JPH11243655A - ブラシレスモータのロータ部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ブラシレスモータのロータ部の共
振音の低減手段に関し、大きさ等を変更しなくても、共
振音の発生を少なくできるブラシレスモータのロータ部
を提供することを目的とする。 【解決手段】 円筒部とこの円筒部にその軸方向一端に
連続している蓋部とを有してなるロータハウジングと、
前記ロータハウジングの円筒部に、その円周方向に沿っ
て所定間隔で配列された複数の永久磁石とで構成されて
いるブラシレスモータのロータ部において、前記ロータ
ハウジングの円筒部に、その端面から軸線に平行なスリ
ット部を複数個形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
のロータ部の共振音の低減手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラシレスモータにおいては、ロ
ータ部の回転により、ロータ共振音等の種々の騒音を低
減することが要求されており、かかる要求に沿って、例
えば、特願平８−３５５０８８号に示すブラシレスモー
タが出願されている。この種のブラシレスモータのロー
タ部を図１１ないし図１３により説明する。

【０００３】図１１に示すブラシレスモータの構造は、
周知（例えば特開平８−３５５０８８号公報に示すブラ
シレスモータ）であり、概要を説明すると、ブラシレス
モータ１０１は、コイル等からなる固定子１０２を有
し、固定子１０２に軸受１０３，１０３を介してロータ
部１０４が回転自在に設けられている。ロータ部１０４
は、図１２，図１３に示すように、全体がカップを逆さ
に伏せたような有底略円筒状の鉄製のロータハウジング
１０５と、前記ロータハウジング１０５の円周方向に沿
ってその内壁面１０５Ａに約９０°の所定間隔でＮＳＮ
Ｓと交互に配列された複数枚の略円弧状の永久磁石１０
６，１０６，１０６，１０６（本従来例では永久磁石の
数は４枚になっているが、４枚以外の枚数でも永久磁石
が円周上等間隔に配置されていれば、効果は同じであ
る）と、ロータハウジング１０５の軸心に設けた孔１０
５Ｂに固着されたシャフト１０７とを備えている。ロー
タハウジング１０５は、円筒部１０５Ｃとこの円筒部１
０５Ｃにその軸方向一端に連続している蓋部１０５Ｄと
を有してなる。蓋部１０５Ｄは円形頂部１０５Ｅと台形
円錐状部１０５Ｆとで構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ロータ部１
０４の回転により共振音が発生するとされている。共振
音を発生させる周波数は、該ロータ部１０４の大きさ，
形状，永久磁石１０６の重量等により決定される。ロー
タ部１０４を単体で回転させる共振テストを行ったとこ
ろ、図１４に示すように回転数１５００ｒｐｍ付近で共
振音が顕著に発生することが判明し、図１５に示すよう
に、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点で示す騒音の周波数でそれぞれ共
振音が発生していることが判明した。

【０００５】図１５のＡ点において、ロータハウジング
１０５の円周上の機械的変位を測定することにより図１
６の共振モードが得られた。図１６の共振モードにおい
ては、永久磁石１０６，１０６，１０６，１０６の部分
に対応するロータハウジング１０５の機械的変位（０
°，９０，１８０°，２７０°の方向）が大きくなって
いる。

【０００６】図１５のＢ点において、ロータハウジング
１０５の円周上の機械的変位を測定することにより図１
７の共振モードが得られた。図１７の共振モードにおい
ては、永久磁石１０６，１０６，１０６，１０６の間の
部分に対応するロータハウジング１０５の機械的変位
（４５°，１３５，２２５°，３１５°の方向）が大き
くなっている。

【０００７】図１５のＣ点において、ロータハウジング
１０５の円周上の機械的変位を測定することにより図１
８の共振モードが得られた。図１８の共振モードにおい
ては、０°，６０°，１２０°，１８０°，２４０°，
３００°の６方向でロータハウジング１０５の機械的変
位が大きくなっている。以上のように、ロータ部１０４
の回転により共振音が発生するが、ロータ部１０４の共
振音の発生を避けるため、ロータ部１０４の大きさ，形
状，永久磁石１０６の重量をモータ効率を変えずに変更
することは設計上困難とされている。

【０００８】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、大きさ等を変更しなくて
も、共振音の発生を少なくできるブラシレスモータのロ
ータ部を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円筒部とこの円筒部に設けた蓋部とを有してなるロータ
ハウジングと、前記ロータハウジングの円筒部に、その
円周方向に沿って所定間隔で配列された複数の永久磁石
とで構成されているブラシレスモータのロータ部におい
て、前記ロータハウジングの円筒部に、その端面から軸
線に平行なスリット部を複数個形成したことを特徴とす
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のブ
ラシレスモータのロータ部において、ロータハウジング
の蓋部に、開口孔を形成したことを特徴とする。

