(この実施形態では32個)のティース50を有する(図3参照)。ティース50は、軸方向平面視で略T字状に形成されており、これらティース50間に軸方向に長い蟻溝状のスロット51が形成されている。ティース50には、スロット51を介してコイル13が巻装されている。
The
コンミテータ12は、ディスク形状を有する所謂ディスク型コンミテータである。このコンミテータ12は、複数(例えば、この実施形態では32個)のセグメント14が回転軸10を中心に放射状に配設され、各々セグメント14間には、これらセグメント14間の絶縁を確保するためのスリット(不図示)が形成されている。これらセグメント14には、コイル13を形成する巻線の一端が固定されている。
The
フロントブラケット2は、中央に回転軸10を貫通させる孔15が設けられており、孔15内に回転軸10の一端部を回転自在に支持するベアリング16が圧入固定されている。さらに、ベアリング16よりも径方向外側にはオイルシール17が配設されている。さらに、外周には、エンジンケースに装着する際に使用するOリング18が取り付けられている。フロントブラケット2の外縁部は、ボルト19でステータ3に固定されている。
The front bracket 2 is provided with a
ステータ3は、筒部21Aを有する略円筒状に形成されたヨーク21を備えている。ヨーク21の内周側には、界磁用の瓦状に形成されたマグネット22が周方向に沿って複数(この実施形態では6つ)固着されている。すなわち、この実施形態において、電動モータ1はスロット51(ティース50)の個数が32個、マグネット22が6つ設けられた6極32スロットのモータということになる。マグネット22には、例えば、ネオジウム系の希土類磁石を用いることができる。
The
ここで、図2に示すように、マグネット22は、この個数をPとし、Nを2以上の自然数としたとき、
P=2×N
を満たすように個数Pが設定されている。この実施形態にあっては、ヨーク21の内周側にマグネット22が6つ固着されているので、
2×N=2×3=P
ということになる。したがって、P=2×N(N;2以上の自然数)を満たす。
Here, as shown in FIG. 2, when the number of
P = 2 × N
The number P is set so as to satisfy. In this embodiment, since six
2 × N = 2 × 3 = P
It turns out that. Therefore, P = 2 × N (N: a natural number of 2 or more) is satisfied.
6つのマグネット22は、回転軸10を中心にして対向配置された基準マグネット群61と対向マグネット群62とで構成されている。各マグネット群61,62は、それぞれ互いに隣接するマグネット22で構成され、かつ両者61,62に同じ個数のマグネット22が存在している。すなわち、基準マグネット群61には、
P/2=6/2=3(個)
のマグネット22が存在している一方、
対向マグネット群62にも
P/2=6/2=3(個)
のマグネット22が存在している。
The six
P / 2 = 6/2 = 3 (pieces)
While the
The
The
基準マグネット群61に存在する各マグネット22は、それぞれ基準位置に配置されている。基準位置とは、全てのマグネット22をヨーク21の内周側に周方向に等間隔で配置した場合の位置をいう。すなわち、基準マグネット群61に存在するマグネット22の配置間隔は、隣接するマグネット22,22のそれぞれ中心位置同士の周方向の角度をθとすると、
θ=360°/P
を満たすように角度θが決定される。
この実施形態にあっては、マグネット22の個数(総数)Pが「6」であるので、基準マグネット群61に存在するマグネット22は、周方向に
360°/P=360°/6=60°
の間隔をあけて配置されていることになる。
Each
θ = 360 ° / P
The angle θ is determined so as to satisfy
In this embodiment, since the number (total number) P of the
It will be arrange | positioned at intervals of.
