JPH0458753A - コア付ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コア付ＤＣブラシレスモータに係わる。

〈従来の技術〉 周知の通り、ブラシ接触損失を無くして効率の良い動作
を行わせるようにしたＤＣブラシレスモータが実用化さ
れている。

第４図は、従来のコア付ＤＣブラシレスモータの構成例
を示す断面図である。第４図において、１は回転子マグ
ネットであり、Ｎ極、Ｓ極が交互に８等分割着磁されて
いる。２は回転子ヨークであり、上記回転子マグネット
１より発生する磁束が通る磁路の一部を形成している。

３は三相結線された電機子コイルであり、ボビン３ａと
コイル３ｂとにより構成されている。４は磁性材料より
なるコアで固定子ヨーク５に固着されている。

次いで、６は軸受部であり、ボールベアリング６ａ、焼
結ブツシュ６ｂおよびハウジング６Ｃよりなり、上記ボ
ールベアリング６ａおよび含油処理された焼結ブツシュ
６ｂにより、上記回転子ヨーク２が固着されているシャ
フト７を回転自在に支持している。８はホール素子であ
り、このホール素子８により回転子マグネットｌの磁極
位置を検出し、その検出した位置に応じて三相の電機子
コイル３の電流を選択的に切り換えることにより、電機
子コイル３の磁極と回転子マグネット１の磁極との間に
おける電磁作用で回転力を得ている。

〈発明が解決しようとする課題〉 以上のように構成されるモータでは、コア４は電機子コ
イル３および回転子マグネット１より発生する磁束の主
磁路であり、ここには大きな磁束Ｂが通る。この磁束Ｂ
は、電機子コイル３の電流切り換えや、回転子マグネッ
ト１の回転により、流れる方向が第５図において矢印で
示すように変化する。このため、コア内部に電界が発生
し、第５図に示すようなうず電流ｉが流れることにより
ジュール熱が発生し、モータの温度が上昇する。

この温度上昇によりボビン３ａが変形したり、コイル３
ｂの絶縁コーテイング材が溶融したり、或いは、軸受は
部の潤滑材の蒸発による焼き付は等の問題が発生してい
た。

また、このようなジュール熱が発生すると、モータに供
給しなければならない電力がその分だけ増加するために
エネルギー効率が低下していた。

また、コア４やハウジング６ｃを、圧入や接着および溶
接などにより固定子ヨーク５に固着しているために取り
付は位置に誤差が発生し易い。このため、従来はこの誤
差に基づく回転むらやトルクむら等を小さくするのに限
界が生じていた。

また、このように複数の部品を組み立てて固定子を構成
しているので、製作工数が多（かかりコスト高になって
いた。

本発明は上述の問題点に鑑み、コア付ＤＣブラシレスモ
ータにおけるエネルギー効率を向上させるとともに、そ
の製造コストを低減出来るようにすることを目的とする
。

く課題を解決するための手段〉 本発明のコア付ＤＣブラシレスモータは、回転子を回転
させるだめの電流が流される電機子コイルがその周面に
巻設されるコア部と、固定子側の磁路を形成する固定子
ヨークと、上記回転子が固着されているシャフトを回転
自在に支持するだめの軸受部を構成する軸受用ハウジン
グ部とを存するコア付ＤＣブラシレスモータにおいて、
上記コア部と固定子ヨークとハウジング部とを、樹脂に
鉄粉を混入した複合材によって一体的に形成している。

く作用〉 樹脂に鉄粉を混入した複合材を用いて固定子側のコアを
形成してコアの抵抗率を上げることにより、うず電流を
流れずらくする。また、上記複合材を用い、コア部と固
定子ヨークとハウジング部とを一体的に形成し、これら
を構成するための製作工数を減少させる。

〈実施例〉 第１図は、本発明の一実施例を示すコア付ＤＣブラシレ
スモータの断面図、第２図は固定子の斜視図である。な
お、第１図において、第４図と共通の部分については同
一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第１図および第２図から明らかなように、本実施例のコ
ア付ＤＣブラシレスモータは、固定子ＩＯのコア部１０
ａ、ハウジング部１０ｂおよびヨーク部１０ｃが一体的
に形成されている。このように、固定子１０を一体的に
形成する場合、例えばポリアミド等の樹脂材料に鉄粉を
混入して複合材を作り、この複合材を用いて成形加工す
ればよい。固定子１０を成形で製造すると、各部の取り
付は誤差が無くなるので、固定子１０の精度は成形型の
製作精度のみになる。したがって、成形型を高精度に作
れば固定子１０を高精度に製作することが出来、回転む
らやトルクむら等を確実に無くすことが出来る。また、
一体成形することにより取り付は工数が要らなくなるの
で、製造コストを従来よりも低減させることが出来る。

