JP3301980B2 - 集中巻方式のブラシレスｄｃモータ - Google Patents
集中巻方式のブラシレスｄｃモータInfo
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Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はモータの振動と騒音
を低減した密閉型圧縮機の駆動用モータに用いるに適し
た集中巻方式のブラシレスＤＣモータに関する。
を低減した密閉型圧縮機の駆動用モータに用いるに適し
た集中巻方式のブラシレスＤＣモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、エアコン等の空調機器の普及に伴
って、形状的には小型化が、省電力のためにはエネルギ
ー効率のアップが求められており、特に空調機器の密閉
型圧縮機に用いられる駆動用モータは小型化と高効率化
が望まれている。
って、形状的には小型化が、省電力のためにはエネルギ
ー効率のアップが求められており、特に空調機器の密閉
型圧縮機に用いられる駆動用モータは小型化と高効率化
が望まれている。
【０００３】従来、一般に密閉型圧縮機の駆動用モータ
には分布巻方式のブラシレスＤＣモータが用いられてい
るが、本出願人は製造工程の簡素化と小型化及び効率ア
ップのために集中巻方式のブラシレスＤＣモータを提案
した。
には分布巻方式のブラシレスＤＣモータが用いられてい
るが、本出願人は製造工程の簡素化と小型化及び効率ア
ップのために集中巻方式のブラシレスＤＣモータを提案
した。
【０００４】集中巻方式のブラシレスＤＣモータは図７
に示すようにステータ１とロータ２により構成されてい
て、ステータは図７（Ａ）のような形状であり、ステー
タ板（珪素鋼板）を積層してステータコア１１を形成し
ている。ステータコア１１は歯部１２が設けられ、歯部
１２は所定の歯幅を有しその両脇には歯部先端部１３が
設けられている。この歯部１２にスロット部の空間を利
用して駆動コイル（図示せず）を直接巻回し、所謂、集
中直巻方式によってステータ１の磁極を形成し、この例
では４極６スロットのステータである。
に示すようにステータ１とロータ２により構成されてい
て、ステータは図７（Ａ）のような形状であり、ステー
タ板（珪素鋼板）を積層してステータコア１１を形成し
ている。ステータコア１１は歯部１２が設けられ、歯部
１２は所定の歯幅を有しその両脇には歯部先端部１３が
設けられている。この歯部１２にスロット部の空間を利
用して駆動コイル（図示せず）を直接巻回し、所謂、集
中直巻方式によってステータ１の磁極を形成し、この例
では４極６スロットのステータである。
【０００５】また、ロータ２は図７（Ｂ）のような形状
であり、珪素鋼板を積層してロータコア２１を形成して
いる。ロータコア２１には永久磁石２２が埋め込まれて
いる。ロータ２の永久磁石２２としては通常のフェライ
ト系の磁石でもよいが、モータの小型化のためにはＢＨ
積の大きい磁石、即ち、ネオジューム、鉄、ボロンから
なるネオジ磁石、またサマリウムコバルト系磁石など
の、所謂、希土類磁石等を用いることができる。
であり、珪素鋼板を積層してロータコア２１を形成して
いる。ロータコア２１には永久磁石２２が埋め込まれて
いる。ロータ２の永久磁石２２としては通常のフェライ
ト系の磁石でもよいが、モータの小型化のためにはＢＨ
積の大きい磁石、即ち、ネオジューム、鉄、ボロンから
なるネオジ磁石、またサマリウムコバルト系磁石など
の、所謂、希土類磁石等を用いることができる。
【０００６】このように形成されたステータ１の中心に
ロータ２を挿入して集中巻方式のブラシレスＤＣモータ
を構成することにより、分布巻方式のブラシレスＤＣモ
ータのステータに比して小型に形成することができる。
しかし、かかる構成の集中巻方式のブラシレスＤＣモー
タであっても、モータの特性としてどうしてもトルクの
変動と、それに伴う騒音の発生を皆無にすることはでき
ず、幾分かのトルクの変動と、それに伴う振動、騒音は
許容せざるを得なかった。
ロータ２を挿入して集中巻方式のブラシレスＤＣモータ
を構成することにより、分布巻方式のブラシレスＤＣモ
ータのステータに比して小型に形成することができる。
しかし、かかる構成の集中巻方式のブラシレスＤＣモー
タであっても、モータの特性としてどうしてもトルクの
変動と、それに伴う騒音の発生を皆無にすることはでき
ず、幾分かのトルクの変動と、それに伴う振動、騒音は
許容せざるを得なかった。
【０００７】特に従来から用いられているロータの積厚
方向（積層方向）が、一定方向に打ち抜き（自動カシ
