(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に製作することができ、しかも、簡単にかつ短時間で組立てることができる直流ブラシレスモータを提供する。【解決手段】ロータを中心軸１と、この中心軸１に軸方向に並べて外嵌される２個のロータモジュール２Ａ，２Ｂからなるロータコア２とで構成する。中心軸１には、軸方向に平行な直線状のキー溝９が凹設され、各ロータモジュールには、キー溝８が中心軸１に外嵌される順に所定のピッチ角ずつ偏倚して、かつ軸方向に平行に貫設されている。各ロータモジュールのキー溝８を軸方向に揃えて、中心軸１のキー溝９と各ロータモジュールのキー溝８とに直線キー１０が嵌め込まれることにより、各ロータモジュールがスキューして固定される。【選択図】  図１
2004248443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸と、この中心軸に軸方向に並べて外嵌される複数のロータモジュールとからなるロータを備える直流ブラシレスモータにおいて、
中心軸の外周部には、軸方向に平行な直線状のキー溝が凹設されると共に、各ロータモジュールの内周部には、キー溝が中心軸に外嵌される順に所定のピッチ角ずつ偏倚して、かつ軸方向に平行に貫設されており、
各ロータモジュールのキー溝を軸方向に揃えて、中心軸のキー溝と各ロータモジュールのキー溝とに直線キーが嵌め込まれることにより、各ロータモジュールが中心軸に対し上記ピッチ角だけスキューして固定されることを特徴とする直流ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ピッチ角は、当該直流ブラシレスモータの最適なスキュー角を当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数から１少ない数で等分したものに設定されることを特徴とする請求項１に記載の直流ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は直流ブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から直流ブラシレスモータにおいては、コギングトルクにより出力トルクにリップル（トルクリップル）が生じ騒音や振動を発生することを防止するため、ロータに支持させた永久磁石をロータの軸心周りに捩じって（スキューをかけて）設けることが試みられている。
【０００３】
例えば、中心軸の外周面に捩りをかけたキー溝を形成する一方、ロータモジュールの内周面に所定の回転位相で軸方向に対して傾斜したキー溝を形成し、中心軸のキー溝に各ロータモジュールのキー溝を位置合わせし、これらのキー溝にキーを嵌め込んで各ロータモジュールを固定することで、等価的なスキューをかける技術が提案されている（下記文献参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３１７８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術によれば、キー溝は螺旋溝であるから簡単に形成することができず、又、ロータモジュールと中心軸との組立作業に熟練を要するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は安価に製作することができ、しかも、簡単にかつ短時間で組立てることができる直流ブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る直流ブラシレスモータは、中心軸と、この中心軸に軸方向に並べて外嵌される複数のロータモジュールとからなるロータを備える直流ブラシレスモータにおいて、中心軸の外周部には、軸方向に平行な直線状のキー溝が凹設されると共に、各ロータモジュールの内周部には、キー溝が中心軸に外嵌される順に所定のピッチ角ずつ偏倚して、かつ軸方向に平行に貫設されており、各ロータモジュールのキー溝を軸方向に揃えて、中心軸のキー溝と各ロータモジュールのキー溝とに直線キーが嵌め込まれることにより、各ロータモジュールが中心軸に対し上記ピッチ角だけスキューして固定されることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、ロータモジュール数は２以上の偶数個であっても、３以上の奇数個であってもよい。又、各ロータモジュールのキー溝を偏倚させるピッチ角は、当該直流ブラシレスモータの最適なスキュー角ｐを当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数から１少ない数で等分したものに設定すればよい。
【０００９】
本発明によれば、ロータを軸方向に分割して等価的にスキューさせることができるので、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００１０】
又、本発明によれば、中心軸に対する各ロータモジュールの固定に供される中心軸のキー溝、各ロータモジュールのキー溝を軸方向に平行な直線状とすることができ、又、直線キーを用いることができるので、キー溝を簡単かつ安価に形成することができると共に、簡単に短時間で各ロータモジュールを中心軸に組付けることができる。
【００１１】
