JP6040051B2 - ステータ、及びモータ - Google Patents
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Description
上記課題を解決するステータは、軸方向の一方側に設けられる第1コアベース部と該第1コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第1爪状磁極とを有する第1ステータコア部と、軸方向の他方側に設けられる第2コアベース部と該第2コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第2爪状磁極とを有し、前記第2コアベース部が前記第1コアベース部と対向されつつ前記第2爪状磁極が前記第1爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第2ステータコア部と、前記第1コアベース部と前記第2コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部とを備えたステータであって、前記第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが前記欠落部の周方向位置に設けられており、前記駆動ユニットの前記樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されている。
同構成によれば、第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部の周方向位置には、コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられるため、駆動回路が外部に不要となる。よって、外部の配置スペースを低減することができるとともに、コイル部と駆動回路とを接続する配線を短くすることができる。又、駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが欠落部の周方向位置に設けられるため、例えば、その取り扱いや組み付けが容易となる。又、前記駆動ユニットの樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されるため、例えば、前記コイル部の周方向の一部を保持させつつ配置することができる。
上記課題を解決するステータは、軸方向の一方側に設けられる第1コアベース部と該第1コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第1爪状磁極とを有する第1ステータコア部と、軸方向の他方側に設けられる第2コアベース部と該第2コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第2爪状磁極とを有し、前記第2コアベース部が前記第1コアベース部と対向されつつ前記第2爪状磁極が前記第1爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第2ステータコア部と、前記第1コアベース部と前記第2コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部とを備えたステータであって、前記第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、前記欠落部の周方向位置には、前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられており、前記コイル部は、1周毎にその両端が前記駆動回路と電気的に接続され、前記駆動回路は、前記コイル部の一周毎の通電が制御可能とされている。
同構成によれば、第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部の周方向位置には、コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられるため、駆動回路が外部に不要となる。よって、外部の配置スペースを低減することができるとともに、コイル部と駆動回路とを接続する配線を短くすることができる。又、コイル部は、1周毎にその両端が駆動回路と電気的に接続され、駆動回路は、コイル部の一周毎の通電が制御可能とされるため、例えば、必要な出力に応じてコイル部の何本かを通電することができる。
同構成によれば、欠落部の周方向位置には、ロータの回転を検出するための回転センサが設けられるため、外部に回転センサが不要となる。よって、外部の配置スペースをより低減することができるとともに、駆動回路と回転センサとを接続する配線を短くすることができる。
同構成によれば、第1及び第2ステータコア部とコイル部の組は、相毎に設けられ、相毎に駆動回路が設けられるため、例えば、必要に応じて、相毎に独立した駆動が可能となる。
同構成によれば、相毎に設けられる駆動回路同士は電気的に接続されるため、例えば、連係させて相毎のコイル部への通電を制御することができる。
同構成によれば、モータにおいて、上記した効果を得ることができる。
図1は、本実施形態のブラシレスモータMの全体斜視図を示し、回転軸11に固定されたロータ12の外側にモータハウジング(図示せず)に固着された環状のステータ13が配置されている。ブラシレスモータMは、単一のモータ部を軸方向に3段積層していて、上からU相モータ部Mu、V相モータ部Mv、W相モータ部Mwの順に構成されている。即ち、ブラシレスモータMは、U相のステータ13a、V相のステータ13b、及びW相のステータ13cと、それらに径方向にそれぞれ対向する3つのロータ(図1では、U相のロータ12aのみ図示)とから構成されている。
そして、第2ステータコア15は、第2コアベース部22が第1コアベース部18に対して軸方向の他方側(図2中、下側)に設けられて対向し、第2爪状磁極24が軸方向の一方側に延びつつ第1爪状磁極21と周方向に隣り合って配置されるように設けられている。
詳述すると、図3に模式的に示すように、駆動ユニット31は、前記コイル部16への通電を制御するための駆動回路32が樹脂部材33に埋設(本実施形態ではインサート成形)されてなる。尚、本実施形態の駆動回路32は、例えば、駆動ICが実装された基板等からなる。本実施形態の樹脂部材33は、ステータ13と同じ軸方向長さの略直方体に形成され、樹脂部材33の径方向内側端部は、前記第1及び第2爪状磁極21,24の径方向内側端部の円弧面と同じ径方向位置の円弧面とされ、樹脂部材33の径方向外側端部は前記円筒壁19,23の径方向外側端部の円弧面と同じ径方向位置の円弧面とされている。そして、駆動ユニット31(樹脂部材33)は、径方向外側が前記切り欠き部17に嵌って固定されている。
