JP5479008B2 - Brushless motor - Google Patents
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Description
この発明は、ステータの径方向内側にロータが回転自在に設けられている所謂インナーロータ型のブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a so-called inner rotor type brushless motor in which a rotor is rotatably provided on a radially inner side of a stator.
従来から、コイルが巻装されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータとを備え、コイルへの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させるブラシレスモータが知られている。この種のブラシレスモータのロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される略円柱状のロータコアと、ロータコアの外周面に設けられたマグネットとを有している。マグネットとしては、瓦状に形成されたセグメント型のマグネットを用いることが多い。この場合、ロータコアの外周面に複数のマグネットが周方向に磁極が順番に変わるように並設される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a brushless motor that includes a stator having teeth around which a coil is wound and a rotor that is rotatably provided in the radial direction of the stator, and that drives the rotor by controlling energization of the coil. It has been. The rotor of this type of brushless motor has a rotating shaft, a substantially cylindrical rotor core that is fitted and fixed to the rotating shaft, and a magnet that is provided on the outer peripheral surface of the rotor core. As the magnet, a segment type magnet formed in a tile shape is often used. In this case, a plurality of magnets are arranged in parallel on the outer peripheral surface of the rotor core so that the magnetic poles change in order in the circumferential direction.
ここで、ロータを回転させると、ステータのティースに各マグネットが近接・離反を繰り返すことになるので、各ティースに対する磁束の変化が大きく、これがコギングトルクとなって振動や騒音を生じさせてしまう。このため、コギングトルクを低減するためにさまざまな技術が提案されている。
例えば、セグメント型のマグネットを軸方向に2分割し、それぞれ周方向にずらして配置したものがある(例えば、特許文献1参照)。このように構成することで、ロータを回転させた際、各ティースに対する磁束の変化を小さくし、コギングトルクを低減することができる。
Here, when the rotor is rotated, each magnet repeatedly approaches and separates from the teeth of the stator, so that a change in magnetic flux with respect to each of the teeth is large, and this becomes a cogging torque and causes vibration and noise. For this reason, various techniques have been proposed to reduce the cogging torque.
For example, there is a segment type magnet that is divided into two in the axial direction and each is shifted in the circumferential direction (see, for example, Patent Document 1). With this configuration, when the rotor is rotated, the change in magnetic flux with respect to each tooth can be reduced, and the cogging torque can be reduced.
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ロータコアに各マグネットを接着材等を用いて固定しているので、各マグネットの位置決めが難しく、所望のコギングトルクの低減を図りにくいばかりか、ロータの組み立て作業が煩わしいという課題がある。
また、接着剤で固定すると、経年劣化によりマグネットが脱落してしまう虞があるという課題がある。
However, in the above-described prior art, since each magnet is fixed to the rotor core using an adhesive or the like, it is difficult to position each magnet, and it is difficult to reduce the desired cogging torque. There is a problem that the work is troublesome.
Moreover, when it fixes with an adhesive agent, there exists a subject that a magnet may drop | omit by aging degradation.
