(57)【要約】【課題】映像・音響機器、電化製品、電装部品等に用いられているモータにおいて、鉄損を低減する。【解決手段】軟磁性材料よりなるコア１と、ロータを回転自在に保持する軸受と、軸受を固定した軸受ボス部６を有し、外周側にコア固定、内周側に軸受固定、コアの内周部分を非真円形状に形成し、コア内周部と軸受ボス部外周部とが部分的に接触し、軸受ボス部６に発生する鉄損を低減する。【選択図】  図１
2004260923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子永久磁石がバックヨークを有する回転子と、前記回転子の内側に配置される固定電機子鉄心とを有するモータにおいて、前記回転子を回転自在に保持する軸受と、前記軸受が固定される磁性材料よりなる軸受ボス部と、前記軸受ボス部の外周部に固定される前記固定電機子鉄心のコアとを有し、前記コアは軟磁性材料より構成されており、前記コアの略中央部に設けられる孔部に前記軸受ボス部が圧入されて固定され、前記コアの前記孔部の回転子径方向断面形状が非真円形状であり、かつ前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との間に、前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との接触部と前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との非接触部とを備えるモータ。
【請求項２】
軸受ボス部は、その外周部を少なくとも２つの外径を有しており、前記軸受ボス部の外周面が階段状に形成される請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像機器、音響機器、電化製品、電装部品等に用いられるモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＯ２排出量増加による地球温暖化等に代表されるように、エネルギー資源の急激な消費に対する地球環境保護の機運が高まり、省エネルギーの取り組みが盛んである。
【０００３】
現在は、映像・音響機器をはじめ、電化製品、電装部品等、一般家庭で使用される機器にモータが多数使用されている。モータ１台当たりの消費電力は極端に大きな値ではない。しかしながら、少しの電力損失でも低減することが、地球環境保護の観点から有意義な企業活動である。このように、モータのエネルギー効率の向上も上記の観点から非常に重要な取り組みである。
【０００４】
モータのエネルギー損失としては、モータのコイルの電気抵抗により通電時に熱となり消費される銅損、モータの回転により発生する交流磁束により発生する鉄損、軸受の摺動抵抗により消費される機械損失等があるが、本発明は、上記のうち、鉄損の低減に関する。
【０００５】
モータの鉄損としては、モータのコア内で発生する鉄損と、その他の部分に磁束が漏れ出して発生する鉄損とに大別できる。
【０００６】
従来、前者のコア内で発生する鉄損に関しては、磁性材料の開発、あるいは、コンピュータを用いた磁界解析技術により、鉄損を低減する試みが行われている。
【０００７】
一方、後者の漏れ磁束による鉄損については、元々割合が少なかったこともあり余り注目されていなかった。
【０００８】
しかしながら、近年は材料開発や磁界解析によるコア形状の最適化が進み前者のコア内で発生する鉄損が低減されてきたことにより、相対的に後者の漏れ磁束による鉄損の割合が増加してきており、この鉄損の低減が新たな課題として浮上してきた。特に、コアと接触する部品での鉄損に着目して、鉄損の低減を図ることを課題とする。コアと接触する部品の構成に関しての従来技術は、図２（ａ）に示す構成が一般的である。（その他の従来技術としては、特許文献１、及び特許文献２参照）
【０００９】
【特許文献１】
特開平０４−３２５８４６号公報
【特許文献２】
特開平０４−０９１６４３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述後者の漏れ磁束による鉄損のうち、コアと接触する部品での鉄損に着目し、この部分で発生する鉄損を低減することにより、モータのエネルギー効率向上を図る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、軟磁性材料よりなるコアと、ロータを回転自在に保持する軸受と、軸受を固定した磁性材料よりなる軸受ボス部を有するモータにおいて、
前記軸受ボス部は外周側にコアが固定されており、内周側に軸受が固定されている構成であって、前記コアの内周部分を非真円形状に形成し、前記コア内周部と前記軸受ボス部外周部が部分的に接触させるようにする。
【００１２】
これにより、コア内周部から軸受ボス部に漏れ出す磁束を低減し、軸受ボス部で発生する鉄損が低減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本件出願に係る第１の発明のモータは、回転子永久磁石がバックヨークを有する回転子と、前記回転子の内側に配置される固定電機子鉄心とを有するモータにおいて、前記回転子を回転自在に保持する軸受と、前記軸受が固定される磁性材料よりなる軸受ボス部と、前記軸受ボス部の外周部に固定される前記固定電機子鉄心のコアとを有し、前記コアは軟磁性材料より構成されており、前記コアの略中央部に設けられる孔部に前記軸受ボス部が圧入されて固定され、前記コアの前記孔部の回転子径方向断面形状が非真円形状であり、前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との間に、前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との接触部と前記コアの前記孔部の内周壁面と前記軸受ボス部外周壁面との非接触部とを備えており、軸受ボス部分で発生する鉄損が低減される。
