JPH04134179U - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクの発生分布を平坦にし、トルクの実行
値を高めること。 【構成】 １種１コイルで３相９極の電機子と、この電
機子との相対回転自在に設けられた交互極性の６極又は
１２極の界磁手段とを備え、前記電機子及び界磁手段の
それぞれにおいて各極が実質上均等に円形配列されたモ
ータである。前記電機子は積層したコアプレートがカシ
メられて一体的に形成されてなり、これらコアプレート
には、前記９極のうち６極の磁極部にそれぞれ一箇所ず
つカシメられたカシメ部を有している。これらのカシメ
部は、前記電機子の特定の磁極部を通る軸線を中心とし
て左右対称に位置する磁極部に設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、１種１コイルで３相９極の電機子と、交互極性の６極又は１２極の 界磁手段とを備えたモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、１極１コイルで３相９極の電機子と、その電機子との相対回転自在に設 けられた交互極性の６極の界磁手段とを備え、前記電機子及び界磁手段のそれぞ れにおいて各極が実質上均等に円形配列されたモータとして、平面概要図である 図４及びそのモータの展開概念図である図５に示されるようなものがある。

【０００３】 図４及び図５において、この従来のモータにおける、ステータコア１００とそ れに捲回された巻線２０とを含むステータ１０（電機子）並びにロータマグネッ ト３０は、何れも実質上回転対称状に構成されている。そして、ステータコア１ ００の１２０度間隔に位置する一組のステータ歯（磁極）、例えば、番号１０１ 、１０４、１０７で示すステータ歯に、同相の一組のコイル、２０１、２０４、 ２０７が同極性に捲回されている。図５は、各相における各コイルの配置及び捲 回極性を示しており、ＣＷはステータ歯の外側から見て時計回りを示す。また図 ５のＭＧにおけるＮ及びＳは、それぞれロータマグネット３０の内周側の極性を 示す。

【０００４】 ステータコア１００は、通常０．５ｍｍ程度の厚みを有するコアプレート（例 えば電磁鋼板から形成することができる）を、所定枚数分を積層し、これをリベ ットやパックカシメ等により一体に形成されている。４０、４１及び４２は、ス テータコア１００のカシメ部であり、カシメによるコア形状の歪みを避ける為に 、ステータ歯１０９、１０３及び１０６を１２０度間隔を置いて設けてある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 近年、装置の小型・軽量化の要請に応えるため、モータもそれに応じた小型化 を図っている。特にモータの外径寸法の小径化は著しく、２０乃至３０ｍｍ程度 のコア径を有し、数ｍｍのコア積厚から形成されるステータは珍しくない。とこ ろが、従来のモータでは、こうした小型化に伴ってステータコアの形状に対し、 これを一体形成するカシメ部の寸法が相対的に大きくなっている状況である。

【０００６】 この従来のモータでは、カシメ部４０、４１及び４２を有するステータ歯、即 ち１０９、１０３及び１０６が、カシメ部を有しないその他のステータ歯に対し て、巻線２０で励磁される磁束のインダクタンスが小さく、またロータマグネッ ト３０に対する磁気抵抗が大きくなる。しかも、図４で明らかなように、カシメ 部を有するステータ歯は第３の相だけに集中しており、他の第１及び第２の相に は、カシメ部を有していない。従って、発生するトルクの最大値にムラが生じ、 トルクリップルが大きくなり、その結果実効トルクが低下し、且つ回転ムラ等の 悪影響から免れえなかった。

【０００７】 本考案は、従来技術に存した上記のような問題点に鑑み行われたものであって 、その課題とするところは、トルクの発生分布が平坦になり、トルクリップルを 低い水準に抑えながらトルクの実効値を高めることができるモータを提供するこ とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のモータは、１種１コイルで３相９極の電 機子と、この電機子との相対回転自在に設けられた交互極性の６極又は１２極の 界磁手段とを備え、前記電機子及び界磁手段のそれぞれにおいて各極が実質上均 等に円形配列されたモータであって、前記電機子は積層したコアプレートがカシ メられて一体的に形成されてなり、これらコアプレートには、前記９極のうち６ 極の磁極部にそれぞれ一箇所づつカシメられたカシメ部を有しており、これらの カシメ部は、前記電機子の特定の磁極部を通る軸線を中心として左右対称に位置 する磁極部に設けられてなるものとしている。

