JP6190694B2 - ロータ、ステータ、及び、モータ - Google Patents
ロータ、ステータ、及び、モータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6190694B2 JP6190694B2 JP2013222344A JP2013222344A JP6190694B2 JP 6190694 B2 JP6190694 B2 JP 6190694B2 JP 2013222344 A JP2013222344 A JP 2013222344A JP 2013222344 A JP2013222344 A JP 2013222344A JP 6190694 B2 JP6190694 B2 JP 6190694B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- side claw
- shaped magnetic
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 293
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 210
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 49
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 29
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- IKBJGZQVVVXCEQ-UHFFFAOYSA-N efonidipine hydrochloride Chemical compound Cl.CCO.CC=1NC(C)=C(C(=O)OCCN(CC=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C(C=2C=C(C=CC=2)[N+]([O-])=O)C=1P1(=O)OCC(C)(C)CO1 IKBJGZQVVVXCEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
また、ランデル型構造のステータにおいても同様であって、ステータの各爪状磁極の先端が開放する構造であることから、ステータの爪状磁極は、ロータの磁極に対して、軸方向において不均一な磁束密度を与えることになり、モータの出力の低下につながっていた。
上記課題を解決するロータは、それぞれ同数のロータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ロータコアを軸方向に順番に界磁磁石を介在させて積層し、第1ロータコアに形成した第1ロータ側爪状磁極の先端面と第3ロータコアに形成した第3ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ロータコアに形成した第2ロータ側爪状磁極の先端面と第4ロータコアに形成した第4ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、第1及び第3ロータコアに形成した第1及び第3ロータ側爪状磁極を第1の磁極として機能させ、第2及び第4ロータコアに形成した第2及び第4ロータ側爪状磁極を第2の磁極として機能させるように、第1〜第4ロータコアにそれぞれ介在された各界磁磁石をそれぞれ軸方向に着磁し、前記第1及び第3ロータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さであり、前記第2及び第4ロータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さである。
上記ロータによれば、第1の磁極の第1及び第3ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第1の磁極の磁束密度分布になる。第2の磁極の第2及び第4ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第2の磁極の磁束密度分布になる。従って、各ロータ側爪状磁極は軸方向に均一な磁束密度分布の磁束を、対向するステータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
また、第1及び第3ロータ側爪状磁極を流れる磁束の流れ方を調整できとともに、第2及び第4ロータ側爪状磁極を流れる磁束の流れ方を調整できことから、振動低減させるのに有効となる。
上記ロータによれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極の先端面間において発生磁束の差に基づく磁束の逆流を抑制するとともに、第2及び第4ステータ側爪状磁極の先端面間において発生磁束の差に基づく磁束の逆流を抑制する。これによって、ロータは磁束密度が大きな磁極を、対向するステータに与えることができ、より出力アップを図ることができる。
上記のロータを3個軸方向に積層して、U相ロータ、V相ロータ、及び、W相ロータを形成した。
上記ロータによれば、3相用ロータの各相に設けた第1及び第3ロータ側爪状磁極、並びに、第2及び第4ロータ側爪状磁極は、軸方向においてそれぞれ均一な磁束密度分布にでき、その磁束を各相の対向するステータに個々に与えることができる。
上記ステータにおいて、前記第1ステータコアと前記第2ステータコアの間に積層された環状巻線は、正巻きで巻回され、前記第2ステータコアと前記第3ステータコアの間に積層された環状巻線は、逆巻きで巻回され、前記第3ステータコアと前記第4ステータコアの間に積層された環状巻線は、正巻きで巻回され、各環状巻線に単相電流を流すことが好ましい。
上記ステータによれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極の先端面間において発生磁束の差に基づく磁束の逆流を抑制するとともに、第2及び第4ステータ側爪状磁極の先端面間において発生磁束の差に基づく磁束の逆流を抑制する。これによって、ステータは磁束密度が大きな回転磁界を、対向するロータに与えることができ、より出力アップを図ることができる。