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、コギングトルクの低減化を図りつつ容易にロータを組み立てることができると共に、経年劣化によるマグネットの脱落を防止することができるブラシレスモータを提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of easily assembling the rotor while reducing the cogging torque and preventing the magnet from falling off due to aging. 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、ステータと、前記ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータとを備え、前記ロータは、回転軸の周囲に固定されたマグネットユニットが軸方向に沿って複数段設けられており、各段のマグネットユニットは、互いに周方向に所定角度ずれて配置されているブラシレスモータであって、各段のマグネットユニットは、前記回転軸に外嵌固定された円筒状のロータコアと、前記ロータコアの外周面に周方向に沿って並設された複数のマグネットと、前記複数のマグネットの周方向の位置決めを行うためのマグネットホルダとを備え、前記マグネットホルダは、前記複数のマグネット間に介装される複数のアーム部と、前記複数のアーム部の一端側に設けられ、各アーム部を連結するリング状のベース部とを有し、前記ベース部の端面に、隣接するマグネットユニットに配設されている複数のマグネット間に介装される突起を設け、前記突起の位置に基づいて、隣接する前記マグネットユニット同士の相対位置が決定するように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 includes a stator and a rotor that is rotatably provided on a radially inner side of the stator, and the rotor is fixed around a rotating shaft. The magnet units are provided in a plurality of stages along the axial direction, and the magnet units of each stage are brushless motors arranged at a predetermined angle in the circumferential direction. A cylindrical rotor core that is externally fitted and fixed to a shaft, a plurality of magnets arranged in parallel along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotor core, and a magnet holder for positioning the plurality of magnets in the circumferential direction The magnet holder is provided on a plurality of arm portions interposed between the plurality of magnets and one end side of the plurality of arm portions, and the arm portions are connected to each other. And a ring-shaped base portion which, in the end face of the base portion, the projections interposed between a plurality of magnets disposed on the adjacent magnet unit provided, on the basis of the position of the projection, adjacent The relative positions of the magnet units to be determined are determined.
このように構成することで、マグネットホルダを用いて容易にマグネットの位置決めを行うことができ、マグネットユニットを容易に組み立てることができる。
また、マグネットホルダのベース部に設けられた突起を利用してマグネットユニットを軸方向に重ねるだけで、各段のマグネットユニットをそれぞれ所望の角度ずらした状態で配置することができる。このため、コギングトルクを確実に低減でき、かつ組み立て作業性を向上させることができる。
さらに、マグネットホルダを使用して各マグネットを位置決め固定するので、従来のように接着剤を用いる必要がなく、経年劣化によるマグネットの脱落を防止することができる。
By comprising in this way, a magnet can be positioned easily using a magnet holder and a magnet unit can be assembled easily.
Further, the magnet units at each stage can be arranged in a state of being shifted by a desired angle by simply overlapping the magnet units in the axial direction using the protrusions provided on the base portion of the magnet holder. For this reason, a cogging torque can be reduced reliably and assembly workability | operativity can be improved.
Furthermore, since each magnet is positioned and fixed using a magnet holder, it is not necessary to use an adhesive as in the prior art, and it is possible to prevent the magnet from falling off due to deterioration over time.
請求項2に記載した発明は、前記ロータには、前記回転軸に前記複数段のマグネットユニットを設けた状態で、これらマグネットユニットの周囲を一体的に覆うマグネットカバーが設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、マグネットの損傷を確実に防止できると共に、各マグネットユニットを確実に一体化することができる。このため、信頼性の高いブラシレスモータを提供することができる。
The invention described in
By comprising in this way, while being able to prevent damage to a magnet reliably, each magnet unit can be integrated reliably. For this reason, a highly reliable brushless motor can be provided.
請求項3に記載した発明は、前記ロータコアには、周方向で隣接する前記マグネット間に対応する部位に、前記複数のアーム部の一部を挿入可能な溝が形成され、この溝に、前記突起が挿入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、より容易、かつ確実にマグネットの位置決めを行うことができるので、ロータ組み立て作業性をさらに向上させることができる。
また、各マグネットユニットを精度よく所望の角度だけずらしながら配置することができるので、より確実にコギングトルクの低減を図ることが可能になる。
請求項4に記載した発明は、前記突起には、先端側に向かうに従って徐々に先細りとなる先細り部が形成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the rotor core, a groove into which a part of the plurality of arm portions can be inserted is formed in a portion corresponding to the circumferentially adjacent magnets. A protrusion is inserted.
With this configuration, the magnet can be positioned more easily and reliably, so that the rotor assembly workability can be further improved.
In addition, since each magnet unit can be accurately arranged while being shifted by a desired angle, the cogging torque can be more reliably reduced.
