JPH059175U - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクの発生分布を平坦にし、トルクの実行
値を高めること。 【構成】 ９個の磁極部を有し、これら磁極部に１種１
コイルが捲回される電機子と、この電機子との相対回転
自在に設けられた交互極性の６極又は１２極の界磁手段
とを備えたモータである。前記電機子は積層したコアプ
レートがカシメられて一体的に形成されてなり、これら
コアプレートには、前記９個の磁極部のうち３個にそれ
ぞれ一箇所ずつカシメられたカシメ部を有している。こ
れらのカシメ部は、前記電機子の第１の磁極部と、第５
の磁極部と、第６の磁極部とに設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、１種１コイルで３相９極の電機子と、交互極性の６極又は１２極の 界磁手段とを備えたモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、１極１コイルで３相９極の電機子と、その電機子との相対回転自在に設 けられた交互極性の６極の界磁手段とを備え、前記電機子及び界磁手段のそれぞ れにおいて各極が実質上均等に円形配列されたモータとして、平面概要図である 図５及びそのモータの展開概念図である図６に示されるようなものがある。

【０００３】 図５及び図６において、この従来のモータにおける、ステータコア１００とそ れに捲回された巻線２０とを含むステータ１０（電機子）並びにロータマグネッ ト３０は、何れも実質上回転対称状に構成されている。そして、ステータコア１ ００の１２０度間隔に位置する一組のステータ歯（磁極）、例えば、番号１０１ 、１０４、１０７で示すステータ歯に、同相の一組のコイル、２０１、２０４、 ２０７が同極性に捲回されている。図５は、各相における各コイルの配置及び捲 回極性を示しており、ＣＷはステータ歯の外側から見て時計回りを示す。また図 ６のＭＧにおけるＮ及びＳは、それぞれロータマグネット３０の内周側の極性を 示す。

【０００４】 ステータコア１００は、通常０．３５乃至０．５０ｍｍ程度の厚みを有するコ アプレート（例えば電磁鋼板から形成することができる）を、所定枚数分を積層 し、これをリベットやパックカシメ等により一体に形成されている。４０、４１ 及び４２は、ステータコア１００のカシメ部であり、カシメによるコア形状の歪 みを避ける為に、ステータ歯１０９、１０３及び１０６を１２０度間隔に置いて 設けてある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

近年、装置の小型・軽量化の要請に応えるため、モータもそれに応じた小型化 を図っている。特にモータの外径寸法の小径化は著しく、２０乃至３０ｍｍ程度 のコア径を有し、数ｍｍのコア積厚から形成されるステータは珍しくない。とこ ろが、従来のモータでは、こうした小型化に伴うステータコアの形状に対し、ス テータコア上に設けられたカシメ部の占有寸法が相対的に大きくなっている状況 にある。

【０００６】 この従来のモータでは、カシメ部４０、４１及び４２を有するステータ歯、即 ち１０９、１０３及び１０６が、カシメ部を有しないその他のステータ歯に対し て、巻線２０で励磁される磁束のインダクタンスが小さく、またロータマグネッ ト３０に対する磁気抵抗が大きくなる。しかも、図５で明らかなように、カシメ 部を有するステータ歯は第３の相だけに集中しており、他の第１及び第２の相に は、カシメ部を有していない。従って、発生するトルクの最大値にムラを生じ、 トルクリップルが大きくなり、その結果実効トルクが低下し、且つ回転ムラ等の 悪影響から免れえなかった。

【０００７】 本考案は、従来技術に存した上記のような問題点に鑑み行われたものであって 、その課題とするところは、トルクの発生分布が平坦になり、トルクリップルを 低い水準に抑えながらトルクの実効値を高めることができるモータを提供するこ とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のモータは、９個の磁極部を有し、これら 磁極部に１種１コイルが捲回される電機子と、この電機子との相対回転自在に設 けられた交互極性の６極又は１２極の界磁手段とを備えたモータであって、前記 電機子は積層したコアプレートがカシメられて一体的に形成されてなり、これら コアプレートには、前記９個の磁極部のうち３個にそれぞれ一箇所ずつカシメら れたカシメ部を有しており、これらのカシメ部は、前記電機子の第１の磁極部と 、第５の磁極部と、第６の磁極部とに設けられてなるものとしている。

【０００９】

【作用】

電機子及び界磁手段のそれぞれにおいて各極が実質上均等に円形配列されてい るので、電機子の磁極各極は実質上中心角４０度毎に、界磁手段の各極は実質上 中心角６０度又は３０度毎に、それぞれ位置する。この界磁手段の各極は交互極 性に配列され、電機子は、１極１コイルで構成されると共に、同相のコイルが１ ２０度毎に配列された３つのコイルを一組として捲回されている。

【００１０】 一方、コアのカシメ部は、第１の磁極部と、第５の磁極部と、第６の磁極部と にそれぞれ１個ずつ設けられている。このため各相のコイルは、各々同相の３個 のコイルの内、１個ずつのカシメ部を有することになり、各相のインダクタンス 及びロータマグネットに対する磁気抵抗が実質上均等になる。従って、発生する トルクは、最大値が均等になり、トルクリップルが低減すると共に、回転ムラも 減少する。

【００１１】

【実施例】

本考案に従うモータの実施例を、図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は モータの平面概要図である。既に図５で用いた同じ部位には、同様の番号が付し てある。また、本実施例のモータの展開概念図は既に用いた図６と同様であるの でそのまま用いる。１００はステータコアである。ステータコア１００は、スロ ット数及びステータ歯の数が９であり、実質上９回回転対称性を有する。ステー タ歯は、１０１乃至１０９の９極を有しており、実質上中心角４０度毎に配置さ れている。ここで、例えばステータ歯１０１を第１の磁極、ステータ歯１０２を 第２の磁極、ステータ歯１０３を第３の磁極と、順次、図１の時計方向に定義し ていき、ステータ歯１０９を第９の磁極としている。

【００１２】 本実施例に示すステータコア１００では、外径２７ｍｍ、厚み０．３５ｍｍの コアプレート（電磁鋼板から形成されている）が１０枚積層されてなり、パック カシメにより一体に形成されている。図１における６１乃至６３は、このパック カシメによるカシメ部であり、各々のステータ歯に該当する磁極部の略中央部の 部位に、コアプレートの積層方向へプレス装置などでカシメられている。カシメ 部６１は、第１の磁極としてのステータ歯１０１に、カシメ部６２は、第５の磁 極としてのステータ歯１０５に、そしてカシメ部６３は、第６の磁極としてのス テータ歯１０６に、それぞれ設けられている。

【００１３】 ステータコア１００には、３相駆動される巻線２０が施されている。図１及び 図６に示すように、実質上１２０度間隔に位置する一組のステータ歯に、同相の コイルが同極性（ＣＷ：ステータ歯の外側から見て時計回り）に捲回されている 。即ち、巻線２０の第１相であるコイル２０１は、ステータ歯１０１に捲回され 、次にステータ歯１０４に、更にステータ歯１０７にそれぞれ捲回され、これら が直列に接続されている。第２相であるコイル２０２も同様に、ステータ歯１０ ２、１０５、１０８にそれぞれ捲回され、これらが直列に接続される。さらに、 第３相のコイル２０３もステータ歯１０９、１０３、１０６に捲回されて、直列 に接続されている。そして、第１相、第２相、第３相のコイル線は例えば図示省 略の星形結線され、駆動回路に接続される。こうしてステータコア１００及び巻 線２０が電機子の一例としてのステータ１０（電機子）を構成している。

【００１４】 ３０は界磁手段の一例としての円筒形状のロータマグネットである。ロータマ グネット３０は、その内周面がステータ１０の外周面に径方向に対向するように 、ステータ１０に対し回転自在に、且つ同軸状に設けられている。ロータマグネ ット３０の内周側は交互極性の６極を構成しており、各極は中心角６０度毎に実 質上均等に円形配列されている。図１及び図６のＭＧにおけるＮ極及びＳ極は、 それぞれロータマグネット３０の内周側の極性を示す。なお、図６は、ステータ １０とロータマグネット３０とが図１に示される位置関係にある場合に対応して いる。

【００１５】 次に図１を参照して、ステータ１０におけるカシメ部６１乃至６３の配列状況 をみる。第１相のコイル２０１に関連して、ステータ歯１０１にのみカシメ部を 有しており、他の２個のステータ歯１０４、１０７にはカシメ部を有していない 。第２相のコイル２０２に関連して、ステータ歯１０５のみにカシメ部を有して おり、他の２個のステータ歯１０２、１０８にはカシメ部を有していない。また 、第３相のコイルに関連して、ステータ歯１０６のみにカシメ部を有しており、 他の２個のステータ歯１０３、１０９にカシメ部を有していない。すなわち、各 相に１個ずつカシメ部を有することになる。従って、巻線２０の各相は、実質上 均等なインダクタンスを有し、またロータマグネット３０に対する磁気抵抗も実 質上同等となるため、トルクリップルが低減できると共に、回転ムラも減少する ことができる。

【００１６】 本実施例のモータでは、０．１４ｍｍ径の絶縁銅線を用い、１スロット当たり ７０ターンの巻線を施したモータのインダクタンス波形は、図２に示されるもの となった。波形はＡが第１相−第２相間、Ｂが第２相−第３相間、そしてＣが第 ３相−第１相間を示している。

【００１７】 一方、０．１４ｍｍ径の絶縁銅線を用い、１スロット当り７０ターンの巻線を 施した従来のモータ（図５に示すもの）のインダクタンス波形は、図７に示され るものとなった。この場合も波形はＡが第１相−第２相間、Ｂが第２相−第３相 間、Ｃが第３相−第１相間を示している。図７で明らかなように第３相（すなわ ち磁極部にカシメ部を有する巻線の相）を含まない波形Ａのみが、他のＢ，Ｃに 比べ突出した状態を示している。従って、この従来のモータにおけるインダクタ ンスは、巻線の相によるバラツキが大きいことがわかる。

【００１８】 次に、本実施例のモータにおけるトルク波形は、前述の巻線を用いて図３に示 されるものとなった。この場合、最大及び最小トルクは、それぞれ２３０ｇ−ｃ ｍ及び１７０ｇ−ｃｍであった。一方、従来のモータ（図５に示すもの）のトル ク波形は、図８に示されるものとなった。この場合の最大及び最小トルクは、そ れぞれ２４０ｇ−ｃｍ及び１５５ｇ−ｃｍであった。このように、本実施例のモ ータは、従来のモータの場合に比べ、カシメ部の数量の差による最大トルクの減 少を僅かながらきたしているが、最小トルクの上昇による実質トルクの向上を得 ている。また、図３と図８とで明らかなごとく、回転ムラについても減少してい るのがわかる。

【００１９】 次に図４は、本考案に従うモータの別の実施例を示す平面概要図であり、特に ステータ１０に設けたカシメ部の配置を示したものである。従って、巻線等は省 略して示してある。図４では、ロータマグネット３０が１２極の交互極性を示す ものであり、既に説明したのと同様の作用効果を有するため説明は省略する。上 述のいずれの実施例においても、ステータ１０上に設けられたカシメ部は、回転 軸心に対して略対峙して配置されている。すなわち、第１の磁極に設けられたカ シメ部６１と、第５の磁極に設けられたカシメ部６２及び第６の磁極に設けられ たカシメ部６３、とが略対峙して配置されている。従って、ステータのコアプレ ートをカシメる際に作用する圧力に対して、ステータコアは形状歪み等の影響を 実質上受けることがない。

【００２０】 なお、本考案のモータにおいてトルクの実効値を高めるには、例えば巻線２０ の巻線数を増してトルク定数を向上させればよい。その場合においても、トルク リップルは低い水準に抑えることができる。本実施例では、ステータ１０のうち 、ステータ歯１０１を第１の磁極として、回転軸の時計方向に、順次定義したが 、これに限定することなく、任意のステータ歯を特定の第１の磁極とし、時計方 向でも反時計方向のいずれに定義してよい。また、カシメ部のカシメ方法は、パ ックカシメの例を説明したが、それ自体周知のその他のカシメ手段でも構わない ことは言うまでもない。

【００２１】

【効果】

本考案のモータでは、ステータコアのカシメ部を、第１の磁極部、第５の磁極 部と、第６の磁極部とに設けられているため、トルクリップルが少なく、従って トルクの実効値を高めることができ、更に回転ムラの少ないモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るモータの平面概要図で
ある。

【図２】本考案の一実施例に係るモータのインダクタン
ス波形図である。

【図３】本考案の一実施例に係るモータのトルク波形図
である。

【図４】本考案の第２の実施例に係るモータの平面概要
図である。

【図５】従来のモータの平面概要図である。

【図６】従来のモータの展開概念図である。

【図７】従来のモータのインダクタンス波形図である。

【図８】従来のモータのトルク波形図である。

【符号の説明】

１０ ステータ（電機子） ２０ 巻線 ３０ ロータマグネット ６１〜６３ カシメ部 １００ ステータコア １０１〜１０９ ステータ歯 ２０１〜２０３ コイル

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ９個の磁極部を有し、これら磁極部に１
   種１コイルが捲回される電機子と、この電機子との相対
   回転自在に設けられた交互極性の６極又は１２極の界磁
   手段とを備えたモータであって、 前記電機子は積層したコアプレートがカシメられて一体
   的に形成されてなり、これらコアプレートには、前記９
   個の磁極部のうち３個にそれぞれ一箇所ずつカシメられ
   たカシメ部を有しており、 これらのカシメ部は、前記電機子の第１の磁極部と、第
   ５の磁極部と、第６の磁極部とに設けられた、ことを特
   徴とするモータ。