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JPH11146616A - モータ構造 - Google Patents

モータ構造

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JPH11146616A
JPH11146616A JP9306115A JP30611597A JPH11146616A JP H11146616 A JPH11146616 A JP H11146616A JP 9306115 A JP9306115 A JP 9306115A JP 30611597 A JP30611597 A JP 30611597A JP H11146616 A JPH11146616 A JP H11146616A
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JP
Japan
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salient pole
motor structure
rotor
soft magnetic
coil
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JP9306115A
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Yuzuru Suzuki
譲 鈴木
Sakae Fujitani
栄 藤谷
Masaki Kagawa
正樹 加川
Yoshiyuki Aono
嘉幸 青野
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Minebea Co Ltd
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Minebea Co Ltd
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Publication date
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    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラジアルギャップの円筒型モータにおいて、同
一形状のステータを軸方向に積層するラミネーション構
造を用いずに軽量化と長尺化を効率よく構成出来るモー
タ構造を提供しようとすること。 【解決手段】効率良くロータ磁石１３の磁束を収束させ
る為、軟磁性鋼板からなる突極２３は、先端部をロータ
磁石１３の長さと略等しくすると同時に、巻線部は磁気
飽和を起こさない必要最小限の断面積とする為に、巻線
で制約を受け決まる周方向寸法に対し、軸方向で寸法を
調整し、周方向で積層する構成とした。この突極２３の
巻線部にマグネットワイヤーを巻回したコイル１２を挿
入し、次に突極２３との間で磁路を構成するステータ２
０に圧入嵌合してアーマチュアを構成したモータ構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアルギャップ
型のモータ構造に関し、特に詳しくは、小形化・軽量化
・低価格化を図ったラジアルギャップ型のモータ構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年各種ＯＡ機器の高性能化、特に高速
度化の進歩は目覚ましいものが有り、これに伴い各種機
器は、機能に応じた専用のモータを複数個使用する方式
となっている。特に、小形ＤＣモータでは、用途に応じ
て磁気効率を上げ、コギングトルクを下げ、電磁ノイズ
の少ない制御性の良いモータが望まれている。この対策
として、コアのスロット数（突極数）を多くし、マグネ
ットの磁極数を多くすることで、一つ一つの磁気回路長
が短くなり磁気抵抗が下がる為、磁気効率が上がり、更
に、コイルを集中巻として巻線効率を上げて対応してい
る。
【０００３】図７は従来から使用されている積層タイプ
のインナーロータ型ブラシレスＤＣモータの構成を示し
ており、図８はその断面を示している。図中、１は引出
線を示し、２は軟磁性鋼板を積層して構成したステータ
８の突極１０にボビン９を上下から挿入し、その上にマ
グネットワイヤーを巻回して構成したコイルを示す。３
はロータ磁石を示し、４はロータ磁石とロータの回転中
心となるシャフト５を接続するスリーブを示す。７はフ
ランジで、中央にロータのシャフト５を支える軸受６を
配して、ステータ８を両側から挟み込んでいる。尚、こ
こで突極１０の先端はロータ磁石との鎖交磁束を多くす
る為とボビン（コイル）の保持の為、巻線部分より周方
向に幅広く構成している。又、ステータ８の積層は、前
述と同じ理由により、ロータ磁石３とほぼ同じ長さまで
行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが多ストッロ化
は、スロットの間隔を狭くするため巻線スペースが狭く
なり、モータ寸法を大きくしない限り必要量の巻線を納
めることが出来なくなっている。又、同一寸法では、必
要量の巻線が出来ないため、コストアップとなるが磁気
特性の高い永久磁石をロータに採用し所望のモータ特性
を得るようにしている。又、従来の積層型ステータの構
