JPH0666281U - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転むらを小さく抑える。 【構成】ロータ３は、回転軸１の周囲に同大の永久磁石
２、２を偶数個、円周方向に亙って等間隔に配置してい
る。ステータ５は、偶数個のスロット４、４を、円周方
向に亙って等間隔に配置している。交互に配置され、隣
り合うスロット４、４同士を仕切る第一、第二両ティー
ス９、１０の内、第二ティース１０、１０の内端部にの
み、そ円周方向に亙って鍔部７ａ、７ａを設ける。そし
て、各鍔部７ａ、７ａの中央部に凹溝１１、１１を形成
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係るブラシレスモータは、例えば電動式パワーステアリング装置の 駆動源として利用する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の操舵力を軽減させる為にパワーステアリング装置が広く使用されてい るが、軽自動車等の小型自動車用パワーステアリング装置の駆動源として、ブラ シレスモータが使用されている。一般的にブラシレスモータは、図４に示す様に 、回転軸１の周囲に同大の永久磁石２、２を偶数個、円周方向に亙って等間隔に 、且つ外周面部分の極を交互に異ならせて配置したロータ３と、偶数個のスロッ ト４、４を円周方向に亙って等間隔に配置したステータ５とを備えている。前記 スロット４、４には、複数の電機子巻線（図示せず）が設けられる。

【０００３】 又、隣り合うスロット４、４同士を仕切るティース６、６の内端部には、それ ぞれ円周方向に亙って断面円弧状の鍔部７、７を設けている。この鍔部７、７は 、前記ステータ５と前記永久磁石２、２との間に存在する磁束の密度を、円周方 向に亙って極力均一にする役目と、電機子巻線を保持する役目とを有する。但し 、隣り合う鍔部７、７の端縁同士の間には、それぞれスリット状開口８、８を形 成して、電機子巻線の挿入を自在としている。

【０００４】 前記回転軸１を回転させる場合には、トランジスタやＳＣＲの働きにより前記 複数の電機子巻線に適宜方向の直流電流が送られ、前記ステータ５が着磁される 。この結果、このステータ５と前記永久磁石２、２との間に吸引力並びに反発力 が作用して、この永久磁石２、２を含むロータ３が回転する。

【０００５】 一般的なブラシレスモータを構成する前記永久磁石２、２は、Ｎ極とＳ極とを 組み合わせる必要上、偶数個必要となる。又、前記スロット４、４も偶数個とな る。これは、スロット４、４の数を、電機子巻線の励磁相数（一般的には３相） と永久磁石６、６の数（図示の場合６個）の積（図示の場合１８）とすれば、電 機子巻線が簡単となり、しかもバランス良く高トルクを得られる為である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案のブラシレスモータは、回転に伴なう回転むら（cogging ）を小さく抑 える事を目的に考案されたものである。上述した従来構造の場合、永久磁石２、 ２とスロット４、４との何れもが偶数個で、しかも各ティース６、６の内端部に 同大の鍔部７、７が形成されている。この為、ロータ３外周面の任意の点イが或 るスリット状開口８に対向した場合、回転軸１を中心にこの点イから１８０度回 転対称位置にある点ロも、やはりスリット状開口８に対向する。

【０００７】 各スリット状開口８、８に対向する部分は、前記鍔部７、７に対向する部分に 比べて磁束密度が低い為、この磁束密度の差に基づいて、図５に示す様な回転む らが発生する。特に、ロータ３外周面の１８０度回転対称位置の点が同時に前記 スリット状開口８、８に対向すると、この回転むらａが大きくなってしまう。パ ワーステアリング装置の駆動源として使用されるブラシレスモータの回転むらが 大きいと、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与える為、好まし くない。

【０００８】 本考案のブラシレスモータは、上述の様な事情に鑑みて考案されたものである 。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案のブラシレスモータは、回転軸の周囲に同大の永久磁石を偶数個、円周 方向に亙って等間隔に、且つ外周面部分の極を交互に異ならせて配置したロータ と、偶数個のスロットを円周方向に亙って等間隔に配置したステータとを備える 。

【００１０】 特に、本考案のブラシレスモータに於いては、前記ステータを構成し、隣り合 うスロット同士を仕切る偶数個のティースは、それぞれの内端部に鍔部を有しな い奇数個の第一ティースと、それぞれの内端部に円周方向に亙る鍔部を有する奇 数個の第二ティースとが交互に配置されている。そして、前記各鍔部の円周方向 中間部には、前記ステータの直径方向外方に向けて凹むと共にステータの軸方向 に連続する凹溝が形成されている。この結果、凹溝部分で前記ステータとロータ との距離が大きくなっている。

【００１１】

【作用】

上述の様に構成される本考案のブラシレスモータの場合、第一ティースの内端 部に対して１８０度回転対称な位置に、凹溝が存在する。ロータ外周面とステー タとの距離は、前記第一ティースの内端部分で近く、凹溝部分で遠くなる。そし て、ロータ外周面とステータ内周面との間に存在する磁束の密度は、前記第一テ ィースの内端部分で最も高くなるのに対して、前記凹溝部分で最も低くなる。

【００１２】 この様に、磁束密度が最も高くなる部分と最も低くなる部分とが、前記ロータ の回転に伴なって同時に現われる結果、ロータの全外周面とステータの全内周面 との間に存在する磁束の密度が、全体として大きく変動する事がなくなる。この 結果、前記ロータを回転させようとするトルクの変動も小さくなり、ブラシレス モータの回転むらが小さくなる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の第一実施例を示している。前述した従来構造と同等部分には同 一符号を付して重複する説明を省略し、以下、本考案の特徴部分に就いて説明す る。ステータ５の内周面には９個ずつ、合計１８個の第一、第二ティース９、１ ０を、円周方向に亙って等間隔に、且つ第一ティース９、９と第二ティース１０ 、１０とを交互に設けている。そして、各ティース９、１０により、隣り合うス ロット４、４同士を仕切っている。

