WO2017094689A1 - モータ及びステータの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a motor and a stator.
- a rotor used in a motor there is a so-called permanent magnet field Landell-type rotor including a pair of rotor cores and field magnets (see, for example, Patent Document 1).
- Each of the pair of rotor cores has a plurality of claw-shaped magnetic poles arranged along the circumferential direction.
- the pair of rotor cores are combined with each other.
- the field magnet is disposed between the pair of rotor cores so that the claw-shaped magnetic poles of the pair of rotor cores function alternately as different magnetic poles.
- An object of the present invention is to provide a motor, a motor stay core, and a rotor core manufacturing method that can easily change the number of poles and that can achieve high output.
- a motor includes an A-phase stator portion, a B-phase stator portion, and a rotor.
- the A-phase stator portion includes a pair of stator cores each having a plurality of claw-shaped magnetic poles at equiangular intervals, and a coil portion disposed between the stator cores.
- the B-phase stator portion includes a pair of stator cores each having a plurality of claw-shaped magnetic poles at equiangular intervals, and a coil portion disposed between the stator cores.
- the rotor includes at least two permanent magnets respectively opposed to the claw-shaped magnetic poles of the A-phase stator portion and the claw-shaped magnetic poles of the B-phase stator portion.
- the A-phase stator portion and the B-phase stator portion are arranged side by side in the axial direction with a predetermined electrical angle offset from each other.
- the two permanent magnets are juxtaposed in the axial direction with a predetermined electrical angle offset from each other.
- the shift direction between the A-phase stator portion and the B-phase stator portion and the shift directions of the two permanent magnets are opposite to each other.
- a motor including a so-called Landel-type stator and a rotor having a permanent magnet facing the stator in the radial direction as a magnetic pole is known.
- the Landel-type stator uses a pair of annular stator cores having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and the claw-shaped magnetic poles of the pair of stator cores are combined alternately in the circumferential direction. Coil portions are arranged between the axial directions so that the claw-shaped magnetic poles function as different magnetic poles.
- a stator having a plurality of stator portions arranged in parallel in the axial direction with a predetermined electrical angle shift, and a permanent magnet radially opposed to the stator are magnetic poles
- a motor provided with a rotor.
- Each stator part uses a pair of annular stator cores having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and the claw-shaped magnetic poles of the pair of stator cores are combined so that they are alternately arranged in the circumferential direction.
- Coil portions are arranged between the directions so that the claw-shaped magnetic poles function as different magnetic poles.
- each stator core of the stator disclosed in JP 2007-181303 has a core back portion.
- the core back portion is located at a portion of the stator core opposite to the claw-shaped magnetic pole of the stator core in the radial direction and extends in the same direction as the claw-shaped magnetic pole.
- the magnetic saturation in the core member (stator core) is suppressed by providing the core back portion.
- the components constituting the core member (stator core) including the claw-shaped magnetic poles are complicated. It was.
- a Landell-type stator as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-181303 needs to be positioned in the radial direction with respect to the housing in order to determine the positional relationship with the rotor.
- Landel type stator in which a pair of annular stator cores having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction and a coil portion are arranged between the pair of stator cores in the axial direction. The pair of stator cores are combined so that the claw-shaped magnetic poles of the pair of stator cores are alternately arranged in the circumferential direction.
- a Landell type motor including this Landel type stator and a rotor having a permanent magnet magnetic pole that is radially opposed to the claw-shaped magnetic pole of the Landel type stator is known.
- a stator and a motor having claw-shaped magnetic poles (claw poles) are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-71984.
- a Landel-type stator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-158072 is supported by a support member provided on the side in the axial direction.
- an electrical component such as a conductive member or a printed circuit board to which an end (leader line) of the coil portion of the stator is connected is supported.
- FIG. 1 is a perspective sectional view of a motor according to a first embodiment of the present invention.
- the exploded perspective view of the motor of FIG. The disassembled perspective view of the stator of FIG. (A) (b) is explanatory drawing for demonstrating the positional relationship of the stator and rotor of FIG. (A) (b) is explanatory drawing for demonstrating the positional relationship of the stator and rotor of the comparative example of 1st Embodiment.
- (A) is a graph of the cogging torque of the first embodiment and the comparative example
- (b) is a graph showing the magnitude of each order component of the cogging torque.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of the stator in FIGS. (A) is a partial exploded perspective view of the stator of FIG. 8, (b) (c) is a perspective view of the stator of FIG. (A) is a perspective view of the stator of another example of 1st Embodiment, (b) is sectional drawing of (a).
- FIG. 12 is an exploded perspective view of the motor of FIG. 11. The disassembled perspective view of the stator of FIG.
- FIG. 12 is a graph of the thrust force of the motor of FIG. 11 and the first comparative example. The graph which shows the relationship between the magnetic pole characteristic ratio and thrust force in the motor of FIG.
- the exploded perspective view of the motor of FIG. (A) is an exploded perspective view of the stator of FIG. 18, and (b) is a partially enlarged view of (a). Explanatory drawing for demonstrating the thrust force which generate
- FIG. 27 is an exploded perspective view of the motor of FIG. 26.
- FIG. 27 is an exploded perspective view of the stator of FIG. 26.
- FIG. 27 is a cross-sectional perspective view of the stator of FIG. 26.
- FIG. 31 is a cross-sectional perspective view of the stator of FIG. 30. Sectional perspective view for demonstrating the coil part extraction structure in the modification of 4th Embodiment.
- FIG. 37 is a cross-sectional view of the stator core of FIG. 36. Sectional drawing of the stator core in the modification of 4th Embodiment.
- FIG. 41 is an exploded perspective view of the motor of FIG. 40.
- the disassembled perspective view of the stator of FIG. (A) is a top view of the stator of FIG. 40
- (b) is a side view of the stator of (a)
- (c) is an enlarged view of the stator of (a).
- (A) and (b) are explanatory drawings for demonstrating the positional relationship of the stator and rotor of FIG. The graph which shows the cogging torque of 5th Embodiment and a comparative example.
- FIG. 52 is an exploded perspective view of the motor of FIG. 51.
- the disassembled perspective view of the stator part of FIG. (A) and (b) are explanatory drawings for demonstrating the positional relationship of the stator and rotor of FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view perpendicular to the axis of a rotor according to a modification of the seventh embodiment.
- 57A is a cross-sectional view taken along the line 8a-8a in FIG. 57
- FIG. 57B is a cross-sectional view taken along the line 8b-8b in FIG.
- the motor M of the present embodiment is a brushless motor, and includes a rotor 10 that is rotatably supported by a support shaft of a housing (not shown), and a stator 20 that is fixed to the housing. .
- the rotor 10 is composed of a two-phase rotor portion, that is, an A-phase rotor portion 11 and a B-phase rotor portion 12.
- the rotor core 13 made of a magnetic material and four magnets fixed to the rotor core 13 (A phase first magnet 14a, A phase second magnet 14b, B phase first magnet 15a, B phase second magnet 15b) ).
- the rotor core 13 has an inner peripheral cylindrical portion 13a having a cylindrical shape centered on the axis L of the rotor 10, and an outer peripheral side located on the outer peripheral side of the inner peripheral cylindrical portion 13a. It has a cylindrical portion 13b, and an upper bottom portion 13c that connects one axial end (upper end) of the inner peripheral cylindrical portion 13a and the outer peripheral cylindrical portion 13b.
- the upper bottom portion 13 c is formed in a flat plate ring shape orthogonal to the axis L.
- the inner peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 13 a is supported on a support shaft (not shown) via a bearing (also not shown).
- the A-phase first magnet 14a, the A-phase second magnet 14b, and the B-phase first magnet 15a are arranged in the axial direction from the open end of the rotor core 13 toward the upper bottom portion 13c.
- B phase second magnets 15b are arranged in this order.
- the A-phase first and second magnets 14 a and 14 b have the same axial width and are provided at positions that face the A-phase stator portion 21, which will be described later, in the radial direction to constitute the A-phase rotor portion 11.
- the B-phase first and second magnets 15a and 15b have the same axial width with respect to the A-phase first and second magnets 14a and 14b.
- a B-phase rotor portion 12 is provided at a position opposed to each other in the radial direction.
- the magnets 14a, 14b, 15a, 15b are magnetized in the radial direction, and the north and south poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, the magnets 14a, 14b, 15a, 15b have the same number of poles, and the rotor 10 of the present embodiment is configured with 12 poles (six pole pairs).
- the stator 20 includes stator portions 21 and 22 each having an annular shape.
- the stator portion 21 is used for the A phase and is supplied with an A phase drive current.
- the stator portion 22 is for the B phase and is supplied with a B phase drive current.
- the stator parts 21 and 22 have the same configuration and the same shape, and are arranged in parallel in the axial direction.
- the A-phase stator portion 21 is disposed in the vicinity (lower side) of the axially open end of the rotor core 13, and the B-phase stator portion 22 is disposed in the vicinity (upper side) of the upper bottom portion 13c in the axial direction.
- the A-phase stator part 21 is supported by the housing (not shown), and the B-phase stator part 22 is supported by the A-phase stator part 21. ing.
- an A-phase rotor including an A-phase stator portion 21 and first and second A-phase magnets 14a and 14b arranged on the outer peripheral side thereof.
- the part 11 constitutes an A-phase motor part MA.
- a B-phase motor unit MB is configured by the B-phase stator unit 22 and the B-phase rotor unit 12 including the B-phase first and second magnets 15a and 15b arranged on the outer peripheral side thereof. .
- each of the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 has a pair of stator cores (first stator core 23 and second stator core 24) having the same shape, and the pair of stator cores 23 and 24.
- Each stator core 23, 24 includes a cylindrical portion 26 and a plurality of (12 in this embodiment) claw-shaped magnetic poles 27, 28 extending from the cylindrical portion 26 to the outer peripheral side.
- the claw-shaped magnetic pole formed on the first stator core 23 is referred to as a first claw-shaped magnetic pole 27, and the claw-shaped magnetic pole formed on the second stator core 24 is referred to as a second claw-shaped magnetic pole 28.
- the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 have the same shape.
- the first claw-shaped magnetic poles 27 are provided at regular intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction, and the second claw-shaped magnetic poles 28 are similarly provided at regular intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction.
- the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 are bent at right angles so as to extend radially outward from the cylindrical portion 26 and to face the axial direction in the middle.
- a portion extending radially outward from the cylindrical portion 26 is referred to as a radial extending portion 29a
- a tip portion bent in the axial direction is referred to as a magnetic pole portion 29b.
- the radially extending portion 29a is formed so that the circumferential width becomes narrower toward the outer peripheral side.
- the outer peripheral surface (radially outer surface) of the magnetic pole portion 29b is formed in an arc surface centered on the axis L.
- stator cores 23 and 24 including the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 having a right-angle shape may be manufactured by bending from a plate material, or may be manufactured by casting using a mold. Further, a magnetic powder such as iron powder and an insulator such as resin may be mixed and produced by hot press molding with a mold.
- the first and second stator cores 23 and 24 having the above-described configuration are assembled so that the first and second claw-shaped magnetic poles 27 and 28 (magnetic pole portions 29b) face each other in the axial direction (see FIG. 3).
- the magnetic pole portions 29b of the first claw-shaped magnetic poles 27 and the magnetic pole portions 29b of the second claw-shaped magnetic poles 28 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. That is, the stator 20 of this embodiment is configured with 24 poles.
- the first and second stator cores 23 and 24 are fixed to each other with their cylindrical portions 26 in contact with each other in the axial direction.
- the coil portion 25 is interposed between the axial directions of the first and second stator cores 23 and 24.
- the coil portion 25 is made of an insulating resin interposed between the winding 25a wound in an annular shape along the circumferential direction of the stator 20 and the winding 25a and the first and second stator cores 23, 24.
- Bobbin 25b The coil portion 25 is disposed between the radial extension portion 29a of the first claw-shaped magnetic pole 27 and the radial extension portion 29a of the second claw-shaped magnetic pole 28 in the axial direction, and in the radial direction. Is arranged between the cylindrical portion 26 of each stator core 23, 24 and the magnetic pole portion 29 b of each claw-shaped magnetic pole 27, 28.
- the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 configured as described above have a so-called Landell type structure. That is, the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 are formed in the first and second claw shapes by the current supplied to the winding 25a of the coil portion 25 disposed between the first and second stator cores 23 and 24.
- a 12-pole Randell structure is used for exciting the magnetic poles 27 and 28 to different magnetic poles from time to time.
- the motor M1 in the comparative example which becomes a comparison object with the motor M of the said embodiment is demonstrated.
- the motor M1 in the comparative example includes a rotor 50 as shown in the schematic configuration of FIG. 5A and a stator 60 as shown in the schematic configuration of FIG.
- the stator 60 is constituted by a two-phase stator having a Landel structure, that is, an A-phase stator portion 61 and a B-phase stator portion 62.
- each stator part 61 and 62 in a comparative example is the structure same as each stator part 21 and 22 of the said embodiment, detailed description is abbreviate
- the rotor 50 in the comparative example is paired with the A-phase stator portion 61 and the B-phase stator portion 62 in substantially the same manner as the rotor 10 of the above embodiment, and the A-phase rotor portion 51 and the B-phase rotor portion. 52, the arrangement of the magnets of the rotor portions 51 and 52 is different.
- the rotor 50 of the comparative example has one A-phase magnet 53 in the axial direction in the A-phase rotor portion 51 that faces the A-phase stator portion 61, and faces the B-phase stator portion 62.
- the B-phase rotor portion 52 has one B-phase magnet 54 in the axial direction.
- each rotor part 11 and 12 of the rotor 10 of the said embodiment although two magnets 14a, 14b, 15a, and 15b are arrange
- one magnet 53 and 54 is disposed in the axial direction.
- the B-phase stator portion 62 is arranged to be shifted in the clockwise direction by the electrical angle ⁇ 1 (45 degrees in this embodiment) with respect to the A-phase stator portion 61, and the rotor 50, the B-phase rotor portion 52 is arranged to be shifted counterclockwise by the electrical angle ⁇ 2 (45 degrees in this embodiment) with respect to the A-phase rotor portion 51. That is, in the motor M1 of the comparative example, the phase difference between the A phase motor unit and the B phase motor unit is set to 90 degrees.
- the secondary components of the cogging torque of the two-phase motor have a low value in order to cancel each other with the same waveform shape and opposite phases. Therefore, the motor M1 of the comparative example has a configuration that can effectively reduce the cogging torque.
- the motor M of the present embodiment has a configuration that can more effectively reduce the cogging torque.
- the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 are shifted in the same manner as the stator portions 61 and 62 of the stator 60 of the comparative example. Configured. That is, the first and second claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the B-phase stator portion 22 are electrically angled in the clockwise direction with respect to the first and second claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the A-phase stator portion 21, respectively. The positions are shifted by (45 degrees in this embodiment).
- the rotor 10 of the present embodiment includes the A-phase first and second magnets 14a, 14b, B in the A-phase and B-phase rotor portions 11, 12, respectively.
- the phase first and second magnets 15a and 15b are used. That is, magnets separated into two in the axial direction in each phase are used.
- the B-phase rotor portion 12 is arranged to be shifted counterclockwise by the electrical angle ⁇ 2 (45 degrees in the present embodiment) with respect to the A-phase rotor portion 11.
- the reference positions La and Lb of the rotor portions 11 and 12 of the respective phases are shifted from each other by the electrical angle ⁇ 2.
- the A-phase first magnet 14a is shifted from the reference position La in the clockwise direction by an electrical angle ⁇ 3 (22.5 degrees in the present embodiment).
- the two magnets 14b are respectively arranged so as to be shifted in the counterclockwise direction by the same electrical angle ⁇ 3.
- the B-phase second magnet is arranged such that the B-phase first magnet 15a is shifted from the reference position Lb in the clockwise direction by an electrical angle ⁇ 4 (22.5 degrees in this embodiment).
- 15b are arranged so as to be shifted in the counterclockwise direction by the same electrical angle ⁇ 4.
- the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a adjacent to each other have the same circumferential position depending on the shifting direction and the shifting angle.
- the A-phase motor part MA and the B-phase motor part are set to 90 degrees.
- a phase driving current is supplied to the winding 25 a of the coil portion 25 of the A phase stator portion 21, and a B phase driving current is supplied to the winding 25 a of the coil portion 25 of the B phase stator portion 22.
- the A-phase drive current and the B-phase drive current are alternating currents, and the phase difference between them is set to 90 degrees in this embodiment.
- rotational torque is generated by the relationship between the stator portions 21 and 22 and the magnets 14a, 14b, 15a, and 15b, and the rotor 10 is rotationally driven.
- the cogging torque T of the motor M of the present embodiment is further reduced as compared with the cogging torque T1 of the motor M1 of the comparative example.
- the arrangement angles of the first and second magnets 14a and 14b for the A phase in the embodiment are shifted from each other, and the arrangement angles of the first and second magnets 15a and 15b for the B phase are shifted from each other.
- a so-called skew effect is obtained in which the magnetic field change becomes gentle for each phase.
- the magnitude of each high-order component of the cogging torque T of the motor M of the present embodiment is particularly quaternary compared to the cogging torque T1 of the motor M1 of the comparative example. It can be seen that the components are effectively kept small.
- the motor M of the present embodiment has a structure having an effect of reducing the cogging torque T.
- the A-phase rotor portion 11 that faces the A-phase stator portion 21 includes the A-phase first and second magnets 14a and 14b that are divided into two in the axial direction, and shifts the arrangement angle of each other.
- the B-phase rotor portion 12 facing the B-phase stator portion 22 also includes the B-phase first and second magnets 15a and 15b that are separated into two in the axial direction, and the mutual arrangement angle is shifted. Yes. Therefore, the magnetic field change for each phase becomes gradual. As a result, the cogging torque T of the A-phase and B-phase motor units MA and MB, and thus the motor M can be reduced. In particular, in the present embodiment, the quaternary component of the cogging torque T can be effectively reduced.
- the A-phase rotor portion 11 and the B-phase rotor portion 12 have reference positions La and Lb, respectively.
- the reference position La of the A-phase rotor section 11 and the reference position Lb of the B-phase rotor section 12 are the deviation angles between the A-phase stator section 21 and the B-phase stator section 22 (45 degrees in this embodiment). Is shifted by an electrical angle equal to (45 degrees in this embodiment).
- the displacement direction of the reference position Lb of the B-phase rotor portion 12 with respect to the reference position La of the A-phase rotor portion 11 is opposite to the displacement direction of the B-phase stator portion 22 with respect to the A-phase stator portion 21.
- the pair of permanent magnets 14a and 14b of the A-phase rotor portion 11 is arranged on both sides of the A-phase rotor portion 11 so as to be shifted by half the electrical angle (45 degrees in the present embodiment) on both sides.
- the pair of permanent magnets 15a and 15b of the B-phase rotor section 12 are arranged on both sides of the B-phase rotor section 12 at a half angle of the electrical angle (45 degrees in the present embodiment) on both sides.
- the magnetic field changes of the magnets 14a, 14b, 15a, 15b for each phase are gentle changes including the reference positions (appropriate positions) La, Lb. Therefore, the cogging torque of each of the A-phase and B-phase motor units MA and MB, and thus the cogging torque T of the motor M can be more reliably reduced.
- the present invention is applied to the outer rotor type motor M, but may be applied to an inner rotor type motor.
- the magnets 14a, 14b, 15a, 15b of the rotor 10 have 12 poles (six pole pairs) and the claw-shaped magnetic poles 27, 28 of the stator 20 have 24 poles, but the number of poles is limited to this. Not.
- the magnets 14a and 14b and the magnets 15a and 15b divided in the axial direction are arranged for each phase. Three or more magnets may be arranged. Moreover, the magnets of each phase may have a different number of divisions for each phase. In the A-phase and B-phase rotor portions 11 and 12, the magnets 14a, 14b, 15a, and 15b may be divided so as to straddle the rotor portions of both phases. Further, although the axial widths of the magnets 14a, 14b, 15a, and 15b are set to be equal to each other, they may be different from each other.
- Each of the magnets 14a, 14b, 15a, 15b in the above embodiment is not particularly mentioned, but may be composed of a plurality of magnets divided for each magnetic pole or each magnetic pole pair, or as one cylindrical magnet It may be formed. Moreover, the aspect attached to the rotor core 13 may be sufficient, and it is good also as an aspect shape
- the electrical angles ⁇ 1 and ⁇ 2 described in the above embodiment are 45 degrees and the electrical angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are 22.5 degrees, the angles are not limited thereto. -About the stator 20 of the said embodiment, you may change into the following structures.
- the bobbin 25b used for the coil portion 25 is made of resin, and is formed in an annular shape in which an axial cross section with a radially outer side opened has a substantially C shape.
- the bobbin 25b is C-shaped with the upper wall portion 31, the lower wall portion 32, and the radial inner wall portion 33, and the inner side surface 31a on the side in contact with the winding 25a at the upper wall portion 31 and the lower wall portion 32.
- 32a are formed with grooves 31b and 32b each having a linear zigzag shape between the radially outer edge and the inner edge as it advances in the circumferential direction.
- the “C shape” is preferably a shape in which the upper wall portion 31 and the radial inner wall portion 33 are orthogonal to each other, and the lower wall portion 32 and the radial inner wall portion 33 are orthogonal to each other.
- a plurality of cylindrical portions 34 extending in the axial direction are formed on the radially inner side wall portion 33 at equal intervals in the circumferential direction.
- Each cylindrical portion 34 axially intermediate portion communicates with grooves 31b and 32b formed on the inner side surfaces 31a and 32a of the upper and lower side wall portions 31 and 32.
- each cylindrical portion 34 protrudes above the upper wall portion 31 and below the lower wall portion 32.
- the first and second stator cores 23, 24 are provided with fitting holes 23a, 24a and fitting recesses 23b, 24b into which the protruding portions of the respective cylindrical portions 34 are fitted.
- the bobbin 25b and the first and second stator cores 23 and 24 are used for both the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22.
- the cylindrical portion 34 of the bobbin 25b has a circumferential position that overlaps between different phases, and the inner space of the cylindrical portion 34 that is continuous in the axial direction communicates in the axial direction.
- the heat generated by energizing the winding 25a is discharged radially outward through the grooves 31b and 32b, or moves radially inward through the grooves 31b and 32b and passes through the cylindrical portion 34 in the axial direction. As a result, the heat generated in the stator 20a is effectively cooled. Note that only one of the cylindrical portion 34 and the grooves 31b and 32b may be provided.
- the end of the cylindrical portion 34 is fitted into the fitting holes 23a and 24a and the fitting recesses 23b and 24b of the stator cores 23 and 24, whereby the bobbin 25b (coil portion 25) is positioned with respect to the stator cores 23 and 24.
- the fixing force of the bobbin 25b is improved.
- the inner space of the cylindrical portion 34 can be used as a path for taking out a terminal line (not shown) of the winding 25a.
- circumferentially divided stator cores 40 and 42 as shown in FIGS. 9A and 9B may be used, for example.
- the stator core 40 shown in FIG. 9A is divided into four in the circumferential direction
- the stator core 42 shown in FIG. 9B is divided into two in the circumferential direction.
- each core component 41 and 43 of each stator core 40 and 42 becomes a shape where the parts which become a different magnetic pole were connected to the axial direction by the radial direction inner wall part.
- the core parts 41 and 43 can also be made of a dust core. In this case, since the individual core parts 41 and 43 are small, it is possible to reduce the size of the press machine and to expect a reduction in manufacturing cost.
- stator cores 23 and 24 of the above-described embodiment having a continuous shape in the circumferential direction, a groove or the like extending in the radial direction may be provided on the outer surface of the stator cores 23 and 24 to allow air to pass and improve the cooling performance.
- the inner peripheral surface 26a of the cylindrical portion 26 of the stator cores 23 and 24 of the above embodiment is linearly formed in the axial direction.
- the inner peripheral surface 46a of the through hole 46 may have an arcuate shape with a central portion in the axial direction protruding radially inward. In this case, when the stator core is assembled, the arcuate inner peripheral surface 46a facilitates adjustment of the inclination of the stator core. In this case, the rotor-side magnet and the stator core can be appropriately opposed to each other, and effects such as an increase in the effective magnetic flux amount and a reduction in thrust force can be expected.
- the stator is formed with an exhaust passage for discharging heat generated in the winding to the outside of the stator.
- the stator core includes a plurality of core components divided in the circumferential direction.
- the inner peripheral surface of the stator core has an arc shape in which the central portion in the axial direction protrudes radially inward.
- the magnetic characteristics of the first and second B-phase magnets 15a are different.
- the axially outer A-phase first magnet 14a and the B-phase second magnet 15b are relatively stronger in magnetic force than the axially inner A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a.
- the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a on the inner side in the axial direction are relatively more magnetic than the first A-phase magnet 14a and the B-phase second magnet 15b on the outer side in the axial direction.
- Those with weak magnetic properties are used.
- the magnetic characteristics (magnetic force) of the A-phase first magnet 14a and the B-phase second magnet 15b on the outer side in the axial direction are 100%
- the second A-phase magnet 14b and the B-phase second magnet on the inner side in the axial direction is set to 80%.
- stator cores 23 and 24 may be manufactured by bending from a plate material as in the first embodiment, or may be manufactured by casting using a mold. Further, for example, the stator cores 23 and 24 may be made by mixing magnetic powder such as iron powder and an insulator such as resin and then heat-press molding with a mold. In this case, the degree of freedom in designing the stator cores 23 and 24 is increased, and the manufacturing process is greatly simplified. Moreover, the amount of suppression of eddy current can be easily adjusted by adjusting the distribution amount of magnetic powder and an insulator.
- the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 are arranged such that the second stator cores 24 face each other in the axial direction. Further, as described above, the A-phase stator portion 21 is disposed in the vicinity (lower side) of the axially open end of the rotor core 13, and the B-phase stator portion 22 is disposed in the vicinity (upper side) of the upper bottom portion 13c in the axial direction. Has been. Accordingly, the first stator core 23 of the A-phase stator portion 21, the second stator core 24 of the A-phase stator portion 21, and the second of the B-phase stator portion 22 in the axial direction from the open end of the rotor core 13 toward the upper bottom portion 13 c. The stator core 24 and the first stator core 23 of the B-phase stator portion 22 are arranged in this order.
- the magnetic pole portion 29 b of the first claw-shaped magnetic pole 27 of the first stator core 23 in the A-phase stator portion 21 is the first A-phase magnet of the A-phase rotor portion 11.
- the whole axial direction of 14a and the 1/2 axial direction part of the 2nd A phase magnet 14b are opposed.
- the magnetic pole portion 29b of the second claw-shaped magnetic pole 28 of the second stator core 24 in the A-phase stator portion 21 includes the entire axial direction of the A-phase second magnet 14b of the A-phase rotor portion 11 and the A-phase first magnet 14a. It is opposed to a half part in the axial direction.
- the magnetic pole portion 29b of the second claw-shaped magnetic pole 28 of the second stator core 24 in the B-phase stator portion 22 includes the entire axial direction of the B-phase first magnet 15a of the B-phase rotor portion 12 and the B-phase second. It faces the 1 ⁇ 2 part in the axial direction of the magnet 15b.
- the magnetic pole portion 29b of the first claw-shaped magnetic pole 27 of the first stator core 23 in the B-phase stator portion 22 includes the entire axial direction of the B-phase second magnet 15b of the B-phase rotor portion 12 and the B-phase first magnet 15a. It is opposed to a half part in the axial direction.
- the positional relationship in the circumferential direction of the A-phase stator portion 21 and the B-phase stator portion 22 and the positional relationship in the circumferential direction of the A-phase rotor portion 11 and the B-phase rotor portion 12 in the motor M1 of the second embodiment. are the same as those in the motor M in the first embodiment.
- the claw-shaped magnetic poles 28 of the second stator core 24 of the respective stator portions 21 and 22 receive a thrust force when the rotor 10 is driven to rotate. Since the thrust force causes motor vibration and the like, reduction is desired.
- the claw-shaped magnetic poles 28 of the stator core 24 of the A-phase stator portion 21 are not only the first and second A-phase magnets 14a and 14b opposed in the radial direction, Attraction force F1 is also received from the B-phase first and second magnets 15a and 15b adjacent to the magnets 14a and 14b.
- the suction force F1 is divided into a radial component F1x and an axial component F1y.
- the stator core 24 of the A-phase stator portion 21 receives this axial component F1y as an axial upward thrust force.
- the claw-shaped magnetic poles 28 of the stator core 24 of the A-phase stator portion 21 receive the repulsive force F2 from the B-phase first and second magnets 15a and 15b, the radial component F2x and the axial component F2y are similarly generated.
- the stator core 24 of the A-phase stator portion 21 receives this axial component F2y as a downward thrust force in the axial direction.
- the claw-shaped magnetic poles 28 of the stator core 24 of the B-phase stator portion 22 are not limited to the first and second B-phase magnets 15a and 15b opposed in the radial direction.
- Attraction force F3 is also received from the A-phase first and second magnets 14a and 14b.
- the suction force F3 is divided into a radial component F3x and an axial component F3y.
- the stator core 24 of the B-phase stator portion 22 receives this axial component F3y as axially downward thrust force.
- the claw-shaped magnetic pole 28 of the stator core 24 of the B-phase stator portion 22 receives the repulsive force F4 from the A-phase first and second magnets 14a and 14b, the radial component F4x and the axial component F4y are similarly generated.
- the stator core 24 of the B-phase stator portion 22 receives this axial component F4y as an axially upward thrust force.
