CN217183053U - 转子及马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够降低齿槽转矩的转子及马达。转子(RT)具有10处磁体部(MG)和转子铁芯(60)。10处磁体部在上下延伸的中心轴线(AX)的周围沿周向排列。转子铁芯具有多个磁极部(61)。各个磁体部收纳于磁体配置部(SP1)。磁体配置部设置在相邻的磁极部之间。磁极部的径向外侧面(62)具有圆弧部(622)和周部(624)。圆弧部具有以中心轴线(AX)为中心的曲率半径。周部从圆弧部的周向(CD)端部延伸。周部是曲率半径与圆弧部不同的弧，或是直线状。将圆弧部的宽度设为A。将周部的宽度设为B。由A/(A+B×2)示出的比率(R)为0.34以上且0.42以下，或者为0.64以上且0.8以下。

Description

转子及马达

技术领域

本实用新型涉及转子及马达。

背景技术

以往的永磁体励磁型转子具备层叠铁芯和永磁体(例如，专利文献1)。层叠铁芯的连接部和磁极部形成为一体。连接部是包围旋转轴的环状。磁极部是数量与极数对应的扇形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-156496号公报

但是，专利文献1所记载的永磁体励磁型转子存在齿槽转矩变大的可能性。通过使转子与定子的距离远离，能够降低齿槽转矩，但通过使转子与定子的距离远离，马达转矩有可能下降。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低齿槽转矩的转子及马达。

本实用新型的示例性转子具有10处磁体部和转子铁芯。10处所述磁体部在上下延伸的中心轴线的周围沿周向排列。所述转子铁芯由磁性体构成。所述转子铁芯具有多个磁极部。各所述磁体部收纳于磁体配置部。所述磁体配置部设置在相邻的磁极部之间。所述磁极部的径向外侧面具有圆弧部和周部。所述圆弧部具有以所述中心轴线为中心的曲率半径。所述周部从所述圆弧部的周向端部延伸。所述周部是曲率半径与所述圆弧部不同的弧，或是直线状。将所述圆弧部的宽度设为A。将所述周部的宽度设为B。由A/(A+B×2)示出的比率为0.34以上且0.42以下，或者为0.64以上且0.8以下。

根据本实用新型的一示例性实施方式，所述比率为0.64以上且0.8以下。

根据本实用新型的一示例性实施方式，所述磁体部的材料是铁素体(日语：フェライト)材料。

本实用新型的示例性马达包括如上所述的转子和定子。所述定子配置在所述转子的径向外侧。所述定子具有铁芯背部和多个极齿部。所述铁芯背部以所述中心轴线为中心沿周向排列成环状。多个所述极齿部分别从多个所述铁芯背部向径向内侧延伸。所述极齿部的径向内侧最端部与所述圆弧部的径向外侧最端部之间的距离为0.4mm以上且0.5mm以下。

本实用新型的示例性转子具有8处磁体部和转子铁芯。所述8处磁体部在上下延伸的中心轴线的周围沿周向排列。所述转子铁芯由磁性体构成。所述转子铁芯具有多个磁极部。各所述磁体部收纳于磁体配置部。所述磁体配置部设置在相邻的磁极部之间。所述磁极部的径向外侧面具有圆弧部和周部。所述圆弧部具有以所述中心轴线为中心的曲率半径。所述周部从所述圆弧部的周向端部延伸。所述周部是曲率半径与所述圆弧部不同的弧，或是直线状。将所述圆弧部的宽度设为A。将所述周部的宽度设为B。由A/(A+B×2)示出的比率为0.34以上且0.44以下，或者为0.66以上且0.9以下。

根据本实用新型的一示例性实施方式，所述比率为0.66以上且0.9以下。

根据本实用新型的一示例性实施方式，所述磁体部的材料是铁素体材料。

(实用新型效果)

根据示例性的本实用新型，能够降低齿槽转矩。

附图说明

图1是示出具有本实用新型一实施方式的转子的马达的结构的剖视图。

图2A是示出本实用新型一实施方式的转子及定子的俯视图。

图2B是图2A的放大图。

图3是示出比率与齿槽效应改善率及感应电压上升率的关系的模拟结果的图。

图4是示出比率与齿槽效应改善率及感应电压上升率的关系的模拟结果的图。

图5是示出变更距离G时的齿槽效应改善率的模拟结果的图。

(符号说明)

