JPH0965593A - Rotor structure of motor - Google Patents

Rotor structure of motor

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Publication number
JPH0965593A
JPH0965593A JP21611995A JP21611995A JPH0965593A JP H0965593 A JPH0965593 A JP H0965593A JP 21611995 A JP21611995 A JP 21611995A JP 21611995 A JP21611995 A JP 21611995A JP H0965593 A JPH0965593 A JP H0965593A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotor
slot
rotor core
motor
stator
Prior art date
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Pending
Application number
JP21611995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Matsui
賢二 松井
Atsuo Yoshiyama
敦雄 吉山
Hirokatsu Hishinuma
広勝 菱沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeco Corp
Original Assignee
Jeco Corp
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Publication date
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Publication of JPH0965593A publication Critical patent/JPH0965593A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the occurrence of cogging torque, which causes torque ripple, by winding an exciting coil around a slot of a rotor core and bonding a thin cylindrical member comprising a soft magnetic material to the outer periphery of a stator core to cover the slot. SOLUTION: A motor 20 has a stator 5 consisting of a plurality of magnets for field forming fixed to the inner peripheral surface of a case 2 at equal intervals in peripheral direction, and a rotor 4 with a winding 7 wound around a slot 6b of a rotor core 6; and a cylindrical member 21 comprising a soft magnetic material is bonded to the outer periphery of a rotor core 6. After making a winding 7 around a slot 6b, the cylindrical member 21 covers the slot 6b by fitting in the outer periphery of a rotor core 6. By doing this, the fluctuation in magnetic flux when the rotor 4 passes a magnetic pole of a stator 5 can be reduced, and thus the occurrence of the cogging torque as the cause of torque ripple can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータのロータ構
造に関し、特に回転子と固定子を有するDCモータにお
いて、トルクリップルの原因となるコギングトルクを減
少させるようにしたモータのロータ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor structure for a motor, and more particularly to a rotor structure for a DC motor having a rotor and a stator for reducing cogging torque that causes torque ripple.

【0002】[0002]

【従来の技術】DCモータにおいて、コギングトルク
(トルク変動および速度の周期的変動)は、回転子の磁
極が固定子の磁極を通過する際に磁束が変動することに
よって発生するもので、このためモータの駆動トルクが
変動(トルクリップル)するという問題となる。そのた
め、トルクリップルの原因となるコギングトルクを減少
させるようにしたモータが従来から種々提案されてい
る。その代表的なものとして、磁界形成用マグネット
の外周半径と内周半径の中心点を偏心させて肉厚を中央
部より両端側を薄くし、回転子コアとのエアギャップを
不等化させたものとか、回転子コアのスロットを軸線
に対して傾斜させた(スキュー化)ものが知られてい
る。
2. Description of the Related Art In a DC motor, cogging torque (torque fluctuation and periodic fluctuation of speed) is caused by fluctuation of magnetic flux when a rotor magnetic pole passes through a stator magnetic pole. There is a problem that the drive torque of the motor fluctuates (torque ripple). Therefore, various types of motors have been conventionally proposed in which the cogging torque that causes torque ripple is reduced. As a typical example, the center points of the outer radius and the inner radius of the magnetic field forming magnet are eccentric to make the wall thickness thinner on both ends than the central part to make the air gap with the rotor core unequal. It is known that the rotor core is slotted (skewed) with respect to the axis.

【0003】図6はマグネットを不等肉厚に形成した従
来のDCモータを示す断面図、図7は図6のVII −VII
線拡大断面図である。このDCモータ1は、開口部が蓋
体3によって覆われた有底円筒状のケース2を備え、そ
の内部には回転子4と固定子5が配設されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional DC motor in which a magnet is formed to have an unequal thickness, and FIG. 7 is a VII-VII of FIG.
It is a line expanded sectional view. The DC motor 1 includes a bottomed cylindrical case 2 whose opening is covered with a lid 3, and a rotor 4 and a stator 5 are arranged inside the case 2.

