JPS59226632A - Brushless motor - Google Patents
Brushless motorInfo
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- JPS59226632A JPS59226632A JP9833483A JP9833483A JPS59226632A JP S59226632 A JPS59226632 A JP S59226632A JP 9833483 A JP9833483 A JP 9833483A JP 9833483 A JP9833483 A JP 9833483A JP S59226632 A JPS59226632 A JP S59226632A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
- H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工作機械、ロボット等の駆動源に使用2ベーノ されるブラシレス電動機の固定子に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention is a two-vane motor used as a drive source for machine tools, robots, etc. This invention relates to a stator for a brushless motor.
従来例の構成とその問題点
近年、工場の自動化が進み工場で使用される工作機械、
ロボット等の信頼性を高める必要が生じている。従来こ
の種の工作機械、ロボット等の駆動源としては、制御回
路が比較的簡単な直流サーボ電動機が使用されているが
、ブラシと整流子という電気接点があるため信頼性が低
く、またブラシの交換、ブラシ粉の掃除等、電動機の保
守、点検が不可欠であり、さらにブラシ粉の付着による
絶縁抵抗の劣化という問題点を有していた。従って、最
近制御回路は多少複雑にはなるが、ブラシ、整流子のな
いブラシレス電動機が注目され、半導体集積回路技術の
進歩とともに、複雑な制御回路も安価になり、直流サー
ボ電動機がブラシレス電動機に置き換わろうとする傾向
にある。Conventional structure and its problems In recent years, the automation of factories has progressed, and the machine tools used in factories,
There is a need to increase the reliability of robots, etc. Conventionally, DC servo motors with relatively simple control circuits have been used as drive sources for this type of machine tools, robots, etc., but they are unreliable due to the electrical contact points of brushes and commutators. Maintenance and inspection of the electric motor, such as replacement and cleaning of brush powder, is essential, and there is also the problem of deterioration of insulation resistance due to adhesion of brush powder. Therefore, recently, brushless motors without brushes or commutators have been attracting attention, although the control circuits have become somewhat more complex.With advances in semiconductor integrated circuit technology, complex control circuits have become cheaper, and DC servo motors have replaced brushless motors. There is a tendency to change.
ブラシレス電動機はその原理上、回転子を永久磁石で構
成しており、通常、固定子はスロット伺鉄心に電機子巻
線を施している。かかる構成にお31°、−・
いては、回転子と固定子間の空隙磁気抵抗がスロットに
よって変化するため、コギングトルりが発生し、電動機
の振動、停止位置精度に悪影響がもたらされる。このた
め、斜めスロットを施すことが考えられるが、回転子側
を斜めスロットに形成することは困難であるため、通常
は固定子側を斜めスロットにしている。In principle, a brushless electric motor has a rotor made of a permanent magnet, and a stator usually has an armature winding around a slotted core. In such a configuration, since the magnetic resistance of the air gap between the rotor and the stator changes depending on the slot, cogging torque occurs, which adversely affects the vibration of the motor and the accuracy of the stopping position. For this reason, it is possible to provide diagonal slots, but since it is difficult to form diagonal slots on the rotor side, the stator side is usually made with diagonal slots.
以下に従来のブラシレス電動機について説明する。第1
図は従来のブラシレス電動機の構造を示すものである。A conventional brushless electric motor will be explained below. 1st
The figure shows the structure of a conventional brushless electric motor.
1は2P個の界磁磁石を有する回転子で、回転軸2に固
定されている。3はブラシレス電動機を駆動する信号を
与える回転子位置検出器、4,6は軸受6う7を介して
永久磁石回転子1を回転自在に支持するカバー、8は斜
めスロットが形成された固定子コア9と巻線10よジな
る固定子、11は固定子8を保持しカバー4.5に取付
けられるフレームである。A rotor 1 has 2P field magnets, and is fixed to a rotating shaft 2. 3 is a rotor position detector that provides a signal to drive the brushless motor; 4 and 6 are covers that rotatably support the permanent magnet rotor 1 via bearings 6 and 7; and 8 is a stator in which diagonal slots are formed. The stator consists of a core 9 and a winding 10, and 11 is a frame that holds the stator 8 and is attached to the cover 4.5.
