JP2021164262A - motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.
モータは、ロータと、ステータと、を備える。モータは、コギングトルクを低減させることにより、振動や騒音を抑えることができる。従来のモータは、例えば特許文献1に記載されるように、ロータおよびステータに段スキューを設けてコギングトルクを低減している。 The motor includes a rotor and a stator. The motor can suppress vibration and noise by reducing the cogging torque. In the conventional motor, for example, as described in Patent Document 1, a step skew is provided in the rotor and the stator to reduce the cogging torque.
スキューを設けるとモータの製造工程が増え、生産性が低下する。 If the skew is provided, the manufacturing process of the motor is increased and the productivity is lowered.
本発明は、スキューを設けることなく、コギングトルクを低減できるモータを提供することを目的の一つとする。 One object of the present invention is to provide a motor capable of reducing cogging torque without providing skew.
本発明のモータの一つの態様は、筒状のステータと、前記ステータよりも径方向内側に位置し、中心軸を中心に回転し、軸方向に積層される一対のロータと、を備える。前記ロータは、内コア部と、前記内コア部よりも径方向外側に位置する第1外コア部と、前記内コア部よりも径方向外側に位置し、周方向において前記第1外コア部とは異なる位置に配置される第2外コア部と、前記第1外コア部よりも径方向外側に配置される第1マグネットと、径方向において前記内コア部と前記第2外コア部との間に配置される第2マグネットと、を有する。前記第2マグネットは、前記中心軸に垂直な断面視で、前記第2外コア部の周方向の中心および前記中心軸を通る中心線から周方向に離れるに従い、径方向外側に位置する部分を有する。径方向に並ぶ前記第1外コア部と前記第1マグネットとにより構成される第1磁極部と、径方向に並ぶ前記第2マグネットと前記第2外コア部とにより構成される第2磁極部とが、周方向に交互に配置される。一対の前記ロータのうち一方の前記第1磁極部と他方の前記第2磁極部とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。 One aspect of the motor of the present invention includes a tubular stator and a pair of rotors that are located radially inside the stator, rotate about a central axis, and are stacked in the axial direction. The rotor has an inner core portion, a first outer core portion located radially outside the inner core portion, and a first outer core portion located radially outside the inner core portion in the circumferential direction. A second outer core portion arranged at a position different from the above, a first magnet arranged radially outside the first outer core portion, and the inner core portion and the second outer core portion in the radial direction. It has a second magnet arranged between the two. In a cross-sectional view perpendicular to the central axis, the second magnet has a portion located radially outward as it is separated from the center in the circumferential direction of the second outer core portion and the center line passing through the central axis in the circumferential direction. Have. A first magnetic pole portion composed of the first outer core portion and the first magnet arranged in the radial direction, and a second magnetic pole portion composed of the second magnet and the second outer core portion arranged in the radial direction. And are arranged alternately in the circumferential direction. The first magnetic pole portion of one of the pair of rotors and the second magnetic pole portion of the other are arranged side by side in the axial direction and have the same circumferential position with each other.
本発明の一つの態様のモータによれば、スキューを設けることなく、コギングトルクを低減できる。 According to the motor of one aspect of the present invention, the cogging torque can be reduced without providing skew.
