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2021164265
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211011
出願番号2020063574
出願日20200331
発明の名称モータ
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 1/27 20060101AFI20210913BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トルク低下を抑制しつつコギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できるモータの提供。
【解決手段】互いに連結され中心軸線J周りに回転する一対のロータ20と、ロータ20と径方向に対向するステータと、を備える。一対のロータ20は、中心軸線Jに沿って延びる内コア部22と、内コア部22の径方向外側面に位置し周方向に沿って交互に並ぶ第1の磁極部27および第2の磁極部28と、をそれぞれ有する。第1の磁極部27と第2の磁極部28とは、磁気特性が互いに異なる。一対のロータ20のうち一方の第1の磁極部27と他方の第2の磁極部28とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
互いに連結され中心軸線周りに回転する一対のロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータと、を備え、
一対の前記ロータは、
前記中心軸線に沿って延びる内コア部と、
前記内コア部の径方向外側面に位置し周方向に沿って交互に並ぶ第1の磁極部および第2の磁極部と、をそれぞれ有し、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部とは、磁気特性が互いに異なり、
一対の前記ロータのうち一方の前記第1の磁極部と他方の前記第2の磁極部とは、軸方向に並んで配置され、 かつ互いの周方向位置が同じである、
モータ。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記ロータにおいて周方向に並ぶ磁極部の数をポール数とし、
前記ステータにおいて周方向に並ぶコイルの数をスロット数とし、
前記ポール数とスロット数の比率が、2:3、2:6、4:3、又は8:9の何れかである、
請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記第1の磁極部は、径方向外側に露出する第1のマグネットを有し、
前記第2の磁極部は、径方向外側に露出する第2のマグネットを有する、
請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項4】
前記第1の磁極部は、第1のマグネットおよび前記第1のマグネットの径方向外側に位置する第1の外コア部を有し、
前記第2の磁極部は、第2のマグネットおよび前記第2のマグネットの径方向外側に位置する第2の外コア部を有する、
請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項5】
前記第1の外コア部と前記第2の外コア部とは、形状が互いに異なる、
請求項4に記載のモータ。
【請求項6】
前記第1のマグネットと前記第2のマグネットとは、形状が互いに異なる、
請求項3〜5の何れか一項に記載のモータ。
【請求項7】
前記第1のマグネットと前記第2のマグネットとは、前記中心軸線からの距離が互いに異なる、
請求項3〜6の何れか一項に記載のモータ。
【請求項8】
前記内コア部は、
径方向外側を向き前記第1のマグネットが配置される第1支持面と、
径方向外側を向き前記第2のマグネットが配置される第2支持面と、を有し、
前記第1支持面と前記第1のマグネットと間の接触面と、前記第2支持面と前記第2のマグネットとの間の接触面とは、形状が互いに異なる、
請求項3〜7の何れか一項に記載のモータ。
【請求項9】
前記第1のマグネットと前記第2のマグネットとは、材質が互いに異なる、
請求項3〜8の何れか一項に記載のモータ。
【請求項10】
前記第1の磁極部が有する前記第1のマグネットの個数と、前記第2の磁極部が有する前記第2のマグネットの個数とが、互いに異なる、
請求項3〜9の何れか一項に記載のモータ。
【請求項11】
前記第1の磁極部は、径方向外側に露出するマグネットを有し、
前記第2の磁極部は、前記内コア部が径方向外側に突出する凸部である、
請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項12】
前記第1の磁極部は、マグネットおよび前記マグネットの径方向外側に位置する外コア部を有し、
前記第2の磁極部は、前記内コア部が径方向外側に突出する凸部である、
請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項13】
前記第1の磁極部は、径方向外側に露出する第1のマグネットを有し、
前記第2の磁極部は、第2のマグネットおよび前記第2のマグネットの径方向外側に位置する外コア部を有する、
請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項14】
前記第1の磁極部と、前記第2の磁極部とは、形状が互いに異なる、
請求項1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 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
一般に、モータは、ロータとステータとを有する。ロータは、少なくとも1つの磁石を有する。モータが発する振動および騒音を低減するためには、コギングトルクおよびトルクリップルを抑制することが考えられる。特許文献1には、ロータ又はステータに段スキューを設けることで、コギングトルクを低減するモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2004−159492号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
