JP6181532B2 - motor - Google Patents
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Description
本発明は、ケース内にステータとロータとを収容するモータに関する。 The present invention relates to a motor that houses a stator and a rotor in a case.
従来、モータに使用されるロータとして、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a rotor core used in a motor has a rotor core that is combined with a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and field magnets are arranged between them to make the claw-shaped magnetic poles alternately different magnetic poles. A so-called permanent magnet field Landell-type rotor is known (for example, see Patent Document 1).
また、ランデル型構造のロータにおいては、モータの高出力化を図るために、交互に配置された爪状磁極の間に、磁路を整流するための極間磁石を配置したものも提案されている（例えば特許文献２参照）。このようなモータは、有底筒状のヨークハウジングとこのヨークハウジングの一端に設けられるエンドフレームとを有するケース内に、前記ロータと前記ステータとが収容されている。 In addition, in the Landel-type rotor, in order to increase the output of the motor, an interpole magnet for rectifying a magnetic path between alternately arranged claw-shaped magnetic poles has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2). In such a motor, the rotor and the stator are housed in a case having a bottomed cylindrical yoke housing and an end frame provided at one end of the yoke housing.
ところで、上記のようなモータでは、ロータの軸方向一端面側に磁性体のヨークハウジングが位置し、ロータの軸方向他端面側に樹脂製のエンドフレームが位置することとなる。この場合、ロータの界磁磁石からの磁束の一部がケース側（ヨークハウジング側）に漏れてしまい、出力特性の悪化を招く虞がある。 By the way, in the motor as described above, the yoke housing made of magnetic material is positioned on the one axial end surface side of the rotor, and the resin end frame is positioned on the other axial end surface side of the rotor. In this case, a part of the magnetic flux from the field magnet of the rotor may leak to the case side (yoke housing side), leading to deterioration of output characteristics.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、漏れ磁束を抑え出力特性を向上させることが可能なモータを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor capable of suppressing leakage magnetic flux and improving output characteristics.
上記課題を解決するモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、前記補助磁石は、軸方向において前記ロータを基準にした場合の軸方向一方側のみに設けられている。 A motor that solves the above problems includes a stator core and a stator having windings, and a plurality of claw-shaped magnetic poles projecting radially outward at equal intervals on the outer periphery of a substantially disk-shaped core base and in the axial direction. The first and second rotor cores, which are extended and formed so that the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction with the core bases facing each other, are arranged between the axial directions of the core bases, and A rotor having a field magnet that is magnetized so that the claw-shaped magnetic pole of the first rotor core functions as a first magnetic pole and the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core functions as a second magnetic pole; An auxiliary magnet that cancels out the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor, the motor being housed in a case having a bottomed cylindrical magnetic housing and a lid that closes the opening of the yoke housing. The And it has the auxiliary magnet is provided only on one axial side of the case relative to the said rotor in the axial direction.
この構成によれば、ロータの漏れ磁束を相殺する補助磁石を有することで、ロータの軸方向への漏れ磁束を抑えることができ、出力特性を向上させることができる。
上記課題を解決するモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、前記補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向しており、前記補助磁石は、前記ロータの軸方向であって前記界磁磁石と反発する方向に着磁される第１補助磁石と、前記ロータの軸方向であって前記爪状磁極と反発する方向に着磁される第２補助磁石である。
この構成によれば、ロータの漏れ磁束を相殺する補助磁石を有することで、ロータの軸方向への漏れ磁束を抑えることができ、出力特性を向上させることができる。
According to this configuration, by having the auxiliary magnet that cancels out the leakage flux of the rotor, the leakage flux in the axial direction of the rotor can be suppressed, and the output characteristics can be improved.
A motor that solves the above problems includes a stator core and a stator having windings, and a plurality of claw-shaped magnetic poles projecting radially outward at equal intervals on the outer periphery of a substantially disk-shaped core base and in the axial direction. The first and second rotor cores, which are extended and formed so that the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction with the core bases facing each other, are arranged between the axial directions of the core bases, and A rotor having a field magnet that is magnetized so that the claw-shaped magnetic pole of the first rotor core functions as a first magnetic pole and the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core functions as a second magnetic pole; An auxiliary magnet that cancels out the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor, the motor being housed in a case having a bottomed cylindrical magnetic housing and a lid that closes the opening of the yoke housing. The And is, the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor, the faces in the rotor and the axial direction, the auxiliary magnet is repelled and the field magnet to a shaft direction of the rotor A first auxiliary magnet that is magnetized in a direction, and a second auxiliary magnet that is magnetized in a direction opposite to the claw-shaped magnetic pole in the axial direction of the rotor .
According to this configuration, by having the auxiliary magnet that cancels out the leakage flux of the rotor, the leakage flux in the axial direction of the rotor can be suppressed, and the output characteristics can be improved.
この構成によれば、補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向することで、ロータの軸方向への漏れ磁束をより確実に抑えることができ、出力特性を向上させることができる。 According to this configuration, the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor, and by facing the rotor in the axial direction, the leakage magnetic flux in the axial direction of the rotor can be more reliably suppressed, and the output characteristics Can be improved.