本発明の一実施形態のモータ10について、図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態では、モータ10の中心軸Jが延びる方向を単に「軸方向」と呼ぶ。本実施形態において、軸方向は上下方向である。上側(+Z)は、軸方向一方側に相当し、下側(−Z)は、軸方向他方側に相当する。また、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Jに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Jから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。また、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態では、図3および図4に示すように軸方向から見て、周方向のうち、所定の回転方向を、周方向一方側θ1と呼び、所定の回転方向とは反対の回転方向を、周方向他方側θ2と呼ぶ。具体的には、ロータ20の上面視で、中心軸Jを中心とする反時計回りの方向を周方向一方側θ1と呼び、中心軸Jを中心とする時計回りの方向を周方向他方側θ2と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
The
図1に示すように、本実施形態のモータ10は、中心軸Jを中心とする筒状のステータ30と、ステータ30よりも径方向内側に位置するロータ20と、ハウジング11と、複数のベアリング15,16と、を備える。モータ10は、インナーロータ型のモータである。ロータ20は、ステータ30に対して中心軸Jを中心に回転する。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング11は、ロータ20およびステータ30を収容する。ハウジング11は、軸方向に延びる筒状である。ハウジング11は、周壁11aと、頂壁11bと、底壁11cと、ベアリング保持壁部11dと、を有する。周壁11aは、軸方向に延びる円筒状である。頂壁11bは、周壁11aの上側の開口を塞ぐ。底壁11cは、周壁11aの下側の開口を塞ぐ。底壁11cは、ベアリング16を保持する。ベアリング保持壁部11dは、周壁11aと固定される。ベアリング保持壁部11dは、ベアリング15を保持する。
The
ロータ20は、軸方向に並んで一対設けられる。一対のロータ20は、軸方向に積層される。図1および図2に示すように、一対のロータ20は、第1ロータ20Aと、軸方向において第1ロータ20Aとは異なる位置に配置される第2ロータ20Bと、を有する。本実施形態では、第1ロータ20Aが第2ロータ20Bよりも上側に位置し、第2ロータ20Bが第1ロータ20Aよりも下側に位置する。
A pair of
ロータ20は、シャフト21と、ロータコア22と、ロータコア22の径方向外端部に位置し、周方向に並んで配置される複数のマグネット23と、溝部29と、ホルダ40と、を有する。ロータコア22は、内コア部24と、第1外コア部25と、第2外コア部26と、を有する。複数のマグネット23は、第1マグネット27と、第2マグネット28と、を有する。つまりロータ20は、内コア部24と、第1外コア部25と、第2外コア部26と、第1マグネット27と、第2マグネット28と、を有する。
The
シャフト21は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。なおシャフト21は、円筒状でもよい。シャフト21は、複数のベアリング15,16により、中心軸J回りに回転可能に支持される。複数のベアリング15,16は、軸方向に互いに間隔をあけて配置され、ハウジング11に支持される。すなわち、シャフト21は、複数のベアリング15,16を介してハウジング11に支持される。
The
ロータコア22は、軸方向に延びる筒状である。ロータコア22は、磁性体(強磁性体)製であり、例えば鉄製、鋼製、ステンレス製等である。ロータコア22は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される。ロータコア22は、シャフト21よりも外径が大きい。ロータコア22は、シャフト21よりも軸方向の長さが小さい。ロータコア22の内周面は、シャフト21の外周面と固定される。ロータコア22は、シャフト21と圧入および接着等により固定される。ロータコア22は、軸方向において、一対のベアリング15,16間に位置する。
The
図3および図4に示すように、内コア部24は、ロータコア22のうち径方向内側部分を構成する。内コア部24は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる筒状である。内コア部24は、シャフト孔24aと、肉抜き孔24bと、を有する。シャフト孔24aは、中心軸J上に位置し、内コア部24を軸方向に貫通する。シャフト孔24aには、シャフト21が挿入される。肉抜き孔24bは、内コア部24を軸方向に貫通する。肉抜き孔24bは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。複数の肉抜き孔24bは、周方向に等ピッチで配列する。本実施形態によれば、肉抜き孔24bを設けることにより、ロータ20の軽量化および材料費削減等が可能である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