メ）されるため、ロータコアの外周部の形状もコア積層
方向に対し全て同一形状となる構造を有していること
も、トルクの変動とそれに伴う振動、騒音の発生の一要
因であった。
方向（積層方向）が、一定方向に打ち抜き（自動カシ
メ）されるため、ロータコアの外周部の形状もコア積層
方向に対し全て同一形状となる構造を有していること
も、トルクの変動とそれに伴う振動、騒音の発生の一要
因であった。
【０００８】振動、騒音低減の方策を考える際に、一般
的な誘導電動機に採用されているスキュー効果が一対策
となるが、本発明が対象とする集中巻方式のブラシレス
ＤＣモータでは、ロータは磁石埋め込み型とすることか
ら、ロータ側にスキューを設けることは簡単ではなく、
スキュー効果を得るためには、ステータ側にスキューを
設ける構造とせざるを得なくなり、ステータ製造時の工
数アップ、製造品質の低下等のリスクを負わなければな
らなかった。
的な誘導電動機に採用されているスキュー効果が一対策
となるが、本発明が対象とする集中巻方式のブラシレス
ＤＣモータでは、ロータは磁石埋め込み型とすることか
ら、ロータ側にスキューを設けることは簡単ではなく、
スキュー効果を得るためには、ステータ側にスキューを
設ける構造とせざるを得なくなり、ステータ製造時の工
数アップ、製造品質の低下等のリスクを負わなければな
らなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、ロー
タの構造に工夫を凝らすことにより、トルクの変動と、
それに伴う振動、騒音の発生を低減した集中巻方式のブ
ラシレスＤＣモータを提供することを目的とする。
タの構造に工夫を凝らすことにより、トルクの変動と、
それに伴う振動、騒音の発生を低減した集中巻方式のブ
ラシレスＤＣモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る集中巻方式のブラシレスＤＣモータは、集中巻方式の
モータのロータにおいて、磁石挿入埋め込み型ロータの
外周部コアカット形状が、ロータコア積厚の積層方向の
上下部で異なるカット形状を有し、かつ挿入磁石が積層
方向の異なるカット形状の上下部で別々の磁石を使用す
る構成とした。
る集中巻方式のブラシレスＤＣモータは、集中巻方式の
モータのロータにおいて、磁石挿入埋め込み型ロータの
外周部コアカット形状が、ロータコア積厚の積層方向の
上下部で異なるカット形状を有し、かつ挿入磁石が積層
方向の異なるカット形状の上下部で別々の磁石を使用す
る構成とした。
【００１３】これにより、ロータの外周部コアカット形
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となる。また、別々の磁石を使用するも
のの場合は、磁石の磁力を可変させることができ、さら
に最適なスキュー効果の選択が可能である。
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となる。また、別々の磁石を使用するも
のの場合は、磁石の磁力を可変させることができ、さら
に最適なスキュー効果の選択が可能である。
【００１４】この発明の請求項３に係る集中巻方式のブ
ラシレスＤＣモータは、集中巻方式のモータのロータに
おいて、磁石挿入埋め込み型ロータの外周部コアカット
形状が、ロータコア積厚の積層方向の上下部で異なるカ
ット形状を有し、かつ挿入磁石が積層方向の異なるカッ
ト形状の上下部で別々の磁石を使用し、異なる外周部形
状に挿入する磁石位置がラジアル方向にずれている構造
を有する構成とした。
ラシレスＤＣモータは、集中巻方式のモータのロータに
おいて、磁石挿入埋め込み型ロータの外周部コアカット
形状が、ロータコア積厚の積層方向の上下部で異なるカ
ット形状を有し、かつ挿入磁石が積層方向の異なるカッ
ト形状の上下部で別々の磁石を使用し、異なる外周部形
状に挿入する磁石位置がラジアル方向にずれている構造
を有する構成とした。
【００１５】これにより、ロータの外周部コアカット形
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となる。コア積層方向で異なる外周部形
状部位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずらすこと
により、同じ磁力の磁石を挿入した場合でも、同様のス
キュー効果が得られる。また、異なる磁力の磁石を用い
ることにより、スキュー効果の量を大幅に可変させるこ
とが可能となる。
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となる。コア積層方向で異なる外周部形