【００１１】（作用）請求項１記載の発明においては、
ロータハウジングの円筒部のスリット部によりロータ部
の共振音が低減される。

【００１２】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の発明と同様の作用が生じる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。

【００１４】図１ないし図３は請求項１記載の発明の実
施の形態に係わるブラシレスモータのロータ部を示す。
本実施の形態に係わるブラシレスモータは、従来のブラ
シレスモータと同様の構造であり、以下、ブラシレスモ
ータのロータ部について説明する。図において、符号１
はロータ部で、ロータハウジング２と、前記ロータハウ
ジング２の円周方向に沿ってその内壁面２Ａに約９０°
の所定間隔でＮＳＮＳと交互に配列されて十字模様を形
成する複数の略円弧状の永久磁石３，３，３，３と、ロ
ータハウジング２の軸心に設けた孔２Ｂに固着されたシ
ャフト４とを備えている。

【００１５】ロータハウジング２は、図１でカップを逆
さに伏せたような有底略円筒状に構成され、円筒部５と
この円筒部５にその軸方向一端５Ａに連続している蓋部
６とを有してなる。蓋部６は、孔２Ｂの形成された円形
頂部７と台形円錐状部７Ａとで構成されている。図３に
示すように、永久磁石３，３，３，３は、ロータハウジ
ング２の軸心に対して図面上で上下左右で対称に位置し
ている。

【００１６】ロータハウジング２の円筒部５に、その端
面５Ｂから軸線に平行なスリット部８，８，８，８が各
永久磁石３，３，３，３の間に部分に位置して複数個
（本実施の形態においては４個）形成されている。スリ
ット部８，８，８，８は、ロータハウジング２の軸心に
対して図３で上下左右で対称に位置している。上記の構
造のロータ部１を単体で回転することにより音の周波数
に対する共振騒音レベルのデータが得られた（図６に図
示）。

【００１７】図においては、従来のロータ部（点線で示
す）の共振音は、図１４に示すデータと同様の傾向が得
られ、かかる従来のロータ部（点線で示す）の点Ａにお
ける共振音に比して、ロータ部１（実線で示す）の点Ｄ
における共振音の共振騒音レベルは低く、約２０ｄＢの
幅で低減することが示されている。

【００１８】以上の如き構成によれば、ロータハウジン
グ２の円筒部５に、その端面５Ｂから軸線に平行なスリ
ット部８，８，８，８を形成したので、ロータ部１の共
振音を低減することができる。次に、ロータ部１の変形
例を図４，図５に示す。図４は図２のロータ部をＸ−Ｘ
断面で切断した図３に相当するロータ部の断面図であ
る。図においては、図３のスリット部８，８，８，８の
位置とは異なる他の位置にスリット部９，９，９，９が
設けられ、スリット部９，９，９，９は各永久磁石３，
３，３，３の中央位置にそれぞれ形成されている。

【００１９】かかる構成によれば、ロータ部１の共振音
を低減することができる。また、スリット部９，９，
９，９は各永久磁石３，３，３，３で塞がれているの
で、各永久磁石３，３，３，３によりゴミのロータハウ
ジング２内への侵入を防止できる。図５は、請求項１，
請求項２記載の発明の実施の形態にわるブラシレスモー
タのロータ部を示し、図においては、ロータハウジング
２の蓋部６の円形頂部７に開口孔１０，１０，１０，１
０が形成されている。開口孔１０，１０，１０，１０
は、直交する線Ｌ１，Ｌ２に対して対称に位置してい
る。

【００２０】かかる構成によれば、ロータ部１の共振音
を低減できる。なお、請求項１，請求項２記載の発明の
実施の形態に係わるブラシレスモータのロータ部とし
て、図５にロータハウジング２の蓋部６の円形頂部７に
開口孔１０，１０，１０，１０を形成した例を説明した
が、蓋部６の円形頂部７と台形円錐状部７Ａの両方に開
口孔を形成することもでき、また、台形円錐状部７Ａの
みに開口孔を形成することもできる。

【００２１】次に、図１ないし図３に示す構造をスリッ
ト間磁石構造として、図４に示す構造をスリット部磁石
構造として、騒音を測定したところ、図７に示すスリッ
ト高さによる共振騒音レベル低減の効果，図８に示すス
リット幅による共振騒音レベル低減の効果，図１０に示
すモータ効率の結果が得られた。

