TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021158796
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211007
出願番号2020056846
出願日20200326
発明の名称モータ
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人太陽国際特許事務所
主分類H02K 1/27 20060101AFI20210910BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トルクリップルを低減する。
【解決手段】減速機付モータ10は、コイル体26を備えたステータ20と、コイル体26と対向して配置されたマグネット32を備えたロータ22と、を備えている。マグネット32は、回転周方向に沿って配置された複数の磁極(N極及びS極)を有している。マグネット32の磁極の極中心(N極の極中心NC、S極の極中心SC)と回転周方向に隣り合う一対の磁極の極間中心CLとの間には、コイル体26側へ向けて凸状とされた凸状部33Bが形成されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
回転可能に設けられた回転子(22)と、
回転不能にかつ前記回転子と同軸上に設けられた固定子(20)と、
前記回転子及び前記固定子の一方を構成し、通電されることで磁界を発生させるコイル(26)と、
前記回転子及び前記固定子の他方を構成すると共に前記コイルと対向して配置され、回転周方向に沿って配置された複数の磁極を有し、前記磁極の極中心(NC、SC)と回転周方向に隣り合う一対の前記磁極の極間中心(CL)との間に前記コイル側へ向けて凸状とされた凸状部(33B)を有するマグネット(32、56、58、60)と、
を備えたモータ(10、62、64)。
続きを表示(約 780 文字)【請求項2】
前記回転子は、回転子コア(34)と、該回転子コアに取付けられた前記マグネットと、環状に形成されていると共に少なくとも前記マグネットにおける前記コイル側の面と接触した状態で前記マグネットを前記回転子コア側へ付勢する固定部材(54)と、を含んで構成されている請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記マグネットは、回転周方向に沿って分割されたマグネット構成片(33)により構成されており、
分割された複数の前記マグネット構成片が、前記固定部材によって前記回転子コア側へ付勢されている請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記回転子コアには、回転周方向に隣合う一対の前記マグネット構成片の間に配置されることで一対の前記マグネット構成片の前記回転子コアに対する回転周方向への位置決めがなされる位置決め部(36C)が設けられている請求項3に記載のモータ。
【請求項5】
前記マグネットには、回転周方向及び回転軸方向に並んで配置された複数の凸状部が形成されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項6】
前記凸状部における前記コイル側の面は、円筒面状に形成されており、
前記凸状部における前記コイル側の面の半径を凸状部半径(R2)と定義し、前記回転子が一定回転数で回転している際の平均トルクを回転子トルクと定義し、前記回転子が一定回転数で回転している際の前記回転子トルクに対するトルクの変動分の割合をトルクリップル率と定義した場合において、
前記凸状部が前記極中心に設けられている場合よりも前記回転子トルクが高くなるようにかつ前記トルクリップル率が低くなるように前記凸状部半径が設定された請求項1〜請求項5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】
本開示は、モータに関する。
続きを表示(約 6,600 文字)【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、ステータへ通電がなされることでロータが回転するモータ(回転電機)が開示されている。この文献に記載されたモータでは、ロータの内周部にリング形状のマグネット(永久磁石)が設けられている。そして、このマグネットの径方向かつ中心方向に設定された集束軸に沿った方向へ集束するように、磁化容易軸が傾斜して配向されている。これにより、モータのトルクを大きくすること等が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−32356号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記特許文献1に記載された構成は、モータのトルクを大きくするという観点では有用な構成ではあるが、トルクリップルを低減するという観点で改善が望まれる場合がある。
【0005】
