(57)【要約】【課題】モータトルクの振動を抑制しつつ、低速域から高速域まで良好な回転を実現するインナーロータ型モータを提供する。【解決手段】本発明の一態様に係るインナーロータ型モータ１は、ステータコア２ａの複数のスロット２ｂにコイル２ｃが巻き付けられたステータ２と、ロータコア３ａの外周面に交互に異なる極性の固定磁石３ｂを有し、ステータ２の内側に配置されるロータ３と、を備えるインナーロータ型モータである。ロータ３は、ロータ３の回転に伴ってロータ３の回転軸３ｃに対するラジアル方向に移動可能な可動磁石４ａを備える。可動磁石４ａは、ロータ３の回転軸３ｃに対するラジアル方向で固定磁石３ｂと対向し、且つ固定磁石３ｂに対して回転軸３ｃ側に配置されており、対向する固定磁石３ｂと同極同士が対向する。【選択図】図１
2016135051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの複数のスロットにコイルが巻き付けられたステータと、
ロータコアの外周面に交互に異なる極性の固定磁石を有し、前記ステータの内側に配置されるロータと、
を備えるインナーロータ型モータであって、
前記ロータは、当該ロータの回転に伴って前記ロータの回転軸に対するラジアル方向に移動可能な可動磁石を備え、
前記可動磁石は、前記ロータの回転軸に対するラジアル方向で前記固定磁石と対向し、且つ前記固定磁石に対して前記回転軸側に配置されており、対向する前記固定磁石と同極同士が対向する、インナーロータ型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーロータ型モータに関し、例えば、ステータコアの複数のスロットにコイルが巻き付けられたステータと、ロータコアの外周面に交互に異なる極性の固定磁石を有し、ステータの内側に配置されるロータと、を備えるインナーロータ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの性能は、例えばコイルの巻線数が多いと誘起電圧により高速域（例えば、４０００RPM以上の回転域）での回転が阻害され、一方、高速域を優先した設計にすると低速域（例えば、１０００RPM以下の回転域）でのトルクが低下してしまうというトレードオフの関係にある。そのため、一般的には、高速域において磁石の磁力を減少させる構成が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１のモータは、ステータを囲むように円環状のロータが配置されており、ロータの回転に伴って当該ロータの磁石が回転軸に対するラジアル方向（モータの径方向）に弾性部材の弾性変形によって変位可能な構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３６０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、特許文献１のようなブラシレスモータでは、ロータの回転に伴って当該ロータの磁石から見たステータのリラクタンスが変化する（コギングトルクの発生原理）。そのため、特許文献１のモータは、ロータの回転に伴って当該ロータの磁石が振動を起こす可能性があり、その結果、モータトルクが振動する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、モータトルクの振動を抑制しつつ、低速域から高速域まで良好な回転を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るインナーロータ型モータは、
ステータコアの複数のスロットにコイルが巻き付けられたステータと、
ロータコアの外周面に交互に異なる極性の固定磁石を有し、前記ステータの内側に配置されるロータと、
を備えるインナーロータ型モータであって、
前記ロータは、当該ロータの回転に伴って前記ロータの回転軸に対するラジアル方向に移動可能な可動磁石を備え、
前記可動磁石は、前記ロータの回転軸に対するラジアル方向で前記固定磁石と対向し、且つ前記固定磁石に対して前記回転軸側に配置されており、対向する前記固定磁石と同極同士が対向する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータトルクの振動を抑制しつつ、低速域から高速域まで良好な回転を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態のインナーロータ型モータを示す部分断面図である。
【図２】実施の形態のインナーロータ型モータを示す分解図である。
【図３】実施の形態のインナーロータ型モータにおける固定磁石と可動磁石との関係を示す図である。
【図４】実施の形態のインナーロータ型モータのロータが低速域で回転する際の磁力低減部の状態を説明するための図である。
【図５】実施の形態のインナーロータ型モータのロータが高速域で回転する際の磁力低減部の状態を説明するための図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態のインナーロータ型モータにおけるロータの回転の変化に伴う磁力低減部の変化を示す図である。
【図７】実施の形態のインナーロータ型モータのロータが高速域で回転する際の状態を示す部分断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態のインナーロータ型モータにおけるロータの回転に伴うロータ側から見たステータのリラクタンスの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施の形態のインナーロータ型モータの構成を説明する。図１は、本実施の形態のインナーロータ型モータを示す部分断面図である。図２は、本実施の形態のインナーロータ型モータを示す分解図である。図３は、本実施の形態のインナーロータ型モータにおける固定磁石と可動磁石との関係を示す図である。