【００２２】図７においては、横軸のスリット高さ１０
０％はロータハウジング２の円筒部５の高さを示し、縦
軸は共振騒音レベルを示しており、スリット間磁石構造
とスリット部磁石構造の間には、共振騒音レベルにほと
んど差異が認められず、スリット高さを高くするほど共
振騒音レベルの低減の効果が大きくなっている。図８に
おいては、スリット高さを３０％とし、横軸は、スリッ
ト幅（ｍｍ）を示し、縦軸は共振騒音レベルを示してお
り、スリット間磁石構造では、スリット幅は共振騒音レ
ベルの低減に対して影響がないことが示され、スリット
部磁石構造では、スリット幅を広くすると共振騒音レベ
ルの低減の効果が大きいことが示されている。

【００２３】図１０においては、従来のスリットがない
場合のモータ出力を１００％とした場合のモータ効率が
示されている。スリット間磁石構造では、スリット高さ
を５０％とし、スリット幅を１５ｍｍとした場合には、
モータ効率は８６．１％の結果が得られた。また、スリ
ット部磁石構造では、スリット高さを１００％とし、ス
リット幅を２ｍｍとした場合には、モータ効率は９６．
１％の結果が得られ、スリット部９の影響がほとんどな
いことが示されている。

【００２４】次に、図５の蓋部６開口孔１０による共振
騒音レベルの低減の効果を図９により説明する。図にお
いて、横軸のスリット高さ１００％は、ロータハウジン
グ２の円筒部５の高さを示し、縦軸は共振騒音レベルを
示しており、スリット幅を１５mmとし、開口率を６％，
３０％，７０％と変化させた場合の共振騒音レベルが示
されている。なお、開口率＝（開口孔の面積の総和）／
（蓋部の面積）で与えられる。開口率を（例えば２０％
〜６０％）にすることにより、スリット高さが低くて
も、共振騒音レベルの低減の効果が大きいことが示され
ている。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ロータハ
ウジングの円筒部に、その端面から軸線に平行なスリッ
ト部を複数個形成したので、ロータ部の共振音を低減で
きる効果を奏する。請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の実施の形態に係わるロー
タ部を示す斜視図である。

【図２】図１のロータ部を示す縦断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線で切断され、図１のロータ部
（スリット間磁石構造）を示す横断面図である。

【図４】スリット部磁石構造を示す横断面図である。

【図５】請求項１，請求項２記載の発明の実施の形態に
係わるロータ部を示す斜視図である。

【図６】請求項１記載の発明の実施の形態に係わるロー
タ部の共振騒音レベルの測定データ図である。

【図７】ロータハウジングのスリット高さと共振騒音レ
ベルの関係を示す関係図である。

【図８】ロータハウジングのスリット幅と共振騒音レベ
ルの関係を示す関係図である。

【図９】図５におけるロータハウジングの開口率とスリ
ット高さの共振騒音レベルに対する関係図である。

【図１０】従来のスリットがない場合のモータ出力を１
００％とした場合のモータ効率を示す比較図である。

【図１１】従来におけるブラシレスモータを示す縦断面
図である。

【図１２】従来におけるブラシレスモータのロータ部を
示す縦断面図である。

【図１３】図２のＹ−Ｙ線で切断され、図１１のロータ
部を示す横断面図である。

【図１４】従来におけるブラシレスモータの回転数に対
する共振騒音レベルの測定データ図である。

【図１５】従来におけるブラシレスモータの騒音の周波
数に対する共振騒音レベルの測定データ図である。

【図１６】ロータハウジングの図１５のＡ点における円
周上の機械的変位を示す測定データ図である。

【図１７】ロータハウジングの図１５のＢ点における円
周上の機械的変位を示す測定データ図である。

【図１８】ロータハウジングの図１５のＣ点における円
周上の機械的変位を示す測定データ図である。

【符号の説明】

１ ブラシレスモータのロータ部 ２ ロータハウジング ３ 永久磁石 ５ 円筒部 ６ 蓋部 ８ スリット部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部とこの円筒部にその軸方向一端に
   連続している蓋部とを有してなるロータハウジングと、 前記ロータハウジングの円筒部に、その円周方向に沿っ
   て所定間隔で配列された複数の永久磁石とで構成されて
   いるブラシレスモータのロータ部において、 前記ロータハウジングの円筒部に、その端面から軸線に
   平行なスリット部を複数個形成したことを特徴とするブ
   ラシレスモータのロータ部。
2. 【請求項２】 前記ロータハウジングの蓋部に、開口孔
   を形成したことを特徴とする請求項１記載のブラシレス
   モータのロータ部。