JP2003047184A - Armature structure in electric motor - Google Patents
Armature structure in electric motorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
電装品等を構成する電動モータにおけるアーマチュア構
造の技術分野に属するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of an armature structure in an electric motor that constitutes an electric component mounted on a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、この種電動モータにおいては、
内周面に複数対の永久磁石により複数の磁極が形成され
たヨークに、アーマチュアを回動自在に軸承して構成さ
れたものがあり、このようなものにおいて、アーマチュ
アは、アーマチュア軸に複数枚のアーマチュアコアを積
層状に外嵌し、該アーマチュアコアにコイルが巻装され
る構成となっており、前記各アーマチュアコアは、リン
グ状のボス部の外径に、基部と、該基部先端から周回り
方向に延出する爪部とで略T字状に形成されるティース
が複数配されたものとなっている。そして、これら積層
されたアーマチュアコアの外周には、隣接ティース間で
あるコイル溝が軸方向を向いて形成され、これらコイル
溝にコイルが巻装されるようになっている。ところで、
電動モータにおいては、駆動時のコギングトルクの低下
が課題であるが、該コギングトルクの主な発生原因の一
つとして、ヨーク側に配される永久磁石の磁極端でのテ
ィースの磁束密度の変化(磁気抵抗変化)があり、この
ため、アーマチュアコアを、偶数のティースが形成され
たものにした場合、径方向に対向するティースに発生す
るトルクが同位相となるためコギングトルクが大きくな
ってしまうことが知られており、奇数のティースが形成
されたアーマチュアコアの方が好適であることが知られ
ている。2. Description of the Related Art Generally, in this type of electric motor,
There is a yoke in which a plurality of magnetic poles are formed by a plurality of pairs of permanent magnets on the inner peripheral surface, and the armature is rotatably supported by the yoke. In such a structure, the armature has a plurality of pieces on the armature shaft. Of the armature core is externally fitted in a laminated manner, and a coil is wound around the armature core. Each of the armature cores has an outer diameter of a ring-shaped boss portion, a base portion, and a tip end of the base portion. A plurality of teeth formed in a substantially T-shape with the claw portions extending in the circumferential direction are arranged. A coil groove, which is between adjacent teeth, is formed on the outer periphery of the laminated armature core so as to face the axial direction, and a coil is wound around these coil grooves. by the way,
In electric motors, a problem is the reduction of cogging torque during driving. One of the main causes of the cogging torque is the change in the magnetic flux density of the teeth at the magnetic pole ends of the permanent magnets arranged on the yoke side. (Change in magnetic resistance). Therefore, when the armature core is formed with even teeth, the torque generated in the teeth facing in the radial direction becomes in phase, and the cogging torque increases. It is known that an armature core having an odd number of teeth is preferable.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、奇数のティ
ースが形成されたアーマチュアコアは量産性が悪く、ど
うしてもコスト高となってしまううえ、コイルの巻装工
程においても複雑になるという問題がある。これに対し
て、アーマチュアコアを積層させたときスロット対応部
位に形成されるコイル溝をアーマチュア軸とは変位する
状態、即ちスキューさせる状態とすることが提唱されて
おり、これによって、永久磁石端部とティースとのあい
だで生じる磁束密度変化を緩和させることができるが、
これだけでは充分ではなく、依然問題が残されるうえ、
このようにスキューさせた場合では、有効磁束の低下に
伴い特性劣化と巻線性が悪くなるという不具合もある。
一方、近年、電動モータのコンパクト化が要求され、特
に、配設箇所によっては、一対の永久磁石が固着される
径方向部位については円弧状部とするが、これらのあい
だを平板状とした扁平筒状のヨークを備えた電動モータ
を用いることがある。しかるにこのものでは、ヨークも
磁性体で形成されているが故に、永久磁石の周回り方向
端部である磁極端でのティースの磁束密度の変化がさら
に増幅されてしまううえ、トルクリップルやアーマチュ
ア起磁力の磁気吸引力に基づく振動が発生してしまうと
いう問題もあり、これらに本発明が解決しようとする課
題があった。However, an armature core having an odd number of teeth has poor mass productivity, which inevitably increases the cost, and also makes the coil winding process complicated. On the other hand, it has been proposed that when the armature cores are laminated, the coil groove formed in the slot corresponding portion is displaced from the armature axis, that is, in a skewed state. It is possible to reduce the change in magnetic flux density that occurs between the teeth and
This is not enough, there are still problems,
In the case of such skewing, there is also a problem that the characteristic deterioration and the winding property deteriorate with the decrease of the effective magnetic flux.