この構成によれば、第１補助磁石を主磁束として作用する界磁磁石の磁束と反発する方向に着磁することで、ロータの軸方向への漏れ磁束を確実に抑えることができる。更に、第２補助磁石を爪状磁極と反発する方向に着磁させることで、爪状磁極から漏れる磁束を抑えることができる。第１補助磁石及び第２補助磁石によって漏れ磁束を抑えることで、出力特性を向上させることができる。 According to this configuration, the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor can be reliably suppressed by magnetizing the first auxiliary magnet in a direction repelling the magnetic flux of the field magnet acting as the main magnetic flux. Furthermore, the magnetic flux leaking from the claw-shaped magnetic pole can be suppressed by magnetizing the second auxiliary magnet in a direction repelling the claw-shaped magnetic pole. By suppressing the leakage flux by the first auxiliary magnet and the second auxiliary magnet, the output characteristics can be improved.
上記モータにおいて、前記補助磁石は、前記ロータの前記ヨークハウジングの底部側の面に設けられることが好ましい。
この構成によれば、ヨークハウジングの底部側に位置する前記ロータの面に設けられる補助磁石によって、ロータの漏れ磁束を抑えることができる。
上記課題を解決するモータは、ステータコア及び巻線を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、前記補助磁石は、前記ヨークハウジングの底部に設けられる。
この構成によれば、ロータの漏れ磁束を相殺する補助磁石を有することで、ロータの軸方向への漏れ磁束を抑えることができ、出力特性を向上させることができる。また、ヨークハウジングの底部に設けた補助磁石によってロータの漏れ磁束を抑えることができる。
In the motor, it is preferable that the auxiliary magnet is provided on a surface of the rotor on the bottom side of the yoke housing.
According to this configuration, the leakage magnetic flux of the rotor can be suppressed by the auxiliary magnet provided on the surface of the rotor located on the bottom side of the yoke housing.
A motor that solves the above problems includes a stator core and a stator having windings, and a plurality of claw-shaped magnetic poles projecting radially outward at equal intervals on the outer periphery of a substantially disk-shaped core base and in the axial direction. The first and second rotor cores, which are extended and formed so that the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction with the core bases facing each other, are arranged between the axial directions of the core bases, and A rotor having a field magnet that is magnetized so that the claw-shaped magnetic pole of the first rotor core functions as a first magnetic pole and the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core functions as a second magnetic pole; An auxiliary magnet that cancels out the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor, the motor being housed in a case having a bottomed cylindrical magnetic housing and a lid that closes the opening of the yoke housing. The And is, the auxiliary magnet, Ru provided at the bottom of the yoke housing.
According to this configuration, by having the auxiliary magnet that cancels out the leakage flux of the rotor, the leakage flux in the axial direction of the rotor can be suppressed, and the output characteristics can be improved. Further, the leakage magnetic flux of the rotor can be suppressed by the auxiliary magnet provided at the bottom of the yoke housing.
上記モータにおいて、前記補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向することが好ましい。In the motor, it is preferable that the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor and is opposed to the rotor in the axial direction.
この構成によれば、補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向することで、ロータの軸方向への漏れ磁束をより確実に抑えることができ、出力特性を向上させることができる。According to this configuration, the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor, and by facing the rotor in the axial direction, the leakage magnetic flux in the axial direction of the rotor can be more reliably suppressed, and the output characteristics Can be improved.
上記モータにおいて、前記補助磁石は、前記ロータの軸方向であって前記界磁磁石と反発する方向に着磁されることが好ましい。In the motor, it is preferable that the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor and in a direction repelling the field magnet.
この構成によれば、補助磁石を主磁束として作用する界磁磁石の磁束と反発する方向に着磁することで、ロータの軸方向への漏れ磁束をより確実に抑えることができ、出力特性を向上させることができる。According to this configuration, by magnetizing the auxiliary magnet in a direction repelling the magnetic flux of the field magnet acting as the main magnetic flux, the leakage magnetic flux in the axial direction of the rotor can be more reliably suppressed, and the output characteristics can be reduced. Can be improved.
本発明のモータによれば、漏れ磁束を抑え、出力特性を向上させることが可能となる。 According to the motor of the present invention, it is possible to suppress leakage magnetic flux and improve output characteristics.
以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、モータとしてのブラシレスモータ１１のモータケース１２は、略有底円筒状に形成されたヨークハウジング１３と、このヨークハウジング１３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞する蓋部としてのエンドプレート１４とを有している。前記ヨークハウジング１３は例えば磁性体の鉄で構成される。また、前記エンドプレート１４は例えば非磁性体の樹脂材料で構成される。
Hereinafter, an embodiment of the motor will be described.
As shown in FIG. 1, a motor case 12 of a brushless motor 11 as a motor includes a yoke housing 13 formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and an opening on the front side (left side in FIG. 1) of the yoke housing 13. And an end plate 14 as a lid portion for closing. The yoke housing 13 is made of, for example, magnetic iron. The end plate 14 is made of, for example, a non-magnetic resin material.
図１に示すように、ヨークハウジング１３の内周面にはステータ１６が固定されている。ステータ１６は、径方向内側に延びる複数のティース１７ａを有するステータコア１７と、ステータコア１７のティース１７ａにインシュレータ１９を介して巻回される巻線２０とを備えている。ステータ１６は、外部の制御回路Ｓから巻線２０に駆動電流が供給されることで回転磁界を発生する。 As shown in FIG. 1, a stator 16 is fixed to the inner peripheral surface of the yoke housing 13. The stator 16 includes a stator core 17 having a plurality of teeth 17 a extending radially inward, and a winding 20 wound around the teeth 17 a of the stator core 17 via an insulator 19. The stator 16 generates a rotating magnetic field when a drive current is supplied from the external control circuit S to the winding 20.