上記ステータによれば、3相用ステータの各相に設けた第1及び第3ステータ側爪状磁極、並びに、第2及び第4ステータ側爪状磁極は、軸方向においてそれぞれ均一な磁束密度分布にでき、その磁束を各相の対向するロータに個々に与えることができる。
上記モータによれば、第1の磁極の第1及び第3ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第1の磁極の磁束密度分布になる。第2の磁極の第2及び第4ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第2の磁極の磁束密度分布になる。従って、各ロータ側爪状磁極は軸方向に均一な磁束密度分布の磁束を、対向するステータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
また、第1及び第3ステータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ロータに対して、軸方向において均一な磁束密度分布になっている磁束を与えることができる。第2及び第4ステータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ロータに対して、軸方向において均一な磁束密度分布になっている磁束を与えることができる。従って、各ステータ側爪状磁極は軸方向に均一な磁束密度分布の磁束を、対向するロータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
上記モータによれば、第1の磁極の第1及び第3ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第1の磁極の磁束密度分布になる。第2の磁極の第2及び第4ロータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ステータに対して、軸方向において均一な第2の磁極の磁束密度分布になる。従って、各ロータ側爪状磁極は軸方向に均一な磁束密度分布の磁束を、対向するステータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
また、第1及び第3ステータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ロータに対して、軸方向において均一な磁束密度分布になっている磁束を与えることができる。第2及び第4ステータ側爪状磁極は、その両先端面を軸線方向で当接又は近接対向させたことから、ロータに対して、軸方向において均一な磁束密度分布になっている磁束を与えることができる。従って、各ステータ側爪状磁極は軸方向に均一な磁束密度分布の磁束を、対向するロータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
以下、モータの第1実施形態を図1〜図14に従って説明する。
図1及び図2に示すように、3相のブラシレスモータMは、3相用のブラシレスモータであって、回転軸(図示せず)に固着されたロータ1と、そのロータ1の外側に配置され図示しないモータハウジングに固着された環状のステータ2とを有している。
図9〜図11に示すように、ロータ1は、U相ロータ1u、V相ロータ1v、W相ロータ1wの3つから構成されていて、本実施形態では、各相のロータ1u,1v,1wは、共に同じ構成で形成されている。ここで、説明の便宜上、各相のロータ1u,1v,1wを総称して呼ぶときには、単一のロータ1aという。
(第1ロータコア10)
図7に示すように、第1ロータコア10は、円板状の電磁鋼板にて形成された第1ロータコアベース11を有している。第1ロータコアベース11の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴12が形成されている。また、第1ロータコアベース11の外周面には、等間隔に12個の第1ロータ側爪状磁極13が形成されている。12個の第1ロータ側爪状磁極13は、第1ロータコアベース11の外周面から径方向外側に突出されその先端が屈曲して軸方向第2ロータコア20側に延出形成されている。
図5(a)及び図7に示すように、第1ロータコア10と軸方向において第1界磁磁石51を介して第2ロータコア20が配置される。第2ロータコア20は、第1ロータコア10と同一材質及び同一形状であって、略円板状に形成された第2ロータコアベース21の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴22が形成されている。
図5(a)及び図7に示すように、第2ロータコア20と軸方向において第2及び第3界磁磁石52,53を介して第3ロータコア30が配置される。第3ロータコア30は、第1ロータコア10と同一材質及び同一形状であって、略円板状に形成された第3ロータコアベース31の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴32が形成されている。
図5(a)及び図7に示すように、第3ロータコア30と軸方向において第4界磁磁石54を介して第4ロータコア40が配置される。第4ロータコア40は、第1ロータコア10と同一材質及び同一形状であって、略円板状に形成された第4ロータコアベース41の中央位置には、回転軸(図示せず)を貫通し固着するための貫通穴42が形成されている。
図7に示すように、第1〜第4界磁磁石51〜54は、本実施形態では、共にフェライト磁石よりなる円板状の永久磁石にて形成され、その中央位置に回転軸(図示せず)を貫通する貫通穴56〜59がそれぞれ形成されている。
第1界磁磁石51は、軸方向に磁化されていて、第1ロータコア10側をN極、第2ロータコア20側をS極となるように磁化されている。従って、この第1界磁磁石51によって、第1ロータコア10の第1ロータ側爪状磁極13はN極(第1の磁極)として機能し、第2ロータコア20の第2ロータ側爪状磁極23はS極(第2の磁極)として機能する。
第2界磁磁石52は、軸方向に磁化されていて、第2ロータコア20側をS極、第3界磁磁石53側をN極となるように磁化されている。従って、この第2界磁磁石52によって、第2ロータコア20の第2ロータ側爪状磁極23は、S極(第2の磁極)として機能する。つまり、第2ロータコア20の第2ロータ側爪状磁極23は、この第2界磁磁石52と第1界磁磁石51とでS極となる。