The invention described in
本発明によれば、マグネットホルダを用いて容易にマグネットの位置決めを行うことができ、マグネットユニットを容易に組み立てることができる。
また、マグネットホルダのベース部に設けられた突起を利用してマグネットユニットを軸方向に重ねるだけで、各段のマグネットユニットをそれぞれ所望の角度ずらした状態で配置することができる。このため、コギングトルクを確実に低減でき、かつ組み立て作業性を向上させることができる。
さらに、マグネットホルダを使用して各マグネットを位置決め固定するので、従来のように接着剤を用いる必要がなく、経年劣化によるマグネットの脱落を防止することができる。
According to the present invention, the magnet can be easily positioned using the magnet holder, and the magnet unit can be easily assembled.
Further, the magnet units at each stage can be arranged in a state of being shifted by a desired angle by simply overlapping the magnet units in the axial direction using the protrusions provided on the base portion of the magnet holder. For this reason, a cogging torque can be reduced reliably and assembly workability | operativity can be improved.
Furthermore, since each magnet is positioned and fixed using a magnet holder, it is not necessary to use an adhesive as in the prior art, and it is possible to prevent the magnet from falling off due to deterioration over time.
(ブラシレスモータ)
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は、ブラシレスモータ1の縦断面図である。
同図に示すように、ブラシレスモータ1は、例えば、電動パワーステアリング装置(EPS;Electric Power Steering)に用いられるものであって、ステータ2と、ステータ2の径方向内側に配置されたロータ3とを有し、ステータ2の一端に固定されたブラケット4にロータ3が回転自在に支持されている。
(Brushless motor)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the brushless motor 1.
As shown in FIG. 1, the brushless motor 1 is used in, for example, an electric power steering device (EPS), and includes a
ステータ2は、略円筒形のステータハウジング11と、ステータハウジング11に内嵌固定されている略円筒状のステータコア12とで構成されている。
ステータハウジング11の一端側(ブラケット4側)は、ブラケット4と印籠接合する際に使用されるインロー部11aが形成されている。また、ステータハウジング11の内周面には、段差により縮径された縮径部13が形成されており、この縮径部13の段差面13aによってステータコア12の軸方向の位置決めが行われている。
The
One end side (
ステータコア12は、外周部を形成する環状のコア本体15を有しており、このコア本体15の外周面がステータハウジング11の内周面に焼嵌め等によって固定されている。コア本体15は、ステータコア12の環状の磁路を形成する部分である。
コア本体15には、径方向内側に向かって複数(この実施形態では9つ)のティース部14が周方向に等間隔で突設されている。各ティース部14は、軸方向平面視で略T字状に形成されており、インシュレータ6を装着した上からコイル7が巻装されている。
The
A plurality (9 in this embodiment) of
周方向に隣接するティース部14間には、蟻溝状のスロット(不図示)が軸方向に延びて形成されており、このスロットにコイル7が挿通される。なお、ステータコア12は、周方向に分割して各々ティース部14を有する複数のコアユニットを互いに接合して構成してもよいし、周方向に分割せずに一体成形としてもよい。
Between
各ティース部14に巻装されているコイル7の端末部45は、ステータハウジング11の他端側(ブラケット4とは反対側)に向かって引き出され、ここに配置されているバスバーユニット46に接続されている。