以上の構成において、回転子1は第2図に示す如く、2
P個の界磁磁石12および突極13と、非磁性体のボス
4ならびに非磁性の側円板15゜16により構成されて
いる。また、固定子9は第3図に示す如く固定子電気鉄
板17を所定の厚みで斜めスロットとなるように積層し
、固定子電気鉄板1了の外周部に設けられた凹部18で
溶接して形成される。この固定子コア9の外周部を切削
し、第1図のフレーム11に圧入、接着固定し、フレー
ム11の端部に設けられたネジ穴でカッ<−4,5とに
ボルトで固定するのが従来の方法であった。しかし、か
かる方法では、フレーム11が必要不可欠なものとなり
、固定子8を圧入固定すルタメ、フレーム11の内周を
切削しなければならず、i!た、フレーム11の端部に
ネジ穴を設けなければならないため、フレーム11が高
価になるとともに、固定子8の外周を切削する工数もか
かり、製造コストも高くなる。さらに、フレーム11に
はある程度の厚みが必要となるため、電動機の外周が太
きぐなるという欠点がある。また、第2図に示した溶接
部となる凹部18はスロット 。In the above configuration, the rotor 1 has two rotors as shown in FIG.
It is composed of P field magnets 12 and salient poles 13, a non-magnetic boss 4, and non-magnetic side discs 15 and 16. The stator 9 is constructed by laminating stator electric iron plates 17 with a predetermined thickness so as to form diagonal slots, and welding them together in a recess 18 provided on the outer periphery of the stator electric iron plates 1, as shown in Fig. 3. It is formed. The outer periphery of this stator core 9 is cut, press-fitted into the frame 11 shown in FIG. was the conventional method. However, in this method, the frame 11 becomes indispensable, and the inner periphery of the frame 11 must be cut to fix the stator 8 by press-fitting. In addition, since screw holes must be provided at the ends of the frame 11, the frame 11 becomes expensive, and the number of man-hours required to cut the outer periphery of the stator 8 increases, resulting in an increase in manufacturing costs. Furthermore, since the frame 11 needs to have a certain degree of thickness, there is a drawback that the outer periphery of the electric motor becomes thick. Further, the recessed portion 18 which becomes the welded portion shown in FIG. 2 is a slot.
19の外周のヨーク部20に形成されるので、ヨーク部
20は凹部18で幅が狭くなり、ヨーク部5ベージ
20に屋る磁束の磁気抵抗が一様でなくなるため、コギ
ングトルクの発生原因となるという欠点がある0
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を除去するもので、構成の簡略
化を図るとともに、製品の組立を容易にし、コギングト
ルクの発生を抑止させることを目的とするものである。Since the yoke part 20 is formed on the outer circumference of the yoke part 19, the width of the yoke part 20 becomes narrow at the concave part 18, and the magnetic resistance of the magnetic flux across the yoke part 5 page 20 becomes uneven, which causes cogging torque. OBJECT OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, and aims to simplify the structure, facilitate assembly of the product, and suppress the generation of cogging torque. It is.
発明の構成
本発明のブラシレス電動機は、ヨーク部の磁気抵抗を外
周にわたって均一とした固定子を2枚の側円板リングで
挟持すると共に、ボルトにて締め付は固定し、側円板リ
ングの端面を切削加工して。Structure of the Invention The brushless electric motor of the present invention has a stator whose yoke portion has a uniform magnetic resistance over its outer circumference, which is sandwiched between two side disk rings, which are tightened with bolts. Cut the end face.