本開示は上記事実を考慮し、トルクリップルを低減することができるモータを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するモータ(10、62、64)は、回転可能に設けられた回転子(22)と、回転不能にかつ前記回転子と同軸上に設けられた固定子(20)と、前記回転子及び前記固定子の一方を構成し、通電されることで磁界を発生させるコイル(26)と、前記回転子及び前記固定子の他方を構成すると共に前記コイルと対向して配置され、回転周方向に沿って配置された複数の磁極を有し、前記磁極の極中心(NC、SC)と回転周方向に隣り合う一対の前記磁極の極間中心(CL)との間に前記コイル側へ向けて凸状とされた凸状部(33B)を有するマグネット(32、56、58、60)と、を備えている。
【0007】
この様に構成することで、トルクリップルを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本実施形態のモータを示す部分断面斜視図である。
軸方向に沿って切断したロータを示す斜視図である。
図2に示された3−3線に沿って切断したロータの断面を示す断面図である。
図3に示されたロータの一部を誇張して表現した図2に対応する断面図である。
凸状部半径と回転子トルクとの関係を示すグラフである。
凸状部半径とトルクリップル率との関係を示すグラフである。
他の形態のロータの一部を示す図4に対応する断面図である。
他の形態のロータの一部を示す図4に対応する断面図である。
他の形態のロータの一部を示す図4に対応する断面図である。
他の形態のモータを模式的に示す断面図である。
他の形態のモータを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1〜図4を用いて本開示の実施形態に係るモータとしての減速機付モータ10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、出力軸12の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、出力軸12の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。
【0010】
図1に示されるように、本実施形態の減速機付モータ10は、減速機14が内蔵された3相8極24スロットの減速機付モータである。この減速機付モータ10は、モータケース16及びモータカバー18と、モータケース16内に配置された固定子としてのステータ20、回転子としてのロータ22及びロータ22の回転を減速する減速機14と、モータカバー18から突出する出力軸12と、を備えている。なお、図1においては、減速機付モータ10を構成する複数の部材の一部を周方向の90°にわたって切取った状態で当該複数の部材を図示している。また、図1においては、断面のハッチングを省略している。
【0011】
モータケース16は、軸方向一方側が開放されていると共に軸方向他方側が閉止された有底円筒状に形成されている。このモータケース16は、円板状に形成された底壁部16Aと、底壁部16Aの径方向外側の端から軸方向一方側へ向けて屈曲して延びる側壁部16Bと、を備えている。底壁部16Aの径方向の中心部には、後述するロータコア34を回転可能に支持する図示しない支持部が設けられている。
【0012】
モータカバー18は、円板状に形成されている。このモータカバー18の径方向の中心部には、後述する出力軸12が挿入される軸支孔18Aが形成されている。そして、出力軸12が軸支孔18Aに挿入された状態で、モータカバー18がモータケース16に取付けられることで、出力軸12がモータカバー18から軸方向一方側へ突出した状態でモータケース16の開放端側(軸方向一方側)が閉止されるようになっている。
【0013】
ステータ20は、環状に形成されたステータコア24と、ステータコア24の内周部に固定されたコイルとしての環状のコイル体26と、を備えている。環状のコイル体26は、周方向に間隔をあけて配置された複数の導線部28(図4参照)が絶縁性の材料(樹脂材料等)を用いて形成されたコイル支持体内に埋設されること等によって構成されている。
【0014】
ここで、導線部28を構成する導線は、導電性の素線が束ねられることで形成された素線集合体である。また、束ねられた素線間の抵抗値は、素線そのものの抵抗値よりも大きくなっている。
【0015】
また、図4に示されるように、本実施形態のステータ20は、当該ステータ20を軸方向と直交する方向に沿って切断した断面視で、24個の導線部28を備えている。これら複数の導線部28は、それぞれU層、V層、W層のいずれかの導線部28となっている。そして、U層の導線部28U、V層の導線部28V及びW層の導線部28Wは、周方向に沿ってこの順で配列されている。
【0016】
