CN105048667B - 转子及无刷电机 - Google Patents

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Abstract

提供一种实现高刚性、低噪声的无刷电机的技术。转子具有圆形的转子芯(26)和多个磁体(28)。转子芯(26)包括：通孔(26a)周围的环状部(26c)；从环状部起放射状地形成的多个扇形的磁极片(26d)；在相邻的磁极片彼此之间放射状地形成的多个磁体收容部(26b)；以及在相邻的磁体收容部彼此之间的各区域所形成的多个第1磁通阻挡部(26e)。磁体收容部(26b)在旋转轴侧的端部具有第2磁通阻挡部(26b1)。转子芯(26)具有第1磁通阻挡部(26e)、和在第1磁通阻挡部与相邻的2个第2磁通阻挡部(26b1)之间所形成的2个磁路(26f)。2个磁路(26f)从磁极片(26d)的旋转轴侧的端部起朝环状部(26c)向不同方向分叉。

Description

转子及无刷电机
技术领域
本发明涉及无刷电机的转子。
背景技术
以往，电机被作为各种各样的装置、产品的驱动源来使用。例如，在包括打印机、复印机等办公设备、各种各样的家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力在内的动力源的用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，基于耐久性和电噪声的考虑，有时会采用无刷电机。
作为无刷电机的一种，已知有在转子中内置了永久磁体的内置磁体型(InteriorPermanent Magnet)。例如，有在转子轭中放射状地内置板状的多个磁体，并且以相邻磁体的同极在轭的周向上彼此相对这样的方式配置各磁体的电气设备(例如参照专利文献1的图2)。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特表2012-517209号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
作为在内置磁体型的无刷电机中提高旋转转矩的一种方法，有采用剩余磁通密度高的磁体的方案，但若在转子内部发生磁通短路，则在转子轭的外周部，平均磁通密度会下降。因此，在上述的电气设备中，在磁体附近形成了用于防止磁体两端部侧的磁通短路的、被称作Flux Barrier的提高了磁阻的贯通部。
然而，上述电气设备中的扇形的各转子磁极片在中心轴的周围环状的部分是连在一起的，仅是通过位于相邻的Flux Barrier间的一条较细的区域而被支承。因此，由于旋转时作用于转子磁极片的各种各样的力(离心力、磁力)，各转子磁极片会相对于正规的位置有所变位(振动)，故有可能发生旋转噪声或转子损坏等不希望的情况。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种实现高刚性、低噪声的无刷电机的技术。
〔用于解决课题的手段〕
本发明一个方案的转子具有转子芯和多个磁体。转子芯包括：被插入旋转轴的孔部的周围的环状部；从环状部起放射状地形成的多个磁极片；在相邻的磁极片彼此之间放射状地形成的多个磁体收容部；以及在环状部的外侧、在相邻的磁体收容部彼此之间的各区域形成的多个第1磁通阻挡部。磁体收容部在旋转轴侧的端部具有第2磁通阻挡部。磁体被以与相邻的其它磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在磁体收容部中；转子芯具有在第1磁通阻挡部与跟该第1磁通阻挡部相邻的2个第2磁通阻挡部之间所形成的2个磁路。2个磁路从磁极片的旋转轴侧的端部起朝着所述环状部向不同方向分叉。
根据该方案，利用第1磁通阻挡部及第2磁通阻挡部抑制了从磁体出来的磁通在转子芯内的短路，故适合作为高转矩的无刷电机的转子。此外，由于各磁极片被2个磁路支承，故磁极片相对于环状部的机械固定强度得到提高，能减少旋转时的磁极片的变位。另外，由于2个磁路从磁极片的旋转轴侧的端部起朝环状部向不同方向分叉，故针对作用于磁极片的方向不同的各种各样的外力，能减少磁极片的变位。
2个磁路可以相对于磁极片的中心线线对称地配置。由此，不论旋转方向为顺时针还是逆时针，支承磁极片的力都不变。
第1磁通阻挡部及第2磁通阻挡部可以被以如下方式构成：通过磁路的中心部的直线L1与磁极片的中心线L2所成的角度α大于0°，通过磁路的中心部的直线L1与包含磁体的旋转轴侧端面的平面P1所成的角度β大于10°。由此，能实现适当大小的第1磁通阻挡部及第2磁通阻挡部。
第2磁通阻挡部可以是沿旋转轴方向贯通的贯通部，具有磁体的径向的定位功能。第2磁通阻挡部的与磁体相邻区域的周向宽度可以比收容在磁体收容部中的磁体的周向宽度小。由此，能以简易的构成抑制磁通的短路。另外，无需为磁体的径向定位而将第2磁通阻挡部加工成特殊的形状。
第1磁通阻挡部可以是沿旋转轴方向贯通的贯通部。由此，能以简易的构成抑制磁通的短路。
磁极片可以与相邻的其它磁极片在外周部相分离。由此，能减少磁体的外周侧端面附近的磁通短路。
将磁极片的外周面的曲率半径记作R、将转子芯的最大外径记作L时，满足R<L/3。由此，能实现减少了转矩变动的、能进行顺滑的旋转的无刷电机。