- the motor (M10) of the first comparative example has substantially the same configuration as the motor M1 of the present embodiment, but is a first magnet for A phase, a second magnet for A phase, a first magnet for B phase, and for B phase.
- the magnetic forces of the second magnets are all set to the same strength. Therefore, it is easy to be influenced by magnetic force between different phases, and the thrust force S10 is relatively large as can be seen from the thrust force S10 of the motor (M10) of the first comparative example shown in FIG.
- the thrust force S1 of the motor M1 of this embodiment shown in FIG. 16 is suppressed to be smaller than the thrust force S10 of the motor (M10) of the first comparative example.
- the magnetic force of the B-phase first magnet 15a which is disposed in proximity to the A-phase stator portion 21 and has a large influence, is relative to the magnetic force of the B-phase second magnet 15b. Therefore, the suction force F1 and the repulsive force F2 can be suppressed to be small. As a result, the thrust force that is the axial components F1y and F2y is reduced.
- the magnetic force of the second A-phase magnet 14b which is disposed close to the B-phase stator portion 22 and has a large influence, is set to be relatively weaker than the magnetic force of the first A-phase magnet 14a.
- the suction force F3 and the repulsive force F4 can be kept small. As a result, the thrust force that is the axial components F3y and F4y is reduced.
- FIG. 17 shows the thrust force when the magnetic characteristic ratio is changed.
- the magnetic characteristic ratio ratio for weakening the magnetic force
- the thrust force decreases as the magnetic characteristic ratio is reduced.
- the magnetic characteristic ratio is in a range smaller than 60%, the change in the reduction amount of the thrust force is small even if the magnetic characteristic ratio is reduced.
- the magnetic characteristic ratio is set to 60% or more and less than 100%. It can be said that setting within the range is preferable.
- a permanent magnet that faces the vicinity of the boundary between the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 Portion, that is, the axially inner portion of the permanent magnet, that is, the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a have a large magnetic influence on the stator portions 21 and 22 of different phases arranged in the axial direction.
- the magnetic forces of the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a corresponding to the axially inner portion of the permanent magnet are the first A-phase corresponding to the axially outer portion. It is set relatively weaker than the magnetic force of the magnet 14a and the B-phase second magnet 15b.
- the oblique attractive forces F1, F3 and repulsive forces F2, F4 to the stator portions 21, 22 of different phases are suppressed to be small, and the axial components F1y, F2y, F3y, F4y, that is, the thrust force is reduced. Can do. As a result, it is possible to reduce the vibration of the motor M1.
- the magnetic force of the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a having relatively weak magnetic force is 60% or more of the magnetic force of the A-phase first magnet 14a and the B-phase second magnet 15b to 100%. Since it is set to 80% within the range of less than%, it is possible to reduce the thrust force while maintaining the output of the motor M1.
- the A-phase first magnet 14a, the A-phase second magnet 14b, the B-phase first magnet 15a, and the B-phase second magnet 15b are each constituted by separate magnets, By using magnets having different magnetic forces, it is possible to easily realize different modes of magnetic force between the axially inner portion and the axially outer portion.
- the second embodiment may be modified as follows.
- the present invention is applied to the outer rotor type motor M1, but may be applied to an inner rotor type motor.
- the magnetic forces of the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a are set relatively weaker than the magnetic forces of the A-phase first magnet 14a and the B-phase second magnet 15b.
- only the A-phase second magnet 14b or only the B-phase first magnet 15a may be set relatively weak.
- the magnetic characteristic ratio of the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a is set to 80%, but may be set to other numerical values. In this case, it is preferable to set the balance with the output of the motor M1, and for example, referring to FIG. 17, it is preferably 60% or more and less than 100%.
- the magnets 14a, 14b, 15a, 15b of the rotor 10 constitute a 12-pole (6-pole pair) rotor, and the claw-shaped magnetic poles 27, 28 of the stator 20 constitute a 24-pole stator.
- the number of poles of the rotor and the stator is not limited to this.
- the magnets 14a and 14b are arranged in the A-phase rotor section 11, and the magnets 15a and 15b are arranged in the B-phase rotor section 12. That is, the magnet divided
- Each of the magnets 14a, 14b, 15a, 15b in the above embodiment is not particularly mentioned, but may be composed of a plurality of magnets divided for each magnetic pole or each magnetic pole pair, or as one cylindrical magnet It may be formed. Further, each of the magnets 14a, 14b, 15a, 15b may be attached to the rotor core 13 or may be integrally formed. Alternatively, the A-phase second magnet 14b and the B-phase first magnet 15a may be configured as an integral magnet.
- the motor M2 of the reference embodiment is a brushless motor having substantially the same configuration as the motor M1 of the second embodiment. Therefore, for convenience of explanation, the same parts as those of the motor M1 of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
- the motor M ⁇ b> 2 of the reference embodiment includes a rotor 50 and a stator 60.
- the rotor 50 is composed of a two-phase rotor portion of an A-phase rotor portion 51 and a B-phase rotor portion 52, and each of these rotor portions should be configured.
- the rotor core 13 made of a magnetic material and two magnets (A phase magnet 54 and B phase magnet 55) fixed to the rotor core 13 are provided.
- An A-phase magnet 54 and a B-phase magnet 55 are arranged in this order in the axial direction from the vicinity of the open end of the rotor core 13 toward the upper bottom portion 13c on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 13b.
- the A-phase magnet 54 is provided at a position facing a later-described A-phase stator portion 61 in the radial direction, and constitutes an A-phase rotor portion 51.
- the B-phase magnet 55 constitutes a B-phase rotor portion 52 provided at a position facing a B-phase stator portion 62 described later in the radial direction.
- the A-phase and B-phase magnets 54 and 55 are magnetized in the radial direction, and the N and S poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, the number of poles is the same, and the rotor 10 of the present embodiment is configured with 12 poles (six pole pairs).
- the magnetic properties (magnetic force) of the A-phase magnet 54 are the same as those of the B-phase magnet 55.
- the stator 60 includes stator portions 61 and 62 each having an annular shape.
- the stator portion 61 is for the A phase and is supplied with an A phase drive current.
- the stator portion 62 is for the B phase and is supplied with a B phase drive current.
- the stator portions 61 and 62 have the same configuration and the same shape, and are arranged in parallel in the axial direction.
- the A-phase stator portion 61 is disposed in the vicinity of the axially open end (lower side) of the rotor core 13, and the B-phase stator portion 62 is disposed in the vicinity (upper side) of the upper bottom portion 13 c in the axial direction.
- the A-phase motor unit M2A is configured by the A-phase stator unit 61 and the A-phase rotor unit 51 including the A-phase magnet 54 disposed on the outer peripheral side thereof.
- the B-phase motor unit M2B is configured by the B-phase stator unit 62 and the B-phase rotor unit 52 including the B-phase magnet 55 disposed on the outer peripheral side thereof.
- each of the A-phase and B-phase stator portions 61 and 62 has a pair of stator cores (first stator core 63 and second stator core 64) having the same shape, and the pair of stator cores. And a coil portion 25 disposed between 63 and 64.
- Each of the stator cores 63 and 64 is similar to the stator cores 23 and 24 of the first and second embodiments, and includes a cylindrical portion 26 and a plurality (12 in this embodiment) of the first extending from the cylindrical portion 26 to the outer peripheral side. And second claw-shaped magnetic poles 27 and 28.
- Each of the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 includes a radially extending portion 29a that extends radially outward from the cylindrical portion 26 and a magnetic pole portion 29b that is bent in the axial direction.
- an inclined portion 29d is formed at a boundary portion 29c between the radially extending portion 29a and the magnetic pole portion 29b.
- the inclined portion 29d of the present embodiment is formed by chamfering the boundary portion 29c that becomes a corner portion by bending.
- the axial dimension of the inclined portion 29d of the A-phase stator portion 61 is L1
- the root of the magnetic pole portion 29b (of the radially extending portion 29a).
- the dimension from the outer surface) to the tip surface is L2.
- the axial dimension of the A-phase magnet 54 facing the A-phase stator portion 61 (B-phase magnet 55 facing the B-phase stator portion 62) is L3.
- the positional relationship between the rotor 50 and the stator 60 will be described.
- the B-phase magnet 55 of the B-phase rotor portion 52 is counterclockwise with respect to the A-phase magnet 54 of the A-phase rotor portion 51. In this embodiment, they are shifted by 45 degrees.
- the stator 60 as shown in FIG. 22B, the first and second claws of the B-phase stator portion 62 with respect to the first and second claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the A-phase stator portion 61.
- the magnetic poles 27 and 28 are arranged so as to be shifted clockwise by an electrical angle ⁇ 1 (45 degrees in this embodiment). That is, in the motor M1 of this embodiment, the phase difference between the A-phase motor unit M2A and the B-phase motor unit M2B is set to 90 degrees.
- FIG. 23 shows the thrust force S2 of the motor M2 having the inclined portion 29d of the present embodiment and the motor (M20) as a second comparative example (not shown), that is, the radial extending portion without the inclined portion 29d.
- the thrust force S20 of the motor (M20) in which the boundary portion 29c between 29a and the magnetic pole portion 29b is angular is shown.
- the motor (M20) of the second comparative example is easily affected by the magnetic force between different phases, and the thrust force of the motor (M20) of the second comparative example is relatively large like the thrust force S20 shown in FIG. ing.
- the thrust force S2 of the motor M2 of the present embodiment shown in FIG. 23 is suppressed to be smaller than the thrust force S20 of the motor (M20) of the second comparative example. This is considered that the balance of the axial component of the attractive force and the repulsive force received by the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the stator cores 63 and 64 of this embodiment is better than that of the second comparative example.
- the magnetic pole portion 29 b of the first claw-shaped magnetic pole 27 of the stator core 63 is attracted in three directions from the A-phase magnet 54 (radially outward).
- the diagonally downward attractive force F ⁇ b> 13 is a force generated by forming the inclined portion 29 d on the first claw-shaped magnetic pole 27.
- the axial component F12y of the suction force F12 obliquely upward is upward in the axial direction
- the axial component F13y of the suction force F13 obliquely downward is downward in the axial direction.
- the axial component F12y and the axial component F13y cancel each other, and the thrust force received by the entire first claw-shaped magnetic pole 27 is reduced.
- the claw-shaped magnetic poles 28 of the stator core 64 of the A-phase stator section 61 and the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the stator cores 63 and 64 of the B-phase stator section 62 are also described. As with the claw-shaped magnetic pole 27 of the stator core 63, the thrust force is reduced. The same applies to the repulsive force.
- the reference embodiment may be modified as follows.
- the present invention is applied to the outer rotor type motor M2, but may be applied to an inner rotor type motor.
- the magnets 54 and 55 of the rotor 50 constitute a 12-pole (6-pole pair) rotor
- the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the stator 60 constitute a 24-pole rotor.
- the number of poles of the stator is not limited to this.
- the stator 60 is a two-phase stator including the A-phase stator portion 61 and the B-phase stator portion 62, but may be a single-phase stator.
- the inclined portion 29d is formed in the stator cores 63 and 64 of the stator portions 61 and 62, but is formed only in the A-phase stator portion 61 or only in the B-phase stator portion 62. May be.
- the inclined portion 29d is provided at the boundary portion 29c of the claw-shaped magnetic poles 27 and 28.
- a concave portion 29e having a concave shape radially inward from the outer peripheral surface of the magnetic pole portion 29b may be formed instead of the inclined portion 29d.
- the concave portion 29e functions in the same manner as the inclined portion 29d, and the thrust force can be reduced.
- the size and position of the recess 29e and the length of the recess 29e may be changed as appropriate.
- the thrust force may be adjusted by forming a convex portion 29f in the concave portion 29e (providing a portion to be left without being formed as a concave portion). Further, the size and position of the convex portion 29f may be changed as appropriate.
- stator portions 61 and 62 may be provided with position restricting members 65 and 66 made of an insulating material for restricting the displacement of the first and second stator cores 63 and 64, respectively.
- annular position restricting member 65 is provided in the stator portions 61 and 62 shown in FIG.
- the position restricting member 65 includes a circumferential restricting portion 65 a disposed between the claw-shaped magnetic pole 27 and the claw-shaped magnetic pole 28 in the circumferential direction, a tip (axial tip) of the magnetic pole portion 29 b of the claw-shaped magnetic pole 27, and a claw-shaped magnetic pole 28.
- the axial direction restricting portions 65b are alternately arranged at the tip (axial tip) of the magnetic pole portion 29b.
- the circumferential direction regulating portion 65a regulates the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the stator cores 63 and 64 so that they are not displaced in the circumferential direction.
- the axial direction restricting portion 65b restricts the stator cores 63 and 64 from coming outside in the axial direction. As a result, the assembled state of the first and second stator cores 63, 64 of the stator portions 61, 62 is strengthened.
- Each position restricting member 66 includes a circumferential direction restricting portion 66 a disposed between the claw-shaped magnetic pole 27 and the claw-shaped magnetic pole 28 in the circumferential direction.
- One end in the axial direction of the circumferential restricting portion 66a is provided with a first axial restricting portion 66b extending to one circumferential side, and the other axial end of the circumferential restricting portion 66a extends to the other circumferential side.
- the 2nd axial direction control part 66c to come out is provided.
- the dimensions of the first and second axial direction restricting portions 66b and 66c are set to be about half the circumferential width of the claw-shaped magnetic poles 27 and 28.
- the circumferential direction regulating portion 66a regulates the claw-shaped magnetic poles 27 and 28 of the stator cores 63 and 64 so as not to be displaced in the circumferential direction.
- the first axial direction restricting portion 66b and the second axial direction restricting portion 66c cooperate to restrict the stator cores 63 and 64 from moving outward in the axial direction and coming off from each other. As a result, the assembled state of the first and second stator cores 63, 64 of the stator portions 61, 62 is strengthened.
- Each of the stator core and the claw-shaped magnetic poles of the second stator core is a stator having a radially extending portion that extends radially outward and a magnetic pole portion in which the tip of the radially extending portion is bent in the axial direction.
- the stator is provided with an inclined surface or a recess at a boundary portion between the radially extending portion and the magnetic pole portion.
- the inclined surface or the concave portion is provided at the boundary portion between the radially extending portion of the claw-shaped magnetic pole and the magnetic pole portion. Therefore, when a stator having a magnetic pole portion and a rotor having a permanent magnet opposed to the magnetic pole portion in the radial direction are combined into a motor, the claw-shaped magnetic poles (magnetic pole portions) of the first and second stator cores are The balance of the axial component of the attractive force and the repulsive force received from the permanent magnet is improved. As a result, the axial components of the suction force (and the repulsive force) cancel each other, and the thrust force is reduced.
- (E) A motor comprising the stator according to (D) above, and a rotor having a permanent magnet opposed to the magnetic pole portion of the claw-shaped magnetic pole of the stator in the radial direction.
- the axial dimension of the inclined surface or the recess is L1
- the dimension from the root of the magnetic pole part to the tip surface is L2
- the center position in the axial direction of the magnetic pole portion excluding the inclined surface or the concave portion substantially coincides with the center position in the axial direction of the permanent magnet. For this reason, the balance of the axial component of the attractive force received by the claw-shaped magnetic poles of the first and second stator cores from the permanent magnet of the rotor is improved (the repulsive force is the same). As a result, the axial component remaining due to cancellation of the axial components of the suction force becomes substantially zero (the same applies to the repulsive force), and the thrust force can be reduced more effectively.
- the motor M of the present embodiment is a brushless motor and includes a rotor 110 and a stator 120.
- the rotor 110 includes a rotor core 111 made of a magnetic material, and magnets 112 and 113 fixed to the rotor core 111.
- the rotor core 111 has a cylindrical shape with a cylindrical shape centered on the axis L of the rotor 110 and a cylindrical shape with the axis L as the center, and an outer periphery located on the outer peripheral side of the inner peripheral side cylindrical portion 114.
- the side cylindrical part 115 and the upper bottom part 116 which connects the axial direction one end of the inner peripheral side cylindrical part 114 and the axial direction one end of the outer peripheral side cylindrical part 115 are provided.
- the upper bottom portion 116 is formed in a flat plate shape that is perpendicular to the axis L.
- the inner peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 114 is supported on the support shaft 117 via a bearing 118, whereby the rotor core 111 is rotatably supported with respect to the support shaft 117.
- the A-phase magnet 112 and the B-phase magnet 113 are fixed to the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 115.
- the magnets 112 and 113 are arranged side by side in the axial direction, the magnet 112 is opposed to a first stator portion 121 described later in the radial direction, and the magnet 113 is opposed to a second stator portion 122 described later in the radial direction. It has become.
- the magnets 112 and 113 are magnetized in the radial direction, and N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the stator 120 is fixed to the housing H, and the first stator part 121 having an annular shape, the second stator part 122 having an annular shape, the first stator part 121 and the second stator part 122 are arranged in the housing H. And a fixing part (clamping part) 140 for fixing to the main body.
- the first and second stator portions 121 and 122 have the same configuration and the same shape, and are arranged in parallel in the axial direction.
- the second stator portion 122 is disposed near the upper bottom portion 116 in the axial direction (upper side in FIGS. 26 and 27), and the first stator portion 121 is near the axially open end of the rotor core 111 (in FIGS. 26 and 27). (Lower side).
- the first stator unit 121 is used for the A phase, and a driving current of the same phase (A phase) is supplied to them.
- the second stator portion 122 is used for the B phase, and an in-phase (B phase) driving current is supplied to them.
- each of the first and second stator portions 121 and 122 includes a pair of stator cores (first stator core 123 and second stator core 124) having the same shape, and the pair of stator cores 123, Winding 125 (coil part) disposed between the two.
- the first stator core 123 and the second stator core 124 function as a first core portion and a second core portion, respectively.
- Each of the stator cores 123 and 124 is, for example, a dust core formed by compression molding, and has a cylindrical core base 126 and a plurality of (six in this embodiment) claws extending from the core base 126. And a magnetic pole.
- the claw-shaped magnetic pole formed on the first stator core 123 is referred to as a first claw-shaped magnetic pole 127
- the claw-shaped magnetic pole formed on the second stator core 124 is referred to as a second claw-shaped magnetic pole 128.
- the claw-shaped magnetic poles 127 and 128 have the same shape.
- the first claw-shaped magnetic poles 127 are provided at equal intervals (60-degree intervals) in the circumferential direction
- the second claw-shaped magnetic poles 128 are similarly provided at equal intervals (60-degree intervals) in the circumferential direction.
- Each of the claw-shaped magnetic poles 127 and 128 extends outward in the radial direction from the core base 126 and is bent at a right angle so as to face the axial direction.
- a portion extending radially outward from the core base 126 is referred to as a radially extending portion 129
- a tip portion bent in the axial direction is referred to as a magnetic pole portion 130.
- the radially extending portion 129 is formed so that the circumferential width becomes narrower toward the outer peripheral side.
- the outer peripheral surface (radially outer surface) of the magnetic pole part 130 is formed in an arc surface centered on the axis L.
- the stator cores 123 and 124 have concave portions 123a and 124a that are recessed radially outward on the radially inner side surface.
- the first and second stator cores 123 and 124 having the above-described configuration are assembled such that the first and second claw-shaped magnetic poles 127 and 128 (the magnetic pole portion 130) face in opposite directions in the axial direction.
- the magnetic pole portions 130 of the first claw-shaped magnetic pole 127 and the magnetic pole portions 130 of the second claw-shaped magnetic pole 128 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the winding 125 is interposed between the axial directions of the first and second stator cores 123 and 124.
- An insulating member (not shown) is interposed between the winding 125 and the first and second stator cores 123 and 124.
- the winding 125 has an annular shape along the circumferential direction of the stator 120.
- the winding 125 is disposed between the radial extension 129 of the first claw-shaped magnetic pole 127 and the radial extension 129 of the second claw-shaped magnetic pole 128 in the axial direction, and in the radial direction. Is disposed between the core base 126 of each of the stator cores 123 and 124 and the magnetic pole portion 130 of each of the claw-shaped magnetic poles 127 and 128.
- the stator parts 121 and 122 configured as described above have a so-called Landel type structure. That is, the first and second stator portions 121 and 122 are different from each other in the first and second claw-shaped magnetic poles 127 and 128 by the winding 125 disposed between the first and second stator cores 123 and 124. It has a 12-pole Landell structure that excites the magnetic poles.
- the first and second stator portions 121 and 122 are stacked such that the second stator cores 124 are adjacent to each other in the axial direction.
- the arrangement angle of the B-phase second stator portion 122 with respect to the A-phase first stator portion 121 is shifted by a predetermined angle in the clockwise direction when viewed from the axial upper side (stator portion 121). . That is, the magnetic poles (claw-shaped magnetic poles 127, 128) of the second stator portion 122 are shifted by a predetermined angle in the clockwise direction with respect to the magnetic poles (respective claw-shaped magnetic poles 127, 128) of the first stator portion 121.
- the magnets 112 and 113 of the rotor 110 that are radially opposed to the first and second stator portions 121 and 122 are also displaced from each other in the circumferential direction. Specifically, when viewed from the upper side in the axial direction (magnet 113), the N pole (S pole) of the B phase magnet 113 is counterclockwise with respect to the N pole (S pole) of the A phase magnet 112. It is shifted by a predetermined angle.
- the fixing part 140 includes a first fixing part 141 and a second fixing part 142.
- the first and second fixing portions 141 and 142 include a contact portion (first holding portion and second holding portion) 143 that contacts the stator portions 121 and 122 in the axial direction, respectively, and a plurality of core back portions (connection portions). 144) and a plurality of attachment portions (connection portions) 145.
- the contact portions 143 of the first and second fixing portions 141 and 142 are each formed to have an annular plate shape.
- the contact portion 143 of the first fixed portion 141 is in contact with the core base 126 of the first stator core 123 of the first stator portion 121 in the axial direction
- the contact portion 143 of the second fixed portion 142 is the second portion of the second stator portion 122. Abutting with the core base 126 of the one stator core 123 in the axial direction.
- Each core back portion 144 is formed so as to extend in the axial direction from a radially inner portion of each of the first and second fixing portions 141 and 142.
- Each core back portion 144 is formed such that a cross section cut in the direction perpendicular to the axis forms an arc shape, and each core back portion 144 is fitted into recesses 123 a and 124 a provided in each stator core 123 and 124.
- the mounting portion 145 is located at the tip of each core back portion 144 and is formed to extend radially inward.
- An insertion hole 145a is formed in the attachment portion 145, and the attachment portion 145 can be attached to the attachment portion H1 of the housing H with, for example, a bolt.
- the attachment portion 145 is disposed at a boundary position in the axial direction between the first stator portion 121 and the second stator portion 122, that is, at a boundary position of each phase (A phase, B phase).
- the fixing part 140 configured as described above is sandwiched by the first and second stator parts 121 and 122 being axially stacked by the contact parts 143 of the first and second fixing parts 141 and 142, and attached.
- a portion 145 is attached to the housing H. Thereby, the first and second stator portions 121 and 122 are fixed to the housing H.
- a phase drive current is supplied to each winding 125 of the first stator portion 121 for A phase
- a B phase drive current is supplied to each winding 125 of the second stator portion 122 for B phase.
- the A-phase drive current and the B-phase drive current are alternating currents, and the phase difference between them is set to 90 degrees, for example.
- the first and second stator cores 123 and 124 have a core made of a magnetic member that is separate from the first and second stator cores 123 and 124 in a portion opposite to the claw-shaped magnetic poles 127 and 128 in the radial direction.
- a back portion 144 is provided. Therefore, the structure of each component (the stator cores 123 and 124 and the core back portion 144) can be simplified as compared with the case where the core back portion 144 is provided in each of the first and second stator cores 123 and 124 to be the same component. it can.
- the core back portion 144 is disposed in the concave portions 123a and 124a of the stator cores 123 and 124. Therefore, the circumferential positioning of the stator cores 123 and 124 can be performed by the core back portion 144.
- a plurality of stator portions 121 and 122 having a first stator core 123, a second stator core 124, and a winding 125 are laminated in the axial direction.
- a fixing part 140 is provided that constitutes a clamping part that clamps the stacked stator parts 121 and 122 from both sides in the axial direction. Therefore, the plurality of stator parts 121 and 122 can be sandwiched and fixed by the fixing part 140.
- the fixing portion 140 includes an abutting portion 143 of the first fixing portion 141, an abutting portion 143 of the second fixing portion 142, a core back portion 144 and a mounting portion 145 as connecting portions.
- the first fixing portion 141 is located on one side in the axial direction in a state where the plurality of stator portions 121 and 122 are stacked.
- the second fixing portion 142 is located on the other side in the axial direction in a state where the plurality of stator portions 121 and 122 are stacked.
- the core back part 144 and the attachment part 145 connect between the two contact parts 143.
- the core back portion 144 as a part of the fixing portion 140, the effect of the core back portion 144 can be provided while performing pinching and fixing. Further, the increase in the number of parts can be suppressed as compared with the case where the fixing portion 140 and the core back portion 144 are separated.
- the mounting portion 145 is disposed at the boundary position between the first stator portion 121 and the second stator portion 122. Therefore, fine adjustment of the circumferential position between the first stator portion 121 and the second stator portion 122 is possible.
- the third embodiment may be modified as follows.
- the stator 120 is configured by laminating the first stator portion 121 and the second stator portion 122 in the axial direction, but the number of laminations may be changed as appropriate.
- stator 120 may be configured by only one of the first stator portion 121 and the second stator portion 122. -In above-mentioned embodiment, although the fixing
- the recesses 123a and 124a are formed in the stator cores 123 and 124, and the core back portion 144 is inserted into the recesses 123a and 124a.
- omitted recessed part 123a, 124a may be employ
- the stator 120 is fixed to the holding part 150, and has a first stator part 121 having an annular shape and a second stator part 122 having an annular shape. As shown in FIGS. 31 and 32 (a) and 32 (b), the first and second stator portions 121 and 122 each have a pair of stator cores having the same shape (the first stator core 123 and the second stator core 124), The winding 125 (coil part) arrange
- Each of the stator cores 123 and 124 is composed of a powder magnetic core formed by mixing a magnetic powder such as iron powder and an insulator such as a resin and then performing hot press molding (compression molding) with a mold.
- Each of the stator cores 123 and 124 includes a cylindrical core base 126 and a plurality of (in this embodiment, 12) claw-shaped magnetic poles 127 and 128 extending from the core base 126.
- the configuration with the powder magnetic core increases the degree of freedom in designing the stator cores 123 and 124. For example, the manufacturing process becomes very simple as compared with the case of bending (bending) from a plate material. Moreover, the amount of suppression of eddy current can be easily adjusted by adjusting the distribution amount of magnetic powder and an insulator.
- Each stator core 123, 124 includes a plurality of recesses 123b, 124b provided at substantially equal angular intervals in the circumferential direction on the radially inner side.
- the plurality of recesses 123b, 124b are formed in a recessed shape provided at the radially outer side and one axial side of the stator cores 123, 124.
- the stator parts 121 and 122 configured as described above have a so-called Landel type structure. That is, the first and second stator portions 121 and 122 are different from each other in the first and second claw-shaped magnetic poles 127 and 128 by the winding 125 disposed between the first and second stator cores 123 and 124. It has a 24-pole Landell structure that excites the magnetic poles.
- the holding part 150 includes a plate-like base part 151 and a holding piece 153 fixed to the base part 151 by a fastening member 152 such as a bolt.
- the holding piece 153 as the positioning portion includes a cylindrical portion 154, an annular plate-shaped portion 155, and a plurality of claw portions 156.
- the annular plate-like portion 155 extends radially inward from the inner peripheral surface of the end located near the base portion 151 of the cylindrical portion 154.
- the plurality of claw portions 156 are provided at substantially equal angular intervals in the circumferential direction outward from the end of the cylindrical portion 154 opposite to the annular plate-shaped portion 155.
- the claw portion 156 engages with a concave portion 123b provided in the stator core 123 of the second stator portion 122 in the radial direction and the circumferential direction.
- a phase drive current is supplied to the winding 125 of the first stator portion 121 for the A phase
- a B phase drive current is supplied to the winding 125 of the second stator portion 122 for the B phase.
- the A-phase drive current and the B-phase drive current are alternating currents, and the phase difference between them is set to 90 degrees, for example.
- Recesses 123b and 124b are provided on the inner side in the radial direction of the core base 126 of the first stator core 123 and the second stator core 124. Therefore, for example, the positioning of the housing (holding portion 150) and the stator 120 in the radial direction and the circumferential direction is facilitated by the tip of the claw portion 156 of the holding piece 153 as a positioning portion that comes into contact with the concave portion 123b in the radial direction, for example. Can be performed.
- the plurality of recesses 123b are provided in the stator core 123 so as to have a predetermined interval in the circumferential direction. Therefore, the circumferential positioning of the housing (holding portion 150) and the stator 120 and the positioning of the stator cores 123 and 124 by using the concave portions 123b and the holding portions 150 having the claw portions 156 fitted and engaged with the concave portions 123b. It is possible to prevent rotation and retain.
- the fourth embodiment may be modified as follows.
- the use application is not specified for the recess 124b, but for example, the following use method is conceivable.
- the winding 125 can be drawn out into the recess 124b, and the drawn-out winding 125a can be disposed at a predetermined position.
- maintenance part 150 it becomes possible to pull out the coil
- maintenance part 150 were made into a different body, it is not restricted to this.