On the other hand, in recent years, there has been a demand for downsizing of electric motors, and in particular, depending on the installation location, the radial portion to which a pair of permanent magnets is fixed has an arcuate portion. An electric motor having a cylindrical yoke may be used. However, since the yoke is also made of a magnetic material in this type, changes in the magnetic flux density of the teeth at the magnetic pole ends, which are the ends of the permanent magnet in the circumferential direction, are further amplified, and torque ripple and armature are generated. There is also a problem that vibration is generated due to the magnetic attraction of the magnetic force, and there is a problem to be solved by the present invention.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、内周面に複数対の永久磁石によ
り複数の磁極が形成されたヨークにアーマチュアを回動
自在に軸承してなる電動モータにおいて、前記アーマチ
ュアのアーマチュアコアを、リング状のボス部の外径
に、基部と、該基部先端から周回り方向に延出する爪部
とで略T字状に形成されるティースの偶数個を配して構
成するにあたり、前記爪部外周には、対極となる永久磁
石同志の磁極端にそれぞれ対向するティースが互いに非
対称となるように切欠き溝が形成されているものであ
る。そして、このようにすることにより、コギングトル
クやトルクむらの低減を計ることができる。このものに
おいて、本発明のヨークは一対の永久磁石が設けられた
ものとし、アーマチュアコアの爪部外周には、アーマチ
ュアコアの中心点を基準とする非点対称状態の位置関係
で切欠き溝が形成されているものとすることができる。
また、このものにおいて、本発明の切欠き溝は、各爪部
の外周の周回り方向任意の箇所に少なくとも一つ形成さ
れているものとすることができる。さらに、このものに
おいて、本発明のティースを構成する基部は、隣接する
ティースとのあいだに形成されコイル溝を構成するスロ
ット形状がそれぞれ異形となるように形成されているも
のとすることができ、さらなるコギングトルクやトルク
むらの低減を計ることができる。さらにまた、このもの
において、本発明のアーマチュアコアは、コイル溝がア
ーマチュア軸に対して周回り方向に変位するように積層
されているものとすることができる。また、このものに
おいて、本発明のアーマチュアコアは、爪部の切欠き溝
がアーマチュア軸に対して周回り方向に変位するように
積層されているものとすることができる。さらに、この
ものにおいて、本発明のヨークは、互いに対向する平板
状側面を有する扁平筒状となって薄型に形成されている
ものとすることができ、このようなヨークであっても、
コギングトルクやトルクむらやトルクリップルを低減し
て、振動のない高性能な電動モータとすることができ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances in order to solve these problems, and a plurality of pairs of permanent magnets are provided on the inner peripheral surface. In an electric motor in which an armature is rotatably supported by a yoke having magnetic poles formed therein, an armature core of the armature extends to the outer diameter of a ring-shaped boss portion, and extends in a circumferential direction from a tip of the base portion. In arranging an even number of teeth formed in a substantially T shape with the protruding claws, the teeth are asymmetrical to each other on the outer circumference of the claws, the teeth facing the magnetic pole ends of the permanent magnets serving as the opposite poles. The notch groove is formed so that By doing so, the cogging torque and the torque unevenness can be reduced. In this case, the yoke of the present invention is provided with a pair of permanent magnets, and a notch groove is formed on the outer periphery of the claw portion of the armature core in a positional relationship in a non-point symmetric state with respect to the center point of the armature core. It may be formed.
Further, in this, at least one notch groove of the present invention can be formed at an arbitrary position on the outer circumference of each claw portion in the circumferential direction. Further, in this, the base portion forming the tooth of the present invention may be formed so that the slot shape forming the coil groove formed between the adjacent teeth is different from each other, Further reduction of cogging torque and torque unevenness can be achieved. Furthermore, in this, the armature core of the present invention may be laminated so that the coil groove is displaced in the circumferential direction with respect to the armature axis. Further, in this, the armature core of the present invention may be laminated so that the notch groove of the claw portion is displaced in the circumferential direction with respect to the armature axis. Further, in this, the yoke of the present invention may be formed into a thin flat tube shape having flat plate-shaped side surfaces facing each other, and even such a yoke,
The cogging torque, the torque unevenness, and the torque ripple can be reduced to provide a high-performance electric motor that does not vibrate.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つ
を図1〜図4の図面に基づいて説明する。図面におい
て、1は電動モータを構成する有底筒状のヨークであっ
て、該ヨーク1は、底部1aにアーマチュア軸2の基端
部を回動自在に軸承するための軸受部が形成される一
方、筒周面は径方向に対向する二対の側辺部により形成
されており、一方の対向する一対の側辺部は真円筒を構
成するべく円弧状部1bに形成され、他方の対向する一
対の側辺部は平板状の平板状部1cに形成され、これに
よって、ヨーク1は、扁平筒状に形成されてレイアウト
性の優れた形状となっている。そして、ヨーク1の円弧
状部1bの内周面に一対の永久磁石3が固着されてお
り、該部位にそれぞれ対極となる磁極を形成するように
設定されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, one of the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. In the drawing, reference numeral 1 denotes a bottomed cylindrical yoke which constitutes an electric motor, and the yoke 1 has a bearing portion for rotatably supporting a base end portion of an armature shaft 2 on a bottom portion 1a. On the other hand, the peripheral surface of the cylinder is formed by two pairs of side portions facing each other in the radial direction, one pair of side portions facing each other is formed in an arc-shaped portion 1b so as to form a true cylinder, and the other side facing each other. The pair of side portions is formed into a flat plate-like flat portion 1c, whereby the yoke 1 is formed into a flat tubular shape and has an excellent layout property. A pair of permanent magnets 3 are fixed to the inner peripheral surface of the arc-shaped portion 1b of the yoke 1, and the magnetic poles serving as the counter poles are formed at these portions.