【００１１】
本実施の形態のインナーロータ型モータ１は、図１及び図２に示すように、ステータ２、ロータ３、磁力低減部４、ケース５及びカバー６を備えている。ステータ２は、円環状のステータコア２ａを備えており、ステータコア２ａの各スロット２ｂにコイル２ｃが巻き付けられている。
【００１２】
ロータ３は、ステータ２の内部に配置される回転子である。本実施の形態のロータ３は、ロータコア３ａ及び固定磁石３ｂを備えている。ロータコア３ａは、回転軸３ｃ及び枠部３ｄを備えている。回転軸３ｃは、モータの出力軸である。枠部３ｄは、円筒部３ｅ及び底部３ｆを備えており、底部３ｆの中央に回転軸３ｃが貫通するように固定されている。そして、円筒部３ｅの外周面には、周方向に交互に異なる極性の固定磁石３ｂが固定されている。
【００１３】
磁力低減部４は、ロータ３の回転に伴って固定磁石３ｂの磁力を低減する。本実施の形態の磁力低減部４は、ロータ３の内部に配置されており、可動磁石４ａ及びガイド４ｂを備えている。
【００１４】
可動磁石４ａは、図２に示すように、当該可動磁石４ａの厚さ方向に貫通する貫通孔４ｃを備えている。そして、可動磁石４ａは、図３に示すように、ロータ３の回転軸３ｃに対するラジアル方向で各々の固定磁石３ｂと対向するように配置されている。このような可動磁石４ａは、対向する固定磁石３ｂと同極同士が対向している。
【００１５】
ガイド４ｂは、嵌合部４ｄ及びガイド部４ｅを備えている。嵌合部４ｄは、円筒形状に形成されており、内部に回転軸３ｃが嵌め込まれている。ガイド部４ｅは、回転軸３ｃに対してラジアル方向に延在しており、一方の端部が嵌合部４ｄに連結され、他方の端部が円筒部３ｅに連結されている。このようなガイド部４ｅは、可動磁石４ａの貫通孔４ｃに通されている。これにより、回転軸３ｃ側からインナーロータ型モータ１の外方に向かって可動磁石４ａ、固定磁石３ｂ、コイル２ｃの順で配置されることになる。
【００１６】
ケース５は、収容部５ａ内にステータ２及びロータ３を収容しており、底部５ｂに形成された貫通孔５ｃにベアリング７を介してロータ３における回転軸３ｃの一方の端部が嵌め込まれている。
【００１７】
カバー６は、ケース５の開口部を覆っており、貫通孔６ａにベアリング８を介してロータ３における回転軸３ｃの他方の端部が嵌め込まれている。
【００１８】
次に、本実施の形態のインナーロータ型モータ１のロータ３が回転した際の磁力低減部４の動作を説明する。図４は、本実施の形態のインナーロータ型モータのロータが低速域で回転する際の磁力低減部の状態を説明するための図である。図５は、本実施の形態のインナーロータ型モータのロータが高速域で回転する際の磁力低減部の状態を説明するための図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のインナーロータ型モータにおけるロータの回転の変化に伴う磁力低減部の変化を示す図である。図７は、本実施の形態のインナーロータ型モータのロータが高速域で回転する際の状態を示す部分断面図である。
【００１９】
本実施の形態のインナーロータ型モータ１は、図４及び図６（ａ）に示すように、ロータ３が低速域で回転している場合、隣接する可動磁石４ａの磁気接合力がロータ３の回転に伴う遠心力に打ち勝って、可動磁石４ａは回転軸３ｃ側に配置される。
【００２０】
そして、ロータ３の回転数が増加すると、図６（ｂ）に示すように、ロータ３の遠心力が隣接する可動磁石４ａの磁気接合力に打ち勝って、可動磁石４ａがガイド部４ｅにガイドされながら、ステータ２側に移動する。つまり、可動磁石４ａは、回転軸３ｃに対するラジアル方向に移動する。このとき、可動磁石４ａは、対向する固定磁石３ｂと同極同士が対向するので、ロータ３の遠心力と、可動磁石４ａと固定磁石３ｂとの反発力とが釣り合う位置で留まる。
【００２１】
さらに、ロータ３の回転数が増加して当該ロータ３が高速域で回転すると、図５、図６（ｃ）及び図７に示すように、ロータ３の遠心力が可動磁石４ａと固定磁石３ｂとの反発力に打ち勝って、可動磁石４ａがガイド部４ｅにガイドされながら、ステータ２側に移動し、ロータ３の遠心力と、可動磁石４ａと固定磁石３ｂとの反発力とが釣り合う位置で留まる。
【００２２】
このように本実施の形態のインナーロータ型モータ１は、ロータ３の回転が増加すると可動磁石４ａが固定磁石３ｂに近付いて、可動磁石４ａの磁束が固定磁石３ｂの磁束を打ち消すように作用する。その結果、固定磁石３ｂの磁力が低減し、低速域から高速域まで良好な回転を実現できる。
【００２３】
しかも、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロータ３の回転に伴ってロータ３側から見たステータ２のリラクタンスが変化するが、本実施の形態のインナーロータ型モータ１は、固定磁石３ｂがステータ２と可動磁石４ａとの間で、可動磁石４ａを取り囲むように配置されているため、ロータ３の回転に伴うリラクタンスの変化の影響を可動磁石４ａが殆ど受けない。そのため、可動磁石４ａの振動を抑制することができ、ひいてはモータトルクの振動を抑制することができる。
【００２４】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  インナーロータ型モータ
２  ステータ、２ａ  ステータコア、２ｂ  スロット、２ｃ  コイル
３  ロータ、３ａ  ロータコア、３ｂ  固定磁石、３ｃ  回転軸、３ｄ  枠部、３ｅ  円筒部、３ｆ  底部
４  磁力低減部、４ａ  可動磁石、４ｂ  ガイド、４ｃ  貫通孔、４ｄ  嵌合部、４ｅ  ガイド部
５  ケース、５ａ  収容部、５ｂ  底部、５ｃ  貫通孔
６  カバー、６ａ  貫通孔
７、８  ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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