- the base portion 151 and the holding piece 153 may be integrally formed of resin, for example. Thereby, compared with the case where it is set as a different body, a number of parts can be suppressed.
- the step of fastening using the fastening member 152 can be omitted.
- a plurality of the recesses 123b (124b) are provided so as to be equiangular in the circumferential direction.
- the present invention is not limited to this.
- a configuration in which an annular recess 123b (124b) is provided may be employed.
- the thickness U1 of the core base 126 can be made equal to the thickness U2 of the claw-shaped magnetic pole 127 (128) in the axial direction by adjusting the depth of the concave portion 123b (124b) in the axial direction.
- a uniform density distribution can be easily obtained by making the axial thicknesses U1 and U2 constant as described above.
- a configuration in which a concave portion 130a is provided in the magnetic pole portion 130 of the claw-shaped magnetic pole 127 (128) may be adopted.
- the axial thickness U3 on the radially outer side of the magnetic pole portion 130 can be made the same as the other thicknesses U1 and U2.
- the number of parts having the same axial thickness increases, so that when the stator cores 123 and 124 are formed of dust cores as in the above embodiment, the axial thicknesses U1, U2, and U3 are set as described above. By making it constant, a uniform density distribution can be easily obtained.
- the concave portions 123b and 124b are formed in a curved shape, so that the curved portion C at the tip of the holding jig J is formed by the concave portion 124b of the first stator portion 121 and the concave portion 124b of the second stator portion 122.
- the positions of the first stator part 121 and the second stator part 122 are adjusted by being inserted into the semicircular groove 131 and matching the curved part C of the holding jig J. Therefore, it is possible to adjust the deviation of the stator 120 in the axial direction.
- each of the stator cores 123 and 124 is configured with a dust core, but is not limited thereto, and may be manufactured by bending from a plate material or by casting using a molding die.
- the stator 120 is configured by laminating the first stator portion 121 and the second stator portion 122 in the axial direction, but the number of laminations may be changed as appropriate. Further, the stator 120 may be configured by only one of the first stator portion 121 and the second stator portion 122.
- the motor M1 of the fifth embodiment is a brushless motor, and includes a rotor 210 rotatably supported by a support shaft of a housing (not shown) and a stator 220 fixed to the housing. Yes.
- the rotor 210 is composed of a two-phase rotor portion of an A-phase rotor portion 211 and a B-phase rotor portion 212, and these rotor portions should be configured. And a rotor core 213 made of a magnetic material, and two magnets (A-phase magnet 214 and B-phase magnet 215) fixed to the rotor core 213.
- the rotor core 213 is formed in a cylindrical shape centering on the axis L of the rotor 210 and on the outer peripheral side of the cylindrical shape centered on the axis L and positioned on the outer peripheral side of the inner peripheral side cylindrical portion 213a. It has a cylindrical portion 213b, and an upper bottom portion 213c that connects one end (upper end) in the axial direction of the inner peripheral cylindrical portion 213a and the outer peripheral cylindrical portion 213b.
- the upper bottom portion 213c is formed in a flat plate ring shape orthogonal to the axis L.
- the inner peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 213a is supported via a bearing (also not shown) with respect to the support shaft (not shown).
- the A-phase magnet 214 and the B-phase magnet 215 are arranged in this order in the axial direction from the open end of the rotor core 213 toward the upper bottom 213c on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 213b.
- the A-phase magnet 214 is provided at a position opposed to a later-described A-phase stator portion 221 in the radial direction, and constitutes an A-phase rotor portion 211.
- the B-phase magnet 215 is provided at a position facing the B-phase stator portion 222 described later in the radial direction, and constitutes a B-phase rotor portion 212.
- the A-phase and B-phase magnets 214 and 215 are magnetized in the radial direction, and the north and south poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the number of poles of the A-phase magnet 214 and the B-phase magnet 215 is the same, and the rotor 210 of the present embodiment is configured with 12 poles (six pole pairs).
- the stator 220 includes stator portions 221 and 222 each having an annular shape.
- the stator portion 221 is for the A phase and is supplied with the A phase drive current.
- the stator portion 222 is for the B phase and is supplied with a B phase drive current.
- the stator portions 221 and 222 have the same configuration and the same shape, and are arranged in parallel in the axial direction.
- the A-phase stator portion 221 is disposed in the vicinity (lower side) of the axially open end of the rotor core 213, and the B-phase stator portion 222 is disposed in the vicinity (upper side) of the upper bottom portion 213c in the axial direction.
- the A-phase stator part 221 is supported by the housing (not shown), and the B-phase stator part 222 is supported by the A-phase stator part 221. ing.
- an A-phase motor includes an A-phase stator portion 221 and an A-phase rotor portion 211 including an A-phase magnet 214 arranged on the outer peripheral side thereof.
- Part MA is configured.
- the B-phase motor unit MB is configured by the B-phase stator unit 222 and the B-phase rotor unit 212 including the B-phase magnet 215 arranged on the outer peripheral side thereof.
- each of the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222 has a pair of stator cores (first stator core 223 and second stator core 224) having the same shape, and the pair of stator cores 223 and 224.
- Each of the stator cores 223 and 224 includes a cylindrical portion 231 and a plurality (212 in this embodiment) of claw-shaped magnetic poles 232 and 233 extending from the cylindrical portion 231 to the outer peripheral side.
- the claw-shaped magnetic pole formed on the first stator core 223 is referred to as a first claw-shaped magnetic pole 232
- the claw-shaped magnetic pole formed on the second stator core 224 is referred to as a second claw-shaped magnetic pole 233.
- the claw-shaped magnetic poles 232 and 233 have the same shape.
- the first claw-shaped magnetic poles 232 are provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction
- the second claw-shaped magnetic poles 233 are similarly provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction.
- the claw-shaped magnetic poles 232 and 233 are bent at right angles so as to extend radially outward from the cylindrical portion 231 and to face the axial direction in the middle.
- a portion extending radially outward from the cylindrical portion 231 is referred to as a radially extending portion 234, and a tip portion bent in the axial direction is referred to as a magnetic pole portion 235.
- the radially extending portion 234 is formed so that the circumferential width becomes narrower toward the outer peripheral side.
- the outer peripheral surface (radially outer surface) of the magnetic pole portion 235 is formed as an arc surface centered on the axis L.
- the stator cores 223 and 224 including the claw-shaped magnetic poles 232 and 233 having a right-angle shape may be manufactured by bending from a plate material, or may be manufactured by casting using a molding die. Further, a magnetic powder such as iron powder and an insulator such as resin may be mixed and produced by hot press molding with a mold.
- the first and second stator cores 223 and 224 having the above-described configuration are assembled such that the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233 (magnetic pole portion 235) face each other in the axial direction (see FIG. 42).
- the magnetic pole portions 235 of the first claw-shaped magnetic poles 232 and the magnetic pole portions 235 of the second claw-shaped magnetic poles 233 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. That is, the stator 220 of this embodiment is configured with 24 poles.
- the first and second stator cores 223 and 224 are fixed to each other with their cylindrical portions 231 in contact with each other in the axial direction.
- a coil portion 225 is interposed between the axial directions of the first and second stator cores 223 and 224.
- the coil portion 225 includes a winding wound in an annular shape along the circumferential direction of the stator 220, and a bobbin made of an insulating resin interposed between the winding and the first and second stator cores 223 and 224. It has.
- the coil portion 225 is disposed between the radial extension 234 of the first claw-shaped magnetic pole 232 and the radial extension 234 of the second claw-shaped magnetic pole 233 in the axial direction, and in the radial direction. Is disposed at a position near the cylindrical portion 231 in the space between the cylindrical portion 231 of each stator core 223, 224 and the magnetic pole portion 235 of each claw-shaped magnetic pole 232, 233.
- the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222 configured as described above have a so-called Landel structure. That is, the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222 are provided with the first and second claw-shaped magnetic poles by the current supplied to the windings of the coil portion 225 disposed between the first and second stator cores 223 and 224. It has a 12-pole Randell structure that excites 232 and 233 to different magnetic poles from time to time.
- an auxiliary magnetic pole member 226 is disposed between the first and second stator cores 223 and 224 so as to be fitted to the outer peripheral portion of the coil portion 225.
- the auxiliary magnetic pole member 226 is made of a magnetic metal material and includes an annular base 226a and a plurality of salient poles 226b that protrude radially outward from the outer peripheral surface of the base 226a.
- the axial width of the base portion 226a is equal to the axial width of the coil portion 225. In this case, the axial width between the radially extending portions 234 of the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233 is equivalent.
- the width of the magnetic pole portion 235 is set to be thinner than the axial width.
- the inner diameter of the base portion 226a is substantially the same as the outer diameter of the coil portion 225, and is set to a size that allows the base portion 226a of the auxiliary magnetic pole member 226 to be fitted on the outer peripheral portion of the coil portion 225.
- the number of salient poles 226b is twice the number of claw-shaped magnetic poles 232 and 233 of the first and second stator cores 223 and 224. That is, 24 salient poles 226b are provided at equal intervals in the circumferential direction (15-degree intervals) with respect to the base 226a.
- the base 226a of the auxiliary magnetic pole member 226 of the present embodiment is formed by making a single plate material into an annular shape.
- the salient pole 226b is formed by bending the plate material so as to reciprocate radially outward when the base portion 226a is formed. Therefore, the circumferential width Q of the salient pole 226b is relatively larger (twice) than the radial width P of the base 226a, in other words, the radial width P of the base 226a is equal to the circumference of the salient pole 226b. It becomes relatively smaller than the width Q in the direction.
- the method of forming the auxiliary magnetic pole member 226 is not limited to this, and after forming the annular base 226a, the individually prepared salient poles 226b may be joined by welding or the like.
- the auxiliary magnetic pole member 226 has a radial extension 234 of the first claw-shaped magnetic pole 232 and a radial extension 234 of the second claw-shaped magnetic pole 233 in the axial direction.
- the base 226a of the auxiliary magnetic pole member 226 is located between the coil 225 and the magnetic pole part 235 of each claw-shaped magnetic pole 232, 233 (the magnetic pole part of each claw-shaped magnetic pole 232, 233). 235 on the back side).
- the outer peripheral end portion of the salient pole 226 b of the auxiliary magnetic pole member 226 is located on the same plane as the outer peripheral surface of the magnetic pole portion 235.
- the salient pole 226 b of the auxiliary magnetic pole member 226 is disposed at the center between the magnetic pole part 235 of the first claw-shaped magnetic pole 232 and the magnetic pole part 235 of the second claw-shaped magnetic pole 233.
- the positional relationship between the rotor 210 and the stator 220 will be described.
- the B-phase magnet 215 of the B-phase rotor section 212 is counterclockwise with respect to the A-phase magnet 214 of the A-phase rotor section 211. In this embodiment, they are shifted by 45 degrees.
- the stator 220 as shown in FIG. 44 (b), the first and second of the B-phase stator portion 222 with respect to the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233 of the A-phase stator portion 221.
- the claw-shaped magnetic poles 232 and 233 are arranged so as to be shifted by an electrical angle ⁇ 1 (45 degrees in this embodiment) in the clockwise direction. That is, in the motor M1 of the present embodiment, the phase difference between the A-phase motor unit MA and the B-phase motor unit MB is set to 90 degrees.
- the A-phase driving current is supplied to the winding of the coil portion 225 of the A-phase stator portion 221, and the B-phase driving current is supplied to the winding of the coil portion 225 of the B-phase stator portion 222.
- the A-phase drive current and the B-phase drive current are alternating currents, and the phase difference between them is set to 90 degrees in this embodiment.
- rotational torque is generated by the relationship between the stator portions 221 and 222 and the A-phase and B-phase magnets 214 and 215, and the rotor 210 is driven to rotate.
- FIG. 45 shows the cogging torque T1 of the motor M1 provided with the auxiliary magnetic pole member 226 of this embodiment and the cogging torque T of the motor (M0) not provided with the auxiliary magnetic pole member 226 as a comparative example.
- the cogging torque T1 of the motor M1 of the present embodiment is suppressed to be smaller than the cogging torque T of the motor (M0) of the comparative example.
- auxiliary magnetic pole member 226 is provided in the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222 of the present embodiment, so that the magnetic flux flowing into the first claw-shaped magnetic pole 232 (second claw-shaped magnetic pole 233). Flows out to the second claw-shaped magnetic pole 233 (first claw-shaped magnetic pole 232) and the salient pole 226b. At this time, the magnetic flux changes of the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233 are in phase with each other, and this becomes the first cogging torque component.
- the salient pole 226b is disposed in the center between the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233, the magnetic flux changes of the first claw-shaped magnetic pole 232 (second claw-shaped magnetic pole 233) and the salient pole 226b are mutually different.
- the phase is reversed. That is, by providing the salient pole 226b, a second cogging torque component having an opposite phase to the first cogging torque component is generated. Therefore, it is considered that the first and second cogging torque components cancel each other, and the cogging torque T1 as a whole of the motor M1 is reduced.
- An auxiliary magnetic pole member 226 is provided on each of the stator portions 221 and 222 of the motor M1. Therefore, the first cogging torque component generated by the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233 and the second cogging torque component generated by the first claw-shaped magnetic pole 232 (second claw-shaped magnetic pole 233) and the salient pole 226b are generated. To do. At this time, since the salient pole 226b is disposed between the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233, the phase in which the second cogging torque component cancels each other with respect to the first cogging torque component. Cause a shift. As a result, the cogging torque T1 of the motor M1 is reduced as shown in FIG.
- the salient pole 226b of the auxiliary magnetic pole member 226 is disposed at the center between the first and second claw-shaped magnetic poles 232 and 233. For this reason, the phase shift between the first and second cogging torques is opposite or very close to the opposite phase. As a result, the effect of the first and second cogging torque components canceling each other increases, and the cogging torque T1 of the motor M1 is further reduced as shown in FIG.
- the base portion 226a of the auxiliary magnetic pole member 226 is set such that the radial width P is smaller than the circumferential width Q of the salient pole 226b. Therefore, magnetic saturation is likely to occur at the base 226a of the auxiliary magnetic pole member 226. Thereby, it is possible to suppress the magnetic flux flowing into the salient pole 226b from flowing out to the adjacent salient pole 226b through the base 226a, and to reduce the cogging torque T1 while suppressing the decrease in torque by the auxiliary magnetic pole member 226. Can do.
- the auxiliary magnetic pole member 226 is formed from a single plate material. Therefore, the auxiliary magnetic pole member 226 can be easily manufactured by bending the plate material.
- the motor (M2: not shown) of the sixth embodiment has the same configuration as the motor M1 of the fifth embodiment described above, and differs only in the axial width A of the salient pole 226b of the auxiliary magnetic pole member 226. Specifically, in the motor M1 of the fifth embodiment, the width A of the salient pole 226b is set to 50% of the width B of the respective stator portions 221, 222, whereas the motor (M2) of the present embodiment. Then, it is set to 70%. In this setting, both axial ends of the salient pole 226b protrude from the base 226a (see FIG. 48).
- the present inventor has found that the magnitude of the cogging torque changes not only with the presence or absence of the auxiliary magnetic pole member 226 but also with the axial width A of the salient pole 226b of the auxiliary magnetic pole member 226. That is, the inventor changed the width A of the salient pole 226b and verified the cogging torque at that time and the ratio of the quaternary component of the cogging torque. At this time, in the width A of the salient pole 226b, the axial width B of each of the stator portions 221 and 222 is used as a reference (100%).
- the axial width B of each of the stator portions 221 and 222 refers to the end surface 223a of the pair of first stator cores 223 (the end surface of the first stator core 223 opposite to the tip of the magnetic pole portion 235) from the second stator core 224. This is the length to the end surface 224a (the end surface of the second stator core 224 opposite to the tip of the magnetic pole portion 235). Then, the width A of the salient pole 226b is changed in the range of 30 to 100% of the width B of the stator portions 221 and 222. In addition, the width A of the salient pole 226b of the fifth embodiment is 50% of the width B of the stator portions 221 and 222. Further, in the cogging torque and the quaternary component of the cogging torque, the cogging torque T and the quaternary component of the comparative example are used as a reference (100%).
- the cogging torque and the fourth order of the cogging torque are increased as the width A of the salient pole 226b is increased in the range of 30 to 70% of the width B of the stator portions 221 and 222.
- the component size decreases and increases as it increases in the range of 70-100%. That is, if the width A of the salient pole 226b is set to 60 to 80% of the width B of each stator portion 221, 222, the cogging torque and its quaternary component can be effectively reduced. Furthermore, if it is set to 70%, the cogging torque and the quaternary component of the cogging torque can be reduced most effectively.
- the axial width A of the salient pole 226b is set to 70%.
- the cogging torque T2 of the motor (M2) of this embodiment is restrained smaller than the cogging torque T of a comparative example, as shown in FIG. This is because the first and second cogging torque components are generated in the motor (M2) of the present embodiment as well as the motor M1 of the fifth embodiment described above, but the first and second cogging torque components are generated. This is probably because they canceled each other.
- the fourth order component of the cogging torque T of the motor (M0) of the comparative example is remarkably large.
- the cogging torque T2 of the motor (M2) of the present embodiment is greatly reduced.
- the cogging torque T2 of the motor (M2) of the present embodiment is suppressed to be smaller than the cogging torque T1 of the motor M1 of the fifth embodiment described above. This is because the difference between the first and second cogging torque components in this embodiment is smaller than the difference between the first and second cogging torque components in the fifth embodiment. As a result, the effect of canceling each other with the first and second cogging torque components is enhanced, and the cogging torque T2 of the motor (M2) as a whole is further reduced.
- the axial width A of the salient pole 226b is set to 60 to 80% of the axial width B of each of the stator portions 221 and 222 (the combined first and second stator cores 223 and 224). .
- the first and second cogging torque components have the same magnitude. This increases the effect of the first and second cogging torque components canceling each other, and the cogging torque T2 of the motor (M2) is further reduced as shown in FIG.
- the present invention is applied to the outer rotor type motors M1 and (M2), but may be applied to an inner rotor type motor.
- the magnet of the rotor 210 has two phases of the A-phase and B-phase magnets 214 and 215 in the axial direction
- the stator 220 has two phases of the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222 in the axial direction.
- the number of magnet stages of the rotor and the number of phases of the stator are not limited to this.
- the magnets 214 and 215 of the rotor 210 have 12 poles (six pole pairs) and the claw-shaped magnetic poles 232 and 233 of the stator 220 have 24 poles, but the number of poles is not limited to this.
- electrical angle (theta) 1 and (theta) 2 described in the said embodiment was 45 degree
- the auxiliary magnetic pole member 226 is provided in both the A-phase and B-phase stator portions 221 and 222, but either the A-phase stator portion 221 or the B-phase stator portion 222 is provided. It may be provided only.
- the axial width A of the salient pole 226b of the auxiliary magnetic pole member 226 is 50% (fifth embodiment) and 70% (sixth embodiment) of the axial width B of each stator portion 221, 222.
- the setting of the width A is not limited to this.
- the motor 310 of the present embodiment is a brushless motor, and includes a support member 311, a rotor 312 supported by the support member 311, a stator 313, and a circuit board 314. Yes.
- the support member 311 is made of a metal material such as aluminum.
- the support member 311 has a flat shape (plate shape) with a small axial thickness. That is, the support member 311 has a first main surface 311a that is perpendicular to the axial direction, and a second main surface 311b that is the back surface of the first main surface 311a and is perpendicular to the axial direction. Yes.
- the support member 311 has three attachment portions 315 for attaching the motor 310 to a predetermined installation position (see FIG. 52).
- a support shaft fixing portion 316 that opens toward the first main surface 311a in the axial direction is recessed at a substantially central position of the support member 311.
- a base end portion of the support shaft 317 is fitted and fixed to the support shaft fixing portion 316 so as not to rotate.
- the support shaft 317 protrudes from the first main surface 311a in the axial direction and is perpendicular to the first main surface 311a.
- a positioning convex portion 318 protruding in the axial direction is formed around the support shaft fixing portion 316 on the first main surface 311a.
- the positioning convex portion 318 has an annular shape centered on the axis L of the support shaft 317 when viewed in the axial direction (plan view).
- the stator 313 includes a back yoke 320 fixed to the first main surface 311 a of the support member 311, and two annular stator portions 321 and 322 fixed to the back yoke 320. It has.
- the stator portion 321 is for the A phase and is supplied with an A phase drive current.
- the stator portion 322 is for the B phase and is supplied with a B phase drive current.
- the stator portions 321 and 322 have the same configuration and the same shape.
- the back yoke 320 is formed by pressing from a metal plate material such as iron.
- the back yoke 320 includes a circular bottom portion 320a that contacts the first main surface 311a of the support member 311 in the axial direction, and a cylindrical peripheral wall portion 320b that extends in the axial direction from the outer peripheral edge of the bottom portion 320a.
- the bottom part 320a is fastened and fixed to the first main surface 311a of the support member 311 by a screw 320c.
- the bottom portion 320a of the back yoke 320 is fitted into the inner peripheral surface of the positioning convex portion 318 of the support member 311.
- the A-phase stator portion 321 and the B-phase stator portion 322 are fixed to the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 320b in an axially arranged manner. Note that an A-phase stator portion 321 and a B-phase stator portion 322 are arranged in this order from the support member 311 in order.
- each of the A-phase and B-phase stator portions 321 and 322 includes a pair of stator cores (first stator core 323 and second stator core 324) having the same shape, and the pair of stator cores 323. And a coil portion 325 disposed between the two.
- Each stator core 323, 324 includes a cylindrical portion 326 and a plurality (12 in this embodiment) of claw-shaped magnetic poles 327, 328 extending from the cylindrical portion 326 to the outer peripheral side.
- the claw-shaped magnetic pole formed on the first stator core 323 is referred to as a first claw-shaped magnetic pole 327
- the claw-shaped magnetic pole formed on the second stator core 324 is referred to as a second claw-shaped magnetic pole 328.
- the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 have the same shape.
- the first claw-shaped magnetic poles 327 are provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction
- the second claw-shaped magnetic poles 328 are similarly provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction.
- the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 are bent at right angles so as to extend radially outward from the cylindrical portion 326 and to face the axial direction in the middle.
- a portion extending radially outward from the cylindrical portion 326 is referred to as a radially extending portion 329a
- a tip portion bent in the axial direction is referred to as a magnetic pole portion 329b.
- the radially extending portion 329a is formed such that the circumferential width becomes narrower toward the outer peripheral side.
- the outer peripheral surface (radially outer surface) of the magnetic pole portion 329b is formed in an arc surface centered on the axis L.
- the stator cores 323 and 324 including the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 having a right-angle shape may be manufactured by bending from a plate material, or may be manufactured by casting using a molding die. Also, for example, the stator cores 323 and 324 may be made by mixing magnetic powder such as iron powder and an insulator such as resin and then heat-press-molding with a mold. In this case, the degree of freedom in designing the stator cores 323 and 324 is increased, and the manufacturing process is greatly simplified. Moreover, the amount of suppression of eddy current can be easily adjusted by adjusting the distribution amount of magnetic powder and an insulator.
- the first and second stator cores 323 and 324 having the above-described configuration are assembled such that the first and second claw-shaped magnetic poles 327 and 328 (magnetic pole portions 329b) face each other in the axial direction (see FIG. 53).
- the magnetic pole portions 329b of the first claw-shaped magnetic poles 327 and the magnetic pole portions 329b of the second claw-shaped magnetic poles 328 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction (15-degree intervals). That is, the stator 313 of the present embodiment is configured with 24 poles.
- the first and second stator cores 323 and 324 are fixed to each other with their cylindrical portions 326 in contact with each other in the axial direction.
- a coil portion 325 is interposed between the axial directions of the first and second stator cores 323 and 324.
- the coil portion 325 includes a winding (not shown) wound in an annular shape along the circumferential direction of the stator 313, and an insulating resin interposed between the winding and the first and second stator cores 323 and 324. And a made bobbin (not shown).
- the coil portion 325 is disposed between the radial extension 329a of the first claw-shaped magnetic pole 327 and the radial extension 329a of the second claw-shaped magnetic pole 328 in the axial direction, and in the radial direction. Is disposed between the cylindrical portion 326 of each of the stator cores 323 and 324 and the magnetic pole portion 329b of each of the claw-shaped magnetic poles 327 and 328.
- the A-phase and B-phase stator portions 321 and 322 configured as described above have a so-called Landel-type structure. That is, the A-phase and B-phase stator portions 321 and 322 are driven by the current supplied to the coil portion 325 disposed between the first and second stator cores 323 and 324, so that the first and second claw-shaped magnetic poles 327 and 328 are provided. Is a 24-pole Landell type structure that excites different magnetic poles from time to time.
- the A-phase and B-phase stator portions 321 and 322 are arranged such that the second stator cores 324 face each other in the axial direction. Further, as described above, the A-phase stator portion 321 and the B-phase stator portion 322 are arranged in this order from the support member 311 in the axial direction. Accordingly, in the axial direction from the support member 311, the first stator core 323 of the A-phase stator portion 321, the second stator core 324 of the A-phase stator portion 321, the second stator core 324 of the B-phase stator portion 322, and the B-phase stator The first stator core 323 of the part 322 is arranged in this order.
- the rotor 312 is supported via a pair of bearings 330 with respect to the support shaft 317.
- the rotor 312 includes a rotor core 331 made of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate, and an A-phase magnet 335 and a B-phase magnet 336 fixed to the rotor core 331.
- the rotor core 331 has a cylindrical shape around the axis L of the support shaft 317 (the axis of the rotor 312) and a cylindrical shape around the axis L.
- the rotor core 331 is more cylindrical than the inner circumference side cylindrical portion 332.
- the outer peripheral side cylindrical part 333 located in the outer peripheral side, and the upper bottom part 334 which connects the axial direction one end (upper end) of the inner peripheral side cylindrical part 332 and the outer peripheral side cylindrical part 333 are provided.
- the rotor core 331 is supported such that the inner peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 332 is rotatable with respect to the support shaft 317 via the bearings 330.
- the rotor core 331 is provided so that the open end (the end opposite to the upper bottom 334) faces the support member 311 in the axial direction.
- the A-phase magnets 335 and B are arranged in the order of the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 in the axial direction from the open end of the rotor core 331 toward the upper bottom portion 334.
- a phase magnet 336 is fixed.
- the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 have the same axial width.
- the A-phase magnet 335 is disposed on the radially outer side of the A-phase stator portion 321, and is opposed to the magnetic pole portions 329 b of the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 of the A-phase stator portion 321 in the radial direction. .
- the B-phase magnet 336 is disposed on the radially outer side of the B-phase stator portion 322 and faces the magnetic pole portions 329b of the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 of the B-phase stator portion 322 in the radial direction. .
- the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 are magnetized in the radial direction, and N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, the number of poles of the N pole and the S pole is the same, and the rotor 312 of this embodiment is composed of 24 poles (12 pole pairs). That is, the magnetic pole pitch of the magnets 335 and 336 of the rotor 312 and the magnetic pole pitch of each stator portion 321 and 322 (the pitch between the first claw-shaped magnetic pole 327 and the second claw-shaped magnetic pole 328 adjacent in the circumferential direction) are They are equally configured.
- Each of the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 may be constituted by one annular permanent magnet, or may be constituted by a plurality of permanent magnets arranged in parallel in the circumferential direction. .
- the B-phase magnet 336 is counterclockwise with respect to the A-phase magnet 335 in the electrical angle ⁇ r (in this embodiment, 45 degrees (mechanical angle 3.75). Degrees)) are shifted.
- the reference positions La and Lb of the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 are shifted by the electrical angle ⁇ r.
- the B-phase stator portion 322 is rotated clockwise relative to the A-phase stator portion 321 by an electrical angle ⁇ s (in this embodiment, 45 degrees (mechanical angle)). 3.75 degrees)). That is, the first and second claw-shaped magnetic poles 327 and 328 of the B-phase stator portion 322 are electrically angled in the clockwise direction with respect to the first and second claw-shaped magnetic poles 327 and 328 of the A-phase stator portion 321, respectively. It is only shifted. Therefore, the phase difference between the A phase motor part (a set of the A phase stator part 321 and the A phase magnet 335) and the B phase motor part (a set of the B phase stator part 322 and the B phase magnet 336). Is 90 degrees.
- stator 313 and the rotor 312 are disposed on one side (first main surface 311 a) of the support member 311 in the axial direction, while the other side of the support member 311 in the axial direction.
- the circuit board 314 is disposed on the (second main surface 311b).
- the circuit board 314 is supported by the second main surface 311b of the support member 311. Specifically, the circuit board 314 is housed in a housing recess 311c that is recessed in the second main surface 311b, and is fixed to the support member 311 by screws (not shown). The circuit board 314 is provided such that the plate surface is perpendicular to the axial direction (axis line L).
- a starting end portion Sa and a terminating end portion Ea are drawn out from a coil portion 325 (the winding not shown) of the A-phase stator portion 321.
- a starting end Sb and a terminating end Eb are drawn out from a coil portion 325 (the winding not shown) of the B-phase stator portion 322.
- the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the respective coil portions 325 are drawn from the outer peripheral side of the respective coil portions 325, and the first and second claw-shaped magnetic poles 327 and 328 are adjacent to each other in the circumferential direction. Is pulled out toward the support member 311.
- start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the respective coil portions 325 are respectively inserted in the axial direction into the four insertion holes 311d penetratingly formed in the support member 311 in the axial direction, and the second main surface.
- it is connected to the circuit board 314 arranged in 311b by soldering or the like.