ところで、本発明において、各ロータモジュールはキー溝が中心軸に外嵌される順に所定のピッチ角ずつ偏倚して形成されるので、当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数に等しい数だけ種類の異なるロータモジュールを用いてもよいが、ロータモジュールを表裏逆にして中心軸に外嵌できるようにして必要なロータモジュールの種類が少なくて済むようにしてもよい。
【００１２】
すなわち、ロータモジュール数が２ｍ個（ｍは１以上の整数）である場合には、１個目からｍ個目までのロータモジュールはキー溝を中心軸に外嵌される順に所定のピッチ角（例えばｐ／（２ｍ−１））ずつ偏倚して形成し、ｍ＋１個目から２ｍ個目までのロータモジュールは１個目からｍ個目までのロータモジュールを表裏逆にして用いる、つまりｍ個目のロータモジュールを表裏逆にしてｍ＋１個目とし、ｍ−１個目のロータモジュールを表裏逆にしてｍ＋２個目とし、１個目のロータモジュールを表裏逆にして２ｍ個目とすることができる。このようにすれば、２ｍ個のロータモジュールを用いて構成される直流ブラシレスモータを、ｍ種類の異なるロータモジュールで構成することができ、直流ブラシレスモータをより安価に製作することができる。
【００１３】
又、ロータモジュール数が２ｍ＋１個（ｍは１以上の整数）である場合は、１個目からｍ＋１個目までのロータモジュールはキー溝を中心軸に外嵌される順に所定のピッチ角（例えばｐ／２ｍ）ずつ偏倚して形成し、ｍ＋２個目から２ｍ＋１個目までのロータモジュールは１個目からｍ個目までのロータモジュールを表裏逆にして用いる、つまりｍ個目のロータモジュールを表裏逆にしてｍ＋２個目とし、ｍ−１個目のロータモジュールを表裏逆にしてｍ＋３個目とし、１個目のロータモジュールを表裏逆にして２ｍ＋１個目とすることができる。このようにすれば、２ｍ＋１個のロータモジュールを用いて構成される直流ブラシレスモータを、ｍ＋１種類の異なるロータモジュールで構成することができ、直流ブラシレスモータをより安価に製作することができる。
【００１４】
尚、本発明において、各ロータモジュールに永久磁石を支持させる構造や永久磁石の形状は特に限定されず、公知の構造や公知の形状を採用すればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る直流ブラシレスモータを図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００１６】
図１に示すように、本第１発明の一実施例に係る直流ブラシレスモータのロータは、中心軸１とロータコア２とを備え、このロータコア２は上下２個のロータモジュール２Ａ、２Ｂからなる。
【００１７】
図２はロータモジュール２Ａの斜視図であり、この図２に示すように、ロータモジュール２Ａはコア３と、このコア３の軸心から一定距離を置いて、回転方向に等角度、ここでは９０°を置いた４箇所に装着された４個の永久磁石４とを備えている。
【００１８】
コア３は所定数のコアプレート５を軸方向に積層したものであり、図３に示すように、各コアプレート５の輪郭は円形に形成され、その中心部には前記中心軸１が挿通される軸孔６が、その周縁部には９０°置きに径方向と直交するスリット状に形成された磁石挿通孔７が、形成されている。又、各コアプレート５には、ロータモジュール２Ａを前記中心軸１に外嵌するための一対のキー溝８が形成されている。
【００１９】
キー溝８は、コアプレート５の軸心を挟んで対向する位置で軸孔６に連続して形成されており、図３に破線で示す基準位置から所定のピッチ角ｐ／２だけ周方向に偏倚した位置に形成されている。ここで、基準位置は、向かい合う２つの永久磁石４の中心点を通る直線Ｃ上に設定されている。又、角ｐはこの直流ブラシレスモータにおいて最適なスキュー角であり、トルクリップルや各ロータモジュールに用いられる永久磁石の磁気的な干渉などを考慮して設定される。
【００２０】
図２に示すように、コア３は所定数の同じコアプレート５を表裏方向を揃えて積層したものであるので、軸孔６、磁石挿通孔７及びキー溝８はいずれも軸方向と平行に直線的に貫通する形状に形成されることになる。永久磁石４は長方形の平板形状に形成されており、図２に示すように、積層して連通された各磁石挿通孔７に挿入され、常法により固定される。
【００２１】
ロータモジュール２Ｂは、ロータモジュール２Ａと全く同じ構成のものが用いられ、図１に示すように、上下のロータモジュール２Ａ、２Ｂは互いに表裏反転させ、キー溝８の位置を合わせた状態で中心軸１に外嵌される。ここで、キー溝８は基準位置から所定のピッチ角ｐ／２だけ周方向に偏倚した位置に形成されていることから、ロータモジュール２Ａをロータモジュール２Ｂとは表裏逆にすることで、キー溝８が中心軸１に外嵌される順にピッチ角ｐ／２の２倍の角ｐだけ偏倚することになり、各ロータモジュールのキー溝８の位置を合わせて外嵌することで、ロータモジュールが周方向に角ｐだけスキューされることになる。尚、上記のようにキー溝８が中心軸１に外嵌される順に偏倚する角ｐは、スキュー角ｐに等しく、スキュー角ｐをロータモジュール数（２）から１少ない数、即ち１で等分したものである。
【００２２】
一方、中心軸１の外周面には、軸方向に２条のキー溝９が形成され、このキー溝９と両ロータモジュール２Ａ、２Ｂのキー溝８とに共通の直線キー１０を噛み込ませることにより、中心軸１に対して両ロータモジュール２Ａ、２Ｂが相対回転しないようにしている。