状部位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずらすこと
により、同じ磁力の磁石を挿入した場合でも、同様のス
キュー効果が得られる。また、異なる磁力の磁石を用い
ることにより、スキュー効果の量を大幅に可変させるこ
とが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の集中巻方式のブラシレス
ＤＣモータの実施形態を、図を参照して説明する。図１
（Ａ）、（Ｂ）はロータの斜視図と平面図を示してお
り、図７（Ｂ）と同一物には同じ符号を付している。図
１のＡはリベットカシメ用孔、Ｂは風孔、Ｃは磁石挿入
用スロットである。
ＤＣモータの実施形態を、図を参照して説明する。図１
（Ａ）、（Ｂ）はロータの斜視図と平面図を示してお
り、図７（Ｂ）と同一物には同じ符号を付している。図
１のＡはリベットカシメ用孔、Ｂは風孔、Ｃは磁石挿入
用スロットである。
【００１７】本発明に採用されるロータ２は、ロータ２
の外周部コアカット形状は異なる形状としている。即
ち、図１（Ｂ）のロータコア平面図において、ロータ２
の中心からロータ２の外周部までの距離Ｒ１、Ｒ２はコ
ア積層方向に対して異なっている。このため距離Ｒ２に
対応するコアの外周部の任意の点の座標は、ロータ２の
中心からｘ，ｙの異なる値となる。
の外周部コアカット形状は異なる形状としている。即
ち、図１（Ｂ）のロータコア平面図において、ロータ２
の中心からロータ２の外周部までの距離Ｒ１、Ｒ２はコ
ア積層方向に対して異なっている。このため距離Ｒ２に
対応するコアの外周部の任意の点の座標は、ロータ２の
中心からｘ，ｙの異なる値となる。
【００１８】ロータを図１（Ａ）の形状にコアを積層形
成されたものを用いると、ステータコアでの磁気回路の
磁束分布が一様ではなく片寄りのあるものとなり、トル
クの変動とそれに伴う騒音の発生の原因となるので、本
発明では、図２に示すような、ロータ２の外周部コアカ
ット形状が異なるものを、ロータコア２１の積厚の積層
方向の上部２１ａと下部２１ｂが異なるカット形状とな
るように、ロータコアを相互に反転させて積み重ねて形
成する。この結果、ロータ２の外周部コアカット形状を
コア積層方向に対して異なる形状とすることができる。
成されたものを用いると、ステータコアでの磁気回路の
磁束分布が一様ではなく片寄りのあるものとなり、トル
クの変動とそれに伴う騒音の発生の原因となるので、本
発明では、図２に示すような、ロータ２の外周部コアカ
ット形状が異なるものを、ロータコア２１の積厚の積層
方向の上部２１ａと下部２１ｂが異なるカット形状とな
るように、ロータコアを相互に反転させて積み重ねて形
成する。この結果、ロータ２の外周部コアカット形状を
コア積層方向に対して異なる形状とすることができる。
【００１９】このような構造のロータコアの磁石挿入用
スロットＣに、図３のように、永久磁石２２を挿入して
ロータを構成すると、ステータコア１１とロータコア２
１の関係での磁気回路と磁束分布は図４、図５のように
なる。即ち、ロータの回転方向を時計方向とすると、図
４はロータコア２１の積厚の積層方向の上部２１ａでの
磁束分布であり、図５はロータコア２１の積厚の積層方
向の下部２１ｂでの磁束分布である。従って、この両者
の磁束分布を合成すると、全体磁束は相互に補完して片
寄りの少ないものとなる。その結果、トルクの変動とそ
れに伴う騒音の発生を低減することができる。
スロットＣに、図３のように、永久磁石２２を挿入して
ロータを構成すると、ステータコア１１とロータコア２
１の関係での磁気回路と磁束分布は図４、図５のように
なる。即ち、ロータの回転方向を時計方向とすると、図
４はロータコア２１の積厚の積層方向の上部２１ａでの
磁束分布であり、図５はロータコア２１の積厚の積層方
向の下部２１ｂでの磁束分布である。従って、この両者
の磁束分布を合成すると、全体磁束は相互に補完して片
寄りの少ないものとなる。その結果、トルクの変動とそ
れに伴う騒音の発生を低減することができる。
【００２０】ロータコアの磁石挿入用スロットＣに、図
３のように、永久磁石２２を挿入してロータを構成する
際に、図３（Ａ）のものは、ロータコア２１の積厚の積
層方向の異なる上部２１ａと下部２１ｂに、コア積層方
向で異なる外周部形状部位の各々に挿入される磁石を同
じ磁力の磁石２２で共用すると、ロータの外周部コアカ
ット形状をコア積層方向に対して、異なる形状とするこ
とにより、ロータによる磁束の流れを変化させることが
可能となり、ステータにスキューを付けた場合と同様な