- start part Sa, Sb is an edge part by the side of an incoming call
- terminal part Ea, Eb is an edge part by the side of an electricity output.
- the plan view shape of the circuit board 314 is such that the pair of first opposing sides 341a and 341b facing each other and the opposing direction of the first opposing sides 341a and 341b (left and right in FIG. 55). And a pair of second opposing sides 342a and 342b facing each other in a direction orthogonal to the direction).
- 55 is a plan view of the circuit board 314 as seen from the back surface 314b with the surface facing the second main surface 311b of the support member 311 in the circuit board 314 as the front surface 314a (see FIG. 52).
- the first opposing sides 341a and 341b are parallel to each other.
- the second opposing sides 342a and 342b are parallel to each other.
- connection positions of the starting end portion Sa and the terminating end portion Ea of the A-phase coil portion 325 with respect to the circuit board 314 are closer to the first opposing side 341a on the right side in FIG. 55 of the pair of first opposing sides 341a and 341b. It is a position and is set at a position near the second opposing side 342a on the lower side in FIG. 55 of the pair of second opposing sides 342a and 342b. Further, the connection positions of the start end portion Sb and the end end portion Eb of the B-phase coil portion 325 with respect to the circuit board 314 are set such that, of the pair of first opposing sides 341a and 341b, the first opposing side 341b on the left side in FIG.
- the connection positions of the start ends Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of each coil portion 325 are extended from one first facing side 341a to the other first facing side 341b, and the end portion Ea of the A-phase coil portion 325.
- the start end Sa of the A-phase coil unit 325, the end Eb of the B-phase coil unit 325, and the start end Sb of the B-phase coil unit 325 are set in this order.
- connection positions of the start end portion Sa of the A-phase coil portion 325 and the end portion Eb of the B-phase coil portion 325 are set to symmetrical positions in the same figure, and the end portion Ea of the A-phase coil portion 325 and Each connection position of the start end portion Sb of the B-phase coil portion 325 is set to a symmetrical position in the drawing.
- connection positions of the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the respective coil portions 325 By setting the connection positions of the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the respective coil portions 325, the connection positions of the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb are arranged close to each other. Is possible. Since currents in opposite directions flow through the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb, the magnetic fields generated at the start end portions Sa and Sb and the magnetic fields generated at the end portions Ea and Eb when energized cancel each other. Is possible.
- a switching element 343 made of a power MOSFET and a capacitor 344 as a noise prevention element electrically connected to the coil portion 325 of each phase are mounted on the back surface 314b of the circuit board 314. Electric power (A-phase and B-phase drive currents) supplied to the coil portions 325 of each phase is adjusted by the switching operation of the switching element 343, and thereby the rotation of the rotor 312 is controlled.
- the switching element 343 and the capacitor 344 are provided so as not to overlap with the boundary of the projection region 325a in the axial direction of the coil portion 325. In the present embodiment, the switching element 343 and the capacitor 344 are provided radially inward from the boundary of the projection region 325a in the axial direction of the coil portion 325.
- a pair of Hall sensors (a first Hall sensor 345a and a second Hall sensor 345b) for detecting the magnetic flux of the A-phase magnet 335 of the rotor 312 are provided on the surface 314a of the circuit board 314.
- Each of the hall sensors 345a and 345b is disposed in a sensor accommodation hole 311e that is formed through the support member 311 in the axial direction.
- a sensor pin 346 made of a magnetic material supported by a support member 311 is disposed between the A-phase magnet 335 and the hall sensors 345a and 345b in the axial direction.
- the first Hall sensor 345a is a magnetic pole of an arbitrary one of the plurality of second claw-shaped magnetic poles 328 (the second claw-shaped magnetic pole 328a in FIG. 56) in the A-phase stator portion 321.
- the portion 329b is provided within an angular range X1 between the second claw-shaped magnetic pole 328a and the magnetic pole portion 329b of the first claw-shaped magnetic pole 327a adjacent on one side in the circumferential direction.
- the second Hall sensor 345b includes a magnetic pole portion 329b of the second claw-shaped magnetic pole 328a and a magnetic pole portion 329b of the first claw-shaped magnetic pole 327b adjacent to the second claw-shaped magnetic pole 328a on the other side in the circumferential direction. It is provided within an angular range X2 between the circumferential directions.
- the first and second Hall sensors 345a and 345b are provided at positions that are line-symmetric with respect to the circumferential center line C1 of the magnetic pole portion 329b of the second claw-shaped magnetic pole 328a.
- the angular position ⁇ x (sensing position) of each Hall sensor 345a, 345b with reference to the circumferential center line C1 of the magnetic pole portion 329b of the second claw-shaped magnetic pole 328a is expressed by the following relational expressions (1) to (3). It is preferable to satisfy.
- ⁇ 2 (360 ° / (8 ⁇ p)) + (n ⁇ (360 ° / p)) (2)
- ⁇ 3 (360 ° / (4 ⁇ p)) + (n ⁇ (360 ° / p)) (3)
- p is the number of pole pairs of stator portions 321 and 322 (12 in this embodiment), and n is an integer.
- Each Hall sensor 345a, 345b is preferably disposed at a position that overlaps the A-phase magnet 335 in the axial direction and is radially inward from the radial center line C2 of the A-phase magnet 335. . Thereby, while ensuring the magnetic flux density of the A-phase magnet 335 detected by the hall sensors 345a and 345b, the magnetic flux of the A-phase magnet 335 is hardly affected by the magnetic flux from the A-phase stator portion 321. Can be detected with high accuracy.
- a phase driving current is supplied to the coil portion 325 of the A phase stator portion 321 and B phase driving current is supplied to the coil portion 325 of the B phase stator portion 322 via the switching element 343 of the circuit board 314.
- the A-phase drive current and the B-phase drive current are alternating currents, and the phase difference between them is set to 90 degrees in this embodiment.
- rotational torque is generated due to the relationship between the stator portions 321 and 322 and the magnets 335 and 336 of the rotor 312, and the rotor 312 is rotationally driven.
- the hall sensors 345a and 345b sense two phases from the magnetic flux of the A-phase magnet 335, and the optimal timing from the switching element 343 to each coil unit 325 based on the sensing result of the two phases.
- the drive current that is switched at is supplied. Thereby, a rotating magnetic field is generated satisfactorily and the rotor 312 is driven to rotate favorably.
- the support member 311 is provided between the Landel-type stator 313 and the circuit board 314 in the axial direction, supports the stator 313 on one axial side (the first main surface 311a), and the other in the axial direction.
- the circuit board 314 is supported on the side (second main surface 311b). Then, the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb drawn from the coil portions 325 of the stator portions 321 and 322 of the respective phases are inserted into the respective insertion holes 311d provided in the support member 311 in the axial direction, and the circuit. Connected to the substrate 314.
- the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the coil portions 325 of the stator 313 are supported.
- the first and second stator cores 323 and 324 of the stator 313 and the support member 311 do not get in the way and the assembling property can be improved.
- the start end portions Sa and 322 correspond to the layout of the circuit board 314. It becomes possible to pull out Sb and the terminal portions Ea and Eb to the circuit board 314 in the shortest time.
- the circuit board 314 includes a pair of first opposing sides 341a and 341b facing each other and a pair of second opposing sides 342a and 342b facing each other in a direction orthogonal to the opposing direction of the pair of first opposing sides.
- the start end portion Sa and the end portion Ea of the A-phase coil portion 325 are both connected to the circuit board 314 at a position near the first opposing side 341a and a position near the second opposing side 342a. According to this configuration, the connection positions of the start end portion Sa and the end portion Ea of the A-phase coil portion 325 with respect to the circuit board 314 can be made close to each other.
- the coil 325 When the coil 325 is energized, currents in opposite directions flow through the starting end Sa and the terminal end Ea, so that the directions of the magnetic fields generated around the starting end Sa and the terminal end Ea are opposite to each other. . Therefore, by arranging the start end portion Sa and the end portion Ea of the coil portion 325 at positions close to each other, the mutual magnetic fields of the start end portion Sa and the end portion Ea during energization are canceled out. As a result, it is possible to suppress the magnetic field generated in the starting end portion Sa and the terminating end portion Ea of the coil portion 325 from adversely affecting surrounding components such as electronic components on the circuit board 314. Similarly, the B-phase coil portion 325 is connected to the circuit board 314 at a position close to the first opposing side 341b and a position close to the second opposing side 342a. Therefore, the same advantages as described above can be obtained.
- a switching element 343 for adjusting the power supplied to the coil unit 325 is mounted on the circuit board 314, and the switching element 343 does not overlap the boundary of the projection region in the axial direction of the coil unit 325. Provided. According to this configuration, since the coil portion 325 and the switching element 343 that are likely to generate heat are configured not to overlap each other in the axial direction, the heat generation source is dispersed and heat concentration can be suppressed.
- a capacitor 344 that is electrically connected to the coil unit 325 is mounted on the circuit board 314, and the capacitor 344 is provided so as not to overlap the boundary of the projection region in the axial direction of the coil unit 325.
- the capacitor 344 which is an element having relatively low heat resistance, can be disposed at a position away from the coil portion 325 that easily generates heat. Therefore, the heat of the coil portion 325 adversely affects the capacitor 344. Can be suppressed. As a result, the reliability of the motor 310 can be improved.
- the stator 313 includes a plurality of stator portions 321 and 322 arranged in parallel in the axial direction. According to this configuration, since it is necessary to connect each of the coil portions 325 of the plurality of stator portions 321 and 322 and the circuit board 314, the assembling property when connecting the coil portion 325 and the circuit board 314 according to the above configuration. The advantage (19) about the improvement of can be obtained more remarkably.
- the first and second Hall sensors 345a and 345b for detecting the magnetic flux of the A-phase magnet 335 are claw adjacent in the circumferential direction in the stator portion (A-phase stator portion 321) closest to the support member 311.
- the magnetic poles 327 and 328 are provided in an angular range X1 and X2 between the circumferential directions. According to this configuration, the magnetic flux from the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 of the A-phase stator portion 321 is hardly affected, and the magnetic flux of the A-phase magnet 335 can be detected with high accuracy.
- Sensor pins 346 made of a magnetic material are disposed between the A-phase magnet 335 and the hall sensors 345a and 345b in the axial direction. According to this configuration, since the magnetic flux of the A-phase magnet 335 can be drawn through the sensor pin 346, the Hall sensors 345a and 345b can detect the magnetic flux of the A-phase magnet 335 in the axial direction while enabling good detection. The gap between the A-phase magnet 335 and the hall sensors 345a and 345b can be widened, which can contribute to an improvement in the degree of freedom of layout.
- the sensor pin 346 may be directly supported by the support member 311 or may be supported via a fixing member made of a resin material.
- the seventh embodiment may be modified as follows.
- the configuration of the outer peripheral side cylindrical portion 333, the A-phase magnet 335, and the B-phase magnet 336 of the rotor core 331 may be configured as shown in FIGS. 57, 58 (a), and 58 (b).
- a permanent magnet 352 having an A-phase magnet portion 351a and a B-phase magnet portion 351b integrally formed on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 333 of the rotor core 331.
- the permanent magnet 352 is made of, for example, a bonded magnet, and is integrally formed on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 333 by injection molding. Further, in the permanent magnet 352, the A-phase magnet portion 351a and the B-phase magnet portion 351b are arranged in this order in the axial direction from the open end (lower side in FIG. 58) of the rotor core 331 toward the upper bottom portion 334 (see FIG. 51). Yes.
- the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 333 has an A-phase magnet forming surface 333a where the A-phase magnet portion 351a is formed and a B-phase magnet forming surface 333b where the B-phase magnet portion 351b is formed.
- Each of the magnet forming surfaces 333a and 333b has a regular polygonal shape centered on the axis L when viewed in the axial direction (plan view). Therefore, the outer peripheral surfaces of the A-phase magnet portion 351a and the B-phase magnet portion 351b formed on the A-phase magnet forming surface 333a and the B-phase magnet forming surface 333b by injection molding are the A-phase magnet forming surface 333a and the B-phase, respectively.
- each inner peripheral surface of the A-phase magnet part 351a and the B-phase magnet part 351b is formed to be flush with each other, and has a circular shape with the axis L as the center when viewed in the axial direction.
- the number of vertices of regular polygons on the outer peripheral surfaces of the A-phase magnet part 351a and the B-phase magnet part 351b is the same.
- the outer peripheral surfaces of the A-phase magnet part 351a and the B-phase magnet part 351b form a regular dodecagon.
- the positional relationship in the circumferential direction between the A-phase magnet portion 351a and the B-phase magnet portion 351b is the same as the circumferential positional relationship between the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 in the seventh embodiment. That is, the B-phase magnet portion 351b is arranged to be shifted by a predetermined angle (45 degrees in electrical angle and 3.75 degrees in mechanical angle) in the counterclockwise direction with respect to the A-phase magnet portion 351a.
- the B-phase magnet forming surface 333b and the A-phase magnet forming surface 333a on the inner peripheral surface of the outer peripheral side cylindrical portion 333 are provided.
- the B-phase magnet portion 351b is locked toward the open end of the rotor core 331 in the axial direction.
- the A-phase magnet part 351a and the B-phase magnet part 351b are magnetized in the radial direction, and the N-pole / S-pole in the circumferential direction, etc., like the A-phase magnet 335 and the B-phase magnet 336 of the above embodiment. It is configured alternately at intervals.
- the number of poles of the A-phase magnet part 351a and the B-phase magnet part 351b is the same as each other, and in this example, it is composed of 24 poles (12 pole pairs). That is, in this example, in the magnet portions 351a and 351b of each phase, the number of vertices on the outer peripheral surface and the number of pole pairs coincide with each other.
- the pole center of the N pole (or S pole) is set at the position of each vertex of the outer peripheral surface, and the pole center of the S pole (or N pole) is the magnet portion 351a.
- 351b is set at the center position between the vertices of the outer peripheral surfaces (positions at which the thicknesses of the magnet portions 351a and 351b are thinnest).
- the outer peripheral surface of the permanent magnet 352 has a polygonal shape, and the outer peripheral surface is locked in the circumferential direction with respect to the inner peripheral surface of the outer peripheral side cylindrical portion 333 of the rotor core 331. It has become. For this reason, the position shift to the circumferential direction of the permanent magnet 352 with respect to the rotor core 331 can be suppressed.
- the sensor pin 346 may be omitted, and the hall sensors 345a and 345b may be closer to the A-phase magnet 335.
- the first and second Hall sensors 345a and 345b are respectively in the angular ranges X1 and X2 between the circumferential directions of the claw-shaped magnetic poles 327 and 328 adjacent to each other in the circumferential direction in the A-phase stator portion 321.
- the present invention is not limited to this and may be provided outside the angle ranges X1 and X2.
- the arrangement of the hall sensors 345a and 345b in the radial direction is not limited to the arrangement of the seventh embodiment, and may be appropriately changed.
