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公開番号2022170006
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-10
出願番号2021075818
出願日2021-04-28
発明の名称直流モータ
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H02K 23/30 20060101AFI20221102BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】これまで以上に振動や騒音を低減することができる直流モータを提供する。
【解決手段】ティースの周方向の中心位置を通る第1仮想線(L1)と、ティースに対応する隣接した一対のセグメントの間のアンダーカット(23b)の周方向の中心位置を通る第2仮想線(L2)とが交差する角度C、界磁磁石の無地束帯を通る第3仮想線(L3)と、給電ブラシの周方向の中心位置を通る第4仮想線(L4)とが交差する角度D、第3仮想線と、磁極の周方向の中心位置を通る第5仮想線(L5)とが交差する角度E、ステータの基準線(RL)と、ステータへのブラシホルダの組み付け位置の基準点(RP)を通る第6仮想線(L6)とが交差する角度Fを規定したとき、角度C+角度D-角度E+角度Fで表されるシフト角Sが、電機子トルクとコギングトルクとの位相差が180度±80度となるように調整される。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
シャフト(21)の軸心(X)周りに配列された複数のティース(22b)であって、隣接する前記ティースの間にスロット(22c)を形成する複数のティースを有する電機子コア(22)と、前記電機子コアに隣接して前記軸心周りに配列された複数のセグメント(23a)を有する整流子(23)と、を有するロータ(20)と、
前記軸心周りに配列された、複数の磁極を有する複数の界磁磁石(32)を有するステータ(30)と、
前記軸心周りに前記セグメントに接触して配列された複数の給電ブラシ(43)を保持するブラシホルダ(41)と、を備え、
自然数がnである場合に前記スロットの数Aと前記磁極の数Bとの関係がA=n×Bであり、
前記シャフトの出力側から見て前記軸心を基準とした場合に、
前記ティースの周方向の中心位置を通る第1仮想線(L1)と、前記ティースに対応する隣接した一対の前記セグメントの間のアンダーカット(23b)の周方向の中心位置を通る第2仮想線(L2)とが交差する角度C、
前記界磁磁石の無地束帯を通る第3仮想線(L3)と、前記給電ブラシの周方向の中心位置を通る第4仮想線(L4)とが交差する角度D、
前記第3仮想線と、前記磁極の周方向の中心位置を通る第5仮想線(L5)とが交差する角度E、
前記ステータの基準線(RL)と、前記ステータへの前記ブラシホルダの組み付け位置の基準点(RP)を通る第6仮想線(L6)とが交差する角度Fを規定したとき、
前記角度C+前記角度D-前記角度E+前記角度Fで表されるシフト角Sが、電機子トルクとコギングトルクとの位相差が180度±80度となるように調整された、直流モータ(10)。
続きを表示(約 340 文字)【請求項2】
前記シフト角Sは、前記位相差が180度±60度となるように調整される、請求項1に記載の直流モータ。
【請求項3】
前記角度Cは0度±3度、前記角度Dは30度±3度、前記角度Eは30度±3度、前記角度Fは0度±3度の範囲であり、前記シフト角Sは0度±3度の範囲である、請求項2に記載の直流モータ。
【請求項4】
前記磁極の数Bが6で前記自然数nが3である場合、各巻線(24)が、3つの前記ティースにまたがって120度の等間隔で巻き付けられて3つのコイル(25)を形成する、請求項1~3のいずれか1項に記載の直流モータ。
【請求項5】
制御ブレーキに使用される、請求項1~4のいずれか1項に記載の直流モータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、直流モータに関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
例えば車両にはABS(アンチロックブレーキングシステム)といった制御ブレーキが搭載されており、ABSの駆動源には直流モータが使用されている。この直流モータは、特許文献1に開示されるように、シャフトに装着された電機子及び整流子と、整流子の複数のセグメント上を摺動する複数の給電ブラシと、を備えている。この複数の給電ブラシの間で整流のタイミングのずれが生じると、電機子のコイルに磁界のアンバランスが生じ、結果として回転時の振動や騒音の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017-158359号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、直流モータの振動や騒音を低減するため、電機子のコイルを形成する巻線の巻き方のバランスを改良することによって電機子の共振を低減する技術が提案されている。しかしながら、車両の動力源がエンジンから電動モータに移行してきている近年では、乗車時の快適性の向上のため車両の構成部品の低振動化及び低騒音化がさらに求められている。したがって、車両に組み込まれる直流モータについてさらなる低振動化及び低騒音化を実現する必要がある。
【0005】
本開示は、これまで以上に振動や騒音を低減することができる直流モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る直流モータは、シャフト(21)の軸心(X)周りに配列された複数のティース(22b)であって、隣接するティースの間にスロット(22c)を形成する複数のティースを有する電機子コア(22)と、電機子コアに隣接して軸心周りに配列された複数のセグメント(23a)を有する整流子(23)と、を有するロータ(20)と、軸心周りに配列された、複数の磁極を有する複数の界磁磁石(32)を有するステータ(30)と、軸心周りにセグメントに接触して配列された複数の給電ブラシ(43)を保持するブラシホルダ(41)と、を備え、自然数がnである場合にスロットの数Aと磁極の数Bとの関係がA=n×Bであり、シャフトの出力側から見て軸心を基準とした場合に、ティースの周方向の中心位置を通る第1仮想線(L1)と、ティースに対応する隣接した一対のセグメントの間のアンダーカット(23b)の周方向の中心位置を通る第2仮想線(L2)とが交差する角度C、界磁磁石の無地束帯を通る第3仮想線(L3)と、給電ブラシの周方向の中心位置を通る第4仮想線(L4)とが交差する角度D、第3仮想線と、磁極の周方向の中心位置を通る第5仮想線(L5)とが交差する角度E、ステータの基準線(RL)と、ステータへのブラシホルダの組み付け位置の基準点(RP)を通る第6仮想線(L6)とが交差する角度Fを規定したとき、角度C+角度D-角度E+角度Fで表されるシフト角Sが、電機子トルクとコギングトルクとの位相差が180度±80度となるように調整される。
【0007】
このような構成の直流モータでは、電機子トルク及びコギングトルクの位相に関わる角度C乃至角度Fの合成に基づいて得られるシフト角Sを調整することによって、複数の給電ブラシの間で整流のタイミングを調整することができる。本発明者の検証によれば、直流モータの出力特性も併せて考慮すると、シフト角Sが、電機子トルクとコギングトルクとの位相差が180度±80度となるように設定されると、直流モータの振動及び騒音をこれまで以上に低減することができることが確認された。また、シフト角Sは、位相差が180度±60度となるように調整されることがさらに好ましい。
【0008】
本開示に係る直流モータでは、角度Cは0度±3度、角度Dは30度±3度、角度Eは30度±3度、角度Fは0度±3度の範囲であり、シフト角Sは0度±3度の範囲であることが好ましい。また、磁極の数Bが6で自然数nが3である場合、各巻線が、3つのティースにまたがって120度の等間隔で巻き付けられて3つのコイルを形成することが好ましい。本開示に係る直流モータは制御ブレーキに使用される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、これまで以上に振動や騒音を低減することができる直流モータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本実施形態に係る直流モータの構成を概略的に示す分解斜視図である。
シャフトの出力側から見たロータの側面図である。
シャフトの出力側から見たステータの側面図である。
シャフトの出力側とは反対側から見たブラシホルダの側面図である。
シャフトの出力側から見た直流モータの側面図である。
解析結果に基づくシフト角とトルクリップルとの関係を示すグラフである。
解析結果に基づくシフト角とトルクリップル(電機子トルク及びコギングトルク)の位相との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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