第3界磁磁石53は、軸方向に磁化されていて、第2界磁磁石52側をS極、第3ロータコア30側をN極となるように磁化されている。従って、この第3界磁磁石53によって、第3ロータコア30の第3ロータ側爪状磁極33は、N極(第1の磁極)として機能する。
第4界磁磁石54は、軸方向に磁化されていて、第3ロータコア30側をN極、第4ロータコア40側をS極となるように磁化されている。従って、この第4界磁磁石54によって、第3ロータコア30の第3ロータ側爪状磁極33はN極(第1の磁極)として機能し、第4ロータコア40の第4ロータ側爪状磁極43はS極(第2の磁極)として機能する。つまり、第3ロータコア30の第3ロータ側爪状磁極33は、この第4界磁磁石54と第3界磁磁石53とでN極となる。
図12及び図13に示すように、3相用のロータ1の径方向外側に配置されステータ2は、U相ステータ2u、V相ステータ2v、W相ステータ2wの3つから構成されている。各相のステータ2u,2v,2wは、径方向において対応するU相ロータ1u、V相ロータ1v、W相ロータ1wとそれぞれ対向するように軸線方向に順番に積層することに構成されている。
図8に示すように、第1ステータコア60は、円環板状の電磁鋼板にて形成された第1ステータコアベース61を有している。第1ステータコアベース61の外周部には、第1ステータコアベース61の第2ステータコア70側の面から円筒状の第1円筒壁62が軸方向第2ステータコア70側に向かって第1ステータコアベース61の板厚分延出形成されている。第1円筒壁62の外周面は、図示しないモータハウジングの内側面に当接固定されている。また、第1円筒壁62の環状の先端面63は、第2ステータコア70の第2ステータコアベース71に当接するようになっている。
図8に示すように、第2ステータコア70は、第1ステータコア60と同一材質及び同形状であって、円環板状の第2ステータコアベース71を有している。第2ステータコアベース71の外周部には、第2ステータコアベース71の第3ステータコア80側の面から円筒状の第2円筒壁72が軸方向第3ステータコア80側に向かって第2ステータコアベース71の板厚分延出形成されている。第2円筒壁72の外周面は、図示しないモータハウジングの内側面に当接固定されている。また、第2円筒壁72の環状の先端面73は、第3ステータコア80の第3円筒壁82の先端面83に当接するようになっている。
図8に示すように、第3ステータコア80は、第1ステータコア60と同一材質及び同形状であって、円環板状の第3ステータコアベース81を有している。第3ステータコアベース81の外周部には、第3ステータコアベース81の第2ステータコア70側の面から円筒状の第3円筒壁82が軸方向第2ステータコア70側に向かって第3ステータコアベース81の板厚分延出形成されている。第3円筒壁82の外周面は、図示しないモータハウジングの内側面に当接固定されている。また、第3円筒壁82の環状の先端面83は、第2ステータコア70の第2円筒壁72の先端面73と相対向して当接するようになっている。
図8に示すように、第4ステータコア90は、第1ステータコア60と同一材質及び同形状であって、円環板状の第4ステータコアベース91を有している。第4ステータコアベース91の外周部には、第4ステータコアベース91の第3ステータコア80側の面から円筒状の第4円筒壁92が軸方向第3ステータコア80側に向かって第4ステータコアベース91の板厚分延出形成されている。第4円筒壁92の外周面は、図示しないモータハウジングの内側面に当接固定されている。また、第4円筒壁92の環状の先端面93は、第3ステータコア80の第3ステータコアベース81に当接するようになっている。
図5(b)及び図8に示すように、第1環状巻線101は、第1ステータコアベース61と第2ステータコアベース71の間に挟持される。第2環状巻線102と第3環状巻線103は、第2ステータコアベース71と第3ステータコアベース81の間に挟持され、第2環状巻線102は第2ステータコアベース71側に、第3環状巻線103は第3ステータコアベース81側に配置される。第4環状巻線104は、第3ステータコアベース81と第4ステータコアベース91の間に挟持される。
図5(b)及び図8に示すように、第1環状巻線101は、環状の巻線であって、第1ステータコアベース61と第2ステータコアベース71の間に形成された環状の空間に内装されている。第1環状巻線101の外径は第1円筒壁62の内径と略同一に形成され、第1環状巻線101の径方向外周面が第1円筒壁62の内周面に当接するように配設されている。第1環状巻線101の内径は第1ステータ側爪状磁極64の外径と略同一に形成され、第1環状巻線101の径方向内側面が第1ステータ側爪状磁極64の外側面に当接するように配設されている。
(第2環状巻線102)
図5(b)及び図8に示すように、第2環状巻線102は、環状の巻線であって、第1環状巻線101と同一材料及び同一形状で形成されている。第2環状巻線102は、第2ステータコアベース71と第3ステータコアベース81の間に形成された環状の空間の第2ステータコアベース71側に内装されている。
(第3環状巻線103)
図5(b)及び図8に示すように、第3環状巻線103は、環状の巻線であって、第1環状巻線101と同一材料及び同一形状で形成されている。第3環状巻線103は、第2ステータコアベース71と第3ステータコアベース81の間に形成された環状の空間の第3ステータコアベース81側に内装されている。
(第4環状巻線104)
図5(b)及び図8に示すように、第4環状巻線104は、環状の巻線であって、第1環状巻線101と同一材料及び同一形状で形成されている。第4環状巻線104は、第3ステータコアベース81と第4ステータコアベース91の間に形成された環状の空間に内装されている。
そして、前記したように、第1〜第4ステータ側爪状磁極64,74,84,94に軸方向の長さを、第1〜第4ステータコアベース61,71,81,91の板厚(軸方向の長さ)の3倍にしている。これによって、第1〜第4ステータコア60,70,80,90は、それぞれ第1〜第4環状巻線101〜104を介して軸方向に積層配置したとき、第1ステータ側爪状磁極64の先端面67と第3ステータ側爪状磁極84の先端面87とがそれぞれ当接する。同様に、第2ステータ側爪状磁極74の先端面77と第4ステータ側爪状磁極94の先端面97とがそれぞれ当接する。