【0006】4はアーマチュアであって、該アーマチュ
ア4は、アーマチュア軸2に、複数枚の薄板状のアーマ
チュアコア5を積層状に外嵌固定し、該アーマチュア4
の外周に形成されるコイル溝4aにコイル6を巻装する
ことで構成されており、該アーマチュア4は、図示しな
いブラシ、アーマチュア軸2に一体的に外嵌されたコン
ミテータ2aを介してコイル6に通電がなされることに
より磁界が形成され、永久磁石3により磁極が形成され
たヨーク1内においてアーマチュア軸2とともに一体回
転するように設定されている。Reference numeral 4 denotes an armature. The armature 4 has a plurality of thin plate-shaped armature cores 5 fitted and fixed to the armature shaft 2 in a laminated manner.
The coil 6 is wound around a coil groove 4a formed on the outer periphery of the coil 6, and the armature 4 is provided with a brush (not shown) and a coil 6 via a commutator 2a externally fitted to the armature shaft 2. A magnetic field is formed by energizing the magnets and is set so as to rotate integrally with the armature shaft 2 in the yoke 1 in which magnetic poles are formed by the permanent magnets 3.
【0007】さて、前記アーマチュアコア5は、平板リ
ング状のボス部5aの外周に、該ボス部5aの同径部位
から外径側に突出する基部5bと、該基部5bの先端か
ら周回り方向に延出する爪部5cとで略T字状に形成さ
れるティース5dが複数放射状に形成されたものとなっ
てる。さらに、本実施の形態のアーマチュアコア5は、
図2に示すように10個のティースが形成されており、
周回り方向に10個のスロット5eが形成されている。
因みに、各スロット5eの深さは同様に形成されてお
り、これらアーマチュアコア5の複数枚を、任意のスロ
ット5e同志が周回り方向同位置になるようにした状態
でアーマチュア軸2に一体的に外嵌することで、スロッ
ト5e対応部位に軸方向に長い前記コイル溝(スロット
溝)4aが形成されるように設定されている。尚、以
降、図2に示すように各ティース5dにI〜Xの番号を
付与し、各ティース5dをそれぞれ1番ティースI、2
番ティースII・・・として表現する。The armature core 5 has a base portion 5b protruding from the same diameter portion of the boss portion 5a to the outer diameter side on the outer periphery of the flat plate ring-shaped boss portion 5a, and a circumferential direction from the tip of the base portion 5b. A plurality of teeth 5d formed in a substantially T shape with the claw portion 5c extending in the radial direction are radially formed. Furthermore, the armature core 5 of the present embodiment is
As shown in FIG. 2, ten teeth are formed,
Ten slots 5e are formed in the circumferential direction.
Incidentally, the depth of each slot 5e is formed in the same manner, and a plurality of these armature cores 5 are integrally formed on the armature shaft 2 in a state in which arbitrary slots 5e are located at the same position in the circumferential direction. The coil groove (slot groove) 4a that is long in the axial direction is formed in the portion corresponding to the slot 5e by external fitting. In addition, hereinafter, as shown in FIG. 2, the teeth 5d are numbered from I to X, and the teeth 5d are respectively numbered 1st teeth I and 2.
Number Teeth II ...
