JP6017220B2 - クローポール型モータ - Google Patents
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Description
車載空調用に使用されるアクチュエータにおける低騒音に関しては、使用するモータがクローポール型モータの場合、コイルで発生した磁場が極歯を振動させ、騒音となる。
従来、振動騒音の低減のための技術として、特許文献1、2が知られている。
上記発明によれば、極歯の先端部が振動抑制手段によりボビンの内周面に対して支持され、極歯の振動、騒音が防止される。
また、振動抑制手段をボビンの成形に際してボビンと一体に成形するので、コスト上昇を抑えられる。
上記発明によれば、極歯の先端部が振動抑制手段によりボビンの内周面に対して支持され、極歯の振動、騒音が防止される。
また、振動抑制手段をボビンの内周面に挿設される環状部材に形成するので、組み立て性がよい。
図1は、本発明に係る実施形態のモータの外観を示す斜視図である。
本発明に係る実施形態は、クローポール型(爪磁極)のモータ(クローポール型モータ)1である。以下、クローポール型モータ1を、単にモータ1と称す。
モータ1は、下ハウジング2aおよび上ハウジング2bにより外装が形成され、後記のロータ3、ステータ(固定子)1Kが内装され(覆われ)ている。上ハウジング2bからは、モータ1の回転力の出力軸であるロータ3の回転軸3jが突設されている。
モータ1は、回転子として、永久磁石3mと、永久磁石3mが固定される回転軸3jとでロータ3が構成されている。
下ハウジング2aには、ロータ3の回転軸3jが挿通され支持される軸受け2a1が嵌入、圧入等で設けられている。
上ハウジング2bには、ロータ3の回転軸3jが挿通され支持される軸受け2b1が嵌入、圧入等で設けられている。
図3(a)は、第1のボビン6aのアッセンブリの組み立て過程を示す斜視図であり、図3(b)は、第1のボビン6aのアッセンブリを示す斜視図である。
図3(a)に示すように、第1のコイル5aが巻回される第1のボビン6aには、その軸方向の一方側に、その内周面6a1に対向して配置される第1の極歯7a1が形成される第1の外ヨーク7aが配置される。
そして、図3(a)の矢印で示すように、第1のコイル5aが巻回される第1のボビン6aの軸方向の両端縁に、第1の外ヨーク7aと第1の内ヨーク8aとが、それぞれ設置される(図3(b)参照)。
これにより、第1のボビン6aに巻回される第1のコイル5aは、第1の外ヨーク7aと第1の内ヨーク8aとで外側が覆われ磁気回路が構成される。
図4(a)に示すように、第2のコイル5bが巻回される第2のボビン6bには、その軸方向の一方側に、その内周面6b1に対向して配置される第2の極歯7b1が形成される第2の外ヨーク7bが配置される。
そして、図4(a)の矢印で示すように、第2のコイル5bが巻回される第2のボビン6bの軸方向の両端縁に、第2の外ヨーク7bと第2の内ヨーク8bとが、それぞれ設置される(図4(b)参照)。
これにより、第2のボビン6bに巻回される第2のコイル5bは、第2の外ヨーク7bと第2の内ヨーク8bとで外側が覆われ磁気回路が構成される。
ステータ1Kの組み立て順は、上述に限らない。
第1のボビン6aの内周面6a1には、第1の極歯7a1の先端部7a2が当接される当接部6a2が形成されている。これにより、第1の極歯7a1の先端部7a2が自由端の状態から、第1のボビン6aの内周面6a1に対して支持されることになる。当接部6a2は、第1のボビン6aの内周面6a1と一体に成形してもよいし、別体に形成してもよい。
図7(b)では、第1の外ヨーク7aの第1の極歯7a1の先端部7a2に曲げ加工により曲げ部7a4を塑性変形させて形成した場合を示している。
極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の支持位置の違いによる騒音試験の結果について説明する。
極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)のボビン(6a、6b)の内周面6a1、6b1に対する支持位置の違いによる騒音低減効果については、図8に示すデータが得られた。
騒音試験は、それぞれ2つのサンプル1,2を使用して、従来品(極歯がフリーなもの)、極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の基部、中間部、先端部をそれぞれ支持(固定)したものの4つのケースで行った。
従来品に比較し、極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の基部で支持(固定)のもの(図9(a)参照)、中間部で支持(固定)のもの(図9(b)参照)、先端部を支持(固定)のもの(図9(c)参照)により、約1〜5dBの騒音低減効果があることが分った。平均して3dB位の低減効果が得られることが分る。
また、極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の支持(固定)が基部から中間部、先端部にいくに従って、極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の片持ち支持の自由端の箇所の長さ短くなるため、極歯(7a1、7b1、8a1、8b1)の振動が次第に小さくなり、騒音が小さくなるためと考えられる。
図10(a)〜(c)は、当接部を別部品とした場合の一例のリング状部材を斜視図で示す。
そこで、極歯7a1、7b1、8a1、8b1の数だけ点在する防振手段の当接部r11、r21、r31をリング状につないだ当接部用のリング状部材r1、r2、r3で構成する。これにより、組み立て作業が、Oリングを嵌めるような感覚で作業できる。