バスバーユニット46は、外部からの電力をコイル7に供給するためのものであって、略円環状の樹脂モールド体43に金属製の複数のバスバー44が軸方向に積層した状態で埋設されている。そして、各バスバー44に、それぞれ所定のコイル7の端末部45が接続されている。
The
The
また、バスバーユニット46は、ステータハウジング11の外周部に突設された電源コネクタ47に接続されている。
電源コネクタ47の一端部には、受け部48が一体成形されている。この受け部48は、不図示の外部電源から延びる電源ケーブル(不図示)の一端部を嵌着固定可能に形成されており、外部からの電力をバスバーユニット46に供給できるようになっている。
Further, the
A receiving
また、電源コネクタ47の他端側には、外周にステータハウジング11の外面に密着させるツバ部49が延設されている。さらに、電源コネクタ47には、一端部から他端部に貫通するコネクタ端子64が一体成形されている。各コネクタ端子64の他端(バスバーユニット46側端)は、バスバーユニット46に電気的に接続されている。
Further, on the other end side of the
ステータハウジング11の一端側に固定されたブラケット4は、略円筒形状に形成されており、ステータハウジング11にボルト(不図示)等によって締結固定されている。ブラケット4の端部には、ステータハウジング11に突き当てたときにインロー部11aに嵌合する接合部4aが一体成形されている。接合部4aの外周に刻まれた溝には、Oリングなどのパッキン23が装着されている。
The
ブラケット4の他方の端部は、例えば、電動パワーステアリング装置のラック軸を挿入可能に開口されている。ブラケット4内には、開口側にベアリング25が圧入されている。ベアリング25よりもステータ2側には、ロータ3の回転位置を検出するためのレゾルバ26の一方を構成するレゾルバステータ26aが固定されている。
レゾルバステータ26aは、磁性材料からなるプレートを積層して構成されたコア56を有している。コア56には、径方向内側に向かってティース部56aが突設され、ここにレゾルバコイル57が巻装されている。
The other end of the
The
各レゾルバコイル57の巻線の端部は、ブラケット4の外周部に突設されたセンサコネクタ27に電気的に接続されている。
センサコネクタ27は、一端部に信号ケーブルを嵌合可能な受け部61を有し、他端部がブラケット4内に挿入されている。また、他端部側の外周にブラケット4の外面に密着させるツバ部62が延設されている。さらに、センサコネクタ27には、一端部から他端部に貫通するコネクタ端子63が一体成形されており、この他端部(レゾルバステータ26a側端部)に、レゾルバコイル57が電気的に接続されている。
The end of the winding of each
The
(ロータ)
ロータ3は、中空シャフトからなる回転軸22を有し、この回転軸22の内部に、例えば、不図示のラック軸が挿入可能になっている。ラック軸は、車両のギヤボックス内でラック・アンド・ピニオン機構を形成し、不図示のステアリングホイールの操作に応じてブラシレスモータ1の軸方向に移動自在になっている。ラック軸の両端は、ナックルアームなどを介して車両の車輪に連結されている。
(Rotor)
The rotor 3 has a
回転軸22の一端は、ブラケット4に圧入されたベアリング25に軸支されている。また、回転軸22の一端側の外周面には、レゾルバ26の他方を構成するレゾルバロータ26bが固定されている。レゾルバロータ26bは、複数の突極(不図示)を周方向に等間隔で配置した略環状の永久磁石、または、略環状の積層鋼鈑により構成されている。
これにより、回転軸22と共に一体となってレゾルバロータ26bが回転すると、このレゾルバロータ26bとレゾルバステータ26aとの間のギャップパーミアンスが変動する。レゾルバ26は、ギャップパーミアンスの変動に基づいて回転軸22の回転位置が検出できるようになっている。
One end of the
As a result, when the
図2は、マグネットユニット31を軸方向に重ね合わせた状態を示す斜視図、図3は、マグネットユニット31の分解斜視図である。
図1〜図3に示すように、回転軸22のステータコア12に臨む位置には、軸方向に積層され、3段に構成されたマグネットユニット31,31,31が外嵌固定されている。
ここで、各マグネットユニット31は、それぞれ同一に構成されているので、以下の説明において、1つのマグネットユニット31について説明する。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the
As shown in FIGS. 1 to 3,
Here, since each
マグネットユニット31は、回転軸22に外嵌固定された略円筒状のロータコア32と、ロータコア32の外周面に周方向に沿って並設された複数(この実施形態では6つ)のマグネット33と、マグネット33の位置決めを行うマグネットホルダ34とで構成されている。
ロータコア32は、複数の金属板を積層したり、軟磁性粉末体を加圧成型したりして形成されたものである。ロータコア32の内径は、回転軸22を圧入可能に設定されている。また、ロータコア32の軸方向の長さL1は、ステータコア12の軸方向の長さL2の約1/3となるように設定されている。