一方、対向マグネット群62に存在する各マグネット22は、それぞれ基準マグネット群61に存在する各マグネット22の点対称位置から周方向に角度αだけずれて配置されている。また、対向マグネット群62に存在する各マグネット22のそれぞれの点対称位置からのずれ方向は、周方向で互い違いになっている。
On the other hand, the
角度αは、スロット51の個数をSとしたとき、
((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))
を満たすように設定されている。
さらに、角度αは、
((360°/S)×(1/2))=α
であることが望ましい。
The angle α is given by assuming that the number of
((360 ° / S) × (1/4)) ≦ α ≦ ((360 ° / S) × (3/4))
It is set to satisfy.
Furthermore, the angle α is
((360 ° / S) × (1/2)) = α
It is desirable that
すなわち、この実施形態では、S=32であるので、角度αは、
((360°/S)×(1/2))=((360°/32)×(1/2))=5.625°=α
であることが望ましい。これは、ティース50の周方向半分に相当する距離だけ、マグネット22が周方向にずれた場合の角度に相当する。
That is, in this embodiment, since S = 32, the angle α is
((360 ° / S) × (1/2)) = ((360 ° / 32) × (1/2)) = 5.625 ° = α
It is desirable that This corresponds to an angle when the
ここで、対向マグネット群62の各マグネット22が角度α以上ずれると、結局、マグネット22の端部が1つ隣のティース50に近づくことになる(図3における2点鎖線で示すマグネット22参照)。このことは、すなわち、基準マグネット群61の各マグネット22とティース50との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とティース50との位置関係が同じになるということである。このため、角度αを
((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))
を満たすように設定することによって、確実に、基準マグネット群61の各マグネット22とティース50(スロット51)との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とティース50(スロット51)との位置関係とを変化させることができる。
Here, if each
By setting so as to satisfy, it is ensured that the positional relationship between each
なお、角度αが
((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))
を満たさない場合にあっては、ティース50に対する有効磁束の低下が大きくなってしまい、モータ効率が低下してしまう。
The angle α is ((360 ° / S) × (1/4)) ≦ α ≦ ((360 ° / S) × (3/4)).
If the above condition is not satisfied, the effective magnetic flux with respect to the
また、とりわけ、角度αを
((360°/S)×(1/2))=α
を満たすように設定することで、対向マグネット群62の各マグネット22の位置を基準位置からティース50の周方向半分に相当する距離だけずらすことができる(図3におけるC部参照)。
このため、結果的に基準マグネット群61の各マグネット22とティース50との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とティース50との位置関係とが最大限にずれることになる。よって、対向マグネット群62で発生するコギングの発生タイミングを最大限にずらすことができる。
Also, in particular, the angle α is ((360 ° / S) × (1/2)) = α
By setting so as to satisfy, the position of each
Therefore, as a result, the positional relationship between the
図1、図4に示すように、マグネット22が配設されているヨーク21の一端部には、リアブラケット4がボルト23で固定されている。
リアブラケット4は、有底円筒形状を有し、底部4Aの中央に突設されたボス部25にアーマチュア5の回転軸10の他端部が挿入されている。ボス部25には、軸受けとしてオイレスメタル26が圧入されており、オイレスメタル26を介してアーマチュア5が回転自在に支持されている。
リアブラケット4と、ヨーク21並びにフロントブラケット2は、導電性の材料、例えば、アルミのダイカストで製造されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
The
The
リアブラケット4の底部4Aの内側には、ブラシホルダ30が固定されている。ブラシホルダ30は、略環状の樹脂成型品であり、中央部30Aがボス部25を囲むように突設されている。さらに、ボス部25を囲むように4つのホルダ部31が一体に設けられている。ホルダ部31は、軸方向に延びており、その各々にアーマチュア5のコンミテータ12のセグメント14に摺接する導電性のブラシ32が1つずつ摺動自在に収容されている。
A
ブラシ32は、ホルダ部31内に配置されたスプリング33でコンミテータ12に向けて付勢されている。ブラシ32には、ピグテール34が一体成型によって取り付けられている。ピグテール34は、ホルダ部31の側部に形成されたスリットから引き出される。