図10(b)は、リング状部材r2の当接部r21の断面を矩形状とした例である。
図10(c)は、リング状部材r3の当接部r31の断面を底高の三角形状とした例である。
リング状部材r2、r3も、リング状部材r1と同様である。
なお、リング状部材r1、r2、r3は取り混ぜて適用してもよい。
極歯7a1、7b1、8a1、8b1の先端部7a2、7b2、8a2、8b2を、極歯7a1、7b1、8a1、8b1の板厚方向でボビン6a、6bに対して支持させることで、モータ回転時の極歯7a1、7b1、8a1、8b1の振動が抑えられ、モータ1の騒音を確実に低減することができる。
従って、わずかな形状の変更で、効果的にモータの振動騒音を低減できる。
当接部をボビン6a、6bと別部品とする場合、環状のリング状部材r1、r2、r3で形成すれば、内周面6a1、6b1に挿設すれば済み、組み付けが容易である。
次に、変形形態のモータ21について説明する。
図11(a)は、変形形態の第1・第2の内ヨーク18a、18bを示す斜視図であり、図11(b)は、内ヨーク(18a、18b)とボビン16をインサートモールドで一体に成形した状態を示す図であり、図11(c)は、コイル15a、15bがボビン16に巻回された状態を示す図である。
図11(a)に示す第1の内ヨーク18aは、平板の円板18a2の形状を有し、所定の複数の第1の極歯18a1がボビン16の内周面16A1(図11(b)参照)に沿うように、円板18a2に対して垂直に曲げ成形されている。第1の内ヨーク18aの円板18a2には、第1の内ヨーク18aをインサート成形の金型に入れた際の位置決めとなる複数の位置決め孔18a3が穿孔されている。
ボビンアッセンブリ16Aの内周面16A1には、第1・第2の内ヨーク18a、18bのそれぞれの第1の極歯18a1、第2の極歯18b1が埋設されている。
第1の外ヨーク17aは、中央に開口17a6が形成される平板部17a7と、ボビンアッセンブリ16Aの内周面16A1に沿う形状に平板部17a7から曲げ成形される複数の第1の極歯17a1と、ボビンアッセンブリ16Aの外周面を覆う形状の円筒部17a3を有している。
また、平板部17a7には、ボビンアッセンブリ16Aに組み付ける際に、ボビンアッセンブリ16Aに形成される位置決め突起(図示せず)が挿通する位置決め孔17a5が複数穿孔されている。
図13は、変形形態のステータ21Kの組み立て過程を示す斜視図である。
変形形態のモータ21のステータ21Kは、図13に示すように、ボビンアッセンブリ16Aに対して、軸方向に両側から第1の外ヨーク17aと第2の外ヨーク17bとを、矢印に示すように、かぶせるように組み付けることで形成される。
図14(a)に示すように、第1の外ヨーク17aの第1の極歯17a1の先端部17a2が当接部16A2に当接することにより、第1の極歯17a1の振動が抑制され、騒音が低減される。
当接部16A2、16A3をボビン16に一体に成形することで、コスト低減が図れる。
以上、本発明の様々な実施形態を述べたが、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明は発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。
1K、21K ステータ
3 ロータ
3j 回転軸
3m 永久磁石(マグネット)
5a、15a 第1のコイル(コイル)
5b、15b 第2のコイル(コイル)
6a 第1のボビン(ボビン)
6a1 第1のボビンの内周面(ボビン内周面)
6a2、16A2、16A3 当接部(振動抑制手段)
6b 第2のボビン(ボビン)
6b1 第2のボビンの内周面(ボビン内周面)
7a、17a 第1の外ヨーク(ヨーク)
7a1、17a1 第1の極歯(極歯)
7a2、17a2 先端部
7a3 突起(振動抑制手段)
7a4 曲げ部(振動抑制手段)
7b、17b 第2の外ヨーク(ヨーク)
7b1、17b1 第2の極歯(極歯)
7b2、17b2 先端部
8a、18a 第1の内ヨーク(ヨーク)
8a1、18a1 第1の極歯(極歯)
8a2 先端部
8b、18b 第2の内ヨーク(ヨーク)
8b1、18b1 第2の極歯(極歯)
8b2 先端部
r11、r21、r31 当接部(環状部材、振動抑制手段)
Claims (2)
- マグネットおよび該マグネットが固定される回転軸を有するロータと、
ボビンと該ボビンに巻回されるコイルと前記マグネットに対向する複数の極歯が形成されるとともに前記コイルの外側に配置されるヨークとを有するステータとを
備えるクローポール型モータであって、
前記極歯の先端部に接触して前記極歯を前記ボビンの内周面に対して支持し、当該極歯の振動を抑制する振動抑制手段が設けられ、
前記振動抑制手段は、前記ボビンの成形に際して当該ボビンと一体に成形されてなる
ことを特徴とするクローポール型モータ。 - マグネットおよび該マグネットが固定される回転軸を有するロータと、
ボビンと該ボビンに巻回されるコイルと前記マグネットに対向する複数の極歯が形成されるとともに前記コイルの外側に配置されるヨークとを有するステータとを
備えるクローポール型モータであって、
前記極歯の先端部に接触して前記極歯を前記ボビンの内周面に対して支持し、当該極歯の振動を抑制する振動抑制手段が設けられ、
前記振動抑制手段は、前記ボビンの内周面に挿設される環状部材に形成されている
ことを特徴とするクローポール型モータ。
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