通しボルトにてカバーに固定したものであり、フレーム
が必要でなくなるため、安価となり、切削加工が少なく
なり、製造コストも安くなる。また電動機の外周も小さ
くできる。さらにヨーク部の磁気抵抗も一様であるので
コギングトルクの発生が少なくなり、ヨークの通しボル
ト部で発生するコギングトルクを分散し小さくするとい
う、安価6 ページ
で高性能のブラシレス電動機を提供できるものである。It is fixed to the cover with through bolts, and since a frame is not required, it is inexpensive, requires less cutting, and manufacturing costs are also reduced. The outer circumference of the electric motor can also be made smaller. Furthermore, since the magnetic resistance of the yoke is uniform, the generation of cogging torque is reduced, and the cogging torque generated at the through-bolt section of the yoke is dispersed and reduced, making it possible to provide a high-performance brushless motor at an inexpensive price. It is.
実施例の説明
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第4
図は、本発明のブラシレス電動機の構造を示すものであ
る。21は2P個の界磁磁石を有する回転子、22はブ
ラシレス電動機を駆動する信号を与える回転子位置検出
器、23924は永久磁石回転子21を回転自在に支持
するカバーで、ボルトが通る複数の長穴が設けられてい
る。25は斜めスロットが形成された固定子コア26と
巻線27とより彦る固定子、28.29は固定子25を
両側から挾持する側円板リングであり、ボルト3oで締
め付け、固定子25と一体化されている。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fourth
The figure shows the structure of the brushless electric motor of the present invention. 21 is a rotor having 2P field magnets; 22 is a rotor position detector that provides a signal to drive the brushless motor; 23924 is a cover that rotatably supports the permanent magnet rotor 21; A long hole is provided. Reference numeral 25 designates a stator core 26 in which diagonal slots are formed and a stator which is twisted with a winding 27. Reference numerals 28 and 29 designate side disc rings that sandwich the stator 25 from both sides, which are tightened with bolts 3o, and the stator 25 is tightened with bolts 3o. It is integrated with.
なお、固定子25は側円板リング28.29の外径側に
設けたインロ一部にてカバー23.24に取付けられ、
通しボルト31にて締め付は固定される。The stator 25 is attached to the cover 23.24 by a part of the spigot provided on the outer diameter side of the side disc ring 28.29.
Tightening is fixed with a through bolt 31.
以上の構成において、固定子コア26は第5図で示す固
定子電気鉄板32を所定の厚みで斜めス7tニー’−’
ロットになるよう積層して構成さ肛る。第5図に示す如
く固定子電気鉄板32のスロット23の外径側に形成さ
れるヨーク部34には通しボルト用の穴35が複数個設
けられており、通しボルト用の穴35は固定子電気鉄板
32のスロット数をn。In the above structure, the stator core 26 is constructed by laminating the stator electric iron plates 32 shown in FIG. 5 so as to form a diagonal knee slot with a predetermined thickness. As shown in FIG. 5, a yoke portion 34 formed on the outer diameter side of the slot 23 of the stator electric iron plate 32 is provided with a plurality of holes 35 for through bolts. The number of slots in the electric iron plate 32 is n.
通しボルト径を1とした時、幅が1、長さが肋転子中心
軸からの開き角2π/nの長穴となっている。When the diameter of the through bolt is 1, the hole is a long hole with a width of 1 and a length of an opening angle of 2π/n from the center axis of the costotrochanter.
さらに、ヨーク部34を通る磁束φの磁気抵抗Raが、
通しボルト用の穴35の部分で変化しないよつRb十R
e =Raとなるように、通しボルト用の穴35の外周
部に肉厚を設けている。Furthermore, the magnetic resistance Ra of the magnetic flux φ passing through the yoke part 34 is
It does not change at the hole 35 for the through bolt.
The outer periphery of the through bolt hole 35 is thickened so that e = Ra.