ロータ12におけるU相のロータ12aは、爪状磁極41が形成された一対のロータコア42と、それらロータコア42の軸方向の間に配置され軸方向に磁化されることで爪状磁極41を周方向に交互に異なる磁極として機能させる界磁磁石43とを備えた所謂ランデル型構造のものである。又、図示しないV相のロータ及びW相のロータは、U相のロータ12aと同様の構成であるため、その説明は省略する。そして、V相のロータは、U相のロータ12aに対して電気角で120°位相をずらして固定され、W相のロータは、U相のロータ12aに対して電気角で240°位相をずらして固定されている。
駆動回路32によってU相、V相及びW相の各コイル部16に3相の駆動電流が供給されると、ステータ13にて回転磁界が発生され、ロータ12が回転駆動される。この際、ホールIC35によって、ロータ12の回転(回転速度と方向)が検出され、その検出信号に基づいて駆動回路32から各コイル部16に最適なタイミングで3相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ12が良好に連続して回転駆動される。
(1)第1及び第2爪状磁極21,24は、周方向等間隔位置における一部の欠落部20を除いて周方向に等間隔に設けられ、欠落部20の周方向位置には、コイル部16への通電を制御するための駆動回路32が設けられるため、駆動回路32がステータ13の外部に不要となる。よって、外部の(駆動回路の)配置スペースを低減することができるとともに、コイル部16と駆動回路32とを接続する配線を短くすることができる。又、例えば、駆動回路がステータの外部に設けられたものに比べて駆動回路32からのノイズが外部に漏れ難くなる。
・上記実施形態では、駆動ユニット31(樹脂部材33)は、U相のステータ13a、V相のステータ13b、及びW相のステータ13cからなるステータ13と同じ軸方向長さの略直方体に形成されるとしたが、これに限定されず、例えば、1つの相のステータと同じ軸方向長さの略直方体に変更してもよい。
又、例えば、相毎に駆動回路を設ける場合、各駆動回路を別体の樹脂部材に埋設して相毎の駆動ユニットを設けてもよい。又、この場合、相毎の駆動ユニットは、ステータの周方向に等角度間隔(120°間隔)に設けてもよい。このようにすると、ステータが発生する磁界のバランスが良好となり、駆動時の振動や騒音を低減することができる。
Claims (7)
- 軸方向の一方側に設けられる第1コアベース部と該第1コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第1爪状磁極とを有する第1ステータコア部と、
軸方向の他方側に設けられる第2コアベース部と該第2コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第2爪状磁極とを有し、前記第2コアベース部が前記第1コアベース部と対向されつつ前記第2爪状磁極が前記第1爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第2ステータコア部と、
前記第1コアベース部と前記第2コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部と
を備え、該第1及び第2ステータコア部とコイル部の組は各組が周方向にずれて配置されたステータであって、
前記第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、
前記欠落部の周方向位置は、各組において異なっており、
各組で周方向位置の異なる前記欠落部は、ステータの軸方向において同じ位置となるように設けられており、
前記コイル部への通電を制御するための駆動回路は、前記欠落部の位置に設けられていることを特徴とするステータ。 - 軸方向の一方側に設けられる第1コアベース部と該第1コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第1爪状磁極とを有する第1ステータコア部と、
軸方向の他方側に設けられる第2コアベース部と該第2コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第2爪状磁極とを有し、前記第2コアベース部が前記第1コアベース部と対向されつつ前記第2爪状磁極が前記第1爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第2ステータコア部と、
前記第1コアベース部と前記第2コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部と
を備えたステータであって、
前記第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、
前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が樹脂部材に埋設された駆動ユニットを有し、該駆動ユニットが前記欠落部の周方向位置に設けられており、
前記駆動ユニットの前記樹脂部材には、導体が複数周回巻かれてなる前記コイル部の周方向の一部を通すための孔が形成されたことを特徴とするステータ。 - 軸方向の一方側に設けられる第1コアベース部と該第1コアベース部の径方向端部から軸方向の他方側に延びる周方向に複数の第1爪状磁極とを有する第1ステータコア部と、
軸方向の他方側に設けられる第2コアベース部と該第2コアベース部の径方向端部から軸方向の一方側に延びる周方向に複数の第2爪状磁極とを有し、前記第2コアベース部が前記第1コアベース部と対向されつつ前記第2爪状磁極が前記第1爪状磁極と周方向に隣り合って配置される第2ステータコア部と、
前記第1コアベース部と前記第2コアベース部との軸方向の間に配置され、通電に基づいて前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極とを互いに異なる磁極として機能させるコイル部と
を備えたステータであって、
前記第1及び第2爪状磁極は、周方向等間隔位置における一部の欠落部を除いて周方向に等間隔に設けられ、
前記欠落部の周方向位置には、前記コイル部への通電を制御するための駆動回路が設けられており、
前記コイル部は、1周毎にその両端が前記駆動回路と電気的に接続され、
前記駆動回路は、前記コイル部の一周毎の通電が制御可能とされたことを特徴とするステータ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のステータにおいて、
前記欠落部の周方向位置には、ロータの回転を検出するための回転センサが設けられたことを特徴とするステータ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のステータにおいて、
前記第1及び第2ステータコア部と前記コイル部の組は、相毎に設けられ、
相毎に前記駆動回路が設けられたことを特徴とするステータ。 - 請求項5に記載のステータにおいて、
前記駆動回路同士は電気的に接続されたことを特徴とするステータ。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のステータを備えたことを特徴とするモータ。
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