The
The
ロータコア32の外周面32aには、マグネット33の個数に対応した複数(この実施形態では6つ)の溝35が軸方向に沿ってロータコア32全体に形成されている。そして、複数の溝35は、周方向に等間隔に形成されている。溝35は、径方向外側に向かって溝幅が徐々に狭くなるようにダブテール状に形成されている。
A plurality (six in this embodiment) of
マグネット33は、瓦状に形成されたセグメント型の永久磁石であって、周方向に磁極が順番に変わるように配置されている。マグネット33の軸方向の長さL3は、ロータコア32の軸方向の長さL1と略一致するように設定されている。また、マグネット33の周方向の幅H1は、ロータコア32の周方向に隣接する溝35,35間の距離L4と略一致するように設定されている。すなわち、周方向に隣接するマグネット33,33間に溝35が形成されているといえる。
The
さらに、マグネット33は、周方向中央から周方向外側に向かうに従って徐々に薄肉となるように形成されている。すなわち、マグネット33の内周面33aは、ロータコア32の外周面32aに沿うように形成されている一方、マグネット33の外周面33bの曲率半径は、内面側の曲率半径よりも小さくなるように設定されている。
Furthermore, the
図4はマグネットホルダ34の斜視図、図5はマグネットホルダ34の平面図である。
図3〜図5に示すように、マグネットホルダ34は樹脂で形成されたものであって、各マグネット33間に介装される複数のアーム部36と、アーム部36のブラケット4側端(図3、図4における下端)に設けられ、各アーム部36を連結するリング状のベース部37とが一体成形されている。
4 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 3 to 5, the
アーム部36は断面略T字状に形成されたものであって、周方向に延びるマグネット抑え部38とマグネット抑え部38の周方向中央から径方向内側に向かって突出する凸条部39とで構成されている。アーム部36の軸方向の長さL5は、マグネット33の軸方向の長さL3よりも短くなるように設定されている。つまり、アーム部36の軸方向の長さL5は、ロータコア32の軸方向の長さL1よりも短くなるように設定されている。
凸条部39は、径方向内側に向かうに従って徐々に先細りとなるように形成された先細り部41と、先細り部41の径方向内側に設けられた嵌合凸条42とが一体成形されたものである。
The
The
先細り部41の両側面41a,41aは、マグネット33の外周面33bであって、周方向両側の形状に対応するように形成されている。嵌合凸条42は、ロータコア32に形成されている溝35に挿入されるものであって、溝35の形状に対応するように断面略台形状に形成されている。
すなわち、ロータコア32の溝35にアーム部36の嵌合凸条42を軸方向に沿って挿入すると、ロータコア32の外周面32aと、周方向に隣接するアーム部36の先細り部41の側面41a、およびマグネット抑え部38とによって、マグネット33を収納するための収納凹部51が形成される(図2参照)。
Both side surfaces 41a and 41a of the tapered
That is, when the
この収納凹部51に、マグネット33を収納することによって、マグネット33は、この周方向両側をアーム部36に挟持された状態となりロータコア32の外周面32aに位置決め固定される。また、アーム部36のマグネット抑え部38、および先細り部41の側面41aによって、マグネット33の周方向両側が径方向内側に抑えられる。このため、マグネット33が径方向にガタついたり、脱落したりすることが防止できるようになっている。
By storing the
また、アーム部36のブラケット4側端に一体形成されているベース部37によって、より確実にマグネット33の軸方向への移動が規制される。
ベース部37の外周部には、アーム部36に対応する部位に、凹部52が形成されている。凹部52が形成されることにより、アーム部36のベース部37との接合部分は、マグネット抑え部38が凹部52から径方向外側に向かって突出した状態になっている。
Further, the movement of the
A
さらに、ベース部37のブラケット4側の端面37aには、複数(この実施形態では6つ)の凹部53が周方向に等間隔で形成され、ここにロータコア32の溝35に挿入可能な突起54が形成されている。
各突起54は、軸方向で重なり合うマグネットユニット31同士の相対位置を決定するものであって、ロータコア32の溝35にガタつくことなく挿入可能に形成されている。また、各突起54には、先端側に向かうに従って徐々に先細りとなる先細り部54aが形成されている。
Furthermore, a plurality (six in this embodiment) of
Each
ここで、アーム部36の軸方向の長さL5は、ロータコア32の軸方向の長さL1よりも短くなるように設定されているので、ロータコア32にマグネットホルダ34を装着した際、ロータコア32の溝35の一部が露出した状態になる。この溝35の露出した部分に、他段のマグネットユニット31の突起54を挿入するようになっている、