【0008】さらに、前記アーマチュアコイル5の各爪
部5cは、周回り方向等間隔を存して形成されている
が、各爪部5cの外周縁部には内径側に切欠かれる状態
でV溝状の切欠き溝5fがそれぞれ形成されており、こ
れら各切欠き溝5fは、アーマチュアコア5の中心点を
基準として点対称状態とならないような(非点対称状態
の)位置関係でそれぞれ切欠き形成されている。つま
り、5番ティースVと6番ティースVIとの爪部5cに
は、1番ティースIと10番ティースXとの周回り方向
中央と、5番ティースVと6番ティースVIとの周回り
方向中央とを結ぶ中心線Mを基準として、それぞれ上下
に任意の角度αを存した部位がV溝の溝底となるように
して切欠き溝5fそれぞれ形成されている。また、前記
基準線Mの上側半部の1番〜4番ティースI〜IVの爪
部5cには、5番ティースVと周回り方向同位置に位置
する状態で切欠き溝5fがそれぞれ形成されている。一
方、前記基準線Mの下側半部の7番〜10番ティースV
II〜Xの爪部5cには、6番ティースVIと周回り方
向同位置に位置する状態で切欠き溝5fがそれぞれ形成
されている。これによって、例えば5番ティースVを基
準とした場合、中心点Oに点対称となる10番ティース
Xに対し、切欠き溝5fの形成位置が点対称とはならな
いように設定され、1〜10番の何れのティースI〜X
を基準としても、点対称状態とはならない、つまり非点
対称となるように設定されている。Further, the claws 5c of the armature coil 5 are formed at equal intervals in the circumferential direction, but the V-grooves are formed in the outer peripheral edge of the claws 5c so as to be cut out toward the inner diameter side. 5f of the notch groove are formed respectively, and these notch grooves 5f are notched in a point symmetry with respect to the center point of the armature core 5 (a non-point symmetry state). Has been formed. That is, in the claw portion 5c of the fifth tooth V and the sixth tooth VI, the center in the circumferential direction of the first tooth I and the tenth tooth X and the circumferential direction of the fifth tooth V and the sixth tooth VI. Notched grooves 5f are formed so that the portions having an arbitrary angle α above and below, respectively, with respect to the center line M connecting the center are the groove bottoms of the V groove. Notch grooves 5f are formed in the claw portions 5c of the first to fourth teeth I to IV in the upper half of the reference line M in the same position as the fifth tooth V in the circumferential direction. ing. On the other hand, 7th to 10th teeth V in the lower half of the reference line M
Notch grooves 5f are formed in the claw portions 5c of II to X at the same position as the sixth tooth VI in the circumferential direction. Accordingly, when the fifth tooth V is used as a reference, for example, the formation position of the notch groove 5f is set so as not to be point symmetrical with respect to the tenth tooth X that is point-symmetrical with respect to the center point O. No. of teeth IX
Even with reference to, the point symmetry is not established, that is, the point symmetry is set.
【0009】そして、このように形成された複数のアー
マチュアコア5をアーマチュア軸2に圧入状態で外嵌さ
せることで回り止め状の一体化がなされるが、このと
き、各アーマチュアコア5は、切欠き溝5fの位置につ
いては規則性がなく(ランダムで)、スロット5e位置
が周回り方向同位置となるような積層状態で外嵌されて
いる。これによって、アーマチュア4外周に、アーマチ
ュア軸2の軸方向を向いたコイル溝4がスロット5e数
だけ形成されるとともに、切欠き溝5fについては規則
性のない状態で配され、各ティース5dにおける磁束密
度が点対称状態とならないように設定されている。そし
て、このように形成されたアーマチュア4にコイル6を
巻装し、ヨーク1内においてアーマチュア4を回転する
場合に、一対の永久磁石3のうち、一方の永久磁石3の
磁極端に対向するティース5dと、該ティース5dとは
同位相となる位置関係で、他方の永久磁石3の磁極端に
対向するティース5dとは、互いの磁束密度が異なるよ
うに設定され、磁束密度の急激な変化を小さく(少な
く)することによって、コギングトルクやトルクむら等
の低減を計るように設定されている。Then, the plurality of armature cores 5 formed as described above are externally fitted to the armature shaft 2 in a press-fitted state so that the armature cores 5 are integrated into a detent shape. At this time, each armature core 5 is cut off. There is no regularity (randomly) in the position of the notch groove 5f, and the slots 5e are fitted in a laminated state such that the positions of the slots 5e are the same position in the circumferential direction. As a result, the coil grooves 4 facing the axial direction of the armature shaft 2 are formed on the outer circumference of the armature 4 by the number of slots 5e, and the notch grooves 5f are arranged in a non-regular manner, and the magnetic flux in each tooth 5d is formed. It is set so that the density does not have a point symmetry state. Then, when the coil 6 is wound around the armature 4 formed as described above and the armature 4 is rotated in the yoke 1, the teeth facing the magnetic pole end of one of the permanent magnets 3 of the pair of permanent magnets 3. The teeth 5d and the teeth 5d are set so that their magnetic flux densities are different from each other in a positional relationship in which the teeth 5d have the same phase relationship and are opposed to the magnetic pole ends of the other permanent magnet 3, so that a rapid change in the magnetic flux density is caused. It is set so as to reduce the cogging torque, the torque unevenness, etc. by making it small (small).