図２に示すようにステータコア１７は、計１２個のティース１７ａを有している。従って、ティース１７ａ間に形成されるスロット１７ｂの数も１２個とされている。
図２に示すようにティース１７ａは、巻回部１８ａと、巻回部１８ａの径方向内側の端部から周方向両側に突出する突出部１８ｂとを備える。巻回部１８ａは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線２０が集中巻にて巻回されている。
As shown in FIG. 2, the stator core 17 has a total of 12 teeth 17a. Therefore, the number of slots 17b formed between the teeth 17a is also twelve.
As shown in FIG. 2, the teeth 17a include a winding portion 18a and protruding portions 18b that protrude from the radially inner end of the winding portion 18a to both sides in the circumferential direction. In the winding portion 18a, the U-phase, V-phase, and W-phase windings 20 are wound in concentrated winding.
図１に示すように、ブラシレスモータ１１のロータ２１は回転軸２２を有し、ステータ１６の内側に配置されている。回転軸２２は非磁性体の金属シャフトであって、ヨークハウジング１３の底部１３ａ及びエンドプレート１４に支持された軸受２３，２４により回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 1, the rotor 21 of the brushless motor 11 has a rotating shaft 22 and is disposed inside the stator 16. The rotating shaft 22 is a non-magnetic metal shaft, and is rotatably supported by bearings 23 and 24 supported by the bottom 13 a of the yoke housing 13 and the end plate 14.
図３及び図４に示すように、ロータ２１は、前記回転軸２２が圧入されることで互いの軸線Ｌ方向の間隔が保持されつつ回転軸２２に固定される２つのロータコア３１，３２と、各ロータコア３１，３２の軸線Ｌ方向の間に介在される界磁磁石としての環状磁石３３を備える。更に、ロータ２１は、背面補助磁石３４，３５と、極間磁石３６，３７とを備える。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the rotor 21 includes two rotor cores 31 and 32 that are fixed to the rotary shaft 22 while the interval in the direction of the axis L is maintained by press-fitting the rotary shaft 22. An annular magnet 33 is provided as a field magnet interposed between the rotor cores 31 and 32 in the direction of the axis L. Further, the rotor 21 includes back auxiliary magnets 34 and 35 and interpole magnets 36 and 37.
図３及び図４に示すように、ロータコア３１は、略円板状のコアベース３１ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では４つ）の爪状磁極３１ｂが径方向外側に突出されるとともに軸線Ｌ方向に延出して形成されている。詳しくは、爪状磁極３１ｂは、コアベース３１ａの外周部から径方向外側に突出した突出部３１ｃと、該突出部３１ｃの先端に設けられ軸線Ｌ方向に延びる爪部３１ｄとを有する。突出部３１ｃは、軸線Ｌ方向から見て扇形状に形成されている。爪部３１ｄは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor core 31 has a plurality of (four in this embodiment) claw-shaped magnetic poles 31 b protruding outward in the radial direction at equal intervals on the outer periphery of a substantially disc-shaped core base 31 a. And extends in the direction of the axis L. Specifically, the claw-shaped magnetic pole 31b has a protrusion 31c that protrudes radially outward from the outer periphery of the core base 31a, and a claw 31d that is provided at the tip of the protrusion 31c and extends in the axis L direction. The protrusion 31c is formed in a fan shape when viewed from the direction of the axis L. The claw portion 31d has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis.
図３及び図４に示すように、ロータコア３２は、ロータコア３１と同形状であって、略円板状のコアベース３２ａの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極３２ｂが径方向外側に突出されるとともに軸線Ｌ方向に延出して形成されている。詳しくは、爪状磁極３２ｂは、コアベース３２ａの外周部から径方向外側に突出した突出部３２ｃと、該突出部３２ｃの先端に設けられ軸線Ｌ方向に延びる爪部３２ｄとを有する。突出部３２ｃは、ロータコア３１の突出部３１ｃと同様に、軸線Ｌ方向から見て扇形状に形成されている。爪部３２ｄは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor core 32 has the same shape as the rotor core 31, and a plurality of claw-shaped magnetic poles 32b are arranged on the outer periphery of the substantially disk-shaped core base 32a at equal intervals on the outer side in the radial direction. It protrudes and extends in the direction of the axis L. Specifically, the claw-shaped magnetic pole 32b has a protrusion 32c that protrudes radially outward from the outer periphery of the core base 32a, and a claw 32d that is provided at the tip of the protrusion 32c and extends in the axis L direction. The protruding portion 32 c is formed in a fan shape when viewed from the direction of the axis L, similarly to the protruding portion 31 c of the rotor core 31. The claw portion 32d has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis.