4つのうちの2つブラシ32(プラス側のブラシ32A)から延びるピグテール34は、給電板35を介して給電端子36に接続されている。残りの2つのブラシ32(マイナス側のブラシ32B)から延びるピグテール34は、アース端子40に接続されている。
The
給電端子36は、ブラシホルダ30内に頭部41が配置されるボルト部材からなる。ブラシホルダ30、およびリアブラケット4のそれぞれには、給電端子36を挿通させる端子挿入孔42,43が設けられている。端子挿入孔43にはOリング44が挿入されており、給電端子36はブラシホルダ30の内側からリアブラケット4の外側に向けて挿通される。給電端子36の頭部41は、ブラシホルダ30にインサート成型された給電板35に電気的に接続されている。給電板35は、略L字形に屈曲させられており、ここにブラシ32Aからの2本のピグテール34がスポット溶接等で固定されている。
The power supply terminal 36 is formed of a bolt member in which the head 41 is disposed in the
リアブラケット4の外側では、給電端子36には樹脂ブッシュ45と、ストッパワッシャ46を通した後でナット47を締め込んであり、給電端子36とナット47でブラシホルダ30とリアブラケット4を挟み込んでいる。ナット47には、不図示の給電配線が接続されており、バッテリに電気的に接続される。なお、リアブラケット4の外側には、ナット47を囲むように絶縁性のカバー48が取り付けられている。
Outside the
このような構成のもと、電動モータ1は、自動二輪車の車体、例えば、エンジンカバーなどに固定される。このとき、フロントブラケット2から延びる回転軸10には、クランクシャフトに取り付けられたワンウェイクラッチに連結される。この電動モータ1は、車体によってボディアースされる。給電端子36に電圧を印加すると、ブラシ32Aに摺接するコンミテータ12からコイル13に電流が流れ、アーマチュア5が回転する。アーマチュア5の回転は、ワンウェイクラッチを介してクランクシャフトを回転させ、エンジンを始動させる。
Under such a configuration, the
次に、図5に基づいて、電動モータ1のコギングトルクの発生過程について説明する。ここで、基準マグネット群61とティース50との位置関係に着目し、特に、図5における中央のマグネット22A(以下、中央マグネット22Aという)に着目する。
同図に示すように、基準マグネット群61の中央マグネット22Aには、それぞれ4つのティース50(以下、対向ティース50Aという)が対向した状態になっている。この場合、中央マグネット22Aによって、対向ティース50Aがそれぞれ同程度の磁気的吸引力で吸引される。このため、アーマチュア5を例えば、時計回り(図5における矢印D方向)に回転しようとしてもコギングトルクが殆ど発生しない。
Next, the generation process of the cogging torque of the
As shown in the drawing, four teeth 50 (hereinafter referred to as
引き続き、アーマチュア5を時計回りに回転させていくと、4つのティース50のうちの回転方向側端にある対向ティース50Aが回転方向に隣接するマグネット22Bに吸引される。これと同時に、対向ティース50Aの回転方向とは反対側に位置するティース50Bが中央マグネット22Aに吸引される。このため、アーマチュア5に回転方向(時計回り方向)に向かう力が作用し、コギングトルクが発生する。
Subsequently, when the
ここで、ヨーク21の内周側に6つのマグネット22が全て周方向に等間隔で配置されている場合にあっては、電動モータ1はスロット51の個数Sが偶数個(32個)に設定されているので、回転軸10を中心にして対向配置するマグネット22,22と、それぞれ対応するティース50との位置関係が同じになる。このため、複数のティース50のうち、回転軸10を中心にして点対称位置に存在するティース50同士には、同時にコギングトルクが発生する。すなわち、コギングトルクが同じタイミングで発生することになるので、コギングトルクが大きくなる。
Here, in the case where all of the six
これに対し、この実施形態の電動モータ1にあっては、6つのマグネット22が基準マグネット群61と対向マグネット群62とで構成されているので、回転軸10を中心にして点対称位置に存在するティース50同士であってもコギングトルクが同じタイミングで発生することがない。つまり、基準マグネット群61側に位置している各ティース50と、対向マグネット群62側に位置している各ティース50とでコギングトルクの発生タイミングをずらすことができる。このため、コギングトルクを減少させることが可能になる。
On the other hand, in the
したがって、上述の実施形態によれば、基準マグネット群61の各マグネット22とこれに対向する各スロット51(ティース50)との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とこれに対向する各スロット51(ティース50)との位置関係とを変化させることができる。このため、スロット51の個数Sが偶数個に設定されている場合であっても回転軸10を中心にして基準マグネット群61側の位置している各ティース50と対向マグネット群62側に位置している各ティース50とでコギングトルクの発生タイミングをずらすことができる。つまり、コギングトルクの発生タイミングをずらすことができる。よって、コギングトルクを減少させたり、コギングトルクの発生を不規則にさせて磁気音を低減させたりすることが可能になる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the positional relationship between each