第1外コア部25は、ロータコア22のうち径方向外側部分の一部を構成する。第1外コア部25は、内コア部24よりも径方向外側に位置する。第1外コア部25は、周方向の一部において内コア部24から径方向外側に突出する。第1外コア部25は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ20に第1外コア部25が、周方向に等ピッチで4つ設けられる。
The first
第2外コア部26は、ロータコア22のうち径方向外側部分の一部を構成する。第2外コア部26は、内コア部24よりも径方向外側に位置し、周方向において第1外コア部25とは異なる位置に配置される。第2外コア部26は、周方向の一部において内コア部24から径方向外側に離れた位置に配置される。第2外コア部26は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ20に第2外コア部26が、周方向に等ピッチで4つ設けられる。各ロータ20において、第1外コア部25と第2外コア部26とは、周方向に交互に並ぶ。
The second
第1外コア部25および第2外コア部26の少なくとも一方は、内コア部24と一体である。本実施形態では第1外コア部25が、内コア部24と一体である。本実施形態によれば、ロータ20の部品点数を削減して、モータ10の製造工程および製造コストを低減できる。第1外コア部25および第2外コア部26の上記以外の構成については、別途後述する。
At least one of the first
マグネット23は、永久磁石である。各マグネット23は、ロータコア22の外周部に、ホルダ40および接着剤等により固定される。
The
第1マグネット27は、第1外コア部25よりも径方向外側に配置される。第1マグネット27は、ロータ20の径方向外側面に配置され、径方向外側に露出される。第1外コア部25と第1マグネット27とは、径方向から見て、互いに重なる。径方向に並ぶ第1外コア部25と第1マグネット27とにより、第1磁極部51が構成される。つまりロータ20は、第1磁極部51を有する。第1磁極部51は、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)の磁極部である。第1磁極部51は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ20に第1磁極部51が、周方向に等ピッチで4つ設けられる。
The
第1マグネット27は、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第1マグネット27は、径方向外側を向く径方向外側面27aと、径方向内側を向く径方向内側面27bと、周方向を向く第1側面27cと、を有する。径方向外側面27aは、径方向外側に膨出する凸曲面状である。径方向内側面27bは、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。第1側面27cは、第1マグネット27に一対設けられる。各第1側面27cは、周方向と垂直な方向に拡がる平面状である。各第1側面27cは、径方向外側面27aの周方向の端部と、径方向内側面27bの周方向の端部とに繋がる。本実施形態によれば、第1マグネット27に一対の第1側面27cを設けることで第1マグネット27の周方向の両端部に尖った角部が形成されることを抑えて、第1マグネット27の角欠けを抑制しつつ、第1マグネット27の構造を簡素化できる。
The
図3および図4に示すように、中心軸Jに垂直な断面視で、第1側面27cの長さは、1mm以上である。第1側面27cの長さが1mm以上であると、第1マグネット27の角欠けがより安定して抑制される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the length of the
第2マグネット28は、径方向において内コア部24と第2外コア部26との間に配置される。第2マグネット28と第2外コア部26とは、径方向から見て、互いに重なる。径方向に並ぶ第2マグネット28と第2外コア部26とにより、第2磁極部52が構成される。つまりロータ20は、第2磁極部52を有する。第2磁極部52は、埋込磁石型(Interior Permanent Magnet:IPM)の磁極部である。第2磁極部52は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、各ロータ20に第2磁極部52が、周方向に等ピッチで4つ設けられる。
The
第2マグネット28は、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第2マグネット28は、径方向外側を向く径方向外側面28aと、径方向内側を向く径方向内側面28bと、周方向を向く第2側面28cと、を有する。第2側面28cは、第2マグネット28に複数設けられる。各第2側面28cは、径方向外側面28aの周方向の端部と、径方向内側面28bの周方向の端部とに繋がる。第2マグネット28の上記以外の構成については、別途後述する。
The
図2に示すように、第1磁極部51と第2磁極部52とは、周方向に交互に配置される。一対のロータ20のうち一方の第1磁極部51と他方の第2磁極部52とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。すなわち、第1ロータ20Aの第1磁極部51の周方向位置と、第2ロータ20Bの第2磁極部52の周方向位置とが、互いに同じであり、第1ロータ20Aの第2磁極部52の周方向位置と、第2ロータ20Bの第1磁極部51の周方向位置とが、互いに同じである。
