JPH0724937Y2

JPH0724937Y2 - 偏平ロ−タ型ブラシレスモ−タ

Info

Publication number: JPH0724937Y2
Application number: JP1986192246U
Authority: JP
Inventors: 康己川端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2001-12-12
Also published as: JPS6397375U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、偏平ロータ型ブラシレスモータに関し、特
に、モータを大きくしないで、発生するトルクを大きく
するものに関する。

〔従来の技術〕

複数個の永久磁石を環状に固定して偏平なロータを構成
し、これらの永久磁石に対応させて鉄心付きの電機子コ
イルを複数個配設してステータを構成した偏平ロータ型
ブラシレスモータが知られている（特開昭59−198863
号、実開昭59−195972号、実開昭60−7682号および実開
昭60−25381号他）。

かかる従来の偏平ロータ型ブラシレスモータは、トルク
発生に寄与する鉄心の大きさ、つまり、永久磁石と対向
する鉄心の面積が電機子コイルがあるために制限され、
モータの大きさに対するトルクの大きさが制約されてい
る。

そこで、本出願人は先に第14図に示すように、鉄心31を
ロータ10の永久磁石12から離れた位置まで延長し、その
延長部に電機子コイル32を巻回して鉄心の面積を大きく
することにより、発生するトルクを大きくするよう改良
した偏平ロータ型ブラシレスモータを提案した（実願昭
60−153481号）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上述のように改良された偏平ロータ型ブラシレ
スモータにおいては、各鉄心31をロータ10の外周側に沿
って放射状に配設して、その外周側部分に電機子コイル
32を巻回していることから、各鉄心31間のロータ10に対
向するとなりあう側部に間隙が生じ、このため、各鉄心
31の側部に発生する磁束は洩れ磁束となってロータに作
用させることができないものであった。

したがって、本考案の目的は、各鉄心間のとなりあう側
部に発生していた漏れ磁束を有効に利用することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本考案は、各鉄心間のロータに対向するとなりあ
う側部の間隙を磁路となる鉄心により閉塞するようにし
たことを特徴とする。

具体的には、本考案の偏平ロータ型ブラシレス偏平なロ
ータ（10）と、ステータ（30）とを有する偏平ロータ型
ブラシレスモータであって、偏平なロータ（10）は、円
環状の回転板（11）の両側面に円環状に取付けられる複
数個の永久磁石（12）を備え、これらの永久磁石（12）
の磁極方向が軸線方向と平行で、かつ隣合う磁極同士が
互いに反対になるよう配設され、ステータ（30）は、複
数個の鉄心（31）と各鉄心（31）にそれぞれ巻回された
電機子コイル（32）とを備え、各鉄心（31）は、断面略
コの字形状に形成されてロータ（10）の両側面から外周
側にかけて覆い、ロータ（10）を挟んで対向する部分の
側部に張出部（31a）を形成してこの張出部（31a）によ
って隣接する鉄心（31）同士の間隙を略閉塞したもので
ある。

〔作用〕

その結果、電機子コイルで発生された磁束は、磁路であ
る環状の鉄心に通ってロータの両側方に導かれ、永久磁
石の発生している磁束と影響し合ってロータに回転トル
クを発生する。このとき、各鉄心間のロータに対向する
となりあう側部の間隙が張出部により閉塞されて磁路と
なるため、ロータの永久磁石に作用する面積が増大し、
従来洩れ磁束となっていたものを作用磁束として利用す
ることができ、モータのトルクを大きくすることができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面によって説明する。