可以具备配置有多个绕组的筒状的定子、被设在定子的中心部的上述转子、以及为定子的多个绕组供电的供电部。由此，能提高转子外周部的平均磁通密度，有助于电机转矩的提高。
另外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在部件、制造方法、系统等间变换后的方案，作为本发明的实施方式也是有效的。
〔发明效果〕
通过本发明，能实现高刚性、低噪声的无刷电机。
附图说明
图1是第1实施方式的无刷电机的整体立体图。
图2是第1实施方式的无刷电机的侧视图。
图3是第1实施方式的无刷电机的分解立体图。
图4的(a)是表示第1实施方式的转子芯的俯视图；图4的(b)是在图4的(a)中所示的转子芯中嵌入磁体后的状态的俯视图。
图5是用于说明第1实施方式的磁路的转子芯的俯视图。
图6是用于说明第2实施方式的磁路的转子芯的俯视图。
图7的(a)、图7的(b)是第3实施方式的转子芯的俯视图。
图8是用于说明第4实施方式的磁路的转子芯的俯视图。
图9是用于说明第4实施方式的磁路的要部放大图。
图10的(a)是构成第5实施方式的转子芯的一个板状部件的俯视图；图10的(b)是第5实施方式的转子芯的俯视图。
图11是用于说明层叠的2个板状部件的位置关系的图。
图12是第5实施方式的转子芯的立体图。
图13是用于说明转子中的角度α及角度β的优选范围的图。
〔标号说明〕
L1直线、P1平面、W1幅、L2中心线、W2幅、L3直线、10电机、12转子、14定子、16前盖、16a孔、16b凹部、18外壳本体、18a基部、18b凹部、19供电部、20旋转轴、22轴承、26转子芯、26a通孔、26b磁体收容部、26b1第2磁通阻挡部、26c环状部、26d磁极片、26e第1磁通阻挡部、26f磁路、26g外周部、28磁体、28a,28b主面、28c端面。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的构成只是例示，并非对本发明的范围进行任何限定。下面以内转子型的无刷电机为例进行说明。
[第1实施方式]
(无刷电机)
图1是第1实施方式的无刷电机的整体立体图。图2是第1实施方式的无刷电机的侧视图。图3是第1实施方式的无刷电机的分解立体图。
第1实施方式的无刷电机(以下有时也称作“电机”)10包括：具有磁体的圆柱状的转子12；在中央部具有配置转子12的空间的定子14；前盖16；外壳本体18；以及供电部19。
前盖16是板状的部件，在中央以能贯通旋转轴20的方式形成有孔16a，并且在孔16a附近形成有保持轴承22的凹部16b。并且，前盖16介由轴承22支承转子12的旋转轴20的一部分。此外，外壳本体18是圆筒状的部件，在基部18a的中央形成有保持轴承(未图示)的凹部18b。并且，外壳本体18介由轴承支承转子12的旋转轴20的另一部分。在第1实施方式中，前盖16及外壳本体18构成收容转子12及定子14的收容部件。
(转子)
图4的(a)是表示第1实施方式的转子芯的俯视图；图4的(b)是表示在图4的(a)所示的转子芯中嵌入磁体后的状态的俯视图。
转子12具有圆形的转子芯26和多个磁体28。在转子芯26的中心，形成有以插入的状态而固定旋转轴20的通孔26a。另外，转子芯26具有被插入旋转轴20的通孔26a周围的环状部26c、从环状部26c起放射状地形成的多个扇形的磁极片26d、在相邻的2个磁极片26d间放射状地形成的多个磁体收容部26b、以及在环状部26c的外侧所形成的多个第1磁通阻挡部26e。
磁体28被插入并固定在磁体收容部26b中。磁体28是与磁体收容部26b的形状对应的板状的部件。
然后，将这些部件按顺序组装。具体来说，将多个(14个)磁体28分别嵌入对应的磁体收容部26b，并在该转子芯26的通孔26a中插入旋转轴20。然后，将轴承22安装于旋转轴20。
(转子芯)
图4的(a)所示的转子芯26是将多个板状的部件层叠而成的。多个板状的部件分别是通过从无方向性电磁钢板(例如硅钢板)上利用压力加工、以图4的(a)所示那样的预定形状冲切而制作成的。此外，磁体收容部26b是以转子芯26的旋转轴为中心放射状地形成的。另外，也可以通过粉末压制成型来制作转子芯26。
磁体28如图4的(b)所示那样，以与相邻的其它磁体相同的磁极彼此在转子芯26的周向上相对的方式，被收容在磁体收容部26b中。即，磁体28被构成为：大致长方体的6个面中的表面积最大的2个主面28a、28b分别成为N极和S极。由此，从磁体28的主面28a出来的磁力线自2个磁体28之间的区域朝向转子芯26外。其结果，第1实施方式的转子12作为在其外周部具有交替各7极的N极和S极、共计14极的磁体来发挥功能。磁体28不限于图4的(b)所示的I字配置，也可以是所谓的V字配置。
另外，磁体28例如是粘结磁体或烧结磁体。粘结磁体是在橡胶或树脂等中掺入磁性材料后注射成形或压缩成型的磁体，无需后加工就能得到高精度的C面(斜面)或R面。另一方面，烧结磁体是将粉末状的磁性材料高温烧固而成的磁体，与粘结磁体相比更容易提高剩余磁通密度，但为得到高精度的C面或R面，多需要进行后加工。