【0004】回転子4は、一般に回転子コア6に複数個
の突部6aとスロット6bを周方向に交互に形成し、ス
ロット6bに巻線7(1箇所のみ示し、他は省略する)
を巻回したスロット巻線形の回転子によって構成され、
シャフト8に取り付けられている。固定子5は、ケース
2の内周面に回転子4の回転方向に一定の間隔をおいて
固着された複数個のマグネット5aによって構成され、
回転子4との間に所定の磁気ギャップGを形成してい
る。シャフト8は、両端部が軸受9,10によって回転
自在に軸支されており、その一端部が前記蓋体3の外部
に突出して出力端部を形成している。また、シャフト8
にはコンミテータ11が固定されており、このコンミテ
ータ11の外周面には一対のブラシ12が接触してい
る。ブラシ12は、前記蓋体3の内側面にシャフト8と
直交するように取り付けられたブラシホルダー13内に
進退自在に収容され、圧縮コイルばね14によってコン
ミテータ11に圧接されている。このような構造からな
るDCモータ1において、外部コード16に通電して励
磁コイル7を励磁すると、磁界の作用により回転子4が
シャフト8と一体に回転する。
In the rotor 4, generally, a plurality of protrusions 6a and slots 6b are alternately formed in the rotor core 6 in the circumferential direction, and windings 7 are shown in the slots 6b (only one place is shown and the others are omitted).
It is composed of a slot winding type rotor wound
It is attached to the shaft 8. The stator 5 is composed of a plurality of magnets 5a fixed to the inner peripheral surface of the case 2 at regular intervals in the rotation direction of the rotor 4,
A predetermined magnetic gap G is formed between the rotor 4 and the rotor 4. Both ends of the shaft 8 are rotatably supported by bearings 9 and 10, and one end of the shaft 8 projects outside the lid 3 to form an output end. Also, the shaft 8
A commutator 11 is fixed to the commutator 11, and a pair of brushes 12 are in contact with the outer peripheral surface of the commutator 11. The brush 12 is housed in a brush holder 13 mounted on the inner surface of the lid body 3 so as to be orthogonal to the shaft 8 and is movable back and forth, and is pressed against the commutator 11 by a compression coil spring 14. In the DC motor 1 having such a structure, when the external cord 16 is energized to excite the exciting coil 7, the rotor 4 rotates integrally with the shaft 8 by the action of the magnetic field.

【0005】マグネット5aは、外周半径と内周半径の
中心点を偏心させて形成されることにより、肉厚が一定
せず、中央部において最も厚く、両端にいたるにしたが
い減少する。このため、回転子コア6とのエアギャップ
Gは、図7に示すようにマグネット5aの中央において
最小で磁界強度が最も強く、回転方向の端部において最
も弱く、これにより回転子4の磁極が固定子5の磁極を
通過するときの磁束の変動を少なくしコギングトルクの
発生を減少させるようにしている。
Since the magnet 5a is formed with the center points of the outer radius and the inner radius being eccentric, the thickness of the magnet 5a is not constant, is thickest in the central portion, and decreases at both ends. Therefore, as shown in FIG. 7, the air gap G with the rotor core 6 has the smallest magnetic field strength at the center of the magnet 5a and the weakest magnetic field strength at the end portion in the rotation direction. The fluctuation of the magnetic flux when passing through the magnetic poles of the stator 5 is reduced to reduce the generation of cogging torque.

【0006】図8および図9は、エアギャップGを一定
にし、回転子コア6のスロット6bを軸線に対して傾斜
させてスキュー角θを付与した従来のモータを示す断面
図およびIX−IX線拡大断面図である。マグネット5
aの板厚は周方向の全長にわたって等しい。その他の構
成は図6および図7に示したモータと同様であるため、
同一構成部材等については同一の符号を付し、その説明
を省略する。このような構造からなるモータにおいて
は、スキュー角θにより回転子コア6とマグネット5a
との対向面積が徐々に増大するため、上記したと同様に
回転子4の磁極が固定子5の磁極を通過するときの磁束
の変動を少なくしコギングトルクを減少させることがで
きる。
FIG. 8 and FIG. 9 are sectional views and a IX-IX line showing a conventional motor in which the air gap G is made constant and the slots 6b of the rotor core 6 are inclined with respect to the axis to give a skew angle θ. It is an expanded sectional view. Magnet 5
The plate thickness of a is equal over the entire length in the circumferential direction. Other configurations are similar to those of the motor shown in FIGS. 6 and 7,
The same components and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the motor having such a structure, the rotor core 6 and the magnet 5a are controlled by the skew angle θ.
Since the facing area with the magnetic poles gradually increases, it is possible to reduce the fluctuation of the magnetic flux when the magnetic poles of the rotor 4 pass through the magnetic poles of the stator 5 and reduce the cogging torque as described above.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6お
よび図7に示した従来のモータにおいては、出力トルク
が低下するという問題があった。一方、図8および図9
のスロット6bをスキュー化した従来のモータにあって
は、コアを積層する作業および巻線作業が面倒であると
いう問題があった。
However, the conventional motors shown in FIGS. 6 and 7 have a problem that the output torque is reduced. On the other hand, FIGS.
In the conventional motor in which the slot 6b is skewed, there is a problem that the work of laminating the core and the work of winding are troublesome.

