ダイレクトモータ構造
【課題】本発明は、ステータポールのステータポール鍔部の鍔厚を厚くしてトルクムラを少なくすることを目的とする。
【解決手段】本発明によるダイレクトモータ構造は、プリント基板(1)上に設けた各ステータポール(3)のステータポール鍔部(7)の鍔厚(L2)をポール幅(W)の１／２から１／３とし、ロータ(5)回転時の磁束変化量を小さくする構成である。
【解決手段】本発明によるダイレクトモータ構造は、プリント基板(1)上に設けた各ステータポール(3)のステータポール鍔部(7)の鍔厚(L2)をポール幅(W)の１／２から１／３とし、ロータ(5)回転時の磁束変化量を小さくする構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトモータ構造に関し、特に、ステータポールのステータポール鍔部の鍔厚を従来よりも厚くし、磁束変化量を均一化し、各ステータポール間でのトルクムラを軽減させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のダイレクトモータ構造におけるステータポール構造としては、特に、社内技術のみで特許出願を行っていないため、特許文献等を開示していないが、図６で示される構成が採用されていた。
【０００３】
すなわち、図６において符号１で示されるものはプリント基板であり、このプリント基板１上には、ステータコイル２を有し棒状をなす複数のステータポール３が輪状に配設されている。
前記ステータポール３の上方位置には、所定の間隔４を介してロータ５の各ロータマグネット６が水平方向に回転自在で、かつ、上下方向に対向自在に配設されている。
【０００４】
また、前述の図６の構成を改良した構成として、図７に示される構成が採用されている。
すなわち、前記ステータポール３の上部に平板状のステータポール鍔部７が一体に形成され、このステータポール鍔部７を介してロータマグネット６との磁気作用が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のダイレクトモータ構造のステータポールは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図６の従来構成のステータポールの場合、その上部まで同じポール幅Ｗであるため、この磁束変化量は、ステータポールのポール幅Ｗの範囲内のみとなり、その変化が大きく、回転時のトルク変動（コギング現象）が大きくなっていた。
【０００６】
前述の課題を改善するために、図７で示させる断面Ｔ字型のステータポールが開発され、その磁束変化量は、図６の従来構成よりも改善されているが、ステータポールよりも広い平面積のステータポール鍔の肉厚が０．５ミリと薄く形成されているため、断面Ａが小さい状態であり、図７の領域Ｂを水平方向に大きくしても、図７の磁束変化量から大きく変わることは難しく、実質的に図６のステータポールを用いた特性とは大差がなかった。
すなわち、図７における断面Ａを通じて伝達可能な磁束量は、断面積×最大磁束密度で制限されているためである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるダイレクトモータ構造は、基台上のプリント基板と、前記プリント基板上に輪状に配設され断面Ｔ字型をなす複数のステータポールと、前記ステータポールの上部に形成され扇形の下部を除去した形状をなすステータポール鍔部と、前記各ステータポールに設けられたステータコイルと、前記基台に回転自在に支持されたロータと、前記ロータの内面に設けられ前記各ステータポールのステータポール鍔部と対向配置の複数のロータマグネットと、を備え、前記各ステータコイルを励磁することにより、前記ロータを回転するようにしたダイレクトモータ構造において、前記ステータポール鍔部の鍔厚は、前記ステータポールのポール幅の１／３から１／２である構成であり、また、前記ステータコイルは、前記プリント基板の面上に直接設けられている構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるダイレクトモータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ステータポールの上部に設けられたステータポール鍔部の鍔厚を、ステータポールのポール幅の１／３から１／２としたため、ステータポール鍔部の断面の面積が従来よりも大幅に大きくなり、磁束の変化量が均一化され、各ステータポール間におけるトルクムラを軽減させ、円滑な回転を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、ステータポールのステータポール鍔部の鍔厚を従来よりも厚くし、磁束変化量を均一化し、各ステータポール間でのトルクムラを軽減させるようにしたダイレクトモータ構造を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１０】
以下、図面と共に本発明によるダイレクトモータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において符号１で示されるものは、基台１０上に設けられたプリント基板であり、このプリント基板１は円板状に形成されて前記基台１０の軸心に形成された筒状の保持部１１の外周に嵌め込み式に設けられている。
【００１１】
前記プリント基板１上の最も内周縁側には、複数の磁性コアからなる断面Ｔ字型のステータポール３が輪状となるように所定の間隔で植設されている。
前記各ステータポール３の上部には、このステータポール３と一体に平板状のステータポール鍔部７が形成され、このステータポール鍔部７は、平面形状として、図２及び図５で示されるように、扇形状７Ａの下部７Ｂを除去してなる形状で構成されている。
【００１２】