第1实施方式的磁体收容部26b在旋转轴20(通孔26a)侧的端部具有第2磁通阻挡部26b1。前述的第1磁通阻挡部26e被形成在相邻的第2磁通阻挡部26b1之间。第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1被构成使得抑制从板状的磁体28出来的磁通(磁力线)在转子芯26内的短路。即，从磁体28的一个主面28a出来的磁力线被转子芯26的第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1抑制转子芯26内的短路。将这样的磁力线通过的区域称作磁路，磁路越狭长，磁阻越高，磁力线越难以通过。
(磁路)
图5是用于说明第1实施方式的磁路的转子芯的俯视图。第1实施方式的转子芯26具有第1磁通阻挡部26e、以及在第1磁通阻挡部26e与相邻的2个第2磁通阻挡部26b1之间所形成的2个磁路26f。2个磁路26f从磁极片26d的通孔26a侧的端部起朝着环状部26c向不同方向分叉(Y字状)。
由此，通过第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1，抑制了从磁体28出来的磁通在转子芯内的短路，故适合作为高转矩的无刷电机的转子。另外，由于各磁极片26d被2个磁路26f支承于环状部26c，故磁极片26d相对于环状部26c的机械固定强度得到提高，能减少转子旋转时的磁极片26d的变位。另外，2个磁路26f由于从磁极片26d的通孔26a侧的端部起朝着环状部26c向不同方向分叉，故针对作用于磁极片26d的方向不同的各种各样的外力(磁力、离心力等)，能更有效地减少磁极片26d的变位。
第1实施方式的2个磁路26f如图5所示那样以各自的长度方向相互不同的方式被形成。另外，2个磁路26f被相对于转子芯26的直径线对称地配置。由此，支承磁极片26d的力不会因转子12的旋转方向是顺时针或逆时针而改变。
第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1被构成为：通过磁路的中心部的直线L1与磁极片26d的中心线L2所成的角度α大于0°，且通过磁路的中心部的直线L1与包含磁体28的旋转轴(通孔26a)侧端面28c的平面P1所成的角度β大于10°。通过将角度α设定得大于0°、将角度β设定得大于10°，形成具有能抑制磁通短路的大小的第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1。在本实施方式的转子芯26中，角度α为约30°、角度β为约47°。
另外，角度α优选在15°以上，更优选30°以上。此外，角度β优选20°以上，更优选30°以上。由此，能实现可大幅度抑制磁通短路的大小的第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1。
第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1是沿旋转轴方向(纸面铅直方向)贯通的三角形的贯通部。由此，能以容易制造的简易的结构来抑制磁通的短路。第1磁通阻挡部26e可以是正三角形。此外，第1实施方式的第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1是充满了磁导率小的空气的中空区域，但也可以填充磁导率小的物质。此时，能提高转子芯26整体的强度。
第2磁通阻挡部26b1具有磁体28的径向的定位功能。具体来说，第2磁通阻挡部26b1的与板状磁体相邻的区域的周向宽度W1比收容于磁体收容部26b的磁体28的周向宽度W2小。由此，无需为了磁体28的径向的定位而将第2磁通阻挡部26b1作成特殊的形状。因此，通过压力加工冲切出构成转子芯26的板状的部件时的各部分的尺寸精度得到提高。
第1实施方式的磁极片26d的外周部26g与相邻的其它磁极片26d的外周部是相分离的。由此，能减少磁体28的外周侧端面附近的磁通短路。
此外，将扇形的磁极片26d的外周部26g的曲率半径记作R、将转子芯的最大外径记作L时，满足R<L/3。由此，能实现减少了转矩变动、且能进行顺滑的旋转的无刷电机。
另外，第1实施方式的电机10包括配置有多个绕组的筒状的定子14、被设在定子14的中央部的上述转子12、以及对定子14的多个绕组进行供电的供电部19。由此，能既提高转子外周部的平均磁通密度，又确保转子的机械强度，能实现转矩高、高刚性、低噪声的无刷电机。
另外，在第2磁通阻挡部26b1中，磁体28的端面28c与转子芯26的环状部26c的距离X1优选在0.5mm以上。
另外，若将磁极片26d的根部的最狭部的宽度记作W3、将各磁路26f的宽度记作W4，则优选第1磁通阻挡部26e及第2磁通阻挡部26b1以满足W3>2×W4的方式构成。由此，从磁体28的主面出来的磁力线更加难以通过磁路，能更加抑制磁通的短路。
[第2实施方式]
图6是用于说明第2实施方式的磁路的转子芯的俯视图。对于与第1实施方式的转子芯26同样的构成，标注同样的标号并适当省略其说明。
第2实施方式的转子芯30具有第1磁通阻挡部30e、以及在第1磁通阻挡部30e与相邻的2个第2磁通阻挡部30b1之间所形成的2个磁路30f。2个磁路30f从磁极片30d的通孔30a侧的端部起朝着环状部30c向不同方向分叉。
第2实施方式的转子芯30与第1实施方式的转子芯26相比，其主要区别点在于第1磁通阻挡部30e和第2磁通阻挡部30b1的大小、形状。在本实施方式的转子芯30中，角度α为约47°、角度β为约30°。
[第3实施方式]