60 转子铁芯

61 磁极部

62 径向外侧面

72 铁芯背部

74 极齿部

622 圆弧部

624 周部

626 径向外侧最端部

742 径向R内侧最端部

AX 中心轴线

CD 周向

G 距离

MG 磁体部

MT 马达

R 比率

RD 径向

RT 转子

SP1 磁体配置部

ST 定子

具体实施方式

以下将参考附图说明本实用新型的示例性实施方式。另外，在图中，对相同或相当的部分标注相同的参照符号而不重复说明。在本说明书中，为了方便，有时将马达的中心轴线AX(参照图1)的方向作为上下方向进行说明。图中，为了容易理解，适当记载三维直角坐标系的X轴、Y轴及Z轴。Z轴的正方向示出上方向，Z轴的负方向示出下方向。但是，上下方向、上方向以及下方向是为了便于说明而确定的，不需要与铅垂方向一致。另外，只不过是为了便于说明而定义了上下方向，并不限定本实用新型的马达的使用时及组装时的朝向。而且，将与马达的中心轴线AX平行的方向仅记载为“轴向AD”，将以马达的中心轴线AX为中心的径向及周向仅记载为“径向RD”及“周向CD”。另外，“俯视”示出从轴向AD观察对象物。另外，在本说明书中，“平行的方向”也包括大致平行的方向。另外，“轴向AD上方”能够记载为“轴向AD一侧”，“轴向AD下方”能够记载为“轴向AD另一侧”。

参照图1～图2B说明本实用新型实施方式的马达MT。图1是示出具有本实用新型一实施方式的转子的马达MT的结构的剖视图。图1所示的马达MT具有10极或8极，并且是12槽的三相马达。三相马达例如是三相无刷马达。

如图1所示，马达MT具有转子RT、定子ST、旋转轴SH、第一罩部件1、第一轴承11、第二罩部件2、第二轴承21、基板SB和壳体CS。

转子RT以沿上下方向延伸的中心轴线AX为中心配置。即，作为一例，马达MT是内转子型马达。转子RT绕中心轴线AX旋转。转子RT配置在定子ST的径向RD内侧。

转子RT具有磁体部MG和转子铁芯60。磁体部MG例如是永磁体。例如，转子RT既可以具有大致环状的单个磁体部MG，也可以具有沿周向CD排列的多个磁体部MG。“大致环状”例如是“大致圆环状”。磁体部MG的极数为“10”或“8”。

转子铁芯60例如由电磁钢板沿轴向AD层叠而成的层叠钢板构成。多个磁体部MG配置在转子铁芯60的内部。在本实施方式中，是辐条型转子。

旋转轴SH以中心轴线AX为中心配置。旋转轴SH为大致柱状。旋转轴SH固定在转子铁芯60上。因此，旋转轴SH以中心轴线AX为中心与转子RT一起旋转。

第一罩部件1配置在马达MT的轴向AD上侧部分。第一罩部件1具有圆筒形状的第一轴承保持部12和形成在第一轴承保持部12的中央的贯穿孔。第一轴承保持部12保持第一轴承11。旋转轴SH贯通贯穿孔。第一轴承11可旋转地支撑旋转轴SH。第一轴承11例如是滚动轴承。

第二罩部件2配置在马达MT的轴向AD下侧部分。第二罩部件2具有圆筒形状的第二轴承保持部22。第二轴承保持部22保持第二轴承21。第二轴承21可旋转地支撑旋转轴SH。第二轴承21例如是滚动轴承。第一罩部件1及第二罩部件2固定于壳体CS。

定子ST以沿上下方向延伸的中心轴线AX为中心配置。定子ST在径向RD上与磁体部MG相对。定子ST具有定子铁芯7、绝缘体4、三相的绕组组5。具体而言，定子ST具有U相绕组组5U、V相绕组组5V和W相绕组组5W作为三相绕组组5。

基板SB为大致平板状。基板SB相对于轴向AD大致正交。基板SB是印刷有配线的印刷基板，装设各种电子部件。基板SB与定子ST的至少一部分及转子RT的至少一部分在轴向AD上相对，且大致水平地配置。

壳体CS收纳转子RT的至少一部分和定子ST。具体而言，壳体CS具有朝向轴向AD上方开放的开口。壳体CS为大致有底筒状，是热固性树脂制的部件。“大致有底筒状”例如是“大致有底圆筒状”。壳体CS通过使树脂流入到插入有定子ST的模具的内部而得到。即，壳体CS是对定子ST进行嵌件的树脂成型品。因此，定子ST由壳体CS固定。第二轴承保持部22固定于壳体CS的轴向AD底部。

在本实施方式中，壳体CS至少用树脂覆盖定子铁芯7的径向RD的外表面。另一方面，定子铁芯7的至少径向RD的内表面从壳体CS露出。另外，壳体CS收纳转子RT的至少一部分。

第一罩部件1为大致板状。更详细地说，是“大致圆盘状”。第一罩部件1例如是金属制的。第一罩部件1覆盖壳体CS的轴向AD上方的开口。并且，第一罩部件1固定于壳体CS。作为一例，壳体CS和第一轴承保持部12构成为单个部件。