Here, since the axial length L5 of the
より詳しくは、3段のマグネットユニット31をブラケット4側(図1における上側)から順に1段目のマグネットユニット31、2段目のマグネットユニット31、3段目のマグネットユニット31としたとき、3段目のマグネットユニット31の突起54は、2段目のマグネットユニット31の溝35に挿入される。また、2段目のマグネットユニット31の突起54は、1段目のマグネットユニット31の溝35に挿入される。このように構成することで、各段のマグネットユニット31の回転方向(周方向)の位置決めが行われる。
More specifically, when the third-
ここで、図2、図4に示すように、各突起54は、ベース部37のアーム部36が突設されている位置から周方向に角度θ1ずれた位置に配置されている(図4参照)。すなわち、各突起54は、各段のマグネットユニット31が互いに周方向にずれ、スキュー角θ2を有するように配置されている(図2参照)。
これら角度θ1、およびスキュー角θ2は、理論的に求められる角度を用いている。すなわち、コギングトルクが最小となる角度θ1、およびスキュー角θ2は、
θ2=360°/(磁極数とスロット数の最小公倍数)・・・(1)
θ2=θ1×(マグネットユニット31の段数)・・・(2)
を満たすように設定される。
Here, as shown in FIGS. 2 and 4, each
These angles θ1 and skew angle θ2 are theoretically determined angles. That is, the angle θ1 at which the cogging torque is minimized, and the skew angle θ2 are
θ2 = 360 ° / (the least common multiple of the number of magnetic poles and the number of slots) (1)
θ2 = θ1 × (the number of stages of the magnet unit 31) (2)
It is set to satisfy.
本実施形態にあっては、各マグネットユニット31のマグネット33が周方向に沿って6つ並設されているので、磁極数は6となる。また、ステータコア12にティース部14が6つ突設されているので、スロット数は9となる。したがって、磁極数とスロット数の最小公倍数は18となり、式(1)より、スキュー角θ2は、
θ2=20°
に設定される。
In the present embodiment, since six
θ2 = 20 °
Set to
さらに、本実施形態にあっては、マグネットユニット31の段数が3段であるので、式(2)より、角度θ1は、
θ1≒7°
に設定される。
また、このように構成された3つのマグネットユニット31を軸方向に沿って積層すると、各マグネットユニット31間に、マグネットホルダ34のベース部37が介在した状態になる。
Furthermore, in this embodiment, since the number of stages of the
θ1 ≒ 7 °
Set to
Further, when the three
ここで、軸方向で隣接するマグネット33を周方向ずらした(スキューさせた)場合には、互いに極性の異なるマグネット33,33同士が近接することになるので、これら近接する異極同士のマグネット33,33間で漏れ磁束が発生するようになる。この結果、ブラシレスモータ1としての発生トルクが減少するばかりでなく、コギングトルクを減少させる効果も小さくなってしまう。
しかしながら、本実施形態にあっては、軸方向で隣接するマグネットユニット31間にマグネットホルダ34のベース部37が介在した状態になるので、このベース部37がマグネット33の軸方向の移動を規制するだけでなく、マグネット33の漏れ磁束を低減するための遮蔽板として機能する。
Here, when the
However, in this embodiment, since the
図1に示すように、回転軸22に固定された各マグネットユニット31は、この周囲をマグネットカバー71で覆われている。
マグネットカバー71は、金属板(例えば、ステンレス等)により略円筒状に形成されたものである。マグネットカバー71の軸方向両端は、3段のマグネットユニット31を覆った状態で径方向内側にカシメられている。
As shown in FIG. 1, each
The
(ロータの組み立て方法)
次に、ロータ3の組み立て方法について説明する。
まず、ロータコア32に形成されている溝35に、マグネットホルダ34のアーム部36を挿入する。そして、マグネットホルダ34のベース部37をロータコア32の端面に当接させる。これにより、ロータコア32に、マグネットホルダ34が位置決め固定される。
(Assembly method of rotor)
Next, a method for assembling the rotor 3 will be described.