图7的(a)、图7的(b)是第3实施方式的转子芯的俯视图。在图7的(a)所示的转子芯32中，第1磁通阻挡部32e及第2磁通阻挡部30b1都是四边形(等腰梯形)。此外，图7的(b)所示的转子芯34中，第1磁通阻挡部34e为圆形，第2磁通阻挡部34b1为半圆。在如转子芯34那样磁路34f的宽度并非一定时，也可以将通过磁路34f的中心部的直线L1定义为相对于通过第1磁通阻挡部34e与第2磁通阻挡部34b1最靠近的位置的直线L3垂直的直线。
[第4实施方式]
图8是用于说明第4实施方式的磁路的转子芯的俯视图。图9是用于说明第4实施方式的磁路的要部放大图。对于与第1实施方式的转子芯26同样的构成，标注相同的标号并适当省略说明。
第4实施方式的转子芯36具有第1磁通阻挡部36e、以及在第1磁通阻挡部36e与相邻的2个第2磁通阻挡部36b1之间所形成的2个磁路36f。2个磁路36f从磁极片36d的通孔36a侧的端部起朝着环状部36c向不同方向分叉。此外，第4实施方式的转子芯36的特征在于，磁路36f在中途是弯曲的。
在这样的情况下，所谓通过磁路36f的中心部的直线L1，可以如下这样定义。例如，可以将连接宽度W5的中点和宽度W6的中点的直线作为直线L1，所述宽度W5为第1磁通阻挡部36e的径向前端部36e1与第2磁通阻挡部36b1的磁体侧的周向端部36b2之间的宽度，所述宽度W6为第1磁通阻挡部36e的周向端部36e2与第2磁通阻挡部36b1的径向端部36b2之间的宽度。
[第5实施方式]
图10的(a)是构成第5实施方式的转子芯的一个板状部件的俯视图；图10的(b)是第5实施方式的转子芯的俯视图。图11是用于说明层叠的2个板状部件的位置关系的图。图12是第5实施方式的转子芯的立体图。
板状部件38的形状如图10的(a)所示那样并非单独构成2种磁通阻挡部或针对各磁极片分别构成2个磁路。具体来说，磁极片38a是以1个磁路38b来支承的。并且，如图11所示那样，相对于一个板状部件38，将另一个板状部件38错开1个磁极片量的旋转角度(在第5实施方式中为(360/14)°))地层叠，如此反复，并利用凸头铆接(ボスカシメ)等方法将各板状部件的磁极片相互机械固定，由此来构成转子芯40。
由此，如图10的(b)所示那样，从上面来看，一个磁极片38a看起来就像被2个磁路38b支承。这样，第5实施方式的转子芯40能既充分确保层叠后的磁极片38a相对于环状部38c的机械固定强度，又大大提高磁路38b的磁阻，大幅减少向转子内的漏磁通。
[角度α及角度β的优选范围]
图13是用于说明转子的角度α及角度β的优选范围的图。
图13的纵轴表示将转子的平均磁通密度及磁极片刚性的设计时的目标值(基准値)定为100％时的变化。例如，在第1实施方式的转子中，角度α为30°、角度β为47°，在第2实施方式的转子中，角度α为47°、角度β为30°。
只要角度α大于0°，磁极片的刚性的基准比率就在约97％以上，能确保足够的磁极片刚性。另外，只要角度β大于10°，转子外周部的平均磁通密度的基准比率就在约97％以上，能发挥充分的电机特性。
进而，若角度α在15°以上且角度β在20°以上，则磁极片的刚性和转子外周部的平均磁通密度各自的基准比率在约98.5％以上，能更高层级地兼顾磁极片的刚性和电机特性。
进而，若角度α在30°以上且角度β在30°以上，则磁极片的刚性的基准比率达到100％以上、转子外周部的平均磁通密度的基准比率几乎成为100％，在磁极片的刚性和电机特性方面，能提供更为优异、没有任何不足的电机。
此外，若角度α进一步增加、超过47°左右，则转子外周部的平均磁通密度的基准比率从几乎100％开始下降，若角度β进一步增加、也同样超过47°左右，则磁极片的刚性从100％开始下降。综上，各实施方式的转子优选角度α在30°～47°、角度β在30°～47°的范围的构成。
下面说明能优异地适用本发明的无刷电机的情况。本实施方式的无刷电机的外径为30～140mm左右，优选为35～80mm左右。另外，定子的槽(齿)数例如为12。磁体的数量优选10或14。另外，磁体的磁力(磁能积)在8MGOe以上、优选10MGOe以上、更优选30MGOe以上。转子的直径优选20～70mm左右。另外，上述各磁路的宽度尺寸比构成转子芯的一个板状部件的厚度(0.35～0.5mm左右)要大。
以上参照上述各实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述的各实施方式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的方案，也包含在本发明范围内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式中的组合和处理顺序，或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种转子，其特征在于，包括：
转子芯，和
14个磁体；
其中，所述转子芯包括：
被插入旋转轴的孔部的周围的环状部，
从所述环状部起放射状地形成的14个磁极片，
在相邻的所述磁极片彼此之间放射状地形成的14个磁体收容部，以及
仅仅在所述环状部的外侧、在相邻的所述磁体收容部彼此之间的各区域形成的14个第1磁通阻挡部；
所述磁体收容部在旋转轴侧的端部具有第2磁通阻挡部；