【００１４】
本件出願に係る第２の発明のモータは、軸受ボス部は、その外周部を少なくとも２つの外径を有しており、前記軸受ボス部の外周面が階段状に形成されることにより、鉄損を更に低減される。
【００１５】
また、上記の発明において、非真円形状は上記形状以外の他の形状に置換される。非真円形状は、多角形、略１２角形、星形、楕円、複数の楕円の長軸の向きを異なえて重畳させた形状などである。
【００１６】
また、上記の発明において、非接触部は非磁性体に置換される。非接触部は、エアギャップ（空隙部）、樹脂材、接着材などで構成される。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）は本実施例のモータの断面構造図である。図１にて説明するモータは、回転子永久磁石がバックヨークを有する回転子（ロータ９）と、前記回転子の内側に配置される固定電機子鉄心（コア１）とを有する構成である。モータ１（ａ）、（ｂ）においてコア１（固定電機子鉄心）は、軟磁性材料である珪素鋼板の薄板をプレス加工で積層して構成されている。
【００１９】
このコア１外周部には、コイル２を巻回した突極３が６個形成されるとともに、コア内周部４は、円形を６箇所均等にカットした６角形状に形成されている。
【００２０】
ベースプレート５は鋼板をプレス加工して成型されており、軸受ボス部６が一体に形成されている。
【００２１】
この軸受ボス部６外周にはコア内周部３が圧入固定されており、軸受ボス部６内周には焼結含油軸受７が圧入固定されている。
【００２２】
ロータ９は、略円筒状のキャップ形のバックヨークの内側円筒壁面部に回転子永久磁石を配置する構成である。回転子永久磁石の種類は、仕様により適宜選択される。
【００２３】
図２（ａ）、（ｂ）は従来のようにモータのコア内周部を真円形状に成型した場合と、本実施例のモータの磁束１０の流れを比較した設明図である。
【００２４】
図２（ａ）において、コア内周部４付近では突極３から入り込んだ磁束１０が方向を変えて別の突極３に戻るが、軸受ボス部６に透磁率が高い軟鋼板等の磁性材料を使用すると、一部の磁束はコア１を漏れ出し軸受ボス部６を通る形になる。
【００２５】
一般的にコア１は損失低減を目的とし元々鉄損の少ない材料を使用する。あるいは磁束と垂直方向に積層することにより渦電流の発生を抑制する等の方法が採られるが、軸受ボス部６には、そのような対策をすることは難しく、軸受ボス部６に入り込んだ磁束は少ない磁束でも比較的大きな鉄損となる。
【００２６】
一方、図２（ｂ）の本実施例のモータにおいては、コア１と軸受ボス部６の間には隙間（非磁性部、空隙部）が存在し、軸受ボス部６に漏れ出す磁束は大幅に低減される。この構成より極めて簡単な構成ながら、効果的に軸受ボス部で発生する鉄損を低減できる。
【００２７】
以上の構成により、モータの鉄損が低減されモータのエネルギー効率を向上することができる。
【００２８】
なお、本実施例においては、コア１のティースの根元部分と軸受ボス部６とが接しているが、コア１のティースの根元部分と軸受ボス部６とが接しない構成とし、その他の箇所にてコア１と軸受ボス部６とが接する構成でもよい。
【００２９】
（実施例２）
図３は本実施例２のモータの断面構造図である。
【００３０】
図３において、コア１の形状、その他の構成等は上記実施例１と同一であるが、本実施例２においては、軸受ボス部６外周部の形状が、大、中、小３つの外径を有する段付き構造となっているところだけが上記実施例１と異なっている。
【００３１】
ここで、上記実施例１ではコア１は内周部４全部が軸受ボスに圧入される構成となっていたが、本実施例２では、コア内周部４は軸受ボスの中段部に一部のみ圧入されている。
【００３２】
この様に構成すると、まず軸受ボス６の外径を一番小さくした部分は、コア１が軸受ボス部６と接触する面積を減少させ、鉄損をさらに低減させる効果がある。接触する面積は小さい方が好ましく、線接触、点接触に構成すると、さらに好ましい。なお、機械的強度は十分に維持しなければならない。
【００３３】
また、軸受ボス６の外径を一番大きくした部分はコアを圧入固定する際の位置決めとして使用できるため組立が容易になる。
以上により、モータの鉄損が更に低減されモータのエネルギー効率が向上する。
【００３４】
なお、上記実施例１、２の説明では、コア内周形状が６角形状の場合を示しているが、その他の形状でも同様に実施可能であることは言うまでもない。
【００３５】
同じく、コア内周形状（非真円形状）は、多角形、略１２角形、星形、楕円、複数の楕円の長軸の向きを異なえて重畳させた形状でも実施できる。
【００３６】
また、非接触部は非磁性体に置換してもよい。非磁性体は、エアギャップ（空隙部）、樹脂材、接着材などで構成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、コア内周部分から軸受ボス部に漏れる磁束を減少し、モータの鉄損を低減できるため、モータのエネルギー効率が向上するという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１によるモータの軸方向断面構造図
（ｂ）本発明の実施例１によるモータの径方向断面構造図
【図２】（ａ）本発明の実施例１におけるコア内周部付近の磁束の流れを示す説明図
（ｂ）従来のコア内周部付近の磁束の流れを示す説明図
【図３】本発明の実施例２におけるモータの断面構造図
【符号の説明】
１  コア
２  コイル
３  突極
４  コア内周部
５  ベースプレート
６  軸受ボス部
７  焼結含油軸受
８  シャフト
９  ロータ
１０  磁束
【図１】
2004260923.tif 000003
【図２】
2004260923.tif 000004
【図３】
2004260923.tif 000005