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公開番号2021035316
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019157333
出願日20190829
発明の名称モータ
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人
主分類H02K 1/27 20060101AFI20210201BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】マグネットから生じる磁束を有効に活用することができるモータを提供する。
【解決手段】モータは、非磁性部材30と、非磁性部材30で囲まれたマグネット31,32と、を有するロータ3を備える。モータは、複数の第1のマグネット31と、該第1のマグネット31を挟んで設けられて径方向cdにおいて異なる2つの磁極を備える第2のマグネット32と、を有する。また、モータは、第2のマグネット32が、周方向efに隣接して、及び/又は、周方向efに間隔を空けて、複数設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
非磁性部材と、該非磁性部材で囲まれたマグネットと、を有するロータを備える、モータ。
続きを表示(約 810 文字)【請求項2】
前記マグネットは、複数の第1のマグネットと、径方向において異なる2つの磁極を有する複数の第2のマグネットと、を備え、
前記複数の第2のマグネットの間には前記第1のマグネットがある、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記複数の第2のマグネットは、周方向に隣接して、及び/又は、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に、設けられており、
前記周方向に隣接する2つの前記第2のマグネットの磁極は径方向において同一であり、
周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた2つの前記第2のマグネットの磁極は径方向において異なる、請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記複数の第2のマグネットは、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられており、
前記第1のマグネットは、周方向において異なる2つの磁極を備える、請求項2又は3に記載のモータ。
【請求項5】
前記第2のマグネットのうち、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた一対の第2のマグネットと、前記第1のマグネットのうち、前記一対の第2のマグネット間に配置された第1のマグネットと、を有するマグネット群が、周方向に偶数個並んでいる、請求項4に記載のモータ。
【請求項6】
前記マグネット群において、2つの前記第1のマグネットが、径方向に、並んで配置されている、請求項5に記載のモータ。
【請求項7】
2つの前記第2のマグネットは、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられており、
前記周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた2つの前記第2のマグネット同士の成す角が、70度〜110度である、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、様々な装置の駆動源としてモータが用いられている。モータには、様々な種類があり、その使用目的や場面に応じて、各種のモータが選択されている。その中でも、リラクタンストルクを積極的に活用したIPM(Interior Permanent Magnet)モータは、高効率であり、かつ、高いトルクを実現できる。IPMモータは、例えば、特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2003−032931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようなモータでは、マグネットから生じる磁束を有効に活用することが求められている。
【0005】
したがって、本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、マグネットから生じる磁束を有効に活用することができるモータを提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明のモータは、非磁性部材と、該非磁性部材で囲まれたマグネットと、を有するロータを備える。
本発明のモータにおいては、前記マグネットは、複数の第1のマグネットと、径方向において異なる2つの磁極を有する複数の第2のマグネットと、を備え、前記複数の第2のマグネットの間には前記第1のマグネットがあるものとすることができる。
【0007】
前記複数の第2のマグネットとしては、周方向に隣接して、及び/又は、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に、設けられており、前記周方向に隣接する2つの前記第2のマグネットの磁極は径方向において同一であり、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた2つの前記第2のマグネットの磁極は径方向において異なるものとすることができる。