所述磁体被以与相邻的其它磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在所述磁体收容部中；
所述第1磁通阻挡部仅仅形成在相邻的所述第2磁通阻挡部彼此之间；
所述转子芯具有在所述第1磁通阻挡部与跟该第1磁通阻挡部相邻的2个所述第2磁通阻挡部之间所形成的2个磁路；
所述2个磁路从所述磁极片的旋转轴侧的端部起朝着所述环状部向不同方向分叉；
所述第1磁通阻挡部及所述第2磁通阻挡部被以如下方式构成：
通过所述磁路的中心部的直线L1与所述磁极片的中心线L2所成的角度α在30°～47°的范围内，
通过所述磁路的中心部的直线L1与包含所述磁体的旋转轴侧端面的平面P1所成的角度β在30°～47°的范围内；
将所述磁极片的外周面的曲率半径记作R、将所述转子芯的最大外径记作L时，满足R<L/3，
将所述磁极片的最狭部的宽度记作W3、将所述磁路的宽度记作W4时，以满足W3>2×W4的方式构成。
2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述2个磁路被相对于磁极片的中心线线对称地配置。
3.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，
所述第2磁通阻挡部是沿旋转轴方向贯通的贯通部，具有所述磁体的径向的定位功能；
所述第2磁通阻挡部的与所述磁体相邻的区域的周向宽度比被收容在所述磁体收容部中的所述磁体的周向宽度小。
4.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，
所述第1磁通阻挡部是沿旋转轴方向贯通的贯通部。
5.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，
所述磁极片与相邻的其它磁极片在外周部是分离的。
6.如权利要求3所述的转子，其特征在于，
所述第1磁通阻挡部是沿旋转轴方向贯通的贯通部。
7.如权利要求3所述的转子，其特征在于，
所述磁极片与相邻的其它磁极片在外周部是分离的。
8.如权利要求4所述的转子，其特征在于，
所述磁极片与相邻的其它磁极片在外周部是分离的。
9.一种无刷电机，其特征在于，包括：
配置有多个绕组的筒状的定子，
被设在所述定子的中心部的权利要求1或2所述的转子，以及为所述定子的多个绕组供电的供电部。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10205359B2 (en) 2013-11-18 2019-02-12 Steering Solutions Ip Holding Corporation Low cost permanent magnet motor for an electric power steering system
US9979243B2 (en) * 2014-11-18 2018-05-22 Steering Solutions Ip Holding Corporation Low cost injection molded buried permanent magnet motor for an electric power steering system
JP6449110B2 (ja) * 2015-06-15 2019-01-09 マブチモーター株式会社 ロータ、モータおよびロータの製造方法
US10794780B2 (en) * 2015-10-08 2020-10-06 Steering Solutions Ip Holding Corporation Magnetic support structure of a torque sensor assembly including a central hub and a plurality of spoke segments extending radially outwardly from the central hub
JP6630123B2 (ja) * 2015-11-12 2020-01-15 株式会社三井ハイテック 積層鉄心及びその製造方法
CN105490414A (zh) * 2015-12-25 2016-04-13 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 永磁转子及永磁电机
CN105490415A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 永磁转子及永磁电机
GB2546482B (en) * 2016-01-14 2019-07-10 Jaguar Land Rover Ltd Electric machine apparatus
FR3049406B1 (fr) 2016-03-25 2018-03-16 Valeo Equipements Electriques Moteur Machine electrique tournante ayant une configuration minimisant les ondulations de couple
KR102268571B1 (ko) * 2016-04-29 2021-06-24 삼성전자주식회사 공기조화기용 팬 모터