第３図は、このようにポリアミド樹脂に鉄粉を混入した
複合材料の成形品によりコアを形成した場合の鉄損およ
び銅損の一般的な特性を示す図である。第３図において
、横軸はコアに占める鉄の体積比を示し、ポリアミド樹
脂と鉄粉との割合を変えることにより、０〜１００％ま
での値をとる。

また、縦軸は損失量を示し、ＤＣブラシレスモータを一
定の負荷および回転数で駆動したときのものである。そ
して、実線で示す特性曲線Ａが鉄損、−点鎖線で示す曲
線Ｂが銅損をそれぞれ示し、二点鎖線で示す曲線Ｃが鉄
損および銅損を足した全損失を示している。

第３図から明らかなように、鉄損については、体積比が
高い範囲では磁束密度の時間に対する変化率（δＢ／δ
ｔ）が大きく、しかもこの場合は抵抗率が小さいために
大きなうず電流が流れるので、損失が大きくなっている
。一方、この場合は磁束密度が高いために小さな電機子
コイル電流で所定の出力トルクが得られるために銅損は
小さくなっている。

また、鉄粉の体積比が小さい範囲では、磁束密度の時間
に対する変化率が小さく、しかも抵抗率が大きいために
鉄損は小さい。そして、この場合、磁束密度が小さいた
めに銅損は太き（なっている。

このように、成る鉄粉体積比における損失特性が鉄損と
銅損とでは相反し、これらの両損失を足した全損失は、
互いのバランスが取れているところの体積比５４％で極
小値となっている。

この極小点は、負荷条件および回転数などにより移動す
るが、実施例のモータの一般的な使用条件である、回転
数が３００〜５．００Ｏｒｐｍ、モータ温度上昇が６０
″Ｃ以内の範囲の負荷で実験したところ、体積比４５〜
７５９６の範囲に極小値が存在することが判った。した
がって、モータの使用条件が決まっていれば、その条件
において全損失（鉄損＋銅損）が最小となるように複合
材の混合比を決定すればエネルギー使用効率を更に向上
させることが出来る。

〈発明の効果〉 本発明は上述したように、固定子を構成するコア部と固
定子ヨークと軸受は用ハウジング部とを、樹脂に鉄粉を
混入した複合材により形成して抵抗率を上げたので、う
ず電流による発熱を防止してエネルギー効率を大幅に向
上させることが出来る。

また、上記複合材を用いて上記コア部と固定子ヨーク、
および軸受は用ハウジング部を一体成形したので、製造
工数を減らしてコストダウンを図ることが出来るととも
に、これらの位置誤差を小さくすることが出来、回転む
らやトルクむらを低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すコア付ＤＣブラシレ
スモータの断面図、 第２図は、固定子の全体構成を示す斜視図、第３図は、
鉄粉体積比と損失との関係を示す特性図、 第４図および第５図は従来のコア付ＤＣブラシレスモー
タを示し、 第４図は、コア付ＤＣブラシレスモータの断面図、 第５図は、コア付ＤＣブラシレスモータの平面図、 第６図は、磁束とうす電流との関係を示す図である。 ｌ・−・回転子マグネット、２・・・回転子ヨーク。 ７・・・シャフト、　　　　　１ｏ−・・固定子。 １０ａ・・・コア部、　　　　ＩＯｂ・・・ハウジング
部。 １０ｃ・−・ヨーク部。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社定々シｌのｔ−
夕のｐｉｔｙｓ 第１図 ｊムｒチのｆＺ力１７ 第２図 ｆｔＮＭｎ　ブ２８ 第３図 ！ｉ＄　ｆ）　７’７５２−Ｘ　ｆ　−９（７）１１１
　Ｋ）　ｅｌ第４図 Ｃ 紀す六〇ノ〉−〉ムンー石−り１つｆΔｈＢ第５図 うｙ′看７デを互を弓ダダタにη 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転子を回転させるための電流が流される電機子コイ
   ルがその周面に巻設されるコア部と、固定子側の磁路を
   形成する固定子ヨークと、上記回転子が固着されている
   シャフトを回転自在に支持するための軸受部を構成する
   軸受用ハウジング部とを有するコア付ＤＣブラシレスモ
   ータにおいて、上記コア部と固定子ヨークと軸受用ハウ
   ジング部とが、樹脂に鉄粉を混入した複合材によって一
   体的に形成されていることを特徴とするコア付ＤＣブラ
   シレスモータ。