绝缘体4覆盖定子铁芯7的至少一部分。作为一例，绝缘体4围绕中心轴线AX配置，为大致环状。“大致环状”例如是“大致圆环状”。绝缘体4是电绝缘体。绝缘体4可以由单个部件构成，也可以由多个独立部件构成。例如，绝缘体4是对定子ST进行嵌件的树脂成型品。另外，绝缘体4也可以是相对于定子铁芯7另外安装的结构。

接着，参照图1、图2A及图2B对转子RT及定子ST进一步进行说明。图2A是示出本实用新型一实施方式的转子RT及定子ST的俯视图。图2B是图2A的放大图。

如图2A所示，转子RT具有10处磁体部MG和转子铁芯60。10处磁体部MG在中心轴线AX的周围沿周向CD排列。中心轴线AX上下延伸。

转子铁芯60由磁性体构成。

转子铁芯60具有多个磁极部61。在本实施方式中，转子铁芯60具有10个磁极部61。磁极部61例如为扇形形状。各个磁体部MG收纳于磁体配置部SP1。磁体配置部SP1设置在相邻的磁极部61之间。磁体部MG的材料是铁素体材料。

定子ST配置在转子RT的径向RD外侧。定子ST具有多个铁芯背部72和多个极齿部74。在本实施方式中，定子ST具有定子铁芯7，定子铁芯7具有多个铁芯背部72和多个极齿部74。在本实施方式中，定子ST具有12个铁芯背部72和12个极齿部74。多个铁芯背部72以中心轴线AX为中心沿周向CD排列成环状。多个极齿部74分别从多个铁芯背部72向径向RD内侧延伸。在本实施方式中，是多个铁芯背部72沿周向配置的结构，但也可以取而代之，由单个圆形的铁芯背部72构成。

如图2B所示，磁极部61的径向外侧面62具有圆弧部622和两个周部624。圆弧部622具有以中心轴线AX为中心的曲率半径。周部624从圆弧部622的周向CD端部延伸。在本实施方式中，周部624是曲率半径与圆弧部622不同的弧。另外，周部624也可以是直线状。

接着，参照图2B及图3，对12槽、10极的马达MT的情况下的磁极部61的优选尺寸进行说明。在图2B中，A示出圆弧部622的宽度，B示出周部624的宽度。图3是示出比率R与齿槽效应改善率及感应电压上升率的关系的模拟结果的图。详细地说，图3示出如图2A所示的12槽、10极的马达MT的模拟结果。在图3中，横轴示出比率R，纵轴示出齿槽效应改善率和感应电压上升率。比率R是在将圆弧部622的宽度设为A、将周部624的宽度设为B时用A/(A+B×2)示出的值。齿槽效应改善率示出以齿槽效应的计算结果的中央值为基准时的改善率。感应电压上升率示出以比率R为0.2的值为基准时的感应电压的上升率。

如图3所示，当比率R为0.2以上且0.22以下、0.34以上且0.42以下、0.64以上且0.8以下以及0.9以上且0.94以下时，齿槽转矩得到改善。在10极的情况下，比率R优选为0.34以上且0.42以下或者0.64以上且0.8以下。在比率R为0.34以上且0.42以下或者0.64以上且0.8以下的情况下，能够降低齿槽转矩。比率R更优选为0.64以上且0.8以下。在比率R为0.64以上且0.8以下的情况下，能够提高感应电压。因此，能够在降低齿槽转矩的同时，使用马达转矩较高的值。另外，磁体部MG的材料优选为铁素体材料。在使用廉价的铁素体材料作为磁体部MG的材料时，能够应用于齿槽转矩和马达转矩最佳的转子RT。

接着，参照图4，对12槽、8极的马达MT的情况下的磁极部61的优选尺寸进行说明。图4是示出比率R与齿槽效应改善率及感应电压上升率的关系的模拟结果的图。详细地说，图4示出12槽、8极的马达MT的模拟结果。详细地说，用于模拟的马达MT具有8处磁体部MG和转子铁芯60。8处磁体部MG在中心轴线AX的周围沿周向CD排列。中心轴线AX上下延伸。

另外，与参照图1～图2B说明的马达MT同样，转子铁芯60具有多个磁极部61。各个磁体部MG收纳于磁体配置部SP1。磁体配置部SP1设置在相邻的磁极部61之间。磁体部MG的材料是铁素体材料。磁极部61的径向外侧面62具有圆弧部622和两个周部624。圆弧部622具有以中心轴线AX为中心的曲率半径。周部624从圆弧部622的周向CD端部延伸。在本实施方式中，周部624是曲率半径与圆弧部622不同的弧。另外，周部624也可以是直线状。