【０００９】

【作用】

電機子及び界磁手段のそれぞれにおいて各極が実質上均等に円形配列されてい るので、電機子の磁極各極は実質上中心角４０度毎に、界磁手段の各極は実質上 中心角６０度又は３０度毎に、それぞれ位置する。この界磁手段の各極は交互極 性に配列され、電機子は、１極１コイルで構成されると共に、同相のコイルが１ ２０度毎に配列された３つのコイルを一組として捲回されている。

【００１０】 一方、コアのカシメ部は、電機子の特定の磁極部を通る軸線を中心として左右 対称に位置する磁極部にそれぞれ３個が設けられている。このため各相のコイル は、各々同相の３個のコイルの内、２個がカシメ部を有することになり、各相の インダクタンス及びロータマグネットに対する磁気抵抗が実質上均等になる。従 って、発生するトルクは、最大値が均等になり、トルクリップルが低減すると共 に、回転ムラも減少する。

【００１１】

【実施例】

本考案に従うモータの実施例を、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は モータの平面概要図である。既に図４で用いた同じ部位には、同様の番号が付し てある。また、本実施例のモータの展開概念図は既に用いた図５と同様であるの でそのまま用いる。１００はステータコアである。ステータコア１００は、スロ ット数及びステータ歯の数が９であり、実質上９回回転対称性を有する。そして ステータ歯は、１０１乃至１０９の９極を有しており、実質上中心角４０度毎に 配置されている。本実施例に示すステータコア１００では、外径１８ｍｍ、厚み ０．５ｍｍのコアプレート（電磁鋼板から形成されている）が１８枚積層されて なり、パックカシメにより一体に形成されている。

【００１２】 図１における５１乃至５３並びに６１乃至６３は、このパックカシメによるカ シメ部であり、各々のステータ歯に該当する磁極部の略中央部の部位に、コアプ レートの積層方向へプレス装置などでカシメられている。これらカシメ部は、全 部で６か所設けられている。ステータコア１００を半径方向の線対称に２分割す る軸線Ｘ−Ｘ’（特定のステータ歯１０６を通る軸線）に対し、左右対称に位置 するステータ歯にそれぞれ３か所のカシメ部が設けてある。即ち、図１における 軸線Ｘ−Ｘ’に向かって左側のカシメ部６１、６２及び６３が、ステータ歯１０ ５、１０４及び１０３に設けられており、一方、図の向かって右側の線対称に対 応したカシメ部である５１、５２及び５３が、ステータ歯１０７、１０８及び１ ０９に設けられている。

【００１３】 ステータコア１００には、３相駆動される巻線２０が施されている。図１及び 図５に示すように、実質上１２０度間隔に位置する一組のステータ歯に、同相の コイルが同極性（ＣＷ：ステータ歯の外側から見て時計回り）に捲回されている 。即ち、巻線２０の第１相であるコイル２０１は、ステータ歯１０１に捲回され 、次にステータ歯１０４に、更にステータ歯１０７にそれぞれ捲回され、これら が直列に接続されている。第２相であるコイル２０２も同様に、ステータ歯１０ ２、１０５、１０８にそれぞれ捲回され、これらが直列に接続される。そして、 第３相のコイル２０３もステータ歯１０９、１０３、１０６に捲回されて、直列 に接続されている。そして以上のステータコア１００及び巻線２０が電機子の一 例としてのステータ１０（電機子）を構成している。

【００１４】 ３０は界磁手段の一例としての円筒形状のロータマグネットである。ロータマ グネット３０は、その内周面がステータ１０の外周面に径方向に対向するように 、ステータ１０に対し回転自在に、且つ同軸状に設けられている。ロータマグネ ット３０の内周側は交互極性の６極を構成しており、各極は中心角６０度毎に実 質上均等に円形配列されている。図１及び図５のＭＧにおけるＮ極及びＳ極は、 それぞれロータマグネット３０の内周側の極性を示す。なお、図５は、ステータ １０とロータマグネット３０とが図１に示される位置関係にある場合に対応して いる。

【００１５】 次に図１を参照して、ステータ１０におけるカシメ部５１乃至５３並びに６１ 乃至６３の配列状況をみる。第１相のコイル２０１に関連して、ステータ歯１０ １にのみカシメ部を有しておらず、他の２個のステータ歯１０４、１０７にはカ シメ部を有している。第２相のコイル２０２に関連して、ステータ歯１０２のみ にカシメ部を有しておらず、他の２個のステータ歯１０５、１０８にはカシメ部 を有している。また、第３相のコイルに関連して、ステータ歯１０６のみにカシ メ部を有しておらず、他の２個のステータ歯１０３、１０９にカシメ部を有して いる。従って、巻線２０の各相は、実質上均等なインダクタンスを有し、またロ ータマグネット３０に対する磁気抵抗も実質上同等となるため、トルクリップル が低減できると共に、回転ムラも減少することができる。