そして、各ロータコア３１，３２は、その中央孔に回転軸２２が圧入されるとともに、各コアベース３１ａ，３２ａの軸線Ｌ方向の外側（相反する側）の距離が予め設定された距離となるように回転軸２２に対して圧入固定される。この際、ロータコア３２は、爪状磁極３２ｂが周方向に隣り合う他方のロータコア３１の爪状磁極３１ｂ間に配置されるようにして、且つコアベース３１ａとコアベース３２ａとの軸線Ｌ方向の間に環状磁石３３が配置（挟持）されるようにしてロータコア３１に対して組み付けられている。 The rotor shafts 31 and 32 have the rotary shafts 22 press-fitted into the center holes thereof, and the distances on the outer side (opposite sides) of the core bases 31a and 32a in the axis L direction are set in advance. The rotary shaft 22 is press-fitted and fixed. At this time, the rotor core 32 is arranged so that the claw-shaped magnetic pole 32b is disposed between the claw-shaped magnetic poles 31b of the other rotor core 31 adjacent in the circumferential direction, and between the axis L direction of the core base 31a and the core base 32a. The annular magnet 33 is assembled to the rotor core 31 so as to be disposed (clamped).
環状磁石３３は、フェライト磁石やネオジム磁石等の磁石であって、中央孔が形成された円環状に形成され、ロータコア３１の爪状磁極３１ｂを第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、ロータコア３２の爪状磁極３２ｂを第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸線Ｌ方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ２１は、界磁磁石としての環状磁石３３を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ２１は、Ｎ極となる４つの爪状磁極３１ｂと、Ｓ極となる４つの爪状磁極３２ｂとが周方向に交互に配置されており、極数が８極（極対数が４個）となる。すなわち、本実施形態では、ロータ２１の極数が「８」に設定され、ステータ１６のティース１７ａの数が「１２」に設定されている。つまり、前記ロータ２１の極数を２ｎ（但しｎは自然数であり、本実施形態では４）、スロット１７ｂの数（スロット数）を３ｎとして、極数とスロット数の比が２：３となるように構成されている。 The annular magnet 33 is a magnet such as a ferrite magnet or a neodymium magnet, and is formed in an annular shape having a central hole. The claw-shaped magnetic pole 31b of the rotor core 31 is used as a first magnetic pole (N pole in this embodiment). The claw-shaped magnetic pole 32b of the rotor core 32 is magnetized in the direction of the axis L so as to function as a second magnetic pole (S pole in this embodiment). That is, the rotor 21 of the present embodiment is a so-called Landell type rotor using an annular magnet 33 as a field magnet. The rotor 21 has four claw-shaped magnetic poles 31b serving as N poles and four claw-shaped magnetic poles 32b serving as S poles arranged alternately in the circumferential direction, and has eight poles (four pole pairs). It becomes. That is, in the present embodiment, the number of poles of the rotor 21 is set to “8”, and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”. That is, the number of poles of the rotor 21 is 2n (where n is a natural number, 4 in the present embodiment), the number of slots 17b (slot number) is 3n, and the ratio of the number of poles to the number of slots is 2: 3. It is configured as follows.
ロータコア３１の各爪状磁極３１ｂの背面３１ｅ（径方向内側の面）とロータコア３２のコアベース３２ａの外周面３２ｆとの間には、背面補助磁石３４が配置されている。背面補助磁石３４は、その軸直交方向断面が略扇形状とされ、爪状磁極３１ｂの背面３１ｅに当接する側が爪状磁極３１ｂと同極のＮ極に、ロータコア３２のコアベース３２ａの外周面３２ｆに当接する側がコアベース３２ａと同極のＳ極となるように磁化されている。 A back auxiliary magnet 34 is disposed between the back surface 31 e (radially inner surface) of each claw-shaped magnetic pole 31 b of the rotor core 31 and the outer peripheral surface 32 f of the core base 32 a of the rotor core 32. The back auxiliary magnet 34 has a substantially fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis, and the side of the claw-shaped magnetic pole 31b that contacts the back surface 31e is an N pole having the same polarity as the claw-shaped magnetic pole 31b, and the outer peripheral surface of the core base 32a of the rotor core 32 The side abutting on 32f is magnetized so as to be the south pole of the same polarity as the core base 32a.
また、ロータコア３２の各爪状磁極３２ｂの背面３２ｅとロータコア３１のコアベース３１ａの外周面３１ｆとの間には、背面補助磁石３５が配置されている。背面補助磁石３５は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、爪状磁極３２ｂの背面３２ｅに当接する側がＳ極に、ロータコア３１のコアベース３１ａの外周面３１ｆに当接する側がＮ極となるように磁化されている。背面補助磁石３４，３５としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。 A back auxiliary magnet 35 is disposed between the back surface 32 e of each claw-shaped magnetic pole 32 b of the rotor core 32 and the outer peripheral surface 31 f of the core base 31 a of the rotor core 31. The back auxiliary magnet 35 has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis, the side contacting the back surface 32e of the claw-shaped magnetic pole 32b is the S pole, and the side contacting the outer peripheral surface 31f of the core base 31a of the rotor core 31 is the N pole. So that it is magnetized. As the back auxiliary magnets 34 and 35, for example, ferrite magnets can be used.
図２及び図３に示すように、爪状磁極３１ｂと爪状磁極３２ｂとの周方向の間には、極間磁石３６，３７が配置されている。
上記のように構成されたロータ２１は、一方のロータコア３２のコアベース３２ａが、他方のロータコア３１のコアベース３１ａよりも軸線Ｌ方向においてヨークハウジング１３側（底部１３ａ側）に配置される。ちなみに、ロータコア３２が第１ロータコアに相当し、ロータコア３１が第２ロータコアに相当する。
As shown in FIGS. 2 and 3, interpolar magnets 36 and 37 are arranged between the claw-shaped magnetic pole 31b and the claw-shaped magnetic pole 32b in the circumferential direction.