As shown in FIG. 2, the first
より詳しくは、軸方向から見て、第1ロータ20Aの第1磁極部51の周方向の中心部と、第2ロータ20Bの第2磁極部52の周方向の中心部とが、互いに重なって配置され、第1ロータ20Aの第2磁極部52の周方向の中心部と、第2ロータ20Bの第1磁極部51の周方向の中心部とが、互いに重なって配置される。つまり本実施形態では、ロータ20にスキューが掛けられていない。また、本実施形態では、軸方向から見て、第1ロータ20Aの第1磁極部51の周方向の両端部と、第2ロータ20Bの第2磁極部52の周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、第1ロータ20Aの第2磁極部52の周方向の両端部と、第2ロータ20Bの第1磁極部51の周方向の両端部とが、互いに重なって配置される。なお、必ずしも、軸方向から見て、第1ロータ20Aの第1磁極部51の周方向の両端部と、第2ロータ20Bの第2磁極部52の周方向の両端部とが、互いに重なって配置され、第1ロータ20Aの第2磁極部52の周方向の両端部と、第2ロータ20Bの第1磁極部51の周方向の両端部とが、互いに重なって配置されなくてもよい。つまり、ロータ20にスキューが掛けられていないとは、軸方向から見て、第1ロータ20Aの第1磁極部51の周方向の中心部と、第2ロータ20Bの第2磁極部52の周方向の中心部とが、互いに重なって配置されることである。
More specifically, when viewed from the axial direction, the central portion in the circumferential direction of the first
本実施形態によれば、一対のロータ20のうち、第1ロータ20Aに発生するコギングトルクの波形と、第2ロータ20Bに発生するコギングトルクの波形とを、互いに逆位相で生じさせることができる。すなわち、第1ロータ20Aのコギングトルクと第2ロータ20Bのコギングトルクとが、互いに打ち消し合い、合成コギングトルクの波形の最大値と最小値との差つまり変動幅を、小さく抑えることができる。したがって、スキューを設けることなく、モータ10全体としてのコギングトルクを低減できる。モータ10の製造工程が削減されて、生産性が向上する。また、トルクリップルに逆位相を発生させることができる。すなわち、第1ロータ20Aに発生するトルクリップルと、第2ロータ20Bに発生するトルクリップルとが、互いに逆位相で生じるため、これらが互いに打ち消し合い、合成トルクリップルの波形の最大値と最小値との差つまり変動幅を、小さく抑えることができる。したがって本実施形態によれば、スキューを掛けることによるトルク低下を抑制しつつ、コギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できる。そして、モータ10が発する振動および騒音を低減できる。
According to the present embodiment, among the pair of
第2マグネット28は、図3および図4に示すように中心軸Jに垂直な断面視で、第2外コア部26の周方向の中心および中心軸Jを通る中心線Cから周方向に離れるに従い、径方向外側に位置する部分を有する。具体的には、第2マグネット28のうち周方向一方側θ1の部分(後述する一方側マグネット28A)と、周方向他方側θ2の部分(後述する他方側マグネット28B)とが、中心線Cから周方向に離れるに従い径方向外側に位置する。本実施形態によれば、第2マグネット28の径方向外側面28aからステータ30へ延びる磁束が、径方向外側へ向かうに従い中心線Cに近づくので、第2マグネット28の磁束を、第2外コア部26の周方向中央部に集中させやすい。これにより、合成コギングトルクの波形の変動幅をより小さく抑えることができる。モータ10の振動や騒音がより低減されて、モータ性能が向上する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
中心軸Jに垂直な断面視で、第2マグネット28は、V字状またはU字状に配置される。本実施形態では第2マグネット28が、この断面視において、中心線Cを中心とし、径方向外側に開口するV字状またはU字状に配置される。第2マグネット28の周方向の両端部は、第2マグネット28の周方向の中央部よりも径方向外側に位置する。本実施形態によれば、第2マグネット28の径方向外側面28aからステータ30へ延びる磁束を、径方向外側へ向かうに従い安定して中心線Cに近づけることができる。
The
第2マグネット28の周方向の両端部は、第1マグネット27の周方向の両端部よりも径方向内側に位置する。このため、第2マグネット28をV字状またはU字状に配置しつつも、埋込磁石型である第2磁極部52の機能を安定して確保できる。
Both ends of the
第2マグネット28は、中心線Cよりも周方向一方側θ1に位置する一方側マグネット28Aと、中心線Cよりも周方向他方側θ2に位置する他方側マグネット28Bと、を有する。つまり1つの第2マグネット28は、一方側マグネット28Aと、他方側マグネット28Bと、により構成される。
The
一方側マグネット28Aは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第2マグネット28の径方向外側面28aのうち、一方側マグネット28Aに配置される部分は、中心線Cから周方向一方側θ1へ離れるに従い、径方向外側に位置する。第2マグネット28の径方向内側面28bのうち、一方側マグネット28Aに配置される部分は、中心線Cから周方向一方側θ1へ離れるに従い、径方向外側に位置する。