効果を得ることが可能となると共に、異なる外周部形状
部位で積層方向に対してスキュー効果が得られる。
３のように、永久磁石２２を挿入してロータを構成する
際に、図３（Ａ）のものは、ロータコア２１の積厚の積
層方向の異なる上部２１ａと下部２１ｂに、コア積層方
向で異なる外周部形状部位の各々に挿入される磁石を同
じ磁力の磁石２２で共用すると、ロータの外周部コアカ
ット形状をコア積層方向に対して、異なる形状とするこ
とにより、ロータによる磁束の流れを変化させることが
可能となり、ステータにスキューを付けた場合と同様な
効果を得ることが可能となると共に、異なる外周部形状
部位で積層方向に対してスキュー効果が得られる。
【００２１】また、図３（Ｂ）のものは、本発明の他の
実施形態であり、ロータコア２１の積厚の積層方向の異
なる上部２１ａと下部２１ｂに、別々の磁石２２ａ，２
２ｂを挿入する構造とする。これにより、ロータの外周
部コアカット形状をコア積層方向に対して、異なる形状
とすることにより、ロータによる磁束の流れを変化させ
ることが可能となり、ステータにスキューを付けた場合
と同様な効果を得ることが可能となると共に、上部２１
ａと下部２１ｂでの磁石の磁力を可変させることがで
き、さらに最適なスキュー効果の選択が可能である。
実施形態であり、ロータコア２１の積厚の積層方向の異
なる上部２１ａと下部２１ｂに、別々の磁石２２ａ，２
２ｂを挿入する構造とする。これにより、ロータの外周
部コアカット形状をコア積層方向に対して、異なる形状
とすることにより、ロータによる磁束の流れを変化させ
ることが可能となり、ステータにスキューを付けた場合
と同様な効果を得ることが可能となると共に、上部２１
ａと下部２１ｂでの磁石の磁力を可変させることがで
き、さらに最適なスキュー効果の選択が可能である。
【００２２】更に本発明の他の実施形態として、図６の
ように、ロータコア２１の積厚の積層方向の異なる上部
２１ａと下部２１ｂに、挿入磁石が上下部で別々の磁石
２２ａ，２２ｂを使用し、異なる外周部形状に挿入する
磁石２２ａ，２２ｂの位置がラジアル方向にずれている
構造とすることができる。
ように、ロータコア２１の積厚の積層方向の異なる上部
２１ａと下部２１ｂに、挿入磁石が上下部で別々の磁石
２２ａ，２２ｂを使用し、異なる外周部形状に挿入する
磁石２２ａ，２２ｂの位置がラジアル方向にずれている
構造とすることができる。
【００２３】これにより、ロータの外周部コアカット形
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となると共に、コア積層方向で異なる外
周部形状部位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずら
すことにより、同じ磁力の磁石を挿入した場合でも、同
様のスキュー効果が得られる。また、異なる磁力の磁石
を用いることにより、スキュー効果の量を大幅に可変さ
せることが可能となる。
状をコア積層方向に対して、異なる形状とすることによ
り、ロータによる磁束の流れを変化させることが可能と
なり、ステータにスキューを付けた場合と同様な効果を
得ることが可能となると共に、コア積層方向で異なる外
周部形状部位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずら
すことにより、同じ磁力の磁石を挿入した場合でも、同
様のスキュー効果が得られる。また、異なる磁力の磁石
を用いることにより、スキュー効果の量を大幅に可変さ
せることが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ブラシレスＤ
Ｃモータのステータを小型に形成することができると共
に、ロータの外周部コアカット形状をコア積層方向に対
して、異なる形状とすることにより、ロータによる磁束
の流れを変化させることが可能となり、ステータにスキ
ューを付けた場合と同様な効果を得ることが可能とな
る。その結果、トルクの変動とそれに伴う騒音の発生を
低減することができる。
Ｃモータのステータを小型に形成することができると共
に、ロータの外周部コアカット形状をコア積層方向に対
して、異なる形状とすることにより、ロータによる磁束
の流れを変化させることが可能となり、ステータにスキ
ューを付けた場合と同様な効果を得ることが可能とな
る。その結果、トルクの変動とそれに伴う騒音の発生を
低減することができる。
【００２５】また、コア積層方向で異なる外周部形状部
位の各々に挿入される磁石に別々の磁石を使用するもの
の場合は、磁石の磁力を可変させることができ、さらに