また、対向マグネット群62に存在する各マグネット22のそれぞれの基準位置からのずれ方向は、周方向で互い違いになっているので、対向マグネット群62側に位置しているマグネット22ごとに各スロット51(ティース50)との位置関係をそれぞれ変化させることができる。このため、対向マグネット群62の範囲内だけでも各スロット51(ティース50)に対するコギングトルクの発生タイミングをずらすことができるので、さらにコギングトルクを減少させることが可能になると共に、磁気音を低減させることが可能になる。
Moreover, since the deviation directions from the respective reference positions of the
そして、対向マグネット群62の各マグネット22が基準マグネット群61の各マグネット22の点対称位置(基準位置)から周方向にずれた角度αを
((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))
を満たすように設定することによって、基準マグネット群61の各マグネット22とティース50との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とティース50との位置関係を確実に変化させることができる。このため、より効果的にコギングトルク、および磁気音を減少させることが可能になる。
Then, an angle α in which each
By setting so as to satisfy, the positional relationship between the
とりわけ、角度αを
((360°/S)×(1/2))=α
を満たすように設定することで、基準マグネット群61の各マグネット22とティース50との位置関係と、対向マグネット群62の各マグネット22とティース50との位置関係とを最大限にずらすことができる。このため、コギングトルク、および磁気音を最小限に抑えることが可能になる。
In particular, the angle α is ((360 ° / S) × (1/2)) = α
By setting so as to satisfy, the positional relationship between the
また、ディスク形状を有するコンミテータ12に配設されているセグメント14がスロット51と同様に偶数個に設定されるので(例えば、この実施形態では32個)、各セグメント14間に形成されるスリット(不図示)がそれぞれ回転軸10を中心にした点対称位置にも存在することになる。このため、セグメント14の数が奇数の場合と比較してスリットの形成(スリットカット)を容易に行うことができる。よって、電動モータ1全体として製造コストを低減することが可能になる。
Further, since the number of
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、スロット51(ティース50)の個数Sが「32」に設定されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、アーマチュア5に複数のスロット51(ティース50)が設けられていればよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the number S of the slots 51 (the teeth 50) is set to “32” has been described. However, the present invention is not limited to this, and the
さらに、上述の実施形態では、対向マグネット群62に存在する各マグネット22のそれぞれの基準位置からのずれ方向が周方向で互い違いになっている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、対向マグネット群62に存在する各マグネット22が基準位置から角度αだけずれていればよく、ずれ方向は特に限定するものではない。
Furthermore, in the above-described embodiment, a case has been described in which the deviation directions from the reference positions of the
そして、上述の実施形態では、ステータ3のヨーク21が筒部21Aを有する略円筒状に形成されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、ヨーク21が筒部21Aを有する略有底筒状に形成されていてもよい。
And in the above-mentioned embodiment, the case where the
また、上述の実施形態では、マグネット22の個数をPとし、Nを2以上の自然数としたとき、
P=2×N
を満たすように個数Pが設定され、具体的には、ヨーク21の内周側にマグネット22が6つ固着されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ヨーク21の内周側にマグネット22を2つだけ配設するようにしてもよい。
この場合、2つのマグネット22のうちの一方のマグネット22を他方のマグネット22の回転軸10を中心にした点対称位置から周方向にずらして配設すればよい。このようにすることで、スロット51の個数Sが偶数個に設定されている場合であっても一方のマグネット22とこれに対向するスロット51との間で発生するコギングトルクの発生タイミングと、他方のマグネット22とこれに対向するスロット51との間で発生するコギングトルクの発生タイミングをずらすことができるので、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
In the above embodiment, when the number of the
P = 2 × N