図1に示されるように、減速機14は、ステータ20及びロータ22のマグネット32に対して径方向内側に配置されている。この減速機14は、ロータ22の回転軸と同軸上に配置されていると共にロータコア34と一体回転可能に設けられた太陽歯車40と、太陽歯車40の径方向外側に配置された環状の内歯車42と、太陽歯車40と内歯車42との間に配置されていると共に太陽歯車40及び内歯車42と噛合う3個の遊星歯車44と、を備えている。また、減速機14は、3個の遊星歯車44を支持すると共に3個の遊星歯車44が太陽歯車40のまわりを公転することにより回転する遊星キャリヤ46を備えている。なお、本実施形態の減速機14を構成する各歯車(太陽歯車40、内歯車42及び遊星歯車44)では、歯すじが軸方向に沿うようになっているが、歯すじが軸方向に対して傾斜していてもよい。
【0017】
出力軸12は、ロータ22の回転軸と同軸上に配置された円柱状に形成されている。この出力軸12の軸方向他方側の端部には、軸方向を厚み方向とする円板状に形成された接続板50が固定されている。この接続板50が、遊星キャリヤ46に係合することで、出力軸12が、遊星キャリヤ46と一体回転可能となっている。また、遊星歯車44は、遊星キャリヤ46の支持板部46Aと接続板50との間に配置されるようになっている。
【0018】
図2及び図3に示されるように、ロータ22は、ロータコア34と、ロータコア34に固定された複数のマグネット32と、複数のマグネット32の外周部に圧入された固定部材としての固定管54と、を備えている。
【0019】
ロータコア34は、軸方向一方側が開放されていると共に軸方向他方側が閉止された有底円筒状のロータコア本体36を備えている。このロータコア本体36は、円板状に形成された底壁部36Aと、底壁部36Aの径方向外側の端よりも径方向内側の部分から軸方向一方側へ向けて延びる側壁部36Bと、を備えている。そして、ロータコア本体36の側壁部36Bの外周面にマグネット32が固定されている。また、ロータコア本体36は、側壁部36Bの外周面から径方向外側へ向けて突出する三角柱状に形成された複数の位置決め部36Cを備えている。本実施形態のロータコア本体36は、8つの位置決め部36Cを備えている。これら8つの位置決め部36Cは周方向に沿って等間隔に配置されている。
【0020】
マグネット32は、磁極としてのN極とS極とが周方向に交互に配列された8極の極異方配向のマグネットである。なお、図3においては、マグネット32内の磁束の向きを矢印Wで模式的に示している。また、図3においては断面のハッチングを省略している。
【0021】
本実施形態のマグネット32は、保持力Hcが400[kA/m]以上かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上の磁性化合物を用いて形成されている。一例として、本実施形態のマグネット32は、NdFe
11
TiN、Nd

Fe
14
B、Sm

Fe
17


、FeNi等の磁性化合物を用いて形成されている。
【0022】
ここで、本実施形態では、マグネット32が前述の極異方配向のマグネットとなっていることにより、ロータコア本体36が磁気回路の一部を構成しなくてもよい構成となっている。そのため、本実施形態では、ロータコア本体36が非磁性材料を用いて形成されていてもよい。例えば、樹脂材料を用いてロータコア本体36を形成することで、減速機付モータ10の重量が増加することを抑制することができる。
【0023】
本実施形態のマグネット32は、N極の極中心NC、S極の極中心SC及びN極の極中心NCとS極の極中心SCとの周方向の中央である極間中心CLにおいて周方向へ16個に分割されている。また、16個に分割された各々のマグネット32をマグネット構成片33と呼ぶ。なお、マグネット32が、N極の極中心NC及びS極の極中心SCにおいて周方向へ8個に分割された構成となっていてもよい。マグネット32の分割数は、当該マグネット32の製造工程等を考慮して適宜設定すればよい。
【0024】
また、マグネット構成片33においてN極の極中心NC及びS極の極中心SCと対応する部分における径方向内側の端部は、面取りがなされた面取り部33Aとなっている。そして、周方向に隣り合う一対のマグネット構成片33の面取り部33Aの間に、前述の位置決め部が配置されることで、各々のマグネット構成片33のロータコア34に対する周方向への位置決めがなされるようになっている。なお、マグネット構成片33において極間中心CLと対応する部分における径方向内側の端部には、上記の面取り部33Aは形成されていない。
【0025】