In the rotor 21 configured as described above, the core base 32a of one rotor core 32 is disposed closer to the yoke housing 13 (bottom 13a side) in the axis L direction than the core base 31a of the other rotor core 31. Incidentally, the rotor core 32 corresponds to a first rotor core, and the rotor core 31 corresponds to a second rotor core.
また、図１に示すように、ロータ２１には、略円板状のマグネット固定部材４１を介してセンサ磁石４２が設けられている。詳しくは、マグネット固定部材４１は、中央にボス部４１ａが形成された円板部４１ｂと、この円板部４１ｂの外縁から筒状に延びる筒部４１ｃとを有し、該筒部４１ｃの内周面及び円板部４１ｂの表面に当接するように環状のセンサ磁石４２が固着されている。そして、マグネット固定部材４１は、ロータコア３１と近い側で、そのボス部４１ａが回転軸２２に外嵌されて固定されている。 As shown in FIG. 1, the rotor 21 is provided with a sensor magnet 42 via a substantially disc-shaped magnet fixing member 41. Specifically, the magnet fixing member 41 includes a disc portion 41b having a boss portion 41a formed at the center, and a cylinder portion 41c extending in a cylindrical shape from the outer edge of the disc portion 41b. An annular sensor magnet 42 is fixed so as to come into contact with the peripheral surface and the surface of the disc portion 41b. The magnet fixing member 41 has a boss portion 41 a that is externally fitted to the rotary shaft 22 and fixed on the side close to the rotor core 31.
そして、エンドプレート１４において、センサ磁石４２と軸線Ｌ方向に対向する位置には磁気センサとしてのホールＩＣ４３が設けられている。ホールＩＣ４３は、センサ磁石４２に基づくＮ極とＳ極の磁界を感知するとそれぞれＨレベルの検出信号とＬレベルの検出信号とを前記制御回路Ｓに出力する。 In the end plate 14, a Hall IC 43 as a magnetic sensor is provided at a position facing the sensor magnet 42 in the axis L direction. When the Hall IC 43 senses the N-pole and S-pole magnetic fields based on the sensor magnet 42, it outputs an H level detection signal and an L level detection signal to the control circuit S, respectively.
また、本実施形態のモータ１１のヨークハウジング１３内には前記ロータ２１と軸線Ｌ方向において対向する補助磁石５１が収容される。
図４に示すように、補助磁石５１は、中央に貫通孔５１ａを有する円環板状に形成され、板厚方向（軸線Ｌ方向）であって前記環状磁石３３と反発する方向に着磁される。補助磁石５１は、環状磁石３３の直径と略同等の直径となるように形成され、ロータ２１と同軸上となるようにヨークハウジング１３の底部１３ａに設けられる。このとき、補助磁石５１は、ロータ２１の回転時に干渉しないように、ロータコア３２と軸線Ｌ方向において間隙を有するように配設される。
Further, an auxiliary magnet 51 facing the rotor 21 in the axis L direction is accommodated in the yoke housing 13 of the motor 11 of the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the auxiliary magnet 51 is formed in an annular plate shape having a through hole 51 a in the center, and is magnetized in the plate thickness direction (axis L direction) and in a direction repelling the annular magnet 33. The The auxiliary magnet 51 is formed to have a diameter substantially equal to the diameter of the annular magnet 33, and is provided on the bottom portion 13 a of the yoke housing 13 so as to be coaxial with the rotor 21. At this time, the auxiliary magnet 51 is disposed so as to have a gap in the axis L direction with respect to the rotor core 32 so as not to interfere with the rotation of the rotor 21.
次に、上記のように構成されたブラシレスモータ１１の作用について説明する。
制御回路Ｓから巻線２０に３相の駆動電流が供給されると、ステータ１６にて回転磁界が発生され、ロータ２１が回転駆動される。この際、ホールＩＣ４３と対向するセンサ磁石４２が回転することで、ホールＩＣ４３から出力される検出信号のレベルがロータ２１の回転角度（位置）に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Ｓから巻線２０に最適なタイミングで切り替わる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２１が良好に連続して回転駆動される。
Next, the operation of the brushless motor 11 configured as described above will be described.
When a three-phase driving current is supplied from the control circuit S to the winding 20, a rotating magnetic field is generated in the stator 16, and the rotor 21 is driven to rotate. At this time, as the sensor magnet 42 facing the Hall IC 43 rotates, the level of the detection signal output from the Hall IC 43 is switched according to the rotation angle (position) of the rotor 21, and the control circuit S is based on the detection signal. To the winding 20 is supplied with a three-phase drive current that switches at an optimal timing. As a result, a rotating magnetic field is generated satisfactorily, and the rotor 21 is driven to rotate continuously.
ここで、本実施形態のロータ２１は、そのロータコア３２のコアベース３２ａが軸線Ｌ方向において補助磁石５１と対向するようになっている。この補助磁石５１は、軸線Ｌ１方向であって、前記環状磁石３３の磁束と反発する方向に着磁される。このため、ヨークハウジング１３とロータ２１との間での軸方向への漏れ磁束を相殺（抑制）することができるようになっている。 Here, the rotor 21 of the present embodiment is configured such that the core base 32a of the rotor core 32 faces the auxiliary magnet 51 in the axis L direction. The auxiliary magnet 51 is magnetized in the direction of the axis L1 and in a direction repelling the magnetic flux of the annular magnet 33. For this reason, the leakage magnetic flux in the axial direction between the yoke housing 13 and the rotor 21 can be canceled (suppressed).