The number P is set so as to satisfy the condition, and specifically, the case where six
In this case, one of the two
1 電動モータ
3 ステータ
10 回転軸
21 ヨーク
21A 筒部
22 マグネット
50 ティース
51 スロット
61 基準マグネット群
62 対向マグネット群
P マグネットの個数
S スロットの個数
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ヨークの内周面に、周方向に沿って並設される複数のマグネットと、
回転軸の周囲に、周方向で等間隔となるように配設された偶数個のティースと、
前記ティース間に形成され、軸方向に沿って延びる偶数個のスロットとを備え、
Nを2以上の自然数、前記マグネットの個数をPとしたとき、
P=2×N
を満たすように前記マグネットの個数Pが設定されている電動モータにおいて、
周方向に互いに隣接する(P/2)個の前記マグネットからなる基準マグネット群と、前記基準マグネット群に前記回転軸を中心にして対向配置され、かつ周方向に互いに隣接する(P/2)個の前記マグネットからなる対向マグネット群とで構成し、
前記基準マグネット群の各マグネットは、それぞれ(360°/P)間隔をあけて配置されている一方、
前記対向マグネット群の各マグネットは、それぞれ前記基準マグネット群の各マグネットの前記回転軸を中心にした点対称位置から全て同じ角度だけ周方向にずらして配置され、
かつこのずれ方向が、時計方向に向かってずれて配置される前記マグネットと、反時計方向に向かってずれて配置される前記マグネットとが交互に配置されていることを特徴とする電動モータ。 A yoke having a cylindrical portion;
A plurality of magnets arranged side by side along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the yoke;
An even number of teeth arranged at equal intervals in the circumferential direction around the rotation axis;
An even number of slots formed between the teeth and extending along the axial direction;
When N is a natural number of 2 or more and the number of magnets is P,
P = 2 × N
In the electric motor in which the number P of the magnets is set so as to satisfy
A reference magnet group composed of (P / 2) magnets adjacent to each other in the circumferential direction, and arranged to face the reference magnet group around the rotation axis and adjacent to each other in the circumferential direction (P / 2) Consists of a counter magnet group consisting of the magnets,
While the magnets of the reference magnet group are arranged at an interval of (360 ° / P),
Each of the magnets of the opposed magnet group is arranged by being shifted in the circumferential direction by the same angle from the point symmetry position around the rotation axis of each of the magnets of the reference magnet group,
In addition , the electric motor is characterized in that the magnets that are shifted in the clockwise direction and the magnets that are shifted in the counterclockwise direction are alternately arranged .
前記対向マグネット群の各マグネットが前記基準マグネット群の各マグネットの前記点対称位置から周方向にずれた角度をαとしたとき、
((360°/S)×(1/4))≦α≦((360°/S)×(3/4))
を満たすように角度αが設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。 The number of slots is S,
When the angle that each magnet of the opposed magnet group is shifted in the circumferential direction from the point symmetrical position of each magnet of the reference magnet group is α,
((360 ° / S) × (1/4)) ≦ α ≦ ((360 ° / S) × (3/4))
The electric motor according to claim 1, wherein the angle α is set so as to satisfy
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