成では、突極とロータ磁石との対向面積確保の為に、ス
テータの積厚をロータ磁石の長さとほぼ同じ長さとせざ
るを得ない為、コイル１ターン当たりの線長が長くなり
巻線の効率が悪くなっている。又、ロータ磁石と対向す
る突極の面は、対向面積確保とコイルの保持を兼ねて周
方向に幅広となっている為、巻線の作業性が悪くなって
いる。特にインナーロータ型では顕著に現れている。こ
れと同時にステータが必要以上に有る為、重くて扱いず
らいものとなっている。
【０００５】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、ラジアルギャップの円筒型モータ
において、同一形状のステータを軸方向に積層するラミ
ネーション構造を用いずに軽量化と長尺化を効率よく構
成出来るモータ構造を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、請求項１の発明では、両端面にロータを軸
承する軸受を形成したフランジを持ち、該フランジに挟
持されたステータからロータ方向に向かって突出する分
割型の複数個の突極を有する円筒型ラジアルギャップ型
モータ構造において、該突極は軟磁性体から形成され、
コイルを巻回する部分と、ロータと対峙し長手方向の長
さがロータ磁石の回転軸方向の長さと略同じである突極
の先端とを有することを特徴とするモータ構造を提供す
る。請求項２に記載の発明では、該突極を軟磁性鋼板と
し、周方向で積層する構成として、突極先端部をロータ
の軸方向に広がりを持つ形状とし、巻線部と段差を持た
せたことを特徴とする請求項１に記載のモータ構造を提
供する。請求項３に記載の発明では、該突極を軟磁性粉
を混合した高分子材料で構成したことを特徴とする請求
項１に記載のモータ構造を提供する。請求項４に記載の
発明では、該突極を軟磁性体の焼結金属にて構成したこ
とを特徴とする請求項１に記載のモータ構造を提供す
る。請求項５に記載の発明では、該突極の先端の長手方
向の長さがロータ磁石の回転軸方向の長さと略同じであ
るとともに、横（周方向）幅がコイルの巻回された部分
の幅よりも大きく形成されていることを特徴とする請求
項３又は請求項４に記載のモータ構造を提供する。請求
項６に記載の発明では、該ステータと突極並びにコイル
からなるアーマチュアを高分子材でモールド成形にて一
体化したことを特徴とする請求項１に記載のモータ構造
を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図を用
いて説明する。図１は本発明に係わるインナーロータ型
ブラシレスＤＣモータの一部破断正面図であり、図２は
同一部破断平面図である。図中１１は引出線を示し、１
２はマグネットワイヤーをボビン１９に巻回して構成し
たコイルを示す。コイル１２の端末は、中継板２２に接
続され、その中で必要な結線を行っている。１３はロー
タ磁石を示し、１４はロータ磁石１３と回転中心となる
シャフト１５を接続するスリーブを示す。そして、ロー
タ磁石１３とスリーブ１４はロータ３０を構成する。ス
テータ２０の端面には中心にロータのシャフト１５を回
転自在に支える軸受１６を配してたフランジ１７が固定
されている。
【０００８】突極２３の先端部はロータ磁石１３との鎖
交磁束をより多くさせるようにロータ磁石１３と略同じ
長さになっている。ここで突極２３の詳細を図３にて説
明すると、突極２３は、巻線部Ａと先端部Ｂから成って
おり、巻線部Ａは磁気飽和させない最小限の断面積と
し、先端部Ｂは、ロータ磁石１３との鎖交磁束をより多
くとるために、ロータ磁石１３との対向面積を広げる目
的で軸方向の長さをロータ磁石１３と略同じ長さとして
いる。このような形状とした軟磁性鋼板を周方向で積層
して突極２３を構成している。次にこの突極２３の巻線
部に予めボビン１９に巻いてあったコイル１２を挿入し
軟磁性鋼板からなるステータ２０に圧入嵌合して、アー
マチュアを構成している。
【０００９】尚、ここでステータ２０に対して突極２３
を圧入嵌合する溝を回転軸線に対して斜めに形成すれ
ば、突極２３が回転軸線に対して傾斜した構造となって
突極２３に実質的にスキュウを付けた構成となり、更に
コギングの小さなモータとすることが出来る。
【００１０】又、突極２３並びにステータ２０は、軟磁
性鋼板を用いないで高分子材入りの軟磁性粉を用いて構
成しても良いし焼結金属で構成しても良い。図４に軟磁
性粉や軟磁性体からなる焼結金属で構成した場合の突極
２３の形状を示す。この場合は、板材に比べ形状の自由
度が大きいため、先端部Ｂを周方向にも広げて構成で
き、先端部Ｂを軸方向と周方向に広げるため、ロータ磁
石１３の磁束を更に効率良く集めることが出来る。尚、
当然であるが、巻線部Ａは必要最小限の断面積となるよ
うに構成している。
【００１１】図５は、ステータ２０と突極２３並びにコ
イル１２を高分子材料２５を用いてモールド形成にて一
体化した実施形態を示す。突極２３をこのような構成に
することで、今まで不要でも突極の構成上削除出来なか
った巻線部の寸法を小さくすることが出来ると同時に、
巻心が小さくなった分巻線の長さも短くて済み効率の良
いコイルとなる為、軽くて効率の良いモータとなる。
又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁性鋼板の積層枚数
の増加が必要最小数で済む為、低価格で対応可能となっ