First, the
続いて、ロータコア32の外周面32aと、周方向に隣接する2つのアーム部36,36とで形成された収納凹部51にマグネット33を装着する。このとき、マグネット33をマグネットホルダ34のベース部37とは反対側から収納凹部51に向かって軸方向に沿って挿入する。すると、マグネット33は、マグネットホルダ34のアーム部36に挟持された状態となり、ロータコア32の外周面32a上に位置決め固定される。これにより、マグネットユニット31の組み立てが完了する。
Subsequently, the
マグネットユニット31を3つ組み立てた後、1段目(図1における上段)のマグネットユニット31に2段目(図1における中段)のマグネットユニット31を重ね合わせる。このとき、2段目のマグネットユニット31のマグネットホルダ34に形成されている突起54を1段目のマグネットユニット31の溝35に挿入する。突起54には、先細り部54aが形成されているので、1段目のマグネットユニット31の溝35にスムーズに挿入することができる。
続いて、2段目のマグネットユニット31に3段目(図1における下段)のマグネットユニット31を重ね合わせる。このときも3段目のマグネットユニット31の突起54を2段目のマグネットユニット31の溝35に挿入する。
After three
Subsequently, the third-
次に、3段のマグネットユニット31を回転軸22に圧入する。このとき、1段目のマグネットホルダ34のベース部37を回転軸22側に向け、回転軸22の他端側(図1における下端側)からマグネットユニット31を圧入する。
続いて、マグネットカバー71を3段のマグネットユニット31の表面を覆うように装着する。この後、マグネットカバー71の両端をカシメてマグネットカバー71を固定する。さらに、回転軸22にレゾルバロータ26bを圧入してロータ3の組み立てを完了する。なお、各マグネット33への着磁は、ロータ3の組み立て完了後に行う。
Next, the three-
Subsequently, the
(作用)
このような構成のもと、ブラシレスモータ1に通電を行うと、ステータコア12に巻装されているコイル7に所定の電流が供給され、各ティース部14に磁界が発生する。すると、ロータ3の各マグネット33との間に吸引力や反発力が生じ、ロータ3が回転する。
このとき、マグネットユニット31が3段で構成されていると共に、各段のマグネットユニット31がスキュー角θ2を有している(図2参照)ので、ロータ3が回転したときの各ティース部14に対する磁束の変化が小さくなる。
(Function)
Under such a configuration, when the brushless motor 1 is energized, a predetermined current is supplied to the
At this time, the
さらに、各マグネット33が周方向中央から周方向外側に向かうに従って徐々に薄肉となるように形成されている。このため、各マグネット33とティース部14との間のエアギャップが周方向中央から周方向外側に向かうに従って徐々に大きくなる(図2参照)。すなわち、各マグネット33のティース部14に対する磁力の影響をマグネット33の周方向中央から周方向外側に向かうに従って徐々に弱めることができる。このため、各マグネット33の間隙がティース部14を通過する際の磁束の急激な変化を低減することができる。
Furthermore, each
(効果)
したがって、上述の実施形態によれば、ブラシレスモータ1のコギングトルクを確実に低減することができる。
また、ロータ3を組み立てる際、各ロータコア32にマグネットホルダ34を取り付け、その後、各アーム部36間にマグネット33を挿入するだけでマグネットユニット31の組み立てが完了する。さらに、各段のマグネットユニット31の突起54を他の段のマグネットユニット31の溝35に挿入するだけで各段のマグネットユニット31を所定角度ずらした状態で重ね合わせることができる。このため、ロータ3を容易に組み立てることができ、組み立て作業性を向上することができる。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, the cogging torque of the brushless motor 1 can be reliably reduced.