【0008】したがって、本発明は上記した従来の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、構造が簡単で安価に製作することができ、
またトルクリップルの原因となるコギングトルクの発生
を減少させることができるようにしたモータのロータ構
造を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the object thereof is to have a simple structure and be manufactured at low cost.
Another object of the present invention is to provide a rotor structure of a motor capable of reducing the generation of cogging torque that causes torque ripple.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るモータのロータ構造は、ケースの内周
面に周方向に所要の間隔をおいて配置された複数個の界
磁形成用マグネットからなる固定子と、回転子コアのス
ロットに励磁コイルが巻回された回転子とを備え、前記
回転子コアの外周に軟磁性材料からなる薄い筒状の部材
を接合し前記スロットを覆ったことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rotor structure for a motor according to the present invention has a plurality of field formations which are circumferentially arranged at required intervals on an inner peripheral surface of a case. A stator composed of a magnet and a rotor having an exciting coil wound around a slot of a rotor core, and a thin tubular member made of a soft magnetic material is joined to the outer periphery of the rotor core to form the slot. Characterized by being covered.

【0010】本発明によれば、軟磁性材料からなる筒状
の部材は、回転子コアの外周を覆い、回転子コアの突部
が固定子の磁極を通過する際の磁束の変動を少なくす
る。
According to the present invention, the tubular member made of the soft magnetic material covers the outer periphery of the rotor core, and reduces the fluctuation of the magnetic flux when the projection of the rotor core passes through the magnetic pole of the stator. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るモ
ータの断面図、図2は図1のII−II線断面図、図3
(a)、(b)はそれぞれ筒状の部材の斜視図である。
これらの図において、従来技術の欄で説明した構成部材
等と同一のものについては同一符号を付し、その詳細な
説明を省略する。これらの図において、モータ20は、
ケース2の内周面に周方向に等間隔をおいて固着された
複数個の界磁形成用マグネット5aからなる固定子5
と、回転子コア6のスロット6bに巻線7が巻回された
回転子4とを備え、前記回転子コア6の外周に軟磁性材
料からなる筒状の部材21を接合している。マグネット
5aは、板厚が均一に形成されている。回転子コア6の
スロット6bは、スキュー角が零となるように回転子4
の軸線と平行に形成されている。筒状の部材21は、
鉄、パーマロイ等によって形成され、スロット6bに巻
線7を巻回した後、回転子コア6の外周に嵌合されるこ
とにより、突部6aの先端面およびスロット6bを覆っ
ている。部材21としては、図3(a)に示す円筒体の
ものに限らず、(b)に示すように薄板を筒状に塑性変
形させたものであってもよい。回転子コア6と部材21
とは、嵌合、かしめ、接着、圧入等の適宜な方法によっ
て接合される。部材21の板厚は、巻線7による起磁力
に対して定格入力時には十分飽和する程度の薄い板厚と
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings. 1 is a sectional view of a motor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG.
(A), (b) is a perspective view of a cylindrical member, respectively.
In these figures, the same components as those described in the section of the prior art are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In these figures, the motor 20 is
A stator 5 including a plurality of field forming magnets 5a fixed to the inner peripheral surface of the case 2 at equal intervals in the circumferential direction.
And a rotor 4 in which a winding 7 is wound around a slot 6b of the rotor core 6, and a cylindrical member 21 made of a soft magnetic material is joined to the outer periphery of the rotor core 6. The magnet 5a has a uniform plate thickness. The slot 6b of the rotor core 6 is arranged so that the skew angle becomes zero.
It is formed parallel to the axis line of. The tubular member 21 is
It is formed of iron, permalloy or the like, and after winding the winding wire 7 around the slot 6b, it is fitted on the outer periphery of the rotor core 6 to cover the tip end surface of the protrusion 6a and the slot 6b. The member 21 is not limited to the cylindrical body shown in FIG. 3A, but may be a thin plate plastically deformed into a cylinder as shown in FIG. 3B. Rotor core 6 and member 21
And are joined by an appropriate method such as fitting, caulking, adhesion, press fitting, or the like. The plate thickness of the member 21 is such that the magnetomotive force of the winding 7 is sufficiently saturated at the rated input.

【0012】このような構造からなるモータ20におい
ては、軟磁性材料からなる筒状の部材21によって回転
子コア6の外周を全周にわたって覆っているので、回転
子4が固定子5の磁極を通過する際の磁束の変動を少な
くすることができ、コギングトルクを減少させることが
できる。
In the motor 20 having such a structure, since the outer circumference of the rotor core 6 is entirely covered by the tubular member 21 made of a soft magnetic material, the rotor 4 covers the magnetic poles of the stator 5. Fluctuations in the magnetic flux when passing can be reduced, and cogging torque can be reduced.

【0013】図4は本発明によるモータと従来のモータ
のコギングトルクを示す図である。Iは、単に磁界形成
用のマグネットを均一な板厚に形成し、回転子コアのス
ロットのスキュー角を零にした従来のモータのコギング
トルク、IIは本発明によるモータのコギングトルクを
示す図である。この図から明らかなように、コギングト
ルクを減少させることができる。
FIG. 4 is a diagram showing the cogging torque of the motor according to the present invention and the conventional motor. I is a diagram showing a cogging torque of a conventional motor in which a magnet for forming a magnetic field is simply formed to have a uniform plate thickness and a skew angle of a slot of a rotor core is made zero, and II is a cogging torque of a motor according to the present invention. is there. As is clear from this figure, the cogging torque can be reduced.