- the switching element 343 and the capacitor 344 are provided radially inward from the boundary of the projection region 325a in the axial direction of the coil portion 325. You may provide in the radial direction outer side than the boundary of the projection area
- start ends Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of each coil portion 325 are drawn from the outer peripheral side of each coil portion 325.
- the present invention is not limited to this, and the inner periphery of each coil portion 325 You may pull out from the side.
- connection positions of the start end portions Sa and Sb and the end portions Ea and Eb of the respective coil portions 325 with respect to the circuit board 314 are not limited to the positions in the seventh embodiment, and may be appropriately changed according to the configuration. .
- the number of poles of each of the rotor 312 and the stator 313 is not limited to the number of poles in the seventh embodiment, and may be changed as appropriate.
- the number of phases of the rotor 312 and the stator 313 is not limited to the two phases in the above embodiment, and may be one phase or three or more phases.
- a stator having a Landel-type stator portion wherein the stator portion includes a first stator core, a second stator core, and a coil portion provided between the first stator core and the second stator core.
- the first stator core and the second stator core each have an outer peripheral portion and a plurality of claw-shaped magnetic poles provided on the outer peripheral portion, and the first stator core and the second stator core are each claw-shaped magnetic poles.
- a rotor including an annular rotor core and a permanent magnet provided on an inner peripheral surface of the rotor core, wherein the rotor core is disposed on an outer peripheral side of the stator portion, and the permanent magnet is centered on an axis of the rotor.
- a motor comprising the rotor, and having a ring shape and facing the claw-shaped magnetic pole in a radial direction,
- the inner peripheral surface of the rotor core has a polygonal shape as viewed in the axial direction
- the motor in which the outer peripheral surface of the permanent magnet that is in close contact with the inner peripheral surface of the rotor core has a polygonal shape that follows the shape of the inner peripheral surface of the rotor core.
- the outer peripheral surface of the permanent magnet is locked in the circumferential direction with respect to the inner peripheral surface of the rotor core. For this reason, the position shift to the circumferential direction of the permanent magnet with respect to a rotor core can be suppressed.
Landscapes
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Abstract
モータは、A相用ステータ部とB相用ステータ部とロータとを含む。A相用ステータ部及びB相用ステータ部は、複数の爪状磁極を各々有する一対のステータコアとコイル部とをそれぞれ含む。ロータは、A相用ステータ部の爪状磁極及びB相用ステータ部の爪状磁極とそれぞれ対向する少なくとも2つの永久磁石を含む。A相用ステータ部とB相用ステータ部とは、互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されている。2つの永久磁石は互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されている。A相用ステータ部とB相用ステータ部とのずれ方向と2つの永久磁石のずれ方向とは互いに反対方向である。
Description
本発明は、モータ及びステータの製造方法に関するものである。
モータに使用されるロータとしては、一対のロータコアと界磁磁石とを備える所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある(例えば、特許文献1参照)。一対のロータコアの各々は周方向に沿って並ぶ複数の爪状磁極を有する。一対のロータコアは互いに組み合わされる。界磁磁石は一対のロータコアの間に配置されて一対のロータコアの爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる。このようなランデル型構造のロータでは、ロータの極数を変更する場合、界磁磁石を同一構造としながらも爪状磁極の数を変更することで、極数の変更に対して容易に対応可能となっている。
しかしながら、上記したロータを採用したモータにおいて、ロータの極数の変更にともなってステータの極数(スロット数)を変更しようとすると、例えば、ステータコアの形状(ティースの数等)だけでなくコイルの巻線態様等を変更する必要が生じる。従って、ランデル型構造のロータを採用したモータにおいて、ロータのみならず、ステータの極数の変更が容易となる構造のモータであって、高出力を実現することができるモータが望まれている。
本発明の目的は、極数の変更が容易で、しかも高出力を実現可能なモータ及びモータのステーコア及びロータコアの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るモータは、A相用ステータ部と、B相用ステータ部と、ロータとを含む。前記A相用ステータ部は、等角度間隔に複数の爪状磁極を各々有する一対のステータコアと、該ステータコア間に配置されたコイル部と、を含む。前記B相用ステータ部は、等角度間隔に複数の爪状磁極を各々有する一対のステータコアと、該ステータコア間に配置されたコイル部と、を含む。前記ロータは、前記A相用ステータ部の爪状磁極及び前記B相用ステータ部の爪状磁極とそれぞれ対向する少なくとも2つの永久磁石を含む。前記A相用ステータ部と前記B相用ステータ部とは、互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されている。前記2つの永久磁石は互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されている。前記A相用ステータ部と前記B相用ステータ部とのずれ方向と前記2つの永久磁石のずれ方向とは互いに反対方向である。
また、従来、例えば特開2007-181303号公報に示すように、所謂ランデル型構造のステータと、該ステータと径方向に対向する永久磁石を磁極としたロータとを備えたモータが知られている。ランデル型構造のステータは、周方向に複数の爪状磁極を有する環状のステータコアを対で用い、対のステータコアの爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされるとともに、その対のステータコアの軸方向間にコイル部を配置し、各爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させるようになっている。
ところで、上記のようなモータにおいて低振動化を図るべく、コギングトルクの低減が望まれている。
また、従来、例えば特開2013-158072号公報に示すように、所定電気角ずらして軸方向に並設された複数のステータ部を有するステータと、該ステータと径方向に対向する永久磁石を磁極としたロータとを備えたモータが知られている。各ステータ部は、周方向に複数の爪状磁極を有する環状のステータコアを対で用い、対のステータコアの各爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされるとともに、その対のステータコアの軸方向間にコイル部を配置し、各爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させるようになっている。
また、従来、例えば特開2013-158072号公報に示すように、所定電気角ずらして軸方向に並設された複数のステータ部を有するステータと、該ステータと径方向に対向する永久磁石を磁極としたロータとを備えたモータが知られている。各ステータ部は、周方向に複数の爪状磁極を有する環状のステータコアを対で用い、対のステータコアの各爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされるとともに、その対のステータコアの軸方向間にコイル部を配置し、各爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させるようになっている。
ところで、上記のようなモータにおいて低振動化を図るべく、スラスト力の低減が望まれている。
また、上記特開2007-181303号公報のステータの各ステータコアはコアバック部を有する。コアバック部は、例えば、ステータコアの爪状磁極とは径方向において反対側のステータコアの部位に位置し爪状磁極と同方向に延びる。このコアバック部をステータコアに設けることによって磁気飽和が抑えられている。
また、上記特開2007-181303号公報のステータの各ステータコアはコアバック部を有する。コアバック部は、例えば、ステータコアの爪状磁極とは径方向において反対側のステータコアの部位に位置し爪状磁極と同方向に延びる。このコアバック部をステータコアに設けることによって磁気飽和が抑えられている。
ところで、上記のようなステータでは、コアバック部を設けることでコア部材(ステータコア)における磁気飽和を抑えているが、爪状磁極を含めてコア部材(ステータコア)を構成する構成部品が複雑となっていた。
また、特開2007-181303号公報に記載のようなランデル型構造のステータは、ロータとの位置関係を決めるためにハウジングに対して径方向位置決めを行う必要がある。
また、従来、周方向に複数の爪状磁極を有する一対の環状のステータコアと、一対のステータコアの軸方向間にコイル部が配置されてなる所謂ランデル型構造のステータが知られている。一対のステータコアのそれぞれの爪状磁極は周方向に交互に並ぶように一対のステータコアは組み合わされる。また、このランデル型ステータと、ランデル型ステータの爪状磁極と径方向に対向する永久磁石磁極を有するロータとを含むランデル型モータが知られている。爪状磁極(クローポール)を有するステータ及びモータは、例えば特開2009-71984号公報に開示されている。
ところで、特開2009-71984号公報に記載のようなモータにおいては、低振動化を図るべくコギングトルクの低減が望まれている。
また、例えば特開2013-158072号公報に記載のランデル型のステータは、その軸方向の側方に設けられる支持部材に支持されている。また、支持部材のステータに対向する面には、ステータのコイル部の端部(引き出し線)が接続される導通部材やプリント基板等の電気部品が支持されている。
また、例えば特開2013-158072号公報に記載のランデル型のステータは、その軸方向の側方に設けられる支持部材に支持されている。また、支持部材のステータに対向する面には、ステータのコイル部の端部(引き出し線)が接続される導通部材やプリント基板等の電気部品が支持されている。
特開2013-158072号公報のようなモータでは、支持部材とステータとの間に、ステータのコイルの引き出し線が接続される電気部品が配置されている。このため、コイルの引き出し線と電気部品とを接続する際の組付性が悪くなるという問題があった。
以下、モータの第1実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のモータMはブラシレスモータであって、図示しないハウジングの支軸に回転可能に支持されるロータ10と、前記ハウジングに固定されるステータ20とを備えている。
図1に示すように、本実施形態のモータMはブラシレスモータであって、図示しないハウジングの支軸に回転可能に支持されるロータ10と、前記ハウジングに固定されるステータ20とを備えている。
図1及び図2に示すように、ロータ10は、A相用ロータ部11及びB相用ロータ部12の二相のロータ部にて構成されるものであり、これら各ロータ部を構成すべく、磁性体よりなるロータコア13と、ロータコア13に固着された4つの磁石(A相用第1磁石14a、A相用第2磁石14b、B相用第1磁石15a、B相用第2磁石15b)とを備えている。
ロータコア13は、ロータ10の軸線Lを中心とする円筒状をなす内周側円筒部13aと、軸線Lを中心とする円筒状をなし内周側円筒部13aよりも外周側に位置する外周側円筒部13bと、内周側円筒部13aと外周側円筒部13bとの軸方向一端(上端)同士をつなぐ上底部13cとを有している。上底部13cは、軸線Lに対して直交する平板円環状に形成されている。ロータコア13は、内周側円筒部13aの内周面が前記図示略の支軸に対して軸受(同じく図示略)を介して支持される。
外周側円筒部13bの内周面には、ロータコア13の開放端から上底部13cに向かって軸方向にA相用第1磁石14a、A相用第2磁石14b、B相用第1磁石15a、B相用第2磁石15bがこの順に配置されている。A相用第1及び第2磁石14a,14bは、互いに軸方向の幅が等しく、後述のA相用ステータ部21と径方向に対向する位置に設けられA相用ロータ部11を構成する。同様に、B相用第1及び第2磁石15a,15bは、互いにしかもA相用第1及び第2磁石14a,14bに対しても軸方向の幅が等しく、後述のB相用ステータ部22と径方向に対向する位置に設けられB相用ロータ部12を構成する。磁石14a,14b,15a,15bは径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、磁石14a,14b,15a,15bの極数は互いに同数であって、本実施形態のロータ10では12極(6極対)で構成されている。
ステータ20は、それぞれ円環状をなすステータ部21,22を備えている。本実施形態では、ステータ部21はA相用とされ、A相の駆動電流が供給される。また、ステータ部22はB相用とされ、B相の駆動電流が供給される。
各ステータ部21,22は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、A相用ステータ部21はロータコア13の軸方向開放端近傍(下側)に配置され、B相用ステータ部22は軸方向の前記上底部13c近傍(上側)に配置される。なお、各ステータ部21,22の支持構造としては、A相用ステータ部21が前記図示略のハウジングに支持され、B相用ステータ部22がA相用ステータ部21に支持されるようになっている。
上記のような構成のモータMでは、図1に示すように、A相用ステータ部21と、その外周側に配置されたA相用第1及び第2磁石14a,14bを含むA相用ロータ部11とでA相モータ部MAを構成している。同様に、B相用ステータ部22と、その外周側に配置されたB相用第1及び第2磁石15a,15bを含むB相用ロータ部12とでB相モータ部MBを構成している。
図3に示すように、A相用及びB相用ステータ部21,22はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア23及び第2ステータコア24)と、該一対のステータコア23,24の間に配置されたコイル部25とを備えている。
各ステータコア23,24は、円筒部26と、その円筒部26から外周側に延出された複数(本実施形態では12)の爪状磁極27,28とを備えている。なお、第1ステータコア23に形成された爪状磁極を第1爪状磁極27とし、第2ステータコア24に形成された爪状磁極を第2爪状磁極28とする。各爪状磁極27,28は、互いに同一形状をなしている。また、各第1爪状磁極27は周方向において等間隔(30度間隔)に設けられ、各第2爪状磁極28も同様に周方向において等間隔(30度間隔)に設けられている。
各爪状磁極27,28は、円筒部26から径方向外側に延出され途中で軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極27,28において、円筒部26から径方向外側に延出した部分を径方向延出部29aといい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部29bという。径方向延出部29aは、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部29bの外周面(径方向外側面)は、軸線Lを中心とする円弧面に形成されている。
なお、直角形状をなす爪状磁極27,28等を含むステータコア23,24は、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。更に、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形によって作製してもよい。
上記構成の第1及び第2ステータコア23,24は、それらの第1及び第2爪状磁極27,28(磁極部29b)が軸方向において互いに向かい合うように組み付けられる(図3参照)。また、この組付状態において、第1爪状磁極27の磁極部29bと、第2爪状磁極28の磁極部29bとが周方向等間隔に交互に配置される。つまり、本実施形態のステータ20は24極で構成されている。また、第1及び第2ステータコア23,24は、それらの円筒部26同士が軸方向に当接されて互いに固定されている。
また、この組付状態において、第1及び第2ステータコア23,24の軸方向の間にはコイル部25が介在されている。コイル部25は、ステータ20の周方向に沿って円環状に巻回される巻線25aと、巻線25aと第1及び第2ステータコア23,24との間に介装される絶縁樹脂製のボビン25bとを備えている。また、コイル部25は、軸方向においては第1爪状磁極27の径方向延出部29aと第2爪状磁極28の径方向延出部29aとの間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア23,24の円筒部26と各爪状磁極27,28の磁極部29bとの間に配置されている。
上記のように構成されたA相用及びB相用ステータ部21,22は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、A相用及びB相用ステータ部21,22は、第1及び第2ステータコア23,24間に配置されたコイル部25の巻線25aに供給した電流によって、第1及び第2爪状磁極27,28をその時々で互いに異なる磁極に励磁する12極のランデル型構造をなす。
ここで、上記実施形態のモータMとの比較対象になる比較例におけるモータM1について説明する。
比較例におけるモータM1は、図5(a)の概略構成に示すようなロータ50と、図5(b)の概略構成に示すようなステータ60とを備える。ステータ60は、ランデル型構造をなす2相のステータ、すなわちA相用ステータ部61及びB相用ステータ部62にて構成されている。なお、比較例における各ステータ部61,62は、上記実施形態の各ステータ部21,22と同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。
比較例におけるモータM1は、図5(a)の概略構成に示すようなロータ50と、図5(b)の概略構成に示すようなステータ60とを備える。ステータ60は、ランデル型構造をなす2相のステータ、すなわちA相用ステータ部61及びB相用ステータ部62にて構成されている。なお、比較例における各ステータ部61,62は、上記実施形態の各ステータ部21,22と同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。
一方、比較例におけるロータ50は、上記実施形態のロータ10とほぼ同様に、A相用ステータ部61及びB相用ステータ部62と対をなしてA相用ロータ部51及びB相用ロータ部52を備えるが、各ロータ部51,52の磁石の配置構成が異なっている。詳しくは、比較例のロータ50は、A相用ステータ部61と対向するA相用ロータ部51において軸方向に1つのA相用磁石53を有し、またB相用ステータ部62と対向するB相用ロータ部52において軸方向に1つのB相用磁石54を有している。つまり、上記実施形態のロータ10の各ロータ部11,12では、軸方向に2つずつの磁石14a,14b,15a,15bが配置されているのに対して、比較例のロータ50の各ロータ部51,52では、軸方向に1つずつの磁石53,54が配置されている。
また、比較例のモータM1では、ステータ60においてA相用ステータ部61に対してB相用ステータ部62が時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置され、ロータ50においてA相用ロータ部51に対してB相用ロータ部52が反時計回り方向に電気角θ2(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、比較例のモータM1では、A相モータ部とB相モータ部との位相差が90度に設定されている。したがって、2相のモータのコギングトルクの2次成分は、互いに同じ波形形状かつ逆位相となって互いに打ち消し合うために低い値となっている。したがって、比較例のモータM1はコギングトルクを効果的に低減可能な構成となっている。
このような比較例のモータM1に対し、本実施形態のモータMは、コギングトルクを一層効果的に低減可能な構成となっている。
詳しくは、図4(b)に示すように、先ずステータ20においては、A相用及びB相用ステータ部21,22が比較例のステータ60の各ステータ部61,62と同様にずらす態様にて構成されている。つまり、A相用ステータ部21の第1及び第2爪状磁極27,28に対してB相用ステータ部22の第1及び第2爪状磁極27,28がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。
詳しくは、図4(b)に示すように、先ずステータ20においては、A相用及びB相用ステータ部21,22が比較例のステータ60の各ステータ部61,62と同様にずらす態様にて構成されている。つまり、A相用ステータ部21の第1及び第2爪状磁極27,28に対してB相用ステータ部22の第1及び第2爪状磁極27,28がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。
一方、本実施形態のロータ10は、図4(a)に示すように、A相用及びB相用ロータ部11,12のそれぞれにおいて、A相用第1及び第2磁石14a,14b、B相用第1及び第2磁石15a,15bを用いている。すなわち、各相で軸方向に2つに分離した磁石を用いている。ここで、A相用ロータ部11に対してB相用ロータ部12が反時計回り方向に電気角θ2(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。換言すると、各相のロータ部11,12の基準位置La,Lb同士が電気角θ2だけずれている。
そして、A相用ロータ部11では、その基準位置Laから、A相用第1磁石14aが時計回り方向に電気角θ3(本実施形態では22.5度)だけずれるように、A相用第2磁石14bが反時計回り方向に同じく電気角θ3だけずれるようにそれぞれ配置されている。B相用ロータ部12では、その基準位置Lbから、B相用第1磁石15aが時計回り方向に電気角θ4(本実施形態では22.5度)だけずれるように、B相用第2磁石15bが反時計回り方向に同じく電気角θ4だけずれるようにそれぞれ配置されている。なお、互いに隣接するA相用第2磁石14bとB相用第1磁石15aとは、それぞれのずらし方向とずらし角度により周方向位置が同一の位置となる。
そして、このような構成のA相用及びB相用ロータ部11,12と、上記したステータ部21,22とを用いる本実施形態のモータMにおいても、A相モータ部MAとB相モータ部MBとの位相差が90度に設定されている。A相用ステータ部21のコイル部25の巻線25aにはA相駆動電流が供給され、B相用ステータ部22のコイル部25の巻線25aにはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が本実施形態では90度に設定されている。これにより、各ステータ部21,22と各磁石14a,14b,15a,15bとの関係で回転トルクが発生し、ロータ10が回転駆動される。
その際、図6(a)に示すように、比較例のモータM1のコギングトルクT1と比較して、本実施形態のモータMのコギングトルクTはさらに小さく抑えられている。これは、実施形態のA相用第1及び第2磁石14a,14bの配置角度が互いにずれているとともに、B相用第1及び第2磁石15a,15bの配置角度が互いにずれていることにより、各相毎に磁界変化が緩やかになった、所謂スキュー効果が得られるためである。また、図6(b)に示すように、比較例のモータM1のコギングトルクT1と比較して、本実施形態のモータMのコギングトルクTの高次数成分毎の大きさとしては、特に4次成分が効果的に小さく抑えられていることが分かる。このように本実施形態のモータMは、コギングトルクTの低減効果を有する構造となっている。
次に、第1実施形態の特徴的な利点を記載する。
(1)A相用ステータ部21に対向するA相用ロータ部11において、軸方向に2つに分割されたA相用第1及び第2磁石14a,14bを備えるとともに互いの配置角度をずらし、B相用ステータ部22に対向するB相用ロータ部12においても、軸方向に2つに分離されたB相用第1及び第2磁石15a,15bを備えるとともに互いの配置角度をずらしている。そのため、各相毎の磁界変化が緩やかになる。これにより、A相及びB相モータ部MA,MB、ひいてはモータMのコギングトルクTを低減させることができる。特に本実施形態では、コギングトルクTの4次成分を効果的に低減することができる。
(1)A相用ステータ部21に対向するA相用ロータ部11において、軸方向に2つに分割されたA相用第1及び第2磁石14a,14bを備えるとともに互いの配置角度をずらし、B相用ステータ部22に対向するB相用ロータ部12においても、軸方向に2つに分離されたB相用第1及び第2磁石15a,15bを備えるとともに互いの配置角度をずらしている。そのため、各相毎の磁界変化が緩やかになる。これにより、A相及びB相モータ部MA,MB、ひいてはモータMのコギングトルクTを低減させることができる。特に本実施形態では、コギングトルクTの4次成分を効果的に低減することができる。
(2)各相の磁石14a,14b,15a,15bの軸方向の幅が等しい。そのため、A相及びB相モータ部MA,MBのバランス、ひいてはモータMの磁気バランスを良好とすることができる。
(3)A相用ロータ部11及びB相用ロータ部12はそれぞれ基準位置La,Lbを有している。A相用ロータ部11の基準位置La及びB相用ロータ部12の基準位置Lbは、A相用ステータ部21とB相用ステータ部22との間のずれ角(本実施形態では45度)と等しい電気角(本実施形態では45度)だけずれている。A相用ロータ部11の基準位置Laに対するB相用ロータ部12の基準位置Lbのずれ方向は、A相用ステータ部21に対するB相用ステータ部22のずれ方向とは反対方向である。A相用ロータ部11の一対の永久磁石14a,14bは、A相用ロータ部11の基準位置Laから両側に前記電気角(本実施形態では45度)の半分の角度だけずらして配置されている。B相用ロータ部12の一対の永久磁石15a,15bは、B相用ロータ部12の基準位置Lbから両側に前記電気角(本実施形態では45度)の半分の角度だけずらして配置されている。そのため、各相毎の磁石14a,14b,15a,15bの磁界変化が基準位置(適正位置)La,Lbを含んで緩やかな変化となる。よって、A相及びB相モータ部MA,MBの各々のコギングトルク、ひいてはモータMのコギングトルクTをより確実に低減させることができる。
なお、第1実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータMに本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータMに本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、ロータ10の磁石14a,14b,15a,15bは12極(6極対)、ステータ20の爪状磁極27,28は24極であったが、各極数はこれに限定されない。
・上記実施形態のA相用及びB相用ロータ部11,12では、各相それぞれに軸方向に2つに分割された磁石14a,14b及び磁石15a,15bが配置されていたが、各相で3つ以上の磁石が配置されていてもよい。また、各相の磁石は相毎に異なる数の分割数としてもよい。また、A相用及びB相用ロータ部11,12において、磁石14a,14b,15a,15bは両相のロータ部を跨るように分割されていてもよい。また、磁石14a,14b,15a,15bの軸方向の幅は互いに等しく設定されていたが、互いに異なる幅としてもよい。
・上記実施形態の磁石14a,14b,15a,15bの各々は、特に言及しなかったが、磁極毎もしくは磁極対毎に分割された複数の磁石から構成してもよいし、1つの円筒磁石として形成したものであってもよい。また、ロータコア13に取り付ける態様であってもよいし、ロータコア13と一体に成形する態様としてもよい。また、A相用第2磁石14bとB相用第1磁石15aとの位置関係から、磁石14a,14b,15a,15bは一体の磁石にて構成してもよい。
・上記実施形態に記載した電気角θ1,θ2は45度、電気角θ3,θ4は22.5度としたが、角度はこれに限定されない。
・上記実施形態のステータ20について、以下の構成に変更してもよい。
・上記実施形態のステータ20について、以下の構成に変更してもよい。
例えば、図7(a)(b)及び図8に示すステータ20aでは、冷却性能の向上が図られている。先ず、コイル部25に用いるボビン25bは、樹脂製であり、径方向外側が開放された軸方向断面が略C字状をなす環状に形成されている。ボビン25bは、上側壁部31と下側壁部32と径方向内側壁部33とでC字状をなし、上側壁部31と下側壁部32とにおいて巻線25aと接触する側の内側面31a,32aにはそれぞれ周方向に進むにつれて径方向外側縁と内側縁との間で直線ジグザグ状をなす溝31b,32bが形成されている。ここで、「C字状」は、好ましくは上側壁部31と径方向内側壁部33とが直交するとともに、下側壁部32と径方向内側壁部33とが直交する形状である。径方向内側壁部33には、軸方向に延びる筒状部34が周方向等間隔に複数個形成されている。各筒状部34軸方向中間部は、上側及び下側壁部31,32の内側面31a,32aに形成した溝31b,32bと連通している。
また、各筒状部34は、上側壁部31よりも上方に、下側壁部32よりも下方にそれぞれ突出している。これに対応して、第1及び第2ステータコア23,24には、各筒状部34の突出部分が嵌合する嵌合孔23a,24a及び嵌合凹部23b,24bが設けられている。このようなボビン25b及び第1及び第2ステータコア23,24は、A相用及びB相用ステータ部21,22の両方に用いられている。また、ボビン25bの筒状部34は、異なる相間で周方向位置が重なるようになっており、軸方向に連続する筒状部34の内側空間は軸方向に連通するようになっている。
そして、巻線25aへの通電等で生じた熱は、溝31b,32bを通じて径方向外側に排出されたり、溝31b,32bを通じて径方向内側に移動して筒状部34内を通り軸方向に排出されたりし、これによりステータ20aで発生した熱が効果的に冷却されるようになっている。なお、筒状部34及び溝31b,32bは、いずれか一方だけ設けられてもよい。
また、筒状部34の端部が各ステータコア23,24の嵌合孔23a,24aや嵌合凹部23b,24bと嵌合することで、ボビン25b(コイル部25)のステータコア23,24に対する位置決めとなり、ボビン25bの固定力の向上にもつながる。また、筒状部34の内側空間を巻線25aの端末線(図示略)の取り出し経路として利用することもできる。
また、上記実施形態のような上下分割のステータコア23,24ではなく、例えば図9(a)(b)に示すような周方向分割のステータコア40,42を用いてもよい。図9(a)に示すステータコア40は周方向に4分割、図9(b)に示すステータコア42は周方向に2分割となっている。なお、各ステータコア40,42の個々のコア部品41,43は、異なる磁極となる一部分同士が径方向内側壁部で軸方向につながれた形状となっている。このコア部品41,43は、圧粉磁心にて作製することもできる。この場合、個々のコア部品41,43が小さいため、プレス機のサイズを小さくすることができ、製造コストの低コスト化が期待できる。
また、図9(c)に示すステータコア40aのように、周方向分割のコア部品41a間に空隙44を設定した構造としてもよい。この場合、その空隙44から巻線の端末線(ともに図示略)が取り出しやすくなり、また空隙44に空気が通ることで巻線を冷却することもできる。なお、周方向に連続した形状をなす上記実施形態のステータコア23,24でも、ステータコア23,24の外表面に径方向に延びる溝等を設けて空気を通し、冷却性能を向上させてもよい。
また、上記実施形態のステータコア23,24の円筒部26の内周面26aは軸方向に直線状に形成されていたが、図10(a)(b)に示すステータコア45のように、中央部の貫通孔46の内周面46aは軸方向中央部が径方向内側に凸の円弧状であってもよい。この場合、ステータコアの組付の際、円弧状とした内周面46aがステータコアの傾きの調整を容易とする。この場合、ロータ側の磁石とステータコアとを適切に対向させることが可能となり、有効磁束量の増加やスラスト力の低減等の効果が期待できる。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(A)前記ステータには、前記巻線にて生じる熱を前記ステータの外部に排出するための排気通路が形成されている。
(A)前記ステータには、前記巻線にて生じる熱を前記ステータの外部に排出するための排気通路が形成されている。
(B)前記ステータコアは、周方向に分割された複数のコア部品を含んでいる。
(C)前記ステータコアの内周面は、軸方向中央部が径方向内側に凸の円弧状である。
以下、モータの第2実施形態について説明する。説明の便宜上、第1実施形態のモータMと同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
(C)前記ステータコアの内周面は、軸方向中央部が径方向内側に凸の円弧状である。
以下、モータの第2実施形態について説明する。説明の便宜上、第1実施形態のモータMと同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図11に示す本実施形態のモータM1では、軸方向外側にそれぞれ位置するA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bと、軸方向内側にそれぞれ位置するA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aとの磁気特性を異ならせている。軸方向外側のA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bは、軸方向内側のA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aよりも磁力が相対的に強く、逆に言えば軸方向内側のA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aは、軸方向外側のA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bよりも磁力が相対的に弱い磁気特性のものが用いられている。例えば、軸方向外側のA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bの磁気特性(磁力)を100%とした場合、軸方向内側のA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁気特性(磁力)は80%に設定されている。
なお、ステータコア23,24は、第1実施形態と同様に板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。また、例えば、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形して各ステータコア23,24を作るようにしてもよい。この場合、各ステータコア23,24の設計の自由度が高くなり、製造プロセスが非常に簡単になる。また、磁性粉末と絶縁物との配分量を調整することで、渦電流の抑制量を容易に調整することができる。
図11及び図12に示すように、A相用及びB相用ステータ部21,22は、各第2ステータコア24同士が軸方向に対向するように配置されている。また、上述したように、A相用ステータ部21はロータコア13の軸方向開放端近傍(下側)に配置され、B相用ステータ部22は軸方向の前記上底部13c近傍(上側)に配置されている。したがって、ロータコア13の開放端から上底部13cに向かって軸方向にA相用ステータ部21の第1ステータコア23、A相用ステータ部21の第2ステータコア24、B相用ステータ部22の第2ステータコア24、B相用ステータ部22の第1ステータコア23がこの順に配置されている。
そして、ロータ10及びステータ20の位置関係としては、A相用ステータ部21における第1ステータコア23の第1爪状磁極27の磁極部29bは、A相用ロータ部11のA相用第1磁石14aの軸方向全体とA相用第2磁石14bの軸方向1/2部分と対向する。A相用ステータ部21における第2ステータコア24の第2爪状磁極28の磁極部29bは、A相用ロータ部11のA相用第2磁石14bの軸方向全体とA相用第1磁石14aの軸方向1/2部分と対向する。また、B相用ステータ部22における第2ステータコア24の第2爪状磁極28の磁極部29bは、B相用ロータ部12のB相用第1磁石15aの軸方向全体とB相用第2磁石15bの軸方向1/2部分と対向する。B相用ステータ部22における第1ステータコア23の第1爪状磁極27の磁極部29bは、B相用ロータ部12のB相用第2磁石15bの軸方向全体とB相用第1磁石15aの軸方向1/2部分と対向する。