前記基台１０の保持部１１内に回転自在に設けられた回転軸２０の上部には、各ロータマグネット６を下面に有するロータ５が設けられており、この各ロータマグネット６は、前記各ステータポール３のステータポール鍔部７に対応して対向配置されている。
従って、図１の点線丸印で示されるＡ部を拡大して示すと、図３で示される通りである。
【００１３】
前記ステータポール３のステータポール鍔部７の鍔厚Ｌ２は、図４の拡大図にも示されるように、鍔部半幅Ｌ１にわたって２ミリに設定され、ステータポール３のポール幅Ｗが６ミリの場合、前記鍔厚Ｌ２はポール幅Ｗの約１／３に設定されている。
また、前記鍔厚Ｌ２をポール幅Ｗの約１／２である３ミリに設定することもでき、前述の２ミリから３ミリ、すなわち、ポール幅Ｗの約１／２から１／３とした場合に、前述の磁束変化量を均一化させ、各ステータポール３間でのトルクムラ（すなわち、コギングトルク）を軽減できることが実験の結果、判明した。尚、この場合、ステータポール鍔部７の全幅Ｗａは図３に示すように１８ミリである。
また、前述のように、前記ステータポール鍔部７の鍔厚Ｌ２を設定しているため、実際の回転、停止制御における静止精度を従来よりも正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるダイレクトモータ構造を示す断面図である。
【図２】図１のステータポール鍔部及びプリント基板を示す平面図である。
【図３】図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＢ部の拡大図である。
【図５】図２のステータポール鍔部の拡大図である。
【図６】従来のダイレクトモータ構造のステータポールを示す断面図である。
【図７】図６の他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ プリント基板
２ ステータコイル
３ ステータポール
５ ロータ
６ ロータマグネット
１０ 基台
１１ 保持部
２０ 回転軸
Ｗ ポール幅
Ｗａ 全幅
Ｌ２ 鍔厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトモータ構造に関し、特に、ステータポールのステータポール鍔部の鍔厚を従来よりも厚くし、磁束変化量を均一化し、各ステータポール間でのトルクムラを軽減させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のダイレクトモータ構造におけるステータポール構造としては、特に、社内技術のみで特許出願を行っていないため、特許文献等を開示していないが、図６で示される構成が採用されていた。
【０００３】
すなわち、図６において符号１で示されるものはプリント基板であり、このプリント基板１上には、ステータコイル２を有し棒状をなす複数のステータポール３が輪状に配設されている。
前記ステータポール３の上方位置には、所定の間隔４を介してロータ５の各ロータマグネット６が水平方向に回転自在で、かつ、上下方向に対向自在に配設されている。
【０００４】
また、前述の図６の構成を改良した構成として、図７に示される構成が採用されている。
すなわち、前記ステータポール３の上部に平板状のステータポール鍔部７が一体に形成され、このステータポール鍔部７を介してロータマグネット６との磁気作用が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のダイレクトモータ構造のステータポールは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図６の従来構成のステータポールの場合、その上部まで同じポール幅Ｗであるため、この磁束変化量は、ステータポールのポール幅Ｗの範囲内のみとなり、その変化が大きく、回転時のトルク変動（コギング現象）が大きくなっていた。
【０００６】
前述の課題を改善するために、図７で示させる断面Ｔ字型のステータポールが開発され、その磁束変化量は、図６の従来構成よりも改善されているが、ステータポールよりも広い平面積のステータポール鍔の肉厚が０．５ミリと薄く形成されているため、断面Ａが小さい状態であり、図７の領域Ｂを水平方向に大きくしても、図７の磁束変化量から大きく変わることは難しく、実質的に図６のステータポールを用いた特性とは大差がなかった。
すなわち、図７における断面Ａを通じて伝達可能な磁束量は、断面積×最大磁束密度で制限されているためである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるダイレクトモータ構造は、基台上のプリント基板と、前記プリント基板上に輪状に配設され断面Ｔ字型をなす複数のステータポールと、前記ステータポールの上部に形成され扇形の下部を除去した形状をなすステータポール鍔部と、前記各ステータポールに設けられたステータコイルと、前記基台に回転自在に支持されたロータと、前記ロータの内面に設けられ前記各ステータポールのステータポール鍔部と対向配置の複数のロータマグネットと、を備え、前記各ステータコイルを励磁することにより、前記ロータを回転するようにしたダイレクトモータ構造において、前記ステータポール鍔部の鍔厚は、前記ステータポールのポール幅の１／３から１／２である構成であり、また、前記ステータコイルは、前記プリント基板の面上に直接設けられている構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるダイレクトモータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ステータポールの上部に設けられたステータポール鍔部の鍔厚を、ステータポールのポール幅の１／３から１／２としたため、ステータポール鍔部の断面の面積が従来よりも大幅に大きくなり、磁束の変化量が均一化され、各ステータポール間におけるトルクムラを軽減させ、円滑な回転を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、ステータポールのステータポール鍔部の鍔厚を従来よりも厚くし、磁束変化量を均一化し、各ステータポール間でのトルクムラを軽減させるようにしたダイレクトモータ構造を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１０】