【0010】尚、本実施の形態のアーマチュアコア5
は、前述したように各スロット5eの深さ(径方向長
さ)は同じであるが、隣接するスロット5e同志の形状
が異形になるように形成されている。これによって、ア
ーマチュア4のコイル溝4aに、コイル6をダブルフラ
イヤ方式の二層巻にしたとき、コイル6の巻装姿勢が乱
れてしまうような不具合がなくなるうえ、トルクリップ
ルの低減がなされ、磁気的バランスの改善が計れるよう
に設定されている。Incidentally, the armature core 5 of the present embodiment.
As described above, the slots 5e have the same depth (radial length), but the adjacent slots 5e are formed in different shapes. As a result, when the coil 6 is wound into the coil groove 4a of the armature 4 by double-layer winding of the double flyer method, the problem that the winding posture of the coil 6 is disturbed is eliminated, and the torque ripple is reduced. It is set to improve the physical balance.
【0011】叙述の如く構成された本発明の実施の形態
において、アーマチュア4のコイル溝4aに巻装される
コイル6に通電することで、アーマチュア4の回転がな
されるが、この場合に、アーマチュア4を構成スラーマ
チュアコア5の各ティース5dを構成する爪部5cの外
周部には、それぞれ非点対称状態となる位置関係で切欠
き溝5fが形成されている。この結果、永久磁石3の磁
極端(周回り方向端縁部)に対向するティース5dは、
それぞれ非点対称となる関係で切欠かれた切欠き溝5e
がランダムに位置することになって、これら径方向に対
向するティース5dの磁束密度の変化がそれぞれ異なっ
たものとなり、コギングトルクやトルクむらの発生を低
減させることができる。しかも、本実施の形態のよう
に、扁平筒状のヨーク1に内装される場合であっても、
トルクリップルやアーマチュア起磁力の磁気吸引力に基
づく振動を低減することができ、高品質な電動モータを
提供できる。In the embodiment of the present invention configured as described above, the armature 4 is rotated by energizing the coil 6 wound in the coil groove 4a of the armature 4. In this case, the armature 4 is rotated. Notch grooves 5f are formed on the outer peripheral portion of the claw portion 5c that constitutes each tooth 5d of the slurature core 5 so as to be in a non-point symmetrical state. As a result, the teeth 5d that face the magnetic pole ends (circumferential direction edge portions) of the permanent magnet 3 are
Notched groove 5e cut out in a non-point-symmetrical relationship
Are randomly positioned, and the changes in the magnetic flux density of the teeth 5d that face each other in the radial direction are different from each other, and the occurrence of cogging torque and torque unevenness can be reduced. Moreover, even when the yoke 1 is mounted in the flat tubular yoke 1 as in the present embodiment,
Vibrations due to the magnetic attraction of the torque ripple and the armature magnetomotive force can be reduced, and a high-quality electric motor can be provided.
【0012】つぎに、本実施の形態の電動モータ1(本
発明品)と、従来通りティースに切欠き溝のない従来型
のティースが用いられた電動モータ(従来品)とを用い
て各種特性を比較した結果を示す。図3(A)の表図
は、本発明品と従来品のそれぞれのコギングトルクを測
定した結果であり、本発明品は従来品と比較して、コギ
ングトルクが約21パーセント低減されていることが確
認された。図3(B)の表図は、本発明品と従来品のそ
れぞれのトルクむらを測定した結果であり、本発明品は
従来品と比較して、トルクむらが約12パーセント低減
されていることが確認された。また、本発明品と従来品
のそれぞれに巻装されたコイルに電流を流した(1キロ
ヘルツ(kHz)時)ときにおけるインダクタンスを測
定した結果、本発明品は0.224(ミリヘンリー(m
H))、従来品は0.374(ミリヘンリー(mH))
と測定され、本発明品の整流性が向上しているものと考
察される。また、図4の表図は、本発明品、従来品それ
ぞれの回転数、出力曲線、トルク曲線、仕事効率を示し
ており、該表図から、本発明品の出力、トルクがアップ
して仕事効率の向上が計られていることが確認できる。
さらに、図3(C)の表図は、本発明品と従来品のそれ
ぞれについてトルクリップルを測定したもの(永久磁石
を固着しないヨークにアーマチュアを組込み、コイルに
通電することにより求めた数値)であるが、この結果か
ら、本発明品は、トルクリップルが約24パーセント低
減されることが確認された。Next, various characteristics are obtained by using the electric motor 1 of the present embodiment (invention product) and an electric motor (conventional product) in which a conventional tooth without a notch groove is used as in the conventional art. The results of comparison are shown. The table of FIG. 3 (A) shows the results of measuring the cogging torques of the product of the present invention and the conventional product. The product of the present invention has a cogging torque reduced by about 21% as compared with the conventional product. Was confirmed. The table of FIG. 3 (B) is the result of measuring the torque unevenness of each of the product of the present invention and the conventional product, and the product of the present invention has a torque unevenness reduced by about 12% as compared with the conventional product. Was confirmed. Further, as a result of measuring the inductance when a current is applied to the coil wound around each of the present invention product and the conventional product (at 1 kilohertz (kHz)), it is found that the product of the present invention is 0.224 (millihenry (m).