コギングトルクは、スキューを掛けることで、逆位相を発生させてキャンセルさせるのが一般的な対策だが、スキューを掛けることでトルク低下を招くという課題があった。また、スキュー角に対してコギングトルクとトルクリップルとは背反の関係にあり、コギングトルクおよびトルクリップルを両方ともに低減させることは難しい。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みて、トルク低下を抑制しつつコギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できるモータを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のモータの一つの態様は、互いに連結され中心軸線周りに回転する一対のロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、を備える。一対の前記ロータは、前記中心軸線に沿って延びる内コア部と、前記内コア部の径方向外側面に位置し周方向に沿って交互に並ぶ第1の磁極部および第2の磁極部と、をそれぞれ有する。前記第1の磁極部と前記第2の磁極部とは、磁気特性が互いに異なる。一対の前記ロータのうち一方の前記第1の磁極部と他方の前記第2の磁極部とは、軸方向に並んで配置され、かつ互いの周方向位置が同じである。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様のモータによれば、トルク低下を抑制しつつコギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できるモータを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、一実施形態のモータの中心軸線に沿う断面における断面模式図である。
図2は、一実施形態のモータの中心軸線と直交する断面における部分断面図である。
図3は、一実施形態の一対のロータの斜視図である。
図4は、一実施形態のモータのコギングトルクの波形を示すグラフである。
図5は、一実施形態のモータのトルクリップルの波形を示すグラフである。
図6は、一実施形態のモータの概略構成を示す断面模式図である。
図7は、変形例1のモータの概略構成を示す断面模式図である。
図8は、変形例2のモータの概略構成を示す断面模式図である。
図9は、変形例3のロータの部分断面模式図である。
図10は、変形例4のロータの部分断面模式図である。
図11は、変形例5のロータの部分断面模式図である。
図12は、変形例6のロータの部分断面模式図である。
図13は、変形例7のロータの部分断面模式図である。
図14は、変形例8のロータの部分断面模式図である。
図15は、変形例9のロータの部分断面模式図である。
図16は、変形例10のロータの部分断面模式図である。
図17は、変形例11のロータの部分断面模式図である。
図18は、変形例12のロータの部分断面模式図である。
図19は、変形例13のロータの部分断面模式図である。
図20は、変形例14のロータの部分断面模式図である。
図21は、変形例15のロータの部分断面模式図である。
図22は、変形例16のロータの部分断面模式図である。
図23は、変形例17のロータの部分断面模式図である。
図24は、変形例18のロータの部分断面模式図である。
図25は、変形例19のロータの部分断面模式図である。
図26は、変形例20のロータの部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明においては、中心軸線Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸線Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸線Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、下側(−Z)は、軸方向一方側に相当し、上側(+Z)は、軸方向他方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
【0010】
図1は、中心軸線Jに沿う断面におけるモータ1の断面模式図である。図2は、中心軸線Jと直交する断面におけるモータ1の部分断面図である。
【0011】
図1に示すように、本実施形態のモータ1は、ロータ結合体2と、ステータ30と、複数のベアリング15と、これらを収容するハウジング11と、を備える。ベアリング15は、ロータ結合体2のシャフト21を回転可能に支持する。ベアリング15は、ハウジング11に保持される。
【0012】
ステータ30は、中心軸線Jを中心とする円環状である。ステータ30の径方向内側には、ロータ結合体2が配置される。ステータ30は、ロータ結合体2の一対のロータ20と径方向に対向する。
【0013】
ステータ30は、ステータコア31と、インシュレータ32と、複数のコイル33と、を有する。ステータコア31は、軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板を有する。
【0014】
ステータコア31は、略環状のコアバック31aと、複数(本実施形態では12個)のティース31bと、を有する。本実施形態では、コアバック31aは、中心軸線Jを中心とする円環状である。ティース31bは、コアバック31aの径方向内側面から径方向内側に延びる。コアバック31aの外周面は、ハウジング11の周壁部の内周面と固定される。複数のティース31bは、コアバック31aの径方向内側面に、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では、複数のティース31bは、周方向に等間隔に配列される。
【0015】
インシュレータ32は、ステータコア31に装着される。インシュレータ32は、ティース31bを覆う部分を有する。インシュレータ32の材料は、例えば樹脂などの絶縁材料である。
【0016】
コイル33は、ステータコア31に取り付けられる。複数のコイル33は、インシュレータ32を介してステータコア31に装着される。複数のコイル33は、インシュレータ32を介して各ティース31bに導線が巻き回されることで構成される。本実施形態において、ステータコア31は12個のティース31bを有する。また、コイル33は、1つのティース31bに1つ装着される。すなわち、本実施形態のステータ30は、12個のコイル33を有する。
【0017】
ロータ結合体2は、シャフト21と、シャフト21に固定される一対のロータ20と、一対のロータ20間に配置されるスペーサ9と、カバー部25と、を有する。ロータ結合体2は、中心軸線J周りに回転する。すなわち、シャフト21、一対のロータ20およびスペーサ9は、中心軸線J周りを回転する。シャフト21は、中心軸線Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。カバー部25は、中心軸線Jを中心とする筒状である。カバー部25は、一対のロータ20を径方向外側から囲む。カバー部25は、アルミニウム合金、樹脂材料などの非磁性物質から構成される。