Further, when assembling the rotor 3, the
そして、マグネットホルダ34を使用して各マグネット33を位置決め固定するので、従来のように接着剤を用いる必要がなく、経年劣化によるマグネット33の脱落を防止することができる。
また、ロータコア32に形成されている溝35にアーム部36を挿入することでアーム部36がガタつくことなく、確実にロータコア32の外周面32a上に固定されると共に、各アーム部36の位置決めを容易に行うことができる。このため、組み立て作業性をより向上させることができると共に、マグネット33を確実に固定できる。
さらに、3段のマグネットユニット31を1つのマグネットカバー71で覆うことにより、マグネット33の損傷を防止できると共に、各マグネットユニット31を確実に一体化することができる。このため、信頼性の高いブラシレスモータを提供することができる。
Since each
Further, by inserting the
Further, by covering the three-
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、ロータ3の回転軸22に、3段に構成されたマグネットユニット31,31,31を外嵌固定した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、マグネットユニット31を2段以上の複数段で構成すればよい。
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
さらに、上述の実施形態では、1つのマグネットユニット31に、例えば、6つのマグネット33を周方向に配設すると共に、ステータコア12のスロット数を9に設定した6極9スロットのブラシレスモータ1であ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、様々な磁極数のブラシレスモータに、マグネットホルダ34を適用することが可能である。この場合、磁極数に応じてマグネットホルダ34のアーム部36の数、およびロータコア32の溝35の数を設定すればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, for example, the six
1 ブラシレスモータ
2 ステータ
3 ロータ
4 ブラケット
11 ステータハウジング
12 ステータコア
22 回転軸
31 マグネットユニット
32 ロータコア
33 マグネット
34 マグネットホルダ
35 溝
36 アーム部
37 ベース部
54 突起
54a 先細り部
71 マグネットカバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
54a
Claims (4)
前記ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータとを備え、
前記ロータは、
回転軸の周囲に固定されたマグネットユニットが軸方向に沿って複数段設けられており、
各段のマグネットユニットは、互いに周方向に所定角度ずれて配置されているブラシレスモータであって、
各段のマグネットユニットは、
前記回転軸に外嵌固定された円筒状のロータコアと、
前記ロータコアの外周面に周方向に沿って並設された複数のマグネットと、
前記複数のマグネットの周方向の位置決めを行うためのマグネットホルダとを備え、
前記マグネットホルダは、
前記複数のマグネット間に介装される複数のアーム部と、
前記複数のアーム部の一端側に設けられ、各アーム部を連結するリング状のベース部とを有し、
前記ベース部の端面に、隣接するマグネットユニットに配設されている複数のマグネット間に介装される突起を設け、
前記突起の位置に基づいて、隣接する前記マグネットユニット同士の相対位置が決定するように構成されていることを特徴とするブラシレスモータ。 A stator,
A rotor provided rotatably on the radially inner side of the stator,
The rotor is
A plurality of magnet units fixed around the rotating shaft are provided along the axial direction.
The magnet units at each stage are brushless motors that are arranged at a predetermined angle in the circumferential direction,
Each stage magnet unit
A cylindrical rotor core externally fixed to the rotating shaft;
A plurality of magnets arranged side by side along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor core;
A magnet holder for positioning the plurality of magnets in the circumferential direction;
The magnet holder is
A plurality of arm portions interposed between the plurality of magnets;
A ring-shaped base portion that is provided on one end side of the plurality of arm portions and connects the arm portions;
Provided on the end surface of the base portion is a protrusion interposed between a plurality of magnets disposed in adjacent magnet units,
A brushless motor configured to determine a relative position between adjacent magnet units based on a position of the protrusion.
この溝に、前記突起が挿入されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシレスモータ。 The rotor core is formed with a groove into which a part of the plurality of arm portions can be inserted in a portion corresponding to the gap between the magnets adjacent in the circumferential direction.
The brushless motor according to claim 1, wherein the protrusion is inserted into the groove.
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