H)), 0.374 (millihenry (mH)) for conventional products
It is considered that the rectifying property of the product of the present invention is improved. The table of FIG. 4 shows the rotation speed, output curve, torque curve, and work efficiency of the product of the present invention and the conventional product, respectively. It can be confirmed that the efficiency has been improved.
Further, the table of FIG. 3C shows the torque ripple measured for each of the product of the present invention and the conventional product (a value obtained by incorporating an armature in a yoke that does not fix a permanent magnet and energizing a coil). However, from this result, it was confirmed that the torque ripple was reduced by about 24 percent in the product of the present invention.
【0013】尚、本発明は前記第一の実施の形態に限定
されないことは勿論であって、切欠き溝の溝形状として
は、V溝形状の他、U字形状、凵字形状等、種々の形状
であってもよい。さらに、ヨークに設けられる永久磁石
は一対、二対・・・というように複数対設けられた(複
数極)ものであってもよい。また、切欠き溝は、必ずし
も各ティースに形成されていなくともよく、また、各テ
ィースに一つ以上形成されていてもよく、要は、対極と
なる永久磁石同志の磁極端にそれぞれ対向するティース
が互いに非対称となればよい。また、前記第一の実施の
形態のものにおいて、アーマチュアが内装されるヨーク
に固着される永久磁石は均一な板厚を有したもの(同芯
状マグネット)となっている。ところで、永久磁石の板
厚を周回り方向一端部の板厚を変えたもの(偏芯状マグ
ネット)とし、これによって、永久磁石の磁極端でのテ
ィースの磁束密度の変化をさらに小さくすることができ
ることが知られている。そこで、このような永久磁石を
用いたヨークを備えた電動モータとすることで、さらな
るコギングトルクの低減が計れることが期待できる。因
みに、本発明が実施されたアーマチュア4(本発明品)
と、ティース爪部に切欠き溝のない従来のアーマチュア
(従来品)とを、偏芯状マグネットが固定されたヨーク
にそれぞれ軸承することで構成した電動モータについ
て、それぞれ出力曲線、トルク曲線、仕事効率を測定し
た結果を図5の表図に示すが、この場合でも、本発明品
の方が出力曲線、トルク曲線ともにアップして仕事効率
の向上を計れることが確認された。Of course, the present invention is not limited to the above-mentioned first embodiment, and the groove shape of the notch groove is not limited to the V groove shape, but may be a U shape, a kite shape, or the like. The shape may be. Further, the permanent magnets provided on the yoke may be provided in plural pairs (multipole) such as one pair, two pairs, .... In addition, the notch groove does not necessarily have to be formed in each tooth, and one or more notches may be formed in each tooth. The point is that the teeth facing the magnetic pole ends of the permanent magnets serving as the opposite poles, respectively. Should be asymmetric with each other. Further, in the first embodiment, the permanent magnet fixed to the yoke in which the armature is installed has a uniform plate thickness (concentric magnet). By the way, the plate thickness of the permanent magnet is changed from the plate thickness at one end in the circumferential direction (eccentric magnet), and thereby the change in the magnetic flux density of the teeth at the magnetic pole ends of the permanent magnet can be further reduced. It is known to be possible. Therefore, it can be expected that the cogging torque can be further reduced by using the electric motor having the yoke using such a permanent magnet. Incidentally, the armature 4 according to the present invention (the present invention product)
And an armature (conventional product) with no notch groove on the teeth claws are supported by the yoke to which the eccentric magnet is fixed, respectively. The result of measuring the efficiency is shown in the table of FIG. 5, and in this case as well, it was confirmed that the product of the present invention can improve the work efficiency by increasing both the output curve and the torque curve.