以上のように構成された本実施例によれば、固定子電気
鉄板32を積層し斜めスロットに形成しても、通しボル
ト用のX35に通しボルト30゜31を挿入することが
でき、側円板リング28゜29で固定子電気鉄板32を
固定することができる。また側円板リング28.29の
側面に固定子内径を基準としてインロー切削加工を施す
ことに、l:って、電気鉄板を積層したことによる端面
の平行度、内径に対する同心度を精度良く抑えることが
できる。According to this embodiment configured as described above, even if the stator electric iron plates 32 are stacked and formed into diagonal slots, the through bolts 30° and 31 can be inserted into the through bolts X35, and the side circular The stator electric steel plate 32 can be fixed with plate rings 28°29. In addition, by performing spigot cutting on the side surfaces of the side disc rings 28 and 29 with reference to the inner diameter of the stator, the parallelism of the end surfaces and concentricity with respect to the inner diameter due to the lamination of electric iron plates can be precisely suppressed. be able to.
また、界磁磁石の極対数Pが2の場合、第3図に示した
固定子コア9を使用した場合、固定子コア9を斜めスロ
ットに形成しても完全にスロットコギングは消去できず
、第6図に示すように、ΔTsのスロットコギングが残
る。同時に第3図に示す溶接部となる四部18によって
第6図に示すJBの凹部18によるコギングΔTBが発
生する。Furthermore, when the number of pole pairs P of the field magnet is 2 and the stator core 9 shown in FIG. 3 is used, slot cogging cannot be completely eliminated even if the stator core 9 is formed into diagonal slots. As shown in FIG. 6, slot cogging of ΔTs remains. At the same time, cogging ΔTB due to the JB recess 18 shown in FIG. 6 occurs due to the four portions 18 that become the welded portions shown in FIG.
これは第3図の四部18の数が2Pと等しくなっている
ため、第7図の示すように凹部1ケ所によって生じるコ
ギングΔTa+が4倍に増幅され4ΔTB1 のコギ
ングトルクΔTaとなることによる。This is because the number of four portions 18 in FIG. 3 is equal to 2P, so the cogging ΔTa+ caused by one recess is amplified four times as shown in FIG. 7, resulting in a cogging torque ΔTa of 4ΔTB1.
本実施例による固定子コア26を使用した場合、外周ヨ
ーク部34に在る通しボルト穴付近の磁気抵抗は第5図
に示すようにRb、Reで表わされるが、他の外周ヨー
ク部の磁気抵抗R,とRb+R0の値が等しくなるよう
形成しているので、1個の通しボルト穴に」こるコギン
グトルクT a ′1ij少なくすることが可能となる
。さらに界磁磁石の極対数Pが2の時、通しボルト穴数
を 722以上の素数9 ’ =’:
個、すなわち3. 5. 7・・・・・・になっている
ので、第8図に示すように、通しボルト穴によるコギン
グトルクは各々位相が1200ずれるため合成されたコ
ギングトルクはほぼ零になるという効果がある0
さらにフレームを要しがいため、電動機の外径も小さく
でき、部品コストも下げることができる。When the stator core 26 according to this embodiment is used, the magnetic resistance near the through bolt holes in the outer yoke portion 34 is represented by Rb and Re as shown in FIG. Since the resistors R and Rb+R0 are formed to have the same value, it is possible to reduce the cogging torque T a '1ij applied to one through bolt hole. Furthermore, when the number of pole pairs P of the field magnet is 2, the number of through bolt holes is 722 or more prime number 9'=', that is, 3. 5. 7..., so as shown in Figure 8, the phase of the cogging torque due to the through bolt holes is shifted by 1200, so the effect is that the combined cogging torque becomes almost zero0. Since the frame is small, the outer diameter of the motor can be reduced, and component costs can also be reduced.
加工工数も側円板リングの加工のみで済むため、安価な
ブラシレス電動機を得ることができる。さらに固定子コ
アが外気に突出しており、固定子コアの外径側に生ずる
凹凸部によって冷却面積が増加するので、熱の発散も良
くなるという効果もある0
発明の効果
本発明は、ヨーク部の磁気抵抗を外周にわたって均一と
し、斜めスロットに形成した固定子を2枚の側円板リン
グで挟持しボルトにて固定しカバーに取付は通しボルト
にて固定しているため、フレームを省略することができ
、コギングトルクの発生しない、安価な優れたブラシレ
ス電動機を実1 o ベーζ2
現できるものである。Since only the processing of the side disc ring is required, an inexpensive brushless electric motor can be obtained. Furthermore, the stator core protrudes into the outside air, and the cooling area increases due to the unevenness formed on the outer diameter side of the stator core, which also has the effect of improving heat dissipation. The magnetic resistance of the stator is made uniform over the outer circumference, and the stator formed in diagonal slots is held between two side disk rings and fixed with bolts, and the cover is fixed with through bolts, so the frame is omitted. This makes it possible to realize an excellent, inexpensive brushless electric motor that does not generate cogging torque.