このとき、図13に示すように、U相、V相、W相ステータ2u,2v,2wからなる3相用のステータ2について、U相ステータ2u、V相ステータ2v及びW相ステータ2wを機械角で5度(電気角で60度)ずつずらして積層している。
今、3相用のステータ2に3相交流電源を印加する。すなわち、U相ステータ2uの第1〜第4環状巻線101〜104にはU相交流電流Iuが、V相ステータ2vの第1〜第4環状巻線101〜104にはV相交流電流Ivが、W相ステータ2wの第1〜第4環状巻線101〜104にはW相交流電流Iwがそれぞれ流れる。これによって、3相用ステータ2に回転磁界が発生し、3相用のロータ1が回転駆動される。
また、各相のステータ(単一のステータ2a)において、4個の第1〜第4ステータコア60,70,80,90を軸方向に順番に第1〜第4環状巻線101〜104を介在させて積層して形成した。
また、3相用のステータ2のU相、V相、W相ステータ2u,2v,2wを機械角で時計回り方向に5度(電気角で時計回り方向に60度)ずつずらしたのに対して、3相用のロータ1のU相、V相、W相ロータ1u,1v,1wを機械角で反時計回り方向に5度(電気角で反時計回り方向に60度)ずつずらした。すなわち、U相、V相、W相ステータ2u,2v,2wと相対向するU相、V相、W相ロータ1u,1v,1w間において、周方向のずれが、対向面では互いに逆方向に傾斜するようにした。
(1)上記実施形態によれば、3相用のロータ1を、U相、V相、W相ロータ1u,1v,1wの3段構造にするとともに、これに対応して3相用のステータ2も、U相、V相、W相ステータ2u,2v,2wと同じ3段構造にした。そして、3相用のステータ2に3相交流電源を印加した。そして、各相のステータとロータにおいて、それぞれ第1〜第4界磁磁石51〜54の磁束を、軸方向に沿って対向するステータが個々に受けることができようにしたので、ブラシレスモータMの出力アップを図ることができる。
(3)上記実施形態によれば、単一のステータ2aを、第1〜第4ステータコア60,70,80,90を軸方向に順番に第1〜第4環状巻線101〜104を介在させて積層して形成した。
(4)上記実施形態によれば、単一のロータ1aを、第1〜第4ロータコア10,20,30,40と第1〜第4界磁磁石51〜54とで形成した。
(5)上記実施形態によれば、単一のステータ2aを、第1〜第4ステータコア60,70,80,90と第1〜第4環状巻線101〜104とで形成した。
このことから、単一のモータMa(ブラシレスモータM)は、4つの構成部品で形成することができ、部品管理が容易となるとともに、組み付け工程も容易となる。
以下、モータの第2実施形態を図15〜図21に従って説明する。
第2実施形態は、第1ロータ側爪状磁極13の先端面16と第3ロータ側爪状磁極33の先端面36、及び、第2ロータ側爪状磁極23の先端面26と第4ロータ側爪状磁極43の先端面46を当接させないでそれぞれ近接対向配置させた点に特徴を有する。
図15に示すように、3相のブラシレスモータMを構成する各相の単一のモータMaは、単一のロータ1aと単一のステータ2aとからなる。
図16(a)に示すように、第1〜第4界磁磁石51〜54の板厚は、第1実施形態と同じ厚さで形成されている。これに対して、第1〜第4ロータ側爪状磁極13,23,33,43は、その軸方向の長さを、第1〜第4ロータコアベース11,21,31,41の板厚(軸方向の長さ)の3倍未満としている。
図16(b)に示すように、第1〜第4環状巻線101〜104のコイル長(軸線方向の長さ)は、第1実施形態と同じ長さで形成されている。
今、3相用のステータ2に3相交流電源を印加する。すなわち、U相ステータ2uの第1〜第4環状巻線101〜104にはU相交流電流Iuが、V相ステータ2vの第1〜第4環状巻線101〜104にはV相交流電流Ivが、W相ステータ2wの第1〜第4環状巻線101〜104にはW相交流電流Iwがそれぞれ流れる。これによって、3相用ステータ2に回転磁界が発生し、3相用のロータ1が回転駆動される。
また、各相のステータ(単一のステータ2a)において、4個の第1〜第4ステータコア60,70,80,90を軸方向に順番に第1〜第4環状巻線101〜104を介在させて積層して形成した。
ちなみに、図21は、第1実施形態と第2実施形態のブラシレスモータMのトルク特性を比較した特性曲線を示す。
以上詳述したように、第2実施形態は上記第1実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
(2)上記実施形態によれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極64,84の先端面67,87とを軸線方向に近接対向配置させ、発生磁束の差に基づく第1ステータ側爪状磁極64と第3ステータ側爪状磁極84の間での磁束の逆流を抑制し、回転磁界の磁束密度を全体として大きくした。
(3)上記実施形態によれば、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33の先端面16,36とを軸線方向に近接対向配置させたので、軸方向において磁束密度分の変動を小さく抑えることができる。
(4)上記実施形態によれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極64,84の先端面67,87とを軸線方向に近接対向配置させたので、軸方向において磁束密度分の変動を小さく抑えることができる。
(第3実施形態)
以下、モータの第3実施形態を図22〜図28に従って説明する。
図22に示すように、3相のブラシレスモータMを構成する各相の単一のモータMaは、単一のロータ1aと単一のステータ2aとからなる。
図23(a)に示すように、第2ロータコア20(第2ロータコアベース21)と第3ロータコア30(第3ロータコアベース31)の間に、1つの界磁磁石(以下、中央部界磁磁石52Aという)が配置されている。この中央部界磁磁石52Aは、形状、材質、機能が第1界磁磁石51及び第4界磁磁石54と同じ条件で形成されている。