CN106169854A (zh) * 2016-07-13 2016-11-30 深圳拓邦股份有限公司 手持型电动工具及三相无刷电机
CN109643921B (zh) * 2016-09-05 2020-10-27 三菱电机株式会社 旋转电机
EP3306795A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-11 Huangshi Dongbei Electrical Appliance Co., Ltd. Rotor for a brushless motor
CN108768025A (zh) * 2018-08-15 2018-11-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108768028A (zh) * 2018-08-15 2018-11-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108768029B (zh) * 2018-08-15 2020-07-28 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108768027A (zh) * 2018-08-15 2018-11-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108923559A (zh) * 2018-08-15 2018-11-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108768026A (zh) * 2018-08-15 2018-11-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
CN108923558A (zh) * 2018-08-15 2018-11-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子和永磁电机
JP7192431B2 (ja) * 2018-11-20 2022-12-20 日本電産株式会社 ロータおよびモータ
JP2020088987A (ja) * 2018-11-20 2020-06-04 日本電産株式会社 ロータおよびモータ
DE112019005868T5 (de) 2018-11-26 2021-09-02 Minebea Mitsumi Inc. Rotor und den rotor verwendender motor sowie elektronische maschine
FR3105634B1 (fr) * 2019-12-19 2021-11-19 Valeo Equip Electr Moteur Machine électrique tournante ayant un ratio de dimensions minimisant le bruit
JP7435142B2 (ja) 2020-03-26 2024-02-21 株式会社アイシン モータ、アクチュエータ、及びモータに備えられるロータの製造方法
CN111668951B (zh) * 2020-05-13 2021-12-21 东风博泽汽车系统有限公司 一种转子铁芯结构
JP2022067542A (ja) 2020-10-20 2022-05-06 ミネベアミツミ株式会社 ロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器
JP2023027457A (ja) * 2021-08-17 2023-03-02 ミネベアミツミ株式会社 ロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器
CN113922628B (zh) * 2021-10-13 2022-12-02 珠海格力电器股份有限公司 一种电机定转子结构和电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000197292A (ja) * 1998-10-21 2000-07-14 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
CN102308455A (zh) * 2009-02-06 2012-01-04 罗伯特·博世有限公司 同步机
CN102449881A (zh) * 2009-05-28 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 电机
DE102012219003A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Robert Bosch Gmbh Läuferanordnung für eine rotatorische elektrische Maschine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2645364B1 (fr) * 1989-04-04 1996-01-26 Banon Louis Machine polyphasee synchrone a aimants permanents