The one-
他方側マグネット28Bは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第2マグネット28の径方向外側面28aのうち、他方側マグネット28Bに配置される部分は、中心線Cから周方向他方側θ2へ離れるに従い、径方向外側に位置する。第2マグネット28の径方向内側面28bのうち、他方側マグネット28Bに配置される部分は、中心線Cから周方向他方側θ2へ離れるに従い、径方向外側に位置する。
The
一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとは、周方向に並ぶ。一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとは、周方向に互いに離れて配置される。本実施形態によれば、第2マグネット28が、互いに別体とされた一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとにより構成される。このため、径方向外側面28aのうち、一方側マグネット28Aの部分からステータ30へ延びる磁束の向きと、他方側マグネット28Bの部分からステータ30へ延びる磁束の向きとを、互いに異ならせることが容易である。一方側マグネット28Aおよび他方側マグネット28Bからステータ30へ延びる各磁束を、径方向外側へ向かうに従い安定して中心線Cに近づけることができる。また、一方側マグネット28Aおよび他方側マグネット28Bの各形状を簡素化でき、第2マグネット28の製造が容易である。
The one-
一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとは、互いに同じ形状を有する。本実施形態によれば、一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとを、共通部材(共通品)とすることができる。このため、部品の管理や組み立てが容易である。
The one-
一方側マグネット28Aは、N極が径方向一方側を向き、S極が径方向他方側を向く。他方側マグネット28Bは、N極が径方向一方側を向き、S極が径方向他方側を向く。径方向一方側が径方向内側に相当する場合は、径方向他方側が径方向外側に相当する。径方向一方側が径方向外側に相当する場合は、径方向他方側が径方向内側に相当する。本実施形態によれば、一方側マグネット28Aの磁極の向きと、他方側マグネット28Bの磁極の向きとが、径方向において互いに同じであるので、第2マグネット28の機能が安定する。
In the one-
第2外コア部26の径方向内側面のうち、周方向の両端部は、周方向の中央部よりも径方向外側に位置する。言い換えると、第2外コア部26の径方向内側面は、周方向において両端部から中央部へ向かうに従い、径方向内側に位置する。本実施形態によれば、第2外コア部26の径方向内側面と接触する第2マグネット28の径方向外側面28aを、径方向外側に開口するV字状やU字状等に形成しやすい。このため、第2マグネット28の径方向外側面28aからステータ30へ延びる磁束を、径方向外側へ向かうに従い安定して中心線Cに近づけることができる。
Of the radial inner side surfaces of the second
第1外コア部25は、台座部25bを有する。台座部25bは、第1外コア部25の径方向外端部に位置する。台座部25bは、第1マグネット27に径方向内側から接触し、径方向外側へ向かうに従い周方向の寸法が小さくなる。本実施形態によれば、第1外コア部25の台座部25bが、径方向外側へ向かうに従い、周方向に隣り合う第2マグネット28から離れる。第1外コア部25の漏れ磁束を抑制できる。台座部25bの周方向寸法は、第1マグネット27の周方向寸法以上である。本実施形態では、台座部25bの径方向外端部の周方向の寸法が、第1マグネット27の径方向内端部の周方向の寸法と同じである。本実施形態によれば、台座部25bにより、第1マグネット27の径方向内側面27bを、周方向の全域にわたって安定して支持できる。
The first
溝部29は、ロータ20の径方向外側面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる。本実施形態では溝部29が、ロータ20の軸方向の全長にわたって延び、ロータ20の上端面および下端面にそれぞれ開口する。溝部29は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では溝部29が、各ロータ20に周方向に等ピッチで8つ設けられる。
The
溝部29は、周方向に隣り合う第1マグネット27と第2マグネット28との間に位置する。溝部29は、周方向において第1磁極部51と第2磁極部52との間に配置される。溝部29の少なくとも一部は、径方向外側へ向かうに従い周方向の溝幅が小さくなる。本実施形態では、溝部29の径方向内端部が、径方向外側へ向かうに従い周方向の溝幅が狭くなる。本実施形態によれば、溝部29に配置されるホルダ40の後述する保持部42が、溝部29から径方向外側に抜け出すことが抑制される。
The
ホルダ40は、樹脂製である。ホルダ40は、保持部42と、接続部43と、を有する。保持部42は、溝部29に配置される。保持部42は、軸方向に延びる。保持部42は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。保持部42の数は、溝部29の数と同じである。保持部42は、周方向において第1マグネット27と第2マグネット28とに接触する。本実施形態によれば、保持部42により、第1マグネット27および第2マグネット28を周方向から押さえることができる。第1マグネット27および第2マグネット28の周方向への移動が抑制される。