第1図は従来のブラシレス電動機の半裁断面図、第2図
は同回転子の半裁断面図、第3図は同固定子電気鉄板の
正面図、第4図は本発明によるブラシレス電動機の断面
図、第6図は同固定子電気鉄板の正面図、第6図、第7
図は従来例のコギングトルクを示す波形図、第8図は本
発明のコギングトルクを示す波形図である。
21・・・・・・永久磁石回転子、23.24・・・・
・・カバー、25・・・・・・固定子、26・・川・固
定子コア、28゜29・・・・・・側円板リング、30
.31・・・・・・ボルト、32・・・・・・固定子電
気鉄板、33・・・・・・スロット、34・・・・・・
ヨーク部、36・・・・・・穴。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名駅
−〜
転
稼 づ
第5図
特開昭5!1l−226632(5)
第6図
回転角O
第7図
回乾丙
第8図
里1 1 1Fig. 1 is a half-cut sectional view of a conventional brushless electric motor, Fig. 2 is a half-cut sectional view of the rotor, Fig. 3 is a front view of the stator electric iron plate, and Fig. 4 is a sectional view of the brushless electric motor according to the present invention. , Figure 6 is a front view of the same stator electric iron plate, Figures 6 and 7.
The figure is a waveform diagram showing the cogging torque of a conventional example, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the cogging torque of the present invention. 21...Permanent magnet rotor, 23.24...
... Cover, 25 ... Stator, 26 ... River stator core, 28° 29 ... Side disc ring, 30
.. 31... Bolt, 32... Stator electric iron plate, 33... Slot, 34...
Yoke part, 36... hole. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
- ~ Transfer Fig. 5 JP-A-5!1l-226632 (5) Fig. 6 Rotation angle O Fig. 7 Rotation Hei No. 8 Ri 1 1 1
Claims (1)
転自在に支持する2個のカバーと、複数の長穴を備えた
2枚の側円板リングと、スロット外周のヨーク部の磁気
抵抗を外周にわたって均一となし3/2P以上の累数個
の通し用長穴と3/2P以上の累数個の前記側円板リン
グ取付用長穴とを設けた固定子電気鉄板とを備え、前記
固定子電気鉄板を所定の厚みで斜めスロットと浸るよう
積層し、前記側円板リングで軸方向に挾持すると共に、
ボルトにて締め付は固定し、かつ、前記側円板リングに
形成したインロ一部に前記カバーを嵌合させ、通しボル
トにて締め付は固定したブラシレス電動機。A rotor having 2P field magnets, two covers that rotatably support the U01 trochanter, two side disc rings with a plurality of elongated holes, and a yoke part on the outer periphery of the slot. A stator electric iron plate with uniform magnetic resistance over the outer circumference and provided with a cumulative number of elongated through holes of 3/2P or more and a cumulative number of elongated holes for attaching the side disk ring of 3/2P or more. The stator electrical iron plates are stacked to a predetermined thickness so as to be immersed in the diagonal slots, and are clamped in the axial direction by the side disc rings,
A brushless electric motor in which the tightening is fixed with bolts, the cover is fitted into a part of the spigot formed on the side disc ring, and the tightening is fixed with a through bolt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9833483A JPS59226632A (en) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9833483A JPS59226632A (en) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | Brushless motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59226632A true JPS59226632A (en) | 1984-12-19 |
Family
ID=14217001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9833483A Pending JPS59226632A (en) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | Brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59226632A (en) |
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