第2実施形態のモータM1におけるA相用ステータ部21及びB相用ステータ部22の周方向での位置関係と、A相用ロータ部11及びB相用ロータ部12の周方向での位置関係とは、第1実施形態におけるモータMにおけるそれらと同様である。
ところで、各ステータ部21,22の第2ステータコア24の爪状磁極28は、ロータ10の回転駆動時にスラスト力を受ける。スラスト力は、モータの振動等の原因になるため、低減が望まれている。
詳しくは、図15(a)に示すように、A相用ステータ部21のステータコア24の爪状磁極28は、径方向に対向するA相用第1及び第2磁石14a,14bだけでなく、同磁石14a,14bに隣接するB相用第1及び第2磁石15a,15bからも吸引力F1を受ける。吸引力F1は、径方向成分F1xと軸方向成分F1yとに分けられる。A相用ステータ部21のステータコア24は、この軸方向成分F1yを軸方向上向きのスラスト力として受ける。なお、A相用ステータ部21のステータコア24の爪状磁極28がB相用第1及び第2磁石15a,15bから反発力F2を受ける場合、同様に径方向成分F2xと軸方向成分F2yとに分けられ、A相用ステータ部21のステータコア24は、この軸方向成分F2yを軸方向下向きのスラスト力として受ける。
同様に、図15(b)に示すように、B相用ステータ部22のステータコア24の爪状磁極28も、径方向に対向するB相用第1及び第2磁石15a,15bだけでなく、A相用第1及び第2磁石14a,14bからも吸引力F3を受ける。吸引力F3は、径方向成分F3xと軸方向成分F3yとに分けられる。B相用ステータ部22のステータコア24は、この軸方向成分F3yを軸方向下向きのスラスト力として受ける。なお、B相用ステータ部22のステータコア24の爪状磁極28がA相用第1及び第2磁石14a,14bから反発力F4を受ける場合、同様に径方向成分F4xと軸方向成分F4yとに分けられ、B相用ステータ部22のステータコア24は、この軸方向成分F4yを軸方向上向きのスラスト力として受ける。
ここで、本実施形態のモータM1に対する図示略の第1比較例としてのモータ(M10)について説明する。第1比較例のモータ(M10)は、本実施形態のモータM1とほぼ同一の構成であるが、A相用第1磁石、A相用第2磁石、B相用第1磁石、B相用第2磁石の磁力は全て同じ強さに設定されている。そのため、異なる相間で磁力の影響を受けやすく、図16にて示す第1比較例のモータ(M10)のスラスト力S10から分かるように、スラスト力S10は比較的大きなものとなっている。
これに対し、同図16にて示す本実施形態のモータM1のスラスト力S1は、第1比較例のモータ(M10)のスラスト力S10よりも小さく抑えられている。
詳しくは、本実施形態のモータM1では、A相用ステータ部21に近接配置されて影響力が大きいB相用第1磁石15aの磁力を、B相用第2磁石15bの磁力よりも相対的に弱く設定していることで、吸引力F1及び反発力F2が小さく抑えられる。その結果、その軸方向成分F1y,F2yであるスラスト力が低減される。同様に、B相用ステータ部22に近接配置されて影響力が大きいA相用第2磁石14bの磁力を、A相用第1磁石14aの磁力よりも相対的に弱く設定していることで、吸引力F3及び反発力F4が小さく抑えられる。その結果、その軸方向成分F3y,F4yであるスラスト力が低減される。
詳しくは、本実施形態のモータM1では、A相用ステータ部21に近接配置されて影響力が大きいB相用第1磁石15aの磁力を、B相用第2磁石15bの磁力よりも相対的に弱く設定していることで、吸引力F1及び反発力F2が小さく抑えられる。その結果、その軸方向成分F1y,F2yであるスラスト力が低減される。同様に、B相用ステータ部22に近接配置されて影響力が大きいA相用第2磁石14bの磁力を、A相用第1磁石14aの磁力よりも相対的に弱く設定していることで、吸引力F3及び反発力F4が小さく抑えられる。その結果、その軸方向成分F3y,F4yであるスラスト力が低減される。
また、図17は、磁気特性比率を変化させたときのスラスト力を示す。図17から明らかなように、磁気特性比率(磁力を弱くする比率)が100%から60%の範囲にあるとき、磁気特性比率を小さくするほどスラスト力も減少する。磁気特性比率が60%より小さい範囲となると、磁気特性比率を小さくしてもスラスト力の減少量の変化は小さい。また、磁気特性比率を小さくするほど、モータM1の出力が小さくなることを考慮すると、モータM1の出力を維持しつつスラスト力の低減するためには、磁気特性比率を60%以上100%未満の範囲内で設定することが好ましいと言える。
次に、第2実施形態の特徴的な利点を記載する。
(4)ステータ20の軸方向(A相用ステータ部21及びB相用ステータ部22の軸方向)において、A相用及びB相用ステータ部21,22間の境界近傍部分に対向する永久磁石の部分、すなわち永久磁石の軸方向内側部分、すなわちA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aは、軸方向に並ぶ異なる相のステータ部21,22への磁気的な影響が大きい。本実施形態ではこれを考慮し、永久磁石の軸方向内側部分に相当するA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁力が、軸方向外側部分に相当するA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bの磁力よりも相対的に弱く設定されている。これにより、異なる相のステータ部21,22への斜めの吸引力F1,F3及び反発力F2,F4が小さく抑えられ、その軸方向成分F1y,F2y,F3y,F4y、すなわちスラスト力を低減することができる。その結果、モータM1の低振動化を図ることができる。
(4)ステータ20の軸方向(A相用ステータ部21及びB相用ステータ部22の軸方向)において、A相用及びB相用ステータ部21,22間の境界近傍部分に対向する永久磁石の部分、すなわち永久磁石の軸方向内側部分、すなわちA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aは、軸方向に並ぶ異なる相のステータ部21,22への磁気的な影響が大きい。本実施形態ではこれを考慮し、永久磁石の軸方向内側部分に相当するA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁力が、軸方向外側部分に相当するA相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bの磁力よりも相対的に弱く設定されている。これにより、異なる相のステータ部21,22への斜めの吸引力F1,F3及び反発力F2,F4が小さく抑えられ、その軸方向成分F1y,F2y,F3y,F4y、すなわちスラスト力を低減することができる。その結果、モータM1の低振動化を図ることができる。
(5)相対的に磁力の弱いA相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁力は、A相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bの磁力の60%以上100%未満の範囲内である80%に設定されているため、モータM1の出力を維持しつつスラスト力を低減することができる。
(6)A相用第1磁石14a、A相用第2磁石14b、B相用第1磁石15a、及びB相用第2磁石15bは、それぞれ別体の磁石にて構成されているため、磁力の異なる磁石を用いて、軸方向内側部分と軸方向外側部分とで磁力の異なる態様を容易に実現することができる。
なお、第2実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM1に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM1に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、A相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁力が、A相用第1磁石14a及びB相用第2磁石15bの磁力よりも相対的に弱く設定されていたが、A相用第2磁石14bのみ、またはB相用第1磁石15aのみが相対的に弱く設定されていてもよい。
・上記実施形態では、A相用第2磁石14b及びB相用第1磁石15aの磁気特性比率は80%に設定されていたが、他の数値に設定されていてもよい。この場合、モータM1の出力との兼ね合いで設定するのが好ましく、例えば図17を参照すると、60%以上100%未満が好ましい。
・上記実施形態では、ロータ10の磁石14a,14b,15a,15bは12極(6極対)のロータを構成し、ステータ20の爪状磁極27,28は24極のステータを構成しているが、ロータ及びステータの極数はこれに限定されない。
・上記実施形態のA相用ロータ部11には磁石14a,14bが配置されB相用ロータ部12には磁石15a,15bが配置されていた。すなわち、A相及びB相それぞれに軸方向に2つに分割された磁石が配置されていた。これに限らず、各相に3つ以上の磁石が配置されていてもよい。また、A相の磁石とB相の磁石とを異なる数で分割してもよい。また、A相用及びB相用ロータ部11,12において、磁石14a,14b,15a,15bは両相のロータ部を跨るように分割されていてもよい。また、磁石14a,14b,15a,15bの軸方向の幅は互いに等しく設定されていたが、互いに異なる幅としてもよい。
・上記実施形態の磁石14a,14b,15a,15bの各々は、特に言及しなかったが、磁極毎もしくは磁極対毎に分割された複数の磁石から構成してもよいし、1つの円筒磁石として形成したものであってもよい。また、磁石14a,14b,15a,15bの各々は、ロータコア13に取り付ける態様であってもよいし、一体に成形する態様としてもよい。また、A相用第2磁石14bとB相用第1磁石15aとを一体の磁石にて構成してもよい。
<参考実施形態>
参考実施形態のモータM2は、第2実施形態のモータM1とほぼ同じ構成のブラシレスモータである。したがって、説明の便宜上、上記実施形態のモータM1と同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
参考実施形態のモータM2は、第2実施形態のモータM1とほぼ同じ構成のブラシレスモータである。したがって、説明の便宜上、上記実施形態のモータM1と同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図18に示すように、参考実施形態のモータM2は、ロータ50及びステータ60を備えている。
図18及び図19に示すように、ロータ50は、A相用ロータ部51及びB相用ロータ部52の二相のロータ部にて構成されるものであり、これら各ロータ部を構成すべく、磁性体よりなるロータコア13と、ロータコア13に固着された2つの磁石(A相用磁石54及びB相用磁石55)とを備えている。
図18及び図19に示すように、ロータ50は、A相用ロータ部51及びB相用ロータ部52の二相のロータ部にて構成されるものであり、これら各ロータ部を構成すべく、磁性体よりなるロータコア13と、ロータコア13に固着された2つの磁石(A相用磁石54及びB相用磁石55)とを備えている。
外周側円筒部13bの内周面には、ロータコア13の開放端近傍から上底部13cに向かって軸方向にA相用磁石54、B相用磁石55がこの順に配置されている。A相用磁石54は、後述のA相用ステータ部61と径方向に対向する位置に設けられA相用ロータ部51を構成する。同様に、B相用磁石55は、後述のB相用ステータ部62と径方向に対向する位置に設けられB相用ロータ部52を構成する。A相用及びB相用磁石54,55は径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、極数は互いに同数であって、本実施形態のロータ10では12極(6極対)で構成されている。また、A相用磁石54の磁気特性(磁力)は、B相用磁石55と同じである。
ステータ60は、それぞれ円環状をなすステータ部61,62を備えている。本実施形態では、ステータ部61はA相用とされ、A相の駆動電流が供給される。また、ステータ部62はB相用とされ、B相の駆動電流が供給される。
ステータ部61,62は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、A相用ステータ部61はロータコア13の軸方向開放端近傍(下側)に配置され、B相用ステータ部62は軸方向の前記上底部13c近傍(上側)に配置される。
上記のような構成のモータM2では、A相用ステータ部61と、その外周側に配置されたA相用磁石54を含むA相用ロータ部51とでA相モータ部M2Aを構成している。同様に、B相用ステータ部62と、その外周側に配置されたB相用磁石55を含むB相用ロータ部52とでB相モータ部M2Bを構成している。
図20(a)に示すように、A相用及びB相用ステータ部61,62はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア63及び第2ステータコア64)と、該一対のステータコア63,64の間に配置されたコイル部25とを備えている。
各ステータコア63,64は、第1及び第2実施形態のステータコア23,24と同様、円筒部26と、その円筒部26から外周側に延出された複数(本実施形態では12)の第1及び第2爪状磁極27,28とを備えている。また、各爪状磁極27,28は、円筒部26から径方向外側に延出する径方向延出部29aと、軸方向に屈曲された先端部分の磁極部29bとを備えている。
また、本実施形態では、図20(b)及び図21に示すように、径方向延出部29aと磁極部29bとの境界部29cに傾斜部29dが形成されている。本実施形態の傾斜部29dは、屈曲により角部となった境界部29cを面取りすることで形成される。
ここで、図21に示すように、A相用ステータ部61(B相用ステータ部62)の傾斜部29dの軸方向の寸法をL1とし、磁極部29bの根元(径方向延出部29aの外側面)から先端面までの寸法をL2とする。また、A相用ステータ部61と対向するA相用磁石54(B相用ステータ部62と対向するB相用磁石55)の軸方向の寸法をL3とする。傾斜部29dの寸法L1は、L1=L3-L2を満たすように設定されている。
次に、ロータ50及びステータ60の位置関係について説明する。
図22(a)に示すように、ロータ50では、A相用ロータ部51のA相用磁石54に対してB相用ロータ部52のB相用磁石55が反時計回りに電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。一方、ステータ60では、図22(b)に示すように、A相用ステータ部61の第1及び第2爪状磁極27,28に対してB相用ステータ部62の第1及び第2爪状磁極27,28がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータM1においては、A相モータ部M2AとB相モータ部M2Bとの位相差が90度に設定されている。
図22(a)に示すように、ロータ50では、A相用ロータ部51のA相用磁石54に対してB相用ロータ部52のB相用磁石55が反時計回りに電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。一方、ステータ60では、図22(b)に示すように、A相用ステータ部61の第1及び第2爪状磁極27,28に対してB相用ステータ部62の第1及び第2爪状磁極27,28がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータM1においては、A相モータ部M2AとB相モータ部M2Bとの位相差が90度に設定されている。
図23は、本実施形態の傾斜部29dを備えたモータM2のスラスト力S2と、図示略の第2比較例としてのモータ(M20)、すなわち傾斜部29dを備えておらず径方向延出部29a及び磁極部29b間の境界部29cが角張っているモータ(M20)のスラスト力S20とを示す。第2比較例のモータ(M20)は異なる相間で磁力の影響を受けやすく、第2比較例のモータ(M20)のスラスト力は図23にて示すスラスト力S20のように比較的大きなものとなっている。
これに対し、同図23にて示す本実施形態のモータM2のスラスト力S2は、第2比較例のモータ(M20)のスラスト力S20よりも小さく抑えられている。これは、本実施形態のステータコア63,64の爪状磁極27,28が受ける吸引力及び反発力の軸方向成分のバランスが、第2比較例よりも良好になったことが考えられる。
詳しくは、図21に示すように、A相用ステータ部61において、ステータコア63の第1爪状磁極27の磁極部29bは、A相用磁石54から3方向の吸引力(径方向外側への吸引力F11、斜め上方への吸引力F12、斜め下方への吸引力F13)を受ける。斜め下方への吸引力F13は、第1爪状磁極27に傾斜部29dを形成したことで発生する力である。そして、斜め上方への吸引力F12の軸方向成分F12yは軸方向上向きであり、斜め下方への吸引力F13の軸方向成分F13yは軸方向下向きである。これによって、軸方向成分F12yと軸方向成分F13yは互いに打ち消し合い、第1爪状磁極27全体として受けるスラスト力は低減される。なお、図示は省略するが、A相用ステータ部61のステータコア64の爪状磁極28やB相用ステータ部62のステータコア63,64の爪状磁極27,28についても、A相用ステータ部61のステータコア63の爪状磁極27と同様にスラスト力は低減される。また、反発力についても同様である。
また、傾斜部29dの寸法L1は、L1=L3-L2を満たすように設定されている。このため、傾斜部29dを除く磁極部29bの軸方向における中心位置Pと、A相用磁石54の軸方向における中心位置Qとがほぼ一致し、斜め上方への吸引力F12の軸方向成分F12yの大きさと、斜め下方への吸引力F13の軸方向成分F13yの大きさとがほぼ同じになる。その結果、軸方向成分F12yと軸方向成分F13yの打ち消し合いにより残る軸方向成分がほぼゼロとなり、スラスト力がより効果的に低減されている。
なお、参考実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM2に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM2に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、ロータ50の磁石54,55は12極(6極対)のロータを構成し、ステータ60の爪状磁極27,28は24極のロータを構成しているが、ロータ及びステータの極数はこれに限定されない。
・上記実施形態では、ステータ60は、A相用ステータ部61及びB相用ステータ部62からなる二相ステータであったが、一相ステータであってもよい。
・上記実施形態では、傾斜部29dは、両ステータ部61,62の各ステータコア63,64に形成されていたが、A相用ステータ部61のみ、またはB相用ステータ部62のみに形成されていてもよい。
・上記実施形態では、傾斜部29dは、両ステータ部61,62の各ステータコア63,64に形成されていたが、A相用ステータ部61のみ、またはB相用ステータ部62のみに形成されていてもよい。
・上記実施形態では、爪状磁極27,28の境界部29cに傾斜部29dが設けられていた。図24(a)に示すように、傾斜部29dの代わりに磁極部29bの外周面から径方向内側に凹状をなす凹部29eを形成してもよい。この場合も、凹部29eは傾斜部29dと同様に機能して、スラスト力を低減することができる。
また、凹部29eの大きさや位置、凹部29eの長さは適宜変更されてよい。例えば、図24(b)に示すように、凹部29eに凸部29fを形成することで(凹部として形成せず残す部分を設けて)、スラスト力を調整してもよい。また、この凸部29fの大きさや位置は適宜変更されてよい。
・上記実施形態の各ステータ部61,62には、第1及び第2ステータコア63,64の位置ずれを規制するための絶縁材料からなる位置規制部材65,66が設けられていてもよい。
例えば、図25(a)に示すステータ部61,62には、環状の位置規制部材65が設けられている。位置規制部材65は、周方向において爪状磁極27及び爪状磁極28間に配置される周方向規制部65aと、爪状磁極27の磁極部29bの先端(軸方向先端)及び爪状磁極28の磁極部29bの先端(軸方向先端)に交互に配置される軸方向規制部65bとを有する。
周方向規制部65aは、ステータコア63,64の爪状磁極27,28が周方向に位置ずれしないように規制する。一方、軸方向規制部65bは、各ステータコア63,64が軸方向外側に外れることを規制する。これにより、各ステータ部61,62の第1及び第2ステータコア63,64同士の組付状態が強固になる。
また、別の例として図25(b)に示すステータ部61,62には、複数の位置規制部材66が設けられている。各位置規制部材66は、周方向において爪状磁極27及び爪状磁極28間に配置される周方向規制部66aを有する。周方向規制部66aの軸方向一端には、周方向一方側に延出する第1軸方向規制部66bが設けられ、周方向規制部66aの軸方向他端には、周方向他方側に延出する第2軸方向規制部66cが設けられている。第1及び第2軸方向規制部66b,66cの寸法は、爪状磁極27,28の周方向の幅の約半分の長さに設定されている。
周方向規制部66aは、ステータコア63,64の爪状磁極27,28が周方向で位置ずれしないように規制する。一方、第1軸方向規制部66b及び第2軸方向規制部66cは協働して、ステータコア63,64が軸方向外側に移動して互いから外れることを規制する。これにより、各ステータ部61,62の第1及び第2ステータコア63,64同士の組付状態が強固になる。
次に、第2実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(D)複数の爪状磁極を有する第1ステータコアと、複数の爪状磁極を有する第2ステータコアと、前記第1ステータコア及び第2ステータコアの間に配置されたコイル部とを備え、前記第1ステータコア及び前記第2ステータコアの爪状磁極の各々は、径方向外側に延出する径方向延出部と、径方向延出部の先端が軸方向に屈曲された磁極部とを有するステータであって、前記径方向延出部と前記磁極部との境界部には、傾斜面または凹部が設けられているステータ。
(D)複数の爪状磁極を有する第1ステータコアと、複数の爪状磁極を有する第2ステータコアと、前記第1ステータコア及び第2ステータコアの間に配置されたコイル部とを備え、前記第1ステータコア及び前記第2ステータコアの爪状磁極の各々は、径方向外側に延出する径方向延出部と、径方向延出部の先端が軸方向に屈曲された磁極部とを有するステータであって、前記径方向延出部と前記磁極部との境界部には、傾斜面または凹部が設けられているステータ。
この構成によれば、爪状磁極の径方向延出部と磁極部との境界部に傾斜面または凹部が設けられる。そのため、磁極部を有するステータと、該磁極部と径方向に対向する永久磁石を有するロータとを組み合わせてモータとした際に、第1及び第2ステータコアの爪状磁極(磁極部)がロータの永久磁石から受ける吸引力及び反発力の軸方向成分のバランスは良好になる。これにより、吸引力の軸方向成分同士(反発力も同様)が打ち消し合い、スラスト力が低減される。
(E)上記(D)に記載のステータと、前記ステータの爪状磁極の磁極部と径方向に対向する永久磁石を有するロータとを備えるモータ。
(F)上記(E)に記載のモータにおいて、前記傾斜面または前記凹部の軸方向の寸法をL1、前記磁極部の根元から先端面までの寸法をL2、前記永久磁石の軸方向の寸法をL3としたとき、L1=L3-L2を満たすモータ。
(F)上記(E)に記載のモータにおいて、前記傾斜面または前記凹部の軸方向の寸法をL1、前記磁極部の根元から先端面までの寸法をL2、前記永久磁石の軸方向の寸法をL3としたとき、L1=L3-L2を満たすモータ。
この構成によれば、傾斜面または凹部を除く磁極部の軸方向における中心位置と、永久磁石の軸方向における中心位置とがほぼ一致する。このため、第1及び第2ステータコアの爪状磁極がロータの永久磁石から受ける吸引力の軸方向成分のバランスがより良好になる(反発力も同様)。これにより、吸引力の軸方向成分同士の打ち消し合いにより残る軸方向成分がほぼゼロとなり(反発力も同様)、スラスト力をより効果的に低減することができる。
以下、モータの第3実施形態について説明する。
図26に示すように、本実施形態のモータMは、ブラシレスモータであって、ロータ110及びステータ120を有する。
図26に示すように、本実施形態のモータMは、ブラシレスモータであって、ロータ110及びステータ120を有する。
図26及び図27に示すように、ロータ110は、磁性体よりなるロータコア111と、ロータコア111に固着された磁石112,113とを有する。
ロータコア111は、ロータ110の軸線Lを中心とする円筒状をなす内周側円筒部114と、軸線Lを中心とする円筒状をなし、内周側円筒部114よりも外周側に位置する外周側円筒部115と、内周側円筒部114の軸方向一端と外周側円筒部115の軸方向一端とを繋ぐ上底部116とを有している。上底部116は、軸線Lに対して垂直をなす平板状に形成されている。内周側円筒部114の内周面が支軸117に軸受118を介して支持されており、それによってロータコア111は支軸117に対して回転可能に支持される。
ロータコア111は、ロータ110の軸線Lを中心とする円筒状をなす内周側円筒部114と、軸線Lを中心とする円筒状をなし、内周側円筒部114よりも外周側に位置する外周側円筒部115と、内周側円筒部114の軸方向一端と外周側円筒部115の軸方向一端とを繋ぐ上底部116とを有している。上底部116は、軸線Lに対して垂直をなす平板状に形成されている。内周側円筒部114の内周面が支軸117に軸受118を介して支持されており、それによってロータコア111は支軸117に対して回転可能に支持される。
外周側円筒部115の内周面には、A相用の磁石112と、B相用の磁石113とが固着されている。磁石112,113は軸方向に並んで配置されており、磁石112は後述の第1ステータ部121と径方向に対向し、磁石113は後述の第2ステータ部122と径方向に対向するようになっている。各磁石112,113は径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。
ステータ120は、ハウジングHに固定されるものであり、円環状をなす第1ステータ部121と、円環状をなす第2ステータ部122と、第1ステータ部121及び第2ステータ部122をハウジングHに対して固定するための固定部(挟持部)140とを有する。
第1及び第2ステータ部121,122は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、第2ステータ部122が軸方向の前記上底部116近傍(図26及び図27において上側)に配置され、第1ステータ部121がロータコア111の軸方向開放端近傍(図26及び図27において下側)に配置される。
本実施形態では、第1ステータ部121はA相用とされ、それらには同相(A相)の駆動電流が供給される。また、第2ステータ部122はB相用とされ、それらには同相(B相)の駆動電流が供給される。
図27及び図28に示すように、第1及び第2ステータ部121,122はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア123及び第2ステータコア124)と、該一対のステータコア123,124の間に配置された巻線125(コイル部)とを備えている。第1ステータコア123及び第2ステータコア124は、それぞれ第1コア部及び第2コア部として機能する。
各ステータコア123,124は、例えば圧縮成形によって形成された圧粉磁心であって、円筒状をなすコアベース126と、そのコアベース126から延出された複数(本実施形態では6つ)の爪状磁極とを備えている。なお、第1ステータコア123に形成された爪状磁極を第1爪状磁極127とし、第2ステータコア124に形成された爪状磁極を第2爪状磁極128とする。爪状磁極127,128は、互いに同一形状をなしている。また、第1爪状磁極127は周方向において等間隔(60度間隔)に設けられ、第2爪状磁極128も同様に周方向において等間隔(60度間隔)に設けられている。
各爪状磁極127,128は、コアベース126から径方向外側に延出されるとともに軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極127,128において、コアベース126から径方向外側に延出した部分を径方向延出部129といい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部130という。径方向延出部129は、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部130の外周面(径方向外側面)は、軸線Lを中心とする円弧面に形成されている。
また、各ステータコア123,124は、径方向内側面に径方向外側に窪んだ凹部123a,124aを有している。
上記構成の第1及び第2ステータコア123,124は、それらの第1及び第2爪状磁極127,128(磁極部130)が軸方向において互いに反対方向を向くように組み付けられる。また、この組付状態において、第1爪状磁極127の磁極部130と、第2爪状磁極128の磁極部130とが周方向等間隔に交互に配置される。
上記構成の第1及び第2ステータコア123,124は、それらの第1及び第2爪状磁極127,128(磁極部130)が軸方向において互いに反対方向を向くように組み付けられる。また、この組付状態において、第1爪状磁極127の磁極部130と、第2爪状磁極128の磁極部130とが周方向等間隔に交互に配置される。
また、この組付状態において、第1及び第2ステータコア123,124の軸方向の間には巻線125が介在されている。なお、巻線125と第1及び第2ステータコア123,124との間には、図示しない絶縁部材が介装されている。巻線125は、ステータ120の周方向に沿った円環状をなしている。また、巻線125は、軸方向においては第1爪状磁極127の径方向延出部129と第2爪状磁極128の径方向延出部129との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア123,124のコアベース126と各爪状磁極127,128の磁極部130との間に配置されている。
上記のように構成された各ステータ部121,122は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、第1及び第2ステータ部121,122は、第1及び第2ステータコア123,124間に配置された巻線125によって、第1及び第2爪状磁極127,128をその時々で互いに異なる磁極に励磁する12極のランデル型構造をなす。
図27に示すように、第1及び第2ステータ部121,122は、第2ステータコア124同士が軸方向に隣接するように積層される。
なお、A相用の第1ステータ部121に対するB相用の第2ステータ部122の配置角度は、軸方向上側(ステータ部121)から見て時計回り方向に予め定めた所定角度だけずれている。つまり、第1ステータ部121の磁極(各爪状磁極127,128)に対し、第2ステータ部122の磁極(各爪状磁極127,128)が、時計回り方向に所定角度だけずれている。
なお、A相用の第1ステータ部121に対するB相用の第2ステータ部122の配置角度は、軸方向上側(ステータ部121)から見て時計回り方向に予め定めた所定角度だけずれている。つまり、第1ステータ部121の磁極(各爪状磁極127,128)に対し、第2ステータ部122の磁極(各爪状磁極127,128)が、時計回り方向に所定角度だけずれている。
また、第1及び第2ステータ部121,122と径方向に対向するロータ110の磁石112,113も、周方向に互いにずれている。詳しくは、軸方向上側(磁石113)から見て、B相用の磁石113のN極(S極)が、A相用の磁石112のN極(S極)に対し、反時計回り方向に予め定めた所定角度だけずれている。
図26、図27及び図29に示すように、各ステータ部121,122は、軸方向に積層した状態で固定部140によって挟持されてハウジングHに固定される。
固定部140は、第1固定部141と第2固定部142とを有する。第1及び第2固定部141,142は、それぞれ各ステータ部121,122と軸方向において当接する当接部(第1挟持部及び第2挟持部)143と、複数のコアバック部(接続部)144と、複数の取付部(接続部)145とを有する。
固定部140は、第1固定部141と第2固定部142とを有する。第1及び第2固定部141,142は、それぞれ各ステータ部121,122と軸方向において当接する当接部(第1挟持部及び第2挟持部)143と、複数のコアバック部(接続部)144と、複数の取付部(接続部)145とを有する。
第1及び第2固定部141,142の当接部143は、それぞれ円環板状をなすように形成される。第1固定部141の当接部143は第1ステータ部121の第1ステータコア123のコアベース126と軸方向において当接し、第2固定部142の当接部143は第2ステータ部122の第1ステータコア123のコアベース126と軸方向において当接する。
各コアバック部144は、第1及び第2固定部141,142のそれぞれの径方向内側の部位から軸方向に延出するように形成される。各コアバック部144は、軸直交方向に切った断面が円弧状をなすように形成され、各コアバック部144が各ステータコア123,124に設けられる凹部123a,124aに嵌入される。
取付部145は、各コアバック部144の先端部に位置し径方向内側に延出するよう形成される。取付部145には挿通孔145aが形成され、取付部145はハウジングHの被取付部H1に対して例えばボルト等によって取付可能となっている。
また、取付部145は、第1ステータ部121と第2ステータ部122の軸方向における境界位置、即ち、各相(A相、B相)の境界位置に配置される。
上記のように構成された固定部140は、第1及び第2固定部141,142の当接部143によって第1及び第2ステータ部121,122を軸方向に積層した状態で挟持し、取付部145がハウジングHに対して取り付けられる。これにより第1及び第2ステータ部121,122がハウジングHに対して固定される。
上記のように構成された固定部140は、第1及び第2固定部141,142の当接部143によって第1及び第2ステータ部121,122を軸方向に積層した状態で挟持し、取付部145がハウジングHに対して取り付けられる。これにより第1及び第2ステータ部121,122がハウジングHに対して固定される。
次に、第3実施形態の作用について説明する。
A相用の第1ステータ部121の各巻線125にはA相駆動電流が供給され、B相用の第2ステータ部122の各巻線125にはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が例えば90度に設定される。そして、各ステータ部121,122に対応するA相及びB相駆動電流が供給されると、磁石112,113を回転させるトルクが発生し、ロータ110が回転駆動される。
A相用の第1ステータ部121の各巻線125にはA相駆動電流が供給され、B相用の第2ステータ部122の各巻線125にはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が例えば90度に設定される。そして、各ステータ部121,122に対応するA相及びB相駆動電流が供給されると、磁石112,113を回転させるトルクが発生し、ロータ110が回転駆動される。
次に、第3実施形態の特徴的な利点を記載する。
(7)第1及び第2ステータコア123,124の爪状磁極127,128とは径方向反対側の部位に、第1及び第2ステータコア123,124とは別体であって磁性部材からなるコアバック部144が設けられる。そのため、コアバック部144を第1及び第2ステータコア123,124にそれぞれ設けて同一部品とした場合と比較して各部品(ステータコア123,124やコアバック部144)の構造を簡素化することができる。
(7)第1及び第2ステータコア123,124の爪状磁極127,128とは径方向反対側の部位に、第1及び第2ステータコア123,124とは別体であって磁性部材からなるコアバック部144が設けられる。そのため、コアバック部144を第1及び第2ステータコア123,124にそれぞれ設けて同一部品とした場合と比較して各部品(ステータコア123,124やコアバック部144)の構造を簡素化することができる。
(8)ステータコア123,124の凹部123a,124aにコアバック部144が配置される。そのため、コアバック部144によってステータコア123,124同士の周方向位置決めを行うことができる。
(9)第1ステータコア123と、第2ステータコア124と、巻線125とを有するステータ部121,122が軸方向に複数積層される。積層された複数のステータ部121,122を軸方向両側から挟持する挟持部を構成する固定部140が提供される。そのため、固定部140によって複数のステータ部121,122を積層した状態で挟持固定することができる。
(10)固定部140は、第1固定部141の当接部143と、第2固定部142の当接部143と、接続部としてのコアバック部144及び取付部145とを含む。第1固定部141は、複数のステータ部121,122を積層した状態で軸方向一方側に位置する。第2固定部142は、複数のステータ部121,122を積層した状態で軸方向他方側に位置する。コアバック部144及び取付部145は、二つの当接部143の間を接続する。即ち、固定部140の一部としてコアバック部144を設けることで挟持固定を行いつつコアバック部144の効果を付与することができる。また固定部140とコアバック部144を別体とした場合と比較して部品点数の増加を抑えることができる。
(11)取付部145が第1ステータ部121と第2ステータ部122との境界位置に配置される。そのため、第1ステータ部121と第2ステータ部122との相互間における周方向位置の微調整が可能である。
なお、第3実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第1ステータ部121と第2ステータ部122とを軸方向に積層してステータ120を構成したが、その積層数は適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、第1ステータ部121と第2ステータ部122とを軸方向に積層してステータ120を構成したが、その積層数は適宜変更してもよい。
また、第1ステータ部121及び第2ステータ部122のいずれか一方のみでステータ120を構成してもよい。
・上記実施形態では、固定部140と、コアバック部144を一体形成したが、別体であってもよい。
・上記実施形態では、固定部140と、コアバック部144を一体形成したが、別体であってもよい。
・上記実施形態では、ステータコア123,124に凹部123a,124aを形成し、その凹部123a,124aにコアバック部144が嵌入される。これに限らず、ステータコア123,124と径方向においてコアバック部144が当接していれば、凹部123a,124aを省略した構成を採用してもよい。
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
以下、モータの第4実施形態について説明する。説明の便宜上、第3実施形態のモータMと同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
以下、モータの第4実施形態について説明する。説明の便宜上、第3実施形態のモータMと同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
ステータ120は、保持部150に固定されるものであり、円環状をなす第1ステータ部121と、円環状をなす第2ステータ部122とを有する。
図31及び図32(a)(b)に示すように、第1及び第2ステータ部121,122はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア123及び第2ステータコア124)と、一対のステータコア123,124の間に配置された巻線125(コイル部)とを備えている。
図31及び図32(a)(b)に示すように、第1及び第2ステータ部121,122はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア123及び第2ステータコア124)と、一対のステータコア123,124の間に配置された巻線125(コイル部)とを備えている。
各ステータコア123,124は、例えば鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形(圧縮成形)にて形成された圧粉磁心で構成される。各ステータコア123,124は、円筒状をなすコアベース126と、そのコアベース126から延出された複数(本実施形態では12個)の爪状磁極127,128とを備えている。前述したように、圧粉磁心で構成することで、ステータコア123,124の設計の自由度が高くなり、例えば板材から屈曲(折り曲げ)形成する場合と比較して製造プロセスが非常に簡単になる。また、磁性粉末と絶縁物との配分量を調整することで、渦電流の抑制量を容易に調整することができる。
また、各ステータコア123,124は、径方向内側において周方向略等角度間隔で設けられる複数の凹部123b,124bを備える。複数の凹部123b,124bは、各ステータコア123,124の径方向外側且つ軸方向一方側の部位に設けられ窪んだ形状をなす。
上記のように構成された各ステータ部121,122は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、第1及び第2ステータ部121,122は、第1及び第2ステータコア123,124間に配置された巻線125によって、第1及び第2爪状磁極127,128をその時々で互いに異なる磁極に励磁する24極のランデル型構造をなす。
図30、図31及び図33に示すように、各ステータ部121,122は、軸方向に積層した状態で保持部150に固定される。
保持部150は、板状のベース部151と、ベース部151に対して例えばボルト等の締結部材152によって固定される保持片153とを有する。
保持部150は、板状のベース部151と、ベース部151に対して例えばボルト等の締結部材152によって固定される保持片153とを有する。
位置決め部としての保持片153は、円筒部154と、円環板状部155と、複数の爪部156とを有する。円環板状部155は、円筒部154のベース部151近傍に位置する端部の内周面から径方向内側に延出する。複数の爪部156は、円筒部154における該円環板状部155の反対側の端部から径方向外側に周方向略等角度間隔で設けられる。爪部156は、本実施形態では第2ステータ部122のステータコア123に設けられた凹部123bと径方向並びに周方向において係合する。
次に、モータMの作用を説明する。
A相用の第1ステータ部121の巻線125にはA相駆動電流が供給され、B相用の第2ステータ部122の巻線125にはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が例えば90度に設定される。そして、各ステータ部121,122に対応するA相及びB相駆動電流が供給されると、磁石112,113を回転されるトルクが発生し、ロータ110が回転駆動される。
A相用の第1ステータ部121の巻線125にはA相駆動電流が供給され、B相用の第2ステータ部122の巻線125にはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が例えば90度に設定される。そして、各ステータ部121,122に対応するA相及びB相駆動電流が供給されると、磁石112,113を回転されるトルクが発生し、ロータ110が回転駆動される。
次に、第4実施形態の利点を記載する。
(12)第1ステータコア123と第2ステータコア124のコアベース126の径方向内側に凹部123b,124bが設けられる。そのため、凹部123bを用いて例えば凹部123bと径方向において当接する位置決め部としての保持片153の爪部156の先端によってハウジング(保持部150)とステータ120との径方向及び周方向の位置決めを容易に行うことが可能となる。
(12)第1ステータコア123と第2ステータコア124のコアベース126の径方向内側に凹部123b,124bが設けられる。そのため、凹部123bを用いて例えば凹部123bと径方向において当接する位置決め部としての保持片153の爪部156の先端によってハウジング(保持部150)とステータ120との径方向及び周方向の位置決めを容易に行うことが可能となる。
(13)複数の凹部123bは、周方向において所定間隔となるようにステータコア123に設けられる。そのため、各凹部123bと凹部123bに嵌入されて係合される爪部156を有する保持部150とを用いることでハウジング(保持部150)とステータ120との周方向位置決めと各ステータコア123,124の回り止めや抜け止めを行うことができる。
なお、第4実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、凹部124bについて特に使用用途は明示していないが、例えば次のような利用方法が考えられる。
・上記実施形態では、凹部124bについて特に使用用途は明示していないが、例えば次のような利用方法が考えられる。
図34に示すように、凹部124bが窪んでいることで凹部124bに巻線125を引き出し、引き出した巻線125aを所定位置に配設することができる。なお、凹部124bを保持部150の保持片153と係合させる場合には、凹部123bに巻線125を引き出すことが可能となる。
・上記実施形態では、保持部150のベース部151と保持片153とを別体としたが、これに限らない。
図35に示すように、ベース部151と保持片153とを例えば樹脂によって一体成形してもよい。これにより、別体とした場合と比較して部品点数を抑えることができる。また、締結部材152を用いて締結する工程を省略することが可能となる。
図35に示すように、ベース部151と保持片153とを例えば樹脂によって一体成形してもよい。これにより、別体とした場合と比較して部品点数を抑えることができる。また、締結部材152を用いて締結する工程を省略することが可能となる。
・上記実施形態では、凹部123b(124b)を周方向等角度間隔となるように複数設ける構成としたが、これに限らない。例えば周方向に1つ以上凹部を設ける構成を採用してもよい。
また、図36及び図37に示すように、円環状の凹部123b(124b)を設ける構成を採用してもよい。
このような構成とし、凹部123b(124b)の軸方向における深さを調整することでコアベース126の厚みU1を爪状磁極127(128)の軸方向における厚みU2と同一とすることが可能となる。これによって、上記実施形態のように各ステータコア123,124を圧粉磁心で構成した場合に、前述したように軸方向厚さU1,U2を一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
このような構成とし、凹部123b(124b)の軸方向における深さを調整することでコアベース126の厚みU1を爪状磁極127(128)の軸方向における厚みU2と同一とすることが可能となる。これによって、上記実施形態のように各ステータコア123,124を圧粉磁心で構成した場合に、前述したように軸方向厚さU1,U2を一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
また、図38に示すように、前述した構成に加えて爪状磁極127(128)の磁極部130に凹部130aを設ける構成を採用してもよい。このような構成とすることで磁極部130の径方向外側における軸方向の厚みU3を他の厚みU1,U2と同一することが可能となる。これによって軸方向厚さが同一となる部位が増えるため、上記実施形態のように各ステータコア123,124を圧粉磁心で構成した場合に、前述したように軸方向厚さU1,U2,U3を一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
・上記実施形態では特に言及していないが、凹部123b(124b)を形成する面を曲面形状とするようにしてもよい。
図39のように凹部123b,124bを曲面形状とすることで、保持治具Jの先端の湾曲部Cを第1ステータ部121の凹部124bと第2ステータ部122の凹部124bとで形成された半円状の溝部131に挿通して保持治具Jの湾曲部Cに合わせることで第1ステータ部121及び第2ステータ部122の位置調整がされる。そのため、ステータ120の軸方向におけるずれを調整することが可能となる。
図39のように凹部123b,124bを曲面形状とすることで、保持治具Jの先端の湾曲部Cを第1ステータ部121の凹部124bと第2ステータ部122の凹部124bとで形成された半円状の溝部131に挿通して保持治具Jの湾曲部Cに合わせることで第1ステータ部121及び第2ステータ部122の位置調整がされる。そのため、ステータ120の軸方向におけるずれを調整することが可能となる。
・上記実施形態では、各ステータコア123,124を圧粉磁心で構成したが、これに限らず、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。
・上記実施形態では、第1ステータ部121と第2ステータ部122とを軸方向に積層してステータ120を構成したが、その積層数は適宜変更してもよい。
また、第1ステータ部121及び第2ステータ部122のいずれか一方のみでステータ120を構成してもよい。
また、第1ステータ部121及び第2ステータ部122のいずれか一方のみでステータ120を構成してもよい。
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
以下、モータ(ステータ)の第5実施形態について説明する。
図40に示すように、第5実施形態のモータM1はブラシレスモータであって、図示しないハウジングの支軸に回転可能に支持されるロータ210と、前記ハウジングに固定されるステータ220とを備えている。
以下、モータ(ステータ)の第5実施形態について説明する。
図40に示すように、第5実施形態のモータM1はブラシレスモータであって、図示しないハウジングの支軸に回転可能に支持されるロータ210と、前記ハウジングに固定されるステータ220とを備えている。
図40及び図41に示すように、ロータ210は、A相用ロータ部211及びB相用ロータ部212の二相のロータ部にて構成されるものであり、これら各ロータ部を構成すべく、磁性体よりなるロータコア213と、ロータコア213に固着された2つの磁石(A相用磁石214及びB相用磁石215)とを備えている。
ロータコア213は、ロータ210の軸線Lを中心とする円筒状をなす内周側円筒部213aと、軸線Lを中心とする円筒状をなし内周側円筒部213aよりも外周側に位置する外周側円筒部213bと、内周側円筒部213aと外周側円筒部213bとの軸方向一端(上端)同士をつなぐ上底部213cとを有している。上底部213cは、軸線Lに対して直交する平板円環状に形成されている。ロータコア213は、内周側円筒部213aの内周面が前記図示略の支軸に対して軸受(同じく図示略)を介して支持される。
外周側円筒部213bの内周面には、ロータコア213の開放端から上底部213cに向かって軸方向にA相用磁石214、B相用磁石215がこの順に配置されている。A相用磁石214は、後述のA相用ステータ部221と径方向に対向する位置に設けられA相用ロータ部211を構成する。同様に、B相用磁石215は、後述のB相用ステータ部222と径方向に対向する位置に設けられB相用ロータ部212を構成する。A相用及びB相用磁石214,215は径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、A相用磁石214及びB相用磁石215の極数は互いに同数であって、本実施形態のロータ210では12極(6極対)で構成されている。
ステータ220は、それぞれ円環状をなすステータ部221,222を備えている。本実施形態では、ステータ部221はA相用とされ、A相の駆動電流が供給される。また、ステータ部222はB相用とされ、B相の駆動電流が供給される。
各ステータ部221,222は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、A相用ステータ部221はロータコア213の軸方向開放端近傍(下側)に配置され、B相用ステータ部222は軸方向の前記上底部213c近傍(上側)に配置される。なお、各ステータ部221,222の支持構造としては、A相用ステータ部221が前記図示略のハウジングに支持され、B相用ステータ部222がA相用ステータ部221に支持されるようになっている。
上記のような構成のモータM1では、図40に示すように、A相用ステータ部221と、その外周側に配置されたA相用磁石214を含むA相用ロータ部211とでA相モータ部MAを構成している。同様に、B相用ステータ部222と、その外周側に配置されたB相用磁石215を含むB相用ロータ部212とでB相モータ部MBを構成している。
図42に示すように、A相用及びB相用ステータ部221,222はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア223及び第2ステータコア224)と、該一対のステータコア223,224の間に配置されたコイル部225及び補助磁極部材226とを備えている。
各ステータコア223,224は、円筒部231と、その円筒部231から外周側に延出された複数(本実施形態では212)の爪状磁極232,233とを備えている。なお、第1ステータコア223に形成された爪状磁極を第1爪状磁極232とし、第2ステータコア224に形成された爪状磁極を第2爪状磁極233とする。各爪状磁極232,233は、互いに同一形状をなしている。また、各第1爪状磁極232は周方向において等間隔(30度間隔)に設けられ、各第2爪状磁極233も同様に周方向において等間隔(30度間隔)に設けられている。
各爪状磁極232,233は、円筒部231から径方向外側に延出され途中で軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極232,233において、円筒部231から径方向外側に延出した部分を径方向延出部234といい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部235という。径方向延出部234は、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部235の外周面(径方向外側面)は、軸線Lを中心とする円弧面に形成されている。
なお、直角形状をなす爪状磁極232,233等を含むステータコア223,224は、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。更に、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形によって作製してもよい。
上記構成の第1及び第2ステータコア223,224は、それらの第1及び第2爪状磁極232,233(磁極部235)が軸方向において互いに向かい合うように組み付けられる(図42参照)。また、この組付状態において、第1爪状磁極232の磁極部235と、第2爪状磁極233の磁極部235とが周方向等間隔に交互に配置される。つまり、本実施形態のステータ220は24極で構成されている。また、第1及び第2ステータコア223,224は、それらの円筒部231同士が軸方向に当接されて互いに固定されている。
この組付状態において、第1及び第2ステータコア223,224の軸方向の間にはコイル部225が介在されている。
コイル部225は、ステータ220の周方向に沿って円環状に巻回される巻線と、巻線と第1及び第2ステータコア223,224との間に介装される絶縁樹脂製のボビンとを備えている。また、コイル部225は、軸方向においては第1爪状磁極232の径方向延出部234と第2爪状磁極233の径方向延出部234との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア223,224の円筒部231と各爪状磁極232,233の磁極部235との間の空間の円筒部231寄りの位置に配置されている。
コイル部225は、ステータ220の周方向に沿って円環状に巻回される巻線と、巻線と第1及び第2ステータコア223,224との間に介装される絶縁樹脂製のボビンとを備えている。また、コイル部225は、軸方向においては第1爪状磁極232の径方向延出部234と第2爪状磁極233の径方向延出部234との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア223,224の円筒部231と各爪状磁極232,233の磁極部235との間の空間の円筒部231寄りの位置に配置されている。
上記のように構成されたA相用及びB相用ステータ部221,222は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、A相用及びB相用ステータ部221,222は、第1及び第2ステータコア223,224間に配置されたコイル部225の巻線に供給した電流によって、第1及び第2爪状磁極232,233をその時々で互いに異なる磁極に励磁する12極のランデル型構造をなす。
また、第1及び第2ステータコア223,224間には、コイル部225の外周部に嵌合する態様で補助磁極部材226が配置されている。
補助磁極部材226は、磁性金属材料にて作製され、円環状をなす基部226aと、基部226aの外周面から径方向外側に突出する複数の突極226bとを備えている。基部226aの軸方向の幅は、コイル部225の軸方向の幅と同等、この場合第1及び第2爪状磁極232,233の径方向延出部234間の軸方向の幅と同等であり、磁極部235の軸方向の幅よりは薄く設定されている。基部226aの内径はコイル部225の外径と略同等で、コイル部225の外周部に補助磁極部材226の基部226aが外嵌可能な大きさに設定されている。突極226bの数は、第1及び第2ステータコア223,224の爪状磁極232,233の倍の数である。すなわち24個の突極226bが基部226aに対して周方向等間隔(15度間隔)に設けられている。
補助磁極部材226は、磁性金属材料にて作製され、円環状をなす基部226aと、基部226aの外周面から径方向外側に突出する複数の突極226bとを備えている。基部226aの軸方向の幅は、コイル部225の軸方向の幅と同等、この場合第1及び第2爪状磁極232,233の径方向延出部234間の軸方向の幅と同等であり、磁極部235の軸方向の幅よりは薄く設定されている。基部226aの内径はコイル部225の外径と略同等で、コイル部225の外周部に補助磁極部材226の基部226aが外嵌可能な大きさに設定されている。突極226bの数は、第1及び第2ステータコア223,224の爪状磁極232,233の倍の数である。すなわち24個の突極226bが基部226aに対して周方向等間隔(15度間隔)に設けられている。
本実施形態の補助磁極部材226の基部226aは、1枚の板材を環状にすることにより形成されている。また、図43(c)の拡大図に示すように、突極226bは、基部226aの成形時において板材を径方向外側に向けて往復する態様で折り曲げることにより形成されている。したがって、突極226bの周方向の幅Qが基部226aの径方向の幅Pよりも相対的に大きくなり(2倍となり)、換言すれば基部226aの径方向の幅Pが突極226bの周方向の幅Qよりも相対的に小さくなる。なお、補助磁極部材226の成形方法はこれに限らず、円環状の基部226aを成形した後、個々に用意した突極226bを溶接等により接合する態様としてもよい。
図43(a)(b)に示すように、補助磁極部材226は、軸方向においては第1爪状磁極232の径方向延出部234と第2爪状磁極233の径方向延出部234との間に配置されるとともに、径方向においては補助磁極部材226の基部226aがコイル部225と各爪状磁極232,233の磁極部235との間(各爪状磁極232,233の磁極部235の背面側)に配置されている。このとき、補助磁極部材226の突極226bの外周端部は磁極部235の外周面と同一面上に位置する。また、周方向においては、補助磁極部材226の突極226bはそれぞれ、第1爪状磁極232の磁極部235と第2爪状磁極233の磁極部235との間の中央に配置される。
次に、ロータ210及びステータ220の位置関係について説明する。
図44(a)に示すように、ロータ210は、A相用ロータ部211のA相用磁石214に対してB相用ロータ部212のB相用磁石215が反時計回りに電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。一方、ステータ220においては、図44(b)に示すように、A相用ステータ部221の第1及び第2爪状磁極232,233に対してB相用ステータ部222の第1及び第2爪状磁極232,233がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータM1においては、A相モータ部MAとB相モータ部MBとの位相差が90度に設定されている。
図44(a)に示すように、ロータ210は、A相用ロータ部211のA相用磁石214に対してB相用ロータ部212のB相用磁石215が反時計回りに電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。一方、ステータ220においては、図44(b)に示すように、A相用ステータ部221の第1及び第2爪状磁極232,233に対してB相用ステータ部222の第1及び第2爪状磁極232,233がそれぞれ時計回り方向に電気角θ1(本実施形態では45度)だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータM1においては、A相モータ部MAとB相モータ部MBとの位相差が90度に設定されている。
そして、A相用ステータ部221のコイル部225の巻線にはA相駆動電流が供給され、B相用ステータ部222のコイル部225の巻線にはB相駆動電流が供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が本実施形態では90度に設定されている。これにより、各ステータ部221,222とA相用及びB相用磁石214,215との関係で回転トルクが発生し、ロータ210が回転駆動される。
ここで、図45には、本実施形態の補助磁極部材226を備えたモータM1のコギングトルクT1と、比較例として補助磁極部材226を備えていないモータ(M0)のコギングトルクTとを示す。図45から明らかなように、本実施形態のモータM1のコギングトルクT1は、比較例のモータ(M0)のコギングトルクTよりも小さく抑えられている。
これは、本実施形態のA相用及びB相用ステータ部221,222には補助磁極部材226が設けられているため、第1爪状磁極232(第2爪状磁極233)へ流入した磁束は、第2爪状磁極233(第1爪状磁極232)及び突極226bに流出する。このとき、第1及び第2爪状磁極232,233の磁束変化は互いに同位相となり、これが第1のコギングトルク成分となる。一方、突極226bは第1及び第2爪状磁極232,233間の中央に配置されているため、第1爪状磁極232(第2爪状磁極233)及び突極226bの磁束変化は互いに逆位相となる。つまり、突極226bを設けることで、第1のコギングトルク成分に対して逆位相となる第2のコギングトルク成分が生じる。したがって、第1及び第2のコギングトルク成分は互いに打ち消し合い、モータM1全体としてのコギングトルクT1が低減されると考えられる。
次に、第5実施形態の特徴的な利点を記載する。
(14)モータM1の各ステータ部221,222には補助磁極部材226が設けられている。そのため、第1及び第2爪状磁極232,233による第1のコギングトルク成分と、第1爪状磁極232(第2爪状磁極233)及び突極226bによる第2のコギングトルク成分とが発生する。このとき、突極226bは第1及び第2爪状磁極232,233間に配置されているため、第2のコギングトルク成分が第1のコギングトルク成分に対して互いに打ち消し合いを生じるような位相のずれを生じる。これにより、モータM1のコギングトルクT1は図45に示すように低減したものとなる。
(14)モータM1の各ステータ部221,222には補助磁極部材226が設けられている。そのため、第1及び第2爪状磁極232,233による第1のコギングトルク成分と、第1爪状磁極232(第2爪状磁極233)及び突極226bによる第2のコギングトルク成分とが発生する。このとき、突極226bは第1及び第2爪状磁極232,233間に配置されているため、第2のコギングトルク成分が第1のコギングトルク成分に対して互いに打ち消し合いを生じるような位相のずれを生じる。これにより、モータM1のコギングトルクT1は図45に示すように低減したものとなる。
(15)補助磁極部材226の突極226bは第1及び第2爪状磁極232,233間の中央に配置される。そのため、第1及び第2のコギングトルクの位相のずれは逆位相となる、もしくは逆位相に極めて近くなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分が互いに打ち消し合う効果が高まり、モータM1のコギングトルクT1は図45に示すようにより低減したものとなる。
(16)補助磁極部材226の基部226aは、径方向の幅Pが突極226bの周方向の幅Qよりも小さく設定されている。そのため補助磁極部材226の基部226aにおいて磁気飽和しやすい。これにより、突極226bに流入した磁束が基部226aを通って隣接の突極226bに流出してしまうことを抑制でき、補助磁極部材226によるトルクの減少を抑えつつもコギングトルクT1を低減することができる。
(17)補助磁極部材226は1枚の板材から形成されている。そのため、板材を折り曲げることで補助磁極部材226を容易に作製することができる。
以下、モータの第6実施形態について説明する。第6実施形態のモータ(M2:図示略)は、上記した第5実施形態のモータM1と同様の構成であって、上記補助磁極部材226の突極226bの軸方向の幅Aのみが異なる。詳しくは、第5実施形態のモータM1では、突極226bの幅Aをそれぞれのステータ部221,222の幅Bの50%に設定していたのに対して、本実施形態のモータ(M2)では、70%に設定している。この設定において、突極226bの軸方向両端は基部226aから突出した状態となる(図48参照)。
以下、モータの第6実施形態について説明する。第6実施形態のモータ(M2:図示略)は、上記した第5実施形態のモータM1と同様の構成であって、上記補助磁極部材226の突極226bの軸方向の幅Aのみが異なる。詳しくは、第5実施形態のモータM1では、突極226bの幅Aをそれぞれのステータ部221,222の幅Bの50%に設定していたのに対して、本実施形態のモータ(M2)では、70%に設定している。この設定において、突極226bの軸方向両端は基部226aから突出した状態となる(図48参照)。
ここで、コギングトルクの大きさは、補助磁極部材226の有無だけでなく、補助磁極部材226の突極226bの軸方向の幅Aによっても変化することを本発明者は見出した。つまり、本発明者は、突極226bの幅Aを変化させ、そのときのコギングトルクと、コギングトルクの4次成分の割合とを検証した。この際、突極226bの幅Aにおいては、各ステータ部221,222の軸方向の幅Bを基準(100%)としている。ここで、各ステータ部221,222の軸方向の幅Bとは、一対の第1ステータコア223の端面223a(磁極部235の先端と逆側の第1ステータコア223の端面)から第2ステータコア224の端面224a(磁極部235の先端と逆側の第2ステータコア224の端面)までの長さである。そして、突極226bの幅Aを各ステータ部221,222の幅Bの30~100%の範囲で変化させている。なお、第5実施形態の突極226bの幅Aは、各ステータ部221,222の幅Bの50%である。また、コギングトルク及びコギングトルクの4次成分においては、比較例のコギングトルクT及びその4次成分を基準(100%)としている。
その結果、図46及び図47から明らかなように、突極226bの幅Aを各ステータ部221,222の幅Bの30~70%の範囲で大きくするにつれて、コギングトルク及びコギングトルクの4次成分の大きさは減少し、70~100%の範囲で大きくするにつれて増加する。つまり、突極226bの幅Aを各ステータ部221,222の幅Bの60~80%に設定すれば、コギングトルク及びその4次成分を効果的に低減することができる。さらに、70%に設定すれば、コギングトルク及びコギングトルクの4次成分を最も効果的に低減することができる。
これを踏まえ、本実施形態のモータ(M2)では、突極226bの軸方向の幅Aを70%に設定している。そして、本実施形態のモータ(M2)のコギングトルクT2は、図49に示すように、比較例のコギングトルクTよりも小さく抑えられている。これは、本実施形態のモータ(M2)においても、上記した第5実施形態のモータM1と同様に第1及び第2のコギングトルク成分が発生するが、第1及び第2のコギングトルク成分が互いに打ち消し合ったためと考えられる。
また、図50に示すように、コギングトルクの次数成分毎の大きさについては、比較例のモータ(M0)のコギングトルクTの4次成分が顕著に大きい。これに対して、本実施形態のモータ(M2)のコギングトルクT2は大幅に低減されている。
さらに、本実施形態のモータ(M2)のコギングトルクT2は、上記した第5実施形態のモータM1のコギングトルクT1よりも小さく抑えられている。これは、本実施形態における第1及び第2のコギングトルク成分の差が、第5実施形態における第1及び第2のコギングトルク成分の差よりも小さくなるためである。これにより、第1及び第2コギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ(M2)全体としてのコギングトルクT2はより低減される。
第6実施形態によれば、上記第5実施形態の(14)~(17)と同様の作用とその利点に加えて、以下の作用とその利点を得ることができる。
(18)突極226bの軸方向の幅Aは、ステータ部221,222の各々(組み合わせ状態の第1及び第2ステータコア223,224)の軸方向の幅Bの60~80%に設定される。そのため、上記第1及び第2のコギングトルク成分は互いに同程度の大きさとなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分が互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ(M2)のコギングトルクT2は図49に示すようにより低減したものとなる。
(18)突極226bの軸方向の幅Aは、ステータ部221,222の各々(組み合わせ状態の第1及び第2ステータコア223,224)の軸方向の幅Bの60~80%に設定される。そのため、上記第1及び第2のコギングトルク成分は互いに同程度の大きさとなる。これにより、第1及び第2のコギングトルク成分が互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ(M2)のコギングトルクT2は図49に示すようにより低減したものとなる。
なお、第5及び第6実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM1,(M2)に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、アウタロータ型のモータM1,(M2)に本発明を適用したが、インナロータ型のモータに適用してもよい。
・上記実施形態では、ロータ210の磁石は軸方向にA相用及びB相用磁石214,215の2段、ステータ220は軸方向にA相用及びB相用ステータ部221,222の2相であったが、ロータの磁石の段数及びステータの相数はこれに限定されない。
・上記実施形態では、ロータ210の磁石214,215は12極(6極対)、ステータ220の爪状磁極232,233は24極であったが、各極数はこれに限定されない。
・上記実施形態に記載した電気角θ1,θ2を45度としたが、角度はこれに限定されない。
・上記実施形態に記載した電気角θ1,θ2を45度としたが、角度はこれに限定されない。
・上記実施形態では、A相用及びB相用ステータ部221,222の両方において、補助磁極部材226が設けられていたが、A相用ステータ部221またはB相用ステータ部222のいずれか一方のみに設けられていてもよい。
・上記実施形態では、補助磁極部材226の突極226bの軸方向の幅Aは、各ステータ部221,222の軸方向の幅Bの50%(第5実施形態)、70%(第6実施形態)に設定されたが、幅Aの設定はこれに限定されない。
以下、モータの第7実施形態について説明する。
図51及び図52に示すように、本実施形態のモータ310は、ブラシレスモータであって、支持部材311と、その支持部材311に支持されたロータ312、ステータ313及び回路基板314とを備えている。
図51及び図52に示すように、本実施形態のモータ310は、ブラシレスモータであって、支持部材311と、その支持部材311に支持されたロータ312、ステータ313及び回路基板314とを備えている。
支持部材311は、例えばアルミニウム系等の金属材料からなる。支持部材311は、軸方向の厚さが薄い扁平状(板状)をなしている。つまり、支持部材311は、軸方向に対して垂直をなす第1主面311aと、第1主面311aの裏面であって軸方向に対して垂直をなす第2主面311bとを有している。なお、支持部材311は、モータ310を所定の設置位置に取り付けるための3つの取付部315を有している(図52参照)。
図51に示すように、支持部材311の略中央位置には、軸方向の第1主面311aに向かって開口する支軸固定部316が凹設されている。支軸固定部316には、支軸317の基端部が回転不能に嵌合固定されている。支軸317は、軸方向の第1主面311aから突出し、第1主面311aに対して垂直をなしている。第1主面311aにおける支軸固定部316の周囲には、軸方向に突出する位置決め凸部318が形成されている。位置決め凸部318は、軸方向視(平面視)で支軸317の軸線Lを中心とする円環状をなしている。
図51及び図52に示すように、ステータ313は、支持部材311の第1主面311aに固定されたバックヨーク320と、バックヨーク320に固定された2つの円環状のステータ部321,322とを備えている。本実施形態では、ステータ部321はA相用とされ、A相の駆動電流が供給される。また、ステータ部322はB相用とされ、B相の駆動電流が供給される。また、各ステータ部321,322は、互いに同一構成、同一形状をなす。
バックヨーク320は、例えば鉄等の金属板材からプレス加工により成形される。バックヨーク320は、支持部材311の第1主面311aと軸方向に当接する円形の底部320aと、底部320aの外周縁から軸方向に延びる円筒状の周壁部320bとを備えている。底部320aは、ねじ320cによって支持部材311の第1主面311aに締結固定されている。なお、バックヨーク320の底部320aは、支持部材311の位置決め凸部318の内周面に嵌め込まれている。周壁部320bの外周面には、A相用ステータ部321及びB相用ステータ部322が軸方向に並ぶ態様で固定されている。なお、支持部材311から順にA相用ステータ部321、B相用ステータ部322がこの順で並設されている。
図53に示すように、A相用及びB相用ステータ部321,322の各々は、互いに同一形状を有する一対のステータコア(第1ステータコア323及び第2ステータコア324)と、該一対のステータコア323,324の間に配置されたコイル部325とを備えている。
各ステータコア323,324は、円筒部326と、その円筒部326から外周側に延出された複数(本実施形態では12個)の爪状磁極327,328とを備えている。なお、第1ステータコア323に形成された爪状磁極を第1爪状磁極327とし、第2ステータコア324に形成された爪状磁極を第2爪状磁極328とする。爪状磁極327,328は、互いに同一形状をなしている。また、第1爪状磁極327は周方向において等間隔(30度間隔)に設けられ、第2爪状磁極328も同様に周方向において等間隔(30度間隔)に設けられている。
爪状磁極327,328は、円筒部326から径方向外側に延出され途中で軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極327,328において、円筒部326から径方向外側に延出した部分を径方向延出部329aといい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部329bという。径方向延出部329aは、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部329bの外周面(径方向外側面)は、軸線Lを中心とする円弧面に形成されている。
なお、直角形状をなす爪状磁極327,328等を含むステータコア323,324は、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。また、例えば、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形して各ステータコア323,324を作るようにしてもよい。この場合、各ステータコア323,324の設計の自由度が高くなり、製造プロセスが非常に簡単になる。また、磁性粉末と絶縁物との配分量を調整することで、渦電流の抑制量を容易に調整することができる。
上記構成の第1及び第2ステータコア323,324は、それらの第1及び第2爪状磁極327,328(磁極部329b)が軸方向において互いに向かい合うように組み付けられる(図53参照)。また、この組付状態において、第1爪状磁極327の磁極部329bと、第2爪状磁極328の磁極部329bとが周方向等間隔(15度間隔)に交互に配置される。つまり、本実施形態のステータ313では24極で構成されている。また、第1及び第2ステータコア323,324は、それらの円筒部326同士が軸方向に当接されて互いに固定されている。
また、この組付状態において、第1及び第2ステータコア323,324の軸方向の間にはコイル部325が介在されている。コイル部325は、ステータ313の周方向に沿って円環状に巻回される巻線(図示略)と、巻線と第1及び第2ステータコア323,324との間に介装される絶縁樹脂製のボビン(図示略)とを備えている。また、コイル部325は、軸方向においては第1爪状磁極327の径方向延出部329aと第2爪状磁極328の径方向延出部329aとの間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア323,324の円筒部326と各爪状磁極327,328の磁極部329bとの間に配置されている。
上記のように構成されたA相用及びB相用ステータ部321,322は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、A相用及びB相用ステータ部321,322は、第1及び第2ステータコア323,324間に配置されたコイル部325に供給した電流によって、第1及び第2爪状磁極327,328をその時々で互いに異なる磁極に励磁する24極のランデル型構造をなす。
図51に示すように、A相用及びB相用ステータ部321,322は、第2ステータコア324同士が軸方向に対向するように配置されている。また、上述したように、軸方向において支持部材311から順にA相用ステータ部321、B相用ステータ部322がこの順で並設されている。従って、支持部材311から軸方向に、A相用ステータ部321の第1ステータコア323、A相用ステータ部321の第2ステータコア324、B相用ステータ部322の第2ステータコア324、B相用ステータ部322の第1ステータコア323がこの順に配置されている。
ロータ312は、支軸317に対して一対の軸受330を介して支持されている。ロータ312は、電磁鋼板等の磁性体からなるロータコア331と、ロータコア331に固着されたA相用磁石335及びB相用磁石336とを備えている。
ロータコア331は、支軸317の軸線L(ロータ312の軸線)を中心とする円筒状をなす内周側円筒部332と、軸線Lを中心とする円筒状をなし内周側円筒部332よりも外周側に位置する外周側円筒部333と、内周側円筒部332と外周側円筒部333との軸方向一端(上端)同士をつなぐ上底部334とを有している。ロータコア331は、内周側円筒部332の内周面が支軸317に対して各軸受330を介して回転可能に支持される。また、ロータコア331は、開放端(上底部334とは反対側の端部)が軸方向において支持部材311を向くように設けられている。
外周側円筒部333の内周面には、ロータコア331の開放端から上底部334に向かって軸方向にA相用磁石335及びB相用磁石336の順に並んでいるA相用磁石335及びB相用磁石336が固着されている。A相用磁石335及びB相用磁石336は、互いに軸方向の幅が等しい。また、A相用磁石335は、A相用ステータ部321の径方向外側に配置され、該A相用ステータ部321の各爪状磁極327,328の磁極部329bと径方向に対向している。同様にB相用磁石336は、B相用ステータ部322の径方向外側に配置され、該B相用ステータ部322の各爪状磁極327,328の磁極部329bと径方向に対向している。