【0018】
図3は、一対のロータ20の斜視図である。
以下の説明において、一対のロータ20を互いに区別する場合、一方を第1のロータ20Aと呼び、他方を第2のロータ20Bと呼ぶ。
【0019】
一対のロータ20は、内コア部22と、内コア部22の径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部27、28と、をそれぞれ有する。なお、ロータ結合体2の一対のロータ20は、同様の構成を有する。
【0020】
内コア部22は、中心軸線Jに沿って延びる。内コア部22は、軸方向から見て、略多角形状である。内コア部22には、軸方向に貫通する中央孔22hおよび複数の孔部22dが設けられる。中央孔22hは、軸方向から見て中央に位置する。複数の孔部22dは、中央孔22hの周りに並ぶ。中央孔22hには、シャフト21が挿入され固定される。孔部22dは、内コア部22を肉抜きして内コア部22の軽量化するために設けられる。
【0021】
内コア部22の径方向外側を向く外周面には、周方向に沿って並ぶ複数(8つ)の平面部22a、22bと、平面部22a、22b同士の間に位置する複数(8つ)の溝部22cと、が設けられる。溝部22cは、内コア部の軸方向全長に亘って延びる。溝部22cは、径方向外側に開口する。溝部22cは、径方向外側に向かうにしたがい溝幅が小さくなるくさび形状である。
【0022】
平面部22a、22bは、径方向に垂直な平面状である。平面部22a、22bは、内コア部22の軸方向の軸方向全長に亘って延びる。8つの平面部22a、22bは、4つの第1平面部22aと、4つの第2平面部22bと、に分類させる。第1平面部22aと第2平面部22bとは、周方向に沿って交互に並ぶ。第1平面部22aは、第2平面部22bよりも、径方向外側に配置される。
【0023】
8つの磁極部27、28は、4つの第1の磁極部27と4つの第2の磁極部28とに分類される。第1の磁極部27は、第1平面部22aに配置され、第2の磁極部28は、第2平面部22bに配置される。すなわち、第1の磁極部27と第2の磁極部28とは、中心軸線Jの周方向に沿って交互に並ぶ。
【0024】
第1の磁極部27と第2の磁極部28とは、磁気特性が互いに異なる。ここで、「磁気特性が互いに異なる」とは、磁極部及び磁極部周辺における磁束の分布の態様が異なることを意味する。また、磁束の向きが異なる場合(すなわち、N極又はS極の磁極が異なる場合)については、磁束の分布の態様が同一であれば、磁気特性が異なるとは言えない。
【0025】
第1の磁極部27は、径方向外側面に露出する第1のマグネット23aを有する。一方で、第2の磁極部28は、第2のマグネット23bと、第2のマグネット23bを径方向外側から覆う外コア部24と、を有する。第1のマグネット23aおよび第2のマグネット23bは、永久磁石である。
【0026】
図2に示すように、第1の磁極部27において、第1のマグネット23aは、内コア部22の径方向外側面(第1平面部22a)に配置され。第1のマグネット23aは、径方向外側に露出する。第1の磁極部27は、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)の磁極部と言うことができる。
【0027】
なお、本明細書において「マグネットが径方向外側に露出する」とは、マグネットが径方向外側に磁気的に露出することを意味する。すなわち、マグネットとその径方向外側に位置するステータとの間に、マグネットの磁束の流れに影響を及ぼす部材が配置されていないことを意味する。したがって、本実施形態に示すように、マグネットとステータとの間に非磁性物質からなるカバー部が配置されていてもよい。
【0028】
第1のマグネット23aは、板状である。第1のマグネット23aは、径方向から見て、四角形状である。第1のマグネット23aは、軸方向から見て、径方向内側面が直線状であり、径方向外側面が径方向外側に凸となる円弧状である。したがって、第1のマグネット23aは、周方向の両端部から中央部側(周方向の内側)に向かうにしたがい、径方向の厚さが大きくなる。第1のマグネット23aの径方向内側面は、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。第1のマグネット23aの径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。
【0029】
第2の磁極部28において、第2のマグネット23bは、内コア部22の径方向外側面(第2平面部22b)に配置され、外コア部24は、第2のマグネット23bの径方向外側面に配置される。すなわち、第2の磁極部28において、第2平面部22bから径方向外側へ向けて、第2のマグネット23bおよび外コア部24は、この順に配置される。第2のマグネット23bは外コア部24に覆われ、外コア部24は径方向外側に露出する。第2のマグネット23bの周方向両端の位置と、外コア部24の周方向の両端の位置とは、径方向から見て重なって配置される。第2の磁極部28は、埋込磁石型(Interior Permanent Magnet:IPM)の磁極部と言うことができる。なお、第2のマグネット23bの周方向両端と外コア部24の周方向の両端とは、一致していなくてもよい。例えば、第2のマグネット23bが外コア部24の周方向両側から露出していてもよい。
【0030】
第2のマグネット23bは、板状である。第2のマグネット23bは、四角形板状である。軸方向から見て、第2のマグネット23bは、周方向に沿う長さが径方向の長さよりも大きい長方形状である。第2のマグネット23bの径方向内側面および径方向外側面は、それぞれ、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。
(【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

日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
モータ
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動回路
日本電産株式会社
駆動回路
日本電産株式会社
冷却装置
日本電産株式会社
塗布装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
制御装置
日本電産株式会社
制御装置
日本電産株式会社
小型ギア
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
駆動装置
日本電産株式会社
プレス装置
続きを見る