The
保持部42は、第1マグネット27および第2外コア部26に、径方向外側から接触する。保持部42は、第1磁極部51および第2磁極部52を径方向外側から押さえる。本実施形態によれば、保持部42により、第1マグネット27、第2マグネット28および第2外コア部26の径方向外側への移動が抑制される。これにより、ロータ20回転時の回転強度が安定して高められる。
The holding
図1に示すように、接続部43は、ロータ20の軸方向を向く端面に配置される。本実施形態では接続部43が、第1ロータ20Aの上端面と、第2ロータ20Bの下端面とにそれぞれ設けられる。接続部43は、周方向に延びる。接続部43は、例えば、中心軸Jを中心とする環状である。接続部43は、各保持部42の軸方向の端部と接続される。つまり接続部43は、保持部42と接続される。接続部43と複数の保持部42とは、単一の部材の部分である。
As shown in FIG. 1, the connecting
ステータ30は、ロータ20と径方向に隙間をあけて対向する。ステータ30は、ロータ20を径方向外側から周方向の全周にわたって囲う。ステータ30は、ステータコア31と、インシュレータ32と、コイル33と、を有する。
The
ステータコア31は、中心軸Jを中心とする環状である。ステータコア31は、軸方向に延びる筒状である。ステータコア31は、ロータ20を径方向外側から囲う。特に図示しないが、ステータコア31は、軸方向に積層する複数の電磁鋼板により構成される。ステータコア31は、ハウジング11の内周面に固定される。ステータコア31とハウジング11とは、例えば焼き嵌めや圧入等により固定される。
The
ステータコア31は、コアバック31aと、複数のティース31bと、を有する。コアバック31aは、中心軸Jを中心とする円筒状である。コアバック31aの径方向外側面は、周壁11aの内周面に固定される。詳しくは、コアバック31aの径方向外側面と、周壁11aの内周面とが接触した状態で、コアバック31aが周壁11aに固定される。ティース31bは、コアバック31aの径方向内側面から径方向内側に突出する。複数のティース31bは、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では複数のティース31bが、周方向に等ピッチで配列する。各ティース31bの径方向内側面は、ロータ20の径方向外側面と隙間をあけて対向する。
The
インシュレータ32は、ステータコア31に取り付けられる。インシュレータ32は、絶縁性の材料により構成される。インシュレータ32は、例えば樹脂製である。インシュレータ32は、中心軸Jを中心として環状に配置される。
The
コイル33は、インシュレータ32を介してステータコア31に取り付けられる。コイル33は、周方向に並んで複数設けられる。コイル33の数は、ティース31bの数と同じである。各コイル33は、インシュレータ32を介して、各ティース31bに取り付けられる。コイル33は、インシュレータ32の一部を介して、ティース31bに導線が巻き回されることにより構成される。
The coil 33 is attached to the
本実施形態のモータ10は、例えば3相モータである。3相とは、U相、V相およびW相である。3相モータの場合、U相、V相およびW相の各コイル33は、第1の導線、第2の導線および第3の導線のいずれかにより構成される。
The
次に、本実施形態のモータ10を搭載する装置の一例について説明する。本実施形態においては、モータ10を電動パワーステアリング装置100に搭載した例について説明する。
Next, an example of a device equipped with the
図5に示すように、電動パワーステアリング装置100は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。電動パワーステアリング装置100は、操舵力を油圧により軽減する装置である。本実施形態の電動パワーステアリング装置100は、モータ10と、オイルポンプ116と、操舵軸114と、コントロールバルブ117と、を備える。
As shown in FIG. 5, the electric
操舵軸114は、ステアリング111からの入力を、車輪112を有する車軸113に伝える。オイルポンプ116は、パワーシリンダ115に油圧を発生させる。パワーシリンダ115は、車軸113に油圧による駆動力を伝える。コントロールバルブ117は、オイルポンプ116のオイルを制御する。電動パワーステアリング装置100において、モータ10は、オイルポンプ116の駆動源として搭載される。
The steering
本実施形態の電動パワーステアリング装置100は、本実施形態のモータ10を備える。このため、上述のモータ10と同様の効果を奏する電動パワーステアリング装置100が得られる。
The electric
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration can be changed without departing from the spirit of the present invention, for example, as described below.