在图4中，横轴示出比率R，纵轴示出齿槽效应改善率和感应电压上升率。比率R是在将圆弧部622的宽度设为A、将周部624的宽度设为B时用A/(A+B×2)示出的值。齿槽效应改善率示出以齿槽效应的计算结果的中央值为基准时的改善率。感应电压上升率示出以比率R为0.2的值为基准时的感应电压的上升率。

如图4所示，当比率R为0.34以上且0.44以下、0.66以上且0.9以下时，齿槽转矩得到改善。在8极的情况下，比率R优选为0.34以上且0.44以下或者0.66以上且0.9以下。在比率R为0.34以上且0.44以下或者0.66以上且0.9以下的情况下，能够降低齿槽转矩。比率R更优选为0.66以上且0.9以下。在比率R为0.66以上且0.9以下的情况下，能够提高感应电压。因此，能够在降低齿槽转矩的同时，使用马达转矩较高的值。另外，磁体部MG的材料优选为铁素体材料。在使用廉价的铁素体材料作为磁体部MG的材料时，能够应用于齿槽转矩和马达转矩最佳的转子RT。

接着，参照图2B及图5，对变更距离G(gap)时的齿槽效应改善率进行说明。图5是示出变更距离G时的齿槽效应改善率的模拟结果的图。详细地说，图5示出在12槽、10极的马达MT中变更距离G时的齿槽效应改善率的模拟结果。在图2B中，距离G示出极齿部74的径向RD内侧最端部742与圆弧部622的径向RD外侧最端部626之间的距离。

在图5中，横轴示出比率R，纵轴示出齿槽效应改善率。比率R是在将圆弧部622的宽度设为A、将周部624的宽度设为B时用A/(A+B×2)示出的值。齿槽效应改善率示出以每个距离G的各个齿槽的计算结果的中央值为基准时的改善率。图5示出了距离G为0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm和0.50mm的模拟结果。

如图5所示，在10极的情况下，比率R为0.64以上且0.8以下，距离G为0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm及0.50mm中的任一个都改善了齿槽转矩。在10极的情况下，距离G优选为0.4mm以上且0.5mm以下。在距离G为0.4mm且以上0.5mm以下的情况下，比率R为0.64以上且0.8以下时能够降低齿槽转矩。在距离G为0.4mm以上且0.5mm以下的范围外的情况下，若减小距离G，则转子和定子有可能因旋转时的振动而接触，若增大距离G，则导致转矩的降低。

以上参照附图(图1～图5)对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型并不限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够以各种方式实施。附图为了容易理解，以各个构成要素为主体示意性地示出，图示的各构成要素的厚度、长度、个数等根据附图制作的情况而与实际不同。另外，上述实施方式所示的各构成要素的材质、形状、尺寸等只是一例，没有特别限定，在实质上不脱离本实用新型效果的范围内可以进行各种变更。

本实用新型可应用于例如转子和马达。

Claims (5)

1.一种转子，其特征在于，具有：

在上下延伸的中心轴线的周围沿周向排列的10处磁体部；以及

由磁性体构成的转子铁芯，

所述转子铁芯具有多个磁极部，

各个所述磁体部收纳于设置在相邻的磁极部之间的磁体配置部，

所述磁极部的径向外侧面具有：

圆弧部，该圆弧部具有以所述中心轴线为中心的曲率半径；以及

周部，该周部从所述圆弧部的周向端部延伸，且是曲率半径与所述圆弧部不同的弧，或是直线状，

将所述圆弧部的宽度设为A，将所述周部的宽度设为B，

由A/(A+B×2)示出的比率为0.34以上且0.42以下，或者为0.64以上且0.8以下。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，

所述磁体部的材料为铁素体材料。

3.一种马达，其特征在于，具有：

权利要求1或2所述的转子；以及

配置在所述转子的径向外侧的定子，

所述定子具有：

以所述中心轴线为中心沿周向排列成环状的铁芯背部；以及

分别从所述铁芯背部向径向内侧延伸的多个极齿部，

所述极齿部的径向内侧最端部与所述圆弧部的径向外侧最端部之间的距离为0.4mm以上且0.5mm以下。

4.一种转子，其特征在于，具有：

在上下延伸的中心轴线的周围沿周向排列的8处磁体部；以及

由磁性体构成的转子铁芯，

所述转子铁芯具有多个磁极部，

各个所述磁体部收纳于设置在相邻的磁极部之间的磁体配置部，

所述磁极部的径向外侧面具有：

圆弧部，该圆弧部具有以所述中心轴线为中心的曲率半径；以及

周部，该周部从所述圆弧部的周向端部延伸，且是曲率半径与所述圆弧部不同的弧，或是直线状，

将所述圆弧部的宽度设为A，将所述周部的宽度设为B，

由A/(A+B×2)示出的比率为0.34以上且0.44以下，或者为0.66以上且0.9以下。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，

所述磁体部的材料为铁素体材料。

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