【0008】
本発明のモータにおいては、前記複数の第2のマグネットは、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられており、前記第1のマグネットは、周方向において異なる2つの磁極を備えるものとすることができる。
このとき、前記第2のマグネットのうち、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた一対の第2のマグネットと、前記第1のマグネットのうち、前記一対の第2のマグネット間に配置された第1のマグネットと、を有するマグネット群が、周方向に偶数個並んでいるものとすることができる。
【0009】
また、前記マグネット群においては、2つの前記第1のマグネットが、径方向に、並んで配置されているものとすることができる。
本発明のモータにおいては、2つの前記第2のマグネットは、周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられており、前記周方向に間隔を空けて前記第1のマグネットの両側に設けられた2つの前記第2のマグネット同士の成す角が、70度〜110度であるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の一例である実施形態にかかるモータの縦断面図であり、図3におけるB−B断面図である。
本発明の一例である実施の形態にかかるモータのマグネットの配置を示す上面図である。
本発明の一例である実施の形態にかかるモータの横断面図であり、図1におけるA−A断面図である。
本発明の一例である実施形態にかかるモータのロータを抜き出して斜め上方から見た斜視図である。
本発明の一例である実施形態にかかるモータのマグネットによる磁束を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態にかかるモータについて、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一例である実施形態にかかるモータ1の縦断面図であり、図3におけるB−B断面図であり、図2は、本発明の一例である実施の形態にかかるモータ1のマグネット31,32の配置を示す上面図であり、図3は、本発明の一例である実施の形態にかかるモータ1の横断面図であり、図1におけるA−A断面図である。図4は、本発明の一例である実施形態にかかるモータ1のロータ3を抜き出して斜め上方から見た斜視図であり、図5は、本発明の一例である実施形態にかかるモータ1のマグネット31,32による磁束を模式的に示す上面図である。
【0012】
なお、本実施形態の説明において、軸線x方向において矢印a方向を上側aとし、矢印b方向を下側bとする。また、軸線xに垂直な方向(以下、「径方向cd」ともいう。)において、軸線xから遠ざかる方向(矢印c方向)を外周側cとし、軸線xに向かう方向(矢印d方向)を内周側dとする。そして、回転軸xを中心とする円周方向(以下、「周方向ef」ともいう。)において、時計周りの方向を時計回りeとし、反時計周りの方向を反時計回りfとする。
【0013】
本実施形態におけるモータ1は、インナーロータタイプのブラシレスモータの一種であるIPMモータであり、ロータにマグネットを埋め込んだもので、埋込マグネット型モータとも呼ばれる。
【0014】
図1乃至図5に示されるように、本実施形態のモータ1は、シャフト2と、シャフト2に固定されて共に回転するロータ3と、ロータ3を取り囲むように配置されたステータ4と、モータ1の構成部品の一部又は全部を内部に収容するハウジング5と、シャフト2をハウジング5に対して回転可能に支持する複数(本実施形態では2個。)の軸受6a,6bと、を備えている。
【0015】
シャフト2は、2つの端部2a,2bを備えている。上側aにある端部2a(以下、上側aの端部2aを「一方の端部」と称する。)側が軸受6aによりハウジング5に対して回転可能に支持され、下側bにある端部2b(以下、下側bの端部2bを「他方の端部」と称する。)が軸受6bによるハウジング5に対して回転可能に支持されている。即ち、シャフト2は、軸受6a,6bを介してハウジング5に回転自在に固定されている。
【0016】
シャフト2の一方の端部2aは、ハウジング5の上側aから突き出ており、一方の端部2aから回転力を外部に取り出すことができるようになっている。
シャフト2は、ロータ3に固定され、ステータ4とロータ3との電磁気的作用によってロータ3が回転すると、ロータ3とともに軸線xを中心に反時計回りfに回転するようになっている。
【0017】
ロータ3は、ロータコア30と、ロータコア30の内部に配置された第1のマグネット31及び第2のマグネット32と、を有する。
ロータコア30は、非磁性部材により形成されており、中央にシャフト2が挿入される孔部33を備えている。
【0018】
非磁性部材とは、例えば、樹脂、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス(SUS303、SUS304)、銅等が挙げられる。また、例えば、透磁率が1より小さい材料が挙げられる。
第1のマグネット31及び第2のマグネット32は、ロータコア30に埋め込まれている。即ち、第1のマグネット31及び第2のマグネット32は、非磁性部材で囲まれている。
【0019】
図2乃至図4に示されるように、第1のマグネット31及び第2のマグネット32は、複数(本実施形態では、それぞれ8個。)設けられている。なお、本実施形態の説明において、以下では、複数の第1のマグネット31及び複数の第2のマグネット32を、図2及び図3に示す4つのマグネット群G1〜G4に分割して説明する。