第１図〜第13図は、本考案の一実施例を示し、第２図は
部分断面側面図であり、ここで、10はロータ、30はステ
ータである。

ロータ10は、第３図および第４図に示すように、円環状
のリング11の両側方に円環状にそれぞれ複数個の永久磁
石12が並べられて成り、各永久磁石12は、円環状の回転
板11（以下、リング11という。）の両側方に永久磁石12
とほぼ同じ大きさに形成された溝11a内に嵌め込まれ、
さらに、接着剤によって固着されている。このように、
各永久磁石12はリング11に対して強固に固定されている
ため、永久磁石12がリング11の溝11aから容易に外れる
ことはなく、各永久磁石12をリング11に固定した状態で
永久磁石12の面の平坦度を増すための加工を行うことが
できるとともに、各永久磁石12に強いトルクが働いて
も、それに耐えることができる。そして、リング11の両
側方に配置された永久磁石12同士は磁極の極性を互いに
一致させてある。そのため、両側方にある二つの永久磁
石12は、恰も一つの強力な永久磁石のように機能する。
さらに、円周方向に隣接する永久磁石12同士は、互いに
極性が逆となるように並べられている。

一方、リング11の内周面13には、スプライン形成されて
おり、出力取出用の回転軸14の外周面上に形成されたス
プラインと嵌合するようになっている。

回転軸14は円筒状体から成り、回転軸14の内周面に別の
回転軸（図示せず）を嵌合させることによって、モータ
の回転出力を外部に取り出せるようになっている。ま
た、回転出力の別の取り出し方として、回転軸14の前方
端（第２図にて左側端）に形成されているねじ孔20を利
用してここに別の回転軸（図示せず）を固定して行うこ
ともできる。

回転軸14の外周面上には、回転軸14の後方端からベアリ
ング21、カラー15を順次嵌め込み、次にロータ10を嵌め
込み、さらに、カラー16、ベアリング22、カラー17を嵌
め込み、最後にナット18によって締めつけることによっ
て、各ベアリング21、22をおよびロータ10を回転軸14上
に固定することができる。なお、ベアリング21は、スラ
スト方向とラジアル方向の両方の力を受け止めることが
できるものであり、回転軸14に連結される別の回転軸に
は何等軸受を必要とせず、被駆動体をダイレクト駆動す
ることができる。

ロータ10の両側方から外周側にかけては、永久磁石12を
挟んで断面略コの字形状に形成された鉄心31があり、こ
の鉄心31は、第１図に良く示されているように、ロータ
10の外周上に複数個配設されている。各鉄心31は、第５
図〜第７図に示すように、外周側部分に電機子コイル32
が巻回されるとともに、電機子コイル32の巻回部分から
離れた内周側部分で、かつ各鉄心31間のとなりあう側部
の両側にくさび状の張出部31aが形成されて、この張出
部31aにより第１図に示すように、各鉄心31間のロータ1
0の永久磁石12に対向するとなりあう円周方向側部の間
隙をほぼ閉塞するようになっている。このように形成さ
れた各鉄心31は、ステータ30の主要部を成すものであ
り、フロントホルダ34、リヤホルダ35によって両側から
挟持されている。フロントホルダ34およびリヤホルダ35
の鉄心31との当接側には、第８図および第９図ならびに
第10図および第11図に良く示されているように、突起34
a、35aがそれぞれ形成されており、各突起34aの間およ
び各突起35aの間に各鉄心31が嵌め込まれて位置決めさ
れる。また、フロントホルダ34およびリヤホルダ35の各
突起34a、35aの内周側には、それぞれ爪34b、35bが形成
されていて、それらの爪34b、35bによって、各鉄心31が
ロータ10の永久磁石12との間に所定のギャップを保つこ
とができるように各鉄心31の両端部を掛止している。

従って、フロントホルダ34、鉄心31、リヤホルダ35は、
ロータ10を中に入れて互いに組み立てた状態で、回転軸
14上に組み付けられる。なお、これらの組立体を回転軸
14上に組み付けるに先立ってオイルシール24がカラー15
上に組み付けられる。以上の組み付け完了後、フロント
ホルダ34には、その前方からベアリングホルダ37がボル
ト37bによって組み付けられ、フロントホルダ34からリ
ヤホルダ35の外周側およびリヤホルダ35の後方にかけて
はケース36が被せられ、フロントホルダ34からケース36
にかけて貫通するボルト38とナット39によって組み立て
られる。