【００１４】 これら第一、第二両ティース９、１０の内、第一ティース９、９はその内端部 には鍔部を形成せず、単なる平板状としている。一方、これら第一ティース９、 ９に挟まれた第二ティース１０、１０の内端部には、それぞれ円周方向に亙って 断面円弧状の鍔部７ａ、７ａを設けている。そして、各鍔部７ａ、７ａの円周方 向両端縁と、前記各第一ティース９、９の先端縁との間に、それぞれスリット状 開口８、８を形成している。

【００１５】 更に前記各鍔部７ａ、７ａの円周方向中間部には、それぞれ凹溝１１、１１を 形成している。各凹溝１１、１１は、それぞれ前記ステータ５の直径方向外方に 向けて凹むと共に、前記ステータ５の軸方向（図１の表裏方向）に連続している 。従って、前記ロータ３を構成する各永久磁石２、２の外周面と前記ステータ５ との距離が、前記各凹溝１１、１１部分で大きく、前記第一ティース９、９部分 で小さくなっている

【００１６】 上述の様に構成される本考案のブラシレスモータの場合、前記各第一ティース ９、９の内端部に対して１８０度回転対称な位置に、前記各凹溝１１、１１が存 在する。前記各永久磁石２、２の外周面と、前記ステータ５の内周面との間に存 在する磁束の密度は、前記距離が小さい前記各第一ティース９、９の内端部分で 最も高く、前記距離が大きい前記各凹溝１１、１１部分で最も低くなる。

【００１７】 前記ロータ３に加わる回転トルクは、このロータ３を構成する永久磁石２、２ の全外周面と、前記ステータ５の全内周面との間に存在する全磁束密度に比例す る。本考案のブラシレスモータの場合、上述の様に、磁束密度が最も高くなる部 分と最も低くなる部分とが、前記ロータ３の回転に伴なって同時に現われる結果 、前記永久磁石２、２の全外周面と、前記ステータ５の全内周面との間に存在す る磁束の密度が、全体として大きく変動する事がなくなる。この結果、前記ロー タ３を回転させようとするトルクの変動も小さくなり、ブラシレスモータの回転 むらが小さくなる。

【００１８】 例えば、本考案者が、ステータ５内周面のティースの形状を変えた以外、他の 部分の形状、大きさ等は総て同じ条件として、図４に示す様な従来型のブラシレ スモータと、図１に示す様な本考案のブラシレスモータとを造り、それぞれのブ ラシレスモータの回転むらを測定する実験を行なった。この実験の結果、図４に 示した従来型のブラシレスモータの回転むらが、図５に示す様にａであったのに 対して、図１に示した本考案のブラシレスモータの回転むらは、図２に示す様に 凡そａ／３となり、回転むらの大きさを凡そ１／３に低減出来る事を確認出来た 。

【００１９】 次に、図３は本考案の第二実施例を示している。本実施例の場合、第二ティー ス１０、１０の内端部の鍔部７ａ、７ａ中央部に、大きな深さ寸法を有し、前記 第二ティース１０、１０の本体部分に迄達する凹溝１１ａ、１１ａを形成してい る。その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と同様である。

【００２０】 尚、前記ロータ３は、独立して設けた同形同大の永久磁石２、２を組み合わせ る他、円筒状に形成された単一の永久磁石の外周面にＳ極とＮ極とを、交互に配 置する場合もある。この場合も、各極の円周方向に亙る寸法は同じとする。この 様な構造も偶数個の永久磁石を配置した事と実質的に同じである。従って、実用 新案登録請求の範囲には、この様な構造も当然に含まれる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案のブラシレスモータは、以上に述べた通り構成され作用する為、回転む らを小さくして、例えばパワーステアリング装置の駆動源として使用した場合に 、運転者に違和感を与える事を防止出来る。

【００２２】 尚、回転むら対策としては、電機子鉄心（ステータ）を回転方向に捩って積層 したスキュー構造とするのが一般的であるが、この構造は、出力特性が低下する 欠点があった。本考案は、出力特性を全く低下させずに、回転むらを従来の１／ ３程度に迄低減出来る。従って、例えば本考案に更に、小量のスキューを組み合 わせる事により、出力特性を殆ど低下させずに回転むらを全く問題のないレベル に迄小さく出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す断面図。

【図２】本考案のブラシレスモータの回転むらを示す線
図。

【図３】本考案の第二実施例を示す要部断面図。

【図４】従来構造を示す断面図。

【図５】従来のブラシレスモータの回転むらを示す線
図。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 永久磁石 ３ ロータ ４ スロット ５ ステータ ６ ティース ７、７ａ 鍔部 ８ スリット状開口 ９ 第一ティース １０ 第二ティース １１、１１ａ 凹溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の周囲に同大の永久磁石を偶数
   個、円周方向に亙って等間隔に、且つ外周面部分の極を
   交互に異ならせて配置したロータと、偶数個のスロット
   を円周方向に亙って等間隔に配置したステータとを備え
   たブラシレスモータに於いて、前記ステータを構成し、
   隣り合うスロット同士を仕切る偶数個のティースは、そ
   れぞれの内端部に鍔部を有しない奇数個の第一ティース
   と、それぞれの内端部に円周方向に亙る鍔部を有する奇
   数個の第二ティースとが交互に配置されており、前記各
   鍔部の円周方向中間部には、前記ステータの直径方向外
   方に向けて凹むと共にステータの軸方向に連続する凹溝
   が形成されており、この凹溝部分で前記ステータとロー
   タとの距離が大きくなっている事を特徴とするブラシレ
   スモータ。