【0020】
分割されたマグネット群G1〜G4は、周方向efに偶数個(本実施形態では、4個。)並んで、マグネット群G1〜G4の個数分の1回転対称(本実施形態では、4分の1回転対称。)となるように配置されている。なお、「個数分の1回転対称」とは、マグネット群の個数が6個の場合は6分の1回転対称、マグネット群の個数が8個の場合は8分の1回転対称である。
【0021】
マグネット群G1〜G4のそれぞれは、第1のマグネット31及び第2のマグネット32の配置が同一である。そのため、以下では、マグネット群G1に配置された第1のマグネット31及び第2のマグネット32を中心に説明し、他のマグネット群の説明は省略するが、全て同じである。
【0022】
図2に示されるように、マグネット群G1は、周方向efに間隔を空けて設けられた一対の第2のマグネット32(321−1、322−1)と、該一対の第2のマグネット32間に配置された一対の第1のマグネット31(311−1、312−1)と、で構成されている。尚、各符号におけるハイフン(−)以下の数字は、マグネット群の数字を表す。
【0023】
マグネット群G1の第1のマグネット31は、径方向cdにおいて外周側cに設けられた第1のマグネット(以下、外周側cの第1のマグネットを「外側第1マグネット」と称する。)311−1と、径方向cdにおいて内周側dに設けられた第1のマグネット(以下、内周側dの第1のマグネットを「内側第1マグネット」と称する。)312−1と、を有している。外側第1マグネット311−1と、内側第1マグネット312−1とは、径方向cdに平行に並んで配置されている。
【0024】
外側第1マグネット311−1は、外周側cに向く側面部311c−1と、内周側dに向く側面部311d−1と、時計回りe側に向く側面部311e−1と、反時計周りf側に向く側面部311−f1と、を備えている。側面部311c−1、側面部311d−1、側面部311e−1及び側面部311f−1は、ロータコア30を構成する非磁性部材に取り囲まれて、この非磁性部材に接触している。
【0025】
内側第1マグネット312−1は、外周側cに向く側面部312c−1と、内周側dに向く側面部312d−1と、時計回りe側に向く側面部312e−1と、反時計周りf側に向く側面部312f−1と、を備えている。側面部312c−1、側面部312d−1、側面部312e−1及び側面部312f−1は、ロータコア30を構成する非磁性部材に取り囲まれて、この非磁性部材に接触している。
【0026】
マグネット群G1の第2のマグネット32は、時計回りe側に設けられた第2のマグネット(以下、時計回りe側の第2のマグネットを「時計回り側第2マグネット」と称する。)321−1と、周方向efにおいて反時計周りf側に設けられた第2のマグネット(以下、反時計回りf側の第2のマグネットを「反時計回り側第2マグネット」と称する。)322−1と、を有している。
【0027】
時計回り側第2マグネット321−1と、反時計回り側第2マグネット322−1とは、周方向efに間隔を空けて、周方向efにおいて第1のマグネット31の両側に設けられている。即ち、間隔を空けて設けられた時計回り側第2マグネット321−1と、反時計回り側第2マグネット322−1との間には、外側第1マグネット311−1及び内側第1マグネット312−1が設けられている。なお、周方向efにおける間隔は、隣接し合う時計回り側第2マグネット321−1と、反時計回り側第2マグネット322−2との間の間隔、又は隣接し合う反時計回り側第2マグネット322−1と、時計回り側第2マグネット321−4との間の間隔より大きい。
【0028】
時計回り側第2マグネット321−1は、外周側cに向く側面部321c−1と、内周側dに向く側面部321d−1と、時計回りe側に向く側面部321e−1と、反時計周りf側に向く側面部321f−1と、を備えている。側面部321c−1、側面部321d−1、側面部321e−1及び側面部321f−1は、ロータコア30を構成する非磁性部材に取り囲まれて、この非磁性部材に接触している。
【0029】
反時計回り側第2マグネット322−1は、外周側cに向く側面部322c−1と、内周側dに向く側面部322d−1と、時計回りe側に向く側面部322e−1と、反時計周りf側に向く側面部322f−1と、を備えている。側面部322c−1、側面部322d−1、側面部322e−1及び側面部322f−1は、ロータコア30を構成する非磁性部材に取り囲まれて、この非磁性部材に接触している。
【0030】
図2乃至図4に示されるように、マグネット群G2〜G4は、マグネット群G1と同様に、外側第1マグネット311、内側第1マグネット312、時計回り側第2マグネット321及び反時計回り側第2マグネット322が配置されている。また、マグネット群G1〜G4は周方向efに並んで配置されている。
何れか1のマグネット群に配置された時計回り側第2マグネット321−1〜321−4と、その時計回りe側に隣接するマグネット群に配置された反時計回り側第2マグネット322−1〜322−4とは、周方向efに隣接している。即ち、時計回り側第2マグネット321−1〜321−4と、反時計回り側第2マグネット322−1〜322−4とは、周方向efにおいて、一方に間隔を空けて、他方に隣接して、設けられている。
(【0031】以降は省略されています)

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