【００１６】 本実施例のモータでは、０．１８ｍｍ径の絶縁銅線を用い、１スロット当たり ５２ターンの巻線を施したモータのトルク波形は、図２に示されるものとなった 。この場合、最大及び最小トルクは、それぞれ２２２．５ｇ−ｃｍ及び１６２． ５ｇ−ｃｍであった。一方、０．１８ｍｍ径の絶縁銅線を用い、１スロット当た り５２ターンの巻線を施した従来のモータ（図４に示すもの）のトルク波形は、 図６に示されるものとなった。この場合の最大及び最小トルクは、それぞれ２３ ０ｇ−ｃｍ及び１５３ｇ−ｃｍであった。このように、本実施例のモータは、従 来のモータの場合に比べ、カシメ部の数量の差による最大トルクの減少を僅かな がらきたしているが、最小トルクの上昇による実質トルクの向上を得ている。ま た、図２と図６とで明らかなごとく、回転ムラについても減少しているのがわか る。その他、カシメ部が従来モータに比べ、カシメ部がステータコアの周囲に分 散して設けられているため、ステータコアの形状の歪みは、実質状影響を受けな い。

【００１７】 次に図３は、本考案に従うモータの別の実施例を示す平面概要図であり、特に ステータ１０に設けたカシメ部の配置を示したものである。従って、巻線等は省 略して示してある。図３（ａ）は、ステータコア１００に対して軸線Ｘ−Ｘ’の 線対称状に、カシメ部７１、７２及び７３と、これらに対応したカシメ部７４、 ７５及び７６とを設けている。次に図３（ｂ）でも同様に、カシメ部８１、８２ 及び８３と、これらに対応したカシメ部８４、８５及び８６がステータコア１０ ０上に設けてある。また図３（ｃ）では、ロータマグネット３０が１２極の交互 極性を示すものである。これらは、全て既に説明したのと同様の作用効果を有す るため説明は省略する。

【００１８】 なお、本考案のモータにおいてトルクの実効値を高めるには、例えば巻線２０ の巻線数を増してトルク定数を向上させればよい。その場合においても、トルク リップルは低い水準に抑えることができる。また、カシメ部のカシメ方法は、パ ックカシメの例を説明したが、それ自体周知のその他のカシメ手段でも構わない ことは言うまでもない。

【００１９】

【効果】

本考案のモータでは、ステータコアのカシメ部を、特定の磁極部を通る軸線を 中心として、左右対称に設けられているため、トルクリップルが少なく、従って トルクの実効値を高めることができ、更に回転ムラの少ないモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るモータの平面概要図で
ある。

【図２】本考案の一実施例に係るモータのトルク波形図
である。

【図３】図３（ａ）は本考案の第二の実施例に係るモー
タの平面概要図である。図３（ｂ）は本考案の第三の実
施例に係るモータの平面概要図である。図３（ｃ）は本
考案の第四の実施例に係るモータの平面概要図である。

【図４】従来のモータの平面概要図である。

【図５】従来のモータの展開概念図である。

【図６】従来のモータのトルク波形図である。

【符号の説明】

１０ ステータ（電機子） ２０ 巻線 ３０ ロータマグネット ５１〜５３ カシメ部 ６１〜６３ カシメ部 １００ ステータコア １０１〜１０９ ステータ歯 ２０１〜２０３ コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １種１コイルで３相９極の電機子と、こ
   の電機子との相対回転自在に設けられた交互極性の６極
   又は１２極の界磁手段とを備え、前記電機子及び界磁手
   段のそれぞれにおいて各極が実質上均等に円形配列され
   たモータであって、前記電機子は積層したコアプレート
   がカシメられて一体的に形成されてなり、これらコアプ
   レートには、前記９極のうち６極の磁極部にそれぞれ一
   箇所づつカシメられたカシメ部を有しており、これらの
   カシメ部は、前記電機子の特定の磁極部を通る軸線を中
   心として左右対称に位置する磁極部に設けられた、こと
   を特徴とするモータ。