図23(b)に示すように、第2ステータコア70(第2ステータコアベース71)と第3ステータコア80(第3ステータコアベース81)の間に、1つの環状巻線(以下、中央部環状巻線102Aという)が配置されている。
各相のロータにおいて、4個の第1〜第4ロータコア10,20,30,40を軸方向に順番に第1、中央部及び第4界磁磁石51、52A,54を介在させて積層して形成した。そして、第1、中央部及び第4界磁磁石51、52A,54によって第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33はN極に、第2及び第4ロータ側爪状磁極23,43はS極になる。
一方、各相のステータ(単一のステータ2a)において、4個の第1〜第4ステータコア60,70,80,90を軸方向に順番に第1、中央部及び第4環状巻線101,102A,104を介在させて積層して形成した。
ちなみに、図28は、第1実施形態と第3実施形態のブラシレスモータMのトルク特性を比較した特性曲線を示す。
以上詳述したように、第3実施形態は上記第1実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
そして、発生磁束の差に基づく第1ロータ側爪状磁極13と第3ロータ側爪状磁極33の間での磁束の逆流、及び、第2ロータ側爪状磁極23と第4ロータ側爪状磁極43の間での磁束の逆流を抑制した。
(2)上記実施形態によれば、第2ステータコア70と第3ステータコア80との間に、第1環状巻線101、及び、第4環状巻線104と同じ1つの中央部環状巻線102Aを配置した。
(第4実施形態)
以下、モータの第4実施形態を図29〜図34に従って説明する。
図29に示すように、3相のブラシレスモータMを構成する各相の単一のモータMaは、単一のロータ1aと単一のステータ2aとからなる。
図30(a)に示すように、3つの第1、中央部及び第4界磁磁石51,52A,54の板厚は、第3実施形態と同じ厚さで形成されている。これに対して、第1〜第4ロータ側爪状磁極13,23,33,43は、その軸方向の長さを、第1〜第4ロータコアベース11,21,31,41の板厚(軸方向の長さ)の2.5倍未満としている。
図30(b)に示すように、第1、中央部及び第4環状巻線101,102A,104のコイル長(軸線方向の長さ)は、第3実施形態と同じ長さで形成されている。
第2ロータ側爪状磁極23の磁束密度は、第1界磁磁石51と中央部界磁磁石52Aからなる2つの界磁磁石に基づいて決定される。また、第3ロータ側爪状磁極33の磁束密度は、中央部界磁磁石52Aと第4界磁磁石54からなる2つの界磁磁石に基づいて決定される。
同様に、第2ロータ側爪状磁極23と第4ロータ側爪状磁極43においても、発生磁束の差が小さくなる。しかも、先端面26,46が近接対向配置されていることから、先端面26,46同士が当接している第1ロータ側爪状磁極13と第3ロータ側爪状磁極33の間で発生する磁束の逆流が小さく抑えられる。
以上のことから、各相のロータは大きな磁極を、対向するステータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
同様に、対峙している第2ステータ側爪状磁極74と第4ステータ側爪状磁極94とにおいて、その発生磁束の差が小さくなる。しかも、先端面77,97が近接対向配置されていることから、先端面77,97同士が当接している場合に比べ第2ステータ側爪状磁極74と第4ステータ側爪状磁極94の間で発生する磁束の逆流がさらに小さく抑えられる。
以上のことから、各相のステータは大きな回転磁界を、対向するロータに個々に与えることができ、より出力アップを図ることができる。
図28から明らかなように、図21で示す第2実施形態で示すブラシレスモータMより高トルクが得られることが理解できる。
(1)上記実施形態によれば、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33の先端面16,36とを軸線方向に近接対向配置させて、発生磁束の差に基づく第1ロータ側爪状磁極13と第3ロータ側爪状磁極33の間での磁束の逆流を抑制し、N極の磁束密度を全体として大きくした。同様に、第2及び第4ロータ側爪状磁極23,43の先端面26,46とを軸線方向に近接対向配置させ、発生磁束の差に基づく第2ロータ側爪状磁極23と第4ロータ側爪状磁極43の間での磁束の逆流を抑制し、S極の磁束密度を全体として大きくした。
(2)上記実施形態によれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極64,84の先端面67,87とを軸線方向に近接対向配置させ、発生磁束の差に基づく第1ステータ側爪状磁極64と第3ステータ側爪状磁極84の間での磁束の逆流を抑制し、回転磁界の磁束密度を全体として大きくした。同様に、第2及び第4ステータ側爪状磁極74,94の先端面77,97とを軸線方向に近接対向配置させ、発生磁束の差に基づく第2ステータ側爪状磁極74と第4ステータ側爪状磁極94の間での磁束の逆流を抑制し、回転磁界の磁束密度を全体として大きくしている。
(3)上記実施形態によれば、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33の先端面16,36とを軸線方向に近接対向配置させたので、軸方向において磁束密度分の変動を小さく抑えることができる。
(4)上記実施形態によれば、第1及び第3ステータ側爪状磁極64,84の先端面67,87とを軸線方向に近接対向配置させたので、軸方向において磁束密度分の変動を小さく抑えることができる。
上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記第1〜第4実施形態では、第1〜第4ステータコア60,70,80,90の板厚を、共に同じにした。これを、第1及び第3ステータ側爪状磁極64,84の先端面67,87が当接又は近接対向配置するとともに、第2及び第4ステータ側爪状磁極74,94の先端面77,97が当接又は近接対向配置する範囲で、第1〜第4ステータコア60,70,80,90の板厚を、それぞれ異ならして実施してもよい。