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）ロータ２１の漏れ磁束を相殺する補助磁石５１を有することで、ロータ２１の軸線Ｌ方向への漏れ磁束を抑えることができ、出力特性を向上させることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) By having the auxiliary magnet 51 that cancels out the leakage flux of the rotor 21, the leakage flux in the direction of the axis L of the rotor 21 can be suppressed, and the output characteristics can be improved.
（２）補助磁石５１は、ロータ２１の軸線Ｌ方向に着磁され、ロータ２１と軸線Ｌ方向において対向することで、ロータ２１の軸線Ｌ方向への漏れ磁束をより確実に抑えることができ、出力特性を向上させることができる。 (2) The auxiliary magnet 51 is magnetized in the direction of the axis L of the rotor 21 and faces the rotor 21 in the direction of the axis L, so that the leakage magnetic flux in the direction of the axis L of the rotor 21 can be more reliably suppressed. Output characteristics can be improved.
（３）補助磁石５１を主磁束として作用する環状磁石３３の磁束と反発する方向に着磁することで、ロータ２１の軸線Ｌ方向への漏れ磁束をより確実に抑えることができ、出力特性を向上させることができる。 (3) By magnetizing the auxiliary magnet 51 in a direction repelling the magnetic flux of the annular magnet 33 acting as the main magnetic flux, the leakage magnetic flux in the direction of the axis L of the rotor 21 can be more reliably suppressed, and the output characteristics can be reduced. Can be improved.
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、補助磁石５１をヨークハウジング１３の底部１３ａに設ける構成としたが、これに限らない。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the auxiliary magnet 51 is provided on the bottom portion 13a of the yoke housing 13, but the present invention is not limited to this.
例えば、図５に示すように、ロータ２１側に補助磁石５１を設ける構成を採用してもよい。図５で示す例では、ロータコア３１のコアベース３１ａよりもヨークハウジング１３の底部１３ａ寄りに位置するロータコア３２のコアベース３２ａの軸線Ｌ方向の外側面３２ｇに補助磁石５２を設ける構成を採用している。 For example, as shown in FIG. 5, you may employ | adopt the structure which provides the auxiliary magnet 51 in the rotor 21 side. In the example shown in FIG. 5, a configuration is adopted in which the auxiliary magnet 52 is provided on the outer side surface 32 g in the axis L direction of the core base 32 a of the rotor core 32 positioned closer to the bottom 13 a of the yoke housing 13 than the core base 31 a of the rotor core 31. Yes.
・上記実施形態では、補助磁石５１をコアベース３２ａと対向配置させる構成について説明したが、これに加えて例えば爪状磁極に対向配置させる構成を採用してもよい。このような構成としては次の例が考えられる。 In the above-described embodiment, the configuration in which the auxiliary magnet 51 is disposed to face the core base 32a has been described. However, for example, a configuration in which the auxiliary magnet 51 is disposed to face the claw-shaped magnetic pole may be employed. The following example can be considered as such a configuration.
（例Ａ）
図６に示すように、各ロータコア３１，３２の爪状磁極３１ｂ，３２ｂの内で、前記ヨークハウジング１３（底部１３ａ）に延出する爪状磁極３１ｂ（爪部３１ｄ）の先端面３１ｇに、軸線Ｌ方向視で爪状磁極３１ｂの先端面３１ｇと同形状（円弧状）の補助磁石５３を設ける。補助磁石５３は、軸線Ｌ方向であって前記爪状磁極３１ｂと反発する方向に着磁される。この場合、補助磁石５２が第１補助磁石に相当し、補助磁石５３が第２補助磁石に相当する。
(Example A)
As shown in FIG. 6, among the claw-shaped magnetic poles 31b and 32b of the rotor cores 31 and 32, on the tip surface 31g of the claw-shaped magnetic pole 31b (claw portion 31d) extending to the yoke housing 13 (bottom portion 13a), An auxiliary magnet 53 having the same shape (arc shape) as the tip surface 31g of the claw-shaped magnetic pole 31b as viewed in the direction of the axis L is provided. The auxiliary magnet 53 is magnetized in the direction of the axis L and repelling the claw-shaped magnetic pole 31b. In this case, the auxiliary magnet 52 corresponds to the first auxiliary magnet, and the auxiliary magnet 53 corresponds to the second auxiliary magnet.
このような構成とすることで、爪状磁極３１ｂと、ヨークハウジング１３との間での漏れ磁束を抑えることができる。これによって、モータの出力特性を向上させることができる。 With such a configuration, the leakage magnetic flux between the claw-shaped magnetic pole 31b and the yoke housing 13 can be suppressed. As a result, the output characteristics of the motor can be improved.