【００２３】
なお、この実施例では、上下のロータモジュール２Ａ、２Ｂを挟んで上下のロータサポート１１が中心軸に外嵌され、これらロータサポート１１を軸方向に進退不能に中心軸１に支持させることにより、上下のロータモジュール２Ａ、２Ｂの中心軸１に対する軸方向の位置を規制している。
【００２４】
さて、この実施例によれば、ロータ２を軸方向に２分割して等価的にスキューさせることができ、これにより、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００２５】
又、この実施例によれば、同じロータモジュール２Ａ、２Ｂが表裏逆にして配置されるので、ロータモジュール及びコアプレートの種類が１種類で済み、これにより、少種類多量生産により製造コストを削減できると共に、積層時にコアプレート５の積層順に注意を払う必要がなくなり、短時間で簡単にロータモジュールを組み立てることができる。更に、この実施例によれば、中心軸１に形成するキー溝９を直線的に形成し、このキー溝９と各ロータモジュール２Ａ、２Ｂのキー溝８とに直線キー１０を噛み合わせる構成であるから、中心軸１に螺旋状のキー溝を形成する場合よりも簡単に、かつ安価にキー溝を形成することができると共に、簡単に短時間で各ロータモジュール２Ａ、２Ｂを中心軸１に組付けることができる。
【００２６】
図４は本発明の他の実施例に係る直流ブラシレスモータのロータの分解斜視図であり、この実施例のロータは、上下３個のロータモジュール２Ａ、２Ｅ、２Ｂを備える。上下両端のロータモジュール２Ａ、２Ｂは軸方向寸法を除き前記実施例と同様に構成されており（ロータモジュール２Ａとロータモジュール２Ｂとは同構成で、互いに表裏逆にして用いられる）、コア３に基準位置から所定のピッチ角ｐ／２だけ周方向に偏倚した位置にキー溝８が形成されている。中央のロータモジュール２Ｅは、コア３の前記基準位置にキー溝８が形成されており、その他の構成はこの実施例に係るロータモジュール２Ａ、２Ｂと同様とされている。
【００２７】
ロータモジュール２Ａ、２Ｂは互いに表裏逆にして配置され、その間にロータモジュール２Ｅが配置されて、これら３個のロータモジュール２Ａ、２Ｅ、２Ｂのキー溝８の位置を合わせた状態で、キー溝８と中心軸１に形成されたキー溝９とに直線キー１０が嵌め込まれることにより中心軸１に固定される。
【００２８】
ここで、ロータモジュール２Ａ、２Ｂのキー溝８は基準位置から所定のピッチ角ｐ／２だけ周方向に偏倚した位置に形成されていることから、各ロータモジュールのキー溝８が中心軸１に外嵌される順にピッチ角ｐ／２ずつ偏倚することになる。つまり、ロータモジュール２Ａのキー溝８はロータモジュール２Ｅのキー溝８に対しピッチ角ｐ／２だけ偏倚しており、ロータモジュール２Ｂのキー溝８はロータモジュール２Ｅのキー溝８に対しピッチ角ｐ／２だけ偏倚しており，ロータモジュール２Ａのキー溝８はロータモジュール２Ｂのキー溝８に対しピッチ角ｐ／２の２倍の角ｐだけ偏倚している。そして、各ロータモジュールのキー溝８の位置を合わせて外嵌することで、各ロータモジュールが周方向にピッチ角ｐ／２ずつスキューされることになり、ロータ全体として角ｐだけスキューされることになる。尚、上記のようにキー溝８が中心軸１に外嵌される順に偏倚する角ｐ／２は、スキュー角ｐをロータモジュール数（３）から１少ない数、即ち２で等分したものとされている。
【００２９】
この実施例によれば、ロータ２を軸方向に３分割して等価的にスキューさせることができ、これにより、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００３０】
又、この実施例によれば、３段積みのロータ２を構成するロータモジュールを２種類とすることができ、又、各ロータモジュールがそれぞれ１種類のコアプレートで構成されるので、ロータモジュール及びコアプレートの種類が比較的少数で済み、少種類多量生産によるコストダウンを図ることができると共に、短時間で簡単に組立てることができるという効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ロータを軸方向に分割して等価的にスキューさせることができ、これにより、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００３２】
又、本発明によれば、直線キーを用いてロータモジュールを中心軸に固定することができるので、簡単に、かつ安価にキー溝を形成することができるという効果や、キーを安価に形成できるという効果や、簡単に短時間で各ロータモジュールを中心軸に組付けることができるという効果などを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分解斜視図である。
【図２】本発明の斜視図である。
【図３】本発明の平面図である。
【図４】本発明の分解斜視図である。
【符号の説明】
１  中心軸
２  ロータコア
２Ａ  ロータモジュール
２Ｂ  ロータモジュール
２Ｅ  ロータモジュール
４  永久磁石
５  コアプレート
６  軸孔
８  キー溝
９  キー溝
１０  直線キー
ｐ  スキュー角
【図１】
2004248443.tif 000003
【図２】
2004248443.tif 000004
【図３】
2004248443.tif 000005
【図４】
2004248443.tif 000006