た。
【００１２】以上、本発明を上述の実施の形態により説
明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が
可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排
除するものではない。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、長尺円
筒型モータでも突極を効率よく構成出来る為、モータの
軽量化と同時にロータ磁石などモータ構成材料の特性を
限界まで引出せることから、高効率のモータを低価格で
構成することが出来る。請求項２に記載の発明によれ
ば、突極が積層板から構成されているので、渦電流損失
を低めに抑制できる。請求項３および４に記載の発明で
は、薄板を複数枚積層する手間を省くことが出来る。請
求項５に記載の発明では、突極の先端を広げることが出
来るので、磁気効率のよいモータを構成することが出来
る。請求項６に記載の発明では、今まで不要でも突極の
構成上削除出来なかった巻線部の寸法を小さくすること
が出来ると同時に、巻心が小さくなった分巻線の長さも
短くて済み効率の良いコイルとなる為、軽くて効率の良
いモータとなる。又、長尺円筒タイプのモータでも軟磁
性鋼板の積層枚数の増加が必要最小枚で済む為、低価格
で対応可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す一部破断正
面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態を示す一部破断平
面図である。
【図３】図３は、突極を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、突極の他の実施の形態を示す斜視図で
ある。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態を示す一部破
断正面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態を示す一部破
断平面図である。
【図７】図７は、従来例の一部破断正面図である。
【図８】図８は、従来例の一部破断平面図である。
【符号の説明】
１・・・・・引出線 ２・・・・・コイル ３・・・・・ロータ磁石 ４・・・・・スリーブ ５・・・・・シャフト ６・・・・・軸受 ７・・・・・フランジ ８・・・・・ステータ ９・・・・・ボビン １０・・・・・突極 １１・・・・・引出線 １２・・・・・コイル １３・・・・・ロータ磁石 １４・・・・・スリーブ １５・・・・・シャフト １６・・・・・軸受 １７・・・・・フランジ １９・・・・・ボビン ２０・・・・・ステータ ２２・・・・・中継板 ２３・・・・・突極 ２５・・・・・高分子材料 ３０・・・・・ロータ Ａ・・・・・巻線部 Ｂ・・・・・先端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加川 正樹 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ ア株式会社開発技術センタ−内 (72)発明者 青野 嘉幸 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ ア株式会社開発技術センタ−内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】両端面にロータを軸承する軸受を形成した
    フランジを持ち、該フランジに挟持されたステータから
    ロータ方向に向かって突出する分割型の複数個の突極を
    有する円筒型ラジアルギャップ型モータ構造において、
    該突極は軟磁性体から形成され、コイルを巻回する部分
    と、ロータと対峙し長手方向の長さがロータ磁石の回転
    軸方向の長さと略等しい突極の先端とを有することを特
    徴とするモータ構造。
  2. 【請求項２】該突極を軟磁性鋼板とし、周方向で積層す
    る構成として、突極先端部をロータの軸方向に広がりを
    持つ形状とし、巻線部と段差を持たせたことを特徴とす
    る請求項１に記載のモータ構造。
  3. 【請求項３】該突極を軟磁性粉を混合した高分子材料で
    構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータ構
    造。
  4. 【請求項４】該突極を軟磁性体の焼結金属にて構成した
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ構造。
  5. 【請求項５】該突極の先端の長手方向の長さがロータ磁
    石の回転軸方向の長さと略等しいとともに、横幅がコイ
    ルの巻回された部分の幅よりも大きく形成されているこ
    とを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のモータ構
    造。
  6. 【請求項６】該ステータと突極並びにコイルからなるア
    ーマチュアを高分子材でモールド成形にて一体化したこ
    とを特徴とする請求項１に記載のモータ構造。
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