【0014】ところで、前記第一の実施の形態のもの
は、切欠き溝5fの溝位置は任意であるが、コイル溝4
aの向きはアーマチュア軸2の軸方向と同方向を向くよ
うな状態でアーマチュアコア5が積層されている。これ
に対し、アーマチュアコア5を、切欠き溝5fの溝位置
はランダムであるがコイル溝4aはアーマチュア軸2に
対して周回り方向に変位させる、所謂スキューさせる状
態に積層する構成とすることもでき、このようにするこ
とで、磁極端における磁束密度の均一化をさらに計るこ
とができて、コギングトルクやトルクむらの一層の低減
に寄与することができる。By the way, in the first embodiment, the groove position of the notch groove 5f is arbitrary, but the coil groove 4
The armature core 5 is laminated such that the direction a is oriented in the same direction as the axial direction of the armature shaft 2. On the other hand, the armature core 5 may be laminated in a so-called skewed state in which the groove positions of the notch grooves 5f are random but the coil groove 4a is displaced in the circumferential direction with respect to the armature shaft 2. By doing so, it is possible to further uniformize the magnetic flux density at the magnetic pole ends, and it is possible to contribute to further reduction of cogging torque and torque unevenness.
【0015】つぎに、図6に第二の実施の形態を示す
が、該第二の実施の形態のアーマチュアコア7は、基部
7bが同径部位から外径に突出してスロット7e深さが
同様に形成され、かつ、スロット7eの形状が異形でな
いものに形成されている。そしてこのものでも、爪部7
cの外周に切欠き溝7fが形成されており、これら切欠
き溝7fは、10個のティース7dに対して前記第一の
実施の形態と同様の位置に形成され、任意の爪部7cを
基準として点対称状態とはならないように設定されてい
る。Next, FIG. 6 shows a second embodiment. In the armature core 7 of the second embodiment, the base portion 7b projects outward from the same diameter portion and the slot 7e has the same depth. And the shape of the slot 7e is not different. And even with this one, the claw portion 7
Notch grooves 7f are formed on the outer periphery of c, and these notch grooves 7f are formed at the same positions as in the first embodiment with respect to the ten teeth 7d, and the arbitrary claw portions 7c are formed. As a reference, it is set so as not to be in a point symmetrical state.
【0016】また、図7に第三の実施の形態のアーマチ
ュアコア8を示すが、このものは、前記第二の実施の形
態と同様にスロット8eの深さは何れも同様であるが、
ティース8dが周回り方向に12個形成されたものとな
っている。さらにこのものにおいて、切欠き溝8fは、
周回り方向一端部から他端部おいて順次位置ズレする状
態で切欠かれ、これによって、任意の爪部8cを基準と
して点対称状態とはならないようにしている。そして、
このものでは、アーマチュアコア8を積層する場合に、
各アーマチュアコア8を、前記切欠き溝8fを周回り方
向に順次ずらすように積層することで、図8に示すよう
に、アーマチュア4の周回り方向に形成されるコイル溝
4aはアーマチュア軸2に対して同方向を向くが、切欠
き溝8fにより形成される溝4bは、周回り方向に位置
ずれしてアーマチュア軸2に対して変位する(スキュー
する)状態とさせることができ、このように構成するこ
とでも、コギングトルクの低減、トルクむらの低減を期
待できる。FIG. 7 shows the armature core 8 of the third embodiment, which has the same depth of the slot 8e as in the second embodiment,
Twelve teeth 8d are formed in the circumferential direction. Furthermore, in this thing, the notch groove 8f is
Notches are formed in such a manner that they are sequentially displaced from one end to the other end in the circumferential direction, so that a point symmetry with respect to an arbitrary claw portion 8c is prevented. And
In this thing, when laminating the armature core 8,
By stacking the armature cores 8 so that the cutout grooves 8f are sequentially shifted in the circumferential direction, the coil grooves 4a formed in the circumferential direction of the armature 4 are aligned with the armature shaft 2 as shown in FIG. On the other hand, the groove 4b formed in the same direction but formed by the cutout groove 8f can be displaced in the circumferential direction and displaced (skewed) with respect to the armature shaft 2. Even with the configuration, reduction in cogging torque and reduction in torque unevenness can be expected.
【図1】図1(A)、(B)はそれぞれヨークの側面
図、正面断面図である。1A and 1B are a side view and a front sectional view of a yoke, respectively.
【図2】アーマチュアコアの正面図である。FIG. 2 is a front view of an armature core.
【図3】図3(A)、(B)、(C)はそれぞれ本発明
品と従来品におけるコギングトルク、トルクむら、トル
クリップルを示す表図である。3A, 3B, and 3C are tables showing cogging torque, torque unevenness, and torque ripple in the product of the present invention and the conventional product, respectively.
【図4】本発明品と従来品における回転数、トルク曲
線、出力曲線、仕事効率を示す表図である。FIG. 4 is a table showing the rotation speed, torque curve, output curve, and work efficiency of the product of the present invention and the conventional product.