図6は、前述の実施形態で説明したモータ10の変形例を示す。この変形例では、図6に示すように中心軸Jに垂直な断面視で、ロータ20の第2マグネット28が、U字状に配置される。第2マグネット28は、一方側マグネット28Aと、他方側マグネット28Bと、中間マグネット28Cと、を有する。中間マグネット28Cは、周方向において、一方側マグネット28Aと他方側マグネット28Bとの間に位置する。図示の例では、この断面視で、中間マグネット28Cが中心線C上に位置する。一方側マグネット28Aと中間マグネット28Cとは、周方向に互いに離れて並ぶ。他方側マグネット28Bと中間マグネット28Cとは、周方向に互いに離れて並ぶ。つまり一方側マグネット28A、中間マグネット28Cおよび他方側マグネット28Bは、周方向に互いに離れて配置される。中間マグネット28Cは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。第2マグネット28の径方向外側面28aのうち、中間マグネット28Cに配置される部分は、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。第2マグネット28の径方向内側面28bのうち、中間マグネット28Cに配置される部分は、径方向と垂直な方向に拡がる平面状である。一方側マグネット28A、他方側マグネット28Bおよび中間マグネット28Cは、互いに同じ形状を有する。一方側マグネット28A、他方側マグネット28Bおよび中間マグネット28Cは、共通部材(共通品)である。中間マグネット28Cは、一方側マグネット28Aおよび他方側マグネット28Bと同様に、N極が径方向一方側を向き、S極が径方向他方側を向く。この変形例においても、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
FIG. 6 shows a modified example of the
前述の実施形態では、第1マグネット27の径方向内側面27bが平面状であり、第1外コア部25の径方向外側面25aが平面状であり、これらが互いに接触する構成を例に挙げたが、これに限らない。図7は、前述の実施形態で説明したモータ10の変形例を示す。この変形例では、図7に示すように、第1外コア部25の径方向外側面25aが、径方向外側に膨出する凸曲面状であり、第1マグネット27の径方向内側面27bが、径方向外側に窪む凹曲面状であり、これらが互いに接触する。この場合、第1マグネット27の径方向外側面27aおよび径方向内側面27bは、ともに径方向外側に凸の湾曲面となる。つまり第1マグネット27は、軸方向から見て、径方向外側に凸の弓形となる。
In the above-described embodiment, the radial
前述の実施形態では、モータ10が電動パワーステアリング装置100に搭載される例を挙げたが、これに限らない。モータ10は、例えば、ポンプ、ブレーキ、クラッチ、掃除機、ドライヤ、シーリングファン、洗濯機および冷蔵庫などに用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。 In addition, each configuration described in the above-described embodiments and modifications may be combined as long as the gist of the present invention is not deviated, and the configurations may be added, omitted, replaced, or otherwise changed. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but is limited only to the scope of claims.