最適なスキュー効果の選択が可能である。
位の各々に挿入される磁石に別々の磁石を使用するもの
の場合は、磁石の磁力を可変させることができ、さらに
最適なスキュー効果の選択が可能である。
【００２６】更に、コア積層方向で異なる外周部形状部
位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずらすと共に、
異なる磁力の磁石を用いることにより、スキュー効果の
量を大幅に可変させることが可能となる。
位の各々に挿入される磁石の挿入位置をずらすと共に、
異なる磁力の磁石を用いることにより、スキュー効果の
量を大幅に可変させることが可能となる。
【図１】異なる外周部コアカット形状のロータの斜視
図。
図。
【図２】本発明に用いるロータの斜視図。
【図３】本発明の磁石挿入時のロータの斜視図。
【図４】ステータコアとロータコアの磁気回路と磁束分
布図。
布図。
【図５】ステータコアとロータコアの磁気回路と磁束分
布図。
布図。
【図６】本発明の他の磁石挿入時のロータの斜視図。
【図７】集中巻方式のブラシレスＤＣモータのステータ
とロータ。
とロータ。
１ ステータ １１ ステータコア １２ 歯部 １３ 歯部先端部 ２ ロータ ２１ ロータコア ２２ 磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簗島 俊人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 五十嵐 恵司郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 小礒 繁美 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−174324（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−100935（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 1/27 501 H02K 29/00
Claims (2)
- 【請求項１】 集中巻方式のモータのロータにおいて、
磁石挿入埋め込み型ロータの外周部コアカット形状が、
ロータコア積厚の積層方向の上下部で異なるカット形状
を有し、かつ挿入磁石が積層方向の異なるカット形状の
上下部で別々の磁石を使用することを特徴とする集中巻
方式のブラシレスＤＣモータ。 - 【請求項２】 集中巻方式のモータのロータにおいて、
磁石挿入埋め込み型ロータの外周部コアカット形状が、
ロータコア積厚の積層方向の上下部で異なるカット形状
を有し、かつ挿入磁石が積層方向の異なるカット形状の
上下部で別々の磁石を使用し、異なる外周部形状に挿入
する磁石位置がラジアル方向にずれている構造を有する
ことを特徴とする集中巻方式のブラシレスＤＣモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34471098A JP3301980B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 集中巻方式のブラシレスｄｃモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34471098A JP3301980B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 集中巻方式のブラシレスｄｃモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000175389A JP2000175389A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3301980B2 true JP3301980B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=18371389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34471098A Expired - Lifetime JP3301980B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 集中巻方式のブラシレスｄｃモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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