【図5】偏芯マグネットのヨークを備えた本発明品と従
来品における回転数、トルク曲線、出力曲線、仕事効率
を示す表図である。FIG. 5 is a table showing a rotation speed, a torque curve, an output curve, and a work efficiency in the product of the present invention including the yoke of the eccentric magnet and the conventional product.
【図6】第二の実施の形態におけるアーマチュアコアの
正面図である。FIG. 6 is a front view of an armature core according to a second embodiment.
【図7】第三の実施の形態におけるアーマチュアコアの
正面図である。FIG. 7 is a front view of an armature core according to a third embodiment.
【図8】第三の実施の形態におけるアーマチュアの側面
を説明するパターン図である。FIG. 8 is a pattern diagram illustrating a side surface of an armature according to a third embodiment.
2 アーマチュア 3 永久磁石 4 アーマチュア 4a コイル溝 5 アーマチュアコア 5b 基部 5c 爪部 5d ティース 5e スロット 6 コイル 2 Armature 3 permanent magnet 4 Armature 4a coil groove 5 Armature core 5b base 5c claw 5d teeth 5e slot 6 coils
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 憲児 群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地 株式会社ミツバ内 Fターム(参考) 5H002 AA04 AB01 AE07 5H623 AA02 AA04 BB07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kenji Sakata Gunma prefecture Kiryu city Hirosawa town Mitsuba Co., Ltd. F-term (reference) 5H002 AA04 AB01 AE07 5H623 AA02 AA04 BB07
Claims (7)
磁極が形成されたヨークにアーマチュアを回動自在に軸
承してなる電動モータにおいて、前記アーマチュアのア
ーマチュアコアを、リング状のボス部の外径に、基部
と、該基部先端から周回り方向に延出する爪部とで略T
字状に形成されるティースの偶数個を配して構成するに
あたり、前記爪部外周には、対極となる永久磁石同志の
磁極端にそれぞれ対向するティースが互いに非対称とな
るように切欠き溝が形成されている電動モータにおける
アーマチュア構造。1. An electric motor in which an armature is rotatably supported by a yoke having a plurality of magnetic poles formed by a plurality of pairs of permanent magnets on its inner peripheral surface, wherein an armature core of the armature is a ring-shaped boss portion. The outer diameter of the base portion and the claw portion extending in the circumferential direction from the tip of the base portion is approximately T
In arranging and arranging an even number of teeth formed in a letter shape, notch grooves are formed on the outer periphery of the claw portion so that the teeth facing the magnetic pole ends of the permanent magnets serving as the counter poles are asymmetrical to each other. The armature structure in the electric motor being formed.
磁石が設けられたものとし、アーマチュアコアの爪部外
周には、アーマチュアコアの中心点を基準とする非点対
称状態の位置関係で切欠き溝が形成されている電動モー
タにおけるアーマチュア構造。2. The yoke according to claim 1, wherein the yoke is provided with a pair of permanent magnets, and the outer periphery of the claw portion of the armature core is cut in a non-point-symmetrical positional relationship with respect to the center point of the armature core. An armature structure in an electric motor in which a groove is formed.
は、各爪部の外周の周回り方向任意の箇所に少なくとも
一つ形成されている電動モータにおけるアーマチュア構
造。3. The armature structure for an electric motor according to claim 1, wherein at least one notch groove is formed at an arbitrary position on the outer circumference of each claw in the circumferential direction.
スを構成する基部は、隣接するティースとのあいだに形
成されコイル溝を構成するスロット形状がそれぞれ異形
となるように形成されている電動モータにおけるアーマ
チュア構造。4. The electric motor according to claim 1, 2 or 3, wherein the base portion forming the teeth is formed between adjacent teeth so that the slot shape forming the coil groove is different from each other. Armature structure in.
ーマチュアコアは、コイル溝がアーマチュア軸に対して
周回り方向に変位するように積層されている電動モータ
におけるアーマチュア構造。5. The armature structure for an electric motor according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the armature core is laminated such that the coil groove is displaced circumferentially with respect to the armature shaft.
ーマチュアコアは、爪部の切欠き溝がアーマチュア軸に
対して周回り方向に変位するように積層されている電動
モータにおけるアーマチュア構造。6. The armature structure for an electric motor according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the armature core is laminated such that the notch groove of the claw portion is displaced circumferentially with respect to the armature shaft.
いて、ヨークは、互いに対向する平板状側面を有する扁
平筒状となって薄型に形成されている電動モータにおけ
るアーマチュア構造。7. The armature structure for an electric motor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the yoke has a flat cylindrical shape having flat plate-shaped side surfaces facing each other and is formed thinly.
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