○上記各実施形態では、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33の軸方向の長さは共に同じであったが、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33の先端面16,36が当接又は近接対向配置するのであれば、同じ長さでなくてもよい。これによって、第1及び第3ロータ側爪状磁極13,33を流れる磁束の流れ方を調整でき、振動低減させるのに有効となる。
同様に、3相のブラシレスモータMの各相ステータ2u、2v、2wについても、各環状巻線を並列接続で実施したり、選択的に直列接続又は並列接続に切り替えたりして実施してもよい。
○上記各実施形態では、インナーロータ型の単一のモータMaと、インナーロータ型の3相のブラシレスモータMに具体化したが、アウターロータ型の単一のモータや、アウターロータ型の3相のブラシレスモータに応用してもよい。
Claims (15)
- それぞれ同数のロータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ロータコアを軸方向に順番に界磁磁石を介在させて積層し、
第1ロータコアに形成した第1ロータ側爪状磁極の先端面と第3ロータコアに形成した第3ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ロータコアに形成した第2ロータ側爪状磁極の先端面と第4ロータコアに形成した第4ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ロータコアに形成した第1及び第3ロータ側爪状磁極を第1の磁極として機能させ、第2及び第4ロータコアに形成した第2及び第4ロータ側爪状磁極を第2の磁極として機能させるように、第1〜第4ロータコアにそれぞれ介在された各界磁磁石をそれぞれ軸方向に着磁し、
前記第1ロータコアと前記第2ロータコアの間に積層された界磁磁石は、軸方向第1ロータコア側に第1の磁極が着磁され、軸方向第2ロータコア側に第2の磁極が着磁されたものであり、
前記第2ロータコアと前記第3ロータコアの間に積層された界磁磁石は、軸方向第2ロータコア側に第2の磁極が着磁され、軸方向第3ロータコア側に第1の磁極が着磁されたものであり、
前記第3ロータコアと前記第4ロータコアの間に積層された界磁磁石は、軸方向第3ロータコア側に第1の磁極が着磁され、軸方向第4ロータコア側に第2の磁極が着磁されたものであることを特徴とするロータ。 - それぞれ同数のロータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ロータコアを軸方向に順番に界磁磁石を介在させて積層し、
第1ロータコアに形成した第1ロータ側爪状磁極の先端面と第3ロータコアに形成した第3ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ロータコアに形成した第2ロータ側爪状磁極の先端面と第4ロータコアに形成した第4ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ロータコアに形成した第1及び第3ロータ側爪状磁極を第1の磁極として機能させ、第2及び第4ロータコアに形成した第2及び第4ロータ側爪状磁極を第2の磁極として機能させるように、第1〜第4ロータコアにそれぞれ介在された各界磁磁石をそれぞれ軸方向に着磁し、
前記第1及び第3ロータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さであり、
前記第2及び第4ロータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さであることを特徴とするロータ。 - 請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2ロータコアの間に積層された界磁磁石、前記第2及び第3ロータコアの間に積層された界磁磁石、及び、前記第3及び4ロータコアの間に積層された界磁磁石は、共に軸方向に長さが同じであることを特徴とするロータ。 - 請求項3に記載のロータにおいて、
軸方向に長さが同じ各界磁磁石は、その磁力が同じであることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のロータにおいて、
前記第1及び第3ロータ側爪状磁極の軸線方向で当接又は近接対向する先端面は、周方向に一定の範囲だけずらして配置され、
前記第2及び第4ロータ側爪状磁極の軸線方向で当接又は近接対向する先端面は、周方向に一定の範囲だけずらして配置されてていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載のロータを3個軸方向に積層して、U相ロータ、V相ロータ、及び、W相ロータを形成したことを特徴とするロータ。
- それぞれ同数のステータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ステータコアを軸方向に順番に環状巻線を介在させて積層し、
第1ステータコアに形成した第1ステータ側爪状磁極の先端面と第3ステータコアに形成した第3ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ステータコアに形成した第2ステータ側爪状磁極の先端面と第4ステータコアに形成した第4ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ステータコアに形成した第1及び第3ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期と、第2及び第4ステータコアに形成した第2及び第4ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期とが180度位相がずれるように、第1〜第4ステータコアにそれぞれ介在された各環状巻線に流れる交流電流の向きを異ならしたことを特徴とするステータ。 - 請求項7に記載のステータにおいて、
前記第1ステータコアと前記第2ステータコアの間に積層された環状巻線は、正巻きで巻回され、