A相用磁石335及びB相用磁石336は、径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、N極・S極の極数は互いに同数であって、本実施形態のロータ312は24極(12極対)で構成されている。つまり、ロータ312の各磁石335,336の磁極ピッチと、各ステータ部321,322の磁極ピッチ(周方向に隣り合う第1爪状磁極327と第2爪状磁極328とのピッチ)とは、互いに等しく構成されている。なお、A相用磁石335及びB相用磁石336はそれぞれ、1つの円環状の永久磁石で構成されてもよく、また、周方向に並設された複数の永久磁石にて構成されてもよい。
次に、A相用磁石335及びB相用磁石336の周方向における位置関係と、A相用ステータ部321及びB相用ステータ部322の周方向における位置関係を説明する。
図54(a)に示すように、ロータ312では、A相用磁石335に対してB相用磁石336が反時計回り方向に電気角θr(本実施形態では45度(機械角で3.75度))だけずらして配置されている。換言すると、A相用磁石335及びB相用磁石336の各々の基準位置La,Lb同士が電気角θrだけずれている。
図54(a)に示すように、ロータ312では、A相用磁石335に対してB相用磁石336が反時計回り方向に電気角θr(本実施形態では45度(機械角で3.75度))だけずらして配置されている。換言すると、A相用磁石335及びB相用磁石336の各々の基準位置La,Lb同士が電気角θrだけずれている。
一方、図54(b)に示すように、ステータ313では、A相用ステータ部321に対してB相用ステータ部322が時計回り方向に電気角θs(本実施形態では45度(機械角で3.75度))だけずらして配置されている。つまり、A相用ステータ部321の第1及び第2爪状磁極327,328に対してB相用ステータ部322の第1及び第2爪状磁極327,328がそれぞれ時計回り方向に電気角θsだけずれている。従って、A相モータ部(A相用ステータ部321とA相用磁石335との組)と、B相モータ部(B相用ステータ部322とB相用磁石336との組)との位相差は90度となる。
図51及び図52に示すように、支持部材311の軸方向の一方側(第1主面311a)に、上記のステータ313及びロータ312が配置される一方、支持部材311の軸方向の他方側(第2主面311b)には、回路基板314が配置されている。
図51に示すように、回路基板314は、支持部材311の第2主面311bに支持されている。詳しくは、回路基板314は、第2主面311bに凹設された収容凹部311cに収容されるとともに、図示しないねじによって支持部材311に固定されている。また、回路基板314は、その板面が軸方向(軸線L)に対して垂直をなすように設けられている。
図52に示すように、A相用ステータ部321のコイル部325(前記図示略の巻線)からは、始端部Sa及び終端部Eaが引き出されている。同様に、B相用ステータ部322のコイル部325(前記図示略の巻線)からは、始端部Sb及び終端部Ebが引き出されている。本実施形態では、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebは、各コイル部325の外周側から引き出され、周方向に隣り合う第1及び第2爪状磁極327,328の間を通じて支持部材311に向かって引き出されている。そして、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebは、支持部材311に軸方向に貫通形成された4つの挿通孔311dにそれぞれ軸方向に挿通されるとともに、第2主面311bに配置される回路基板314に対し、例えば半田付け等によって接続される。また、各コイル部325において、始端部Sa,Sbは入電側の端部であり、終端部Ea,Ebは出電側の端部である。
ここで、図55に示すように、回路基板314の平面視形状は、互いに対向する一対の第1対向辺341a,341bと、該第1対向辺341a,341b同士の対向方向(図55における左右方向)と直交する方向において互いに対向する一対の第2対向辺342a,342bとを有する略矩形状をなしている。なお、図55は、回路基板314において支持部材311の第2主面311bと対向する面を表面314a(図52参照)とした回路基板314を裏面314bから見た平面図である。第1対向辺341a,341bは、互いに平行をなしている。また、第2対向辺342a,342bは、互いに平行をなしている。
回路基板314に対するA相のコイル部325の始端部Sa及び終端部Eaの各々の接続位置は、一対の第1対向辺341a,341bのうち、図55中の右側の第1対向辺341a寄りの位置であり、かつ、一対の第2対向辺342a,342bのうち、図55中の下側の第2対向辺342a寄りの位置に設定されている。また、回路基板314に対するB相のコイル部325の始端部Sb及び終端部Ebの各々の接続位置は、一対の第1対向辺341a,341bのうち、図55中の左側の第1対向辺341b寄りの位置であり、かつ、一対の第2対向辺342a,342bのうち、図55中の下側の第2対向辺342a寄りの位置に設定されている。また、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの接続位置は、一方の第1対向辺341aから他方の第1対向辺341bにかけて、A相のコイル部325の終端部Ea、A相のコイル部325の始端部Sa、B相のコイル部325の終端部Eb、B相のコイル部325の始端部Sbの順に設定されている。また、A相のコイル部325の始端部SaとB相のコイル部325の終端部Ebの各接続位置は、同図における左右対称位置に設定され、A相のコイル部325の終端部EaとB相のコイル部325の始端部Sbの各接続位置は、同図における左右対称位置に設定されている。
このような各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの接続位置の設定により、始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの接続位置を相毎に接近させて配置することが可能となる。そして、始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebには、互いに逆向きの電流が流れるため、通電時に始端部Sa,Sbで生じる磁界と終端部Ea,Ebで生じる磁界とを互いに相殺することが可能となる。
回路基板314の裏面314bには、例えばパワーMOSFETからなるスイッチング素子343と、各相のコイル部325と電気的に接続される雑防素子としてのコンデンサ344とが実装されている。各相のコイル部325に供給される電力(A相及びB相駆動電流)は、スイッチング素子343のスイッチング動作にて調整され、それにより、ロータ312の回転が制御されるようになっている。スイッチング素子343及びコンデンサ344は、コイル部325の軸方向への投影領域325aの境界と重ならないように設けられている。本実施形態では、スイッチング素子343及びコンデンサ344は、コイル部325の軸方向への投影領域325aの境界よりも径方向内側に設けられている。
図51及び図52に示すように、回路基板314の表面314aには、ロータ312のA相用磁石335の磁束を検出する一対のホールセンサ(第1ホールセンサ345a及び第2ホールセンサ345b)が実装されている。各ホールセンサ345a,345bは、支持部材311に軸方向に貫通形成されたセンサ収容孔311e内に配置される。また、軸方向におけるA相用磁石335と各ホールセンサ345a,345bとの間には、支持部材311に支持された磁性体からなるセンサピン346が配置されている。
次に、各ホールセンサ345a,345bの周方向及び径方向における配置について説明する。
図56に示すように、第1ホールセンサ345aは、A相用ステータ部321における複数の第2爪状磁極328のうちの任意の1つ(図56中、第2爪状磁極328a)の磁極部329bと、該第2爪状磁極328aと周方向の一方側で隣り合う第1爪状磁極327aの磁極部329bとの周方向の間の角度範囲X1内に設けられている。また、第2ホールセンサ345bは、前記第2爪状磁極328aの磁極部329bと、該第2爪状磁極328aと周方向の他方側で隣り合う第1爪状磁極327bの磁極部329bとの周方向の間の角度範囲X2内に設けられている。
図56に示すように、第1ホールセンサ345aは、A相用ステータ部321における複数の第2爪状磁極328のうちの任意の1つ(図56中、第2爪状磁極328a)の磁極部329bと、該第2爪状磁極328aと周方向の一方側で隣り合う第1爪状磁極327aの磁極部329bとの周方向の間の角度範囲X1内に設けられている。また、第2ホールセンサ345bは、前記第2爪状磁極328aの磁極部329bと、該第2爪状磁極328aと周方向の他方側で隣り合う第1爪状磁極327bの磁極部329bとの周方向の間の角度範囲X2内に設けられている。
なお、第1及び第2ホールセンサ345a,345bは、第2爪状磁極328aの磁極部329bの周方向中心線C1に対して線対称となる位置にそれぞれ設けられている。また、第2爪状磁極328aの磁極部329bの周方向中心線C1を基準とする各ホールセンサ345a,345bの角度位置θx(センシング位置)は、以下の関係式(1)~(3)を満たすことが好ましい。
・θ2≦θx≦θ3…(1)
・θ2=(360°/(8×p))+(n×(360°/p))…(2)
・θ3=(360°/(4×p))+(n×(360°/p))…(3)
ただし、pはステータ部321,322の極対数(本実施形態では12)であり、nは整数である。
・θ2=(360°/(8×p))+(n×(360°/p))…(2)
・θ3=(360°/(4×p))+(n×(360°/p))…(3)
ただし、pはステータ部321,322の極対数(本実施形態では12)であり、nは整数である。
また、各ホールセンサ345a,345bは、A相用磁石335と軸方向に重なる位置であって、A相用磁石335の径方向中心線C2よりも径方向内側の位置に配置されることが好ましい。これにより、各ホールセンサ345a,345bにて検出するA相用磁石335の磁束密度を確保しつつも、A相用ステータ部321からの磁束の影響を受け難くなり、A相用磁石335の磁束を精度良く検出することが可能となる。
次に、本実施形態の作用について説明する。
回路基板314のスイッチング素子343を介して、A相用ステータ部321のコイル部325にA相駆動電流が、B相用ステータ部322のコイル部325にB相駆動電流がそれぞれ供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が本実施形態では90度に設定されている。これにより、各ステータ部321,322とロータ312の各磁石335,336との関係で回転トルクが発生し、ロータ312が回転駆動される。この際、各ホールセンサ345a,345bにてA相用磁石335の磁束から2相分のセンシングがなされ、該2相分のセンシング結果に基づいて、スイッチング素子343から各コイル部325に最適なタイミングで切り替わる駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ312が良好に回転駆動される。
回路基板314のスイッチング素子343を介して、A相用ステータ部321のコイル部325にA相駆動電流が、B相用ステータ部322のコイル部325にB相駆動電流がそれぞれ供給される。A相駆動電流及びB相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が本実施形態では90度に設定されている。これにより、各ステータ部321,322とロータ312の各磁石335,336との関係で回転トルクが発生し、ロータ312が回転駆動される。この際、各ホールセンサ345a,345bにてA相用磁石335の磁束から2相分のセンシングがなされ、該2相分のセンシング結果に基づいて、スイッチング素子343から各コイル部325に最適なタイミングで切り替わる駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ312が良好に回転駆動される。
次に、第7実施形態の特徴的な利点を記載する。
(19)支持部材311は、軸方向において、ランデル型のステータ313と回路基板314の間に設けられ、軸方向の一方側(第1主面311a)でステータ313を支持し、軸方向の他方側(第2主面311b)で回路基板314を支持する。そして、各相のステータ部321,322のコイル部325から引き出された始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebは、支持部材311に設けられた各挿通孔311dに軸方向に挿通され、回路基板314と接続される。この構成によれば、回路基板314が支持部材311におけるステータ313が支持されるのとは反対側で支持されるため、ステータ313の各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebと回路基板314とを接続する際に、ステータ313の第1及び第2ステータコア323,324や支持部材311が邪魔にならず、組付性を向上させることができる。また、ランデル型構造のステータ部321,322では、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの取出し位置の制約が少ないため、回路基板314のレイアウトに応じて始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebを最短で回路基板314まで引き出すことが可能となる。
(19)支持部材311は、軸方向において、ランデル型のステータ313と回路基板314の間に設けられ、軸方向の一方側(第1主面311a)でステータ313を支持し、軸方向の他方側(第2主面311b)で回路基板314を支持する。そして、各相のステータ部321,322のコイル部325から引き出された始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebは、支持部材311に設けられた各挿通孔311dに軸方向に挿通され、回路基板314と接続される。この構成によれば、回路基板314が支持部材311におけるステータ313が支持されるのとは反対側で支持されるため、ステータ313の各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebと回路基板314とを接続する際に、ステータ313の第1及び第2ステータコア323,324や支持部材311が邪魔にならず、組付性を向上させることができる。また、ランデル型構造のステータ部321,322では、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの取出し位置の制約が少ないため、回路基板314のレイアウトに応じて始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebを最短で回路基板314まで引き出すことが可能となる。
(20)回路基板314は、互いに対向する一対の第1対向辺341a,341bと、一対の第1対向辺の対向方向と直交する方向において互いに対向する一対の第2対向辺342a,342bとを有する。そして、A相のコイル部325の始端部Sa及び終端部Eaは共に、第1対向辺341a寄りの位置、かつ、第2対向辺342a寄りの位置で、回路基板314と接続されている。この構成によれば、回路基板314に対するA相のコイル部325の始端部Sa及び終端部Eaの接続位置を、互いに接近させた構成とすることが可能となる。コイル部325への通電時において、始端部Sa及び終端部Eaには互いに逆向きの電流が流れるため、始端部Saの周り及び終端部Eaの周りにそれぞれ生じる磁界の方向は互いに逆向きとなる。従って、コイル部325の始端部Sa及び終端部Eaを互いに近い位置に配置することで、通電時における始端部Sa及び終端部Eaの互いの磁界が打ち消される。その結果、コイル部325の始端部Sa及び終端部Eaに生じる磁界が、回路基板314上の電子部品等の周囲の部品に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、B相のコイル部325についても同様に、その始端部Sb及び終端部Ebが共に、第1対向辺341b寄りの位置、かつ、第2対向辺342a寄りの位置で、回路基板314と接続されるため、上記と同様の利点が得られる。
(21)回路基板314には、コイル部325に供給する電力を調整するためのスイッチング素子343が実装され、スイッチング素子343は、コイル部325の軸方向への投影領域の境界と重ならないように設けられる。この構成によれば、共に発熱しやすいコイル部325とスイッチング素子343とが軸方向に重ならないように構成されるため、発熱源が分散されて熱の集中を抑えることができる。
(22)回路基板314には、コイル部325と電気的に接続されるコンデンサ344が実装され、コンデンサ344は、コイル部325の軸方向への投影領域の境界と重ならないように設けられる。この構成によれば、耐熱性が比較的低い素子であるコンデンサ344を、発熱しやすいコイル部325から遠ざけた位置に配置することが可能となるため、コイル部325の熱がコンデンサ344に悪影響を及ぼすことを抑えることができる。その結果、モータ310の信頼性の向上に寄与できる。
(23)ステータ313は、軸方向に並設された複数のステータ部321,322を備える。この構成によれば、複数のステータ部321,322の各コイル部325と回路基板314とを接続する必要があるため、上記構成によるコイル部325と回路基板314とを接続する際の組付性の向上についての利点(19)をより顕著に得ることができる。
(24)A相用磁石335の磁束を検出するための第1及び第2ホールセンサ345a,345bは、支持部材311に最も近いステータ部(A相用ステータ部321)における周方向に隣り合う爪状磁極327,328同士の周方向の間の角度範囲X1,X2内に設けられている。この構成によれば、A相用ステータ部321の爪状磁極327,328からの磁束の影響を受け難くなり、A相用磁石335の磁束を精度良く検出することが可能となる。
(25)軸方向におけるA相用磁石335と各ホールセンサ345a,345bとの間には、磁性体からなるセンサピン346が配置されている。この構成によれば、センサピン346を通じてA相用磁石335の磁束を引き込むことができるため、各ホールセンサ345a,345bによるA相用磁石335の磁束の良好な検出を可能にしつつも、軸方向におけるA相用磁石335と各ホールセンサ345a,345bとの間隔を広く構成でき、レイアウトの自由度の向上に寄与できる。なお、センサピン346は、支持部材311に直接的に支持されていてもよく、また、樹脂材料からなる固定部材等を介して支持されていてもよい。
なお、第7実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、ロータコア331の外周側円筒部333及びA相用磁石335及びB相用磁石336の構成を、図57及び図58(a)(b)に示すような構成としてもよい。
・上記実施形態において、ロータコア331の外周側円筒部333及びA相用磁石335及びB相用磁石336の構成を、図57及び図58(a)(b)に示すような構成としてもよい。
図57及び図58(a)(b)に示す構成では、ロータコア331の外周側円筒部333の内周面には、A相磁石部351a及びB相磁石部351bを一体に有する永久磁石352が設けられている。永久磁石352は例えばボンド磁石からなり、射出成形によって外周側円筒部333の内周面に一体成形される。また、永久磁石352において、ロータコア331の開放端(図58における下側)から上底部334(図51参照)に向かって軸方向にA相磁石部351a及びB相磁石部351bがこの順に並んでいる。
また、外周側円筒部333の内周面は、A相磁石部351aが形成されるA相磁石形成面333aと、B相磁石部351bが形成されるB相磁石形成面333bとを有している。各磁石形成面333a,333bは、軸方向視(平面視)において軸線Lを中心とする正多角形状をなしている。このため、射出成形によってA相磁石形成面333a及びB相磁石形成面333bにそれぞれ形成されるA相磁石部351a及びB相磁石部351bの各外周面は、A相磁石形成面333a及びB相磁石形成面333bの形状に倣った正多角形状をなす。なお、A相磁石部351a及びB相磁石部351bの各内周面は、互いに面一となるように形成され、軸方向視において軸線Lを中心とする円形をなしている。
A相磁石部351a及びB相磁石部351bの各外周面の正多角形状の頂点の数は、互いに同数である。本例では、A相磁石部351a及びB相磁石部351bの各外周面は正十二角形をなす。ここで、A相磁石部351aとB相磁石部351bの周方向の位置関係は、第7実施形態のA相用磁石335とB相用磁石336の周方向の位置関係と同様である。つまり、A相磁石部351aに対してB相磁石部351bが反時計回り方向に所定角度(本例では、電気角で45度、機械角で3.75度)だけずらして配置されている。
このため、図58(a)に示すように、B相磁石部351bの外周面の頂点位置付近では、外周側円筒部333の内周面におけるB相磁石形成面333bとA相磁石形成面333aとの間の段差部333cに対して、B相磁石部351bが軸方向のロータコア331の開放端に向かって係止される。また、図58(b)に示すように、A相磁石部351aの外周面の頂点位置付近では、外周側円筒部333の内周面におけるA相磁石形成面333aとB相磁石形成面333bとの間の段差部333dに対して、A相磁石部351aが軸方向の上底部334に向かって係止される。これにより、ロータコア331に対する永久磁石352の軸方向両側への位置ずれを抑制でき、また、永久磁石352がロータコア331の開放端から抜け出てしまうことを抑制できる。
なお、A相磁石部351a及びB相磁石部351bは、上記実施形態のA相用磁石335及びB相用磁石336と同様に、径方向に磁化され、N極・S極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、A相磁石部351a及びB相磁石部351bの極数は互いに同数であって、本例では24極(12極対)で構成されている。つまり、本例では、各相の磁石部351a,351bにおいて、外周面の頂点の数と極対数が12個で一致している。また、各相の磁石部351a,351bにおいて、N極(又はS極)の極中心は、外周面の各頂点の位置に設定され、S極(又はN極)の極中心は、磁石部351a,351bの各々の外周面の頂点間の中心位置(磁石部351a,351bの最も径方向厚さが薄くなる位置)に設定されている。
また、上記のような構成によれば、永久磁石352の外周面が多角形状をなし、該外周面がロータコア331の外周側円筒部333の内周面に対して周方向に係止されるようになっている。このため、ロータコア331に対する永久磁石352の周方向への位置ずれを抑制できる。
また、上記のような構成によれば、各磁石部351a,351bの径方向の厚みを調整することで、表面磁束密度波形の基本波に対する偶数成分の重畳が可能となる。これにより、2相のランデル型モータのコギングトルクの主成分である偶数成分を相殺でき、コギングトルクを小さく抑えることが可能となる。
・上記実施形態において、センサピン346を省略し、各ホールセンサ345a,345bをA相用磁石335により近づけた構成としてもよい。
・上記実施形態では、第1及び第2ホールセンサ345a,345bはそれぞれ、A相用ステータ部321における周方向に隣り合う爪状磁極327,328同士の周方向の間の角度範囲X1,X2内に設けられたが、これに限定されず、前記角度範囲X1,X2外に設けてもよい。また、各ホールセンサ345a,345bの径方向における配置についても第7実施形態の配置に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、第1及び第2ホールセンサ345a,345bはそれぞれ、A相用ステータ部321における周方向に隣り合う爪状磁極327,328同士の周方向の間の角度範囲X1,X2内に設けられたが、これに限定されず、前記角度範囲X1,X2外に設けてもよい。また、各ホールセンサ345a,345bの径方向における配置についても第7実施形態の配置に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、スイッチング素子343及びコンデンサ344は、コイル部325の軸方向への投影領域325aの境界よりも径方向内側に設けられたが、これ以外に例えば、スイッチング素子343及びコンデンサ344をコイル部325の軸方向への投影領域325aの境界よりも径方向外側に設けてもよい。
・上記実施形態では、各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebは、各コイル部325の外周側から引き出されているが、これに限らず、各コイル部325の内周側から引き出してもよい。
・回路基板314に対する各コイル部325の始端部Sa,Sb及び終端部Ea,Ebの接続位置は、第7実施形態の位置に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・ロータ312及びステータ313の各々の極数は、第7実施形態の極数に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
・ロータ312及びステータ313の相数は、上記実施形態の2相に限定されるものではなく、1相、又は3相以上であってもよい。
・ロータ312及びステータ313の相数は、上記実施形態の2相に限定されるものではなく、1相、又は3相以上であってもよい。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、第7実施形態及び変形例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(G)ランデル型のステータ部を有するステータであって、前記ステータ部は、第1ステータコアと、第2ステータコアと、該第1ステータコア及び第2ステータコアの間に設けられたコイル部と、を含んでおり、前記第1ステータコア及び第2ステータコアは、外周部と、同外周部に設けられた複数の爪状磁極とをそれぞれ有しており、第1ステータコア及び第2ステータコアは互いの爪状磁極が周方向に交互に配置されるように設けられている、前記ステータと、
環状のロータコアと該ロータコアの内周面に設けられた永久磁石とを含むロータであって、前記ロータコアは前記ステータ部の外周側に配置されており、前記永久磁石は前記ロータの軸線を中心とする環状をなし、前記爪状磁極と径方向に対向している、前記ロータと
を備えたモータであって、
前記ロータコアの内周面は軸方向視で多角形状をなし、
前記ロータコアの内周面と密着する前記永久磁石の外周面は、該ロータコアの内周面の形状に倣った多角形状をなしているモータ。
次に、第7実施形態及び変形例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(G)ランデル型のステータ部を有するステータであって、前記ステータ部は、第1ステータコアと、第2ステータコアと、該第1ステータコア及び第2ステータコアの間に設けられたコイル部と、を含んでおり、前記第1ステータコア及び第2ステータコアは、外周部と、同外周部に設けられた複数の爪状磁極とをそれぞれ有しており、第1ステータコア及び第2ステータコアは互いの爪状磁極が周方向に交互に配置されるように設けられている、前記ステータと、
環状のロータコアと該ロータコアの内周面に設けられた永久磁石とを含むロータであって、前記ロータコアは前記ステータ部の外周側に配置されており、前記永久磁石は前記ロータの軸線を中心とする環状をなし、前記爪状磁極と径方向に対向している、前記ロータと
を備えたモータであって、
前記ロータコアの内周面は軸方向視で多角形状をなし、
前記ロータコアの内周面と密着する前記永久磁石の外周面は、該ロータコアの内周面の形状に倣った多角形状をなしているモータ。
この構成によれば、永久磁石の外周面がロータコアの内周面に対して周方向に係止される。このため、ロータコアに対する永久磁石の周方向への位置ずれを抑制できる。
Claims (31)
- 等角度間隔に複数の爪状磁極を各々有する一対のステータコアと、該ステータコア間に配置されたコイル部と、を含むA相用ステータ部と、
等角度間隔に複数の爪状磁極を各々有する一対のステータコアと、該ステータコア間に配置されたコイル部と、を含むB相用ステータ部と、
前記A相用ステータ部の爪状磁極及び前記B相用ステータ部の爪状磁極とそれぞれ対向する少なくとも2つの永久磁石を含むロータと、を備えるモータであって、
前記A相用ステータ部と前記B相用ステータ部とは、互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されており、
前記2つの永久磁石は互いに所定の電気角ずれた状態で軸方向に並設されており、
前記A相用ステータ部と前記B相用ステータ部とのずれ方向と前記2つの永久磁石のずれ方向とは互いに反対方向であるモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記少なくとも2つの永久磁石は軸方向に並ぶ少なくとも3つの永久磁石であり、
前記少なくとも3つの永久磁石のうちの少なくとも2つは互いに配置角度が異なっているモータ。 - 請求項2に記載のモータにおいて、
前記ロータは、前記A相用ステータ部と対向するA相用ロータ部と、前記B相用ステータ部と対向するB相用ロータ部と、を含んでおり、
前記A相用ロータ部は、軸方向に互いに並設されるとともに配置角度が互いに異なる2つの前記永久磁石を含んでおり、
前記B相用ロータ部は、軸方向に互いに並設されるとともに配置角度が互いに異なる2つの前記永久磁石を含んでいるモータ。 - 請求項3に記載のモータにおいて、
前記A相用ロータ部及びB相用ロータ部に設けられる各永久磁石は、軸方向の幅が等しいモータ。 - 請求項3または請求項4に記載のモータにおいて、
前記A相用ロータ部及びB相用ロータ部はそれぞれ基準位置を有しており、
前記A相用ロータ部の基準位置及びB相用ロータ部の基準位置は、前記A相用ステータ部とB相用ステータ部との間のずれ角と等しい電気角だけずれており、
前記A相用ロータ部の基準位置に対するB相用ロータ部の基準位置のずれ方向は、前記A相用ステータ部に対するB相用ステータ部のずれ方向とは反対方向であり、
前記A相用ロータ部の一対の前記永久磁石は、前記A相用ロータ部の基準位置から両側に前記電気角の半分の角度だけずらして配置されており、
前記B相用ロータ部の一対の前記永久磁石は、前記B相用ロータ部の基準位置から両側に前記電気角の半分の角度だけずらして配置されているモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記少なくとも2つの永久磁石は、軸方向内側部分と軸方向外側部分とを含んでおり、
前記軸方向内側部分は、前記A相用ステータ部及びB相用ステータ部の軸方向における前記A相用ステータ部及びB相用ステータ部間の境界近傍の部位に対向しており、
前記軸方向外側部分は、前記A相用ステータ部及びB相用ステータ部間の境界とは軸方向逆側の部位に対向しており、
前記少なくとも2つの永久磁石は、前記軸方向内側部分の磁力が前記軸方向外側部分の磁力よりも相対的に弱くなるように構成されているモータ。 - 請求項6に記載のモータにおいて、
前記軸方向内側部分の磁力は、前記軸方向外側部分の磁力の60%以上100%未満に設定されているモータ。 - 請求項6または請求項7に記載のモータにおいて、
前記軸方向内側部分と前記軸方向外側部分とは互いに別体の磁石にて構成されているモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1及び第2コア部を含んでおり、
前記B相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1及び第2コア部を含んでおり、
前記第1コア部は、円板状のコアベースと、該コアベースに周方向に沿って設けられるとともに軸方向に延出する複数の爪状磁極と、を含んでおり、
前記第2コア部は、円板状のコアベースと、該コアベースに周方向に沿って設けられるとともに軸方向に延出する複数の爪状磁極と、を含んでおり、
前記コイル部は、前記第1コア部及び前記第2コア部によって軸方向に挟持されており、
前記モータは、前記第1コア部及び第2コア部とは別体であって磁性部材から構成されるコアバック部をさらに備えており、
該コアバック部は、前記第1及び第2コア部の爪状磁極とは径方向反対側の前記第1及び第2コア部の部位に位置しているモータ。 - 請求項9に記載のモータにおいて、
前記第1コア部及び前記第2コア部は、径方向の前記コアバック部が位置する部位において、前記爪状磁極に向かって窪んだ凹部を有しており、
前記凹部に前記コアバック部が位置するモータ。 - 請求項9又は10に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部と前記B相用ステータ部とは軸方向に積層された複数のステータ部のうちの2つであり、
前記モータは、前記積層された複数のステータ部を軸方向両側から挟持する挟持部をさらに備えるモータ。 - 請求項11に記載のモータにおいて、
前記挟持部は、積層された複数のステータ部の軸方向一方側に位置する第1挟持部と、積層された複数のステータ部の軸方向他方側に位置する第2挟持部と、前記第1挟持部及び前記第2挟持部の間を接続する接続部とを含んでおり、
前記接続部の一部は前記コアバック部を含んでいるモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1及び第2コア部を含んでおり、
前記B相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1及び第2コア部を含んでおり、
前記第1コア部は、円環板状のコアベースと、該コアベースに周方向に沿って設けられるとともに軸方向に延出する複数の爪状磁極と、を含んでおり、
前記第2コア部は、円環板状のコアベースと、該コアベースに周方向に沿って設けられるとともに軸方向に延出する複数の爪状磁極と、を含んでおり、
前記コイル部は、前記第1コア部及び前記第2コア部によって軸方向に挟持されており、
前記第1コア部のコアベースと前記第2コア部のコアベースのうちの少なくとも一方は、前記コアベースの径方向内側の部位であって周方向の少なくとも一部に位置する凹部を有しているモータ。 - 請求項13に記載のモータにおいて、
前記凹部は、周方向に連続した円環状であるモータ。 - 請求項13に記載のモータにおいて、
前記凹部は、複数の凹部のうちの一つであり、
前記複数の凹部は周方向において所定間隔となるように設けられているモータ。 - 請求項13~15のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部及び前記B相用ステータ部は、複数のステータ部のうちの2つであり、
前記複数のステータ部は、軸方向において積層されているモータ。 - 請求項16に記載のモータにおいて、
前記複数のステータ部の前記第1及び第2コア部の内で軸方向外側に位置する前記コア部の前記コアベースは、該コアベースの径方向内側の部位に位置する前記凹部を有しているモータ。 - 請求項16に記載のモータにおいて、
前記複数のステータ部の前記第1及び第2コア部は複数のコアベースを含んでおり、該複数のコアベースのうちの少なくとも一つは、同コアベースの径方向内側の部位に位置する前記凹部を有しているモータ。 - 請求項13に記載のモータにおいて、
前記凹部と係合して前記ステータを保持する保持部をさらに備えるモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1ステータコア及び第2ステータコアを含んでおり、
前記B相用ステータ部の一対のステータコアはそれぞれ第1ステータコア及び第2ステータコアを含んでおり、
前記第1ステータコアが有する前記複数の爪状磁極は、複数の第1爪状磁極であり、
前記第2ステータコアが有する前記複数の爪状磁極は、複数の第2爪状磁極であり、
前記モータは、前記第1及び第2ステータコア間に位置する補助磁極部材をさらに備え、
該補助磁極部材は、等角度間隔に設けられた複数の突極と、該複数の突極を繋ぐ環状の基部と、を含んでおり、
前記複数の突極の各々は前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との間に位置しているモータ。 - 請求項20に記載のモータにおいて、
前記補助磁極部材の突極の軸方向の幅は、組み合わせ状態の前記第1及び第2ステータコアの軸方向の幅の60~80%に設定されているモータ。 - 請求項20または請求項21に記載のモータにおいて、
前記補助磁極部材の突極の各々は、前記周方向に隣接する前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との間の中央に位置しているモータ。 - 請求項20から請求項22のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記補助磁極部材は、前記基部の径方向の幅が前記突極の周方向の幅よりも小さくなるように構成されているモータ。 - 請求項20から請求項23のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記補助磁極部材は、1枚の板材から形成されているモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部及び前記B相用ステータ部を含むステータと、
前記ステータの軸方向側方に設けられ、前記A相用ステータ部及び前記B相用ステータ部の各々の前記コイル部と接続される回路基板と、
前記ステータと前記回路基板との間に設けられる支持部材であって、該支持部材は、挿通孔と、前記ステータを支持する軸方向の一方側の面と、前記回路基板を支持する軸方向の他方側の面とを有する、前記支持部材と、をさらに備え、
前記コイル部は、該コイル部から引き出された始端部及び終端部を有しており、
前記コイル部の始端部及び終端部は、前記支持部材の挿通孔に軸方向に挿通され、前記回路基板と接続されているモータ。 - 請求項25に記載のモータにおいて、
前記回路基板は、互いに対向する一対の第1対向辺と、前記一対の第1対向辺の対向方向と直交する方向において互いに対向する一対の第2対向辺とを有し、
前記コイル部の始端部及び終端部は共に、前記一対の第1対向辺のいずれか一方寄りの位置、かつ、前記一対の第2対向辺のいずれか一方寄りの位置で、前記回路基板と接続されているモータ。 - 請求項25又は26に記載のモータにおいて、
前記回路基板には、前記コイル部に供給する電力を調整するためのスイッチング素子が実装され、
前記スイッチング素子は、前記コイル部の軸方向への投影領域の境界と重ならないように設けられているモータ。 - 請求項25~27のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記回路基板には、前記コイル部と電気的に接続されるコンデンサが実装され、
前記コンデンサは、前記コイル部の軸方向への投影領域の境界と重ならないように設けられているモータ。 - 請求項25~28のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記A相用ステータ部及び前記B相用ステータ部は複数のステータ部のうちの2つであり、
前記ステータは、軸方向に並設された前記複数のステータ部を含んでいるモータ。 - 請求項29に記載のモータにおいて、
前記永久磁石の磁束を検出するためのセンサをさらに備え、
前記センサは、前記支持部材に最も近いステータ部における周方向に隣り合う爪状磁極同士の周方向の間の角度範囲内に設けられているモータ。 - ステータの製造方法であって、前記ステータは、
円板状のコアベースと、該コアベースから軸方向に延出する複数の爪状磁極とを含む第1コア部と、
円板状のコアベースと、該コアベースから軸方向に延出する複数の爪状磁極とを含む第2コア部と、
前記第1コア部及び前記第2コア部によって軸方向に挟持されるコイル部と、を含んでおり、前記製造方法は、
圧縮成形によって前記第1コア部及び前記第2コア部を構成する圧粉磁心を成形することと、
コアバック部を磁性部材から前記第1コア部及び前記第2コア部とは別体で構成することと、
前記コアバック部を前記爪状磁極とは径方向反対側の前記ステータの部位において前記第1コア部及び前記第2コア部に当接するように配置することと、を備えるステータの製造方法。
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