【0014】この場合、部材21によって回転子コア6
の外周を覆いコギングトルクを減少させると、図5に示
すように部材21を用いないものに比べて発生トルクが
低下するため不利になるが、部材21の板厚を定格入力
時には磁束が十分飽和するように薄く形成しておくと、
トルクの低下を極力小さくすることができ、使用に何ら
問題がない。また、本発明においては、マグネット5a
の肉厚が等しいため、図6および図7のマグネットを不
等肉厚に形成した従来のモータに比べて出力トルクを大
きくすることができる。さらに、本発明においては、筒
状の部材21を回転子4の外周に被冠するだけでよいの
で、スロット6bにスキュー角を設ける必要がなく、製
作が容易である。
In this case, the member 21 causes the rotor core 6 to
If the cogging torque is reduced by covering the outer circumference of the member 21, the generated torque is reduced as compared with the case where the member 21 is not used as shown in FIG. 5, but this is disadvantageous. However, when the plate thickness of the member 21 is input, the magnetic flux is sufficiently saturated. If you make it thin so that
The decrease in torque can be minimized and there is no problem in use. Further, in the present invention, the magnet 5a
Since the magnets have the same thickness, the output torque can be increased as compared with the conventional motor in which the magnets of FIGS. 6 and 7 are formed to have unequal thicknesses. Further, in the present invention, since it is only necessary to cover the outer circumference of the rotor 4 with the tubular member 21, it is not necessary to provide the skew angle in the slot 6b, and the manufacture is easy.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るモータ
のロータ構造によれば、回転子の外周に軟磁性材料から
なる筒状の部材を接合し、スロットを覆ったので、コギ
ングトルクを減少させることができ、駆動トルクの変動
を防止することができる。また、構造が簡単で、回転子
コアのスロットにスキュー角を設ける必要がないので、
製作が容易である。
As described above, according to the rotor structure of the motor according to the present invention, the cogging torque is reduced because the cylindrical member made of the soft magnetic material is joined to the outer periphery of the rotor to cover the slot. It is possible to prevent the fluctuation of the driving torque. Also, since the structure is simple and it is not necessary to provide a skew angle in the slot of the rotor core,
Easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るモータの一実施の形態を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a motor according to the present invention.

【図2】 図1のII-II 線拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】 (a)、(b)はそれぞれ筒状の部材の斜視
図である。
FIG. 3A and FIG. 3B are perspective views of tubular members.

【図4】 従来のモータと本発明によるモータのコギン
グトルクを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing cogging torque of a conventional motor and a motor according to the present invention.

【図5】 従来のモータと本発明によるモータの発生ト
ルクを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing torque generated by a conventional motor and a motor according to the present invention.

【図6】 従来のモータの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional motor.

【図7】 図6のVII −VII 線拡大断面図である。7 is an enlarged sectional view taken along line VII-VII of FIG.

【図8】 従来のモータの他の例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another example of a conventional motor.

【図9】 図8のIX−IX線拡大断面図である。9 is an enlarged cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ケース、3…蓋、4…回転子、5…固定子、5a…
マグネット、6…回転子コア、6a…突部、6b…スロ
ット、7…巻線、8…シャフト、9…軸受、11…コン
ミテータ、12…ブラシ、20…モータ、21…筒状の
部材。
2 ... Case, 3 ... Lid, 4 ... Rotor, 5 ... Stator, 5a ...
Magnet, 6 ... Rotor core, 6a ... Projection, 6b ... Slot, 7 ... Winding, 8 ... Shaft, 9 ... Bearing, 11 ... Commutator, 12 ... Brush, 20 ... Motor, 21 ... Cylindrical member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケースの内周面に周方向に所要の間隔を
おいて配置された複数個の界磁形成用マグネットからな
る固定子と、回転子コアのスロットに励磁コイルが巻回
された回転子とを備え、前記回転子コアの外周に軟磁性
材料からなる薄い筒状の部材を接合し前記スロットを覆
ったことを特徴とするモータのロータ構造。
1. A stator composed of a plurality of field forming magnets, which are arranged on the inner peripheral surface of the case at a predetermined interval in the circumferential direction, and an exciting coil wound around a slot of a rotor core. A rotor structure for a motor, comprising: a rotor, wherein a thin tubular member made of a soft magnetic material is joined to an outer periphery of the rotor core to cover the slot.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013099095A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Taiho Kogyo Co Ltd Motor
CN112789787A (en) * 2018-09-27 2021-05-11 株式会社电装 Field winding type rotating electrical machine

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