（例Ｂ）
図７に示すように、各ロータコア３１，３２の爪状磁極３１ｂ，３２ｂのそれぞれに、爪状磁極３１ｂ，３２ｂと反発する方向に着磁された補助磁石５３，５４を設ける。
(Example B)
As shown in FIG. 7, auxiliary magnets 53 and 54 that are magnetized in a direction opposite to the claw-shaped magnetic poles 31 b and 32 b are provided on the claw-shaped magnetic poles 31 b and 32 b of the rotor cores 31 and 32, respectively.
補助磁石５３は、前記例Ａと同じものであり、前記ヨークハウジング１３（底部１３ａ）に延出する爪状磁極３１ｂ（爪部３１ｄ）の先端面３１ｇに設けられ、先端面３１ｇと同形状（円弧状）に形成される。この補助磁石５３は、軸線Ｌ方向であって前記爪状磁極３１ｂと反発する方向に着磁される。 The auxiliary magnet 53 is the same as the example A, and is provided on the tip surface 31g of the claw-shaped magnetic pole 31b (claw portion 31d) extending to the yoke housing 13 (bottom portion 13a), and has the same shape as the tip surface 31g ( Arc-shaped). The auxiliary magnet 53 is magnetized in the direction of the axis L and repelling the claw-shaped magnetic pole 31b.
補助磁石５４は、前記ヨークハウジング１３（底部１３ａ）とは軸線Ｌ１方向において反対側に延出する爪状磁極３２ｂ（爪部３２ｄ）の先端面３２ｈとは反対側の面３２ｉに設けられ、軸方向視で爪状磁極３２ｂの先端面３２ｈと同形状（円弧状）に形成される。この補助磁石５４は、軸線Ｌ方向であって、前記爪状磁極３２ｂと反発する方向に着磁される。この場合、補助磁石５２が第１補助磁石に相当し、補助磁石５３，５４が第２補助磁石に相当する。 The auxiliary magnet 54 is provided on a surface 32i opposite to the tip surface 32h of the claw-shaped magnetic pole 32b (claw portion 32d) extending to the opposite side in the direction of the axis L1 with respect to the yoke housing 13 (bottom portion 13a). It is formed in the same shape (arc shape) as the tip surface 32h of the claw-shaped magnetic pole 32b in a direction view. The auxiliary magnet 54 is magnetized in the direction of the axis L and in a direction repelling the claw-shaped magnetic pole 32b. In this case, the auxiliary magnet 52 corresponds to the first auxiliary magnet, and the auxiliary magnets 53 and 54 correspond to the second auxiliary magnet.
前述したように、それぞれの爪状磁極３１ｂ，３２ｂと、ヨークハウジング１３側であって軸線Ｌ方向において対向する位置に補助磁石５２，５３を設けることで、爪状磁極３１ｂ，３２ｂと、ヨークハウジング１３との間での漏れ磁束を抑えることができる。これによって、モータの出力特性を向上させることができる。 As described above, the claw-shaped magnetic poles 31b, 32b and the yoke housing are provided by providing the auxiliary magnets 52, 53 at the positions facing the claw-shaped magnetic poles 31b, 32b on the yoke housing 13 side in the axis L direction. Leakage magnetic flux with 13 can be suppressed. As a result, the output characteristics of the motor can be improved.
・上記実施形態では、ロータ２１の極数が「８」に設定され、ステータ１６のティース１７ａの数が「１２」に設定されたブラシレスモータに具体化したが、ロータ２１の極数やステータ１６のティース１７ａの数は適宜変更してもよい。 In the above embodiment, the brushless motor is embodied in which the number of poles of the rotor 21 is set to “8” and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”, but the number of poles of the rotor 21 and the stator 16 The number of teeth 17a may be changed as appropriate.
・上記実施形態では、ロータ２１に、背面補助磁石３４，３５と極間磁石３６，３７とを設ける構成としたが、これに限らない。例えば背面補助磁石のみを設ける構成、極間磁石のみを設ける構成、背面補助磁石及び極間磁石を省略する構成を採用してもよい。 In the above embodiment, the back auxiliary magnets 34 and 35 and the interpolar magnets 36 and 37 are provided on the rotor 21, but this is not a limitation. For example, a configuration in which only the back auxiliary magnet is provided, a configuration in which only the interpole magnet is provided, or a configuration in which the back auxiliary magnet and the interpole magnet are omitted may be employed.
・上記各実施形態では、ステータ１６のティース１７ａに巻線２０を巻装する構成としたが、これに限らない。例えば、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるステータコアを備え、それらの間に巻線を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる構成を採用してもよい。 In each of the above embodiments, the winding 20 is wound around the teeth 17a of the stator 16. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration may be adopted in which a stator core that is combined with a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction is provided, and windings are arranged between them to alternately function the claw-shaped magnetic poles to different magnetic poles. .
・上記実施形態では、エンドプレート１４を樹脂材料で構成したが、これに限らない。例えば、エンドプレート１４をアルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の非磁性体材料を採用してもよい。また、エンドプレート１４とロータ２１との軸線Ｌ方向における距離が、ヨークハウジング１３（底部１３ａ）とロータとの軸線Ｌ方向における距離よりも長いという条件を満たせば、エンドプレート１４として磁性体材料を用いてもよい。 -In above-mentioned embodiment, although the end plate 14 was comprised with the resin material, it is not restricted to this. For example, the end plate 14 may be made of a nonmagnetic material such as aluminum or stainless steel (SUS). If the condition that the distance between the end plate 14 and the rotor 21 in the axis L direction is longer than the distance between the yoke housing 13 (bottom portion 13a) and the rotor in the axis L direction, a magnetic material is used as the end plate 14. It may be used.
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。 -You may combine the said embodiment and each modification suitably.
１１…モータ、１３…ヨークハウジング、１４…エンドプレート（蓋部）、１６…ステータ、１７…ステータコア、１７ａ…ティース、１７ｂ…スロット、２０…巻線、２１…ロータ、３１…ロータコア（第２ロータコア）、３１ａ，３２ａ…コアベース、３１ｂ，３２ｂ…爪状磁極、３２…ロータコア（第１ロータコア）、３２ｇ…外側面（面）、５１…補助磁石（第１補助磁石）、５２…補助磁石（第１補助磁石）、５３…補助磁石（第２補助磁石）、５４…補助磁石（第２補助磁石）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Motor, 13 ... Yoke housing, 14 ... End plate (lid part), 16 ... Stator, 17 ... Stator core, 17a ... Teeth, 17b ... Slot, 20 ... Winding, 21 ... Rotor, 31 ... Rotor core (2nd rotor core) ), 31a, 32a ... core base, 31b, 32b ... claw-shaped magnetic poles, 32 ... rotor core (first rotor core), 32g ... outer surface (surface), 51 ... auxiliary magnet (first auxiliary magnet), 52 ... auxiliary magnet ( First auxiliary magnet), 53 ... auxiliary magnet (second auxiliary magnet), 54 ... auxiliary magnet (second auxiliary magnet).
Claims (6)
それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、
前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、
前記補助磁石は、軸方向において前記ロータを基準にした場合の軸方向一方側のみに設けられていることを特徴とするモータ。 A stator having a stator core and windings;
A plurality of claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of each substantially disk-shaped core base, and the claw-shaped magnetic poles are formed with the core bases facing each other. The first and second rotor cores arranged alternately in the circumferential direction and the core bases are arranged between the axial directions and magnetized in the axial direction, so that the claw-shaped magnetic poles of the first rotor core are first And a field magnet that causes the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as the second magnetic pole,
A motor that is housed in a case having a bottomed cylindrical, magnetic yoke housing and a lid that closes the opening of the yoke housing,
And have a auxiliary magnet to offset the leakage flux in the axial direction of said rotor,
The auxiliary magnet is provided only on one side in the axial direction when the rotor is used as a reference in the axial direction .
それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、
前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、
前記補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向しており、
前記補助磁石は、前記ロータの軸方向であって前記界磁磁石と反発する方向に着磁される第１補助磁石と、前記ロータの軸方向であって前記爪状磁極と反発する方向に着磁される第２補助磁石であることを特徴とするモータ。 A stator having a stator core and windings;
A plurality of claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of each substantially disk-shaped core base, and the claw-shaped magnetic poles are formed with the core bases facing each other. The first and second rotor cores arranged alternately in the circumferential direction and the core bases are arranged between the axial directions and magnetized in the axial direction, so that the claw-shaped magnetic poles of the first rotor core are first And a field magnet that causes the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as the second magnetic pole,
A motor that is housed in a case having a bottomed cylindrical, magnetic yoke housing and a lid that closes the opening of the yoke housing,
An auxiliary magnet that cancels out the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor,
The auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor and is opposed to the rotor in the axial direction;
The auxiliary magnet is attached in the axial direction of the rotor and magnetized in a direction repelling the field magnet, and in the axial direction of the rotor and repelling the claw-shaped magnetic pole. A motor that is a magnetized second auxiliary magnet.
前記補助磁石は、前記ロータの前記ヨークハウジングの底部側の面に設けられることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 2 ,
The motor is characterized in that the auxiliary magnet is provided on a surface of the rotor on the bottom side of the yoke housing.
それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを有するロータとを、
有底筒状で磁性体のヨークハウジング及び該ヨークハウジングの開口部を閉塞する蓋部を有するケース内に収容してなるモータであって、
前記ロータの軸方向への漏れ磁束を相殺する補助磁石を有しており、
前記補助磁石は、前記ヨークハウジングの底部に設けられることを特徴とするモータ。 A stator having a stator core and windings;
A plurality of claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of each substantially disk-shaped core base, and the claw-shaped magnetic poles are formed with the core bases facing each other. The first and second rotor cores arranged alternately in the circumferential direction and the core bases are arranged between the axial directions and magnetized in the axial direction, so that the claw-shaped magnetic poles of the first rotor core are first And a field magnet that causes the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as the second magnetic pole,
A motor that is housed in a case having a bottomed cylindrical, magnetic yoke housing and a lid that closes the opening of the yoke housing,
An auxiliary magnet that cancels out the magnetic flux leakage in the axial direction of the rotor,
The motor according to claim 1, wherein the auxiliary magnet is provided at a bottom portion of the yoke housing.
前記補助磁石は、前記ロータの軸方向に着磁され、前記ロータと軸方向において対向することを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1 or 4 ,
The motor is characterized in that the auxiliary magnet is magnetized in the axial direction of the rotor and faces the rotor in the axial direction.
前記補助磁石は、前記ロータの軸方向であって前記界磁磁石と反発する方向に着磁されることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 5 , wherein
The motor according to claim 1, wherein the auxiliary magnet is magnetized in a direction opposite to the field magnet in an axial direction of the rotor.
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