前記第2ステータコアと前記第3ステータコアの間に積層された環状巻線は、逆巻きで巻回され、
前記第3ステータコアと前記第4ステータコアの間に積層された環状巻線は、正巻きで巻回され、
各環状巻線に単相電流を流すことを特徴とするステータ。 - 請求項7又は8に記載のステータにおいて、
前記第1及び第2ステータコアの間に積層された環状巻線、前記第2及び第3ステータコアの間に積層された環状巻線、及び、前記第3及び4ステータコアの間に積層された環状巻線は、共にコイル長が同じであることを特徴とするステータ。 - 請求項9に記載のステータにおいて、
コイル長が同じ前記各環状巻線は、その巻き数が同じであることを特徴とするステータ。 - 請求項7〜10のいずれか1つに記載のステータにおいて、
前記第1及び第3ステータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さであり、
前記第2及び第4ステータ側爪状磁極の軸方向の長さは、その先端面同士が軸線方向で当接又は近接対向する範囲で、異なる長さであることを特徴とするステータ。 - 請求項7〜11のいずれか1つに記載のステータにおいて、
前記第1及び第3ステータ側爪状磁極の軸線方向で当接又は近接対向する先端面は、周方向に一定の範囲だけずらして配置され、
前記第2及び第4ステータ側爪状磁極の軸線方向で当接又は近接対向する先端面は、周方向に一定の範囲だけずらして配置されてていることを特徴とするステータ。 - 請求項7〜12のいずれか1つに記載のステータを3個軸方向に積層して、U相ステータ、V相ステータ、及び、W相ステータを形成したことを特徴とするステータ。
- 1つのロータと、1つのステータとを有したモータであって、
前記ロータは、
それぞれ同数のロータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ロータコアを軸方向に順番に界磁磁石を介在させて積層し、
第1ロータコアに形成した第1ロータ側爪状磁極の先端面と第3ロータコアに形成した第3ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ロータコアに形成した第2ロータ側爪状磁極の先端面と第4ロータコアに形成した第4ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ロータコアに形成した第1及び第3ロータ側爪状磁極を第1の磁極として機能させ、第2及び第4ロータコアに形成した第2及び第4ロータ側爪状磁極を第2の磁極として機能させるように、第1〜第4ロータコアにそれぞれ介在された各界磁磁石をそれぞれ軸方向に着磁しており、
前記ステータは、
それぞれ同数のステータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ステータコアを軸方向に順番に環状巻線を介在させて積層し、
第1ステータコアに形成した第1ステータ側爪状磁極の先端面と第3ステータコアに形成した第3ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ステータコアに形成した第2ステータ側爪状磁極の先端面と第4ステータコアに形成した第4ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ステータコアに形成した第1及び第3ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期と、第2及び第4ステータコアに形成した第2及び第4ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期とが180度位相がずれるように、第1〜第4ステータコアにそれぞれ介在された各環状巻線に流れる交流電流の向きを異ならしたことを特徴とするモータ。 - ロータとステータとを有したモータであって、
前記ロータは、
それぞれ同数のロータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ロータコアを軸方向に順番に界磁磁石を介在させて積層し、
第1ロータコアに形成した第1ロータ側爪状磁極の先端面と第3ロータコアに形成した第3ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ロータコアに形成した第2ロータ側爪状磁極の先端面と第4ロータコアに形成した第4ロータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ロータコアに形成した第1及び第3ロータ側爪状磁極を第1の磁極として機能させ、第2及び第4ロータコアに形成した第2及び第4ロータ側爪状磁極を第2の磁極として機能させるように、第1〜第4ロータコアにそれぞれ介在された各界磁磁石をそれぞれ軸方向に着磁しており、
前記ステータは、
それぞれ同数のステータ側爪状磁極を等角度の間隔で延出形成した4個の第1〜第4ステータコアを軸方向に順番に環状巻線を介在させて積層し、
第1ステータコアに形成した第1ステータ側爪状磁極の先端面と第3ステータコアに形成した第3ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させるとともに、第2ステータコアに形成した第2ステータ側爪状磁極の先端面と第4ステータコアに形成した第4ステータ側爪状磁極の先端面とを軸線方向で当接又は近接対向させ、
第1及び第3ステータコアに形成した第1及び第3ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期と、第2及び第4ステータコアに形成した第2及び第4ステータ側爪状磁極からの磁束の変動周期とが180度位相がずれるように、第1〜第4ステータコアにそれぞれ介在された各環状巻線に流れる交流電流の向きを異ならしており、
前記ロータを3個軸方向に積層して、U相ロータ、V相ロータ、及び、W相ロータを形成し、
前記ステータを3個軸方向に積層して、U相ステータ、V相ステータ、及び、W相ステータを形成したことを特徴とするモータ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013222344A JP6190694B2 (ja) | 2013-07-30 | 2013-10-25 | ロータ、ステータ、及び、モータ |