US6891299B2 (en) * 2000-05-03 2005-05-10 Moteurs Leroy-Somer Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth
CN100426627C (zh) * 2003-01-15 2008-10-15 三菱电机株式会社 永磁式电动机
JP4715291B2 (ja) * 2005-05-02 2011-07-06 日産自動車株式会社 電動機
US7772735B2 (en) * 2006-04-19 2010-08-10 Asmo Co., Ltd. Embedded magnet type rotating electric machine
US7800272B2 (en) * 2007-11-28 2010-09-21 Asmo Co., Ltd. Embedded magnet motor and manufacturing method of the same
CN101447705B (zh) * 2007-11-28 2012-11-07 阿斯莫有限公司 埋入磁铁型电动机及其制造方法
JP2009153299A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Calsonic Kansei Corp モータ装置
US7911104B2 (en) * 2009-03-10 2011-03-22 Drs Power Technology, Inc. Pole retention configuration for electric machine rotors
US8018110B2 (en) * 2009-04-30 2011-09-13 General Electric Company High speed internal permanent magnet machine and method of manufacturing the same
EP2478615B1 (en) * 2009-09-18 2019-09-04 BRUSA Elektronik AG Permanent magnet exited synchronous machine with embedded magnets
CN102931795B (zh) * 2011-08-11 2014-11-12 中山大洋电机制造有限公司 一种电机结构
CN202221930U (zh) * 2011-08-11 2012-05-16 中山大洋电机制造有限公司 一种电机永磁转子结构
EP2568578A3 (en) * 2011-09-07 2017-12-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Motor and washing machine having the same
KR101949198B1 (ko) * 2011-09-08 2019-02-20 삼성전자주식회사 모터와 이를 가지는 세탁기
KR101931356B1 (ko) * 2012-01-19 2018-12-24 삼성전자주식회사 모터와 그 로터
KR101880097B1 (ko) * 2012-01-19 2018-07-23 삼성전자주식회사 모터와 그 로터
JP6019875B2 (ja) * 2012-07-23 2016-11-02 株式会社ジェイテクト 回転電機
US9882440B2 (en) * 2012-10-15 2018-01-30 Regal Beloit America, Inc. Radially embedded permanent magnet rotor and methods thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000197292A (ja) * 1998-10-21 2000-07-14 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
CN102308455A (zh) * 2009-02-06 2012-01-04 罗伯特·博世有限公司 同步机
CN102449881A (zh) * 2009-05-28 2012-05-09 罗伯特·博世有限公司 电机
DE102012219003A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Robert Bosch Gmbh Läuferanordnung für eine rotatorische elektrische Maschine

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JP2015211623A (ja) 2015-11-24
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