ベアリングホルダ37と回転軸14との間には、オイルシー
ル23が挟み込まれ、ベアリングホルダ37には、グリース
注入口37aが設けられている。また、ケース36は、第１
図ならびに第12図および第13図に良く示されているよう
に、その下端部に６個のリード線貫通孔36aが穿設され
ており、ここから電機子コイル32のリード線32aが外部
の制御回路（図示せず）に導かれている。

従って、それらのリード線32aを介して各電機子コイル3
2に制御回路から位相制御された電流を流すことによっ
て、各鉄心31に磁束が発生し、その磁束と各永久磁石12
の磁束とが影響し合って、ロータ10に回転トルクを発生
する。そのため、ロータ10はスプライン嵌合を介して回
転軸14と共に回転する。

このように構成されているため、鉄心31のロータ10の永
久磁石12と対向する部分をほぼ閉磁路とすることがで
き、作用面積を増大し磁気抵抗を小さくして発生するト
ルクを大きくすることができる。また、上述したように
ロータ10の永久磁石12の面の平坦度を増すとともに、ロ
ータ10の組み付けがスプライン嵌合によって容易に行わ
れ、さらには、フロントホルダ34およびリヤホルダ35の
爪34b、35bと各鉄心31の掛止構造によって各鉄心31と永
久磁石12との間のギャップが正確に保たれるため、上記
ギャップを極めて小さく、例えば、0.1ミリ程度にする
ことができ、この点でも、磁気抵抗を抑えることがで
き、トルクを高めることができる。

以上、本考案の特定の実施例について説明したが、本考
案は、この実施例に限定されるものではなく、実用新案
登録請求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含
されるものであり、例えば、ロータおよびステータは、
一つのモータの中に２組以上設けられても良い。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、各鉄心間のロータに対向
するとなりあう側部の間隙を閉塞するようにしたので、
従来洩れ磁束となっていたものをトルクに寄与する作用
磁束として有効に利用することができるため、トルク定
数が大きくなる。したがって、本考案のモータは、従来
のモータと同等のトルクを発生させる必要があるとき、
従来のモータに比し、一層小型化することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第13図は、本考案の一実施例を示し、第１図は
第２図のIA−IA線およびIB−IB線断面図、第２図は部分
断面側面図、第３図はロータの正面図、第４図は第３図
のIV−IV線断面図、第５図は鉄心の概略斜視図、第６図
は第５図のVI方向からみた正面図、第７図は第５図のVI
I方向からみた側面図、第８図はフロントホルダの正面
図、第９図は第８図のIX−IX線断面図、第10図はリヤホ
ルダの正面図、第11図は第10図のXI−XI線断面図、第12
図はケースの正面図、第13図は第12図のXIII−XIII線断
面図、第14図は従来の技術を説明するための部分断面図
である。 10……ロータ 11……回転板（リング） 12……永久磁石 14……回転軸 30……ステータ 31……鉄心 31a……張出部 32……電機子コイル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】偏平なロータ（10）と、ステータ（30）と
を有する偏平ロータ型ブラシレスモータであって、偏平なロータ（10）は、円環状の回転板（11）の両側面
に円環状に取付けられる複数個の永久磁石（12）を備
え、これらの永久磁石（12）の磁極方向が軸線方向と平
行で、かつ隣合う磁極同士が互いに反対になるよう配設
され、ステータ（30）は、複数個の鉄心（31）と各鉄心（31）
にそれぞれ巻回された電機子コイル（32）とを備え、各鉄心（31）は、断面略コの字形状に形成されてロータ
（10）の両側面から外周側にかけて覆い、ロータ（10）
を挟んで対向する部分の側部に張出部（31a）を形成し
てこの張出部（31a）によって隣接する鉄心（31）同士
の間隙を略閉塞した偏平ロータ型ブラシレスモータ。