US14/160,391 US9887608B2 (en) | 2013-01-24 | 2014-01-21 | Rotor, stator and motor |
CN201810367929.6A CN108521182A (zh) | 2013-01-24 | 2014-01-22 | 转子、定子以及电动机 |
CN201410028324.6A CN103973006B (zh) | 2013-01-24 | 2014-01-22 | 转子、定子以及电动机 |
US15/857,373 US10862380B2 (en) | 2013-01-24 | 2017-12-28 | Rotor, stator and motor |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013157993 | 2013-07-30 | ||
JP2013157993 | 2013-07-30 | ||
JP2013222344A JP6190694B2 (ja) | 2013-07-30 | 2013-10-25 | ロータ、ステータ、及び、モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015047054A JP2015047054A (ja) | 2015-03-12 |
JP6190694B2 true JP6190694B2 (ja) | 2017-08-30 |
Family
ID=52672115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013222344A Expired - Fee Related JP6190694B2 (ja) | 2013-01-24 | 2013-10-25 | ロータ、ステータ、及び、モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6190694B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017187574A1 (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | 回転電動機 |
JP2022166339A (ja) * | 2019-09-30 | 2022-11-02 | ダイキン工業株式会社 | 回転電機 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007043161A1 (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Hitachi, Ltd. | 回転電機および車載回転電機システム |
JP5996270B2 (ja) * | 2011-11-10 | 2016-09-21 | アスモ株式会社 | ロータの製造方法及びモータの製造方法 |
-
2013
- 2013-10-25 JP JP2013222344A patent/JP6190694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015047054A (ja) | 2015-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5491484B2 (ja) | スイッチドリラクタンスモータ | |
US8896178B2 (en) | Synchronous electric motor drive system having slit windings | |
JP6007020B2 (ja) | モータ | |
US10340780B2 (en) | Transverse flux machine | |
WO2015104893A1 (ja) | アキシャルギャップ型モータ | |
JP6589624B2 (ja) | モータ | |
TW201112583A (en) | Permanent magnet type synchronous motor | |
JP2011223742A (ja) | 永久磁石式回転電機 | |
JP2015115985A (ja) | 回転電機 | |
CN108134494A (zh) | 旋转电机 | |
JP6048191B2 (ja) | マルチギャップ型回転電機 | |
US10236732B2 (en) | Inductor type rotary motor | |
WO2015005375A1 (ja) | 大出力高効率単相多極発電機 | |
JP2016538817A (ja) | 横磁束形電気機械 | |
US20140084716A1 (en) | Rotating electrical machine with so-called double homopolar structure | |
US10020717B2 (en) | Dual stator, flux switching permanent magnet machine | |
JPWO2015045517A1 (ja) | 磁気誘導子型電動機 | |
JP2005328679A (ja) | 永久磁石式リラクタンス型回転電機 | |
JP2005151785A (ja) | リング状の電機子コイルを有する同期発電機 | |
JP6190694B2 (ja) | ロータ、ステータ、及び、モータ | |
JP2015154555A (ja) | モータ | |
JP2014192951A (ja) | 回転電気機械、電動機ユニットおよび発電機ユニット | |
JPWO2017171037A1 (ja) | ロータ及びロータの設計方法 | |
JP2013021774A (ja) | モータ | |
WO2018008475A1 (ja) | モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6190694 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |