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JP2013099111A - motor - Google Patents

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JP2013099111A
JP2013099111A JP2011239600A JP2011239600A JP2013099111A JP 2013099111 A JP2013099111 A JP 2013099111A JP 2011239600 A JP2011239600 A JP 2011239600A JP 2011239600 A JP2011239600 A JP 2011239600A JP 2013099111 A JP2013099111 A JP 2013099111A
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field portion
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axial direction
length
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Koji Sugiura
洸嗣 杉浦
Shingo Iguchi
慎吾 井口
Sunao Horikoshi
直 堀越
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

【課題】界磁部を小さく(軸方向の長さを積層コアよりも短く)形成した場合であっても、界磁部の磁束分布が不均一になることによりスキューによる効果が低減することを防止することができるモータを提供する。
【解決手段】モータ1は、界磁部20(軸方向の上側に配置される第一界磁部20aと、第一界磁部20aと同一形状であって第一界磁部20aの軸方向の下側に離間して配置される第二界磁部20b)と、界磁部20と同軸上を回転可能に支持される積層コア53とを具備し、Lm(第一界磁部20a及び第二界磁部20bのそれぞれの軸方向の長さ)<Lc(積層コア53の軸方向の長さ)/2であって、la(第一界磁部20aと第二界磁部20bとの間の軸方向の長さ)=2×lo(積層コア53の一側端部から第一界磁部20aの一側端部までの軸方向の長さ、及び積層コア53の他側端部から第二界磁部20bの他側端部までの軸方向の長さ)を満たす。
【選択図】図8
Even when a field portion is made small (the length in the axial direction is shorter than that of a laminated core), the effect of skew is reduced by non-uniform magnetic flux distribution in the field portion. Provided is a motor that can be prevented.
A motor 1 includes a field portion 20 (a first field portion 20a disposed on the upper side in the axial direction and the same shape as the first field portion 20a, and the axial direction of the first field portion 20a). And a laminated core 53 supported so as to be rotatable coaxially with the field portion 20, and includes Lm (first field portion 20a and Each axial length of the second field portion 20b) <Lc (the axial length of the laminated core 53) / 2, and la (the first field portion 20a and the second field portion 20b) The length in the axial direction from the one side end of the laminated core 53 to the one side end of the first field portion 20a and the other side end of the laminated core 53 To the other end of the second field portion 20b in the axial direction).
[Selection] Figure 8

Description

本発明は、モータの技術に関し、特にコギングトルクを低減させる技術に関する。   The present invention relates to a motor technology, and more particularly to a technology for reducing cogging torque.

従来、環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置され、磁性板材を積み重ねて形成され、前記界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備するモータの技術は公知となっている。このような構成のモータにおいては、積層コアと界磁部とが相互に吸引力を有しているため、電流が印加されていない状態であっても前記積層コアが回転された場合には、いわゆるコギングトルクが発生する。   Conventionally, an annularly formed field portion is disposed opposite to the inside of the field portion, and is formed by stacking magnetic plates, and is supported so as to be rotatable coaxially with the field portion in the circumferential direction. The technology of a motor having a laminated core is known. In the motor having such a configuration, since the laminated core and the field part have mutual attractive force, when the laminated core is rotated even when no current is applied, So-called cogging torque is generated.

このようにコギングトルクが発生すると、前記モータの使用用途に応じた様々な問題がある。例えば、前記モータをEGRバルブの駆動用モータとして使用した場合には、次に示すような問題がある。   When the cogging torque is generated in this way, there are various problems depending on the intended use of the motor. For example, when the motor is used as a motor for driving an EGR valve, there are the following problems.

すなわち、通電をOFFとしてEGRバルブを作動させない場合には、フェイルセーフの観点から、バネ等の付勢力により前記EGRバルブが全閉側に閉まるように力を加えている。かかる場合、発生するコギングトルクが大きいと、前記コギングトルクに打ち勝つようなより大きな付勢力を加える必要がある。しかしながら、通電をONとしてEGRバルブを作動させる場合には、前記付勢力は抵抗力となるため、前記モータの出力をより一層上げる必要がある。このように、発生したコギングトルクが大きいと、前記モータの出力をより一層上げる必要があるという問題がある。さらに、前記EGRバルブのバルブ開度により(前記モータの位相により)出力トルクが変動するため、前記EGRバルブの制御が不安定になるという問題がある。   That is, when the energization is turned off and the EGR valve is not operated, a force is applied so that the EGR valve is closed to the fully closed side by an urging force such as a spring from the viewpoint of fail-safe. In such a case, if the generated cogging torque is large, it is necessary to apply a larger biasing force that overcomes the cogging torque. However, when the EGR valve is operated with energization turned on, the urging force becomes a resistance force, and thus the output of the motor needs to be further increased. Thus, when the generated cogging torque is large, there is a problem that it is necessary to further increase the output of the motor. Furthermore, since the output torque varies depending on the valve opening of the EGR valve (by the phase of the motor), there is a problem that the control of the EGR valve becomes unstable.

これに対して、コギングトルクを低減させる技術が公知となっている。例えば、特許文献1及び2に記載された技術においては、積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成される。これによって、積層コアの各部位におけるコギングトルク波形が相互に合成されることによって打ち消しあって、積層コア全体としてのコギングトルクを低減させることができる。また、特許文献1及び2に記載された技術においては、界磁部の形状を特定することによって、前記界磁部の磁束分布により前記スキューによる効果が低減することを防止している。   On the other hand, techniques for reducing the cogging torque are known. For example, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, a skew that is inclined in the circumferential direction is formed in the laminated core from one end to the other end in the axial direction. As a result, the cogging torque waveforms in the respective portions of the laminated core are mutually combined to cancel each other, and the cogging torque as the whole laminated core can be reduced. In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the effect of the skew is prevented from being reduced due to the magnetic flux distribution of the field part by specifying the shape of the field part.

特開平8−228447号公報JP-A-8-228447 特開平10−117469号公報JP-A-10-117469

しかしながら、特許文献1及び2に記載された技術では、界磁部は、その軸方向の長さを積層コアと同一、又はそれ以上の長さにする必要がある。すなわち、例えば生産コストを抑制するため等の理由によって、界磁部を小さく(軸方向の長さを積層コアよりも短く)形成した場合には、界磁部の磁束分布が不均一になることによりスキューによる効果が低減することとなり問題があった。   However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the field portion needs to have an axial length equal to or longer than that of the laminated core. In other words, when the field part is made small (for example, the axial length is shorter than the laminated core) for reasons such as reducing production costs, the magnetic field distribution in the field part becomes non-uniform. As a result, the effect due to skew is reduced, and there is a problem.

本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、界磁部を小さく(軸方向の長さを積層コアよりも短く)形成した場合であっても、界磁部の磁束分布を均一化することによりスキューによる効果が低減することを防止することができるモータを提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and the problem to be solved is a case where the field portion is made small (the axial length is shorter than the laminated core), An object of the present invention is to provide a motor capable of preventing the effect of skew from being reduced by making the magnetic flux distribution in the field portion uniform.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、環状に形成される界磁部と、前記界磁部の内側に対向して配置され、磁性板材を積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、を具備し、前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成されるモータであって、前記界磁部が、軸方向の一側に配置される第一界磁部と、前記第一界磁部と同一形状であって当該第一界磁部の軸方向の他側に離間して配置される第二界磁部と、により形成され、前記第一界磁部と前記第二界磁部とは、以下の数式(1)及び(2)を満たすものである。
数式(1)・・Lm(第一界磁部及び第二界磁部のそれぞれの軸方向の長さ)<Lc(積層コアの軸方向の長さ)/2
数式(2)・・la(第一界磁部と第二界磁部との間の軸方向の長さ)=2×lo(積層コアの一側端部から第一界磁部の一側端部までの軸方向の長さ、及び積層コアの他側端部から第二界磁部の他側端部までの軸方向の長さ)
That is, according to the first aspect of the present invention, the annularly formed field portion is disposed opposite to the inside of the field portion, and is formed by stacking magnetic plates, and is coaxial with the field portion in the circumferential direction. A laminated core supported rotatably, wherein the laminated core has a skew that is inclined in a circumferential direction from one end to the other end in the axial direction. A first field portion arranged on one side of the direction, and a second field magnet having the same shape as the first field portion and spaced apart on the other side in the axial direction of the first field portion The first field part and the second field part satisfy the following mathematical formulas (1) and (2).
Formula (1) ·· Lm (length in the axial direction of each of the first field portion and the second field portion) <Lc (length in the axial direction of the laminated core) / 2
Formula (2) ·· la (length in the axial direction between the first field part and the second field part) = 2 × lo (one side end of the laminated core to one side of the first field part) Axial length to the end and axial length from the other end of the laminated core to the other end of the second field part)

請求項2においては、前記界磁部として希土類磁石を用いるものである。   In the present invention, a rare earth magnet is used as the field part.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、界磁部を小さく(軸方向の長さを積層コアよりも短く)形成した場合であっても、前記界磁部の磁束分布を均一化することによりスキューによる効果が低減することを防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, even when the field portion is made small (the axial length is shorter than that of the laminated core), the effect of skew is reduced by uniformizing the magnetic flux distribution of the field portion. Can be prevented.

請求項2においては、界磁部を小さく(軸方向の長さを積層コアよりも短く)形成するので、前記界磁部として一般的に高価である希土類磁石を用いた場合であっても、生産コストを抑制することができる。   In claim 2, since the field portion is formed small (the axial length is shorter than that of the laminated core), even when a rare earth magnet that is generally expensive is used as the field portion, Production costs can be reduced.

本発明の一実施形態に係るモータの構成を示した分解斜視図。The disassembled perspective view which showed the structure of the motor which concerns on one Embodiment of this invention. モータの一部の構成を示した側面断面図。Side surface sectional drawing which showed the structure of a part of motor. 図2におけるA−A線矢視端面図。FIG. 3 is an end view taken along line AA in FIG. 2. 積層コアの構成を示した斜視図。The perspective view which showed the structure of the laminated core. コア部材の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the core member. 界磁部の磁束分布が均一な場合のコア部材のコギングトルク波形を示したグラフ。The graph which showed the cogging torque waveform of the core member when the magnetic flux distribution of a field part is uniform. 界磁部の構成を示した一部拡大図。The partially expanded view which showed the structure of the field part. 界磁部の構成と積層コアの表面の磁束分布との関係を示した表。The table | surface which showed the relationship between the structure of a field part, and the magnetic flux distribution of the surface of a lamination | stacking core. 界磁部の磁束分布が不均一な場合のコア部材のコギングトルク波形を示したグラフ。The graph which showed the cogging torque waveform of the core member when the magnetic flux distribution of a field part is non-uniform | heterogenous.

まず、本発明の一実施形態に係るモータ1の全体的な構成について、図1から図4を用いて簡単に説明する。
なお、以下の説明では、各図面に示した矢印方向に基づいて前後方向、左右方向、及び上下方向を規定する。
First, an overall configuration of a motor 1 according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS.
In the following description, the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction are defined based on the arrow directions shown in the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータ1の構成を示した分解斜視図である。また、図2は、モータ1の一部の構成を示した側面断面図である。また、図3は、図2におけるA−A線矢視端面図である。また、図4は、積層コア53の構成を示した斜視図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a motor 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of a part of the motor 1. FIG. 3 is an end view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the laminated core 53.

図1から図3に示すモータ1は、いわゆるDCブラシ付きモータである。モータ1は、主として、ケース10と、界磁部20と、ブラシホルダ30と、ブラケット40と、アーマチュア50と、を具備する。   The motor 1 shown in FIGS. 1 to 3 is a so-called DC brush motor. The motor 1 mainly includes a case 10, a field part 20, a brush holder 30, a bracket 40, and an armature 50.

図1から図3に示すケース10は、モータ1を構成する各部材を収容すると共に、ヨークとしての機能を有するものである。ケース10は、その筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。ケース10の上端部には、開口部11が形成される。ケース10の下端部には、前記開口部11に対向する支持部12が形成される。支持部12の内側には、ベアリング13が配設される。   A case 10 shown in FIGS. 1 to 3 accommodates each member constituting the motor 1 and has a function as a yoke. The case 10 is formed in a substantially cylindrical shape with its cylindrical direction directed in the vertical direction. An opening 11 is formed at the upper end of the case 10. A support 12 that faces the opening 11 is formed at the lower end of the case 10. A bearing 13 is disposed inside the support portion 12.

図1から図3に示す界磁部20は、複数のマグネット21を周方向に配置して環状に形成される。なお、界磁部20の構成についての詳細な説明は後述する。
なお、界磁部20は、本発明における「界磁部」の一実施形態である。
The field part 20 shown in FIGS. 1 to 3 is formed in an annular shape by arranging a plurality of magnets 21 in the circumferential direction. A detailed description of the configuration of the field unit 20 will be given later.
The field portion 20 is an embodiment of the “field portion” in the present invention.

図1に示すブラシホルダ30は、ケース10の開口部11に嵌合される。ブラシホルダ30は、その軸方向を上下方向へ向けた略短円柱形状に形成される。ブラシホルダ30の上側面には、電流の入出力端子であるターミナル31・31が配設される。ターミナル31・31は、ブラシホルダ30の下側面に配設されたブラシ34・34と、それぞれ電気的に接続される。ブラシホルダ30の上側中央部には、その内側に整流子52を収容する収容部32が形成される。また、収容部32の上側中央部には、挿通孔33が開口される。   A brush holder 30 shown in FIG. 1 is fitted into the opening 11 of the case 10. The brush holder 30 is formed in a substantially short cylindrical shape whose axial direction is directed in the vertical direction. Terminals 31 and 31 that are current input / output terminals are disposed on the upper side surface of the brush holder 30. The terminals 31 and 31 are electrically connected to brushes 34 and 34 disposed on the lower surface of the brush holder 30, respectively. A housing portion 32 that houses the commutator 52 is formed inside the upper center portion of the brush holder 30. An insertion hole 33 is opened in the upper center portion of the housing portion 32.

図1に示すブラケット40は、ケース10を閉塞するものである。ブラケット40の上側中央部には、支持部41が形成される。支持部41の内側には、ベアリング42が配設される。   The bracket 40 shown in FIG. 1 closes the case 10. A support portion 41 is formed at the upper center portion of the bracket 40. A bearing 42 is disposed inside the support portion 41.

図1に示すアーマチュア50は、主として、回転軸51と、整流子52と、積層コア53と、を具備する。   The armature 50 shown in FIG. 1 mainly includes a rotating shaft 51, a commutator 52, and a laminated core 53.

図1から図4に示す回転軸51は、その軸方向を上下方向へ向け、ケース10の内側であって当該ケース10(界磁部20)と同軸上に配置される。回転軸51の下端側は、ベアリング13に回動自在に支持される。また、回転軸51の上端側は、挿通孔33を通ってベアリング42に回動自在に支持される。このように、回転軸51は、ケース10の内側で、ベアリング13及びベアリング42を介して回動自在に支持される。なお、回転軸51の下端側は、モータ1の出力軸として外方へ向けて延出される。   The rotating shaft 51 shown in FIGS. 1 to 4 is arranged on the inner side of the case 10 and coaxially with the case 10 (field portion 20) with the axial direction thereof directed in the vertical direction. The lower end side of the rotating shaft 51 is rotatably supported by the bearing 13. Further, the upper end side of the rotating shaft 51 is rotatably supported by the bearing 42 through the insertion hole 33. Thus, the rotating shaft 51 is rotatably supported inside the case 10 via the bearing 13 and the bearing 42. In addition, the lower end side of the rotating shaft 51 is extended outward as an output shaft of the motor 1.

図1に示す整流子52は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。整流子52は、回転軸51に相対回転不能に固定されて、ブラシホルダ30の収容部32の内側に配置される。整流子52には、ブラシホルダ30のブラシ34・34が接触される。そして、モータ1の外部からターミナル31を介して供給された電気が、ブラシ34を介して整流子52に供給される。   The commutator 52 shown in FIG. 1 is formed in a substantially cylindrical shape whose axial direction is directed in the vertical direction. The commutator 52 is fixed to the rotating shaft 51 so as not to rotate relative to the rotating shaft 51, and is disposed inside the housing portion 32 of the brush holder 30. The brushes 34 and 34 of the brush holder 30 are brought into contact with the commutator 52. The electricity supplied from the outside of the motor 1 through the terminal 31 is supplied to the commutator 52 through the brush 34.

図1から図4に示す積層コア53は、磁性板材からなるコア部材100を複数枚積み重ねて形成される。積層コア53は、その軸方向を上下方向へ向けた略円柱形状に形成される。積層コア53は、整流子52の下方にて回転軸51に相対回転不能に固定される。これによって、積層コア53は、界磁部20と同軸上を、回転軸51を介して軸回り(周方向)に回転可能に支持される。積層コア53は、界磁部20の内側に対向して配置され、上下方向位置で当該界磁部20と同一位置に配置される。積層コア53(より詳細には、後述する複数のティース部62)には、巻線65が巻回される。なお、図1以外の図では、説明の便宜上、巻線65の図示を省略している。
なお、積層コア53は、本発明における「積層コア」の一実施形態である。
The laminated core 53 shown in FIGS. 1 to 4 is formed by stacking a plurality of core members 100 made of a magnetic plate material. The laminated core 53 is formed in a substantially cylindrical shape whose axial direction is directed in the vertical direction. The laminated core 53 is fixed to the rotary shaft 51 below the commutator 52 so as not to be relatively rotatable. Thereby, the laminated core 53 is supported so as to be rotatable around the axis (circumferential direction) via the rotation shaft 51 on the same axis as the field magnet portion 20. The laminated core 53 is disposed so as to face the inside of the field portion 20 and is disposed at the same position as the field portion 20 in the vertical direction position. A winding 65 is wound around the laminated core 53 (more specifically, a plurality of teeth 62 described later). In the drawings other than FIG. 1, the winding 65 is not shown for convenience of explanation.
The laminated core 53 is an embodiment of the “laminated core” in the present invention.

以上のような構成において、モータ1には、モータ1の外部からターミナル31を介して電流が供給される。そして、ターミナル31に供給された電流は、ブラシ34により整流子52に供給されて、積層コア53に巻回された巻線65に供給される。これによって、アーマチュア50が界磁部20との電磁作用により、回転軸51の軸回りに回動する。そして、回転軸51が軸回りに回動することにより、モータ1のトルクが発生する。   In the above configuration, a current is supplied to the motor 1 from the outside of the motor 1 via the terminal 31. The current supplied to the terminal 31 is supplied to the commutator 52 by the brush 34 and supplied to the winding 65 wound around the laminated core 53. As a result, the armature 50 rotates around the axis of the rotating shaft 51 by the electromagnetic action with the field magnet portion 20. And the torque of the motor 1 generate | occur | produces because the rotating shaft 51 rotates around an axis | shaft.

次に、積層コア53の構成について、図1から図6を用いてさらに詳細に説明する。
なお、図5は、コア部材100の構成を示した平面図である。また、図6は、界磁部20の磁束分布が均一な場合のコア部材101・102・・116のコギングトルク波形を示したグラフである。
Next, the configuration of the laminated core 53 will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the core member 100. FIG. 6 is a graph showing the cogging torque waveform of the core members 101, 102,... 116 when the magnetic flux distribution of the field portion 20 is uniform.

図1から図4に示す積層コア53は、上述の如く、磁性板材からなるコア部材100を複数枚積み重ねて形成される。コア部材100は、その板面を積層コア53の軸方向と同一方向(上下方向)へ向けて積み重ねられる。図5に示すコア部材100は、主として、ヨーク部61と、ティース部62と、を具備する。   The laminated core 53 shown in FIGS. 1 to 4 is formed by stacking a plurality of core members 100 made of a magnetic plate material as described above. The core member 100 is stacked with its plate surface directed in the same direction (vertical direction) as the axial direction of the laminated core 53. A core member 100 shown in FIG. 5 mainly includes a yoke portion 61 and a teeth portion 62.

図5に示すヨーク部61は、コア部材100の中心部に位置する部位である。ヨーク部61は、その板面を上下方向へ向けた略板状部材であって略環状に形成される。ヨーク部61の中央には、回転軸51が挿通するための挿通孔63が開口される。   The yoke part 61 shown in FIG. 5 is a part located in the center part of the core member 100. The yoke portion 61 is a substantially plate-like member whose plate surface is directed in the vertical direction, and is formed in a substantially annular shape. An insertion hole 63 through which the rotating shaft 51 is inserted is opened at the center of the yoke portion 61.

図5に示すティース部62は、コア部材100の外側部(ヨーク部61の外側)に位置する部位である。ティース部62は、平面視で略T字状に形成される。ティース部62は、同一形状のものが複数(本実施形態では、10)設けられる。ティース部62・62・・は、ヨーク部61の外周縁部に周方向に均等に配置されて、当該外周縁部から長手方向を外径方向へ向けて延出される。ティース部62・62・・には、巻線65が巻回される(図1参照)。   The teeth part 62 shown in FIG. 5 is a part located in the outer side part of the core member 100 (outside of the yoke part 61). The teeth part 62 is formed in a substantially T shape in plan view. The teeth part 62 is provided with a plurality (10 in this embodiment) of the same shape. The teeth portions 62, 62,... Are evenly disposed in the circumferential direction on the outer peripheral edge portion of the yoke portion 61, and extend from the outer peripheral edge portion in the longitudinal direction toward the outer radial direction. A winding 65 is wound around the teeth portions 62, 62,... (See FIG. 1).

また、本実施形態において、積層コア53は、コア部材100を16枚積み重ねて形成される。そして、コア部材100・100・・は、最も上側に配置されたコア部材100から1枚ずつ下側に行くに従って、平面視で反時計回りに徐々(均等に)に回転した状態(位相をずらした状態)で配置される。このような構成により、積層コア53の外周面には、複数(本実施形態では、10つ)のスキュー70・70・・が形成される。スキュー70・70・・は、上側が左方で下側が右方となるように、すなわち上側端部から下側端部に行くに従って周方向に傾斜して形成される。
なお、スキュー70は、本発明における「スキュー」の一実施形態である。
In the present embodiment, the laminated core 53 is formed by stacking 16 core members 100. Then, the core members 100, 100,... Are in a state of rotating gradually (equally) counterclockwise in plan view as they go down one by one from the uppermost core member 100 arranged (shifting the phase). Arranged). With such a configuration, a plurality (ten in this embodiment) of skews 70, 70,... Are formed on the outer peripheral surface of the laminated core 53. The skews 70, 70,... Are formed so as to incline in the circumferential direction so that the upper side is on the left side and the lower side is on the right side, that is, from the upper end to the lower end.
The skew 70 is an embodiment of “skew” in the present invention.

なお、図4及び図7に示すように、以下では説明に応じて、積層コア53にて積み重ねられたコア部材100・100・・のうち、最も上側に配置されたコア部材100を「コア部材101」と称し、当該コア部材101から下側に1枚ずつ行くに従って「コア部材102・コア部材103・コア部材104・・コア部材115・コア部材116」と、それぞれ称する。   As shown in FIGS. 4 and 7, the core member 100 disposed on the uppermost side among the core members 100, 100.. 101 ”, and“ core member 102, core member 103, core member 104, core member 115, and core member 116 ”as they go downward one by one from the core member 101, respectively.

そして、界磁部20の磁束分布が均一な場合には、スキュー70・70・・を形成することによって、コア部材101・102・・116にて、それぞれ位相がずれたコギングトルク波形が発生する。より詳細には、コア部材101とコア部材109、コア部材102とコア部材110、・・、コア部材109とコア部材116にて、相互に逆位相となると共に振幅が一致するコギングトルク波形が発生する。そして、これらの位相がずれたコギングトルク波形が相互に合成されることによって打ち消しあって、コア部材101・102・・116(積層コア53)全体としてコギングトルクが低減するのである。なお、本実施形態では、上述の如く、積層コア53の上側半分と下側半分と(すなわち、コア部材101から108と、コア部材109から116と)のコギングトルク波形が相互に合成されることによって打ち消しあうように構成される。
このように、積層コア53にスキュー70・70・・を形成することによって、コギングトルクを低減させることができる。
When the magnetic flux distribution of the field portion 20 is uniform, the cogging torque waveforms having different phases are generated in the core members 101, 102, 116 by forming the skews 70, 70,. . More specifically, the core member 101 and the core member 109, the core member 102 and the core member 110,..., And the core member 109 and the core member 116 generate cogging torque waveforms that have opposite phases and the same amplitude. To do. Then, these cogging torque waveforms with shifted phases cancel each other out, and the cogging torque is reduced as a whole of the core members 101, 102, 116 (laminated core 53). In the present embodiment, as described above, the cogging torque waveforms of the upper half and the lower half of the laminated core 53 (that is, the core members 101 to 108 and the core members 109 to 116) are combined with each other. Is configured to cancel each other out.
Thus, by forming the skews 70, 70,... In the laminated core 53, the cogging torque can be reduced.

次に、界磁部20の構成について、図7を用いて詳細に説明する。
図7は、界磁部20の構成を示した一部拡大図である。
Next, the configuration of the field magnet portion 20 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a partially enlarged view showing the configuration of the field magnet portion 20.

界磁部20は、上述の如く、複数のマグネット21を周方向に配置して環状に形成される。本実施形態では、マグネット21として希土類磁石が用いられる。界磁部20は、第一界磁部20aと、第二界磁部20bと、により構成される。   As described above, the field portion 20 is formed in an annular shape by arranging a plurality of magnets 21 in the circumferential direction. In the present embodiment, a rare earth magnet is used as the magnet 21. The field part 20 includes a first field part 20a and a second field part 20b.

第一界磁部20aは、複数のマグネット21aを周方向に配置して環状に形成される。マグネット21aは、その板面をケース10における内径方向及び外径方向へ向けた略湾曲板状に形成される。マグネット21aは、それぞれ同一形状のものが複数(本実施形態では、4つ)設けられる。マグネット21a・21a・・は、ケース10の内周面に固着される。マグネット21a・21a・・は、周方向に均等に配置され、全体として筒心(軸)方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。第一界磁部20aの上側端部は、積層コア53の上側端部よりも下方に形成される。   The first field portion 20a is formed in an annular shape by arranging a plurality of magnets 21a in the circumferential direction. The magnet 21 a is formed in a substantially curved plate shape with its plate surface directed in the inner diameter direction and the outer diameter direction in the case 10. A plurality (four in this embodiment) of magnets 21a having the same shape are provided. The magnets 21a, 21a,... Are fixed to the inner peripheral surface of the case 10. The magnets 21a, 21a,... Are equally arranged in the circumferential direction, and are formed in a substantially cylindrical shape as a whole with the cylinder center (axis) direction directed in the vertical direction. The upper end portion of the first field portion 20 a is formed below the upper end portion of the laminated core 53.

第二界磁部20bは、第一界磁部20aと同一形状であって、当該第一界磁部20aの軸方向の下側に離間して配置される。   The second field portion 20b has the same shape as the first field portion 20a, and is spaced apart from the lower side in the axial direction of the first field portion 20a.

より詳細には、第二界磁部20bは、マグネット21aと同一形状である複数のマグネット21bを周方向に配置して環状に形成される。マグネット21bは、その板面をケース10における内径方向及び外径方向へ向けた略湾曲板状に形成される。マグネット21bは、それぞれ同一形状のものが複数(本実施形態では、4つ)設けられる。マグネット21b・21b・・は、ケース10の内周面に固着される。マグネット21b・21b・・は、周方向に均等に配置され、全体として筒心方向を上下方向へ向けた略円筒形状に形成される。第二界磁部20bの下側端部は、積層コア53の下側端部よりも上方に形成される。   More specifically, the second field portion 20b is formed in an annular shape by arranging a plurality of magnets 21b having the same shape as the magnet 21a in the circumferential direction. The magnet 21b is formed in a substantially curved plate shape with its plate surface facing the inner diameter direction and the outer diameter direction in the case 10. A plurality of magnets 21b having the same shape (four in this embodiment) are provided. The magnets 21b, 21b,... Are fixed to the inner peripheral surface of the case 10. The magnets 21b, 21b,... Are evenly arranged in the circumferential direction, and are formed in a substantially cylindrical shape as a whole with the cylinder center direction directed in the vertical direction. The lower end portion of the second field portion 20 b is formed above the lower end portion of the laminated core 53.

このように、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)は、軸方向の長さ(第一界磁部20aの上側端部から第二界磁部20bの下側端部までの長さ)が、積層コア53の軸方向の長さ(積層コア53の上側端部から下側端部までの長さ)よりも短く形成される。   Thus, the field portion 20 (the first field portion 20a and the second field portion 20b) has an axial length (from the upper end of the first field portion 20a to the bottom of the second field portion 20b). The length to the side end) is shorter than the axial length of the laminated core 53 (the length from the upper end to the lower end of the laminated core 53).

そして、第一界磁部20a及び第二界磁部20bは、以下の数式(1)及び数式(2)を満たすように形成される。   And the 1st field part 20a and the 2nd field part 20b are formed so that the following numerical formula (1) and numerical formula (2) may be satisfy | filled.

(数1)
Lm<Lc/2
(Equation 1)
Lm <Lc / 2

ここで、前記「Lm」は、第一界磁部20a及び第二界磁部20bのそれぞれの軸方向の長さを指すものである。また、前記「Lc」は、積層コア53の軸方向の長さを指すものである。   Here, “Lm” refers to the axial length of each of the first field portion 20a and the second field portion 20b. The “Lc” refers to the axial length of the laminated core 53.

(数2)
la=2×lo
(Equation 2)
la = 2 × lo

ここで、前記「la」は、第一界磁部20aと第二界磁部20bとの間の軸方向の長さを指すものである。また、前記「lo」は、積層コア53の上側端部(一側端部)から第一界磁部20aの上側端部(一側端部)までの軸方向の長さ、及び積層コア53の下側端部(他側端部)から第二界磁部20bの下側端部(他側端部)までの軸方向の長さを指すものである。   Here, “la” refers to the length in the axial direction between the first field portion 20a and the second field portion 20b. The “lo” is the axial length from the upper end (one side end) of the laminated core 53 to the upper end (one side end) of the first field part 20 a, and the laminated core 53. This refers to the length in the axial direction from the lower end (other end) of the second field portion 20b to the lower end (other end).

以下では、第一界磁部20a及び第二界磁部20bが上記数式(1)及び数式(2)を満たすことによって奏する効果について、図8及び図9を用いて説明する。
図8は、界磁部20及び従来の界磁部120の構成と積層コア53の表面の磁束分布との関係を示した表である。また、図9は、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)の磁束分布が不均一な場合のコア部材101・102・・116のコギングトルク波形を示したグラフである。
Below, the effect produced when the 1st field part 20a and the 2nd field part 20b satisfy | fill said numerical formula (1) and numerical formula (2) is demonstrated using FIG.8 and FIG.9.
FIG. 8 is a table showing the relationship between the configuration of the field unit 20 and the conventional field unit 120 and the magnetic flux distribution on the surface of the laminated core 53. FIG. 9 is a graph showing the cogging torque waveform of the core members 101, 102, .. 116 when the magnetic flux distribution of the field portion 20 (the first field portion 20a and the second field portion 20b) is not uniform. It is.

図8に示すように、従来の界磁部120の構成(上記数式(1)及び数式(2)を満たさないような構成)によれば、積層コア53の表面の磁束密度が、当該積層コア53の上側半分と下側半分との対応する箇所で一致していない。ここで、前記「積層コア53の上側半分と下側半分との対応する箇所」とは、界磁部120の磁束分布が均一な場合であれば、相互に合成されることによって打ち消しあうこととなるコギングトルク波形が生じる箇所を指すものである。したがって、かかる場合には、前記積層コア53の上側半分と下側半分との対応する箇所において、コギングトルク波形が変化して、相互に逆位相となると共に振幅が一致する関係とはならない。その結果、界磁部120の磁束分布によりスキュー70・70・・による効果が低減することとなる(コギングトルクを低減させることができない)。   As shown in FIG. 8, according to the configuration of the conventional field portion 120 (configuration that does not satisfy the above formulas (1) and (2)), the magnetic flux density on the surface of the laminated core 53 is The upper half and the lower half of 53 do not match at corresponding locations. Here, the “corresponding portion between the upper half and the lower half of the laminated core 53” means that if the magnetic field distribution of the field portion 120 is uniform, they are canceled by being combined with each other. This is a point where a cogging torque waveform is generated. Therefore, in such a case, the cogging torque waveforms change at the corresponding portions of the upper half and the lower half of the laminated core 53, so that the phases are opposite to each other and the amplitudes do not coincide with each other. As a result, the effect of the skew 70, 70,... Is reduced by the magnetic flux distribution of the field part 120 (cogging torque cannot be reduced).

これに対して、図8に示すように、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)の構成(上記数式(1)及び数式(2)を満たすような構成)によれば、積層コア53の表面の磁束密度が、当該積層コア53の上側半分と下側半分との対応する箇所で一致している。したがって、かかる場合には、前記積層コア53の上側半分と下側半分との対応する箇所において、コギングトルク波形が変化したとしても、図9に示すように、相互に逆位相となると共に振幅が一致する関係が維持されている。その結果、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)の磁束分布によりスキュー70・70・・による効果が低減することを防止することができる(コギングトルクを低減させることができる)。   On the other hand, as shown in FIG. 8, the configuration of the field portion 20 (the first field portion 20a and the second field portion 20b) (a configuration that satisfies the above formulas (1) and (2)). According to the above, the magnetic flux density on the surface of the laminated core 53 is the same in the corresponding portions of the upper half and the lower half of the laminated core 53. Therefore, in such a case, even if the cogging torque waveform changes in the corresponding portions of the upper half and the lower half of the laminated core 53, as shown in FIG. A matching relationship is maintained. As a result, it is possible to prevent the effects due to the skews 70, 70,. be able to).

以上のように、本発明の一実施形態に係るモータ1は、
環状に形成される界磁部20と、
前記界磁部20の内側に対向して配置され、コア部材100(磁性板材)を積み重ねて形成され、当該界磁部20と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コア53と、
を具備し、
前記積層コア53に軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキュー70・70・・が形成されるモータであって、
前記界磁部20が、軸方向の上側(一側)に配置される第一界磁部20aと、前記第一界磁部20aと同一形状であって当該第一界磁部20aの軸方向の下側(他側)に離間して配置される第二界磁部20bと、により形成され、
前記第一界磁部20aと前記第二界磁部20bとは、以下の数式(1)及び(2)を満たすものである。
数式(1)・・Lm(第一界磁部20a及び第二界磁部20bのそれぞれの軸方向の長さ)<Lc(積層コア53の軸方向の長さ)/2
数式(2)・・la(第一界磁部20aと第二界磁部20bとの間の軸方向の長さ)=2×lo(積層コア53の一側端部から第一界磁部20aの一側端部までの軸方向の長さ、及び積層コア53の他側端部から第二界磁部20bの他側端部までの軸方向の長さ)
As described above, the motor 1 according to one embodiment of the present invention is
A field portion 20 formed in an annular shape;
A laminated core 53 that is disposed facing the inside of the field portion 20 and is formed by stacking core members 100 (magnetic plate materials), and is supported so as to be rotatable coaxially with the field portion 20 in the circumferential direction;
Comprising
The laminated core 53 is a motor in which skews 70, 70,... That are inclined in the circumferential direction from one end to the other end in the axial direction are formed,
The field part 20 has the same shape as the first field part 20a and the first field part 20a arranged on the upper side (one side) in the axial direction, and the axial direction of the first field part 20a. A second field portion 20b that is spaced apart from the lower side (the other side) of
The first field part 20a and the second field part 20b satisfy the following formulas (1) and (2).
Formula (1) ·· Lm (length in the axial direction of each of the first field portion 20a and the second field portion 20b) <Lc (length in the axial direction of the laminated core 53) / 2
Formula (2) ·· la (length in the axial direction between the first field portion 20a and the second field portion 20b) = 2 × lo (from one end of the laminated core 53 to the first field portion) The length in the axial direction to one end of 20a and the length in the axial direction from the other end of the laminated core 53 to the other end of the second field portion 20b)

このような構成により、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)を小さく(軸方向の長さを積層コア53よりも短く)形成した場合であっても、前記界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)の磁束分布を均一化することによりスキュー70・70・・による効果が低減することを防止することができる。これによって、界磁部20を小さく形成することができるので、生産コストを抑制することができる。   With such a configuration, even when the field portion 20 (the first field portion 20a and the second field portion 20b) is formed small (the axial length is shorter than the laminated core 53), By making the magnetic flux distribution of the field part 20 (the first field part 20a and the second field part 20b) uniform, it is possible to prevent the effects due to the skews 70, 70,. As a result, the field portion 20 can be formed small, and the production cost can be suppressed.

また、前記界磁部20として希土類磁石を用いるものである。   Further, a rare earth magnet is used as the field part 20.

このような構成により、界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)を小さく(軸方向の長さを積層コア53よりも短く)形成するので、前記界磁部20(第一界磁部20a及び第二界磁部20b)として一般的に高価である希土類磁石を用いた場合であっても、生産コストを抑制することができる。   With this configuration, the field portion 20 (the first field portion 20a and the second field portion 20b) is formed to be small (the axial length is shorter than that of the laminated core 53). Even if rare earth magnets that are generally expensive are used as the (first field part 20a and second field part 20b), the production cost can be suppressed.

1 モータ
20 界磁部
20a 第一界磁部
20b 第二界磁部
53 積層コア
70 スキュー
1 motor 20 field part 20a first field part 20b second field part 53 laminated core 70 skew

Claims (2)

環状に形成される界磁部と、
前記界磁部の内側に対向して配置され、磁性板材を積み重ねて形成され、当該界磁部と同軸上を周方向に回転可能に支持される積層コアと、
を具備し、
前記積層コアに軸方向の一端から他端に行くに従って周方向に傾斜するスキューが形成されるモータであって、
前記界磁部が、軸方向の一側に配置される第一界磁部と、前記第一界磁部と同一形状であって当該第一界磁部の軸方向の他側に離間して配置される第二界磁部と、により形成され、
前記第一界磁部と前記第二界磁部とは、以下の数式(1)及び(2)を満たす、
ことを特徴とするモータ。
数式(1)・・Lm(第一界磁部及び第二界磁部のそれぞれの軸方向の長さ)<Lc(積層コアの軸方向の長さ)/2
数式(2)・・la(第一界磁部と第二界磁部との間の軸方向の長さ)=2×lo(積層コアの一側端部から第一界磁部の一側端部までの軸方向の長さ、及び積層コアの他側端部から第二界磁部の他側端部までの軸方向の長さ)
A field part formed in an annular shape;
A laminated core that is arranged facing the inside of the field part, is formed by stacking magnetic plates, and is supported so as to be rotatable coaxially with the field part in the circumferential direction;
Comprising
The laminated core is a motor in which a skew that is inclined in the circumferential direction from one end to the other end in the axial direction is formed,
The field portion has a first field portion disposed on one side in the axial direction and the same shape as the first field portion and is spaced apart from the other side in the axial direction of the first field portion. A second field portion to be disposed,
The first field part and the second field part satisfy the following mathematical formulas (1) and (2):
A motor characterized by that.
Formula (1) ·· Lm (length in the axial direction of each of the first field portion and the second field portion) <Lc (length in the axial direction of the laminated core) / 2
Formula (2) ·· la (length in the axial direction between the first field part and the second field part) = 2 × lo (one side end of the laminated core to one side of the first field part) Axial length to the end and axial length from the other end of the laminated core to the other end of the second field part)
前記界磁部として希土類磁石を用いる、
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。
Using a rare earth magnet as the field part,
The motor according to claim 1.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08103059A (en) * 1994-09-29 1996-04-16 Mitsubishi Electric Corp Permanent magnet type starter device
JPH08228447A (en) * 1995-02-23 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Synchronous motor with rotor with permanent magnet
JPH10117469A (en) * 1996-10-09 1998-05-06 Sayama Precision Ind Co Dc motor using permanent magnet as field magnet
JP2008160908A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 Mabuchi Motor Co Ltd Miniature motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08103059A (en) * 1994-09-29 1996-04-16 Mitsubishi Electric Corp Permanent magnet type starter device
JPH08228447A (en) * 1995-02-23 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Synchronous motor with rotor with permanent magnet
JPH10117469A (en) * 1996-10-09 1998-05-06 Sayama Precision Ind Co Dc motor using permanent magnet as field magnet
JP2008160908A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 Mabuchi Motor Co Ltd Miniature motor

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