以下、図面と共に本発明によるダイレクトモータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において符号１で示されるものは、基台１０上に設けられたプリント基板であり、このプリント基板１は円板状に形成されて前記基台１０の軸心に形成された筒状の保持部１１の外周に嵌め込み式に設けられている。
【００１１】
前記プリント基板１上の最も内周縁側には、複数の磁性コアからなる断面Ｔ字型のステータポール３が輪状となるように所定の間隔で植設されている。
前記各ステータポール３の上部には、このステータポール３と一体に平板状のステータポール鍔部７が形成され、このステータポール鍔部７は、平面形状として、図２及び図５で示されるように、扇形状７Ａの下部７Ｂを除去してなる形状で構成されている。
【００１２】
前記基台１０の保持部１１内に回転自在に設けられた回転軸２０の上部には、各ロータマグネット６を下面に有するロータ５が設けられており、この各ロータマグネット６は、前記各ステータポール３のステータポール鍔部７に対応して対向配置されている。
従って、図１の点線丸印で示されるＡ部を拡大して示すと、図３で示される通りである。
【００１３】
前記ステータポール３のステータポール鍔部７の鍔厚Ｌ２は、図４の拡大図にも示されるように、鍔部半幅Ｌ１にわたって２ミリに設定され、ステータポール３のポール幅Ｗが６ミリの場合、前記鍔厚Ｌ２はポール幅Ｗの約１／３に設定されている。
また、前記鍔厚Ｌ２をポール幅Ｗの約１／２である３ミリに設定することもでき、前述の２ミリから３ミリ、すなわち、ポール幅Ｗの約１／２から１／３とした場合に、前述の磁束変化量を均一化させ、各ステータポール３間でのトルクムラ（すなわち、コギングトルク）を軽減できることが実験の結果、判明した。尚、この場合、ステータポール鍔部７の全幅Ｗａは図３に示すように１８ミリである。
また、前述のように、前記ステータポール鍔部７の鍔厚Ｌ２を設定しているため、実際の回転、停止制御における静止精度を従来よりも正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるダイレクトモータ構造を示す断面図である。
【図２】図１のステータポール鍔部及びプリント基板を示す平面図である。
【図３】図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＢ部の拡大図である。
【図５】図２のステータポール鍔部の拡大図である。
【図６】従来のダイレクトモータ構造のステータポールを示す断面図である。
【図７】図６の他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ プリント基板
２ ステータコイル
３ ステータポール
５ ロータ
６ ロータマグネット
１０ 基台
１１ 保持部
２０ 回転軸
Ｗ ポール幅
Ｗａ 全幅
Ｌ２ 鍔厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台(10)上のプリント基板(1)と、前記プリント基板(1)上に輪状に配設され断面Ｔ字型をなす複数のステータポール(3)と、前記ステータポール(3)の上部に形成され扇形の下部を除去した形状をなすステータポール鍔部(7)と、前記各ステータポール(3)に設けられたステータコイル(2)と、前記基台(10)に回転自在に支持されたロータ(5)と、前記ロータ(5)の内面に設けられ前記各ステータポール(3)のステータポール鍔部(7)と対向配置の複数のロータマグネット(6)と、を備え、
前記各ステータコイル(2)を励磁することにより、前記ロータ(5)を回転するようにしたダイレクトモータ構造において、
前記ステータポール鍔部(7)の鍔厚(L2)は、前記ステータポール(3)のポール幅(W)の１／３から１／２であることを特徴とするダイレクトモータ構造。
【請求項２】
前記ステータコイル(2)は、前記プリント基板(1)の面上に直接設けられていることを特徴とする請求項１記載のダイレクトモータ構造。
【請求項１】
基台(10)上のプリント基板(1)と、前記プリント基板(1)上に輪状に配設され断面Ｔ字型をなす複数のステータポール(3)と、前記ステータポール(3)の上部に形成され扇形の下部を除去した形状をなすステータポール鍔部(7)と、前記各ステータポール(3)に設けられたステータコイル(2)と、前記基台(10)に回転自在に支持されたロータ(5)と、前記ロータ(5)の内面に設けられ前記各ステータポール(3)のステータポール鍔部(7)と対向配置の複数のロータマグネット(6)と、を備え、
前記各ステータコイル(2)を励磁することにより、前記ロータ(5)を回転するようにしたダイレクトモータ構造において、
前記ステータポール鍔部(7)の鍔厚(L2)は、前記ステータポール(3)のポール幅(W)の１／３から１／２であることを特徴とするダイレクトモータ構造。
【請求項２】
前記ステータコイル(2)は、前記プリント基板(1)の面上に直接設けられていることを特徴とする請求項１記載のダイレクトモータ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２００８２（Ｐ２００８−２２００８２Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５８６３（Ｐ２００７−５５８６３）
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
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