図4に示されるように、本実施形態では、マグネット構成片33の径方向外側の部分におけるN極の極中心NCと極間中心CLとの間が径方向外側へ向けて凸状に形成された凸状部33Bとなっていると共に、マグネット構成片33の径方向外側の部分におけるS極の極中心SCと極間中心CLとの間が径方向外側へ向けて凸状に形成された凸状部33Bとなっている。これらの凸状部33Bの径方向外側の面は、軸方向から見て一定の半径とされた円筒面状になっている。ここで、これらの凸状部33Bとは、マグネット構成片33の周方向一方側かつ径方向外側の端33Cと、マグネット構成片33の周方向他方側かつ径方向外側の端33Dと、マグネット構成片33の外周面上において極間中心CLと対応する点33Eと、を通る所定の半径D1とされた仮想円C1(仮想円筒面)に対して径方向外側に突出している部分のことを言うものとする。これらの凸状部33Bの最外周部33B1は、N極の極中心NCと極間中心CLとの間の周方向の中間及びS極の極中心SCと極間中心CLとの間の周方向の中間にそれぞれ位置している。そして、各々のマグネット構成片33の凸状部33Bは、軸方向のほぼ同じ位置において周方向に並んでいる。なお、図4においては、仮想円C1に対する凸状部33Bの径方向外側への突出量を図3に対して誇張して表現している。また、図4においては、断面のハッチングを省略している。
【0026】
ここで、これらの凸状部33Bの径方向外側の面の半径を凸状部半径R2とすると、この凸状部半径R2は、前述の仮想円C1の半径R1に対して小さな半径となっている。
【0027】
図2及び図3に示されるように、固定管54は、一例として非磁性材料であるステンレス鋼板等にプレス加工等が施されることによって形成されている。この固定管54は、円筒状に形成された筒状カバー部54Aと、筒状カバー部54Aの軸方向一方側の端から径方向内側へ向けて屈曲して延びるフランジ部54Bと、を備えている。そして、筒状カバー部54Aがマグネット32の径方向外側へ圧入されることで、マグネット32の大部分が固定管54に覆われると共にマグネット32(各々のマグネット構成片33)がロータコア34の側壁部36B側へ向けて付勢されるようになっている。また、筒状カバー部54Aのマグネット32への圧入が完了した状態では、フランジ部54Bがマグネット32の軸方向一方側の端面に当接している。なお、フランジ部54Bを備えていない構成、すなわち、筒状カバー部54Aと対応する部分のみを備えた構成の固定管としてもよい。
【0028】
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0029】
図1〜図4に示されるように、本実施形態の減速機付モータ10では、ステータ20の各々の導線部28への通電が切替えられることにより、ロータ22が回転する。ロータ22が回転すると、当該ロータ22のロータコア34(ロータコア本体36)と一体回転可能に設けられた太陽歯車40が回転する。太陽歯車40が回転すると、当該太陽歯車40と噛合う遊星歯車44が内歯車42と噛合ったまま回転すると共に太陽歯車40のまわりを公転する。これにより、遊星キャリヤ46が出力軸12と共に回転する。
【0030】
ここで、本実施形態の減速機付モータ10では、マグネット32を構成する各々のマグネット構成片33の周方向の中間に凸状部33Bが形成されている。これにより、トルクリップルを低減することができる。また、当該構成とすることにより、マグネット32を構成する各々のマグネット構成片33の外周側に固定管54の筒状カバー部54Aを圧入する際の圧入荷重を凸状部33Bが形成されていない構成と比べて低減することができる。また、各々のマグネット構成片33の周方向の中間に凸状部33Bが形成されていることにより、固定管54の圧入完了後における各々のマグネット構成片33をロータコア本体36の側壁部36B側へ均一に付勢することができる。これにより、固定管54の圧入完了後における各々のマグネット構成片33のロータコア本体36の側壁部36Bに対する傾きを防止又は抑制することができる。なお、固定管54に代えて固定部材としての糸巻で固定してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社デンソー
冷凍機
株式会社デンソー
ロータ
株式会社デンソー
受液器
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
構造体
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
スラブ
株式会社デンソー
弁装置
株式会社デンソー
ロータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
制動装置
株式会社デンソー
切削装置
株式会社デンソー
通信装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソーウェーブ
読取装置
株式会社デンソー
駆動装置
株式会社デンソー
車載機器
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
中継装置
株式会社デンソー
中継装置
株式会社デンソー
車載構造
株式会社デンソー
測定装置
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
回転電機
株式会社デンソー
表示装置
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
車載機器
株式会社デンソー
熱交換器
株式会社デンソー
測距装置
続きを見る