10…モータ、20…ロータ、20A…第1ロータ、20B…第2ロータ、24…内コア部、25…第1外コア部、26…第2外コア部、27…第1マグネット、28…第2マグネット、28A…一方側マグネット、28B…他方側マグネット、30…ステータ、51…第1磁極部、52…第2磁極部、C…中心線、J…中心軸、θ1…周方向一方側、θ2…周方向他方側 10 ... motor, 20 ... rotor, 20A ... first rotor, 20B ... second rotor, 24 ... inner core part, 25 ... first outer core part, 26 ... second outer core part, 27 ... first magnet, 28 ... 2nd magnet, 28A ... one side magnet, 28B ... other side magnet, 30 ... stator, 51 ... first magnetic pole part, 52 ... second magnetic pole part, C ... center line, J ... central axis, θ1 ... circumferential direction one side , Θ2 ... The other side in the circumferential direction
Claims (8)
前記ステータよりも径方向内側に位置し、中心軸を中心に回転し、軸方向に積層される一対のロータと、を備え、
前記ロータは、
内コア部と、
前記内コア部よりも径方向外側に位置する第1外コア部と、
前記内コア部よりも径方向外側に位置し、周方向において前記第1外コア部とは異なる位置に配置される第2外コア部と、
前記第1外コア部よりも径方向外側に配置される第1マグネットと、
径方向において前記内コア部と前記第2外コア部との間に配置される第2マグネットと、を有し、
前記第2マグネットは、前記中心軸に垂直な断面視で、前記第2外コア部の周方向の中心および前記中心軸を通る中心線から周方向に離れるに従い、径方向外側に位置する部分を有し、
径方向に並ぶ前記第1外コア部と前記第1マグネットとにより構成される第1磁極部と、径方向に並ぶ前記第2マグネットと前記第2外コア部とにより構成される第2磁極部とが、周方向に交互に配置され、
一対の前記ロータのうち一方の前記第1磁極部と他方の前記第2磁極部とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである、
モータ。 Cylindrical stator and
It is provided with a pair of rotors, which are located radially inside the stator, rotate about a central axis, and are laminated in the axial direction.
The rotor
Inner core part and
The first outer core portion located radially outside the inner core portion and
A second outer core portion that is located radially outside the inner core portion and is arranged at a position different from that of the first outer core portion in the circumferential direction.
A first magnet arranged radially outside the first outer core portion,
It has a second magnet arranged between the inner core portion and the second outer core portion in the radial direction.
In a cross-sectional view perpendicular to the central axis, the second magnet has a portion located radially outward as it is separated from the center in the circumferential direction of the second outer core portion and the center line passing through the central axis in the circumferential direction. Have and
A first magnetic pole portion composed of the first outer core portion and the first magnet arranged in the radial direction, and a second magnetic pole portion composed of the second magnet and the second outer core portion arranged in the radial direction. And are arranged alternately in the circumferential direction,
The first magnetic pole portion of one of the pair of rotors and the second magnetic pole portion of the other are arranged side by side in the axial direction and have the same circumferential position with each other.
motor.
請求項1に記載のモータ。 The second magnet is arranged in a V-shape or a U-shape in a cross-sectional view perpendicular to the central axis.
The motor according to claim 1.
請求項1または2に記載のモータ。 Both ends in the circumferential direction of the second magnet are located radially outside the central portion in the circumferential direction of the second magnet.
The motor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載のモータ。 Both ends in the circumferential direction of the second magnet are located radially inside the both ends in the circumferential direction of the first magnet.
The motor according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ。 Of the radial inner side surfaces of the second outer core portion, both end portions in the circumferential direction are located radially outside the central portion in the circumferential direction.
The motor according to any one of claims 1 to 4.
前記中心線よりも周方向一方側に位置する一方側マグネットと、
前記中心線よりも周方向他方側に位置する他方側マグネットと、を有し、
前記一方側マグネットと前記他方側マグネットとは、周方向に互いに離れて配置される、
請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ。 The second magnet is
A one-sided magnet located on one side in the circumferential direction from the center line,
It has a magnet on the other side located on the other side in the circumferential direction with respect to the center line.
The one-side magnet and the other-side magnet are arranged apart from each other in the circumferential direction.
The motor according to any one of claims 1 to 5.
前記他方側マグネットは、板状であり、
前記一方側マグネットと前記他方側マグネットとは、互いに同じ形状を有する、
請求項6に記載のモータ。 The one-sided magnet has a plate shape and has a plate shape.
The other side magnet has a plate shape and has a plate shape.
The one-sided magnet and the other-sided magnet have the same shape as each other.
The motor according to claim 6.
前記他方側マグネットは、N極が径方向一方側を向き、S極が径方向他方側を向く、
請求項6または7に記載のモータ。 In the one-sided magnet, the north pole faces one side in the radial direction and the south pole faces the other side in the radial direction.
In the other side magnet, the north pole faces one side in the radial direction and the south pole faces the other side in the radial direction.
The motor according to claim 6 or 7.
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